除湿装置的制作方法

本发明涉及能够对干燥室等调湿空间供给低湿度空气的除湿装置。

背景技术：

在这种除湿装置中，以往有下述的专利文献1(日本特开2013-24448号公报)所记载的除湿装置。该现有技术如下构成。

在被分割为包括处理区域、再生区域、清洗区域在内的多个区域，且具有吸附处理空气中的水分的吸附转子、对用于使吸附于上述吸附转子的水分脱离的再生空气进行加热的加热器、和使上述吸附转子旋转驱动的旋转驱动部件的除湿装置中，具备检测向二次侧供给的供给空气量的供给空气量检测部件、在所述吸附转子的通过所述处理区域之前的位置检测所述处理空气的绝对湿度的湿度检测部件、控制利用所述旋转驱动部件而旋转的所述吸附转子的旋转速度的旋转速度控制部件、基于由所述湿度检测部件检测出的处理空气的绝对湿度以及由所述供给空气量检测部件检测出的供给空气量和预先设定的供气露点温度的设定值来运算再生空气量，并基于所述运算结果控制所述再生空气量的再生空气量控制部件。

根据该现有技术，因为再生空气量控制部件能够基于由湿度检测部件检测出的处理空气的绝对湿度以及由供给空气量检测部件检测出的供给空气量和预先设定的供气露点温度的设定值来运算再生空气量，并基于该运算结果控制再生空气量，所以即使在再生空气量发生变化的情况下，也能够不进行复杂的控制地使二次侧的供气露点温度稳定化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-24448号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

但是，上述现有技术存在以下问题。

上述以往的除湿装置是吸附转子始终旋转的所谓蜂巢转子旋转式的干燥剂除湿机，在该除湿装置中使用的吸附转子是在将由陶瓷纤维等无机纤维构成的纸加工成蜂巢状而成的结构体上担载合成沸石等吸湿剂的构件。因此，在将吸附转子所吸附的水分去除而使吸湿剂再生时，将除湿后的干燥空气的一部分取出，对其进行加热而制作热风，利用该热风不仅要加热吸湿剂，还不得不同时加热蜂巢成形原料，因此，在吸湿剂再生时需要大量的能量。即，存在难以降低运行成本的问题。

另外，为了形成吸附转子，除了上述原料以外，还需要粘接剂、树脂填料类等，但由于这些粘接剂、树脂填料类的耐热温度的问题，难以在300℃左右的高温下对吸湿剂进行再生处理。因此，在干燥空气中混入了高沸点化合物的情况下，也会产生这样的问题，即，该高沸点化合物不会从吸湿剂中去除而蓄积，吸湿性能逐渐降低。

本发明的目的在于提供一种除湿装置，其吸湿性能优异，能够降低运行成本，并且也不受高沸点化合物的混入的影响。

用于解决课题的技术方案

为了实现上述目的，本发明例如如图1至图3所示，以如下方式构成除湿装置。

该除湿装置具备：固定式吸湿塔18，至少具备3台以上借助吸湿构造体10而内部空间被划分为第一室12及第二室14的吸湿器16a、16b、16c…；返回空气供给流路22，上游端与返回空气入口20连接，下游端与所述各吸湿器16a、16b、16c…的第一室12连接，且使用设置在该返回空气供给流路22的中途的处理风扇24将从调湿空间dr排出的返回空气ra以能够切换的方式向所述各吸湿器16a、16b、16c…的第一室12中的任一个供给；干燥空气输送流路28，上游端与所述各吸湿器16a、16b、16c…的第二室14连接，下游端与干燥空气出口26连接，且将通过所述任一个吸湿器16a、16b、16c…的吸湿构造体10而被除湿后的低露点温度的干燥空气da向干燥空气出口26输送；冷却回路30，一端与所述各吸湿器16a、16b、16c…的第二室14连接，另一端与所述各吸湿器16a、16b、16c…的第一室12连接，且用冷却风扇34吸引由设置在该流路的中途的冷却装置32冷却的空气，以能够切换的方式向所述各吸湿器16a、16b、16c…的第一室12中的任一个供给并使其进行循环；再生空气输送流路36，上游端与所述冷却回路30的一端和所述冷却装置32之间的流路连接，下游端与所述各吸湿器16a、16b、16c…的第二室14连接，将在所述冷却回路30中循环的空气的一部分作为再生空气ca以能够切换的方式向所述各吸湿器16a、16b、16c…的第二室14中的任一个输送；以及再生空气排出流路40，上游端与所述各吸湿器16a、16b、16c…的第一室12连接，下游端与再生排气口38连接。所述吸湿构造体10由粒状或块状的吸湿材料42、通气性的壳体44和加热部件46构成，该吸湿材料42由无机的多孔质材料构成，物理性地吸附空气中的水分，该壳体44收纳所述吸湿材料42，并且将所述吸湿材料16a、16b、16c…的内部空间划分为能够相互流通气体的两个室12、14，该加热部件46直接加热所述吸湿材料42。在所述返回空气供给流路22的处理风扇24的吸入侧，连接有从外部气体入口48导出的外部气体导入管道50的下游端，并且在所述处理风扇24的输送侧，连接有空气补给配管52，该空气补给配管52的下游端连接在所述冷却回路30的冷却装置32与所述冷却风扇34的吸入侧之间，经由所述返回空气供给流路22及所述外部气体导入配管50从外部气体补给从所述冷却回路30排出的分量的空气作为所述再生空气ca。

本发明例如起到以下的作用效果。

作为用于吸湿构造体的吸湿材料，将由无机的多孔质材料构成的物理性的吸湿材料本身制成比表面积大的粒状或块状后使用，因此能够使吸湿构造体的每单位容积的吸湿量极大化。

另外，由于吸湿构造体不包含粘接剂、树脂填料类等，因此能够将加热吸湿材料而再生吸湿力时的加热温度提高到300℃左右。因此，即使在干燥空气中混入高沸点化合物，其与返回空气一起向固定式吸湿塔输送且被吸湿材料吸附，在吸湿力再生时，通过在大致300℃以上的高温下对该吸湿材料进行加热，也能够将高沸点化合物与水分一起从吸湿材料中去除。

而且，在使由吸湿材料吸湿了的水分脱离而再生吸湿力时，加热部件直接加热吸湿材料，因此能够使吸附于吸湿材料的水分无浪费地升温而从吸湿材料脱离。而且，利用从冷却回路排出的低湿度的再生空气将该脱离的水分从吸湿器挤出，由此能够以较少的能量消耗量进行吸湿材料的再生。

并且，由于固定式吸湿塔具备至少3台以上的吸湿器，因此无需像蜂巢转子旋转式的干燥剂除湿机那样使用大的动力使吸湿器旋转移动等，仅通过空气的流路、加热部件的接通·断开这样的切换操作就能够同时进行返回空气的除湿、吸湿材料的再生、吸湿材料再生后的冷却这样的3个工序。

在本发明中，优选的是，所述吸湿器16a、16b、16c…的内部空间由所述吸湿构造体10在高度方向上分成两部分，在所述吸湿构造体10的上侧形成第一室12，在下侧形成第二室14。

在该情况下，如再生空气那样在吸湿器内成为高温的气体从该吸湿器的下侧进入且向上侧排出，如除湿对象的返回空气、冷却气体那样的成为低温的气体从吸湿器的上侧进入且向下侧排出。因此，气体的流通顺畅且效率高，还降低运行成本。

另外，在本发明中，优选的是，在所述外部气体导入配管50上设置有对向所述返回空气供给流路22导入的外部气体进行冷却的冷却装置50a。

在该情况下，在向返回空气导入外部气体时，能够将返回空气的露点上升抑制到最小限度。

而且，在本发明中，优选的是，在所述再生空气供给流路36的上游侧设置有对所述再生空气ca进行加热的辅助加热部件36a。

在该情况下，能够减轻吸湿材料再生时的加热部件的负荷、除湿装置整体的能量成本。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的除湿装置的流程图。

图2是表示本发明中的固定式吸湿塔的一例的说明图。

图3是表示切换了图1中的流体的流动的状态的流程图。

具体实施方式

以下，根据图1至图3对本发明的一实施方式进行说明。首先，图1是表示本发明的一实施方式的除湿装置的流程图。如该图所示，本发明的除湿装置是对空气进行除湿并向调湿空间dr供给的装置。该调湿空间dr是如收纳有例如锂离子电池的生产线的干燥室那样，要求露点温度为-60℃左右的极低的湿度的空气的空间。而且，除湿装置大致由固定式吸湿塔18、返回空气供给流路22、干燥空气输送流路28、冷却回路30、再生空气输送流路36及再生空气排出流路40构成。

固定式吸湿塔18是经由返回空气供给流路22对从调湿空间dr返回的返回空气ra、后述的外部气体进行除湿的装置，具备内部空间借助吸湿构造体10被划分为第一室12以及第二室14的(在图示实施方式中为)3台吸湿器16a、16b、16c。

如图2所示，吸湿构造体10由粒状或块状的吸湿材料42、通气性的壳体44、和加热部件46构成，该吸湿材料42由无机的多孔质材料构成且物理性地吸附空气中的水分，该壳体44收纳该吸湿材料42并且将上述吸湿器16a、16b、16c的内部空间划分成相互能够流通气体的两个室12、14，该加热部件46直接加热上述吸湿材料42。

作为形成上述吸湿材料42的无机的多孔质材料，能够列举沸石、硅胶、活性氧化铝等，但如果考虑其吸湿特性等，则特别优选沸石。

另外，通气性的壳体44例如由金属丝网或耐热性的树脂网、或者冲孔金属板或膨胀合金等那样不阻碍通气性而耐热性和机械强度优异的材料形成。

进而，加热部件46只要能够直接加热上述吸湿材料42，更具体而言，只要能够直接加热吸湿材料42自身和/或被吸附于吸湿材料42的水分而使水分从吸湿材料42脱离，则任意的方式即可，优选使用电热加热器、微波加热装置、高频感应加热装置等。在图2所示的实施方式的情况下，作为该加热部件46，使用使在由氧化铝管或石英管等构成的加热器管中装填有镍铬合金线等发热体的铠装加热器在水平方向上蜿蜒并且在高度方向上配设有多段(3段)而成的部件。如果使用这样的加热部件46，则能够使吸湿构造体10的整体迅速且容易控制地升温。

另外，在使用微波加热装置作为加热部件46的情况下，在由金属形成壳体44的情况下，需要预先用玻璃或耐热性的树脂等涂覆其表面。

另外，在图示的实施方式中，作为固定式吸湿塔18，示出了具备3台吸湿器16a、16b、16c的情况，但设置于该固定式吸湿塔18的吸湿器16a、16b、16c…的数量只要是3台以上即可，能够根据作为目的的干燥空气的品质、必要量等适当选择。例如，通过将设置于固定式吸湿塔18的吸湿器16a、16b、16c的数量如图示实施方式那样设为3台，除了能够同时进行后述的返回空气ra的除湿、吸湿材料42的再生、吸湿材料42再生后的冷却这样的3个工序之外，还能够使除湿装置的尺寸最小化，空间效率优异。另一方面，通过将设置于固定式吸湿塔18的吸湿器16a、16b、16c…的数量设为4台以上，除了能够增加干燥空气的供给量之外，还如后所述，能够抑制在切换进行除湿运转的吸湿器16a、16b、16c…时产生压力变动、波动等。

另外，构成固定式吸湿塔18的吸湿器16a、16b、16c…如图2所示，优选其内部空间形成为被吸湿构造体10在高度方向上分为两部分，上侧成为第一室12、下侧成为第二室14。由此，如再生空气那样在吸湿器内成为高温的气体从该吸湿器的下侧进入且向上侧排出，如除湿对象的返回空气、冷却气体那样的成为低温的气体从吸湿器的上侧进入且向下侧排出。因此，气体的流通顺畅且效率高，还降低运行成本。

返回空气供给流路22是将从调湿空间dr返回的返回空气ra向固定式吸湿塔18供给的流路，具有上游端与返回空气入口20连接的管路22a。该管路22a在中途分支成多个(在图示实施方式中为3个)而成为分支管22a1、22a2、22a3…，其下游端与各吸湿器16a、16b、16c的第一室12连接。另外，在管路22a的中途设置有将从调湿空间dr排出的返回空气ra向各吸湿器16a、16b、16c的第一室12输送的处理风扇24，并且设置有对在该管路22a内流通的返回空气ra进行冷却而降低露点温度的预冷却装置22c。

在返回空气供给流路22的管路22a中的处理风扇24的吸入侧连接有从外部气体入口48导出的外部气体导入配管50的下游端。在该外部气体导入配管50上根据需要设置有用于冷却向返回空气供给流路22导入的外部气体的冷却装置50a。另外，图中的附图标记50b是预过滤器，附图标记50c是中性能过滤器，它们配合而用于去除向外部气体导入配管50导入的外部气体中的粉尘等。

另一方面，在该管路22a中的处理风扇24的输送侧，更详细而言，在预冷却装置22c的下游侧，上游端连接在后述的冷却回路30的冷却装置32与冷却风扇34的吸入侧之间，且连接空气补给配管52的下游端。如后所述，该空气补给配管52是用于将从冷却回路30排出的分量的空气作为再生空气ca经由返回空气供给流路22及外部气体导入配管50从外部气体补给的配管。

而且，在管路22a分支出的各分支管22a1、22a2、22a3…上分别安装有阀23a、23b、23c…，通过对该阀23a、23b、23c…进行开闭操作，能够切换返回空气ra的供给目的地。

干燥空气输送流路28是通过任一吸湿器16a、16b、16c的吸湿构造体10，将被除湿至例如露点温度-60℃左右的低露点的干燥空气da向干燥空气出口26输送的流路，下游端具有与该干燥空气出口26连接的管路28a。另外，从干燥空气出口26出来的干燥空气da经由干燥空气配管54及干燥空气管道56向调湿空间dr供给。上述管路28a在中途分支成多个(在图示实施方式中为3个)而成为分支管28a1、28a2、28a3…，其上游端与各吸湿器16a、16b、16c的第二室14连接。另外，在管路28a的中途安装有用于去除干燥空气da中的粉尘等的中性能过滤器58。

在管路28a分支出的各分支管28a1、28a2、28a3…上分别安装有阀29a、29b、29c…，通过对该阀29a、29b、29c进行开闭操作，能够切换干燥空气dr的供给源。

冷却回路30是用于将使吸湿构造体10的加热部件46动作而使吸湿材料42的吸湿能力再生后的吸湿材料在不降低其吸湿能力的情况下冷却至吸湿器16a、16b、16c可使用的温度的回路，具有管路30a。该管路30a的一端分支而成为分支管30a1、30a2、30a3…，与各吸湿器16a、16b、16c…的第二室14连接。另外，其另一端也分支而成为分支管30aa、30ab、30ac…，与各吸湿器16a、16b、16c…的第一室12连接。

在该冷却回路30的管路30a上安装有使冷却回路30内的空气循环的冷却风扇34，在该冷却风扇30的吸入侧的管路30a上设置有对管路30a内的空气进行冷却的冷却装置32。因此，由该冷却装置32冷却后的空气被冷却风扇34吸引。另外，作为冷却装置32，例如能够举出利用使冷却水流通的冷却盘管冷却空气的装置等。

在管路30a分支出的各分支管30a1、30a2、30a3…分别安装有阀31a、31b、31c…，另外，在各分支管30aa、30ab、30ac…分别安装有阀33a、33b、33c…。而且，通过对这些阀31a、31b、31c…及33a、33b、33c…进行开闭操作，能够对在冷却回路30中进行冷却的吸湿器16a、16b、16c进行切换。

再生空气供给流路36具有管路36a，该管路36a的上游端与冷却回路30的一端和上述冷却装置32之间的流路、更具体而言是管路30a中的冷却装置32的上游侧连接。该管路36a的下游侧分支而成为分支管36a1、36a2、36a3…，与各吸湿器16a、16b、16c…的第二室14连接。另外，在各分支管36a1、36a2、36a3…分别安装有阀37a、37b、37c…。因此，该再生空气输送流路36能够将在冷却回路30中循环的空气的一部分作为再生空气ca以能够切换的方式向上述各吸湿器16a、16b、16c…的第二室14中的任一个输送。

另外，如图1所示，在该再生空气输送流路36的管路36a上，根据需要设置有对上述再生空气ca进行加热的辅助加热部件36a。该辅助加热部件36a根据设置除湿装置的现场的能量情况来设定其热源。例如，在除湿装置的设置现场，在能够廉价地获得饱和蒸气作为热源的情况下，如图1的例子所示，优选使用蒸气加热器作为辅助加热部件36a。由此，能够减轻吸湿材料再生时的加热部件46的负荷、除湿装置整体的能量成本。

再生空气排出流路40是借助供给到吸湿器16a、16b、16c…的再生空气ca，将从吸湿构造体10的吸湿材料42脱离了的水分向外部气体中排出的流路，具有供含有水分的使用过的再生空气ca流通的管路40a。该管路40a的上游侧分支而成为分支管40a1、40a2、40a3…，与各吸湿器16a、16b、16c…的第一室12连接。另外，在各分支管40a1、40a2、40a3…分别安装有阀41a、41b、41c…。并且，该管路40a的下游端与再生排气口38连接。

需要说明的是，图中的附图标记60是聚集向调湿空间dr供给的干燥空气带有湿气而成为返回空气ra的返回空气管道，附图标记62是将向返回空气管道60内送入的返回空气ra向返回空气入口20输送的返回空气配管。

在使用如以上那样构成的除湿装置向调湿空间dr供给超低湿度的干燥空气da时，各吸湿器16a、16b、16c…中的至少一台进行干燥空气da的生成，至少一台进行内部的吸湿材料42的再生，至少一台进行用于干燥空气da生成准备的冷却。

例如，在图1以及图2所示的实施方式的除湿装置中，在下段的吸湿器16c中进行干燥空气da的生成，并且在中段的吸湿器16b中进行吸湿材料42的再生，在上段的吸湿器16a中进行用于干燥空气da生成准备的冷却。

当下段的吸湿器16c的除湿能力达到极限时，为了获得作为目的的露点温度的干燥空气da，需要进行吸湿器16a、16b、16c的切换。图3是表示该切换后的状态。即，对于处于图1的状态的除湿装置，对返回空气供给流路22的阀23c进行关闭操作并且对阀23a进行打开操作。另外，对干燥空气输送流路28的阀29c进行关闭操作，并且对阀29a进行打开操作。进而，使吸湿器16b的加热部件46的动作停止，另一方面，使吸湿器16c的加热部件46动作，对再生空气输送流路36的阀37b、再生空气排出流路40的阀41b及冷却回路30的阀31a和33a进行关闭操作，并且对再生空气输送流路36的阀37c、再生空气排出流路40的阀41c及冷却回路30的阀31b和33b进行打开操作。由此，在上段的吸湿器16a中进行干燥空气da的生成，并且在中段的吸湿器16b中进行用于干燥空气da生成准备的冷却，在下段的吸湿器16c中加热部件46动作而进行吸湿材料42的再生。

以下，依次执行这样的各阀的切换操作，依次进行吸湿器16a、16b、16c的切换。

另外，在本实施方式的除湿装置中，示出了由3台吸湿器16a、16b、16c构成固定式吸湿塔18的情况，但固定式吸湿塔18也可以由4台以上的吸湿器16a、16b、16c…构成。由此，能够增大生成的干燥空气da的容量，并且能够降低切换各种空气流通路径时的流路内的压力变动、与之相伴的波动等。

附图标记的说明

10：吸湿构造体；12：第一室；14：第二室；16a·16b·16c：吸湿器；18：固定式吸湿塔；20：返回空气入口；22：返回空气供给流路；24：处理风扇；26：干燥空气出口；28：干燥空气输送流路；30：冷却回路；32：冷却装置；34：冷却风扇；36：再生空气输送流路；36a：辅助加热部件；38：再生排气口；40：再生空气排出流路；42：吸湿材料；44：壳体；46：加热部件；48：外部气体入口；50：外部气体导入配管；50a：冷却装置；52：空气补给配管；da：干燥空气；dr：调湿空间；ra：返回空气；ca：再生空气。