JPH06182154A

JPH06182154A - 脱煙臭用触媒ユニット装置

Info

Publication number: JPH06182154A
Application number: JP4338414A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Matsumoto; 郁夫松本; Masahiro Amamiya; 正博雨宮
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-12-18
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 1994-07-05

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は炭化水素を主体とする汚染成分を含
んだ排ガスを省エネルギー的に浄化させるものである。【構成】直交型熱交換器９の一方の流路ａに送風ファ
ン１０を設置し、他方の流路ｂに酸化触媒１１と酸化触
媒加熱装置１２を設置し、汚染された排気ガスを送風フ
ァン、流路ａ、酸化触媒加熱装置、酸化触媒、流路ｂと
流すことにより、直交型熱交換器で流入ガスと排出ガス
熱交換を行い、排気ガスの浄化と熱回収を同時に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炭化水素を主とする臭
気成分、オイルミスト、有機溶媒ガス等の有害成分、不
快成分を含んだ排ガスを発生させる機器に関し、特に焼
肉、焼鳥等の調理機器の排ガス中に含まれる煙、オイ
ル、臭気成分を浄化する脱煙臭用触媒ユニット装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来酸化触媒を利用する場合、その触媒
の種類、除去する成分にあわせ、２００℃〜５００℃程
度の温度が必要であった。そのため触媒あるいは処理ガ
スの加熱手段として、電気ヒータ、あるいは燃焼バーナ
などの方法を用いていた。

【０００３】また応用機器の一例として調理用装置の場
合を例にとれば、図９に示すようにバーナ１で加熱され
たロストル２の上で焼かれた肉から発生する大きな油滴
は下部にある水留め４に落ち、煙と臭気は開口部３から
送風機５によって吸引される。その途中でプレフィルタ
ー６で油滴が取られ、臭気と煙は電気集塵機７で除去さ
れ、吹出口８より捨てられるようになっている（実開平
１−１７５７４０号参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、臭気と煙は完全に取れないばかりか、
電気集塵機による高圧放電で、臭気が刺激臭に変り、鼻
と目を刺激するという問題点を有していた（福山他；
Ｊ．ＯｄｏｒＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＥｎｇ．１
９８９，２０（３）３５〜３６）。

【０００５】また酸化触媒を使用する場合でも、温度を
高くした排気ガスをそのまま放出してしまいエネルギー
的にも無駄が多い。

【０００６】本発明はかかる従来の問題点を解消するも
ので、焼肉機等排ガス中に含まれている煙や臭気を触媒
を用い、しかも省エネルギー的に焼き切ることを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、酸化触媒及び直交型の熱交換器を利用してい
る。酸化触媒は本発明の目的の様に煙とか臭気を構成す
る主成分の炭素や水素を変換してＣＯ₂やＨ₂Ｏにする
のには、非常に有効な方法である。通常の酸化触媒を有
効に働かせるには、触媒をある程度の温度に保つ必要が
あるため、必要なエネルギーを得る手段として熱交換器
を併用する構成とした。また触媒の形状から考えても、
前記熱交換器は直交型とした。さらにその使用目的によ
っては酸化触媒加熱装置及び送風ファンも前後させ一体
化させたユニットが望ましい。

【０００８】また、熱交換器の気体の通気時間を長くす
るために、直交型熱交換器に一つ以上の仕切壁を設け
る。また、排気ガス中に含まれるオイルミストを除去し
汚れによる熱交換能力の劣化を防ぐために、前記直交型
熱交換器の前部にフィルターを設ける。

【０００９】さらに、直交型熱交換器を、あるいは直交
型熱交換と酸化触媒を組込んでカートリッジ化して熱交
換ユニットとすることも好ましい。さらに直交型熱交換
器材料としてセラミック短繊維並びにセラミック微粉末
からなる材料を紙型に成型し、平板と波型板を一枚ずつ
重ねたものを一層とし、また波型板の方向性も一層づつ
直交方向に変えた構成にする。

【００１０】

【作用】本発明は上記の構成により、温度を上げた触媒
から排出されるクリーンな温度の高い熱排ガスは直交型
の熱交換器に入り、この熱交換器内で熱交換器の別回路
を通過する汚染成分を含んだ温度の低い流入排ガスに熱
を渡し、低温になって外部に排出される。

【００１１】一方熱交換器によりエネルギーを受け昇温
された流入排ガスは酸化触媒加熱装置により更に温度を
高められ触媒によりクリーン化され、再び熱交換器に入
る。以上のサイクルを繰り返し、連続的に排ガスがクリ
ーン化される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。

【００１３】（実施例１）図１において９は直交型熱交
換器で図において左右及び上下の流路を有する構造にな
っている。左右の流れをａとし、上下の流れをｂとする
と、ａの流れが入り込む面９’に面して送風ファン１０
が設置されている。また直交型熱交換器９のもう一方の
流れｂの流れが入り込む面９”に面して酸化触媒１１が
設置され、酸化触媒１１の下方には酸化触媒加熱ヒータ
１２が設置されている。

【００１４】上記構成において臭いや煙など汚染成分を
含んだ排気ガスは１０の送風ファンによって直交型熱交
換器９の気流ａの流れ込む面９’から入り、反対側の面
から出る。さらに排気ガスは加熱された酸化触媒加熱ヒ
ータ１２を通り抜け、昇温されて酸化触媒１１に入る。
ここで臭いや煙など炭化水素からなる汚染成分は酸化分
解され、下記に示す関係式のごとく炭酸ガスと水にな
り、クリーン化される。

【００１５】ＨｍＣｎ＋（１／４ｍ＋ｎ）Ｏ₂→１／２
ｍＨ₂Ｏ＋ｎＣＯ₂ クリーン化された排気ガスは加熱されているため、この
まま排出するのではエネルギー的に見ても勿体ない。そ
こで、この加熱された排気ガスを再度直交型熱交換器９
の下面９’からとりこみ、上面に抜けるように流路を構
成する。この直交型熱交換器９において加熱されたクリ
ーンな排気ガスは低温の未処理の排気ガスと熱交換さ
れ、低温になり排出される。一方、前記直交型熱交換器
９で熱交換された未処理の排気ガスは多少温度上昇され
酸化触媒加熱ヒータ１２及び酸化触媒１１を通り、再度
直交型熱交換器９に入るよう流路を構成する。上記のサ
イクルが繰り返し行われ、排気ガスが処理される。

【００１６】（実施例２）次に本発明の他の実施例を図
２〜３を用いて説明する。

【００１７】図２において前記実施例と相違する点は図
１に示した構成より送風ファン１０を省いたものであ
る。本実施例は特に送風ファン１０を付けなくとも排気
ガスが既に加圧されている場合のものである。汚染成分
を含んだ排気ガスが自身の高い圧力によって直交型熱交
換器９に流れ込む点以外は本構成における作用は実施例
２の場合と同じであるので省略する。

【００１８】（実施例３）図３において実施例１と相違
する点は図１に示した構成より送風ファン１０及び酸化
触媒加熱ヒータ１２を省いたものである。本実施例では
特に送風ファン１０を付けなくとも排気ガスが既に加圧
されていて、さらに酸化触媒加熱ヒータ１２を使用しな
くとも、酸化反応が起り始める温度領域に達している場
合のものである。この様な場合は酸化触媒１１上で酸化
反応を起こすことにより温度上昇した排気ガスは直交型
熱交換器９で、酸化触媒１１に入る排気ガスの温度を上
げ、触媒の使用条件を整えることができる。

【００１９】熱交換器構造は上記実施例１〜３では流路
パスはシングルの構成となっているが、熱交換率を良く
するには多段の流路パスにさせた構成が良い。一例とし
て図４にその構造を示す。図４において縦長の直交型熱
交換器１３の横に位置している気体流出入面１４に接す
る様に複数の仕切壁１５を設け、１個の直交型熱交換器
で複数の熱交換ユニットの役割を果たす構造になってい
る。本構造において低い温度の気体は図４の右上部の気
体流出入面１４から第１熱交換ユニット部１６に流れ込
み、次に反対面から逆に第２熱交換ユニット部１７に流
れ、逐次第３熱交換ユニット部１８、第４熱交換ユニッ
ト部１９に移行する。第４熱交換ユニット部１９を出た
気体はヒータ等（図では記載せず）で加熱され、前記直
交型熱交換器１３の下部気体流出入面２０より流れ込
み、上部気体流出入面２１より外部に逃げる。その間高
温度を有した気体は順次第４〜第１熱交換ユニットを移
行するため、少しづつ温度を下げ最終的には前記気体流
入面１４より流入する低い温度の気体の温度近くまで下
げることができる。

【００２０】脱煙臭用触媒ユニットは焼肉器用の様にそ
の目的によっては多量のオイルミストを含んだ排ガスの
場合が多い。この様な場合、そのまま熱交換器に気体を
流入させると、熱交換器内部の内壁にオイルが付着し、
熱交換器が汚染されることになる。従って図５に示した
様に気体が直交型熱交換器９に入る前に金網を複数枚重
ねたオイルフィルタ２２を設置させた構造をとると大変
便利である。さらにそのオイルフィルタ２２を本体から
取り外し可能にさせ、リクリーニングさせることによ
り、実質使用寿命も大幅に長くさせることができる。

【００２１】本発明の主要構成部品の一つである直交型
熱交換器としてセラミック短繊維を紙状にすいて作成し
たものを用いる場合の欠点は強度的に弱いことである。
そのため本部品の取り扱いは慎重に行わねば簡単に破壊
される。そこで図６に示した様に金属板で作製した熱交
換器枠２３の内部に直交型熱交換器９を設置し、熱交換
ユニットとして一体化させるようにする。このことによ
り直交型熱交換器の本体への出し入れは容易に行うこと
ができる。特にコーナ部２４は弱く、簡単に崩れてしま
う恐れがあるが前記熱交換器枠２３によりこの点が改善
できる。

【００２２】上記の形態の他に図７の様に酸化触媒１１
も併せて熱交換器枠２３’内に入れ、一つのユニットに
することも可能である。

【００２３】本発明で使用している熱交換器は図８の様
にセラミック短繊維２４並びにセラミック微粉末２５か
らなる材料を紙状に成型し、平板２６と波型板２７を一
枚づつ重ね両者が接する箇所２８における気体の通過を
防ぐよう構成したものを一層とし、また波型状の方向性
も一層づつ直交方向に変えたものである。本熱交換器は
立方体あるいは直方体の様な形状を採っているので、構
成が比較的単純で脱煙臭用触媒ユニット装置の大きさが
コンパクトにできる。

【００２４】本発明は図２の構成で熱交換率が約７０％
得られた。その時の諸条件は次の通り熱交換器容量１６０×１６０×３００mm³ 熱交換器段数２段酸化触媒容量１５０×１５０×７０mm³ 送風量約１ｍ³／ｍｉｎ酸化触媒Ｍｎ−Ｃｏ−Ｆｅ系酸化物触媒温度約３００℃ なお上記の諸条件で通常の焼肉調理を行った場合、約８
０％の炭化水素の除去率が得られた。

【００２５】

【発明の効果】本発明の脱煙臭用触媒ユニット装置の効
果としては、以下列記したものが挙げられる。１．触媒を加熱するために使用されたエネルギーを効率
良く回収することができる。熱交換器段数２段のものを
用いれば約７０％の交換効率（段数を多くすれば、それ
だけ良くなる）。２．他の方法と比較して安全性があり、不快な臭気の発
生がない。高電圧を使用していないのでオゾン（Ｏ₃）
や、未知の第３合成物の発生がない。３．熱交換器の形状が立方体あるいは直方体であるため
構成が比較的単純で脱煙臭用触媒ユニット装置の大きさ
がコンパクトにできる。４．熱交換器及び触媒はユニット化し、装置からの出し
入れが容易にできる。そのためメインテナンスに便利で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例にかかる脱煙臭用触媒ユ
ニット装置の動作構成図

【図２】本発明の第２の実施例にかかる脱煙臭用触媒ユ
ニット装置の動作構成図

【図３】本発明の第３の実施例にかかる脱煙臭用触媒ユ
ニット装置の動作構成図

【図４】仕切板を設けた直交型熱交換ユニットの断面図

【図５】熱交換器を金属枠内に入れ、カートリッジ化さ
せた例の斜視図

【図６】熱交換器枠の内部に直交型熱交換器を設置し、
熱交換ユニットとして一体化した例の斜視図

【図７】熱交換ユニットとして一体化した他の例を示す
斜視図

【図８】熱交換器の構成を示す図

【図９】従来例として調理用装置に利用した応用例の断
面図

【符号の説明】

９直交型熱交換器１０送風ファン１１酸化触媒１２酸化触媒加熱装置１５仕切壁２３熱交換器枠

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直交型熱交換器と酸化触媒と酸化触媒加熱
装置と送風ファンとを一体化した脱煙臭用触媒ユニット
装置。
【請求項２】直交型熱交換器と酸化触媒と酸化触媒加熱
装置とを一体化した脱煙臭用触媒ユニット装置。
【請求項３】直交型熱交換器と酸化触媒とを一体化した
脱煙臭用触媒ユニット装置。
【請求項４】一つの直交型熱交換器に一つ以上の仕切壁
を設け、通気方向を逆転せしめ、通気時間を長くし、伝
熱面積を大きくしたことを特徴とする請求項１記載の脱
煙臭用触媒ユニット装置。
【請求項５】直交型熱交換器の前部にフィルターを設け
たことを特徴とした請求項１記載の脱煙臭用触媒ユニッ
ト装置。
【請求項６】熱交換器あるいは熱交換器と触媒をカート
リッジ化して熱交ユニットを構成したことを特徴とする
請求項１記載の脱煙臭用触媒ユニット装置。
【請求項７】直交型熱交換器材料としてセラミック短繊
維並びにセラミック微粉末からなる材料を紙状に成型
し、平板と波型板を１枚づつ重ねたものを一層とし、か
つ波型板の方向性も一層づつ直交方向に変えたことを特
徴とする請求項１記載の脱煙臭用触媒ユニット装置。