JPH04235781A - 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】本発明は安全で衛生的に加熱乾燥
処理できる廃棄物処理装置に関する。

【従来の技術】近年、台所周辺から発生する厨芥など生
ごみが多くなり、これらを衛生的に処理できる廃棄物処
理装置の要望が強くなっている。従来、一般家庭から排
出される生ごみ類は所定の時間、所定の場所に収集車が
出向いてそれらを収集し、焼却場等の処理施設で集中処
理するのが最も一般的な方法である。したがって一般家
庭などでは収集が行なわれる所定の時間まで厨芥を保管
しておく必要があり、また収集が行なわれる所定の場所
まで運搬していくものであった。それらの不便を解消す
るため厨芥をそれが発生する場所で処理する装置または
方法として種々の提案がなされている。その代表的なも
のはディスポーザと呼ばれるものであり、これは機械的
な力で厨芥を微細化し水と共に下水に流してしまう方式
のものであるが、我国においては、下水の処理設備容量
の不足等の理由で（河川の有機物汚染を避けるため）そ
の使用が自治体レベルで禁止されていることが多く殆ど
使用されていない。またその他の方法として、ヒータ等
を用いた加熱（部分燃焼）方式、臭いを出さないための
冷凍方式等いくつかの提案はなされているが、普及され
るに至っていない。また厨芥以外の廃棄物、例えば医療
廃棄物、動物の死骸等の処理は専門業者に委託するのが
普通であるが、処理そのものあるいは処理するまでの厳
重な保管に特殊な方策が必要であるため、相応の高い費
用をも必要とするものであった。

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
廃棄物は水分を多く含むため、腐敗し易すいので水分を
乾燥分離して予め防腐するか、あるいは腐敗がある程度
進行した廃棄物を加熱滅菌してそれ以上の腐敗進行を防
止する、いずれかの方法または併用法が、これらを保管
するに際して有効である。厨芥に関しては従来、収集が
行なわれる所定の時間まで厨芥を保管しておかないとい
けないが、その間に厨芥の腐敗が進行して臭気が発生す
るという問題があり、また厨芥は水分を多く含むため重
量が増え、それを詰め込んだ袋を収集が行なわれる所定
の場所まで運搬していく手間がかかり、また運搬中に厨
芥を収容した袋から水分が洩れ、臭気発生の原因となる
こともあり問題であった。本発明は上記従来の問題を解
決するもので、小型で簡便にかつ衛生的に使用できる廃
棄物処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、水蒸気排出口を有し廃棄物を収容する容器
と、前記廃棄物を加熱乾燥処理するためのマイクロ波発
振器と、前記容器内の酸素分圧を検知する酸素分圧検知
手段と、前記容器内の酸素分圧を制御する制御手段とを
備え、マイクロ波加熱乾燥処理中に発生する水蒸気で容
器内から空気を排出して容器内の酸素分圧を低減しマイ
クロ波による処理操作の少なくとも後半に容器内の酸素
分圧を１００Ｔｏｒｒ以下に制御しながら処理する構成
としたものであり、また容器内の酸素分圧が１００Ｔｏ
ｒｒ以下に低下した状態でマイクロ波加熱乾燥処理を終
了するものであり、さらに、酸素分圧検知手段に代えて
水蒸気分圧検知手段を設け、水蒸気分圧を検知しながら
処理を行い容器内の水蒸気分圧が２６０Ｔｏｒｒ以上に
上昇した状態でマイクロ波加熱乾燥処理を終了するもの
である。

【作用】上記構成により、容器内に入れられた廃棄物は
マイクロ波によってその内部より加熱され水分の蒸発が
促進される。このとき容器内の空気は発生した水蒸気に
よって容器外に排出され、容器内は低酸素濃度雰囲気が
形成される。この状態のまま水分の蒸発乾燥を続行する
と、廃棄物の軽量化が進む。この操作中に廃棄物が部分
的に温度上昇しても低酸素雰囲気であるので、廃棄物は
酸化されにくく、酸素濃度を酸素分圧で約１００Ｔｏｒ
ｒ以内にすれば燃焼による火炎は発生しなく、また酸素
分圧を１００Ｔｏｒｒ以下にするためには水蒸気分圧が
２６０Ｔｏｒｒ以上である必要があり、水蒸気分圧が２
６０Ｔｏｒｒ以上に上昇した状態でマイクロ波加熱乾燥
処理を終了すれば燃焼による火炎は発生しない。

【実施例】以下、本発明の実施例について図１を参照し
ながら説明する。図に示すように、本体容器１および蓋
２によって厨芥を収容する容器の主要部分を構成してい
る。気密性を比較的良好にするとともに、主としてマイ
クロ波遮蔽材料を用いてマイクロ波の外部への漏洩を防
止している。マイクロ波発振器３は一般にマグネトロン
と呼ばれるものであり、マイクロ波透過材料からなる窓
４はホウケイ酸ガラスを用いマイクロ波は通すが気密性
は保つ構成としている。内容器７は本体容器１の内部に
着脱できるメッシュ状のものである。この内容器７に沿
ってその内側に使い捨ての袋８をセットしている。袋８
は通気性の良好な材料が良く、ここでは耐水性の紙袋を
用いているが、小さい孔を多数開けた樹脂製の袋を用い
ることも可能である。乾燥処理操作中は厨芥の温度が上
昇するので、袋８は約１２０℃以上の耐熱性を有するも
のが望ましく、例えばＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、紙
等の材料単独あるいは複合（積層等）した材料を用いる
。内容器７は袋８をセットし易いように設けるものであ
り、必ずしもメッシュ状である必要はない。厨芥中の水
分を効率的に蒸発させるためには、孔開きあるいはメッ
シュ構造の袋８が有利である。また、蓋２上に水蒸気排
出口５を設け、フロート６を組み合わせることで、水蒸
気が容器から排出されるが逆流しにくい構成としている
。この部分は逆止弁の機能を有するが、これにより容器
内の酸素分圧を徐々に低下することができる。したがっ
てこれら全体で酸素分圧を低減する手段を構成する。 なお、酸素分圧を低減する構成は本実施例のもに限定さ
れるわけではなく、例えば、水蒸気排出口５に電磁バル
ブを設置する方法または水蒸気排出口５の下流側に適当
な長さの通路を形成するだけで弁機構を用いずに逆流し
にくくする方法等でも良い。排水バルブ１１は厨芥の余
分な付着水や本体容器１内を洗浄した時の洗浄水などを
排出口１０から排出するときなどに開放するものであり
、通常の乾燥処理操作中は内部の気密性を保つために閉
止状態としている。そして酸素分圧検知手段９は本体容
器１内の酸素分圧を連続的に検知するもので、ここでは
ジルコニア製の検知器を用いているが、この他にガルバ
ノ電池方式、磁気方式等のセンサでも良い。上記構成に
おいて動作を説明すると、まず袋８を内容器７にセット
して本体容器１内に入れる。台所等で発生した厨芥は本
体容器１内にセットした袋８の中に次々と入れられ、袋
８がほぼいっぱいの量の厨芥で満たされたら、付着水を
排水口１０から排出した後に排水バルブ１１を閉め、蓋
２を閉めて準備を完了する。そしてマイクロ波発振器３
を駆動して厨芥の加熱を開始する。発生したマイクロ波
はガラス製窓４から内部の厨芥に照射され厨芥は内部か
ら加熱され徐々に温度が上昇する。それと同時に厨芥中
の水分の蒸発が盛んになる。容器は気密性が保たれてい
るので、発生した水蒸気は内部の圧力を上昇させ、水蒸
気排出口５のフロート６を押し上げて外部に噴出をし始
める。このとき水蒸気と共に容器内の空気（酸素、窒素
）も外部に排出され、かつ逆流しにくい構造となってい
るため、内部は徐々に水蒸気で満たされて低酸素雰囲気
が形成されていく。このように水分の蒸発が盛んな時期
の厨芥の温度は、ほぼ水の沸点に近い（定常）状態にあ
るが、さらに乾燥が進行するとマイクロ波は厨芥の繊維
質等にも吸収され始めて厨芥の温度はさらに上昇傾向と
なる。このとき雰囲気中に十分な酸素が存在すると、厨
芥の一部分で分解反応さらには酸化反応が進行し、その
部分だけ急激な温度上昇をし始める。こうなると極端な
場合には発火する事もあり危険な状態となる。このよう
な現象は、乾燥がかなり進行し厨芥中の水分が僅かとな
る処理操作後半の時期に起こり易い。ところが本実施例
では容器内は水蒸気で満たされ、かなりの低酸素濃度雰
囲気にあるため、このような現象はきわめて起こりにく
い。実験によれば雰囲気中の酸素分圧と発火の有無の関
係は酸素分圧が１００Ｔｏｒｒ以下であると発火は行な
われず、１００Ｔｏｒｒを超えると発火しやすいことが
判明した。そしてその分圧を高くするにしたがって発火
とその後に続く燃焼の危険性は増大する。ちなみに上記
１００Ｔｏｒｒは大気圧下の状態で約１３％の濃度に相
当する。処理操作中本体容器１中は、ほとんどの期間水
蒸気で満たされかつ水蒸気の蒸発が継続しているため加
圧雰囲気にある。したがってその間は本体容器１内に外
部空気が進入しにくい状態にあるが、厨芥水分の蒸発が
進んで乾燥処理の終了近くになると内部圧力もそれほど
大きくはなくなる。また、特にマイクロ波のＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御を行なった時には、ＯＦＦ時に本体容器１内圧力
が急激に降下する。このような場合には外気である空気
が本体容器１内に幾分か進入することがある。本体容器
１は一応の気密性を備えているが実用上は決して完全な
気密構造ではないため、予め発火に対処しておく必要が
ある。このときの状況を監視するため酸素分圧検知手段
９が有効となる。この監視によって上記現象の把握が可
能となるため、酸素分圧が１００Ｔｏｒｒにまで上昇す
る時点あるいはその時点に到る以前にマイクロ波加熱を
停止し発火を防ぐことが可能となる。したがって比較的
一様な温度で最後まで厨芥の乾燥を行なうことが可能と
なる。そして処理後内部が冷却した後に蓋２を開け厨芥
を袋８ごと取り出し廃棄することができる。このとき厨
芥の重量は処理前の１／５程度まで軽量化されるので廃
棄労働が軽減されるとともに、厨芥は昇温滅菌処理され
た状態にあるため極めて腐敗しにくく、そのまま保管し
ておいても臭気の発生を抑えることができるものである
。また本体容器１の容量を十分に大きくすれば、厨芥の
処理回数に対して袋８の取り替え回数を少なくすること
も可能となる。本実施例の場合は内容器７、袋８共に通
気性が良好であり、厨芥の場所によらずどこからでも蒸
発乾燥が効果的に行なわれる。しかし袋８に通気性がな
くても、袋８上方の開口は十分に確保することができる
ので、厨芥を乾燥するための重大な妨げになるものでは
ない。図２は本発明の他の実施例を示すものであり、前
述の図１と同一構成部品は同じ符号を付しその説明は省
略する。図に示すように、水蒸気排出口１５を本体容器
１に設け水蒸気通路２０を形成し、水蒸気通路２０の一
部には多数のフィン２１ａを有する熱交換部２１を構成
している。熱交換部２１ではファン２２を用いて空冷す
ることにより水蒸気分を凝縮し水分は水蒸気通路２０か
ら排水路２３へ流出する。排水路２３には液溜め部２４
を設け、温度湿度検知器１９は容器内の湿度を検知する
ものである。上記構成において動作を説明すると、まず
厨芥を袋８にセットして乾燥処理をスタートする。そし
てマイクロ波発振器３を駆動し厨芥を内部から加熱、水
分の蒸発を促進すると、本体容器１中は水蒸気圧によっ
て加圧状態となり液溜め部２４に滞留している水分を同
部から押し出す。そのとき同時に本体容器１内の空気も
押し出し、本体容器１内は低酸素雰囲気が速やかに形成
される。その後はファン２２を駆動することにより、発
生した水蒸気は熱交換部２１で外気によって冷却され凝
縮し排水路２３に流出し、一方水蒸気の凝縮により本体
容器１中の圧力は過度に上昇しなくなるため、液溜め部
２４に凝縮水が常時滞留するようになる。この凝縮水に
よって排水溝（図示せず）に対しても本体容器１内の気
密性が保持できることになる。本体容器１内の温度およ
び湿度は温度湿度検知器１９を用いて監視する。検知し
た温度に対しての水の飽和蒸気圧（ｐ０Ｔｏｒｒ）は既
知であり、同時に相対湿度（φ％）を検知することによ
って容器本体１内の水蒸気分圧（ｐ０×φ÷１００）が
計算できる。この演算をする演算素子（図示せず）と温
度湿度検知器１９とで水蒸気分圧検出手段を構成してい
る。そしてこのとき、本体容器１内の酸素分圧を１００
Ｔｏｒｒ以下にするためには水蒸気分圧が２６０Ｔｏｒ
ｒ以上である必要があるので、処理操作の後半等におい
て、いったん上昇した水蒸気分圧が２６０Ｔｏｒｒにま
で降下する時点あるいはその時点に到る以前にマイクロ
波加熱を停止することにより、図１において説明したの
と同様の理由で、厨芥からの発火を防ぐことが可能とな
る。なお、図１における酸素分圧検知器９を温度検知器
９ａに置き換えた場合について説明する。この場合には
処理中本体容器１内は水蒸気で充満し、過剰の水蒸気は
水蒸気排出口５から排出されるので、本体容器１内は水
蒸気が飽和状態になるとともに、ほぼ一様な温度になる
。したがって温度検知器９ａで温度を検知することで本
体容器１内の水蒸気分圧を知ることができる。２６０Ｔ
ｏｒｒの飽和水蒸気圧を示す温度は約７３℃であるので
、それ以上の温度で処理を終了すれば良いことになる。 以降の操作等は前述の図１における説明と同様であり、
その結果処理中の厨芥からの発火を防止することができ
る。

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなように
本発明の廃棄物処理装置によれば、厨芥等の水分を多く
含む廃棄物を簡単な操作で乾燥処理することができ、ま
た生物系廃棄物の重量を処理前の１／５程度まで軽くす
ることができ、廃棄のための運搬労働を軽減するととも
に加熱滅菌効果により衛生的で保管中も腐敗しにくく、
悪臭発生の起こりにくい廃棄物とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の廃棄物処理装置の要部断面図

【図２】本発明の他の実施例の廃棄物処理装置の要部断
面図

【符号の説明】

１　　本体容器（容器） ２　　蓋（容器） ３　　マイクロ波発振器 ５　　水蒸気排出口（制御手段） ６　　フロート（制御手段） ９　　酸素分圧検知手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　水蒸気排出口を有し廃棄物を収容する
   容器と、前記廃棄物を加熱乾燥処理するためのマイクロ
   波発振器と、前記容器内の酸素分圧を検知する酸素分圧
   検知手段と、前記容器内の酸素分圧を制御する制御手段
   とを備え、マイクロ波加熱乾燥処理中に発生する水蒸気
   で容器内から空気を排出して容器内の酸素分圧を低減し
   マイクロ波による処理操作の少なくとも後半に容器内の
   酸素分圧を１００Ｔｏｒｒ以下に制御しながら処理する
   廃棄物処理装置。
2. 【請求項２】　　容器内の酸素分圧が１００Ｔｏｒｒ以
   下に低下した状態でマイクロ波加熱乾燥処理を終了する
   請求項１記載の廃棄物処理装置。
3. 【請求項３】　　酸素分圧検知手段に代えて水蒸気分圧
   検知手段を設け、水蒸気分圧を検知しながら処理を行い
   容器内の水蒸気分圧が２６０Ｔｏｒｒ以上に上昇した状
   態でマイクロ波加熱乾燥処理を終了する請求項１記載の
   廃棄物処理装置。
4. 【請求項４】　　水蒸気分圧検知手段は、温度検知器、
   湿度検知器および演算素子とから構成される請求項３記
   載の廃棄物処理装置。
5. 【請求項５】　　水蒸気分圧検知手段は温度検知器であ
   る請求項３記載の廃棄物処理装置。
6. 【請求項６】　　容器内に廃棄物を収容するための通気
   性を有する袋を設けた請求項１または３記載の廃棄物処
   理装置。