(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023145014
(43)【公開日】2023-10-11
(54)【発明の名称】二酸化炭素処理装置
(51)【国際特許分類】
B01D 53/18 20060101AFI20231003BHJP
B01D 53/14 20060101ALI20231003BHJP
B01D 53/04 20060101ALI20231003BHJP
B01D 53/06 20060101ALI20231003BHJP
【ＦＩ】
B01D53/18 120
B01D53/14 100
B01D53/14 220
B01D53/04 220
B01D53/06 100
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022052277
(22)【出願日】2022-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】000001100
【氏名又は名称】株式会社クレハ
(74)【代理人】
【識別番号】100106002
【弁理士】
【氏名又は名称】正林 真之
(74)【代理人】
【識別番号】100120891
【弁理士】
【氏名又は名称】林 一好
(74)【代理人】
【識別番号】100131705
【弁理士】
【氏名又は名称】新山 雄一
(72)【発明者】
【氏名】坂部 宏
【テーマコード（参考）】
4D012
4D020
【Ｆターム（参考）】
4D012CA03
4D012CC03
4D012CD10
4D020AA03
4D020BA16
4D020BB01
4D020BB03
4D020BC01
4D020CA06
4D020CB05
(57)【要約】
【課題】二酸化炭素を処理する際に必要なエネルギの消費量を低減することのできる二酸化炭素処理装置を提供する。
【解決手段】第１流通路１２に位置する吸着材収容部３２に収容された吸着材２０が二酸化炭素を吸着することによって生じる吸着材収容部３２の重量の増加と、第２流通路１３に位置する吸着材収容部３２に収容された吸着材２０が二酸化炭素を脱離することによって生じる吸着材収容部３２の重量の減少と、によってロータ３０に回転力を付与する。
【選択図】図２
【解決手段】第１流通路１２に位置する吸着材収容部３２に収容された吸着材２０が二酸化炭素を吸着することによって生じる吸着材収容部３２の重量の増加と、第２流通路１３に位置する吸着材収容部３２に収容された吸着材２０が二酸化炭素を脱離することによって生じる吸着材収容部３２の重量の減少と、によってロータ３０に回転力を付与する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに水平方向に位置をずらして配置され、それぞれ気体が流通する第１流通路および第２流通路を備え、前記第１流通路を流通する気体中に含まれる二酸化炭素を取り出し、取り出した二酸化炭素を、前記第２流通路を流通する気体中に放出する二酸化炭素処理装置であって、
気体を接触させることによって気体中に含まれる二酸化炭素を吸着する吸着材と、
前記吸着材が収容されるとともに、収容された前記吸着材に接触する気体が流通可能な３以上の吸着材収容部を有し、水平方向に延びる回転軸を中心として３以上の前記吸着材収容部が周方向に均等に配置され、前記回転軸を中心に回転させることにより、それぞれの前記吸着材収容部が前記第１流通路と前記第２流通路とを交互に移動するロータと、
前記第２流通路に位置する前記吸着材収容部に収容された前記吸着材を加熱することによって、前記吸着材から二酸化炭素を脱離させる吸着材加熱部と、を備え、
前記第１流通路に位置する前記吸着材収容部に収容された前記吸着材が二酸化炭素を吸着することによって生じる前記吸着材収容部の重量の増加と、前記第２流通路に位置する前記吸着材収容部に収容された前記吸着材が二酸化炭素を脱離することによって生じる前記吸着材収容部の重量の減少と、によって前記ロータに回転力を付与する
二酸化炭素処理装置。
気体を接触させることによって気体中に含まれる二酸化炭素を吸着する吸着材と、
前記吸着材が収容されるとともに、収容された前記吸着材に接触する気体が流通可能な３以上の吸着材収容部を有し、水平方向に延びる回転軸を中心として３以上の前記吸着材収容部が周方向に均等に配置され、前記回転軸を中心に回転させることにより、それぞれの前記吸着材収容部が前記第１流通路と前記第２流通路とを交互に移動するロータと、
前記第２流通路に位置する前記吸着材収容部に収容された前記吸着材を加熱することによって、前記吸着材から二酸化炭素を脱離させる吸着材加熱部と、を備え、
前記第１流通路に位置する前記吸着材収容部に収容された前記吸着材が二酸化炭素を吸着することによって生じる前記吸着材収容部の重量の増加と、前記第２流通路に位置する前記吸着材収容部に収容された前記吸着材が二酸化炭素を脱離することによって生じる前記吸着材収容部の重量の減少と、によって前記ロータに回転力を付与する
二酸化炭素処理装置。
【請求項2】
前記吸着材収容部は、前記第１流通路および前記第２流通路における気体の流通方向の両側面の中央部に開口部が形成された中空の部材である
請求項１に記載の二酸化炭素処理装置。
請求項１に記載の二酸化炭素処理装置。
【請求項3】
前記吸着材収容部は、両端部の中央部側を除く部分を閉鎖することによって両端面の中央部に開口部が形成された筒形状に形成され、
前記吸着材収容部は、筒形状の中心軸が、水平方向に延びる前記回転軸に対して前記ロータの周方向に傾けられた姿勢で配置され、
前記吸着材加熱部は、前記第２流通路に位置する前記吸着材収容部の前記中心軸方向における、下方に位置する端部側から前記吸着材を加熱する
請求項２に記載の二酸化炭素処理装置。
前記吸着材収容部は、筒形状の中心軸が、水平方向に延びる前記回転軸に対して前記ロータの周方向に傾けられた姿勢で配置され、
前記吸着材加熱部は、前記第２流通路に位置する前記吸着材収容部の前記中心軸方向における、下方に位置する端部側から前記吸着材を加熱する
請求項２に記載の二酸化炭素処理装置。
【請求項4】
前記吸着材は、二酸化炭素を吸着する液体である
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置。
【請求項5】
前記吸着材収容部の内部には、前記吸着材の二酸化炭素の吸着および脱離を促進する吸着脱離促進部材が充填されている
請求項４に記載の二酸化炭素処理装置。
請求項４に記載の二酸化炭素処理装置。
【請求項6】
前記吸着材は、二酸化炭素を吸着する粉体である
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置。
【請求項7】
前記ロータに対して回転力を付加する回転力付加部を備えた
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置。
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、気体中に含まれる二酸化炭素を処理するための二酸化炭素処理装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、気体中に含まれる所定の物質を処理する処理装置としては、流通する気体中に含まれる所定の物質を吸着する複数の吸着カートリッジを、回転軸を中心とする円周方向に配置したロータと、ロータを回転させるモータと、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
前記処理装置は、モータによってロータを回転させながらロータの回転領域の一部分において流通する気体中に含まれる所定の物質を吸着カートリッジに吸着させるとともに、ロータの回転領域の他の部分において物質を吸着した吸着カートリッジに熱風を供給することによって吸着カートリッジから所定の物質を脱離させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００６－２８１０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記処理装置は、ロータを回転させるためにモータを駆動させたり、吸着カートリッジに熱風を供給したりするために、エネルギを消費することになる。特に、大型のロータを備えた処理装置では、ロータを回転させるために高出力の大型のモータを使用することになるため、エネルギの消費量が多くなることが考えられる。
【0006】
本発明の目的とするところは、二酸化炭素を処理する際に必要なエネルギの消費量を低減することのできる二酸化炭素処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の二酸化炭素処理装置は、互いに水平方向に位置をずらして配置され、それぞれ気体が流通する第１流通路および第２流通路を備え、前記第１流通路を流通する気体中に含まれる二酸化炭素を取り出し、取り出した二酸化炭素を、前記第２流通路を流通する気体中に放出する二酸化炭素処理装置であって、気体を接触させることによって気体中に含まれる二酸化炭素を吸着する吸着材と、前記吸着材が収容されるとともに、収容された前記吸着材に接触する気体が流通可能な３以上の吸着材収容部を有し、水平方向に延びる回転軸を中心として３以上の前記吸着材収容部が周方向に均等に配置され、前記回転軸を中心に回転させることにより、それぞれの前記吸着材収容部が前記第１流通路と前記第２流通路とを交互に移動するロータと、前記第２流通路に位置する前記吸着材収容部に収容された前記吸着材を加熱することによって、前記吸着材から二酸化炭素を脱離させる吸着材加熱部と、を備え、前記第１流通路に位置する前記吸着材収容部に収容された前記吸着材が二酸化炭素を吸着することによって生じる前記吸着材収容部の重量の増加と、前記第２流通路に位置する前記吸着材収容部に収容された前記吸着材が二酸化炭素を脱離することによって生じる前記吸着材収容部の重量の減少と、によって前記ロータに回転力を付与する。
【0008】
また、本発明の二酸化炭素処理装置は、好ましくは、前記吸着材収容部が、前記第１流通路および前記第２流通路における気体の流通方向の両側面の中央部に開口部が形成された中空の部材である。
【0009】
また、本発明の二酸化炭素処理装置は、好ましくは、前記吸着材収容部が、両端部の中央部側を除く部分を閉鎖することによって両端面の中央部に開口部が形成された筒形状に形成され、前記吸着材収容部が、筒形状の中心軸が、水平方向に延びる前記回転軸に対して前記ロータの周方向に傾けられた姿勢で配置され、前記吸着材加熱部が、前記第２流通路に位置する前記吸着材収容部の前記中心軸方向における、下方に位置する端部側から吸着材を加熱する。
【0010】
また、本発明の二酸化炭素処理装置は、好ましくは、前記吸着材が、二酸化炭素を吸着する液体である。
【0011】
また、本発明の二酸化炭素処理装置は、好ましくは、前記吸着材収容部の内部に、前記吸着材の二酸化炭素の吸着および脱離を促進する吸着脱離促進部材が充填されている。
【0012】
また、本発明の二酸化炭素処理装置は、好ましくは、前記吸着材が、二酸化炭素を吸着する粉体である。
【0013】
また、本発明の二酸化炭素処理装置は、好ましくは、前記ロータに対して回転力を付加する回転力付加部を備えた。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、吸着材の二酸化炭素の吸着と脱離とによって生じる吸着材収容部の重量の変化によってロータを回転させることが可能となるので、二酸化炭素を処理する際に必要なエネルギの消費量を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第１実施形態に係る二酸化炭素処理装置の平面断面図である。
【図2】本発明の第１実施形態に係る二酸化炭素処理装置の横断面図である。
【図3】本発明の第１実施形態に係る二酸化炭素処理装置の側面断面図である。
【図4】本発明の第１実施形態に係る二酸化炭素処理装置の側面断面図である。
【図5】本発明の第２実施形態に係る二酸化炭素処理装置の側面断面図である。
【図6】本発明の第３実施形態に係る二酸化炭素処理装置の側面断面図である。
【図7】本発明の第４実施形態に係る二酸化炭素処理装置の側面断面図である。
【図8】本発明の第５実施形態に係る二酸化炭素処理装置の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
＜第１実施形態＞
図１乃至図４は、本発明の第１実施形態について示すものである。図１は二酸化炭素処理装置の平面断面図であり、図２は二酸化炭素処理装置の横断面図であり、図３は二酸化炭素処理装置の側面断面図である。
図１乃至図４は、本発明の第１実施形態について示すものである。図１は二酸化炭素処理装置の平面断面図であり、図２は二酸化炭素処理装置の横断面図であり、図３は二酸化炭素処理装置の側面断面図である。
【0017】
本実施形態の二酸化炭素処理装置１は、例えば、ボイラの煙道を流通する排出ガスに含まれる二酸化炭素または大気中に含まれる二酸化炭素を回収し、回収した二酸化炭素を地下に貯留するＣＣＳ（Carbon dioxide Capture and Storage）に用いられる。また、本実施形態の二酸化炭素処理装置１は、例えば、ビニールハウスや建築物における農作物の収穫量の増加を図るために、ビニールハウスや建築物の内部空間の二酸化炭素濃度を上げるために用いられる。さらに、本実施形態の二酸化炭素処理装置１は、例えば、家畜を収容して飼育する畜舎等の建築物の内部空間を良好な環境に維持するため、二酸化炭素濃度を下げるために用いられる。
【0018】
二酸化炭素処理装置１は、二酸化炭素を取り出す対象の気体および取り出した二酸化炭素を放出する気体を流通させるためのダクト１０と、気体中に含まれる二酸化炭素を吸着するための吸着材２０と、ダクト１０の内部において回転自在に設けられたロータ３０と、吸着材２０から二酸化炭素を脱離させるために吸着材２０を加熱する吸着材加熱部４０と、を備えている。
【0019】
ダクト１０は、横断面が矩形状に形成された管部材からなり、ダクト１０の幅方向および延伸方向が水平方向に向いた姿勢となっている。ダクト１０は、ダクト１０の延在方向および上下方向に延びる仕切部材１１によって内部空間が幅方向に仕切られている。ダクト１０は、幅方向一方側の空間が、二酸化炭素を取り出す対象の気体が流通する第１流通路１２であり、幅方向他方側の空間が、取り出した二酸化炭素を放出する気体が流通する第２流通路１３である。第１流通路１２および第２流通路１３は、それぞれ、送風機を設置して気体を流通させてもよいし、第１流通路１２および第２流通路１３が接続される空間を負圧にして気体を流通させてもよい。ここで、例えば、二酸化炭素処理装置１がＣＣＳに適用される場合には、第２流通路１３を流通した気体を、二酸化炭素を回収する空間に供給する。また、二酸化炭素処理装置１が畜舎等の建築物に適用される場合には、第１流通路１２を流通した気体を、建築物内に供給する。
【0020】
吸着材２０は、二酸化炭素を吸着する液体であり、例えば、モノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン等を主剤とするアミン溶液である。
【0021】
ロータ３０は、ダクト１０に回転自在に支持されたロータ本体３１と、ロータ本体３１の外周側に配置される少なくとも３以上の吸着材収容部３２と、を有している。
【0022】
ロータ本体３１は、円柱状の部材からなり、回転軸３１ａが、ダクト１０の幅方向中央部において、水平方向且つダクト１０の延伸方向に向けた姿勢でダクト１０に回転自在に支持されている。
【0023】
吸着材収容部３２は、それぞれ、円筒の両端部を閉鎖するとともに、閉鎖した両端面の径方向の中央部に開口部３２ａが形成された中空の部材であり、内部に吸着材２０が収容されるようになっている。吸着材収容部３２は、開口部３２ａが形成された両端面が第１流通路１２および第２流通路１３における気体の流通方向に向くように、ロータ本体３１の外周部に取り付けられる。本実施形態における吸着材収容部３２は、円筒形状の中心軸がロータ本体３１の回転軸と平行をなすようにロータ本体３１の外周部に取り付けられる。吸着材収容部３２は、ロータ本体３１の回転軸３１ａを中心として少なくとも３以上がロータ本体３１の外周面に沿って周方向に均等に配置されている。吸着材収容部３２は、ロータ本体３１に取り付けられた状態で、ロータ本体３１の一方向への回転に伴って、ダクト１０の第１流通路１２と第２流通路１３とを交互に移動する。
【0024】
吸着材加熱部４０は、例えば、電気ヒータ等の加熱装置であり、ダクト１０の第２流通路１３の下部側に配置されている。吸着材加熱部４０は、ダクト１０の第２流通路１３の下部側において、ダクト１０の第２流通路１３の下部側に位置するロータ３０の吸着材収容部３２を外側から加熱し、吸着材収容部３２に収容されている吸着材２０を加熱する。
【0025】
以上のように構成された二酸化炭素処理装置１は、各吸着材収容部３２の内部に吸着材２０を収容した状態で、第１流通路１２に二酸化炭素を取り出す気体を流通させ、第２流通路１３に二酸化炭素を放出する気体を流通させる。また、第２流通路１３では、第２流通路１３側に位置する吸着材収容部３２の内部に収容された吸着材２０を吸着材加熱部４０によって加熱する。
【0026】
第１流通路１２を流通する気体は、第１流通路１２側に位置する吸着材収容部３２の内側を通過する。また、第２流通路を流通する気体は、第２流通路１３側に位置する吸着材収容部３２の内側を通過する。
【0027】
第１流通路１２側に位置する吸着材収容部３２において、一方の開口部３２ａから内部に流入した気体は、吸着材収容部３２に収容されている吸着材２０に接触することによって、気体中に含まれる二酸化炭素が吸着材２０に吸着され、他方の開口部３２ａから流出する。これにより、第１流通路１２側に位置する吸着材収容部３２は、内部の吸着材２０が二酸化炭素を吸着することによって重量が増加する。
【0028】
第２流通路１３側に位置する吸着材収容部３２において、一方の開口部３２ａから内部に流入した気体は、吸着材加熱部４０によって加熱された吸着材２０から放出された二酸化炭素が混入し、他方の開口部３２ａから流出する。これにより、第２流通路１３側に位置する吸着材収容部３２は、内部の吸着材２０が二酸化炭素を脱離することによって重量が減少する。
【0029】
ロータ３０は、第１流通路１２に位置する吸着材収容部３２に収容された吸着材２０が二酸化炭素を吸着することによって生じる重量の増加と、第２流通路１３に位置する吸着材収容部３２に収容された吸着材２０が二酸化炭素を脱離することによって生じる重量の減少と、によって回転力が付与されて回転する。
【0030】
このように、本実施形態の二酸化炭素処理装置１によれば、互いに水平方向に位置をずらして配置され、それぞれ気体が流通する第１流通路１２および第２流通路１３を備え、第１流通路１２を流通する気体中に含まれる二酸化炭素を取り出し、取り出した二酸化炭素を、第２流通路１３を流通する気体中に放出する二酸化炭素処理装置１であって、気体を接触させることによって気体中に含まれる二酸化炭素を吸着する吸着材２０と、吸着材２０が収容されるとともに、収容された吸着材２０に接触する気体が流通可能な３以上の吸着材収容部３２を有し、水平方向に延びる回転軸３１ａを中心として３以上の吸着材収容部３２が周方向に均等に配置され、回転軸３１ａを中心に回転させることにより、それぞれの吸着材収容部３２が第１流通路１２と第２流通路１３とを交互に移動するロータ３０と、第２流通路１３に位置する吸着材収容部３２に収容された吸着材２０を加熱することによって、吸着材２０から二酸化炭素を脱離させる吸着材加熱部４０と、を備え、第１流通路１２に位置する吸着材収容部３２に収容された吸着材２０が二酸化炭素を吸着することによって生じる吸着材収容部３２の重量の増加と、第２流通路１３に位置する吸着材収容部３２に収容された吸着材２０が二酸化炭素を脱離することによって生じる吸着材収容部３２の重量の減少と、によってロータ３０に回転力を付与する。
【0031】
これにより、吸着材２０の二酸化炭素の吸着と脱離とによって生じる吸着材収容部３２の重量の変化によってロータ３０を回転させることが可能となるので、二酸化炭素を処理する際に必要なエネルギの消費量を低減することが可能となる。
【0032】
また、吸着材収容部３２は、第１流通路１２および第２流通路１３における気体の流通方向の両側面の中央部に開口部３２ａが形成された中空の部材である。
【0033】
これにより、簡単な構成の吸着材収容部３２によって、吸着材２０を収容するとともに、吸着材２０に接触させる空気を流通させることが可能となるので、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【0034】
また、吸着材２０は、二酸化炭素を吸着する液体である。
【0035】
これにより、個体の吸着材と比較して効率的に二酸化炭素を吸着させることが可能となり、二酸化炭素の吸着量を増大させることが可能となる。
【0036】
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態を示すものであり、二酸化炭素処理装置の側面断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
図５は、本発明の第２実施形態を示すものであり、二酸化炭素処理装置の側面断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
【0037】
本実施形態の二酸化炭素処理装置１は、図５に示すように、ロータ３０の外周側に配置されるそれぞれの吸着材収容部３２が、筒形状の中心軸を、水平方向に延びる回転軸３１ａに対して、ロータ３０の周方向に傾けた姿勢で配置される。即ち、本実施形態の二酸化炭素処理装置１は、第２流通路１３において、吸着材収容部３２の中心軸方向の一端側が他端側に対して下方に位置している。
【0038】
また、吸着材加熱部４０は、第２流通路１３における、吸着材収容部３２の中心軸方向の一端側に配置されている。即ち、吸着材加熱部４０は、第２流通路１３において、他端側よりも下方に位置する吸着材収容部３２の中心軸方向一端側から吸着材２０を加熱する。
【0039】
以上のように構成された二酸化炭素処理装置１において、第１流通路１２および第２流通路１３のそれぞれに気体を流通させて、ロータ３０が回転すると、それぞれの吸着材収容部３２は、第２流通路１３において中心軸方向の一端側が他端側に対して下方に位置することになる。これにより、第２流通路１３における吸着材収容部３２に収容された吸着材２０は、吸着材収容部３２内における中心軸方向の一端側に集まることになり、中心軸方向の一端側に集まった吸着材２０が吸着材加熱部４０によって加熱される。
【0040】
このように、本実施形態の二酸化炭素処理装置は、第１実施形態と同様に、吸着材２０の二酸化炭素の吸着と脱離とによって生じる吸着材収容部３２の重量の変化によってロータ３０を回転させることが可能となるので、二酸化炭素を処理する際に必要なエネルギの消費量を低減することが可能となる。
【0041】
また、吸着材収容部３２は、両端部の中央部側を除く部分を閉鎖することによって両端面の中央部に開口部３２ａが形成された筒形状に形成され、吸着材収容部３２は、筒形状の中心軸が、水平方向に延びる回転軸３１ａに対してロータ３０の周方向に傾けられた姿勢で配置され、吸着材加熱部４０は、第２流通路１３に位置する吸着材収容部３２の中心軸方向における、下方に位置する端部側から吸着材を加熱する。
【0042】
これにより、第２流通路１３において、吸着材収容部３２の中心軸方向の一端側にあるまった吸着材２０を集中的に加熱することによって、吸着材２０から二酸化炭素を脱離させることができるので、出力の小さい吸着材加熱部４０を使用することが可能となり、二酸化炭素の処理に必要なエネルギの消費量を低減することが可能となる。
【0043】
＜第３実施形態＞
図６は、本発明の第３実施形態を示すものであり、二酸化炭素処理装置の側面断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
図６は、本発明の第３実施形態を示すものであり、二酸化炭素処理装置の側面断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
【0044】
本実施形態の二酸化炭素処理装置１は、図６に示すように、それぞれの吸着材収容部３２の内部に、吸着材２０に対する二酸化炭素の吸着および脱離を促進するための吸着脱離促進部材２１が充填されている。
【0045】
吸着脱離促進部材２１は、繊維材料、多孔質材料等からなり、吸着材収容部３２内において毛細管現象によって吸着材２０を吸い上げて、吸着材２０と第１流通路１２および第２流通路１３を流通する気体との接触面積を増加させる。
【0046】
以上のように構成された二酸化炭素処理装置１において、第１流通路１２および第２流通路１３のそれぞれに気体を流通させると、それぞれの吸着材収容部３２では、吸着脱離促進部材２１が吸着材２０を吸い上げることによって、吸着材収容部３２の内部の全体に吸着材２０が広がる。これにより、それぞれの吸着材収容部３２では、第１流通路１２および第２流通路１３を流通する気体と吸着材２０との接触面積が増加する。
【0047】
このように、本実施形態の二酸化炭素処理装置は、第１実施形態と同様に、吸着材２０の二酸化炭素の吸着と脱離とによって生じる吸着材収容部３２の重量の変化によってロータ３０を回転させることが可能となるので、二酸化炭素を処理する際に必要なエネルギの消費量を低減することが可能となる。
【0048】
また、吸着材収容部３２の内部には、吸着材２０の二酸化炭素の吸着および脱離を促進する吸着脱離促進部材２１が充填されている。
【0049】
これにより、それぞれの吸着材収容部３２における、第１流通路１２および第２流通路１３を流通する気体と吸着材２０との接触面積を増加することが可能となるので、二酸化炭素の処理をより効率的に行うことが可能となる。
【0050】
＜第４実施形態＞
図７は、本発明の第４実施形態を示すものであり、二酸化炭素処理装置の側面断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
図７は、本発明の第４実施形態を示すものであり、二酸化炭素処理装置の側面断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
【0051】
本実施形態の二酸化炭素処理装置１は、図７に示すように、それぞれの吸着材収容部３２の内部に、二酸化炭素を吸着する粉体の吸着材２２が収容されている。
【0052】
以上のように構成された二酸化炭素処理装置１において、第１実施形態と同様に、第１流通路１２側に位置する吸着材収容部３２において、一方の開口部３２ａから内部に流入した気体が、吸着材２２に接触することによって、気体中に含まれる二酸化炭素が吸着材２２に吸着され、他方の開口部３２ａから流出する。また、第２流通路１３側に位置する吸着材収容部３２において、一方の開口部３２ａから内部に流入した気体は、吸着材加熱部４０によって加熱された吸着材２２から放出された二酸化炭素が混入し、他方の開口部３２ａから流出する。
【0053】
このように、本実施形態の二酸化炭素処理装置は、第１実施形態と同様に、吸着材２２の二酸化炭素の吸着と脱離とによって生じる吸着材収容部３２の重量の変化によってロータ３０を回転させることが可能となるので、二酸化炭素を処理する際に必要なエネルギの消費量を低減することが可能となる。
【0054】
また、前記吸着材２２は、二酸化炭素を吸着する粉体である。
【0055】
これにより、液体を使用が困難な箇所においても設置することが可能となり、設置場所を問わず二酸化炭素を処理することが可能となる。
【0056】
＜第５実施形態＞
図８は、本発明の第５実施形態を示すものであり、二酸化炭素処理装置の側面断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
図８は、本発明の第５実施形態を示すものであり、二酸化炭素処理装置の側面断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
【0057】
本実施形態の二酸化炭素処理装置１は、図８に示すように、ロータ３０に回転力を付与する回転力付加部３３を備えている。
【0058】
回転力付加部３３は、例えば、電動モータ等からなり、ロータ３０の回転軸３１ａに連結されている。回転力付加部３３は、吸着材収容部３２の重量の変化によって回転するロータ３０に対して、回転力を補助的に付与する。
【0059】
以上のように構成された二酸化炭素処理装置１において、ロータ３０は、第１流通路１２に位置する吸着材収容部３２に収容された吸着材２０が二酸化炭素を吸着することによって生じる重量の増加と、第２流通路１３に位置する吸着材収容部３２に収容された吸着材２０が二酸化炭素を脱離することによって生じる重量の減少と、によって回転力が付与されて回転する。このとき、吸着材収容部３２の重量の変化によって回転するロータ３０に対して回転力付加部３３によってロータ３０に回転力を付与することによって、ロータ３０を目的の回転数で回転させる。
【0060】
このように、本実施形態の二酸化炭素処理装置は、第１実施形態と同様に、吸着材２０の二酸化炭素の吸着と脱離とによって生じる吸着材収容部３２の重量の変化によってロータ３０を回転させることが可能となるので、二酸化炭素を処理する際に必要なエネルギの消費量を低減することが可能となる。
【0061】
また、ロータ３０に対して回転力を付加する回転力付加部３３を備えている。
【0062】
これにより、吸着材収容部３２の重量の変化によって回転するロータ３０に対して回転力を付与することによって、ロータ３０を目的の回転数で回転させることが可能となり、二酸化炭素を処理する能力を最大限度まで高めることが可能となる。
【0063】
尚、前記実施形態では、第１流通路１２および第２流通路を、互いに水平方向に並べて配置したものを示したが、これに限られるものではない。第１流通路および第２流通路のそれぞれの少なくとも一部を水平方向に位置をずらして配置した場合においても、第１流通路に位置する吸収材収容部と、第２流通路に位置する吸収材収容部との重量の差異によってロータを回転させることが可能である。
【実施例0064】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。尚、本発明は、この実施例に限定されるものではない。
【0065】
実施例では、図１乃至図４に示す二酸化炭素処理装置１を用いて第１流通路１２を流通する空気中の二酸化炭素を吸着材２０によって吸着し、吸着材２０によって吸着した二酸化炭素を、第２流通路１３を流通する空気中に放出する。
【0066】
吸着材２０としては、モノエタノールアミン溶液を使用する。モノエタノールアミン溶液は、比重が約１で、１ｇあたりの最大の二酸化炭素の吸着量が０．３６ｇである（０．３６ｇ・ＣＯ２／ｇ・ＭＥＡ）。
【0067】
ロータ３０は、回転軸３１ａを中心として８つの吸着材収容部３２が周方向に均等に配置されている。
【0068】
吸着材収容部３２は、内径３８ｃｍ、長さ１００ｃｍの円筒状部材であり、内部に４．２ｌ（約４．２ｋｇ）の吸着材２０を収容する。
【0069】
ロータ３０は、８つの吸着材収容部３２が配置された状態において、回転軸３１ａの中心と各吸着材収容部３２の中心軸との距離が５０ｃｍである。
【0070】
以上のように構成された二酸化炭素処理装置１において、吸着材２０は、１ｇあたり０．１ｇ（０．１ｇ・ＣＯ２／ｇ・ＭＥＡ）の二酸化炭素を吸着および脱離するものと仮定する。即ち、各吸着材収容部３２においては、０．４２ｋｇの二酸化炭素を吸着および脱離するため、第１流通路１２に位置する吸着材収容部３２と第２流通路１３に位置する吸着材収容部３２との間で質量の差異が０．４２ｋｇとなる。
【0071】
図２に示すように、第１流通路１２に３つの吸着材収容部３２が位置し、第２流通路１３に３つの吸着材収容部３２が位置している状態で、ロータ３０に作用するトルクＴは、接線力Ｆおよび回転半径ｒとの関係から以下の式で求められる。
【0072】
Ｔ（Ｎ・ｍ）＝Ｆ（Ｎ）×ｒ（ｍ）
【0073】
ここで、図２において、第１流通路１２に位置する３つの吸着材収容部３２うち、回転軸３１ａの同じ高さに位置している吸着材収容部３２は、０．４２×９．８Ｎの接線力を作用させ、回転軸３１ａを含む水平面に対して上下にそれぞれ４５°回転した位置の吸着材収容部３２は、それぞれ、（１／√２）×０．４２×９．８Ｎの接線力を作用させる。このため、第１流通路１２に位置する３つの吸着材収容部３２の合計の接線力Ｆは、約１０Ｎとなる。また、回転半径ｒは、０．５ｍである。これにより、トルクＴは、約５Ｎ・ｍとなる。
【0074】
また、ロータ３０の慣性モーメントＩは、ロータ３０の質量ｍおよび回転半径ｒとの関係から以下の式で求められる。
【0075】
Ｉ（ｋｇ・ｍ２）＝ｍ（ｋｇ）×ｒ２（ｍ）
【0076】
ここで、本実施例では、各吸着材収容部３２の質量が回転軸から５０ｃｍの距離の質点に集中していると仮定するとともに、各吸着材収容部３２の質量が吸着材２０の質量と同一であると仮定し、ロータ本体３１および回転軸３１ａ等の構造体の慣性モーメントを無視する。
【0077】
これにより、質量ｍは、８つの吸着材収容部３２の質量、８つの吸着材収容部３２に収容されている吸着材２０の質量の合計（０．４２＋０．４２）×８ｋｇである。また、回転半径ｒは、０．５ｍである。これにより、ロータ３０の慣性モーメントＩは、約１７ｋｇ・ｍ２となる。
【0078】
さらに、ロータ３０の角加速度αは、ロータ３０に作用するトルクＴおよび慣性モーメントＩとの関係から、以下の式で求められる。
【0079】
α（ｒａｄ／ｓｅｃ２）＝Ｔ（Ｎ・ｍ）／Ｉ（ｋｇ・ｍ２）
【0080】
これにより、角加速度αは、約０．２９ｒａｄ／ｓ２となり、ロータ３０は回転が加速することになるが、回転速度の増加に伴って回転抵抗Ｒ（吸着材２０の内部抵抗を含む）が大きくなるため（Ｉα＝Ｔ－Ｒ）、トルクＴと回転抵抗Ｒとの釣り合いが取れる角速度で回転することがわかる。
【符号の説明】
【0081】
１ 二酸化炭素処理装置
１２ 第１流通路
１３ 第２流通路
２０ 吸着材
２１ 吸着脱離促進部材
２２ 吸着材
３０ ロータ
３１ａ 回転軸
３２ 吸着材収容部
３２ａ 開口部
３３ 回転力付加部
４０ 吸着材加熱部
１２ 第１流通路
１３ 第２流通路
２０ 吸着材
２１ 吸着脱離促進部材
２２ 吸着材
３０ ロータ
３１ａ 回転軸
３２ 吸着材収容部
３２ａ 開口部
３３ 回転力付加部
４０ 吸着材加熱部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】