JP4870698B2 - Seal structure and sealing method for rotary gas processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、乾燥空気供給装置、不活性ガス除湿機及び有機溶剤吸着装置などとして使用される回転式ガス処理装置のシール構造体及びシール方法に関するものである。 The present invention relates to a sealing structure and a sealing method of a rotary gas processing device used as a dry air supply device, an inert gas dehumidifier, an organic solvent adsorption device, and the like.
ハニカム状のロータ素子の外周部に金属フレームを付設したロータ素子回転体と、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートとを備える回転式ガス処理装置は、各ゾーン間のガス漏れを防止するゾーン間シールと、各ゾーンと外気間のガス漏れを防止する外シールを安定して行うことが所定の効率を得るために重要な課題となっている。従来、これらのシール方法については、多くの技術が提案されている。 A rotary gas processing apparatus comprising: a rotor element rotating body having a metal frame attached to an outer peripheral portion of a honeycomb-shaped rotor element; and a fixed plate that defines an end face of the rotor element at least in an adsorption zone and a regeneration zone. In order to obtain a predetermined efficiency, it is important to stably perform an inter-zone seal for preventing gas leakage between the zones and an outer seal for preventing gas leakage between each zone and the outside air. Conventionally, many techniques have been proposed for these sealing methods.
特開2001−276551号公報には、回転可能なロータの端面に少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンとに画成するための回転型ガス吸着機のケーシングに固定された仕切り枠に前記ロータ端面と摺動可能に取着されたシール装置において、前記仕切り枠が、不燃材料から成るシール材をロータ端面に向けて摺動可能に該仕切り枠から平行に伸びる取付板との間で挟持しており、前記取付板が、連結部を介して前記仕切り枠に固定されており、前記シール材が、内部にシリンダ孔を有しかつ該シリンダ孔内に伸びる係止部を先端部分に備えると共にその後端部が前記連結部にネジ止めされたロッド部材により該ロッド部材に沿って移動可能に保持されており、更に、前記シール材と前記連結部との間に前記ロッド部材を囲繞するスプリングを介装して該シール材をロータ端面に向けて弾性偏倚している回転型ガス吸着機におけるシール装置が開示されている。この発明によれば、ロータ端面の平面性や垂直性に関わらず、各操作ゾーン間の密封性が大きく向上し、簡単な構造であるにも拘わらず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ができる、と言った効果が得られる。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2001-276551, the rotor end surface slides on a partition frame fixed to a casing of a rotary gas adsorber for defining at least an adsorption zone and a regeneration zone on an end surface of a rotatable rotor. In the sealing device detachably attached, the partition frame is sandwiched between a sealing material made of a non-combustible material and a mounting plate extending in parallel from the partition frame so as to be slidable toward the rotor end surface, A mounting plate is fixed to the partition frame via a connecting portion, and the sealing material has a cylinder hole inside and a locking portion extending into the cylinder hole at a tip portion, and a rear end portion thereof A spring that is movably held along the rod member by a rod member screwed to the connecting portion, and further surrounds the rod member between the sealing material and the connecting portion. Sealing device is disclosed in rotary gas adsorption apparatus being elastically biased toward the sealing member to the rotor end face interposed. According to the present invention, the sealing performance between the operation zones is greatly improved regardless of the flatness and verticality of the rotor end surface, and the waste gas treatment efficiency is prevented from being lowered despite the simple structure, and the rotor The effect that the life can be extended is obtained.
特開2007−7536号公報には、回転駆動され吸着剤を担持したハニカム状ロータを有し、前記ハニカム状ロータを少なくとも脱着ゾーンと吸着ゾーンとに分割するシールとして弾性を有し前記ハニカム状ロータに接する弾性シールと前記弾性シールより耐熱性の高い材料よりなる耐熱シールを設け、前記耐熱シールはラビリンス効果によって高温のガスが前記弾性シールへ行くことを阻止するよう互いに間隔を開けた複数の板状部材よりなり、前記弾性シールは前記耐熱シールより前記脱着ゾーンの外側に設けた回転式ガス吸着濃縮装置が開示されている。この発明によれば、脱着空気が高温シールを漏れても、弾性シールによって完全に漏れを止めることができる。また、弾性シールには直接高温の脱着空気が接することがないため、弾性シールは脱着空気の熱によって劣化することはない。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-7536 has a honeycomb-shaped rotor that is rotationally driven and carries an adsorbent, and has elasticity as a seal that divides the honeycomb-shaped rotor into at least a desorption zone and an adsorption zone. A plurality of plates spaced apart from each other so as to prevent high temperature gas from going to the elastic seal by a labyrinth effect. There is disclosed a rotary gas adsorption and concentrating device which is made of a member and the elastic seal is provided outside the desorption zone with respect to the heat resistant seal. According to the present invention, even if the desorption air leaks through the high temperature seal, the leak can be completely stopped by the elastic seal. Further, since the high temperature desorption air is not in direct contact with the elastic seal, the elastic seal is not deteriorated by the heat of the desorption air.
また、特開2004−160444号公報は、乾燥空気供給装置及びその処理装置に関するものであり、ヒレ状のシール部材によりゾーン間をシールする方法、固定部材である周方向部材(ケーシング)には、ロータないし円筒体の端縁にフランジを有する場合、このフランジに押圧接触される環状のパッキン部材を付設してシールする方法が開示されている。また、この発明によれば、周方向部材とロータないし円筒体の端縁との間の気密性を確保することができる。
しかしながら、特開2001−276551号公報や特開2007−7536号公報のシール構造では、ロータ端面の大きなうねりによる凹凸に対しては、各操作ゾーン間のシール性が高いものの、ロータ端面の小さな凹凸に対しては、各操作ゾーン間のシール性が十分ではなく、またシール構造が複雑で、装置のコストアップの要因ともなっている。また、特開2004−160444号公報のヒレ状のシール構造でも、前記と同様の問題がある。また、特開2004−160444号公報のフランジに環状のパッキン部材を付設してシールする方法では、ハニカム構造体と円筒体の接合部から不可避的に生じる接着剤の隆起部がシールの障害となり、パッキン部材の損傷などを発生させるという問題がある。 However, in the seal structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-276551 and 2007-7536, the unevenness due to large undulations on the rotor end surface is high in sealing performance between the operation zones, but small unevenness on the rotor end surface. On the other hand, the sealing performance between the operation zones is not sufficient, and the sealing structure is complicated, which causes an increase in the cost of the apparatus. The fin-shaped seal structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-160444 also has the same problem as described above. Further, in the method of attaching and sealing an annular packing member to the flange of JP-A-2004-160444, the protruding portion of the adhesive inevitably generated from the joined portion of the honeycomb structure and the cylindrical body becomes an obstacle to the seal, There is a problem that the packing member is damaged.
従って、本発明の目的は、ロータ素子の端面の大小の凹凸の存在にかかわらず、また、ハニカム構造体と金属フレームの接合部の接着剤の影響を受けることなく、簡易な構造で、ゾーン間シールと外シールを確実に行なうことができる回転式ガス処理装置のシール構造体及びシール方法を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to provide a simple structure between zones without regard to the presence of large and small irregularities on the end face of the rotor element and without being affected by the adhesive at the joint between the honeycomb structure and the metal frame. It is an object of the present invention to provide a sealing structure and a sealing method for a rotary gas processing apparatus capable of reliably performing sealing and outer sealing.
すなわち、本願発明は従来の課題を解決するものであって、ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体となるように金属フレームを取り付け、該金属フレームの端部はフランジ状であって、該フランジ状の端面に、回転軸方向に垂直な面である外輪面と該外輪面の回転軸側に位置すると共に該外輪面と段差により内側であって回転軸方向に垂直な面である内輪面を形成し、該ロータ素子の端面と該金属フレームの内輪面を同一面とし、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートに、該外輪面と摺動接触する環状の第1シール部材と、該内輪面及び該ロータ素子の端面と摺動接触すると共に、該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する第2シール部材を付設したことを特徴とする回転式ガス処理装置のシール構造体を提供するものである。 That is, the present invention solves the conventional problems, and a metal frame is attached to the outer peripheral portion of the honeycomb-shaped rotor element so as to be integrated with the rotor element, and the end of the metal frame has a flange shape. there are, to the flange-like end face, perpendicular to the rotation axis a inside the outer race surface and the step while positioned on the rotation axis side of the outer ring surface and the outer race surface is a plane perpendicular to the rotational axis the wheel surface is formed within a plane, the fixing plate the end face and the inner ring surface of the metal frame of the rotor element is flush to define at least adsorption zone and regeneration zone to the end surface of the rotor element, the outer race surface An annular first seal member that is in sliding contact with the inner ring surface and an end surface of the rotor element, and a second seal member that defines the end surface of the rotor element for each zone. Rotating gas There is provided a seal structure of the processing apparatus.
また、本発明は、ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体的且つ円筒状金属フレームの端面が該ロータ素子の端面より突出するように円筒状金属フレームを付設し、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートに、該円筒状金属フレームの端面と摺動接触する環状の第1シール部材と、該ロータ素子の端面と摺動接触すると共に、該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する第2シール部材を付設したことを特徴とする回転式ガス処理装置のシール構造体を提供するものである。 In the present invention, a cylindrical metal frame is attached to the outer peripheral portion of the honeycomb-shaped rotor element so that the end surface of the cylindrical metal frame is integral with the rotor element and protrudes from the end surface of the rotor element. the fixed plate defining the end faces of the rotor element at least adsorption zone and regeneration zone, a first sealing member annular contact end surface and the sliding of the cylindrical metal frame, contact end face and the sliding of the rotor element In addition, the present invention provides a seal structure for a rotary gas processing apparatus, wherein a second seal member that defines an end face of the rotor element for each zone is attached.
また、本発明は、ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体となるように金属フレームを取り付け、該金属フレームの端部はフランジ状であって、該フランジ状の端面に、回転軸方向に垂直な面である外輪面と該外輪面の回転軸側に位置すると共に該外輪面と段差により内側であって回転軸方向に垂直な面である内輪面を形成し、該ロータ素子の端面と該金属フレームの内輪面を同一面としたロータ素子回転体と、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートとのシール方法であって、該固定プレートに形成された環状で端面が平坦面の第1シール部材と該金属フレームの外輪面とを摺動接触させ、該固定プレートに形成された該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第2シール部材と該内輪面及び該ロータ素子の端面とを摺動接触させることを特徴とする回転式ガス処理装置のシール方法を提供するものである。 Further, in the present invention, a metal frame is attached to the outer peripheral portion of the honeycomb-shaped rotor element so as to be integrated with the rotor element, and the end of the metal frame has a flange shape , and the flange-shaped end surface has the wheel surface is formed within a plane perpendicular to the rotation axis a inside the outer race surface and the step while positioned on the rotation axis side of the outer ring surface and the outer race surface is a plane perpendicular to the rotational axis, A rotor element rotating body in which an end face of the rotor element and an inner ring surface of the metal frame are flush with each other, and a sealing method for fixing the end face of the rotor element to at least an adsorption zone and a regeneration zone, A ring-shaped first seal member formed on the fixed plate and having a flat end surface is brought into sliding contact with the outer ring surface of the metal frame, and the end surface of the rotor element formed on the fixed plate is defined for each zone. The end face is flat. There is provided a method of sealing a rotary gas treating apparatus, characterized in that the end face of the sealing member and the inner race surface and the rotor element is in sliding contact.
また、本発明は、ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体的且つ円筒状金属フレームの端面が該ロータ素子の端面より突出するように円筒状金属フレームを付設したロータ素子回転体と、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートとのシール方法であって、該固定プレートに形成された環状で端面が平坦面の第1シール部材と該円筒状金属フレームの端面とを摺動接触させ、該固定プレートに形成された該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第2シール部材と該ロータ素子の端面とを摺動接触させることを特徴とする回転式ガス処理装置のシール方法を提供するものである。 The present invention also provides a rotor element in which a cylindrical metal frame is attached to an outer peripheral portion of a honeycomb-shaped rotor element so that the end face of the cylindrical metal frame is integral with the rotor element and protrudes from the end face of the rotor element. A sealing method of a rotating body and a fixed plate that defines an end face of the rotor element at least in an adsorption zone and a regeneration zone, the first sealing member having an annular end face formed on the fixed plate and a flat face The end face of the cylindrical metal frame is brought into sliding contact with the end face of the rotor element formed on the fixed plate, and the end face defining the flat face for each zone is a flat second seal member and the end face of the rotor element. The present invention provides a sealing method for a rotary gas processing apparatus characterized by sliding contact.
本発明によれば、金属フレームの端面の段差を構成する外輪面と内輪面に、各々摺動接触する所定幅のシール材を固定フレームに取り付けたため、ゾーン間シール及び外シール共に、ロータ素子を通過するガスのシール面からの漏れを防止することができる。特に、外シールがシール位置が異なる2段シールとなるため、装置の気密性が一層高まる。また、本発明によれば、金属フレームの端面とロータ素子の端面に、各々摺動接触するシール材を取り付けたため、ロータ素子を通過するガスのシール面からの漏れを防止することができる。 According to the present invention, since the seal member having a predetermined width that is in sliding contact with the outer ring surface and the inner ring surface that constitute the step of the end face of the metal frame is attached to the fixed frame, both the inter-zone seal and the outer seal are provided with the rotor element. Leakage of the passing gas from the sealing surface can be prevented. In particular, since the outer seal is a two-stage seal having different seal positions, the airtightness of the apparatus is further enhanced. In addition, according to the present invention, since the sealing materials that are in sliding contact with each other are attached to the end face of the metal frame and the end face of the rotor element, leakage of the gas passing through the rotor element from the seal face can be prevented.
次に、本発明の第1の実施の形態における回転式ガス処理装置のシール構造体及びシール方法を図1〜図4を参照して説明する。図1は本例の回転式ガス処理装置のシール構造体(以下、単に「シール構造体」とも言う。)の一部の断面図、図3は本例のシール構造体の分解斜視図、図2は本例のシール構造体で使用する固定プレートの一部の拡大断面図、図4は本例のシール構造体で使用するロータ素子回転体の分解斜視図をそれぞれ示す。 Next, a sealing structure and a sealing method of the rotary gas processing apparatus in the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a seal structure (hereinafter also simply referred to as “seal structure”) of a rotary gas processing apparatus of this example, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the seal structure of this example. 2 is an enlarged cross-sectional view of a part of a fixed plate used in the seal structure of this example, and FIG. 4 is an exploded perspective view of a rotor element rotating body used in the seal structure of this example.
シール構造体10は、ハニカム状のロータ素子1の外周部に、ロータ素子1と一体となるように金属フレーム2を取り付け、金属フレーム2のフランジ状の端面21に段差をつけて外輪面21aと内輪面21bが表れるようにすると共に、ロータ素子1の端面11と金属フレーム2の内輪面21bを同一面とし、ロータ素子1の端面11を少なくとも吸着ゾーン35と再生ゾーン33に画成する固定プレート3に、外輪面21aと摺動接触する環状の第1シール部材31と、内輪面21b及びロータ素子1の端面11と摺動接触すると共に、ロータ素子1の端面11をゾーン毎に画成する第2シール部材32を付設したものである。
The
本例のロータ素子回転体2Aは、ハニカム状のロータ素子1の外周部に、ロータ素子1と一体となるように金属フレーム2を取り付けたものである。図4に示すように、ハニカム状のロータ素子1は、円柱形状物であり、中心には連結棒5が通される貫通孔5aが、両端面側には円柱形状物を周方向に3分割すると共に、端面から軸方向の中心側に向けて所定幅、所定深さの3つの非貫通溝13がそれぞれ形成されている。非貫通溝13には、端面側金属フレーム22、24の板状スポーク25が嵌合する。非貫通溝13は、本例の3つに限定されず、4つ以上でもよい。非貫通溝13が2つであると、端面側金属フレーム22、24の円筒形状が維持できず偏心し易くなり、また多過ぎると、有効なハニカム内の処理領域が減少することになる。非貫通溝13の深さ(軸方向長さ)は、端面側金属フレーム22、24を取り付けた際、端面側金属フレーム22、24のボスの基端部26a、26bが互いに嵌合するために十分な寸法である。非貫通溝13で形成される3分割の領域は、吸着ゾーンや再生ゾーンのゾーン分割領域とは無関係のものである。ロータ素子1には、例えばゼオライトなどの吸着剤が担持される。
In the rotor
端面側金属フレーム22、24は、円筒状物の端面をフランジ形状とし、該フランジ形状に段差をつけて環状で所定幅の平坦面である外輪面21aと、環状で所定幅の平坦面である外輪面21aより小径の内輪面21bが表れるようにし、外輪面21aと内輪面21bをシール部材の当接面としたものである。外輪面21aと内輪面21bは回転軸方向に垂直な面である。また、内径が最小の小円筒部28、すなわち円筒状本体部の内部は、3つの板状スポーク25とボス26により3等分された部屋が形成されている。小円筒部28の外周部には、周方向に所定のピッチで摩擦部材281が付設されている。この摩擦部材281はこの部分に巻きつけられる無端ベルトとの係合を向上させるものである。従って、無端ベルトと同じ例えばゴム材が使用できる。
The end face
端面側金属フレーム24のボス26の基端側26aと端面側金属フレーム22のボス26の基端側26bは互いに差し込みにより嵌合する。すなわち、端面側金属フレーム24のボス26の基端側26aの内径は端面側金属フレーム22のボス26の基端側26bの外径と略同じかやや大きいものである。これにより、ロータ素子回転体2Aの骨格を簡易な方法で形成することができる。なお、ロータ素子1と端面側金属フレーム24の接合には、接着剤を使用してもよいが、ロータ素子1の端面11と端面側金属フレーム22、24の内輪面21bの境界部及びロータ素子1の端面11と板状スポーク25の境界部には接着剤が漏れないようにする。
The
ロータ素子1の外周の中央部は、金属フレーム2のひとつである筒状金属フレーム23Aが付設される。筒状金属フレーム23Aは半円筒部材23を組み合わせたものであり、半円筒部材23と端面側金属フレーム22、24とはビス孔231を使用したビス止めとし、半円筒部材23とロータ素子1とは好適には接着剤接合である。これにより、ロータ素子1、端面側金属フレーム22、24及び円筒部材23が一体化されロータ素子回転体2Aを形成できる。ロータ素子回転体2Aは一端が回転駆動手段に巻かれ、他端が端面側金属フレーム24の摩擦部材281の位置に巻かれた無端ベルトにより、所定の回転速度で回転するようになっている。
A
固定プレート3Aは、通常、回転式ガス処理装置のケーシングに固定され、ロータ素子1の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成するものであって、外輪面21aと摺動接触する環状で且つ平坦面の第1シール部材31と、内輪面21b及びロータ素子1の端面11と摺動接触すると共に、ロータ素子1の端面をゾーン毎に画成する平坦面の第2シール部材32を有する。なお、第1シール部材31と第2シール部材32を併せて、単に「シール部材」と言うこともある。
The fixed
第1シール部材31の環形状は、外輪面21の環形状と同一とすればよい。すなわち、第1シール部材31の内周の径は、外輪面21の内周の径と同一とし、第1シール部材31の外周の径は、外輪面21の外周の径と同一若しくはそれ以上とすればよい。これにより、外輪面21を第1シール部材31で覆うことができ、完全にシールすることができる。なお、第1シール部材31の外周形状は円形に限定されず、矩形状など円形以外の他の形状であってもよい。外輪面21が第1シール部材31で覆われていれば第1シール部材31の効果が得られるからである。
The ring shape of the
第2シール部材32は、ロータ素子1の端面をゾーン毎に画成する仕切り機能とシール機能を有する。すなわち、第2シール部材32の側面視、すなわち回転軸方向から見る形状は、外周が円形状であって、その円形状内に、中心の小円形の貫通穴と、各ゾーンを形成する扇状の貫通穴を有する。具体的には、ゾーン間を区画する所定幅の矩形断面のゾーン間仕切り部321と、ゾーンと外気をシールする内輪部32の形状と同じ形状の大環状部323と、中心穴周りの小環状部322とからなる。ゾーン間仕切り部321、大環状部323及び小環状部322は高さが同じ面一である。大環状部323は内輪部32と摺動接触するのみで、ロータ素子1とは摺動接触しない。これにより、ゾーンと外気を確実にシールできる。
The
ゾーン間仕切り部321の幅寸法w1は、ロータ素子1の大きさにより一概に決定できないが、概ね10〜30mmである。w1がこの範囲にあれば、ロータ素子に大小の凹凸が存在してもゾーン間シールを確実に行なうことができる。w1が小さ過ぎるとゾーン間シールが不十分となり、大き過ぎるとゾーンを狭め有効処理領域が減少する。
Width w 1 of the
大環状部323の幅寸法w2は、内輪部32の幅寸法と同じであるため内輪部32の幅寸法に影響されるが、概ね10〜30mmである。w2がこの範囲にあれば、外シールを確実に行なうことができる。w2が小さ過ぎると外シールが不十分となり、大き過ぎるとゾーンを狭めるか、あるいは装置が大きくなるだけで無駄が多くなる。
Width w 2 of the
固定プレート3Aは、例えば、中央に連結棒5が通る貫通孔が形成されたSUSなどの金属プレート3の一方の面に、シール部が形成されたものである。シール部としては、金属プレート3側に、フロロフレックス(登録商標)等の発泡フッ素系ゴム、シリコーンフォームなどを付設し(内層部)、更にその上の摺動接触部側に、耐熱シートを貼付したもの(摺動接触部)が挙げられる。フロロフレックスはふっ素ゴムを発泡させた独立気泡のシート状フォームであり、耐熱性、圧縮復元特性に優れ、加熱時の脱ガス成分が少なく、クリーンな環境が要求される装置が稼動する室内に乾燥空気を供給する場合に好適である。金属プレート3にシール部材を形成する方法としては、例えば段差のある所定形状の一体構造の内層部を金属プレート3に貼付し、その後第1シール部材31及び第2シール部材32に相当する位置にそれぞれ外層部を形成する方法、あるいは所定幅と所定厚みの環状の第1シール部材31と、第1シール部材31より厚みのある各ゾーンに画成された所定形状の第2シール部材32を別々に金属プレート3に貼付する方法等が挙げられる。
For example, the fixed
耐熱シートとしては、200℃以上の温度に耐える耐熱性を有するものであり、例えばPTFEの樹脂シートが挙げられる。第1シール部材31及び第2シール部材32の摺動接触部に耐熱シートを使用すれば、再生ゾーンに300℃以上の高温の脱着空気が流れてもシール部分で滑らかな摺動を実現でき、摺動時に発生する粒子を低減することができる。
The heat-resistant sheet has heat resistance that can withstand temperatures of 200 ° C. or higher, and examples thereof include a PTFE resin sheet. If a heat-resistant sheet is used for the sliding contact portion of the
第1シール部材31及び第2シール部材32は、耐熱性及び耐磨耗性を有すると共に、所定硬さを有する。耐熱性は少なくとも200℃の使用温度に十分に耐え得る特性である。
The
本実施の形態におけるシール構造体10は、ロータ素子回転体2Aの両端に、固定プレート3Aを嵌め込み、中心の貫通孔27に連結棒5を通して両端をボルト6締めして形成される(図1及び図2参照)。ロータ素子回転体2Aと固定プレート3Aは圧縮荷重が0.01〜0.2MPaとなるように締め付けられる。これにより、ロータ素子回転体2Aの円滑な回転と確実なシールを発現することができる。
The
シール構造体10のシール方法は、ロータ素子回転体2Aと固定プレート3Aとのシールであって、固定プレート3Aに形成された環状で端面が平坦面の第1シール部材31と金属フレーム2の外輪面21aとを摺動接触させ、固定プレート3Aに形成されたロータ素子1の端面11をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第2シール部材32と内輪面21b及びロータ素子1の端面11とを摺動接触させる方法である。
The sealing method of the
シール構造体10及びそのシール方法によれば、ロータ素子の端面の大小の凹凸の存在にかかわらず、また、ハニカム構造体と金属フレームの接合部の段差などの影響を受けることなく、簡易な構造で、ゾーン間シールと外シールを確実に行なうことができる。特に、外シールがシール位置が異なる2段シールとなるため、装置の気密性が一層高まる。
According to the sealing
回転式ガス処理装置は、シール構造体10の他、被処理ガス供給手段、被処理ガス供給配管、処理ガス流出配管、再生ガス供給配管、再生ガス流出配管、ケーシング、ロータ素子回転体回転手段など公知の機器類が設置される。なお、本例の回転式ガス処理装置が不活性ガス除湿機の場合、各ゾーンは除湿ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンである。
In addition to the
除湿機などの回転式ガス処理装置は、公知の方法で使用される。すなわち、除湿ゾーン35には送風機から供給される被処理空気が通過し、水分や有機物質が除去されて、除湿ゾーン出口から乾燥空気が得られる。また、冷却ゾーン34には再生空気が供給され、当該ゾーンのロータ素子部を冷却する。また、冷却ゾーン34を出た再生空気は加熱後、再生ゾーン33に供給され、当該ゾーンのロータ素子部の水分と有機物質を除去した後、当該ゾーンから排出する。
A rotary gas processing apparatus such as a dehumidifier is used in a known method. That is, the air to be treated supplied from the blower passes through the
次に、本発明の第2の実施の形態におけるシール構造体を図5〜図7を参照して説明する。図5〜図7において、同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図5〜図7のシール構造体10aにおいて、図1〜図4のシール構造体10と異なる点は、端面側金属フレーム24のフランジの端面形状を段差の無い外輪面のみとしたものである。
Next, the seal structure in the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIGS. 5-7, the same code | symbol is attached | subjected to the same component, the description is abbreviate | omitted, and a different point is mainly demonstrated. That is, the
すなわち、シール構造体10aは、ハニカム状のロータ素子1の外周部に、ロータ素子1と一体的且つ円筒状金属フレーム2aの端面21がロータ素子1の端面11より突出するように円筒状金属フレーム2aを付設し、ロータ素子1の端面11を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレート3Bに、円筒状金属フレーム2aの端面21と摺動接触する環状の第1シール部材31と、ロータ素子1の端面11と摺動接触すると共に、該ロータ素子1の端面11をゾーン毎に画成する第2シール部材32を付設したものである。
That is, the
本例のロータ素子回転体2Bにおいて、ハニカム状のロータ素子1は、ロータ素子回転体2Aのものと同じである。
In the rotor
端面側金属フレーム22a、24aは、円筒状物の端面(フランジ面)21を第1シール部材31の当接面としたものである。円筒状物の端面21は回転軸方向に垂直な面である。また、板状スポーク25の幅寸法(軸方向の長さ)は円筒状物28aの幅寸法より小であり、且つ円筒状物の軸方向の端面21が、板状スポーク25の外側端251より突出するように円筒状物28aと板状スポーク25は接合している。そして、円筒状物28aの内部は、3つの板状スポーク25と貫通穴27が形成されたボス26により3等分された部屋が形成されている。
The end face side metal frames 22 a and 24 a are formed by using the end face (flange face) 21 of the cylindrical object as a contact face of the
端面側金属フレーム24aのボス26の基端側26aと端面側金属フレーム22aのボス26の基端側26bが互いに嵌合することはシール構造体10と同様である。また、ロータ素子1の外周の中央部に付設される筒状金属フレームの形状や構造もシール構造体10のものと同様である。
The
固定プレート3Bは、通常、回転式ガス処理装置のケーシングに固定され、ロータ素子1の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成するものであって、円筒状金属フレーム2aの端面21と摺動接触する環状で且つ平坦面の第1シール部材31と、ロータ素子1の端面11と摺動接触すると共に、ロータ素子1の端面をゾーン毎に画成する平坦面の第2シール部材32を有している。
The fixed
第1シール部材31の環形状は、シール構造体10のものと同様である。第2シール部材32は、ロータ素子1の端面をゾーン毎に画成する仕切り機能とシール機能を有する。すなわち、第2シール部材32の側面視、すなわち回転軸方向から見る形状は、外周が円形状であって、その円形状内に、中心の小円形の貫通穴と、各ゾーンを形成する扇状の貫通穴を有する。具体的には、ゾーン間を区画する所定幅の矩形断面のゾーン間仕切り部321と、ロータ素子1の外周縁部に摺動接触する大環状部323と、中心穴周りの小環状部322とからなる。これにより、ゾーンと外気を確実にシールできる。
なお、大環状部323は省略することができる。この場合、ゾーン間仕切り部321の先端部が円筒状金属フレーム2aの内周面に当接するようにする。
The ring shape of the
The macro
ゾーン間仕切り部321の幅寸法w1は、シール構造体10のものと同様である。また、大環状部323の幅寸法w3は、小さくてもよく、概ね10〜30mmである。w3が大き過ぎるとロータ素子の有効処理領域が減少する。
The width dimension w 1 of the
固定プレート3B及び金属プレート3aの構造、シール部の材料、構造あるいは特性、耐熱シート、シール構造体10aの組み付け方法は、シール構造体10のものと同様である。
The structure of the fixed
シール構造体10aのシール方法は、ロータ素子回転体2Bと固定プレート3Bのシールであって、固定プレート3Bに形成された環状で端面が平坦面21の第1シール部材31と金属フレーム2aの端面21とを摺動接触させ、固定フレーム3Bに形成されたロータ素子1の端面11をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第2シール部材32とロータ素子1の端面11とを摺動接触させるものである。
The sealing method of the
シール構造体10a及びそのシール方法によれば、ロータ素子の端面の大小の凹凸の存在にかかわらず、また、ハニカム構造体と金属フレームの接合部の段差などの影響を受けることなく、簡易な構造で、ゾーン間シールと外シールを確実に行なうことができる。
According to the sealing
本発明のシール構造体において、ロータ素子回転体2Aは、上記形態に限定されず、例えば端面側金属フレーム22、24と円筒部材23の一体化物にロータ素子を組み付けるもの、板状スポークに代えて棒状のスポークを使用したもの、軸部や板状スポークが省略されたものなど種々の形態のものが使用できる。端面側金属フレーム22、24と円筒部材23の一体化物の一例としては、端面側金属フレーム22、24と円筒部材23の一体化物において端面側金属フレーム22、24の軸部や板状スポークが省略された中空部材が挙げられる。この場合、中空部材の中空部にロータ素子を嵌め込み、中空部材とロータ素子を接着剤などで接合すればよい。
In the seal structure of the present invention, the rotor
本発明において、回転式ガス処理装置が、ロータ素子回転体を直列に2個接続し、前段のロータ素子回転体の処理ガス流出側と後段のロータ素子回転体の被処理ガス供給側を接続する中間シールを用いる場合、中間シール構造体は、本発明のシール構造体と同様の形状及び構造であればよい。すなわち、中間シール構造体で用いる金属プレートの他方の面にも前記同様の第1シール部材と第2シール部材が形成されたもの、すなわち金属プレートの両面にシール部材が形成されたものが使用できる。 In the present invention, the rotary gas processing apparatus connects two rotor element rotating bodies in series, and connects the processing gas outflow side of the former rotor element rotating body and the gas supply side of the rotor element rotating body of the subsequent stage. When using an intermediate seal, the intermediate seal structure may have the same shape and structure as the seal structure of the present invention. That is, it is possible to use a metal plate used in the intermediate seal structure having the same first seal member and second seal member formed on the other surface, that is, a metal plate formed with seal members on both sides. .
図1のシール構造体の変形例を図7に示す。図7において、図1と同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図7において、図1と異なる点は内輪面21bを外輪面21aより外側に突出させ、更に固定プレート3Aの第1シール部材31を第2シール部材32より金属プレート3とは反対側に突出させて、金属フレーム2の形状に対応させたものである。この変形例においても、図1のシール構造体と同様の効果を奏する。
A modification of the seal structure shown in FIG. 1 is shown in FIG. In FIG. 7, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different points will be mainly described. That is, FIG. 7 differs from FIG. 1 in that the
本発明は、前記第1シール部材と第2シール部材を独立の部材としたことを特徴とする請求項1又は2記載の回転式ガス処理装置のシール構造体を提供するものである。
The present invention provides a seal structure for a rotary gas processing apparatus according to
また、本発明は、前記第1シール部材と第2シール部材の摺動接触部には、耐熱性の樹脂シートを付設したことを特徴とする請求項1又は2記載の回転式ガス処理装置のシール構造体を提供するものである。
The rotary gas processing apparatus according to
また、本発明は、前記第1シール部材と第2シール部材を独立の部材としたことを特徴とする請求項3又は4記載の回転式ガス処理装置のシール方法を提供するものである。
The present invention also provides the sealing method for a rotary gas processing apparatus according to
また、本発明は、前記第1シール部材と第2シール部材の摺動接触部には、耐熱性の樹脂シートを付設したことを特徴とする請求項3又は4記載の回転式ガス処理装置のシール方法を提供するものである。
The rotary gas treatment device according to
乾燥空気供給装置、不活性ガス除湿機及び有機溶剤吸着装置などとして使用される回転式ガス処理装置に本発明のシール構造体を使用すれば、ゾーン間シールと外シールを異なる位置のシール材で安定したシールができ、ガスの処理効率が向上する。 If the seal structure of the present invention is used in a rotary gas processing device used as a dry air supply device, an inert gas dehumidifier, an organic solvent adsorption device, etc., the seals between zones and the outer seals can be used at different positions. A stable seal can be achieved, and gas processing efficiency is improved.
1 ハニカム状のロータ素子
2、2a 金属フレーム
2A ロータ素子回転体
3 固定プレート
5 連結棒
5a 貫通孔
10、10a シール構造体
13 非貫通溝
21a 外輪面
21b 内輪面
22、24 端面側金属フレーム
25 板状スポーク
26a、26b ボスの基端部
33 再生ゾーン
35 吸着ゾーン
281 摩擦部材
DESCRIPTION OF
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