JPH0754170B2 - 厨芥焼却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば家庭等における厨芥を高周波で加
熱、焼却する厨芥焼却装置に関し、排熱を回収可能とし
て省エネルギー形としたものである。

（従来の技術） 近年、ごみ焼却器の各家庭への普及が著しく、各家庭で
の直接処理が進んでいる。

しかし家庭の台所からでる厨芥等の生ゴミを家庭で直ぐ
処理する場合、その含有水分の多さから従来の焼却炉で
の焼却処理は難しい。

このため、マイクロ波による誘電加熱を利用した焼却装
置が提唱されて来ている。

マイクロ波による誘電加熱は、加熱用の電極が不要で、
マイクロ波発生源からのマイクロ波の照射で被焼却物が
その物体内部から加熱され焼却されるので、被焼却物の
形状、寸法に制約を受けることが少なく、このため厨芥
物であつても有効に焼却できるのである。

（発明が解決しようとする問題点） 含有水分の多い厨芥を、従来の家庭用の焼却炉で焼却処
理することは難しいという問題点がある。

ところで、これに代えて電力消費を必要とするマイクロ
波による焼却装置を各家庭で使用する場合は、消費電力
が少なくて低コストで焼却することができるものが要望
される。

この発明は上記事情に基づいてなされたもので、消費電
力が少なく運転コストを低減することのできる厨芥焼却
装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は上記問題点を解決するために、焼却炉に投入
した厨芥をマイクロ波で加熱、焼却する装置において、
厨芥の加熱、焼却時に生じる高温の排出ガスと外部から
焼却炉へ供給される空気との熱交換を行なわせる機能お
よび高周波の漏洩を遮断する機能を有する金属部材で構
成された熱交換器を具備することを要旨とする。

（作用） 熱交換器で高周波の漏洩の発生を防止しつつ高温の排出
ガスと供給空気との熱交換が行なわれ、排出ガスの熱エ
ネルギーが回収されるとともに、排出ガスの温度が低下
される。

（実施例） 以下この発明の実施例を第１図ないし第３図に基づいて
説明する。

第１図は内部構成を示す正面図、第２図はその背面図、
第３図は熱交換器の内部構成を示す斜視図である。

まず構成を説明すると、第１図中、１は外箱であり、外
箱１の上部には厨芥投入用の扉２が図示省略のヒンジ部
を回動支点とした回動により開閉自在に取付けられてい
る。扉２の開放側端部には、閉止用の掛止部材３が取付
けられている。

外箱１の内部にはそのほぼ中央部に金属製の隔板10が立
設され、その片側（扉２の開放端側）の上部にキャビテ
ィとなる金属製の内箱４が形成されている。

内箱４の内壁面には、断熱材６が設けられ、この内箱４
の部分にマイクロ波発生用のマグネトロン７が導波管８
を介して取付けられている。

内箱４内には耐熱材製の焼却炉５が配設されている。焼
却炉５は、次のように形成された炉本体51と底板52とで
構成されている。

即ち、炉本体51は、下方が逆円錐形で下端側が細く形成
され、この細く形成された部分が、内箱４の下面に穿設
された孔部から下方に突出している。炉本体51の対向し
た周壁部には、それぞれ複数の小孔からなる吸気孔56お
よび排気孔57が穿設されている。

炉本体51は、その下端が所要角度に斜めにカットされて
傾斜状に開口されている。そして、この傾斜した開口部
に底板52が開閉可能で且つ傾斜して取付けられている。

底板52は、回転軸58に取付けられ、この回転軸58が回転
駆動用モータ９で回転されて底板52が開閉される。而し
て回転軸58および回転駆動用モータ９等により、底板52
の開閉機構が構成される。

なお、炉本体51の下方は逆４角錐形に形成してもよい。
また炉本体51と底板52との間には、厨芥に含まれる水分
を排出させるための適宜の排水用間隙を形成しておいて
もよい。

焼却炉５の上部開口に対応した扉２の裏面部分には、耐
熱材11および断熱材12により、焼却炉５の蓋部13が形成
されている。蓋部13の周りには、マイクロ波に対して遮
断性を有するチョーク14が形成されてマイクロ波の漏洩
防止が図られている。

また、焼却炉５の下方には、厨芥燃焼後の灰を受けるた
めの灰収納箱15が出し入れ自在に配置されている。

灰収納箱15には、底板52の傾斜下端に対応した位置に隔
板151により水受部152が形成されている。153は取手、1
54は移動用の車輪である。

灰収納箱15と内箱４との間の隔板10の部分には、複数の
小孔からなる内部吸気孔16が穿設されている。

灰収納箱15の配置位置に対応した外箱１の部分には、出
し入れ用の扉21が開閉自在に取付けられている。扉21の
周囲部分にもマイクロ波の遮断性を有するチョーク22が
形成されている。

一方、外箱１の内部における他の片側には、熱交換器23
が配設されている。

熱交換器23は、厨芥の加熱、焼却時に生じる高温の排出
ガスと外部から焼却炉５に供給される空気との熱交換を
行なわせるためのもので、第３図に示すようにその内部
には金属製の波形フィン231および板体232が交互に積み
重ねられ、且つ相隣る波形フィン231同士は、その波形
の方向が互いに直交するように配設されている。

Ｘ方向に整列された各波形フィン231および板体232間の
間隙で空気の吸入流路が形成され、Ｙ方向に整列された
各波形フィン231および板体232間の間隙で排出ガスの排
出流路が形成される。

金属製の波形フィン231および板体232で形成された複数
個の細管構造からなる排出流路等を有する熱交換器23
は、その流路断面積をマグネトロン７で発振されるマイ
クロ波の発振周波数に対して適値に設定することによ
り、マイクロ波の漏洩に対して遮断特性が付与されてい
る。

熱交換器23における吸入流路（Ｘ方向流路）の入口に対
向した外箱１の部分には、複数個の小孔からなる空気吸
入孔24が穿設されている。空気吸入孔24と熱交換器23に
おける吸入流路の入口とは、吸入ダクト25で連通されて
いる。また熱交換器23における吸入流路の出口は、内部
吸気孔16と焼却炉５および内箱４間の間隙部等を介して
当該焼却炉５における吸気孔56に連通されている。

また熱交換器23における排出流路（Ｙ方向流路）の入口
は、排出ダクト26を介して焼却炉５の排気孔57に連通さ
れている。排出ダクト26の内部には、例えば酸化触媒か
らなる脱臭剤27と、この脱臭剤27を加熱するためのヒー
タ28が配設されている。

一方、熱交換器23における排出流路の出口は、他の排出
ダクト29を介して送風翼車（排風手段）31を内装したケ
ーシング32に連通している。33は送風翼車31の駆動用モ
ータである。

ケーシング32の一端側は、外箱１の部分で装置外部に開
口されている。ケーシング32の下面からは、排出ガスの
冷却によって生じる凝縮水分除去用のドレンパイプ（排
水路）34が、灰収納箱15内の水受部152に通じている。

焼却炉５で生じた排出ガスが排出ダクト29側に配設され
た送風翼車31で吸出されるように排出されて焼却炉５内
は負圧となるので、焼却炉５への空気の供給は、負圧吸
込式で行なわれる。

35は、主に例えば回転駆動用モータ９および送風翼車31
の駆動用モータ33等に対するコントローラである。

次に作用を説明する。

掛止部材３が外されて扉２が開けられ、焼却炉５内に厨
芥が投入される。厨芥は家庭の台所等から出る野菜、魚
介類等のくずなので、厨芥には高い比率で水分が含まれ
ている。

この水分の一部は、焼却炉５への厨芥の投入直後に、炉
本体51と底板52との間に形成されている排水用隙間、ま
たは投入された厨芥の重みでできる僅かの隙間から、底
板52を流れてその傾斜下端から灰収納箱15内の水受部15
2に流下する。

図示省略のスイッチが投入されると、マグネトロン７が
発振してマイクロ波が発生し、また駆動用モータ33によ
り送風翼車31が回転して排気動作が始動し、さらにヒー
タ28により脱臭剤27が加熱されて脱臭作用が準備され
る。

そして発生したマイクロ波は焼却炉５内の厨芥で吸収さ
れ、その厨芥を内部から加熱し始める。

この初期の加熱過程では、まず厨芥に残っている水分の
蒸発が行なわれる。蒸発は、液相から気相への相変化の
ため、厨芥は100℃前後に加熱され、蒸発した高温の湿
気が排気孔57から排出ダクト26に出て脱臭剤27で脱臭さ
れた後、熱交換器23の排出流路を流れ、送風翼車31の回
転により装置外部に排出される。

このように排出ガスの流路側に配設された送風翼車31に
より焼却炉５内で発生したガスの排出が行なわれるの
で、焼却炉５内の圧力状態は負圧となり、外部からの空
気が負圧吸込みにより空気吸込孔24から吸込まれて熱交
換器23の吸入流路を流れ、さらに内部吸気孔16から焼却
炉５および内箱４間の間隙を流れて吸気孔56から焼却炉
５内に供給される。

而して蒸発した湿気の排出作用と外部空気の供給作用と
により水分の蒸発が促進された厨芥からの水分の除去が
行なわれる。

そして高温の排出ガス（湿気）と外部から供給される空
気とが熱交換器23を流れる際に、この両者の熱交換が行
なわれて、供給空気が加温され高温湿気の熱エネルギー
が回収される。このときヒータ28による脱臭剤27の加熱
電力も回収される。またこれらの作用とともに高温の排
出ガスが温度低下されてから外部に放出される。

湿気を含んだ高温の排出ガスが冷却されて飽和点以下と
なると、凝縮水分が生じるが、この凝縮水分は、ドレン
パイプ34を介して水受部152に流れる。水受部152に流下
した水分は、自然乾燥または水受部152に達するマイク
ロ波で加熱されて蒸発する。

次いで、厨芥からの水分が蒸発すると、厨芥はマイクロ
波加熱により急激に温度上昇して燃焼が始まる。

燃焼により生じるガスの排出作用および負圧吸込みによ
る外部空気の供給作用は、前記の水分の蒸発過程の際と
ほぼ同じである。

しかし、燃焼過程の際の排出ガスの温度は、蒸発過程の
際よりもさらに高温となるので、熱交換器23における排
出ガスと外部からの供給空気との間における熱交換作用
が一層効果的に行なわれて、排出ガスの熱エネルギーが
供給空気を介して焼却炉に回収され、電力消費の節減が
図られる。またこれとともに外部に放出される排出ガス
の温度が低下される。

そして上述の水分蒸発過程および燃焼過程において排気
孔57および脱臭剤27等を介してマイクロ波の漏洩傾向が
生じるが、熱交換器23は金属材で作製され、その排出流
路は、マイクロ波の発振周波数に対して遮断ないしは減
衰特性を有するように構成されているので、マイクロ波
の外部漏洩が的確に防止される。

炉壁に穿設された排気孔57等は経時的な劣化により装置
の使用に伴なってこの部分等からのマイクロ波の漏洩傾
向は増大するが、このような場合においても熱交換器23
によりマイクロ波の漏洩防止が適切に行なわれる。

燃焼終了後、焼却炉５の内部が適宜に降温してから回転
駆動用モータ９に駆動信号が送られて底板52が開けら
れ、燃焼後の灰は灰収納箱に落され、さらに装置外部に
取り出される。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、熱交換器を、
厨芥の加熱、焼却時に生じる高温の排出ガスと外部から
焼却炉へ供給される空気との熱交換機能および高周波の
遮断機能を併せ持つ構成としたので、多大なスペースを
必要とすることなく、高周波の外部への漏洩を防止しつ
つ熱交換を行なうことができ、もって、排出ガスの熱エ
ネルギーが回収されて消費電力が少なくなり、運転コス
トを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明に係る厨芥焼却装置の実
施例を示すもので、第１図は内部構成を示す正面図、第
２図は背面図、第３図は熱交換器の内部構成を示す斜視
図である。 5:焼却炉、51:炉本体、 52:底板、56:吸気孔、 57:排気孔、7:マグネトロン、 15:灰収納箱、23:熱交換器、 231:波形フィン、232:板体、 31:送風翼車（排風手段）、 34:ドレンパイプ（排水路）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今村 文広 愛知県名古屋市西区葭原町４丁目21番地 株式会社東芝名古屋工場内 (72)発明者 柿澤 俊夫 愛知県名古屋市西区葭原町４丁目21番地 株式会社東芝名古屋工場内 (56)参考文献 特開 昭61−228217（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−158801（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−128921（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】焼却炉に投入した厨芥を高周波で加熱、焼
   却する装置において、 厨芥の加熱、焼却時に生じる排出ガスと外部から焼却炉
   へ供給される空気との熱交換を行なわせる機能および高
   周波の漏洩を遮断する機能を有する金属部材で構成され
   た熱交換器を具備することを特徴とする厨芥焼却装置。
2. 【請求項２】前記熱交換器は、排出ガスの流路方向に沿
   ってその流路断面積が高周波の遮断特性を発揮し得る大
   きさとなるように形成されたフィンと、この排出ガスの
   流路方向に直交する外部から焼却炉へ供給される空気の
   流路方向に沿って形成されたフィンとが交互に積層され
   た構造であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の厨芥焼却装置。
3. 【請求項３】前記熱交換器における排出ガスの出口側に
   は、排出ガスの凝縮水分除去用の排水路を設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   厨芥焼却装置。
4. 【請求項４】排出ガスの流路に排風手段が設けられ、前
   記焼却炉への空気の供給は負圧吸込式であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項または第３項
   に記載の厨芥焼却装置。