説明

吸着式除湿装置

【課題】本発明の吸着式除湿装置は、パージゾーンを通過する事によって温度の上昇した空気によって除湿ロータを予熱するため、脱着ゾーンに投入するエネルギーが少なくても、十分に脱着を行う事ができ、省エネルギーに貢献する。
【解決手段】除湿ロータ1をその回転方向に対して順番に、少なくともパージゾーン4、吸着ゾーン2、予熱ゾーン5、脱着ゾーン3に分割し、吸着ゾーン2を通過した空気をパージゾーン4に通過させ、パージゾーン4を通過した空気を予熱ゾーン5に通過させ、予熱ゾーン5を通過した空気をヒータ12で加熱して脱着ゾーン3に通すようにしたため、脱着ゾーン3を通過した空気の温度を低くしても、十分に除湿性能を発揮する事ができ、省エネルギー効果が高い。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、消費エネルギーの少ない吸着式除湿装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
吸着式除湿装置は冷凍式除湿装置と比較して露点の低い空気の供給ができるため、特に低露点の空気を必要とする製薬やリチウム電池などのプラントで普及している。この普及とともに、消費エネルギーの削減の要請も強くなり、種々の改良がなされている。
【0003】
消費エネルギーの削減手段の一つに、脱着ゾーンの後にパージゾーンを設け、余剰の脱着エネルギーを回収する手段がある。特許文献1及び特許文献2に記載のものは、パージゾーンに加えて脱着予備処理ゾーン(除湿ロータの各ゾーンの呼称は色々あるため、吸着処理を行うゾーンについては「吸着ゾーン」に、再生或いは脱着を行うゾーンについては「脱着ゾーン」と統一する。)を設けている。
【0004】
この特許文献1及び特許文献2に記載のものは、パージゾーンを設けており上記の省エネルギーを実現している。さらに特許文献1のものは、脱着予備処理ゾーンを設け、ここを出た空気とパージゾーンを出た空気とを脱着空気とすることによって、脱着のための外気導入量を減らし、外気条件による影響を少なくしている。
【0005】
特許文献3のFig.1及びFig.7に開示されたものは、脱着ゾーンの前後に絶縁ゾーン(Isolation zone)を設け、この2つの絶縁ゾーン間に空気を循環させることによって、吸着ゾーンと脱着ゾーンとの間の湿気や熱の持ち込みを防止し、除湿効率を向上させたものである。
【0006】
以上のように各特許文献には、脱着ゾーンの前後に設けたゾーンによって、省エネルギーを実現したり、効率を向上させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平6−31132号公報
【特許文献2】特開平6−63345号公報
【特許文献3】米国特許7101414号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
解決しようとする問題点は、上記の文献に開示された技術以上に、より省エネルギーの効果が求められており、それを実現しようとする点である。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、除湿ロータをその回転方向に対して順番に、少なくともパージゾーン、吸着ゾーン、予熱ゾーン、脱着ゾーンに分割し、吸着ゾーンを通過した空気をパージゾーンに通過させ、パージゾーンを通過した空気を予熱ゾーンに通過させ、予熱ゾーンを通過した空気をヒータで加熱して脱着ゾーンに通すようにしたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明の吸着式除湿装置は、パージゾーンを通過する事によって温度の上昇した空気によって除湿ロータを予熱するため、脱着ゾーンに投入するエネルギーが少なくても、十分に脱着を行う事ができ、省エネルギーに貢献するという利点がある。
【0011】
また各ゾーンの大きさを、脱着ゾーン>予熱ゾーン>パージゾーンとすることによって、次の効果がある。つまりパージゾーンの面積が最も小さく、これによってここを通過する空気の流速が最も速い。これによって、パージの際に湿分が除湿ロータに再吸着することがないようにしている。そして脱着ゾーンの面積を最も大きくすることによって、ここを通過する空気の流速を最も遅くしている。これによって除湿ロータに与える熱エネルギーを増やし、脱着効果を高めている。また脱着ゾーンを通過する空気の温度が最も高いため、空気の膨張によって、ここを通過する空気の流速が速くなることも防止している。
【0012】
さらに、本発明の構成であると、吸着ゾーンに流れる空気を送る吸着側ブロアと、パージゾーンを通過した空気を予熱ゾーンに通過させ、予熱ゾーンを通過した空気を脱着ゾーンに通すための空気を送る脱着側ブロアとの2つのブロアで良いため、コストの上昇も少なくて済む。
【0013】
最も湿度の高い空気がとおるゾーンである脱着ゾーンを挟むように、予熱ゾーンとパージゾーンとが設けられているため、脱着ゾーンから空気の漏れが生じても、洩れた空気が吸着ゾーンに入ることがない。これによって、万一脱着ゾーンからの漏れが生じても、吸着ゾーンを出た空気の湿度が低く維持される。
【0014】
さらに吸着ゾーンを正圧、脱着ゾーン負圧にしているため、各ゾーンに漏れが生じても、脱着ゾーンを出た空気が吸着ゾーンに入ることは無く、吸着ゾーンを出た乾燥空気の湿度が、漏れによって上昇することがない。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】図1は吸着式除湿装置の空気の流れを示したフロー図である。
【図2】図2は除湿ロータの各ゾーンの大きさを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明は、除湿ロータをその回転方向に対して順番に、少なくともパージゾーン、吸着ゾーン、予熱ゾーン、脱着ゾーンに分割し、吸着ゾーンを通過した空気をパージゾーンに通過させ、パージゾーンを通過した空気を予熱ゾーンに通過させ、予熱ゾーンを通過した空気をヒータで加熱して脱着ゾーンに通すようにしたため、省エネルギーという目的を、最小の部品点数で実現した。
【実施例1】
【0017】
図1は吸着式除湿装置の空気の流れを示したフロー図である。1は除湿ロータで、これは既に多くの公知資料があるものである。この除湿ロータ1は、吸着ゾーン2、脱着ゾーン3、パージゾーン4、予熱ゾーン5に分割されており、除湿ロータ1は矢印方向に回転する。
【0018】
ここで、各ゾーンの角度を一例として、図2に示すように、吸着ゾーン2:270度、脱着ゾーン3:40度、パージゾーン4:20度、予熱ゾーン5:30度とする。この効果については後述する。
【0019】
吸着側ブロア6は、吸い込み側が外気OAに連通し、吐き出し側が吸着側管路7を介して除湿ロータ1の吸着ゾーン2に接続されている。吸着ゾーン2は供給側管路8を介して、ドライルーム(図示せず)などの供給先に接続され、これによって乾燥空気SAは供給先に送られる。
【0020】
9はパージ管路であり、供給側管路8から分岐され、パージゾーン4に連通している。パージゾーン4の出口には戻り管路10が接続され、戻り管路10の出口は予熱ゾーン5の入口に連通している。
【0021】
予熱ゾーン5の出口にはヒータ管路11が接続され、ヒータ管路11の途中にあるヒータ12を介して、脱着ゾーン3に連通している。脱着ゾーン3の出口は脱着側ブロア13の吸い込み側と連通し、脱着側ブロア13の吐き出し口から出る空気は排気EAとして大気放出される。
【0022】
以上の例では、吸着ゾーン2に流される空気を外気OAとしたが、ドライルーム内の空気の換気が必要でない場合には、ドライルームからの還気として、乾燥空気を循環させるようにすることで、ドライルーム内の湿度をより低くすることができる。
【0023】
本発明の実施例1のものは、以上のように構成され、以下のとおり動作する。つまり、吸着側ブロア6によって被処理空気が吸着ゾーン2を通過する時に、被処理空気中の水分が除湿ロータ1に吸着され、乾燥空気となる。この乾燥空気は、供給側管路8を介して供給空気SAとして、ドライルームなどに供給される。
【0024】
この供給空気SAの一部は分岐されて、パージ管路9に流される。パージゾーン4は、脱着ゾーン3の直後であり、温度が高い。このため、パージ管路9に流される供給空気SAの一部によって、パージゾーン4は冷却される。除湿ロータ1はパージゾーン4で冷却されて、吸着ゾーン2に移行するため、吸着効果が高くなる。
【0025】
パージゾーン4を通過した空気は逆に温度が上昇しており、この空気は戻り管路10を通過して、予熱ゾーン5に入る。予熱ゾーン5の部分は、吸着ゾーン2のすぐ後であり、吸着熱以外の熱供給がないため、それほど温度が高くない。よって除湿ロータ1は、予熱ゾーン5でパージゾーン4を通過した空気によって加熱され予熱された状態となる。
【0026】
パージゾーン4を通過した空気は、ヒータ12によって加熱され、脱着ゾーン3に入り、この部分を加熱して、除湿ロータ1に吸着された水分を脱着する。この脱着によって温度が下がるとともに、多湿になった空気は脱着側ブロア13によって排気EAとして大気放出される。
【0027】
上記の説明で、予熱ゾーン5に入った空気が失う熱エネルギーの分だけ、ヒータ12で余計に加熱する必要がある。このため、一見、エネルギーの節約になっていないように見える。しかしながら、除湿ロータ1に吸着された湿気を十分に脱着するためには、除湿ロータ1の温度を十分に上げる必要がある。
【0028】
温度の高い空気の持つ熱エネルギーによって固体が加熱される場合、熱移動のための時間が必要である。この点において、本発明のものは、除湿ロータ1は予熱ゾーン5を通過する空気で先ず熱交換を行い、脱着ゾーン3を通過する空気で、再度の熱交換を行う。これによって、除湿ロータ1の加熱時間、即ち熱交換の時間が長くなる。つまり、予熱ゾーン5がない場合に、予熱ゾーン5がある物と同じ温度まで除湿ロータ1の温度を上げるには、ヒータ12を出る空気の温度を、より高くする必要がある。
【0029】
即ち、予熱ゾーン5がないと、脱着ゾーン3に入る空気の温度を高くする必要があり、さらに脱着ゾーン3を出る空気の温度も高くなる。このため、脱着に必要とするエネルギーが高くなるとともに、無駄にエネルギーが放出される。
【0030】
脱着ゾーン3を出る空気の温度が高いと、脱着側ブロア13として耐熱性の高いものを用いる必要があり、さらに脱着側ブロア13を駆動するモータのベアリングの潤滑油が消耗するなど、初期費用だけでなく、維持のための費用も大きくなる。
【0031】
さらに各ゾーンの面積を、脱着ゾーン3>予熱ゾーン5>パージゾーン4としている。そして上記各ゾーンを通過する空気量が等しいため、各ゾーンを通過する空気の速度は、パージゾーン4>予熱ゾーン5>脱着ゾーン3という関係である。つまり脱着ゾーン3は、除湿ロータ1の温度を最も上昇させる部分であるので、このゾーンを通過する空気の流速を最も遅くし、空気の熱をできるだけ除湿ロータ1に与えるようにしている。予熱ゾーン5では、ここを通過する空気の温度と、除湿ロータ1との温度差が大きくなく、熱移動量を十分に行うために、予熱ゾーン5の面積をパージゾーン4の面積よりも大きくしている。ここで「温度差が大きくない」との表現をしているが、これは、予熱ゾーン5とパージゾーン4のそれぞれを通過する空気の温度と除湿ロータ1の温度との比較における大小である。
【0032】
またパージゾーン4の流速を速くすることで、パージゾーン4でパージ空気に含まれる湿気が除湿ロータ1に吸着されることを防止している。つまりパージゾーン4に入った除湿ロータ1は、脱着ゾーン3を出た直後であり、最も湿気の少ない状態である。パージゾーン4に導入される空気は、吸着ゾーン2を出た乾燥空気ではあるが、吸着ゾーン2の全域から出た空気であり、吸着ゾーン2の終わりに近い部分では、あまり湿気が吸着されないため、吸着ゾーン2を出た空気であっても、脱着ゾーン3を出た直後の除湿ロータ1には湿気が吸着される可能性がある。このため、パージゾーン4内を通過する空気の流速を速め、パージゾーン4でパージ空気に含まれる湿気が除湿ロータ1に吸着されないようにしている。
【0033】
以上のように、除湿ロータ1をその回転方向に対して順番に、少なくともパージゾーン4、吸着ゾーン2、予熱ゾーン5、脱着ゾーン3に分割し、吸着ゾーン2を通過した空気をパージゾーン4に通過させ、パージゾーン4を通過した空気を予熱ゾーン5に通過させ、予熱ゾーン5を通過した空気をヒータ12で加熱して脱着ゾーン3に通すようにしたため、脱着ゾーン3を通過した空気の温度を低くしても、十分に除湿性能を発揮する事ができ、省エネルギー効果が高い。
【産業上の利用可能性】
【0034】
除湿ロータを用いる吸着式除湿装置において、除湿能力を損なうことなく消費エネルギーを少なくする事ができる。
【符号の説明】
【0035】
1 除湿ロータ
2 吸着ゾーン
3 脱着ゾーン
4 パージゾーン
5 予熱ゾーン
6 吸着側ブロア
7 吸着側管路
8 供給側管路
9 パージ管路
10 管路
11 ヒータ管路
12 ヒータ
13 脱着側ブロア

【特許請求の範囲】
【請求項1】
除湿ロータをその回転方向に対して順番に、少なくともパージゾーン、吸着ゾーン、予熱ゾーン、脱着ゾーンに分割し、吸着ゾーンを通過した空気をパージゾーンに通過させ、パージゾーンを通過した空気を予熱ゾーンに通過させ、予熱ゾーンを通過した空気をヒータで加熱して脱着ゾーンに通すようにしたことを特徴とする吸着式除湿装置。
【請求項2】
除湿ロータの各ゾーンの面積の関係を、脱着ゾーン>予熱ゾーン>パージゾーンとしたことを特徴とする請求項1記載の吸着式除湿装置。
【請求項3】
吸着ゾーンに入る前に吸着側ブロアを設け、脱着ゾーン出口側に脱着側ブロアを設けたことを特徴とする請求項1記載の吸着式除湿装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2012−217879(P2012−217879A)
【公開日】平成24年11月12日(2012.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−83255(P2011−83255)
【出願日】平成23年4月5日(2011.4.5)
【出願人】(390020215)株式会社西部技研 (31)
【Fターム(参考)】