(57)【要約】本発明は、多重利用施設、行事場、多様な製造工程、および車両塗装工程などから発生する有害成分を含むガスを処理する方法において、エネルギーを回収すると同時に有害成分を除去する有害物質処理設備に係り、さらに詳しくは、悪臭および揮発性有機化合物などの汚染物質を処理するために内部空気を外部に排気させる空気調和設備、または工程排ガス中に含まれているエネルギーを９０％以上回収するとともに、有害成分を回転式接着剤に吸着させて濃縮することにより９０％以上の高い除去効率で経済的に処理する有害物質処理設備に関する。本発明では、かかる問題点を解決するために、熱交換媒体に有害成分を吸着させることが可能な吸着機能を有する吸着剤を添加またはコートし、あるいは吸着剤を用いて一定に成形した熱交換媒体を吸気領域、排気領域、および吸気領域と排気領域との間に設け且つ有害成分を濃縮して除去する濃縮脱着領域に分割して、エネルギーを回収すると同時に有害成分を除去することを特徴とする。【選択図】図３
2008535650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害成分を吸着することが可能な吸着機能と蓄熱機能とを同時に有する熱交換媒体、および前記熱交換媒体を支持および回転させるための熱交換媒体収容部を備え、
前記熱交換媒体は、空気が吸気される吸気領域、空気が排気される排気領域、および吸気領域と排気領域との間に設け且つ有害成分を濃縮して除去する濃縮脱着領域の３つ以上の領域に分割される回転式ローターと、
前記回転式ローターを回転させる駆動手段とを含むことを特徴とする、エネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【請求項２】
前記濃縮脱着領域に流入する脱着空気を加熱する加熱手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【請求項３】
前記回転式ローターの濃縮脱着領域における脱着は、紫外線照射によって行うことを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【請求項４】
前記回転式ローターの濃縮脱着領域における脱着は、音波によって行うことを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【請求項５】
前記回転式ローターの濃縮脱着領域における脱着は、減圧空気によって行うことを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【請求項６】
前記回転式ローターは、前記濃縮脱着領域と前記吸気領域との間に、脱着のために加熱された前記熱交換媒体を冷却するための冷却領域をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【請求項７】
前記冷却領域から流出する流出空気が、前記濃縮脱着領域に流入することを特徴とする、請求項６に記載のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【請求項８】
前記熱交換媒体は、蓄熱機能の高いコーディエライト素材、折曲型セラミックシート、アルミナ、シリカ、高分子樹脂、アルミニウム、ステンレス、アスベスト、および天然繊維よりなる群から選ばれるいずれか１種の素材または選ばれた素材間の複合素材を蓄熱素材として用い、ここに吸着機能のあるゼオライト、活性炭、活性炭素繊維、アルミナ、シリカ、光触媒、および低温酸化触媒よりなる群から選ばれるいずれか１種の素材または選ばれた素材間の複合素材をコートし、あるいは両者を添加して製造したものから構成することを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【請求項９】
前記熱交換媒体は、蓄熱性能の高いゼオライト、活性炭、活性炭素繊維、アルミナ、およびシリカよりなる群から選ばれた少なくとも１種の素材から構成することを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【請求項１０】
前記熱交換媒体は、蜂の巣型または折曲型の低圧損型構造、網状型構造、または熱交換媒体を一定の形状に成形した後、充填した形態で使用することを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【請求項１１】
前記熱交換媒体は、蓄熱層および吸着層からなることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【請求項１２】
蓄熱媒体層は、コーディエライト素材、折曲型セラミックシート、アルミナ、シリカ、高分子樹脂、アルミニウム、ステンレス、アスベスト、および天然繊維よりなる群から選ばれるいずれか１種の素材または選ばれた素材間の複合素材を含み、
前記吸着層は、ゼオライト、活性炭、活性炭素繊維、アルミナ、シリカ、光触媒、および低温酸化触媒よりなる群から選ばれたいずれか１種の素材または選ばれた素材間の複合素材を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【請求項１３】
前記熱交換媒体は、蜂の巣型または折曲型の低圧損型構造、網状型構造、または熱交換媒体を一定の形状に成形した後、充填した形態で使用することを特徴とする、請求項１１に記載のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【請求項１４】
有害物質排出側で前記熱交換媒体と気密接触し、前記熱交換媒体の３つ以上の領域に対応して前記各領域が互いに独立した流路を形成するようにする複数の分離板、および前記分離板によって形成された前記流路を介しての空気の流出入のための複数の導管を取り付けた内部導管部と、
前記有害物質排出側の反対側で前記熱交換媒体と気密接触し、前記熱交換媒体の３つ以上の領域に対応して前記各領域が前記内部導管部と連通して互いに独立した流路を形成するようにする複数の分離板、および形成された前記流路を介しての空気の流出入のための複数の導管が取り付けた外部導管部とをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【請求項１５】
有害成分を吸着することが可能な吸着機能と蓄熱機能とを同時に有する熱交換媒体、および前記熱交換媒体を支持するための熱交換媒体収容部を備え、前記熱交換媒体は、空気が吸気される空気領域、空気が排気される排気領域、および吸気領域と排気領域との間に設け且つ悪臭、揮発性有機化合物または有害成分を濃縮して除去する濃縮脱着領域の３つ以上の領域に分割される熱交換媒体部と、
前記熱交換媒体部にそれぞれ取り付け、外気を流入し内気を排出するために前記熱交換媒体の各領域が互いに独立した流路を形成するように複数の開口を備える回転可能な分配板とを備えることを特徴とする、エネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重利用施設、行事場、多様な製造工程、および車両塗装工程などから発生する有害成分を含むガスを処理する方法において、エネルギーを回収すると同時に有害成分を除去する有害物質処理設備に係り、さらに詳しくは、悪臭および揮発性有機化合物などの汚染物質を処理するために内部空気を外部に排気させる空気調和設備、または工程排ガス中に含まれているエネルギーを９０％以上回収するとともに、有害成分を回転式接着剤に吸着させて濃縮することにより９０％以上の高い除去効率で経済的に処理する有害物質処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、大型空気調和機が必要な施設物、例えば多重利用施設や住居施設、行事場などの場合、熱交換の目的で回転式熱交換器が用いられている。これらの場合、外部に排出される空気中に含まれている熱エネルギーを回転式熱交換器の一側面で蓄熱素材に伝達し、反対側の一側面ではこれを回収する方式によってエネルギーを回収する。
【０００３】
ところが、最近、家庭や多重利用施設などにおけるシックハウス症候群誘発物質に関する認識が高まっており、工場の生産工程から漏れる有害物質成分が作業環境を悪化させて生産性を低下させる問題が発生するので、より清浄な生活環境と工場作業環境が要望されている。
【０００４】
しかし、既存の回転式熱交換器では、エネルギーを回収することはできるが、外部から入ってくる有害成分と外部に排出される有害成分を処理することはできない。これに対し、建物や工場などから外部に排出される有害成分を処理するシステムには、活性炭を利用する吸着処理法、燃焼させて除去する直接燃焼法、蓄熱燃焼法、触媒燃焼法、および微生物などで処理する方法などの様々な方法がある。
【０００５】
ところが、これらの方法は、排出される有害成分を除去することは問題がないが、内部から外に排出されるガス中に内在した熱エネルギーは回収されずに損失してしまう。
【０００６】
図１は米国特許第４５４２７８２号に開示されている従来の回転式熱交換器の一例を示す図である。図１では、高温で排出される空気流れが、回転式熱交換器を介して、一側面では熱を蓄熱してから回転しながら、他側面に移動し、他側面では外部からのガスと熱交換されて熱回収される方式を取る回転式熱交換器を示している。ところが、この場合、排出される空気中に含まれている有害成分を除去することができないという欠点がある。
【０００７】
図２は韓国公開特許第２００２−００３３３５３号に開示されている従来の回転式熱交換器の他の例を示す図である。図２では、排気される空気のうち機内の方に逆流する空気を浄化させて室内に流入するようにすることにより、室内空気の新鮮度を高めることが可能なクリーニングセクターを有するロータリー型熱交換器を示している。
【０００８】
ところが、この場合は、回転型熱交換器の吸込み領域と排出領域との境界部位に排出される空気の一部分が浄化されて吸込み領域に流入するようにするクリーニングセクターを備え、熱交換器が排出領域から吸込み領域に転換される過程で熱交換媒体の内部空間に含まれている空気が逆流する現象を防止するためのものであって、熱交換器内に有害成分を吸着することが可能な特性を有する素材がなく、クリーニングする方法もクリーニングセクターの一方の面を塞ぎ、他方の面を排気ファンへの流路と通気させて圧力差によって自然に熱交換器内の閉じ込められた空気が抜け出すように構成されている。
【０００９】
しかし、この場合も、外部に排出される有害成分と、内部に流入する外部空気中に含まれている各種汚染物質を処理する方法がないという欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、このような問題点を解決するために、回転する熱交換器を、蓄熱および熱交換能力に優れた材質と有害成分を除去することが可能な吸着および触媒特性を有する素材を用いて製造し、熱交換は勿論のこと、内部から外部へ、外部から内部へ排出される有害成分を吸着して分離処理し、あるいは直接触媒によって処理することが可能な有害物質処理設備を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、一つの設備を用いて排出されるエネルギーの９０％以上の高い熱回収機能だけでなく、９０％以上の有害成分を除去する効果を同時に得ることが可能な有害物質処理設備を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の別の目的は、排出源の排出ガス温度が高くて有害成分を吸着することができない排出源に対しても熱交換機能を付加することにより、有害成分を吸着処理することが可能な有害物質処理設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、有害成分を吸着することが可能な吸着機能と蓄熱機能とを同時に有する熱交換媒体、および上記熱交換媒体を支持および回転させるための熱交換媒体収容部を備え、上記熱交換媒体は、空気が吸気される吸気領域、空気が排気される排気領域、および吸気領域と排気領域との間に設け且つ有害成分を濃縮して除去する濃縮脱着領域の３つ以上の領域に分割される回転式ローターと、上記回転式ローターを回転させる駆動手段とを含む、エネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備を提供する。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明は、有害成分を吸着することが可能な吸着機能と蓄熱機能とを同時に有する熱交換媒体、および上記熱交換媒体を支持するための熱交換媒体収容部を備え、上記熱交換媒体は、空気が吸気される空気領域、空気が排気される排気領域、および吸気領域と排気領域との間に設け、悪臭、揮発性有機化合物または有害成分を濃縮して除去する濃縮脱着領域の３つ以上の領域に分割される熱交換媒体部と、上記熱交換媒体部にそれぞれ取り付け、外気を流入し内気を排出するために上記熱交換媒体の各領域が互いに独立した流路を形成するように複数の開口を備える回転可能な分配板とを備える、エネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備を提供する。
【００１５】
本発明において、上記濃縮脱着領域に流入する脱着空気の加熱のための加熱手段をさらに含んでもよい。
【００１６】
また、これとは異なりまたはこれと並行して、上記回転式ローターの濃縮脱着領域における脱着は紫外線照射、音波、または減圧空気によって行ってもよい。
【００１７】
本発明において、上記回転式ローターは、上記濃縮脱着領域と上記吸気領域との間に、脱着のために加熱された上記熱交換媒体を冷却するための冷却領域をさらに含んでもよい。この際、上記冷却領域から流出する流出空気が上記濃縮脱着領域に流入することが好ましい。
【００１８】
本発明において、上記熱交換媒体は、蓄熱機能の高いコーディエライト素材、折曲型セラミックシート、アルミナ、シリカ、高分子樹脂、アルミニウム、ステンレス、アスベスト、および天然繊維よりなる群から選ばれるいずれか１種の素材または選ばれた素材間の複合素材を蓄熱素材として用い、ここに吸着機能のあるゼオライト、活性炭、活性炭素繊維、アルミナ、シリカ、光触媒、および低温酸化触媒よりなる群から選ばれたいずれか１種の素材または選ばれた素材間の複合素材をコートし、あるいは両者を添加して製造したものから構成してもよい。また、上記熱交換媒体は、蓄熱性能の高いゼオライト、活性炭、活性炭素繊維、アルミナ、およびシリカよりなる群から選ばれた少なくとも１種の素材から構成してもよい。
【００１９】
本発明において、上記熱交換媒体は、蓄熱層および吸着層の積層構造からなってもよい。この際、蓄熱層は、コーディエライト（ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）素材、折曲型セラミックシート、アルミナ、シリカ、高分子樹脂、アルミニウム、ステンレス、アスベスト、および天然繊維よりなる群から選ばれたいずれか１種の素材または選ばれた素材間の複合素材を含み、上記吸着層は、ゼオライト、活性炭、活性炭素繊維、アルミナ、シリカ、光触媒、および低温酸化触媒よりなる群から選ばれたいずれか１種の素材または選ばれた素材間の複合素材を含むことが好ましい。
【００２０】
本発明において、上記処理設備は、有害物質排出側で上記熱交換媒体と気密接触し、上記熱交換媒体の３つ以上の領域に対応して上記各領域が互いに独立した流路を形成するようにする複数の分離板、および上記分離板によって形成した上記流路を介しての空気の流出入のための複数の導管が取り付けた内部導管部と、上記有害物質排出側の反対側で上記熱交換媒体と気密接触し、上記熱交換媒体の３つ以上の領域に対応して上記各領域が上記内部導管部と連通して互いに独立した流路を形成するようにする複数の分離板、および形成した上記流路を介しての空気の流出入のための複数の導管を取り付けた外部導管部とをさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００２１】
上述したように、本発明のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備は、各種排出源から排出される有害成分を除去し、且つ排出ガスと共に外部に放出される熱エネルギーを同時に処理することにより、一つの設備を介して９０％以上の熱回収率と有害成分除去効率を有することができる。また、吸着剤としてゼオライトを用いる場合、ゼオライトの吸着度を用いて外部からの流入空気中の水分除去と酸素富化の役割を同時に果たすことができるという特徴がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００２３】
本発明の明細書において、「熱交換媒体」とは、単に熱交換のみを行うものではなく、有害物質の吸着を同時に行うものをいう。本発明において、熱交換の目的のみを行うように設計された媒体には、「熱交換」という用語の代わりに「蓄熱」という用語を使用する。
【００２４】
図３は本発明の好適な実施例に係るローター型エネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備の基本概念図である。図３において、本発明に係る回転式ローター１は、熱交換媒体４００および上記熱交換媒体を支持するための熱交換媒体収容部５００を含んで構成する。
【００２５】
上記熱交換媒体４００が存在する領域は、吸気領域２と排気領域３と濃縮脱着領域４に分ける。上記熱交換媒体４００は、有害成分を吸着または反応によって除去するための吸着成分を含み、蓄熱量の高い蓄熱性素材からなる。
【００２６】
本発明は、回転式ローター１の回転によって熱交換媒体４００の特定部分は、吸気領域２、濃縮脱着領域４、排気領域３の順に順次移動する。
【００２７】
図示の便宜上、回転式ローター１の回転軸は図示しない。これは後述する他の実施例においても同様である。熱交換媒体４００が回転することにより、吸気領域２に流入した外部空気は排気領域３で蓄熱された熱エネルギーを９０％以上回収し、排気領域３で熱交換媒体に吸着された有害成分は濃縮脱着領域４で脱着する。この有害成分を既存濃度の１倍以上に濃縮して処理することにより、経済的に有害成分を処理することができる。
【００２８】
本発明において、有害成分を吸着処理することが可能な吸着素材としては、ゼオライト、活性炭、活性炭素繊維、アルミナ、シリカ、光触媒、および低温酸化触媒よりなる群から選ばれるいずれか１種の素材、および２種以上の素材が複合された複合素材を使用することができる。
【００２９】
また、本発明において、蓄熱素材としては、コーディエライト、折曲型セラミックシート、アルミナ、シリカなどのセラミック物質と、高分子樹脂（ウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂など）、アルミニウム、ステンレス、活性炭、天然繊維（椰子繊維、松繊維、ヒノキ繊維、羊毛、木綿、スキー繊維、モミ繊維、ブナ繊維、ケヤキ繊維）、およびアスベストよりなる群から選ばれるいずれか１種の素材またはこれらの素材の複合素材を使用することができる。
【００３０】
上記熱交換媒体４００の構造は、蜂の巣型または折曲型の低圧損型構造、網状型構造、または上述した素材を一定の形状に成形した後、充填した形態で使用できる。また、セラミック素材の場合、それ自体のみで成形して充填式または蜂の巣型および折曲型の形で使用することができる。
【００３１】
回転式ローター１の回転方向は矢印で示したとおりであり、よって、ローターの回転に従って排気領域３の熱交換媒体４００は、排気領域３→濃縮脱着領域４→吸気領域２→排気領域３に順次転換されることにより、熱交換機能と有害物質除去機能とを行う。
【００３２】
内部から排出される空気の温度が高い場合、排気領域３では内部から排出されるガス中に含まれている熱エネルギーは熱交換媒体４００にエネルギーを奪われ、有害成分も熱交換媒体４００に吸着され、浄化されたガスが外部に排出される。
【００３３】
この際、排気領域３でエネルギーと有害成分を蓄熱し吸着した熱交換媒体１は、濃縮脱着領域４に移動する。移動した熱交換媒体４００は、濃縮脱着領域４で温度、圧力、光エネルギー、または音波エネルギーを用いて脱着され、別途の経路を通じて移動し、有害ガスを処理することが可能な別途の処理手段によって外部へ排出される。
【００３４】
この場合、処理手段によって浄化されたガスは、排気領域３に再循環させることもできる。この際、濃縮脱着領域４に流入する脱着のための空気量は、排気領域３を通過する空気量より少なく、空気量が少なければ少ないほど好ましい。一般には１／５〜１／２０が好ましい。この際、脱着する間に熱交換媒体４００に蓄熱されているエネルギーの損失がないように、脱着時間と方法を適切に講じなければならない。
【００３５】
脱着時間が長過ぎる場合、あるいは脱着にあまり高い温度を用いる場合、エネルギーの損失をもたらすおそれがある。このように濃縮脱着領域４で有害成分が除去された熱交換媒体４００は、さらに吸気領域２に移動し、ここで回転式ローター１に蓄えられたエネルギーを放出して、吸気される空気に伝達する。また、吸気される空気中に含まれている有害成分は、さらに回転式ローター１の表面に吸着されて除去される。
【００３６】
このような過程を経た熱交換媒体４００は、最終的に排気領域３へ移動し、このような過程はシステムが稼動されている間に続けられる。本処理設備を利用する場合、既存の蓄熱式熱交換器の９０％以上の高い熱回収率と９０％以上の有害成分除去効率を得ることができる。
【実施例】
【００３７】
図４は本発明に係る他のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備の基本概念図である。濃縮脱着領域８と吸気領域６との間に冷却領域９を設置した例である。これは、濃縮脱着領域８で吸着された有害成分を除去するために熱エネルギーを用いて濃縮脱着させる場合、脱着のために追加される熱エネルギーが回収されて漸次内部に流入される。
【００３８】
この際、内部に流入する熱エネルギーの量を減少させるために、冷却領域９を設置し、且つ吸気領域６における回転式ローター５の温度を低く維持することにより、外部から内部に入る汚染物質をより良く吸着して処理し得るようにするためである。
【００３９】
図５は本発明に係るエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備の他の実施例である。
【００４０】
図５では、熱交換媒体が熱交換機能を行う蓄熱媒体１３と、有害成分を除去する機能を行う吸着媒体１４とを分離する構造を有する。
【００４１】
このような構造は、内部から外部に排出されるガスの温度が高くて有害成分を吸着処理するのに難しさがある場合に適用できる。高温の排出ガスは、まず熱交換機能を行う蓄熱媒体１３で熱交換を行い、温度が低い状態で吸着媒体１４に流入して有害物質を円滑に除去することができる。
【００４２】
吸着剤の特性上、物理吸着特性は、温度が低い場合によく吸着され、温度が高い場合にはあまり吸着されない。一般に、ゼオライトや活性炭などは吸着温度を５０℃以下にすることが好ましい。
【００４３】
ところが、本発明の実施例に用いる回転式ローター５１は、蓄熱媒体１３と吸着媒体１４を直列形態で組み合わせて使用してもよく、これとは異なり蓄熱媒体の表面に吸着媒体を付加しまたはコーティングなどの方法でコートして使用してもよい。
【００４４】
また、吸着媒体と蓄熱媒体の組み合わせを前後変化させることもでき、２つ以上設置することもできる。すなわち、蓄熱媒体−吸着媒体−蓄熱媒体の構成、または吸着媒体−蓄熱媒体−吸着媒体の構成、およびそれ以上の組み合わせによって回転式ローターを構成することができる。
【００４５】
図７は本発明に係る他の実施例の一例であって、大型展示場などの多重利用施設においてエネルギーを回収しながら室内空気浄化を行う本発明に係る実施例を示す。
【００４６】
大型展示場２６から排気される空気は、排気ライン３９を介して排気領域１７に流入する。場合によっては、循環空調手段４１を介して排気される一部のガスが再び循環するようにする。
【００４７】
排気領域１７に流入したガスによって、展示場２６で生成された有害成分は、排気領域１７に位置している回転式ローター１５の表面に吸着され、室内で外部へ排出されるエネルギーが回転式ローター１５に伝達される。
【００４８】
このような過程を経た回転式ローター１５は、回転を行い、次の過程である濃縮脱着領域２０に進行する。この際、濃縮脱着領域２０に位置した回転式ローター１５の表面に付着している有害成分を除去するために、脱着手段２１によって脱着を行うことが可能なエネルギーを付加する。
【００４９】
この際、付加される脱着エネルギーは、温度、圧力、およびこれを並行した脱着手段２１を使用することができる、一般には、温度を上昇させて熱エネルギーを用いて脱着する方法を主に使用する。
【００５０】
その他の方式としては、光エネルギー（ＵＶ）、マイクロウェーブを用いることができる。こうして脱着されたガスは、有害成分除去手段２２を用いて処理される。有害成分除去手段２２は、一般吸着剤を用いた吸着法、吸収剤を用いた吸収法、燃焼を用いた燃焼システム（直接燃焼、触媒燃焼、蓄熱燃焼、蓄熱触媒燃焼、濃縮燃焼）、微生物を用いた生物学的処理法を用いることができる。
【００５１】
また、排出される濃度が低い場合には、光触媒装置および低温酸化触媒装置を用いて処理可能である。光触媒装置と低温酸化触媒装置を使用する場合、有害成分除去手段２２を除去し、回転式ローターに光触媒と低温酸化触媒をコートして使用することができる。
【００５２】
このような有害成分除去手段２２によって分解処理された浄化ガスが送風機２５を介して外部に排出される。濃縮脱着領域２０から有害成分を除去した回転式ローター１５は、熱エネルギーのみを保有したままで吸気領域１６へ移動する。移動した回転式ローター１５は、吸気ファン２３によって流入する外部空気を温めて一定の温度に上昇させて展示場２６の内部に流入させる。
【００５３】
この際、回転する回転式ローター１５の回転速度は、速ければ速いほど好ましいが、機器の耐久性などを考慮すれば、３回転／分以下が好ましい。
【００５４】
図６は本発明に係る別の実施例であって、車両などの塗装工程に適用する例を示す。
【００５５】
この場合、塗装工程で発生する揮発性有機化合物を含むガスは通常８０℃以上の高温で排出される。このような温度が高い場合、排ガス中に含まれている揮発性有機化合物などの有害成分は一般にゼオライトや活性炭などの吸着剤にあまり吸着されないため、除去効率が急激に低下する。
【００５６】
この場合、本発明に係るシステムを適用すると、高温の熱エネルギーを回収しながら、回転式吸着剤に吸着・濃縮して排出される有害成分の燃焼熱を用いて有害成分除去手段２２を運転することができる。より詳細に説明すると、次ぎの通りである。
【００５７】
塗装工程３６の内部で揮発した有害成分は、排気ライン４０を介して外部に排出される。排出されるガスは、まず排気領域２９に流入して熱交換と有害成分の吸着が同時に行われ、排気ファン３４を介して外部へ排出される。ここで、一般に回転式ローター２７の前面部では熱交換が主に行われ、後面部では有害成分の吸着が主にわれる。したがって、回転式ローターは、前面部には熱交換を主機能とする素材を、後面部には吸着を主機能とする素材を用いる。排気領域２９で吸着と熱交換が行われた回転式ローター２７は、濃縮脱着領域３０に移動し、ここでは排気されるガスの一部を用いて脱着用バーナー３１によって温度を上昇させ、熱エネルギーを用いて回転式ローター２７で有害成分を除去する。濃縮脱着領域で有害成分が除去された回転式ローター２７は、吸気領域２８に移動して吸気ファン３３によって流入する外部空気に熱を伝達し、吸気される空気を加熱して塗装工程３６の内部に流入させる。
【００５８】
図８は本発明に係る回転式ローターを用いた設備の概念図である。上記設備は回転式ローター４４、および上記回転式ローターを収容するケース４５を含んでなる。この設備はケース４５を固定し、回転式ローター４４を回転させて空気の流路を転換する方式を採用する。上記回転式ローター４４を回転させるための回転軸および駆動手段は別途に示していないが、本発明の属する技術分野における当業者であれば、後述の図１０を参照してこれを容易に設計することができる。
【００５９】
一方、図９は本発明に係る分配板を用いたシステムの概念図であって、回転式ローターを使用せず、前面部と後面部に、流路を変更することが可能な分配板４７、４９を設置することにより、回転式ローターと同一の効果を有することができるように構成したものである。
【００６０】
この回転式ローターを使用する場合、その荷重により発生する機械の破損と磨耗を減らすことができ、且つ回転数の変更を容易に行うことができるため、熱回収率をさらに向上することができるという特徴がある。また、熱交換媒体部（熱交換媒体とそのケースを合わせて符号４８で示す）と分配板４７、４９との間に流路を形成するために、空気流入導管１１３および複数の開口部または導管６１、６２、６３、６４を設計することができる。これは流入開口６２、排気開口６１、脱着開口６３および脱着導管６４を含む。
【００６１】
上記空気流入導管１１３の形状をテーパー状にして、熱交換媒体４８と結合する部分は大きく、分配板４７、４９と結合する部分は小さくして、分配板４７、４９の直径を縮小することもできる。この場合、回転する分配板の大きさを減らしてガスの漏れまたは駆動に対する動力費を節減することができる。
【００６２】
図１０は本発明の回転式ローターを用いたエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備の一例をより具体的に示す分解斜視図である。
【００６３】
図１０を参照すると、上記設備は、大きく内部導管部２００、回転式ローター１００、および外部導管部３００を含んで構成される。
【００６４】
上記回転式ローター１００としては、前述した回転式ローターが使用できる。図示のように、上記回転式ローター１１０は、複数の領域１１５、１１６、１１７、１１８に区画された熱交換媒体１１２と、収容部１２０からなっており、上記回転式ローター１１０は、モーター１５０などの駆動手段、減速ギア１５２および駆動軸１４０によって回転する。上記回転式ローター１１０の回転軸は図示しない。本設備において、上記駆動手段、減速ギア１５２および駆動軸１４０はケース１２０の内部に設置されてもよい。
【００６５】
上記内部導管部２００は、各種流入経路および流出経路を分離するための分離板２１０、２１２、２１４、２１６を含み、この分離板により区画される各領域の流路に付加される導管２２０、２２２、２２４、２２６を含んでなる。
【００６６】
上記外部導管部３００は、各種流入経路および流出経路を分離するための分離板３１０、３１２、３１３、３１６を含み、この分離板により区画される各領域の流路に付加される導管３２０、３２２、３２４、３２６を含んでなる。
【００６７】
上記内部導管部の流入導管２２０を介して流入した内部空気は、回転式ローターの排気領域１１６を経て流出導管３２０を介して外部へ排出される。この際、上記排気領域１１６では、有害物質の吸着および蓄熱動作が発生する。吸着および蓄熱動作が行われた排気領域１１６はローターの回転によって脱着領域に回転する。この際、上記脱着空気流入導管２２４から流入した空気によって脱着動作が発生する。脱着された空気は脱着空気流出導管３２４を介して外部に排出される。この際、脱着のための流入空気は脱着を容易にするためにバーナーなどの加熱手段によって加熱することもある。
【００６８】
このように、流入空気が加熱される場合、図示のように、熱交換媒体内に冷却領域を備えることが好ましい。その理由は、熱交換媒体があまり高温状態の場合にはさらに排気領域に復帰したときに吸着動作が円滑に行われないこともあるからである。
【００６９】
脱着された熱交換媒体１１２は、回転して冷却領域１１８に進入し、冷却空気流入口３２６から流入した冷却空気によって冷却される。冷却された空気は、冷却空気流出導管２２６を介して排出される。上記冷却空気が外部空気に比べて相対的に高温であるから、上記冷却空気流出導管２２６と脱着空気流入導管２２４との間に流路を形成して上記冷却空気を再活用することにより、脱着空気流入導管２２４に流入する空気の加熱のためのエネルギーを節減することができる。
【００７０】
次いで、回転によって熱交換媒体が吸気領域１１５に進入すると、外部空気が外気流入口３２２から流入して吸気領域１１５を通過し、この際、吸気領域１１５の熱交換媒体に蓄熱されたエネルギーを回収した後、外気流出口２２２を介して内部に流入する。
【００７１】
前述した本発明の実施例において排気領域、吸気領域、脱着領域、および冷却領域は、各領域間の境界で空気が混合されないようにシールすることが好ましい。適したシール材としては、シリコン樹脂、テフロン（登録商標）などの耐熱性物質を使用することが好ましい。これは、分配板と熱交換媒体との間の分配板の適切な地点、または分離板と熱交換媒体との間の分離板にシール材を提供することにより行うことができる。
【００７２】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述した実施例は全ての点で単純な例示に過ぎず、限定的に解釈されてはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲に定めるべきものであって、明細書本文によっては何の拘束もされない。なお、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形または変更はいずれも本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の有害物質処理設備は、有害な工程ガス処理および作業環境改善のための空気調和装置、並びに室内空気質の改善のための設備として非常に有用に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】従来の回転式熱交換装置を示す構造図である。
【図２】従来の他の回転式熱交換装置を示す構造図である。
【図３】本発明の好適な実施例に係るローター型エネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備の基本概念図である。
【図４】本発明の他の実施例に係るローター型エネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備の基本概念図である。
【図５】本発明の別の実施例に係るローター型エネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備の基本概念図である。
【図６】本発明のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備の使用概念図である。
【図７】本発明のエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備の使用概念図の他の例である。
【図８】本発明の好適な実施例に係るローター型エネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備である。
【図９】本発明の他の実施例に係る分配板型エネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備である。
【図１０】本発明の実施例に係るエネルギー蓄熱回収型有害物質処理設備の詳細な分解斜視図である。
【図１】
2008535650.tif 000003
【図２】
2008535650.tif 000004
【図３】
2008535650.tif 000005
【図４】
2008535650.tif 000006
【図５】
2008535650.tif 000007
【図６】
2008535650.tif 000008
【図７】
2008535650.tif 000009
【図８】
2008535650.tif 000010
【図９】
2008535650.tif 000011
【図１０】
2008535650.tif 000012
【国際調査報告】
2008535650.tif 000013
2008535650.tif 000014