(57)【要約】【課題】エネルギ消費量が少なく、コストを低減するとともに室内の露点を一定に維持することのできる乾式除湿装置を提供することを目的とする。【解決手段】除湿部と再生部に仕切られたロータを有し、回転させながら除湿部に処理エアを通過させて除湿し、目的室に低露点のドライエアを供給するとともに、再生部に加熱エアを通過させてロータを再生する乾式除湿装置において、除湿部の前後を連通するバイパスを構成し、バイパスを通過するエア流量を制御して、除湿部通過前の高露点の処理エアを除湿部通過後の低露点のドライエアに混合し、供給するドライエアの露点温度を短時間のうちに制御する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面が除湿部と再生部に仕切られたロータを回転させながら前記除湿部に処理エアを通過させて該エアを除湿し、低露点のドライエアをドライルームに供給するとともに、前記再生部に加熱エアを通過させて、前記ロータを再生する乾式除湿装置において、前記除湿部の入口と出口を連通するバイパスと、前記バイパスを通過するエア流量を調節する制御手段と、前記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、前記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ことを特徴とする乾式除湿装置。
【請求項２】
ロータは、外気処理用の１段目ロータと、これに連通する低露点処理用の２段目ロータを有し、２段目ロータで除湿されたドライエアを１段目ローラの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により所定温度に調整し、ドライルームに供給することを特徴とする請求項１記載の乾式除湿装置。
【請求項３】
１段目ロータの除湿部で除湿された外気処理エアをドライルームから供給される環気エアと混合し、２段目ロータに供給することを特徴とする請求項２記載の乾式除湿装置。
【請求項４】
１段目ロータの除湿部入口と出口を連通するバイパスダクトを有し、バイパスダクトをドライルーム露点温度により制御される露点制御ファンを介して、２段目ロータの除湿部の出口に接続された供給ダクトに連通したことを特徴とする請求項２に記載の乾式除湿装置。
【請求項５】
２段目ロータの再生部には、１段目ロータからパージエアが供給され、再生部から排出されたパージエアは、再生ダクトを通じて再生エアと混合し、２段目再生ヒータで加熱され、再生部に導入されて２段目ロータを再生することを特徴とする請求項１または２記載の乾式除湿装置。
【請求項６】
２段目ロータから排出される再生エアの一部は、１段目再生ヒータで加熱され、再生部に導入されて１段目ロータを再生することを特徴とする請求項１または２記載の乾式除湿装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライルームやドライブースに低露点のドラエアを供給する乾式除湿装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体やパソコン、携帯電話等のバッテリに使用されるリチュウム電池の製造プロセスは、水分の影響を受けやすいため、乾燥しかつ低露点の雰囲気を有するドライルームあるいはドライブース内で製造される。このため、低露点のドライエアを供給する除湿装置を備えている。
【０００３】
ところで、エアを除湿する方法として、従来から冷却除湿方法が周知であるが、この冷却除湿方法では露点温度が−５℃以上のエアしか生成できず、前記ドライルームなどが要求するような低露点のドライエアには対応できない。
【０００４】
そこで、低露点のドライエアを供給する除湿機として、回転式のロータを用いた乾式除湿装置が使用されている。この乾式除湿装置には、塩化リチュウムや塩化カルシウムなどの吸収液を含侵させたハニカム状のロー夕やシリカゲル、ゼオライトなどの吸着剤で構成したロータが設けられ、そのロータ端面側が除湿部と再生部に仕切られており、ロータを回転させながら除湿部に処理エアを通過させることによってエアを除湿するとともに、再生部に加熱エアを通過させることによってロータを再生する。これによって、前記吸収液や吸着剤中に含まれた水分を加熱エアで蒸発させて、連続的に除湿処理を行うように構成されている。
【０００５】
このような乾式除湿装置を用いて低露点のドライエアを供給する場合、乾式除湿装置を１段のロー夕で処理する方式と、外気処理用に別途ロータを設けて直列２段で処理を行う２つの方式がある。１段のシステムは、初期コストが安価であるが、消費エネルギが多く、供給エアの露点温度も−５０℃程度までが多い。一方、２段のシステムでは、消費エネルギを低減するために再生エアを循環させ、２段目のロータにおける再生部からの排気を１段目のロータの再生に再利用することでエネルギの低減を図るとともに、供給エアの露点も−５０℃からさらに低露点のドライエアを供給することが可能である。ドライルームなどに低露点のドライエアを供給する場合、一般的にこの２段の除湿装置が用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような乾式除湿装置を用いてエアを除湿する場合、１段のシステムはもとより、エネルギの低消費型の２段システムでさえ、冷却除湿よりもエネルギ消費が多く、さらなる省エネルギが求められている。さらに、前記のドライルームはほとんどが２４時間連続運転であり、エネルギの低減がランニングコストを含めた設備コストに与える影響が非常に高いため、エネルギの低減がさらに強く求められているのが実状である。
【０００７】
また、従来の乾式除湿装置は、前記ドライルーム内に人室する最大人数を想定し、この最大人数の負荷に応じて前記乾式除湿機の処理エアの流量や再生用の加熱エアの流量を設定している。したがって、室内の人数が少ない場合には、前記処理エアや加熱エアを除湿部や再生部に過剰に供給することになり、乾式除湿装置とドライルーム設備全体のランニングコストが高くなるとともに、室内の露点温度が入室人数の負荷により大きく変動するという問題があった。
【０００８】
さらに、ドライルーム内の装置ブース内だけではなく、ドライルーム内にも低い露点のドライエアを送風するため、大風量で且つ低露点のドライエアを送風する高性能の除湿機が必要となり、除湿機の設備費及びランニングコストが増加するという欠点があった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ドライルームなど、低露点のエアを必要とする室にドライエアを供給するにあたり、従来よりもエネルギ消費が少なく、コストを低減するとともに室内の露点を一定に維持することのできる乾式除湿装置を提供すること目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、端面が除湿部と再生部に仕切られたロータを回転させながら前記除湿部に処理エアを通過させて該エアを除湿し、低露点のドライエアをドライルームに供給するとともに、前記再生部に加熱エアを通過させて、前記ロータを再生する乾式除湿装置において、前記除湿部の入口と出口を連通するバイパスと、前記バイパスを通過するエア流量を制御する制御手段と、前記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、前記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ことを特徴とする。
【００１１】
かかる乾式除湿装置では、バイパスを介して除湿部通過前の高露点のエアを除湿部通過後の低露点のドライエアに混合し、ドライルームなどの目的室の内部負荷による露点温度変化に応じて、供給するドライエアの露点温度を短時間のうちに制御できるようにしたので、過剰な除湿や再生を防止することができ、これにより、乾式除湿機のランニングコストを低減することができるとともに、ドライルームの露点温度を一定に維持することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、端面が除湿部と再生部に仕切られたロータを回転させながら前記除湿部に処理エアを通過させて該エアを除湿し、低露点のドライエアをドライルームに供給するとともに、前記再生部に加熱エアを通過させて、前記ロータを再生する乾式除湿装置において、前記除湿部の入口と出口を連通するバイパスと、前記バイパスを通過するエア流量を調節する制御手段と、前記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、前記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ことを特徴とするもので、バイパスを介して除湿部通過前の高露点のエアを除湿部通過後の低露点のドライエアに混合し、ドライルームなどの目的室の内部負荷による露点温度変化に応じて、供給するドライエアの露点温度を短時間のうちに制御できるようにしたので、過剰な除湿や再生を防止することができ、これにより、乾式除湿機のランニングコストを低減することができるとともに、ドライルームの露点温度を一定に維持することができる作用を有する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、ロータは、外気処理用の１段目ロータと、これに連通する低露点処理用の２段目ロータを有し、２段目ロータで除湿されたドライエアを１段目ロータの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により所定温度に調整し、ドライルームに供給することを特徴とするもので、１段目ロータの除湿部前後の露点温度が高い処理エアを２段目ロータの除湿部で低露点に除湿されたドライエアと混合することで、ドライルーム内に供給されるドライエアの露点温度を短時間で調節することができる作用を有する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、１段目ロータの除湿部で除湿された外気処理エアをドライルームから供給される環気エアと混合し、２段目ロータに供給することを特徴とするもので、環気エアは既に低露点となっており、これを処理エアの一部として再使用することで、消費エネルギを低減できる作用を有する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、１段目ロータの除湿部入口と出口を連通するバイパスダクトを有し、バイパスダクトをドライルーム露点温度により制御される露点制御ファンを介して、２段目ロータの除湿部の出口に接続された供給ダクトに連通したことを特徴とするもので、ドライルーム内に供給されるドライエアを、ドライルーム内の内部負荷に応じた露点温度に短時間で制御できるので、過剰な低露点のドライエアを供給することなく、ドライルーム内を所定の露点温度に維持することができる作用を有する。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、２段目ロータの再生部には、１段目ロータからパージエアが供給され、再生部から排出されたパージエアは、再生ダクトを通じて再生エアと混合し、２段目再生ヒータで加熱され、再生部に導入されて２段目ロータを再生することを特徴とするもので、１段目ロータの除湿部及び２段目ロータの除湿部に導入される処理エアは、バイパスダクトへバイパスされるエア流量に応じて減少し、１段目ロータの再生部及び２段目ロータの再生部に供給される再生エアの加熱エネルギを減少させることができ、乾式除湿装置全体として消費エネルギが少なく、ランニングコストを低減できる作用を有する。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、２段目ロータから排出される再生エアの一部は、１段目再生ヒータで加熱され、再生部に導入されて１段目ロータを再生することを特徴とするもので、消費エネルギが少なく、ランニングコストを低減できるという請求項５に記載の発明と同じ作用を有する。
【００１８】
【実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図１は本実施に係わる２段のロータを有する乾式除湿装置１とドライルーム２に低露点のドライエアを供給する概略の構成を示している。
【００１９】
乾式除湿装置１は外気処理用の１段目ロータ７と低露点処理用の２段目ロータ１２を有しており、前記１段目ロータ７、２段目ロータ１２は塩化リチュウムや塩化カルシウムなどの吸収液を含浸させたハニカム状やシリカゲル、ゼオライトなどの吸着剤で構成され、そのロー夕端面側が除湿部と再生部に仕切られており、図示しない回転駆動手段によって回転駆動される。
【００２０】
まず、導入外気ＯＡは外気導入ダクト３から導入され、中性能フィルタ４を通過後、外気処理ファン５によって外気処理プレクーラ６に送られ、冷却除湿された後、外気処理用の１段目ロータ７の除湿部７ａに入口８から導入される。そして、除湿部７ａを通過することによって、例えば、露点温度−１５℃まで除湿される。
【００２１】
前記除湿部７ａの出口９から出た外気処理エアは、ドライルーム２から環気ダクト１８を通って戻ってきた環気エアと混合され、除湿処理ファン１０によって、プレクーラ１１に送られる。前記プレクーラ１１によって処理エアは冷却された後、２段目ロータ１２の除湿部１２ａに入口１３から導入される。
【００２２】
そして、除湿部１２ａを通過して除湿され、低露点となったドライエアは出口１４から出た後、ＨＥＰＡフィルタ１５を通過し、ヒータ１６によって所定の温度に調節され、供給ダクト１７を通じて、吸気ＳＡとしてドライルーム２に供給される。
【００２３】
一方、２段目ロータ１２の再生部１２ｂには、パージダクト１９の入口２０と出口２１及び２段目再生ダクト２２の入口２３と出口２４が形成されており、外気処理後のエアの一部が前記パージダクト１９を通じて、入口２０から再生部１２ｂの除湿部１２ａに近い側を通過して、２段目ロータ１２を冷却し、温度が高いまま、除湿部１２ａに入ってしまうことを防止している。そして、出口２１から出たバージエアは、再生ダクト２２通じて、再生ファン２５によって送られてきた再生エアと混合し、再生ヒータ２６を通過することによって加熱された後、入口２３から再生部１２ａに導入され、２段目ロータ１２を再生する。
【００２４】
再生部の出口２４から出た再生エアは、パージエアの導入量だけエアを排出するが、その一部は１段目の再生ファン３０によって、１段目の再生ヒータ２７を通過して加熱され、１段目ロータ７の再生部７ｂの入口２８から再生部７ｂに導入され、１段目ロータ７を再生する。そして、出口２９から出た再生エアは排気ＥＡとして排気ダクト３１から、乾式除湿装置１の外部に排出される。
【００２５】
また、１段目ロータの除湿部７ａの入口８及び出口９の前後には、入口８及び出口９から分岐したバイパスダクト３２、３３が形成され、該ダクトは、バイパスされるエア流量を調節するバイパスダンパＤ８及びＤ９を介して、露点制御ファン３４に連通し、さらに、露点制御用の比例制御ダンパＤ１０を介して、２段目ロータ１２の除湿部１２ａの出口１４後の供給ダクト１７に連通されている。ドライルーム２内には室内露点温度を検出する手段である露点計３５が設置されており、前記露点計３５、バイパスダンパＤ８、Ｄ９，比例制御ダンパＤ１０及び露点制御ファン３４が制御手段である制御装置３６に接続されている。
【００２６】
なお、図１におけるＤ１〜Ｄ７はエア流量を調節するためダクト中に設けられたダンパであり、各系統のエア流量調節が容易に行えるようになっている。
【００２７】
以上のように構成された本実施形態に係わる乾式除湿装置について、以下その作用について説明する。
【００２８】
乾式除湿装置１の１段目ロータ７及び２段目口ータ１２を回転させ、外気処理ファン５、除湿処理ファン１０、再生ファン２５、３０が駆動されると、導入外気ＯＡが外気導入ダクト３を介して外気処理プレクーラ６に導かれ、例えば、露点温度０℃程度に冷却除湿後、１段目ロータ７の除湿部７ａに導入される。除湿部７ａに導入された外気処理エアは、除湿部７ａを通過することによって、例えば、露点温度−１５℃程度まで除湿される。
【００２９】
１段目ロータ７の除湿部７ａの出口９から出た外気処理エアは、ドライルーム２から環気ダクト１８を通って戻ってきた環気エアと混合され、除湿処理ファン１０によって、プレクーラ１１に送られる。ここで、外気処理エアと混合される環気エアは、元々ドライルーム２からの環気であったことから、既にかなりの低露点、例えば露点温度−４０℃となっており、処理エアの一部として再使用される。前記プレクーラ１１によって処理エアは冷却された後、２段目ロータ１２の除湿部１２ａに導入されるとともに、処理エアの一部はパージダクト１９を通じて、入口２０から再生部１２ｂの除湿部１２ａに近い側を通過して、２段目ロータ１２を冷却し、温度が高いまま、除湿部１２ａに入ってしまうことを防止している。除湿部１２ａに導入された処理エアは除湿部１２ａを通過することによって、例えば、露点温度−６０℃の低露点まで除湿される。そして、低露点となったドライエアは、ヒータ１６によって所定の温度に調節され、供給ダクト１７を通って、吸気ＳＡとしてドライルーム２内に供給される。
【００３０】
一方、２段目ロータ１２の再生部１２ｂには、再生ダクト２２を通って、再生ファン２５によって送られてきた再生エアと前記パージエアが混合され、再生ヒータ２６を通過することによって加熱された後、再生部１２ｂに導入され、２段目ロータ１２を再生する。その後、再生エアはその一部が１段目の再生ファン３０によって、１段目の再生ヒータ２７を通過して加熱され、１段目ロータ７の再生部７ｂに導入され、１段目ロータ７を再生する。そして、再生エアは排気ＥＡとして排気ダクト３１から、パージエアの導入量だけ乾式除湿装置１の外部に排出される。
【００３１】
以上のように、１段目ロータ７及び２段目ロータ１２は回転することによって除湿と再生を繰り返しながら使用され、ドライルーム２内には露点温度−６０℃程度のドライエアが安定して供給される。
【００３２】
ところで、ドライルーム２内に供給されたドライエアはドライルーム２内の作業者や装置、ワークに吸湿されている水分の放出によって露点温度−４０℃程度まで露点温度が上昇する。このドライルーム２の内部負荷は、作業者の人数に概略比例し、ドライルーム２内の露点温度は内部負荷によって変動し、ワークに対して水分量の変動が悪影響を及ぼすことになる。この露点温度変動をなくすためには、ドライルーム２内に供給されるドライエアの露点温度を調節する必要がある。
【００３３】
そこで、ドライルーム２内に設置された露点計３５によってドライルーム２内の露点温度を検出し、その検出値を制御装置３６に伝達する。制御装置３６は検出され露点温度に応じて、バイパスダンパＤ８、Ｄ９，比例制御ダンパＤ１０及び露点制御ファン３４を制御し、１段目ロータ７の除湿部７ａ前後の露点温度が高い処理エアを２段目ロータ１２の除湿部１２ａで低露点に除湿されたドライエアと混合して、ドライルーム２内に供給されるドライエアの露点温度を調節する。
【００３４】
例えば、ドライルーム２内の作業者が最大人数で内部負荷が最大のときは、バイパスダンパＤ８、Ｄ９が閉じており、バイパスダクト３２及び３３ヘバイパスされるエア流量はなく、乾式除湿装置１は最大能力で運転される。次に、ドライルーム２内の作業者が少なく、ドライルーム２内の露点温度が低くなると、露点計３５の露点温度検出値が低下して制御装置３６が制御し、バイパスダンパＤ９が開き、露点制御ファン３４によって１段目ロータ７の除湿部７ａ後の露点温度−１５℃程度の処理エアがバイパスダクト３３から比例制御ダンパＤ１０を介して、２段目ロータ１２の除湿部１２ａで低露点に除湿されたドライエアと混合して、ドライエアの露点温度が時間を要することなく制御される。さらに、ドライルーム２内の内部負荷が少なくなると、バイパスダンパＤ８が開き、１段目ロータ７の除湿部７ａ前の露点温度０℃程度の処理エアがバイパスダクト３２から流入して、ドライエアの露点温度がドライルーム２内の内部負荷に応じて制御される。
【００３５】
これによって、ドライルーム２内に供給されるドライ土アはドライルーム２内の内部負荷に応じた露点温度に短時間のうちに制御され、過剰な低露点のドライエアを供給することなく、ドライルーム２内を所定の露点温度に維持することができる。また、１段目ロータ７の除湿部７ａ及び２段目ロータ１２の除湿部１２ａに導入される処理エアは、バイパスダクト３２及び３３へバイパスされるエア流量に応じて減少し、除湿部７ａ及び除湿部１２ａに吸着される水分量が減少して、１段目ロータ７の再生部７ｂ及び２段目ロータ１２の再生部１２ｂに供給される再生エアの加熱エネルギを減少させることができ、乾式除湿装置１全体として消費エネルギが少なく、ランニングコストを低減できる。
【００３６】
なお、上記実施の形態においては、２段のロータを有する乾式除湿装置としたが、１段のロータを有する乾式除湿装置でも、同様の効果が得られる。
【００３７】
また、ドライエアを供給する目的室をドライルームとしたが、装置のチャンバーあるいはブースであってもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明の乾式除湿装置によれば、バイパスを介して除湿部通過前の高露点のエアを除湿部通過後の低露点のドライエアに混合し、ドライルームなどの目的室の内部負荷による露点温度変化に応じて、供給するドライエアの露点温度を短時間のうちに制御できるようにしたので、過剰な除湿や再生を防止することができ、乾湿除湿機のランニングコストを低減することができるとともに、ドライルームの露点温度を一定に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る乾式除湿装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１　乾式除湿装置
２　ドライルーム
７　１段目ロータ
７ａ　１段目除湿部
７ｂ　１段目再生部
１２　２段目ロータ
１２ａ　２段目除湿部
１２ｂ　２段目再生部
３２、３３　バイパスダクト
３４　露点制御ファン
３５　露点計
３６　制御装置
Ｄ８、Ｄ９　バイパスダンパ
Ｄ１０　比例制御ダンパ
【図１】
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