回転式ガス処理装置のシール構造体及びシール方法
【課題】ロータ素子の端面の大小の凹凸の存在にかかわらず、簡易な構造で、ゾーン間シールと外シールを確実に行なうことができる回転式ガス処理装置のシール構造体及びシール方法を提供する。
【解決手段】回転式ガス処理装置において、ハニカム状のロータ素子１の外周部に、ロータ素子１と一体となるように金属フレーム２を取り付け、金属フレーム２のフランジ状の端面２１に段差をつけて外輪面２１ａと内輪面２１ｂが表れるようにすると共に、ロータ素子１の端面と金属フレーム３の内輪面を同一面とし、ロータ素子１の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレート３に、外輪面２１ａと摺動接触する環状の第１シール部材３１と、内輪面２１ｂ及びロータ素子の端面１１と摺動接触すると共に、ロータ素子の端面１１をゾーン毎に画成する第２シール部材３２を付設した。
【解決手段】回転式ガス処理装置において、ハニカム状のロータ素子１の外周部に、ロータ素子１と一体となるように金属フレーム２を取り付け、金属フレーム２のフランジ状の端面２１に段差をつけて外輪面２１ａと内輪面２１ｂが表れるようにすると共に、ロータ素子１の端面と金属フレーム３の内輪面を同一面とし、ロータ素子１の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレート３に、外輪面２１ａと摺動接触する環状の第１シール部材３１と、内輪面２１ｂ及びロータ素子の端面１１と摺動接触すると共に、ロータ素子の端面１１をゾーン毎に画成する第２シール部材３２を付設した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥空気供給装置、不活性ガス除湿機及び有機溶剤吸着装置などとして使用される回転式ガス処理装置のシール構造体及びシール方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハニカム状のロータ素子の外周部に金属フレームを付設したロータ素子回転体と、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートとを備える回転式ガス処理装置は、各ゾーン間のガス漏れを防止するゾーン間シールと、各ゾーンと外気間のガス漏れを防止する外シールを安定して行うことが所定の効率を得るために重要な課題となっている。従来、これらのシール方法については、多くの技術が提案されている。
【０００３】
特開２００１−２７６５５１号公報には、回転可能なロータの端面に少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンとに画成するための回転型ガス吸着機のケーシングに固定された仕切り枠に前記ロータ端面と摺動可能に取着されたシール装置において、前記仕切り枠が、不燃材料から成るシール材をロータ端面に向けて摺動可能に該仕切り枠から平行に伸びる取付板との間で挟持しており、前記取付板が、連結部を介して前記仕切り枠に固定されており、前記シール材が、内部にシリンダ孔を有しかつ該シリンダ孔内に伸びる係止部を先端部分に備えると共にその後端部が前記連結部にネジ止めされたロッド部材により該ロッド部材に沿って移動可能に保持されており、更に、前記シール材と前記連結部との間に前記ロッド部材を囲繞するスプリングを介装して該シール材をロータ端面に向けて弾性偏倚している回転型ガス吸着機におけるシール装置が開示されている。この発明によれば、ロータ端面の平面性や垂直性に関わらず、各操作ゾーン間の密封性が大きく向上し、簡単な構造であるにも拘わらず廃ガス処理効率の低下を防ぎ、ロータの寿命を延ばすことができる、と言った効果が得られる。
【０００４】
特開２００７−７５３６号公報には、回転駆動され吸着剤を担持したハニカム状ロータを有し、前記ハニカム状ロータを少なくとも脱着ゾーンと吸着ゾーンとに分割するシールとして弾性を有し前記ハニカム状ロータに接する弾性シールと前記弾性シールより耐熱性の高い材料よりなる耐熱シールを設け、前記耐熱シールはラビリンス効果によって高温のガスが前記弾性シールへ行くことを阻止するよう互いに間隔を開けた複数の板状部材よりなり、前記弾性シールは前記耐熱シールより前記脱着ゾーンの外側に設けた回転式ガス吸着濃縮装置が開示されている。この発明によれば、脱着空気が高温シールを漏れても、弾性シールによって完全に漏れを止めることができる。また、弾性シールには直接高温の脱着空気が接することがないため、弾性シールは脱着空気の熱によって劣化することはない。
【０００５】
また、特開２００４−１６０４４４号公報は、乾燥空気供給装置及びその処理装置に関するものであり、ヒレ状のシール部材によりゾーン間をシールする方法、固定部材である周方向部材（ケーシング）には、ロータないし円筒体の端縁にフランジを有する場合、このフランジに押圧接触される環状のパッキン部材を付設してシールする方法が開示されている。また、この発明によれば、周方向部材とロータないし円筒体の端縁との間の気密性を確保することができる。
【特許文献１】特開２００１−２７６５５１号公報（請求項１、図１〜図４）
【特許文献２】特開２００７−７５３６号公報（請求項１、図１及び図２）
【特許文献３】特開２００４−１６０４４４号公報（段落番号００３０、図５及び図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特開２００１−２７６５５１号公報や特開２００７−７５３６号公報のシール構造では、ロータ端面の大きなうねりによる凹凸に対しては、各操作ゾーン間のシール性が高いものの、ロータ端面の小さな凹凸に対しては、各操作ゾーン間のシール性が十分ではなく、またシール構造が複雑で、装置のコストアップの要因ともなっている。また、特開２００４−１６０４４４号公報のヒレ状のシール構造でも、前記と同様の問題がある。また、特開２００４−１６０４４４号公報のフランジに環状のパッキン部材を付設してシールする方法では、ハニカム構造体と円筒体の接合部から不可避的に生じる接着剤の隆起部がシールの障害となり、パッキン部材の損傷などを発生させるという問題がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、ロータ素子の端面の大小の凹凸の存在にかかわらず、また、ハニカム構造体と金属フレームの接合部の接着剤の影響を受けることなく、簡易な構造で、ゾーン間シールと外シールを確実に行なうことができる回転式ガス処理装置のシール構造体及びシール方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本願発明は従来の課題を解決するものであって、ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体となるように金属フレームを取り付け、該金属フレームのフランジ状の端面に段差をつけて外輪面と内輪面が表れるようにすると共に、該ロータ素子の端面と該金属フレームの内輪面を同一面とし、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートに、該外輪面と摺動接触する環状の第１シール部材と、該内輪面及び該ロータ素子の端面と摺動接触すると共に、該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する第２シール部材を付設したことを特徴とする回転式ガス処理装置のシール構造体を提供するものである。
【０００９】
また、本発明は、ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体的且つ金属フレームのフランジ状の端面が該ロータ素子の端面より突出するように金属フレームを付設し、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートに、該金属フレームのフランジ状の端面と摺動接触する環状の第１シール部材と、該ロータ素子の端面と摺動接触すると共に、該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する第２シール部材を付設したことを特徴とする回転式ガス処理装置のシール構造体を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体となるように金属フレームを取り付け、該金属フレームのフランジ状の端面に段差をつけて外輪面と内輪面が表れるようにすると共に、該ロータ素子の端面と該金属フレームの内輪面を同一面としたロータ素子回転体と、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートとのシール方法であって、該固定プレートに形成された環状で端面が平坦面の環状の第１シール部材と該金属フレームの外輪面とを摺動接触させ、該固定プレートに形成された該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第２シール部材と該内輪面及び該ロータ素子の端面とを摺動接触させることを特徴とする回転式ガス処理装置のシール方法を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体的且つ金属フレームのフランジ状の端面が該ロータ素子の端面より突出するように金属フレームを付設したロータ素子回転体と、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートとのシール方法であって、該固定プレートに形成された環状で端面が平坦面の環状の第１シール部材と該金属フレームのフランジ状の端面とを摺動接触させ、該固定プレートに形成された該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第２シール部材と該ロータ素子の端面とを摺動接触させることを特徴とする回転式ガス処理装置のシール方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、金属フレームの端面の段差を構成する外輪面と内輪面に、各々摺動接触する所定幅のシール材を固定フレームに取り付けたため、ゾーン間シール及び外シール共に、ロータ素子を通過するガスのシール面からの漏れを防止することができる。特に、外シールがシール位置が異なる２段シールとなるため、装置の気密性が一層高まる。また、本発明によれば、金属フレームの端面とロータ素子の端面に、各々摺動接触するシール材を取り付けたため、ロータ素子を通過するガスのシール面からの漏れを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の第１の実施の形態における回転式ガス処理装置のシール構造体及びシール方法を図１〜図４を参照して説明する。図１は本例の回転式ガス処理装置のシール構造体（以下、単に「シール構造体」とも言う。）の一部の断面図、図２は本例のシール構造体の分解斜視図、図３は本例のシール構造体で使用する固定プレートの一部の拡大断面図、図４は本例のシール構造体で使用するロータ素子回転体の分解斜視図をそれぞれ示す。
【００１４】
シール構造体１０は、ハニカム状のロータ素子１の外周部に、ロータ素子１と一体となるように金属フレーム２を取り付け、金属フレーム２のフランジ状の端面２１に段差をつけて外輪面２１ａと内輪面２１ｂが表れるようにすると共に、ロータ素子１の端面１１と金属フレーム２の内輪面２１ｂを同一面とし、ロータ素子１の端面１１を少なくとも吸着ゾーン３５と再生ゾーン３３に画成する固定プレート３に、外輪面２１ａと摺動接触する環状の第１シール部材３１と、内輪面２１ｂ及びロータ素子１の端面１１と摺動接触すると共に、ロータ素子１の端面１１をゾーン毎に画成する第２シール部材３２を付設したものである。
【００１５】
本例のロータ素子回転体２Ａは、ハニカム状のロータ素子１の外周部に、ロータ素子１と一体となるように金属フレーム２を取り付けたものである。図４に示すように、ハニカム状のロータ素子１は、円柱形状物であり、中心には連結棒５が通される貫通孔５ａが、両端面側には円柱形状物を周方向に３分割すると共に、端面から軸方向の中心側に向けて所定幅、所定深さの３つの非貫通溝１３がそれぞれ形成されている。非貫通溝１３には、端面側金属フレーム２２、２４の板状スポーク２５が嵌合する。非貫通溝１３は、本例の３つに限定されず、４つ以上でもよい。非貫通溝１３が２つであると、端面側金属フレーム２２、２４の円筒形状が維持できず偏心し易くなり、また多過ぎると、有効なハニカム内の処理領域が減少することになる。非貫通溝１３の深さ（軸方向長さ）は、端面側金属フレーム２２、２４を取り付けた際、端面側金属フレーム２２、２４のボスの基端部２６ａ、２６ｂが互いに嵌合するために十分な寸法である。非貫通溝１３で形成される３分割の領域は、吸着ゾーンや再生ゾーンのゾーン分割領域とは無関係のものである。ロータ素子１には、例えばゼオライトなどの吸着剤が担持される。
【００１６】
端面側金属フレーム２２、２４は、円筒状物の端面をフランジ形状とし、該フランジ形状に段差をつけて環状で所定幅の平坦面である外輪面２１ａと、環状で所定幅の平坦面である外輪面２１ａより小径の内輪面２１ｂが表れるようにし、外輪面２１ａと内輪面２１ｂをシール部材の当接面としたものである。外輪面２１ａと内輪面２１ｂは回転軸方向に垂直な面である。また、内径が最小の小円筒部２８、すなわち円筒状本体部の内部は、３つの板状スポーク２５とボス２６により３等分された部屋が形成されている。小円筒部２８の外周部には、周方向に所定のピッチで摩擦部材２８１が付設されている。この摩擦部材２８１はこの部分に巻きつけられる無端ベルトとの係合を向上させるものである。従って、無端ベルトと同じ例えばゴム材が使用できる。
【００１７】
端面側金属フレーム２４のボス２６の基端側２６ａと端面側金属フレーム２２のボス２６の基端側２６ｂは互いに差し込みにより嵌合する。すなわち、端面側金属フレーム２４のボス２６の基端側２６ａの内径は端面側金属フレーム２２のボス２６の基端側２６ｂの外径と略同じかやや大きいものである。これにより、ロータ素子回転体２Ａの骨格を簡易な方法で形成することができる。なお、ロータ素子１と端面側金属フレーム２４の接合には、接着剤を使用してもよいが、ロータ素子１の端面１１と端面側金属フレーム２２、２４の内輪面２１ｂの境界部及びロータ素子１の端面１１と板状スポーク２５の境界部には接着剤が漏れないようにする。
【００１８】
ロータ素子１の外周の中央部は、金属フレーム２のひとつである筒状金属フレーム２３Ａが付設される。筒状金属フレーム２３Ａは半円筒部材２３を組み合わせたものであり、半円筒部材２３と端面側金属フレーム２２、２４とはビス孔２３１を使用したビス止めとし、半円筒部材２３とロータ素子１とは好適には接着剤接合である。これにより、ロータ素子１、端面側金属フレーム２２、２４及び円筒部材２３が一体化されロータ素子回転体２Ａを形成できる。ロータ素子回転体２Ａは一端が回転駆動手段に巻かれ、他端が端面側金属フレーム２４の摩擦部材２８１の位置に巻かれた無端ベルトにより、所定の回転速度で回転するようになっている。
【００１９】
固定プレート３Ａは、通常、回転式ガス処理装置のケーシングに固定され、ロータ素子１の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成するものであって、外輪面２１ａと摺動接触する環状で且つ平坦面の第１シール部材３１と、内輪面２１ｂ及びロータ素子１の端面１１と摺動接触すると共に、ロータ素子１の端面をゾーン毎に画成する平坦面の第２シール部材３２を有する。なお、第１シール部材３１と第２シール部材３２を併せて、単に「シール部材」と言うこともある。
【００２０】
第１シール部材３１の環形状は、外輪面２１の環形状と同一とすればよい。すなわち、第１シール部材３１の内周の径は、外輪面２１の内周の径と同一とし、第１シール部材３１の外周の径は、外輪面２１の外周の径と同一若しくはそれ以上とすればよい。これにより、外輪面２１を第１シール部材３１で覆うことができ、完全にシールすることができる。なお、第１シール部材３１の外周形状は円形に限定されず、矩形状など円形以外の他の形状であってもよい。外輪面２１が第１シール部材３１で覆われていれば第１シール部材３１の効果が得られるからである。
【００２１】
第２シール部材３２は、ロータ素子１の端面をゾーン毎に画成する仕切り機能とシール機能を有する。すなわち、第２シール部材３２の側面視、すなわち回転軸方向から見る形状は、外周が円形状であって、その円形状内に、中心の小円形の貫通穴と、各ゾーンを形成する扇状の貫通穴を有する。具体的には、ゾーン間を区画する所定幅の矩形断面のゾーン間仕切り部３２１と、ゾーンと外気をシールする内輪部３２の形状と同じ形状の大環状部３２３と、中心穴周りの小環状部３２２とからなる。ゾーン間仕切り部３２１、大環状部３２３及び小環状部３２２は高さが同じ面一である。大環状部３２３は内輪部３２と摺動接触するのみで、ロータ素子１とは摺動接触しない。これにより、ゾーンと外気を確実にシールできる。
【００２２】
ゾーン間仕切り部３２１の幅寸法ｗ１は、ロータ素子１の大きさにより一概に決定できないが、概ね１０〜３０ｍｍである。ｗ１がこの範囲にあれば、ロータ素子に大小の凹凸が存在してもゾーン間シールを確実に行なうことができる。ｗ１が小さ過ぎるとゾーン間シールが不十分となり、大き過ぎるとゾーンを狭め有効処理領域が減少する。
【００２３】
大環状部３２３の幅寸法ｗ２は、内輪部３２の幅寸法と同じであるため内輪部３２の幅寸法に影響されるが、概ね１０〜３０ｍｍである。ｗ２がこの範囲にあれば、外シールを確実に行なうことができる。ｗ２が小さ過ぎると外シールが不十分となり、大き過ぎるとゾーンを狭めるか、あるいは装置が大きくなるだけで無駄が多くなる。
【００２４】
固定プレート３Ａは、例えば、中央に連結棒５が通る貫通孔が形成されたＳＵＳなどの金属プレート３の一方の面に、シール部が形成されたものである。シール部としては、金属プレート３側に、フロロフレックス（登録商標）等の発泡フッ素系ゴム、シリコーンフォームなどを付設し（内層部）、更にその上の摺動接触部側に、耐熱シートを貼付したもの（摺動接触部）が挙げられる。フロロフレックスはふっ素ゴムを発泡させた独立気泡のシート状フォームであり、耐熱性、圧縮復元特性に優れ、加熱時の脱ガス成分が少なく、クリーンな環境が要求される装置が稼動する室内に乾燥空気を供給する場合に好適である。金属プレート３にシール部材を形成する方法としては、例えば段差のある所定形状の一体構造の内層部を金属プレート３に貼付し、その後第１シール部材３１及び第２シール部材３２に相当する位置にそれぞれ外層部を形成する方法、あるいは所定幅と所定厚みの環状の第１シール部材３１と、第１シール部材３１より厚みのある各ゾーンに画成された所定形状の第２シール部材３２を別々に金属プレート３に貼付する方法等が挙げられる。
【００２５】
耐熱シートとしては、２００℃以上の温度に耐える耐熱性を有するものであり、例えばＰＴＦＥの樹脂シートが挙げられる。第１シール部材３１及び第２シール部材３２の摺動接触部に耐熱シートを使用すれば、再生ゾーンに３００℃以上の高温の脱着空気が流れてもシール部分で滑らかな摺動を実現でき、摺動時に発生する粒子を低減することができる。
【００２６】
第１シール部材３１及び第２シール部材３２は、耐熱性及び耐磨耗性を有すると共に、所定硬さを有する。耐熱性は少なくとも２００℃の使用温度に十分に耐え得る特性である。
【００２７】
本実施の形態におけるシール構造体１０は、ロータ素子回転体２Ａの両端に、固定プレート３Ａを嵌め込み、中心の貫通孔２７に連結棒５を通して両端をボルト６締めして形成される（図１及び図２参照）。ロータ素子回転体２Ａと固定プレート３Ａは圧縮荷重が０．０１〜０．２ＭＰａとなるように締め付けられる。これにより、ロータ素子回転体２Ａの円滑な回転と確実なシールを発現することができる。
【００２８】
シール構造体１０のシール方法は、ロータ素子回転体２Ａと固定プレート３Ａとのシールであって、固定プレート３Ａに形成された環状で端面が平坦面の第１シール部材３１と金属フレーム２の外輪面２１ａとを摺動接触させ、固定プレート３Ａに形成されたロータ素子１の端面１１をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第２シール部材３２と内輪面２１ｂ及びロータ素子１の端面１１とを摺動接触させる方法である。
【００２９】
シール構造体１０及びそのシール方法によれば、ロータ素子の端面の大小の凹凸の存在にかかわらず、また、ハニカム構造体と金属フレームの接合部の段差などの影響を受けることなく、簡易な構造で、ゾーン間シールと外シールを確実に行なうことができる。特に、外シールがシール位置が異なる２段シールとなるため、装置の気密性が一層高まる。
【００３０】
回転式ガス処理装置は、シール構造体１０の他、被処理ガス供給手段、被処理ガス供給配管、処理ガス流出配管、再生ガス供給配管、再生ガス流出配管、ケーシング、ロータ素子回転体回転手段など公知の機器類が設置される。なお、本例の回転式ガス処理装置が不活性ガス除湿機の場合、各ゾーンは除湿ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンである。
【００３１】
除湿機などの回転式ガス処理装置は、公知の方法で使用される。すなわち、除湿ゾーン３５には送風機から供給される被処理空気が通過し、水分や有機物質が除去されて、除湿ゾーン出口から乾燥空気が得られる。また、冷却ゾーン３４には再生空気が供給され、当該ゾーンのロータ素子部を冷却する。また、冷却ゾーン３４を出た再生空気は加熱後、再生ゾーン３３に供給され、当該ゾーンのロータ素子部の水分と有機物質を除去した後、当該ゾーンから排出する。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施の形態におけるシール構造体を図５〜図７を参照して説明する。図５〜図７において、同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図５〜図７のシール構造体１０ａにおいて、図１〜図４のシール構造体１０と異なる点は、端面側金属フレーム２４のフランジの端面形状を段差の無い外輪面のみとしたものである。
【００３３】
すなわち、シール構造体１０ａは、ハニカム状のロータ素子１の外周部に、ロータ素子１と一体的且つ円筒状金属フレーム２ａの端面２１がロータ素子１の端面１１より突出するように円筒状金属フレーム２ａを付設し、ロータ素子１の端面１１を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレート３Ｂに、円筒状金属フレーム２ａの端面２１と摺動接触する環状の第１シール部材３１と、ロータ素子１の端面１１と摺動接触すると共に、該ロータ素子１の端面１１をゾーン毎に画成する第２シール部材３２を付設したものである。
【００３４】
本例のロータ素子回転体２Ｂにおいて、ハニカム状のロータ素子１は、ロータ素子回転体２Ａのものと同じである。
【００３５】
端面側金属フレーム２２ａ、２４ａは、円筒状物の端面（フランジ面）２１を第１シール部材３１の当接面としたものである。円筒状物の端面２１は回転軸方向に垂直な面である。また、板状スポーク２５の幅寸法（軸方向の長さ）は円筒状物２８ａの幅寸法より小であり、且つ円筒状物の軸方向の端面２１が、板状スポーク２５の外側端２５１より突出するように円筒状物２８ａと板状スポーク２５は接合している。そして、円筒状物２８ａの内部は、３つの板状スポーク２５と貫通穴２７が形成されたボス２６により３等分された部屋が形成されている。
【００３６】
端面側金属フレーム２４ａのボス２６の基端側２６ａと端面側金属フレーム２２ａのボス２６の基端側２６ｂが互いに嵌合することはシール構造体１０と同様である。また、ロータ素子１の外周の中央部に付設される筒状金属フレームの形状や構造もシール構造体１０のものと同様である。
【００３７】
固定プレート３Ｂは、通常、回転式ガス処理装置のケーシングに固定され、ロータ素子１の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成するものであって、円筒状金属フレーム２ａの端面２１と摺動接触する環状で且つ平坦面の第１シール部材３１と、ロータ素子１の端面１１と摺動接触すると共に、ロータ素子１の端面をゾーン毎に画成する平坦面の第２シール部材３２を有している。
【００３８】
第１シール部材３１の環形状は、シール構造体１０のものと同様である。第２シール部材３２は、ロータ素子１の端面をゾーン毎に画成する仕切り機能とシール機能を有する。すなわち、第２シール部材３２の側面視、すなわち回転軸方向から見る形状は、外周が円形状であって、その円形状内に、中心の小円形の貫通穴と、各ゾーンを形成する扇状の貫通穴を有する。具体的には、ゾーン間を区画する所定幅の矩形断面のゾーン間仕切り部３２１と、ロータ素子１の外周縁部に摺動接触する大環状部３２３と、中心穴周りの小環状部３２２とからなる。これにより、ゾーンと外気を確実にシールできる。
なお、大環状部３２３は省略することができる。この場合、ゾーン間仕切り部３２１の先端部が円筒状金属フレーム２ａの内周面に当接するようにする。
【００３９】
ゾーン間仕切り部３２１の幅寸法ｗ１は、シール構造体１０のものと同様である。また、大環状部３２３の幅寸法ｗ３は、小さくてもよく、概ね１０〜３０ｍｍである。ｗ３が大き過ぎるとロータ素子の有効処理領域が減少する。
【００４０】
固定プレート３Ｂ及び金属プレート３ａの構造、シール部の材料、構造あるいは特性、耐熱シート、シール構造体１０ａの組み付け方法は、シール構造体１０のものと同様である。
【００４１】
シール構造体１０ａのシール方法は、ロータ素子回転体２Ｂと固定プレート３Ｂのシールであって、固定プレート３Ｂに形成された環状で端面が平坦面２１の第１シール部材３１と金属フレーム２ａの端面２１とを摺動接触させ、固定フレーム３Ｂに形成されたロータ素子１の端面１１をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第２シール部材３２とロータ素子１の端面１１とを摺動接触させるものである。
【００４２】
シール構造体１０ａ及びそのシール方法によれば、ロータ素子の端面の大小の凹凸の存在にかかわらず、また、ハニカム構造体と金属フレームの接合部の段差などの影響を受けることなく、簡易な構造で、ゾーン間シールと外シールを確実に行なうことができる。
【００４３】
本発明のシール構造体において、ロータ素子回転体２Ａは、上記形態に限定されず、例えば端面側金属フレーム２２、２４と円筒部材２３の一体化物にロータ素子を組み付けるもの、板状スポークに代えて棒状のスポークを使用したもの、軸部や板状スポークが省略されたものなど種々の形態のものが使用できる。端面側金属フレーム２２、２４と円筒部材２３の一体化物の一例としては、端面側金属フレーム２２、２４と円筒部材２３の一体化物において端面側金属フレーム２２、２４の軸部や板状スポークが省略された中空部材が挙げられる。この場合、中空部材の中空部にロータ素子を嵌め込み、中空部材とロータ素子を接着剤などで接合すればよい。
【００４４】
本発明において、回転式ガス処理装置が、ロータ素子回転体を直列に２個接続し、前段のロータ素子回転体の処理ガス流出側と後段のロータ素子回転体の被処理ガス供給側を接続する中間シールを用いる場合、中間シール構造体は、本発明のシール構造体と同様の形状及び構造であればよい。すなわち、中間シール構造体で用いる金属プレートの他方の面にも前記同様の第１シール部材と第２シール部材が形成されたもの、すなわち金属プレートの両面にシール部材が形成されたものが使用できる。
【００４５】
図１のシール構造体の変形例を図７に示す。図７において、図１と同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図７において、図１と異なる点は内輪面２１ｂを外輪面２１ａより外側に突出させ、更に固定プレート３Ａの第１シール部材３１を第２シール部材３２より金属プレート３とは反対側に突出させて、金属フレーム２の形状に対応させたものである。この変形例においても、図１のシール構造体と同様の効果を奏する。
【００４６】
本発明は、前記第１シール部材と第２シール部材を独立の部材としたことを特徴とする請求項１又は２記載の回転式ガス処理装置のシール構造体を提供するものである。
【００４７】
また、本発明は、前記第１シール部材と第２シール部材の摺動接触部には、耐熱性の樹脂シートを付設したことを特徴とする請求項１又は２記載の回転式ガス処理装置のシール構造体を提供するものである。
【００４８】
また、本発明は、前記第１シール部材と第２シール部材を独立の部材としたことを特徴とする請求項３又は４記載の回転式ガス処理装置のシール方法を提供するものである。
【００４９】
また、本発明は、前記第１シール部材と第２シール部材の摺動接触部には、耐熱性の樹脂シートを付設したことを特徴とする請求項３又は４記載の回転式ガス処理装置のシール方法を提供するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
乾燥空気供給装置、不活性ガス除湿機及び有機溶剤吸着装置などとして使用される回転式ガス処理装置に本発明のシール構造体を使用すれば、ゾーン間シールと外シールを異なる位置のシール材で安定したシールができ、ガスの処理効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１の実施の形態例のシール構造体の一部の断面図である。
【図２】本例のシール構造体の分解斜視図である。
【図３】本例のシール構造体で使用する固定プレートの一部の拡大断面図である。
【図４】本例のシール構造体で使用するロータ素子回転体の分解斜視図である。
【図５】第２の実施の形態例のシール構造体の一部の断面図である。
【図６】本例のシール構造体の分解斜視図である。
【図７】図１のシール構造体の変形例である。
【符号の説明】
【００５２】
１ ハニカム状のロータ素子
２、２ａ 金属フレーム
２Ａ ロータ素子回転体
３ 固定プレート
５ 連結棒
５ａ 貫通孔
１０、１０ａ シール構造体
１３ 非貫通溝
２１ａ 外輪面
２１ｂ 内輪面
２２、２４ 端面側金属フレーム
２５ 板状スポーク
２６ａ、２６ｂ ボスの基端部
３３ 再生ゾーン
３５ 吸着ゾーン
２８１ 摩擦部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥空気供給装置、不活性ガス除湿機及び有機溶剤吸着装置などとして使用される回転式ガス処理装置のシール構造体及びシール方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハニカム状のロータ素子の外周部に金属フレームを付設したロータ素子回転体と、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートとを備える回転式ガス処理装置は、各ゾーン間のガス漏れを防止するゾーン間シールと、各ゾーンと外気間のガス漏れを防止する外シールを安定して行うことが所定の効率を得るために重要な課題となっている。従来、これらのシール方法については、多くの技術が提案されている。
【０００３】
特開２００１−２７６５５１号公報には、回転可能なロータの端面に少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンとに画成するための回転型ガス吸着機のケーシングに固定された仕切り枠に前記ロータ端面と摺動可能に取着されたシール装置において、前記仕切り枠が、不燃材料から成るシール材をロータ端面に向けて摺動可能に該仕切り枠から平行に伸びる取付板との間で挟持しており、前記取付板が、連結部を介して前記仕切り枠に固定されており、前記シール材が、内部にシリンダ孔を有しかつ該シリンダ孔内に伸びる係止部を先端部分に備えると共にその後端部が前記連結部にネジ止めされたロッド部材により該ロッド部材に沿って移動可能に保持されており、更に、前記シール材と前記連結部との間に前記ロッド部材を囲繞するスプリングを介装して該シール材をロータ端面に向けて弾性偏倚している回転型ガス吸着機におけるシール装置が開示されている。この発明によれば、ロータ端面の平面性や垂直性に関わらず、各操作ゾーン間の密封性が大きく向上し、簡単な構造であるにも拘わらず廃ガス処理効率の低下を防ぎ、ロータの寿命を延ばすことができる、と言った効果が得られる。
【０００４】
特開２００７−７５３６号公報には、回転駆動され吸着剤を担持したハニカム状ロータを有し、前記ハニカム状ロータを少なくとも脱着ゾーンと吸着ゾーンとに分割するシールとして弾性を有し前記ハニカム状ロータに接する弾性シールと前記弾性シールより耐熱性の高い材料よりなる耐熱シールを設け、前記耐熱シールはラビリンス効果によって高温のガスが前記弾性シールへ行くことを阻止するよう互いに間隔を開けた複数の板状部材よりなり、前記弾性シールは前記耐熱シールより前記脱着ゾーンの外側に設けた回転式ガス吸着濃縮装置が開示されている。この発明によれば、脱着空気が高温シールを漏れても、弾性シールによって完全に漏れを止めることができる。また、弾性シールには直接高温の脱着空気が接することがないため、弾性シールは脱着空気の熱によって劣化することはない。
【０００５】
また、特開２００４−１６０４４４号公報は、乾燥空気供給装置及びその処理装置に関するものであり、ヒレ状のシール部材によりゾーン間をシールする方法、固定部材である周方向部材（ケーシング）には、ロータないし円筒体の端縁にフランジを有する場合、このフランジに押圧接触される環状のパッキン部材を付設してシールする方法が開示されている。また、この発明によれば、周方向部材とロータないし円筒体の端縁との間の気密性を確保することができる。
【特許文献１】特開２００１−２７６５５１号公報（請求項１、図１〜図４）
【特許文献２】特開２００７−７５３６号公報（請求項１、図１及び図２）
【特許文献３】特開２００４−１６０４４４号公報（段落番号００３０、図５及び図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特開２００１−２７６５５１号公報や特開２００７−７５３６号公報のシール構造では、ロータ端面の大きなうねりによる凹凸に対しては、各操作ゾーン間のシール性が高いものの、ロータ端面の小さな凹凸に対しては、各操作ゾーン間のシール性が十分ではなく、またシール構造が複雑で、装置のコストアップの要因ともなっている。また、特開２００４−１６０４４４号公報のヒレ状のシール構造でも、前記と同様の問題がある。また、特開２００４−１６０４４４号公報のフランジに環状のパッキン部材を付設してシールする方法では、ハニカム構造体と円筒体の接合部から不可避的に生じる接着剤の隆起部がシールの障害となり、パッキン部材の損傷などを発生させるという問題がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、ロータ素子の端面の大小の凹凸の存在にかかわらず、また、ハニカム構造体と金属フレームの接合部の接着剤の影響を受けることなく、簡易な構造で、ゾーン間シールと外シールを確実に行なうことができる回転式ガス処理装置のシール構造体及びシール方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本願発明は従来の課題を解決するものであって、ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体となるように金属フレームを取り付け、該金属フレームのフランジ状の端面に段差をつけて外輪面と内輪面が表れるようにすると共に、該ロータ素子の端面と該金属フレームの内輪面を同一面とし、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートに、該外輪面と摺動接触する環状の第１シール部材と、該内輪面及び該ロータ素子の端面と摺動接触すると共に、該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する第２シール部材を付設したことを特徴とする回転式ガス処理装置のシール構造体を提供するものである。
【０００９】
また、本発明は、ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体的且つ金属フレームのフランジ状の端面が該ロータ素子の端面より突出するように金属フレームを付設し、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートに、該金属フレームのフランジ状の端面と摺動接触する環状の第１シール部材と、該ロータ素子の端面と摺動接触すると共に、該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する第２シール部材を付設したことを特徴とする回転式ガス処理装置のシール構造体を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体となるように金属フレームを取り付け、該金属フレームのフランジ状の端面に段差をつけて外輪面と内輪面が表れるようにすると共に、該ロータ素子の端面と該金属フレームの内輪面を同一面としたロータ素子回転体と、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートとのシール方法であって、該固定プレートに形成された環状で端面が平坦面の環状の第１シール部材と該金属フレームの外輪面とを摺動接触させ、該固定プレートに形成された該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第２シール部材と該内輪面及び該ロータ素子の端面とを摺動接触させることを特徴とする回転式ガス処理装置のシール方法を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体的且つ金属フレームのフランジ状の端面が該ロータ素子の端面より突出するように金属フレームを付設したロータ素子回転体と、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートとのシール方法であって、該固定プレートに形成された環状で端面が平坦面の環状の第１シール部材と該金属フレームのフランジ状の端面とを摺動接触させ、該固定プレートに形成された該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第２シール部材と該ロータ素子の端面とを摺動接触させることを特徴とする回転式ガス処理装置のシール方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、金属フレームの端面の段差を構成する外輪面と内輪面に、各々摺動接触する所定幅のシール材を固定フレームに取り付けたため、ゾーン間シール及び外シール共に、ロータ素子を通過するガスのシール面からの漏れを防止することができる。特に、外シールがシール位置が異なる２段シールとなるため、装置の気密性が一層高まる。また、本発明によれば、金属フレームの端面とロータ素子の端面に、各々摺動接触するシール材を取り付けたため、ロータ素子を通過するガスのシール面からの漏れを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の第１の実施の形態における回転式ガス処理装置のシール構造体及びシール方法を図１〜図４を参照して説明する。図１は本例の回転式ガス処理装置のシール構造体（以下、単に「シール構造体」とも言う。）の一部の断面図、図２は本例のシール構造体の分解斜視図、図３は本例のシール構造体で使用する固定プレートの一部の拡大断面図、図４は本例のシール構造体で使用するロータ素子回転体の分解斜視図をそれぞれ示す。
【００１４】
シール構造体１０は、ハニカム状のロータ素子１の外周部に、ロータ素子１と一体となるように金属フレーム２を取り付け、金属フレーム２のフランジ状の端面２１に段差をつけて外輪面２１ａと内輪面２１ｂが表れるようにすると共に、ロータ素子１の端面１１と金属フレーム２の内輪面２１ｂを同一面とし、ロータ素子１の端面１１を少なくとも吸着ゾーン３５と再生ゾーン３３に画成する固定プレート３に、外輪面２１ａと摺動接触する環状の第１シール部材３１と、内輪面２１ｂ及びロータ素子１の端面１１と摺動接触すると共に、ロータ素子１の端面１１をゾーン毎に画成する第２シール部材３２を付設したものである。
【００１５】
本例のロータ素子回転体２Ａは、ハニカム状のロータ素子１の外周部に、ロータ素子１と一体となるように金属フレーム２を取り付けたものである。図４に示すように、ハニカム状のロータ素子１は、円柱形状物であり、中心には連結棒５が通される貫通孔５ａが、両端面側には円柱形状物を周方向に３分割すると共に、端面から軸方向の中心側に向けて所定幅、所定深さの３つの非貫通溝１３がそれぞれ形成されている。非貫通溝１３には、端面側金属フレーム２２、２４の板状スポーク２５が嵌合する。非貫通溝１３は、本例の３つに限定されず、４つ以上でもよい。非貫通溝１３が２つであると、端面側金属フレーム２２、２４の円筒形状が維持できず偏心し易くなり、また多過ぎると、有効なハニカム内の処理領域が減少することになる。非貫通溝１３の深さ（軸方向長さ）は、端面側金属フレーム２２、２４を取り付けた際、端面側金属フレーム２２、２４のボスの基端部２６ａ、２６ｂが互いに嵌合するために十分な寸法である。非貫通溝１３で形成される３分割の領域は、吸着ゾーンや再生ゾーンのゾーン分割領域とは無関係のものである。ロータ素子１には、例えばゼオライトなどの吸着剤が担持される。
【００１６】
端面側金属フレーム２２、２４は、円筒状物の端面をフランジ形状とし、該フランジ形状に段差をつけて環状で所定幅の平坦面である外輪面２１ａと、環状で所定幅の平坦面である外輪面２１ａより小径の内輪面２１ｂが表れるようにし、外輪面２１ａと内輪面２１ｂをシール部材の当接面としたものである。外輪面２１ａと内輪面２１ｂは回転軸方向に垂直な面である。また、内径が最小の小円筒部２８、すなわち円筒状本体部の内部は、３つの板状スポーク２５とボス２６により３等分された部屋が形成されている。小円筒部２８の外周部には、周方向に所定のピッチで摩擦部材２８１が付設されている。この摩擦部材２８１はこの部分に巻きつけられる無端ベルトとの係合を向上させるものである。従って、無端ベルトと同じ例えばゴム材が使用できる。
【００１７】
端面側金属フレーム２４のボス２６の基端側２６ａと端面側金属フレーム２２のボス２６の基端側２６ｂは互いに差し込みにより嵌合する。すなわち、端面側金属フレーム２４のボス２６の基端側２６ａの内径は端面側金属フレーム２２のボス２６の基端側２６ｂの外径と略同じかやや大きいものである。これにより、ロータ素子回転体２Ａの骨格を簡易な方法で形成することができる。なお、ロータ素子１と端面側金属フレーム２４の接合には、接着剤を使用してもよいが、ロータ素子１の端面１１と端面側金属フレーム２２、２４の内輪面２１ｂの境界部及びロータ素子１の端面１１と板状スポーク２５の境界部には接着剤が漏れないようにする。
【００１８】
ロータ素子１の外周の中央部は、金属フレーム２のひとつである筒状金属フレーム２３Ａが付設される。筒状金属フレーム２３Ａは半円筒部材２３を組み合わせたものであり、半円筒部材２３と端面側金属フレーム２２、２４とはビス孔２３１を使用したビス止めとし、半円筒部材２３とロータ素子１とは好適には接着剤接合である。これにより、ロータ素子１、端面側金属フレーム２２、２４及び円筒部材２３が一体化されロータ素子回転体２Ａを形成できる。ロータ素子回転体２Ａは一端が回転駆動手段に巻かれ、他端が端面側金属フレーム２４の摩擦部材２８１の位置に巻かれた無端ベルトにより、所定の回転速度で回転するようになっている。
【００１９】
固定プレート３Ａは、通常、回転式ガス処理装置のケーシングに固定され、ロータ素子１の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成するものであって、外輪面２１ａと摺動接触する環状で且つ平坦面の第１シール部材３１と、内輪面２１ｂ及びロータ素子１の端面１１と摺動接触すると共に、ロータ素子１の端面をゾーン毎に画成する平坦面の第２シール部材３２を有する。なお、第１シール部材３１と第２シール部材３２を併せて、単に「シール部材」と言うこともある。
【００２０】
第１シール部材３１の環形状は、外輪面２１の環形状と同一とすればよい。すなわち、第１シール部材３１の内周の径は、外輪面２１の内周の径と同一とし、第１シール部材３１の外周の径は、外輪面２１の外周の径と同一若しくはそれ以上とすればよい。これにより、外輪面２１を第１シール部材３１で覆うことができ、完全にシールすることができる。なお、第１シール部材３１の外周形状は円形に限定されず、矩形状など円形以外の他の形状であってもよい。外輪面２１が第１シール部材３１で覆われていれば第１シール部材３１の効果が得られるからである。
【００２１】
第２シール部材３２は、ロータ素子１の端面をゾーン毎に画成する仕切り機能とシール機能を有する。すなわち、第２シール部材３２の側面視、すなわち回転軸方向から見る形状は、外周が円形状であって、その円形状内に、中心の小円形の貫通穴と、各ゾーンを形成する扇状の貫通穴を有する。具体的には、ゾーン間を区画する所定幅の矩形断面のゾーン間仕切り部３２１と、ゾーンと外気をシールする内輪部３２の形状と同じ形状の大環状部３２３と、中心穴周りの小環状部３２２とからなる。ゾーン間仕切り部３２１、大環状部３２３及び小環状部３２２は高さが同じ面一である。大環状部３２３は内輪部３２と摺動接触するのみで、ロータ素子１とは摺動接触しない。これにより、ゾーンと外気を確実にシールできる。
【００２２】
ゾーン間仕切り部３２１の幅寸法ｗ１は、ロータ素子１の大きさにより一概に決定できないが、概ね１０〜３０ｍｍである。ｗ１がこの範囲にあれば、ロータ素子に大小の凹凸が存在してもゾーン間シールを確実に行なうことができる。ｗ１が小さ過ぎるとゾーン間シールが不十分となり、大き過ぎるとゾーンを狭め有効処理領域が減少する。
【００２３】
大環状部３２３の幅寸法ｗ２は、内輪部３２の幅寸法と同じであるため内輪部３２の幅寸法に影響されるが、概ね１０〜３０ｍｍである。ｗ２がこの範囲にあれば、外シールを確実に行なうことができる。ｗ２が小さ過ぎると外シールが不十分となり、大き過ぎるとゾーンを狭めるか、あるいは装置が大きくなるだけで無駄が多くなる。
【００２４】
固定プレート３Ａは、例えば、中央に連結棒５が通る貫通孔が形成されたＳＵＳなどの金属プレート３の一方の面に、シール部が形成されたものである。シール部としては、金属プレート３側に、フロロフレックス（登録商標）等の発泡フッ素系ゴム、シリコーンフォームなどを付設し（内層部）、更にその上の摺動接触部側に、耐熱シートを貼付したもの（摺動接触部）が挙げられる。フロロフレックスはふっ素ゴムを発泡させた独立気泡のシート状フォームであり、耐熱性、圧縮復元特性に優れ、加熱時の脱ガス成分が少なく、クリーンな環境が要求される装置が稼動する室内に乾燥空気を供給する場合に好適である。金属プレート３にシール部材を形成する方法としては、例えば段差のある所定形状の一体構造の内層部を金属プレート３に貼付し、その後第１シール部材３１及び第２シール部材３２に相当する位置にそれぞれ外層部を形成する方法、あるいは所定幅と所定厚みの環状の第１シール部材３１と、第１シール部材３１より厚みのある各ゾーンに画成された所定形状の第２シール部材３２を別々に金属プレート３に貼付する方法等が挙げられる。
【００２５】
耐熱シートとしては、２００℃以上の温度に耐える耐熱性を有するものであり、例えばＰＴＦＥの樹脂シートが挙げられる。第１シール部材３１及び第２シール部材３２の摺動接触部に耐熱シートを使用すれば、再生ゾーンに３００℃以上の高温の脱着空気が流れてもシール部分で滑らかな摺動を実現でき、摺動時に発生する粒子を低減することができる。
【００２６】
第１シール部材３１及び第２シール部材３２は、耐熱性及び耐磨耗性を有すると共に、所定硬さを有する。耐熱性は少なくとも２００℃の使用温度に十分に耐え得る特性である。
【００２７】
本実施の形態におけるシール構造体１０は、ロータ素子回転体２Ａの両端に、固定プレート３Ａを嵌め込み、中心の貫通孔２７に連結棒５を通して両端をボルト６締めして形成される（図１及び図２参照）。ロータ素子回転体２Ａと固定プレート３Ａは圧縮荷重が０．０１〜０．２ＭＰａとなるように締め付けられる。これにより、ロータ素子回転体２Ａの円滑な回転と確実なシールを発現することができる。
【００２８】
シール構造体１０のシール方法は、ロータ素子回転体２Ａと固定プレート３Ａとのシールであって、固定プレート３Ａに形成された環状で端面が平坦面の第１シール部材３１と金属フレーム２の外輪面２１ａとを摺動接触させ、固定プレート３Ａに形成されたロータ素子１の端面１１をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第２シール部材３２と内輪面２１ｂ及びロータ素子１の端面１１とを摺動接触させる方法である。
【００２９】
シール構造体１０及びそのシール方法によれば、ロータ素子の端面の大小の凹凸の存在にかかわらず、また、ハニカム構造体と金属フレームの接合部の段差などの影響を受けることなく、簡易な構造で、ゾーン間シールと外シールを確実に行なうことができる。特に、外シールがシール位置が異なる２段シールとなるため、装置の気密性が一層高まる。
【００３０】
回転式ガス処理装置は、シール構造体１０の他、被処理ガス供給手段、被処理ガス供給配管、処理ガス流出配管、再生ガス供給配管、再生ガス流出配管、ケーシング、ロータ素子回転体回転手段など公知の機器類が設置される。なお、本例の回転式ガス処理装置が不活性ガス除湿機の場合、各ゾーンは除湿ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンである。
【００３１】
除湿機などの回転式ガス処理装置は、公知の方法で使用される。すなわち、除湿ゾーン３５には送風機から供給される被処理空気が通過し、水分や有機物質が除去されて、除湿ゾーン出口から乾燥空気が得られる。また、冷却ゾーン３４には再生空気が供給され、当該ゾーンのロータ素子部を冷却する。また、冷却ゾーン３４を出た再生空気は加熱後、再生ゾーン３３に供給され、当該ゾーンのロータ素子部の水分と有機物質を除去した後、当該ゾーンから排出する。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施の形態におけるシール構造体を図５〜図７を参照して説明する。図５〜図７において、同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図５〜図７のシール構造体１０ａにおいて、図１〜図４のシール構造体１０と異なる点は、端面側金属フレーム２４のフランジの端面形状を段差の無い外輪面のみとしたものである。
【００３３】
すなわち、シール構造体１０ａは、ハニカム状のロータ素子１の外周部に、ロータ素子１と一体的且つ円筒状金属フレーム２ａの端面２１がロータ素子１の端面１１より突出するように円筒状金属フレーム２ａを付設し、ロータ素子１の端面１１を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレート３Ｂに、円筒状金属フレーム２ａの端面２１と摺動接触する環状の第１シール部材３１と、ロータ素子１の端面１１と摺動接触すると共に、該ロータ素子１の端面１１をゾーン毎に画成する第２シール部材３２を付設したものである。
【００３４】
本例のロータ素子回転体２Ｂにおいて、ハニカム状のロータ素子１は、ロータ素子回転体２Ａのものと同じである。
【００３５】
端面側金属フレーム２２ａ、２４ａは、円筒状物の端面（フランジ面）２１を第１シール部材３１の当接面としたものである。円筒状物の端面２１は回転軸方向に垂直な面である。また、板状スポーク２５の幅寸法（軸方向の長さ）は円筒状物２８ａの幅寸法より小であり、且つ円筒状物の軸方向の端面２１が、板状スポーク２５の外側端２５１より突出するように円筒状物２８ａと板状スポーク２５は接合している。そして、円筒状物２８ａの内部は、３つの板状スポーク２５と貫通穴２７が形成されたボス２６により３等分された部屋が形成されている。
【００３６】
端面側金属フレーム２４ａのボス２６の基端側２６ａと端面側金属フレーム２２ａのボス２６の基端側２６ｂが互いに嵌合することはシール構造体１０と同様である。また、ロータ素子１の外周の中央部に付設される筒状金属フレームの形状や構造もシール構造体１０のものと同様である。
【００３７】
固定プレート３Ｂは、通常、回転式ガス処理装置のケーシングに固定され、ロータ素子１の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成するものであって、円筒状金属フレーム２ａの端面２１と摺動接触する環状で且つ平坦面の第１シール部材３１と、ロータ素子１の端面１１と摺動接触すると共に、ロータ素子１の端面をゾーン毎に画成する平坦面の第２シール部材３２を有している。
【００３８】
第１シール部材３１の環形状は、シール構造体１０のものと同様である。第２シール部材３２は、ロータ素子１の端面をゾーン毎に画成する仕切り機能とシール機能を有する。すなわち、第２シール部材３２の側面視、すなわち回転軸方向から見る形状は、外周が円形状であって、その円形状内に、中心の小円形の貫通穴と、各ゾーンを形成する扇状の貫通穴を有する。具体的には、ゾーン間を区画する所定幅の矩形断面のゾーン間仕切り部３２１と、ロータ素子１の外周縁部に摺動接触する大環状部３２３と、中心穴周りの小環状部３２２とからなる。これにより、ゾーンと外気を確実にシールできる。
なお、大環状部３２３は省略することができる。この場合、ゾーン間仕切り部３２１の先端部が円筒状金属フレーム２ａの内周面に当接するようにする。
【００３９】
ゾーン間仕切り部３２１の幅寸法ｗ１は、シール構造体１０のものと同様である。また、大環状部３２３の幅寸法ｗ３は、小さくてもよく、概ね１０〜３０ｍｍである。ｗ３が大き過ぎるとロータ素子の有効処理領域が減少する。
【００４０】
固定プレート３Ｂ及び金属プレート３ａの構造、シール部の材料、構造あるいは特性、耐熱シート、シール構造体１０ａの組み付け方法は、シール構造体１０のものと同様である。
【００４１】
シール構造体１０ａのシール方法は、ロータ素子回転体２Ｂと固定プレート３Ｂのシールであって、固定プレート３Ｂに形成された環状で端面が平坦面２１の第１シール部材３１と金属フレーム２ａの端面２１とを摺動接触させ、固定フレーム３Ｂに形成されたロータ素子１の端面１１をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第２シール部材３２とロータ素子１の端面１１とを摺動接触させるものである。
【００４２】
シール構造体１０ａ及びそのシール方法によれば、ロータ素子の端面の大小の凹凸の存在にかかわらず、また、ハニカム構造体と金属フレームの接合部の段差などの影響を受けることなく、簡易な構造で、ゾーン間シールと外シールを確実に行なうことができる。
【００４３】
本発明のシール構造体において、ロータ素子回転体２Ａは、上記形態に限定されず、例えば端面側金属フレーム２２、２４と円筒部材２３の一体化物にロータ素子を組み付けるもの、板状スポークに代えて棒状のスポークを使用したもの、軸部や板状スポークが省略されたものなど種々の形態のものが使用できる。端面側金属フレーム２２、２４と円筒部材２３の一体化物の一例としては、端面側金属フレーム２２、２４と円筒部材２３の一体化物において端面側金属フレーム２２、２４の軸部や板状スポークが省略された中空部材が挙げられる。この場合、中空部材の中空部にロータ素子を嵌め込み、中空部材とロータ素子を接着剤などで接合すればよい。
【００４４】
本発明において、回転式ガス処理装置が、ロータ素子回転体を直列に２個接続し、前段のロータ素子回転体の処理ガス流出側と後段のロータ素子回転体の被処理ガス供給側を接続する中間シールを用いる場合、中間シール構造体は、本発明のシール構造体と同様の形状及び構造であればよい。すなわち、中間シール構造体で用いる金属プレートの他方の面にも前記同様の第１シール部材と第２シール部材が形成されたもの、すなわち金属プレートの両面にシール部材が形成されたものが使用できる。
【００４５】
図１のシール構造体の変形例を図７に示す。図７において、図１と同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図７において、図１と異なる点は内輪面２１ｂを外輪面２１ａより外側に突出させ、更に固定プレート３Ａの第１シール部材３１を第２シール部材３２より金属プレート３とは反対側に突出させて、金属フレーム２の形状に対応させたものである。この変形例においても、図１のシール構造体と同様の効果を奏する。
【００４６】
本発明は、前記第１シール部材と第２シール部材を独立の部材としたことを特徴とする請求項１又は２記載の回転式ガス処理装置のシール構造体を提供するものである。
【００４７】
また、本発明は、前記第１シール部材と第２シール部材の摺動接触部には、耐熱性の樹脂シートを付設したことを特徴とする請求項１又は２記載の回転式ガス処理装置のシール構造体を提供するものである。
【００４８】
また、本発明は、前記第１シール部材と第２シール部材を独立の部材としたことを特徴とする請求項３又は４記載の回転式ガス処理装置のシール方法を提供するものである。
【００４９】
また、本発明は、前記第１シール部材と第２シール部材の摺動接触部には、耐熱性の樹脂シートを付設したことを特徴とする請求項３又は４記載の回転式ガス処理装置のシール方法を提供するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
乾燥空気供給装置、不活性ガス除湿機及び有機溶剤吸着装置などとして使用される回転式ガス処理装置に本発明のシール構造体を使用すれば、ゾーン間シールと外シールを異なる位置のシール材で安定したシールができ、ガスの処理効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１の実施の形態例のシール構造体の一部の断面図である。
【図２】本例のシール構造体の分解斜視図である。
【図３】本例のシール構造体で使用する固定プレートの一部の拡大断面図である。
【図４】本例のシール構造体で使用するロータ素子回転体の分解斜視図である。
【図５】第２の実施の形態例のシール構造体の一部の断面図である。
【図６】本例のシール構造体の分解斜視図である。
【図７】図１のシール構造体の変形例である。
【符号の説明】
【００５２】
１ ハニカム状のロータ素子
２、２ａ 金属フレーム
２Ａ ロータ素子回転体
３ 固定プレート
５ 連結棒
５ａ 貫通孔
１０、１０ａ シール構造体
１３ 非貫通溝
２１ａ 外輪面
２１ｂ 内輪面
２２、２４ 端面側金属フレーム
２５ 板状スポーク
２６ａ、２６ｂ ボスの基端部
３３ 再生ゾーン
３５ 吸着ゾーン
２８１ 摩擦部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体となるように金属フレームを取り付け、該金属フレームのフランジ状の端面に段差をつけて外輪面と内輪面が表れるようにすると共に、該ロータ素子の端面と該金属フレームの内輪面を同一面とし、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートに、該外輪面と摺動接触する環状の第１シール部材と、該内輪面及び該ロータ素子の端面と摺動接触すると共に、該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する第２シール部材を付設したことを特徴とする回転式ガス処理装置のシール構造体。
【請求項２】
ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体的且つ金属フレームのフランジ状の端面が該ロータ素子の端面より突出するように金属フレームを付設し、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートに、該金属フレームのフランジ状の端面と摺動接触する環状の第１シール部材と、該ロータ素子の端面と摺動接触すると共に、該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する第２シール部材を付設したことを特徴とする回転式ガス処理装置のシール構造体。
【請求項３】
ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体となるように金属フレームを取り付け、該金属フレームのフランジ状の端面に段差をつけて外輪面と内輪面が表れるようにすると共に、該ロータ素子の端面と該金属フレームの内輪面を同一面としたロータ素子回転体と、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートとのシール方法であって、該固定プレートに形成された環状で端面が平坦面の第１シール部材と該金属フレームの外輪面とを摺動接触させ、該固定プレートに形成された該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第２シール部材と該内輪面及び該ロータ素子の端面とを摺動接触させることを特徴とする回転式ガス処理装置のシール方法。
【請求項４】
ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体的且つ金属フレームのフランジ状の端面が該ロータ素子の端面より突出するように金属フレームを付設したロータ素子回転体と、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートとのシール方法であって、該固定プレートに形成された環状で端面が平坦面の第１シール部材と該金属フレームのフランジ状の端面とを摺動接触させ、該固定プレートに形成された該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第２シール部材と該ロータ素子の端面とを摺動接触させることを特徴とする回転式ガス処理装置のシール方法。
【請求項１】
ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体となるように金属フレームを取り付け、該金属フレームのフランジ状の端面に段差をつけて外輪面と内輪面が表れるようにすると共に、該ロータ素子の端面と該金属フレームの内輪面を同一面とし、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートに、該外輪面と摺動接触する環状の第１シール部材と、該内輪面及び該ロータ素子の端面と摺動接触すると共に、該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する第２シール部材を付設したことを特徴とする回転式ガス処理装置のシール構造体。
【請求項２】
ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体的且つ金属フレームのフランジ状の端面が該ロータ素子の端面より突出するように金属フレームを付設し、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートに、該金属フレームのフランジ状の端面と摺動接触する環状の第１シール部材と、該ロータ素子の端面と摺動接触すると共に、該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する第２シール部材を付設したことを特徴とする回転式ガス処理装置のシール構造体。
【請求項３】
ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体となるように金属フレームを取り付け、該金属フレームのフランジ状の端面に段差をつけて外輪面と内輪面が表れるようにすると共に、該ロータ素子の端面と該金属フレームの内輪面を同一面としたロータ素子回転体と、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートとのシール方法であって、該固定プレートに形成された環状で端面が平坦面の第１シール部材と該金属フレームの外輪面とを摺動接触させ、該固定プレートに形成された該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第２シール部材と該内輪面及び該ロータ素子の端面とを摺動接触させることを特徴とする回転式ガス処理装置のシール方法。
【請求項４】
ハニカム状のロータ素子の外周部に、該ロータ素子と一体的且つ金属フレームのフランジ状の端面が該ロータ素子の端面より突出するように金属フレームを付設したロータ素子回転体と、該ロータ素子の端面を少なくとも吸着ゾーンと再生ゾーンに画成する固定プレートとのシール方法であって、該固定プレートに形成された環状で端面が平坦面の第１シール部材と該金属フレームのフランジ状の端面とを摺動接触させ、該固定プレートに形成された該ロータ素子の端面をゾーン毎に画成する端面が平坦面の第２シール部材と該ロータ素子の端面とを摺動接触させることを特徴とする回転式ガス処理装置のシール方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２０２０８１（Ｐ２００９−２０２０８１Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４５７５８（Ｐ２００８−４５７５８）
【出願日】平成２０年２月２７日（２００８．２．２７）
【出願人】（０００１１０８０４）ニチアス株式会社 (432)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２７日（２００８．２．２７）
【出願人】（０００１１０８０４）ニチアス株式会社 (432)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]