JPH0733110Y2 - 乾燥媒体に不活性ガスを用いた除湿乾燥装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、乾燥媒体に窒素ガスなどの不活性ガスを用
いた除湿乾燥装置に関する。

例えば、光ディスクの成形材料であるポリカーボネート
及びアクリル樹脂や、ナイロンその他の合成樹脂成形材
料などの粉粒体の除湿乾燥工程では、空気中の酸素によ
り酸化して前者では透明度が悪くなったり、後者では黄
変するなど物性に悪影響を与えるのを防止する必要があ
る。そのため、空気中の酸素を窒素ガスなどの不活性ガ
スと置換して酸素濃度を下げた状態で除湿乾燥を行う。
この考案は、このような除湿乾燥装置に利用されるもの
である。

〔従来の技術〕

従来、この種の不活性ガスを用いた除湿乾燥装置として
は、第９図に示す如きものが知られている。

すなわち、不活性ガスを送風する乾燥ブロワ（01）と、
切替弁（02）、（03）により切り替え可能とした２基の
除湿塔（04）、（05）と、乾燥ヒータ（06）と、収容し
た被乾燥物を除湿乾燥する乾燥ホッパー（07）と、乾燥
ホッパー（07）の排気口（08）よりフィルタ（010）、
冷却器（011）、弁（012）を経て前記乾燥ブロワ（01）
に連通接続した配管（09）とを備え、これらを循環させ
て除湿ラインａとなす一方、外気と不活性ガスとを切り
替えるバルブ（015）と再生ブロワ（016）と再生ヒータ
（017）とを経て前記切替弁（02）に接続するととも
に、切替弁（02）から切替弁（03）に至る除湿ラインａ
の一部を共用して系外に不活性ガスを排気するようにし
たワンパス式の再生ラインｂとを設けてなるものであ
る。

この場合、除湿塔（04）、（05）の吸着材の再生は、外
気で吸着材を加熱再生した後に、バルブ（015）の切り
替えにより不活性ガスを再生ラインｂの入口（018）か
ら供給して吸着材に通して外気と置換する。そして、そ
の使用した不活性ガスは再生ラインｂの出口（019）か
ら系外に排出していた。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかるに、上記従来例の再生ラインでは、不活性ガスを
ワンパス式に供給するものであるため、露点が不安定で
あるばかりか、それを解消すべく不活性ガスを常時供給
すると、使用済の不活性ガスはすべて系外に排出するた
め、不活性ガスの消費量が多大となり不経済となるとい
う問題点があった。

この考案は、上記従来例の問題点を解消したものを提供
するものである。

〔課題を解決するための手段〕 この考案は、上記の如き課題を解決するための手段とし
て、乾燥ブロワとハニカム式除湿器と乾燥ヒータと乾燥
ホッパーとで閉鎖乾燥回路を形成し、この閉鎖乾燥回路
中に不活性ガスを循環させて乾燥ホッパー内の材料を乾
燥するようにするとともに、前記ハニカム式除湿器の吸
着材を再生する再生ラインは、少なくとも再生ブロワと
再生ヒータとハニカム式除湿器とを循環する閉鎖再生回
路としてなる乾燥媒体に不活性ガスを用いた除湿乾燥装
置において、前記閉鎖再生回路の適所には不活性ガス供
給管を接続するとともに、ハニカム式除湿器より下流側
には冷却手段を接続してなるものである。

ここで、不活性ガスとしては、例えば、窒素、ヘリウ
ム、アルゴン等のガスであり、被乾燥物に最適なガスを
選定すればよいが、被乾燥物が前述の合成樹脂成形材料
である粉粒体の場合には窒素ガスが好ましい。

前記ハニカム式除湿器としては、ハニカム状のガス流通
路を有する吸着体素子からなるロータと、少なくとも除
湿ゾーンと再生ゾーンとを仕切壁にて区画形成したカバ
ーと、仕切板を多数配設したスペーサーと、前記ロータ
の両端面側にスペーサーを介在してカバーを圧着固定す
る加圧部材とを備え、各区域間の境界部のシールをカバ
ーの仕切壁とスペーサーの仕切板と、並びにスペーサー
の仕切板とロータの端面側とで行うようにしたものにお
いて、前記ロータとスペーサーの外方には、該ロータと
スペーサーの寸法誤差を吸収して気密的に被覆する鞘管
を設けるとともに、前記カバーのロータ駆動軸の挿通穴
にはパッキンを嵌装した構成を採る方が好ましい。

〔作用〕

この考案によれば、乾燥ブロワとハニカム式除湿器と乾
燥ヒータと乾燥ホッパーとで気密的な閉鎖乾燥回路
（ａ）を形成し、この閉鎖乾燥回路（ａ）中に不活性ガ
スを循環させて乾燥ホッパー内の材料を乾燥する。それ
だけでなく、ハニカム式除湿器の吸着材を再生する再生
ラインは、少なくとも再生ブロワと再生ヒータとハニカ
ム式除湿器とを循環する気密的な閉鎖再生回路（ｂ）と
し、この閉鎖再生回路（ｂ）の適所には不活性ガス供給
管を接続し、この不活性ガス供給管より不活性ガスを供
給するようにしているため、前記閉鎖再生回路（ｂ）中
から不活性ガスが洩れることなく系内を循環され、しか
も酸素濃度を一定にした状態でハニカム式除湿器の吸着
材の再生が行われる。

ハニカム式除湿器の吸着材に蓄積された水分は再生ヒー
タで加熱されて蒸発する。この蒸気を含んだ不活性ガス
は冷却手段で冷却されて蒸気は凝縮し、そのドレンは系
外に排出される。

ハニカム式除湿器は、第３図ないし第７図に示す如き構
成によれば、実施例で説明している如く、ハニカム状ロ
ータとスペーサーを気密的に被覆した鞘管と、カバーの
ロータ駆動軸の挿通穴に嵌装したパッキンとにより、ロ
ータ及びスペーサーの寸法誤差を吸収できるとともに、
ハニカム式除湿器内が完全に気密にできるため、均圧と
なり除湿、冷却、再生の各ゾーン間のガスの混入が防止
できる。

〔第１実施例〕 この考案の第１実施例を第１図に基づいて以下に説明す
る。

（１）はポリカーボネート等の合成樹脂成形材料等の除
湿乾燥すべき粉粒体を収容する乾燥ホッパーであって、
この乾燥ホッパー（１）には乾燥ブロワ（２）とハニカ
ム式除湿器（３）と乾燥ヒータ（４）とをガス給気管
（５）により順次接続するとともに、ガス給気管（５）
の出口（5a）から供給されて被乾燥物（粉粒体）を除湿
乾燥した後の排気ガスは、乾燥ホッパー（１）に一端を
接続し他端を前記乾燥ブロワ（２）に接続したガス排気
管（６）により前記ガス給気管（５）を循環するように
形成されている。つまり、ガス給気管（５）とガス排気
管（６）とが閉鎖乾燥回路（ａ）を形成している。

前記ガス排気管（６）にはフィルタ（７）、冷却器
（８）及び切替弁（９）が順次接続されている。

閉鎖乾燥回路（ａ）の適所、この実施例ではガス排気管
（６）の切替弁（９）と乾燥ブロワ（２）との間には、
窒素ガス等の不活性ガスのガス源（図示せず）に接続し
た不活性ガス供給管（10）と、不活性ガス供給管（10）
より供給された不活性ガスをガス給気管（５）、乾燥ホ
ッパー（１）を経てガス排気管（６）に加圧状態で循環
できるようにした不活性ガス加圧管（11）とが接続され
ている。従って、不活性ガス供給管（10）より供給され
た不活性ガスは、ハニカム式除湿器（３）の除湿ゾーン
（イ）により脱湿され、乾燥ヒータ（４）で加熱されて
乾燥ホッパー（１）に供給される。その乾燥ホッパー
（１）で使用された排気ガスは冷却器（８）で冷却され
て上記閉鎖乾燥回路（ａ）を循環する。

ハニカム式除湿器（３）は、円柱又は円筒等のハニカム
ロータを有し、少なくとも除湿ゾーン（イ）と吸着材を
再生する再生ゾーン（ロ）とが形成されている。第１図
では前述した除湿・再生ゾーン（イ）、（ロ）のほかに
冷却ゾーン（ハ）が形成されており、この冷却ゾーン
（ハ）には、ガス給気管（５）における乾燥ブロワ
（２）上流からハニカム式除湿器（３）との間で分岐し
た分岐管（5b）から不活性ガスが通されるように分岐管
（5b）の末端をガス排気管（６）の適所に接続して、該
ガス排気管（６）の一部を共用する閉鎖冷却回路（ｃ）
が形成されている。

ハニカム式除湿器（３）の吸着材を再生する再生ライン
は、少なくとも再生ブロワ（20）と再生ヒータ（21）と
ハニカム式除湿器（３）とを循環する閉鎖再生回路
（ｂ）としてあり、この閉鎖再生回路（ｂ）の適所、こ
の実施例ではハニカム式除湿器（３）の再生ガス出口側
と再生ブロワ（20）との間には、冷却手段（22）と、切
替弁（23）と、不活性ガスを閉鎖再生回路（ｂ）中に加
圧状態できるようにした不活性ガス加圧管（24）と、窒
素ガス等の不活性ガスのガス源（図示せず）に接続した
不活性ガス供給管（25）とが順次接続されている。

前記冷却手段（22）にはドレン管（26）を介してドレン
溜め（27）とドレン弁（28）が接続してあり、ドレン溜
め（27）には上限レベル計（28）と下限レベル計（30）
とが取り付けてある。

上記実施例の作用を以下に説明する。

先ず、切替弁（９）と切替弁（23）を排気するよう
に開き、乾燥ブロワ（２）と再生ブロワ（20）を駆動し
て、不活性ガス供給管（10）、（25）より、それぞれの
閉鎖乾燥回路（ａ）又は閉鎖再生回路（ｂ）内に不活性
ガスを供給する。

このとき、不活性ガス供給管（10）からは、不活性
ガスが乾燥ブロワ（２）、ハニカム式除湿器（３）の除
湿ゾーン（イ）、乾燥ヒータ（４）を経て乾燥ホッパー
（１）内へ所要時間パージされ、閉鎖乾燥回路（ａ）の
すべてにおいて空気中の酸素が窒素ガスに置き換えら
れ、そこでの残留酸素ガスはガス排気管（６）のフィル
タ（７）、冷却器（８）、切替弁（９）を経てガス排気
管（６）の排気端（6a）から系外に排出される。

一方、同時に、閉鎖再生回路（ｂ）の不活性ガス供給管
（25）からの不活性ガスは、再生ブロワ（20）を経て、
ハニカム式除湿器（３）の再生ゾーン（ロ）、冷却手段
（22）、切替弁（23）を経て閉鎖再生回路（ｂ）の排出
端（13）から排出される。

次に、上記窒素ガスへの置換完了を酸素濃度計で確
認して、切替弁（９）、（23）を閉じ、不活性ガスを閉
鎖乾燥回路（ａ）または閉鎖再生回路（ｂ）中を循環さ
せるようにすると同時に外気からの酸素の混入を防止す
るために、不活性ガス加圧管（11）、（24）を開き系内
を常時加圧する。

閉鎖乾燥回路（ａ）の経路を乾燥ヒータ（４）で所要温
度で加熱して、上記状態で、乾燥ホッパー（１）内に粉
粒体である被乾燥物を入れると、その被乾燥物は上記不
活性ガスにより除湿乾燥され乾燥ホッパー（１）の排出
口（1a）から排出される。

運転中に酸素濃度を測定し、酸素濃度が高すぎると
きには切替弁（９）、（23）を開き排気状態とし不活性
ガス供給管（10）、（25）へ不活性ガスを導入して補給
し、酸素濃度が常に一定に保つようにしてある。

被乾燥物を乾燥して水分を含んだ不活性ガスは、乾燥ホ
ッパー（１）上部からガス排気管（６）中をフィルタ
（７）を通って冷却器（８）で冷却されたのち、乾燥ブ
ロワ（２）、ハニカム式除湿器（３）の除湿ゾーン
（イ）に戻り再び除湿されてガス給気管（５）から乾燥
ヒータ（４）を経て乾燥ホッパー（１）内に循環供給さ
れる。

閉鎖乾燥回路（ａ）で被乾燥物の水分を除去したハ
ニカム式除湿器（３）の吸着材には水分が蓄積される。
この吸着材に蓄積された水分は、再生ブロワ（20）で吐
出され再生ヒータ（21）で加熱された不活性ガスによ
り、再び蒸発する。この蒸気を含んだ不活性ガスは冷却
手段（22）で冷却されて蒸気は凝縮し、ドレンがドレン
管（26）よりドレン溜め（27）に滴下する。ドレンがド
レン溜め（27）に上限レベル計（29）以上溜ると、ドレ
ン弁（28）が開き、系内は不活性ガスにより大気圧以上
に加圧されているため、この圧力でドレンは外部に押し
出される。ドレンが下限レベル計（30）まで減ると、ド
レン弁（28）は閉じ、不活性ガスが外部へ洩れることは
ない。

閉鎖再生回路（ｂ）では、閉鎖乾燥回路（ａ）中で発生
する水分以上を蒸発、凝縮、排水する能力を持っている
ため、閉鎖乾燥回路（ａ）中の循環ガスの水分量は常に
一定以下に保持される。

〔第２実施例〕 第２図は第２実施例を示す。このものは、再生ライン、
つまり閉鎖再生回路（ｂ）に、冷却手段（22）として湿
式集塵装置（スクラバー）（22a）を設けるとともに、
ハニカム式除湿器（３）と湿式集塵装置（22a）との間
には熱交換器（35）を接続している点と、閉鎖冷却回路
（ｃ）が他の閉鎖回路（ａ）、（ｂ）と全く独立してい
る点に顕著な特徴をもち、第１図と同一符号は同様の構
成を示す。

すなわち、この閉鎖再生回路（ｂ）は再生ブロワ（2
0）、熱交換器（35）、再生ヒータ（21）、ハニカム式
除湿器（３）、冷却手段（22）である湿式集塵装置（22
a）並びに各間の配管から構成されている。この場合、
熱交換器（35）により再生排気の熱を再加熱し利用する
と同時に１次冷却を行うことができる。湿式集塵装置
（22a）により再生ガスは冷却され、再生ガス中の水分
は凝縮しガス流より分離されるとともに、再生ガス中の
塵埃は水滴に補集され集塵効果もある。（24）は不活性
ガス加圧管、（25）は不活性ガス供給管である。

また、この実施例では、ガス給気管（５）がハニカム式
除湿器（３）の除湿ゾーン（イ）、乾燥ヒータ（４）に
連通接続されているとともに、乾燥ホッパー（１）と接
続したガス排気管（６）は第１図示のようにフィルタ
（７）、冷却器（８）、切替弁（９）を経て乾燥ブロワ
（２）に連通接続され、これらガス給気管（５）および
ガス排気管（６）が閉鎖乾燥回路（ａ）を形成してい
る。

さらに、閉鎖冷却回路（ｃ）には、不活性ガス加圧管
（44）、不活性ガス供給管（45）冷却ブロワ（46）、ハ
ニカム式除湿器（３）の冷却ゾーン（ハ）、冷却器（4
7）、切替弁（48）がそれぞれ接続されている。閉鎖冷
却回路（ｃ）内を不活性ガスに置換するときには切替弁
（48）を排気側に開き、閉鎖冷却回路（ｃ）内の残留酸
素を排出端（49）から系外に排出する。

なお、各実施例で用いるハニカム式除湿器（３）は、任
意の構成のものを採用できるものであるが、例えば第３
図ないし第７図に示す如き構成とする方が好ましい。こ
の第３図ないし第７図のハニカム式除湿器（３）は、一
般に除湿ゾーン（イ）の圧力が再生ゾーン（ロ）の圧力
より高いために、除湿ゾーン（イ）側から再生ゾーン
（ロ）側にガスが洩れこむ欠点があったのを解消すべ
く、これらの部分を完全に気密にして、該ハニカム式除
湿器（３）内が均圧となり除湿、冷却、再生の各ゾーン
間のガスの混入を防止し、除湿能力の大幅な向上を達成
できたものである。

すなわち、前記ハニカム式除湿器（３）は、ハニカム状
のガス流通路（51）を有する吸着体素子（50a）からな
るロータ（50）と、少なくとも除湿ゾーン（イ）と再生
ゾーン（ロ）とを仕切壁（53）にて区画形成したカバー
（52）、（52a）と、仕切板（57）を多数配設したスペ
ーサー（56）、（56a）と、前記ロータ（50）の両端面
側にスペーサー（56）、（56a）を介在してカバー（5
2）、（52a）を圧着固定する加圧部材（60）とを備え、
各区域間の境界部のシールをカバー（52）、（52a）の
仕切壁（53）とスペーサー（56）、（56a）の仕切板（5
7）と、並びにスペーサー（56）、（56a）の仕切板（5
7）とロータ（50）の端面側とで行う一方、前記ロータ
（50）とスペーサー（56）、（56a）の外方には、ハニ
カム状ロータ（50）の長手方向に伸縮自在とした蛇腹状
の鞘管（55）にて被覆して、該ロータ（50）とスペーサ
ー（56）、（56a）の寸法誤差を吸収するとともに気密
的にシールし、前記カバー（52）、（52a）のロータ駆
動軸（61）の挿通穴（62）にはパッキン（63）を嵌装し
て気密的にシールしてなるものである。

なお、鞘管（55）の構成は任意であるが、第８図に示す
ように外筒（70）とスリーブ（71）とで分割形成し、ス
リーブ（71）を外筒（70）に抜き差しできるようにする
とともに、外筒（70）とスリーブ（71）との摺動面には
パッキン（72）を嵌装するようにして、ロータ（50）と
スペーサー（56）、（56a）の寸法誤差が吸収でき、か
つロータ（50）とスペーサー（56）、（56a）を気密的
にシールできるように構成したものでもよい。この鞘管
（55）は、前述した第３図及び第８図その他適宜構成に
より、ロータ（50）とスペーサー（56）、（56a）の寸
法誤差が吸収でき、かつロータ（50）とスペーサー（5
6）、（56a）を気密的にシールできる構成の方が好まし
い。

（64）は再生入口、（65）は再生出口、（66）は除湿・
冷却入口、（67）は除湿出口、（68）はロータ駆動軸
（61）を介してロータ（55）をゆっくりと回転するモー
タである。（69）はパッキン押さえ、（73）はカバー
（52）、（52a）とパッキン押さえ（69）とを固定する
ボルト等の締結部材、（74）は鞘管（55）とカバー（5
2）、（52a）とを固定するボルト等の締結部材である。

この考案は、冷却ゾーン（ハ）が形成されている方がよ
いが、ないものにも実施できる。

また、閉鎖冷却回路（ｃ）は、第１図に示すようにガス
給気管（５）の一部から分岐管（5b）を介して分岐する
とともに、該分岐管（5b）の末端をガス排気管（６）の
適所に接続して該ガス排気管（６）の一部を共用するも
のでもよいし、第２図のように閉鎖乾燥回路（ａ）と閉
鎖再生回路（ｂ）の回路とは全く独立した閉鎖回路とす
ることもできるし、或いは第１図の閉鎖冷却回路（ｃ）
に第２図示の湿式集塵装置（22a）を接続することもで
きるし、その他任意に構成することができる。

〔考案の効果〕

この考案によれば、（１）ハニカム式除湿器の吸着材を
再生する再生ラインは、少なくとも再生ブロワと再生ヒ
ータとハニカム式除湿器とを循環する閉鎖再生回路と
し、この閉鎖再生回路の適所には不活性ガス供給管を接
続しているから、不活性ガスは閉鎖再生回路内を循環使
用されるため、不活性ガスの消費量が従来例のものに比
べて格段に節約でき経済的である。

（２）また、上記閉鎖再生回路においてハニカム式除湿
器より下流側には冷却手段を接続しているから、再生ラ
インの循環ガス中から水分だけを凝縮して系外に排出で
きるため、不活性ガスを露点が安定した状態で、かつ安
全に除湿乾燥に利用できる。

（３）請求項第（２）項記載の如き構成を採ると、既述
したように、鞘管がロータ及びスペーサーの寸法誤差を
吸収できるとともに、ハニカム式除湿器内が完全に気密
にできるため均圧となり除湿、冷却、再生の各ゾーン間
のガスの混入を防止し、除湿能力の大幅な向上が達成で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の工程図、第２図は第２実施例の工
程図、第３図はハニカム式除湿器の一部を断面で示した
正面図、第４図は第３図の左側面図、第５図は右側面
図、第６図は第３図の部分平面図、第７図はハニカム式
除湿器の一部の分解斜視図、第８図は鞘管の変形例の一
部を断面で示した正面図、第９図は従来例の工程図であ
る。 （１）…乾燥ホッパー、（２）…乾燥ブロワ、（３）…
ハニカム式除湿器、（４）…乾燥ヒータ、（５）…ガス
給気管、（６）…ガス排気管、（９）…切替弁、（1
0）、（25）、（45）…不活性ガス供給管、（11）、（2
4）、（44）…不活性ガス加圧管、（20）…再生ブロ
ワ、（21）…再生ヒータ、（22）…冷却手段、（22a）
…湿式集塵装置、（23）…切替弁、（27）…ドレン溜
め、（35）…熱交換器、（50）…ロータ、（55）…鞘
管、（63）…パッキン。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】乾燥ブロワ（２）とハニカム式除湿器
   （３）と乾燥ヒータ（４）と乾燥ホッパー（１）とで閉
   鎖乾燥回路（ａ）を形成し、この閉鎖乾燥回路（ａ）中
   に不活性ガスを循環させて乾燥ホッパー（１）内の材料
   を乾燥するようにするとともに、前記ハニカム式除湿器
   （３）の吸着材を再生する再生ラインは、少なくとも再
   生ブロワ（20）と再生ヒータ（21）とハニカム式除湿器
   （３）とを循環する閉鎖再生回路（ｂ）としてなる乾燥
   媒体に不活性ガスを用いた除湿乾燥装置において、 前記閉鎖再生回路（ｂ）の適所には不活性ガス供給管
   （25）を接続するとともに、ハニカム式除湿器（３）よ
   り下流側には冷却手段（22）を接続していることを特徴
   とする乾燥媒体に不活性ガスを用いた除湿乾燥装置。
2. 【請求項２】ハニカム式除湿器（３）は、ハニカム状の
   ガス流通路（51）を有する吸着体素子（50a）からなる
   ロータ（50）と、少なくとも除湿ゾーン（イ）と再生ゾ
   ーン（ロ）とを仕切壁（53）にて区画形成したカバー
   （52）、（52a）と、仕切板（57）を多数配設したスペ
   ーサー（56）、（56a）と、前記ロータ（50）の両端面
   側にスペーサー（56）、（56a）を介在してカバー（5
   2）、（52a）を圧着固定する加圧部材（60）とを備え、
   各区域間の境界部のシールをカバー（52）、（52a）の
   仕切壁（53）とスペーサー（56）、（56a）の仕切板（5
   7）と、並びにスペーサー（56）、（56a）の仕切板（5
   7）とロータ（50）の端面側とで行うようにしたものに
   おいて、 前記ロータ（50）とスペーサー（56）、（56a）の外方
   には、該ロータ（50）とスペーサー（56）、（56a）の
   寸法誤差を吸収して気密的に被覆する鞘管（55）を設け
   るとともに、前記カバー（52）、（52a）のロータ駆動
   軸（61）の挿通穴（62）にはパッキン（63）を嵌装して
   ある請求項第（１）項記載の乾燥媒体に不活性ガスを用
   いた除湿乾燥装置。