JPH04109588A - 塵芥処理装置 - 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 本発明はマイクロ波を熱源とした塵芥処理装置に関する
ものである。

従来の技術 マイクロ波による加熱は、外部からの熱伝導による雰囲
気加熱や輻射加熱と異なり、水分を含む被加熱物を内部
から直接に加熱するため効率がよい、このため塵芥処理
装置にもマイクロ波を熱源として利用したものがすでに
発表されている。

一方、塵芥を処理する隙には、塵芥が加熱される際に発
する不快な悪臭の除去、および塵芥が燃焼する際に往じ
る有毒ガスの除去が大きな課題である。

松下電器産業株式会社が平成元年３月、松下電器技術総
合展において展示した電子焼却機は、火燃焼室にてマイ
クロ波を用いて生ゴミを脱水・乾燥させ、さらに加熱を
継続することで炭化させてスパークに至らしめる。スパ
ークによって炭化物は分解してガス化するが、これを二
次燃焼室に導いてヒータにより燃焼させ、微量未燃燐成
分を触媒で反応させて除去し、機体外に排出する構成で
ある。

かかる構成により、燃えにくい炭化物でもマイクロ波に
よって高温のプラズマになって完全に燃え尽き、有毒ガ
スも除去されてごくわずかな灰だけが残る衛住的な機器
が実現できる。

また、特開平１．−１８９３８３号公報に記載の塵芥処
理機では、塵芥をマイクロ波で加熱乾燥させ、この際に
生じたガスを脱臭筒に導き、脱臭筒内には加熱用のヒー
タと触媒を設け、あるいは脱臭液を封入して、ガス中の
悪臭成分を熱分解および酸化させて外部へ放出する構成
が開示されている。

かかる構成では、前者のように生ゴミを燃焼させて完全
に灰化することはできないが、加熱乾燥により生ゴミの
水分を除去し、容積と重量の軽減が図れ、悪臭のない形
にして廃棄できる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前者の電子焼却機においては、マイクロ
波加熱を行う一次燃焼室と、炭化した塵芥がスパークに
よって発するガスを処理するためのヒータを熱源とする
二次燃焼室とを必要としており、構造が複雑である。ヒ
ータへの通電のために維持費もかかる。また、−火燃焼
室では塵芥が高温となるため、充分な耐熱設計を施さな
ければならない。

このように本焼却機は初期投資・維持費ともに高価なノ
ステムとならざるをえない。

一方、後者の塵芥処理機では塵芥を燃焼させるのではな
く加熱乾燥させるため、二次燃焼室が不要となり、構造
がは素化できる。処理室もおおげさな耐熱設計は不要と
なる。

しかし、脱臭筒は必要であり、触媒を用いる例ではこれ
を機能させるためのヒータへの通電に維持費がかかる。

触媒を用いずに脱臭液を使用する実施例も開示されてお
り、脱臭液としては水が使用できる旨の記載があるが、
実用的とは思えない。

また、誤って加熱をオーバーすると、処理室内で生ゴミ
が炭化に至り、スパークして危険である。

ところが加熱を控え目にすると、生ゴミに水分が残留し
、せっかく塵芥処理機で処理したにもかかわらず、腐敗
が進行することが考えられる。

そこで、本発明は塵芥を効率良く安全に乾燥さジせる塵
芥処理装置を提供することを第１の目的としている。

また第２の目的は塵芥処理の開始時点で、確実に安全に
塵芥を乾燥させる塵芥処理装置を提供すすることにある
。

第３の目的は塵芥処理の際に、より確実に安全に塵芥を
乾燥させる塵芥処理装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 そこで前記第１の目的を達成するために、本発明は加熱
室内を減圧する減圧手段を備えるものである。

また第２の目的を達成するために、本発明は設定された
条件より減圧タイムを算出し、マイクロ波発生手段への
給電の開始を制御する制御部を有するものである。

第３の目的を達成するために、本発明はあらかじめ設定
された加熱パターンに、塵芥処理に要するタイムを配分
しマイクロ波発生手段への給電を制御する制御部を有す
るものである。

作用 本発明の塵芥処理装置は、減圧手段を用いて加熱室内の
圧力を低減し、塵芥の大半を占める水分の沸点を下げ、
塵芥の温度が有毒なガスや悪臭を放つような富温に至ら
ないよう制御しながら、わずかな電力で効率良く塵芥を
乾燥させることができる。

また、塵芥処理を開始するに適した圧力まで安定したか
たちで減圧することができ、塵芥の温度が所定値以上に
達することがなく、減圧に支障をきたすことがない。

さらに、加熱室内の圧力を塵芥処理するに適した圧力に
なる様な、マイクロ波の供給を制御することができ塵芥
の温度を所定値に保ちながら乾燥ができ、誤って塵芥を
炭化させスパークに至らせる危険がない。

実施例 以下、本発明の一実施例における塵芥処理装置について
図面とともに説明する。

第１図は本発明の一実施例における塵芥処理装置の構成
を示すブロック図である。

円筒状の加熱室１の上面には開閉自在な扉体２が具備さ
れており、内部に塵芥３を収容した後、リング状のパツ
キン４を介して密封される。

マイクロ波発生手段たるマグネトロン５は、導波管６に
より加熱室１に結合されており、開口部は合成樹脂また
はセラミックなどの誘電体７とシリコンパテ８などで封
止されている。

回転翼９はマイクロ波による塵芥３の加熱ムラを解消す
るために設けられる９回転翼９は加熱室１内を密封する
目的で、一対の磁石ＩＯと１１、および駆動手段１２と
により非接触で加熱室外より駆動され、塵芥３を回動す
る。

加熱室１内の空気は、加熱室の一壁面に設けられた排気
孔１３から減圧手段たるポンプ１４により排出される。

１５はその排気を冷却する冷却手段、１６は排気中に含
まれる水分を除去する水分捕獲手段である。

制御部１８は、マイクロ波発生手段５やポンプ１４、駆
動手段１２などへの給電や作動をそれぞれドライバ２０
．２１．２２を介して制御する。

操作パネル１７上の、塵芥処理時間や分量を設定できる
タイマつまみ１９や、塵芥の含水状態を設定できる調節
キー２３は、制御部１８に接続される。

塵芥処理時間を設定する手段として、加熱時間をダイレ
クトに設定する方法もある。しかし、塵芥処理には、分
量だけでなく含水状態も影響され、タイマ手段だけでは
、時間設定にコツが必要で難しい。

本実施例としては、分量を概略設定し、補正に塵芥の含
水状態を設定する方法とした。このことにより、適切な
塵芥処理時間が算出できる。

次に本発明の動作について第２図の塵芥処理における加
熱室内の圧力の推移とマイクロ波の供給との関係を示し
たタイムチャートを用いて説明する。

（ａ）は塵芥処理における加熱室内の圧力の推移を示し
たチャートである。

（ｂ）は塵芥処理におけるマイクロ波発生手段への給電
の様子を示したチャートである。

塵芥の乾燥処理が開始されると、まずポンプが加熱室内
の空気を排気し、減圧してい＜（”ｉ％＆圧タイム゛）
。

この間は、制御部でばあらかしめ定められた時間あるい
はある配分の時間まで、マイクロ波発生手段への給電を
行わない。

かかる構成により、安定した乾燥処理が可能となる。す
なわち、当初からマイクロ波を照射すると塵芥の量が少
ない場合など、加熱室内が充分に減圧されないうちに発
生した蒸気により、ポンプの動作が妨げられ、加熱室の
内圧が所定（ｉＰａまで低下しないという問題点も避け
られる。

また、この゛′減圧タイム″は塵芥の分量に依存するこ
とが、実験によって明らかとなった。

下表はかかる実験結果の一部を示すものである裏 本実験結果より、負荷量が小さく、加熱室の空間が多い
ほど、減圧に要する時間がかかることが判る。

第３図は、減圧にかかる時間と塵芥の分量との関係を示
したチャートである。

塵芥の分量が少なく含水量が多い場合（ａ）では、時間
が長くかかり、塵芥の分量が多く含水量ガ少ない場合（
ｂ）では、早い時間で減圧ができる。

そこで、塵芥の分量（りの入力および塵芥の含水状態を
操作パネルより入力してやれば、塵芥処理をするに適し
た減圧値になるまでの時間を推定することができる。

すなわち、減圧タイムＴＧを次式によってもとめる。

ＴＧ＝−ＫＩＷ＋Ａ Ｋ１：Ｉ塵芥の含水状態ごとに異なる係数Ａ　：定数 かかる演算処理により、減圧タイムを塵芥の分量から算
出することができる。

次いで、減圧タイムが経過すると、マイクロ波発生手段
への給電が開始される。

ここでは所定値Ｐａを維持できるある一定のサイクルで
マイクロ波を照射または、停止する（パ乾燥タイム″）
。

この乾燥タイムは３ステージに分けられる。

（１）では内圧が所定値Ｐａに復帰するまでのある定め
られた時間、マイクロ波は照射される。

（２）では塵芥を乾燥処理するに適した、ある定められ
た時間、所定１ｉＰａを維持できるある一定サイクルで
マイクロ波を照射または、停止する。

（３）では塵芥処理の完了段階であり、水分が殆ど残存
していない塵芥が炭化、スパークを生じない低パワーの
、ある一定サイクルにおいてマイクロ波を照射または、
停止する。

上記の乾燥サイクル（１）〜（３）のマイクロ波の出力
手段としては、（ｂ）の高出力、断続方式及び（ｂ）の
インバータ、連続方式が考えられる。

また、乾燥タイム（１）〜（３）ＴＤは次式によって求
められる。

ＴＤ　＝（Ｋ２ｉｖ＋８）＋（Ｋ３ｕ＋Ｃ）＋（Ｋ３Ｗ
＋Ｄ）Ｋ２．に３．に４　　：塵芥の含水状態ごとに異
なる係数Ｂ、Ｃ，Ｄ、：定数 かかる演算処理により、乾燥タイムを塵芥の分量から算
出することができる。

第４図はかかる制御部の動作を示すフローチャートであ
る。

塵芥処理が開始されると、まず入力された５ｋＪおよび
選択されたｒＪｉｉ！ｆｆキーに応じた、所定の係数と
定数が乗じられて減圧時間が算出される（ａ）。

そしてこれが順次逓減されてい＜（ｂ）。

次に減圧手段たるポンプが作動する（Ｃ）。

減圧時間中は、マイクロ波発生手段への給電が停止され
る（ｄ）。

減圧時間が経過すれば（Ｃ）、入力された分量および選
択された条件キーに応じた、所定の係数と定数が乗じら
れて乾燥タイム（１）〜（３）ステージが算出される。

　　（ｆ）。

そして（１）ステージめが順次逓減されてい＜（ｇ）。

乾燥タイム（１）では、マイクロ波発生手段への給電が
開始される（ｈ）。

やがて乾燥タイム（１）が経過すれば（ｉ）、次に（２
）ステージめが順次逓減されてい＜（ｊ）。

乾燥タイム（２）では、マイクロ波発生手段への給電が
、ある一定サイクルによりオン、オフされる（ｋ）。

やがて乾燥タイム（２）が経過すれば（１）、次に（３
）ステージめが順次逓減されてい＜　（Ｗ）　。

乾燥タイム（３）では、マイクロ波発生手段への給電が
、ある一定サイクルによりオン、オフされる（０）。

やがて乾燥タイム（３）が経過すれば（０）、マイクロ
波発生手段への給電が停止され（ρ）、ポンプも停止さ
れて（ｇ）　、塵芥の乾燥処理は完了する。

発明の効果 以上のように請求項１の塵芥処理装置においては、加熱
室内を減圧する減圧手段を備えることにより、塵芥の大
半を占める水分の沸点を下げ、塵芥の温度が有毒なガス
や悪臭を放つような高温に至らないよう制御しながら、
わずかな電力で効率良←塵芥を乾燥させることができる
。

また、請求項２の塵芥処理装置においては、設定サレタ
塵芥の分量や条件をもとに、マイクロ波発生手段への給
電の開始を制御する制御部を有することにより、塵芥の
量が少ないときにも処理を開始した直後に塵芥の温度が
所定値以上に達することがなく、減圧に支障をきたす事
がない。

請求項３の塵芥処理装置においては、設定された塵芥の
分量や条件をもとに、マイクロ波発生手段への給電を制
御する制御部を有することにより、塵芥の温度を所定値
に保ちながら乾燥させることができ、誤って塵芥を炭化
させスパークに至らせる危険がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における塵芥処理２置の構成
を示すブロック図、第２図は加熱室内の圧力の推移とマ
イクロ波の供給との関係を示したタイムチャート、第３
図は減圧に要する時間と分量との関係を示した特性図、
第４図は制御部の動を示すフローチャートである。 １−　加熱室、３　　　塵芥、５　　　マイクロ波発生
手段（マグネトロン）、１４圧手段（ポンプ）、１７−
−−−−・操作パネル、１８制御部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）塵芥を収容し密封する加熱室と、前記加熱室に結
   合されたマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手
   段への給電を制御する制御部と、前記マイクロ波発生手
   段への給電の時間を設定するタイマ手段と、前記加熱室
   内を減圧する減圧手段とより成り、前記制御部は前記マ
   イクロ波発生手段の給電を制御して前記加熱室内を減圧
   しながら塵芥の乾燥を行うよう構成した塵芥処理装置。
2. （２）塵芥を収容し密封する加熱室と、前記加熱室に結
   合されたマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手
   段への給電を制御する制御部と、前記マイクロ波発生手
   段への給電の時間を設定するタイマ手段と、前記加熱室
   内を減圧する減圧手段とより成り、前記制御部は塵芥の
   処理を開始した後、あらかじめ定められたある時間もし
   くはある配分の時間まで前記マイクロ波への給電を停止
   しその後前記マイクロ波発生手段への給電を開始するよ
   う構成した塵芥処理装置。
3. （３）塵芥を収容し密封する加熱室と、前記加熱室に結
   合されたマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手
   段への給電を制御する制御部と、前記マイクロ波発生手
   段への給電の時間を設定するタイマ手段と、前記加熱室
   内を減圧する減圧手段とより成り、前記制御部はあらか
   じめ定められたある時間もしくはある配分の時間、前記
   マイクロ波発生手段への給電を順次、低下させるよう構
   成した塵芥処理装置。