(57)【要約】【課題】  放電をほとんど停止することなく、脱臭効率を良好に保ったまま、放電電極を洗浄することができ、触媒処理部の負担を軽減できるプラズマ脱臭装置を提供する。【解決手段】  円筒状に形成された回転機構付きの放電電極３０の上側の外周面に、第１電極面３４ａを、下側の外周面に第２電極面３４ｂをそれぞれ形成し、前記放電電極３０を一方の電極面３４ａ（３４ｂ）が洗浄槽２０外で被処理ガスに面するように、他方の電極面３４ｂ（３４ａ）が洗浄槽２０内に収まるように配置する。放電開始から所要時間が経過した後、放電電極３０を回転させて洗浄槽２０の外側の電極面３４ａを洗浄槽２０内に収納して洗浄し、第２電極面３４ｂを洗浄槽２０外に露出させ放電を開始する。以下、同様にして電極面３４ａ、３４ｂの放電・洗浄を繰り返し行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理すべき成分を含む被処理ガスを放電処理する放電処理部と、この放電処理部の下流側にて前記処理すべき成分を酸化分解する触媒処理部とを有するプラズマ脱臭装置において、
前記放電処理部は、少なくとも二組の電極面を有する放電電極を備え、
この放電電極は、電極面が前記被処理ガスに面する放電部と、この放電部から離隔されて電極面が洗浄される洗浄部とを備えるとともに、
少なくとも一組の電極面が前記放電部に位置しているときに、他の組の電極面が前記洗浄部に位置するように前記放電電極を回転させる回転機構を備えることを特徴とするプラズマ脱臭装置。
【請求項２】
前記洗浄部は、洗浄液が貯留される洗浄槽と、この洗浄槽内に位置する電極面を洗浄する洗浄手段と、前記洗浄槽内に乾燥空気を送り込んで洗浄後の電極面を乾燥させる洗浄部乾燥手段とを備えている請求項１に記載のプラズマ脱臭装置。
【請求項３】
前記放電部に位置する電極面を乾燥させる放電部乾燥手段が設けられる請求項１または２に記載のプラズマ脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として下水道処理場、し尿処理場等の排水処理施設、あるいは食品処理工場等から発生するガスの臭気を脱臭するためのプラズマ脱臭装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理場、し尿処理場等の排水処理施設、あるいは食品処理工場から発生するガスの臭気を脱臭するために、例えば、特許文献１に開示されるプラズマ脱臭装置が使用されている。
【０００３】
図４には、この種従来のプラズマ脱臭装置の概略構成図が示されている。このプラズマ脱臭装置１００は、ケーシング１０１と、このケーシング１０１の下流端に配され、脱臭されるべき成分（以下、臭気成分という。）を含んだ未処理の被処理ガスをケーシング１０１内に吸引するとともに、処理後の被処理ガスを、下流端の出口から系外に排出するためのファン１０２と、ケーシング１０１内の上流端付近に設けられ、ケーシング１０１内に導入された被処理ガスを加熱し、その被処理ガスの湿度を所定値以下に保つための調湿ヒータ１０３と、この調湿ヒータ１０３の下流に配される放電電極１０４と、この放電電極１０４の下流に配される触媒処理部１０５を備えて構成されている。
【０００４】
この種従来のプラズマ脱臭装置１００によれば、ファン１０２にて装置内部に導入され、調湿ヒータ１０３によって一定以下の湿度に調湿された被処理ガス中の臭気成分は、放電電極１０４の放電に伴ない発生する酸性活性成分（オゾン・ラジカル等）による酸化と、前記触媒処理部１０５における酸化分解によって除去される。こうして、臭気成分が除去された排ガスは、前記ファン１０２によって系外に排出される。
【０００５】
ところで、この種従来のプラズマ脱臭装置１００においては、放電電極１０４が湿潤すると、その放電電極が放電不能となることから、調湿ヒータ１０３を頻繁に稼動し、被処理ガスの湿度を常に一定値以下に保つ必要があるので、調湿ヒータ１０３の維持管理費用が高くなるという問題点がある。また、放電に際して析出物や粉塵等が放電電極１０４に付着し、放電状態が悪化するという問題点もある。
【０００６】
そこで、放電電極の放電を完全に停止した後、その放電電極に直接洗浄液を噴出し、それによって放電電極に付着した析出物、粉塵等を洗浄するようにされたプラズマ脱臭装置が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１５０５１号公報
【特許文献２】特開平１１−６０２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献２に開示されたプラズマ脱臭装置においては、放電電極の洗浄および乾燥が終了するまでの比較的長時間、放電を停止する必要があるので、被処理ガスが十分に脱臭されない状態で系外に排出されるという問題点がある。また、未処理の臭気成分が大量に下流側の触媒処理部に供給されることから、触媒処理部に大きな負担がかかるという問題点もある。また、被処理ガスの性状によっては放電電極の清浄が困難となる場合がある。さらに、洗浄が完了した放電電極を完全に乾燥させる必要があることから、上流側の調湿ヒータの稼動頻度が高くなり、ヒータの維持管理コストがますます高くなるという問題点もある。
【０００９】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、放電をほとんど停止することなく、脱臭効率を低下させずに放電電極の洗浄を行うことができ、かつ下流側の触媒処理部への負担を軽減することのできるプラズマ脱臭装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
処理すべき成分を含む被処理ガスを放電処理する放電処理部と、この放電処理部の下流側にて前記処理すべき成分を酸化分解する触媒処理部とを有するプラズマ脱臭装置において、
前記放電処理部は、少なくとも二組の電極面を有する放電電極を備え、
この放電電極は、電極面が前記被処理ガスに面する放電部と、この放電部から離隔されて電極面が洗浄される洗浄部とを備えるとともに、
少なくとも一組の電極面が前記放電部に位置しているときに、他の組の電極面が前記洗浄部に位置するように前記放電電極を回転させる回転機構を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
前記洗浄部は、洗浄液が貯留される洗浄槽と、この洗浄槽内に位置する電極面を洗浄する洗浄手段と、前記洗浄槽内に乾燥空気を送り込んで洗浄後の電極面を乾燥させる洗浄部乾燥手段とを備えているのが好ましい（第２発明）。
【００１２】
前記放電部に位置する電極面を乾燥させる放電部乾燥手段が設けられるのが好ましい（第３発明）。
【発明の効果】
【００１３】
第１発明のプラズマ脱臭装置によれば、少なくとも二組の電極面を備える放電電極が、被処理ガスに面して放電を行う放電部と、この放電部から離隔されて放電面が洗浄される洗浄部を有しているので、放電に関与していない電極面の洗浄と、放電とを同時に行うことができる。また、回転機構によって、少なくとも一組の電極面が放電部に位置しているときに、他の組の電極面が洗浄部に位置するように放電電極が回転されるので、放電部にある電極面と、洗浄部にある電極面を適宜入替えることができる。そのため、放電電極による放電処理を長時間停止させる必要がなくなり、連続した放電処理が可能になる。加えて、放電処理がなされていない未処理ガスが下流の触媒処理部に供給される恐れもないので、触媒処理部の負担を軽減することができる。
【００１４】
また、第２発明を採用することによって、洗浄部に位置する電極面の洗浄を、洗浄槽内において行うことができるので、洗浄に伴ない発生する洗浄液や、除去された析出物等が洗浄槽外に飛散するのを防止することができる。また、洗浄の際に生じる析出物、排水等は洗浄槽内に一旦貯留されるため、その排水が強酸性あるいは強アルカリ性を示した場合であっても、耐食対策を容易に講じることができる。加えて、本発明においては、従来のように被処理ガス全体を暖めて湿度を一定以下に保つ必要がなく、洗浄槽内という比較的狭い範囲に収納された電極面を乾燥させれば良いので、洗浄部乾燥手段の小型化と、乾燥に係るランニングコストの削減を図ることができる。
【００１５】
また、第３発明によれば、放電部乾燥手段を必要に応じて使用することができるので、被処理ガス中に含まれる水分によって放電部に位置する電極面が湿潤した場合でも、その電極面を確実に乾燥させることができる。また、この放電部乾燥手段は、乾燥させる範囲（放電部のみ）と、使用条件（放電部が湿潤している場合のみ）が限られるので設置費と、ランニングコストを低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明によるプラズマ脱臭装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１には、本発明の一実施形態に係るプラズマ脱臭装置の概略構成図が、図２には、本実施形態のプラズマ脱臭装置に用いられる放電電極の斜視図がそれぞれ示されている。
【００１８】
図１に示されるように、本実施形態に係るプラズマ脱臭装置１は、内部に処理すべき成分（以下、臭気成分という）を含む被処理ガスが導入されるケーシング２と、このケーシング２内に配されるとともに、ケーシング２内に導入される被処理ガスの放電処理を行う放電処理部３と、前記臭気成分を酸化分解する触媒処理部４を備えて構成されている。また、ケーシング２の下流端には、被処理ガスをケーシング２内に導入するとともに、処理後の被処理ガスを系外に排出するためのファン５が配されている。
【００１９】
前記ケーシング２内には、下端部のみを開放する仕切り板１０が取り付けられており、それによって、ケーシング２の内部空間が、放電処理部３が配される第１領域１１と、前記触媒処理部４が配される第２領域１２とに画成されている。また、前記第１領域１１の上方には、被処理ガスを導入するための導入路１３ｂと、この導入路１３ｂに連設された下広がりのテーパ状の拡径部１３ａ、１３ａを備える被処理ガス導入部１３が設けられている。一方、前記第２領域１２の側壁で前記触媒処理部４よりも上方位置には、処理後の排ガスを系外に排出するための排出路１４が設けられている。
【００２０】
前記洗浄処理部３は、図示されない支持機構によってケーシング２内の第１領域１１で支持される洗浄槽２０と、下半部が洗浄槽２０内に収納され、上半部が洗浄槽２０の外部に露出するように配されるとともに、この洗浄槽２０の外部に露出した部分で、前記被処理ガスの放電処理を行う円筒状の放電電極３０と、この放電電極３０をその軸心周りに回転させる回転機構（図示せず）を備えて構成されている。
【００２１】
前記洗浄槽２０の上部側部には、複数個の洗浄ノズル（洗浄手段）２１が配されており、放電電極３０の洗浄槽２０内に収納された部分（洗浄部）の電極面に洗浄液を噴出してその電極面を洗浄するようになっている。また、洗浄槽２０の上部一側部には、ケーシング２の外部に設けられるファン２２によって送出され、局部ヒータ２３によって加熱された乾燥空気を洗浄槽２０内に吹き込むための乾燥空気吹き込み口２４が設けられている。さらに、洗浄槽２０の下端一側部には、洗浄槽２０内の洗浄液等を外部に排出するドレン口２５が設けられている。前記乾燥空気吹き込み口２４およびドレン口２５に連なる配管途中には、それぞれ開閉弁２４'、２５'が設けられており、それら開閉弁２４'、２５'の開閉操作を行うことによって、洗浄槽２０内への乾燥空気の吹き込み・停止と、洗浄槽２０内に貯まった洗浄排水等の排出・停止とが選択的に行えるようにされている。さらに、前記拡径部１３ａ、１３ａの内壁面には、赤外線および輻射熱を利用して、放電電極３０の電極面を局部的に加熱して乾燥させる赤外線ヒータ２６、２６（放電部乾燥手段）が設けられている。
【００２２】
前記放電電極３０は、図２に示されるように、円筒状に形成された基板部３１を備えており、前記基板部３１の上半部側の外周面および下半部側の外周面それぞれには、被処理ガス内での放電を行うためのリブ状の放電電極板３２ａ、３２ｂが互いに電気的に絶縁された状態で取り付けられている。また、各放電電極板３２ａ、３２ｂは、独立に電力供給を受けるとともに、図示されない制御装置によって放電のオン・オフが制御されるように構成されている。ここで、放電電極板３２ａ、３２ｂは、例えば、放電電極３０の回転方向（矢印Ａ方向）に直交する向きに並べて配される円弧状の複数の電極板と、これら円弧状の電極板を繋ぐように軸方向に配される直線状の電極板とを有する形状とされている。
【００２３】
このように構成される放電処理部３においては、前記回転機構を駆動し放電電極３０を１８０°回転させることによって、放電電極３０の洗浄槽２０の外に露出する部分（図２において放電電極板３２ａが取り付けられている部分）を洗浄槽２０内に収納するとともに、洗浄槽２０内に収納されている部分を（図２では、放電電極板３２ｂが取り付けられている部分）を洗浄槽２０外に露出させ被処理ガスに面するようにされている。また、前記基板部３１の外周面で、各放電電極板３２ａ、３２ｂの境界には、一方の電極板３２ａが取り付けられている部分と、他方の電極板３２ｂが取り付けられている部分とを離隔する離隔板３３ａ、３３ｂが外径方向に向け取り付けられている。なお、前記離隔板３３ａ、３３ｂは、洗浄槽２０内の洗浄排水等が洗浄槽２０の外部に飛散するのを防止する役目をする。
【００２４】
次に、このように構成されるプラズマ脱臭装置１における被処理ガスの脱臭過程について説明する。なお、以下の説明において、前記基板部３１の上半部（第１領域１１に露出している部分）の外周面と、その外周面に取り付けられる放電電極板３２ａを第１電極面３４ａといい、基板部３１の下半部（洗浄槽２０内に格納されている部分）の外周面と、その外周面に取り付けられる放電電極板３２ｂを第２電極面３４ｂという。
【００２５】
このように構成されるプラズマ脱臭装置１によれば、導入路１３ｂを通りケーシング２内に導入された被処理ガス中の臭気成分は、前記第１電極面３４ａの放電に伴い発生する酸性活性成分（オゾン・ラジカル等）によって酸化される。こうして酸化された臭気成分を含む被処理ガスは、前記洗浄槽２０を迂回して下方に流動し、前記仕切り板１０の下側を通って第２領域１２内に入り込んだ後、触媒処理部４に供給される。そして、この触媒処理部４による酸化分解によって前記臭気成分が除去される。こうして、脱臭されて清浄化された排ガスは、ファン５によってプラズマ脱臭装置１外に排出される。
【００２６】
ところで、このような脱臭を一定時間連続して行うと、臭気成分の析出物、粉塵等が、放電処理中の電極面３４ａ（３４ｂ）に付着して放電効率が低下し、被処理ガスの脱臭が十分に行えなくなる。そこで、次のようにして、電極面３４ａ（３４ｂ）の洗浄を行い、析出物・粉塵等の除去を行う。なお、以下の説明においては、第１電極面３４ａが洗浄槽２０外に露出され、第２電極面３４ｂが洗浄槽２０内に収納されているものとする。
【００２７】
第１電極面３４ａの放電開始から所要時間が経過した後、放電電極３０を軸心周りに矢印Ａ方向に１８０°回転させて、その第１電極面３４ａを洗浄槽２０内に収納するとともに、前記第２電極面３４ｂを洗浄槽２０外に露出させて被処理ガスに面する側に移動させる。同時に、前記第１電極面３４ａへの電力供給を停止し、第２電極面３４ｂへの電力供給を開始する。こうして、第２電極面３４ｂによる放電処理が開始される。
【００２８】
また、ほとんどの被処理ガス中には水分が含まれており、ガスの相対湿度や温度によっては、連続運転により、放電状態にある電極面３４ｂ（３４ａ）が湿潤し、放電効率が低下する。そこで、必要に応じて赤外線ヒータ２６を通電することにより、電極面３４ｂ（３４ａ）を乾燥させ、湿度による放電状態の悪化を防止するようにされている。
【００２９】
次に、前記洗浄ノズル２１から洗浄液を洗浄槽２０内に噴出させて、前記第１電極面３４ａの洗浄を行い、この第１電極面３４ａに付着した析出物および粉塵等を除去する。その後、ドレン口２５に連なる配管の開閉弁２５'を開状態にして洗浄槽２０内に貯まった洗浄液、析出物、粉塵等を外部に排出する。同時に、前記乾燥空気吹き込み口２４に連なる配管の開閉弁２４'を開状態にして乾燥空気を洗浄槽２０内に供給し、前記第１電極面３４ａを乾燥させる。
【００３０】
以下、このような手順を繰り返し行い、第１および第２電極面３４ａ、３４ｂの放電・洗浄を交互に行う。
【００３１】
本実施形態においては、以上のように、前記回転機構を用いて放電電極３０を回転させることで、第１領域１１内で放電する電極面３４ａ（３４ｂ）と、洗浄槽２０内で洗浄される電極面３４ｂ（３４ａ）とを交互に切り替えることができるので、第１領域１１内での放電を停止させることなく、また、放電効率を良好に保って、放電電極３０の洗浄を行うことができる。加えて、放電処理が施されないまま被処理ガスが触媒処理部４に供給されることもないので、その触媒処理部４の負担を軽減することができる。
【００３２】
さらに、本実施形態においては、洗浄槽２０内において、電極面３４ａ（３４ｂ）の洗浄を行うようにされているので、噴出される液体（洗浄液）および、析出物・煤塵等が洗浄槽２０の外部に飛散するのを防止することができる。また、洗浄の際に生じる洗浄排水等は、一旦洗浄槽２０内に貯留されるので、その洗浄排水が強アルカリ、強酸性を示した場合においても耐食対策を容易に講じることができる。加えて、従来のプラズマ脱臭装置においては、放電電極を乾燥させるために大型・大出力のヒータを連続稼働して、導入された被処理ガス全体を加熱し、その被処理ガスを一定の湿度以下に保つ必要があったが、本実施形態においては、電極面３４ａ（３４ｂ）を乾燥させるだけで良いため、乾燥手段（局所ヒータ２３、赤外線ヒータ２６）の小型化を図ることができ、その稼働時間も短縮することができる。したがって、乾燥手段の設置費および維持管理費を大幅に低減することができる。
【００３３】
本実施形態においては、ケーシング２内に洗浄槽２０を収納したものを説明したが、放電のみをケーシング２内で行い、洗浄をケーシング２外で行うようにすることもできる。
【００３４】
本実施形態においては、円筒状の基板部３１に、放電電極３０の回転方向に直交する向きに並べて配される円弧状の複数個の電極板と、これら円弧状の電極板を繋ぐように軸方向に配される直線状の電極板とを有する放電電極板３２ａ、３２ｂを取り付けたが、この放電電極板３２ａ、３２ｂの形状は特に限定されることがなく、基板部３１の規模、形状に応じて別形状の放電電極板を使用することができる。ここで、別形状の放電電極板としては、例えば、図３に示されるように、円筒状の基板部３１に、放電電極３０の軸方向を向いた直線状の複数の電極板を、放電電極３０の回転方向（矢印Ａ）に向けて並べて配し、これら直線状の電極板を繋ぐように円弧状の電極板を基板部３１の一端部に配した形状の放電電極板３２ａ'（３２ｂ'）が挙げられる。
【００３５】
また、本実施形態においては、円筒状の基板部３１に、二個の放電電極板３２ａ、３２ｂを取り付けて、二組の電極面３４ａ、３４ｂを形成するようにしたが、基板部の形状、電極面の数も特に限定されることがなく、例えば、円筒状の基板部の外周面に四個の放電電極板を取り付けて、四組の電極面を形成し、放電電極３０を軸回りに９０°、あるいは１８０°ずつ回転させて、放電・洗浄を順次行うようにしても良い。また、円筒状の基板部３１の代わりに、断面正方形、断面ひし形の基板部を用い、その外側面に第１〜第４の電極面を形成するようにしても良い。
【００３６】
本実施形態において、洗浄槽２０内の電極面３４ａ、３４ｂの洗浄を行うための洗浄手段として、洗浄液を噴出する洗浄ノズル２１を用いたが、バブリング機構あるいは超音波機構等を用いて、放電電極３０の洗浄を行うようにしても良い。
【００３７】
さらに、本実施形態においては、洗浄槽２０の外部に露出する電極面３４ａ（３４ｂ）を乾燥させるために赤外線ヒータ２６を用いたが、他の乾燥手段を用いることも勿論可能である。
【００３８】
なお、本実施形態においては、放電電極３０の洗浄槽２０内に納められている部分が本発明の洗浄部に相当し、放電電極３０の洗浄槽２０外に露出されて被処理ガスに面する部分が放電部に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態に係るプラズマ脱臭装置の概略構成図
【図２】プラズマ脱臭装置内に用いられる放電電極の斜視図
【図３】別形状の放電電極板が配された放電電極の斜視図
【図４】従来のプラズマ脱臭装置の概略構成
【符号の説明】
【００４０】
１                                  プラズマ脱臭装置
３                                  放電処理部
４                                  触媒処理部
２０                                  洗浄槽
２１                                  洗浄ノズル
２２                                  ファン
２３                                  局部ヒータ
２４                                  乾燥空気吹き込み口
２６                                  赤外線ヒータ
３０                                  放電電極
３１                                  基板部
３２ａ、３２ｂ、３２ａ'、３２ｂ'    放電電極板
３４ａ                                第１電極面
３４ｂ                                第２電極面
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005118748.tif 000005
【図４】
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