JPH01296587A - 電子焼却装置 - 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、マグネトロン
やヒータを利用し、廃棄物を分解燃焼する廃棄物処理装
置が提案されている。

この装置は、廃棄物を収納した燃焼室とマグネトロンを
導波管で連結したもので、燃焼室に放出されたマイクロ
波は廃棄物で受信され、マイクロ波のエネルギを熱に変
換して、廃棄物の乾燥、燃焼、灰化を行うものである。

。 発明が解決しようとする課題 このような従来の廃棄物処理装置には、以下に示すよう
な課題があった。

マグネトロンより発せられたマイクロ波は、燃焼室内に
置かれた廃棄物に照射する。そして廃棄物に水分が多量
に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。ところが、廃棄物が乾燥し、廃棄物に含
まれる水分量が少量になると、燃焼室内のマイクロ波の
電界分布が問題になってくる。このとき、マイクロ波の
電界分布が燃焼室内で不均一であると、廃棄物が部分的
に乾燥が進み、乾燥が不完全なうちに炭化水素の発生が
始まる。この水分を多量に含んだ炭化水素ガスは非常に
着火しづらく、不完全燃焼や臭気の発生の原因になると
いう課題を生ずる。

これとともに、つぎのような問題も生じていた。

燃焼室に備えられた加熱手段により、廃棄物が乾燥し、
廃棄物から可燃性のガスを発生して燃焼を行う。そして
燃焼を行いながら、廃棄物の炭化を促進する。可燃性ガ
スの燃焼が終了し、廃棄物が完全に炭化し、燃焼室内で
廃棄物が固体燃焼（いこり燃焼）を始める。このときに
は、炭化した廃棄物に燃焼用空気が効率よく供給して燃
焼を高温に保たなければならないが、同時にマイクロ波
で炭化物の品温を維持しなければならない。

もしこの時燃焼温度が低下すると、炭化物の燃焼は不完
全となり多量未燃物が残るものである。

課題を解決するための手段 １次燃焼室とマグネトロンを導波管て連結し、燃焼用空
気を燃焼室に１次空気及び２次空気として別個に供給す
る送風手段を設け、１次燃焼室の底面の一部をマイクロ
波加熱体で構成する。また、マイクロ波加熱体の面積を
１次燃焼室底面積の少なくとも１７２以下にする構成を
とるとともに、その幅をマイクロ波の波長の１／４以上
とした。

作用 この技術的手段による作用は次のようになる。

１次燃焼室の底面の一部をマイクロ波加熱体にすること
により、廃棄物の乾燥過程において、１次燃焼室の底面
に向けて照射されたマイクロ波の一部はマイクロ波加熱
体に吸収されてマイクロ波加熱体の温度を上昇させる。

マイクロ波の残りの部分は、底面で反射された後、１次
燃焼室内を縦横無尽に反射しながら廃棄物に照射される
ために、１次燃焼室内のマイクロ波の電界分布が均一に
なり、非常に効率的に廃棄物の乾燥を行うことができる
。特にマイクロ波加熱体の面積を１次燃焼室底面の面積
の１７２以下にすると、１次燃焼室内のマイクロ波の電
界分布が均一になり易い。このため、廃棄物より発生し
た炭化水素ガスは水分を含んでおらず、不完全燃焼や臭
気の発生を防止する。

また、マイクロ波加熱体の幅をマイクロ波波長の１／４
以」二にするとマイクロ波の吸収が十分よくなる。乾燥
時は水がマイクロ波を吸収するので差し支えないが、灰
化時、とくに炭化物が少ないとき１次燃焼室は高温を保
つことができるものである。

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
。図において、燃焼室をマイクロ波減衰部１て１次燃焼
室２と２次燃焼室３に分割１１次燃焼室２の内部に廃棄
物４をセットする。燃焼用空気の供給、および２次空気
室５に設けた触媒加熱用ヒータ６の通電を開始して、触
媒７を加熱する。触媒７の温度が高温になり、活性温度
以」二になるとマグネトロン８の通電を開始する。

２４５０ＭＨｚのマイクロ波がマグネトロン８より発信
され、導波管２４を通り１次燃焼室２内に照射される。

マイクロ波は廃棄物４に吸収され、廃棄物４の水分が蒸
発し、廃棄物４は急速に乾燥する。

この時、廃棄物４に含まれる水の誘電率は、その他の廃
棄物４に含まれる成分の誘電率に比べて非常に大きいた
めに、廃棄物４に含まれる水分に大部分吸収されてしま
う。したがって、廃棄物４が乾燥してから、マイクロ波
は廃棄物４を加熱し始める。

廃棄物４がある程度高温になると、廃棄物４から可燃性
のガスを発生しながら、廃棄物４の炭化が始まる。この
可燃性ガスは１次空気口９より供給される１次空気と混
合して、２次燃焼室３に供給される。２次燃焼室３に送
られた可燃性混合気は、２次燃焼室３内に設けられた点
火器１０により着火し、２次空気口１１より供給される
２次空気と混合して２次燃焼する。１次燃焼室２と２次
燃焼室３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１を設けてあり、マイクロ波が２次燃焼室３へ
侵入するのを防いている。したがって、点火器１０は、
マイクロ波を受信してアーキングを起こすなとの影響を
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７で浄化された後に、排気筒１２より排
出される。

以後は、廃棄物４はマグネトロン８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１９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３内で火炎燃焼が続く。廃棄物１９が
完全に炭化すると、２次燃焼室３内での火炎は消炎し、
１次燃焼室２内で固体燃焼（いこり燃焼）を始め、灰化
に至る。

このような本発明の具体的動作について以下に説明する
。

灰化過程における１次燃焼室２の温度低下を防ぐために
、１次燃焼室２内マイクロ波加熱体１３を設置すると、
灰化状態が非常に良好になる。本実施例は１次燃焼室の
底面の一部をマイクロ波加熱体にした実施例である。２
４５０ＭＨ２のマイクロ波がマグネトロン２３より発信
され、導波管１４を通り１次燃焼室２内に照射される。

１次燃焼室２は、底面の一部をマイクロ波加熱体１３で
構成され、この底面のマイクロ波加熱体１３以外の壁面
はマイクロ波を反射する金属なとて構成されている。こ
のようなマイクロ波加熱体は炭化珪素、窒化珪累、ジル
コニア、導電性ファイバ等でマイクロ波をとくに高温で
吸収し、かつ耐熱、耐食性の良いものが適する。

廃棄物４の乾燥過程において、１次燃焼室２の底面に向
けて照射されたマイクロ波は廃棄物４に吸収された後に
マイクロ波加熱体１３に吸収されて、マイクロ波加熱体
１３の温度を上昇させる。

もし１次燃焼室底面がマイクロ波加熱体たけで構成され
ているとすると、廃棄物４を通過したマイクロ波は、す
べてマイクロ波加熱体に吸収されマイクロ波加熱体の温
度を上昇させる。このために廃棄物４の乾燥とマイクロ
波加熱体の温度上昇が同時に進行する。廃棄物４に水分
が多量に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ために問題はないが、廃棄物４が乾
燥し、廃棄物４に含まれる水分量が少量になると、高温
になったマイクロ波加熱体のまわりの廃棄物から部分的
に乾燥が進み、乾燥が不完全なうちに可燃性ガス（炭化
水素ガス）の発生が始まる。この水分を多量に含んだ炭
化水素ガスは非常に着火しづらく、不完全燃焼や臭気の
発生の原因になる。

ところが、本発明では底面のの一部のみマイクロ波加熱
体１３で構成されているために、マイクロ波の一部はマ
イクロ波加熱体１３に吸収されるが、残りの部分は、底
面で反射された後、１次燃焼室２を縦横無尽に反射しな
がら廃棄物に照射される。

これにより１次燃焼室２に照射されたマイクロ波は直接
あるいは金属壁面で反射されて、廃棄物４に照射され、
１次燃焼室２マイクロ波の電界分布が均一になり、非常
に効率的に廃棄物の乾燥を行うことができる。したがっ
て、廃棄物の部分的に乾燥を抑え、乾燥が終了するまで
炭化水素ガスの発生を防止することができる。このため
に、炭化水素ガスが発生した際には、炭素ガス中には水
分をほとんど含んでおらず、着火性が非常に良好で、不
完全燃焼や臭気の発生がほとんど生じない。

マイクロ波加熱体の面積に対する着火時のＣＯの発生量
の関係を実験した結果、１次燃焼室の底面の面積カ月７
２より大きくなると、ＣＯの発生が著しく増加するこき
がわかった。このことはすなわち、１次燃焼室２の電界
分布が均一ではなく、廃棄物４の乾燥が十分に行われて
いないうちに、炭化水素が発生し、このため発生した炭
化水素中には水分が多量に含まれているので、着火時に
不完全燃焼が起きやすく、ＣＯが発生したことを意味し
ている。そこで本発明では、マイクロ波加熱体１３の面
積を１次燃焼室底面の１７２以下にすることにより、１
次燃焼室２電界分布を均一にし、非常に効率的に廃棄物
の乾燥を行うことができる。

このために、炭化水素ガスが発生した際には、炭素ガス
中には水分をはとんと含んでおらず、着火性が非常に良
好で、不完全燃焼や臭気の発生の防止ということに関し
て、なお−層効果がある。

また、２４５０ＭＨ２のマイクロ波の持つ波長は１２０
ｍｍであるが、マイクロ波吸収体の各部はこの１／４す
なわち、３０ｍｍ以上の幅を持つことが必要である。こ
のことは通信機のアンテナにおいては常識である。マイ
クロ波吸収体での電位差が発熱するため必要で、すくな
くともこの寸法は必要である。

発明の効果 以上のように本発明においては、短時間で廃棄物の燃焼
、灰化を行うことができる。さらに、灰化の状態も従来
のものと比べ、非常に良好になる。

着火性が非常に良好で、不完全燃焼や臭気の発生がほと
んど生じない。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例の電子焼却装置の断面図である。 ２・・・１次燃焼室、１３・・・マイクロ波加熱体、３
・・・２次燃焼室、８・・・マグネトロン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 廃棄物を収納する１次燃焼室と２次燃焼室とからなる燃
   焼室と、燃焼用空気を前記燃焼室に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
   室とマグネトロンを導波管で連結し、前記１次燃焼室の
   底面の一部をマイクロ波加熱体で構成し、前記マイクロ
   波加熱体の面積が１次燃焼室底面積の少なくとも１／２
   以下にするとともに、前記マイクロ波の波長の１／４以
   上の幅をしたことを特徴とする電子焼却装置。