JPH0650171B2 - 廃棄物処理装置 - Google Patents

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
方式があった。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た。

そこで、これらの問題を解決するために、マグネトロン
やヒータを利用し、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２図をもとに
説明する。

第２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に分割し、１次燃焼室２の内部に
廃棄物収納部４を設置し、廃棄物５をセットする。燃焼
用空気の供給、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のマイクロ波をマグネトロン９より発信され、
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は急速に乾燥する。廃棄物５
が完全に乾燥してから、マイクロ波は廃棄物５を加熱し
始める。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11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は、２次燃焼室３内に設け
られた点火器12により着火し、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。燃焼ガスは、触
媒８で浄化された後に、排気筒13より排出される。

以後は、廃棄物５は温度検出部14からの信号に応じたマ
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
炎し、１次燃焼室２内で固体燃焼（いこり燃焼）を始
め、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は、以下に示すよう
な課題があった。

燃焼室に備えられた加熱手段により、廃棄物が乾燥し、
廃棄物から可燃性のガスを発生して燃焼を行う。この可
燃性ガスはその中に多量の固形分（煙分）を含んでお
り、燃焼用空気と可燃性ガスの混合を良好にすることが
むずかしく、非常に燃焼しづらいガスである。このため
に通常の都市ガスや灯油の燃焼器に比べて燃焼用空気の
供給量を多くして燃焼しなければならず、また排ガスの
浄化用に触媒を使用せざるをえない。触媒の寿命という
ことを考えると、できるだけ火炎燃焼する時間を長くす
るために、なるべく早く廃棄物から発生する可燃性ガス
に着火しなければならない。そこで、点火用ヒータの温
度を高温に維持し、着火性を良好にしておかねばならな
い。

ところが、点火用ヒータの温度を高温に維持すると、点
火用ヒータからの輻射熱が２次燃焼室に設けてある温度
検出部に影響を与え、温度検出部の出力から燃焼状態を
正確に判断することがむずかしくなる。点火用ヒータの
輻射熱量が一定であれば、点火用ヒータの輻射熱の影響
を考慮して、温度検出部からの出力でマグネトロンの出
力を制御すればよいことになる。しかし実際は、廃棄物
から発生した可燃性ガスが着火すると、その燃焼熱によ
り点火用ヒータの温度が上昇する。燃焼量が多い場合は
火炎は燃焼室の上部に形成されるために、火炎の影響が
点火用ヒータに及ぼしづらいが、燃焼量が少ない場合は
火炎は燃焼室の下部に形成されるために、火炎の燃焼熱
の影響をかなり受けてしまう。その結果、燃焼量が少な
いに時に、点火用ヒータが高温になり、点火用ヒータの
輻射熱により、実際の温度より高い温度を温度検出部が
検出してしまう。このために燃焼量が少ないにもかかわ
らず、温度検出部は燃焼量が実際よりも多いと判断し
て、マグネトロンの出力を大幅に増やさないために、可
燃性ガスの発生量が不足して、燃焼不良を起こしやす
い。このため、点火用ヒータを高温にして着火性を向上
すると、温度検出部で燃焼量を正確に判断できなくなる
という課題が生じた。

本発明は上記従来技術にもとづき、簡単な構成で、点火
用ヒータの輻射熱の影響を排除し、温度検出部の出力
で、正確に燃焼量を制御することができる廃棄物処理装
置を提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明は廃棄物を収納する１次燃焼室とその下流に位置
した２次燃焼室とをマイクロ波減衰部で分割してからな
る燃焼室を構成し、１次燃焼室とマグネトロンを導波管
で連結し、燃焼用空気を各燃焼室に１次空気及び２次空
気として別個に供給する送風手段を有し、２次燃焼室内
に温度検出手段を設け、温度検出部の出力に応じてマグ
ネトロンの出力を制御するマグネトロン制御部を設ける
とともに、２次燃焼室内のマイクロ波減衰部近傍に点火
用ヒータを設け、点火用ヒータの電流値を検出する電流
検出部と、電流検出部の電流値により点火用ヒータの供
給電圧を変動させる電圧制御部を設けたものである。

作用 この技術的手段による作用は次のようになる。

廃棄物にマイクロ波を照射すると、廃棄物に含まれる水
分が蒸発した後、廃棄物から可燃性ガスを発生するよう
になる。この可燃性ガスに点火用ヒータで着火して２次
燃焼室内に火炎を形成させる。この時の燃焼熱を２次燃
焼室内に設けた温度検出部で検出して、マグネトロンの
出力を制御し、燃焼量の一定化を図る。温度検出部は点
火用ヒータからの輻射熱を受けて、温度検出部の出力か
ら燃焼状態を正確に判断することがむずかしくなる。

そこで、点火用ヒータの電流値を検出し、その電流値と
点火用ヒータに供給する電圧とから点火用ヒータの抵抗
値を算出する。一般に、物質の抵抗値は温度が上昇する
と大きくなるから、点火用ヒータの抵抗値の温度特性を
用いると、抵抗値からその時の点火用ヒータの温度を算
出することができる。そこで、点火用ヒータに供給する
電圧を制ることにより、点火用ヒータの温度を一定にす
ることができる。このために、点火用ヒータの輻射熱量
を考慮すれば、温度検出部の出力値で燃焼量を正確に制
御することができる。

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、燃焼室をマイクロ波減衰部15で１次燃
焼室16と２次燃焼室17に分割し、１次燃焼室16の内部に
廃棄物収納物18を設置し、廃棄物19をセットする。燃焼
用空気の供給、および２次空気室20に設けた触媒加熱用
ヒータ21の通電を開始して、触媒22を加熱する。触媒22
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23の通電を開始する。

2450MHzのマイクロ波がマグネトロン23より発信され、
導波管24を通り１次燃焼室16内に照射される。１次燃焼
室16は、廃棄物収納物18に置かれた廃棄物19に電界が集
中するように、１次燃焼室16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19に吸収さ
れ、廃棄物19の水分が蒸発し、廃棄物19は急速に乾燥す
る。

この時、廃棄物19に含まれる水の誘電率は、その他の廃
棄物19に含まれる成分の誘電率に比べて非常に大きいた
めに、廃棄物19に含まれる水分に全て吸収されてしま
う。したがって、廃棄物19が完全に乾燥してから、マイ
クロ波は廃棄物19を加熱し始める。

廃棄物19がある程度高温になると、廃棄物19から可燃性
のガスを発生しながら、廃棄物19の炭化が始まる。この
可燃性ガスは１次空気口25より供給される１次空気と混
合して、２次燃焼室17に供給される。２次燃焼室17に送
られた可燃性混合気は、２次燃焼室17内のマイクロ波減
衰部15近傍に設けられた点火ヒータ26により着火し、２
次空気口27より供給される２次空気と混合して２次燃焼
する。１次燃焼室16と２次燃焼室17との境目にはパンチ
ングメタルなどのマイクロ波減衰部15を設けてあり、マ
イクロ波が２次燃焼室17へ侵入するのを防いでいる。し
たがって、点火ヒータ26は、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。燃焼ガスは、触媒22で浄化さ
れた後に、排気筒28より排出される。

以後は、廃棄物19はマグネトロン23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19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17内で火炎燃焼が続く。

このような本発明の具体的動作関係について以下に説明
する。本発明では２次燃焼室内18に温度検出部29を設け
て２次燃焼室17の温度を検出できるようにしてある。そ
して、温度検出部29の信号をマグネトロン制御部30に送
り、温度検出部29の温度が一定になるようにマグネトロ
ンの出力を制御し、燃焼量の一定化を図っている。

一方、点火ヒータ26の温度を高温に維持すると、点火ヒ
ータ26からの輻射熱が２次燃焼室17に設けてある温度検
出部29に影響を与え、温度検出部29の出力から燃焼状態
を正確に判断することがむずかしくなる。点火ヒータ26
の輻射熱量が一定であれば、点火ヒータ26の輻射熱の影
響を考慮して、温度検出部29からの出力でマグネトロン
23の出力を制御すればよいことになる。

一般に、高温の物体からの輻射熱量は、その物体の表面
温度の４乗に比例するから、点火ヒータ26の表面温度を
一定にすれば、点火ヒータ26の輻射熱量を一定にするこ
とができる。

しかし実際は、廃棄物19から発生した可燃性ガスが着火
すると、その燃焼熱により点火用ヒータの温度が上昇す
る。燃焼量が多い場合は火炎は２次燃焼室17の上部に形
成されるために、火炎の影響が点火ヒータ26に及ぼしづ
らいが、燃焼量が少ない場合は火炎は２次燃焼室17の下
部に形成されるために、火炎の燃焼熱の影響をかなり受
けてしまう。その結果、燃焼量が少ないに時に、点火ヒ
ータ26が高温になり、点火ヒータ26の輻射熱により、実
際の温度より高い温度を温度検出部29が検出してしま
う。このために燃焼量が少ないにもかかわらず、温度検
出部29は燃焼量が実際よりも多いと判断して、マグネト
ロン23の出力を大幅に増やさないために、可燃性ガスの
発生量が不足して、燃焼不良を起こしやすい。

そこで本発明では、点火ヒータ26にはその電流値を検出
できる電流検出部31を接続し、電流検出部31は点火ヒー
タ26の電流値を検出して、電圧制御部32へ信号を送信す
る。電圧制御部32では電流検出部31から送られてきた信
号と、その時の点火ヒータ26に供給されている電圧値か
ら、点火ヒータ26の抵抗値を算出する。そして、点火ヒ
ータ26の抵抗値の温度特性から点火ヒータ26の温度を算
出し、点火ヒータ26の温度が一定になるように点火ヒー
タ26へ供給する電圧値を制御している。ここで、供給電
圧値は実効電圧値を小さくしてもよいし、導通角制御、
ゼロクロス制御、パルス制御など通電時間を制御して変
動させればよい。

このために、点火ヒータ26の温度は、２次燃焼室17に形
成された火炎位置によらず、絶えず一定となるので、点
火ヒータ26から温度検出部29への輻射熱量は一定とな
り、温度検出部29の出力により、燃焼量の制御を正確に
行うことができる。

発明の効果 以上のように本発明においては、点火ヒータの電流値を
検出する電流検出部と、電流検出部の電流値により点火
ヒータの供給電圧を変動させる電圧制御部を設け、点火
ヒータの表面温度を一定にするに、点火ヒータに供給す
る電圧値を制御することにより、点火ヒータの輻射熱の
影響を排除し、温度検出部の出力で、正確に燃焼量を制
御することができる。

【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図、
第２図は従来例の廃棄物処理装置の断面図である。 １６……１次燃焼室、１７……２次燃焼室、２３……マ
グネトロン、２９……温度検出部、３１……電流検出
部、３２……電圧制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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次燃焼室とをマイクロ波減衰部で分割してか
   らなる燃焼室を有し、前記１次燃焼室とマグネトロンを
   導波管で連結し、燃焼用空気を前記各燃焼室に１次空気
   及び２次空気として別個に供給する送風手段を有し、前
   記２次燃焼室内に温度検出手段を設け、前記温度検出部
   の出力に応じてマグネトロンの出力を制御するマグネト
   ロン制御部を設けるとともに、前記２次燃焼室内の前記
   マイクロ波減衰部近傍に点火用ヒータを設け、前記点火
   用ヒータの電流値を検出する電流検出部と、前記電流検
   出部の電流値により点火用ヒータの供給電圧を変動させ
   る電圧制御部を設けたことを特徴とする廃棄物処理装
   置。