JP2005046844A - Rotor for rotary adsorber - Google Patents
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Description
本発明は、ケースに取り付けられた仕切り板が、回転可能に保持されたロータの端面を少なくとも吸着ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンを画成している形式の回転型吸着機のためのロータに関し、より詳しくは、内部を放射状に延びるスポークにより断面円弧状に仕切られた円筒形のリム内に多数の小透孔を有するハニカム構造のガス吸着素子からなる円弧状セクタを各々配置し、これら各セクタとスポーク及びリムとの接合面間にコーキング材を介在させた回転型吸着機用ロータに関する。 The present invention relates to a rotor for a rotary adsorber of a type in which a partition plate attached to a case defines at least an adsorption zone, a regeneration zone, and a cooling zone on an end surface of the rotor held rotatably. More specifically, arc-shaped sectors each comprising a gas adsorbing element having a honeycomb structure having a plurality of small through holes are arranged in a cylindrical rim that is partitioned into arcs in cross section by spokes extending radially inside, and each of these sectors is arranged. The present invention relates to a rotor for a rotary adsorber in which a caulking material is interposed between the joint surfaces of a ring and spokes and rims.
以下、従来の回転型吸着機用ロータの構造を図7〜10を参照して説明する。図7は、ロータを回転可能に保持した回転型吸着機の主要部分を示す斜視図であり、図8は、ロータの斜視図であり、図9は、各円弧状セクタとスポークとのシール兼接合部を示す図8のA−A断面矢視図であり、図10は、外周リム107を含むロータの全体構造を示す部分々解斜視図である。
Hereinafter, the structure of a conventional rotor for a rotary adsorption machine will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a perspective view showing the main part of the rotary type adsorption machine that rotatably holds the rotor, FIG. 8 is a perspective view of the rotor, and FIG. 9 is a seal function of each arcuate sector and spoke. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 8 showing the joint portion, and FIG. 10 is a partially exploded perspective view showing the entire structure of the rotor including the outer
従来の吸着素子104を備えた特に有機溶剤用の回転型吸着機100は、吸着ゾーンS、冷却ゾーンT及び再生ゾーンUに各々区分する保持ケース110の中でロータ101を回転させ、それにより、ロータの一方の端面に吸着ゾーンおよび再生ゾーンを一時的に設定し、ロータ表面が吸着ゾーンSを通過することにより、有機溶剤を含んだガスをロータ101に担持させた吸着素子104により、有機溶剤を吸着させ、再生ゾーンUに有機溶剤の沸点の温度である180℃〜200℃を上回る温度に加熱された再生用空気を前記した端面とは反対側の他方の端面から吸着素子104内を通過させることにより吸着した有機溶剤を除去していた。
A
有機溶剤を含んだガスのうち、例えば半導体部品製造工程等で発生するガスは、例えばDMSO(ジメチルスルホキシド)、MEA(モノエタノールアミン)、HMDS(ヘキサメチレンジシラザン)等の有機化合物を含んでいる。これらの有機化合物は180〜200℃という再生温度では十分に除去できない。このためこのような有機化合物はロータに蓄積されていくばかりであり、性能劣化やロータ焼失を引き起こす原因となる。このような有機化合物を除去するためには、200〜350℃に加熱された高い温度の空気を再生ゾーンUにおいてロータ101に送らなければならない。
Among gases containing organic solvents, for example, gases generated in semiconductor component manufacturing processes and the like contain organic compounds such as DMSO (dimethyl sulfoxide), MEA (monoethanolamine), and HMDS (hexamethylene disilazane). . These organic compounds cannot be sufficiently removed at a regeneration temperature of 180 to 200 ° C. For this reason, such organic compounds are only accumulated in the rotor, causing performance deterioration and rotor burning. In order to remove such organic compounds, high temperature air heated to 200 to 350 ° C. must be sent to the
複数個の円弧状セクタ102を組み合わせて円柱状に一体化されたハニカム構造のロータ101は、内部にシャフト106が貫通する金属製の軸方向に伸びるハブ105から半径方向外方に伸びる複数本の金属スポーク103で補強されている。そして、金属スポークとハニカム構造の各セクタ102は、例えばシリコーンのような耐熱性のコーキング材108を使用して接合或いは接着されている。加えてロータ101の外周を保護する金属製の外周リム107とハニカム構造体104自体も同様にシリコーン製のコーキング材108を介して接着されている。
A honeycomb-structured
上記したように、ロータ101は、保持ケース110に回転可能に取り付けられており、吸着ゾーンSや或いは再生ゾーンU、冷却ゾーンTを仕切る仕切り板111にはシリコンゴムにPTFE膜を張りつけたシール(不図示)をロータ101の端面に摺動可能に押圧して設けて各通過気体の漏洩および混合を防止している。
As described above, the
このような構成のロータに前記したような200℃を越える高温の空気をロータに送り再生しようとすると、前記したシリコーン製或いはゴム製のコーキング材がそのような高温に耐えられないために、シリコーン或いはゴムが劣化して、その結果スポークとロータとの間の接合性或いは接着性の低下を来たし、ロータを構成する円弧状のセクタが脱落してロータ自体使用不能に陥ってしまう。 If the above-described high-temperature air exceeding 200 ° C. is sent to the rotor and regenerated, the silicone or rubber caulking material cannot withstand such a high temperature. Or rubber | gum will deteriorate, As a result, the joining property or adhesion between a spoke and a rotor will come, and the circular-arc-shaped sector which comprises a rotor will drop | omit, and rotor itself will be unusable.
従って、通過させる空気の温度に制限があり、蓄積された高沸点有機溶剤や重合物を十分に除去することができず、その結果浄化性能が低下し、また蓄積されたロータ内部で重合の可能性がある溶剤の場合には、再生できず重合物がゼオライトの如き吸着素子の細孔を潰してしまい、吸着素子としての浄化性能を低下させていた。 Therefore, the temperature of the passing air is limited, the accumulated high-boiling organic solvent and polymer cannot be sufficiently removed, resulting in a decrease in purification performance, and polymerization within the accumulated rotor is possible. In the case of a solvent having a property, it cannot be regenerated and the polymer crushes the pores of the adsorbing element such as zeolite, thereby reducing the purification performance as the adsorbing element.
しかして、本発明は200℃を越える高い温度に対しても十分耐えられる回転型吸着機用ロータを提供することを目的とするものである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotor for a rotary adsorption machine that can sufficiently withstand a high temperature exceeding 200 ° C.
上記した課題は、本発明によれば、円筒型リム内にハニカム構造の素子からなる円弧状セクタを複数配置した回転型吸着機用ロータにおいて、互いに隣接する2つの円弧状セクタ間の接合部を覆う不燃材料製の板を備え、前記不燃材料製の板を、前記互いに隣接する2つの円弧状セクタにまたがって配置することにより達成される。この構成により、加熱された高温の再生用空気が各セクタ間の接合部に直接吹き付けられることが回避され、各セクタ間の接合部に介在するコーキング材に加わる温度上昇も避けられるので、コーキング材の劣化による密封性或いは接着力の低下が避けられる。これと同時に、高温の熱風が前記不燃材料製の板に覆われた部分以外の吸着素子に吹き付けられることとなり、吸着素子に付着した沸点有機溶剤や重合物が脱離して吹き飛ばされ、その結果、吸着素子自体の再使用時における吸着性能の低下も回避される。 According to the present invention, according to the present invention, in the rotor for a rotary adsorption machine in which a plurality of arc-shaped sectors made of honeycomb-structured elements are arranged in a cylindrical rim, a joint portion between two arc-shaped sectors adjacent to each other is formed. This is achieved by including a non-combustible material plate covering and placing the non-combustible material plate across the two arcuate sectors adjacent to each other. With this configuration, it is avoided that heated high-temperature regeneration air is directly blown to the joints between the sectors, and temperature rise applied to the caulking material interposed at the joints between the sectors is also avoided. It is possible to avoid a decrease in sealing performance or adhesive force due to deterioration of the material. At the same time, hot hot air will be blown to the adsorbing element other than the portion covered with the non-combustible material plate, and the boiling point organic solvent and polymer adhering to the adsorbing element are desorbed and blown away. A decrease in adsorption performance when the adsorption element itself is reused is also avoided.
本発明による回転型吸着機用ロータの1つの好ましい実施の形態によれば、前記不燃材料製の板が、前記互いに隣接する2つの円弧状セクタにまたがって形成された凹所内に嵌合して配置されている。このような構成によって、ロータの端面から不燃材料製の板が突出しなくなり、使用に際して、上述した従来の回転型吸着機用ロータにおいて、ロータ端面を吸着ゾーンSと再生ゾーンUとに区画する保持ケースの仕切り板に設けられ、保持ケースに回転可能に納められたロータの端面に摺動可能に押圧されるシール材等のロータ押さえ部材と、この不燃材料製の板との衝突が回避され、仕切り板により仕切られたロータのそれぞれのゾーン間での気体の漏洩および混合を防止することができると言った好ましい効果が得られる。 According to one preferred embodiment of the rotor for a rotary adsorption machine according to the present invention, the plate made of noncombustible material is fitted in a recess formed across the two arcuate sectors adjacent to each other. Has been placed. With such a configuration, the non-combustible material plate does not protrude from the end surface of the rotor, and in use, the holding case that partitions the rotor end surface into the adsorption zone S and the regeneration zone U in the above-described conventional rotor for rotary adsorption machine The rotor pressing member such as a seal material that is slidably pressed against the end surface of the rotor that is rotatably mounted in the holding case and the non-combustible material plate is avoided, and the partition A favorable effect is obtained that gas leakage and mixing between the zones of the rotor partitioned by the plate can be prevented.
本発明による回転型吸着機用ロータのもう1つの好ましい実施の形態によれば、前記不燃材料製の板が、耐熱性を有するシート上に金属板を重ねた積層体である。この構成によって、不燃材料製の板に高い堅牢性並びに耐久性を持たせることができ、長期間に亘り優れた遮熱効果が維持される。 According to another preferred embodiment of the rotor for a rotary adsorption machine according to the present invention, the plate made of non-combustible material is a laminate in which a metal plate is stacked on a heat-resistant sheet. With this configuration, it is possible to impart high fastness and durability to the plate made of non-combustible material, and an excellent heat shielding effect is maintained over a long period of time.
上記した如く、本発明による回転型吸着機用ロータは、円筒型リム内にハニカム構造の素子からなる円弧状セクタを複数配置した回転型吸着機用ロータにおいて、互いに隣接する2つの円弧状セクタ間の接合部を覆う不燃材料製の板を備え、前記不燃材料製の板を、前記互いに隣接する2つの円弧状セクタにまたがって配置する構成と成したので、従来処理が不可能であった200℃を越える高沸点有機溶剤や重合の可能性のある溶剤が吸着素子に付着した場合でも、各セクタ間の接合部に介在すシリコーン等のコーキング材を劣化させる事無く、再生ゾーンにおいて200℃以上の高温空気をロータ内部に常時連続的に流すことが可能である。 As described above, the rotor for a rotary adsorber according to the present invention is a rotor for a rotary adsorber in which a plurality of arc-shaped sectors made of honeycomb-structured elements are arranged in a cylindrical rim, and between two adjacent arc-shaped sectors. The non-combustible material plate that covers the joints of the non-combustible material is disposed across the two arcuate sectors adjacent to each other, and thus the conventional processing is impossible. Even when high boiling point organic solvents exceeding ℃ or solvents with a possibility of polymerization adhere to the adsorbing element, the caulking material such as silicone intervening at the joint between the sectors is not deteriorated, and in the regeneration zone, 200 ℃ or more It is possible to constantly flow high-temperature air into the rotor.
本発明による回転型吸着機用ロータは、このような従来清浄不能であった有機溶剤の吸着素子への付着のみを解除可能としたものであって、ロータ内の吸着素子の性能及びロータ自体の機械的強度を低下させることなく連続的な反復使用を可能とし、従って、迅速かつ円滑な廃ガス処理作業が連続的に遂行可能となり、廃ガス処理効率の低下を防ぎ、ロータの寿命を延ばすことに大きく貢献すると言った効果が得られる。 The rotor for a rotary adsorber according to the present invention is capable of releasing only the adhesion of the organic solvent to the adsorbing element, which could not be cleaned conventionally, and the performance of the adsorbing element in the rotor and the rotor itself. Enables continuous and repeated use without reducing mechanical strength, thus enabling quick and smooth waste gas treatment operations to be continuously performed, preventing reduction of waste gas treatment efficiency, and extending the life of the rotor. The effect said that it contributes greatly to is obtained.
以下、本発明による回転型吸着機用ロータに係わるいくつかの実施の形態を以下図面に基づいて説明する。 Hereinafter, several embodiments related to a rotor for a rotary adsorption machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明による回転型吸着機用ロータ自体の斜視図であり、図2は、本発明による回転型吸着機用ロータの実施の形態を示す図1におけるX−X断面部分矢視図であり、図3は、本発明による回転型吸着機用ロータのもう1つの実施の形態を示す図2と同様な矢視図であり、図4は、本発明による回転型吸着機用ロータの更にもう1つの実施の形態を示す図3と同様な矢視図であり、図5は、不燃材料製の板を備えた外周リムを含む本発明による回転型吸着機用ロータの全体構造を示す部分々解斜視図であり、図6は不燃材料製の板を備えた外周リムを含む本発明による回転型吸着機用ロータの図1におけるY−Y断面部分矢視図である。 FIG. 1 is a perspective view of a rotor for a rotary adsorption machine according to the present invention, and FIG. 2 is a partial sectional view taken along the line XX in FIG. 1 showing an embodiment of the rotor for the rotary adsorption machine according to the present invention. FIG. 3 is a view similar to FIG. 2 showing another embodiment of the rotor for a rotary adsorption machine according to the present invention, and FIG. 4 is a view of the rotor for the rotary adsorption machine according to the present invention. FIG. 5 is a view similar to FIG. 3 showing another embodiment, and FIG. 5 shows the entire structure of the rotor for a rotary adsorber according to the present invention including an outer rim provided with a plate made of noncombustible material. FIG. 6 is a partially exploded perspective view, and FIG. 6 is a YY cross-sectional partial arrow view in FIG. 1 of a rotor for a rotary adsorption machine according to the present invention including an outer peripheral rim provided with a plate made of noncombustible material.
図1〜6において、本発明による回転型吸着機用ロータ1の不燃材料製の板である遮熱シール9及び11は、内部を放射状に延びるスポーク3により断面円弧状に仕切られた円筒形のリム7内に多数の小透孔を有するセラミック繊維紙製ハニカム構造のガス吸着素子4からなる8つの円弧状セクタ2を各々配置している。これらのセクタのうち互いに隣接する2つのセクタ2とスポーク3並びにリム7との接触面をシリコーンが好ましいコーキング材8により接合して一体化されている。なお、一般にハニカム構造のカス吸着素子4から成るロータは、多数の小透孔が両端面に透通した構造をしており、特に、半導体製造工程で生じる揮発性有機化合物含有ガスの浄化処理に使用される場合、このガスが前記小透孔内を通過されることにより、前記小透孔内の表面で、前記ガスに含まれる有害な揮発性有機化合物が吸着されるようになっている。
1 to 6,
本発明におけるロータのガス吸着素子4で使用可能な不燃材料は、耐熱性、断熱性、耐磨耗性、耐溶剤性という性質が備わったものである必要がある。すなわち、ロータが高温になるとロータを支えているスポークとハニカム構造体との間が高熱で変形を起こし、それを防止するために不燃材料を使用せざるを得ないからである。耐熱性は200〜350℃の高温の空気に材料が耐えねばならないからであり、断熱性は200〜350℃の高温の空気からロータを保護する必要があるからである。また耐磨耗性は後に記載するシール材との間で摩擦が生じるために要求されるものであり、加えて耐溶剤性は有機溶剤を吸着するというロータの性質から要求されるものである。
The non-combustible material that can be used in the gas adsorbing
これらの性質を満たす不燃材料として窒化珪素、グラファイト、セラミックペーパー、フエルト等の無機材料からなるものが使用可能である。 As an incombustible material satisfying these properties, a material made of an inorganic material such as silicon nitride, graphite, ceramic paper, or felt can be used.
図1及び図5には、本発明による回転型吸着機用ロータ1の不燃材料製の板で作られた遮熱シール10,11が、このロータのスポーク3及び外周リム7の一方の端面部分に平行に取着された状態が示されており、本発明による実施の形態によれば、これらの遮熱シールは、不燃材料として窒化珪素板から形成されている。特に、このような回転型吸着機用ロータを半導体製造工場で使用した場合、その製造工程で生じる有機化合物含有ガスによる化学的な影響を常時受けることにより、有機溶剤に対し強い耐性を有する材料を使用することが不可欠であり、その具体的な素材として窒化珪素は好適な材料である。以下、図2〜6に示した実施の形態に関わる説明から本発明による構成は容易に理解されよう。
1 and 5
図2は、本発明による回転型吸着機用ロータ1の1つの実施の形態を示しており、ロータ1のスポーク3と遮熱シールである窒化珪素板10との関係を示す図である。金属製スポーク3は、ロータ1を構成する6個の円弧状のセクタのうち、互いに隣接する2つのセクタ2a,2bとコーキング材8により接合若しくは接着されている。スポーク3には金属製の取付板9が直角に、即ち、ロータ1の端面と平行に位置付けられるように溶接してあり、窒化珪素板10は、取付板9の上にネジ13で固定されている。
FIG. 2 shows one embodiment of the
窒化珪素板10はその幅をロータ端面に表れる取付板9の幅より広くしてあり、スポーク3を挟んで隣接する2つのセクタ2a 、2bの接合部分に穿設された軸方向に伸びる矩形断面凹所14内に嵌合するような横幅を備えている。この事により、ロータの端面から遮熱シールが突出しなくなり、使用に際して、保持ケース110の仕切り板111に設けられ得るロータ押さえ部材との衝突が回避されると言った好ましい効果が得られる。
The
また窒化珪素板の代わりに図3に示すように、膨張黒鉛シート15でスポーク3及びその隣接したセクタ間のコーキング材の劣化を保護することが提案されるが、膨張黒鉛15シート上に金属板16を重ねて設ける構造としてもよい。この積層構造は、リム7の半径方向端面に設けられる遮熱シール11に対しても実施可能である。
Further, as shown in FIG. 3 in place of the silicon nitride plate, it is proposed that the expanded
図4に示されたように、スポーク3の取付板9と窒化珪素板10との間に珪酸カルシウム板等の断熱材17を配置すると断熱性を一層向上させることが可能である。
As shown in FIG. 4, if a
図5及び図6において、ロータの端面部分が断面図で示されており、金属製の外周リム7が円弧状セクタ2の端面に表れる周縁部分に窒化珪素板11を取り付けた例である。このような構造にすることで、図面上方から加熱空気がロータに導入されても、コーキング材8が窒化珪素板11により保護されることで接合部分は熱から保護される。図6においては、窒化珪素板11の下に金属製のアングル部材12をセクタの外周縁部に埋設する形で設けることは好ましいが、窒化珪素板11のみでもよい。
5 and 6, the end face portion of the rotor is shown in a sectional view, and the silicon outer
実際の使用に際しては、図7を参照して説明すると、ロータ101をケース110内に入れて使用する。ケース110はロータ101を回転可能に納めることができるもので、ロータ端面を吸着ゾーンSと再生ゾーンUとに分けている。吸着ゾーンSと冷却ゾーンTを挟んた再生ゾーンUとはそれぞれのゾーンを区画する仕切板111により分けられており、仕切板111にはシール材が回転するロータ端面に接触可能なように取り付けられており、それぞれのゾーン間での気体の漏洩を防止している。
In actual use, referring to FIG. 7, the
1 ロータ
2 円弧状セクタ
3 スポーク
4 ガス吸着素子
5 ハブ
6 ロータシャフト
7 リム
8 コーキング材
9 取付板
10 遮熱シール(不燃材料製の板、窒化珪素板)
11 遮熱シール(不燃材料製の板、窒化珪素板)
12 アングル部材
13 ネジ
14 矩形断面凹所
15 遮熱シール(不燃材料製の板、黒鉛シート)
16 金属板
17 断熱材(珪酸カルシウム板)
DESCRIPTION OF
11 Heat shield (non-combustible material plate, silicon nitride plate)
12
Claims (3)
互いに隣接する2つの円弧状セクタ間の接合部を覆う不燃材料製の板を備え、
前記不燃材料製の板が、前記互いに隣接する2つの円弧状セクタにまたがって配置されていることを特徴とする回転型吸着機用ロータ。 In the rotor for a rotary adsorption machine in which a plurality of arc-shaped sectors made of honeycomb structure elements are arranged in a cylindrical rim,
Comprising a plate made of non-combustible material covering a joint between two arcuate sectors adjacent to each other;
The rotor for a rotary adsorption machine, wherein the non-combustible material plate is disposed across the two arcuate sectors adjacent to each other.
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- 2004-10-08 JP JP2004296478A patent/JP3674867B2/en not_active Expired - Lifetime
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WO2008050463A1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-02 | Hitachi, Ltd. | Volatile organic compound-containing waste gas treatment system |
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