JPH0557147A - 有害ガス加熱浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エネルギーロスが小さく、簡単な構造のＣ
Ｏ，ＨＣなどの有害ガス加熱浄化装置を提供する。 【構成】 閉じられた他端で互いに連通し、加熱装置１
０を有する２室からなる浄化装置本体７の２室の開口部
４，５が同一面上にあり、１つの駆動系で制御されるダ
ンパーにより排ガスの入り口または出口として交互に交
換でき、開口端から加熱装置１０への排ガス流路の途中
にそれぞれ耐腐食性の蓄熱体６が配置されている。排ガ
スは一方の蓄熱体６から熱をもらい加熱，浄化されたも
う一方の蓄熱体６で熱を奪われ冷却され排出される。一
定時間毎にダンパーを移動し排ガスの流れを逆転するこ
とによりそれぞれの蓄熱体は加熱または冷却の働きを交
互に行う。この構成により排ガスの加熱に必要な熱エネ
ルギーを浄化装置の内部で循環でき、熱ロスを削減でき
る。また耐腐食性のガスにも使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種燃焼機器の排ガス
中に含まれる一酸化炭素（ＣＯ），炭化水素（ＨＣ）な
どの悪臭成分や有害成分を加熱し酸化浄化する加熱浄化
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種の燃焼機や乾燥，熱処理時に
発生するＣＯやＨＣ成分は、その有害性や臭気のため浄
化し排出することが必要不可欠なものになっている。ま
たバンド機の動作中や樹脂，ビニールなどの融着時にも
有害ガスが発生し、その浄化が求められている。ＣＯや
ＨＣ成分の浄化方法としては、排ガス自身を加熱しガス
中の酸素と反応させる方法が最も浄化効率が高く信頼性
も高い。一般に排ガスの温度を上げ空気中の酸素がＣＯ
やＨＣと反応するには、８００〜９００℃以上の温度が
必要になる。酸化触媒を用いる方法では２００〜４００
℃の温度範囲で反応を進めることができ熱エネルギーの
消費を節減することができる。

【０００３】以下に従来の有害ガス浄化装置を図面を参
照しながら説明する。図１４，図１５に従来の触媒浄化
装置の構成を示す。図１４は触媒浄化装置本体、図１５
は熱交換器も含めたシステムの構成を示す。図に示すよ
うに触媒浄化装置本体２５は熱交換機２７と加熱装置２
２，触媒２３を備えている。図１４に示すように排ガス
はガス入口２０から触媒加熱装置本体２５に導入され、
加熱装置２２により所定の温度に昇温し、触媒２３によ
りＣＯ，ＨＣなどが酸化浄化され、ガス出口２４から排
出される。このとき排ガスの昇温に要したエネルギーは
ガスと一緒に排出されることになる。このエネルギーの
一部を回収する目的で熱交換機を用いたシステムが図１
５に示すシステムである。この場合、ガス流入口２６か
ら導入され熱交換機２７で昇温された排ガスは、矢印に
沿って流れ触媒浄化装置本体２５に進む。ここで浄化さ
れたガスは、再び熱交換機２７に入り冷却されガス流出
口２８から排出される。すなわち排ガスの昇温に要した
エネルギーの一部を回収しエネルギーロスを少なくする
ことができる。

【０００４】これに対し図１６，図１７に蓄熱体を用い
た加熱浄化装置の構成を示す。図１６の状態と図１７の
状態を交互に繰り返すことにより熱エネルギーの削減を
図ったもので、蓄熱体６と加熱装置１０を備えている。
ダンパー２９，３０は有害な排ガスの流れを制御する。
すなわち、図１６で排ガスは矢印１から３のように進み
ガスの出入口２７から蓄熱体６を通過する。そして加熱
装置１０により加熱，浄化され、次の蓄熱体で熱を奪わ
れ冷却されてガスの出入口２８からガスの流出口１１へ
進む。つぎに図１７のようにダンパー２９，３０をそれ
ぞれ操作する。すなわち図１６の構成で排ガスから熱を
奪った蓄熱体が今度は排ガスに熱を与えるように働き、
排ガスを加熱するエネルギーの一部または大部分を補う
ように働く。このようにして浄化装置内で熱が循環し省
エネルギーとなる。触媒を用いる場合は蓄熱体の間に触
媒を置くことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１５の浄化
装置に用いられる熱交換機２７は、通常熱伝導率の良い
薄肉のアルミニウムが主体となっており、熱交換効率は
５０〜６０％が限界である。また、ＳＯ_xやＮＯ_xなどの
腐食性のガスを含んだ排ガスに対してはアルミニウムが
腐食するため使用できなかった。図１６，図１７に示す
従来の構成では耐食性の蓄熱体を用いることにより図１
４に示す構成の欠点を解消できるが、蓄熱体や加熱装置
の側壁からの放熱やダンパーなどの構成が複雑になると
いう欠点があった。

【０００６】本発明は、このような課題を解決するもの
で、放熱によるエネルギーロスを最小限に抑えるととも
に、ダンパーを含む構成を簡素化することを目的とする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の有害ガス加熱浄化装置は、浄化装置本体の一
端が開口し他端が閉じられた構成であり、閉じられた部
分で互いに連通した２室を有し、それぞれの室の開口部
側に蓄熱体層を配置し、閉じられた側に加熱装置を配置
するとともに、それぞれの室の開口部が同一面上に配置
され１つの駆動系で制御されるダンパーを介して排ガス
の入り口流路および出口流路の両方に連通するよう構成
したものである。

【０００８】

【作用】この構成によれば、浄化装置本体の２室は同一
面上に配置した開口部でそれぞれ異なる出口または入り
口のガス流路の一方とのみ連通した状態で作動する。有
害成分を含んだ排ガスは入り口ガス流路から一方の室に
流入し蓄熱体および加熱装置により加熱され浄化され
る。そしてもう一方の室の蓄熱体を通過するとき排ガス
のエネルギーは蓄熱体により奪われ冷却されて出口ガス
流路に排出される。つぎに同一面上に配置されているた
め、同一の駆動系で制御できるダンパーを操作すること
によって浄化装置本体内の排ガスの流れを逆転させる。
すなわち出口流路と連通していた室が入口流路と連通
し、入り口流路と連通していた室が出口流路と連通する
ことになる。このため、排ガスは熱エネルギーを十分に
吸収している蓄熱体から熱を奪い加熱される。そして加
熱体により浄化されもう一方の蓄熱体層で冷却され排出
される。この構成により、１つのダンパーを操作するこ
とによって排ガスが浄化に必要な温度まで加温するため
の熱エネルギーを、加熱浄化装置本体の内部で循環でき
ることになる。また蓄熱体や加熱装置からの放熱も最外
壁からの放熱のみに限られ高いエネルギー効率を示すこ
ととなる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【００１０】（実施例１）図１〜図４に本発明の一実施
例の有害ガス加熱浄化装置の構成を示す。図に示すよう
に１，２は排ガスの入り口側流路、１１は排ガスの出口
側流路をしめす。触媒浄化装置本体７は蓄熱体６と、加
熱装置１０を備えている。図２は図１のＡ−Ｂ線の断面
を示す。左右の２室の開口部は同一面上にあり１つの駆
動系で制御できるダンパーで形成される開口部４および
５で入り口側流路，出口側流路と連通する。図２の構成
は下部が閉じられた構成を示し、分割壁８で分けられた
左右の２室が下部で連通している。排ガスの流れは矢印
３でしめした。４は閉じられた開口部、５は開いた開口
部を示す。図３および図４は、図１および図２の状態か
らダンパーの操作により排ガスの流れを逆にした状態を
示す。図１および図２の状態では有害ガスを含んだ排ガ
スは図１の排ガスの入口側流路１から入り左に進み矢印
から開口部５を通過して加熱浄化装置本体に導入され
る。そして図２の矢印で示すように排ガスは流れる。こ
のとき、左の室の蓄熱体６により加熱され、左右の室の
加熱体１０により有害ガスが浄化される。そして右の室
の蓄熱体６で熱交換し冷却された状態で開口部５から出
口側流路１１に排出される。一定時間後ダンパーを操作
し図３および図４の状態になるようにし再び排ガスを流
す。この時は排ガスは図３の入り口側流路を右に流れ図
４の右の室を上から下へ流れ左の室に移り、下から上に
流れ出口側流路１１に排出される。右室の蓄熱体６は図
２の状態の時に十分熱エネルギーを蓄積しており図４の
状態では排ガスを熱交換によって加熱する。すなわち熱
エネルギーは加熱浄化装置内を循環しロスするエネルギ
ー量は非常に少ない。図５〜図８に開口部分とダンパー
の位置についてしめした。図５にダンパーとなるスライ
ド１２の構成、図６に本体の開口部１３を示す。１６，
１７は左の室の開口部で１６は入り口側流路、１７は出
口側流路と連通する。１８，１９は右の室の開口部で１
９は入り口側流路、１８は出口側流路と連通する。図１
７に示す状態はスライド１２が開口部１３の上を移動し
１７および１９の開口部だけが各流路と連通している状
態を示し、排ガスは右室に入り左室から排出される。図
８には、さらにスライド１２が移動し１６および１８の
開口部だけが各流路と連通している状態を示し排ガスは
左室に入り右室から排出される。スライド１２を図７→
図８，図８→図７の移動を繰り返すだけ排ガスの流れを
加熱浄化装置本体内で逆転することができる。

【００１１】（実施例２）しかし、このスライドが移動
している間に同一室の出口および入り口流路が同時に開
く時点があり、排ガスがショートパスする危険がある。
それを防ぐようにした構成を図９〜図１３に示す。図１
１と図１３に示す状態の間をダンパー１２が移動すると
き、図１２の状態（全ての開口部が塞がれている状態）
を必ず通過するように構成されている。

【００１２】実施例２の構成における有害成分の浄化効
果と熱効率を測定した結果を（表１）に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】加熱浄化装置は、蓄熱体として、それぞれ
の室に粒状アルミナ（直径５〜１０mm）５リットル、触
媒としてハニカム状の白金触媒をそれぞれ１リットル、
加熱装置は最大１Ｋｗのシーズヒーターを用い６００℃
になるよう温度調節を行った。排ガスは１００ｐｐｍの
スチレンガスを含み、送風量５００l／minとした。排ガ
スの浄化率はスチレンガスの触媒による分解率で示し、
熱効率は簡易的に排ガスが６００℃まで昇温されたとし
て６００℃への昇温温度に対して出口温度と入り口温度
の差を比較して算出した。切り替え時間は、一方向に排
ガスを流し続けた時間を示し、ダンパーの移動には１秒
間かかっている。

【００１５】（表１）から明らかなように、本実施例に
よる加熱浄化装置は、９０％以上のスチレンガス排ガス
の浄化を８０％以上の熱交換効率で達成することができ
ている。

【００１６】また本実施例では、蓄熱材としてアルミナ
を用いており、耐腐食性に優れているため排ガス中に金
属を腐食するような成分（たとえば酸性ガスなど）が含
まれていても十分使用に耐える。

【００１７】

【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に本発明によれば浄化装置本体が蓄熱体を備えた２室に
分かれ、開口した一端が同一面上で一つの駆動系で制御
できる排ガスの入り口側流路，出口側流路とそれぞれ交
互に連通する構成で、閉じられた他端部分で互いに連通
し加熱装置が設けられた構成を有する。１室の開口部か
ら導入された排ガスは、蓄熱体層から熱エネルギーを供
給され加熱装置で有害成分を浄化された後、他方の室の
蓄熱体で熱交換し冷却され、開口部から出口側流路に排
出される。一定時間の後１つのスライドを移動させるこ
とにより排ガスを反対方向に流すことができ、それぞれ
の室の蓄熱体層が逆の熱交換作用を行う。この操作を交
互に繰り返すことにより、熱エネルギーのロスを最小限
に抑え、かつ排ガス中の有害成分を効率よく浄化するこ
とができる有害ガス加熱浄化装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の有害ガス加熱浄化装置の構
成図

【図２】図１のＡ−Ｂ線断面図

【図３】図１の排ガスの流れ方向を反転させた構成図

【図４】図３のＣ−Ｄ線断面図

【図５】本発明の実施例１のスライドの平面図

【図６】実施例１の開口部の平面図

【図７】実施例１のスライドと開口部の重なりにより形
成される開口部の平面図

【図８】実施例１のスライドと開口部の重なりにより形
成される開口部の平面図

【図９】実施例２のスライドの平面図

【図１０】同開口部の平面図

【図１１】同スライドと開口部の重なりにより形成され
る開口部の平面図

【図１２】同スライドと開口部の重なりにより形成され
る開口部の平面図

【図１３】同スライドと開口部の重なりにより形成され
る開口部の平面図

【図１４】従来の触媒浄化装置本体の構成図

【図１５】同熱交換器を含めた触媒浄化システム全体の
構成図

【図１６】同蓄熱型浄化装置本体の構成図

【図１７】図１６の排ガスの流れを逆転した状態の構成
図

【符号の説明】

１，２ 排ガスの入口側流路 ３ 排ガスの流れ ４，５ 開口部 ６ 蓄熱体 ７ 触媒浄化装置本体 ８ 分解壁 １０ 加熱装置 １１ 排ガスの出口側流路 １２ スライド １３ 本体の開口部 １４，１５ スライドの開口部 １６，１７ 右室の開口部 １８，１９ 左室の開口部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が開口し他端が閉じている排ガス流
   路と、閉じた部分で互いに連通する２室に分けられた浄
   化装置本体と、前記２室の開口部側に配設した蓄熱体
   と、閉じられた側に配設された加熱装置とを備え、前記
   ２室の開口部が、同一面上で１つの駆動系で動作するダ
   ンパーを介して、排ガスの入り口流路および出口流路と
   連通してなる有害ガス加熱浄化装置。
2. 【請求項２】 １つの駆動系で動作するダンパーの切り
   替えにより浄化装置本体内の排ガスの流れを反転させ、
   加熱，浄化，冷却過程を経て排出し、この操作を交互に
   繰り返して排ガス中の有害成分を浄化する請求項１記載
   の有害ガス加熱浄化装置。