JP2012250208A - ロータ式空気処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気処理効率の周期的な変動を防止する。
【解決手段】複数の骨材２５をロータ回転方向に並べて放射状に配置した通気性の吸着剤層Ｘからなる吸着ロータ１を備えるロータ式空気処理装置において、再生域４に位置する吸着剤層部分からの伝熱による加熱、及び、その吸着剤層部分を通過する高温再生用気体ＨＡからの伝熱による加熱とは別に、吸着ロータ１の回転に併行して、再生域４に位置する骨材２５を選択的に加熱する補助加熱手段ｆを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気除湿や空気浄化などの空気処理に用いるロータ式空気処理装置に関する。

さらに詳しくは、複数の骨材をロータ回転方向に並べて放射状に配置した通気性の吸着剤層からなる吸着ロータを備え、この吸着ロータの回転領域に処理域と再生域とパージ域とをその順にロータ回転方向に並べて区画形成し、吸着ロータの回転に併行して、処理域には、被処理空気を処理域に位置する吸着剤層部分に通過させる状態でロータ回転軸芯方向に通風し、再生域には、高温の再生用気体を再生域に位置する吸着剤層部分に通過させる状態でロータ回転軸芯方向に通風し、パージ域には、パージ用気体をパージ域に位置する吸着剤層部分に通過させる状態でロータ回転軸芯方向に通風するロータ式空気処理装置に関する。

従来、この種のロータ式空気処理装置として次の装置が提案されている（特許文献１参照）。

吸着ロータにおいて放射状に配置された骨材（隔壁）の夫々に対して伝熱路を個別に装備する。

この構造で、吸着ロータの回転に併行して、放射状配置の骨材のうち再生域後のパージ域に位置する骨材の装備伝熱路に熱回収用流体を通過させ、これにより、ロータ吸着剤層のうちパージ域に位置する吸着剤層部分（即ち、先の再生域において高温再生用空気により加熱された吸着剤層部分）の保有熱を熱回収用流体に回収する。

これに続き、熱回収後の熱回収用流体を吸着ロータの回転に併行して、再生域前の予熱域に位置する骨材の装備伝熱路に通過させ、これにより、上記回収熱を用いてロータ吸着剤層のうち予熱域に位置する吸着剤層部分を再生域での加熱に先立ち予熱する。

また、吸着ロータの回転に併行して、放射状配置の骨材のうち処理域に位置する骨材の装備伝熱路に冷却用流体を通過させ、これにより、ロータ吸着剤層のうち処理域に位置する吸着剤層部分に被処理空気を通過させるのに伴い、その吸着剤層部分を冷却用流体により冷却し、この冷却により処理域に位置する吸着剤層部分の吸着性能を高めて、被処理空気に対する処理効率を高める。

特開２００３−１１２００８

しかし、この種のロータ式空気処理装置では、被処理空気に対する処理効率が吸着ロータの回転に伴い周期的に変動する問題があった。

つまり、空気の除湿処理の場合では、処理域において吸着剤層による水分吸着により被処理空気を除湿することにおいて、処理域から処理済空気として送出される除湿空気の湿度が、上記処理効率の変動により図６におけるグラフ１で示す如く周期的に上昇する問題があった。

また、空気の浄化処理の場合では、処理域において吸着剤層による汚染物質の吸着により被処理空気を浄化することにおいて、処理域から処理済空気として送出される浄化空気の汚染物質濃度が、上記処理効率の変動により周期的に上昇する問題があった。

そして、上記した特許文献１における提案装置にしても、処理効率は向上し得るものの、上記の如き周期的な効率変動は回避できないものであった。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、合理的な改良により上記の如き問題を効果的に解消する点にある。

本発明によるロータ式空気処理装置の第１特徴構成は、
複数の骨材をロータ回転方向に並べて放射状に配置した通気性の吸着剤層からなる吸着ロータを備え、
この吸着ロータの回転領域に処理域と再生域とパージ域とをその順にロータ回転方向に並べて区画形成し、
前記吸着ロータの回転に併行して、前記処理域には、被処理空気を処理域に位置する吸着剤層部分に通過させる状態でロータ回転軸芯方向に通風し、
前記再生域には、高温の再生用気体を再生域に位置する吸着剤層部分に通過させる状態でロータ回転軸芯方向に通風し、
前記パージ域には、パージ用気体をパージ域に位置する吸着剤層部分に通過させる状態でロータ回転軸芯方向に通風するロータ式空気処理装置であって、
前記再生域に位置する吸着剤層部分からの伝熱による加熱、及び、その吸着剤層部分を通過する高温再生用気体からの伝熱による加熱とは別に、前記吸着ロータの回転に併行して、前記再生域に位置する前記骨材を選択的に加熱する補助加熱手段を設けてある点にある。

前述した処理効率の周期的な変動は、吸着ロータにおいて放射状に配置された複数の骨材に原因することが判明した。

つまり（図１参照）、吸着ロータ１における骨材２５の配置部は、高温再生用気体ＨＡの通過が可能な骨材不存部に比べ再生域４において昇温し難く、その為、ロータ回転方向において骨材配置部の近傍に位置する骨材不存部の吸着剤層部分も、高温再生用空気ＨＡの通過があるにもかかわらず、低温部である骨材配置部への伝熱（特に骨材２５への伝熱）のために再生域４において加熱不足の状態になり、再生域通過過程において十分に再生されない再生不足の状態になる傾向がある。

そして、このように再生不足となった骨材配置部近傍の吸着剤層部分が骨材配置部とともに周期的に処理域３を通過することが原因で、前述の如き処理効率の周期的な変動が生じる。

また、前述した特許文献１における提案装置では、再生域ＨＡに位置する骨材２５（隔壁）の装備伝熱路ｆが流体通過停止状態になって、その伝熱路ｆにおける滞留流体のため再生域４に位置する骨材配置部の保持容量が大きくなり、このことで、骨材配置部への伝熱で骨材配置部近傍の吸着剤層部分が加熱不足で再生不足の状態になるのを却って助長することになり、処理効率の周期的な変動が一層助長される傾向になる。

これに対し、上記第１特徴構成によれば（同図１参照）、再生域４に位置する吸着剤層部分からの伝熱による加熱、及び、その吸着剤層部分を通過する高温再生用気体ＨＡからの伝熱による加熱とは別に、吸着ロータ１の回転に併行して、再生域４に位置する骨材２５を補助加熱手段により選択的に加熱するので、骨材配置部を再生域４において効率的に昇温させることができ、そのことで、骨材不存部における吸着剤層部分からの骨材配置部への伝熱や、その吸着剤層部分を通過する高温再生用気体ＨＡからの骨材配置部への伝熱を効果的に抑止することができる。

即ち、このことにより、骨材配置部の近傍に位置する骨材不存部の吸着剤層部分が再生域４で加熱不足になって再生不足の状態になることを効果的に回避することができて、前述の如き処理効率の周期的な変動を効果的に抑止することができる。

また、骨材配置部を再生域４において上記の如く昇温させることで、再生域４に位置する吸着剤層部分に通過させる高温再生用気体ＨＡを再生域４に位置する吸着剤層部分の加熱に無駄なく効率的に寄与させることができて、その分、被処理空気Ａに処理効率を高めるとともに、再生域４に対する高温再生用気体ＨＡの通風量も効果的に削減することができ、これにより、補助加熱手段の運転に要するエネルギを含めても、装置全体としての消費エネルギも効果的に低減することができて、省エネルギ面や運転コスト面でも一層有利にすることができる。

従って、空気の除湿処理の場合では、処理域３から処理済空気Ａ′として送出される除湿空気の湿度を所要の低い値に精度良く安定的に維持し得るとともに、消費エネルギも効果的に低減し得る装置にすることができる。

また同じく、空気の浄化処理の場合では、処理域３から処理済空気Ａ′として送出される浄化空気の汚染物質濃度を所要の低い値に精度良く安定的に維持し得るとともに、消費エネルギも効果的に低減し得る装置にすることができる。

本発明よるロータ式空気処理装置の第２特徴構成は、
前記パージ域に位置する吸着剤層部分への放熱による冷却、及び、その吸着剤層部分を通過するパージ用気体への放熱による冷却とは別に、前記吸着ロータの回転に併行して、前記パージ域に位置する前記骨材を選択的に冷却する補助冷却手段を設けてある点にある。

この構成によれば（図１参照）、再生域４に位置する骨材２５を前述の如く補助加熱手段により加熱しながらも、再生域４に続くパージ域５において、上記の如くパージ域５に位置する吸着剤層部分への放熱による冷却、及び、その吸着剤層部分を通過するパージ用気体ＰＡへの放熱による冷却とは別に、パージ域５に位置する骨材２５を補助冷却手段により選択的に冷却することで、処理域３に先立つパージ域５において骨材配置部を効率的に冷却することができて、その分、パージ域５に通風するパージ用気体ＰＡをパージ域５に位置する吸着剤層部分の冷却に無駄なく効率的に寄与させることができる。

即ち、このことにより、処理域３の高温化による処理効率の低下を効果的に回避することができて、前述の如く再生域４での加熱不足を防止して十分に再生した吸着剤層部分を処理域３において被処理空気Ａに対し効果的に処理機能させることができる。

また、パージ用気体ＰＡをパージ域５に位置する吸着剤層部分の冷却に無駄なく効率的に寄与させ得る分、パージ域５に対するパージ用気体ＰＡの通風量も効果的に削減することができ、これにより、装置全体としての消費エネルギも一層効果的に低減することができる。

本発明によるロータ式空気処理装置の第３特徴構成は、
前記補助加熱手段として、前記骨材を伝熱対象とする伝熱路をロータ回転方向に並ぶ前記骨材の夫々に対して個別に装備し、
前記吸着ロータの回転に併行して、前記伝熱路のうち前記再生域に位置する前記骨材の装備伝熱路に対し、再生用加熱手段により加熱した高温再生用気体の一部を選択的に通過させ、
前記再生用加熱手段により加熱した高温再生用気体の他部を、前記再生域に位置する吸着剤層部分に通過させる構成にしてある点にある。

この構成では（図１参照）、再生域４に位置する吸着剤層部分に通過させる高温再生用気体ＨＡを再生用加熱手段１６により加熱生成することにおいて、その再生用加熱手段１６で加熱した高温再生用気体ＨＡの一部を利用して再生域４に位置する骨材２５を選択的に加熱する。

従って、高温再生用空気ＨＡとは別の加熱源を用いて再生域４に位置する骨材２５を加熱する装置構成を採るのに比べ、骨材加熱用の専用熱源装置を不要にして装置構成を簡素にすることができ、その分、装置コストを安価にするとともに、装置を小型化することができる。

本発明によるロータ式空気処理装置の第４特徴構成は、
前記伝熱路の入口を、ロータ回転方向において対応する前記骨材夫々の近傍で前記吸着ロータにおける再生用気体入口側の端面部に形成してある点にある。

この構成によれば（図１参照）、再生域４において高温再生用気体ＨＡを吸着ロータ１における再生用気体入口側の端面部（ロータ回転軸芯方向の一方側の端面部）から再生域４に位置する吸着剤層部分に通過させるのに伴い、その高温再生用気体ＨＡの一部を吸着ロータ１における再生用気体入口側の端面部に形成された複数の伝熱路入口ｆｉのうち再生域４に位置する伝熱路入口ｆｉを通じて再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに通過させることができる。

即ち、この構成によれば、高温再生用気体ＨＡの一部を再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに対して選択的に通過させるための専用の流路切換手段を不要にすることができて、装置構成を一層簡素にすることができる。

本発明によるロータ式空気処理装置の第５特徴構成は、
前記再生域に対する高温再生用気体の通風向きと前記パージ域に対するパージ用気体の通風向きとをロータ回転軸芯方向において同じ向きにして、
前記再生域に位置する前記伝熱路の入口には、前記再生用加熱手段から前記再生域に供給される高温再生用気体の一部が流入し、
前記パージ域に位置する前記伝熱路の入口には、前記パージ域に供給されるパージ用気体の一部が流入する構成にしてある点にある。

この構成によれば（図１参照）、再生域４に位置する伝熱路入口ｆｉから再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに高温再生気体ＨＡの一部を流入させて再生域４に位置する骨材２５を加熱するのに伴い、パージ域５に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆを前記補助冷却手段として、パージ域５に位置する伝熱路入口ｆｉからパージ域５に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆにパージ用気体ＰＡの一部を流入させ、その流入パージ用気体ＰＡによりパージ域５に位置する骨材２５を選択的に冷却することができる。

即ち、この構成によれば、再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに対して高温再生用気体ＨＡの一部を選択的に通過させるとともに、パージ域５に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに対してパージ用気体ＰＡの一部を選択的に通過させるための専用の流路切換手段を不要にしながら、パージ域５に位置する骨材２５をパージ域５に位置する吸着剤層部分への放熱による冷却、及び、その吸着剤層部分を通過するパージ用気体ＰＡへの放熱による冷却とは別に、パージ用気体ＰＡの一部を利用して効果的に冷却することができる。

本発明によるロータ式空気処理装置の第６特徴構成は、
前記伝熱路の出口を、ロータ回転方向において対応する前記骨材夫々の近傍で前記吸着ロータの外周面部に形成し、
前記吸着ロータの回転領域における外周部のうち、前記再生域に対応する部分及び前記パージ域に対応する部分に、前記伝熱路の出口から排出される気体を受け入れる排気チャンバを形成し、
この排気チャンバに受け入れた排出気体を前記再生用加熱手段に導く回収用排気路を設けてある点にある。

この構成では（図１参照）、再生域４に位置する伝熱路入口ｆｉからの流入に伴い再生域４に位置する伝熱路出口ｆｏから排出される気体ＨＡ″（即ち、再生域４に位置する骨材２５の加熱に用いた高温再生用気体ＨＡ″）、及び、パージ域５に位置する伝熱路入口ｆｉからの流入に伴いパージ域５に位置する伝熱路出口ｆｏから排出される気体ＰＡ″（即ち、パージ域５に位置する骨材２５の冷却に用いたパージ用気体ＰＡ″）を排気チャンバ３１に受け入れる。

そして、この排気チャンバ３１に受け入れた排出気体ＨＡ″，ＰＡ″を回収用排気路３３を通じて再生用加熱手段１６に導くことで、それら排出気体ＨＡ″，ＰＡ″の保有熱（即ち、再生域４での骨材２５の加熱に用いた高温再生用気体ＨＡ″の残熱、及び、パージ域５での骨材２５の冷却においてパージ用気体ＰＡ″に回収した熱）を有効利用した状態で、それら排出気体ＨＡ″，ＰＡ″を原材気体として再生域４に供給する高温再生用気体ＨＡを再生用加熱手段１６において加熱生成する。

従って、この構成によれば、高温再生用気体ＨＡを生成する再生用加熱手段１６の消費エネルギを効果的に低減することができ、省エネルギ面や運転コスト面で一層有利にすることができる。

本発明によるロータ式空気処理装置の第７特徴構成は、
前記再生域に位置する前記伝熱路の出口から排出される気体、及び、前記パージ域に位置する前記伝熱路の出口から排出される気体を前記再生用加熱手段に送給する回収用ファンを設けてある点にある。

この構成によれば（図８参照）、各伝熱路出口ｆｏから排出される気体ＨＡ″，ＰＡ″を回収用ファン３５の送風機能により再生用加熱手段１６に確実に送ることができ、これにより、装置を所期の運転状態で確実かつ安定的に運転することができる。

そしてまた、回収用ファン３５の吸引作用により各伝熱路ｆにおける気体通過を促進することもでき、そのことで、伝熱路ｆに高温再生用気体ＨＡの一部を通過させることによる骨材２５の加熱や、伝熱路ｆにパージ用気体ＰＡの一部を通過させることによる骨材２５の冷却を一層効果的なものにすることができる。

本発明によるロータ式空気処理装置の第８特徴構成は、
前記処理域に対する被処理空気の通風向きと前記再生域に対する高温再生用気体の通風向きとをロータ回転軸芯方向において互いに逆向きにしてある点にある。

つまり（図１参照）、伝熱路ｆの出口ｆｏを前述の如く吸着ロータ１の外周面に設ける構成であれば、処理域３に対する被処理空気Ａの通風向きと再生域４に対する高温再生用気体ＨＡの通風向きとを上記の如く互いに逆向きにしたとしても、処理域３に通風する被処理空気Ａの一部が処理域３に位置する伝熱路出口ｆｏから処理域３に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに侵入して、処理域３に位置する吸着剤層部分を通過せずに処理されないままで処理域３から送出される素通り的漏洩を防止することができる。

そして、上記構成によれば、このような被処理空気Ａの素通り的漏洩を防止しながら、、処理域３に対する被処理空気Ａの通風向きと再生域４に対する高温再生用気体ＨＡの通風向きとをロータ回転軸芯方向において互いに逆向きにすることで、処理域３に位置する吸着剤層部分で被処理空気Ａが進行して処理が進むほど再生域４での再生度の高い吸着剤層が位置するようにした通過形態で、被処理空気Ａの全量を処理域３に位置する吸着剤層部分に通過させることができ、これにより、被処理空気Ａに対する処理効率を一層効果的に高めることができる。

なお、本発明によるロータ式空気処理装置の第３〜第８特徴構成のいずれかの実施においては、伝熱路入口ｆｉから伝熱路出口ｆｏに向う短絡的な気流が伝熱路ｆの内部で形成されるのを防止する通過気流案内手段を設けたり、伝熱路ｆにおける通過気体と骨材２５との間での伝熱を促進する伝熱用突起を伝熱路ｆの内壁面に設けるなどしてもよい。

ロータ式空気除湿装置の全体構成図 吸着ロータの構造図 吸着ロータ周りの構造図 骨材における伝熱路の構造図 伝熱路の断面図 処理済空気の湿度状態を示すグラフ 伝熱路を装備した装置と伝熱路の装備がない装置との比較表 別実施形態を示すロータ式空気除湿装置の全体構成図

図１はロータ式空気除湿装置を示し、１はハニカム構造などの通気性の吸着剤層Ｘからなる吸着ロータであり、この吸着剤層Ｘにはゼオライトや活性炭などの吸着剤を保持させてある。

吸着ロータ１の回転領域２には、処理域３と再生域４とパージ域５とをその順にロータ回転方向Ｒに並べて区画形成してあり、吸着ロータ１を回転させるのに伴い、ロータ各部の吸着剤層Ｘを処理域３と再生域４とパージ域５とにその順で繰り返し位置させる。

なお、図１においては理解を容易にするため吸着ロータ１及びその回転領域２をロータ回転方向Ｒで展開して示してある。

処理域３には、被処理空気路６を通じて給気ファン７により供給される除湿対象の被処理空気Ａを通風し、この通風により、被処理空気Ａをロータ吸着剤層Ｘのうち処理域３に位置する吸着剤層部分に通過させることで、その通過過程において吸着剤層Ｘによる水分吸着により被処理空気Ａを除湿する。

処理域３において除湿した処理済空気Ａ′は調整用空気ＳＡとして処理済空気路８を通じて調整対象室９に供給し、これにより、調整対象室９の室内を所定の低湿度状態に調整する。

被処理空気Ａは外気ＯＡと調整対象室９から戻る還気空気ＲＡとの混合空気であり、外気導入路１０を通じて外気ＯＡを導入するとともに、調整対象室９における室内空気を還気空気ＲＡとして還気路１１に導出し、これら導入外気ＯＡと還気空気ＲＡとを合流させた空気を被処理空気Ａとして被処理空気路６を通じて処理域３に供給する。

また、調整対象室９に対する調整用空気ＳＡの供給に伴い、外気導入路１０を通じた外気ＯＡの導入風量に相当する風量の室内空気を排気空気ＥＡとして排気路１２を通じ調整対象室９から排出する。

１３は外気導入路１０を通じて導入する外気ＯＡを冷却する外気処理クーラ、１４は還気路１１を通じて導く還気空気ＲＡを冷却する還気処理クーラであり、これらクーラ１３、１４による外気ＯＡ及び還気空気ＲＡの冷却により被処理空気Ａを低温にすることで、処理域３での被処理空気Ａに対する除湿効率（換言すれば、吸着剤層Ｘの水分吸着効率）を高める。

１５は外気処理クーラ１３及び還気処理クーラ１４による冷却に対し、処理済空気路８を通じて調整対象室９に供給する調整用空気ＳＡを調整対象室９の用途に応じた所要温度に加熱するアフターヒータである。

再生域４には、再生用ヒータ１６（再生用加熱手段の一例）から再生用給気路１７を通じて再生用ファン１８により供給される高温再生用空気ＨＡを通風し、この通風により、高温再生用空気ＨＡをロータ吸着剤層Ｘのうち再生域４に位置する吸着剤層部分に通過させることで、再生域４に位置する吸着剤層部分を加熱して、その吸着剤層部分が先の処理域３で被処理空気Ａから吸着した水分を脱着させ、これにより、再生域４に位置する吸着剤層部分を再生する。

再生域４に対する高温再生用空気ＨＡの通風向きと、処理域３に対する被処理空気Ａの通風向きとはロータ回転軸芯方向において互いに逆向きにしてあり、再生域４では、高温再生用空気ＨＡを吸着ロータ１の回転軸芯方向における一方側の端面部（再生用空気入口側の端面部）から再生域内の吸着剤層部分に通過させるのに対し、処理域３では、被処理空気Ａを吸着ロータ１の回転軸芯方向における他方側の端面部（被処理空気入口側の端面部）から処理域内の吸着剤層部分に通過させる。

このように、再生域４に対する高温再生用空気ＨＡの通風向きと、処理域３に対する被処理空気Ａの通風向きとを互いに逆向きにすることにより、処理域３に位置する吸着剤層部分で被処理空気Ａが進行して除湿が進むほど再生域４での再生度の高い吸着剤層が位置するようにし、これにより、被処理空気Ａに対する除湿効率を高く確保する。

処理域３で除湿されて処理済空気路８に送出される処理済空気Ａ′の一部はアフターヒータ１５よりも上流側でパージ用給気路１９に分流し、パージ域５には、このパージ用給気路１９に分流した処理済空気Ａ′をパージ用空気ＰＡとして再生域４に対する高温再生用空気ＨＡの通風向きと同じ向きで通風する。

この通風により、パージ用空気ＰＡをロータ吸着剤層Ｘのうちパージ域５に位置するする吸着剤層部分に通過させることで、先の再生域４において加熱された吸着剤層部分をパージ域５において冷却し、この冷却により、再生域４で再生した吸着剤層部分を次の処理域３において被処理空気Ａに対し効率的に除湿機能（水分吸着機能）させる。

再生域４から再生用排気路２０に送出される使用済の高温再生用空気ＨＡ′の一部は、再生用排気路２０に介装した再生用ファン１８の送風作用により再生用循環路２１を通じて再生用ヒータ１６に送り、また、この再生用循環路２１には、パージ域５から送出される使用済のパージ用空気ＰＡ′を導くパージ用排気路２２を接続してある。

つまり、再生域４から送出される使用済の高温再生用空気ＨＡ′の一部、及び、パージ域５から送出される使用済のパージ用空気ＰＡ′を再生用循環路２１を通じて再生用ヒータ１６に送り、これら使用済空気ＨＡ′，ＰＡ′を再生用ヒータ１６により加熱することで、再生域４に供給する高温再生用空気ＨＡを生成する。

このように使用済の高温再生用空気ＨＡ′の一部及び使用済のパージ用空気ＰＡ′を原材空気として高温再生用空気ＨＡを加熱生成することで、使用済の高温再生用空気ＨＡ′が保有する残熱及び使用済のパージ用空気ＰＡ′が保有する回収熱（即ち、パージ域５に位置する吸着剤層部分からの回収熱）を利用して高温再生用空気ＨＡを加熱生成し、これにより、高温再生用空気ＨＡの生成に要するエネルギを低減する。

なお、再生域４から送出される使用済の高温再生用空気ＨＡ′のうちの残部は再生用排気路２０を通じて装置外に排出する。

図２に示すように、吸着ロータ１は構造材として、ロータ中心に位置するロータ回転軸２３と、ロータ外周面を形成するロータ外周リム２４と、これらロータ回転軸２３とロータ外周リム２４とにわたるスポーク状の骨材２５とを備え、スポーク状の骨材２５はロータ回転方向に等間隔に並べて放射状に４箇所配置してある。

ハニカム構造の吸着剤層Ｘは、ロータ回転方向において複数の吸着剤層ブロックｘｂに分割してあり、これら吸着剤層ブロックｘｂの各々をロータ回転軸２３とロータ外周リム２４との間でスポーク状の骨材２５どうしの間に収容配置することで吸着ロータ１を構成してある。

２５ａは、吸着剤層ブロックｘｂと骨材２５との間をシールするシール部材であり、Ｐはロータ回転軸芯でありロータ回転軸２３の中心軸芯である。

図３に示すように、吸着ロータ１の回転領域２におけるロータ回転軸芯方向の一端部には、吸着ロータ１の一方側の端面部（再生用空気入口側の端面部）に対して開口部を近接対向させた一方側の給排チャンバ２６を配置し、同様に、吸着ロータ１の回転領域２におけるロータ回転軸芯方向の他端部には、吸着ロータ１の他方側の端面部（被処理空気入口側の端面部）に対して開口部を近接対向させた他方側の給排チャンバ２７を配置してある。

一方側の給排チャンバ２６は、その内部を仕切壁２６ａにより、処理域３に対応位置する処理域出口チャンバ３ｏと、再生域４に対応位置する再生域入口チャンバ４ｉと、パージ域５に対応位置するパージ域入口チャンバ５ｉとに区画してあり、また、他方側の給排チャンバ２７は、その内部を仕切壁２７ａにより、処理域３に対応位置する処理域入口チャンバ３ｉと、再生域４に対応位置する再生域出口チャンバ４ｏと、パージ域５に対応位置するパージ域出口チャンバ５ｏとに区画してある。

即ち、他方側の給排チャンバ２７における処理域入口チャンバ３ｉに被処理空気路６を接続するとともに、一方側の給排チャンバ２６における処理域出口チャンバ３ｏに処理済空気路８を接続することで、被処理空気Ａを処理域３に通風して処理域３に位置する吸着剤層部分に通過させる構造にしてある。

また、一方側の給排チャンバ２６における再生域入口チャンバ４ｉに再生用給気路１７を接続するとともに、他方側の給排チャンバ２７における再生域出口チャンバ４ｏに再生用排気路２０を接続することで、高温再生用空気ＨＡを再生域４に通風して再生域４に位置する吸着剤層部分に通過させる構造にしてある。

そしてまた、一方側の給排チャンバ２６におけるパージ域入口チャンバ５ｉにパージ用給気路１９を接続するとともに、他方側の給排チャンバ２７におけるパージ域出口チャンバ５ｏにパージ用排気路２２を接続することで、パージ用空気ＰＡをパージ域５に通風してパージ域５に位置する吸着剤層部分に通過させる構造にしてある。

図２〜図５に示すように、吸着ロータ１において隣合う吸着剤層ブロックｘｂどうしの間に位置させるスポーク状の骨材２５は夫々、ロータ回転軸芯方向において吸着ロータ１の全長にわたり、かつ、ロータ回転半径方向においてロータ回転軸２３からロータ外周リム２４にわたる偏平なボックス構造にしてあり、この偏平ボックス構造におけるロータ回転軸芯方向の一方側の側面部は、伝熱路入口ｆｉとして吸着ロータ１の一方側端面部（再生用空気入口側の端面部）において開口させてある。

また、骨材２５の偏平ボックス構造におけるロータ外周側の側面部のうち、吸着ロータ１の他方側端面部（被処理空気入口の端面部）寄りの部分は、伝熱路出口ｆｏとしてロータ外周リム２４において開口させてあり、これにより、各骨材２５の偏平ボックス構造におけるボックス内部は、各骨材２５に対して装備した伝熱路ｆにしてある。

この伝熱路ｆの内壁面には、伝熱路ｆにおける通過空気と骨材２５との間での伝熱を促進する複数の伝熱リブ２８（伝熱用突起の一例）を形成してあり、また、骨材２５の偏平ボックス構造における内部には、伝熱路入口ｆｉから伝熱路出口ｆｏに向う短絡的な直線状の気流が伝熱路ｆの内部に形成されるのを防止して伝熱路ｆを実質上の屈曲流路にする気流案内板２９（通過気流案内手段の一例）を装備してある。

各伝熱路ｆの出口ｆｏをロータ外周リム２４に形成するのに対して、吸着ロータ１の回転領域２における外周部には、ロータ外周リム２４の全周に対して開口部を近接対向させた環状チャンバ３０を配置し、この環状チャンバ３０は、その内部を仕切壁３０ａにより、ロータ回転方向において再生域４とパージ域５とに対応位置する排気チャンバ３１と、ロータ回転方向において処理域３に対応位置する閉塞チャンバ３２とに区画してある。

つまり、再生域４では、再生用給気路１７を通じて一方側の給排チャンバ２６における再生域入口チャンバ４ｉに供給される高温再生用空気ＨＡをロータ吸着剤層Ｘのうち再生域４に位置する吸着剤層部分に通過させるのに併行して、再生域入口チャンバ４ｉに供給される高温再生用空気ＨＡの一部を、吸着ロータ１の一方側端面部でロータ回転方向に並ぶ伝熱路入口ｆｉのうち再生域４に位置する伝熱路入口ｆｉ（即ち、再生域入口チャンバ４ｉに臨む伝熱路入口ｆｉ）に流入させて、再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに通過させる。

これにより、再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆを補助加熱手段として、再生域４に位置する吸着剤層部分からの伝熱による加熱、及び、その吸着剤層部分を通過する高温再生用空気ＨＡからの伝熱による加熱とは別に、再生域４に位置する骨材２５をその装備伝熱路ｆに通過させる高温再生用空気ＨＡにより選択的かつ直接的に加熱し、これにより、吸着ロータ１における複数箇所の骨材配置部（即ち、吸着剤層ブロックｘｂどうしの間の境界部）のうち再生域４に位置する骨材配置部を効率的に昇温させる。

即ち、吸着ロータ１における骨材２５の配置部は、高温再生用気体ＨＡの通過が可能な骨材不存部に比べ再生域４において昇温し難く、その為、ロータ回転方向において骨材配置部の近傍に位置する骨材不存部の吸着剤層部分も、高温再生用空気ＨＡの通過があるにもかかわらず、低温部である骨材配置部への伝熱のために再生域４において加熱不足の状態になり、再生域通過過程において十分に再生されない再生不足の状態になる傾向がある。

そして、このように再生不足となった骨材配置部近傍の吸着剤層部分が骨材配置部とともに周期的に処理域３を通過することが原因で、被処理空気Ａに対する除湿効率が周期的に変動して処理域３から送出される処理済空気Ａ′の湿度（即ち、調整対象室９に供給する調整用空気ＳＡの湿度）が図６におけるグラフ１に示されるように周期的に上昇するといった問題が生じる。

これに対し、上記の如く、再生域４に位置する吸着剤層部分からの伝熱による加熱、及び、その吸着剤層部分を通過する高温再生用空気ＨＡからの伝熱による加熱とは別に、吸着ロータ１の回転に併行して、再生域４に位置する骨材２５をその装備伝熱路ｆに通過させる高温再生用空気ＨＡにより選択的かつ直接的に加熱して、再生域４に位置する骨材配置部を効率的に昇温させることで、上記の如き除湿効率の周期的な変動を防止するとともに平均除湿効率も向上させ、これにより、図６のグラフ２に示す如く、処理域３から送出される処理済空気Ａ′の湿度を一層低減するとともに精度良く安定的に維持し得るようにしてある。

再生域入口チャンバ４ｉに供給される高温再生用空気ＨＡの一部を再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに通過させるのに伴い、その装備伝熱路ｆの出口ｆｏから排出される使用済の高温再生用空気ＨＡ″は環状チャンバ３０における排気チャンバ３１に受け入れられる。

また同様に、パージ域５では、パージ用給気路１９を通じて一方側の給排チャンバ２６におけるパージ域入口チャンバ５ｉに供給されるパージ用空気ＰＡをロータ吸着剤層Ｘのうちパージ域５に位置する吸着剤層部分に通過させるのに併行して、パージ域入口チャンバ５ｉに供給されるパージ用空気ＰＡの一部を、吸着ロータ１の一方側端面部でロータ回転方向に並ぶ伝熱路入口ｆｉのうちパージ域５に位置する伝熱路入口ｆｉ（即ち、パージ域入口チャンバ５ｉに臨む伝熱路入口ｆｉ）に流入させて、パージ域５に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに通過させる。

即ち、このようにパージ域５に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆにパージ用空気ＰＡを通過させることにより、パージ域５に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆを補助冷却手段として、パージ域５に位置する吸着剤層部分への放熱による冷却、及び、その吸着剤層部分を通過するパージ用空気ＰＡへの放熱による冷却とは別に、パージ域５に位置する骨材２５をその装備伝熱路ｆに通過させるパージ用空気ＰＡにより選択的かつ直接的に冷却する。

これにより、処理域３に先立つパージ域５において骨材配置部（即ち、先の再生域４で加熱した骨材配置部）を効率的に冷却するとともに、その分、パージ域５に位置する吸着剤層部分に通風するパージ用空気ＰＡをパージ域５に位置する吸着剤層部分の冷却に無駄なく効率的に寄与させさせるようにして、前述の如く再生域４での加熱不足を防止して十分に再生した吸着剤層部分を処理域３において被処理空気Ａに対し効果的に除湿機能させる。

パージ域入口チャンバ５ｉに供給されるパージ用空気ＰＡの一部をパージ域５に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに通過させるのに伴い、その装備伝熱路ｆの出口ｆｏから排出される使用済のパージ用空気ＰＡ″は、再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆから排出される使用済の高温再生用空気ＨＡ″とともに、環状チャンバ３０における排気チャンバ３１に受け入れられる。

図７は上記の如き伝熱路ｆを設けていないロータ式空気除湿装置と伝熱路ｆを設けたロータ式空気除湿装置との比較表であり、この表に示されるように、伝熱路ｆを設けたロータ式空気除湿装置では、前述の如く処理域３から送出される処理済空気Ａ′の周期的な湿度変動を効果的に防止しながら、再生域４に位置する吸着剤層部分に通過させる高温再生用空気ＨＡを再生域４に位置する吸着剤層部分の加熱に効率的に寄与させ得る分だけ、高温再生用空気ＨＡの必要風量を低減することができ、また、パージ域５に位置する吸着剤層部分に通過させるパージ用空気ＰＡをパージ域５に位置する吸着剤層部分の冷却に効率的に寄与させ得る分だけ、パージ用空気ＰＡの必要風量も低減することができ、これらのことで装置の消費エネルギも効果的に低減することができる。

各伝熱路ｆの出口ｆｏはロータ外周リム２４に形成してあることで、被処理空気路６を通じて他方側の給排チャンバ２７における処理域入口チャンバ３ｉに供給される被処理空気Ａは処理域３に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに流入することが阻止され、これにより、被処理空気Ａが骨材２５の装備伝熱路ｆを通じて吸着剤層Ｘによる除湿処理を受けないままで外部に送出されることが防止される。

即ち、他方側の給排チャンバ２７における処理域入口チャンバ３ｉに供給された被処理空気Ａはその全量が、ロータ吸着剤層Ｘのうち処理域３に位置する吸着剤層部分を通過して除湿処理された上で一方側の給排チャンバ２６における処理域出口チャンバ３ｏに導かれる。

環状チャンバ３０における排気チャンバ３１は、回収用排気路３３を通じて再生用排気路２０における再生用ファン１８の吸入側箇所に接続してあり、これにより、排気チャンバ３１に受け入れた使用済の高温再生用空気ＨＡ″及び使用済のパージ用空気ＰＡ″（即ち、骨材２５の装備伝熱路ｆを通過した空気）は、回収用排気路３３を通じて再生用ファン１８の吸引作用により再生用排気路２０に導かれる。

即ち、この構造により、再生用ファン１８を回収用ファンとして利用する形態で、再生用ファン１８の吸引作用により、再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに対する高温再生用空気ＨＡの通過、及び、パージ域５に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに対するパージ用空気ＰＡの通過を促進して、再生域４に位置する骨材２５の加熱及びパージ５に位置する骨材２５の冷却を一層促進する。

また、排気チャンバ３１に受け入れた使用済の高温再生用空気ＨＡ″の一部及び使用済のパージ用空気ＰＡ″の一部を、再生用ファン１８の送風機能により、再生域４から再生用排気路２０に送出される使用済の高温再生用空気ＨＡ′の一部及びパージ域５からパージ用排気路２２に送出される使用済のパージ用空気ＰＡ′とともに、再生用循環路２１を通じ高温再生用空気ＨＡの原材空気として再生用ヒータ１６に送り、これにより、排気チャンバ３１に受け入れた使用済の高温再生用空気ＨＡ″及び使用済のパージ用空気ＰＡ″の保有熱（即ち、再生域４での骨材加熱に用いた高温再生用気体ＨＡ″の残熱、及び、パージ域５での骨材冷却においてパージ用空気ＰＡ″に回収した熱）も高温再生用空気ＨＡの加熱生成に利用するようにしてある。

なお、この構造において再生用ファン１８とは別に回収用ファンを回収用排気路３３に付加装備し、これにより、再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに対する高温再生用空気ＨＡの通過、及び、パージ域５に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに対するパージ用空気ＰＡの通過を一層促進するようにしてもよい。

環状チャンバ３０において排気チャンバ３１と閉塞チャンバ３２とを仕切る仕切壁３０ａの先端部には、吸着ロータ１の回転を許しながら仕切壁３０ａとロータ外周リム２４との間の隙間をシールするシール部材３４を取り付けてあり、これにより、一方側の給排チャンバ２６における処理域出口チャンバ３ｏに受け入れた処理済空気Ａ′が処理域３に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆ及び閉塞チャンバ３２を通じて排気チャンバ３１に侵入することを防止する。

〔別実施形態〕
上述の実施形態では再生用循環路２１を設けた装置例を示したが、図８に示すように、再生用循環路２１を省略してもよい。

そして、この場合、同図８に示すように、パージ域５に位置する吸着剤層部分を通過した使用済のパージ用空気ＰＡをパージ用排気路２２を通じて再生用ヒータ１６に送る構成にし、この構成において、排気チャンバ３１への受け入れ空気ＨＡ″，ＰＡ″を導く回収用排気路３３をパージ用排気路２２に接続して、排気チャンバ３１への受け入れ空気ＨＡ″，ＰＡ″を高温再生用空気ＨＡの原材空気として再生用ヒータ１６に送るようにしてもよい。

また、この場合、回収用排気路３３に回収用ファン３５を介装して、再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに対する高温再生用空気ＨＡの通過、及び、パージ５に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに対するパージ用空気ＰＡの通過を促進するようにするのが望ましい。

前述の実施形態では、再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆを通過した使用済の高温再生空気ＨＡ″とパージ域５に位置する骨材２６の装備伝熱路ｆを通過した使用済のパージ用空気ＰＡ″とを共通の排気チャンバ３１に受け入れるようにしたが、これに代え、再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆを通過した使用済の高温再生空気ＨＡ″を受け入れる排気チャンバと、パージ域５に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆを通過した使用済のパージ用空気ＰＡ″を受け入れる排気チャンバとを各別に設けてもよい。

また、その場合、再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆを通過した使用済の高温再生空気ＨＡ″とパージ域５に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆを通過した使用済のパージ用空気ＰＡ″とのいずれか一方のみを再生用ヒータ１６に送るようにするなど、使用済の高温再生空気ＨＡ″と使用済のパージ用空気ＰＡ″との送り先を異ならせるようにしてもよい。

各骨材２５に装備する伝熱路ｆの具体的構造は、前述の実施形態で示した構造に限らず、種々の変更が可能であり、例えば、骨材２５の内部に伝熱路ｆを形成するのに代え、骨材２５との間での伝熱が可能な状態で骨材２５に隣接ないし近接させて伝熱路ｆを装備してもよい。

また、再生域４に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに高温再生用空気ＨＡの一部ないし他の加熱用流体を選択的に通過させるとともに、パージ域５に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆにパージ用空気ＰＡの一部ないし他の冷却用流体を選択的に通過させるための構造についても、各伝熱路ｆの入口ｆｉを対応骨材２５の近傍で吸着ロータ１の端面部に開口させる構造に代えて種々の変更が可能である。

各伝熱路２５の出口ｆｏを吸着ロータ１の回転軸芯方向における端面部に形成し、この構成において、処理域３に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに対する被処理空気Ａを通過を阻止する手段を装備するようにしてもよい。

再生域４に位置する吸着剤層部分からの伝熱による加熱、及び、その吸着剤層部分を通過する高温再生用空気ＨＡからの伝熱による加熱とは別に、再生域４に位置する骨材２５を選択的に加熱する補助加熱手段は、各骨材２５に装備する前記の如き伝熱路ｆに限らず、どのような加熱方式のものであってもよく、例えば、再生域４に位置する骨材２５を電熱により選択的に加熱するものなどであってもよい。

また同様に、パージ域５に位置する吸着剤層部分への放熱による冷却、及び、その吸着剤層部分を通過するパージ用空気ＰＡへの放熱による冷却とは別に、パージ域５に位置する骨材２５を選択的に冷却する補助冷却手段を設ける場合、その補助冷却手段にも種々の冷却形式のものを採用することができる。

再生域４に位置する吸着剤層部分に通過させる高温再生用気体ＨＡは高温空気に限らず、水蒸気や燃焼ガスなど、どのような高温気体であってもよい。また、パージ域５に位置する吸着剤層部分に通過させるパージ用気体ＰＡも処理済空気Ａ′に限らず、被処理空気Ａや外気など、どのような気体であってもよい。

骨材２５の具体的な構造は種々の変更が可能であり、例えば、骨材２５をロータ回転方向及びロータ回転軸芯方向の夫々において複数配置する構造にしてもよい、また、前述の実施形態では骨材２５を４箇所に配置した吸着ロータ１を示したが吸着ロータ１における骨材２５の配置箇所数は４箇所に限られるものではない

処理域３に位置する骨材２５の装備伝熱路ｆに低温空気などの冷却用流体を通過させて処理域３に位置する骨材２５を冷却するなど、処理域３に位置する骨材２５をロータ回転に伴い選択的に冷却する処理域用の補助冷却手段を設けてもよい。

本発明によるロータ式空気処理装置は、被処理空気Ａの除湿を目的とするものに限らず、被処理空気Ａの浄化を目的とするものであってもよい。

本発明によるロータ式空気処理装置は、各種分野において種々の目的の空気除湿や空気浄化に利用することができる。

２５ 骨材
Ｘ 吸着剤層
１ 吸着ロータ
２ ロータ回転領域
３ 処理域
４ 再生域
５ パージ域
Ａ 被処理空気
Ｐ ロータ回転軸芯
ＨＡ 高温再生用気体
ＰＡ パージ用気体
ｆ 補助加熱手段，補助冷却手段，伝熱路
１６ 再生用加熱手段
ｆｉ 伝熱路入口
ｆｏ 伝熱路出口
３１ 排気チャンバ
ＨＡ″，ＰＡ″ 排出気体
３３ 回収用排気路
３５ 回収用ファン

Claims (8)

1. 複数の骨材をロータ回転方向に並べて放射状に配置した通気性の吸着剤層からなる吸着ロータを備え、
   この吸着ロータの回転領域に処理域と再生域とパージ域とをその順にロータ回転方向に並べて区画形成し、
   前記吸着ロータの回転に併行して、前記処理域には、被処理空気を処理域に位置する吸着剤層部分に通過させる状態でロータ回転軸芯方向に通風し、
   前記再生域には、高温の再生用気体を再生域に位置する吸着剤層部分に通過させる状態でロータ回転軸芯方向に通風し、
   前記パージ域には、パージ用気体をパージ域に位置する吸着剤層部分に通過させる状態でロータ回転軸芯方向に通風するロータ式空気処理装置であって、
   前記再生域に位置する吸着剤層部分からの伝熱による加熱、及び、その吸着剤層部分を通過する高温再生用気体からの伝熱による加熱とは別に、前記吸着ロータの回転に併行して、前記再生域に位置する前記骨材を選択的に加熱する補助加熱手段を設けてあるロータ式空気処理装置。
2. 前記パージ域に位置する吸着剤層部分への放熱による冷却、及び、その吸着剤層部分を通過するパージ用空気への放熱による冷却とは別に、前記吸着ロータの回転に併行して、前記パージ域に位置する前記骨材を選択的に冷却する補助冷却手段を設けてある請求項１記載のロータ式空気処理装置。
3. 前記補助加熱手段として、前記骨材を伝熱対象とする伝熱路をロータ回転方向に並ぶ前記骨材の夫々に対して個別に装備し、
   前記吸着ロータの回転に併行して、前記伝熱路のうち前記再生域に位置する前記骨材の装備伝熱路に対し、再生用加熱手段により加熱した高温再生用気体の一部を選択的に通過させ、
   前記再生用加熱手段により加熱した高温再生用気体の他部を、前記再生域に位置する吸着剤層部分に通過させる構成にしてある請求項１又は２記載のロータ式空気処理装置。
4. 前記伝熱路の入口を、ロータ回転方向において対応する前記骨材夫々の近傍で前記吸着ロータにおける再生用気体入口側の端面部に形成してある請求項３記載のロータ式空気処理装置。
5. 前記再生域に対する高温再生用気体の通風向きと前記パージ域に対するパージ用気体の通風向きとをロータ回転軸芯方向において同じ向きにして、
   前記再生域に位置する前記伝熱路の入口には、前記再生用加熱手段から前記再生域に供給される高温再生用気体の一部が流入し、
   前記パージ域に位置する前記伝熱路の入口には、前記パージ域に供給されるパージ用気体の一部が流入する構成にしてある請求項４記載のロータ式空気処理装置。
6. 前記伝熱路の出口を、ロータ回転方向において対応する前記骨材夫々の近傍で前記吸着ロータの外周面部に形成し、
   前記吸着ロータの回転領域における外周部のうち、前記再生域に対応する部分及び前記パージ域に対応する部分に、前記伝熱路の出口から排出される気体を受け入れる排気チャンバを形成し、
   この排気チャンバに受け入れた排出気体を前記再生用加熱手段に導く回収用排気路を設けてある請求項５記載のロータ式空気処理装置。
7. 前記再生域に位置する前記伝熱路の出口から排出される気体、及び、前記パージ域に位置する前記伝熱路の出口から排出される気体を前記再生用加熱手段に送給する回収用ファンを設けてある請求項５又は６記載のロータ式空気処理装置。
8. 前記処理域に対する被処理空気の通風向きと前記再生域に対する高温再生用気体の通風向きとをロータ回転軸芯方向において互いに逆向きにしてある請求項６記載のロータ式空気処理装置。

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