JP4990443B2 - 除湿装置及び除湿方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は除湿装置に関し、特に吸着ロータを用い、露点温度が−９０℃以下の低露点空気を製造する二段式の除湿装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
露点温度が−９０℃以下の空気を製造する除湿装置としては、吸着ロータ式、圧縮空気を用いたＰＳＡ（圧力スイング）方式や膜式の除湿装置等が知られている。一方、低露点室への供給空気やクリーンドライエアの製造装置としては、製造コストの観点から吸着ロータ式の除湿装置が多く用いられている。なお、本発明でいう低露点室とは、露点温度が−１０℃以下に維持される室で、その中には水分は数ｐｐｍしか存在しない。例えば本出願人の登録商標である「ドライルーム」がそれに当たる。
【０００３】
吸着ロータ式の除湿装置では、製造される空気の露点温度は段数によって決まり、露点温度が−９０℃以下の空気を製造しようとする場合では、三段式の除湿装置が使用される。一方、吸着ロータ式の除湿装置を用いることが、工業用クリーンルームにおいて歩留まり低下の要因とされるガス状不純物の濃度を抑えることができることを本出願人は知見した。このような、露点温度が−９０℃以下の空気を製造する三段式除湿装置（清浄空気発生装置）としては、例えば特開２００１−３８１３７号公報に記載されている除湿装置が挙げられる。
【０００４】
前記公報に記載の除湿装置は、図５に示すように、通気性及び吸湿性を有する回転自在なロータを用い、各段において除湿処理、再生、及びパージ（予冷）を繰り返す。この除湿装置によれば、一段目では露点温度−５０℃まで除湿し、二段目では露点温度−８０℃まで除湿し、三段目において露点温度−１１０℃の空気が製造される。なお前記除湿装置で製造された低露点空気は、実際に使用されるユースポイントでは露点温度が−１００℃程度になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報に記載の除湿装置で示したように、吸着ロータ式の除湿装置では、段数を多くすればより低露点の空気が得られる。しかし段数を多くすると、段数に比例して設備コスト及び設置面積が増加する。例えば三段式の除湿装置では、単段式の除湿装置に対して約３倍の価格及び設置面積が必要となる。特に少風量の場合（例えば風量が１０ｍ³／ｍｉｎ以下）などに三段式の除湿装置を適用すると、設備が大きく、かつ複雑であり、設備コストも高いことから、より小型で簡易な構造であり、経済性にも優れた除湿装置が望まれていた。
【０００６】
本発明は前記事項に鑑みなされたものであり、露点温度が−９０℃以下の低露点空気を製造可能な二段式の除湿装置及び除湿方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した三段式除湿装置では、装置の大型化からユースポイントの近くに設置することが困難であり、前述したように最終処理時における露点温度とユースポイントにおける露点温度に若干の変動が生じる傾向にある。一方で、除湿装置の小型化を実現すれば、ユースポイントの近くに設置することが可能となり、最終処理時における露点温度が−１００℃程度でも、前述した三段式除湿装置と同様の性能を発揮することが可能となる。本発明はこのような観点から以下に示す除湿装置を提供する。
【０００８】
すなわち本発明は、通気性及び吸湿性を有する回転自在なロータに被処理空気を通して除湿し、一方で温風を前記ロータに通してロータの吸湿力を再生することで連続的に低露点空気を製造する除湿装置において、被処理空気が通る除湿用通気路と、温風が通る再生用通気路と、通気性及び吸湿性を有し除湿用通気路及び再生用通気路をロータ端面が横切るように配置される回転自在な第１ロータ及び第２ロータと、第１ロータを通過した処理空気の一部を第１ロータに通して再生用通気路に導入する第１パージ用通気路と、第２ロータを通過した処理空気の一部を第２ロータに通して再生用通気路に導入する第２パージ用通気路と、第１ロータを通過した処理空気の一部を第１ロータよりも上流側の除湿用通気路に還気する還気用通気路とを有する除湿装置である。
【０００９】
前記構成によれば、第１ロータ出口空気の一部を還気して再度第１ロータに通すことから、第２ロータ入口において露点温度が−７０℃の処理空気を得ることが可能となり、第２ロータによる除湿によって、露点温度が−９０℃以下の低露点空気を製造することが可能となる。
【００１０】
また本発明の除湿装置は、第１ロータを通過する前の被処理空気の温度を調整する温度調整手段を有することが、より露点温度の低い処理空気を製造する上で好ましい。
【００１１】
また本発明の除湿装置では、再生用通気路は、除湿用通気路において第２ロータよりも下流側から分岐し、第２ロータを通過した処理空気の一部を第２ロータを経て第１ロータへと導入する通気路であると、第２ロータにおける再生及びパージともに第２ロータ通過後の処理空気が用いられ、除湿装置全体においてより高い除湿能力を発現する上で好ましい。
【００１２】
また本発明の除湿装置では、第１ロータを通過する前の再生用通気路中の空気を加熱する第１加熱装置と、第２ロータを通過する前の再生用通気路中の空気を加熱する第２加熱装置とを有することが、ロータを再生する上で好ましい。
【００１３】
さらに本発明の除湿装置では、第１パージ用通気路は、第１ロータを通過した処理空気の一部を第１加熱装置に導入する通気路であることが、再生した第１ロータの除湿力を損なうことなくパージする上で好ましい。
【００１４】
さらに本発明の除湿装置では、第２パージ用通気路は、第２ロータを通過した処理空気の一部を第１加熱装置に導入する通気路であることが、第１ロータを再生する上でより好ましい。
【００１５】
また本発明は、通気性及び吸湿性を有する回転自在なロータに被処理空気を通して除湿し、一方で温風を前記ロータに通してロータの吸湿力を再生することで連続的に低露点空気を製造する除湿方法において、二段式の除湿装置を用い、この除湿装置の一段目では一段目の前記ロータを通過した処理空気の少なくとも一部を再度一段目のロータに通すことで露点温度が−７０℃以下の処理空気を製造し、除湿装置の二段目で露点温度が−９０℃以下の処理空気を製造する除湿方法を提供する。
【００１６】
本発明において除湿対象となる被処理空気とは、ロータを通過することにより湿分、及び吸着剤の種類によっては有機物、酸、アルカリなどのガス状不純物が吸着される空気をいう。被処理空気としては特に限定されないが、温度や湿度の調整、塵埃やガス状汚染物質の除去等の一次処理がなされた空気であることが好ましい。
【００１７】
本発明に用いられるロータは、通気性及び吸湿性を有し、回転自在である。このようなロータには、低露点（−５０℃以下）空気を製造する際に適用可能なことが知られている種々のロータを用いることができる。このようなロータとしては、吸着剤を有するハニカム構造体のロータを好ましくは例示することができる。なお本発明においてハニカム構造体とは、いわゆる蜂の巣構造の他、断面が格子状、波形状などの単位形状の繰り返し構造を有し、この繰り返し構造によって構成されるセルを空気が通過しうる構造の全てを含む。
【００１８】
またロータには少なくとも吸湿性を有する吸着剤が用いられる。この吸着剤としては従来より知られている種々の吸着剤を用いることができる。このような吸着剤としては、例えばシリカゲル、金属ケイ酸塩、ゼオライト、塩化リチウム、及び塩化カルシウム等を挙げることができ、これらのうちの一種又は複数種を用いることができる。さらにこれらのうち、シリカゲル、金属ケイ酸塩、ゼオライト或いはそれらの混合物を採用すれば、有機物その他のガス状不純物を吸着できる。なお本発明ではロータを形成するにあたり、前記ハニカム構造体を吸着剤で構成しても良いし、ハニカム構造体に吸着剤を担持させても良い。
【００１９】
本発明では、前述のようにして通気性及び吸湿性を有する構造体を回転自在に構成することで前記第１ロータ及び第２ロータに用いることができる。回転自在な構成としては特に限定されないが、例えば前記構造体の端面側から前記構造体を回転自在に支持する一対のチャンバと、モータ等の回転駆動手段と、前記構造体に回転駆動手段の回転駆動を伝達するベルト等の伝達手段とを有する構成が挙げられる。なお第１ロータ及び第２ロータは互いに同じものであっても良いし、異なる吸着剤を有するなど、互いに特性や大きさが異なるものであっても良い。
【００２０】
前記除湿用通気路は被処理空気の通気路であり、前記再生用通気路は温風の通気路である。前記第１ロータ及び第２ロータは、これらの通気路に対してロータ端面が両通気路を横切るように配置され、除湿用通気路では被処理空気から水分を吸着し、再生用通気路では吸着した水分を放出する。そして第１ロータ及び第２ロータは、回転によってロータ端面が両通気路を横断することから、再生されたロータが除湿用通気路を連続的に横断し、吸湿したロータが再生用通気路を連続して横断し、被処理空気を連続的に除湿する。
【００２１】
なお前記被処理空気は、ロータに水分を吸着させるのに適した温度であることが好ましく、被処理空気の温度も、用いられる吸着剤、被処理空気の含水量、最終処理空気の露点温度等、種々の条件によって適宜決めることが好ましい。
【００２２】
低露点空気の製造ではより低温（例えば５℃以下）の被処理空気をロータに通過させることが好ましく、被処理空気の温度調整は前述した一次処理で行っても良いが、本発明では、被処理空気の通気方向における第１ロータよりも上流側に、被処理空気の温度を調整する温度調整手段を設けることが好ましい。
【００２３】
前記温度調整手段は、一般に冷却装置であり、従来より知られている種々の冷却装置を用いることができる。冷却装置は、冷却能力や被処理空気の通気量等に応じて選ぶことが好ましい。なお温度調整手段は、第１ロータよりも上流側の除湿用通気路に設けられていれば良い。なお被処理空気の通気量が少ない場合では、温度調整手段として直接膨張式の冷却装置を用いることができ、除湿装置の小型化や、後述するユニット化に有利である。
【００２４】
また前記温風は、ロータが吸着した水分を放出させるのに十分な温度の空気であれば良く、温風の温度は、用いられる吸着剤、被処理空気の含水量、最終処理空気の露点温度等、種々の条件によって適宜決めることが好ましい。
【００２５】
温風の温度調整には、再生用通気路の空気を加熱する加熱装置が通常用いられる。この加熱装置は、ロータ通過前の再生用通気路の空気を本発明で用いられるロータの再生に十分な温度に加熱できるものであれば特に限定されず、一台又は二台以上が用いられる。本発明では、再生用通気路において第１ロータ通過前の空気を加熱する第１加熱装置と、第２ロータ通過前の空気を加熱する第２加熱装置とを再生用通気路に設けることが好ましい。このような加熱装置には従来より知られている種々の加熱装置を用いることができる。
【００２６】
さらにロータの再生では、よりドライな空気を適切な温度でロータに通過させることが好ましい。ドライな空気を通気する構成としては、再生用通気路が、除湿用通気路において第２ロータよりも下流側から分岐し、最終処理空気の一部を導入する通気路であることが好ましい。
【００２７】
前記第１パージ用通気路は、第１ロータよりも下流側の除湿用通気路から分岐し再生用通気路に接続する通気路であり、第１ロータを通過した処理空気の一部を第１ロータに通し、再生された第１ロータが除湿に用いられる前に予冷するための通気路である。第１ロータを通過した空気、すなわち第１ロータによって除湿された空気が第１ロータの予冷に用いられることから、予冷に際して第１ロータへの水分の吸着がなく、再生により回復した第１ロータの除湿力を損なうことなく第１ロータを予冷することができる。
【００２８】
前記第２パージ用通気路は、第２ロータよりも下流側の除湿用通気路から分岐し再生用通気路に接続する通気路であり、第２ロータを通過した処理空気の一部を第２ロータに通し、再生された第２ロータが除湿に用いられる前に予冷するための通気路である。第２パージ用通気路においても前述した第１パージ用通気路と同様に、第２ロータを通過した空気、すなわち第２ロータによって除湿された空気が第２ロータの予冷に用いられることから、予冷に際して第２ロータへの水分の吸着がなく、再生により回復した第２ロータの除湿力を損なうことなく第２ロータを予冷することができる。
【００２９】
また、前述した第１加熱装置及び第２加熱装置を有する場合では、第１パージ用通気路は、第１加熱装置に処理空気の一部を導入する通気路であることが好ましい。このような構成としては、再生用通気路において第１加熱装置よりも上流側で第１パージ通気路と再生用通気路とを接続する構成が挙げられる。このような構成によれば、処理空気の一部が加熱されて第１ロータの再生に用いられることから、含水量の少ない温風を第１ロータの再生に用いることができ好ましい。
【００３０】
また、前述した第１加熱装置及び第２加熱装置を有する場合では、第２パージ用通気路は、第１加熱装置に処理空気の一部を導入する通気路であることが好ましい。このような構成によれば、含水率の低いドライな空気を温風にすることができ、第１ロータを再生する上でより好ましい。
【００３１】
前記還気用通気路は、第１ロータと第２ロータの間の除湿用通気路から分岐し、第１ロータよりも上流側の除湿用通気路に接続する通気路であり、第１ロータを通過した処理空気の一部を第１ロータによって再び除湿させるための通気路である。前記処理空気の一部は再び第１ロータの吸着剤と接触することから、さらに除湿され、第１ロータよりも下流側の処理空気は、ロータを一回通過させる場合よりもより低露点の空気となる。
【００３２】
還気用通気路による処理空気の還気量は、被処理空気の温度や第１ロータの吸湿能力、最終処理空気の露点温度等、種々の条件によって異なり、これらの条件によって決めることが好ましい。なお、前述した温度調整手段を設ける場合では、還気用通気路にも前記温度調整手段を設けても良い。
【００３３】
本発明では前述した以外にも種々の手段や装置等を必要に応じて設けることができる。このような装置や手段等としては、各通気路中の通気量を調整するための自動弁やダンパ等の流量調整手段、及びファン等の送風手段などを例示することができ、通気量や吸着能力、望まれる最終露点温度等の条件によって設ける手段や装置等を決めることが好ましい。
【００３４】
また本発明の除湿装置では、前述した第１の部材や装置等、又は第２の部材や装置等を一体的に構成されたユニットとしても良い。すなわち本発明の除湿装置は、前記除湿用通気路、前記再生用通気路、前記第１ロータ、前記第１パージ用通気路及び前記還気用通気路を少なくとも有する第１除湿ユニットと、除湿用通気路、再生用通気路、前記第２ロータ、前記第２パージ用通気路を少なくとも有する第２除湿ユニットとを有し、両ユニットにおける除湿用通気路同士及び再生用通気路同士を接続することで構成されても良い。なおこれらのユニットには前述した各種手段や装置等を任意に設けることができる。
【００３５】
本発明の除湿方法は、二段式の除湿装置を用い、この除湿装置の一段目では一段目の前記ロータを通過した処理空気の少なくとも一部を再度一段目のロータに通すことで露点温度が−７０℃以下の処理空気を製造し、除湿装置の二段目で露点温度が−９０℃以下の処理空気を製造する。
【００３６】
本発明では、段数は除湿可能な工程数であり、より具体的には除湿用通気路中に直列に配置される前記ロータの数である。したがって前記二段式の除湿装置とは、除湿用通気路に二つの前記ロータを有する除湿装置をいい、前述した本発明の除湿装置を好ましくは適用することができる。
【００３７】
本発明の除湿方法における一段目では、被処理空気の温度が５℃以下であることが、一段目において露点温度が−７０℃以下の処理空気を製造する上で好ましい。また一段目における処理空気の還気は一部還気であり、処理空気の還気量は一段目における処理空気の全量に対して３０％以上であることが、一段目において露点温度が−７０℃以下の処理空気を製造する上で好ましい。
【００３８】
本発明の除湿方法における一段目には、前述した第１除湿ユニットを用いることが、系統の簡素化や除湿能力の向上等の観点から好ましいが、処理空気をロータに再度通過させる通気路を有し、一段で露点温度が−７０℃の処理空気を製造可能な除湿装置を適用することができる。このような除湿装置としては、例えば特許第２６７３３００号公報に記載の除湿装置や特開平６−３４３８１８号公報に記載の除湿装置等を例示することができる。
【００３９】
本発明の除湿方法における二段目には、前記ロータを一段有する構成であれば特に限定なく適用することができ、前述した第２除湿ユニットを好ましくは用いることができる。
【００４０】
なお、本発明の除湿装置及び除湿方法は、低露点空気の供給量が比較的少ないシステムとして適用されるが、本発明の除湿装置及び除湿方法は、このような用途に限定されず、低露点空気を供給する種々の用途に適用することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を説明する。本発明の除湿方法に適用できる除湿装置として、本発明の除湿装置の一実施形態を図１に示す。
【００４２】
本実施の形態における除湿装置は、被処理空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、通気性及び吸湿性を有し除湿用通気路１及び再生用通気路２をロータ端面が横切るように（例えばロータは除湿用通気路１と再生用通気路２を直交するように）配置される回転自在な第１ロータ３及び第２ロータ４と、第１ロータ３の処理部を通過した処理空気の一部を第１ロータ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、第２ロータ４の処理部を通過した処理空気の一部を第２ロータ４のパージ部に通して再生用通気路に導入する第２パージ用通気路６と、第１ロータ３の処理部を通過した処理空気の一部を第１ロータ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とを有する。
【００４３】
また本実施の形態における除湿装置は、第１ロータ３の処理部を通過する前の被処理空気の温度を調整する温度調整手段として、冷水コイルである第１冷却装置８及び第２冷却装置９を有する。第１冷却装置８は還気用通気路７と外気取入通気路（第１ロータ３よりも上流側の除湿用通気路）との合流点よりも上流側の除湿用通気路１に配置されており、取入外気（必ずしも屋外空気に限らず、建物内の低露点室以外の空気や低露点室からの還気でも良い）を冷却する。第２冷却装置９は還気用通気路７に配置され、第１ロータ３からの戻り空気をロータの昇温分冷却する。
【００４４】
また本実施の形態における除湿装置は、第１ロータ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第１加熱装置１０と、第２ロータ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第２加熱装置１１とを有する。第１加熱装置１０及び第２加熱装置１１は、共に蒸気コイルであり、それぞれのロータの再生部よりも再生用通気路２における上流側に配置されている。
【００４５】
また本実施の形態における除湿装置は、通気路における送風手段として第１送風機１２及び第２送風機１３を有する。第１送風機１２は、還気用通気路７と外気取入通気路の合流点と第１ロータ３との間における除湿用通気路１に配置されている。第２送風機１３は、第１ロータ３の再生部よりも下流側の再生用通気路２に配置されている。さらに各通気路には、流量調整手段としての自動弁が必要に応じて配置されている。このように本実施の形態では、各系統の空気の流通に必要な送風機を給気系及び排気系に各１台、すなわち計２台と可及的に少なくしている。
【００４６】
なお再生用通気路２は、除湿用通気路１において第２ロータ４の処理部よりも下流側から分岐し、第２ロータ４の処理部を通過した処理空気の一部を第２ロータ４の再生部を経て第１ロータ３の再生部へと導入する通気路である。また第１パージ用通気路５は、第１ロータ３の処理部を通過した処理空気の一部を、第１ロータ３のパージ部を経て第１加熱装置１０に導入するように、再生用通気路２において第１加熱装置１０よりも上流側で再生用通気路２と接続する通気路である。また第２パージ用通気路６は、第２ロータ４の処理部を通過した処理空気の一部を、第２ロータ４のパージ部を経て第１加熱装置１０に導入するように、第１パージ用通気路５の終端と第２ロータ４との間における再生用通気路２に接続される通気路である。
【００４７】
第１ロータ３及び第２ロータ４は、図２に示すように、円筒状のハニカム構造体１４と、ハニカム構造体１４を回転自在に支持すると共に、ハニカム構造体１４の端面上に区画された三つの通気路を形成する一対のチャンバ１５、１６と、ハニカム構造体１４を回転させるためのモータ１７と、モータ１７の回転軸及びハニカム構造体１４周面に支持されモータ１７の回転駆動をハニカム構造体１４に伝達するベルト１８とを有する。
【００４８】
ハニカム構造体１４は、例えばセラミックペーパーで形成され、水分を吸着する吸着剤（例えばアルミニウムや亜鉛を若干添加したシリカゲルなど）を表面に担持する構造体である。
【００４９】
チャンバ１５、１６は、断面がコの字型に形成され、内部には放射状に配置される三つの仕切り板１９、１９、１９を有する。チャンバ１５、１６の仕切られた各区域にはそれぞれ開口部が設けられている。最も大きい区域は処理部であり、ここに設けられた開口部は除湿用開口部２０で、除湿用通気路１に接続される開口部である。次に大きい区域は再生部であり、ここに設けられた開口部は再生用開口部２１で、再生用通気路に接続される開口部である。最も小さな区域はパージ部であり、ここに設けられた開口部はパージ用開口部２２で、第１パージ用通気路５又は第２パージ用通気路６に接続される開口部である。
【００５０】
次に、前述した除湿装置による低露点空気の製造について説明する。まず除湿用通気路における空気の流れを説明する。
【００５１】
被処理空気としての取入外気ＯＡ（屋外空気、建物内であって低露点室以外の室からの還気、低露点室からの還気、又はこれらの混合気）は除湿用通気路１に導かれ、第１冷却装置８で例えば５℃程度に冷却される。なお取入外気ＯＡは、一次処理によって温度、湿度、及び空気中の粒子状汚染物質の除去等がなされた空気である。
【００５２】
第１冷却装置８で冷却された空気は、所定の速度で回転する第１ロータ３の処理部を通過し、一回通過により例えば露点温度が−５０℃まで除湿される。第１ロータ３の処理部を通過した空気は、一部は除湿用通気路１を通って第２ロータ４の処理部に導かれ、一部は第１パージ用通気路５に導かれ、他の一部は還気用通気路７に導かれる。このとき還気用通気路７には第１ロータ３の処理部を通過した空気の３０〜５０％程度が、そして第１パージ用通気路５には２０％程度が導かれる。前述した各通気路への空気の配分は、各通気路に設けられた自動弁の開度によって調整する。
【００５３】
還気用通気路７に導かれた空気は、第２冷却装置９によって、吸着による吸熱とファンの摩擦熱分が冷却される。第２冷却装置９によって冷却された空気は、第１ロータ３よりも上流側で再び除湿用通気路１に導かれ、第１冷却装置８で冷却された空気と混合され、第１ロータ３の処理部を通過し、さらに除湿される。その結果、第１ロータ３の処理部を通過した空気は、露点温度が−７０℃まで除湿された空気となる。
【００５４】
第１ロータ３の処理部を通過した空気のうち、第２ロータ４の処理部に向かう空気は、第２ロータ４の処理部を通過してさらに除湿され、露点温度が−１００℃まで除湿される。第２ロータ４の処理部を通過した空気は、一部が第２パージ用通気路６に導かれ、一部は再生用通気路２に導かれ、一部は供給空気ＳＡとしてユースポイント（例えば半導体や電池の製造工程における貯蔵空間、搬送空間、処理空間、その他の乾燥空間等）に供給される。このとき再生用通気路２には、第２ロータ４を通過した空気の１５〜２０％以上が導かれる。前述した各通気路への空気の配分は、各通気路に設けられた自動弁の開度によって調整する。
【００５５】
次に各パージ用通気路における空気の流れを説明する。
第１ロータ３の処理部を通過した空気のうち、第１パージ用通気路５に導かれた空気は、第１ロータ３のパージ部を通過し、第１加熱装置１０よりも上流側で再生用通気路２に導かれる。第１パージ用通気路５に導かれた空気は、図２に示すロータの回転方向からわかるように、後述する再生によって加熱された後のハニカム構造体１４中を通過する。
【００５６】
第１パージ用通気路５に導かれた空気は、前述した冷却装置によって冷却された空気なので、再生されて温度の高い状態にある第１ロータ３を効率よく予冷する。また第１パージ用通気路５に導かれた空気は、第１ロータ３の処理部で除湿された空気なので、再生されて吸湿力が回復した第１ロータ３のパージ部を通過しても第１ロータ３に水分が吸着されない。したがって再生により吸湿力が回復した第１ロータ３は、第１パージ用通気路５に導かれた空気によって良好な状態で予冷される。
【００５７】
第２ロータ４を通過した空気のうち第２パージ用通気路６に導かれた空気についても、前述した第１パージ用通気路５に導かれた空気と同様に作用する。したがって再生により吸湿力が回復した第２ロータ４も、第２パージ用通気路６に導かれた空気によって良好な状態で予冷される。
【００５８】
次に再生用通気路２における空気の流れを説明する。
第２ロータ４の処理部を通過した空気のうち、再生用通気路２に導かれた空気は、第２加熱装置１１に導かれ、第２ロータ４の再生温度（吸着剤の種類にもよるが例えば１２０℃）に加熱される。第２加熱装置１１によって加熱された空気は、図２に示すロータの回転方向からわかるように、吸湿した後のハニカム構造体１４中を通過する。
【００５９】
再生用通気路２において第２ロータ４の再生部に導かれた空気は、第２加熱装置１１によって加熱された空気であることから、第２ロータ４が吸着した水分を第２ロータ４から脱離させ、第２ロータ４の吸湿力を回復させる。また再生用通気路２において第２ロータ４の再生部に導かれた空気は、露点温度が−１００℃に除湿された極めてドライな空気であることから、加熱された空気中の水分がほとんどなく、第２ロータ４に吸着された水分を効率よく脱離させる。したがって水分を吸着した第２ロータ４は、第２加熱装置１１から導かれた空気によって良好な状態で再生される。
【００６０】
再生用通気路２において第２ロータ４の再生部を通過した空気には、第２ロータ４のパージに用いられた空気が合流する。さらに再生用通気路２のさらに下流側で、第１ロータ３のパージに用いられた空気が合流する。合流したこれらの空気は、もともと第１ロータ３又は第２ロータ４のそれぞれの処理部で吸湿された空気であることから、再生用通気路２において第２ロータ４を通過した空気は依然乾燥した状態を保っている。これらの空気は第１加熱装置１０に導かれる。
【００６１】
第１加熱装置１０に導かれた空気は、第１加熱装置１０によって第１ロータ３の再生温度（例えば１２０℃）に加熱される。第１加熱装置１０によって加熱された空気は、前述した第２ロータ４の場合と同様に作用し、第１ロータ３は良好な状態で再生される。
【００６２】
再生用通気路２において第１ロータ３の再生部を通過した空気は、排気ＥＡとして系外に排出される。
【００６３】
本実施の形態における除湿装置は、還気用通気路７を有することから、ロータを一回通過する構成の除湿装置に比べて、第１ロータ３を通過した空気の露点温度をより下げることができ、一段で露点温度が−７０℃の処理空気を製造することができる。したがって、二段で露点温度が−１００℃の低露点空気を製造することができる。
【００６４】
また本実施の形態における除湿装置は、二段の除湿装置であることから、従来の三段式除湿装置とほぼ同等の除湿能力を有しながら装置の小型化が図られ、ユースポイントの近くに設置することがより容易となり、露点温度をあまり変動させることなくユースポイントに低露点空気を供給することができる。
【００６５】
また本実施の形態における除湿装置は、二段の除湿装置であることから、従来の三段式除湿装置に比べて小型化及び簡素化が図られ、従来の三段式除湿装置に比べて設備面積を約半分に低減でき、かつ設備費を４０％以上低減することができる。また、従来の三段式除湿装置とほぼ同等の製造コスト（風量当たりの設備費）で少風量の除湿装置を製造することができる。
【００６６】
また本実施の形態における除湿装置は、第１冷却装置８及び第２冷却装置９を有し、かつ還気用通気路７を有することから、除湿用通気路において、第１ロータ３通過前の空気の温度が低くなり、かつ第１ロータ３上流側で第１ロータ３の処理部を通過した空気が合流するため、還気用通気路７を有さない除湿装置の一段目に比べて、第１ロータ３通過後の空気の温度をより低くすることができる。このため第２ロータ４通過前の空気を冷却する冷却装置を設けなくても、所期の露点温度（−９０℃以下）の低露点空気を製造することができ、より簡素な、かつより安価な構成を実現することができる。
【００６７】
また本実施の形態における除湿装置は、ファンの設置位置とダクトルートを工夫したことから、送風手段として除湿用通気路１側及び再生用通気路２側のそれぞれに一つずつの送風機を設けるだけで低露点空気を製造することができ、より簡素な、かつより安価な構成を実現することができる。
【００６８】
なお、上記の構成では、除湿用通気路１側の送風機（第１送風機１２）において送風機の静圧が高くなり、これに伴い各段において第１ロータ３を通過した空気の温度上昇が懸念されるが、この温度上昇は第１ロータ３を通過した空気が戻されて合流空気の露点温度が低くなる効果と相殺される。したがって、第１ロータ３の処理部を通過した空気の温度は、各段に送風機を有する従来の三段式除湿装置の一段目出口温度と同等の温度となる。
【００６９】
また本実施の形態における除湿装置は、第２ロータ４の処理部出口において２５℃程度の温度の低露点空気を供給することができ、通常の用途であれば、ユースポイントに供給される低露点空気の温度調整を特に行わなくてもそのまま利用することができる。
【００７０】
なお、本発明の除湿方法では、その一実施の形態として前述した除湿装置を用いる形態を挙げることができるが、本発明の除湿方法における他の実施形態としては、図３及び図４に示すような二段式の除湿装置を用いる形態が挙げられる。これらの除湿装置は、第１ロータの処理部を通過した空気が、第１ロータ３の処理部を通過する前の空気と合流せずに再び第１ロータを通過する構成を特徴としている。
【００７１】
図３に示す二段式の除湿装置は、二つの処理部が設けられた第１ロータ２３を用い、第１ロータ２３の一方の処理部に取入外気を導き、この処理部を通過した空気を他方の処理部に導き、この処理部を経て後段に空気を送るように除湿用通気路１が構成され、一方の処理部と他方の処理部との間の除湿用通気路１には冷水コイル等の冷却装置２４が設けられており、これらの点を除き図１に示す除湿装置と同様の構成とされている。図３中の第１ロータ２３は、図２に示す処理部を仕切板によってさらに二つに分割し、それぞれの処理部に開口部を設けた構成とされている。
【００７２】
図４に示す二段式の除湿装置は、さらに二つの再生部が設けられた第１ロータ２５を用い、第１ロータ２５の一方の再生部に温風を導き、この再生部を通過した空気を他方の再生部に導き排気するように再生用通気路２が構成され、一方の再生部よりも下流側で第１パージ用通気路２７が再生用通気路２に接続され、第１パージ用通気路２７の終端と他方の再生部との間の再生用通気路２には蒸気コイル等の加熱装置２８が設けられており、これらの点を除き図３に示す除湿装置と同様の構成とされている。図４中の第１ロータ２５は、図２に示す処理部を仕切板によってさらに二つに分割し、同様に再生部も仕切板によって二つに分割し、それぞれの処理部及び再生部に開口部を設けた構成とされている。
【００７３】
本発明の除湿方法は、これらの除湿装置を用いても実施することができるが、第１ロータに対して二つの除湿用通気路等を必要とすることから、ロータ端面における各区画面積が小さくなり、使用条件によってはより大きな第１ロータを必要とする場合もあるため、本発明の除湿装置では、図１に示すような除湿装置を用いることが、装置の小型化、汎用性及び生産性においてより効果的である。
【００７４】
【発明の効果】
本発明の除湿装置は、通気性及び吸湿性を有する回転自在なロータに被処理空気を通して除湿し、一方で温風をロータに通してロータの吸湿力を再生することで連続的に低露点空気を製造する除湿装置において、被処理空気が通る除湿用通気路と、温風が通る再生用通気路と、通気性及び吸湿性を有し除湿用通気路及び再生用通気路をロータ端面が横切るように配置される回転自在な第１ロータ及び第２ロータと、第１ロータを通過した処理空気の一部を第１ロータに通して再生用通気路に導入する第１パージ用通気路と、第２ロータを通過した処理空気の一部を第２ロータに通して再生用通気路に導入する第２パージ用通気路と、第１ロータを通過した処理空気の一部を第１ロータよりも上流側の除湿用通気路に還気する還気用通気路とを有することから、露点温度が−９０℃以下の低露点空気を製造可能な二段式の除湿装置を提供することができ、従来の三段式除湿装置に比べて設置面積及び設備費をより低減させることができる。
【００７５】
また本発明の除湿装置では、第１ロータを通過する前の被処理空気の温度を調整する温度調整手段を有すると、露点温度が−７０℃の低露点空気を一段目で製造する上でより効果的であり、また除湿装置全体の構成をより簡略化する上でより一層効果的である。
【００７６】
また本発明の除湿装置では、再生用通気路は、除湿用通気路において第２ロータよりも下流側から分岐し、第２ロータを通過した処理空気の一部を第２ロータを経て第１ロータへと導入する通気路であると、ロータを効率よく再生する上でより効果的である。
【００７７】
また本発明の除湿装置では、第１ロータを通過する前の再生用通気路中の空気を加熱する第１加熱装置と、第２ロータを通過する前の再生用通気路中の空気を加熱する第２加熱装置とを有すると、ロータを効率よく再生する上でより一層効果的である。
【００７８】
また本発明の除湿装置では、第１パージ用通気路は、第１ロータを通過した処理空気の一部を第１加熱装置に導入する通気路であると、第１ロータを効率よく再生する上でより一層効果的である。
【００７９】
また本発明の除湿装置では、第２パージ用通気路は、第２ロータを通過した処理空気の一部を第１加熱装置に導入する通気路であると、第１ロータを効率よく再生する上でより一層効果的である。
【００８０】
また本発明の除湿方法は、通気性及び吸湿性を有する回転自在なロータに被処理空気を通して除湿し、一方で温風をロータに通してロータの吸湿力を再生することで連続的に低露点空気を製造する除湿方法において、二段式の除湿装置を用い、この除湿装置の一段目では一段目のロータを通過した処理空気の少なくとも一部を再度一段目のロータに通すことで露点温度が−７０℃以下の処理空気を製造し、除湿装置の二段目で露点温度が−９０℃以下の処理空気を製造することから、露点温度が−９０℃以下の低露点空気を製造可能な二段式の除湿方法を提供することができ、従来の三段式除湿装置を用いる除湿方法に比べて、用いられる除湿装置の設置面積を及び設備費をより低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の除湿装置における一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す第１ロータ及び第２ロータに用いられるロータを示す斜視図である。
【図３】本発明の除湿方法における一実施の形態で用いられる除湿装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の除湿方法における一実施の形態で用いられる除湿装置の他の例を示す概略構成図である。
【図５】従来の三段式除湿装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１、３１ 除湿用通気路
２、３２ 再生用通気路
３、２３、２５ 第１ロータ
４ 第２ロータ
５、２７ 第１パージ用通気路
６ 第２パージ用通気路
７ 還気用通気路
８ 第１冷却装置
９ 第２冷却装置
１０ 第１加熱装置
１１ 第２加熱装置
１２ 第１送風機
１３ 第２送風機
１４ ハニカム構造体
１５、１６ チャンバ
１７ モータ
１８ ベルト
１９ 仕切り板
２０ 除湿用開口部
２１ 再生用開口部
２２ パージ用開口部
２４、２６ 冷却装置
２８ 加熱装置
３３ 吸湿ロータ
３５ パージ用通気路
３８ 冷却装置
４０ 加熱装置
４２ 送風機

Claims (6)

1. 通気性及び吸湿性を有する回転自在なロータに被処理空気を通して除湿し、一方で温風を前記ロータに通してロータの吸湿力を再生することで連続的に低露点空気を製造する除湿装置において、
   前記被処理空気が通る除湿用通気路と、
   前記温風が通る再生用通気路と、
   通気性及び吸湿性を有し前記除湿用通気路及び前記再生用通気路をロータ端面が横切るように配置される回転自在な第１ロータ及び第２ロータと、
   前記第１ロータを通過した処理空気の一部を第１ロータに通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、
   前記第２ロータを通過した処理空気の一部を第２ロータに通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、
   前記第１ロータを通過した処理空気の一部を第１ロータよりも上流側の前記除湿用通気路に還気する還気用通気路とを有し、
   前記再生用通気路は、前記除湿用通気路において前記第２ロータよりも下流側から分岐し、第２ロータを通過した処理空気の一部を第２ロータを経て第１ロータへと導入する通気路であることを特徴とする除湿装置。
2. 前記第１ロータを通過する前の被処理空気の温度を調整する温度調整手段を有することを特徴とする請求項１記載の除湿装置。
3. 前記第１ロータを通過する前の前記再生用通気路中の空気を加熱する第１加熱装置と、前記第２ロータを通過する前の再生用通気路中の空気を加熱する第２加熱装置とを有することを特徴とする請求項２記載の除湿装置。
4. 前記第１パージ用通気路は、前記第１ロータを通過した処理空気の一部を前記第１加熱装置に導入する通気路であることを特徴とする請求項３記載の除湿装置。
5. 前記第２パージ用通気路は、前記第２ロータを通過した処理空気の一部を前記第１加熱装置に導入する通気路であることを特徴とする請求項３記載の除湿装置。
6. 通気性及び吸湿性を有する回転自在なロータに被処理空気を通して除湿し、一方で温風を前記ロータに通してロータの吸湿力を再生することで連続的に低露点空気を製造する除湿方法において、
   通気性及び吸湿性を有し、被処理空気が通る除湿用通気路及び温風が通る再生用通気路をロータ端面が横切るように配置される回転自在な第１ロータ及び第２ロータのうち、前記第１ロータを通過した処理空気の一部を第１ロータに通して前記再生用通気路に導入し、
   前記第２ロータを通過した処理空気の一部を第２ロータに通して前記再生用通気路に導入し、
   前記第１ロータを通過した処理空気の一部を第１ロータよりも上流側の前記除湿用通気路に還気させ、
   前記除湿用通気路において前記第２ロータよりも下流側から分岐させて、第２ロータを通過した処理空気の一部を第２ロータを経て第１ロータへと導入することを特徴とする除湿方法。

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