(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造で、比較的安価な材料を組み合わせて、耐溶剤性で、かつ３００℃程度の高温の脱着空気を用いることが可能で、さらにそのように高温の脱着空気の漏れを防止可能な回転式ガス吸着濃縮装置を提供する。【解決手段】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、少なくとも脱着ゾーンと吸着ゾーンとに分割する回転式ガス吸着濃縮装置において、ハニカム状ロータの円弧部分のシールを、複数のスリットを有する摺動性を備えた耐熱耐溶剤性シート８とその上に延伸したゴム弾性を有するシート９を重ねてロータ外周鉄板２に金属製バンド１０で取り付け、ケーシングのシールフランジ４に押し当てる構造とした回転式ガス吸着濃縮装置。シート８の一部及び全てがガラス繊維クロス入りフッ素樹脂シートよりなる、回転式ガス吸着濃縮装置【選択図】図２
2015182051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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の円弧部分のシールとして、摺動性、耐溶剤性、耐熱性を有するシートであってシート摺動部分は複数のスリットを有し、その上にゴム弾性を有するシートを延伸して重ねてケーシングのシールフランジに取り付け、ロータの外周部分に押し当てて摺動するシールを設けた回転式ガス吸着濃縮装置。
【請求項２】
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の円弧部分のシールとして、摺動性、耐溶剤性、耐熱性を有するシートであってシート摺動部分は複数のスリットを有し、ゴム弾性を有するシートを延伸して重ねてロータ外周に取り付け、ケーシングのシールフランジの外周部分に押し当てて摺動するシールを設けた回転式ガス吸着濃縮装置。
【請求項３】
摺動性を有する耐溶剤性シートとゴム弾性を有するシールの間に、耐熱性を有する断熱シートを設けたことを特徴とするシールを設けた回転式ガス吸着濃縮装置。
【請求項４】
摺動性を有する耐溶剤性、耐熱性シートの一部および総てがガラス繊維クロス入りフッ素樹脂シートよりなる請求項１及び２記載の回転式ガス吸着濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式ガス吸着濃縮装置に関するもので、特にゴム材料を侵蝕する揮発性有機化合物（以下ＶＯＣと書く）であっても、またゴム材料の耐熱温度よりも高い脱着温度を必要とするＶＯＣを含むガスであっても、比較的簡単な構造で、安価な材料を使用して、高い耐久性を有する吸着濃縮装置のシール装置を実現するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転式ガス吸着濃縮装置は空気中のＶＯＣの濃縮に用いられている。つまり塗装工場や印刷工場からは塗料やインクの溶剤であるＶＯＣが多量に放出されており、これらのＶＯＣを回収または燃焼して無害化するために、ＶＯＣを回収し易いように、または自己燃焼する濃度まで濃縮する必要がある。  
【０００３】
このために、吸着剤を担持したハニカム（蜂の巣）状ロータを用いた回転式ガス吸着濃縮装置が使用されている。回転式ガス吸着濃縮装置は上記のように吸着剤を担持したハニカム状ロータを用い、このハニカム状ロータを少なくとも吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分割し、吸着ゾーンにＶＯＣを含む被処理空気を流し、脱着ゾーンにはハニカム状ロータに吸着されたＶＯＣを脱着するために高温の脱着空気を流すようにしている。  
【０００４】
このような回転式ガス吸着濃縮装置のシールは、耐熱性が必要でかつロータの外周に沿わせるために弾性を有するシリコーン系ゴムまたはフッ素系のゴム材料が使用されている。このような技術として例えば特許文献１に開示されたものがある。  
【０００５】
また、特許文献２に開示されたものは、回転式熱交換器のシールではあるが、ハニカム状ロータの外周部にゴムや樹脂などの摩擦係数が少ないシール材を備え、熱交換器内の圧力変化があってもリークを防止するものである。（図２など）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２４８８３７号公報
【特許文献２】特開２００６−５２９２２号公報
【特許文献３】特許第３５７０６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されたものは、フッ化ビニリデン系（ＦＫＭ）等フッ素系ゴムシールを用い、摺動性を向上させるためのフッ素樹脂シートを貼り付けた構造である。この構造によって高度なシール性と、回転追従性と、耐熱性を有するシールが可能となっている。  
【０００８】
しかし処理が要求されるＶＯＣの種類が多く、ＶＯＣの種類、濃度によってはこれらのゴム材料が膨潤したり、溶解したりするなどして耐久性を減ずるという問題がある。耐溶剤性の高い四フッ化エチレンパーフルオロメチルビニルエーテルゴム（ＦＦＫＭ）等も開発されているが、非常に高価であり、摺動抵抗が大きく、ロータ端面との摩擦による耐久性に難点がある。そこでフッ素系ゴムより安価で耐溶剤性の高いＶＯＣ処理装置用のシールが求められるようになった。特許文献１に記載のものは、フッ素ゴムスポンジとフッ素樹脂シートを張り合わせることで高度なシール性と、回転追従性と耐熱性を有しているが、フッ素ゴムの耐溶剤性が弱く、ＭＥＫ、ＮＭＰ等の溶剤には使用できないか、または大幅に耐用年数を減ずるという問題があった。  
【０００９】
特許文献２に開示されたものは、熱交換器内の圧力変化があっても高いシール性を有しているが、回転式ガス吸着濃縮装置のシール材に必要な耐熱性、耐溶剤性、耐摩耗性に関する技術が開示されていない。  
【００１０】
特許文献３に開示されたものは、グラファイト系材料を取り付け部材に装着して、スプリングを用いてロータ端面に押し付けて摺動シールするもので、耐熱性と耐摺動性と耐溶剤性を有するが、材料が高価であり、構造も複雑なので高価にならざるを得ない。  
【００１１】
本発明はステンレス、銅、黄銅など金属シートまたは、ガラスクロス入りフッ素樹脂シート、ポリイミドフィルム等耐熱性と摺動性と耐溶剤性とを有するシートと、ゴム弾性シールと、必要であれば耐熱性の断熱シートとを組み合わせて、一般的かつ比較的安価な材料で、ゴム系材料を侵すような成分を含むＶＯＣ処理に使用可能で、かつ耐熱性摂氏３００℃程度（以降、温度は全て「摂氏」とする）の高温の脱着空気を用いて再生することも可能で、さらにそのように高温の脱着空気の漏れを防止可能な回転式ガス吸着濃縮装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本件発明は以上のような課題を解決するため、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外周の円弧部分のシールとして、摺動性を有する耐熱性、耐溶剤性シートであって、シートは摺動部分に複数のスリットを有し、その上にゴム弾性を有するシートを延伸して重ねてケーシングのシールフランジ（又はロータの外周部分）に取り付け、ロータの外周部分（又はケーシングのシールフランジ部分）に押し当てて摺動するシールを設けた。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の回転式ガス吸着濃縮装置は上記の如く構成したので、ゴム弾性シールは直接被処理ガスに触れず、溶剤によって劣化することは無い。また再生ゾーンでは、ゴム弾性シールは高温ガスに直接触れることは無く、再生ゾーン外周側の放熱環境にあるので再生ゾーン内側より低い温度に保たれ熱劣化が防止される。摺動性を有する耐溶剤性シートは伸縮性が無いのでシール性に乏しいが、摺動面にスリットを入れて密着性を高めると共に、ゴム弾性シールを延伸して重ね、シール面に押し付けられるので完全に漏れを止めることができる。  
【００１４】
このため、特にゴム材料を侵蝕するガスや高沸点のＶＯＣを含むガスも吸着濃縮が可能であり、従来処理が困難とされていた条件下でも有害なガスの処理が可能となる。  
【００１５】
また耐熱、耐溶剤性シートはゴム弾性を有するシールより耐熱性が高く、脱着温度に耐える材料であれば何でも良いため、安価な材料を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に用いられる外周シールの実施例１を示す断面図である。
【図２】本発明に用いられる外周シールの実施例２を示す断面図である。
【図３】本発明に用いられる外周シールの実施例３を示す断面図である。
【図４】本発明の回転式ガス吸着濃縮装置の実施例を示す斜視図である。
【図５】従来、用いられる外周シールの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の請求項１に記載の発明は、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回転式ガス吸着濃縮装置であって、前記ハニカム状ロータ外周の円弧部分のシールとして、摺動性を有する耐熱耐溶剤性シートであって、シートは複数のスリットを有し、その上に延伸したゴム弾性を有するシートを重ねてケーシングのシールフランジ又はロータの外周に取り付け、ロータ又はフランジの外周部分に押し当てて摺動するシールを設けた。接ガス部は摺動性を有する耐熱耐溶剤性シートなので、熱劣化や溶剤に侵されることがなく、またその外周に延伸したゴム弾性を有するシールを重ねてシール面に押し付けているのでシール性が保たれる。前記弾性シールは前記耐熱耐溶剤性シートより前記脱着ゾーンの外側に設けたもので、高温の脱着空気は耐熱耐溶剤性シートによって殆どシールされ、僅かに漏れた脱着空気はゴム弾性シールによって完全にシールすることができるという作用を有する。
【実施例１】
【００１８】
以下本発明の回転式ガス吸着濃縮装置の実施例について図に沿って詳細に説明する。図１は以下本発明の回転式ガス吸着濃縮装置のシール及びその取り付け部分の断面図である。  
【００１９】
ここで８は摺動性を有する耐熱耐溶剤性シートでありロータ外周鉄板２とフランジ外周を覆っている、その上に延伸したゴム弾性シール９を重ねてケーシングから延びるフランジ４に金属製バンド１０で固定している。摺動性を有する耐熱耐溶剤性シート８は伸縮性が無いのでシール性に乏しいが、ロータ摺動部分にスリットを入れて密着性を高めると共に、伸張したゴム弾性シール９で摺動面に押し付けられることで完全に漏れを止めることができる。摺動性を有する耐熱耐溶剤性シート８はフッ素系樹脂や耐熱温度３００℃程度以上の耐熱性と弾性とを有する銅、黄銅、ステンレス等の金属薄板や耐熱フィルムや耐熱繊維、金属繊維シートを用いることもできる。フッ素系樹脂としてはフッ素樹脂のシートであってもよいし、強度を増すためにはガラス入りフッ素樹脂シートでもよい。ゴム弾性シール９の幅は耐熱耐溶剤性シール８よりも５〜２０ｍｍ幅広くして、耐熱耐溶剤性シール８よりも飛び出してロータ外周鉄板２とフランジ外周を覆うようにすることでより一層の漏れ止め効果を得ることができる。
【実施例２】
【００２０】
図２は本発明の回転式ガス吸着濃縮装置シールの、別の実施例を示す取り付け部分の断面図である。  
【００２１】
ここで８は摺動性を有する耐熱耐溶剤性シートでありロータ外周鉄板２とフランジ外周を覆っている、その上から延伸したゴム弾性シール９を重ねてロータ外周鉄板２に金属製バンド１０で固定している。摺動性を有する耐熱耐溶剤性シート８は伸縮性が無いのでシール性に乏しいが、ケーシングフランジ摺動部分にスリットを入れて密着性を高めると共に、伸張したゴム弾性シール９で摺動面に押し付けられることで完全に漏れを止めることができる。なお、実施例１を含め、シール性を高めるために複数の耐熱耐溶剤性シートにて、スリット位置をずらして重ねることによってなしてもよい。実施例１の場合は、摺動シート及びゴム弾性シールを交換する場合はロータケーシングの側面の２面以上解放できないと交換作業ができないが、実施例２はロータを回転させながら１面のみの開放で交換作業が可能になるという特徴を有する。
【実施例３】
【００２２】
図３は本発明の回転式ガス吸着濃縮装置シールの、別の実施例を示す取り付け部分の断面図である。  
【００２３】
ここで８は摺動性を有する耐熱耐溶剤性シートでありロータ外周鉄板２とフランジ外周を覆っている、その上に耐熱性を有する断熱シート１１で覆い、さらにその上から延伸したゴム弾性シール９を重ねてロータ外周鉄板２に金属製バンド１０で固定している。摺動性を有する耐熱耐溶剤性シート８は伸縮性が無いのでシール性に乏しいが、ケーシングフランジ摺動部分にスリットを入れて密着性を高めると共に、耐熱性を有する断熱シート１１で覆い、さらにその上を伸張したゴム弾性シール９で摺動面に押し付けられることで完全に漏れを止めること
ができる。摺動性を有する耐熱耐溶剤性シート８とゴム弾性シール９の間に耐熱性を有する断熱シート１１が挿入されているので、ゴム弾性シール９への熱伝導が阻止されゴム弾性シール９の熱劣化が防止され、従って高い耐熱性と、耐久性と、シール性とを同時に達成することができる。耐熱耐溶剤性シール８と断熱シート１１の幅は同じにすることが望ましいが、ゴム弾性シール９の幅は、耐熱耐溶剤性シール８よりも５〜２０ｍｍ幅広くして、断熱シート１１や耐熱耐溶剤性シール８よりも飛び出してロータ外周鉄板２とフランジ外周を覆うようにすることでより一層の漏れ止め効果を得ることができる。  
【００２４】
上記のゴム弾性シール９の幅は、耐熱耐溶剤性シール８よりも５〜２０ｍｍ幅広くするというのは、耐熱耐溶剤性シール８よりもゴム弾性シール９の幅を、耐熱耐溶剤性シール８の厚さの１０〜４０倍の寸法だけ広くし、ゴム弾性シールの先端がロータ外周鉄板２に接触する寸法以上であり、長すぎて摺動抵抗が増す寸法まで広くしない幅である。  
【００２５】
回転式ガス吸着装置は前記外周シール装置でシールされると共に、図４に示すようにハニカム状ロータ１３の吸着ゾーン１５と脱着ゾーン１４とを分割するもので、一対のＶ字状をなす直状セパレータ１６，１７と、弧状セパレータ１８より脱着ゾーン１４が囲まれている。ハニカム状ロータ１３は既に一般に知られているように、無機質の紙をハニカム状に形成し、これに疎水性ゼオライト等の吸着剤を担持したものであり、ギヤドモータ（図示せず）等で回転される。  
【００２６】
摺動性を有する耐熱耐溶剤性シート８は、実施例１ではロータ外周鉄板２に接し、実施例２ではフランジ４の鉄板に接しているが、何れもなめらかな金属面に接しているので、ロータ回転時の摩擦ロスが少なく、回転による摩耗も少ないという特徴がある。また耐熱耐溶剤性シート８の外周を延伸したゴム弾性シール９が覆っているのでシール性が保たれ、耐熱耐溶剤性シート８の一部が摩耗してもゴム弾性シール９が磨滅するまでの間シール性が保たれる。  
【００２７】
このような構成の本発明の回転式ガス吸着濃縮装置は、ハニカム状ロータ１３を回転させながら、ハニカム状ロータ１３の吸着ゾーン１５に被処理空気を送る。ここで被処理空気に含まれるＶＯＣがハニカム状ロータ１３の吸着剤に吸着される。そして脱着ゾーン１４に例えば１８０℃程度の脱着空気を送って、吸着剤に吸着されたＶＯＣを脱着する。  
【００２８】
この脱着空気の量を被処理空気の量の１／１０にすると、脱着空気にはＶＯＣ濃度が被処理空気の濃度の１０倍に濃縮される。このため、高濃度になった脱着空気は燃焼や触媒等によって処理することが容易になり、また風量が減ることで燃焼や触媒等の処理装置が小型化できる。  
【００２９】
被処理空気に含まれるＶＯＣに沸点の高いＶＯＣが含まれていた場合、１８０℃程度の脱着空気では十分に脱着されず、ＶＯＣがハニカム状ロータ１３に蓄積する。この場合は例えばタイマーにより定期的に３００℃程度の高温の空気を脱着ゾーン１４に送って、ハニカム状ロータ１３の賦活処理を行うようにしても良く、また常時３００℃程度の高温空気で脱着するようにしても良い。  
【００３０】
ゴム弾性を有するシールはフッ素系ゴム、シリコーン系ゴム等のゴムを用いることができる。フッ素系ゴム、シリコーン系ゴムの耐熱温度は２００〜２５０℃前後であるが、高温ガスが接する部分は耐熱耐溶剤性を有するシートが覆っており、ゴム弾性を有するシールの外面は外気に接しているため、放熱により前記ゴム系材料の耐熱温度を超えることは無く、熱劣化が防止され長期耐久性が確保される。さらに高温のガス温度で使用する場合には、ゴム弾性を有するシールと耐熱耐溶剤性を有するシートの間に、耐熱性を有する断熱性シートを重ねることでゴム弾性を有するシールは断熱保護されて熱劣化を防止することができる。耐熱性を有する断熱シートは、ガラス繊維やセラミック繊維、生体溶解性繊維など無機繊維のクロスシートを用いることができる。  
【００３１】
図５は従来の回転式ガス吸着濃縮装置の外周シール及びその取り付け部分の断面図である。ロータ外周鉄板２に取り付けられたＬ字型のアングルフランジ３にフッ素系ゴム、シリコーン系ゴム等のシール材５がハの字型に接触するよう、ケーシングから延びるフランジ４にシール押え金具６とボルト７で固定されている。したがって、アングルフランジ３の分だけケーシングサイズが大きくなる。また、アングルフランジ無しのロータを使おうとすると、シール５のハの字分だけロータ径を大きくする必要があり、どちらの場合も本発明の実施例と比較してコスト増となる。  
【００３２】
外径１２００ｍｍの疑似ロータを用いた回転式ガス吸着濃縮装置リーク試験装置にてリーク量の試験を行った。図５に示す従来の外周シールでは、装置内の圧力マイナス０．５ｋＰａにてリーク量９５Ｌ／分、同じくマイナス１．０ｋＰａにてリーク量１５７Ｌ／分であったのに対して、実施例１では、装置内の圧力マイナス０．５ｋＰａにてリーク量７７Ｌ／分、同じくマイナス１．０ｋＰａでリーク量１０９Ｌ／分と少なくなった。実施例２では、装置内の圧力マイナス０．５ｋＰａにてリーク量６８Ｌ／分、同じくマイナス１．０ｋＰａにてリーク量９１Ｌ／分といずれも少なくなった。また、ロータ回転開始時の起動負荷も装置内の圧力マイナス１．０ｋＰａにて比較したところ、図５に示す従来の外周シールでは２４〜２５ｋｇに対して、実施例２では６〜７ｋｇと約１／４にできた。ロータを回転駆動させるギヤドモータへの負荷も低減でき、よりモータ容量の低いギヤドモータを採用できるためコストダウンにつながる。  
【００３３】
以上のように本発明のシールを採用することにより、比較的安価な材料を用いて簡素な構造で、従来のシールでは不可能な耐熱性、耐溶剤性、摺動性、耐摩耗性と同時に高いシール性を有する回転式ガス吸着濃縮装置を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、特にゴム材料を侵蝕する揮発性有機化合物であっても、またゴム材料の耐熱温度よりも高い脱着温度を必要とするＶＯＣを含むガスであっても、比較的簡単な構造で、安価な材料を使用して、高い耐久性を有する吸着濃縮装置のシール装置を実現するものであり、また高沸点物を含むＶＯＣであっても吸着濃縮可能な回転式ガス吸着濃縮装置を提供する。
【符号の説明】
【００３５】
１    ハニカム状ロータ素子２    ロータ外周鉄板３    アングルフランジ４    フランジ５    シール材６    シール押え金具７    ボルト８    耐熱耐溶剤性シート９    ゴム弾性シール１０    金属製バンド１１    断熱シート１３    ハニカム状ロータ１４    脱着ゾーン１５    吸着ゾーン１６    直状セパレータ１７    直状セパレータ１８    弧状セパレータ
【図１】
2015182051.tif 000003
【図２】
2015182051.tif 000004
【図３】
2015182051.tif 000005
【図４】
2015182051.tif 000006
【図５】
2015182051.tif 000007