(57)【要約】【課題】筐体の外部から焼却炉内に導入される空気の経路中に、磁気付与手段とマイナスイオン付与手段とを別々に設けることにより、燃焼空気に十分な磁気およびマイナスイオンを付与して、燃焼効率の向上を図った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、焼却室内に導入される燃焼空気に磁気を及ぼす磁石を空気導入管に備え、かつ、燃焼空気にマイナスイオンを付与するマイナスイオン発生器を筐体の外側に配された空気導入管の基部に連結した。【選択図】図１
2008064324.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、前記燃焼空気にマイナスイオンを付与するマイナスイオン発生器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】
前記マイナスイオン発生器は、マイナスイオン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、
前記マイナスイオン供給管は、一方が１つの前記マイナスイオン発生器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】
前記マイナスイオン発生器は、放電極と該放電極に対向する対向電極とを有するマイナスイオン発生電極を備え、前記放電極と前記対向電極との間に電圧を印加することにより、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】
前記空気導入管は、前記筐体の外側に配された基部に、前記燃焼空気の導入量を調整するためのバルブを有する請求項１ないし３のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
【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、上記廃棄物処理装置では、配合岩石が、磁気およびマイナスイオンを生じる素材に限定され、また、そのような配合岩石では、焼却室内で大量の廃棄物を処理する必要がある場合に、燃焼空気のマイナスイオン濃度を、それらの大量の廃棄物を効率よく燃焼し得るだけの十分な濃度にするのは困難であった。
【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、筐体の外部から焼却炉内に導入される空気の経路中に、磁気付与手段とマイナスイオン付与手段とを別々に設けることにより、燃焼空気に十分な磁気およびマイナスイオンを付与して、燃焼効率の向上を図った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、前記燃焼空気にマイナスイオンを付与するマイナスイオン発生器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、前記マイナスイオン発生器が、マイナスイオン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、前記マイナスイオン供給管の一方が１つの前記マイナスイオン発生器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、効果的に達成される。
【００１２】
また、本発明の上記目的は、前記マイナスイオン発生器が、放電極と該放電極に対向する対向電極とを有するマイナスイオン発生電極を備え、前記放電極と前記対向電極との間に電圧を印加することにより、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】
さらに、本発明の上記目的は、前記空気導入管が、前記筐体の外側に配された基部に、前記燃焼空気の導入量を調整するためのバルブを有することにより、効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１４】
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、燃焼空気にマイナスイオンを付与するマイナスイオン発生器を連結した。これにより、空気に磁気を付与するのに特化した最適な磁気付与手段と、空気にマイナスイオンを付与するのに特化した最適なマイナスイオン付与手段とを任意に選択可能となり、焼却室内に導入される空気に対して、より十分な磁気およびマイナスイオンを付与することができる。焼却室内に導入される空気に対して、十分なマイナスイオンおよび磁気を安定的かつ連続的に付与し、安定的かつ連続的な燃焼を確保することができる。この結果、焼却室内における燃焼温度を約１２００℃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。
【００１５】
また、マイナスイオン発生器と複数の空気導入管の基部とを連結するマイナスイオン供給管を、一方が１つのマイナスイオン発生器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、マイナスイオン発生器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。
【００１６】
また、マイナスイオン発生器によって燃焼空気に電子放射することにより、燃焼空気の分子に電子を衝突して、燃焼空気をマイナスイオン化するようにした。これにより、微弱な電流で高濃度のマイナスイオンを発生することができるとともに、該マイナスイオンにより燃焼空気をマイナス帯電させて、燃焼空気の分子クラスタを微細化することができる。この結果、燃焼性が著しく向上するとともに、ダイオキシン類が発生する要因である微結晶炭素の発生を低減することができる。
【００１７】
さらに、筐体の外側に配された各空気導入管の基部に、燃焼空気の導入量を調整するためのバルブを設け、磁気およびマイナスイオンが及ぼされた燃焼空気が焼却室へ導入される量を個別に制御できるようにした。これにより、焼却室内における燃焼温度を約２００℃〜１２００℃の範囲で調整することができので、廃棄物の量や種類に応じた最適な燃焼状態を容易に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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、本実施形態に係る廃棄物処理装置の焼却室を示す一部破断側面図であり、図３は、図２中のIII−III線に沿った断面矢視図である。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
また、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。
【００２３】
また、図３に示すように、本実施形態に係る空気導入管６は、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。
【００２４】
一方、各空気導入管６，６の基端６ｃ，６ｃは、マイナスイオン供給管７に接合され、該マイナスイオン供給管７を介してマイナスイオン発生器８に連結されている。すなわち、各マイナスイオン供給管７は、一方が１つのマイナスイオン発生器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。このマイナスイオン供給管７の端部側（図３上側）は、マイナスイオン発生器８を貫通して、端部開口７ａがマイナスイオン発生器８のケース８ａの正面より突出している。この端部開口７ａは、焼却室４内に導入される空気（燃焼空気）を吸入するための空気吸入口である。
【００２５】
マイナスイオン発生器８は、筐体２の前方部（図１左側）の左右両側に設置され、マイナスイオン供給管７の空気吸入口７ａから吸入される空気（図１中のブロック矢印）に対して、電子放射を行うことにより、マイナスイオン供給管７および空気導入管６を介して焼却室４内に導入される燃焼空気にマイナスイオンを付与するようになっている。
【００２６】
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およびマイナスイオン発生器８を示す要部側面図である。
【００２７】
同図において、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３中のブロック矢印方向）に対してｘ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。
【００２８】
一方、マイナスイオン発生器８のケース内８ａを貫通するマイナスイオン供給管７内には、直流放電式のマイナスイオン発生電極８ｂ，８ｂが設けられている。このマイナスイオン発生電極８ｂ，８ｂは、放電極と、該放電極に対向する対向電極とを備え、放電極と対向電極との間に直流の高電圧（一般的には、１０〜４０ｋＶの電圧、１〜３ｍＡの電流）を印加することにより、空気吸入口７ａから吸入された空気（燃焼空気）に高濃度のマイナスイオンを付与するようになっている。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。なお、マイナスイオン発生電極８ｂ，８ｂの電極間隔は、オゾンやＮｏｘなどの発生を抑制するように調整されている。
【００２９】
マイナスイオン発生器８ｂより生じるマイナスイオンによってマイナス帯電した燃焼空気は、マイナスイオン供給管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。そして、高濃度のマイナスイオンおよび磁気を帯びた燃焼空気は、バルブ６ｄを通過して管出口６ｃから筐体２内の焼却室４内に流入して、消火することなく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では、高濃度のマイナスイオンおよび磁気を帯びた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２００℃〜１２００℃に調整可能である。
【００３０】
なお、マイナスイオン発生器８に、空気吸入口７ａからの空気吸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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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つのマイナスイオン供給管７および１つの空気吸入口７ａ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本のマイナスイオン供給管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７ａからマイナスイオン発生器８を介した後に、複数のマイナスイオン供給管７に枝分かれする構造でもよい。
【００３４】
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。この燃焼空気には、マイナスイオン発生器によるマイナスイオン、および永久磁石９による磁気（磁界）が及ぼされているので、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１２００℃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。
【００３５】
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、燃焼空気にマイナスイオンを付与するマイナスイオン発生器８をマイナスイオン供給管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は、磁気とともにマイナスイオンが付与され、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１２００℃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
また、マイナスイオン発生器８と複数の空気導入管６の基部６ａとを連結するマイナスイオン供給管７を、一方が１つのマイナスイオン発生器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、マイナスイオン発生器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。
【００３６】
また、マイナスイオン発生器８によって燃焼空気に電子放射して、燃焼空気の分子に電子を衝突させることにより、燃焼空気にマイナスイオンを付与するようにした。これにより、燃焼空気の分子クラスタが微細化され、燃焼性が著しく向上するとともに、ダイオキシン類が発生する要因である微結晶炭素の発生を低減することができる。
【００３７】
さらに、各空気導入管６の基部６ａに、燃焼空気の導入量を調整するためのバルブ７ｄを設け、磁気およびマイナスイオンが及ぼされた燃焼空気が焼却室４内に導入される量を個別に制御できるようにした。これにより、焼却室内における燃焼温度を約２００℃〜１２００℃の範囲で調整することができるので、廃棄物の量や種類に応じて、最適な燃焼状態を容易に設定することができる。
【００３８】
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】
【００３９】
【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】本発明の実施形態に係る廃棄物処理装置の焼却室を示す要部断面図である。
【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マイナスイオン発生器を示す要部側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１      廃棄物処理装置
２      筐体
４      焼却室
６      空気導入管
６ａ    基部
６ｄ    バルブ
７      マイナスイオン供給管
８      マイナスイオン発生器
９      永久磁石
【図１】
2008064324.tif 000003
【図２】
2008064324.tif 000004
【図３】
2008064324.tif 000005
【図４】
2008064324.tif 000006