JP3703106B2 - Catalytic converter - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば家庭やレストラン等の厨房から発生する生ゴミを加熱、乾燥処理する厨芥処理装置などに用いられる、触媒コンバータに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の厨芥処理装置として、例えば、特開平1−189383号公報、特開平4−29793号公報に開示されているように生ゴミを処理容器内で加熱し乾燥させることで減量、軽量化して貯蔵、運搬の取扱いの容易化を図ったものがある。そこでは、生ゴミの乾燥処理時に水蒸気と共に発生する臭気の除去手段として触媒脱臭方式を採用している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記触媒脱臭方式として触媒コンバータが用いられるが、この触媒コンバータは触媒筒内に触媒のほか、これの活性化を図るためのヒータを内蔵し、このヒータで触媒を高温に加熱して維持する必要がある。
しかし、触媒筒が外部へ露出状態にあると触媒筒の表面から放熱するため、触媒を加熱するのに多くの消費電力を要するのであった。また、その断熱対策として触媒筒を断熱ケースで覆うだけでは触媒筒が熱膨張し、この熱膨張に伴い変形や破損を招き易いという問題が生じる。
【0004】
そこで本発明の目的は、触媒コンバータの断熱、省電力化を図る点にある。
更に本発明の目的は、脱臭効率の向上、触媒コンバータの熱変形破損防止を図る点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、図示例のように触媒体15およびヒータ19を内蔵した触媒筒16と、触媒筒16をこれの熱膨張を許容するようにスペーサー42・43を介して収納した断熱ケース20とからなり、触媒筒16はこれの筒心方向一端側の一側部に触媒体15の一端に臨む吸気口21を、筒心方向他端側の他側部に触媒体15の他端に臨む排気口22を互いに筒心に対し斜交する配置関係になるように配設し、これら吸気口21および排気口22は断熱ケース20に設けた吸気導出口37および排気導出口39にそれぞれ遊嵌状に挿通させてあることを特徴とする。
【0006】
【作用】
触媒筒16の表面を断熱ケース20で覆っているので、触媒体15の熱損失を少なくすることができ、触媒体15による脱臭機能を活発にする。
【0007】
触媒筒16の筒心方向一端側の吸気口21と筒心方向他端側の排気口22とを互いに筒心に対し斜交する配置関係になるように配設してあるので、触媒筒16内の触媒体15に対して、触媒体15の全面にわたって排気ガスを接触させることができ、効率の良い脱臭が可能となる。
【0008】
触媒筒16の方が触媒反応熱を受けて断熱ケース20よりも高温となるため熱膨張が大きく生じるが、触媒筒16は断熱ケース20内に対し固着することなくスペーサー42・43を介して収納するとともに、吸気口21および排気口22を吸気導出口37および排気導出口39にそれぞれ遊嵌状に挿通させることにより触媒筒16の前記熱膨張を断熱ケース20内で許容するものとしてあるため、触媒筒16、とくに吸気口21および排気口22の変形破損を防止できる。
【0009】
【実施例】
本発明に係る触媒コンバータを厨芥処理装置に適用した場合の一実施例を説明する。
図5において、厨芥処理装置は生ゴミが投入される処理容器1を外箱2の中に収納配置している。外箱2の上方には蓋3をヒンジ4まわりに開閉回動自在に取り付けている。
処理容器1はシーズヒータ等の加熱手段(図示省略)で生ゴミを焦げつかせない程度に熱せられるものとしている。その加熱手段としては、シーズヒータのほかに、例えば高周波によって生ゴミを加熱するマグネトロンを処理容器1に備えるもの、電磁波により処理容器1を鉄損発熱により自己発熱させるものを使用する場合もある。
【0010】
処理容器1の内部には外気を送り込んで乾燥、排気の促進を図るために、処理容器1の上方を塞ぐ蓋3の底壁3aに外気送入口9を設ける一方、処理容器1の下方にエアーポンプ10を配置し、このポンプ10と外気送入口9とを送気管11で接続している。
蓋3には、処理容器1内で生ゴミの加熱乾燥時に発生する蒸気を外部へ排出させるための外部排気口12を設け、この外部排気口12を処理容器1の内部と排気管13で接続している。この排気管13の中途部に、処理容器1から排出される蒸気に触媒作用を及ぼして酸化脱臭するための、本発明に係る触媒コンバータ14が設けられている。
【0011】
図1に示すように、触媒コンバータ14は、ハニカム状のアルミナ、コージェライト等セラミック製担体に白金あるいはパラジウム金属等の貴金属を担持させた触媒体15を、触媒筒16にセラミックスシート等の断熱シート17を介して挿入し、この触媒体15の中央に棒状のヒータ19を貫通させてなり、断熱ケース20の内部に収納される。
触媒筒16はステンレス等の耐熱性に優れる金属材で円筒形あるいは角筒形に形成され、この筒心方向一端側の一側部に短管状の吸気口21を、筒心方向他端側の他側部に同じく短管状の排気口22を互いに筒心に対し斜交する配置関係になるようにそれぞれを筒心と直交状に溶接等で突出固定している。
【0012】
触媒筒16の吸気側の蓋23とこれに対向する触媒体15の一端面との間には吸気口21と連通する空間24を確保できるように触媒筒16の内周にわたって又は部分的にリブ25を設ける一方、排気側の蓋26とこれに対向する触媒体15の他端面との間に排気口22と連通する空間27を確保できるように触媒筒16の内周にC形のリング28をはめ込み、これらリブ25とC形のリング28間で触媒体15が触媒筒16内でこれの筒心方向へ移動するのを規制している。
この場合、C形のリング28は金属ばね材を縮径させて触媒筒16の内壁に圧接させているため、その内壁と触媒体15との間に熱膨張差が生じたときリング28が滑って吸収することになる。また前記熱膨張差は、触媒筒16の内壁と触媒体15の外面との間に圧縮変形自在な断熱シート17を介在させてあるので、この断熱シート17の変形により緩和され、触媒体15の機械的破損が防止される。
【0013】
前記ヒータ19は触媒筒16の吸気側の蓋23の中央に挿通し、ヒータ19側に固着したフランジ29を該蓋23にビス30で止め付けている。ヒータ19は熱電対による温度センサー31を内蔵し、触媒体15を活性化するために触媒温度を500℃位に維持する。またヒータ19の一方のリード線32の中途部には温度ヒューズ33を介入結線している。
【0014】
図2ないし図4において、断熱ケース20はポリフェニレンサルファイド(PPS)等のように耐熱性に優れる熱硬化性プラスチック製の上下ケース20a・20bからなり、上ケース20aおよび下ケース20bはそれぞれフランジ34・35付きの半円筒状に成形され、フランジ34・35どうしを突き合わせてビス36で一体的に結合されるものとなっている。この断熱ケース20の内径は触媒筒16の外径よりも大きく、また断熱ケース20の内部の軸方向長さも触媒筒16の筒心方向長さよりも大きく設定し、両者間に大きな空間部分を設けている。
【0015】
触媒筒16は断熱ケース20内に対し固着することなくスペーサー41・42・43を介して収納することにより、線膨張係数の大きい断熱ケース20と線膨張係数の小さい触媒筒16の間の熱膨張差を許容するものとする。
触媒筒16は吸気口21と排気口22とを上記上下ケース20a・20bのフランジ34・35どうし間に形成した吸気口21の外径より大きい内径をもつ吸気導出口37と排気口22の外径より大きい内径をもつ排気導出口39とに、またヒータ19の一端部を同じくフランジ34・35どうし間に形成したヒータ19の外径より大きい内径をもつヒータ導出口40にそれぞれ、マイカ板等の耐熱性の硬い材料からなるリング状のスペーサー41を介して遊嵌状に挿通させる。
各スペーサー41は吸気口21、排気口22およびヒータ19のそれぞれの外周に対して遊嵌状態に挿通させることによりそれらの熱膨張に伴う変位を許容するものとしてある。
吸気口21および排気口22が吸気導出口37および排気導出口39に挿通する係合関係にあることにより断熱ケース20内で触媒筒16がこれの円周方向に回動するのを規制される。吸気口21は処理容器1の内部に排気管13で接続され、排気口22は外部排気口12に臨ませる。
【0016】
また、触媒筒16は断熱ケース20内に対し上記スペーサー41と同材料からなるC形のスペーサー42およびL形のスペーサー43を介在して収納することにより、触媒筒16と断熱ケース20の間に所定の断熱空間44を形成する。C形のスペーサー42は触媒筒16の外周にこれの筒心方向一端から嵌合され、その外周縁が上ケース20aおよび下ケース20bの内周にそれぞれ設けたリブ45の溝46に嵌合固定される。このスペーサー42の介在により断熱ケース20内で触媒筒16がこれの断面円形の径方向に移動するのを規制できる。
L形のスペーサー43は触媒筒16の吸気側および排気側の蓋23・26とこれらに対向する断熱ケース20の内壁との間にそれぞれ介在させる。断熱ケース20の内壁には該スペーサー43の外端縁が嵌合する溝47を有するリブ48をそれぞれ設けている。このL形のスペーサー43は断熱ケース20内で触媒筒16がこれの筒心方向に移動するのを規制し、また該スペーサー43の水平部43aは触媒筒16と下ケース20bの内面との間で挟持してこのスペーサー43が上ケース20aの方へ移動しないようにしている。
断熱ケース20と触媒筒16の熱膨張差が顕著に現れる場合は、スペーサー41・42・43はリン青銅、鉄、あるいはステンレス鋼等の耐熱性、弾性を有する線材や板材で図6の(A)・(B)に示すように弾力性に富むように波状やコイル状に形成することによって前記熱膨張差を吸収緩和するようにすることもできる。
【0017】
断熱ケース20と触媒筒16間の断熱空間44内における上記スペーサー42間にはグラスファイバー等の断熱材49を介在させる。図1に示すように、この断熱材49の内部に上記ヒータ19の温度ヒューズ33を納めている。この温度ヒューズ33は、その両端の端子リード33aに断熱チューブ53を被せ、フランジ34・35の合わせ面に形成した溝54に通して外部へ導出している。したがって、万一事故があって温度ヒューズ33が溶断したときは上ケース20aを開けることにより簡単に交換修理ができる。
断熱ケース20は、図3に示すように上記厨芥処理装置の蓋3の底壁3aから突設したボス50にフランジ34・35を載せてビス51で固定することにより取り付けられる。フランジ34・35のねじ用孔511・512と513・514とは、図1において断熱ケース20の軸線Lに対して対称位置からずらして配置し、断熱ケース20の断面径方向Aの熱膨張時の上記ボス50の基部50aに加わる力を軽減している。
また軸線L方向の熱膨張に対しては、ねじ用孔511・512・513・514を長孔や楕円孔のように正規のねじ用孔サイズよりも大きく形成して、ビス51とフランジ34・35間で滑り移動ができるようにすることによって前記熱膨張を吸収できる。勿論、ねじ用孔511・512・513・514が丸孔であってもその径を大きくして、ビス51とフランジ34・35との間にワッシャを緩く介在させておけば、いずれの方向に対しても前記熱膨張を吸収できる。
なお、ヒータ19のリード線32および温度センサー31のリード線31aの端に装着したコネクタ38は厨芥処理装置側のコネクタ(図示せず)に接続する。
【0018】
上記構成の触媒コンバータ14は処理容器1内で生ゴミの加熱乾燥時に発生する蒸気を吸気口21から受け入れ、触媒作用を及ぼして酸化脱臭して排気口22から排出する。
このとき、触媒筒16は断熱ケース20で覆っているので、触媒筒16の表面からの放熱損失を減少させてヒータ19による触媒体15の加熱効率を向上させることができる。触媒筒16と断熱ケース20との間には断熱空間44を形成し、しかも断熱材49を介在させているので、前記放熱損失の減少効果を一層高めることができる。
また、触媒筒16の筒心方向の一端側の吸気口21と他端側の排気口22とは互いに筒心に対し斜交する配置関係になるように設けてあるので、吸気口21から入る蒸気を触媒体15の全面にわたって接触通過させて排気口22から排出させることができる。
更に、触媒筒16は断熱ケース20内に対し固着することなくスペーサー41・42・43を介して収納することにより、断熱ケース20と触媒筒16の熱膨張差を許容するものとしてあるので、触媒筒16が触媒反応熱を受けて断熱ケース20よりも高温となって熱膨張が大きく生じても、この熱膨張により触媒筒16の吸気口21および排気口22に変形や破損を加えるようなことが無くなる。
【0019】
触媒コンバータ14を厨芥処理装置に取り付けるに際し、上記実施例とは異なって触媒筒16を厨芥処理装置側に直接固定し、この触媒筒16の表面を断熱カバーで覆うことも考えられるが、こうした場合は厨芥処理装置側からの衝撃や振動が触媒筒16にもろに伝わって触媒体15を破壊し、目減りが生じやすい。しかし、上記実施例のように断熱ケース20を厨芥処理装置側に直接固定し、触媒筒16はその断熱ケース20内に収納するものとした場合は、厨芥処理装置側からの衝撃や振動を断熱ケース20で受けてもこの断熱ケース20と触媒筒16の間に介在させたスペーサー41・42・43や断熱材49により吸収緩和されるため、触媒体15の破壊、目減りを防止できて有利である。
なお、上記触媒コンバータ14は厨芥処理装置のみならず、その他に、例えば電子レンジやジャー釜等の調理機器、あるいはトイレの換気扇など種々の不快臭を伴う機器にも同様に適用できる。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、断熱ケース20内に触媒筒16を収納してあるので、触媒筒16の表面からの放熱損失を少なくすることができ、それだけ触媒コンバータ14の断熱、省電力化を図ることができる。
触媒筒16の筒心方向一端側の吸気口21と筒心方向他端側の排気口22とを互いに筒心に対し斜交する配置関係になるように配設して触媒体15の全面にわたって排気ガスを接触させることができるようにしてあるので、脱臭効率を向上できる。
触媒筒16は断熱ケース20内に対し固着することなくスペーサー41・42・43を介して収納することにより、触媒筒16の熱膨張を許容するものとしてあるので、触媒筒16の熱膨張による吸気口21や排気口22の変形破損を防止できて耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】触媒コンバータの内部平面図である。
【図2】触媒コンバータの側面図である。
【図3】触媒コンバータの横断面図である。
【図4】触媒コンバータの触媒筒および下ケースの斜視図である。
【図5】触媒コンバータを内蔵した厨芥処理装置の概略断面図である。
【図6】他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
15 触媒体
16 触媒筒
19 ヒータ
20 断熱ケース
21 吸気口
22 排気口
37 吸気導出口
39 排気導出口
41・42・43 スペーサー[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a catalytic converter used in, for example, a straw processing apparatus for heating and drying raw garbage generated from a kitchen such as a home or a restaurant.
[0002]
[Prior art]
As this kind of soot processing apparatus, for example, as disclosed in JP-A-1-189383 and JP-A-4-29793, garbage is heated and dried in a processing container to reduce the weight and weight. There are products that facilitate storage and transportation. There, a catalyst deodorization method is adopted as means for removing odors generated with water vapor during the drying treatment of garbage.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
A catalytic converter is used as the above-mentioned catalyst deodorization method. This catalytic converter incorporates a catalyst in the catalyst cylinder and a heater for activating the catalyst, and it is necessary to heat and maintain the catalyst at a high temperature with this heater. There is.
However, when the catalyst cylinder is exposed to the outside, heat is dissipated from the surface of the catalyst cylinder, so that a large amount of power is required to heat the catalyst. Further, as a countermeasure against heat insulation, simply covering the catalyst cylinder with a heat insulating case causes thermal expansion of the catalyst cylinder, and there is a problem that deformation and breakage are easily caused by this thermal expansion.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to achieve heat insulation and power saving of the catalytic converter.
A further object of the present invention is to improve the deodorization efficiency and prevent thermal deformation and damage of the catalytic converter.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a
[0006]
[Action]
Since the surface of the
[0007]
Since the
[0008]
The
[0009]
【Example】
An embodiment when the catalytic converter according to the present invention is applied to a soot treating apparatus will be described.
In FIG. 5, the soot processing apparatus stores and arranges a
The
[0010]
An outside air inlet 9 is provided in the
The
[0011]
As shown in FIG. 1, the
The
[0012]
A rib over the inner periphery of the
In this case, the C-
[0013]
The
[0014]
2 to 4, the
[0015]
The
The
Each
Since the
[0016]
The
The L-shaped
When the difference in thermal expansion between the
[0017]
A
As shown in FIG. 3, the
For thermal expansion in the direction of the axis L, the screw holes 511, 512, 513, and 514 are formed larger than the normal screw hole size, such as long holes and elliptical holes, and the
The
[0018]
The
At this time, since the
Further, the
Further, the
[0019]
When attaching the
The
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the
The
Since the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an internal plan view of a catalytic converter.
FIG. 2 is a side view of the catalytic converter.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the catalytic converter.
FIG. 4 is a perspective view of a catalyst cylinder and a lower case of the catalytic converter.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a soot treating apparatus incorporating a catalytic converter.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment.
[Explanation of symbols]
15
Claims (1)
触媒筒16には、触媒筒16の筒心方向一端側の一側部に触媒体15の一端に臨む短管状の吸気口21を、触媒筒16の筒心方向他端側の他側部に触媒体15の他端に臨む短管状の排気口22を互いに触媒筒16の筒心に対し斜交する配置関係になるように配設してあり、
吸気口21および排気口22は断熱ケース20に設けた吸気導出口37および排気導出口39にそれぞれスペーサー41を介して遊嵌状に挿通させてあることを特徴とする触媒コンバータ。A catalyst cylinder 16 containing a catalyst body 15 and a heater 19; and a heat insulating case 20 in which the catalyst cylinder 16 is accommodated via spacers 42 and 43 so as to allow thermal expansion thereof.
In the catalyst cylinder 16 , a short tubular inlet 21 facing one end of the catalyst body 15 is provided on one side of the catalyst cylinder 16 on one end side in the cylinder center direction, and on the other side of the catalyst cylinder 16 on the other end side in the cylinder center direction. The short tubular exhaust ports 22 facing the other end of the catalyst body 15 are disposed so as to be in an oblique relationship with respect to the cylinder center of the catalyst cylinder 16 ,
The catalytic converter, wherein the intake port 21 and the exhaust port 22 are inserted into an intake outlet port 37 and an exhaust outlet port 39 provided in the heat insulating case 20 in a loosely fitting manner through spacers 41, respectively.
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