WO2012011271A1 - ガス除去システム - Google Patents

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海老根　猛
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株式会社テクノ菱和
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    • B01D2257/80—Water

Definitions

  • the present invention relates to a gas removal system that removes water vapor and other gas components contained in air to be processed to a target concentration. More specifically, a system for obtaining low dew point air in removing water vapor, and a system for obtaining clean air by removing volatile organic compounds (VOC) in removing other gas components. It is.
  • This low-humidity chamber is used, for example, in a pharmaceutical manufacturing process or a lithium battery manufacturing process.
  • the cooling and dehumidifying method is a well-known method for obtaining dehumidified air required by such a low humidity chamber.
  • this cooling and dehumidification method cannot cope with a low dew point of about ⁇ 5 ° C. to ⁇ 10 ° C. or less. This is because the cooling device portion may freeze. Therefore, the cooling dehumidification method is mainly employed when the dew point is about 0 ° C. or higher.
  • dry dehumidifiers are used in air conditioners and air conditioning systems that supply dehumidified air with a low dew point.
  • This dry dehumidifier is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 06-63344.
  • This dry dehumidifier has a rotary rotor.
  • the rotary rotor has a large number of holes in a honeycomb shape.
  • the rotor is impregnated with an absorbing liquid such as lithium chloride or calcium chloride, or an adsorbent such as silica gel or zeolite is built therein.
  • the end face side of the rotor is divided into a dehumidification area and a regeneration area.
  • the air to be treated passes through the rotor, thereby producing dry air.
  • the regeneration zone hot air passes through the rotor.
  • moisture is evaporated from the absorbing solution or adsorbent that has absorbed or adsorbed water vapor or the like in the dehumidifying zone with high-temperature air.
  • the rotor is regenerated.
  • Each region of the rotor is repeatedly transferred to the dehumidification zone and the regeneration zone by rotation. Therefore, dehumidification and regeneration are repeated in each region of the rotor, and the dry dehumidifier can continuously perform dehumidification.
  • the rotor moves to the treatment system, that is, the dehumidifying area while the temperature is high.
  • the high temperature region of the rotor moves to the dehumidifying zone, the temperature of the air to be processed that passes through the dehumidifying zone increases immediately after the transition, so that it may not be sufficiently dehumidified.
  • the present invention has been proposed in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a gas removal system capable of providing higher-purity air.
  • a dry gas removal apparatus is a gas removal system that reduces the concentration of water vapor or gaseous substances contained in the air to be treated to a predetermined level or less.
  • the gas removal system includes a rotor that is rotatably provided and adsorbs the water vapor or the gaseous substance. This rotor is partitioned into a plurality of air passage areas.
  • the one air passage area is a regeneration zone through which air for heating the rotor passes.
  • the air passage area next to the regeneration zone is the first purge zone through which purge air for precooling the rotor passes.
  • the air passage area next to the first purge area is a gas reduction area through which the air to be treated passes.
  • the degassing zone and the air passage area next to the regeneration zone is a second purge zone through which purge air that preheats the rotor passes.
  • the first purge zone and the second purge zone are connected by a closed circulation path through which purge air flows.
  • a cooling device is provided at one point on this circulation path. The cooling device absorbs heat in the first purge zone, passes through the second purge zone, and cools the purge air before re-entering the first purge air.
  • purge air circulates in a closed system between the first purge zone and the second purge zone.
  • This purge air passes through the first purge zone to cool the rotor.
  • the purge air heated by the heat absorption from the rotor is introduced into the second purge zone. As it passes through the second purge zone, the purge air is cooled.
  • the rotor is heated.
  • the rotor is heated before entering the next regeneration zone. With such a configuration, the amount of heating in the regeneration zone can be reduced.
  • the rotor that has passed through the regeneration zone is cooled in the first purge zone by the purge air whose temperature has been lowered by the purge air cooling device.
  • the ability to adsorb or absorb water vapor or other gases in the degassing zone can be increased.
  • the pressure Pa in the regeneration zone, the pressure Pb in the first purge zone, the pressure Pc in the degassing zone, and the pressure Pd in the second purge zone may be Pc> Pb ⁇ Pd> Pa.
  • the gas removal system also includes, for example, sensors that detect pressures in the regeneration zone, the first purge zone, the degassing zone, and the second purge zone, and a first that limits air passing through the regeneration zone.
  • sensors that detect pressures in the regeneration zone, the first purge zone, the degassing zone, and the second purge zone, and a first that limits air passing through the regeneration zone.
  • this gas removal system leakage of air passing through the respective sections from the gap between the purge sector and the rotor section that divides each of the regeneration zone, the first purge zone, the degassing zone, and the second purge zone. It can be configured to be unidirectional. As a result, it is possible to obtain treated air with higher accuracy and lower dew point water vapor or other gas content.
  • a dry gas removal apparatus (hereinafter referred to as a gas removal apparatus) 1 used in the gas removal system of the present embodiment will be described.
  • the dry gas removal apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 lowers the concentration of water vapor and other gaseous substances by removing water vapor or other gaseous substances contained in the air to be treated.
  • the processing target air is air supplied to the low-humidity chamber 18 and is air to be removed from water vapor or other gaseous substances.
  • the dry gas removal apparatus 1 includes a rotor 40 that can rotate on a shaft.
  • the rotor has a drum shape, and a large number of holes are formed in a honeycomb shape to allow air to pass therethrough.
  • the rotor 40 is impregnated with an absorbing solution or contains an adsorbent.
  • the absorbing liquid include lithium chloride and calcium chloride.
  • the adsorbent include silica gel and zeolite.
  • the region where the rotor 40 exists is divided into a plurality of regions, and a regeneration zone 2a, a first purge zone 2b, a degassing zone 2c, and a second purge zone 2d are assigned in order in the rotational direction of the rotor. Yes. That is, the air passage area located on the end face of the rotor 40 is divided into the regeneration zone 2a, the first purge zone 2b, the degassing zone 2c, and the second purge zone in the rotation direction of the rotor 40 by the casing or partition. It is partitioned by 2d.
  • the regeneration zone 2a is assigned to a section of the rotor 40 existing area.
  • the first purge zone 2b is assigned to a zone adjacent to the regeneration zone 2a and faces the end side of the regeneration zone 2a. The end is the end of the zone and refers to the side from which a point on the rotating rotor escapes.
  • the degassing area 2c is assigned to a section adjacent to the first purge area 2b, and faces the terminal side of the first purge area 2b.
  • the second purge section 2d is assigned to the section between the degassing section 2c and the regeneration section 2a, and faces the beginning of the first purge section 2b and the end of the degassing section 2c.
  • the start end is the beginning of the area and refers to the side where a point on the rotating rotor enters.
  • the regeneration zone 2a is a zone where the adsorption or absorption function of the rotor 40 is regenerated.
  • Outside air guided to the air supply duct 22 by the regeneration air fan 21 is introduced into the regeneration zone 2a.
  • a heating device 23 is attached to the intake duct 22. The outside air is heated to a predetermined temperature by the heating device 23, and then introduced into the regeneration zone 2a as hot air. Water vapor and other gaseous substances adsorbed or absorbed by the rotor 40 are evaporated by the high-temperature air, and the adsorption or absorption function of the rotor 40 is regenerated.
  • the reduced gas area 2c is a removal area where the rotor 40 adsorbs or absorbs water vapor and other gaseous substances.
  • the processing target air led to the introduction duct 11 by the air intake fan 12 is introduced into the reduced gas area 2c.
  • the first purge zone 2b is a zone where the rotor 40 is precooled. Purge air for cooling the rotor 40 passes through the first purge zone 2b.
  • the second purge zone 2d is a zone where the rotor 40 is preheated. Purge air for heating the rotor 40 passes through the second purge zone 2d.
  • a closed system circulation path 3 is provided between the first purge section 2b and the second purge section 2d.
  • the purge air passes through the circulation path 3 and circulates between the first purge section 2b and the second purge section 2d while changing the temperature.
  • a purge air cooling device 4 and a purge air circulation fan 5 are installed in the circulation path 3.
  • the purge air produced by the air circulation fan 5 flows in the order of the first purge zone 2b, the second purge zone 2d, and the purge air cooling device 4.
  • the purge air that has passed through the first purge zone 2b passes through the second purge zone 2d, is then cooled by the purge air cooling device 4, and passes again through the first purge zone 2b.
  • the air to be treated is introduced into the system from the introduction duct 11.
  • the air to be treated introduced into the system is sent to the precooler 13 by the air intake fan 12.
  • the air to be treated is cooled or dehumidified to a predetermined temperature by the precooler 13 and then introduced into the gas reduction area 2 c of the gas removal device 1.
  • water to be treated and other gas components are removed from the processing target air by passing through the reduced gas area 2c.
  • the air that has passed through the reduced gas area 2 c is supplied to the low humidity chamber 18 via the supply duct 17 by the indoor air circulation fan 16.
  • the supply duct 17 is provided with a cooling device 14 and a heating device 15.
  • the air passing through the supply duct 17 is adjusted to a predetermined temperature by the cooling device 14 and the heating device 15, and then reaches the low humidity chamber 18.
  • the air discharged from the low humidity chamber 18 is introduced to the downstream side of the reduced gas area 2 c by the circulation duct 19.
  • outside air sent to the air supply duct 22 by the regeneration air fan 21 is introduced into the regeneration zone 2a.
  • This outside air is heated in advance to a predetermined temperature by the heating device 23. Water vapor and gaseous substances adsorbed or absorbed by the rotor 40 are evaporated by the heated air, and the adsorption or absorption function of the rotor 40 is restored.
  • An exhaust duct 24 is provided in the regeneration zone 2a. The exhaust duct 24 communicates with the outside. The air that has exited from the regeneration zone 2 a is discharged to the outside through the exhaust duct 24.
  • a temperature sensor 4 a is installed downstream of the purge air cooling device 4, a temperature sensor 13 a is installed downstream of the precooler 13, and a temperature sensor 23 a is installed downstream of the heating device 23. is set up.
  • the gas removal system also includes a controller 25 that controls the driving of various devices.
  • the measured value of the temperature sensor 4a, the measured value of the temperature sensor 13a, the measured value of the temperature sensor 23a, and the measured value of the thermometer 20 are as follows. Are input to the controller 25.
  • the controller 25 controls the cooling temperature by the purge air cooling device 4 according to the measured value of the temperature sensor 4a, controls the cooling temperature by the precooler 13 according to the measured value of the temperature sensor 13a, and sets the measured value of the temperature sensor 23 as the measured value. Accordingly, the heating temperature of the heating device 23 is controlled.
  • a heating coil that heats air mainly by steam can be used. In this case, the controller 25 adjusts the flow rate of the steam supplied to the heating coil.
  • thermometer 20 In the low humidity chamber 18, a thermometer 20 is installed.
  • the controller 18 controls the cooling temperature and the heating temperature of the cooling device 14 and the heating device 15 according to the measurement value of the thermometer 20.
  • the controller 18 adjusts the flow rate of cold water or hot water supplied to these cooling coils or heating coils.
  • the conditions required for normal low humidity chambers are conditions such as “dew point temperature ** ° C. or lower”.
  • the air supply target chamber after processing is the same as the environmental test chamber, and the temperature and humidity settings are “dry bulb temperature ** ° C. ⁇ ** ° C.” and “dew point temperature ** ° C. ⁇ ** ° C.”.
  • a humidifier may be added in addition to the cooling device 14 and the heating device 15 to adjust to a predetermined temperature and humidity, and then supplied to the target room.
  • cooling device 14 or the heating device 15 or the humidifying device can be a device using a direct expansion method of a refrigerant or an electric or steam heat source in addition to the cold water or the hot water as a heat source.
  • the gas removal system of the present embodiment operates as follows. That is, the purge air circulates in a closed system in the first purge zone 2b and the second purge zone 2d. This purge air passes through the first purge zone 2b and cools the rotor 40. Next, the purge air heated by the heat absorption from the rotor 40 is introduced into the second purge section 2d. The second purge zone 2d is the next zone after the degassing zone 2c. Therefore, the purge air that has been heated through the first purge zone 2b is cooled when it passes through the second purge zone 2d. On the other hand, the rotor 40 is heated. Therefore, since the rotor is heated before entering the next regeneration zone 2a, the amount of heating in the regeneration zone 2a can be reduced.
  • the temperature of the rotor 40 rises through the second purge zone 2d. Furthermore, the temperature of the rotor 40 rises to a predetermined temperature in the regeneration zone 2a. Thereafter, the rotor 40 is cooled in the first purge zone 2b before being moved from the regeneration zone 2a to the degassing zone 2c by the purge air that has passed through the purge air cooling device 4 and has fallen in temperature. Therefore, in this gas removal system, the adsorption or absorption capability of water vapor or other gas in the reduced gas area 2c increases.
  • a gas removal system shown in FIG. 6 can be considered as a modification of the rotor precooling method using purge air of the gas removal system of the present embodiment.
  • the gas removal system shown in FIG. 6 joins purge air to the air that reaches the regeneration zone 41 through the intake duct 22.
  • the end face side of the rotor 40 is partitioned into a regeneration zone 41, a gas reduction zone 42, and a purge zone 43, and the processing target air is introduced into the gas reduction zone 42 by the introduction duct 11 and the air intake fan 12. .
  • the outside air introduced into the air supply duct 22 by the regeneration air fan 21 is heated to a predetermined temperature by the heating device 23 and then introduced into the regeneration zone 41 to regenerate the rotor.
  • the purge area 43 is connected to a branch line 44 branched from the introduction duct 11.
  • the other end of the branch line 44 is connected to the air supply duct 22 on the downstream side of the purge section 43. That is, part of the processing target air is used as purge air for precooling the rotor 40.
  • the gas removal system shown in FIG. 6 can supply air having a lower dew point than the cooling and dehumidifying method.
  • this gas removal system consumes a lot of energy.
  • Most of the low-humidity rooms are operated for 24 hours, and the reduction in energy has a very high influence on the equipment cost including the operation cost. Therefore, the reduction in energy directly leads to a reduction in equipment cost.
  • the gas removal system of the present embodiment is preferable because it has an effect of reducing the air volume of purge air and increasing the thermal efficiency as compared with the gas removal system shown in FIG.
  • the purge air is circulated through the closed circulation path, a modification without the cooling device 4 can also be found.
  • the gas removal system that does not have the cooling device 4 has good energy efficiency. However, in this gas removal system, it is difficult to supply air whose dew point is lowered to about ⁇ 20 ° C. or less.
  • the gas removal system of the present embodiment is preferable because it has an effect of increasing the removal rate of water vapor or other gases as compared with the gas removal system without the cooling device 4.
  • purge air can be used more effectively, cooling efficiency is better, and processing target air with a lower dew point can be processed.
  • the present embodiment is not limited to the above configuration.
  • the air discharged from the low-humidity chamber 18 may be introduced to the upstream side of the reduced gas area 2 c of the gas removal device 1 by the circulation duct 19.
  • the air duct 19 is connected to the upstream side or the downstream side of the precooler 13. Whether to connect to the upstream side or the downstream side is determined by the moisture load in the target chamber, the gas removal device 1 and the humidity of the air required in the target chamber.
  • FIG. 3 (2-1) Configuration of Second Embodiment
  • a first damper 31 is provided in the air supply duct 22 that supplies outside air to the regeneration zone 2 a of the gas removal device 1.
  • a second damper 32 is provided on the downstream side of the gas reduction area 2c in the introduction duct 11 that supplies the processing target air to the gas reduction area 2c of the gas removal device 1.
  • the opening degree of the first damper 31 and the second damper 32 is adjusted by the controller 25.
  • the controller 25 adjusts the opening degree of the first damper 31 and the second damper 32.
  • the target of the controller 25 is Pc> Pb ⁇ Pd> Pa.
  • Pa is the pressure in the regeneration zone 2a
  • Pb is the pressure in the first purge zone 2b
  • Pc is the pressure in the degassing zone 2c
  • Pd is the pressure in the second purge zone 2d.
  • the first pressure sensor 33a is downstream of the regeneration zone 2a
  • the second pressure sensor 33b is downstream of the first purge zone 2b
  • the third pressure sensor is downstream of the degassing zone 2c.
  • a fourth pressure sensor 33d is installed downstream of 33c and the second purge zone 2d. Detection values of these sensors are input to the controller 25.
  • the controller 25 detects that the detection value (Pc) of the third pressure sensor 33c installed on the downstream side of the gas reduction zone 2c is greater than the detection value (Pa) of the first pressure sensor 33a installed on the downstream side of the regeneration zone 2a. Adjust to be larger. For example, when the controller 25 closes the first damper 31, Pa decreases, and as a result, Pc> Pa.
  • Pb and Pd which are detection values of the second pressure sensor 33b installed on the downstream side of the first purge section 2b and the fourth pressure sensor 33d installed on the downstream side of the second purge section 2d.
  • a second purge air circulation fan 35 is added to the circulation path 3 as shown in FIG.
  • the third damper 36 and the fourth damper 37 are sequentially added. Then, the controller 25 performs control including the purge air circulation fan 35, the third damper 36, and the fourth damper 37 so that Pc> Pb ⁇ Pd> Pa.

Abstract

　エネルギー消費が少なく、低露点で高清浄な空気を提供することができるガス除去システムを提供する。乾式ガス除去装置１のロータ４０端面に位置する空気の通過域を、ロータの回転方向順に、再生区域２ａ、第１のパージ区域２ｂ、減ガス区域２ｃ及び第２のパージ区域２ｄに仕切る。第１のパージ区域と第２のパージ区域の間に閉鎖系の循環経路３を設ける。循環経路にパージ空気用冷却装置４及びパージ空気循環用ファン５を設置する。第１のパージ区域を通過した空気は、第２のパージ区域を通過した後、冷却装置によって冷却され、再び、第１のパージ区域を通過する。この乾式ガス除去装置を用いることにより、ロータは、減ガス区域から再生区域に入る前に加熱され、再生区域から減ガス区域へと移る前に冷却されるため、高精度のガス除去システムを提供することができる。

Description

ガス除去システム
　本発明は、処理対象となる空気中に含まれる水蒸気やその他のガス成分を、目的とする濃度まで除去するガス除去システムに関するものである。より詳しくは、水蒸気の除去においては、低露点空気を得るためのシステム、その他のガス成分の除去においては、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等を除去して清浄な空気を得るためのシステムに関するものである。
　近年、低露点の雰囲気を有する低湿度室の需要が増加している。この低湿度室は、例えば、医薬品製造プロセスやリチウム電池の製造プロセスで利用される。冷却減湿方法は、このような低湿度室が要求する減湿空気を得る周知の方法である。しかし、この冷却減湿方法では、－５℃～－１０℃程度以下の低露点に対応できない。冷却装置部分が凍結するおそれがあるためである。従って、冷却除湿方法は、主に露点が０℃程度以上の場合に採用される。
　低露点の減湿空気を供給する空調機や空調システムには、いわゆる乾式減湿装置が使用されている。この乾式減湿装置は、例えば、日本国特許公開公報０６－６３３４４号公報に開示されている。
　この乾式減湿装置は、回転式のロータを有する。回転式のロータは、ハニカム状に多数の穴を有する。このロータには、塩化リチウムや塩化カルシウムなどの吸収液が含浸されており、又はシリカゲル、ゼオライトなどの吸着材が内蔵されている。
　ロータの端面側は、減湿区域と再生区域とに仕切られている。減湿区域では、処理対象空気がロータを通過することで、乾燥された空気が作り出される。再生区域では、高温の空気がロータを通過する。この再生区域では、高温の空気により減湿区域において水蒸気等を吸収又は吸着した吸収液や吸着材から水分を蒸発させる。これによって、ロータは再生される。ロータの各領域は、回転により減湿区域と再生区域とに繰り返し移送される。そのため、ロータの各領域では、減湿と再生とが繰り返され、乾式減湿装置は、連続的に減湿処理を行うことができる。
　しかしながら、このような減湿区域と再生区域とにロータの存在領域を２分割した乾式減湿装置では、ロータが高温になったまま処理系統、即ち減湿区域に移行してしまう。ロータの高温領域が減湿区域に移行すると、その移行直後に減湿区域を通過する処理対象空気の温度が上昇してしまうため、充分に減湿されないことがある。
　本発明は、上述したような問題点を解消するために提案されたものであり、その目的は、より高清浄な空気を提供することができるガス除去システムを提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明の実施形態に係る乾式ガス除去装置は、処理対象空気に含まれる水蒸気又はガス状物質の濃度を所定以下に下げるガス除去システムである。このガス除去システムは、軸回転自在に設けられ、前記水蒸気又はガス状物質を吸着するロータを有する。このロータは、その存在領域が複数の空気通過領域に仕切られている。
　一の空気通過領域は、ロータを加熱する空気が通過する再生区域である。再生区域の隣の空気通過領域は、ロータを予備冷却するパージ空気が通過する第１のパージ区域である。第１のパージ区域の隣の空気通過領域は、処理対象空気が通過する減ガス区域である。減ガス区域と前記再生区域の隣の空気通過領域は、ロータを予備加熱するパージ空気が通過する第２のパージ区域である。
　第１のパージ区域と第２のパージ区域とは、パージ空気が流動する閉鎖系の循環経路で繋がれている。この循環経路上には、一地点に冷却装置が設けられている。冷却装置は、第１のパージ区域で吸熱して前記第２のパージ区域を通過し、第１のパージ空気に再流入する前のパージ空気を冷却する。
　このガス除去システムによれば、パージ空気が第１のパージ区域と第２のパージ区域を閉鎖系で循環する。このパージ空気は、第１のパージ区域を通過してロータを冷却する。ロータからの吸熱によって昇温したパージ空気は、第２のパージ区域に導入される。第２のパージ区域を通過する際に、パージ空気は冷却される。一方、ロータは加熱される。従って、ロータは次の再生区域に入る前に加熱される。このような構成により、再生区域での加熱量の低減が図れる。
　続いて、再生区域を通過したロータは、パージ空気用冷却装置によって温度が下がったパージ空気によって、第１のパージ区域で冷却される。再生区域から減ガス区域へと移る前にロータが冷却されることによって、減ガス区域での水蒸気あるいはその他のガスの吸着又は吸収能力を増加させることができる。
　また、再生区域の圧力Ｐａ、第１のパージ区域の圧力Ｐｂ、減ガス区域の圧力Ｐｃ、及び第２のパージ区域の圧力Ｐｄは、Ｐｃ＞Ｐｂ≒Ｐｄ＞Ｐａとしてもよい。
　また、ガス除去システムは、例えば、再生区域、第１のパージ区域、減ガス区域、及び第２のパージ区域の各圧力を検出する各センサと、再生区域を通過する空気を制限する第１のダンパと、減ガス区域を通過する処理対象空気を制限する第２のダンパと、各センサが検出した各圧力に基づき、第１のダンパと第２のダンパの開度を制御するコントローラとを更に備えることもできる。
　このガス除去システムによれば、再生区域、第１のパージ区域、減ガス区域及び第２のパージ区域の各部を区分するパージセクターとロータ部の隙間から、それぞれの区域を通過する空気の漏れを一方向となるように構成することができる。その結果、より高精度で、低露点の水蒸気あるいはその他のガス含有量のより少ない処理空気を得ることができる。
　本発明によれば、より高清浄な空気を提供することができ、その上、従来よりもエネルギー消費が少ない。
本発明に係るガス除去システムの第１実施形態の構成を示す図である。 本発明に係るガス除去システムの第１実施形態の要部の構成を示す図である。 本発明に係るガス除去システムの第２実施形態の構成を示す図である。 本発明に係るガス除去システムの第２実施形態の変形例の構成を示す図である。 本発明に係るガス除去システムの第２実施形態における各区域間の圧力差を示す図である。 他の乾式減湿装置の構成を示す図である。
　以下、本発明に係るガス除去システムの具体的な実施の形態を、図１乃至図６を参照して説明する。
（１－１）第１実施形態の構成
　まず、本実施形態のガス除去システムに用いられる乾式ガス除去装置（以下、ガス除去装置という）１について説明する。図１及び図２に示す乾式ガス除去装置１は、処理対象空気に含まれる水蒸気又はその他のガス状物質を除去することで、水蒸気その他のガス状物質の濃度を下げる。処理対象空気は、低湿度室１８に供給する空気であり、水蒸気又はその他のガス状物質を除去する対象となる空気である。
　この乾式ガス除去装置１は、軸回転可能なロータ４０を備えている。ロータは、ドラム形状を有し、空気を通過させるために、ハニカム状に多数の穴が形成されている。さらに、このロータ４０には、吸収液が含浸され、又は吸着剤が内蔵されている。吸収液としては、塩化リチウムや塩化カルシウムなどが挙げられる。吸着剤としては、シリカゲル、ゼオライトなどが挙げられる。
　このロータ４０が存在する領域は、複数の領域に区分され、ロータの回転方向に順に、再生区域２ａ、第１のパージ区域２ｂ、減ガス区域２ｃ、及び第２のパージ区域２ｄが割り当てられている。すなわち、ロータ４０の端面に位置する空気の通過領域は、ケーシング又はパーティションによって、ロータ４０の回転方向に順に、再生区域２ａ、第１のパージ区域２ｂ、減ガス区域２ｃ、及び第２のパージ区域２ｄで仕切られている。
　再生区域２ａは、ロータ４０の存在領域の一区画に割り当てられている。第１のパージ区域２ｂは、再生区域２ａの隣の区画に割り当てられており、再生区域２ａの終端側に面している。終端とは、区域の終わりであり、回転するロータ上の一地点が脱出する側を指す。減ガス区域２ｃは、第１のパージ区域２ｂの隣の区画に割り当てられており、第１のパージ区域２ｂの終端側に面している。第２のパージ区域２ｄは、減ガス区域２ｃと再生区域２ａとの間の区画に割り当てられており、第１のパージ区域２ｂの始端及び減ガス区域２ｃの終端に面している。始端とは、区域の始まりであり、回転するロータ上の一地点が突入する側を指す。
　この再生区域２ａは、ロータ４０の吸着又は吸収機能を再生させる区域である。再生区域２ａには、再生空気用ファン２１によって給気ダクト２２に導かれた外気が導入される。吸気ダクト２２には、加熱装置２３が取り付けられている。外気は、加熱装置２３によって所定の温度に加熱され、その後、高温の空気として再生区域２ａに導入される。ロータ４０に吸着又は吸収された水蒸気やその他のガス状物質は、この高温の空気により蒸発し、ロータ４０の吸着又は吸収機能は再生される。
　減ガス区域２ｃは、ロータ４０が水蒸気やその他のガス状物質を吸着又は吸収する除去区域である。減ガス区域２ｃには、空気取入用ファン１２によって導入ダクト１１に導かれた処理対象空気が導入される。
　第１のパージ区域２ｂは、ロータ４０を予備冷却する区域である。第１のパージ区域２ｂには、ロータ４０を冷却するパージ空気が通過する。第２のパージ区域２ｄは、ロータ４０を予備加熱する区域である。第２のパージ区域２ｄには、ロータ４０を加熱するパージ空気が通過する。
　この第１のパージ区域２ｂと第２のパージ区域２ｄの間には、閉鎖系の循環経路３が設けられている。パージ空気は、この循環経路３を通ることで、温度を変化させながら、第１のパージ区域２ｂと第２のパージ区域２ｄとを循環する。
　循環経路３には、パージ空気用冷却装置４及びパージ空気循環用ファン５が設置されている。空気循環用ファン５が作り出すパージ空気は、第１パージ区域２ｂ、第２パージ区域２ｄ、そしてパージ空気用冷却装置４の順に流れる。第１のパージ区域２ｂを通過したパージ空気は、第２のパージ区域２ｄを通過し、その後パージ空気用冷却装置４によって冷却され、再び、第１のパージ区域２ｂを通過する。
　上記のようなガス除去装置１を備えた本実施形態のガス除去システムにおいては、処理対象空気は導入ダクト１１から本システムに導入される。本システムに導入された処理対象空気は、空気取入用ファン１２によってプレクーラ１３に送られる。処理対象空気は、このプレクーラ１３によって所定の温度に冷却あるいは冷却除湿された後、ガス除去装置１の減ガス区域２ｃに導入される。
　また、処理対象空気は、減ガス区域２ｃを通過することにより、水蒸気及びその他のガス成分が除去される。減ガス区域２ｃを通過した空気は、室内空気循環用ファン１６によって、供給ダクト１７を介して低湿度室１８に供給される。供給ダクト１７には、冷却装置１４及び加熱装置１５が設けられている。供給ダクト１７を通る空気は、冷却装置１４及び加熱装置１５によって所定の温度に調節されてから、その後、低湿度室１８に至る。また、低湿度室１８から排出された空気は、環気ダクト１９によって、減ガス区域２ｃの下流側に導入される。
　一方、再生区域２ａには、再生空気用ファン２１によって給気ダクト２２に送られた外気が導入される。この外気は、加熱装置２３によって予め所定の温度に加熱されている。ロータ４０に吸着又は吸収されていた水蒸気やガス状物質は、この加熱された空気によって蒸発させられ、ロータ４０の吸着又は吸収機能は回復する。また、再生区域２ａには、排気ダクト２４が設けられている。この排気ダクト２４は、外部と連通している。再生区域２ａから出た空気は、排気ダクト２４を通って外部に排出される。
　尚、このガス除去システムには、パージ空気用冷却装置４の下流側に温度センサ４ａが設置され、プレクーラ１３の下流側に温度センサ１３ａが設置され、加熱装置２３の下流側に温度センサ２３ａが設置されている。また、このガス除去システムは、各種機器の駆動を制御するコントローラ２５を有し、温度センサ４ａの計測値、温度センサ１３ａの計測値、温度センサ２３ａの計測値、及び温度計２０の計測値は、このコントローラ２５に入力される。
　コントローラ２５は、温度センサ４ａの計測値に応じてパージ空気冷却装置４による冷却温度を制御し、温度センサ１３ａの計測値に応じてプレクーラ１３による冷却温度を制御し、温度センサ２３の測定値に応じて加熱装置２３の加熱温度を制御する。加熱装置２３としては、主に蒸気によって空気を加熱する加熱コイルを用いることができる。この場合、コントローラ２５は、加熱コイルに供給する蒸気の流量を調整する。
　また、低湿度室１８には、温度計２０が設置されている。コントローラ１８は、温度計２０の計測値に応じて冷却装置１４及び加熱装置１５の冷却温度及び加熱温度を制御する。冷却装置１４としては、循環する冷水によって空気を冷却及び除湿する冷却コイルを用いることができる。加熱装置１５としては、循環する温水によって空気を加熱する加熱コイルを用いることができる。コントローラ１８は、これらの冷却コイル又は加熱コイルに供給する冷水又は温水の流量を調整する。
　また、通常の低湿度室が要求する条件は「露点温度＊＊℃以下」といった条件である。但し、処理後の空気の供給対象室が、環境試験室のように、温度及び湿度設定が「乾球温度＊＊℃±＊＊℃」及び「露点温度＊＊℃±＊＊℃」という上下限の条件が付加された場合には、冷却装置１４及び加熱装置１５の他に加湿器を追加して、所定の温湿度に調節した後、対象室内に供給されるようにしてもよい。
　なお、冷却装置１４又は加熱装置１５、あるいは加湿装置は、上記冷水や温水を熱源とする以外に、冷媒の直膨方式や電気又は蒸気の熱源を使用した装置とすることもできる。
（１－２）第１実施形態の作用・効果
　本実施形態のガス除去システムは、以下のように作用する。すなわち、パージ空気は、第１のパージ区域２ｂと第２のパージ区域２ｄを閉鎖系で循環している。このパージ空気は、第１のパージ区域２ｂを通過して、ロータ４０を冷却する。次いで、ロータ４０からの吸熱によって昇温したパージ空気は、第２のパージ区域２ｄに導入される。この第２のパージ区域２ｄは、減ガス区域２ｃの次の区域である。そのため、第１のパージ区域２ｂを通過して昇温したパージ空気は、第２のパージ区域２ｄを通過する際に冷却される。一方、ロータ４０は、加熱される。従って、ロータは次の再生区域２ａに入る前に加熱されるので、再生区域２ａでの加熱量の低減が図れる。
　また、ロータ４０の温度は、第２のパージ区域２ｄを通過して上昇する。更に、ロータ４０の温度は、再生区域２ａで所定の温度まで上昇する。その後、ロータ４０は、パージ空気用冷却装置４を通過して温度が下がったパージ空気によって、再生区域２ａから減ガス区域２ｃへと移る前に、第１のパージ区域２ｂで冷却される。そのため、このガス除去システムでは、減ガス区域２ｃでの水蒸気あるいはその他のガスの吸着又は吸収能力が増加する。
　ここで、本実施形態のガス除去システムのパージ空気によるロータの予備冷却方法の変形例として、図６に示すガス除去システムが考えられる。図６に示すガス除去システムは、吸気ダクト２２を通って再生区域４１に至る空気にパージ空気を合流させるものである。
　すなわち、ロータ４０の端面側が、再生区域４１、減ガス区域４２、及びパージ区域４３に仕切られ、減ガス区域４２には、導入ダクト１１及び空気取入用ファン１２によって処理対象空気が導入される。また、再生空気用ファン２１によって給気ダクト２２に導入された外気は、加熱装置２３によって所定の温度に加熱された後に、再生区域４１に導入され、ロータを再生する。さらに、パージ区域４３は、導入ダクト１１から分岐された分岐ライン４４が接続される。この分岐ライン４４の他端はパージ区域４３の下流側で、給気ダクト２２に接続されている。すなわち、処理対象空気の一部は、ロータ４０を予備冷却するパージ空気として使用される。
　図６に示すガス除去システムでは、冷却減湿方法よりも低露点の空気を供給できる。しかしながら、このガス除去システムは多くのエネルギーを消費する。低湿度室は、ほとんどが２４時間運転であり、エネルギーの低減が運用費を含めた設備コストに与える影響が非常に高いため、エネルギーの低減は設備コストの低下に直結する。
　一方、本実施形態のガス除去システムは、この図６に示すガス除去システムと比べて、パージ空気の風量を減らすことができ、また熱効率を高めることができるという効果があるため、好適である。
　また、パージ空気を閉鎖系の循環経路で循環させるが、冷却装置４を持たない変形例も見出すことができる。冷却装置４を持たないガス除去システムでは、エネルギー効率は良い。しかし、このガス除去システムは、－２０℃程度以下まで露点を下げた空気の供給が困難である。
　一方、本実施形態のガス除去システムは、冷却装置４を持たないガス除去システムと比べて、水蒸気あるいはその他のガスの除去率を高くすることができるという効果があるため、好適である。
　このように本実施形態によれば、パージ空気をより有効に利用することができ、冷却効率はより良好であり、より低露点の処理対象空気を処理できる。
（１－３）第１実施形態の変形例
　本実施形態は、上記の構成に限定されるものではない。例えば、処理後の空気の供給対象室内での湿分負荷が大きく、外気の湿分除去だけでは該対象室内での湿度設定が満足できない場合がある。この場合、低湿度室１８から排出された空気を、環気ダクト１９によって、ガス除去装置１の減ガス区域２ｃの上流側に導入しても良い。例えば、環気ダクト１９をプレクーラ１３の上流側あるいは下流側に接続する。上流側あるいは下流側のいずれに接続するかは、該対象室内の湿分負荷と、ガス除去装置１及び該対象室内で必要とされる空気の湿分によって決定される。
（２－１）第２実施形態の構成
　本実施形態は第１実施形態の変形例である。図３に示すように、ガス除去装置１の再生区域２ａに外気を供給する給気ダクト２２には、第１のダンパ３１が設けられる。また、ガス除去装置１の減ガス区域２ｃに処理対象空気を供給する導入ダクト１１には、減ガス区域２ｃの下流側に第２のダンパ３２が設けられている。
　これら第１のダンパ３１と第２のダンパ３２の開度は、コントローラ２５によって調整される。コントローラ２５は、第１のダンパ３１と第２のダンパ３２の開度を調節する。このコントローラ２５の目標は、Ｐｃ＞Ｐｂ≒Ｐｄ＞Ｐａである。Ｐａは、再生区域２ａの圧力、Ｐｂは、第１のパージ区域２ｂの圧力、Ｐｃは、減ガス区域２ｃの圧力、Ｐｄは、第２のパージ区域２ｄの圧力である。
　より具体的には、再生区域２ａの下流側に第１の圧力センサ３３ａ、第１のパージ区域２ｂの下流側に第２の圧力センサ３３ｂ、減ガス区域２ｃの下流側に第３の圧力センサ３３ｃ、及び第２のパージ区域２ｄの下流側に第４の圧力センサ３３ｄが設置される。これらセンサの検出値は、コントローラ２５に入力される。
　コントローラ２５は、減ガス区域２ｃの下流側に設置した第３の圧力センサ３３ｃの検出値（Ｐｃ）が、再生区域２ａの下流側に設置した第１の圧力センサ３３ａの検出値（Ｐａ）より大きくなるように調整する。例えば、コントローラ２５が第１のダンパ３１を閉じていくとＰａが下がり、結果としてＰｃ＞Ｐａとなる。
　ただし、この場合でも、外気量及び処理対象空気量は確保される必要がある。そのためには、初期に風量を測定しておき、第１のダンパ３１の開度を調整する方法がある。あるいは、風量又は風速を測定する装置がダクト系統に設置され、再生空気用ファン２１及び空気取入用ファン１２がインバータなどで制御される方法がある。
　一方、第１のパージ区域２ｂの下流側に設置された第２の圧力センサ３３ｂと第２のパージ区域２ｄの下流側に設置された第４の圧力センサ３３ｄの検出値であるＰｂ、Ｐｄとすると、Ｐｃ＞Ｐａとなっていればそれほど厳密に制御する必要はない。
　しかし、より低湿度を求められる場合には、図４に示すように、循環経路３に第２のパージ空気循環用ファン３５を追加する。あるいは、第３のダンパ３６、第４のダンパ３７を逐次追加する。そして、コントローラ２５は、パージ空気循環用ファン３５、第３のダンパ３６、及び第４のダンパ３７を含めて制御し、Ｐｃ＞Ｐｂ≒Ｐｄ＞Ｐａとする。
（２－２）第２実施形態の作用・効果
　上記のような構成を有する本実施形態においては、図５に示すように、前記再生区域２ａ、第１のパージ区域２ｂ、減ガス区域２ｃ及び第２のパージ区域２ｄの圧力を、減ガス区域＞第１のパージ区域≒第２のパージ区域＞再生区域となるように構成することにより、再生区域２ａ、第１のパージ区域２ｂ、減ガス区域２ｃ及び第２のパージ区域２ｄの各部を区分するパージセクターとロータ部の隙間から、それぞれの区域を通過する空気の漏れを一方向となるように構成することができる。その結果、より高精度で、低露点の水蒸気あるいはその他のガス含有量のより少ない処理空気を得ることができる。
　１…ガス除去装置
　２ａ…再生区域
　２ｂ…第１のパージ区域
　２ｃ…減ガス区域
　２ｄ…第２のパージ区域
　３…循環経路
　４…パージ空気用冷却装置
　５…パージ空気循環用ファン
　１１…導入ダクト
　１２…空気取入用ファン
　１３…プレクーラ
　１３ａ…温度センサ
　１４…冷却装置
　１５…加熱装置
　１６…室内空気循環用ファン
　１７…供給ダクト
　１８…低湿度室
　１９…環気ダクト
　２０…温度計
　２１…再生空気用ファン
　２２…給気ダクト
　２３…加熱装置
　２３ａ…温度センサ
　２４…排気ダクト
　２５…コントローラ
　３１…第１のダンパ
　３２…第２のダンパ
　３３ａ…第１の圧力センサ
　３３ｂ…第２の圧力センサ
　３３ｃ…第３の圧力センサ
　３３ｄ…第４の圧力センサ
　３５…第２のパージ空気循環用ファン
　３６…第３のダンパ
　３７…第４のダンパ
　４０…ロータ

Claims (3)

  1. 　処理対象空気に含まれる水蒸気又はガス状物質の濃度を下げるガス除去システムであって、
    　軸回転自在に設けられ、前記水蒸気又はガス状物質を吸着するロータと、
    　前記ロータが存在する領域の一部に割り当てられ、前記ロータを加熱する空気が通過する再生区域と、
    　前記再生区域と隣接して前記ロータが存在する領域の一部に割り当てられ、前記ロータを予備冷却するパージ空気が通過する第１のパージ区域と、
    　前記第１のパージ区域に隣接して前記ロータが存在する領域の一部に割り当てられ、前記処理対象空気が通過する減ガス区域と、
    　前記減ガス区域と前記再生区域とに挟まれて前記ロータが存在する領域の一部に割り当てられ、前記ロータを予備加熱する前記パージ空気が通過する第２のパージ区域と、
    　前記第１のパージ区域と前記第２のパージ区域とを繋ぎ、前記パージ空気が流動する閉鎖系の循環経路と、
    　前記循環経路上の一地点に設けられ、前記第１のパージ区域で吸熱して前記第２のパージ区域を通過し、前記第１のパージ空気に再流入する前の前記パージ空気を冷却する冷却装置と、
    　を備えること、
    　を特徴とするガス除去システム。
  2. 　前記再生区域の圧力Ｐａ、第１のパージ区域の圧力Ｐｂ、減ガス区域の圧力Ｐｃ、及び第２のパージ区域の圧力Ｐｄは、Ｐｃ＞Ｐｂ≒Ｐｄ＞Ｐａであること、
    　を特徴とする請求項１に記載のガス除去システム。
  3. 　前記再生区域、前記第１のパージ区域、前記減ガス区域、及び前記第２のパージ区域の各圧力を検出する各センサと、
    　前記再生区域を通過する空気を制限する第１のダンパと、
    　前記減ガス区域を通過する前記処理対象空気を制限する第２のダンパと、
    　前記各センサが検出した前記各圧力に基づき、前記第１のダンパと前記第２のダンパの開度を制御するコントローラと、
    　を更に備えること、
    　を特徴とする請求項２記載のガス除去システム。
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