JP2515886B2 - 吸着装置におけるダクトヒ―タの制御方法および装置 - Google Patents

吸着装置におけるダクトヒ―タの制御方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、活性炭やゼオライト等の吸着剤を収納する
吸着室の入口側に設けられるダクトヒータの制御方法お
よび装置に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、原ガスから所望の成分を取除く場合、例えば
下水処理場等より発生した原ガスからメタンや硫化水素
等の臭気ガス成分を取除く場合等には、上記成分を吸着
剤に吸着させる手段がよくとられる。具体的には、上記
原ガスを吸着剤が設けられた吸着室内に送込み、その中
の臭気成分等を吸着剤に吸着させた後に残りのガスを排
出するといった装置が用いられている。さらに近年は、
上記原ガスを吸着室の入口側で加熱し、予め相対湿度を
下げた状態で吸着室に送込むことにより、吸着剤での結
露の防止および吸着剤による吸着効率の向上が図られて
いる。
第7図は、従来の吸着装置の一例を示したものであ
る。図に示される吸着塔10の吸着室11内には、活性炭や
ゼオライト等からなる吸着剤12が設けられ、その入口側
通路14には多段式のダクトヒータ16が配設されている。
このダクトヒータ16は、投入段数(オンに切換えられる
段数)の切換によって加熱温度が制御されるようになっ
ており、吸着室11内に流入するガスを予め加熱して相対
湿度を下げる役割を果している。
このダクトヒータ16の入口側および出口側にはヒータ
入口温度センサ18およびヒータ出口温度センサ20が設け
られ、両者により検出された温度の差によってダクトヒ
ータ16の投入段数が制御されている。すなわち、両者の
温度差が小さい場合には加熱量が小さいと判断してダク
トヒータ16の投入段数を増加し、逆に上記温度差が大き
い場合にはダクトヒータ16の投入段数を減らす制御が行
われている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記装置における吸着剤12は、外部の温度や湿度等に
起因して、水分を積極的に吸着する吸湿と、吸着した水
分を放出する放湿とを交互に繰返している。この場合、
放湿状態では吸着剤12の吸着水分量が自然に減少するた
め、ダクトヒータ16によて原ガスの相対湿度を無理に下
げる必要はない。ところが、上記装置では検出手段であ
る温度センサ18,20をいずれも吸着室11の入口側に設け
ており、吸着室11内での吸着剤12の状態変化は読取るこ
とができないので、吸着剤12が放湿状態であるにも拘ら
ず必要以上にダクトヒータ16の加熱温度を上げる場合が
あり、これがエネルギーの浪費につながっている。
本発明は、このような事情に鑑み、吸着室内の吸着剤
の状態変化を的確に把握することにより、ダクトヒータ
による加熱温度を効果的に制御することができる方法お
よび装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、吸着剤が設けられた吸着室と、この吸着室
の入口側に設けられ、加熱温度が可変であるダクトヒー
タとを備えた吸着装置において、上記吸着室の出口側の
温度および入口側の温度を各々検出し、両温度の差に応
じてダクトヒータによる加熱温度を変化させるものであ
る(請求項1)。
また、その装置として、上記吸着室の出口側の温度を
検出する出口温度検出手段と、吸着室の入口側の温度を
検出する入口温度検出手段と、両温度の差を演算する演
算手段と、この温度差に応じてダクトヒータによる加熱
温度を変化させる調整手段とを備えたものである(請求
項2)。
また本発明は、吸着剤が設けられた吸着室と、この吸
着室の入口側に設けられ、加熱温度が可変であるダクト
ヒータとを備えた吸着装置において、上記吸着室の出口
側の絶対湿度および入口側の絶対湿度を各々検出し、両
湿度の差に応じてダクトヒータによる加熱温度を変化さ
せるものである(請求項3)。
また、その装置として、上記吸着室の出口側の絶対湿
度を検出する出口湿度検出手段と、吸着室の入口側の絶
対湿度を検出する入口湿度検出手段と、両湿度の差を演
算する演算手段と、この湿度差に応じてダクトヒータに
よる加熱温度を変化させる調整手段を備えたものである
(請求項4)。
〔作 用〕
まず、請求項1および2記載の構成によれば、入口側
温度と出口側温度との差によって実際の吸着剤の状態が
読取られ、これに基づく制御が行われる。すなわち、吸
着剤が吸湿状態にあるときは吸着室を通過するガスの温
度が上がり、逆に放湿状態にあるときはガスの温度が下
がるので、上記温度差によって実際の吸着剤の状態が読
取られる。
また、請求項3および4記載の構成においても、吸着
剤が吸湿状態にある時は吸着室を通過するガスの絶対湿
度が下がり、逆に放室状態にあるときはガスの絶対湿度
が上がるので、入口側湿度と出口側湿度との差によって
吸着剤の状態が読取られる。
〔実施例〕
第3図は、本発明方法が実施される吸着装置の一例を
示したものである。この吸着装置は、上記第7図と同様
の吸着塔10を備え、この吸着塔10の吸着室11内に吸着剤
12が設けられており、その入口側通路14にダクトヒータ
16が設けられている。この実施例では、1〜3号ヒータ
からなる3段式のダクトヒータ16が用いられ、その投入
段数の切換によって加熱温度が調整されるようになって
いる。
また、このダクトヒータ16の入口側にヒータ入口温度
センサ(入口温度検出手段)18が設けられているのに加
え、吸着室11の出口側通路22にも吸着室出口温度センサ
(出口温度検出手段)24が設けられており、両センサ1
8,24の検出信号が制御回路26に入力されるようになって
いる。
この制御回路26は、一般のリレー回路やマイクロコン
ピュータ等で構成されている。第1図は、その機能構成
を示したものである。
図に示される温度差演算部(演算手段)28は、ヒータ
入口温度センサ18で検出された吸着室入口側温度T1に対
する吸着室出口温度センサ24で検出された吸着室出口側
温度T2の増減温度(両温度の温度差)A(=T2−T1)を
演算する。ヒータ切換部(調整手段)32は、後述のよう
に、温度差演算部28で演算された増減温度Aが所定値を
通過し、かつその状態がタイマ30による設定時間だけ継
続した跡にダクトヒータ16の投入段数を適宜切換えるも
のである。基本的には、上記増減温度Aが小さい場合、
すなわち入口側温度T1に対して出口側温度T2が小さい場
合には、吸着剤12による放湿が行われているとしてダク
トヒータ16の投入段数を減らし、逆に上記値Aが大きい
場合には、吸着剤12による吸湿が行われているとしてダ
クトヒータ16の投入段数を増やすといった調整を行う。
次に、この制御回路26の行うダクトヒータ16の具体的
な制御動作を、第2図のフローチャートを参照しながら
説明する。
まず、原ガスを流すための脱臭ファンをオンに切換え
(ステップS1)、その作動を1分間確認した後に(ステ
ップS2,S3)、全ヒータすなわち1〜3号ヒータをオン
に切換える(ステップS4)。そして、各ヒータの作動を
20分間確認した後(ステップS5,S6)、入口側温度T1
対する出口側温度T2の増減温度A(=T2−T1)を演算す
る(ステップS7)。
この増減温度Aが−1℃以上である場合(ステップS8
でNO)には現状を維持するが、増減温度Aが−1℃未満
となり(ステップS8でYES)、かつその状態が10秒続い
た場合には(ステップS9でYES)、3号ヒータをオフに
し(ステップS10)、ダクトヒータ16の加熱温度を下げ
る。
その後、2分間現状を保ち(ステップS11でYES)、3
号ヒータを完全に冷やした後に再び増減温度Aを確認す
る。この増減温度Aが−1℃以上で1℃以下である場合
(ステップS12でNOかつステップS13でNO)には現状を維
持するが、増減温度Aが1℃を上回り(ステップS13でY
ES)、かつその状態が10秒続いた場合には(ステップS
14でYES)、3号ヒータを再びオンに切換え(ステップS
15)、加熱温度を上げて前記ステップS5に復帰する。
これに対し、上記増減温度Aが−1℃未満となり(ス
テップS12でYES)、かつその状態が10秒続いた場合(ス
テップS16でYES)には、3号ヒータに加えて2号ヒータ
もオフに切換え(ステップS17)、加熱温度をさらに下
げる。そして、2分経過後(ステップS18でYES)、この
増減温度Aが1℃以下である間(ステップS19でNO)は
現状を維持するが、増減温度Aが1℃を上回り(ステッ
プS19でYES)、かつその状態が10秒続いた場合(ステッ
プS20でYES)には2,3号ヒータをともにオンに切換え
(ステップS21)、加熱温度を上げて上記ステップS5
復帰する。
以上のように、この装置では、吸着室の入口側温度に
対する出口側の増減温度Aにより吸着剤12の吸湿、放湿
を判断し、これに基づいてダクトヒータ16による加熱温
度を変化させるようにしているので、実際の吸着剤12の
状態に応じたダクトヒータ16の制御を行うことができ
る。
第4図、第5図、第6図は、それぞれダクトヒータ16
の投入段数を1段、2段、3段としたときの各地点での
ガス温度および湿度の計測結果を1日の時間変化として
グラフに表わしたものである。各図において、実線41,4
2,43は、それぞれ吸着室入口側の相対湿度、吸着室
出口側の相対湿度、ヒータ出口側の相対湿度
表わし、一点鎖線51,52は、それぞれヒータ入口側温度T
1に対する吸着室出口側温度T2の増減温度A(=T2
T1)、ヒータ出口側の温度T3に対する吸着室出口側の温
度T2の増減温度A′(=T2−T3)を表わしている。
これらの図に示されるように、吸着室入口側の相対湿
(または)が下がるにつれて吸着剤12が吸湿
状態から放湿状態へ移行し、これに対応して増減温度A
が降下している。すなわち、吸着剤12が放湿することに
よって吸着室11を通過するガスの温度が下がり、逆に吸
湿することによってガスの温度が上がっている。この計
測結果は、吸着室11の出口側温度と入口側温度との温度
差を検出するだけの簡単な構成で吸着剤12の実際の状態
を確実に把握できることを明らかにしている。
従って、この装置では、上記吸着剤12の確実な状態把
握によって、放湿状態ではダクトヒータ16の段数を減ら
して省エネルギー化を図りながら、吸湿状態では段数を
増やして吸着剤12での結露防止および吸着効率の向上を
確実に行う結果を得ることができる。
なお、本発明はこのような実施例に限定されず、例と
して次のような態様をとることも可能である。
(1) 上記実施例では、吸着室出口側温度T2とヒータ
入口側温度T1との差Aでダクトヒータ16の制御を行うよ
うにしているが、吸着室出口側温度T2とヒータ出口側の
温度(第7図のヒータ出口温度センサ20により検出され
る温度)T3との差A′(=T2−T3)に基づいて制御を行
うようにしてもよい。この場合、上記ダクトヒータ16に
よるガスの温度上昇は一定であり、両増減温度A,A′の
差は常にほぼ等しいので(第4図〜第6図の一点鎖線5
1,52参照)、上記増減温度A′に基づいて制御を行って
も、増減温度Aに基づく制御と同様の効果が得られる。
(2) 上記実施例では増減温度Aで制御を行っている
が、吸着室11の出口側の絶対湿度ωと入口側の絶対湿
度ωとの差によって制御を行うようにしてもよい。す
なわち、吸着剤12が吸湿あるいは放湿を行うと、その分
だけ吸着湿11を通過するガスの含有水蒸気量が増減する
ため、上記絶対湿度の差を検出すれば吸着剤12の吸湿あ
るいは放湿状態をより直接的に検知することができるの
である。この場合、ダクトヒータ16を通過してもガスの
絶対湿度は変わらないので、吸着室入口側の入口湿度検
出手段はダクトヒータ16の入口側、出口側のいずれに設
けてもよい。また、吸着室出口側の出口湿度検出手段は
上記第3図における吸着室出口温度センサ24と同等の位
置に設ければよい。
(3) 本発明は上記のような臭気ガスに限らず、原ガ
ス中の所望成分を取出すための種々の吸着装置について
適用することができる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明は、吸着室の出口側と入口側の温
度差あるいは絶対湿度の差に基づいてダクトヒータによ
る加熱温度を変化させるようにしたものであるので、吸
着室内に設けられた吸着剤の吸湿、放湿状態を正確に把
握することにより、その状態に応じた的確なダクトヒー
タ制御を行うことができる。すなわち、吸湿状態では上
記加熱温度を上げて確実な結露防止および吸着効率の向
上を図る一方、放湿状態では加熱温度を下げることによ
り吸着装置の省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実施するための吸着装置に設けら
れたダクトヒータの制御装置の機能構成図、第2図は同
制御装置によるダクトヒータの制御動作を示すフローチ
ャート、第3図は上記吸着装置の一例を示す全体構成
図、第4図乃至第6図は吸着室を通過するガスの相対湿
度および吸着室吸着室の出口側温度と入口側温度との温
度差の時間変化を示すグラフ、第7図は従来の吸着装置
の一例を示す全体構成図である。 11……吸着室、12……吸着剤、14……入口側通路、16…
…ダクトヒータ、18……ヒータ入口温度センサ(入口温
度検出手段)、22……出口側通路、24……吸着室出口温
度センサ(出口温度検出手段)、26……制御回路(制御
装置)、28……温度差演算部(演算手段)、32……ヒー
タ切換部(調整手段)。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸着剤が設けられた吸着室と、この吸着室
    の入口側に設けられ、加熱温度が可変であるダクトヒー
    タとを備えた吸着装置において、上記吸着室の出口側の
    温度および入口側の温度を各々検出し、両温度の差に応
    じてダクトヒータによる加熱温度を変化させることを特
    徴とする吸着装置におけるダクトヒータの制御方法。
  2. 【請求項2】吸着剤が設けられた吸着室と、この吸着室
    の入口側に設けられ、加熱温度が可変であるダクトヒー
    タとを備えた吸着装置において、上記吸着室の出口側の
    温度を検出する出口温度検出手段と、吸着室の入口側の
    温度を検出する入口温度検出手段と、両温度の差を演算
    する演算手段と、この温度差に応じてダクトヒータによ
    る加熱温度を変化させる調整手段とを備えたことを特徴
    とする吸着装置におけるダクトヒータの制御装置。
  3. 【請求項3】吸着剤が設けられた吸着室と、この吸着室
    の入口側に設けられ、加熱温度が可変であるダクトヒー
    タとを備えた吸着装置において、上記吸着室の出口側の
    絶対湿度および入口側の絶対湿度を各々検出し、両湿度
    の差に応じてダクトヒータによる加熱温度を変化させる
    ことを特徴とする吸着装置におけるダクトヒータの制御
    方法。
  4. 【請求項4】吸着剤が設けられた吸着室と、この吸着室
    の入口側に設けられ、加熱温度が可変であるダクトヒー
    タとを備えた吸着装置において、上記吸着室の出口側の
    絶対湿度を検出する出口湿度検出手段と、吸着室の入口
    側の絶対湿度を検出する入口湿度検出手段と、両湿度の
    差を演算する演算手段と、この湿度差に応じてダクトヒ
    ータによる加熱温度を変化させる調整手段を備えたこと
    を特徴とする吸着装置におけるダクトヒータの制御装
    置。
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