WO1997024559A1

WO1997024559A1 - Deodorizing system

Info

Publication number: WO1997024559A1
Application number: PCT/JP1996/003885
Authority: WO
Inventors: Mamoru Matsuo; Ryoichi Tanaka
Original assignee: Nippon Furnace Co Ltd
Current assignee: Nippon Furnace Co Ltd
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1997-07-10
Anticipated expiration: 1998-06-28
Also published as: US6066301A; JP3682105B2; KR100318663B1; EP0870987A1; CA2241741A1; KR19990076759A; TW310360B; JPH09178151A; EP0870987A4

Description

明細書

脱臭システム

技術分野

本発明は乾燥炉や発泡炉などの比較的中低温の気流を熱源として利用して所定の処理を行う熱設備で発生する臭気を取り除く脱臭システムに関する。

背景技術

塗装乾燥炉などの乾燥炉や発泡炉などで発生する臭気成分を含むガス（臭気ガスと呼ぶ）の脱臭処理には，従来、図 5に示すような脱臭システムが採用されている。この脱臭システムは、中低温の熱風を供給する熱風炉 1 0 2 と、この熱風炉 1 0 2から供給される熱風を利用してワーク Wに対して所定の乾燥や発泡作業を実施する乾燥炉あるいは発泡炉などの熱設備 1 0 1 と，熱設備 1 0' 1 で発生した臭気ガスを取り出して燃焼ないし熱分解させて脱臭する脱臭炉 1 0 3 とから構成されている。ここで、熱風炉 1 0 2では熱設備 1 0 1 で必要とされる中低温例えば 3 0 程度の熱風を発生させ、脱臭炉 1 0 3では臭気ガス成分を燃焼あるいは熱分解させるために必要とされる高温例えば 1 0 0 0 t程度の雰囲気ガスあるいは火炎が形成される。

しかしながら、塗装乾燥炉や発泡炉などで発生する臭気ガスは、脱臭前には多くのミストを含み、脱臭後には同ミス卜が炭化したダストを多く含む汚れた高温のガスであるため熱回収が困難である。たとえ熱交換器を使用して熱回収を図つたとしても、熱交換器が直ぐに使用不能になるし、熱効率も悪い。このため、脱臭炉で発生した高温のガスは有効な熱利用がなされることなくそのまま排気されることとなる。また、熱設備で必要としている熱と脱臭に必要とされる熱とでは 7 0 0 程度以上の温度差があるので、熱源を共用できず，熱風炉と脱臭炉とで別々の 2つの熱源を必要とし、場所をとると共に設備コス卜が高くなる問題を有している。

発明の開示

本発明は、設備がコンパク卜で熱効率が従来に比べて遥かに高い脱臭システムを提供することを目的とする。かかる目的を達成するため，本発明は、中低温の気流を熱源として利用する熱設備から発生する臭気成分を取り除く脱臭システムにおいて，熱設備と、この熱設備から排出される臭気成分を含むガスを火炎中に混入させて燃焼させるパーナを備える脱臭炉と、熱設備、循環ファン及び脱臭炉に一対の循環口を介して接続される循環流路とを含み脱臭炉からの燃焼排ガスを循環口を経て炉外に取り出すと共に熱設備を通過させてから前記脱臭炉内へ他方の循環口を経て還流させる炉外循環系路とを備えるようにしている。そして、更に炉外循環系路は脱臭炉のー対の前記循環口に近い部分にそれぞれ備えられる蓄熱器と、循環ファンと蓄熱器との間で気流の方向を周期的に切り替え反転させる流路切替装 βとを有している。そして、パーナを燃焼させると共に流路切替装置を切り替えることによって脱臭炉に対する気流の流れ方向を周期的に反転させ、脱臭炉から取り出した燃焼排ガスを蓄熱器を通して熱設備に必要な中低温の熱風としてから熱設備へ供給すると共に、熱設備内で発生した臭気成分を含む循環ガスを蓄熱体を経て再び高温に戻してから脱臭炉内へ還流させて燃焼させるようにしている。

この脱臭システムによると、臭気成分の焼却ないし熱分解に使われた脱臭炉内の燃焼排ガスは. 炉外循環系路の吸入側で蓄熱器を通過する際にその顕熱の一部を蓄熱器に回収させて熱設備で利用される中低温の気流としてから熱設備へ供給され、熱設備で所定の仕事を完了した後には炉外循環系路の吐出側の蓄熱器で回収熱を利用して再び高温としてから脱臭炉内へ戻される。したがって、脱臭炉内で発生した熱のうち、蓄熱体で十分に回収しきれずに排棄される熱を熱設備の熱源として利用することが可能となり、熱設備のための熱風炉を別途必要とせずに設備のコンパクト化と低コスト化を可能する。しかも、熱設備で必要とする中低温の熱風を得るために蓄熱器に捨てた熱は，熱設備で発生した臭気ガスを脱臭炉に供給する際に再び回収されて脱臭炉内へ戻されるので > 無駄に熱が排出されることのない高い熱効率の脱臭システムを実現できる。

また、本発明の脱臭システムによると、熱設備を経て脱臭炉内に還流される臭気成分を含む循環ガスは、蓄熱器を経て再び高温とされるので、脱臭炉内雰囲気ガスの温度調整がパーナの燃焼による增熱量の調節、即ち吹き込み燃料量の調整で容易に行い得る。しかも、循環ガスが高温で還流され着火ポイントでの温度がそう下がらないので、酸素濠度が低くとも、また流速があがっても、着火性に優れると共に火炎の安定性があり火炎が吹き消えることがない。加えて、熱設備での乾燥や発泡などの仕事によって循環気流の熱が消費されるため、炉外循環系路での平衡温度の上昇が起こらない。

ここで、パーナとして交互に燃焼する一対のパーナを採用すれば、脱臭炉内では交互燃焼とそれに同期して周期的に流れ方向が変わる循 ¾気流によって、脱臭炉内におけるガスの混合性の改善と脱臭炉内温度の平坦化（平均化）が行われ、脱臭炉の広い範囲で臭気成分の焼却ないし熱分解が効率的に行われると共に N Q Xの低減も実現できる。加えて、この脱臭システムでは、脱臭炉内温度の均一化とガス混合性の向上が脱臭炉における臭気ガスの焼却ないし熱分解に有効な伊空間の体積割合を従来よりも大きくさせることとなるので、脱臭炉容積の縮小または処理能力の向上が可餡となり、脱臭炉のコンパクト化が可能である。

また、本発明の脱臭システムでは、循環口はパーナの近くに形成されており、あるいは循環口はパーナのバーナスロートであるようにしている。この場合、熱設備で発生した臭気成分を含む循環気流が火炎中に確実に混入されるため，臭気成分の燃焼あるいは熱分解が比較的狭い空間で完了できる。依って、脱臭炉の容積を小さくできる。

また、本発明の脱臭システムでは、循環ファンは蓄熱器と熱設備との間でかつ熱設備の上流側と下流側とにそれぞれ設 {1されている。この場合、熱設備への空気侵入に妨げられることなく、脱臭炉と熱設備との間のガス循環を実現できる。更に、本発明の脱臭システムは、炉外循環系路の熱設備の上流側に循環 S調節ダンパーと集塵機とを配 ¾するようにしている。この脱臭システムによると、乾燥炉ゃ発泡炉などの熱設備には、そこで必要とされる量の循環ガスが脱臭炉から炉外循環系路へ取り出されて供給される。しかも、熱設備に導入される前に循環ガスの中に含まれているダスト分が集塵機で回収されて清浄な中低温の熱風として供給される。したがって、熱設備での作業例えば乾燥や発泡等に支障を与えることがない。加えて、乾燥炉や発泡炉などの熱設備で必要な気流量は循環気流量を調節することで適正量が供給される。

更に、本発明の脱臭システムは、各蓄熱器の上流と下流とを直接連結するバイパス手段を設け、蓄熱器を迂回して循環ガスの一部あるいは全部を炉外循環系路内に流して温度調整可能としている。この場合、蓄熱器を通過する循環気流とバィパス手段を通って迂回する循環気流との配分を変えることによって、熱設備に供給する循環ガスの温度を容易に調整できる。

更に、本発明の脱臭システムは、各菴熱器の熱設備側、即ちそれぞれの低温側にミスト捕集手段を備えている。この場合、熱設備からの排気によって運び出されるミストが蓄熱器を通過する前にミスト捕集手段に捕捉され，その後脱臭炉から取り出される循環ガスが通過する際に乾燥されてダストとなる。このため、脱臭炉側へのミストの侵入を防ぎ得ると共にダストの定期的な廃棄によって循環ガスが清浄に保たれる。

更に、本発明の脱臭システムにおいて、パーナは、蓄熱器を備え該蓄熱器を介して脱臭炉外部からの燃焼用空気の供給若しくは燃焼排ガスの脱臭炉外部への排気を行う 2基で 1組のパーナを交互に燃焼させる蓄熱型パーナシステムを使用することが好ましい。この場合、燃焼ガスが排気される際に、その顕熱が蓄熱器に回収されてから、再び極めて高い熱効率で燃焼用空気の予熱に使われて炉内へ戻されるため、燃焼用空気の温度は蓄熱器へ流出する燃焼排ガスの温度に近い高温にでき、高い熱効率を維持できる。しかも、パーナの燃焼は脱臭炉と熱設備との間を循環するガスとは無関係の燃焼用空気を用いて行われるので、熱設備から還流してくる排ガス中の酸素漢度が低い臭気ガスであっても脱臭可能である。更に. 本発明の脱臭システムは、気流方向の切替と同期させて燃料を吹き込む燃料ノズルを有すと共に炉外循環系路を循環する安定燃焼を持続するに足る酸素濃度を有する循¾ガスの一部を燃焼用空気として使用するパーナを設け. かつ燃焼によって発生する分のガスと侵入空気分を排出する排気手段を熱設備の上流に設けることもある。この脱臭システムによると、熱設備から還流してくるガス中の酸素濃度が侵入空気などによって安定燃焼を持続するに足る濃度を有しているときには、その循環ガスの一部を燃料ノズルの周りから噴出させるだけで燃料を燃焼させ得る。

また、この脱臭システムにおいて、燃料噴射量に見合った適正空気比範囲の循環ガスが燃料ノズルの周囲から供給されるように気流制限オリフィス及びスロートを設けることが好ましい。この場合、燃料噴射を制御するだけで脱臭炉の燃焼量がコントロールされる。この発明によると、燃料ノズルの周囲からその噴射量に見合った適正空気比範囲の循環ガスが供給されるので、燃料噴射量を制御するだけで脱臭炉の燃焼量がコントロールされる。

更に、本発明の脱臭システムは、風量調節ダンパーと蓄熱器を備え、該蓄熱器を介して燃焼用空気の供給若しくは燃焼排ガスの排気を行う 2基で 1組のパーナを気流方向の切替と同期させて交互に燃焼させる対を成す切替菴熱式パーナを設け、それぞれの風量調節ダンパーの上流側から炉外循環系路の熱設備から排気される安定燃焼を持続するに足る酸素濃度を有する排気を燃焼用空気として供給し, かつ燃焼生成ガスと侵入空気のみを排出する排気手段を熱設備の上流に設けることもある。

この脱臭システムによると、蓄熱型パーナの菴熱器では温度効率のみを考慮した熱交換を行っても、炉外循環系路全体としては熱設備で必要とする所定の温度の循環気流を得ることができるので、高い熱効率が得られ、かつ風量調節ダンパ一を通過する循環ガスが低温となるため低温用のダンパーが使える。

更に、上述した本発明の脱臭システムのいずれの場合にも、システム全体で発生する排気は、増熱のために発生した燃焼ガスと熱設備に侵入した空気だけでありかつごく低温で排出されることから、従来の脱臭システムでは得ることのできない髙ぃ熱効率が得られる。

図面の簡単な説明

図 1 は本発明の脱臭システムの実施の一形態で，酸素濃度の低い臭気ガスの脱臭を実現する脱臭システムの原理図である。図 2は本発明の脱臭システムの他の実施の一形態を示す原理図である。図 3は本発明の脱臭システムの更に他の実施の —形態を示す原理図である。図 4はミスト捕集手段の一例を示す縦断面図である - 図 5は従来の脱臭システムの一例を示す原理図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の構成を図面に示す最良の実施の形態に基づいて詳細に説明する, 図 1 に酸素濃度の低い臭気ガスを脱臭するのに好適な脱臭システムに本発明を適用した一実施形態を示す。この脱臭システムは、交互に燃焼させる少なくとも一対のパーナ 3 A, 3 Bを備える脱臭炉 1 と、この脱臭炉 1 内で発生する燃焼ガスを炉外に一旦取り出して再び別の場所から脱臭炉内 2へ還流させる炉外循環系路 4 と、炉外循環系路 4の一部を構成し中低温の気流を熱源として利用する熱設備 8 とから主に成り，熱設備 8 と脱臭炉 1 との間で気流を循環させて熱設備 8で発生する臭気を含むガスを脱臭炉 1 で燃焼させて取り除くようにしている。

炉外循環系路 4は、一対の循環口 9 A, 9 Bと，一対の蓄熱器としての蓄熱体 5 A, 5 B と、循環ファン 6 , 1 0 と、これら循環ファン 6 , 1 0を蓄熱体 5 A> 5 Bのいずれか一方に選択的に交互に連結させて蓄熱体 5 A, 5 Bに対する気流の流れ方向を切り替える流路切替手段 7及び中低温の気流を熱源として利用する熱設備 8 とを備え、脱臭炉 1 の一対のパーナ 3 A, 3 Bの燃焼切り替えに応じて周期的に気流の流れ方向が反転する強循環流（矢印で示されている）を脱臭炉内 2 に形成するように設けられている。ここで、強循環流とは、供給される気流よりも非常に大きなポリユームの循環気流をいう。

流路切替手段 7は、脱臭炉 1 と循環ファン 6の吸入口及び循環フアン 1 0の吐出口との間に配置され、 4つのポートのうちの 2つのポート（互いに連通されることのない位置関係にある 2つのポート）に脱臭炉 1 に設けられた 2つの循環口 9 A, 9 Bに整がるダクト 2 3 A. 2 3 Bがそれぞれ接統され、また残りの 2つのポートに循環ファン 6の吸入口と循環ファン 1 0の吐出口とがそれぞれ接統され、循環口 9 A, 9 Bのいずれか一方が循環ファン 6 と連通されると共に他方が循環フアン 1 0 と連通されるように設けられている。この炉外循環系路 4の脱臭炉内 2に開口する循環口 9 A, 9 Bは、パーナ 3 A， 3 Bのそれぞれのバ一ナスロート付近に配置され、熱設備 8から還流してくる循環気流が火炎及び燃焼ガスに衝突するように設けられている。尚、流路切替手段 7 としては四方弁に特に限定されず、同じ機能を有する他の流路切替手段と置き換えることが可能である。また，流路切替手段 7 と、一対のパーナ 3 A， 3 Bを交互燃焼させる制御系の四方弁 1 2 とは例えばリンクなどで連結され、同期して切り替えられるように設けられている。

更に、炉外循環系路 4は、脱臭炉 1 に設けられた循環口 9 A, 9 Bに近い部分にそれぞれ蓄熱器としての蓄熱体 5 A , 5 Bを備え、脱臭炉 1から取り出される燃焼排ガスの顕熱の一部を蓄熱体 5 A , 5 Bで回収して熱設備 8で使用するに適した中低温の気流としてから循環させ、更に脱臭炉 1内へ戻す際には蓄熱体 5 A , 5 Bでの直接加熱によって再び高温に戻すようにしている。ここで、各循環口 9 A , 9 Bには流路切替手段 7を介して循環フアン 6の吸入口側と循環ファン 1 0 の吐出口側のいずれかが選択的に連結され、いずれかの葚熱体 5 A , 5 Bを経て脱臭炉 1 から取り出した燃焼排ガスを熱設備 8へ供給する一方，熱設備 8で発生した臭気ガスが含まれた排気即ち循環ガスを脱臭炉 1 へ還流させるように設けられている。尚、循環ファン 6 と熱設備 8 との間には循環気流の量を調節するための循環量調節ダンパー 1 8 と集塵機 1 9 とが設けられている。そして、熱設備 8 に適量の循環気流をダスト等を除いて清浄な状態で供給するようにしている。循環量調節ダンパー 1 8は熱設備 8で必要とする量の中低温の燃焼排ガスいわゆる循環ガスを流す。また、集塵機 1 9 としてはバグフィルタ一などの低温用の集塵機の使用が可能である。

また、熱設備 8 と循環ファン 1 0との間には炉圧調節ダンパー 2 0が設けられている。炉圧調節ダンパ一 2 0は熱設備 8の中を大気圧あるいはそれより僅かに低い圧力に調整することによってガスの排気量と循環 Sとをバランスさせるようにするものである。これによつて、熱設備 8に発生する臭気ガスが系外へ洩れ出るのを防ぐようにされている。尚、熱設備 8は中低温の気流を熱源として利用してワーク Wに所定の処理例えば乾燥や発泡などを行わせるものである。

また，炉外循環系路 4の蓄熱体 5 A , 5 Bにはそれぞれバイパス路 2 1が設けられ、そこに温度調節用バイパスダンパー 2 2が設けられている。この温度調節用パイパスダンバ一 2 2は脱臭炉 1から取り出される燃焼排ガス即ち循環ガスの一部を蓄熱体 5 A , 5 Bに通さずに流路切替手段 7に流すようにして、葚熱体 5 A， 5 Bを通過したガスとの混合によって循環ガスを所望の温度に調整するものである。

また、脱臭炉 1 に付属する一対のパーナ 3 A , 3 Bとしては，本実施例の場合, 蓄熱型パーナシステムが採用されている。この蓄熱型パーナシステムは、それぞれ菴熱体 1 1 A , 1 1 Bから成る蓄熱器を有する一対のパーナ 3 A , 3 Bを流路切替手段 1 2 を介して空気供給系 1 3あるいは排気系 1 4 に選択的に交互に接統して，一対のパーナ 3 A， 3 Bの一方を燃焼させている間に停止中の他方から循環ガスに含まれる臭気成分の燃焼あるいは熱分解に使用した後の燃焼ガスの大部分を排気させるようにして成る。各パーナ 3 A, 3 Bは、例えば脱臭炉 1 の両側壁に互いに向き合って据え付けられており、交互に作動する。なお、各パーナ 3 A , 3 Bは必ずしも対向させて脱臭炉 1 の両側壁に別々に配置する必要はなく，場合によっては例えば脱臭炉 1 の一方の壁に並べて配置しても良い。尚、図中の符号 1 6 は燃料ノズルである。

蓄熱体 1 1 A， 1 1 Bはパーナボディあるいはこれと別体のケーシングなどに収められてパーナ 3 A， 3 Bに組み込まれている。この蓄熱体 1 1 A, 1 1 Bは、通過する燃焼排ガスとの間で熱交換を行い排熱を回収すると共に回収した熱で燃焼用空気を予熱する。各パーナ 3 A, 3 Bの蓄熱体 1 1 A, 1 1 Bは、ダクト 1 5， 1 5を介して四方弁 1 2の 4つのポートのうちの 2つのポート（互いに速通されることのない位置関係にある 2つのポート）に接続されている。また、四方弁 1 2の残りの 2つのポートには，空気供給系 1 3及び排気系 1 4がそれぞれ接続されている。したがって、各バ一ナ 3 A , 3 B並びに蓄熱体 1 1 A , 1 1 Bは何れか一方のパーナ及び蓄熱体が空気供給系 1 3 に、他方のパーナ及び蓄熱体が排気系 1 4 に接統されており、その接統関係は四方弁 1 2 を切り替えることによつて、切り替えられる。尚、この四方弁 1 2 と流路切替手段 7 とは同期して切り替えられる。

ここで、パーナ 3 A， 3 Bに使用される蓄熱体 1 1 A, 1 1 Bも、また炉外循環系路 4 に配黡される蓄熱体 5 A, 5 Bも、比較的圧力損失が低い割に熱容;！が大きく耐久性の高い構造並びに材料の使用、例えば多数のセル孔を有するハニカム形状のセラミック製简体の使用が好ましい。例えば、燃焼排ガスのような 1 0 0 前後の高温流体と、燃焼用空気や臭気ガスのような 2 0 X：〜 2 0 前後の比較的低温の流体との熱交換には、コージライトゃムライト等のセラミックス材料の押し出し成形によって製造されるハニカム形状のものの使用が好ましい。また、ハニカム形状の蓄熱体としては，その他、アルミナやセラミックス以外の素材例えば耐熱鋼等の金属あるいはセラミックスと金属の複合体例えばポーラスな骨格を有するセラミックスの気孔中に溶融した金属を自発浸透させ、その金属の一部を酸化あるいは窒化させてセラミックス化し、気孔を完全に埋めた A 1 O a — A 1 複合体、 S i C — A l ₂ 0₃ 一 A 1 複合体などを用いても良い。尚、ハニカム形状とは、本来六角形のセル（穴）を意味しているが、本明細書では本来の六角形のみならず四角形や三角形のセルを無数にあけたものを含む。また、一体成形せずに管などを束ねることによってハニカム形状の菴熱体を得るようにしても良い。しかし， ¾熱体 5 A， 5 B， 1 1 A, 1 1 Bの形状も特にハニカム形状に限定されず、平板形状や波板形状の蓄熱材料を筒状のケーシング内に放射状に配置したり、パイプ形状の蓄熱材料を軸方向に流体が通過するように筒状のケーシング内に充填したものであっても良い。また' 隔壁によって周方向に 2室に区画形成され、軸方向に流体が通過可能とした筒状のケーシングを用意し、これの各室に球状，短管、短棒、細片、ナゲット状、網状などの蓄熱材料の塊りを充填することによって構成されたものでも良い。

以上のように構成された脱臭システムによると，次のようにして脱臭炉 1 の熱源だけで熱設備 8の稼働と熱設備 8で発生した臭気を含むガスの脱臭が実現できる。

脱臭炉 1 では 1対のパーナ 3 A, 3 Bを交互に焚いて炉内 2に非定在火炎を形成し、熱設備 8から還流してくる循環ガス中の臭気成分を燃焼させあるいは燃焼熱によって熱分解させる。ここで、パーナ 3 A, 3 Bの燃焼の切替は、例えば、 6 0秒以内の短い周期、好ましくは 2 0秒程度あるいはそれ以下の短時間で行われる。この燃焼の切替は、燃料噴射のオンオフと燃焼用空気の四方弁 1 2による切替えによって行われる。燃焼用空気は、排ガスの熱で加熱された蓄熱体 1 1 A あるいは 1 1 Bで予熱され、非常に高温（例えば、 8 0 0〜 1 0 0 0 t:程度）になる。燃焼用空気がこのような高温になると、酸素濃度が低くとも、混合ガスそのものの温度が燃料の自己着火温度付近あるいはそれ以上となって反応速度の増大ゃ可燃限界の大幅な拡大が燃焼の安定化に大きく寄与して良好に燃焼する。したがって、熱設備 8から還流してくる循環ガスの酸素濃度が低くとも、燃焼に支障をきたすことはなく、臭気成分の焼却や熱分解を実行できる。しかも，熱設備 8から還流してくる循環ガスは、菴熱体 5 A, 5 Bとの間の熱交換によって高温とされるため、循環気流が火炎 1 7 に衝突したとしても着火ポイントでの温度をそう下げないので火炎を吹き消すことがない。

一方、排気系 1 4に接統されているパーナ側では臭気成分の燃焼あるいは熱分解に使われた後の燃焼ガスがバーナスロートを経て炉外へ排出される。このとき、排ガスは蓄熱体 1 1 Aあるいは 1 1 Bでその顕熱が回収されて低温とされた後、排気系 1 4 を通じて排気される。

同時に、燃焼ガスの一部は、循環ガスとして循環口 9 A , 9 Bのいずれか一方を経て炉外循環系路 4へ取り出され、熱設備 8の熱源として利用された後再び脱臭炉 1へ他方の循環口 9 Aあるいは 9 Bから還流される。即ち、脱臭炉内 2の雰囲気ガスの一部が炉外循環系路 4 を介して脱臭炉 1 と熱設備 8 との間を循環する。例えば図 1 に示される状態では、脱臭炉内 2の燃焼ガスは、循環ファン 6 によつて発生する負圧によって循環口 9 Bの蓄熱体 5 Bを経て炉外循環系路 4へ取り出される。この際、循環気流は、その顕熱の一部を蓄熱体 5 Bに捨てて熱設備 8で使用可能な所望の温度とされる。このとき、循環気流は必ずしもその全量が蓄熱体 5 Bを通過することはなく、必要に応じて一部が温度調節用バイパスダンパー 2 2を通過する。そして、菴熱体 5 Bの下流で蓄熱体 5 Bを通過して低温とされた循環気流と菴熱体 5 Bを迂回した高温のままの循環気流とが混合されて熱設備 8 で必要とされる温度（中低温）の循環ガスが生成される。例えば、脱臭炉 1 から 8 0 の燃焼排ガスが取り出されて 3 0 0 の循環気流とされる。この循環気流は、流路切替手段 7→循環ファン 6→循環量調節ダンパー 1 8→集塵機 1 9 を経て熱設備 8 に導入される。そして、熱設備 8内で所定の作業例えば乾燥作業や発泡作業などに利用される。

熱設備 8内での仕事に使用された後の循環気流は誘引フアン 1 0によって熱設備 8から取り出され > 炉圧調節ダンパー 2 0—流路切替手段 7を通過して燃焼中のパーナ 3 A側の循環口 9 Aから脱臭炉 1 内へ還流される。このとき、循環気流は葚熱体 5 Aで加熱されて再び高温に戻されてから脱臭炉 1 内へ還流される。例えば、熱設備 8から取り出されたときの循環気流が 2 0 0 程度に下がっていたとしても、蓄熱体 5 Aを通過することによって、熱設備 8での侵入空気などが無視できるものとすれば、 7 0 0で程度に昇温されて脱臭炉 1 に戻される。斯様に本発明の脱臭システムは、脱臭炉内ガスの持つ顕熱の一部を蓄熱器 5 A， 5 Bで回収して熱設備 8で利用される中低温の気流を生成すると共に回収した熱を利用して熱設備 8から排気される臭気成分を含む循環ガスを再び高温のガスとして脱臭炉 1 に戻すようにしているので、臭気を含む循環ガスが燃焼ガスないし火炎に混合されても温度が大幅に低下することがない上に交互燃焼による不定在火炎によって炉内温度分布が均一化され、臭気成分の焼却ないし熱分解が短時間で達成される。しかも、局所的な高温領域の発生がないので、 N O xの発生が少ない。

なお、上述の実施例は好適な実施の一形態ではあるが本発明はこれに特に限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。例えば本実施例においては、炉外循環系路 4 を循環するガスとは別系統の燃焼用空気を用いて一対のパーナ 3 A, 3 Bを交互に燃焼させる蓄熱型パーナシステムを熱源とする実施の形態に適用した場合について説明したが、これに特に限定されず、例えば図 2や図 3に示すような他の形式の蓄熱型バ一ナや通常のパーナなどを使用しても良い。

例えば、図 2に臭気成分を含む酸素濃度の高いガスが熱設備から排出される場合に好適な脱臭システムの一実施形態を示す。この例は、交互に燃焼する一対の蓄熱型パーナ 3 A, 3 Bのバーナスコート 2 5 A, 2 5 Bと炉外循環系路 4の蓄熱体 5 A, 5 Bの下流のダクト 2 3 A, 2 3 Bとをダクト 2 6 A， 2 6 Bで連結して. 循環気流の一部をパーナ 3 A, 3 Bへ供給し燃焼用空気として利用するようにしたものである。燃焼用空気は熱設備 8内に侵入する新鮮な空気のみで補給するようにしている。蓄熱型パーナ 3 A, 3 Bのパーナエアスロート 2 5 A, 2 5 Bと^外循環系路 4とは菴熱体 5 A, 5 Bの下流でダクト 2 6 A, 2 6 Bによつて連結されている。また、この連結ダクト 2 6 A, 2 6 Bには燃焼用空気の量を調節するための風量調節ダンパー 2 7 , 2 7が設けられている。さらに、熱設備 8の上流、好ましくは集塵機 1 9の下流と熱設備 8 との間には排気調節ダンバ一 2 8を介して排気系 2 9が連結され、循環気流の一部、即ち燃焼によって增加する分と侵入空気分とが余剰分として排棄される。そして、脱臭炉 1 での臭気成分の焼却ないし熱分解に使われた後の燃焼ガスを含む循環ガスの一部は燃焼を停止している方のパーナ 3 Aあるいは 3 Bの蓄熱体 1 1 Aあるいは 1 1 Bで熱回収された後、炉外循環系路 4の菴熱体 5 Aないし 5 Bの下流側に導入される。同時に、燃焼ガスの一部は循環口 9 Aないし 9 Bを経て炉外循環系路 4へ取り出され蓄熱体 5 Aないし 5 Bを通過して所定の温度にまで下げられてから熱設備 8側へ供給される。そして、熱設備 8 の熱源として利用された後再び脱臭炉〗へ還流される。即ち、炉外循環系路 4 を介して脱臭炉 1 と熱設備 8 との間を循環ガスを含む燃焼排ガスが循環し、その間脱臭炉 1 のパーナ 3 A， 3 Bが交互に燃焼する。以上のように構成された脱臭システムによると、図 2 に示す状態では、脱臭炉内 2の燃焼ガスは、その一部が停止中のパーナ 3 Bの菴熱体 1 1 Bを通って炉外循環系路 4へ取り出されると共に残りが循環口 9 Bの蓄熱体 5 Bを経て炉外循環系路 4へ取り出される。その際に、各菴熱体 1 1 B , 5 Bで循環ガスの顕熱の一部を回収して熱設備 8で使用可能な所望の温度とされる。このとき、循環気流の一部は必要に応じて温度調節用バイパスダンパー 2 1 を通過する。そして、蓄熱体 5 Bの下流で蓄熱体 5 B , 1 1 Bを通過して低温とされた循環ガスと蓄熱体 5 Bを迂回した髙温のままの循環ガスとが混合されて所望の温度の循環気流が生成される。この循環気流は、流路切替手段 7→循環ファン 6→循環量調節ダンパー 1 8→集塵機 1 9を経て熱設備 8 に導入される。そして、熱設備 8内で所定の作業例えば乾燥作業や発泡作業などに利用される。熱設備 8内での仕事に使用された後の循環ガスは誘引ファン 1 0によって熱設備 8から取り出され炉圧調節ダンパー 2 0 →流路切替手段 7 と通過して一部が風置調節ダンパー 2 7で所望の風 S に調節され燃焼中のバ一ナ 3 A側のパーナスロート 2 5 Aに連通するダクト 2 6 Aから供給され燃焼用空気として利用される。また、残部は蓄熱体 5 Aを通過して高温に戻されてから脱臭炉内 2へ循環口 9 Aから還流される。この脱臭システムの場合、風量調節手段即ちダンパー 2 7 , 1 8がいずれも循環気流の温度の低い所に設 »されているので、一般的な低温用のダンパーを使用することができる。特に、ダクト 2 6 A , 2 6 Bに配 βされる風量調節ダンパー 2 7は、蓄熱体 1 1 A , 1 1 Bでの熱回収を温度効率のみを考えて熱設備 8で必要とする温度よりも低くしても、その後それより高温の循環ガスと下流で混合されるため、炉外循環系路全体としては熱設備 8で必要とする所定の温度の循環気流を得ることができる。

更に、熱設備 8から臭気ガス成分を含む酸素濃度の高いガスが排出される場合には、図 3 に示すような脱臭システムでも実施できる。この実施例の場合、バーナには蓄熱体を付帯していない通常のパーナ 3 A ' ， 3 B ' が使用され、かつバ —ナスロート 2 5 A ' , 2 5 B ' と炉外循環系路 4の蓄熱体 5 A, 5 Bの上流とがダクト 3 O A, 3 0 Bで連結されて、循環気流の一部がパーナ 3 A ' , 3 B ' へ燃焼用空気として供給されるように設けられている。燃焼用空気は熱設備 8内に侵入する新鮮な空気のみで補給するように設けられている。パーナ 3 A ' , 3 B ' のバ一ナス□一卜 2 5 A ' , 2 5 B ' と炉外循環系路 4の各ダクト 2 3 A, 2 3 Bとは蓄熱体 5 A, 5 Bの上流でそれぞれ連結されている。また、この連結ダクト 3 O A, 3 Bには燃焼用空気の量を調節するための燃焼用空気制限オリフイス 3 1 , 3 1がそれぞれ設けられている。さらに、熱設備 8の上流、より好ましくは集塵機 1 9の下流と熱設備 8 との間には排気調節ダンパー 2 8を介して排気系 2 9が連結され > 循環ガスの堆加分即ち燃焼によって発生する燃焼ガスと熱設備 8への侵入空気分とが余剰分として排棄される。

以上のように構成された脱臭システムによると、図 3に示す状態では、脱臭炉内 2の燃焼ガスは、循環口 9 Bおよび燃焼停止中のバ一ナ 3 B ' のバーナス口一卜 2 5 B ' を経て燃焼炉外循環系路 4へ取り出されて循環する。その際、蓄熱体 5 Bにてその頭熱の一部を回収して熱設備 8で使用可能な所望の温度とされる。そして、熱設備 8内での所定の作業例えば乾燥や発泡などに使用された後の循環ガスは. 誘引ファン 1 0 によって熱設備 8から取り出され、蓄熱体 5 Aで加熱されて高温に戻され、その一部が循環口 9 Aから脱臭炉内 2へ還流されると共に残りがダクト 3 O A、オリフィス 3 1 を経てバーナスロート 2 5 A ' へ燃焼用空気として供給され、燃料ノズル 1 6から噴射される燃料を燃焼させる。燃料と空気との噴射は所定時間毎に切り替えられ、交互にパーナ 3 A ' , 3 B ' を燃焼させる。

更に、脱臭炉 1や発泡炉などの熱設備 8を出たガスはミストを多量に含む汚れたガスであるためミスト分を除去することが望まれる。そこで、図 1から図 3において各脱臭システムの蓄熱体 5 A, 5 Bの下流側例えば各図に破線で示す位置に図 4に示すようなミスト捕集手段 2 4 を設けることが好ましい。このミスト捕集手段 2 4は、例えば炉外循環系路 4 を構成するダクト 2 3 A , 2 3 B内に循環気流の流れを横切る方向に出し入れ自在なパンチングメタルケースなどの通気性のあるケース 3 2 と、このケース 3 2 に収納される金属切り屑などの通気性のある詰め物 3 3 とから構成されている。

このように蓄熱体 5 A， 5 Bの熱設備 8寄りの比較的低温のガスが流れる側にミスト捕集手段 2 4をそれぞれ配置した場合、熱設備 8から出た脱臭前の臭気成分を含む循環ガスが通過する時にガス中のミストを通気性の詰め物 3 3 に付着させ除去することができる。そして、ミスト捕集手段 2 4 に捕捉されたミストは気流の流れ方向の切替によって脱臭後の乾燥ガス即ち脱臭炉 1 から供給される循環ガスが通過する際に乾燥されダス卜化される。これを気流の周期的な流れの切替に伴って練り返すことによってミス卜捕集手段 2 4 にダス卜を堆積させる。そこで，定期的にケース 3 2 をダクト 2 3 A , 2 3 Bから引き出して詰め物 3 3 を淸掃すれば足りる。

更に、上述の各実施形能では、熱源として交互に燃焼する一対の蓄熱型パーナを組み合わせたものを採用したものについて主に説明したが、これに特に限定されず、一台のパーナを連統的に燃焼させることも可能である。この場合には、火炎に対して一対の循環口 9 A , 9 Bから噴出される循環ガスが吹き付けられるように配 Sされることが好ましい。更に、熱源としてはラジアントチューブパーナのようなものを採用しても良い。

Claims

請求の範囲

1 . 中低温の気流を熱源として利用する熱設備から発生する臭気成分を取り除く脱臭システムにおいて、前記熱設備と、パーナを備える脱臭炉と、前記熱設備，循環ファン及び前記脱臭炉に一対の循環口を介して接続される循環流路とを含み前記脱臭炉からの燃焼排ガスを循環口を経て炉外に取り出すと共に前記熱設備を通過させてから前記脱臭炉内へ他方の循環口を経て還流させる炉外循環系路とを備え、かつ前記炉外循環系路は前記脱臭炉の一対の前記循環口に近い部分にそれぞれ備えられる ¾熱器と、前記循環ファンと前記蓄熱器との間で気流の方向を周期的に切り替え反転させる流路切替装置とを設け、前記流路切替装 Sを切り替えることによって前記脱臭炉に対する気流の流れ方向を周期的に反転させ、前記脱臭炉から取り出した燃焼排ガスを前記蓄熱器を通して前記熱設備に必要な中低温の熱風としてから前記熱設備へ供給すると共に、前記熱設備内で発生した臭気成分を含む循環ガスを前記蓄熱体を経て再び高温に戻してから前記脱臭炉内へ還流させて燃焼させることを特徴とする脱臭システム。

2 . 前記パーナは、蓄熱器を備えこの蓄熱器を介して脱臭炉外部からの燃焼用空気の供給若しくは燃焼排ガスの脱臭炉外部への排気を行う 2基で 1組のパーナを気流方向の切替と同期させて交互に燃焼させる菴熱型パーナシステムであることを特徴とする請求の範囲 1 記載の脱臭システム。

3 . 風量調節ダンパーと蓄熱器を備え、該蓄熱器を介して燃焼用空気の供給若しくは燃焼排ガスの排気を行う 2基で 1組のパーナを気流方向の切替と同期させて交互に燃焼させる対を成す切替蓄熱式パーナを設け、それぞれの風量調節ダンパーの上流側から前記炉外循環系路の熱設備から排気される安定燃焼を持続するに足る酸素濃度を有する排気を燃焼用空気として供給し、かつ燃焼生成ガスと侵入空気のみを排出する排気手段を前記熱設備の上流に設けたことを特徴とする請求の範囲項 1 記載の脱臭システム。

4 . 気流方向の切替と同期させて燃料を吹き込む燃料ノズルを有すと共に、前記炉外循環系路を循環する安定燃焼を持続するに足る酸素濃度を有する循環気流の一部を燃焼用空気として使用するパーナを設け、かつ燃焼生成ガスと侵入空気のみを排出する排気手段を前記熱設備の上流に設けた請求の範囲 1 記載の脱臬システム。

5 . 燃料噴射量に見合った適正空気比範囲の循環気流が前記燃料ノズルの周囲から供給されるように気流制限オリフィス及びスロー卜を設けたことを特徴とする請求の範囲 4記載の脱臭システム。

6 . 前記循環ファンは前記畚熱器と前記熱設備との間で、前記熱設備の上流側と下流側とにそれぞれ設置されていることを特徴とする請求の範囲 1から 4のいずれかに記載の脱臭システム。

7 . 前記炉外循環系路の熱設備の前記上流側に循環量調節ダンパーと集塵機とを配したことを特徴とする請求の範囲 1 から 4のいずれかに記載の脱臭システム。

8 - 各 ¾熱器の上流と下流とを直接連結するバイパス手段を設け、前記蓄熱器を迂回して循環気流の一部あるいは全部を炉外循環系路内に流して温度調整可能としたことを特徴とする請求の範囲 1から 4のいずれかに記載の脱臭システム。

9 . 各葚熱器の前記熱設備にそれぞれミスト捕集手段を備えたことを特徴とする請求の範囲 1から 4のいずれかに記載の脱臭システム。

1 0 . 前記循環口は前記パーナの近くに形成されていることを特徴とする請求の範囲 1 から 4のいずれかに記載の脱臭システム。

1 1 . 前記パーナは交互に燃焼する一対のパーナであって、前記循環口は前記パーナのパーナスロートであることを特徴とする請求の範囲 1から 4のいずれかに記載の脱臭システム。