JP5581550B2 - 吸脱着式濃縮装置 - Google Patents
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Description
Qi:処理域2に通風する処理対象空気IAの風量
Qo:再生域3を通過して装置外に取り出される使用済再生用空気RA′の風量
吸着剤を保持させた通気性の吸着ロータを設けるとともに、この吸着ロータの回転域に処理域と再生域とをロータ回転方向で区画した状態に形成し、この吸着ロータの回転により吸着ロータの回転方向における各部を前記処理域と前記再生域とにその順で繰り返し通過させる構成にし、
前記処理域では、域内通過過程にあるロータ部分に処理対象空気を通風することで、その処理対象空気に含まれるガス状の除去対象物質を域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤に吸着させて処理対象空気から分離除去し、
前記再生域では、域内通過過程にあるロータ部分に再生用加熱手段により加熱した再生用空気を通風することで、そのロータ部分の保持吸着剤が前記処理域で吸着した除去対象物質を処理対象空気より小風量の再生用空気に脱着させて域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤を再生する吸脱着式濃縮装置であって、
前記再生用加熱手段により100℃未満の範囲で前記処理域の温度より高温に加熱して前記再生域に通風する再生用空気を未飽和の加湿状態に加湿する再生用加湿手段を設け、
前記再生域では、前記再生用加湿手段により加湿されて域内を通過する未飽和加湿状態の再生用空気に含まれる水分が域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤における吸着状態の除去対象物質と置換してその保持吸着剤に吸着される置換吸着により、域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤における吸着状態の除去対象物質を前記小風量の再生用空気に脱着させ、
前記処理域では、域内を通過する処理対象空気に含まれるガス状の除去対象物質が域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤における吸着状態の水分と置換してその保持吸着剤に吸着される置換吸着により、処理対象空気に含まれるガス状の除去対象物質を域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤に吸着させて処理対象空気から分離除去する点にある。
特に、上記第1特徴構成では、再生用空気の温度を100℃未満にするから、取り扱いが極めて容易な装置することができ、また、再生用加湿手段により再生用空気を未飽和の加湿状態にすることにおいて、再生用空気の温度を水の沸点である100℃より低い温度にすることで、再生用空気の湿度管理なども容易にすることができる。
前記吸着ロータの回転域において前記再生域のロータ回転方向下手側でかつ前記処理域のロータ回転方向上手側にパージ域を区画形成し、前記吸着ロータの回転により吸着ロータの回転方向における各部を前記処理域と前記再生域と前記パージ域とにその順で繰り返し通過させる構成にし、
前記パージ域では、域内通過過程にあるロータ部分にパージ用空気を通風することで、域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤を冷却し、
このパージ域を通過して熱量取得した使用済のパージ用空気を、前記再生用加熱手段により100℃未満の範囲で前記処理域の温度より高温に加熱するとともに、その加熱に続き前記再生用加湿手段により未飽和の加湿状態に加湿した状態で前記再生用空気として前記再生域に通風する点にある。
本発明の第3特徴構成は、第1又は第2特徴構成の実施において、
前記処理域に通風する処理対象空気又は前記パージ域に通風するパージ用空気をヒートポンプの吸熱作用により冷却する空気冷却器を設け、
前記再生用加熱手段は、前記ヒートポンプの放熱作用により前記再生用空気を100℃未満の範囲で前記処理域の温度より高温に加熱する構成にしてある点にある。
吸着剤を保持させた通気性の吸着ロータを設けるとともに、この吸着ロータの回転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る状態で区画形成し、この吸着ロータの回転より吸着ロータの回転方向における各部を前記処理域と前記再生域と前記パージ域とにその順で繰り返し通過させる構成にし、
前記処理域では、域内通過過程にあるロータ部分に処理対象空気を通風することで、その処理対象空気に含まれるガス状の除去対象物質を域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着材に吸着させて処理対象空気から分離除去し、
前記再生域では、域内通過過程にあるロータ部分に再生用加熱手段により加熱した再生用空気を通風することで、そのロータ部分の保持吸着剤が前記処理域で吸着した除去対象物質を処理対象空気より小風量の再生用空気に脱着させて域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤を再生し、
前記パージ域では、域内通過過程にあるロータ部分にパージ用空気を通風することで域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤を冷却する吸脱着式濃縮装置であって、
前記パージ域に通風するパージ用空気を未飽和の加湿状態に加湿するパージ用加湿手段を設け、
前記再生域には、前記再生用加熱手段により100℃未満の範囲で前記処理域の温度より高温に加熱した再生用空気を通風し、
これに対し、前記パージ域では、前記パージ用加湿手段により加湿されて域内を通過する未飽和加湿状態のパージ用空気に含まれる水分が域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤における吸着状態の残存除去対象物質と置換してその保持吸着剤に吸着される置換吸着により、域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤における吸着状態の残存除去対象物質を前記パージ用空気に脱着させ、
前記処理域では、域内を通過する処理対象空気に含まれるガス状の除去対象物質が域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤における吸着状態の水分と置換してその保持吸着剤に吸着される置換吸着により、処理対象空気に含まれるガス状の除去対象物質を域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤に吸着させて処理対象空気から分離除去する点にある。
特に、第1特徴構成と同様、再生用空気の温度を100℃未満にするから、取り扱いが極めて容易な装置することができ、また、再生用加湿手段により再生用空気を未飽和の加湿状態にする場合では、再生用空気の温度を水の沸点である100℃より低い温度にすることで、再生用空気の湿度管理なども容易にすることができる。
前記パージ域に通風するパージ用空気を前記パージ用加湿手段による加湿の前に加熱するパージ用加熱手段を設けてある点にある。
前記パージ域を通過して熱量取得した使用済のパージ用空気を、前記再生用加熱手段により100℃未満の範囲で前記処理域の温度より高温に加熱した状態で前記再生用空気として前記再生域に通風する構成にしてある点にある。
前記再生用加熱手段により100℃未満の範囲で前記処理域の温度より高温に加熱した再生用空気を、前記パージ用加湿手段とは別の再生用加湿手段により未飽和の加湿状態に加湿して前記再生域に通風する構成にしてある点にある。
本発明の第8特徴構成は、第4〜第7特徴構成のいずれかの実施において、
前記処理域に通風する処理対象空気を吸熱作用により冷却するヒートポンプを設け、
前記再生用加熱手段による再生用空気の加熱又は前記パージ用加熱手段によるパージ用空気を加熱として、前記ヒートポンプの放熱作用により再生用空気又はパージ用空気を加熱する構成にしてある点にある。
本発明の第9特徴構成は、第1〜第8特徴構成のいずれかの実施において、
前記再生用加湿手段での加湿量を調整して前記再生域の入口又は出口における再生用空気の湿度を設定湿度に調整する再生用の加湿量調整手段、又は、前記パージ用加湿手段での加湿量を調整して前記パージ域の入口又は出口におけるパージ用空気の湿度を設定湿度に調整するパージ用の加湿量調整手段を設けてある点にある。
図1に示す装置では、処理対象空気路6を通じて処理域2に導く処理対象空気IAの一部をパージ用空気路7に分流し、この分流した処理対象空気IAをパージ用空気PAとしてパージ用空気路7を通じパージ域4に通過させる。
図2に示す装置では、再生用加湿器10を再生用空気路9に装備するのに代えて、パージ域4に通過させるパージ用空気PAを設定湿度hp(換言すれば、設定水分濃度の未飽和加湿状態、以下も同様)まで加湿するパージ用加湿器13(パージ用加湿手段の一例)をパージ用空気路7に装備してある。
図3に示す装置では、図1の装置と同様、再生用空気RAを設定温度hrまで加湿する再生用加湿器10を再生用ヒータ5よりも下流側に配置して再生用空気路9に装備してある。
図4〜図6に示す装置では、処理済浄化空気路11から処理済浄化空気IA′の一部をパージ用空気路7に分流し、この分流した処理済浄化空気IA′をパージ用空気PAとしてパージ用空気路7を通じパージ域4に通過させる。
図7〜図9に示す装置では、外気をパージ用空気PAとしてパージ用空気路7を通じパージ域4に通過させる。
図10〜図12に示す装置では、図7〜図9の装置と同様、外気をパージ用空気PAとしてパージ用空気路7を通じパージ域4に通過させるが、パージ域4での吸着ロータ1に対するパージ用空気PAの通風向きは処理域2での吸着ロータ1に対する処理対象空気IAの通風向きと逆向きにしてある。
図13に示す装置は図7の装置を改良したものであり、この図13の装置では、ヒートポンプ15を装備し、このヒートポンプ15の吸熱作用によりパージ用空気PA及び処理対象空気IAを冷却する空気冷却器16を設けるとともに、再生用ヒータ5をヒートポンプ15の放熱作用により再生用空気RAを加熱するものにしてある。
次に本発明による吸脱着式濃縮装置の別実施形態を列記する。
1 吸着ロータ
2 処理域
3 再生域
IA 処理対象空気
V 除去対象物質
RA 再生用空気
10 再生用加湿手段
4 パージ域
PA パージ用空気
PA′ 使用済のパージ用空気
5 再生用加熱手段
13 パージ用加湿手段
14 パージ用加熱手段
Claims (9)
- 吸着剤を保持させた通気性の吸着ロータを設けるとともに、この吸着ロータの回転域に処理域と再生域とをロータ回転方向で区画した状態に形成し、この吸着ロータの回転により吸着ロータの回転方向における各部を前記処理域と前記再生域とにその順で繰り返し通過させる構成にし、
前記処理域では、域内通過過程にあるロータ部分に処理対象空気を通風することで、その処理対象空気に含まれるガス状の除去対象物質を域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤に吸着させて処理対象空気から分離除去し、
前記再生域では、域内通過過程にあるロータ部分に再生用加熱手段により加熱した再生用空気を通風することで、そのロータ部分の保持吸着剤が前記処理域で吸着した除去対象物質を処理対象空気より小風量の再生用空気に脱着させて域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤を再生する吸脱着式濃縮装置であって、
前記再生用加熱手段により100℃未満の範囲で前記処理域の温度より高温に加熱して前記再生域に通風する再生用空気を未飽和の加湿状態に加湿する再生用加湿手段を設け、
前記再生域では、前記再生用加湿手段により加湿されて域内を通過する未飽和加湿状態の再生用空気に含まれる水分が域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤における吸着状態の除去対象物質と置換してその保持吸着剤に吸着される置換吸着により、域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤における吸着状態の除去対象物質を前記小風量の再生用空気に脱着させ、
前記処理域では、域内を通過する処理対象空気に含まれるガス状の除去対象物質が域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤における吸着状態の水分と置換してその保持吸着剤に吸着される置換吸着により、処理対象空気に含まれるガス状の除去対象物質を域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤に吸着させて処理対象空気から分離除去する吸脱着式濃縮装置。 - 前記吸着ロータの回転域において前記再生域のロータ回転方向下手側でかつ前記処理域のロータ回転方向上手側にパージ域を区画形成し、前記吸着ロータの回転により吸着ロータの回転方向における各部を前記処理域と前記再生域と前記パージ域とにその順で繰り返し通過させる構成にし、
前記パージ域では、域内通過過程にあるロータ部分にパージ用空気を通風することで、域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤を冷却し、
このパージ域を通過して熱量取得した使用済のパージ用空気を、前記再生用加熱手段により100℃未満の範囲で前記処理域の温度より高温に加熱するとともに、その加熱に続き前記再生用加湿手段により未飽和の加湿状態に加湿した状態で前記再生用空気として前記再生域に通風する請求項1記載の吸脱着式濃縮装置。 - 前記処理域に通風する処理対象空気又は前記パージ域に通風するパージ用空気をヒートポンプの吸熱作用により冷却する空気冷却器を設け、
前記再生用加熱手段は、前記ヒートポンプの放熱作用により前記再生用空気を100℃未満の範囲で前記処理域の温度より高温に加熱する構成にしてある請求項1又は2記載の吸脱着式濃縮装置。 - 吸着剤を保持させた通気性の吸着ロータを設けるとともに、この吸着ロータの回転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る状態で区画形成し、この吸着ロータの回転より吸着ロータの回転方向における各部を前記処理域と前記再生域と前記パージ域とにその順で繰り返し通過させる構成にし、
前記処理域では、域内通過過程にあるロータ部分に処理対象空気を通風することで、その処理対象空気に含まれるガス状の除去対象物質を域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着材に吸着させて処理対象空気から分離除去し、
前記再生域では、域内通過過程にあるロータ部分に再生用加熱手段により加熱した再生用空気を通風することで、そのロータ部分の保持吸着剤が前記処理域で吸着した除去対象物質を処理対象空気より小風量の再生用空気に脱着させて域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤を再生し、
前記パージ域では、域内通過過程にあるロータ部分にパージ用空気を通風することで域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤を冷却する吸脱着式濃縮装置であって、
前記パージ域に通風するパージ用空気を未飽和の加湿状態に加湿するパージ用加湿手段を設け、
前記再生域には、前記再生用加熱手段により100℃未満の範囲で前記処理域の温度より高温に加熱した再生用空気を通風し、
これに対し、前記パージ域では、前記パージ用加湿手段により加湿されて域内を通過する未飽和加湿状態のパージ用空気に含まれる水分が域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤における吸着状態の残存除去対象物質と置換してその保持吸着剤に吸着される置換吸着により、域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤における吸着状態の残存除去対象物質を前記パージ用空気に脱着させ、
前記処理域では、域内を通過する処理対象空気に含まれるガス状の除去対象物質が域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤における吸着状態の水分と置換してその保持吸着剤に吸着される置換吸着により、処理対象空気に含まれるガス状の除去対象物質を域内通過過程にあるロータ部分の保持吸着剤に吸着させて処理対象空気から分離除去する吸脱着式濃縮装置。 - 前記パージ域に通風するパージ用空気を前記パージ用加湿手段による加湿の前に加熱するパージ用加熱手段を設けてある請求項4記載の吸脱着式濃縮装置。
- 前記パージ域を通過して熱量取得した使用済のパージ用空気を、前記再生用加熱手段により100℃未満の範囲で前記処理域の温度より高温に加熱した状態で前記再生用空気として前記再生域に通風する構成にしてある請求項4又は5記載の吸脱着式濃縮装置。
- 前記再生用加熱手段により100℃未満の範囲で前記処理域の温度より高温に加熱した再生用空気を、前記パージ用加湿手段とは別の再生用加湿手段により未飽和の加湿状態に加湿して前記再生域に通風する構成にしてある請求項4〜6のいずれか1項に記載の吸脱着式濃縮装置。
- 前記処理域に通風する処理対象空気を吸熱作用により冷却するヒートポンプを設け、
前記再生用加熱手段による再生用空気の加熱又は前記パージ用加熱手段によるパージ用空気を加熱として、前記ヒートポンプの放熱作用により再生用空気又はパージ用空気を加熱する構成にしてある請求項4〜7のいずれか1項に記載の吸脱着式濃縮装置。 - 前記再生用加湿手段での加湿量を調整して前記再生域の入口又は出口における再生用空気の湿度を設定湿度に調整する再生用の加湿量調整手段、又は、前記パージ用加湿手段での加湿量を調整して前記パージ域の入口又は出口におけるパージ用空気の湿度を設定湿度に調整するパージ用の加湿量調整手段を設けてある請求項1〜8のいずれか1項に記載の吸脱着式濃縮装置。
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