(57)【要約】【課題】  本発明は、石窯から発生する煙、臭気の外気への排出を少なくする石窯を提供することを目的とする。【解決手段】  筒状排煙部に、触媒処理部を有する脱煙脱臭装置を設けることを特徴とする脱煙脱臭装置付き石窯とし、好ましくは、触媒処理部の触媒層に隣接してヒーターを有することを特徴とする脱煙脱臭装置を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排煙部に、触媒処理部を有する脱煙脱臭装置が設けられることを特徴とする脱煙脱臭装置付き石窯。
【請求項２】
触媒処理部に隣接してヒーターを有する脱煙脱臭装置が設けらけることを特徴とする請求項１に記載の脱煙脱臭装置付き石窯。
【請求項３】
脱煙脱臭装置を少なくとも石窯の排煙部の入口又は筒状排煙部に設けられることを特徴とする請求項１、２に記載の脱煙脱臭装置付き石窯。
【請求項４】
筒状排煙部に大気導入ブロアファン又は排気ブロアファンを備えていることを特徴とする請求項１〜３に記載の脱煙脱臭装置付き石窯。
【請求項５】
触媒層、加熱プレート及びヒーターを構成要素として含む触媒処理部を有する脱煙脱臭装置が設けられていること特徴とする請求項１〜４に記載の脱煙脱臭装置付き石窯。
【請求項６】
触媒層、加熱プレート及びヒーターを構成要素として含む触媒処理部が多段である脱煙脱臭装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜５に記載の脱煙脱臭装置付き石窯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、脱煙・脱臭装置を備えた脱煙脱臭装置付き石窯に関する。
【背景技術】
【０００２】  商店でピザ、パン、ビスケット等を焼くのに石窯を用いる場合がある。用いられる石窯の構造は、例えば、図１１に示すように、石窯本体９１と排煙部９２からなり、石窯本体９１は、焼けたピザ等を出し入れする口９３と、生地を載せた金属製の皿を置く部分９５とその後に燃料となる薪等を燃焼させる部分９４とを有する。燃料である薪等を燃やし、石窯の内部が高温になり、生地が焼けはじめると煙、臭気が発生する。この煙、臭気は、石窯の生地を入れる口の上方に設けられた排煙口９６から石窯の排煙部９７に導かれ、更に石窯に連結する筒状排煙部９８を経由して外気に排出される。従来、筒状排煙部９８には、大気を取り入れるブロアーファン９９が設けられ、排煙を促していた。また、アクアフィルター等を設け、脱煙、脱臭処理を行う場合もあった。【０００３】  石窯から出る煙の脱煙・脱臭処理には、煙中の各種成分濃度及び処理流量という設計上の問題と、生地燃焼時の温度設定と処理時間等の動作条件、運用、保守条件など様々な要因が関係する。従来から、脱煙・脱臭処理として、触媒作用により酸化分解を利用する方法が知られていた。脱臭処理を効果的に行うには、用いられる触媒の種類、使用条件、構造及び担体の材質、担持金属の種類等が脱煙・重要要因となる。触媒の使用条件としては、出来るだけ高温に維持されることが大切であり、構造及び材質上の要件としては、排煙流路抵抗が小さくて、しかも煙、臭気ガスとの接触面積の大きいことが要求される。【０００４】  なお、本願発明に関する先行技術文献として、下記の特許文献１がある。
【特許文献１】  特開平８−３５６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  従来の脱煙、脱臭方法では、外気への排煙を促進することはできるが、煙と共に排出される臭気を減少させることが充分ではなかった。近年、商店等でパン、ピザ等を焼く商店の増加、石窯の設置数が増加し、更に、住宅地域と商店との接近により、これら石窯に対しても良好な住環境等の維持が要請され、発生する煙、臭気を大幅に抑える必要に迫られていた。【０００６】  本発明は、石窯から発生する煙、臭気を減少させ外気への排出を少なくすることができる脱煙脱臭装置付き石窯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】  請求項１の発明は、石窯の排煙部に、触媒処理部を有する脱煙脱臭装置を設けることを特徴とする脱煙脱臭装置付き石窯である。【０００８】  請求項２の発明は、触媒処理部の触媒層に隣接してヒーターが設けられている脱煙脱臭装置を設けることを特徴とする請求項１に記載の脱煙脱臭装置付き石窯である。【０００９】  請求項３の発明は、脱煙脱臭装置が、少なくとも石窯の排煙部の入口又は筒状排煙部の中間部に設けられていることを特徴とする請求項１、２に記載の脱煙脱臭装置付き石窯である。【００１０】  請求項４の発明は、筒状排煙部に大気導入ブロアファン又は排気ブロアファンを備えていることを特徴とする請求項１〜３に記載の脱煙脱臭装置付き石窯である。【００１１】  請求項５の発明は、脱煙脱臭装置の触媒処理部が、触媒層、加熱プレート及びヒーターを構成要素として含むこと特徴とする請求項１〜４に記載の脱煙脱臭装置付き石窯である。【００１２】  請求項６の発明は、触媒処理部にて触媒層、加熱プレート及びヒーターを含むユニットが多段構成に設けられていることを特徴とする請求項１〜５に記載の脱煙脱臭装置付き石窯である。【００１３】  本発明の脱煙脱臭装置付き石窯は、石窯本体と排煙部を構成部分として含む。石窯本体は、パン、ピザ、ビスケット等を焼く部分と燃料を燃やす部分を有する。パン、ピザ、ビスケットの生地は、耐熱製又は、金属製の皿の上にのせ、石窯に入れられる。また、石窯本体には、内部を加熱するために、例えば、薪等の燃料を燃焼させる場所が、生地が置かれるところに近接して設けられている。石窯本体には、生地を入れる口及び薪等を出し入れする口がそれぞれ設けられている。生地を入れる口の上部には、石窯から発生する煙、臭気を排出するための排煙部への入り口が設けられる。ここから煙は、石窯本体の排煙部を経由して石窯本体に連結する筒状排煙部に導かれる。【００１４】  石窯本体の内部の上部は、燃焼により発生する熱気、煙を誘導する空間があり、この空間の天井面には、金属等で熱伝導バーが設けられても良く、これにより、石窯本体内部が生地の焼ける適当な温度に均一に保たれる。【００１５】  石窯本体の排煙部には、石窯から発生する煙・臭気が導入され、筒状排煙部を経由して外気へと排出される。【００１６】  請求項１の発明は、石窯の排煙部に、触媒処理部を有する脱煙脱臭装置を設ける脱煙脱臭装置付き石窯である。触媒処理部では、触媒を介して、煙、臭気が燃焼される。これにより、石窯本体から発生する煙、臭気の量は減少する。【００１７】  触媒処理部に用いられる触媒としては、燃焼により、煙、臭気を減少させるものであれば特に限定されないが、貴金属である白金（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ）及びロジウム（Ｒｈ）等よりなる貴金属群から選択される少なくとも１種を用いた貴金属担持触媒であることが好ましく、中でも、白金等が特に好ましい。この様な触媒は、煙に含まれる不完全燃焼物を酸化分解するのに極めて有効である。この酸化分解では、３５０℃以上の温度で触媒と接触させることにより不完全燃焼物、例えば有機化合物が分解される。【００１８】  触媒の形態は、特に限定されないが、煙、臭気との接触面積が大きくなるものが好ましく、例えば断面が多角形や円になるハニカム構造の担体に担持されることが好ましい。【００１９】  請求項２の発明は、触媒処理部の触媒層に近接してヒーターを有する脱煙脱臭装置が設けられた脱煙脱臭装置付き石窯である。【００２０】  本発明で用いられる触媒の作用には、最適な温度域があるので、触媒層に近接してヒーターを設けることにより、最適温度（３６０℃）に保たれ、触媒作用が向上し、煙、臭気は、更に減少する。【００２１】  即ち、排煙部を通過する煙の温度が低下し、触媒作用が低下する場合には、ヒーターにより加熱し最適温度に保つことにより触媒作用の低下を防止し、煙、臭気を減少させることができる。【００２２】  請求項３の発明は、脱煙脱臭装置を少なくとも石窯の排煙部の入口又は筒状排煙部に設けられていることを特徴とする請求項１、２に記載の脱煙脱臭装置付き石窯である。【００２３】  本発明で用いられる脱煙脱臭装置は、石窯の排煙部であればどこに配置してもかまわないが、少なくとも石窯本体の排煙部入口又は筒状排煙部の入口付近に設けられていることが好ましい。その理由として、再処理の為に一度上昇させた煤温度を下げず、省電力を可能にできることが挙げられる。【００２４】  脱煙脱臭装置が石窯本体の排煙部入口付近に設けられる場合は、石窯本体に近いため、煙の温度が高い。そのため、触媒効果が充分高く、触媒部に隣接するヒーターによる加熱量は少なくても脱煙、脱臭効果は大きくなる。【００２５】  脱煙脱臭装置は、石窯の排煙部であればどこに配置してもかまわない。また配置数も特に限定されないが、少なくとも排煙部入口又は、筒状排煙部の入口から中間部に設けられていることが好ましい。外気への排気口に近いところでは煙の温度が低下するので、ヒーターによる加熱が必要になる。【００２６】  請求項４の発明は、筒状排煙部に大気導入ブロアファン又は排気ブロアファンが備えられ、脱煙脱臭装置が設けられたことを特徴とする脱煙脱臭装置付き石窯である。【００２７】  石窯の排煙部に大気導入ブロアファン又は排気ブロアファンが設けられてことにより筒状排煙部の煙の流れが促進され、これにより脱煙脱臭装置の設置数が最小で、より多くの煙、臭気が処理され脱煙、脱臭効率を向上させることができる。【００２８】  請求項５の発明は、脱煙脱臭装置の触媒処理部が触媒層、加熱プレート及びヒーターを構成要素として含むこと特徴とする請求項１〜４に記載の脱煙脱臭装置付き石窯である。ヒーターと加熱プレートとを併用することで、ヒーターの発生する熱を均一化し、触媒層の温度を均一に保つことができる。【００２９】  脱煙脱臭装置は、触媒により脱煙、脱臭が可能であれば特に限定されないが触媒層、加熱プレート、ヒーターを含む構成であることが好ましく、煙の流れの上流から下流に向かってヒーター、加熱プレート、触媒層、の順序で積層されたものであることが更に好ましい。これにより、脱煙、脱臭効率を向上させることができる。この順序とすることで、ヒーター及び加熱プレートで十分に加熱された排煙が触媒層に到達することになり、触媒反応の短時間化が促進される。【００３０】  請求項６の発明は、触媒処理部が触媒層、加熱プレート及びヒーターからなる構成で多段に設けられていることを特徴とする請求項１〜５に記載の脱煙脱臭装置付き石窯である。脱煙脱臭装置の触媒処理部が触媒層、加熱プレート、ヒータの構成で多段に設けられていることが更に好ましく、これにより、脱煙、脱臭効率を向上させることができる。【００３１】  脱煙脱臭装置の触媒処理部が触媒層、加熱プレート及びヒーターを含むユニットで多段に設けられていることが更に好ましく、これにより、脱煙、脱臭効率を向上させることができる。段数が多いほうが脱煙、脱臭効率はよくなるが製造コストにより最適な段数とする。【００３２】  上記触媒処理部の触媒層としては、煙、臭気ガスとの接触面積が大きく、筒状排煙部の取り付け断面にはまる構造のものであればよく、図４（ａ）に示すように、例えば円盤状で多数の通気孔を有するハニカム構造の担体の表面に担持されたものが好ましい。【００３３】  上記加熱プレートとしては、煙、臭気ガスを抵抗無く通し、排煙部の取り付け断面にはまり、ヒーターから発生する熱を均一化し、触媒層の温度を均一に保つことができるプレート状のものであればよく、例えば、円盤状で多数の通気孔を有し、図４（ｂ）に示す金属製のパンチングプレート等を用いることが好ましい。【００３４】  上記ヒーターとしては、触媒層を煙の流れ方向に垂直な断面にわたって、温度に均一に加熱できるものであればよく、例えば、パイプヒーターを図４（ｃ）に示すように変形したものが好ましい。その他にもセラミックヒーターや、ハロゲンランプヒーター等を用いてもよい。
【発明の効果】
【００３５】  本発明の脱煙・脱臭処理装置が設けられた石窯により、不完全燃焼のため発生する煙・臭気が触媒装置により完全燃焼し、煙、臭気を減少させることができる。触媒処理部にヒーターを取り付けることにより、触媒作用を最適温度域に保つことができるので、更に、煙の温度が低下しても高い触媒活性が得られるので煙、臭気を減少させることができる。脱臭処理装置の配置を排煙部入口付近、及び多段に設けることにより、また脱臭処理装置を複数個設けることにより、更に、排出される煙、臭気を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】  本発明は例えば次のように実施される。図１に示すように、本発明の石窯１は、石窯本体２、排煙部３、筒状排煙部９を主な構成部分とする。石窯本体２は口４、生地置場５、燃料燃焼部６を有する。筒状排煙部９は、金属製のダクトであってもよく、石窯本体２の排煙部３とは、例えばフレキシブルパイプにて連結される。【００３７】  筒状排煙部９には風量調整ダンパー１１の付いた外気取入吸気ブロアーファン１２、外気取り入口１３、耐熱性の排気ブロアーファン１５が設けられる。脱煙脱臭装置（１７、２１）は、石窯本体２の排煙部入口付近、筒状排煙部９の入口付近１７の２箇所に設けられることが好ましい。なお、脱煙脱臭装置１７は脱煙脱臭装置２１と同様の構成を有している。【００３８】  石窯本体２の排煙部入口付近の脱煙脱臭装置２１には、ヒーターは設けられても、設けられなくともよい。石窯からの煙の温度が充分高いので触媒作用の低下は少ないのでヒーターで加熱する必要性は少ない。脱煙脱臭装置２１には、外気を取り入れる吸気口２７が設けられることが好ましく、これにより、煙の流れがスムーズになり、脱煙脱臭効率が向上する。【００３９】  コントロールパネル３０には、ブロアファンの運転状態制御やダンパの開度制御及び排気温度の監視制御を行うＣＰＵ３３、インバータ３４、３５が配置され、また、ＣＰＵ３３には排気風量手動調整器３１が接続されると共に、温調器３８が接続されている。【００４０】  石窯１の本体２の内部に生地置場５が配置され、更に内部に燃料燃焼部６が形成されると共に、石窯本体２の上部には吸気口２７及び脱煙脱臭装置２１が配置されている。これより、口４から入り込んだ燃焼用空気（約２０℃）が燃料燃焼部６で加熱された排煙（約７００℃）となって、これにより生地が焼け、その後、排煙（葯３００℃）は吸気口２７から脱煙脱臭装置２１へと流動される。【００４１】  脱煙脱臭装置２１を通過した排煙（約４００℃）は、ブロアファン１５の吸引力により脱煙脱臭装置１７を通渦した後（約１００℃）、微細煤除去フィルター２６を通過（約６０℃）した後、最終臭気除去フィルタ２５から排気される。石窯２の排煙部３と筒状排煙部９とはフレキシブルに接続されている。【００４２】  筒状排煙部９の終端部には空気取入れ口１３が形成されており、この空気取入れ口１３の近傍内部には風量調整ダンパー１１が配置され、この風量調整ダンパー１１はモータ１２により回動されることにより、筒状排煙部９に吸引される風量が調整される。この風量調整ダンパー１１は排気風量手動調整器３１により調整される。【００４３】  ＣＰＵ３３に接続される温調器３８に入力される４種類の検知温度（ＣＨ０、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３）の信号が処理され、外気取入吸気ブロアーファン１２をインバータ３５で回転制御するとともに、インバータ３４によりブロアファン１５を回転させるモータ１０を回転制御する。【００４４】  次に、図２を参照して排煙処理を説明する。（ａ）は窯の中に新鮮な空気を導き薪の燃焼を促す部分、（ｂ）は適度な空気を外部からもらい適度に薪を燃やす部分、（ｃ）は薪が燃えて出た熱を蓄え熱を貯めておく部分（輻射熱発生部分であり、完全燃焼部分窯の温度が６５０℃程度）、（ｄ）は完全燃焼出来ないで停滞している高純度炭素煙の停滞部分（煤・煙部分の温度が２５０℃程度）、（ｅ）は完全燃焼出来ない排煙を再燃焼させる部分（第一次処理）、（ｆ）は更に未燃焼部分を排煙処理するフィルタ処理部分（第二次処理）、（ｇ）は処理された排出熱風の臭い分子を活性炭吸着方式を用いて除去するフィルタ処理部分（第三次処理）という流れによって排煙処理される。【００４５】  次に、脱煙脱臭装置２１を図３を参照して説明する。脱煙脱臭装置２１には、排煙の流れの上流から下流に向かって、ヒータ５１、加熱プレート５２、触媒層５３を構成要素とするユニットが３段に重ねて設けられる。【００４６】  脱煙脱臭装置２１においては、触媒による分解反応を効果的に行うために、触媒処理部を耐熱断熱材５４で保温することが好ましい。本発明の石窯では、多量の煙、臭気が発生する場合、排煙部入り口付近に設けられた脱煙脱臭装置２１により、脱煙脱臭が行われる。【００４７】  石窯１の排煙部付近では、高温の煙であるために、触媒処理部にはヒータを配設しなくとも最適温度である３５０℃に達する。ここで処理し切れない場合には、排気ファンブロア１５の上流に配置された脱煙脱臭装置１７内の多段のヒータにより触媒温度を高くして最適温度に維持する。【００４８】  石窯からの煙の温度が充分高いので脱煙脱臭装置２１を通過する排気の温度低下は少ない。そのため。ヒーターで加熱する必要性は少ないが、ヒータにより触媒の活性が増すために、脱煙脱臭効率が更に向上する。【００４９】  脱煙脱臭装置２１及び筒状排煙部９の入り口付近に外気取り入れ口を設けることにより、煙の流れがスムーズになり、脱煙脱臭効率が更に向上する。筒状排煙部９の中間部に微細煤煙除去のため微細煤除去フィルター２６を、終端付近に臭気除去フィルター２５を、それぞれ設けると、煙・臭気の外気への排出が更に抑えられるので好ましい。【００５０】  本発明に係る上記構成の石窯２では、運転状況の制御によって煙、臭気が減少された排気が可能になる。外気取り入れによる煙の流量の制御、排煙部及びヒーター付近の各所に設けられる温度計による流体の温度制御、排気温度の監視、そして、石窯２で消費される消費電力の監視によって、経済的、且つ効果的な脱煙、脱臭が行われ、大気への負荷が低下した排気が行われる。よって、住環境の改善が可能となる。監視作業は、例えば、監視事項をコントロールパネル３０に表示すると同時に排気風量手動調整器３１により排気調整、設定がリアルタイムで可能となる。【００５１】  図４（ａ）は、本発明に用いられるハニカム構造の触媒層５３の１例を示す図、図４（ｂ）は本発明で用いられる加熱プレート５２を示す図、図４（ｃ）は本発明で用いられるヒータ５１をそれぞれ示す。【００５２】  図５は触媒性能実験装置を示す図である。図５に示されるように、この装置では、排気部１０１の上側にダクト１０５が延設された後、図の右側のダクト１０６に接続されている。ダクト１０６の終端にはファン１０７が配設されている。このファン１０７はフルタファンであり、スライダックにて電圧調整可能なブロア回転コントローラ１０９によって回転制御される。【００５３】  また、ダクト１０５には、ヒータ１１１と、触媒１１２と熱電対１１３からなる３個の組み立て体１０４がケース１０２内に収納されている。【００５４】  図６は、ヒータが配設されない場合の実験結果を示す。また、図７は、ヒータが配設される場合の実験結果を示す。図６に示されるように、ヒータが無い場合、Ａ近傍の温度は約３９℃、Ｂ近傍の風速は２、０ｍ／ｓであり、煙、臭い共に多くあり、図７に示されるように、ヒータが機能する場合、Ａ近傍温度は３８６℃、Ｂ近傍温度は約１２９℃、Ｂ近傍の風速は２〜３ｍ／ｓであり、煙が目視では認められないが、臭いは残っている。【００５５】  図８は、触媒の温度データを計測するための実験装置の構成を示す図であり、図９および図１０は温度データを示す。【００５６】  図９によれば、風速Ｆを０、０５〜０．１ｍ／Ｓに設定し、ヒータにＡＣ３０Ｖかつ、２Ａの電力を供給した場合、実験開始後３分で煙は無くなるが、水蒸気は有る。【００５７】  また、図１０によれば、風速を０，０５〜０，１ｍ／Ｓに設定し、ヒータにＡＣ２０Ｖかつ１，４Ａの電力を供給した場合、Ｃ近傍領域の温度が３４８℃にて水蒸気発生するが、煙はまだ有る。しかしながら、Ｃ近傍領域の温度が５４０℃になると煙は殆ど無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の石窯の１例を示す一部断面図である。
【図２】本発明の排煙処理説明図である。
【図３】本発明の脱煙脱臭装置の１例を示す−部断面図である。
【図４】本発明のヒータを機能させた場合の排煙データである。
【図５】本発明の脱煙脱臭装置の１例を示す一部断面図である。
【図６】触媒の温度データを示す図である。
【図７】触媒の温度データを示す図である。
【図８】触媒の温度データを計測するための実験機の構成を示す図である。
【図９】実験機の温度データである。
【図１０】実験機の温度データである。
【図１１】従来の石窯の一部断面図である。
【符号の説明】
１  石窯
２  石窯本体
３  排煙部
４  口
５  生地置場
６  燃料燃焼部
９  筒状排煙部
１１  風量調節ダンパー
１２  吸気ブロアーファン
１３  外気取り入口
１５  排気ブロアーファン
１７、２１  脱煙脱臭装置
２５  臭気除去フィルター
２６  アクアフィルター
５１  ヒーター
５２  加熱プレート
５３  触媒層
５５  断熱材
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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