(57)【要約】【課題】燻し処理を行なうセラミックス焼成窯における煤煙処理は大気汚染の観点からも解決しなければならない問題である。本発明は燻し処理を行なうセラミックス焼成窯において、メンテナンスが容易でしかも小型で効率よく煤を燃焼させる装置を提供することを目的としている。【解決手段】前記課題を解決するための手段として本発明はセラミックス焼成窯において燻し処理を行なう時に使用される排気制限蓋に設置された排気管に接続し排気ガス分散器と蓄熱性セラミックスを充填したフィルター式燃焼器と煤を燃焼させるための空気導入部及びこれらを配置支持するアウターケースから構成されることを要旨とし、煤煙が本発明に係るフィルター式燃焼器を通過する時には煤が燃焼するのに十分な温度と空気が供給され、煙突から排出される排気ガス中の煤含有量の大幅な削減を可能にするものである。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燻し処理を行なうセラミックス焼成窯の排気煙道に設けられた排気制限蓋の排気管に接続され、排気ガス分散器と蓄熱性セラミックスを充填したフィルター式燃焼器と煤を燃焼させるためのエアー導入管、エアーノズル及びエアーパイプからなる空気導入部及びこれらを配置支持するアウターケースから構成され、排気ガスが排気ガス分散器で分散されたのち、フィルター式燃焼器で蓄熱性セラミックスの赤熱化作用と空気導入部から供給される空気により煤が連続的に燃焼し、本装置を通過して煙突に排出されるガス中の煤含有量を削減することを特徴とするセラミックス焼成窯の燻し処理排気ガス中の煤除去装置。
【請求項２】
前記の蓄熱性セラミックスが、フライアッシュに結合材として粘土を０．１〜２％添加し、気孔率１５〜３０％に焼成した蓄熱性に優れ赤熱化速度が大きいポーラスセラミックスであることを特徴とする請求項１記載のセラミックス焼成窯の燻し処理排気ガス中の煤除去装置。
【請求項３】
請求項２に記載したセラミックスの赤熱化作用のみにより煤を燃焼させ、バーナー等の着火装置を設けないことを特徴とする請求項１記載のセラミックス焼成窯の燻し処理排気ガス中の煤除去装置。
【請求項４】
アウターケース支持脚に滑車を設置し、移動用に設けた装置移動レール上を移動させ、燻し処理工程時のみセラミックス焼成窯本体に連結されている煙道に挿入する方式とし、メンテナンスを容易にしたことを特徴とする請求項１から請求項３に記載のセラミックス焼成窯の燻し処理排気ガス中の煤除去装置。
【請求項５】
請求項１に記載した空気導入部へ供給する空気量を、エアーパイプの先端に空気圧を調整する装置を付設することにより調整し、煤煙中の酸素濃度に応じて供給空気量の調整を可能にする請求項１から請求項４に記載のセラミックス焼成窯の燻し処理排気ガス中の煤除去装置。
【請求項６】
煙道外に出ている状態のメンテナンス位置に付設した引出し式の煤捕集箱へ未燃焼残留煤を簡単に落下させるため及び繰り返し交換使用を容易にするために、排気ガス分散器とフィルター式燃焼器を交換可能なカートリッジ方式とした請求項１から請求項５に記載のセラミックス焼成窯の燻し処理排気ガス中の煤除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燻し処理を行なうセラミックス焼成窯の燻し処理過程における排気ガス中の煤除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のセラミックス焼成窯において燻し処理を行なう時に発生させる煤は多くの場合煤煙として煙突から放出されている。また煤煙処理対策として、煙道に多数のバーナーを設置し煤を燃焼させる方法や煙道にバイパスを設けバイパス煙道に設けたセラミックスフィルターで煤を捕集し次の回の焼成時の排気熱で燃焼させる方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、これら従来の煤煙対策ではいずれも温度、必要酸素量のバランスが悪い状態での処理である等の理由により煤の燃焼は不十分であり、排出される煤公害は解決されておらず問題となっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１８０７６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
燻し処理を行なうセラミックス焼成窯における煤煙処理は大気汚染の観点からも解決しなければならない問題である。通常行なわれている煙道に設置したバーナーによる燃焼法は火炎の勢いにより煤が火炎を避けるように流れる傾向にあり、従って燃料コストを要する割には十分な燃焼効果を上げられない。さらにはバーナーから噴出される火炎のあばれ現象により耐火レンガ製の煙道が劣化し易く修理、交換の頻度が高くなる欠点を有している。
【０００５】
煙道のバイパスに設けたセラミックスフィルターによる煤の捕集と次の回の焼成時排気熱による燃焼法はセラミックスがフィルターとしてのみ機能しており温度が不足となっている。このため前記のバーナーによる燃焼法を併用しているのが一般的である。しかし燃焼効率が大きく改善されないのは前記の通りである。さらには、セラミックスフィルターが煙道内に組込まれ固定されておりメンテナンスが困難なこともあって、メンテナンスをしないで放置された状態で使用されているセラミックス焼成窯もある等煤煙対策は解決されていない。この様な状況を改善すべく、本発明は燻し処理を行なうセラミックス焼成窯において、メンテナンスが容易でしかも小型で効率よく煤を燃焼させる装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として本発明はセラミックス焼成窯において燻し処理を行なう時に使用される排気制限蓋１７に設置された排気管１６に接続し排気ガス分散器１５と蓄熱性セラミックス１１を充填したフィルター式燃焼器９と煤を燃焼させるための空気導入部（エアー導入管６、エアーノズル７及びエアーパイプ８）から構成された装置を本体とすることを要旨としている。前記機器の構成により、煤煙が本発明に係るフィルター式燃焼器９を通過する時には煤が燃焼するのに十分な温度と空気が供給され、煙突２１から排出される排気ガス中の煤含有量の大幅な削減を可能にするものである。
【０００７】
セラミックス焼成窯本体２０に連結された煙道２３にアウターケース支持脚２に滑車３を設置し移動用に設けたレール２２上を移動させ燻し処理工程時のみ煙道２３に挿入する方式とし、メンテナンスを容易にし、結果としてセラミックス焼成窯の燻し処理排気ガス中の煤除去のコスト削減も可能にするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
セラミックス焼成には多くの方法があるが、これらのなかで瓦の焼成等で行なわれる燻し処理といわれる工程がある。これは所定の温度で焼成後、焼成温度より少し低温である９００℃程度の温度域で窯内にＬＰガスやブタンガスを導入して酸素欠乏状態でこれらガスを熱分解させ煤を発生させる。そしてこの煤を焼成セラミックス製品の気孔内に充填させる処理である。この燻し処理は瓦等のセラミックスを黒色化着色することと該セラミックスに撥水性の機能を付与させるために行なわれる。セラミックス焼成におけるこの燻し処理工程では窯内部に必要以上の煤が生成し、多量の煤がセラミックス焼成窯から排出されることになる。
【０００９】
セラミックス焼成工程中の煙道２３は図１１で煙道開閉扉１８が閉まった状態であり、排気制限蓋１７は煙道２３の外にあり煙道２３は全開されている。燻し工程では排気制限蓋１７を設置し排気ガス量を制限しながら排気管１６から排気する。そしてＬＰガスやブタンガスを窯内に導入し、これらガスを熱分解し煤を生成させる。この時多量の煤が生成し排気管１６から煙道２３に排出され最後は煙突２１から煤煙として大気中へ排気され、煤による大気汚染が大きな問題となっているのが実情である。
【００１０】
本発明は従来法では解決し得なかった煤の燃焼効率を向上させセラミックス焼成窯の燻し処理排気ガス中の煤除去装置を提供するものである。請求項１は本発明の骨子となるものである。すなわち、セラミックスが所定の温度で焼成された後焼成温度より少し低温度の９００℃程度で燻し処理工程に移る場合、燻し処理を行なう時に使用される排気制限蓋１７に設置された排気管１６に、排ガス分散器１５と蓄熱性セラミックス１１を充填したフィルター式燃焼器９と煤を燃焼させるための空気導入部（エアー導入管６、エアーノズル７及びエアーパイプ８）から構成された装置を接続することを要旨としている。前記機器の構成により、煤煙が本発明に係るフィルター式燃焼器９を通過する時には煤が燃焼するのに十分な温度と空気が供給され、煙突２１から排出される排気ガス中の煤含有量を大幅に削減する。
【００１１】
次にセラミックス焼成窯から排出される煤の燃焼機構について説明する。燻し工程において窯内で生成した煤は大半が余剰分であり、排気制限蓋１７に設けられ排気管１６から煤煙として排出される。この高温の排気ガスはインレットパイプ５を通り排気ガス分散器１５を介してフィルター式燃焼器に全域に分散されながら送り込まれる。排気ガス分散器１５は球状または楕円球状の耐熱鋼板に４〜５ｍｍ程度の穴をあけた容器形状のものである。内部には螺旋巻きのニクロム線を入れ、排気ガスの分散効果を高めると同時に耐熱寿命を大きくする等の対策をしている。
【００１２】
フィルター式燃焼器９に導入された排気ガス中の煤は蓄熱性セラミックス１１により通過を阻止される。また排気ガスの熱が請求項２に記載の蓄熱性セラミックス１１に蓄熱され短時間で排気ガスの温度である約６００℃に達し赤熱状態となる。この赤熱状態の蓄熱性セラミックス１１により先ず排気ガス中の未分解ＬＰガスやブタンガスが着火しこの燃焼熱により蓄熱性セラミックスの温度がさらに上昇する。この温度上昇により煤も着火燃焼を開始し、約８００℃の温度が維持され煤は連続燃焼する。そして排気ガス中から煤が除去されることになる。フィルター式燃焼器９の全域を約８００℃の定常状態で燃焼させるためにはフィルター式燃焼器９の上部排気側にレジスター１４を設置し煤の燃焼による火炎をフィルター式燃焼器内に戻しながら排気すれば熱損失が小さくなり煤の除去効率は増大する。
【００１３】
請求項２の発明は煤を燃焼させるのに重要な作用を有するセラミックスに関するものである。通常煤は５００℃程度の温度下で燃焼し易くなるが本考案では発電所から排出される廃棄物であるフライアッシュに粘土を０．２〜２％添加し気孔率１５〜３０％に焼成したセラミックスを用いる。このセラミックスは窯から送られてくる排気ガスの熱をよく蓄熱し自ら容易に赤熱することが特徴である。蓄熱性能を高くしかつ適度の強度を有する前記セラミックスは１０００℃で気孔率１５〜３０％に焼成したものがよい。この蓄熱作用を有するセラミックスの温度が排気ガスの温度に近い６００℃程度まで上昇しこれが煤を燃焼させる着火源となる。煤の燃焼が始まれば燃焼熱も加わり煤の燃焼は加速される。
【００１４】
前記によるメカニズムで煤は連続的に燃焼除去される。そして従来法である煤の強制燃焼手段としてのバーナーは不要となる。結果として燃料も必要としない装置とすることができる。すなわち、本発明は煤煙対策について大気汚染の視点からだけでなく、大幅なコストダウンも可能にする等経済効果の視点からも極めて有効であるといえる。このようにセラミックスを従来法であるフィルターとしての役割のみでなく、煤の燃焼手段として積極的にその特性を活用し、バーナーを不要なものとし自己燃焼式とするのが請求項３の発明である。
【００１５】
前記請求項１から請求項３の発明による燻し処理排気ガス中の煤除去装置はセラミックス焼成窯２０と煙突２１の連結部分である煙道２３に必要の都度挿入や取り出しが出来れば非常にメンテナンスが容易になる。請求項４の発明は図１４に示す様に排気制限蓋１７の上部とメンテナンス位置を燻し処理排気ガス中の煤除去装置が移動レール２２上を滑車３により移動することができる構造としている。これにより本発明に係る装置は必要な時以外は煙道２３の外にあって装置劣化を防ぐことにもなるし、また容易にメンテナンスを行なうことを可能にするものである。
【００１６】
煙道２３に排出されてくる排気ガスはセラミックス焼成窯の大きさと煙道２３の断面積の比率が一定にはなっていないのでフィルター式燃焼器９では排出されてくる煤の燃焼に必要な酸素を確保出来ない窯もある。エアーパイプ８は通常大気に開放させ空気を自然流入させる構造で十分であるが、焼成窯の状況によってはコンプッサー等によって加圧空気を送り不足酸素を補充する必要が生じる場合もある。請求項５の発明は各種仕様のセラミックス焼成窯に対応させるために必要なものである。
【００１７】
請求項６の発明は煙道外に出ている状態のメンテナンス位置に付設した引出し式の煤捕集箱へ未燃焼残留煤を簡単に落下させるため及び繰り返し交換使用を容易にするために、排気ガス分散器とフィルター式燃焼器を交換可能なカートリッジ方式とするものである。本発明装置をこの方式とすることにより、図１４に示すようにメンテナンス位置で付設した引出し式の煤煙捕集箱に簡単に落下させ未燃焼煤等を周辺に散逸させることなく回収処理することができるようになり有用である。また定期的に部品を繰り返し交換使用することによりセラミックス焼成窯のメンテナンス休止を避けることができる。
【００１８】
【実施例】
本発明の詳細を実施例で説明する。本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。
【００１９】
実施例
燻し瓦焼成窯における実施例により本発明の有効性について説明する。該燻し瓦焼成窯において９８０℃で瓦を焼成した後、９００℃まで冷却し排気制限蓋１７及び本発明装置を図１３に示すように煙道２３にセットし煙道開閉扉１８を閉じてブタンガスを毎分３０リットル該燻し瓦焼成窯に導入して燻し処理を行なった。燻し処理開始から蓄熱性セラミックス１１の温度が上昇するまでの１０分間は従来と同様煙突２１から黒煙が排出された。しかし、燻し処理開始から１０分経過した時点でフィルター式燃焼器９の内部で着火現象が起き徐々に黒煙の色が薄くなり１５分後には煤煙の排出は見られなくなった。実験に供した該燻し瓦焼成窯における燻し処理は通常６５分間継続される。そして従来法では燻し処理中は連続して黒色の煤煙が放出されている。しかし、本発明に係る装置を使用した場合、燻し処理時間６５分間のうち５０分間は黒色の煤煙を排出させないことが可能になる。従って、従来法と比較して煤の放出を概略８０％の削減出来たことになる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明のように、本考案に係る燻し処理排気ガス中の煤除去装置を使用すればセラミックス焼成時の燻し処理工程における煤の排出を大幅に削減することが可能となる。同時に燃焼用バーナー等を設置使用する必要がないためコスト削減をも可能にするものであり、極めて大きな効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の側面図である
【図２】本発明装置を上面から見た図である
【図３】本発明装置を下面から見た図である
【図４】エアー導入部の詳細図である
【図５】本発明装置の断面図である
【図６】フィルター式燃焼器の断面図である
【図７】フィルター式燃焼器の側面図である
【図８】排気ガス拡散器の側面図である
【図９】本発明装置と排気管とを接続した状態を示す図である
【図１０】本発明装置と排気管とを切り離した状態を示す図である
【図１１】焼成工程時の煙道の概観図である
【図１２】通常の燻し工程時の煙道の概観図である
【図１３】本発明装置を使用している状態を示す煙道の概観図である
【図１４】本発明装置を有効活用するための付設装置の概観図である
【符号の説明】
１  アウターケース
２  アウターケース支持脚
３  滑車
４  連結金具
５  インレットパイプ
６  エアー導入管
７  エアーノズル
８  エアーパイプ
９  フィルター式燃焼器
１０  フィルター式燃焼器フレーム
１１  蓄熱性セラミックス
１２  金網
１３  取っ手
１４  レジスター
１５  排気ガス分散器
１６  排気管
１７  排気制限蓋
１８  煙道開閉扉
１９  高温の煤煙
２０  セラミックス焼成窯本体
２１  煙突
２２  本発明装置移動レール
２３  煙道
２４  煤捕集箱
２５  本発明装置
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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