(57)【要約】【課題】ＶＯＣ等、有害とされる物質の大気放出を規制値以下に抑える（低濃度化する）ために、スペース的及びランニングコスト的な問題を回避できるセラミックヒーターの使用を可能としつつ、セラミックヒーターの破損をも防止できるようにする。【解決手段】本発明の熱衝撃緩和材１は、燃焼ガスの排出用煙道３内へ向けて設置されるセラミックヒーター２に対して、少なくとも煙道３側へ臨む発熱面を当該発熱面に沿って面状に覆うことのできる生地面を有したＳｉＣ繊維構造物により形成された構成としてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガスの排出用煙道内へ向けて設置されるセラミックヒーターに対して、少なくとも煙道側へ臨む発熱面を当該発熱面に沿って面状に覆うことのできる生地面を有したＳｉＣ繊維構造物により形成されていることを特徴とする熱衝撃緩和材。
【請求項２】
前記ＳｉＣ繊維構造物は、前記セラミックヒーターの発熱面から離れた配置とされて当該発熱面のまわりに前記煙道内で独立する再燃焼チャンバーを形成させる構成となっていることを特徴とする請求項１記載の熱衝撃緩和材。
【請求項３】
前記ＳｉＣ繊維構造物は編物生地であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の熱衝撃緩和材。
【請求項４】
燃焼ガスの再燃焼に用いるセラミックヒーターに対して請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載された熱衝撃緩和材が装備されていることを特徴とする熱衝撃緩和材付きセラミックヒーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱衝撃緩和材及び熱衝撃緩和材付きセラミックヒーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＶＯＣ（揮発性有機化合物）は、光化学スモッグを発生させる原因物質の一つでもあり、近年、大気への放出が厳しく規制されるところとなっている。そこで、このようなＶＯＣの大気放出を規制値以下に抑える（低濃度化する）ための取り組みが、種々、模索されているのが現状である。
なお、従来、生物の死骸などを焼却する火葬炉等に適用可能な技術として、燃焼ガスを排出する煙道に有害ガス燃焼処理装置を設置することが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。この有害ガス燃焼処理装置は、平行な一対の支持枠まわりにファインセラミック繊維のロープを巻き付けて暖簾状のフィルターとして形成させ、このフィルターをそのロープ長手方向が煙道中を流れる燃焼ガスと平行するように設置すると共に、このフィルターの設置領域に副バーナーからの燃焼ガスを送って高温環境にする構造としてあった。すなわち、有害ガス（火葬炉等から排出される燃焼ガス）中の有害成分をフィルターのロープ表面で捕集させ、この捕集した有害成分を副バーナーによって再燃焼させようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０２７００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
いま、ＶＯＣを含んだ燃焼ガスをその排出用煙道中で再燃焼させることにより、ＶＯＣの低濃度化を試すことを想定する。そこで、煙道中に、ファインセラミック繊維のロープを巻き付けて暖簾状にしたフィルターを設置し、このフィルターの設置領域に副バーナーからの燃焼ガスを送り込むように構成させるものとおく。
この場合、再燃焼のために副バーナーを用いることに関しては、副バーナーの設置面積や燃焼効率を巧く活用するための十分なスペースが必要となり、スペースの浪費に繋がる問題点を指摘できる。また、副バーナーの燃料コストが高騰することも容易に予測できる。そこで、副バーナーに代えてセラミックヒーターを採用することを考察してみる。
【０００５】
ところで、暖簾状のフィルターでは、ロープ間に形成される隙間によって通気性が過剰に高い（スカスカの状態である）ために、仮に、煙道内を遮断する向きにフィルターを設置したとしても、大量の燃焼ガスがセラミックヒーターに一気にぶつかる可能性（危険性）は非常に高い。セラミックヒーターをＶＯＣの再燃焼の目的で使用するのであれば、セラミックヒーターは９００℃を超えるような高温で発熱させる必要があるが、一方で、セラミックヒーターの設置位置に届く燃焼ガスは４〜５００℃にまで冷却していることが予測される。そのため、このような低温の燃焼ガスが大量にセラミックヒーターとぶつかると、セラミックヒーターにヒートショックを原因とした破損が起こるおそれがあった。
【０００６】
これらの結果として、ＶＯＣの大気放出を規制値以下に抑える（低濃度化する）ことは現実としては難しいものとされていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ＶＯＣ等、有害とされる物質の大気放出を規制値以下に抑える（低濃度化する）ために、スペース的及びランニングコスト的な問題を回避できるセラミックヒーターの使用を可能としつつ、セラミックヒーターの破損をも防止できるようにした熱衝撃緩和材と、この熱衝撃緩和材を備えて成る熱衝撃緩和材付きセラミックヒーターと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】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る熱衝撃緩和材は、燃焼ガスの排出用煙道内へ向けて設置されるセラミックヒーターに対して、少なくとも煙道側へ臨む発熱面を当該発熱面に沿って面状に覆
うことのできる生地面を有したＳｉＣ繊維構造物により形成されていることを特徴とする。
【０００８】
前記ＳｉＣ繊維構造物は、前記セラミックヒーターの発熱面から離れた配置とされて当該発熱面のまわりに前記煙道内で独立する再燃焼チャンバーを形成させる構成とするのが好適である。
前記ＳｉＣ繊維構造物は編物生地とするのが一層好適である。
一方、本発明に係る熱衝撃緩和材付きセラミックヒーターは、燃焼ガスの再燃焼に用いるセラミックヒーターに対して本発明の熱衝撃緩和材が装備されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る熱衝撃緩和材及び熱衝撃緩和材付きセラミックヒーターでは、ＶＯＣ等、有害とされる物質の大気放出を規制値以下に抑える（低濃度化する）ために、スペース的及びランニングコスト的な問題を回避できるセラミックヒーターの使用を可能としつつ、セラミックヒーターの破損をも防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る熱衝撃緩和材を備えて成る第１実施形態のセラミックヒーターを示した模式図である。
【図２】本発明に係る熱衝撃緩和材を備えて成る第２実施形態のセラミックヒーターを示した模式図である。
【図３】本発明に係る熱衝撃緩和材を備えて成る第３実施形態のセラミックヒーターを示した模式図である。
【図４】本発明に係る熱衝撃緩和材を備えて成る第４実施形態のセラミックヒーターを示した模式図である。
【図５】本発明に係る熱衝撃緩和材を備えて成る第５実施形態のセラミックヒーターを示した模式図である。
【図６】セラミックヒーターのまわりに再燃焼チャンバーを画成させつつ熱衝撃緩和材を設ける場合の構造例を示した側断面図である。
【図７】本発明に係る熱衝撃緩和材を備えて成るセラミックヒーターの別の設置例を示した側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る熱衝撃緩和材１を備えて成る第１実施形態のセラミックヒーター２を示している。このセラミックヒーター２は、燃焼ガスを排出する煙道３に対してその内部へ発熱面を向けるようにして設置される。
本第１実施形態では、丸棒状に形成されたセラミックヒーター２が複数本（図例では３本）、互いに長手方向を平行させた状態で、煙道３内を横切るように設けられたものを例示してある。各セラミックヒーター２はＳｉＣ製とされたものであって、ＶＯＣの再燃焼を目的としてそれぞれ１０００℃を超える発熱が可能となっている。
【００１２】
このようなセラミックヒーター２に対し、熱衝撃緩和材１は、セラミックヒーター２の発熱面を覆う状態で設けられている。なお、前記したように本第１実施形態のセラミックヒーター２は丸棒状なので、その円柱面の全周にわたって発熱面が形成されたものとなっている。そのため、本第１実施形態において熱衝撃緩和材１は、セラミックヒーター２のまわりを全周的に取り囲むように形成されている。
【００１３】
また、熱衝撃緩和材１は、セラミックヒーター２の発熱面に対し、その長手方向及び周方向にわたって均一な間隔をあけるように、離れて配置されている。その結果として、セラミックヒーター２の発熱面まわり（熱衝撃緩和材１との間）には、煙道３内で円筒状に独立する再燃焼チャンバー４が画成されていることになる。この再燃焼チャンバー４は、セラミックヒーター２から放射される熱を籠もらせ、熱衝撃緩和材１を加熱促進させる作用や、煙道３内を流れる燃焼ガスの熱がセラミックヒーター２に急激に伝搬するのを熱的に緩和する（中間温度領域を生じさせる）作用などを生起するものとなる。
【００１４】
熱衝撃緩和材１はＳｉＣ繊維構造物により形成されている。このＳｉＣ繊維構造物は、具体的にはＳｉＣ繊維により形成した編物生地や織物生地などであって、セラミックヒーター２の発熱面を、その面方向に沿って覆うことのできる生地面（面状に広がった形体）を有している。要するに、従来提案された如き「ロープ巻きによって形成した暖簾状のもの」とは異なり、面状に広がる生地面において単位面積あたりの通気性が略均一に分布したものである。
【００１５】
このように面状に広がったＳｉＣ繊維構造物をセラミックヒーター２のまわりに形成させ、熱衝撃緩和材１とするには、次のようにするとよい。すなわち、ＳｉＣ繊維構造物を帯状又は筒状に形成しておき、これを（筒状とした場合は筒を潰して偏平にしたうえで）恰も包帯のようにセラミックヒーター２のまわりに巻いてゆく方法や、ＳｉＣ繊維構造物を筒状に形成しておき、この筒状の内部にセラミックヒーター２を挿入する（反対に、セラミックヒーター２に筒状のＳｉＣ繊維構造物を外嵌させる）方法などがある。これらのなかで、ＳｉＣ繊維構造物を筒状に形成する手順は、包帯巻き方法と挿入（外嵌）方法とのいずれでも選択できる点で柔軟性（自由度）があり、好適と言える。また、ＳｉＣ繊維構造物を筒状に形成する場合は、帯状に形成する場合に比べ、ほつれ止め等の補強を要する端部処理箇所が可及的に少なく抑えられる（帯状の場合は帯側縁の処理が必要）点で、一層好適と言える。
【００１６】
なお、ＳｉＣ繊維構造物を筒状に形成することで１巻きあたり２層構造にすることができるので、それだけ熱衝撃緩和材１としての肉厚を分厚く、また通気性を小さくする仕様が要請される場合には、好適な形成方法であると言える。
熱衝撃緩和材１を編物生地とする場合においては、使用するＳｉＣ繊維として、結晶性の低いもの（引張弾性率で３００ＧＰａ未満のもの、或いは酸素含有率が２ｗｔ．％以上のものである点を目安として判断）を選択するのが、編成中の繊維折れなどを防止するうえで一層好適である。なお、結晶性が低いとまでは言えないようなもの（結晶性繊維）でも、編物生地とすることが可能なものであれば、これを使用可能なＳｉＣ繊維に含めるものとする。
【００１７】
編物生地としての編組織には制限はなく、要はニットループを有して編成されたものであれば特に限定されるものではない。例えば、厚みを出したり（通気性を低くしたり）生地面に沿った伸縮性を持たせたりする要請がある場合はゴム編などを採用すればよいし、反対に薄くする（通気性を高くする）要請がある場合は平編などを採用すればよい。その他、パール編やタック編、レース編、両面編などの複合的な編組織を採用することもできる。通気性の調整は、編組織の度目調整などを併用することによっても調整できる。
【００１８】
また、使用するＳｉＣ繊維の繊維径なども特に限定されるものではなく、編組織との組み合わせ条件下で主に通気性に着眼して選択すればよい。例えば、通気性を高くする場合は編み目の密度を小さくする（粗く編む）か、又は使用するＳｉＣ繊維の繊維径を細くする傾向とすればよいし、反対に通気性を低くする場合は編み目の密度を大きくする（密に編む）か、又は繊維径を太くする傾向とすればよい。
【００１９】
一方、熱衝撃緩和材１を織物生地によって形成する場合には、ＳｉＣ繊維として結晶性の低いものだけでなく、結晶性の高いものを使用することも可能である。織物生地としての織組織も何ら制限はなく、平織、綾織、朱子織をはじめ、その他、変化織などを採用することが可能である。使用するＳｉＣ繊維には、繊維断面が円形のものだけでなく、扁平形状（薄い長方形）などのものをも使用可能である。
【００２０】
なお、熱衝撃緩和材１を織物生地によって形成する場合も、通気性を高くする場合は織り目の密度を小さくするか、又は使用するＳｉＣ繊維の繊維径を細くする傾向とすればよいし、反対に通気性を低くする場合は織り目の密度を大きくするか、又は繊維径を太くする傾向とすればよい。ただ、編物生地に比べて織物生地は原則的に通気性が低くなるので、織り目の密度を小さくしたり、繊維径を細くしたりすることに加え、生地の重ね枚数を編物生地の場合に比べて少なくさせる傾向として、通気性の確保を図る（織物生地の通気特性を向上させる）といった対策も、選択肢の一つになる。
【００２１】
以上詳説したところから明らかなように、本発明に係る熱衝撃緩和材１付きセラミック
ヒーター２であれば、以下のような作用が得られる。
すなわち、煙道３内を流れる燃焼ガスは熱衝撃緩和材１の表面（煙道３内に臨んだ外面）で一旦、再加熱され、その後に熱衝撃緩和材１の内側、すなわち再燃焼チャンバー４に入り込むようになる。そのため、煙道３内の燃焼ガス温度が４〜５００℃にまで冷却しており、一方でセラミックヒーター２を１０００℃にも達するような高温に設定するものとしても（又はそれ以上であったとしても）、再燃焼チャンバー４内の燃焼ガスとセラミックヒーター２との温度差は小さく抑えられる。従って、セラミックヒーター２が燃焼ガス温度を原因としてヒートショックを受けることはなく、破損等は起こらない。
【００２２】
また、熱衝撃緩和材１は、煙道３内を流れる燃焼ガスが衝突することでＶＯＣに対する捕集効果もあり、この捕集段階でＶＯＣの再燃焼が起こることや、再燃焼チャンバー４内に燃焼ガスが入り込んだ段階で（セラミックヒーター２の発熱面に届く前に）ＶＯＣの再燃焼が起こること等も、当然にあり得る。このようなことから、熱衝撃緩和材１や再燃焼チャンバー４内において、ＶＯＣの再燃焼が効率よく行われることになり、ＶＯＣの大気放出を規制値以下に抑える（低濃度化する）ことが可能となる。
【００２３】
なお、前記したように熱衝撃緩和材１によってセラミックヒーター２のまわりに再燃焼チャンバー４が画成されるため、セラミックヒーター２から熱が奪われにくいという保温効果も得られ、セラミックヒーター２の稼働効率を高める（消費電力量の抑制）ことにも貢献するものである。また、熱衝撃緩和材１を繊維構造物（編物生地や織物生地など）としていることから、目詰まり時などにおける交換がいとも簡単に行え、且つ使い捨てを行うものとしても低コストで行えるといった種々の利点がある。
【００２４】
図２は、本発明に係る熱衝撃緩和材１を備えて成る第２実施形態のセラミックヒーター２を示している。この第２実施形態のセラミックヒーター２では、煙道３内を横切る３本のセラミックヒーター２に対して、それらのまわり全体を総括して包み込むようにして熱衝撃緩和材１が設けられたものである。すなわち、３本のセラミックヒーター２のまわりが、全体として一つに連通した再燃焼チャンバー４として画成されている。その他の構成及び作用効果については第１実施形態と略同様である。
【００２５】
図３は、本発明に係る熱衝撃緩和材１を備えて成る第３実施形態のセラミックヒーター２を示している。この第３実施形態のセラミックヒーター２では、煙道３内を横切る３本のセラミックヒーター２に対して、それらの一次側と二次側との２箇所で、それぞれ煙道３内を遮断する方向に熱衝撃緩和材１が設けられたものである。
一次側の熱衝撃緩和材１及び二次側の熱衝撃緩和材１は、いずれも３本のセラミックヒーター２（発熱面）と接触して配置されているが、各セラミックヒーター２の隣接間やセラミックヒーター２と煙道３内面との間に、再燃焼チャンバー４が画成されている。その他の構成及び作用効果については第１実施形態と略同様である。
【００２６】
図４は、本発明に係る熱衝撃緩和材１を備えて成る第４実施形態のセラミックヒーター２を示している。この第４実施形態のセラミックヒーター２も、第３実施形態で説明したのと同様に、煙道３内を横切る３本のセラミックヒーター２に対して、それらの一次側と二次側との２箇所で、それぞれ煙道３内を遮断する方向に熱衝撃緩和材１が設けられたものである。
【００２７】
ただ、本第４実施形態では、一次側の熱衝撃緩和材１及び二次側の熱衝撃緩和材１が、いずれも３本のセラミックヒーター２（発熱面）から離れて配置されており、各セラミックヒーター２の隣接間などだけでなく、３本のセラミックヒーター２のまわりが、全体として一つに連通した再燃焼チャンバー４として形成されている。その他の構成及び作用効果については第１実施形態と略同様である。
【００２８】
図５は、本発明に係る熱衝撃緩和材１を備えて成る第５実施形態のセラミックヒーター２を示している。この第５実施形態のセラミックヒーター２も、第３及び第４実施形態で説明したのと同様に、煙道３内を横切る３本のセラミックヒーター２に対して、それらの一次側と二次側との２箇所で、それぞれ煙道３内を遮断する方向に熱衝撃緩和材１が設けられたものである。
【００２９】
本第５実施形態では、一次側の熱衝撃緩和材１及び二次側の熱衝撃緩和材１が、いずれ
も３本のセラミックヒーター２（発熱面）から離れて配置されたうえで、一次側の熱衝撃緩和材１よりも更に一次側（図５左側）に、予備の熱衝撃緩和材５が煙道３内を遮断する方向に設けられている。これにより、予備の熱衝撃緩和材５と一次側の熱衝撃緩和材１との間に予備加熱チャンバー６が画成されている。従ってこの予備加熱チャンバー６内には、この予備加熱チャンバー６よりも一次側となる煙道３内と再燃焼チャンバー４内との中間となる中間温度領域（例えば、７００℃前後など）を生じさせることができ、セラミックヒーター２をヒートショックから防止する効果を一層高めることができる。その他の構成及び作用効果については第１実施形態と略同様である。
【００３０】
図６は、セラミックヒーター２のまわりに再燃焼チャンバー４を画成させつつ熱衝撃緩和材１を設ける場合の構造例を示したものである。この図６に示すように、セラミックヒーター２に対して、中央孔を有する円板形に形成したスペーサ７を複数枚（図例では２枚）、外挿することにより、セラミックヒーター２の径方向外方へ均等な張り出しを形成させることができ、周方向に均一間隔の再燃焼チャンバー４を画成することが簡単に行えるものとなる。なお、スペーサ７はセラミックヒーター２と同材質（例えば、ＳｉＣ）としてセラミックヒーター２との熱膨張係数を一致させておくと、スペーサ７とセラミックヒーター２との間の隙間発生や破損などを防止でき、好適と言える。
【００３１】
図７は、本発明に係る熱衝撃緩和材１を備えて成るセラミックヒーター２の別の設置例を示した側断面図である。この図７に示すように、煙道３において、セラミックヒーター２の設置位置に対する流入口３ａと流出口３ｂとをセラミックヒーター２の軸方向でずらして不一致にさせると、煙道３内を流れる燃焼ガスが熱衝撃緩和材１及びセラミックヒーター２と接触する機会（ＶＯＣの再燃焼面積）が長くなる。そのため、ＶＯＣの再燃焼を促進させる効果がある。
【００３２】
ところで、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
例えば、本発明に係る熱衝撃緩和材１及び熱衝撃緩和材１付きセラミックヒーター２は、ＶＯＣの再燃焼を目的として実施することが限定されるものではなく、広く、有害物質の再燃焼に適用できる。
【００３３】
セラミックヒーター２の形状は何ら限定されるものではなく、角棒状、平板状などとしてもよい。この場合、図６に示したスペーサ７についても、セラミックヒーター２に外挿させる中央孔の開口形状や、平面形状（セラミックヒーター２から張り出させる外周部の外形）をセラミックヒーター２の断面形状と同じ形状とさせておけばよい。
セラミックヒーター２はその全体を煙道３内に設置するようにしてもよいが、煙道３の内面にセラミックヒーター２を一面だけ露出させるような埋め込み状態で設置してもよい。この場合、セラミックヒーター２の煙道３内に向く面のみを熱衝撃緩和材１で覆うようにすればよい。
【００３４】
セラミックヒーター２の形成素材は、熱衝撃緩和材１と同じものとすることが限定されるわけでない。
セラミックヒーター２のまわりに再燃焼チャンバー４を画成させることは必須不可欠とされるものではない。例えば、熱衝撃緩和材１を編物生地とする場合であれば、セラミックヒーター２の発熱面と熱衝撃緩和材１との間に再燃焼チャンバー４を設けない（隙間を生じさせない）ものとしても、熱衝撃緩和材１自体が有する編み目、すなわち、空隙がチャンバーと同等の役割を生起することもある。熱衝撃緩和材１を織物生地とする場合でも、織り目（空隙）が大きい場合には同じことが言える。すなわち、第１実施形態などにおいて、セラミックヒーター２の発熱面に熱衝撃緩和材１を面対偶で当接させるように設けることも可能である。
【００３５】
熱衝撃緩和材１を形成する繊維構造体は、不織布的な構造（短繊維の集積物）として形成させることも可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  熱衝撃緩和材
２  セラミックヒーター
３  煙道
３ａ  流入口
３ｂ  流出口
４  再燃焼チャンバー
５  予備の熱衝撃緩和材
６  予備加熱チャンバー
７  スペーサ
【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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【図７】
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