(57)【要約】【課題】複数の攪拌軸を１台の電動機と減速機で回転させるとともに、各攪拌軸１本ずつに対し別々に駆動力を伝達することで、１本の攪拌軸を回転させる場合と同等の電動機や減速機を使用することができるＶＯＣガス処理装置を提供すること。【解決手段】ＶＯＣを含む排気ガスを担体に導いて生物分解するとともに、担体を充填した担体層を並列する複数の攪拌軸５により攪拌する攪拌装置を設けたＶＯＣガスの処理装置において、各攪拌軸５にギヤ７を付設し、各攪拌軸７のギヤと噛合するラック１２を間欠的に備えた動力伝達杆１０を設けるとともに、この動力伝達杆１０を往復移動させる電動機１３を設け、ラック１２を各攪拌軸５のギヤ７と別々に噛合する位置に設置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＶＯＣを含む排気ガスを担体に導いて生物分解するとともに、担体を充填した担体層を並列する複数の攪拌軸により攪拌する攪拌装置を設けたＶＯＣガスの処理装置において、各攪拌軸にギヤを付設し、各攪拌軸のギヤと噛合するラックを間欠的に備えた動力伝達杆を設けるとともに、該動力伝達杆を往復移動させる電動機を設け、前記ラックを各攪拌軸のギヤと別々に噛合する位置に設置したことを特徴とするＶＯＣガス処理装置。
【請求項２】
動力伝達杆に電動機用ラックを設けるとともに、該電動機用ラックに噛合するギヤを電動機側に設けたことを特徴とする請求項１記載のＶＯＣガス処理装置。
【請求項３】
ラックとしてピンラックを用いたことを特徴とする請求項１又は２記載のＶＯＣガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）を含む排気ガスを微生物により生物処理するＶＯＣガス処理装置に関し、複数の攪拌軸を駆動する電動機を、その容量を変えることなく数量を減らすことにより、製作コストを低減するようにしたＶＯＣガス処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、塗装工場や印刷工場、化学工場等では、塗料や接着剤、原料の化学物質に起因して、様々なＶＯＣガスが発生するため、ＶＯＣによる悪臭公害や光化学オキシダント生成の防止対策の観点から、これらのガスを排気ガスとして捕集した後、通常、燃焼炉に導いて酸化分解処理が行われている。
しかし、従来の燃焼法では、引火性のあるＶＯＣを扱う工場において火気を使用しなければならず、また助燃用に重油などの燃料を必要とすることから、近年、安全で最もエネルギー効率のよい生物処理の研究が進められている。
【０００３】
生物処理として最も効率的な充填方式では、通常、分解微生物をセラミックやプラスチック等の担体表面に付着させ、これらの担体を所定の高さまで充填し、この充填層に微生物に必要な水分を補給しながら、ＶＯＣガスを導くことで生物分解を行う。
【０００４】
一方、微生物量を保持するためには、死滅する微生物以上に増殖させる必要があるが、微生物は炭素源としてのＶＯＣ以外に窒素、リン等の微量の栄養源を必要とするため、栄養剤を溶解させた水を散水することで、微生物に供給している。
また、必要以上に微生物が増殖すると、充填した担体の隙間が減少して圧力損失が上昇し、ＶＯＣガスが流れにくくなるため、担体から微生物の一部を剥離させる必要がある。
通常、剥離した微生物や担体と担体の間に捕捉された固形物は、散水や担体充填層の洗浄運転を行うことによって底部の水槽へと落下させ、担体の目詰りを防止している。
【０００５】
ところで、ＶＯＣガス処理装置は、長期間運転すると微生物が過剰に増殖し、担体気孔の閉塞や担体間の空隙の減少により空気の偏流現象が発生するため、ガスが通過せず処理に寄与しない場所が発生し有効処理容積が減少する、または圧力損失が高くなり動力消費が増加してしまうといった問題があった。
この問題に対し、従来は装置上部より装置内に鉛直方向に設置した軸をモータにより回転させることで、攪拌軸に取り付けられた丸鋼製の攪拌羽根により担体を攪拌し、余剰に発生した微生物を担体より剥離させていた。
【０００６】
しかしながら、従来のＶＯＣガス処理装置では、攪拌軸に対して電動機と減速機が直結されていたため、複数の攪拌軸に対し、それぞれに電動機及び減速機が必要であった。したがって、大型の装置で複数の攪拌機が必要となる場合にはコスト増加の要因となっていた。
また、チェンやギヤを使用し複数の攪拌軸を１台の電動機で同時に駆動させる場合は、複数の攪拌軸を回転させるのに必要なトルク全てを１台の電動機、減速機で補う必要があることから、電動機の容量や減速機が大きくなるという別の問題を招来する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来のＶＯＣガス処理装置が有する問題点に鑑み、複数の攪拌軸を１台の電動機と減速機で回転させるとともに、各攪拌軸１本ずつに対し別々に駆動力を伝達することで、１本の攪拌軸を回転させる場合と同等の電動機や減速機を使用することができるＶＯＣガス処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のＶＯＣガス処理装置は、ＶＯＣを含む排気ガスを担体に導いて生物分解するとともに、担体を充填した担体層を並列する複数の攪拌軸により攪拌する攪拌装置を設けたＶＯＣガスの処理装置において、各攪拌軸にギヤを付設し、各攪拌軸のギヤと噛合するラックを間欠的に備えた動力伝達杆を設けるとともに、該動力伝達杆を往復移動させる電動機を設け、前記ラックを各攪拌軸のギヤと別々に噛合する位置（時間的なズレをもって噛合する位置）に設置したことを特徴とする。
【０００９】
この場合において、動力伝達杆に電動機用ラックを設けるとともに、該電動機用ラックに噛合するギヤを電動機側に設けることができる。
【００１０】
また、ラックとしてピンラックを用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＶＯＣガス処理装置によれば、ＶＯＣを含む排気ガスを担体に導いて生物分解するとともに、担体を充填した担体層を並列する複数の攪拌軸により攪拌する攪拌装置を設けたＶＯＣガスの処理装置において、各攪拌軸にギヤを付設し、各攪拌軸のギヤと噛合するラックを間欠的に備えた動力伝達杆を設けるとともに、該動力伝達杆を往復移動させる電動機を設け、前記ラックを各攪拌軸のギヤと別々に噛合する位置（時間的なズレをもって噛合する位置）に設置することから、１本の攪拌軸にトルクを伝達している間は、それ以外の攪拌軸においてラックとギヤを噛合しない状態にすることができ、これにより、それぞれの攪拌軸を別々に時間的なズレをもって１台の電動機及び減速機で回転させることができる。
この場合、攪拌軸がそれぞれ別々に時間的なズレをもって回転するため、電動機及び減速機にかかる負荷は１本の攪拌軸を回転させるのに必要なトルクのみであり、特に容量を上げる必要もなく、１本の攪拌軸を回転させる場合と同じ性能の電動機及び減速機を使用することができる。
１本の攪拌軸を回す場合と同性能の電動機及び減速機１台で複数の攪拌軸を回転できるため、ＶＯＣガス処理装置が大型化し、攪拌軸が複数必要な場合でも、それぞれの攪拌軸に電動機や減速機を設置する必要がなく、コストの増加を低減することができる。
【００１２】
また、動力伝達杆に電動機用ラックを設けるとともに、該電動機用ラックに噛合するギヤを電動機側に設けることにより、簡単な機構で動力伝達杆を駆動することができる。
【００１３】
また、ラックとしてピンラックを用いることにより、ギヤとの離脱と噛合を円滑にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のＶＯＣガス処理装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１〜図４に、本発明のＶＯＣガス処理装置の一実施例を示す。
このＶＯＣガス処理装置は、ＶＯＣを含む排気ガスを担体に導いて生物分解するとともに、担体を充填した担体層を並列する複数の攪拌軸により攪拌する攪拌装置を設けている。
そして、このＶＯＣガスの処理装置は、各攪拌軸にギヤを付設し、各攪拌軸のギヤと噛合するラックを間欠的に備えた動力伝達杆を設けるとともに、該動力伝達杆を往復移動させる電動機を設け、前記ラックを各攪拌軸のギヤと別々に噛合する位置（時間的なズレをもって噛合する位置）に設置している。
また、動力伝達杆には電動機用ラックが設けられており、該電動機用ラックに噛合するギヤが電動機側に設けられている。
【００１６】
一方、塗装工場等のＶＯＣ発生源から排出された排気ガスａは、排気ファン２によって捕集され、生物処理槽１へと導かれる。
生物処理槽１には、その中央部に微生物を付着させた担体を充填した担体充填層１７が、上部にはスプレーノズルを配置した散水管１８が設けられ、底部の貯留水槽１９から散水ポンプ３により、水槽内部の循環水ｃを散水管１８まで送水する配管が配置されている。
微生物を付着した担体は、セラミックやプラスチック、合成繊維等を様々な形状に加工したもの、あるいは発泡させたものなど、種々のものを使用することができ、特に限定されるものではないが、微生物の付着量が多く損耗しにくい材料の担体を用いることが望ましい。
【００１７】
また、担体充填層１７の高さは、担体の重量や通気性、生物付着量等を考慮して所望の高さに設定されるが、一段に限らず、二段、三段に積重ねることも可能である。
貯留水槽１９には、曝気攪拌手段が設けられており、ブロア４から曝気用の空気が散気管２０に送気される。そして、水槽への新たな補給水ｅの配管、排水ｆのオーバーフロー配管が設けられている。
また、生物処理槽１の近傍には、栄養剤注入装置として、注入ポンプ８と貯留タンク９、及び貯留タンク９から貯留水槽１９へと栄養剤ｄを注入する配管が設けられている。
【００１８】
生物処理槽１の内部には、直線上に複数本の攪拌軸５が並列配置されており、攪拌軸５には、攪拌羽根６とギヤ７とが取り付けられている。
また、減速機付き電動機１３に取り付けられたギヤ１４の回転運動は、動力伝達杆１０に取り付けた電動機用ラック１１により直線運動に変換され、ラック１２及びギヤ７を介して、減速機付き電動機１３の正転、逆転により各攪拌軸５を正転、逆転させる。
【００１９】
ラック１２は、所定の回転数だけ攪拌軸５を回転させることができる長さに調節されており、またそれぞれが担当する攪拌軸５のギヤ７に同時に接触することがないように、間隔をあけて設置されている。
また、ギヤ７とラック１２の噛合が一旦解かれた後に、再度ラックとギヤの歯が適切にかみ合えるようにするとともに、攪拌時の抵抗力によりかみ合いがはずれてしまうことを防止するため、動力伝達杆はローラ１５とレール１６により同一直線上を走行できるよう拘束されている。
なお、ラック１２の長さは、通常、攪拌軸５を１回転〜数回転できる長さがあればよい。また、駆動力の伝達方式としては、回転運動と直線運動を変換できるものであればこの限りではなく、例えば、ピンラック機構を用いることもできる。
【００２０】
次に、本実施例のＶＯＣガス処理装置の作用について説明する。
図１に示すように、排気ファン２により生物処理槽１の担体充填層１７の下部に送気された排気ガスａ中のＶＯＣは、担体充填層１７の担体の間隙を流れる間に、担体表面の水分中に徐々に溶解し、続いて担体に付着した微生物により、通常、炭酸ガスと水に分解される。
そのため、担体充填層１７内を上に流れるにつれてＶＯＣ濃度は低下し、微生物量や接触時間に対応した濃度まで除去されて、処理ガスｂとして槽外に排出される。
【００２１】
このとき、炭素源としてのＶＯＣ以外に、窒素やリン等の微量の栄養源を取込みながら分解微生物が増殖する。
また、ＶＯＣが微生物に取込まれる前に、ＶＯＣを水分中に溶解させる必要があることから、担体が常時水に濡れた状態を保つ必要がある。
そこで、１〜３時間程度の間隔で散水ポンプ３を稼動し、栄養剤ｄを含む循環水ｃを散水管１８から散水する。循環水ｃに含まれる栄養剤は、微生物によるＶＯＣの分解及び微生物の増殖に伴って消費されるため、栄養剤注入装置により補給する。
【００２２】
一方、本実施例においては、図２〜図４に示すように、電動機が正転、逆転する際に、減速機付き電動機１３に取り付けられたギヤ１４と電動機用ラック１１とにより、動力伝達杆１０が直線運動する。
動力伝達杆１０の直線運動は、ラック１２を介して攪拌軸５を正転、逆転させることができる。
また、１組のラック１２と攪拌軸５に取り付けられたギヤ７とが接触し、動力を伝達している間はそれ以外のラック１２とギヤ７は離れており、動力を伝達することがないため、減速機付き電動機１３にかかる負荷は１本の攪拌軸５を回転するのに必要なトルクのみである。
【００２３】
以上により、本実施例のＶＯＣガス処理装置は、複数の攪拌軸５にそれぞれギヤ７を付設し、各攪拌軸５のギヤ７と噛合するラック１２を間欠的に備えた動力伝達杆１０を設けるとともに、該動力伝達杆１０を往復移動させる電動機１３を設け、前記ラック１２を各攪拌軸５のギヤ７と別々に噛合する位置（時間的なズレをもって噛合する位置）に設置したことから、１本の攪拌軸５にトルクを伝達している間は、それ以外の攪拌軸５においてラック１２とギヤ７を離し、それぞれの攪拌軸５を別々に時間的なズレをもって回転させることで、複数の攪拌軸５を１本の攪拌軸５を回転させる場合と同じ能力の電動機、減速機１台を使用して駆動することができる。
これにより、攪拌軸１本を回転する場合と同等の性能の電動機及び減速機１台で、複数本ある攪拌軸５を回転することができるため、電動機及び減速機の容量を変えることなくその台数を削減することができ、ＶＯＣガス処理装置の製作コストを大きく低減することができる。
【００２４】
以上、本発明のＶＯＣガス処理装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明のＶＯＣガス処理装置は、複数の攪拌軸を駆動する電動機を、その容量を変えることなく数量を減らすという特性を有していることから、製造コストを低減することができるＶＯＣガス処理装置として広く好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のＶＯＣガス処理装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】同ＶＯＣガス処理装置の攪拌装置を示す断面図である。
【図３】図２のＡ矢視拡大図である。
【図４】同攪拌装置の動作を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    生物処理槽
２    排気ファン
３    散水ポンプ
４    ブロア
５    攪拌軸
６    攪拌羽根
７    ギヤ
８    注入ポンプ
９    貯留タンク
１０  動力伝達杆
１１  電動機用ラック
１２  ラック
１３  電動機
１４  ギヤ
１５  ローラ
１６  レール
１７  担体充填層
１８  散水管
１９  貯留水槽
２０  散気管
ａ    排気ガス
ｂ    処理ガス
ｃ    循環水
ｄ    栄養剤
ｅ    補給水
ｆ    排水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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