JP3582633B2 - 加熱装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波により生ゴミ（以下、被加熱対象物という）を加熱させ、さらにその加熱に伴って発生する可燃ガスを燃焼触媒を用いて燃焼処理させる加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来のマグネトロンおよび燃焼触媒を用いた加熱装置の概略構成図であり、下部筐体１内はセラミック材などからなる遮蔽板５によって、マイクロ波出口２を有するマイクロ波供給室３と被加熱対象物Ｏを収納するための第１燃焼室４とに上下２分されている。マイクロ波供給室３の上部には金属材料からなる第２燃焼室６が設置されており、第１燃焼室４と第２燃焼室６とは、第２燃焼室６の底部に設けられた通孔７を介して、遮蔽板５の中央に設けられた中空状の筒体８によって連通しており、第１燃焼室４における被加熱対象物Ｏに対する加熱処理に際して発生する可燃ガスＧおよび水蒸気Ｓを第２燃焼室６に送るようになっている。
【０００３】
マイクロ波供給室３の片側にはマグネトロン１０が設置されており、マグネトロン１０から発生したマイクロ波Ｍが、マイクロ波供給室３の導波管１１，マイクロ波出口２，遮蔽板５を伝播して、第１燃焼室４内に収納された被加熱対象物Ｏに均一に加わるようになっている。
【０００４】
第２燃焼室６内には、下部の通孔７近傍に第１燃焼室４からの可燃ガスＧに着火するための点火ヒータ１５が設けられ、上部の排気用開口部１６の第２燃焼室６側には燃焼触媒１７が設置されている。さらに燃焼触媒１７の近傍には内部温度を測定するための熱電対１８が設けられている。
【０００５】
第１燃焼室４および第２燃焼室６の外側は空気通路２０，２１を介在して、それぞれ外筐体２２，２３によって覆われており、各空気通路２０，２１に対して燃焼用空気Ａが流量調整弁２４を介してファン２８により送り込まれるようになっている。また第２燃焼室６における空気通路２１には触媒用ヒータ２５が設けられている。
【０００６】
また、本例では下部筐体１が固定された扉部２７には、取手部材２６が設けられ、外筐体２２から下部筐体１を引き出すことが可能になっており（図２は外筐体２２への格納状態）、下部筐体１を引き出した状態で下部筐体１の上部から第１燃焼室４内へ被加熱対象物Ｏを投入することができるようになっている。
【０００７】
次に、前記構成の従来の加熱装置の動作を説明する。
【０００８】
被加熱対象物Ｏが第１燃焼室４内に収納されている状態で、マグネトロン１０を作動させると、マグネトロン１０からのマイクロ波Ｍが導波管１１とマイクロ波出口２を通って遮蔽板５を伝播して被加熱対象物Ｏに加わり、被加熱対象物Ｏが加熱される。この第１燃焼室４における加熱処理によって被加熱対象物Ｏから可燃ガスＧおよび水蒸気Ｓを発生する。
【０００９】
これらの可燃ガスＧおよび水蒸気Ｓは、遮蔽板５の中央に設けられた中空状の筒体８を通って第２燃焼室６へ送られる。第２燃焼室６において可燃ガスＧは、点火ヒータ１５の着火によって燃焼する。さらに可燃ガスＧの排気ガスＨおよび水蒸気Ｓは、触媒用ヒータ２５の加熱によって酸化反応温度に達している燃焼触媒１７を通り、排気ガスＨにおける可燃分の燃焼と脱臭が行われ、最終的に二酸化炭素と水分とが排気用開口部１６から外部へ排出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来の加熱装置では、燃焼触媒１７および触媒用ヒータ２５から発生する熱が直接外部へ逃げるため、装置全体の容量が大きくなり、工場，病院などの比較的設置スペースが自由に取れる場所に設置するのはよいが、現状のままでは家庭用の加熱装置、例えば一般家庭用の生ゴミ処理装置などに用いることは不適であるという問題があった。
【００１１】
本発明は、被加熱対象物を加熱させる際の処理の高効率化を実現することによって、小型化を図り、しかも使い勝手のよい加熱装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の加熱装置は、マグネトロンに当該マグネトロンから発生するマイクロ波を導くためのマイクロ波供給室を設け、このマイクロ波供給室に設けられたマイクロ波出口の下方に遮蔽板を対向設置し、この遮蔽板の下方に被加熱対象物を収納する第１処理室を設置し、この第１処理室の下方に燃焼触媒とこの燃焼触媒を加熱するための触媒加熱手段を備えた第２処理室を設置し、前記第１処理室においてマイクロ波による加熱処理により前記被加熱対象物から発生した可燃ガスを前記第２処理室に導くガス通路管を前記被加熱対象物を貫通して前記第１処理室と前記第２処理室とを連通するように設け、前記第２処理室の前記可燃ガスを前記燃焼触媒を通して排気する排気通路を前記第１処理室と前記第２処理室の間に設けたものである。
【００１３】
この構成によって、第１処理室と第２処理室とにおける加熱燃焼処理時の熱、この加熱燃焼処理時に発生する加熱状態の可燃ガスおよび水蒸気の熱が被加熱対象物に伝達される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態を説明するためのマグネトロンおよび燃焼触媒を用いた加熱装置の概略構成図であり、下部筐体３１内は、被加熱対象物Ｏを収納する収納容器を兼ねる第１処理室３２と、例えばアルミナを主成分としてその外側に触媒成分である白金などを担持させてなる公知の燃焼触媒３３および燃焼触媒３３を加熱するための触媒加熱手段、例えば触媒加熱ヒータ３４が設置されている第２処理室３５とに上下２分されている。第１処理室３２と第２処理室３５のほぼ中央部には、第１処理室３２において発生した可燃ガスＧおよび水蒸気Ｓを第２処理室３５に導くガス通路管３６が、第１処理室３２の被加熱対象物Ｏおよび第２処理室３５の燃焼触媒３３を貫通して、第１処理室３２と第２処理室３５とを連通するように設けられている。ガス通路管３６は、第１処理室３２内の部位において複数のガス取入用孔３６ａが形成され、第２処理室３５の燃焼触媒３３の底面においてガス流出口３６ｂが配設されるようになっている。
【００１６】
下部筐体３１の上側を除く外周は外装部材４０によって覆われており、外装部材４０と下部筐体３１との間には送風ファン４１が設けられ、この送風ファン４１によって外部からの空気Ａが空気流通路４２，４３を通り、かつ空気取入口３２ａ，３５ａを通って第１処理室３２および第２処理室３５の内部に送られるようになっている。
【００１７】
さらに、外装部材４０の一側部には排気口４４が設けられており、この排気口４４は、外装部材４０と下部筐体３１との側壁間、および下部筐体３１と第１処理室３２との側壁間、および第１処理室３２の底部と燃焼触媒３３の上部との間によって形成される排気通路４５に連通している。
【００１８】
下部筐体３１および外装部材４０の上部を覆うように、蓋体となる上部筐体４６が回動可能に蝶番４７によって支持されており、この上部筐体４６によって、第１処理室３２に被加熱対象物Ｏを上方から投入するための上側開口４８が開閉される。
【００１９】
上部筐体４６には、導波管４９およびマイクロ波出口５０を有するマイクロ波供給室５１と、マイクロ波供給室５１の片側に設置されたマグネトロン５２と、下部筐体３１側に設けられた冷却ファン５３からの冷却用空気Ｃが通る冷却空気通路５４と、マイクロ波出口５０部分に設置されたセラミック材などからなる遮蔽板５５などの加熱のための主要部材が内蔵されている。したがって、上部筐体４６とともにマグネトロン５２を含む前記各部材が回動移動することになる。
【００２０】
前記冷却用空気Ｃは、冷却空気通路５４が外装部材４０と下部筐体３１との側壁間の排気通路４５に連通していることによって、排気ガスＨと混合して排気口４４から外部へ流出するようになっている。
【００２１】
次に、本実施形態の加熱装置の動作を説明する。
【００２２】
蓋体である上部筐体４６を２点鎖線に示す方向へ回動させて、第１処理室３２の上側開口４８を開放させ、被加熱対象物Ｏを第１処理室３２内へ投入する。投入後、上部筐体４６を前記方向とは逆方向へ回動させて上側開口４８を閉鎖する。被加熱対象物Ｏが第１処理室３２内に収納した状態においてマグネトロン５２を作動させると、マグネトロン５２から発生したマイクロ波Ｍが、マイクロ波供給室５１の導波管４９，マイクロ波出口５０，遮蔽板５５を伝播して、被加熱対象物Ｏに均一に加わる。
【００２３】
この第１処理室３２における加熱処理によって被加熱対象物Ｏから可燃ガスＧおよび水蒸気Ｓを発生する。これらの可燃ガスＧおよび水蒸気Ｓは、ガス通路管３６のガス取入用孔３６ａからガス通路管３６の中空部を通り、第２処理室３５へガス流出口３６ｂから流出する。
【００２４】
第２処理室３５において可燃ガスＧおよび水蒸気Ｓは、予め触媒加熱ヒータ３４の加熱によって酸化反応温度に達している燃焼触媒３３を通り、排気ガスＧにおける可燃分の燃焼，脱臭、および水蒸気Ｓの脱臭が行われ、最終的に二酸化炭素と水分とが排気通路４５を通って排気口４４から外部へ排出される。
【００２５】
このような過程を経て、マイクロ波Ｍによる加熱処理により第１処理室３２内の被加熱対象物Ｏは灰化し、しかも被加熱対象物Ｏから発生する可燃ガスＧおよび水蒸気Ｓは、燃焼触媒３３によって燃焼かつ脱臭処理されて外部へ排出されることになる。
【００２６】
このように本実施形態の構成によれば、下記のような作用効果を得ることができる。
【００２７】
本実施形態は、第１処理室３２と第２処理室３５とにおける加熱燃焼処理時の熱、この加熱燃焼処理時に発生する加熱状態の可燃ガスＧおよび水蒸気Ｓの熱が被加熱対象物に伝達する構造、すなわち熱損失が少なく、熱を有効に利用することができる構造になっており、このため、処理時間の短縮化とランニングコストの低減化を図ることができ、さらに図２に示す従来装置に比べて簡素化された構成であっても同様な処理が可能になったため、その分、装置全体を小型化することができる。
【００２８】
また、ガス通路管３６を、第１処理室３２の中央部および第２処理室３５の燃焼触媒３３を貫通するように立設しており、このため、第１処理室３２にて発生する加熱状態の可燃ガスＧおよび水蒸気Ｓが直接的に燃焼触媒３３に達するため、燃焼触媒３３の反応が効率的に行われることになる。
【００２９】
また、排気通路４５を、第１処理室３２を囲むように配設しており、このため、排気ガスＧの熱を第１処理室３２に加えることができるため、第１処理室３２における加熱処理が効率的に行われることになる。
【００３０】
また、装置本体を上部筐体４６と下部筐体３１から構成し、導波管４９，マイクロ波出口５０，マイクロ波供給室５１，マグネトロン５２，遮蔽板５５を上部筐体４６に設置し、第１処理室３２と第２処理室３５を下部筐体３１に設置し、さらに上部筐体４６を下部筐体３１に対して開閉可能に設けており、このため、マイクロ波加熱処理の主構成部材を上部筐体４６に収納設置し、各処理室３２，３５を下部筐体３１に収納設置することができるため、組立性および保守の作業性が大幅に改善されることになる。
【００３１】
また、下部筐体３１における第１処理室３２の上側に被加熱対象物Ｏを投入するための上側開口４８を設置し、この上側開口４８を上部筐体４６によって閉鎖，開放することを可能にしており、このため、上部筐体４６を装置の蓋体として用いることができ、この上部筐体４６を開くことにより、下部筐体３１の上側開口４８から第１処理室３２へ被加熱対象物Ｏを容易に投入することができるため、構造の簡素化と使い勝手を向上させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の加熱装置によれば、各構成部材の配置関連構造が、熱損失が少なく、かつ熱を有効に利用することができる構造になるため、処理時間の短縮化とランニングコストの低減化を図ることができ、さらに従来に比べて簡素化された構成であっても同様な処理が可能になり、その分、装置全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を説明するためのマグネトロンおよび燃焼触媒を用いた加熱装置の概略構成図
【図２】従来のマグネトロンおよび燃焼触媒を用いた加熱装置の概略構成図
【符号の説明】
３１ 下部筐体
３２ 第１処理室
３３ 燃焼触媒
３４ 触媒加熱ヒータ
３５ 第２処理室
３６ ガス通路管
３６ａ ガス通路管のガス取入用孔
３６ｂ ガス通路管のガス流出口
４０ 外装部材
４２，４３ 空気流通路
４４ 排気口
４５ 排気通路
４６ 上部筐体
４７ 蝶番
４８ 第１処理室の上側開口
４９ 導波管
５０ マイクロ波出口
５１ マイクロ波供給室
５２ マグネトロン
５５ 遮蔽板

Claims (5)

1. マグネトロンに当該マグネトロンから発生するマイクロ波を導くためのマイクロ波供給室を設け、このマイクロ波供給室に設けられたマイクロ波出口の下方に遮蔽板を対向設置し、この遮蔽板の下方に生ゴミを収納する第１処理室を設置し、この第１処理室の下方に燃焼触媒とこの燃焼触媒を加熱するための触媒加熱手段を備えた第２処理室を設置し、前記第１処理室においてマイクロ波による加熱処理により前記生ゴミから発生した可燃ガスを前記第２処理室に導くガス通路管を前記生ゴミを貫通して前記第１処理室と前記第２処理室とを連通するように設け、前記第２処理室の前記可燃ガスを前記燃焼触媒を通して排気する排気通路を前記第１処理室と前記第２処理室の間に設けたことを特徴とする加熱装置。
2. ガス通路管を、第１処理室の中央部および第２処理室の燃焼触媒を貫通するように立設したことを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
3. 排気通路を、第１処理室を囲むように配設したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の加熱装置。
4. 装置本体を上部筐体と下部筐体から構成し、マグネトロンとマイクロ波供給室と遮蔽板を上部筐体に設置し、第１処理室と第２処理室を下部筐体に設置し、さらに上部筐体を下部筐体に対して開閉可能に設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の加熱装置。
5. 下部筐体における第１処理室の上側に生ゴミを投入するための開口部を設置し、この開口部を上部筐体によって開閉可能にしたことを特徴とする請求項４記載の加熱装置。

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