(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼炉に複数の蓄熱燃焼式バーナーを設け、これら各蓄熱燃焼式バーナーに処理ガスラインと排気ガスラインとパージラインとをそれぞれ接続し、これら各ラインにそれぞれのガスの流れを制御するボールバルブを設けると共に、上記処理ガスライン側のボールバルブにその内部にシールガスを圧入するシールガスポートを接続し、上記ボールバルブのボール弁体の表面に、上記シールガスポートから圧入されたシールガスを上記ボールバルブのガス入口とガス出口側に案内するガイド溝を設けたことを特徴とする蓄熱式燃焼炉のガス処理装置。
【請求項２】
燃焼炉に複数の蓄熱燃焼式バーナーを設け、これら各蓄熱燃焼式バーナーに処理ガスラインと排気ガスラインとをそれぞれ接続すると共に、これら各ラインにそれぞれのガスの流れを制御するボールバルブを設け、これら各ボールバルブにその内部にシールガスを圧入するシールガスポートを接続し、上記ボールバルブのボール弁体の表面に、上記シールガスポートから圧入されたシールガスを上記ボールバルブのガス入口とガス出口側に案内するガイド溝を設けたことを特徴とする蓄熱式燃焼炉のガス処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の蓄熱燃焼式脱臭炉のガス処理装置において、上記シールガスとして上記排気ガスラインを流れる排気ガスの一部を用いるべく上記排気ガスラインからパージガスラインを分岐して上記シールガスポートに接続したことを特徴とする蓄熱式燃焼炉のガス処理装置。
【請求項４】
上記ボールバルブのボール弁体の連通孔端部にその回転方向に延びる切り欠きを形成したことを特徴とする請求項１〜３に記載の蓄熱式燃焼炉のガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理施設や化学プラント等から発生する臭気ガスや有害ガス等を効率的に無臭・無害化して排気する蓄熱式燃焼炉のガス処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水処理施設や化学プラント，焼却炉等から発生する臭気ガス（アンモニア等）や有害ガス（ダイオキシン）等を効率的に無臭・無害化するシステムとして、図１０に示すような蓄熱式燃焼炉が提案されている。
【０００３】
図示するように、この蓄熱式燃焼炉は、密閉された燃焼炉１に少なくとも２つ以上の蓄熱燃焼式バーナー（以下、単にバーナーと称す）Ａ，Ｂ，Ｃを備えると共に、これら各バーナーＡ，Ｂ，Ｃに、それぞれ処理ガスを供給する処理ガスラインL1と、燃焼排ガスを排出する排ガスラインL2と、各バーナーＡ，Ｂ，Ｃ内をパージするパージラインL3とを接続したものであり、各ラインL1，L2，L3に設けられた各バルブｖ，ｖ…を制御して各バーナーＡ，Ｂ，Ｃの燃焼モードを順に切り替えることで処理ガスラインL1から供給されてくる臭気ガス等の処理ガスを燃焼室１内で効率的に燃焼分解し、これを無臭・無害化して排ガスラインL2から大気中に放出するようにしたものである。
【０００４】
すなわち、先ず、図９(1) に示すように、各ラインL1,L2,L3に設けられたバルブｖ，ｖ…を制御してバーナーＡを燃焼モード、バーナーＢを排気モード、バーナーＣをパージモードに設定する。すると、処理ガスラインL1内を流れる処理ガスが全てバーナーＡ側へ流れ、ここで図示しない燃焼バーナーの燃焼炎によって熱分解し無臭・無害化された後、排気ガスとなってバーナーＢ側から流出し、排ガスラインL2を通過して大気中に放出されることになる。このとき、バーナーＢ側へ流れ出た高温の燃焼排気ガスは、このバーナーＢを通過する際に、その蓄熱室２内に設けられた、例えばハニカム状のセラミックス製の蓄熱体３によって熱回収されて温度がある程度まで下がった状態で排ガスラインL2側へ流れる。また、この排ガスラインL2側へ流れ出た排ガスの一部はパージラインL3からバーナーＣ側へ流れ、これを通過して燃焼炉１へ環流（パージ）されることになる。
【０００５】
次に、このような状態で一定時間（例えば約３０秒）経過したならば、再び各ラインL1,L2,L3のバルブｖ，ｖ…を制御して図９(2) に示すようにバーナーＡをパージモード，バーナーＢを燃焼モード、バーナーＣを排気モードに切り替える。すると、図示するように処理ガスラインL1内を流れる処理ガスの全てがバーナーＢ側へ切り替わって流れ、ここで同じくその燃焼炎によって熱分解し無臭・無害化された後、排気ガスとなってバーナーＣ側から流出し、排ガスラインL2を通過して大気中に放出されるが、この時、バーナーＢの蓄熱室２内に流れ込む処理ガスは、先の排気モード時に溜められた蓄熱体３の熱によって高温に予熱されてから燃焼されるようになるため、燃焼排ガスの熱が有効に回収・利用される結果、優れた燃焼効率を発揮する。また、燃焼モードからパージモードに切り替わったバーナーＡにあっては、燃焼排ガスの一部がパージラインL3からバーナーＡ側へ環流するようになっているため、燃焼モードを切り替えた瞬間にバーナーＡ内に残された未燃処理ガスがそのまま排気ガスによって燃焼炉１方向に押し出されてバーナーＡ内がパージされることになる。従って、この図９(2) に示す状態から一定時間経過した後に、図９(3) に示すようにそのバーナーＡを排気モードに切り替えた際にその内部に残存した未処理ガスが排気ガスと共に排ガスラインL2側からそのまま大気中に放出されることがなくなる。
【０００６】
そして、この図９(1),(2),(3) に示すような燃焼モードを一定時間毎に順に繰り返すことで、燃焼排気ガス中の熱が有効利用されて常時優れた燃焼効率を発揮できると共に未処理ガスの大気放出といった不都合も確実に回避できることとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の蓄熱式燃焼炉に用いられるバルブｖとしては、それぞれのガスの流れを瞬間的に切り替える必要性があることから、特に応答性に優れたバルブ、例えばボールバルブ等が用いられるようになっている。しかしながら、従来のボールバルブにあっては、その構成上、全閉にした状態であっても多少のリークが発生するといった欠点がある。
【０００８】
そのため、図１１に示すように１カ所のバルブ開閉部に対して２個ボールバルブｖ，ｖを直列に配置すると共にその中間にシールガスポートＰを接続し、このボールバルブｖ，ｖを閉じた瞬間、或いはその直前にシールガスポートＰからそのボールバルブｖの内圧よりも高圧のシールガス（無臭ガス等）を注入してボールバルブｖ，ｖ間をシールすることで処理ガスのリークを防止する方法が提案されている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、燃焼炉に複数の蓄熱燃焼式バーナーを設け、これら各蓄熱燃焼式バーナーに処理ガスラインと排気ガスラインとパージラインとをそれぞれ接続し、これら各ラインにそれぞれのガスの流れを制御するボールバルブを設けると共に、上記処理ガスライン側のボールバルブにその内部にシールガスを圧入するシールガスポートを接続し、上記ボールバルブのボール弁体の表面に、上記シールガスポートから圧入されたシールガスを上記ボールバルブのガス入口とガス出口側に案内するガイド溝を設けたものであり、また燃焼炉に複数の蓄熱燃焼式バーナーを設け、これら各蓄熱燃焼式バーナーに処理ガスラインと排気ガスラインとをそれぞれ接続すると共に、これら各ラインにそれぞれのガスの流れを制御するボールバルブを設け、これら各ボールバルブにその内部にシールガスを圧入するシールガスポートを接続し、上記ボールバルブのボール弁体の表面に、上記シールガスポートから圧入されたシールガスを上記ボールバルブのガス入口とガス出口側に案内するガイド溝を設けたものである。
【００１０】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、処理ガスのリークを低コストで確実に防止することができる新規な蓄熱式燃焼炉のガス処理装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、燃焼炉に複数の蓄熱燃焼式バーナーを設け、これら各蓄熱燃焼式バーナーに処理ガスラインと排気ガスラインとパージラインとをそれぞれ接続し、これら各ラインにそれぞれのガスの流れを制御するボールバルブを設けると共に、上記処理ガスライン側のボールバルブにその内部にシールガスを圧入するシールガスポートを接続したものである。
【００１２】
そのため、バルブ全閉時において、シールガスポートから各ボールバルブ内にその内部のガス圧よりも高圧のシールガスを圧入することにより、各ボールバルブ内がシールガスで満たされてシールされるようになるため、処理ガスがボールバルブ内をリークすることがなくなる。
【００１３】
その結果、一つのボールバルブで処理ガスのリークをほぼ完全に防止することができるため、システム全体のボールバルブの使用量が大幅に減少し、コスト低減と同時にバルブの保守点検作業等の労力の軽減が達成できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る蓄熱式燃焼炉のガス処理装置の実施の一形態を示したものであり、図中Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ燃焼炉１に取り付けられた蓄熱燃焼式バーナー（以下単にバーナーと称す）、L1はこれら各バーナーＡ，Ｂ，Ｃに処理ガスを供給する処理ガスライン、L2はこれら各バーナーＡ，Ｂ，Ｃから流れ出た燃焼排ガスを案内する排ガスライン、L3はこの排ガスラインL2から分岐し、この排ガスラインL2を流れる排ガスの一部を各バーナーＡ，Ｂ，ＣにパージするパージラインL3、ｖ，Ｖ…はこれら各ラインL1,L2,L3内のガスの流れを制御するバルブ、４は、これら各バルブｖ，Ｖ…を個別に開閉制御するバルブ制御部、５はこれら各バルブｖ，Ｖ…のうち、処理ガスラインL1側に設けられたバルブＶ，Ｖ，Ｖにシールガスを供給するシールガス供給部である。
【００１６】
ここで、これら各ラインL1,L2,L3に設けられるバルブｖ，Ｖ…のうち、排ガスラインL2及びパージラインL3側に設けられたバルブｖ，ｖ…は、上述したような従来から用いられているボールバルブｖであるのに対し、処理ガスラインL1側に設けられた各バルブＶ，Ｖ，Ｖは、それぞれ図２及び図３のような構成をしたボールバルブＶが用いられている。
【００１７】
図示するように、このボールバルブＶは、処理ガスラインL1の途中に接続されるべくガス入口６とガス出口７とがほぼ直線上に形成されたバルブ本体８と、このバルブ本体８内に回転自在に設けられた金属球からなるボール弁体９と、このボール弁体９をその頂部から延びる回転軸１０を介して回転駆動する弁体駆動部１１とから構成されており、この弁体駆動部１１によってボール弁体９を回転させ、そのボール弁体９の中心部に形成された連通孔１２の両端を図示するように上記ガス入口６とガス出口７側に一致させることでガス入口６とガス出口７間を連通させて処理ガスを流す状態とし、反対にこの状態からさらにそのボール弁体９を約９０°回転させることで全開状態から全閉状態に瞬時に切り替えることができるようになっている。
【００１８】
また、図４に示すように、このボール弁体９の外表面には、ボール弁体９の連通孔１２端部間を外側から連通すべくその回転方向に延びるガイド溝１３，１３が形成されている。
【００１９】
そして、図２及び図３に示すように、このボール弁体９のガイド溝１３，１３が位置するバルブ本体８には、シールガスポートＰが形成されており、上記シールガス供給手段５から送られるシールガス（空気、窒素等の無臭・無害ガス）が圧入されるようになっている。
【００２０】
そのため、本実施の形態では、図５に示すように、バルブ全開の状態( 図５(1))からポール弁体９を約９０°回転させると同時、あるいはその直前に、シールガスポートＰからそのバルブ本体８に、その内圧よりも高圧のシールガスを圧入すると、図５(2) に示すように、バルブ本体８内に流れ込んだシールガスによってそのボール弁体９の連通孔１２内の処理ガスがガイド溝１３，１３を通過してガス出入口５，６側に押し出されると共に、連通孔１２内に残された処理ガスが高圧のシールガスによって置換される。
【００２１】
この結果、上流（ガス入口６）側の処理ガスがバルブ本体８内に流れ込めなくなるため、上流側から下流側への処理ガスのリークが確実に防止されることとなる。
【００２２】
そして、このようなボールバルブＶ，Ｖ，Ｖの駆動及びシールガスの供給・停止を他のボールバルブｖ…の開閉とリンクさせて所定の間隔で繰り返すことにより、システム全体のガスの流れ制御を確実に行うことができる。
【００２３】
従って、本発明のように構成すれば、処理ガスラインL1における一カ所のバルブ制御部に対して、１つのボールバルブＶで処理ガスのリークを確実かつ防止することができるため、従来のように２つのバルブを用いる必要がなくなり、使用するバルブの数を大幅に削減することが可能となる。
【００２６】
また、図６(1) に示すように、ボール弁体９の連通孔端部にその回転方向に延びる一対の切り欠き１４，１４を形成すれば、より迅速に連通孔１２内のガス置換を達成することができる。すなわち、このような切り欠き１４，１４を形成することにより、同図(2) に示すように、ボール弁体９が全開状態から全閉状態に至る瞬間にシールガスポートＰとガス入口６側が連通孔１２を介して連通された状態となるため、連通孔１２内に閉じこめれらた処理ガスがシールガスによって一気にガス入口６側に押し出され、連通孔１２内が一瞬でシールガスで置換されることとなる。その結果、上流側の処理ガスは勿論、連通孔１２内に閉じこめれらた処理ガスのリークも確実に防止することが可能となる。
【００２７】
また、図７(1) に示すように、この切り欠き１４，１４をボール弁体９の連通孔１２のガス入口６側に形成しても上記と同様な効果を得ることができる。すなわち、同図(1) に示す全開状態から同図(3) に示す全閉状態に至るまでの間に同図(2) に示すような状態を経ることにより、シールガスポートＰとガス入口６側が切り欠き１４，１４を介して連通された状態となるため、上記と同様に連通孔１２内に閉じ込められた処理ガスがシールガスによって一気にガス入口６側に押し出され、連通孔１２内が一瞬でシールガスで置換されるからである。
【００２８】
一方、上記実施の形態では、従来の装置にシールガス供給部５を設け、このシールガス供給部５からシールガスラインを介して上記処理ガスラインL1側の各ボールバルブＶ，Ｖ，Ｖにシールガスを供給するようにしているが、図８に示すように、パージガスラインL3をそのまま直接各ボールバルブＶ，Ｖ，ＶのシールガスポートＰ側に接続し、パージガスとして用いられていた燃焼排ガスの一部をパージガスのみならず、各ボールバルブＶ，Ｖ，Ｖのシールガスとして兼用させるような構成としても良い。
【００２９】
すなわち、図９（１）に示すように、ボール弁体９の連通孔１２端部に設けられる一対の切り欠き１４，１４をガス出口７側に設け、図９（２）に示すように、この切り欠き１４，１４側がシールガスポートＰ側になるようにボール弁体９を回転させ、シールガスポートＰとその下流側とが連通した状態で暫く停止させると、シールガスポートＰ側に流れ込んだシールガスである燃焼排ガスが連通孔１２を介してそのままガス出口７側に流れ出ることになるため、バルブ本体８内がその燃焼排ガスの一部によってシールされると同時にその下流側のラインがその燃焼排ガスで一気にパージされることとなる。そして、図９（３）に示すように、ボール弁体９をさらに回転させれば処理ガスラインL1は勿論、シールガスとして用いられる燃焼排ガスのパージラインL3も同時に閉じられることになる。
【００３０】
従って、本実施の形態のように構成すれば、上記実施の形態のようなシールガス供給部５やそのシールガスラインに加えてパージガスラインL3側のボールバルブｖ，ｖ，ｖまでもが不要となるため、装置全体の大幅な簡略化とボールバルブｖ，ｖ，ｖの使用数をさらに減少することができ、さらなるコストの低減化を達成することができる。尚、このように燃焼排ガスの一部であるパージガスをシールガスとして兼用させる場合には、そのボールバルブＶの内圧よりも十分高くすることが好ましいため、パージガスラインL3の上流側にブロアや圧縮機等の加圧手段を同時に付設しても良い。また、パージ量が不足するおそれがある場合には、このような構成に加えて、さらに従来のようにパージガスラインL3をそのまま直接各バーナーＡ，Ｂ，Ｃ側に接続するように構成しても良い。
【００３１】
また、本実施の形態では、主に処理ガスラインL3側に上述したような構成をしたボールバルブＶを設け、このボールバルブＶにパージラインを接続した場合で説明したが、処理ガスラインL3のみならず、排ガスラインL2やパージガスラインL3側で優れたシール性を必要とする場合には、それらのバルブｖ，ｖ…に代えて上述したボールバルブＶを採用し、同様にパージラインを接続するようにしても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、一つのボールバルブで処理ガスのリークをほぼ完全に防止することができるため、システム全体のボールバルブの使用量が大幅に減少し、コスト低減が達成される。また、バルブの数が減少することにより、バルブの保守点検作業等の労力の軽減が達成できると共に、バルブの故障頻度が減少し、装置全体の信頼性向上に貢献することができる等といった優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る蓄熱式燃焼炉のガス処理装置の実施の一形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係るボールバルブの実施の一形態を示す縦断面図である。
【図３】図１中Ｘ−Ｘ線断面図である。
【図４】本発明に係るボールバルブのボール弁体を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るボールバルブの作用を示す説明図である。
【図６】本発明に係るボールバルブの他の実施の形態を示す説明図である。
【図７】本発明に係るボールバルブの他の実施の形態を示す説明図である。
【図８】本発明に係る蓄熱式燃焼炉のガス処理装置の他の実施の形態を示す構成図である。
【図９】本発明に係るボールバルブの他の実施の形態を示す説明図である。
【図１０】従来の蓄熱式燃焼炉のガス処理装置の構成及び作用を示す説明図である。
【図１１】従来の蓄熱式燃焼炉のガス処理装置に用いられているバルブの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  燃焼炉
４  バルブ制御部
５  シールガス供給部
ｖ，Ｖ  ボールバルブ
L1  処理ガスライン
L2  排ガスライン
L3  パージライン
Ａ, Ｂ, Ｃ  バーナー
Ｐ  シールガスポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0004265050.tif 000011
【図１１】
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