JP4814780B2 - 蓄熱式ガス処理器及びそれを用いた蓄熱式ガス処理設備 - Google Patents

蓄熱式ガス処理器及びそれを用いた蓄熱式ガス処理設備 Download PDF

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Description

本発明は汚染物質を含む排ガスの浄化処理や悪臭物質を含む排ガスの脱臭処理などに用いる蓄熱式ガス処理器に関し、詳しくは、
蓄熱材を収容した複数の蓄熱室と、被処理ガスを燃焼させる燃焼手段を備えた燃焼室と、前記蓄熱室の各々について蓄熱室を介して前記燃焼室に導入される被処理ガス及び燃焼室から蓄熱室を介して導出される処理済ガスを通過させる複数の給排室とを器体内部に形成し、
前記複数の蓄熱室を器体内部の上下中間部において横方向に並べて、各蓄熱室の上端又は下端のうちの一端を前記燃焼室に連通させ、且つ、各蓄熱室の他端を前記給排室の各々に個別に連通させる構造にするとともに、
前記給排室の各々について給排室を介して器体外部から前記燃焼室に被処理ガスを導入する被処理ガス導入状態と給排室を介して器体外部に処理済ガスを導出する処理済ガス導出状態とに交互的に切換可能な複数のガス給排路の各々に対する器体接続口部を形成してある蓄熱式ガス処理器及びそれを用いた蓄熱式ガス処理設備に関する。
この種の蓄熱式ガス処理器は、器体接続口部に接続されるガス給排路の一部から導入される被処理ガスを一部の給排室を介して一部の蓄熱室に通過させて燃焼室に至らせ、この燃焼室において被処理ガス中の汚染物質や悪臭物質などを燃焼により処理するとともに、燃焼室で処理後の処理済ガスを他の蓄熱室に通過させて、その蓄熱室の収容蓄熱材に対し蓄熱を行わせた後、他の給排室を介して他のガス給排路に導出する。
そして、この処理においてガス給排路を被処理ガス導入状態と処理済ガス導出状態とに交互的に切り換えることにより、処理済ガスの通過をもって先に蓄熱した蓄熱材により被処理ガスを各蓄熱室の通過過程で予熱して、熱効率の向上を図ることを可能にしている。
ところで、従来、この種の蓄熱式ガス処理器では、ガス給排路に対する器体接続口部を器体の底側壁部に形成する構造を採っていた。(例えば、下記特許文献1参照)
特開2005−61675
しかしながら、ガス給排路に対する器体接続口部を底側壁部に形成する上記の如き従来の構造では、ガス供給路を器体下外方空間から器体接続口部に接続することになるため、その接続空間を確保するのに、器体設置面に対して相当浮かせた状態で器体を設置しなればならないことから、もともと器体が比較的大型であるにもかかわらず、実質的な器体高さ(つまり、器体設置面から器体上部までの高さ)が相当高くなってしまい、そのことで、例えば、既存の建物内部や既存の乾燥炉の下部空間などの設置スペースに対して設置し難くなる問題があった。
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、合理的な改良をもって上記問題を効果的に解消する点にある。
〔1〕本発明の第1特徴構成は、蓄熱式ガス処理器に係り、その特徴は、
蓄熱材を収容した複数の蓄熱室と、被処理ガスを燃焼させる燃焼手段を備えた燃焼室と、前記蓄熱室の各々について蓄熱室を介して前記燃焼室に導入される被処理ガス及び燃焼室から蓄熱室を介して導出される処理済ガスを通過させる複数の給排室とを器体内部に形成し、
前記複数の蓄熱室を器体内部の上下中間部において横方向に並べて、各蓄熱室の上端又は下端のうちの一端を前記燃焼室に連通させ、且つ、各蓄熱室の他端を前記給排室の各々に個別に連通させる構造にするとともに、
前記給排室の各々について給排室を介して器体外部から前記燃焼室に被処理ガスを導入する被処理ガス導入状態と給排室を介して器体外部に処理済ガスを導出する処理済ガス導出状態とに交互的に切換可能な複数のガス給排路の各々に対する器体接続口部を形成してある蓄熱式ガス処理器であって、
前記複数の器体接続口部を、器体横外方空間から前記ガス供給路を接続可能な形態で横側壁部に形成してある点にある。
つまり、上記第1特徴構成によれば、ガス供給路を器体横外方空間から器体接続口部に接続することができるから、先述の従来構造のように器体設置面に対して相当浮かせた状態で器体を設置しなくとも、器体接続口部に対するガス供給路の接続空間を確保することができる。
したがって、先述の従来構造に比べて実質的な器体高さを小さくすることができて、既存の建物内部や既存の乾燥炉の下部空間などの設置スペースに対して設置し易いものとすることができる。
〔2〕本発明の第2特徴構成は、第1特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記複数の器体接続口部を、複数の横側壁部のうちの一つの横側壁部に集中的に形成してある点にある。
つまり、上記第2特徴構成によれば、例えば、複数の器体接続口部を複数の横側壁部に分散させて形成するのに比べて、実質的な平面視面積(つまり、ガス給排路の接続空間を含めた平面視面積)を小さくすることができ、これにより、前述の設置スペースに対して一層設置し易いものとすることができる。
〔3〕本発明の第3特徴構成は、第2特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記複数の器体接続口部を集中的に形成した横側壁部から離れた前記給排室とそれに対する器体接続口部とを、前記横側壁部に隣接する前記給排室を貫通する連絡風路を介して連通させる構成にしてある点にある。
つまり、前記複数の器体接続口部を、複数の横側壁部のうちの一つの横側壁部に集中的に形成する構造を採ることに対し、例えば、横側壁部から離れた給排室とそれに対する器体接続口部とを横側壁部に隣接する給排室の外方(つまり、器体内部における給排室の上方、下方、横方)に設けた連絡風路を介して連通させる場合では、その連絡風路の周囲に活用し難い空間が生じてしまう。
これに対し、横側壁部から離れた給排室とそれに対する器体接続口部とを横側壁部に隣接する給排室を貫通する連絡風路を介して連通させる上記第3特徴構成であれば、その連絡風路の周囲空間を横側壁部に隣接する給排室の内部空間として効果的に活用することができる。
したがって、複数の横側壁部のうちの一つの横側壁部に集中的に形成する構造を採りながらも、器体の少型化を効果的に図ることができて、前述の設置スペースに対して一層設置し易いものとすることができる。
〔4〕本発明の第4特徴構成は、第3特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記連絡風路を、前記横側壁部に隣接する給排室の内部における前記蓄熱室とは反対側端に配置してある点にある。
つまり、上記第4特徴構成であれば、例えば、前記連絡風路を前記横側壁部に隣接する給排室の内部における蓄熱室側に配置する場合に比べ、給排室の内部における蓄熱室側の空間を広く確保することができるから、蓄熱室内の蓄熱材への通風面積を極力広く採ることができて、熱効率を効果的に向上させるができる。
なお、第4特徴構成を実施するのに(図3,図4参照)、前記連絡風路10の蓄熱室側面10aを、前記横側壁部9に隣接する給排室6Aの内部における平面視中央側が連絡風路直交方向における平面視外側よりも前記蓄熱室3とは反対側に位置する形態に構成してもよい。
つまり、この構成によれば、前記連絡風路10を前記横側壁部に隣接する給排室6Aの内部における前記蓄熱室とは反対側端に配置する構造を採ることに対し、その連絡風路10の蓄熱室側面10a(すなわち、給排室6Aの連絡風路設置部分における蓄熱室とは反対側面)をもって、器体接続口部8から給排室6Aを通過して蓄熱室へ至る被処理ガス、及び、蓄熱室から給排室6Aを通過して器体接続口部に至る処理済ガスの給排室6A内の通過を案内する形態で給排室6A内のガス通過抵抗を効果的に低減することができ、これにより、処理効率の向上や省エネルギ化を効果的に達成することができる。
〕本発明の第特徴構成は、蓄熱式ガス処理設備に係り、その特徴は、
前記第1〜第特徴構成のいずれかに記載の蓄熱式ガス処理器を用いた蓄熱式ガス処理設備であって、
前記ガス給排路の各々を前記被処理ガス導入状態と前記処理済ガス導出状態とに交互的に切り換える切換装置を器体外部に設け、
前記切換装置を、前記複数のガス給排路に対し個別に連通される複数の給排口を有する分配器と、ガス供給路から前記ガス給排路に導入する被処理ガスを通過させる前記給排口とガス給排路からガス排出路に導出する処理済ガスを通過させる給排口との両方が存在する状態を保ちながら、前記分配器に対する摺接状態での横軸芯周り又は斜め軸芯周りの回転により各給排口を被処理ガス通過状態と処理済ガス通過状態とに交互的に切り換える切換弁体とから構成するとともに、
前記蓄熱式ガス処理器の前記器体接続口部それぞれに対して前記ガス給排路それぞれの一端を個別に接続し、且つ、前記切換装置における前記給排口それぞれに対してガス給排路それぞれの他端を個別に連通させる構成にしてある点にある。
つまり、上記第特徴構成によれば、前記複数のガス給排路を前記被処理ガス導入状態と前記処理済ガス導出状態とに交互的に切り換える切換装置を器体外部に設けるのに対し、切換装置の前記切換弁体を横軸芯周り又は斜め軸芯周りで回転させる構成にしてあるから、例えば、切換弁体を縦軸芯周りで回転させる構成にするのに比べ、切換装置の高さを低くすることができ、これにより、蓄熱式ガス処理器と切換装置とを含めた設備全体の高さを効果的に低くすることができる。
図1、図2、図6は、蓄熱式ガス処理設備を示し、T1は設備横方部において設備設置面(器体設置面)L上に載置した略箱型形状の蓄熱式ガス処理器であり、この蓄熱式ガス処理器T1は、平面視で並列配置の複数室(本例では、8室)の蓄熱室3を仕切壁2により器体内部の上下中間部において横方向(詳しくは、水平面方向又は略水平面方向)に並べた状態で仕切形成し、それら蓄熱室3の各々に蓄熱材4aの通気性充填層4を収容するとともに、各蓄熱室3の上端を器体内部の上部に形成した燃焼室5に開口連通させ、且つ、各蓄熱室3の下端を仕切壁7により器体内部の下部において横方向(詳しくは、水平面方向又は略水平面方向)に並べた状態で仕切形成した平面視で並列配置の複数室(本例では、8室)の第1給排室6に対し個別に開口連通させてある。
5aは、被処理ガスGを燃焼させる燃焼手段として燃焼室5の天井部に配設したバーナーである。
前記蓄熱式ガス処理器T1の横側壁部9には、第1給排室6の各々について第1給排室6を介して器体外部から燃焼室5に被処理ガスG(例えば、有機溶剤を含む塗装ブースからの排出空気)を導入する被処理ガス導入状態と、第1給排室6を介して器体外部に処理済ガスG′を導出する処理済ガス導出状態とに交互的に切換可能な複数本(本例では、8本)のガス給排路11の各々に対する複数個(本例では、8個)の器体接続口部8を、器体横外方空間からガス給排路11を接続可能な形態で形成してあり、この器体接続口部8は、器体内部において第1給排室6に対し連通させてある。
つまり、この蓄熱式ガス処理器T1は、ガス給排路11の各々に対する器体接続口部8を器体横外方空間からガス給排路11を接続可能な形態で横側壁部9に形成することで、器体接続口部8に対するガス供給路11の接続空間を器体横外方空間に確保する。
T2は、ガス給排路11の各々を被処理ガス導入状態と処理済ガス導出状態とに交互的に切り換える切換装置であり、この切換装置T2は、蓄熱式ガス処理器T1の横方において設備設置面L上に載置してある。
そして、ガス給排路11それぞれの一端を蓄熱式ガス処理器T1の器体接続口部8それぞれに対して器体外部横方空間から個別に接続するとともに、ガス給排路11それぞれの他端を切換装置T2に対して接続する構成にしてある。
前記器体接続口部8は、複数(本例では4つ)の横側壁部9のうちの一つの横側壁部9に集中的に形成して、ガス給排路11を接続することに対し蓄熱式ガス処理器T1の実質的な平面視面積(つまり、ガス給排路11の接続空間を含めた蓄熱式ガス処理器T1の平面視面積)を小さくする構成にしてあり、具体的には、切換装置T2側の横側壁部9における第1給排室6に対応した下部に横一文字状に並べた状態で形成してある。
図3〜図6に示すように、切換装置T2側の横側壁部9に隣接する4室の第1給排室6(隣接第1給排室6A)に対しては、これに対応する器体接続口部8の内側開口8aを開口連通させる構成にするとともに、切換装置T2側の横側壁部9から離れた4室の第1給排室6(非隣接第1給排室6B)に対しては、これに対応する器体接続口部8の内側開口8aを、隣接第1給排室6Aを貫通する金属製の連絡ダクト10(連絡風路の一例)を介して連通させる構成にしてあり、連絡ダクト10の周囲空間を隣接第1給排室6Aの内部空間として活用する構成にしてある。
前記連絡ダクト10は、隣接第1給排室6Aの平面視器体中央側の壁面に隣接する状態で隣接第1給排室6Aの床面(蓄熱室3とは反対側端の一例)に配置してあり、これにより、隣接第1給排室6Aの天井面(つまり、蓄熱室3に対する開口面)が連絡ダクト10により部分的に閉塞されるのを抑止して、隣接第1給排室6Aと蓄熱室3との連通面積を確保する。
また、連絡ダクト10の天井面10a(蓄熱室側面の一例)は、隣接第1給排室6Aの内部における平面視中央側が連絡ダクト直交方向における平面視外側よりも蓄熱室3とは反対側に位置する形態、詳しくは、平面視中央側ほど下方側に位置する傾斜面形状(略言すれば、片流れ天井形状)に形成してあり、この天井面10aの傾斜面に沿って隣接第1給排室6Aと蓄熱室3との間でのガス通風を案内する形態で、隣接第1給排室6A内のガス通過抵抗を効果的に低減する。
なお、隣接第1給排室6Aに対する器体接続口部8は、外側開口8a(すなわち、横側壁部9の外側面の開口)がガス供給路11に対応した円形状で、且つ、内側開口8b(すなわち、横側壁部9の内側面の開口)が外側開口8aと略同一形状の横軸芯角柱状の筒形状に形成してあり、一方、非隣接第1給排室6Bに対する器体接続口部8は、外側開口8aがガス給排路11に対応した円形状で、且つ、内側開口8bが連絡ダクト10に対応した形状の略横軸芯角錐台状の筒形状に形成してある。
前記切換装置T2は、複数のガス給排路11に対し個別に連通される複数の給排口14Aを有する分配器12と、ガス供給路45から前記ガス給排路11に導入する被処理ガスGを通過させる給排口14Aとガス給排路11からガス排出路46に導出する処理済ガスG′を通過させる給排口14Aとの両方が存在する状態を保ちながら、分配器12に対する摺接状態での横軸芯周りの回転(詳しくは、水平軸芯又は略水平軸芯周りの回転)により各給排口14Aを被処理ガス通過状態と処理済ガス通過状態とに交互的に切り換える風路切換用の切換弁体15とから構成してある。
具体的には、切換装置T2は、図7〜図10に示す如く、処理済ガスG′を受け入れる円筒状の気室器16を内部の右横方(すなわち、蓄熱式ガス処理器T1とは反対側)に備えた弁体器17と、その弁体器17における気室器16の左横方(すなわち、蓄熱式ガス処理器T1側)に内装された前記切換弁体15と、側面視で環状配置の8個の第2給排室14を仕切壁13により内部に形成した側面視略円筒状の前記分配器12とからなり、設備設置面Lに支持された正面視略L字状の設置架台18に分配器12を固定的に取り付けるとともに、弁体器17を分配器12の右横方に同心状に配置して分配器12に対し固定的に連結し、これにより、左横方から‘分配器12−切換弁体15−気室器16’の順で同芯状に配置する構成にしてある。
前記弁体器17の天板(換言すれば、左側板)を兼ねる分配器12の底板(換言すれば、右側板)12aには、8個の扇状の給排口14Aを各第2給排室14に対し個別に対応位置させた環状配置(すなわち、後述する切換弁体15の回転方向に並ぶ配置)で形成し、その底板12aの右側面には、外周部19aと内周部19bと8本の放射状部19cとからなって給排口14Aを個々に囲む形態の分配器側シール部材19を付設してある。
14aは、各給排口14Aを半径方向で複数(本例では3個)に分割する形態で周方向に亘らせた環状補強部である。
弁体器17に内装する切換弁体15は、図9、図10に示すように、円板状の弁天板(換言すれば、左側板)22とそれよりもやや小径の円板状の弁底板(換言すれば、右側板)23と弁周壁21と横姿勢の回転軸Xを構成する筒状回転軸24とを備える略横向き円錐台形状に形成してあり、弁天板22を分配器12の底板12aに対して摺接(厳密には分配器側シール部材19に対して摺接)させ、かつ、弁底板23を気室器16の器内空間17A側の開口縁部(詳しくは、後述する摺接部53の左端開口縁部)に対して摺接(厳密には、開口縁部に装備した環状の気室器側シール部材25に対して摺接)させる形態で、弁体器17内において横軸心P周りで図中矢印Rで示す方向に回転させる。
前記切換弁体15の回転軸Xは、分配器12を貫通する状態で設置架台18に支持される第1連結回転軸26を筒状回転軸24の先端(換言すれば、左端)に対し着脱自在に連結するとともに、気室器16及びそれの内部右横方に形成のパージ用チャンバ20を貫通する状態で気室器16に支持される第2連結回転軸27を、筒状回転軸24の基端(換言すれば、右端)に対し着脱自在に連結して構成してある。
詳しくは、分配器12と設置架台18との間において筒状回転軸24の先端に対しボルトやナット等の締結手段により第1連結回転軸26をフランジ接合するとともに、気室器16内部の左方部分において筒状回転軸24の基端に対しボルトやナット等の締結手段により第2連結回転軸27をフランジ接合して構成してある。
また、筒状回転軸24の基端面には、それの内部空間に連通する第1パージ用連通口24aを形成するとともに、第2連結回転軸27の先端面には、それの内部空間に連通する第3パージ用連通口27aを形成してあり、これにより、筒状回転軸24と第2連結回転軸27との連結状態において、それらの内部空間どうしが連通接続される構成にしてある。
さらに、第1連結回転軸26は、それの軸心P方向への動きを許す第1軸受28を介して設置架台18により支持させるとともに、第2連結回転軸27は、それの軸芯P方向への滑りを許し、かつ、気室器16及びパージ用チャンバ20との隙間を通じて処理済ガスG′が外部に漏洩することを防止するためのシール部材を備えた第2軸受29及び第3軸受30を介して気室器16により支持させており、これにより、切換弁体15の回転軸Xの軸心P方向への動きを自在に構成してある。
前記切換弁体15の弁天板22には、切換弁体15の回転に伴い分配器12の側の給排口14Aに対して順次に対向連通させる被処理ガス用供給口31とパージ用口32と処理済ガス用排出口33とをその順で切換弁体15の回転上手側から並ぶ環状配置で、かつ、分配器12の側における同一の給排口14A(厳密には同一の給排口14Aに対する分配器側シール部材19の囲い領域)に対して同時に対向連通することがない配置で形成してある。
また、弁底壁23には、気室器16内に対し連通させる気室器用の連通口34を形成するとともに、弁周壁21には、弁体器17内における切換弁体15及び気室器16周りの器内空間17Aに対し連通させる弁体器用の連通口35を形成してある。
さらに、筒状回転軸24には、その内部空間を後述するパージ用室38に対し連通させる第2パージ用連通口24bを形成するとともに、筒状回転軸24に対し内部空間どうしが連通する状態で連結される第2連結回転軸27には、その内部空間をパージ用チャンバ20に対し連通させる第4パージ用連通口27bを形成してあり、これにより、第2パージ用連通口24b、筒状回転軸24の内部空間、第2連結回転軸27の内部空間、第4パージ用連通口27bを介して、パージ用室38とパージ用チャンバ20とを連通させる構成にしてある。
15aは、被処理ガス用供給口31、処理済ガス用排出口33の夫々を半径方向で複数(本例では3個)に分割する形態で周方向に亘らせた環状補強部である。
切換弁体15の内部には、弁周壁21に形成の弁体器用連通口35と弁天板22に形成の被処理ガス用供給口31とを室出入口とする供給室36と、弁底壁23に形成の気室器用連通口34と弁天板22に形成の処理済ガス用排出口33とを室出入口とする排出室37とを、横仕切壁39、第1天板側横仕切壁40、及び、螺旋状の仕切中床41により区画形成するとともに、筒状回転軸24に形成の第1パージ用連通口24aと弁天板22に形成のパージ用口32とを室出入口とするパージ用室38を、第1天板側横仕切壁40の隣接箇所に形成した仕切中底42と第2天板側横仕切壁43とにより区画形成してある。
つまり、螺旋状の仕切中床41を用いて切換弁体15の内部を供給室36と排出室37とに区画することで、弁底壁23の気室器用連通口34の開口面積を広く確保して排出効率を高く確保しながらも弁体横方向長さの短縮化を図ってある。
なお、44は、室内連通用の連通口44aを備えた補強リブ板である。
そして、この構成において、被処理ガスGを供給するガス供給路45を弁体器17内の器内空間17Aに連通接続し、ファンFにより処理済ガスG′を排出するガス排出路46を弁体器17内における切換弁体15及び気室器16周りの器内空間17Aに連通接続し、処理済ガスG′の一部をガス排出路46から取り出してパージ用ガスG″として供給するパージ用ガス供給路47を気室器16の内部に形成のパージ用チャンバ20に連通接続するとともに、蓄熱式ガス処理器T1の器体接続口部8に各々の一端が接続された8個のガス給排路11の他端を8個の第2給排室14の各々に個別に連通接続してある。
つまり、この蓄熱式ガス処理設備では、図7、図15に示すように、ガス供給路45から弁体器17の器内空間17A及び切換弁体15の弁周壁21に形成の弁体器用連通口35を通じて切換弁体15の供給室36に導入される被処理ガスGを、切換弁体15の弁天板22に形成の被処理ガス供給口33、その被処理ガス供給口33に対向連通する分配器12側の給排口14A、その給排口14Aに連通の第2給排室14、その第2給排室14に連通のガス給排路11、そのガス給排路11に連通の器体接続口部8、及び、その器体接続口部8に連通の第1給排室6を通じ、一部の蓄熱室3に通過させて燃焼室5に至らせ、この燃焼室5において被処理ガスG中の汚染物質や悪臭物質などを燃焼により処理する。
また、処理済ガスG′は、燃焼室5から他の蓄熱室3に通過させて、その蓄熱室3に収容の蓄熱材4aに対し蓄熱を行わせ、その後、その蓄熱室3に連通の第1給排室6、その第1給排室6に連通の器体接続口部8、その器体接続口部8に連通のガス給排路11、その給排路15に連通の第2給排室14、その第2給排室14に連通の給排口14A、及び、その給排口14Aに対向連通する切換弁体15側の処理済ガス用排出口33を通じ、切換弁体15の排出室37へ導くとともに、それに続き、気室器用連通口34及び気室器16を通じて、ガス排出路46へ導出する。
さらに、図8、図15に示すように、パージ用ガス供給路47からパージ用チャンバ20に導入されるパージ用ガスG″を、第2連結回転軸27に形成の第3パージ用連通口27a、第2連結回転軸27及び筒状回転軸24の内部空間、切換弁体15の筒状回転軸24に形成の第1パージ用連通口24aを通じ、切換弁体15のパージ用室38へ導くとともに、切換弁体15の弁天板22に形成のパージ用口32、そのパージ用口32に対向連通する分配器12側の給排口14A、その給排口14Aに連通の第2給排室14、その第2給排室14に連通のガス給排路11、そのガス給排路11に連通の器体接続口部8、及び、その器体接続口部8に連通の第1給排室6を通じ、更に他の蓄熱室3に通過させて燃焼室5に至らせ、この燃焼室5においてパージ用ガスG″を燃焼により処理し、処理済ガスG′に合流させる。
そして、この処理において切換弁体15を回転させることで、切換弁体15の弁天板22に形成の被処理ガス用供給口31、パージ用口32、処理済ガス用排出口33の各々を対向連通させる分配器12側の給排口14Aを順次に切り換えて、この切り換えにより、被処理ガスGを通過させる蓄熱室3、パージ用ガスG″を通過させる蓄熱室3、処理済ガスG′を通過させる蓄熱室3を順次に切り換える形態で、各蓄熱室3を被処理ガスGの通過状態、パージ用ガスG″の通過状態、処理済ガスG′の通過状態に、その順で順次に切り換え、これにより、処理済ガスG′の通過をもって先に蓄熱した蓄熱材4aにより被処理ガスGを各蓄熱室3の通過過程において予熱する。
また、被処理ガスGの通過後、次に処理済ガスG′を通過させるに先立ち各蓄熱室3にパージ用ガスG″(処理済ガスG′の一部)を通過させるようにし、これにより、蓄熱室3内に残る被処理ガスGを次の処理済ガスG′の通過の前に燃焼室5へ排出して、次にその蓄熱室3を通過する処理済ガスG′に残留被処理ガスGが混入することを防止する。
なお、図6に示すように、蓄熱式ガス処理器T1の8個の器体接続口部8と切換装置T2の8室の第2給排室14とを8個のガス給排路11により個別に接続するのに、隣接第1給排室6A用の4個の器体接続口部8に対し上方側の4室の第2給排室14に接続される上方側のガス給排路11aを個別に接続し、非隣接第1給排室6B用の4個の器体接続口部8に対し下方側の4室の第2給排室14に接続される下方側のガス給排路11bを個別に接続する構成にしてあり、各第1給排室6から各ガス給排路11を介して第2給排室14に至る各風路長さの均一化を図ってある。
前記設置架台18の右側方(詳しくは、弁体器17よりも右側方)には、切換弁体15を回転させる駆動ユニット48を着脱自在に配設してあり、この駆動ユニット48は、切換弁体15の回転軸Xにボルトやナット等の締結手段にて着脱自在に連結(詳しくは、フランジ接合)される連結部としての連結フランジ部49aを備える駆動回転軸49と、押圧片50b及び軸受50aを介して駆動回転軸49を右方から気体や液体の圧力で切換弁体15の回転軸Xに対する接近側(左方側)に押圧支持する切換弁体用付勢手段としてのシリンダ50と、駆動回転軸49とのチェーン接続により駆動回転軸49を回転させる減速機付きモータ51とを、設置架台18に対し着脱自在に取り付けられるフレーム枠52に対し組み付けて構成してある。
つまり、駆動ユニット48は、駆動回転軸49を介してシリンダ50による押圧力を切換弁体15の回転軸Xに伝達することで、シリンダ50の押圧力が気室器16に対しては非作用の状態で切換弁体15を分配器12に対する遠近方向(本例では、横方向)での変位を自在に分配器12の側へ付勢しながら、減速機付きモータ51による回転力を駆動回転軸49により切換弁体15の回転軸Xに伝達することで、切換弁体15を弁体器17内において横軸芯P周りで図中矢印Rで示す方向に回転させる。
前記気室器16は、左側開口縁部を切換弁体15に対する摺接面とする円筒状の摺接部53とそれの右側の気室器本体54とに分割するとともに、それら摺接部53と気室器本体54とを、気密性と可撓性を備える布製の伸縮風洞55により、摺接部53と気室器本体54との間の環状の隙間を覆う状態(つまり、摺接部53と気室器本体54との間を気密状態又はほぼ気密状態に保持する状態)で連結して構成してある。
また、気室器16には、摺接部53を切換弁体15の側に付勢する摺接部用付勢手段としてのスプリングユニット61の複数個(本例では4個)を、摺接部53の周りにおいて等間隔に配置する状態で組み付け装備(詳しくは、気室器本体54と摺接部53との間に亘らせた状態に組み付け装備)してある。
64は、スプリングユニット61と摺接部53との間の隙間を閉塞する状態(換言すれば、スプリングユニット61と摺接部53との両方に接当する状態)でスプリングユニット61に固定連結された規制リング体であり、この規制リング体64により、気室器本体54に対する摺接部53の切換弁体15に対する遠近方向を除く方向への変位、本例では、前記遠近方向に対する直交方向(つまり、縦方向)での変位を確実に規制する。
図11〜図12に示すように、前記摺接部53の右端に接続された横軸芯円筒状の左側風洞保持体56の外周面には、伸縮風洞固定ボルト(図示しない)を取り付けるための取付孔56aを周方向等間隔で多数形成してあり、また、気室器本体54の左側開口縁部(すなわち、摺接部53側の開口縁部)に接続された略円筒状の右側風洞保持体57の外周面には、伸縮風洞固定ボルト(図示しない)を取り付けるための取付孔57aを周方向等間隔で多数形成してある。
そして、摺接部53に接続された左側風洞保持体56と気室器本体54に接続された右側風洞保持体57との夫々に伸縮風洞55の左右両端部の各々を伸縮風洞固定ボルトにて固定することで、伸縮風洞55の可撓性によって伸縮風洞55の風洞長さ範囲内(つまり、軸芯P方向の長さ範囲内)で、気室器本体54に対し摺接部53を切換弁体15に対する遠近方向に変位自在に構成してある。
58は、摺接部53の左側風洞保持体56に対し伸縮風洞55の内側に位置する状態で伸縮風洞55の左端部とともに伸縮風洞固定ボルトにて取り付けた金属製の第1補強筒であり、59は、第1補強筒58に内嵌状態で摺動可能な外径で構成され、気室器本体54の右側風洞保持体57に対し伸縮風洞55の内側に位置する状態で伸縮風洞55の右端部とともに伸縮風洞固定ボルトにて取り付けた金属製の第2補強筒である。
第1補強筒58と第2補強筒59は、風洞保持体56、57に対し上述の如く取り付けた状態において、第1補強筒58内に第2補強筒59の少なくとも一部が常に内嵌される相対筒高さ寸法で形成してあり、後述する規制リング体64が損傷した場合でも、気室器本体54に対する摺接部53の切換弁体15に対する遠近方向を除く方向への変位、本例では、前記遠近方向に対する直交方向(つまり、縦方向)での変位を摺接部53に取り付けた第1補強筒58に対する第2補強筒59の接当により規制する。
また、第1補強筒58と第2補強筒59を伸縮風洞55の内側に配置することで、伸縮風洞55内外の圧力差(伸縮風洞55外側の被処理ガスGと伸縮風洞55内側の処理済ガスG´との圧力差)により内側に押圧され易い伸縮風洞55の内側への移動を接当規制して、その内側への押圧力で伸縮風洞55に生じる面方向の引張力により伸縮風洞55が劣化するなどの不具合を抑止する。
前記摺接部用付勢手段としてのスプリングユニット61は、図13、図14に示すように、気室器本体54の左側開口縁部において周方向等間隔に径方向外向きで突出形成した複数(本例では4個)の本体側フランジ片54aに対しボルト接続(図示しない)されるユニット枠62と、摺接部53の左側開口縁部において気室器本体54の本体側フランジ片54aに相対向する状態で径方向外向きに突出形成した複数の摺接部側フランジ片53aの右端面に嵌合する押圧体63との間に一対の圧縮コイルスプリング64を介装して構成してあり、ユニット枠62を介して気室器本体54にスプリング右端を固定支持させる状態(換言すれば、ユニット枠58を介して気室器本体54を反力支点とする状態)で押圧体63を弾性的に左方に押圧し、これにより、押圧体63を介して摺接部53を左方へ付勢する構成にしてある。
前記押圧体63は、一対の圧縮コイルスプリング64の左端部に亘らせた支持片63cと、支持片63cの中央に形成した挿通孔に挿通される押圧ピン63aと、支持片63cに伝達された圧縮コイルスプリング64の押圧力を押圧ピン63aに伝達するためのナット63dと、押圧ピン63aの挿通孔からの抜け止めを阻止するナット63eとから構成してある。
前記押圧ピン63aは、摺接部側フランジ片53aの右面に形成した被嵌合凹部53bに対する嵌合突起を左端に形成するとともに、前記ナット63d、63eを螺合するためのネジ溝を外周面のピン全長に亘って形成してあり、これにより、押圧ピン63aに対するナット63dの位置を変更自在に構成して、押圧ピン63aによる摺接部53への付勢力を変更できるようにしてある。
つまり、摺接部用付勢手段としてのスプリングユニット61で気室器16の摺接部53を切換弁体15の側へ付勢するとともに、これとは別に切換弁体用付勢手段としてのシリンダ50で気室器16には付勢力が非作用の状態で切換弁体15を分配器12の側へ付勢することで、摺接部用付勢手段及び切換弁体用付勢手段のそれぞれに対する独立的な調整により、気室器側シール部材25を圧接させる為の摺接部53への付勢力及び分配器側シール部材19を圧接させる為の切換弁体15への付勢力を各別に調整できるようにしてある。
そして、摺接部53及び切換弁体15に対する付勢力の個別調整により、気室器16と切換弁体15との間において、気室器16の器内空間17A側の開口縁部(詳しくは、摺接部53の左側開口縁部)に装備の気室器側シール部材25を摺接部53により押圧させる形態で切換弁体15の弁底板23に対し適切な力で確実に圧接させて、気室器16と切換弁体15との間を通じて弁体器17の器内空間17Aと気室器16及び切換弁体15内との連通を防止し、この連通防止により、器内空間17A内の被処理ガスGと気室器16内の処理済ガスG′との混合を効果的且つ確実に防止するとともに、分配器12と切換弁体15との間において、分配器12の底板12aに装備の分配器側シール部材19を切換弁体15により押圧させる形態で切換弁体15の弁天板22に対し適切な力で確実に圧接させて、分配器12の底板12aと切換弁体15の弁天板22との間の隙間を通じての被処理ガス供給口33、処理済ガス排出口35、パージ用口32の相互連通を弁天板22に対する分配器側シール部材19の摺接により遮断し、その隙間連通による処理済ガスG′中への被処理ガスGの混入を効果的且つ確実に防止する。
駆動ユニット48におけるフレーム枠52の下面隅部(本例では、四隅)の各々には、設置架台18上を一方向(本例では、軸芯P方向)に沿って転動可能なロック機能付き転輪52a(移動手段の一例)を設けるとともに、弁体器17の下面隅部(本例では、四隅)の各々には、設置架台18上を一方向(本例では、軸芯P方向)に沿って転動自在なロック機能付き転輪17a(移動手段の一例)を設けてある。
そのため、回転軸芯Xと駆動ユニット48との連結を解除して、駆動ユニット48を軸芯P方向に沿って切換装置T2から離脱させることで、駆動ユニット48の交換や点検を専用の空間で容易に行うことができる。
また、分配器12と弁体器17との連結を解除して、弁体器17を軸芯P方向に沿って切換装置T2から離脱させることで、分配器12と弁体器17との間の分配器側シール部材の点検や交換を容易に行うことができとともに、弁体器17の交換や点検を専用の空間で容易に行うことができる。
なお、この場合、駆動ユニット48とともに弁体器17を切換装置T2から離脱させる離脱形態、駆動ユニット48を切換装置T2から離脱させたのち、弁体器17を単独で切換装置T2から離脱させる形態のいずれを採用してもよい。
前記設置架台18の下面隅部(本例では、四隅)の各々には、設備設置面L上を一方向(本例では、軸芯P方向)に沿って転動自在なロック機能付き転輪18a(移動手段の一例)を設けてあり、切換装置T2を専用の空間に移動させて、交換や複雑な点検などを専用の空間で容易に行うことができようにしてある。
以上、要するに、この蓄熱式ガス処理設備は、蓄熱式ガス処理器T1の器体接続口部8を器体横外方空間からガス給排路11を接続可能な形態で横側壁部9に形成することで、蓄熱式ガス処理器T1を設備設置面L上に載置する形態を採って、蓄熱式ガス処理器T1の実質的な器体高さを効果的に低くすると同時に、切換装置T2の切換弁体15を横軸芯周りで回転させる構成にすることで、切換装置T2の高さも効果的に低くし、これらのことにから、設備全体の高さを効果的に低くして既存の建物内部や既存の乾燥炉の下部空間などの設置スペースに対して設置し易い設備にしてある。
〔別実施形態〕
次に別実施形態を列記する。
前述の実施形態では、燃焼室5を器体内部の上部に形成するとともに、複数の第1給排室6を器体内部の下部に形成し、各蓄熱室3の上端を燃焼室5に連通させ、且つ、各蓄熱室3の下端を各第1給排室6に対し個別に連通させる構成を例に示したが、燃焼室5を器体内部の下部に形成するとともに、複数の第1給排室6を器体内部の上部に形成し、各蓄熱室3の上端を各第1給排室6に対し個別に連通させ、燃焼室5に連通させ、且つ、各蓄熱室3の下端を燃焼室5に連通させる構成にしてもよい。
前述の実施形態では、蓄熱式ガス処理器T1を設備設置面L上に載置する例を示したが、蓄熱式ガス処理器T1を設備設置面L上から若干浮かせた状態で配設する構成にしてもよい。
ガス給排路11の各々を被処理ガス導入状態と処理済ガス導出状態とに交互的に切り換える切換装置は、前述の実施形態に示した如き切換形態(すなわち、切換弁体の回転によりガス給排路11の各々を被処理ガス導入状態と処理済ガス導出状態とに交互的に切り換える切換形態)のものに限らず、種々の切換形態ものを採用することができ、例えば、ファンFの逆転運転などによりガス給排路11の各々を被処理ガス導入状態と処理済ガス導出状態とに交互的に切り換える切換形態のものなどであってもよい。
蓄熱室3、燃焼室5、第1給排室6、器体接続口部8の具体的構造、並びに、これらの連通形態などの具体的構成は種々の構成変更が可能である。
複数のガス給排路11の各々を複数の器体接続口部8の各々に接続する接続形態は、種々の接続形態を採ることが可能であり、例えば、複数のガス給排路11をユニット化してガス給排路ユニットを構成するとともに、複数の器体接続口部8をユニット化して器体接続口部ユニットを構成し、ガス給排路ユニットを器体接続口部ユニットに接続することにより複数のガス給排路11の各々を複数の器体接続口部8の各々に接続する接続形態を採ってもよい。
前述の実施形態では、連絡ダクト10の蓄熱室側面を隣接第1給排室6Aの内部における平面視中央側が平面視外側よりも蓄熱室3とは反対側に位置する形態に構成する例として、天井面10aを隣接第1給排室6Aの内部における平面視中央側が平面視外側よりも蓄熱室3とは反対側に位置する傾斜面形状に形成する例を示したが、傾斜面形状に限らず、階段形状や曲面形状などであってもよい。
前述の実施形態では、連絡風路を金属で構成する例を示したが、これに限らず、種々の材料で構成してもよい。
切換装置T2の具体的構成は、前述の実施形態で示した如き構成に限らず、種々の構成変更が可能である。
上述の如く、切換装置T2の構成を変更する場合において、例えば、切換弁体15の回転軸Xを横軸芯にするのに代え、斜め軸芯や縦軸芯などに構成してもよい。
また、例えば、切換弁体用付勢手段をシリンダ50で構成するのに代え、圧縮コイルスプリング、引張コイルスプリング、モータ、ゴムなどの弾性体などにより構成してもよく、同様に、分配器用付勢手段を圧縮コイルスプリングで構成するのに代え、引張コイルスプリング、シリンダ、モータ、ゴムなどの弾性体などにより構成してもよい。
また、例えば、切換弁体15の回転軸Xを3つの分割軸部を着脱自在に連結して構成するのに代え、2つ又は4つ以上の分割軸部を連結して構成したり、或いは、分割軸部を連結するのではなく1つの軸部だけで構成してもよい。
また、例えば、弁体器17や駆動ユニット48の移動手段を構成するのに、設置架台18上を転動可能なロック機能付き転輪17a、52aを弁体器17や駆動ユニット48の側に設けるのに代え、ロック機能付き転輪を設置架台18の側に設けたり、設置架台18上にレールを亘らせて、そのレール上を滑動又は摺動するレール受けやレール上を転動する転輪を弁体器17や駆動ユニット48に設けてもよく、或いは、駆動ユニット48の移動方向を規制する障害物を設置架台18上に設けたりしてもよい。
同様に、設置架台18の移動手段を構成するのに、設備設置面L上を転動可能なロック機能付き転輪18aを設置架台18の側に設けるのに代え、ロック機能付き転輪を設備設置面Lの側に設けたり、設備設置面L上にレールを亘らせて、そのレール上を滑動又は摺動するレール受けやレール上を転動する転輪を設置架台18に設けてもよく、或いは、設置架台18の移動方向を規制する障害物を設備設置面Lに設けたりしてもよい。
また、例えば、伸縮風洞55を気密性と可撓性を備える布で構成するのに代え、紙、シート、ゴムなどの弾性体、蛇腹状の金属や樹脂などで構成してもよい。
また、例えば、分配器12と切換弁体15との間に介装する分配器側シール部材19を分配器12に装備するのに代え、切換弁体15に装備する構成にしてもよい。
また、例えば、切換弁体15と気室器16との間に介装する気室器側シール部材25を気室器16に装備するのに代え、切換弁体15に装備する構成にしてもよい。
また、例えば、分配器12と弁体器17とを横方向に並べて装備するのに代え、これらを斜め方向又は縦方向に並べて装備する構成してもよい。
また、例えば、被処理ガスGを供給するガス供給路45を弁体器17内の器内空間17Aに連通接続し、ファンFにより処理済ガスG′を排出するガス排出路46を弁体器17内における切換弁体15及び気室器16周りの器内空間17Aに連通接続し、処理済ガスG′の一部をガス排出路46から取り出してパージ用ガスG″として供給するパージ用ガス供給路47を気室器16の内部に形成のパージ用チャンバ20に連通接続する例を示したが、ファンFにより被処理ガスGを供給するガス供給路45を弁体器17内の器内空間17Aに連通接続し、処理済ガスG′を排出するガス排出路46を弁体器17内における切換弁体15及び気室器16周りの器内空間17Aに連通接続し、パージ用ガスG″を排出してガス供給路45に導入するパージ用ガス排出路46を気室器16の内部に形成のパージ用チャンバ20に連通接続する構成にしてもよい。
この場合、燃焼室における処理済ガスG′の一部をパージ用ガスG″として燃焼室5から更に他の蓄熱室3に通過させて、その後、その蓄熱室3に連通の第1給排室6、その第1給排室6に連通の器体接続口部8、その器体接続口部8に連通のガス給排路11、そのガス給排路11に連通の第2給排室14、その第2給排室14に連通の給排口14A、及び、その給排口14Aに対向連通する切換弁体15の弁天板22に形成のパージ用口32を通じ、切換弁体15のパージ用室38へ導くとともに、それに続き、切換弁体15の筒状回転軸24に形成の第1パージ用連通口24a、筒状回転軸24及び第2連結回転軸27の内部空間、第2連結回転軸27に形成の第3パージ用連通口27a、パージ用チャンバ20を通じてパージ用ガス排出路47へ導出し、そのパージ用ガス排出路47を通じて被処理ガスGに合流させる形態で、被処理ガスGの通過後、次に処理済ガスG′を通過させるに先立ち各蓄熱室3にパージ用ガスG″を通過させる。
被処理ガスGは、塗装設備の排ガスなどに限らず、燃焼室5での燃焼により処理し得るガスであれば、どのようなガスであってもよく、処理目的も浄化や脱臭に限られるものではない。
燃焼室5に装備する燃焼手段は、バーナー7に限らず、電気ヒーターなどであってもよく、さらに、各蓄熱室3において蓄熱材4aよりも燃焼室5の側に触媒を配設して、触媒燃焼により被処理ガスGを処理するようにしてもよい。
本発明に係る蓄熱式ガス処理設備の側面図 本発明に係る蓄熱式ガス処理設備の平面図 隣接第1給排室の横断面図(連絡ダクト直交方向断面図) 図2のA−A線断面図 図2のB−B線断面図 第1給排室とガス給排路との接続状態を示す説明図 切換装置の側面断面図 切換装置の側面断面図 切換装置要部の分解斜視図 切換弁体の分解斜視図 切換装置要部の側面断面図 切換装置要部の分解斜視図 切換装置要部の側面断面図 スプリングユニットの斜視図 本発明に係る蓄熱式ガス処理設備の機能説明図
符号の説明
T1 蓄熱式ガス処理器
T2 切換装置
G 被処理ガス
G′ 処理済ガス
3 蓄熱室
4a 蓄熱材
5 燃焼室
5a 燃焼手段
6 給排室(第1給排室)
8 器体接続口部
9 横側壁部
10 連絡風路
11 ガス給排路
12 分配器
14A 給排口
15 切換弁体
45 ガス供給路
46 ガス排出路

Claims (5)

  1. 蓄熱材を収容した複数の蓄熱室と、被処理ガスを燃焼させる燃焼手段を備えた燃焼室と、前記蓄熱室の各々について蓄熱室を介して前記燃焼室に導入される被処理ガス及び燃焼室から蓄熱室を介して導出される処理済ガスを通過させる複数の給排室とを器体内部に形成し、
    前記複数の蓄熱室を器体内部の上下中間部において横方向に並べて、各蓄熱室の上端又は下端のうちの一端を前記燃焼室に連通させ、且つ、各蓄熱室の他端を前記給排室の各々に個別に連通させる構造にするとともに、
    前記給排室の各々について給排室を介して器体外部から前記燃焼室に被処理ガスを導入する被処理ガス導入状態と給排室を介して器体外部に処理済ガスを導出する処理済ガス導出状態とに交互的に切換可能な複数のガス給排路の各々に対する器体接続口部を形成してある蓄熱式ガス処理器であって、
    前記複数の器体接続口部を、器体横外方空間から前記ガス供給路を接続可能な形態で横側壁部に形成してある蓄熱式ガス処理器。
  2. 前記複数の器体接続口部を、複数の横側壁部のうちの一つの横側壁部に集中的に形成してある請求項1記載の蓄熱式ガス処理器。
  3. 前記複数の器体接続口部を集中的に形成した横側壁部から離れた前記給排室とそれに対する器体接続口部とを、前記横側壁部に隣接する給排室を貫通する連絡風路を介して連通させる構成にしてある請求項2記載の蓄熱式ガス処理器。
  4. 前記連絡風路を、前記横側壁部に隣接する給排室の内部における前記蓄熱室とは反対側端に配置してある請求項3記載の蓄熱式ガス処理器。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄熱式ガス処理器を用いた蓄熱式ガス処理設備であって、
    前記ガス給排路の各々を前記被処理ガス導入状態と前記処理済ガス導出状態とに交互的に切り換える切換装置を器体外部に設け、
    前記切換装置を、前記複数のガス給排路に対し個別に連通される複数の給排口を有する分配器と、ガス供給路から前記ガス給排路に導入する被処理ガスを通過させる前記給排口とガス給排路からガス排出路に導出する処理済ガスを通過させる給排口との両方が存在する状態を保ちながら、前記分配器に対する摺接状態での横軸芯周り又は斜め軸芯周りの回転により各給排口を被処理ガス通過状態と処理済ガス通過状態とに交互的に切り換える切換弁体とから構成するとともに、
    前記蓄熱式ガス処理器の前記器体接続口部それぞれに対して前記ガス給排路それぞれの一端を個別に接続し、且つ、前記切換装置における前記給排口それぞれに対してガス給排路それぞれの他端を個別に連通させる構成にしてある蓄熱式ガス処理設備。
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