(57)【要約】      （修正有）【課題】炉を駆動した状態で安全に且つ容易に触媒担持体を交換できる排出ガス処理ユニットを提供する。【解決手段】排気管路３０上に位置する排出ガス処理ユニットは、触媒を担持したペレット状の触媒担持体を収納する触媒収納室５３と、ペレット状のフィルタ部材を収納し、触媒収納室よりも排気方向である矢印Ｘ方向（水平方向）の上流側に位置する前処理剤収納室５２とを備えている。前処理剤収納室は、新たなフィルタ部材を室内に投入するための鉛直方向に開口した処理剤投入口５２Ａと、室内に収納されているフィルタ部材を室外に排出させるための鉛直方向に開口した処理剤排出口５２Ｃとを有している。触媒収納室は、新たな触媒担持体を室内に投入するための鉛直方向に開口した触媒投入口５３Ａと、室内に収納されている触媒担持体を室外に排出させるための鉛直方向に開口した触媒排出口５３Ｃとを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物に熱処理を施す炉の内部で発生したガスを所定の排気方向に導いて外部に排出する排気路上の前記炉の内部又は外部に位置し、触媒を担持したペレット状の触媒担持体を収納する触媒収納室であって、前記ガスが室内を前記排気方向に通過自在な通気面で外壁の一部が形成されている触媒収納室を備え、
前記触媒収納室は、上方側に位置して新たな前記触媒担持体を室内に投入するための開閉自在な触媒投入口と、下方側に位置して室内に収納されている前記触媒担持体を室外に排出させるための開閉自在な触媒排出口と、を前記炉の外部に露出させて有し、
前記触媒投入口の向き及び前記触媒排出口の向きは、前記排気方向と異なることを特徴とする排出ガス処理ユニット。
【請求項２】
ペレット状のフィルタ部材を収納する前処理剤収納室であって、前記触媒収納室よりも前記排気方向の上流側に位置し、前記ガスが室内を前記排気方向に通過自在な通気面で外壁の一部が形成されている前処理剤収納室を備え、
前記前処理剤収納室は、上方側に位置して新たな前記フィルタ部材を室内に投入するための開閉自在な処理剤投入口と、下方側に位置して室内に収納されている前記フィルタ部材を室外に排出させるための開閉自在な処理剤排出口と、を前記炉の外部に露出させて有し、
前記処理剤投入口の向き及び前記処理剤排出口の向きは、前記排気方向と異なることを特徴とする請求項１に記載の排出ガス処理ユニット。
【請求項３】
前記触媒収納室及び前記前処理剤収納室は、共通の前記通気面を介して連通していることを特徴とする請求項２に記載の排出ガス処理ユニット。
【請求項４】
前記触媒投入口の向き及び前記触媒排出口の向き、並びに、前記処理剤投入口の向き及び前記処理剤排出口の向きは、鉛直方向であり、
前記排気方向は、水平方向であることを特徴とする請求項２又は３に記載の排出ガス処理ユニット。
【請求項５】
前記触媒収納室及び前記前処理剤収納室は、前記通過面が金網で形成されていることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の排出ガス処理ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被処理物に熱処理する炉内で発生したガスを触媒で分解等した後に外部に排出する排出ガス処理ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機物やバインダが塗工されたプラズマディスプレイ用のガラス基板等の被処理物に炉の内部で熱処理を施す熱処理装置では、加熱された被処理物からバインダ揮発物等を含むガスが発生する。そのため、熱処理装置は、このガスを排気管路から炉の外部に排出している。また、熱処理装置には、排気管路上に排出ガス処理ユニットを備えた構成のものがある（例えば、特許文献１参照。）。排気管路内に導かれたガスは、この排出ガス処理ユニットを通過して酸化分解等された後に排出される。
【０００３】
排出ガス処理ユニット内部には、フィルタユニット、触媒ユニットがこの順で排気方向に沿って配置されている。フィルタユニットは、内部にメタルハニカムの直方体形状のフィルタを収納している。フィルタは、フィルタユニット内部を排気方向に通過するガスに含まれる固形物等を除去する。触媒ユニットは、内部にメタルハニカムの直方体形状の触媒担持体を収納している。触媒担持体は、触媒ユニット内部を排気方向に通過するガスに含まれるバインダ揮発物を酸化分解する。
【０００４】
フィルタ及び触媒担持体は、使用により性能が低下するので定期的に交換される。交換は、作業の利便性を考慮してフィルタユニット及び触媒ユニットごと行われている。具体的には、炉の駆動を停止した後に、排出ガス処理ユニットの上部にあるナットを外して上蓋を開け、交換すべきフィルタユニット等を取り外して新しいフィルタユニット等を装着する。その後、上蓋を閉めてナットで固定し、再び炉を駆動して熱処理を開始する。このフィルタユニット及び触媒ユニットは、直方体形状であるので着脱を容易に行うことができる。
【０００５】
交換の際に炉の駆動を停止するのは、上蓋を開けてフィルタユニット等を取り外した時に酸化分解等されていないガスが漏れる可能性があるからである。処理前のガスは、人体に有害な場合や異臭を伴う場合もあり、また高温で排出されるからである。
【特許文献１】特開平２００４−３１６９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１の構成では、フィルタユニット、触媒ユニットを交換するために炉の駆動を停止しなければならず、生産性が低下してしまう。
【０００７】
この発明の目的は、炉を駆動した状態で安全に且つ容易に触媒担持体を交換することができる排出ガス処理ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の排出ガス処理ユニットは、触媒収納室を備えている。触媒室収納室は、被処理物に熱処理を施す炉の内部で発生したガスを所定の排気方向に導いて外部に排出する排気路上の前記炉の内部又は外部に位置し、触媒を担持したペレット状の触媒担持体を収納する。また、触媒室収納室は、ガスが室内を排気方向に通過自在な通気面で外壁の一部が形成されている。さらに、触媒収納室は、上方側に位置して新たな触媒担持体を室内に投入するための開閉自在な触媒投入口と、下方側に位置して室内に収納されている触媒担持体を室外に排出させるための開閉自在な触媒排出口と、を前記炉の外部に露出させて有している。この触媒投入口の向き及び触媒排出口の向きは、排気方向と異なるように形成されている。
【０００９】
この構成では、触媒収納室内を通過するガスが触媒担持体によって分解される。触媒収納室の触媒担持体は、触媒排出口から排出された後に触媒投入口から所定量が投入されることで交換される。この触媒担持体は、ペレット状であるので流動性が高い。しかも、触媒排出口が本体ユニットの下方側に配置されているので、排出の際に使用済みの触媒担持体は自重により触媒収納室から外部に流れ出る。また、触媒投入口が本体ユニットの上方側に配置されているので、投入の際に未使用の触媒担持体は自重で触媒収納室内に流れ込む。したがって、触媒担持体を容易に交換することができる。
【００１０】
また、触媒投入口の向き及び触媒排出口の向きがガスの排気方向とは異なる向きに形成されているので、触媒担持体の交換時にガスが触媒投入口及び触媒排出口から外部に流出することを防止できる。これにより、触媒担持体の交換作業時に炉の駆動を停止しなくても、安全に交換作業を行うことができる。
【００１１】
この発明の排出ガス処理ユニットは、さらに前処理剤収納室を備えることができる。前処理剤収納室は、ペレット状のフィルタ部材を収納し、触媒収納室よりも排気方向の上流側に位置し、ガスが室内を排気方向に通過自在な通気面で外壁の一部が形成されている。また、前処理剤収納室は、上方側に位置して新たなフィルタ部材を室内に投入するための開閉自在な処理剤投入口と、下方側に位置して室内に収納されているフィルタ部材を室外に排出させるための開閉自在な処理剤排出口と、を前記炉の外部に露出させて有している。この処理剤投入口の向き及び処理剤排出口の向きは、排気方向と異なるように形成されている。
【００１２】
この構成では、前処理剤収納室を通過するガスに含まれる固形物がフィルタ部材によって除去される。その後、ガスは触媒収納室を通過して触媒担持体によって分解される。前処理剤収納室に収納されたフィルタ部材は、処理剤排出口から排出された後に処理剤投入口から所定量が投入されることで交換される。この処理剤担持体は、ペレット状であるので流動性が高い。しかも、処理剤排出口が本体ユニットの下方側に配置されているので、排出の際に使用済みのフィルタ部材は自重により前処理剤収納室から外部に流れ出る。また、処理剤投入口が本体ユニットの上方側に配置されているので、投入の際に未使用のフィルタ部材は自重で前処理剤収納室内に流れ込む。したがって、フィルタ部材を容易に交換することができる。
【００１３】
また、処理剤投入口の向き及び処理剤排出口の向きがガスの排気方向とは異なる向きに形成されているので、フィルタ部材の交換時にガスが処理剤投入口及び処理剤排出口から外部に流出することを防止できる。これにより、フィルタ部材の交換作業時に炉の駆動を停止しなくても、安全に交換作業を行うことができる。
【００１４】
この発明の排出ガス処理ユニットにおいては、触媒収納室及び前処理剤収納室は、共通の通気面を介して連通することができる。
【００１５】
この構成では、触媒収納室と前処理剤収納室とが外壁の一部に形成されている通気面を共通にして連通した状態となっている。そのため、本体ユニットのサイズをコンパクトにでき、また通気面を共通使用することで部品点数の減少によりコストアップを抑制できる。
【００１６】
この発明の排出ガス処理ユニットにおいては、触媒投入口の向き及び触媒排出口の向き、並びに、処理剤投入口の向き及び処理剤排出口の向きは、鉛直方向とすることができる。また、排気方向は、水平方向とすることができる。
【００１７】
この構成では、触媒担持体が鉛直方向に室内から排出され、鉛直方向に室内投入される。また、フィルタ部材も鉛直方向に室内から排出され、鉛直方向に室内に投入される。一方、ガスは水平方向に導かれて前処理剤収納室及び触媒収納室を順に通過した後に外部に排出される。したがって、触媒担持体及びフィルタ部材の投入方向及び排出方向とガスの排気方向とが全く異なるので、交換の際にガスが触媒投入口、触媒排出口及び処理剤投入口、処理剤排出口から流出することをより確実に防止できる。また、触媒担持体及びフィルタ部材の投入方向及び排出方向が鉛直方向であるので、触媒担持体及びフィルタ部材の自重による流動性が最も高くなり、交換をより容易に行うことができる。
【００１８】
この発明の排出ガス処理ユニットは、触媒収納室及び前処理剤収納室は、通過面を金網で形成することができる。
【００１９】
この構成では、発生したガスが金網で形成された通気面を通って触媒収納室内及び前処理剤収納室内を通過する。したがって、触媒担持体及びフィルタ部材を収納するための触媒収納室及び前処理剤収納室の強度をコストアップすることなく容易に確保できる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の排出ガス処理ユニットによれば、触媒担持体を炉を駆動した状態で安全に且つ容易に交換することができるので、生産性を向上でき、また交換作業者の負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳述する。
【００２２】
図１は、この発明の実施形態に係る排出ガス処理ユニットを備えた熱処理装置の概略の構成を示す断面図である。熱処理装置１００は、連続焼成炉１０、排気管路３０、排出ガス処理ユニット５０等から構成され、有機物やバインダが塗工されたプラズマディスプレイ用のガラス基板等の被処理物に熱処理を施す。
【００２３】
連続焼成炉１０は、セラミックスファイバーを真空成形した厚肉板状の硬質の断熱材よりなる底壁１０Ａ、天壁１０Ｂ、左右側壁１０Ｃ，１０Ｃによって形成された偏平な直方体形状を呈している。また連続焼成炉１０には、天壁１０Ｂ等に複数の電気ヒータ１０Ｄが埋設されている。電気ヒータ１０は、連続焼成炉１０内を加熱する。
【００２４】
連続焼成炉１０は、前後方向（図１の紙面の垂直方向）に長く形成され、両端が左右の側壁１０Ｃ、１０Ｃを貫通する複数の搬送用ローラ２を内部に備えている。複数の搬送用ローラ２は、前後方向に一定の間隔を設けて配設されている。複数の搬送用ローラ２のそれぞれは、連続焼成炉１０の外部で両端が回転自在に支持され、一端に共通の駆動用チェーン（不図示）と噛み合っているスプロケット２Ａを備えている。
【００２５】
複数の搬送用ローラ２は、駆動用チェーンの回転によってスプロケット２Ａを介して一斉に所定の回転速度で回転し、被処理物Ｗを前後方向に一定速度で搬送する。
【００２６】
また、連続焼成炉１０は、ガス吸込部材２０を内部の上方に備えている。ガス吸込部材２０は、両端が閉栓された管状を呈し、連続焼成路１０内の図１の紙面左右方向のほぼ全幅にわたって設けられている。ガス吸込部材２０には、全体にわたって多数の孔２１が形成されている。孔２１は、被処理物Ｗから発生するバインダ揮発物を含んだ雰囲気ガス（以下、ガスと言う。）を吸い込む。
【００２７】
また、ガス吸込部材２０は、排気管路３０に接続されている。この発明の排気路である排気管路３０は、ガス吸込部材２０に吸い込まれたガスを排気方向である矢印Ｘ方向に導いて外部に排出する。排気管路３０は、一端側が複数（図１では３本）の分岐路３０１〜３０３で形成されている。分岐路３０１〜３０３は、外部から連続焼成路１０内に貫通してガス吸込部材２０に接続されている。
【００２８】
分岐路３０１〜３０３から排出ガス処理ユニット５０までの間の排気管路３０は、保温用ヒータ３０Ａと保温用断熱材３０Ｂとによって二重に形成されている。したがって、ガス吸込部材２０から吸い込まれたガスが排出ガス処理ユニット５０に導びかれるまでに温度低下を生じてバインダ揮発物が凝固する心配がない。これらの保温用ヒータ３０Ａや保温用断熱材３０Ｂは、排出ガス処理ユニット５０を連続焼成炉１０に近づけることによって連続焼成炉１０から排出ガス処理ユニット５０までの排気管路３０の距離を短縮する場合には不要である。
【００２９】
さらに、排気管路３０の先端には、ベンチュリ効果を利用したエジェクタ４０が接続されている。連続焼成炉１０内のガスは、エジェクタ４０の駆動により発生する負圧によってガス吸込部材２０及び排気管路３０を通って外部に排出される。なお、エジェクタ４０に代えて、排気用のブロアに排気管路３０を接続して排気を行うようにしてもよい。
【００３０】
排出ガス処理ユニット５０は、排気管路３０の分岐路３０１〜３０３とエジェクタ４０との間に位置し、通過するガスを酸化分解等する。排出ガス処理ユニット５０は、矢印Ｘ方向に沿って順に配置されたヒータ部５１、前処理剤収納室５２及び触媒収納室５３等から構成されている。
【００３１】
ヒータ部５１は、補助ヒータ５１１等を備えている。補助ヒータ５１１は、通過するガスを触媒の活性温度以上、好ましくは３５０℃以上に加熱する。前処理剤収納室５２は、複数のペレット状のフィルタ部材を収納している。フィルタ部材は、前処理剤収納室５２内を通過するガスに含まれる固形物を除去する。
【００３２】
触媒収納室５３は、複数のペレット状の触媒担持体を収納している。触媒担持体は、触媒収納室５３内を通過するガスに含まれるバインダ揮発物を酸化分解する。触媒担持体は、セラミックス製又は耐熱金属性の多孔質の担持体に、活性化温度が２００〜３５０℃の範囲にあるＰｔ，Ｐｄ，Ａｇ2 Ｏ等の酸化触媒を担持させたものが好ましい。フィルタ部材としては、上記の触媒担持体の触媒を担持していないものが好ましい。
【００３３】
図２（Ａ），（Ｂ）は、前処理剤収納室５２及び触媒収納室５３の構成を示す正面図及び側面断面図である。なお、図２（Ａ）は、図２（Ｂ）に示す矢印Ｙ方向から見た図である。前処理剤収納室５２は、ガスが通過する外壁部分が金網の通気面６０，６１で形成されている。触媒収納室５３は、ガスが通過する外壁部分が金網の通気面６１，６２で形成されている。
【００３４】
処理剤収納室５２及び触媒収納室５３は、同形状であり、共通の外壁として用いている通気面６１を介して室内が連通している。これにより、排出ガス処理ユニット５０のサイズをコンパクトにでき、また通気面６１を共通使用することで部品点数の減少によりコストアップを抑制できる。なお、前処理剤収納室５２及び触媒収納室５３は、連通している必要はなく、前処理剤収納室５２が触媒収納室５３よりも矢印Ｘ方向の上流側に位置していればよい。
【００３５】
また、処理剤収納室５２及び触媒収納室５３は、通気面６０〜６１を除く外壁全体が保温材５４で被覆されている。
【００３６】
排気管路３０内のガスは、通気面６０を通過して前処理剤収納室５２内でフィルタ部材によって固形物が除去された後、通気面６１を通過して触媒担持体によってバインダ揮発物が酸化分解される。その後、通気面６２を通過してエジェクタ４０から外部に排出される。
【００３７】
前処理剤収納部５２は、上部に栓５２Ｂによって開閉自在にされた処理剤投入口５２Ａと、下部に栓５２Ｄによって開閉自在にされた処理剤排出口５２Ｃとを備えている。処理剤投入口５２Ａ及び処理剤排出口５２Ｃは、鉛直方向に開口している。処理剤投入口５２Ａ及び処理剤排出口５２Ｃは、収納されているフィルタ部材を交換する際に使用される。
【００３８】
例えば、まず、栓５２Ｄを抜いて処理剤排出口５２Ｃを開口する。ここで、処理剤排出口５２Ｃは向きが鉛直方向であり、またフィルタ部材はペレット状であって流動性が高いため、処理剤排出口５２Ｃが開口されると、使用済みのフィルタ部材が自重によって前処理剤収納室５２から流れ出る。流れ出てくるフィルタ部材は、回収容器等に回収する。次に、栓５２Ｄで処理剤排出口５２Ｃを塞ぎ、栓５２Ｂを抜いて処理剤投入口５２Ａを開口する。その後、処理剤投入口５２Ａから新たなフィルタ部材を所定量だけ投入する。ここで、処理剤投入口５２Ａは向きが鉛直方向であり、また上述のようにフィルタ部材は流動性が高いので、新たなフィルタ部材は自重によって落下して前処理剤収納室５２内に流れ込む。その後、栓５２Ｂで処理剤投入口５２Ａを塞いで交換作業が完了する。
【００３９】
触媒収納室５３は、前処理剤収納室５２と同様に上部に栓５３Ｂによって開閉自在にされた触媒投入口５３Ａと、下部に栓５３Ｄによって開閉自在にされた処理剤排出口５３Ｃとを備えている。触媒投入口５３Ａ及び触媒排出口５３Ｃは、鉛直方向に開口している。触媒投入口５３Ａ及び触媒排出口５３Ｃは、上述したフィルタ部材の交換手順と同様の手順で収納されている触媒担持体を交換する際に使用される。
【００４０】
なお、フィルタ部材及び触媒担持体の交換は、排出作業と投入作業とを同時に行うことも可能である。
【００４１】
以上のように、前処理剤収納室５２及び触媒収納室５３の投入口５２Ａ，５３Ａを上部に配置し、排出口５２Ｃ，５３Ｃを下部に配置することによって、ペレット状のフィルタ部材及びペレット状の触媒担持体を自重により容易に排出、投入することができるので、容易にフィルタ部材及び触媒担持体を交換することができる。
【００４２】
また、鉛直方向である投入口５２Ａ，５３Ａの向き及び排出口５２Ｃ，５３Ｃの向きと、水平方向である前処理剤収納室５２及び触媒収納室５３でのガスの排気方向とが、全く異なる向きに形成されているので、フィルタ部材及び触媒担持体の交換時にガスが投入口５２Ａ，５３Ａ及び排出口５２Ｃ，５３Ｃから外部に流出することを防止できる。これにより、フィルタ部材及び触媒担持体の交換作業時に炉の駆動を停止しなくても、安全に交換作業を行うことができる。
【００４３】
したがって、連続焼成炉１０を駆動した状態で安全に且つ容易にフィルタ部材及び触媒担持体を交換することができるので、生産性を向上でき、また交換作業者の負担を軽減することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、投入口５２Ａ，５３Ａ及び排出口５２Ｃ，５３Ｃの向きを鉛直方向とし、ガスの排気方向を水平方向としているが特にこれに限定されるものではなく、投入口５２Ａ，５３Ａ及び排出口５２Ｃ，５３Ｃの向きとガスの排気方向とが異なっていればよい。また、投入口５２Ａ，５３Ａ及び排出口５２Ｃ，５３Ｃの配置位置は収納室５２，５３の上部及び下部に限定されるものではなく、フィルタ部材及び触媒担持体が自重により流動する位置となる収納室５２，５３の上方側及び下方側であればよい。
【００４５】
本実施形態では、連続焼成炉１０に接続された排出ガス処理ユニット５０について説明したが、特にこれに限定されるものではなく、内部で被処理物に熱処理を行った際にガスが発生する熱処理装置に接続される排出ガス処理ユニットであれば本発明を適用することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、排出ガス処理ユニット５０を連続焼成炉１０の外部に設置しているが、熱処理を行う炉の内部に設置してもよい。例えば、排気管路の一部を炉の内部に設け、この排気管路の一部に触媒収納室及び前処理剤収納室を設置する。触媒収納室の触媒投入口及び前処理剤収納室の処理剤投入口は、触媒担持体及びフィルタ部材を外部から室内に流し込めるように排出ガス処理ユニットの上方側から延出し、炉の該ユニットよりも上方の外壁で外部に露出した状態で配置される。
【００４７】
一方、触媒収納室の触媒排出口及び前処理剤収納室の処理剤排出口は、触媒担持体及びフィルタ部材が室内から外部に流出するように排出ガス処理ユニットの下方側から延出し、炉の該ユニットよりも下方の外壁で外部に露出した状態で配置される。
【００４８】
炉の内部は電気ヒータ等の加熱手段で加熱されているので、ガスが排出ガス処理ユニットに導かれるまでに温度低下しないため、排気管路に保温用断熱材を設ける必要や排出ガス処理ユニットにヒータ部を備える必要がなくなる。これにより、コストアップを抑制することができる。
【００４９】
さらに、本実施形態では、排出ガス処理ユニットに前処理剤収納室を備えた構成を用いているが、備えない構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の実施形態に係る排出ガス処理ユニットを備えた熱処理装置の概略の構成を示す断面図である。
【図２】前処理剤収納室及び触媒収納室の構成を示す正面図及び側面断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  連続焼成炉
３０  排出管路
５０  排出ガス処理ユニット
５２  前処理剤収納室
５２Ａ  処理剤投入口
５２Ｃ  処理剤排出口
５３  触媒収納室
５３Ａ  触媒投入口
５３Ｃ  触媒排出口
５４  保温材
６０〜６２  通気面
【図１】
2007292362.tif 000003
【図２】
2007292362.tif 000004