JP3943556B2 - 低水分空気供給装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、純ガス製造コストが高価(数十円/m3)であり、室内へ漏洩した際の作業者への悪影響(窒息)が懸念され、空気を浄化する方法との併用が試みられている。
その一例を図2により説明する。
図2に示す除湿装置は、被処理空気(外気)が通る除湿用通気路1と、温風が通る再生用通気路2と、ゼオライトを回転可能なロータ形状に形成した水分除去ろ材3,4と、上流側の水分除去ろ材3の処理部を通過した処理空気の一部を上流側の水分除去ろ材3のパージ部に通して再生用通気路2に導入する第1パージ用通気路5と、下流側の水分除去ろ材4の処理部を通過した処理空気の一部を下流側の水分除去ろ材4のパージ部に通して再生用通気路2に導入する第2パージ用通気路6と、上流側の水分除去ろ材3の処理部を通過した処理空気の一部を上流側の水分除去ろ材3の処理部よりも上流側の除湿用通気路1に還気する還気用通気路7と、上流側の水分除去ろ材3の外気導入通気路と換気用通気路7との合流点よりも上流側の除湿用通気路1に配置されたクーラ8と、換気用通気路7に配置されたクーラ9と、上流側の水分除去ろ材3の再生部を通過する前の再生用通気路2中の空気を加熱するヒータ10と、下流側の水分除去ろ材4の再生部を通過する前の再生用通気路2中の空気を加熱するヒータ11と、換気用通気路7と外気導入通気路の合流部と上流側の水分除去ろ材3との間の除湿用通気路1に配置されたファン12と、上流側の水分除去ろ材3の再生部よりも下流側の再生用通気路2に配置されたファン13とを有する。
1)上流側の水分除去ろ材3および下流側の水分除去ろ材4への負荷を軽減するため、外気をクーラ8で5℃まで冷やし前除湿を行っている。そのため、給気中水分の31.6%を凝縮冷却する必要があり、クーラ8の冷却源の消費が多大となる。また、凝縮冷却により、雑菌の発生繁殖のおそれがある。
3)水分除去ろ材3,4の水分吸着性能が低いため、上流側水分除去ろ材3の下流空気の乾燥空気の再利用のためのクーラ9と前処理のクーラ8が必要となる。
本発明は斯かる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、水分除去ろ材を多段にする場合の省エネルギー化を可能とした低水分空気供給装置を提供することにある。
図1は、本発明の一実施形態に係る低水分空気供給装置20を示す。
本実施形態に係る低水分空気供給装置20は、被処理空気(外気)が通る除湿用通気路21と、温風が通る再生用通気路22と、細孔径が7Å以上、比表面積500g/m 2 以上のX型ゼオライトもしくはY型ゼオライト60〜85wt%、バインダー5〜10wt%、骨格繊維残wt%、接着剤1〜15wt%量によって構成されている回転可能なロータ形状に形成した通気性と吸湿性とを有する上流側水分除去ろ材23および下流側水分除去ろ材24とを備えている。
下流側水分除去ろ材24のパージ部24bには、上流側水分除去ろ材23の処理部23aを通過した処理空気の一部を再生用通気路22に導入する第2パージ用通気路26が配置されている。
上流側水分除去ろ材23の再生部23cの上流側の再生用通気路22には、再生部23cを通過する前の再生用通気路22中の空気を加熱する下流側ヒータ28が配置されている。
上流側水分除去ろ材23の処理部23aよりも上流側の除湿用通気路21には、上流側ファン30が配置されている。
下流側水分除去ろ材24の再生部24cを通過した再生用通気路中22の空気を、下流側水分除去ろ材24の再生部24cの空気導入側で第2パージ用通気路26と再生用通気路22との接続部よりも下流側水分除去ろ材24の再生部24cの反対側に位置する再生用通気路22に還気する還気用通気路32が配置されている。
ここで、細孔径が7Å以上のゼオライトの種類は、X型ゼオライトもしくはY型ゼオライトが好ましい。より好ましくは細孔径が7Å以上、比表面積が500g/m2以上のX型ゼオライトもしくはY型ゼオライトが好ましい。細孔径が7Åより小さく、比表面積が500g/m2より小さいと、PVA系ポリマーにより、ゼオライトの細孔が被覆されて、ゼオライトの吸着性能が低下する。細孔径の上限は、処理する排ガスの種類によるが、有機溶剤の場合で30Å以下、水分の場合で25Å以下であることが望ましい。また、ゼオライト吸着材の量は、60〜85wt%の範囲が好ましく、吸着性能および吸着材の脱落などを考慮すると、70〜82wt%がより好ましい。その理由は60wt%未満では十分な吸着性能を得ることができず、また担持比率が低いPVA系ポリマーのゼオライト細孔径の被覆により吸着性能の低下が発現するためであり、85wt%を超えると吸着材の脱落が多くなり、またペーパーの強度が著しく低下するためである。
例えば、細孔径が5.5Å、比表面積が350g/m2のZSM−5型ゼオライトを80wt%含有し、PVA系ポリマーを5wt%含有したシートは、ゼオライトの吸着性能が約30%低下することを確認した。
さらに、細孔径が10Å、比表面積が850g/m2のX型ゼオライトを80wt%含有し、PVA系ポリマーを10wt%含有したシートは、ゼオライトの吸着性能の低下が見られないことが解った。
さらに、上記の手法により得られたゼオライトシートを用いて、平面シートと波形シートを接着およびハニカムを積層する時に用いる接着剤について鋭意検討を行なった。
次に、ローターの製法について説明する。
先ず、上流側ファン30により被処理空気としての取入外気OAを、除湿用通気路21に導入する。
次に、給気の風量を100とすると、給気の風量100の内、20%が上流側ファン30より上流において第1パージ用通気路25に吸引され、80%が上流側ファン30により吸引される。
一方、上流側ファン30により導入された80%の被処理空気(例えば、乾球温度23℃、露点温度10.5℃、絶対湿度7890mg/kg’)は、所定の速度で回転する上流側水分除去ろ材23の処理部23aを通過し、例えば、52℃まで加温されるとともに、露点温度−30℃まで除湿されて除湿用通気路21に導かれる。
次に、冷却された80%の被処理空気の内、60%の被処理空気(例えば、乾球温度12℃、露点温度−30℃、絶対湿度314mg/kg’)を、所定の速度で回転する下流側水分除去ろ材24の処理部24aを通過させ、例えば、露点温度−90℃まで除湿して除湿用通気路21に導き、低水分空気の給気SA(例えば、乾球温度17℃、露点温度−90℃、絶対湿度313.94mg/kg’)とし供給する。冷却された80%の被処理空気の残の20%を、下流側水分除去ろ材24のパージ部24bを通過させ、第2パージ用通気路26を介して再生用通気路22へ導く。ここで、70℃まで加温される。
次に、上流側ヒータ29により下流側水分除去ろ材24の再生温度(例えば、120℃)に加熱された25%の被処理空気を、下流側水分除去ろ材24の再生部24cに導入し、下流側水分除去ろ材24に吸着された湿分を離脱し再生する。再生部24cから出る空気は74℃に冷却される。
次に、上流側水分除去ろ材23の再生部23cから再生用通気路22へ導出する40%の空気(乾球温度29℃)を、下流側ファン31により排気EAとして排出する。
従って、本実施形態に係る低水分空気供給装置20によれば、図2に示す従来の低水分空気供給装置に比し送風量が1.25倍(60/48)となる。
また、本実施形態に係る低水分空気供給装置20によれば、上流側水分除去ろ材23および下流側水分除去ろ材24の通過風量合計は、表1に示すように、図2に示す従来の低水分空気供給装置における上流側水分除去ろ材3および下流側水分除去ろ材4の通過風量合計に比し、0.725倍(245/338)となった。これは、上流側水分除去ろ材23および下流側水分除去ろ材24を構成する除湿材が従来より少なくなるとともに、ファンの動力の省エネルギーが図られていることを意味する。
21 除湿用通気路
22 再生用通気路
23 上流側水分除去ろ材
23a 処理部
23b パージ部
23c 再生部
24 下流側水分除去ろ材
24a 処理部
24b パージ部
24c 再生部
25 第1パージ用通気路
26 第2パージ用通気路
27 クーラ
28 下流側ヒータ
29 上流側ヒータ
30 上流側ファン
31 下流側ファン
32 還気用通気路
Claims (1)
- 外気が通る除湿用通気路と、
温風が通る再生用通気路と、
細孔径が7Å以上、比表面積が500g/m2以上のX型ゼオライトもしくはY型ゼオライト60〜85wt%、バインダー5〜10wt%、骨格繊維残wt%、接着剤1〜15wt%量によって構成されるとともに回転可能なロータ形状を為し、前記除湿用通気路の外気取入口側に配置される上流側水分除去ろ材および前記上流側水分除去ろ材より下流側の前記除湿用通気路に配置される下流側水分除去ろ材と、
前記上流側水分除去ろ材の処理部を通過する前の前記除湿用通気路を通る外気の一部を前記上流側水分除去ろ材のパージ部を経由して前記再生用通気路に導入する第1パージ用通気路と、
前記上流側水分除去ろ材の処理部を通過する前記除湿用通気路中の外気の一部を前記下流側水分除去ろ材のパージ部を経由して前記再生用通気路に導入する第2パージ用通気路と、
前記上流側水分除去ろ材と前記下流側水分除去ろ材との間の前記除湿用通気路に配置されたクーラと、
前記第1パージ用通気路と前記再生用通気路との接続部と前記上流側水分除去ろ材との間の前記再生用通気路に配置され、前記上流側水分除去ろ材の再生部を通過する前の前記再生用通気路中の空気を加熱する下流側ヒータと、
前記第2パージ用通気路と前記再生用通気路との接続部と前記下流側水分除去ろ材との間の前記再生用通気路に配置され、前記下流側水分除去ろ材の再生部を通過する前の前記再生用通気路中の空気を加熱する上流側ヒータと、
前記上流側水分除去ろ材の処理部よりも前記除湿用通気路の外気取入口側に配置された上流側ファンと、
前記上流側水分除去ろ材の再生部よりも前記再生用通気路の排気側に配置された下流側ファンと、
前記下流側水分除去ろ材の再生部を通過した前記再生用通気路中の空気を、前記下流側水分除去ろ材の再生部の空気導入側で前記第2パージ用通気路と前記再生用通気路との接続部よりも前記再生部の反対側に位置する前記再生用通気路に還気する還気用通気路と
を備えたことを特徴とする低水分空気供給装置。
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