特許 7592919 除湿装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-22

(45)【発行日】2024-12-02

(54)【発明の名称】除湿装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/26 20060101AFI20241125BHJP

   F24F 3/14 20060101ALI20241125BHJP

【ＦＩ】

B01D53/26 220

F24F3/14

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2024060424

(22)【出願日】2024-04-03

【審査請求日】2024-04-04

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390020215

【氏名又は名称】株式会社西部技研

(72)【発明者】

【氏名】井上 宏志

(72)【発明者】

【氏名】古木 啓明

(72)【発明者】

【氏名】柿原 麻美

(72)【発明者】

【氏名】成重 晋作

(72)【発明者】

【氏名】酒井 春菜

(72)【発明者】

【氏名】毛利 広明

(72)【発明者】

【氏名】花田 柚

【審査官】壷内 信吾

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／１７８４３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１２５６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１０４５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０１３８７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ５３／２６－５３／２８

Ｆ２４Ｆ ３／００－３／１６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水分の吸着能力を有する吸着ロータを備え、前記吸着ロータを少なくとも処理ゾーン、再生ゾーン、パージゾーンに分割してこの順に回転するようにし、
被処理空気を処理空気とパージ空気に分岐し、
前記処理空気をそのまま前記処理ゾーンに通し、前記処理ゾーンを通過後の空気は供給先へ送り、
温度調節装置を冷却器として前記パージ空気を冷却して前記パージゾーンに通し、前記パージゾーンを通過後の空気は加熱装置を通過させて再生空気として前記再生ゾーンに通すようにした除湿装置であって、
前記吸着ロータを逆回転させて、処理ゾーン、パージゾーン、再生ゾーンの順に回転するようにし、前記温度調節装置を加熱器として前記パージ空気を加熱するようにした除湿装置。

【請求項2】

水分の吸着能力を有する第１の吸着ロータと第２の吸着ロータを備え、
前記第１の吸着ロータを少なくとも第１の処理ゾーンと第１の再生ゾーンに分割し、
前記第２の吸着ロータを少なくとも第２の処理ゾーン、第２の再生ゾーン、第２のパージゾーンに分割し、
被処理空気を前記第１の処理ゾーンに通し、
前記第１の処理ゾーンを通過後の空気は第２の吸着ロータの第２の処理ゾーンおよび／または第２のパージゾーンに送り、
前記第２の処理ゾーンを通過後の空気は供給先へ送り、
前記第２のパージゾーンを通過後の空気は第２の加熱装置を通過させて再生空気として前記第２の再生ゾーンに通し、
前記第２の再生ゾーンを通過後の空気を第１の加熱装置に通して前記第１の再生ゾーンに通し、
前記第１の再生ゾーンを通過後の空気は排出し、
前記第２の吸着ロータは請求項１に記載の除湿装置の吸着ロータである除湿装置。

【請求項3】

前記供給先からの還気を前記第１の処理ゾーンを通過後の空気と混合するようにした請求項２に記載の除湿装置。

【請求項4】

外気を前記第２の再生ゾーンを通過後の空気と混合し、前記第１の加熱装置に通して前記第１の再生ゾーンに通すようにした請求項２に記載の除湿装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸着ロータとして除湿ロータを用いるものであって、消費電力を削減した低露点空気の供給が可能な除湿装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、リチウム電池の需要が増大し、それに伴いその生産も増大している。リチウム電池は、その原料であるリチウムが空気中の湿気と反応し、その反応によって生産されたリチウム電池の性能は悪くなる。このため、リチウム電池の生産ラインは、乾燥した状態に保つ必要がある。この乾燥した状態に保つ手段として、生産工場内を乾燥した窒素によってパージする手段と、親水性ゼオライトやシリカゲルなどの湿気吸着材を有する除湿ロータを利用した除湿装置を用いる手段などがある。

【0003】

リチウム電池の用途が、電気自動車やハイブリッド自動車などの自動車用に広がるにつれて、生産工場の規模が大きくなり、除湿装置を用いる手段の方が数多く採用されている。

【0004】

除湿装置の場合、除湿ロータの再生には高温の空気を使用するが、その空気を作るためのエネルギーをできるだけ少なくすることが図られている。またイニシャルコストも削減が望まれている。

【0005】

例えば、特許文献１にはカスケード式ヒートポンプを利用して再生温度を高め、単一の除湿ロータを用いて低露点空気を提供する、イニシャルコストが抑制された除湿装置について開示されている。この除湿装置は、電気ヒータを用いる従来の除湿装置に比べて、省エネルギーである。

【0006】

しかしヒートポンプは電気ヒータに比べてイニシャルコストが高く、また再生温度を上げるには限界がある。そのため、電気ヒータを使用する場合であってもより省エネルギーとなるようなフローの検討がなされている。

【0007】

また近年、エネルギー価格の高騰、電力の需給ひっ迫、カーボンニュートラルに向けた動きなどが加速し、より一層省エネルギーが求められている。

【0008】

特許文献２には、除湿ロータの再生域の熱量が除湿域に伝達されることに起因する顕熱ロスを防止し、パージ域で吸湿してしまうことに起因する除湿域の除湿能力の低下を防止することが出来る除湿機について開示されている。

【0009】

特許文献３には、再生区域と減ガス区域の間にそれぞれパージ区域を設置し、その２つのパージ区域（第１のパージ区域、第２のパージ区域）の間でパージ空気を閉鎖系で循環させるガス除去システムについて開示されている。第１のパージ区域では、冷却装置で冷却したパージ空気によって、再生区域から減ガス区域へ移る前のロータを冷却することで、再生区域から減ガス区域への熱の持ち込みを抑制し、減ガス区域での水蒸気吸着能力を増加させる。また第２のパージ区域では、ロータの冷却により得た熱で昇温したパージ空気によって、再生区域に入る前のロータを加熱するため、ロータを昇温することができ、再生区域での加熱量の低減を図ることができる。

【0010】

特許文献４には、１つのパージゾーンを有し、パージ空気を循環させる除湿システムについて開示されている。この循環経路において、パージゾーンに入る前に冷却器を設けパージ空気の露点を下げることにより、パージゾーンで水分が吸着されにくくすることで除湿能力を高め、低温再生を可能としている。

【0011】

このように、省エネルギーとなるような除湿フローの開発が進められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【文献】特許第７１４２９７６号公報

【文献】特開２００６－３４１２１７号公報

【文献】特開２０１２－２４６６５号公報

【文献】特開２０１７－４４３８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

処理ゾーンと再生ゾーンとパージゾーンを備えた吸着ロータを用いる除湿装置において、一般的に処理空気とパージ空気は両方とも冷却器を通過させ冷却する（図１）。処理空気の冷却は、冷却前の処理空気の露点温度以下まで冷却することで結露により絶対湿度を下げる予除湿の目的、冷却後の処理空気の相対湿度を１００％ＲＨ近くまで上昇させ除湿効率を上げる目的がある。パージ空気の冷却は、再生ゾーンから処理ゾーンへの熱の持ち込みを抑制し、吸着能力を上げる目的、予除湿によってパージ空気を低露点とし、パージゾーンでの水分吸着を防ぐことで除湿能力を高め、パージゾーンを通過した低露点空気を再生空気に用いて再生効率を向上させる目的がある。処理空気とパージ空気の両方を冷却することは性能が良くなる方向に働く。しかしながら、パージゾーンを通過した空気の温度は低いのでより多くの再生熱を必要とし、また冷却器の消費電力が大きくなるという課題がある。

【0014】

本発明は上記課題を解消するためになされたもので、従来の除湿装置に比べて簡易な構成でイニシャルコストを削減し、除湿性能を落とさずに再生に必要な熱量を抑制し、省エネルギーで低露点空気の供給が可能な除湿装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明の除湿装置は、水分の吸着能力を有する吸着ロータを少なくとも処理ゾーン、再生ゾーン、パージゾーンに分割し、被処理空気を処理空気とパージ空気に分岐し、処理空気を処理ゾーンに通し、処理ゾーンを通過後の空気は供給先へ送り、パージ空気をパージゾーンに通し、パージゾーンを通過後の空気は加熱装置を通過させて再生空気として再生ゾーンに通し、再生ゾーンを通過後の空気は排出し、処理空気またはパージ空気を温度調節装置に通して冷却または加熱するようにした。

【発明の効果】

【0016】

本発明の除湿装置では、冷却器を通過させる空気を処理空気またはパージ空気どちらかのみにすることで、簡易な構成で除湿性能を落とさずに再生に必要な熱量を抑制し省エネルギーとすることができる。

【0017】

冷却器を通過させる空気をパージ空気のみにすることは、処理空気を冷却する必要がなく省エネルギーとなる効果がある。またパージ空気を冷却することによりロータの冷却効果が高まる効果や、パージ空気は減湿されており、パージゾーンでロータに吸着される水分量が減り、処理ゾーンでの吸着効果を高めることができるという効果がある。

【0018】

冷却器を通過させる空気を処理空気のみにすることは、パージ空気を冷却する必要がなく省エネルギーとなる効果がある。またパージ空気を冷却しないことで、パージ出口温度が上昇し、再生ヒータ出力を下げることができるため省エネルギーとなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は従来の一般的な除湿フロー（比較例１）である。

【図2】図２は本発明の除湿装置の実施例１におけるフロー図である。

【図3】図３は本発明の除湿装置の実施例２におけるフロー図である。

【図4】図４は本発明の除湿装置の実施例３におけるフロー図である。

【図5】図５は本発明の除湿装置の実施例４におけるフロー図である。

【図6】図６は本発明の除湿装置の実施例５におけるフロー図である。

【図7】図７は本発明の除湿装置の実施例６におけるフロー図である。

【図8】図８は従来の一般的な２段の吸着ロータの除湿フロー（比較例２）である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の除湿装置は、水分の吸着能力を有する吸着ロータを少なくとも処理ゾーン、再生ゾーン、パージゾーンに分割し、被処理空気を処理空気とパージ空気に分岐し、処理空気を処理ゾーンに通し、処理ゾーンを通過後の空気は供給先へ送り、パージ空気をパージゾーンに通し、パージゾーンを通過後の空気は加熱装置を通過させて再生空気として再生ゾーンに通し、再生ゾーンを通過後の空気は排出し、処理空気またはパージ空気を温度調節装置に通して冷却または加熱するようにした。なお、本発明は以下の実施形態について限定されるものではない。

【実施例1】

【0021】

以下、本発明の除湿装置の実施例１について、図２のフロー図に沿って説明する。実施例１の構成には、水分の吸着能力を有する除湿ロータとしての吸着ロータ１、温度調節装置２、加熱装置３が含まれる。吸着ロータ１には、ガラス繊維などの無機繊維からなる基材のハニカムロータにゼオライトやシリカゲルなどの吸着材を担持したものが用いられる。この吸着ロータ１は処理ゾーン４、再生ゾーン５、パージゾーン６に分割され、この順にギヤドモータ（不図示）などによって回転駆動される。温度調節装置２は冷却器としては例えば、冷水コイル、ブラインコイル、ヒートポンプの蒸発器などであり、加熱器としては例えば、電気ヒータ、蒸気ヒータ、温水ヒータ、ヒートポンプの凝縮器などである。また、加熱装置３は例えば、電気ヒータ、蒸気ヒータ、温水ヒータ、ヒートポンプの凝縮器などである。以下、特記しない限り、温度調節装置２を冷却器として説明する。

【0022】

図２に示すように被処理空気Ａは、吸着ロータ１を通過する前に処理空気ａとパージ空気ｂに分岐され、それぞれ処理ゾーン４とパージゾーン６に送られる。処理空気ａは処理ゾーン４を通過し、水分が除去された空気となり、給気ＳＡとして生産設備やドライルームなどの供給先へ送られる。パージゾーン６を通過する前のパージ空気ｂを温度調節装置２に通して冷却する。この空気をパージゾーン６に通し、パージゾーン６を通過した空気は、加熱装置３に通されてから再生ゾーン５を通る。再生ゾーン５を通過した空気は、大気などの除湿装置外に放出し排気される。

【0023】

本発明の実施例１は以上のような構成よりなり、以下詳細を説明する。水分を含んだ被処理空気Ａは、処理ゾーン４に導入される処理空気ａとパージゾーン６に導入されるパージ空気ｂに分岐される。処理空気ａは処理ゾーン４を通過し、吸着ロータ１に担持された吸着材によって水分が吸着除去され、供給先へ乾燥空気が供給される。パージ空気ｂは温度調節装置２により冷却されてからパージゾーン６を通過する。パージゾーン６に冷却した空気を通過させることで、再生ゾーン５で温度が上昇した吸着ロータ１の吸着材を冷却し、吸着性能を回復させる。パージゾーン６を通過した空気は、加熱装置３に送られて吸着ロータ１の吸着材から水分を脱着させるのに十分な温度（例えば、摂氏８０～２００℃。
以下、温度は全て「摂氏」とする。）まで加熱され、再生空気ｃとして再生ゾーン５に送られる。再生ゾーン５を通過した空気は大気などの除湿装置外へ排出される。

【0024】

このように、実施例１の除湿装置では、パージ空気ｂを温度調節装置２で冷却することにより、ロータの冷却効果を高める。パージ空気ｂは減湿されているため、パージゾーン６でロータに吸着される水分量が減り、処理ゾーン４での吸着効果が高まる。冷却により減湿され、パージゾーン６を通過した低露点空気を再生空気に用いることで、再生効率も向上する。また、処理空気ａを温度調節装置２で冷却しないため、温度調節装置２の消費電力が低減し、冷却容量の低減を図ることができる。

【0025】

なお、図２のフローにおいて、吸着ロータ１を逆回転させることにより、吸着ロータ１は処理ゾーン４、パージゾーン６、再生ゾーン５の順に回転する。温度調節装置２を加熱器としてパージ空気ｂを加熱することで、再生ゾーン５に入る前のパージ空気ｂを昇温し、パージゾーン６で吸着ロータ１をプレヒートし、予熱することができる。また、吸着ロータ１をパージゾーン６および再生ゾーン５の２段階で再生して水分の脱着効果を高めることもできる。

【0026】

（比較例１） 図１は従来の一般的な除湿フロー（比較例１）である。図２と重複する部分の説明は省略する。図１では被処理空気Ａを温度調節装置２に通した後に処理空気ａとパージ空気ｂに分岐し、それぞれ処理ゾーン４とパージゾーン６に通す。このため、処理空気ａとパージ空気ｂはどちらも冷却され、温度調節装置２の冷却容量が実施例１より大きくなり、イニシャルコストもランニングコストも高くなるという違いがある。

【0027】

ここで、処理ゾーンを通過する前の処理空気を冷却器によって予除湿して絶対湿度を低下させ、温度を下げて相対湿度を高めた後、処理ゾーンに導入するのが当業者にとっては常識であり、特許文献１～４に記載されているように当たり前のことである。逆に、処理ゾーンを通過する前の処理空気を冷却しないという発想は、除湿性能を悪くする方向に働くため、当業者ではなかなか固定概念を捨て難く容易に想到し得ない。

【0028】

実施例１によれば、処理空気ａを温度調節装置２に通さないため、処理出口温度が高い。よって、乾燥用途としての使い方に適している。パージゾーン６での水分吸着を抑制し、かつパージゾーン６の冷却もできるぎりぎりのパージ空気ｂの温度調整を行うことにより、温度調節装置２の省エネルギー効果を一層高めることが可能である。

【実施例2】

【0029】

以下、本発明の除湿装置の実施例２について、図３のフロー図に沿って説明する。前述の実施例と重複する部分の説明は省略する。実施例２では、被処理空気Ａを分岐し、処理ゾーン４に通す処理空気ａを温度調節装置２により冷却して処理ゾーン４に通し、パージ空気ｂは冷却せず、そのままパージゾーン６に通す。

【0030】

本発明の実施例２は以上のような構成よりなり、以下詳細を説明する。被処理空気Ａは例えばドライルームからの還気と混合した外気であり、２５℃、絶対湿度０．６ｇ／ｋｇ（ＤＡ）の場合、温度調節装置２を通過した空気は温度が低下して１４℃となる。すなわち、実施例２（図３）では処理空気ａは温度調節装置２を通過した後、１４℃、０．６ｇ／ｋｇ（ＤＡ）の空気となり、処理ゾーン４に導入される。一方、パージ空気ｂは温度調節装置２を通さないので、２５℃、０．６ｇ／ｋｇ（ＤＡ）のまま、パージゾーン６に導入される。パージゾーン６を通過した空気は７０℃、０．４ｇ／ｋｇ（ＤＡ）となり、加熱装置３に導入される。

【0031】

従来の一般的な除湿フローである比較例１（図１）と比較する。図１では２５℃、０．６ｇ／ｋｇ（ＤＡ）の被処理空気Ａは、温度調節装置２を通過して１４℃、０．６ｇ／ｋｇ（ＤＡ）の空気となり、処理空気ａとパージ空気ｂに分岐される。温度が低下したパージ空気ｂはパージゾーンを通過して５９℃、０．３ｇ／ｋｇ（ＤＡ）の空気となり、加熱装置３に導入される。

【0032】

パージゾーン通過後の温度は実施例２の方が比較例１に比べて１１℃高い。パージゾーン６での除湿量（パージゾーン通過前後の絶対湿度の変化量）は実施例２では０．２ｇ／ｋｇ（ＤＡ）に留まり、比較例１では０．３ｇ／ｋｇ（ＤＡ）となる。このことから、パージ空気ｂを温度調節装置２に通さないことにより、パージゾーン通過後はより高い温度の空気が得られ、パージゾーン６での除湿量が低減する。パージ空気ｂの温度が高いと、吸着ロータ１の冷却効果が低減し、吸着性能が悪くなる方向に働く。また、パージゾーン６での水分の吸着が生じにくくなり、パージゾーン６で低露点の空気が生成されないため脱着性能が悪くなる方向にも働く。しかしながら、－２０℃ＤＰのように被処理空気Ａの露点が低い場合、パージゾーンでの除湿量が低下しても、被処理空気は乾燥した空気なので、脱着性能への影響は小さい。上記の場合、比較例１、実施例２ともに給気ＳＡの露点は－７０℃ＤＰ前後の超低露点領域であり、実用上は大きな違いはなく、除湿性能はほぼ同じと言える。従って、被処理空気Ａが低露点の空気である場合、パージ空気ｂを温度調節装置２に通さない効果は大きい。また、パージゾーン６での除湿量を抑えることにより、処理ゾーン４での除湿量が多くなる効果もある。温度調節装置２は処理空気ａだけを冷却すればよいので、冷却容量も低減できる。

【0033】

以上のように実施例２によれば、パージ空気ｂを冷却しないことにより、パージ空気ｂを冷却する場合に比べてパージゾーン６通過後の空気の温度は高くなる。それにより加熱装置３の出力を下げることができ、省エネルギーとなる。また温度調節装置２は処理空気ａのみの冷却で良いため、温度調節装置２も冷却容量低減を図ることができる。

【0034】

図１のようにパージ空気ｂも冷却する従来の一般的なフロー（比較例１）に比べて、実施例２は若干の性能低下はあるものの、実用には影響が出ない程度であり、省エネルギーのメリットが大きい。

【0035】

ここで、図１のように処理ゾーンおよびパージゾーンを通過する前の処理空気およびパージ空気を冷却器によって予除湿して絶対湿度を低下させ、温度を低下させて相対湿度を高めた後、処理ゾーンおよびパージゾーンに導入するのが当業者にとっては常識であり、当たり前である。パージゾーンを通過する前のパージ空気を冷却しないという発想は、除湿性能を悪くする方向に働くため、当業者ではなかなか固定概念を捨て難く容易に想到し得ない。

【実施例3】

【0036】

以下、本発明の除湿装置の実施例３について、図４のフロー図に沿って説明する。前述の実施例と重複する部分の説明は省略する。実施例３では、被処理空気Ａは温度調節装置２によって冷却し、処理ゾーン４とパージゾーン６に通す空気（処理空気ａ＋パージ空気ｂ）と、パージゾーン通過後の空気と混合して再生空気とするための混合用空気ｄ（以下、「混合用空気ｄ」という。）に分岐する。処理ゾーン４通過後の空気は給気ＳＡとして供給先へ送る。パージゾーン６を通過後の空気は、被処理空気Ａを分岐した混合用空気ｄと混合して加熱装置３を通過させ、再生空気ｃとして再生ゾーン５に通す。再生ゾーン５を通過後の空気は大気などの除湿装置外に放出し排気される。

【0037】

本発明の実施例３は以上のような構成よりなり、以下詳細を説明する。被処理空気Ａは例えば外気であり、温度調節装置２を通過して１０℃、７ｇ／ｋｇ（ＤＡ）（相対湿度９２％ＲＨ）となる。冷却された被処理空気Ａは、流量比が処理空気ａ：パージ空気ｂ：混合用空気ｄ＝９：１：２となるようそれぞれ分岐される。すなわち、再生空気ｃの流量比は、混合用空気ｄの流量比２とパージ空気ｂの流量比１を合わせた流量比３となる。よって、処理ゾーン４：再生ゾーン５：パージゾーン６＝９：３：１の流量比となる。パージゾーン出口空気は１２０℃、６ｇ／ｋｇ（ＤＡ）となり、混合用空気ｄと混合して加熱装置３によって再生入口温度１６０℃まで昇温される。再生ゾーン５通過後の空気の温度は５０℃、処理ゾーン４を通過後の給気ＳＡは－５２℃ＤＰとなる。

【0038】

従来の一般的な除湿フロー（比較例１）である図１と比較する。図１では被処理空気Ａは、温度調節装置２を通過して１０℃、７ｇ／ｋｇ（ＤＡ）（相対湿度９２％ＲＨ）の空気となり、流量比が処理空気ａ：パージ空気ｂ＝３：１となるよう分岐される。よって、処理ゾーン４：再生ゾーン５：パージゾーン６＝３：１：１の流量比となる。パージゾーン出口空気は６０℃、０．６ｇ／ｋｇ（ＤＡ）（－２０℃ＤＰ）となり、加熱装置３によって再生入口温度１６０℃まで昇温される。再生ゾーン５通過後の空気の温度は４０℃、処理ゾーン４を通過後の給気ＳＡは－４８℃ＤＰとなる。

【0039】

実施例３と比較例１では、被処理空気Ａや再生入口温度が同じ条件であるにも関わらず、実施例３の方が給気ＳＡの露点が低く、性能が良い。これは、実施例３ではパージ空気の流量を比較例の３分の１に減らし、ロータへの水分の吸着を低減させているためと考えられる。比較例１の場合、処理ゾーン４に入る前にパージゾーン６で水分を多く吸着し、処理ゾーン４での吸着量が減ってしまう。再生出口温度に関して、実施例３の方が実施例1に対して１０℃高い。再生出口側の空気は高湿度の空気であり、再生出口温度が低いと再生出口側が結露する可能性がある。このため、再生出口温度が高い実施例３は再生出口側の結露を防ぐ効果がある。なお、加熱装置３の加熱容量は比較例１も実施例３も同等である。

【0040】

以上のように、実施例３によれば、被処理空気Ａの一部を分岐した混合用空気ｄをパージゾーン通過後の空気と混合して再生空気ｃとすることで、パージ空気ｂの流量を減らし、パージゾーン６でのロータへの水分吸着を低減することができる。このため、処理ゾーン４での吸着ロータ１の吸着性能が高まり、除湿性能が向上する。

【実施例4】

【0041】

以下、本発明の除湿装置の実施例４について、図５のフロー図に沿って説明する。前述の実施例と重複する部分の説明は省略する。実施例４では、被処理空気Ａを処理空気ａと分岐空気ｅに分岐し、処理空気ａはそのまま処理ゾーン４に通し、処理ゾーン４を通過後の空気は給気ＳＡとして供給先へ送る。分岐空気ｅは温度調節装置２で冷却し、パージゾーン６に通すパージ空気ｂと、一部分岐しパージゾーン通過後の空気と混合する混合用空気ｄとする。

【0042】

実施例１と同様に、パージ空気ｂを温度調節装置２で冷却することにより、ロータの冷却効果を高める。またパージ空気ｂは冷却により減湿されていることと、実施例３と同様にパージ空気ｂの流量が低減したことにより、パージゾーン６でロータに吸着される水分量が減り、処理ゾーン４での吸着効果が高まる。また処理空気ａを温度調節装置２で冷却しないため温度調節装置２の冷却容量低減を図ることができる。また、実施例１と同様に、実施例４では処理空気ａを温度調節装置２に通さないため、処理出口温度が高い。よって、乾燥用途としての使い方に適している。

【実施例5】

【0043】

以下、本発明の除湿装置の実施例５について、図６のフロー図に沿って説明する。前述の実施例と重複する部分の説明は省略する。実施例５では、被処理空気Ａをパージ空気ｂと分岐空気ｅとに分岐し、パージ空気ｂはそのままパージゾーン６に通過する。分岐空気ｅは温度調節装置２で冷却して２つに分岐し、処理ゾーン４に通す処理空気ａと、パージゾーン通過後の空気と混合する混合用空気ｄとする。

【0044】

実施例２と同様に、パージ空気ｂを冷却しないことにより、パージ空気ｂを冷却する場合に比べてパージ出口温度は高くなる。それにより加熱装置３の出力を下げることができ、省エネルギーとなる。また分岐空気ｅのみの冷却で良いため、温度調節装置２も冷却容量低減を図ることができる。また実施例３と同様にパージ空気ｂの流量が小さいことにより、パージゾーン６でロータに吸着される水分量が減り、処理ゾーン４での吸着効果が高まる。

【0045】

実施例１～５のフロ
ーにおいて、より低露点の空気を供給先に供給するため、２段の吸着ロータとして構成する場合、前段に第１の吸着ロータ７を配置し、後段に吸着ロータ１を第２の吸着ロータ１として配置するフローとする。なお、被処理空気Ａの条件にもよるが、実施例１～５の単段での吸着ロータ１における給気ＳＡの露点は－５０℃程度が限界である。しかし、２段の吸着ロータとした場合、給気ＳＡの露点を－８０℃ＤＰひいては－９０℃ＤＰの超低露点とすることができる。

【実施例6】

【0046】

以下、本発明の除湿装置の実施例６について、図７のフロー図に沿って説明する。前述の実施例と重複する部分の説明は省略する。実施例６では、実施例２の吸着ロータ１（第２の吸着ロータ１）の前段に第１の吸着ロータ７を配置した構成である。この他、温度調節装置２、第２の加熱装置３、第１の加熱装置１０が含まれる。前段の第１の吸着ロータ７は少なくとも第１の処理ゾーン８、第１の再生ゾーン９に分割されている。第２の吸着ロータ１、第１の吸着ロータ７はそれぞれギヤドモータ（不図示）などによって回転駆動される。なお、温度調節装置２を第２の温度調節装置とし、第１の吸着ロータ７の第１の処理ゾーン８の前に第１の温度調節装置を追加するようにしても良い。

【0047】

図７に示すように被処理空気Ａ'は、前段の第１の吸着ロータ７の第１の処理ゾーン８を通過し、第１の処理ゾーン通過後の空気は生産設備やドライルームなどの供給先（Ｒｏｏｍ）からの還気ＲＡ（ｆ）と混合されて被処理空気Ａとなり、第２の吸着ロータ１へ送られる。被処理空気Ａは第２の吸着ロータ１を通過する前に処理空気ａとパージ空気ｂとに分岐される。処理空気ａは温度調節装置２に通されて冷却され、第２の処理ゾーン４を通る。第２の処理ゾーン４を通過して水分が除去された空気は、供給先（Ｒｏｏｍ）へ送られる。パージ空気ｂは、第２のパージゾーン６を通過した後、第２の加熱装置３に通され、再生空気ｃとして第２の再生ゾーン５を通る。第２の再生ゾーン５を通過した空気は、外気ＯＡ（ｇ）を一部混合し第１の加熱装置１０を通過し、第１の吸着ロータ７の水分を脱着するのに十分な温度に昇温した後、第１の再生ゾーン９を通過し大気などの除湿装置外へ排出される。なお、外気ＯＡ（ｇ）と第１の再生ゾーン９を通過した排気ＥＡを熱交換器によって熱交換するようにしても良い。再生空気に混合する空気ｇは外気ＯＡに限らず、還気ＲＡなど別の空気を用いるようにしても良く、外気ＯＡ（ｇ）を混合しないフローとしても良い。また、還気ＲＡ（ｆ）は第１の吸着ロータ７と第二の吸着ロータ１の間で混合せず、被処理空気Ａ'と混合して、第１の吸着ロータ７に導入するようにしても良く、供給先からの還気ＲＡとして混合せずに供給先から排出するようにしても良い。

【0048】

本発明の実施例６は以上のような構成よりなり、以下詳細を説明する。水分を含んだ被処理空気Ａ'が１０℃、７ｇ／ｋｇ（ＤＡ）の場合、第１の吸着ロータ７の第１の処理ゾーン８を通過し、吸着材によって水分が吸着除去される。供給先からの還気ＲＡ（ｆ）と混合された被処理空気Ａは２５℃、０．６ｇ／ｋｇ（ＤＡ）となる。被処理空気Ａを分岐した処理空気ａは温度調節装置２を通過し、１０℃、０．６ｇ／ｋｇ（ＤＡ）となり第２の処理ゾーン４を通過する。第２の処理ゾーン４を通過し、吸着材によって水分が吸着除去された給気ＳＡは１５℃、－７３℃ＤＰの超低露点空気となり、供給先へ送られる。パージ空気ｂは２５℃、０．６ｇ／ｋｇ（ＤＡ）であり、第２のパージゾーン６を通過後、６６℃となる。第２のパージゾーン６通過後の空気は第２の加熱装置３を通過して１４０℃へ昇温し、第２の再生ゾーン５を通過し吸着材から水分を脱着する。第２の再生ゾーン５を通過した空気は外気ＯＡ（ｇ）と混合し、第１の加熱装置１０により昇温して第１の吸着ロータ７の第１の再生ゾーン９を通過し吸着材から水分を脱着し、大気などの除湿装置外へ排出される。

【0049】

（比較例２） 図８に従来の一般的な除湿フロー（図１、比較例１）の前段に第１の吸着ロータ７を配置した従来の一般的な２段の吸着ロータの除湿フロー（比較例２）を示す。図７と重複する部分の説明は省略する。図８では、被処理空気Ａを温度調節装置２に通して冷却した後に処理空気ａとパージ空気ｂに分岐し、第２の吸着ロータ１の第２の処理ゾーン４と第２のパージゾーン６に通す。図７と同様に、被処理空気Ａ'が１０℃、７ｇ／ｋｇ（ＤＡ）の場合、第１の吸着ロータ７の第１の処理ゾーン８を通過し、供給先（Ｒｏｏｍ）からの還気ＲＡ（ｆ）と混合された被処理空気Ａは２５℃、０．６ｇ／ｋｇ（ＤＡ）となる。被処理空気Ａが温度調節装置２を通過し、１０℃、０．６ｇ／ｋｇ（ＤＡ）となり、処理空気ａとパージ空気ｂに分岐してそれぞれ第２の処理ゾーン４、第２のパージゾーン６を通過する。第２の処理ゾーン４を通過し供給先へ送られる給気ＳＡは、１４℃、－７５℃ＤＰとなる。第２のパージゾーン６を通過した空気は５８℃となる。

【0050】

実施例６（図７）と従来の一般的な２段の吸着ロータの除湿フローである比較例２（図８）と比較する。第２のパージゾーン６通過後の温度は実施例６の方が比較例２に比べて８℃高い。このことから、実施例２と同様、パージ空気ｂを温度調節装置２に通さないことにより、パージゾーン通過後はより高い温度の空気が得られる。よって、第２の加熱装置３の加熱容量を実施例６では低減できる。第２のパージゾーン６を通過する空気の温度が高いと、第２の吸着ロータ１の冷却効果が低減し、脱着性能が悪くなる方向に働く。しかしながら、実施例６では前段で除湿した乾燥空気に供給先からの還気ＲＡを混合した－２０℃ＤＰの低露点空気であるため、脱着性能への影響は小さい。上記の場合、給気ＳＡの露点は実施例６の方が２℃ＤＰ高いが、超低露点領域であるため実用上は大きな違いはなく、除湿性能はほぼ同じと言える。従って、被処理空気Ａが低露点の空気である場合、パージ空気ｂを温度調節装置２に通さない効果は大きい。また、温度調節装置２の冷却容量を小さくすることができる。なお、給気ＳＡの温度は実施例１の方が１℃高いが、供給先で例えば２５℃に調整される場合、供給先の空調負荷を下げる効果もある。

【0051】

上記の実施例において、被処理空気が例えば１０℃、７ｇ／ｋｇ（ＤＡ）（相対湿度９２％ＲＨ）といった高湿度の条件では、除湿装置の運転開始直後は吸着ロータの再生出口側が温まっていないため、再生ゾーンを通過した空気が結露し、除湿性能が低下する懸念がある。そのため、装置運転開始時、最適回転数よりも回転数を落として再生出口側を温め、再生出口温度を高めて、再生ゾーンを通過した空気が結露しないようにする。再生出口側が温まった後で、最適回転数に戻して定常運転を行うようにすると良い。

【0052】

上記の実施例において、被処理空気Ａを分岐したパージ空気ｂをパージゾーン６に通すようにしたが、これに限るものではなく、外気ＯＡや処理ゾーン４を通過した空気や供給先からの還気ＲＡなど他の空気を用いるようにしても良い。処理ゾーン４またはパージゾーン６に通す空気について、外気ＯＡや還気ＲＡなどを通す配管とつなげて、この配管にバルブやダンパーなどの流量調整装置、三方弁などの流路切替装置を設けて各ゾーンに流す空気の流量を調整したり、空気の種類を切り替えたりするようにしても良い。また、処理ゾーン４およびパージゾーン６の前に温度調節装置２をそれぞれ設け、必要に応じて処理空気ａ、パージ空気ｂ単独または両方を冷却または加熱するようにしても良い。同様に、実施例３～５においても、温度調節装置２の位置は図４～６に限るものではなく、空気ａ、ｂ、ｄ、ｅを単独または複数組み合わせて冷却するようにしても良い。さらに、吸着ロータ１、７には別のゾーンを設けるようにしても良い。処理ゾーン４を通過後の空気は供給先に供給せず、排出するようにしても良い。再生ゾーン５を通過後の空気を排出せず、供給先に供給するようにしても良く、これに限るものではない。２段の吸着ロータとして構成する場合、第２の吸着ロータ１のフローは実施例２のフローに限らず、実施例１、３～５のフローと組み合わせても良い。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明は、リチウム電池の生産など乾燥した状態を必要とする製造工程に対して、除湿性能を落とさずにコストを抑え、省エネルギー運転を可能とする除湿装置を提供する。

【符号の説明】

【0054】

１ 吸着ロータ（第２の吸着ロータ）２ 温度調節装置３ 加熱装置（第２の加熱装置）４ 処理ゾーン（第２の処理ゾーン）５ 再生ゾーン（第２の再生ゾーン）６ パージゾーン（第２のパージゾーン）７ 吸着ロータ（第１の吸着ロータ）８ 処理ゾーン（第１の処理ゾーン）９ 再生ゾーン（第１の再生ゾーン）１０ 加熱装置（第１の加熱装置）Ａ 被処理空気Ａ' 被処理空気ａ 処理空気ｂ パージ空気ｃ 再生空気ｄ パージゾーン通過後の空気と混合して再生空気とするための混合用空気ｅ 分岐空気ｆ 供給先からの還気ｇ 再生空気に混合する外気

【要約】      （修正有）

【課題】イニシャルコストや消費電力を削減した低露点空気の供給が可能な除湿システムを提供する。
【解決手段】本発明の除湿装置は、水分の吸着能力を有する吸着ロータ１を少なくとも処理ゾーン４、再生ゾーン５、パージゾーン６に分割し、被処理空気を処理空気ａとパージ空気ｂに分岐し、処理空気を処理ゾーンに通し、処理ゾーンを通過後の空気は供給先へ送り、パージ空気をパージゾーンに通し、パージゾーンを通過後の空気は加熱装置３を通過させて再生空気ｃとして再生ゾーンに通し、再生ゾーンを通過後の空気は排出し、処理空気またはパージ空気を温度調節装置２に通して冷却または加熱するようにしたことで、除湿性能を落とさずに再生に必要な熱量を抑制し省エネルギーとした。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】