WO2013145356A1 - 排ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

　本発明は、運搬可能な程度に小型化され、且つ、現場での組立据付作業に様子する時間が大幅に短縮され、工事期間を最小限に抑えることができる排ガス浄化装置を提供することを目的とする。　本発明の排ガス浄化装置１は、バーナが設けられた燃焼室１０と、一側端が前記燃焼室の側面に接続され互いに離間した状態で並列配置された第１および第２の蓄熱室１１、１２と、各蓄熱室の内部に配置された蓄熱体と、第１の蓄熱室１１の他側端に接続された第１接続ダクト１５と、第２の蓄熱室１２の他側端に接続された第２接続ダクト１６と、未処理ガスを供給する供給ダクト１７と、処理済ガスを排出する排出ダクト１８と、第１接続ダクトと第２接続ダクトと供給ダクトと排出ダクトとに接続され、第１接続ダクトを供給ダクトに連通させ且つ第２接続ダクトを排気ダクトに連通させた第１状態と、第２接続ダクトを供給ダクトに連通させ且つ第１接続ダクトを排気ダクトに連通させた第２状態とを選択的に切替可能な切換弁２０と、第１および第２の蓄熱室の間の空間に気体を流す冷却用ファン２１と、を備えていることを特徴とする。

Description

排ガス浄化装置

　本発明は、排ガス浄化装置に関し、詳細には、蓄熱体を用いて効率的に排ガスを燃焼させて浄化処理を行う蓄熱式排ガス浄化装置に関する。

　従来、ラミネート包装、接着テープ等に関する接着業界の施設、グラビア印刷、オフセット印刷に関する印刷業界の施設、塗装施設、化学工場、電子・セラミックス業界の施設、工場用洗浄施設等から発生する揮発性有機化合物（ＶＯＣ：Volatile Organic Compounds）等の可燃性有害成分を含有する排ガスの浄化処理を行うために、例えば特許文献１に記載のような排ガス浄化装置が用いられている。

　特許文献１に記載されている排ガス浄化装置は、給気弁が取付けられた給気口および排気弁が取付けられた排気口を備え内部に蓄熱体が配置された複数の蓄熱室と、蓄熱室と連通状態で蓄熱室の上方に配置され上部にバーナを備えた燃焼室を備えている。
　この排ガス浄化装置では、各蓄熱室の給気弁、排気弁を選択的に開閉させることにより、各蓄熱室を給気側蓄熱室と排気側蓄熱室とに切り替えて排ガスの浄化処理を行っている。

特開２００４－７７０１７号公報

　特許文献１に記載された排ガス浄化装置は、大型であり、現場での据付、組立が容易ではなかった。
　また、バーナが、蓄熱室の上方に設けられた燃焼室の上部に配置されているため、バーナの設置位置が高所となり、バーナの着火や消火の制御を行うために設けられている電気計装の配線工事が煩雑であった。

　一方、排ガス浄化装置の導入する工場や施設では、工事期間中に設備の稼働停止を最小限に抑えたいという要望があるため、運搬可能な程度に小型化され、現場での組立据付作業に要する時間が大幅に短縮された排ガス浄化装置が望まれていた。

　本発明の目的は、運搬可能な程度に小型化され、且つ、現場での組立据付作業に様子する時間が大幅に短縮され、工事期間を最小限に抑えることができる排ガス浄化装置を提供することにある。

　本発明によれば、
　可燃性成分を含有する排ガスの浄化処理を行う排ガス浄化装置であって、
　バーナが設けられた燃焼室と、
　一側端が前記燃焼室の側面に接続され互いに離間した状態で並列配置された第１および第２の蓄熱室と、
　前記各蓄熱室の内部に配置された蓄熱体と、
　前記第１の蓄熱室の他側端に接続された第１接続ダクトと、
　前記第２の蓄熱室の他側端に接続された第２接続ダクトと、
　未処理ガスを供給する供給ダクトと、
　処理済ガスを排出する排出ダクトと、
　前記第１接続ダクトと前記第２接続ダクトと前記供給ダクトと前記排出ダクトとに接続され、前記第１接続ダクトを前記供給ダクトに連通させ且つ前記第２接続ダクトを排気ダクトに連通させた第１状態と、前記第２接続ダクトを前記供給ダクトに連通させ且つ前記第１接続ダクトを前記排気ダクトに連通させた第２状態とを選択的に切替可能な切換弁と、
　前記第１および第２の蓄熱室の間の空間に気体を流す冷却用ファンと、を備えている、
　ことを特徴とする排ガス浄化装置が提供される。

　このような構成によれば、蓄熱室を効率的に冷却することができるので、断熱材を薄くでき、装置の小型化が達成される。

　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記第１および第２の蓄熱室は、水平方向に隣接するように配置され、
　前記燃焼室と前記第１および第２の蓄熱室から構成される蓄熱燃焼部の上面には、該上面から離間して配置された上面カバーが配置され、
　前記蓄熱燃焼部の前記蓄熱室の前記一側端と他端側とを結ぶ線に直交する方向を向いた両側面には、該両側面から離間して配置された側面カバーが配置され、
　前記冷却用ファンが、前記蓄熱燃焼部の上面と前記上面カバーとの間、および前記蓄熱燃焼部の各側面と側面カバーとの間に気体を流すように構成されている。

　このような構成によれば、蓄熱室をより効率的に冷却することができるので、断熱材を薄くでき、装置の小型化が達成される。

　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記燃焼室の前記第１および第２の蓄熱室が接続されている側面とは反対側の位置に制御盤を有する第１ユニットが設けられ、
　前記第１および第２の蓄熱室の前記燃焼室と接続されている側面とは反対側の位置に前記未処理ガスを送出する未処理ガスファンを有する第２ユニットが設けられている。

　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記第１ユニットは、前記制御盤と前記燃焼室との間に作業用スペースを形成するように配置され、
　前記制御盤の下方には、前記燃焼室の前記バーナに燃料を供給する燃料供給部が設けられ、
　前記冷却用ファンによって、前記作業用スペース内に気体が流されように構成されている。

　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記各蓄熱室内に配置された蓄熱体は、前記各蓄熱室内で、前記燃焼室側が上方に位置するように傾斜して配置される。

　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記蓄熱体の傾斜角度は、水平面に対して１～３０度である。

　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記蓄熱体は、上部に傾斜面を有する蓄熱体支持部により傾斜状態で支持され、
　該蓄熱体支持部は、耐火性を有する無機材料により形成されている。

　本発明の他の好ましい態様によれば、
　一端が前記燃焼室に他端が前記供給ダクトに接続され、開閉弁を有し、前記燃焼室と前記供給ダクトとを直接、連通させるバイパスダクトとを備え、
　前記バイパスダクトは、前記蓄熱燃焼部の下方に配置されている。

　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記蓄熱燃焼部は、３．０ｍｍ～１０．０ｍｍの板材と、該板材を補強する補強部材とを有し、
　前記補強部材は、角形鋼管、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、溝形鋼、山形鋼、軽みぞ形鋼、リップみぞ形鋼及びハット形鋼から選択された一又は二以上の種類の部材によって構成され、
　前記第１ユニットは、該第１ユニットの上面部分に設けられ前記補強部材に接合された第１ユニット支持部材によって支持され、
　該第１ユニット支持部材は、角形鋼管、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、溝形鋼、山形鋼、軽みぞ形鋼、リップみぞ形鋼及びハット形鋼から選択された一又は二以上の種類の部材によって構成され、
　前記第２ユニットは、該第２ユニットの上面部分に設けられ前記補強部材に接合された第２ユニット支持部材に支持され、
　前記第２ユニット支持部材は、角形鋼管、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、溝形鋼、山形鋼、軽みぞ形鋼、リップみぞ形鋼及びハット形鋼から選択される一又は二以上の種類の部材によって構成されている。

　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記蓄熱体は、隣接して配置された複数のセラミック部材を備え、
　前記セラミック部材は直方体形状を有し、セラミック部材の一端から他端に延びる互いに平行な複数の貫通孔を備え、
　前記セラミック部材は、前記貫通孔が、前記燃焼室から前記接続ダクトに向かって延びるように配向され、
　前記セラミック部材は、前記貫通孔の形成方向に直交する断面が、一辺の長さが１００ｍｍ～３００ｍｍの矩形とされ、前記貫通孔の形成方向の断面が、一辺の長さが１００ｍｍ～５００ｍｍの矩形とされている。

　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記蓄熱体が、セラミック部材を二次元的に整列配置することによって構成された蓄熱層を上下方向に複数段に積層することによって構成され、
　前記蓄熱燃焼部は、異なる段数の蓄熱層からなる複数種類の蓄熱体から選択された蓄熱体を使用可能である。

　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記作業用スペースに、ガス検知器が設けられている。

　本発明の他の好ましい態様によれば、
　前記蓄熱室の内面に、厚さ５０～２２５ｍｍの断熱材が設けられている。

　本発明によれば、運搬可能な程度に小型化され、且つ、現場での組立据付作業に様子する時間が大幅に短縮され、工事期間を最小限に抑えることができる排ガス浄化装置が提供される。

本発明の好ましい実施形態の蓄熱式排ガス浄化装置の外観を示す斜視図である。 図１の蓄熱式排ガス浄化装置の上面及び側面を覆う各カバー部材を取外した状態の斜視図である。 図１の蓄熱式排ガス浄化装置の構成を説明するための図であり、（ａ）は内部構成を示すための正面からの概略図、（ｂ）は内部構成を示すための概略斜視図、（ｃ）は該装置の図３（ａ）に示すＡ１－Ａ１線に沿った断面図である。 （ａ）は図１の蓄熱式排ガス浄化装置の燃焼室及び蓄熱室を示すための平断面図であり、（ｂ）は一方の蓄熱室の筐体と、他方の蓄熱室の筐体との間に設けられた空間を示す拡大された平断面図である。 図１の蓄熱式排ガス浄化装置における未処理ガスおよび冷却用空気の流れを説明するための図である。 未処理ガスおよび冷却用空気の流れを説明する図５と同様の図である。 図１の蓄熱式排ガス浄化装置の切換弁を説明するための図であり、（ａ）は図４のＡ２-Ａ２線に沿った部分断面図であり、（ｂ）は第１の連通状態での未処理ガス及び処理済ガスの流れを示す断面図であり、（ｃ）は、第２の連通状態における未処理ガス及び処理済ガスの流れを示す断面図である。 図１の蓄熱式排ガス浄化装置における冷却用空気の流れを説明するための図であり、（ａ）は蓄熱式排ガス浄化装置の正面図であり、（ｂ）は図８（ａ）に示すＡ３－Ａ３線に沿った断面図であり、（ｃ）ないし（ｅ）は蓄熱式排ガス浄化装置内を流れる空気量を調整する通風口の開閉状態を説明する図である。 図１の蓄熱式排ガス浄化装置の分解斜視図である。 冷却用の空間を説明するための図であり、（ａ）は側面カバーを外した状態の正面図であり、（ｂ）は、その平断面図である。（ｃ）は、図１０（ａ）のＡ４－Ａ４線に沿った断面図である。 蓄熱体の配置状態を説明するための図であり、（ａ）は蓄熱体近傍の平断面図であり、（ｂ）は蓄熱体近傍の縦断面図であり、（ｃ）は図３（ｂ）の一部分の拡大図である。 図１の蓄熱式排ガス浄化装置のバイパスダクトを説明する正面図である。 第１ユニットと第２ユニットとメインユニットの関係を示す図面である。 異なる蓄熱体を使用可能であることを説明するための図であり、（ａ）は図１の蓄熱式排ガス浄化装置の変形例の斜視図であり、（ｂ）は、図１の蓄熱式排ガス浄化装置を示す斜視図である。 図１の蓄熱式排ガス浄化装置の断熱材について説明するための図であり、（ａ）は蓄熱燃焼部の平断面図であり、（ｂ）は図１５（ａ）のＰｂ部分の拡大図であり、（ｃ）は図１５（ａ）のＰｃ部分の拡大図であり、（ｄ）は図１５（ａ）のＰｄ部分の拡大図であり、（ｅ）は、蓄熱燃焼部の縦断面図であり、（ｆ）は図１５（ｅ）のＰｆ部分の拡大図であり、（ｇ）は、図１５（ｅ）のＰｇ部分の拡大図であり、（ｈ）は、図１５（ｅ）のＰｈ部分の拡大図である。 図１の蓄熱式排ガス浄化装置の構成について説明するための図である。

　以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の蓄熱式排ガス浄化装置１を説明する。この蓄熱式排ガス浄化装置１は、揮発性有機化合物等の燃焼等の排ガスの処理に使用される。

　図１ないし図５に示されているように、本実施態様の蓄熱式排ガス浄化装置１は、内部にバーナ８が設けられた燃焼室１０と、燃焼室１０の側面に、一端（図４における左端）が連結され水平方向に隣接した一対の蓄熱室１１、１２とを備えている。各蓄熱室１１、１２は、互いに離間して間に空間を形成した状態で並列配置されている。また、燃焼室１０と、一対の蓄熱室１１、１２とが、蓄熱燃焼部９を構成する。

　図５中、黒色で塗りつぶした矢印は、一方の蓄熱室１２を供給側蓄熱室に、他方の蓄熱室１１を排出側蓄熱室に設定した場合のガスの流れを示し、白抜き矢印は、冷却用空気の流れを示す。なお、後述するように、本実施態様の蓄熱式排ガス浄化装置１は、各蓄熱室を供給側蓄熱室および供給側蓄熱室の間で切替可能であり、図５に示されている状態とは逆に、一方の蓄熱室１２を排出側に、他方の蓄熱室１１を排出側に設定した場合には、図６に示すようなガスの流れとなる。

　各蓄熱室１１、１２内には、蓄熱体１３、１４が設けられている。蓄熱体１３、１４は、図１０に示されているように、蓄熱室１１、１２の一端１１ｂ、１２ｂと、他端１１ｃ、１２ｃとの間に設けられている。

　蓄熱式排ガス浄化装置１は、一方の蓄熱室１１の他端１１ｃに接続された第１接続ダクト１５と、他方の蓄熱室１２の他端１２ｃに接続された第２接続ダクト１６と、未処理ガスを蓄熱室に供給する供給ダクト１７と、処理済ガスを蓄熱室から排出する排出ダクト１８とを備えている。

　また、蓄熱式排ガス浄化装置１は、図５ないし図７に示されているように、各蓄熱室１１、１２を、供給側蓄熱室および供給側蓄熱室との間で切替えるために切換弁２０を備えている。

　切換弁２０は、四方弁であり、回動可能な弁体２０ａと、シール部材２０ｂと、駆動手段２０ｃとを備えている。切換弁２０は、回転軸２０ｄを中心に弁体２０ａを回転駆動することで、第１および第２の連通状態を切り替える。

　図５に示されているように、切換弁２０は、略９０度の角度間隔で四方向に延びる４つの接続口を備えている。各接続口には、図５の時計回り方向に、蓄熱室１１の他端１１ｃに接続された第１接続ダクト１５と、未処理ガスを蓄熱室に供給する供給ダクト１７と、蓄熱室１２の他端１２ｃに接続された第２接続ダクト１６と、処理済ガスを蓄熱室から排出する排出ダクト１８とが接続されている。
　供給ダクト１７には、未処理ガスである排ガスを送風するためのガス送風機１９が設けられている。

　切換弁２０は、弁体２０ａを回動させることで、ある１つの接続口に接続されたダクトを、この接続口に隣接する２つの接続口に接続されたダクトの一方と選択的に連通させることができるように構成されている。

　即ち、切換弁２０は、図７（ｂ）に示されている第１の連通状態と、図７（ｃ）に示われている第２連通状態との間で切替可能とされている。

　未処理ガスは、供給ダクト１７に接続された側の接続ダクト（１５または１６）を通して蓄熱燃焼部９に供給されるので、供給ダクト１７に接続された側の接続ダクト（１５または１６）に接続された蓄熱室が供給側蓄熱室となる。

　処理済ガスは、排出ダクト１８に接続された側の接続ダクト（１５または１６）を通して蓄熱燃焼部９から排出されるので、排出ダクト１８に接続された側の接続ダクト（１５または１６）に接続された蓄熱室が排出側蓄熱室となる。

　図７（ｂ）に示す第１の連通状態では、第１接続ダクト１５が排出ダクト１８に接続され、第２接続ダクト１６が供給ダクト１７に接続されることで、図５に示す状態、すなわち、蓄熱室１１が排出側蓄熱室に、蓄熱室１２が供給側蓄熱室になる。

　また、図７（ｃ）に示す第２の連通状態では、第１接続ダクト１５が供給ダクト１７に接続され、第２接続ダクト１６が排出ダクト１８に接続されることで、図６に示す運転状態、すなわち、蓄熱室１１が供給側蓄熱室で、蓄熱室１２が排出側蓄熱室となる。

　このように、切換弁２０は、第１接続ダクト１５を供給ダクト１７及び排出ダクト１８の一方に接続し、第２接続ダクト１６を供給ダクト１７及び排出ダクト１８の他方に接続した状態と、第２接続ダクト１６を供給ダクト１７及び排出ダクト１８の一方に接続し、第２接続ダクト１５を供給ダクト１７及び排出ダクト１８の他方に接続した状態とを切替可能に構成されている。

　上述したように、本実施態様の蓄熱式排ガス浄化装置１では、蓄熱室１１、１２、燃焼室１０が横並びに配置されているので、蓄熱室の上に燃焼室を配置した従来の装置に比べて、高さ方向の寸法が小さくなる。
　また、蓄熱式排ガス浄化装置１は、単一の切換弁２０で蓄熱室１１、１２を、供給側蓄熱室と排出側蓄熱室に切換えるように構成されているので、装置の小型化が実現される。

　蓄熱式排ガス浄化装置１は、図２、図４～図６及び図８に示されているように、冷却用ファン２１を備えている。冷却用ファン２１は、一方の蓄熱室１１の筐体１１ａの表面（外面）と、他方の蓄熱室１２の筐体１２ａの表面（外面）との間に形成された空間２２に、冷却用空気を流す。

　図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されているように、蓄熱室１１、１２は、一側端が燃焼室の側面に接続され互いに離間した状態で並列配置され、蓄熱室１１、１２の筐体１１ａ、１２ａ間には空間２２が形成されている。そして、この空間２２内には、例えば角形鋼管等で構成された複数の補強部材２３が配置されている。

　冷却用ファン２１は、蓄熱式排ガス浄化装置１内の気体を装置外に排出することによって、後述する空間３７を通して、空間２２内の筐体１１ａ、１２ａと補強部材２３で囲まれた部分に冷却用空気を通過させる。

　冷却用ファン２１は、図８及び図９に示されているように、排出ダクト１８に接続された排出口８４のＸ方向の両側に配置されている。尚、方向Ｘとは、蓄熱室１１、１２が互いに向かい合う方向である（図９）。

　蓄熱燃焼部９の下側には、据え付け面（地面等）と隙間を形成するように脚部３８が設けられている。冷却ファン２１は、この隙間から外気を蓄熱式排ガス浄化装置１内に取り入れ、蓄熱式排ガス浄化装置１を通過させて、フード部材２４の通気口２４ｂから外部に排出する。

　冷却用ファン２１の上側には、雨が装置内部に入ることを防止するためのフード部材２４が設けられている。フード部材２４は、雨が装置内部に入ることを防止する屋根状のフード部２４ａを備え、冷却用ファン２１によって吸入された装置内の空気をフード部２４ａの両側の通気口２４ｂから装置外に排出する。

　冷却用ファン２１によって、蓄熱室１１、１２の筐体１１ａ、１２ａの間の空間２２に冷却用空気が流されるので、筐体１１ａ、１２ａの互いに対向する部分に設けられた断熱材２５の厚みを薄くすることを可能となる。これにより、蓄熱式排ガス浄化装置の更なる小型化が実現される。

　この冷却用ファン２１が、筐体１１ａ、１２ａの間の空間２２に加え、蓄熱燃焼部９の周囲に冷却用の空気を流すので、蓄熱燃焼部９がより効率的に冷却され、蓄熱燃焼部９の筐体内面に設けられている断熱材２６の厚みを薄くすることも可能となる。
　なお、本実施形態の蓄熱式排ガス浄化装置１では、断熱材としては、例えば、ロックウール、グラスウール、セラミックウール、セラミックボード、ケイ酸カルシウムボード、ケイ酸カルシウムウール、キャスタブルセメントなどの耐火性を有する無機材料が使用されている。

　次に、蓄熱燃焼部９等の外方に設けられ、図１に示す蓄熱式排ガス浄化装置１の外側部分を構成するカバーについて説明する。

　図１０に示されているように、燃焼室１０及び蓄熱室１１、１２によって構成される蓄熱燃焼部９の上面９ａと、蓄熱燃焼部９の側面のうち蓄熱室１１、１２の一端側１１ｂ、１２ｂ及び他端側１１ｃ、１２ｃを結ぶ直線に直交する方向（方向Ｘ）に対向する一対の側面９ｂ、９ｃとには、蓄熱燃焼部９をカバーする上面カバー３１及び一対の側面カバー３２、３３が設けられている。なお、側面９ｂ、９ｃ及び後述の側面９ｄ、９ｅは、鉛直方向に延びている。

　側面カバー３２は、装置を据え付けたときの装置前面側（正面側）に位置し、第１ユニット４１に出入りするためのドア３２ａ、第２ユニット４２に出入りするためのドア３２ｂ等が設けられている。

　また、上面カバー３１は、図８（ｂ）や図１０（ｃ）に示されているように前面（側面カバー３２）側から後面（側面カバー３３）側に向って下方に傾斜しており、雨水などを装置の後面側に導く。
　第１ユニット４１及び第２ユニット４２のそれぞれには、この一対の側面カバー３２、３３とともに装置１の側面をカバーする側面カバー２８、２９が設けられている。側面カバー２８、２９は、Ｙ方向（図９）に対向して配置されている。

　蓄熱室１１、１２の筐体１１ａ、１２ａの外面には補強部材３４が設けられ、補強部材３４の外端に側面カバー３２、３３が取り付けられている。この結果、筐体１１ａ、１２ａと側面カバー３２、３３との間に、空間３５、３６が形成される。

　この結果、空間３５が、筐体１１ａ、側面カバー３２及び補強部材３４で囲まれた部分が冷却用の空気を通過させるための空間として機能し、空間３６が、筐体１２ａ、側面カバー３３及び補強部材３４で囲まれた部分が冷却用の空気を通過させるための空間として機能する。さらに、補強部材３４内の空間３４ａにも冷却用空気が通過可能とされている。

　さらに、蓄熱燃焼部９の上面９ａに取付けられた取付部（図示せず）に、上面カバー３１が蓄熱燃焼部９の上面９ａから離間するように取り付けられている。このような構成によって、蓄熱燃焼部９の上面９ａと上面カバー３１との間に、空間３７が形成され、この空間３７が、冷却用の空気を通過させるための空間として機能する。
　尚、図１０中の斜線部（ハッチング部）は、空間２２、３５、３６、３７を示している。

　冷却用ファン２１は、蓄熱燃焼部９の上面と上面カバー３１との間に形成された空間３７内を空気が通り抜けるよう空気を吸引する。
　また、冷却用ファン２１は、蓄熱燃焼部９の一対の側面とこれに対向する側面カバー３２、３３との間に形成された空間３５、３６内を空気が通り抜けるよう空気を吸引する。

　脚部３８によって蓄熱燃焼部９の下方に空間が形成されているので、冷却用ファン２１の冷却機能を十分に発揮できる。

　また、側面カバー３２、３３の下端も、据え付け面との間に隙間を形成する位置に配置されている。この間隙によって、冷却用ファン２１による吸引によって、筐体１１ａ、１２ａと側面カバー３２、３３との間に形成された空間３５、３６に外気が円滑に導入され効率的な冷却が可能となる。この結果、断熱材２６の厚みを薄くすることを可能となり、蓄熱式排ガス浄化装置の更なる小型化が実現される。

　図１０（ｂ）に示されているように、蓄熱燃焼部９は、側面９ｂ、９ｃが対向する方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に対向する一対の側面９ｄ、９ｅを備えている。この一対の側面９ｄ、９ｅの燃焼室１０側の側面９ｄには、制御盤４３を有する第１ユニット４１が取付けられている。また、一対の側面９ｄ、９ｅの蓄熱室１１、１２側の側面９ｅには、未処理ガスを送風する未処理ガスファンを有する第２ユニット４２が取付けられている。

　尚、以下では、蓄熱燃焼部９、第１及び第２の接続ダクト１５、１６等を、メインユニット（蓄熱燃焼ユニット）４０ともいう。

　図２、図３、図８～図１０に示されているように、第１ユニット４１には、制御盤４３と燃焼室１０との間に作業用スペース４４が設けられている。制御盤４３の下方には、燃焼室１０のバーナ８に燃料を供給する燃料供給部４５が設けられている。
　冷却用ファン２１は、図８に示されているように、この作業用スペース４４内の空気を吸引することによって、作業用スペース４４の換気も行う。また、作業用スペース４４には、ガス検知器を設けるようにしてもよい。

　第１ユニット４１の作業用スペース４４と、メインユニット４０の空間３７との間には、例えばシャッター式等の流量調整機能付きの通風口４６が設けられている。また、同様に、第２ユニット４２のスペース４８と、メインユニット４０の空間３７との間には、通風口４６が設けられている。
　通風口４６は、開口４６ｂが設けられた開口板４６ａと、横方向にスライドすることにより開口４６ｂの開口量を調整する調整板４６ｃと、調整板４６ｃをスライドさせるための操作部４６ｄとを有する。

　調整板４６ｃは、第１ユニット４１や第２ユニット４２の換気が不要なときは、図８（ｃ）に示す全閉状態までスライドさせることができるように構成されている。また、大量の換気が必要なときは、図８（ｅ）に示す全開状態にスライドさせることができ、部分的な換気が必要なときは、図８（ｄ）に示す中間状態にスライドさせることができるように構成されている。このようにシャッター式の通風口４６は、第１及び第２ユニット４１、４２からの換気量を調整できる。

　尚、通風口４６の開度制御は、手動でも、制御信号等による自動でもよい。さらに、作業用スペース４４にガス検知器を設けた場合には、ガス漏れ等を検知したとき、調整板４６ｃを自動的にスライドさせて全開とする構成としてもよい。

　次に、蓄熱室１１、１２内に設けられている蓄熱体１３、１４について図１１に沿って説明する。
　蓄熱体１３、１４は、水平に対して燃焼室１０に向かって上方に傾斜するように蓄熱室１１、１２内に配置されている。傾斜角度は、水平面に対して１～３０度であるのが好ましく、本実施態様では、より好ましい角度である５度に設定されている。

　蓄熱体１３、１４は、上部に傾斜面５１ａを有する蓄熱体支持部５１により支持されている。蓄熱体支持部５１は、キャスタブルセメント等の耐火性を有する無機材料により形成されている。蓄熱体支持部材５１の下方には、くさび形のグレーチング部材５２が配置され、蓄熱体支持部材５１および蓄熱体支持部材５１上に支持された蓄熱体１３、１４を傾斜状態に配置している。

　蓄熱体支持部５１の下方には、断熱ボード材５３が配置されている。第１及び第２接続ダクト１５、１６は、蓄熱室１１、１２と接続されている部分がホッパー状となるように断面が拡大されている接続部１５ａ、１６ａを有している。このホッパー状の接続部１５ａ、１６ａに補強用に架け渡されたパイプ等の補強部材５４にグレーチング部材５２は、支持されている。

　蓄熱体１３、１４は、上述したように傾斜状態に配置されることにより、蓄熱体に未処理ガスを通したときにも、蓄熱体の自重により、蓄熱体１３、１４が動いてしまうことを防止できる。

　尚、この角度が１度以下である場合には、未処理ガスの通風圧力により蓄熱体１３、１４が動いてしまうおそれがある。
　また、この角度が３０度以上である場合には、傾斜している蓄熱体１３、１４を支持する蓄熱体支持部５１が大きくなる等の要因で装置全体の大きさが大きくなり、小型化の妨げになるといった問題がある。

　具体的に、蓄熱体１３、１４は、直方体状の複数のセラミック部材を二次元的に整列配置することによって構成された蓄熱層を上下方向に複数段に積層することによって構成されている。

　セラミック部材は、一端から他端に延びる互いに平行な複数の貫通孔を備えている。セラミック部材は、貫通孔の形成方向に直交する断面が、一辺の長さが１００ｍｍ～３００ｍｍの矩形とされ、貫通孔の形成方向の断面が、一辺の長さが１００ｍｍ～５００ｍｍの矩形とされている。

　セラミック部材は、貫通孔が、蓄熱体支持部５１の傾斜面５１ａに平行で、且つ蓄熱室１０の一端側から他端側に向く（即ち、燃焼室から接続ダクトに向かって延びる）ように配置されている。また、蓄熱燃焼部９は、異なる段数の蓄熱層からなる複数種類の蓄熱体から選択された蓄熱体を使用可能である。

　蓄熱式排ガス浄化装置１は、ガス送風機１９に接続され、プレフィルタ８７が内蔵されたプレダクト８８を有する。図５及び図６に示す未処理ガスＸ４は、プレフィルタ８７、ガス送風機１９、供給ダクト１７、切換弁２０を介して第１又は第２接続ダクト１５、１６を通って蓄熱燃焼部９（燃焼室１０、蓄熱室１１）に導かれる。

　プレダクト８８には、遮断用弁８６が設けられている。また、プレダクト８８には、外気取入用弁８５が接続されている。外気取入用弁８５から取り込まれた外気は、ガス送風機１９によって蓄熱燃焼部９へ送られる。プレダクト８８の先端には、未処理ガスの供給口８９が設けられており、ここに処理すべき施設等からの未処理ガスの配管が接続されている。また、排出ダクト１８の先端には、処理済ガスの排出口８４が設けられている。

　また、蓄熱式排ガス浄化装置１は、図１２に示さているように、バイパスダクト５６を備えている。バイパスダクト５６は、調整開閉弁５７を有しているとともに、燃焼室１０と供給ダクト１７とを直接、連通させる。
　このバイパスダクト５６は、所謂コールドバイパスダクトとして機能するものであり、未処理ガスを蓄熱室１１、１２を経由させることなく、供給ダクト１７から直接、燃焼室１０に導く。バイパスダクト５６によって、燃焼室１０の温度の急上昇等を抑制でき、温度上昇による各種部材の損傷が防止される。バイパスダクト５６内を流れる未処理ガスもガス送風機１９により送風され、調整開閉弁５７により風量を調整される。調整開閉弁５７は、蓄熱燃焼部９の温度検知器等により検知された温度に基づいて調整される。
　バイパスダクト５６は、蓄熱燃焼部９の底面の下方側に設けられていることから、装置全体の小型化に寄与する。

　バイパスダクト５６は、燃焼室１０に設けられている攪拌板５９を取り付けるための取付部材５８に接続されている。取付部材５８は、パイプ状の部材からなり、燃焼室１０内部において、複数の導通孔５８ａが設けられている。バイパスダクト５６から導かれた未処理ガスは、導通孔５８ａを介して燃焼室１０に導かれる。

　蓄熱燃焼部９は、３．０ｍｍ～１０．０ｍｍの板材と、これを補強するために設けられている補強部材３４とを有している。燃焼室１０の筐体と、蓄熱室１１、１２の筐体１１ａ、１２ａとは、例えば、３．０ｍｍ～１０．０ｍｍの鉄板（材質はこれに限られない）で形成され、鉄板表面には、補強部材３４が取り付けられる。

　補強部材３４は、例えば、角形鋼管である。尚、補強部材２３、３４は、上述に限られるものではなく、角形鋼管、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、溝形鋼、山形鋼、軽みぞ形鋼、リップみぞ形鋼及びハット形鋼から選択される一又は複数種類の部材が組み合わされて形成されている。適切な板材と補強部材とを選択することで、軽量化と小型化を実現している。

　第１ユニット４１は、図１３に示されているように、メインユニット４０の補強部材３４に接合される第１ユニット支持部材６１に支持されている。第１ユニット支持部材６１は、第１ユニット４１の上面部分に設けられ、補強部材３４と同等の強度を有する部材であり、補強部材３４の上部側に接合されている。第２ユニット４２は、メインユニット４０の補強部材３４に接合される第２ユニット支持部材６２に支持されている。第２ユニット支持部材６２は、第２ユニット４２の上面部分に設けられ、補強部材３４と同等の強度を有する部材であり、補強部材３４の上部側に接合されている。

　第１及び第２ユニット４１、４２は、リフト手段等で水平移動させることで第１、第２ユニット支持部材６１、６２のそれぞれに組み付け可能なように構成されている。第１及び第２ユニット支持部材６１、６２は、角形鋼管、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、溝形鋼、山形鋼、軽みぞ形鋼、リップみぞ形鋼及びハット形鋼から選択される一又は複数種類の部材が組み合わされて形成されている。適切な補強部材を選択することで、軽量化と小型化を実現している。

　すなわち、第１ユニット４１を支持する第１ユニット支持部材６１と、第２ユニット４２を支持する第２ユニット支持部材６２とを、蓄熱燃焼部９の補強部材３４に接合することで、蓄熱式排ガス浄化装置１全体の剛性を効率的に高めることができる。

　本実施態様の蓄熱式排ガス浄化装置１は、従来の蓄熱式排ガス浄化装置のように分割して運搬するのではなく、運搬可能な程度に小型化して、完成品の状態で運搬可能とするものである。

　このため、メインユニット４０、第１ユニット４１及び第２ユニット４２のうち最も重量が重い蓄熱燃焼部９に強度部材３４を設け、この強度部材３４に第１、第２ユニット支持部材６１、６２に接合している。そして、第１、第２ユニット支持部材６１、６２のそれぞれに、第１、第２ユニット４１、４２を支持させている。

　この結果、補強部材３４に取り付けた吊り上げ用部材６３を介して、この３つのユニットを吊り上げたときに、自重により、各構成部品に局部的な応力が発生して、不具合が発生することを防止できる。換言すると、３つのユニットからなる自重を効率的に強度部材（補強部材３４、第１及び第２ユニット支持部材６１、６２）で受けることができるので、強度部材も最小限にすることができ、小型化、構成の簡素化を実現する。

　上述したように蓄熱燃焼部９は、異なる段数の蓄熱層からなる複数種類の蓄熱体から選択された蓄熱体を使用可能である。

　本実施態様の蓄熱式排ガス浄化装置１は、例えば図１５（ｅ）に示されているような、Ｄ３（図１４）方向に積層される蓄熱層の段数Ｋ３が１２であるが、これに限定されるものではなく、図１４（ａ）に示すような、段数Ｋ３が９の蓄熱燃焼部９’を使用してもよい。
　図１４（ａ）及び図１４（ｂ）において、Ｋ２（一方の蓄熱室に設けられているＤ２方向の個数Ｋ２）は４個であり（１個の寸法：１５０ｍｍ）、Ｋ１は、５個である（１個の寸法：３００ｍｍ）。

　蓄熱層の段数Ｋ３が異なる複数の蓄熱燃焼部（例えば蓄熱燃焼部９、９’）を、交換ユニットして準備しておき、使用状況に応じて、適当な蓄熱燃焼部を選択して使用することで、未処理ガスの処理風量等に適合した適切な処理能力を有する蓄熱式排ガス浄化装置を提供することができる。

　図９（ｂ）から図９（ａ）のように蓄熱体を変更したとき、燃焼室及び蓄熱室の筐体の大きさが変更になるのは当然であるが、「バーナ８」、「第1接続ダクト１５」、「第２接続ダクト１６」「ガス送風機１９」等を変更するだけで、その他の部分は、共通の構成として変更する必要がない。よって、共通の構成を増加することで、短納期化及び低コスト化を実現できる。

　また、上述したような冷却用ファン２１や空間２２、３５、３６、３７等による冷却機能により、蓄熱燃焼部９（燃焼室１０、蓄熱室１１、１２）の筐体内面に設けられている断熱材の厚みを、従来の蓄熱式排ガス浄化装置で必要とされた２５０ｍｍ程度から、５０～２２５ｍｍに減少させることができ、蓄熱式排ガス浄化装置を小型にできる。

　断熱材の厚みを薄くできる点について説明するため、本実施形態の蓄熱式排ガス浄化装置１の断熱材の一例について、図１５を用いて説明する。
　ここで、蓄熱燃焼部９は、図１５（ａ）～図１５（ｈ）に示されているように、筐体、断熱材、補強部材が設けられている。筐体として４．５ｍｍの鋼板７１の内部には、断熱材として、５０ｍｍのロックウール７２と、５０ｍｍのセラミックファイバーウール７３と、２５ｍｍのセラミックファイバーボード７４と、４０ｍｍのけい酸カルシウムボード７５と、５０ｍｍ～１８０ｍｍのキャスタブルセメント７６とが設けられている。

　セラミックファイバーウール７３は、各層５０ｍｍが２層設けられている。キャスタブルセメント７６は、上述のように、蓄熱体支持部５１を構成しているので、その厚みが薄い部分が５０ｍｍであり、厚みが厚い部分が１８０ｍｍである。この装置１も、断熱材の厚みを１２５ｍｍ～１７５ｍｍに抑えることができる。尚、鋼板７１の外側には、一辺１００ｍｍの角形鋼管７８及び一辺７５ｍｍの角形鋼管７９からなる補強部材３４が設けられている。

　また、蓄熱式排ガス浄化装置１は、図１６に示されているように、タッチパネル８１と、ＰＬＣ８２とを備えている。また、このタッチパネル８１やＰＬＣ８２と接続され制御される、燃焼ブロワ８３と、ガス送風機１９と、外気取入用弁８５と、遮断用弁８６と、コールドバイパス用の調整開閉弁５７と、切換弁２０と、冷却や換気を行う冷却用ファン２１と、出口及び入口温度検知用の温度検知器（例えば熱伝対）９０、９１と、点火トランス９２と、圧縮空気用圧力計９３と、燃焼室用の温度検知器（例えば熱伝対）９４と、燃焼空気用圧力計９５と、コントロール弁９６と、火炎検出器９７とを備える。

　尚、図５、図６及び図１６中、Ｘ１は、圧縮空気の供給元（０．３～０．７ＭＰａ）を示し、Ｘ２は、燃料ガスの供給元（ＬＰＧ、ＬＮＧ、ブタン等）（５～３０ｋＰａ）を示し、Ｘ３は、電気（２００～４４０Ｖ）供給元を示し、Ｘ４は、未処理ガスの供給元を示す。

　次に、蓄熱燃焼式排ガス浄化装置１による排ガス浄化方法について説明する。
　まず、切換弁２０を制御し、図５に示されているように、蓄熱室１２が供給側蓄熱室に、蓄熱室１１が排出側蓄熱室となる状態とする。図５及び図７（ｂ）に示されているように、処理される排ガス（未処理ガス）を、ガス送風機１９により、供給ダクト１７及び第２接続ダクト１６を通して、蓄熱室１２に送る。

　未処理ガスは、蓄熱室１２の蓄熱体１４を通過する際に、この蓄熱体１４によって加熱され、蓄熱体１４は、冷却される。蓄熱体１４で加熱され燃焼室１０に到達した排ガスは、燃焼室内１０で、燃焼し分解される。

　燃焼後のガスである処理済ガスは、蓄熱室１１の蓄熱体１３を通過する。このとき、処理済ガスは、蓄熱体１３によって冷却され、蓄熱体１３が、加熱される。冷却された処理済ガスは、第１接続ダクト１５を通り排出ダクト１８に至る。

　この状態で運転を継続すると、一方の蓄熱室１２の蓄熱体１４は温度が低下し、他方の蓄熱室１１の蓄熱体１３は温度が上昇する。一定時間経過後、切換弁２０を図７（ｂ）に示す状態から図７（ｃ）に示す状態に切り換える。この動作により、図６に示されているように、ガスの流れ方向が反転し、蓄熱室１２が排出側蓄熱室に、蓄熱室１１が供給側蓄熱室となる。

　この結果、処理される排ガスは、燃焼室１０に導入される前に、高温の蓄熱体１３によって加熱される。加熱された排ガスは、燃焼室１０で処理され、蓄熱体１４によって冷却されて排気される。

　一定時間経過後、切換弁２０を図７（ｃ）に示す状態から図７（ｂ）に切り換える。この動作により、蓄熱室１２が供給側蓄熱室で、蓄熱室１１が排出側蓄熱室に切り換えられる。以上の動作を、一定時間ごとに繰り返すことにより、運転を継続することで、排熱を利用した効率的な燃焼処理が実現される。

　本実施形態の蓄熱式排ガス浄化装置１は、運搬可能な程度まで小型されている。
　具体的に、法律等による運搬制限に適合するように、最大幅を２５００～３０００ｍｍ、最大高さを２５００～３１８０ｍｍとされ、最大長さを４０００～９２００ｍｍとすることができる。

　このサイズは、日本国における搬送車両を考慮した場合の一例であり、これに限られるものではない。
　すなわち、運搬制限が異なる国においては、この寸法を変更すればよい。このように、運搬可能な程度に小型化し、現地での組立据付作業を大幅に低減でき、据付コストを低減できる。また、装置内の配線も運搬前に行うことができるので、現地での配線工事も最小限に抑えることができる。また、工事期間を最小限に抑えることも実現し、搬入先での生産ラインの停止を最小限に抑えることができる。

Claims (13)

1. 　可燃性成分を含有する排ガスの浄化処理を行う排ガス浄化装置であって、
   　バーナが設けられた燃焼室と、
   　一側端が前記燃焼室の側面に接続され互いに離間した状態で並列配置された第１および第２の蓄熱室と、
   　前記各蓄熱室の内部に配置された蓄熱体と、
   　前記第１の蓄熱室の他側端に接続された第１接続ダクトと、
   　前記第２の蓄熱室の他側端に接続された第２接続ダクトと、
   　未処理ガスを供給する供給ダクトと、
   　処理済ガスを排出する排出ダクトと、
   　前記第１接続ダクトと前記第２接続ダクトと前記供給ダクトと前記排出ダクトとに接続され、前記第１接続ダクトを前記供給ダクトに連通させ且つ前記第２接続ダクトを排気ダクトに連通させた第１状態と、前記第２接続ダクトを前記供給ダクトに連通させ且つ前記第１接続ダクトを前記排気ダクトに連通させた第２状態とを選択的に切替可能な切換弁と、
   　前記第１および第２の蓄熱室の間の空間に気体を流す冷却用ファンと、を備えている、
   　ことを特徴とする排ガス浄化装置。
2. 　前記第１および第２の蓄熱室は、水平方向に隣接するように配置され、
   　前記燃焼室と前記第１および第２の蓄熱室から構成される蓄熱燃焼部の上面には、該上面から離間して配置された上面カバーが配置され、
   　前記蓄熱燃焼部の前記蓄熱室の前記一側端と他端側とを結ぶ線に直交する方向を向いた両側面には、該両側面から離間して配置された側面カバーが配置され、
   　前記冷却用ファンが、前記蓄熱燃焼部の上面と前記上面カバーとの間、および前記蓄熱燃焼部の各側面と側面カバーとの間に気体を流すように構成されている、
   　請求項１記載の排ガス浄化装置。
3. 　前記燃焼室の前記第１および第２の蓄熱室が接続されている側面とは反対側の位置に制御盤を有する第１ユニットが設けられ、
   　前記第１および第２の蓄熱室の前記燃焼室と接続されている側面とは反対側の位置に前記未処理ガスを送出する未処理ガスファンを有する第２ユニットが設けられている、
   　請求項２に記載の排ガス浄化装置。
4. 　前記第１ユニットは、前記制御盤と前記燃焼室との間に作業用スペースを形成するように配置され、
   　前記制御盤の下方には、前記燃焼室の前記バーナに燃料を供給する燃料供給部が設けられ、
   　前記冷却用ファンによって、前記作業用スペース内に気体が流されように構成されている、
   　請求項３に記載の排ガス浄化装置。
5. 　前記各蓄熱室内に配置された蓄熱体は、前記各蓄熱室内で、前記燃焼室側が上方に位置するように傾斜して配置される、
   　請求項４に記載の排ガス浄化装置。
6. 　前記蓄熱体の傾斜角度は、水平面に対して１～３０度である、
   　請求項５に記載の排ガス浄化装置。
7. 　前記蓄熱体は、上部に傾斜面を有する蓄熱体支持部により傾斜状態で支持され、
   　該蓄熱体支持部は、耐火性を有する無機材料により形成されている、
   　請求項６に記載の排ガス浄化装置。
8. 　一端が前記燃焼室に他端が前記供給ダクトに接続され、開閉弁を有し、前記燃焼室と前記供給ダクトとを直接、連通させるバイパスダクトとを備え、
   　前記バイパスダクトは、前記蓄熱燃焼部の下方に配置されている、
   　請求項７に記載の排ガス浄化装置。
9. 　前記蓄熱燃焼部は、３．０ｍｍ～１０．０ｍｍの板材と、該板材を補強する補強部材とを有し、
   　前記補強部材は、角形鋼管、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、溝形鋼、山形鋼、軽みぞ形鋼、リップみぞ形鋼及びハット形鋼から選択された一又は二以上の種類の部材によって構成され、
   　前記第１ユニットは、該第１ユニットの上面部分に設けられ前記補強部材に接合された第１ユニット支持部材によって支持され、
   　該第１ユニット支持部材は、角形鋼管、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、溝形鋼、山形鋼、軽みぞ形鋼、リップみぞ形鋼及びハット形鋼から選択された一又は二以上の種類の部材によって構成され、
   　前記第２ユニットは、該第２ユニットの上面部分に設けられ前記補強部材に接合された第２ユニット支持部材に支持され、
   　前記第２ユニット支持部材は、角形鋼管、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、溝形鋼、山形鋼、軽みぞ形鋼、リップみぞ形鋼及びハット形鋼から選択される一又は二以上の種類の部材によって構成されている、
   　請求項８に記載の排ガス浄化装置。
10. 　前記蓄熱体は、隣接して配置された複数のセラミック部材を備え、
    　前記セラミック部材は直方体形状を有し、セラミック部材の一端から他端に延びる互いに平行な複数の貫通孔を備え、
    　前記セラミック部材は、前記貫通孔が、前記燃焼室から前記接続ダクトに向かって延びるように配向され、
    　前記セラミック部材は、前記貫通孔の形成方向に直交する断面が、一辺の長さが１００ｍｍ～３００ｍｍの矩形とされ、前記貫通孔の形成方向の断面が、一辺の長さが１００ｍｍ～５００ｍｍの矩形とされ、
    　請求項９に記載の排ガス浄化装置。
11. 　前記蓄熱体が、セラミック部材を二次元的に整列配置することによって構成された蓄熱層を上下方向に複数段に積層することによって構成され、
    　前記蓄熱燃焼部は、異なる段数の蓄熱層からなる複数種類の蓄熱体から選択された蓄熱体を使用可能である、
    　請求項１０に記載の排ガス浄化装置。
12. 　前記作業用スペースに、ガス検知器が設けられている、
    　請求項１１に記載の排ガス浄化装置。
13. 　前記蓄熱室の内面に、厚さ５０～２２５ｍｍの断熱材が設けられている、
    　請求項３又は請求項１２記載の排ガス浄化装置。

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