JP7430539B2 - Gas adsorption device, method of manufacturing an adsorption unit, and method of manufacturing a gas adsorption device - Google Patents

Gas adsorption device, method of manufacturing an adsorption unit, and method of manufacturing a gas adsorption device Download PDF

Info

Publication number
JP7430539B2
JP7430539B2 JP2020013464A JP2020013464A JP7430539B2 JP 7430539 B2 JP7430539 B2 JP 7430539B2 JP 2020013464 A JP2020013464 A JP 2020013464A JP 2020013464 A JP2020013464 A JP 2020013464A JP 7430539 B2 JP7430539 B2 JP 7430539B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
adsorbent
container
gas
adsorption
adsorption unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020013464A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021120138A (en
Inventor
璃奈 近藤
浩之 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisan Industry Co Ltd
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisan Industry Co Ltd filed Critical Aisan Industry Co Ltd
Priority to JP2020013464A priority Critical patent/JP7430539B2/en
Publication of JP2021120138A publication Critical patent/JP2021120138A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7430539B2 publication Critical patent/JP7430539B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本願で開示する技術は多孔質体を用いてガス分子を補足するガス吸着装置に関するものである。 The technology disclosed in this application relates to a gas adsorption device that captures gas molecules using a porous body.

多孔質の吸着剤を用いてガス分子を補足するガス吸着装置では、様々な方法により吸着剤をガス通路内の所定の領域に保持している。例えば、国際公開第2018/062504号に開示されている方法では、多孔質材料の一種であるMOF(Metal Organic Framework、金属有機構造体)/PCP(Porous Coordination Polymer、多孔性配位高分子)の粉末を適切な溶媒に分散させた状態でマシュマロゲルの中に導入し、乾燥により溶媒を除去することにより、MOF/PCPをマシュマロゲルに保持させている。特開2017-198884号公報には、電子写真方式の画像形成装置から発生するVOC(揮発性有機化合物)を補足するフィルターが開示されている。このフィルターでは、MOF/PCPを布袋に充填したり合成樹脂に混合させたりすることで保持している。 In a gas adsorption device that uses a porous adsorbent to capture gas molecules, the adsorbent is held in a predetermined region within a gas passage by various methods. For example, in the method disclosed in International Publication No. 2018/062504, MOF (Metal Organic Framework)/PCP (Porous Coordination Polymer), which is a type of porous material, is The MOF/PCP is retained in the marshmallow gel by introducing the powder into the marshmallow gel in a state in which it is dispersed in a suitable solvent and removing the solvent by drying. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-198884 discloses a filter that captures VOC (volatile organic compounds) generated from an electrophotographic image forming apparatus. In this filter, MOF/PCP is retained by filling a cloth bag or mixing it with a synthetic resin.

国際公開第2018/062504号パンフレットInternational Publication No. 2018/062504 pamphlet 特開2017-198884号公報Japanese Patent Application Publication No. 2017-198884

国際公開第2018/062504号の技術では、マシュマロゲルが高価であるうえ、MOF/PCPの導入に用いた溶媒をマシュマロゲルから除去するための乾燥工程が必要である。また、マシュマロゲルが何らかの液体に触れるとMOF/PCPが簡単にマシュマロゲルから排出されてしまう。特開2017-198884号公報のフィルターではMOF/PCPを布袋に充填したり合成樹脂の支持体に混合させたりすることで所定の位置に保持している。布袋に充填されるなどして流路に配置されたMOF/PCPがガス流路を遮るため、圧力損失が大きい。またガス吸着時に多孔質体が体積膨張すると布袋などの支持体が破損して多孔質体が漏れ出る虞がある。したがって、以上の問題点の少なくとも一つを解決することが望まれる。 In the technique of International Publication No. 2018/062504, the marshmallow gel is expensive, and a drying process is required to remove the solvent used for introducing MOF/PCP from the marshmallow gel. Moreover, when the marshmallow gel comes into contact with some kind of liquid, the MOF/PCP is easily expelled from the marshmallow gel. In the filter disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-198884, MOF/PCP is held in a predetermined position by filling a cloth bag or mixing it into a synthetic resin support. Since the MOF/PCP placed in the flow path, such as by being filled in a cloth bag, blocks the gas flow path, pressure loss is large. Further, if the porous body expands in volume during gas adsorption, the support such as a cloth bag may be damaged and the porous body may leak out. Therefore, it is desirable to solve at least one of the above problems.

本願で開示する技術のひとつの態様はガス吸着装置であって、ガス流路中に少なくとも一つの吸着ユニットを備えており、各吸着ユニットは、ガス分子を吸着する多孔質の吸着剤と、前記吸着剤を収容する通気性を有する容器とを備え、前記容器は前記吸着剤の体積変化に追従できるよう構成される。実施形態によっては、前記容器の内部には使用環境下で前記吸着剤に生ずる体積膨張以上の空隙を有する。実施形態によっては、前記容器は柔軟性を有する素材から形成される。実施形態によっては、前記容器の少なくとも一部に蛇腹構造を備える。これにより例えば吸着剤が体積変化しても容器が破損しないなどの効果が得られる。 One embodiment of the technology disclosed in this application is a gas adsorption device, which includes at least one adsorption unit in a gas flow path, and each adsorption unit includes a porous adsorbent that adsorbs gas molecules, and a porous adsorbent that adsorbs gas molecules. and an air-permeable container that accommodates an adsorbent, and the container is configured to be able to follow changes in the volume of the adsorbent. In some embodiments, the interior of the container has a void larger than the volumetric expansion that occurs in the adsorbent under the usage environment. In some embodiments, the container is formed from a flexible material. In some embodiments, at least a portion of the container includes a bellows structure. This provides the effect that, for example, the container will not be damaged even if the volume of the adsorbent changes.

実施形態によっては、前記容器は前記吸着ユニットの周囲に隙間を確保するための突出部を外面に備える。実施形態によっては、前記突出部は複数の面状の突出部であり、各突出部は互いに異なる向きに設けられる。これにより容器同士が密集しすぎず、ガス流の圧力損失が過大にならない。 In some embodiments, the container includes a protrusion on its outer surface to ensure a clearance around the suction unit. In some embodiments, the protrusion is a plurality of planar protrusions, and each protrusion is provided in a different direction. This prevents the containers from being too crowded together and the pressure loss of the gas flow from becoming excessive.

実施形態によっては、前記吸着ユニットには前記容器の内部空間と区画された貫通孔を備える。実施形態によっては、前記ガス吸着装置はさらに吸着層を備えており、前記吸着ユニットは前記吸着層に隣接して配置され、前記貫通孔がガス流の方向となるよう向けられる。これによれば吸着層の仕切る仕切り部材として使用でき、装置の吸着性能を上げることができる。また貫通孔を適切に設計することでガスの流れ制御や通気抵抗の調整が可能である。 In some embodiments, the adsorption unit includes a through hole that is separated from the internal space of the container. In some embodiments, the gas adsorption device further comprises an adsorption layer, and the adsorption unit is arranged adjacent to the adsorption layer and the through-hole is oriented in the direction of gas flow. According to this, it can be used as a partition member for partitioning the adsorption layer, and the adsorption performance of the device can be improved. In addition, by appropriately designing the through holes, it is possible to control gas flow and adjust ventilation resistance.

実施形態によっては、前記吸着ユニットは、一端が開口した長尺の袋に所定量の吸着剤を投入する工程と、前記吸着剤が封入されるように前記袋を封止して吸着ユニットを形成する工程と、前記吸着ユニットを切り離す工程とで形成される。また実施形態によっては、前記吸着ユニットは、窪みが形成されるように第一のシートをセットする工程と、前記窪みに吸着剤を入れる工程と、前記第一のシートに第二のシートを重ねる工程と、前記吸着剤が封入されるように前記吸着剤の周囲で二つの前記シートを封止する工程とで形成される。これらの方法により吸着ユニットを簡便に形成できる。 In some embodiments, the adsorption unit may include the steps of putting a predetermined amount of adsorbent into a long bag with one end open, and sealing the bag so that the adsorbent is enclosed to form the adsorption unit. and a step of separating the suction unit. In some embodiments, the adsorption unit includes the steps of setting a first sheet so that a depression is formed, putting an adsorbent into the depression, and stacking a second sheet on the first sheet. and sealing the two sheets around the adsorbent so that the adsorbent is encapsulated. Adsorption units can be easily formed using these methods.

一つの実施形態としての吸着ユニットを示す断面図である。It is a sectional view showing an adsorption unit as one embodiment. 図1の吸着ユニットを使用した一つの実施形態としてのガス吸着装置の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a gas adsorption device as one embodiment using the adsorption unit of FIG. 1. FIG. 吸着ユニットの突出部の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect|action of the protrusion part of a suction unit. 図1の吸着ユニットの吸着剤が体積膨張することにより膨らんだ容器を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a container swollen due to volumetric expansion of the adsorbent of the adsorption unit of FIG. 1. FIG. 吸着ユニットの製造に用いることのできる穴あきプレートを示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a perforated plate that can be used for manufacturing an adsorption unit. 穴あきプレートにセットされた第一のシートの窪みに吸着剤を入れる工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a process of putting an adsorbent into the recesses of a first sheet set on a perforated plate. 二つのシートを吸着剤の周囲で熱溶着する工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a process of thermally welding two sheets around an adsorbent. 個々の吸着ユニットを切り離す工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a process of separating individual adsorption units. 細長い吸着ユニットを製造する際に用いることのできる溝付きプレートを示す斜視図である。1 is a perspective view of a grooved plate that can be used in manufacturing elongated suction units; FIG. 異なる向きに形成した面状の突出部を有する吸着ユニットを示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a suction unit having planar protrusions formed in different directions. 十字形の面状の突出部を有する吸着ユニットを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a suction unit having a cross-shaped planar protrusion. 吸着ユニットを製造する別の方法を説明する図である。It is a figure explaining another method of manufacturing an adsorption unit. 別の実施形態として蛇腹構造を有する容器を用いた吸着ユニットを示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing an adsorption unit using a container having a bellows structure as another embodiment. 別の実施形態として貫通孔を有する吸着ユニットを示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing an adsorption unit having a through hole as another embodiment. 図14の吸着ユニットのXV-XV線における断面図である。15 is a sectional view taken along the line XV-XV of the suction unit in FIG. 14. FIG. 図14の吸着ユニットを使用した一つの実施形態としてのガス吸着装置の断面図である。FIG. 15 is a sectional view of a gas adsorption device as one embodiment using the adsorption unit of FIG. 14.

以下、本願で開示する技術の各種実施形態について図面を参照しながら説明する。なお以下の実施形態のうち実質的な差異がない部分については類似の符号を付して説明の繰り返しを避ける。 Hereinafter, various embodiments of the technology disclosed in this application will be described with reference to the drawings. It should be noted that portions of the following embodiments that are not substantially different from each other are given similar reference numerals to avoid repetition of description.

図1はひとつの実施形態としてガス吸着装置に用いることのできる吸着ユニット10を、図2はそのような吸着ユニット10を多数用いたガス吸着装置12を示す。ガス吸着装置12はケーシング内に通されたガスから所望のガス分子を補足する。ガス吸着装置としては、例えば、自動車の燃料タンクから発生する燃料蒸気を大気中に放出されないように吸着するチャコールキャニスタやベーパーコレクターが挙げられる。ガスの流れ方向を反転させることで吸着と脱離を切り替えることも可能である。ガス吸着装置12は少なくとも一つの吸着ユニット10を備え、各吸着ユニット10は、多孔質の吸着剤14(多孔質体)と、この吸着剤14を収容する容器16とを有する。 FIG. 1 shows an adsorption unit 10 that can be used in a gas adsorption device as one embodiment, and FIG. 2 shows a gas adsorption device 12 that uses a large number of such adsorption units 10. Gas adsorption device 12 captures desired gas molecules from the gas passed into the casing. Examples of gas adsorption devices include charcoal canisters and vapor collectors that adsorb fuel vapor generated from a fuel tank of an automobile to prevent it from being released into the atmosphere. It is also possible to switch between adsorption and desorption by reversing the gas flow direction. The gas adsorption device 12 includes at least one adsorption unit 10, and each adsorption unit 10 has a porous adsorbent 14 (porous body) and a container 16 that accommodates the adsorbent 14.

多孔質の吸着剤14は、例えば、MOF/PCP、COF(Covalent Organic Framework、共有結合有機性構造体)、活性炭、ゼオライト、多孔質ポリマー、多孔質アルミナ、多孔質シリカ、モレキュラーシーブ、あるいはこれらの組み合わせのいずれかとすることができる。当業者であれば、ガス吸着装置の用途に応じて適切な多孔質材料を選択できる。吸着剤14は特に、ガス分子を吸脱着するたびに体積変化したり、吸脱着の繰り返しにより経時的に体積変化したりするような物質を選択することもできる。MOF/PCPは例えば、Cu(bpy)2(BF4)2(bpy=4,4'-ビピリジン)(通称ELM-11)や、Fe(OH)(BDC)(BDC=1,4-ベンゼンジカルボキシレート)(通称MIL-53(Fe))を選択できる。この例はいずれもガス分子の吸着により体積が増加し、脱離により体積が減少するものである。吸着剤14は粉末の形態とすることができる。 The porous adsorbent 14 is, for example, MOF/PCP, COF (Covalent Organic Framework), activated carbon, zeolite, porous polymer, porous alumina, porous silica, molecular sieve, or any of these. Can be any combination. A person skilled in the art can select an appropriate porous material depending on the application of the gas adsorption device. For the adsorbent 14, a material that changes in volume each time it adsorbs and desorbs gas molecules or changes in volume over time due to repeated adsorption and desorption can also be selected. MOF/PCP is, for example, Cu(bpy) 2 (BF 4 ) 2 (bpy=4,4'-bipyridine) (commonly known as ELM-11) or Fe(OH)(BDC) (BDC=1,4-benzenedidine). carboxylate) (commonly known as MIL-53(Fe)). In all of these examples, the volume increases due to adsorption of gas molecules, and the volume decreases due to desorption. Adsorbent 14 can be in powder form.

図示しないが、容器16の中には、多孔質の吸着剤14の他に、吸着の際に多孔質の吸着剤14から発生する熱を吸収させるための蓄熱剤を入れることもできる。 Although not shown, in addition to the porous adsorbent 14, the container 16 can also contain a heat storage agent for absorbing heat generated from the porous adsorbent 14 during adsorption.

図1、図4に示すように、容器16は通気性を有し、吸着剤14の体積変化に追従できるよう構成される。例えば弾性素材など柔軟性のある素材から容器16を形成できる。このようにすると吸着剤14が体積膨張しても容器16が破損しない。容器16の内部には、使用環境下で吸着剤14に生ずる体積膨張量以上の空隙を有することが好ましい。また、容器16に蓄熱剤が入っている場合、容器16の収縮により蓄熱剤と多孔質の吸着剤14との間の接触面積を増加させることで伝熱効率が高まる。容器16は例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリアミド(ナイロン等)などの合成樹脂やセルロースなどのポリマーからなる、不織布、ネット、フィルム、膜などの素材により形成することができる。容器16を構成するこれら不織布などの素材は網目状に多数の穴(空隙)を有する。この穴は、吸着したいガス分子(キャニスタ用であれば例えばブタン以上の炭化水素)が容器16内の吸着剤14と接触できるよう、そのガス分子のサイズよりも大きいものとする。また穴は、容器16内の吸着剤14が容器16の外に漏れ出ないよう、体積が増加する前の吸着剤14のサイズよりも小さいものとする。当業者であれば、ガス吸着装置の用途に応じて以上に述べた条件を満たす適切な素材を選択できる。 As shown in FIGS. 1 and 4, the container 16 has air permeability and is configured to follow changes in the volume of the adsorbent 14. For example, the container 16 can be formed from a flexible material, such as an elastic material. In this way, even if the adsorbent 14 expands in volume, the container 16 will not be damaged. It is preferable that the interior of the container 16 has a void larger than the amount of volumetric expansion that occurs in the adsorbent 14 under the usage environment. Moreover, when the heat storage agent is contained in the container 16, the heat transfer efficiency is increased by increasing the contact area between the heat storage agent and the porous adsorbent 14 due to contraction of the container 16. The container 16 can be made of a material such as a nonwoven fabric, a net, a film, or a membrane made of a synthetic resin such as polypropylene, polyethylene, PET (polyethylene terephthalate), polyamide (nylon, etc.) or a polymer such as cellulose. The materials constituting the container 16, such as nonwoven fabrics, have a large number of holes (voids) in a mesh pattern. The hole is made larger than the size of the gas molecule to be adsorbed (for example, a hydrocarbon of butane or higher in the case of a canister) so that the gas molecule can come into contact with the adsorbent 14 in the container 16. Further, the hole is made smaller than the size of the adsorbent 14 before its volume increases so that the adsorbent 14 inside the container 16 does not leak out of the container 16. Those skilled in the art can select an appropriate material that satisfies the above conditions depending on the application of the gas adsorption device.

図13に示すように、別の実施形態として、吸着ユニット310の容器316の少なくとも一部に蛇腹構造18を設けることもできる。このようにすると吸着剤14が体積膨張しても容器316が伸長するため破損しない。 As shown in FIG. 13, as another embodiment, the bellows structure 18 may be provided on at least a portion of the container 316 of the adsorption unit 310. In this way, even if the adsorbent 14 expands in volume, the container 316 will expand and will not be damaged.

図1に示すように、吸着ユニット10の容器16には、周囲に隙間を確保するための突出部20を外面に設けることができる。図3から分かるように、この突出部20が存在することにより、吸着ユニット10同士や吸着ユニット10と周囲の物体とが密着することに対する障害となる。したがって、ガスの圧力損失を低減して吸着効率を高めることができる。図10に示すように、別の実施形態として、吸着ユニット110に複数の面状の突出部120を互いに異なる向きに設けることもできる。図11に示すように、さらに別の実施形態として、吸着ユニット210に十字形の面状の突出部220を設けることもできる。以上の突出部20、120、220は、下で説明するように、容器16を封止する際に形成される溶着部で構成することもできる。 As shown in FIG. 1, the container 16 of the suction unit 10 can be provided with a protrusion 20 on the outer surface to ensure a clearance around the container 16. As can be seen from FIG. 3, the presence of this protrusion 20 becomes an obstacle to the suction units 10 coming into close contact with each other or the suction units 10 and surrounding objects. Therefore, gas pressure loss can be reduced and adsorption efficiency can be increased. As shown in FIG. 10, as another embodiment, a plurality of planar protrusions 120 may be provided in the suction unit 110 in different directions. As shown in FIG. 11, as yet another embodiment, the suction unit 210 may be provided with a cross-shaped planar protrusion 220. The protrusions 20, 120, 220 described above may also be formed by welds formed when sealing the container 16, as described below.

〔吸着ユニットの製造〕
以上に説明した吸着ユニット10は、以下に説明する方法により簡便に製造できる。図6~図8に示すように、一つの実施形態として、まず、図5にあるような複数の穴24(または凹部)を有するプレート22などの台に、例えば樹脂製の不織布からなる第一のシート26をセットする。次に、プレート22の穴24の箇所に生じたシート26の窪み32に所定量の吸着剤14を入れる(図6)。吸着剤14は複数のノズル28から各窪み32に同時に入れることもできる。次に、第一のシート26に同様の不織布からなる第二のシート30を重ね、各穴24の周囲で二つのシート26、30を互いに熱溶着することにより容器16を形成し、吸着剤14を封止する(図7)。溶着部34でシート26、30を切断して個々の吸着ユニット10を切り離す(図8)。切断後の溶着部34が前述の図1~図4に示したように容器16の外周を取り巻く一続きの面状の突出部20となる。図示しないが、別の実施形態として、上記の穴24を有するプレート22に代えて穴のない台を用い、窪みに頼ることなく吸着剤14を第一のシート26の所定位置に乗せることも可能である。図9に示すように、さらに別の実施形態として、溝36を有するプレート122を用いてノズルを動かしながら吸着剤14を乗せることで、細長い吸着ユニット10(図示しない)を製造することも可能である。
[Manufacture of adsorption unit]
The adsorption unit 10 described above can be easily manufactured by the method described below. As shown in FIGS. 6 to 8, in one embodiment, first, a first plate made of a non-woven fabric made of resin, for example, is placed on a base such as a plate 22 having a plurality of holes 24 (or recesses) as shown in FIG. set the sheet 26. Next, a predetermined amount of adsorbent 14 is placed in the depression 32 of the sheet 26 formed at the location of the hole 24 of the plate 22 (FIG. 6). The adsorbent 14 can also be introduced into each recess 32 from multiple nozzles 28 at the same time. Next, a second sheet 30 made of a similar non-woven fabric is superimposed on the first sheet 26, and the two sheets 26, 30 are thermally welded to each other around each hole 24 to form the container 16, and the adsorbent 14 is (Figure 7). The sheets 26 and 30 are cut at the welded portion 34 to separate the individual suction units 10 (FIG. 8). The welded portion 34 after cutting becomes a continuous planar protrusion 20 surrounding the outer periphery of the container 16 as shown in FIGS. 1 to 4 described above. Although not shown, as another embodiment, it is also possible to use a stand without holes in place of the plate 22 having the holes 24 described above, and to place the adsorbent 14 at a predetermined position on the first sheet 26 without relying on the depressions. It is. As shown in FIG. 9, as another embodiment, it is also possible to manufacture an elongated adsorption unit 10 (not shown) by using a plate 122 having grooves 36 and placing the adsorbent 14 while moving the nozzle. be.

図12に示すように、別の実施形態として、まず、一方の端が開口した長尺の袋38に所定量の吸着剤14を投入する。次に、この投入された吸着剤14の上端で袋38を熱溶着することにより閉じた容器16を形成し、吸着剤14を中に封止する。この工程を繰り返すことにより、溶着部34で区画された複数の吸着ユニット110を形成する。最後に、溶着部で袋38を(破線で示すように)切断して個々の吸着ユニット110を切り離す。この場合も溶着部34が前述した容器16の外面の突出部120となる。隣合う溶着部34を異なる向きに溶着すれば、前述の図10に示したような異なる向きの面状の突出部120が形成される。また、3つ以上の熱板を押し当てることによって熱溶着すれば、例えば図11に示したような十字形状の突出部220を形成することも可能である。 As shown in FIG. 12, in another embodiment, first, a predetermined amount of adsorbent 14 is put into a long bag 38 with one end open. Next, a bag 38 is thermally welded to the upper end of the charged adsorbent 14 to form a closed container 16, and the adsorbent 14 is sealed inside. By repeating this process, a plurality of suction units 110 partitioned by welded portions 34 are formed. Finally, the bag 38 is cut at the welded portion (as shown by the broken line) to separate the individual suction units 110. In this case as well, the welded portion 34 becomes the protrusion 120 on the outer surface of the container 16 described above. By welding adjacent welding parts 34 in different directions, planar protrusions 120 in different directions as shown in FIG. 10 described above are formed. Further, by thermally welding three or more hot plates against each other, it is also possible to form a cross-shaped protrusion 220 as shown in FIG. 11, for example.

図示しないが、さらに別の実施形態として、熱溶着以外の溶着方法や接着剤を使用して容器16を封止することも可能である。 Although not shown, in yet another embodiment, the container 16 may be sealed using a welding method other than thermal welding or an adhesive.

〔貫通孔〕
図14、図15に示すように、吸着ユニット410には容器416の内部空間と区画された貫通孔40を少なくとも一つ設けることができる。これにより貫通孔40の数、寸法、形状を適切に設計することで通気抵抗や圧力損失を容易に調整できる。貫通孔40は上述の容器16の封止と同じく熱溶着により形成することができる。
[Through hole]
As shown in FIGS. 14 and 15, the adsorption unit 410 can be provided with at least one through hole 40 that is separated from the internal space of the container 416. Thereby, ventilation resistance and pressure loss can be easily adjusted by appropriately designing the number, size, and shape of the through holes 40. The through hole 40 can be formed by thermal welding in the same manner as the sealing of the container 16 described above.

〔吸着ユニットの使用〕
以上に説明した吸着ユニット10、110、210、310、410は、ガス通路42に設けられるガス吸着装置12のケーシング44内に様々な態様で用いることができる。図2に示すように、一つの実施形態として、ガス吸着装置12の吸着ユニット10は、ケーシング44内に集合体として配置することができる(図では一部の吸着ユニットのみを描いている)。白抜きの矢印は吸着動作の際のガスの流れ方向を表す。吸着ユニット10の集合体は例えば両側からウレタンシート46、48で挟むことによって流出を防止し、さらに両側から押さえ部材50、52で挟むことによって保持される。押さえ部材50、52は、例えば、ガスの流れを妨げないように大きな空隙を有する樹脂製部材(プレートと呼ばれる)である。吸着ユニット10の集合体を挟む押さえ部材50、52は、ケーシング44内において、例えば、一方の側ではケーシング44の内面から突き出すリブ54によって支持され、反対側では圧縮ばね56を用いて変位を許容しつつ弾性的に支持される。吸着剤14が直接集合状態で吸着層として配置されている場合と比べると、吸着剤14が多数の吸着ユニット10として小分けされていることにより吸着ユニット10同士にさらなる隙間が生じる。したがって、ガスの圧力損失を低減して吸脱着の効率を高めることができる。
[Use of suction unit]
The adsorption units 10, 110, 210, 310, and 410 described above can be used in various ways in the casing 44 of the gas adsorption device 12 provided in the gas passage 42. As shown in FIG. 2, in one embodiment, the adsorption units 10 of the gas adsorption device 12 can be arranged as an assembly within the casing 44 (only some adsorption units are depicted in the figure). The white arrow indicates the direction of gas flow during the adsorption operation. The assembly of suction units 10 is held by, for example, being sandwiched between urethane sheets 46 and 48 from both sides to prevent outflow, and further by being sandwiched between pressing members 50 and 52 from both sides. The holding members 50 and 52 are, for example, resin members (referred to as plates) having large gaps so as not to obstruct the flow of gas. The holding members 50 and 52 that sandwich the assembly of the suction units 10 are supported within the casing 44 by, for example, a rib 54 protruding from the inner surface of the casing 44 on one side, and are allowed to be displaced using a compression spring 56 on the other side. while being elastically supported. Compared to the case where the adsorbent 14 is directly aggregated and arranged as an adsorption layer, since the adsorbent 14 is subdivided into a large number of adsorption units 10, more gaps are created between the adsorption units 10. Therefore, the pressure loss of gas can be reduced and the efficiency of adsorption and desorption can be increased.

図16に示すように、別の実施形態として、上述のような貫通孔40を有する吸着ユニット410は、ガス吸着装置412のケーシング44内に別途配置される本来の吸着層58の仕切り部材や押さえ部材として使用することができる。例えば、上述の図2のガス吸着装置12にあるような押さえ部材50、52(の一方または両方)の代替として用いることができる。ガス吸着装置412の吸着層58は、例えば顆粒状の活性炭60の集合体からなる(図では一部の活性炭粒子のみを描いている)。吸着ユニット410はケーシング44の内径とほぼ同じ大きさの径を有する円盤状に形成し、吸着層に隣接して配置される。これによれば、このように吸着剤14を含有した仕切り部材や押さえ部材でもガス分子を吸着でき、ガス吸着装置412の吸着性能を増すことができる。また吸着ユニット410の貫通孔40は、ケーシング44内のガスの流れを制御する働きをする。当業者であれば、貫通孔40の数、寸法、形状を適切に設計することで所望の流れ制御を実現できる。例えば貫通孔40は、吸着ユニット410がケーシング44内に配置されたときにガス流の方向を向くように形成される。また、貫通孔40の存在により吸着ユニット410の表面積が増加するため、吸脱着の効率が向上する。 As shown in FIG. 16, as another embodiment, an adsorption unit 410 having a through hole 40 as described above can be used as a partition member or a presser for an original adsorption layer 58 that is separately arranged in a casing 44 of a gas adsorption device 412. It can be used as a member. For example, it can be used as a substitute for (one or both of) the holding members 50 and 52 in the gas adsorption device 12 of FIG. 2 described above. The adsorption layer 58 of the gas adsorption device 412 is made of, for example, an aggregate of granular activated carbon 60 (only some activated carbon particles are shown in the figure). The adsorption unit 410 is formed into a disk shape having a diameter approximately the same as the inner diameter of the casing 44, and is disposed adjacent to the adsorption layer. According to this, gas molecules can be adsorbed even by the partition member or the pressing member containing the adsorbent 14 in this way, and the adsorption performance of the gas adsorption device 412 can be increased. The through hole 40 of the adsorption unit 410 also functions to control the flow of gas within the casing 44. Those skilled in the art can achieve desired flow control by appropriately designing the number, size, and shape of the through holes 40. For example, the through hole 40 is formed so as to face the direction of the gas flow when the adsorption unit 410 is placed in the casing 44 . Furthermore, the surface area of the adsorption unit 410 increases due to the presence of the through holes 40, so that the efficiency of adsorption and desorption is improved.

以上、具体的な実施形態を説明したが、本願で開示する技術はこれらの実施形態に限定されるものではなく、当業者であれば技術の目的を逸脱することなく様々な置換、改良、変更を施すことが可能である。 Although specific embodiments have been described above, the technology disclosed in this application is not limited to these embodiments, and those skilled in the art can make various substitutions, improvements, and changes without departing from the purpose of the technology. It is possible to apply

10 吸着ユニット
12 ガス吸着装置
14 吸着剤
16 容器
18 蛇腹構造
20 突出部
22 プレート
24 穴
26 第1のシート
28 ノズル
30 第2のシート
32 窪み
34 溶着部
36 溝
38 袋
40 貫通孔
42 ガス通路
44 ケーシング
46、48 ウレタンシート
50、52 押さえ部材
54 リブ
56 圧縮ばね
58 吸着層
60 活性炭
10 Adsorption unit 12 Gas adsorption device 14 Adsorbent 16 Container 18 Bellows structure 20 Projection portion 22 Plate 24 Hole 26 First sheet 28 Nozzle 30 Second sheet 32 Recess 34 Welded portion 36 Groove 38 Bag 40 Through hole 42 Gas passage 44 Casing 46, 48 Urethane sheets 50, 52 Pressing member 54 Rib 56 Compression spring 58 Adsorption layer 60 Activated carbon

Claims (9)

ガス吸着装置であって、
ガス流路中に複数の吸着ユニットの集合体を備えており、
各吸着ユニットは、ガス分子を吸着する多孔質の吸着剤と、前記吸着剤を収容する通気性を有する容器とを備え、
前記容器は前記吸着剤の体積変化に追従できるようにマシュマロゲルと布袋を除いて柔軟性を有する素材にて構成されており、
前記容器は前記吸着ユニットの周囲に隙間を確保するための単数または複数の面状の突出部を外面に備えており、前記複数の吸着ユニットはこの突出部が様々な向きを向いた状態で前記集合体を成しているガス吸着装置。
A gas adsorption device,
Equipped with a collection of multiple adsorption units in the gas flow path,
Each adsorption unit includes a porous adsorbent that adsorbs gas molecules, and a breathable container that houses the adsorbent,
The container is made of a flexible material other than the marshmallow gel and the cloth bag so as to follow the volume change of the adsorbent ,
The container is provided with one or more planar protrusions on the outer surface for securing a gap around the suction units, and the plurality of suction units are arranged in a state where the protrusions are oriented in various directions. A gas adsorption device that forms an aggregate.
ガス吸着装置であって、
ガス流路中に少なくとも一つの吸着ユニットを備えており、
各吸着ユニットは、ガス分子を吸着する多孔質の吸着剤と、前記吸着剤を収容する通気性を有する容器とを備え、
前記容器は前記吸着剤の体積変化に追従できるようにマシュマロゲルと布袋を除いて柔軟性を有する素材にて構成されており、
前記容器の少なくとも一部に蛇腹構造を備えるガス吸着装置。
A gas adsorption device,
Equipped with at least one adsorption unit in the gas flow path,
Each adsorption unit includes a porous adsorbent that adsorbs gas molecules, and a breathable container that houses the adsorbent,
The container is made of a flexible material other than the marshmallow gel and the cloth bag so as to follow the volume change of the adsorbent,
A gas adsorption device including a bellows structure in at least a portion of the container.
ガス吸着装置であって、
ガス流路中に少なくとも一つの吸着ユニットを備えており、
各吸着ユニットは、ガス分子を吸着する多孔質の吸着剤と、前記吸着剤を収容する通気性を有する容器とを備え、
前記容器は前記吸着剤の体積変化に追従できるようにマシュマロゲルと布袋を除いて柔軟性を有する素材にて構成されており、
前記吸着ユニットには前記容器の内部空間と区画されて熱溶着により形成された貫通孔を備えるガス吸着装置。
A gas adsorption device,
Equipped with at least one adsorption unit in the gas flow path,
Each adsorption unit includes a porous adsorbent that adsorbs gas molecules, and a breathable container that houses the adsorbent,
The container is made of a flexible material other than the marshmallow gel and the cloth bag so as to follow the volume change of the adsorbent,
The gas adsorption device includes a through hole in the adsorption unit that is separated from the internal space of the container and formed by thermal welding .
請求項3のガス吸着装置であって、さらに吸着層を備えており、前記吸着ユニットは前記吸着層に隣接して配置され、前記貫通孔がガス流の方向となるよう向けられるガス吸着装置。 4. The gas adsorption device according to claim 3, further comprising an adsorption layer, wherein the adsorption unit is arranged adjacent to the adsorption layer and the through hole is oriented in the direction of gas flow. 請求項2~4のいずれかのガス吸着装置であって、前記容器は前記吸着ユニットの周囲に隙間を確保するための単数または複数の面状の突出部を外面に備えるガス吸着装置。 5. The gas adsorption device according to claim 2, wherein the container has one or more planar protrusions on its outer surface for securing a gap around the adsorption unit. 請求項1または5のガス吸着装置であって、前記突出部は複数の面状の突出部であり、各突出部は互いに異なる向きに設けられるガス吸着装置。 6. The gas adsorption device according to claim 1, wherein the protrusion is a plurality of planar protrusions, and each protrusion is provided in different directions. 請求項1~6のいずれかのガス吸着装置であって、前記容器の内部には使用環境下で前記吸着剤に生ずる体積膨張以上の空隙を有するガス吸着装置。 The gas adsorption device according to any one of claims 1 to 6, wherein the interior of the container has a void larger than the volumetric expansion that occurs in the adsorbent under the usage environment. ガス分子を吸着する多孔質の吸着剤と、前記吸着剤を収容する通気性を有する容器とを備え、前記容器が前記吸着剤の体積変化に追従できるよう構成されている吸着ユニットを製造する方法であって、
前記容器を、マシュマロゲルと布袋を除いて柔軟性を有する素材にて形成し、
一端が開口した長尺の袋に所定量の吸着剤を投入する工程と、前記吸着剤が封入されるように前記袋を前記容器となるように封止して吸着ユニットを形成する工程と、前記吸着ユニットを切り離す工程とを備える方法。
A method for manufacturing an adsorption unit comprising a porous adsorbent that adsorbs gas molecules and a breathable container that houses the adsorbent, the container being configured to follow changes in the volume of the adsorbent. And,
The container is made of a flexible material except for the marshmallow gel and the cloth bag,
A step of introducing a predetermined amount of adsorbent into a long bag with one end open; and a step of sealing the bag to become the container so that the adsorbent is enclosed to form an adsorption unit. and separating the adsorption unit.
請求項1のガス吸着装置を製造する方法であって、
窪みが形成されるようにマシュマロゲルと布袋を除いて柔軟性を有する素材にて形成した第一のシートをセットする工程と、前記窪みに吸着剤を入れる工程と、前記第一のシートにマシュマロゲルと布袋を除いて柔軟性を有する素材にて形成した第二のシートを重ねる工程と、前記吸着剤が封入されるように前記吸着剤の周囲で二つの前記シートを封止することで前記突出部を外面に有する前記吸着ユニットを形成する工程と、このようにして形成された複数の前記吸着ユニットを前記突出部が様々な向きを向いた状態で集合体としてガス流路中に配置する工程とを備える方法。

A method for manufacturing the gas adsorption device according to claim 1, comprising:
a step of setting a first sheet made of a flexible material excluding marshmallow gel and a cloth bag so as to form a recess; a step of placing an adsorbent in the recess; and a step of placing a marshmallow in the first sheet. The step of stacking a second sheet made of a flexible material excluding the gel and the cloth bag , and sealing the two sheets around the adsorbent so that the adsorbent is encapsulated. forming the adsorption unit having a protrusion on its outer surface, and arranging the thus formed plurality of adsorption units as an assembly in a gas flow path with the protrusion facing various directions; A method comprising:

JP2020013464A 2020-01-30 2020-01-30 Gas adsorption device, method of manufacturing an adsorption unit, and method of manufacturing a gas adsorption device Active JP7430539B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020013464A JP7430539B2 (en) 2020-01-30 2020-01-30 Gas adsorption device, method of manufacturing an adsorption unit, and method of manufacturing a gas adsorption device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020013464A JP7430539B2 (en) 2020-01-30 2020-01-30 Gas adsorption device, method of manufacturing an adsorption unit, and method of manufacturing a gas adsorption device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021120138A JP2021120138A (en) 2021-08-19
JP7430539B2 true JP7430539B2 (en) 2024-02-13

Family

ID=77269748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020013464A Active JP7430539B2 (en) 2020-01-30 2020-01-30 Gas adsorption device, method of manufacturing an adsorption unit, and method of manufacturing a gas adsorption device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7430539B2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017535416A (en) 2014-10-31 2017-11-30 ドナルドソン カンパニー,インコーポレイティド Recirculation filter for housing

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5958022U (en) * 1982-10-08 1984-04-16 株式会社白元 Deodorizing device
JPS59106525U (en) * 1982-12-30 1984-07-18 トツプ産業株式会社 Cabinet suction tool
US4830643A (en) * 1988-07-13 1989-05-16 W. L. Gore & Associates, Inc. Expanded polytetrafluoroethylene tubular container

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017535416A (en) 2014-10-31 2017-11-30 ドナルドソン カンパニー,インコーポレイティド Recirculation filter for housing

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021120138A (en) 2021-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5538545A (en) Nonparticulating adsorbent recirculating filter
CN101052455B (en) Evaporative emissions filter
JP4805438B2 (en) Filter assembly and apparatus having an adsorbent or absorber and method of use
JP3995881B2 (en) Canister for evaporative fuel treatment
JP3153245B2 (en) Compact and improved adsorption filter without particle formation
US5869009A (en) Filter device
JP2679847B2 (en) Fuel vapor recovery assembly and automobile fuel system
US7125433B2 (en) Dual diffusion channel filter
US20190193016A1 (en) Air Filter for the Interior Air of Cabins of Vehicles, Agricultural, Construction, and Work Machines
JP5220631B2 (en) Evaporative fuel processing equipment
CN204193703U (en) A kind of activated carbon filtration screen component and air cleaning facility
CA3077343C (en) Gas adsorbent body, method for producing thereof, and carbon dioxide gas concentration device
US10500536B2 (en) Thermally conductive structure for multidirection flow through packed bed
US9624877B2 (en) Elongated tubular hydrocarbon adsorption trap produced from a circularly wrapped sheet media
JP5107216B2 (en) Evaporative fuel processing equipment
JP7430539B2 (en) Gas adsorption device, method of manufacturing an adsorption unit, and method of manufacturing a gas adsorption device
CN101137426B (en) Breather filter for reduction of contaminant diffusion
US6270609B1 (en) Hard disk drive filter
CN107185353A (en) Controlled vapor for electric-device housing passes through filter assemblies
CN108457769A (en) Air cleaner for internal combustion engine
JP2024508937A (en) Flexible sorbent polymer composite article with adsorption and desorption configurations
JP2005325708A (en) Canister
WO2001015747A1 (en) An odor removing article and method for making same
JP4964808B2 (en) Evaporative fuel processing equipment
JP2005325707A (en) Canister

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220622

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230327

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230404

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230531

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230829

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231027

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240131

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7430539

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150