JPH07305824A - 蓄熱式触媒燃焼装置の運転方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 有機溶剤を含む被処理ガスを触媒によって酸
化分解する温度が、その触媒の耐熱温度未満にし、しか
も熱損失を防ぎ、長期間にわたって連続運転を可能にす
ること。 【構成】 ハウジング内に設けられた蓄熱材の上に触媒
を配置し、周方向に間隔をあけて仕切り板で仕切って複
数の通路を形成し、ハウジングの下部に設けられる切換
え弁によって、被処理ガスを前記各通路に周方向に順次
的に供給するとともに、他の通路から浄化されたガスを
導き、前記通路の上部の共通の空間の温度を検出し、そ
の温度が高いとき、切換え弁の切換え速度を低下して熱
交換効率を低下し、その共通の空間の温度を、触媒の耐
熱温度、たとえば約５５０℃未満に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機溶剤を含む排ガス
である被処理ガスを燃焼する蓄熱式触媒燃焼装置の運転
方法およびその制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】塗装工場およびその他の各種の工場から
排出される悪臭物質である有機溶剤を含む被処理ガスの
前記有機溶剤を除去するために、従来から、被処理ガス
を蓄熱材の周方向に部分的を軸線方向に通過して蓄熱材
により予熱され、触媒によって燃焼させ、さらに追加的
にバーナによってその有機溶剤を燃焼させ、その後、触
媒を経てさらに周方向の残余の部分を軸線方向に通過し
て蓄熱材を加熱した後、排出する方法が知られているそ
の触媒によって被処理ガスの有機溶剤が燃焼された後の
温度が、たとえば約５５０℃以上になると触媒が劣化す
る。このことを防ぐために、或る先行技術では、その高
温度の浄化されたガスを、再び蓄熱材に導くことなく部
分的に大気放散している。このような先行技術では、高
温度の浄化されたガスが大気放散されるので、直火防止
対策や高価な高温用自動弁が必要となる。

【０００３】他の先行技術では、被処理ガスの触媒によ
って燃焼されたガスの温度が高温度になったとき、散水
して冷却する構成を有しており、その先行技術はたとえ
ば特開平１−１２７８１１に開示されている。この先行
技術では、散水される水に含まれる無機溶解分がスケー
ルとなって触媒および蓄熱材に付着し、長期間の連続運
転が困難になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、簡
易、安価な方法で触媒および蓄熱材を汚損することな
く、長期間にわたって連続運転が可能である蓄熱式触媒
燃焼装置の運転方法および制御装置を提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）ハウジ
ングと、（ｂ）ハウジング内に収納される蓄熱材と、
（ｃ）ハウジング内で蓄熱材の上部に設けられ、被処理
ガスを燃焼する触媒と、（ｄ）ハウジング内で、上下に
延び、蓄熱材と触媒とを周方向に間隔をあけて仕切って
通路を形成し、ハウジングの上部で共通の空間に連通す
る仕切板と、（ｅ）ハウジングの下部に設けられ、仕切
板によって仕切られた前記各通路に蓄熱材の周方向に順
次的に被処理ガスを供給するとともに、その被処理ガス
を供給する通路から周方向にずれた他の通路からの浄化
されたガスを導く、通路の周方向の切換え速度が可変で
ある切換え弁とを備える蓄熱式触媒燃焼装置の運転方法
において、（ｆ）前記共通の空間の温度に応じて切換え
弁の切換え速度を制御することを特徴とする蓄熱式触媒
燃焼装置の運転方法である。

【０００６】また本発明は、（ａ）ハウジングと、
（ｂ）ハウジング内に収納される蓄熱材と、（ｃ）ハウ
ジング内で蓄熱材の上部に設けられ、被処理ガスを燃焼
する触媒と、（ｄ）ハウジング内で、上下に延び、蓄熱
材と触媒とを周方向に間隔をあけて仕切って通路を形成
し、ハウジングの上部で共通の空間に連通する仕切板
と、（ｅ）ハウジングの下部に設けられ、仕切板によっ
て仕切られた前記各通路に蓄熱材の周方向に順次的に被
処理ガスを供給するとともに、その被処理ガスを供給す
る通路から周方向にずれた他の通路からの浄化されたガ
スを導く、通路の周方向の切換え速度が可変である切換
え弁とを備える蓄熱式触媒燃焼装置の制御装置であっ
て、（ｆ）前記共通の空間の温度を検出する手段と、
（ｇ）温度検出手段の出力に応答し、切換え弁の切換え
速度を制御する手段とを含むことを特徴とする蓄熱式触
媒燃焼装置の制御装置である。

【０００７】また本発明は、蓄熱材の水当量Ｗｒと被処
理ガスの水当量Ｗｃとの水当量比Ｗｒ／Ｗｃを約５未満
に選ぶことを特徴とする。

【０００８】また本発明は、（ａ）切換え弁は、（ａ
１）上下の軸線方向に一対の部屋を有し、各部屋に接続
口がそれぞれ設けられる弁箱と、（ａ２）弁箱に収納さ
れる弁体であって、前記軸線まわりに回転される回転軸
と、軸線方向に一方の前記部屋から遠去った他方の前記
部屋に臨む位置で回転軸に固定され、前記軸線まわりに
周方向に間隔をあけて形成される第１および第２移動弁
孔を有する移動弁部材と、回転軸に固定され、前記他方
の部屋内に設けられ、前記一方の部屋を第１移動弁孔に
連通する案内空間を形成して、その案内空間を前記他方
の部屋と仕切り、前記他方の部屋を第２移動弁孔に連通
する隔壁とを有する弁体と、（ａ３）ハウジングの下部
に、移動弁部材に対向して固定され、前記軸線まわりに
周方向に間隔をあけて第１および第２移動弁孔に重なっ
て連通することができる複数の固定弁孔が形成される固
定弁部材とを有し、（ｂ）切換え弁の下部は、固定弁部
材に固定され、（ｃ）被処理ガスが、前記一方または前
記他方のいずれかの部屋に供給され、いずれか残余の部
屋から浄化されたガスを導き、（ｄ）回転軸を回転駆動
する駆動手段とを含み、（ｅ）制御手段は、駆動手段に
よる回転軸の回転速度を制御することを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に従えば、蓄熱材を収納したハウジング
の下部に、切換え弁を設け、ハウジング内では、蓄熱材
の上部に、被処理ガスの悪臭物質である有機溶剤を触媒
燃焼して酸化分解する触媒を配置し、そのハウジング内
を、仕切板によって、蓄熱材と触媒とを含む通路を形成
し、この通路を、切換え弁によって周方向に順次的に切
換えてゆくことによって、有機溶剤を含む被処理ガス
は、蓄熱された蓄熱材に通過させてその蓄熱されている
熱を被処理ガスに吸熱させ、触媒によって有機溶剤を酸
化分解し、さらに必要に応じて加熱手段、たとえばバー
ナまたは電気ヒータによって加熱して酸化分解を確実に
し、その高温度に浄化されたガスは、蓄熱材に導かれて
蓄熱材を加熱して蓄熱を行い、浄化されたガスは冷却さ
れ、こうして被処理ガスの連続的な運転が可能になる。
特にこのような構成では、蓄熱材が回転する構成ではな
いので、シールなどの構成を容易に行うことができる。

【００１０】特に本発明に従えば、仕切板によって形成
された複数の通路の上部の共通の空間の温度が高いとき
には、切換え弁の切換え速度を低下し、これによって蓄
熱材の水当量Ｗｒと被処理ガスの水当量Ｗｃとの比Ｗｒ
／Ｗｃを小さくし、熱交換効率を低下させる。したがっ
て前記共通の空間における温度を低下させることがで
き、その空間における温度を、触媒の耐熱温度未満に保
ち、連続運転が可能になる。

【００１１】したがって本発明に従えば、被処理ガスに
高濃度の有機溶剤が含まれていても、そのような被処理
ガスの浄化が、触媒を熱によって劣化させることなく、
達成することができる。

【００１２】さらに本発明に従えば、水当量比Ｗｒ／Ｗ
ｃが約５未満とすることによって、後述の図１３から明
らかなように、蓄熱材の熱交換効率を、切換え弁の切換
え速度に応じて大きく変化させることが可能となり、し
たがって被処理ガスに含まれる有機溶剤の濃度が広範囲
に変化しても、そのような被処理ガスの浄化を容易に行
うことができる。

【００１３】さらに本発明に従えば、前記共通の空間に
は、加熱手段が設けられ、予め定める第１温度、たとえ
ば３００℃未満では、その加熱温度を動作して、被処理
ガスを加熱し、有機溶剤の酸化燃焼を確実にし、その第
１温度以上では、加熱手段を停止し、被処理ガスに含ま
れる有機溶剤を自燃させて浄化し、触媒の耐熱温度、た
とえば５５０℃以下である予め定める第２の温度、たと
えば４５０℃未満では、切換え弁の切換え速度を予め定
める一定の値に保ち、その第２温度以上では、前記共通
の空間の検出温度が高くなるにつれて切換え速度を前記
予め定める一定の値未満の低い値に低下させ、その耐熱
温度未満に保ち、たとえば一定の温度になるように保
つ。

【００１４】加熱手段は、予め定める第１温度未満では
動作して有機溶剤を加熱して酸化分解を確実にするけれ
ども、その第１温度以上では、加熱手段を停止して、燃
料または電力の無駄な消費を防ぐとともに、その空間の
温度の上昇を抑制し、この第１温度を超える触媒の耐熱
温度以下である温度未満では、切換え弁の切換え速度を
一定の値に保ち、第２温度以上では検出温度が高くなる
につれて切換え速度を前記予め定める一定の値未満の値
に低下して、こうして空間の温度が触媒の耐熱温度に達
することを防ぎ、触媒の劣化を防ぐ。

【００１５】本発明に従う切換え弁では弁箱は軸線方向
に一対の部屋が形成されており、一方の部屋の接続口か
ら、たとえば被処理ガスなどの流体が供給されるとき、
弁体の隔壁によって仕切られた案内空間から、たとえば
板状の移動弁部材の第１移動弁孔を経て、さらに弁箱に
固定されている固定弁部材の固定弁孔を経て通路形成手
段によって形成された各固定弁孔毎の通路を経て導かれ
る。また他の固定弁孔に連通して設けられた通路からの
たとえば清浄なガスなどの流体は、前記他の固定弁孔か
ら移動弁部材の第２移動弁孔を経て、弁箱の他方の部屋
から、その他方の部屋の接続口を経て導かれる。こうし
て弁体の回転軸をその軸線まわりに回転することによっ
て、固定弁部材に形成されている複数の固定弁孔を順次
的に切換えて、流体の通路を順次的に切換えてゆくこと
ができる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の一実施例の蓄熱式触媒燃焼装
置５０の全体の構成を簡略化して示す断面図であり、併
せてその制御装置の系統図であり、図２はその蓄熱式触
媒燃焼装置５０の下部付近の切換え弁５１を示す断面図
であり、図３はその蓄熱式触媒燃焼装置５０の内部の構
成を簡略化して示す斜視図である。これらの図面を参照
して、上下に延びる大略的に直円筒状のハウジング５２
内には、セラミック粒またはラシヒリングなどの蓄熱材
５３が収納され、その蓄熱材５３の上部には被処理ガス
の悪臭成分を熱分解する触媒５４が配置される。触媒５
４は、たとえばペレット状またはハニカム状の基材の表
面に白金またはパラジウムを被覆した構成を有していて
もよい。このハウジング５２内には上下に伸びて蓄熱材
５３と触媒５４とを、周方向に等間隔をあけて仕切って
通路を形成する複数（この実施例では合計８枚）の仕切
板５５が設けられる。この仕切板５５の上部は、ハウジ
ング５２の上部に取付けられたたとえば中空逆円錐台状
の隔壁５６によって形成された燃焼室５７に、各連通孔
５８を介して連通するように固定される。ハウジング５
２の頂部には、加熱手段としてのたとえば電熱器または
バーナ５９が設けられ、バーナ５９を用いるときには管
路１２８から流量制御弁１２９を介して、ガスまたは液
体の燃料が燃焼される。隔壁５６の下部には中空の筒体
６０が固定される。悪臭物質を含む被処理ガスはハウジ
ング５２の下部に設けられる切換え弁５１の接続口６１
から供給され、浄化されたガスは接続口６２から導き出
される。切換え弁５１において、上下に延びる鉛直回転
軸線６３に同軸の大略的に直円筒状の弁箱６４が設けら
れる。この弁箱６４内には接続口６１，６２にそれぞれ
連通した一対の部屋６５，６６が形成される。弁箱６４
内には、軸線６３まわりに回転駆動される弁体６７が収
納される。この弁体６７は、基本的には、回転軸６８
と、円板状の移動弁部材６９と、隔壁７０とを有し、さ
らに切換え弁５１の構成要素である固定弁部材７１がハ
ウジング５２の下部の鏡板７２に固定される。回転軸６
８は、弁箱６４の端板７３にスラスト力を受けることが
できる軸受７４によって支持され、また鏡板７２と一体
的に固定されるハウジング５２内の支持体７５に軸受７
６によって回転自在に支持される。回転軸６８はスプロ
ケットホイル７７に固定され、チェーン７８が巻掛けら
れ、スプロケットホイル７９は駆動源８０によって回転
駆動される。

【００１７】図４は、図１の切断面線ＩＶ−ＩＶから見
た断面図である。固定弁部材７１は、周方向に複数（実
施例では８）等分されて角度θ２だけあけて合計８つの
固定弁孔８２が形成される。隣接する相互の固定弁孔８
２の間隔は、周方向に第３角度θ３だけあけて形成され
る。この実施例ではθ２＝θ３＝２２．５°である。仕
切板５５は、固定弁孔８２相互間で、固定弁部材７１の
上面に、周方向に４５°の間隔をあけて固定され、こう
してハウジング５２内に８等分された上下に延びる通路
８４を形成し、各通路８４は、固定弁孔８２に個別的に
連通している。

【００１８】図５は弁体６７の簡略化した斜視図であ
り、図６はその弁体６７の平面図であり、図７はその弁
体６７の底面図である。これらの図面を参照して、移動
弁部材６９は円板状であって、部屋６６に臨む位置で回
転軸６８に固定される。この移動弁部材６９には、軸線
６３まわりに周方向に第１移動弁孔８６，８７と第２移
動弁孔８８，８９が形成され、さらにこれらの第１およ
び第２移動弁孔８６，８７；８８，８９から周方向に間
隔をあけて第３移動弁孔９０が形成される。

【００１９】隔壁７０は、個別的には円弧状の隔壁７０
ａと平板状の隔壁７０ｂ，７０ｃとを含み、総括的には
参照符７０で示すことがある。隔壁７０ａは、大略的に
中空円錐台状の一部を構成する形状を有し、その上部
は、移動弁部材６９の下面に固定され、同様に平板状の
隔壁７０ｂ，７０ｃもまた移動弁部材６９の下面に固定
され、さらに隔壁７０ｂ，７０ｃは、回転軸６８の外周
面に軸線方向に沿って固着され、こうして部屋６５を第
１移動弁孔８６，８７に連通する案内空間９１を形成す
る。この案内空間９１は、前記隔壁７０によってもう１
つの部屋６６と気密に仕切る。隔壁７０ａの下部には、
もう１つの隔壁９２が固定されており、この隔壁９２に
は、案内空間９１を部屋６５に連通する連通孔９３が形
成される。隔壁９２はまた、案内空間９１の外方で各部
屋６５，６６を仕切る。隔壁９２の外周部には短筒部９
４が固定され、その短筒部９４の外周部と弁箱６４に形
成された隔壁９５との間にはシール材９６が設けられ、
気密性が達成される。

【００２０】移動弁部材６９の上部には、軸線６３まわ
りに同心に環状の内シール材１０４ａと環状の外シール
材１０４ｂが設けられ、さらに半径方向に延びるシール
材９７，９８、さらには補助シール材９９，１００が設
けられ、またシール材１０１，１０２が設けられる。シ
ール材９７は、図８にその断面が示されるように移動弁
部材６９に収納孔１０３が形成され、その内部にシール
材９７が埋込まれて固定される。シール材９７の上部
は、固定弁部材７１の下面に弾発的に摺接して気密性を
達成することができる。このシール材９７は、たとえば
Ｏリングであってもよく、その他の構成であってもよ
い。

【００２１】第３移動弁孔９０の周方向両側にあるシー
ル材９７，９８の周方向の角度θ１とし、この実施例で
はθ１＝２２．５°である。また各シール材９７，９８
の周方向に前記角度θ１をそれぞれあけて前述の補助シ
ール材９９，１００が設けられる。さらにシール材９
７，９８に関して軸線６３の線対称にシール材１０１，
１０２が設けられる。シール材１０１，１０２の周方向
の角度θ４は、この実施例では２２．５°である。こう
してシール材１０４ａ，１４０ｂ；９７，９８；９９，
１００；１０１，１０２は、対称面１０５に関して面対
称に配置される。

【００２２】再び図１を参照して、回転軸６８には、軸
線６３に沿う軸孔１０６が形成され、その下部には回転
管継手１０７が接続される。回転管継手１０７には管路
１０８を介してパージ用空気が圧送される。回転軸６８
の上部の接続孔１０９は、補助隔壁１１０によって形成
された連通路１１１によって、第３移動弁孔９０に連通
する。

【００２３】図９は、図１の切断面線ＩＸ−ＩＸから見
た弁体６７の一部を示す断面図である。補助隔壁１１０
は、隔壁７０ｂと移動弁部材６９の下面とにわたって固
定され、連通路１１１は、第３移動弁孔９０と軸孔１０
６とを接続孔１０９を介して連通する。

【００２４】図１０は、図２の切断面線Ｘ−Ｘから見た
断面図である。ハウジング５２内の仕切板５５によって
仕切られた合計８つの通路８４には、前述のように蓄熱
材５３およびその上部に触媒５４が収納されており、切
換え弁５１の働きによって、被処理ガスが蓄熱材５３に
蓄熱された熱を吸熱して上昇する領域１１３〜１１５
と、パージ領域１１６と、悪臭成分が酸化分解されて浄
化されたガスが下降し、蓄熱材５３に放熱して蓄熱させ
る領域１１７〜１１９と、気密性を達成するために働く
いわゆるデッドゾーン１２０とが、形成される。

【００２５】切換え弁５１の弁体６７は、矢符１２１の
方向に回転駆動される。すなわちこの弁体６７は、図６
に示される第３移動弁孔９０、したがってパージ領域１
１６に関して、被処理ガスが供給される部屋６５および
案内空間９１、したがって上昇領域１１３〜１１５が回
転方向下流側（前方、すなわち図１０の時計方向）にな
るように、回転駆動される。これによって悪臭物質を含
む被処理ガスが上昇して供給されていた領域１１５内に
残留している被処理ガスが、パージ領域１１６でパージ
用空気が上昇されて浄化された後、下降領域１１７に、
悪臭物質の酸化分解後の浄化されたガスが導かれること
になり、したがって部屋６６に悪臭物質を含む被処理ガ
スが混入することが防がれる。

【００２６】図１１は、切換え弁５１における移動弁部
材６９と固定弁部材７１との周方向展開図である。この
図１１（１）では、パージ領域１１６には、第３移動弁
孔９０および固定弁孔８２を経てパージ用空気が上昇さ
れている。参照符８２ａで示される固定弁孔８２ａは、
シール材１０１，１０２で気密とされ、デッドゾーン１
２０には、被処理ガスおよび浄化されたガスが混入して
流れることはない。

【００２７】次に図１１（２）に示されるように移動弁
部材６９が連続的に移動している途中において、パージ
領域１１６には、パージ用空気が引続き供給されてい
る。こうしてパージ領域１１６に残留している被処理ガ
スがハウジング５２の上部にパージ用空気で移動されて
悪臭物質の酸化分解が終了した後には、図１１（３）に
示されるようにシール材９７，９８はパージ用空気が流
過していた固定弁孔８２に隣接する固定弁部材７１の部
分１２３に接触し、パージ領域１１６には、浄化された
ガスが下降して流れることができる状態となる。

【００２８】移動弁部材６９がさらに回転することによ
って図１１（４）に示されるように、パージ領域は、被
処理ガスが上昇していた領域１１５に移る。こうして被
処理ガスが上昇領域１１５から下降領域１１７に直接に
漏れることがなくなる。このことはシール材１０１，１
０２の働きによるデッドゾーン１２０においても同様で
ある。

【００２９】上述の実施例では部屋６５には被処理ガス
が供給され、浄化されたガスは部屋６６に導かれて排出
されるように構成されたけれども、本発明の他の実施例
として、上述の実施例とは逆に部屋６６に被処理ガスが
供給され、浄化されたガスが部屋６５から導かれて排出
されるように構成されてもよい。

【００３０】上述の実施例では、θ１＝θ２＝θ３に選
ばれたけれども、本発明に従えば、 θ１ ≧ θ２、かつ θ３ ≧ θ２ に選ぶことによって、ガスの相互の漏洩を防ぐことがで
きる。さらに本発明に従えば、 θ３ ＞ θ２ として、固定弁部材７１の開孔率を５０％未満とし、ガ
スの漏洩をさらに一層確実に防ぐようにしてもよい。

【００３１】有機溶剤を含む被処理ガスを、触媒５４を
用いて、さらにはバーナ５９を用いて燃焼すると、その
被処理ガスに含まれている有機溶剤の燃焼熱によって被
処理ガスの温度が図１２に示されるように上昇する。上
述の実施例における蓄熱式触媒燃焼装置５０において、
定常状態における反応温度は、一般的に約３００〜３５
０℃であり、触媒５４の耐熱温度は約５５０℃である。

【００３２】蓄熱式触媒燃焼装置の性能は、式１で定義
される熱交換効率φによって表される。

【００３３】 φ ＝ （ｔｃ２^* −ｔｃ１）／（ｔｈ１−ｔｃ１） …（１） ここにｔはガスの温度〔℃〕で、添字のｃとｈはそれぞ
れ低温側および高温側を表し、１と２は入口および出口
を表す。ｔｃ２^* は低温側ガスの出口平均温度である。

【００３４】図１３は、蓄熱式触媒燃焼装置５０の熱交
換効率を示すグラフである。この熱交換効率φの値は、
ガスの比熱や熱伝達率が時間と位置にかかわらず一定
で、漏れやcarry overによる損失がないとして算出した
ものである。図中のＮＴＵ₀ は修正、ＮＴＵまたは Ovr
e-all Number of Transfer Unit と呼ばれる無次元数
で、式２で定義されるものである。

【００３５】

【数１】

【００３６】ここにｈは熱伝達率〔ｋｃａｌ／ｍ²・ｈ
・℃〕、Ａは伝熱面積〔ｍ²〕である。またＷｃは一方
のガス、すなわち被処理ガスまたはその浄化された後の
ガスの水当量、Ｗｒは蓄熱材５３の水当量で、それぞれ
式３および式４で与えられる。

【００３７】 Ｗｃ ＝ Ｇ・ｃｐ …（３） Ｗｒ ＝ ｎ・Ｍｒ・ｃｒ …（４） ただしｎは切換え弁５１の弁体６７の回転速度、したが
って切換え速度〔ｒｐｈ〕であり、Ｇとｃｐは一方のガ
スの重量流量〔ｋｇｆ／ｈ〕と定圧比熱〔ｋｃａｌ／ｋ
ｇｆ・℃〕であり、Ｍｒとｃｒは蓄熱材５３の全重量
〔ｋｇｆ〕と比熱である。

【００３８】表１は、蓄熱式触媒燃焼装置５０の運転状
況１〜４を示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】蓄熱式触媒燃焼装置５０を、切換え弁５１
の切換え速度６０ｒｐｈおよび水当量比Ｗｒ／Ｗｃ＝
５．０で熱交換効率φ＝９０％になるように設計した場
合において、接続口６１における被処理ガスの入口温度
ｔｃ１＝２０℃であって、バーナ５９によって燃焼室５
７を３００℃に温度制御しているとき、接続口６２から
の浄化されたガスの出口温度ｔｈ２は、式５で示される
ように４８℃である。

【００４１】 ｔｈ２ ＝ ２０＋（３００−２０）×０．１ ＝ ４８ …（５） したがって接続口６１，６２の温度差ΔＴ（＝ｔｈ２−
ｔｃ１）は２８℃であり、この温度差ΔＴ＝２８℃に相
当する発熱量の有機溶剤の濃度であるとき、バーナ５９
を動作させる必要はなく、被処理ガスは自燃する。たと
えば有機溶剤がトルエンであるとき、図１２から、被処
理ガス温度上昇２８℃に相当する濃度は２３０ｐｐｍで
あることが判る。したがってトルエンが２３０ｐｐｍ含
まれている被処理ガスでは、温度差ΔＴ＝２８℃とな
る。このような動作は、表１において運転状況１として
示されている。

【００４２】次に運転状況２に関して説明する。被処理
ガス中の有機溶剤であるトルエンの濃度が高くなり、温
度ｔｃ２，ｔｈ１で示される反応温度が５５０℃である
とき、接続口６２における浄化されたガスの温度は、式
６で示されるように７３℃となり、温度差ΔＴ＝５３℃
となる。

【００４３】 ｔｈ２ ＝ ２０＋（５５０−２０）×０．１ ＝ ７３ …（６） この温度差ΔＴに対応するトルエン濃度は、図１２から
４３０ｐｐｍである。したがってトルエン濃度が４３０
ｐｐｍ以上の濃度になれば、触媒５４は耐熱温度以上と
なり、運転状況２を継続することはできない。

【００４４】そこで本件発明者は、水当量比Ｗｒ／Ｗｃ
を変化することによって、熱交換効率φが変化すること
に着目し、切換え弁５１の切換え速度ｎを変化して水当
量比Ｗｒ／Ｗｃを変えることによって、有機溶剤の濃度
が上昇したときには熱交換効率φを低下させ、触媒５４
の異常昇温を防止することに成功した。こうしてトルエ
ン濃度が表１の運転状況２に比べて上昇した運転状況
３，４では、そのトルエン濃度が上昇するにつれて、切
換え弁５１の切換え速度ｎを低下させ、触媒５４の温度
を、約５５０℃に抑制している。

【００４５】上述の運転状況１〜４を自動的に可能にす
るために、本発明に従えば、次のように構成される。図
１を再び参照して、燃焼室５７には、浄化されたガスの
温度を検出する温度検出手段１３１，１３２が設けられ
る。一方の温度検出手段１３１の出力は、制御手段１３
３の一方の制御回路１３４に与えられ、その制御回路１
３４の出力によって流量制御弁１２９の開閉動作または
流量を制御する。

【００４６】もう１つの温度検出手段１３２の出力は、
制御手段１３３に備えられる制御回路１３５に与えら
れ、この制御回路１３５は、モータ８０の回転速度を制
御し、これに応じて弁体６７の回転速度、したがって切
換え弁５１の切換え速度を、その検出温度に対応した速
度とする。

【００４７】本発明は、上述の構成を有する切換え弁５
１だけでなく、その他の構成を有する切換え弁が用いら
れてもよく、たとえば開閉弁によって、仕切り板５５に
よって仕切られた複数の各通路を切換えるように構成さ
れた切換え弁であってもよく、その他の構成であっても
よい。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、切換え弁
を用いて、その仕切板によって形成された通路を周方向
に順次的に切換えてガスを導いて蓄熱式触媒燃焼装置を
実現することによって蓄熱材を移動することなく、切換
え弁の切換え動作を行わせることによって、悪臭物質で
ある有機溶剤を含む被処理ガスの浄化の連続運転が可能
となり、特に本発明では、この複数の各通路の上部の空
間の温度が高いとき、切換え速度を低下し、これとは逆
に空間の温度が低いときには切換え速度を上昇しこうし
て水当量比Ｗｒ／Ｗｃをたとえば５未満として、熱効率
を切換え速度に応じて大きく変化させることを可能と
し、こうして熱損失を生じることなく、長期間にわたる
連続運転が可能になる。

【００４９】しかも本発明によれば、被処理ガスに含ま
れている有機溶剤の濃度が広範囲に変化しても、また高
濃度の有機溶剤が含まれていても、そのような被処理ガ
スを確実に浄化することがきわめて容易である。

【００５０】また本発明によれば、このような共通の空
間の温度を温度検出手段によって検出し、制御手段によ
って切換え弁の切換え速度を変化して制御するように
し、自動的な連続運転が可能となる。

【００５１】さらに本発明によれば、弁箱に形成された
一対の各部屋に流れる流体を、固定弁部材側の仕切板な
どを含む通路形成手段によって形成される固定弁孔毎の
通路に連続的に回転して切換えて流過することができ
る。

【００５２】さらに本発明によれば、切換え弁の構成が
簡単であり、また高温度のガスが流れることはなく、熱
歪みの悪影響をなくすことができる。

【００５３】また本発明によれば、大重量の蓄熱材を回
転駆動する必要はなく、軽量の弁体を回転駆動すればよ
く、その構成を簡略化し、構成を小形化することがで
き、設備費を低減することができる。

【００５４】さらに本発明によれば、移動弁部材と固定
弁部材との間のシールの構成を簡単にすることができる
という優れた効果もまた、達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の蓄熱式触媒燃焼装置５０の
全体の構成を簡略化して示す縦断面図であるとともに、
制御装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図２】蓄熱式触媒燃焼装置５０における切換え弁５１
付近の縦断面図である。

【図３】蓄熱式触媒燃焼装置５０の内部構造を簡略化し
て示す斜視図である。

【図４】図１の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た水平断面図
である。

【図５】弁体６７の一部の構成を示す簡略化した斜視図
である。

【図６】弁体６７の平面図である。

【図７】弁体６７の底面図である。

【図８】シール材９７の断面図である。

【図９】弁体６７の一部を示す図１におけるＩＸ−ＩＸ
から見た断面図である。

【図１０】図２におけるハウジング５２の切断面線Ｘ−
Ｘから見た簡略化した断面図である。

【図１１】切換え弁５１の動作を説明するための移動弁
部材６９および固定弁部材７１の周方向に展開した動作
を説明するための断面図である。

【図１２】被処理ガスに含まれている有機溶剤の濃度
と、それに対応する温度上昇分ΔＴを示すグラフであ
る。

【図１３】蓄熱式触媒燃焼装置の熱交換効率φを示すグ
ラフである。

【符号の説明】

５０ 蓄熱式触媒燃焼装置 ５１ 切換え弁 ５２ ハウジング ５３ 蓄熱材 ５４ 触媒 ５５ 仕切板 ５６ 隔壁 ５７ 燃焼室 ５８ 連通孔 ６１，６２ 接続口 ６３ 軸線 ６４ 弁箱 ６５，６６ 部屋 ６７，１３３ 弁体 ６８ 回転軸 ６９ 移動弁部材 ７１ 固定弁部材 ７４，７６ 軸受 ７５ 支持体 ７７，７９ スプロケットホイル ７８ チェーン ８０ 駆動源 ８２，８２ａ 固定弁孔 ８４ 通路 ８６，８７ 第１移動弁孔 ８８，８９ 第２移動弁孔 ９０ 第３移動弁孔 ９１ 案内空間 ９７〜１０２，１０４ａ，１０４ｂ，１２４ シール材 １０７ 回転管継手 １１０ 補助隔壁 １１１ 連通路 １２９ 流量制御弁 １３１，１３２ 温度検出手段 １３３ 制御手段 １３４，１３５ 制御回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）ハウジングと、 （ｂ）ハウジング内に収納される蓄熱材と、 （ｃ）ハウジング内で蓄熱材の上部に設けられ、被処理
   ガスを燃焼する触媒と、 （ｄ）ハウジング内で、上下に延び、蓄熱材と触媒とを
   周方向に間隔をあけて仕切って通路を形成し、ハウジン
   グの上部で共通の空間に連通する仕切板と、 （ｅ）ハウジングの下部に設けられ、仕切板によって仕
   切られた前記各通路に蓄熱材の周方向に順次的に被処理
   ガスを供給するとともに、その被処理ガスを供給する通
   路から周方向にずれた他の通路からの浄化されたガスを
   導く、通路の周方向の切換え速度が可変である切換え弁
   とを備える蓄熱式触媒燃焼装置の運転方法において、 （ｆ）前記共通の空間の温度に応じて切換え弁の切換え
   速度を制御することを特徴とする蓄熱式触媒燃焼装置の
   運転方法。
2. 【請求項２】 （ａ）ハウジングと、 （ｂ）ハウジング内に収納される蓄熱材と、 （ｃ）ハウジング内で蓄熱材の上部に設けられ、被処理
   ガスを燃焼する触媒と、 （ｄ）ハウジング内で、上下に延び、蓄熱材と触媒とを
   周方向に間隔をあけて仕切って通路を形成し、ハウジン
   グの上部で共通の空間に連通する仕切板と、 （ｅ）ハウジングの下部に設けられ、仕切板によって仕
   切られた前記各通路に蓄熱材の周方向に順次的に被処理
   ガスを供給するとともに、その被処理ガスを供給する通
   路から周方向にずれた他の通路からの浄化されたガスを
   導く、通路の周方向の切換え速度が可変である切換え弁
   とを備える蓄熱式触媒燃焼装置の制御装置であって、 （ｆ）前記共通の空間の温度を検出する手段と、 （ｇ）温度検出手段の出力に応答し、切換え弁の切換え
   速度を制御する手段とを含むことを特徴とする蓄熱式触
   媒燃焼装置の制御装置。
3. 【請求項３】 蓄熱材の水当量Ｗｒと被処理ガスの水当
   量Ｗｃとの水当量比Ｗｒ／Ｗｃを約５未満に選ぶことを
   特徴とする請求項２記載の蓄熱式触媒燃焼装置の制御装
   置。
4. 【請求項４】 （ａ）切換え弁は、（ａ１）上下の軸線
   方向に一対の部屋を有し、各部屋に接続口がそれぞれ設
   けられる弁箱と、（ａ２）弁箱に収納される弁体であっ
   て、前記軸線まわりに回転される回転軸と、軸線方向に
   一方の前記部屋から遠去った他方の前記部屋に臨む位置
   で回転軸に固定され、前記軸線まわりに周方向に間隔を
   あけて形成される第１および第２移動弁孔を有する移動
   弁部材と、回転軸に固定され、前記他方の部屋内に設け
   られ、前記一方の部屋を第１移動弁孔に連通する案内空
   間を形成して、その案内空間を前記他方の部屋と仕切
   り、前記他方の部屋を第２移動弁孔に連通する隔壁とを
   有する弁体と、（ａ３）ハウジングの下部に、移動弁部
   材に対向して固定され、前記軸線まわりに周方向に間隔
   をあけて第１および第２移動弁孔に重なって連通するこ
   とができる複数の固定弁孔が形成される固定弁部材とを
   有し、 （ｂ）切換え弁の下部は、固定弁部材に固定され、 （ｃ）被処理ガスが、前記一方または前記他方のいずれ
   かの部屋に供給され、いずれか残余の部屋から浄化され
   たガスを導き、 （ｄ）回転軸を回転駆動する駆動手段とを含み、 （ｅ）制御手段は、駆動手段による回転軸の回転速度を
   制御することを特徴とする請求項２記載の蓄熱式触媒燃
   焼装置の制御装置。