CN102814100B - 气体吸附单元装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气体吸附单元装置，其能够保持经卷绕层叠的活性炭纤维片的形状，并防止被处理气体的发生泄漏，能够获得稳定的吸附性能。该气体吸附单元装置具有：气体吸附用单元，该气体吸附用单元在连接第一法兰(4)与第二法兰(5)的筒筐形的卷芯上，卷绕层叠有活性炭纤维片；外金属丝网(14)，该外金属丝网将上述活性炭纤维片的外周面覆盖；以及单元形状保持部件(13)，该单元形状保持部件具有第一销，该第一销从上述外金属丝网的外侧刺入到上述卷芯的内部，上述卷芯的上述第一法兰和上述第二法兰通过在圆周上排列的多个杆连接，在上述卷芯的外周面上设有将上述第一销的顶端卡止的卡止体(10)。

Description

气体吸附单元装置

技术领域

本发明涉及一种气体吸附单元装置，该装置使用将活性炭纤维片卷绕成筒状的气体吸附用单元。

背景技术

以往，作为用于回收气流中所含有的各种有机溶剂、去除有毒气体和恶臭物质等的气体吸附用单元，采用活性炭纤维片的方案已为公众所知(例如，参考专利文献1)。

如图7的主视图所示，这种气体吸附用单元通过多根支撑杆52将具有中心孔的有孔法兰50和无孔法兰51的中心侧连结成筒状，并且通过这些支撑杆52构成卷芯53。

将活性炭纤维片54a在该卷芯53上绕垂直轴卷绕成旋涡状，从而形成筒状的气体吸附用单元54。气体吸附用单元54的外周面被金属丝网55覆盖，使得气体吸附用单元54不会变形。

在具有上述结构的气体吸附用单元54中，使例如含有有机溶剂等吸附成分的气流从气体吸附用单元54的外侧向卷芯53的中心孔H(参考图8)通过，从而进行吸附。

此外，还已知有构成为同样使用活性炭纤维片并适于吸附液体的吸附单元。在这种吸附单元中，为了不使活性炭纤维片卷绕层由于水分的渗透而从卷芯滑落，将从卷芯突出设置的尖头状突起从卷绕层的内侧刺入，并且还从卷绕层的外侧刺入杆状支撑板所具有的尖头状突起，由此固定卷绕层(例如，参考专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实公昭56-21460号公报

专利文献2：日本特开平8-10506号公报

然而，上述现有的气体吸附用单元54存在如下的问题：由于将活性炭纤维片54a卷绕成多层，因此气体吸附用单元54容易由于自重而下沉，如果在气体吸附用单元54的上部与有孔法兰50之间产生泄漏，则吸附效率就会降低。

另外，在解吸时从有孔法兰50的上方的管嘴56向卷芯53的中心导入加热蒸汽的情况下，当该加热蒸汽所含有的水分渗透到活性炭纤维片54a中时，气体吸附用单元54的自重会进一步增加而容易下沉，这也是导致泄漏的原因。

另外，在上述液体吸附用的吸附单元中，如上所述实施了水分渗透时防止卷绕层错位的对策。然而，由于为了使从卷芯突出设置的尖头状突起与杆状支撑板所具有的尖头状突起互不干涉，而将两者在圆周方向上错开配置，因此从内侧刺入有尖头状突起的卷绕层的外周侧没有固定装置，并且从外侧刺入有尖头状突起的卷绕层的内周侧也不具有固定装置，因此，不能说一定能够可靠地保持卷绕层的形状。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明考虑到上述那样现有的气体吸附用单元的问题而做成，提供一种气体吸附单元装置，其能够保持经卷绕层叠的活性炭纤维片的形状，并防止被处理气体发生泄漏，能够获得稳定的吸附性能。

用于解决问题的手段

本发明包括：在气体吸附用单元上具有单元形状保持部件的气体吸附单元装置(第一形态)、以及重叠多段气体吸附用单元并具有单元形状保持部件的多段式气体吸附单元装置(第二形态)。

第一形态的气体吸附单元装置，具有：

气体吸附用单元，该气体吸附用单元在连接第一法兰与第二法兰的筒筐形的卷芯上，卷绕层叠有活性炭纤维片；

外金属丝网，该外金属丝网覆盖于上述活性炭纤维片的外周面；以及

单元形状保持部件，该单元形状保持部件具有第一销，该第一销从上述外金属丝网的外侧刺入到上述卷芯的内部，

上述卷芯上的上述第一法兰和上述第二法兰通过在圆周上排列的多个杆连接，在上述卷芯的外周面上设有将上述第一销的顶端卡止的卡止体，

上述第一法兰具有中心孔，在该中心孔中插入有短管，从上述短管插入部分的外周面向上述活性炭纤维片的层叠方向突出设置有第二销，上述活性炭纤维片穿过所述第二销并绕上述卷芯卷绕1层而形成卷绕起始层后，在与上述短管的外周面相对应的范围内卷绕带状的金属丝网，从而将上述卷绕起始层的上端部固定于上述短管。

第二形态的多段式气体吸附单元装置，具有：

多个气体吸附用单元，该气体吸附用单元在连接第一法兰与第二法兰的筒筐形的卷芯上，卷绕层叠有活性炭纤维片；

中间板，该中间板设置在一个上述气体吸附用单元与另一个上述气体吸附用单元之间；

外金属丝网，该外金属丝网覆盖于上述活性炭纤维片的外周面；以及

单元形状保持部件，该单元形状保持部件具有第一销，该第一销从上述外金属丝网的外侧刺入到上述卷芯的内部，

上述卷芯上的上述第一法兰和上述第二法兰通过在圆周上排列的多个杆连接，在上述卷芯的外周面上设有将上述第一销的顶端卡止的卡止体，

上述第一法兰具有中心孔，在该中心孔中插入有短管，从上述短管插入部分的外周面向上述活性炭纤维片的层叠方向突出设置有第二销，上述活性炭纤维片穿过所述第二销并绕上述卷芯卷绕1层而形成卷绕起始层后，在与上述短管的外周面相对应的范围内卷绕带状的金属丝网，从而将上述卷绕起始层的上端部固定于上述短管。

根据本发明，从外金属丝网的外侧刺入活性炭纤维片的单元形状保持部件的销贯穿层叠的活性炭纤维片，销的顶端卡止于筒筐形的卷芯。由此，能够将层叠的活性炭纤维片以一体化的状态保持在内金属丝网与外金属丝网之间。

发明效果

采用本发明的气体吸附单元装置，能够保持经卷绕层叠的活性炭纤维片的形状，并防止被处理气体发生泄漏。

附图说明

图1是表示本发明的气体吸附单元装置的结构的主视剖面图。

图2是俯视图。

图3是图1的B部放大图。

图4是表示保持图1的活性炭纤维片的形状的单元形状保持部件的说明图。

图5是图4所示的单元形状保持部件的局部放大图。

图6是本发明的多段式气体吸附单元装置的主视图。

图7是表示现有的气体吸附用单元的结构的主视图。

图8是图7的A-A方向剖面图。

符号说明

1 气体吸附单元装置

2 单元部件

3 支撑体

4 有孔法兰(第一法兰)

5 无孔法兰(第二法兰)

6 短管

7 管嘴

8 圆杆

9 中间环

10 内金属丝网(卡止体)

11 销(第二销)

13 单元形状保持部件

13a 梳状销(第一销)

14 外金属丝网

具体实施方式

下面，基于附图所示的实施方式对本发明进行详细说明。

1.气体吸附单元装置的构成

在图1中，本发明的气体吸附单元装置1构成为直立型，并且主要包括：通过将活性炭纤维片绕垂直轴卷绕成旋涡状而形成的筒状的气体吸附单元部件(下面简称为单元部件)2、支撑该单元部件2的支撑体3、以及保持该支撑体3所支撑的单元部件2的形状的单元形状保持部件。

1.1支撑体

支撑体3包括：中心部具有通孔(下面称为中心孔)的有孔法兰(第一法兰)4、以及与该有孔法兰4相对配置的无孔法兰(第二法兰)5。

两个法兰4、5通常由耐腐蚀性优良的不锈钢材料构成，但是，例如在吸附腐蚀性气体等的情况下，也可以使用钛材料。

在有孔法兰4的中心孔中嵌入固定有短管6。

上述短管6在与其管轴方向垂直的方向上与加热气流吹入用的管嘴7连接，在解吸时，向后述的卷芯的中心轴(参考图2的箭头C)吹入加热气流，将回收到单元部件2中的例如有机溶剂解吸。

在上述有孔法兰4的中心孔周缘部和上述无孔法兰5上，架设有多根(本实施方式中为16根)圆杆8(在圆周上排列的多根杆)。

具体来说，圆杆8的一个端部8a在圆周上以等间隔固定于上述短管6的内周面，沿单元部件2的中心轴D配置的这些圆杆8的另一个端部8b与上述无孔法兰5的内表面连接。由此构成用于卷绕单元部件2的筒筐形卷芯。

另外，上述有孔法兰4、无孔法兰5、短管6、管嘴7、以及圆杆8的材质为SUS304。

并且，在将圆杆8的长度大致分割为3份的部位上，由厚度为2mm的带钢构成的中间环9配置在各圆杆8的内侧，通过将这些中间环9与各圆杆8焊接在一起来增加各圆杆8的强度。

在多根圆杆8的外周侧卷绕有4目、#19(线径φ1.0)的内金属丝网10，该内金属丝网10起到卡止体的作用，该卡止体将刺入到卷芯内部的第一销(后述)卡止。

另外，作为上述内金属丝网10的材质可以使用SUS316，但当内金属丝网和外金属丝网使用钛材料时，可以使用3目、#219(线径φ0.8)的内金属丝网。

1.2单元部件

单元部件2由将活性炭纤维成型为厚度3mm、宽度1150mm的毛毡状的活性炭纤维片构成，具有柔性。

上述活性炭纤维片可以绕卷芯卷绕多层，从内金属丝网10(内径φ250mm)开始卷绕，卷绕至外形φ达到450mm为止。

另外，活性炭纤维片使用BET比表面积(1000～1800m²/g)的结构，能够有效吸附除去范围较广的各种气体。

1.3单元固定部件

图3是将图1的B部放大的图，表示作为单元固定部件的销构造。

在该图中，内金属丝网10的上端部被卷绕成覆盖从有孔法兰4向下突出的短管6的外周面6a。

在上述外周面6a的下端部，朝向活性炭纤维片的层叠的方向，在圆周上等间隔(四个部位)地植设有外径为4mm的销(第二销)11。

上述销11的长度在本实施方式中为30mm，该销11的长度被设定为在卷绕了10层活性炭纤维片时该销11的顶端能够埋在该活性炭纤维片中。通过设置上述销11，可以防止单元部件的最上部由于多层卷绕的活性炭纤维片的自重而下沉、进而在单元部件与有孔法兰之间产生间隙而发生泄漏的现象。

另外，也可以在中间环9上沿圆周方向等间隔(例如四个部位)地植设销12。在植设这些销12时，为了防止最内层侧的活性炭纤维片滑落，优选使这些销12从中间环9向活性炭纤维片的层叠方向以200mm为限度地突出设置，销12的外径优选为4mm、长度优选为30mm。

使活性炭纤维片穿过销11并绕卷芯卷绕1层后，在与外周面6a相对应的范围E内卷绕带状的金属丝网(未图示)，则能够将活性炭纤维片的卷绕起始部分可靠地固定。

1.4单元形状保持部件

单元形状保持部件由卷绕在单元部件2的最外周的外金属丝网和梳状销构成。

图4是表示从单元部件2的外侧刺入的单元形状保持部件13的结构的说明图。

在该图中，单元形状保持部件13由直立设置成梳齿状的外径为4mm的梳状销(第一销)13a、以及连结梳状销13a的基端部13b的金属线13c构成。

如图5所示，梳状销13a的长度被设定成能够贯穿筒状的单元部件2(厚度约为100mm)及覆盖在该单元部件2外侧的外金属丝网14(参考图1)的长度(110mm)，贯穿单元部件2的梳状销13a的顶端部被削尖成30°，通过进入到内金属丝网10的网孔内而卡止于该网孔。

金属线13c的长度L形成为略短于有孔法兰4与无孔法兰5之间的间隔，能够从单元部件2的外侧刺入该单元部件2。

上述单元形状保持部件13的梳状销13a优选从单元部件2的外周以各间隔为500mm节距以内的等间隔刺入。

另外，梳状销13a由φ4mm的线材构成，材质为SUS304。而且，外金属丝网14为4目、#19(线径φ1.0)，材质为SUS316。

并且，外金属丝网14的中心轴D方向上的长度被切割成与有孔法兰4和无孔法兰5之间的间隔大致相等的长度，因此外金属丝网14的下端能够与无孔法兰5的内表面抵接而被支撑。

采用具有上述结构的气体吸附单元装置，将例如含有有机溶剂的空气送入单元部件2时，该气体从单元部件2的外周面侧流向卷芯内的中空通路，这期间有机溶剂等有害成分被单元部件2吸附，通过吸附而被净化后的空气从短管6向上方送出。

支撑于支撑体3的单元部件2的各层，由于刺入有上述梳状销13a而被一体化，并且梳状销13a的顶端到达内金属丝网10并卡止于内金属丝网10的网孔，因此能够可靠地防止单元部件2的错位。其结果是，被处理的气体不会泄漏而能够获得稳定的吸附性能。

2.多段式气体吸附单元装置

图6是表示多段式气体吸附单元装置的结构的主视图，该多段式气体吸附单元装置通过在垂直方向上连接多段具有上述结构的气体吸附单元装置而成。

另外，在图6中，对于与图1相同的结构要素标记相同的符号并省略其说明。

在该图中，多段式气体吸附单元装置20通过在垂直方向上重叠两段像上述那样构成的单元部件2而构成。另外，在图6中表示重叠两段单元部件2的例子，但也可以重叠两段以上。

多段式气体吸附单元装置20具有：除了尺寸以外与上述有孔法兰4基本相同地构成的有孔法兰4’、以及同样地除了尺寸以外与上述无孔法兰5基本相同地构成的无孔法兰5’，在有孔法兰4’与无孔法兰5’中间设有用于将支撑体3彼此连结的有孔中间板21。

通过该有孔中间板21支撑有长度比圆杆8的长度长的圆杆8’，圆杆8’的下端与无孔法兰5’相连。

此外，在有孔中间板21的通孔中嵌合固定有圆环部件22。

上述圆杆8’的中间部固定于上述圆环部件22的内周面，在圆环部件22的外周面上，在圆周上的四个部位等间隔地植设有图3所示的销11。

在有孔法兰4’与有孔中间板21之间的卷芯上卷绕活性炭纤维片，从而形成第一段单元部件2，并且，在有孔中间板21与无孔法兰5’之间的卷芯上卷绕活性炭纤维片，从而形成第二段单元部件2。

第一段和第二段的各单元部件2以内金属丝网10为卷芯(内径φ250mm)开始卷绕，卷绕至外形φ达到640mm为止。

另外，活性炭纤维片的卷绕圈数取决于吸附处理的对象，有孔法兰4’、有孔中间板21、以及无孔法兰5’的直径根据活性炭纤维片的卷绕圈数适当设定。

另外，在多段式气体吸附单元装置20中，也将图4所示的梳状销从外金属丝网14的外侧刺入各单元部件2。梳状销的销长被设定为能够贯穿各单元部件2的长度。

Claims (8)

1.一种气体吸附单元装置，其特征在于，具有：

气体吸附用单元，该气体吸附用单元在连接第一法兰与第二法兰的筒筐形的卷芯上，卷绕层叠有活性炭纤维片；

外金属丝网，该外金属丝网覆盖于上述活性炭纤维片的外周面；以及

单元形状保持部件，该单元形状保持部件具有第一销，该第一销从上述外金属丝网的外侧刺入到上述卷芯的内部，

上述卷芯上的上述第一法兰和上述第二法兰通过在圆周上排列的多个杆连接，在上述卷芯的外周面上设有将上述第一销的顶端卡止的卡止体，

上述第一法兰具有中心孔，在该中心孔中插入有短管，从上述短管插入部分的外周面向上述活性炭纤维片的层叠方向突出设置有第二销，上述活性炭纤维片穿过所述第二销并绕上述卷芯卷绕1层而形成卷绕起始层后，在与上述短管的外周面相对应的范围内卷绕带状的金属丝网，从而将上述卷绕起始层的上端部固定于上述短管。

2.如权利要求1所述的气体吸附单元装置，其特征在于，

上述卡止体由覆盖上述卷芯的外周面的内金属丝网构成，并且构成为上述第一销的顶端插入该内金属丝网的网孔中。

3.如权利要求1或2所述的气体吸附单元装置，其特征在于，

上述单元形状保持部件由金属线、以及从该金属线隔开规定的间隔直立设置成梳齿状的上述第一销构成。

4.如权利要求1所述的气体吸附单元装置，其特征在于，

具有中间环，该中间环将上述多个杆的长度方向的中途部位连结成环状。

5.一种多段式气体吸附单元装置，其特征在于，具有：

多个气体吸附用单元，该气体吸附用单元在连接第一法兰与第二法兰的筒筐形的卷芯上，卷绕层叠有活性炭纤维片；

中间板，该中间板设置在一个上述气体吸附用单元与另一个上述气体吸附用单元之间；

外金属丝网，该外金属丝网覆盖于上述活性炭纤维片的外周面；以及

单元形状保持部件，该单元形状保持部件具有第一销，该第一销从上述外金属丝网的外侧刺入到上述卷芯的内部，

上述卷芯上的上述第一法兰和上述第二法兰通过在圆周上排列的多个杆连接，在上述卷芯的外周面上设有将上述第一销的顶端卡止的卡止体，

上述第一法兰具有中心孔，在该中心孔中插入有短管，从上述短管插入部分的外周面向上述活性炭纤维片的层叠方向突出设置有第二销，上述活性炭纤维片穿过所述第二销并绕上述卷芯卷绕1层而形成卷绕起始层后，在与上述短管的外周面相对应的范围内卷绕带状的金属丝网，从而将上述卷绕起始层的上端部固定于上述短管。

6.如权利要求5所述的多段式气体吸附单元装置，其特征在于，

上述卡止体由覆盖上述卷芯的外周面的内金属丝网构成，并且构成为上述第一销的顶端插入该内金属丝网的网孔中。

7.如权利要求5或6所述的多段式气体吸附单元装置，其特征在于，

上述单元形状保持部件由金属线、以及从该金属线隔开规定的间隔直立设置成梳齿状的上述第一销构成。

8.如权利要求5所述的多段式气体吸附单元装置，其特征在于，

具有中间环，该中间环将上述多个杆的长度方向的中途部位连结成环状。