(57)【要約】【課題】揮発性有機化合物を効率よく濃縮する。【解決手段】揮発性有機化合物を吸着する吸着剤と高周波で加熱される基材とを含む円柱状のローターと、前記ローターに、前記揮発性有機化合物を含むガスを導入する導入手段と、前記ガスの導入によって前記揮発性有機化合物が吸着された前記吸着剤及び前記基材を含む前記ローターに、高周波磁場を印加する高周波コイルとを備える揮発性有機化合物濃縮装置とする。【選択図】図３
2016159233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機化合物を吸着する吸着剤と高周波で加熱される基材とを含む円柱状のローターと、
前記ローターに、前記揮発性有機化合物を含むガスを導入する導入手段と、
前記ガスの導入によって前記揮発性有機化合物が吸着された前記吸着剤及び前記基材を含む前記ローターに、高周波磁場を印加する高周波コイルと、
を備える揮発性有機化合物濃縮装置。
【請求項２】
前記ローターは、前記基材として金属板を含み、前記金属板の表面に揮発性有機化合物を吸着する吸着剤が担持される、
請求項１に記載の揮発性有機化合物濃縮装置。
【請求項３】
前記ローターは、扇型の断面を有する筒状の外枠と、波形状の金属板と、平面の金属板とを含み、前記金属板の表面に揮発性有機化合物を吸着する吸着剤が担持され、前記外枠の内部に前記波形状の金属板及び前記平面の金属板を、交互に、前記波形状の金属板の波形の波の山と谷とを含む断面を前記外枠の扇形の両端面に向けて、積層した複数の扇形部材を円柱状に組み合わせている、
請求項２に記載の揮発性有機化合物濃縮装置。
【請求項４】
前記ローターは、前記基材として活性炭を含む、
請求項１に記載の揮発性有機化合物濃縮装置。
【請求項５】
揮発性有機化合物を吸着し、円柱の一端面から他端面までを通気可能にする通気孔を有する円柱状の吸着剤、及び、前記吸着剤に埋め込まれた棒状の金属を含むローターと、
前記ローターに、前記揮発性有機化合物を含むガスを導入する導入手段と、
前記ガスの導入によって前記揮発性有機化合物が吸着された前記吸着剤及び前記基材を含む前記ローターに、高周波磁場を印加する高周波コイルと、
を備える揮発性有機化合物濃縮装置。
【請求項６】
前記高周波コイルは、トランスバース型コイルである
請求項１から５のいずれか１項に記載の揮発性有機化合物濃縮装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の揮発性有機化合物濃縮装置と、
前記高周波コイルによる高周波磁場によって発熱する前記基材によって加熱される前記吸着剤から脱離された前記揮発性有機化合物を含むガスを冷却凝縮して凝縮液を生成する凝縮器と、
前記凝縮液を、水と揮発性有機化合物凝縮液とに分離する分離器とを備える
揮発性有機化合物回収装置。
【請求項８】
扇型の断面を有する筒状の外枠と、波形状の金属板と、平面の金属板とを含み、前記金属板の表面に揮発性有機化合物を吸着する吸着剤が担持され、前記外枠の内部に前記波形状の金属板及び前記平面の金属板を、交互に平行に、前記波形状の金属板の波形の波の山と谷を含む断面を前記外枠の扇形の両端面に向けて進行方向を前記外枠の底面に平行にして、積層した複数の扇形部材を円柱状に組み合わせた揮発性有機化合物濃縮装置用ローター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性有機化合物濃縮装置、揮発性有機化合物回収装置、及び、揮発性有機化合物濃縮装置用ローターに関する。
【背景技術】
【０００２】
揮発性有機化合物（ＶＯＣ； Volatile Organic Compounds）は、地球環境汚染、地域
環境汚染を引き起こすとして問題となっている。塗料などに含まれるトルエン、キシレンなどが、ＶＯＣの代表的な物質である。ＶＯＣの排出源として、塗料からの排出が大部分を占める。塗料を多く扱う塗装業者の９割は中小企業である。塗装業者において、ＶＯＣの大部分は、塗料で塗装を行う塗装ブースからの排出ガスに含まれて排出されている。塗装業者の塗装ブースでは、例えば、ＶＯＣが、数百ｐｐｍの濃度で、数百ｍ３／ｍｉｎの風量で排出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６２７７号公報
【特許文献２】特開昭５７−３２７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
塗装業者の塗装ブースにおけるような低濃度、大風量の排出ガスからのＶＯＣの回収では、濃縮装置が用いられる。既存の濃縮装置の一例として、吸着剤を添付させたハニカム基材を含む円柱状のローターを含む装置がある。当該ローターのハニカム基材は、円柱の一方の端面と他方の端面との間で通気可能である。当該ローターは、円柱の中心軸を回転軸として回転する。当該濃縮装置は、回転するローターの回転する端面の一部分（例えば、端面の７−９割の部分）に大風量の排出ガスを流して、吸着剤にＶＯＣを吸着させ、ローターの端面の残りの部分に小風量の温風を吹き込み、吸着剤に吸着したＶＯＣを吸着剤から脱離させることによりＶＯＣを濃縮する。これは、吸着剤に吸着したＶＯＣが、高温になると吸着剤から脱離することを利用している。当該濃縮装置は、空気の熱容量が小さく、大量の温風を吹き込まないとＶＯＣが吸着剤から脱離しないため、ＶＯＣを１０倍程度にしか濃縮することができない。このため、ＶＯＣを凝縮して回収するには、もう一段の吸着回収装置を追加することが求められる。吸着回収装置は、脱離に水蒸気を使用するため、ボイラー、排水処理装置を必要とし、濃縮装置と吸着回収装置とを合わせた装置が、大型、高額になるのが一般的である。このため、中小企業の塗装業者では、吸着回収装置を導入することが難しく、結果としてＶＯＣを未処理で排出せざるを得ない。
【０００５】
除湿機において、ローターにおける高周波誘導加熱を利用した技術がある（例えば、特許文献２）。当該技術では、電磁誘導作用により、導体である水分自体が発熱体となって、ローターに吸着した水分の加熱を行い、また、水分が無くなれば発熱体が無くなることになり、オーバーヒートの心配がないとされる。しかしながら、この方法では、絶縁体である吸着したＶＯＣを加熱することは難しい。
【０００６】
本発明は、揮発性有機化合物を効率よく濃縮する揮発性有機化合物濃縮装置、揮発性有機化合物回収装置および揮発性有機化合物濃縮装置用ローターを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示の技術は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、第１の態様は、
揮発性有機化合物を吸着する吸着剤と高周波で加熱される基材とを含む円柱状のローターと、
前記ローターに、前記揮発性有機化合物を含むガスを導入する導入手段と、
前記ガスの導入によって前記揮発性有機化合物が吸着された前記吸着剤及び前記基材を含む前記ローターに、高周波磁場を印加する高周波コイルと、
を備える揮発性有機化合物濃縮装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、揮発性有機化合物を効率よく濃縮する揮発性有機化合物濃縮装置、揮発性有機化合物回収装置および揮発性有機化合物濃縮装置用ローターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態の揮発性有機化合物回収装置の主な構成要素を示すフロー図の例である。
【図２】図２は、コルゲート形状の金属板の例を示す図である。
【図３】図３は、揮発性有機化合物回収装置のローター及び高周波コイルの構成例を示す図である。
【図４】図４は、トランスバース型コイルの例を示す図である。
【図５】図５は、ローターの構成例を示す図である。
【図６】図６は、ローターの扇形部材の外枠の例を示す図である。
【図７】図７は、コルゲート形状の金属板及び平面の金属板を渦巻状に巻いた構造物に取り付けた熱電対の位置を示す図である。
【図８】図８は、図７の構造物にトランスバース型コイルにより誘導磁場を印加した際の、図７の各熱電対の温度変化を示すグラフである。
【図９】図９は、コルゲート形状の金属板及び平面の金属板を平行に積層した構造物に取り付けた熱電対の位置を示す図である。
【図１０】図１０は、図９の構造物にトランスバース型コイルにより誘導磁場を印加した際の、図９の各熱電対の温度変化を示すグラフである。
【図１１】図１１は、ローターとセパレータとの関係を示す分解図の例である。
【図１２】図１２は、ローターの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔実施形態〕
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、開示の構成は、開示の実施形態の具体的構成に限定されない。開示の構成の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
【００１１】
（構成）
図１は、本実施形態の揮発性有機化合物回収装置の主な構成要素を示すフロー図の例である。図１の揮発性有機化合物回収装置１００は、ローター１１０、高周波コイル１２０、凝縮器１３０、分離器１４０、排水タンク１５０、回収タンク１６０を含む。ローター１１０は、吸着剤がバインダ（接着剤）により担持された金属板を含む。ローター１１０の形状は、円柱状である。ローター１１０は、円柱の中心軸を回転軸として回転する。また、円柱状のローター１１０は、周囲を金属板で覆われており、ローター１１０を覆う金属板の内部は、吸着領域１１２、再生領域１１４、冷却領域１１６に分けられる。吸着領域１１２、再生領域１１４、冷却領域１１６の形状は、それぞれ、ローター１１０の円柱
の中心軸回りを中心角、ローター１１０の外周を円弧とする扇形を底面とする柱状である。即ち、ローター１１０が回転する空間は、ローター１１０の回転軸と当該回転軸に直交する端面の動径方向の軸を含む面によって、吸着領域１１２、再生領域１１４、冷却領域１１６に分けられる。ローター１１０が円柱の中心軸の回りに回転することにより、ローター１１０の吸着剤を担持した金属板が、吸着領域１１２、再生領域１１４、冷却領域１１６を順に移動する。図１では、送風機（ファン）、ポンプ、弁類は、省略されている。
【００１２】
ここでは、凝縮器１３０、分離器１４０、排水タンク１５０、回収タンク１６０を含む構成で、揮発性有機化合物回収装置１００としたが、揮発性有機化合物回収装置１００から、凝縮器１３０、分離器１４０、排水タンク１５０、回収タンク１６０を除く構成で、揮発性有機化合物濃縮装置とする。即ち、揮発性有機化合物濃縮装置は、ローター１１０、高周波コイル１２０を含む構成である。
【００１３】
本実施形態の揮発性有機化合物回収装置１００は、ローター１１０の吸着領域１１２に塗装作業などによるＶＯＣを含む排出ガスをファンやポンプなどの導入手段により送り込むと、ＶＯＣをローター１１０に含まれる吸着剤に吸着する。吸着領域１１２でＶＯＣを吸着されてＶＯＣを取り除かれた排出ガス（処理済ガス）は、大気中に放出される。また、当該処理済ガスの一部は、再生領域１１４又は冷却領域１１６に送り込まれてもよい。ローター１１０の回転により、吸着領域１１２でＶＯＣを吸着した吸着剤が再生領域１１４に移動すると、揮発性有機化合物回収装置１００は、再生領域１１４で、吸着剤に吸着されたＶＯＣを脱離する。揮発性有機化合物回収装置１００は、高周波電流を印加された高周波コイル１２０から発生する誘導磁場により吸着剤が担持される金属板が発熱することにより吸着剤を加熱することによって、吸着剤に吸着されたＶＯＣを脱離する。脱離されたＶＯＣは、再生領域１１４に送り込まれる再生ガスによって排出される。再生ガスは、例えば、空気である。さらに、ローター１１０の回転により、再生領域１１４で加熱されＶＯＣを脱離した吸着剤が冷却領域１１６に移動すると、揮発性有機化合物回収装置１００は、吸着剤を、冷却領域１１６に送り込まれる冷却ガスによって冷却する。冷却ガスは、例えば、空気である。揮発性有機化合物回収装置１００は、これらの吸着、脱離、冷却が連続的に繰り返されるように、ローター１１０を回転する。ローター１１０の回転速度は、ローター１１０に送り込まれるガスが吸着剤を通過する速さに比べて、十分遅い。従って、例えば、再生領域１１４で脱離されたＶＯＣが、冷却領域１１６から大気に排出されることはない。ローター１１０の回転速度は、例えば、１回転当たり数十分である。ローター１１０の吸着領域１１２に供給される排出ガスの供給速度（風量）は、例えば、３０ｍ３／ｍｉｎである。
【００１４】
排出ガスに含まれるＶＯＣ（揮発性有機化合物）には、例えば、ベンゼン、トルエン等の芳香族化合物、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、トリクレン、メチレンクロライド等のクロロカーボン類、メタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類等が含まれ得る。
【００１５】
ローター１１０は、円柱状であり、円柱の中心軸を回転軸として、モーターなどの動力により回転する。円柱の高さは、例えば、３００ｍｍである。円柱の半径は、例えば、９００ｍｍである。
【００１６】
ローター１１０は、内部に、コルゲート形状の金属板と平面の金属板とを交互に積層することにより、ハニカム構造を形成する。ローター１１０は、これらの金属板を支持する外枠を含む。ハニカム構造は、円柱状のローター１１０の中心軸に平行に伸びるガスの流路を形成する隔壁を備える構造である。ガスの流路は、円柱状のローター１１０の両端面に対して直角に、一方の端面から他方の端面まで伸びている。ローター１１０は、２つ端面の間で通気可能にされている。また、各金属板には、吸着剤がバインダ（接着剤）によ
って担持されている。金属板として、磁性金属が使用される。金属板として、例えば、ニッケルや、３６インバー（Ｎｉ＋Ｃｏ３６％、Ｆｅ６４％）、４２インバー（Ｎｉ＋Ｃｏ４１〜４３％、Ｆｅ５６〜５８％）、スーパーインバー（Ｎｉ３１％、Ｃｏ４−６％、Ｆｅ６３％）、４５パーマロイ（Ｆｅ５０〜６０％、Ｎｉ４０〜５０％）、７８パーマロイ（Ｆｅ２０〜３０％、Ｎｉ＋Ｃｏ７０〜８０％）、及びＳＵＳ４３０（Ｃｒ１７％、Ｆｅ８２％）、触媒坦持用ステンレス（Ｃｒ２０％、Ａｌ５％、Ｆｅ６４％）などのステンレススチールや整磁合金などが使用され得る。また、金属板として、ＳＵＳ３０４等の非磁性体の導電体が使用されてもよい。また、金属板の代わりに活性炭が使用されてもよい。これらの磁性金属、ＳＵＳ４０４等の導電体、活性炭は、高周波で加熱される基材の例である。高周波で加熱される基材として使用できる導電体の抵抗率の範囲は、１×１０−７Ωｍ〜１×１０−４Ωｍである。吸着剤として、例えば、活性炭、シリカゲル、アルミナ、マグネシア、カルシア、シリカ−アリミナ、高分子吸着剤、ゼオライト等が使用され得る。ローター１１０の構成については、後に詳述する。コルゲート形状の代わりに、他の波形形状が採用されてもよい。
【００１７】
図２は、コルゲート形状の金属板の例を示す図である。コルゲート形状は、例えば、平面を所定の周期で波面が一方向の波形に変形させた立体形状である。波面が一方向とは、波形の金属板を表面波とみなしたときの表面波の進行方向をいう。コルゲート形状の周期は一定でなくてもよい。波形の波の部分の高さは、１〜１０ｍｍでよく、好ましくは、２〜５ｍｍである。コルゲート形状は、波形形状の一例である。
【００１８】
図３は、揮発性有機化合物回収装置のローター及び高周波コイルの構成例を示す図である。ローター１１０は、周囲が金属板または絶縁体板（以下、金属板等という）で覆われている。当該金属板等により、ローター１１０が存在する金属板等の内部の気密が保たれる。ローター１１０の各端面とローター１１０を覆う金属板等との間は、ローター１１０の回転軸から外周に伸びる長方形の板状のセパレータが設置され、ローター１１０を、吸着領域１１２、再生領域１１４、冷却領域１１６の各領域に分ける。長方形の板状のセパレータは、板状のセパレータの一辺がローター１１０を覆う金属板等に固定されて、セパレータの当該一辺に対向する他辺がローター１１０の吸着剤が担持された金属板に接触することで、各領域の間で通気不能にする。さらに、板状のセパレータは、ローター１１０の端面の外周に沿ってローター１１０を覆う金属板等に固定されて設置されることで、ローター１１０の外側と内側とで通気不能にする。セパレータは、ローター１１０の両方の端面に設置される。各セパレータは、例えば、シリコンゴム製である。また、ローター１１０を覆う金属板等には、ローター１１０の各領域に気体を導入する配管、又は、ローター１１０の各領域から気体を排出する配管が、ローター１１０と通気可能に接続される。各配管には、ポンプやファン等のガス移送手段が設けられてもよい。
【００１９】
図１１は、ローターとセパレータとの関係を示す分解図の例である。ローター１１０の両方の端面の外側に存在するローターを覆う金属板等には、長方形の板状のセパレータが、長方形の一辺で固定されている。セパレータは、ローター１１０の回転軸から外周に向かう方向（動径方向）に固定される。長方形の板状のセパレータの金属板等に固定される一辺に対向する他辺は、ローター１１０の端面（表面）に接触する。ローター１１０は、各セパレータに接触しながら、回転する。セパレータは、ローター１１０を覆う金属板等の内部を、吸着領域１１２、再生領域１１４、冷却領域１１６に分ける。また、セパレータは、ローターの内側と外側とで通気不能にするように、ローターの端面の外周に沿って設置される。各セパレータは、ローター１１０の一方の端面側と他方の端面側とで、ローター１１０を挟んで同じ位置に設置される。ローター１１０の端面を覆う金属板等を、端部金属板等ともいう。ローター１１０は、端面以外の周囲の部分も金属板等によって覆われている。
【００２０】
ローター１１０の吸着領域１１２の一方の端面側から、ＶＯＣを含む排出ガスが送り込まれると、ローター１１０の吸着剤にＶＯＣが吸着され、ローター１１０の吸着領域１１２の他方の端面側から、ＶＯＣが取り除かれた処理済みガスが排出される。
【００２１】
ＶＯＣを吸着した吸着剤がローター１１０の回転に伴い再生領域１１４に移動すると、再生領域１１４の周囲に設置される高周波コイル１２０による誘導磁場により、吸着剤を担持する金属板が加熱される。吸着剤を担持する金属板が加熱されることにより吸着剤も加熱され、吸着剤に吸着したＶＯＣが吸着剤から脱離する。また、再生領域１１４にローター１００の他方の端面側からファンやポンプなどの供給手段により空気を供給することで、一方の端面側からＶＯＣを含むガスが排出される。再生領域１１４で脱離されたＶＯＣを含むガスは、再生領域１１４のガスが排出される側に接続される配管を介して凝縮器１３０に導入される。
【００２２】
さらに、ＶＯＣを脱離した吸着剤がローター１１０の回転に伴い冷却領域１１６に移動すると、ローター１１０の他方の端面側から冷却領域１１６に空気がファンやポンプなどにより供給される。当該空気により、冷却領域１１６の吸着剤が冷却される。冷却領域１１６で冷却された吸着剤は、ローター１１０の回転に伴い再び吸着領域１１２に移動する。吸着剤が冷却されることで、吸着領域１１２における吸着剤の吸着能力を高めることができる。再生領域１１４、冷却領域１１６に導入される空気は、吸着領域１１２から排出される処理済みガスであってもよい。
【００２３】
高周波コイル１２０は、ローター１１０の再生領域１１４の両方の端面の周囲に設置される。高周波コイル１２０には、高周波電流を供給する電源が接続される。高周波コイル１２０に高周波電流が印加されることで、再生領域１１４に誘導磁場が発生する。この誘導磁場によってローター１１０の再生領域１１４の金属板（磁性体）に生じる渦電流、磁気ヒステリシス損失等により、再生領域１１４に移動した金属板が発熱する。これにより、当該金属板に担持された吸着剤が加熱される。高周波コイル１２０は、例えば、銅製である。高周波コイル１２０は、ローター１１０を覆う金属板等の中に設置されても、外に設置されてもよい。高周波コイル１２０の形状は、例えば、トランスバース型、パンケーキ型、ソレノイド型である。
【００２４】
高周波コイル１２０がローター１１０を覆う金属板等の中に設置された場合、高周波電流を供給する電源はローター１１０を覆う金属板等の外に設置される。高周波コイル１２０と電源とを接続する導線は、金属板等に開けた穴を通じて、高周波コイル１２０と電源と接続する。穴と導線と間の隙間は、セメント等の固形物によって封止される。
【００２５】
再生領域１１４では、吸着剤の温度を１７０±３０℃の範囲に維持することが好ましい。吸着剤が当該温度範囲になると、吸着されたＶＯＣが脱離されるからである。また、温度が高過ぎるとＶＯＣが分解されてしまうため、吸着剤の温度が例えば２５０℃以上なることは好ましくない。ＶＯＣが分解されるとＶＯＣを回収できなくなるからである。そこで、再生領域１１４では、温度センサを設置して、再生領域１１４の吸着剤の温度を温度センサ（例えば、赤外線温度センサ）によってモニタし、所定の温度範囲になるように、高周波コイル１２０に印加する高周波電流を制御してもよい。再生領域１１４における吸着剤の温度範囲は、回収されるＶＯＣの種類や吸着剤の種類によって変更されてもよい。
【００２６】
磁性体は、誘導磁場（高周波磁場）の下で、磁気ヒステリシス損失、渦電流損失によって発熱することが知られている。磁性体は、磁気ヒステリシス損失によってキュリー点まで加熱され、キュリー点に達すると磁性を失い、キュリー点以上には加熱されない。また、金属に高周波電流を印加した際、高周波電流は表皮効果があるため、温度が低い間は金属の極表面のみを誘導電流が流れる。このため、金属には大きなジュール熱加熱が発生す
るが、キュリー点に近づくと表皮の厚さが大きくなるため、抵抗が小さくなり、ジュール発熱が小さくなる。この効果によって金属はキュリー点以上に温度上昇しない。そこで、コルゲート形状の金属板及び平面の金属板として、キュリー点が２００℃程度の金属材料を使用すると、自律的な温度制御を行うことができる。具体的には、例えば、キュリー点が２５８℃である合金のスーパーインバーが、自律的な温度制御を行うことができる金属板の材料として使用され得る。非磁性体が使用されると、磁気ヒステリシス損失による発熱は起こらないが、渦電流による発熱は起こる。従って、磁性体の代わりに非磁性体が使用されてもよい。
【００２７】
図４は、トランスバース型コイルの例を示す図である。図４のトランスバース型コイルは、ソレノイドコイルの中央部分を引き伸ばした形状である。トランスバース型コイルの中央部分の空間にローター１１０が配置される。図４のトランスバース型コイルの断面は円形であるが、コイルの断面は円形に限定されるものではなく、例えば、再生領域１１４の形状に合わせた他の形状（楕円、四角形、三角形など）であってもよい。
【００２８】
高周波電流の周波数は、例えば、０．５ｋＨｚから５００ｋＨｚまでの間である。また、高周波電流の周波数は、好ましくは、１ｋＨｚから１００ｋＨｚまでの間である。高周波電流の周波数は、これらに限定されるものではない。
【００２９】
図１に戻って、凝縮器１３０は、ローター１１０の再生領域１１４のガスが排出される側と配管を介して接続される。凝縮器１３０は、ローター１１０の再生領域１１４で脱離されたＶＯＣを含むガスを冷却することにより凝縮して凝縮液を生成し、当該凝縮液を分離器１４０に導入する。
【００３０】
分離器１４０は、凝縮器１３０と配管を介して接続される。分離器１４０は、凝縮器１３０から導入された凝縮液を、水とＶＯＣ凝縮液とに分離し、水を排水タンク１５０、ＶＯＣ凝縮液を回収タンク１６０に排出する。分離器１４０は、例えば、水とＶＯＣ凝縮液との比重差を利用して、水とＶＯＣ凝縮液とを分離する。また、分離器１４０は、水のみを透過する膜を利用して、水とＶＯＣ凝縮液とを分離してもよい。
【００３１】
分離器１４０は、ローター１１０の吸着領域１１２の排出ガスが送り込まれる側に配管を介して接続され、凝縮器１３０で液化せずに分離器１４０に導入されたガスが、塗装作業等における排出ガスとともに、再び、ローター１１０に吸着領域１１２から導入される。
【００３２】
排水タンク１５０及び回収タンク１６０は、それぞれ、分離器１４０と配管を介して接続される。排水タンク１５０は、分離器で分離された水を貯留するタンクである。回収タンク１６０は、分離器１４０で分離されたＶＯＣ凝縮液を貯留するタンクである。回収タンク１６０によって、ＶＯＣ凝縮液が回収される。
【００３３】
ここでは、揮発性有機化合物回収装置１００は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を回収する装置としているが、回収する対象のガスは、大気中に放出することが好ましくないガスであってもよい。例えば、回収する対象のガスは、亜硫酸ガス、炭酸ガスなどの無機物のガスであってもよい。
【００３４】
（ローターの構成例）
図５は、ローターの構成例を示す図である。図５のローター１１０は、ローターの一方の端面側から見たものである。図５の例では、４つの扇形部材が組み合されて、円柱状のローター１１０が形成されている。各扇型部材は、外枠、コルゲート形状の金属板、平面の金属板を含む。外枠は、中心角９０度の扇形（離心扇形）で、筒状である。ローター１
１０の中心部分には、回転軸のスペースが設けられる。各扇型部材は、全体として円柱状になるように、それぞれ回転軸に、ボルト及びナット等により固定される。また、隣接する扇形部材同士も、ボルト及びナット等により連結されて固定される。
【００３５】
図６は、ローターの扇形部材の外枠の例を示す図である。図６の扇形部材の外枠は、中心角９０度の扇形の断面形状を有する筒状の部材である。外枠は、直交する２つの平板状の仕切板と、ローター１１０の円柱の筒部分の外周に沿った曲面状の外周板とが合わせられて形成される。外枠として、高周波コイル１２０による誘導磁場によって発熱しない非磁性材料が使用され得るが、仕切板はさらに絶縁性の非磁性材料が好ましい。仕切板の材料として、例えば、ベークライト、耐熱性ＦＲＰがあげられる。また、外周板の材料として、例えば、ベークライト（フェノール樹脂）、ＦＲＰ、ＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）が挙げられる。当該外枠の内部に、コルゲート形状の金属板と平面の金属板とが積層される。コルゲート形状の金属板及び平面の金属板は、外枠の平板部分に平行になるように積層される。コルゲート形状の金属板及び平面の金属板は、外枠の２つの平板のうち、どちらの平板に平行に積層されてもよい。また、コルゲート形状の金属板の波形の波の進行方向が、外枠の底面に平行になるように、積層される。これにより、コルゲート形状の金属板と平板の金属板との間の空間によって、外枠の底面と上面との間で、ガスの流路が形成される。積層される各金属板は、外枠の内部の形状に合わせて切断される。また、ローター１１０を複数の扇形部材で形成することで、ローター１１０内に扇形部材の外枠に平面部分が形成され、平面の金属板とコルゲート形状の金属板とを平行に積層することができる。
【００３６】
ローター１１０の各扇型部材では、内部に、コルゲート形状の金属板と平面の金属板とが、交互に平行に積層される。即ち、平面の金属板が平面のまま湾曲することなく、コルゲート形状の金属板と平面の金属板とが、平行に交互に積層される。各金属板の厚さは、例えば、２５μｍである。
【００３７】
平面の金属板とコルゲート形状の金属板とが平行に積層されることで、高周波コイル１２０によって誘導磁場が印加されたときに、金属板が湾曲して積層された場合に比べて、金属板が均一に発熱しやすくなる。金属板が湾曲して積層された場合（例えば、円周に沿うように積層された場合）、誘導磁場を印加した際、金属板は不均一に発熱し、一部の領域では吸着剤がＶＯＣを脱離する温度に達しない。吸着剤がＶＯＣを脱離する温度に達しないと、ＶＯＣが吸着剤に吸着したままになるため、ＶＯＣの回収効率が低下する。後に、金属板を平行に積層した場合と、金属板を湾曲して積層した場合との、誘導磁場を印加したときの温度変化の測定例を示す。
【００３８】
平面の金属板及びコルゲート形状の金属板には、吸着剤がバインダ（接着剤）により担持される。各金属板に吸着剤をバインダにより担持させるのは、扇形部材に金属板を積層する前であっても、積層した後であってもよい。
【００３９】
（測定例）
ここでは、コルゲート形状の金属板及び平面の金属板を渦巻状に巻いた構造物（平面の金属板を湾曲して積層した構成）と、コルゲート形状の金属板及び平面の金属板を平行に積層した構造物（本実施形態の構成）とに対して、それぞれ、トランスバース型コイルで、誘導磁場を印加した場合の測定例を説明する。
【００４０】
図７は、コルゲート形状の金属板及び平面の金属板を渦巻状に巻いた構造物に取り付けた熱電対の位置を示す図である。図７では、コルゲート形状の金属板は省略されている。当該構造物は、半径１５ｍｍの円筒の外側にコルゲート形状の金属板及び平面の金属板を渦巻状に巻かれ、半径７５ｍｍの円柱状の形状をしている。また、円筒の高さは３０ｍｍ
である。図７の例では、半径１５ｍｍの円筒の内側は空洞である。図７の例は、当該構造物を円柱の一方の面から見た図である。図７では、熱電対Ａから熱電対Ｄまでが、円柱の一方の端面の外周側から中心に向かって取り付けられている。熱電対Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ、円筒の円の中心から、６９ｍｍ、５２ｍｍ、３９ｍｍ、２３ｍｍの位置に設置される。当該構造物が、図４のようなトランスバース型コイルの中央に配置されて、誘導電場を印加される。当該構造物は、コイルの長手方向に円筒の底面が直交する方向に配置される。次に、トランスバース型コイルによる誘導磁場を印加した際の温度変化の結果を示す。
【００４１】
図８は、図７の構造物にトランスバース型コイルにより誘導磁場を印加した際の、図７の各熱電対の温度変化を示すグラフである。図８のグラフの横軸は時間（秒）であり、縦軸は温度（℃）である。ここでは、熱電対Ａが２００℃になるように温度制御されている。図８のグラフでは、熱電対Ｂ、Ｃ、Ｄの温度は、それぞれ、１３５℃、８１℃、４６℃で定常状態となっている。当該構造物では、内側になるほど、温度上昇がしにくいことが分かる。従って、コルゲート形状の金属板及び平面の金属板を渦巻状に巻いた場合、トランスバース型コイルによる誘導磁場の印加では、均一に温度上昇しない。従って、ローター１１０をこのような金属板の形状で作成した場合、再生領域１１４の温度分布が不均一になり、一部の領域では温度が低くＶＯＣが吸着剤から脱離しないおそれがある。
【００４２】
図９は、コルゲート形状の金属板及び平面の金属板を平行に積層した構造物に取り付けた熱電対の位置を示す図である。図９では、コルゲート形状の金属板は省略されている。当該構造物は、底面を正方形とする四角筒にコルゲート形状の金属板及び平面の金属板を平行に交互に底面に直交する方向に積層され、全体として、直方体の形状をしている。四角筒の底面の正方形の一辺の長さは１２０ｍｍ、高さは３０ｍｍである。図９の例は、当該構造物の底面から見た図である。図９では、熱電対Ｅが底面の中央に、熱電対Ｆが底面の角に、熱電対Ｇが底面の一辺の中央付近に、熱電対Ｈが熱電対Ｅと熱電対Ｇとの間に取り付けられている。当該構造物が、上記の例と同様に、図４のようなトランスバース型コイルの中央に配置されて、誘導電場を印加される。当該構造物は、コイルの長手方向に四角筒の底面が直交する方向に配置される。次に、トランスバース型コイルによる誘導磁場を印加した際の温度変化の結果を示す。
【００４３】
図１０は、図９の構造物にトランスバース型コイルにより誘導磁場を印加した際の、図９の各熱電対の温度変化を示すグラフである。図１０のグラフの横軸は時間（秒）であり、縦軸は温度（℃）である。ここでは、熱電対Ｅが２００℃になるように温度制御されている。図１０のグラフでは、熱電対Ｆ、Ｇ、Ｈの温度は、ほぼ熱電対Ｅの温度付近まで上昇している。当該構造物では、位置によらず、ほぼ一様に温度上昇することが分かる。従って、コルゲート形状の金属板及び平面の金属板を平行に積層した場合、トランスバース型コイルによる誘導磁場の印加により、均一に温度上昇する。
【００４４】
（その他）
図１２は、ローターの変形例を示す図である。図１２のローターは、ローターの外形と同じ大きさの吸着剤が基材となる。すなわち、円柱状の吸着剤が基材となる。また、円柱の一端の面と他端の面に無数の孔が開いており、各面の各孔は互いに通気可能に接続されている。また、吸着剤には、複数の金属棒が埋め込まれている。金属棒は、円柱状のローターの高さ方向に平行に埋め込まれる。ある金属棒と、当該金属棒に隣接する金属棒との距離が、等距離になるように金属棒が埋め込まれる。金属棒の配置は、例えば、円柱状のローターの端面に三角格子を記載して、当該三角格子の頂点に金属棒を配置することで、隣接する金属棒間の距離を等距離にすることができる。
【００４５】
高周波コイル１２０は、ローター１１０の再生領域１１４の両方の端面の周囲に設置さ
れる。高周波コイル１２０に高周波電流が印加されることで、再生領域１１４に誘導磁場が発生する。この誘導磁場によってローター１１０の再生領域１１４の金属棒に生じる渦電流、磁気ヒステリシス損失等により、再生領域１１４に移動した金属棒が発熱する。これにより、当該金属棒の周囲の吸着剤が加熱される。隣接する金属棒の間隔を均等にして吸着剤に埋め込むことで、再生領域の吸着剤全体を均一に温度上昇させることができる。
【００４６】
吸着剤として、活性炭、シリカゲル、アルミナ、マグネシア、カルシア、シリカ−アリミナ、高分子吸着剤、ゼオライト等が使用され得る。吸着剤に埋め込まれる金属棒は、金属棒は、例えば、磁性金属、非磁性金属である。金属棒として、上記の高周波で加熱される基材の材料が使用され得る。金属棒の内部は、空洞であってもよい。金属棒の内部を空洞にすることにより、ローターの重量を小さくすることができる。
【００４７】
（実施形態の作用、効果）
揮発性有機化合物回収装置１００は、ローター１１０の吸着領域１１２で吸着剤にＶＯＣを吸着させ、再生領域１１４で高周波コイル１２０による誘導磁場で加熱された金属板に担持された吸着剤から吸着されたＶＯＣを脱離する。揮発性有機化合物回収装置１００は、加熱された吸着剤を冷却領域１１６で冷却し、冷却された吸着剤は再度、吸着領域１１２でＶＯＣを吸着する。吸着領域１１２でＶＯＣを吸着された後の排出ガスは、処理済ガスとして、大気中に放出される。再生領域１１４で脱離されたＶＯＣは、凝縮器１３０、分離器１４０を経て、回収タンク１６０で回収される。
【００４８】
再生領域１１４において、高周波コイル１２０による誘導磁場により金属板を加熱することで、金属板に担持される吸着剤を２００℃近くまで加熱することにより、吸着剤に吸着したＶＯＣを迅速に脱離することができる。吸着剤に吸着されたＶＯＣが迅速に脱離されることで、高濃度のＶＯＣを凝縮器１３０に送り込むことができる。これによって、効率よくＶＯＣが回収される。
【００４９】
ローター１１０は、複数の扇形部材を円柱状に組み合わせることにより形成される。扇形部材を使用することによって、扇形部材の平面部分にコルゲート形状の金属板及び平面の金属板を交互に平行に積層することができる。吸着剤が担持されたコルゲート形状の金属板及び平面の金属板が平行に積層されたローター１１０で、高周波コイル１２０による誘導磁場を印加することにより、ローター１１０の再生領域１１４の吸着剤を一様に所定の温度に温度上昇させることができる。再生領域１１４で吸着剤の温度が一様に所定の温度に上昇することで、吸着剤からＶＯＣが一様に脱離して高濃度のＶＯＣを排出することができる。高濃度のＶＯＣが排出されることで、凝縮器１３０、分離器１４０等により、効率よくＶＯＣを回収することができる。凝縮器１３０には、高濃度のＶＯＣ含有ガスを導入することが求められるからである。また、高濃度のＶＯＣが排出されることで、ローター１１０と凝縮器１２０との間に、ＶＯＣの濃度を高めるための吸着器を新たに設置しなくてよい。
【符号の説明】
【００５０】
１００        揮発性有機化合物回収装置
１１０          ローター
１１２            吸着領域
１１４            再生領域
１１６            冷却領域
１２０          高周波コイル
１３０          凝縮器
１４０          分離器
１５０          排水タンク
１６０          回収タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2016159233.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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