(57)【要約】      （修正有）【課題】消費エネルギーが少なく、安価でかつ低露点の空気を供給可能で、リークが発生しても問題の少ない吸着式除湿装置を提供する。【解決手段】脱着ゾーン４と吸着ゾーン３とを有する第１除湿ロータ１を設け、脱着ゾーン６と吸着ゾーン５とパージゾーン７とを有する第２除湿ロータ２を設け、被処理空気を第１除湿ロータの吸着ゾーンに通した後で第２除湿ロータの吸着ゾーンに通し、第１除湿ロータの吸着ゾーンを通過した空気の一部を第２除湿ロータのパージゾーンに通し、このパージゾーンを通過した空気を加熱して第２除湿ロータの脱着ゾーンに通し、この脱着ゾーンを通過した空気を直接、第１除湿ロータの脱着ゾーンに通すようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱着ゾーンと吸着ゾーンとを有する第１除湿ロータを設け、脱着ゾーンと吸着ゾーンとパージゾーンとを有する第２除湿ロータを設け、被処理空気を前記第１除湿ロータの吸着ゾーンに通した後で前記第２除湿ロータの吸着ゾーンに通してドライルームに供給し、前記第１除湿ロータの吸着ゾーンを通過した空気の一部を前記第２除湿ロータのパージゾーンに通し、このパージゾーンを通過した空気を加熱して前記第２除湿ロータの脱着ゾーンに通し、この脱着ゾーンを通過した空気を直接、前記第１除湿ロータの脱着ゾーンに通すようにした吸着式除湿装置。  
【請求項２】
第１除湿ロータの脱着ゾーンを出た空気を脱着ブロアの吸い込み側へ送るようにした請求項１記載の吸着式除湿装置。  
【請求項３】
第１除湿ロータの吸着ゾーンを出た空気をドライルームからの還気とともに処理ブロアの吸い込み側と接続し、前記処理ブロアの吐き出し側は第２除湿ロータの吸着ゾーンとパージゾーンに接続されているようにした請求項２記載の吸着式除湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばシリカゲルやゼオライトなどの吸着剤を用いた吸着式除湿装置に関するもので、特に露点が氷点下の空気を供給することのできる吸着式除湿装置を提供するものである。以降の説明で露点が摂氏でマイナスの空気を低露点空気と表現する。
【背景技術】
【０００２】
低露点空気を得るためには冷凍式の除湿装置では、エバポレータが凍結するため中々実現が困難であり、シリカゲルやゼオライトなどの吸着剤を用いた吸着式除湿装置が次第に多用されるようになった。  
【０００３】
また最近生産量の増えたリチウムイオン電池の製造ラインなどでは露点がマイナス５０〜１００℃の極めて乾燥度の高い空気が求められる。このような場合には吸着式除湿装置も特殊な工夫が必要となる。  
【０００４】
例えば特許文献１に開示された吸着式除湿装置は、除湿ロータを２段階に設け、省エネルギーをはかりつつ、低露点の空気を供給することができる。つまり除湿部の入口と出口を連通するバイパスを通過するエア流量を制御する制御手段と、ドライルームの露点温度を検出する測定手段を設け、露点温度に応じて制御手段により、バイパスを通過するエア流量を調節し、ドライルームに供給するドライエアの露点温度を制御するようにしたものである。これによって、必要量のドライエアを供給するようにし、省エネルギーをはかっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−８９１４号公報
【特許文献２】特開平８-１４１３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この特許文献１に開示されたものは、エネルギー効率の改善されたものであるが、さらに消費エネルギーを削減しなければならないという社会的な要求がある。しかも消費エネルギーを削減してもコスト上昇は抑えなければならないという要求も併せて満たさなければならないという問題がある。しかし、２つの除湿ロータそれぞれに脱着ヒータが必要であり、消費エネルギーがまだ多いという問題がある。  
【０００７】
特許文献２に開示されたものは、第２除湿ロータの再生空気の循環を行っており、そのために再生ブロアがそれぞれの除湿ロータに必要であり、再生ブロアは２つ必要である。さらに特許文献１のものと同様、脱着ヒータも２つ必要である。  
【０００８】
本発明は消費エネルギーが少なく、安価でかつ低露点の空気を安定的に供給可能な吸着式除湿装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本件発明は以上のような課題を解決するため、脱着ゾーンと吸着ゾーンとを有する第１除湿ロータを設け、脱着ゾーンと吸着ゾーンとパージゾーンとを有する第２除湿ロータを設け、被処理空気を第１除湿ロータの吸着ゾーンに通した後で第２除湿ロータの吸着ゾーンに通し、第１除湿ロータの吸着ゾーンを通過した空気の一部を第２除湿ロータのパージゾーンに通し、このパージゾーンを通過した空気を加熱して第２除湿ロータの脱着ゾーンに通し、この脱着ゾーンを通過した空気を直接、第１除湿ロータの脱着ゾーンに通すようにした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の吸着式除湿装置は上記の如く構成したので、第２除湿ロータの脱着ゾーンを通過した脱着空気によって第１除湿ロータの脱着を行うことになり、第１除湿ロータの脱着には、特別のエネルギーが必要ではなく、省エネルギーをはかることができる。  
【００１１】
またこれによって、第１除湿ロータの脱着のためのヒータが必要でなく、安価に構成することができる。  
【００１２】
さらに第１除湿ロータの脱着ゾーンには、第２除湿ロータの脱着ゾーンを通過した空気をそのまま通すようにしているため、第１除湿ロータの耐熱性があまり要求されず、よって第１除湿ロータの材料として安価なものを採用できる。  
【００１３】
そして処理ブロアの吸い込み側が第１除湿ロータの吸着ゾーンに接続されており、第１除湿ロータの吸着ゾーンを出た空気をドライルームからの還気とともに処理ブロアの吸い込み側と接続し、前記処理ブロアの吐き出し側は第２除湿ロータの吸着ゾーンとパージゾーンに接続されているようにしたため、1台の処理ブロアで、２つのロータの処理空気を送風でき、安価に構成することができる。  
【００１４】
第２除湿ロータの吸着ゾーンは処理ブロアの吐き出し側に接続され、正圧であり、ここでリークが生じた場合、ドライルームに送る空気量が多少減少するだけであって外気が混入せず、ドライルームに送る空気の露点が上がることがない。  
【００１５】
脱着ブロアの吸い込み側が第１除湿ロータと第２除湿ロータの脱着ゾーンに接続されており、２つのロータの再生空気を送風でき、安価に構成することができる。また、両脱着ゾーンは負圧であって、ここでリークが生じた場合に多湿空気がリーク出す問題がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の請求項１に記載の発明は、脱着ゾーンと吸着ゾーンとを有する第１除湿ロータを設け、脱着ゾーンと吸着ゾーンとパージゾーンとを有する第２除湿ロータを設け、被処理空気を第１除湿ロータの吸着ゾーンに通した後で第２除湿ロータの吸着ゾーンに通し、第１除湿ロータの吸着ゾーンを通過した空気の一部を第２除湿ロータのパージゾーンに通し、このパージゾーンを通過した空気を加熱して第２除湿ロータの脱着ゾーンに通し、この脱着ゾーンを通過した空気を直接、第１除湿ロータの脱着ゾーンに通すようにしたものであり、第1除湿ロータの脱着に付加的にエネルギーが不要で、省エネルギー効果が高いという作用を有する。  
【実施例１】
【００１７】
以下本発明の吸着式除湿装置の実施例１について図１に沿って詳細に説明する。図１は本発明の吸着式除湿装置の空気流れ図である。図１において１は第１除湿ロータであり、２は第２除湿ロータである。第１除湿ロータ１及び第２除湿ロータ２それぞれはシリカゲルやゼオライトなどの湿気吸着剤を担持したハニカム状のものである。  
【００１８】
第１除湿ロータ１及び第２除湿ロータ２はそれぞれ同じ形状であるが、各々ゾーンの分割が異なっている。図２を第１段除湿ロータ１の斜視図、図３を第２除湿ロータ２の斜視図として示す。  
【００１９】
図２に示すように第１除湿ロータ１は吸着ゾーン３、脱着ゾーン４を有し、それぞれの面積比は１：１である。次に第３図に示すように第２除湿ロータ２は吸着ゾーン５、脱着ゾーン６、パージゾーン７を有している。  
【００２０】
ここで、図３に示すように第２除湿ロータ２の吸着ゾーン５、脱着ゾーン６、パージゾーン７それぞれの面積比は６：１：１で、それぞれの角度は２７０度、４５度、４５度である。  
【００２１】
図１に戻って、９は処理ブロアであり、被処理空気を第１除湿ロータ１の吸着ゾーン３に通すよう、処理ブロア９の吸い込み側が吸着ゾーン３と接続されている。また処理ブロア９の吸い込み側はドライルーム１０からの還気路１１も接続されている。つまり処理ブロア９の吸い込み側には、吸着ゾーン３を通過した空気とドライルーム１０からの還気空気とが混合されて吸い込まれる。  
【００２２】
また処理ブロア９から出た空気は分岐され第２除湿ロータ２の吸着ゾーン５とパージゾーン７に入るよう処理ブロア９の吐き出し側は吸着ゾーン５とパージゾーン７に接続されている。パージゾーン７を出た空気はヒータ１２に入る。そしてヒータ１２を出た空気は第２除湿ロータ２の脱着ゾーン６を通る。  
【００２３】
第２除湿ロータ２の吸着ゾーン５を出た空気はアフタークーラ１３で冷却されて、ドライルーム１０に供給される。  
【００２４】
１４はプレクーラであり、被処理空気、例えば外気を冷却するものである。このプレクーラ１４で冷却された空気が第１除湿ロータ１の吸着ゾーン３に入る。また第１除湿ロータ１の吸着ゾーン３を出た空気はインタークーラ１５で冷却され、処理ブロア９に吸い込まれる。以上の説明のアフタークーラ１３、プレクーラ１４、インタークーラ１５は、それぞれ冷凍機のエバポレータでもいいし、冷凍機で冷却された不凍液の通過する熱交換器でもよい。  
【００２５】
１６は脱着ブロアであり、この吸い込み側は第１除湿ロータ１の脱着ゾーン４と接続されている。  
【００２６】
前述のとおり、第２除湿ロータ２の吸着ゾーン５を出た空気はアフタークーラ１３で冷却されてドライルーム１０に供給され、還気路１１を通ってインタークーラ１５、処理ブロア９、吸着ゾーン５を通過して、再びドライルーム１０に供給されるため循環路が形成される。  
【００２７】
本発明の吸着式除湿装置は上記の如く構成され、以下その動作について説明する。先ず処理ブロア９、脱着ブロア１６、脱着ヒータ１２及び第１除湿ロータ１や第２除湿ロータ２を回転駆動するギヤドモータ(図示せず)に通電し、アフタークーラ１３、プレクーラ１４、インタークーラ１５に冷却された不凍液を流す。  
【００２８】
このようにして本発明の吸着式除湿装置の運転が開始され、運転後、ある程度時間が経過して安定状態となった場合の各部分の空気条件を表１に示す。なお、以下の説明文及び表１で示す温度の単位は摂氏である。
【表１】
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【００２９】
先ず表１に示されるように、図１の点(1)の部分の空気は３５度で絶対湿度２２．９１ｇ/kgであり、この被処理空気がプレクーラ１４で冷却され、図１の点(2)の部分の空気は温度が９度、絶対湿度６．７６ｇ/kgとなる。ここで点(2)の空気の絶対湿度が点(1)の空気の絶対湿度より落ちている。これはプレクーラ１４で冷却された時に結露して水分が減少したためである。  
【００３０】
次に点(2)の空気は第１除湿ロータ１の吸着ゾーン３へ送られ、湿気が吸着されるとともに吸着熱で温度が上昇し、点(3)の空気つまり温度４３度、絶対湿度０．２８６５ｇ/kgとなる。  
【００３１】
点(3)の空気はドライルーム１０からの還気（点(4)の空気）と混合される。ここで点(4)の空気は目標値の温度２３．０度、絶対湿度０．０７９１g/kgとする。すると点(3)の空気と点(4)の空気との混合比によって点(5)の空気条件が決まるが、点(3)の空気量を９５８ｍ3/hr（以下、本明細書中の空気量は全て２０度換算で表記する。）、点(4)の空気
量を４０６０ｍ3/hrとなるようにすると、点(5)の空気は温度２６．８度、絶対湿度０．１１８７ｇ/kgとなる。  
【００３２】
この点(5)の空気はインタークーラ１５で冷却され、点(6)の空気となる。この点(6)の空気は絶対湿度が低く露点がインタークーラ１５の温度より低いために湿度は変わらずに、温度のみ下がり、温度１２．０度となる。  
【００３３】
点(6)の空気は処理ブロア９で加圧され点(7)及び点(10)の空気となる。処理ブロア９のモータ（図示せず）の発熱、空気の圧縮熱、ファンの損失によるジュール熱などによって点(6)の空気は温度のみ上昇する。これによって点(7)及び点(10)の空気は温度１５度となる。  
【００３４】
点(7)の空気は第２除湿ロータ２の吸着ゾーン５によって湿度が吸着され、湿度が下がるとともに吸着熱や脱着の熱の持込によって温度が上昇する。その結果、点(8)の空気となり温度２２．０度、絶対湿度１．４５Ｅ−０４g/kgの乾燥空気となる。  
【００３５】
点(8)の空気はアフタークーラ１３によって冷却され、点(9)の空気となる。点(8)の空気の露点は−８５．０であり、アフタークーラ１３の温度より低いため、アフタークーラ１３を通過する際に結露を生じる事がなく温度のみ下がる。これによって空気(9)の温度は２０．０度となり、ドライルーム１０に供給される。  
【００３６】
処理ブロア９によって加圧され分岐された、もう一方の点(10)の空気は、第２除湿ロータ２のパージゾーン７を通過し、第２除湿ロータ２を冷却するとともに熱エネルギーを回収して、点(11)の空気となる。この点(11)の空気は温度１１０．０度、絶対湿度０．１１８７g/kgである。  
【００３７】
点(11)の空気は脱着ヒータ１２によって温度が上昇し、点(12)の空気となる。この空気は第２除湿ロータ２の脱着に十分な温度である２２０度となるまで加熱される。  
【００３８】
点(12)の空気は第２除湿ロータ２の脱着ゾーン６に入り、脱着熱を奪われ温度が下がり、脱着に伴って湿度が上昇する。これによって脱着ゾーン６を出た点(13)の空気は温度８６．９度、絶対湿度０．８２９９g/kgとなる。  
【００３９】
点(13)の空気は、第１除湿ロータ１の脱着ゾーン４まで運ばれ、点(14)の空気となる。点(14)の空気の条件は点(13)の空気と同じである。  
【００４０】
点(14)の空気は第１除湿ロータ１の脱着ゾーン４に入り、脱着熱を奪われ温度が下がり、脱着に伴って湿度が上昇する。これによって脱着ゾーン４を出た空気は温度４１．３度、絶対湿度９．４８４g/kgの点(15)の空気となる。  
【００４１】
つまり第２除湿ロータ２の脱着ゾーン６を出た空気は、第１除湿ロータ１の脱着を行うのに十分な温度と湿度であり、第１除湿ロータの脱着に特段のエネルギーが必要ではない。特に温度の低い脱着空気で効果的に脱着を行うためには、十分な脱着時間を取ると良く、このために第１除湿ロータの吸着ゾーン３と脱着ゾーン４の面積比は１：１としている。  
【００４２】
特に第１除湿ロータ１は外気の前処理を行うものであり、第１除湿ロータ１で除湿された後の空気の湿度は、それほど低くなくてもよい。このため第１除湿ロータ１の脱着空気の温度は、それ程高いものが要求されない。  
【００４３】
さらにプレクーラ１４によって、外気の湿分が結露し除去されるため第１除湿ロータ１の負荷も小さくなる。特に夏季の外気空気条件はエンタルピーが高いが、プレクーラ１４によって低くなる。最新の冷凍機は効率が高くなっているため、このプレクーラ１４で消費されるエネルギーは点(1)の空気のエンタルピーと点(2)の空気のエンタルピーの差より２０％程度大きいだけである。  
【００４４】
以上の実施例1では点(13)の空気を加熱する手段を設けなかったが、点(13)と点(14)との間にヒータを設け、この吸着式除湿装置の運転立ち上げ時の一定時間だけヒータに通電するようにすることで、所望の空気条件を早く得ることができる。  
【００４５】
この場合、点(9)の空気条件が所望の値に安定したら、点(13)と点(14)との間のヒータの通電を停止する事で、省エネルギーをはかる事ができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
２つの除湿ロータを組み合わせることで、極めて低露点の空気を発生させることができ、さらに消費エネルギーも小さくすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の吸着式除湿装置の実施例１を示す空気流れ図である。
【図２】本発明の第１除湿ロータの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２除湿ロータの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  第１除湿ロータ２  第２除湿ロータ３  吸着ゾーン４  脱着ゾーン５  吸着ゾーン６  脱着ゾーン７  パージゾーン９  処理ブロア１０  ドライルーム１１  還気路１２  脱着ヒータ１３  アフタークーラ１４  プレクーラ１５  インタークーラ１６  脱着ブロア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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