JPH10118453A - 脱臭装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対象ガスと接触してこれを脱臭処理する触媒
部と、対象ガスを触媒部に導く導入路と、処理前の対象
ガスを加熱するバ−ナを設けた脱臭装置において、完全
燃焼を行うことで排ガス中の未燃焼成分が少ない脱臭装
置を大型化せずに提供する。 【解決手段】 下流側ほど断面積が拡大する拡径部１１
を導入路１０に設け、導入路と交差するように拡径部付
近に配置された燃焼筒部１４をバーナ１２に連設し、燃
焼筒部を構成するに、燃料ガスの受入れ口１５と燃焼部
１８を備えた第１直筒部１６と、排ガスを排出する噴出
口２４を複数並設した第２直筒部２２と、第１直筒部か
ら第２直筒部へと燃料ガスの向きが変わるように両者を
接続する曲線筒部２０からなるＵ字型に形成し、第２直
筒部２２が第１直筒部１６の上流側に配置されるように
設置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は脱臭装置に関する。
そして、より具体的には、脱臭処理の対象ガスとの接触
を介して前記対象ガスを焼却脱臭処理する触媒部と、前
記対象ガスを前記触媒部まで導く導入路とを備え、且
つ、前記対象ガスが前記触媒部に到達するまでに前記対
象ガスを加熱するためのバ−ナを設けた脱臭装置に関す
る。因みに、対象ガスの例としては樹脂製壁紙の表面加
工等で発生する臭気ガスが挙げられるが、本発明に係る
脱臭装置は、勿論前記の例に限らず広範に使用可能であ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の脱臭装置としては、前記
バーナに設けられた燃焼用ノズルが前記導入路の空間に
露出しており、したがって、前記バーナから発生する燃
焼炎が前記導入路を通過する対象ガスと直接接触する構
成のものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、上述した
従来の構成による脱臭装置では、バーナから発生する燃
焼炎が導入路を通過する対象ガスによって急激に冷却さ
れるために、燃焼が不完全となって一酸化炭素などの未
燃焼成分が発生し易かった。そして、酸化反応温度の高
いこの一酸化炭素は、触媒部でも酸化処理されず、脱臭
装置からの排ガスに混入してしまう傾向があった。本発
明の目的は、上に例示した従来構造の脱臭装置に見られ
る上記欠点に鑑み、バーナにおける燃焼をできるだけ完
全燃焼に近い状態で行うことによって排ガス中の一酸化
炭素などの未燃焼成分の量が抑制された脱臭装置を、で
きるだけ脱臭装置の大型化を招くことなく、また、脱臭
の対象となるガスの効率的な加熱を確保しながら提供す
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る脱臭装置では、対象ガスの流れの下流
側ほど断面積が拡大する拡径部１１を導入路１０に設
け、導入路１０と交差するように拡径部１１付近に配置
された燃焼筒部１４をバーナ１２に連設し、且つ、燃焼
筒部１４を構成するに、燃料ガスの受け入れ口１５およ
び同燃料ガスの燃焼部１８とを備えた第１直筒部１６
と、燃焼部１８にて生じる排ガスを排出する噴出口２４
をその長手方向に複数並設した第２直筒部２２と、第１
直筒部１６から第２直筒部２２に到る間に同燃料ガスの
流れが向きを変えるように第１直筒部１６を第２直筒部
２２と連通せしめる曲線筒部２０とからなる略Ｕ字型の
形状に形成し、このＵ字型の燃焼筒部１４を、対象ガス
の流れに対して第２直筒部２２が第１直筒部１６の上流
側に配置されるように設置してあることを特徴構成とし
ている。

【０００５】尚、上記特徴構成の記載において、図面と
の対照を便利にするために符号を記すが、該記入により
本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。

【０００６】〔発明の効果〕上記の特徴構成のために、
本発明に係る脱臭装置では、先ず、バーナに供給された
燃料（ガス）は、バーナに連設された燃焼筒部の内の実
質的に閉鎖空間をなし、また充分な長さを持った第１直
筒部の内部で充分に燃焼され、前記燃焼による排ガス
は、第２直筒部の噴出口から燃焼筒部外に排出されるま
で対象ガスと直接接触する機会がない。しかも、燃焼部
を備えた第１直筒部は、排ガスが噴出される第２直筒部
よりも下流側にあるので、対象ガスは、先ず第２直筒部
と接触してこれに加熱されてから第１直筒部付近を通過
することとなり、温度の低い対象ガスによって燃焼部が
冷却される傾向が抑制され、したがって、第１直筒部に
おける燃焼は比較的に対象ガスによる冷却で阻害される
ことなく、完全燃焼の形態を得ることができ、一酸化炭
素などの未燃焼成分の発生が抑制されるという効果が得
られる。そして、導入路には、下流ほど断面積が拡大す
る前記拡径部が設けられているので、導入路を流れる対
象ガスはこの拡径部で流速が低下し、同付近で滞留し易
くなる。また、前記拡径部には、燃焼筒部の特に第２直
筒部が交差配置されており、しかも、第２直筒部には噴
出口がその長手方向に複数配設されているから、流速を
低下した前記対象ガスに対して、流路の幅方向で均等
に、燃焼排ガスが混入され、両ガス同士が効率良く混合
される。したがって、この拡径部自身は導入路の（特に
導入路の軸芯に沿っては）極く短い領域しか占めていな
いにも関わらず、対象ガスの大部分が満遍なく、しか
も、充分に時間を掛けて燃焼筒部によって加熱されるこ
とになるので、触媒部との接触反応がより活発化して脱
臭処理が効率的に行われる。結果として、脱臭装置の外
寸を余り大型化することなく、効率的な脱臭処理が行え
るという効果が得られる。

【０００７】尚、後述する本発明の実施形態では、脱臭
装置の小型化を図る目的、および、装置の構成部品の中
では比較的大重量であると同時にメンテナンスのために
取り外す必要の生じる熱交換器を、装置の下方位置、す
なわちメンテナンスや着脱の行い易い位置に配置する目
的で、脱臭処理対象ガスを触媒層（脱臭処理部）に導入
する導入路の終端の若干上流側を最上部として、脱臭処
理対象ガスが装置内における前半工程では上向きに流
れ、触媒層をも含む後半工程では下向きに流れる反転構
造を採用している。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る脱臭装置の
概略の構成を示す略図である。装置の最下層から中層部
には、臭気ガスフィルター２、および第２排熱回収器と
してのヒートパイプ式熱交換器４、第１排熱回収器とし
てのプレート式熱交換器６、および排出ファン８等が設
けられている。また、装置の最上層には、予熱部３０お
よび脱臭処理部３８等が設けられている。予熱部３０
は、対象ガスをプレート式熱交換器６から脱臭処理部３
８まで案内する導入路１０の途中に設けられており、対
象ガスの流れの下流側ほど断面積が拡大する拡径部１
１、および拡径部１１に続く断面積の大きな大径部２６
を含む。大径部２６には予熱部３０の外部から燃焼筒部
１４が延びており、燃焼筒部１４は対象ガスの流れに対
して交差するように、しかも、大径部２６の内面の一端
から径方向反対側の他端まで延びるように、配置されて
いる。

【０００９】燃焼筒部１４は、第１直筒部１６、第２直
筒部２２、および第１直筒部１６の一端を第２直筒部２
２に接続する曲線筒部２０からなり、全体としてほぼＵ
字形状のパイプを形成している。また、第１直筒部１６
と第２直筒部２２とは導入路１０の軸芯方向に沿った面
を作るように、第２直筒部２２は上流側に、第１直筒部
１６は第２直筒部２２の下流側に配置されている。第１
直筒部１６の他端は、予熱部３０の外部に設けられたガ
スバーナ１２（バーナの一例）に接続されている。ガス
バーナ１２は、燃料ガスの供給源と接続されており、前
記接続の経路途中に燃料調節弁４１と遮断弁４２が設け
られている。第１直筒部１６はさらに燃料ガスの受入れ
口１５と燃焼部１８を備え、第２直筒部２２には多数の
噴出口２４が水平向きに開口しており、第２直筒部２２
の曲線筒部２０と反対側の端部は閉鎖されている。噴出
口２４は、大径部２６の内径一杯に均一に分配されるよ
うに、第２直筒部２２の一端から他端まで均一配置され
ている。脱臭処理部３８の空間には、前処理剤層３２と
触媒層３４（触媒部の一例）が設置されており、予熱部
３０と脱臭処理部３８とは、断面積の小さい反転部２８
で連結されている。対象ガスの流れに沿って装置内の各
部材をたどれば、先ず、対象ガス（例として温度が約３
０℃の気体を考える）は、対象ガスの最終的な出口９付
近に設けられた排出ファン８の吸引力の働きで臭気ガス
導入孔１から装置内部に導入される。導入された対象ガ
スは臭気フィルター２を通過する際に除塵された後、先
ずヒートパイプ式熱交換器４、次にプレート式熱交換器
６と、種類の異なる二つの排熱回収器を連続的に通過す
る。これらの排熱回収器は、ここではいずれも気体−気
体熱交換器として用いられている。

【００１０】ヒートパイプ式熱交換器４の内部空間は図
１に示されるように蒸発部４ｆと凝縮部４ｅに分離され
ており、これらの凝縮部４ｅと蒸発部４ｆを横切ってヒ
ートパイプ４ｇが直線的に延びており、同ヒートパイプ
４ｇの外周にはその長手方向に沿って多数の伝熱板（図
示されず）が均等間隔で外嵌固定されており、また、同
ヒートパイプ４ｇ内をアンモニア、或いは水等といった
作動流体（図示されず）が移動可能になっている。さら
に、凝縮部４ｅのレベルが蒸発部４ｆのレベルよりも高
くなるように、そして、同ヒートパイプ４ｇ自身も水平
に対して傾斜するように、ヒートパイプ式熱交換器４の
全体が傾斜して脱臭装置内に設置されている。すなわ
ち、臭気ガス導入孔１から導入された脱臭処理前の対象
ガスは、第１入口４ａからレベルの高い側の凝縮部４ｅ
に進入して第１出口４ｂから出るが、一方、脱臭装置の
予熱部３０と脱臭処理部３８を通過した高温の脱臭処理
済み対象ガスは、第２入口４ｃから低レベル側の蒸発部
４ｆを通過し、第２出口４ｄから排出され、この時、脱
臭処理前の対象ガスと高温の脱臭処理済み対象ガスの間
で熱交換が行われる。具体的には、高温の脱臭処理済み
対象ガスが、蒸発部４ｆを通過する際にヒートパイプ４
ｇ内の低レベル側にある前記作動流体を加熱してこれを
気化させると、蒸発部４ｆ内が凝縮部４ｅに比して高圧
になるので、前記気化した蒸気はヒートパイプ４ｇ内の
高レベル側にある凝縮部４ｅに向かって上方に移動す
る。凝縮部４ｅに移動した蒸気はここで凝縮部４ｅを通
過する脱臭処理前の対象ガスに熱量を受渡して再び液化
し、重力の作用で再び低レベル側に復帰するというプロ
セスが繰り返されて、ヒートパイプ式熱交換器４におけ
る熱交換が進む（第２出口４ｂから排出された脱臭処理
前の対象ガスの温度は１６０℃前後）。

【００１１】プレート式熱交換器６の内部は、互いに小
さな間隔を開けながら平行に設置された多数の薄い金属
隔壁によって仕切られており、前記金属隔壁は大きな表
面積を確保するために凹凸面を備えている。したがっ
て、プレート式熱交換器６の内部には、多数の層状の間
隙が前記金属隔壁によって隔てられた状態で形成されて
いることになる。これらの層状の間隙は、吸熱用間隙と
放熱用間隙から構成され、これらの間隙は吸熱用間隙の
隣りには必ず放熱用間隙が位置するように、交互に配置
されており、脱臭処理前の対象ガスは前記吸熱用間隙の
みを選択的に次々に通過し、高温の脱臭処理済み対象ガ
スは前記放熱用間隙のみを選択的に次々に通過するよう
に構成されている。すなわち、ヒートパイプ式熱交換器
４の第１出口４ｂから出た前記脱臭処理前の対象ガス
は、次に、プレート式熱交換器６の第１入口６ａから進
入し、プレート式熱交換器６内の前記多数の吸熱用間隙
を次々に通過し、最後に第１出口６ｂから出る。一方、
脱臭装置の予熱部３０と脱臭処理部３８を通過した高温
の脱臭処理済み対象ガスは、第２入口６ｃから進入し、
プレート式熱交換器６内の前記多数の放熱用間隙を次々
に通過し、最後に第２出口６ｄから排出される。この
時、前記脱臭処理前の対象ガスと前記脱臭処理済み対象
ガスの間で前記金属隔壁を介した熱交換が行われる（第
２出口６ｂから排出された脱臭処理前の対象ガスの温度
は２８５℃前後）。このように、ヒートパイプ式熱交換
器４とプレート式熱交換器６という２種類の排熱回収器
では、高温の前記脱臭処理済み対象ガスから前記脱臭処
理前の対象ガスへと両ガス同士が混ざり合うことなく熱
の授受のみが行われる。

【００１２】前述のようにプレート式熱交換器６におい
て或る程度加熱された脱臭処理前の対象ガスは、次に、
導入路１０内の予熱部３０に進入する。予熱部３０の前
端には断面積が次第に拡大する逆コーン状の拡径部１１
が設けられているので、脱臭処理前の対象ガスはここで
急速に流速を落としながら、大径部２６に進入し、ここ
でＵ字パイプ状の高温の燃焼筒部１４と接触して予熱さ
れる。ガスバーナ１２からの燃料ガスが、燃焼筒部１４
の第１直筒部１６内に噴射されて主にこの第１直筒部１
６内で充分に燃焼され、前記燃焼によって生じる燃焼排
ガスは第２直筒部２２の噴出口２４から大径部２６の空
間内に排出される。前記脱臭処理前の対象ガスは原則と
して先ず第２直筒部２２と、次に第１直筒部１６と接触
することによって充分に予熱される。前記予熱は、後述
する触媒層３４の直前における前記脱臭処理前の対象ガ
スの温度が３６０℃になるように設定されている。より
具体的には、ガスバーナ１２への燃料ガス供給量は、前
処理剤３２の直前に設置された温度計３１の検出結果に
基づき、この部位の温度が３６０℃前後になるように調
整される。また、触媒層３４の直後には、前処理剤３２
と触媒層３４の機能を保護する目的で、前記脱臭処理前
の対象ガスの異常な昇温を防止するための温度警報器３
６が設置されている。このようにして充分に予熱された
前記脱臭処理前の対象ガスは、次に、排出ファン８の吸
引力によって、予熱部３０から離れて、導入路１０の最
上部にある反転部２８まで導かれ、反転部２８にて向き
を強制的に変えられて、下向きの移動（ダウンフロー）
を始める。前記脱臭処理前の対象ガスは、下向きの移動
を始めると程なく脱臭処理部３８に進入する。ここで
は、前記脱臭処理前の対象ガスは、先ず前処理剤３２を
通過して、次に白金触媒の充填された触媒層３４を通過
する。前処理剤３２を通過する際には、前記脱臭処理前
の対象ガスから、次工程の白金触媒を必要としないシリ
コン等の臭気ガスや、白金触媒自体の被毒を促す物質等
が除去され、次に触媒層３４では、触媒層３４内の白金
触媒による臭気発生物質の酸化燃焼現象に基づいた脱臭
処理が行われる。

【００１３】触媒層３４から下向きに排出された脱臭処
理済みの対象ガスは、次に、前述したように、プレート
式熱交換器６、およびヒートパイプ式熱交換器４を通過
しながら、保有する熱量を前記脱臭処理前の対象ガスに
受渡し、ヒートパイプ式熱交換器４から排出された後
は、排気ファン８の通風力によって出口９を介して脱臭
装置外に排出される（一例として、排出時の温度は約１
３５℃前後である）。因みに本発明に係る脱臭装置で
は、脱臭処理対象ガスを同装置内に導入するための気体
の流れを、押し込み方式ではなく、排出側にファンを設
けた誘引方式にしてあり、そのため、脱臭装置内が負圧
になり各部材同士の接合部からの臭気ガス漏洩、装置の
焼損の防止が図られた。さらに、前記誘因方式にした場
合、吸気ファンは脱臭処理済みの対象ガスを被り、充分
に機能し難い傾向が生じるが、本発明では、２基の熱交
換器により脱臭処理済みの対象ガスの有する熱を効率的
に、脱臭処理前の対象ガスへ受け渡すことにより、脱臭
処理済みの対象ガスの温度を充分に下げているので始め
て前記誘因方式採用することが可能となったものであ
る。さらに、本発明では、前記誘因方式にしたために、
誘因ファンのインペラには前処理剤３２および触媒層３
４を通過した対象ガスが接触するのみであるから、対象
ガスが直接接触することになる押し込み方式のファンに
比して対象ガスが本来潜在的に含んでいる粉塵などでフ
ァンのインペラが損傷することが極力防止されて都合が
良い。

【００１４】〔別実施形態〕また、上記の実施形態で
は、脱臭装置の下側、すなわち、脱臭処理経路でいう大
気側に近い位置にヒートパイプ式熱交換器４を、そし
て、脱臭装置の上側、すなわち、脱臭処理経路でいう大
気から遠いに近い位置にプレート式熱交換器６を配置し
ているが、これは、一般に、ヒートパイプ式熱交換器は
プレート式熱交換器に比して、低温域での熱交換に適し
ており、プレート式熱交換器はヒートパイプ式熱交換器
に比して高温域での熱交換に適しているという理由に基
づいている。したがって、上記の実施形態では、触媒層
３４から排出された高温の脱臭処理済みの対象ガスは、
先ず、プレート式熱交換器６を通過し、次に、ヒートパ
イプ式熱交換器４を通過するように構成されている。し
かし、乾燥機から発生する排ガスなど、脱臭装置内へ導
入する時点で既に温度の高い臭気ガスを対象とする場
合、ヒートパイプ式熱交換器を除去して、プレート式熱
交換器のみからなる排熱回収器として用いても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る脱臭装置の概略図

【符号の説明】

１０ 導入路 １１ 拡径部 １２ バーナ １４ 燃焼筒部 １６ 第１直筒部 ２０ 曲線筒部 ２２ 第２直筒部 ２４ 噴出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川瀬 良昭 大阪府枚方市招提田近３丁目25番地 サン レー冷熱株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脱臭処理の対象ガスとの接触を介して前
   記対象ガスを焼却脱臭処理する触媒部と、前記対象ガス
   を前記触媒部まで導く導入路とを備え、且つ、前記対象
   ガスが前記触媒部に到達するまでに前記対象ガスを加熱
   するためのバ−ナを設けた脱臭装置であって、 前記対象ガスの流れの下流側ほど断面積が拡大する拡径
   部を前記導入路に設け、前記導入路と交差するように前
   記拡径部付近に配置された燃焼筒部を前記バーナに連設
   し、且つ、前記燃焼筒部を構成するに、燃料ガスの受け
   入れ口および同燃料ガスの燃焼部とを備えた第１直筒部
   と、前記燃焼部にて生じる排ガスを排出する噴出口をそ
   の長手方向に複数並設した第２直筒部と、前記第１直筒
   部から第２直筒部に到る間に同燃料ガスの流れが向きを
   変えるように前記第１直筒部を第２直筒部と連通せしめ
   る曲線筒部とからなる略Ｕ字型の形状に形成し、このＵ
   字型の燃焼筒部を、対象ガスの流れに対して前記第２直
   筒部が前記第１直筒部の上流側に配置されるように設置
   してある脱臭装置。