JPH01196408A - 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 従来廃棄物処理装置は、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
ついて第２図をもとに説明する。

第２図において、燃焼室ｌ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１と
導波管５の接続部にはマイクａ波透過体６を設けてあり
、Ｐ８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１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１８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、送風機（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ｌに供
給する。そして、燃焼室ｌの下流には触媒室ｌｌを設け
、触媒室１１の中には触媒１２、フィルタ１３、触媒加
熱用ヒータ１４が納められており、燃焼ガスを触媒１２
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。

廃棄物の燃焼量は、マグネトロンの出力により決定され
、マグネトロンの出力を制御することにより、廃棄物の
燃焼を制御することができる。

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。この可燃性ガスの発生量は、マグ
ネトロンの出力に比例するために、燃焼ガスの温度を検
出してマグネトロンの出力を制御すれば、廃棄物の燃焼
を制御できることになる。

発明が解決しようとする課題 ところが、燃焼ガスの温度によりマグネトロンの出力を
制御すると、廃棄物の燃焼を制御する上では非常に効果
があるが、次のような新たな問題が生ずる可能性がある
。

廃棄物の燃焼が安定しているときは、燃焼室内の温度は
安定しているために、燃焼ガスの温度と廃棄物の燃焼量
は、はぼ比例間係にある。ところが、着火直後の燃焼初
期にはまだ燃焼室内の温度が低いために、燃焼ガスが燃
焼室の冷たい壁面と接触して触媒に供給されるために、
燃焼による発熱は燃焼室内の壁面に吸収され、燃焼ガス
温度の上昇に結びつかない。したがって、燃焼量のコン
トロールを燃焼ガス温度で制御すると、着火時は燃焼ガ
スの温度に比べて燃焼量が大きくなるという現象が生じ
やすい。このために、着火時のオーバーシュートが大き
くなり、着火時に空気不足になり、不完全燃焼を起こし
やすいという問題が生じる。

本発明は簡単な構成で、着火時に不完全燃焼することな
く、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。

課題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
分割腰燃焼用空気を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する送風手段を有し、
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次燃焼室内に燃焼ガス温度検出手段を設け、２次空
気の供給経路内に加熱手段を設け、燃焼ガス温度検出手
段からの信号により、マグネトロンの出力と加熱手段の
加熱量を制御し、着火時に定常時より高い設定温度で加
熱手段の加熱量を制御するものである。

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、２次空気室内に設けた加熱装置に通電するとともに
、２次空気を供給することにより、高温に予熱された２
次空気で触媒を加熱する。触媒が活性温度に達した後に
、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点火し、２次燃焼室内で火
炎燃焼する。

ところが、予熱時より２次空気内に設けた加熱装置によ
り、高温の２次空気を介して触媒を加熱しているために
、触媒を加熱すると、途中の経路にある２次燃焼室の壁
面も加熱することになる。

このため、２次燃焼室内で燃焼が開始する時点ですでに
２次燃焼室内の温度がある程度上昇しており、燃焼によ
り発生した燃焼ガスは、２次燃焼室壁面と接触しながら
触媒へ供給される際に、燃焼ガスはその温度をあまり下
げることなく、触媒へ供給される。加えて、触媒の加熱
手段の加熱量を制御する設定値を定常時よりも着火時を
高くすることにより、着火直後に燃焼ガスが２次燃焼室
に奪われる熱量を最小限にすることができる。

したがって、燃焼量のコントロールを燃焼ガス温度で制
御しても、着火時から燃焼ガスの温度と燃焼量はほぼ比
例関係にあり、燃焼ガス温度で廃棄物の燃焼量を十分に
制御することができる。このために、着火時のオーバー
シュートが小さくなり、着火時の空気不足が発−生ぜず
、不完全燃焼をを防止することができ、排ガスを非常に
クリーンにすることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面を基づいて説明する
。

第１図において、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！８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。燃焼用空気の供給、および２次空気室２１に設
けた触媒加熱用ヒータ２２の通電を開始して、触媒２３
を加熱する。触媒２３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２４０通電を開始する。

２４５０Ｍ　Ｈｚのマイクロ波がマグネトロン２４より
発信され、導波管２５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２６より供給される１次
空気２７と混合して、２次燃焼室１８に供給される。２
次燃焼室１８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２８により着火し、２次空気口
２９より供給される２次空気３０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波減衰部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２７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、触媒２３で
浄化された後に、排気筒３１より排出される。

以後は、廃棄物２０はマグネトロン２４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。

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次空気室２１内に触媒加熱用ヒータ
２２を設けてあり、触媒２３の温度を活性点まで高める
ために、触媒加熱用ヒータ２２て高温に予熱された２次
空気３０を用いている。このために、触媒２３の温度を
高めるということは、同時に途中の経路にある２次燃焼
室１８内の温度も高めることになる。したがって、予熱
時に触媒２３の温度を活性温度以上に高めると、２次燃
焼室１８内の温度もある程度高くなる。

この状態で、マグネトロン２４を通電し、廃棄物２０の
乾燥を行った後に、廃棄物２０から発生した可燃性ガス
に着火して燃焼を開始することになる。

このように、２次燃焼室１８内で燃焼が開始する時点で
すでに２次燃焼室１８内の温度がある程度上昇している
。したがって、燃焼ガスは触媒へ供給される際に、比較
的温度の高い２次燃焼室１８内を通過して触媒２３へ達
するために、燃焼ガスの温度はあまり下がることがない
。

そして、燃焼が進行して行くと、以下に述べる２つの方
法により廃棄物の燃焼をコントロールしている。１つは
、燃焼量の増加とともに触媒２３の温度が上昇するため
、触媒加熱用ヒータ２２の通電量を制御することにより
、触媒２３が高温になることを防止することである。も
う１つは、マグネトロン２４の出力に比例して廃棄物２
０の燃焼量が変化するために、燃焼ガスの温度を検出し
てマグネトロン２４の出力を制御することにより、廃棄
物２０の燃焼量を制御することである。

廃棄物２０の燃焼が安定しているときは、２次燃焼室１
８内の温度は安定しているために、燃焼ガスの温度と廃
棄物の燃焼量は、はぼ比例関係にある。

ところが、着火直後の燃焼初期にはまだ２次燃焼室１８
内の温度が低いために、燃焼による発熱は２次燃焼室１
８内の壁面に吸収され、燃焼ガス温度の上昇に結びつか
ない。したがって、着火直後の燃焼初期では燃焼ガスの
温度と廃棄物の燃焼量は比例関係にないことになる。

そこで、本発明では２次燃焼室１８内に設けた温度検出
部３２からの信号により、着火時と定常時を判断し、着
火時には定常時よりも高い設定温度で触媒加熱用ヒータ
２２の通電量をコントロールするようにしである。この
ため着火時は触媒加熱用ヒータ２２の通電量の減少が定
常時より遅れるために、燃焼ガスへの供給熱量が増え、
着火時に燃焼ガスが２次燃焼室１８壁面で奪われる熱量
を最小限に防ぐことができる。

以上に述べたように、触媒２３を予熱された２次空気で
加熱することや、着火時に触媒加熱用ヒータ２２の通電
量を制御する設定温度を高くすることにより、着火時に
おいても廃棄物の燃焼量と燃焼ガス温度はほぼ比例関係
にあり、燃焼ガス温度で廃棄物の燃焼量を十分に制御す
ることができる。

このために、着火時のオーバーシュートが小さくなり、
着火時の空気不足が発生せず、不完全燃焼な栃防止する
ことができ、排ガスを非常にクリーンにすることができ
る。

発明の効果 本発明の廃棄物処理装置においては、着火時の空気不足
が発生せず、不完全燃焼をを防止することができ、排ガ
スを非常にクリーンにすることができる。

【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。 １７・・・１次燃焼室、１８・・・２次燃焼室、２１・
パ・２次空気室、２２・・・触媒加熱用ヒータ、２３・
・・触媒、２４・・・マグネトロン、３２・・・温度検
出部。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名１７−７　
　ンつ（エノリ岬弘藍 ｌ５−Ｚ仄り７Ｊ凭！ Ｚ／−２）Ｘ茫気室、 ２２−触媒加熱用ヒータ ２３−　　卵り楳 ２４−　　マグネトロン ／　　　　　１ ｔｑ　　　Ｚθ

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、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次燃焼室内に燃焼ガス温度検出手段を設
   け、前記２次空気の供給経路内に加熱手段を設け、前記
   燃焼ガス温度検出手段からの信号により、前記マグネト
   ロンの出力と前記加熱手段の加熱量を制御し、着火時に
   定常時より高い設定温度で前記加熱手段の加熱量を制御
   することを特徴とする廃棄物処理装置。