触媒ユニット

【課題】所要量の触媒作用能力を備えたガス処理用の定型化された触媒ユニットの提供。
【解決手段】通気性を備えて定型ブロック化された触媒体と、複数の前記触媒体が被処理ガスの流路に対して当該流路を面的に遮断するように配設された集合状態、或いは、前記集合体状態が被処理ガスの流下方向に複数段重なるように配設された積層集合状態を保持する触媒保持枠体とを備え、前記触媒体又は集合体或いは触媒保持枠体を単位として触媒交換を可能としたことを特徴とする。
又、ボルト締め手段によって集合状態の集合体の触媒体を圧縮して高集密度状態にユニット化することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒を用いてガスを処理する際に用いられる触媒ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のガス処理用の触媒は、ガスとの接触面積を極大化して触媒作用能力を最大化させるために、触媒を粉状や粒状に微細化して適当な容器に詰め、この触媒容器を例えばガス流路を塞ぐようにガス流路途中に設置する等の手法が採られていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のこのような手法では、処理対象となるガスやそのガス流路における触媒容器の設置現場の具体的な形状や環境に応じて、触媒容器の容量や形状を設計しなければならず、所定の容量や形状を備えた汎用の触媒容器が実現されていなかった。
【０００４】
又、容器に納められる触媒が微細化されているため、当該触媒容器に所望の触媒作用能力を与えるに必要な触媒の量やその配置形態等を、予め定型化しておくことが難しく、個々の設置現場の環境に応じて、その都度設計しなければならないという不都合があった。
【０００５】
本発明は、上記課題の解決を目的としてなされたもので、一定量の触媒作用能力を備えた触媒を定型化させ、定型化させた触媒を必要個数収めてユニット化させることで、面倒な設計を必要とせず、見た目の個数と積層形態の選択により、所要量の触媒作用能力を備えたガス処理用の触媒ユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の触媒ユニットの発明は、通気性を備えて定型ブロック化された触媒体と、複数の前記触媒体が被処理ガスの流路に対して当該流路を面的に遮断するように配設された集合状態、或いは、前記集合体状態が被処理ガスの流下方向に複数段重なるように配設された積層集合状態の集合体を保持する触媒保持枠体とを備え、前記触媒体又は集合体或いは触媒保持枠体を単位として触媒交換を可能としたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の触媒ユニットにおいて、容器本体はガス流路に接続可能なガス流入口とガス流出口とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の触媒ユニットにおいて、触媒体又は集合体或いは触媒保持枠体を単位として触媒保持枠体に出し入れ自在に構成されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の触媒ユニットにおいて、触媒保持枠体のガス流入面側とガス流出面側には、各々、ガス流入面やガス流出面の外周縁に当る外周縁部と、ガス流入面やガス流出面の各面を分割するように現れる集合体の触媒体相互間の接線を覆うように配設された桟部とを備えた格子状枠を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の触媒ユニットにおいて、格子状枠の外周縁部はガス流路の断面形状に応じた円形、或いは方形或いはその他の所望の形状であることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載の触媒ユニットにおいて、格子状枠の桟部は、定型ブロック化された触媒体の形状に応じて、ガス流入面やガス流出面の各面を分割するように現れる集合体の触媒体相互間の接線に沿って形成される角形或いは円形或いはその他の形状であることを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項４乃至請求項６の何れかに記載の触媒ユニットにおいて、ガス流入面側の格子状枠とガス流出面側の格子状枠とは、両格子状枠の外周縁部同士に掛け渡される複数の連結部材と、各連結部材の両端側と前記外周縁部とを分離自在に連結するボルト締め手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項４乃至請求項７の何れかに記載の触媒ユニットにおいて、ガス流入面側の格子状枠とガス流出面側の格子状枠とは、同一又は対称の形状であって背合わせ状態に平行に配置されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項７又は請求項８に記載の触媒ユニットにおいて、ボルト締め手段は、格子状枠側に設けられた格子状枠側ボルト穴と、当該格子状枠側ボルト穴に相応する連結部材側に設けられた連結部材側ボルト穴と、前記格子状枠側ボルト穴と連結部材側ボルト穴との両ボルト穴に通される締結ボルトとを備え、前記両ボルト穴は何れもその穴に挿通される締結ボルトの径よりも大きく形成されており、ボルト締め前の初期段階における締結ボルトは穴の軸線が一致しないようにずらされて重ね合わされた両ボルト穴を斜めに貫通し、締め付けの最終段階に向かって締め付けるに従って当該締結ボルトが両ボルト穴の軸線と一致する方向に傾動され、
この締結ボルトの傾動作によって圧力を受ける格子状枠が、両格子状枠間に充填された集合体を圧縮して触媒体を高集密度状態にユニット化することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０の発明は、請求項７乃至請求項９の何れかに記載の触媒ユニットにおいて、複数の連結部材は集合状態或いは積層集合状態の集合体の外周面を覆う一個の筒状体であることを特徴とする。
【００１６】
請求項１１の発明は、請求項７又は請求項８の何れかに記載の触媒ユニットにおいて、複数の連結部材は集合状態或いは積層集合状態の集合体の外周面を覆う筒状体の外周面側に配設されることを特徴とする。
【００１７】
請求項１２の発明は、請求項請求項９乃至請求項１１の何れかに記載の触媒ユニットにおいて、ボルト締め手段は、ガス流入面側の格子状枠又はガス流出面側の格子状枠の何れか一方の格子状枠に設けられたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１３の発明は、請求項１乃至請求項１２の何れかに記載の触媒ユニットにおいて、定型ブロック化された触媒体は立体であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１４の発明は、請求項１乃至請求項１３の何れかに記載の触媒ユニットにおいて、触媒体はセラミック製コルゲートハニカム構造であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１５の発明は、請求項１乃至請求項１４の何れかに記載の触媒ユニットにおいて、触媒体はオゾン分解用触媒であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１乃至請求項１５の発明によれば、何れも、触媒を定型ブロック化しているので、定型化させた触媒（以下、触媒体或いは定型触媒体という）の単位当り（例えば１個当り）の触媒作用能力を予め得ておくだけで、処理対象のガス流量に応じた適切な量（個数）及び形態（積層形態）を想定すて形成することができ、面倒な設計計算を必ずしも必要としない。
しかも、手軽にユニット化できるので、所要の触媒作用能力を備えたガス処理用の触媒ユニットを迅速且つ容易に提供することができる。
又、定型化されているので、触媒を触媒体又は集合体或いは触媒保持枠体を単位としての、交換、運搬、保管等の取り扱いを、従来の粉や粒状態での取り扱いに較べて、極めて便利に行うことができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、触媒保持枠体が収められる容器本体が、分離自在のガス流入口とガス流出口とを備えているので、新設或いは既設のガス流路に応じたガス流入口とガス流出口とに交換することで、所要の触媒ユニットを容易に設置することができる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、触媒体又は集合体或いは触媒保持枠を単位としての触媒の交換作業を容易にすることができる。
【００２４】
請求項４乃至請求項６の発明によれば、何れも、触媒保持枠体は、ガス流入面側やガス流出面側において、当該面の外周縁を外周縁部で、又触媒体同士が接する接線を桟部で覆うので、集合体を通過しないガス流量を極小化することができ、ガス処理能力を高めることができる。
【００２５】
請求項７乃至請求項１２の発明によれば、何れも、複数個の定型化された触媒体が、ボルト締め手段によって触媒保持枠体に所要の個数及び形態での集合体として容易にユニット化することができる。
【００２６】
請求項９の発明によれば、触媒保持枠体を構成する格子状枠と連結部材とに
互いに関連して設けられた一対のボルト穴にボルトを斜めに通して適当に締めるだけで、集合状態の触媒体を、破損させることなく、高密度状態にユニット化することができる。
【００２７】
しかも、入手容易で安価な市販の締結ボルトを用いて、この締結ボルトの径より大きな２ボルト穴を形成するだけで構成することができ、何ら特殊な機構や装置等の手段を必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図１３に示すオゾンガス分解用の触媒ユニットを例にして説明する。
図１はオゾンガス分解用の触媒ユニットの外観斜視図、図２は図１の触媒ユニットの分解斜視図、図３は図１の触媒体と触媒保持枠体との分解斜視図、図４は触媒保持枠の側面図、図５は図４のＡ−Ａ線断面図、図６は積層された触媒体のガス流入側の正面図、図７は図６の部分拡大図、図８は図５の部分拡大説明図、図９は図８のボルト穴の軸線方向の説明図、図１０は図９のボルト穴の拡大説明図、図１１は図８のボルト締め付け後の説明図、図１２は図１１のボルト穴の軸線方向の説明図、図１３は図１２のボルト穴の拡大説明図である。
【実施例】
【００２９】
図１及び図２において、符号１は容器本体、２は容器本体１へのガス流入口、３は容器本体１からのガス流出口である。
予め、容器本体１には、図示されていないガス流路の径に応じた口径をもつ複数種類のガス流入口２及びガス流出口３とを用意しておくことによって、所要の触媒能力を備えた容器本体１を、口径のいかんを問わずに、目的のガス流路に接続することができる。
【００３０】
図３乃至図７において、容器本体１には、触媒を縦て横高さのある通気性を備えた所望の立体形状に定型ブロック化された触媒体（定型触媒体）４が所要個数出し入れ自在に配設された集合体４０として収められている。触媒の定型ブロック化は適当な常套手段を用いて行えばよい。
又、実施例の触媒体４はオゾン分解用触媒であり、セラミック製コルゲートハニカム構造としてあるが、触媒体４は当然のことながら処理対象ガスに応じて選択し、その構造も任意である。
【００３１】
触媒ユニット１０は、複数の触媒体４が被処理ガスの流路（図示せず）に対して、当該ガス流路を面的に遮断するように配設された集合状態、或いは、前記集合体状態が被処理ガスの流下方向に複数段重なるように配設された積層集合状態とされた集合体４０を、その集合された形態のままで、後述の締結ボルト手段５５にて保持する触媒保持枠体５０とを備えている。
この触媒ユニット１０の触媒は、定型ブロック化された触媒体４を単位として、或いは又、ユニット化された集合体４０や触媒保持枠体５０を単位として、容易に交換することができる。
【００３２】
実施例の触媒保持枠体５０は、集合体４０のガス流入面側に当てがわれる格子状枠５１（以下、ガス流入面側格子状枠ともいう）と、同じく当該ガス流出面側に当てがわれる格子状枠５２（以下、ガス流出面側格子状枠ともいう）と、両格子状枠５１、５２の外周縁部５１１、５２２同士に、ガス流下方向（清掃方向）にわたって掛け渡される複数の連結部材５３と、これらの連結部材５３の両端側と前記外周縁部５１１、５２２との間を分離自在に連結するボルト締め手段５５とを備えている。
【００３３】
ガス流入面側格子状枠５１とガス流出面側格子状枠５２とは、この実施例では実質的には同一であって、背合わせにおいて対称の形状にて平行、即ち、ガス流路を遮断する方向で、集合体４０を挟んで（設置スペースを置いて）平行に重なるように配置されている。
何れの格子状枠５１、５２も、触媒保持枠体１（集合体４０）のガス流入面側とガス流出面側に応じて、各々、ガス流入面或いはガス流出面の外周縁に当る外周縁部５１１、５２２と、ガス流入面或いはガス流出面の各面を分割するように当該面に現れる触媒体相互間の接線５４を覆うように桟部５６を配設して、集合体４０の外周側に遺漏ガスが流下したり、触媒体４相互間の隙間にガスが流入しないように塞いでいる。
【００３４】
この実施例の触媒ユニットでは、ガス流入面やガス流出面の格子状枠５１、５２の外周縁部５１１、５２２は、ガス流路の断面形状に応じて方形としている。
しかし、上述のように、これは集合体４０の外周側に遺漏ガスが流下するのを阻止するためであるから、個々具体的なガス流路の断面形状に応じて格子状枠５１、５２の形状を定めればよく、従って、方形に限らず、円形或いはその他の所望の形状であってもよい（図示せず）。
【００３５】
又、格子状枠５１、５２の桟部５６も、ガス流入面やガス流出面の各面を分割するように集合体４０のガス流入或いは流出面に現れる各触媒体４相互間の接線に沿って形成される角形となっている。
しかし、これも上述のように、触媒体相互間の接線５４即ち、集合体４０を構成する触媒体４相互間の隙間からガスが流入しないようにするためであるから、定型ブロック化された触媒体４の形状及びその集合形態に応じて、触媒体間の隙間を塞ぐように、個々具体的なガス流路の断面形状等に応じ場よく、従って、この例の角形に限らず、その他の形状であってもよい（図示せず）。
【００３６】
次に、図８乃至図１３においてボルト締め手段５５を説明する。
先ず図８に示すように、この実施例のボルト締め手段５５は、格子状枠５１（５２）の外周縁部５１１（５２２）側に設けられたボルト穴５１２（以下、格子状枠側ボルト穴ともいう）と、これらの各格子状枠側ボルト穴５３０に相応して連結部材側５３の両端が輪に各々設けられたボルト穴５３０（以下、連結部材側ボルト穴ともいう）と、互いに対応する前記ボルト穴５１２とボルト穴５３０との両ボルト穴５１２、５３０に、少なくとも締結前遊嵌するように通される締結ボルト５７とを備えている。
【００３７】
前記の対応する一対の両ボルト穴５１２、５３０は、何れもその穴に挿通される締結ボルト５７の径よりも大きく形成されており、ボルト締め前の図８乃至図１０において示す、ボルト締め手段５５による締め付けの初期段階において、単に挿通されただけの状態における締結ボルト５７は、互いの穴５１２、５３０の中心（を通る穴の軸線）がガス流下方向即ち触媒体４の積層方向にずらされて、重ね合わされた両ボルト穴５１２、５３０を斜めに、即ち中心をずらされた両穴５１２、５３０にわたって傾斜する穴の軸線に沿うように挿通され、理想的にはきつく貫通するように、予め構成しておく。
【００３８】
この場合、両ボルト穴５１２、５３０の穴の位置ズレは、両格子状枠５１、５２間に収められる触媒体４やその集合体４０を、後述のボルト締めによる圧縮により高密度化させる前の容量、即ち、単に触媒保持枠５３内に集合体４０を収めただけの容量での状態において、両ボルト穴５１２、５３０が一致せず位置ズレを起こした状態となるようにしておく。
尚、この位置ズレは、図８において、格子状枠側ボルト穴５１２がガス流路の上流側で、連結部材側ボルト穴５３０がガス流路の下流側に、ずらされている。
【００３９】
このような初期段階としてから、締結ボルト５７を締め付けてゆくと、図１１乃至図１３に示すように、締結ボルト５７がねじ込まれていくに従って、両ボルト穴５１２、５３０の穴の軸線が両穴の面５１２、５３０に鉛直となるように作用（傾動）する。
この締め付けによって鉛直に立ち上がる方向の締結ボルト５７による力作用は、締め付けの最終段階に向うに従って次第に締結ボルト５７が両ボルト穴５１２、５３０の軸線と一致する方向に傾動されて行き、この締結ボルト５７の傾動作によって軸線が一致する方向の作用（圧力）を受ける格子状枠５１、５２により、両格子状枠５１、５２間に充填された集合状態の触媒体４（集合体４）が圧縮されて触媒体４を高集密度状態にユニット化させる。
【００４０】
即ち、この作用は結局のところ集合体４０をその積層方向（ガス流下方向）に圧縮することになって積層構造を高密度化させ、集合体４０を構成する触媒体４の相互間の接線５４等における隙間を無くす。これにより、流通するガスの全てに漏れなく触媒を作用させることができる。
【００４１】
図８、図１１において、図中の符号１１は集合体４０の外周面を覆う容器木本１のカバーパネルであり、この実施例では比較的肉厚の薄いカバーパネル１１を用いているため、ガス流路の前後（上流側と下流側と）に配置される両格子状枠５１、５２を連結部材として利用するには強度不足のため、このカバーパネル１１とは別に連結部材５３を用いているが、カバーパネル１１を連結部材５３と同等の耐久性のある物とすれば、カバーパネル１１を連結部材５３として兼用することができる。
【００４２】
このように、兼用する場合には、複数の連結部材５３は不要となり、集合状態或いは積層集合状態の集合体４０の外周面を覆うカバーパネル１１が一個の筒状体となり、又触媒保持枠体１ともなる。
尚、連結部材５３の長手方向両端側に設けられる穴５３０は直接カバーパネル１１（前記の筒状体）の相応する位置に開設（図示せず）される。
【００４３】
この実施例では、前記耐久性のない肉薄のパネルをカバーパネル１１として用いているため、当該パネル１１には締結ボルト５７を通すだけの貫通穴（図８）が設けられており、連結部材５３は図示のようにパネル１１の外周面側に適宜配設されている。
【００４４】
又、この実施例におけるボルト締め手段５５については、一方の格子状枠５１側の一部のボルト締め手段５５についてのみ説明したが、他のボルト締め手段５５や後面枠５２側のボルト締め手段５５（図４）についても実質的には同様である。
【００４５】
又、この実施例では、両格子状枠５１、５２の両方に各々ボルト締め手段５５（図４）を配設してあるが、何れか一方の枠（５１か５２）側のみに配設し、配設しない側の枠（５１か５２）は連結部材５３（或いは前記筒状体）の一方端側と一体化しておくこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、実施例として上記のようにオゾン分解用の触媒体についての触媒ユニットについて説明したが、このオゾン分解用に限らず、触媒作用によるガス処理用の触媒ユニットについて広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】触媒ユニットの外観斜視図である。
【図２】触媒ユニットの分解斜視図である。
【図３】触媒体と触媒保持枠体との分解斜視図である。
【図４】触媒保持枠の側面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】積層された触媒体のガス流入側の正面図である。
【図７】図７は図６の部分拡大図である。
【図８】図５の部分拡大説明図である。
【図９】図８のボルト穴の軸線方向の説明図である。
【図１０】図９のボルト穴の拡大説明図である。
【図１１】図８のボルト締め付け後の説明図である。
【図１２】図１１のボルト穴の軸線方向の説明図である。
【図１３】図１２のボルト穴の拡大説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１容器本体
２ガス流入口
３ガス流出口
４触媒体
１０触媒ユニット
１１カバーパネル（筒状体）
４０集合体
５０触媒保持枠体
５１格子状枠（ガス流入面側）
５１１外周縁部
５１２ボルト穴（格子状枠側）
５２格子状枠（ガス流出面側）
５２２外周縁部
５３連結部材
５３０ボルト穴（連結部材）
５４接線
５５ボルト締め手段
５６桟部
５７締結ボルト

【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気性を備えて定型ブロック化された触媒体と、複数の前記触媒体が被処理ガスの流路に対して当該流路を面的に遮断するように配設された集合状態、或いは、前記集合体状態が被処理ガスの流下方向に複数段重なるように配設された積層集合状態の集合体を保持する触媒保持枠体とを備え、前記触媒体又は集合体或いは触媒保持枠体を単位として触媒交換を可能としたことを特徴とする触媒ユニット。
【請求項２】
容器本体は、ガス流路に接続可能なガス流入口とガス流出口とを各々分離自在に備えたことを特徴とする請求項１に記載の触媒ユニット。
【請求項３】
触媒体又は集合体或いは触媒保持枠体を単位として容器本体内に出し入れ自在に構成されたことを特徴とする請求項１又請求項２に記載の触媒ユニット。
【請求項４】
触媒保持枠体のガス流入面側とガス流出面側には、各々、ガス流入面やガス流出面の外周縁に当る外周縁部と、ガス流入面やガス流出面の各面を分割するように現れる集合体の触媒体相互間の接線を覆うように配設された桟部とを備えた格子状枠を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の触媒ユニット。
【請求項５】
格子状枠の外周縁部はガス流路の断面形状に応じた円形、或いは方形或いはその他の所望の形状であることを特徴とする請求項４に記載の触媒ユニット。
【請求項６】
格子状枠の桟部は、定型ブロック化された触媒体の形状に応じて、ガス流入面やガス流出面の各面を分割するように現れる集合体の触媒体相互間の接線に沿って形成される角形或いは円形或いはその他の形状であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の触媒ユニット。
【請求項７】
ガス流入面側の格子状枠とガス流出面側の格子状枠とは、両格子状枠の外周縁部同士に掛け渡される複数の連結部材と、各連結部材の両端側と前記外周縁部とを分離自在に連結するボルト締め手段とを備えたことを特徴とする請求項４乃至請求項６の何れかに記載の触媒ユニット。
【請求項８】
ガス流入面側の格子状枠とガス流出面側の格子状枠とは、同一又は対称の形状であって背合わせ状態に平行に配置されたことを特徴とする請求項４乃至請求項７の何れかに記載の触媒ユニット。
【請求項９】
ボルト締め手段は、格子状枠側に設けられた格子状枠側ボルト穴と、当該格子状枠側ボルト穴に相応する連結部材側に設けられた連結部材側ボルト穴と、前記格子状枠側ボルト穴と連結部材側ボルト穴との両ボルト穴に通される締結ボルトとを備え、
前記両ボルト穴は何れもその穴に挿通される締結ボルトの径よりも大きく形成されており、
ボルト締め前の初期段階における締結ボルトは穴の軸線が一致しないようにずらされて重ね合わされた両ボルト穴を斜めに貫通し、
締め付けの最終段階に向かって締め付けるに従って当該締結ボルトが両ボルト穴の軸線と一致する方向に傾動され、
この締結ボルトの傾動作によって圧力を受ける格子状枠が、両格子状枠間に配設された集合体を圧縮して触媒体を高集密度状態にユニット化することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の触媒ユニット。
【請求項１０】
複数の連結部材は集合状態或いは積層集合状態の集合体の外周面を覆う一個の筒状体であることを特徴とする請求項７乃至請求項９の何れかに記載の触媒ユニット。
【請求項１１】
複数の連結部材は集合状態或いは積層集合状態の集合体の外周面を覆う筒状体の外周面側に配設されることを特徴とする請求項７又は請求項８の何れかに記載の触媒ユニット。
【請求項１２】
ボルト締め手段は、ガス流入面側の格子状枠又はガス流出面側の格子状枠の何れか一方の格子状枠に設けられたことを特徴とする請求項９乃至請求項１１の何れかに記載の触媒ユニット。
【請求項１３】
定型ブロック化された触媒体は立体であることを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れかに記載の触媒ユニット。
【請求項１４】
触媒体はセラミック製コルゲートハニカム構造であることを特徴とする請求項１乃至請求項１３の何れかに記載の触媒ユニット。
【請求項１５】
触媒体はオゾン分解用触媒であることを特徴とする請求項１乃至請求項１４の何れかに記載の触媒ユニット。

【図１】