JPH01167511A - 廃棄物処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ｆ扉棄物処理装置は、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、マイクロ波を
応用した廃棄物処理装置が提案されている。この装置に
ついて正面断面図（ａ）および側面断面図（ｂ）を示す
第３図をもとに説明する。

第３図（ａ）（ｂ）において、燃焼室１の内部に廃棄物
収納部２を設置し、廃棄物収納部２に廃棄物３を収納し
ておく。燃焼室ｌとマグネトロン４を導波管５で連結し
、燃焼室ｌと導波管５の接続部にはマイクロ波透過体６
を設けてあり、燃焼ガスの導波管５内への侵入を防ぎ、
マグネトロン４を保護している。

そして、マグネトロン４から照射されたマイクロ波は、
導波管を５通って燃焼室ｌに供給される。

燃焼室１に放出されたマイクロ波は廃棄物３で受信され
、マイクロ波のエネルギを熱に変換して、廃棄物３の乾
燥、燃焼、灰化を行う。

また、燃焼室１には複数個の１次空気ロアと複数個の２
次空気口８が設けてあり、送風Ｉｌ（図示せず）より送
られた燃焼用空気を１次空気９と２次空気ＩＯに分岐し
、それぞれ１次空気ロアと２次空気口８より燃焼室１に
供給する。そして、燃焼室ｌの下流には触媒室１１を設
け、触媒室ｌ■の中には触媒Ｉ２、フィルタ！３、触媒
加熱用ヒータ１４が納められており、燃焼ガスを触媒１
２で浄化し、クリーンな排ガスにして、排気筒１５より
排出する。

示すような問題点があった。

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
界分布を調整しである。廃棄物に水分が含まれているう
ちは、マイクロ波はすべて水分に吸収されてしまうが、
廃棄物が完全に乾燥してからは、マイクロ波は廃棄物を
加熱し、廃棄物から可燃性のガスを発生しながら、廃棄
物の炭化を促進する。ところが、燃焼室に１次空気が多
量に供給されると廃棄物自身が発火してしまい、廃棄物
が自分の火炎の熱を受けて、可燃性ガス多量に発生し、
燃焼を鍵制御することが非常にむずかしくなり、不完全
燃焼を引き起こす。

そこで、通常は１次空気量をできるだけ少なく供給し、
燃焼室では廃棄物に火炎が付着しないようにしている。

このために、廃棄物が完全に炭化し、燃焼室内で廃棄物
が固体燃焼くいこり燃焼）を始めても、その燃焼量は供
給空気量に比例して増大するために、炭化物の燃焼に長
時間を有するという問題が生じた。

本発明は部用な構成で、不完全燃焼することなく、短時
間で廃棄物を処理できる廃棄物処理装置を提供するもの
である。

問題点を解決するための手段 燃焼室をマイクロ波減衰部で１次燃焼室と２次燃焼室に
分割し、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し、１次燃焼室内に
廃棄物収納部を設け、１次燃焼室とマグネトロンを導波
管で連結し、１次燃焼室の下流に位置した２次燃焼室内
に燃焼検出手段を設け、燃焼検出手段からの信号により
、１次空気の供給量を増加するものである。

作用 この技術的手段による作用は次のようになる。

燃焼室内の廃棄物収納部に廃棄物を収納する。

この状態で、燃焼室内にマイクロ波を照射すると、マイ
クロ波はすべて廃棄物に含まれる水分に吸収され、廃棄
物の水分が蒸発し、廃棄物は急速に乾燥する。廃棄物が
完全に乾燥してから、マイクロ波は廃棄物を加熱し、廃
棄物から可燃性のガスを発生しながら、廃棄物の炭化を
促進する。そして、２次燃焼室に設けた点火装置により
、廃棄物から発生している可燃性ガスが発火、２次燃焼
室内で火炎燃焼する。以後は、廃棄物はマグネトロンか
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次燃焼室内で火炎燃焼が続く。

廃棄物が完全に炭化すると、２次燃焼室内での火炎は消
炎し、１次燃焼室内で固体燃焼（いこり燃焼）を始める
。固体燃焼において、その燃焼量は供給空気量に比例し
て増大するために、燃焼温度の低下があまりなければ、
１次燃焼室に供給される１次空気量は多いほど燃焼が短
時間で終了する。さらに、炭化した廃棄物の表面では、
炭素が電気の良導体であるために、マイクロ波を受信し
て放電を行っている。この放電は、１次空気量が多いほ
ど激しくなり、燃焼後の灰化の状態が良好になる。した
がって、固体燃焼に推移した時に、速やかに１次空気量
を増加すれば、燃焼も早く終了し、灰化の状態も良好に
なる。

そこで、２次燃焼室内に燃焼検出部を設け、燃焼検出部
の信号により、２次燃焼室内での燃焼終了を検知し、１
次空気量を増加することにより、不完全燃焼することな
く、短時間で廃棄物の燃焼、灰化を行うことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。第１図（ａ）は正面断面図、第１図（ｂ）は側面断面
図である。第１図（ａ）（ｂ）において、燃焼室をマイ
クロ波減衰部１６で１次燃焼室１７と２次燃焼室１８に
分割し、１次燃焼室１７の内部に廃棄物収納部１９を設
置し、廃棄物２０をセットする。マグネトロン２１の発
信、燃焼用空気の供給、および触媒室２２に設けた触媒
加熱用ヒータ２３の通電を開始して、触媒２４を加熱す
る。なお触媒室２２内には、フィルタ２５が設けてあり
、燃焼ガス中に含まれるススや灰から触媒２４を保護し
ている。

２４５０Ｍ　Ｈｚのマイクロ波がマグネトロン２１より
発信され、導波管２６を通り１次燃焼室１７内に照射さ
れる。１次燃焼室１７は、廃棄物収納部１９に置かれた
廃棄物２０に電界が集中するように、１次燃焼室１７内
の電界分布を調整しである。このために、マイクロ波は
すべて廃棄物２０に吸収され、廃棄物２０の水分が蒸発
し、廃棄物２０は急速に乾燥する。

この時、廃棄物２０に含まれる水の誘電率は、その他の
廃棄物２０に含まれる成分の誘電率に比へて非常に大き
いために、廃棄物２０に含まれる水分に総て吸収されて
しまう。したがって、廃棄物２０が完全に乾燥してから
、マイクロ波は廃棄物２０を加熱し始める。

廃棄物２０がある程度高温になると、廃棄物２０から可
燃性のガスを発生しながら、廃棄物２０の炭化が始まる
。この可燃性ガスは１次空気口２７より供給される１次
空気２８と混合して、２次燃焼室１８に供給される。２
次燃焼室！８に送られた可燃性混合気は、２次燃焼室１
８内に設けられた点火器２９により着火し、２次空気口
３０より供給される２次空気３１と混合して２次燃焼す
る。１次燃焼室１７と２次燃焼室１８との境目にはパン
チングメタルなどのマイクロ液域に部１６を設けてあり
、マイクロ波が２次燃焼室１８へ侵入するのを防いでい
る。したがって、点火器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。燃焼ガスは、フィルタ２
５を通り、触媒２４で浄化された後に、排気筒３２より
排出される。

以後は、廃棄物２０はマグネトロン２１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２０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１８内で火炎燃焼が続く。

廃棄物２０が完全に炭化すると、２次燃焼室１８内での
火炎は消炎し、１次燃焼室１７内で固体燃焼（いこり燃
焼）を始める。一般に、固体燃焼は燃焼温度の低下があ
まりなければ、燃料に供給された空気量に比例して、燃
焼量が増大する。したがって、固体燃焼に移行したとき
に、速やかに１次空気量を増加すれば、炭化した廃棄物
２０の燃焼が短時間で終了する。ところが、２次燃焼室
１８に火炎が存在するような状態、すなわち１次燃焼室
１７内の廃棄物にまだ十分に可燃性ガス成分が含まれて
いる間に、１次空気量を増加すると、１次燃焼室１７内
で廃棄物２０が発火する。このために、１次燃焼室１７
内に存在する火炎の熱を廃棄物２０が受け、可燃性ガス
を多量に発生するようになる。このことにより、燃焼を
制御することがむずかしくなり、不完全燃焼を引き起こ
すことになる。したがって、廃棄物２０から発生する可
燃性ガスの発生が完全に終了してから、１次空気量を増
加しなければならない。

そこで、２次燃焼室１８内に燃焼検出部３３を設け、燃
焼状態を検出できるようにしである。ここで、燃焼検出
部３３は、サーモカップル、フレームロッド、ガスモニ
タ、光センサなとで、温度、火炎、ガス組成、光などを
検知して、燃焼状態を検出できるものである。　　たと
えば、燃焼検出部３３にサーモカップルを用いた場合に
ついて第２図に基づいて説明する。

第２図はマグネトロン２１をＯＮＬ／てからの燃焼検出
部３３からの信号（サーモカップルの場合は温度）を示
したものである。マグネトロン２１をＯＮすると廃棄物
２０に含まれる水分がマイクロ波を吸収し、水分を蒸発
しながら急速に乾燥する。このとき、検出部３３の温度
は水の沸点と２次空気の温度により決まる温度でほぼ一
定となる（第２図■）。廃棄物２０の乾燥が終了すると
、廃棄物２０は可燃性ガスを発生しながら、炭化が促進
される。この発生した可燃性ガスは２炊煙焼室Ｉ８で点
火器２９により着火し、２次燃焼室１８内で燃焼を開始
する。したがって、検出部の温度は火炎の形成とともに
急激に上昇する（第２図■）。これ以後、２次燃焼室１
８での燃焼は、マグネトロン２１の出力に応じた燃焼量
で燃焼する。すなわち、検出部３３の温度が所定値にな
るようにマグネトロン２１の出力をコントロールするこ
とにより、廃棄物２０の燃焼量を一定にコントロールす
ることができる（第２図■）。

ざらに燃焼が進み、廃棄物２０から発生する可燃性ガス
量が減少してくると、マグネトロン２１の能力を最大に
しても、検出部３３での温度を所定値に保つことがむず
かしくなり、検出部３３の温度は次第に低下していく（
第２図■）。加えて、燃焼初期で、まだ廃棄物があまり
炭化していない時には、廃棄物から発生する可燃性ガス
の成分は水素の割合が大きい炭化水素が主体であるのに
対し、燃焼末期で、廃棄物が大部分炭化したときには、
廃棄物から発生する可燃性ガスの成分は炭素の割合が大
きい炭化水素が主体であるために、燃焼末期のの燃焼ガ
ス温度は燃焼初期ここ比べて低くなる。

したがって、この燃焼ガス温度の差異を燃焼検出部３３
が検出することにより、廃棄物の燃焼状態を判断するこ
とができる。すなわち、２次燃焼室１８に設けた燃焼検
出部３３が着火後に設定温度以下になったときに１次空
気量を増加すれば、廃棄物２０から発生する可燃性ガス
成分は、廃棄物２０中にほとんど含まれていないために
、１次燃焼室１７内での燃焼熱を廃棄物２０が受け、可
燃性ガスを多量に発生するというようなことは起こらな
くなる。

この結果、１次空気量を増加しても燃焼を制御すること
が容易になり、不完全燃焼を起こさずに短時間で炭化し
た廃棄物の燃焼、灰化を行うことができる。

加えて、炭化した廃棄物２０が固体燃焼を行っていると
きに、１次空気量を増加することは次のような効果も現
れる。すなわち、炭化した廃棄物の表面では、炭素が電
気の良導体であるために、マイクロ波を受信して放電を
行っている。この放電は、１次空気量が多いほど激しく
なるために、炭化した廃棄物表面での燃焼も激しくなる
。そして激しい放電をともなう燃焼が、炭化した廃棄物
表面で起きるために、廃棄物の温度が非常に高温になり
、廃棄物中に含まれる灰分の分解が促進され、燃焼後の
灰化の状態が従来のものと比べて、非常に良好になる。

上記実施例では、燃焼検出部２３にサーモカップルを用
いた場合について行ったが、燃焼検出部２３にフレーム
ロッド、ガスモニタ、光センサなどを用いても、同様な
制御を行うことができる。

発明の効果 以上のように本発明においては、１次空気の供給量を増
加することにより、不完全燃焼することなく、短時間で
廃棄物の燃焼、灰化な行うことができ、灰化の状態も従
来のものと比べ、非常に良好になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例の廃棄物処理装
置の断面図、第２図は同装置の検出部の廃棄物処理装置
の断面図である。 １７・・・１次燃焼室、】８・・・２次燃焼室、２１・
・・マグネトロン、２９・・・点火器、３３・・・燃焼
検出部。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はかＩ名ｔ’ｔ−を
次ｊ！！茨麗 Ｂ−２−Ｗ！焼撞ＩＸＪ部 第１図 ＋（１１ｔｈ＋ １　−一一燃焼宣 ２−・ピ与収Ｍ１５ ４−・−マ／ｊ半トロン ５−ｄｉ波管 第３図 （ａ＋　　　　　　　　　　＜ｂＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼室をマイクロ波減衰部で１次燃焼室と２次燃焼室に
   分割し、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次燃焼室内に廃棄物収納部を設け、前記１
   次燃焼室とマグネトロンを導波管で連結し、前記１次燃
   焼室の下流に位置した前記２次燃焼室内に燃焼検出手段
   を設け、前記燃焼検出手段からの信号により、前記１次
   空気の供給量を増加することを特徴とする廃棄物処理装
   置。