JP2015218975A - 蓄熱式脱臭装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の高さを抑えることが可能であると共に、ブロック状の蓄熱体の移動も防止することが可能な蓄熱式脱臭装置を提供する。【解決手段】脱臭の対象となる気体を加熱して脱臭する加熱チャンバー３と、加熱チャンバーの両側に当該加熱チャンバーと横並びで配置され、加熱チャンバーに気体を流通させる流路を構成し、気体が通過する際に熱交換するための蓄熱ブロック１３が収容された複数、例えば２つの蓄熱部４とを備え、２つの蓄熱部は各々、加熱チャンバーから離れる方向に向かって斜めに傾斜される。【選択図】図１

Description

本発明は、装置の高さを抑えることが可能であると共に、ブロック状の蓄熱体の移動も防止することが可能な蓄熱式脱臭装置に関する。

蓄熱式脱臭装置としては、例えば特許文献１が知られている。特許文献１の「蓄熱式バーナを用いた排ガス中のダイオキシン類の熱分解装置及びこれを用いた熱分解方法」は、燃料ノズル及び第１の蓄熱体を有する蓄熱式バーナ部を少なくとも２つ使用した熱分解室を有し、排ガスの導入、排出経路の切替が可能な装置を用い、排出される排ガスの温度、導入、排出される排ガスの流量を計測し、排ガスが、常に、ダイオキシン類の分解に最適な温度範囲になるように調節するようにしている。具体的には、熱分解室と、熱分解室に各々接続され、燃料ノズルと蓄熱体を有する２つの蓄熱式バーナ部とを備え、排ガスを一方の蓄熱体に導入して昇温し、一方の燃料ノズルから燃料を供給して燃焼させて熱分解を行ない、熱分解後の排ガスを他方の蓄熱体を通して冷却して排出する第１の排ガス処理系と、排ガスを他方の蓄熱体に導入して昇温し、他方の燃料ノズルから燃料を供給して燃焼させて熱分解を行ない、熱分解後の排ガスを一方の蓄熱体を通して冷却して排出する第２の排ガス処理系と、を交互に切り替えるようにしている。

特開２００１−７４２３５号公報

上記のような熱分解室等の加熱部と蓄熱式バーナ等の蓄熱部を備えた装置では、加熱部と蓄熱部とが上下方向に並ぶように配置されているものがある。上下に並べて配置しているために、装置の高さが、設置する建物の階高に納まらない場合がある。

このため、加熱部と蓄熱部とを水平方向に並べて配置することが考えられる。そしてまた、蓄熱部を構成する蓄熱体は、長期間使用した際に交換する必要があるため、交換しやすいように、例えばブロック状の蓄熱体を積み重ねて使用することがある。

このとき、ブロア等により供給または排出される気体の風圧により、上述したブロック状の蓄熱体が移動して崩れる、あるいは加熱部側に移動してしまうおそれがあるという課題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、装置の高さを抑えることが可能であると共に、ブロック状の蓄熱体の移動も防止することが可能な蓄熱式脱臭装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる蓄熱式脱臭装置は、脱臭の対象となる気体を加熱して脱臭する加熱チャンバーと、該加熱チャンバーの側方に当該加熱チャンバーと横並びで配置され、該加熱チャンバーに気体を流通させる流路を構成し、気体が通過する際に熱交換するための蓄熱材が収容された複数の蓄熱部とを備え、複数の上記蓄熱部は各々、上記加熱チャンバーから離れる方向に向かって斜め下方に傾斜されることを特徴とする。

前記蓄熱部には、キャスタブル上に前記蓄熱材が複数積み重ねられ、積み重ねられた該蓄熱材上にブランケットが設けられることを特徴とする。

前記複数の蓄熱材は、気体の流通方向及び気体の流通方向と交差する方向に複数並べられると共に上下方向に積み重ねられ、気体の流通方向に互いに隣り合う上記蓄熱材は、気体の流通方向と交差する方向に沿って、互いに位置をずらして配置されることを特徴とする。

気体の流通方向に隣り合う前記蓄熱材が載置される部位には、前記加熱チャンバー側に接近するに従って高くなる段差が設けられることを特徴とする。

前記蓄熱部にはそれぞれ、これらに気体を供給する供給支管及び脱臭した気体を排出する排気支管が接続され、各々の上記蓄熱部の上記供給支管同士を気体の流通方向に連結する供給本管と、上記排気支管同士を気体の流通方向に連結する排気本管とが、気体の流通方向と交差する方向において前記加熱チャンバーに対し同一の側に配置されることを特徴とする。

本発明にかかる蓄熱式脱臭装置にあっては、装置の高さを抑えることができると共に、ブロック状の蓄熱体の移動も防止することができる。

本発明に係る蓄熱式脱臭装置の好適な一実施形態を示す正面図である。 図１に示した蓄熱式脱臭装置の平面図である。 図１に示した蓄熱式脱臭装置の蓄熱部を加熱チャンバー側から見た図である。 図１中、Ａ方向矢視図である。 本発明に係る蓄熱式脱臭装置の蓄熱部の変形例を示す、図３に対応する図である。 本発明に係る蓄熱式脱臭装置の他の実施形態を説明する説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

以下に、本発明にかかる蓄熱式脱臭装置の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る蓄熱式脱臭装置の正面図、図２は、図１に示した蓄熱式脱臭装置の平面図、図３は、図１に示した蓄熱式脱臭装置の蓄熱部を加熱チャンバー側から見た図、図４は、図１中、Ａ方向矢視図である。

本実施形態に係る蓄熱式脱臭装置１は、図１及び図２に示すように、中央にバーナー２を備えた角筒状の耐熱鋼材でなる加熱チャンバー３と、加熱チャンバー３の長さ方向両端に当該加熱チャンバー３と横並びに加熱チャンバー３の側方へ向けて配置されて接合され、当該加熱チャンバー３に気体を流通させるように連通された流路を構成する複数、図示例では２つの蓄熱部４と、各蓄熱部４に脱臭の対象となる気体を供給可能な供給系５と、供給系５に接続されたブロワ６と、加熱チャンバー３で加熱された気体を、いずれかの蓄熱部４を通過させて排出可能な排気系７と、供給系５及び排気系７と各蓄熱部４との間を連結する２つの連結部８と、供給系５及び排気系７に設けられ、供給系５及び排気系７を開閉する開閉ダンパー９と、蓄熱部４と連結部８との間を仕切るグレーチング１０とを備えている。

加熱チャンバー３は、例えば一辺が約２０００ｍｍの正方形状をなす角筒状に形成される。加熱チャンバー３は、その貫通方向が水平に向けられると共に、両端部には、各々先端が下方に傾斜する傾斜部３ａが形成される。バーナー２は、角筒状をなす加熱チャンバー３の４つの壁部の１つに、加熱チャンバー３内方側に向かって火炎を生成するように配置される。

２つの蓄熱部４は同一の構成である。各蓄熱部４は、加熱チャンバー３と同じ角筒状の耐熱鋼材で形成された外周部材１１内に、気体が通過する際に熱交換するための複数の蓄熱材が収容されて構成される。外周部材１１は、正方形の一辺に相当する部位が蓄熱部４の底面を構成する。また、外周部材１１は、加熱チャンバー３の両端の傾斜部３ａと同じ傾斜で傾けて配置される。すなわち、加熱チャンバー３の傾斜部３ａと蓄熱部４の外周部材１１とは直線状に連結される。

図３に示すように、外周部材１１内の下面には、キャスタブル１２が設けられる。キャスタブル１２の上には、複数の蓄熱体として、例えば通気性を有するセラミック製のハニカムタイプの蓄熱ブロック１３が、外周部材１１の側壁１１ａ及び上面１１ｂに対し、間隔を隔てて積み重ねられる。積み重ねられた蓄熱ブロック１３と外周部材１１との間には、蓄熱ブロック１３の上に被せて、言い換えればその回りを包み込むように、軽量かつ軟質のグラスウールなどのブランケット１４が充填される。蓄熱ブロック１３は、各々直方体状の同一の形状に形成される。要するに、蓄熱ブロック１３は、加熱チャンバー３と連結部８との間に、気体の流通が可能なように設置されている。

蓄熱ブロック１３は、図３に示すように、キャスタブル１２上に加熱チャンバー３側から見て、気体の流通方向となる奥行き方向及び奥行き方向と交差する方向に複数並べられると共に、上下方向上方へ向かって積み重ねて設けられる。本実施形態では、奥行き方向に３列並べられ、上下方向には、加熱チャンバー３に最も近い列で９段積み重ねられ、グレーチング１０側に近づくにつれて、段数が１段ずつ増えている。

キャスタブル１２の上面で構成される蓄熱ブロック載置面１２ａには、加熱チャンバー３側からグレーチング１０側に向かって、一列ごとに、高さが低くなる段差が設けられる。言い換えると、グレーチング１０側から加熱チャンバー３側に接近するに従って、一列ごとに、高さが高くなる段差が設けられる。この段差は、蓄熱ブロック１３の高さの半分の高さに設定される。この段差によって、複数の蓄熱ブロック１３が積み重ねられた状態で、気体の流通方向に隣り合う蓄熱ブロック１３の上面同士が同一平面を形成しないように構成される。また、複数の蓄熱ブロック１３が積み重ねられた状態では、上下方向に重なり合う蓄熱ブロック１３同士も、それらの左右方向（気体の流通方向と交差する方向）の位置が、蓄熱ブロック１３の幅の半分、ずれるように積み重ねられる。さらに、複数の蓄熱ブロック１３が積み重ねられた状態で、気体の流通方向に互いに隣り合う蓄熱ブロック１３同士は、気体の流通方向と交差する方向に沿って、互いに位置をずらして積み重ねられる。外周部材１１の側壁１１ａ側で、寸法の足りない部分がある場合には、半分のサイズの蓄熱ブロック１３ａなど、寸法を補う蓄熱ブロックが配設される。

蓄熱部４には、連結部８につながる開口の全面にグレーチング１０が配置され、蓄熱ブロック１３は、グレーチング１０側の列から順に、キャスタブル１２上に並べられ、順次加熱チャンバー３側に積み重ねられる。このとき、蓄熱部４を構成する外周部材１１及びキャスタブル１２は各々、加熱チャンバー３から離れる方向、すなわち、グレーチング１０側に向かって斜め下方に傾斜しているので、キャスタブル１２上に載置された蓄熱ブロック１３には、加熱チャンバー３から離れる方向にもその重さ（重力）が作用し、その重さはグレーチング１０で支持される。蓄熱ブロック１３を崩さずに重さを支持することができ、かつ通気性を確保できるものであれば、グレーチング１０に限らず、その他の構造であってもよい。

蓄熱ブロック１３が積み重ねられた後に、積み重ねられた蓄熱ブロック１３と外周部材１１との間にブランケット１４が充填される。このため、蓄熱ブロック１３を交換する際には、ブランケット１４を取り外せば、蓄熱ブロック１３を簡単に取り出して、容易に交換することができる。

供給系５及び排気系７は、加熱チャンバー３の両側の蓄熱部４に連結された連結部８に接続される。すなわち、各々の連結部８にそれぞれ、供給系５と排気系７が接続される。

図１，図２及び図４に示すように、供給系５は、連結部８に接続され、気体の流通方向に引き出された供給支管５ａと、ブロワ６に接続されると共に加熱チャンバー３と平行に配置され、気体の流通方向と交差する方向に、当該加熱チャンバー３と並べて配置された供給本管５ｂと、気体の流通方向において加熱チャンバー３の両側に引き出された２本の供給支管５ａと供給本管５ｂとをそれぞれ連通する供給連通管５ｃとを有している。供給支管５ａにはそれぞれ、開閉ダンパー９が設けられる。供給本管５ｂは、各々の蓄熱部４の供給支管５ａ同士を気体の流通方向に接続する。

排気系７は、連結部８に接続され、気体の流通方向に引き出された排気支管７ａと、吸引用ブロワ（図示せず）に接続されると共に加熱チャンバー３と平行に配置され、気体の流通方向と交差する方向に、当該加熱チャンバー３と並べて配置された排気本管７ｂと、気体の流通方向において加熱チャンバー３の両側に引き出された２本の排気支管７ａと排気本管７ｂとをそれぞれ連通する排気連通管７ｃとを有している。排気支管７ａにはそれぞれ、開閉ダンパー９が設けられる。排気本管７ｂは、各々の蓄熱部４の排気支管７ａ同士を気体の流通方向に接続する。

供給支管５ａ及び排気支管７ａはいずれも、図４に示すように、連結部８から、加熱チャンバー３が設置されている室内の床側となる低い位置へ引き出される。加熱チャンバー３の両側それぞれに位置する供給支管５ａ及び排気支管７ａは、気体の流通方向と交差する方向に並べて配置される。

供給本管５ｂと排気本管７ｂとは、図４に示すように、気体の流通方向と交差する方向において、加熱チャンバー３に対して同一の側に、上下方向に間隔を隔てて並べて配置される。図示例では、供給本管５ｂが下側、排気本管７ｂが上側に位置されている。このため、供給連通管５ｃは、水平に配置されて供給支管５ａと供給本管５ｂとを連結し、排気連通管７ｃは、排気本管７ｂと同じ高さまで上方に立ち上げられて、排気本管７ｂにほぼ水平に連結されている。

バーナー２は、加熱チャンバー３に対し、供給本管５ｂ及び排気本管７ｂと同じ側に設けられる。これにより、上下に間隔を隔てた供給本管５ｂと排気本管７ｂとの間にバーナ設備を設置することができ、省スペース化を図ることができる。

この蓄熱式脱臭装置１は、外部に設けられた制御装置によりブロワ６が稼働された状態で、供給系５の、気体の流通方向において加熱チャンバー３の一方側に配置された開閉ダンパー９と、排気系７の、気体の流通方向において加熱チャンバー３の他方側に配置された開閉ダンパー９とが同時に開かれ、供給系５の、気体の流通方向において加熱チャンバー３の他方側に配置された開閉ダンパー９と、排気系７の、気体の流通方向において加熱チャンバー３の一方側に配置された開閉ダンパー９とが同時に閉じられる開閉動作と、これと正反対の開閉動作とが交互に行われる。これにより、加熱チャンバー３の一方側から供給される、脱臭の対象となる気体が加熱チャンバー３で加熱されて脱臭されるとき、他方側から排気される際に、加熱された排気により熱交換されて他方側の蓄熱ブロック１３に蓄熱された後、開閉ダンパー９の開閉が切り替えられる。その後、加熱チャンバー３の他方側から供給される、脱臭対象の気体が蓄熱された他方側の蓄熱ブロック１３を通過する際に熱交換により予熱され、予熱された気体が加熱チャンバー３で加熱されて脱臭されるとき、一方側から排気される際に、加熱された排気により熱交換されて一方側の蓄熱ブロック１３に蓄熱された後、開閉ダンパー９の開閉が再度切り替えられる。このような動作が繰り返されることにより、効率良く脱臭される。

本実施形態に係る蓄熱式脱臭装置１によれば、脱臭の対象となる気体を加熱して脱臭する加熱チャンバー３と、その両側に設けられる蓄熱部４とを、気体がほぼ水平横向きに流通する流路を構成するように、横並びに配置したので、蓄熱式脱臭装置１全体の高さを低く抑えることができる。蓄熱ブロック１３が積み重ねられる蓄熱部４は、加熱チャンバー３から離れる方向に向かって斜め下方に傾斜しているので、積み重ねられた蓄熱ブロック１３には、加熱チャンバー３から離れる方向にも重力が作用し、これをグレーチング１０によって支持することができる。このため、供給系５から供給される気体の風圧が作用しても、蓄熱ブロック１３が移動することを阻止できる。このため、蓄熱式脱臭装置１の高さを抑えることができると同時に、蓄熱ブロック１３の移動も防止することができる。

蓄熱部４は、蓄熱ブロック１３が載置される下部がキャスタブル１２であり、上部側は軽量軟質のブランケット１４なので、蓄熱ブロック１３を保持する強度を備えつつも、軽量化を図ることができる。上部側がブランケット１４であり、蓄熱材がブロック状をなした蓄熱ブロック１３なので、必要に応じて容易に蓄熱ブロック１３を交換する等のメンテナンスを容易に行うことができる。

積み重ねられた複数の蓄熱ブロック１３は、気体の流通方向に互いに隣り合う蓄熱ブロック１３同士が、気体の流通方向と交差する方向に沿って、互いに位置をずらして配置されているので、気体の流通方向に互いに隣り合う蓄熱ブロック１３同士が、互いに移動を規制し、これにより蓄熱ブロック１３が、さらに移動し難い蓄熱式脱臭装置１を提供することができる。

蓄熱ブロック１３が積み重ねられるキャスタブル１２の上面には、加熱チャンバー３側へ接近するに従って高くなる段差が設けられているので、加熱チャンバー３側の蓄熱ブロック１３の方が高くなり、堰き止め作用を確保できて、これにより蓄熱ブロック１３が加熱チャンバー３側へ移動することを、より確実に防止することができる。

加熱チャンバー３の両側に設けられた２本の供給支管５ａに接続される供給本管５ｂと、加熱チャンバー３の両側に設けられた２本の排気支管７ａに接続される排気本管７ｂとを、加熱チャンバー３に対し、気体の流通方向と交差する方向における同一側に配置したので、高さを抑えることができることに加えて、設置スペースも小さく抑えることができる。

上記実施形態においては、加熱チャンバー３及び蓄熱部４の外周部材１１を角筒状としたが、これに限らず、例えば、円形状であっても構わない。この場合には、図５に示すように、円形状の外周部材１１の下側の半円部分の内周面にキャスタブル１２を設け、その上に、上側の半円部分の内周面に向かって蓄熱ブロック１３を積み重ねていき、積み重ねた蓄熱ブロック１３と上側の半円部分の内周面との間にブランケット１４を充填するようにすればよい。

図６は、本発明に係る蓄熱式脱臭装置の他の実施形態を説明する説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。上記実施形態では、２台の蓄熱部４が、加熱チャンバー３を挟んで、対面式で配置されている場合について説明したが、蓄熱部４は３台以上であってもよいし、対面式に配置されていなくてもよい。例えば図６に示すように、一つの加熱チャンバー３の側方に、当該加熱チャンバー３の片側だけに位置させて、４台の蓄熱部４を横並びに配置し、気体の流通を順番に切り替えて使用するようにしてもよい。

１ 蓄熱式脱臭装置
２ バーナー
３ 加熱チャンバー
３ａ 傾斜部
４ 蓄熱部
５ 供給系
５ａ 供給支管
５ｂ 供給本管
５ｃ 供給連通管
６ ブロワ
７ 排気系
７ａ 排気支管
７ｂ 排気本管
７ｃ 排気連通管
８ 連結部
９ 開閉ダンパー
１０ グレーチング
１１ 外周部材
１１ａ 側壁
１１ｂ 上面
１２ キャスタブル
１２ａ 載置面
１３，１３ａ 蓄熱ブロック
１４ ブランケット

本発明にかかる蓄熱式脱臭装置は、脱臭の対象となる気体をバーナーで加熱して脱臭する加熱チャンバーと、該加熱チャンバーの側方に当該加熱チャンバーと横並びで配置され、該加熱チャンバーに気体を流通させる流路を構成し、気体が通過する際に熱交換するための蓄熱材が収容された複数の蓄熱部とを備え、複数の上記蓄熱部は各々、上記加熱チャンバーから離れる方向に向かって斜め下方に傾斜され、前記蓄熱部にはそれぞれ、これらに気体を供給する供給支管及び脱臭した気体を排出する排気支管が、気体の流通方向と交差する方向に並べて配置されると共に、気体の流通方向に上記加熱チャンバーが設置されている室内の床側となる低い位置へ引き出されて、接続され、室内の床側となる低い位置で各々の上記蓄熱部の上記供給支管同士を気体の流通方向に連結する供給本管と、上記加熱チャンバーの上面に並ぶ高い位置で上記排気支管同士を気体の流通方向に連結する排気本管とが、気体の流通方向と交差する方向において前記加熱チャンバーに対し同一の側に、上下方向に間隔を隔てて並べて、かつ該加熱チャンバーと平行に配置され、上記供給支管と上記供給本管とを連通する供給連通管は、水平に配置されて該供給支管と該供給本管とを連結し、上記排気支管と上記排気本管とを連通する排気連通管は、該排気本管と同じ高さまで上方に立ち上げられて、当該排気本管にほぼ水平に連結され、上記バーナーは、上記加熱チャンバーに対し、上記供給本管及び上記排気本管と同じ側に設けられることを特徴とする。

本発明にかかる蓄熱式脱臭装置にあっては、装置の高さを抑えることができると共に、ブロック状の蓄熱体の移動も防止することができる。具体的には、加熱チャンバーの供給支管に接続される供給本管と、加熱チャンバーの排気支管に接続される排気本管とを、加熱チャンバーに対し、気体の流通方向と交差する方向における同一側に配置したので、詳細には、蓄熱部にはそれぞれ、これらに気体を供給する供給支管及び脱臭した気体を排出する排気支管が、気体の流通方向と交差する方向に並べて配置されると共に、気体の流通方向に加熱チャンバーが設置されている室内の床側となる低い位置へ引き出されて、接続され、室内の床側となる低い位置で各々の蓄熱部の供給支管同士を気体の流通方向に連結する供給本管と、加熱チャンバーの上面に並ぶ高い位置で排気支管同士を気体の流通方向に連結する排気本管とが、気体の流通方向と交差する方向において加熱チャンバーに対し同一の側に、上下方向に間隔を隔てて並べて、かつ加熱チャンバーと平行に配置され、供給支管と供給本管とを連通する供給連通管は、水平に配置されて供給支管と供給本管とを連結し、排気支管と排気本管とを連通する排気連通管は、排気本管と同じ高さまで上方に立ち上げられて、当該排気本管にほぼ水平に連結され、バーナーは、加熱チャンバーに対し、供給本管及び排気本管と同じ側に設けられるので、高さを抑えることができることに加えて、設置スペースも小さく抑えることができ、また、バーナーは、加熱チャンバーに対し、供給本管及び排気本管と同じ側に設けられることにより、上下に間隔を隔てた供給本管と排気本管との間にバーナを設置することができ、省スペース化を図ることができる。

Claims (5)

1. 脱臭の対象となる気体を加熱して脱臭する加熱チャンバーと、該加熱チャンバーの側方に当該加熱チャンバーと横並びで配置され、該加熱チャンバーに気体を流通させる流路を構成し、気体が通過する際に熱交換するための蓄熱材が収容された複数の蓄熱部とを備え、複数の上記蓄熱部は各々、上記加熱チャンバーから離れる方向に向かって斜め下方に傾斜されることを特徴とする蓄熱式脱臭装置。
2. 前記蓄熱部には、キャスタブル上に前記蓄熱材が複数積み重ねられ、積み重ねられた該蓄熱材上にブランケットが設けられることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱式脱臭装置。
3. 前記複数の蓄熱材は、気体の流通方向及び気体の流通方向と交差する方向に複数並べられると共に上下方向に積み重ねられ、気体の流通方向に互いに隣り合う上記蓄熱材は、気体の流通方向と交差する方向に沿って、互いに位置をずらして配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の蓄熱式脱臭装置。
4. 気体の流通方向に隣り合う前記蓄熱材が載置される部位には、前記加熱チャンバー側に接近するに従って高くなる段差が設けられることを特徴とする請求項３に記載の蓄熱式脱臭装置。
5. 前記蓄熱部にはそれぞれ、これらに気体を供給する供給支管及び脱臭した気体を排出する排気支管が接続され、各々の上記蓄熱部の上記供給支管同士を気体の流通方向に連結する供給本管と、上記排気支管同士を気体の流通方向に連結する排気本管とが、気体の流通方向と交差する方向において前記加熱チャンバーに対し同一の側に配置されることを特徴とする請求項１〜４いずれかの項に記載の蓄熱式脱臭装置。

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