(57)【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蓄熱体部と、加熱部と、触媒部が連設
され、
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ガス流入口と、
前記室から浄化ガスを排出する流出流路に連通するガス流出口と、
前記室にパージガスを導入するパージ流路に連通するパージガス流入口の３つの連通口が設けられ、
前記底面上と摺動可能に密着載置され、前記３つの連通口の内の１つを連通状態にする選択口が形成されたダンパーと、
前記底面と前記ダンパーとの摺動の間に配置された低摩擦層と、
前記ダンパーを移動させ前記連通口の開閉を制御する制御装置を有し、
前記連通部に冷却装置を設け、
前記加熱部に加熱部温度センサを有し、
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、
前記連通状態の遷移を制限時間と、前記流入流路と連通された前記室の前記加熱部の温度によって制御し、
前記加熱部の温度が所定温度以下でない場合は、前記制限時間が経過した後であっても、現在の前記連通状態を遷移させないことを特徴とする有害成分加熱浄化装置。
【請求項２】
前記蓄熱体部の前記連通口側には、前記有害ガスの低吸着材で構成されている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。
【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として、
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が知られていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１２１８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の有害成分加熱浄化装置では、ダンパーが室の底面上に摺動可能に密着載置されている。このダンパーは、３つの連通口の１つを連通状態にする。したがって、浄化ガスを排出する流出流路に連通する連通口を連通状態にした際には、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パージガスを導入するパージ流路に連通する連通口は、塞がれている。
【０００６】
これらの流入流路およびパージ流路の送圧は数気圧とかなり高い圧力になる。そのためこれらの連通口を閉じておくためには、ダンパーは重量が必要となる。結果、底面とダンパーを密着させつつ、摺動可能に維持するためには、重いダンパーを動かすための大きな動力が必要となっていたという第１の課題があった。
【０００７】
また、有害成分加熱浄化装置では、高温となった浄化ガスが蓄熱体層を加熱し、その蓄熱体層は、有害ガスが通過する際に冷却される。しかし、有害成分加熱浄化装置が、連続稼働を始め、有害成分濃度の高い有害ガスが流入された場合等、蓄熱体層が保持する熱量が多くなりすぎ、一定時間の有害ガスの通過では、蓄熱体層の温度が一定温度以下にならず、装置全体が加熱されすぎるという第２の課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記の第１の課題若しくは第１および第２の課題を解決するために想到された
ものである。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蓄熱体部と、加熱部と、触媒部が連設
され、
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ガス流入口と、
前記室から浄化ガスを排出する流出流路に連通するガス流出口と、
前記室にパージガスを導入するパージ流路に連通するパージガス流入口の３つの連通口が設けられ、
前記底面上と摺動可能に密着載置され、前記３つの連通口の内の１つを連通状態にする選択口が形成されたダンパーと、
前記底面と前記ダンパーとの摺動の間に配置された低摩擦層と、
前記ダンパーを移動させ前記連通口の開閉を制御する制御装置を有し、
前記連通部に冷却装置を設け、
前記加熱部に加熱部温度センサを有し、
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、
前記連通状態の遷移を制限時間と、前記流入流路と連通された前記室の前記加熱部の温度によって制御し、
前記加熱部の温度が所定温度以下でない場合は、前記制限時間が経過した後であっても、現在の前記連通状態を遷移させないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る有害成分加熱浄化装置では、ダンパーと室の底面との摺動面の間に低摩擦層を設けたので、重量のあるダンパーを小さな駆動力でも移動させることができ、第１の課題を解決する。
【００１１】
また、本発明に係る有害成分加熱浄化装置は、制御装置が、加熱部中の温度と時間で各室の状態遷移を制御し、加熱部が所定の温度以下にならない場合は、一定の時間が経過した後も、状態を遷移させないように構成したので、加熱部が加熱しすぎることが抑制され、有害成分加熱浄化装置を安全に運転でき、第２の課題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る有害成分加熱浄化装置の正面断面図である。
【図２】本発明に係る有害成分加熱浄化装置の各室毎の断面図である。
【図３】蓄熱体部の構成を示す図である。
【図４】有害成分加熱浄化装置の定常状態から次の定常状態までの状態遷移を示す図である。
【図５】制御装置の処理のフローを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１および図２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１２」が壁１３を隔てて並設される図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ室１２ｘ、室１２ｙ、室１２ｚの側面からの断面を示す。また図２（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、それぞれ室１２ｘ、室１２ｙ、室１２ｚのダンパースライド部１８の下面（後述するようにこれは室１２の底面１４と同じである。）とダンパー２０との平面図を示す。
【００１５】
なお、図１および図２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２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、矢印Ｔは厚み方向を表す。図２（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）において、図１の幅方向Ｗは、紙面の上下方向となる。
【００１６】
まず、本発明に係る有害成分加熱浄化装置１の概略構成を説明する。有害成分加熱浄化装置１は、外郭１０内に３つ以上の室１２を有する。ここでは室１２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１２を区別して呼ぶ場合は、室１２ｘ、室１２ｙ、室１２ｚとする。室１２はそれぞれ壁１３によって隔てられている。それぞれの室１２の上方では壁１３がない。
【００１７】
つまり、室１２の上方では、それぞれの室１２が連通している連通部３６が形成されている。なお、連通部３６の上方は外郭１０によって、密閉されている。また、下方は３つの連通口４４を有する開口部１６を有する底面１４で仕切られている。つまり、室１２は、上方が開放されている箱型をしている。
【００１８】
室１２内には、下方から上方に向かって蓄熱体部２６と、加熱部２８と、触媒部３４が順次設けられている。蓄熱体部２６と底面１４との間にはダンパースライド部１８が設けられている。ダンパースライド部１８は、ダンパー２０を移動可能に収容する空間である。ダンパースライド部１８は、室１２の下方に室１２と連続して形成される。ダンパースライド部１８の下面は室１２の底面１４と同じである。ダンパー２０は各室１２の底面１４の３つの連通口４４を選択的に開閉する。
【００１９】
底面１４の下方には、有害ガスＨＧが流れる流入流路４６、浄化ガスＤＧが流れる流出流路４８、パージガスＰＧが流れるパージ流路５０の３つの流路が形成されている。これらの流路は全ての室１２の底面１４に設けられた３つの連通口４４を有する開口部１６と連通している。すなわち、各室１２は、流入流路４６に連通する連通口４４（ガス流入口４０）と、流出流路４８に連通する連通口４４（ガス流出口４２）と、パージ流路５０に連通する連通口４４（パージガス流入口４１）を底面１４に有している。
【００２０】
流入流路４６およびパージ流路５０には、有害ガス送風用ファン５２とパージガス送風用ファン５４が配置されていてもよい。強い送風圧を得るためと、送風流量を制御するためである。
【００２１】
また、各室１２の外部には、ダンパー２０をスライドさせるため、スライド駆動装置（図示せず）が設けられる。スライド駆動装置は、各室１２のダンパー２０を駆動できれば、その形態は特に限定しない。また、各室１２のスライド駆動装置の動作を制御する制御装置６０が配置される。つまり、制御装置６０は、ダンパー２０の動きを制御すると言ってよい。
【００２２】
なお、以後上記の構成において、Ｘ室１２ｘ、Ｙ室１２ｙ、Ｚ室１２ｚ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、（Ｘ室１２ｘの）触媒部３４ｘ、（Ｙ室１２ｙの）蓄熱体部２６ｙなどである。
【００２３】
＜各部構成の詳細＞
次にそれぞれの構成について順次詳説する。
【００２４】
＜連通部＞
連通部３６は各室１２の上端部に位置し、各室１２を連通する。したがって、各室１２の上端部から出たガスは、他の室１２の上端部から他の室１２へ流れることができる。連通部３６には連通部３６内の温度を計測する温度センサ５６ｔが設けられていてもよい。
【００２５】
また、連通部３６には、冷却装置５６が備えられていてもよい。冷却装置５６は、連通部３６の温度が上昇しすぎた場合に有害成分加熱浄化装置１全体の温度を下げるために用いられる。また、冷却装置５６は熱交換器であるので、連通部３６からの熱を取り出し、他の用途で用いるために使用することもできる。冷却装置５６は、金属パイプ５６ｐ、温度センサ５６ｔ、送風ファン５６ｆで構成される。
【００２６】
＜室＞
室１２は、底面１４に開口部１６を有する。また上方は隣接する室１２との間に壁１３がなく、連通部３６が設けられている。室１２は開口部１６の上方であって連通部３６より下方側に、開口部１６に近い方から連通部３６に向かって、蓄熱体部２６と、加熱部２８と、触媒部３４が連設される。図１および図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）からわかるように、蓄熱体部２６と、加熱部２８と、触媒部３４は、それぞれ室１２の断面を埋めており、開口部１６と連通部３６の間を通過するガスは必ず蓄熱体部２６と、加熱部２８と、触媒部３４を通過する。
【００２７】
＜蓄熱体部＞
蓄熱体部２６は、流出する高温の浄化ガスＤＧから熱を受け取り、流入する低温の有害ガスＨＧに熱を与える。したがって、熱量の大きなものが望ましい。また、浄化ガスＤＧや有害ガスＨＧが通過するので、気体が通過できることができるのは、言うまでもない。通常、セラミックス製のハニカム構造が利用される。セラミックスは熱容量が大きいからである。
【００２８】
しかし、セラミックスは多孔質であるので、それ自体がガスを吸着する。蓄熱体部２６を通過するガスのタイミングについては、後述するが、有害ガスＨＧが流入した後はパージガスＰＧが通過し、セラミックスから有害ガスＨＧを追い出す。その後高温の浄化ガスＤＧが流出する。蓄熱体部２６が多孔質であると、パージガスＰＧでは吸着した有害ガスＨＧを追い出し切れず、高温の浄化ガスＤＧが流出する時、残留していた有害ガスＨＧも排出される。つまり、浄化ガスＤＧ中に有害ガスＨＧが混じる。
【００２９】
蓄熱体部２６が金属で形成されていれば、有害ガスＨＧの吸着量が少ないため、パージガスＰＧで全ての有害ガスＨＧを追い出すことができ、次に高温の浄化ガスＤＧが流出してきても、浄化ガスＤＧに有害ガスＨＧが混ざる量は少ない。ただし、蓄熱体部２６を金属で構成すると、熱容量が少なくなる。
【００３０】
そこで、図３に示すように、蓄熱体部２６を複数段で構成し、蓄熱体部２６の底面１４側（重力下方Ｄ）には、金属製の蓄熱体７０で構成し、連通部３６側（重力上方Ｕ）はセラミックス製の蓄熱体７２で構成する。金属製の蓄熱体７０とセラミックス製の蓄熱体７２は、通気孔７４を有し、上下方向に気体が通過できる。蓄熱体部２６をこのような構成にすることで、蓄熱する熱量は十分な量を確保でき、なおかつ浄化ガスＤＧの流出時に有害ガスＨＧの漏れは少なくなる。
【００３１】
＜加熱部＞
加熱部２８は、加熱装置３０が配置された空間である。加熱装置３０は、加熱部２８の温度を数百度といった温度に上昇させることができれば特に限定されないが、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。加熱部２８の中心には加熱部温度センサ３２が配置されている。加熱部温度センサ３２は加熱部２８内の温度Ｔを測定する。
【００３２】
加熱部２８は、加熱部２８内の温度Ｔが所定の温度Ｔ０以下になった時に、加熱装置３０が稼働（ＯＮ）し、加熱部２８内の温度Ｔが所定の温度Ｔ０より高くなった時には加熱装置３０が停止（ＯＦＦ）するように制御されている。この加熱部２８の温度制御は、後述する各室１２の流入状態、流出状態、パージ状態にかかわらず行われる。
【００３３】
なお、各室１２の加熱部２８の所定温度Ｔ０の設定と加熱装置のＯＮ、ＯＦＦの制御は、各加熱部２８毎に用意した制御装置が行ってもよいし、有害成分加熱浄化装置１の制御装置６０が担当してもよい。
【００３４】
＜触媒部＞
触媒部３４は加熱された有害ガスＨＧを分解若しくは改変し、毒性の低い浄化ガスＤＧにする。ここで分解とは、有害ガスＨＧの構成分子をより小さな分子量の物質にすることであり、改変とは有害ガスの構成分子の分子量は同じ若しくは大きくなるが、毒性がより小さな物質にすることである。分解と改変を、まとめて改質するという。
【００３５】
触媒部３４は具体的には、白金、パラジウムといった貴金属物質が好適に利用できる。もちろん、有害ガスＨＧを改質できれば、これらの物質以外の物質であってもよい。
【００３６】
＜ダンパースライド部＞
ダンパースライド部１８は、室１２の底面１４の直上に形成される。ダンパースライド部１８にはダンパー２０が配置されている。底面１４には、流入流路４６、流出流路４８、パージ流路５０に連通する連通口４４が設けられた開口部１６が設けられている。
【００３７】
＜ダンパー＞
ダンパー２０は、各室１２の底面１４に設けられた３つの連通口４４の１つを開放し、各室１２と選択された流路を連通状態にさせる。そのため、ダンパー２０は、連通口４４と重なる選択口２４を持っている。また、選択口２４以外の部分で、他の２つの連通口４４を閉じる。パージガスＰＧおよび有害ガスＨＧの送圧は数気圧にも及ぶ場合があり、ダンパー２０が持ち上がらないように、ダンパー２０は重く構成されている。
【００３８】
＜低摩擦層＞
ダンパー２０の裏面とダンパースライド部１８の底面１４との間には、低摩擦層２２が形成されている。低摩擦層２２は、テフロン（登録商標）や、二硫化モリブデン、有機モリブデン化合物、グラファイト、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、銅といった固体であって、潤滑能を有する材料が好適に用いられる。低摩擦層２２は、ダンパー２０側に設けられていてもよいし、底面１４上に設けられていてもよい。
【００３９】
＜開口部＞
開口部１６はダンパースライド部１８の底面１４（室１２の底面１４でもある。）に設けられている。各室１２の開口部１６には有害ガスＨＧの流入流路４６、流出流路４８、パージ流路５０の連通口４４を有する。開口部１６に設けられた流入流路４６との連通口４４をガス流入口４０、流出流路４８との連通口４４をガス流出口４２、パージ流路５０との連通口４４をパージガス流入口４１とする。これらの連通口４４は底面１４に設けられている。
【００４０】
流入流路４６、流出流路４８、パージ流路５０の３つの流路は各室１２の厚み方向（図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のＴ方向）で分離壁４３（図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）参照）によって隔てられている。しかし、各室１２の開口部１６とは連通している。つまり、流入流路４６、流出流路４８、パージ流路５０は、各室１２間で連通している。しかし、流入流路４６、流出流路４８、パージ流路５０間は分離壁４３によって分離されている。
【００４１】
このため、各流路間でガスが混じることはない。また、各室１２は、流入流路４６、流出流路４８、パージ流路５０と連通することができる。
【００４２】
＜制御装置＞
制御装置６０はＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｕｎｉｔ）とメモリによって構成される。制御装置６０にはタイマー６２も備えられている。制御のためのプログラムは、メモリ中に保存されていてもよい。もちろん、これ以外の構成であってもよい。制御装置６０は、スライド駆動装置（図示せず）と接続され、各室１２のダンパー２０の動きを指示信号Ｃｓを送信することで制御する。具体的には、選択口２４を底面１４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。言いかえると制御装置６０は客室１２の流入流路４６、流出流路４８、パージ流路５０との間の連通状態を遷移させる。
【００４３】
また、制御装置６０は、加熱部温度センサ３２および加熱装置３０と接続され、加熱部２８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６０は加熱部温度センサ３２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３０に、指示信号Ｃｈを送信することで加熱部２８内の温度を設定値Ｔ０に基づいて制御する。
【００４４】
＜動作説明＞
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１および図２を参照する。有害成分加熱浄化装置１の１つの室１２は、有害ガスＨＧが流入する流入状態、浄化された浄化ガスＤＧが流出する流出状態、パージガスＰＧが流入するパージ状態の３つの状態を流入状態、パージ状態、流出状態の順で繰り返される。
【００４５】
このサイクルを３つの室１２で行う場合は、それぞれの室１２でこのサイクルの順番にずれを持たせることで、有害成分加熱浄化装置１をスムースに稼働させることができる。また、処理能力も高くなる。図１および図２では、Ｘ室１２ｘはパージ流路５０、Ｙ室１２ｙは流入流路４６、Ｚ室１２ｚは流出流路４８に連通されている。
【００４６】
図２を参照すると、図２（ａ）では、Ｘ室１２ｘのダンパー２０ｘの選択口２４ｘは、Ｘ室１２ｘの開口部１６ｘの連通口４４ｘの内パージガス流入口４１ｘを連通状態にし、他の連通口４４ｘは塞いでいる。図２（ｂ）では、Ｙ室１２ｙのダンパー２０ｙの選択口２４ｙは、Ｙ室１２ｙの開口部１６ｙの連通口４４ｙの内のガス流入口４０ｙを連通状態にし、他の連通口４４ｙは塞いでいる。また図２(ｃ）では、Ｚ室１２ｚのダンパー２０ｚの選択口２４ｚは、Ｚ室１２ｚの開口部１６ｚの連通口４４ｚの内のガス流出口４２ｚを連通状態にし、他の連通口４４ｚは塞いでいる。
【００４７】
＜定常状態の説明＞
再び図１を参照する。以上のような状態に基づいて有害成分加熱浄化装置１の定常状態について説明する。Ｙ室１２ｙに流入した有害ガスＨＧは、蓄熱体部２６ｙを通過し、加熱部２８ｙに至る。有害ガスＨＧは蓄熱体部２６ｙを通過する際に蓄熱体部２６ｙから熱を受け温度が上昇する。
【００４８】
逆に蓄熱体部２６ｙの温度は下がる。加熱部２８ｙに進んだ有害ガスＨＧの温度Ｔｇが、加熱部２８ｙの温度Ｔより低ければ加熱部２８ｙの温度Ｔまでは加熱される。一方、有害ガスＨＧの温度Ｔｇが、加熱部２８ｙの温度Ｔより高ければ、加熱部２８ｙに熱量を与えて、次の段階に進む。
【００４９】
加熱された有害ガスＨＧは触媒部３４ｙに到達し、触媒部３４ｙを抜ける際には改質され浄化ガスＤＧとなる。この浄化ガスＤＧは高温のガスである。浄化ガスＤＧは、Ｚ室１２ｚの触媒部３４ｚを通過し、Ｚ室１２ｚの加熱部２８ｚを通過し、Ｚ室１２ｚの蓄熱体部２６ｚを通過する。蓄熱体部２６ｚを通過する際には、浄化ガスＤＧから蓄熱体部２６ｚに熱を受け渡す。結果浄化ガスＤＧは温度が下がり、Ｚ室１２ｚの蓄熱体部２６ｚは温度が上がる。
【００５０】
一方、Ｘ室１２ｘは、図１の状態になる前には有害ガスＨＧが流入する流入状態であった室１２である。そして、現在は、パージガスＰＧが流入するパージ状態である。パージガスＰＧがＸ室１２ｘに入ると、蓄熱体部２６ｘから熱を奪い、蓄熱体部２６ｘを冷やす。この際、蓄熱体部２６ｘ中に残った有害ガスＨＧを一緒に蓄熱体部２６ｘから追い出す。
【００５１】
蓄熱体部２６ｘは加熱部２８ｘに隣接しているので、加熱部２８ｘに近い部分では温度が高く、パージガスＰＧによって有害ガスＨＧは追い出されやすい。したがって、多孔質なセラミックス製の蓄熱体７２が好適に利用できる。逆にガス流入口４０ｘに近い側は、温度が低いので、パージガスＰＧで追い出されにくい。そこで、ガス流入口４０ｘ側の蓄熱体部２６ｘを金属製の蓄熱体７０で構成させれておけば、有害ガスＨＧが吸着しにくく、パージガスＰＧでも追い出しやすい。
【００５２】
パージガスＰＧが、加熱部２８ｘに入ると、加熱部２８ｘの温度よりパージガスＰＧの温度が低ければ加熱部２８ｘで加熱される。また、加熱部２８ｘの温度よりパージガスＰＧの温度の方が高ければ、一定の熱量を加熱部２８ｘで放出し、触媒部３４ｘに移動する。加熱部２８ｘでのパージガスＰＧの加熱はパージガスＰＧ中の有害ガスＨＧを加熱するので、有害ガスＨＧの改質に役立つ。
【００５３】
触媒部３４ｘに入ったパージガスＰＧはそのまま触媒部３４ｘを通過する。一方、パージガスＰＧに混じった有害ガスＨＧは、触媒部３４ｘで改質され浄化ガスＤＧになる。したがって、パージガスＰＧと浄化ガスＤＧが連通部３６に入る。連通部３６に到達したパージガスＰＧと浄化ガスＤＧは、Ｙ室１２ｙを通って浄化された浄化ガスＤＧと一緒にＺ室１２ｚから排出される。
【００５４】
＜状態遷移の説明＞
上記の説明では、Ｘ室１２ｘはパージ状態、Ｙ室１２ｙは流入状態、Ｚ室１２ｚは流出状態であった。これらの状態は一定の規則に基づいて切り替えが行われる。これを状態遷移と呼ぶ。状態遷移は、各室１２のダンパー２０が移動して選択口２４の位置を変更することで行われる。したがって、制御装置６０による操作である。
【００５５】
図４には、状態遷移の模式図を示す。図４（ａ）には図１および図２で示した定常状態である。すなわち、Ｘ室１２ｘはパージ状態、Ｙ室１２ｙは流入状態、Ｚ室１２ｚは流出状態である。各室１２は、流入状態、パージ状態、流出状態の順で状態が変更される。したがって、図４（ａ）の定常状態からは図４（ｄ）に示すように、Ｘ室１２ｘは流出状態、Ｙ室１２ｙはパージ状態、Ｚ室１２ｚは流入状態という定常状態に移行することになる。
【００５６】
図４（ａ）の定常状態であった有害成分加熱浄化装置１は、基本的に一定時間が経過すると定常状態から次の定常状態に向かって状態遷移を行う。状態遷移が始まると、最初にパージ状態であった室１２が流出状態に遷移する。図４（ｂ）ではＸ室１２ｘがパージ状態から流出状態に状態遷移を行った状態を示している。より具体的には、Ｘ室１２ｘのダンパー２０ｘが移動し選択口２４ｘをガス流出口４２ｘに合わせる。この際に、重いダンパー２０は低摩擦層２２の存在によって、低電力で移動させることができる。
【００５７】
パージ状態であった室１２ｘは、室１２ｘ内に残っていた有害ガスＨＧを全て追い出したと考え、直ちに流出状態に移行する。したがって、Ｘ室１２ｘ内には連通部３６からの浄化ガスＤＧが流れる。つまり、１つの流入状態の室１２と２つの流出状態の室１２ができる。このような状態を「遷移状態１」と呼ぶ。なお、遷移状態１は一定時間が経過したら、完了したと判断される。
【００５８】
遷移状態１が完了したら、次に流出状態にあった室１２を流入状態に遷移させる。図４（ｃ）では、流出状態にあったＺ室１２ｚを流入状態に遷移させた状態を示している。流出状態では浄化ガスＤＧが流出していたので、直ちに有害ガスＨＧの流入状態に切り替えても、流出状態であるＸ室１２ｘから有害ガスＨＧが流出することはない。Ｚ室１２ｚの触媒部３４ｚが流入した有害ガスＨＧを改質するからである。
【００５９】
この遷移も具体的にはＺ室１２ｚのダンパー２０ｚの選択口２４ｚをガス流出口４２ｚからガス流入口４０ｚに移動させる。そして重いダンパー２０ｚは低摩擦層２２ｚによって低電力で移動させることができる。この遷移の結果、２つの流入状態と１つの流出状態の室１２ができる。これを「遷移状態２」とする。遷移状態２が完了するのは、Ｚ室１２ｚのダンパー２０ｚが移動の完了を以て、遷移状態２が完成したと解してよい。
【００６０】
最後に流入状態であった室１２をパージ状態に遷移させる。図４（ｄ）では、流入状態であったＹ室１２ｙをパージ状態に遷移させた状態を示している。流入状態であった室１２ｙは室１２ｙ内に有害ガスＨＧが多く残留しているので、それをパージガスＰＧで追い出すものである。
【００６１】
この遷移も具体的にはＹ室１２ｙのダンパー２０ｙの選択口２４ｙをガス流入口４０ｙからパージガス流入口４１ｙに移動させることで行う。そして重いダンパー２０ｙは低摩擦層２２ｙによって低電力で移動させることができる。この遷移の結果、１つの流入状態と１つの流出状態と１つのパージ状態の室１２ができる。これを「遷移状態３」とする。遷移状態３は状態遷移の最終段階で、前の定常状態からの次の定常状態である。遷移状態３が完成するのは、Ｙ室１２ｙのダンパー２０ｙが移動の完了を以て、遷移状態３が完成したと解してよい。
【００６２】
＜制御装置のフローの説明＞
状態遷移は、制御装置６０の処理によるものであるので、制御装置６０のフローについて説明する。図５に制御装置６０のフローを示す。適宜図４を参照しながら図５のフローについて説明する。定常状態から次の定常状態への遷移のきっかけは、基本的に設定時間であるが、本発明に係る有害成分加熱浄化装置１では、加熱部２８の温度も遷移のきっかけのために考慮する。
【００６３】
処理がスタートすると(ステップＳ１００）、終了判断を行う（ステップＳ１０２）。終了の判断は、人の手による供給電源の停止や、有害成分加熱浄化装置１内に設けられた安全装置の異常による自発的な終了であってもよい。終了する場合（ステップＳ１０２のＹ分岐）は、装置を停止させる（ステップＳ１０４）。そうでない場合（ステップＳ１０２のＮ分岐）は、処理を次に進める。
【００６４】
次に定常状態に遷移してからの経過時間ｔが予め設定された設定時間ｔｓを過ぎたか否かを判断する（ステップＳ１０６）。定常状態は時間ｔｓの間は維持するという趣旨である。経過時間が設定時間を過ぎていなければ（ステップＳ１０６のＮ分岐）、さらに待機する。定常状態が一定時間経過したら（ステップＳ１０６のＹ分岐）、処理を次に進める。
【００６５】
ステップＳ１０８では、流入状態にある室１２の加熱部２８中の温度ＴがＴ０＋αより低いか否かを判断する。ここで、Ｔ０は加熱装置３０のＯＮ／ＯＦＦ切り替え温度であり、αは遷移状態切り替えのための閾値温度である。
【００６６】
有害成分加熱浄化装置１では、有害ガスＨＧは触媒部３４によって浄化ガスＤＧに改質される。この改質では、発熱反応も起こり得る。したがって、有害成分加熱浄化装置１に流入し加熱された有害ガスＨＧの温度よりも高い温度の浄化ガスＤＧになる場合もある。この高温の浄化ガスＤＧは流出状態の室１２の蓄熱体部２６に大量の熱量を残して排出される。
【００６７】
この大量の熱量を持った蓄熱体部２６を冷却するのは、この蓄熱体部２６を持った室１２が流入状態に状態遷移した時の流入ガスつまり有害ガスＨＧである。大量の熱量を持った蓄熱体部２６を通過する有害ガスＨＧは蓄熱体部２６から熱を奪う。しかし、蓄積された熱量が多いと、定常状態の設定された継続時間ｔｓの間有害ガスＨＧが流れても、蓄熱体部２６の熱量が奪いきれず、有害成分加熱浄化装置１全体としての温度がどんどん上昇するという場合がある。
【００６８】
このため、流入状態になった室１２の加熱部２８の温度が一定温度以下にならない場合は、現在の定常状態を維持し続け、加熱部２８および蓄熱体部２６の温度の低下を待つという趣旨である。
【００６９】
一方、加熱部２８の温度がＴ０以下になってしまうと、今度は加熱部２８の加熱装置３０がＯＮになる。これはせっかく蓄積した蓄熱体部２６の熱量を有効に利用したとは言えない。そこで、切り替えのための閾値温度αを加熱装置３０のＯＮ／ＯＦＦ切り替え温度Ｔ０に上乗せしておく。閾値温度αは、流入する有害ガスＨＧの温度に基づいて動的に変換させてもよい。つまり、加熱部２８の温度が低下する際に、切り替え温度Ｔ０に対してアンダーシュートして、加熱装置３０がＯＮにならないように、有害ガスＨＧの温度に、基づいて閾値温度αを変化させる。
【００７０】
図５のフローでは、ステップＳ１０８で有害ガスＨＧが流入状態にある室１２の加熱部２８の温度ＴがＴ０＋αより高ければ（ステップＳ１０８のＮ分岐）、設定された継続時間を過ぎてもさらに現在の定常状態を維持する。加熱部２８の温度ＴがＴ０＋αより低く成ったら（ステップＳ１０８のＹ分岐）処理を次に移す。
【００７１】
ステップＳ１０６（所定の継続時間ｔｓを経過）と、ステップＳ１０８（加熱部２８の温度ＴがＴ０＋αより低い）をクリアしたら、状態遷移に移る。図４で説明したように、遷移状態１に遷移し（ステップＳ１１０）、次に遷移状態２に遷移し（ステップＳ１１２）、最後に遷移状態３に遷移する（ステップＳ１１４）。遷移状態３は次の定常状態である。
【００７２】
なお、新たな定常状態が始まったらタイマー６２をクリアし新たに経過時間ｔｓを計測し始める（ステップＳ１１６）。そして、再び終了判定（ステップＳ１０２）に処理を移す。以上のようにして制御装置６０は、有害成分加熱浄化装置１を運転する。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明に係る有害成分加熱浄化装置は、有害ガスを浄化するのに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  有害成分加熱浄化装置
１０  外郭
１２、１２ｘ、１２ｙ、１２ｚ  室
１３  壁
１４  底面
１６  開口部
１８  ダンパースライド部
２０  ダンパー
２２  低摩擦層
２４  選択口
２６  蓄熱体部
２８  加熱部
３０  加熱装置
３２  加熱部温度センサ
３４  触媒部
３６  連通部
４０  ガス流入口
４１  パージガス流入口
４２  ガス流出口
４３  分離壁
４４  連通口
４６  流入流路
４８  流出流路
５０  パージ流路
５２  有害ガス送風用ファン
５４  パージガス送風用ファン
５６  冷却装置
５６ｆ  送風ファン
５６ｐ  金属パイプ
５６ｔ  温度センサ
６０  制御装置
６２  タイマー
７０  金属製の蓄熱体
７２  セラミックス製の蓄熱体
７４  通気孔
ＨＧ  有害ガス
ＤＧ  浄化ガス
ＰＧ  パージガス
【要約】
【課題】有害成分加熱浄化装置において、流入流路、流出流路、パージ流路の切り替えを、選択口を設けたダンパーを移動させて行う場合、ダンパーの重量で切り替えに大きな電力が必要であった。
【解決手段】上方で連通する連通部と、下方には連通口が設けられた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蓄熱体部と、加熱部と、触媒部が連設され、
前記底面上と摺動可能に密着載置され、前記３つの連通口の内の１つを連通状態にする選択口が形成されたダンパーと、
前記底面と前記ダンパーとの摺動の間に配置された低摩擦層と、
前記ダンパーを移動させ前記連通口の開閉を制御する制御装置を有することを特徴とする有害成分加熱浄化装置は、低摩擦層によって容易にダンパーを移動させることができる。
【選択図】図１【図１】
0006814494.tif 000002
【図２】
0006814494.tif 000003
【図３】
0006814494.tif 000004
【図４】
0006814494.tif 000005
【図５】
0006814494.tif 000006