JP2004113844A - ハニカム状吸着ロータ - Google Patents

Abstract

【課題】高い温度の脱着空気を送ることが可能なハニカム状吸着ロータを提供しようとするものである。
【解決手段】ボス３より外周リング５まで延びたスポーク４を設け、ガスの吸着作用を有するハニカム体２をスポーク４の間に設けるとともに、ハニカム体２の端面にスポーク４付近の空気の流通を防ぐ遮熱板６を設けた。これによって、高温の脱着空気がスポーク４付近を通過せず、脱着空気の熱がスポーク４に伝わらないようになる。そしてこれによってスポーク４の熱膨張を少なくすることができ、熱膨張によるスポーク４とハニカム体２との剥がれを防止することができる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハニカム状吸着ロータに関するもので、特に有機ガス（以下ＶＯＣと書く）を吸着しＶＯＣを濃縮する装置に用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
印刷工場、塗装工場あるいは半導体工場などからは、一般に多量のＶＯＣが排出されており、ＶＯＣは種類によっては地球温暖化の原因となったり、光化学スモッグの原因となっている。
【０００３】
このため活性炭などのＶＯＣ吸着剤を密閉容器に詰め、工場などからの排気を一旦そのＶＯＣ吸着剤に吸着させ、吸着したＶＯＣを熱風によって脱着し濃縮する技術が開発された。このようにして濃縮されたＶＯＣは燃焼処理され無害化されて大気放出される。
【０００４】
以上のような濃縮装置はサーマルスイング式と呼ばれ、処理が連続的ではなく、また多量の排気に対応するには装置が巨大になるため、ハニカム（蜂の巣）状の担体にゼオライトなどの吸着剤を担持したものや、活性炭シートをハニカム状にしたものが開発された。
【０００５】
ハニカム状吸着ロータは回転しながら吸着と脱着とを連続的に行うことができる。このようなハニカム状吸着ロータを用いたＶＯＣ濃縮装置は、上記の装置と比較して小型で安価であるため、急速に普及しつつある。
【０００６】
そして排気の法規制とともに、次第に大型のハニカム状吸着ロータが求められ直径が３ｍ〜４ｍのものが主流になりつつある。このような大型のハニカム状吸着ロータは自重に耐えるようにするために、ハニカム状吸着ロータ中心部のボスと外周との間をスポークによって連結し、大きな力がハニカム状の吸着体に掛からないようにしている。
【０００７】
また一方で半導体工場や化学工場などのように排気中に沸点が３００℃近いＶＯＣが含まれていたりする。このような場合は１８０〜２００℃程度の温度の脱着空気では脱着残のＶＯＣが発生し、脱着残のＶＯＣが次第にハニカム状吸着ロータに蓄積して行くため、時々３００℃程度の温度の脱着空気で脱着残のＶＯＣを除去する必要がある。
【０００８】
このため特開２００１−２７６５５２号公報に記載された回転型吸着機用ロータが開発された。この公報に開示されたものは、スポークとハニカム体とを接着するコーキング剤に熱が加わらないようにして、全体として耐熱性を向上させようとするものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
所が３００℃程度の温度の脱着空気を掛けると、ボスと外周との間を結ぶスポークが熱膨張する。スポークの線膨張率とハニカム体のそれとが等しければ問題ないのであるが、現実的には線膨張率が等しい材料を選定することは困難であり、例えスポークとハニカム体とを接着するコーキング剤に熱が加わらない状態であっても、長期の使用の後にはスポークとハニカム体との間の接着が剥がれるという問題がある。
【００１０】
本発明は極めて簡単な構造で、上記の問題を解消したハニカム状吸着ロータを提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本件発明は以上のような課題を解決するため、ハニカム体のスポークに隣接する部分に脱着空気が通らないように、耐熱性の材料によって空気の流通を遮断するようにした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、中心部に位置するボスと、このボスより外周リングまで延びたスポークと、ガスの吸着作用を有するハニカム体とを有するとともに、ハニカム体の端面にスポークの付近の空気の流通を防ぐ阻止体を設けたものであり、脱着空気の熱がスポークに伝わらないという作用を有する。
【００１３】
【実施例】
以下本発明のハニカム状吸着ロータの実施例について図に沿って詳細に説明する。図１において、１はハニカム状吸着ロータであり、セラミック紙をハニカム状に形成し疎水性ゼオライトを担持した扇状の８個のハニカム体２を有している。３は鉄管よりなるボスであり、ハニカム状吸着ロータ１の中心に設けられている。
【００１４】
図３において４はスポークであり、８本放射状に設けられている。つまりスポーク４はハニカム状吸着ロータ１全体の強度を確保するものであり、末端はボス３にボルト（図示せず）等によって強固に固定されている。
【００１５】
５は外周板であり、これも強度を確保するため鉄板によって構成されている。そしてスポーク４の先端がこの外周板５にボルト（図示せず）等によって強固に固定されている。そして各スポーク４の端部は図３に示すように、外周板５の端部より少し落ち込んでいる。
【００１６】
ボス３、８本のスポーク４、外周板５によって囲まれた８つの扇型の空間それぞれに８個のハニカム体２が収納され、コーキングによって接着される。
【００１７】
図１において、６は遮熱板であり８本放射状に設けられている。図２は図１のＡ−Ａ’断面図である。図２において遮熱板６の外面はハニカム体２の端面と一致するようにハニカム体２に埋め込まれている。
【００１８】
スポーク４の両端面は遮熱板６と接しないように、距離ｄ１を保っている。遮熱板６の幅Ｗよりスポーク４の厚さｔが十分に小さいため、遮熱距離ｄ２は次のｄ２＝（Ｗ−ｔ）／２で表される。
【００１９】
ここで遮熱板６は集成マイカと呼ばれる板で作られている。集成マイカとはマイカの燐片をシリカなどのバインダーで積層結合したものである。そしてマイカ燐片の平面とハニカム体の端面とが並行になるように、図２の遮熱板６の断面の長手方向とマイカ燐片の平面とを並行に設定する。
【００２０】
また遮熱板６はマイカの燐片を積層結合するバインダーに二硫化モリブデンやカーボングラファイトあるいは黒鉛などの固体潤滑剤を混合してもよい。７はスポーク４とハニカム体２を互いに接着するコーキングである。
【００２１】
本発明のハニカム状吸着ロータは以上の構成よりなり、以下その使用法や動作について説明する。
【００２２】
このようなハニカム状吸着ロータは一般に吸着ゾーンと脱着ゾーンを有し、場合によってはこれに加えてパージゾーンを有する吸着濃縮装置に用いられる。そして通常の運転状態では、脱着ゾーンに１８０℃〜２００℃程度の温度の脱着空気を送って吸着と脱着による濃縮を連続的に行う。
【００２３】
被処理ガス即ち空気とＶＣＯとの混合ガスに、上記の脱着空気では脱着できないような高沸点のＶＯＣが含まれていた場合、ハニカム状吸着ロータに次第に高沸点のＶＯＣが蓄積してくる。
【００２４】
このために脱着ゾーンに３００℃程度の温度の脱着空気を送って蓄積したＶＯＣを完全に除去する。殆どのＶＯＣは３００℃で完全に脱着可能であるが、もし不十分なら、さらに高温の脱着空気を送って蓄積したＶＯＣを除去する。　この操作は高沸点のＶＯＣが蓄積された時のみ行うようにするとエネルギー消費が少なくて済む。
【００２５】
この脱着工程を行う場合は、高温の脱着空気をハニカム状吸着ロータ１に当てながら３０分／１回転程度のゆっくりとした回転で行い、ハニカム状吸着ロータ１の温度を十分に上昇させて完全な脱着を行う。
【００２６】
高温の脱着空気がハニカム状吸着ロータ１に当てられた場合、図２に示すようにハニカム体２に高温の空気が通り、ハニカム体２に吸着あるいは蓄積されたＶＯＣが脱着される。一方、遮熱板６に当たった空気はハニカム体２に入ることができない。
【００２７】
つまり遮熱板６の内側のハニカム体２には高温の空気が通らず、スポーク４に熱が直接伝わらない。特にハニカム体２は多くの細孔を有しており、遮熱距離ｄ２によって十分な熱絶縁を図ることができる。出願人の実験では、この遮熱距離ｄ２を９ｍｍとすることによって、３００℃の脱着空気を流したときにスポーク４の温度は最大１１０℃程度までしか上昇しなかった。
【００２８】
この遮熱距離ｄ２は遮熱板６の幅Ｗによって自由に設定できるため、遮熱が不十分であれば遮熱板６の幅Ｗを大きく取ることができる。さらに遮熱板６とスポーク４とは直接接しておらず、距離ｄ１を保っているため、遮熱板６の熱がスポーク４に直接伝わることもない。
【００２９】
遮熱板６として集成マイカを用い、マイカ燐片の平面とハニカム体の端面とが並行になるようにしているため、ハニカム状吸着ロータ１の回転に伴い遮熱板６の表面がシール材（図示せず）と強く摺接した場合に、マイカ燐片が脱落しシール材などを損傷させることはない。
【００３０】
またマイカのバインダーとして二硫化モリブデンやカーボングラファイトあるいは黒鉛などの固体潤滑剤を混合すると、マイカ燐片が脱落した後にバインダー層が露出するため、固体潤滑剤がシール材との摺接を円滑にする。また以上のような固体潤滑剤は３００℃程度の高温にも十分に耐える。
【００３１】
図４に集成マイカ板の吸熱・放熱特性を示す。これは厚さ５ｍｍ、１０ｍｍ、２５ｍｍそれぞれの集成マイカ板を熱して、自然放熱させその温度変化を測定したものである。これによると集成マイカ板の厚さが１０ｍｍ以下の場合、ハニカム状吸着ロータ１の１回転の間に放熱が間に合うため、加熱・放熱のサイクルを繰り返し行っても熱の蓄積によって温度が暫時上昇することはないことが判る。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のハニカム状吸着ロータは上記の如く構成したので、３００℃というような高温の脱着空気を送っても、その熱がスポークにあまり伝わることがなく、スポークの熱膨張を抑えることができる。このため、スポークの熱膨張によるハニカム体からの剥がれを防止することができるものである。
【００３３】
さらに本発明のハニカム状吸着ロータは遮熱板の幅を設定するだけで、スポークに加わる熱を加減することができ、脱着温度に応じた設計が容易である。
【００３４】
そして本発明のハニカム状吸着ロータは、遮熱板６として集成マイカを用いているため、高温の脱着空気に晒される部分として十分な耐熱性を有し、マイカ燐片の平面とハニカム体の端面とが並行になるようにしているため、ハニカム状吸着ロータの回転に伴い遮熱板の表面がシール材と強く摺接した場合に、マイカ燐片が脱落しシール材などを損傷させることはない。
【００３５】
また、本発明のものは、マイカのバインダーとして二硫化モリブデンやカーボングラファイトあるいは黒鉛などの固体潤滑剤を混合すると、マイカ燐片が脱落した後にバインダー層が露出するため、固体潤滑剤がシール材との摺接を円滑にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハニカム状吸着ロータの実施例１を示す説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】本発明のハニカム状吸着ロータのハニカム体を挿入する前の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明のハニカム状吸着ロータに用いられる集成マイカ板の温度特性図である。
【符号の説明】
１　ハニカム状吸着ロータ
２　ハニカム体
３　ボス
４　スポーク
５　外周板
６　遮熱板
７　コーキング

Claims (6)

1. 中心部に位置するボスと、このボスより外周リングまで延びたスポークと、ガスの吸着作用を有するハニカム体とを有するとともに、前記ハニカム体の端面に前記スポークの付近の空気の流通を防ぐ阻止体を設けたハニカム状吸着ロータ。
2. 阻止体はマイカ燐片をバインダーによって積層固着して形成されたものである請求項１記載のハニカム状吸着ロータ。
3. マイカ燐片の平面とハニカム体の端面とが並行である請求項２記載のハニカム状吸着ロータ。
4. バインダーに固体潤滑剤の混合された請求項２記載のハニカム状吸着ロータ。
5. 固体潤滑剤としてモリブデン化合物を有する請求項４記載のハニカム状吸着ロータ。
6. 阻止体とスポークとは互いに間隔を有する請求項１記載のハニカム状吸着ロータ。

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