TWI626404B - 觸媒式蓄熱燃燒裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之目的係提供一觸媒式蓄熱燃燒裝置，其不使觸媒過熱、維護作業容易且可用低運轉成本進行運轉。

本發明之觸媒式蓄熱燃燒裝置1，係燃燒排放氣體中之可燃性有害成分以淨化排放氣體者，該觸媒式蓄熱燃燒裝置係具有：複數個蓄熱淨化室10、20，係於內部依序排列配置有可供排放氣體通過之蓄熱體11、21、以及使可燃性有害成分燃燒之觸媒12、22；加熱室30，係具有加熱排放氣體之加熱部31’，並於各蓄熱淨化室之觸媒的配置側與複數個蓄熱淨化室間之各者連接；及氣流切換手段40，係連接於複數個蓄熱淨化室之蓄熱體的配置側，並以選擇性地供給排放氣體至複數個蓄熱淨化室之一者的方式，切換排放氣體之流通；加熱部係配置於來自加熱部之輻射不會到達觸媒之位置。

Description

觸媒式蓄熱燃燒裝置

概括而論，本發明係關於觸媒式蓄熱燃燒裝置，具體而言，係關於一種觸媒式蓄熱燃燒裝置，其將排放氣體中所含之可燃性有害成分以藉由觸媒燃燒所進行之處理使其無害化，同時回收已處理之排放氣體的熱能而利用於未處理排放氣體的預備加熱。

排放氣體由各種生產設備及處理設備排出，內含有害成分或揮發性有機化合物等可燃性有害成分，從防止公害的觀點而言，不能將之排放到大氣中。因此在目前，此種排放氣體會經由排氣處理裝置使其無害化後才排放到大氣中。

作為此種排氣處理裝置，目前已被有提出一種蓄熱燃燒裝置，其將存放蓄熱材的蓄熱室與燃燒室連接，利用使可燃性有害成分燃燒後之高溫的已處理氣體將蓄熱材加熱，在將未處理的排放氣體引導至燃燒室內之前，利用加熱過的蓄熱材對排放氣體進行預備加熱，以降低運轉成本(例如專利文獻1)。

此外，亦有提出一種在分解可燃性有害成分的觸媒和蓄熱體之間設置有加熱手段的觸媒式蓄熱燃燒裝置(例如專利文獻2)。

利用此種方式，由於可發揮可經由蓄熱體對未處理之排放氣體進行預備加熱之蓄熱燃燒裝置的優點，並且可藉由觸媒燃燒而在較低的溫度區域分解可燃性有害成分，故可大幅降低運轉成本。

然而，在上述專利文獻2之觸媒式蓄熱燃燒裝置中，由於加熱手段與觸媒相對向設置，使觸媒因來自加熱手段的輻射熱而過熱並加速劣化，故觸媒必須頻繁地更換，造成運轉成本上升的問題。此外，由於加熱手段與觸媒相對向設置，而有在每次更換劣化的觸媒時必須取下加熱手段的問題。

為了解決此種問題，目前已提出在觸媒的加熱室側設置第二個蓄熱層的燃燒裝置(例如專利文獻3)、以及在外部設置熱風產生裝置，利用熱風供應導管連接該熱風產生裝置和加熱室，藉此防止來自加熱手段的輻射熱造成觸媒過熱的燃燒裝置(例如專利文獻4)。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開平第5-332523號公報

專利文獻2：日本特開平第5-66005號公報

專利文獻3：日本特開平第9-262437號公報

專利文獻4：日本特開平第9-253449號公報

然而，如專利文獻3所示，於在觸媒的加熱室側設置第二個蓄熱層的燃燒裝置中，會有因為第二個蓄熱層的阻力使得壓力損失增加，且送風機等之電力消耗量增加，並且運轉成本上升的問題。另外，每次更換觸媒時必須取下第二個蓄熱層，亦有維護不易的問題。此外，若為了容易維護，而在觸媒與第二個蓄熱層之間保留設置用以取出觸媒的空間時，會有燃燒裝置大型化的問題點。

另一方面，在如專利文獻4所示般，設置另一熱風產生裝置，並用導管連接該熱風產生裝置與加熱室之燃燒裝置中，必須附加連接熱風產生裝置與加熱室之導管與風門(damper)。此外，由於專利文獻4之燃燒裝置係利用熱風間接加熱排放氣體的方式，故會有因加熱用的熱風造成蓄熱燃燒裝置內的氣體流量增加、裝置的壓力損失增加，且運轉成本上升的問題點，及為了保持低壓力損失，必須使裝置大型化的問題。

本發明的係有鑑於此種問題而研創者，其目的在於提供一種不使觸媒過熱、維護作業容易且可用低運轉成本運轉之觸媒式蓄熱燃燒裝置。

根據本發明，係提供一種觸媒式蓄熱燃燒裝置，該觸媒式蓄熱燃燒裝置係燃燒排放氣體中之可燃性 有害成分以淨化排放氣體者，該觸媒式蓄熱燃燒裝置係具有：複數個蓄熱淨化室，係於內部依序排列配置有可供排放氣體通過之蓄熱體，以及使前述可燃性有害成分燃燒之觸媒；加熱室，係具有加熱前述排放氣體之加熱部，並於前述各蓄熱淨化室之前述觸媒的配置側與前述複數個蓄熱淨化室間之各者連接；氣流切換手段，係連接於前述複數個蓄熱淨化室之前述蓄熱體的配置側，並以選擇性地供給前述排放氣體至前述複數個蓄熱淨化室之一者的方式，切換前述排放氣體之流通；前述加熱部配置於來自該加熱部之輻射不會到達前述觸媒之位置。

此外，本發明中，排放氣體所含之可燃性有害成分係指，例如，甲苯、乙酸乙酯等可燃性有害成分或是揮發性有機化合物等。

根據此種構成，由於觸媒配置於來自加熱室之加熱部的輻射不會到達的位置，故不會因為來自加熱部的輻射熱而發生過熱。因此，可延長觸媒壽命並減少更換次數，降低運轉成本。

根據本發明之其他較佳態樣，前述加熱室係配置成，於前述蓄熱體與前述觸媒之排列方向中與前述觸媒有偏移。

根據此種構成，可將觸媒配置在可確實屏 蔽加熱部之輻射的位置之同時，可使燃燒裝置小型化。

根據本發明之其他較佳樣態，係在前述觸媒與前述加熱室之間設有第1溫度測量手段，依據前述第1溫度測量手段之量測結果而控制前述加熱部之動作。

根據此種構成，由於量測了通過觸媒後之排放氣體的溫度、以及供給至觸媒之排放氣體的溫度，故可正確地進行加熱室的溫度控制。另外，由於可防止加熱室內之過度加熱，故可抑制運轉成本。

根據本發明之其他較佳樣態，係在前述觸媒與前述蓄熱體之間設有第2溫度測量手段，依據該第2溫度測量手段之量測結果，使前述氣流切換手段動作。

根據此種構成，可依據第2溫度測量手段所量測之排放氣體的溫度，於適當的時機進行排放氣體的流向之切換控制。

根據本發明之其他較佳樣態，前述氣流切換手段係於被供給前述排放氣體之蓄熱淨化室所設置之第2溫度測量手段所量測的溫度，降至比該排放氣體中所含之可燃性有害成分藉由前述觸媒開始燃燒之開始燃燒溫度高之溫度為止時，切換前述排放氣體之流向。

依據本發明，可提供一種觸媒式燃燒裝置，其不使觸媒過熱、維護作業容易且可用低運轉成本運轉。

1‧‧‧觸媒式蓄熱燃燒裝置

10、20‧‧‧蓄熱淨化室

10a、17‧‧‧隔牆

11、21、31‧‧‧蓄熱體

12、22、32‧‧‧觸媒層

13、23、33‧‧‧連接導管

14、24‧‧‧連接口

15、25、35‧‧‧第1溫度測量手段

16、26、36‧‧‧第2溫度測量手段

30‧‧‧加熱室

30a、33‧‧‧水平隔牆

30b‧‧‧上方區域

30c‧‧‧下方區域

30d‧‧‧垂直隔牆

30e‧‧‧上方隔區

30f‧‧‧管構件

31‧‧‧電加熱器

31’‧‧‧發熱部(加熱部)

32‧‧‧流路部

40‧‧‧四通閥(氣流切換手段)

41‧‧‧未處理氣體供氣導管

42‧‧‧排氣導管

h‧‧‧加熱元件

第1圖係顯示本發明較佳實施形態之觸媒式蓄熱燃燒裝置之構造的示意性斜視圖。

第2圖係第1圖之觸媒式蓄熱燃燒裝置的剖面圖，(A)為觸媒式蓄熱燃燒裝置之前後方向的縱剖面，(B)為左右方向的縱剖面圖。

第3圖(A)及(B)係說明第1圖之觸媒式蓄熱燃燒裝置中排放氣體的氣流方向之切換的圖。

第4圖係用以說明第1圖之觸媒式蓄熱燃燒裝置的動作之時間圖。

第5圖為第1圖之觸媒式蓄熱燃燒裝置的加熱室之變更例的圖式，(A)為一變形例左右方向之縱剖面圖，(B)為另一變形例左右方向之縱剖面圖，(C)為又一變形例之剖面圖。

第6圖為本發明之觸媒式蓄熱燃燒裝置的其他實施態樣之觸媒式蓄熱燃燒裝置的前後方向之縱剖面圖。

第7圖為本發明之觸媒式蓄熱燃燒裝置的另外的實施態樣之觸媒式蓄熱燃燒裝置的圖式，(A)為又一其他實施態樣之觸媒式蓄熱燃燒裝置的示意性斜視圖，(B)為左右方向的示意性縱剖面圖。

第8圖為本發明之觸媒式蓄熱燃燒裝置的又另一實施態樣的觸媒式蓄熱燃燒裝置的圖式，(A)為又另一實施態樣之觸媒式蓄熱燃燒裝置的示意性斜視圖，(B)為左右方向的示意性縱剖面圖。

以下，參照本發明的較佳實施形態之觸媒式蓄熱燃燒裝置1的圖式說明。

觸媒式蓄熱燃燒裝置1為燃燒排放氣體中的可燃性有害成分，淨化排放氣體之觸媒式蓄熱燃燒裝置。本說明書內，排放氣體係指從各種生產設備或處理設備所排放，含有有害成分或揮發性有機化合物等可燃性有害成分之氣體。此外，排放氣體所包含的可燃性有害成分係指甲苯、乙酸乙酯等可燃性有害成分或揮發性有機化合物。

第1圖為本發明的較佳實施形態之觸媒式蓄熱燃燒裝置1的示意性斜視圖。第2圖為顯示觸媒式蓄熱燃燒裝置1內部構造的示意性縱剖面圖。

如第1圖及第2圖所示，觸媒式蓄熱燃燒裝置1係具備：用以燃燒排放氣體所含之可燃性有害成分而淨化排放氣體的兩個蓄熱淨化室10、20、以及用以加熱排放氣體之加熱室30。

兩個蓄熱淨化室10、20為以並列配置的狀態形成一體，藉由設置於中央的隔牆10a分隔為蓄熱淨化室10、20。另外，蓄熱淨化室10、20也可為各自分離之構造。

各蓄熱淨化室10、20內部配置有蓄熱體11、21以及觸媒層12、22。

蓄熱體11、21係在從蓄熱淨化室10、20的底部往上方隔開達預定距離的狀態下，配置於蓄熱淨化室10、20的下方區域。亦即，在蓄熱體11、21之下方形 成有空間部。

蓄熱體11、21係使用，在使用溫度條件下具有充分的熱交換能力之蓄熱材。具體而言，使用沙、陶瓷、金屬等各種材料作為蓄熱材。此外，蓄熱材的形狀亦形成為多孔介質材料、蜂窩狀、顆粒狀體等排放氣體可流通之形狀。

本實施形態中，係將如上述般的蓄熱材在內部可讓排放氣體流通的狀態下收納於容器而成者作為蓄熱體11、21。

根據此種構造，若已處理(燃燒後)之高溫狀態的排放氣體通過低溫之蓄熱體11、21的內部時，則熱會從高溫之排放氣體傳導至低溫之蓄熱材，將蓄熱材加熱。另一方面，若低溫之未處理的排放氣體通過呈高溫狀態之蓄熱體11、21的內部時，則熱會從高溫之蓄熱材傳導至未處理的排放氣體，將排放氣體預備加熱。

如第1圖及第2圖所示，觸媒層12、22係配置在從蓄熱體11、21往上方隔開達預定的間隔，並從蓄熱淨化室10、20的頂端部分往下隔開達預定的間隔之位置。亦即，本實施形態之觸媒式蓄熱燃燒裝置1中，係在蓄熱體11、21與觸媒層12、22之間、以及在觸媒層12、22與蓄熱淨化室10、20的頂端部分之間各自形成有空間部。且本實施形態之觸媒式蓄熱燃燒裝置1中，蓄熱體11、21及觸媒層12、22係各自依序配置。

觸媒層12、22，係將可使排放氣體中所含 之可燃性有害成分燃燒並分解的觸媒保持於容器內進行配置而作為觸媒層12、22。

被保持於觸媒層12、22內之觸媒係可分解未處理之排放氣體所包含的可燃性有害成分者，可使用包含貴金屬、卑金屬氧化物等眾所皆知的觸媒。另外，觸媒的形狀係形成為多孔介質、蜂窩狀、顆粒狀體等可讓排放氣體於觸媒層內部流通之形狀，觸媒層12、22係形成為內部可讓排放氣體通過的構造。

蓄熱淨化室10、20的下方部分連接有對蓄熱淨化室10、20內進行導入/排出排放氣體的連接導管13、23。如第1圖所示，連接導管13、23係以於蓄熱體11、21的下方(亦即，配置有蓄熱體之側)與蓄熱淨化室10、20連通的方式配置。因此，連接導管13、23係將排放氣體導入至蓄熱體11、21的下方空間，或從蓄熱體11、21的下方空間排出已處理的排放氣體。

如第3圖所示，連接導管13、23分別連接於四通閥40(氣流切換手段)的兩個連接部位。四通閥40其他的連接部位分別連接於：供氣導管41，其供給未處理之排放氣體至觸媒式蓄熱燃燒裝置1；及排氣導管42，其從觸媒式蓄熱燃燒裝置1排出未處理之排放氣體。

由於使用四通閥40作為氣流切換手段，故可利用一個切換閥改變排放氣體之流向，並可使觸媒式蓄熱燃燒裝置的構造成為簡單的構造。

然而，也可使用其他的閥作為氣流切換手段，例如： 蝴蝶式開關閥、提動式的開關閥、三通閥等。

此外，即便本實施形態採用了使用壓縮空氣之氣動缸(aircylinder)方式，來作為氣流切換手段的驅動方法，但也可採用油壓缸、電動缸等驅動方法

各蓄熱淨化室10、20之觸媒層12、22的上方空間，係以經由連接口14、24與加熱室30之內部連通的方式而連接至加熱室30。

加熱室30係鄰接配置於各蓄熱淨化室10、20的背面側。因此，本實施形態之觸媒式蓄熱燃燒裝置1中，自俯視角度來看，加熱室30係以不與朝上下方向整齊排列配置之蓄熱體11、21及觸媒層12、22重疊(朝側面方向偏移)之狀態配置。亦即，本實施形態之觸媒式蓄熱燃燒裝置1中，加熱室30於蓄熱體11、21與觸媒層12、22的排列方向中，亦即於垂直方向中，係以與觸媒層12、22有偏移的位置關係來配置。

如第2圖所示，加熱室30係具有與蓄熱淨化室10、20大致相等的高度，其藉由配置於上方之水平隔牆30a而分割出上方區域30b以及下方區域30c。另外，上方區域30b係藉由垂直隔牆30d而分割出對應於各蓄熱淨化室10、20之上方隔區30e、30e。

於構成各上方隔區30e、30e的底部之水平隔牆30a係形成有開口，此開口與筒狀的管構件30f的上端連接。管構件30f的下端終止於加熱室30之下方區域30c內。因此，加熱室30之兩上方隔區30e、30e係藉由管構 件30f而與下方區域30c連通。

加熱室30之內部配置有屬於加熱部之電加熱器31。電加熱器31係用以將被導入的排放氣體於觸媒層12、22中加熱至可燃燒可燃性有害成分之溫度加熱裝置，其藉由從加熱室30之頂端插入內部，而安裝於加熱室30。

各電加熱器31係具備前端側部分配置於管構件30f內的三支細長的加熱元件h。本實施形態之電加熱器31中，加熱元件h中之配置於管構件30f內的前端側部分，係產生輻射熱的發熱部(加熱部)31’。因此，在本實施形態之觸媒式蓄熱燃燒裝置1中，產生輻射熱之發熱部31’係配置於管構件30f內。根據此種構成，來自發熱部31’的輻射不會到達蓄熱淨化室10、20內的觸媒。

加熱室30係構成為，排放氣體以比在蓄熱淨化室10、20內的流速還快之預定的流速與電加熱器31接觸。此處，預定的流速為可防止局部加熱排放氣體並進行平均加熱之流速。

本實施形態中，係藉由流路部32來加快排放氣體之流速，並達到上述預定之流速，該流路部32為電加熱器31之細長的發熱部31’與其周圍配置的管構件30f之間的細長空間。

另外，於各蓄熱淨化室10、20內，觸媒層12、22與蓄熱淨化室10、20的頂端之間的空間，係分別設有第1溫度測量手段15、25。

此第1溫度測量手段15、25係由熱電偶等所構成，為了進行加熱室30的電加熱器31的動作控制而量測觸媒層12、22與蓄熱淨化室10、20之頂端之間的空間內的溫度。

此外，於各蓄熱淨化室10、20內，係在蓄熱體11、21與觸媒層12、22之間的空間分別設有第2溫度測量手段16、26。

此第2溫度測量手段16、26也由熱電偶等所構成，為了進行藉由氣流切換手段之上述各蓄熱淨化室中排放氣體的流向之切換控制，而量測蓄熱體11、21與觸媒層12、22之間的空間內的溫度。

此外，觸媒式蓄熱燃燒裝置1係具備有包含個人電腦之控制裝置(未圖示)。此控制裝置係控制觸媒式蓄熱燃燒裝置1整體的動作，例如：根據第1溫度測量手段15、25所量測之量測溫度所進行之加熱室30的電加熱器31之控制；根據第2溫度測量手段16、26所量測之量測溫度所進行之排放氣體之流向的切換控制。

下面說明使用了觸媒式蓄熱燃燒裝置1之排放氣體處理方法。

本實施形態之觸媒式蓄熱燃燒裝置1中設定有：加熱目標溫度T1，係為了使排放氣體在加熱室加熱到可使可燃性有害成分於觸媒層12、22內被完全燃燒之溫度所必須的加熱室30內之目標溫度；藉由四通閥40切換氣流方向之氣流切換溫度T2；及在觸媒層12、22中藉由觸媒使可燃性有害成分開始燃燒之開始燃燒溫度T3。

在觸媒式蓄熱燃燒裝置1啟動時，先啟動送風機(未圖示)將排放氣體導入蓄熱淨化室10、20，並設定四通閥40為將大氣或未處理的排放氣體導入一方之蓄熱淨化室10之方向。

接著，使加熱室30之電加熱器31動作。在觸媒式蓄熱燃燒裝置1中，係依各預定時間切換四通閥40，將蓄熱體11、21加熱直到完成啟動為止，亦即依據第1溫度測量手段15、25所量測之量測溫度而判斷加熱室30內已達加熱目標溫度T1為止。

關於完成啟動後所執行之排放氣體處理步驟，係依第4圖的時間圖做說明。

時間點ts點為排放氣體處理步驟的始點。首先，使四通閥動作，如第3圖(A)所示，將從未圖示之排放氣體排放源所供給的含可燃性有害成分之未處理的排放氣體，從未處理氣體供氣導管41經由連接導管13，導入一方之蓄熱淨化室10下方的空間部(蓄熱體11下方的空間部)。

導入蓄熱淨化室10下部空間之未處理的排放氣體，係通過蓄熱體11、觸媒層12而供給至加熱室30。由於蓄熱體11被加熱至預定溫度，故當未處理之排放氣體通過蓄熱體11時，會被蓄熱體11加熱。因此，排放氣體通過觸媒層12時，至少一部分的可燃性有害成分被燃燒。

若持續供給未處理之排放氣體至蓄熱體11，則蓄熱體11的溫度會因與排放氣體的熱交換而下降。由於本實施形態中，係在配置於蓄熱體11與觸媒層12之間的 第2溫度測量手段16所量測到的排放氣體溫度T2a(亦即，經由蓄熱體11加熱後之排放氣體的溫度)為氣流切換溫度T2(例如200℃)以上的溫度時，將排放氣體導入蓄熱淨化室10下方的空間部，使其通過蓄熱體11與觸媒層12，並在其通過觸媒層12時將觸媒層12之溫度保持在高於開始燃燒溫度T3的溫度，故排放氣體中之至少一部分的可燃性有害成分被燃燒。

按此方式通過觸媒層12之排放氣體，會被導入至對應到蓄熱淨化室10的加熱室30之上方隔區30e。被導入此上方隔區30e之排放氣體，首先會在形成於上方隔區30e之下方的流路部32內，以預定的流速，一邊接觸配置於流路部32內的發熱部31’一邊流向下方。接著，流入加熱室30的下方區域30c。

流入下方區域30c的排放氣體，係接著在形成於對應到另一方之蓄熱淨化室20的加熱室30之上方隔區30e下方的流路部32內，以預定的流速，一邊接觸配置於流路部32內的發熱部31’一邊流向上方，並流入對應蓄熱淨化室20的加熱室30的上方隔區30e。

排放氣體在流經流路部32時會被發熱部31’加熱到使可燃性有害成分於觸媒層內被完全地分解的溫度為止。

流路部32內之排放氣體之流速較佳係設定為：平均地加熱排防氣體，防止排防氣體局部加熱，同時避免讓壓力損失變大。例如設定在5~30m/s左右。在此速度範圍中，由於排放氣體以相對高速通過電加熱器31的發 熱部31’之表層附近，故不會使得發熱部31’的表面溫度大幅上升超過設定溫度，因此可延長電加熱器31的壽命。

電加熱器31的輸出係以使加熱室30下游測的第1溫度測量手段25所量測到之溫度T1b成為加熱目標溫度T1的方式進行輸出控制。

於加熱室30加熱後的排放氣體係在通過蓄熱淨化室20的觸媒層22時，其可燃性有害成分會被燃燒並淨化。

在觸媒層22中被分解(燃燒)可燃性有害成分後之高溫的排放氣體係通過蓄熱體21。此時，在蓄熱體21和高溫的排放氣體之間會進行熱交換，使蓄熱體21被加熱。通過蓄熱體21之已處理之排放氣體，係從連接導管23經由四通閥40以及排氣導管42而排放至系統外。

若繼續進行處理，則會由於與排放氣體的熱交換而導致蓄熱體11的溫度降低，且無法充分地加熱未處理之排放氣體。因此，可切換排放氣體之流向，以有效利用蓄積於蓄熱體11、21之廢熱。

氣體流向的切換時機係依據加熱室30上游側的第2溫度測量手段16所量測的排放氣體溫度所決定。亦即，在本實施形態之蓄熱式排氣淨化裝置1中，當控制裝置(未圖示)判斷第2溫度測量手段16所量測的排放氣體溫度T2a低於氣流切換溫度T2時，係使四通閥40動作，如第3圖(B)所示般，將未處理之排放氣體供給至蓄熱淨化室20，並切換排放氣體的流向，以便讓已處理的排放氣體 從蓄熱淨化室10排出。

藉由此切換，未處理之排放氣體被送入蓄熱淨化室20，由蓄熱淨化室20內之高溫的蓄熱體21進行預備加熱後，通過觸媒層22而被送入加熱室30內做更進一步的加熱。經預備加熱後之排放氣體係通過觸媒層22，使至少一部分的可燃性有害成分被燃燒。

電加熱器31係被控制為：使加熱室30下游測之第1溫度測量手段15所量測到的溫度T1a成為加熱目標溫度T1。

在加熱室30內更進一步被加熱之排放氣體，係被送入蓄熱淨化室10，並於觸媒層12分解可燃性有害物質。

已於觸媒層12中分解可燃性有害成分之已處理的排放氣體係通過蓄熱體11。此時，會在蓄熱體11與已處理的排放氣體之間進行熱交換而加熱蓄熱體11。

通過蓄熱體11之已處理的排放氣體，係從連接導管13經由四通閥40、排氣導管42而排放到系統外。

氣流方向的切換時機係依據加熱室30上游側的第2溫度測量手段26所量測的排放氣體溫度所決定。在本實施形態之觸媒式蓄熱燃燒裝置1中，當控制裝置判斷第2溫度測量手段26所量測的排放氣體溫度T2b低於氣流切換溫度T2時，係使四通閥40動作，如第3圖(A)所示般，切換排放氣體的流向。

此後，藉由同樣地交互地切換氣流方向， 使未處理之排放氣體交互地流入蓄熱淨化室10、20，一邊將蓄積於蓄熱體11、21之熱利用於未處理之排放氣體的預備加熱，一邊進行可燃性有害成分的分解處理。

上述實施形態中，電加熱器31的輸出控制係依據第1溫度測量手段15、25之在排放氣體之流向中位於加熱室30下游側之第1溫度測量手段15、25所量測到之排放氣體溫度來進行。

根據此種構成，可使電加熱器31的輸出僅減少排放氣體藉由在排放氣體之流向中位於加熱室30上游側之觸媒層中之可燃性有害成分之燃燒熱而被加熱的量，並可降低運轉成本。

另外，即便未處理之排放氣體中所含之可燃性有害成分的濃度有變動，也不會受到大的影響，並可在適當的時機進行排放氣體之流向的切換控制。

此外，藉由在排放氣體之流向中位於加熱室30上游側之觸媒層12、22中之可燃性有害成分之燃燒熱來預備加熱排放氣體，且由加熱室30上游側的第1溫度測量手段15、25所量測之排放氣體溫度T1a、T1b超過加熱目標溫度T1時，係可藉由即時控制電加熱器31的輸出為零而防止電加熱器31造成之過度加熱，並可降低運轉成本。

根據上述本實施形態之觸媒式蓄熱燃燒裝置1，由於加熱室30之發熱部31’係配置在不會受輻射加熱觸媒層12、22之位置，所以觸媒層12、22不會因輻射 熱而產生過熱。藉此，可延長觸媒壽命，降低更換頻率，並降低觸媒式蓄熱燃燒裝置的運轉成本。

另外，由於加熱部並非配置於觸媒層之上方，所以更換觸媒層12、22很容易，簡化了觸媒式蓄熱燃燒裝置之維護。

本實施形態中，加熱室30係隔著具有隔熱材料之隔牆17而與蓄熱淨化室10、20鄰接配置，並在與排列有蓄熱體11、21和觸媒層12、22之方向大略正交之方向與蓄熱淨化室10、20相連接。因此，可將觸媒層12、22配置在不會承受到來自電加熱器31的發熱部31’之輻射熱之位置，另外，還可使觸媒式蓄熱燃燒裝置1小型化。

根據上述本實施形態之觸媒式蓄熱燃燒裝置1，由於可依據第1溫度測量手段15、25所量測出之排放氣體溫度T1a、T1b，以成為用以將排放氣體加熱至使排放氣體之可燃性有害成分可於觸媒層12、22中完全燃燒的溫度之方式，進行電加熱器31之輸出控制，因此，抑制了電加熱器31電力過度消耗之情形。

另外，本實施形態中，係依據氣流切換溫度T2，以及排放氣體溫度T2a、T2b來使四通閥40動作，以切換氣體流向，該氣流切換溫度T2係設定為比於觸媒層12、22中藉由觸媒而使可燃性有害成分開始燃燒之開始燃燒溫度T3還高，該等排放氣體溫度T2a、T2b係第2溫度測量手段16、26所量測之排放氣體溫度。

具體而言，若藉由四通閥40的動作，使得 未處理的排放氣體經由連接導管13而流入一方之蓄熱體11，則蓄熱體11之熱會因未處理之排放氣體而被奪取，且蓄熱體11與觸媒層12之間之空間的排放氣體溫度T2a會下降。若排放氣體溫度T2a降低至切換溫度T2，則會切換四通閥40，使未處理之排放氣體流入另一方之蓄熱體12。結果，目前為止讓未處理氣體流入之一方之蓄熱體11、以及觸媒層12便成為加熱室30之下游側，且觸媒燃燒後之高溫氣體係流入蓄熱體11與觸媒層12之間之空間，而此區域之排放氣體溫度T2a自氣體切換溫度T2上升並恆常保持在切換溫度T2以上。

如上所述，本實施形態中，係藉由如上述之四通閥40的切換，使得蓄熱體與觸媒層之間之空間溫度的排放氣體溫度T2a可恆常維持在可燃性有害成分之開始燃燒溫度以上的溫度，且可抑制配置在加熱室30內之加熱器的動作，並降低消耗能量。

根據上述實施形態之蓄熱式排氣淨化裝置1，未處理之排放氣體之溫度，係在通過排放氣體流向中位於加熱室上游側之蓄熱體11、21時被加熱至可燃性有害成分之開始燃燒溫度T3以上，故在通過加熱室30上游側之觸媒層12、22時也可燃燒至少一部份的可燃性有害成分。

此後，可藉由在加熱室30做更進一步的加熱，以使得已燃燒至少一部份可燃性有害成分的排放氣體藉由下游側之觸媒燃燒其可燃性有害成分並完全分解。

上述蓄熱式排氣淨化裝置1中，由於使用電 加熱器31作為加熱部，因而不需要燃料配管或燃燒空氣用之送風機等，故可成為簡單的構造。

本發明不限於上述實施形態，可在專利請求範圍所記載事項之範圍內進行各種變更或變形。

另外，加熱室可採用：電加熱器被配置在不會因發熱部所產生之輻射而加熱觸媒層之位置的其他各種構造。

電加熱器的數量、在加熱室內之配置位置係可任意地設定。

上述實施形態中，雖使用電加熱器作為加熱室30之加熱部，但也可採用其他加熱手段，例如燃燒器等。

上述實施形態中，雖使用兩個管材以於加熱室30內形成流路部32，但只要能讓排放氣體的流速成為預定的流速，則也可以是其他構造。

例如，亦可為屬於加熱室30之其他實施形態左右方向之縱剖面圖的第5圖(A)所示之構成。在該構成中，係將與上述實施形態中之管材部分30f相當，且朝下方延伸之左右的垂下部分之下端予以連接，在加熱室30之下方形成U型區域，並將此U型的下方區域內之空間作為流路部。此處，在第5圖(A)之構成中，係僅於U型之下方區域的左側之垂下部分配置有發熱部(加熱部)31’。然而，也可以是將電加熱器31僅配置於右側之垂下部分之構成、或設置於左右兩側之垂下部分之構成。

在該等構成中，加熱室30的發熱部(加熱部)31’也配置在不會使觸媒層12、22受輻射而加熱之位置。

另外，如屬於加熱室30之另一實施形態左右方向之縱剖面圖之第5圖(B)所示，可採用由水平隔牆33區隔流路部32之構成。隔牆33係相當於第1圖之實施形態的水平隔牆30a之構成元件。

如第5圖(B)所示，在該構成中，係藉由形成於水平隔牆33左右的前端側之開口部，連通加熱室30之上方隔區30e與下方區域30c。接著，對於由水平隔牆33而區劃出上方側之下方區域30c的內部空間，將發熱部(加熱部)31’從加熱室30的側面插入下方區域30c(流路部32)，並將此內部空間作為流路部32。

在此構成中，加熱室30的發熱部(加熱部)31’也配置在不會使觸媒層12、22受輻射而加熱之位置。

另外，如屬於加熱室30之另一實施形態左右方向之縱剖面圖之第5圖(C)所示，亦可為變更發熱部(加熱部)31’之插入方向之構成。第5圖(C)所示之架構中，發熱部(加熱部)31’係從加熱室30之底部插入下方區域30c(流路部32)。

在此構成中，加熱室30的發熱部(加熱部)31’也配置在不會使觸媒層12、22受輻射而加熱之位置。

又，加熱室亦可非為藉由隔牆與蓄熱淨化室10、20分隔的構成，而如第6圖所示般為與蓄熱淨化室10、20隔開而配置，藉由連接導管18等而分別與蓄熱淨 化室10、20連接之構成。

此外，如第7圖所示，也可為加熱室30隔著隔牆17而配置在蓄熱淨化室10和蓄熱淨化室20之間的構成。

另外，也可為下述構成：在控制裝置中預先設定最短切換時間t1與最長切換時間t2，藉由組合該等t1、t2以及第2溫度測量手段16、26所量測之排放氣體溫度，來控制四通閥40之構成。

此處之最短切換時間t1係指，即使由第2溫度測量手段16、26所量測之排放氣體溫度低於氣流切換溫度T2，在超過t1以前不讓四通閥40動作之時間。

另外，最長切換時間t2係指，即使由第2溫度測量手段16、26所量測之排放氣體溫度未低於氣流切換溫度T2，在超過t2時就會讓四通閥40動作之時間。

上述t1、t2被利用在：欲處理之未處理氣體的量有變動，或是未處理氣體中所含之可燃性有害成分的量有變動之時。

例如，當流入裝置之未處理之排放氣體的量減少(例如成為標準處理量的二分之一)時，供給未處理的排放氣體側之蓄熱體11與觸媒層12之間之空間的排放氣體溫度T2a的下降速度會減緩。因此，用以使蓄熱體11與觸媒層12之間之空間的排放氣體溫度T2a降至切換溫度T2所需之時間就會變長。另一方面，從相反側(排出測)之蓄熱體排出之已處理排放氣體的溫度會隨著時間經過而上升。結 果，排出側的排放氣體通路等之溫度會過度上升，而有可能發生不良狀況。因此，當有排放氣體的流入量減少等狀況時，係以最長切換時t2為上限，強制使四通閥動作以切換排放氣體的流入方向。

又，未處理氣體中所含之可燃性有害成分的濃度增加時，加熱室下游側之蓄熱體與觸媒層間之空間的排放氣體溫度T2a會上升，而在接下來供給未處理氣體時，使得此部分之排放氣體溫度T2a降至切換溫度T2為止所需之時間變長，所以進行同樣的處理。

反之，若蓄熱體與觸媒層之間之空間的排放氣體溫度T2a降至切換溫度T2為止所需之時間變短，則四通閥在預定時間(例如一小時)內動作的次數便增加。此處，在備有兩個蓄熱淨化室之構成中，會有以下狀況：位於加熱室上游側之蓄熱體的內部、此蓄熱體之下方空間、以及連接此蓄熱體之下方空間與切換閥之導管內部之未處理的排放氣體因四通閥的切換而逆流至供排放已處理的氣體到大氣之導管，未經處理就被排到大氣中。

另外，四通閥動作之極短的時間內，也會有以下狀況：用以供給未處理的排放氣體之導管與排放已處理之氣體到大氣之導管經由四通閥連通，且用以供給排放氣體之導管中的未處理之排放氣體通過排放用導管而被排放到大氣中。

因此，在預定時間內若四通閥多次動作，則可燃性有害成分的去除率會下降，無法得到所期望的去除性能。因 此，設定最短切換時間t2為下限，限制每一預定時間內之四通閥之動作次數，以抑制可燃性有害成分之去除率降低。

此外，上述實施形態之觸媒式蓄熱燃燒裝置1雖為具有兩個蓄熱淨化室10、20之構成，惟本發明也可為具有三室以上之蓄熱淨化室之構成。例如，如第8圖所示，可為再具備有與蓄熱淨化室10、20同樣構造的蓄熱淨化室30之構成。在第8圖中，31係蓄熱體，32係觸媒層，33係連接導管，35係第1溫度測量手段，36係第2溫度測量手段。

另外，在三個蓄熱室的構成中，由於排放氣體的淨化處理係將三個蓄熱室中之兩個蓄熱室依序切換使用，所以設有三個氣流切換手段40。

第8圖(B)係顯示供給未處理的排放氣體至蓄熱室10，並從蓄熱室20排出已處理的排放氣體之狀態。加熱室30的電加熱器31之控制、以及氣流方向之切換等控制，係依據第1溫度測量手段與第2溫度測量手段所量測之排放氣體溫度來進行，與蓄熱室為兩室時相同。

此實施形態中，係接續第8圖(B)的狀態，供給未處理之排放氣體至蓄熱室20，並將排放氣體的流向切換為從蓄熱室30排出已處理之排放氣體之狀態，接著，供給未處理之排放氣體至蓄熱室30，並切換為從蓄熱室10排出已處理之排放氣體之狀態。之後，回到第8圖(B)的狀態，然後再進行同樣的切換。

Claims (5)

1. 一種觸媒式蓄熱燃燒裝置，係燃燒排放氣體中之可燃性有害成分以淨化排放氣體者，該觸媒式蓄熱燃燒裝置係具有：複數個蓄熱淨化室，係於內部依序排列而配置有可供排放氣體通過之蓄熱體、以及使前述可燃性有害成分燃燒之觸媒；加熱室，係具有加熱前述排放氣體之加熱部，並於前述各蓄熱淨化室之前述觸媒的配置側與前述複數個蓄熱淨化室間之各者連接，該加熱室係以和前述蓄熱淨化室、前述蓄熱體與觸媒的排列方向有偏移的位置關係來配置，並藉由具有隔熱材料之隔牆而與前述蓄熱淨化室隔開，藉由水平隔牆而分割出與前述蓄熱淨化室連通的上方區域以及下方區域，且將前述加熱部配置在配置於前述下方區域的管構件內；及氣流切換手段，係連接於前述複數個蓄熱淨化室之前述蓄熱體的配置側，並以選擇性地供給前述排放氣體至前述複數個蓄熱淨化室之一者的方式，切換前述排放氣體之流通；前述加熱部係配置於來自該加熱部之輻射不會到達前述觸媒之位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸媒式蓄熱燃燒裝置，其中，前述加熱室係配置成，於前述蓄熱體與前述觸媒之排列方向中與前述觸媒有偏移。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之觸媒式蓄熱燃燒裝置，其中，在前述觸媒與前述加熱室之間設有第1溫度測量手段，依據前述第1溫度測量手段之量測結果而控制前述加熱部之動作。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之觸媒式蓄熱燃燒裝置，其中，在前述觸媒與前述蓄熱體之間設有第2溫度測量手段，依據該第2溫度測量手段之量測結果，使前述氣流切換手段動作。
5. 如申請專利範圍第4項所述之觸媒式蓄熱燃燒裝置，其中，前述氣流切換手段係於被供給前述排放氣體之蓄熱淨化室所設置之第2溫度測量手段所量測的溫度，降至比該排放氣體中所含之可燃性有害成分藉由前述觸媒開始燃燒之開始燃燒溫度高之溫度為止時，切換前述排放氣體之流向。