(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼炉に蓄熱バーナーを設け、この蓄熱バーナーは、炉内で被処理ガスを燃焼させるバーナー本体と、このバーナー本体を取り囲んで配置した蓄熱体及び吸排ダクトを具備し、この吸排ダクトを蓄熱体に対して相対回転させながら、蓄熱体により、炉外に排出される排ガスの熱で上記吸排ダクトから導入される被処理ガスを予熱するように構成したガス処理装置において、上記蓄熱体を複数の蓄熱要素に分割するとともに、この各蓄熱要素をそれぞれ独立した筒状の蓄熱容器に収容し、この各蓄熱容器を、それぞれ独立して熱膨張・収縮し得るように互いの間に隙間が形成され、かつ、熱膨張・収縮を妨げない状態で支持してなることを特徴とするガス処理装置。
【請求項２】
各蓄熱容器の下端部を共通の容器支持体に固定することにより、熱膨張・収縮を妨げない状態で支持したことを特徴とする請求項１記載のガス処理装置。
【請求項３】
各蓄熱容器の内周面と蓄熱要素との間の隙間部分に、クッション性を有しかつガスを通過させない保持部材を設けたことを特徴とする請求項１または２記載のガス処理装置。
【請求項４】
各蓄熱要素の上端に燃焼炉内に向けて延長通路を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は異臭や有樹物を含んだガスを燃焼させることによって脱臭や分解を行うガス処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のガス処理装置の中でも、近年、省エネルギーの観点から、たとえば特開平６−２８１１３１号公報に示されているように処理済みガス（排ガス）の熱を被処理ガスの予熱に利用する回転蓄熱バーナー式のガス処理装置が注目されている。この回転蓄熱バーナー式ガス処理装置の公知例を図５によって説明する。
【０００３】
同装置は、燃焼炉１の底壁部分に回転蓄熱バーナー２を設けて構成される。
【０００４】
この回転蓄熱バーナー２は、バーナー本体３と、このバーナー本体３を取り囲んで炉内に配置された蓄熱体４、及び炉外に配置された吸排ダクト５等によって構成され、バーナー本体３の噴射口３ａから助燃剤を噴射して火炎Ａを発生させることにより炉内で被処理ガスを燃焼させる。
【０００５】
蓄熱体４は通気性を有し、この蓄熱体４及び吸排ダクト５を通して被処理ガスを炉内に導入し、排ガスを炉外に排出することにより、蓄熱体３部分で排ガス熱を被処理ガスの予熱に利用し、燃焼効率を高める。
【０００６】
また、吸排ダクト５は内部に回転ダクトを有し、この回転ダクトを回転させることにより、蓄熱体３に対する被処理ガス及び排ガスの通路を周方向に連続して変化させ、熱交換作用が蓄熱体３の全周部分で均等に効率良く行われるように構成されている。
【０００７】
ここで、蓄熱体３としては、通常、波板状の耐熱性金属板をロール状に巻いて形成したコロケードハニカムが用いられる。
【０００８】
このコロケードハニカムは、比較的薄い金属板をロール状に曲げるだけで安価に製造でき、しかも表面積が大きくて高い熱交換効率が得られるという利点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、その反面、このコロケードハニカム構造の蓄熱体の弱点として、長期操業中に熱応力による変形によってガスがリークし、被処理ガスが未処理のまま排出されて臭気成分や有機物の除去率が低下するおそれがある。
【００１０】
なお、セラミックによってハニカム構造の蓄熱体を製造することも可能であるが、熱交換効率を高めるためにハニカムを構成する壁を薄く作る必要があることから、長期操業中にこの壁が破損することによって同様にガスのリークが発生するおそれがある。
【００１１】
そこで、新たな方式として、蓄熱体を複数の蓄熱要素に分割し、この各蓄熱要素間を隔壁で区画する方法も提案された。隔壁は、中心のバーナー本体と、蓄熱体を取り囲む周壁との間に放射状に配置され、溶接固定される。
【００１２】
この構成によると、各蓄熱要素は独立しているため、それぞれに作用する膨張・収縮による応力を抑えることができる。
【００１３】
しかし、この各蓄熱要素を区画する隔壁は、周壁及びバーナー本体に固定されているため、この固定部分に大きな熱応力が作用する。これは、高温が作用する炉内側（蓄熱体上部）でとくに顕著となり、この熱応力により隔壁と周壁の溶接部分に亀裂が入るおそれがある。
【００１４】
従って、この分割方式によっても、ガスのリークが発生し、解決には至らなかった。
【００１５】
そこで本発明は、蓄熱体を複数の蓄熱要素に分割する方式を前提としてガスのリークを防止することができるガス処理装置を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、燃焼炉に蓄熱バーナーを設け、この蓄熱バーナーは、炉内で被処理ガスを燃焼させるバーナー本体と、このバーナー本体を取り囲んで配置した蓄熱体及び吸排ダクトを具備し、この吸排ダクトを蓄熱体に対して相対回転させながら、蓄熱体により、炉外に排出される排ガスの熱で上記吸排ダクトから導入される被処理ガスを予熱するように構成したガス処理装置において、上記蓄熱体を複数の蓄熱要素に分割するとともに、この各蓄熱要素をそれぞれ独立した筒状の蓄熱容器に収容し、この各蓄熱容器を、それぞれ独立して熱膨張・収縮し得るように互いの間に隙間が形成され、かつ、熱膨張・収縮を妨げない状態で支持してなるものである。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、各蓄熱容器の下端部を共通の容器支持体に固定することにより、熱膨張・収縮を妨げない状態で支持したものである。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項２の構成において、各蓄熱容器の内周面と蓄熱要素との間の隙間部分に、クッション性を有しかつガスを通過させない状態で蓄熱要素を保持する保持部材を設けたものである。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、各蓄熱要素の上端に燃焼炉内に向けて延長通路を設けたものである。
【００２０】
上記構成によると、
（ｉ）  分割方式であるため、各蓄熱要素に作用する熱応力が小さく、この熱応力による蓄熱要素そのものの破損等の可能性が低くなる。
【００２１】
（ｉｉ）  各蓄熱要素を収容する空間を、固定された隔壁で区画する従来の分割方式と異なり、各蓄熱要素を各個独立した蓄熱容器に収容する構成であること、及びこの各蓄熱容器はそれぞれ独立して熱膨張・収縮し得るように互いの間に隙間が形成され、かつ、熱膨張・収縮を妨げない状態で（請求項２では容器下端部を共通の容器支持体に固定することによって）支持されていることにより、蓄各熱容器に働く熱応力も小さくてすむ。
【００２２】
（ｉｉｉ）  もし、特定の蓄熱容器に破損が起こっても、ガスが他の蓄熱容器（蓄熱要素）内に侵入するおそれがない。
【００２３】
以上の点により、ガスのリークを防止し、長期に亘って一定のガス処理性能を維持することが可能となる。
【００２４】
また、請求項３の構成によると、各蓄熱容器の内周面と蓄熱要素との間の隙間部分に、クッション性を有しかつガスを通過させない状態で蓄熱要素を保持する保持部材を設けたから、容器内周面と蓄熱要素の接触を防止しながら上記隙間部分の気密性を保つことができる。
【００２５】
請求項４の構成によると、各蓄熱要素の上端に炉内に向けて延長通路を設けたから、給気側から排気側へのガスのショートパスを防止し、被処理ガスを炉内の長い区間で予熱して燃焼効率を高めることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１〜図４によって説明する。
【００２７】
このガス処理装置は、図１に示すように基本的には図５に示す従来装置と同様に、燃焼炉１１内に回転蓄熱バーナー１２が設けられて構成される。
【００２８】
回転蓄熱バーナー１２は、燃焼炉１１の底壁中央部に設けられた蓄熱体１３と、この蓄熱体１３の中心部を貫通して設けられたバーナー本体１４と、このバーナー本体１４を取り囲むようにして炉外に設けられた吸排ダクト１５等によって構成され、バーナー本体１４の噴射口１４ａから助燃剤が噴射されて火炎が発生することにより炉内で被処理ガスが燃焼する。
【００２９】
また、蓄熱体１３及び吸排ダクト１５を通して被処理ガスが炉内に導入されるとともに排ガスが炉外に排出されることにより、蓄熱体１３部分で排ガス熱が被処理ガスの予熱に利用される。
【００３０】
図１中、１６は補助バーナー、１７はパイロットバーナー、１８は処理済みガスを吸排ダクト１５外に吸引する吸引ファン、１９は煙突である。
【００３１】
吸排ダクト１５は内部に回転ダクト（図示しない）を有し、この回転ダクトが回転することにより、熱交換作用が蓄熱体１３の全周部分で均等に効率良く行われる。
【００３２】
このガス処理装置において、蓄熱体１３は、図２に示すようにコージェライト等を素材とするハニカム構造を有する複数の蓄熱要素２０…に分割され、この各蓄熱要素２０…が、それぞれ独立した筒状の蓄熱容器２１…に収容されている。
【００３３】
なお、蓄熱体１３…及び蓄熱容器２１…は、図３に示すように四角筒状としてもよいし、図４に示すように円筒状に形成してもよい。
【００３４】
各蓄熱要素２０…は、図２に示すようにさらに複数の蓄熱ピース２０ａ…に分割され、これらが蓄熱容器２１内で上下に積層されている。
【００３５】
また、蓄熱容器２１の内周面には、ヤーンロープのような耐熱性とクッション性を有し、かつ、ガスを通過させない素材から成る保持部材２２が、蓄熱容器２１の内周面と蓄熱要素２０との間の隙間部分を埋める形で設けられている。
【００３６】
この保持部材２２により、容器内周面と蓄熱要素２０の接触が防止されながら上記隙間部分の気密性が保たれる。
【００３７】
一方、各蓄熱容器２１…は、共通の容器支持板（容器支持体）２３上に、図３に示すようにリング状（図示のような四角形リング状でもよいし円形リング状でもよい）に配置され、それぞれの下端が容器支持板２３に溶接等によって固定されている。
【００３８】
このように、蓄熱体１３が複数の蓄熱要素２０…に分割されているため、各蓄熱要素２０…に作用する熱応力が小さく、この熱応力による蓄熱要素２０…そのものの破損等の可能性が低くなる。
【００３９】
しかも、
（ｉ）各蓄熱要素２０…は各個独立した蓄熱容器２１…に収容され、
（ｉｉ）この各蓄熱容器２１…は共通の容器支持板２３に下端のみが固定され、全体として熱膨張・収縮を妨げられない状態で支持されている
ため、蓄各熱容器２１…に働く熱応力も小さくてすむ。
【００４０】
とくに、蓄熱要素２０…及び蓄熱容器２１…を図４に示す円筒状に形成すれば、熱応力の集中や歪みが生じにくいため、破損や亀裂が起こりにくい。
【００４１】
また、もし特定の蓄熱容器２１に破損が起こっても、ガスが他の蓄熱容器２１（蓄熱要素２０）内に侵入するおそれがない。
【００４２】
以上の点により、長期に亘って蓄熱体１３でのガスのリークが確実に防止される。
【００４３】
一方、各蓄熱要素２０…の上端（最上段蓄熱ピース２０ａの上端）に、耐熱性断熱材（たとえば石膏ボード）からなる四角筒状の延長管２４が上向きに（炉内に向けて）延設され、これによって蓄熱要素２０…の上方に連なる延長通路２５が形成されている。
【００４４】
この延長通路２５により、給気側から排気側へのガスのショートパスが防止されるとともに、被処理ガスが排ガス熱及び炉熱によって長い区間で予熱されることにより燃焼効率が高められる。
【００４５】
実験例
上記実施形態の装置（蓄熱容器２１は図３の四角筒状のもの、各蓄熱要素２０はコージェライト製）を用い、下記の条件で性能確認試験を行った。なお、下記結果中の例１〜例３は延長通路２５を設け、例４については延長通路２５を設けなかった。
【００４６】
（運転条件）
処理ガス量：            ２．５〜４．２Ｎｍ--３／ｍｉｎ
補助燃料及び使用量：    プロパン  ７．５Ｌ／ｍｉｎ
給気ガス成分：          トルエン濃度１００〜２００ｐｐｍの空気
炉内代表温度：          約９００゜Ｃ
それぞれの処理ガス量で各４時間運転し、分解率は４時間後の給気ガス及び排ガスをサンプリングして計算した。
【００４７】
結果
処理ガス量Ｎｍ--３／ｍｉｎ        分解率（％）
例１      ２．５                    ８９．２
例２      ３．８                    ８９．６
例３      ４．２                    ９１．８
例４      ３．５                    ７２．０
分解率＝（給気中トルエン量−排気中トルエン量）／給気中トルエン量                                                            ×１００
上記のように、どの処理ガス量においても除去率が７０％以上と、トルエンを高度に除去できることが確認できた。とくに延長通路２５を設ける（例１〜例３）ことで除去率が約９０％となり、トルエンがさらに高度に除去できることが確認された。
【００４８】
【発明の効果】
上記のように本発明によるときは、蓄熱体を複数の蓄熱要素に分割するとともに、この各蓄熱要素をそれぞれ独立した筒状の蓄熱容器に収容し、この各蓄熱容器をそれぞれ独立して熱膨張・収縮し得るように互いの間に隙間が形成され、かつ、熱膨張・収縮を妨げない状態で支持したから、
（１）  各蓄熱要素に作用する熱応力が小さく、この熱応力による蓄熱要素そのものの破損等の可能性が低くなること、
（２）  蓄各熱容器に働く熱応力も小さくてすむこと、
（３）  もし、特定の蓄熱容器に破損が起こっても、ガスが他の蓄熱容器内に侵入するおそれがないこと
により、ガスのリークを防止し、長期に亘って一定のガス処理性能を維持することが可能となる。
【００４９】
また、請求項３の発明によると、各蓄熱容器の内周面と蓄熱要素との間の隙間部分に、クッション性を有しかつガスを通過させない状態で蓄熱要素を保持する保持部材を設けたから、容器内周面と蓄熱要素の接触を防止しながら上記隙間部分の気密性を保つことができる。
【００５０】
さらに、請求項４の発明によると、各蓄熱要素の上端にガス延長通路を設けたから、給気側から排気側へのガスのショートパスを防止し、被処理ガスをより長い区間で予熱して燃焼効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態にかかるガス処理装置の全体概略断面図である。
【図２】  同装置における蓄熱体の拡大断面図である。
【図３】  図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】  蓄熱体の各蓄熱要素及び蓄熱容器を円筒状とした場合の図３相当図である。
【図５】  従来のガス処理装置の全体概略断面図である。
【符号の説明】
１１  燃焼炉
１２  蓄熱バーナー
１３  蓄熱体
１４  バーナー本体
１５  吸排ダクト
２０  蓄熱体を構成する蓄熱要素
２１  蓄熱容器
２２  保持部材
２３  容器支持板（容器支持体）
２５  延長通路
【図１】
0003929708.tif 000002
【図２】
0003929708.tif 000003
【図３】
0003929708.tif 000004
【図４】
0003929708.tif 000005
【図５】
0003929708.tif 000006