JP6914168B2 - Heat storage type gas treatment device - Google Patents
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Description
本発明は、揮発性有機化合物(VOC)を含む塗装排ガスなど種々のガスを脱臭や浄化などを目的として燃焼により処理する蓄熱式ガス処理装置に関する。 The present invention relates to a heat storage type gas treatment apparatus that treats various gases such as coated exhaust gas containing a volatile organic compound (VOC) by combustion for the purpose of deodorizing or purifying.
さらに詳しくは、通気性の蓄熱材層を室内に装備した複数の蓄熱室、及び、処理用燃焼装置を室内に装備した燃焼室を設けて、蓄熱室夫々の一端を燃焼室に連通させ、蓄熱室のうちの一部の蓄熱室を入口側蓄熱室にするとともに他の一部の蓄熱室を出口側蓄熱室にして、ガス供給路から供給される未処理ガスを入口側蓄熱室を通じ燃焼室に導入して燃焼により処理するとともに、処理済ガスを燃焼室から出口側蓄熱室を通じガス送出路へ送出するガス処理運転において、蓄熱室夫々の他端をガス供給路に連通させる状態とガス送出路に連通させる状態とに交互に切り換える形態で、複数の蓄熱室のうち入口側蓄熱室とする蓄熱室と出口側蓄熱室とする蓄熱室との夫々を順次に切り換える切換弁装置を設けた蓄熱式ガス処理装置に関する。 More specifically, a plurality of heat storage chambers equipped with a breathable heat storage material layer in the room and a combustion chamber equipped in the room with a combustion device for processing are provided, and one end of each of the heat storage chambers is communicated with the combustion chamber to store heat. Some of the heat storage chambers are used as inlet side heat storage chambers, and some other heat storage chambers are used as outlet side heat storage chambers, and untreated gas supplied from the gas supply path is used as a combustion chamber through the inlet side heat storage chamber. In the gas processing operation in which the treated gas is sent from the combustion chamber to the gas delivery path through the heat storage chamber on the outlet side, the other end of each heat storage chamber is communicated with the gas supply path and the gas delivery. A heat storage device provided with a switching valve device that sequentially switches between a heat storage chamber as an inlet side heat storage chamber and a heat storage chamber as an outlet side heat storage chamber among a plurality of heat storage chambers in a form of alternately switching to a state of communicating with a road. Regarding the type gas treatment equipment.
この種の蓄熱式ガス処理装置では、燃焼室において処理した後の高温の処理済ガスを出口側蓄熱室に通過させることで、その出口側蓄熱室の蓄熱材層に蓄熱し、その後、その出口側蓄熱室を切換弁装置により入口側蓄熱室に切り換えることで、その入口側蓄熱室を通じて燃焼室に導く未処理ガスを、その入口側蓄熱室における先に蓄熱した蓄熱材層により予熱し、この蓄熱及び予熱により高い熱効率でのガス処理運転を可能にする。 In this type of heat storage type gas treatment device, the high-temperature processed gas after being treated in the combustion chamber is passed through the outlet side heat storage chamber to store heat in the heat storage material layer of the outlet side heat storage chamber, and then the outlet. By switching the side heat storage chamber to the inlet side heat storage chamber by the switching valve device, the untreated gas led to the combustion chamber through the inlet side heat storage chamber is preheated by the previously stored heat storage material layer in the inlet side heat storage chamber. It enables gas processing operation with high thermal efficiency by heat storage and preheating.
ところで、この種の蓄熱式ガス処理装置に関して下記の特許文献1では、燃焼室において蓄熱室夫々の上部に位置する入出口領域どうし間の箇所(換言すれば、入出口領域どうしを連通させる連通路領域)に、その箇所における天井部及び床部の夫々から離間させた中空状態で傾斜姿勢の撹拌板を設置することが提案されている。
By the way, regarding this type of heat storage type gas treatment device, in
この提案装置は、燃焼室において入口側蓄熱室から出口側蓄熱室に向う処理過程のガス流を撹拌板に衝突させて撹拌することで、高温状態になって出口側蓄熱室に流入する処理済ガスの温度ムラを解消するようにしたものである。 In this proposed device, the gas flow in the processing process from the inlet side heat storage chamber to the outlet side heat storage chamber is made to collide with the stirring plate and agitated in the combustion chamber, so that the temperature becomes high and flows into the outlet side heat storage chamber. It is designed to eliminate the temperature unevenness of the gas.
つまり、このように出口側蓄熱室に流入する処理済ガスの温度ムラを解消することで、出口側蓄熱室における蓄熱材層を処理済ガスによる蓄熱において均一に加熱できるようにして、その出口側蓄熱室における蓄熱材層が次に入口側蓄熱室の蓄熱材層となったときに、その入口側蓄熱室を通過する未処理ガスを均一に予熱できるようにし、これにより、未処理ガスが予熱ムラのある状態で燃焼室に流入することに原因するガス処理効率の低下を防止して、ガス処理効率の向上を図るようにしている。 That is, by eliminating the temperature unevenness of the treated gas flowing into the outlet side heat storage chamber in this way, the heat storage material layer in the outlet side heat storage chamber can be uniformly heated by the heat storage by the treated gas, and the outlet side thereof. When the heat storage material layer in the heat storage chamber becomes the heat storage material layer in the inlet side heat storage chamber next time, the untreated gas passing through the inlet side heat storage chamber can be uniformly preheated, whereby the untreated gas is preheated. The gas treatment efficiency is improved by preventing the gas treatment efficiency from being lowered due to the inflow into the combustion chamber in an uneven state.
しかし、この種の蓄熱式ガス処理装置では、燃焼室におけるガス流の温度がかなりの高温(例えば800℃程度)になるため、特許文献1の上記提案装置では、金属板などにより形成する撹拌板に熱変形や熱劣化が生じ易く、このため耐久性の面で実用に即さない問題がある。
However, in this type of heat storage type gas treatment device, the temperature of the gas flow in the combustion chamber becomes considerably high (for example, about 800 ° C.). Therefore, in the above-mentioned proposed device of
また、上記提案装置では、温度上昇によるガス流のドラフト作用が影響することなどもあって、燃焼室における平坦な天井面に沿って流れる形態で撹拌板の撹拌作用を十分に受けないままで燃焼室を素通り的に通過するガス流が存在し、これが原因で、出口側蓄熱室に流入する処理済ガスの温度ムラを十分に解消することが難しい問題もある。 Further, in the above-mentioned proposed device, due to the influence of the draft action of the gas flow due to the temperature rise, the combustion is performed in a form of flowing along the flat ceiling surface in the combustion chamber without being sufficiently affected by the stirring action of the stirring plate. There is a gas flow that passes through the chamber through the chamber, and due to this, there is also a problem that it is difficult to sufficiently eliminate the temperature unevenness of the treated gas flowing into the heat storage chamber on the outlet side.
かといって、処理済ガスの温度ムラを極力解消できるように燃焼室の天井面と撹拌板との離間寸法を小さくすると、ガス流の通過抵抗が大きくなってガス搬送に要する動力が大きく増大する問題が生じる。 However, if the distance between the ceiling surface of the combustion chamber and the stirring plate is reduced so that the temperature unevenness of the treated gas can be eliminated as much as possible, the passage resistance of the gas flow increases and the power required for gas transportation greatly increases. Problems arise.
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、燃焼室における連通路領域の構造を合理化することで上記の如き問題を解消する点にある。 In view of this situation, the main problem of the present invention is to solve the above-mentioned problems by rationalizing the structure of the communication passage region in the combustion chamber.
本発明の第1特徴構成は蓄熱式ガス処理装置に係り、その特徴は、
通気性の蓄熱材層を室内に装備した複数の蓄熱室、及び、処理用燃焼装置を室内に装備した燃焼室を設けて、前記蓄熱室夫々の一端を前記燃焼室に連通させ、
前記蓄熱室のうちの一部の蓄熱室を入口側蓄熱室にするとともに他の一部の蓄熱室を出口側蓄熱室にして、ガス供給路から供給される未処理ガスを前記入口側蓄熱室を通じ前記燃焼室に導入して燃焼により処理するとともに、処理済ガスを前記燃焼室から前記出口側蓄熱室を通じガス送出路へ送出するガス処理運転において、
前記蓄熱室夫々の他端を前記ガス供給路に連通させる状態と前記ガス送出路に連通させる状態とに交互に切り換える形態で、複数の前記蓄熱室のうち前記入口側蓄熱室とする蓄熱室と前記出口側蓄熱室とする蓄熱室との夫々を順次に切り換える切換弁装置を設けた蓄熱式ガス処理装置であって、
前記燃焼室を、前記蓄熱室夫々の一端に対する連通口が開口する入出口領域と、それら入出口領域どうしを連通させる連通路領域とに区分し、
前記連通路領域は、前記連通路領域のガス通過方向における長さが前記連通路領域のガス通過方向における前記入出口領域夫々の長さより大きい領域にするととともに、ガス通過断面積が前記入出口領域夫々のガス通過断面積より縮小することで平均ガス風速が前記入出口領域の夫々における平均ガス風速より増大する絞り風路領域にし、
前記連通路領域の天井面は、前記連通路領域におけるガス通過方向において前記入出口領域夫々の天井面より低い一定の高さを保って前記入出口領域どうしの間の全長にわたって延び、かつ、前記入出口領域夫々の天井面との間に段差が存在する下がり天井面にしてある点にある。
The first characteristic configuration of the present invention relates to a heat storage type gas treatment apparatus, and the characteristics thereof are as follows.
A plurality of heat storage chambers equipped with a breathable heat storage material layer in the room and a combustion chamber equipped in the room with a combustion device for processing are provided, and one end of each of the heat storage chambers is communicated with the combustion chamber.
A part of the heat storage chambers is used as an inlet side heat storage chamber, and some other heat storage chambers are used as outlet side heat storage chambers, and untreated gas supplied from the gas supply path is used as the inlet side heat storage chamber. In the gas treatment operation in which the treated gas is introduced into the combustion chamber through the combustion chamber and treated by combustion, and the treated gas is sent from the combustion chamber to the gas delivery path through the outlet side heat storage chamber.
A heat storage chamber serving as the inlet side heat storage chamber among the plurality of heat storage chambers in a form in which the other ends of the heat storage chambers are alternately switched between a state in which the other ends are communicated with the gas supply path and a state in which the other ends are communicated with the gas delivery path. A heat storage type gas treatment device provided with a switching valve device that sequentially switches between the outlet side heat storage chamber and the heat storage chamber.
The combustion chamber is divided into an inlet / outlet region in which a communication port opens to one end of each of the heat storage chambers and a communication passage region in which the inlet / outlet regions communicate with each other.
The communication passage region is set so that the length of the communication passage region in the gas passage direction is larger than the length of each of the entrance / exit regions in the gas passage direction of the communication passage region, and the gas passage cross-sectional area is the entrance / exit region. By reducing the cross-sectional area of each gas passage, the average gas air velocity is increased in the throttle air passage region, which is larger than the average gas air velocity in each of the inlet / outlet regions.
Ceiling surface of the communicating passage region extends over the entire length between each other before filling the outlet region respectively the entering outlet region while maintaining a low have a constant height from the ceiling surface of the gas passage direction in the communicating passage area, and, The point is that the ceiling surface is lowered so that there is a step between the entrance and exit areas and the ceiling surface.
つまり、この構成では、基本的には前記した特許文献1の提案装置と同様、燃焼室における連通路領域をガス通過断面積が小さな絞り風路領域にすることで、その連通路領域における平均ガス風速を増大させてガス流に乱れを生じさせ、このガス流の乱れにより出口側蓄熱室に流入する処理済ガスの温度ムラを解消することでガス処理効率を高める。
That is, in this configuration, basically, as in the proposed device of
そして、この構成では、燃焼室における連通路領域を絞り風路領域にするのに、先述した中空配置の撹拌板などを用いず、連通路領域の天井面を入出口領域夫々の天井面よりも低くする絞り形態を採るから、撹拌板で生じる熱変形や熱劣化などの問題を解消することができて、耐久性の面で十分に実用に即した装置にすることができる。 In this configuration, the ceiling surface of the communication passage region is made larger than the ceiling surface of each of the entrance / exit regions without using the above-mentioned hollow arrangement stirring plate or the like in order to make the communication passage region in the combustion chamber a throttle air passage region. Since the drawing form is lowered, problems such as thermal deformation and thermal deterioration that occur in the stirring plate can be solved, and the device can be made sufficiently practical in terms of durability.
また、このように連通路領域の天井面を入出口領域夫々の天井面より低くして入出口領域の天井面との間に段差が生じる下がり天井面にすることで、ガス流の一部が燃焼室における平坦な天井面に沿って流れる形態で、乱れを生じることなく素通り的に連通路領域を通過してしまうことも防止することができ、これにより、出口側蓄熱室に流入する処理済ガスの温度ムラを一層効果的に解消することができて、ガス処理効率を一層効果的に高めることができる。 Further, by making the ceiling surface of the communication passage area lower than the ceiling surface of each of the entrance / exit areas in this way so that a step is generated between the ceiling surface of the entrance / exit area and the ceiling surface of the entrance / exit area, a part of the gas flow can be reduced. In the form of flowing along the flat ceiling surface in the combustion chamber, it is possible to prevent it from passing through the continuous passage area without causing turbulence, and as a result, it has been treated to flow into the heat storage chamber on the outlet side. The temperature unevenness of the gas can be more effectively eliminated, and the gas treatment efficiency can be further effectively increased.
しかも、従来は処理用燃焼装置に対するエネルギ投入量を大きくすることで極力高いガス処理効率を確保するといったことも行われていたが、上記のようにガス処理効率を効果的に高め得ることで、処理用燃焼装置に対するエネルギ投入量も効果的に節減することができる。 Moreover, in the past, it was also practiced to secure the highest possible gas processing efficiency by increasing the amount of energy input to the processing combustion device, but as described above, the gas processing efficiency can be effectively increased. The amount of energy input to the processing combustion device can also be effectively reduced.
さらには、前記の如く処理済ガスの温度ムラを効果的に解消できることから、連通路領域の横断面積(即ち、ガス通過断面積)を過度に縮小する必要もなく、これにより、ガス流の通過抵抗も小さくすることができて、ガス搬送に要する動力も併せて低減することができる。 Furthermore, since the temperature unevenness of the treated gas can be effectively eliminated as described above, it is not necessary to excessively reduce the cross-sectional area of the communication passage region (that is, the gas passage cross-sectional area), whereby the gas flow passes through. The resistance can also be reduced, and the power required for gas transportation can also be reduced.
本発明の第2特徴構成は、第1特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記入出口領域及び前記連通路領域はともに、壁材に断熱材を重ね合わせた同仕様の外壁構造により形成してある点にある。
The second feature configuration of the present invention specifies an embodiment suitable for carrying out the first feature configuration, and the feature is
Both the entrance / exit area and the communication passage area are formed by an outer wall structure having the same specifications in which a heat insulating material is superposed on the wall material.
つまり、従来から燃焼室は一般的に、壁材に断熱材を重ね合わせた外壁構造により形成されるが、上記構成によれば、従来と同様、壁材に断熱材を重ね合わせた外壁構造により燃焼室の全体を形成するだけにしながら、絞り風路領域としての連通路領域を形成することができる。 That is, conventionally, the combustion chamber is generally formed by an outer wall structure in which a heat insulating material is superposed on the wall material, but according to the above configuration, the outer wall structure in which the heat insulating material is superposed on the wall material is conventionally formed. It is possible to form a communication passage region as a throttle air passage region while only forming the entire combustion chamber.
したがって、先述の撹拌板のような専用の別部材を用いて絞り風路領域を形成するのに比べ、装置の製作を容易にすることができる。 Therefore, it is possible to facilitate the manufacture of the device as compared with the case where the throttle air passage region is formed by using a dedicated separate member such as the stirring plate described above.
本発明の第3特徴構成は、第1特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記入出口領域の夫々に前記処理用燃焼装置を配備してある点にある。
The third feature configuration of the present invention specifies an embodiment suitable for carrying out the first feature configuration, and the feature is
The point is that the processing combustion device is provided in each of the inlet / outlet regions.
この構成によれば、複数の入出口領域の夫々に処理用燃焼装置を配備するから、各蓄熱室を入口側蓄熱室と出口側蓄熱室とに切り換えるのに伴い連通路領域におけるガス流の向きが変化することにかかわらず、未処理ガスを常に同様の処理形態で処理することができ、この点で、一層安定的なガス処理性能を得ることができる。 According to this configuration, since the processing combustion devices are provided in each of the plurality of inlet / outlet regions, the direction of the gas flow in the communication passage region as each heat storage chamber is switched between the inlet side heat storage chamber and the outlet side heat storage chamber. Regardless of the change, the untreated gas can always be treated in the same treatment mode, and in this respect, more stable gas treatment performance can be obtained.
本発明の第4特徴構成は、第1特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記連通路領域を介して連通する2域の前記入出口領域のうちの一方の入出口領域にのみ前記処理用燃焼装置を配備してある点にある。
The fourth feature configuration of the present invention specifies an embodiment suitable for carrying out the first feature configuration, and the feature is
The point is that the processing combustion device is provided only in one of the inlet / outlet regions of the two regions communicating via the communication passage region.
この構成によれば、連通路領域を介して連通する2域の入出口領域のうちの一方の入出口領域にのみ処理用燃焼装置を配備するから、前記の如く複数の入出口領域の夫々に処理用燃焼装置を配備するのに比べ、必要とするガス処理性能は得ながらも、装置の製作を容易にするとともに装置コストも安価にすることができる。 According to this configuration, since the processing combustion device is provided only in one of the inlet / outlet regions of the two regions communicating via the communication passage region, the processing combustion device is provided in each of the plurality of inlet / outlet regions as described above. Compared to deploying a combustion device for treatment, the required gas treatment performance can be obtained, but the manufacturing of the device can be facilitated and the cost of the device can be reduced.
本発明の第5特徴構成は、第1特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
3域以上の前記入出口領域を、前記連通路領域を介して直列に連通させてある点にある。
The fifth feature configuration of the present invention specifies an embodiment suitable for carrying out the first feature configuration, and the feature is
The point is that the entrance / exit regions of three or more regions are communicated in series via the communication passage region.
この構成によれば、入出口領域が3域以上であるにしても、それら入出口領域を連通路領域を介して単純に直列に連通させるだけであるから、3域以上の入出口領域の配列形態の簡素化と連通路領域により形成するガス経路の簡素化とを両立することができ、その分、並列の連通形態を採用するのに比べて装置構造を簡素にするができる。 According to this configuration, even if the inlet / outlet regions are three or more regions, the inlet / outlet regions are simply communicated in series via the communication passage region, so that the inlet / outlet regions of the three regions or more are arranged. Both the simplification of the form and the simplification of the gas path formed by the communication passage region can be achieved, and the device structure can be simplified as compared with the case of adopting the parallel communication form.
本発明の第6特徴構成は、第5特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記連通路領域を介して直列に連通させた3域の前記入出口領域のうち中央に位置する前記入出口領域にのみ前記処理用燃焼装置を配備してある点にある。
The sixth feature configuration of the present invention specifies an embodiment suitable for carrying out the fifth feature configuration, and the feature is
The point is that the processing combustion device is provided only in the inlet / outlet region located at the center of the inlet / outlet regions of the three regions communicated in series via the communication passage region.
この構成によれば、中央に位置する入出口領域に処理用燃焼装置を配備するから、直列に連通させた3域の入出口領域のうち一端に位置する入出口領域にのみ処理用燃焼装置を配備するのに比べて、入口側蓄熱室と出口側蓄熱室との切り換えに伴うガス流の向き変化に原因する処理形態の変化を小さくすることができ、この点で、一層安定的なガス処理性能を得ることができる。 According to this configuration, since the processing combustion device is deployed in the inlet / outlet region located in the center, the processing combustion device is installed only in the inlet / outlet region located at one end of the inlet / outlet regions of the three regions communicated in series. Compared to deploying, it is possible to reduce the change in processing mode caused by the change in the direction of the gas flow due to the switching between the inlet side heat storage chamber and the outlet side heat storage chamber, and in this respect, more stable gas treatment. Performance can be obtained.
なお、前記第1特徴構成を実施するのに、
前記入出口領域において前記連通路領域の開口箇所の両横側夫々に前記処理用燃焼装置を配備するようにしてもよい。
In addition, in carrying out the first feature configuration,
In the inlet / outlet region, the processing combustion device may be provided on both lateral sides of the opening portion of the communication passage region.
この構成によれば、前記したガス流の乱流化により処理済ガスの温度ムラを解消するのに加え、連通路領域の開口箇所の両横側夫々に対する処理用燃焼装置の配備により、出口側蓄熱室に流入する処理済ガスの温度ムラを一層効果的に解消することができ、その分、ガス処理効率を一層効果的に高めることができる。
また、連通路領域の開口箇所の両横側夫々に処理用燃焼装置を配備することで、個々の処理用燃焼装置を小型なもので済ませることができる。
According to this configuration, in addition to eliminating the temperature unevenness of the treated gas due to the turbulent flow of the gas flow described above, the outlet side is provided by deploying the treatment combustion device on both lateral sides of the opening portion of the communication passage region. The temperature unevenness of the treated gas flowing into the heat storage chamber can be more effectively eliminated, and the gas treatment efficiency can be further improved accordingly.
Further, by disposing the processing combustion devices on both lateral sides of the opening portion of the communication passage region, it is possible to reduce the size of each processing combustion device.
また、前記第1特徴構成を実施するのに、
前記連通路領域における平均ガス風速が15m/秒以下になるようにしてもよい。
Further, in carrying out the first feature configuration,
The average gas wind speed in the continuous passage region may be 15 m / sec or less.
つまり、連通路領域における平均ガス風速を15m/秒以下にすれば、ガス流の通過抵抗を一般的な許容範囲内に止めることでき、これにより、ガス通過抵抗の増大に原因するガス搬送動力の増大も抑止することができる。
また、燃焼室及び蓄熱室の外壁内面側には一般に断熱材が貼設されるが、連通路領域における平均ガス風速を15m/秒以下にすれば、連通路領域における断熱材の損傷も防止することができる。
That is, if the average gas wind speed in the continuous passage region is set to 15 m / sec or less, the passage resistance of the gas flow can be stopped within the generally allowable range, and thereby the gas transfer power caused by the increase in the gas passage resistance The increase can also be suppressed.
In addition, a heat insulating material is generally attached to the inner surface side of the outer wall of the combustion chamber and the heat storage chamber, but if the average gas wind speed in the continuous passage area is 15 m / sec or less, damage to the heat insulating material in the continuous passage area can be prevented. be able to.
図1,図2は2塔型の蓄熱式ガス処理装置を示し、この装置では、各室内に通気性の蓄熱材層1を配備した2室の蓄熱室2を設け、これら2室の蓄熱室2の上には、それら2室の蓄熱室2にわたる燃焼室3を配設してある。
FIGS. 1 and 2 show a two-tower type heat storage type gas treatment device, in which two
図3に示すように、燃焼室3及び蓄熱室2は、いずれも、壁材4に断熱材5を重ね合わせた外壁構造により形成してあり、各蓄熱室2の上端部は、燃焼室3の底部に開口させて燃焼室3に連通させてある。
As shown in FIG. 3, both the
そして、燃焼室3には、処理用燃焼装置として処理用のバーナ6を装備してある。
The
2室の蓄熱室2に対しては、揮発性有機化合物を含んだ塗装排ガスなどの未処理ガスGを各蓄熱室2に導くガス供給路7、及び、処理済ガスG′を導くガス送出路8を施設してある。
For the two
各蓄熱室2の下端部からはガス給排路9を延出させ、これらガス給排路9の夫々は、ガス給排路9をガス供給路7に連通させる状態とガス送出路8に連通させる状態とに切り換える切換弁装置としての切換用三方弁Vを介してガス供給路7及びガス送出路8に接続してある。
A gas supply /
つまり、この蓄熱式ガス処理装置では、図4に示すように、切換用三方弁Vによる切り換えにより、2室の蓄熱室2のうちの一方の蓄熱室2をガス供給路7に連通する入口側蓄熱室2aにするとともに、他方の蓄熱室2をガス送出路8に連通する出口側蓄熱室2bにし、この状態で、ガス供給路7から供給される未処理ガスGを入口側蓄熱室2aを通じ燃焼室3に導入することで、燃焼室3において処理用バーナ6が形成する燃焼雰囲気中で未処理ガスGを処理する。
That is, in this heat storage type gas treatment device, as shown in FIG. 4, the inlet side communicating the
また、このガス処理に併行して、燃焼室3から送出される処理済ガスG′を出口側蓄熱室2bを通じガス送出路8へ送出する。
Further, in parallel with this gas treatment, the treated gas G'delivered from the
その後、図5に示すように、切換用三方弁Vによる切り換えにより、一方の蓄熱室2(即ち、先に入口側蓄熱室2aであった蓄熱室2)をガス送出路8に連通する出口側蓄熱室2bに切り換えるとともに、他方の蓄熱室2(即ち、先に出口側蓄熱室2bであった蓄熱室2)をガス供給路7に連通する入口側蓄熱室2aに切り換え、この切り換え状態において、同じく、ガス供給路7から供給される未処理ガスGを入口側蓄熱室2aを通じ燃焼室3に導入して燃焼雰囲気中で処理するとともに、燃焼室3から送出される処理済ガスG′を出口側蓄熱室2bを通じガス送出路8へ送出する。
After that, as shown in FIG. 5, by switching by the switching three-way valve V , one heat storage chamber 2 (that is, the
このガス処理運転は、図4に示す切り換え状態と図5に示す切り換え状態とを切換用三方弁Vによる切り換えにより交互に繰り返す形態で実施し、これにより、未処理ガスGを燃焼室3において燃焼により処理するガス処理運転を連続させる。
This gas processing operation is carried out in a form in which the switching state shown in FIG. 4 and the switching state shown in FIG. 5 are alternately repeated by switching by the switching three-way valve V, whereby the untreated gas G is burned in the
このガス処理運転では、燃焼室3から送出される高温の処理済ガスG′を出口側蓄熱室2bの蓄熱材層1に通過させることで、その出口側蓄熱室2bの蓄熱材層1に処理済ガスG′の保有熱を蓄熱させ、その後、その出口側蓄熱室2bを入口側蓄熱室2aに切り換えた状態では、その入口側蓄熱室2aの蓄熱材層1(即ち、先に蓄熱した高温状態の蓄熱材層1)に未処理ガスGを通過させることで、燃焼室3に送る未処理ガスGを予熱する。
In this gas processing operation, the high-temperature processed gas G'sent from the
これら蓄熱及び予熱により、処理済ガスG′とともに外部に放出する熱量を低減するとともに、処理用バーナ6に要求される発生熱量を低減し、これにより、高い熱効率でのガス処理運転を可能にする。
By these heat storage and preheating, the amount of heat released to the outside together with the processed gas G'is reduced, and the amount of heat generated required for the
燃焼室3は、各蓄熱室2の上端部に対する連通口が開口する2つの入出口領域3aと、それら2つの入出口領域3aどうしを連通させる連通路領域3bとに区分されるが、この蓄熱式ガス処理装置において連通路領域3bは、図1及び図2に示すように、連通路領域3bのガス通過方向における長さが連通路領域3bのガス通過方向における入出口領域3a夫々の長さより大きい領域にするととともに、ガス通過断面積が入出口領域3a夫々のガス通過断面積より縮小することで平均ガス風速が入出口領域3aの夫々における平均ガス風速より増大する絞り風路領域にしてある。
The
このように連通路領域3bにおいてガス流の平均ガス風速を増大させることで、連通路領域3bを通過するガス流に乱れを生じさせることができ、また、絞り風路領域である連通路領域3bにおいて通過ガスとバーナ6により生成された熱風との接触頻度を高くして、それら通過ガスとバーナ熱風との間での熱交換を促進でき、これらのことにより、燃焼室3から出口側蓄熱室2bに流入する処理済ガスG′の温度ムラを解消して、出口側蓄熱室2bにおける蓄熱材層1を処理済ガスG′による蓄熱において均一に加熱できるようにする。
By increasing the average gas wind velocity of the gas flow in the
そして、このように出口側蓄熱室2bにおける蓄熱材層1を均一に加熱することで、その出口側蓄熱室2bが次に入口側蓄熱室2aになったときに、その入口側蓄熱室2aを通過する未処理ガスGを均一に予熱できるようにし、これにより、未処理ガスGが予熱ムラのある状態で燃焼室3に流入することに原因するガス処理効率の低下を防止して、ガス処理効率を向上させる。
Then, by uniformly heating the heat
また、連通路領域3bを上記の如き絞り風路領域にするにあたり、図1及び図2に示すように、連通路領域3bの天井面tbは、連通路領域3bにおけるガス通過方向において入出口領域3a夫々の天井面taより低い一定の高さを保って入出口領域3aどうしの間の全長にわたって延びる下がり天井面にしてあり、連通路領域3bの天井面tbと入出口領域3a夫々の天井面taとの間には、所定高さ寸法dの段差tcが形成されるようにしてある。
Further, when the
即ち、入出口領域3aの天井面taと連通路領域3bの天井面tbとを同じ高さの天井面にして、燃焼室3における天井面の全体を面一状態の天井面にすると、ガス流の慣性作用や壁面効果あるいはまた温度上昇によるガス流のドラフト作用などが影響することもあって、ガス流の一部が燃焼室3の天井面に沿って流れる形態で乱れを生じることなく素通り的に連通路領域3bを通過する状態になり、そのことで、燃焼室3から出口側蓄熱室2bに流入する処理済ガスG′の温度ムラを解消する効果が低減されてしまう。
That is, if the ceiling surface ta of the inlet /
これに対し、連通路領域3bの天井面tbを入出口領域3aの天井面taとの間に段差tcが存在する下がり天井面にすることで、ガス流の一部が上記の如く燃焼室3の天井面に沿って流れる形態で素通り的に連通路領域3bを通過してしまうことを防止して、連通路領域3bを通過するガスの流入側及び流出側の夫々で段差tcによりガス流に乱れを生じさせることができ、また、連通路領域3bの通過により増速したガス流が流出側の入出口領域3aの壁に衝突することでもガス流に乱れが生じ、これらのことにより、燃焼室3から出口側蓄熱室2bに流入する処理済ガスG′の温度ムラを一層効果的に解消できるようにして、一層高いガス処理効率が得られるようにしてある。
On the other hand, by making the ceiling surface tb of the
なお、上記段差tcの高さ寸法d(即ち、入出口領域3aの天井面taと連通路領域3bの天井面tbとの高さの差)は、少なくとも100mm以上であることが望ましい。
The height dimension d of the step tc (that is, the difference in height between the ceiling surface ta of the entrance /
上記の如く連通路領域3bにおける平均ガス流速を大きくすることに対して、処理用のバーナ6は一方の入出口領域3aに配置してあり、これにより、処理用バーナ6の燃焼火炎がガス流により乱されることを回避して安定的なバーナ運転を保てるようにしてある。
In contrast to increasing the average gas flow velocity in the
処理済ガスGの温度ムラを解消する効果は、連通路領域3bにおける平均ガス風速が大きいほど高くなるが、ガス流の通過抵抗が大きくなることによるガス搬送動力の増大を抑止するには、連通路領域3bにおける平均ガス風速を15m/秒以下に止めるのが望ましい。
また、連通路領域3bにおける平均ガス風速を15m/秒以下にすれば、連通路領域3bにおける断熱材5の損傷も防止することができる。
The effect of eliminating the temperature unevenness of the treated gas G increases as the average gas wind speed in the
Further, if the average gas wind speed in the
〔別実施形態〕
次の本発明の別実施形態を列記する。
[Another Embodiment]
The following alternative embodiments of the present invention are listed.
前述の実施形態では、一方の入出口領域3aにのみ処理用バーナ6を配備したが、これに代えて、図6に示すように、連通路領域3bを介して連通させる入出口領域3aの夫々に処理用バーナ6などの処理用燃焼装置を配備してもよい。
In the above-described embodiment, the
また場合によっては、連通路領域3bに処理用バーナ6などの処理用燃焼装置を配備してもよい。
Further, depending on the case, a processing combustion device such as a
図7,図8は3塔型の蓄熱式ガス処理装置を示し、3室の蓄熱室2を備えるのに対して、各蓄熱室2に未処理ガスGを供給するガス供給路7と、各蓄熱室2から送出される処理済ガスG′を導くガス送出路8と、各蓄熱室2に清浄なパージ用ガスPを通過させるパージ用ガス路10とを施設してある。
なお、この例では燃焼室3における燃焼雰囲気中で処理した処理済ガスG′の一部をパージ用ガスPとして利用しているが、パージ用ガスPとしては、処理済ガスG′の一部に限らず種々の清浄ガスを使用することができる。
また、パージ用ガス路10により導かれる使用済のパージ用ガスPは、ガス供給路7における未処理ガスGに合流させて、未処理ガスGとともに燃焼室3において再処理するようにしてもよい。
7 and 8 show a three-tower type heat storage type gas treatment device, which is provided with three
In this example, a part of the treated gas G'treated in the combustion atmosphere in the
Further, the used purging gas P guided by the purging
各蓄熱室2の下端部は、各蓄熱室2をガス供給路7に連通させる状態と、ガス送出路8に連通させる状態と、パージ用ガス路10に連通させる状態とに択一的に切り換える切換弁装置としての開閉弁V′を介して各路7,8,10に接続してある。
The lower end of each
この3塔型の蓄熱式ガス処理装置では、図8に示すように、3室の蓄熱室2のうちの1室の蓄熱室2をガス供給路7に連通する入口側蓄熱室2aにし、かつ、他の1室の蓄熱室2をガス送出路8に連通する出口側蓄熱室2bにするのに加えて、さらに他の1室の蓄熱室2をパージ用ガス路10に連通するパージ蓄熱室2cにしてガス処理運転を実施する。
In this three-tower type heat storage type gas treatment device, as shown in FIG. 8, one of the three
そして、図8〜図10の順に示すように、各開閉弁V′の開閉操作により、各蓄熱室2を入口側蓄熱室2aとパージ蓄熱室2cと出口側蓄熱室2bとの順に繰り返して切り換えることにより、先に入口側蓄熱室2aの蓄熱材層1として未処理ガスGを通過させた蓄熱材層1は、次にはパージ蓄熱室2cの蓄熱材層1としてパージ用ガスPを通過させることでパージ処理する。
Then, as shown in the order of FIGS. 8 to 10, each
また、先にパージ蓄熱室2cの蓄熱材層1としてパージ処理した蓄熱材層1は、次には出口側蓄熱室2bの蓄熱材層1として処理済ガスG′を通過させることで蓄熱させる。
Further, the heat
さらに、先に出口側蓄熱室2bの蓄熱材層1として蓄熱した蓄熱材層1は、次には再び入口側蓄熱室2aの蓄熱材層1として未処理ガスGを通過させることで、その未処理ガスGに対して予熱機能させる。
Further, the heat
燃焼室3において各蓄熱室2の上端部を連通させた3つの入出口領域3aは、連通路領域3bを介して直列に連通させてあり、各連通路領域3bは、前記した実施形態と同様、ガス通過断面積の縮小により平均ガス風速を入出口領域3aの夫々における平均ガス風速より増大させる絞り風路領域にし、各連通路領域3bの天井面tbは、入出口領域3a夫々の天井面taより低くて入出口領域3a夫々の天井面taとの間に段差tcが存在する下がり天井面にしてある。
In the
なお、図7に示す3塔型の蓄熱式ガス処理装置では、直列に連通させた3域の入出口領域3aのうち、中央に位置する入出口領域3aにのみ処理用バーナ6などの処理用燃焼装置を配備してあり、また、中央に位置する入出口領域3aにおいて、その入出口領域3aの横幅方向における両端部夫々に処理用バーナ6などの処理用燃焼装置を配備してある。
In the three-tower type heat storage type gas treatment apparatus shown in FIG. 7, among the inlet /
連通路領域3bを入出口領域3aに対して開口させるのに、その開口部は、図11(a)に示すように入出口領域3aの横幅方向において左右一方側に偏らせて配置したり、図11(b)に示すように入出口領域3aの横幅方向において左右中央部に配置したり、あるいは、図11(c)に示すように入出口領域3aの横幅方向における全幅にわたらせて配置するなど、状況に応じてどのように配置してもよい。
In order to open the
また、連通路領域3bを入出口領域3aに対して開口させるのに、その開口形状も長方形や正方形に限られるものではなく、図11(d)に示すような楕円形や図11(e)に示すようなひし形など、どのような形状であってもよい。
Further, in order to open the
3室以上の蓄熱室2を備える蓄熱式ガス処理装置の場合、3域以上の入出口領域3aは絞り風路領域としての連通路領域3bを介して直列に連通させるのに限らず、図12の(a)や(b)に示すように、絞り風路領域としての連通路領域3bを介して3域以上の入出口領域3aを並列的に連通させるようにしてもよい。
In the case of a heat storage type gas treatment device including three or more
また、図12(c)に示すように絞り風路領域としての連通路領域3bを介して3域以上の入出口領域3aを環状に連通させたり、あるいは、絞り風路領域としての連通路領域3bを介して3域以上の入出口領域3aを直列的な連通と並列的な連通とを組み合わせた連通形態で連通させるようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 12 (c), the inlet /
本発明の実施において、燃焼室3に連通させる各蓄熱室2の一端は、各蓄熱室2の上端に限られるものではなく、各蓄熱室2の一方側横端や各蓄熱室2の下端などであってもよく、同様に切換弁装置Vに接続する各蓄熱室2の他端も、各蓄熱室2の下端に限られるものではなく、各蓄熱室2の他方側横端や各蓄熱室2の上端などであってもよい。
In the practice of the present invention, one end of each
処理対象の未処理ガスGは、塗装ブースなどから排出される塗装排ガスに限られるものではなく、燃焼室3に配備する処理用バーナ6などの処理用燃焼装置の燃焼運転により処理できるガスであれば、どのようなガスであってもよい。
The untreated gas G to be treated is not limited to the painted exhaust gas discharged from the painting booth or the like, but may be a gas that can be treated by the combustion operation of the treatment combustion device such as the
本発明による蓄熱式ガス処理装置は、各種分野における種々のガスの脱臭を浄化などに利用することができる。 The heat storage type gas treatment apparatus according to the present invention can be used for purification and the like by deodorizing various gases in various fields.
1 蓄熱材層
2 蓄熱室
6 処理用バーナ(処理用燃焼装置)
3 燃焼室
2a 入口側蓄熱室
2b 出口側蓄熱室
7 ガス供給路
G 未処理ガス
G′ 処理済ガス
8 ガス送出路
V 切換用三方弁(切換弁装置)
V′ 開閉弁(切換弁装置)
3a 入出口領域
3b 連通路領域
ta 入出口領域の天井面
tb 連通路領域の天井面
tc 段差
4 壁材
5 断熱材
1 Heat
3
V'on-off valve (switching valve device)
3a In / out
Claims (6)
前記蓄熱室のうちの一部の蓄熱室を入口側蓄熱室にするとともに他の一部の蓄熱室を出口側蓄熱室にして、ガス供給路から供給される未処理ガスを前記入口側蓄熱室を通じ前記燃焼室に導入して燃焼により処理するとともに、処理済ガスを前記燃焼室から前記出口側蓄熱室を通じガス送出路へ送出するガス処理運転において、
前記蓄熱室夫々の他端を前記ガス供給路に連通させる状態と前記ガス送出路に連通させる状態とに交互に切り換える形態で、複数の前記蓄熱室のうち前記入口側蓄熱室とする蓄熱室と前記出口側蓄熱室とする蓄熱室との夫々を順次に切り換える切換弁装置を設けた蓄熱式ガス処理装置であって、
前記燃焼室を、前記蓄熱室夫々の一端に対する連通口が開口する入出口領域と、それら入出口領域どうしを連通させる連通路領域とに区分し、
前記連通路領域は、前記連通路領域のガス通過方向における長さが前記連通路領域のガス通過方向における前記入出口領域夫々の長さより大きい領域にするととともに、ガス通過断面積が前記入出口領域夫々のガス通過断面積より縮小することで平均ガス風速が前記入出口領域の夫々における平均ガス風速より増大する絞り風路領域にし、
前記連通路領域の天井面は、前記連通路領域におけるガス通過方向において前記入出口領域夫々の天井面より低い一定の高さを保って前記入出口領域どうしの間の全長にわたって延び、かつ、前記入出口領域夫々の天井面との間に段差が存在する下がり天井面にしてある蓄熱式ガス処理装置。 A plurality of heat storage chambers equipped with a breathable heat storage material layer in the room and a combustion chamber equipped with a processing combustion device in the room are provided, and one end of each of the heat storage chambers is communicated with the combustion chamber.
A part of the heat storage chambers is used as an inlet side heat storage chamber, and some other heat storage chambers are used as outlet side heat storage chambers, and untreated gas supplied from the gas supply path is used as the inlet side heat storage chamber. In the gas treatment operation in which the gas is introduced into the combustion chamber through the combustion chamber and treated by combustion, and the treated gas is sent from the combustion chamber to the gas delivery path through the outlet side heat storage chamber.
A heat storage chamber to be the inlet side heat storage chamber among the plurality of heat storage chambers in a form in which the other ends of the heat storage chambers are alternately switched between a state in which the other ends are communicated with the gas supply path and a state in which the other ends are communicated with the gas delivery path. A heat storage type gas treatment device provided with a switching valve device that sequentially switches between the outlet side heat storage chamber and the heat storage chamber.
The combustion chamber is divided into an inlet / outlet region in which a communication port opens to one end of each of the heat storage chambers and a communication passage region in which the inlet / outlet regions communicate with each other.
The communication passage region is set so that the length of the communication passage region in the gas passage direction is larger than the length of each of the entrance / exit regions in the gas passage direction of the communication passage region, and the gas passage cross-sectional area is the entrance / exit region. By reducing the cross-sectional area of each gas passage, the average gas air velocity is increased in the throttle air passage region, which is larger than the average gas air velocity in each of the inlet / outlet regions.
Ceiling surface of the communicating passage region extends over the entire length between each other before filling the outlet region respectively the entering outlet region while maintaining a low have a constant height from the ceiling surface of the gas passage direction in the communicating passage area, and, A heat storage type gas treatment device having a descending ceiling surface having a step between the entrance and exit areas and the ceiling surface.
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