(57)【要約】  【課題】  排ガス中の有機物等を吸着した活性炭素繊維（ＡＣＦ）素子（エレメント）を通電加熱により再生するのに適した通電性のよいＡＣＦエレメントを提供する。  【解決手段】  ＡＣＦフェルト２をコアに円筒状に巻回してなるＡＣＦエレメント４であって、前記エレメント４の各端部側は、前記フェルト２の各端部側を導電性金網６ａ、６ｂで挟み込みつつ前記金網６ａ、６ｂが巻き込まれた金網巻込み部が形成され、且つ前記エレメント４の各端部側は、中央に孔１２を有する円盤であって、その内周及び外周に沿って両縁側を片面側に折曲げることにより嵌合溝１４を形成した取付け電極８の嵌合溝１４に挿入され、前記エレメント４の端部側と前記電極８とが低融点金属１０で融着されてなるＡＣＦエレメント。  【選択図】  図２
2005125289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性炭素繊維フェルトをコアに円筒状に巻回してなる活性炭素繊維素子であって、前記素子の各端部側は、前記フェルトの各端部側に導電性金網が巻き込まれてなる金網巻込み部が形成され、且つ前記素子の各端部側が低融点金属で含浸されてなる活性炭素繊維素子。
【請求項２】
活性炭素繊維フェルトをコアに円筒状に巻回してなる活性炭素繊維素子であって、前記素子の各端部側は、前記フェルトの各端部側に導電性金網が巻き込まれてなる金網巻込み部が形成され、且つ前記素子の各端部側は、中央に孔を有する円盤の内周及び外周に沿って両縁側を片面側に折曲げることにより形成した嵌合溝を有する取付け電極の嵌合溝に挿入され、前記素子の端部側と前記電極とが低融点金属で融着されてなる活性炭素繊維素子。
【請求項３】
活性炭素繊維フェルトの各端部側が一面から他面にかけて折返した連続金網で挟み込まれた請求項１又は２に記載の活性炭素繊維素子。
【請求項４】
金網巻込み部の長さが２０〜５０ｍｍである請求項１又は２に記載の活性炭素繊維素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性炭素繊維素子に関し、特に通電加熱による再生に適した活性炭素繊維素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚染物質等を吸着処理した後の使用済みの活性炭素繊維（ＡＣＦ）フェルトを再生させるためには、吸着物質がＡＣＦフェルトから脱着する温度（例えば、１００〜１５０℃）に加熱して再生する方法が通常採られている。
【０００３】
この温度に加熱する方法としては、水蒸気や温風により加熱する方法が実用化されている。しかし、この加熱方法は加熱効率が低い。そこで、ＡＣＦフェルトの自己加熱による再生方法が、高い加熱効率が得られる再生方法として検討されている。
【０００４】
このＡＣＦフェルトの自己加熱による再生方法としては、マイクロ波加熱による再生方法、ＡＣＦフェルトを抵抗発熱体とする通電加熱による再生方法等がある。
【０００５】
マイクロ波加熱による再生方法は、マイクロ波がＡＣＦフェルトに吸収されるので加熱効率が高い。しかし、ＡＣＦフェルトの繊維の毛羽で火花放電が起こり、しかもこの火花放電の防止は困難である。そのため、引火性の有機溶剤の脱着を要するＡＣＦフェルトの再生には問題がある。
【０００６】
これに対し、ＡＣＦフェルトを抵抗発熱体として通電加熱を行う再生方法では、上述の火花放電の問題は起こらない。
【０００７】
しかし、このＡＣＦフェルトを抵抗発熱体として通電加熱を行う再生方法は、ＡＣＦフェルトを高い効率で加熱する再生方法として従来から検討されている方法であるにも拘らず実用には至っていない。その理由としては、通電電極とＡＣＦフェルトとを接触させただけでは両者間の接触抵抗を小さくすることができないので、通電による発熱の大部分が電極とＡＣＦフェルトとの接触部で発生し、ＡＣＦフェルト全体を有効に加熱することが困難だからである。
【０００８】
また、このような方法で長時間通電を行うと、ＡＣＦフェルト内に極めて温度の高い電流通路、いわゆるショートパスが生じ、ＡＣＦフェルトに損傷を与える。
【０００９】
以上の問題を解決する方法として、ＡＣＦフェルトをＣｕの電極で挟み込み、０．５ｋＰａ以上の圧縮荷重を掛けて、このＣｕ電極から電力を供給する事によりＡＣＦフェルトを通電加熱してＡＣＦフェルトを再生する方法が開示されている(非特許文献１)。
【００１０】
なお、汚染物質等の吸着処理用の素子（エレメント）としては、フェルト等の通気性材料からなり内部が中空である円筒形状の形態のエレメントが多い。この円筒形状のエレメントに上記のＡＣＦフェルトと給電用電極とを組込む場合、従来の方法では銅（導電性）テープをＡＣＦフェルト端部側に貼付けて巻き込むか、ＡＣＦフェルトを巻き付ける時に銅テープを同時に巻き込むことになる。
【００１１】
このようにしてＡＣＦフェルト端部側に巻き込まれた銅テープは、ＡＣＦフェルト端部側において給電用電極を形成する。
【００１２】
この給電用電極を形成する銅テープに給電する場合、銅テープにハンダなどで直接電線を取り付けて給電するか、円筒形状のＡＣＦエレメント端部側におけるＡＣＦと銅テープとの間に導電性平板付電線の平板部分を挟み込ませて電線を取り付ける事により銅テープと電線とを接触させて給電する。
【００１３】
しかし、銅テープにハンダなどで直接電線を取り付けた場合、銅テープが非常に薄い為に、ＡＣＦエレメントの運搬時、吸着缶への装着時などの作業時において、銅テープの破断、ハンダなどの剥離が発生しやすいと言う問題がある。
【００１４】
また、導電性平板付電線をＡＣＦエレメント端部側に挟み込ませた場合も、圧縮荷重を掛けているとはいえ作業時に導電性平板付電線が非常に外れやすいと言う問題がある。
【００１５】
更に、ＡＣＦフェルトと導電性テープとをエレメントと同じ形状の円筒形状に加工する際に導電性テープがズレ易いので、高品質の導電性テープ挟み込み部を得るのは難しいと言う問題がある。
【非特許文献１】繊維学会予稿集，５５巻，２号，１７７頁（２０００年発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明者等は、解決すべき上記問題について鋭意検討した結果、ＡＣＦフェルトの各端部側に導電性金網を巻き込んで金網巻込み部を形成し、この金網巻込み部を溶融した低融点金属に浸漬することにより又は前記金網巻込み部と取付け電極とを溶融した低融点金属で融着することにより、前記エレメントの各端部側の金網巻込み部に低融点金属が含浸され、これにより前記エレメントの各端部側においては、ＡＣＦと、ＡＣＦに挟み込まれた導電性金網と、含浸された低融点金属との一体化を、取付け電極を融着する場合は更に取付け電極との一体化を高いレベルで実現できることを知得した。
【００１７】
しかも、このＡＣＦエレメントは、給電加熱による再生に際してはＡＣＦフェルト全体を有効に加熱することができ、長時間給電を行っても、ＡＣＦフェルト内にショートパスを生ずることなく、ＡＣＦフェルトに損傷を与えることなく、しかも、ＡＣＦエレメントの運搬時、吸着缶への装着時などの作業に際しては、導電性金網等の電極部材が破断されることなく、ハンダなどの剥離が発生することなく、また、取付け台座を利用した給電が可能になってＡＣＦエレメントの吸着缶への装着が容易になることを知得した。
【００１８】
更に、このＡＣＦエレメントにおいてＡＣＦフェルトの各端部側を挟み込むと共に、前記フェルトの各端部側に巻き込まれた導電性金網はズレを生ずることがなく、位置決めが正確に出来ることを知得し、本発明を完成するに至った。
【００１９】
従って、本発明の目的とするところは、上記問題を解決した、ＡＣＦエレメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【００２１】
〔１〕  活性炭素繊維フェルトをコアに円筒状に巻回してなる活性炭素繊維素子であって、前記素子の各端部側は、前記フェルトの各端部側に導電性金網が巻き込まれてなる金網巻込み部が形成され、且つ前記素子の各端部側が低融点金属で含浸されてなる活性炭素繊維素子。
【００２２】
〔２〕  活性炭素繊維フェルトをコアに円筒状に巻回してなる活性炭素繊維素子であって、前記素子の各端部側は、前記フェルトの各端部側に導電性金網が巻き込まれてなる金網巻込み部が形成され、且つ前記素子の各端部側は、中央に孔を有する円盤の内周及び外周に沿って両縁側を片面側に折曲げることにより形成した嵌合溝を有する取付け電極の嵌合溝に挿入され、前記素子の端部側と前記電極とが低融点金属で融着されてなる活性炭素繊維素子。
【００２３】
〔３〕  活性炭素繊維フェルトの各端部側が一面から他面にかけて折返した連続金網で挟み込まれた〔１〕又は〔２〕に記載の活性炭素繊維素子。
【００２４】
〔４〕  金網巻込み部の長さが２０〜５０ｍｍである〔１〕又は〔２〕に記載の活性炭素繊維素子。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のＡＣＦエレメントは柔軟であるので、ＡＣＦエレメントの運搬時、吸着缶への装着時などの作業に際して、導電性金網等の電極部材の破断や剥離が発生することなく、また、取付け台座を利用した給電が可能になってＡＣＦエレメントの吸着缶への装着が容易になるものである。
【００２６】
更に、導電性金網をＡＣＦフェルト端部側に折返して挟み込んで電極を形成する場合は、本発明のＡＣＦエレメントにおいて、組込まれた導電性金網は、電極金属として作用し、しかも折返しているので金網が内方向に移動できず、このため、ＡＣＦフェルトの各端部側においてズレを生ずることがなく、位置決めを正確に出来るものである。また、この導電性金網は、曲げ強度が高く、ＡＣＦフェルトを円筒状に巻回する際の加工性を向上するものである。
【００２７】
また、本発明のＡＣＦエレメントにおいて、上記導電性金網は金網巻込み部の表面に露出する為に、溶融した低融点金属による取付け電極の融着固定時、露出した金網の部分に溶融した低融点金属が絡み易くなり、良好な固定状態となる。しかも、導電性テープ等の平板を使用する場合と比較しても、金網を使用する場合は、溶融した低融点金属が金網に沿ってＡＣＦ内部に含浸される為、ＡＣＦフェルトと金網との接触部分にも含浸されて低い接触抵抗を得る事が出来る。そのため、上記ＡＣＦエレメントの両端側の給電用導電部にそれぞれ給電用電線を接続して電圧を印加してＡＣＦエレメントを給電加熱する際には、この給電用導電部は導電性の高い良好な電極として作用する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の活性炭素繊維（ＡＣＦ）素子（エレメント）の一例を示し、切断面がＡＣＦフェルトの中央部である平面断面図である。図２は、図１におけるＡ〜Ａ切断面を示す部分正面断面図である。
【００３０】
図１及び２に示すように本発明のＡＣＦエレメント４は、ＡＣＦフェルト２を円筒状に巻回してなる。エレメント４の両端側は、導電性金網６ａ（図１及び２）を巻き込んで金網巻込み部を形成している。
【００３１】
図３は、本発明のＡＣＦエレメントの作製に用いたシート状のＡＣＦフェルトの一例を示す側面断面図である。
【００３２】
図３においてＸは金網巻込み部の長さを示し、この金網巻込み部の長さＸは２０〜５０ｍｍが好ましい。
【００３３】
前記金網巻込み部は、溶融した低融点金属に浸漬させることにより給電用導電部を形成しているか、図２に示すように溶融した低融点金属１０を含浸させることにより取付け電極８と上記エレメント４の端部側とを融着して給電用導電部を形成している。
【００３４】
上記の取付け電極８は、中央に孔１２を有し、上記ＡＣＦエレメント４の両端側にそれぞれ取付けられる金属電極であって、円盤の内周及び外周に沿って両縁側８ａ及び８ｂを片面側に折曲げることにより嵌合溝１４を形成したものである。この嵌合溝１４に、上記ＡＣＦエレメント４の端部側を挿入している。
【００３５】
この取付け電極８の材質としては、導電性の金属、例えばＣｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ合金、Ｎｉ合金等の金属を用いることができる。
【００３６】
本発明のＡＣＦエレメントは、その構成が上記範囲内にあれば、その製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば以下の製造方法により製造することができる。
【００３７】
（ＡＣＦフェルト）
本発明のＡＣＦエレメントの形状は円筒形状であるため、本発明のＡＣＦエレメントに用いる加工前のシート状ＡＣＦフェルトの両端は平行である。後工程のエレメント形状への加工において、ＡＣＦフェルトの巻回回数に制限はないが、２０〜６０層に巻付けて円筒形状に加工する場合、ＡＣＦフェルトの厚さは３０〜２００ｍｍが好ましく、５０〜１５０ｍｍが更に好ましい。
【００３８】
（ＡＣＦフェルトへの導電性金網の取付け）
図３に示すように上記ＡＣＦフェルト２の各端部側を導電性金網６ａ、６ｂでフェルト２の一面３ａから他面３ｂにかけて折返して挟み込むと共に、前記フェルト２を巻回して、その各端部側に前記金網６ａ、６ｂを巻き込んで金網巻込み部を形成する。詳細には、図１及び２に示すように前記フェルト２をコアに巻回して円筒形状のＡＣＦエレメント４を形成する。
【００３９】
ＡＣＦフェルトに巻き込ませる導電性金網としては、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｕ合金、Ｎｉ合金等のテープ状金網を用いることができる。
【００４０】
なお、ＡＣＦフェルトの嵩密度分布を均一なものにするには、前述のようにＡＣＦフェルトを２０〜６０層に巻付けて円筒形状に加工するすることが好ましい。
【００４１】
また、吸着処理、脱着再生処理時におけるＡＣＦフェルトの強度及び通気性を適したものにするため、ＡＣＦフェルトを円筒形状に加工した後、ＡＣＦフェルトは嵩密度７０〜１２０ｋｇ／ｍ3まで圧縮することが好ましい。
【００４２】
（円筒端部側における給電用導電部の形成）
円筒端部側における給電用導電部を形成するに際しては、上記金網巻込み部を溶融した低融点金属に浸漬することにより同低融点金属を含浸させて給電用導電部を形成させる。
【００４３】
図１及び２に示すように、取付け電極８とエレメント４の端部側とが融着した給電用導電部を形成する場合は、ＡＣＦフェルト２を円筒状に巻回してなるＡＣＦエレメント４の端部側の導電性金網６ａが巻き込まれた金網巻込み部を嵌合する溝１４を形成した取付け電極８に、溶融した低融点金属１０を満たす。次いで、この溶融低融点金属１０が満たされた取付け電極８の溝１４に円筒形状ＡＣＦエレメント４の端部側を嵌合しつつ浸漬して金網巻込み部に低融点金属１０を含浸させる。次いで、この状態で溶融低融点金属１０を冷却することにより取付け電極８と上記ＡＣＦエレメント４の端部側とを低融点金属１０で融着させて給電用導電部を形成させる。
【００４４】
この低融点金属としては、ハンダ等の融点が３００℃以下の金属が好ましい。
【００４５】
もう一方の端部側も同様に溶融低融点金属に浸漬処理して給電用導電部を形成させる。
【００４６】
このようにして導電性金網が巻き込まれ且つ低融点金属が含浸された円筒形状ＡＣＦエレメントの端部側（給電用導電部）は、前述したように、ＡＣＦと、ＡＣＦに巻き込まれた導電性金網と、含浸された低融点金属との一体化が、取付け電極を融着する場合は更に取付け電極との一体化が高いレベルで実現されている。
【００４７】
次いで、前述したように上記円筒両端側の給電用導電部にそれぞれリード線を接続する際、給電用導電部に直接リード線を接続しても良く、又は取付け台座を利用してこれにリード線を接続しても良い。
【００４８】
なお、上記説明においては導電性金網を折返してＡＣＦフェルト端部側を挟み込んだが、これに限られずテープ状の金網をＡＣＦフェルト端部側に折返すことなく挟み込んでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明のＡＣＦエレメントの一例を示し、切断面がＡＣＦフェルトの中央部である平面断面図である。
【図２】図１におけるＡ〜Ａ切断面を示す部分正面断面図である。
【図３】本発明のＡＣＦエレメントの作製に用いたシート状のＡＣＦフェルトの一例を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
２    ＡＣＦフェルト
３ａ、３ｂ    ＡＣＦフェルトの表面
４    ＡＣＦエレメント
６ａ、６ｂ    導電性金網
８    取付け電極
８ａ、８ｂ    取付け電極の両縁部
１０    溶融低融点金属
１２    取付け電極の孔
１４    溝
Ａ〜Ａ    切断面
Ｘ    金網巻込み部の長さ
【図１】
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【図２】
2005125289.tif 000004
【図３】
2005125289.tif 000005