JPH06327925A - 回転式ガス分離装置 - Google Patents

回転式ガス分離装置

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JPH06327925A
JPH06327925A JP5118313A JP11831393A JPH06327925A JP H06327925 A JPH06327925 A JP H06327925A JP 5118313 A JP5118313 A JP 5118313A JP 11831393 A JP11831393 A JP 11831393A JP H06327925 A JPH06327925 A JP H06327925A
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定 高橋
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邦夫 佐木
Kazuaki Oshima
一晃 大嶋
Kiichiro Ogawa
紀一郎 小川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸着器内のガス流れ均一化のためのデッドス
ペースを設けず圧損を少くすると共にシール性を向上さ
せた回転式ガス分離装置を提供する。 【構成】 円周方向に複数個に区画され吸着剤14を充
填された区画室をもつ吸着器1の上部端面上に円板状回
転弁板2が回転自在に当接されている。円板状回転弁板
2には肉厚方向に貫通した原料ガス用ポート16と肉厚
の約1/2位置で回転弁板2の外径方向に向きを変え弁
板2の円柱部外表面側に貫通された特定ガス用ポート1
7が形成されている。特定ガス用ポート17の外側には
非回転リング21が回転弁板2と同心状に配設されガス
漏洩を防ぐ磁性流体シール装置28が設けられている。
回転弁板2には肉厚方向に貫通したポート16が1つ設
けられているだけであるから、このポート内半径と吸着
器内半径を近づけることができるので吸着剤前縁部での
ガス流速分布が均一化し、弁板と吸着剤前縁部間にデッ
ドスペースを設ける必要を無くしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、化石燃料を燃焼させた
後の排ガス中からCO2 やNOx ,SOx 等を吸着によ
り分離し、それを離脱させて回収する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4〜図7は、本出願人が先に特願平0
3−195378号によって出願した回転式ガス回収装
置を示したものである。図4において1は固定式吸着
器、2は固定式吸着器1の一端面と接する円板状の上部
回転弁板で、3は同吸着器1の他の端面と接する円板状
の下部回転弁板で、これらの弁板2,3は駆動軸4によ
って同じ速度で回転する。上部回転弁板2の上には原料
ガス及び特定ガス通過用ベローズ5,6が取付けられた
回転しない可動円板状の弁板(ガス分配弁板)7が設置
してあり、上部回転弁板2と接する吸着器1の一端面及
び可動の非回転弁板(ガス分配弁板)7の一端面が離れ
ないよう予荷重用ばね8が取付けてある。
【0003】同様に下部回転弁板3側にも回転しない可
動の非回転弁板(ガス分配弁板)9、製品ガス及びパー
ジガス通過用ベローズ10,11並びに予荷重用ばね1
2が取付けてある。なお、固定式吸着器1の内部構造
は、図7(図4のG−G断面)に示すとおり円周方向に
区画された複数の区画室13が設けてあり、その中に吸
着剤14が充填されている。原料ガスは、原料ガス通過
用ベローズ5から可動の非回転弁板(ガス分配弁板)7
の原料ガス用全周溝15を経て上部回転弁2の肉厚方向
に貫通した原料ガス用ポート16に導びかれ、そして吸
着器1の区画室13に入りその中の吸着剤14によって
特定ガスが吸着される。
【0004】次に吸着剤14に吸着された特定ガスは、
真空ポンプによる真空引きによって吸着剤14から脱離
し、上部回転弁板2の肉厚方向に貫通した特定ガス用ポ
ート17から、可動の非回転弁板(ガス分配弁板)7の
特定ガス用全周溝18を経て同ガス通過用ベローズを通
り回収される。ここで、上部回転弁板2に設けてある原
料ガス用ポート16と特定ガス用ポート17の形状は、
図6(図4のF−F断面)に示すとおり、区画室13を
幾つか合わせた拡がりをもつ扇形で、肉厚方向に貫通し
ている。そして、原料ガス用ポート16と特定ガス用ポ
ート17は、円周方向に180度の位相差を設けること
で吸着器1の区画室13が原料ガスの供給と特定ガスの
真空排気処理を同時に受けないようになっている。
【0005】また、これらのポートは、半径方向にもオ
フセットされており、図5(図4のE−E断面)に示す
可動の非回転弁板(ガス分配弁板)7の外径側に設けた
原料ガス用全周溝15が原料ガス用ポート16と半径位
置で重なり、また、内径側に設けた特定ガス用全周溝1
8が特定ガス用ポート17と半径位置で重なる。この結
果、上部回転弁板2が回転することで区画室13に流れ
るガスの切替えが行なわれ、連続して原料ガスを供給し
特定ガスを回収することができる。そして、製品ガス、
パージガスが流れる下部側の回転弁板3及び可動の非回
転弁板(ガス分配弁板)9についてもガス切換え機構は
上部側のそれと全く同じである。なお、上部回転弁板2
と吸着剤14の前縁部との間には、原料ガス流速を均一
化させるためセラミックボールを充填したデッドスペー
ス26が設けてある。
【0006】回転弁板2,3の原料ガスポート外半径及
びポート内半径それぞれを吸着剤14が充填されている
吸着器外半径と内半径に限りなく近づければ、吸着剤前
縁部のガス流速分布が均一化し、ガス分離性能指数(吸
着ガス量)/(全吸着剤量)を向上できる。従来構造の
場合、原料ガスポート16と特定ガスポート17を半径
方向にオフセットすることで回転弁板機能が成り立って
いることから原料ガスポート内半径は、吸着器内半径よ
り大きくなり、そのままであれば吸着剤前縁部ガス流れ
に偏流の問題が生じる。このため、前記したように吸着
剤前縁部と弁板部との間にスペース26を設け、このス
ペース26に均一流を生み出す工夫を講じている。しか
しながら、同スペース26は、死容積であるため、特定
ガス回収時の濃度低下や、原料ガス圧損の原因となり、
同スペース26を少なくし吸着剤前縁部ガス流速を均一
化することが、従来構造の課題である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、吸着器内に
従来の装置のようにガス流れ均一化のためのデッドスペ
ースを設けることなくガス流れを均一化し、ガス圧損が
少く、かつ、特定ガスを濃度低下させずに回収できるよ
うにした回転式ガス分離装置を提供することを課題とし
ている。また、本発明は、特定ガス側のシール性を向上
させ真空ポンプの消費電力を低減させると共に回転弁板
の加工を容易にした回転式ガス分離装置を提供すること
も課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、円周方向に区
画された複数個の区画室を有する吸着器と、同吸着器に
当接されガスの流入ポート及び流出ポートを持つ回転弁
板を有する回転式ガス分離装置における前記課題を解決
するため、回転弁板には肉厚方向に貫通したポートを1
つ設けるが従来、回転弁板肉厚方向に貫通して設けてい
る他方のガスポートを、弁板の肉厚途中から弁板外径方
向に向け、外径側円柱表面に貫通させ、この他方のポー
トによるガス流通を回転弁板円柱外表面から行わせる。
そして、回転弁板円柱外径部にはガス流通のための孔を
持つ非回転リングを回転弁板と同心状に取付ける。この
構成によれば回転弁板に設けるガスポートの内半径を吸
着器の内半径に一致させたものとさせることができる。
【0009】また、本発明は、前記回転弁板と前記非回
転リングの間に同回転弁板の前記第二のポートを上下か
ら挟んでガス漏洩を防ぐガスシール装置を設けた構造を
もつ回転式ガス分離装置をも提供する。このガスシール
装置としては、磁性流体が封入され非回転リングと回転
弁板の間に磁場を作ってガスシールを行う磁性流体シー
ル装置やカーボンリング等を用いた接触式シール装置を
使用する。
【0010】
【作用】本発明による回転式ガス分離装置は前記した構
成を採用するので、非回転弁板及び非回転リングのいづ
れか一方からガスを供給し他方から排出することができ
る。そして、前記構成によれば、回転弁板には肉厚方向
に貫通したポートは1つ設けられるだけであり、他方の
ポートは回転弁板の外径側円柱表面に向って貫通して設
けられるので、回転弁板を肉厚方向に貫通するガスポー
ト内半径と吸着器内半径を近づけることができるので、
吸着剤前縁部でのガス流速分布が均一化し、従来設けて
いた弁板部と吸着剤前縁部間のデッドスペースが必要で
なくなり、特定ガス濃度低下や原料ガス圧損の問題が解
決する。
【0011】また、本発明によって、回転弁板と非回転
リングの間に回転弁板の外径側円柱表面に向って貫通し
たポートを上下から挟んでガス漏洩を防ぐガスシール装
置を設けた構成を採用したものでは、従来は、その構造
上使用できなかった磁性流体シールが使用可能になりそ
のポートにおけるシール性が大きく向上し、特定ガス濃
度低下及び真空ポンプの負荷増加(特定ガス回収時の真
空ポンプ消費電力増加)を避けることができる。また、
ガス分配用非回転弁板及び回転弁板の加工精度(ガス分
配弁板側摺動面)を1ランク落とすことができ、工作コ
ストの大幅低下が可能になる。
【0012】
【実施例】以下、本発明による回転式ガス分離装置を図
1〜図3に示した実施例に基づいて具体的に説明する。
なお、図1〜図3において、図4〜図7に示した装置と
同等の部分には同じ符号を付してあり、それらについて
の説明は省略する。図1中の回転弁板2はガス分配用非
回転弁板7と吸着器1の端面に取付けた端板20との間
で駆動軸4によって回転する。この回転弁板2には、原
料ガスが流れるガスポート16を同弁板肉厚方向に貫通
加工し、同ポート内半径Ri と外半径RO を、吸着器1
の内半径ri ,外半径r o に一致させている。
【0013】端板20と相対する側の特定ガスポート1
7は、原料ガスポート16と円周方向に180度位相を
ずらし、同じ寸法サイズでポート加工してあるが、回転
弁板2の肉厚の約1/2位置で同弁板2の外径方向に向
きを変え、同弁板2の円柱部外表面側に貫通させてい
る。このため、ガス分配用非回転弁板7には原料ガス用
円周溝15のみが加工されており、特定ガス用円周溝が
ない。なお、この円周溝15には円周方向に複数カ所肉
厚方向に貫通穴27があり、原料ガス供給用フレキシブ
ルホース5と連通している。一方、回転弁板2の外径部
には、非回転リング21が同弁板との間で半径方向にす
き間Crを隔てて同心状に取付けてある。そして、同リ
ング21には円周方向に複数カ所半径方向に貫通した穴
23が加工されており、真空排気配管に接続した特定ガ
ス用フレキシブルホース22を、同穴23に結合してい
る。
【0014】回転弁板2の外径部と非回転リング21と
の間に形成されているすき間Cr部分には、特定ガスポ
ートの出口24を上下からサンドイッチするように全周
に亘り磁性流体シール装置28が取付けてある。この結
果、特定ガスは、同ポート17から出口ポート24を経
て、すき間Cr部を通り、非回転リング21の半径方向
貫通穴23よりフレキシブルホース22を介して真空排
気配管に流入し回収される。なお、特定ガス出口ポート
24は、回転弁板2外周面の一部にしかないため、穴2
3にガスが真空引きされる際流動抵抗が増す。このた
め、非回転リング21に円周溝25を設けることで解消
している。なおまた、特定ガスと周囲ガスとの圧力差や
温度が高く磁性流体が使用できない場合はカーボンリン
グ等を用いた接触式シール装置を使用する。また、下部
回転弁板側についても前記した上部回転弁板2と同様の
構成となっている。
【0015】以上、本発明を図示した実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明がこれらの実施例に限定さ
れず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その形
状、構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもな
い。例えば、前記実施例では回転弁板2に設けられたポ
ート16を原料ガス流入用とし、ポート24を特定ガス
出口用に構成しているが、これを逆にし、ポート16を
特定ガス出口用、ポート24を原料ガス流入用として構
成してもよい。また、前記実施例ではガスシール装置2
8を非回転リング21側に設けているが、場合によって
は回転弁板2側に設けてもよい。
【0016】
【発明の効果】以上具体的に説明したように本発明によ
れば本出願人が先に平成3年特許願第195378号に
よって出願した回転式ガス回収装置のもつ連続的ガス回
収機能を損うことなく、これまで課題であった吸着器内
デッドスペースをなくして、回収した特定ガス濃度低下
や原料ガス供給時の吸着器内圧損問題を解決できる。更
に、特定ガス側のシール性が大幅に向上し真空ポンプの
消費電力を少なくできる。また、回転弁板の加工精度
(ガス分配弁板側摺動面)を1ランク落とすことができ
工作コストを大幅低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る回転式ガス分離装置に
おける原料ガス側回転弁板部分の縦断面図。
【図2】図1のA−A線に沿う横断面図。
【図3】図1のB−B線に沿う横断面図。
【図4】従来の回転式ガス分離装置の縦断面図。
【図5】図4のE−E線に沿う横断面図。
【図6】図4のF−F線に沿う横断面図。
【図7】図4のG−G線に沿う横断面図。
【符号の説明】
1 固定式吸着器 2 円板状回転弁板 3 円板状回転弁板 4 駆動軸 5 ベローズ(フレキシブルホース) 6 ベローズ(フレキシブルホース) 7 ガス分配用非回転弁板 8 予荷重用ばね 9 ガス分配用非回転弁板 10 ベローズ 11 ベローズ 12 予荷重用ばね 13 区画室 14 吸着剤 15 原料ガス用全周溝 16 原料ガス用ポート 17 特定ガス用ポート 18 特定ガス用全周溝 19 回り止めピン 20 端板 21 非回転リング 22 特定ガス用フレキシブルホース 23 貫通穴 24 特定ガス出口ポート 25 円周溝 27 貫通穴(ガス分配用固定弁板側) 28 磁性流体シール装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 紀一郎 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円周方向に区画された複数個の区画室を
    有する吸着器と、同吸着器に当接されガスの流入ポート
    及び流出ポートを持つ回転弁板を有する回転式ガス分離
    装置において、前記回転弁板は肉厚方向に貫通した第一
    のポートと肉厚途中から外径側円柱表面に向って貫通し
    た第二のポートを備え前記第一のポート側にはガス流通
    のための孔を持つ非回転弁板が配設され、前記第二のポ
    ート側にはガス流通のための孔を持つ非回転リングが前
    記回転弁板と同心状に配設され、前記非回転弁板及び非
    回転リングのいづれか一方からガスを供給し他方から排
    出するように構成したことを特徴とする回転式ガス分離
    装置。
  2. 【請求項2】 前記回転弁板と前記非回転リングの間に
    同回転弁板の前記第二のポートを上下から挟んでガス漏
    洩を防ぐガスシール装置を設けたことを特徴とする請求
    項1記載の回転式ガス分離装置。
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