吸着ユニット、吸着装置、及びその再生方法
【課題】通電加熱方式を用いて、その中の吸着材料を再生する、吸着ユニット、吸着装置、及びその再生方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る吸着ユニットは、その中に流体チャネルが定義された電熱基板、及び前記電熱基板上に形成され、前記流体チャネルに接触し、前記流体チャネルを流れる気体内の水分または揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を吸着する吸着材料層を含む。
【解決手段】本発明に係る吸着ユニットは、その中に流体チャネルが定義された電熱基板、及び前記電熱基板上に形成され、前記流体チャネルに接触し、前記流体チャネルを流れる気体内の水分または揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を吸着する吸着材料層を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着ユニット、吸着装置、及びその再生方法に関し、特に、通電加熱方式を用いてその中の吸着材料を再生する、吸着ユニット、吸着装置、及びその再生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な吸着材料は、活性炭、活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライトなどである。吸着材料は、空気中の揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）または水分を吸着することができる。吸着材料は、マクロ細孔（約５０ｎｍより大きい細孔径）、メソ細孔またはマイクロ細孔（約２ｎｍより小さい細孔径）を含む構造で形成され、高比表面積の吸着材となることができる。ＶＯＣまたは水分の分子は、ファンデルワールス力（Van der Waals force）によって吸着材料の表面に吸着される。吸着材料は、通常、複数タワー（multi-tower）構造または回転ホイール（rotary wheel）構造を有する吸着装置に用いられ、連続、継続的に動作を行う。
【０００３】
吸着装置の吸着材料が飽和値に達した時、通常、吸着材料と吸着物間のファンデルワールス結合を切断（break）するために熱対流が用いられる。熱対流は、吸着されたＶＯＣまたは吸着材料の表面からの水分の分子を脱着させて吸着材料を再生させる。吸着プロセス及び脱着プロセスは、吸着材料に重複して用いられ、空気中の異様な臭気の除去及び脱湿を提供する。
【０００４】
しかしながら、熱対流による再生方法では、空気がまず加熱される必要があり、加熱された空気と吸着材料間の伝熱によって脱着が実行される。加熱機によって空気を加熱し、加熱された空気を脱着をするための吸着材料に送るプロセスでは、熱損失が生じ易く、且つ空気を加熱する加熱機の自体の加熱効率が十分でないため、脱着プロセスは、大量の電力消費を必要とする。また、サイズを縮小した、すなわち小型化した吸着装置では、往々にして熱交換のための十分な面積を持つ加熱機を実装するのに十分な空間がない。よって、空気の加熱中、加熱機の表面の極端な高温により、余分な輻射（放射）熱損失が通常生じる。
【０００５】
図１は、台湾特許出願公開２０１０２６３７４に開示された乾燥ホイール（desiccant wheel）を用いた従来の家庭用コンデンス除湿機（condensing dehumidifier）のエネルギー消費分析を示している。そこに用いられる加熱機の表面の極端な高温により、加熱機で消費されるほとんどのエネルギーは、輻射式で放出される。従来の家庭用コンデンス除湿機の電力消費分析では、凝縮量（condensing amount）は、約６.６リットル／日（２０℃、６０％ＲＨ）、加熱機の電力消費は、約６００ワットであり、その中の４７９ワットは、輻射熱用で、１２１ワットのみが空気を加熱するのに用いられる。
【０００６】
図２は、台湾特許出願公開２０１０２６３７４に開示された低消費エネルギー脱着方法である。前記方法は、除湿材料３０の両側に例えば網状金属電極３１０の電極構造３１と３２を接合し、電圧源３３がブラシ３３０と接続されることにより電気エネルギーが供給され、それによって、再生領域内での水分子の電子励起が引き起こされ、水分子が吸着材から脱着するエネルギーを得る。しかしながら、上述の方法の再生能力は、例えばＶＯＣまたは水分などの吸着物と吸着材料間の電気伝導率によって決まる。吸着材料は、不規則な多孔質構造であり、発生されたエネルギーは、水分子と結合された吸着材料に電気エネルギーを供給する時の不均一な電気伝導率と加熱の問題により、再生の不均一性の問題を招く可能性があり、吸着の効果及び吸着装置の再生の効果は低下する。また、電極構造３１と３２の網状金属電極３１０は、再生に用いるチャネルをブロックすることがあるため、再生脱着プロセスに用いる有効な表面積が減少する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
よって、このような欠点を解決する吸着ユニット、吸着装置、及びその再生方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の吸着ユニットは、中に（内側に）流体チャネルが定義、規定されるように実質的に筒状に構成された電熱基板、及び、電熱基板の流体チャネル側に形成され、流体チャネルに露呈し、流体チャネルを流れる気体内の水分または揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を吸着する吸着材料層を含む。
【０００９】
また、本発明の吸着装置は、その中（内部、内側に）空間に規定されるように形成された絶縁フレーム、絶縁フレームの空間に収容されて規則的に配置された複数の上述の吸着ユニット、及び絶縁フレームの外表面上に配置され、複数の吸着ユニットに電気的接続された複数の接触電極板を含む。
【００１０】
また、本発明の吸着ユニットの再生方法は、少なくとも１つの吸着物が吸着材料層の表面に提供される吸着ユニットを提供するステップ、電源を提供し、電源を吸着ユニットの電熱基板に接合するステップ、及び電源によって電流を電熱基板に提供し、電熱基板が熱エネルギーを発生し、熱エネルギーは、吸着材料層に熱伝導されて吸着材料を加熱し、流体チャネルへの少なくとも１つの吸着物を脱着するステップを含む。
【００１１】
詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、乾燥ホイールを用いた従来の家庭用コンデンス除湿機のエネルギー消費分析結果を示す図である。
【図２】図２は、従来の低消費エネルギー脱着方法を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の吸着ユニットの一実施形態を表す図である。
【図４】図４は、図３に示す吸着ユニットの再生プロセスを表す図である。
【図５】図５は、本発明の吸着装置の一実施形態を表す断面図である。
【図６】図６は、本発明の吸着装置の他の実施形態を表す断面図である。
【図７】図７は、本発明の吸着装置のさらに他の実施形態を表す断面図である。
【図８】図８は、本発明の吸着装置のさらに他の実施形態を表す断面図である。
【図９】図９は、本発明の吸着装置の一実施形態を表す斜視図である。
【図１０】図１０は、図９に示された吸着装置の断面を表す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の吸着装置の他の実施形態を表す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の吸着装置のさらに他の実施形態を表す斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の吸着装置のさらに他の実施形態を表す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態に基づく単一タワー（single-tower）タイプ吸着装置を表す図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施形態に基づくツインタワー（twin-tower）タイプ吸着装置を表す図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施例に係る吸着ユニットの断面を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の説明は、本発明を実施するベストモードが開示されている。この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のためのもので本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の請求の範囲を参考にして決定される。
【００１４】
図３は、電熱基板１０２、熱伝導接着層１０４、及び吸着材料層１０６を含む例示的な吸着ユニット１００を表しており、熱伝導接着層１０４は、吸着材料層１０６に用いられる材料によって選択的に形成されることができる任意選択層である。熱が、直接、電熱基板１０２を吸着材料層１０６と接触させることで伝導されるか、またはその間に配置された熱伝導接着層１０４を介して電熱基板１０２を吸着材料層１０６と接触させることで伝導されるかに関わらず、熱脱着プロセスは、電熱基板１０２によって発生された熱エネルギーの熱伝導によって吸着材料層１０６に対して行われる。
【００１５】
熱電基板１０２は、１つの実施形態として、超伝導加熱板（super conductive heating plates）、正温度係数（ＰＴＣ）サーミスタ、または例えばタングステンフィラメントまたは他の熱電（thermal electrical）材料などの他の電熱材料を含むことができる。
【００１６】
熱伝導接着層１０４は、電熱基板１０２と吸着材料層１０６との間に選択的に形成される。熱伝導接着層１０４は、例えばケイ素酸化物及びアルミニウム酸化物などの無機接着剤またはバインダー、或いは例えばポリビニルブチラール（poly（vinyl butyral））及びポリビニルアルコール（poly（vinyl alcohol））などの有機接着剤またはバインダーなどの、導熱性、耐熱性及び絶縁性の材料を含むことができる。
【００１７】
吸着材料層１０６は、１つの実施形態として、例えばシリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト、または活性炭などの多孔質吸着材を含むことができる。この時、吸着材料層１０６は、熱伝導接着層１０４をその間に介在させることなく電熱基板１０２上に直接形成されるか、または、熱伝導接着層１０４によって電熱基板１０２の内壁に接着され、これにより、電熱基板１０２に流体チャネル１１０が定義される。流体は、液体と気体を含む物質の相のサブセット（subset）を指す。いくつかの実施形態では、気体流は、流体の１つの形を例示する。
【００１８】
図３に示されるように、吸着ユニット１００の吸着動作（吸着プロセス）中、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）または水分を含む気流１１２は、流体チャネル１１０内に導入され、気流１１２のＶＯＣまたは水分が吸着材料層１０６によって吸着される。吸着材料層１０６によって吸着されたＶＯＣまたは水分は、吸着物１１４として示されている。この時、流体チャネル１１０から流れ出ることができる処理された気流１１６は、より低い湿度またはより低いＶＯＣ濃度を含むため、周囲の空気を浄化する目的が達成される。
【００１９】
図４では、吸着ユニット１００が一定期間、吸着プロセスで動作された時、吸着材料層１０６は、飽和状態に達する可能性がある。よって、吸着ユニット１００を再生する脱着プロセスが必要とされる。この時、吸着ユニット１００は、例えば直流（ＤＣ）電源または交流（ＡＣ）電源の電源１０８と接続され、電熱基板１０２は、電源１０８と直接または間接的に接続され、電源１０８は、所定の電圧を提供し、電熱基板１０２を直接加熱し、次いで熱エネルギー１１８を発生する。供給される電圧は、電熱基板１０２あるいは吸着ユニット１００の体積等に応じて決められる必要な電気エネルギー量に応じて決められる。
【００２０】
電熱基板１０２によって発生された熱エネルギー１１８は、吸着材料層１０６に直接伝播するか、または熱伝導接着層１０４の熱伝導によって吸着材料層１０６を加熱する。その結果、吸着材料層１０６上の吸着物１１４は、熱エネルギーを受けた後、脱離が達成されるまで、吸着材料層１０６の表面から脱離可能（脱着可能）な状態となる。再生の動作中（脱着プロセス中）、例えば乾燥空気流などの他の気流１２０が流体チャネル１１０内に更に導入され、吸着材料層１０６から脱離可能（脱着可能）な状態とされた吸着物１１４と結合される。その結果、吸着物１１４は吸着材料層１０６から脱離される。このようにして流体チャネル１１０から流出した気体１２２は、より高い湿度またはより高いＶＯＣ濃度を含み、これにより吸着ユニット１００の再生プロセスは達成される。
【００２１】
図４に示されるように、吸着ユニット１００においては、再生プロセス中、電源１０８によって電熱基板１０２から発生された熱エネルギー１１８は熱伝導接着層１０４を直接且つ均一に加熱するため、再生プロセスの熱損失は大幅に減少される。熱損失は、電熱基板１０２、熱伝導接着層１０４、及び吸着材料層１０６の材料の熱（thermotic）損失によってのみ発生する。よって、脱着効果は大幅に改善される。
【００２２】
図５〜図８は、図３及び図４に示された吸着ユニット１００を含む吸着装置の断面図であり、吸着装置２００の異なる領域は、規則的に配列された複数の吸着ユニット１００で配列されることができる。各吸着ユニット１００の電熱ユニット１００は、例えば長方形（図５）、六角形（図６）、波形（図７）、または螺旋形（図８）の異なる幾何学形状を含み得る。注意するのは、吸着ユニット１００の形状は、上述の形状を限定するものではなく、他の形状でもよい。
【００２３】
１つの実施形態では、吸着装置２００は、その中に複数の吸着ユニット１００を統合した輪状体であることができる。図９に示されるように、吸着装置２００は、複数の接合されて規則的に配置された吸着ユニット１００を含み、これらの吸着ユニット１００は、絶縁フレーム２０２（本実施形態では絶縁の輪状体として示される）で包まれ、複数の絶縁板２０４が吸着装置２００に配置され、その中に複数の領域を定義する。すなわち絶縁板２０４は、輪状体内部を、各々が複数の吸着ユニット１００を含むような複数の領域に分割し、これにより各領域を定義する。吸着装置２００は、吸着装置２００を固定する輪状体軸心２０６を更に含む。
【００２４】
図９に示す例においては、複数の絶縁板２０４は、輪状態の内部に、輪状体軸心２０６を中心として径方向に、輪状体軸心２０６の周囲に等配に設置されており、輪状体の内部を周方向に沿って複数の領域に分割している。
【００２５】
複数の接触電極板２０８は、複数の一部の絶縁フレーム２０２上の表面上に形成され、吸着装置２００の吸着ユニット１００は、よって、接触電極板２０８によって外部電源と電気的接続されて再生プロセスを実行する。
【００２６】
図１０には、図９に示された吸着装置のライン７−７に沿った径方向の断面が示されている。図１０に示すように、接触電極板２０８及び吸着ユニット１００は、絶縁フレーム２０２を貫通する導電金属板２１０によって接合され、これにより、外部電源からの電流が吸着ユニット１００に送られる。
【００２７】
図１１及び図１２は、図９に示された吸着装置２００と同様の吸着装置２００’を表しており、実質的に同じ構成要素には同一の番号が付けられている。図１１に示す吸着装置２００’は、図９に示した吸着装置２００と同様の構成要素を含み、ガス入口側に配置されたガス入口キャップ２１２、及び、ガス出口側に配置されたガス出口キャップ２１４を更に含む。
【００２８】
ガス入口キャップ２１２は、吸着装置２００’内に吸着領域２１６及び脱着領域２１８を定義する。吸着領域２１６には、吸着プロセス用の気体流２２０が導入され、吸着プロセスが進められる。また、脱着領域２１８には、脱着プロセス（再生プロセス）用の気体流２２２が導入され、吸着物の脱着を助け、吸着物を気体流２２２とともに吸着装置２００’から離脱させる。ガス出口キャップ２１４にも、ガス入口キャップ２１２の吸着領域２１６と脱着領域２１８に対応する吸着領域と脱着領域（図示されていない）が形成されており、吸着されて脱着された気体流を他の適切な領域に導入する。なお、これら吸着領域２１６及び脱着領域２１８は、図９を参照して例示した輪状体の内部に絶縁板２０４により定義した領域に対応する大きさ、形状としてもよいし、異なる大きさ、形状であってもよい。
【００２９】
吸着物の脱着がより高い脱着温度、例えば、１８０℃以上の温度を有する水分または１００〜１６０℃以上の温度を有するＶＯＣを必要とする時は、図１２に示された吸着装置２００の構造を用いることができる。予冷領域２２４は、ガス入口キャップ２１２の脱着領域２１８に隣接して増設されるのが好適である。予冷気体流２２６は、脱着領域２１８の散熱（放熱）を加速するように導入されることができるため、脱着領域２１８に定義されて脱着プロセスを経た後、吸着領域に定義されて吸着プロセスに入る前に予冷領域で予冷されることにより、後続の吸着プロセスの動作を直ちに効果的に機能させるために役立つ。
【００３０】
もう１つの実施形態では、吸着装置は、複数の吸着ユニット１００と統合される立方状体、例えば図１３に示された吸着装置４００であることができる。ここでは、吸着装置４００は、接続されて規則的に配置された複数の吸着ユニット１００を含み、複数の吸着ユニット１００は、立方状構造を形成し、絶縁フレーム４０２は、その外側から立方体構造を包み、立方体構造を保護して絶縁する。１セットの接触電極板４０４及び４０６は、絶縁フレーム４０２の上に配置され、吸着ユニット１００及び外部電源（図示されていない）と電気的接続するため、電流が吸着ユニット１００の電熱基板１０２に導入されるようにし、それを直接加熱して脱着プロセスを実行する。ここでは、吸着装置４００は、図１４及び図１５に示されるように、単一タワータイプ吸着装置、またはツインタワータイプ吸着装置にそれぞれ用いられることができる。
【００３１】
図１４では、図１３に示された吸着装置４００と統合された単一タワータイプ吸着装置５００が示されている。ここでは、単一タワータイプ吸着装置５００は、ガス入口キャップ５０２、吸着装置４００、及びガス出口キャップ５０４を含む。ガス入口キャップ５０２は、吸着装置４００のガス入口側と接合され、吸着動作中、吸着の気体流５０６を単一タワータイプ吸着装置５００に導入するか、または脱着動作中、外部気体流５０８を単一タワータイプ吸着装置５００に導入し、脱着物を含む気体流を単一タワータイプ吸着装置５００から排出させる。ガス出口キャップ５０４は、吸着装置４００のガス出口側と接合され、吸着プロセスによって既に処理された気体流５１０、または脱着物を含む気体流５１２を単一タワータイプ吸着装置５００から適切な所に排出させる。この実施形態では、単一タワータイプ吸着装置５００は、よって吸着及び脱着機能の両方を行うことができる。
【００３２】
図１５は、図１３に示された吸着装置４００と統合されたツインタワータイプ吸着装置６００を表している。ここでは、ツインタワータイプ吸着装置６００は、２セットの吸着装置４００を含み、吸着装置４００のガス入口側は、ガス入口キャップ６０２とそれぞれ接合され、吸着動作中、吸着の気体流６０６をツインタワータイプ吸着装置６００内に導入するか、または脱着動作中、外部気体流８０８をツインタワータイプ吸着装置６００に導入し、脱着物を含む気体流をツインタワータイプ吸着装置６００から排出させる。
【００３３】
ガス出口キャップ６０４は、吸着装置４００のガス出口側と接合され、吸着プロセスによって既に処理された気体流６１０、または脱着物を含む気体流６１２を単一タワータイプ吸着装置６００から適切な所に排出させる。この実施形態では、ツインタワータイプ吸着装置６００は、２セットの吸着装置４００を含み、１セットの吸着装置４００が吸着プロセスを実行する時、もう１セットの吸着装置４００が吸着プロセスを実行するため、処理されている吸着量が増加され、脱着プロセス時間が減少されることができる。ツインタワータイプ吸着装置６００は、制御バルブ６２０及び６３０によってツインタワータイプ吸着装置６００の入口配管のオン／オフ状態（on/off states）を交互に行うことで制御されることができる。
【００３４】
実施例
図１６では、三角形の電熱基板１０２を含む例示的な吸着ユニットの断面が示されている。吸着材料層１０６は、三角形の電熱基板１０２の内表面上に形成されてチャネル１１０を定義する。ここでは、電熱基板１０２は、約０．０５ｍｍの厚さを有し、吸着材料層１０６は、約０．５ｍｍの厚さｔ１を有する。電熱基板１０２は、約５ｍｍの長さを有し、チャネル１１０は、約２０ｍｍの長さを有する。再生用の気体流（図示されていない）が２ｍ／ｓ及び２５℃の条件における吸着装置のチャネル１１０内に導入された時、吸着装置の吸着材料層１０６の脱着プロセス中に必要な熱エネルギーは、以下のように計算される。
【００３５】
直熱（thermal heating）基板１０２は、アルミニウム合金でできており、約０.２１ｃａｌ／ｇ−℃の特定の熱容量（Ｃｐ）、約２１０〜２５５ｗ／ｍ−ｋの熱伝導係数（ｋ）、及び約２．７ｇ／ｃｍ３ を有する。吸着材料層１０６は、分子篩でできており、約０．９５ｃａｌ／ｇ−℃の特定の熱容量（Ｃｐ）、約０．５８８ｗ／ｍ−ｋの熱伝導係数（ｋ）、及び約２．０３ｇ／ｃｃ（湿（ｄｒｙ））、１．５７ｇ／ｃｃ（乾燥ｄｒｙ）の密度を有する。
【００３６】
次式（１）により計算されるように、分子篩の塗布断面積は、約６．２２ｍｍ２ である。また、分子篩の塗布体積は、約６．２×２０＝１２４ｍｍ３ ＝１．２４ｃｃである。吸着材料層の乾燥重量は、約１．５７ｇ／ｃｃ×１．２４＝１．９５ｇである。
【００３７】
【数１】
【００３８】
温度１４０℃で再生されるのに必要な吸着材の水分吸着量１０ｗｔ％に基づくと、水分量は、約１．９５×１０％＝０．１９５ｇである。チャネル１１０は、３ｗの電力で１００秒加熱される。よって、エネルギー消費は、約３×１０＝３００Ｊである。グラム当たりの水分脱着のエネルギー消費は、約３００Ｊ／０１９５ｇ＝１５４０Ｊ／ｇである。上述の計算に基づき、注意するのは、脱着プロセスが直接加熱によって行われると、水分吸着量が１０％の時、エネルギー消費は、１５４０Ｊ／ｇであり、水分吸着量が５％の時、エネルギー消費は、３０８０J／ｇである。
【００３９】
図１に示された乾燥ホイールを用いた従来の家庭用コンデンス除湿機のエネルギー消費分析と比較するか、または台湾特許出願公開２０１０２６３７４に開示された電極によって行われる通電脱着（electrical desorption）方式によって得られる４２００〜４７００Ｊ／ｇのエネルギー消費と比較しても、上述の実施形態の吸着ユニットは、その再生プロセス中、より少ないエネルギーが消費され、そのエネルギー消費は、台湾特許出願公開２０１０２６３７４に開示されたエネルギー消費の約３０〜７０％だけである。
【００４０】
よって、本発明に基づく吸着ユニット及び再生方式は、エネルギー消費がより減少する利点を有する。また、その脱着とその再生用に、吸着ユニット及び吸着装置は、その中に電熱基板が統合されるため、余分な加熱機を用いることが回避される。よって、体積が減少された吸着ユニット及び吸着装置が提供され得る。
【００４１】
この発明は、実施例の方法及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は、これらを限定するものではないことは理解される。逆に、種々の変更及び同様の配置をカバーするものである（当業者には明白なように）。よって、添付の請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。
【符号の説明】
【００４２】
３０ 除湿材料
３１、３２ 電極構造
３３ 電圧源
３１０ 網状金属電極
３３０ ブラシ
１００ 吸着ユニット
１０２ 電熱基板
１０４ 熱伝導接着層
１０６ 吸着材料層
１０８ 電源
１１０ 流体チャネル
１１２ 気流
１１４ 吸着物
１１６ 気流
１１８ 熱エネルギー
１２０ 気流
１２２ 気流
２００、２００’ 吸着装置
２０２ 絶縁フレーム
２０４ 絶縁板
２０６ 輪状体軸心
２０８ 接触電極板
２１０ 導電金属板
２１２ ガス入口キャップ
２１４ ガス出口キャップ
２１６ 吸着領域
２１８ 脱着領域
２２０ 気体流
２２２ 脱着プロセス用の気体流
２２４ 脱着プロセス用の気体流
２２６ 予冷気体流
４００ 吸着装置
４０２ 絶縁フレーム
４０４、４０６ 接触電極板
５００ 単一タワータイプ吸着装置
５０２ ガス入口キャップ
５０４ ガス出口キャップ
５０６ 吸着の気体流
５０８ 外部気体流
５１０ 吸着プロセスによって既に処理された気体流
５１２ 脱着物を含む気体流
６００ ツインタワータイプ吸着装置
６０２ ガス入口キャップ
６０４ ガス出口キャップ
６０６ 吸着の気体流
６０８ 外部気体流
６１０ 吸着プロセスによって既に処理された気体流
６１２ 脱着物を含む気体流
６２０、６３０ 制御バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着ユニット、吸着装置、及びその再生方法に関し、特に、通電加熱方式を用いてその中の吸着材料を再生する、吸着ユニット、吸着装置、及びその再生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な吸着材料は、活性炭、活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライトなどである。吸着材料は、空気中の揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）または水分を吸着することができる。吸着材料は、マクロ細孔（約５０ｎｍより大きい細孔径）、メソ細孔またはマイクロ細孔（約２ｎｍより小さい細孔径）を含む構造で形成され、高比表面積の吸着材となることができる。ＶＯＣまたは水分の分子は、ファンデルワールス力（Van der Waals force）によって吸着材料の表面に吸着される。吸着材料は、通常、複数タワー（multi-tower）構造または回転ホイール（rotary wheel）構造を有する吸着装置に用いられ、連続、継続的に動作を行う。
【０００３】
吸着装置の吸着材料が飽和値に達した時、通常、吸着材料と吸着物間のファンデルワールス結合を切断（break）するために熱対流が用いられる。熱対流は、吸着されたＶＯＣまたは吸着材料の表面からの水分の分子を脱着させて吸着材料を再生させる。吸着プロセス及び脱着プロセスは、吸着材料に重複して用いられ、空気中の異様な臭気の除去及び脱湿を提供する。
【０００４】
しかしながら、熱対流による再生方法では、空気がまず加熱される必要があり、加熱された空気と吸着材料間の伝熱によって脱着が実行される。加熱機によって空気を加熱し、加熱された空気を脱着をするための吸着材料に送るプロセスでは、熱損失が生じ易く、且つ空気を加熱する加熱機の自体の加熱効率が十分でないため、脱着プロセスは、大量の電力消費を必要とする。また、サイズを縮小した、すなわち小型化した吸着装置では、往々にして熱交換のための十分な面積を持つ加熱機を実装するのに十分な空間がない。よって、空気の加熱中、加熱機の表面の極端な高温により、余分な輻射（放射）熱損失が通常生じる。
【０００５】
図１は、台湾特許出願公開２０１０２６３７４に開示された乾燥ホイール（desiccant wheel）を用いた従来の家庭用コンデンス除湿機（condensing dehumidifier）のエネルギー消費分析を示している。そこに用いられる加熱機の表面の極端な高温により、加熱機で消費されるほとんどのエネルギーは、輻射式で放出される。従来の家庭用コンデンス除湿機の電力消費分析では、凝縮量（condensing amount）は、約６.６リットル／日（２０℃、６０％ＲＨ）、加熱機の電力消費は、約６００ワットであり、その中の４７９ワットは、輻射熱用で、１２１ワットのみが空気を加熱するのに用いられる。
【０００６】
図２は、台湾特許出願公開２０１０２６３７４に開示された低消費エネルギー脱着方法である。前記方法は、除湿材料３０の両側に例えば網状金属電極３１０の電極構造３１と３２を接合し、電圧源３３がブラシ３３０と接続されることにより電気エネルギーが供給され、それによって、再生領域内での水分子の電子励起が引き起こされ、水分子が吸着材から脱着するエネルギーを得る。しかしながら、上述の方法の再生能力は、例えばＶＯＣまたは水分などの吸着物と吸着材料間の電気伝導率によって決まる。吸着材料は、不規則な多孔質構造であり、発生されたエネルギーは、水分子と結合された吸着材料に電気エネルギーを供給する時の不均一な電気伝導率と加熱の問題により、再生の不均一性の問題を招く可能性があり、吸着の効果及び吸着装置の再生の効果は低下する。また、電極構造３１と３２の網状金属電極３１０は、再生に用いるチャネルをブロックすることがあるため、再生脱着プロセスに用いる有効な表面積が減少する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
よって、このような欠点を解決する吸着ユニット、吸着装置、及びその再生方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の吸着ユニットは、中に（内側に）流体チャネルが定義、規定されるように実質的に筒状に構成された電熱基板、及び、電熱基板の流体チャネル側に形成され、流体チャネルに露呈し、流体チャネルを流れる気体内の水分または揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を吸着する吸着材料層を含む。
【０００９】
また、本発明の吸着装置は、その中（内部、内側に）空間に規定されるように形成された絶縁フレーム、絶縁フレームの空間に収容されて規則的に配置された複数の上述の吸着ユニット、及び絶縁フレームの外表面上に配置され、複数の吸着ユニットに電気的接続された複数の接触電極板を含む。
【００１０】
また、本発明の吸着ユニットの再生方法は、少なくとも１つの吸着物が吸着材料層の表面に提供される吸着ユニットを提供するステップ、電源を提供し、電源を吸着ユニットの電熱基板に接合するステップ、及び電源によって電流を電熱基板に提供し、電熱基板が熱エネルギーを発生し、熱エネルギーは、吸着材料層に熱伝導されて吸着材料を加熱し、流体チャネルへの少なくとも１つの吸着物を脱着するステップを含む。
【００１１】
詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、乾燥ホイールを用いた従来の家庭用コンデンス除湿機のエネルギー消費分析結果を示す図である。
【図２】図２は、従来の低消費エネルギー脱着方法を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の吸着ユニットの一実施形態を表す図である。
【図４】図４は、図３に示す吸着ユニットの再生プロセスを表す図である。
【図５】図５は、本発明の吸着装置の一実施形態を表す断面図である。
【図６】図６は、本発明の吸着装置の他の実施形態を表す断面図である。
【図７】図７は、本発明の吸着装置のさらに他の実施形態を表す断面図である。
【図８】図８は、本発明の吸着装置のさらに他の実施形態を表す断面図である。
【図９】図９は、本発明の吸着装置の一実施形態を表す斜視図である。
【図１０】図１０は、図９に示された吸着装置の断面を表す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の吸着装置の他の実施形態を表す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の吸着装置のさらに他の実施形態を表す斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の吸着装置のさらに他の実施形態を表す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態に基づく単一タワー（single-tower）タイプ吸着装置を表す図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施形態に基づくツインタワー（twin-tower）タイプ吸着装置を表す図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施例に係る吸着ユニットの断面を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の説明は、本発明を実施するベストモードが開示されている。この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のためのもので本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の請求の範囲を参考にして決定される。
【００１４】
図３は、電熱基板１０２、熱伝導接着層１０４、及び吸着材料層１０６を含む例示的な吸着ユニット１００を表しており、熱伝導接着層１０４は、吸着材料層１０６に用いられる材料によって選択的に形成されることができる任意選択層である。熱が、直接、電熱基板１０２を吸着材料層１０６と接触させることで伝導されるか、またはその間に配置された熱伝導接着層１０４を介して電熱基板１０２を吸着材料層１０６と接触させることで伝導されるかに関わらず、熱脱着プロセスは、電熱基板１０２によって発生された熱エネルギーの熱伝導によって吸着材料層１０６に対して行われる。
【００１５】
熱電基板１０２は、１つの実施形態として、超伝導加熱板（super conductive heating plates）、正温度係数（ＰＴＣ）サーミスタ、または例えばタングステンフィラメントまたは他の熱電（thermal electrical）材料などの他の電熱材料を含むことができる。
【００１６】
熱伝導接着層１０４は、電熱基板１０２と吸着材料層１０６との間に選択的に形成される。熱伝導接着層１０４は、例えばケイ素酸化物及びアルミニウム酸化物などの無機接着剤またはバインダー、或いは例えばポリビニルブチラール（poly（vinyl butyral））及びポリビニルアルコール（poly（vinyl alcohol））などの有機接着剤またはバインダーなどの、導熱性、耐熱性及び絶縁性の材料を含むことができる。
【００１７】
吸着材料層１０６は、１つの実施形態として、例えばシリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト、または活性炭などの多孔質吸着材を含むことができる。この時、吸着材料層１０６は、熱伝導接着層１０４をその間に介在させることなく電熱基板１０２上に直接形成されるか、または、熱伝導接着層１０４によって電熱基板１０２の内壁に接着され、これにより、電熱基板１０２に流体チャネル１１０が定義される。流体は、液体と気体を含む物質の相のサブセット（subset）を指す。いくつかの実施形態では、気体流は、流体の１つの形を例示する。
【００１８】
図３に示されるように、吸着ユニット１００の吸着動作（吸着プロセス）中、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）または水分を含む気流１１２は、流体チャネル１１０内に導入され、気流１１２のＶＯＣまたは水分が吸着材料層１０６によって吸着される。吸着材料層１０６によって吸着されたＶＯＣまたは水分は、吸着物１１４として示されている。この時、流体チャネル１１０から流れ出ることができる処理された気流１１６は、より低い湿度またはより低いＶＯＣ濃度を含むため、周囲の空気を浄化する目的が達成される。
【００１９】
図４では、吸着ユニット１００が一定期間、吸着プロセスで動作された時、吸着材料層１０６は、飽和状態に達する可能性がある。よって、吸着ユニット１００を再生する脱着プロセスが必要とされる。この時、吸着ユニット１００は、例えば直流（ＤＣ）電源または交流（ＡＣ）電源の電源１０８と接続され、電熱基板１０２は、電源１０８と直接または間接的に接続され、電源１０８は、所定の電圧を提供し、電熱基板１０２を直接加熱し、次いで熱エネルギー１１８を発生する。供給される電圧は、電熱基板１０２あるいは吸着ユニット１００の体積等に応じて決められる必要な電気エネルギー量に応じて決められる。
【００２０】
電熱基板１０２によって発生された熱エネルギー１１８は、吸着材料層１０６に直接伝播するか、または熱伝導接着層１０４の熱伝導によって吸着材料層１０６を加熱する。その結果、吸着材料層１０６上の吸着物１１４は、熱エネルギーを受けた後、脱離が達成されるまで、吸着材料層１０６の表面から脱離可能（脱着可能）な状態となる。再生の動作中（脱着プロセス中）、例えば乾燥空気流などの他の気流１２０が流体チャネル１１０内に更に導入され、吸着材料層１０６から脱離可能（脱着可能）な状態とされた吸着物１１４と結合される。その結果、吸着物１１４は吸着材料層１０６から脱離される。このようにして流体チャネル１１０から流出した気体１２２は、より高い湿度またはより高いＶＯＣ濃度を含み、これにより吸着ユニット１００の再生プロセスは達成される。
【００２１】
図４に示されるように、吸着ユニット１００においては、再生プロセス中、電源１０８によって電熱基板１０２から発生された熱エネルギー１１８は熱伝導接着層１０４を直接且つ均一に加熱するため、再生プロセスの熱損失は大幅に減少される。熱損失は、電熱基板１０２、熱伝導接着層１０４、及び吸着材料層１０６の材料の熱（thermotic）損失によってのみ発生する。よって、脱着効果は大幅に改善される。
【００２２】
図５〜図８は、図３及び図４に示された吸着ユニット１００を含む吸着装置の断面図であり、吸着装置２００の異なる領域は、規則的に配列された複数の吸着ユニット１００で配列されることができる。各吸着ユニット１００の電熱ユニット１００は、例えば長方形（図５）、六角形（図６）、波形（図７）、または螺旋形（図８）の異なる幾何学形状を含み得る。注意するのは、吸着ユニット１００の形状は、上述の形状を限定するものではなく、他の形状でもよい。
【００２３】
１つの実施形態では、吸着装置２００は、その中に複数の吸着ユニット１００を統合した輪状体であることができる。図９に示されるように、吸着装置２００は、複数の接合されて規則的に配置された吸着ユニット１００を含み、これらの吸着ユニット１００は、絶縁フレーム２０２（本実施形態では絶縁の輪状体として示される）で包まれ、複数の絶縁板２０４が吸着装置２００に配置され、その中に複数の領域を定義する。すなわち絶縁板２０４は、輪状体内部を、各々が複数の吸着ユニット１００を含むような複数の領域に分割し、これにより各領域を定義する。吸着装置２００は、吸着装置２００を固定する輪状体軸心２０６を更に含む。
【００２４】
図９に示す例においては、複数の絶縁板２０４は、輪状態の内部に、輪状体軸心２０６を中心として径方向に、輪状体軸心２０６の周囲に等配に設置されており、輪状体の内部を周方向に沿って複数の領域に分割している。
【００２５】
複数の接触電極板２０８は、複数の一部の絶縁フレーム２０２上の表面上に形成され、吸着装置２００の吸着ユニット１００は、よって、接触電極板２０８によって外部電源と電気的接続されて再生プロセスを実行する。
【００２６】
図１０には、図９に示された吸着装置のライン７−７に沿った径方向の断面が示されている。図１０に示すように、接触電極板２０８及び吸着ユニット１００は、絶縁フレーム２０２を貫通する導電金属板２１０によって接合され、これにより、外部電源からの電流が吸着ユニット１００に送られる。
【００２７】
図１１及び図１２は、図９に示された吸着装置２００と同様の吸着装置２００’を表しており、実質的に同じ構成要素には同一の番号が付けられている。図１１に示す吸着装置２００’は、図９に示した吸着装置２００と同様の構成要素を含み、ガス入口側に配置されたガス入口キャップ２１２、及び、ガス出口側に配置されたガス出口キャップ２１４を更に含む。
【００２８】
ガス入口キャップ２１２は、吸着装置２００’内に吸着領域２１６及び脱着領域２１８を定義する。吸着領域２１６には、吸着プロセス用の気体流２２０が導入され、吸着プロセスが進められる。また、脱着領域２１８には、脱着プロセス（再生プロセス）用の気体流２２２が導入され、吸着物の脱着を助け、吸着物を気体流２２２とともに吸着装置２００’から離脱させる。ガス出口キャップ２１４にも、ガス入口キャップ２１２の吸着領域２１６と脱着領域２１８に対応する吸着領域と脱着領域（図示されていない）が形成されており、吸着されて脱着された気体流を他の適切な領域に導入する。なお、これら吸着領域２１６及び脱着領域２１８は、図９を参照して例示した輪状体の内部に絶縁板２０４により定義した領域に対応する大きさ、形状としてもよいし、異なる大きさ、形状であってもよい。
【００２９】
吸着物の脱着がより高い脱着温度、例えば、１８０℃以上の温度を有する水分または１００〜１６０℃以上の温度を有するＶＯＣを必要とする時は、図１２に示された吸着装置２００の構造を用いることができる。予冷領域２２４は、ガス入口キャップ２１２の脱着領域２１８に隣接して増設されるのが好適である。予冷気体流２２６は、脱着領域２１８の散熱（放熱）を加速するように導入されることができるため、脱着領域２１８に定義されて脱着プロセスを経た後、吸着領域に定義されて吸着プロセスに入る前に予冷領域で予冷されることにより、後続の吸着プロセスの動作を直ちに効果的に機能させるために役立つ。
【００３０】
もう１つの実施形態では、吸着装置は、複数の吸着ユニット１００と統合される立方状体、例えば図１３に示された吸着装置４００であることができる。ここでは、吸着装置４００は、接続されて規則的に配置された複数の吸着ユニット１００を含み、複数の吸着ユニット１００は、立方状構造を形成し、絶縁フレーム４０２は、その外側から立方体構造を包み、立方体構造を保護して絶縁する。１セットの接触電極板４０４及び４０６は、絶縁フレーム４０２の上に配置され、吸着ユニット１００及び外部電源（図示されていない）と電気的接続するため、電流が吸着ユニット１００の電熱基板１０２に導入されるようにし、それを直接加熱して脱着プロセスを実行する。ここでは、吸着装置４００は、図１４及び図１５に示されるように、単一タワータイプ吸着装置、またはツインタワータイプ吸着装置にそれぞれ用いられることができる。
【００３１】
図１４では、図１３に示された吸着装置４００と統合された単一タワータイプ吸着装置５００が示されている。ここでは、単一タワータイプ吸着装置５００は、ガス入口キャップ５０２、吸着装置４００、及びガス出口キャップ５０４を含む。ガス入口キャップ５０２は、吸着装置４００のガス入口側と接合され、吸着動作中、吸着の気体流５０６を単一タワータイプ吸着装置５００に導入するか、または脱着動作中、外部気体流５０８を単一タワータイプ吸着装置５００に導入し、脱着物を含む気体流を単一タワータイプ吸着装置５００から排出させる。ガス出口キャップ５０４は、吸着装置４００のガス出口側と接合され、吸着プロセスによって既に処理された気体流５１０、または脱着物を含む気体流５１２を単一タワータイプ吸着装置５００から適切な所に排出させる。この実施形態では、単一タワータイプ吸着装置５００は、よって吸着及び脱着機能の両方を行うことができる。
【００３２】
図１５は、図１３に示された吸着装置４００と統合されたツインタワータイプ吸着装置６００を表している。ここでは、ツインタワータイプ吸着装置６００は、２セットの吸着装置４００を含み、吸着装置４００のガス入口側は、ガス入口キャップ６０２とそれぞれ接合され、吸着動作中、吸着の気体流６０６をツインタワータイプ吸着装置６００内に導入するか、または脱着動作中、外部気体流８０８をツインタワータイプ吸着装置６００に導入し、脱着物を含む気体流をツインタワータイプ吸着装置６００から排出させる。
【００３３】
ガス出口キャップ６０４は、吸着装置４００のガス出口側と接合され、吸着プロセスによって既に処理された気体流６１０、または脱着物を含む気体流６１２を単一タワータイプ吸着装置６００から適切な所に排出させる。この実施形態では、ツインタワータイプ吸着装置６００は、２セットの吸着装置４００を含み、１セットの吸着装置４００が吸着プロセスを実行する時、もう１セットの吸着装置４００が吸着プロセスを実行するため、処理されている吸着量が増加され、脱着プロセス時間が減少されることができる。ツインタワータイプ吸着装置６００は、制御バルブ６２０及び６３０によってツインタワータイプ吸着装置６００の入口配管のオン／オフ状態（on/off states）を交互に行うことで制御されることができる。
【００３４】
実施例
図１６では、三角形の電熱基板１０２を含む例示的な吸着ユニットの断面が示されている。吸着材料層１０６は、三角形の電熱基板１０２の内表面上に形成されてチャネル１１０を定義する。ここでは、電熱基板１０２は、約０．０５ｍｍの厚さを有し、吸着材料層１０６は、約０．５ｍｍの厚さｔ１を有する。電熱基板１０２は、約５ｍｍの長さを有し、チャネル１１０は、約２０ｍｍの長さを有する。再生用の気体流（図示されていない）が２ｍ／ｓ及び２５℃の条件における吸着装置のチャネル１１０内に導入された時、吸着装置の吸着材料層１０６の脱着プロセス中に必要な熱エネルギーは、以下のように計算される。
【００３５】
直熱（thermal heating）基板１０２は、アルミニウム合金でできており、約０.２１ｃａｌ／ｇ−℃の特定の熱容量（Ｃｐ）、約２１０〜２５５ｗ／ｍ−ｋの熱伝導係数（ｋ）、及び約２．７ｇ／ｃｍ３ を有する。吸着材料層１０６は、分子篩でできており、約０．９５ｃａｌ／ｇ−℃の特定の熱容量（Ｃｐ）、約０．５８８ｗ／ｍ−ｋの熱伝導係数（ｋ）、及び約２．０３ｇ／ｃｃ（湿（ｄｒｙ））、１．５７ｇ／ｃｃ（乾燥ｄｒｙ）の密度を有する。
【００３６】
次式（１）により計算されるように、分子篩の塗布断面積は、約６．２２ｍｍ２ である。また、分子篩の塗布体積は、約６．２×２０＝１２４ｍｍ３ ＝１．２４ｃｃである。吸着材料層の乾燥重量は、約１．５７ｇ／ｃｃ×１．２４＝１．９５ｇである。
【００３７】
【数１】
【００３８】
温度１４０℃で再生されるのに必要な吸着材の水分吸着量１０ｗｔ％に基づくと、水分量は、約１．９５×１０％＝０．１９５ｇである。チャネル１１０は、３ｗの電力で１００秒加熱される。よって、エネルギー消費は、約３×１０＝３００Ｊである。グラム当たりの水分脱着のエネルギー消費は、約３００Ｊ／０１９５ｇ＝１５４０Ｊ／ｇである。上述の計算に基づき、注意するのは、脱着プロセスが直接加熱によって行われると、水分吸着量が１０％の時、エネルギー消費は、１５４０Ｊ／ｇであり、水分吸着量が５％の時、エネルギー消費は、３０８０J／ｇである。
【００３９】
図１に示された乾燥ホイールを用いた従来の家庭用コンデンス除湿機のエネルギー消費分析と比較するか、または台湾特許出願公開２０１０２６３７４に開示された電極によって行われる通電脱着（electrical desorption）方式によって得られる４２００〜４７００Ｊ／ｇのエネルギー消費と比較しても、上述の実施形態の吸着ユニットは、その再生プロセス中、より少ないエネルギーが消費され、そのエネルギー消費は、台湾特許出願公開２０１０２６３７４に開示されたエネルギー消費の約３０〜７０％だけである。
【００４０】
よって、本発明に基づく吸着ユニット及び再生方式は、エネルギー消費がより減少する利点を有する。また、その脱着とその再生用に、吸着ユニット及び吸着装置は、その中に電熱基板が統合されるため、余分な加熱機を用いることが回避される。よって、体積が減少された吸着ユニット及び吸着装置が提供され得る。
【００４１】
この発明は、実施例の方法及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は、これらを限定するものではないことは理解される。逆に、種々の変更及び同様の配置をカバーするものである（当業者には明白なように）。よって、添付の請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。
【符号の説明】
【００４２】
３０ 除湿材料
３１、３２ 電極構造
３３ 電圧源
３１０ 網状金属電極
３３０ ブラシ
１００ 吸着ユニット
１０２ 電熱基板
１０４ 熱伝導接着層
１０６ 吸着材料層
１０８ 電源
１１０ 流体チャネル
１１２ 気流
１１４ 吸着物
１１６ 気流
１１８ 熱エネルギー
１２０ 気流
１２２ 気流
２００、２００’ 吸着装置
２０２ 絶縁フレーム
２０４ 絶縁板
２０６ 輪状体軸心
２０８ 接触電極板
２１０ 導電金属板
２１２ ガス入口キャップ
２１４ ガス出口キャップ
２１６ 吸着領域
２１８ 脱着領域
２２０ 気体流
２２２ 脱着プロセス用の気体流
２２４ 脱着プロセス用の気体流
２２６ 予冷気体流
４００ 吸着装置
４０２ 絶縁フレーム
４０４、４０６ 接触電極板
５００ 単一タワータイプ吸着装置
５０２ ガス入口キャップ
５０４ ガス出口キャップ
５０６ 吸着の気体流
５０８ 外部気体流
５１０ 吸着プロセスによって既に処理された気体流
５１２ 脱着物を含む気体流
６００ ツインタワータイプ吸着装置
６０２ ガス入口キャップ
６０４ ガス出口キャップ
６０６ 吸着の気体流
６０８ 外部気体流
６１０ 吸着プロセスによって既に処理された気体流
６１２ 脱着物を含む気体流
６２０、６３０ 制御バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に流体チャネルが規定されるように形成された電熱基板、及び
前記電熱基板の前記流体チャネル側に形成され、前記流体チャネルに露呈し、前記流体チャネルを流れる気体内の水分または揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を吸着する吸着材料層
を含む吸着ユニット。
【請求項２】
前記電熱基板は、超伝導加熱板または正温度係数サーミスタを含む請求項１に記載の吸着ユニット。
【請求項３】
前記電熱基板と前記吸着材料層との間に配置された熱伝導接着層を更に含み、当該熱伝導接着層は、有機または無機接着剤、またはバインダーを含む請求項１に記載の吸着ユニット。
【請求項４】
前記無機接着剤は、ケイ素酸化物及びアルミニウム酸化物を含む請求項３に記載の吸着ユニット。
【請求項５】
前記有機接着剤は、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、またはその組み合わせを含む請求項３に記載の吸着ユニット。
【請求項６】
前記吸着材料層は、多孔質吸着材を含む請求項１に記載の吸着ユニット。
【請求項７】
前記多孔質吸着材は、シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト、または活性炭を含む請求項１に記載の吸着ユニット。
【請求項８】
内部に空間が規定されるように形成された絶縁フレーム、
前記絶縁フレームの前記空間に収容されて規則的に配置された請求項１に記載の複数の吸着ユニット、及び
前記絶縁フレームの外表面上に配置され、前記複数の吸着ユニットに電気的接続された複数の接触電極板
を含む吸着装置。
【請求項９】
前記絶縁フレームは、絶縁の輪状体であり、
前記吸着装置は、
前記絶縁の輪状体内に配置され、当該輪状体内に配置された前記複数の吸着ユニットを、各々が複数の前記吸着ユニットを含む複数の領域に分割定義する複数の絶縁板、及び
前記絶縁の輪状体の中心に配置されて前記吸着装置を固定するための軸心
を更に含む請求項８に記載の吸着装置。
【請求項１０】
前記絶縁の輪状体を貫通し、前記吸着ユニットを前記接触電極板の１つと接合させる導電金属板を更に含む請求項９に記載の吸着装置。
【請求項１１】
ガス入口キャップ及び前記絶縁の輪状体の反対側に配置されたガス出口キャップを更に含み、
前記ガス入口キャップ及び前記ガス出口キャップは、前記吸着装置内の吸着領域及び脱着領域を定義する請求項９に記載の吸着装置。
【請求項１２】
前記ガス入口キャップ及び前記ガス出口キャップは、前記吸着装置内に予冷領域を更に定義し、前記予冷領域は、前記脱着領域に隣接する請求項１１に記載の吸着装置。
【請求項１３】
前記絶縁フレームは、絶縁の立方状フレームであり、
前記絶縁装置は、
前記絶縁の立方状フレームの１つ側に接合されたガス入口キャップ、及び
前記絶縁の立方状フレームのもう１つ側に接合された、前記ガス入口キャップに相対するガス出口キャップ
を更に含む請求項８に記載の吸着装置。
【請求項１４】
前記吸着装置は、タワータイプ吸着装置である請求項１３に記載の吸着装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの吸着物が 前記吸着材料層の表面に提供される、請求項１に記載の吸着ユニットを提供するステップ、
電源を提供し、前記電源を前記吸着ユニットの前記電熱基板に接合するステップ、及び
前記電源によって電流を前記電熱基板に提供し、前記電熱基板が熱エネルギーを発生し、前記熱エネルギーは、前記吸着材料層に熱伝導されて吸着材料を加熱し、前記流体チャネルへの前記少なくとも１つの吸着物を脱着するステップを含む
吸着ユニットの再生方法。
【請求項１６】
前記電流は、直流または交流である請求項１５に記載の再生方法。
【請求項１７】
前記気流を前記流体チャネルに導入し、前記吸着材料層から脱着された前記少なくとも１つの吸着物と結合され、前記吸着ユニットから前記少なくとも１つの吸着物を脱離させる請求項１５に記載の再生方法。
【請求項１８】
前記気流は、乾燥空気流を含む請求項１７に記載の再生方法。
【請求項１】
内側に流体チャネルが規定されるように形成された電熱基板、及び
前記電熱基板の前記流体チャネル側に形成され、前記流体チャネルに露呈し、前記流体チャネルを流れる気体内の水分または揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を吸着する吸着材料層
を含む吸着ユニット。
【請求項２】
前記電熱基板は、超伝導加熱板または正温度係数サーミスタを含む請求項１に記載の吸着ユニット。
【請求項３】
前記電熱基板と前記吸着材料層との間に配置された熱伝導接着層を更に含み、当該熱伝導接着層は、有機または無機接着剤、またはバインダーを含む請求項１に記載の吸着ユニット。
【請求項４】
前記無機接着剤は、ケイ素酸化物及びアルミニウム酸化物を含む請求項３に記載の吸着ユニット。
【請求項５】
前記有機接着剤は、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、またはその組み合わせを含む請求項３に記載の吸着ユニット。
【請求項６】
前記吸着材料層は、多孔質吸着材を含む請求項１に記載の吸着ユニット。
【請求項７】
前記多孔質吸着材は、シリカゲル、活性アルミナ、ゼオライト、または活性炭を含む請求項１に記載の吸着ユニット。
【請求項８】
内部に空間が規定されるように形成された絶縁フレーム、
前記絶縁フレームの前記空間に収容されて規則的に配置された請求項１に記載の複数の吸着ユニット、及び
前記絶縁フレームの外表面上に配置され、前記複数の吸着ユニットに電気的接続された複数の接触電極板
を含む吸着装置。
【請求項９】
前記絶縁フレームは、絶縁の輪状体であり、
前記吸着装置は、
前記絶縁の輪状体内に配置され、当該輪状体内に配置された前記複数の吸着ユニットを、各々が複数の前記吸着ユニットを含む複数の領域に分割定義する複数の絶縁板、及び
前記絶縁の輪状体の中心に配置されて前記吸着装置を固定するための軸心
を更に含む請求項８に記載の吸着装置。
【請求項１０】
前記絶縁の輪状体を貫通し、前記吸着ユニットを前記接触電極板の１つと接合させる導電金属板を更に含む請求項９に記載の吸着装置。
【請求項１１】
ガス入口キャップ及び前記絶縁の輪状体の反対側に配置されたガス出口キャップを更に含み、
前記ガス入口キャップ及び前記ガス出口キャップは、前記吸着装置内の吸着領域及び脱着領域を定義する請求項９に記載の吸着装置。
【請求項１２】
前記ガス入口キャップ及び前記ガス出口キャップは、前記吸着装置内に予冷領域を更に定義し、前記予冷領域は、前記脱着領域に隣接する請求項１１に記載の吸着装置。
【請求項１３】
前記絶縁フレームは、絶縁の立方状フレームであり、
前記絶縁装置は、
前記絶縁の立方状フレームの１つ側に接合されたガス入口キャップ、及び
前記絶縁の立方状フレームのもう１つ側に接合された、前記ガス入口キャップに相対するガス出口キャップ
を更に含む請求項８に記載の吸着装置。
【請求項１４】
前記吸着装置は、タワータイプ吸着装置である請求項１３に記載の吸着装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの吸着物が 前記吸着材料層の表面に提供される、請求項１に記載の吸着ユニットを提供するステップ、
電源を提供し、前記電源を前記吸着ユニットの前記電熱基板に接合するステップ、及び
前記電源によって電流を前記電熱基板に提供し、前記電熱基板が熱エネルギーを発生し、前記熱エネルギーは、前記吸着材料層に熱伝導されて吸着材料を加熱し、前記流体チャネルへの前記少なくとも１つの吸着物を脱着するステップを含む
吸着ユニットの再生方法。
【請求項１６】
前記電流は、直流または交流である請求項１５に記載の再生方法。
【請求項１７】
前記気流を前記流体チャネルに導入し、前記吸着材料層から脱着された前記少なくとも１つの吸着物と結合され、前記吸着ユニットから前記少なくとも１つの吸着物を脱離させる請求項１５に記載の再生方法。
【請求項１８】
前記気流は、乾燥空気流を含む請求項１７に記載の再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−５９７６０（Ｐ２０１３−５９７６０Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５５２２８（Ｐ２０１２−１５５２２８）
【出願日】平成２４年７月１１日（２０１２．７．１１）
【出願人】（３９００２３５８２）財團法人工業技術研究院 (524)
【住所又は居所原語表記】１９５ Ｃｈｕｎｇ Ｈｓｉｎｇ Ｒｄ．，Ｓｅｃ．４，Ｃｈｕｔｕｎｇ，Ｈｓｉｎ−Ｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ Ｒ．Ｏ．Ｃ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月１１日（２０１２．７．１１）
【出願人】（３９００２３５８２）財團法人工業技術研究院 (524)
【住所又は居所原語表記】１９５ Ｃｈｕｎｇ Ｈｓｉｎｇ Ｒｄ．，Ｓｅｃ．４，Ｃｈｕｔｕｎｇ，Ｈｓｉｎ−Ｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ Ｒ．Ｏ．Ｃ
【Ｆターム（参考）】
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