JP2006300399A - 回転式蓄熱燃焼型脱臭装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転式蓄熱燃焼型脱臭装置において、脱臭効率を高める。
【解決手段】 円形状の蓄熱室４は放射状に区分して扇形状の分割室８を複数形成し、各分割室に蓄熱体９を詰め、蓄熱室上に燃焼室１６を設け、燃焼室はすべての分割室の蓄熱体のガス通路に連通し、１つの分割室分の角度ずつ回転する回転式分流弁２１は、ガス導入路２を蓄熱室の片側の分割室を経て燃焼室に連通し、燃焼室を蓄熱室の他の片側の分割室を経て排出通路２６に連通し、脱臭前のガスは、ガス導入路から蓄熱室の片側の分割室を経て受熱状態で燃焼室に流入し、燃焼室で脱臭され、脱臭後のガスは、燃焼室から蓄熱室の他の片側の分割室を経て放熱状態で排出通路に流入する脱臭装置において、蓄熱室４の各分割室８は、それぞれ、蓄熱体９のガス通路から燃焼室１６に流入するガスを囲む整流壁３１を燃焼室１６の下部に突出して設立した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転式の蓄熱燃焼型の脱臭装置において、脱臭効率を高める技術に関する。

回転式蓄熱燃焼型脱臭装置は、平面形状が円形状である蓄熱室を設けている。蓄熱室は、下面開口に孔明き床板を固定し、中心位置に柱を設立している。蓄熱室の周壁と中心柱との間には、複数の仕切り板を放射状に等間隔に固定している。蓄熱室は、放射状に区分して、平面形状が扇形状である分割室を複数形成している。各分割室は、下面に孔明き床板を配置し、上面を開口している。各分割室には、ガス通路を上下方向に貫通した蓄熱体を詰めている。

蓄熱室の上には、平面形状が円形状である燃焼室を同心に設けている。燃焼室は、上面を天板で閉鎖し、下面を開口している。燃焼室の下面開口は、蓄熱室のすべての分割室の上面開口、すべての分割室の蓄熱体のガス通路上端に連通している。燃焼室は、周壁に加熱装置を設けている。

蓄熱室の下には、分割室の蓄熱体のガス通路下端と連通する回転式分流弁を設けている。回転式分流弁は、ガス導入路を、蓄熱室の片側に位置する分割室を経て燃焼室に連通し、同時に、燃焼室を、蓄熱室の他の片側に位置する分割室を経て排出通路に連通する。この回転式分流弁は、所定の時間毎に、蓄熱室の１つの分割室分の角度ずつ回転する。

臭いのあるガスは、ガス導入路から蓄熱室の片側の分割室を経て燃焼室に流入する。即ち、脱臭前の低温のガスは、以前に受熱して高温になっている蓄熱体のガス通路を下から上に通過し、高温の蓄熱体から受熱し、温度が上昇した状態で燃焼室に流入する。このガスは、燃焼室において、加熱装置で加熱され又は加熱されずに、燃焼して脱臭される。

脱臭されたガスは、燃焼室から蓄熱室の他の片側の分割室を経て排出通路に流入する。即ち、脱臭後の高温のガスは、以前に放熱して低温になっている蓄熱体のガス通路を上から下に通過し、低温の蓄熱体に放熱し、温度が下降した状態で排出される。

回転式分流弁の一回転毎に、蓄熱体は、ガス通路を通過する脱臭前の低温のガスを加熱して温度が下降する加熱用の放熱時期と、ガス通路を通過する脱臭後の高温のガスで加熱されて温度が上昇する熱回収用の受熱時期を繰り返す。

特開２００４−３０９０６９号公報

回転式蓄熱燃焼型脱臭装置において、ガスは、蓄熱室の片側の分割室から燃焼室に流入し、燃焼室中を流れる間に燃焼して脱臭され、燃焼室から蓄熱室の他の片側の分割室に流入する。脱臭前のガスは、燃焼室に滞在する時間、燃焼して脱臭される時間が短くなると、脱臭効率が低下する。

燃焼室中を流れるガスは、詳細に観察すると、次のようである。ガスは、蓄熱室の片側の分割室を上昇して燃焼室に流入する。そのガスの一部は、燃焼室中を上昇して燃焼室の天板側に達し、流れが縦方向から横方向に曲がって燃焼室の天板側を横に流れ、下降して蓄熱室の他の片側の分割室に流入する。また、ガスの他の一部は、蓄熱室の片側の分割室から流出した直後、燃焼室に流入した直後に横に曲がって燃焼室の下面開口側を流れ、蓄熱室の他の片側の分割室に流入する。

燃焼室の下面開口側、蓄熱室側を横に流れるガスは、燃焼室の天板側、蓄熱室側と反対側を横に流れるガスに比較して、燃焼室中を流れる距離が短くなって、燃焼室に滞在する時間が短くなる。その結果、脱臭効率が低くなる。

この知見から、燃焼室において、下面開口側、蓄熱室側を流れるガスをなくして又は少なくして、天板側、蓄熱室側と反対側を流れるガスを増やすと、ガスの脱臭効率が向上する、ことに気付いた。

そこで、ガスが蓄熱室の分割室から燃焼室に流入した直後に横に曲がって、燃焼室の蓄熱室側を流れるのを防止する、ことにした。そのため、蓄熱室の分割室は、蓄熱体のガス通路から燃焼室に流入するガスを囲む整流壁を燃焼室の下部に突出して設立する、ことにした。蓄熱室の分割室から燃焼室に流入するガスは、整流壁に阻まれて燃焼室の蓄熱室側を流れず、燃焼室の蓄熱室側と反対側を流れる。燃焼室の蓄熱室側と反対側を流れるガスの流量が増加する。その結果、ガスの脱臭効率が高くなる。

また、整流壁は、燃焼室の燃焼脱臭用の高温度、例えば８５０℃位に耐える耐熱壁にする、ことにした。

１）円形状の蓄熱室は、放射状に区分して扇形状の分割室を複数形成し、各分割室に、ガス通路を上下方向に貫通した蓄熱体を詰め、蓄熱室の上には燃焼室を設け、燃焼室は、下面開口を蓄熱室のすべての分割室の蓄熱体のガス通路に連通し、蓄熱室の下には、所定の時間毎に蓄熱室の１つの分割室分の角度ずつ回転する回転式分流弁を設け、回転式分流弁は、ガス導入路を、蓄熱室の片側に位置する分割室を経て燃焼室に連通し、同時に、燃焼室を、蓄熱室の他の片側に位置する分割室を経て排出通路に連通し、
臭いのあるガスは、ガス導入路から蓄熱室の片側の分割室を経て蓄熱体から受熱した状態で燃焼室に流入し、燃焼室で燃焼して脱臭され、脱臭されたガスは、燃焼室から蓄熱室の他の片側の分割室を経て蓄熱体に放熱した状態で排出通路に流入する構成にした回転式蓄熱燃焼型脱臭装置において、
蓄熱室の各分割室は、それぞれ、蓄熱体のガス通路から燃焼室に流入するガスを囲む整流壁を燃焼室の下部に突出して設立していることを特徴とする。

２）上記の回転式蓄熱燃焼型脱臭装置において、
整流壁は、燃焼室の燃焼脱臭用の高温度に耐えるセラミック製耐熱壁であることを特徴とする。

３）上記の回転式蓄熱燃焼型脱臭装置において、
整流壁は、蓄熱室の周方向に隣り合う分割室の間の上に側壁を燃焼室の下部に突出して設立していることを特徴とする。

蓄熱室の分割室を上昇して燃焼室に流入するガスは、分割室上の整流壁に阻まれて燃焼室の下部、燃焼室の蓄熱室側を横に流れない。燃焼室の上部、燃焼室の蓄熱室側と反対側を横に流れ、その流量が増加する。ガスの脱臭効率が高くなる。

実施形態の回転式蓄熱燃焼型脱臭装置は、平面形状が円形状であるガス室１を設けている。ガス室１は、図１に示すように、周壁にガス導入路２を接続している。ガス導入路２には、送風機３を設けている。ガス室１には、ガス導入路２から、臭いのあるガスを供給する。

ガス室１の上には、平面形状が円形状である蓄熱室４を同心かつ同径に設けている。蓄熱室４は、下面開口に孔明き板の床板５を固定し、中心位置に円柱形状の柱６を設立している。蓄熱室４の周壁と中心柱６との間には、図２に示すように、多数の仕切り板７を放射状に等間隔に固定している。蓄熱室４は、仕切り板７で放射状に均等に区分して、平面形状が扇形状である分割室８を多数形成している。分割室８は、蓄熱室４の周方向に隣り合う２枚の仕切り板７と蓄熱室４の周壁の一部、中心柱６の一部で一回りの周壁を構成し、この周壁の下面開口に孔明き床板５を配置し、上面を開口している。

各分割室８には、図１と図２に示すように、それぞれ、蓄熱体９を詰めている。蓄熱体９は、蓄熱セラミックの直方体状ブロックを孔明き床板５の上に敷き並べ、かつ、数段に積み重ねている。直方体状ブロックは、ハニカムブロックであり、上面と下面の間に多数のガス通路を等間隔に貫通して並列している。分割室８の蓄熱体９は、多数のガス通路を上下方向に貫通している。蓄熱体９のガス通路は、数段に積み重ねたハニカムブロックのガス通路を接続して構成している。分割室８の周壁と蓄熱体９との間の隙間には、耐火キャスタ１０を詰めている。

蓄熱室４の上には、平面形状が円形状である燃焼室１６を同心かつ同径に設けている。燃焼室１６は、図１に示すように、上面を天板で閉鎖し、下面を開口している。燃焼室１６の下面開口は、蓄熱室４のすべての分割室８の上面開口、すべての分割室８の蓄熱体９のガス通路上端に連通している。燃焼室１６の周壁には、流体燃料のバーナ、加熱装置１７を設けている。

蓄熱室４の下には、回転式分流弁２１を同心に設けている。回転式分流弁２１は、上端をガス室１の内側に配置して蓄熱室４の孔明き床板５の一部に重ね合わせ、下端をガス室１の外側に突出している。図示しないが、回転式分流弁２１を所定の時間毎に蓄熱室４の１つの分割室８分の角度ずつ回転する装置を設けている。

回転式分流弁２１の上端は、図３に示すように、１つの分割室８を閉鎖する扇形状の閉鎖板２２を設けている。閉鎖板２２の隣には、半数弱の分割室８に連通する扇形状の排出口２３を設けている。排出口２３の隣には、１つの分割室８に連通する扇形状の浄化ガス口２４を設けている。浄化ガス口２４と閉鎖板２２は、回転式分流弁２１の回転中心に対して対称位置に配置している。

回転式分流弁２１の下端には、図１に示すように、排出口２３に接続した通路の出口２５を設けている。出口２５は、排出通路２６に接続している。排出通路２６は、下流端を大気に開放している。また、回転式分流弁２１の下端には、浄化ガス口２４に接続した通路の入口２７を設けている。入口２７には、浄化ガス供給通路２８を接続している。浄化ガス供給通路２８は、送風機２９を設け、上流端を排出通路２６に接続している。

回転式分流弁２１は、閉鎖板２２で蓄熱室４の１つの分割室８を閉鎖する。また、排出口２３と出口２５を経て、蓄熱室４の片側に位置する半数弱の分割室８を排出通路２６に連通する。また、入口２７と浄化ガス口２４を経て、蓄熱室４の１つの分割室８に浄化ガス供給通路２８を連通する。更に、蓄熱室４の他の片側に位置する半数弱の分割室８には、ガス室１とガス導入路２を連通する。

臭いのあるガスは、ガス導入路２からガス室１に流入し、蓄熱室４の片側に位置する半数弱の分割室８を経て燃焼室１６に流入する。即ち、脱臭前の低温の排ガスは、以前に受熱して高温になっている半数弱の蓄熱体９のガス通路を下から上に通過し、高温の半数弱の蓄熱体９から受熱し、温度が上昇した受熱状態で燃焼室１６に流入する。このガスは、燃焼室１６において、加熱装置１７で加熱され又は加熱されずに、燃焼脱臭用の高温度、例えば８５０℃位で燃焼して脱臭処理される。

脱臭処理後のガスは、燃焼室１６から流出し、蓄熱室４の他の片側に位置する半数弱の分割室８と回転式分流弁２１の排出口２３と出口２５を経て排出通路２６に流入する。即ち、脱臭後の高温のガスは、以前に放熱して低温になっている半数弱の蓄熱体９のガス通路を上から下に通過し、低温の半数弱の蓄熱体９に放熱し、温度が下降した放熱状態で排出通路２６に流入する。このガスは、排出通路２６を経て大気に放出される。

回転式分流弁２１の一回転毎に、各分割室８の蓄熱体９は、ガス通路を通過する脱臭前の低温のガスを加熱する放熱時期、ガス通路がこれを通過する浄化ガスで浄化される浄化時期と、ガス通路を通過する脱臭後の高温のガスで加熱される受熱時期、及び、ガス通路が閉鎖される休止時期を順次繰り返す。

蓄熱室４の各分割室８は、それぞれ、蓄熱体９のガス通路から燃焼室１６に流入する脱臭前のガスを囲む整流壁３１を燃焼室１６の下部に突出して設立している。整流壁３１は、燃焼室の燃焼脱臭用の高温度に耐えるセラミック製耐熱壁である。この整流耐熱壁３１について、図１と図４〜図７を参照して詳細に説明する。

蓄熱室４の各仕切り板７の上には、それぞれ、複数の支柱３２を燃焼室１６の下部に突出して設立している。各仕切り板７上の複数の支柱３２は、燃焼室１６の周壁と中心柱６との間に間隔を置いて配置している。燃焼室１６の周壁側、最も外側の各支柱３２は、燃焼室１６の周壁に接して配置している。各仕切り板７上において隣り合う支柱３２の間には、それぞれ、壁板３３を嵌め込んで取り付けている。壁板３３は、両端を、それぞれ、支柱３２の側面に形成した縦溝に嵌合している。各仕切り板７上に配列した複数の支柱３２と複数の壁板３３で、それぞれ、各仕切り板７上に側壁を燃焼室１６の下部に突出して構成している。

支柱３２と壁板３３は、ムライトセラミック、コーディエライトセラミックやアルミナ質煉瓦のような耐熱セラミック製である。側壁３２、３３は、燃焼室１６の燃焼脱臭用の高温度に耐える耐熱壁である。

中心柱６側、最も内側の各支柱３２は、中心柱６と同心の円周上に位置している。円周上に配列した最も内側の支柱３２の間には、中心柱６の上面を覆って耐熱繊維のセラミックスファイバを詰めて中心盤３４を形成している。中心盤３４は、燃焼室１６の周方向に隣り合う側壁３２、３３の最も内側の支柱３２の間の各隙間を閉鎖している。また、中心盤３４は、その外周部に最も内側の各支柱３２の片側を埋没して最も内側の各支柱３２を設立状態に保持している。耐熱セラミック製の中心盤３４は、燃焼室１６の燃焼脱臭用の高温度に耐える。

燃焼室１６の周方向に隣り合う側壁３２、３３の中程の支柱３２の間には、それぞれ、支え棒３５を燃焼室１６の周方向に沿って掛け渡して取り付けている。支え棒３５は、両端を、それぞれ、支柱３２の上面に形成した凹部に嵌合している。燃焼室１６の周方向に配列した複数の支え棒３５は、各側壁３２、３３を設立状態に保持している。支え棒３５は、側壁３２、３３と同様な耐熱セラミック製であり、燃焼室１６の燃焼脱臭用の高温度に耐える。

各分割室８の上には、それぞれ、燃焼室１６の周方向に向かい合う両側の側壁３２、３３と、その両側の側壁３２、３３の内側端の間の隙間を閉鎖する中心盤３４の一部とによって、燃焼室１６の下部に突出する整流耐熱壁３１を構成している。

各分割室８の蓄熱体９のガス通路を上昇して燃焼室１６に流入する脱臭前のガスは、それぞれ、燃焼室１６の周壁側を除く三方を整流耐熱壁３１で囲まれた状態、上昇流れに保持された整流状態で燃焼室１６に流入する。そのガスは、整流耐熱壁３１に阻まれて燃焼室１６の下部、燃焼室１６の蓄熱室４側を横に流れない。燃焼室１６の上部、燃焼室１６の蓄熱室４側と反対側を横に流れる。整流耐熱壁３１によって、燃焼室１６の上部、燃焼室１６の蓄熱室４側と反対側を流れるガスの流量が増加する。ガスが燃焼室１６中を流れる距離が長くなって、燃焼室１６に滞在する時間が長くなる。ガスの脱臭効率が高くなる。

［変形例］
１）上記の実施形態においては、整流耐熱壁３１は、燃焼室１６の周方向に向かい合う両側の側壁３２、３３と、それらの内側端の間の隙間を閉鎖する中心盤３４の一部とによって構成しているが、両側の側壁３２、３３の内側端を接して内側端の間の隙間をなくし、両側の側壁３２、３３だけによって構成する。
２）上記の実施形態においては、整流耐熱壁３１は、側壁３２、３３が燃焼室１６の周方向に倒れるのを支え棒３５で防止しているが、側壁３２、３３がそのように倒れるおそれがないときには、支え棒３５をなくする。

本発明は、自動車の塗装ラインの排ガス、印刷機の排ガスやコーヒ豆の焙煎機の排ガスなどの脱臭装置に利用される。

本発明の実施形態における回転式蓄熱燃焼型脱臭装置の概略中央縦断面図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 図１のＢ−Ｂ線断面図。 図１のＣ−Ｃ線断面図。 図４のＤ−Ｄ線部分端面図。 図１のＥ−Ｅ線端面図。 図１のＦ−Ｆ線端面図。

符号の説明

１ ガス室
２ ガス導入路
３ ガス導入路の送風機
４ 蓄熱室
５ 孔明き板の床板、孔明き床板
６ 柱、中心柱
７ 仕切り板
８ 蓄熱室の分割室
９ 蓄熱体
１０ 耐火キャスタ
１６ 燃焼室
１７ 流体燃料のバーナ、加熱装置
２１ 回転式分流弁
２２ 閉鎖板
２３ 排出口
２４ 浄化ガス口
２５ 出口
２６ 排出通路
２７ 入口
２８ 浄化ガス供給通路
２９ 浄化ガス供給通路の送風機
３１ 整流壁、整流耐熱壁
３２、３３ 側壁
３２ 支柱
３３ 壁板
３４ 中心盤
３５ 支え棒

Claims (3)

1. 円形状の蓄熱室は、放射状に区分して扇形状の分割室を複数形成し、各分割室に、ガス通路を上下方向に貫通した蓄熱体を詰め、蓄熱室の上には燃焼室を設け、燃焼室は、下面開口を蓄熱室のすべての分割室の蓄熱体のガス通路に連通し、蓄熱室の下には、所定の時間毎に蓄熱室の１つの分割室分の角度ずつ回転する回転式分流弁を設け、回転式分流弁は、ガス導入路を、蓄熱室の片側に位置する分割室を経て燃焼室に連通し、同時に、燃焼室を、蓄熱室の他の片側に位置する分割室を経て排出通路に連通し、
   臭いのあるガスは、ガス導入路から蓄熱室の片側の分割室を経て蓄熱体から受熱した状態で燃焼室に流入し、燃焼室で燃焼して脱臭され、脱臭されたガスは、燃焼室から蓄熱室の他の片側の分割室を経て蓄熱体に放熱した状態で排出通路に流入する構成にした回転式蓄熱燃焼型脱臭装置において、
   蓄熱室の各分割室は、それぞれ、蓄熱体のガス通路から燃焼室に流入するガスを囲む整流壁を燃焼室の下部に突出して設立していることを特徴とする回転式蓄熱燃焼型脱臭装置。
2. 整流壁は、燃焼室の燃焼脱臭用の高温度に耐えるセラミック製耐熱壁であることを特徴とする請求項１に記載の回転式蓄熱燃焼型脱臭装置。
3. 整流壁は、蓄熱室の周方向に隣り合う分割室の間の上に側壁を燃焼室の下部に突出して設立していることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転式蓄熱燃焼型脱臭装置。

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