特許 5681435 ガス除湿装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5681435

(24)【登録日】2015年1月16日

(45)【発行日】2015年3月11日

(54)【発明の名称】ガス除湿装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/26 20060101AFI20150219BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/26 101B

   B01D53/26 A

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2010-229709(P2010-229709)

(22)【出願日】2010年10月12日

(65)【公開番号】特開2012-81416(P2012-81416A)

(43)【公開日】2012年4月26日

【審査請求日】2013年8月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000169499

【氏名又は名称】高砂熱学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100549

【弁理士】

【氏名又は名称】川口 嘉之

(74)【代理人】

【識別番号】100090516

【弁理士】

【氏名又は名称】松倉 秀実

(74)【代理人】

【識別番号】100123098

【弁理士】

【氏名又は名称】今堀 克彦

(72)【発明者】

【氏名】西村 浩一

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 順

【審査官】 岡谷 祐哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−２６６８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４７８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１０３３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−０６１０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１７６３１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ５３／０２−５３／１２

Ｂ０１Ｄ ５３／２６−５３／２８

Ｂ０１Ｄ ５３／３４

Ｆ２４Ｆ １／００− １／０２

Ｆ２４Ｆ ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

循環経路を循環する特定のガスを除湿するガス除湿装置であって、
前記循環経路を流れるガスを除湿する主デシカント除湿機と、
前記主デシカント除湿機から加熱再生に伴って排気される再生排ガスを除湿する一のデシカント除湿機、または、上流側のデシカント除湿機の再生排ガスを除湿するデシカント除湿機を直列に複数繋いだデシカント除湿機群によって形成される、前記主デシカント除湿機の再生排ガスを除湿する補助除湿部と、
前記一のデシカント除湿機から排気され再び吸引される再生排ガス、または、前記デシカント除湿機群のうち最下流側のデシカント除湿機から排気され再び吸引される再生排ガス中の湿分を凝縮させて、該再生排ガスを除湿するコンデンス除湿機と、を備える、
ガス除湿装置。

【請求項2】

前記補助除湿部は、上流側のデシカント除湿機の再生排ガスを除湿する複数のデシカント除湿機を直列に繋いだデシカント除湿機群によって形成されており、
前記コンデンス除湿機は、前記デシカント除湿機群のうち最下流側のデシカント除湿機から排気されて該最下流側のデシカント除湿機へ再び吸引される、該最下流側のデシカント除湿機の再生排ガス中の湿分を凝縮させて、該再生排ガスを除湿する、
請求項１に記載のガス除湿装置。

【請求項3】

前記補助除湿部は、上流側のデシカント除湿機の再生排ガスを除湿する複数のデシカント除湿機を直列に繋いだデシカント除湿機群によって形成されており、
前記主デシカント除湿機は、前記デシカント除湿機群のうち最上流側のデシカント除湿機で除湿されたガスと前記循環経路を循環するガスとを吸引して除湿する、
請求項１または２に記載のガス除湿装置。

【請求項4】

前記主デシカント除湿機および前記補助除湿部を形成する各デシカント除湿機は、吸湿材を担持した回転式の除湿ロータで除湿する、
請求項１から３の何れか一項に記載のガス除湿装置。

【請求項5】

前記補助除湿部を形成する各デシカント除湿機は、一つ上流側のデシカント除湿機の再生排ガスと同等量を定格処理量とする、
請求項１から４の何れか一項に記載のガス除湿装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス除湿装置に関する。

【背景技術】

【0002】

グローブボックス等の各種装置類においては、不活性ガス等で満たされたガス空間が構成される。このようなガス空間を調湿するための除湿装置としては、例えば、デシカント方式のように湿分を吸湿材で除去するもの、コンプレッサ方式のように湿分を凝縮させて除去するもの、或いはこれらを組み合わせたハイブリッド方式のものが考案されている。ガス空間内の露点温度を極めて低くするにはデシカント方式が有効であるが、吸湿材の再生原理上、排ガスが不可避的に発生する。排ガスの損失を少なくする技術としては、例えば、特許文献１に挙げられるような除湿装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−７４３８７号公報

【特許文献2】特開平６−６３３５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ガス空間内の露点温度を極めて低くするにはデシカント方式を採用せざるを得ないが、除湿装置の処理能力が大きいと再生時の排ガス量が膨大になる。上位の除湿装置から排気される高湿の排ガスを更に除湿する下位の除湿装置を直列的に設ければ、末端の除湿装置から最終的に系外へ排出される排ガス量を可及的に抑制できるが、排ガスを完全に無くすことはできず、また、除湿装置を多数設けることはイニシャルコストやランニングコストを増大させる虞がある。

【0005】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ガス空間内のガスをデシカント方式で除湿しつつ、系外へガスを排出させることの無い除湿装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明は、循環経路を循環する特定のガスをデシカント除湿機で除湿しつつ、この除湿機から加熱再生に伴って排気される再生排ガスを、一又は複数のデシカント除湿機によって形成される補助除湿部によって除湿し、補助除湿部を形成するデシカント除湿機の再生排ガスをコンデンス除湿機で除湿することにした。

【0007】

詳細には、循環経路を循環する特定のガスを除湿するガス除湿装置であって、前記循環経路を流れるガスを除湿する主デシカント除湿機と、前記主デシカント除湿機から加熱再生に伴って排気される再生排ガスを除湿する一のデシカント除湿機、または、上位のデシカント除湿機の再生排ガスを除湿するデシカント除湿機を直列に複数繋いだデシカント除湿機群によって形成される、前記主デシカント除湿機の再生排ガスを除湿する補助除湿部と、前記一のデシカント除湿機の再生排ガス、または、前記デシカント除湿機群のうち最下位のデシカント除湿機の再生排ガス中の湿分を凝縮させて、該再生排ガスを除湿するコンデンス除湿機と、を備える。

【0008】

ここで、上記循環経路とは、除湿対象のガスが循環する経路であり、主デシカント除湿機が設けられる経路である。この循環経路は、特定のガスで満たされた除湿対象のガス空
間を意味し、配管類によって形成される循環経路内の空間のみならず、例えば生産装置内に形成される空間を含む概念である。継続的な除湿が必要となる循環経路としては、例えば、ガス空間内に各種の製造物を持ち込む場合に同時に取り込んでしまう水分や、ガス空間内に新鮮な特定ガスを入れる際に合わせて取り込まれてしまう水分、或いはガス空間の内外の境界から進入する水分、或いは、ガス空間内で行なわれる化学的な処理等により揮発する溶剤類のベーパー等が定常的に発生する経路を例示できる。上記ガス除湿装置においては、主デシカント除湿機から再生時に排気される再生排ガスが流れる排ガス経路であって、前記循環経路と別途に設けられる排ガス経路に、一又は複数のデシカント除湿機が設けられており、排ガス経路に設けられたこれらのデシカント除湿機によって補助除湿部が形成されている。この排ガス経路において上位に位置するデシカント除湿機から排気される多湿の再生排ガスを下位のデシカント除湿機で除湿し、このデシカント除湿機から排気される多湿の再生排ガスを更に下位のデシカント除湿機で除湿するといった具合に、排ガス経路のガスの除湿を複数のデシカント除湿機によって多段階に渡り行なうことにより、下位のデシカント除湿機から排気される再生排ガスの湿分濃度が高まる。この排ガス経路において最上位に位置するデシカント除湿機は、主デシカント除湿機である。この結果、循環経路を循環する特定のガスの露点温度が極めて低く設定されているような場合であっても、排ガス経路における下位のデシカント除湿機から排気される再生排ガスの露点温度が高まり、コンデンス除湿機によって再生排ガス中の湿分を十分に凝縮させて除湿することが可能となる。なお、上記排ガス経路とは、主デシカント除湿機から再生時に排気される再生排ガスが流れる経路であり、上記循環経路とは異なる経路であるが、該循環経路と同様に前記特定のガスで満たされる経路である。

【0009】

ここで、コンデンス除湿機は、デシカント除湿機のように吸湿材を用いないため、再生が不要である。すなわち、コンデンス除湿機であれば、デシカント除湿機のように加熱再生によって不要となるガスが発生しない。よって、上記ガス除湿装置であれば、ガス空間内のガスを系外へ排出させることなく、循環経路を循環するガスをデシカント除湿機によって極めて低露点温度に保つことができる。

【0010】

なお、前記補助除湿部は、上位のデシカント除湿機の再生排ガスを除湿する複数のデシカント除湿機を直列に繋いだデシカント除湿機群によって形成されており、前記コンデンス除湿機は、前記デシカント除湿機群のうち最下位のデシカント除湿機から排気されて該最下位のデシカント除湿機へ再び吸引される、該最下位のデシカント除湿機の再生排ガス中の湿分を凝縮させて、該再生排ガスを除湿するものであってもよい。除湿装置がこのように構成されていれば、コンデンス除湿機に流入する再生排ガスの露点温度が高くなるため、コンデンス除湿機の除湿効率が高まる。

【0011】

また、前記補助除湿部は、上位のデシカント除湿機の再生排ガスを除湿する複数のデシカント除湿機を直列に繋いだデシカント除湿機群によって形成されており、前記主デシカント除湿機は、前記デシカント除湿機群のうち最上位のデシカント除湿機（すなわち、循環経路を直接除湿するデシカント除湿機）で除湿されたガスと前記循環経路を循環するガスとを吸引して除湿するものであってもよい。除湿装置がこのように構成されていれば、補助除湿機においてガスが十分に除湿されていなくても、露点温度の高いガスが循環経路へ流れることが無い。

【0012】

また、前記主デシカント除湿機および前記補助除湿部を形成する各デシカント除湿機は、吸湿材を担持した回転式の除湿ロータで除湿するものであってもよい。除湿装置がこのように構成されていれば、連続的な動作により安定的な除湿処理を実現できる。

【0013】

また、前記補助除湿部を形成する各デシカント除湿機は、一つ上位のデシカント除湿機の再生排ガスと略同等量を定格処理量とするものであってもよい。このように構成される
除湿装置であれば、補助除湿機の能力が必要最小限となり、ガスの消費を抑えつつ機器全体のランニングコストも低減できる。

【発明の効果】

【0014】

ガス空間内のガスをデシカント方式で除湿しつつ、系外へガスを排出させることが無くなる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】除湿装置の構成図である。

【図2】従来例に係る２段式の除湿装置の第一の例である。

【図3】従来例に係る２段式の除湿装置の第二の例である。

【図4】第一変形例に係る除湿装置の構成図である。

【図5】第二変形例に係る除湿装置の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の実施形態に係る除湿装置の構成を図１に示す。除湿装置１は、図１に示すように、主除湿機１０（本発明でいう主デシカント除湿機に相当する）、及び第一補助除湿機１０Ａと第二補助除湿機１０Ｂとを有する補助除湿部１０ｘ（第一補助除湿機１０Ａと第二補助除湿機１０Ｂの集合が本発明でいうデシカント除湿機群に相当する）を備える。除湿装置１は、窒素ガスやアルゴンガスといったいわゆる不活性ガス中に含まれる湿分の除去に用いるのが好適であるが、その他のガス（例えば、空気等）中に含まれる湿分の除去に用いてもよい。

【0017】

主除湿機１０は、図１に示すように、除湿ロータ１１、処理ファン１２、再生ファン１３、プレクーラ１４、加熱装置１５を備えている。

【0018】

除湿ロータ１１は、円筒状の部材の内部に合成ゼオライトやシリカゲル等を主成分とする吸着剤を担持しており、内部を軸方向に沿ってガスが流れるように構成されている。除湿ロータ１１の両端面には図示しないセクション分割カセットが配置されており、このカセットによって除湿ロータ１１のガス通過域が３つのセクションに区画される。除湿ロータ１１は、このセクション分割カセットと相対的に回転可能なようになっており、このカセットによって除湿ロータ１１に処理領域Ｒ１、再生領域Ｒ２、パージ領域Ｒ３が形成される。

【0019】

処理領域Ｒ１には、処理ファン１２から供されてプレクーラ１４で冷却されたガスが通過する。処理領域Ｒ１は、通気されるガス中の水分を吸着し、露点温度が−５０度以下の低露点ガスを排出する。再生領域Ｒ２には、加熱装置１５で加熱されたガスが通過する。再生領域Ｒ２は、加熱されることにより、吸着した水分を離脱する。パージ領域Ｒ３は、除湿ロータ１１のある一点が再生領域Ｒ２から処理領域Ｒ１へ遷移する途中で形成される領域である。パージ領域Ｒ３は、再生直後でインサービス前の高温状態にある吸着剤を冷却するための領域であり、処理ファン１２から供されてプレクーラ１４で冷却されたガスの一部が通過することにより冷却される。除湿ロータ１１が図１の矢印が示す方向に回転することで、除湿ロータ１１の定点が処理領域Ｒ１、再生領域Ｒ２、パージ領域Ｒ３の順に繰り返し遷移する。

【0020】

処理ファン１２は、主除湿機１０に供されるガスを、除湿ロータ１１に形成される処理領域Ｒ１やパージ領域Ｒ３へ供給する電動式のファンである。処理ファン１２の下流側に設けられるプレクーラ１４は、処理対象のガスの温度を下げる。プレクーラ１４には、冷凍機などの冷却設備から供給される冷媒が流れる。吸着剤の性能は、処理するガスの温度に大きく左右される。このため、主除湿機１０は、プレクーラ１４を設けてガスの温度を
安定させることで、除湿ロータ１１から出るガスの温度や湿度を安定的に制御している。

【0021】

加熱装置１５は、パージ領域Ｒ３から排出されたガスと再生領域Ｒ２から排出された後に同領域に戻るガスとを合流させた後に加熱する。加熱装置１５は、電気ヒータ、蒸気コイル、或いはヒートポンプ等の加熱機器類で構成される。加熱装置１５が加熱されたガスは、再生領域Ｒ２へ流れる。加熱装置１５によって加熱された高温のガスが再生領域Ｒ２を通過することにより、再生領域Ｒ２の吸着剤が加熱されて高温になり、吸着剤に吸着されていた水が離脱する。

【0022】

第一補助除湿機１０Ａについても、主除湿機１０と同様、図１に示すように、除湿ロータ１１Ａ、処理ファン１２Ａ、再生ファン１３Ａ、プレクーラ１４Ａ、加熱装置１５Ａを備えている。第一補助除湿機１０Ａは、処理能力を除いて主除湿機１０と構成が同様である。第一補助除湿機１０Ａの処理能力は、主除湿機１０の再生領域Ｒ２から該主除湿機１０の機外へ排出されるガスを処理できる程度の能力であり、本実施形態では第一補助除湿機１０Ａの処理能力が主除湿機１０の十分の一に設計されている。

【0023】

第二補助除湿機１０Ｂについても、主除湿機１０や第一補助除湿機１０Ａと同様、図１に示すように、除湿ロータ１１Ｂ、処理ファン１２Ｂ、再生ファン１３Ｂ、プレクーラ１４Ｂ、加熱装置１５Ｂを備えている。但し、第二補助除湿機１０Ｂは、主除湿機１０や第一補助除湿機１０Ａと異なり、除湿クーラ１６（本発明でいうコンデンス除湿機に相当する）を備えている。除湿クーラ１６は、再生ファン１３Ｂから排気されるガスを冷却して湿分を凝縮させる凝縮器であり、凝縮水がドレン配管１７を通じて系外へ排出されるようになっている。すなわち、除湿クーラ１６は、冷媒が管内を流れる冷却コイルを内蔵しており、冷却コイルを再生ファン１３Ｂの排気が通過することで、ガス中の湿分が凝縮する。除湿クーラ１６の冷却コイルを流れる冷媒は、再生ファン１３Ｂから排気されるガスを冷却して湿分を十分に凝縮させることが可能であれば如何なる成分あるいは性状のものであってもよい。なお、除湿クーラ１６は、第二補助除湿機１０Ｂに内蔵されている必要は無く、第二補助除湿機１０Ｂと別体であってもよい。

【0024】

また、ドレン配管１７には、ドレントラップ、Ｕシール、あるいは気水分離器といったドレン水だけを通過させ、ガスの通過を阻む気液分離手段が設けられており、再生ファン１３Ｂから排気されるガスがドレン配管１７を介して系外へ漏出しないように構成されている。

【0025】

なお、第二補助除湿機１０Ｂの処理能力は、第一補助除湿機１０Ａの再生領域Ｒ２Ａから該第一補助除湿機１０Ａの機外へ排出されるガスを処理できる程度の能力であり、本実施形態では第一補助除湿機１０Ａの処理能力が主除湿機１０の百分の一（第一補助除湿機１０Ａの十分の一）に設計されている。

【0026】

このように構成される除湿装置１では、各機器が動作することで以下のような処理が実現される。除湿装置１が除湿処理可能なガス（図１でいう“還気”に相当する）の流量を１００とすると、主除湿機１０に流入するガスの流量は１１０となる。その内訳は、ガス空間を有する所定装置からの還気が１００、第一補助除湿機１０Ａからのガスが１０である。なお、図１では、流量を囲み数字で示している。また、図１では、主除湿機１０には所定装置からの換気および第一補助除湿機１０Ａからのガスの他に、窒素ガスを補給するラインが繋がっているが、この補給ラインは微少な窒素ガスの漏出分を補うためにある。ガスの補給は、減圧弁あるいは電磁弁等により自動で、或いは手動弁等により手動で適宜補給される。ここで、所定装置とは、除湿装置１が除湿処理するガスが満たされている空間を有する装置であり、例えば、窒素ガス（本発明でいう特定のガスの一態様である）で満たされた露点温度が−５０℃以下であることが要求される各種の製造装置やグローブボ
ックス等のあらゆる装置類を指す。

【0027】

処理ファン１２によって主除湿機１０に流入したガスは、プレクーラ１４で冷却された後に、除湿ロータ１１に形成されている処理領域Ｒ１へ流量が１００、パージ領域Ｒ３へ流量が１０の割合で流れる。処理領域Ｒ１へ流れたガスは、除湿された後に所定の機器へ給気される。このように、主除湿機１０は、所定の機器に供されているガスが循環する経路の途中に割り込むような形で配設されており、一方、処理ファン１２の翼が回転することでこの循環経路をガスが循環する。

【0028】

パージ領域Ｒ３を通過するガスは、パージ領域Ｒ３に残留していた再生時の熱によって加熱される。このガスは、加熱装置１５によって更に加熱された後に再生領域Ｒ２へ流れる。再生領域Ｒ２を通過したガスは、再生ファン１３によって第一補助除湿機１０Ａへ送られるが、そのうちの一部は再生領域Ｒ２に向けて戻され、パージ領域Ｒ３から出たガスと合流して再生領域Ｒ２へ再び送られる。再生領域Ｒ２の吸着剤に吸着されている水分は、加熱装置１５による加熱によって放出され、第一補助除湿機１０Ａへ送られる。

【0029】

第一補助除湿機１０Ａにおいても、主除湿機１０と同様の処理が行われる。但し、第一補助除湿機１０Ａは、主除湿機１０の排気および第二補助除湿機１０Ｂで除湿されたガスを除湿するものであるため、第一補助除湿機１０Ａに流入するガスの流量は前述の主除湿機１０に流入するガス流量１００に対して１１である。主除湿機１０から排気されたガスは、第二補助除湿機１０Ｂで除湿されたガスと合流し、処理ファン１２Ａによって除湿ロータ１１Ａの処理領域Ｒ１Ａに流入する。第一補助除湿機１０Ａに流入したガスは、プレクーラ１４Ａによって冷却された後に、除湿ロータ１１Ａに形成されている処理領域Ｒ１Ａへ流量が１０、パージ領域Ｒ３Ａへ流量が１の割合で流れる。処理領域Ｒ１Ａへ流れたガスは、除湿された後に主除湿機１０へ送られる。第一補助除湿機１０Ａで除湿されたガスが主除湿機１０へ戻されることにより、ガスの有効利用が図られてガス補給にかかるコストが低減される。

【0030】

パージ領域Ｒ３Ａを通過したガスは、主除湿機１０と同様、加熱装置１５Ａによって加熱された後に再生領域Ｒ２Ａへ流れる。再生領域Ｒ２Ａを通過したガスは、再生ファン１３Ａによって第二補助除湿機１０Ｂへ送られるが、そのうちの一部は再生領域Ｒ２Ａに向けて戻され、パージ領域Ｒ３Ａから出たガスと合流して再生領域Ｒ２Ａへ再び送られる。再生領域Ｒ２Ａの吸着剤に吸着されている水分は、加熱装置１５Ａによる加熱によって放出され、第二補助除湿機１０Ｂへ送られる。なお、再生領域Ｒ２Ａを通過するガスの熱は、主除湿機１０の再生領域Ｒ２から排出されてパージ領域Ｒ３Ａを経て再生領域Ｒ２Ａに流入する主除湿機１０の再生排ガス中の熱を含むことにより、主除湿機１０の加熱再生で生じた熱が第一補助除湿機１０Ａの加熱再生に間接的に利用される。

【0031】

第二補助除湿機１０Ｂにおいても、主除湿機１０や第一補助除湿機１０Ａと同様の処理が行われる。但し、第二補助除湿機１０Ｂは、第一補助除湿機１０Ａの排気を除湿するものであるため、第二補助除湿機１０Ｂに流入するガスの流量は第一補助除湿機１０Ａに流入するガス流量１１に対して１である。第一補助除湿機１０Ａから排気されたガスは、除湿クーラ１６で除湿されたガスと合流し、処理ファン１２Ｂによって除湿ロータ１１Ｂに流入する。第二補助除湿機１０Ｂに流入したガスは、プレクーラ１４Ｂによって冷却された後に、除湿ロータ１１Ｂに形成されている処理領域Ｒ１Ｂへ流量が１、パージ領域Ｒ３Ａへ流量が０．１の割合で流れる。処理領域Ｒ１Ｂへ流れたガスは、除湿された後に第一補助除湿機１０Ａへ送られる。第二補助除湿機１０Ｂで除湿されたガスが第一補助除湿機１０Ａへ戻されることにより、ガスの有効利用が図られてガス補給にかかるコストが低減される。

【0032】

パージ領域Ｒ３Ｂを通過したガスは、主除湿機１０や第一補助除湿機１０Ａと同様、加熱装置１５Ｂによって加熱された後に再生領域Ｒ２Ｂへ流れる。再生領域Ｒ２Ｂを通過したガスは、再生ファン１３Ｂによって処理ファン１２Ｂへ送られるが、その際に除湿クーラ１６を通過する。また、除湿クーラ１６を通過したガスは、第一補助除湿機１０Ａから出たガスと合流した後、処理ファン１２Ｂへ送られる。再生領域Ｒ２Ｂの吸着剤に吸着されている水分は、加熱装置１５Ｂによる加熱によって除湿ロータ１１Ｂの吸着剤から離脱して放出されるが、除湿クーラ１６の冷却コイルで凝縮水となり、ドレン配管を介して系外へ排出される。これにより、窒素ガスを系外へ漏出させることなく、窒素ガスの空間内に含まれる湿分が窒素ガスと完全に分離される。なお、再生領域Ｒ２Ｂを通過するガスの熱は、第一補助除湿機１０Ａの再生領域Ｒ２Ａから排出されてパージ領域Ｒ３Ｂを経て再生領域Ｒ２Ｂに流入する第一補助除湿機１０Ａの再生排ガス中の熱を含むことにより、第一補助除湿機１０Ａの加熱再生で生じた熱が第二補助除湿機１０Ｂの加熱再生に間接的に利用される。

【0033】

上述した第一補助除湿機１０Ａおよび第二補助除湿機１０Ｂは、導入ガスは上位の除湿装置のみから取り入れられ、系外からの補給はしない。それらを備えない構成の除湿装置とした場合、換言すると、主除湿機１０の再生領域Ｒ２から排気されるガスをそのまま系外に放出する場合、必要なガス補給量は１０（このガス補給量は所定装置からの還気の量の１０〜２０％の範囲内で適宜変更されてもよい）となってしまう。一方、上述した除湿装置１のように第一補助除湿機１０Ａおよび第二補助除湿機１０Ｂを備える構成とし、第二補助除湿機１０Ｂに除湿クーラ１６を設けた場合、必要なガス補給量は理論上ゼロ（実際にはダクトや各機器類からの漏れがあるため、漏出するガスを補う必要がある）となり、補給するガスの費用を削減することができる。

【0034】

例えば、図２に示すように、除湿装置を２つのロータからなる２段式の構成とした場合、ガス補給量を全循環量の０．５％程度にまで削減することができる。しかし、このように除湿装置を２段式の構成とする場合、装置が大型化して消費エネルギー量も増大して単段の場合に比べて３倍程度のランニングコストがかかり、更に、ガスの補給量をゼロにすることができない。また、例えば、図３に示すように、主除湿機の排気分のみを除湿処理する補助除湿機を採用し、補助除湿機の再生排ガスのみを系外へ排出する構成を採る場合、補助除湿機が処理するガス風量は主除湿機の１０％程度で済むため、ガス補給量を０．５程度にまで削減しつつ、装置の消費エネルギーの増加量も１０％程度で済み、除湿装置を図２のような２段式の構成とする場合に比べてランニングコストを削減できる。しかし、図３に示すような主除湿機の排気分のみを補助除湿機で除湿処理する構成を採っても、ガスの補給量をゼロにすることはできない。

【0035】

一方、本実施形態に係る除湿装置１であれば、補給が必要なガス量を理論上ゼロにすることができるため、大幅なランニングコストの削減が見込める。すなわち、窒素ガスの空間内を除湿する主除湿機１０の排気を、第一補助除湿機１０Ａおよび第二補助除湿機１０Ｂの２段階で除湿することにより、再生領域Ｒ２Ｂから排出されるガスの湿分が除湿クーラ１６の冷却コイルで除湿できる濃度まで上昇する。これを除湿クーラ１６で除湿することにより、ガスを系外へ排出させることなくガス空間を連続的に除湿できる。

【0036】

また、第二補助除湿機１０Ｂは、全循環量の１％程度のガスを除湿するだけなので非常に小型のものでよく、消費エネルギーも小さい。例えば、図３に示すような構成の除湿装置に比べると、第二補助除湿機１０Ｂが追加されたことによる消費エネルギーの増大分は全体の約３％程度である。これに対し、本実施形態に係る除湿装置１であれば、系外へ排気されていた０．５％の排出分をゼロにできる。よって、例えば、消費エネルギーの増加分が１０万円／年であっても、ガスの低減分が５００万円／年（窒素ガスの場合）となれば、第二補助除湿機１０Ｂを追加した分の費用は十分に償還可能である。なお、ガスの単
価が更に高いものであれば、更なる効果が奏されることは言うまでも無い。

【0037】

なお、上記除湿装置１では、湿分をドレン配管１７で系外へ排出させているが、例えば、ガス空間中の湿分が水ではなく、有用な溶剤であるような場合には、除湿クーラ１６で凝縮した溶剤を回収して保存あるいは有効利用することも可能である。

【0038】

なお、上記除湿装置１は、以下のように変形してもよい。除湿装置１の第一変形例を図４に示す。図４に示す除湿装置１’は、主除湿機１０’、及び補助除湿部１０ｘ’の第一補助除湿機１０Ａ’と第二補助除湿機１０Ｂ’の構成が上記除湿装置１のものと若干相違している。すなわち、上記実施形態に係る除湿装置１の主除湿機１０では、再生領域Ｒ２を通過したガスの一部が加熱装置１５に再び加熱されて再生領域Ｒ２へ再度流れる構成を採っていたが、本変形例では、図４に示すように、再生領域Ｒ２を通過したガスが全て第一補助除湿機１０Ａ’へ流れる構成を採っている。第一補助除湿機１０Ａ’及び第二補助除湿機１０Ｂ’についても同様である。このような除湿装置１’であっても、実施形態に係る除湿装置１と同様、消費エネルギー量を大幅に増大させることなくガス補給量を削減できる。

【0039】

また、上記除湿装置１は、以下のように変形してもよい。除湿装置１の第二変形例を図５に示す。図５に示す除湿装置１”は、主除湿機１０”、及び補助除湿部１０ｘ”の第一補助除湿機１０Ａ”と第二補助除湿機１０Ｂ”の構成が上記除湿装置１のものと若干相違している。すなわち、上記実施形態に係る除湿装置１の主除湿装置１０では、処理ファン１２から処理領域Ｒ１へ流れるガスの一部がパージ領域Ｒ３へ分流し、パージ領域Ｒ３を通過したのちに加熱装置１５へ流入する構成を採っていたが、本変形例では、図５に示すように、処理領域Ｒ１を通過した後のガスの一部がパージ領域Ｒ３へ分流し、再生領域Ｒ２から出たガスと合流する構成を採っている。第一補助除湿機１０Ａ”及び第二補助除湿機１０Ｂ”についても同様である。このような除湿装置１”であっても、実施形態に係る除湿装置１と同様、消費エネルギー量を大幅に増大させることなくガス補給量を削減できる。

【0040】

また、上記除湿装置１は、以下のように変形してもよい。上記除湿装置１では、２台の第一補助除湿機１０Ａ及び第二補助除湿機１０Ｂで主除湿機１０の排気を処理していたが、例えば、一又は複数台の主除湿機の排気を、除湿クーラを設けた一台の補助除湿機で処理してもよいし、或いは１台の主除湿機からの排気を３台以上の補助除湿機で処理してもよい。各除湿機の台数は、ガス空間の目標とする湿分濃度に応じて適宜決定される。

【0041】

なお、上記除湿装置１は、図１に示される主除湿機と、図４，５に示される補助除湿機とを相互に組み合わせてもよく、例えば、図１の主除湿機１に図４の第一補助除湿機１０Ａ’および第二補助除湿機１０Ｂ’或いは図５の第一補助除湿機１０Ａ”および第二補助除湿機１０Ｂ”を組み合わせたり、図４の主除湿機１’に図１の第一補助除湿機１０Ａおよび第二補助除湿機１０Ｂ或いは図５の第一補助除湿機１０Ａ”および第二補助除湿機１０Ｂ”を組み合わせたり、図５の主除湿機１”に図１の第一補助除湿機１０Ａおよび第二補助除湿機１０Ｂ或いは図４の第一補助除湿機１０Ａ’および第二補助除湿機１０Ｂ’を組み合わせたりしてもよい。

【0042】

また、上記実施形態や変形例では、下位の除湿装置の除湿能力を上位の除湿装置の１０％程度に設定していたが、本発明は、下位の除湿装置の除湿能力が上位の除湿装置の１０〜２０％程度の範囲内であれば好適に運転できる。すなわち、第一補助除湿機１０Ａの除湿能力を主除湿装置１の１０〜２０％程度とし、第二補助除湿機１０Ｂの除湿能力を主除湿装置１の１〜４％程度とする。なお、これらの制限値は、発生する湿分の量や各除湿機の再生能力等に応じて適宜決定される。

【0043】

なお、各除湿装置の運転制御は、例えば、次のようにして行うことができる。例えば、実施形態にかかる除湿装置１に制御装置を設け、この制御装置が、主除湿機１の処理領域Ｒ１を通過するガスの入口温度と出口温度との温度差に基づいて主除湿機１の除湿量を検知し、この検知量に基づいて第一補助除湿機１０Ａの加熱装置１５Ａや第二補助除湿機１０Ｂの加熱装置１５Ｂを制御し、主除湿機１の除湿量を一定にするようにしてもよい。この場合、温度差と加熱装置の加熱量との相関は、例えば、予め作成した関数あるいはマップに基づいて特定する。主除湿機１の除湿量は、ドレン配管１７を通じて最終的に系外へ排出される凝縮水の排水量と比例するため、主除湿機１の除湿量が低下して処理領域Ｒ１を通過するガスの入口温度と出口温度との温度差が小さくなる場合は各加熱装置の発熱量を増やして系外へ排出する凝縮水の排水量を増やす。また、主除湿機１の除湿量が上昇して処理能力Ｒ１を通過するガスの入口温度と出口温度との温度差が大きくなる場合は各加熱装置の発熱量を減らして系外へ排出する凝縮水の排水量を減らす。これにより、主除湿機１の除湿量が概ね一定の範囲内に保たれる。

【符号の説明】

【0044】

１，１’，１”・・除湿装置
１０，１０’，１０”・・主除湿機
１０ｘ，１０ｘ’，１０ｘ”・・補助除湿部
１０Ａ，１０Ａ’，１０Ａ”・・第一補助除湿機
１０Ｂ，１０Ｂ’，１０Ｂ”・・第二補助除湿機
１６・・除湿クーラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】