(57)【要約】【課題】簡素な構成で、スペースに無駄がなく、効率のよい処理を実現可能なガス濃縮装置及びガス濃縮方法を提供する。【解決手段】被処理空気Ａ１が流通可能な本体ケーシング１と、本体ケーシング１内に固定され、被処理空気Ａ１内の有機溶剤または被処理空気Ａ１内の水分等のガスおよびガス状物質の吸着を行なうハニカム吸着体２と、ハニカム吸着体２に対して、吸着されたガス及びガス状物質の脱着のための再生気体を供給する給気ノズル３と、ハニカム吸着体２を通過した再生気体を排気する排気ノズル５と、給気ノズル３及び排気ノズル５を、それぞれハニカム吸着体２の対向面に沿って移動させる送り機構４を設ける。排気ノズル５を、給気ノズル３よりも大きく形成する。【選択図】　図１
2004025126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理気体が流通可能な本体ケーシングと、
前記本体ケーシング内に固定され、被処理気体内のガスあるいはガス状物質の吸着を行なう吸着体と、
前記吸着体に対して、吸着されたガスあるいはガス状物質の脱着のための再生気体を供給する給気ノズルと、
前記吸着体を通過した再生気体を排気する排気ノズルと、
前記給気ノズル及び前記排気ノズルを、それぞれ前記吸着体の対向面に沿って移動させる送り機構と、
が設けられていることを特徴とするガス濃縮装置。
【請求項２】
前記吸着体は、ハニカム構造であることを特徴とする請求項１記載のガス濃縮装置。
【請求項３】
前記排気ノズルは、前記給気ノズルよりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のガス濃縮装置。
【請求項４】
固定式の吸着体に対して、給気ノズルを介して再生気体を供給し、これを排気ノズルを介して排気することによって、前記吸着体に吸着されたガスあるいはガス状物質の脱着を行なうことを特徴とするガス濃縮方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、有機溶剤等を含む排ガスの処理や、水蒸気の除去（除湿）などに用いられるガス濃縮装置及びガス濃縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、低濃度の有機溶剤を含む排ガスを浄化するための排ガス処理装置や、工場、クリーンルーム等の空間を除湿するための除湿器、デシカント空調機などにおいては、大量の気体を連続的に浄化若しくは除湿するために、ハニカムローター式の濃縮装置が用いられている。ハニカムローターは、被処理空気が通過する過程で浄化若しくは除湿を行なうドラム状のハニカム（蜂の巣）吸着体であり、例えば、セラミックペーパーをハニカム状に形成し、これに有機溶剤や水分を吸着するゼオライト、活性炭若しくはシリカゲル等の吸着剤を担持させることによって形成されている。
【０００３】
このようなハニカムローター式の濃縮装置の一例として、図５に水蒸気を濃縮して処理空気の除湿を行う装置を示す。すなわち、本体ケーシング２０内に、ハニカムローター２１が駆動用モータ２２によって回転自在に設けられており、その回転位置に応じて、吸着部２１ａ、再生部２１ｂ及びパージ部２１ｃとに区分されている。なお、図示はしないが、吸着部２１ａ、再生部２１ｂ及びパージ部２１ｃを区分するためのそれぞれの給気及び排気のファン及びダクト経路は、本体ケーシング内に構成されている。
【０００４】
吸着部２１ａは、ハニカムローター２１に被処理空気Ａ１を通過させることによって、除湿された処理空気Ａ２とする箇所である。再生部２１ｂは、ハニカムローターに、加熱された清浄空気Ｂ１を通過させることによって、吸着されている水分を脱着（除湿）する箇所であり、パージ部２１ｃは、脱着（除湿）した空気と処理空気が混合しないように追い出すための箇所であり、再生処理後の空気Ｂ２及びパージ空気Ｃ２は、多湿ガスとなって排気される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような濃縮装置においては、次のような問題点があった。
（１）ハニカムローターはドラム形状であるため、一般的に断面形状が方形の本体ケーシング内において、ハニカムローターの外周と本体ケーシングとの間に無駄なスペースが生じる。
（２）ハニカムローターの中心部側と外周部側とで速度が異なるので、吸着に利用される時間及び再生に利用される時間が、中心部側と外周部側とで異なり、全面に均一な処理を実現し難い。
【０００６】
（３）再生部と吸着部の面積比は、初期設計段階で決まってしまうため、運転時の濃度変化に対応させて変更することができない。これに対処するため、回転スピードを変化させることによって再生部の移動スピードを変化させても、これに伴って吸着部の移動スピードも変化してしまうので、必ずしも濃度変化に応じた最適な吸着、再生を行なうことができず、熱ロスが大きい。
【０００７】
（４）再生部、吸着部それぞれのための給気経路及び排気経路に加えて、パージ部のための給気経路及び排気経路を、本体ケーシング内に設ける必要があり、ダクト等の構成が複雑となる。
（５）多数の給気経路及び排気経路を区分して設けなければならないため、給気から排気までの経路が一貫している一般的な空調機にうまく組み込み難い。
【０００８】
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであって、その目的は、簡素な構成で、スペースに無駄がなく、効率のよい処理を実現できるガス濃縮装置及びガス濃縮方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明であるガス濃縮装置は、被処理気体が流通可能な本体ケーシングと、前記本体ケーシング内に固定され、被処理気体内のガスあるいはガス状物質の吸着を行なう吸着体と、前記吸着体に対して、吸着されたガスあるいはガス状物質の脱着のための再生気体を供給する給気ノズルと、前記吸着体を通過した再生気体を排気する排気ノズルと、前記給気ノズル及び前記排気ノズルを、それぞれ前記吸着体の対向面に沿って移動させる送り機構とが設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明であるガス濃縮方法は、固定式の吸着体に対して、給気ノズルを介して再生気体を供給し、これを排気ノズルを介して排気することによって、前記吸着体に吸着されたガスあるいはガス状物質の脱着を行なうことを特徴とする。
【００１１】
以上のような請求項１及び請求項４記載の発明では、吸着体を固定式とすることにより、本体ケーシング１内に無駄な空間が生じない適切な形状とすることができ、スペースの有効活用が可能となる。また、吸着体が固定式なので、回転式のハニカムローターに比べて、全面に均一な処理を実現できる。さらに、給気ノズル及び排気ノズルの移動スピードを変化させることによって、濃度変化に応じた最適な吸着、再生を行なうことができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のガス濃縮装置において、前記吸着体は、ハニカム構造であることを特徴とする。
以上のような請求項２記載の発明では、吸着体は、効率の良い浄化及び除湿を行なうことができるハニカム構造体なので、より一層優れた装置とすることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のガス濃縮装置において、前記排気ノズルは、前記給気ノズルよりも大きく形成されていることを特徴とする。
以上のような請求項３記載の発明では、給気ノズルよりも排気ノズルが大きく形成されているので、給気ノズルからの排気の漏れや熱ロスがなく、パージ部としての機能を果すことができる。従って、パージのための特別な給気経路及び排気経路を別途設ける必要がなく、構成を単純化することができる。
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）を、図面に基づいて具体的に説明する。
［実施形態の構成］
まず、本実施形態の構成を、図１及び図２を参照して説明する。すなわち、本実施形態においては、本体ケーシング１内に、有機溶剤若しくは水分を吸着するためのハニカム吸着体２が設けられている。このハニカム吸着体２は、公知のハニカムローターと同様の材料によって形成することができるが、ドラム形状ではなく、本体ケーシング１の断面における無駄な空間を必要最小限とすることができる直方体形状である。また、ハニカム吸着体２は、回転構造ではなく、本体ケーシング１内に固定されている。かかるハニカム吸着体２は、その一方の面が、被処理空気Ａ１が供給される給気側、他方の面が、処理空気Ａ２が排出される排気側となっている。
【００１４】
そして、ハニカム吸着体２の給気側の面に近接した位置には、再生用の清浄空気Ｂ１を供給するための給気ノズル３が設けられている。この給気ノズル３は、図２に示すように、送り機構４によって、ハニカム吸着体２の表面に沿って上下左右に移動可能に設けられている。この送り機構４は、水平フレーム４１と一対の垂直フレーム４２上に構成されている。水平フレーム４１及び垂直フレーム４２には、それぞれレール４１ａ，４２ａ及びラック４１ｂ，４２ｂが設けられている。給気ノズル３は、モータ４３のピニオンとこれに係合するラック４１ｂとの組み合わせによって、レール４１ａに沿って水平移動可能に設けられている。水平フレーム４１は、モータ４４のピニオンとこれに係合するラック４２ｂとの組み合わせによって、レール４２ａに沿って垂直移動可能に設けられている。なお、図示はしないが、送り機構４のモータ４３，４４は、その作動及び回転数を制御する制御装置に接続されており、この制御装置によって、給気ノズル３の移動スピードが制御されるように構成されている。
【００１５】
一方、ハニカム吸着体２の排気側の面に近接し、給気ノズル３に対向する位置には、ハニカム吸着体２を通過した再生処理後の空気Ｂ２を排気するための排気ノズル５が設けられている。排気ノズル５は、給気ノズル３よりも一回り大きく形成されている。給気ノズル３に対する排気ノズル５の大きさの程度は、特に限定されないが、例えば、図３に示すように、Ｗ及びｈが、ハニカムの一段及び一列のサイズと同等程度若しくはその２倍程度となるように設計することが考えられる。このように、排気ノズル５において、給気ノズル３よりも大きくなっている部分は、ハニカムローターのパージ部に相当するものであり、熱ロスや排気の漏れ、すなわち脱着した濃縮ガスが処理空気側に漏れることを防ぐ機能を果す。そして、この排気ノズル５も、給気ノズル３と同様の送り機構（図示せず）によって、ハニカム吸着体２の表面に沿って上下左右に移動可能に設けられている。また、上述の制御装置は、排気ノズル５及び給気ノズル３が常に対向位置を保って移動するように、それぞれの送り機構４を同期制御するように構成されている。
【００１６】
さらに、給気ノズル３には、図１に示すように、再生用の清浄空気Ｂ１を送り込むためのフレキシブルダクト６の一端が接続されている。このフレキシブルダクト６は、給気ノズル３の移動を許容する伸縮性及び可撓性を有している。フレキシブルダクト６の他端は、再生空気を加熱する加熱器７に接続されている。加熱器７は、ダクト若しくは配管等の空気流路を介して熱交換器８、ファン９及び再生給気口（図示せず）に接続されている。
【００１７】
一方、排気ノズル５には、再生処理後の空気Ｂ２を排気するためのフレキシブルダクト１０の一端が接続されている。このフレキシブルダクト１０は、排気ノズル５の移動を許容する伸縮性及び可撓性を有している。このフレキシブルダクト１０の他端は、再生処理後の空気Ｂ２と清浄空気Ｂ１との熱交換が可能となるように、熱交換器８に接続されている。熱交換器８は、配管等の空気流路を介してファン１１及び再生排気口（図示せず）に接続されている。
【００１８】
なお、本体ケーシング１には、図示はしないが、被処理空気Ａ１（排ガス、水蒸気など）の給気口、処理空気Ａ２（浄化若しくは除湿された空気）の排気口が設けられている。そして、本体ケーシング１内には、図示はしないが、給気口から流入した被処理空気Ａ１をハニカム吸着体２に送り込む送風機、若しくはハニカム吸着体２を通過した処理空気Ａ２を排気口から排出する排風機が配設されている。
【００１９】
［実施形態の作用］
以上のような本実施形態における排ガス処理若しくは除湿処理の手順、再生処理の手順は以下の通りである。
［排ガス処理若しくは除湿処理］
まず、排ガス処理若しくは除湿処理について説明する。すなわち、送風機若しくは排風機を作動させることによって、図１に示すように、給気口から本体ケーシング１内に送り込まれた被処理空気Ａ１（排ガス、水蒸気など）は、ハニカム吸着体２における給気ノズル３及び排気ノズル５が存在している部分以外の給気側面に吹き付けられる。被処理空気Ａ１は、ハニカム吸着体２を通過する過程で、有機溶剤や水分などが吸着され、排気側の面から処理空気Ａ２（浄化若しくは除湿された空気）として排出される。そして、処理空気Ａ２は、本体ケーシング１における排気口から排出される。
【００２０】
［再生処理］
以上のような排ガス処理若しくは除湿処理と並行して、若しくはこれとは別に以下のような再生処理を行なう。まず、制御装置によって送り機構４を作動させ、給気ノズル３及び排気ノズル５を移動させながら、ファン９，１１を作動させて再生給気口から再生用の清浄空気Ｂ１を流入させる。この再生用の清浄空気Ｂ１は、熱交換器８において、後述する再生処理後の空気Ｂ２との熱交換によって予熱され、加熱器７によって加熱された後、給気ノズル３に供給される。
【００２１】
給気ノズル３から供給された加熱清浄空気Ｂ１は、図４に示すように、ハニカム吸着体２を通過する過程で、吸着されている有機溶剤や水分を脱着して、排気ノズル５へ排気される。このような再生処理後の空気Ｂ２（濃縮ガス若しくは多湿ガス）は、排気ノズル５から熱交換器８に送られて、再生用の清浄空気Ｂ１との熱交換によって冷却され、再生排気口から排出される。なお、排気ノズル５は、給気ノズル３よりも大きく形成されているので、再生処理後の空気Ｂ２が処理空気側に漏れたり、またその結果熱ロスが生じることも防止される。
【００２２】
［実施形態の効果］
以上のような本実施形態によれば、ハニカム吸着体２は本体ケーシング１内に固定されているため、本体ケーシング１の断面における無駄な空間を必要最小限にできる直方体形状とすることが可能となる。このため、ハニカムローターと比較して、スペースを有効に活用することができるとともに、処理可能な空気容量が増大する。
【００２３】
また、ハニカム吸着体２は固定式なので、回転式のハニカムローターのように中心部側と外周部側とで吸着に利用される時間及び再生に利用される時間が異なるといったことがなく、全面に均一な処理を実現できる。
【００２４】また、給気ノズル３及び排気ノズル５の移動スピードを変化させても、ハニカム吸着体２は固定されているので、吸着に利用される部分の面積に変化はない。従って、給気ノズル３及び排気ノズル５の移動スピードを変化させることによって、濃度変化に応じた最適な吸着、再生を行なうことができ、熱ロスが少ない。
【００２５】
さらに、給気ノズル３よりも排気ノズル５を大きくすることによってパージ部を実現できるので、パージのための特別な給気経路及び排気経路を別途設ける必要がなく、ダクト構成を単純とすることができる。特に、フレキシブルダクト６，１０等によって、給気ノズル３から再生用の清浄空気Ｂ１を供給するための経路と、排気ノズル５から再生処理後の空気Ｂ２を排気するための経路を設けるだけで、被処理空気Ａ１の給気から処理空気Ａ２の排気までの経路が一貫している一般的な空調機に組み込み易い。
【００２６】
［他の実施形態］
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではなく、各部材の大きさ、形状、材質、数等は適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態においては、給気ノズル及び排気ノズルを、ハニカム吸着体の幅や高さと比べて小さく形成して、縦横に移動可能に構成したが、給気ノズル及び排気ノズルを、ハニカム吸着体と同等の幅若しくは高さとして、縦若しくは横の一方向に移動可能に構成してもよい。また、給気ノズル及び排気ノズルを、斜め方向に移動可動に設けたり、ハニカム吸着体の面に沿って円運動可能に設けてもよい。さらに、給気ノズル及び排気ノズルを、ハニカム吸着体の表面から一時的に退避させて、ハニカム吸着体の全面を処理に用いることができる構成としてもよい。なお、以上のことから、給気ノズル及び排気ノズルを移動させる送り機構の構成も、上記の実施形態で例示したものには限定されない。
【００２７】
また、給気ノズル及び排気ノズルを、他の大きさのものに交換可能に設けることによって、再生部の面積を変えられる構成としてもよい。また、一対の給気ノズル及び排気ノズルは、一組には限定されず、複数組設けてもよい。また、給気ノズル及び排気ノズルは、逆方向に取り付けても良い。すなわち、従来方式のように処理空気と再生空気を対向流としても良い。
【００２８】
また、吸着体もハニカム構造のものには限定されず、使用する吸着剤の種類も自由であり、上記で例示したものには限定されない。吸着体の形状も、本体ケーシングとの関係で自由に変更可能である。例えば、本体ケーシングが円筒形若しくは楕円筒形であれば、円柱形若しくは楕円柱形としてもよく、これに応じて、給気ノズル及び排気ノズルの形状も、円形や楕円形等に変更してもよい。さらに、本発明において、吸着体に吸着され、再生空気によって脱着されるガスは、有機溶剤や水蒸気等のガスには限定されず、広くガス状物質が含まれる。従って、処理対象となる気体、再生用の気体も、上記で例示したものには限定されない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡素な構成で、スペースに無駄がなく、効率のよい処理を実現可能なガス濃縮装置及びガス濃縮方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス濃縮装置の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の実施形態の送り機構を示す斜視図である。
【図３】図１の実施形態の給気ノズルと排気ノズルの大きさの関係を示す説明図である。
【図４】図１の実施形態の再生空気の流れを示す平面図である。
【図５】従来のハニカムローター式のガス濃縮装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，２０…本体ケーシング
２…ハニカム吸着体
３…給気ノズル
４…送り機構
５…排気ノズル
６，１０…フレキシブルダクト
７…加熱器
８…熱交換器
９，１１…ファン
２１…ハニカムローター
２１ａ…吸着部
２１ｂ…パージ部
２１ｃ…再生部
２２…駆動用モータ
４１…水平フレーム
４１ａ，４２ａ…レール
４１ｂ，４２ｂ…ラック
４２…垂直フレーム
４３，４４…モータ
Ａ１…被処理空気
Ａ２…処理空気
Ｂ１，Ｃ１…清浄空気
Ｂ２…再生処理後の空気
Ｃ２…残留被処理空気
【図１】
2004025126.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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