JPH0674890B2 - 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廃棄物処
理装置に関するものである。

従来の技術 従来の廃棄物処理装置は、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のマイクロ波がマグネトロン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
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、廃棄物を処理している。

発明が解決しようとする課題 しかし、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。

マグネトロンより発せられたマイクロ波は、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。マイクロ波により廃棄物の乾燥
が進行すると廃棄物から多量の水蒸気が発生する。この
水蒸気には廃棄物の臭気が含まれており、廃棄物の乾燥
時に強烈な臭気を発生する。このために触媒を設け、臭
気の除去を行っている。しかし、水蒸気は触媒毒であ
り、また触媒温度の低下を引き起こし、触媒の活性をか
なり低下する。したがって、触媒加熱手段を設け、触媒
温度を高温に維持し、触媒の活性の低下を防いでいるわ
けである。

この結果、乾燥時にはマグネトロンと触媒加熱手段とを
同時に使用するために、電気使用量が非常に大きくなる
という課題があった。

本発明は簡単な構成で、電気使用量を少なくても、乾燥
時に臭気の無い廃棄物処理装置を提供することを目的と
する。

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次燃焼室とからなる燃焼室を有し、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１次燃
焼室及び２次燃焼室に１次空気及び２次空気として別個
に供給、１次燃焼室の下流に位置した２次空気の供給経
路内に加熱手段設け、２次燃焼室の下流に触媒を設け、
触媒の温度を検出する手段を設け、触媒温度検出手段か
らの信号が一定になるように、マグネトロンと加熱手段
を交互に通電するものである。

作 用 本発明の作用は次の通りである。

始動時に触媒加熱手段に通電し、触媒を昇温させる。触
媒温度検出手段の信号により、触媒が活性温度に到達し
たことを確認すると、触媒加熱手段の通電を停止し、マ
グネトロンの通電を開始する。１次燃焼室内にマイクロ
波が照射されると、廃棄物に含まれる水分が蒸発し、廃
棄物の乾燥が進行する。この廃棄物から発生する水蒸気
により触媒温度が低下し、触媒温度が活性温度以下にな
る。そこで、マグネトロンの通電を停止し、触媒加熱手
段の通電を再び開始する。以後、触媒が活性温度を維持
するように、マグネトロンと触媒加熱手段を交互に通電
する。

この制御方法により、本装置を運転中はマグネトロンと
触媒加熱手段のどちらか１つしか通電されないために、
電気使用量が非常に少なくなる。

さらに、マイクロ波が間欠に照射されることになり、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してく
る。したがってマイクロ波を間欠で照射されるために、
乾燥が局所的に進行することなく廃棄物を均一に乾燥で
きる。乾燥が進み、廃棄物の温度が高温になってくる。
マイクロ波の照射が停止している間に、高温になった場
合から回りへ熱が伝導し、廃棄物の温度が急速に低下す
る。このために廃棄物は均一に温度が上昇し、炭化が均
一に行われる。

廃棄物の炭化が均一に行われるために、着火直後の可燃
性ガスの多量発生を防ぐことができ、可燃性ガスの発生
が徐々に増加することになる。このために、燃焼量も徐
々に増加するので、着火時のオーバーシュートを防ぐこ
とができる。このため、着火時のに空気不足を解消し、
不完全燃焼を防止し、燃焼特性を良好にすることができ
る。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

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、底面にはマイクロ波加熱体18が設置されてい
る。１次燃焼室15の上部は複数個の１次空気口19を穿っ
た断熱材20で廃棄物収納部16と１次空気室21を分離して
いる。また断熱材20の中央部にはフィルタ22を設け、廃
棄物23が燃焼する際に発生する煙分や廃棄物23の灰化過
程における灰分の飛散をこのフィルタ22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17、20、フィ
ルタ22はすべてマイクロ波を透過する物質で構成されて
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24を介して１次燃焼室15と２次燃焼室
25を接続し、廃棄物23から発生した可燃性ガスを２次燃
焼室25で火炎燃焼させる。２次燃焼室25の外側に２次空
気室26を設け、さらに２次空気室26の内部に触媒加熱用
ヒータ27を設け、触媒加熱用ヒータ27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25下流
に設けた触媒28を加熱する。

２次燃焼室25は内部を複数個の燃焼室に分割され、第１
室のマイクロ波減衰部24近傍に点火ヒータ29を設け、最
終室には温度検出部30を設けてある。１次燃焼室15と２
次燃焼室25との境目にはマイクロ波減衰部24を設けてあ
り、マイクロ波が２次燃焼室25へ侵入するのを防いでい
る。したがって、点火ヒータ29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。

扉31を開け、廃棄物収納部16に廃棄物23を収納し、扉31
を閉める。１次燃焼室15の下方に設けた送風機32を始動
させ、給気パイプ33、34により１次空気および２次空気
を各燃焼室に供給する。触媒28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35の通電を開始する。

2450MHzのマイクロ波がマグネトロン35より発信され、
導波管36を通り１次燃焼室15内に照射される。導波管36
と１次燃焼室15の接続部にはマイクロ波透過体37を設
け、燃焼ガスを遮断しマグネトロン35の発信部を保護し
てある。１次空気は１次燃焼室15の外側に設けた１次空
気供給経路38を通って１次燃焼室15に供給されるため
に、１次燃焼室15の保温性を高めている。また、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
37を冷却するように、１次空気室21と導波管36を接続し
てあるために、マイクロ波透過体37が高温になることを
防止している。

１次燃焼室15は、廃棄物収納部16に置かれた廃棄物23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23
に吸収され、廃棄物23の水分が蒸発し、廃棄物23は急速
に乾燥する。

マイクロ波加熱体18がある程度高温になると、廃棄物23
から可燃性のガスを発生しながら、廃棄物23の炭化が始
まる。この可燃性ガスは１次空気口19より供給される１
次空気と混合して、２次燃焼室25に供給される。２次燃
焼室25に送られた可燃性混合気は、２次燃焼室25内に設
けられた点火ヒータ29により着火し、２次空気口39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28で浄化された後に、希釈室40で給気パイプ41
より供給された３次空気混合した後、排気筒42より排出
される。なお、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。

以後は、廃棄物23はマグネトロン35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23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25内で火炎燃焼が続く。廃棄物23が完全
に炭化すると、２次燃焼室25内での火炎は消炎し、１次
燃焼室15内で固体燃焼（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23の燃焼を行い、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15の外側には１次空気供給経路38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23の灰化状態が非常に
良好になる。

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25の最終室に温度検出部30を設
けて触媒28の温度を検出できるようにしてある。温度検
出部30は本実施例のように２次燃焼室内24の最終室に、
触媒28に近接して設けてもよいし、触媒28に直接触媒し
て取り付けてもよい。ここで、温度検出部30は、サーモ
カップル、光センサなどで、温度、光などを検知して、
触媒28の温度を検出できるものである。

たとえば、温度検出部30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27に通電
し、あらかじめ触媒28を活性温度まで昇温させる。温度
検出部30からの信号により、触媒28が活性温度に到達し
たことを確認すると、触媒加熱用ヒータ27の通電を停止
し、マグネトロン35の通電を開始する。１次燃焼室15内
にマイクロ波が照射されると、廃棄物23に含まれる水分
が蒸発し、廃棄物23の乾燥が進行する。この廃棄物23か
ら発生する水蒸気により触媒28の温度が低下し、触媒温
度が活性温度以下になる。温度検出部30からの信号によ
り、触媒温度が活性温度以下になったことを検出する
と、マグネトロン35の通電を停止し、触媒加熱用ヒータ
27の通電を再び開始する。以後、触媒28が活性温度を維
持するように、温度検出部30からの信号によりマグネト
ロン35と触媒加熱用ヒータ27を交互に通電する。

この制御方法により、本装置を運転中はマグネトロン35
と触媒加熱用ヒータ27のどちらか１つしか通電しなくと
も、触媒28の温度を活性温度に維持することができるた
めに、電気使用量が非常に少なくとも、臭気がほとんど
無く廃棄物を処理することができる。

また、マグネトロン35と触媒加熱用ヒータ27を交互に通
電するために、廃棄物23にマイクロ波が間欠に照射され
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、廃棄物23の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し、乾燥が局所的に
進行することなく廃棄物23を均一に乾燥できる。乾燥が
進み、廃棄物23に含まれる水分が少なくなり、廃棄物23
の温度が高温になると、マイクロ波の照射が停止してい
る間に、高温になった場所から回りへ熱が伝導し、廃棄
物23の温度が急速に低下する。このために廃棄物23は均
一に温度が上昇し、炭化が均一に行われる。

廃棄物23の炭化が均一に行われるために、着火直後の可
燃性ガスの多量発生を防ぐことができ、可燃性ガスの発
生が徐々に増加することになる。このために、燃焼量も
徐々に増加するので、着火時のオーバーシュートを防ぐ
ことができる。このため、着火時の空気不足を解消し、
不完全燃焼を防止し、燃焼特性を良好にすることができ
る。

発明の効果 以上のように本発明においては、触媒温度検出部からの
信号により、触媒温度を活性温度以上に維持するよう
に、マグネトロンと触媒加熱用ヒータを交互に通電する
ために、電気使用量が非常に少なくても、触媒温度を活
性温度に維持することができ、電気使用量が非常に少な
くても、臭気がほとんど無く廃棄物を処理することがで
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。 15……１次燃焼室、25……２次燃焼室、27……触媒加熱
用ヒータ、28……触媒、30……温度検出部、35……マグ
ネトロン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 良隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−6612（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−116016（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−196408（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−167510（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】廃棄物が収納される１次燃焼室とその下流
   に位置した２次燃焼室とを備えた燃焼室を有し、前記１
   次燃焼室とマグネトロンが導波管で連結され、燃焼用空
   気を前記１次燃焼室及び２次燃焼室に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１次燃
   焼室の下流に位置した前記２次空気の供給経路内に加熱
   手段が設けられ、前記２次燃焼室の下流に触媒が設けら
   れ、前記触媒の温度を検出する手段が設けられ、前記触
   媒温度検出手段からの信号が一定になるように、前記マ
   グネトロンと前記加熱手段を交互に通電する手段を備え
   たことを特徴とする廃棄物処理装置。