(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒体１５およびヒータ１９を内蔵した触媒筒１６と、触媒筒１６をこれの熱膨張を許容するようにスペーサー４２・４３を介して収納した断熱ケース２０とからなり、
触媒筒１６には、触媒筒１６の筒心方向一端側の一側部に触媒体１５の一端に臨む短管状の吸気口２１を、触媒筒１６の筒心方向他端側の他側部に触媒体１５の他端に臨む短管状の排気口２２を互いに触媒筒１６の筒心に対し斜交する配置関係になるように配設してあり、
吸気口２１および排気口２２は断熱ケース２０に設けた吸気導出口３７および排気導出口３９にそれぞれスペーサー４１を介して遊嵌状に挿通させてあることを特徴とする触媒コンバータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば家庭やレストラン等の厨房から発生する生ゴミを加熱、乾燥処理する厨芥処理装置などに用いられる、触媒コンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の厨芥処理装置として、例えば、特開平１−１８９３８３号公報、特開平４−２９７９３号公報に開示されているように生ゴミを処理容器内で加熱し乾燥させることで減量、軽量化して貯蔵、運搬の取扱いの容易化を図ったものがある。そこでは、生ゴミの乾燥処理時に水蒸気と共に発生する臭気の除去手段として触媒脱臭方式を採用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記触媒脱臭方式として触媒コンバータが用いられるが、この触媒コンバータは触媒筒内に触媒のほか、これの活性化を図るためのヒータを内蔵し、このヒータで触媒を高温に加熱して維持する必要がある。
しかし、触媒筒が外部へ露出状態にあると触媒筒の表面から放熱するため、触媒を加熱するのに多くの消費電力を要するのであった。また、その断熱対策として触媒筒を断熱ケースで覆うだけでは触媒筒が熱膨張し、この熱膨張に伴い変形や破損を招き易いという問題が生じる。
【０００４】
そこで本発明の目的は、触媒コンバータの断熱、省電力化を図る点にある。
更に本発明の目的は、脱臭効率の向上、触媒コンバータの熱変形破損防止を図る点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、図示例のように触媒体１５およびヒータ１９を内蔵した触媒筒１６と、触媒筒１６をこれの熱膨張を許容するようにスペーサー４２・４３を介して収納した断熱ケース２０とからなり、触媒筒１６はこれの筒心方向一端側の一側部に触媒体１５の一端に臨む吸気口２１を、筒心方向他端側の他側部に触媒体１５の他端に臨む排気口２２を互いに筒心に対し斜交する配置関係になるように配設し、これら吸気口２１および排気口２２は断熱ケース２０に設けた吸気導出口３７および排気導出口３９にそれぞれ遊嵌状に挿通させてあることを特徴とする。
【０００６】
【作用】
触媒筒１６の表面を断熱ケース２０で覆っているので、触媒体１５の熱損失を少なくすることができ、触媒体１５による脱臭機能を活発にする。
【０００７】
触媒筒１６の筒心方向一端側の吸気口２１と筒心方向他端側の排気口２２とを互いに筒心に対し斜交する配置関係になるように配設してあるので、触媒筒１６内の触媒体１５に対して、触媒体１５の全面にわたって排気ガスを接触させることができ、効率の良い脱臭が可能となる。
【０００８】
触媒筒１６の方が触媒反応熱を受けて断熱ケース２０よりも高温となるため熱膨張が大きく生じるが、触媒筒１６は断熱ケース２０内に対し固着することなくスペーサー４２・４３を介して収納するとともに、吸気口２１および排気口２２を吸気導出口３７および排気導出口３９にそれぞれ遊嵌状に挿通させることにより触媒筒１６の前記熱膨張を断熱ケース２０内で許容するものとしてあるため、触媒筒１６、とくに吸気口２１および排気口２２の変形破損を防止できる。
【０００９】
【実施例】
本発明に係る触媒コンバータを厨芥処理装置に適用した場合の一実施例を説明する。
図５において、厨芥処理装置は生ゴミが投入される処理容器１を外箱２の中に収納配置している。外箱２の上方には蓋３をヒンジ４まわりに開閉回動自在に取り付けている。
処理容器１はシーズヒータ等の加熱手段（図示省略）で生ゴミを焦げつかせない程度に熱せられるものとしている。その加熱手段としては、シーズヒータのほかに、例えば高周波によって生ゴミを加熱するマグネトロンを処理容器１に備えるもの、電磁波により処理容器１を鉄損発熱により自己発熱させるものを使用する場合もある。
【００１０】
処理容器１の内部には外気を送り込んで乾燥、排気の促進を図るために、処理容器１の上方を塞ぐ蓋３の底壁３ａに外気送入口９を設ける一方、処理容器１の下方にエアーポンプ１０を配置し、このポンプ１０と外気送入口９とを送気管１１で接続している。
蓋３には、処理容器１内で生ゴミの加熱乾燥時に発生する蒸気を外部へ排出させるための外部排気口１２を設け、この外部排気口１２を処理容器１の内部と排気管１３で接続している。この排気管１３の中途部に、処理容器１から排出される蒸気に触媒作用を及ぼして酸化脱臭するための、本発明に係る触媒コンバータ１４が設けられている。
【００１１】
図１に示すように、触媒コンバータ１４は、ハニカム状のアルミナ、コージェライト等セラミック製担体に白金あるいはパラジウム金属等の貴金属を担持させた触媒体１５を、触媒筒１６にセラミックスシート等の断熱シート１７を介して挿入し、この触媒体１５の中央に棒状のヒータ１９を貫通させてなり、断熱ケース２０の内部に収納される。
触媒筒１６はステンレス等の耐熱性に優れる金属材で円筒形あるいは角筒形に形成され、この筒心方向一端側の一側部に短管状の吸気口２１を、筒心方向他端側の他側部に同じく短管状の排気口２２を互いに筒心に対し斜交する配置関係になるようにそれぞれを筒心と直交状に溶接等で突出固定している。
【００１２】
触媒筒１６の吸気側の蓋２３とこれに対向する触媒体１５の一端面との間には吸気口２１と連通する空間２４を確保できるように触媒筒１６の内周にわたって又は部分的にリブ２５を設ける一方、排気側の蓋２６とこれに対向する触媒体１５の他端面との間に排気口２２と連通する空間２７を確保できるように触媒筒１６の内周にＣ形のリング２８をはめ込み、これらリブ２５とＣ形のリング２８間で触媒体１５が触媒筒１６内でこれの筒心方向へ移動するのを規制している。
この場合、Ｃ形のリング２８は金属ばね材を縮径させて触媒筒１６の内壁に圧接させているため、その内壁と触媒体１５との間に熱膨張差が生じたときリング２８が滑って吸収することになる。また前記熱膨張差は、触媒筒１６の内壁と触媒体１５の外面との間に圧縮変形自在な断熱シート１７を介在させてあるので、この断熱シート１７の変形により緩和され、触媒体１５の機械的破損が防止される。
【００１３】
前記ヒータ１９は触媒筒１６の吸気側の蓋２３の中央に挿通し、ヒータ１９側に固着したフランジ２９を該蓋２３にビス３０で止め付けている。ヒータ１９は熱電対による温度センサー３１を内蔵し、触媒体１５を活性化するために触媒温度を５００℃位に維持する。またヒータ１９の一方のリード線３２の中途部には温度ヒューズ３３を介入結線している。
【００１４】
図２ないし図４において、断熱ケース２０はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等のように耐熱性に優れる熱硬化性プラスチック製の上下ケース２０ａ・２０ｂからなり、上ケース２０ａおよび下ケース２０ｂはそれぞれフランジ３４・３５付きの半円筒状に成形され、フランジ３４・３５どうしを突き合わせてビス３６で一体的に結合されるものとなっている。この断熱ケース２０の内径は触媒筒１６の外径よりも大きく、また断熱ケース２０の内部の軸方向長さも触媒筒１６の筒心方向長さよりも大きく設定し、両者間に大きな空間部分を設けている。
【００１５】
触媒筒１６は断熱ケース２０内に対し固着することなくスペーサー４１・４２・４３を介して収納することにより、線膨張係数の大きい断熱ケース２０と線膨張係数の小さい触媒筒１６の間の熱膨張差を許容するものとする。
触媒筒１６は吸気口２１と排気口２２とを上記上下ケース２０ａ・２０ｂのフランジ３４・３５どうし間に形成した吸気口２１の外径より大きい内径をもつ吸気導出口３７と排気口２２の外径より大きい内径をもつ排気導出口３９とに、またヒータ１９の一端部を同じくフランジ３４・３５どうし間に形成したヒータ１９の外径より大きい内径をもつヒータ導出口４０にそれぞれ、マイカ板等の耐熱性の硬い材料からなるリング状のスペーサー４１を介して遊嵌状に挿通させる。
各スペーサー４１は吸気口２１、排気口２２およびヒータ１９のそれぞれの外周に対して遊嵌状態に挿通させることによりそれらの熱膨張に伴う変位を許容するものとしてある。
吸気口２１および排気口２２が吸気導出口３７および排気導出口３９に挿通する係合関係にあることにより断熱ケース２０内で触媒筒１６がこれの円周方向に回動するのを規制される。吸気口２１は処理容器１の内部に排気管１３で接続され、排気口２２は外部排気口１２に臨ませる。
【００１６】
また、触媒筒１６は断熱ケース２０内に対し上記スペーサー４１と同材料からなるＣ形のスペーサー４２およびＬ形のスペーサー４３を介在して収納することにより、触媒筒１６と断熱ケース２０の間に所定の断熱空間４４を形成する。Ｃ形のスペーサー４２は触媒筒１６の外周にこれの筒心方向一端から嵌合され、その外周縁が上ケース２０ａおよび下ケース２０ｂの内周にそれぞれ設けたリブ４５の溝４６に嵌合固定される。このスペーサー４２の介在により断熱ケース２０内で触媒筒１６がこれの断面円形の径方向に移動するのを規制できる。
Ｌ形のスペーサー４３は触媒筒１６の吸気側および排気側の蓋２３・２６とこれらに対向する断熱ケース２０の内壁との間にそれぞれ介在させる。断熱ケース２０の内壁には該スペーサー４３の外端縁が嵌合する溝４７を有するリブ４８をそれぞれ設けている。このＬ形のスペーサー４３は断熱ケース２０内で触媒筒１６がこれの筒心方向に移動するのを規制し、また該スペーサー４３の水平部４３ａは触媒筒１６と下ケース２０ｂの内面との間で挟持してこのスペーサー４３が上ケース２０ａの方へ移動しないようにしている。
断熱ケース２０と触媒筒１６の熱膨張差が顕著に現れる場合は、スペーサー４１・４２・４３はリン青銅、鉄、あるいはステンレス鋼等の耐熱性、弾性を有する線材や板材で図６の（Ａ）・（Ｂ）に示すように弾力性に富むように波状やコイル状に形成することによって前記熱膨張差を吸収緩和するようにすることもできる。
【００１７】
断熱ケース２０と触媒筒１６間の断熱空間４４内における上記スペーサー４２間にはグラスファイバー等の断熱材４９を介在させる。図１に示すように、この断熱材４９の内部に上記ヒータ１９の温度ヒューズ３３を納めている。この温度ヒューズ３３は、その両端の端子リード３３ａに断熱チューブ５３を被せ、フランジ３４・３５の合わせ面に形成した溝５４に通して外部へ導出している。したがって、万一事故があって温度ヒューズ３３が溶断したときは上ケース２０ａを開けることにより簡単に交換修理ができる。
断熱ケース２０は、図３に示すように上記厨芥処理装置の蓋３の底壁３ａから突設したボス５０にフランジ３４・３５を載せてビス５１で固定することにより取り付けられる。フランジ３４・３５のねじ用孔５１１・５１２と５１３・５１４とは、図１において断熱ケース２０の軸線Ｌに対して対称位置からずらして配置し、断熱ケース２０の断面径方向Ａの熱膨張時の上記ボス５０の基部５０ａに加わる力を軽減している。
また軸線Ｌ方向の熱膨張に対しては、ねじ用孔５１１・５１２・５１３・５１４を長孔や楕円孔のように正規のねじ用孔サイズよりも大きく形成して、ビス５１とフランジ３４・３５間で滑り移動ができるようにすることによって前記熱膨張を吸収できる。勿論、ねじ用孔５１１・５１２・５１３・５１４が丸孔であってもその径を大きくして、ビス５１とフランジ３４・３５との間にワッシャを緩く介在させておけば、いずれの方向に対しても前記熱膨張を吸収できる。
なお、ヒータ１９のリード線３２および温度センサー３１のリード線３１ａの端に装着したコネクタ３８は厨芥処理装置側のコネクタ（図示せず）に接続する。
【００１８】
上記構成の触媒コンバータ１４は処理容器１内で生ゴミの加熱乾燥時に発生する蒸気を吸気口２１から受け入れ、触媒作用を及ぼして酸化脱臭して排気口２２から排出する。
このとき、触媒筒１６は断熱ケース２０で覆っているので、触媒筒１６の表面からの放熱損失を減少させてヒータ１９による触媒体１５の加熱効率を向上させることができる。触媒筒１６と断熱ケース２０との間には断熱空間４４を形成し、しかも断熱材４９を介在させているので、前記放熱損失の減少効果を一層高めることができる。
また、触媒筒１６の筒心方向の一端側の吸気口２１と他端側の排気口２２とは互いに筒心に対し斜交する配置関係になるように設けてあるので、吸気口２１から入る蒸気を触媒体１５の全面にわたって接触通過させて排気口２２から排出させることができる。
更に、触媒筒１６は断熱ケース２０内に対し固着することなくスペーサー４１・４２・４３を介して収納することにより、断熱ケース２０と触媒筒１６の熱膨張差を許容するものとしてあるので、触媒筒１６が触媒反応熱を受けて断熱ケース２０よりも高温となって熱膨張が大きく生じても、この熱膨張により触媒筒１６の吸気口２１および排気口２２に変形や破損を加えるようなことが無くなる。
【００１９】
触媒コンバータ１４を厨芥処理装置に取り付けるに際し、上記実施例とは異なって触媒筒１６を厨芥処理装置側に直接固定し、この触媒筒１６の表面を断熱カバーで覆うことも考えられるが、こうした場合は厨芥処理装置側からの衝撃や振動が触媒筒１６にもろに伝わって触媒体１５を破壊し、目減りが生じやすい。しかし、上記実施例のように断熱ケース２０を厨芥処理装置側に直接固定し、触媒筒１６はその断熱ケース２０内に収納するものとした場合は、厨芥処理装置側からの衝撃や振動を断熱ケース２０で受けてもこの断熱ケース２０と触媒筒１６の間に介在させたスペーサー４１・４２・４３や断熱材４９により吸収緩和されるため、触媒体１５の破壊、目減りを防止できて有利である。
なお、上記触媒コンバータ１４は厨芥処理装置のみならず、その他に、例えば電子レンジやジャー釜等の調理機器、あるいはトイレの換気扇など種々の不快臭を伴う機器にも同様に適用できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、断熱ケース２０内に触媒筒１６を収納してあるので、触媒筒１６の表面からの放熱損失を少なくすることができ、それだけ触媒コンバータ１４の断熱、省電力化を図ることができる。
触媒筒１６の筒心方向一端側の吸気口２１と筒心方向他端側の排気口２２とを互いに筒心に対し斜交する配置関係になるように配設して触媒体１５の全面にわたって排気ガスを接触させることができるようにしてあるので、脱臭効率を向上できる。
触媒筒１６は断熱ケース２０内に対し固着することなくスペーサー４１・４２・４３を介して収納することにより、触媒筒１６の熱膨張を許容するものとしてあるので、触媒筒１６の熱膨張による吸気口２１や排気口２２の変形破損を防止できて耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】触媒コンバータの内部平面図である。
【図２】触媒コンバータの側面図である。
【図３】触媒コンバータの横断面図である。
【図４】触媒コンバータの触媒筒および下ケースの斜視図である。
【図５】触媒コンバータを内蔵した厨芥処理装置の概略断面図である。
【図６】他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１５  触媒体
１６  触媒筒
１９  ヒータ
２０  断熱ケース
２１  吸気口
２２  排気口
３７  吸気導出口
３９  排気導出口
４１・４２・４３  スペーサー
【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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【図６】
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