WO2010029622A1 - 廃棄物処理装置および廃棄物処理方法 - Google Patents

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守男 竹田
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Takeda Morio
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    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/00001—Treating oxidant before combustion, e.g. by adding a catalyst

Definitions

  • the present invention is a waste material, waste plastic, excrement, household appliances to be discarded, livestock waste, shells, waste paper, wood waste, animal carcass, etc.
  • the present invention relates to a waste processing apparatus and a waste processing method that carbonize and ash by heat generated by combustion of waste without using external energy.
  • waste is landfilled and incinerated.
  • landfill processing a large land is required when the waste is landfilled as it is, and it is difficult to secure a landfill site.
  • the volume can be greatly reduced.
  • the incineration process has problems such as generation of smoke and dioxin, and there is a problem that the equipment cost increases when these measures are taken for the incineration facility.
  • waste was incinerated with a simple incinerator such as a small incinerator, but it is common to use a large incinerator to avoid the problems described above. .
  • waste that is incinerated is basically combustible, but there are many that are not easily combusted, for example, with a high moisture content, which requires fuel for incineration at high temperatures, and wastes energy. Will be used.
  • the hot water pool and bathing facilities are operated by the heat generated by the incineration facilities and some of them are used effectively, the effective use of the heat as a whole is insufficient for the amount of fuel used. After all, energy is wasted.
  • This waste disposal device basically fills the waste disposal chamber made of iron and burns it and burns it to ash, but it is disposed of by burning it with extremely limited air flow.
  • This waste disposal device By suppressing the rise in the temperature of the entire waste treatment and reducing the oxygen concentration other than the burning part to a reduced state, the waste is carbonized once and the introduction of limited air is limited. It has a structure that burns with oxygen and ashes. Thereby, for example, the generation amount of exhaust gas itself is reduced to suppress the generation of soot, and the generation of dioxins that require oxygen for the reaction at the time of generation is suppressed.
  • the waste disposal device basically has a small amount of air whose introduction amount is limited from the air introduction pipe at the bottom of the container in a state where the waste is put into the box-shaped container and combustion is started. Is a very simple structure. Therefore, it is only the amount of air introduced that can be substantially controlled. In order to set the temperature and the like to a predetermined state, the amount of air that can be controlled and the type of waste to be introduced (including water content) And, it is only possible to adjust the degree of compression of the waste (how the waste is packed in the waste treatment device). And, with this adjustable element, it is necessary to continue combustion while maintaining most of the vessel in an oxygen-free reduced state.
  • the state of waste for example, the moisture content, the ratio of biological waste to plastic waste, and incombustibles (for example, earth and sand mixed with waste)
  • combustion may stop midway.
  • the proportion of incombustibles or flame retardants in the burning part becomes large, or when the moisture content is too high, drying or carbonization of the burning part before combustion is insufficient.
  • the fire may extinguish and may need to be burned again.
  • a long period of time may be required for waste treatment, and a predetermined amount of waste cannot be treated in a stable and sequential manner. In some cases, untreated waste accumulates.
  • an object of the present invention is to provide a waste treatment apparatus and a waste treatment method capable of stably maintaining combustion and stably continuing waste treatment regardless of the state of waste.
  • a waste treatment apparatus that carbonizes the waste by heat from the combustion of a part of the waste without using external energy, and further oxidizes the carbonized waste to ash it.
  • a waste treatment chamber formed in a box shape from the surrounding side wall, bottom wall and top wall, and filled with waste;
  • a plurality of air introduction paths having valves for restricting the amount of air introduced while introducing air from the lower part of the side wall surrounding the waste treatment chamber into the waste treatment chamber;
  • the bottom wall is provided with a crushed stone layer in which crushed stones are closely packed.
  • the waste treatment when the waste treatment is in a substantially steady state in the waste treatment chamber, ash that is almost completely oxidized is accumulated at the bottom, and the amount introduced from the air introduction path is further reduced.
  • the already carbonized waste is burned, and the carbonized waste is incinerated.
  • oxygen in the air introduced by the above-mentioned combustion is almost consumed and heated by the heat generated by the lower combustion in the oxygen-free state, and the organic waste proceeds in the reduced state by oxygen-free and the thermal decomposition proceeds. Carbonized.
  • the amount of heat transmitted from the combustion part is low, heating in an oxygen-free state is performed, but it does not lead to thermal decomposition and carbonization, and it is dried when it has moisture, Dehydration takes place and the product becomes dry. And the dried part will be in the state which is easy to carbonize by drying.
  • the burning part is ashed and the volume is greatly reduced, and it is lowered downward.
  • the upper side of the burning part is also lowered downward, and the burning part gradually ashes to the part that is carbonized in an oxygen-free state above that which no longer consumes oxygen.
  • Oxygen will be supplied and the carbonized part adjacent to the combustion part will begin to burn.
  • the heat quantity which the part which adjoins a carbonization part also approaches a combustion part increases also in a dry part, and thermal decomposition and carbonization progress.
  • waste treatment apparatus of the present invention it is preferable to maintain the above-described steady state, and when the waste in the waste treatment chamber is reduced and a void is generated in the upper part, further treatment is performed.
  • the waste to be charged is charged and filled. Thereby, it will be in the state by which each part of the above-mentioned ashing, combustion, carbonization, and drying was maintained steadily.
  • the effect of the waste treatment apparatus of the present invention is that the inside needs to be in an oxygen-free reduced state except for the combustion part, and even if it is for charging waste, the waste treatment chamber
  • the opening for introducing waste is long and open. Therefore, for example, it is preferable to keep the waste only to be charged several times a day.
  • the crushed stone layer which consists of the stone with which the bottom wall was filled closely is in the state heated. Since the heated stone generally has a large heat capacity, even if the combustion of the combustion portion stops, the temperature does not rapidly decrease but gradually decreases. Further, the heated stone emits, for example, many infrared rays as electromagnetic waves based on the temperature, and can heat the ash and the burning part on the upper side. That is, heat is stored with stone during the operation of the waste treatment apparatus.
  • the incombustibles are contained a lot, or the supply amount of oxygen is too small, the combustion cannot be maintained, and the combustion is likely to disappear or disappears.
  • the heated stone prevents the temperature of the entire waste treatment apparatus from decreasing, and the emission of infrared rays or the like prevents the combustion from disappearing. Even if it disappears, the ignition temperature of the carbonized waste is maintained, and when the combustion stops, the amount of oxygen in the burning part that disappears or disappears increases and the fire recurs and the combustion continues It can be in a state to do.
  • the combustion in the combustion part is stopped.
  • the carbonization part other than the combustion part is at or above the auto-ignition temperature due to the infrared rays emitted from the stone, and combustion in the combustion part stops and oxygen is no longer consumed in the combustion part.
  • oxygen circulates in the carbonized portion kept above the spontaneous ignition temperature by the stone, and this carbonized portion spontaneously ignites. Thereby, even if the combustion in the combustion portion is stopped, any of the surrounding carbonized portions becomes the combustion portion, and the combustion is continued.
  • the surface area exposed to the outside of the stone is large. Therefore, by crushing stones that are smaller than the original size and increased in surface area per volume by crushing into the crushed stone layer of the bottom wall densely, it is possible to secure a sufficient amount of heat storage, and crush and reduce As a result, sufficient infrared radiation can be performed by the stone having a large exposed surface area per volume.
  • the crushed stone has a rougher surface than a stone that has been smoothed by polishing the surface with water or the like in a riverbank, etc., which also increases the surface area and reduces the amount of infrared radiation. Can be increased.
  • stones polished in water by Kawahara etc. are generally rounded and the surface is curved, so it is difficult to pack densely without gaps. It is in a state where it is easy to fill with high density. In particular, when the size of each stone is large or small due to crushing, it can be packed more densely.
  • the crushed stone densely packed in the crushed stone layer, a sufficient amount of heat storage is ensured, and a sufficient part of the infrared ray is extinguished or disappeared in the burning part and the surrounding carbonized part Can radiate.
  • the combustion in the combustion portion may stop, it can be in a burned state when the oxygen concentration in the combustion portion and the surrounding carbonized portion is increased, and the combustion can be continued. This makes it possible to perform stable waste disposal in a steady state.
  • a waste treatment apparatus is the invention according to the first aspect, wherein the side wall has a double structure of an outer wall and an inner wall spaced apart from each other, and the inner wall excluding the lower portion of the side wall includes:
  • the opening is formed so that the opening ratio, which is the ratio of the area of the open part to the area of the non-opening part, decreases from the bottom to the top.
  • the valve opening of the air introduction path is basically adjusted to be opened. It is preferable to increase the amount of oxygen supplied to the combustion part.
  • the waste processing chamber close to a sealed state is filled, for example, in a compressed state, carbon dioxide gas generated by combustion around the combustion portion and nitrogen gas that does not contribute to combustion are burned.
  • carbon dioxide gas generated by combustion around the combustion portion and nitrogen gas that does not contribute to combustion are burned.
  • moving up and introducing new air by that amount it is not possible to raise the combustion gas and nitrogen gas sufficiently because the waste is densely packed around. Even if the opening of the valve is opened, the amount of air introduced may not increase sufficiently.
  • the side wall is composed of an outer wall and an inner wall with a space therebetween, and an opening is provided in the inner wall, whereby an air passage is formed inside the side wall constituting the outer peripheral portion of the waste treatment chamber.
  • Ascending airflow such as combustion gas, nitrogen gas, and steam can be formed on the side wall portion.
  • oxygen is introduced so that air is not introduced more than necessary and combustion continues sufficiently even if there is a problem with the moisture content of the waste. Can be supplied.
  • the present invention by limiting the amount of air introduced, basically, some of the waste in the waste treatment chamber is burned and the other parts are in the reduced state as described above.
  • the generation of gas due to combustion is extremely small, and part of the gas generated by pyrolysis and combustion is reduced and carbonized to become soot, so normal enough air was supplied Compared to the combustion in the case, the displacement is extremely small. Therefore, the amount of gas that moves up and down in the side wall does not need to be so large, and it is only necessary to be able to supply oxygen to the extent that combustion does not disappear, but there are relatively many cases where the moisture content of waste is high. Oxygen may be required, and in such a case, a sufficient amount of ventilation can be ensured.
  • the waste treatment method according to claim 3 is a waste treatment method using the waste treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the waste treatment chamber is filled with waste.
  • the waste treatment chamber By igniting the lower part of the waste and adjusting the opening of the valve of the air introduction path, by limiting the amount of air introduced, In the waste treatment chamber, the ash part in which the ash generated by the almost complete oxidation of the waste is accumulated at the bottom of the waste treatment chamber, and the introduction amount is limited in the lower part of the waste treatment chamber above the waste treatment chamber.
  • a combustion part that reacts with oxygen in the air to generate heat, and oxygen is consumed in the combustion part above the combustion part and is heated by heat generation of the combustion part in an almost oxygen-free state.
  • the waste processing apparatus and the waste processing method of the present invention it is possible to stabilize the processing step and reliably prevent the processing from being interrupted during the processing.
  • FIG. 1 to 3 are views showing a waste treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a side view of a principal part with a part broken away, and FIG. 2 is a sectional view.
  • Reference numeral 3 denotes an air introduction pipe that forms an air introduction path as a main part of the waste treatment apparatus.
  • the waste treatment apparatus includes a waste treatment chamber 1 formed in a box shape from surrounding side walls 2, 3, a bottom plate (bottom wall) 4, and a top plate (top wall) 5. It has become.
  • the waste treatment chamber 1 has a rectangular parallelepiped shape and is formed in a box shape.
  • the waste treatment chamber 1 may have, for example, a bottomed and covered cylindrical shape, and basically includes a top plate 5 and a bottom plate 4. Any one having side walls 2 and 3 surrounding the periphery may be used.
  • each member of the waste disposal apparatus is formed of iron. That is, the side walls 2 and 3, the bottom plate 4 and the top plate 5 are basically formed of iron plates.
  • the waste treatment chamber 1 has an air introduction pipe 6 (shown in FIG. 1 and not shown in FIG. 2) for introducing air into the waste treatment chamber 1 and exhaust from the waste treatment chamber 1. Except for the exhaust pipe 7 as an exhaust path to be performed, it is necessary to be able to be sealed during the treatment of waste. That is, it is preferable that the introduction of air from other than the air introduction pipe 6 can be substantially blocked. However, for example, it is not necessary to make a state where there is a clear difference between the atmospheric pressure in the waste treatment chamber 1 and the external pressure, and even if there is a slight air intrusion or air leakage. Well, it is not necessary to be able to seal completely like a pressure vessel.
  • the rectangular bottom plate 4 has a double structure having an internal space from a horizontally disposed lower bottom plate 41 and an upper bottom plate 42 disposed horizontally above the lower bottom plate 41. Yes.
  • the space between the lower bottom plate 41 and the upper bottom plate 42 has, for example, a vertical width of about 20 mm to 400 mm, preferably about 100 mm to 300 mm.
  • the internal space of the bottom plate 4 is in a state where the crushed stones 43 are densely filled. That is, a crushed stone layer 45 made of stones 43 that are closely packed in the internal space between the upper bottom plate 42 and the lower bottom plate 41 of the bottom plate 4 is formed on the bottom plate 4.
  • the diameter of the crushed stone 43 is basically within the vertical width of the space in the bottom plate 4 described above.
  • the crushed stone layer 45 is formed in the bottom plate (bottom wall) 4 having a double structure of the upper bottom plate 42 and the lower bottom plate 41.
  • the upper bottom plate 42 is a bottom plate (bottom wall).
  • the crushed stone layer 45 is provided below the bottom plate, or the lower bottom plate 42 is regarded as a bottom plate (bottom wall), and the crushed stone layer 45 is preferably provided on the bottom plate.
  • the crushed stone layer 45 is preferably provided over the entire surface of the bottom plate 4, for example, but may be provided only on the inner side of the inner walls 22, 32 of the side walls 2, 3, or the central portion of the bottom plate 4. It may be provided only on the outer periphery, or may be provided only on the outer peripheral portion excluding the central portion of the bottom plate 4.
  • the stone 43 referred to here may be basically any material as long as it is commonly called a stone or a rock, but it may be a stone cut out in a plate shape, a riverbank, or the like. Rather than a stone that is worn as if the collected surface was polished, a stone that is crushed into a small lump is preferred.
  • the size of the stone 43 needs to be a size having a diameter equal to or smaller than the vertical height of the space in the bottom plate 4 so that the space in the bottom plate 4 can be easily filled as described above.
  • the stone 43 may have only a size whose diameters are relatively close to each other. However, since the stone 43 has a small diameter, the height of the space of the bottom plate 4 described above is determined.
  • the stones 43 can be filled in the bottom plate 4 as closely as possible.
  • the stones 43 are densely packed in the bottom plate 4 by clogging the small stones 43 in the gaps between the large stones 43. It is preferable to be filled.
  • the stone 43 in this example, so-called rocks (igneous rocks, sedimentary rocks, metamorphic rocks, etc.) can be used, and the rocks include minerals (ores).
  • the stone 43 preferably has a large heat capacity, and when it is heated to a high temperature, its temperature gradually decreases. Further, the stone 43 emits electromagnetic waves including infrared rays as a heated substance. A thing with a large radiation amount is preferable.
  • the surface area exposed to the outside is large. In this example, the surface area is increased by crushing as stones 43 to increase the surface area. Crushed stone 43 is used.
  • ores containing a large amount of crystals of silicon dioxide such as quartz and quartz such as amethyst (for example, quartzite), silicate ores such as tourmaline, quartz Granite such as granite containing a large amount of silicate minerals, rare earth neodymium (neodymium) ores, rare earth ores containing or not containing neodymium can be suitably used.
  • quartz Granite such as granite containing a large amount of silicate minerals
  • rare earth neodymium (neodymium) ores rare earth ores containing or not containing neodymium
  • a stone having a high germanium content can also be suitably used.
  • the crushed stone 43 as described above the following effects can be obtained even if it is not necessarily the stone as described above, but it is more preferable to use the ore as described above. preferable.
  • the waste treatment apparatus of this example almost completely oxidized ash is accumulated on the lower side, but in a state where it has not been so long since the use of the waste treatment apparatus has started, the amount of ash Is extremely small. That is, since the apparent volume of ash generated by complete combustion is extremely small compared to the apparent volume of waste (volume including voids), it is long to accumulate ash to the proper height position of ash described later. Periodic waste disposal is required. Therefore, the ash is insufficient until then.
  • the functions of the ash in the waste treatment chamber are thermal insulation, heat storage, infrared irradiation and combustion promotion.
  • the ash prevents the combustion portion and the surrounding carbonized portion from lowering temperature, and the same effect as the above-mentioned stone can be obtained.
  • potassium ions that are abundant especially when burning organic substances derived from plants (for example, ash that burns general charcoal has potassium potassium such as potassium carbonate). Combustion is promoted by a large amount of ions).
  • the bottom plate 4 is formed with a drain port 44 for draining the liquid in the case where there is a liquid accumulation in the waste treatment chamber 1.
  • a drain port 44 for draining the liquid in the case where there is a liquid accumulation in the waste treatment chamber 1.
  • water that requires drainage does not accumulate in the waste treatment chamber 1 during operation.
  • a drain outlet 44 is preferably provided.
  • the side walls have side walls 3 parallel to each other on the short side and side walls 2 parallel to each other on the long side.
  • the side walls 2 and 3 on the long side and the short side have a double structure having an internal space from the outer walls 21 and 31 and the inner walls 22 and 32 arranged at intervals inside the outer walls 21 and 31.
  • the outer walls 21 and 31 are exposed to the outside, and the inner walls 22 and 32 are in contact with the waste directly inside the outer walls 21 and 31.
  • the inner walls 22 and 32 are in contact with the waste directly inside the outer walls 21 and 31.
  • the inner walls 22 and 32 are formed a plurality of openings in the inner walls 22 and 32, the space inside the waste treatment chamber 1 inside the inner walls 22 and 32 in which waste is accommodated, the outer walls 21 and 31, the inner walls 22 and The space between 32 communicates.
  • the inner walls 22 and 32 are not formed at the uppermost portion of the waste treatment chamber 1, and the portion of the top plate 5 provided with the opening of the exhaust pipe 7, the outer walls 21 and 31, and the inner walls 22 and 32.
  • the space between the two is always in communication with the uppermost part of the waste treatment chamber (above the waste filled in the waste treatment chamber 1).
  • the opening ratio the ratio of the opening area to the area of the inner walls 22 and 32 where there is no opening
  • the opening ratio the larger the opening area, the higher the opening ratio
  • the aperture ratio increases, and the aperture ratio decreases from the lower part of the inner walls 22 and 32 toward the upper part.
  • the lower part of the side walls 2 and 3 it is good also as a state without the inner walls 22 and 23 as mentioned above, and you may provide the inner walls 22 and 23 without an opening.
  • the aperture ratio of the inner walls 22 and 23 becomes lower toward the upper part as described above. That is, if the aperture ratio of the inner walls 22 and 23 becomes lower as it goes upward as described above above the lower portion where the ash of the sidewalls 2 and 3 is accumulated, the aperture ratio of the inner walls 22 and 23 at the lower portion of the sidewalls 2 and 3 is increased. Any value may be used.
  • an opening is formed from the upper side of the height position of the first-stage or second-stage air introduction pipe 6 to be described later, and the opening ratio is high in this portion, for example, 50% or more. It may be. And as it becomes higher, the aperture ratio becomes lower. For example, in the portion where the uppermost opening is provided, the aperture ratio may be about 10% or less, or may be further reduced. .
  • the shape of the opening is, for example, a circle, but it may be a triangle, a square, other polygons, or a slit. Further, a net or mesh member, a punching board, or the like may be provided in the opening.
  • the opening ratio may be increased from the bottom to the top, or the area of all the openings may be the same.
  • the number of openings may be smaller in the upper part than the lower part of the inner walls 22 and 32, or by combining these, the opening in the upper part of the lower part of the inner walls 22 and 32 is smaller and the number of openings is smaller. It may be reduced.
  • the inner walls 22 and 32 are formed so that a plurality of plate materials that are long on the left and right sides are arranged at intervals, and a space is provided between the upper and lower plate materials, and this interval is used as an opening. Also good.
  • the vertical members to be the columns are arranged at predetermined intervals with respect to the outer walls 21, 31, the lower ends of the columns are bonded to the bottom plate 4, and the upper ends are bonded to the top plate 5. Or, the upper and lower ends of the column are joined to and supported by the outer walls 21 and 31 through other members.
  • all the plate members may have substantially the same vertical width, and the vertical distance between the members may be narrowed from the bottom to the top. Moreover, you may arrange
  • the space between the outer walls 21, 31 and the inner walls 22, 32 is inside the inner walls 22, 32 at the top of the waste treatment chamber 1. Since it is in an open state so as to communicate with each other, an upward flow of the exhaust gas is generated, whereby the inflow of air from the air introduction pipe 6 is promoted.
  • the waste treatment chamber 1 for example, when waste is thrown in, the waste is compressed so that the waste is compressed.
  • the structure does not allow the (combustion gas) to escape upward, the exhaust gas can escape upward at the side walls 2 and 3.
  • the amount of air flowing in from the air introduction pipe 6 can be adjusted by the opening degree of a valve provided in the air introduction pipe 6.
  • a part of the combustion part is introduced and the part is introduced in the combustion part.
  • the inside is brought into an oxygen-free reduced state.
  • the combustion part of the internal waste does not disappear due to insufficient supply of oxygen, and the carbonization part burns all at once. It was found that such a situation can be prevented. That is, in order to use the space between the outer walls 21 and 31 and the inner walls 22 and 32 as an exhaust passage, it is necessary to provide an opening in the inner walls 22 and 32.
  • the opening is located near the combustion portion of the inner walls 22 and 32. It is conceivable that the configuration is provided only at the lower portion or the configuration in which the openings are provided uniformly over substantially the entire inner walls 22 and 32. From these configurations, however, substantially the entire surfaces of the inner walls 22 and 32 are provided as in this example.
  • the continuity of the combustion of the waste in the waste treatment chamber 1 becomes high when the opening is formed over and the opening ratio is lowered toward the top. That is, when openings are formed in the inner walls 22 and 32 as in this example, when a waste having a high water content or a waste containing a large amount of incombustibles or flame retardants is burned as a waste that is difficult to burn. In addition, it was possible to prevent a situation in which combustion was stopped in combination with the effects of heat storage and infrared radiation by the stone of the bottom plate described above.
  • the outer walls 21 and 31 are basically plate-shaped without openings, but are provided with holes into which a plurality of air introduction pipes 6 are inserted, openings for forming the discharge ports 8, and the like. This part has a plate-like structure with no opening.
  • a reinforcing channel member 25 is joined by welding, for example, to a portion having a height of about 300 mm above the bottom plate 4 of the outer walls 21 and 31 and a portion having a height of about 700 mm above the bottom plate 4. Yes.
  • the channel member 25 is horizontally arranged with the opening side facing the outer surface of the side wall (outer wall), and the portions protruding to the upper and lower outer wall sides are welded, and the opening of the channel member 25 is formed by the outer surfaces of the side walls 2 and 3. It is attached to close.
  • the height from the bottom plate 4 to the top plate 5 is, for example, 1000 mm or more, but is preferably about 2000 mm or more.
  • the through-hole 26 which penetrates the side walls 2 and 3 is formed in the part in which the channel member 25 as this reinforcing material is provided, and it will be in the state by which the air introduction pipe
  • the channel member 25 and the through holes 26 provided in the outer walls 21 and 31 of the side walls 2 and 3 have substantially the same diameter as the air introduction pipe 6 and are closed by inserting the air introduction pipe 6. It has become.
  • the holes of the outer walls 21 and 31 are preferably completely closed by welding the air introduction pipe 6 or the like.
  • the hole 27 formed in the inner walls 22 and 32 is larger than the diameter of the air introduction pipe, and between the outer circumference of the air introduction pipe 6 and the inner circumference of the hole 27 formed in the inner walls 22 and 32.
  • a gap is provided. This functions as a part of the opening of the inner walls 22 and 32 described above, and a part of the exhaust gas generated by the combustion inside the inner walls 22 and 32 is transferred from the inside of the inner walls 22 and 32 to the outer walls 21 and 31 and the inner walls 22 and 32. It becomes a part of the passage that escapes between.
  • the air introduction pipes 6 are arranged side by side along the horizontal channel member 25 with an interval of, for example, about 300 mm. That is, the air introduction pipes 6 are arranged on the side walls 2 and 3 so as to be arranged in a row horizontally at substantially equal intervals. Moreover, the front-end
  • tube 6 is arrange
  • the air introduction pipes 6 are provided not in one row but in two upper and lower stages (two rows) corresponding to the above-described two upper and lower channel members 25. That is, the air introduction pipes 6 are provided in two upper and lower stages (two rows). Note that air is mainly introduced into the lower first stage (first row) of air introduction pipes 6.
  • the introduction amount of air is limited by restricting the opening of a later-described valve 63. Basically, if air is introduced from the lower one-stage air introduction pipe 6.
  • the moisture content of the waste to be treated is high, or when there are many incombustibles and flame retardants, combustion of the combustion part is easy to stop, and the amount of air introduced is reduced. If it is too narrowed, the possibility that combustion will stop increases.
  • the stop of combustion can be prevented by temporarily increasing the supply amount of oxygen by opening the valve 63 of the second-stage air introduction pipe 6 from the closed state to the open state. Therefore, depending on the case, the air introduction pipes 6 may be provided in three or more lines instead of two upper and lower lines. However, if the waste is easily combusted, the air introduction pipes 6 are combusted by introducing air from the one line air introduction pipe 6. Can be maintained.
  • the air introduction pipe 6 is bent 90 degrees by a straight part 62 that penetrates the side walls 2 and 3, a tip part 61 inserted into the waste treatment chamber 1 at the tip, and an elbow member or the like outside the side wall.
  • the bent portion 64 in a bent state, the valve disposing portion 65 disposed horizontally along the side walls 2 and 3 by being bent by the curving portion 64, and the valve 63 disposed on the valve disposing portion 65 and having an adjustable opening.
  • a non-ferrous pipe portion 66 provided on the front side of the valve 63, and a magnet 67 disposed in the non-ferrous pipe portion 66.
  • the air introduction pipe 6 is formed in a substantially L shape in which the straight portion 62, the valve placement portion 65, and the non-ferrous pipe portion 66 are bent 90 degrees by the curved portion 64.
  • the front end of the straight portion 62 is disposed in the waste treatment chamber 1 in a state of extending about 100 mm as described above, for example, but the opening of the front end 61 is caused by waste or its combustion. It is in a state of being cut diagonally so as not to be clogged with ash. That is, the tip portion 61 is in a state of being cut obliquely so that its lower end is directed upward as it goes to the tip. That is, the front end portion 61 of the straight tubular straight portion is formed in a shape in which the lower side is obliquely cut out as described above, so that the upper side becomes a bowl shape, and waste and ash are opened in the end portion 61. Can be prevented from entering.
  • the tip end 61 of the straight portion 62 of the air introduction pipe 6 may be bent downward so that the tip opening faces downward or obliquely downward.
  • the curved portion 64 is provided in order to suppress the protruding length of the air introduction tube 6, and the base portion on the air intake side of the air introduction tube 6 extends along the side walls 2 and 3, so that the air introduction tube 6 protrudes from the side walls 2 and 3.
  • the valve arrangement portion 65 of the air introduction pipe 6 is bent along the side wall so as to be horizontal. For example, it is bent upward, bent downward, or slanted. Also good.
  • the valve 63 provided in the valve disposition unit 65 can be manually adjusted from fully closed to fully opened, for example.
  • the non-ferrous pipe portion 66 is, for example, a cylindrical one made of resin or aluminum material (aluminum material or aluminum alloy material), and the non-ferrous pipe portion 66 serves as an opening for taking in air on the outside of the waste treatment apparatus.
  • the non-ferrous tube portion 66 is not a material other than iron, particularly a ferromagnetic material, and is not strongly magnetized even when it comes into contact with a neodymium magnet described later.
  • the heat conduction from the front end side of the air introduction tube 6 inserted into the waste treatment chamber 1 is less, but for example, the temperature of the air introduction tube 6 If it is up to about several hundred degrees, an aluminum material having a large thermal conductivity may be used as described above.
  • the magnet 67 is, for example, a neodymium magnet having high magnetic flux density and high magnetic force (neodymium magnet), and a plate-like magnet 67 is used.
  • the two magnets 67 are arranged in parallel to each other with a space therebetween. That is, the two plate-like magnets 67 are arranged so as to face each other.
  • the introduced air passes between the two magnets 67.
  • the two surfaces of the magnet 67 facing each other are an N-pole and an S-pole, respectively, and are arranged so that the lines of magnetic force pass between the two magnets 67 almost vertically.
  • the present inventors have empirically applied a strong magnetic field to the air introduced from the air introduction pipe 6 so that the surroundings are in an oxygen-free reduced state and in a state where limited oxygen is supplied. It has been found that the continuity (including the state where a re-ignition immediately occurs in the combustion part or the carbonization part even when combustion stops) is improved.
  • oxygen molecules are in the energy level of their outermost orbit. Since the spins of two electrons are in the same direction, the whole molecule has a magnetic moment and is paramagnetic.
  • the magnetic susceptibility has a sign opposite to that of other diamagnetic gases present in the air and is about two digits larger. Therefore, oxygen gas and air have the property of being attracted to the stronger magnetic field. It has been pointed out that when this property is used, a gas flow is generated when a gradient exists in the oxygen concentration in a gradient magnetic field, and as a result, the combustion reaction or the like may be affected.
  • the waste magnetic field is strong and weak, that is, a magnetic field gradient is generated in the air introduction pipe 6, and the air introduction pipe 6 is inserted as described above.
  • oxygen is rapidly consumed and the oxygen concentration is reduced.
  • the portion of the air introduction pipe 6 where the air is taken has an oxygen concentration as normal air. 6 has a gradient of oxygen concentration, and it is considered that the magnet 67 affects the supply of oxygen into the waste treatment chamber 1 described above.
  • a strong magnetic field is applied to the air introduced by the air introduction pipe 6. It was found that the combustion in the waste treatment chamber 1 is stabilized by the action.
  • the magnet 67 used is preferably the above-described neodymium magnet.
  • the upper air introduction pipe 6 as the second stage is not provided with the magnet 67 and the cost is reduced.
  • the second-stage air introduction pipe 6 is provided to increase the supply amount of oxygen when waste that is difficult to burn due to moisture content or the like is input, and combustion proceeds smoothly. In a closed state, it is in a closed state.
  • the opening degree of the valve 63 of the first-stage air introduction pipe 6 is also increased, so that air is introduced through the first-stage air introduction pipe 6. Can sufficiently receive the action of magnetic force, so that there is no obvious influence on the combustion even if the magnet 67 is not provided in the second stage air introduction pipe 6, and the magnet 67 only in the first stage as described above. It is good also as what provides.
  • the portion to which the magnet 67 is attached is made of non-ferrous pipe portion 66 and is made of aluminum or resin instead of ferromagnetic iron, so that the entire iron air introduction pipe 6 made of ferromagnetic material is magnetized by the magnet 67. It was found that combustion is more stable than state.
  • the non-ferrous pipe portion 66 is preferably made of aluminum rather than resin from the viewpoint of durability in consideration of the temperature of the air introduction pipe 6 and the ambient temperature.
  • the discharge port 8 is provided in the lower part in the two side walls 2 and 3 part used as the short side of a rectangular parallelepiped waste processing chamber.
  • the discharge port 8 is provided with a door 81 that opens and closes so as to be flipped up with the upper side as a hinge.
  • This discharge port 8 is for taking out ash, incombustibles (for example, metals such as glass, seto, ceramics, and iron).
  • the ash is useful for increasing the continuity of combustion as described above.
  • organic substances other than carbon that is, those that are not necessarily combusted, such as shells that are oxidized at a relatively low temperature and become ash such as calcium oxide, can be sufficiently treated. .
  • the top plate 5 covers all the opening portions on the side walls 2 and 3 and makes the waste treatment chamber 1 substantially sealed as described above.
  • the above-described exhaust pipe 7 is provided and slightly occurs in this example. Exhaust is exhausted.
  • the exhaust pipe 7 is formed in a cylindrical shape so as to extend upward from the top plate 5, and exhausts the exhaust to the outside of the waste treatment chamber 1.
  • a wet type exhaust treatment device is built in the exhaust pipe 7, and the exhaust is passed through a portion where water is sprinkled in a shower-like manner.
  • the water flowed down as a shower is collect
  • exchange water it is necessary to replace
  • waste that does not contain so-called heavy metals that are highly toxic even if oxidized as waste the exchanged water can be used as a soil conditioner, for example.
  • the exhaust gas mainly rises in the spaces in the side walls 2 and 3 and goes toward the opening of the exhaust pipe 7 at the upper end portion of the waste treatment chamber 1 without the inner walls 22 and 32.
  • a conical (umbrella-shaped) covering member 71 that prevents rain from entering is provided above the exhaust pipe 7 at a distance from the upper end opening of the exhaust pipe 7.
  • waste inlets 9 are provided at both ends of the rectangular parallelepiped waste treatment chamber 1 of the top plate 5 on the short side.
  • the waste input port 9 is provided with a slide lid 91 that can slide along the long side of the waste treatment chamber 1 toward the center of the waste treatment chamber 1. Obstructed. However, when further waste is thrown in during waste treatment, it is temporarily opened. Further, a hopper for charging waste may be provided on the slide lid 91 of the waste charging port 9. In addition, it is preferable that the thrown-in waste is in a state of being pushed in by, for example, a rod-shaped member. In other words, it is preferable that the input waste is in a compressed state as much as possible. Moreover, you may be in the state compressed before throwing in. For example, paper waste such as newspaper may be put in a compressed state by being tightly bound.
  • waste disposal method using the above waste disposal apparatus will be described.
  • waste that is highly combustible may be placed on the lower side, and the above-described waste having a high moisture content may be placed on the upper side. That is, if it is a waste having a high moisture content that can be dried by the combustion heat of a waste that is easy to burn, it may be put on the waste that is easy to burn.
  • the waste that is input first is preferably waste paper, wood waste, or the like.
  • the wood-based waste material is more preferably made finely or thinned such as sawdust or sawdust.
  • waste plastic or the like may be added as a flammable material.
  • the above-mentioned waste paper and wood-based waste materials are put into the lower part of the waste treatment room, and waste that is more inflammable than the waste thrown into the lower part is put into the upper part. preferable.
  • the waste when the waste is charged, it is preferable that the waste is compressed as described above by, for example, pushing the waste with a rod-shaped member.
  • the slide lid 91 of the waste input port 9 is closed.
  • the door of the discharge port 8 is already closed at the time when the waste is introduced.
  • the valve 63 of each air introduction pipe 6 is set in an open state with the largest opening. In this state, the discharge port 8 is temporarily opened, and the waste below the waste treatment chamber 1 is ignited from the discharge port 8 to burn the waste.
  • there is no ash containing potassium carbonate that serves as a catalyst for combustion For example, it is easier to ignite with a fire that becomes a seed fire such as a writer, match or gas burner. However, it may be ignited by heating with a jig having a heating wire at the tip of the rod.
  • the waste treatment apparatus that has already been used has a large amount of ash inside, it can be easily ignited simply by heating waste that is easily combusted. Then, when the flammable waste is ignited and burned out as described above, the door 81 of the discharge port 8 is closed, and the opening of the valve 63 of each air introduction pipe 6 is narrowed to dispose of the waste. Avoid excessive supply of oxygen into chamber 1.
  • the opening degree of the valve 63 may be adjusted gradually over time.
  • the oxygen in the waste treatment chamber 1 is in the combustion portion where oxygen is slightly supplied together with air by the air introduction pipe 6 described above.
  • the part other than the combustion part approaches the oxygen-free state.
  • the burned waste is ashed, and oxygen is no longer consumed in the already oxidized part.
  • the oxygen is supplied to a part of the carbonized portion as described above, and combustion is started when the carbonized portion is supplied with a slight amount of oxygen in a high temperature state, but this combustion consumes oxygen. Therefore, as described above, the carbonized portion in an amount corresponding to the portion that has become ash and no longer consumes oxygen burns in sequence, and the other carbonized portions do not burn.
  • the temperature gradually increases and carbonizes due to thermal decomposition or the like.
  • the carbonized portion dehydration proceeds and thermal decomposition proceeds as it is heated.
  • oxygen is released from the compound having a molecular structure including oxygen, and oxygen contributes to combustion in the combustion portion, that is, a compound from which oxygen has been released, that is, reduced.
  • the compound is carbonized.
  • the stone 43 of the bottom plate 4 is heated and stored, and infrared rays are emitted to prevent the temperature of the combustion part and the carbonization part from being lowered. Promote the start of combustion of the part. At this time, the stone 43 is crushed and the surface is roughened, and the surface area is increased by making it small. This increases the amount of infrared radiation. Further, since the stones 43 are densely packed, it is possible to secure a large amount of heat storage, and thereby combustion is continued effectively.
  • the combustion part when the above state is reached, the combustion part is in an oxygen-free reduced state and consumes all of the oxygen supplied in the combustion part.
  • the state consisting of a part, combustion part, carbonization part, and dry part will continue in a substantially steady state, and there is a possibility that the balance will be lost due to slight environmental differences and environmental changes, and combustion will stop,
  • the combustion By densely filling the bottom plate with the crushed stone 43 as described above, the combustion can be continued stably even in a state where the ash is still small. Further, it is considered that the action of the magnet 67 described above contributes to supplying the required amount of oxygen reliably while limiting the supply of oxygen.
  • the required amount of exhaust gas is exhausted with the exhaust gas restricted.
  • the exhaust gas rises between the outer walls 21 and 31 of the side walls 2 and 3 and the inner walls 22 and 32.
  • the dried portion of the waste When combustion is performed as described above, the dried portion of the waste finally becomes carbonized, the combustion portion is ashed in sequence, and the carbonized portion starts to burn sequentially, so that the discarded waste is charged. All of the objects are in an ashed state (Note that the burned waste is, for example, vaporized water, carbon dioxide, etc. and goes out of the waste treatment chamber 1, and ashes, etc. In general, ash and incombustible materials remain in the waste treatment chamber 1).
  • the waste is input again so that the above-mentioned ashed portion, burned portion, carbonized portion It is preferable to continue the exhaust gas treatment in a state where the dried part and the dried part are maintained.
  • the steady state in which only the combustion portion burns in the above-described reduced state is destroyed, and there is a possibility that the combustion becomes unstable.
  • the waste treatment apparatus in particular, the bottom plate 4 in which the above-mentioned crushed stone 43 is packed is still preheated. Since there is ash that has been ashed at least on the previous day, the waste can be easily treated in the above-described steady state by charging the next morning and igniting again. In addition, the ignition at this time can be easily performed, for example, by simply heating the portion in contact with the ash of the waste with a simple jig provided with a heating wire at the tip of the rod.
  • the combustion of the combustion portion is difficult to stop due to the action of the stone 43 of the bottom plate 4 described above, the opening ratio of the openings of the inner walls 22 and 32, and the water content is high. Even if waste containing a lot of waste, incombustibles and flame retardants is thrown in, it can be stably treated. Therefore, unlike the case where the above-mentioned waste treatment apparatus is first activated, it is not necessary to select and throw in combustible waste, and various wastes can be put in and processed.
  • the valve 63 of the air introduction pipe 6 above the second stage is fully closed, and the opening degree of the valve 63 of the air introduction pipe 6 below the first stage is reduced. It is preferable to adjust so that. Conversely, when there is a large amount of dust or incombustible material with a high water content, it is preferable to increase the opening of the valve 63 of the first stage air introduction pipe 6, and depending on the situation, the second stage air introduction pipe 6. It is preferable that the valve 63 is also opened by adjusting the opening degree from the fully closed state.
  • waste plastic In the stable disposal of waste, for example, various types of waste are generated rather than most of the waste to be treated is waste plastic or most of the waste is livestock waste. It is preferable to mix, for example, waste plastic, wood, paper, livestock waste, aquatic waste, agricultural waste, leftovers, wastes with different combustion conditions such as animal carcasses are preferably mixed .
  • the waste treatment apparatus is basically composed of iron, but during the waste treatment, iron is heated by combustion of the waste and is basically in a reduced state. For example, since it is in a state where heated soot-like carbon exists at a high concentration due to reduction, it is close to a state where so-called carburizing is performed. As a result, the waste treatment apparatus is in a state in which carburization (carburizing and quenching) is performed from the inside thereof, and the surface hardness is increased, durability is improved, and the waste treatment apparatus can be used for a long period of time. In other words, since the inside is in a reduced state, it is iron that is used in equipment that oxidizes waste, but it is not heated and oxidized to rust and become brittle. It will have a sex.
  • the waste treatment apparatus as described above, it is basically unnecessary to add energy for ashing the waste from outside except at the time of ignition, and the carbonization of the waste is caused by the heat from the combustion of the waste. And ashing can be performed. Further, according to the waste treatment apparatus, combustion in the reduced state can be extremely stabilized, and the number of wastes that can be carbonized and then ashed even if it is not suitable for conventional carbonization increases. It will be. In other words, when the combustion is stopped, the number of cases where it is possible to treat even waste that has been difficult to treat increases.
  • the container is a sealed container, and a plurality of the air introduction pipes 6 may be arranged at the lower part of the container.
  • exhaust and intake can be reliably controlled while restricting exhaust and intake, and only a part of the reduced container is burned and the other parts are carbonized.
  • the container is at least about 1 meter square, and in such a container, air introduction paths are arranged side by side at a height of about 300 mm. Is preferred.
  • a waste inlet 9 and an exhaust pipe 7 in the upper part of the waste treatment chamber 1, and an outlet 8 for discharging ash and incombustibles may be provided in the lower part. What is necessary is just to be in the state which can be sealed. Note that the valves 63 of all the air introduction pipes 6 are not fully closed during the waste treatment. However, for example, when the waste treatment is stopped, the valves 63 of all the air introduction pipes 6 are all turned off. By closing, it is preferable that combustion can be stopped in a substantially sealed state except for the exhaust pipe 7.

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Abstract

　廃棄物が充填された容器内を無酸素の還元状態とし、かつ、一部にだけ酸素を供給して燃焼させる状態を安定して継続させるようにする。 　周囲の側壁２，３と底板４と天板５とから箱状に形成され、廃棄物が充填される廃棄物処理室１を有する。廃棄物処理室１内に廃棄物処理室１の周囲を囲む側壁２，３の下部から空気を導入するとともに導入される空気量を制限するバルブ６３を有する複数の空気導入管６が設けられている。廃棄物処理室１上部から排気を行う排気管７を備えている。底板４が互いに上下に間隔をあけた下側の下底板４１と、上側の上底板４２との二重構造とされ、下底板４１と上底板４２との間の空間に、破砕された石４３が密に充填されている。

Description

廃棄物処理装置および廃棄物処理方法
　本発明は、廃材、廃プラスチック、排泄物、廃棄される家電製品、畜産廃棄物、貝殻、紙くず、木屑、動物死体等の基本的に炭化が可能な部分を含む廃棄物を燃料や電力等の外部エネルギを使うことなく、廃棄物の燃焼により生じる熱により炭化および灰化する廃棄物処理装置および廃棄物処理方法に関する。
　一般に廃棄物は、埋め立て処理、焼却処理されるが、埋め立て処理では、そのまま廃棄物を埋め立てた場合に広い用地を必要とし、埋め立て処分場の確保が難しい。
　また、焼却処理では、体積を大幅に減少させることができる。しかし、焼却処理では、煤煙の発生、ダイオキシンの発生等の問題があり、焼却設備をこれらの対策を施したものとすることで、設備コストが高くなるという問題がある。また、従来は、小さな焼却炉等の簡易な焼却設備で廃棄物の焼却を行うこともあったが、上述のような問題を回避する上で大きな焼却設備で行うことが一般的となっている。
　この場合に、大きな焼却設備がある場所までその焼却設備が対応する広い地域から、廃棄物の収集と長い距離に渡る運搬が必須となり、これらの廃棄物の収集運搬のコストが高くなる。
　また、言い換えると、煤煙やダイオキシンの問題を考慮して廃棄物を高温で焼却するために、例えば、炉の耐火性を高めるなどの必要がある。それに対して、小型の例えば鉄製の焼却炉等で高温での処理を行うと、熱と空気とにより酸化されて短期間でぼろぼろとなってしまい、対応不可能である。
　また、焼却処分される廃棄物は、基本的に燃焼可能なものであるが、例えば、含水率が高いなど、容易に燃焼しないものも多く、高温での焼却に燃料を必要とし、無駄にエネルギが使われてしまう。なお、焼却設備で発生する熱で温水プールや入浴施設等が運営され、一部が有効に利用されているが、全体としての熱の有効利用は使用した燃料の量に対して不十分であり、やはりエネルギが無駄に使われている。
　そこで、本発明者らは、極めて簡単な構造で、かつ、煤煙やダイオキシンの発生といった問題を生じることなく、さらに燃料を消費することなく焼却可能な廃棄物を灰化することが可能な廃棄物処理器を開発した（例えば、特許文献１，２参照）。
　この廃棄物処理器は、基本的には、鉄製の廃棄物処理室内に廃棄物を充填して燃焼させて灰化するのであるが、空気の流入を極めて制限した状態で燃焼させることにより、廃棄物処理全体の温度の上昇を抑え、かつ、燃焼している部分以外の酸素濃度を極めて低下させて還元状態とすることにより、廃棄物を一旦炭化させてから導入を制限された僅かな空気の酸素で燃焼させて灰化する構造となっている。これにより、例えば、排気の発生量自体を低下させて煤煙の発生を抑止し、発生する際の反応に酸素を必要とするダイオキシンの発生を抑制する。
特開２００６－２４７４３７号公報 特開２００７－２９６４６５号公報
　ところで、廃棄物処理器は、基本的には、箱状の容器内に廃棄物を投入して燃焼を開始させた状態で、容器の下部の空気導入管から導入量を制限された僅かな空気を内部に供給する構造であり、極めて単純な構造となっている。したがって、実質的に制御できるのは、空気の導入量だけとなり、温度等を所定の状態とするには、制御可能な空気の導入量と、投入される廃棄物の種類（含水量も含む）と、廃棄物の圧縮度合い（廃棄物処理器内への廃棄物の詰め具合）を調整する程度のことしかできない。そして、この調整可能な要素により、容器内のほとんどの部分を無酸素の還元状態に維持しながら、燃焼を継続する必要がある。
　逆に言えば、空気の導入量しか制御できないので、廃棄物の状態、例えば、含水率や、生物系のゴミとプラスチック系のゴミの割合や、不燃物（例えば、ゴミに混じった土砂など）の混合割合などの廃棄物の状態によっては、途中で燃焼が停止してしまう可能性がある。たとえば、燃焼している部分における不燃物や難燃物の割合が大きくなってしまったり、含水率が高すぎて燃焼している部分の燃焼前の乾燥や炭化が不十分な場合など、途中で火が消えてしまい、再び燃焼させる必要が生じる場合がある。
　この場合に、廃棄物処理に長い期間がかかる場合が生じ、安定して順次所定量の廃棄物の処理を行うことができず、場合によっては未処理の廃棄物が溜ってしまうことになる。
　本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、廃棄物処理室内の廃棄物が燃焼している部分以外をできるだけ無酸素状態として廃棄物を灰化するに際し、周囲が無酸素状態であっても安定して燃焼を維持し、廃棄物の状態に拘らず廃棄物処理を安定して継続できる廃棄物処理装置および廃棄物処理方法を提供することを目的とする。
　前記目的を達成するために、請求項１に記載の廃棄物処理装置は、
　廃棄物を外部からのエネルギを用いずに当該廃棄物の一部の燃焼による熱により当該廃棄物を炭化するとともに、当該炭化された廃棄物をさらに酸化させて灰化する廃棄物処理装置であって、
　周囲の側壁と底壁と天壁とから箱状に形成され、廃棄物が充填される廃棄物処理室と、
　当該廃棄物処理室内に当該廃棄物処理室の周囲を囲む側壁の下部から空気を導入するとともに導入される空気量を制限するバルブを有する複数の空気導入路と、
　廃棄物処理室上部から排気を行う排気路とを備え、
　前記底壁には、破砕された石が密に充填されている砕石層が設けられていることを特徴とする。
　請求項１に記載の発明においては、廃棄物処理室内において、廃棄物処理が略定常状態となると、一番下に略完全に酸化された灰が溜り、その上では、空気導入路から導入量を制限された空気が導入されることにより、既に炭化した状態の廃棄物が燃焼し、炭化した廃棄物を灰化している燃焼状態となる。その上では、前述の燃焼により導入された空気の酸素が略消費されて無酸素状態で下側の燃焼により発生する熱で加熱され、有機系廃棄物が無酸素による還元状態で加熱分解が進行し炭化している。炭化された状態となっている部分の上では、燃焼部分から伝わる熱量が低くなり、無酸素状態での加熱が行われるが熱分解や炭化まで至らず、水分を有している場合に乾燥、脱水が行われて乾燥状態となる。そして、乾燥した部分は、乾燥により炭化しやすい状態となる。
　ここで、燃焼している部分は灰化することで体積が大幅に減少し、下方に下がっていくことになる。この場合に燃焼している部分の上側も下方に下がっていく、そして、燃焼部分が徐々に灰化することで酸素を消費しなくなった分だけその上の無酸素状態で炭化している部分に酸素が供給されるようになり、燃焼部分に隣接して炭化されている部分が燃焼し始めることになる。そして、乾燥部分も炭化部分に隣接する部分が燃焼部分に近づき受ける熱量が多くなり、熱分解および炭化が進行していく。
　このまま、廃棄物処理室に廃棄物が供給されないならば、乾燥部分が全て炭化されていき、炭化された部分が全て燃焼されて灰化していくので、廃棄物処理室内の廃棄物が全て灰化されることになる。
　しかし、本発明の廃棄物処理装置を効率的に使う上では、上述の定常状態を維持することが好ましく、廃棄物処理室内の廃棄物が減少して上部に空隙が生じた場合に、さらに処理すべき廃棄物を投入して充填することが好ましい。これにより、上述の灰化、燃焼、炭化、乾燥の各部分が定常的に維持された状態となる。
　ただし、本発明の廃棄物処理装置の効果は、内部が燃焼部分を除いて無酸素の還元状態となっていることが必要であり、廃棄物を投入するためであっても、廃棄物処理室の例えば廃棄物を投入するための開口が長く開放状態となることは好ましくない。
　そこで、例えば、一日に数回、廃棄物を投入する程度に留めることが好ましい。
　そして、本発明においては、上述の定常状態となった際に、底壁の密に充填された石からなる砕石層が加熱された状態となっている。加熱された石は一般的に大きな熱容量を有するので、燃焼部分の燃焼が停止しても急激に温度が低下することなく、ゆっくり温度低下することになる。また、加熱された石は、その温度に基いて電磁波として例えば多くの赤外線を放射し、上側の灰や燃焼部分を熱することが可能となっている。すなわち、廃棄物処理装置の作動中に石で蓄熱が行われることになる。
　ここで、例えば、廃棄物の含水率が高かったり、不燃物が多く含まれていたり、酸素の供給量が少なすぎたりすることにより、燃焼が維持できず、燃焼が消えそうになったり、消えてしまったりしてしまうような場合があっても、加熱された石により廃棄物処理装置全体の温度が低下するのが防止され、かつ、赤外線の放射等により、燃焼が消えるのが防止されたり、消えてしまっても炭化した廃棄物の発火温度が維持され、燃焼が停止したことにより消えたり、消えかけたりしている燃焼部分での酸素量が増加することで再発火し、燃焼が継続する状態とすることができる。
　また、燃焼部分に難燃物や不燃物が多く含まれた状態や、水分が多く含まれた状態となって、燃焼部分での燃焼が停止してしまうような場合に、上述の加熱された石から放射される赤外線により、燃焼部分以外の炭化部分も自然発火温度以上となっていると想定され、燃焼部分での燃焼が停止し、燃焼部分で酸素が消費されなくなることにより、上述のように石により自然発火温度以上に保たれている炭化部分に酸素が回りこみ、この炭化部分が自然発火する。これにより、燃焼部分での燃焼が停止しても、その周囲の炭化部分のいずれかが燃焼部分となって、燃焼が継続される。
　この際に、石は、破砕されて表面が粗い状態となっている石を用いると上述の石の作用を高めることができる。そして、当該破砕した多数の石を密に詰めた状態の砕石層を底壁に設けることにより、燃焼の継続可能性が高まることを見出した。
　ここで、砕石層における単位体積当たりの蓄熱量を高める上では、石同士の間にできるだけ隙間が少なく密に充填されている必要がある。
　また、赤外線等の電磁波を石表面から放射させて上述のように燃焼の継続性を高めるためには、石の外部に露出する表面積が多い方が好ましい。
　したがって、破砕することにより元の大きさより小さくなって体積当たりの表面積が増えた石を密に底壁の砕石層に充填することで、十分な蓄熱量を確保可能となるとともに、破砕されて小さくなることにより体積当たりの露出する表面積が広くなった石により十分な赤外線の放射を行うことが可能となる。また、破砕された石は、例えば、河原などで水等により表面が研磨されて滑らかになった石より表面が粗い状態となっており、これによっても表面積が多くなって、赤外線の放射量を増加することができる。
　また、河原等で水に研磨された石は、全体的に丸くなって表面が湾曲していることから隙間なく密に充填することが困難であるが、それに対して破砕された石の方が密度高く充填しやすい状態となっている。特に破砕により各石の大きさに大小がある方が密に充填することができる。
　したがって、破砕した石を砕石層に密に充填した状態とすることで、十分な蓄熱量を確保し、かつ、十分な赤外線を消えかけているか消えてしまった燃焼部分やその周囲の炭化部分に放射することができる。これにより、燃焼部分での燃焼が停止するようなことがあっても、燃焼部分やその周囲の炭化部分の酸素濃度が上がった際に燃焼した状態とすることができ、燃焼の継続を図ることができ、定常状態での安定した廃棄物処理を行うことが可能となる。
　請求項２に記載の廃棄物処理装置は、請求項１に記載の発明において、前記側壁が互いに間隔をあけた外壁と内壁との二重構造とされ、当該側壁の下部を除く内壁には、下から上に向かうにつれて開口していない部分の面積に対する開口している部分の面積の比率である開口率が低くなるように開口が形成されていることを特徴とする。
　請求項２記載の発明においては、上述のように燃焼部分が消えそうになったり、消えたりする可能性がある場合に、基本的に空気導入路のバルブの開度を開けるように調整して燃焼部分への酸素供給量を増加することが好ましい。しかし、密閉状態に近い廃棄物処理室内に例えば廃棄物が圧縮した状態に充填している場合に、燃焼部分の周囲に燃焼により生じた二酸化炭素ガスと、燃焼に寄与しない窒素ガス等を燃焼による上昇気流で、上に移動させてその分だけ新たに空気を導入する際に、周囲に廃棄物が密に充填されていることで、十分に燃焼ガスや窒素ガスを上昇させることができず、バルブの開度をあけても空気の導入量が十分に増えない可能性がある。
　また、ここで、廃棄物の充填がすかすかで空隙が多すぎる状態だと、燃焼ガスや窒素ガスが円滑に上昇して、空気導入路のバルブを絞っているのにかかわらず、空気の導入量が増えすぎてしまい無酸素状態が解除されてしまうようなことがあると、内部の燃焼部分が大きくなりすぎてしまい、煤煙の発生やダイオキシンの発生等を招くとともに、廃棄物処理装置内部の温度が高くなりすぎてしまい、廃棄物処理装置が早く劣化する虞がある。また、廃棄物処理室内で導入された酸素が自由に動ける状態で分散してしまうと、燃焼していない部分に酸素が存在し、燃焼している部分の酸素が減少してしまい、燃焼を維持することが困難になる虞がある。すなわち、本発明では、酸素の供給量が制限された状態で、確実に酸素が供給される必要があるとともに、排気量が制限された状態で、確実に排気が行われる必要がある。
　ここで、本発明では、側壁を間に間隔をあけた外壁と内壁とからなるものとし、かつ、内壁に開口を設けることで、廃棄物処理室の外周部分を構成する側壁内部に空気の通り道を設けることで、燃焼ガスや窒素ガスや蒸気等の上昇気流を側壁部に形成することができる。この場合に、廃棄物の周囲で上昇気流を発生させることで、必要以上に空気を導入させることなく、かつ、廃棄物の含水率等に問題があっても十分に燃焼を継続する程度の酸素を供給することができる。
　この際に、特に、燃焼部分に近い内壁の下側で開口率を高くし、内壁の上側に向かうにつれて開口率を低くすることで、必要十分な上昇気流を作り出すことができ、燃焼部分が消えるのを防止することができるとともに、燃焼部分が酸素の供給過多で大きくなりすぎたり、燃焼部分以外の無酸素状態が解除されたり、供給された酸素が分散されたりするのを確実に防止し、上述の燃焼による灰化、無酸素状態での熱分解等による炭化、無酸素状態の比較的低温での加熱による脱水および乾燥の定常状態を維持することができる。
　なお、本発明では、空気の導入量を制限することにより、基本的に廃棄物処理室内の一部の廃棄物が燃焼した状態で他の部分は、上述のように還元状態となっているので、燃焼による気体の発生は極めて僅かなものとなっており、さらに熱分解や燃焼により発生したガスの一部は還元されて炭化して煤となるなどするので、通常の十分な空気を供給した場合の燃焼に比較して排気量が極めて少ないものとなっている。したがって、側壁の内部を上昇移動するガスの量もそれほど多くを必要とせず、燃焼が消えない程度の酸素が供給可能となればよいが、廃棄物の含水率が多い場合などは比較的多くの酸素を必要とする場合があり、そのような場合に十分な通気量を確保することができる。
　請求項３に記載の廃棄物処理方法は、請求項１または請求項２に記載の廃棄物処理装置を用いた廃棄物処理方法であって
　前記廃棄物処理室内に廃棄物を詰めた状態で当該廃棄物の下部に火をつけるとともに、空気導入路のバルブの開度を調整することで、導入される空気量を制限することにより、
　廃棄物処理室内において、当該廃棄物処理室内の最下部に廃棄物の略完全な酸化により生じた灰が堆積した灰部分、その上の廃棄物処理室内の下部で導入量を制限されて導入された空気中の酸素と反応して発熱した状態となる燃焼部分と、当該燃焼部分より上側で当該燃焼部分で酸素が消費されて略無酸素状態で当該燃焼部分の発熱により加熱されることにより還元状態で熱分解されて炭化させられた廃棄物からなる炭化部分と、炭化部分の上側で前記燃焼部分からの熱により乾燥させられた廃棄物からなる乾燥部分とを生じさせ、
　かつ、前記砕石層の密に充填された石を前記燃焼部の熱で加熱し、
　前記砕石層の加熱された石の熱容量と、加熱した石から放射される赤外線を含む電磁波により少なくとも燃焼部分の温度を高温に維持することで、限られた酸素量で燃焼している燃焼部分の燃焼停止を防止し、
　前記燃焼部分が順次酸化されて灰となるとともに、炭化部分の燃焼部分側が順次燃焼されて燃焼部分となり、乾燥部分の炭化部分側が無酸素状態で加熱されて順次炭化されることにより、灰部分、燃焼部分、炭化部分、乾燥部分を定常的に維持することを特徴とする。
　請求項３に記載の発明においては、基本的に上述の請求項１または請求項２に記載の廃棄物処理装置の構成により、上述のような定常状態となった処理状態で廃棄物の燃焼状態が必ずしもよくなく、燃焼が途絶えそうになっても燃焼が継続するので、空気の導入量を調整することにより、従来に比較して廃棄物全体の含水率が高かったり、含水率の高い廃棄物の量が多かったり、土砂等の不燃物や難燃物が多く含まれていたり、さらに、不燃物が多くかつ、不燃物の含水率が高いような場合でも、上述の定常状態を維持して、不燃物を除く廃棄物を灰化することができる。
　本発明の廃棄物処理装置および廃棄物処理方法によれば、処理工程を安定することができ、処理途中に処理が途絶えるようなことを確実に防止することができる。また、従来処理を停止させてしまうような、条件の悪い廃棄物であっても処理が続行可能となる確率を高めることができ、処理可能な廃棄物の種類（含水率が極めて高いなどの廃棄物の状態を含む）を増やすことができる。
本発明の実施の形態に係る廃棄物処理装置を示す中央から半分となる要部正面図である。 前記廃棄物処理装置を示す断面図である。 前記廃棄物処理装置の空気導入管を示す側面図である。
符号の説明
１　　　　廃棄物処理室
２　　　　側壁
２１　　　外壁
２２　　　内壁
３　　　　側壁
３１　　　外壁
３２　　　内壁
４　　　　底板（底壁）
４１　　　上底板
４２　　　下底板
４３　　　石
４５　　　砕石層
５　　　　天板（天壁）
６　　　　空気導入管（空気導入路）
６３　　　バルブ
７　　　　排気管（排気路）
　以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
　図１～図３は、本発明の実施の形態に係る廃棄物処理装置を示す図であって、図１は一部を破断した要部側面図であり、図２は断面図であり、図３は廃棄物処理装置の要部としての空気導入路を形成する空気導入管を示すものである。
　廃棄物処理装置は、図１および図２に示すように、周囲の側壁２，３と底板（底壁）４と天板（天壁）５とから箱状に形成された廃棄物処理室１を備えたものとなっている。この例では、廃棄物処理室１は直方体状で箱状に形成されているが、例えば、有底有蓋円筒状等などであってもよく、基本的に天板５と底板４とを有し、回りを囲う側壁２，３を有するものであればよい。また、この例において、特に材料を指定していない場合に、廃棄物処理装置の各部材は鉄により形成されている。すなわち、側壁２，３と底板４と天板５とは、基本的に鉄板により形成されている。
　また、廃棄物処理室１は、当該廃棄物処理室１内に空気を導入する空気導入管６（図１に図示し、図２では図示略）と、廃棄物処理室１内から排気を導出する排気路としての排気管７と以外は、廃棄物の処理中に密閉可能な状態となっている必要がある。すなわち、空気導入管６以外からの空気の導入を略遮断できるようになっていることが好ましい。但し、例えば、廃棄物処理室１内の気圧と外気圧とに明らかな差がつくような状態とする必要はなく、僅かな空気の浸入や空気の漏出があるような状態となっていてもよく、圧力容器等のように完全に密閉可能とする必要はない。
　そして、この例では、矩形状の底板４は、水平に配置される下底板４１と、その上側に間隔をあけて水平に配置される上底板４２とから内部空間を有する二重構造とされている。
　そして、下底板４１と、上底板４２との間の空間は、例えば、上下幅が２０ｍｍ～４００ｍｍ程度とされており、好ましくは、１００ｍｍ～３００ｍｍ程度とされている。
　そして、底板４の内部空間には、破砕された石４３が密に充填された状態となっている。すなわち、底板４の上底板４２と下底板４１との間の内部空間に密に充填された石４３からなる砕石層４５が底板４に形成されている。そして、破砕された石４３の径は、基本的に上述の底板４内の空間の上下幅以内とされている。なお、この例では、上底板４２および下底板４１の二重構造の底板（底壁）４内に砕石層４５が形成される構成としたが、例えば、上底板４２を底板（底壁）とみなし、底板の下に砕石層４５が設けられている構成としてもよいし、下底板４２を底板（底壁）とみなし、底板の上に砕石層４５が設けられていることが好ましい。また、砕石層４５は、例えば、底板４の全面に渡って設けられることが好ましいが、例えば、側壁２，３の内壁２２，３２より内側にだけ設けるものとしてもよいし、底板４の中央部にだけ設けても良いし、底板４の中央部を除く外周部にだけ設けてもよい。
　また、ここで言う石４３とは、いわゆる、石や岩石と一般に呼ばれるものであれば、基本的にどのようなものであっても構わないが、板状に切り出された石や、河原等で採取された表面が研磨されたように磨耗した石よりも、破砕されて小さな塊り状となっているものが好ましい。また、石４３の大きさは、上述のように底板４内の空間に容易に充填できるように底板４内の空間の上下高さ以下の径を有する大きさとなっている必要がある。また、石４３の大きさはその径が互いに比較的に近似しているものだけを用いるものとしてもよいが、各石４３の径が小さいものから、上述の底板４の空間の上下高さに近い大きさのものまで、ばらついた状態となっていてもよい。但し、できるだけ、石４３が密に底板４内に充填可能となっていることが好ましく、例えば、大きい石４３同士の間の隙間に小さい石４３が詰まることにより、石４３が密に底板４内に充填されている方が好ましい。
　そして、この例における石４３としては、所謂、岩石（火成岩、堆積岩、変成岩等）を用いることができ、当該岩石は鉱物（鉱石）を含むものである。そして、石４３としては、熱容量が大きく一度熱して高温となった場合に温度が低下が緩やかなものが好ましく、さらに、熱された物質として赤外線を含む電磁波を放射することになるが、赤外線の放射量が大きなものが好ましい。また、赤外線の放射量を多くする上で、外部に露出している表面積が大きいことが好ましく、この例では、石４３として破砕されることにより表面が粗い状態とることで、表面積を多くされた砕石４３を用いる。
　また、石４３の種類としては、経験的に得られた結果として、アメジスト等の水晶や石英等の二酸化ケイ素の結晶を多く含む鉱石（例えば、珪石等）、トルマリン等のケイ酸塩鉱石、石英やケイ酸塩鉱物を多く含む御影石等の花崗岩、希土類のネオジム（ネオジウム）鉱石、ネオジムを含むかもしくは含まない希土類鉱石を好適に用いることができる。また、ゲルマニウムの含有量が高い石も好適に用いることができる。
　なお、上述のように破砕した石４３を使用することで、必ずしも上述のような石でなくても、後述のような効果を得ることができるが、上述のような鉱石を使用することがより好ましい。
　以上のように底板４に石４３を敷き詰めることで、熱容量の大きな石４３により蓄熱されると共に赤外線が放射され、廃棄物の燃焼部分における燃焼の停止を防止するとともに、燃焼部分の燃焼が停止した場合に、燃焼部分の再発火や、燃焼部分以外の炭化部分に燃焼部分で消費されなかった酸素が供給された際の発火を促すことができる。これにより、燃焼部分が廃棄物の状態、例えば、含水率が高かったり、不燃物や難燃物の割合が高いことにより、燃焼がうまくいかず、燃焼が停止してしまうような場合でも、燃焼の停止を防止したり、他の場所で燃焼を再開させたりすることで、廃棄物処理が停止してしまうのを防止して、継続的に廃棄物処理を行うことができる。
　なお、石４３を最も高密度に底板４内に充填する上では、底板４の空間の上下高さとほぼ同じ厚さに加工された石板を前記空間内に収納することが好ましいが、実際に石板を収納しても良好な結果は得られず、破砕した石４３の方が燃焼が継続されやすいことが分った。これは、石板にすると、砕石４３を充填した場合に比較して表面積が極端に小さくなることが原因と思われる。
　ここで、この例の廃棄物処理装置では、下側に略完全酸化された灰が溜ることになるが、廃棄物処理装置の使用を開始してからあまり期間がたっていない状態では、灰の量が極めて少ない状態となっている。すなわち、廃棄物の見かけ上の体積（空隙を含む体積）に対して、完全燃焼により生じる灰の見かけ上の体積が極めて少ないので、後述の灰の適正な高さ位置まで灰を溜めるのに長い期間の廃棄物処理が必要となる。
　したがって、それまでの間は、灰が不足した状態となっている。ここで、廃棄物処理室内の灰の機能は、保温、蓄熱および赤外線の照射と燃焼の促進である。すなわち、灰により燃焼部分やその周囲の炭化部分の温度低下を防止し、上述の石と同様の効果を得ることができる。また、燃焼部分や炭化部分が灰に接している場合に、特に植物由来の有機物を燃焼した場合に多く含まれるカリウムイオン（例えば、一般的な木炭を燃焼した灰には、炭酸カリウム等のカリウムイオンが多く含まれる）により燃焼が促進される。
　しかし、上述のように十分な灰が溜るまでには、廃棄物処理装置による長い期間の処理が必要となるので、それまでの間、主に保温、蓄熱および赤外線の放射による効果を灰に代わって、上述の底板４に密に充填された砕石４３により得ることができるようにしている。
　なお、灰による燃焼促進の触媒効果は、必ずしも大量の灰を必要とせず、比較的短期間の処理で得ることができるので、灰の触媒効果を十分に機能させるために炭化された廃棄物の発火温度程度以上の熱を保持するために石が使われることになる。この際に、上述のように石４３を破砕して密に底板４内の空間に充填することで、極めて効率的に廃棄物の燃焼部分および炭化部分の温度を保持することができる。
　また、底板４には、廃棄物処理室１に液体が溜るようなことがあった場合に、これを排水するための排水口４４が形成されている。なお、基本的には、稼動中に廃棄物処理室１内に排水を必要とするほどの水は溜らないが、例えば、含水率の高い廃棄物を処理する際に、処理開始直後で廃棄物処理装置が全体的に暖まってない場合に、後述の側壁２，３の内部空間で冷やされて下降する水分が廃棄物処理室１の底部に流入する可能性があり、側壁２，３近傍に排水口４４を設けることが好ましい。
　前記側壁は、この例の直方体状の廃棄物処理室において、短辺側の互いに平行な側壁３と、長辺側の互いに平行な側壁２とを有する。そして、長辺側および短辺側の側壁２，３は、外壁２１，３１と、その内側に間隔をあけて配置された内壁２２，３２とから内部空間を有する二重構造となっている。
　外壁２１，３１は、外部に露出し、内壁２２，３２は、外壁２１，３１の内側で直接廃棄物に接触する状態となる。
　そして、内壁２２，３２には、複数の開口が形成されることで、廃棄物が収容される内壁２２，３２より内側の廃棄物処理室１内の空間と、外壁２１，３１と内壁２２，３２の間の空間が連通している。なお、内壁２２，３２は、廃棄物処理室１の最上部には、形成されておらず、天板５の排気管７の開口が設けられた部分と、外壁２１，３１と内壁２２，３２との間の空間が廃棄物処理室の最上部（廃棄物処理室１内に充填された廃棄物より上）で常時連通した状態となっている。
　なお、廃棄物処理室１の灰が溜る下部も内壁がない構造としてもよい。
　そして、内壁２２，３２の開口が無い部分の面積に対する開口の面積の比率を開口率とした場合（開口の面積が多いほど開口率は高くなる）に、内壁２２，３２の上部より下部の方が、開口率が大きくなっており、内壁２２，３２の下部から上部に向かうにつれて、開口率が小さくなるようになっている。なお、側壁２，３の下部では、上述のように内壁２２，２３がない状態としてもよく、また、開口が無い内壁２２，２３を設けてもよい。
　すなわち、側壁２，３の下部では、内壁２２，２３の開口率が上述のように上部に向かうにつれて低くなるような条件に当てはまらなくてもよい。すなわち、側壁２，３の灰が溜る下部より上において、内壁２２，２３の開口率が上述のように上部に向かうにつれて低くなれば、側壁２，３の下部における内壁２２，２３の開口率がどのような値であってもよい。
　基本的には、後述の一段目もしくは二段目の空気導入管６の高さ位置より上側から開口が形成されるようになっており、この部分では開口率が高く、例えば、５０％以上となっていてもよい。そして、それより高くなるにつれて、開口率が低くなり、例えば、一番上の開口が設けられた部分では、開口率が１０％以下程度となっていてもよいし、さらに小さくなっていてもよい。
　また、開口の形状は、例えば、円であるが、三角や四角やその他の多角形でもよいし、スリット状のものであってもよい。また、開口に網やメッシュ状の部材やパンチングボード等が設けられていてもよい。この場合に、内壁２２，３２の下部より上部の方が開口一つ当たりの面積が大きくなることにより、下から上に向かうにつれて開口率を大きくしてもよいし、全ての開口の面積を同じとして内壁２２，３２の下部より上部の方が開口の数が少なくなるようにしてもよいし、これらを組み合わせて内壁２２，３２の下部より上部の方が開口が小さいくなるとともに開口の数が少なくなるものとしてもよい。
　また、内壁２２，３２を、左右に長尺な複数の板材を間隔をあけて上下に配置するようにして形成し、かつ、これら上下の板材同士の間に間隔を設け、この間隔を開口としてもよい。
　例えば、内壁を構築する際に、支柱となる縦材を外壁２１，３１に対して所定間隔毎に配置し、当該支柱の下端部を底板４に接合し、上端部を天板５に接合するものとするか、他の部材を介して支柱の上下端部等を外壁２１，３１に接合して支持させる。そして、この支柱に内壁２２，３２となる板材を取り付けて内壁２２，３２を構築する際に、左右に長尺な複数の板材を上下に間隔をあけて配置する。この際に、複数の板材の上下幅を上に行くほど広いものとし、各板材の上下間隔をみな同じとすることで、下から上に向かうにつれて開口率が低くなる構成としてもよい。
　また、全ての板材を略同じ上下幅のものとし、下から上に向かうほど、各部材同士の上下間隔を狭くするものとしてもよい。また、これらの部材の間に、上述のように網やメッシュ状の部材を配置してもよい。
　そして、外壁２１，３１と内壁２２，３２との間の空間では、廃棄物処理室１の最上部で、外壁２１，３１と内壁２２，３２との間の空間が内壁２２，３２の内側と連通するように開放された状態となっているので、排気の上昇流が発生するようになっており、これにより、空気導入管６からの空気の流入が促されるようになっている。
　すなわち、廃棄物処理室１内では、たとえば、廃棄物を投入した際に押し込むように投入されて廃棄物が圧縮された状態となっており、必ずしも廃棄物の一部が燃焼した際に生じる排気（燃焼ガス）を上側に逃がす構造とならないが、側壁２，３部分で排気を上に逃がせる構成となっている。なお、空気導入管６から流入する空気量は、空気導入管６に設けられたバルブの開度で調整可能となっており、この例では、一部の燃焼部分を除いて、燃焼部分で導入された酸素が使用されてしまうことで、内部を無酸素の還元状態とするようになっている。
　したがって、多くの排気が発生することなく、排気の通路も僅かなものが確保されていればよい。したがって、側壁２，３内に排気が上昇する部分を確保しても、内側の燃焼部分で発生する燃焼ガスが効率的に排気されるとは限らないが、燃焼ガス自体が多くならないように、空気の導入が制限されているので、僅かでも排気の通路を確保できれば燃焼の継続を図ることができる。
　ここで、上述のように内壁２２，３２の開口率を上に向かうにつれて低くすることで、内部の廃棄物の燃焼部分が酸素の供給不足で消えることなく、かつ、炭化部分が一斉に燃焼してしまうような事態を防止することができることを見出した。すなわち、外壁２１，３１と内壁２２，３２との間を排気通路として使用するためには、内壁２２，３２に開口を設ける必要があるが、例えば、開口を内壁２２，３２の燃焼部分近傍となる下部だけに設ける構成や、開口を内壁２２，３２の略全面に渡って一様に設ける構成とすることが考えられるが、それらの構成より、この例のように内壁２２，３２の略全面に渡って開口を形成し、かつ、上に向かうにつれて開口率を低くし方が、廃棄物処理室１内における廃棄物の燃焼の継続性が高いものとなった。
　すなわち、この例のように内壁２２，３２に開口を形成したところ、燃焼しにくい廃棄物として、含水率の高い廃棄物や、不燃物や難燃物を多く含む廃棄物を燃焼させた際に、上述の底板の石による蓄熱および赤外線の放射の効果と合わせて燃焼が停止するような事態を防止することができた。
　外壁２１，３１は、基本的には開口の無い板状であるが、複数の空気導入管６が挿入される孔や、排出口８を形成するための開口等が設けられており、それ以外の部分が開口の無い板状の構造となっている。
　また、外壁２１，３１の略底板４から上に３００ｍｍ程度の高さとなる部分と、さらに底板４から上に７００ｍｍ程度の高さとなる部分に、補強用のチャンネル部材２５が例えば溶接により接合されている。チャンネル部材２５は、開口側を側壁（外壁）の外面に向けた状態で、水平に配置され、上下の外壁側に突出した部分が溶接され、チャンネル部材２５の開口が側壁２，３の外面により閉塞するように取り付けられている。なお、この例において、底板４から天板５までの高さは、例えば、１０００ｍｍ以上であるが、２０００ｍｍ程度からそれ以上となっていることが好ましい。
　そして、この補強材としてのチャンネル部材２５が設けられている部分に側壁２，３を貫通する貫通孔２６が形成されるとともに、当該貫通孔２６に空気導入管６が挿入された状態となっている。
　なお、チャンネル部材２５および側壁２，３の外壁２１，３１に設けられた貫通孔２６は、空気導入管６と略同じ径とされ、空気導入管６が挿入されることにより閉塞された状態となっている。なお、外壁２１，３１の孔は空気導入管６を溶接するなどして完全に閉塞された状態となっていることが好ましい。
　また、内壁２２，３２に形成された孔２７は、空気導入管の径より大きくされており、空気導入管６の外周と、内壁２２，３２に形成された孔２７の内周との間に隙間が設けられている。これは、上述の内壁２２，３２の開口の一部として機能し、内壁２２，３２の内側の燃焼により生じる排気の一部を内壁２２，３２の内側から外壁２１，３１と内壁２２，３２との間に逃がす通路の一部となる。
　そして、空気導入管６は、例えば、３００ｍｍ程度の間隔をあけて、前記水平なチャンネル部材２５に沿って並んで配置されている。すなわち、空気導入管６は、水平に略等間隔で列となるように並んで配置されて側壁２，３に設けられている。また、空気導入管６の廃棄物処理室１内に挿入された先端部６１は、内壁２２，３２より内側に配置されており、例えば、９０ｍｍ程度以上内壁２２，３２より内側に挿入された状態となっている。なお、空気導入管６を深く挿入することで、空気をより廃棄物処理室１の中心側に導入することが可能となるが、この例では、例えば、空気導入管６が内壁２２，３２から１００ｍｍ程度内側に挿入される状態となっていればよい。
　また、この例では、空気導入管６は、一列ではなく、上述の上下二段のチャンネル部材２５に対応して上下２段（２列）に設けられている。すなわち、空気導入管６は上下二段（二列）に設けられている。なお、主に空気が導入されるのは、下側の一段目（一列目）の空気導入管６である。ここで、各空気導入管６では、後述のバルブ６３の開度を絞ることにより、空気の導入量を制限しており、基本的に下側の一段の空気導入管６から空気を導入すればよいが、例えば、処理すべき廃棄物の含水率が高い場合や、不燃物や難燃物が多いような場合に、燃焼部分の燃焼が停止し易い状態となっており、空気の導入量を絞りすぎると、燃焼が停止してしまう可能性が高まることになる。
　この場合に、二段目の空気導入管６のバルブ６３を閉から開とすることにより、酸素の供給量を一時的に増加させることで、燃焼の停止を防止することができる。
　したがって、場合によっては、空気導入管６を上下二列ではなく上下三列以上設けても良いが、廃棄物が燃焼しやすいものであれば、一列の空気導入管６からの空気の導入で燃焼を維持することができる。
　そして、空気導入管６は、側壁２，３を貫通する直線部６２と、その先端で廃棄物処理室１内に挿入された先端部６１と、側壁の外側でエルボ部材等により９０度曲げられた状態の湾曲部６４と、湾曲部６４で曲げられることにより側壁２，３に沿って水平に配置されるバルブ配置部６５と、バルブ配置部６５に配置されて開度を調整可能なバルブ６３と、バルブ６３の先側に設けられた非鉄管部６６と、非鉄管部６６内に配置された磁石６７とからなる。
　なお、全体として空気導入管６は、直線部６２とバルブ配置部６５および非鉄管部６６とが湾曲部６４で９０度曲げられた略Ｌ字状に形成されている。
　直線部６２の先端部は、廃棄物処理室１内に例えば、上述のように１００ｍｍ程度延出した状態で配置されることになるが、その先端部６１の開口が廃棄物やその燃焼により生じた灰により詰まることがないように、斜めに切りかかれた状態となっている。すなわち、先端部６１は、その下端が先端に向かうほど上に向かうように斜めに切りかかれた状態となっている。すなわち、真っ直ぐな管状の直線部の先端部６１は、上述のように下側を斜めに切り欠かれた形状とされることにより、上側が庇状となり、廃棄物や灰が先端部６１の開口に浸入するのを防止することができる。
　なお、空気導入管６の直線部６２の先端部６１を下側に曲げた状態として、先端開口が下もしくは斜め下を向くように形成してもよい。
　湾曲部６４は、空気導入管６の突出長さを抑えるために設けられており、空気導入管６の空気取り入れ側となる基部を側壁２，３に沿ったものとすることで、空気導入管６の側壁２，３からの突出量を低減するようになっている。なお、この例では、空気導入管６のバルブ配置部６５等を水平となるように側壁に沿わせて曲げているが、例えば、上側に曲げたり、下側に曲げたり、斜めに曲げるものとしてもよい。また、バルブ配置部６５に備えたバルブ６３は、例えば、手動で開度を全閉から全開まで調整可能となっているものである。
　非鉄管部６６は、たとえば、樹脂やアルミ材（アルミニウム材もしくはアルミニウム合金材）からなる筒状のもので、この非鉄管部６６が廃棄物処理装置の外部側で空気を取り入れる開口部となる。ここで、非鉄管部６６は、鉄以外の材料、特に強磁性体ではなく、後述のネオジム磁石に接触しても強く磁化しないものが好ましい。また、ネオジム磁石の熱減磁を防止する上では、廃棄物処理室１内に挿入された空気導入管６の先端側からの熱伝導が少ない方が好ましいが、例えば、空気導入管６の温度が数百度程度までならば、上述のように熱伝導の大きなアルミ材を用いてもよい。
　磁石６７は、例えば、磁束密度が高く、高い磁力を有するネオジム磁石（ネオジウム磁石）であり、板状の磁石６７が用いられている。２つの磁石６７は、互いに平行に間隔をあけて配置されている。すなわち、２つの板状の磁石６７が対向するように配置されている。また、導入される空気は、２つの磁石６７の間を通過するようになっている。また、磁石６７の互いに対向する２つの面は、それぞれ、Ｎ極とＳ極とされ、二つの磁石６７間を磁力線がほぼ垂直に通るように配置されている。
　これにより、空気導入管６に取り入れられる空気は、大きな磁場の中を通りぬけるようになっている。
　本発明者らは、経験的に空気導入管６から導入される空気に強い磁場を作用させることで、上述の周囲が無酸素の還元状態でかつ限られた酸素が供給される状態における燃焼の継続性（燃焼が停止しても燃焼部分もしくは炭化部分で直ぐに再発火がする状態も含む）を高めることを見出した。
　ここで、近年の磁場と空気（流体）との研究、例えば、産業技術総合研究所、エネルギ部流体工学研究室の研究などによれば、酸素分子はその最外軌道のエネルギ準位にある二つの電子のスピンが同じ向きであるため、分子全体は磁気モーメントを持ち、常磁性を示す。その磁化率は空気中に存在する他の反磁性ガスと比較して符号が逆で、約２ケタ大きい。そのため酸素ガスや空気は磁場の強い方に引き付けられる性質がある。この性質を利用すると勾配磁場中で、酸素濃度に勾配が存在する場合、気体の流れが生じ、その結果として燃焼反応などが影響を受ける可能性があることが指摘されている。
　この例においても、空気取り入れ口で強い磁場をかけることで、空気導入管６内で磁場に強弱、すなわち磁場の勾配が生じ、かつ、上述のように空気導入管６が挿入される廃棄物処理室１内では、酸素が急速に消費されて酸素濃度が低下しているのに対して、空気導入管６の空気が取り入れられる部分では通常の空気としての酸素濃度となっており、空気導入管６内で酸素濃度の勾配が生じており、磁石６７が上述の廃棄物処理室１内への酸素の供給に影響を生じさせているものと思われる。
　この磁場の強弱と、酸素の濃度勾配と、廃棄物処理室１内の酸素が供給されて消費される燃焼部分とその周囲の無酸素の還元状態となっている部分との関係において、強い磁場の影響は、例えば、燃焼部分への酸素の供給を制限するのか、あるいは促進するのか、その詳細は分らないが、本発明者らは、空気導入管６で導入される空気に強力な磁場を作用させることで、廃棄物処理室１内での燃焼が安定することを見出した。
　なお、十分に強力な磁場を発生させるために、用いられる磁石６７は、上述のネオジム磁石が好ましい。ここで、二段目となる上側の空気導入管６には、磁石６７を設けないものとして、コストの低減を図ることが好ましい。基本的に二段目の空気導入管６は、含水率等により燃焼が困難な廃棄物が投入された場合に、酸素の供給量を増加するために設けられたもので、燃焼が順調に進行している状態では閉じられた状態となる。
　また、二段目の空気導入管６のバルブ６３を開ける際には、一段目の空気導入管６のバルブ６３の開度も大きくしているので、一段目の空気導入管６による空気の導入で十分に磁力の作用を受けることができるので、二段目の空気導入管６に磁石６７を設けなくても燃焼に明らかな影響が生じることがなく、上述のように一段目にだけ磁石６７を設けるものとしても良い。また、磁石６７が取り付けられる部分を非鉄管部６６として、強磁性体の鉄ではなく、アルミや樹脂とすることで、強磁性体である鉄製の空気導入管６全体が磁石６７により磁化された状態とするよりも、燃焼が安定することを見出した。なお、非鉄管部６６は、空気導入管６の温度や周囲の温度等を考慮し、耐久性の上から樹脂よりもアルミとすることが好ましい。
　そして、直方体状の廃棄物処理室の短辺側となる二つの側壁２，３部分には、その下部に排出口８が設けられている。排出口８には、上側をヒンジとして上側に跳ね上げるように開閉する扉８１が設けられている。この排出口８は、灰や不燃物（例えば、ガラス、瀬戸物、セラミック、鉄等の金属）等を取り出すためのものである。なお、この例において、灰は上述のように燃焼の継続性を高めるために有用であり、例えば、一段目もしくは二段目の空気導入管６の高さ位置まで灰を溜めることが好ましく、長期の使用によりそれより多くの灰が溜って、廃棄物の収容量が低下した場合にのみ取り出すことが好ましい。
　なお、炭素を有する有機物以外、すなわち、必ずしも燃焼物でないものでも、例えば、貝殻等のように比較的低温でも酸化して酸化カルシウム等の灰の状態となるものについては、十分に処理可能である。
　天板５は、側壁２，３上の開口部分を全て覆い、上述のように廃棄物処理室１を略密閉した状態とするが、上述の排気管７を設け、この例において、僅かに生じる排気を排出するようになっている。排気管７は、天板５から上に延出するように円筒状に形成されており、排気を廃棄物処理室１の外部に排出するようになっている。
　また、排気管７内部には、湿式の排気処理装置が内蔵されており、水がシャワー状に散水される部分に排気を通過させるようになっている。なお、シャワーとして流下させられた水は、回収されて貯留タンクに溜められて再びシャワーとして排気処理装置内で散水される。なお、水は、例えば、定期的に交換する必要がある。また、廃棄物として酸化されても毒性の高い所謂重金属等を含まない廃棄物が処理されている場合に、交換される水を例えば土壌改良剤等として使用可能である。
　なお、排気は、上述のように主に側壁２，３内の空間を上昇し、内壁２２，３２の無い廃棄物処理室１の上端部において、排気管７の開口に向かうことになる。また、排気管７の上部には、雨の浸入を防止する円錐状（傘状）の覆い部材７１が排気管７の上端開口から距離をあけて設けられている。
　また、天板５の直方体状の廃棄物処理室１の短辺側の両端部には、それぞれ廃棄物投入口９が設けられている。
　廃棄物投入口９には、廃棄物処理室１の中心側に向かって廃棄物処理室１の長辺に沿ってスライド移動可能なスライド蓋９１が設けられており、廃棄物処理中は、基本的に閉塞されている。但し、廃棄物処理中にさらに廃棄物を投入する際には、一時的開放されることになる。
　また、廃棄物投入口９のスライド蓋９１の上に廃棄物を投入するためのホッパーを設けるものとしてもよい。なお、投入された廃棄物は、例えば、棒状の部材等で押し込まれた状態とすることが好ましい。すなわち、投入される廃棄物は、できるだけ圧縮された状態となっていることが好ましい。また、投入前に圧縮した状態とされていてもよい。例えば、新聞紙等の紙の廃棄物は、強く縛ることで圧縮した状態で投入されるものとしても良い。
　以上のような廃棄物処理装置を用いた廃棄物処理方法について説明する。
　まず、未だ未使用の廃棄物処理装置を使用する際には、まず、内部にほぼ一杯となる程度の廃棄物を前記廃棄物投入口から充填する。この際に、初めて使用する廃棄物処理装置においては、内部温度が低温であり、炭化物の発火温度等には至っていない状態である。
　したがって、最初の使用、もしくは、使用を中断して廃棄物処理装置が冷えた状態となってからの処理開始においては、基本的に含水率が高い廃棄物を入れない。例えば、濡れた状態の紙くずや木材、水を多く含んだ生ゴミ、動物の死体、その他水を多く含む畜産系や水産加工系などの廃棄物を入れないことが好ましい。
　ただし、廃棄物処理室内において、燃焼し易い廃棄物を下側に大量に入れた状態で、その上側に含水率を高い上述のような廃棄物を投入するものとしてもよい。すなわち、燃焼し易い廃棄物の燃焼熱で乾燥可能な量の含水率の高い廃棄物ならば、燃焼し易い廃棄物上に投入してもよい。
　そして、最初に投入されるゴミは、紙くず、木質系の廃材等が好ましい。また、木質系の廃材としては、鋸屑や鉋屑などの細かくされたり、薄くされたりしたものがさらに好ましい。また、燃え易いものとして廃プラスチック等を加えてもよい。
　基本的に廃棄物処理室の下側には、上述の紙くずや木質系の廃材等を投入し、その上側に下側に投入された廃棄物より燃えにくそうな廃棄物を投入することが好ましい。
　そして、廃棄物の投入においては、棒状の部材で廃棄物を押し込むなどして、上述のように廃棄物が圧縮された状態となることが好ましい。
　そして、廃棄物の投入が終了した後に廃棄物投入口９のスライド蓋９１を閉じた状態とする。なお、排出口８の扉は、廃棄物を投入する時点で既に締めた状態としておく。
　また、各空気導入管６のバルブ６３を最も開度を大きくした開放状態としておく。
　この状態で排出口８を一時的に開放して、当該排出口８から廃棄物処理室１の下側の廃棄物に点火して、廃棄物を燃焼させる。初めて使用する際には、燃焼の触媒となる炭酸カリウムを含んだ灰もないので、例えば、ライタやマッチやガスバーナー等の種火となる火で点火するようにした方が容易に点火することができるが棒の先に電熱線を有する治具で加熱して着火するものとしてもよい。
　なお、既に使用された廃棄物処理装置で、内部に灰を多く有する状態となっていれば、燃焼し易い廃棄物を加熱するだけで容易に点火することが可能である。
　そして、上述のように燃え易い廃棄物が点火されて燃え出したところで、排出口８の扉８１を閉じた状態とするとともに、各空気導入管６のバルブ６３の開度を絞り、廃棄物処理室１内に酸素が過剰に供給されないようにする。なお、バルブ６３の開度の調整は、時間をかけて徐々に開度を小さくするようにしてもよい。
　この状態で、廃棄物の燃焼が継続すると、酸素の供給が制限されることから、上述の空気導入管６により僅かに空気とともに酸素が供給されている燃焼部分で廃棄物処理室１内の酸素が消費されてしまうことにより、燃焼部分以外は無酸素状態に近づいていく。
　そして、燃焼が継続することにより、空気導入管６により酸素が供給されている部分だけが燃焼を継続し、その周囲の無酸素状態となった部分は、燃焼することがなく、徐々に還元状態となっていく。
　そして、燃焼部分の周囲は、燃焼部分の熱により乾燥、脱水が進行するとともに熱分解等により炭化が進行する。しかし、燃焼部分で酸素が消費されてしまうために、炭化するが燃焼しない状態となっている。また、炭化部分の周囲においても炭化する程度の温度ではないが、加熱された状態となり、乾燥、脱水が行われる。
　また、燃焼部分では、燃焼された廃棄物が灰化していき、既に酸化された状態となった部分では酸素が消費されなくなる。そして、その分の酸素が上述のように炭化された部分の一部に供給されて炭化部分が高温状態で酸素が僅かに供給されることで燃焼を開始するが、この燃焼により酸素が消費されてしまうので、上述のように灰となって酸素を消費しなくなった部分に対応する量の炭化部分が順次燃焼していくことになり、他の炭化部分は燃焼しない。また、炭化部分の周囲の乾燥部分においても、徐々に温度が高くなり、熱分解等により炭化していく。
　また、炭化部分においては、加熱されることにより脱水が進行するとともに熱分解が進行する。また、還元状態となっているので、加熱されることにより、酸素を含むような分子構造の化合物から酸素が離れ、酸素は燃焼部分で燃焼に寄与し、酸素が抜けた化合物すなわち、還元される化合物は、例えば、炭化した状態となる。
　これにより、廃棄物処理室１の内部では、燃焼部分を除く全体がほぼ無酸素状態となっていることにより還元状態となっている。そして、燃焼部分の近傍では、燃焼部分の熱により炭化が進行し、炭化が進行するほど高熱となっていない部分が、燃焼の熱により乾燥が進行することになる。
　そして、燃焼部分の一部が順次灰化して燃焼を停止し、その分の酸素が余ることで炭化された部分の一部が燃焼して燃焼部分となり、燃焼部分に近づいた乾燥部分が高熱により炭化されて炭化部分となる。
　また、この際に、上述のように底板４の石４３が加熱されて蓄熱されるとともに赤外線を放射し、燃焼部分や炭化部分の温度の低下を防止し、燃焼部分の燃焼の継続と、炭化部分の燃焼開始を促進させる。この際に石４３が破砕されて、表面が荒れた状態とされることと、小さくされることで表面積を増やされることになる。これにより、赤外線放射量が増大する。また、石４３が密に充填されることで、大きな蓄熱量の確保が可能となり、これにより効果的に燃焼が継続される。
　基本的に上述の状態となると、燃焼部分の周囲は無酸素の還元状態であり、燃焼部分で供給された酸素の全てを消費する状態となっているので、微妙なバランスの元で上述の灰部分、燃焼部分、炭化部分、乾燥部分からなる状態が略定常状態で継続することになり、僅かな環境の違いや環境の変化でバランスが崩れて燃焼が停止してしまう可能性があるが、上述のように底板内に砕石４３を密に充填することで、灰が未だ少ない状態でも安定して燃焼を継続する状態とできる。
　また、酸素の供給を制限しながら、かつ、確実に酸素を必要量だけ供給するのに、上述の磁石６７の作用が寄与しているものと思われる。
　また、酸素の供給においては、排気も確実に行う必要があるが、排気も制限された状態で、かつ、確実に必要な量の排気が行われることが好ましい。
　ここで、上述のように側壁２，３の外壁２１，３１と内壁２２，３２との間で排気が上昇する構造となるが、この際に、上述のように内壁２２，３２内から内壁２２，３２と外壁２１，３１との間で必要量の排気を確保する上で、上述のように内壁２２，３２の開口率を上に向かうにつれて小さくなる構造とすることで、排気が制限された状態でかつ確実に必要量の排気が行われる状態とすることが可能となり、より還元状態の中で一部だけが燃焼を継続する状態を保持することができる。
　上述のように燃焼が行われていくと、最終的に廃棄物の乾燥部分が全て炭化した状態となり、燃焼部分が順次灰化するとともに、炭化部分が順次燃焼開始することで、投入された廃棄物の全てが灰化された状態となる（なお、燃焼した廃棄物は、たとえば、水、二酸化炭素等の気化して廃棄物処理室１の外側に出てしまうものと、灰等となって残るものとに別れ、基本的に廃棄物処理室１内には灰と不燃物が残る状態となる）。
　ここで、廃棄物を効率的に処理する上では、投入された廃棄物が全て灰化する前に、廃棄物を再び投入することで、上述の灰化された部分、燃焼された部分、炭化された部分、乾燥された部分が維持された状態で、排気物の処理を継続することが好ましい。
　なお、廃棄物を投入するために廃棄物投入口９を開放すると、そこから空気が浸入し、廃棄物処理室１内が上述の無酸素の還元状態から酸素の有る酸化状態となってしまうが、廃棄物を投入して直ぐに廃棄物投入口９を閉じることにより、一時的に燃焼部分が増加し、これにより廃棄物投入口９の開放時に浸入された酸素が短時間で消費されて還元状態に戻り、上述の定常状態で廃棄物の処理が継続することなる。
　しかし、廃棄物投入口９を開放することで、上述の還元状態の中で燃焼部分だけ燃焼する定常状態が崩れることになり、燃焼が不安定になる虞があるので、廃棄物の投入を頻繁に行うことは好ましくなく、例えば、一日のうちの朝と晩の二回だけ廃棄物の投入を行うことが好ましく、廃棄物の投入は、最高でも一日に４回程度までとすることが好ましい。
　また、夕方に投入した廃棄物が、次の朝、全て灰になってしまっていても、廃棄物処理装置、特に上述の砕石４３が密に充填された底板４には予熱が残っているとともに、少なくとも前日に灰化された灰があるので、次の朝に廃棄物を投入して再び点火することで、容易に上述の定常状態として、廃棄物の処理を行うことができる。また、この際の点火は、例えば、棒の先に電熱線を設けた簡単な治具で、廃棄物の灰に接触している部分を加熱するだけで容易に行うことができる。
　また、上述の定常状態では、上述の底板４の石４３の作用や、内壁２２，３２の開口の開口率等により、燃焼部分の燃焼が停止しずらい状態となっており、含水率の高い廃棄物や不燃物や難燃物を多く含むような廃棄物を投入しても、これを安定して処理可能な状態となっている。したがって、上述の廃棄物処理装置を最初に起動する場合のように、燃焼し易い廃棄物を選択して投入するような必要はなく、様々な廃棄物を投入して処理できる状態となる。
　但し、例えば、廃プラスチックが多く、高温で燃焼し易い状態では、二段目の上の空気導入管６のバルブ６３を全閉とし、一段目の下の空気導入管６のバルブ６３の開度を絞るように調節することが好ましい。逆に含水率の高いゴミや不燃物が多いような場合には、一段目の空気導入管６のバルブ６３の開度を大きくすることが好ましく、状況によっては、二段目の空気導入管６のバルブ６３も全閉から開度を調整して開放することが好ましい。
　ここで、安定して廃棄物の処理を行う上では、例えば、処理される殆どの廃棄物が廃プラスチックだったり、殆どの廃棄物が畜産廃棄物であったりするよりも、各種の廃棄物が混合していることが好ましく、例えば、廃プラスチック、木材、紙、畜産廃棄物、水産廃棄物、農産廃棄物、残飯、動物の死体等の燃焼具合が異なる廃棄物が混合している方が好ましい。
　また、この例では、基本的に鉄で廃棄物処理装置が構成されているが、廃棄物処理中に鉄は廃棄物の燃焼により加熱されるとともに、基本的に還元状態となっている内部に例えば還元により生じ、加熱された煤状の炭素が高い濃度で存在している状態となっているので、所謂浸炭加工が行われる状態に近い状態となっている。これにより、廃棄物処理装置は、その内側から浸炭加工（浸炭焼き入れ）が行われた状態となり、その表面硬度が高くなって耐久性が向上し、長い期間使用可能となる。すなわち、内部が還元状態となっているので、廃棄物を酸化処理する装置で用いられる鉄でありながら、加熱されて酸化して錆びて脆くなるのではなく、逆に硬度が高くなり、高い耐久性を有するものとなる。
　以上のような廃棄物処理装置によれば、基本的に点火時以外は、廃棄物を灰化するためのエネルギーを外部から加える必要はなく、廃棄物の燃焼による熱により、当該廃棄物の炭化および灰化を行うことができる。そして、廃棄物処理装置によれば、さらに、還元状態の中での燃焼を極めて安定させることができ、従来炭化するには不向きだった廃棄物でも炭化とその後の灰化を行えるものが増加することになる。すなわち、従来、燃焼が停止してしまうことで、処理が困難だった廃棄物でも処理可能となる場合が増加することになる。
　なお、廃棄物処理室１の大きさや形状、空気導入管６の配置等は一例であり、基本的に密閉状態の容器で、空気導入管６は容器の下部に複数配置されていればよいが、上述のように排気と吸気とを制限しながら確実に排気と吸気とを行えるようにし、還元状態の容器の中で、一部だけが燃焼し、他の部分が炭化していく状態を保持できるようになっている必要があり、例えば、最低限一メートル四方程度の容器であることが好ましく、そのような容器において、３００ｍｍ程度の高さ位置に空気導入路が並んで配置されていることが好ましい。
　また、廃棄物処理室１の上部に廃棄物投入口９と排気管７があり、下部に灰や不燃物を排出するための排出口８があればよく、全体として排気管７を除いてほぼ密閉可能な状態となっていればよい。なお、廃棄物処理中に全ての空気導入管６のバルブ６３を全閉とすることはないが、例えば、廃棄物処理を停止するような場合に、全ての空気導入管６のバルブ６３を全閉とすることで、排気管７を除いて略密閉した状態として、燃焼を停止できるようになっていることが好ましい。

Claims (3)

  1. 　廃棄物を外部からのエネルギを用いずに当該廃棄物の一部の燃焼による熱により当該廃棄物を炭化するとともに、当該炭化された廃棄物をさらに酸化させて灰化する廃棄物処理装置であって、
    　周囲の側壁と底壁と天壁とから箱状に形成され、廃棄物が充填される廃棄物処理室と、
    　当該廃棄物処理室内に当該廃棄物処理室の周囲を囲む側壁の下部から空気を導入するとともに導入される空気量を制限するバルブを有する複数の空気導入路と、
    　廃棄物処理室上部から排気を行う排気路とを備え、
    　前記底壁には、破砕された石が密に充填されている砕石層が設けられていることを特徴とする廃棄物処理装置。
  2. 　前記側壁が互いに間隔をあけた外壁と内壁との二重構造とされ、当該側壁の下部を除く内壁には、下から上に向かうにつれて開口していない部分の面積に対する開口している部分の面積の比率である開口率が低くなるように開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
  3. 　請求項１または２に記載の廃棄物処理装置を用いた廃棄物処理方法であって、
    　前記廃棄物処理室内に廃棄物を詰めた状態で当該廃棄物の下部に火をつけるとともに、空気導入路のバルブの開度を調整することで、導入される空気量を制限することにより、
    　廃棄物処理室内において、当該廃棄物処理室内の最下部に廃棄物の略完全な酸化により生じた灰が堆積した灰部分、その上の廃棄物処理室内の下部で導入量を制限されて導入された空気中の酸素と反応して発熱した状態となる燃焼部分と、当該燃焼部分より上側で当該燃焼部分で酸素が消費されて略無酸素状態で当該燃焼部分の発熱により加熱されることにより還元状態で熱分解されて炭化させられた廃棄物からなる炭化部分と、炭化部分の上側で前記燃焼部分からの熱により乾燥させられた廃棄物からなる乾燥部分とを生じさせ、
    　かつ、前記砕石層の密に充填された石を前記燃焼部の熱で加熱し、
    　前記砕石層の加熱された石の熱容量と、加熱した石から放射される赤外線を含む電磁波により少なくとも燃焼部分の温度を高温に維持することで、限られた酸素量で燃焼している燃焼部分の燃焼停止を防止し、
    　前記燃焼部分が順次酸化されて灰となるとともに、炭化部分の燃焼部分側が順次燃焼されて燃焼部分となり、乾燥部分の炭化部分側が無酸素状態で加熱されて順次炭化されることにより、灰部分、燃焼部分、炭化部分、乾燥部分を定常的に維持することを特徴とする廃棄物処理方法。
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