JP2023158284A - 吸着ロータ及びその収納装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】吸着ロータの性能が低下した場合であっても、性能が低下した吸着ロータのみ着脱することが可能な吸着ロータ及びその吸着ロータ収納装置（カセット）を提供する。【解決手段】吸着ロータ素子の劣化や性能低下などが発生した場合に、複数の吸着ロータを幅方向に重ねてその劣化や性能低下などが発生した吸着ロータのみ着脱可能とし、比較的簡単な構造で短時間に着脱可能なカセットを提供することを最も主要な特徴とする。【選択図】図１
Description
本発明は、吸着ロータの性能が低下した場合、その部分のみ着脱することが可能な吸着ロータとその収納装置（以下、「カセット」という）に関するものである。
吸着ロータは疎水性ゼオライトや活性炭を用いて揮発性有機化合物（以下ＶＯＣと書く）の吸着濃縮を行うものや、親水性ゼオライトやシリカゲルを用いて空気中の湿気を吸着し乾燥空気をつくるものや、イオン交換樹脂やアミン担持固体吸収剤を用いて空気中の二酸化炭素を吸着濃縮するものなどがある。
ＶＯＣの吸着濃縮を行う吸着ロータにあっては、吸着剤として活性炭を用いたものや疎水性ゼオライトを用いたものなどがある。この中で疎水性ゼオライトを用いたものは不燃性であり、何らかの原因で吸着されたＶＯＣが発火しても大きな事故に結びつき難いという利点を有している。
また親水性ゼオライトも疎水性ゼオライトも一般に摂氏３００℃以上（以降、温度は全て「摂氏」とする）の耐熱性を有しており、何らかの原因で沸点の高いＶＯＣが吸着された場合に３００℃以上の高い温度の脱着空気を流すことで、吸着されたＶＯＣをほぼ完全に脱着することができる。
上記の吸着ロータは長時間運転することにより塵埃でロータ表面に目詰まりが発生した場合や塗装ミストが温度低下により気相から液相に変わることによる異物などがロータ表面に付着し、ロータ素子の劣化や性能低下が発生した場合、新しい吸着ロータへの交換が必要となる。初期製造コストが比較的安い一体型ロータは、交換スペースが無い場合、ロータを強制的に分解して新しいロータと交換することになり、交換の手間が掛かり交換のコストが増大する。一方、初期コストが比較的高い分割型ロータは、おうぎ形ピースを固定しているボルト等を外すことにより容易に新しいおうぎ形ピースと交換することができ交換のコストが減少する。
上記一体型吸着ロータの場合、問題無い表層面以外のロータ素子も交換することになり材料の無駄が多い。また、交換する物の重量が重くなるため、交換する際重機等が必要であり交換コストが増大するという問題がある。
この問題を解決するため、吸着ロータ素子の劣化や性能低下などが発生した場合に、吸着ロータの表層面のみ着脱可能とする特許文献１の技術が開示された。
特許文献１のような吸着ロータでは、吸着ロータ素子の劣化や性能低下などが発生した場合、吸着ロータの問題の発生していない部分は取り除く必要は無いが、構造が複雑でイニシャルコストが高くなるという課題がある。また、交換作業に熟練したサービスマンが必要で交換に手間がかかり、交換に要するメンテナンスコストも高くなるという課題もある。
本発明は、吸着ロータ素子の劣化や性能低下などが発生した場合に、複数の吸着ロータを幅方向に重ねて、その劣化や性能低下などが発生した吸着ロータのみ着脱可能とし、比較的簡単な構造で短時間に吸着ロータを着脱可能なカセットを提供することを最も主要な特徴とする。
本発明の吸着ロータ及びカセットは、ロータ及びカセットの構造を変更することにより、劣化や性能低下などが発生した吸着ロータのみ着脱できるという利点がある。
また、幅方向に重ねた吸着ロータのみをシャフトから抜き取ることが可能となっているために着脱する際、特殊工具の必要が無く、作業に不慣れな人でも容易に着脱できるものとなった。ロータを分割することで一つのロータの重量が軽くなるので、一人でロータを持つことができ、一人で交換作業が可能になる。これによって、交換時間も短縮でき、メンテナンスコストの低減につながる。
本発明は、ロータ素子の劣化や性能低下などが発生した場合に、劣化や性能低下などが発生した吸着ロータのみを着脱可能なカセット構造とすることにより、初期コスト及び着脱コストを増大させること無く着脱可能な吸着ロータ及びカセットを提供できるという目的を、容易に実現した。
図１（Ａ）は、本発明の吸着ロータとカセットの１実施例の断面図、図１（Ｂ）はカセット全体を示す図である。本実施例では、１００ｍｍ幅のイオン交換樹脂やアミン担持固体吸収剤などを用いて空気中の二酸化炭素を吸着する吸着ロータ４台を幅方向に重ねたカセットを用いる。
1はハニカムロータ（吸着ロータ）であり、セラミック繊維紙などの不燃性のシートをコルゲート（波付け）加工しロータ状に巻き付け加工したもので、弱塩基性イオン交換樹脂やアミン担持固体吸収剤などが担持されている。
各ハニカムロータ１はボス２を有しており、ボス２の中心部を通したシャフト３で各々を連結されている。また、それぞれのボス２には連結ピン８とその連結ピン８が入る穴が設けられている。この連結ピン８は、モータ９とベルト１０で１台のハニカムロータ１を回転させても、各ハニカムロータ１がバラバラに回らないように回り止めの役割を持っている。これによって、各ハニカムロータの回転数を同期させることができる。
吸着出口（脱着入口）側（図１（Ａ）の右側）においてチャンバー５にナット６で中心のシャフト３が固定され、このシャフト３の吸着入口側（図１（Ａ）の左側）において、摺動性の良い部材で作られたプレート４により各ハニカムロータ１は挟み込まれ、プレート４の上からナット６で押さえつけて固定されている。シャフト３が取り付いていない吸着入口側のチャンバー５（プレート４を取り付けた側にあり、シャフト３が貫通しておらず、ナット６で固定されていない）は、図１（Ｂ）に示すように、カセットのスライド蓋１１に取り付けられている。スライド蓋１１を矢印に示す方向にスライドさせて閉じることでチャンバー５はハニカムロータ１を挟み込む形となる。なお、本実施例では、吸着入口側のチャンバー５をカセットのスライド蓋１１に取り付けるようにしたが、吸着出口側をこのようにしても良い。各ゾーンを囲むようにゴム７をチャンバー５に設けて吸着ガスと脱着ガスがリークしないようにしている。なお、本実施例ではゴム７として断面が丸形のゴムシールを用いたが、これに限定されるものでは無く、フッ素ゴムシートやテフロンガラスクロスなどのシールを用いても良い。
各ハニカムロータ１の接合部外周からのリークが問題となるような場合は、各外周接合部ごとか外周接合部全体を覆うようにゴムシートや樹脂シートなどを巻いてリークを低減するようにしても良い。なお、各ハニカムロータ１の周方向に吸着空気が通る吸着ゾーンと脱着空気が通る脱着ゾーンが有り、その面積比は本実施例では１：１とする。
図２は４５００時間運転した４００ｍｍ幅の二酸化炭素吸着ロータのくり貫きサンプル写真（幅方向）と切片サンプル（Ａ～Ｈ）取り出し部分の図である。また、図３は１５００、３０００、４５００時間運転後の切片サンプル取り出し部分ごとの二酸化炭素吸着量の分布を示したグラフである。この試験結果より、二酸化炭素吸着性能の低下は吸着ロータの中心に比べて両端（吸着入口側、吸着出口側）が著しいことが明らかになった。
図４にハニカムロータの熱物質移動シミュレーションで得られた、従来のロータと本発明の両端（吸着入口側及び吸着出口側）を交換したロータとの二酸化炭素吸脱着動的性能を比較したグラフを示す。また、図５にその動的性能を測定した装置を示す。吸着ゾーン入口（吸着入口側）空気は、温度２３．５℃、絶対湿度を１２．０ｇ／ｋｇ'、二酸化炭素濃度４００～４５０ｐｐｍに調整し、脱着ゾーン入口（脱着入口側）空気は、温度４５．０℃、絶対湿度を１８．５ｇ／ｋｇ'、二酸化炭素濃度５５０ｐｐｍに調整した。なお、シミュレーション結果は従来のロータの試験結果と同程度となることを確認している。
図４の動的性能結果より、従来ロータでは、１５００時間運転後までは脱着出口の二酸化炭素濃度が８００ｐｐｍと初期性能を保持しているが、３０００時間運転後では脱着出口の二酸化炭素濃度、すなわち二酸化炭素吸脱着動的性能が低下した。しかし、本発明の両端を交換したロータでは、４５００時間運転後でも性能を比較的維持することができる。これらの結果よりロータの動的性能が低下した時は両端のみのロータを交換すれば、長期に渡り性能を保てることが分かった。
なお、ハニカムロータ１は４台に限定されるものでは無く、２台以上可能であれば何台でも設置でき、各ハニカムロータの幅も同じ幅では無く異なる幅のロータを用いても良い。吸着ゾーンと脱着ゾーンの面積比は１：１としたが、これに限るものではなく、また、他のゾーンを設けるようにしても良い。実施例１では、吸着入口側及び吸着出口側の両端のハニカムロータを交換するようにしたが、中心のハニカムロータも交換するようにしても良く、交換が必要なハニカムロータのみ交換するようにしても良い。
本実施例では、二酸化炭素吸着ロータを用いたが、これに限定されるものでは無く溶剤吸着ロータや湿気吸着ロータなどに用いても良い。なお、吸着ロータには吸着剤や担持量の異なるロータを用いても良い。
本発明によれば、交換可能な吸着ロータの劣化や性能低下などが発生した場合であっても、劣化や性能低下などが発生した吸着ロータのみ着脱し、性能をほぼ新品の状態にすることが可能な吸着ロータ及びその吸着ロータを収納するカセットを提供することができる。また、吸着ロータを着脱する際、特殊工具の必要が無く、作業に不慣れな人でも容易に着脱できるものとなった。さらに、吸着ロータを分割することで一つのロータの重量が軽くなるので、一人でロータを持つことができ、一人で交換作業が可能になる。これによって、交換時間も短縮でき、メンテナンスコストの低減につながる。
１ ハニカムロータ
２ ボス
３ シャフト
４ プレート
５ チャンバー
６ ナット
７ ゴム
８ 連結ピン
９ モータ
１０ ベルト
１１ スライド蓋
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Claims (6)
- ボスに結合された着脱自在の吸着ロータを幅方向に２台以上有し、前記ボスには連結ピンが設けられ、前記吸着ロータ同士の回転数が同期するようにしたことを特徴とする吸着ロータ。
- 請求項１記載の吸着ロータをシャフトに通して幅方向に連結し、吸着入口側と吸着出口側にチャンバーを有し、ナットとプレートで前記シャフトに前記吸着ロータを固定することを特徴とするカセット。
- 前記吸着ロータにおいて、吸着入口側と吸着出口側の両端から性能低下する吸着剤を担持したことを特徴とする請求項１記載の吸着ロータ。
- 前記吸着剤が二酸化炭素を吸着することを特徴とする請求項３記載の吸着ロータ。
- 前記吸着剤がアミン系固体吸着剤であることを特徴とする請求項４記載の吸着ロータ。
- 前記吸着ロータにおいて、交換が必要な吸着ロータのみ交換することを特徴とする請求項１記載の吸着ロータ。
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