(57)【要約】      （修正有）【課題】各種ガス中の一ＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、細菌、ダニ等の有害成分を加熱し酸化浄化する、コンパクトで簡素な機構で、省エネで高い浄化効率を実現できる有害成分加熱浄化装置を提供する。【解決手段】上方で連通する連通部３０と、下方には開口部２１が形成された底面を有し、連通部以外は壁によって仕切られた３つ以上の室と、室に開口部側から連通部に向かって連設された蓄熱体層１２および触媒層１４と、触媒層に隣接して設けられた加熱装置２４を有し、開口部には、有害ガスを室内に導入する流入流路３２に連通する連通口と、室から浄化ガスを排出する流出流路３４に連通する連通口と、室にパージガスを導入するパージ流路３６に連通する連通口が設けられ、底面上と摺動可能に密着載置され、連通口の１つを連通状態にする選択孔が形成されたダンパー１８と、ダンパーによる連通口の開閉を制御する制御装置５０を設ける。【選択図】図１
2016121859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方で連通する連通部と、下方には開口部が形成された底面を有し、前記連通部以外は壁によって仕切られた３つ以上の室と、
前記室に前記開口部側から前記連通部に向かって連設された蓄熱体層および触媒層と、
前記触媒層に隣接して設けられた加熱装置とを有し、
前記開口部には、
有害ガスを前記室内に導入する流入流路に連通する連通口と、
前記室から浄化ガスを排出する流出流路に連通する連通口と、
前記室にパージガスを導入するパージ流路に連通する連通口が設けられ、
前記底面上と摺動可能に密着載置され、前記連通口の１つを連通状態にする選択孔が形成されたダンパーと、
前記ダンパーによる前記連通口の開閉を制御する制御装置が設けられたことを特徴とする有害成分加熱浄化装置。
【請求項２】
前記蓄熱体層と前記触媒層との間に加熱層を設けたことを特徴とする請求項１に記載された有害成分加熱浄化装置。
【請求項３】
前記連通部に加熱装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載された有害成分加熱浄化装置。
【請求項４】
前記連通部に冷却装置を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の請求項に記載された有害成分加熱浄化装置。
【請求項５】
前記制御装置は、各室の連通状態を、流入流路との連通、パージ流路との連通および流出流路との連通の３つの状態を順に遷移させ、さらに各室毎の連通状態にずれを持たせることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１の請求項に記載された有害成分加熱浄化装置。
【請求項６】
前記ダンパーは、前記底面に形成されたスライド孔から突出するアームを有し、前記アームに連結されたスライド装置をさらに有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１の請求項に記載された有害成分加熱浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種ガス中のＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素：有機性臭気成分を含んだガス）、細菌、ダニ等の有害成分（これらの何れかの成分を含んだもの、以後「有害ガス」と呼ぶ）を加熱し酸化浄化する有害成分加熱浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装工場や化学工場などから排出される有害ガスは、通常加熱燃焼や触媒などを用いて酸化させることで無害化される。この無害化には、直接燃焼脱臭装置や触媒脱臭装置が使用されている。また蓄熱体を介して加熱浄化室に給排気することで、熱効率を高めた蓄熱式脱臭装置も知られている。
【０００３】
従来の蓄熱式燃焼脱臭装置は、燃焼室で連通した複数個の室を有する。各室には、蓄熱体が配されている。蓄熱体を有するそれぞれの室は、有害ガスを燃焼室に送り込む時間帯と、燃焼室で浄化されたガスを排出する時間帯を規則的に変更するように制御される。さらに室は、有害ガスの吸排出以外に、場合によっては燃焼室に外気を送り込む時間帯を規則的にチェンジするようにも制御される。
【０００４】
そのため、ガス流路と蓄熱体が配された室を結ぶ配管には、バルブが設けられている。蓄熱式燃焼脱臭装置内でのガスの流れは、これらのバルブを開閉させることで制御される。このような蓄熱式燃焼脱臭装置では、ガスが流れる配管ルートも複雑になる。そのため設備が大型になる。
【０００５】
一方、特許文献１には、ガス流路を簡素化し装置全体を小型にできる蓄熱式燃焼脱臭装置（有害成分加熱浄化装置である。）が提案されている。図５に特許文献１に係る有害成分加熱浄化装置１００の構成を示す。図５（ａ）は平面図であり、図５（ａ）のＡ−Ｂでの断面を図５（ｂ）に示す。また、図５（ｃ）と（ｄ）、（ｅ）と（ｆ）、（ｇ）と（ｈ）も同様の関係を示す。
【０００６】
図５（ｂ）を参照して、符号１０２は有害ガスの流入流路、符号１０４はガスの流出流路、符号１１３はダンパーを示す。符号１０７は浄化装置本体で、蓄熱体１０６、加熱装置１１０、触媒１０９で構成されている。
【０００７】
ダンパー１１３には、開口１１３ａが２箇所形成されている（図５（ａ）参照）。ダンパー１１３は、図５（ｂ）の矢印１２２方向に移動する。このダンパー１１３の移動によって、開口１１３ａの位置も変わり、連通状態になる部分が変わる。
【０００８】
図５で矢印１０３はガスの流れを示している。図５（ｂ）では有害ガスは、左の室の有害ガスの流入流路１０２から入り、蓄熱体１０６を下向きに通過し、触媒１０９を通り加熱装置１１０が配置された加熱室１２０を右の方に進み、右の室の触媒１０９、蓄熱体１０６を上に進みダンパー１１３の開口１１３ａから排出される。
【０００９】
図５（ｆ）を参照する。一定時間後ダンパー１１３を動かすことで開口１１３ａの位置を変え、有害ガスが、右の室から浄化装置本体１０７に流入し、左の室を通って排出させる。図５（ｄ）、（ｈ）はガスの流れを変えるとき、触媒１０９まで到達していない蓄熱体１０６中の有害ガスが、そのまま排出されることを避けるため、切替直後の少しの間外気を導入し、有害ガスを触媒１０９まで押し出す様子を示している。
【００１０】
図５（ｂ）の場合、左室の蓄熱体１０６は有害ガスに熱を与える働きをし、右室の蓄熱体１０６は浄化された高温のガスから熱をもらい蓄熱する。図５（ｆ）では、ガスの流れを逆にし、それぞれの蓄熱体１０６が逆の働きをする。つまり、ガスの流れを切り替えることを、１枚のダンパー１１３をスライドさせるという簡単な構成で実現させている。また、結果的にこの有害成分加熱浄化装置１００は、熱効率の高い浄化装置になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０５−００４０２６ 号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図６に図５（ｆ）の拡大図を示す。従来の有害成分加熱浄化装置１００では蓄熱体１０６の上部にある開口が同一面１１５となっている。そして、その上にダンパー１１３を配置し、さらにその上に、上部に有害ガスの流入流路１０２や浄化ガスの流出流路１０４と連通した流路面１１６が設置される。
【００１３】
すなわち蓄熱体１０６の上部にある同一面１１５と各流路と連通した流路面１１６の間にダンパー１１３が設置されている。ダンパー１１３は自重により下方の同一面１１５とは密接する。しかし、上方の流路面１１６との間には隙間１２４が生じる。この隙間１２４を通って有害ガスが、触媒１０９を通らず、浄化ガスの流出流路１０４に流れ出す（図６の矢印１０３ｂ）。
【００１４】
そのため有害ガスの浄化率が低いという課題があった。また有害成分加熱浄化装置１００内のガスの流れ方向を切り替えるときや外気を導入する時に、有害ガスの流入が一時的に止まっていた。そのため、工場等からの有害ガスの発生は間断なく続いているので、有害ガスが逆流するという課題もあった。
【００１５】
さらにダンパー１１３をスライド移動する駆動装置は浄化装置本体１０７外にあるので、その駆動装置とダンパー１１３の接合部分から有害ガスが未浄化のまま装置外へ漏れ出ていた。
【００１６】
また、左右の室の触媒１０９下部の連通した部分（加熱室１２０）に加熱装置１１０が設置され温度を制御している。触媒１０９自身も蓄熱能力を持っているため触媒１０９の加熱装置１１０側と蓄熱体１０６側で温度勾配が生じる。そのため触媒１０９全体が効果を発揮できるようにするためには蓄熱体１０６側の温度を触媒効果が出る温度まで上げる必要があり、加熱装置１１０側を必要以上の高温にする必要があった。
【００１７】
また、有害ガスを酸化浄化するときは酸化熱が発生する。濃度の高い有害ガスを酸化浄化すると、浄化ガス自体がかなりの高温になる。蓄熱体１０６による蓄熱効果で触媒１０９の温度が許容限界を超えることがあり、高濃度の有害ガスには使用できなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は上記の課題に鑑み想到されたものであり、従来の有害成分加熱浄化装置が有している、高い熱効率を維持しつつ、浄化される有害ガスが、流路の途中で装置外に抜け出ることを防止できる有害成分加熱浄化装置を提供する。
【００１９】
より具体的に本発明に係る有害成分加熱浄化装置は、
上方で連通する連通部と、下方には開口部が形成された底面を有し、前記連通部以外は壁によって仕切られた３つ以上の室と、
前記室に前記開口部側から前記連通部に向かって連設された蓄熱体層および触媒層と、
前記触媒層に隣接して設けられた加熱装置とを有し、
前記開口部には、
有害ガスを前記室内に導入する流入流路に連通する連通口と、
前記室から浄化ガスを排出する流出流路に連通する連通口と、
前記室にパージガスを導入するパージ流路に連通する連通口が設けられ、
前記底面上と摺動可能に密着載置され、前記連通口の１つを連通状態にする選択孔が形成されたダンパーと、
前記ダンパーによる前記連通口の開閉を制御する制御装置が設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
図１に示すように、本発明のそれぞれの室２０の底面１７に設けられた開口部２１を備えたダンパースライド部１６は、その開口部２１で有害ガスの流入流路３２、浄化ガスの流出流路３４またはパージ用のパージ流路３６と連通している。そして、ダンパースライド部１６内の下面（流路出入口面１７：底面１７の呼び換え。）に密接して移動可能な、開口孔（選択孔１９）を有する１枚のダンパー１８が配設されている構造である。したがって、ダンパー１８の選択孔１９以外の部分が有害ガスの流入流路３２を塞ぐと、流入流路３２は完全に密閉される。すなわち有害ガスが触媒層１４を通らずに浄化ガスの流出流路３４に流れ出すことがない。
【００２１】
そして３つ以上の室２０で、少なくとも１つ以上の有害ガスの流入流路３２と連通した室２０と、１つ以上の浄化ガスの流出流路３４と連通した室２０が常に存在するため間断なく有害ガスの処理を継続できる。
【００２２】
また図２に示すように、ダンパー１８ｘの下部に突設したアーム４５ｘと、このアーム４５ｘが移動する範囲だけ、ダンパースライド部１６ｘの下面に開口（スライド孔４４ｘ）を設けることで、この開口は常にダンパー１８ｘで蓋をされている構造となり、有害成分加熱浄化装置１の密閉性は保たれ有害ガスが有害成分加熱浄化装置１外に漏れ出ることが無い。
【００２３】
さらに図４に示すようにそれぞれの室２０が、下方から蓄熱体層１２、温度制御可能な加熱装置２４を有する加熱層２５、触媒層１４の順で配置し、その上部が互いに連通する連通部３０を設ける構成をとることにより、有害ガスが蓄熱体層１２を通り触媒層１４に入る前に加熱装置２４により触媒が有効に働く温度に制御できる。
【００２４】
また有害成分酸化浄化時の発熱が無視できる範囲であれば触媒層１４を通過後もその温度が維持され、浄化ガスが排出される側の触媒層１４も有効な温度で推移できる。
【００２５】
有害成分の濃度が高く、過剰な発熱がある場合は、上部の連通した空間である連通部３０の温度が設定値より上昇する。そこでこの空間に設けられた金属パイプ５５中に連通部３０よりはるかに温度の低い外気を通すことによって、連通部３０の温度を下げることができる。過剰な発熱分を装置外に逃がすことができ、有害成分の濃度の高い分野にも対応することができ、より多くの需要にこたえることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の構成の１例で、運転のある瞬間のガスの流れ方向も示す図である。
【図２】本発明のダンパー本体の移動手段の構成の１例を示す図である。
【図３】ダンパーの動きによる各室の状態の遷移を説明する図である。
【図４】本発明の触媒、加熱装置、金属チューブの配置の他の例を示す図である。
【図５】従来例の有害成分加熱浄化装置を示す図である。
【図６】従来例の同一面である上端開口部の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明に係る有害成分加熱浄化装置について図面および実施例を示し説明を行う。なお、以下の説明は、本発明の一実施形態および一実施例を例示するものであり、本発明が以下の説明に限定されるものではない。以下の説明は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変することができる。
【００２８】
図１に本発明に係る有害成分加熱浄化装置の構成を示す。図１（ａ）は有害成分加熱浄化装置１の正面からの断面図である。有害成分加熱浄化装置１は、外郭１０に囲まれた空間内に、３つ以上の「室２０」が壁２２を隔てて並設される。図１（ａ）では符号ｘ、ｙ、ｚである。図１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ室２０ｘ、室２０ｙ、室２０ｚの側面からの断面を示す。また図１（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）は、それぞれ室２０ｘ、室２０ｙ、室２０ｚのダンパースライド部１６の下面１７とダンパー１８との平面図を示す。
【００２９】
なお、図１（ａ）において矢印Ｗは有害成分加熱浄化装置１の幅方向を表し、矢印Ｈは上下方向を表す。矢印Ｈにおいて「Ｕ」は重力上方を表し、「Ｄ」は重力下方を表す。また、図１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）において、矢印Ｔは厚み方向を表す。
【００３０】
本発明に係る有害成分加熱浄化装置１は、外郭１０内に３つ以上の室２０を有する。ここでは室２０が３つある場合について説明するが、３つ以上あってもよい。また、それぞれの室２０を区別して呼ぶ場合は、室２０ｘ、室２０ｙ、室２０ｚとする。室２０はそれぞれ壁２２によって隔てられている。しかし、それぞれの室２０の上方では壁２２がない。つまり、室２０の上方では、それぞれの室２０が連通している連通部３０が形成されている。なお、連通部３０の上方は外郭１０によって、密閉されている。また、下方は底面１７で仕切られている。つまり、室２０は、上方が開放されている箱型をしている。
【００３１】
連通部３０内には、加熱装置２４が配置されている。また、連通部３０には、温度センサ２６が設けられていれば好ましい。
【００３２】
室２０内には、下方から上方に向かって蓄熱体層１２と触媒層１４が順次設けられている。室２０の下方にはダンパースライド部１６が設けられている。ダンパースライド部１６は、ダンパー１８を移動可能に収容する空間である。ダンパースライド部１６は、室２０の下方に室２０と連続して形成される。ダンパースライド部１６の下面は、室２０の底面１７と同じである。
【００３３】
ダンパースライド部１６にはダンパー１８が配置されている。下面１７には、流入流路３２、流出流路３４、パージ流路３６に連通する連通口が設けられた開口部２１が設けられている。流入流路３２およびパージ流路３６には、送風用ファン３３と３７が配置されていてもよい。送風流量を制御するためである。
【００３４】
また、各室２０の外部には、ダンパー１８をスライドさせるため、スライド駆動装置３８（図２で説明）が設けられる。また、各室２０のスライド駆動装置３８の動作を制御する制御装置５０が配置される。
【００３５】
なお、以後上記の構成において、室２０ｘ、室２０ｙ、室２０ｚ毎に設けられる部分をそれぞれ区別する場合は、それぞれの構成部分の符号に「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」をつけて表すものとする。例えば、（室２０ｘの）触媒層１４ｘ、（室２０ｙの）蓄熱体層１２ｙなどである。
【００３６】
次にそれぞれの構成について順次説明する。室２０は、底面１７に開口部２１を有する。また上方は隣接する室２０との間に壁２２がなく、連通部３０が設けられている。室２０は開口部２１の上方であって連通部３０より下方側に、開口部２１に近い方から連通部３０に向かって、蓄熱体層１２と触媒層１４が連設される。図１（ａ）および図１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）からわかるように、蓄熱体層１２と触媒層１４は、それぞれ室２０の断面を埋めており、開口部２１と連通部３０の間を通過するガスは必ず蓄熱体層１２と触媒層１４を通過する。
【００３７】
連通部３０には加熱装置２４が配置される。加熱装置２４は、棒状、コイル状、網目状といった形状の発熱体が好適に利用できる。しかし、数百度といった温度を制御できるものであれば、利用することができる。
【００３８】
開口部２１はダンパースライド部１６の下面１７（室２０の底面１７でもある。）に設けられている。この底面１７を「流路出入口面１７」とも呼ぶ。つまり、各室２０の開口部２１には有害ガスの流入流路３２、流出流路３４、パージ流路３６の連通口を有する。開口部２１に設けられた流入流路３２との連通口をガス流入口４０、流出流路３４との連通口をガス流出口４２、パージ流路３６との連通口をパージガス流入口４１とする。これらの連通口は底面１７（流路出入口面１７）に設けられている。
【００３９】
流入流路３２、流出流路３４、パージ流路３６の３つの流路は各室２０の厚み方向（図１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のＴ方向）で分離壁２３（図１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）参照）によって隔てられている。しかし、各室２０の開口部２１とは連通している。つまり、流入流路３２、流出流路３４、パージ流路３６は、各室２０間で連通している。しかし、流入流路３２、流出流路３４、パージ流路３６間は分離壁２３によって分離されている。
【００４０】
各室２０の開口部２１には、１枚のダンパー１８が設けられる。ダンパー１８は開口部２１の流入流路３２、流出流路３４、パージ流路３６との連通口（ガス流入口４０、パージガス流入口４１、ガス流出口４２）と、ほぼ同一の開口（これを「選択孔１９」と呼ぶ。）が設けられた平板状の部品である。また、各室２０のダンパー１８は、各室２０のダンパースライド部１６の流路出入口面１７の上に密着しながらスライドする。そして、ダンパー１８がスライドすることで、選択孔１９が、流入流路３２、流出流路３４、パージ流路３６のいずれかの連通口を連通状態にする。
【００４１】
流入流路３２には、有害ガスを各室２０の流入流路３２の連通口（ガス流入口４０）に送る送風用ファン３３が設けられる。またパージ流路３６には、パージガスを各室２０のパージ流路３６の連通口（パージガス流入口４１）に送る送風用ファン３７が設けられる。パージガスは、蓄熱体層１２および触媒層１４と反応しない気体が望ましい。常温の空気（外気）を利用してもよい。
【００４２】
また、流出流路３４には、各室２０の流出流路３４の連通口（ガス流出口４２）から排出されたガスを外部に送り出すためのファン（図示せず）が設けられてもよい。この流出流路３４のファンは、有害成分加熱浄化装置１の外から見ると吸引ファンである。
【００４３】
図２には、ダンパー１８がスライドするスライド駆動装置３８の一例構成例を示す。図２は、例えば室２０ｘの側面断面図と、ダンパー１８ｘおよび流路出入口面１７ｘを表す平面図である。なお、他の室２０も同様の機構を有することができる。図２（ａ）および（ｂ）は、室２０ｘが有害ガスの流入流路３２と連通している場合を示す。また、図２（ｃ）および（ｄ）は、室２０ｘが流出流路３４と連通している場合を示す。
【００４４】
ダンパースライド部１６ｘの流路出入口面１７ｘにはスライド孔４４ｘが形成されている。ダンパー１８ｘの下面にはアーム４５ｘが設けられている。このアーム４５ｘはスライド孔４４ｘからダンパースライド部１６ｘの外部に突出するように設けられている。つまり、アーム４５ｘは、ダンパースライド部１６ｘから外部に突出している。ダンパースライド部１６ｘの外側には、スライド装置４６ｘが配置されている。スライド装置４６ｘは、ダンパー１８ｘのアーム４５ｘと連結されている。そして、スライド装置４６ｘがアーム４５ｘを変位させることでダンパー１８ｘの選択孔１９ｘの位置が変わる。
【００４５】
スライド装置４６ｘは、ダンパー１８ｘのアーム４５ｘを直線的に変位させることができれば、特に構成を限定しない。油圧若しくは空圧シリンダであってもよいし、直線送りインデックスカム、リニアモータ等が好適に利用できる。
【００４６】
ダンパー１８ｘは、このような機構によって、流路出入口面１７ｘ上に密着してスライドする。したがって、選択孔１９ｘは、流入流路３２、流出流路３４、パージ流路３６のそれぞれの連通口（ガス流入口４０ｘ、パージガス流入口４１ｘ、ガス流出口４２ｘ）のいずれか１つを連通状態にすることができる。
【００４７】
図１を再度参照し、制御装置５０はＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｕｎｉｔ）とメモリによって構成される。制御のためのプログラムは、メモリ中に保存されていてよい。もちろん、これ以外の構成であってもよい。制御装置５０は、スライド駆動装置３８のスライド装置４６と接続され、各室２０のダンパー１８の動きを指示信号Ｃｓを送信することで制御する。
【００４８】
具体的には、選択孔１９を流路出入口面１７に設けられたガス流入口４０か、パージガス流入口４１か、ガス流出口４２のいずれかの位置に移動させる。また、制御装置５０は、温度センサ２６および加熱装置２４と接続され、連通部３０内の温度を制御するようにしてもよい。具体的には、制御装置５０は温度センサ２６からは温度を表す信号Ｓｔを受信し、その信号Ｓｔに基づいて加熱装置２４に、指示信号Ｃｈを送信することで連通部３０内の温度を所定値に制御する。
【００４９】
以上のような構成を有する有害成分加熱浄化装置１の動作について説明する。図３には、各室２０の概念図を示す。各室２０の下方は省略している。図３では１０個の状態（Ｓ１〜Ｓ１０）を示している。なお、１０番目（Ｓ１０）の状態は１番目の状態（Ｓ１）と同じである。
【００５０】
これらの状態が順に遷移することで、各室２０は、流入流路３２、パージ流路３６、流出流路３４の順で連通口（ガス流入口４０か、パージガス流入口４１か、ガス流出口４２）が連通状態となる。流出流路３４と連通した後は、再び流入流路３２の連通口であるガス流入口４０と連通状態になる。
【００５１】
まず、各状態について説明する。各室２０の流路は図３において、下方から上方への矢印（上向き矢印）は有害ガスが流入することを表している。つまり各室２０と流入流路３２が連通状態になっていることを表す。また上方から下方への矢印（下向き矢印）は有害成分を除去された浄化ガスが流出することを表している。つまり、各室２０と流出流路３４が連通状態になっていることを表す。
【００５２】
また、白矢印はパージガス（外気）を表す。したがって、白矢印が下方から上方に向いている場合は、各室２０とパージ流路３６が連通状態になっていることを示す。また、白矢印が上方から下方に向いている場合は、パージガスも流出している状態を示す。
【００５３】
上向き矢印の下に振った番号は流入流路３２が開いてからの状態の遷移の経過を示す。「１」なら、その状態のときに流入流路３２が開いたことを示す。「４」は流入流路３２が開いてから４番目の状態であることを示す。例えば状態Ｓ３の室２０ｚでは上向きの矢印の下に「３」が記載している。これは、室２０ｚは３回目の状態遷移の間、流入流路３２と連通状態にあることを示す。
【００５４】
また下向き矢印の下に示した四角形は、熱の蓄積状態を示す。蓄熱体層１２は、連通部３０に設けられた加熱装置２４で高温になったガスが通過する際に熱が蓄積される。この説明では、流出流路３４は状態４つ分の間が連通状態にされるので、その間に熱が蓄積される。下向き矢印の下に示した四角形は４等分されており、状態が遷移する毎に小区画が黒に塗りつぶされる。これによって熱の蓄積状態を示す。
【００５５】
次に各状態について詳説しておく。
状態Ｓ１では、室２０ｘは流入流路３２、室２０ｙは流出流路３４、室２０ｚは流入流路３２が連通状態にされている。
状態Ｓ２では、室２０ｘはパージ流路３６、室２０ｙは流出流路３４、室２０ｚは流入流路３２が連通状態にされている。
状態Ｓ３では、室２０ｘは流出流路３４、室２０ｙは流出流路３４、室２０ｚは流入流路３２が連通状態にされている。
状態Ｓ４では、室２０ｘは流出流路３４、室２０ｙは流入流路３２、室２０ｚは流入流路３２が連通状態にされている。
状態Ｓ５では、室２０ｘは流出流路３４、室２０ｙは流入流路３２、室２０ｚはパージ流路３６が連通状態にされている。
【００５６】
状態Ｓ６では、室２０ｘは流出流路３４、室２０ｙは流入流路３２、室２０ｚは流出流路３４が連通状態にされている。
状態Ｓ７では、室２０ｘは流入流路３２、室２０ｙは流入流路３２、室２０ｚは流出流路３４が連通状態にされている。
状態Ｓ８では、室２０ｘは流入流路３２、室２０ｙはパージ流路３６、室２０ｚは流出流路３４が連通状態にされている。
状態Ｓ９では、室２０ｘは流入流路３２、室２０ｙは流出流路３４、室２０ｚは流出流路３４が連通状態にされている。
状態Ｓ１０では、室２０ｘは流入流路３２、室２０ｙは流出流路３４、室２０ｚは流入流路３２が連通状態にされている。これは状態Ｓ１と同じである。
【００５７】
室２０ｚを参照すると、状態Ｓ１から状態Ｓ４までは流入流路３２、状態Ｓ５でパージ流路３６、状態Ｓ６から状態Ｓ９まで流出流路３４が連通状態にされ、再び状態Ｓ１（状態Ｓ１０）に戻る。この状態遷移４つ分の流入流路３２、状態遷移１つ分のパージ流路３６、状態遷移４つ分の流出流路３４との連通状態は、他の室２０ｘ、室２０ｙでも同じである。ただし、各室２０はそれぞれタイミングのずれた動きになっている。
【００５８】
より具体的には、図３を参照して、室２０ｘは状態Ｓ２で、室２０ｙは状態Ｓ８で室２０ｚは状態Ｓ５でそれぞれパージ流路３６と連通状態となる。つまり、各室２０においてパージ流路３６と連通状態になるタイミングが違っている。流入流路３２、パージ流路３６、流出流路３４との連通状態の遷移の仕方は全ての室２０で同じである。したがって、各室２０は同じ状態遷移をそれぞれずらして行っている。
【００５９】
次に室２０ｚについて詳説する。室２０ｚは、状態Ｓ６から状態Ｓ９の間に流出流路３４が連通状態になる。この間室２０の蓄熱体層１２ｚは十分な熱量が蓄積されていく。そこで状態Ｓ１（状態Ｓ１０）で流入流路３２を連通状態にする。温度が低い有害ガスが室２０ｚに流れ込んでくる。しかし、有害ガスは蓄熱体層１２ｚに蓄積された熱を熱交換で得て、温度が高くなり触媒層１４ｚを通過する。
【００６０】
触媒層１４ｚを通過した有害ガスは、連通部３０で加熱装置２４によってさらに高熱にされる。そして、室２０ｙの触媒層１４ｙで浄化され、室２０ｙの蓄熱体層１２ｙを通過して室２０ｙの流出流路３４から排出される。このとき室２０ｙの蓄熱体層１２ｙに熱交換で熱を与える。室２０ｚの状態は状態Ｓ１から状態Ｓ４まで継続する。ただし、状態Ｓ４では、室２０ｘの流出流路３４から排出される。室２０ｙが流入流路３２と連通状態になったからである。
【００６１】
状態Ｓ５になると、室２０ｚはパージ流路３６と連通状態となる。パージガスは、室２０ｚの蓄熱体層１２ｚと触媒層１４ｚから有害ガスの残りを押し出すために流される。
【００６２】
次に状態Ｓ６で、流出流路３４が連通状態にされる。他の室２０も同じであるが、流出流路３４になる直前に必ずパージ流路３６が連通状態にされる。流出流路３４が連通状態になった状態Ｓ６以後Ｓ９までは、連通部３０で加熱された有害ガス若しくはパージガスは、室２０ｚの流出流路３４から排出される。この間、室２０ｚの蓄熱体層１２ｚには熱が蓄積される。
【００６３】
また、有害ガス中の有害成分は室２０ｚの触媒層１４ｚで浄化される。蓄熱体層１２ｚが蓄えた熱は、次に流入流路３２と連通状態になった際に、有害ガスに熱を付与する。したがって、有害ガスを処理するために加熱装置２４で付与する熱量は、蓄熱体層１２ｚがない場合より少なくてよい。熱効率のよい処理が可能になる。
【００６４】
このように各室２０は、有害ガスの流入、パージガスの流入、他の室２０を通過した有害ガスとパージガスの流出という工程を繰り返す。また各室２０はこの工程をずらして行っている。したがって、常にいずれかの室２０に有害ガスは流入し、いずれかの室２０から浄化されたガスが流出する。つまり、有害成分加熱浄化装置１としては、連続的に有害ガスを浄化処理できる。各室２０での状態の遷移は、ダンパー１８の移動によって行われる。このダンパー１８の動きは制御装置５０が制御している。
【００６５】
また、本発明の構成では、ダンパー１８が移動することで、連通口（ガス流入口４０、パージガス流入口４１、ガス流出口４２）の開閉が同時に出来る。したがって、各流路の開閉をバルブで行う場合と比較して、容易に流路切り替えが可能である。
【００６６】
そして、室２０が３つあることで、流入流路３２を連通状態にしていた状態から流出流路３４を連通状態にする間にパージガスを流す期間を設けることができる。したがって、有害ガスが外部に漏れることがない。
【００６７】
図４には、室２０内の蓄熱体層１２と触媒層１４の配置を改変した他の実施形態を例示する。この実施形態では、室２０の下方から蓄熱体層１２、温度制御可能な加熱装置２４、触媒層１４の順で配置する。加熱装置２４を配置する部分を加熱層２５とする。また、連通部３０に、両端が解放されている金属パイプ５５と温度センサ５６を設けてもよい。
【００６８】
蓄熱体層１２、加熱層２５、触媒層１４の順に配置する構成をとることで、有害ガスが蓄熱体層１２を通り触媒層１４に入る前に加熱装置２４によって触媒層１４が有効に働く温度に制御することができる。また有害ガスを酸化浄化する際の発熱が無視できる範囲であれば触媒層１４を通過後もその温度が維持され、浄化ガスが排出される側の触媒層１４も有効な温度で推移できる。
【００６９】
また金属パイプ５５には、外気等の低温の気体を流す冷却ファン５７が連結される。このような構成であれば、触媒層１４を通過した際発熱量が多く高温になりすぎる有害ガスを所定の温度まで下げることができる。したがって、有害ガスの濃度が限定されず、汎用性に優れた構造となる。
【００７０】
金属パイプ５５、温度センサ５６、冷却ファン５７は、冷却装置６０を構成している。すなわち、図４に示した実施形態では、加熱装置２４以外に冷却装置６０を有するといってもよい。
【実施例】
【００７１】
（実施例１）
図１に示した３室タイプの有害成分加熱浄化装置１を作成した。したがって、有害成分加熱浄化装置１の構成は図１を参照しながら説明を続ける。各室２０の蓄熱体層１２は□１５０ｍｍ×ｔ５０ｍｍのセラミックハニカムを３段にして使用した。触媒層１４は同様の寸法の白金触媒を１段で使用した。連通部３０には、加熱装置２４として３ｋｗのシーズヒーターをセットした。有害成分を含んだガスとして濃度が約３００ｐｐｍのＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を用意し、２ｍ３／ｍｉｎで供給した。
【００７２】
また、パージエアーは外気を用いた。パージエアーの供給流量は０．２ｍ３／ｍｉｎとした。加熱装置空間（連通部３０）の温度は、３５０℃に設定し、ダンパー１８を移動させ、表１に示す切り替えスケジュールで流路切替設定でテストを行った。
【００７３】
【表１】
2016121859.tif 000003
【００７４】
各室２０の状態の遷移は、図３で説明した状態遷移と同じである。したがって、表１を参照して、「工程」は図３で示した「状態」と同意である。また、表中で、「流入」は有害ガスの流入流路３２と連通状態にあることを示し、「流出」は浄化ガスが流出流路３４から流出することを示す。
【００７５】
また、「パージ」はパージ流路３６と連通していることを示す。「保持時間」はそれぞれの「工程」を保持する時間（秒）を表す。工程１と工程１０は同じである。したがって、工程１から工程９まで工程が遷移し、再び工程１から繰り返す。
【００７６】
結果は、実際の流入流量（ｍ３／ｍｉｎ）、加熱装置２４の温度、流入流路３２の連通口（ガス流入口４０）での有害ガス濃度（ｐｐｍ）、流出流路３４の連通口（ガス流出口４２）での有害ガス濃度（ｐｐｍ）、浄化率、時間換算した加熱装置２４の消費電力（ヒーター電力量：ｋＷｈ）とした。なお、浄化率とは（１）式で求めたもので、単位は「％」である。結果を表２に示す。
浄化率＝１００−（出口濃度／入口濃度）＊１００      ・・・（１）
【００７７】
【表２】
2016121859.tif 000004
【００７８】
同様の実施例を加熱装置２４の設定温度３００℃で行ってみたところ、浄化率は９５％程度だった。触媒層１４に用いた白金触媒によるＩＰＡの酸化浄化は２５０℃ぐらいから触媒効果があり、３００℃ではほぼ１００％浄化できる。しかし、触媒層１４の蓄熱体層１２側の温度は加熱装置２４のある連通部３０より低いので加熱装置２４の温度を３００℃に設定したときは、浄化率が低かったと思われる。
【００７９】
本実施例のように加熱装置２４の温度を３５０℃に設定すると、触媒層１４全体が３００℃以上に維持できると考えられる。表２の結果でも浄化率は９８％から９９％と、高い浄化率で安定していた。また、ガスの流入流量も安定し、良好な有害成分加熱浄化装置１であることが立証できた。
【００８０】
(実施例２)
図４に示した３室タイプの有害成分加熱浄化装置１を作成した。各室２０の蓄熱体層１２は□１５０ｍｍ×ｔ５０ｍｍのセラミックハニカムを３段にして使用した。触媒層１４は同様の寸法の白金触媒を１段で使用した。加熱装置２４とその制御のための温度センサ２６は、各室２０の触媒層１４と蓄熱体層１２に設けた加熱層２５に設置した。加熱装置２４としては、各室１ｋｗのシーズヒーターとした。上方の連通部３０にφ２５のＳＵＳチューブ１６本セットし、そのチューブ内に設定以上の温度になったら冷却ファン５７で外気を通過するような構成とした。
【００８１】
有害成分を含んだガスとして実施例１同様ＩＰＡ約３００ｐｐｍのガスとＩＰＡ２０００ｐｐｍのガスを作り、２ｍ３／ｍｉｎで供給した。パージエアーは０．２ｍ３／ｍｉｎとした。連通部３０の温度設定は３５０℃とし、この温度を超えたらＳＵＳチューブ内を０．５ｍ３／ｍｉｎの外気（２５℃）が流れるようにした。また各加熱層２５の温度を３００℃に設定し、ダンパー１８を移動させ、実施例１と同条件の流路切替設定でテストを行った。
【００８２】
＜測定結果１：ＩＰＡ３００ｐｐｍの場合＞
ＩＰＡ３００ｐｐｍのガスの場合、各室２０の加熱層２５の温度を３００℃に設定したにも関わらず、実施例１と同等の浄化率が得られ、電力量が２０％程度省エネ化された。これは、触媒層１４と蓄熱体層１２の間に加熱層２５を設けたことで、蓄熱体層１２に十分な熱を蓄熱することができたためである。
【００８３】
＜測定結果２：ＩＰＡ２０００ｐｐｍの場合＞
結果を表３に示す。
【００８４】
【表３】
2016121859.tif 000005
【００８５】
連通部３０の温度はほとんど３５０℃の設定温度より下がらなかった。したがって、加熱装置２４での消費電力は低い電力量となった。これはＩＰＡ２０００ｐｐｍの酸化発熱による発熱量で、ガス全体の温度を１３０℃程上昇させるエネルギーを持っているため、蓄熱体層１２の熱交換能力だけで設定温度を下回ることがなかったためである。
【００８６】
なお、本実施例では、冷却装置６０が働いていた。高濃度のＩＰＡの酸化発熱反応による熱量は、計算によれば連通部３０を異常に高めるほどの熱量に相当した。しかし、連通部３０の冷却機能によって、実際は、過加熱を抑制することができた。
【００８７】
結果としては、高い浄化率で安定し、ガスの流入も安定しており、高濃度（高発熱量）のガスにも応用できる本発明の効果が出ている。実施例１、実施例２ともダンパー１８の駆動装置は、図２で示した本発明の構造を採用した。簡単な構造で有害成分を含んだガスの漏れはなく、有用な効果が確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、有害成分加熱浄化装置に関するもので、各種ガス中のＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素：有機性臭気成分を含んだガス）等の有害成分や悪臭成分を加熱し酸化浄化することで無害化する。ガスを浄化できる温度まで昇温するのに、多くのエネルギーが必要になるが、蓄熱体を用いて省エネ化を図り、コンパクトで簡素な機構に加えて高い浄化効率を実現できるため、塗装工場や印刷工場等の排ガスに加え職場環境の改善にも利用できる。装置から流出される浄化ガスの温度も流入ガスより１０〜２０℃高いだけなので、一般の部屋や病院等での滅菌、シックハウス症候群の原因物質浄化等にも利用できる。
【符号の説明】
【００８９】
１  有害成分加熱浄化装置
１０  外郭
１２  蓄熱体層
１４  触媒層
１６  ダンパースライド部
１７  底面
１７  流路出入口面
１８  ダンパー
１９  選択孔
２０、２０ｘ、２０ｙ、２０ｚ  室
２１  開口部
２２  壁
２３  分離壁
２４  加熱装置
２５  加熱層
２６  温度センサ
３０  連通部
３２  流入流路
３４  流出流路
３６  パージ流路
３３  送風用ファン
３７  送風用ファン
３８  スライド駆動装置
４０  ガス流入口
４１  パージガス流入口
４２  ガス流出口
４４  スライド孔
４５  アーム
４６  スライド装置
５０  制御装置
５５  金属パイプ
５６  温度センサ
５７  冷却ファン
６０  冷却装置
１００  有害成分加熱浄化装置
１０２  流入流路
１０４  流出流路
１０６  蓄熱体
１０７  浄化装置本体
１０９  触媒
１１０  加熱装置
１１３  ダンパー
１１３ａ  開口
１１５  同一面
１１６  流路面
１２０  加熱室
１２４  隙間
【図１】
2016121859.tif 000006
【図２】
2016121859.tif 000007
【図３】
2016121859.tif 000008
【図４】
2016121859.tif 000009
【図５】
2016121859.tif 000010
【図６】
2016121859.tif 000011