JPH10230136A

JPH10230136A - 脱臭装置

Info

Publication number: JPH10230136A
Application number: JP9034579A
Authority: JP
Inventors: Tadami Suzuki; 忠視鈴木; Toshimitsu Kurumisawa; 利光胡桃沢; Shuzo Tokumitsu; 修三徳満
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】パイプ状の金属薄板９と断熱材１０によ
って排ガスの排出経路を螺旋状に構成して触媒と排ガス
との接触面積を大きくし、フィン７と金属パイプ６とを
同一材料で形成して、急熱急冷に対する膨張収縮寸法を
同一として、排ガスの浄化効率が高く、また耐久性に優
れた、隙間腐食を防止できる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、厨芥処理時等に発
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ると同時にセル構造で
あるため、目詰まりが生じるとそのセルは浄化能力が全
く無くなるものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、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螺旋状に構
成し、触媒と排ガスとの接触面積を大きくして、排ガス
の浄化能力が高く、また耐久性に優れた脱臭装置として
いる。

【０００５】

【発明の実施の形態】請求項１に記載した発明は、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螺
旋状に構成して触媒と排ガスとの接触面積を大きくし、
フィンと金属パイプとを同一材料で形成して、急熱急冷
に対する膨張収縮寸法を同一として、排ガスの浄化効率
が高く、また耐久性に優れた、隙間腐食を防止できる脱
臭装置としている。

【０００６】請求項２に記載した発明は、金属材料にス
テンレス鋼を用いて、特に耐食性を高めた脱臭装置とし
ている。

【０００７】請求項３に記載した発明は、最表面にクロ
ム酸化物からなる層を有する酸化不動態皮膜を形成する
ことによって、金属材料と触媒とが強固に密着し、また
耐食性の非常に高い脱臭装置としている。

【０００８】請求項４に記載した発明は、最表面に形成
したクロム酸化物からなる黒色状メッキ様の凹凸のある
加熱不動態皮膜によって、金属材料と触媒とが強固に密
着し、また耐食性の非常に高い脱臭装置としている。

【０００９】請求項５に記載した発明は、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としている。

【００１０】請求項６に記載した発明は、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脱臭
ヒータのフィンによって、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としている。

【００１１】請求項７に記載した発明は、脱臭ヒータの
フィンを、管状ヒータが構成する発熱部の両端のどちら
か一方を残した形で形成し、この残した部分を排ガスの
入口側として、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。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。本
実施例の脱臭装置は、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、本実施例の構成を示す側断
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
した排ガスを排気するものであるる。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１
１・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。

【００１３】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。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７ｃを有してい
る。また金属パイプ６は、本実施例では22Cr-2Mo系フェ
ライト系ステンレス鋼（住友金属製NAR-FC-4）を、板厚
0.4mm、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系フェライト系ス
テンレス鋼（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とは同一金属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
ているが、発明者らの実験によれば前記のステンレス鋼
が最も高い耐食性を示している。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と基材の表面
に耐食性の酸化不動態皮膜を施す必要がある。

【００１４】以下本実施例の脱臭ヒータ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。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７ｃ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。

【００１５】こうして制作した金属パイプ６とフィン７
の組立品を脱脂洗浄し、表面から水分を除去した状態
で、熱処理して最表面にクロム酸化物からなる層を有す
る酸化不動態皮膜を形成するものである。この熱処理
は、窒素ガスを８２〜８６容積％、水素ガスを２〜４容
積％、一酸化炭素ガスを２〜４容積％、二酸化炭素ガス
を９〜１１容積％および酸素ガスを0.05〜0.2容積％を
含有する混合ガス雰囲気中において、1000℃〜1100℃の
温度範囲で行うものである。本実施例では前記熱処理
を、都市ガスを雰囲気ガス原料とした発熱型雰囲気ガス
発生装置（ＤＸガス装置）によって行っている。この熱
処理によって、黒色状メッキ様の凹凸のある酸化不動態
皮膜が最表面に形成され、触媒とフィン７とが強固に密
着するものである。また、この酸化不動態皮膜は非常に
強靱であり、排ガスとの接触によっても腐食することが
なく、装置の耐食性を高めるものである。

【００１６】また、前記酸化不動態皮膜の形成は、窒素
ガスを４０〜５０容積％、水素ガスを１３〜１９容積
％、一酸化炭素ガスを１３〜１９容積％、二酸化炭素ガ
スを２０〜２４容積％および酸素ガスを０.５〜１.５容
積％を含有する混合ガス雰囲気中で、1050℃〜1150℃の
温度範囲で熱処理することによっても形成できるもので
ある。前記条件での熱処理は、プロパンガスと二酸化炭
素ガスと空気とを雰囲気ガス原料とした吸熱型連続熱処
理炉（ＲＸガス装置）によって実施することができる。

【００１７】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（リットル）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、本実施例ではフィン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。

【００１８】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。本実施例では管状ヒータ８として、
100V-200W、全長235mm、発熱長150mm、パイプ径φ8,0mm
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８
ｆ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。

【００１９】以下本実施例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。

【００２０】このとき本実例によれば、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
臭装置を実現しているものである。また、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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】また、フィン７と金属パイプ６とをステン
レス鋼としているため、耐食性の高い脱臭装置を提供で
きるものである。

【００２５】また、フィン７と金属パイプ６の表面にク
ロム酸化物から成る不動態酸化皮膜を設けているため、
触媒と金属パイプ６とが強固に密着でき、また排ガスに
対する耐食性が非常に高い脱臭装置を提供できるもので
ある。

【００２６】（実験例）以下、本実施例の脱臭装置の効
果を確認した実験結果について報告する。

【００２７】表１は、熱伝導率と熱容量について、本実
施例のものと従来の構成のものを比較したものである。
また表２は、耐食性について本実施例のものと従来の構
成のものとを比較したものである。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】表１・表２から分かるように、本実施例の
構成のものは熱伝導率が大きく熱容量が小さいため、昇
温速度が非常に速いものである。また、耐食性も優れて
いるものである。特に耐食性については、２２Ｃｒ−２
Ｍｏに熱処理を施したものは耐食性が非常に優れている
ものである。

【００３１】また、厨芥処理装置を使用して硫化メチル
ガスを発生させ、本実施例の装置と従来の装置を使用し
て残存率を測定している。この実験には、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ている。

【００３２】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。

【００３３】

【発明の効果】請求項１に記載した発明は、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を備え、前記フィンと金属パイ
プとを同一金属材料によって形成したことによって、触
媒と排ガスとの接触面積を大きくでき、排ガスの浄化能
力の高い、また耐久性に優れた、隙間腐食を防止できる
脱臭装置を実現できるものである。

【００３４】請求項２に記載した発明は、金属材料には
ステンレス鋼を用いた構成として、特に耐食性を高めた
脱臭装置を実現するものである。

【００３５】請求項３に記載した発明は、金属材料に
は、表面を脱脂洗浄した後、表面から水分を除去した状
態で、窒素ガスを８２〜８６容積％、水素ガスを２〜４
容積％、一酸化炭素ガスを２〜４容積％、二酸化炭素ガ
スを９〜１１容積％、酸素ガスを0.05〜0.2容積％を含
有する混合ガス雰囲気中において、1000℃〜1100℃の温
度範囲で熱処理を行うことによって、最表面にクロム酸
化物からなる酸化不動態皮膜を形成した構成として、金
属材料と触媒とが強固に密着でき耐久性に優れた、また
耐食性の非常に高い脱臭装置を実現するものである。

【００３６】請求項４に記載した発明は、金属材料に
は、表面を脱脂洗浄した後、表面から水分を除去した状
態で、窒素ガスを４０〜５０容積％、水素ガスを１３〜
１９容積％、一酸化炭素ガスを１３〜１９容積％、二酸
化炭素ガスを２０〜２４容積％、酸素ガスを０.５〜１.
５容積％を含有する混合ガス雰囲気中において、1050℃
〜1150℃の温度範囲で熱処理を行うことにより、最表面
にクロム酸化物からなる酸化不動態皮膜を形成した構成
として、金属材料と触媒とが強固に密着でき耐久性に優
れた、また耐食性の非常に高い脱臭装置を実現するもの
である。

【００３７】請求項５に記載した発明は、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することによって、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。

【００３８】請求項６に記載した発明は、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。

【００３９】請求項７に記載した発明は、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、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例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

【特許請求の範囲】

【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を備
え、前記フィンと金属パイプとを同一金属材料によって
形成した脱臭装置。
【請求項２】金属材料には、ステンレス鋼を用いた請
求項１記載の脱臭装置。
【請求項３】金属材料には、表面を脱脂洗浄した後、
表面から水分を除去した状態で、窒素ガスを８２〜８６
容積％、水素ガスを２〜４容積％、一酸化炭素ガスを２
〜４容積％、二酸化炭素ガスを９〜１１容積％、酸素ガ
スを0.05〜0.2容積％を含有する混合ガス雰囲気中にお
いて、1000℃〜1100℃の温度範囲で熱処理を行うことに
よって、最表面にクロム酸化物からなる酸化不動態皮膜
を形成した請求項１または２記載の脱臭装置。
【請求項４】金属材料には、表面を脱脂洗浄した後、
表面から水分を除去した状態で、窒素ガスを４０〜５０
容積％、水素ガスを１３〜１９容積％、一酸化炭素ガス
を１３〜１９容積％、二酸化炭素ガスを２０〜２４容積
％、酸素ガスを０.５〜１.５容積％を含有する混合ガス
雰囲気中において、1050℃〜1150℃の温度範囲で熱処理
を行うことにより、最表面にクロム酸化物からなる酸化
不動態皮膜を形成する請求項１または２記載の脱臭装
置。
【請求項５】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か
ら４のいずれか１項に記載した脱臭装置。
【請求項６】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から５のいずれか１項に記載した脱臭装置。
【請求項７】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から６の
いずれか１項に記載した脱臭装置。