トップ :: B 処理操作 運輸 :: B01 物理的または化学的方法または装置一般

【発明の名称】 除湿方法及び除湿装置
【発明者】 【氏名】島田 潤

【氏名】出口 智広

【要約】 【課題】

【構成】回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターの開口面を、除湿ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンに分割し、該除湿ローターを回転させながら、該除湿ゾーンに被処理空気を供給し、該再生ゾーンに再生ガスを供給し、該冷却ゾーンに冷却ガスを供給して、連続して被処理空気の除湿及び除湿剤の再生を行なう除湿方法であって、該再生ゾーンと該冷却ゾーンの間、あるいは、該冷却ゾーンと該除湿ゾーンの間、あるいは、該除湿ゾーンと該再生ゾーンの間に、機能ゾーンを設け、該機能ゾーンに、機能ゾーン通気ガスを供給する除湿方法。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターの開口面を、除湿ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンに分割し、該除湿ローターを回転させながら、該除湿ゾーンに被処理空気を供給し、該再生ゾーンに再生ガスを供給し、該冷却ゾーンに冷却ガスを供給して、連続して被処理空気の除湿及び除湿剤の再生を行なう除湿方法であって、
該再生ゾーンと該冷却ゾーンの間に、機能ゾーンを設け、
該機能ゾーンに、該除湿ローターを冷却又は乾燥するための機能ゾーン通気ガスを供給し、
該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該冷却ゾーンに供給する該冷却ガスの面速の0.5〜10倍とし、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比を0.003〜0.07とすること、
を特徴とする除湿方法。
【請求項2】
回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターの開口面を、除湿ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンに分割し、該除湿ローターを回転させながら、該除湿ゾーンに被処理空気を供給し、該再生ゾーンに再生ガスを供給し、該冷却ゾーンに冷却ガスを供給して、連続して被処理空気の除湿及び除湿剤の再生を行なう除湿方法であって、
該冷却ゾーンと該除湿ゾーンの間に、機能ゾーンを設け、
該機能ゾーンに、該除湿ローターを冷却又は乾燥するための機能ゾーン通気ガスを供給し、
該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該冷却ゾーンに供給する該冷却ガスの面速の0.5〜10倍とし、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比を0.003〜0.07とすること、
を特徴とする除湿方法。
【請求項3】
回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターの開口面を、除湿ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンに分割し、該除湿ローターを回転させながら、該除湿ゾーンに被処理空気を供給し、該再生ゾーンに再生ガスを供給し、該冷却ゾーンに冷却ガスを供給して、連続して被処理空気の除湿及び除湿剤の再生を行なう除湿方法であって、
該除湿ゾーンと該再生ゾーンの間に、機能ゾーンを設け、
該機能ゾーンに、該除湿ローターを加熱するための機能ゾーン通気ガスを供給し、
該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該再生ゾーンに供給する該再生ガスの面速の0.5〜10倍とし、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比を0.003〜0.07とすること、
を特徴とする除湿方法。
【請求項4】
回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターであって、開口面が、分割部材により、除湿ゾーン、再生ゾーン、冷却ゾーン、及び該再生ゾーンと該冷却ゾーンの間に設けられる機能ゾーンに分割されている除湿ローターと、
該分割部材と、
該除湿ローターを回転させるための回転手段と、
該除湿ゾーンに被処理空気を供給するための第一供給手段と、
該再生ゾーンに再生ガスを供給するための第二供給手段と、
該冷却ゾーンに冷却ガスを供給するための第三供給手段と、
該再生ゾーンの前段に設けられ、該再生ガスを加熱するための加熱手段と、
該機能ゾーンに機能ゾーン通気ガスを供給するための機能ゾーン通気ガス供給手段と、
を有し、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比が0.003〜0.07であること、
を特徴とする除湿装置。
【請求項5】
回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターであって、開口面が、分割部材により、除湿ゾーン、再生ゾーン、冷却ゾーン、及び該冷却ゾーンと該除湿ゾーンの間に設けられる機能ゾーンに分割されている除湿ローターと、
該分割部材と、
該除湿ローターを回転させるための回転手段と、
該除湿ゾーンに被処理空気を供給するための第一供給手段と、
該再生ゾーンに再生ガスを供給するための第二供給手段と、
該冷却ゾーンに冷却ガスを供給するための第三供給手段と、
該再生ゾーンの前段に設けられ、該再生ガスを加熱するための加熱手段と、
該機能ゾーンに機能ゾーン通気ガスを供給するための機能ゾーン通気ガス供給手段と、
を有し、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比が0.003〜0.07であること、
を特徴とする除湿装置。
【請求項6】
回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターであって、開口面が、分割部材により、除湿ゾーン、再生ゾーン、冷却ゾーン、及び該除湿ゾーンと該再生ゾーンの間に設けられる機能ゾーンに分割されている除湿ローターと、
該分割部材と、
該除湿ローターを回転させるための回転手段と、
該除湿ゾーンに被処理空気を供給するための第一供給手段と、
該再生ゾーンに再生ガスを供給するための第二供給手段と、
該冷却ゾーンに冷却ガスを供給するための第三供給手段と、
該再生ゾーンの前段に設けられ、該再生ガスを加熱するための加熱手段と、
該機能ゾーンに機能ゾーン通気ガスを供給するための機能ゾーン通気ガス供給手段と、
該機能ゾーン通気ガスを加熱するための第二加熱手段と、
を有し、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比が0.003〜0.07であること、
を特徴とする除湿装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、原料の乾燥に使用される乾燥空気を製造するための供給空気の除湿、建物の空調のための除湿、半導体、液晶、エレクトロニクス等の製造における製造装置室内、搬送装置室内の空気の除湿等、被処理空気の除湿方法及び該除湿方法を実施するための除湿装置であり、より具体的には、除湿剤が担持されている除湿ローターを備え、該除湿ローターが回転し、除湿剤による水分を含む被処理空気の除湿と、水分を吸湿した該除湿剤の再生を同時に行ない、連続的に該被処理空気の除湿を行なう除湿方法及び該除湿方法を実施するための除湿装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造工場におけるシリコンウエハー等の製造工程において、酸化膜の生成が製品の不良原因となるが、該酸化膜の生成には、水分が大きな影響を与えるということが近年わかってきた。そのため、製品の不良を減らすために、製造装置室内等の空気中の水分を除去することが必要となってきた。
【0003】
該製造装置内の空気中の水分を除去する方法としては、主に、乾燥した窒素ガスでパージする方法と除湿する方法がある。該窒素ガスでパージする方法では、装置室内の水分を装置室外に追い出すので、水分量が非常に低くなるが、ランニングコスト(乾燥した窒素ガスの費用及びN Pressure Swing Adosorption(PAS;窒素発生機)の運転費用)が高く、更に装置室内の酸素ガス濃度を管理する必要がある。一方、除湿する方法では、乾燥した窒素ガスは必要とせず、また、酸素ガス濃度を管理する必要もないので、該乾燥した窒素ガスでパージする方法に比べ、ランニングコストが低い。
【0004】
そこで、近年、半導体製造装置室内等の除湿を目的とする除湿装置の研究が進められている。該除湿装置として、例えば、特許文献1の特開2004−000824号公報には、親水性ゼオライト中のナトリウムの一部をLa、Nd、Ce、Prから選ばれた一種又は複数種の元素で置換したアルミノシリケートからなる吸着剤が担持され、回転手段を備えるローター有し、該ローターの回転域が吸着ゾーン及び再生ゾーンに区画され、被処理気体を該吸着ゾーンに供給する経路と、該吸着ゾーンで処理された気体を目的空間に供給する経路と、該再生ゾーンに再生用気体を供給する経路とを備える減湿装置が開示されている。
【0005】
このような除湿装置において、より乾燥した空気を得る方法としては、(i)除湿ローターの厚みを厚くするか、除湿ロータの径を大きくするか、又は除湿ローターの数を複数に増やして、処理面積を増やす方法、(ii)被処理空気の通過面速を小さくして、単位時間当りの処理量を少なくする方法、(iii)再生温度を高くして、再生効率を上げる方法が挙げられる。
【0006】
例えば、特許文献2の特開平2004−160444号公報には、除湿ローターを2枚有する除湿装置が開示されている。
【0007】
【特許文献1】特開平2004−000824号公報(請求項)
【特許文献2】特開平2004−160444号公報(請求項)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、上記(i)処理面積を増やす方法では、除湿装置の寸法が大きくなるという問題があった。また、上記(ii)単位時間当りの処理量を少なくする方法では、1台当りの処理量が少ないために、除湿装置の数を多くしなければならないという問題があった。また、上記(iii)再生効率を上げる方法では、再生温度を高くするために、多大なエネルギーが必要となり、ランニングコストが高くなるという問題があった。
【0009】
従って、本発明の課題は、除湿装置の寸法を大きくしたり、除湿装置の運転条件を大きく変更したりすることなく、簡便な方法で、除湿空気の露点を低くすることができる除湿方法、及び該除湿方法を実施するための除湿装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、(1)再生ゾーンと冷却ゾーンの間に、機能ゾーンを設け、該機能ゾーンに、冷却用、乾燥用又は冷却兼乾燥用の機能ゾーン通気ガスを供給することにより、あるいは、冷却ゾーンと除湿ゾーンの間に、機能ゾーンを設け、該機能ゾーンに、冷却用、乾燥用又は冷却兼乾燥用の機能ゾーン通気ガスを供給することにより、あるいは、除湿ゾーンと再生ゾーンの間に、機能ゾーンを設け、該機能ゾーンに、加熱用の機能ゾーン通気ガスを供給することにより、除湿剤の吸着容量が増え、除湿空気の露点を低くすることができること、(2)該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、他のゾーンより速くすることにより、除湿空気の露点を低くするという効果が更に高まること等を見出し、本発明を完成させるに至った。
【0011】
すなわち、本発明(1)は、回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターの開口面を、除湿ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンに分割し、該除湿ローターを回転させながら、該除湿ゾーンに被処理空気を供給し、該再生ゾーンに再生ガスを供給し、該冷却ゾーンに冷却ガスを供給して、連続して被処理空気の除湿及び除湿剤の再生を行なう除湿方法であって、
該再生ゾーンと該冷却ゾーンの間に、機能ゾーンを設け、
該機能ゾーンに、該除湿ローターを冷却又は乾燥するための機能ゾーン通気ガスを供給し、
該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該冷却ゾーンに供給する該冷却ガスの面速の0.5〜10倍とし、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比を0.003〜0.07とすること、
を特徴とする除湿方法を提供するものである。
【0012】
また、本発明(2)は、回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターの開口面を、除湿ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンに分割し、該除湿ローターを回転させながら、該除湿ゾーンに被処理空気を供給し、該再生ゾーンに再生ガスを供給し、該冷却ゾーンに冷却ガスを供給して、連続して被処理空気の除湿及び除湿剤の再生を行なう除湿方法であって、
該冷却ゾーンと該除湿ゾーンの間に、機能ゾーンを設け、
該機能ゾーンに、該除湿ローターを冷却又は乾燥するための機能ゾーン通気ガスを供給し、
該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該冷却ゾーンに供給する該冷却ガスの面速の0.5〜10倍とし、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比を0.003〜0.07とすること、
を特徴とする除湿方法を提供するものである。
【0013】
また、本発明(3)は、回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターの開口面を、除湿ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンに分割し、該除湿ローターを回転させながら、該除湿ゾーンに被処理空気を供給し、該再生ゾーンに再生ガスを供給し、該冷却ゾーンに冷却ガスを供給して、連続して被処理空気の除湿及び除湿剤の再生を行なう除湿方法であって、
該除湿ゾーンと該再生ゾーンの間に、機能ゾーンを設け、
該機能ゾーンに、該除湿ローターを加熱するための機能ゾーン通気ガスを供給し、
該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該再生ゾーンに供給する該再生ガスの面速の0.5〜10倍とし、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比を0.003〜0.07とすること、
を特徴とする除湿方法を提供するものである。
【0014】
また、本発明(4)は、回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターであって、開口面が、分割部材により、除湿ゾーン、再生ゾーン、冷却ゾーン、及び該再生ゾーンと該冷却ゾーンの間に設けられる機能ゾーンに分割されている除湿ローターと、
該分割部材と、
該除湿ローターを回転させるための回転手段と、
該除湿ゾーンに被処理空気を供給するための第一供給手段と、
該再生ゾーンに再生ガスを供給するための第二供給手段と、
該冷却ゾーンに冷却ガスを供給するための第三供給手段と、
該再生ゾーンの前段に設けられ、該再生ガスを加熱するための加熱手段と、
該機能ゾーンに機能ゾーン通気ガスを供給するための機能ゾーン通気ガス供給手段と、
を有し、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比が0.003〜0.07であること、
を特徴とする除湿装置を提供するものである。
【0015】
また、本発明(5)は、回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターであって、開口面が、分割部材により、除湿ゾーン、再生ゾーン、冷却ゾーン、及び該冷却ゾーンと該除湿ゾーンの間に設けられる機能ゾーンに分割されている除湿ローターと、
該分割部材と、
該除湿ローターを回転させるための回転手段と、
該除湿ゾーンに被処理空気を供給するための第一供給手段と、
該再生ゾーンに再生ガスを供給するための第二供給手段と、
該冷却ゾーンに冷却ガスを供給するための第三供給手段と、
該再生ゾーンの前段に設けられ、該再生ガスを加熱するための加熱手段と、
該機能ゾーンに機能ゾーン通気ガスを供給するための機能ゾーン通気ガス供給手段と、
を有し、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比が0.003〜0.07であること、
を特徴とする除湿装置を提供するものである。
【0016】
また、本発明(6)は、回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターであって、開口面が、分割部材により、除湿ゾーン、再生ゾーン、冷却ゾーン、及び該除湿ゾーンと該再生ゾーンの間に設けられる機能ゾーンに分割されている除湿ローターと、
該分割部材と、
該除湿ローターを回転させるための回転手段と、
該除湿ゾーンに被処理空気を供給するための第一供給手段と、
該再生ゾーンに再生ガスを供給するための第二供給手段と、
該冷却ゾーンに冷却ガスを供給するための第三供給手段と、
該再生ゾーンの前段に設けられ、該再生ガスを加熱するための加熱手段と、
該機能ゾーンに機能ゾーン通気ガスを供給するための機能ゾーン通気ガス供給手段と、
該機能ゾーン通気ガスを加熱するための第二加熱手段と、
を有し、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比が0.003〜0.07であること、
を特徴とする除湿装置を提供するものである。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、除湿装置の寸法を大きくしたり、除湿装置の運転条件を大きく変更したりすることなく、簡便な方法で、除湿空気の露点を低くすることができる除湿方法、及び該除湿方法を実施するための除湿装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
本発明の第一の形態の除湿方法について、図1〜図3を参照して説明する。図1は、本発明の第一の形態の除湿方法を実施するための除湿装置に設置される除湿ローターの形態例を示す図であり、図2は、本発明の第一の形態の除湿方法を実施するための除湿装置の形態例であり、図3は、図1に示す除湿ロータの開口面側から見たときの分割部材の配置を示す図である。図1中、除湿ローター1は、担体及び該担体に担持されている除湿剤からなり、該除湿ローター1の中心には、ローター軸5が取り付けられている。該除湿ローター1には、通気空洞が形成されており、該除湿ローター1の開口面4a及び4bに、該通気空洞の開口3が存在する。従って、該除湿ローター1の一方の開口面4a及び他方の開口面4bが、該除湿ローター1に通気される空気又はガスの出入り口となり、該通気空洞が空気の流路となる。該通気空洞内で、通気される空気又はガスと該除湿剤が接触することによって、該通気される空気又はガスと該除湿剤との間で水分が移動する。そして、該開口面4aが第一分割部材6aで、該開口面4bが第二分割部材6bで分割されることにより、該除湿ローター1は、被処理空気中の水分を除湿剤が吸湿し、該被処理空気の除湿が行なわれる除湿ゾーン7、水分を吸湿した除湿剤が脱湿し、該除湿剤の吸湿性能の再生が行われる再生ゾーン8、再生された除湿剤の冷却が行なわれる冷却ゾーン9、及び機能ゾーン通気ガスを通気する機能ゾーン10に分割されている。なお、該第一分割部材6a及び該第二分割部材6bは、図2中、除湿装置20のローターケース21に固定されており、該除湿ローター1の回転を妨害しない程度に、該除湿ローター1に近接している。そして、該除湿ローター1は、該ローター軸5を介して、該除湿装置20の該ローターケース21に、回転ができるように設置される。
【0019】
図2中、除湿装置20は、図1に示す該除湿ローター1、該除湿ローター1が回転自在に設置されるローターケース21、該ローター軸5、該第一分割部材6a、該第二分割部材6b、第一供給機22、第二供給機23、第三供給機24、加熱装置25、及び図示していない該除湿ローター1を回転させるためのモーターにより構成される。なお、図2中、該ロータケース21内の該第一分割部材6aの位置を点線で示している。また、該除湿装置20は、該第一供給機22と該ローターケース21を繋ぐ被処理空気供給管26、該除湿ゾーン7から除湿空気を排気するための除湿空気排気管27、該第二供給機23と該加熱装置25を繋ぐ第一再生ガス供給管28、該加熱装置25と該ローターケース21を繋ぐ第二再生ガス供給管29、該再生ゾーン8から再生ゾーン排気ガスを排気する再生ゾーン排気ガス排気管30、該第三供給機24と該ローターケース21を繋ぐ冷却ガス供給管31、該冷却ゾーン9から冷却ゾーン排気ガスを排気する冷却ゾーン排気ガス排気管32、該機能ゾーン10に、機能ゾーン通気ガスを供給するための機能ゾーン通気ガス供給管33、及び該機能ゾーン10から機能ゾーン排気ガスを排気する機能ゾーン排気ガス排気管34を備える。
【0020】
図3の(3−1)は、該除湿ローター1を開口面4a側から見たときの図であり、(3−2)は、該除湿ローター1を開口面4b側から見たときの図である。該開口面4aは、該第一分割部材6aにより、該除湿ローター1の回転方向38に、順に、該除湿ゾーン7、該再生ゾーン8、該機能ゾーン10及び該冷却ゾーン9に分割されている。また、該開口面4bは、該第二分割部材6bにより、該除湿ローター1の回転方向38に、順に、該除湿ゾーン7、該再生ゾーン8、該機能ゾーン10及び該冷却ゾーン9に分割されている。(3−1)中の該第一分割部材6aの位置と(3−2)中の該第二分割部材6bの位置は、左右対称である。
【0021】
本発明の第一の形態の除湿方法は、該除湿装置20を用いて、次のようにして行なわれる。まず、水分を含むクリーンルーム等内の被処理空気Aが、該第一供給機22を用いて、該除湿ローター1の該除湿ゾーン7に供給される。そして、該被処理空気Aが、該除湿ローター1内を通過する際に該除湿剤と接触することにより、該被処理空気A中の水分が該除湿剤に移動するので、該被処理空気Aは除湿される。水分が除去された除湿空気Bは、該除湿ローター1の該除湿ゾーン7から、該除湿空気排気管27を通って排気され、クリーンルーム等へ返送される。
【0022】
次に、該除湿ゾーン7で水分を吸湿した除湿剤は、該除湿ローター1が回転することにより、該再生ゾーン8へと移動する。そして、再生ガスEが、該第二供給機23を用いて、該加熱装置25に供給され、該加熱装置25により加熱された後、該除湿ローター1の該再生ゾーン8に供給される。そして、該再生ガスEが、該除湿剤と接触することにより、該除湿剤中の水分が該再生ガスEに移動するので、該除湿剤は脱湿される。水分を吸湿した再生ゾーン排気ガスFは、該除湿ローター1の該再生ゾーン8から、再生ゾーン排気ガス排気管30を通って外部へと放出される。
【0023】
更に、該再生ゾーン8で脱湿された除湿剤は、該除湿ローター1が回転することにより、該機能ゾーン10へと移動する。そして、該除湿ローター1を冷却するために、機能ゾーン通気ガスGが、図示しない機能ゾーン通気ガス供給機を用いて、該除湿ローター1の該機能ゾーン10に供給される。該機能ゾーン通気ガスGが、該脱湿された除湿剤と接触することにより、該除湿剤の熱又は水分が該機能ゾーン通気ガスGに移動するので、該除湿剤は冷却又は乾燥される。該除湿剤の熱を吸収した機能ゾーン排気ガスHは、該除湿ローター1の該機能ゾーン10から、該機能ゾーン排気ガス排気管34を通って外部へと放出される。
【0024】
更に、該機能ゾーン10で冷却された除湿剤は、該除湿ローター1が回転することにより、該冷却ゾーン9へと移動する。そして、冷却ガスCが、該第三供給機24を用いて、該除湿ローター1の該冷却ゾーン9に供給される。該冷却ガスCが、除湿剤と接触することにより、該除湿剤は、更に冷却される。該除湿剤の熱を吸収した冷却ゾーン排気ガスDは、該除湿ローター1の該冷却ゾーン9から、該冷却ゾーン排気ガス排気管32を通って外部へと放出される。
【0025】
次に、該冷却ゾーン9で冷却された除湿剤は、該除湿ローター1が回転することにより、該除湿ゾーン7へと移動し、再び該被処理空気Aの除湿に使用される。
【0026】
そして、該除湿ローター1に該被処理空気A、該再生ガスE、該機能ゾーン通気ガスG及び該冷却ガスCが供給されると共に、該除湿ローター1が、連続的又は間欠的に回転することにより、該被処理空気Aの除湿が、連続的に行われる。
【0027】
このとき、該機能ゾーン10に該機能ゾーン通気ガスを供給する際、該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該冷却ゾーンに供給する該冷却ガスの面速の0.5〜10倍とする。そして、該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該冷却ゾーンに供給する該冷却ガスの面速の1〜7倍とすることが好ましく、2〜5倍とすることが特に好ましい。該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、上記範囲とすることにより、該被処理空気A中の水分の除湿量が多くなり、該除湿空気Bの露点が低くなる。また、該機能ゾーン通気ガスの面速が遅すぎると、該除湿空気Bの露点を低くするという本発明の効果が得られ難くなり、また、速すぎると、ローターに担持されている除湿剤が脱落したり、振動によりローターが破損したり、あるいは、該機能ゾーン通気ガスの使用量が多くなり過ぎて、ランニングコストが高くなる。
【0028】
また、該機能ゾーン10に該機能ゾーン通気ガスを供給する際、該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーン10の面積の比(該機能ゾーンの面積/該除湿ローターの開口面の面積)を、0.003〜0.07とする。そして、該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーン10の面積の比を、0.005〜0.05とすることが好ましく、0.008〜0.03とすることが特に好ましい。該機能ゾーンの面積の比を、上記範囲とすることにより、該被処理空気A中の水分の除湿量が多くなり、該除湿空気Bの露点が低くなる。該機能ゾーンの面積が小さ過ぎると、該除湿空気Bの露点を低くするという本発明の効果が得られ難くなり、また、大き過ぎると、他のゾーンの面積が小さくなり過ぎるため、除湿効率が低くなる。
【0029】
すなわち、本発明の第一の形態の除湿方法は、回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターの開口面を、除湿ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンに分割し、該除湿ローターを回転させながら、該除湿ゾーンに被処理空気を供給し、該再生ゾーンに再生ガスを供給し、該冷却ゾーンに冷却ガスを供給して、連続して被処理空気の除湿及び除湿剤の再生を行なう除湿方法であって、
該再生ゾーンと該冷却ゾーンの間に、機能ゾーンを設け、
該機能ゾーンに、該除湿ローターを冷却するための機能ゾーン通気ガスを供給し、
該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該冷却ゾーンに供給する該冷却ガスの面速の0.5〜10倍とし、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比を0.003〜0.07とする、
除湿方法である。
【0030】
本発明の第一の形態の除湿方法に係る該機能ゾーンについて、図4を用いて説明する。図4は、該開口面4aに形成される該除湿ゾーン、該再生ゾーン、該機能ゾーン及び該冷却ゾーンの形状を示す模式図であり、開口面4a側から見た分割部材の配置を示す図である。本発明の第一の形態の除湿方法においては、該再生ゾーンと該冷却ゾーンの間に、該機能ゾーンを設けるが、「該再生ゾーンと該冷却ゾーンの間に、該機能ゾーンを設ける。」とは、該除湿ローターの開口面において、(i)図3の(3−1)に示す形態例や図4の(4−1)に示す形態例のように、該再生ゾーン8と該冷却ゾーン9の間の全てに、該機能ゾーンを設けることと、(ii)図4の(4−2)に示す形態例のように、該再生ゾーン8と該冷却ゾーン9の間の一部に、該機能ゾーンを設けることの両者を指す。図4の(4−2)に示す形態例では、該再生ゾーン8と該冷却ゾーン9の間に、該機能ゾーン10が設けられている箇所(符号41で示す箇所)と、設けられていない箇所(符号42で示す箇所)がある。また、図4の(4−3)に示す形態例でも、該再生ゾーン8と該冷却ゾーン9の間の一部に、該機能ゾーンが設けられている。なお、図4に示す形態例では、いずれの形態例も、該再生ゾーン8と該冷却ゾーン9の境界と接するか、あるいは、該再生ゾーン8と該冷却ゾーン9の境界上に、該機能ゾーン10が設けられているが、本発明の効果を損なわない範囲であれば、該再生ゾーン8と該冷却ゾーン9の境界と離れて、該機能ゾーン10が設けられていてもよい。すなわち、本発明の効果を損なわない範囲であれば、該再生ゾーン8と該冷却ゾーン9の境界近傍に、該機能ゾーン10が設けられていてもよい。従って、本発明においては、「該再生ゾーンと該冷却ゾーンの間に、該機能ゾーンを設ける。」には、「本発明の効果を損なわない範囲で、該再生ゾーンと該冷却ゾーンの境界近傍に、該機能ゾーンを設ける。」も含まれる。
【0031】
該機能ゾーン10の形状は、図3の(3−1)のような扇形、図4の(4−2)のような扇形の中心角近辺が欠落した形状、(4−3)のような長方形、(4−4)のような台形、(4−5)のような円形等が挙げられ、除湿効率を考慮して適宜選択される。また、本発明の第一の形態の除湿方法では、該機能ゾーン10を、図4の(4−3)のように、該冷却ゾーン9側にのみに突き出るように設けてもよいし、(4−6)のように、該再生ゾーン8側のみに突き出るように設けてもよいし、(4−7)のように、該再生ゾーン8及び該冷却ゾーン9の両側に突き出るように設けてもよい。また、該機能ゾーン10の数は、図4の(4−5)及び(4−8)のように、2以上であってもよい。
【0032】
なお、本発明において、該除湿ローターの開口面の面積とは、該除湿ローターを開口面側から見たときの、該ローター軸5以外の部分の面積を指し、図5の(5−1)の斜線で示す部分39の面積である。また、該機能ゾーンの面積とは、該機能ゾーン通気ガスが供給される側の除湿ローターの開口面のうち、該機能ゾーン通気ガスが供給される面積を指し、図3の(3−1)の形態例では、図5の(5−2)の斜線で示す部分40aの面積であり、図4の(4−3)の形態例では、図5の(5−3)の斜線で示す部分40bの面積である。
【0033】
図2に示す該除湿装置20では、該機能ゾーン通気ガスGを、該開口面4a側から供給しているが、機能ゾーン通気ガス供給機の配置を変えて、該開口面4b側から供給してもよい。そして、該再生ガスが供給される開口面と同じ側の開口面側から、該機能ゾーン通気ガスを、該機能ゾーンに供給することが、該機能ゾーンでの冷却効率が高くなる点で好ましい。
【0034】
本発明の第一の形態の除湿方法に係る該機能ゾーン通気ガスとしては、該除湿ゾーンにより除湿された該除湿空気B、クリーンガス、ドライガス又は不活性ガス等の水分の含有量の少ないガスであればよく、これらのうち、該除湿空気Bが、安価である点で好ましい。また、クリーンガス、ドライガス又は不活性ガスは、該除湿空気Bに比べ、水分の含有量が少ないので、該機能ゾーン通気ガスが、クリーンガス、ドライガス又は不活性ガスであることが、該除湿ゾーンで除湿されて得られる該除湿空気Bの露点が低くなる点で好ましい。特に、半導体製造工場等では、クリーンガス、ドライガス又は不活性ガス等が使用されている場合も少なくないので、この場合、比較的安価に使用できる。なお、本発明において、該クリーンガスとは、半導体の製造等に使用される除塵及び除湿されたガスである。
【0035】
該機能ゾーン通気ガスは、該再生ゾーンから移動してくる除湿剤を、該冷却ゾーンに移動させる前に、冷却若しくは乾燥するために、又は冷却及び乾燥の両方を行なうために供給される。つまり、該機能ゾーン通気ガスは、冷却用ガス、乾燥用ガス又は冷却兼乾燥用ガスである。また、該機能ゾーン通気ガスの湿度は、被処理空気と同程度でもよいが、該機能ゾーン通気ガスの露点が、被処理空気の露点より10℃以上低いことが、得られる除湿空気Bの露点が低くなる点で好ましい。また、該機能ゾーン通気ガスの温度は、(i)該再生ゾーンから該機能ゾーンに移動してくる該除湿剤の温度と、(ii)冷却を主目的とするのか、乾燥を主目的とするのか、又は冷却及び乾燥の両方を行なうことを主目的とするのかという該機能ゾーン設置の主目的と、を考慮して、適宜選択される。通常、該機能ゾーン通気ガスの温度は、0〜60℃、好ましくは5〜30℃に設定される。
【0036】
該機能ゾーン10に該機能ゾーン通気ガスを通気させた後、該機能ゾーン10から排出される該機能ゾーン排気ガスHを、外気に排出してもよいが、該再生ガスEに混合して、該再生ガスEとして使用することがガスの有効利用となり好ましい。。
【0037】
また、該再生ガスE又は該冷却ガスCとしては、特に制限されないが、通常、該被処理空気Aである。
【0038】
該除湿ゾーン7、該再生ゾーン8及び該冷却ゾーン9の大きさは、該被処理空気Aの水分含有量、除湿剤の除湿性能、再生エネルギー、該除湿空気Bに要求される露点、該除湿ローター1の回転速度等により、適宜選択される。
【0039】
本発明の第一の形態の除湿方法は、該再生ゾーンから移動してくる高温の除湿剤を、該冷却ゾーンで冷却する前に、冷却又は乾燥あるいは冷却と乾燥の両方を行なうので、冷却効率若しくは再生効率、又はそれらの両方が高くなる。そのため、本発明の第一の形態の除湿方法は、該機能ゾーンを設けない場合に比べ、除湿剤の冷却及び乾燥がより進み、水分の吸着容量が増えるため、得られる除湿空気Bの露点が低くなる。
【0040】
一方、従来の除湿方法において、冷却効率又は再生効率を高くするためには、該冷却ゾーン又は該再生ゾーンの面積を大きくしなければならない。しかし、該冷却ゾーン又は該再生ゾーンの面積を大きくすると、該除湿ゾーンの面積が少なくなるので、全体としては、除湿効率が低くなる。
【0041】
また、本発明の第一の形態の除湿方法では、該機能ゾーンに供給する該機能ゾーンに通気ガスの面速を、該冷却ゾーンに供給する該冷却ガスの面速より速くし、該機能ゾーンに、高面速の該機能ゾーン通気ガスを供給することにより、除湿空気の露点を低くするという効果が更に高まる。
【0042】
本発明の第一の形態の除湿装置は、本発明の第一の形態の除湿方法を実施するための除湿装置であり、その形態例が、図2中の該除湿装置20である。
【0043】
すなわち、本発明の第一の形態の除湿装置は、回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターであって、開口面が、分割部材により、除湿ゾーン、再生ゾーン、冷却ゾーン、及び該再生ゾーンと該冷却ゾーンの間に設けられる機能ゾーンに分割されている除湿ローターと、
該分割部材と、
該除湿ローターを回転させるための回転手段と、
該除湿ゾーンに被処理空気を供給するための第一供給手段と、
該再生ゾーンに再生ガスを供給するための第二供給手段と、
該冷却ゾーンに冷却ガスを供給するための第三供給手段と、
該再生ゾーンの前段に設けられ、該再生ガスを加熱するための加熱手段と、
該機能ゾーンに機能ゾーン通気ガスを供給するための機能ゾーン通気ガス供給手段と、
を有し、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比が0.003〜0.07である、
除湿装置である。
【0044】
本発明の第一の形態の除湿装置に係る除湿ローター、除湿ゾーン、再生ゾーン、機能ゾーン及び冷却ゾーンは、本発明の第一の形態の除湿方法に係る除湿ローター、除湿ゾーン、再生ゾーン、機能ゾーン及び冷却ゾーンと同様である。
【0045】
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比は、0.003〜0.07であり、好ましくは0.005〜0.05であり、特に好ましくは0.008〜0.03である。
【0046】
該分割部材としては、該除湿ローターの開口面を、該除湿ゾーン、該再生ゾーン、該機能ゾーン及び該冷却ゾーンに分割することができるものであれば、特に制限されず、例えば、図1〜図3中の該第一分割部材6a及び該第二分割部材6bのように、該除湿ロータの開口面と該ローターケースの隙間に、該除湿ローターの回転中心から円周に向かって放射状に設けられ、該ローターケースに固定される仕切り板、又は図4に示す各形態例の各ゾーンの形状に成形され、該除湿ロータの開口面と該ローターケースの隙間に設けられ、該ローターケースに固定される仕切り板が挙げられる。
【0047】
該第一供給手段、該第二供給手段及び該第三供給手段としては、特に制限されず、一般に気体を供給するために用いられる装置を使用することができ、送気ファン、ブローアー、コンプレッサー等が挙げられる。
【0048】
また、該第一供給手段、該第二供給手段又は該第三供給手段の設置位置は、該除湿装置20では、該除湿ローター1の前段であるが、本発明の第一の形態の除湿装置においては、該除湿ローター1の後段であってもよい。図6に、該第一供給手段、該第二供給手段又は該第三供給手段の設置位置が、該除湿ローター1の後段である除湿装置の形態例を示す。図6中、除湿装置201は、第一供給手段221、第二供給手段231及び第三供給手段241の設置位置が、該除湿ローター1の後段である。この場合、該第一供給手段、該第二供給手段又は該第三供給手段は、該被処理空気A、該再生ガスE又は該冷却ガスCを、該除湿ローター1の反対側からの吸引により、該除湿ローター1内に供給する装置であり、例えば、吸引ファン等が挙げられる。なお、図6中、該第一供給手段221、該第二供給手段231及び該第三供給手段241の設置位置以外は、図2に示す該除湿装置20と同じなので、該除湿装置20の部材と同じ部材については、同じ符号を付した。
【0049】
該加熱手段としては、特に制限されず、例えば、電熱ヒーター、熱交換器等が挙げられ、一般に気体を加熱するために用いられる装置を適宜使用することができる。
【0050】
該機能ゾーン通気ガス供給手段は、特に制限されず、一般に気体を供給するために用いられる装置を使用することができ、送気ファン、ブローアー、コンプレッサー等が挙げられる。
【0051】
そして、本発明の第一の形態の除湿装置では、該除湿ゾーン、該再生ゾーン、該機能ゾーン及び該冷却ゾーンの面積と、該第一供給手段、該第二供給手段、該第三供給手段及び該機能ゾーン通気ガス供給手段の風量とを調節することにより、該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該冷却ゾーンに供給する該冷却ガスの面速の0.5〜10倍に調節することができる。このことにより、本発明の第一の形態の除湿装置を用いて、本発明の第一の形態の除湿方法を実施することができる。
【0052】
また、本発明の第一の形態の除湿装置において、該再生ガスEとして、該冷却ゾーン排気ガスDを用いることができる。該再生ガスEとして該冷却ゾーン排気ガスDを用いる形態例としては、図7に示す除湿装置50が挙げられる。図7は、本発明の第一の除湿装置の他の形態例である。図7中、該除湿装置50は、図2中の該第二供給機23が設置されておらず、代わりに該冷却ゾーン排気ガス排気管32と該第一再生ガス供給管28を繋ぐ連結管44が設けられている。すなわち、図6に示す該除湿装置50においては、該連結管44が第二供給手段である。
【0053】
また、本発明の第一の形態の除湿装置に係る分割部材のうち、該機能ゾーンを区画する分割部材は、該機能ゾーン通気ガスの入口側の開口及び該機能ゾーン通気ガスの出口側の開口の2つの開口を有し、開口の面積が、該機能ゾーン通気ガスの入口側から出口側に向かって小さくなっており、該機能ゾーン通気ガスの出口側の開口面が、除湿ローターの開口面と対向するようにして設けられる部材であってもよい(以下、該部材を、異形開口分割部材とも記載する。)。
【0054】
該異形開口分割部材について、図8〜図10を参照して説明する。図8は、該異形開口分割部材を示す模式図であり、図9は、該異形開口分割部材の設置位置を示す模式図であり、図10は、該異形開口分割部材が固定されているローターケースの断面図である。図8の(8−1)は、異形開口分割部材45の平面図であり、(8−2)は、(8−1)のx−x断面図であり、(8−3)は、(8−1)のy−y断面図である。図8に示すように、該異形開口分割部材45は、機能ゾーン通気ガスの入口側の開口(機能ゾーン通気ガス入口側開口)46及び機能ゾーン通気ガスの出口側の開口(機能ゾーン通気ガス出口側開口)47を有しており、入口側から出口側に向かって、開口面積が小さくなっている。
【0055】
図9及び図10を参照して、該ローターケース21、該除湿ローター1、該異形開口分割部材45及び機能ゾーン通気ガス供給管43の位置関係を説明する。図9に示すように、該ローターケース21には、該異形開口分割部材45の該入口側開口46と同形状のスリット49が開けられており、該スリット49の部分に、該ローターケース21の内側から、該異形開口分割部材45が設置されている。また、該ローターケース21と繋がる側の管端が、該スリット49を囲むことができる形状になっている該機能ゾーン通気ガス供給管43が、該ローターケース21の外側に設置されている。図10に示すように、該異形開口分割部材45は、該除湿ローター1の開口面4aと該ローターケース21の間に、該出口側開口47の開口面が該除湿ローター1の開口面4aと対向するように設置されている。なお、図10では、説明の都合上、該ローターケース21、該除湿ローター1、該異形開口分割部材45及び機能ゾーン通気ガス供給管43以外の記載を省略した。
【0056】
本発明の第一の形態の除湿装置が該異形開口分割部材45を有する場合、該異形開口分割部材の機能ゾーン通気ガス出口側開口47から、該機能ゾーン通気ガスが該除湿ロータの開口面4aに供給されるので、図10に示すように、該機能ゾーン10の形状は、該機能ゾーン通気ガス出口側開口47の形状となる。この場合、該異形開口分割部材により、該除湿ローターの開口面から、該機能ゾーンが分割される。
【0057】
本発明の第一の形態の除湿装置では、他のゾーンに供給されるガスの供給管又は他のゾーンから排気されるガスの排気管から分岐し、該機能ゾーン通気ガス供給管33に繋がる分岐管が設置されてもよい。この場合、分岐点にダンパー等の風量を調節する部材を設け、抜き出すガスの風量を調節することにより、該機能ゾーン通気ガスの面速が調節される。なお、該分岐管が設置される場合、該分岐管が、該機能ゾーン通気ガス供給手段である。また、該分岐管は、後述する本発明の第二の形態の除湿装置及び後述する本発明の第三の形態の除湿装置についても、同様である。
【0058】
該機能ゾーンへの該機能ゾーン通気ガスGの供給方向と、該冷却ゾーンへの該冷却ガスCの供給方向が同じであり、且つ該冷却ゾーン排気ガスDに、該機能ゾーン排気ガスHを混合させる場合、該機能ゾーン排気ガスの排気側の除湿ローターの開口面において、該機能ゾーンを区画する分割部材を設けないことにより、該除湿ロータを通過直後に、該ローターケース内で、該冷却ゾーン排気ガスDに該機能ゾーン排気ガスHを混合させることができる。この場合を、図11を参照して説明する。図11は、除湿ローターの開口面側から見たときの分割部材又は異形開口分割部材の配置を示す模式図であり、(11−1)は、該冷却ガスC及び該機能ゾーン通気ガスGが供給される側の除湿ローターの開口面4a側から見た図であり、(11−2)は、該冷却ゾーン排気ガスD及び該機能ゾーン排気ガスHが排気される側の除湿ローターの開口面4b側から見た図である。図11中、該機能ゾーン通気ガス及び該冷却ガスが供給される除湿ロータの開口面4a側には、該異形開口分割部材45が設置されており、該開口面4a側の冷却ゾーンと機能ゾーンとは、該異形開口分割部材45により分割されているが、反対側の除湿ロータの開口面4b側には、機能ゾーンを区画する分割部材がない。そのため、該除湿ロータを通過直後に、該ローターケース内で、該冷却ゾーン排気ガスDに該機能ゾーン排気ガスHが混合することになる。
【0059】
本発明の第二の形態の除湿方法は、回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターの開口面を、除湿ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンに分割し、該除湿ローターを回転させながら、該除湿ゾーンに被処理空気を供給し、該再生ゾーンに再生ガスを供給し、該冷却ゾーンに冷却ガスを供給して、連続して被処理空気の除湿及び除湿剤の再生を行なう除湿方法であって、
該冷却ゾーンと該除湿ゾーンの間に、機能ゾーンを設け、
該機能ゾーンに、該除湿ローターを冷却又は乾燥するための機能ゾーン通気ガスを供給し、
該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該冷却ゾーンに供給する該冷却ガスの面速の0.5〜10倍とし、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比を0.003〜0.07とする、
除湿方法である。
【0060】
本発明の第二の形態の除湿方法では、図12に示すように、分割部材51a及び51bにより、除湿ローターの開口面4a及び4bを分割し、冷却ゾーン9と除湿ゾーン7の間に、機能ゾーン10を設ける。
【0061】
本発明の第二の形態の除湿方法を実施するための除湿装置の形態例を、図13に示す。図13中、除湿装置60は、本発明の第二の形態の除湿方法を実施するための除湿装置であり、該除湿装置60と、図2中の該除湿装置20とでは、該機能ゾーン10が設けられる位置が異なるため、該分割部材51a及び51bの配置、並びに機能ゾーン通気ガス供給管53及び機能ゾーン排気ガス排気管54が、ローターケース21に繋がっている位置が異なるものの、他は、同様である。そのため、図13中、該除湿装置20と同様の部材には、同一の符号を付した。該除湿装置60では、該機能ゾーン通気ガス供給管53から、該機能ゾーン通気ガスGが、該冷却ゾーン9と該除湿ゾーン7の間に設けられる該機能ゾーン10に供給され、該機能ゾーン排気ガス排気管54から、該機能ゾーン排気ガスHが排気される。
【0062】
本発明の第二の形態の除湿方法は、該除湿装置60を用いて、次のようにして行なわれる。まず、水分を含むクリーンルーム等内の被処理空気Aが、該第一供給機22を用いて、該除湿ローター1の該除湿ゾーン7に供給される。そして、該被処理空気Aが、該除湿ローター1内を通過する際に該除湿剤と接触することにより、該被処理空気A中の水分が該除湿剤に移動するので、該被処理空気Aは除湿される。水分が除去された除湿空気Bは、該除湿ローター1の該除湿ゾーン7から、除湿空気排気管27を通って排出され、クリーンルーム等へ返送される。
【0063】
次に、該除湿ゾーン7で水分を吸湿した該除湿剤は、該除湿ローター1が回転することにより、該再生ゾーン8へと移動する。そして、再生ガスEが、第二供給機23を用いて、加熱装置25に供給され、該加熱装置25により加熱された後、該除湿ローター1の該再生ゾーン8に供給される。そして、該再生ガスEが、該除湿剤と接触することにより、該除湿剤中の水分が該再生ガスEに移動するので、該除湿剤は脱湿される。水分を吸湿した再生ゾーン排気ガスFは、該除湿ローター1の該再生ゾーン8から、再生ゾーン排気ガス排気管30を通って外部へと放出される。
【0064】
更に、該再生ゾーン8で脱湿された該除湿剤は、該除湿ローター1が回転することにより、該冷却ゾーン9へと移動する。そして、該除湿ローター1を冷却するために、冷却ガスCが、第三供給機24を用いて、該除湿ローター1の該冷却ゾーン9に供給される。該冷却ガスCが、該脱湿された除湿剤と接触することにより、該除湿剤の熱が該冷却ガスCに移動するので、該除湿剤は冷却される。該除湿剤の熱を吸収した冷却ゾーン排気ガスDは、該除湿ローター1の該冷却ゾーン9から、冷却ゾーン排気ガス排気管32を通って外部へと放出される。
【0065】
更に、該冷却ゾーン9で冷却された除湿剤は、該除湿ローター1が回転することにより、該機能ゾーン10へと移動する。そして、機能ゾーン通気ガスGが、図示しない機能ゾーン通気ガス供給機を用いて、該除湿ローター1の該機能ゾーン10に供給される。該機能ゾーン通気ガスGが、該除湿剤と接触することにより、該除湿剤は、更に、冷却又は乾燥される。該除湿剤と接触した後の機能ゾーン排気ガスHは、該除湿ローター1の該機能ゾーン10から、該機能ゾーン排気ガス排気管54を通って外部へと放出される。
【0066】
次に、該機能ゾーン10で冷却又は乾燥された除湿剤は、該除湿ローター1が回転することにより、該除湿ゾーン7へと移動し、再び該被処理空気Aの除湿に使用される。
【0067】
そして、該除湿ローター1に該被処理空気A、該再生ガスE、該冷却ガスC及び該機能ゾーン通気ガスGが供給されると共に、該除湿ローター1が、連続的又は間欠的に回転することにより、該被処理空気Aの除湿が、連続的に行われる。
【0068】
このとき、該機能ゾーン10に該機能ゾーン通気ガスを供給する際、該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該冷却ゾーンに供給する該冷却ガスの面速の0.5〜10倍とする。そして、該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該冷却ゾーンに供給する該冷却ガスの面速の1〜7倍とすることが好ましく、2〜5倍とすることが特に好ましい。該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、上記範囲とすることにより、該被処理空気A中の水分の除湿量が多くなり、該除湿空気Bの露点が低くなる。また、該機能ゾーン通気ガスの面速が遅すぎると、該除湿空気Bの露点を低くするという本発明の効果が得られ難くなり、また、速すぎると、ローターに担持されている除湿剤が脱落したり、振動によりローターが破損したり、あるいは、該機能ゾーン通気ガスの使用量が多くなり過ぎて、ランニングコストが高くなる。
【0069】
また、該機能ゾーン10に該機能ゾーン通気ガスを供給する際、該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーン10の面積の比を、0.003〜0.07とする。そして、該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーン10の面積の比を、0.005〜0.05とすることが好ましく、0.008〜0.03とすることが特に好ましい。該機能ゾーンの面積の比を、上記範囲とすることにより、該被処理空気A中の水分の除湿量が多くなり、該除湿空気Bの露点が低くなる。該機能ゾーンの面積が小さ過ぎると、該除湿空気Bの露点を低くするという本発明の効果が得られ難くなり、また、大き過ぎると、他のゾーンの面積が小さくなり過ぎるため、除湿効率が低くなる。
【0070】
本発明の第二の形態の除湿方法に係る該機能ゾーンについて説明する。本発明の第二の形態の除湿方法においては、該冷却ゾーンと該除湿ゾーンの間に、該機能ゾーンを設けるが、「該冷却ゾーンと該除湿ゾーンの間に、該機能ゾーンを設ける。」とは、該除湿ローターの開口面において、図12に示すように、該冷却ゾーン9と該除湿ゾーン7の間の全てに、該機能ゾーンを設けることと、該冷却ゾーン9と該除湿ゾーン7の間の一部に、該機能ゾーンを設けることの両者を指す。この点は、本発明の第一の形態の除湿方法と同様である。また、本発明においては、「該冷却ゾーンと該除湿ゾーンの間に、該機能ゾーンを設ける。」には、「本発明の効果を損なわない範囲で、該冷却ゾーンと該除湿ゾーンの境界近傍に、該機能ゾーンを設ける。」も含まれる。この点も、本発明の第一の形態の除湿方法と同様である。
【0071】
該機能ゾーン10の形状としては、本発明の第一の形態の除湿方法と同様に、扇形、扇形の中心角近辺が欠落した形、長方形、台形及び円形等が挙げられ、除湿効率を考慮して適宜選択される。また、本発明の第二の形態の除湿方法では、本発明の第一の形態の除湿方法と同様に、該機能ゾーン10を、該除湿ゾーン7側にのみに突き出るように設けてもよいし、該冷却ゾーン9側のみに突き出るように設けてもよいし、該冷却ゾーン9及び該除湿ゾーン7の両側に突き出るように設けてもよい。また、該機能ゾーン10の数は、本発明の第一の形態の除湿方法と同様に、2以上であってもよい。
【0072】
図13に示す該除湿装置60では、該機能ゾーン通気ガスGを、該開口面4a側から供給しているが、機能ゾーン通気ガス供給手段の配置を変えて、該開口面4b側から供給してもよい。そして、該再生ガスが供給される開口面と同じ側の開口面側から、該機能ゾーン通気ガスを、該機能ゾーンに供給することが、該機能ゾーンでの冷却効率が高くなる点で好ましい。
【0073】
本発明の第二の形態の除湿方法に係る該機能ゾーン通気ガスとしては、該除湿ゾーンにより除湿された該除湿空気B、クリーンガス、ドライガス又は不活性ガス等の水分の含有量の少ないガスであればよい。
【0074】
該機能ゾーン通気ガスは、該冷却ゾーンから移動してくる除湿剤を、該除湿ゾーンに移動させる前に、更に、冷却若しくは乾燥するために、又は冷却及び乾燥の両方を行なうために供給される。つまり、該機能ゾーン通気ガスは、冷却用ガス、乾燥用ガス又は冷却兼乾燥用ガスである。該機能ゾーン通気ガスの露点は、低ければ低い程好ましいが、該冷却ゾーンから移動してくる除湿剤を、更に冷却又は乾燥できる程度に水分含有量が少ないガスであればよいので、該被処理空気の露点より10℃以上低ければよく、適宜選択される。また、該機能ゾーン通気ガスの温度は、(i)該冷却ゾーンから該機能ゾーンに移動してくる該除湿剤の温度と、(ii)冷却を主目的とするのか、乾燥を主目的とするのか、又は冷却及び乾燥の両方を行なうことを主目的とするのかという該機能ゾーン設置の主目的と、を考慮して、適宜選択される。通常、該機能ゾーン通気ガスの温度は、0〜40℃、好ましくは5〜30℃に設定される。
【0075】
該機能ゾーン10に該機能ゾーン通気ガスを通気させた後、該機能ゾーン10から排出される該機能ゾーン排気ガスHを、外気に排出してもよいが、該再生ガスEと混合して、該再生ガスEとして用いることがガスの有効利用となり好ましい。
【0076】
また、該再生ガスE又は該冷却ガスCとしては、特に制限されないが、通常、該被処理空気Aである。
【0077】
該除湿ゾーン7、該再生ゾーン8及び該冷却ゾーン9の大きさは、該被処理空気Aの水分含有量、除湿剤の除湿性能、再生エネルギー、該除湿空気Bに要求される露点、該除湿ローター1の回転速度等により、適宜選択される。
【0078】
本発明の第二の形態の除湿方法は、該冷却ゾーンから移動してくる除湿剤を、該除湿ゾーンで除湿する前に、該機能ゾーンで、更に冷却又は乾燥させるので、吸湿容量が高い除湿剤を、該除湿ゾーン剤に提供できる。そのため、本発明の第二の形態の除湿方法は、該機能ゾーンを設けない場合に比べ、除湿ゾーンでの除湿効率を高くすることができるので、得られる除湿空気Bの露点が低くなる。
【0079】
一方、従来の除湿方法において、除湿ゾーンでの除湿効率を高くするためには、該除湿ゾーンの面積を大きくしなければならない。しかし、該除湿ゾーンの面積を大きくすると、該再生ゾーン又は該冷却ゾーンの面積が少なくなるので、全体としては、除湿効率が低くなる。
【0080】
また、本発明の第二の形態の除湿方法では、該機能ゾーンに供給する該機能ゾーンに通気ガスの面速を、該冷却ゾーンに供給する該冷却ガスの面速より速くし、該機能ゾーンに、高面速の該機能ゾーン通気ガスを供給することにより、除湿空気の露点を低くするという効果が更に高まる。
【0081】
本発明の第二の形態の除湿装置は、本発明の第一の形態の除湿方法を実施するための除湿装置であり、その形態例が、図13中の該除湿装置60である。
【0082】
すなわち、本発明の第二の形態の除湿装置は、回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターであって、開口面が、分割部材により、除湿ゾーン、再生ゾーン、冷却ゾーン、及び該冷却ゾーンと該除湿ゾーンの間に形成される機能ゾーンに分割されている除湿ローターと、
該分割部材と、
該除湿ローターを回転させるための回転手段と、
該除湿ゾーンに被処理空気を供給するための第一供給手段と、
該再生ゾーンに再生ガスを供給するための第二供給手段と、
該冷却ゾーンに冷却ガスを供給するための第三供給手段と、
該再生ゾーンの前段に設けられ、該再生ガスを加熱するための加熱手段と、
該機能ゾーンに機能ゾーン通気ガスを供給するための機能ゾーン通気ガス供給手段と、
を有し、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比が、0.003〜0.07である、
除湿装置である。
【0083】
本発明の第二の形態の除湿装置に係る除湿ローター、除湿ゾーン、再生ゾーン、機能ゾーン及び冷却ゾーンは、本発明の第二の形態の除湿方法に係る除湿ローター、除湿ゾーン、再生ゾーン、機能ゾーン及び冷却ゾーンと同様である。
【0084】
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比は、0.003〜0.07であり、好ましくは0.005〜0.05であり、特に好ましくは0.008〜0.03である。
【0085】
該分割部材としては、該除湿ローターの開口面を、該除湿ゾーン、該再生ゾーン、該機能ゾーン及び該冷却ゾーンに分割することができるものであれば、特に制限されず、該除湿ロータの開口面と該ローターケースの隙間に、該除湿ローターの回転中心から円周に向かって放射状に設けられ、該ローターケースに固定される仕切り板、又は図4に示す各形態例の各ゾーンの形状に成形され、該除湿ロータの開口面と該ローターケースの隙間に設けられ、該ローターケースに固定される仕切り板が挙げられる。
【0086】
本発明の第二の形態の除湿装置に係る第一供給手段、第二供給手段、第三供給手段、機能ゾーン通気ガス供給手段及び加熱手段は、本発明の第一の形態の除湿装置に係る第一供給手段、第二供給手段、第三供給手段、機能ゾーン通気ガス供給手段及び加熱手段と同様である。
【0087】
そして、本発明の第二の形態の除湿装置では、該除湿ゾーン、該再生ゾーン、該機能ゾーン及び該冷却ゾーンの面積と、該第一供給手段、該第二供給手段、該第三供給手段及び該機能ゾーン通気ガス供給手段の風量とを調節することにより、該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該冷却ゾーンに供給する該冷却ガスの面速の0.5〜10倍に調節することができる。このことにより、本発明の第二の形態の除湿装置を用いて、本発明の第二の形態の除湿方法を実施することができる。
【0088】
また、本発明の第二の形態の除湿装置においては、本発明の第一の形態の除湿装置と同様に、該再生ガスEとして、該冷却ゾーン排気ガスDを用いることができる。このような形態例としては、図13中、該第二供給機23が設置されておらず、代わりに該冷却ゾーン排気ガス排気管32と該第一再生ガス供給管28を繋ぐ連結管が設けられている除湿装置が挙げられる。この形態例の場合、該連結管が第二供給手段である。
【0089】
また、本発明の第二の形態の除湿装置に係る分割部材のうち、該機能ゾーンを区画する分割部材は、本発明の第一の形態の除湿装置と同様に、異形開口分割部材であってもよい。本発明の第二の形態の除湿装置に係る異形開口分割部材は、本発明の第一の形態の除湿装置に係る異形開口分割部材と同様である。
【0090】
本発明の第二の形態の除湿装置が該異形開口分割部材を有する場合、本発明の第一の形態の除湿装置と同様に、該異形開口分割部材の機能ゾーン通気ガス出口側開口から、該機能ゾーン通気ガスが該除湿ロータの開口面に供給されるので、該機能ゾーンの形状は、該異形開口分割部材の機能ゾーン通気ガス出口側開口の形状となる。この場合、該異形開口分割部材により、該除湿ローターの開口面から、該機能ゾーンが分割される。
【0091】
該機能ゾーンへの該機能ゾーン通気ガスGの供給方向と、該冷却ゾーンへの該冷却ガスCの供給方向が同じであり、且つ該冷却ゾーン排気ガスDに、該機能ゾーン排気ガスHを混合させる場合、該機能ゾーン排気ガスが排気される側の除湿ローターの開口面において、該機能ゾーンを区画する分割部材を設けないことにより、該除湿ロータを通過直後に、該冷却ゾーン排気ガスDに該機能ゾーン排気ガスHを混合させることができる。この場合を、図14を参照して説明すると、該機能ゾーン通気ガス及び該冷却ガスが供給される除湿ロータの開口面4a側には、該異形開口分割部材45が設置されているので、該開口面4a側の冷却ゾーンと機能ゾーンとは分割されているが、反対側の除湿ロータの開口面4b側には、機能ゾーンを区画する分割部材がない。そのため、該除湿ロータを通過直後に、該ローターケース内で、該冷却ゾーン排気ガスDに該機能ゾーン排気ガスHが混合することになる。
【0092】
本発明の第三の形態の除湿方法は、回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターの開口面を、除湿ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンに分割し、該除湿ローターを回転させながら、該除湿ゾーンに被処理空気を供給し、該再生ゾーンに再生ガスを供給し、該冷却ゾーンに冷却ガスを供給して、連続して被処理空気の除湿及び除湿剤の再生を行なう除湿方法であって、
該除湿ゾーンと該再生ゾーンの間に、機能ゾーンを設け、
該機能ゾーンに、該除湿ローターを加熱するための機能ゾーン通気ガスを供給し、
該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該再生ゾーンに供給する該再生ガスの面速の0.5〜10倍とし、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比を0.003〜0.07とする、
除湿方法である。
【0093】
本発明の第三の形態の除湿方法では、図15に示すように、分割部材61a及び61bにより、除湿ローターの開口面4a及び4bを分割し、除湿ゾーン7と再生ゾーン8の間に、機能ゾーン10を設ける。
【0094】
本発明の第三の形態の除湿方法を実施するための除湿装置の形態例を、図16に示す。図16中、除湿装置65は、本発明の第三の形態の除湿方法を実施するための除湿装置であり、該除湿装置65と、図2中の該除湿装置20とでは、該機能ゾーン10が設けられる位置が異なるため、分割部材61a及び61bの配置、並びに機能ゾーン通気ガス供給管62及び機能ゾーン排気ガス排気管63が、ローターケース21に繋がっている位置が異なるものの、他は、同様である。そのため、図16中、該除湿装置20と同様の部材には、同一の符号を付した。該除湿装置65では、該機能ゾーン通気ガス供給管62から、該機能ゾーン通気ガスGが、該除湿ゾーン7と該再生ゾーン8の間に設けられる該機能ゾーン10に供給され、該機能ゾーン排気ガス排気管63から、該機能ゾーン排気ガスHが排気される。
【0095】
本発明の第三の形態の除湿方法は、該除湿装置65を用いて、次のようにして行なわれる。まず、水分を含むクリーンルーム等内の被処理空気Aが、第一供給機22を用いて、該除湿ローター1の該除湿ゾーン7に供給される。そして、該被処理空気Aが、該除湿ローター1内を通過する際に該除湿剤と接触することにより、該被処理空気A中の水分が該除湿剤に移動するので、該被処理空気Aは除湿される。水分が除去された除湿空気Bは、該除湿ローター1の該除湿ゾーン7から、除湿空気排気管27を通って排出され、クリーンルーム等へ返送される。
【0096】
次に、該除湿ゾーン7で水分を吸湿した該除湿剤は、該除湿ローター1が回転することにより、該機能ゾーン10へと移動する。そして、機能ゾーン通気ガスGが、図示しない機能ゾーン通気ガス供給機を用いて、図示しない加熱装置(第二加熱手段)に供給され、該加熱装置により加熱された後、該除湿ローター1の該機能ゾーン10に供給される。そして、該機能ゾーン通気ガスGが、該除湿剤と接触することにより、該除湿剤が加熱されると共に、該除湿剤中の水分が該機能ゾーン通気ガスGに移動するので、該除湿剤は加熱及び脱湿される。水分を吸湿した機能ゾーン排気ガスHは、該除湿ローター1の該機能ゾーン10から、該機能ゾーン排気ガス排気管63を通って外部へと放出される。
【0097】
更に、該機能ゾーン10で加熱及び脱湿された除湿剤は、該除湿ローター1が回転することにより、該再生ゾーン8へと移動する。そして、再生ガスEが、第二供給機23を用いて、加熱装置25に供給され、該加熱装置25により加熱された後、該除湿ローター1の該再生ゾーン8に供給される。そして、該再生ガスEが、該除湿剤と接触することにより、該除湿剤中の水分が該再生ガスEに移動するので、該除湿剤は、更に脱湿される。水分を吸湿した再生ゾーン排気ガスFは、該除湿ローター1の該再生ゾーン8から、再生ゾーン排気ガス排気管30を通って外部へと放出される。
【0098】
更に、該再生ゾーン8で脱湿された除湿剤は、該除湿ローター1が回転することにより、該冷却ゾーン9へと移動する。そして、冷却ガスCが、第三供給機24を用いて、該除湿ローター1の該冷却ゾーン9に供給される。該冷却ガスCが、該除湿剤と接触することにより、該除湿剤は冷却される。該除湿剤の熱を吸収した冷却ゾーン排気ガスDは、該除湿ローター1の該冷却ゾーン9から、冷却ゾーン排気ガス排気管32を通って外部へと放出される。
【0099】
次に、該冷却ゾーン9で冷却された除湿剤は、該除湿ローター1が回転することにより、該除湿ゾーン7へと移動し、再び該被処理空気Aの除湿に使用される。
【0100】
そして、該除湿ローター1に該被処理空気A、該再生ガスE、該冷却ガスC及び該機能ゾーン通気ガスGが供給されると共に、該除湿ローター1が、連続的又は間欠的に回転することにより、該被処理空気Aの除湿が、連続的に行われる。
【0101】
このとき、該機能ゾーン10に該機能ゾーン通気ガスを供給する際、該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該再生ゾーンに供給する該再生ガスの面速の0.5〜10倍とする。そして、該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該再生ゾーンに供給する該再生ガスの面速の1〜7倍とすることが好ましく、2〜5倍とすることが特に好ましい。該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、上記範囲とすることにより、該被処理空気A中の水分の除湿量が多くなり、該除湿空気Bの露点が低くなる。また、該機能ゾーン通気ガスの面速が遅すぎると、該除湿空気Bの露点を低くするという本発明の効果が得られ難くなり、また、速すぎると、ローターに担持されている除湿剤が脱落したり、振動によりローターが破損したり、あるいは、該機能ゾーン通気ガスの使用量が多くなり過ぎて、ランニングコストが高くなる。
【0102】
また、該機能ゾーン10に該機能ゾーン通気ガスを供給する際、該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーン10の面積の比を、0.003〜0.07とする。そして、該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーン10の面積の比を、0.005〜0.05とすることが好ましく、0.008〜0.03とすることが特に好ましい。該機能ゾーンの面積の比を、上記範囲とすることにより、該被処理空気A中の水分の除湿量が多くなり、該除湿空気Bの露点が低くなる。該機能ゾーンの面積が小さ過ぎると、該除湿空気Bの露点を低くするという本発明の効果が得られ難くなり、また、大き過ぎると、他のゾーンの面積が小さくなり過ぎるため、除湿効率が低くなる。
【0103】
本発明の第三の形態の除湿方法に係る該機能ゾーンについて説明する。本発明の第三の形態の除湿方法においては、該除湿ゾーンと該再生ゾーンの間に、該機能ゾーンを設けるが、「該除湿ゾーンと該再生ゾーンの間に、該機能ゾーンを設ける。」とは、該除湿ローターの開口面において、図15に示すように、該除湿ゾーン7と該再生ゾーン8の間の全てに、該機能ゾーンを設けることと、該除湿ゾーン7と該再生ゾーン8の間の一部に、該機能ゾーンを設けることの両者を指す。この点は、本発明の第一の形態の除湿方法と同様である。また、本発明においては、「該除湿ゾーンと該再生ゾーンの間に、該機能ゾーンを設ける。」には、「本発明の効果を損なわない範囲で、該除湿ゾーンと該再生ゾーンの境界近傍に、該機能ゾーンを設ける。」も含まれる。この点も、本発明の第一の形態の除湿方法と同様である。
【0104】
該機能ゾーン10の形状としては、本発明の第一の形態の除湿方法と同様に、扇形、扇形の中心角近辺が欠落した形、長方形、台形及び円形等が挙げられ、除湿効率を考慮して適宜選択される。また、本発明の第三の形態の除湿方法では、本発明の第一の形態の除湿方法と同様に、該機能ゾーン10を、該再生ゾーン8側にのみに突き出るように設けてもよいし、該除湿ゾーン7側のみに突き出るように設けてもよいし、該除湿ゾーン7及び該再生ゾーン8の両側に突き出るように設けてもよい。また、該機能ゾーン10の数は、本発明の第一の形態の除湿方法と同様に、2以上であってもよい。
【0105】
図16に示す該除湿装置65では、該機能ゾーン通気ガスGを、該開口面4a側から供給しているが、機能ゾーン通気ガス供給手段の配置を変えて、該開口面4b側から供給してもよい。そして、該再生ガスが供給される開口面と反対側の開口面から、該機能ゾーン通気ガスを、該機能ゾーンに供給することが、該再生ガスで加熱され難い除湿剤(すなわち、該再生ガスが供給される開口面と反対側の開口面付近の除湿剤)を、効率よく加熱できるので、該高機能ゾーンでの再生効率が高くなる点で好ましい。
【0106】
本発明の第三の形態の除湿方法に係る該機能ゾーン通気ガスとしては、該除湿ゾーンにより除湿された該除湿空気B、クリーンガス、ドライガス又は不活性ガス等の水分の含有量の少ないガスが挙げられ、それらに加えて、該被処理空気Aを用いることができる。
【0107】
該機能ゾーン通気ガスは、該除湿ゾーンから移動してくる除湿剤を、該再生ゾーンに移動させる前に、予め加熱するために供給される。つまり、該機能ゾーン通気ガスは、加熱用ガスである。また、該機能ゾーン通気ガスが、該機能ゾーンを通過する際に、該除湿剤の水分の一部が脱湿される。該機能ゾーン通気ガスの湿度は、該被処理空気の湿度と同程度であればよく、該機能ゾーン通気ガスの露点は、該被処理空気の露点以下であればよいが、該被処理空気の露点より10℃以上低いことが、得られる除湿空気Bの露点が低くなる点で好ましい。また、該機能ゾーン通気ガスの温度は、該除湿ゾーンから移動してくる除湿剤を、予め加熱できる程度の温度であればよく、該除湿剤の種類、該再生ゾーンに供給される該再生ガスの温度、運転条件等を考慮して、適宜選択される。
【0108】
また、該再生ガスE又は該冷却ガスCとしては、特に制限されないが、通常、該被処理空気Aである。
【0109】
該除湿ゾーン7、該再生ゾーン8及び該冷却ゾーン9の大きさは、該被処理空気Aの水分含有量、除湿剤の除湿性能、再生エネルギー、該除湿空気Bに要求される露点、該除湿ローター1の回転速度等により、適宜選択される。
【0110】
本発明の第三の形態の除湿方法は、該除湿ゾーンから移動してくる除湿剤を、該再生ゾーンで加熱し脱湿する前に、予め加熱し、また、除湿剤の水分の一部を脱湿するので、該再生ゾーンの再生効率が高くなる。そのため、本発明の第三の形態の除湿方法は、該機能ゾーンを設けない場合に比べ、再生ゾーンでの再生効率を高くすることができるので、得られる除湿空気Bの露点が低くなる。
【0111】
一方、従来の除湿方法において、再生ゾーンでの再生効率を高くするためには、該再生ゾーンの面積を大きくしなければならない。しかし、該再生ゾーンの面積を大きくすると、該除湿ゾーン又は該冷却ゾーンの面積が少なくなるので、全体としては、除湿効率が低くなる。
【0112】
また、本発明の第三の形態の除湿方法では、該機能ゾーンに供給する該機能ゾーンに通気ガスの面速を、該再生ゾーンに供給する該再生ガスの面速より速くし、該機能ゾーンに、高面速の該機能ゾーン通気ガスを供給することにより、除湿空気の露点を低くするという効果が更に高まる。
【0113】
本発明の第三の形態の除湿装置は、本発明の第三の形態の除湿方法を実施するための除湿装置であり、その形態例が、図16中の該除湿装置65である。
【0114】
すなわち、本発明の第三の形態の除湿装置は、回転軸方向に通気空洞が形成されている担体及び該担体に担持されている除湿剤からなる除湿ローターであって、開口面が、分割部材により、除湿ゾーン、再生ゾーン、冷却ゾーン、及び該除湿ゾーンと該再生ゾーンの間に形成される機能ゾーンに分割されている除湿ローターと、
該分割部材と、
該除湿ローターを回転させるための回転手段と、
該除湿ゾーンに被処理空気を供給するための第一供給手段と、
該再生ゾーンに再生ガスを供給するための第二供給手段と、
該冷却ゾーンに冷却ガスを供給するための第三供給手段と、
該再生ゾーンの前段に設けられ、該再生ガスを加熱するための加熱手段と、
該機能ゾーンに機能ゾーン通気ガスを供給するための機能ゾーン通気ガス供給手段と、
該機能ゾーン通気ガスを加熱するための第二加熱手段と、
を有し、
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比が、0.003〜0.07である、
除湿装置である。
【0115】
本発明の第三の形態の除湿装置に係る除湿ローター、除湿ゾーン、再生ゾーン、機能ゾーン及び冷却ゾーンは、本発明の第三の形態の除湿方法に係る除湿ローター、除湿ゾーン、再生ゾーン、機能ゾーン及び冷却ゾーンと同様である。
【0116】
該除湿ローターの開口面の面積に対する該機能ゾーンの面積の比は、0.003〜0.07であり、好ましくは0.005〜0.05であり、特に好ましくは0.008〜0.03である。
【0117】
該分割部材としては、該除湿ローターの開口面を、該除湿ゾーン、該再生ゾーン、該機能ゾーン及び該冷却ゾーンに分割することができるものであれば、特に制限されず、該除湿ロータの開口面と該ローターケースの隙間に、該除湿ローターの回転中心から円周に向かって放射状に設けられ、該ローターケースに固定される仕切り板、又は図4に示す各形態例の各ゾーンの形状に成形され、該除湿ロータの開口面と該ローターケースの隙間に設けられ、該ローターケースに固定される仕切り板が挙げられる。
【0118】
本発明の第三の形態の除湿装置に係る第一供給手段、第二供給手段、第三供給手段、機能ゾーン通気ガス供給手段及び加熱手段は、本発明の第一の形態の除湿装置に係る第一供給手段、第二供給手段、第三供給手段、機能ゾーン通気ガス供給手段及び加熱手段と同様である。また、本発明の第三の形態の除湿装置に係る第二加熱手段は、本発明の第三の形態の除湿装置に係る加熱手段と同様である。
【0119】
そして、本発明の第三の形態の除湿装置では、該除湿ゾーン、該再生ゾーン、該機能ゾーン及び該冷却ゾーンの面積と、該第一供給手段、該第二供給手段、該第三供給手段及び該機能ゾーン通気ガス供給手段の風量とを調節することにより、該機能ゾーンに供給する該機能ゾーン通気ガスの面速を、該再生ゾーンに供給する該再生ガスの面速の0.5〜10倍にすることができる。このことにより、本発明の第三の形態の除湿装置を用いて、本発明の第三の形態の除湿方法を実施することができる。
【0120】
また、本発明の第三の形態の除湿装置においては、本発明の第一の形態の除湿装置と同様に、該再生ガスEとして、該冷却ゾーン排気ガスDを用いることができる。このような形態例としては、図16中、該第二供給機23が設置されておらず、代わりに該冷却ゾーン排気ガス排気管32と該第一再生ガス供給管28を繋ぐ連結管が設けられている除湿装置が挙げられる。この形態例の場合、該連結管が第二供給手段である。
【0121】
また、本発明の第三の形態の除湿装置に係る分割部材のうち、該機能ゾーンを区画する分割部材は、本発明の第一の形態の除湿装置と同様に、異形開口分割部材であってもよい。本発明の第三の形態の除湿装置に係る異形開口分割部材は、本発明の第一の形態の除湿装置に係る異形開口分割部材と同様である。
【0122】
本発明の第三の形態の除湿装置が該異形開口分割部材を有する場合、本発明の第一の形態の除湿装置と同様に、該異形開口分割部材の機能ゾーン通気ガス出口側開口から、該機能ゾーン通気ガスが該除湿ロータの開口面に供給されるので、該機能ゾーンの形状は、該異形開口分割部材の機能ゾーン通気ガス出口側開口の形状となる。この場合、該異形開口分割部材により、該除湿ローターの開口面から、該機能ゾーンが分割される。
【0123】
該機能ゾーンへの該機能ゾーン通気ガスGの供給方向と、該再生ゾーンへの該再生ガスEの供給方向が同じであり、且つ該再生ゾーン排気ガスFに、該機能ゾーン排気ガスHを混合させる場合、該機能ゾーン排気ガスHが排気される側の除湿ローターの開口面において、該機能ゾーンを区画する分割部材を設けないことにより、該除湿ロータを通過直後に、該再生ゾーン排気ガスFに該機能ゾーン排気ガスHを混合させることができる。この場合を、図17を参照して説明すると、該機能ゾーン通気ガス及び該再生ガスが供給される除湿ロータの開口面4b側には、該異形開口分割部材45が設置されているので、該開口面4b側の再生ゾーンと機能ゾーンとは分割されているが、反対側の除湿ロータの開口面4a側には、機能ゾーンを区画する分割部材がない。そのため、該除湿ローターを通過直後に、該ローターケース内で、該再生ゾーン排気ガスFに該機能ゾーン排気ガスHが混合することになる。
【0124】
本発明の第一の形態の除湿方法、本発明の第一の形態の除湿装置、本発明の第二の形態の除湿方法、本発明の第二の形態の除湿装置、本発明の第三の形態の除湿方法、及び本発明の第三の形態の除湿装置において、該除湿ローター1の構造は、回転軸方向に通気空洞が形成されている構造であれば、特に制限されず、例えば、コルゲート状ハニカム構造が挙げられる。該コルゲート状ハニカム構造は、平坦状繊維基紙及び該平坦状繊維基紙をコルゲート加工して得られる波型状繊維基紙を、無機接着剤又は有機接着剤を用いて、該波型状繊維基紙の山部で接着し、積層して製造される。この時、該平坦状繊維基紙及び該波型状繊維基紙は、両者の間に形成される略半円柱形状の空洞が、空気の流路となるので、該空洞が該除湿ローター1の回転軸方向に形成されるように積層される。また該除湿ローター1の担体の材質は、通常、除湿装置に用いられる材質であれば、特に制限されない。また、該除湿ローター1に担持されている除湿剤は、通常、除湿装置に用いられる除湿剤であれば、特に制限されず、例えば、合成ゼオライトが挙げられ、そのうち、吸湿性が高い点で、SiO/Al比が低いものが好ましく、X型ゼオライト及びY型ゼオライトが特に好ましい。
【0125】
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
【実施例】
【0126】
(実施例1)
1.除湿装置
(除湿ローター)
シリカアルミナ繊維製紙(厚さ0.2mm、空隙率90%)により構成され、幅3.0mm、高さ1.6mmのセルを有するのハニカム構造担体(ニチアス株式会社製、商品名:ハニクル)を、開口面の外径(図18中符号67)が2000mm、回転軸の取り付け部の径(図18中符号66)が270mmであり、厚さ200mmとなるように円筒状に切り出し、担体とした。
次いで、該担体に、除湿剤として、合成ゼオライト(Y型ゼオライト、SiO/Al=5.4(モル比))を、140kg/mの担持量で担持し、除湿ローターを作製した。
【0127】
(装置構成)
図7に示す除湿装置50において、下記の詳細構成を有する除湿装置を作製した。
(i)除湿ローターの開口面4a側の再生ゾーンと冷却ゾーンの間の一部に、機能ゾーンが設けられている。
(ii)機能ゾーン通気ガスが供給される側の開口面における、機能ゾーンを区画する分割部材は、横(図18中符号68)が35mm、縦(図18中符号69)が850mmの長方形であり、奥行き(すなわち、図18において、紙面の表裏方向の長さ)が30mmである。
(iii)分割部材6a、6bの配置は、図18に示す通りである。各ゾーンの面積比率は、機能ゾーン:除湿ゾーン:再生ゾーン:冷却ゾーン=1:14.4:14.4:85.4である。
(iv)冷却ゾーン排気ガス排気管32と第一再生ガス供給管28が、連結管で繋がれている。
該除湿装置においては、機能ゾーン通気ガスは、除湿ローターの開口面4a側から供給され、除湿ローターの開口面4b側には、機能ゾーンと冷却ゾーンを区画する分割部材がないので、機能ゾーン排気ガスHは、除湿ローターの開口面4bを通過後、ローターケース内で、冷却ゾーン排気ガスDと混合する。
【0128】
2.除湿試験
上記除湿装置を用いて、除湿ローターを回転速度10回転/時間の割合で回転させつつ、表1に示す供給条件で、被処理空気A、冷却ガスC及び機能ゾーン通気ガスHを、連続して該除湿ローターに供給し、除湿運転を行った。この時のフロー図を図19に示す。その結果、除湿空気Bは、露点が−10℃、温度が30℃であった。
・被処理空気A:処理対象となるクリーンルーム内の空気(温度25℃、露点14℃)
・冷却ガスC:処理対象となるクリーンルーム内の空気(温度25℃、露点14℃)
・機能ゾーン通気ガスG:クリーンガス(25℃)
・再生ゾーン入口側の再生ガス:冷却ゾーンを通過した冷却ゾーン排気ガスD及び機能ゾーンを通過した機能ゾーン排気ガスHの混合ガスであり、加熱手段を通過した後の加熱ガスである。
【0129】
(実施例2)
1.除湿装置
(除湿ローター)
実施例1と同じ除湿ローターを作製した。
【0130】
(装置構成)
図7に示す除湿装置50において、下記の詳細構成を有する除湿装置を作製した。
(i)冷却ゾーンと除湿ゾーンの間の一部に、機能ゾーンが設けられている。
(ii)機能ゾーン通気ガスが供給される側の開口面及び機能ゾーン通気ガスが排気される側の開口面における、機能ゾーンを区画する分割部材は、横が35mm、縦が850mmの長方形であり、奥行き30mmである。
(iii)分割部材6a、6bの配置は、図20に示す通りである。各ゾーンの面積比率は、機能ゾーン:除湿ゾーン:再生ゾーン:冷却ゾーン=1:14.4:14.4:85.4である。
(iv)冷却ゾーン排気ガス排気管32と第一再生ガス供給管28が、連結管で繋がれている。
(v)除湿空気Bを、機能ゾーンに供給するために、除湿ローターの開口面4b側の機能ゾーン(すなわち、除湿ローターの開口面4b側のローターケース)と除湿空気排気管27を繋いだ。
(vi)機能ゾーン排気ガスHを、冷却ガスCに混合させるために、除湿ローターの開口面4a側の機能ゾーン(すなわち、除湿ローターの開口面4a側のローターケース)と冷却ガス供給管31を繋いだ。
該除湿装置においては、機能ゾーン通気ガスは、除湿ローターの開口面4b側から供給される。
【0131】
2.除湿試験
上記除湿装置を用いて、除湿ローターを回転速度10回転/時間の割合で回転させつつ、表1に示す供給条件で、被処理空気A、冷却ガスC及び機能ゾーン通気ガスHを、連続して該除湿ローターに供給し、除湿運転を行った。この時のフロー図を図21に示す。その結果、除湿空気Bは、露点が−7℃、温度が32℃であった。
・被処理空気A:処理対象となるクリーンルーム内の空気(温度25℃、露点14℃)
・冷却ガスC:処理対象となるクリーンルーム内の空気(温度25℃、露点14℃)と機能ゾーンを通過した機能ゾーン排気ガスHの混合ガス
・機能ゾーン通気ガスG:除湿ゾーン通過後の除湿空気B(温度32℃、露点−7℃)
・再生ゾーン入口側の再生ガス:冷却ゾーンを通過した冷却ゾーン排気ガスDであり、加熱手段を通過した後の加熱ガスである。
【0132】
(実施例3)
1.除湿装置
(除湿ローター)
実施例1と同じ除湿ローターを作製した。
【0133】
(装置構成)
図7に示す除湿装置50において、下記の詳細構成を有する除湿装置を作製した。
(i)除湿ゾーンと再生ゾーンの間の一部に、機能ゾーンが設けられている。
(ii)機能ゾーン通気ガスが供給される側の開口面及び機能ゾーン通気ガスが排気される側の開口面における、機能ゾーンを区画する分割部材は、横が35mm、縦が850mmの長方形であり、奥行き30mmである。
(iii)分割部材6a、6bの配置は、図22に示す通りである。各ゾーンの面積比率は、機能ゾーン:除湿ゾーン:再生ゾーン:冷却ゾーン=1:14.4:14.4:85.4である。
(iv)冷却ゾーン排気ガス排気管32と第一再生ガス供給管28が、連結管で繋がれている。
(v)機能ゾーン通気ガスを加熱するために、機能ゾーン通気ガス供給管の途中に、第二加熱手段を設けた。
(vi)機能ゾーン排気ガスHを、再生ガスEに混合させるために、除湿ローターの開口面4b側の機能ゾーン(すなわち、除湿ローターの開口面4b側のローターケース)と冷却ゾーン排気ガス排出管32を繋いだ。
該除湿装置においては、機能ゾーン通気ガスは、除湿ローターの開口面4a側から供給される。
【0134】
2.除湿試験
上記除湿装置を用いて、除湿ローターを回転速度10回転/時間の割合で回転させつつ、表1に示す供給条件で、被処理空気A、冷却ガスC及び機能ゾーン通気ガスHを、連続して該除湿ローターに供給し、除湿運転を行った。この時のフロー図を図23に示す。その結果、除湿空気Bは、露点が−13℃、温度が37℃であった。
・被処理空気A:処理対象となるクリーンルーム内の空気(温度25℃、露点14℃)
・冷却ガスC:処理対象となるクリーンルーム内の空気(温度25℃、露点14℃)
・機能ゾーン通気ガスG:窒素ガス(温度140℃)
・再生ゾーン入口側の再生ガス:冷却ゾーンを通過した冷却ゾーン排気ガスD及び機能ゾーン排出ガスHであり、加熱手段を通過した後の加熱ガスである。
【0135】
(比較例1)
1.除湿装置
(除湿ローター)
実施例1と同じ除湿ローターを作製した。
【0136】
(装置構成)
図7に示す除湿装置50において、下記の詳細構成を有する除湿装置を作製した。
(i)機能ゾーンは設けられていない。
(ii)機能ゾーン通気ガス供給管、機能ゾーンを分割する分割部材及び機能ゾーン排気ガス排気管は、設けられていない。
(iii)分割部材6a、6bの配置は、図24に示す通りである。各ゾーンの面積比率は、除湿ゾーン:再生ゾーン:冷却ゾーン=6:1:1である。
(iv)冷却ゾーン排気ガス排気管32と第一再生ガス供給管28が、連結管で繋がれている。
【0137】
2.除湿試験
上記除湿装置を用いて、除湿ローターを回転速度10回転/時間の割合で回転させつつ、表1に示す供給条件で、被処理空気A及び冷却ガスCを、連続して該除湿ローターに供給し、除湿運転を行った。この時のフロー図を図25に示す。その結果、除湿空気Bは、露点が−4℃、温度が35℃であった。
・被処理空気A:処理対象となるクリーンルーム内の空気(温度25℃、露点14℃)
・冷却ガスC:処理対象となるクリーンルーム内の空気(温度25℃、露点14℃)
・再生ゾーン入口側の再生ガス:冷却ゾーンを通過した冷却ゾーン排気ガスDであり、加熱手段を通過した後の加熱ガスである。
【0138】
【表1】


1)各ゾーンの面速は、除湿ローターの開口面に供給される直前の面速である。
【図面の簡単な説明】
【0139】
【図1】本発明の第一の形態の除湿方法を実施するための除湿装置に設置される除湿ローターの形態例を示す図である。
【図2】本発明の第一の形態の除湿方法を実施するための除湿装置の形態例である。
【図3】図1に示す除湿ロータの開口面側から見たときの分割部材の配置を示す図である。
【図4】該開口面4aに形成される該除湿ゾーン、該再生ゾーン、該機能ゾーン及び該冷却ゾーンの形状を示す模式図である。
【図5】該除湿ローターの開口面の面積及び該機能ゾーンの面積を示す図である。
【図6】該第一供給手段、該第二供給手段又は該第三供給手段の設置位置が、該除湿ローター1の後段である除湿装置の形態例を示す図である。
【図7】本発明の第一の除湿装置の他の形態例である。
【図8】異形開口分割部材を示す模式図である。
【図9】該異形開口分割部材の設置位置を示す模式図である。
【図10】ローターケース21の断面図である。
【図11】除湿ローターの開口面側から見たときの分割部材又は異形開口分割部材の配置を示す模式図である。
【図12】除湿ローターの開口面側から見たときの分割部材の配置を示す模式図である。
【図13】本発明の第二の形態の除湿方法を実施するための除湿装置の形態例である。
【図14】除湿ローターの開口面側から見たときの分割部材又は異形開口分割部材の配置を示す模式図である。
【図15】除湿ローターの開口面側から見たときの分割部材の配置を示す模式図である。
【図16】本発明の第三の形態の除湿方法を実施するための除湿装置の形態例である。
【図17】除湿ローターの開口面側から見たときの分割部材又は異形開口分割部材の配置を示す模式図である。
【図18】実施例1の除湿装置の除湿ローターの開口面側から見たときの分割部材の配置を示す模式図である。
【図19】実施例1のフロー図である。
【図20】実施例2の除湿装置の除湿ローターの開口面側から見たときの分割部材の配置を示す模式図である。
【図21】実施例2のフロー図である。
【図22】実施例3の除湿装置の除湿ローターの開口面側から見たときの分割部材の配置を示す模式図である。
【図23】実施例3のフロー図である。
【図24】比較例1の除湿装置の除湿ローターの開口面側から見たときの分割部材の配置を示す模式図である。
【図25】比較例1のフロー図である。
【符号の説明】
【0140】
1 除湿ローター
3 通気空洞の開口
4a、4b 除湿ローターの開口面
5 ローター軸
6a、6b、51a、51b、61a、61b 分割部材
7 除湿ゾーン
8 再生ゾーン
9 冷却ゾーン
10 機能ゾーン
20、50、60、65 除湿装置
21 ローターケース
22 第一供給機
23 第二供給機
24 第三供給機
25 加熱装置
26 被処理空気供給管
27 除湿空気排気管
28 第一再生ガス供給管
29 第二再生ガス供給管
30 再生ゾーン排気ガス排気管
31 冷却ガス供給管
32 冷却ゾーン排気ガス排気管
33、43、53、62 機能ゾーン通気ガス供給管
34、54、63 機能ゾーン排気ガス排気管
38 回転方向
39 除湿ローターの開口面の面積
40a、40b 機能ゾーンの面積
41 該機能ゾーン10が設けられている箇所
42 該機能ゾーン10が設けられていない箇所
44 連結管
45 異形開口分割部材
46 異形開口分割部材の機能ゾーン通気ガス入口側開口
47 異形開口分割部材の機能ゾーン通気ガス出口側開口
48 機能ゾーン通気ガスの供給方向
49 スリット
66 回転軸の取り付け部の径
67 開口面の外径
68 機能ゾーンを分割する分割部材の横
69 機能ゾーンを分割する分割部材の縦
A 被処理空気
B 除湿空気
C 冷却ガス
D 冷却ゾーン排気ガス
E 再生ガス
F 再生ゾーン排気ガス
G 機能ゾーン通気ガス
H 機能ゾーン排気ガス
【出願人】 【識別番号】000110804
【氏名又は名称】ニチアス株式会社
【出願日】 平成18年7月4日(2006.7.4)
【代理人】 【識別番号】100098682
【弁理士】
【氏名又は名称】赤塚 賢次

【識別番号】100071663
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 保夫

【識別番号】100131255
【弁理士】
【氏名又は名称】阪田 泰之


【公開番号】 特開2008−12400(P2008−12400A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−184241(P2006−184241)