(57)【要約】【課題】瞬時に多量に黒煙が発生しても黒煙を除去することができるものでありながら設備が大型にならないと共に設備投資を低減でき、環境対策に貢献できる黒煙消煙装置を提供する。【解決手段】工場の黒煙発生源１の近傍に設置される消煙装置本体２と、消煙装置本体２内に黒煙発生源１から黒煙を吸い込む吸い込み口３と、消煙装置本体２内から屋外に排気する排気筒４と、吸い込み口３から吸い込んで排気筒４から排気するように送風する送風ファン５を具備した黒煙消煙装置である。吸い込み口３から吸い込んだ黒煙の煤を捕捉するための耐熱性のあるフィルターＡを消煙装置本体２内に設けると共にフィルターＡに捕捉した黒煙の煤を焼失させるためにフィルターＡを加熱するフィルター加熱手段Ｂを設ける。【選択図】        図２
2006095484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工場の黒煙発生源の近傍に設置される消煙装置本体と、消煙装置本体内に黒煙発生源から黒煙を吸い込む吸い込み口と、消煙装置本体内から屋外に排気する排気筒と、吸い込み口から吸い込んで排気筒から排気するように送風する送風ファンとを具備した黒煙消煙装置であって、吸い込み口から吸い込んだ黒煙の煤を捕捉するための耐熱性のあるフィルターを消煙装置本体内に設けると共にフィルターに捕捉した黒煙の煤を焼失させるためにフィルターを加熱するフィルター加熱手段を設けたことを特徴とする黒煙消煙装置。
【請求項２】
工場の黒煙発生源の近傍に設置される消煙装置本体と、消煙装置本体内に黒煙発生源から黒煙を吸い込む吸い込み口と、消煙装置本体内から屋外に排気する排気筒と、吸い込み口から吸い込んで排気筒から排気するように送風する送風ファンとを具備した黒煙消煙装置であって、フィルターは周囲にフィルター面を設けた筒状のフィルター部材で構成し、消煙装置本体内の空間を吸い込み側である下部空間と排気側である上部空間とに仕切る仕切りに複数個のフィルター部材をフィルター部材が下部空間内に並ぶように吊り下げ、下部空間内から各フィルター部材の周囲のフィルター面、フィルター部材内を介して上部空間内に空気が流れるようにしたことを特徴とする黒煙消煙装置。
【請求項３】
フィルター部材に捕捉した黒煙の煤を焼失させるためにフィルター部材を加熱するフィルター加熱手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の黒煙消煙装置。
【請求項４】
フィルター加熱手段は燃料ガスを燃焼させるガスバーナであることを特徴とする請求項１または請求項３記載の黒煙消煙装置。
【請求項５】
複数個のフィルター部材を仕切り部に着脱自在に吊り下げたことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の黒煙消煙装置。
【請求項６】
フィルターが、セラミックファイバーブランケット、メタルファイバー、金属多孔質体、多孔質セラミック等の耐熱性があり且つ不燃性の多孔質体であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか記載の黒煙消煙装置。
【請求項７】
筒状のフィルター部材はセラミックファイバーブランケットを巻き付けて形成したことを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか記載の黒煙消煙装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場の設備で黒煙は発生したとき消煙する黒煙消煙装置に関し、詳しくは黒煙発生源で瞬時に多量の黒煙を発生する際に使用する黒煙消煙装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場の設備で黒煙等が発生した場合に消煙する消煙装置としては排気を所定温度（例えば７５０〜８００℃）に加熱し、一定時間（０．３〜１秒）滞留させて消煙する直燃式消煙装置が良く用いられる。焼却炉の分野では排気を加熱して消煙するものとしては例えば特許文献１や特許文献２ある。また排気経路に触媒を設けると共にこの触媒を加熱するヒータを設けることにより触媒にて消煙する方式（例えば、特許文献３参照）のものもある。  
【特許文献１】特開平１０−２６７２５４号公報
【特許文献２】特開平８−２４５７５号公報
【特許文献３】特開平１０−２６７２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、熱処理工場等で焼き入れ時に油槽から発生する黒煙は発生時間が短い（例えば３０秒程度）ものの一度に多量に発生し、環境対策が切望されている。しかしながら上記従来例の前者のような消煙装置では短時間に多量に発生する黒煙を消煙するためには排気を加熱するための加熱装置の容量が極めて大きくなり、設備が大型になると共に極端な投資を必要とする。また上記のような熱処理工場で焼き入れにより黒煙が発生するのは１日１回程度であり、一時的に多量に発生する黒煙を処理するための上記のような設備投資をするのは設備的に無駄が多い。このため、消煙装置の導入が進んでおらず、環境対策が困難になっている。また上記従来例の後者のように触媒を用いるものも前者と同様に設備が大型になるという問題がある。
【０００４】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、瞬時に多量に黒煙が発生しても黒煙を除去することができるものでありながら設備が大型にならないと共に設備投資を低減でき、環境対策に貢献できる黒煙消煙装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明の請求項１の黒煙消煙装置は、工場の黒煙発生源１の近傍に設置される消煙装置本体２と、消煙装置本体２内に黒煙発生源１から黒煙を吸い込む吸い込み口３と、消煙装置本体２内から屋外に排気する排気筒４と、吸い込み口３から吸い込んで排気筒４から排気するように送風する送風ファン５を具備した黒煙消煙装置であって、吸い込み口３から吸い込んだ黒煙の煤を捕捉するための耐熱性のあるフィルターＡを消煙装置本体２内に設けると共にフィルターＡに捕捉した黒煙の煤を焼失させるためにフィルターＡを加熱するフィルター加熱手段Ｂを設けたことを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、黒煙発生源１で黒煙が発生するとき、送風ファン５を駆動することで黒煙発生源１から発生した黒煙を吸い込み口３から吸い込んでフィルターＡに黒煙の煤を捕集し、浄化した空気を排気筒４から排出できる。また黒煙発生源１で黒煙が発生しない間にフィルター加熱手段ＢでフィルターＡを加熱することでフィルターＡに捕集した黒煙の煤を焼却除去することができる。このようにすることで黒煙発生部１で瞬時に多量の黒煙が発生してもフィルターＡで捕集して空気を浄化することができると共に黒煙を発生しない間にフィルターＡに捕集した黒煙の煤を焼却除去できるために時間をかけて加熱して処理することができる。従って瞬時に多量に黒煙が発生しても黒煙を除去することができるものでありながら従来のように設備が大型にならないと共に設備投資を低減でき、環境対策に貢献できる。
【０００７】
また本発明の請求項２の黒煙消煙装置は、工場の黒煙発生源１の近傍に設置される消煙装置本体２と、消煙装置本体２内に黒煙発生源１から黒煙を吸い込む吸い込み口３と、消煙装置本体２内から屋外に排気する排気筒４と、吸い込み口３から吸い込んで排気筒４から排気するように送風する送風ファン５とを具備した黒煙消煙装置であって、フィルターＡは周囲にフィルター面を設けた筒状のフィルター部材６で構成し、消煙装置本体２内の空間を吸い込み側である下部空間７と排気側である上部空間８とに仕切る仕切りに複数個のフィルター部材６をフィルター部材６が下部空間７内に並ぶように吊り下げ、下部空間７内から各フィルター部材６の周囲のフィルター面、フィルター部材６内を介して上部空間８内に空気が流れるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、黒煙発生源１で黒煙が発生するとき、送風ファン５を駆動することで、黒煙を吸い込み口３から吸い込んでフィルターＡとしてのフィルター部材６のフィルター面に黒煙の煤を捕集し、浄化した空気を排気筒４から排出できる。黒煙を除去するとき、下部空間７から筒状のフィルター部材６の周囲のフィルター面、フィルター部材６内、上部空間８を通り、フィルター部材６のフィルター面に黒煙の煤が捕集されるため極めて広い面積のフィルター面で黒煙の煤が捕集される。これにより瞬時に多量の黒煙が発生しても空気の通気抵抗が増加したりすることなく黒煙の煤を確実に捕集できる。このように筒状のフィルター部材６を設けることで黒煙の煤を捕集できるために瞬時に多量に黒煙が発生しても黒煙を除去することができるものでありながら従来のように設備が大型にならないと共に設備投資を低減でき、環境対策に貢献できる。
【０００９】
また本発明の請求項３の黒煙消煙装置は、請求項２において、フィルター部材６に捕捉した黒煙の煤を焼失させるためにフィルター部材６を加熱するフィルター加熱手段Ｂを設けたことを特徴とする。黒煙発生源１で黒煙が発生しないとき、フィルター加熱手段Ｂでフィルター部材６を加熱することでフィルター部材６に捕集した黒煙の煤を焼却除去できる。これによりフィルター部材６の再生が容易にできる。また黒煙が発生しない間に加熱して再生するために時間をかけて再生できて一度に多量の熱を要せず、設備が大型になったりしない。
【００１０】
また本発明の請求項４の黒煙消煙装置は、請求項２または請求項３において、フィルター加熱手段は燃料ガスを燃焼させるガスバーナ１０であることを特徴とする。ガスを燃料としてフィルターＡを加熱して黒煙成分を焼却できてフィルターＡを再生できるのでランニングコストを低減できる。
【００１１】
また本発明の請求項５の黒煙消煙装置は、請求項２乃至請求項４のいずれかにおいて、複数個のフィルター部材６を仕切り部に着脱自在に吊り下げたことを特徴とする。筒状のフィルター部材６を上に抜き取ることができ、フィルター部材６を取り外してメンテナンスが容易にできる。
【００１２】
また本発明の請求項６の黒煙消煙装置は、請求項１乃至請求項５のいずれかにおいて、フィルターＡが、セラミックファイバーブランケット９、メタルファイバー、金属多孔質体、多孔質セラミック等の耐熱性があり且つ不燃性の多孔質体であることを特徴とする。この場合、黒煙の煤を捕集した後に焼却してもフィルターＡが劣化しにくい。
【００１３】
また本発明の請求項７の黒煙消煙装置は、請求項２乃至請求項５のいずれにおいて、筒状のフィルター部材６はセラミックファイバーブランケット９を巻き付けて形成したことを特徴とする。セラミックファイバーブランケット９は目が細かくて黒煙の煤を確実に捕集できると共に目詰まりしにくく、また耐熱性があって黒煙の煤を焼却しても弊害がない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は叙述の如く構成されているので、黒煙発生源で瞬時に多量に黒煙を発生しても黒煙の煤を捕集して浄化することができるものでありながら、従来のように設備が大型にならいないと共に設備投資を低減できるという効果があり、しかも黒煙発生源が黒煙を発生しない間にフィルターに捕集した黒煙の煤を焼却して再生できて再生が容易にできるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。本発明黒煙消煙装置は図１、図２に示すように工場１１の黒煙発生源１の近傍に設置してある。本例の場合、工場は熱処理工場であって、黒煙発生源１は焼き入れ処置する油槽１ａであり、高温に加熱した金属の被処理物１ｂを油槽１ａに浸けて焼き入れしたときに油槽１ａ内の油が加熱されて黒煙Ｓを瞬時に多量に発生するようになっている。このような熱処理工場で油槽１ａに被処理物１ｂを浸けて焼き入れ処理するのは１日１回から数回程度である。
【００１６】
黒煙消煙装置は、消煙装置本体２と、消煙装置本体２内に黒煙発生源１から黒煙を吸い込む吸い込み口３と、消煙装置本体２内から屋外に排気する排気筒４とで主体が構成されている。
消煙装置本体２は本例の場合、直方体箱状の炉体であって、耐火材にて形成されている。この消煙装置本体２内は上下に仕切ってあり、上部空間８と下部空間７とを形成してある。吸い込み口３と消煙装置本体２内の下部空間７とは送風ファン５を介して連通させてあり、送風ファン５を駆動することにより吸い込み口３から下部空間７内に黒煙を吸い込むことができるようになっている。送風ファン５と下部空間７内とを連通させる連通路１２にはこの連通路１２を開閉するダンパー１３をスライド自在に装着してある。消炎装置本体２内の上部空間８は煙突状の排気筒４に連通させてあり、浄化した空気を排気筒４を介して工場１１の建物１１ａの外に排気できるようになっている。図２で１５は建物１１ａの壁、１６は柱である。
【００１７】
消煙装置本体２の上面には図３乃至図５に示すように複数個の点検口１７を穿孔してあり、この点検口１７を開閉自在な点検蓋１８にて閉塞してある。消煙装置本体２内の上部空間８と下部空間７との間は複数枚の矩形板状の仕切り板１９にて仕切られるのであるが、この仕切り板１９は次のように支持してある。消煙装置本体２内の上部空間８と下部空間７との間の周縁には全周に亙るように載置縁２０を設けてあり、また上部空間８と下部空間７との間で左右方向に架設した棧２１や前後方向に架設した棧２２の上面にも載置縁２１ａ，２２ａを設けてある。そして仕切り板１９の周縁を載置縁２０，２１ａ，２２ａに載置することで支持してある。この仕切り板１８には点検口１７よりやや小さいサイズに形成してある。この仕切り板１９には挿通穴２３を複数個穿孔してあり、この挿通穴２３にフィルターＡとしてフィルター部材６を挿通して支持できるようになっている。本例の場合、仕切り板１９に６個の挿通穴２３を等間隔に設けてあり、６個のフィルター部材６を挿通して維持できるようになっている。
【００１８】
フィルター部材６は筒状になっており、周囲にフィルター面を形成してあるが、本例の場合、図６に示すように形成されている。円筒状の金網からなる支持筒２５の下端には目くら板２６ａを一体に設けた下フランジ材２６を装着してあり、支持筒２５の上端には円環状の上フランジ材２７を装着してあり、上フランジ材２７は取っ手２８を架設してある。下フランジ２７には一対の係止穴２９を穿孔してあり、上フランジ材２７には一対の差し込み孔３０を穿孔してある。押さえ材３１は図７に示すように支持筒２５の上下全長に亙る長さで細長い板状に形成されており、下端に係止片３２を有しており、上端に透孔３３を穿孔してある。支持筒２５の外周にはフィルター面となるシート材が巻き付けて装着されるのであるが、本例の場合、このシート材としてセラミックファイバーブランケット（セラミックファイバーを毛布状のシートに成形したもの）９を用いている。支持筒２５の外周にはセラミックファイバーブランケット９は支持筒２５の外周に全長に亙って巻き付けてあり、押さえ材３１を差し込み穴３０から挿通して押さえ材３１の下端の係止片３２を係止穴２９に係止することで押さえ材３１でセラミックファイバーブランケット９を押さえて固定してある。このように構成せるフィルター部材６は仕切り板１９の各挿通穴２３に上から挿通してあり、フィルター部材６の上フランジ材２７を挿通穴２３縁に係止することで吊り下げてある。
【００１９】
本例の場合、フィルター部材６の支持筒２５に巻き付けるシート材としてセラミックファイバーブランケット９を用いたが、これに代えてメタルファイバーを用いてもよい。またフィルター部材６を多孔質セラミックや金属多孔質体にて一体に成形してもよい。
【００２０】
また消煙装置本体２内の下部空間７内にはフィルター加熱手段Ｂを設けてある。本例の場合、フィルター加熱手段Ｂはガスを燃料として燃焼するガスバーナ１０である。このガスバーナ１０はバーナ本体１０ａと燃焼筒１０ｂとで構成されており、バーナ本体１０ａで燃焼させることにより燃焼排ガスが燃焼筒１０ｂを通り、燃焼筒１０ｂの透孔１０ｃから燃焼排ガスが吐出するようになっている。ガスバーナ１０を下部空間７内に設けるとき、本例の場合、燃焼筒１０ｂが棧２１の下方で棧２１の全長に亙って沿うように装着してある。
【００２１】
上記のように黒煙消煙装置が構成され、次のように使用される。黒煙発生源１で黒煙が発生するとき、ダンパー１３を開放した後送風ファン５が駆動される（送風ファン５が駆動されると共にダンパー１３が開放されてもよい。）。すると、黒煙が吸い込み口３から吸い込まれ、フィルターＡとしてのフィルター部材６に黒煙の煤が捕集され、浄化された空気が排気筒４から排気される。黒煙を除去するとき、下部空間７から、フィルター部材６のフィルター面としてのセラミックファイバーブランケット９、フィルター部材６内、上部空間８を通り、フィルター面としてのセラミックファイバーブランケット９に捕集されるため極めて広い面積のフィルター面に黒煙の煤が捕集される。これにより瞬時に多量の黒煙が発生しても空気の通気抵抗が増加したりすることなく黒煙の煤を確実に捕集できる。またセラミックファイバーブランケット９を用いているため目が細かくて黒煙の煤を確実に捕集できると共に目詰まりしにくい。
【００２２】
上記のように黒煙の煤をフィルター部材６で捕集することができるが、フィルター部材６に黒煙の煤が溜まると、定期的に黒煙の煤を除去してフィルター部材６を再生する必要がある。このため、黒煙発生源１で黒煙を発生しないとき、ダンパー１３を閉止した後（フィルターＡ再生時には閉めて置く必要がある。）フィルター加熱手段Ｂとしてのガスバーナ１０を燃焼させてフィルター部材６を加熱し、黒煙の煤を焼却してフィルター部材６を再生する。
【００２３】
フィルター部材６のメンテナンスを行うときは、点検蓋１８を外して点検口１７を開き、複数個（６個）のフィルター部材６と一緒に仕切り板１９を取り出し、仕切り板１９からフィルター部材６を抜き取ってセラミックファイバーブランケット９を交換したりするメンテナンスを行う。
【００２４】
上記のような本発明の黒煙消煙装置の設計の一例について述べると、設計排気風量：１８０ｍ３／ｍｉｎ、フィルター面積１０ｍ２、フィルター通過風速：０．３ｍ／ｓ以下、初期圧損３００Ｐａ以下、消煙装置本体（炉体）内寸法：Ｌ（長さ）×Ｗ（幅）×Ｈ（高さ）＝２５５０ｍｍ×８００ｍｍ×８２０ｍｍ、再生するガスバーナの容量：１００ｋＷ、再生加熱温度：７００℃である。これに対して従来技術の一般的な直燃式消煙装置の場合、上記の本発明のものと同設計風量で限界設計した場合（７５０℃に加熱して０．３秒滞留させる）でも炉体内寸法：Ｌ×Ｗ×Ｈ＝４７９０ｍｍ×８００ｍｍ×８２０ｍｍ（Ｗ，Ｈを本発明のものに合わせた場合）、ガスバーナ容量：３０００ｋＷとなった。これにより本発明のものは、従来技術のものに比べて炉体容積４７％減、ガスバーナ容量９７％減できることがわかる。
【００２５】
また消煙装置本体２内にフィルターＡを設ける場合、図８のような構造を採用してもよい。図８（ａ）の場合、断面略Ｖ字状のフィルターエレンメント３５が複数個並設されたフィルターＡを上部空間８と下部空間７との間に設けてあり、図８（ｂ）の場合、断面コ字状のフィルターエレメント３６が複数個並設されたフィルターＡを上部空間８と下部空間７との間に設けてある。上記フィルターエレメント３５，３６はセラミックファイバーブランケット、メタルファイバー、金属多孔質体、多孔質セラミック等の耐熱性があり且つ不燃性の多孔質体にて形成されている。また上記フィルターエレメント３５，３６は１個づつ着脱できるようになってもよい。
【００２６】
なお、上記例では、吸い込み口３と連通する下部空間７と排気筒４に連通する上部空間８との間にフィルターＡを設けた例について述べたが、消煙装置本体２内を左右の空間に仕切り、左右の空間の一方を吸い込み口３に連通させると共に左右の空間の他方を排気筒４に連通させ、左右の空間の間にフィルターＡを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の黒煙消煙装置の一部を省略し一部切欠した正面図である。
【図２】同上の一部切欠側面図である。
【図３】同上の消煙装置本体の一部切欠した拡大平面図である。
【図４】図３の正面から見た断面図である。
【図５】図３の側面から見た断面図である。
【図６】同上のフィルター部材を示し，（ａ）は平面図、（ｂ）は正面から見た断面図、（ｃ）は底面図である。
【図７】同上の押さえ材の正面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は同上の消煙装置本体内に設けるフィルターの構造の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  黒煙発生源  
２  消煙装置本体
３  吸い込み口  
４  排気筒
５  送風ファン
６  フィルター部材
７  下部空間
８  上部空間
９  セラミックファイバーブランケット
１０  ガスバーナ
Ａ  フィルター
Ｂ  フィルター加熱手段
【図１】
2006095484.tif 000003
【図２】
2006095484.tif 000004
【図３】
2006095484.tif 000005
【図４】
2006095484.tif 000006
【図５】
2006095484.tif 000007
【図６】
2006095484.tif 000008
【図７】
2006095484.tif 000009
【図８】
2006095484.tif 000010