JP5423841B2 - 溶剤処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶剤処理装置に関し、塗装工場や半導体製造工場などから排出される溶剤（トルエンやキシレンで代表される有機溶剤等で３０ｐｐｍ〜３００ｐｐｍ程度の濃度）含有の排気を処理する技術に関する。つまり、排気中の溶剤を除去処理する技術のうち、最終処理量の減量を図るように溶剤の濃度を濃縮する技術を用いた溶剤処理装置である。より詳しくは、活性炭のフェルトを主体とする輪状の溶剤吸着シートを用い、溶剤を含有する処理対象ガスを、溶剤吸着シート内をその厚さ方向で透過するように供給してその処理対象ガス中の溶剤を溶剤吸着シートに吸着させることにより溶剤を除去する技術に関する。

溶剤吸着シートを用いて溶剤を処理する場合（シート式）には、たとえば、繊維状活性炭をペーパ化し、段加工して多数のガス通路を有するハニカム状に成形し、それを枠に支持させたブロック状の溶剤吸着体を用いて、その溶剤吸着体のガス通路内に沿って処理対象ガスを透過させることにより、繊維状活性炭が分散するガス通路周囲壁に接触させて溶剤を吸着させる場合（ハニカムロータ式）に比較して、次のような利点がある。

ハニカムロータ式の場合には、ガス通路周囲壁に沿って処理対象ガスを流動させて吸着材に接触させることで吸着させるため、溶剤吸着体の大きさの割りには吸着材と溶剤との接触面積が小さく、その上加工数が多く、吸着材と溶剤との接触効率が悪く、溶剤吸着体の大きさの割りには処理能力が小さく、コストの高いものになる。

さらに、溶剤吸着体を加熱して脱着する際、溶剤吸着体が大きく、加えて、支持用の枠に熱を取られることにより、多量の熱量が必要であり、かつ、脱着後に吸着可能状態に復帰させる上で冷却を必要とすることもあり、ランニングコストが高い。

これに対して、特開平０５−２４５３３６号公報（特許文献１）、特開平０５−２７７３２８号公報（特許文献２）、特開平０５−２７７３３１号公報（特許文献３）に開示されるような輪状の溶剤吸着シートを用いた場合には、溶剤吸着シートを、繊維状活性炭のフェルトから構成することなどにより、接触面積を大きくして接触効率を優れたものにできる。また、溶剤吸着シートの厚さを薄くすることもできる。

その結果、溶剤吸着シートは加熱・冷却し易いもとなり、脱着のための加熱に要するランニングコストが安く済む。また、特別な装置類を要することなく、脱着後の吸着のための冷却を行なうことができる。

特開平０５−２４５３３６号公報 特開平０５−２７７３２８号公報 特開平０５−２７７３３１号公報

上記各特許文献に開示される溶剤処理装置においては、輪状の溶剤吸着シートを循環経路に沿うように巻きかけて回転移動させるための移動手段として、ネットコンベアが用いられている。

このネットコンベアは、４角に設けられたローラーに巻きかけられたコンベアネットを有し、このコンベアネットにより溶剤吸着シートが循環経路を移動する。また、コンベアネットには、テンションローラーにより、常に一定のテンションが加えられている。

しかし、コンベアネットは使用により徐々に延びが発生し、循環経路において蛇行が生じる場合がある。その場合には、溶剤処理装置における処理対象ガス中の溶剤を溶剤吸着シートに吸着させる効率を低下させることにつながる可能性が考えられる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、循環経路においてコンベアネットの延びの発生を抑制することのできる構成を備える、溶剤処理装置を提供することを目的とする。

この発明に基づいた溶剤処理装置においては、活性炭のフェルトを主体とする輪状の溶剤吸着シートを循環経路に沿うように巻きかけて回転移動させる移動手段と、上記循環経路の第１設定箇所で上記溶剤吸着シート内に、上記溶剤吸着シートの厚さ方向に透過するように溶剤を含有する処理対象ガスを供給して、上記溶剤を溶剤吸着シートに吸着させる吸着手段と、上記第１設定箇所とは異なる別の第２設定箇所で上記溶剤吸着シート内に、上記溶剤吸着シートの厚さ方向に透過するように脱着用ガスを供給して、上記溶剤吸着シートから溶剤を脱着する脱着手段とを備える。

上記移動手段は、上記溶剤吸着シートの内周面に重ねた状態で上記溶剤吸着シートを移送するコンベアネットを有するネットコンベアと、上記コンベアネットのみを上記コンベアネットの厚さ方向に挟み込んで上記コンベアネットを回転移動させる駆動ローラーおよび従動ローラーとを含む。

他の形態においては、上記駆動ローラーと上記従動ローラーとにより厚さ方向に挟み込んで上記コンベアネットを駆動した後の、上記コンベアネットに加わるテンションをフリーにすることで下方に向けて弛ませるとともに、上記コンベアネットが下方に弛んだ領域に、上記コンベアネットの蛇行を抑制する器具がさらに設けられている。

この発明に基づいた溶剤処理装置によれば、循環経路においてコンベアネットの延びの発生を抑制することのできる構成を備える、溶剤処理装置を提供することを可能とする。

本実施の形態における溶剤処理装置の概略構成を示す模式図である。 本実施の形態における溶剤処理装置の斜視図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視に沿った断面図である。 図２中のＩＶ−ＩＶ線矢視に沿った断面図である。 （イ）、（ロ）、および（ハ）は、本実施の形態における溶剤吸着シート要部の構造を示す断面図である。 （イ）および（ロ）は、本実施の形態における溶剤吸着シートの接続部の平面図である。 本実施の形態における溶剤吸着シートの接続部の断面図である。 本実施の形態におけるコンベアネット要部の平面図である。 本実施の形態におけるコンベアネットとガイド機構との関係を示す要部の横断正面図である。 本実施の形態におけるコンベアネットとガイド機構との関係を示す要部の縦断正面図である。 本実施の形態における溶剤処理装置の概略構成を示すブロック図である。 本実施の形態における溶剤処理装置の移動手段を示す図である。 本実施の形態における溶剤処理装置の移動手段を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一または対応する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない場合がある。また、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。

図１を参照して、本実施の形態における脱臭装置１０００は、溶剤処理装置１１００と触媒酸化装置１２００とを有している。溶剤処理装置１１００内には、処理対象ガスＧ１が外部設備から送り込まれる。溶剤処理装置１１００内においては、循環経路の第１設定箇所で処理対象ガスＧ１に含有される溶剤が溶剤吸着シート３に吸着される。

溶剤吸着シート３に吸着された溶剤は、第１設定箇所とは異なる別の第２設定箇所で脱着用ガスＧ２により溶剤吸着シート３から溶剤が脱着される。脱着用ガスＧ２から溶剤が脱着された処理ガスｇ１は、ファンＦ２により脱臭装置１０００の外部に排出される。

触媒酸化装置１２００においては、脱着用ガスＧ２に溶剤が脱着された濃縮ガスｇ２が、ファンＦ４により、ヒーター１２１、触媒１２２および熱交換器１２３の経路に送り込まれ、脱着用ガスＧ２として再び用いられる。熱交換器１２３には、ファンＦ３により脱着用空気が送り込まれる。

図２から図４に示すように、溶剤処理装置１１００は、通気性を有する輪状（無端帯状）の溶剤吸着シート３を循環経路に巻き掛け設置し、その溶剤吸着シート３を循環経路に沿って回転移動させる移動手段を有する。

溶剤処理装置１１００は、循環経路の第１設定箇所でその溶剤吸着シート３内を、その厚さ方向に透過するように処理対象ガスＧ１を供給して溶剤を溶剤吸着シート３に吸着させる吸着手段と、第１設定箇所とは異なる別の第２設定箇所で溶剤吸着シート３を厚さ方向に透過するように脱着用ガスＧ２を供給して溶剤吸着シート３から溶剤を脱着する脱着手段とを含む。

図３および図４に示すように、循環経路は、上昇経路部と、それの上端に連なる水平の上側経路部と、その終端に連なる下降経路部と、その下降経路部から上昇経路部への水平な下側経路部とを含む。

（溶剤吸着シート３）
図５から図７に示すように、溶剤吸着シート３は、活性炭を吸着材として、常温で処理対象ガスＧ１中の溶剤を吸着し、加熱（１００〜１３０度）により脱着するものである。

図５に示すように、溶剤吸着シート３は、その表面保護のためにその表裏に不織布等からなる保護層３ａが重ねられた繊維状活性炭のフェルト３Ａと、そのフェルト３Ａのうち移動方向にそった側端縁に固定した補強体３Ｂと、フェルト３Ａの長手方向（前後方向）の両端に固定した第２の補強体３Ｃと、両端の第２の補強体３Ｃ同士を接続して全体を輪状にするための接続構造とを有する。

フェルト３Ａの実数値例を挙げると、活性炭繊維の径は１０μｍ〜２０μｍ、厚さは１０ｍｍから２０ｍｍ、目付け量は６００ｇ／ｍ^２程度である。なお、図では判りやすくする上で保護層３ａを厚く示してあるが、保護層３ａの実際の厚さは非常に薄いものである。補強体３Ｂおよび第２の補強体３Ｃは、ともに、耐熱性、耐溶剤性、可撓性（柔軟性）を有するとともに、フェルト３Ａよりも大きい抗張力を有する。

図５に示すように、保護層３ａ、補強体３Ｂおよび第２の補強体３Ｃは、表面端部と端面と裏面端部とを一連に覆うものであり、フェルト３Ａへの固定手段は縫合である。固定構造としては、図５（イ）に示すように、フェルト３Ａの端部を圧密した状態で縫合した構造や、図５（ロ）に示すように、フェルト３Ａの端部を圧密しない状態で縫合した構造、図５（ハ）に示すように、フェルト３Ａの端部を耐熱性のパッキン３ｂを介して圧密した状態で縫合した構造を挙げることができる。

図６、図７に示すように、フェルト３Ａの接続構造は、フェルト３Ａの両端を幅方向で位置決めした状態で接続する構造である。スライダ４のスライドにより係脱自在な務歯５の一方を第２の補強体３Ｃのうちの一方に装着し、かつ、他方の務歯５を他方の第２の補強体３Ｃに装着したファスナー６と、スライダ４を除去した状態のそのファスナー６の務歯５同士の離脱を阻止する連結材７とを含む。

図６（イ）に示すように、ファスナー６は、フェルト３Ａの幅よりも長いものとしてフェルト３Ａに装着され、図６（ロ）に示すように、接合後にフェルト３Ａの幅に一致するように両端部を切断除去され、連結材７は、切断除去後のファスナー６の両端において務歯５同士が離脱しないように固定する。

ファスナー６には、第２の補強体３Ｃ同士にわたって位置することでその第２の補強体３Ｃ間をシールする遮蔽シート８が設けられている。遮蔽シート８は、第２の補強体３Ｃに固定されている。

この遮蔽シート８、第２の補強体３Ｃ、およびファスナー６は、一回の縫合で一括的にフェルト３Ａに固定してもよく、また、別々に固定してもよい。加えて、各種の固定に接着剤を併用してもよい。接着剤としては、耐熱性のものが好ましい。

（ネットコンベア９）
移動手段は、溶剤吸着シート３の内周面を重ねた状態でその溶剤吸着シート３を循環経路に沿って移送するネットコンベア９である。このネットコンベア９は、コンベアネット９Ａと、それを移動案内するガイド機構と、駆動ローラー２Ａとを含む。

図８および図９に示すように、コンベアネット９Ａは、平帯状のネット材を編織して構成されている。ネット材のうち、移動方向に沿う姿勢のネット材９ａは、抗張力が大きいアラミド樹脂製である。幅方向に沿う姿勢のネット材９ｂは、テフロン（登録商標）樹脂製である。

コンベアネット９Ａの厚さ（ｔ）は、良好な可撓性を得る上でｔ＝０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度としてあり、目の大きさは５ｍｍ×５ｍｍ程度、ネット材の幅は１ｍｍ程度である。コンベアネット９Ａの移動方向にそった端縁には、補強ベルト９ｃが固定されている。

再び、図２および図３を参照して、ガイド機構は、循環経路のコーナ部（４角部）に配置したガイドローラー２および駆動ローラー２Ａと、上昇経路部、下降経路部、上側経路部のそれぞれに配置したガイドレール９Ｄとを含む。

図９および図１０に示すように、ガイドレール９Ｄは、コンベアネット９Ａの補強ベルト９ｃに固定したピン１０に係合することにより、コンベアネット９Ａの幅方向の位置ずれを規制するガイド溝９ｄと、コンベアネット９Ａの内周面に摺動してそのコンベアネット９Ａの厚さ方向での振れを防止するガイド面９ｅとを備える。ガイド面９ｅのうち移動上手側の端部分９ｆは、ガイドレール９Ｄの端面にピン１０が引っ掛からないようにするため、傾斜姿勢に形成されている。

図１１および図１２を参照して、駆動ローラー２Ａは、外部に設けられた駆動装置７０（図２参照）によりプーリ２Ｐを介してベルト駆動されている。駆動ローラー２Ａは、その対向する位置にコンベアネット９Ａのみを、コンベアネット９Ａの厚さ方向に挟み込んでコンベアネット９Ａを回転移動させる従動ローラー５０Ａが設けられている。従動ローラー５０Ａには、従動ローラー５０Ａを駆動ローラー２Ａ側に押圧（図中矢印Ｆ方向）するための押圧バネ６０が設けられている。

駆動ローラー２Ａは、芯金部材２ａおよび芯金部材２ａを取り囲む軟質材料からなる表層部材２ｂを有し、表層部材２ｂがコンベアネット９Ａの目に入り込んで係合する。従動ローラー５０Ａは、芯金部材５０ａおよび芯金部材５０ａを取り囲む軟質材料からなる表層部材５０ｂを有し、表層部材５０ｂがコンベアネット９Ａの目に入り込んで係合する。

本実施の形態では、コンベアネット９Ａの、駆動ローラー２Ａと従動ローラー５０Ａとにより駆動した後のコンベアネット９Ａには、テンションが加えられないことから、図２および図３に示されるように、コンベアネット９Ａは下方に弛ませた状態となる。溶剤吸着シート３は、循環経路のうち下側経路部において、コンベアネット９Ａから下方に分離して溶剤吸着シート３が自由状態となる。

このように、本実施の形態においては、コンベアネット９Ａには、テンションが加えられていないことから、コンベアネットの使用による延びの発生を抑制することが可能となる。

なお、図２および図３に示すように、コンベアネット９Ａが下方に弛んだ領域においては、コンベアネット９Ａの蛇行を抑制する器具としてプレート部材８０を設けるとよい。

（吸着手段／脱着手段）
図３から図５および図１３に示すように、吸着手段は、循環経路のうち上昇経路部と下降経路部とで溶剤吸着シート３にその溶剤吸着シート３を厚さ方向に透過するように処理対象ガスＧ１を供給して溶剤をその溶剤吸着シート３に吸着させる手段である。

装置の全体を収容する外装ケース１３と、上昇経路部と下降経路部とにおいて外側から処理対象ガスＧ１を供給するように外装ケース１３に形成の供給口を介して外装ケース１３内に処理対象ガスＧ１を供給する吸着用吸引口１４と、溶剤吸着シート３の内側に、溶剤吸着シート３を挟んで吸着用吸引口１４に対向配置され、溶剤吸着シート３を通過した処理ガスｇ１を吸引する吸着用排出ダクト１５とを含む。

吸着用吸引口１４と溶剤吸着シート３との間、吸着用排出ダクト１５と溶剤吸着シート３との間には、２ｍｍ〜３ｍｍ程度の隙間が設けられている。

図３、図４および図１１に示すように、脱着手段は、循環経路のうち上側経路部で溶剤吸着シート３にその溶剤吸着シート３を厚さ方向に透過するように高温の脱着用ガスＧ２を供給して溶剤吸着シート３から溶剤を脱着する手段である。上側経路部において外側から脱着用ガスＧ２を供給する脱着用供給ダクト１６と、溶剤吸着シート３の内側に、溶剤吸着シート３を挟んで脱着用供給ダクト１６に対向配置され、溶剤吸着シート３を通過した濃縮ガスｇ２を吸引する脱着用排出ダクト１７とを含む。脱着用排出ダクト１７によって吸引された濃縮ガスｇ２は、触媒酸化装置１２００側に送り出される。

脱着用供給ダクト１６と溶剤吸着シート３との間、脱着用排出ダクト１７と溶剤吸着シート３との間には、２ｍｍ〜３ｍｍ程度の隙間が設けられている。

（溶剤処理装置１１００の内圧の制御）
通常、処理対象ガスＧ１の処理時には、図１３に示すように、吸着用吸引口１４の内圧をＰ１とし、吸着用排出ダクト１５の内圧をＰ２とし、脱着用供給ダクト１６の内圧をＰ３とし、脱着用排出ダクト１７の内圧をＰ４とした場合に、Ｐ１≦Ｐ４、Ｐ１≧Ｐ３、およびＰ２≧Ｐ３の関係を具備するように、溶剤処理装置１１００の吸着手段の内圧および脱着手段の内圧の制御が制御装置３００によって行なわれる。

このように各領域の内圧関係を維持するように制御することで、吸着用吸引口１４から吸引された処理対象ガスＧ１は、溶剤吸着シート３を通過したのち処理ガスｇ１として吸着用排出ダクト１５から排出されるとともに、脱着用ガスＧ２は、溶剤吸着シート３を通過したのち濃縮ガスｇ２として脱着用排出ダクト１７から排出され、処理対象ガスＧ１が脱着用排出ダクト１７へ流出することはなく、また脱着用ガスＧ２の吸着用吸引口１４側への流出および吸着用排出ダクト１５へ流出することもない。

なお、溶剤処理装置１１００の内圧は、外部設備から送り込まれる処理対象ガスＧ１の送風量に応じて変化する。したがって、制御装置３００においては、吸着用吸引口１４の内圧であるＰ１を常にモニタリングし、Ｐ１の変動において、Ｐ１≦Ｐ４、Ｐ１≧Ｐ３、およびＰ２≧Ｐ３の関係を具備するように、脱着用供給ダクト１６の内圧であるＰ３の調整を行なう。

溶剤処理装置１１００の内圧の調整は、処理ガスｇ１の風量を調節するファンＦ２、脱着用ガスＧ２の風量を調節するファンＦ３、および、濃縮ガスｇ２の風量を調節するファンＦ４を用いて行なわれる。各ガスの風量は、各ファンの回転数をインバータ制御により行なう。なお、各ファンの送風量は一定にし、各ガスが通過する管路内に管路の通路断面積を変更するダンパを設け、このダンパの開閉動作を制御することで、各ガスの風量を調節してもよい。

このように本実施の形態における溶剤処理装置１１００の内圧の調整においては、上記したように、吸着用吸引口１４の内圧をＰ１とし、吸着用排出ダクト１５の内圧をＰ２とし、脱着用供給ダクト１６の内圧をＰ３とし、脱着用排出ダクト１７の内圧をＰ４とした場合に、Ｐ１≦Ｐ４、Ｐ１≧Ｐ３、およびＰ２≧Ｐ３の関係を具備するように、吸着手段の内圧および脱着手段の内圧の制御を行なうことで、処理対象ガスＧ１の脱着用排出ダクト１７への流出を防止するとともに、脱着用ガスＧ２の吸着用吸引口１４への流出および吸着用排出ダクト１５への流出を防止する。

なお、上述した吸着手段の内圧および脱着手段の内圧のＰ１からＰ４の圧力の制御は一例である。吸着手段の内圧および脱着手段の内圧のＰ１からＰ４の圧力の制御は、処理対象ガスＧ１の脱着用排出ダクト１７への流出を防止するとともに、脱着用ガスＧ２の吸着用吸引口１４への流出および吸着用排出ダクト１５への流出を防止することができるように、Ｐ１からＰ４の圧力の制御を行なう。

今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

２ ガイドローラー、２Ａ 駆動ローラー、２ａ，５０ａ 芯金部材、２ｂ，５０ｂ 表層部材、２Ｐ プーリ、３ 溶剤吸着シート、３Ａ フェルト、３Ｂ 補強体、３Ｃ 第２の補強体、３ａ 保護層、３ｂ パッキン、４ スライダ、５ 務歯、６ ファスナー、７ 連結材、８ 遮蔽シート、９ ネットコンベア、９Ａ コンベアネット、９Ｄ ガイドレール、９ａ，９ｂ ネット材、９ｃ 補強ベルト、９ｄ ガイド溝、９ｅ ガイド面、９ｆ 端部分、１０ ピン、１３ 外装ケース、１４ 吸着用吸引口、１５ 吸着用排出ダクト、１５ａ，１７ａ 吸い込み口、１６ 脱着用供給ダクト、１６ａ 供給口、１７ 脱着用排出ダクト、５０Ａ 従動ローラー、６０ 押圧バネ、７０ 駆動装置、８０ プレート部材、１２１ ヒーター、１２２ 触媒、１２３ 熱交換器、３００ 制御装置、１０００ 脱臭装置、１１００ 溶剤処理装置、１２００ 触媒酸化装置、Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４ ファン、Ｇ１ 処理対象ガス、Ｇ２ 脱着用ガス、Ｐ１，Ｐ２ 内部圧力、ｇ１ 処理ガス、ｇ２ 濃縮ガス。

Claims (1)

1. 活性炭のフェルトを主体とする輪状の溶剤吸着シートを循環経路に沿うように巻きかけて回転移動させる移動手段と、
   前記循環経路の第１設定箇所で前記溶剤吸着シート内に、前記溶剤吸着シートの厚さ方向に透過するように溶剤を含有する処理対象ガスを供給して、前記溶剤を溶剤吸着シートに吸着させる吸着手段と、
   前記第１設定箇所とは異なる別の第２設定箇所で前記溶剤吸着シート内に、前記溶剤吸着シートの厚さ方向に透過するように脱着用ガスを供給して、前記溶剤吸着シートから溶剤を脱着する脱着手段と、を備え、
   前記移動手段は、
   前記溶剤吸着シートの内周面に重ねた状態で前記溶剤吸着シートを移送するコンベアネットを有するネットコンベアと、
   前記コンベアネットのみを前記コンベアネットの厚さ方向に挟み込んで前記コンベアネットを回転移動させる駆動ローラーおよび従動ローラーと、
   を含み、
   前記駆動ローラーと前記従動ローラーとにより厚さ方向に挟み込んで前記コンベアネットを駆動した後の、前記コンベアネットに加わるテンションをフリーにすることで下方に向けて弛ませるとともに、
   前記コンベアネットが下方に弛んだ領域に、前記コンベアネットの蛇行を抑制する器具がさらに設けられている、溶剤処理装置。

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