(57)【要約】【課題】焼却室内の高温燃焼を促進させ、ダイオキシン類の発生を抑制することができる小型の廃棄物処理装置を提供する。【解決手段】廃棄物を焼却処理する焼却室を形成する筐体と、該筐体の壁部外側から焼却室内に燃焼空気を導入する空気導入管とを備えた廃棄物処理装置において、空気導入管に、焼却室内に導入される燃焼空気に磁気を及ぼす磁石と、燃焼空気にマイナスイオンを及ぼす鉱石とを設け、かつ、筐体の外側に配された空気導入管の基部を、燃焼空気の酸素濃度を通常の大気中の酸素濃度よりも高める酸素富化ユニットに連結した。【選択図】図１
2008175511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を焼却処理する焼却室を形成する筐体と、該筐体の壁部外側から前記焼却室内に燃焼空気を導入する空気導入管とを備えた廃棄物処理装置であって、
前記空気導入管は、前記焼却室内に導入される前記燃焼空気に磁気を及ぼす磁石と、前記燃焼空気にマイナスイオンを及ぼす鉱石とを備え、かつ、
前記筐体の外側に配された前記空気導入管の基部は、前記燃焼空気の酸素濃度を通常の大気中の酸素濃度よりも高める酸素富化ユニットに連結されていることを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記酸素富化ユニットは、空気供給管を介して複数の前記空気導入管の基部に連結され、かつ、
前記空気供給管は、一方が１つの前記酸素富化ユニットに連結されるとともに、他方が複数の前記空気導入管の基部に枝分かれする構造である請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
前記空気導入管は、前記基部から１つの管出口に直接連通する第１空気導入管と、前記基部から前記筐体の外側壁面に全周に亘って設けられた中空の矩形管部を介して複数の管出口に枝分かれして連通する第２空気導入管とからなり、
前記磁石は、前記第１空気導入管および前記第２空気導入管の前記基部に配され、かつ、
前記鉱石は、前記第２空気導入管の前記矩形管部内に配されている請求項１または２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
前記酸素富化ユニットは、前記燃焼空気の酸素濃度を２５％〜３０％に富化する請求項１ないし３のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
【請求項５】
前記焼却室は、前記廃棄物を焼却する際に生じる燃焼ガスを前記筐体の外部に排出する排気管を備え、かつ、
前記排気管の入口は、前記焼却室内の前記廃棄物が燃焼される付近に配されている請求項１ないし４のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を滅却処理する廃棄物処理装置に関し、より詳細には、ダイオキシン類や悪臭の発生を抑制しつつ、効率よく廃棄物を滅却処理することができる小型の廃棄物処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一般廃棄物や産業廃棄物などは、ゴミ収集車等により収集された後に、焼却処理されるのが、一般的に主流である。また、一般家庭や学校で廃棄物であるゴミを焼却処理する場合もある。
【０００３】
ところが、これらの焼却処理は、焼却炉内で廃棄物を燃焼させるため、ダイオキシンや炭化水素などの有害物質や燃焼にともなう悪臭を生じてしまい、これが大きな環境問題になっている。また、化石燃料等を用いて高温で焼却処理する場合には、多大なランニングコストを要するとともに、多量の燃焼残留灰が発生し、その処理の問題などがあった。
【０００４】
そこで、このような問題に対応するために、誘導過熱手段を用いて焼却炉内を高温にして廃棄物を燃焼させることにより、ダイオキシン類の発生を抑制しようとしたものが、例えば、特許文献１および特許文献２に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４１９１４号公報
【特許文献２】特開２００５−１２７６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１や特許文献２のように、廃棄物を高温で燃焼させる場合には、耐熱性に優れた焼却炉が必要であるため、製造コストが嵩んでしまうという問題があった。さらに、特許文献１や特許文献２では、誘導過熱手段であるコイルに電流を供給する必要があり、設備のために多大なコストがかかるという問題があった。
【０００７】
また、近年、一般家庭や一般企業などの規模で使用することができるように小型でコスト性に優れた構造を有し、かつ、ダイオキシン類の発生を抑制しつつ廃棄物を処理することができる装置が求められていた。そこで、本出願人は、特願２００５−３５２０８１において、処理装置本体内に導入する管および焼却室の底面に配合岩石を配することにより、焼却室内の空気に磁気およびマイナスイオンを付与して、加熱効果の促進、およびダイオキシン類の発生の抑制を図った家庭用の廃棄物処理装置を提案している。
【０００８】
しかしながら、近年の廃棄物には、ダイオキシン類の発生の要因となっている複雑な組成のプラスチック類などが多く含まれている。このようなプラスチック類は、高温で燃焼すればダイオキシン類を生じないが、低温で燃焼するとダイオキシンを発生しやすい、という傾向がある。したがって、プラスチック類によるダイオキシン類の発生を抑制するには、焼却室内の燃焼部の温度にムラが生じないように高温燃焼を促進させる必要があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、焼却室内の高温燃焼を促進させ、ダイオキシン類の発生を抑制することができる小型の廃棄物処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は廃棄物処理装置に関するものであり、本発明の上記目的は、廃棄物を焼却処理する焼却室を形成する筐体と、該筐体の壁部外側から前記焼却室内に燃焼空気を導入する空気導入管とを備えた廃棄物処理装置において、前記空気導入管が、前記焼却室内に導入される前記燃焼空気に磁気を及ぼす磁石と、前記燃焼空気にマイナスイオンを及ぼす鉱石とを備え、かつ、前記筐体の外側に配された前記空気導入管の基部が、前記燃焼空気の酸素濃度を通常の大気中の酸素濃度よりも高める酸素富化ユニットに連結されていることにより、達成される。
【００１１】
また、本発明の上記目的は、前記酸素富化ユニットが、空気供給管を介して複数の前記空気導入管の基部に連結され、かつ、前記空気供給管が、一方が１つの前記酸素富化ユニットに連結されるとともに、他方が複数の前記空気導入管の基部に枝分かれする構造であることにより、前記燃焼空気にマイナスイオンを付与することにより、効果的に達成される。
【００１２】
また、本発明の上記目的は、前記空気導入管が、前記基部から１つの管出口に直接連通する第１空気導入管と、前記基部から前記筐体の外側壁面に全周に亘って設けられた中空の矩形管部を介して複数の管出口に枝分かれして連通する第２空気導入管とからなり、前記磁石が、前記第１空気導入管および前記第２空気導入管の前記基部に配され、かつ、前記鉱石が、前記第２空気導入管の前記矩形管部内に配されていることにより、前記燃焼空気にマイナスイオンを付与することにより、効果的に達成される。
【００１３】
また、本発明の上記目的は、前記酸素富化ユニットが、前記燃焼空気の酸素濃度を２５％〜３０％に富化することにより、効果的に達成される。
【００１４】
さらに、本発明の上記目的は、前記焼却室が、前記廃棄物を焼却する際に生じる燃焼ガスを前記筐体の外部に排出する排気管を備え、かつ、前記排気管の入口が、前記焼却室内の前記廃棄物が燃焼される付近に配されていることにより、効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る廃棄物処理装置によると、焼却室を形成する筐体の壁部外側から焼却室内に燃焼空気を導入する空気導入管に磁石と、燃焼空気にマイナスイオンを及ぼす鉱石とを備え、筐体の外側に配された空気導入管の基部に、燃焼空気の酸素濃度を通常の大気中の酸素濃度よりも高める酸素富化ユニットに連結した。これにより、焼却室内に導入される空気に対して、磁気とマイナスイオンを付与するとともに、その空気の酸素濃度を通常の大気中の酸素濃度より高くする（富化する）ことができるので、焼却室内における燃焼温度を１６００度くらいまで上昇させることができる。この結果、従来ではダイオキシン類の発生を抑制するのが困難であった小規模の焼却装置においても、高温燃焼によりダイオキシン類を分解して発生を抑制することができるとともに、燃焼効率の向上を図ることができる。
【００１６】
また、酸素富化ユニットと複数の空気導入管の基部とを連結する空気供給管を、一方が１つの酸素富化ユニットに連結されるとともに、他方が複数の空気導入管の基部に枝分かれする構造とした。これにより、酸素富化ユニットの設置数を抑えることができるので、製造コストの軽減および装置の省スペース化を図ることができる。
【００１７】
また、筐体の外側壁面に全周に亘って空気導入管の一部を構成する矩形管部を設け、該矩形管部内に燃焼空気にマイナスイオンを及ぼす鉱石を配した。この矩形管部は、焼却室内の空気を循環させる機能を有するので、燃焼空気はもとより、焼却室内を循環する空気に対してもマイナスイオンを付与することができ、ダイオキシン類の低減をすることができる。
【００１８】
さらに、排気管の入口が焼却室内の廃棄物が燃焼される付近に配されていることにより、廃棄物を焼却する際に生じる排気ガスは、焼却室内の高温域である排気管の入口を通過して外部に排出されることになるので、ダイオキシン類の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照にしながら本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る廃棄物処理装置の外観を概略的に示す斜視図である。また、図２は、図１中のII−II線に沿った断面矢視図であり、図３は、図２中のIII−III線に沿った断面矢視図である。
【００２１】
図１において、廃棄物処理装置１は、略立方体形状の焼却室を形成する筐体２と、該筐体２の上部に立設された排気管３とを備え、生ゴミ、紙、繊維、合成樹脂などの可燃性の廃棄物を筐体２内で燃焼し、燃焼ガスを排気管３を介して外部へ送出するようになっている。
【００２２】
筐体２は、耐熱性に優れたステンレス鋼等の鉄系金属からなり、一定の厚さを有する複数の金属板を溶接等によって接合することにより、中空の略直方体形状の焼却室４（図２参照）が形成される。筐体２の上面には、可燃性の廃棄物を筐体２内の焼却室３に投入するための投入部５が配設されている。この投入部５は、図１中の矢印Ｘ−Ｘ´方向に回動可能に取り付けられた蓋部材５ａ、および該蓋部材５ａより内側に設けられたシャッター部材（図示せず）によって入口が閉鎖される、二重扉構造になっている。
【００２３】
筐体２の左右両側の壁部には、図２に示すように、廃棄物を燃焼するための燃焼空気を筐体２内の焼却室４に導入するための複数の空気導入管６，６が、筐体２の板厚方向に嵌合され、その基部６ａ，６ａが筐体２の外側に設けられている。この複数の空気導入管６，６は、筐体２の壁部に嵌合固定され、各空気導入管６，６の管出口６ｂ，６ｂは、先端の縦断面形状が略４５°になるように形成され、筐体２内の焼却室４の側面４ａから突出するように配設されている。
【００２４】
また、排気管３は、耐熱性に優れたステンレス鋼製であり、その入口３ａは、焼却室４の底面部と天井部の中間くらいの位置まで延びている。すなわち、排気管３の入口３ａは、焼却室内４の廃棄物が燃焼される付近に配されている。したがって、廃棄物を燃焼する際に生じる燃焼ガスは、焼却室４内の高温域（１２００℃〜１６００℃）を通ってから排気管３に入り、該排気管３を介して外部に送出される。これにより、燃焼ガスに含まれるダイオキシン類を高温域で分解することができるので、外部に排出されるダイオキシン類の低減を図ることができる。
【００２５】
本実施形態に係る空気導入管６は、図３に示すように、筐体２の外側に設けられた基部６ａから１つの管出口６ｂに直接連通している第１空気導入管６Ａ、および、筐体２の外側に設けられた基部６ａから筐体２の外側壁面に全周に亘って設けられた中空の矩形管部６Ｂ´を介して複数の管出口６ｂに枝分かれして連通している第２空気導入管６Ｂの２種類からなる。第１空気導入管６Ａおよび第２空気導入管６Ｂは、ともに燃焼空気を焼却室４内に導入するためのものであるが、第２空気導入管６Ｂは、焼却室４内の空気を循環させる機能を更に有する。この第２空気導入管６Ｂの矩形管部６Ｂ´の内周面には、マイナスイオンを生じる粉状の鉱石が均一に配設され、これにより、矩形管部６Ｂ´を介して焼却室４に導入される燃焼空気には、マイナスイオンが付与される。このマイナスイオンには、化学種の発生を促がすとともに、酸素分子のファンデルワールス力を断ち切って、酸素のクラスターを微細化する効果があり、これにより、廃棄物の燃焼効率を向上させることができる。
【００２６】
一方、各空気導入管６，６の基端６ｃ，６ｃは、図２に示すように、空気供給管７に接合され、該空気供給管７を介して酸素富化ユニット８に連結されている。すなわち、各空気供給管７は、一方が１つの酸素富化ユニット８に連結されるとともに、他方が複数の空気導入管６，６の基部６ａ，６ａに枝分かれする構造になっている。
【００２７】
筐体２の前方部（図１左側）の左右両側に設置された酸素富化ユニット８は、外部空気を導入して、該外部空気中に含まれる酸素量を調整して酸素濃度を通常の大気中の酸素濃度よりも高める装置である。通常の空気において酸素が占める割合は焼く２１％（窒素約７９％）であるが、この酸素富化ユニット８を通過後の酸素富化空気においては、酸素が占める割合が最大で約３０％となる。この酸素富化空気は、燃焼空気として空気供給間７および空気導入管６を介して焼却炉４内に送られる。
【００２８】
図４は、本実施形態に係る廃棄物処理装置の空気導入管６および酸素富化ユニット８を示す要部側面図であり、図５は、本実施形態に係る廃棄物処理装置の燃焼空気の流れを示す概略図である。
【００２９】
図４において、空気導入管６の基部６ａには、焼却室４に導入される燃焼空気の導入量を調整するためのバルブ６ｂが設けられている。また、空気導入管６の基端６ｃより燃焼空気の流れ（図４中のブロック矢印方向）に対して上流側の基部６ａの内周面には、永久磁石９が取り付けられている。この永久磁石９は、その磁極が対向するように配され、その磁場は、導入される燃焼空気の流れに対して直交するように形成される。
【００３０】
一方、酸素富化ユニット８には、空気導入部８ａから導入した外部空気流を磁石の作用で酸素富化空気流と窒素富化空気流とに分流し、高濃度酸素の空気を抽出する酸素富化手段が設けられている。この酸素富化手段により分流された酸素富化空気は、酸素濃度が２５％〜３０％に高濃度化され、酸素富化ユニット８に連結された空気供給管７を介して、各空気導入管６の基部６ａに送られる。なお、本実施形態に係る酸素富化ユニット８の酸素富化手段では、磁石の作用により酸素富化空気を抽出したが、これに限定されず、例えば酸素富化膜を用いて、酸素富化空気を得るようにしてもよい。
【００３１】
酸素富化ユニット８によって酸素を富化された空気は、燃焼空気として空気供給管７を介して各空気導入管６（６Ａ，６Ｂ）の基部６ａまで導入され、永久磁石９によって形成された磁場を通過することによって磁気を帯びる。さらに、この燃焼空気のうち第２空気導入管６Ｂに送られた燃焼空気には、矩形管部６Ｂ´の内周面に配された鉱石１０によってマイナスイオンが付与される。そして、酸素が高濃度化されるとともに磁気およびマイナスイオンが付与された燃焼空気は、管出口６ｂから筐体２内の焼却室４内に流入し、廃棄物の燃焼を促進する。本実施形態に係る廃棄物処理装置１では、この燃焼空気の導入量をバルブ６ｄで調整することにより、燃焼温度を最大で１６００℃まで上昇させることができる。
【００３２】
なお、酸素富化装置８に、空気導入部８ａからの空気導入を促進するためのファンなどを設けてもよいが、本実施形態に係る廃棄物処理装置１では、永久磁石９によって空気の自然対流が生じるため、ファンなどの送風手段が無くても十分な空気量を焼却室４まで導入することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、燃焼空気への磁気付与手段として永久磁石９を用いたが、これに限定されず、例えば電磁石を用いて磁場を調整可能にしてもよい。
【００３４】
また、本実施形態では、筐体２の左右両側の壁部に、１段が５列からなる空気導入管６を２段ずつ設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、筐体２の壁部に配設する空気導入管の個数および配置は、使用条件（焼却室の寸法など）に応じて変更可能である。したがって、必要に応じて、例えば筐体２の左右両側の壁部だけでなく、前後（図３の上下方向）の壁部に空気導入管６を設置してもよい。
【００３５】
さらに、本実施形態に係る廃棄物処理装置１では、空気導入管６，６の各段毎に１つの空気供給管７および１つの空気吸入口８ａが設けられているが、これに限定されず、例えば、筐体２の一側面に配設された全ての空気導入管６，６が１本の空気供給管７と連結される構造でもよく、あるいは、１つの空気吸入口８ａから酸素富化装置８を介した後に、複数の空気供給管７に枝分かれする構造でもよい。
【００３６】
次に本実施形態に係る廃棄物処理装置１による廃棄物の処理方法について説明する。まず、筐体２の蓋部材５ａおよびシャッターを開けて、投入部５から焼却室４内に廃棄物を投入する。そして、投入部５から着火物（加熱物）を投入して廃棄物に着火した後に、蓋部材５ａおよびシャッターを閉めて焼却室４を密閉し、各バルブ６ｄによって焼却室４に導入される燃焼空気の量を調整する。この燃焼空気は、酸素富化ユニット８によって酸素が高濃度化されるとともに、永久磁石９による磁気（磁界）が及ぼされており、さらに、その燃焼空気のうち第２空気導入管６Ｂから導入された燃焼空気には、矩形管部６Ｂ´の内周面に配された鉱石１０によって、マイナスイオンが付与されているので、投入された廃棄物は、焼却室４で消火することなく燃焼を継続する。この燃焼は、通常の燃焼とは異なり、炎をほとんど生じないため、燃焼ガスの排出量も少量であり、また、その燃焼温度は、最大で約１６００℃に達する。これにより、廃棄物を燃焼する際に生じるダイオキシン類の濃度が低減され、かつ、燃焼残留灰が少量化される。
【００３７】
以上のように、本実施形態に係る廃棄物処理装置１では、筐体２の壁部外側から焼却室４内に燃焼空気を導入する空気導入管６に永久磁石９を備えるとともに、筐体２の外側に配された空気導入管６の基部６ａに、燃焼空気の酸素濃度を通常の大気中の酸素濃度よりも高める酸素富化ユニット８を空気供給管７を介して連結した。これにより、焼却室４内に導入される燃焼空気に磁気が付与されるとともに、その燃焼空気の酸素濃度が高濃度化され、燃焼空気が活性化されて燃焼効率の向上を図ることができる。この結果、焼却室４内における燃焼温度を約１６００℃まで上昇させることができるので、従来ではダイオキシン類の発生を抑制するのが困難であった小規模の焼却装置においても、ダイオキシン類の発生を抑制しつつ、燃焼効率を向上することができる。
【００３８】
また、酸素富化ユニット８と複数の空気導入管６の基部６ａとを連結する空気供給管７を、一方が１つの酸素富化ユニット８に連結されるとともに、他方が複数の空気導入管６の基部６ａに枝分かれする構造とした。これにより、酸素富化ユニット８の設置数を抑えることができるので、製造コストの軽減および廃棄物処理装置１の省スペース化を図ることができる。
【００３９】
さらに、本実施形態に係る廃棄物処理装置１では、排気管３の入口３ａが焼却室４内の廃棄物が燃焼される付近に配されている。このように、焼却室４内の最も高温域に排気管３の入口３ａを設けることにより、廃棄物を焼却する際に生じる排気ガスは、高温域（約１２００℃〜１６００℃）である排気管３の入口３ａを通過して外部に排出されることになるので、ダイオキシン類の低減を図ることができる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係る廃棄物処理装置の外観を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１中のII−II線に沿った断面矢視図である。
【図３】図２中のIII−III線に沿った断面矢視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る廃棄物処理装置の空気導入管および酸素富化ユニットを示す要部側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る廃棄物処理装置の燃焼空気の流れを示す概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１      廃棄物処理装置
２      筐体
３      排気管
３ａ    入口
４      焼却室
６      空気導入管
６ａ    基部
６ｄ    バルブ
７      空気供給管
８      酸素富化ユニット
９      永久磁石
１０      鉱石
【図１】
2008175511.tif 000003
【図２】
2008175511.tif 000004
【図３】
2008175511.tif 000005
【図４】
2008175511.tif 000006
【図５】
2008175511.tif 000007