(57)【要約】【課題】小型で効率良く脱臭能力を発揮すること。【解決手段】円筒１の外周を取り巻くように触媒を担持した螺旋状の触媒担持体２を取り付けた構成とした触媒体３と、円筒１の内部に触媒体３を加熱するために配置した加熱手段４と、触媒体３を入れるための筐体５と、触媒体３に被処理空気を入れる空気入口６と、触媒体３から被処理空気を出す空気出口７を備え、加熱手段４の一方の端部と筐体５の一方の端部が接点８Ａで密封され、また加熱手段４のもう一方の端部と円筒１の一方の端部が接点８Ｂで密封された触媒ユニットであり、加熱手段を備えた円筒内部に、被処理空気が触媒体を通過する前に十分に加熱されるため、被処理空気が触媒表面の温度が下げずに悪臭成分を分解することができる。また、加熱手段は接点８Ａ、接点８Ｂで密封されているため、触媒処理前の被処理空気が触媒ユニットの外に漏れることはない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒と、前記円筒の外部に触媒を担持した螺旋状の触媒担持体からなる触媒体と、前記円筒の内部に触媒体を加熱するための加熱手段と、前記触媒体を入れるための筐体とを備え、前記加熱手段の一方の端部と前記筐体の一方の端部とが密封され、なおかつ前記加熱手段のもう一方の端部と前記円筒の一方の端部とが密封された触媒ユニットであり、被処理空気は、前記円筒内部を通過した後、前記螺旋状の触媒担持体表面を通過する触媒ユニット。
【請求項２】
螺旋状の触媒担持体は表面に凹凸を施した請求項１に記載の触媒ユニット。
【請求項３】
螺旋状の触媒担持体は螺旋の間隔を１ｍｍ以上１００ｍｍ以下とした請求項１または２に記載の触媒ユニット。
【請求項４】
触媒は白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウムのいずれか１種とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の触媒ユニット。
【請求項５】
触媒は白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウムの２種以上とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の触媒ユニット。
【請求項６】
加熱手段はシーズヒータとした請求項１〜５のいずれか１項に記載の触媒ユニット。
【請求項７】
触媒体は２００℃以上１０００℃以下とした請求項１〜６のいずれか１項に記載の触媒ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厨芥処理機等の生ゴミ処理により発生する臭気を触媒等の手段により脱臭するための触媒ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の触媒ユニットは触媒層と該触媒層の上流側で臭気を蛇行させる経路と、該経路と前記触媒層を加熱する手段とで構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、特許文献１に記載された従来の触媒ユニットを示すものである。図３に示すように、触媒ユニット３４は、触媒層３１と前記触媒層３１の上流側で臭気ガスを蛇行させる経路３２と、前記経路３２と前記触媒層３１とを加熱するための加熱手段３３とから構成されている。
【特許文献１】特開平８−３９０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、触媒層と加熱される空気経路が別々に構成されるため、触媒ユニットが大きくなり、また触媒層がハニカム体であるため、対象となる被処理空気に含まれる微粒子等が目詰まりを起こし、被処理空気の流量が下がるため、十分な脱臭処理効果を発揮できていないという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被処理空気が触媒体を通過する前に加熱され、なおかつ被処理空気に含まれる微粒子等が目詰まりを起こさない構成とした触媒ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の触媒ユニットは、円筒と、前記円筒の外部に触媒を担持した螺旋状の触媒担持体からなる触媒体と、前記円筒の内部に触媒体を加熱するための加熱手段と、前記触媒体を入れるための筐体とを備え、前記加熱手段の一方の端部と前記筐体の一方の端部とが密封され、なおかつ前記加熱手段のもう一方の端部と前記円筒の一方の端部とが密封された触媒ユニットであって、被処理空気は、前記円筒内部を通過した後、前記螺旋状の触媒担持体表面を通過するものである。
【０００７】
これによって、被処理空気は加熱手段を備えた円筒内部を通過するときに十分に加熱される。加熱手段が加熱されるときには熱膨張により加熱手段は膨張するが、加熱手段は一方が筐体と、もう一方は円筒と密封されているため、加熱手段が熱により膨張しても密封系が破壊されることはなく、触媒で処理される前の被処理空気が触媒ユニットの外に漏れることはない。その後、触媒担持体表面を通過するときに被処理空気に含まれる悪臭成分等は分解除去される。被処理空気が触媒担体表面を通過する時には、すでに被処理空気が加熱されているため、触媒担持体表面の温度を下げることがないため、処理能力が高い触媒ユニットとなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の触媒ユニットは、触媒体を構成する加熱手段を備えた円筒内部に、被処理空気が触媒体を通過する前に十分に加熱されるため、被処理空気が触媒表面を通過するときに触媒表面の温度が下がることなく悪臭成分を分解することができる。また、加熱手段は一方が筐体と、もう一方は円筒と密封されているため、加熱手段が加熱されるときに熱膨張しても密封系が破壊されることはなく、触媒で処理される前の被処理空気が触媒ユニットの外に漏れることはない。さらに、触媒体は螺旋状の構造としているため、被処理空気に含まれる微粒子等が目詰まりを起こさない構成とすることができる。そのため、処理能力が高い触媒ユニットとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、円筒と、前記円筒の外部に触媒を担持した螺旋状の触媒担持体からなる触媒体と、前記円筒の内部に触媒体を加熱するための加熱手段と、前記触媒体を入れるための筐体とを備え、前記加熱手段の一方の端部と前記筐体の一方の端部とが密封され、なおかつ前記加熱手段のもう一方の端部と前記円筒の一方の端部とが密封された触媒ユニットであり、被処理空気は前記円筒内部を通過した後、前記螺旋状の触媒担持体表面を通過する触媒ユニットとすることにより、触媒体を構成してなおかつ加熱手段を備えた円筒の内部を被処理空気が通過するため、被処理空気は触媒体を通過する前に十分に加熱される。そのときに加熱手段は一方が筐体と、もう一方は円筒と密封されているため、加熱手段が加熱されるときに熱膨張しても密封系が破壊されることはなく、触媒で処理される前の被処理空気が触媒ユニットの外に漏れるという問題は起こらない。そのため、被処理空気が触媒表面を通過するときに、触媒表面の温度が下がることなく悪臭成分を分解することができる。また、触媒体は螺旋状の構造としている。そのため、悪臭成分の処理能力が高く、また被処理空気に含まれる微粒子等が目詰まりを起こさない触媒ユニットとすることができる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明を螺旋状の触媒担持体を表面に凹凸を施している触媒ユニットとすることにより、被処理空気が触媒表面を通過するときに、担持体の表面積が大きく触媒担持量も増加することができるため、一層、悪臭成分の処理能力が高い触媒ユニットとすることができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明を螺旋状の触媒担持体における螺旋の間隔を１ｍｍ以上１００ｍｍ以下とした触媒ユニットとすることにより、被処理空気が触媒表面を通過するときに、担持体の表面積が大きく触媒担持量も増加することができ、また、触媒体の螺旋の間隔は微粒子が通過できる間隔としている。そのため、悪臭成分の処理能力が高く、また被処理空気に含まれる微粒子等が目詰まりを起こさない触媒ユニットとすることができる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の触媒を白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウムのいずれか１種とした触媒ユニットとすることにより、被処理空気が触媒表面を通過するときに、触媒が貴金属であるため処理性能を大きくすることができるため、一層、悪臭成分の処理能力が高い触媒ユニットとすることができる。
【００１３】
第５の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の触媒を白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウムの２種以上とした触媒ユニットとすることにより、被処理空気が触媒表面を通過するときに、触媒が貴金属であるため処理性能を大きくすることができるため、より一層、悪臭成分の処理能力が高い触媒ユニットとすることができる。
【００１４】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の加熱手段をシーズヒータとした触媒ユニットとすることにより、加熱手段を円筒内部に配置するときに、加工性が良く効果的に被処理空気が円筒内部を通過するときに加熱することができるので、被処理空気は触媒体を通過する前に十分に加熱される。そのため、被処理空気が触媒表面を通過するときに、触媒表面の温度が下がることなく悪臭成分を分解することができる。また加熱手段の一方が筐体と、もう一方は円筒と密封するときに加工性が良く効果的に密封することができる。
【００１５】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明の触媒体を２００℃以上１０００℃以下とした触媒ユニットとすることにより、被処理空気が触媒表面を通過するときに、触媒温度が十分に上昇しているため、悪臭成分の処理能力が高い触媒ユニットとすることができる。また、触媒温度が過剰に上昇しないため、触媒の凝集が起こらないので、一層、悪臭成分の処理能力が高い触媒ユニットとすることができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における触媒ユニットの構成図を示すものである。
【００１８】
図１において、本発明の触媒ユニット９は、円筒１の外周を取り巻くように触媒を担持した螺旋状の触媒担持体２を取り付けた構成とした触媒体３と、円筒１の内部に触媒体３を加熱するために配置した加熱手段４と、触媒体３を入れるための筐体５と、触媒体３に被処理空気を入れる空気入口６と、触媒体３から被処理空気を出す空気出口７を備え、加熱手段４の一方の端部と筐体５の一方の端部が接点８Ａで密封され、また加熱手段４のもう一方の端部と円筒１の一方の端部が接点８Ｂで密封されたものである。
【００１９】
以上のように構成された触媒ユニットについて、以下その動作、作用を説明する。
【００２０】
まず、被処理空気は、図示していない通風手段により空気入口６を通って、円筒１の内部を通過する。被処理空気は円筒１の内部に配置された加熱手段４によって加熱された後、螺旋状の触媒担持体２の表面を通過する。螺旋状の触媒担持体２は加熱手段４によってすでに加熱されているため、触媒体３の作用により被処理空気は脱臭処理される。処理された空気は螺旋状の触媒担持体２の表面を通過した後、空気出口７から排出される。被処理空気が通過する際に接点８Ａと８Ｂで密封されているため、外部に漏れることはない。
【００２１】
（実験１）
本発明の触媒ユニットとして、図１の触媒ユニットを用いた。触媒ユニット１Ａは触媒として白金、螺旋状の触媒担持体として表面に凹凸が無いステンレス、加熱手段としてシーズヒータを用いた。また触媒ユニット１Ｂは螺旋状の触媒担持体として表面に凹凸を施したステンレスを用いて、それ以外は触媒ユニット１Ａと同一とした。従来例の比較として図３の触媒ユニットを用いた。触媒ユニット１Ｃは触媒層として１Ａと同量の白金を担持したハニカム、加熱手段としては面状ヒータを用いた。
【００２２】
触媒ユニット１Ａ、１Ｂ、１Ｃについて以下の手段を用いて評価を行った。触媒ユニットに硫化メチル濃度が５００ｐｐｍとなるように調整を行った被処理空気を、流量が１０、１３、１６、２０、２５、３０Ｌ／分となるように流し、ヒータはすべて２２０Ｗとなるように調整を行い、触媒温度が一定になった時の硫化メチルの除去率を測定した。結果を図２に示す。
【００２３】
図２から明らかなように、本発明の触媒ユニット１Ａ、１Ｂの方が、従来の触媒ユニット１Ｃよりも、流量が多いときでは硫化メチルの除去率が高いことがわかる。特に１Ｂの方が流量の多いときに硫化メチルの除去率が高いこともわかる。これにより、本発明の触媒ユニットは、流量が多いときに従来の触媒ユニットよりも性能が高く、より多くの硫化メチルを処理できることがわかる。
【００２４】
（実験２）
本発明の触媒ユニットとして、図１の触媒ユニットを用いた。触媒ユニット２Ａは触媒として白金、螺旋状の触媒担持体として表面に凹凸を施したステンレス、加熱手段としてシーズヒータを用いた。
【００２５】
触媒ユニット２Ａについて、螺旋状の触媒担持体の間隔を１、５、１０、２０、５０、１００、２００ｍｍと変えて、以下の手段を用いて評価を行った。触媒ユニットに硫化メチル濃度が５００ｐｐｍとなるように調整を行った被処理空気を、流量が２０Ｌ／分となるように流し、ヒータはすべて２２０Ｗとなるように調整を行い、触媒温度が一定になった時の硫化メチルの除去率を測定した。結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１から明らかなように、本発明の触媒ユニット２Ａを用いれば、触媒担持体の螺旋の間隔が狭いほど硫化メチルの除去率が高いことがわかる。また、螺旋の間隔が１ｍｍ以下では被処理空気に含まれる微粒子等が目詰まりを起こすため適当ではない。これにより、本発明の触媒ユニットは、螺旋の間隔を１〜１００ｍｍ、望ましくは１〜２０ｍｍとすることで、多くの硫化メチルを処理できることがわかる。
【００２８】
（実験３）
本発明の触媒ユニットとして、図１の触媒ユニットを用いた。触媒ユニット３Ａは、螺旋状の触媒担持体として表面に凹凸を施したステンレス、加熱手段としてシーズヒータを用いた。
【００２９】
触媒ユニット３Ａについて、触媒を白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、白金＋パラジウム、白金＋ロジウム、白金＋ルテニウムと変えて、螺旋状の触媒担持体の間隔を５ｍｍとして、以下の手段を用いて評価を行った。触媒ユニットに硫化メチル濃度が５００ｐｐｍとなるように調整を行った被処理空気を、流量が２０Ｌ／分となるように流し、ヒータはすべて２２０Ｗとなるように調整を行い、触媒温度が一定になった時の硫化メチルの除去率を測定した。結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
表２から明らかなように、本発明の触媒ユニット３Ａを用いれば、触媒として、貴金属を用いれば硫化メチルの除去率が高いことがわかる。特に白金やパラジウムを用いたときにその活性は高く、硫化メチルの除去率が高い。これにより、本発明の触媒ユニットは、触媒として、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムの貴金属、あるいはこれらの混合物を用いることで、多くの硫化メチルを処理できることがわかる。
【００３２】
（実験４）
本発明の触媒ユニットとして、図１の触媒ユニットを用いた。触媒ユニット４Ａは触媒として白金、螺旋状の触媒担持体として表面に凹凸を施したステンレス、加熱手段としてシーズヒータを用いた。
【００３３】
触媒ユニット４Ａについて、触媒体の温度を１５０、２００、４００、６００、８００、１０００℃と変えて、以下の手段を用いて評価を行った。触媒ユニットに硫化メチル濃度が５００ｐｐｍとなるように調整を行った被処理空気を、流量が２０Ｌ／分となるように流し、ヒータはすべて触媒体の温度が前記温度となるように電力の調整を行い、触媒温度が一定になった時の硫化メチルの除去率を測定した。結果を表３に示す。
【００３４】
【表３】
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【００３５】
表３から明らかなように、本発明の触媒ユニット４Ａを用いれば、触媒体の温度が高いほど硫化メチルの除去率が高いことがわかる。また、触媒体の温度が１０００℃以上では貴金属触媒が凝集を起こすため性能の面から適当ではない。これにより、本発明の触媒ユニットは、触媒体の温度を２００〜１０００℃、望ましくは４００〜８００℃とすることで、多くの硫化メチルを処理できることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明にかかる触媒ユニットは、被処理空気が触媒体を通過する前に十分に加熱されるため、被処理空気が触媒表面を通過するときに触媒表面の温度が下がることなく悪臭成分を分解することが可能となるので、ゴミ処理機やゴミ処理施設の触媒ユニット、厨芥処理機の触媒ユニット、そして自動車排ガスの触媒ユニット等の用途にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１における触媒ユニットの構成を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態１の実験１における触媒ユニットの性能を示すグラフ
【図３】従来の触媒ユニットの構成図
【符号の説明】
【００３８】
１  円筒
２  螺旋状の触媒担持体
３  触媒体
４  加熱手段
５  筐体
６  空気入口
７  空気出口
８Ａ、８Ｂ  接点
９  触媒ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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