JP3549574B2 - 脱臭装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、有害成分、悪臭成分等を含むガスを無害、無臭として排気する脱臭装置に関するものであり、空気清浄器、ごみ処理機、空調機器、調理機器、工業設備機器等に応用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
工場や家庭等から発生する有害成分ガス、悪臭成分ガス等を吸着材で吸着し、無害、無臭にする脱臭装置が広く実用化されている。これらの脱臭装置では吸着材が破過し、吸着限界に達すると、吸着材を交換する方式が主流であり、破過後の吸着材を脱着し、再生させる方式は一部の脱臭装置に限定されている。一般に再生方式は吸着材ユニットを少なくとも２個設け、一方の吸着材ユニットの吸着材が破過すると、他方の吸着材ユニットに切り替えて使用し、その間に破過した吸着材を脱着再生させるものである。また、吸着材以外の脱臭方式として、触媒を用いて有害成分ガス、悪臭成分ガス等を酸化反応させ、脱臭処理する方式がある。触媒方式では常温でのガス反応性が低いため、触媒を約２００℃（十分な反応性を得るためには約４００℃）に加熱して使用する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の脱臭装置にも以下に示すような課題がある。すなわち、破過後の吸着材を交換する場合には、コスト高になったり、使用上の利便性が悪くなる。また、再生方式は装置として複雑になり、大型化しやすく、さらに、脱着時に有害成分ガス、悪臭成分ガス等が発生するため、これらのガスの浄化処理が困難であり、低コスト化を図る上での課題ともなっていた。触媒方式はガス流量が多くなると、触媒が大きくなるとともに、触媒を加熱する加熱器も大容量にする必要があり、装置として大型化し、コスト高になるという課題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の脱臭装置の課題を考慮し、簡潔な構成で大流量の有害成分ガス、悪臭成分ガスを吸着材で吸着し、破過後の吸着材を脱着再生するとともに、脱着時に発生するガスのみを触媒で浄化する脱臭装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、第一の手段として、ガス流入部と、ガス通路部と、ガス通路部内に位置させた吸着材と、ガス流出部を設け、吸着材の上流側と下流側を循環通路で接続し、循環通路に、触媒と、触媒を加熱する加熱器と、前記吸着材の上流側と前記触媒の間に送風手段と、前記吸着材の上流側と前記送風手段の間であって、前記送風手段の近傍に吸気孔と、前記吸着材の上流側と前記吸気孔の間に遮断弁を設け、吸着時に遮断弁を閉じ、脱着時に遮断弁を開いて加熱器と送風手段を作動させる脱臭装置とする。
【０００６】
第二の手段として、ガス流入部と、ガス通路部と、前記ガス通路部内に位置させた吸着材と、ガス流出部を設け、前記吸着材の上流側と下流側とは循環通路で接続され、循環通路に、触媒と、触媒を加熱する加熱器と、前記吸着材の上流側と前記触媒の間に送風手段と、前記吸着材の上流側と前記送風手段の間であって、前記送風手段の近傍に吸気孔を設け、吸着時に加熱器を作動させ、脱着時に加熱器と送風手段を作動させる脱臭装置とする。
【０００７】
第三の手段として、脱着時に吸着材下流側から吸着材上流側の方向へ熱風が流れるように送風手段を作動させる。
【０００８】
第四の手段として、脱着時に吸着材の温度を所定値に制御する。
【０００９】
第五の手段として、脱着開始時近傍の吸着材温度を脱着終了時近傍の吸着材温度よりも低くする。
【００１２】
【作用】
上記構成により、吸着時には有害成分、悪臭成分を含むガスをガス流入部から脱臭装置内に流入させる。循環通路の遮断弁を閉じているため、ガスはガス通路部内の吸着材を通過し、ガス中の有害成分、悪臭成分が吸着材に吸着されて無害、無臭となり、ガス流出部から排気される。次に、吸着材が破過し、吸着限界に達すると、遮断弁を開いて加熱器と送風手段を作動させ、触媒を加熱するとともに、熱風を吸着材に送り込み、吸着材からガス中の有害成分、悪臭成分を脱着させる。脱着された有害成分ガス、悪臭成分ガスは触媒通過時に酸化されて無害、無臭となり、ガス流出部から排気される。脱着時にはガス流入部を密閉、または逆流防止することにより、有害成分ガス、悪臭成分ガスは脱臭装置外に排出されることなく、連通した循環通路内を循環し、触媒内を繰り返して通過することにより、浄化率が著しく向上する。さらに、吸着時と脱着時の処理を分離しているため、脱着時には吸着時に比して、低流量処理を実現でき、触媒や送風手段を小型化しやすくなる。
【００１３】
吸着時に加熱器を作動させることにより、有害成分、悪臭成分を含むガスが循環通路を通過しても触媒で酸化処理され、無害、無臭となってガス流出部から排気されるため、遮断弁が不要となる。
【００１８】
脱着時に吸着材の温度を所定値に制御することにより、吸着材から脱着する有害成分ガス、悪臭成分ガスの濃度を抑制し、循環通路内やガス通路内でのガスの凝縮を防止することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１において、吸着材１は粒状のものを用いており、吸着材１を円筒形状の吸着材筒２、吸着材補助筒３に入れ、低圧損の吸着材保持材４で吸着材１を保持し、一体化している。吸着材としては活性炭やゼオライトを用いる。吸着材筒２はガス通路部５内に吸着材筒保持材６を介して設置している。ガス通路部５の外側には吸着材筒用断熱材７を設け、吸着材筒用断熱材固定具８で固定している。ガス通路部５の上流側端部、下流側端部には各々、パッキン９を介して、ガス流入部１０とガス流出部１１を設けている。
【００２１】
吸着材１の上流側と下流側には循環通路１２を接続しており、循環通路１２には触媒１３と触媒１３を加熱する加熱器１４と送風手段１５を設けている。送風手段１５としては、送風機やポンプを用いることが多いが、特に限定しなくても良い。触媒１３はコージライト系セラミックから成るハニカム状の担体表面に白金族系貴金属を担持して円筒形状に形成しており、触媒１３の中央部近傍には棒状の加熱器１４を貫通させている。加熱器１４には電気ヒーターを用いているが、加熱源として特に限定する必要はない。触媒１３は触媒筒１６との間に触媒保持材１７を挿入して固定している。触媒筒１６の外側には触媒筒用断熱材１８を設け、触媒筒用断熱材固定具１９で固定している。
【００２２】
触媒１３の上流側と下流側には各々、触媒ガス流入部２０と触媒ガス流出部２１を設けている。触媒筒１６の上流側端部にはパッキン９を介して、加熱器固定部２２を設け、触媒筒１６の下流側端部には触媒筒蓋２３を設けている。循環通路１２には遮断弁２４を設け、送風手段１５と遮断弁２４の間には吸気孔２５を設けている。また、吸着材１近傍に温度センサ２６を設置している。
【００２３】
次に、本実施例の動作についての説明を行なう。図１において、吸着時には、まず遮断弁２４を閉じて、有害成分、悪臭成分を含むガスをガス流入部１０から脱臭装置内に流入させる。遮断弁２４を閉じているため、ガスはガス通路部５内の吸着材１を通過し、ガス中の有害成分、悪臭成分が吸着材１に吸着されて無害、無臭となり、ガス流出部１１から排気される。次に、吸着材１が破過し、吸着限界に達すると、遮断弁２４を開いて加熱器１４と送風手段１５を作動させ、触媒１３を加熱するとともに、熱風を吸着材１に送り込み、吸着材１からガス中の有害成分、悪臭成分を脱着させる。脱着された有害成分ガス、悪臭成分ガスは触媒１３通過時に酸化されて無害、無臭となり、ガス流出部１１から排気される。脱着時にはガス流入部１０を密閉するので、有害成分ガス、悪臭成分ガスは脱臭装置外に排出されることなく、連通した循環通路１２内を循環し、触媒１３内を繰り返して通過することにより、浄化率が著しく向上する。さらに、吸着時と脱着時の処理を分離しているため、脱着時には吸着時に比して、低流量処理を実現でき、触媒１３や送風手段１５を小型化しやすくなる。
【００２４】
また、脱着時において、触媒酸化処理に必要な空気はガス流出部１１からも吸引しているが、循環通路１２に空気を吸引させる吸気孔２５（図面上２５の矢印の先に孔が穿設されている）を設けることにより、酸素濃度を高め、一層、浄化率を向上させることが可能となる。
【００２５】
また、吸着時に加熱器１４を作動させることにより、有害成分、悪臭成分を含むガスが循環通路１２を通過しても触媒１３で酸化処理され、無害、無臭となってガス流出部１１から排気されるため、遮断弁２４が不要となる。
【００２６】
また、脱着時に吸着材１下流側から吸着材１上流側の方向へ熱風が流れるように送風手段１５を作動させることにより、吸着材１から脱着する有害成分ガス、悪臭成分ガスの脱臭装置外排出を抑制することができる。
【００２７】
また、脱着時に吸着材１の温度を温度センサ２６で検出し、所定値に制御することにより、吸着材１から脱着する有害成分ガス、悪臭成分ガスの濃度を抑制し、循環通路１２内でのガスの凝縮を防止することができる。
【００２８】
また、脱着開始時近傍に高濃度の有害成分ガス、悪臭成分ガスが発生しやすいため、脱着開始時近傍の吸着材温度を脱着終了時近傍の吸着材温度よりも低くすることにより、ガスの凝縮を効果的に防止することができる。以下、本発明の参考例について説明する。
【００２９】
（参考例１）
次に、図２を用いて本発明の参考例１を説明する。図２では図１と異なり、ガス通路部５の下端を大きく開口し、吸着材１の下側に触媒１３と、触媒１３を加熱する加熱器１４を設置し、吸着材１の上側と触媒１３の下側を循環通路１２で接続している。ガス通路部５は略鉛直に設置する。循環通路１２には遮断弁２４を設けているが、送風手段１５や吸気孔２５は設けていない。触媒筒蓋２３も除去している。
【００３０】
続いて、図１と異なる部分を中心に参考例１の動作についての説明を行なう。吸着時にはガス中の有害成分、悪臭成分が吸着材１に吸着されて無害、無臭となり、開口されたガス通路部５の下端から排気される。一方、脱着時には加熱器１４で発生した熱を自然対流により、上側の吸着材１に伝達し、吸着材１から有害成分ガス、悪臭成分ガスを脱着する。ガス流入部１０を密閉、または逆流防止することにより、吸着材１から脱着した有害成分ガス、悪臭成分ガスは脱臭装置外に排出されることなく、連通した循環通路１２内を循環し、触媒１３内を繰り返して通過することにより、浄化率が著しく向上する。自然対流熱伝達により、吸着材１を加熱するため、送風手段１５が不要となる。
【００３１】
また、吸着時に加熱器１４を作動させることにより、有害成分、悪臭成分を含むガスが循環通路１２を通過しても触媒１３で酸化処理され、無害、無臭となってガス流出部１１から排気されるため、遮断弁２４が不要となる。
【００３２】
（参考例２）
図３を用いて本発明の参考例２を説明する。図３では図１、図２と異なり、循環通路１２を除去し、ガス通路部５内に吸着材１と吸着材１の下流側に位置させた触媒１３を設け、吸着材１と触媒１３を加熱する吸着材用加熱器２７と触媒用加熱器２８を設置している。さらに、吸着材用温度センサ２９と触媒用温度センサ３０も設けている。送風手段１５をガス流出部１１の近傍に設けているが、ガス流入部１０の上流側に設けても良く、設置場所を限定する必要はない。
【００３３】
続いて、図１、図２と異なる部分を中心に、参考例２の動作についての説明を行なう。吸着時にはガス中の有害成分、悪臭成分が吸着材１に吸着されて無害、無臭となり、ガス流出部１１から排気される。一方、脱着時には吸着材１を加熱し、吸着材１から有害成分ガス、悪臭成分ガスを脱着する。脱着したこれらのガスを送風手段１５を作動させ、下流側の加熱された触媒１３を通過させて酸化処理し、無害、無臭としてガス流出部１１から排気する。脱臭装置として、構成を簡素化できるとともに、吸着材１と触媒１３に個別の加熱器を設けているため、脱着処理の最適化を図りやすい。脱着時には吸着時に比して、低流量処理を実現できるため、触媒１３は吸着材１に比して小さくすることが可能となる。
【００３４】
略鉛直に配置したガス通路部５内に吸着材１と吸着材１の上側に位置させた触媒１３を設置し、吸着材１と触媒１３の下側に各々、吸着材用加熱器２７と触媒用加熱器２８を配置する場合は、脱着時に吸着材１を加熱し、吸着材１から 害成分ガス、悪臭成分ガスを脱着する。その後、有害成分ガス、悪臭成分ガスは自然対流により、上側の加熱された触媒１３を通過することにより、酸化処理されて無害、無臭となり、ガス流出部１１から排気される。自然対流熱伝達により、脱着した有害成分ガス、悪臭成分ガスを触媒で酸化処理できるため、送風手段１５が不要となる。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明の脱臭装置によれば、次のような効果を得ることができる。
【００３６】
すなわち、吸着材から脱着した有害成分ガス、悪臭成分ガスを脱臭装置外に排出することなく、連通した循環通路内を循環させ、触媒内を繰り返して通過させることにより、浄化率を著しく向上させることができる。
【００３７】
また、吸着時と脱着時の処理を分離しているため、脱着時には吸着時に比して、低流量処理を実現でき、触媒や送風手段を小型化することが可能となる。
【００３９】
また、脱着時に吸着材の温度を所定値に制御することにより、吸着材から脱着する有害成分ガス、悪臭成分ガスの濃度を抑制し、循環通路内やガス通路内でのガスの凝縮を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の脱臭装置の断面図
【図２】本発明の参考例１の脱臭装置の断面図
【図３】本発明の参考例２の脱臭装置の断面図

Claims (5)

1. ガス流入部と、ガス通路部と、前記ガス通路部内に配置された吸着材と、ガス流出部とを備え、前記吸着材の上流側と下流側とは循環通路で接続され、前記循環通路に、触媒と、前記触媒を加熱する加熱器と、前記吸着材の上流側と前記触媒の間に送風手段と、前記吸着材の上流側と前記送風手段の間であって、前記送風手段の近傍に吸気孔と、前記吸着材の上流側と前記吸気孔の間に遮断弁が設けられ、吸着時には前記遮断弁を閉じ、脱着時には前記遮断弁を開いて前記加熱器と前記送風手段を作動させることを特徴とする脱臭装置。
2. ガス流入部と、ガス通路部と、前記ガス通路部内に配置された吸着材と、ガス流出部とを備え、前記吸着材の上流側と下流側とは循環通路で接続され、前記循環通路に、触媒と、前記触媒を加熱する加熱器と、前記吸着材の上流側と前記触媒の間に送風手段と、前記吸着材の上流側と前記送風手段の間であって、前記送風手段の近傍に吸気孔が設けられ、吸着時には前記加熱器を作動させ、脱着時には前記加熱器と前記送風手段を作動させることを特徴とする脱臭装置。
3. 脱着時に吸着材下流側から吸着材上流側の方向へ熱風が流れるように送風手段を作動させることを特徴とする請求項１又は２記載の脱臭装置。
4. 脱着時に吸着材の温度を所定値に制御することを特徴とする請求項１又は２記載の脱臭装置。
5. 脱着開始時近傍の吸着材温度を脱着終了時近傍の吸着材温度よりも低くすることを特徴とする請求項１又は２記載の脱臭装置。

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