JPH03168517A - 廃棄物処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は　家庭あるいは業務上で発生する生ごみや可燃
性のごみやし尿等の廃棄物の処理に利用されるものであ
る。

従来の技術 従来廃棄物処理装置は　ディスポーザーと呼ばれる機械
式処理装置と、焼却炉と呼ばれる燃焼式処理装置との２
方式があっｔあ　しかし　これらの装置は下水道を詰ま
らせたり、発煙や発臭などを起こしやすく、環境汚染を
生じるなどの大きな欠点があっ起 そこで、これらの問題を解決するために　マグネトロン
やヒータを利用ｌ−　廃棄物を分解燃焼する廃棄物処理
装置が提案されている。この装置について第３図をもと
に説明する。

第３図において、燃焼室をマイクロ波減衰部１で１次燃
焼室２と２次燃焼室３に分割ＬＬ次燃焼室２の内部に廃
棄物収納部４を設置レ　廃棄物５をセットする。燃焼用
空気の供縁　および２次空気室６に設けた触媒加熱用ヒ
ータ７の通電を開始して、触媒８を加熱する。触媒８の
温度が高温になり、活性温度以上になるとマグネトロン
９の通電を開始する。

２４５０ＭＨｚのマイクロ波がマグネトロン９より発信
さ花　導波管１０を通り１次燃焼室２内に照射される。

このために　マイクロ波はすべて廃棄物５に吸収され　
廃棄物５の水分が蒸発し　廃棄物５は急速に乾漫する。

廃棄物５がある程度高温になると、廃棄物５から可燃性
のガスを発生しながら、廃棄物５の炭化が始まる。この
可燃性ガスは１次空気口１ｌより供給される１次空気と
混合して、２次燃焼室３に供給される。　２次燃焼室３
に送られた可燃性混合気（よ　２次燃焼室３内に設けら
れた点火器ｌ２により着火Ｌ　２次空気口１３より供給
される２次空気と混合して２次燃焼する。燃焼ガス（上
　触媒８で浄化された後に　排気筒１４より排出される
。

以後、廃棄物５は可燃性ガスを発生しながら炭化を促進
させ、廃棄物５が完全に炭化して可燃性ガスが発生しな
くなるまで、　２次燃焼室３内で火炎燃焼が続く。廃棄
物５が完全に炭化すると、　２次燃焼室３内での火炎は
消炎Ｌ　１次燃焼室２内で固体燃焼（いこり燃焼）を始
△　灰化に至る。

このようにして、廃棄物を処理するわけである。

発明が解決しようとする課題 このような従来の廃棄物処理装置に（よ　以下に示すよ
うな課題があっ九 マグネトロンより発せられたマイクロ波｛よ　燃焼室内
に置かれた廃棄物に電界が集中するように燃焼室内の電
界分布を調整してある。マイクＤ波により廃棄物の乾燥
が進行すると、廃棄物が高温になり廃棄物から可燃性ガ
スを発生するようになる。この可燃性ガスには水蒸気や
煙が含まれており、通常用いられる気体燃料と比べて非
常に撚焼しづらい燃料である。とくに廃棄物の不均一な
乾燥により可燃性ガス中に含まれる水蒸気は可燃性ガス
の火炎温度を低下する原因となり、　２次燃焼室で着火
不良を起こしやすく、この結果触媒で処理する未燃ガス
量が増加レ　触媒温度が非常に高温になり、触媒の耐久
性に支障をきたすという課題があった 本発明は簡単な構或で触媒温度の高温化を防ぎミ触媒の
耐久性を向上させる廃棄物処理装置を提供するものであ
る。

課題を解決するための手段 廃棄物を収納する１次燃焼室とその下流に位置した２次
燃焼室とからなる燃焼室を有ｔ−■次燃焼室に廃棄物加
熱手段を具備レ　２次燃焼室の下流に触媒を設け、触媒
温度検出手段を設（ナ、触媒温度検出手段からの信号が
設定値になるように廃棄物加熱手段の運転を制御するも
のである。

まｆ：．．廃棄物を収納する１次燃焼室とその下流に位
置した２次燃焼室とからなる燃焼室を有し１次燃焼室に
廃棄物加熱手段を具備ｌ−２次燃焼室内に燃焼検出手段
を具備Ｌ　２次燃焼室の下流に触謀を設け、触媒温度検
出手段を具備レ　燃焼検出手段からの信号と触媒温度検
出手段からの信号とを比較し　両者の差が設定値以下に
なるよう｛兵　前記廃菓物加熱手段の運転を制御するも
のである。

作用 マイクロ波により廃棄物の乾燥が進行すると、廃棄物が
高温になり廃棄物から可燃性ガスを発生するようになる
。

可燃性ガスの発生初期は可燃性ガスの濃度が低いために
２次燃焼室内で火炎が形戊されず、触媒燃焼のみで可燃
性ガスが処理される。可燃性ガスの発生量の増加にとも
なＬ＼　触媒における処理量（燃焼量）も増加し　触媒
温度が上昇する。可燃ｉ生ガスの濃度が可燃範囲に入る
と、　２次燃焼室に設けた点火手段により２次燃焼室内
で火炎燃焼が始ま　る。

このため触媒で処理する未燃ガス量が急激に減少するた
めに　触媒温度が低下する。

しかし可燃性ガスには水蒸気や煙が含まれており、通常
用いられる気体燃料と比べて非常に燃焼しづらいために
　着火不良を起こしやす（ち着火不良を起こすと多量の
可燃性ガスが触媒ですべて処理されるようになるので、
触媒温度が高温になる。

したがって、触媒温度が設定値を越えるような場合には
着火不良であると判断して、加熱手段の運転を停止すれ
ば触媒温度の上昇を抑えることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面を基づいて説明する
。

第１図において、　１次燃焼室１５の内部に廃棄物収納
部１６を設ける。廃棄物収納部１６の内側は断熱材１７
でライニングされている。　１次燃焼室１５の上部は複
数個の１次空気口１８を穿った断熱材ｌ９で廃棄物収納
部１６と１次空気室２０を分離している。また断熱材１
９の中央部にはフィルタ２１を設１ナ、廃棄物２２が燃
焼する際に発生する煙分や廃棄物２２の灰化過程におけ
る灰分の飛散をこのフィルタ２１でトラップするもので
ある。ここで用いられている断熱材ｌ７、１９，　　フ
ィルタ２ｌはすべてマイクロ波を透過する物質で構或さ
れており、　１次燃焼室１５内の電界分布に何等影響を
与えないものである。

マイクロ波減衰部２３を介して１次燃焼室１５と２次撚
焼室２４を接続レ　廃棄物２２から発生した可燃性ガス
を２次燃焼室２４で火炎燃焼させる。　２次燃焼室２４
の外側に２次空気室２５を設｛ナ、さらに２次空気室２
５の内部に触媒加熱用ヒータ２６を設法　触媒加熱用ヒ
ータ２６により２次空気を加熱し　高温になった２次空
気により２次燃焼室２４下流に設けた触媒２７を加熱す
る。

２次燃焼室２４は内部を複数個の燃焼室に分＝１１され
　第１室のマイクロ波減衰部２３近傍に点火ヒータ２８
を設けてある。　１次燃焼室１５と２次燃焼室２４との
境目にはマイクロ波減衰部２３を設けてあり、マイクロ
波が２次燃焼室２４へ侵入するのを防いでいる。　した
がって、点火ヒータ２８Ｌｌ．，　　マイクロ波を受信
してアーキングを起こすなどの影響を受けずに　可燃性
混合気を着火させることができる。

また触媒温度検出部２つを設け触媒２７の温度を検出で
きるようにしてある。

扉３０を開｛ナ、廃棄物収納部１６に廃棄物２２を収納
ＬＡ　　扉３０を閉める。　１次燃焼室１５の下方に設
けた送風機３ｌを始動させ、給気バイプ３乙３３により
ｌ次空気および２次空気を各燃焼室に供給すん　触媒２
７の温度が高温になり、活性温度以上になるとマグネト
ロン３４の通電を開始する。

２４５０Ｍ　Ｈ　ｚのマイクロ波がマグネトロン３４よ
り発信され　導波管３５を通り１次燃焼室１５内に照射
される。導波管３５と１次燃焼室１５の接続部にはマイ
クロ波透過体３６を設法　燃焼ガスを遮断しマグネトロ
ン３４の発信部を保護してあ：６０　１次空気はＩ次燃
焼室１５の外側に設けた１次空気供給経路３７を通って
ｌ次燃焼室１５に供給されるために　１次燃焼室Ｉ５の
保温性を高めている。まな　１次空気が１次燃焼室１５
に供給される際に　マイクロ波透過体３６を冷却するよ
うに　１次空気室２０と導波管３５を接続してあるため
に　マイクロ波透過体３６が高温になることを防止して
いる。

１次燃焼室ｌ５（よ　廃棄物収納部１６に置かれた廃棄
物２２に電界が集中するように　１次燃焼室１５内の電
界分布を調整してある。このために　マイクロ波はすべ
て廃棄物２２に吸収され　廃棄物２２の水分が蒸発レ　
廃棄物２２は急速に乾燥する。

廃棄物２２がある程度高温になると、廃棄物２２から可
燃性のガスを発生しなか板　廃棄物２２の炭化が始まる
。この可燃性ガスは１次空気口１８より供給される１次
空気と混合して、　２次燃焼室２４に供給される。２次
燃焼室２４に送られた可燃性混合気ｉ；Ｌ　　２次燃焼
室２４内に設けられた点火ヒータ２８により着火Ｌ，２
次空気口３８より供給される２次空気と混合して２次燃
焼する。燃焼ガス（よ　触媒２７で浄化された後に　希
釈室３９で給気パイプ４０より供給された３次空気と混
合した後、排気筒４１より排出される。な耘　３次空気
の供給経路内にはマグネトロンのラジエタを設け、　３
次空気をマグネトロンの冷却用と兼用している。

以後（上　廃棄物２２はマグネトロン３４からのマイク
ロ波を受けて、可燃性ガスを発生しながら炭化を促進さ
せ、廃棄物２２か完全に炭化して可燃性ガスが発生しな
くなるまで、　２次燃焼室２４内で火炎燃焼が続く。廃
棄物２２が完全に炭化すると、　２次燃焼室２４内での
火炎は消炎（−　１次燃焼室Ｉ５内で固体燃焼くいこり
燃焼）を始める。そして固体燃焼に移行したときに　１
次空気量を増加し　炭化した廃棄物２２の燃焼を行し＼
　灰化に至る。ここで、１次燃焼室１５および廃棄物収
納部１６の内側は断熱材で覆われ　また１次燃焼室ｌ５
の外側にはｌ次空気供給経路３７を設けてあるために　
１次燃焼室１５の保温状態は非常に良好で、マイクロ波
を受信したマイクロ波加熱体１８は非常に高温になる。

このために廃棄物２２の灰化状態が非常に良好になる。

次に具体的動作関係について以下に説明する。

本発明では触媒に近接して触媒温度検出部２９を設けて
触媒２７の温度を検出できるようにしてある。

触媒温度検出部２９は本実施例のように触媒２７に近接
して設けてもよいし　触媒２７に直接接触して取り付け
てもよい。ここで、触媒温度検出部２９（よサーモカッ
プ／ｌｚ，　　光センサなどで、温度、光などを検知し
て、触媒２７温度を検出できるものである。

たとえば　触媒温゛度検出部２９にサーモカップルを用
いた場合について説明する。始動時に触媒加熱用ヒータ
２６に通電し　あらかじめ触媒２７を活性温度まで昇温
させる。触媒温度検出部２９からの信号により、触媒２
７が活性温度に到達したことを確認すると、マグネトロ
ン３４の通電を開始すも　マイクロ波により廃棄物２２
の乾燥が進行すると、廃棄物が高温になり廃棄物２２か
ら可燃性ガスを発生するようになる。可燃性ガスの発生
初期は可燃性ガスの濃度が低いために２次燃焼室２４内
で火炎が形或されず、触媒燃焼のみで可燃性ガスが処理
される。したがって可燃性ガスの発生量の増加にともな
し＼　触媒２７における処理量（燃焼量）も増加レ触媒
温度が上昇する。可燃性ガスの濃度が可燃範囲に入ると
、　２次燃焼室２４に設けた点火ヒータ２８により２次
燃焼室２４内で火炎燃焼が始まる。このため触媒２７で
処理する未燃ガス量が急激に減少するために　触媒温度
が低下すも　このため触媒温度の変化より正常着火を検
出することができる。

しかし可燃性ガスには水蒸気や煙が含まれており、通常
用いられる気体燃料と比べて非常に燃焼しづらいために
　着火不良を起こしやすし１　着火不良を起こすと多量
の可燃性ガスが触媒２７ですべて処理されるようになる
の重　触媒温度が高温になる。したがって、触媒温度は
正常着火の場合とは明らかに異なる挙動を示す。このた
め触媒温度検出部からの信号により触媒温度が設定値を
越えるような場合には着火不良であると判断して、マグ
ネトロン３４の運転を停止すれば触媒温度の上昇を抑え
ることができる。

このように触媒温度検出部２９からの信号により正常着
火か着火不良かを判断することができ、着火不良の場合
にはマグネトロン３４の運転を停止し可燃性ガスの発生
量を抑えれば　触媒２７の温度の異常昇温を防止するこ
とができる。

また　この着火不良は乾燥が不均一に行われ可燃性ガス
中に水蒸気が多く含まれる場合によく生じる現象である
。したがって着火不良を触媒温度で検出し　着火不良の
場合にはマグネトロン３４の運転を停止すればすれば　
廃棄物２２の乾燥が不十分で着火不良が生じやすい状態
ではマイクロ波が間欠に廃棄物２２に照射されることに
なる。このためにマイクロ波の照射が停止している間に
　乾燥が進行した部分に回りのまだ湿っている部分から
水分が浸透するようになる。したがってマイクロ波が間
欠で照射されるために　廃棄物２２の乾燥が局所的に進
行することなく廃棄物２２を均一に乾燥できる。このた
め触媒温度によりマグネトロン３４を制御することによ
り、廃棄物２２を均一に乾燥することができ、触媒の異
常昇温を抑制するとともにスムーズに正常着火すること
ができる。

次に　第２図に基づいて他の実施例について説明する。

本実施例は触媒温度検出部２９に加えて、２次燃焼室２
４内に燃焼検出部４２を設けて、燃焼状態を検出できる
ようにしてある。ここで、燃焼検出部４２Ｃ＆　　サー
モカップＡｔ，　　フレームロッド、ガスモニ久　光セ
ンサなどで、温度、火炎、ガス組晩　光などを検知して
、燃焼状態を検出できるものである。　　たとえば　燃
焼検出部４２にサーモカップルを用いた場合について説
明する。

始動時に触媒加熱用ヒータ２６に通電レ　あらかじめ触
媒２７を活性温度まで昇温させる。触媒温度検出部２９
からの信号により、触媒２７が活性温度に到達したこと
を確認すると、マグネトロン３４の通電を開始する。触
媒２７の加熱は高温の２次空気により行っているために
　この時の触媒温度検出部２９と燃焼検出部４２の温度
はほぼ同じ値を示す。

マイクロ波により廃棄物２２の乾燥が始まると、廃棄物
２２から水蒸気が発生する力交　まだ可燃性ガスが発生
しないために　触媒温度検出部２９と撚焼検出部４２の
温度はやはりほぼ同じ値を示す。

さらに乾燥が進むと、廃棄物２２が高温になり廃棄物２
２から可燃性ガスを発生するようになる。可燃性ガスの
発生初期は可燃性ガスの濃度が低いために２次燃焼室２
４内で火炎が形戊されず、触媒燃焼のみで可燃性ガスが
処理される。

したがって可燃性ガスの発生量の増加にともなち＼　触
媒２７における処理量（燃焼量）も増加レ　触媒温度が
上昇する。しかし２次燃焼室２４内には火炎が存在しな
いために　燃焼検出部４２の温度はほとんど変化しない
。したがって可燃性ガスの発生量の増加に合わせて、触
媒温度検出部２９と燃焼検出部４２の温度に差が生じる
ようになん　可燃性ガスの濃度が可燃範囲に入ると、　
２次燃焼室２４に設けた点火ヒータ２８により２次燃焼
室２４内で火炎燃焼が始まる。このため火炎により燃焼
検出部４２の温度が急激に上昇レ　一方触媒２７で処理
する未撚ガス量が急激に減少するために　触媒温度が低
下限　再び両者がほぼ同じ温度になも これに対して、着火不良が生ずると触媒温度検出部２９
と燃焼検出部４２との温度差が非常に大きくなってくる
。このため触媒温度検出部２９と燃焼検出部４２との温
度差によりこの温度差が設定値を越えるような場合には
着火不良であると判断しーＣ、マグネトロン３４の運転
を停止すれば触媒温度の上昇を抑えることができる。

このように触媒温度検出部２９と燃焼検出部４２との温
度差により正常着火か着火不良かを判断することができ
、着火不良の場合にはマグネトロン３４の運転を停止レ
　可燃性ガスの発生量を抑えれは触媒２７の温度の異常
昇温を防止することができる。

またこの制御を行うことによりマイクロ波が間欠で照射
されるために　廃棄物２２の乾燥が局所的に進行するこ
となく廃棄物２２を均一に乾燥できる。

このため触媒温度検出部２９と燃焼検出部４２との温度
差によりマグネトロン３４を制御することにより、廃棄
物２２を均一に乾燥することができ、触媒の異常昇温を
抑制するとともにスムーズに正常着火することができる
。

以上の説明は廃棄物加熱手段にマグネトロンを用いた場
合について説明した力ｔ　廃棄物加熱手段にヒータを用
いても同様な効果がある。

発明の効果 以上のように本発明においては　触媒温度検出部からの
信号や触媒温度検出部と燃焼検出部の両者の信号値の差
により、廃棄物加熱手段の運転を制御することにより、
触媒温度の高温化を防ぎ、触媒の耐久性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の廃棄物処理装置の断面＠　
第２図は本発明の他の実施例の廃棄物処理装置の断面は
　第３図は従来例の廃棄物処理装置の断面図である。 １５・・・１次燃焼室２４・・・２次燃焼室２７・・・
触払２９・・・触媒温度検出訊３４・・・マグネトロン
、４２・・・燃焼検出訛

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）廃棄物を収納する１次燃焼室とその下流に位置し
   た２次燃焼室とからなる燃焼室と、前記１次燃焼室に設
   けた廃棄物加熱手段と、前記２次燃焼室の下流に設けた
   触媒と、触媒温度検出手段を具備し、前記触媒温度検出
   手段からの信号が設定値になるように前記廃棄物加熱手
   段の運転を制御することを特徴とする廃棄物処理装置。
2. （２）廃棄物を収納する１次燃焼室とその下流に位置し
   た２次燃焼室とからなる燃焼室と、前記１次燃焼室に設
   けた廃棄物加熱手段と、前記２次燃焼室内に設けた燃焼
   検出手段と、前記２次燃焼室の下流に設けた触媒と、触
   媒温度検出手段を具備し、前記燃焼検出手段からの信号
   と前記触媒温度検出手段からの信号とを比較し、両者の
   差が設定値以下になるように前記廃棄物加熱手段の運転
   を制御することを特徴とする廃棄物処理装置。