(57)【特許請求の範囲】
【請求項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を取り除く脱臭システムにおいて、臭気ガスを含む前記熱設備からの排気を火炎中に混入させて交互に燃焼させる少なくとも一対のバーナを備える脱臭炉と、前記熱設備及び循環ファンを少なくとも含み前記脱臭炉内の燃焼排ガスを前記バーナの近傍あるいはバーナ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バーナの近傍あるいはバーナを経て還流させる炉外循環系路を備え、かつ前記炉外循環系路の脱臭炉の一対の循環口に近い部分にそれぞれ蓄熱器を備えると共に前記循環ファンと前記脱臭炉の一対の循環口との間での気流の方向を反転させて前記蓄熱器を介して前記脱臭炉内からの燃焼ガスの取り出しと脱臭炉内への還流を行う循環口を周期的に切り替える流路切替装置を設けると共に、前記炉外循環系路の前記熱設備の上流側でかつ前記循環ファンとの間に循環量調節ダンパーと集塵機とを配置し、前記バーナを交互に燃焼させると共にそれに同調させて前記流路切替装置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て通過する前記蓄熱器を交互に切替えながら前記脱臭炉から前記熱設備に必要な量の燃焼排ガスを前記炉外循環系路内へ取り出してダスト分が回収された清浄な中低温の熱風として前記熱設備に供給しつつ前記熱設備内で発生した臭気を含む排気を前記蓄熱体を経て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。
【請求項２】
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、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項１記載の脱臭システム。
【請求項３】
各蓄熱器のそれぞれの低温側にミスト捕集手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の脱臭システム。
【請求項４】
前記バーナは、蓄熱体を備え該蓄熱体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組のバーナを気流方向の切替と同期させて交互に燃焼させる蓄熱型バーナシステムであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の脱臭システム。
【請求項５】
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バーナを設け、かつ循環気の増加分を余剰分として排出する排気手段を前記熱設備の上流に設けた請求項１から３のいずれか１つに記載の脱臭システム。
【請求項６】
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トを設けたことを特徴とする請求項５に記載の脱臭システム。
【請求項７】
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組のバ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バーナを設け、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、かつ循環気の増加分を余剰分として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項１から３のいずれか１つに記載の脱臭システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
塗装乾燥炉などの乾燥炉や発泡炉などで発生する臭気ガスの脱臭には、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、乾燥炉あるいは発泡炉などの中低温の熱で稼働される熱設備１０１に対して中低温の熱風を供給する熱風炉１０２と、この熱風炉１０２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熱設備１０１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１０３とから構成されている。ここで、熱風炉１０２では熱設備１０１で必要とされる中低温例えば３００℃程度の熱風を発生させ、脱臭炉１０３では臭気ガス成分を燃焼させたり熱分解させるために必要とされる高温例えば１０００℃程度にまで上げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
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、脱臭後にはこれらが炭化したダストを多く含む汚くかつ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ったとしても、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７００℃程度以上の温度差があるので、熱風炉と脱臭炉との２つの熱源を別々に必要とし、場所をとると共に設備コストが高くなる問題を有している。
【０００４】
本発明は、設備がコンパクト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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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を取り除く脱臭システムにおいて、臭気ガスを含む熱設備からの排気を火炎中に混入させて交互に燃焼させる少なくとも一対のバーナを備える脱臭炉と、熱設備及び循環ファンを少なくとも含み脱臭炉内の燃焼排ガスをバーナの近傍あるいはバーナを経て炉外に取り出すと共に熱設備を通過させてから脱臭炉内へ他方のバーナの近傍あるいはバーナを経て還流させる炉外循環系路を備え、かつ炉外循環系路の脱臭炉の一対の循環口に近い部分にそれぞれ蓄熱器を備えると共に循環ファンと脱臭炉の一対の循環口との間での気流の方向を反転させて蓄熱器を介して脱臭炉内からの燃焼ガスの取り出しと脱臭炉内への還流を行う循環口を周期的に切り替える流路切替装置を設けると共に、炉外循環系路の熱設備の上流側でかつ循環ファンとの間に循環量調節ダンパーと集塵機とを配置し、バーナを交互に燃焼させると共にそれに同調させて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て通過する蓄熱器を交互に切替えながら脱臭炉から熱設備に必要な量の燃焼排ガスを炉外循環系路内へ取り出してダスト分が回収された清浄な中低温の熱風として熱設備に供給しつつ熱設備内で発生した臭気を含む排気を蓄熱体を経て脱臭炉内へ還流させて燃焼させるようにしている。
【０００６】
したがって、脱臭炉内で発生した燃焼ガスの全量あるいは一部、つまり乾燥炉や発泡炉などの熱設備に必要な量の循環気が炉外循環系路内へ取り出されると共に、熱設備に導入される前に循環気流の中に含まれているダスト分が回収されて清浄な中低温の熱風として供給されて炉外循環系路に取り出されて熱設備と脱臭炉との間を循環する。脱臭炉内から炉外循環系路へ取り出される燃焼排ガスは、蓄熱体を通過する際にその顕熱の一部を蓄熱体に捨てて熱設備で必要とされる中低温とされてから熱設備へ供給され、熱設備での使用に供される。そして、熱設備内で発生した臭気ガスを含んだ状態で再び脱臭炉内へ還流される。このとき、臭気成分を含む熱設備からの排気は蓄熱体を経て再び高温とされるので、火炎中に混入されてもあるいはその近傍に噴出されても、着火ポイントでの温度をそう下げない。このため、火炎の安定性があり、吹き消えることなく、臭気成分の焼却ないし熱分解を安定的に継続できる。また、脱臭炉内では交互燃焼による不定在火炎と周期的に流れ方向が変わる循環気流とによって、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局所高温域の発生を抑えてＮＯｘの低減も実現できる。
【０００８】
また、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ている。この場合、蓄熱器を通過する循環気流とバイ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気流の温度を容易に調整できる。
【０００９】
また、本発明の脱臭システムは、各蓄熱器の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、その後脱臭炉からの燃焼排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気が清浄に保たれる。
【００１０】
また、本発明の脱臭システムにおいて、バーナは、蓄熱体を備え該蓄熱体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組のバーナを交互に燃焼させる蓄熱型バ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、その顕熱が蓄熱体に回収されてから、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体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、バ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気中の酸素濃度が低い臭気ガスであっても脱臭可能である。
【００１１】
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環気流の一部を燃焼用空気として使用するバーナを設け、かつ循環気の増加分を余剰分として排出する排気手段を熱設備の上流に設けることもある。このシステムの場合、熱設備から還流してくる排気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気流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。
【００１２】
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組のバ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バーナを設け、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、かつ循環気の増加分を余剰分として排出する排気手段を熱設備の上流に設けることもある。
【００１３】
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高い熱効率が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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。
【００１５】
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例を示す。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バーナ３Ａ，３Ｂ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。
【００１６】
炉外循環系路４は、循環ファン６，１０と、この循環ファン６，１０と脱臭炉１との間で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の一対のバーナ３Ａ，３Ｂ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を脱臭炉内２に形成するように設けられている。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ァン１０の吐出口との間に配置され、選択的に切り替えられる２つのポートに脱臭炉１に設けられた２つの循環口９Ａ，９Ｂに繋がるダクト２３Ａ，２３Ｂがそれぞれ接続され、いずれか一方の循環口９Ａ，９Ｂが循環ファン６と連通されて脱臭炉内２のガスを取り出し得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９Ａ，９Ｂはバーナ３Ａ，３Ｂのそれぞれのバー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、一対のバーナ３Ａ，３Ｂを交互燃焼させる制御系の四方弁１２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。
【００１７】
更に、炉外循環系路４は、脱臭炉１に設けられた循環口９Ａ，９Ｂに近い部分にそれぞれ蓄熱器としての蓄熱体５Ａ，５Ｂを備え、蓄熱体５Ａ，５Ｂで脱臭炉１から取り出される燃焼排ガスの顕熱の一部を回収して熱設備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５Ａ，５Ｂ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９Ａ，９Ｂには流路切替手段７を介して循環ファン６の吸入口側と循環ファン１０の吐出口側のいずれかが選択的に連結され、いずれかの蓄熱体５Ａ，５Ｂ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との間には循環ガスの量を調節するための循環量調節ダンパー１８と集塵機１９とが設けられている。そして、熱設備８に適量の循環気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１８は熱設備８で必要とする量の燃焼排ガスを流す。また、集塵機１９としてはバグフィルターなどの低温用の集塵機の使用が可能である。
【００１８】
流路切替手段７の他のポートと熱設備８との間には循環ファン１０と炉圧調節ダンパー２０とが設けられている。炉圧調節ダンパー２０は熱設備８内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排気量と循環量とをバランスさせるようにするものである。これによって、熱設備８内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。
【００１９】
他方、炉外循環系路４の蓄熱体５Ａ，５Ｂにはそれぞれバイパス路２１が設けられ、そこに温度調節用バイパスダンパー２２が設けられている。この温度調節用バイパスダンパー２２は脱臭炉１から取り出される燃焼排ガスの一部を蓄熱体５Ａ，５Ｂに通さずに流路切替手段７に流すようにして、蓄熱体５Ａ，５Ｂを通過した燃焼排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。
【００２０】
また、脱臭炉１に付属する一対のバーナ３Ａ，３Ｂとしては、本実施例の場合、蓄熱型バーナシステムが採用されている。この蓄熱型バーナシステムは、それぞれ蓄熱体１１Ａ，１１Ｂから成る蓄熱器を有する一対のバーナ３Ａ，３Ｂを流路切替手段１２を介して空気供給系１３あるいは排気系１４に選択的に接続して、一対のバーナ３Ａ，３Ｂの一方を燃焼させている間に停止中の他方から脱臭に利用した後の燃焼ガスを排気させるようにして成る。各バーナ３Ａ，３Ｂ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、各バーナ３Ａ，３Ｂ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１６は燃料ノズルである。
【００２１】
蓄熱体１１Ａ，１１Ｂはバ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バーナ３Ａ，３Ｂに組み込まれている。この蓄熱体１１Ａ，１１Ｂは、通過する排ガスとの間で熱交換を行い廃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。各バーナ３Ａ，３Ｂの蓄熱体１１Ａ，１１Ｂは、ダクト１５，１５を介して四方弁１２のポートに接続されている。また、四方弁１２の他のポートには、空気供給系１３及び排気系１４がそれぞれ接続されている。したがって、この四方弁１２を切り替えることで、各バーナ３Ａ，３Ｂ並びに蓄熱体１１Ａ，１１Ｂのうち何れか一方は空気供給系１３に、何れか他方は排気系１４にそれぞれ選択的に接続される。
【００２２】
ここで、蓄熱体としては、バーナに使用される蓄熱体１１Ａ，１１Ｂも、また炉外循環系路４に配置される蓄熱体５Ａ，５Ｂも、比較的圧力損失が低い割に熱容量が大きく耐久性の高い材料、例えばセラミックスで成形されたハニカム形状のセル孔を多数有する筒体の使用が好ましい。例えば、燃焼排ガスのように１０００℃前後の高温流体と燃焼用空気のように２０℃前後の低温流体との熱交換には、コージライトやムライト等のセラミックスを材料として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、気孔を完全に埋め尽くしたＡｌ2 Ｏ3 −Ａｌ複合体、ＳｉＣ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ａｌ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蓄熱体を得るようにしても良い。また、蓄熱体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。
【００２３】
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。
【００２４】
脱臭炉１では１対のバーナ３Ａ，３Ｂを交互に焚いて炉内２に非定在火炎を形成しつつ熱設備８から排出される臭気を含む排気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、バーナ３Ａ，３Ｂの燃焼の切替は、例えば、２０秒〜６０秒の短い周期で行われる。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１２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１１Ａあるいは１１Ｂで予熱され、非常に高温（例えば、８００〜１０００℃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や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から還流してくる排気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から還流してくる排気・循環ガスは、蓄熱体５Ａ，５Ｂとの間の熱交換によって高温とされるため、火炎１７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。
【００２５】
一方、排気系１４に接続されているバーナ側では燃焼ガスが排出される。このとき、臭気成分の焼却ないし熱分解に使われた後の燃焼排ガス（排ガス）は蓄熱体で熱回収された後、排気系を通じて排気される。
【００２６】
同時に、燃焼ガスの一部は循環口９Ａ，９Ｂ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へ還流される。即ち、一部のガスが炉外循環系路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によって発生する負圧によって循環口９Ｂの蓄熱体５Ｂを経て炉外循環系路４へ取り出される。この際、循環気・燃焼排ガスは、その顕熱の一部を蓄熱体５Ｂ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、循環気は全量が蓄熱体５Ｂ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２２を通過する。そして、蓄熱体５Ｂの下流で蓄熱体を通過して低温とされた循環気と蓄熱体５Ｂを迂回した高温のままの循環気とが混合されて所望の温度の循環気が生成される。例えば、脱臭炉１から８００℃の燃焼排ガスが取り出されて３００℃の循環気とされる。この循環気は、流路切替手段７→循環ファン６→循環量調節ダンパー１８→集塵機１９と経て熱設備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は循環ファン１０によって熱設備８から取り出され、炉圧調節ダンパー２０→流路切替手段７を通過して燃焼中のバーナ３Ａ側の循環口９Ａに連通する流路から脱臭炉１内へ還流される。循環気は蓄熱体５Ａで加熱されて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が２００℃程度に下がっていたとしても、蓄熱体５Ａ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、７００℃程度に昇温されて脱臭炉１に戻される。
【００２７】
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回収して熱設備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から排気される循環気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、臭気を含む還流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、ＮＯｘの発生が少ない。
【００２８】
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、蓄熱体１１Ａ，１１Ｂを備え炉外循環系路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バーナ３Ａ，３Ｂを交互に燃焼させる蓄熱型バ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及び図３に示すように、他の形式の蓄熱型バーナや通常のバーナなどを使用しても良い。
【００２９】
例えば、図２に酸素濃度の高い臭気ガスが熱設備から排気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バーナ３Ａ，３Ｂのエアスロート２５Ａ，２５Ｂと炉外循環系路４の蓄熱体５Ａ，５Ｂの下流のダクト２３Ａ，２３Ｂとをダクト２６Ａ，２６Ｂで連結して、循環気の一部をバーナ３Ａ，３Ｂ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。蓄熱型バーナ３Ａ，３Ｂのエアスロート２５Ａ，２５Ｂと炉外循環系路４とは蓄熱体５Ａ，５Ｂの下流でかつバイパス流路２１の上流でダクト２６Ａ，２６Ｂによって連結されている。また、この連結ダクト２６Ａ，２６Ｂ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２７，２７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１９の下流と熱設備８との間には排気調節ダンパー２８を介して排気系が連結され、循環気の一部即ち燃焼によって発生する燃焼ガスと侵入空気分とが余剰分として廃棄される。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（排ガス）の一部は燃焼を停止している方のバーナ３Ａ，３Ｂの蓄熱体１１Ａ，１１Ｂで熱回収された後、炉外循環系路４の蓄熱体５Ａないし５Ｂの下流側に導入される。同時に、燃焼ガスの一部は循環口９Ａないし９Ｂを経て炉外循環系路４へ取り出され蓄熱体５Ａないし５Ｂ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１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との間を燃焼排ガスが循環し、その間脱臭炉１のバーナ３Ａ，３Ｂが交互に燃焼する。
【００３０】
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、一部が停止中のバーナ３Ｂの蓄熱体１１Ｂ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９Ｂの蓄熱体５Ｂを経て炉外循環系路４へ取り出される。その際に、各蓄熱体１１Ｂ，５Ｂで燃焼排ガスの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、循環気の一部は必要に応じて温度調節用バイパスダンパー２１を通過する。そして、蓄熱体５Ｂの下流で蓄熱体５Ｂ，１１Ｂを通過して低温とされた循環気と蓄熱体５Ｂを迂回した高温のままの循環気とが混合されて所望の温度の循環気が生成される。この循環気は、流路切替手段７→循環ファン６→循環量調節ダンパー１８→集塵機１９と経て熱設備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は循環ファン１０によって熱設備８から取り出され炉圧調節ダンパー２０→流路切替手段７と通過して一部が風量調節ダンパー２７で所望の風量に調節され燃焼中のバーナ３Ａ側のエアスロート２５Ａに連通するダクト２６Ａから燃焼用空気として供給され利用される。また、残部は蓄熱体５Ａを通過して高温に戻されてから脱臭炉内２へ循環口９Ａから還流される。このシステムの場合、風量調節手段即ちダンパー２７，１８がいずれも循環気流の温度の低い所に設置されているので、低温用のダンパーを使用することができる。特に、ダクト２６Ａ，２６Ｂに配置される風量調節ダンパー２７は、蓄熱体１１Ａ，１１Ｂ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気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を得ることができる。
【００３１】
更に、熱設備から酸素濃度の高い臭気ガスが排気される場合には、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バーナ３Ａ’，３Ｂ’が使用され、かつエアスロート２５Ａ’，２５Ｂ’と炉外循環系路４の蓄熱体５Ａ，５Ｂの上流とがダクト３０Ａ，３Ｂで連結されて、循環気の一部がバーナ３Ａ’，３Ｂ’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。バーナ３Ａ’，３Ｂ’のエアスロート２５Ａ’，２５Ｂ’と炉外循環系路４の各ダクト２３Ａ，２３Ｂとは蓄熱体５Ａ，５Ｂの上流でそれぞれ連結されている。また、この連結ダクト３０Ａ，３Ｂには燃焼用空気の量を調節するための燃焼空気制限オリフィス３１，３１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１９の下流と熱設備８との間には排気調節ダンパー２８を介して排気系２９が連結され、循環気の増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廃棄される。
【００３２】
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９Ｂおよび燃焼停止中のバーナ３Ｂ’のバーナスロート２５Ｂ’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５Ｂにてそ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。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気は、循環ファン１０によって熱設備８から取り出され、蓄熱体５Ａで加熱されて高温に戻されて、一部が循環口９Ａから脱臭炉内２へ還流されると共に一部がダクト３０Ａ、オリフィス３１を経てバーナスロート２５Ａ’へ燃焼用空気として供給され、燃料ノズル１６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、交互にバーナ３Ａ’，３Ｂ’を燃焼させる。
【００３３】
更に、脱臭炉１や熱設備８例えば発泡炉などを出たガスはミストを多量に含む汚いもの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に示す各脱臭システムの蓄熱体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２４をもうけることが好ましい。このミスト捕集手段２４は、例えば炉外循環系路４を構成するダクト２３Ａ，２３Ｂ内に循環気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３２と、このケース３２に収納される金属切り屑などの通気性のある詰め物３３とから構成されている。
【００３４】
このように蓄熱体５Ａ，５Ｂの低温側にミスト捕集手段２４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ガスが通過する時にガス中のミストを通気性の詰め物３３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２４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からの燃焼ガスが通過する際に乾燥されダスト化される。これを気流の周期的な流れの切替に伴って繰り返すことによってミスト捕集手段２４にダストを堆積させる。そこで、定期的にケース３２をダクト２３Ａ，２３Ｂから引き出して清掃すれば足りる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明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、炉外循環系路吸入側で蓄熱器を通過する際にその顕熱の一部を蓄熱体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すようにしたので、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廃棄される熱を熱設備の熱源として利用し、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としている。
【００３６】
また、本発明の脱臭システムによると、臭気成分を含む熱設備からの循環気が炉外循環系路から脱臭炉内に還流される際に蓄熱器を経て再び高温とされるので、脱臭ガスの温度は増熱量の調節で自由に設定でき、吹き込み燃料の量で容易に調節できる。しかも、循環気流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、酸素濃度が低くとも、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。また、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環気流によって、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ＮＯｘの低減も実現できる。
【００３７】
また、本発明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臭気ガスの焼却ないし熱分解に有効な炉空間の体積割合を従来よりも大きくすることとなるので、脱臭炉容積の縮小または処理能力の向上が可能となり、脱臭炉のコンパクト化が可能である。
【００３８】
また、本発明の脱臭システムによると、乾燥炉や発泡炉などの熱設備には必要な量の循環気が脱臭炉から炉外循環系路へ取り出されると共に、熱設備に導入される前に循環気流の中に含まれているダスト分が回収されて清浄な中低温の熱風として供給されるので、熱設備の作業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。
【００３９】
また、請求項２記載の脱臭システムによると、蓄熱器を通過する循環気流とバイ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気流の温度を容易に調整できる。
【００４０】
また、請求項３記載の脱臭システムによると、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、その後脱臭炉からの燃焼排ガスが通過する際に乾燥されてダストとなるので、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気が清浄に保たれる。
【００４１】
また、請求項４記載の脱臭システムによると、２基で１組の蓄熱型バーナを交互に燃焼させることによって発生する燃焼ガスが排気される際に、その顕熱が燃焼停止中の蓄熱体に回収されてから、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ので、燃焼用空気の温度は蓄熱体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、バ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気中の酸素濃度が低い臭気ガスであっても脱臭可能である。
【００４２】
また、請求項５記載の脱臭システムによると、熱設備から還流してくる排気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。更に、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気流を通過させる気流制限オリフィス及びスロートを設けた請求項６記載の発明によると、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気流が供給されるので、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。
【００４３】
また、請求項７記載の脱臭システムによると、蓄熱型バーナの蓄熱体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ーを通過する循環気が低温となって低温用のダンパーが使える。
【００４４】
更に、請求項１から７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高い熱効率が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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】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】本発明の脱臭システムの更に他の実施の一形態を示す原理図である。
【図４】ミスト捕集手段の一例を示す縦断面図である。
【図５】従来の脱臭システムの一例を示す原理図である。
【符号の説明】
１  脱臭炉
２  脱臭炉内
３Ａ，３Ｂ，３Ａ’，３Ｂ’  バーナ
４  炉外循環系路
５Ａ，５Ｂ  蓄熱体
６  循環ファン
７  流路切替装置
８  熱設備
９Ａ，９Ｂ  循環口
１０  循環ファン
１Ａ，１１Ｂ  バーナの蓄熱体
１６  燃料ノズル
１８  循環両調節ダンパー
１９  集塵機
２０  炉圧調節ダンパー
２１  バイパス路
２２  温度調節用バイパスダンパー
２４  ミスト捕集手段
２５Ａ，２５Ｂ  エアスロート
２７  風量調節ダンパー
２８  排気調節ダンパー
２９  排気系
３１  気流制限オリフィス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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