(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの端面を減湿区域と再生区域に仕切って処理空気と再生空気を流し、ロータを回転させながら減湿と再生を連続的に行う乾式減湿装置において、次の（１）〜（３）の工程を順次行うことにより、ロータの劣化の進行度を診断する方法。
（１）ロータが劣化してない状態において、処理空気入口絶対湿度と減湿量を測定して、処理空気入口絶対湿度と減湿量の初期の相関関係を求める。
（２）ロータの劣化が進行した状態において、処理空気入口絶対湿度と減湿量を測定して、処理空気入口絶対湿度と減湿量の診断時の相関関係を求める。
（３）初期の相関関係と、診断時の相関関係を比較して、ロータの劣化を診断する。
【請求項２】
処理空気入口絶対湿度および／または減湿量の測定値を、区間平均によって定める、請求項１に記載のロータの劣化の進行度を診断する方法。
【請求項３】
処理空気入口絶対湿度と減湿量の初期の相関関係と処理空気入口絶対湿度と減湿量の診断時の相関関係を、最小二乗法により一次関数として求める、請求項１または２に記載のロータの劣化の進行度を診断する方法。
【請求項４】
処理空気入口絶対湿度と減湿量の初期の相関関係と処理空気入口絶対湿度と減湿量の診断時の相関関係を、処理空気入口絶対湿度と減湿量の関係を示すグラフにおける直線でそれぞれ近似し、それら直線のそれぞれの傾きを比較して、ロータの劣化を診断する、請求項１〜３の何れかに記載のロータの劣化の進行度を診断する方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の方法において、減湿量の代わりに、再生空気の温度低下量を測定してロータの劣化の進行度を診断する方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の方法によって、ロータの劣化の進行度を、少なくとも十回以上診断し、その診断の結果から該ロータの劣化進行の経時的変化を定め、該定められた劣化進行の経時的変化に基づいてロータの交換時期を予測する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばリチウム電池製造用のドライルームなどに必要な超低露点空気などを作り出すために使用される乾式減湿装置におけるロータの劣化を診断する方法と該ロータの交換時期を予測する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ドライルームなどに必要な低露点空気を作り出すものとして、乾式減湿装置が公知である。かかる乾式減湿装置にあっては、処理空気の露点温度を規定値以下に保つ事が重要である。露点温度の上昇は製品の歩留まりに直結し、大きな損害をもたらす。処理空気の露点温度が上昇する要因としては、次のようなものが考えられる。
（１）外気負荷、人員負荷、扉の開放、ドライルーム等の内部への水の持ち込み等といった負荷の異常。
（２）給・排気ファン、クーラーコイル、熱源等の周辺機器の異常。
（３）減湿ロータの劣化を除く、プレヒータ、ブロワ、モータ等の減湿装置を構成している機器の機能の異常。
（４）吸湿剤の損耗・移行（軟化）による含浸量の低下や目詰まりといった、減湿ロータの劣化。
【０００３】
これらの要因の内、（１）〜（３）は異常が起こったことを把握しやすく、また、容易にその異常に対処できる。一方、（４）に示すロータの劣化は、主として吸湿剤の化学変化や吸着部材の物理的変化などに起因して発生するが、見た目ではその劣化を診断することは困難である。また、一般に行われているような処理空気の露点温度を監視する方法によっては、負荷変動や周辺機器の状態などの影響を排除できず、ロータの性能の劣化を純粋に把握することはできない。そこで従来は、減湿装置においてロータ材の一部を抜き取って吸湿剤の濃度をサンプリング調査することにより、ロータの劣化を診断している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このサンプリング調査による方法は、吸湿剤が塩化リチウムの場合は有効であるが、最近、減湿ロータとして使用される機会が増えてきたシリカゲルロータには無効な診断方法である。また、サンプリングするために装置の稼働を一旦停止させなければならず、診断に多大な手間と時間を要し、診断にかかる費用も大きい。
【０００５】
また、最近では、サンプリング調査のような不連続な方法ではなく、減湿装置のロータの状態を連続的に診断できる方法の出現が望まれている。
【０００６】
ここで、例えば、一個４０００円程度するリチウム電池を一日に７０００個製造するドライルームにおいて、ロータの劣化によって露点温度が上昇したことを知らずに半日間製造を続けてしまった場合には、
３５００個×４０００円  ＝  １４００万円
の損失となる。このため、ドライルームのユーザーであるリチウム電池製造業者は、かかる多大な損失を防ぐために、ロータの劣化に対して過度に神経質になり、常に不安がつきまとうこととなる。一方、ドライルームの空調施行などを行う設備業者は、そのようなユーザーの不安原因を除去するために現場に急行する機会も多くなって、必要以上のメンテナンスに追われることとなる。もし、ロータの状態を連続的に診断できる方法があれば、かかるユーザーの不安や、設備業者の必要以上のメンテナンス対応といった問題は解消できる。
【０００７】
また、劣化したロータは交換するのであるが、ロータは比較的高価なものであり、かかる高価な部品の交換の伴う費用の高い作業が突然の事態として起こることは、現実問題として好ましくない。そのような問題を排除するためにも、ロータの劣化度合い、即ち減湿装置の能力を通常から連続的に診断し、交換時期等の予測を行うことが不可欠である。ロータの交換時期を予測できればロータ交換作業にかかる費用の計画的な管理が行え、また、ドライルームの露点温度の上昇といった事態を未然に防ぐことができる。ところが、従来は定期的にロータの劣化を診断するようなことは行われていないために、ロータの劣化進行の度合いや、ロータの交換時期を予測できなかった。
【０００８】
本発明の目的は、乾式減湿装置において、ロータの劣化を連続的に診断できる方法を提供し、更に、該ロータの交換時期を予測できる方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１によれば、ロータの端面を減湿区域と再生区域に仕切って処理空気と再生空気を流し、ロータを回転させながら減湿と再生を連続的に行う乾式減湿装置において、次の（１）〜（３）の工程を順次行うことにより、ロータの劣化の進行度を診断する方法が提供される。
（１）ロータが劣化してない状態において、処理空気入口絶対湿度と減湿量を測定して、処理空気入口絶対湿度と減湿量の初期の相関関係を求める。
（２）ロータの劣化が進行した状態において、処理空気入口絶対湿度と減湿量を測定して、処理空気入口絶対湿度と減湿量の診断時の相関関係を求める。
（３）初期の相関関係と、診断時の相関関係を比較して、ロータの劣化を診断する。
【００１０】
請求項２によれば、請求項１に記載のロータの劣化の進行度を診断する方法において、更に、処理空気入口絶対湿度および／または減湿量の測定値を、区間平均によって定める方法が提供される。
【００１１】
請求項３によれば、請求項１または２に記載のロータの劣化の進行度を診断する方法において、更に、処理空気入口絶対湿度と減湿量の初期の相関関係と処理空気入口絶対湿度と減湿量の診断時の相関関係を、最小二乗法により一次関数として求める方法が提供される。
【００１２】
請求項４によれば、請求項１〜３の何れかに記載のロータの劣化の進行度を診断する方法において、処理空気入口絶対湿度と減湿量の初期の相関関係と処理空気入口絶対湿度と減湿量の診断時の相関関係を、処理空気入口絶対湿度と減湿量の関係を示すグラフにおける直線でそれぞれ近似し、それら直線のそれぞれの傾きを比較して、ロータの劣化を診断する方法が提供される。
【００１３】
請求項５によれば、請求項１〜４の何れかに記載のロータの劣化の進行度を診断する方法において、減湿量の代わりに、再生空気の温度低下量を測定する方法が提供される。
【００１４】
請求項６によれば、請求項１〜５の何れかに記載の方法によって、ロータの劣化の進行度を、少なくとも十回以上診断し、その診断の結果から該ロータの劣化の経時的変化を定め、該定められた劣化の経時的変化に基づいてロータの交換時期を予測する方法が提供される。
【００１５】
【作用】
回転ロータに処理空気と再生空気を流して減湿を行う乾式減湿装置において、ロータに供給される処理空気入口絶対湿度Ｒとロータの能力を除く他の条件、例えば処理空気や再生空気の送風量などの条件が一定であれば、乾式減湿装置によって減湿される処理空気の減湿量は、それら二つの条件、即ち、処理空気入口絶対湿度Ｒとロータの能力によって決定される。もし、ロータの能力が一定であれば、処理空気入口絶対湿度Ｒと減湿量には、常に一定の相関関係が成立するはずである。そして、この処理空気入口絶対湿度Ｒと減湿量の相関関係は、変動する処理空気入口絶対湿度Ｒの各変動値と、それら各変動値にそれぞれ対応する減湿量を測定し、回帰分析を行えば、求めることができる。
【００１６】
一方、ロータの能力が、例えば劣化などによって変化すると、処理空気入口絶対湿度Ｒに対する減湿量は低下し、処理空気入口絶対湿度Ｒと減湿量の相関関係は変化する。そこで、本発明にあっては、この処理空気入口絶対湿度Ｒと減湿量の相関関係の変化から、ロータの劣化を診断しようとするものである。
【００１７】
なお、乾式減湿装置によって減湿される処理空気の減湿量と、ロータに流される再生空気の温度低下量Ｓ（再生空気入口温度Ｖと出口温度Ｗとの差）の間には、顕熱移行を無視すれば、乾式減湿装置固有の一定の比例関係が成立する。従って、減湿量の代わりに、再生空気の温度低下量Ｓを測定することによっても、同様に、ロータの劣化を診断することが可能である。
【００１８】
【実施例】
以下に、吸湿剤として塩化リチウムを利用して減湿を行う減湿システムに基づいて本発明の実施例を説明する。なお、吸着剤としてシリカゲルを用いた場合についても本発明は同様に実施することが可能である。
【００１９】
図１は、減湿装置１の説明図である。ロータ２はモータ３によって図中時計回転方向に回転駆動される。ロータ２の内部には、塩化リチウム（吸湿剤）を含浸させたハニカム状のロータエレメント５が全体的に取り付けられている。ロータ２の端面は全体の約３／４の面積を占める減湿区域６と、全体の約１／４の面積を占める再生区域７に仕切られている。減湿区域６には、予めフィルタ８を通過した処理空気（湿り空気）が供給される。処理空気に含まれている水分は、減湿区域６においてロータ２を通過する際に、ロータエレメント６に含浸されている吸湿剤に接触して吸収される。こうしてロータ２を通過して乾燥空気となった処理空気が、ファン１０によって送風される。
【００２０】
一方、再生区域７には、予めフィルタ１１を通過し、ヒータ１２で加熱された再生空気が供給される。ヒータ１２で加熱された再生空気は、減湿区域７においてロータエレメント５に含浸されている吸湿剤を昇温させて吸湿剤中の水分を蒸発させ、吸湿剤の濃度を高める。ロータ２を通過した再生空気は、ファン１３によって適宜排気される。
【００２１】
本発明においては、以上のように構成される減湿装置１において、処理空気入口絶対湿度Ｒと、ロータ２によって減湿される処理空気の減湿量との相関関係を求めることにより、ロータ２の劣化の進行を診断する。本実施例の測定システムは、図２に示す如く、減湿装置１におけるロータ２の再生空気の入口温度Ｖと出口温度Ｗ、および処理空気入口絶対湿度Ｒをそれぞれ測定してロータ２の劣化の進行度を連続的に診断する構成になっている。なお、再生空気の入口温度Ｖと出口温度から再生空気の温度低下量Ｓを算出することができる。そして、この温度低下量Ｓと、ロータ２によって減湿される処理空気の減湿量の間には、顕熱移行を無視すれば、乾式減湿装置固有の一定の比例関係が成立する。そこで、図示のシステムは、処理空気の減湿量の代わりに、再生空気の温度低下量Ｓを測定することによってロータ２の劣化の進行度を診断するように構成されている。しかし、入口温度Ｖと出口温度Ｗを測定する代わりに、ロータ２の処理空気の入口湿度と出口湿度を測定し、それらの測定値の差から減湿量（入口湿度−出口湿度）を測定することにより、ロータ２の劣化の進行度を連続的に診断するも、もちろん可能である。
【００２２】
図２に示したシステムにより、再生空気の入口温度Ｖと出口温度Ｗ、および処理空気入口絶対湿度Ｒをそれぞれ測定し、それらに基づいて減湿装置１のロータ２の劣化の進行度を診断する。以下に、その診断方法を順を追って説明する。
【００２３】
（準備段階）
先ず、ロータ２が劣化してない状態において、処理空気入口絶対湿度Ｒと再生空気の温度低下量Ｓ（再生空気入口温度Ｖと出口温度Ｗとの差）を測定し、処理空気入口絶対湿度Ｒと温度低下量Ｓの初期の相関関係を求める。この準備段階における工程は、具体的には、各測定値の収集、区間平均処理、回帰分析の順に行うことができる。なお、この準備段階における工程の流れを図３に示した。
【００２４】
各測定値の収集は、ロータ２に供給される処理空気入口絶対湿度Ｒと再生空気の入口温度Ｖと出口温度Ｗの差（再生空気温度低下量Ｓ）を適当な時間（例えば３０秒）の間隔でサンプリングし、そのサンプリンされた各測定値を適当な時間（例えば１５分間＝ロータ回転２周期程度）毎にそれぞれ区間平均する。なお、任意の時間における処理空気絶対湿度Ｒの区間平均をＲｉ、再生空気温度の低下量Ｓの区間平均をＳｉとする。
【００２５】
次に、処理空気絶対湿度Ｒの区間平均Ｒｉと、再生空気温度の低下量Ｓの区間平均Ｓｉが、回帰分析に十分と思われる個数（ｎ個）たまった時点で回帰分析を行い、処理空気入口絶対湿度Ｒと温度低下量Ｓの初期の相関関係を求める。即ち、図４に示すように、処理空気絶対湿度Ｒの区間平均Ｒｉと、再生空気温度の低下量Ｓの区間平均Ｓｉをグラフにプロットし、両者の相関関係を直線２０で近似する。なお、この直線２０は、例えば単回帰モデルとして最小二乗法により一次関数として求める。そして、直線２０の傾きＵを求める。この傾きＵは、ロータ２が劣化してない、ロータ２の能力が１００％の状態における、処理空気入口絶対湿度Ｒの単位量当たりに対する再生空気温度低下量Ｓを示すものである。
【００２６】
（診断段階）
次に、ロータ２の劣化が進行した状態において、処理空気入口絶対湿度Ｒと再生空気温度の低下量Ｓを測定し、処理空気入口絶対湿度Ｒと再生空気温度の低下量Ｓの、診断時の相関関係を求める。この診断段階における工程も、先に示した準備段階の工程と同様に、次のようにして行われる。なお、この診断段階における工程の流れを図５に示した。
【００２７】
先に説明した準備段階の工程と同様に、先ず、ロータ２に供給される処理空気入口絶対湿度Ｒ'と、再生空気の入口温度Ｖ'と出口温度Ｗ'の差（再生空気温度低下量Ｓ'）を適当な時間（例えば３０秒）の間隔でサンプリングし、そのサンプリンされた各測定値を適当な時間（例えば１５分間＝ロータ回転２周期程度）毎にそれぞれ区間平均する。なお、任意の時間における処理空気絶対湿度Ｒの区間平均をＲｉ'、再生空気温度の低下量Ｓ'の区間平均をＳｉ'とする。
【００２８】
次に、処理空気絶対湿度Ｒの区間平均Ｒｉ'と、再生空気温度の低下量Ｓ'の区間平均Ｓｉ'が、回帰分析に十分と思われる個数（ｎ個）たまった時点で回帰分析を行い、処理空気入口絶対湿度Ｒ'と温度低下量Ｓ'の、診断時における相関関係を求める。即ち、図６に示すように、処理空気絶対湿度Ｒ'の区間平均Ｒｉ'と、再生空気温度の低下量Ｓ'の区間平均Ｓｉ'をグラフにプロットし、両者の相関関係を直線２１で近似する。先と同様に、この直線２１は、例えば単回帰モデルとして最小二乗法により一次関数として求める。そして、直線２１の傾きＵ'を求める。この傾きＵ'は、ロータ２の劣化が進行した状態、即ち診断時における、処理空気入口絶対湿度Ｒ'の単位量当たりに対する再生空気温度低下量Ｓ'を示すものである。
【００２９】
かくして、診断時における傾きＵ'が、ロータ２の能力が１００％の状態における傾きＵに対して、どれだけ減少しているかを調べることによって、当該診断時においてロータ２の劣化がどの程度進行しているかを知ることが可能となる。ロータ２の劣化の進行度は、例えば次式により算出される能力比Ｑで表すことができる。
【００３０】
Ｑ  ＝  （Ｕ'／Ｕ）×１００％
【００３１】
次に、本発明にあっては、以上に説明した方法によって、減湿装置１のロータ２の劣化進行度を、少なくとも十回以上診断し、その診断の結果から該ロータ２の劣化進行の経時的変化を定め、該定められた劣化進行の経時的変化に基づいてロータ２の交換時期を予測する。即ち、先に説明した減湿装置１におけるロータ２の性能劣化を表す能力比Ｑは、時間が経過するに従って次第に低下する。本発明にあっては、この能力比Ｑを定期的（例えば１週間毎）に継続して測定し、能力比Ｑの経時的変化に基づいて将来におけるロータ２の劣化の進行状態を定め、その定められた関係に基づいてロータ２の交換時期を予測する。予測を行うためには、少なくとも三回以上の劣化診断データがあれば、最小二乗法による単回帰分析ができる。しかし、能力比Ｑと時間の相関関係の算出精度、および能力比Ｑと時間の相関の有無を確認した上での精度の良い予測を行うためには、劣化診断データは少なくとも十以上必要である。
【００３２】
ロータ２の交換時期の予測は、具体的には、例えば次のような方法によって行うことができる。
・経時的に測定された能力比Ｑを用いて最小二乗法によってロータ２の劣化の進行状態を表す式を定め、その式によって能力比Ｑが所定の下限値（例えば７０％）に低下するまでの時間を、ロータ２の交換時期として算出する方法。
・経時的に測定された能力比Ｑをグラフにプロットして、ロータ２の劣化の進行状態を表す曲線（場合によっては直線）を作図的に定め、その曲線（直線）によって能力比Ｑが所定の下限値（例えば７０％）に低下するまでの時間を、ロータ２の交換時期として求める方法。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、減湿装置のロータの状態を常にタイムリーに診断することができるので、ユーザーの不安を取り除くことができ、また、設備業者が必要以上のメンテナンス対応に追われるといった問題も解消される。特に本発明は、最近、減湿ロータとして使用される機会が増えてきたシリカゲルロータに有効な診断方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】減湿装置の説明図
【図２】実施例の測定システムの説明図
【図３】実施例の方法における準備段階の工程を示すフロー図
【図４】ロータが劣化してない状態における、処理空気絶対湿度Ｒと再生空気温度の低下量Ｓの関係を示すグラフ図
【図５】実施例の方法における診断段階の工程を示すフロー図
【図６】ロータの劣化が進行した状態における、処理空気絶対湿度Ｒ'と再生空気温度の低下量Ｓ'の関係を示すグラフ図
【符号の説明】
１    減湿装置
２    ロータ
６    減湿区域
７    再生区域
【図１】
0003753752.tif 000002
【図２】
0003753752.tif 000003
【図３】
0003753752.tif 000004
【図４】
0003753752.tif 000005
【図６】
0003753752.tif 000006
【図５】
0003753752.tif 000007