JP3297207B2 - 気体分離装置の切換装置 - Google Patents

気体分離装置の切換装置

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JP3297207B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は溶剤回収等に用いられる
気体分離装置において気体の流れ方向を切換える装置、
特に回転摺動する弁板部分の気体漏洩防止機構に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図5は回転摺動する弁板を使用した従来
の気体分離装置の一例を示す分解斜視図、図6は同じく
縦断側面図である。気体分離装置としては、脱湿装置、
酸素製造装置、窒素製造装置等に見られるように、気体
中の特異成分を吸着剤を使用して分離するものが一般的
であり、図5、図6に示されたものは、吸着剤を装填し
た吸着塔(1)への気体の流れ方向を、上下1対の弁板
(2A)、(2B)を回転摺動させることにより、切り
換え制御可能としたものである。
【0003】図中吸着塔(1)は円筒状で上下端部を金
網(1c)で閉じられ、放射状に仕切られた本体(1
a)内に吸着剤(1b)が充填されている。(1d)は
吸着塔固定金具である。
【0004】(3A)、(3B)は上下1対の円形の盲
板であって、内側の面(上の盲板では下面、下の盲板で
は上面)に同心で半径の異なる溝(3a)、(3b)が
設けられている。そして、中心を挟んで互いに向き合う
位置で上記溝(3a)、(3b)を外側の面(上の盲板
では上面、下の盲板では上面)に連通させる貫通孔(3
c)、(3d)が明けられている。
【0005】(2A)、(2B)は上下1対の円形の弁
板であって、上記盲板(3A)、(3B)の内側の面
(上記溝(3a)、(3b)が設けられた面)と上記吸
着塔本体(1a)の上下面に接して回転摺動することが
できる。この弁板(2A)、(2B)には、盲板(3
A)、(3B)に設けられた環状の溝(3a)、(3
b)の半径とそれぞれ同じ半径で、かつ中心を挟んで互
いに向き合う位置で、両面を連通させる円弧状の開口部
(2a)、(2b)が明けられている。
【0006】(4a)は弁板(2A)、(2B)を回転
させる回転軸、(4b)は軸受、(4c)はキーであ
る。(5)は軸継手、(6)は駆動装置である。(7
A)、(7B)は盲板(3A)、(3B)を弁板(2
A)、(2B)に、更に弁板(2A)、(2B)を吸着
塔本体(1a)の上下面に押付けるスプリングである。
(8)は原料気体を供給するブロワ、(9)は再生用気
体を排出する真空ポンプである。
【0007】原料気体は、ブロワ(8)により気体分離
装置の下の盲板(3B)に明けられた貫通孔(3c)、
下の弁板(2B)に明けられた大径の方の円弧状開口部
(2a)を経て、吸着塔(1)の吸着部(図の左半部)
に送られる。そうすると、原料気体中の被吸着物質は吸
着塔(1)内に装填された吸着剤(1b)に吸着され
る。その後気体は上の弁板(2A)に明けられた大径の
方の円弧状開口部(2a)、上の盲板(3A)に明けら
れた貫通孔(3c)を経て、気体分離装置の外部へ排出
される。
【0008】再生用気体は、原料気体とは完全に分離独
立した気体の流れを形成する。すなわち再生用気体は、
気体分離装置の上の盲板(3A)に明けられた貫通孔
(3d)、上の弁板(2A)に明けられた小径の方の円
弧状開口部(2b)を通過して吸着塔(1)の再生部
(図の右半部)に送られる。そうすると、吸着剤(1
b)に吸着されていた被吸着物質は、再生用気体によっ
て吸着剤から脱離され、再生用気体とともに下の弁板
(2B)に明けられた小径の方の円弧状開口部(2
b)、下の盲板(3B)に明けられた貫通孔(3c)を
経て、気体分離装置の外部へ排出され再生される。再生
用気体の搬送には図5に示すように真空ポンプ(9)を
利用する吸引方式が多いが、気体分離装置の上方から強
制送風する方式が採用されることもある。
【0009】次に気体の流れ方向を切換える場合につい
て述べる。駆動装置(6)を駆動して、軸継ぎ手
(5)、軸(4a)、キー(4c)を介し、上下の弁板
(2A)、(2B)を180°回転させる。そうすると
原料気体は、下の盲板(3B)に明けられた貫通孔(3
c)、大径の方の環状の溝(3a)、下の弁板(2B)
に明けられた大径の方の円弧状開口部(2a)を経て吸
着塔(1)に送られ、図の右半部に導入される。そこで
原料気体中の被吸着物質は、前工程で被吸着物質を放出
した吸着剤(1b)に吸着される。気体はその後、上の
弁板(2A)に明けられた大径の方の円弧状開口部(2
a)、上の盲板(3A)に設けられた大径の方の環状の
溝(3a)、貫通孔(3c)を経て外部に排出される。
このように、前工程で再生部だった吸着塔右半部が本工
程では吸着部となる。
【0010】一方再生用気体は、上の盲板(3A)に明
けられた貫通孔(3d)、小径の方の環状の溝(3
b)、上の弁板(2A)に明けられた小径の方の円弧状
開口部(2b)を経て吸着塔(1)に送られ、図の左半
部に導入される。そうすると、前工程で吸着剤(1b)
に吸着されていた被吸着物質は再生用気体中に解放さ
れ、再生用気体とともに下の弁板(2B)に明けられた
小径の方の円弧状開口部(2b)、下の盲板(3B)に
設けられた小径の方の環状の溝(3b)、貫通孔(3
d)を経て外部へ取出され再生される。このように、前
工程で吸着部だった吸着塔左半部が本工程では再生部と
なる。
【0011】こうして弁板(2A)、(2B)を180
°回転させることにより、吸着塔(1)内の吸着剤(1
b)が吸着・脱離を交互に繰返すことになる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】気体分離装置へ導かれ
た気体(原料気体、再生用気体)は、盲板(3A)、
(3B)から弁板(2A)、(2B)を経て吸着塔
(1)へ、あるいはその逆方向に流れる際に、弁板(2
A)、(2B)の両面摺動部の隙間を通って外周方向、
内周方向へ漏洩しようとする。そのような漏洩は、それ
らの回転摺動部の加工精度を向上させ、摺動面間の隙間
を最小限に止めることによって抑制されるが、完全な漏
洩防止は困難である。特に毒性や爆発性のある危険物を
含んだ原料気体を取り扱う分離装置では、装置内部の漏
洩は或る程度許容されたとしても、装置外部への気体漏
洩は完全に防止する必要がある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記従来の
課題を解決するために、一方の面に設けられ同心で半径
の異なる2つの環状の溝、および中心を挟んで互いに向
き合う位置で上記溝を他方の面に連通させる貫通孔を有
する円形の盲板と、上記盲板の上記溝の設けられた面に
接して回転でき、上記2つの環状の溝の半径とそれぞれ
同じ半径でかつ中心を挟んで互いに向き合う位置に両面
を連通させる円弧状の開口部を有する円形の弁板とを備
え、気体の流れ方向を切換える装置において、上記弁板
には、上記大半径の方の円弧状開口部の外方および上記
小半径の方の円弧状開口部の内方の板両面にそれぞれ環
状のシール溝が設けられるとともに、上記大半径の方の
円弧状開口部の内方でかつ上記小半径の方の円弧状開口
部の外方の上記盲板に接する面に環状の集約溝が設けら
れ、更に上記シール溝を上記集約溝に連通させる連絡孔
が設けられており、上記盲板には、上記集約溝の半径と
同じ半径位置で板両面を連通させる貫通穴が設けられて
いることを特徴とする気体分離装置の切換装置を提案す
るものである。
【0014】
【作用】本発明においては、回転可能な弁板に、大半径
の方の円弧状開口部の外方および小半径の方の円弧状開
口部の内方の板両面にそれぞれ環状のシール溝が設けら
れるとともに、大半径の方の円弧状開口部の内方でかつ
小半径の方の円弧状開口部の外方の盲板に接する面に環
状の集約溝が設けられ、更に上記シール溝を上記集約溝
に連通させる連絡孔が設けられており、また盲板には上
記集約溝の半径と同じ半径位置で両面を連通させる貫通
穴が設けられているので、弁板上下両面の摺動部分の隙
間を通って弁板の外周方向、内周方向へ漏洩しようとす
る気体は、弁板両面に設けられた環状のシール溝に回収
される。そして連絡孔を経て環状の集約溝に集められ、
更に盲板に明けられた貫通穴を経由して取出され、回収
される。したがって、気体分離装置の内部にも外部にも
気体が漏洩するのを防ぐことができる。
【0015】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す概略斜視図、
図2は同じく縦断側面図である。図3は、図1、図2中
の弁板(2A)を取出して示す平面図および縦断側面
図、図4は同じく盲板(3A)を取出して示す縦断側面
図および下面図である。
【0016】まず図1および図2において、吸着塔
(1)の上下に取付けられた弁板(2A)、(2B)
は、それぞれ上側の盲板(3A)、下側の盲板(3B)
を介し、スプリング(7A)、(7B)によって吸着塔
(1)上下の摺動面に押し付けられながらその間で回転
摺動可能に配置されている。気体分離装置へ供給される
原料気体は、原料供給ブロワ(8)により、下側の盲板
(3B)、下側の弁板(2B)を経て吸着塔(1)の吸
着部へ導かれ、被吸着物質を吸着剤(1b)に吸着させ
て分離した後、上側の弁板(2A)、上側の盲板(3
A)を経て外部へ排出される。一方再生用気体は、上側
の盲板(3A)、上側の弁板(2A)を経て吸着塔
(1)の再生部に導かれ、吸着剤(1b)に吸着されて
いる被吸着物質を解放し、下側の弁板(2B)、下側の
盲板(3B)を経て真空ポンプ(9)により外部に排出
される。そして弁板(2A)、(2B)を180°回動
させることによって、吸着塔(1)内の吸着部と再生部
が切換えられるようになっている。ここまでは前記図5
および図6により説明した従来のものと同様である。
【0017】本実施例の上側の弁板(2A)には、図3
に示されるように、大半径の方の円弧状開口部(2a)
の外方および小半径の方の円弧状開口部(2b)の内方
の板両面にそれぞれ環状のシール溝(2c)、(2
c′)、(2d)、(2d′)が設けられるとともに、
大半径の方の円弧状開口部(2a)の内方でかつ小半径
の方の円弧状開口部(2b)の外方の盲板(3A)に接
する面(上面)に環状の集約溝(2e)が設けられてい
る。そして上記シール溝(2c)、(2c′)、(2
d)、(2d′)を上記集約溝(2e)に連通させる貫
通孔(2c″)、(2d″)および連絡孔(2f)、
(2g)が設けられている。下側の弁板(2B)は上記
上側の弁板(2A)と上下が逆になっているが、構造は
全く同一である。
【0018】また本実施例の上側の盲板(3A)には、
図4に示されるように、上側の弁板(2A)の上記集約
溝(2e)の半径と同じ半径位置で両面を連通させる貫
通穴(3e)が明けられている。そして、この貫通穴
(3e)は回収管路(10)によって原料気体を供給す
るブロワ(8)の吸込口に連通している。下側の盲板
(3B)は上記上側の盲板(3A)と上下が逆になって
いるが、構造は全く同一である。
【0019】気体分離装置に導かれた気体および排出さ
れる気体は、一部が回転可能な弁板(2A)、(2B)
上下両面の摺動部分の隙間を通って弁板の外周方向、内
周方向へ漏洩しようとするが、本実施例ではその気体が
弁板(2A)、(2B)両面に設けられた環状のシール
溝(2c)、(2c′)、(2d)、(2d′)に回収
される。そして貫通孔(2c″)、(2d″)、連絡孔
(2f)、(2g)を経て環状の集約溝(2e)に集め
られ、更に盲板(3A)、(3B)に明けられた貫通穴
(3e)、気体分離装置外部の回収管路(10)を経由
して、原料気体を供給するブロワ(8)の入口に吸引、
回収され、原料気体に合流して再循環することになる。
【0020】こうして、気体分離装置の内部にも外部に
も気体が漏洩するのを防止することができる。ここで、
たとえ回転摺動する部分に設けられたシール溝(2
c)、(2c′)、(2d)、(2d′)の周りのシー
ル性が多少不完全であったとしても、それらのシール溝
の気体容積分が原料供給ブロワ(8)の吸入圧力で吸引
されており、また気体分離装置外部は大気圧であるか
ら、最悪の場合でも外部気体(空気)を吸引することと
なり、装置内部から外部へ気体が漏洩することはない。
【0021】本実施例では、回転摺動する部分のシール
溝(2c)、(2c′)、(2d)、(2d′)で回収
された漏洩気体を、原料気体供給用のブロワ(8)の吸
引力を利用して回収するので、専用のブロワ、ポンプ類
を特別に追加することなく、効果的に漏洩気体を再循環
させることができ、気体分離装置の処理効率を向上させ
ることができる。
【0022】なお、上記シール溝(2c)、(2d)と
シール溝(2c′)、(2d′)はそれぞれ弁板(2
A)、(2B)の裏表の位置にあり、貫通孔(2
c″)、(2d″)により圧力的にバランスされる。ま
た全てのシール溝(2c)、(2c′)、(2d)、
(2d′)と集約溝(2e)は、連絡孔(2f)、(2
g)により圧力的にバランスされ、弁板(2A)、(2
B)で回収した漏洩気体が、集約溝(2e)に集約され
るのである。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、弁板上下両面の摺動部
分の隙間を通って弁板の外周方向、内周方向へ漏洩しよ
うとする気体は、弁板両面に設けられた環状のシール溝
に回収される。そして連絡孔を経て環状の集約溝に集め
られ、更に盲板に明けられた貫通穴を経由して取出さ
れ、回収される。したがって、気体分離装置の内部にも
外部にも気体が漏洩するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例を示す概略斜視図であ
る。
【図2】図2は上記実施例を示す縦断側面図である。
【図3】図3は図1、図2中の弁板(2A)を取出して
示す図であって、図3(a)は平面図、図3(b)は縦
断側面図である。
【図4】図4は図1、図2中の盲板(3A)を取出して
示す図であって、図4(a)は縦断側面図、図4(b)
は下面図である。
【図5】図5は回転摺動する弁板を使用した従来の気体
分離装置の一例を示す分解斜視図である。
【図6】図6は上記従来の気体分離装置の縦断側面図で
ある。
【符号の説明】
(1) 吸着塔 (1a) 吸着塔
本体 (1b) 吸着剤 (1c) 金網 (1d) 吸着塔
固定金具 (2A)、(2B) 弁板 (2a)、(2b) 円弧状
の開口部 (2c)、(2c′)、(2d)、(2d′) 環状の
シール溝 (2c″)、(2d″) 貫通孔 (2e) 環状の
集約溝 (2f)、(2g) 連絡孔 (3A)、(3B) 盲板 (3a)、(3b) 環状の
溝 (3c)、(3d) 貫通孔 (3e) 貫通穴 (4a) 回転軸 (4b) 軸受 (4c) キー (5) 軸継手 (6) 駆動装
置 (7A)、(7B) スプリ
ング (8) ブロワ (9) 真空ポ
ンプ (10) 回収管

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の面に設けられ同心で半径の異なる
    2つの環状の溝、および中心を挟んで互いに向き合う位
    置で上記溝を他方の面に連通させる貫通孔を有する円形
    の盲板と、上記盲板の上記溝の設けられた面に接して回
    転でき、上記2つの環状の溝の半径とそれぞれ同じ半径
    でかつ中心を挟んで互いに向き合う位置に両面を連通さ
    せる円弧状の開口部を有する円形の弁板とを備え、気体
    の流れ方向を切換える装置において、上記弁板には、上
    記大半径の方の円弧状開口部の外方および上記小半径の
    方の円弧状開口部の内方の板両面にそれぞれ環状のシー
    ル溝が設けられるとともに、上記大半径の方の円弧状開
    口部の内方でかつ上記小半径の方の円弧状開口部の外方
    の上記盲板に接する面に環状の集約溝が設けられ、更に
    上記シール溝を上記集約溝に連通させる連絡孔が設けら
    れており、上記盲板には、上記集約溝の半径と同じ半径
    位置で板両面を連通させる貫通穴が設けられていること
    を特徴とする気体分離装置の切換装置。
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