JPH0522809B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、生ゴミをマイクロ波で焼却減量処
理する厨芥処理機に関するものである。

従来の技術 従来、一般家庭で生ゴミを処理する器具は、物
理的処理機として例えばデイスポーザなどの、機
械的粉砕を行うもの、また粉砕・圧縮・脱水を単
独または組合せて処理するものがある。また化学
的処理を行うものとして、例えば家庭用の焼却
炉、またガスバーナなどで焼却を行う厨芥処理機
があり、生物的処理として発酵技術をベースとし
たコンポスト容器などがある。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、生ゴミをどのように処理するか
について、()生ゴミの質を変える（無害安定化
する）、()量を変える（減量する）、()台所内
でも処理できる、という見方から考察すると、前
記の処理器具はいづれも問題があつた。以下その
問題点を説明する。

デイスポーザなどの物理的処理機は、処理後に
おいても分子構造の変化をともなわないため、直
に腐敗が進行し、臭気の問題も発生する。また質
の変化が前提でないため、更に処理が必要とな
り、デイスポーザの例で言えば、家庭内に粉砕さ
れた生ゴミ処理用の浄化槽を備えるか、地域社会
として大規模な処理施設が前提となり、この事が
自治体からのデイスポーザ使用禁止の要請を生じ
させており、物理的処理機普及のネツクとなつて
いる。また減量の点でも、粉砕するだけでは減量
は期待できず、圧縮・脱水を十分行なつてもせい
ぜい1/10程度である。更に機械的に粉砕・圧縮。
脱水などを行う場合は、騒音の問題も生じる。

生物的処理のコンポスト化容器は、処理として
質を変えるものであるが嫌気性にしろ好気性にし
ろバクテリアなどの作用を利用するもので、処理
に時間がかかる他、臭気の問題もあり、減量率も
やはり1/10程度である。また地面が必要であつた
り、季節の温度差に処理が影響されるなど処理機
としては不安定なものである。またこの種のもの
として、生ゴミのメタン発酵であるが、多量の生
ゴミの投入が必要で個別の家庭では間尺に合わな
い。

化学的処理の焼却器は、質を変える点では焼却
して灰とするため、無害安定化できる。また減量
の点でも灰となるため重量で1/10〜1/20程度に減
量できる。しかしながら生ゴミは水分が多く非常
に燃えにくいため、一般的な家庭用焼却器で生ゴ
ミだけを燃やすことはむずかしい。このため、ガ
スバーナなど燃料を用いて強制的に燃焼する処理
器が考案されているが、焼却に時間がかかる他、
ガスの燃焼による多量の高温な排気ガスをともな
い、太い排気筒が必要となり台所内で使いづらい
点がある。

本発明はこのような問題点を解決するもので、
生ゴミを効率よく灰として無害安定化するととも
に大巾に減量し台所内でも使用できる厨芥処理機
を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、マイク
ロ波共振体とした本体と、この本体にマイクロ波
を導入する供給口と、マイクロ波を発生させるマ
グネトロン装置と、前記本体へ空気を供給する吸
気口と、前記本体内の空気を排気する排気口と、
前記本体内に置かれたマイクロ波により発熱する
発熱容器と、この発熱容器内へ厨芥を投入する投
入口とを備え、前記発熱容器を天面が開口した有
底円筒状とし、円筒部の高さを底部の径の少なく
とも1/3以上とした構成である。

作 用 この構成により、生ゴミはマイクロ波により直
接内部加熱されるとともにマイクロ波で発熱する
発熱容器内で容器からの外部加熱により２重に加
熱され脱水後発火し自己燃焼して灰となり無害安
定化するとともに大巾減量することとなる。ま
た、発熱容器の高さをその底部の径の1/3以上と
しているため、発熱容器の底部に生ゴミの内部加
熱による熱と発熱容器５からの熱により極めて温
度の高い高温部を形成し、生ゴミを完全に焼却す
る。

実施例 以下本発明の一実施例を第１図、第２図にもと
づき説明する。図において１はマイクロ波共振体
とした本体である。２はマイクロ波を発生するマ
グネトロン装置で、マイクロ波は導波管３内を通
つて本体１に設けられた供給口４より本体１内へ
導入される。５は送風機で、送風の一部はマグネ
トロン装置２を冷却し一部は本体１に設けられた
吸気口６より内部へ供給される。７はマイクロ波
により発熱する発熱容器で天面を開口した有底円
筒状で、円筒部の高さを底部の径の少なくとも1/
３以上である。素材は炭化けい素とチタン酸バリ
ウムの焼結体で、1000℃以上の耐熱性を有する。
８は本体１に設けられた投入口９より発熱容器７
内へ投入された生ゴミである。１０は本体１に設
けられた排気口で、排ガスは排気口１０より排気
フアン１１により排気される。なお本体１の各開
口部にはマイクロ波の供給口４を除いて電波漏れ
防止の手段が構じてある。

上記構成において、生ゴミ８は本体１の投入口
９より発熱容器７内へ投入される。そしてマグネ
トロン装置２へ通電するとマイクロ波が発生す
る。マイクロ波は導波管３内を通つて供給口４よ
り本体１内へ導入され、その一部は直接生ゴミ８
へ作用し、生ゴミ８を内部加熱する。一般に生ゴ
ミは含水性が高く、熱伝導率が低く、生ゴミと生
ゴミとの間に空間が多く介在し、外部加熱の対象
としては非常に加熱しにくいものである。このた
めガスバーナーあるいは電熱式のヒータの輻射に
より周りから加熱焼却しようとしても多くのエネ
ルギーが必要で効率的でない。これに対し、マイ
クロ波による内部加熱では、瞬時に生ゴミの内部
まで加熱するため外部加熱で問題となる熱伝導率
の悪さ、空間が多いなどは問題とならず、2450M
Hzのマイクロ波ではむしろ水分の多い方が効率よ
く加熱できる。したがつて効率よく生ゴミ８の加
熱が行なわれる。

またマイクロ波の一部は発熱容器７へ作用す
る。発熱容器７は炭化けい素と強誘電体であるチ
タン酸バリウムの焼結体で構成されている。した
がつてマイクロ波はチタン酸バリウムにより誘電
損相当分の熱を生じさせ、セラミツクとしては極
めて熱伝導率のよい炭化けい素により発熱容器７
全体が発熱する。この発熱容器７からの熱も生ゴ
ミ８へ作用し内部加熱に加え更に加熱させるもの
である。

ところで、マイクロ波により生ゴミ８を加熱焼
却する基本的なプロセスは、生ゴミ８の脱水、
乾燥、生ゴミ８の分解、炭化、生ゴミ８の灰
化である。

乾燥のプロセスでは、生ゴミ８の水分が気化、
脱水され、分解、炭化のプロセスでは、乾燥した
生ゴミ８の有機成分が分解ガスを発生して炭化物
に変化し、灰化のプロセスでは、炭化物が燃焼し
て灰になる。そして、これらのプロセスを段階的
に、かつ独立的に移行させることが基本的な考え
方であり、そのためには容器形状が重要な内容と
なつてくる。

まず、分解、炭化された状態での生ゴミの残存
物の可燃成分は炭素だけとなる。このため炭状の
生ゴミ８を灰化するためには、灰化のプロセスで
マイクロ波を連続照射するなど、炭化物を高温化
しなければ容易に灰にはならない。発熱容器７内
部の温度を、発熱容器７の高さＨと発熱容器７底
部径Ｄの比、Ｈ／Ｄとの関係で示した第３図の特
性図から明らかなように、Ｈ／Ｄを増すと、発熱
容器７の内底部に、生ゴミ８の内部加熱による熱
と発熱容器７からの熱により、きわめて温度の高
い高温部が形成され、発熱容器７の高さが底部径
の少なくとも1/3以上であれば、高温部の形成は
確実で、炭状の生ゴミ８を完全に焼ききり灰とす
ることができる。これに対し容器のＨ／Ｄ比が1/
３未満のものでは、高温部の形成が弱いため、灰
化の状態が悪く、また灰化に時間やより多くのエ
ネルギーを要することとなる。なお炭化物は揮発
成分を含有していないため、過大燃焼を生じるお
それはない。

またＨ／Ｄ比が1/3未満の容器では、生ゴミ８
が空気と触れる割合が高いため、乾燥のプロセス
において、気化した水分の排出が早く、かつ不均
一になるため、部分的に絶乾状態となる箇所が容
易に発生し、この箇所から急激な分解ガスが発生
することとなる。しかしながら周囲がまた気化中
であるため分解ガス中の水分が多く、燃焼に至ら
ないまま本体１外へ排出されるため、臭気の発生
や有害ガス成分の放出となる。これに対し実施例
の発熱容器７では、生ゴミ８の水分の一部は遊離
し、容器下部に溜る。この底部に溜つた遊離水が
さらに加熱されて気化し、上部の乾燥ゴミ中を適
度に加湿しながら上昇するため、生ゴミ８全体の
温度が均一化し、生ゴミ８全体が乾燥するまで部
分的な分解ガスの発生が抑制され、臭気の発生や
有害ガスの放出も抑制されることとなる。

また分解、炭化のプロセスでは、分解ガスが燃
焼し、生ゴミ８は一部灰化した炭状になる。この
とき、Ｈ／Ｄ比が1/3未満の発生容器７では、発
熱容器７の開口面積が大きいため分解ガスの拡散
が多く、未然の分解ガスが多く本体１外へ排出さ
れる。そして臭気を発生したり、有害ガスを放出
する。これに対し実施例の発熱容器７では、分解
ガスの拡散が発熱容器７側壁により防止されるた
め、開口部において分解ガスの燃焼が集中的かつ
安定して行われ、臭気の発生や有害ガスの放出が
抑制されることとなる。

このように実施例では、発熱容器７内に高温部
分を形成する機能を有し、生ゴミ８を完全に焼き
きることができる。また、乾燥のプロセスにおい
て、生ゴミ８全体の温度を均一化させる機能を有
し、生ゴミ８全体が乾燥するまで部分的な分解ガ
スの発生を抑制し、臭気や有害ガスの発生を抑制
することができる。さらに、分解、炭化のプロセ
スにおいて、分解ガスの燃焼を集中的かつ安定し
て行うことができ、臭気や有害ガスの発生を抑制
することができる。この結果実施例では、野菜類
を焼却した場合、重量比で投入量の1/100以下に
減量することができ、後にわずかに白い灰が残る
だけとなつた。なお発熱容器７を用いず、マイク
ロ波の直接加熱のみでも加熱焼却は可能であるが
この場合は焼却が進行するにつれてマイクロ波負
荷が０に近づきいわゆる空だき状態が生じ反射波
によりマグネトロン装置２が損傷する。しかし本
発明では発熱容器７を用いているためこれが負荷
の下限となり、空だき状態は発生せずマグネトロ
ン装置２が損傷することはない。しかも生ゴミ８
は完全に焼ききることができるため、投入毎に焼
却減量処理を完結させることができる。一方燃焼
に必要な空気は送風機５により吸気口６を通つて
供給される。送風の一部はマグネトロン装置２の
冷却用に用いられる。また焼却の終了した後は、
機器全体の冷却に用いられる。また燃焼により発
生した排ガスは、排気口１０より排気フアン１１
により外へ排気される。ここでマイクロ波と発熱
容器７による生ゴミの内部加熱法を用いているた
め、例えばガスバーナによる燃焼加熱方式と較
べ、排ガス量を大巾に減少させることができる。
これは本実施例の場合は生ゴミ自体の自己燃焼に
よる排ガスしか出ないのに対し、ガスバーナ方式
ではガスの燃焼排ガス量がプラスされるためであ
る。したがつて本発明の場合は排気筒の太さも大
巾に細めることができるし、排ガス自体の温度も
非常に低くすることができその結果台所への設置
も容易になるという効果もある。

また本発明では、粉砕・圧縮など機械的な操作
を用いないため騒音の発生はなく、せいぜい送風
フアンの音程度であるため、静かな機器とするこ
とができる。

なお発熱容器の材質は炭化けい素とチタン酸バ
リウムの焼結体としたが、チタン酸バリウムは耐
熱性を有する強誘電体材料でよく、炭化けい素
は、熱伝導性の良い耐熱性セラミツクであればよ
い。また発熱容器形状を有底円筒状としたが、円
筒状でなく角筒状であつてもよく要は筒部の高さ
が底部長径の1/3以上であればよい。

発明の効果 以上のように本発明によれば、生ゴミをマイク
ロ波と発熱容器で焼却減量処理するものであるよ
ら、効率よく生ゴミの質を完全に変え灰として無
害安定化することができ、生ゴミの量も大巾に減
量できる。また静かに処理することができ、排ガ
ス量も少なく容易に温度が低くできるため、極め
て細い排気筒でよく台所内にも設置できるもので
ある。さらに本発明では、生ゴミを大巾減量して
無害安定化できるため、処理後に残るわずかな灰
をため置くことができ、生ゴミを収集へ出す回数
を10日に１回あるいは月１回ですませることも可
能となり、社会的有用性も高い。さらに発熱容器
の高さをその底部の径の1/3以上とすることによ
り、発熱容器の底部に高温部を形成し、容器底部
内の生ゴミも完全に焼却することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の厨芥処理機の縦断
面図、第２図は同厨芥処理機の発熱容器の処理状
態を示す縦断面図、第３図は同厨芥処理機の発熱
容器内部の温度と、発熱容器の高さと底部径の比
との関係を示す特性図である。 １……本体、２……マグネトロン装置、４……
供給口、６……吸気口、７……発熱容器、９……
投入口、１０……排気口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マイクロ波共振体とした本体と、この本体に
   マイクロ波を導入する供給口と、マイクロ波を発
   生させるマグネトロン装置と、前記本体へ空気を
   供給する吸気口と、前記本体内の空気を排気する
   排気口と、前記本体内に置かれたマイクロ波によ
   り発熱する発熱容器と、この発熱容器内へ厨芥を
   投入する投入口とを備え、前記発熱容器を天面が
   開口した有底円筒状とし、円筒部の高さを底部の
   径の少くとも1/3以上に構成した厨芥処理機。 ２ マイクロ波により発熱する発熱容器をチタン
   酸バリウムと炭化けい素の焼結体で構成した特許
   請求の範囲第１項記載の厨芥処理機。