(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着材と、前記吸着材を加熱する加熱装置と、前記吸着材へ脱着用の空気を送る送風機と、前記吸着材の下流側の流れの一部を前記吸着材の上流側に導く循環風路と、前記吸着材を通過する風量に対する前記循環風路を流れる循環流の割合を変化させる循環流可変手段とを有する吸着材の脱着装置。
【請求項２】
循環風路は吸着材を囲むような二重筒型の風路とした請求項１記載の吸着剤の脱着装置。
【請求項３】
脱着開始から時間が経つにつれて、吸着材を通過する風量に対する循環風路を流れる循環流の割合を同じかあるいは大きくする循環流可変手段を有する請求項１記載の吸着材の脱着装置。
【請求項４】
装置内の空気の相対湿度を測定する湿度センサーを設け、循環流可変手段は前記湿度センサーの出力に基づいて吸着材を通過する風量に対する循環流の割合を変化させる請求項１記載の吸着材の脱着装置。
【請求項５】
送風機の風量を変化させる風量調整手段を有する請求項１記載の吸着材の脱着装置。
【請求項６】
脱着開始から時間が経つにつれて送風機の風量を同じかあるいは小さくする風量調整手段を有する請求項５記載の吸着材の脱着装置。
【請求項７】
装置内の空気の相対湿度を測定する湿度センサーを設け、風量調整手段は前記湿度センサーの出力に基づいて送風機の風量を変化させる請求項５記載の吸着材の脱着装置。
【請求項８】
循環風路内に補助加熱装置を設けた請求項１〜７のいずれか１項記載の吸着材の脱着装置。
【請求項９】
吸着時に、吸着用空気は循環風路を流れないようにした請求項１〜８のいずれか１項に記載の吸着材の脱着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着材の脱着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の脱着装置は、特開平７−１６４１７号公報に記載されるようなものが一般的であった。この装置は図１４に示すように、通風路を有する吸着材１があり、吸着材１に電気ヒーター２で加熱した脱着用空気を送風機３により流入させる構成になっており、電気ヒーター２と昇温した脱着用空気により加熱された吸着材１は水蒸気を放出すなわち脱着する。脱着され水蒸気は脱着用空気とともに図中の白抜矢印のように下流側へ排出され、吸着材１は脱着・再生するようになっていた。
【０００３】
また、特開昭６０−５０３２８号公報に記載されるように、外部へ排出する脱着用空気の熱の一部を回収し、脱着用空気の予熱に利用する構成のものもある。この装置は、図１５に示すように、吸着材１を通過した空気と電気ヒーター２で加熱される直前の空気との間に熱交換器４を設けており、排出される脱着用空気の熱の一部を吸着材に流入する前の脱着用空気の予熱に利用するようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記する従来の脱着装置では、吸着材を通過する際に空気の温度は低下するものの、なお高温状態の脱着用空気をそのまま外部へ排出するため、エネルギー効率が悪いという問題があった。また、外部へ排出する熱の一部を回収する構成のものでは、熱交換器を必要とし、従って構成が複雑となり、風路の圧力損失を高めるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点を解決することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、吸着材と、前記吸着材を加熱する加熱装置と、前記吸着材へ脱着用の空気を送る送風機と、前記吸着材の下流側の流れの一部を前記吸着材の上流側に導く循環風路と、前記吸着材を通過する風量に対する前記循環風路を流れる循環流の割合を変化させる循環流可変手段とを有する吸着材の脱着装置とする。
【０００７】
上記発明によれば、吸着材を通過した高温の脱着用空気の一部が循環風路を通って吸着材の上流へ循環するため、装置外部へ排出する熱の一部が容易に回収・再利用でき、エネルギー効率が向上させることができる。また、熱交換器を用いないため構成が簡単で、圧力損失もほとんど増加させないようにすることができる。また、循環風路を流れる循環流の割合を変化させることにより、吸着材の温度調節および脱着用空気の温湿度の調節ができ、最適な条件で脱着を行い、吸着速度がより速くなるようにすることができる。また、吸着材の温度が、結晶が破壊される等の温度以上に過熱しないように調節することができ、吸着材の耐久性が増す。また、この割合を調整することにより、脱着した水蒸気が風路内に結露することを防き、装置からの水蒸気の排出量を増加させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、請求項１に記載のように、吸着材と、前記吸着材を加熱する加熱装置と、前記吸着材へ脱着用の空気を送る送風機と、前記吸着材の下流側の流れの一部を前記吸着材の上流側に導く循環風路と、前記吸着材を通過する風量に対する前記循環風路を流れる循環流の割合を変化させる循環流可変手段とを有するものであり、吸着材を通過した後に外部へ排出される高温の脱着用空気の一部を吸着材の上流側に循環することにより、エネルギー効率が高まり、吸着材の温度がさらに上昇することにより、吸着材からの脱着速度を向上させることができる。これは、温度が高いほど、吸着材は吸着している水蒸気を多くそして速く脱着する特性があるからである。なお、脱着速度とは脱着開始後ある一定時間当たりの脱着量を指す。また、循環風路を流れる循環流の割合を変化させることにより、吸着材の温度調節および脱着用空気の温湿度の調節ができ、最適な条件で脱着を行い、吸着速度がより速くなるようにすることができる。また、吸着材の温度が、結晶が破壊される等の温度以上に過熱しないように調節することができ、吸着材の耐久性が増す。また、この割合を調整することにより、脱着した水蒸気が風路内に結露することを防き、装置からの水蒸気の排出量を増加させることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載のように、循環風路は吸着材を囲むような二重筒型の風路とすることができる。
【００１０】
この発明によれば高温の空気が流れる循環風路が、より高温である吸着材の部分を囲み込むことにより、吸着材部分からの放熱が減少し、吸着材の温度がさらに上昇するとともに、吸着材と加熱装置部分からの放熱は循環風路の循環流を加熱するため循環流の温度が上昇することから、さらに吸着材の温度を高めるように作用する。これによって、エネルギー効率がより高まり、吸着材からの脱着速度をさらに向上させることができる。
【００１１】
また、請求項３に記載のように、脱着開始から時間が経つにつれて循環流の割合を同じかあるいは大きくする循環流可変手段を設けることができる。
【００１２】
脱着開始後しばらくは吸着材および吸着材から流出する空気の温度が比較的低いことから、空気中の相対湿度が高くなり、循環風路等で冷却されて風路壁面に結露を発生する場合があり、装置の外部へ排出される水蒸気量が減少することがある。そこで、吸着開始直後は循環量を少なくして結露を防ぎ、その後は循環量を多くすることにより、より効率よく吸着材からの脱着および水蒸気の装置外への排出を行うことができる。
【００１３】
また、請求項４に記載のように、装置内の空気の相対湿度を測定する湿度センサーを設け、循環流可変手段は前記湿度センサーの出力に基づいて吸着材を通過する風量に対する循環流の割合を変化させることができる。
【００１４】
この発明によれば、湿度センサーの出力に基づいて循環流の割合を変化させることにより、脱着した水蒸気が風路壁面に結露し、装置外部への水蒸気の放出が減少することを防止し、より効率よく吸着材からの脱着および水蒸気の装置外への排出を行うことができる。
【００１５】
また、請求項５に記載のように、送風機の風量を変化させる風量調整手段を設けることができる。
【００１６】
この発明によれば吸着材を通過する風量とともに循環風路を流れる循環量も変化し、吸着材の温度調節および脱着用空気の温湿度の調節と風量の調節ができ、最適な条件で脱着を行い、吸着速度がより速くなるようにすることができる。また、吸着材の温度が、結晶が破壊される等の温度以上に過熱しないように調節することができ、吸着材の耐久性が増す。また、この割合を調整することにより、脱着した水蒸気が風路内に結露することを防き、装置からの水蒸気の排出量を増加させることができる。
【００１７】
また、請求項６に記載のように、脱着開始から時間が経つにつれて送風機の風量を同じかあるいは小さくする風量調整手段を設けることができる。
【００１８】
脱着開始後しばらくは吸着材および吸着材から流出する空気の温度が比較的低いことから、空気中の相対湿度が高くなり、循環風路等で冷却されて風路壁面に結露を発生する場合があり、装置の外部へ排出される水蒸気量が減少することがある。そこで、この発明によれば吸着開始直後は送風機の風量を大きくして結露を防ぎ、その後は風量を小さくすることにより、より効率よく吸着材からの脱着および水蒸気の装置外への排出を行うことができる。
【００１９】
また、請求項７に記載のように、風路内の空気の相対湿度を測定する湿度センサーを設け、風量調整手段は前記湿度センサーの出力に基づいて送風機の風量を変化させることができる。
【００２０】
この発明によれば、湿度センサーの出力に基づいて送風機の風量を変化させることにより、脱着した水蒸気が風路壁面に結露し、装置外部への水蒸気の放出が減少することを防止し、より効率よく吸着材からの脱着および水蒸気の装置外への排出を行うことができる。
【００２１】
さらに、請求項８に記載のように、循環風路内に補助加熱装置を設けることができる。
【００２２】
この発明によれば、補助加熱装置は循環風路内を通過する循環流を加熱するため、脱着用空気および吸着材の温度がさらに上昇し、脱着速度が増加する。また、循環風路内で水蒸気が結露することを防止し、より効率よく吸着材からの脱着および水蒸気の装置外への排出を行うことができる。
【００２３】
また、請求項９に記載のように、吸着時に、吸着用空気は循環風路を流れないようにすることができる。
【００２４】
この発明によれば、循環切換手段によって、吸着時には加熱空気が循環風路を循環しないため、装置外部のからの処理空気のみを吸着材に通過させ、被処理空気の吸着を効率よく行う。一方、脱着時には吸着材を通過した後に外部へ排出される高温の脱着用空気の一部を吸着材の上流側に循環することにより、エネルギー効率が高まり、吸着材の温度がさらに上昇することにより、吸着材からの脱着速度を向上させることができる。従って、送風機の風量を吸着時と脱着時とで切り換える手段を用いることなく、効率的な吸脱着を繰り返し行うことができる。
【００２５】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２６】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の脱着装置を示す。
【００２７】
図に示すように、吸着材１と加熱源である電気ヒーター２があり、吸着材１へ脱着用空気を流す送風機３が設置されている。吸着材１はゼオライトなどの吸着剤を基板に担持させ、通風路を有するように成形したものである。また、流入風路５と流出風路６が接続され、吸着材の下流側から送風機の上流側へ循環風路７が設置されている。なお、吸着材１は上記したものに限らず、ペレット状吸着剤を充填したものや、バインダーで吸着剤を練り固めたものを押し出し成形したものであってもかまわない。
【００２８】
次に、動作、作用について説明すると、電気ヒーター２により加熱され昇温した脱着用空気と電気ヒーター２からの直接のふく射熱によって水蒸気を吸着している吸着材１は加熱され、水蒸気を脱着する。脱着した水蒸気は吸着材１を通過する脱着用空気とともに流出風路６から排出されるが、吸着材１を通過した空気の一部は循環風路７を通って送風機３の上流へ循環する。吸着材１を通過する際に温度は低下するものの、脱着用空気は約１５０℃程度の高温であり、この脱着用空気の一部を循環し、流入風路５から流入する空気と混合することにより排出されていた熱の一部を容易に回収・利用することができ、エネルギー効率が向上する。そして、脱着用空気の温度がより上昇し、吸着材１の温度をさらに上昇させることから、吸着材の脱着速度が増加する。実験で得られた脱着速度に関する結果を図２に示す。横軸には循環量を切り替える仕切板の開度（ｍｍ）をとっているが、開度が小さいと循環量が多いことを示す。縦軸には脱着速度として、２分間あたりの脱着量（ｇ／２ｍｉｎ）をとっており、破線は循環なしの場合の脱着速度である。グラフ中に脱着開始２分後の吸着材の平均温度も併記したが、循環することにより吸着材の温度は上昇しており、脱着速度も最大約２５％増加していることがわかる。また、吸着材１および通過する脱着用空気の温度がより上昇していることから、真菌や一般細菌を殺菌する能力も向上する。さらに、従来と同能力の装置とすれば、吸着材を流れる流速が大きいため、吸着材の温度を低くでき、吸脱着を繰り返す際の温度振幅が小さくなり、耐久性が向上する。
【００２９】
なお、循環風路７は送風機３の上流に設置したが、吸着材１の下流側から上流側へ循環する方向に循環流が流れれば、循環風路７は送風機の下流側に設置してもかまわない。また、装置において明確な流入風路や流出風路がなくても、脱着用空気が装置外から流入し、装置外へ流出すれば同様の効果が得られる。
【００３０】
（実施例２）
図３は本発明の実施例２の脱着装置である。
【００３１】
ここで、図１に示した本発明の実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与している。図３において、循環風路７は吸着材１と電気ヒーター２の部分を囲むような二重筒型の風路となっている。
【００３２】
動作、作用については実施例１の場合と同様であるが、高温の空気が流れる循環風路７が、より高温である吸着材１と電気ヒーター２の部分を囲み込むことにより、吸着材部分からの放熱が減少し、吸着材１の温度がさらに上昇するとともに、吸着材１と加熱装置部分からの放熱は循環風路７の循環流を加熱するため循環流の温度が上昇することから、さらに吸着材１の温度を高めるように作用する。これによって、エネルギー効率がより高まり、吸着材１からの脱着速度をさらに向上させることができる。
【００３３】
なお、図３では循環風路７が全周を囲み込む構成としたが、完全に全周でなくても効果はある。
【００３４】
（実施例３）
図４、図５は本発明の実施例３の脱着装置を示す。
【００３５】
ここで、図３に示した本発明の実施例２と同じ構成要素には同一番号を付与している。図４、５において、循環風路７の出口と入口には循環流可変手段８が設置されている。なお、循環流可変手段８は、出口と入口の両方に設置せず、どちらか一方でもよく、また別の場所に設置してもかまわない。
【００３６】
動作、作用については実施例２と同様であるが、循環流可変手段８は吸着材１を通過する風量に対し循環風路７を流れる循環流の割合を変化させる。図４、図５中の黒矢印で示すように循環流可変手段８の一部分が変位して循環風路７を流れる循環流の割合を変化させることにより、吸着材１の温度および脱着用空気の温湿度の調節ができ、最適な条件で脱着を行い、吸着速度がより速くなるようにすることができる。また、吸着材１の温度が、結晶が破壊される等の温度以上に過熱しないように調節することができ、吸着材１の耐久性が増す。また、この割合を調整することにより、脱着した水蒸気が風路内に結露することを防き、装置からの水蒸気の排出速度を増加させることができる。なお、循環量はあらかじめ設定した時間で制御される場合もあれば、風路内の空気の温湿度や吸着材１の温度などをセンサーで測定し、その出力に基づいて制御させる場合もある。
【００３７】
（実施例４）
図６は本発明の実施例４の脱着装置を示す。
【００３８】
ここで、図４に示した本発明の実施例３と同じ構成要素には同一番号を付与している。図６において、脱着開始から時間が経つにつれて循環流の割合を同じかあるいは大きくする循環流可変手段８が設置されている。
【００３９】
動作、作用については実施例３と同様であるが、循環流可変手段８は脱着開始から時間が経つにつれ、吸着材１を通過する風量に対する循環風路７を流れる循環流の割合を同じかあるいは大きくするように動作する。脱着開始後しばらくは吸着材１および吸着材１から流出する空気の温度が比較的低いことから、空気中の相対湿度が高くなり、循環風路７で冷却されて風路壁面に結露を発生する場合があり、装置の外部へ排出される水蒸気量が減少することがある。そこで、吸着開始直後は循環量を少なくして結露を防ぎ、その後は循環量を多くすることにより、より効率よく吸着材１からの脱着および水蒸気の装置外への排出を行うことができる。
【００４０】
（実施例５）
図７は本発明の実施例５の脱着装置を示す。
【００４１】
ここで、図４に示した本発明の実施例３と同じ構成要素には同一番号を付与している。図７において、吸着材１の出口付近に湿度センサー９を設置し、湿度センサー９の出力に基づいて循環流の割合を変化させる循環流可変手段８を設けている。
【００４２】
動作、作用については実施例３と同様であるが、循環流可変手段８は湿度センサー９の出力に基づいて図中黒矢印で示すように変位して循環流の割合を変化させる。これにより、最適な循環条件で脱着を行うとともに、脱着した水蒸気が風路壁面に結露し、装置外部への水蒸気の放出量が減少することを防止し、より効率よく吸着材からの脱着および水蒸気の装置外への排出を行うことができる。
【００４３】
なお、湿度センサー９は、図に示した以外の位置に設置してもかまわない。
【００４４】
（実施例６）
図８、図９は本発明の実施例６の脱着装置を示す。
【００４５】
ここで、図３に示した本発明の実施例２と同じ構成要素には同一番号を付与している。図８、９において、送風機３の風量を変化させる風量調整手段１０を備えており、図８では電気回路により送風機３の電圧を変化させるものであり、図９では送風機３の吸い込み側の面積を変化させることにより風量を変化させるものである。
【００４６】
動作、作用については実施例２と同様であるが、送風機３の風量を変化させることにより、吸着材１を通過する風量とともに循環風路７を流れる循環量も変化し、吸着材１の温度調節および脱着用空気の温湿度の調節と風量の調節ができ、最適な条件で脱着を行い、吸着速度がより速くなるようにすることができる。また、吸着材の温度が、結晶が破壊される等の温度以上に過熱しないように調節することができ、吸着材の耐久性が増す。また、この割合を調整することにより、脱着した水蒸気が風路内に結露することを防き、装置からの水蒸気の排出速度を増加させることができる。
【００４７】
（実施例７）
図１０は本発明の実施例７の脱着装置を示す。
【００４８】
ここで、図３に示した本発明の実施例２と同じ構成要素には同一番号を付与している。図１０において、脱着開始から時間が経つにつれて送風機３の風量を同じかあるいは小さくする風量調整手段１０が設置されている。
【００４９】
動作、作用については実施例２と同様であるが、脱着開始後しばらくは吸着材１および吸着材１から流出する空気の温度が比較的低いことから、空気中の相対湿度が高くなり、循環風路７で冷却されて風路壁面に結露を発生する場合があり、装置の外部へ排出される水蒸気量が減少することがある。そこで、風量調整手段１０は、吸着開始直後は送風機３の風量を大きくして結露を防ぎ、その後は風量を同じかあるいは小さくするように制御することにより、より効率よく吸着材１からの脱着および水蒸気の装置外への排出を行うことができる。
【００５０】
（実施例８）
図１１は本発明の実施例８の脱着装置を示す。
【００５１】
ここで、図８に示した本発明の実施例６と同じ構成要素には同一番号を付与している。吸着材１の出口付近に湿度センサー９を設置し、前記湿度センサー９の出力に対応して送風機３の風量を変化させる風量調整手段１０を設けている。
【００５２】
動作、作用については実施例６と同様であるが、風量調整手段１０は湿度センサー９の出力に基づいて循環流の割合を変化させる。これにより、最適な循環条件で脱着を行うとともに、脱着した水蒸気が風路壁面に結露し、装置外部への水蒸気の放出量が減少することを防止し、より効率よく吸着材１からの脱着および水蒸気の装置外への排出を行うことができる。
【００５３】
（実施例９）
図１２は本発明の実施例９の脱着装置を示す。
【００５４】
ここで、図１に示した本発明の実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与している。図１２において、循環風路７に加熱源である補助電気ヒーター１１が設置してある。
【００５５】
動作、作用については実施例１と同様であるが、補助電気ヒーター１１は循環風路７を通過する循環流を加熱するため、脱着用空気および吸着材１の温度がさらに上昇し、脱着速度が増加する。また、循環風路７内で水蒸気が結露することを防止し、より効率よく吸着材１からの脱着および水蒸気の装置外への排出を行うことができる。
【００５６】
（実施例１０）
図１３は本発明の実施例１０の吸脱着装置を示す。
【００５７】
ここで、図１に示した本発明の実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与している。図１３において、循環切換手段１２が循環風路７の入口と出口に設置されている。
【００５８】
次に、動作、作用について説明すると、吸着行程では図の破線の位置に循環切換手段１２を切り換える。電気ヒーター２には通電せず、送風機３を運転し、被処理空気を流入風路５からから吸着材１へ導く。吸着材１を通過した空気は循環風路７を通ることなく流出風路６から排出される。一方、脱着時には、電気ヒーター２により加熱され昇温した脱着用空気と電気ヒーター２からの直接のふく射熱によって水蒸気を吸着している吸着材１は加熱され、水蒸気を脱着する。脱着した水蒸気は吸着材１を通過する脱着用空気とともに流出風路６から排出されるが、循環切換手段１２を図の実線の位置に切り換え、吸着材１を通過した空気の一部は循環風路７を通って送風機の上流へ循環する。なお、脱着時における作用については実施例１と同様である。また、吸着行程と脱着行程を繰り返し運転する際に、脱着時の脱着効率を上げるために、脱着時には送風機３の風量を小さくする場合が多い。このため、風量を調整するための手段が必要となるが、本発明では風量を調節する手段の必要はなく、しかも効率的な脱着を行うことができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、吸着材を通過した流れの一部を吸着材の上流側に導く循環風路を有するので、装置外部へ放出していた熱の一部を容易に回収でき、エネルギー効率が向上し、脱着速度が増加するという有利な効果を有する。
【００６０】
また、吸着材を通過する風量に対する循環風路を流れる循環流の割合を変化させる循環流可変手段を設けているので、吸着材の温度調節および脱着用空気の温湿度の調節ができ、最適な条件で脱着を行い、吸着速度がより速くなるようにすることができる。また、この割合を調整することにより、脱着した水蒸気が風路内に結露することを防ぎ、装置からの水蒸気の排出速度を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１の吸着装置の要部断面図
【図２】  循環量と脱着速度の関係を示すグラフ
【図３】  本発明の実施例２の吸着装置の要部断面図
【図４】  本発明の実施例３の吸着装置の要部断面図
【図５】  本発明の実施例３における他の例の吸着装置の要部断面図
【図６】  本発明の実施例４の吸着装置の要部断面図
【図７】  本発明の実施例５の吸着装置の要部断面図
【図８】  本発明の実施例６の吸着装置の要部断面図
【図９】  本発明の実施例６における他の例の吸着装置の要部断面図
【図１０】  本発明の実施例７の吸着装置の要部断面図
【図１１】  本発明の実施例８の吸着装置の要部断面図
【図１２】  本発明の実施例９の吸着装置の要部断面図
【図１３】  本発明の実施例１０の吸脱着装置の要部断面図
【図１４】  従来の吸着装置の要部断面図
【図１５】  従来の他の例の吸着装置の要部断面図
【符号の説明】
１  吸着材
２  電気ヒーター
３  送風機
４  熱交換器
５  流入風路
６  流出風路
７  循環風路
８  循環量可変手段
９  湿度センサー
１０  風量調整手段
１１  補助ヒーター
１２  循環切換手段
【図１】
0003735941.tif 000002
【図２】
0003735941.tif 000003
【図３】
0003735941.tif 000004
【図４】
0003735941.tif 000005
【図５】
0003735941.tif 000006
【図６】
0003735941.tif 000007
【図７】
0003735941.tif 000008
【図８】
0003735941.tif 000009
【図９】
0003735941.tif 000010
【図１０】
0003735941.tif 000011
【図１１】
0003735941.tif 000012
【図１２】
0003735941.tif 000013
【図１３】
0003735941.tif 000014
【図１４】
0003735941.tif 000015
【図１５】
0003735941.tif 000016