JP2731499B2 - 乾式除湿装置 - Google Patents

乾式除湿装置

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JP2731499B2 JP5074266A JP7426693A JP2731499B2 JP 2731499 B2 JP2731499 B2 JP 2731499B2 JP 5074266 A JP5074266 A JP 5074266A JP 7426693 A JP7426693 A JP 7426693A JP 2731499 B2 JP2731499 B2 JP 2731499B2
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    • F24F2203/1092Rotary wheel comprising four flow rotor segments

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、環境試験室等の室内空
気を除湿する低露点型の乾式除湿装置に関し、特に低湿
度の空気を除湿処理するのに好適の乾式除湿装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近時、電子部品を搭載した機器の増大に
伴い、この機器の種々の環境下での使用特性を試験する
要求が高まり、このため、環境試験室に対する需要が増
大している。特に、低温及び低湿下での試験が義務付け
られるケースが多くなっている。
【0003】この低温及び低湿条件は例えば温度が5
℃、相対湿度が5%というものである。この条件は通常
の大気条件に比較して湿度を約1/50に低減したもの
である。従来、このような条件を達成する除湿装置とし
て、乾式除湿機が使用されており、特に、除湿効率が優
れた低露点型の乾式除湿装置に対する要望が高まってい
る。
【0004】図4は、従来の低露点型乾式除湿装置を示
すブロック図である。処理空気は、冷却器2により冷却
された後、処理ファン3によりハニカム除湿材からなる
ロータ1の除湿処理ゾーン1aに送り込まれる。そし
て、この処理空気は除湿ゾーン1aを通過して除湿され
る。この除湿処理ゾーン1aを出た除湿空気は、環境試
験室10に供給される。一方、この環境試験室10を出
た空気の一部は処理ファン3の上流側に返戻され、環気
ループが形成される。
【0005】また、処理ファン3によりロータ1に送り
込まれる冷却後の処理空気の一部はロータ1のパージゾ
ーン1cに導入される。これにより、再生ゾーン1bで
高温となったロータ1を、除湿処理ゾーン1aに入るの
に先立ち、パージゾーン1cにて冷却して、次工程の吸
着に備えるようになっている。
【0006】そして、パージゾーン1cを通過した後の
空気は、再生ファン4によりヒータ5に送り込まれて加
熱され、次いで、ロータ1の再生ゾーン1bに供給され
る。これにより、ロータ1は再生ゾーン1bを通過して
いる間に、加熱空気により加熱され、吸着水分が脱着さ
れて除去される。
【0007】このようにして、ロータ1が定速で回転す
る間に、ロータ1は処理空気を除湿処理ゾーン1aにて
除湿し、加熱空気により再生ゾーン1bにて水分が除去
されて脱湿され、次いでバージゾーン1cで冷却された
後、除湿処理ゾーン1aにて再度処理空気の除湿処理を
行う。これにより、環境試験室10に除湿後の乾燥空気
が連続的に供給される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の乾式除湿装置においては、一度低湿化されて環気さ
れてくる空気を外気冷却器2により冷却減湿した空気と
混合して高湿化した後、その空気の一部をパージガス及
び再生ガスとして使用しているので、多量の外気導入が
必要となり、結果として、前記混合空気がより一層高湿
化されてしまう。従って、除湿装置として必要な性能で
ある除湿効率はより高いものが要求されることとなる。
なお、前述のように、除湿ロータの再生のために、パー
ジゾーン1cからの低湿環気空気が用いられることとな
るため、その再生用空気自体が再生損失となってしま
う。
【0009】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、小型であっても低湿環境試験に適用できる
効率的な乾式除湿装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る乾式除湿装
置は、ハニカム状除湿材からなるロータと、このロータ
をその中心軸の周りに回転駆動する駆動手段と、前記ロ
ータの回転通過域を少なくも除湿処理ゾーン、再生予備
処理ゾーン、再生処理ゾーン及びパージゾーンにこの順
に分割する分割手段と、前記除湿処理ゾーンにて処理空
気を前記ロータに通過させる処理空気導入手段と、前記
再生予備処理ゾーンに再生用外気を導入する再生用外気
導入手段と、前記再生予備処理ゾーンを通過した空気を
加熱した後前記再生処理ゾーンに導入する再生用加熱空
気導入手段と、前記パージゾーンにパージガスを通過さ
せるパージガス導入手段とを有する乾式除湿装置におい
て、前記パージゾーンの中心角度が20乃至50°、前
記再生予備処理ゾーンの中心角度が30乃至80°、前
記再生処理ゾーンの中心角度が60乃至120°であ
り、残余の部分が除湿処理ゾーンであることを特徴とす
る。
【0011】
【作用】本発明においては、再生用外気は、先ず再生予
備処理ゾーンに導入され、この再生用外気の除湿が行わ
れる。次いで、この減湿された空気は、加熱された後、
再生処理ゾーンに導入され、この再生処理ゾーンでロー
タを通過してロータを加熱し、ロータに吸着されている
水分を脱着する。また、ロータはこの再生処理後、パー
ジゾーンにてパージガスの通過を受けて冷却され、吸着
効率が高い低温に冷却された後、除湿処理ゾーンにて処
理空気を除湿する。
【0012】再生処理ゾーンにてロータを加熱し水分を
脱着することとなる再生用外気は、再生予備処理ゾーン
を通過して予め除湿されているので、低湿な空気となっ
ているため、ロータの水分脱着作用が優れている。ま
た、このように、減湿された外気で水分を脱着するた
め、処理空気の湿度が低く、低湿度域にある処理空気を
除湿処理する場合においても、高効率で除湿することが
できる。
【0013】なお、パージゾーンを通過するパージガス
として、再生用外気の一部を冷却後使用することができ
る。そして、この場合に、パージゾーンを通過したパー
ジガスを加熱した後、再生処理ゾーンに供給するように
構成することにより、パージゾーンにてパージガス中に
回収されたロータの保有熱が、再生処理ゾーンにおける
ロータの加熱に再利用され、その分、再生用空気の加熱
エネルギを削減することができる。
【0014】而して、本発明においては、再生予備処理
ゾーン及び再生処理ゾーンの中心角度を、夫々30乃至
80°及び60乃至120°に設定する。
【0015】図5は、従来の図4に示す除湿装置におけ
るパージゾーン及び処理ゾーンの出口の空気湿度を縦軸
にとり、横軸にロータの面角度(ロータ中心に対してパ
ージゾーン入り口となす角度)をとって、出口の空気湿
度の変化を示すグラフ図である。なお、この図5はパー
ジゾーンの中心角度が90°、除湿処理ゾーンの中心角
度が180°、再生処理ゾーンの中心角度が90°の場
合のデータである。また、パージゾーン及び除湿処理ゾ
ーンに導入される空気の入り口での合計風量は600m3/時
であり、入り口での空気温度は10℃である。更に、各ロ
ータ面における面風速は2m/秒と等しく、ロータ回転数
は入り口湿度2g/kgに併せて9rpHと通常より低速の回転
速度で行った。
【0016】パージゾーンにおいては、面角度が45°
の場所で出口空気温度が80℃以上であったが、図5に
みるように、出口の空気湿度が十分に低下して除湿性能
が高い。このため、除湿ロータが高熱になることに伴う
除湿性能の劣化を防止する観点からは、中心角度が90
°のパージゾーンを設けることは過剰のパージ処理にな
る。適正なパージゾーンの範囲は、低湿度域での除湿の
場合には、20乃至50°である。このパージゾーンの
中心角度が20°未満であると、除湿ロータが比較的高
温のまま除湿処理ゾーンに侵入することになるため、除
湿性能が劣化する。一方、パージゾーンの中心角度が5
0°を超えると、被除湿処理空気の湿度が低い場合に、
この被除湿処理空気よりも湿度が高いパージガスが通流
するパージゾーンの領域が広くなりすぎ、このパージガ
スによるロータの汚染が無視できなくなる。これによ
り、第2再生処理ゾーンにおいてロータから水分を十分
に脱着しても、除湿処理ゾーンに入ったロータは水分を
含むものとなり、除湿性能が劣化する。このため、パー
ジゾーンの中心角度は20乃至50°にする。
【0017】また、再生予備処理ゾーンは、再生用外気
が通過し、この間に前記再生用外気を減湿する。これ
は、被除湿処理空気が低湿度の場合には、上流側の除湿
処理ゾーンにおいてロータに吸着する水分が少ないた
め、吸着余力は十分に高い。そこで、本発明において
は、ロータの再生に使用する空気を再生予備処理ゾーン
に通して、ロータによる減湿を行い、乾燥させた状態で
加熱した後、再生処理ゾーンに供給してロータの再生に
供する。これにより、低湿度の空気でロータに吸着され
た水分を脱着するため、被除湿処理空気を高効率で除湿
することができる。
【0018】この場合に、再生予備処理ゾーンの中心角
度が30°未満と過小の場合には、再生用空気の減湿が
不十分となり、低湿度再生に必要な湿度が低い再生用空
気を供給できなくなる。一方、再生予備処理ゾーンの中
心角度が80°を超える場合には、不必要に広範囲に亘
って高湿外気空気がロータを通流することになり、相対
的に除湿処理ゾーンが狭くなって、本装置の除湿能力が
低下する。このため、再生予備処理ゾーンの中心角度は
30乃至80°にする。
【0019】更に、再生処理ゾーンは、吸湿したロータ
の加熱再生を行う領域であり、この再生処理ゾーンの中
心角度が60°未満と過小の場合には、ロータの十分な
再生が不可能になり、除湿性能の劣化を招来する。一
方、再生処理ゾーンの中心角度が120°を超えると、
相対的に除湿処理ゾーンの領域が狭くなり、除湿処理の
能力が低下する。このため、再生処理ゾーンの中心角度
は60乃至120°にする。除湿処理ゾーンの中心角度
は、これらの各ゾーンの残余の領域である。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して具体的に説明する。
【0021】図1は本発明の第1の実施例に係る乾式除
湿装置を示すブロック図、図2はそのロータの分割態様
を示す模式図である。ロータ11は、除湿処理ゾーン1
1a,再生予備処理ゾーン11b,再生処理ゾーン11
c,パージゾーン11dに4分割されている。除湿処理
ゾーン11aは図2に示すように中心角度が180°と
最も広く、再生予備処理ゾーン11bは中心角度が例え
ば60°、再生処理ゾーン11cは中心角度が例えば9
0°、パージゾーン11dは中心角度が例えば30°で
ある。なお、この各ゾーンの広さは処理量等を勘案して
適宜前述の適正範囲内に設定すれば良い。
【0022】除湿処理すべき空気は処理ブロア12によ
り第1の冷却器13に送り込まれ、この第1冷却器13
により冷却される。そして、この冷却後の処理空気は除
湿処理ゾーン11aに供給され、この除湿処理ゾーン1
1aにてロータ11を通過して除湿処理される。除湿処
理後の空気は環境試験室(図示せず)等の乾燥空気の使
用源に供給される。
【0023】一方、再生用外気の一部は、再生予備処理
ゾーン11bに供給され、残りの再生用外気は第2の冷
却器に14により冷却された後、パージゾーン11dに
供給される。そして、この再生予備処理ゾーン11b及
びパージゾーン11dを通過した空気は合流した後熱交
換器16に送り込まれる。この空気は熱交換器16にて
熱交換を受けて昇温し、更に再生ヒータ15により加熱
された後、再生処理ゾーン11cに供給される。再生処
理ゾーン11cにおいて、ロータ11は加熱空気により
加熱され、吸着していた水分が脱着される。再生処理ゾ
ーン11cを通過した加熱空気は次いで再生ブロア17
により熱交換器16に供給され、この熱交換器16にて
再生用ヒータ15に送り込まれる空気と熱交換を行い、
この再生処理前の空気を昇温させる。熱交換器16から
排出された加熱空気は再生排気として大気中に排出され
る。
【0024】このように構成された乾式除湿装置におい
ては、ロータ11は、除湿処理ゾーン11a,再生予備
処理ゾーン11b,再生処理ゾーン11c,及びパージ
ゾーン11dをこの順に通過し、この間、除湿処理ゾー
ン11aにて処理空気中の水分を吸着除去して脱湿す
る。この処理空気は冷却器13により予め冷却されてい
るので、温度が低いため、ロータ11による除湿効率が
高い。なお、本実施例では、冷却器13を設けている
が、低温で使用されている環境試験室の場合には不必要
であり、環境試験室で必要とされる定量換気空気分のみ
外気を冷却減湿して取り入れれば良い。そして、ロータ
11は再生予備処理ゾーン11bにて再生用外気を除湿
するので、この再生予備処理ゾーン11bを通過した後
加熱されて再生処理ゾーンに導入される再生用加熱空気
は再生に適した低湿空気条件となる。
【0025】次いで、ロータ11は再生処理ゾーン11
cに移動し、ヒータ15により加熱された高温かつ低湿
の再生用加熱空気の通流を受ける。これにより、ロータ
11は加熱され、吸着していた水分を十分に脱着する。
この水分を含む再生後の空気は熱交換器16にてその保
有熱の一部が再生空気の加熱に使用された後、大気中に
排気される。一方、ロータ11はパージゾーン11dに
て冷却器14からの低温低湿の空気の通流を受けて冷却
されると共に、この空気をある程度除湿するので、パー
ジゾーン11dを通過した後の空気は減湿され、更に再
生処理ゾーンにて与えられた熱を回収して昇温するた
め、再生に適した空気条件となる。その後、ロータ11
は除湿処理ゾーン11aにて処理空気の除湿処理を行
う。
【0026】このようにして、ロータ11の回転によ
り、処理空気が連続的に除湿処理される。本実施例にお
いては、パージゾーン11dにてロータ11の冷却を行
うので、除湿処理ゾーン11aにおける除湿効率が高
い。また、再生予備処理ゾーン11bから排出される空
気は再生用外気中の水分をある程度除湿された空気であ
る。このため、再生処理ゾーン11cにおける再生効率
も高い。
【0027】更に、再生処理後の高温の空気は熱交換器
16にて再生処理前の低温の空気と熱交換し、残存する
熱を再生処理前の再生空気に与えるので、再生ヒータ1
5の容量は再生に必要な熱量の約半分で足りる。更にま
た、除湿処理ゾーン11aに隣接して再生処理ゾーン1
1cが設けられているわけではないので、高温高湿の再
生後ガスが除湿処理ゾーン11aに混入することがな
く、除湿効率を高く維持することができる。
【0028】なお、本実施例において、除湿効率を更に
一層高め、より低湿度の処理空気を得るためには、再生
予備処理ゾーン11bに導入される再生用外気を、パー
ジゾーン11dに導入される外気空気と同様に冷却器を
設けて減湿させる手段が有効である。また、本実施例で
設けた排熱回収のための熱交換器16は、除湿機自体の
除湿効率には何ら影響を与えないので格別設ける必要は
ない。
【0029】次に、図3を参照して本発明の第2の実施
例について説明する。本実施例は、再生用外気を導入す
る手段と、処理空気の導入手段が一台の送風機を兼用し
て構成される点が第1の実施例と異なる。本実施例にお
いては、除湿処理ゾーン11a、再生予備処理ゾーン1
1b、再生処理ゾーン11c及びパージゾーン11dの
中心角度は、いずれも第1の実施例と同様である。
【0030】処理空気及び再生用外気は、ブロア12に
よりロータ11に送り込まれる。処理空気は、冷却器1
3により冷却減湿された後、除湿処理ゾーン11aに導
入される。除湿処理後の空気は、乾燥空気必要ブースへ
と供給される。
【0031】一方、再生用外気空気の一部は、再生予備
処理ゾーン11bに供給され、残りの外気は、処理用外
気及びパージ用外気として冷却器13に導入される。そ
して、冷却器13により冷却減湿された後、処理用冷却
空気が除湿処理ゾーン11aに供給され、パージ用冷却
外気がパージゾーン11dに供給される。そして、この
パージゾーン11d及び再生予備処理ゾーン11bを通
過した空気は合流して熱交換器16にて熱交換を受けて
加熱される。熱交換器16にて昇温した再生用空気は、
更に再生ヒータ15により加熱された後、再生処理ゾー
ン11cに供給される。
【0032】再生処理ゾーン11cにおいて、ロータ1
1は加熱空気により加熱され、吸着していた水分を脱着
する。再生処理ゾーン11cを通過した加熱空気は、次
いで熱交換器16に供給され、この熱交換器16にて、
再生ヒータ15に送り込まれる空気と熱交換を行い、こ
の再生処理前の空気を昇温させる。熱交換器16から排
出された加熱空気は、再生排気として大気中に排出され
る。
【0033】このように構成された乾式除湿装置におい
ては、処理用外気及び再生用外気を1台の送風機(ブロ
ア12)によりロータ11に供給できると共に、処理用
外気及びパージゾーン11dに供給されるパージ用外気
を冷却減湿する冷却器13が1台で足りる。このため、
除湿装置自体を更に一層小型化することができる。ま
た、第1の実施例と同様にパージゾーン11dを冷却空
気が通過することにより、ロータ11は低温の状態で除
湿処理ゾーン11aに入るので、処理空気を高効率で除
湿することができる。更に、パージゾーン11dを通過
した再生用冷却空気は、パージゾーン11dである程度
の除湿が行われ、低温除湿されて再生に適した空気条件
となる。また更に、再生予備処理ゾーン11bを通過し
た再生用外気空気は再生予備処理ゾーン11bにて減湿
されるため、再生に適した空気条件となる。
【0034】なお、本実施例においても、前記実施例と
同様に、より一層低湿度処理空気を得るためには、再生
予備処理ゾーン11bに導入される再生用外気を冷却器
13の後流側から供給するようにすればよい。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、再生処理ゾーンの外に
再生予備処理ゾーンを設けたので、環境試験室等とロー
タとの間を還流する低湿環気空気を、再生のために取り
入れる外気によって汚染されることなく除湿できるた
め、従来のように、大型でかつ除湿効率が高い装置を用
いなくても良くなる。このため、除湿装置自体の小型化
及び低コスト化を図ることができ、更に外気空気に影響
されないで除湿できるので性能の安定化も図ることがで
きる。また、再生予備処理ゾーンに導入する再生用外気
を冷却しないので、冷却を必要とする外気冷却能力の低
減を図ることができ、装置コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る乾式除湿装置を示
すブロック図である。
【図2】同じくそのロータの分割態様を示す模式図であ
る。
【図3】本発明の第2の実施例に係る乾式除湿装置を示
すブロック図である。
【図4】従来の乾式除湿装置を示すブロック図である。
【図5】同じく従来の乾式除湿装置のパージゾーン及び
除湿処理ゾーンの出口湿度を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1,11;ロータ 1a,11a;除湿処理ゾーン 1b,11c;再生処理ゾーン 1c,11d;パージゾーン 11b;再生予備処理ゾーン 2,13,14;冷却器 3,4,12,17;ブロア 5,15;ヒータ 16;熱交換器

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハニカム状除湿材からなるロータと、こ
    のロータをその中心軸の周りに回転駆動する駆動手段
    と、前記ロータの回転通過域を少なくも除湿処理ゾー
    ン、再生予備処理ゾーン、再生処理ゾーン及びパージゾ
    ーンにこの順に分割する分割手段と、前記除湿処理ゾー
    ンにて処理空気を前記ロータに通過させる処理空気導入
    手段と、前記再生予備処理ゾーンに再生用外気を導入す
    る再生用外気導入手段と、前記再生予備処理ゾーンを通
    過した空気を加熱した後前記再生処理ゾーンに導入する
    再生用加熱空気導入手段と、前記パージゾーンにパージ
    ガスを通過させるパージガス導入手段とを有する乾式除
    湿装置において、前記パージゾーンの中心角度が20乃
    至50°、前記再生予備処理ゾーンの中心角度が30乃
    至80°、前記再生処理ゾーンの中心角度が60乃至1
    20°であり、残余の部分が除湿処理ゾーンであること
    を特徴とする乾式除湿装置。
  2. 【請求項2】 前記パージガス導入手段は、パージ用外
    気を冷却した後、パージガスとして前記パージゾーンに
    導入することを特徴とする請求項1に記載の乾式除湿装
    置。
  3. 【請求項3】 前記再生用加熱空気導入手段は、前記パ
    ージゾーン及び前記再生予備処理ゾーンを通過した空気
    を加熱した後、前記再生処理ゾーンに導入することを特
    徴とする請求項1又は2に記載の乾式除湿装置。
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