JPH09155159A - 脱臭装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度上昇が速く、温度分布が均一で、排ガス
の浄化能力の大きい脱臭装置を提供することを目的とし
ている。 【解決手段】 パイプ状の金属薄板９と断熱材１０によ
ってフィン７が構成する排ガスの排出経路を強固に構成
し、排ガスが排出経路を螺旋状に上昇するようにし、触
媒と排ガスとの接触面積が大きく、また、排ガスの入り
口側と出口側との温度差が小さく、温度上昇速度が速
く、排ガス浄化能力の高い脱臭装置としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厨芥処理機等から
発生する臭気成分や油煙などを浄化する脱臭装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、厨芥処理機では、装置から発生す
る臭いや油煙を浄化するために、排ガス経路にセラミッ
クス担体を用いたハニカム状の酸化触媒を配置し、この
酸化触媒を外部から加熱して臭気成分を酸化分解する方
法を採用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記従来の方法
は、酸化触媒の温度上昇が遅く、分解温度に達するまで
に時間が長くかかるという課題を有している。つまり、
セラミックス担体を用いたハニカム状の酸化触媒は熱容
量が大きく、またセラミックスの熱伝導率が低いため
に、温度上昇の速度が遅くなるものである。また使用し
ている酸化触媒はハニカム形状としているため、温度分
布が不均一になり、また排ガスと触媒との接触効率が悪
く、排ガス浄化能力にも問題があった。

【０００４】本発明はこのような従来の構成が有してい
る課題を解決しようとするもので、温度上昇が速く、温
度分布が均一で、排ガスの浄化能力の大きい脱臭装置を
提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の第一の手段は、パイプ状の金属薄板と断熱材
によって排ガスの排出経路を強固に構成し、排ガスが排
出経路を螺旋状に上昇するようにし、触媒と排ガスとの
接触面積が大きく、また、排ガスの入り口側と出口側と
の温度差が小さく、温度上昇速度が速く、排ガス浄化能
力の高い脱臭装置としている。

【０００６】また本発明の第二の手段は、螺旋状に巻回
したフィンの両端のみをパイプに固定し、中央部をフリ
ーとした脱臭ヒータとして、熱による膨張収縮に対して
フィンは自由に伸縮することができ、管状ヒータに応力
が加わることがなく、耐久性に優れた脱臭装置としてい
るものである。

【０００７】また本発明の第三の手段は、放射状とした
凹凸部を形成することによって、幅の広い金属薄板を螺
旋状に巻回した脱臭ヒータを形成でき、担持できる触媒
の量が多く、また取付強度が高い脱臭装置としている。

【０００８】また本発明の第四の手段は、脱臭ヒータの
フィンを管状ヒータの両端のどちらか一方を残した形と
し、この残した側を排ガスの流入口として使用する構成
として、排ガスの流入口と流出口との温度差を少なくで
き、温度分布が均一で排ガスの浄化能力の大きい脱臭装
置としている。

【０００９】また本発明の第五の手段は、脱臭ヒータ
は、フィンを950〜1100℃の燃焼ガス中で焼鈍して形成
した酸化皮膜上に触媒を担持させる構成として、触媒の
密着強度が高く、耐食性に優れた脱臭装置としている。

【００１０】また本発明の第六の手段は、脱臭ヒータ
は、フィンとパイプとを同一材料として形成し、熱膨張
率が同一で、急熱急冷に対する膨張収縮寸法を同一とし
て、機械的歪を受けることがなく耐久性に優れた、また
局部電池が発生しないため、隙間腐食を防止できる脱臭
装置としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態である脱
臭装置について説明する。本実施形態の脱臭装置は、厨
芥処理機の排ガス経路中に設けているものである。図１
は、本実施形態の脱臭装置の構成を示す側断面図であ
る。１は排ガスの吸気口、２は排ガスの排気口で、排気
口２からはパイプ状のケース３（以下単にケース３と称
する）内に収容した脱臭ヒータ４によって浄化された排
ガスが機外に排気される。ケース３の外周には断熱材５
を巻き付けてあり、脱臭ヒータ４に対する外部温度の影
響を低減している。脱臭ヒータ４は、金属パイプ６に帯
状の金属薄板を螺旋状に巻回して形成したフィン７に触
媒を担持させ、金属パイプ６内に管状ヒータ８を装着し
た構成としている。またフィン７の外周にはパイプ状の
金属薄板９と、この金属薄板９の外側に設けたセラミッ
クファイバー等を使用した断熱材１０とを設けている。
また脱臭ヒータ４の端部には固定キャップ１１・１２を
設けて、排ガスの漏れを防止している。なお排ガスは、
図示してない排出口２に接続した吸引ファンによって強
制排気しているものである。

【００１２】また図２は前記脱臭ヒータ４の構成を示す
側断面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。本実施形
態の脱臭ヒータ４は、中空の金属パイプ６に両端部７ａ
・７ｂを固定したフィン７を有している。このときフィ
ン７は、図３に示しているように放射状とした凹凸部７
ａを有している。また金属パイプ６は、本実施形態では
22Cr-2Mo系耐熱鋼（住友金属製NAR-FC-4）を、板厚0.4m
m、内径8.5mmのものとして使用している。またフィン７
を構成する金属薄板は、22Cr-2Mo系耐熱鋼（住友金属製
NAR-FC-4）を板厚が0.1mm、帯幅15mmのものとして使用
している。つまり、金属パイプ６とフィン７とは同一材
料を使用しているものである。なお金属パイプ６・フィ
ン７には、Ni-Cr系耐熱鋼・インコロイ８００相当品・
インコネル６００相当品・ＳＵＳ３０９・ＳＵＳ３１０
等のオーステナイト系耐熱ステンレス鋼も適している。
いずれの材料も加工性の観点から、焼鈍などの方法で軟
質化処理を施す必要がある。

【００１３】以下本実施形態の脱臭ヒータ４の製造法に
ついて説明する。先ずパイプ６にフィン７を取り付け
る。この取付は、巻始め部７ａを溶接等によって金属パ
イプ６に固定し、帯幅15mmの金属薄板をピッチ10mmで金
属パイプ６の周囲に螺旋状に巻回して、巻終わり部７ｂ
を溶接等によって金属パイプ６に固定して製作するもの
である。このピッチは排ガス量、圧力損失等を考慮して
決定するものである。こうして巻始め部７ａを固定した
金属薄板を、金属パイプ６を中心にして金属パイプ６に
直角に当て、図３に示している放射状とした凹凸部７ａ
を形成しながら螺旋状に巻回していくものである。また
このとき、金属薄板の巻始め部７ａは、管状ヒータ８の
取付位置の端部から内側に入った位置としている。こう
して、この巻始め部７ａを図１に示す吸気口１側に配置
しているものである。この場合、必ずしも巻始め部７ａ
を管状ヒータ８の挿入位置に対して内側とする必要はな
く、巻終わり部７ｂを管状ヒータ８の挿入位置に対して
内側とし、この巻終わり部７ｂを吸気口１側に配置して
も支障はないものである。

【００１４】こうして制作した金属パイプ６とフィン７
の組立品を、950〜1100℃に設定した雰囲気炉（都市ガ
スの燃焼ガス雰囲気）に15分間放置して、フィン７の表
面に酸化皮膜を形成する。酸化皮膜の形成が終了した段
階でこの組立品を自然冷却し、酸化皮膜を触媒担体とし
て使用するものである。

【００１５】また使用する触媒は、γアルミナ（アルミ
ナゾル）と20μm前後のαアルミナ粒子とを、固形分と
して１〜３：９〜７の割合で混合したものをウオッシュ
コートとして使用し、更に白金硝酸塩（田中貴金属工業
製 ＰＴ−Ｐソルト）を塗布乾燥したものを使用してい
る。つまり、前記ウォッシュコートを30μm前後の膜厚
になるように塗布し、乾燥後、500〜600℃で１５〜３０
分焼成し焼付けた上から、白金硝酸塩を白金の担持量が
1g/lの割合になるように調整して塗布し、乾燥後、500
〜600℃で５〜１５分焼成するものである。なおこの場
合、本実施形態ではフィン７の表面に酸化皮膜を形成
し、この酸化皮膜を触媒下地層として使用しているが、
特に酸化皮膜を形成する必要があるということではな
く、担持した触媒が剥離したりすることがないものであ
れば、フィン７の表面に直接触媒を担持させても良いも
のである。

【００１６】こうして触媒を担持させた金属パイプ６と
フィン７の組立品に、管状ヒータ８を挿入して、脱臭ヒ
ータ４が完成する。本実施形態では管状ヒータ８とし
て、100V-200W、全長235mm、発熱長150mm、パイプ径φ
8,0mmのシーズヒータを使用している。管状ヒータ８
は、ヒータパイプ８ｅと、ヒータパイプ８ｅ中に設けた
端子棒８ｆと、端子棒８ｆに接続した電熱線８ｇと、ヒ
ータパイプ８ｅ内に充填した絶縁粉体であるマグネシア
８ｈと、端部を封止するガラス封口材８ａ・８ｂと、こ
の外側に設けた絶縁碍子８ｃ・８ｄによって形成してい
る。なお管状ヒータ８としては、ミラクロンヒータ・コ
ルツヒータ・石英管ヒータ・ハロゲンヒータ等を使用す
ることができる。

【００１７】以下本実施形態の動作について説明する。
図示していないスイッチを投入して、管状ヒータ８に通
電すると、この発熱がフィン７に速やかに伝達され、フ
ィン７の表面に担持している触媒は活性化される。吸気
口１から流入した排ガスは、フィン７によって螺旋状に
上昇し、排気口２から排出される。この間に、フィン７
の表面に担持させた触媒が排ガスを浄化して、排気口２
から出るときは清浄なガスとなっているものである。

【００１８】このとき本実施形態によれば、フィン７の
外周に設けているパイプ状の金属薄板８と、この金属薄
板８の外側に設けた断熱材９とが、排ガスの排出経路を
強固に構成しているものである。このため、排ガスはフ
ィン７が構成する排出経路を漏れることなく螺旋状に上
昇する。従って、フィン７の表面に設けた触媒と排ガス
との接触面積が大きくなるもので、排ガス浄化能力の高
い脱臭装置を実現できるものである。

【００１９】また脱臭ヒータ８は、螺旋状に巻回したフ
ィン７の両端７ａ・７ｂのみを金属パイプ６に固定して
いるため、中央部がフリーとなっており、熱による膨張
収縮に対してフィン７は自由に伸縮することができ、管
状ヒータ８に応力が加わることがなく、耐久性に優れた
脱臭装置を実現できるものである。

【００２０】またフィン７は、巻始め部７ａを溶接等に
よって金属パイプ６に固定し、金属薄板を金属パイプ６
を中心にして金属パイプ６に直角に当て放射状とした凹
凸部７ｃを形成しながら、螺旋状に巻回して形成してい
るものである。このため、担持できる触媒の量が多く、
またフィン７の金属パイプ６に対する取付強度が高い脱
臭装置を実現するものである。また、凹凸部７ｃに排ガ
スが接触すると排ガスの流れは乱流となって、触媒との
接触効率が一層高まるものである。

【００２１】またフィン７は、管状ヒータ８が構成する
発熱部の両端のどちらか一方を残して形成し、この残し
た部分を吸気口側として使用する構成としている。この
ため、吸気口１から流入した常温の排ガスは、管状ヒー
タ８によってスムースに昇温され、排気口２を流れる排
ガスとの温度差が小さくなるものである。従って、排ガ
スの処理速度が速く、排ガス浄化能力の高い脱臭装置を
実現できるものである。またフィン７が高温部に配置さ
れているため、触媒の作用は活発で効率の高い脱臭装置
を実現しているものである。

【００２２】また、フィン７を950〜1100℃の燃焼ガス
中で焼鈍して形成した酸化皮膜上に触媒を担持させる構
成としているため、触媒の密着強度が高く、耐食性に優
れた脱臭装置を実現するものである。

【００２３】また更に、フィン７と金属パイプ６とを同
一材料として形成したため、特に耐久性に優れた脱臭装
置を実現できるものである。つまり、フィン７と金属パ
イプ６の熱膨張率が同一であるため、急熱急冷の厳しい
温度条件であってもフィン７と金属パイプ６の変形度合
いは一致するものである。従ってこのどちらもが機械的
歪を受けることがなく、耐久性に優れた脱臭ヒータを実
現するものである。また、フィン７と金属パイプ６とが
同一材料であるため、異種金属の使用による局部電池の
発生がなく、隙間腐食の発生もないものである。

【００２４】

【実施例】以下、本実施形態の脱臭装置の効果を確認し
た実験結果について報告する。この実験は、一定時間本
実施形態の脱臭装置を使用することによって、厨芥処理
装置によって発生する排ガスである硫化メチルの残存率
を測定しているものである。実験には、管状ヒータ８と
して、容量100V-200Wのシーズヒータを用いている。ま
たフィン７は見かけの体積100CC、フィン７上に担持さ
せた触媒の担持量は白金として１ｇ／ｌとしている。実
験に使用した排ガスは、硫化メチル濃度0.01％のものを
使用し、流量を8l/minに設定しているものである。こう
して、管状ヒータ８の表面温度を種々変化させたときの
硫化メチルの残存率を求めた。

【００２５】実験の結果、350℃で硫化メチルの残存率
は０であった。また比較例としてセラミックハニカム触
媒を使用したものを同一条件で測定した結果、600℃で
硫化メチルの残存率は2.1％であった。

【００２６】

【発明の効果】本発明の第一の手段は、金属パイプに帯
状の金属薄板を螺旋状に巻回して形成したフィンに触媒
を担持し、前記金属パイプ内に管状ヒータを装着した脱
臭ヒータと、前記フィンの外側に密着させたパイプ状の
金属薄板と、この金属薄板の外側に設けた断熱材と、脱
臭ヒータとパイプ状の金属薄板と断熱材とを収容するパ
イプ状のケースとからなる構成として、温度上昇が速
く、温度分布が均一で、排ガスの浄化能力の大きい脱臭
装置を実現するものである。

【００２７】本発明の第二の手段は、脱臭ヒータは、螺
旋状に巻回したフィンの両端のみを金属パイプに固定し
て形成した構成として、熱による膨張収縮に対してフィ
ンは自由に伸縮することができ、管状ヒータに応力が加
わることがなく、耐久性に優れた脱臭装置を実現するも
のである。

【００２８】本発明の第三の手段は、脱臭ヒータのフィ
ンは、金属薄板を金属パイプを中心にして金属パイプに
直角に当て放射状とした凹凸部を形成しながら、螺旋状
に巻回して形成した構成として、担持できる触媒の量が
多く、また取付強度が高い脱臭装置を実現するものであ
る。

【００２９】本発明の第四の手段は、脱臭ヒータのフィ
ンは、管状ヒータが構成する発熱部の両端のどちらか一
方を残して形成し、この残した部分を排ガスの入口側と
した構成として、排ガスの流入口と流出口との温度差を
少なくでき、温度分布が均一で排ガスの浄化能力の大き
い脱臭装置を実現するものである。

【００３０】本発明の第五の手段は、脱臭ヒータは、フ
ィンを950〜1100℃の燃焼ガス中で焼鈍して形成した酸
化皮膜上に触媒を担持させて形成した構成として、触媒
の密着強度が高く、耐食性に優れた脱臭装置を実現する
ものである。

【００３１】本発明の第六の手段は、脱臭ヒータは、フ
ィンと金属パイプとを同一材料として形成した構成とし
て、熱膨張率が同一で、急熱急冷に対する膨張収縮寸法
を同一として、機械的歪を受けることがなく耐久性に優
れた、また局部電池が発生しないため、隙間腐食を防止
できる脱臭装置を実現するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態である脱臭装置の構成を示す
断面図

【図２】同、脱臭ヒータの構成を示す断面図

【図３】同、フィンの形状を説明する脱臭ヒータの正面
断面図

【符号の説明】

３ パイプ状のケース ４ 脱臭ヒータ ６ 金属パイプ ７ フィン ８ 管状ヒータ ９ パイプ状の金属薄板 １０ 断熱材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属パイプに帯状の金属薄板を螺旋状に
   巻回して形成したフィンに触媒を担持し、前記金属パイ
   プ内に管状ヒータを装着した脱臭ヒータと、前記フィン
   の外側に密着させたパイプ状の金属薄板と、この金属薄
   板の外側に設けた断熱材と、脱臭ヒータとパイプ状の金
   属薄板と断熱材とを収容するパイプ状のケースとからな
   る脱臭装置。
2. 【請求項２】 脱臭ヒータは、螺旋状に巻回したフィン
   の両端のみを金属パイプに固定して形成した請求項１記
   載の脱臭装置。
3. 【請求項３】 脱臭ヒータのフィンは、金属薄板を金属
   パイプを中心にして金属パイプに直角に当て放射状とし
   た凹凸部を形成しながら、螺旋状に巻回して形成した請
   求項１記載の脱臭装置。
4. 【請求項４】 脱臭ヒータのフィンは、管状ヒータが構
   成する発熱部の両端のどちらか一方を残して形成し、こ
   の残した部分を排ガスの入口側とした請求項１記載の脱
   臭装置。
5. 【請求項５】 脱臭ヒータは、フィンを950〜1100℃の
   燃焼ガス中で焼鈍して形成した酸化皮膜上に触媒を担持
   させて形成した請求項１記載の脱臭装置。
6. 【請求項６】 脱臭ヒータは、フィンと金属パイプとを
   同一材料として形成した請求項１記載の脱臭装置。