JP2004060926A - Flow passage selector valve, and multi-bed heat storage type waste gas treatment equipment using the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々のプラントや生産設備等から排出される有害物質を含む廃ガスの処理技術に係り、具体的には多塔蓄熱式の廃ガス処理装置のガス分配に好適な流路切替弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
種々のプラントや生産設備等から排出される有害物質を含む廃ガスを無害化して大気に放出することが行なわれている。例えば、自動車等の塗装工場、金属洗浄、印刷工場などからは、トルエン、キシレン等の揮発性有機化合物(以下、VOCと略す。)を含んだ廃ガスが発生する。このような廃ガス中のVOC濃度は、せいぜい数十ppmから数%程度であるが、環境への影響が大きいため、浄化処理を施し、無公害にして大気に放出することが提案されている。
【0003】
一般に、廃ガスの浄化処理方法としては、直接燃焼式、触媒燃焼式、畜熱燃焼式、濃縮式、生物処理式等があるが、有害物質の濃度量変動への対応やランニングコスト、保守保全の面から蓄熱燃焼式が有力視されている。また、ランニングコストの低減及び設置面積を低減するため、大容量化が要求されている。
【0004】
従来の蓄熱燃焼式の廃ガス処理装置は、有害物質を含む廃ガス(以下、被処理ガスと略す。)を燃焼室に導いて燃焼処理し、これにより有害物質を無害な物質にするものである。特に、燃焼排ガスの熱により蓄熱材を加熱し、その蓄熱で燃焼室に導く被処理ガスを予熱することにより、熱効率を向上するようにしている(特開2000−88230号、特開2000−111026号)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近の蓄熱燃焼式の廃ガス処理装置は、処理量が500m3/minを越える大容量化が望まれており、そのためには複数の蓄熱室(一般的には2〜4塔)を有する多塔蓄熱式の開発が望まれている。それら複数の蓄熱室は、それぞれ、燃焼室から排出される燃焼排ガスの熱による蓄熱と、燃焼室に導入する被処理ガスの予熱とを交互に繰り返すように運用される。
【0006】
例えば、3塔式の蓄熱室を有する廃ガス処理装置は、3つの独立した蓄熱室を1つの燃焼室に連通して構成し、例えば、ある期間は被処理ガスを一の蓄熱室(例えば、第1の蓄熱室)を通して予熱して燃焼室に導き、燃焼室から排出される燃焼排ガスを他の蓄熱室(例えば、第3の蓄熱室)に流して蓄熱させる。次の期間は、蓄熱された蓄熱室(例えば、第3の蓄熱室)により被処理ガスを予熱し、燃焼排ガスは更に他の蓄熱室(例えば、第2の蓄熱室)に流して蓄熱させる。このように、3つの蓄熱室は、それぞれ蓄熱モード及び予熱モードに順次切り替えられて運用される。ところで、予熱モードの終了時には蓄熱室に被処理ガスが残留しているから、そのまま蓄熱モードに切替わると、被処理ガスが燃焼処理されないまま大気に放出されることになる。そこで、予熱モードと蓄熱モードとの間に、燃焼排ガスなどのパージガスを蓄熱室に供給して、蓄熱室に残留されている被処理ガスを燃焼室に追い出して燃焼処理するようにする。つまり、各蓄熱室を予熱モード、パージモード、蓄熱(熱回収)モードの順で切替運転することになる。
【0007】
しかし、このような切替運転を行なうためには、被処理ガス供給ライン、排ガス排出ライン、パージガス供給ラインを各蓄熱室に切り替えて連通する必要がある。この切り替えをバルブを用いて行なうと、各蓄熱室に対して3個ずつのバルブが必要になり、しかもそれらのバルブを自動的に開閉して運転モードを切り替えなければならない。
【0008】
したがって、バルブの数が多くなり、かつ各バルブの開閉を順次動作により制御しなければならないという問題がある。
【0009】
本発明は、このような問題に鑑み、多塔蓄熱式の廃ガス処理装置のガス分配に好適な流路切替弁を実現することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の流路切替弁は、円筒状のケーシングと、該ケーシングに気密に挿入された円柱状の弁体と、該弁体を前記ケーシングの両端に回転可能に軸支する回転軸と、前記弁体に対向するケーシングの周方向に等間隔に配置された第1乃至第3のノズルと、前記第1乃至第3のノズルの位置から前記ケーシングの軸方向に位置をずらして前記ケーシングの外周面に設けられた第4のノズルとを備え、前記弁体は、該弁体の少なくとも外周部に前記第1乃至第3のノズルのいずれか1つに連通する弁体流路が形成され、該弁体流路は、前記第4のノズルの位置に対向する前記弁体の外周部を縮径して形成された前記ケーシング内の空間に連通されてなることを特徴とする。
【0011】
このように構成されることから、弁体を回転することにより、弁体に形成された弁体流路が第1〜第3のノズルに順次切り替わって連通される。これにより、第1〜第3のノズルは、弁体流路を介して第4のノズルに順次連通されることになる。そこで、第4のノズルを蓄熱室に連結し、第1〜第3のノズルを被処理ガス供給管、パージガス供給管、処理ガス排出管にそれぞれ連結すれば、1つの弁体を回転させることにより、蓄熱室の運転モードを予熱モード、パージモード、蓄熱モードに順次切り替えて運転することができる。
【0012】
この場合において、弁体を中実円筒とし、弁体流路を第1乃至第3のノズルの位置から縮径部に至るまで中実円筒の弁体外周面に形成された切欠きとし、該切欠きの周方向幅が前記第1乃至第3のノズル相互間の内法寸法よりも小さく形成することが好ましい。これによれば、切欠きが同時に第1〜第3のノズルの内の2つのノズルに連通することを防止できるから、被処理ガス、パージガス、あるいは処理ガスが交じり合うの防止できる。
【0013】
また、弁体は中空円筒状とし、円筒の一端を円板部材により閉塞し、他端を開口を有する円板部材により仕切り、中空円筒の周面に第1〜第3のノズルのいずれか1つに対向する位置に開口を形成し、この開口の周方向寸法を第1〜第3のノズル相互間の内法寸法よりも小さく形成してもよい。このようにすれば、第1〜第3のノズルは、中空の弁体内部と円板部材の開口を介して第4のノズルと連通することになり、弁体の製造が簡単になる。
【0014】
上述した本発明の流路切替弁を、例えば3塔式蓄熱燃焼装置のガス流路切替弁として使用する場合は、次のように構成すればよい。すなわち、被処理ガスを燃焼する燃焼室と、該燃焼室にそれぞれ連通して設けられ蓄熱材が充填された第1〜第3の蓄熱室と、該第1〜第3の蓄熱室をそれぞれ被処理ガス供給管とパージガス供給管と処理ガス排出管のいずれか1つに切り替えて連通させる第1〜第3の流路切替弁とを備えて構成する。そして、その第1〜第3の流路切替弁として本発明の流路切替弁を適用し、第4のノズルをそれぞれ第1〜第3の蓄熱室に接続し、第1〜第3のノズルをそれぞれ被処理ガス供給管とパージガス供給管と処理ガス排出管とに連結する。また、第1〜第3の流路切替弁の弁体の回転位相を互いに第1〜第3のノズルの間隔ずつずらして設ける。これにより、3つの運転モードを、各蓄熱室ごとに振り分けることができ、かつ弁体を回転することにより各蓄熱室を3つのモードに順次切り替えて、連続的に廃ガスを処理することができる。
【0015】
ところで、各蓄熱室に本発明の流路切替弁を1つずつ独立に設けると、3つの弁体の相互回転位相を一定のずれを維持して回転制御する必要がある。そこで、各流路切替弁のケーシングを一体に形成し、かつ回転軸を共通化し、かつ3つの弁体の弁体流路の回転位相を120度づつずらして形成するのが好ましい。これにより、回転軸の回転に伴い、各弁体が連動して回転するから、回転位相ずれを保持することができ、かつ構造を簡単化することができる。この場合、各弁体の間に仕切りを設けることにより、各流路切替弁が相互に連通することを防止できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は本発明にかかる一実施形態の流路切替弁を用いた多塔蓄熱式廃ガス処理装置の全体構成図を示し、図2は図1の側断面図である。
【0017】
図示のように、本実施形態の多塔蓄熱式廃ガス処理装置は、3つの蓄熱室を有する3塔式の蓄熱燃焼炉1を備えて構成される。蓄熱燃焼炉1は、上部に燃焼室2が配置され、その下部に3つの蓄熱室3a、b、cが並列に燃焼室2に連通させて設けられている。燃焼室2と蓄熱室3a、b、cの外部と接する炉壁は、耐熱壁6を外壁7で囲んで形成されている。燃焼室2の炉壁には、VOCガスを燃焼するためのバーナ8が備えられている。各蓄熱室3a、b、cには蓄熱材9が充填されている。これらの蓄熱材9は、下方から多孔支持部材10で支持されている。このように構成された蓄熱燃焼炉1は、蓄熱室側面に設置された支持部材11で架台12に固定されている。また、各蓄熱室3a、b、cの多孔支持部材10の下部空間13a、b、cは、流路切替弁20を介して被処理ガス供給管16、パージガス供給管17及び処理ガス排出管18に切替接続されるようになっている。被処理ガス供給管16は、図示していない自動車等の塗装工場等から排出されるVOC等の廃ガスが供給されるようになっている。処理ガス排出管18は、誘引送風機19に連結され、蓄熱燃焼炉1から排出される燃焼排ガスを吸引して、図示していない煙突から大気に放出するようになっている。また、パージガス供給管17は、誘引送風機19から吐出される燃焼排ガスを分岐して、蓄熱燃焼炉1のパージガスとして供給するようになっている。
【0018】
次に、本発明の特徴に係る流路切替弁20の構成について説明する。流路切替弁20は、3つの流路切替弁20a、b、cの集合弁として形成されている。すなわち、円筒状の外筒21に円筒状の3つの弁体22a、b、cを挿入し、3つの弁体22a、b、cを外筒21の両端に軸支された回転軸28に固定して、3つの流路切替弁20a、b、cが形成されている。また、弁体22a、b、cは、外筒21の軸方向に一定間隔離して配置され、弁体22a、b、cが位置された外筒21の外周面に、第1〜第3のノズル23a、b、c〜25a、b、cが周方向に等間隔(図示例では、120度ピッチ)に配置されている。第1のノズル23a、b、cは被処理ガス供給管16に接続され、第2のノズル24a、b、cはパージガス供給管17に接続され、第3のノズル25a、b、cは処理ガス排出管18に接続されている。また、第1〜第3のノズル23a、b、c〜25a、b、cの位置から外筒21の軸方向に位置をずらし、弁体22a、b、cが存在しない空間の外筒21の外周面に第4のノズル26a、b、cが設けられている。また、後述するように、弁体22a、b、cは、少なくとも外周部に第1〜第3のノズルのいずれか1つに連通する弁体流路が形成され、その弁体流路は第4のノズル26a、b、cが連通された外筒21内の空間27a、b、cに連通可能に形成されている。
【0019】
一方、燃焼室2には、燃焼室内の温度を検出する温度検出器51が備えられ、この温度検出器51により検出される燃焼室温度は制御盤60に入力されている。制御盤60は運転条件に合わせてモータ61を駆動し、モータ61に連結された動力伝達機構62を介して流路切替弁20の回転軸28を回転駆動し、各蓄熱室3a、b、cを被処理ガス供給管16、パージガス供給管17及び処理ガス排出管18に切替接続するようになっている
ここで、図3〜図6を参照して、流路切替弁20の具体的な実施形態を詳細に説明する。図3は流路切替弁20の斜視図を示し、図4は部分断面図を示し、図5は図4の線V−Vにおける断面図を示す。図示のように、流路切替弁20の外筒21の両端は円板状のエンドプレート30で閉塞されている。このエンドプレート30の軸心位置に、回転軸28が回転自由に軸支されている。また、回転軸28には、3個の中空円筒状の弁体22a、b、cが等間隔で固定され、その外周面は外筒21の内面に一定の間隙を保持して設けられている。回転軸28の一端は、エンドプレート30から突き出して設けられ、その端部に歯車31が取り付けられている。歯車31は連結ベルト32を介してモータ61の歯車33に係合されている。
【0020】
各弁体22a、b、cは、いずれも同一形状に形成されている。そこで、弁体22aを例にして、詳細構成を説明する。弁体22aは、平板を筒状に曲げ加工して、平板の両端が開いた状態の中空状の開口筒体34を形成し、その両端面に開口用側板35と閉止用側板36を固着して形成される。開口用側板35は、弁体22aに対応する第4のノズル26a側に配置され、第1〜第4のノズルのいずれにもかからない位置に配置される。開口用側板35には、軸心から周縁部に至る扇形状の開口38が形成されている。開口筒体34の外周面の軸方向に形成された開口37は、開口用側板35の開口38に合わせて設けられている。開口筒体34の開口37の周方向の開口幅は、第1〜第3のノズル23a、24a、25aが相互に連通するのを防止するために、第1〜第3のノズル23a、24a、25aの2つに同時に連通しない幅に形成されている。また、各弁体22a〜cの開口37の位置は、相互に120°回転位相をずらして回転軸28に固着されている。
【0021】
ここで、弁体22aを例にして、弁体部のシール機構について図6を参照して説明する。図6は、図4のC部を拡大して示した断面図であり、同図に示すように、開口用側板35と閉止用側板36の周縁部の全周にわたって、それぞれ外側に円環状の1対のパッキン受け39が設けられ、この1対のパッキン受け39により形成される環状溝にパッキン40が装着されている。そして、パッキン40を円環状のパッキン押え41により、それぞれ開口用側板35と閉止用側板36に押し付けることによって、空間27a、b、c相互間の気密が保たれている。なお、パッキン押え41は、固定部材42によって外筒21の内壁に固定されている。また、回転軸28がエンドプレート30を貫通する部分は、回転軸28の外周を囲むパッキン43により気密にシールされている。すなわち、エンドプレート30の開口部に固着されたパッキン受け44にパッキン43を装着し、パッキン押え45によりパッキン43をパッキン受け44に押し付けてシールしている。また、各弁体22a,22b,22cの開口筒体34と外筒21の内面の隙間を介して、被処理ガス供給管16、パージガス供給管17、処理ガス排出管18が互いに連通しないように、開口筒体34と外筒21の内面の間にシール材を設けることが好ましい。
【0022】
このように構成される実施形態の流路切替弁の動作について説明する。モータ61を回転すると回転軸28が回転し、弁体22a、b、cは共に回転する。これにより、各流路切替弁20a、b、cの第4のノズル26a、b、cは、第1のノズル23a、b、c、第2のノズル24a、b、c、第3のノズル25a、b、cに順次切替わって連通される。また、各弁体22a、b、cは、互いに120°の回転位相ずれをもって矢印45の方向に回転される。これにより、例えば、弁体22aの開口37が第1のノズル23aに対向する位置に来ると、開口37は被処理ガス供給管16に連通される。そして、弁体22bの開口37は、第3のノズル25bに対向する位置に来て処理ガス排出管18に連通され、弁体22cの開口37は、第2のノズル24cに対向する位置に来てパージガス供給管17に連通される。
【0023】
したがって、被処理ガスが被処理ガス供給管16から開口37及び開口用側板35の開口38を通って空間27aに導かれ、第4のノズル26aから蓄熱室3aの下部空間13aに供給される。蓄熱材9が蓄熱されている場合、被処理ガス供給管16から常温〜100℃程度で供給される被処理ガスは蓄熱材9により約750℃に予熱されて燃焼室2に導かれる。被処理ガスは、燃焼室2においてバーナ8により燃焼処理され、例えばVOC成分が分解されて無害化される。そして、燃焼排ガスは、蓄熱室3bを通って流路切替弁20の第4のノズル26bに導かれ、弁体22bを介して第3のノズル25bを通って処理ガス排出管18に導かれる。処理ガス排出管18に導かれた燃焼排ガスは誘引送風機19により昇圧され、図示していない煙突等から大気に排出される。また、誘引送風機19により昇圧された燃焼排ガスの一部は、パージガス供給管17を介して弁体22cの開口37が位置する第2のノズル24cを通って第4のノズル26cに導かれる。これにより、燃焼排ガスが第3の蓄熱室3cに供給され、蓄熱室3cの蓄熱材9に残留していた被処理ガスを燃焼室2内に追い出す。このようにして、流路切替弁20の回転軸28が120°回転するごとに、各流路切替弁20a、b、cの第4のノズル26a、b、cは、被処理ガス供給管16、パージガス供給管17、処理ガス排出管18に順次切替わって連通される。
【0024】
さらに、図7〜図9を参照して流路切替弁20の動作を詳細に説明する。まず、弁体22a、b、cの回転角度(位相)と、各弁体の開口37が連通する第1のノズル23a、b、c、第2のノズル24a、b、c、第3のノズル25a、b、cとの関係を説明する模式図を図7に示す。図7の(a)は流路切替弁20の横断面の模式図であり、同図(b)は同図(a)の線E−Eにおける断面図、同図(c)は同図(a)の各弁体の開口37の位置の変化を示す動作パターン図である。
【0025】
パターン1は、例えば、弁体22aが回転角度0°のときに、弁体22bは回転方向に240°の回転位相ずれを有し、弁体22cは回転方向に120°回転位相ずれを有している。したがって、パターン1の場合は、流路切替弁20aが被処理ガス供給管16に接続され、流路切替弁20bは処理ガス排出管18に連通され、流路切替弁20cはパージガス供給管17に連通される。これにより、第4のノズル26aを介して被処理ガスが蓄熱室3aに供給され、第4のノズル26bを介して蓄熱室3bから燃焼排ガスが処理ガス排出管18に排出され、第4のノズル26cを介して燃焼排ガスがパージガスとして蓄熱室3cに供給される。
【0026】
パターン2は、弁体22aが回転されて回転角度120°に来たときの状態を示しており、この場合は流路切替弁20aがパージガス供給管17に接続され、流路切替弁20bは被処理ガス供給管16に連通され、流路切替弁20cは処理ガス排出管18に連通される。これにより、第4のノズル26aを介して燃焼排ガスがパージガスとして蓄熱室3cに供給され,第4のノズル26bを介して被処理ガスが蓄熱室3bに供給され、第4のノズル26cを介して蓄熱室3cから燃焼排ガスが処理ガス排出管18に排出される。
【0027】
パターン3は、弁体22aが回転されて回転角度240°に来たときの状態を示しており、この場合は流路切替弁20aが処理ガス排出管18に接続され、流路切替弁20bはパージガス供給管17に連通され、流路切替弁20cは被処理ガス供給管16に連通される。このようにして、回転軸28を回転して弁体22a、b、cを回転させることにより、流路切替弁20はパターン1〜3を繰り返し、各蓄熱室3a、b、cは、予熱モード、パージモード、蓄熱モードに切り替えられる。図8に、パターン1〜3の切替タイミングチャートを示す。パターン1〜3までを1サイクルとして、90秒〜270秒の間隔でパターン動作が繰返して運転される。温度条件は、被処理ガスが常温から100℃で供給され、処置ガスが100℃〜200℃で排出され、パージガスは100℃〜200℃で供給される。
【0028】
このようにして、本実施形態によれば、蓄熱室3aは予熱モード、パージモード、蓄熱モードの順に切り替えられ、これに対して他の蓄熱室3b、cはそれぞれ1モードずつずらしたモードで切替運転され、連続的に廃ガスを処理することができる。
【0029】
つまり、本実施形態によれば、流路切替弁20を回転駆動することにより、各蓄熱室へのガス分配切り替えを自動的に行うことができる。しかも、各蓄熱室に対応する流路切替弁を一体化したことから、従来のように複数の切替弁を配設したり、複雑なシーケンスを設ける必要がない。その結果、ガス分配機構を簡単にすることができ、コスト削減、設置面積の確保等も可能となる。また、弁体の回転によって流路の切替えがスムーズに行われるため、ガスの流れを閉塞させることがなく、従来の弁開閉による蓄熱室等の圧力変動を抑制できる。
【0030】
また、各蓄熱室は、被処理ガスを供給した後に、パージガスを供給しているから、蓄熱室に残留している未処理の廃ガスを燃焼室側に送り込んで燃焼処理することができる。その結果、パージモードの次の蓄熱モード時に燃焼排ガスを通流しても、未処理の廃ガスが煙突等から系外に排出することを防止できる。
【0031】
また、上記実施形態において、開口用側板35の扇形状の開口38は、流路切替弁20内のガスの通流口に過ぎないから、その形状は扇形状に限られるものではない。例えば、開口用側板35の中央付近に円形の開口を形成してもよい。また、開口筒体34の開口37は、弁体22の回転に伴なって第1〜第3のノズルと順次連通すればよいから、例えば、平板を筒状に曲げ加工して筒体の周面に円形の開口を設けてもよい。また、本実施形態の弁体は、中空円筒状に形成したが、例えば中実円柱状に形成し、その円柱の外周面部にガスの流路となる切欠き溝を空間27a、b、cに連通するように形成してもよい。
【0032】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、多塔蓄熱式の廃ガス処理装置のガス分配機構を簡単な構成にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施形態の流路切替弁を用いた多塔蓄熱式の廃ガス処理装置の全体構成図である。
【図2】図1の側断面図である。
【図3】本発明に係る流路切替弁の一実施形態の斜視図である。
【図4】図3の一部を拡大して示した断面図である。
【図5】図4の線V−Vにおける断面図である。
【図6】図4のC部詳細図である。
【図7】図3の実施形態に係る流路切替弁の回転角度と流路切替の関係を説明する模式図であり、(a)は流路切替弁の横断面の模式図、(b)は(a)の線E−Eにおける断面図、(c)は流路切替弁の動作パターンを説明する模式図である。
【図8】流路切替弁の動作パターンのタイムチャートである。
【符号の説明】
1 蓄熱燃焼炉
2 燃焼室
3a,3b,3c 蓄熱室
9 蓄熱材
16 被処理ガス供給管
17 パージガス供給管
18 処理ガス排出管
20 流路切替弁
21 外筒
22a,22b,22c 弁体
23a,23b,23c 第1のノズル
24a,24b,24c 第2のノズル
25a,25b,25c 第3のノズル
28 回転軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technology for treating waste gas containing harmful substances discharged from various plants, production facilities, and the like, and specifically, a flow path switching valve suitable for gas distribution in a multi-tower thermal storage type waste gas treatment device. About.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Waste gas containing harmful substances discharged from various plants, production facilities, and the like has been detoxified and released to the atmosphere. For example, a waste gas containing a volatile organic compound (hereinafter, abbreviated as VOC) such as toluene or xylene is generated from a coating plant such as an automobile, a metal washing plant, a printing plant, and the like. The VOC concentration in such waste gas is at most about several tens of ppm to several%, but since it has a great effect on the environment, it has been proposed to perform purification treatment and release it to the atmosphere without pollution. .
[0003]
In general, waste gas purification methods include direct combustion, catalytic combustion, livestock combustion, enrichment, and biological treatment methods. From the viewpoint of heat storage combustion, it is considered to be promising. Further, in order to reduce the running cost and the installation area, a large capacity is required.
[0004]
A conventional heat storage combustion type waste gas treatment apparatus is configured to guide a waste gas containing a harmful substance (hereinafter, abbreviated as a gas to be treated) into a combustion chamber for combustion treatment, thereby converting the harmful substance into a harmless substance. is there. In particular, the heat storage material is heated by the heat of the combustion exhaust gas, and the gas to be treated guided to the combustion chamber is preheated by the heat storage, thereby improving the thermal efficiency (JP-A-2000-88230, JP-A-2000-111026). issue).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a recent heat storage combustion type waste gas treatment apparatus is required to have a large capacity exceeding 500 m 3 / min, and for that purpose, a plurality of heat storage chambers (generally, 2 to 4 towers) are required. It is desired to develop a multi-storage thermal storage system. Each of the plurality of heat storage chambers is operated so as to alternately repeat heat storage by the heat of the combustion exhaust gas discharged from the combustion chamber and preheating of the gas to be treated introduced into the combustion chamber.
[0006]
For example, a waste gas treatment apparatus having a three-column heat storage chamber is configured by connecting three independent heat storage chambers to one combustion chamber. For example, for a certain period, the gas to be treated is stored in one heat storage chamber (for example, The heat is preheated through the first heat storage chamber and guided to the combustion chamber, and the combustion exhaust gas discharged from the combustion chamber flows to another heat storage chamber (for example, a third heat storage chamber) to store heat. In the next period, the gas to be treated is preheated by the stored heat storage chamber (for example, the third heat storage chamber), and the combustion exhaust gas is further flowed to another heat storage chamber (for example, the second heat storage chamber) to store heat. As described above, the three heat storage chambers are sequentially switched to the heat storage mode and the preheat mode for operation. By the way, since the gas to be treated remains in the heat storage chamber at the end of the preheating mode, if the mode is switched to the heat storage mode as it is, the gas to be treated is released to the atmosphere without being subjected to the combustion treatment. Therefore, between the preheating mode and the heat storage mode, a purge gas such as combustion exhaust gas is supplied to the heat storage chamber, and the gas to be processed remaining in the heat storage chamber is expelled into the combustion chamber to perform combustion processing. That is, the respective heat storage chambers are switched in the order of the preheating mode, the purge mode, and the heat storage (heat recovery) mode.
[0007]
However, in order to perform such a switching operation, it is necessary to switch the processing target gas supply line, the exhaust gas discharge line, and the purge gas supply line to the respective heat storage chambers so as to communicate with each other. If this switching is performed using a valve, three valves are required for each heat storage chamber, and the operation mode must be switched by automatically opening and closing those valves.
[0008]
Therefore, there is a problem that the number of valves increases and the opening and closing of each valve must be controlled sequentially by operation.
[0009]
In view of such a problem, an object of the present invention is to realize a flow path switching valve suitable for gas distribution in a multi-tower thermal storage type waste gas treatment device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a flow path switching valve of the present invention includes a cylindrical casing, a cylindrical valve element hermetically inserted into the casing, and a rotatable valve element at both ends of the casing. A rotating shaft that is rotatably supported, first to third nozzles arranged at equal intervals in a circumferential direction of the casing facing the valve body, and an axial direction of the casing from a position of the first to third nozzles. A fourth nozzle provided on the outer peripheral surface of the casing at a shifted position, wherein the valve body communicates with at least one of the first to third nozzles at least on the outer peripheral portion of the valve body. A valve body flow path is formed, and the valve body flow path is communicated with a space in the casing formed by reducing a diameter of an outer peripheral portion of the valve body facing the position of the fourth nozzle. It is characterized by.
[0011]
With this configuration, by rotating the valve body, the valve body flow path formed in the valve body is sequentially switched to the first to third nozzles and communicated. Thus, the first to third nozzles are sequentially communicated with the fourth nozzle via the valve body flow path. Therefore, if the fourth nozzle is connected to the heat storage chamber and the first to third nozzles are respectively connected to the gas supply pipe to be processed, the purge gas supply pipe, and the processing gas discharge pipe, one valve body is rotated. The operation mode of the heat storage chamber can be sequentially switched to the preheating mode, the purge mode, and the heat storage mode for operation.
[0012]
In this case, the valve body is a solid cylinder, and the valve body flow path is a notch formed on the outer peripheral surface of the valve body of the solid cylinder from the positions of the first to third nozzles to the reduced diameter portion. It is preferable that the circumferential width of the notch is formed smaller than the inner dimension between the first to third nozzles. According to this, since the notch can be prevented from communicating with two of the first to third nozzles at the same time, it is possible to prevent the gas to be processed, the purge gas, or the processing gas from intermingling.
[0013]
Further, the valve body has a hollow cylindrical shape, one end of the cylinder is closed by a disk member, and the other end is partitioned by a disk member having an opening, and one of the first to third nozzles is provided on the peripheral surface of the hollow cylinder. An opening may be formed at a position facing each other, and a circumferential dimension of the opening may be formed smaller than an inner dimension between the first to third nozzles. With this configuration, the first to third nozzles communicate with the fourth nozzle through the inside of the hollow valve body and the opening of the disk member, thereby simplifying the manufacture of the valve body.
[0014]
When the above-described flow path switching valve of the present invention is used, for example, as a gas flow path switching valve of a three-tower thermal storage combustion device, the following configuration may be used. That is, the combustion chamber for burning the gas to be treated, the first to third heat storage chambers provided in communication with the combustion chambers and filled with the heat storage material, and the first to third heat storage chambers are respectively covered. The apparatus is provided with first to third flow path switching valves for switching and communicating with any one of the processing gas supply pipe, the purge gas supply pipe, and the processing gas discharge pipe. Then, the flow path switching valve of the present invention is applied as the first to third flow path switching valves, the fourth nozzles are respectively connected to the first to third heat storage chambers, and the first to third nozzles are connected. Are connected to a processing gas supply pipe, a purge gas supply pipe, and a processing gas discharge pipe, respectively. In addition, the rotation phases of the valve bodies of the first to third flow path switching valves are provided so as to be shifted from each other by an interval of the first to third nozzles. Thus, the three operation modes can be assigned to each heat storage chamber, and the heat storage chambers can be sequentially switched to the three modes by rotating the valve element, thereby continuously processing waste gas. .
[0015]
By the way, if one of the flow path switching valves of the present invention is independently provided in each of the heat storage chambers, it is necessary to control the rotation of the three valve bodies while maintaining a constant shift between them. Therefore, it is preferable that the casings of the respective flow path switching valves are formed integrally, the rotation axes are shared, and the rotation phases of the valve body flow paths of the three valve bodies are shifted by 120 degrees. Accordingly, each valve element rotates in conjunction with the rotation of the rotating shaft, so that a rotational phase shift can be maintained and the structure can be simplified. In this case, by providing a partition between the valve bodies, it is possible to prevent the respective flow path switching valves from communicating with each other.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a multi-tower regenerative waste gas treatment apparatus using a flow path switching valve according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side sectional view of FIG.
[0017]
As shown in the figure, the multi-tower regenerative waste gas treatment apparatus of the present embodiment includes a three-tower regenerative combustion furnace 1 having three heat storage chambers. The heat storage combustion furnace 1 has a
[0018]
Next, the configuration of the flow
[0019]
On the other hand, the
[0020]
Each of the
[0021]
Here, the sealing mechanism of the valve body portion will be described with reference to FIG. 6, taking the
[0022]
The operation of the flow path switching valve according to the embodiment configured as described above will be described. When the
[0023]
Therefore, the gas to be treated is guided from the
[0024]
Further, the operation of the flow
[0025]
In pattern 1, for example, when the
[0026]
[0027]
Pattern 3 shows a state when the
[0028]
Thus, according to the present embodiment, the
[0029]
That is, according to the present embodiment, the gas distribution switching to each heat storage chamber can be automatically performed by driving the flow
[0030]
Further, since each heat storage chamber supplies the purge gas after supplying the gas to be treated, the untreated waste gas remaining in the heat storage chamber can be sent to the combustion chamber side to perform the combustion treatment. As a result, even if the combustion exhaust gas flows in the heat storage mode next to the purge mode, it is possible to prevent untreated waste gas from being discharged out of the system from the chimney or the like.
[0031]
In the above-described embodiment, the fan-shaped
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the gas distribution mechanism of the multi-tower thermal storage type waste gas treatment device can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a multi-tower thermal storage type waste gas treatment apparatus using a flow path switching valve according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view of FIG.
FIG. 3 is a perspective view of one embodiment of a flow path switching valve according to the present invention.
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a part of FIG. 3;
FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4;
FIG. 6 is a detailed view of a portion C in FIG. 4;
7A and 7B are schematic diagrams illustrating the relationship between the rotation angle of the flow path switching valve and the flow path switching according to the embodiment of FIG. 3, wherein FIG. 7A is a schematic diagram of a cross section of the flow path switching valve, and FIG. 3A is a cross-sectional view taken along line EE of FIG. 3A, and FIG. 3C is a schematic diagram illustrating an operation pattern of a flow path switching valve.
FIG. 8 is a time chart of an operation pattern of the flow path switching valve.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat
Claims (7)
前記弁体流路は、前記第1乃至第3のノズルの位置から前記縮径部に至るまで前記中実円筒の弁体外周面に形成された切欠きであり、該切欠きの周方向幅が前記第1乃至第3のノズル相互間の内法寸法よりも小さく形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の流路切替弁。The valve body is a solid cylinder,
The valve body flow path is a notch formed on the outer peripheral surface of the valve body of the solid cylinder from the position of the first to third nozzles to the reduced diameter portion, and a circumferential width of the notch 2. The flow path switching valve according to claim 1, wherein the first and third nozzles are formed to be smaller than an inner dimension between the first to third nozzles.
前記弁体流路は、前記中空円筒の外周面の前記第1乃至第3のノズルのいずれか1つに対向する位置に形成された開口から該中空円筒の内部空間及び前記円板部材の前記開口に至る流路であり、前記中空円筒の外周面に形成された開口の周方向寸法が第1乃至第3のノズル相互間の内法寸法よりも小さく形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の流路切替弁。The valve body is formed by closing one end on the opposite side of the reduced diameter portion of the hollow cylinder and partitioning the other end by a disc member having an opening,
The valve body flow path is formed from an opening formed at a position facing one of the first to third nozzles on the outer peripheral surface of the hollow cylinder. The flow path leading to the opening, wherein a circumferential dimension of the opening formed on the outer peripheral surface of the hollow cylinder is formed to be smaller than an inner dimension between the first to third nozzles. Item 2. The flow path switching valve according to Item 1.
前記弁体流路は、前記第1乃至第3のノズルの位置から前記縮径部に至るまで前記中実円筒の弁体外周面に形成された切欠きであり、該切欠きの周方向幅が前記第1乃至第3のノズル相互間の内法寸法よりも小さく形成されてなることを特徴とする請求項4に記載の多塔蓄熱式廃ガス処理装置。The valve body is a solid cylinder,
The valve body flow path is a notch formed on the outer peripheral surface of the valve body of the solid cylinder from the position of the first to third nozzles to the reduced diameter portion, and a circumferential width of the notch 5. The multi-storage regenerative waste gas treatment apparatus according to claim 4, wherein each of the first to third nozzles is formed smaller than an inner dimension between the first to third nozzles.
前記弁体流路は、前記中空円筒の外周面の前記第1乃至第3のノズルのいずれか1つに対向する位置に形成された開口から該中空円筒の内部空間及び前記円板部材の前記開口に至る流路であり、前記中空円筒の外周面に形成された開口の周方向寸法が第1乃至第3のノズル相互間の内法寸法よりも小さく形成されてなることを特徴とする請求項4に記載の多塔蓄熱式廃ガス処理装置。The valve body is formed by closing one end on the opposite side of the reduced diameter portion of the hollow cylinder and partitioning the other end by a disc member having an opening,
The valve body flow path is formed from an opening formed at a position facing one of the first to third nozzles on the outer peripheral surface of the hollow cylinder. The flow path leading to the opening, wherein a circumferential dimension of the opening formed on the outer peripheral surface of the hollow cylinder is formed to be smaller than an inner dimension between the first to third nozzles. Item 5. A multi-tower regenerative waste gas treatment apparatus according to item 4.
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- 2002-07-25 JP JP2002216854A patent/JP2004060926A/en active Pending
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