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公開番号2025129847
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026765
出願日2024-02-26
発明の名称気液接触用の充填物、気液接触装置
出願人株式会社豊田中央研究所,トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類B01J 19/32 20060101AFI20250829BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】一方向に延びた流路を流れる気体から、気体に含まれている特定のガスを吸収する場合と比して、気体と吸収液との気液界面を増やすことである。
【解決手段】気液接触用の充填物は、特定のガスを吸収する吸収液との接触角が90〔°〕未満の親水材料と、吸収液との接触角が90〔°〕より大きい疎水材料とで形成され、吸収液が親水材料で形成された部分に浸透して流れると共に外表面に沿って特定のガスを含む気体が流れる主流路が形成された多孔体を備え、多孔体には、一端が主流路に連結されると共に主流路が延びる一方向に対して交差する方向に延び、疎水材料で形成されると共に主流路を流れる気体が入る副流路が形成されている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
特定のガスを吸収する吸収液との接触角が９０〔°〕未満の親水材料と、前記吸収液との接触角が９０〔°〕より大きい疎水材料とで形成され、前記吸収液が前記親水材料で形成された部分に浸透して流れると共に外表面に沿って特定のガスを含む気体が流れる主流路が形成された多孔体を備え、
前記多孔体には、一端が前記主流路に連結されると共に前記主流路が延びる一方向に対して交差する方向に延び、前記疎水材料で形成されると共に前記主流路を流れる気体が入る副流路が形成されている、
気液接触用の充填物。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記一方向に延びる前記主流路は、前記一方向に対して交差する交差方向に並んで複数形成されており、
前記副流路は、隣り合う一の前記主流路と他の前記主流路とを繋ぐように形成されている、
請求項１に記載の気液接触用の充填物。
【請求項３】
前記多孔体は、前記疎水材料で形成されると共に厚さ方向に延びて両端部が前記主流路に露出する円柱状の円柱部が複数形成された板状で、板面が水平方向に対向するように複数並べられ、
隣り合う一対の前記多孔体の隙間が、前記一方向に延びる前記主流路とされており、
前記円柱部が前記副流路とされており、
板状の前記多孔体の厚さをｔｓｐとし、ガスの移動係数をＫとし、ガスの拡散係数をＤとし、前記副流路の直径をｄとし、隣り合う前記多孔体の隙間をｇａｐとすると、下記式（１）における指標Ｃ１の値が、０．００５以上５以下となる、
請求項１に記載の気液接触用の充填物。
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78
【請求項４】
前記多孔体は、板状で、板面が水平方向に対向するように複数並べられ、
隣り合う一対の前記多孔体の隙間が、前記一方向に延びる前記主流路とされており、
前記多孔体には、前記一方向に対して交差する交差方向に前記多孔体を横断し、前記疎水材料で形成されると共に鉛直方向に延びる短冊状の短冊部が前記一方向に並んで予め定められた間隔で複数設けられており、
前記短冊部が前記副流路とされており、
板状の前記多孔体の厚さをｔｓｐとし、ガスの移動係数をＫとし、ガスの拡散係数をＤとし、前記短冊部の前記一方向の長さをＬｏとし、隣り合う前記多孔体の隙間をｇａｐとすると、下記式（２）における指標Ｃ２の値が、０．００５以上５以下となる、
請求項１に記載の気液接触用の充填物。
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【請求項５】
前記多孔体は、板状で、板面が水平方向に対向するように複数並べられ、
隣り合う一対の前記多孔体の隙間が、前記一方向に延びる前記主流路とされており、
前記多孔体には、前記疎水材料で形成されると共に前記多孔体の厚さ方向に延びて前記多孔体を横断する横断部が設けられ、
前記横断部が前記副流路とされており、
板状の前記多孔体の厚さをｔｓｐとし、ガスの移動係数をＫとし、ガスの拡散係数をＤとし、前記副流路の水力直径をＤ
Ｈ
とし、隣り合う前記多孔体の隙間をｇａｐとすると、下記式（３）における指標Ｃ３の値が、０．００５以上５以下となる、
請求項１に記載の気液接触用の充填物。
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【請求項６】
前記多孔体は、板状で、板面が水平方向に対向するように複数並べられ、
隣り合う一対の前記多孔体の隙間が、前記一方向に延びる前記主流路とされており、
前記多孔体には、前記疎水材料で形成されると共に前記多孔体の厚さ方向に延びて一端のみが前記主流路に接続された前記副流路が設けられ、
板状の前記多孔体の厚さをｔｓｐとし、前記副流路の深さをＬｈｏｌｅとし、ガスの移動係数をＫとし、ガスの拡散係数をＤとし、前記副流路の水力直径をＤ
Ｈ
とし、隣り合う前記多孔体の隙間をｇａｐとすると、下記式（４）における指標Ｃ４の値が、０．００５以上５以下となる、
請求項１に記載の気液接触用の充填物。
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【請求項７】
前記多孔体には、前記副流路に一端が連結されると共に前記疎水材料で形成される補助流路が設けられている、
請求項１に記載の気液接触用の充填物。
【請求項８】
前記疎水材料で形成される前記副流路には、前記主流路が延びる一方向に対して交差する方向に延びると共に気体が供給される空間部が形成されている、
請求項１に記載の気液接触用の充填物。
【請求項９】
前記多孔体は、厚さ方向に延びて貫通する円柱状の気体流路が複数形成された板状で、板面が水平方向に対向するように複数並べられ、
隣り合う一対の前記多孔体の隙間が、前記一方向に延びる前記主流路とされており、
前記多孔体には、前記疎水材料で形成されると共に前記気体流路を径方向から覆うように円筒部が形成されており、
前記円筒部が前記副流路とされている、
請求項１に記載の気液接触用の充填物。
【請求項１０】
請求項１～９の何れか１項に記載の気液接触用の充填物と、
前記気液接触用の充填物が内部に配置される筐体と、
前記充填物に設けられた多孔体の外表面に沿って気体を流すファンと、
を備える気液接触装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、気液接触用の充填物、及び気液接触装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の気液接触用の充填物は、高分子材料の表面の少なくとも一部に、酸化アクリル繊維の不織布を定着処理する表面加工を施してなる気液接触用の充填物であって、気液接触が、二酸化炭素の吸収除去用の気液接触であり、かつ酸化アクリル繊維の不織布の目付け量が、１０～２５ｇ／ｍ
２
の範囲内である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００３－１７００４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、一方向に延びた流路を流れる気体から、気体に含まれている特定のガスを吸収する気液接触用の充填物がある。具体的には、板面が水平方向に対向するように並べられた板状の複数の多孔体が設けられ、隣り合う多孔体の間が、気体が流れる一方向に延びた流路とされる。この多孔体には細孔が形成されており、細孔が形成された多孔体の内部に特定のガスを吸収する吸収液を浸透させて流す。これにより、一方向に延びた流路を流れる気体が多孔体の板面である外表面に接触し、気体に含まれている特定のガスが、多孔体の内部を流れる吸収液に吸収される。
【０００５】
しかし、このような構成では、多孔体の内部の細孔のほとんどが、吸収液で満たされてしまうため、気体と吸収液との気液界面は、多孔体の外表面に限られてしまう。
【０００６】
本開示の課題は、気体と多孔体の内部を流れる吸収液との気液界面が多孔体の外表面に限られてしまう場合と比して、気体と多孔体の内部を流れる吸収液との気液界面を増やすことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の第１態様に係る気液接触用の充填物は、特定のガスを吸収する吸収液との接触角が９０〔°〕未満の親水材料と、前記吸収液との接触角が９０〔°〕より大きい疎水材料とで形成され、前記吸収液が前記親水材料で形成された部分に浸透して流れると共に外表面に沿って特定のガスを含む気体が流れる主流路が形成された多孔体を備え、前記多孔体には、一端が前記主流路に連結されると共に前記主流路が延びる一方向に対して交差する方向に延び、前記疎水材料で形成されると共に前記主流路を流れる気体が入る副流路が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、主流路を流れる気体は、多孔体の外表面に沿って流れる。これにより、気体に含まれる特定のガスは、親水材料で形成される部分の多孔体に浸透して流れる吸収液に接触して吸収液に吸収されて回収される。このように、主流路を流れる気体と接触する多孔体の外表面が、気体と吸収液との気液界面となる。
【０００９】
さらに、疎水材料で形成される副流路には、主流路を流れる気体に含まれる特定のガスが拡散によって供給され、副流路と多孔体のうちその他の部分との境界をなす境界面において、特定のガスが、親水材料で形成される部分の多孔体に浸透して流れる吸収液に接触して吸収液に吸収される。つまり、副流路と多孔体のうちその他の部分との境界をなす境界面も、気体と吸収液との気液界面となる。
【００１０】
このように、気体と多孔体の内部を流れる吸収液との気液界面が多孔体の外表面に限られてしまう場合と比して、気体と多孔体の内部を流れる吸収液との気液界面を増やすことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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