JPS6295117A - 空気除湿装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、吸着剤を用いた空気除湿機能と、高温空気を
用いた吸着剤の再生機能とを有する空気除湿装置に係り
、特に原子カプラントの計装用圧縮空気系に用いるのに
好適な空気除湿装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に原子カプラントにおいては、各建屋内外の空気作
動弁や計装制御品に必要な圧縮空気を供給するために、
計装用圧゛縮空気系を設けるのが通例である。そして計
装用の圧縮空気は各計器の精密な制御ａ構に供給されて
調節弁等の作動に使用されるため、空気の性状について
きびしい管理を行なっている。

すなわち、計装用圧縮空気は、空気中の塵が計器内で詰
まらないように５μｍ程度まで除塵し、また計装用配管
内で結露してドレンが発生しないように露点を一４０℃
程度まで乾燥させる必要がある。このため泪装用圧縮空
気系には、圧縮空気の露点を下げるために除湿装置が設
置されている。

第３図は従来のこの種の空気除湿装置を示すもので、図
において符号１ａ、１ｂは、内部に空気中の水分を吸着
する吸着剤が１００％容旦に値ずる徂だＣブそれぞれ充
填された除湿塔であり、常に一方は除湿（図においては
除湿塔１ａ）、他方が再生（図においては除湿塔１ｂ）
を行ない、規定時間毎に塔切換を実施して連続運転され
るようになっている。

すなわち、第３図に示す状態においては、空気圧縮刷２
からの圧縮空気は、比例弁３、配管４、第１西方弁５お
よび配管６を介して電気ヒータ７に導びかれ、ここで加
熱された再生用空気は、配管８．第２四方弁９、および
配管１０ｂを介して除湿塔１ｂ内に供給される。そして
この高温空気により、除湿塔１ｂ内の吸着剤は熱による
脱水方式により再生される。

この除湿塔１ｂからの排気空気は、配管１１ｂ１第３四
方弁１２、第１四方弁５、および配管１３を介して空気
冷却器１４に導びかれ、冷却水により常温まで冷却され
、吸着剤より受けた水分を配管１５に設シブたドレンセ
パレータ１６によりドレン化１．た後、比例弁３、第３
四方弁１２および配管１１ａを介して除湿塔１ａに導び
かれる。そしてここで除湿された空気１よ、配管１０ａ
、第２四方弁９　ａ３よび配管１７を介して各建屋に供
給される。

なお、第３図に示す空気除湿装置は、故障等に対するｈ
１装用圧縮空気系の信頼性を高めるために２台設定され
、１台を常用様として運転するとともに、他の１台を予
ｈｉｌｌどしτ待機させることにより系統の機能低下を
防１ヒしている。

前記従来の空気除湿装置におけろ吸着剤の再生方式は、
吸着剤に高温の空気を通過させ吸着剤に吸収された水分
を熱により脱水さＵるちのであるが、加熱再生に必要な
熱ＩＱは、吸着剤の吸着水分の除去に必要な熱５１をＱ
ｌ除湿塔の加熱に必要な熱足をＱ２．吸着剤の加熱に必
要な熱量をＱ３とすると、 Ｑ＝Ｑ１　＋Ｑ２　＋Ｑ３　　　　　　　　　（１）と
なる。また再１に必要な空気量は、前記必要熱量Ｑ＠規
定時間内に投入できる流■である。

ところで従来の空気除湿装置においては、加熱再生に必
要な熱迅Ｑを専ら電気ヒータ７からＩＥＩており、この
電気ヒータ７へは常温の空気が導ひかれるため、第２図
に示すように電気ヒータ７での消費電力は、加熱再生の
間常に一定である。

一方、吸着剤の再生は、前述のように除湿塔および吸着
剤の昇温の後、吸着剤の脱水が行なわれるため、吸着剤
再生時の除湿塔排気温度は高温となり、排気温度は加熱
再生中第２図のように変化する。

ところが従来は、この高温となった排気空気を、空気冷
却塔１４により常温まで冷却してプロセスに戻寸か、あ
るいは大気ブローする等、余剰の熱を系外に放出してお
り、エネルギの有効利用がなされないという問題がある
。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点を考慮してなされたもので、除湿
塔排気空気が有している熱を有効に回収してエネルギの
有効利用を図ることができる空気除湿装置を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、内部に吸着剤が充填された除湿場内に空気を
通過させて除湿を行なうとと６に、加熱器での加熱によ
り１ｑられた高温空気により吸着剤の再生を行なう空気
除湿装置であって、吸着剤の再生を行なうために空気を
加熱づる加熱器の入側に、再生時の再生排気熱を用いて
再生空気を予熱する空気予熱器を設り、従来系外に放出
していた熱を空気予熱器で回収できるようにしたことを
特徴とり−る。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において符号１ａ、１ｂは、内部に空気中の水分
を吸着づ゛る吸着剤が１００％容吊に１直するだ【ノそ
れぞれ充填された除湿塔であり、これら両除湿塔１ａ、
ｌｂは、配管１１ａ、１１ｂにより第３四方弁１２の側
部切換［１にそれぞれ接続され、この第３四方弁１２の
上部切換口には、第１四方弁５の下部切換口が接続され
ているとともに、第３四方弁１２の下部切換口には、再
生空気流量が一定となるよう調節する機能を有する比例
弁３が接続されている。

この比例弁３と前記第１四方弁５の一方の側部切換口と
の間は、第１図に示すように配管４で接続されており、
第１四方弁５の他方の側部切換口と比例弁３との間には
、配管１３，１５．１８を介して空気予熱器１９、空気
冷却器１４およびドレンセパレーク１６がそれぞれ接続
されている。

また前記比例弁３には、空気圧縮機２からの圧縮空気が
供給されるようになっている。

また前記第１四方弁５の上部切換口は、第１図に示す」
；うに配管６を介して空気予熱器１９の入側に接続され
ており、この空気予熱器１９の出側は、配管２０を介し
て電気ヒータ７の入側に接続され、電気ヒータ７の出側
は、配管８を介して第２四方弁９の下部切換口に接続さ
れている。

前記電気ヒータ７内には、第１図に示すように２本のヒ
ータ２１，２２が組込まれており、一方のヒータ２２は
、電気ヒータ７の出側空気ｍＵを検出・ｊ”る温度スイ
ッチ２３からの信号によりＯＮＯＦ　Ｆ制御されるよう
になっている。

また前記第２四方弁９の側部切換口は、第１図に示すよ
うに配管１Ｑａ、１０ｔ）を介して除湿塔１ａ、１ｂに
接続されており、また第２四方弁９の上部切換口は、配
管１７を介して各建屋計装用圧縮機空気系配管に接続さ
れている。

次に本実施例における空気除湿装置の再生工程について
説明する。

まず加熱再生工程について説明する。

空気圧縮機２からの圧縮空気は、比例弁３の中で一部が
再生空気となって配管４に分流し、第１四方弁５、配管
６、空気予熱器１９および配管２０を介して電気ヒータ
７に導びかれる。そしてここで約２４０　’Ｃ加熱され
る。

この加熱された再生空気は、配管８、第２四方弁９およ
び配管１０ｂを介して除湿塔１ｂに供給され、吸着剤を
加熱再生り“る。この加熱再生に使用された後に除湿塔
１ｂから排出される再生用空気は、時間とともに第２図
に示すにうに変化する。

この排気空気は、配＠１１ｂ、第３四方弁１２、第１四
方弁５および配管１３を介して空気予熱器１つに導びか
れ、ここで電気ヒータ７に入る前の再生用空気と熱交換
が行なわれる。これにより、排気空気の温度は下がり電
気ヒータ７に入る前の再生用空気の温度は上昇する。

空気予熱器１って熱交換を終えた排気空気ば、未だ若干
の熱を持っていることから、空気冷却器１４で冷却水に
にり常温まで冷ｒＪ］され、吸着剤より受【プた水分を
ドレンセパレーク１６によりドレン化した後に比例弁３
の下流に合流する。そして第３四方弁１２を介して除湿
塔１ａに送られて除湿された後、第２四方弁９から配管
１７を介して各建屋に供給される。

ところで、加熱再生初期においては、除湿塔１ｂの排気
空気温度が低いため、電気ヒータ内のヒータ２１，２２
はともにＯＮとなっており、再生用空気を常温から２４
０℃まで加熱づる。

その後、除湿塔１ｂおよび吸着剤の温度が上界すると、
除湿塔１ｂの排気温度は上昇し、空気予熱器１つにより
再生用空気が予熱されるため、電気ヒータ７の入側の空
気温度は上昇する。このため、電気ヒータ７は、所定の
約２４０　’Ｃまでの温度上界に要する負荷が軽減され
る。そしてこの負荷軽減は温度スイッチ２３により検出
され、一方のヒータ２２１ｆｉ　ＯＦ　Ｆとなる。

このように、電気ヒータ７での消費電力は第２図に示寸
破線グラフのようになり、従来のらのに比較して省エネ
ルギ化が可能となる。また空気予熱器１つの設置により
、空気冷却器１４の入口温度を低くすることができ、こ
れにより空気冷却器１４の各市を小さくすることが可能
となる。

なお加熱工程は、所定時間の加熱後吸着剤が十分乾燥し
たことを除湿塔１ｂの出口温度で検出確認して終了とな
る。

次に、冷却再生工程について説明する。

冷却再生工程は、加熱再生工程での加熱された吸乙剤の
温度を常温まで低下さけるために行なうもので、まず電
気ヒータ７を停止させて第１四方弁５を切換える。これ
により空気圧縮機２からの再生用空気は、配管４、第１
四方弁５、第３四方弁１２Ｊ３よび配管１１ｂを介して
除湿塔１ｂに供給される。除湿塔１ｂに供給される再生
用空気は常温であるため、除湿塔１ｂ内の高温の吸着剤
を冷ＩＪ１シ、除湿塔１ｂの下部から配管１０ｂ、第２
四方弁９、配管８、電気ヒータ７、配管２０、空気予熱
器１９、配管６、第１四方弁５、配管１３、空気予熱器
１９および配管１８を順次介して空気冷却器１４に供給
される。そしてここで冷却された後、比例弁３の下流に
合流する。

次に、塔切換動作について説明する。

前記冷却再生工程により冷却を完了させた後、第２四方
弁９および第３四方弁１２を切換える。

これにより両除湿塔１ａ、１ｂが切換り、再生を完了し
た除湿塔１ｂが除湿を行なうとともに除Ｇ堝１ａが再生
に入る。

この塔切換えは規定時間毎に実茄され、除湿、再生が繰
返されて連続運転がなされる。

なお前記実施例では、閉ループ同圧再生型の空気除湿装
置について説明したが、人気放出型の空気除湿装置につ
いても同様に適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、吸着剤の再生を行なうた
めに空気を加熱づ−る加熱器の入側に、再生時の再生排
気熱を用いて■生空気を予熱する空気予熱器を設Ｃノる
ようにしているので、従来系外に放出していた熱を空気
予熱器で回収してエネルギの有効利用を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は従来
装置と本発明装冒との消費電力の差を示すグラフ、第３
図しよ従来の空気除湿装置を示り一系統図である。 １ａ、１ｂ・・・除湿塔、２・・・空気圧縮磯、７・・
・電気ヒータ、１／′ｌ・・・空気冷ＩＡ器、１６・・
・ドレンレバレータ、１つ・・・空気予熱器、２１．２
２・・・ヒータ、２３・・・湿度スイッチ。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 ＄１図 丹 庄 終 間 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部に吸着剤が充填された除湿塔内に空気を通過さ
   せて除湿を行なうとともに、加熱器での加熱により得ら
   れた高温空気により吸着剤の再生を行なう空気除湿装置
   において、前記加熱器の入側に、再生時の再生排気熱を
   用いて再生空気を予熱する空気予熱器を設けたことを特
   徴とする空気除湿装置。 ２、加熱器の容量を複数段に切換可能としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の空気除湿装置。