JP2005270693A - 活性炭素繊維エレメント、及び其の製造法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 排ガス中の有機物等を吸着した活性炭素繊維(ACF)エレメントを通電加熱により再生するのに適した通電性のよいACFエレメントを提供する。
【解決手段】 円筒状コア6にACFフェルト4を巻回してなるACFエレメント2であって、前記巻回したフェルト4の両先端には前記コア6の両先端より所定長さ突出したACF突出部7をそれぞれ形成すると共に、前記両ACF突出部7は、突出部7自体にはカーボンの挿入体10を埋設し、突出部7の内周及び外周に沿ってカーボンのガイドリング12、14を取付け、突出部7の両端部には中央に孔16を有する円形カーボンの台座18を両ガイドリング12、14間に嵌合してなるACFエレメント。
【選択図】 図2
【解決手段】 円筒状コア6にACFフェルト4を巻回してなるACFエレメント2であって、前記巻回したフェルト4の両先端には前記コア6の両先端より所定長さ突出したACF突出部7をそれぞれ形成すると共に、前記両ACF突出部7は、突出部7自体にはカーボンの挿入体10を埋設し、突出部7の内周及び外周に沿ってカーボンのガイドリング12、14を取付け、突出部7の両端部には中央に孔16を有する円形カーボンの台座18を両ガイドリング12、14間に嵌合してなるACFエレメント。
【選択図】 図2
Description
本発明は、吸着処理用活性炭素繊維エレメント、及び其の製造法に関し、特に給電加熱による再生に適した活性炭素繊維エレメント、及び其の製造法に関する。
汚染物質等を吸着処理した後の使用済みの活性炭素繊維(ACF)フェルトを再生させるためには、吸着物質がACFフェルトから脱着する温度(例えば、100〜150℃)に加熱して再生する方法が通常採られている。
この温度に加熱する方法としては、水蒸気や温風により加熱する方法が実用化されている。しかし、この加熱方法は加熱効率が低い。そこで、ACFフェルトの自己加熱による再生方法が、高い加熱効率が得られる再生方法として検討されている。
このACFフェルトの自己加熱による再生方法としては、マイクロ波加熱による再生方法、ACFフェルトを抵抗発熱体とする通電加熱による再生方法等がある。
マイクロ波加熱による再生方法は、マイクロ波がACFフェルトに吸収されるので加熱効率が高い。しかし、ACFフェルトの繊維の毛羽で火花放電が起こり、しかもこの火花放電の防止は困難である。そのため、引火性の有機溶剤の脱着を要するACFフェルトの再生には問題がある。
これに対し、ACFフェルトを抵抗発熱体として通電加熱を行う再生方法では、上述の火花放電の問題は起こらない。
しかし、このACFフェルトを抵抗発熱体として通電加熱を行う再生方法は、ACFフェルトを高い効率で加熱する再生方法として従来から検討されている方法であるにも拘らず実用には至っていない。その理由としては、通電電極とACFフェルトとを接触させただけでは両者間の接触抵抗を小さくすることができないので、通電による発熱の大部分が電極とACFフェルトとの接触部で発生し、ACFフェルト全体を有効に加熱することが困難だからである。
また、このような方法で長時間通電を行うと、ACFフェルト内に極めて温度の高い電流通路、いわゆるショートパスが生じ、ACFフェルトに損傷を与える。
以上の問題を解決する方法として、ACFフェルトをCuの電極材で挟み込み、0.5kPa以上の圧縮荷重を負荷して、このCu電極材から電力を供給する事によりACFフェルトを給電加熱してACFフェルトを再生する方法が開示されている(非特許文献1)。
なお、汚染物質等の吸着処理用のエレメントとしては、フェルト等の通気性材料からなり、内部が中空である円筒形状の形態のエレメントが多い。この円筒形状のエレメントに上記のACFフェルトとCu電極材とを組込む場合、従来の方法では銅製電極テープをACFフェルト端部側に貼付けて巻き込むか、ACFフェルトを巻き付ける時に電極テープを同時に巻き込むことになる。
このようにしてACFフェルト端部側は銅テープを巻き込みつつ円筒形状のエレメントに巻回された後、締付け圧縮され、そのエレメント端部側において給電用導電部を形成する。
しかし、上記エレメントは長期間使用することにより、給電電極材である金属の酸化被膜形成及び腐蝕などによって、給電用導電部における電極材間の接触有効面積が低下する。この為、給電用導電部での接触抵抗の上昇による給電効率の低下によって、エレメントの加熱能力低下や給電用導電部での異常加熱が発生すると言う問題がある。
繊維学会予稿集、55巻(2000)、2号、177頁
繊維学会予稿集、55巻(2000)、2号、177頁
本発明者等は、上記問題を解決すべく鋭意検討した結果、シート状のACFフェルトをコアに巻回して円筒形状のエレメントを形成し、その端部側にカーボンの電極材を取付けて給電用導電部を形成させることにより、得られたエレメントは長期間使用しても、金属の酸化被膜形成及び腐蝕などによる給電用導電部における電極材間の接触有効面積の低下は発生しないことを知得した。しかも、給電用導電部での接触抵抗の上昇がなく給電効率の低下がない。また、エレメントの加熱能力低下や給電用導電部での異常加熱を長期に亘り抑える事が出来ることを知得し、本発明を完成するに至った。
従って、本発明の目的とするところは、上記問題を解決した、ACFエレメント、及び其の製造法を提供することにある。
上記の目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
〔1〕 円筒状コアに活性炭素繊維フェルトを巻回してなる活性炭素繊維エレメントであって、前記巻回したフェルトの両先端にカーボンの挿入体を埋設してなる活性炭素繊維エレメント。
〔2〕 円筒状コアに活性炭素繊維フェルトを巻回してなる活性炭素繊維エレメントであって、前記巻回したフェルトの両先端には前記コアの両先端より10〜50mm突出した活性炭素繊維突出部をそれぞれ形成すると共に、前記両活性炭素繊維突出部は、突出部自体にはカーボンの挿入体を埋設し、突出部の内周及び外周に沿ってカーボンのガイドリングを取付け、突出部の両端部には中央に孔を有する円形カーボンの台座を両ガイドリング間に嵌合してなる活性炭素繊維エレメント。
〔3〕 シート状の活性炭素繊維フェルトをコアに巻回して円筒形状のエレメントを形成させるに当たって、前記フェルトの先端を前記コアの先端より10〜50mm突出させて活性炭素繊維突出部を形成し、次に、前記突出部にカーボンの挿入体を挿入した後、前記突出部の内周及び外周に沿ってカーボンのガイドリングを取付け、次いで、前記突出部の端部に中央に孔を有する円形カーボンの台座を嵌合する活性炭素繊維エレメントの製造法。
本発明のエレメントは長期間使用しても、金属の酸化被膜形成及び腐蝕などによる給電用導電部における電極材間の接触有効面積の低下は発生しない。しかも、給電用導電部での接触抵抗の上昇がなく給電効率の低下がない。また、エレメントの加熱能力低下や給電用導電部での異常加熱を長期に亘り抑える事が出来る
更に、上記ACFエレメントの各端部側における給電用電線などの取付けは、上記給電用導電部のガイドリング又は台座の部分に行えばよいので、確実に取付けが可能である。
更に、上記ACFエレメントの各端部側における給電用電線などの取付けは、上記給電用導電部のガイドリング又は台座の部分に行えばよいので、確実に取付けが可能である。
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明のACFエレメントの一例を示し、切断面がACFフェルトの中央部である平面断面図である。図2は、図1におけるA〜A切断面を示す部分正面断面図である。
本発明の活性炭素繊維(ACF)エレメント2は、図1及び2に示すようにACFフェルト4をコア6に複数回円筒状に巻回してなるACFエレメント2であって、前記フェルト4の各先端が前記コア6の各先端より10〜50mm突出して前記エレメント2の各端部側はACF突出部7をそれぞれ形成しているACFエレメント2である。尚、8は前記エレメント2締付け用の網であり、この網8及び前記コア6は非導電性の材質である。
図2において、前記突出部7には、カーボンの挿入体10が挟み込まれて(埋設されて)給電用導電部が形成されている。また、前記突出部7の内周及び外周に沿っては、それぞれ前記突出部締付け用のカーボンのガイドリング12、14が取付けられ、前記突出部7の端部には中央に孔16を有する円形のカーボンの台座18が嵌合されて給電用導電部を形成されていることが好ましい。尚、カーボンは高炭素質のものが好ましく、特に黒鉛が好ましい。
挿入体10の材質であるカーボンは、導電性が高いばかりでなく、耐酸化性及び耐腐蝕性も高いので、エレメントは長期間使用しても、酸化被膜形成及び腐蝕などによる給電用導電部における電極材間の接触有効面積の低下は発生しない。
このように上記ACF突出部7は、挿入体10等の電極材が取付けられて給電用導電部を形成している。
ACF突出部7の長さが10mm未満の場合は、給電用導電部の導電性が低下するので好ましくない。ACF突出部7の長さが50mmを超える場合は、ACFエレメントの大きさが必要以上に大きくなって重くなるので好ましくない。
上記ACF突出部7に挟み込まれる挿入体10の長さは5〜40mm、好ましくは10〜30mmである。
挿入体10の長さが5mm未満の場合は、給電用導電部の導電性が低下するので好ましくない。挿入体10の長さが40mmを超える場合は、ACFエレメント2の大きさが必要以上に大きくなって重くなるので好ましくない。
図3は挿入体の一例の断面及び概略を示す斜視図である。この挿入体10は断面が図3に示すように末広がりの楔状になっている場合は、上記ACF突出部に挿入し易い。また、内周や外周に図3に示すように径方向に沿った凹凸を形成して表面積を増加させたものが好ましい。
本発明のACFエレメントは、その構成が上記範囲内にあれば、その製造法としては、特に限定されるものではないが、例えば以下の製造法により製造することができる。
(ACFフェルト)
本発明のACFエレメントの形状は円筒形状であるため、本発明のACFエレメントに用いる加工前のシート状ACFフェルトの両端は平行である。後工程のエレメント形状への加工において、ACFフェルトの巻回回数に制限はないが、15〜70層に巻付けて円筒形状に加工する場合、ACFフェルトの厚さは30〜200mmが好ましく、15〜150mmが更に好ましい。これにより、ACFフェルトの嵩密度分布は均一なものになる。
本発明のACFエレメントの形状は円筒形状であるため、本発明のACFエレメントに用いる加工前のシート状ACFフェルトの両端は平行である。後工程のエレメント形状への加工において、ACFフェルトの巻回回数に制限はないが、15〜70層に巻付けて円筒形状に加工する場合、ACFフェルトの厚さは30〜200mmが好ましく、15〜150mmが更に好ましい。これにより、ACFフェルトの嵩密度分布は均一なものになる。
(エレメント形状への加工)
図1及び2に示すように、上記ACFフェルト4をコア6に渦巻状に巻回して円筒形状に加工する。
図1及び2に示すように、上記ACFフェルト4をコア6に渦巻状に巻回して円筒形状に加工する。
この円筒形状への加工に当たって、フェルト4の幅よりも短い長さのコア6を用いることによりフェルト4の両端側をコア6の先端より10〜50mm突出させてACF突出部7をフェルト4の両端側に形成させつつフェルト4を巻回させる。
ACFフェルト4を円筒形状に加工した後、ACFフェルト4は嵩密度80〜120kg/m3まで圧縮して締付けることが好ましい。これにより、吸着処理、脱着再生処理時におけるACFフェルト4の強度及び通気性が適したものになる。
このACFフェルト4の圧縮は、円筒の外側に締付け用の網8を巻き付け、ACFフェルト4を締付けることにより、圧縮することができる。
次に、上記突出部7にカーボンの挿入体10を挿入する。この挿入体10は、例えば、半円弧状の挿入体を2ヶ、四半円弧状の挿入体を4ヶのように、複数の円弧状の挿入体を用いることによって挿入することが作業性が向上するので好ましい。
その後、上記突出部7の内周及び外周に沿ってカーボンのガイドリング12、14を取付け、このガイドリング12、14により上記突出部7を締付ける。
次いで、上記突出部7の端部に、中央に孔16を有する円形のカーボンの台座18を嵌合して給電用導電部を形成させる。
(実施例1)
幅780mmのACFフェルトを長さ700mm、直径300mmのコアに巻き、厚さを50mとした。両端の突出部に、黒鉛製断面山形リング状挿入体を挿入した。これに黒鉛製ガイドリングと黒鉛製台座を取り付けて本発明のACFエレメントを得た。
幅780mmのACFフェルトを長さ700mm、直径300mmのコアに巻き、厚さを50mとした。両端の突出部に、黒鉛製断面山形リング状挿入体を挿入した。これに黒鉛製ガイドリングと黒鉛製台座を取り付けて本発明のACFエレメントを得た。
2 ACFエレメント
4 ACFフェルト
6 コア
7 ACF突出部
8 網
10 挿入体
12、14 ガイドリング
16 台座の孔
18 台座
4 ACFフェルト
6 コア
7 ACF突出部
8 網
10 挿入体
12、14 ガイドリング
16 台座の孔
18 台座
Claims (3)
- 円筒状コアに活性炭素繊維フェルトを巻回してなる活性炭素繊維エレメントであって、前記巻回したフェルトの両先端にカーボンの挿入体を埋設してなる活性炭素繊維エレメント。
- 円筒状コアに活性炭素繊維フェルトを巻回してなる活性炭素繊維エレメントであって、前記巻回したフェルトの両先端には前記コアの両先端より10〜50mm突出した活性炭素繊維突出部をそれぞれ形成すると共に、前記両活性炭素繊維突出部は、突出部自体にはカーボンの挿入体を埋設し、突出部の内周及び外周に沿ってカーボンのガイドリングを取付け、突出部の両端部には中央に孔を有する円形カーボンの台座を両ガイドリング間に嵌合してなる活性炭素繊維エレメント。
- シート状の活性炭素繊維フェルトをコアに巻回して円筒形状のエレメントを形成させるに当たって、前記フェルトの先端を前記コアの先端より10〜50mm突出させて活性炭素繊維突出部を形成し、次に、前記突出部にカーボンの挿入体を挿入した後、前記突出部の内周及び外周に沿ってカーボンのガイドリングを取付け、次いで、前記突出部の端部に中央に孔を有する円形カーボンの台座を嵌合する活性炭素繊維エレメントの製造法。
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JP2004083929A JP2005270693A (ja) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | 活性炭素繊維エレメント、及び其の製造法 |
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---|---|---|---|---|
JP2017205754A (ja) * | 2016-02-15 | 2017-11-24 | シリカ・フェアファーレンステヒニク・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 汚染物質で汚染されたガスを処理するための装置及び方法 |
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2004
- 2004-03-23 JP JP2004083929A patent/JP2005270693A/ja active Pending
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JP2017205754A (ja) * | 2016-02-15 | 2017-11-24 | シリカ・フェアファーレンステヒニク・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 汚染物質で汚染されたガスを処理するための装置及び方法 |
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