JP2707810B2

JP2707810B2 - 塵芥処理装置

Info

Publication number: JP2707810B2
Application number: JP2197253A
Authority: JP
Inventors: 茂樹植田; 佳永子西本; 光夫秋吉; 智児玉; 誠司伊藤; 直芳前原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-07-25
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1998-02-04
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JPH0483573A

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、塵芥を処理する際には、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生
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、一次燃焼室にて
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
焼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生的な機
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、一次燃
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
シ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
造が簡素化できる。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、適切な加熱時間が設定できれば問題ないが、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。

かかる観点から生ゴミを炭化させ、スパークさせて灰
化してしまう電子焼却機が着想されたと言ってもよいだ
ろう。

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

第２の目的は塵芥処理の完了時点を検出し、自動的に
加熱を終了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と、加熱室内の圧力を検出する圧
力センサと、その検出値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ものである。

第２の目的を達成するために、本発明は加熱室内の圧
力を検出する圧力センサを備え、その検出値とマイクロ
波発生手段への給電状態とから塵芥の乾燥処理の完了時
点を検知し、自動的にマイクロ波発生手段への給電を終
了させ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く塵
芥を乾燥させることができる。

また、圧力センサによって加熱室内の圧力を監視しな
がらマイクロ波の供給を開始するので、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ことがな
い。

さらに、圧力センサによって加熱室内の圧力を監視し
ながらマイクロ波の供給を制御するので、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。

そして、圧力センサによって加熱室内の圧力を監視し
ながらマイクロ波の供給を制御することで塵芥の乾燥が
完了した時点を検知でき、自動的に乾燥処理を終了でき
る。誤って加熱時間をオーバーし、塵芥を炭化させスパ
ークに至らせる危険がまったくない。

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
ッキン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。回転翼９は加熱室１内を密封す
る目的で、一対の磁石10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。

圧力センサ17は、加熱室１の一壁面もしくは排気系の
いずれかに配置される。本実施例では水分捕獲手段16の
後方の排気系に設けた。

制御部18はこの圧力センサ17の信号を検知回路19を介
して監視し、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。

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。

図（ａ）は塵芥処理における加熱室内の圧力の推移を
示しており、これは圧力センサ17によって検出される出
力でもある。

図（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
内の空気を排出し、減圧していく（“減圧サイク
ル”）。

この間、制御部は圧力センサにより加熱室内の圧力を
監視し、所定値Paに到達する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、処理する塵芥の多少にかかわら
ず、安定した乾燥処理が可能となる。すなわち、塵芥の
量が少ないと急速に加熱が進行し、早期に蒸気が発生す
ることがあり、このため、塵芥処理の当初からマイクロ
波を照射すると、加熱室内が充分に減圧されないうちに
発生する蒸気の影響でポンプの動作が妨げられ、加熱室
の内圧が所定値Paまで低下しないという問題を生じる。
処理の当初にマイクロ波の照射を休止することで、この
問題を避けられる。

次いで、加熱室の内圧が所定値Paに到達すると、マイ
クロ波発生手段への給電が開始される。

ここでは圧力センサにより加熱室の内圧が監視されな
がら、所定値Paを下回ればマイクロ波が照射され、その
結果、発生する蒸気により内圧が上昇して再び所定値Pa
を上回ればマイクロ波の照射が停止される（“乾燥サイ
クル”）。

かかる構成により、塵芥の温度は内圧Paで定まるある
沸点を超えることはない。例えば、Paを30mmHgに設定す
れば、そのときの沸点は約30℃であり、塵芥の温度はこ
れを大きく超えることはない。

これは室内の温度とほとんど同じであり、この乾燥処
理によって塵芥から有毒なガスが発生したり、異臭や悪
臭が発生することはほとんどない。つまり、特別な脱臭
装置を必要とせず、機器の構成が簡単であり、脱臭装置
を機能させるための電気代なども不要となる。

なお、本実施例では所定値Paはある一値としたが、あ
る範囲としてもよい。つまり、マイクロ波を照射するPa
の下限値と、マイクロ波の照射を停止するPaの上限値と
を設け、二値で制御してもよい。この場合、マイクロ波
の照射と停止が連続的に起こって、マイクロ波発生手段
を損ねることを防止できる。

また、同様にマイクロ波の照射と停止が連続的に起こ
ることを避けるため、マイクロ波発生手段がオンもしく
はオフした後は、ある一定時間は無条件にその動作を継
続する方法も考えられる。

さて、“乾燥サイクル”を継続していくと、やがて塵
芥からは水分が完全に除去され、もはや水分が発生しな
くなる。このまま乾燥を続けると塵芥は炭化し、スパー
クに至る危険があるが、本発明によれば、かかる時点を
圧力センサを用いて検出することができ、自動的に加熱
を完了できる。

すなわち、“完了サイクル”においては、内圧がPaを
下回ったのでマイクロ波の照射が開始されるが、もはや
塵芥に水分は残存していないので蒸気の発生がない。従
って、“乾燥サイクル”のように発生蒸気による内圧の
上昇がない。

そこで、マイクロ波の照射後、一定時間を計数し、こ
の時間が経過してもなお内圧が減少する際には、塵芥の
乾燥が完了したと判断し、マイクロ波発生手段への給電
を終了する。

かかる構成により、自動的に塵芥の乾燥処理を完了で
きる。

第３図はかかる制御部の動作を示すフローチャートで
ある。

塵芥の処理が開始されると、まず減圧手段たるポンプ
が動作され（ａ）、圧力センサにより内圧が所定値Paに
達したかどうかが判別される（ｂ）。

内圧が所定値Paよりも高ければ、マイクロ波発生手段
への給電が停止され（ｃ）、次いで完了タイマーがリセ
ットされる（ｄ）。

“減圧サイクル”の際には、かかる処理が継続され、
マイクロ波は照射されず、ただひたすら加熱室内が減圧
される。

やがて、加熱室の内圧が所定値Paよりも低くなれば、
マイクロ波発生手段がオンする（ｅ）。そして完了タイ
マーが計数され（ｆ）、処理は“乾燥サイクル”へと移
行する。

次いで、完了タイマーが所定値Tfに達したかどうかが
チェックされ（ｇ）、達するまでは上記の処理が繰り返
される。すなわち、内圧が高ければマイクロ波の照射が
停止され、内圧が下がればマイクロ波が再び照射され
る。そして、照射が始まってからの時間が完了タイマー
によって計数されていく。

やがて、完了タイマーが所定値Tfに達するとマイクロ
波発生手段への給電が停止され（ｈ）、ポンプも停止さ
れて（ｉ）、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く塵芥を乾燥させることがで
きる。

また、加熱室内の圧力を検出する圧力センサを備え、
その検出値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ことがな
い。

さらに時々刻々と変化する圧力センサの検出値をもと
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。

また、請求項２の塵芥処理装置においては、圧力セン
サの検出値とマイクロ波発生手段への給電状態とから塵
芥の乾燥処理の完了時点を検知し、自動的にマイクロ波
発生手段への給電を終了させる制御部を有することによ
り、塵芥の乾燥が完了した時点を検知でき、自動的に乾
燥処理を終了できる。誤って加熱時間をオーバーし、塵
芥を炭化させスパークに至らせる危険がまったくない。

【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装置の構成
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であ
り、図（ａ）は塵芥処理における加熱室内の圧力の推移
を示す線図、図（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す線図、第３図は制御部の動
作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……減圧手段（ポンプ）、17……
圧力センサ、18……制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者児玉智大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者伊藤誠司大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者前原直芳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63−194182（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−98185（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−211201（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−96950（ＪＰ，Ａ) 実開昭55−75793（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、前記加熱室内を
減圧する減圧手段と、前記加熱室内の圧力を検出する圧
力センサとより成り、前記制御部は塵芥の処理を開始し
た後、前記圧力センサにより前記加熱室内の圧力があら
かじめ定めたある値もしくはある範囲にまで低下したこ
とを検知した時点で、前記マイクロ波発生手段への給電
を開始するとともに、その値があらかじめ定めたある値
もしくはある範囲より上昇したら前記マイクロ波発生手
段への給電を停止するよう構成した塵芥処理装置。
【請求項２】制御部は、圧力センサにより加熱室内の圧
力を監視し、その値があらかじめ定めたある値もしくは
ある範囲より低下した時に、マイクロ波発生手段への給
電を継続しても前記圧力センサにより前記加熱室内の圧
力があらかじめ定めたある値に達しないことを検知した
時点で、前記マイクロ波発生手段への給電を終了するよ
う構成した特許請求の範囲第１項に記載の塵芥処理装
置。