JP2643866B2

JP2643866B2 - マイクロ波加熱処理装置

Info

Publication number: JP2643866B2
Application number: JP27880194A
Authority: JP
Inventors: 賢一畠山; 常雄塚越
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1994-11-14
Publication date: 1997-08-20
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JPH08136122A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は廃棄物、特に水分を含ん
だ生ゴミ等の廃棄物を加熱処理するための加熱処理装置
に係わり、特にマイクロ波を含んだ電磁波を使用して加
熱処理を行うマイクロ波加熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭の台所等から排出される生ゴミ等の
ように水分を含んだ廃棄物に対しては、水の誘電損失が
大きいことを利用して電磁加熱を行うことができる。こ
のような電磁加熱は、産業用あるいは家庭用の電子レン
ジとしてすでに広く使用されている（例えば特開昭６２
−１１５６８７号公報）。

【０００３】廃棄物に対して電磁波を効率よく導けば水
分をより短時間で蒸発させ脱水させることができる。特
に加熱対象物が生ゴミのように水分を多量に含んでいる
場合には、このような電磁波の効率的な照射が重要であ
る。

【０００４】そこで本出願人は、特願平６−９０２９号
で加熱対象物を入れる容器を非磁性、低誘電損失の円
錐、角錐、楔形あるいはお碗形等の先細りの形状のもの
とすると共に、その先端が電磁波の発生する方向に対向
して配置されるような方向で導波路中に位置させること
を提案している。この提案によれば、容器内の廃棄物等
の損失体は、楔形等の先細りの容器にならった形状とな
っている。したがって、これが電波暗室で用いられてい
る電波吸収体とほぼ同一の形状となっていることから分
かるように、容器内の廃棄物等の損失体はその先細りの
先端部分と対向する側から照射されるマイクロ波を効率
的に吸収することになる。

【０００５】この提案の加熱処理装置の他の特徴として
は、廃棄物等の損失体を収容した容器が導波路の中に置
かれていることである。マイクロ波が進行する導波路の
途中にこのような容器を配置することで、先細りの先端
部分から後方に向けてマイクロ波を進行させることがで
きる。これにより、この提案によればマイクロ波に対し
て極めて高い吸収効率を達成させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようにこの提案で
は容器の配置および形状を工夫することで、マイクロ波
の高い吸収率を達成することができる。しかしながら、
廃棄物に水分が多く含まれている場合には、この水分の
量に応じて脱水処理の時間が長くなるといった問題があ
った。例えば１４００Ｗの電磁波エネルギを使用して６
２．５グラムの水を２７度Ｃから脱水処理する場合を例
にとると、これを１００度Ｃの水分まで加熱処理するの
に１３．６秒が必要である。更に、この１００度Ｃの水
分を加熱してすべて気化するためには、更に１００．９
秒が必要である。このように脱水処理時間の殆どは水分
の気化に使用されるので、生ゴミのように水分が多く含
まれていたり、水が十分切られていない状態で脱水処理
が行われる場合には容器内の廃棄物の脱水が完了するま
での時間が比較的長くかかるといった問題があった。

【０００７】そこで本発明の目的は、廃棄物に水分が多
く含まれているような場合であっても、比較的短時間で
脱水処理を行うことのできるマイクロ波加熱処理装置を
提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、低コストで保守の容
易なマイクロ波加熱処理装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）電磁波発生装置と、（ロ）この電磁波発生装
置が発生する電磁波を誘導する導波路と、（ハ）低損失
材からなり先端が先細りの形状となっていると共にこれ
と反対側が開放されており、側面部に複数の穴が穿たれ
導波路中に配置された廃棄物加熱用の容器と、（ニ）貯
水槽と、（ホ）容器の穴を通過した水分をこの貯水槽に
導く排水管とをマイクロ波加熱処理装置に具備させる。

【００１０】すなわち請求項１記載の発明では、廃棄物
加熱用の容器に複数の孔を設けて、ここから水分が蒸発
することなく貯水槽に回収できるようにして、廃棄物の
一部の水分を気化しなくてもよいようにし、この分だけ
脱水完了までの時間を短縮した。

【００１１】請求項２記載の発明では、排水管は金属管
であり、その断面の各辺は電磁波発生装置が発生する電
磁波の波長の２分の１よりも短いことを特徴としてい
る。これにより、排水管側の導波路を金属メッシュ等で
遮蔽する必要がなくなり、構造が簡単になると共に、目
詰まりをなくし、保守を簡単にすることができる。

【００１２】請求項３記載の発明では、容器内の廃棄物
の加熱により一度蒸発した水分を冷却して貯水槽に導く
空冷用排水管が配置されていることを特徴としている。
これにより、貯水槽を共用することができる。

【００１３】請求項４記載の発明では、貯水槽にはオゾ
ン脱臭器が配置されていることを特徴としている。これ
により、生ゴミ等の廃棄物の水分を無臭化することがで
きる。

【００１４】請求項５記載の発明では、容器の先端が下
向きに配置されており、開放された反対側に金属メッシ
ュによって覆われた蓋が着脱自在に配置されることを特
徴としている。これにより、電磁波の遮蔽を行うことが
できるばかりでなく、蒸気が金属メッシュを通過して冷
却され貯水槽に容易に回収されることになる。

【００１５】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施例におけるマイクロ
波加熱処理装置の概略構成を示したものである。この装
置１０は箱型をした装置本体１１とその上部に着脱自在
に配置される蓋１２と、装置本体１１の下部に同じく着
脱自在に配置される箱型をした貯水槽１３とから構成さ
れている。

【００１７】装置本体１１内部にはマグネトロンを内蔵
した電磁波発生装置１５が配置されており、蓋１２の着
脱によて作動する図示しないインターロックスイッチお
よび作動用のスイッチならびにタイマを介して図示しな
い電源に接続されている。電磁波発生装置１５から出力
される電磁波は、横向きとなった筒状の第１の導波路１
６からロート状の第２の導波路１７に導かれる。第２の
導波路１７の上部の円錐状の部分には、これよりもひと
回りサイズの小さな円錐状の廃棄物収容容器１８が収容
されている。廃棄物収容容器１８の側面部には多数の小
さな穴１９が穿たれている。

【００１８】第２の導波路１７の下部は同じくロート状
になっており、金属製の断面が４角形をした第１の排水
管２１に接続されている。第１の排水管２１は装置本体
１１の外部パネルに接するように垂直に配置された第２
の排水管２３と接合している。第２の排水管２３も断面
が４角形となっている。この第２の排水管２３の下端部
の下方には、貯水槽１３が配置されるようになってい
る。貯水槽１３の近傍には、図示しないがオゾン脱臭装
置が配置されている。

【００１９】蓋１２はプラスチック製であり、その内部
は中空となっており、第２の導波路１７の上端部と対応
する部分には電磁波を遮蔽するための金属メッシュ２５
がこれを覆うように配置されている。

【００２０】このような構成の本実施例のマイクロ波加
熱処理装置１０の電磁波発生装置１５は電子レンジと同
様に２．４５ＧＨｚの周波数の電磁波を発生するように
なっている。第１の排水管２１は第２の導波路１７に導
かれた電磁波を遮蔽する機能を兼用している。このため
に本実施例ではその１辺が４０ｍｍとなっている。電磁
波の遮蔽を行うためには、長辺が２分の１波長より短い
ことが必要であり、２．４５ＧＨｚの周波数の電磁波の
場合にはその波長が１２．２４ｃｍなので、１辺が６１
ｍｍよりも短ければよい。実際には使用周波数の２分の
１に設定するよりも多少の余裕度を見てその３分の２程
度の長さに設定することが多い。そこで本実施例のマイ
クロ波加熱処理装置１０でも、１辺を４０ｍｍに設定し
ている。

【００２１】第１の排水管２１の本来の機能は、廃棄物
収容容器１８に収容された廃棄物の水分を穴１９を通し
て貯水槽１３に回収することにある。廃棄物収容容器１
８は電磁波をよく通過させるために誘電率の虚数部が小
さな物質としての低損失の物質で構成されている。この
物質は同時に耐熱性も必要である。本実施例では耐熱樹
脂としてのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を使
用している。装置によってはガラスやテフロンを使用す
ることも可能である。

【００２２】廃棄物収容容器１８には多数の小さな穴１
９が開いている。これらの穴１９は直径０．５ｍｍ〜２
ｍｍ程度の円形あるいはこれと同程度の開口面積となっ
ている。生ゴミ等の水分を多く含んだ廃棄物を廃棄物収
容容器１８に収容すると、余分な水分がこれらの穴１９
を通過して第２の導波路１７の円錐状の側壁を伝わって
第１の排水管２１に集められる。これらは加熱のプロセ
スを経ることなく貯水槽１３に回収されることになる。
このように廃棄物の水分が加熱前の時点で減少すること
で、脱水処理時間をその分だけ短縮させることができ
る。

【００２３】電磁波発生装置１５が作動を開始すると、
廃棄物が加熱されるので、これに伴って生ゴミの収縮等
によって更に穴１９から水分が滴下すると共に、気化す
る。穴１９から下に滴下するものは、前記したと同様に
第１の排水管２１を経由して貯水槽１３に集められる。
これらの水分は気化する手前のものなので、水分をすべ
て気化するものと比べて同様に脱水処理時間の短縮に寄
与することになる。気化したものは蓋１２の金属メッシ
ュ２５の間を通過して装置本体１１側の第２の排水管２
３方向に移動し、この過程で冷却された水分は第２の排
水管２３を伝わって貯水槽１３に回収される。また、液
化していない蒸気はこの第２の排水管２３の下端から外
部へと排出される。

【００２４】なお、第２の排水管２３の下端を貯水槽１
３の底部近傍まで延長するような構造にしてもよい。こ
れにより、第２の排水管２３から排出される蒸気は積極
的に冷却されることになる。

【００２５】以上説明した実施例では、廃棄物収容容器
１８を円筒状の形状としたが、電磁波が効率的に照射さ
れるような形状であればどのような形状となっていても
よい。すなわち、円錐形状に限られるものではなく、角
錐、楔形あるいはお碗形等の先細りの形状のものであれ
ばよい。また、実施例では廃棄物収容容器１８の先端を
下向きに配置したが、廃棄物を収容して蓋をしたら、こ
れを横向き等の他の方向にセットしても構わない。この
場合には、その先端側から電磁波が照射されるように電
磁波の発生源あるいは導波路の形状を考慮する必要があ
る。

【００２６】また、実施例では廃棄物収容容器１８に収
容した廃棄物中の水分を自然に排出させるようにした
が、蓋を閉めたとき廃棄物を圧縮するようにしたり廃棄
物収容容器１８自体を高速回転させるようにして水分を
事前に積極的に脱水するようにしてもよい。

【００２７】更に実施例では装置本体１１や貯水槽１３
等の形状を具体的に説明したが、これらは各種の形状を
採りうることはもちろんである。また、貯水槽１３も装
置本体内部に引出し状に配置する等の各種変形が可能で
ある。更に、電磁波発生装置１５の発生する電磁波の波
長も実施例に限定されるものでないことは当然である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、廃棄物加熱用の容器に複数の穴を設けて、こ
こから蒸発する水分以外を貯水槽に直接回収できるよう
にしたので、廃棄物の水分を全部気化する必要がなく、
この分だけ脱水完了までの時間を短縮することができ
る。したがって、消費電力を下げることでランニングコ
ストを大幅に低下させることができる。

【００２９】また請求項２記載の発明によれば、排水管
を金属管で構成し、その断面の各辺は電磁波発生装置が
発生する電磁波の波長の２分の１よりも短くなっている
ので、排水管側の導波路を金属メッシュ等で遮蔽する必
要がなくなり、構造が簡単になると共に、目詰まりをな
くし、保守を簡単にすることができる。

【００３０】更に請求項３記載の発明によれば、容器内
の廃棄物の加熱により一度蒸発した水分を冷却して貯水
槽に導くと共に、廃棄物加熱用の容器の穴から取り出し
た水分もこの貯水槽に導くので、貯水槽を共用し、装置
の構成を簡単にすることができる。また、この貯水槽に
導く経路を蒸気の排気口としても利用することができ
る。

【００３１】また請求項４記載の発明によれば、貯水槽
にはオゾン脱臭器が配置されていることを特徴としてい
る。これにより、生ゴミ等の廃棄物の水分を無臭化する
ことができる。

【００３２】更に請求項５記載の発明によれば、容器の
先端が下向きに配置されており、開放された反対側に金
属メッシュによって覆われた蓋が着脱自在に配置されて
いるので、この蓋によって電磁波の遮蔽を行うことがで
きるばかりでなく、蒸気が金属メッシュを通過して冷却
され貯水槽に容易に回収されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるマイクロ波加熱処
理装置の概要を示す断面図である。

【符号の説明】

１０マイクロ波加熱処理装置１１装置本体１２蓋１３貯水槽１５電磁波発生装置１６第１の導波路１７第２の導波路１８廃棄物収容容器１９穴２１第１の排水管２３第２の排水管２５金属メッシュ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｂ 6/64 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０１Ｂ 5/00 Ｐ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁波発生装置と、この電磁波発生装置が発生する電磁波を誘導する導波路
と、低損失材からなり先端が先細りの形状となっていると共
にこれと反対側が開放されており、側面部に複数の穴が
穿たれ前記導波路中に配置された廃棄物加熱用の容器
と、貯水槽と、前記容器の前記穴を通過した水分をこの貯水槽に導く排
水管とを具備することを特徴とするマイクロ波加熱処理
装置。
【請求項２】前記排水管は金属管であり、その断面の
各辺は前記電磁波発生装置が発生する電磁波の波長の２
分の１よりも短いことを特徴とする請求項１記載のマイ
クロ波加熱処理装置。
【請求項３】前記容器内の前記廃棄物の加熱により一
度蒸発した水分を冷却して前記貯水槽に導く空冷用排水
管が配置されていることを特徴とする請求項１記載のマ
イクロ波加熱処理装置。
【請求項４】前記貯水槽にはオゾン脱臭器が配置され
ていることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波加熱
処理装置。
【請求項５】前記容器の前記先端が下向きに配置され
ており、開放された反対側に金属メッシュによって覆わ
れた蓋が着脱自在に配置されることを特徴とする請求項
１記載のマイクロ波加熱処理装置。