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巻頭言

製品 開発について

技術開発研究所

中川祥示

弊社は、プラスチックによる耐蝕を基礎技術として、耐蝕ポンプ、耐蝕送風機、排ガス処理及び脱臭装置、冷却塔の製造・販売を行ってきました。耐蝕だけでなく、地球温暖化
対 策 と し て の 高 効 率 モ ー タ 規 制（ 国 内 で は 、2015 年 度 か ら 始 ま る と い わ れ て い る ）や 2011
東北大震災による電力不足から顕在化した省エネ＝高効率化製品の開発が現在の目標です。
さ て 、2000 年 以 降 、選 択 と 集 中 と い う 言 葉 が エ レ ク ト ロ ニ ク ス 業 界 を 中 心 に も て は や されました。企業の得意（儲ける）の分野に資本・人材を集中的に投資する戦略です。拡大
路線の失敗から一時的に効果はあげましたが、新事業の芽を摘んだり、集中投資が思惑と異なったりして今日の状態となっています。 問題点は、リスクが大きいこと、長期的な視野にかけることであろうと推察します。二者択一的な選択と集中は、身を滅ぼすことになります。
弊社製品開発にあてはめると、高耐食、コンタミレス、高効率などの先端産業の要求にこたえる製品開発と国内企業の海外移転に端を発する海外でも通用する低コスト製品開発と い っ た 2way 方 式 が 必 要 で あ ろ う と 考 え て い ま す 。
前 者 に つ い て は 、 ポ ン プ ・ 送 風 機 の 場 合 、 3D イ ン ペ ラ や 次 世 代 プ ラ ス チ ッ ク 製 品 や その成形技術、ドライシールやマグネットシールの適用

排ガス処理の場合、超音波、マイ

クロ波、放電などによる処理等が考えられます。
後者については、規格製品の最適設計です。使用するお客様（特に国内と海外）により仕様は、当然ながら異なってきますが、部品を共通化するあまり、 過剰設計になっている
場合があります。仕様を特化して最適設計するということです。 当然、海外生産、資材購入という点も含まれます。
弊社は、前記のとおり、技術的には、省エネ＝高効率化製品、低コスト製品の開発を、営業的には、お客様に出向きニーズを得る活動を行っています 。今後とも弊社製品をご愛顧のほどよろしくお願いします。
今 回 、 TEXEL 技 報 第 2 報 と し て 、 大 型 PFA 製 マ グ ネ ッ ト ポ ン プ 、 大 型 PP 製 マ グ ネ ッ
ト ポ ン プ の 新 製 品 、VT モ ー タ 、塩 素 搬 送 用 ブ ロ ワ 、燃 焼 排 ガ ス 用 回 転 体 ス ク ラ バ と い っ た
既 存 製 品 、 メ ン テ 洗 浄 関 係 の ド ラ イ ア イ ス 洗 浄 、 長 期 的 視 野 に た っ た 微 生 物 に よ る VOC
処 理 に つ い て 紹 介 し て い ま す 。各 種 プ ラ ン ト に 使 用 さ れ 、産 業 界 に 貢 献 で き れ ば 幸 い で す 。
以上──────────────────────────────────────────

1

TEXEL 技報vol.2

2012.11────────────────────────────────────────────
新製品紹介

大型 PFA 製マグネットポンプ MTA-101・125・150
大型 PP 製マグネットポンプ MEP-080
ポンプ事業部 設計課

1.はじめに高耐食が要求されるだけでなく高温で使用可
能及び金属イオンの溶出がないポンプとして接液部に PFA を採用したマグネットポンプ MTA 形をシリーズ化しているが、新たに 100、125、150Aの大口径をラインナップした。従来の大口径ポンプと比較して、部品点数を最小限に抑え、低コストを追求、メンテナンス性をアップさせた製品である。
また、海水循環やめっき装置、スクラバ循環ポ
ンプ用途で使用されている PP 製マグネットポン
プで大容量化を実現した。大型ポンプに PP を使用できるため大幅なコストダウンが見込める装置である。
本報では、新製品である大型 PFA 製マグネット
ポンプ MTA-101/125/150 形及び大型 PP 製マグネ
ットポンプ MEP-080 形について紹介する。
2. 大型 PFA 製マグネットポンプ
MTA-101/125/150 形
2-1 経緯従来、当社における大流量域でのマグネットポ
ンプ規格品選定では、MSX-100/125/150 形及びMTA-200 形を選定するしかなかった。
それらの中から特に、MSX 形は高温・高圧力にも対応する仕様となっており、この面では優位性を持った販売が可能である。しかしながら、高温・高圧力仕様を不要とする範囲においては、その仕様が価格競争に対してのマイナス材料となり、販売活動を阻害していた。
このため、既存の MTA 形と同程度の仕様を有し、価格競争力を持った大型マグネットポンプの開発を進めることにした。
2-2 開発のポイント
2-2-1 構造
コスト低減をするために、まず、MSX 形で採用をしていた「主軸回転形構造」から、「主軸固定

上岡 正弘
田邊 大蔵

形構造」とすることを考えた。
「主軸回転形構造」として MSX-125 形の構造を図 1 に示す。

図 1 主軸回転形構造（例：MSX 形）「主軸回転形構造」は、主軸の先端にインペラを取り付け、後端側にインナーマグネットを取り付ける。その主軸中間部は、ベアリングプレートに取り付けられたベアリングによって支持される。
これにより、主軸はインペラと共に回転するが、リアケーシングはその形状を簡素化されることで、SiC セラミックによる部品製作が容易に行え、従来のプラスチックでは不可能であった、高温・高圧仕様を実現している。
一方、今回採用した「主軸固定形構造」を図 2に示す。「主軸固定形構造」は主軸先端側をケー
シング吸込口に設けた主軸ハウジング部に、後端側をリアケーシング底部中央に設けた主軸ハウジ
ング部へ主軸を挿入することで、主軸を支持し、インペラ（+インナーマグネット）にセットされたベアリグによって、主軸は回転をすることなくインペラが回転する。
この構造は「主軸回転形構造」のリアケーシン
グ形状と比較をすると、リアケーシングが主軸ハ──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.112────────────────────────────────────────────
ウジング部を有するために複雑な形状となるが、今回の MTA 形に採用されている PFA 樹脂の溶主軸を支持するためのベアリングプレートが不要
融温度が高温であることから、その取り扱いも難であり、メンテナンス性での優位性を持つ。同時
しく、大きさに比例して成形の難易度は高くなるに、部品点数が少なくなることでの、価格面へのが、従来技術に基づいた成形テストを繰り返し、メリットも有し、今回の開発における構造として安定した製品供給が可能となった。
採用した。
MTA-101/125/150 形は PFA 製マグネットポン
プでは業界最大クラスの大きさを有しており、この成形技術レベルの向上も、大きな要因である。
2-3 仕様MTA-101/125/150 形の外形写真を図-3、概略構
造図を図-4 に示す。

図 2 主軸固定形構造（例：MTA 形）

2-2-2 製作（成形）
従来、大型ケーシングの成形は外部への委託をしていたが、既に有している成形技術を更に発展をさせることで社内へ取り込み、コスト低減を実
現した。

図3

MTA-101/125/150 形の外形写真

主な仕様は以下のとおりである。
①最高使用温度：120℃②最高保証耐圧：0.8MPa（at 40℃）
③容量図：図 5

図.4 MTA-101/125/150 形 概略構造図──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.113────────────────────────────────────────────

図.5 MTA-101/125/150 形

3.MEP-080 形
3-1 経緯高耐食及びそれに類するニーズに応えるべく製品開発をする一方、低コスト化として汎用プラス
チックである PP 製マグネットポンプもシリーズ化している。
これまで MEP-040/050 形の 2 機種であったが、080 形の開発により大容量までカバーすることができる。
3-2 開発のポイント
既にシリーズ化している MEP-040/050 形は樹脂単体のケーシングによってポンプ本体が構成されているが、MEP-080 形は大容量となるため、当
然ながらケーシング自体が大きくなり、これに伴う高温・高圧時のケーシング変形、特に軸方向の変形が問題となる。

容量図

このため、MEP-080 形ではケーシングの軸方向の変形を抑制するため、簡易形状の鋳物製ケーシ
ングカバーを採用し、安定した能力の維持を実現した。図-6 に外形写真を、図-7 に概略構造図を示す。

図-6 MEP-080 形 外形写真

図-7 MEP-080 形 概略構造図──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.114────────────────────────────────────────────
3-3 仕様規制や 2011 震災以降の電力不足に対して、省エMEP-080 形の主な仕様は以下のとおりである。
ネ＝高効率のニーズが顕在化している。耐蝕ポン①最高使用温度：80℃
プも例外ではなく、弊社も高効率化に着手してい②最高保証耐圧：0.5MPa（at 40℃）る。次年度には、直流変換ブラシレス電動機とイ③容量図：図-8
ンナマグネットを一体化したマグネットポンプ（MDC 型シールレスポンプ）を上市の予定である。
4. おわりに
今回の新製品は、大容量への適応、イニシャル
コスト低減を期待しているが、IE3 高効率モータ

図-8 MEP-080 形 容量図──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.115────────────────────────────────────────────
製品紹介

インバータ搭載型電動機 VT モータ

技術開発研究所 高梨 武

1. はじめにインバータ搭載型電動機を使用した CES-V 形
直動式シロッコファンは、ドラフトチャンバーや
化学工場・薬品工場等の腐食性ガスを搬送する用途に用いられている。
この形式の送風機はモータ端子箱内部にインバータ基板を装着しており、コインドライバーなど
でキャップを外して速度調整ボリュームを回すことで、簡単に回転数を調整できる。そのため、風量調整が自在で省電力化が可能となる。
本稿では CES-V 型の特徴であるインバータ搭
載型電動機、「VT モータ」について紹介する。
なお、VT は Variable speed TEXEL motor の略で、テクセル可変速モータを意味している。
2. 製品の特長と仕様
図-1 に CES－V 形送風機と VT モータ外観写真
を、図ｰ 2 にインバータ基盤を示す。

図-1 CES-V 形送風機と VT モータ外観

2.1 特長VT モータの特長は以下のとおりである。
・モータ端子箱のキャップを外し、速度調整用トリマを回すだけの簡単作業で回転数を自由に設定できる。
・インバータ形式や出力周波数の確認および運転
時間やエラー履歴が記録され、設定器で確認可能。
・インバータ端子箱とモータが分離可能であるので、個別に交換可能。
2.2 仕様インバータモータ部の主な仕様は表 1 のとおりりである。日本国内での使用を考慮し、200V ク
ラス、50/60Hz としている。出力は 0.4、0.75 お
よび 1.5kW であり、小型ファンを対象にしている。

図-2 インバータ基板

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TEXEL 技報vol.2

2012.116────────────────────────────────────────────
表-1 VT モータの主な仕様
3.開発内容インバータとモータでは、インバータ部の方が適用
CES-V 101、151 および 201
開発において様々な制約・条件が多い。主な検討
送風機
内容を示す。
電源電圧
200V クラス 50/60Hz
・防水構造
モータ出力
0.4、0.75 および 1.5kW
・送風機本体との物理的干渉
出力周波数 30～110Hz（機種により異なる）
・インバータのパワーデバイス（IGBT）の放熱
V/f 一定制御（周波数によっては制御機能
・モータ外扇ファンの冷却風によるインバータ内
一定ではない場合もある）
蔵端子箱の冷却防水
IP44 相当
・各種保護機能の試験
過電流保護、電圧異常保護
・回転数－トルク特性試験など
保護機能
サーマルシャットダウン、装置
異常検出機能図-3 に保護機能のフローチャートを示す。主に表示機能
状態表示・異常表示
CPU、電源電圧、出力電流、IGBT（電力用パワー
接点出力
１C 接点出力
トランジスタ）および装置内温度を監視している。
停止時の運転の安全性で特に注意しなければならないのは、
フリーランによる自然停止
制御方式
モータの保護を行う出力電流の監視である。何ら
設定器（別売品）による設定変 かの原因で出力電流がモータの定格値を超えた場
外部通信機能更や設定内容確認が可能
合に動作し、モータの焼損等の防止を行う。

CPU 異常検出時

電源電圧250V 以上で動作
出力 OFF
165V 以下で動作（180V で復帰）

定格の 200%
以上

リトライ 3 回目？
出力 OFF・3
秒待ち

Yes

No

リトライ
による復旧

周波数が 40Hz 以下のとき 100%以上で動作（80%で復帰）

IGBT 温度

100℃以上

装置内温度

異常表示 LED
２個点灯

タイマー
（1 分）
異常表示 LED
１個点灯

電圧異常
検出時

出力電流

ＯＲ

タイマー
（30 秒）
異常表示 LED
１個点灯

70℃以上で動作

65℃以上で動作

タイマー
（5 分）
黄色 LED 点滅（出力周波数低減）

図 3 保護機能のフローチャート──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.117────────────────────────────────────────────
定格電流値の 200%を超えた場合には即座に停止し、110％を超えた状態が 10 秒以上継続する場
図 5 に設定器外観を示す。形式、バージョン情合は電流値が定格電流以下になるように回転数の報、出力回転数、電流値、上限・下限回転数等の低減を自動的に行う（ストール機能）。なお，リ情報を示すことができ、一部のパラメータも変更
トライは 3 回行われるが，3 回失敗した場合は設可能である。設定器は、携帯型でインバータ本体
定回転数には復帰せず，最低回転数で運転が継続とは LAN ケーブルによって簡単に接続できる。
される。これらの過電流やリトライ動作などは内部エラー履歴用メモリに記録される。
4. 今後の展開モータに関しては端子箱との接続部を防水仕様
現在の対応機種は 0.4kW～1.5kW であり、将来にし、モータ外扇の冷却風が積極的に端子箱冷却
的には 3.7kW 程度の容量に対応する予定である。
フィンに当たるように、位置関係を検討した。まポンプにも対応可能であるので、今後検討を行った、モータはインバータ用に若干のモディファイていきたい。
を行った。
図 4 に冷却効果を確認する目的の熱電対温度試
験風景を示す。熱電対を耐熱アルミテープで貼り付けて温度を測定している。写真ではモータ外部の温度測定だけが示されているが、モータ内部のコイル等の温度測定も同時に行った。

図-4 モータ温度試験風景

図-5 設定器外観──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.118────────────────────────────────────────────

製品紹介

塩素ガス搬送用チタンブロワ FTB－CL 形

送風機事業部 村川 雅裕
前田 信夫
1. はじめに塩素ガスは、ほとんどが食塩電解により製造されている。電解槽から発生する塩素ガスは、水洗
冷却後、硫酸との接触により水分を除去され、種々の塩素化合物の製造に利用される。
冷却後の湿潤塩素の性状は、塩素 90%以上、水分 2%以下、温度 40℃程度であるが、毒性、腐食性が強く、材料や軸封装置に考慮が必要である。
当社では、湿潤塩素ガスの搬送に対し、チタン
ブロワを製造している。チタンは、酸化性の酸に
高耐蝕、耐熱性、軽くて強いといった特性を有しており、万能な素材ではないが、塩素ガスに対してはほぼ完全耐蝕を示す。
本報は、当社、塩素ガス搬送用チタンブロワ(以下、チタンブロワ)の製品概要、選定の注意事項について述べる。
図-1 チタンブロワ 外観

2. 標準仕様
標準仕様、容量図を図.2 に示す。

(1)風量3
1.5~200m /min(2)静圧
max32kPa(3)軸封
水封グランド(4)主要材質
羽根車：チタンケーシング：チタン
または FRP

図-2 チタンブロワ 標準仕様・選定容量図──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.1

2012.59────────────────────────────────────────────
容量図は、比重量 2.7kg/m3 に対するもので、比Γ1：試験空気比重量 kg/m3 （＝1.2）
重量が異なる場合、換算が必要となる。（3.2 項）
Γ2：取扱いガス比重量 kg/ m3
高濃度塩素に対し完全耐蝕を示すチタンを主材料にしているが、(ただし乾燥塩素ガスと接触する
また、プロセスブロワとして使用される場合、と燃えるので注意が必要)ケーシングを低コスト
ガス質量流量にて仕様を与えられる場合がある。
である FRP で製作することも可能である。
その場合、モル流量に換算し、風量、及び比重量を求める。
3. 選定注意事項
3.1 換算＜比重量計算例＞
ブロワは、風量／静圧（吸込静圧、吐出静圧）
ガス温度 40℃、Cl2 3200kg/hr、O2 200kg/hr／ガス比重量／温度／湿度により選定するが、風CO2 100kg/hr、H2O 50kg/hr のガス比重量は、量が基準状態で示された場合、仕様温度における以下により求まる。
吸込風量への換算が必要である。また、塩素ブロ①質量流量をモル流量に換算。
ワの場合、ガス比重量が試験空気の状態と異なる
モル流量＝質量流量÷分子量ため、ガス比重量による圧力、軸動力の換算を行
表-1 モル流量換算
う。
組成
質量流量
比率
分子量
モル流量
(1)風量換算
風量が、基準状態〈Ｎ（ノルマル）表記〉で示された場合、その風量を仕様温度の吸込風量に換算して適用する。基準状態とは、0℃ 1 気圧
（101.3kPa）の状態である。
Q＝QN×(273＋t)/273×101.3/(101.3＋Ps1)
ただし
Q：仕様風量 (m3/min)
QN：基準状態の風量(Nm3/min)
ｔ：仕様温度 ℃
Ps1：吸込側ブロワ静圧(kPa)（圧力比が 1.03 以下の場合には、Ps1＝0 とみなす）
圧力比＝(101.3＋Ps2) / (101.3＋Ps1)
Ps2：吐出側ブロワ静圧(kPa)
厳密な仕様を求める上では、湿度変化を伴う場
合（途中で散水するなど）湿度による補正も考慮する必要があるが、蒸発量等が決定できない場合
は、散水分の動力アップのみ考慮する。
(2)ガス比重量による換算
90％以上の高濃度塩素のガス比重量は、2.4～
2.7kg/m3 となり、試験空気の比重量と異なるため、静圧、軸動力は換算が必要となる。換算式は以下のとおりである。
P2＝（Γ2/Γ1）×P1
L2＝（Γ2/Γ1）×L1
ただしP1：試験空気でのブロワ静圧
P2：比重量換算ブロワ静圧

Cl2
O2
CO2
H2O
合計

kg/hr

wt％

3200
200
100
50
3550

90.2
5.6
2.8
1.4
100

kg-mol/hr

71
32
44
18
－

45.1
6.3
2.3
3.1
56.8

②処理風量・比重量計算
1kg-mol あたりの基準状態ガス体積は、22.4m3であるので、
QN＝56.8×22.4＝1272.3 Nm3/hr
40℃温度換算すると
Q=1272.3×（273＋40）÷273＝1458.7 m3/hr＝24.3 m3/min
質量流量の合計は 3550kg/hr であるので比重量は、以下となる。
Γ＝3550÷1458.6＝2.43 kg/ m3
吸込・吐出側の絶対圧力の比を表す圧力比が1.3 以上になると断熱圧縮による温度上昇（シリンダー内の空気にピストンで圧力を加える場合の空気温度上昇と同一の現象）があるため耐熱性（FRP ケーシングの選定可否）を検討する必要がある。
3.2 軸封高濃度塩素ガスは、非常に有毒なガスのため完
全無漏洩が求められる。軸封装置選定には、以下の項目が必要となる。
・ ブロワ前後の静圧（圧力バランス）・ 使用材質・ 使用可能シール流体（水・窒素・空気）──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.1

2012.510────────────────────────────────────────────
・ ブロワ停止時のシール性要否
ンスの必要性は低いが、軸封効果については、シ・ メンテナンス性ール板の摩耗程度に依存するため、パージガスの消費量が多くなる場合がある。パージガス量が適(1)水封グランド方式
量であれば、ガス漏洩はおきないが、パージガス
水封グランドは、グランドボックスと回転子のは、ブロワ内に供給される。
隙間に水をいれ、回転子の遠心力で生じる水膜をセグメントシールも同様の構造であるが、シー利用してガスシールを行うもの（図-3）で、標準
ル板が摩耗に対して追随する構造となっており、
グランドとして採用している。
パージガス消費量は格段に少なくなる。
通常運転においては、周動部が無いため、ほぼメンテナンスフリーであるが、吸込側圧力が高い
グランドボックス
パッキン押え（負圧が強い）場合、水膜が形成できずケーシン
入水
グ内にシール水が吸引されるため、選定できない。 パッキン
また、設計上、回転子外径を大きく取る為（周速確保）ケーシングの小さいブロワには選定できない場合がある。
グランドボックス
入水
回転子
V リング

締付ボルト
ランタンリング

排水

図-4 パッキンシールグランド概念図
オーバー
フロー

排水
ドレンキャッチャ
図-3．水封グランド概念
図(2)パッキングランド方式
パッキンの押し圧と冷却水の水膜によってガスシールを行う方法である。小型、低濃度塩素に対して適用できるが、軸スリーブの摩耗、パッキ
ン劣化が避けられず、パッキンの点検（増し締め）交換が必要となる。
(3)パージシール方式
エアまたは窒素のパージによりシールする方法で、構造的にはシンプルであるため、メンテナ(4) メカニカルシール
オーソドックスな水供給のメカ、パージガス供給のドライメカがあるが、国内需要家では、まだまだ実績が少ないこと、コストが非常に高いことが要因となり、ほとんど選定されていない。
ドライメカについては、運転時において非接触運転のため長寿命が期待でき、パージガス消費量
もセグメントシールよりも優れているが、ハウジ
ング・スプリング・スリーブなど耐蝕金属を選定する必要があり、非常に高価となる。
水封・パッキンシール・セグメントシール・メ
カニカルシールにおいては、シール流体の供給が切れると破損のおそれがあるため、十分な管理が必要となる。
3.3 耐食性(1)乾燥塩素による腐食──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.1

2012.511────────────────────────────────────────────

シール面
扇型に３分割された、シール
リングをスプリングにて主軸へ拘束。
摩耗がすすんでも、追随する
ため、漏れ量が最小となる
図-5 セグメントシール概略図 1)
チタンは、とても活性な材料で、通常、接ガス
部では、酸素と結合し不動態皮膜（TiO、Ti2O3、TiO3 等）を形成し、この皮膜が優れた下地保護性を発揮するため、優れた耐食性を示す。
（但し、塩酸などの非酸化性酸には、侵される）
特に、湿潤塩素に対しては、完全耐食に近い性能を発揮するが、水分が不足すると激しく反応（＝ほぼ燃焼）する。
不動態領域は、温度と相関があるが、ブロワ内の水分量の不均一さ、圧縮による温度上昇も考慮
し 1～2％程度になるよう水分を供給する場合が一般的である。(図-7 参照)

図-8 乾燥塩素による
腐食事例
（羽根車）

図-7 塩素ガス中の水分量とチタンの不動態化領域との関係 2)──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.1

2012.512────────────────────────────────────────────(2)隙間腐食
図-10 に隙間腐食事例を示す。
l隙間腐食とは、塩素イオン C 等が存在する環
ガスケット・Ｏリング部などの、接合部では隙
境で電食に似たメカニズムで進行する腐食で、隙間腐食を起こすことがあり、注意が必要となる。
間部では、H+濃度が上昇し PH の低下、及び Clなどの濃縮で不動態皮膜が崩壊し、Ti の溶出が4.まとめ起こる。対策には古くから 0.15％Pd を添加する
チタンブロワ選定に対する注意事項は、以下のと格段に耐隙間腐食性が向上することが知られとおりである。
ている。（図-9）・ 仕様（風量、静圧、ガス比重量、吸込ガス温度）
・ 静圧バランス（圧縮比及びグランド選定）
・ シール流体の可否（水、窒素、空気）・ シール流体のプロセス側混入可否
・ 水分量

参考文献
1)(株)タンケンシールセーコウ,ABC シールカタログ
2)日本チタン協会,チタンデザインデータブック3) http://www.kobelco.co.jp/titan/files/details.pdf

図-9 塩化物中の隙間腐食発生限界 3)

図-10 隙間腐食事例
──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.1

2012.513────────────────────────────────────────────

製品紹介

燃焼除害装置用回転体スクラバ ERS-15Z 形

環境装置事業部 設計課

1.はじめに半導体製造プロセスでは、シリコン酸化膜等の絶縁膜の生成にプラズマ CVD（化学気相成長）法が用いられるが、CVD では成膜を重ねると、装置
内基板設置部分以外にも余分な膜が堆積・剥離し、歩留まり低下の原因となるため、装置内に堆積した膜のクリーニングを定期的に行わなければならない。そのクリーニング方法としては、活性フッ素原子を堆積物と反応させ SiF4（四弗化ケイ素）
として排気する方法が広く普及している。そのクリーニングガスとして使用されるのが NF3(三弗化窒素)である。NF3 は、地球温暖化係数が高く（炭酸ガスの 17000 倍）、毒性も高い。また、安定性が高く、湿式では処理できないため、燃焼除害した後に、分解後の HF(弗化水素)ガスを湿式処理するのが一般的である。
本報は、燃焼除害により分解した HF ガスの高濃度除去及びクリ―ルーム内に設置するための省スペース化をコンセプトに開発した回転体スクラ
バについて紹介するものである。
2.概 要
2.1.装置構成
本装置は大きく分けて回転体スクラバ、
冷却塔、ミスト除去チャンバ、
制御操作盤により構成され、ドレンパンを設置したキャビネット内に収納されている。図.1 に装置写真、図,2 に装置フロー図を示す。以下に装置仕様ならびに各々の部分について述べる。
2.2.装置仕様
処理風量：10~15m³/min
周 波 数：50～60Hz（風量ﾀﾞﾝﾊﾟにて調整）
外形寸法：1050W×1050L×1703H
主 材 質：FRP
設定静圧：1.14KPa

村上 誠

電源：200V×60Hz
電 動 機：2.2kW×2P×3φ（回転体スクラバ）
処理ガス：HF
処理濃度：入口；3000ppm、出口；1ppm(目標値)
洗 浄 水：H2O
水
量：冷却；14L/min、洗浄；7L/min
処理方式：常時新水一過式
安全装置：ガス温度監視センサ、漏水センサ
給水流量監視センサ、 非常停止装置
液面監視センサ、吸込圧監視センサ
2.3.回転体スクラバ
回転体スクラバとは、ターボ形特殊羽根車に液を直接散布し微細化した液滴とガスを接触させる
ことによりガスの除害を行う装置である。電動機
直動式送風機に排ガス処理機能を付属させたもので非常にコンパクトになっている。
洗浄液滴を微細化するほど気液接触面積が大きくなり、吸収が促進される。そのため回転数を低く設定すると性能が低下する傾向があり、インバータ使用範囲は 50～60Hz、また、洗浄液量は、7L/min（一過式）が必要である。
2.4.冷却塔
燃焼除害装置処理後の高温ガス冷却及び HF ガ
ス除去の補助を目的に設置している。
ガス流れ方向と対向する形に散水用のスプレーノズルを 2 個配置し、高速で冷却を行う。
2.5.ミスト除去チャンバ
チャンバ内上部に設置してあるミストキャッチ
ャにてミスト成分を除去する。ミストキャッチャには慣性衝突式を採用している。

──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.1114────────────────────────────────────────────

ミスト除去
チャンバ
冷却塔

操作盤

外形寸法 1050×1050×1703H

パネル内面 装置は展示用のため透明塩ビ製（実装置はFRP 製）

ミスト除去
チャンバ

冷却塔

操作盤
回転体
スクラバ

図.1 装置写真──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.1115────────────────────────────────────────────

図.2 装置フロー図

2.6.制御操作盤
機器動力及び各種インターロックの制御を行う。
操作盤はキャビネットに組込んでいる。
3.実験
3.1.評価テスト
HF 除害性能を確認するため、テスト機による評価テストを行った。評価方法として、実際の燃焼除害装置後段にテスト機を設置、NF3 分解後のHF ガスに対して冷却性能及び除害性能評価を行った。
3.2.評価時における留意点
評価時における留意点として①回転体スクラバ
回転数、②散水量、③冷却チャンバ液濃度の 3 点が性能を決定する重要なパラメータである。
3.3.テスト条件及び機器仕様
3.3.1.テスト条件
風量：15m³/min

周 波 数：60Hz（風量ﾀﾞﾝﾊﾟにて調整）
ガス条件：NF₃；15L/min（燃焼除害前）
HF ；45L/min（燃焼除害・分解後）
発 生 源：実験施設（燃焼除害装置）
洗浄水量：7・5・4L/min 条件変化
冷却水量：12・8・4L/min 条件変化
3.3.2.機器仕様
処理風量：15m³/min
外形寸法：1100W×1200L×1650H
主 材 質：FRP
電 動 機：2.2kW×2P×3φ（回転体スクラバ）
0.2kw×2P×3φ（ポンプ）ノ ズ ル 数 ：冷却用；2 基、洗浄用；1 基
3.4.冷却性能評価
水量に対する冷却性能を確認するために、スプ
レ流量を 12・8・4L/min の 3 条件としテストを行った。
入口温度に関しては燃焼除外装置内部に搭載されている温度センサ、チャンバ温度に関しては冷──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.1116────────────────────────────────────────────却チャンバ下部に搭載されている温度センサによる計測とした。
表.1 冷却性能
3.5.除去性能評価
送風機回転数について、回転体スクラバによるガス除去を行う上で液滴を微細化させる必要がある。評価は、除去性能が安定する 60Hz に固定して行った。
次に散水液量について、液量低下による除去性能の変化を確認するために 7・5・4L/min の 3 条
件にて評価を行った。
ガス濃度測定は HF 濃度計にて 20 秒毎に 1 回の測定とした。
4.結果及び考察
4.1.テスト機冷却性能
冷却性能について結果を表.1 に示す。
冷却水量低下によるガス温度への影響は見られ、最低水量 4L/min、入口温度 145.1℃に対し最大出口温度 41.7℃となった。
本装置の耐熱温度は回転体スクラバまでで80℃、ミストキャッチャ塔部は 40℃としている。

冷却水量
入口温度
（L/min）
（℃）
12
140.1
①
8
142.2
②
4
143.7
③
4
145.2
④
4
145.1
⑤
3
条件：Q=15m /min

チャンバ温度
（℃）
32.2
38.4
40.4
41.3
41.7

テスト結果より冷却水量を低下させた場合、冷却チャンバ入口部分で 40℃以上となっており装置損傷の可能性が考えられる。また、冷却水量を変動させることにより HF ガス除去性能に影響を及ぼす傾向がみられるため、納入装置の冷却水量条件として 14L/min 以上とした。
4.2.テスト機除去性能
除去性能についての結果を表.2 に、各洗浄水量条件における出口濃度、温度の経時変化について
は図.3 に示す。

図.3 各散水条件における出口濃度、温度の経時変化①～⑤の水量条件は表.2 に対応──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.1117────────────────────────────────────────────
除去性能は、冷却水、洗浄水低下とともに低下する傾向がみられ、洗浄水量、冷却水最低水量
4L/min 時に最大出口濃度 2.0ppm（除去効率99.93%）となった。
表.2 除去性能
冷却水量

洗浄水量

出口濃度

除去効率

（L/min）（L/min）

（ppm）

(%)

12
7
0.7~1.4 ≧99.95①
8
7
0.6~1.2 ≧99.96②
4
7
0.9~1.6 ≧99.95③
4
5
1.0~1.8 ≧99.95④
4
4
1.2~2.0 ≧99.93⑤
3
条件：Q=15m /min 入口 HF3000ppm（換算値）
本結果より、操作条件としては、7L/min とした。
5.まとめ
本装置は、NF3 ガスの燃焼除害後の湿式処理装置として 17 台の納入実績があり、問題なく稼働している。NF3 以外の地球温暖化係数の高いクリーニングガス、ドライエッチングでの PCF（パーフルオロカーボン）の燃焼ガス、または高濃度酸性ガスのプレスクラバとしても適用できる。
排ガス洗浄装置の商品価値として小型・省スペースがあるが、本装置は非常にコンパクトであり、従来、充填塔では難しかった建屋内への設置を検討いただければ幸いである。

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TEXEL 技報vol.2

2012.1118────────────────────────────────────────────
論 文

FRP 製品のドライアイス洗浄について

技術開発研究所 杉本 健一

１．はじめに工場設備の安全な操業、不慮の故障やそれに起因した事故の回避において、定期的な保守･点検といったメンテナンスは欠かせない。具体的には定期的な部品の交換や調整、各値計測、清掃、点検などが挙げられる。特に、耐食機器として常時過酷な環境に曝される FRP については、メンテナ
ンスの度に腐食状況や損傷状態を正確に把握する必要があるため、外観の目視検査が必須事項となる。
一方で、使用環境によるものの、汚れの付着が著しく、且つそれらの汚れが容易に清掃除去できない場合が少なくない。清掃が非常に困難である
場合においても、メンテナンス後の使用可否を的確に判断するためには、可能な限り汚れを除去する事が要求されている。したがって、作業者に掛かる清掃の負担は甚大であるのが現状である。
そこで、近年一部で実施され、注目され始めているドライアイスを用いた洗浄について、汚れの付着が著しい FRP 製羽根車を対象として、その適用の可否や可能性について検討した（図 1）。
特にフッ化水素酸（HF）を取り扱う排気ラインにおいては、白色の硬質な結晶物が付着する頻度が高く、その清掃除去において多大な労力が割かれている実情がある。この白色結晶物の除去に着目し、適用条件・範囲について言及する。以下の検証内容は、大阪コンテナサービス株式会社の協力を経て実施した。
２．ドライアイス洗浄
ドライアイスとは、常温・常圧下において気体として存在する二酸化炭素（CO2）が－79℃で固体となったものであり、一般には食品の保冷材として広く使用されている。ドライアイスは、常温・常圧下において固体から気体へと状態変化（昇華）
し、液体としての CO2 を目視する事は出来ない。
洗浄材として使用するドライアイスは、保冷材

図 1 羽根車の洗浄前（上）、洗浄後（下）によく見られる塊状の固体ではなく、ペレット状（米粒程度の大きさ）に調整されている。コンプ
レッサによる圧縮空気中にドライアイスペレット（図 2）を混入させ、被洗浄物の表面に噴射する事により表面の付着物を除去する手法がドライア
イス洗浄の概要である。以下、洗浄による除去が容易に出来ない汚れの付着を“固着”と表現する。
２－１ 原理１ はく離効果－79℃の固体であるドライアイスが被洗浄物
表面の固着物に衝突することにより、常温下にあった固着物は氷点下まで急冷され、さらに固着物を介して被洗浄物表面も急冷されることになる。
この際、被洗浄物や固着物はそれぞれの所定の熱──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.1119────────────────────────────────────────────
洗浄物に致命的な損傷を付与する場合がある。特に、熱伝導率の低い高分子材料や繊維強化プラス
チック（FRP）が継続的なドライアイス噴射を受けると、表面と内部との間に過度な温度勾配を生じる事になる。これにより、表面層のクラックや
はく離といった損傷を生じる恐れがあるという問題があり、操作上の留意が必要である。
したがって、汚れが固着した FRP 製品に対し
図 2 ドライアイスペレットてドライアイス洗浄を実施する場合は、以下で検討したような噴射条件に基づく事が肝要である。
膨張係数に則して収縮する事になる。
被洗浄物
（主
に金型）
と固着物の熱膨張係数が異なっていれば、
３．洗浄対象となる FRP 羽根車
被洗浄物と固着物の接触界面ではく離が生じやす
上述したように、フッ化水素酸（HF）を取り扱
くなり、結果として汚れとしての固着物が除去さう送風機を一定期間使用すると、羽根車の表面全れるのがはく離効果である。換言すれば、両者の体に硬質の白色結晶物が固着する事が少なくない。
熱膨張係数が近似である程、はく離効果は減少す
この白色結晶物の成分は、SiO2(二酸化ケイ素)でる。
あるが、非常に硬質である。高圧水洗浄においてもほとんど全てを除去することはできず、サンド２－２ 原理２ 粉砕効果
ペーパーを用いて手作業により丁寧に除去する以
常温下において、ドライアイスペレットは常に昇華によって気体へと状態変化している。
この時、 外に有効な手段がない。
HF 仕様の FRP は、表面の耐食層に有機繊維製
ペレットの表面近傍では 750 倍もの気体の体積膨
サーフェイスマット（SM）で被覆するのが一般
張が生じている。噴射されたドライアイスペレッ的である。標準的な耐食 FRP の表面層にはガラトが固着物に衝突したと同時に、昇華による気体
ス繊維製 SM を使用しており、外観上も両者ではの急激な体積膨張による爆発作用を生じ、固着物
異なっている。特に HF 仕様における表面は凹凸は粉砕される。上記のはく離効果との相乗効果にが目立っている。これは、伸縮性に富んだ有機繊より、ドライアイス洗浄は従来では除去が困難で維製 SM がシワ無く積層する際に延伸され、樹脂あった汚れが短時間で効果的に除去される可能性が硬化する過程で収縮することに起因している。
を秘めた手法であるといえる。
白色結晶物が表面の凹凸部に入り込むことによる物理的な接触（アンカー）効果により、洗浄に２－３ 利点と欠点
おける除去を困難にしている一面がある。したが従来から洗浄除去が困難であった汚れの類は、って、ドライアイス洗浄における洗浄効果の確認
金型表面に変質して固着した油分や堆積した結晶や検討は、最も洗浄が困難な HF 仕様の FRP とすである。ドライアイス洗浄では、ドライアイスペることとした。
レット以外に特別な除去剤が不要であり、また圧
縮空気を噴射する設備を要する以外に、被洗浄物
表面に損傷を与え得る一切の工具が不要である。
除去された固着物は、最終的に粉末状に飛散する事になるため、閉じられたブース内での実施や作業者は防塵マスクや保護眼鏡により粉塵被害を防止する対策が必要となる。また、ドライアイスペ
レットは発泡スチロールの箱に梱包されて断熱されているとはいえ、数日間の保存しか出来ない。
しかしながら、特別な廃液を生じる事もないために後処理が簡便であるという作業上および経済上の利点は大きいと推察できる。
一方で、噴射によって固着物が即時的に除去されない場合は、定点的な連続噴射となりがちである。この時、ドライアイスによる過度な急冷が被４．各種検証実験結果
４－１ 定点噴射が表面層に及ぼす影響
ドライアイスが一箇所に連続して噴射される事により、FRP の表面にどのような影響が生じるかを確認した。FRP サンプルは、表面にポリプロピ
レン（PP）製 SM を 1 枚積層したものであり、標
準耐食仕様に用いられるビスフェノール系ビニル
エステルを母材樹脂とした。
図 3 にドライアイスを 5、10、60 秒間噴射した
後の外観写真を示す。噴射 5 秒においてさえ表面のトップコートが剥落し始めている。噴射時間が増加する程、磨耗状態が進行しており、60 秒間では表面の SM が確認できない程度となっている。

──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.1120────────────────────────────────────────────
図 4 に未噴射と 10 秒間噴射した場合におけるスとそのライニング FRP がはく離するような事
表面の顕微鏡写真を示す。両者ともに表面の PP
態は回避しなければならない。そこで、図 7 に示繊維が確認できるが、10 秒間噴射においては PP
すような鉄鋼材を FRP 中にインサートしたサン
繊維が光源を反射しており、露出していることがプルを製作した。鉄鋼材をボス材料と見立て、そわかる。トップコートは再塗布による復元が可能の上にガラスマット 3 枚と PP の SM を 1 枚積層である。このことより、定点噴射は長くとも 10した。定点噴射 10 秒以内においてはく離は見ら秒以内に留めるべきと考えられる。
れなかった。
４－２で検証したように、FRP 表面が極低温に冷却されても、その内部が同程度に冷却される事はないため、FRP／鉄鋼界面にははく離を生じさせる程度の熱収縮の違いはなかったものと考えら
れる。
10
0

1 分間

5 秒間

図 3 噴射時間と外観-10

温度 （℃）

10 秒間

-20
-30
-40
-50
-60
0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

表面からの距離 (mm)

図 5 板厚方向の温度勾配
ドライアイス噴射前ドライアイス噴射後

図 4 噴射前後の表面状態
４－２ 板厚方向の温度勾配
FRP は熱伝導率が低いため、急冷される表面と内部では相当の温度勾配を生じる事が推察される。
このことがクラック等の不具合を生じかねないた
め、熱電対を板厚方向に分布埋設したサンプルを製作した。実用上はありえないが、このサンプルに対してドライアイスを 5 分間噴射した。このとき、非接触型温度計による表面の温度は－50℃となっており、その際の温度分布は図 5 に示す結果となった。表面から 1.3mm の深さにおいても約0℃となっており、温度勾配が顕著であることが示された。
４－３ FRP／鉄鋼界面のはく離の有無
FRP と鉄鋼材料では熱膨張係数が大きく異なるため、ドライアイスの噴射によって羽根車のボ

図 6 鉄鋼材をインサートした FRP サンプル
（噴射後の変化なしの様子）
４－４ 特殊仕様の樹脂における外観不良
以上の各種検証実験は、全て標準仕様で用いられるビスフェノール系ビニルエステル樹脂を対象としている。当樹脂は粘度が低いために取扱い性が優れているのみならず、高じん性のためにクラックを生じにくいという特長がある。一方で、耐高温・耐溶剤仕様として用いられるノボラック形
ビニルエステル樹脂や耐クロム酸仕様に用いられるポリエステル樹脂等は、耐食性に特長が見られる反面、低じん性のためにクラックを生じやすいという欠点がある。
これら特殊仕様の樹脂から成る FRP に対して

──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.1121────────────────────────────────────────────
ドライアイス洗浄を適用する機会はほとんどないと推察されるが、適用の可否を検討するため、ドライアイスの噴射実験を実施した。
図 7 にノボラック系樹脂を母材とした FRP サ
ンプルにドライアイスを噴射した事によって表面に生じたクラックを示す。噴射した直後から縦横無尽にクラックを生じており、ドライアイスが全く適用できない事が確認された。ポリエステル樹
脂の場合もノボラック系樹脂と比較して発生量は少ないが、クラックが確認された（図 8）。このように、ドライアイス洗浄は標準耐食仕様においてのみ適用できる事が示されたといえる。
図 7 ノボラック系樹脂を母材とする
５．まとめと今後の課題
FRP のクラック
様々な利点を有するドライアイス洗浄について、
特に洗浄作業に時間を費やす HF 仕様の羽根車に対する洗浄効果の妥当性について評価した。その結果、以下の事が明らかとなった。
・ 過剰な定点噴射は表面に著しい損傷を付与するため、FRP においては 10 秒以内の定点噴射が望ましい（噴射した箇所後はトップコー
トを塗布する）。
・ FRP 表面はドライアイスにより急冷されるが、低い熱伝導性により内部は表面程度に冷却されない。10 秒程度の噴射において鋳物ボス上
クラックのライニング FRP がはく離する事はない。
・ 特殊仕様として用いられる樹脂については、
低じん性よってクラックを生じる可能性が高
図 8 ポリエステル樹脂を母材とする
いため、ドライアイス洗浄を適用するべきで
FRP のクラックはない。
固着した汚れを容易に除去できるドライアイス
洗浄であるが、検証の結果として以下のような問題点が挙げられる。
・ 洗浄箇所が狭い場合は（図 9）、噴射ノズル
が該当部位に届かず、ドライアイスを均一に噴射する事が困難となる。このように、汚れを効果的に除去できる範囲、形状に限界がある。
・ このドライアイス洗浄を実施する場合、FRPについて一定の知識が伴っていなければ、不具合を発見する事が出来ないため、誰もが実施できるとは限らない。
特に前者で挙げた洗浄範囲の限界については、
図 9 狭い箇所の洗浄が出来ない様子
噴射ノズル形状によって改善されると考えられる。

──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.1122────────────────────────────────────────────
論 文

微生物による VOC 処理装置（生物処理法）について

技術開発研究所 中川 祥示
1. はじめにVOC（Volatile Organic Compounds）とは、常温常圧で揮発し、大気中で気体状になる有機化合物の総称で、光化学反応による、光化学オキシ
ダント及び浮遊粒子状物質の生成原因物質である。
VOC は、2006 年度から改正大気汚染防止法で規制が開始されたが、塗装、印刷、洗浄等、多種多様な業種での使用、中小企業が多い、比較的毒性が低いという観点から、排出規模の大きい 6 施設については排出規制し(表-1)、その他施設については自主的に業界毎に削減目標を定める仕組み(経産省に報告)であり、2000 年度比 30%削減が目標である。
表-1 法規制対象施設と排出基準値(年 2 回以上の測定届出)
排出法規制対象施設規模(～以上)

基準値
ppmC

塗装

吹付塗装
塗装乾燥炉

3

700

3

10000m /hr

600

3

1,400

100000 m /hr

印刷回路用銅貼積
層板･粘着テープ・
シート･合成樹脂積
接着5000 m /hr

層板の製造に係わる乾燥施設
接着の用に供する

印刷

1,400

3

7000m /hr

400

刷
グラビア印刷化学製品乾燥施設

3

27000 m /hr

700

33000 m /hr

600

VOC が空気に
工業製品洗浄施設

接する面(洗浄4002槽面積)が 5m
ガソリン･原油 ･ナフサ等
VOC 貯留タンク*ppmC：炭素換算濃度

2. VOC の処理法比較
図-1 に各 VOC 処理装置の比較を示す。
風量、発生濃度により、いろいろな処理方式がある。燃焼法は、高濃度 VOC を高効率で除去できるが、直接燃焼法では、燃料費、CO2 の排出が問題であり、触媒燃焼では、白金触媒の交換費用が高価、蓄熱式では装置が複雑になる。
活性炭吸着＋再生方式は、再生に熱源を必要とし、装置も複雑であるため、VOC 成分の回収の用途に利用される。多成分の VOC、水溶性 VOC 処
理には不適である。
以上の VOC 処理装置は全般的にイニシャル、ランニングコストが高く、固定床活性炭吸着方式
は、低濃度脱臭用途、水洗浄は、水溶性 VOC に限定され、液中濃度が高くなると処理性能が悪くなるためワンパス（一過式)が前提である。

3

15000ｍ /hr

乾燥施設
オフセット輪転印

排出 VOC の処理装置としては、触媒燃焼法が主流であるが、イニシャル、ランニングコストが高く、中小企業での採用は難しい。一方、VOC 分
解菌については古くから研究されており、装置化
できれば、低コスト VOC 処理装置が期待できる。
弊社では、代表的な水溶性 VOC である IPA（イソプロピルアルコール）の微生物分解を試みた。
本報は、微生物による IPA 処理結果及び装置について紹介するものである。

1000kL60,000

生物処理方式は、微生物で VOC を水、二酸化炭
素に分解させる方式である。微生物(細菌)は、窒素、リン等の微量栄養の存在下でたんぱく質、糖、アミノ酸等の有機成分をエネルギー源として増殖する。VOC 成分は、ほとんどが炭素、酸素、水素から構成された有機化合物であり、分解微生物も多く知られている。
既存装置と比較して、反応が遅く装置が大きくなる、季節変動に対する微生物の制御(目詰まり、低温時の活性維持) が難しい、オールマイティではない（菌により分解できる成分が限定、性能や──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.1123────────────────────────────────────────────
や低、限界負荷が存在）などから、国内での実績
ル曝気により撹拌し(流動層)、閉塞防止と高速化はあまりないが、①安全性が高い②ランニングコを試みた。
ストが非常に安い等のメリットがある。
図-2 に実験フロー、図-3 に実験装置外観を示す。
実験装置は、一端 VOC 成分をスプレー塔で吸収し、循環タンクで担体付着菌が分解装置する。
対象ガスは、易分解水溶性 VOC で最も使用さ濃度 ppmC
れる IPA300ppm(900ppmC)までとし、装置は、
100000直接、触媒、蓄熱式燃焼法
風量 1.3m3/min クラスとした。
栄養塩として、窒素、リン源を連続供給、pH
10000
は 6.5～7 にコントロールした。
活性炭吸着＋再生方式

1000
100

水洗浄

スプレー塔

生物処理方式

ワンパス

10

固定床活性炭吸着方式
VOC ガス

1

0

1

10

100

1000
3

風量

ポンプ

m /min

処理

直接

触媒

蓄熱

吸着

生物

方式

燃焼

燃焼

燃焼

再生

処理

性能

◎

◎

◎

○

○

タンク

曝気ファン

浮遊担体層
栄養塩、pH 調整剤

図-2 実験装置フロー
ｲﾆｼｬﾙ
ｺｽﾄ
ﾗﾝﾆﾝｸﾞ
ｺｽﾄ
設置
ｽﾍﾟｰｽ

中

中

高

高

中

高

中

中~低

中

低

中

中

大

大

中～
大

図-1 VOC 処理装置の適用範囲と性能・コスト比較

スプレー塔
3. 生物処理実験フロー・装置
弊社は、1986 年度から VOC の生物分解研究を開始し、土壌から水溶性 VOC 分解菌を探索した。
その中からアセトンを分解する菌 brevibacteriumsp.1)を培養、集菌し、天然高分子に包括固定後、光硬化性樹脂に包埋したシート 2)または菌を付着固定した合成繊維担体をタンク内に配置し IPA、
アセトン、メタノールの混合ガスの処理実験を行循環タンクった。その結果、混合 VOC ガスを分解することを確認したが、装置が大型化、菌体の大量培養、雑菌による担体閉塞の問題があり、実用化できな
かった。
浮遊担体層
今回、微生物源として、活性汚泥を用い、プラ
図-3 実験装置 外観
スチック担体に付着固定し、担体をマイクロバブ────────────────────────────────────────── 24
TEXEL 技報vol.2

2012.11────────────────────────────────────────────
ちなみに、キシレン等の不溶性ガスの場合、担ジ担体、ポリプロピレン担体等いろいろ検討して体充填固定層を並列配置し、交互に、直接ガスをみたが、硬質プラスチック多孔質担体が適してい接触させる方式（片側は洗浄により閉塞回避）がた。実験中の担体の断面をみると、表面部分のみ考えられる。
生物相ができており、性能には担体表面積が影響
4. IPA 処理実験
していることがわかった。
担体選定のポイントは、
4.1 担体選定
表面に菌体が付着しやすい構造と表面積、撹拌の閉塞防止と高速化を実現するためには、適切なしやすさから担体の大きさ、比重などがある。
担体の選定が必要である。合成繊維担体、スポン

図-4 IPA 処理実験結果（入口、出口ガス濃度、除去効率経時変化）──────────────────────────────────────────
TEXEL 技報vol.2

2012.1125────────────────────────────────────────────
4.2 IPA 処理結果
2)中川,矢島他；環境汚染物質浄化方法及び浄化シ
硬質プラスチック多孔質担体をタンクに投入
ステム,特開平 05-261239
後、活性汚泥液を循環、付着固定化し、IPA ガス
を連続的に 80 日間供給した。
図-4 に IPA 処理結果（入口、出口ガス濃度、除去効率経時変化）を示す。濃度測定は、FID-GC
本体吸収部
VOC ガス（ガスクロマトグラフィー）によった。
IPA90ppm 供給開始直後は液中に IPA 成分が蓄積していないため 90%以上の除去効率を示すが、散水
吸引ファン
液中濃度が上昇しすぐに 70%まで低下、以降 多ポンプ
少の上昇がみられ 7 日後には約 80%で安定した。
すぐに微生物の分解がはじまったと考えられる。
(液中濃度も蓄積傾向はない。)
本体分解部
30 日後、
約 300ppm に濃度を上昇した直後は、
浮遊担体層
徐々に性能が低下、60 日後 約 60%で安定した。
オーバーフロー

濃度変更後分解が安定するまで多少の時間はか
かり、濃度が高くなるほど性能低下する傾向はあるが、継続的に安定した除去効率を示し、担体の閉塞は認められなかった。また、周囲温度については、別途実験で 15℃まで除去性能に影響する傾向は認められなかった。(分解速度は低下するが、循環液から吸収成分が揮発しにくくなるため)
5. VOC 処理装置の実装置イメージ
今回の実験をもとに、IPA 除去効率 80％以上とした場合の担体量を推定し、風量 50m3/min での実装置を検討した。
図-5 に実装置の概略フロー・仕様を示す。
設置スペースは概略 3ｍ×5m×4.5ｍH(吸引ファン除く)で許容できる大きさにすることはできたと考えているが、さらに省スペース化を行う予定である。
6. おわりに
水溶性 VOC ガス処理としてのフローは、ほぼ確立、他の成分、混合ガスに対する性能は、ある程度予想できると考えている。現在、フィ－ルド
実証試験を検討中であるが、水溶性 VOC 発生源のフィ－ルドを提供していただけるところがあれ
ば幸いである。
最終的に塗装、印刷で用いられているキシレン、
トルエン、酢酸ブチル等のガス処理に低コスト
VOC 装置が提供できればと考えている。

栄養塩、pH 調整剤
曝気ファン

形 式

2 塔一体形浮遊担体分解方式

容 量50m /min性 能

IPA 300ppm 80％以上

本体
吸収部

寸 法

1300W×3000W×2700H

方 式

２塔一体スプレー方式

圧 損

200~300Pa

数 量

1基

寸 法

2400W×3200H×1000H

容 量

3.7×2＝7.4m /min

数 量

1（2 層式）

散水
ポンプ

仕 様

720L/min×15ｍ×5.5kW

数 量

2台

曝気
ファン

仕 様

5.0m /min×10kPa×5.5kW

数 量

1台

吸引
ファン

仕 様

50 m /min×0.8kPa×1.5kW

数 量

1台

その他、
ﾕｰﾃｨﾘﾃｨ

補給水量(処理水) 4.6L/min
窒素・リン栄養貯留タンク

本体
分解部

3

3

3

3

3

図-5 実装置概略フロー・仕様（50m /min）

7. 参考文献
1)中川.持田他；新規微生物及びアセトンの除去方
法,特許第 2980333 号
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TEXEL 技報vol.2

2012.1126