JPH01300114A

JPH01300114A - 廃棄物処理装置

Info

Publication number: JPH01300114A
Application number: JP12777988A
Authority: JP
Inventors: Masato Hosaka; 正人保坂; Atsushi Nishino; 敦西野; Jiro Suzuki; 次郎鈴木; Yoshitaka Kawasaki; 良隆川崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-05-25
Filing date: 1988-05-25
Publication date: 1989-12-04
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPH076618B2

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ζ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。この装置について第５図をもとに
説明する。

第５図において、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１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ロ波透過体８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１に供
給する。そして、燃焼室１の下流には触媒室１１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Ｉ２
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。

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。

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。この可
燃性ガスはその中に多量の固形分（煙分）を含んでおり
、燃焼用空気と可燃性ガスの混合を良好にすることがむ
ずかしく、非常に燃焼しづらいガスである。このために
通常の都市ガスや灯油の燃焼器に較べて燃焼用空気の供
給量を多くして燃焼しなければならず、また排ガスの浄
化用に触媒を使用せざるをえない。

ところが燃焼用空気量を増加すると、触媒を通過するガ
ス量も増加し、触媒の温度が低下しやすくなる。このた
め、着火直後に不完全燃焼を起こしやすいという課題が
生じた。

また、廃棄物が乾燥する過程において、廃棄物から発生
する水分が着火手段に多量に付着し、乾燥が終了したと
きに、着火手段を動作しようすると、たとえば着火手段
に点火プラグを用いた場合には、付着した水分のために
放電を行わないとか、着火手段に点火ヒータを用いた場
合には、付着した水分が蒸発するまでヒータが高温にな
らないなど、着火手段が正常に動作しなくなり、着火不
良を起こしやすいという課題が生じた。

さらに、燃焼室内に形成された火炎により、着火手段が
加熱され、着火手段の熱変形や溶断など着火手段の寿命
が短くなることや、燃焼後半に火炎が不安定になり、火
炎燃焼だけでは可燃性ガスを処理できなくなり、触媒で
処理する時間が長くなり触媒の寿命が短くなるという課
題も生じた。

本発明は上記従来技術にもとづき、簡単な構成で、触媒
の温度低下を防いで触媒の活性を維持し、燃焼特性を良
好にするとともに、着火時に着火手段を正常に動作させ
て着火不良を抑え、着火手段の熱変形や溶断を抑え、触
媒の寿命を長くす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が廃棄物を収納する１次燃焼室とその下流に位置
した２次燃焼室とから構成され、１次燃焼室とマグネト
ロンを導波管で連結し、燃焼用空気を各燃焼室に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、
２次空気の供給経路内に加熱手段を設け、２次燃焼室内
に温度検出手段を設け、温度検出手段からの信号により
乾燥終了を検出し、乾燥終了時に２次空気の供給量を増
加するものである。

また、２次燃焼室内に着火手段を設け、始動時より着火
手段を動作するものである。

さらに、２次燃焼室内に温度検出手段と着火手段を設け
、温度検出手段からの信号が設定値以下の時に、着火手
段の動作を行うものである。

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。ここで供給する２次
空気量は、２次燃焼室に火炎が形成されて安定して燃焼
するために必要な空気量より少ない量にしておく。この
ようにすることにより触媒に送られる空気の温度を高温
にすることでき、触媒が活性を維持する温度まで上昇す
る時間を短縮することができる。触媒が活性温度に達し
た後に、１次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。このとき
、２次燃焼室に設けた温度検出手段の信号はたとえばサ
ーモカップルの場合には、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。廃棄物が完全に乾燥
すると、マイクロ波は廃棄物を加熱するようになり、熱
平衡が崩れ、温度検出部での温度が上昇するとともに、
廃棄物から可燃性のガスを発生するようになる。この温
度上昇を検出して、２次空気量を所定の値まで増加する
と、２次空気量の増加による触媒温度の低下を最小限に
防ぐことができる。

また、始動時から着火手段を作動させておくと、触媒の
予熱が終了し、マイクロ波を廃棄物に照射した時点で、
着火手段の表面温度が高温になっている。このため、廃
棄物が乾燥する過程で発生した水蒸気は、着火手段表面
で結露することはなく、水分の付着による着火手段の動
作不良を防止することができる。

さらに、２次燃焼室に設けた温度検出手段の信号により
、２次燃焼室での燃焼を検出し、着火手段の作動を停止
することにより、２次燃焼室に形成された火炎による着
火手段の熱変形や溶断を防ぎ、着火手段の寿命を長くす
ることができる。さらに、燃焼後半においては再び着火
手段を作動させることのより、着火手段での保炎性を向
上し、２次燃焼室での燃焼時間を長くすることができる
。

このために、触媒の寿命を向上することができる。

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ＩＢ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。燃焼用空気の供給、および２次空気室２里に設
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２４の通電を開始する。

２４５０ＭＨ２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２Ｇ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べて非常に大き
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２Ｂ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火燃焼室Ｉ
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３Ｇ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１Ｂを設けてあり
、マイクロ波が２次燃焼室Ｉ８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３により排出される。

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次燃焼室内１８に温度検出部３２を
設けて２次燃焼室１８の温度を検出できるようにしであ
る。

第２図は触媒加熱用ヒータ２２を通電してからの温度検
出部３２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。予熱時に触媒加熱用ヒータ２２を通
電するとともに、２次空気３０を２次空気室２１に供給
する。ここで触媒加熱用ヒータ２２により２次空気３０
は昇温され、２次燃焼室１８に供給される。この予熱さ
れた２次空気３０により触媒２３が加熱される。そして
２次空気量と触媒加熱用ヒータ２２の能力により決定さ
れる温度でほぼ一定になる（第２図■）。

廃棄物から発生する可燃性ガスはその中に多量の固形分
（埋骨）を含んでおり、燃焼用空気と可燃性ガスの混合
を良好にすることがむずかしく、非常に燃焼しづらいガ
スである。このために通常の都市ガスや灯油の燃焼器に
較べて燃焼用空気の供給量を多くして燃焼しなければな
らない。したがって触媒を通過するガス量も増加し、触
媒の温度が低下しやすくなる。第３図に２次空気量をパ
ラメータにして、ヒータの表面温度と触媒温度の温度変
化を示す。第３図より２次空気量が少ないとヒータの表
面温度が上昇し、触媒温度も短時間で上昇することがわ
かる。すなわち、始動時には２次空気量を少なく供給し
、予熱が終了した時点あるいは乾燥が終了した時点で２
次空気量を増加すれば、効率よく触媒の温度を上昇する
ことができる。

触媒の予熱が終了し、マグネトロン２４に通電すると廃
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３２の温
度は、蒸発する水分の影響により下降し、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２Ｇの乾燥が終了すると、マイクロ波は
廃棄物２０を加熱し始め、検出部３２の温度は上昇し始
める。

第４図に予熱終了時に２次空気量を増加した場合と乾燥
終了時に２次空気量を増加した場合の触媒の温度変化を
示す。第４図より乾燥が終了した時点で２次空気量を増
加した方が、触媒温度を約７０°Ｃはど高く維持できる
ことがわかる。したがって２次空気の切り替え時期は、
予熱終了時に行うよりも、乾燥終了時に行う方が触媒２
３の温度をより高温に維持することができるわけである
。本発明はこのことを利用したもので、検出部３２の温
度が一定になったのちの検出部３２の温度上昇を検出し
て乾燥終了を検出し、乾燥終了時に２次空気量をを増加
すると、２次空気量の増加による触媒温度の低下を最小
限に防ぐことができる。

これ以後、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。２次燃焼室内１８で可燃性ガスの濃度
が可燃範囲になると、点火器２８により着火し、２火煙
焼室Ｉ８内で燃焼を開始する。したがって、検出部３２
の温度は火炎の形成とともに急激に上昇する（第２図■
）。検出部３２の温度は、廃棄物の燃焼量すなわちマグ
ネトロン２４の出力に応じた燃焼量で決定される。した
がって、検出部３２の゛温度が一定になるようにマグネ
トロン２４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■）。

廃棄物２０が乾燥する過程において、廃棄物２０から発
生する水蒸気が点火器２８に多量に付着する。

このために、たとえば点火器２８に点火プラグを用いた
場合には、点火プラグ先端に水滴が付着し、点火トラン
スから高電圧を供給しても、点火プラグ先端では放電を
行わなくなるし、点火器２８に点火ヒータを用いた場合
には、点火ヒータ表面に水滴が付着し、付着した水分が
蒸発するまでヒータが高温にならなくなる。そこで本発
明では、始動時から点火器２８を作動させることにより
、予熱過程において、点火プラグ先端や点火ヒータ表面
の温度を高温に維持しておくという方法をとっている。

このために、乾燥過程において、マイクロ波が廃棄物２
０に照射され、水蒸気が発生しても、点火器２８表面に
は水滴が付着することはない。このために、点火器２８
の動作不良を防止することができる。

また、２次燃焼室１８に火炎が形成されると、点火器２
８に火炎が付着したり、火炎からの輻射熱により、点火
器２８の表面が高温になり、点火器２８の熱変形や溶断
などを起こしやすい。そこで本発明では、２火燃焼室Ｉ
８に設けた検出部３２からの信号により、点火器２８の
作動を制御するという方法をとっている。このために、
２次燃焼室１８内に安定した火炎が形成されると、検出
部３２の信号値が設定値を越えるために、これを検出し
て点火器２８の動作を停止することにより、点火器２８
表面が高温になることを防ぎ、点火器２８の寿命を長く
することができる。

加えて、次のような効果もある。さらに燃焼が進み、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２４の能力を最大にしても、廃棄物の燃焼
量を一定に保つことはむずかしくなり、燃焼量が低下し
、火炎が徐々に小さくなりる。これにともない検出部３
２の信号値も小さくなる（第２図■）。火炎が小さくな
ると燃焼が不安定になり、火炎燃焼だけでは可燃性ガス
を処理できなくなり、どうしても触媒２３に頼らざるを
得なくなる。しかし、本発明では検出部３２の信号値が
小さくなると、点火器２８が再び動作するために、点火
器２８の先端部が火炎の保炎部になり、小さいながらも
安定した火炎を形成するようになる。このために、２次
燃焼室１８で火炎燃焼する時間が増加し、触媒２３の負
担が少なくなる。このために、触媒２３の寿命がかなり
延びるという効果もある。

発明の効果以上のように本発明においては、触媒の温度低下を防い
で触媒の活性を維持し、燃焼特性を良好にするとともに
、着火時に着火手段を正常に動作させて着火不良を防ぎ
、着火手段の熱変形や溶断を抑えて点火器の寿命を向上
し、触媒の寿命も向上することができる。

【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図は同装置の温度検出部の信号の時間特性図、第３
図は同装置の触媒加熱用ヒータの表面温度と触媒温度の
時間特性図、第４図は同装置の２次空気の切り替え時期
の違いによる触媒温度の時間特性図、第５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・
・・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　はが１名ｔ７−−−
１次虹耽宜ｒｅ−−−２次式荒型２ｌ−＝２次９賎２２−一一階た喝Ｉπぴす耳ヒシ？２３−−−触Ｊ藪２４−−−マグオ）ｒ７ン２８−−一点次番第　１　図　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　８２−−−−Ｍ検−出部＝Ｘ　度区綜第　３Ｕ″ＪＪ詩濁　（分）４４図０　　　　３０　　　　　ｆ；０　　　　９０　　　１
２０許　間　扮）ｒ−−一覇茂室４−−−マグネトロン５−　導波管Ｉ２−触　媒第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）廃棄物を収納する１次燃焼室とその下流に位置し
た２次燃焼室とからなる燃焼室と、燃焼用空気を前記各
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
風手段と、前記２次燃焼室内に設けた温度検出手段と、
前記２次空気の供給経路内に設けた加熱手段と、前記１
次燃焼室とマグネトロンを連結する導波管を具備し、前
記温度検出手段からの信号により乾燥終了を検出し、乾
燥終了時に前記２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。
（２）廃棄物を収納する１次燃焼室とその下流に位置し
た２次燃焼室とからなる燃焼室と、燃焼用空気を前記各
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
風手段と、前記２次燃焼室内に設けた温度検出手段およ
び着火手段と、前記２次空気の供給経路内に設けた加熱
手段と、前記１次燃焼室とマグネトロンを連結する導波
管を具備し、始動時より前記着火手段を動作することを
特徴とする廃棄物処理装置。
（３）廃棄物を収納する１次燃焼室とその下流に位置し
た２次燃焼室とからなる燃焼室と、燃焼用空気を前記各
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
風手段と、前記２次燃焼室内に設けた温度検出手段と、
前記２次空気の供給経路内に設けた加熱手段と、前記１
次燃焼室とマグネトロンを連結する導波管を具備し、前
記温度検出手段からの信号が設定値以下の場合、前記着
火手段の動作を行うことを特徴とする廃棄物処理装置。