アスベスト溶融装置
【課題】化石燃料を使用せず環境面においても好ましいアスベスト溶融装置を提供する。
【解決手段】ビームダウン型の集光装置を利用したので、その集光位置に設けられた加熱炉用にアスベストを投入し、太陽熱によりアスベストを溶融させるため、大量の化石燃料を利用したエネルギーを必要とせず、二酸化炭素も発生させないので環境面においても好ましい。
【解決手段】ビームダウン型の集光装置を利用したので、その集光位置に設けられた加熱炉用にアスベストを投入し、太陽熱によりアスベストを溶融させるため、大量の化石燃料を利用したエネルギーを必要とせず、二酸化炭素も発生させないので環境面においても好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽熱を利用したアスベスト溶融装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アスベスト（石綿）は、耐熱性，絶縁性などに優れており、工業材料や建築材料として古くから多くの分野で利用されている。しかし、人体に有害であることが問題視され、土中に埋めるのではなく溶融手段によって無害化する処理法が種々提案されている。
【０００３】
アスベストは解体現場などにおいて周囲に飛散しないようにプラスチック製の二重袋に密封され、それを高温（１５００℃程度）で溶解することにより無害化できることが知られている。
【０００４】
溶融手段としては、袋詰めされたアスベストを横型炉に装入し、該炉に設けられたバーナにより溶融し、湯溜り部にスラグ浴を形成するとともに、アスベストをスラグ浴に投入して、スラグ浴中に溶解することにより、アスベストを無害化する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０１５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、大量の化石燃料（天然ガス）を燃焼させるため、長期において大量のエネルギーを必要とすると共に、ガスを燃焼させたことにより生じる二酸化炭素も環境面で問題となる。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術の課題に着目してなされたものであり、化石燃料を使用せず、環境面においても好ましいアスベスト溶融装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、地上よりも高い位置に設置され、下面に反射面を有するセンターミラーと、前記センターミラーの周囲の地上領域に設置され、太陽光を前記センターミラーに反射する複数のヘリオスタットと、前記センターミラーで反射された太陽光が集光する地上位置に設置された上部開口型の加熱炉とを備えた構造で、該加熱炉内にアスベストを投入して太陽熱により溶解させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記センターミラーは、断面が楕円に合致した湾曲面を有し、かつ、下方に第１焦点と第２焦点を持つものであり、上部開口よりも下部開口の方が小さく且つ内面が鏡面とされた筒型集光鏡を、前記上部開口の中心と前記第２焦点とを略一致させた状態で設置し、前記加熱炉は、筒型集光鏡の下部開口内に設置されており、前記ヘリオスタットは、反射光が前記第１焦点へ向かうように制御されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記ヘリオスタットは、日中の太陽方位の第１焦点をはさんだ対角となる範囲に収まるように設置されており、前記センターミラーは、前記ヘリオスタットからの反射光が当たらない部分が切欠かれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、ビームダウン型の集光装置を利用したもので、その集光位置に設けられた加熱炉内にアスベストを投入し、太陽熱によりアスベストを溶融させるため、大量の化石燃料を利用したエネルギーを必要とせず、二酸化炭素も発生させないので、環境面においても好ましい。ビームダウン型の集光装置の場合は、ヘリオスタットの数を増すことにより、集光できる太陽熱の量を自由に設定できるため、溶融処理するアスベストの量に応じて、アスベスト溶融装置全体の規模を設定することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、センターミラーは断面が楕円に合致した湾曲面を有した形状であって、ヘリオスタットで反射した太陽光がセンターミラーの第１焦点を通過すれば、その太陽光は幾何光学的に必ず第２焦点に集光する。そのため、ヘリオスタットは反射光が常に第１焦点へ向かうように制御すれば良く、ヘリオスタットの制御が容易である。また、第２焦点の周囲に筒型集光鏡が設けられているため、第２焦点から外れた太陽光を筒型集光鏡の内面で反射して確実に加熱炉に導くことができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、センターミラーにおいてヘリオスタットからの反射光が当たらない部分を切り欠いているため、センターミラーの小型化を図ることができ、センターミラーの設置作業が容易になる。また、ヘリオスタットは日中の太陽方位の対角となる範囲に収まるように設置されているため、全周に配置する場合よりもヘリオスタットの数は減るものの、太陽光の入射方向と反射方向の関係によりエネルギーのロスが大きくなる領域のヘリオスタットが省略されただけなので、集光装置全体のエネルギーのロスはそれほど大きくなく、減った分のヘリオスタットのコスト削減を考慮すると、結果的に太陽光の利用効率及びコストの面で有利な構造となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】アスベスト溶融装置を示す斜視図。
【図２】アスベスト溶融装置を示す平面図。
【図３】アスベスト溶融装置を示す一部断面の側面図。
【図４】アスベストが溶融する前の状態を示す加熱炉の断面図。
【図５】アスベストが溶融した後の状態を示す加熱炉の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図５は、本発明の好適な実施形態を示す図である。この実施形態では、小型のパイロットプラント級の集光装置を利用したアスベスト溶融装置を例に説明する。また東西南北の方向性は日本のように北半球の中緯度の地域を例にして説明する。
【００１６】
図１はビームダウン型の集光装置を示している。中心にはセンターミラー１が３本のタワー１ａにより地面から約２０ｍの高さに支持されている。センターミラー１の表面形状は仮想的な回転楕円体の一部をなし、北側の角度１２０度の範囲が切欠かれた形状をしている。センターミラー１は縦断面が楕円に合致した湾曲面を有し、その中心を上下に貫通する中心軸Ｇ上に第１焦点Ａ（上側）と第２焦点Ｂ（下側）が存在している。
【００１７】
第２焦点Ｂには筒型集光鏡３が設置されている。筒型集光鏡３は上部開口よりも下部開口が狭い概略テーパー筒形状で、内面は鏡面になっている。筒型集光鏡３の下側には上部開口型の加熱炉４が設けられている。
【００１８】
センターミラー１の北側から東西両側にかけて角度２４０度の範囲内に多数のヘリオスタット５が放射状に設置されている（図２参照）。ヘリオスタット５が配置されている範囲は、平面視で日中の前記第１焦点Ａをはさんだ太陽方位の対角となる範囲で、センターミラー１の南側領域にはヘリオスタット５は配置されていない。
【００１９】
全てのヘリオスタット５は太陽Ｓを追尾しながら、太陽光Ｌを常にセンターミラー１の第１焦点Ａに向けて反射するように駆動する。
【００２０】
ヘリオスタット５で反射された太陽光Ｌは所定の太さを有する光束で、第１焦点Ａを通過する時に最も細くなり、第１焦点Ａを通過してから多少拡散しながらセンターミラー１で反射されて第２焦点Ｂに向かう。第２焦点Ｂには筒型集光鏡３が設けられているため、第２焦点Ｂから多少ずれた太陽光Ｌも加熱炉４に導くことができる。
【００２１】
加熱炉４内に袋詰めされたアスベスト８を投入する場合は、まず全体制御システムにより、ヘリオスタット５を第１焦点Ａから外して、任意の空中位置に設定されたニュートラル位置に集光させる。このようにすることにより、太陽光Ｌが加熱炉４へ向かわない。
【００２２】
筒型集光鏡３は上方に移動可能で、太陽光Ｌを外した状態で、上方移動させる。そして、加熱炉４の上部開口から袋詰めされたアスベスト８を投入する。その後、筒型集光鏡３を下降させて、加熱炉４の上部開口に接続させる。この状態になってから、ヘリオスタット５を太陽Ｓを追尾するモードに戻し、全ての太陽光Ｌをセンターミラー１の第１焦点Ａに集光させる。第１焦点Ａに向かう太陽光Ｌは第１焦点Ａを通過した後、センターミラー１で反射されて、第２焦点Ｂに集光し、筒型集光鏡３の内面で反射されて、加熱炉４内を加熱する。
【００２３】
加熱炉４内は１５００℃以上に加熱されて、内部のアスベスト８を溶融させ、無害化する。
【００２４】
この発明によれば、以上説明したように、太陽熱を利用してアスベスト８を溶融させるため、化石燃料による大量のエネルギーを必要とせず、二酸化炭素も発生させないので、環境面においても好ましい。
【符号の説明】
【００２５】
１ センターミラー
２ ミラー
３ 筒型集光鏡
４ 加熱炉
５ ヘリオスタット
８ アスベスト
Ａ 第１焦点
Ｂ 第２焦点
Ｌ 太陽光
Ｇ 中心軸
Ｓ 太陽
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽熱を利用したアスベスト溶融装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アスベスト（石綿）は、耐熱性，絶縁性などに優れており、工業材料や建築材料として古くから多くの分野で利用されている。しかし、人体に有害であることが問題視され、土中に埋めるのではなく溶融手段によって無害化する処理法が種々提案されている。
【０００３】
アスベストは解体現場などにおいて周囲に飛散しないようにプラスチック製の二重袋に密封され、それを高温（１５００℃程度）で溶解することにより無害化できることが知られている。
【０００４】
溶融手段としては、袋詰めされたアスベストを横型炉に装入し、該炉に設けられたバーナにより溶融し、湯溜り部にスラグ浴を形成するとともに、アスベストをスラグ浴に投入して、スラグ浴中に溶解することにより、アスベストを無害化する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０１５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、大量の化石燃料（天然ガス）を燃焼させるため、長期において大量のエネルギーを必要とすると共に、ガスを燃焼させたことにより生じる二酸化炭素も環境面で問題となる。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術の課題に着目してなされたものであり、化石燃料を使用せず、環境面においても好ましいアスベスト溶融装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、地上よりも高い位置に設置され、下面に反射面を有するセンターミラーと、前記センターミラーの周囲の地上領域に設置され、太陽光を前記センターミラーに反射する複数のヘリオスタットと、前記センターミラーで反射された太陽光が集光する地上位置に設置された上部開口型の加熱炉とを備えた構造で、該加熱炉内にアスベストを投入して太陽熱により溶解させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記センターミラーは、断面が楕円に合致した湾曲面を有し、かつ、下方に第１焦点と第２焦点を持つものであり、上部開口よりも下部開口の方が小さく且つ内面が鏡面とされた筒型集光鏡を、前記上部開口の中心と前記第２焦点とを略一致させた状態で設置し、前記加熱炉は、筒型集光鏡の下部開口内に設置されており、前記ヘリオスタットは、反射光が前記第１焦点へ向かうように制御されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記ヘリオスタットは、日中の太陽方位の第１焦点をはさんだ対角となる範囲に収まるように設置されており、前記センターミラーは、前記ヘリオスタットからの反射光が当たらない部分が切欠かれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、ビームダウン型の集光装置を利用したもので、その集光位置に設けられた加熱炉内にアスベストを投入し、太陽熱によりアスベストを溶融させるため、大量の化石燃料を利用したエネルギーを必要とせず、二酸化炭素も発生させないので、環境面においても好ましい。ビームダウン型の集光装置の場合は、ヘリオスタットの数を増すことにより、集光できる太陽熱の量を自由に設定できるため、溶融処理するアスベストの量に応じて、アスベスト溶融装置全体の規模を設定することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、センターミラーは断面が楕円に合致した湾曲面を有した形状であって、ヘリオスタットで反射した太陽光がセンターミラーの第１焦点を通過すれば、その太陽光は幾何光学的に必ず第２焦点に集光する。そのため、ヘリオスタットは反射光が常に第１焦点へ向かうように制御すれば良く、ヘリオスタットの制御が容易である。また、第２焦点の周囲に筒型集光鏡が設けられているため、第２焦点から外れた太陽光を筒型集光鏡の内面で反射して確実に加熱炉に導くことができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、センターミラーにおいてヘリオスタットからの反射光が当たらない部分を切り欠いているため、センターミラーの小型化を図ることができ、センターミラーの設置作業が容易になる。また、ヘリオスタットは日中の太陽方位の対角となる範囲に収まるように設置されているため、全周に配置する場合よりもヘリオスタットの数は減るものの、太陽光の入射方向と反射方向の関係によりエネルギーのロスが大きくなる領域のヘリオスタットが省略されただけなので、集光装置全体のエネルギーのロスはそれほど大きくなく、減った分のヘリオスタットのコスト削減を考慮すると、結果的に太陽光の利用効率及びコストの面で有利な構造となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】アスベスト溶融装置を示す斜視図。
【図２】アスベスト溶融装置を示す平面図。
【図３】アスベスト溶融装置を示す一部断面の側面図。
【図４】アスベストが溶融する前の状態を示す加熱炉の断面図。
【図５】アスベストが溶融した後の状態を示す加熱炉の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図５は、本発明の好適な実施形態を示す図である。この実施形態では、小型のパイロットプラント級の集光装置を利用したアスベスト溶融装置を例に説明する。また東西南北の方向性は日本のように北半球の中緯度の地域を例にして説明する。
【００１６】
図１はビームダウン型の集光装置を示している。中心にはセンターミラー１が３本のタワー１ａにより地面から約２０ｍの高さに支持されている。センターミラー１の表面形状は仮想的な回転楕円体の一部をなし、北側の角度１２０度の範囲が切欠かれた形状をしている。センターミラー１は縦断面が楕円に合致した湾曲面を有し、その中心を上下に貫通する中心軸Ｇ上に第１焦点Ａ（上側）と第２焦点Ｂ（下側）が存在している。
【００１７】
第２焦点Ｂには筒型集光鏡３が設置されている。筒型集光鏡３は上部開口よりも下部開口が狭い概略テーパー筒形状で、内面は鏡面になっている。筒型集光鏡３の下側には上部開口型の加熱炉４が設けられている。
【００１８】
センターミラー１の北側から東西両側にかけて角度２４０度の範囲内に多数のヘリオスタット５が放射状に設置されている（図２参照）。ヘリオスタット５が配置されている範囲は、平面視で日中の前記第１焦点Ａをはさんだ太陽方位の対角となる範囲で、センターミラー１の南側領域にはヘリオスタット５は配置されていない。
【００１９】
全てのヘリオスタット５は太陽Ｓを追尾しながら、太陽光Ｌを常にセンターミラー１の第１焦点Ａに向けて反射するように駆動する。
【００２０】
ヘリオスタット５で反射された太陽光Ｌは所定の太さを有する光束で、第１焦点Ａを通過する時に最も細くなり、第１焦点Ａを通過してから多少拡散しながらセンターミラー１で反射されて第２焦点Ｂに向かう。第２焦点Ｂには筒型集光鏡３が設けられているため、第２焦点Ｂから多少ずれた太陽光Ｌも加熱炉４に導くことができる。
【００２１】
加熱炉４内に袋詰めされたアスベスト８を投入する場合は、まず全体制御システムにより、ヘリオスタット５を第１焦点Ａから外して、任意の空中位置に設定されたニュートラル位置に集光させる。このようにすることにより、太陽光Ｌが加熱炉４へ向かわない。
【００２２】
筒型集光鏡３は上方に移動可能で、太陽光Ｌを外した状態で、上方移動させる。そして、加熱炉４の上部開口から袋詰めされたアスベスト８を投入する。その後、筒型集光鏡３を下降させて、加熱炉４の上部開口に接続させる。この状態になってから、ヘリオスタット５を太陽Ｓを追尾するモードに戻し、全ての太陽光Ｌをセンターミラー１の第１焦点Ａに集光させる。第１焦点Ａに向かう太陽光Ｌは第１焦点Ａを通過した後、センターミラー１で反射されて、第２焦点Ｂに集光し、筒型集光鏡３の内面で反射されて、加熱炉４内を加熱する。
【００２３】
加熱炉４内は１５００℃以上に加熱されて、内部のアスベスト８を溶融させ、無害化する。
【００２４】
この発明によれば、以上説明したように、太陽熱を利用してアスベスト８を溶融させるため、化石燃料による大量のエネルギーを必要とせず、二酸化炭素も発生させないので、環境面においても好ましい。
【符号の説明】
【００２５】
１ センターミラー
２ ミラー
３ 筒型集光鏡
４ 加熱炉
５ ヘリオスタット
８ アスベスト
Ａ 第１焦点
Ｂ 第２焦点
Ｌ 太陽光
Ｇ 中心軸
Ｓ 太陽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上よりも高い位置に設置され、下面に反射面を有するセンターミラーと、
前記センターミラーの周囲の地上領域に設置され、太陽光を前記センターミラーに反射する複数のヘリオスタットと、
前記センターミラーで反射された太陽光が集光する地上位置に設置された上部開口型の加熱炉とを備えた構造で、
該加熱炉内にアスベストを投入して太陽熱により溶解させることを特徴とするアスベスト溶融装置。
【請求項２】
前記センターミラーは、断面が楕円に合致した湾曲面を有し、かつ、下方に第１焦点と第２焦点を持つものであり、
上部開口よりも下部開口の方が小さく且つ内面が鏡面とされた筒型集光鏡を、前記上部開口の中心と前記第２焦点とを略一致させた状態で設置し、
前記加熱炉は、筒型集光鏡の下部開口内に設置されており、
前記ヘリオスタットは、反射光が前記第１焦点へ向かうように制御されることを特徴とする請求項１記載のアスベスト溶融装置。
【請求項３】
前記ヘリオスタットは、日中の太陽方位の第１焦点をはさんだ対角となる範囲に収まるように設置されており、前記センターミラーは、前記ヘリオスタットからの反射光が当たらない部分が切欠かれていることを特徴とする請求項２記載のアスベスト溶融装置。
【請求項１】
地上よりも高い位置に設置され、下面に反射面を有するセンターミラーと、
前記センターミラーの周囲の地上領域に設置され、太陽光を前記センターミラーに反射する複数のヘリオスタットと、
前記センターミラーで反射された太陽光が集光する地上位置に設置された上部開口型の加熱炉とを備えた構造で、
該加熱炉内にアスベストを投入して太陽熱により溶解させることを特徴とするアスベスト溶融装置。
【請求項２】
前記センターミラーは、断面が楕円に合致した湾曲面を有し、かつ、下方に第１焦点と第２焦点を持つものであり、
上部開口よりも下部開口の方が小さく且つ内面が鏡面とされた筒型集光鏡を、前記上部開口の中心と前記第２焦点とを略一致させた状態で設置し、
前記加熱炉は、筒型集光鏡の下部開口内に設置されており、
前記ヘリオスタットは、反射光が前記第１焦点へ向かうように制御されることを特徴とする請求項１記載のアスベスト溶融装置。
【請求項３】
前記ヘリオスタットは、日中の太陽方位の第１焦点をはさんだ対角となる範囲に収まるように設置されており、前記センターミラーは、前記ヘリオスタットからの反射光が当たらない部分が切欠かれていることを特徴とする請求項２記載のアスベスト溶融装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２５４３９６（Ｐ２０１２−２５４３９６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７８９９（Ｐ２０１１−１２７８９９）
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（３９００１３０３３）三鷹光器株式会社 (114)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（３９００１３０３３）三鷹光器株式会社 (114)
【Ｆターム（参考）】
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