(57)【要約】【課題】オートクレーブ養生装置から排出される蒸気中に含まれる悪臭原因物質の拡散、作業環境の悪化を防止し、コストを抑えるオートクレーブ養生装置における排出蒸気の臭気低減装置を提供する。【解決手段】無機質系建築材料の高温高圧蒸気養生を行うオートクレーブ養生装置より排出される蒸気の臭気低減装置において、オートクレーブ養生装置より排出される蒸気の供給入口と凝縮水流出口を有する底部室、蒸気から分離される空気を溜める上部空気溜り部、底部室と上部空気溜り部の間に装架され、連通する放熱管、放熱管の一方の側に配置した空冷用送風機、底部室からの凝縮水を受ける水タンク、及び上部空気溜り部の空気排出管を有するオートクレーブ養生装置における排出蒸気の臭気低減装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機質系建築材料の製造工程で、高温高圧蒸気養生を行うためのオートクレーブ養生装置より排出される蒸気の臭気を低減させるための装置において、該オートクレーブ養生装置より排出される悪臭原因成分を含む蒸気の供給入口と凝縮水出口を有する底部室、蒸気から分離される空気を溜める上部空気溜り部、該底部室と上部空気溜り部の間に装架され、両者を連通する放熱管、放熱管の一方の側に配置した空冷用送風機、前記底部室からの凝縮水を流出させる配管、凝縮水流出配管から凝縮水を流入させる水タンク、及び前記上部空気溜り部から空気を排出する配管を有することを特徴とするオートクレーブ養生装置における排出蒸気の臭気低減装置。
【請求項２】
前記流出空気排出配管の下端部を水タンク内に配置し、その配置個所を凝縮水導入配管下端部に比較して凝縮水と空気を分離するために必要な水頭圧差を生じる位置に設定したことを特徴とする請求項１記載のオートクレープ養生装置における排出蒸気の臭気低減装置。
【請求項３】
前記水タンクの空気排出口に残留悪臭原因成分の脱臭用の吸着塔を設けたことを特徴とする請求項２記載のオートクレーブ養生装置における排出蒸気の臭気低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメント系、ケイ酸カルシウム系などの無機質系建築材料の製造工程において高温高圧蒸気養生を行うためのオートクレーブ養生装置に関するものであり、特にオートクレーブ養生装置より排出される蒸気の臭気を低コストかつ、極めて高い除去率で除去することができる臭気低減装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種の化学産業、薬品産業、食品産業、農水産業、建設材産業等にあっては、環境に悪影響を与えるような排ガスや廃水を外部に出すことがないことが求められており、従業員や周囲の住民の健康に支障をきたすことがないような製造や製作工程をとることに十分な注意が払われている。
ところで、無機質系建築材料の製造においては、建材の強度を向上させるためと養生時間を短縮させるために、高温高圧の蒸気を使用する蒸気養生が採用されており、その際の装置としてオートクレーブが使用されている。
【０００３】
高温高圧蒸気養生を行うオートクレーブではコンクリート建材等から悪臭成分が揮散することにより、内部の蒸気に悪臭成分が混入してくるので、内部の蒸気圧が高くなりすぎた場合にその圧力を調整するために蒸気を放出させる養生装置の圧量調整弁から排出される蒸気や、養生工程の終了後に装置扉を開放する時に排出される蒸気には、メチルメルカプタンやアンモニアなど、異臭の原因となる物質が含まれており、オートクレーブ装置からこの蒸気が排出されるときに作業環境が悪化する原因となる。また、排出される蒸気は大気中に拡散するため、製造装置から離れた周囲地域にまで異臭が広がることがある。
【０００４】
このような蒸気から悪臭を防止するために、臭気対策としては、従来から排ガスの処理に良く用いられている活性炭吸着法、薬液洗浄法、水洗浄法などを適用することが検討されているが、一長一短であり、コストも高いという欠点がある。
１）活性炭吸着方式
活性炭としてヤシガラ炭などを使用して、悪臭原因成分を吸着して除去する。アルデヒド系は酸化鉄系活性炭による吸着が一番効果が高い。但し、活性炭は飽和すると吸着力がなくなるため、再生して再使用しなければならない。
２）湿式アルカリ循環洗浄方式
悪臭を有するガスを苛性ソーダ溶液で洗浄する方式であり、薬液を使用して化学的に反応させるために、反応性の高い悪臭原因成分を良く除去できる。但し、連続的な処理では苛性ソーダ溶液を循環して一定量連続補給する必要がある。
３）水洗浄方式
悪臭を有するガスを水で洗浄する方式であるが、水は悪臭原因成分を吸収する能力が小さいために、処理効率が悪いが、薬液を使用しないので取り扱いが簡便であり、コストも安い利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらいずれの方法も、下記のような問題点があった。
１）活性炭吸着方式
活性炭などで吸着する方法は、湿度、水分による影響を受け、活性炭への水分の吸着が起るとチオエーテル類はほとんど除去できなくなり、定期的な吸着剤の入れ替えが必要であり、コストが高くなる。
２）湿式アルカリ循環洗浄方式
苛性ソーダ溶液を使用する関係で、廃液処理が必要で装置的、コスト的に不利である。さらに、苛性ソーダ溶液を用いるコストも大きい。
３）水洗浄方式
洗浄水をワンパスで使用できれば、効果はあるが、循環方式の場合、吸収した臭気が再度蒸発するため効果が低い。
その他、冷却水を使用して蒸気を凝縮して凝縮水を分離し拡散を防ぐ方法は、水で冷却するため装置が大掛かりになり、コストが高くなる。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、オートクレーブ養生装置の圧量調整弁の開弁や、装置扉の開放時に排出される蒸気の排出、異臭の原因となる物質の拡散、作業環境の悪化を防止するとともに、水冷式装置や活性炭吸着塔などを用いずに、コストを抑えることができる、オートクレーブ養生装置における排出蒸気の臭気低減装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、上記課題の解決のため、鋭意検討を重ねたところ、無機質系建築材料のオートクレーブ養生装置から排出される蒸気の大部分、すなわち９０％以上は水蒸気であり、残りが水蒸気中に混合している空気であり、前記の水蒸気は冷却すれば水となるものであるから、最終的に外部に排出されるものは空気だけであるので、この外部に排出される空気から悪臭原因成分を除くようにすれば、処理すべき全体のガス量が著しく減少するし、処理も容易になることに着想して、排出する蒸気を凝縮する方法を検討した。
【０００８】
そこで、蒸気の凝縮手段として水冷によるときには冷却水を必要とするために経済的でないので、空冷手段を採用することにしたものである。そして、凝縮させるものが蒸気であるため、空冷手段によって十分に凝縮させることができ、空気を良く分離することができる。
しかも、この方法によるときには、蒸気中の悪臭原因成分が凝縮水に随伴されるためか、悪臭原因成分のかなりの割合が凝縮水に移動して行くので、分離して排出される側の空気に含まれてくる悪臭原因成分の量が大幅に少なくなっているという好結果が得られ、大気中へ放散される悪臭原因成分の量が大幅に低減されることを見出し、この知見に基づき本発明を完成するに至った。そして、分離した空気中の悪臭原因成分の量をさらに少なくしたい場合には、常法により、例えば活性炭吸着法などにより精製すれは、大気中へ放散される悪臭原因成分の量を著しく少なくすることができる。
【０００９】
すなわち、本発明は次の手段により前記の課題を解決した。
（１）無機質系建築材料の製造工程で、高温高圧蒸気養生を行うためのオートクレーブ養生装置より排出される蒸気の臭気を低減させるための装置において、該オートクレーブ養生装置より排出される悪臭原因成分を含む蒸気の供給入口と凝縮水出口を有する底部室、蒸気から分離される空気を溜める上部空気溜り部、該底部室と上部空気溜り部の間に装架され、両者を連通する放熱管、放熱管の一方の側に配置した空冷用送風機、前記底部室からの凝縮水を流出させる配管、凝縮水流出配管から凝縮水を流入させる水タンク、及び前記上部空気溜り部から空気を排出する配管を有することを特徴とするオートクレーブ養生装置における排出蒸気の臭気低減装置。
【００１０】
（２）前記流出空気排出配管の下端部を水タンク内に配置し、その配置個所を凝縮水導入配管下端部に比較して凝縮水と空気を分離するために必要な水頭圧差を生じる位置に設定したことを特徴とする前記（１）記載のオートクレープ養生装置における排出蒸気の臭気低減装置。
（３）前記水タンクの空気排出口に残留悪臭原因成分の脱臭用の吸着塔を設けたことを特徴とする前記（２）記載のオートクレーブ養生装置における排出蒸気の臭気低減装置。
【００１１】
本発明の骨子は、オートクレーブ養生装置から排出される蒸気を、空気で冷却した放熱管に通すことにより、臭気を含有する蒸気を凝縮させ凝縮水として分離することにより、悪臭原因成分が大気へ拡散するのを防止する装置である。この装置では放熱管内において蒸気を空気と凝縮水を分離し、空気は上方に抜き凝縮水は下方から流出させる装置であって、悪臭原因成分の大部分が凝縮水へ移動することにより、悪臭原因成分の含有量の少ない空気が少量出るだけであるという利点がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のオートクレーブ養生装置の排出蒸気の臭気低減装置の一実施例を示す一部裁断側面図、図２はその一部裁断正面図、図３は本発明に係るオートクレーブ養生装置の臭気低減装置の送風機側の正面図、図４は図１に示す臭気低減装置で用いる放熱管に適するエロフィンチューブの部分拡大説明図である。
【００１３】
先ず、悪臭ガスの処理において処理の基準となる悪臭ガスのガス濃度と臭気強度及び臭気濃度との関係について説明する。これは悪臭ガスの場合、悪臭ガスの種類によって人間が感じる悪臭の強さと濃度が著しく相違し、例えばメチルメルカプタンの場合、０．０００１ｐｐｍでも感じるのに、アンモニアの場合０．１ｐｐｍで感じるというような差異があるので、物質によって感じる臭気強度の大きさが同じであるその物質濃度を示すものであり、それぞれの臭気強度を臭気濃度に対応させたものである。
建築材料のオートクレーブ養生において発生することが問題となる主要な悪臭ガスのガス濃度と臭気強度及び臭気濃度の関係を第１表に示す。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
次に、無機質系建築材料として押出成形セメント板をオートクレーブ養生装置で養生することにより製造する場合について、養生後にオートクレーブ養生装置の蓋を開放した時に出る臭気成分と臭気の程度について測定した。測定はオートクレーブ養生装置付近で行ったものであり、その測定結果を以下に列記する。
アンモニア  ：最高値  ２０ｐｐｍ
メチルメルカプタン：最高値  ２．９５ｐｐｍ
硫化水素    ：最高値  ０．０１５ｐｐｍ
硫化メチル  ：最高値  ０．１３ｐｐｍ
二硫化メチル：最高値  ０．９１ｐｐｍ
アルデヒド系：最高値  ０．１３４ｐｐｍ
上記ガス濃度から、本発明に係るオートクレーブ養生装置の臭気濃度は、上記第１表と、照らし合わせると、臭気濃度５０００〜１００００以上であることがわかる。
本発明は、上記臭気濃度を周辺地域に悪臭公害を及ぼさないと推定される臭気濃度１０００以下にまで低減することを目標とするものである。
【００１６】
次に、本発明の排出蒸気低減装置の完成に至るまでに、蒸気の臭気発生状態に対する悪臭除去対策に下記の３種の方法を使用することを検討した。
（１）活性炭吸着法
（２）苛性ソーダ溶液洗浄法
（３）水洗浄法
この中で、臭気除去方式の対比上、水洗浄法を形成した。
【００１７】
この悪臭成分低減装置は、悪臭成分低減性能においては満足な結果が得られたものの、大量の熱交換器冷却用新水と、これを供給するための大型のポンプを必要とし、この結果ランニングコストが高くなるとともに、前述の排出蒸気のバイパスとなる凝縮水の流出配管２６が必要なため、構造が複雑になるとともに初期設備費が高価になるという欠点が依然として残った。
【００１８】
このような欠点を解消するために、本発明者はランニングコストの上昇の原因となる冷却水を使用することなく蒸気を冷却して凝縮させるために、空冷により凝縮させることを可能にするために、小さい容積で大きい伝熱面積を持たせることが可能なフィン管を利用することを考案し、上記の問題点であるランニングコストと初期設備費の軽減及び装置構成の簡略化に成功した、図１〜図４に示すオートクレーブ養生装置の排出蒸気の臭気低減装置の実現化を初めて可能にしたのである。
【００１９】
図１〜図３はこの発明の一実施態様を示す図で、図１は排出蒸気の臭気低減装置の縦断面図、図２は部分側面図、図３は臭気低減装置の送風機側から見た正面図である。
図１及び図２中、７は箱状室体で、底部室５にオートクレーブ養生装置１（図示省略）からの蒸気排出配管２の供給入口（蒸気入口）５ａと凝縮水流出口５ｂを有している。箱状室体７の頂部には上部空気溜り部６を有しており、前記底部室５と上部空気溜り部６の間には放熱管（エロフィンチューブ）８が複数本垂直に架設されて、両者に連通している。また、前記箱状室体７の少なくとも１面には空冷用軸流ファン１２が付設されている。放熱管の本数は装置の規模などによって決める。また、空冷用軸流ファンの個数は装置の規模や１個の軸流ファンの大きさなどにより選択する。
【００２０】
そして底部室５の前記凝縮水流出口５ｂには凝縮水流出配管９が接続され、かつ上部空気溜り部６の頂部には、冷却空気の流出配管１０が接続され、凝縮水流出配管９と冷却空気の流出配管１０の他端は、それぞれ水タンク１１中に挿入されている。これらの両管の下端は、水タンク１１中で、凝縮水と空気を分離するための水頭差Ｈを生じる位置に設定されるように挿入されている。水タンク１１は、水のオーバーフロー用堰１３と溢流する凝縮水排出口１５を配設したものであり、１４は水面である。図２は、臭気低減装置の部分側面図であるが、蒸気入口５ａと凝縮水流出配管９の配置関係を示している。
【００２１】
図４は、空冷放熱管（エロフィンチューブ）８の諸元を表示した外観図である。空冷放熱管８としては、伝熱性が良好なものが好ましいから、管の本体にフィンを付けた構造の管を用いるのが好適である。その管の素材は、鉄でもアルミニウム又はそれらの合金でよいが、フィンの素材はアルミニウム又はアルミニウム合金が通常使用され、市販のものを用いることができる。伝熱性を良好にするため、フィンの数が多く、かつフィンの表面積が大きいものが好ましい。第２表にエロフィンチューブの１例を示す。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
上記のように構成された排出蒸気の臭気の低減装置において、オートクレーブ養生装置（単に「オートクレーブ」ともいう）１においてオートクレーブ養生の工程が終了した段階で、オートクレーブ１の蓋を開ける前に、蒸気排出配管２の弁（図示せず）を開いて蒸気を蒸気排出配管２に導いて、臭気の低減装置４の底部室５に入れる。その場合、易凝縮成分や蒸気の一部は蒸気排出配管２を通る間に凝縮して液体となる。そこで液化しないで空気の割合が多くなった蒸気は底部室５に入る。ドレン流出配管３から凝縮水を流出させるとともに空冷用軸流ファン１２を運転すると、底部室５から分配されて多数のエロフィンチューブ８内に入って流れる蒸気は冷却されて、易凝縮成分は凝縮し、凝縮水としてエロフィンチューブ８内を流下し、底部室５に溜まり、その凝縮水は底部室５の凝縮水流出口９ａから凝縮水流出配管９を通って水タンク１１中へ流入する。
【００２４】
この蒸気が凝縮する際に蒸気に随伴される形で悪臭成分のある程度の部分が凝縮水に入ってくる。しかも、エロフィンチューブ８内においては、エロフィンチューブ８の内部では内壁を流下する凝縮水と上昇する悪臭成分を含む蒸気とが向流で気液接触する状態が形成されるために、凝縮水による蒸気中の悪臭成分を吸収する作用が行われるので、エロフィンチューブ８から出るガス（空気）中の悪臭成分の量が非常に減少することになる。
【００２５】
一方、最後まで凝縮液化しなかった悪臭原因成分を含むガスは、箱状室体７の上部空気溜り部６に入り、そこから空気溜り部６に接続している冷却空気流出配管１０を通って水タンク１１中へ流入させて、吹き出させ、水中でバブリングさせて悪臭原因成分を水で除去するようにさせる。その際、冷却空気流出配管１０の下端と前記の凝縮水流出配管の下端との間に水頭差Ｈをつけるようにして、空気溜り部６に存在するガスにある程度の圧力を与え、底部室５内の蒸気の圧力との差があまり大きくならないようにして、エロフィンチューブ８内を蒸気が吹き抜けることのないよう加減することができる。エロフィンチューブ８内を蒸気が流れる速度を加減することにより、蒸気の凝縮を十分に行わせることができる。また、水タンク１１内に空気が激しく吹き出すと、貯留水中の悪臭原因成分をいたずらに撹拌し、空気中へ放散されることが起きるので、そのようなことがないようにして空気を水面１４上へ浮上させる。
【００２６】
なお、オートクレーブ養生装置では、高温高圧で蒸気加圧している関係で、養生が終了した段階で蒸気流出配管２の弁を開いた時に、高圧の蒸気が減圧により一気に蒸気流出配管２を通って臭気低減装置４に流れてくる関係で、蒸気流出配管２及び臭気低減装置４（底部室５，エロフィンチューブ８）の内容積は、その流れてくる高圧の蒸気を処理できる程度の大きさをもつことが望ましい。もし内容積が小さすぎるときには悪臭原因成分を十分に除去することができずに、大気中に放出することになる。この関係で、エロフィンチューブ８の総内容積の大きさは重要である。また、前記の水頭差Ｈをつける手段は、一時に臭気低減装置４に流れてくる蒸気の量を制限できる作用を持つ意味で重要である。さらに、オートクレーブ養生装置から蒸気流出配管２へ蒸気を急速に流すことは騒音発生の原因ともなるので、抑える必要がある。なお、臭気低減装置４では、圧量調整弁を開いた場合に排出される蒸気についても、それを蒸気流出配管２に流して処理をする。
【００２７】
このようにして、臭気濃度５０００〜１００００以上の悪臭成分を、臭気濃度１０００以下に低減し、近隣の住宅街からの苦情を生じないようにすることが可能になった。
将来、生産品目が変更になり、もし臭気濃度が１０００以上になる場合は、水タンク１１上にフードを設け、スクラバーにより悪臭原因成分を更に除去するか、悪臭原因成分の種類によっては、例えばアセトアルデヒドの場合は、吸着剤として活性炭を充填したろ過塔を用い、その他悪臭原因成分の種類に応じて苛性ソーダを利用するスクラバー、吸着剤としてシリカゲル、アルミナ、けいそう土、あるいはこれらの混合物を充填したろ過塔を用いて除去することにより、臭気濃度を１０００以下に低減することができる。
本発明は、押出成形セメント板に限らず、押出法、抄造法又はセメント系、ケイ酸カルシウム系などの製造において適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、空冷により、排出蒸気中に含まれる悪臭原因成分を凝縮させ、悪臭原因成分の大部分を含む凝縮水を下方へ流下させ、空気は上方に抜き取る処理方式の臭気低減装置によって、極めて効率的に悪臭原因成分を除去することができた。特に、冷却効果の優れた放熱管（エロフィンチューブ）を用い、これを空冷用ファンにより強制的に冷却することにより、一層効率的に悪臭原因成分を除去することができた。
また、大量の冷却水をまったく必要としないので、大きな動力を必要とするポンプが不要となり、ランニングコストの低下も実現化でき、しかもオートクレーブの蒸気排出配管に易凝縮性悪臭成分のバイパス的凝縮水の流出配管を付設する必要もないため、装置が簡略化され設備費の軽減も行えるという効果も併せ持つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のオートクレーブ養生装置の排出蒸気の臭気低減装置の一実施例を示す一部裁断側面図である。
【図２】図１の臭気低減装置の部分の縦断面図である。
【図３】本発明に係るオートクレーブ養生装置の臭気低減装置の送風機側の正面図である。
【図４】図１に示す臭気低減装置で用いる放熱管に適するエロフィンチューブの部分拡大説明図である。
【符号の説明】
１    オートクレーブ
２    蒸気排出配管
３    ドレン流出配管
４    臭気低減装置
５    底部室
５ａ  蒸気入口
５ｂ  凝縮水流出口
６    上部空気溜り部
７    箱状室体
８    放熱管（エロフィンチューブ）
９    凝縮水流出配管
１０    冷却空気流出配管
１１    水タンク
１２    空冷用軸流ファン
１３    水のオーバーフロー用堰
１４    水面
１５    凝縮水出口
１６    管部
１７    フィン
【図１】
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【図２】
2004255265.tif 000006
【図３】
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【図４】
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