(57)【要約】【課題】石油ファンヒータなどにおいて、点火時や消火時などに発生する臭気成分を、効率よく除去でき、安価でかつ長期間使用することができる吸着体を提供する。【解決手段】燃焼部と、前記燃焼部の点火・消火時に発生する臭気ガスを吸着する吸着体９を備え、前記燃焼部の動作時に吸着体９の再生を行う石油ファンヒータとした。上記発明によれば、石油ファンヒータの点火・消火時に発生する臭気ガスをゼオライトにより吸着除去し、石油ファンヒータの動作時にゼオライトに吸着した臭気成分を脱着させることによって、吸着体９の再生を行い長寿命化を図るものである。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼部と、前記燃焼部の点火・消火時に発生する臭気ガスを吸着する吸着体を備え、前記燃焼部の動作時に吸着体の再生を行う石油ファンヒータ。
【請求項２】
吸着体の再生は、燃焼部により温められた温風の通気により行う構成とした請求項１に記載の石油ファンヒータ。
【請求項３】
吸着体はゼオライトを担持した多孔質体である請求項１または２記載の石油ファンヒータ。
【請求項４】
吸着体は、燃焼塔よりも上部かつ温風の排気側に設置された請求項３記載の石油ファンヒータ。
【請求項５】
吸着体を通過する風量は０．１ｍ３／分以上０．８ｍ３／分以下の範囲である請求項３または４記載の石油ファンヒータ。
【請求項６】
吸着体はハニカム体である請求項３〜５のいずれか１項に記載の石油ファンヒータ。
【請求項７】
吸着体に含有する吸着剤の含有量はハニカム体１ｃｃあたり０．０５ｇ以上０．２ｇ以下の範囲である請求項６記載の石油ファンヒータ。
【請求項８】
ハニカム体のセル数は４０セル／平方インチ以上２００セル／平方インチ以下の範囲である請求項６または７記載の石油ファンヒータ。
【請求項９】
吸着体は、繊維素材からなる織布もしくは不織布で構成された請求項３記載の石油ファンヒータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石油燃焼装置などから発生する燃焼ガスの脱臭に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
石油ファンヒータなど、燃焼ガスを大気に放出する石油燃焼装置では、特に点火時や消火時など燃焼バランスが崩れたときにトルエンなど不快な臭気が発生する。これらの臭気成分を大気に放出する前に除去するため、燃焼ガスの通路に臭気除去手段を設けることが種々検討されており、活性炭、アルミナ、ゼオライト、酸化触媒等が検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上の臭気除去手段には以下のような問題点がある。活性炭は、臭気成分を効果的に吸着できるが、臭気成分を能力いっぱいに吸着し終わった活性炭は、再生処理が困難であるためその都度交換する必要があり、めんどうで不経済である。アルミナは、耐熱性に優れかつ再生処理が可能であるが、単位体積当りの有効吸着面積が小さく吸着能力が低いので、取り付けスペースの限られた石油ファンヒータなどでは十分な臭気除去を行うことができない。またゼオライトは、臭気成分を効果的に吸着できるが、３００℃程度の加熱−冷却の繰返しによる吸着能力の劣化が大きいため、燃焼室近傍など５５０℃程度まで達する部位に取付けることができない。酸化マンガンなど、遷移金属系触媒では３００℃以下でも活性可能であるが、イオウ系ガスなどにより劣化が進行する。白金など、貴金属系触媒では劣化はしにくいが、４００℃よりも高い温度領域で使用することで効果を発揮するため、長時間かつ繰り返し使用すると吸着能力の低下は避けられない。なお、使用温度を４００℃以下に制限すると、吸着触媒の酸化分解作用の効率が低くなるため、白金等の使用量を増やさなければならず吸着触媒体が高価になるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するもので、石油ファンヒータの点火・消火時に発生する臭気ガスに対して、高い浄化性能を得ることができ、通気による吸着体の再生を行うことにより、浄化性能が低下することなく長期間にわたって高性能の浄化を維持することができる石油ファンヒータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、燃焼部と、前記燃焼部の点火・消火時に発生する臭気ガスを吸着する吸着体を備え、前記燃焼部の動作時に吸着体の再生を行う構成とした。
【０００６】
上記発明によれば、石油ファンヒータの点火・消火時に発生する臭気ガスを吸着体により吸着除去し、石油ファンヒータの動作時に吸着体に吸着した臭気成分を脱着させることによって、吸着体の再生を行い長寿命化を図るものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、燃焼部と、前記燃焼部の点火・消火時に発生する臭気ガスを吸着する吸着体を備え、前記燃焼部の動作時に吸着体の再生を行う。よって、吸着体の再生を行うことにより、長期にわたって、高性能な脱臭性能の維持を可能とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、吸着体の再生は、燃焼部により温められた温風の通気により行う構成とした。よって、吸着体の再生が石油ファンヒータ自体が発生する温風の通気により行うことで、吸着体再生にかかるコストを抑えることができ、かつ脱臭性能を維持することで合理的な脱臭システムとすることができるものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、吸着体はゼオライトを担持した多孔質の吸着体とすることで、石油ファンヒータの点火・消火時に発生する臭気成分を効果的に吸着でき、再生処理を可能とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、吸着体を燃焼部よりも上部かつ排気側に設置することにより、ゼオライトの吸着能力の劣化を早める要因となる３００℃程度の加熱−冷却の繰返しを避けることができ、吸着体の長寿命化が可能となるものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、吸着体を通過する風量を０．１ｍ３／分以上０．８ｍ３／分以下の範囲に設定することにより、効率的な吸着体の再生を可能とするものである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、多孔質体をハニカム体とすることにより、臭気成分との接触面積を大きくすることができ、長期間にわたって高い浄化性能を維持できると同時に、通気抵抗を小さくすることができ、臭気物質を素早く除去することが可能となるものである。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、吸着体の担持量はハニカム体１ｃｃあたり０．０５ｇ以上０．２ｇ以下の範囲とすることにより、臭気成分の吸着容量を確保し、かつ目詰まりを防ぐことで、浄化性能および接触効率の高い吸着体とすることが可能となるものである。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、ハニカム体のセル数は４０セル／平方インチ以上１００セル／平方インチ以下の範囲とすることにより、臭気物質との接触面積を確保し、かつ目詰まりを防ぐことで、浄化性能および接触効率の高い吸着体とすることが可能となるものである。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、基材を繊維素材からなる織布もしくは不織布とすることにより、ゼオライト粉末の比表面積を大きく確保することができ、臭気物質に対する高性能な浄化性能を維持することが可能となるものである。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例における石油ファンヒータの断面図を示すものである。
【００１８】
図１において、１は外筐体であり、その一方には吸気口２が設けられ、他方には吹出口３、送気口４が設けられている。吸気口２側から順に送風機５、燃焼塔６、燃焼部であるバーナ７、燃焼ガス通路８、ゼオライトからなる吸着体９が設けられている。
【００１９】
吸着体９は、疎水性の合成ゼオライト（ＡＢＳ２０００、ユニオン昭和製）をコロイダルシリカ（スノーテッスクスＣ、日産化学製）をバインダーとして、セラミックファイバーよりなるハニカム体（４０セル／インチ）に、０．１０ｇ／ｃｃの割合で担持させたものである。用いるゼオライトとしては、石油ファンヒータの点火・消火時に発生する臭気物質の吸着能力に優れたものが好ましい。疎水性ゼオライトは、水熱合成法により人工的に合成され、粉末にすると粉末表面に多数の小孔を有し、比表面積が大きいため、これが種々の物質を選択的に吸着する吸着剤として利用されている。ゼオライト粉末は、室温〜７０℃程度においてトルエンなどの臭気物質を効率よく吸着し、百数十℃程度まで吸着性能がある。セラミックファイバーは、数百℃程度まで化学的に安定で、ゼオライト粉末を担持させて共に２００℃程度で使用しても、ゼオライト粉末表面の小孔を塞ぐことなくゼオライト粉末を保持する無機繊維である。
【００２０】
以上のように構成された空気浄化装置について、以下その動作、作用を説明する。バーナ７に点火すると、燃焼ガスはガス流ａのようになって、燃焼ガス通路８を通り、送気口４に配置された吸着体９に達し、トルエンなどの臭気物質は室温にある吸着体９により除去される。さらに、送風機５の電源が入り、高温に熱せられた空気が送気口４に送気されることにより、数分後には吸着体は２００℃近くまで上昇し、吸着体に吸着されていた臭気物質は徐々に脱着される。
【００２１】
この実施例の効果について、図２、図３を参照しながら説明する。０．１ｍ３ボックスにおいて、トルエン（和光純薬工業製）濃度２０〜３０ｐｐｍとなるように調製し、本発明の吸着体を設置して密閉し、ボックス全体を室温（約２５℃）に保った上で測定を行った。測定は、トルエン検知管１２２Ｌを用いてトルエンの初期の濃度を基準とした残存率の時間変化を計測し、結果を図２に示す。図２において、本実施例の評価曲線の他に、比較例としてセピオライト粉末をコロイダルシリカをバインダーとして、セラミックファイバーハニカム体（４０セル）に、０．１０ｇ／ｃｃの割合で担持させたものを評価した。図２に示すように、本発明における吸着体のトルエン吸着性能は、初期の除去性能が非常に優れており、石油ファンヒータの点火・消火時に発生するトルエンなどの臭気物質を素早く吸着するものである。
【００２２】
次に、本発明吸着体の通気再生における性能評価を行った。０．１ｍ３ボックスにおいて、トルエン（和光純薬工業製）濃度２０〜３０ｐｐｍとなるように調製し、本発明の吸着体を設置して密閉し、ボックス全体を室温（約２５℃）に保った上で、３０分後、トルエン検知管１２２Ｌを用いてボックス内の濃度を測定し、残存率を求めた。次に吸着体を取り出して図１に示した部位に取り付け、室内温度を２５℃に保ちながらファンヒータを１時間動作させ、吸着体の再生を行った。その後再び、２０〜３０ｐｐｍのトルエンを充填した０．１ｍ３ボックス中に吸着体を投入して３０分間静置後のトルエン濃度を測定するというサイクルを繰り返した。図３において、本実施例の他の比較例を示した。比較例は、上記に示した一連の再生サイクルにおいて、トルエンを吸着させた吸着体を再生せずに密閉容器に入れて静置した後、再びトルエンを吸着させるという過程を繰り返した。図３に示すように、５回目で残存率３０％に落ち着いたあとは、トータル２０回の再生繰り返しにおいても、本実施例においては、トルエンを除去する効果が低下することなく維持されていることが分かる。
【００２３】
本発明では、燃焼ガスの臭気成分としてトルエンについて評価を行ったが、本発明における吸着体はアルデヒド類やパラフィン類などの臭気成分についても効果的に吸着し、除去する効果があった。
【００２４】
また、本実施例では、吸着体９は送気口３よりも上部かつ燃焼塔よりも排気側に設置したが、本実施例の他に比較例として、図１に示す燃焼塔６の最上部に吸着体を取り付けて繰り返し評価を行ったところ、４００℃程度の加熱−冷却の繰返しによる吸着能力の劣化がみられた。このことにより吸着体を本発明の部位に取り付けることにより、長期にわたる使用にも耐えるものとなる。
【００２５】
（実施例２）
図４は、本発明の第２の実施例であり、第１の実施例における石油ファンヒータにおいて吸着体９を通過する風量を変化させた時の吸着体の再生度合いを示すものである。すなわち、０．１ｍ３ボックスにおいて、トルエン（和光純薬工業製）濃度２５ｐｐｍとなるように調製し、本発明の吸着体ユニットを設置して密閉し、ボックス全体を室温（約２５℃）に保った上で、３０分後、トルエン検知管１２２Ｌを用いてボックス内の濃度を測定し、残存率を求めた。次に吸着体ユニットを取り出して図１に示した部位にユニットを取り付け、室内温度を２５℃に保ちながらファンヒータを動作させ、吸着体の再生を行った。吸着体９を通過する風量を０ｍ３／分、０．１ｍ３／分、０．５ｍ３／分、０．８ｍ３／分と変化させ、石油ファンヒータの動作時間はそれぞれの風量において１０分、３０分、６０分とした。その後再び、２５ｐｐｍのトルエンを充填した０．１ｍ３ボックス中に吸着ユニットを投入して３０分間静置後のトルエン濃度を測定し、残存率を求めた。
【００２６】
図４より、通過風量を０ｍ３／分とした場合、１０分では吸着体は再生しておらず、６０分でもほとんど再生はしていないが、０．１ｍ３／分とすることで吸着体の再生が確認される。０．８ｍ３／分より大きくすることで、１０分以下の再生時間で吸着体はほぼ再生されるが、非常に短時間で臭気物質を放出してしまうことになり、実使用上好ましくない。
【００２７】
以上の結果より、吸着体再生時の吸着体通過風量は０．１ｍ３／分以上０．８ｍ３／分以下とすることにより、確実で効率的な再生が可能となるものである。
【００２８】
（実施例３）
本実施例では、本発明の第１の実施例において、ゼオライトをセラミックハニカム体に担持させた吸着体の代わりに、ゼオライトを無機繊維に担持させた吸着体を作製した。無機繊維およびハニカム体にゼオライトを担持させた吸着体の拡大図を図５に示す。すなわち、吸着体は、疎水性の合成ゼオライト（ＡＢＳ２０００、ユニオン昭和製）をコロイダルシリカ（スノーテッスクスＵＰ、日産化学製）をバインダーとして、化学的に安定な無機繊維よりなる不織布に担持させたものである。担持量は実施例１における吸着体と同等とした。担持体の無機繊維としては、化学的に安定なロックウールやセラミック繊維などを用いることが好ましい。本実施例では、ロックウールを用いた。
【００２９】
この実施例の効果について、図６、図７を参照しながら説明する。０．１ｍ３ボックスにおいて、トルエン（和光純薬工業製）濃度２０〜３０ｐｐｍとなるように調製し、本発明の吸着体ユニットを設置して密閉し、ボックス全体を室温（約２５℃）に保った上で測定を行った。測定は、トルエン検知管１２２Ｌを用いてトルエンの初期の濃度を基準とした残存率の時間変化を計測し、結果を図６に示す。図６において、本実施例の評価曲線の他に、比較例として実施例１の結果を示す。図６に示すように、本実施例におけるロックウール吸着体ユニットのトルエン吸着性能は、実施例１におけるハニカム吸着ユニットに比較して特に初期の除去性能が非常に優れており、石油ファンヒータの点火・消火時に発生するトルエンなどの臭気物質をより素早く吸着することが可能となるものである。これは、ロックウールがゼオライト粉末間に介在してゼオライト粉末同士が接合することを防ぐので、ゼオライト粉末の吸着面積を大きく確保することができ、吸着速度が上がったためである。また、吸着面積を大きく確保することが可能となるため、特に石油ファンヒータなど限られたスペースで使用する時に有用なものとなる。
【００３０】
次に、本実施例のロックウール吸着体ユニットと実施例１のハニカム吸着体ユニットとの通気風量と圧力損失の関係を評価した。結果を、図７に示す。図７に示すように、ハニカム体に比べてロックウールからなる不織布の圧力損失は大きくなった。ハニカム吸着体は、圧力損失を低く抑えることができるため通気再生において風量を小さく抑えることが可能となる。
【００３１】
以上の結果より、ハニカム吸着体、ロックウール吸着体の両者とも表面積と圧力損失を、臭気物質の量に応じて適切に設定することにより、臭気成分の除去性能および除去効率の高い吸着体とすることが可能となる。
【００３２】
（実施例４）
本実施例では、本発明の第１の実施例において、セラミック吸着体のゼオライトの担持量とハニカム体のセル数を変化させたときのトルエンの除去特性を評価した。ゼオライトの担持量は０．０２ｇ／ｃｃ、０．０５ｇ／ｃｃ、０．１ｇ／ｃｃ、０．２ｇ／ｃｃ、０．３ｇ／ｃｃとし、ハニカム体のセル数は２０セル／平方インチ、４０セル／平方インチ、８０セル／平方インチ、１００セル／平方インチ、２００セル／平方インチとした。
【００３３】
０．１ｍ３ボックスにおいて、トルエン（和光純薬工業製）濃度２０〜３０ｐｐｍとなるように調製し、本発明の吸着体ユニットを設置して密閉し、ボックス全体を室温（約２５℃）に保った上で測定を行った。測定は、トルエン検知管１２２Ｌを用いてトルエンの初期の濃度を基準とした残存率の時間変化を計測し、結果を図８に示す。図８に示すように、担持量が少なくなれば、初期の除去率は低く、吸着容量は小さくなる。担持量が０．０５ｇ／ｃｃあれば、石油ファンヒータの点火・消火時に発生する臭気物質については除去できるものとなる。すなわち、点火時に発生する臭気濃度はＨＣ換算で、１０ｐｐｍ程度であり、通気再生することを考えると十分な除去性能である。また、担持量が０．３ｇ／ｃｃになると、初期の除去率は上がり吸着容量も大きくなるが、本発明のように通気再生させる場合は効率的でなく、また生産コスト、材料コスト共に上がるため、実用的ではない。よって、本発明のように担持量を０．０５ｇ／ｃｃ以上０．２ｇ／ｃｃ以下とすることにより、石油ファンヒータの点火・消火時に発生する臭気物質の吸着容量を確保し、実用的な吸着体ユニットとなるものである。
【００３４】
次に、ハニカム体のセル数の違いによるトルエンの除去特性を図９に示す。試験方法は上記と同じである。図９に示すように、セル数が小さくなれば、初期の除去率は低く、吸着容量は小さくなる。セル数が４０セル／平方インチあれば、石油ファンヒータの点火・消火時に発生する臭気物質については、通気再生することを考えると十分な除去性能である。また、セル数が２００セル／平方インチより大きくになると、初期の除去率は上がり吸着容量も大きくなるが、本発明のように通気再生させる場合は圧力損失が高くなり効率的でなく、また塵などにより目詰まりを起こしやすくなるため、実用的ではない。よって、本発明のようにセル数を４０セル／平方インチ以上２００セル／平方インチ以下とすることにより、石油ファンヒータの点火・消火時に発生する臭気物質を効率よく除去し、通気再生することで、実用的な吸着体ユニットとなるものである。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明の石油ファンヒータによれば、石油ファンヒータの点火・消火時に発生する臭気ガスに対して、高い浄化性能を得ることができ、通気による吸着体の再生を行うことにより、浄化性能が低下することなく長期間にわたって高性能の浄化を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における石油ファンヒータの構成を示す断面図
【図２】同実施例と比較例とのトルエン除去性能の比較を表すグラフ（１）
【図３】同実施例と比較例とのトルエン除去性能の比較を表すグラフ（２）
【図４】本発明の実施例２における通気再生時間と浄化性能の関係を表すグラフ
【図５】本発明の実施例１および実施例３における吸着体の拡大模式図
【図６】本発明の実施例３と比較例とのトルエン除去性能の比較を表すグラフ
【図７】同実施例における通気風量と圧力損失の関係を表すグラフ
【図８】本発明の実施例４における浄化性能の経時変化を表すグラフ
【図９】本発明の実施例４における浄化性能の経時変化を表すグラフ
【符号の説明】
４　送気口
６　燃焼塔
７　バーナ（燃焼部）
８　燃焼ガス通路
９　吸着体
１０　ロックウール
１１　ゼオライト
【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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