| 【発明の名称】 |
触媒燃焼装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】高橋 清一
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| 【要約】 |
【課題】燃焼させる原ガスの温度むらをなくす触媒燃焼装置を提供する。従来よりも小型でコスト安価な装置を提供する。
【解決手段】合流点で合流した原ガス１１（１７）を第２の熱交換器１８によって高温の排ガス１４との間で熱交換させた。第２の熱交換器１８は、第１の熱交換器１５と同様の構成にした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】原ガスを燃焼温度まで加熱するための加熱部と、加熱された原ガスを燃焼させて燃焼ガスを排出する触媒部と、原ガスが挿通される原ガス挿通部および燃焼ガスが挿通される燃焼ガス挿通部を有し、両ガス間で熱交換させる熱交換器と、原ガスの一部または全部をバイパスして熱交換器を介さずに直接加熱部へ供給する原ガスバイパス部とを有する触媒燃焼装置において、熱交換器を通過した原ガスと、原ガスバイパス部を通過した原ガスとの間で熱交換をさせる熱交換器が設けられていることを特徴とする触媒燃焼装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術の分野】この発明は、有機溶剤を燃焼させて炭酸ガスと水に分解して排出するための触媒燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から有機溶剤は、種々の技術分野（たとえば、クリーニング業や塗装業等）で使用されている。このような有機溶剤は、産業廃棄物としてそのまま廃棄することはできず、一般に触媒燃焼装置を用いて燃焼させ、炭酸ガスと水に分解して排出される。従来の一般的な触媒燃焼装置の模式図を図２に示す。
【０００３】同図を参照して、触媒燃焼装置１は、有機溶剤等を含む空気（以下、「原ガス」という。）を所定の燃焼温度にまで加熱するための加熱部２と、加熱された原ガスを燃焼させる触媒部３と、熱交換器４と、原ガスバイパス部５とを備えている。熱交換器４は、触媒燃焼装置１に導入される原ガス（通常は常温）と触媒部３で燃焼されたガス（以下、「燃焼ガス」という。」との間で熱交換し、原ガスの加熱に要するエネルギを低減させるものである。また、原ガスバイパス部５は、原ガスの一部若しくは全部を熱交換器４を通さずに直接加熱部２に供給するものであって、一般に自動流量調整弁６によって調整することができるようになっている。
【０００４】このような原ガスバイパス部５が設けられているのは、次の理由によるものである。すなわち、当該触媒燃焼装置１を使用する環境下によっては、原ガスの濃度が様々である。そして、原ガスの濃度によっては、熱交換器により全熱交換を行うと燃焼温度が高温になりすぎ、触媒部３の熱による損傷等が発生するおそれがある。このため、燃焼温度の上昇を抑えるべく、原ガスの一部若しくは全部を熱交換器４を通さずに直接加熱部に供給するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような触媒燃焼装置１では、原ガスの一部をバイパスすることにより、熱交換された原ガスと熱交換されない原ガスとが加熱部の手前で合流するが、このとき、両ガスは一様に混ざり合わない。このため、原ガスに温度むらが生じ、そのままでは触媒部３において原ガスの良好な燃焼を実現することが困難となる。かかる問題を解決するために、従来では、バイパス合流部７と加熱部２との間にガス攪拌機等を設置し、原ガスの温度むらを緩和していた。
【０００６】しかしながら、そのようなガス攪拌機等を設けることにより触媒燃焼装置１が大型化し構造も複雑にる。また、装置全体のコストも上昇する。
【０００７】そこで、本発明は、原ガスの燃焼温度の異常な上昇を抑えて良好な燃焼を実現することのできる、安価で小型の触媒燃焼装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本願に係る触媒燃焼装置は、原ガスを燃焼温度まで加熱するための加熱部と、加熱された原ガスを燃焼させて燃焼ガスを排出する触媒部と、原ガスが挿通される原ガス挿通部および燃焼ガスが挿通される燃焼ガス挿通部を有し、両ガス間で熱交換させる熱交換器と、原ガスの一部または全部をバイパスして熱交換器を介さずに直接加熱部へ供給する原ガスバイパス部とを有する触媒燃焼装置において、熱交換器を通過した原ガスと、原ガスバイパス部を通過した原ガスとの間で熱交換をさせる熱交換器が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】この構成によれば、熱交換器を通過した原ガスと、原ガスバイパス部を通過した原ガスとの間に生じる温度むらをなくすことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】図１は、本発明の実施の形態に係る触媒燃焼装置（以下、単に「装置」という。）１０の構成を示す図である。
【００１２】同図を参照して、この装置１０は、たとえば使用後の有機溶剤を燃焼させて炭化水素と水に分解するためのものである。この装置１０は、原ガスとしての有機溶剤（以下、単に「原ガス」という。）１１を所定の触媒の下で燃焼させる触媒部１２と、原ガス１１を所定の燃焼温度まで加熱するための加熱部１３と、燃焼された原ガス、すなわち高温となった排ガス１４と原ガス１１との間で熱交換をさせる第１の熱交換器１５と、原ガス１１の一部または全部について第１の熱交換機１５をバイパスする原ガスバイパス部１６と、バイパスされた原ガス１７と第１の熱交換器１５を通過した原ガス１１との間で熱交換させる第２の熱交換器１８とを有している。
【００１３】原ガス１１としては、装置１０の使用環境により種々変化するが、たとえばキシレン、ベンゼン、トルエン、メタン、エタン等である。
【００１４】触媒部１２は、所定の雰囲気温度下において上記原ガス１１（１７）を所定の触媒の下で燃焼させるものである。触媒としては、種々採用することができるが、本実施形態では白金触媒を採用している。
【００１５】加熱部１３には、所定の加熱手段が設けられており、本実施形態では電気ヒータ等を採用している。
【００１６】第１の熱交換器１５は、たとえばクロスフロー型のものを採用することができるが、これに限られず、カウンタフロー型のものやシェルチューブ型のものも採用することができる。
【００１７】第２の熱交換器１８は、原ガスバイパス部１６によりバイパスされた原ガス１７と、第１の熱交換器１５により排ガス１４との間で熱交換された原ガス１１との間で熱交換させるものであるが、本実施形態では、第１の熱交換器１５とまったく同様の構成のものを採用している。もっとも、第２の熱交換器１８を第１の熱交換器１５と異なる構造のものを採用することもできる。
【００１８】原ガスバイパス部１６は、上述のように原ガス１１をバイパスさせるものであり、そのバイパス量を調整するために自動流量調節弁１９が設けられている。このようにバイパス路を設けるのは、触媒部１２の耐熱温度との関係が大きい。すなわち、触媒部１２は、所定の温度下で原ガス１１（１７）を燃焼させるが、触媒の耐熱限界温度が略５００℃であるため、通常は、触媒部１２での温度を２５０℃〜４５０℃の範囲内に制御する必要がある。
【００１９】一方、原ガス１１（１７）の燃焼温度は、原ガスの種類やその濃度によって大きく異なり、また、濃度は、装置１０の使用環境によって大きく異なる。そして、燃焼温度が高く且つ高濃度の原ガス１１（１７）が供給される環境では、原ガス１１の全部について第１の熱交換器１５で熱交換を行わしめると燃焼温度が非常に高くなり、触媒部１２が損傷する。これを防ぐために、自動流量調節弁１９を調節し、原ガス１１のバイパス量を制御し、あえて第１の熱交換器１５による熱交換効率を低減させるようにしている。
【００２０】このような構成の装置１０によれば、原ガス１１について所定量のバイパスが必要な環境下では、原ガス１１と原ガス１７とが合流点２０で合流する。このため、合流点２０を通過した原ガス１１（１７）は、温度むらを生じ、そのままではたとえ加熱部１３により加熱されたとしても温度むらを解消することはできず、触媒部１３での良好な燃焼を実現することはできない。
【００２１】ところが、本装置１０では、合流点２０を通過した原ガス１１（１７）は、第２の熱交換器１８を通過することにより排ガス１４との間で熱交換され、温度むらを解消することができる。これにより、触媒部１２における原ガス１１（１７）の燃焼を良好なものとすることができる。しかも、従来のように原ガス１１（１７）を攪拌する装置を設ける必要がなく、装置１０の全体を小型化できると共にコスト安価に製造することができる。
【００２２】特に本実施形態に係る装置１０では、第１の熱交換器１５と第２の熱交換器１８とは同様のものを採用しており、これらを直列に配置しているから、特別に第２の熱交換器１８を製造する必要もなく、一層のコストダウンを実現することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本願に係る発明によれば、熱交換器を通過した原ガスと、原ガスバイパス部を通過した原ガスとの間に生じる温度むらをなくすことができるから、触媒部における原ガスの燃焼を良好なものとすることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９６０２７４２７
【氏名又は名称】高橋 清一
【識別番号】５９９１２６７５２
【氏名又は名称】勝英電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年９月７日（１９９９．９．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６５８６８
【弁理士】
【氏名又は名称】角田 嘉宏 （外４名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−７４２０５（Ｐ２００１−７４２０５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２３日（２００１．３．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２５３１８３ |
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