JP2005185891A - Dehumidifier and adsorbent for dehumidifier - Google Patents

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博行 垣内
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a dehumidifier of an adsorption system capable of efficiently dehumidifying with a small amount of consumption power and suppressing a temperature increase in a room, and a high-performance adsorbent used for the dehumidifier. <P>SOLUTION: The dehumidifier is provided with a rotatable adsorption rotor (2) into which the adsorbent is accommodated, an indoor air treatment channel (3) for adsorbing indoor air to be supplied to the adsorption rotor (2) and returning the air dehumidified by the adsorption rotor into the room, and a heated air supply channel (4) for supplying air for adsorbent regeneration heated by an electric heater (7) to the adsorption rotor (2), in which the adsorption rotor (2) is arranged by laying astride the indoor air treatment channel (3) and the heated air supply channel (4), and the adsorbent repeatedly performs adsorption and desorption with the rotation of the adsorption rotor (2). Then, this adsorbent is an adsorbent in which a difference between the amount of adsorption at relative humidity of 20% in an adsorption isotherm at 40°C and the amount of adsorption at relative humidity of 10% in a desorption isotherm at 70°C is 0.10 g/g or more. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、除湿装置および除湿装置用の吸着材に関するものであり、詳しくは、より少ない消費電力で効率的に除湿できる吸着方式の除湿装置および当該除湿装置に使用される吸着材に関するものである。   The present invention relates to a dehumidifier and an adsorbent for the dehumidifier, and more particularly to an adsorption-type dehumidifier capable of efficiently dehumidifying with less power consumption and an adsorbent used in the dehumidifier. .

昨今、室内の除湿や衣類の乾燥などに使用される家庭用の除湿装置であって、吸着材の吸着機能を利用した小型の除湿装置が種々提案されている。斯かる除湿装置は、コンプレッサーによる従来の冷却除湿では除湿できない冬場の低湿度環境においても除湿可能なこと、コンプレッサーを使用しないため軽量であること、フロンを使用しないこと等の優位性を備えている。   Recently, various home-use dehumidifying devices used for indoor dehumidification and drying of clothes have been proposed. Such a dehumidifying device has advantages such as being dehumidifiable even in a low humidity environment in winter that cannot be dehumidified by conventional cooling and dehumidifying with a compressor, light weight because it does not use a compressor, and not using a chlorofluorocarbon. .

しかしながら、上記の吸着式の除湿装置においては、吸着材が吸着した水蒸気を脱着させるための吸着材再生用の空気として、電気ヒーターで加熱して得られる高温空気を使用するため、消費電力が大きくなるという問題がある。そこで、消費電力を低減する手段として、吸着材再生用の空気を装置内で循環させると共に、循環する空気が吸着材の吸着側の一部分を通過し、吸着材が保有する熱を奪った後に電気ヒーターで加熱される様に、吸着材再生用空気の流路構成を改良した構造などが提案されている。なお、上記の様な除湿装置に使用する吸着材としては、ゼオライト、シリカゲル、塩化リチウム等の吸着材が提案されている。
特開２０００−１２６４９８号公報 特開２００２−３２６０１２号公報 However, in the above adsorption type dehumidifier, high temperature air obtained by heating with an electric heater is used as air for adsorbent regeneration for desorbing water vapor adsorbed by the adsorbent. There is a problem of becoming. Therefore, as a means of reducing power consumption, air for adsorbent regeneration is circulated in the apparatus, and the circulating air passes through a part of the adsorbent on the adsorption side and takes away the heat held by the adsorbent. A structure in which the flow path configuration of the adsorbent regeneration air is improved so as to be heated by a heater has been proposed. In addition, adsorbents such as zeolite, silica gel, and lithium chloride have been proposed as adsorbents used in the dehumidifying apparatus as described above.
JP 2000-126498 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-326012

ところで、上記の吸着材のうち、シリカゲルは、吸着力が小さいため、上記の吸着式の除湿装置には不適であり、塩化リチウムは、腐食性、吸湿性の問題から使用し難く、一般的には、吸着式の除湿装置ではアルミノシリケートのゼオライトが使用されている。しかしながら、アルミノシリケートは、２００℃以上まで加熱しないと吸着した水蒸気を脱着できない。従って、吸着材としてアルミノシリケートを使用した上記の様な除湿装置においては、吸着材の脱着再生用の空気を加熱するのにより大きなエネルギーが必要であり、実際のところ、消費電力を十分に低減できないと言う問題がある。また、投入する大きなエネルギーにより、除湿運転中に室内温度が上昇すると言う問題もある。   By the way, among the adsorbents described above, silica gel is not suitable for the above-mentioned adsorption type dehumidifier because of its low adsorption power, and lithium chloride is difficult to use due to the problems of corrosiveness and hygroscopicity. In the adsorption type dehumidifier, aluminosilicate zeolite is used. However, aluminosilicate cannot desorb the adsorbed water vapor unless heated to 200 ° C. or higher. Therefore, in the dehumidifying apparatus as described above using aluminosilicate as the adsorbent, a larger amount of energy is required to heat the air for desorption / regeneration of the adsorbent, and the power consumption cannot actually be reduced sufficiently. There is a problem to say. Another problem is that the room temperature rises during the dehumidifying operation due to the large energy input.

本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであり、その目的は、一層少ない消費電力で効率的に除湿でき、室内の温度上昇を抑制できる吸着方式の除湿装置、ならびに、当該除湿装置に使用される一層高性能の吸着材を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to use an adsorption-type dehumidifier that can efficiently dehumidify with less power consumption and suppress an increase in indoor temperature, and the dehumidifier. It is to provide a higher performance adsorbent.

本発明においては、吸着材として、室温で十分な量の水蒸気を吸着でき、かつ、比較的低温で容易に水蒸気を脱着できる特定の吸着材を選択することにより、吸着材再生用の空気の加熱温度を下げ、しかも、室内の温度上昇を抑制する様にした。   In the present invention, by selecting a specific adsorbent capable of adsorbing a sufficient amount of water vapor at room temperature and easily desorbing water vapor at a relatively low temperature, the adsorbent regeneration air can be heated. The temperature was lowered and the temperature rise in the room was suppressed.

すなわち、本発明は２つの要旨から成り、その第１の要旨は、吸着材が収容された回転可能な吸着ローターと、室内の空気を吸引して前記吸着ローターに供給し且つ当該吸着ローターによって除湿された空気を室内に返流する室内空気処理流路と、電気ヒーターによって加熱された吸着材再生用の空気を前記吸着ローターに供給する加熱空気供給流路とを備え、前記吸着ローターが前記室内空気処理流路と前記加熱空気供給流路とに跨がって配置され、前記吸着ローターの回転に伴って吸着材が吸着および脱着を繰り返す吸着式の除湿装置において、前記吸着ローターの吸着材が、４０℃の吸着等温線における相対湿度２０％での吸着量と、７０℃の脱着等温線における相対湿度１０％での吸着量との差が０．１０ｇ／ｇ以上の吸着材であることを特徴とする除湿装置に存する。   That is, the present invention consists of two gist, the first gist of which is a rotatable adsorption rotor in which an adsorbent is accommodated and a room air is sucked and supplied to the adsorption rotor and dehumidified by the adsorption rotor. An indoor air processing flow path for returning the generated air to the room, and a heated air supply flow path for supplying air for regenerating the adsorbent heated by an electric heater to the adsorption rotor, wherein the adsorption rotor is disposed in the room In an adsorption-type dehumidifying device that is disposed across an air treatment flow channel and the heated air supply flow channel and repeatedly adsorbs and desorbs as the adsorption rotor rotates, the adsorbent of the adsorption rotor is The adsorbent has a difference between the adsorption amount at 20% relative humidity on the adsorption isotherm at 40 ° C. and the adsorption amount at 10% relative humidity on the desorption isotherm at 70 ° C. of 0.10 g / g or more. Consists in dehumidifying apparatus is characterized and.

また、本発明の第２の要旨は、吸着材が収容された回転可能な吸着ローターと、室内の空気を吸引して前記吸着ローターに供給し且つ当該吸着ローターによって除湿された空気を室内に返流する室内空気処理流路と、電気ヒーターによって加熱された吸着材再生用の空気を前記吸着ローターに供給する加熱空気供給流路とを備え、前記吸着ローターが前記室内空気処理流路と前記加熱空気供給流路とに跨がって配置され、前記吸着ローターの回転に伴って吸着材が吸着および脱着を繰り返す吸着式の除湿装置において使用される前記吸着材であって、４０℃の吸着等温線における相対湿度２０％での吸着量と、７０℃の脱着等温線における相対湿度１０％での吸着量との差が０．１０ｇ／ｇ以上であることを特徴とする吸着材に存する。   The second aspect of the present invention is a rotatable adsorption rotor containing an adsorbent, and sucks indoor air and supplies it to the adsorption rotor, and returns the air dehumidified by the adsorption rotor to the room. And a heated air supply channel for supplying air for adsorbent regeneration heated by an electric heater to the adsorption rotor, wherein the adsorption rotor includes the indoor air treatment channel and the heating. The adsorbent used in an adsorption-type dehumidifier arranged across the air supply flow path and repeatedly adsorbed and desorbed as the adsorption rotor rotates, and has an adsorption isothermal temperature of 40 ° C. The adsorbent is characterized in that the difference between the adsorption amount at 20% relative humidity on the wire and the adsorption amount at 10% relative humidity on the desorption isotherm at 70 ° C. is 0.10 g / g or more.

本発明の除湿装置によれば、例えば１００〜５００℃と言う低いヒーター温度で吸着材を再生できるため、吸着材再生用の空気の加熱に要する消費電力を低減でき、しかも、吸着材を再生する際の加熱温度が低く、再生後の吸着材が室内空気により冷却されて再び吸着し始めるまでに要する時間を短縮できるため、結果的に吸着時間をより長く確保でき、除湿能力を高め、効率的に除湿することが出来る。そして、電気ヒーターによる加熱温度を低く設定できるため、室内の温度上昇を抑制することが出来る。   According to the dehumidifying apparatus of the present invention, since the adsorbent can be regenerated at a low heater temperature of, for example, 100 to 500 ° C., the power consumption required for heating the air for regenerating the adsorbent can be reduced, and the adsorbent is regenerated. The heating temperature is low and the time required for the adsorbent after regeneration to be cooled by room air and start to adsorb again can be shortened. As a result, longer adsorption time can be secured, dehumidifying capacity is increased, and efficiency is increased. Can be dehumidified. And since the heating temperature by an electric heater can be set low, an indoor temperature rise can be suppressed.

また、本発明の吸着材によれば、より低い温度で再生できるため、除湿装置において再生用空気の加熱に要する消費電力を低減でき、しかも、再生する際の加熱温度が低く、再生後に室内空気により冷却されて再び吸着し始めるまでに要する時間を短縮できるため、除湿装置において吸着時間をより長く確保でき、除湿能力を高めることが出来る。そして、除湿装置において、電気ヒーターによる加熱温度を低く設定でき、室内の温度上昇を抑制することが出来る。   In addition, according to the adsorbent of the present invention, since it can be regenerated at a lower temperature, the power consumption required for heating the regenerating air in the dehumidifier can be reduced, and the heating temperature at the time of regenerating is low, so Since it is possible to shorten the time required for cooling to start adsorption again, the adsorption time can be secured longer in the dehumidifying device, and the dehumidifying ability can be enhanced. And in a dehumidifier, the heating temperature by an electric heater can be set low and the temperature rise in a room | chamber can be suppressed.

本発明に係る除湿装置および吸着材の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の除湿装置の一形態における主要部の構造を示す縦断面図であり、図２は、本発明の除湿装置の他の形態における主要部の構造を示す縦断面図である。なお、図１及び図２においては、説明の便宜上、主要な構成要素およびその配置を模式的に示している。   Embodiments of a dehumidifying device and an adsorbent according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of the main part in one embodiment of the dehumidifying apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the structure of the main part in another embodiment of the dehumidifying apparatus of the present invention. . In FIGS. 1 and 2, for convenience of explanation, main components and their arrangement are schematically shown.

先ず、本発明の除湿装置について説明する。本発明の除湿装置は、室内に設置して当該室内の除湿や衣類の乾燥などに使用する吸着式の除湿装置である。除湿装置の基本構造は、図１及び図２に例示する様に、吸着材が収容された回転可能な吸着ローター（２）と、室内の空気を吸引して吸着ローター（２）に供給し且つ当該吸着ローターによって除湿された空気を室内に返流する室内空気処理流路（３）と、電気ヒーター（７）によって加熱された吸着材再生用の空気を吸着ローター（２）に供給する加熱空気供給流路（４）とを備えており、そして、吸着ローター（２）が室内空気処理流路（３）と加熱空気供給流路（４）とに跨がって配置され、吸着ローター（２）の回転に伴って吸着材が吸着および脱着を繰り返す様になされている。   First, the dehumidifying device of the present invention will be described. The dehumidifying apparatus of the present invention is an adsorption-type dehumidifying apparatus that is installed indoors and is used for dehumidifying the room or drying clothes. The basic structure of the dehumidifier is, as illustrated in FIGS. 1 and 2, a rotatable adsorption rotor (2) in which an adsorbent is accommodated, sucking indoor air and supplying it to the adsorption rotor (2), and The indoor air processing flow path (3) for returning the air dehumidified by the adsorption rotor to the room, and the heated air for supplying the adsorption rotor (2) with the air for regenerating the adsorbent heated by the electric heater (7) And an adsorption rotor (2) is disposed across the indoor air treatment channel (3) and the heated air supply channel (4), and the adsorption rotor (2) is provided. ), The adsorbent repeats adsorption and desorption.

本発明の除湿装置の形態としては、吸着材再生用の空気を供給する加熱空気供給流路（４）の構造の違いにより、図１に示す再生用空気循環方式の除湿装置（Ａ１）と、図２に示す再生用空気吸引方式の除湿装置（Ａ２）の２つの形態が挙げられる。以下に除湿装置（Ａ１）及び（Ａ２）をより具体的に説明する。   As a form of the dehumidifying device of the present invention, due to the difference in the structure of the heated air supply flow path (4) for supplying the adsorbent regeneration air, the regeneration air circulation type dehumidifying device (A1) shown in FIG. Two forms of the regeneration air suction type dehumidifier (A2) shown in FIG. 2 can be mentioned. Hereinafter, the dehumidifying devices (A1) and (A2) will be described more specifically.

図１に示す除湿装置（Ａ１）は、函体（１）の内部に各独立に形成された室内空気処理流路（３）及び加熱空気供給流路（４）と、これらの流路に跨がって回転可能に配置された吸着ローター（２）とを備えている。そして、加熱空気供給流路（４）により、函体（１）内において吸着材再生用の空気を循環する様に構成される。   The dehumidifying device (A1) shown in FIG. 1 includes an indoor air treatment flow path (3) and a heated air supply flow path (4) that are independently formed inside the box (1), and spans these flow paths. And an adsorption rotor (2) arranged to be rotatable. And it is comprised so that the air for adsorbent reproduction | regeneration may be circulated in the box (1) by the heating air supply flow path (4).

上記の室内空気処理流路（３）は、函体（１）の例えば背面に開口された吸気口（３０）から函体（１）の前面に設けられた吹出口（３３）に至る流路であり、函体（１）の内部において、吸気口（３０）から吸着ローター（２）に至る室内空気導入路（３１）と、吸着ローター（２）から吹出口（３３）に至る乾燥空気排出路（３２）とに吸着ローター（２）によって区画される。   The indoor air treatment flow path (3) is a flow path that extends from, for example, the air inlet (30) opened on the back surface of the box (1) to the air outlet (33) provided on the front surface of the box (1). Inside the box (1), the indoor air introduction path (31) from the intake port (30) to the adsorption rotor (2) and the discharge of dry air from the adsorption rotor (2) to the blowout port (33) It is divided into a path (32) by an adsorption rotor (2).

吸気口（３０）には集塵用のフィルター（５１）が着脱自在に取り付けられ、室内空気導入路（３１）には水分捕捉用の後述する凝縮器（８）が介装され、乾燥空気排出路（３２）には空気を吸引するファン（６３）が配置され、そして、吹出口（３３）には、風向調節用のルーバー（５２）が取り付けられる。ファン（６３）としては、風量が０．２〜１ｍ３／分程度のものが使用される。 A dust collecting filter (51) is detachably attached to the intake port (30), and a condenser (8) for capturing moisture is interposed in the indoor air introduction path (31) to discharge dry air. A fan (63) for sucking air is disposed in the path (32), and a louver (52) for adjusting the wind direction is attached to the air outlet (33). As the fan (63), a fan having an air volume of about 0.2 to 1 m 3 / min is used.

一方、上記の加熱空気供給流路（４）は、上記の凝縮器（８）と吸着ローター（２）の間で再生用の空気を循環する流路であり、函体（１）の内部において、凝縮器（８）の排気口から吸着ローター（２）に至る再生用空気供給路（４１）と、吸着ローター（２）から凝縮器（８）の吸気口に至る高湿度空気循環路（４２）とに吸着ローター（２）によって区画される。   On the other hand, the heated air supply flow path (4) is a flow path for circulating the air for regeneration between the condenser (8) and the adsorption rotor (2), and inside the box (1). The regeneration air supply path (41) from the exhaust port of the condenser (8) to the adsorption rotor (2), and the high-humidity air circulation path (42 from the adsorption rotor (2) to the intake port of the condenser (8) ) And the adsorption rotor (2).

再生用空気供給路（４１）には再生用空気を加熱し且つその相対湿度を低減する電気ヒーター（７）が介装され、高湿度空気循環路（４２）には空気を吸引するファン（６４）が配置される。ファン（６４）としては、上記のファン（６３）と同様のものが使用される。電気ヒーター（７）としては、再生用空気供給路（４１）において通気可能な構造を備えたものであれば、各種の方式のヒーターを使用し得るが、例えば、コイル状のニクロム線をＳ字状に蛇行させた通気構造のヒーターや通気性の基板にコイル状のニクロム線を巻回した構造のヒーターが使用される。電気ヒーター（７）の発熱容量（消費電力）は１００〜８００Ｗ程度である。電気ヒーター（７）は、吸着ローター（２）の吸着材表面の温度が１００〜５００℃程度となる様に近接して配置される。   The regeneration air supply path (41) is provided with an electric heater (7) for heating the regeneration air and reducing its relative humidity, and the high humidity air circulation path (42) is provided with a fan (64) for sucking air. ) Is arranged. As the fan (64), the same fan (63) is used. As the electric heater (7), various types of heaters can be used as long as they have a structure that allows ventilation in the regeneration air supply path (41). For example, a coiled nichrome wire is formed into an S-shape. A heater having a structure in which a coiled nichrome wire is wound around a breathable substrate or a breathable substrate that is meandered in a shape is used. The heating capacity (power consumption) of the electric heater (7) is about 100 to 800W. The electric heater (7) is arranged in close proximity so that the temperature of the adsorbent surface of the adsorption rotor (2) is about 100 to 500 ° C.

凝縮器（８）は、高湿度空気循環路（４２）から供給される湿潤な空気を室内空気導入路（３１）内の空気との熱交換によって冷却することにより、水蒸気を凝縮させて捕捉する熱交換器である。凝縮器（８）は、例えば、上端部に吸気口と排気口とが設けられた扁平な箱状の本体内部に複数の空間部を隔壁によって区画形成し且つ各空間部に波板状の伝熱板を多数配置すると共に、吸気口から供給した空気が各空間部を順次通過して排気口に至る様に流路構成した所謂ラジエター構造を備え、そして、本体の下端部には凝縮水の排水口を有する。また、凝縮器（８）の下方には、凝縮水を収容する容器（９）が着脱自在に配置される。   The condenser (8) condenses and captures water vapor by cooling the humid air supplied from the high-humidity air circulation path (42) by heat exchange with the air in the indoor air introduction path (31). It is a heat exchanger. In the condenser (8), for example, a plurality of spaces are defined by partition walls in a flat box-shaped main body having an inlet and an outlet at the upper end, and a corrugated plate-like transmission is formed in each space. It has a so-called radiator structure in which a large number of hot plates are arranged, and the air supplied from the intake port sequentially passes through each space and reaches the exhaust port, and the lower end of the main body has condensed water. Has a drain. A container (9) for storing condensed water is detachably disposed below the condenser (8).

上記の吸着ローター（２）は、短軸円筒状に形成され且つその中心を函体（１）側に回転自在に軸持された容器本体と、当該容器本体に収容された吸着材とから成り、かつ、前記の容器本体の両盤面が通気可能に構成された回転体である。吸着ローター（２）の直径は１５０〜３５０ｍｍ程度、厚さは１５〜３０ｍｍ程度に設計される。吸着ローター（２）の基本的な構成は、デシカント空調システムにおいて採用されている所謂デシカントローターと同様の構成である。   The adsorption rotor (2) is composed of a container body formed in a short-axis cylindrical shape and rotatably supported at the center of the adsorption rotor (2) toward the box (1), and an adsorbent housed in the container body. And both the disk surfaces of the said container main body are the rotary bodies comprised so that ventilation | gas_flowing was possible. The suction rotor (2) is designed to have a diameter of about 150 to 350 mm and a thickness of about 15 to 30 mm. The basic configuration of the adsorption rotor (2) is the same as the so-called desiccant rotor employed in the desiccant air conditioning system.

吸着ローター（２）は、上記の室内空気処理流路（３）と加熱空気供給流路（４）とに跨がって配置され、モーター及びローラー等の駆動機構から成る駆動手段（２１）により、例えば０．１〜６回転／分程度の回転数で一方向に定速回転する様に構成される。従って、室内空気処理流路（３）及び加熱空気供給流路（４）においては、各々、吸着ローター（２）の回転に伴って吸着材が逐次入れ替わり、吸着材による吸着および脱着が繰り返される様になされている。   The adsorption rotor (2) is disposed across the indoor air processing flow path (3) and the heated air supply flow path (4), and is driven by driving means (21) including a driving mechanism such as a motor and a roller. For example, it is configured to rotate at a constant speed in one direction at a rotation speed of about 0.1 to 6 rotations / minute. Therefore, in the indoor air treatment flow path (3) and the heated air supply flow path (4), the adsorbent is sequentially replaced with the rotation of the adsorption rotor (2), and the adsorption and desorption by the adsorbent are repeated. Has been made.

すなわち、吸着ローター（２）においては、その回転の際、室内空気処理流路（３）の断面に相当する部位が吸着領域となり、加熱空気供給流路（４）断面に相当する部位が脱着領域となる。そして、吸着ローター（２）の盤面におけるこれら各領域の面積、すなわち、吸着材の盤面における吸着領域の面積（除湿面積）と脱着領域の面積（再生面積）との比率は、通常、処理すべき空気の量（除湿空気量）及び再生用の空気の量（再生空気量）に基づき、以下の式を満足する様に設定される。これにより、吸着材の能力を十分に発揮でき、効率的に除湿することが出来る。   That is, in the adsorption rotor (2), a portion corresponding to the cross section of the indoor air treatment channel (3) becomes an adsorption region and a portion corresponding to the cross section of the heated air supply channel (4) is a desorption region when rotating. It becomes. And the area of each area | region in the board | substrate surface of an adsorption | suction rotor (2), ie, the ratio of the area (dehumidification area) of the adsorption | suction area | region in the board | substrate surface of an adsorbent, and the area (regeneration area) of a desorption area | region should be processed normally. Based on the amount of air (dehumidified air amount) and the amount of air for regeneration (regeneration air amount), the following equation is set. Thereby, the capacity | capacitance of an adsorbent can fully be exhibited and it can dehumidify efficiently.

また、吸着材に対する空気の接触効率を高め且つ室内空気処理流路（３）及び加熱空気供給流路（４）の吸着ローター（２）による圧力損失を低減するため、吸着ローター（２）の直径（吸着材の直径）に対する吸着ローター（２）の厚さ（吸着材の厚さ）の比率は０．０３〜０．１とされる。   Moreover, in order to improve the contact efficiency of the air with respect to an adsorbent and to reduce the pressure loss by the adsorption rotor (2) of an indoor air processing flow path (3) and a heating air supply flow path (4), the diameter of the adsorption rotor (2) The ratio of the thickness of the adsorption rotor (2) to the (adsorbent diameter) (adsorbent thickness) is 0.03 to 0.1.

上記の様な除湿装置（Ａ１）においては、室内空気処理流路（３）を通じ、除湿すべき室内の空気が吸引されて吸着ローター（２）に供給され、吸着ローター（２）によって除湿された空気、換言すれば乾燥空気が室内に返流される。すなわち、ファン（６３）の稼働により、吸気口（３０）から吸い込まれた室内の空気が室内空気導入路（３１）を通じ且つ凝縮器（８）を介して吸着ローター（２）に供給されると、吸着ローター（２）を通過する間、吸着ローター（２）に収容された吸着材が空気中の水蒸気を吸着する。そして、吸着ローター（２）を通過して低湿度になされた空気は、乾燥空気排出路（３２）を通じて吹出口（３３）から室内に供給される。   In the dehumidifying apparatus (A1) as described above, the room air to be dehumidified is sucked through the indoor air treatment channel (3), supplied to the adsorption rotor (2), and dehumidified by the adsorption rotor (2). Air, in other words, dry air is returned to the room. That is, when the fan (63) is operated, indoor air sucked from the intake port (30) is supplied to the adsorption rotor (2) through the indoor air introduction path (31) and through the condenser (8). The adsorbent accommodated in the adsorption rotor (2) adsorbs water vapor in the air while passing through the adsorption rotor (2). And the air made low humidity through the adsorption rotor (2) is supplied into the room through the dry air discharge passage (32) from the outlet (33).

一方、除湿装置（Ａ１）においては、加熱空気供給流路（４）により吸着材再生用の空気が循環される。すなわち、ファン（６４）の稼働により、電気ヒーター（７）で加熱された高温低湿度の空気が再生用空気供給路（４１）を通じて吸着ローター（２）に供給されると、吸着ローター（２）に収容された吸着材が水分を脱着して再生する。そして、吸着ローター（２）を通過して高湿度になされた再生用の空気は、高湿度空気循環路（４２）を通じて凝縮器（８）に供給される。凝縮器（８）は、室内空気導入路（３１）に導入された室内空気との熱交換により、再生用の空気の温度を下げて水蒸気を凝縮させ、比較的低温の再生用の空気を再び再生用空気供給路（４１）に戻す。また、凝縮器（８）は、捕捉した凝縮水を下端の排水口から容器（９）に滴下する。   On the other hand, in the dehumidifier (A1), air for adsorbent regeneration is circulated through the heated air supply channel (4). That is, when the high temperature and low humidity air heated by the electric heater (7) is supplied to the adsorption rotor (2) through the regeneration air supply path (41) by the operation of the fan (64), the adsorption rotor (2) The adsorbent accommodated in the desorbs moisture and regenerates it. Then, the regeneration air that has passed through the adsorption rotor (2) and has been brought to high humidity is supplied to the condenser (8) through the high humidity air circulation path (42). The condenser (8) condenses water vapor by lowering the temperature of the regenerating air by heat exchange with the indoor air introduced into the indoor air introduction path (31), and regenerates the relatively low temperature regenerating air again. Return to the regeneration air supply path (41). Further, the condenser (8) drops the captured condensed water from the drain outlet at the lower end to the container (9).

上記の様に、除湿装置（Ａ１）においては、吸着ローター（２）が室内空気処理流路（３）と加熱空気供給流路（４）とに跨がって配置されており、吸着ローター（２）は、その回転に伴い、室内空気処理流路（３）に位置する吸着領域では当該吸着ローター内の吸着材が吸着機能を発揮し、室内空気処理流路（３）位置する脱着領域では当該吸着ローター内の吸着材が脱着機能を発揮するため、室内の空気を連続して除湿処理することが出来る。   As described above, in the dehumidifying device (A1), the adsorption rotor (2) is disposed across the indoor air treatment flow path (3) and the heated air supply flow path (4), and the adsorption rotor ( 2) With the rotation, the adsorbent in the adsorption rotor exhibits an adsorption function in the adsorption region located in the indoor air treatment channel (3), and in the desorption region located in the indoor air treatment channel (3). Since the adsorbent in the adsorption rotor exhibits a desorption function, indoor air can be continuously dehumidified.

なお、上記の除湿装置（Ａ１）においては、容器（９）に凝縮水が溜まった時点で当該容器を取り出し、凝縮水を廃棄する。また、上記の除湿装置（Ａ１）においては、特開２００２−３２６０１２号公報に開示されている様に、吸着材の脱着に使用した再生用空気を循環させるにあたり、吸着材の吸着領域の一部を通過させる様に流路構成することにより、電気ヒーター（７）に供給する前の再生用空気の温度を吸着材の吸着熱によって予め高めることも出来る。   In the dehumidifier (A1), when the condensed water accumulates in the container (9), the container is taken out and the condensed water is discarded. Further, in the dehumidifying device (A1), as disclosed in JP-A-2002-326012, a part of the adsorption region of the adsorbent is used for circulating the regeneration air used for desorption of the adsorbent. By configuring the flow path so as to pass through, the temperature of the regeneration air before being supplied to the electric heater (7) can be raised in advance by the adsorption heat of the adsorbent.

上記の様な除湿装置（Ａ１）に対し、図２に示す除湿装置（Ａ２）は、函体（１）の内部に形成された室内空気処理流路（３）及び加熱空気供給流路（４）と、これらの流路に跨がって回転可能に配置された吸着ローター（２）とを備えており、そして、加熱空気供給流路（４）により、吸着材再生用の空気として室内の空気を導入する様に構成される。すなわち、図１に示す装置が函体（１）内で吸着材再生用の空気を循環していたのに対し、図２に示す除湿装置（Ａ１）は、吸着材再生用の空気を室内から常時取り入れて排出する点、および、水分捕捉用の凝縮器（８）を備えていない点で相違する。   In contrast to the dehumidifier (A1) as described above, the dehumidifier (A2) shown in FIG. 2 includes an indoor air treatment channel (3) and a heated air supply channel (4) formed inside the box (1). ) And an adsorption rotor (2) disposed so as to be able to rotate across these flow paths, and the heated air supply flow path (4) is used as air for adsorbent regeneration in the room. It is configured to introduce air. That is, the apparatus shown in FIG. 1 circulates the air for regenerating the adsorbent in the box (1), whereas the dehumidifier (A1) shown in FIG. They differ in that they are always taken in and discharged and that they do not have a condenser (8) for capturing moisture.

上記の室内空気処理流路（３）は、図１に示す装置と同様に、吸気口（３０）から吹出口（３３）に至る流路であり、吸気口（３０）から吸着ローター（２）に至る室内空気導入路（３１）と、吸着ローター（２）から吹出口（３３）に至る乾燥空気排出路（３２）
とから構成される。そして、吸気口（３０）にはフィルター（５１）が着脱自在に取り付けられ、乾燥空気排出路（３２）には空気を吸引するファン（６３）が配置され、そして、吹出口（３３）には、風向調節用のルーバー（５２）が取り付けられる。 The indoor air processing flow path (3) is a flow path from the air inlet (30) to the air outlet (33), as in the apparatus shown in FIG. 1, and the intake rotor (2) from the air inlet (30). The indoor air introduction path (31) leading to the air and the dry air discharge path (32) leading from the adsorption rotor (2) to the outlet (33)
It consists of. A filter (51) is detachably attached to the intake port (30), a fan (63) for sucking air is disposed in the dry air discharge path (32), and a blower port (33) is provided with the fan (63). A louver (52) for adjusting the wind direction is attached.

一方、加熱空気供給流路（４）は、吸着ローター（２）に再生用の空気を供給する流路であり、函体（１）の内部において、室内空気導入路（３１）から分岐されて吸着ローター（２）に至る再生用空気供給路（４３）と、吸着ローター（２）から排気口（４５）至る高湿度空気排出路（４４）とに吸着ローター（２）によって区画される。そして、再生用空気供給路（４３）には再生用空気を加熱し且つその相対湿度を低減する電気ヒーター（７）が介装され、高湿度空気排出路（４４）には空気を吸引するファン（６４）が配置される。   On the other hand, the heated air supply channel (4) is a channel for supplying air for regeneration to the adsorption rotor (2), and is branched from the indoor air introduction channel (31) inside the box (1). A regeneration air supply path (43) leading to the adsorption rotor (2) and a high-humidity air discharge path (44) leading from the adsorption rotor (2) to the exhaust port (45) are partitioned by the adsorption rotor (2). The regeneration air supply path (43) is provided with an electric heater (7) for heating the regeneration air and reducing its relative humidity, and the high humidity air discharge path (44) is a fan for sucking air. (64) is arranged.

また、排気口（４５）には、吸着材の脱着によって生じた高湿度の空気を屋外へ排出する排気配管（４６）が取り付けられる。なお、フィルター（５１）、ルーバー（５２）、ファン（６３）及びファン（６４）の構成、電気ヒーター（７）の構成、吸着ローター（２）の構成ならびに吸着ローター（２）における吸着領域および脱着領域の設定に関しては、図１に示す装置におけるのと同様である。   Further, an exhaust pipe (46) for discharging high-humidity air generated by the desorption of the adsorbent to the outside is attached to the exhaust port (45). In addition, the structure of the filter (51), louver (52), fan (63) and fan (64), the structure of the electric heater (7), the structure of the adsorption rotor (2), the adsorption region and the desorption of the adsorption rotor (2) The area setting is the same as in the apparatus shown in FIG.

図２に示す上記の除湿装置（Ａ１）においては、図１に示す装置と同様に、室内空気処理流路（３）を通じ、除湿すべき室内の空気が吸引されて吸着ローター（２）に供給され、吸着ローター（２）によって除湿された空気、換言すれば乾燥空気が室内に返流される。すなわち、ファン（６３）の稼働により、吸気口（３０）から吸い込まれた室内の空気が室内空気導入路（３１）を通じて吸着ローター（２）に供給されると、吸着ローター（２）を通過する間、吸着ローター（２）に収容された吸着材が空気中の水蒸気を吸着する。そして、吸着ローター（２）を通過して低湿度になされた空気は、乾燥空気排出路（３２）を通じて吹出口（３３）から室内に供給される。   In the dehumidifying device (A1) shown in FIG. 2, the indoor air to be dehumidified is sucked and supplied to the adsorption rotor (2) through the indoor air treatment channel (3), as in the device shown in FIG. Then, the air dehumidified by the adsorption rotor (2), in other words, dry air is returned to the room. That is, when the indoor air sucked from the intake port (30) is supplied to the adsorption rotor (2) through the indoor air introduction path (31) by the operation of the fan (63), it passes through the adsorption rotor (2). Meanwhile, the adsorbent housed in the adsorption rotor (2) adsorbs water vapor in the air. And the air made low humidity through the adsorption rotor (2) is supplied into the room through the dry air discharge passage (32) from the outlet (33).

一方、図２に示す除湿装置（Ａ１）においては、加熱空気供給流路（４）により吸着材再生用の空気が取り込まれる。すなわち、ファン（６４）の稼働により、室内空気導入路（３１）に流入した室内の空気の一部が再生用空気供給路（４３）に取り込まれ、電気ヒーター（７）で加熱された高温低湿度の空気が吸着ローター（２）に供給される。吸着ローター（２）に高温低湿度の空気が供給されると、吸着ローター（２）に収容された吸着材が水分を脱着して再生する。そして、吸着ローター（２）を通過して高湿度になされた再生用の空気は、高湿度空気排出路（４４）を通じて排気口（４５）から屋外に排出される。   On the other hand, in the dehumidifier (A1) shown in FIG. 2, air for adsorbent regeneration is taken in by the heated air supply channel (4). That is, by the operation of the fan (64), part of the indoor air flowing into the indoor air introduction path (31) is taken into the regeneration air supply path (43) and heated by the electric heater (7). Humid air is supplied to the adsorption rotor (2). When high-temperature and low-humidity air is supplied to the adsorption rotor (2), the adsorbent contained in the adsorption rotor (2) desorbs moisture and regenerates. Then, the regeneration air that has passed through the adsorption rotor (2) and has been brought to high humidity is discharged outside through the high-humidity air discharge passage (44) from the exhaust port (45).

上記の様に、図２に示す除湿装置（Ａ１）においても、吸着ローター（２）が室内空気処理流路（３）と加熱空気供給流路（４）とに跨がって配置されており、その回転に伴い、室内空気処理流路（３）に位置する吸着領域では当該吸着ローター内の吸着材が吸着機能を発揮し、室内空気処理流路（３）位置する脱着領域では当該吸着ローター内の吸着材が脱着機能を発揮するため、室内の空気を連続して除湿処理することが出来る。なお、上記の除湿装置（Ａ１）においては、吸着材が脱着した水分を再生用の空気と共に屋外に破棄するため、前述の再生用空気循環方式の装置の様な凝縮水の処理が不要である。   As described above, also in the dehumidifying device (A1) shown in FIG. 2, the adsorption rotor (2) is disposed across the indoor air treatment flow path (3) and the heated air supply flow path (4). With the rotation, the adsorbent in the adsorption rotor exhibits an adsorption function in the adsorption region located in the indoor air treatment channel (3), and the adsorption rotor in the desorption region located in the indoor air treatment channel (3). Since the inner adsorbent exhibits a desorption function, indoor air can be continuously dehumidified. In the above dehumidifier (A1), the moisture desorbed by the adsorbent is discarded together with the regeneration air to the outside, so that the treatment of condensed water as in the above-described regeneration air circulation system is not necessary. .

本発明の最大の特徴は、上記の様な図１及び図２に示す除湿装置（Ａ１）において、吸着ローター（２）に使用する吸着材として、特定の吸着特性および脱着特性を備えた吸着材を使用する点にある。本発明の除湿装置（Ａ１）においては、以下に述べる特定の吸着材を使用することにより、室温においてより多くの水分を吸着でき、かつ、より低い温度で吸着材を再生でき、これにより、吸着材再生の際の消費電力を低減でき、室内の温度上昇を抑制できる。   The greatest feature of the present invention is that the adsorbent having specific adsorption characteristics and desorption characteristics as the adsorbent used in the adsorption rotor (2) in the dehumidifier (A1) shown in FIGS. 1 and 2 as described above. The point is to use. In the dehumidifying apparatus (A1) of the present invention, by using the specific adsorbent described below, more water can be adsorbed at room temperature, and the adsorbent can be regenerated at a lower temperature. Power consumption during material regeneration can be reduced, and an increase in indoor temperature can be suppressed.

次に、上記の除湿装置（Ａ１）に使用される本発明の吸着材について更に説明する。本発明の吸着材は、上記の吸着ローター（２）に適用される吸着材であり、４０℃の吸着等温線における相対湿度２０％（相対水蒸気圧０．２０）での吸着量と、７０℃の脱着等温線における相対湿度１０％（相対水蒸気圧０．１０）での吸着量との差が０．１０ｇ／ｇ以上であることを特徴とする。   Next, the adsorbent of the present invention used in the dehumidifier (A1) will be further described. The adsorbent of the present invention is an adsorbent applied to the above-described adsorption rotor (2), and the adsorption amount at a relative humidity of 20% (relative water vapor pressure of 0.20) on an adsorption isotherm at 40 ° C. and 70 ° C. In the desorption isotherm, the difference between the adsorption amount at a relative humidity of 10% (relative water vapor pressure of 0.10) is 0.10 g / g or more.

具体的には、４０℃の水蒸気吸着等温線において、相対湿度２０％での吸着量は０．１５ｇ／ｇ以上が好ましく、特に好ましくは０．２０ｇ／ｇ以上である。相対湿度２０％での吸着量が０．１５ｇ／ｇよりも小さいと、除湿能力に相当する有効吸着量が０．１０ｇ／ｇよりも小さくなる傾向があり、除湿装置に適さない。吸着量は大きいほど好ましいが、上限は１．０ｇ／ｇ程度である。一方、７０℃の水蒸気脱着等温線において、相対湿度１０％での吸着量は０．２０ｇ／ｇ以下が好ましく、特に好ましくは０．１５ｇ／ｇ以下である。下限は小さいほど好ましく、０ｇ／ｇである。吸着量が０．２０ｇ／ｇよりも大きいと、有効吸着量が上記と同様に０．１０ｇ／ｇよりも小さくなる傾向がある。吸着量差は、好ましくは０．１２ｇ／ｇ以上であり、多い方が好ましいが、１．０ｇ／ｇより大きくなると吸着材の嵩密度が低くなり、吸着ロータ（２）への固着量（収容量）の絶対量が少なくなるので好ましくない傾向にある。   Specifically, in a water vapor adsorption isotherm at 40 ° C., the adsorption amount at a relative humidity of 20% is preferably 0.15 g / g or more, particularly preferably 0.20 g / g or more. If the adsorption amount at a relative humidity of 20% is smaller than 0.15 g / g, the effective adsorption amount corresponding to the dehumidifying ability tends to be smaller than 0.10 g / g, which is not suitable for a dehumidifying device. The larger the amount of adsorption, the better, but the upper limit is about 1.0 g / g. On the other hand, in a water vapor desorption isotherm at 70 ° C., the amount of adsorption at a relative humidity of 10% is preferably 0.20 g / g or less, particularly preferably 0.15 g / g or less. The lower limit is preferably as small as possible, and is 0 g / g. When the adsorption amount is larger than 0.20 g / g, the effective adsorption amount tends to be smaller than 0.10 g / g as described above. The difference in adsorption amount is preferably 0.12 g / g or more, and is preferably larger. However, if it exceeds 1.0 g / g, the bulk density of the adsorbent decreases, and the adhering amount to the adsorption rotor (2) (accommodation) The absolute amount of (amount) tends to be unfavorable.

上記の除湿装置（Ａ１）に使用する吸着材の吸着特性および脱着特性を上記の様に規定した理由は次の通りである。すなわち、吸着過程について考察すると、吸着材は、脱着領域で電気ヒーター（７）により加熱された後、吸着領域において２５℃程度の室内空気（除湿対象の空気）により４０℃程度まで冷却されると考えられる。従って、室内空気の温度が２５℃、湿度が５０％と仮定すると、吸着材の吸着特性としては、温度４０℃、相対湿度約２０％においてどれだけ多くの水蒸気を吸着し得るかが重要である。   The reason why the adsorption characteristics and desorption characteristics of the adsorbent used in the dehumidifier (A1) are defined as described above is as follows. That is, considering the adsorption process, the adsorbent is heated to about 40 ° C. by room air (air to be dehumidified) at about 25 ° C. in the adsorption region after being heated by the electric heater (7) in the desorption region. Conceivable. Therefore, assuming that the temperature of the indoor air is 25 ° C. and the humidity is 50%, the adsorption characteristic of the adsorbent is how much water vapor can be adsorbed at a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of about 20%. .

一方、脱着過程について考察するため、図１の除湿装置（Ａ１）と略同様の機械構造を備えた家庭用除湿装置（例えば、松下電器産業社製の商品名「ドライジェンヌ Ｆ−Ｙ６０Ｚ２」として市販の装置）を使用し、電気ヒーターの温度および再生用空気の温度を実測したところ、電気ヒーターが６５０℃程度まで昇温した場合、脱着領域にある吸着ロータの下流側の流路（図１中の高湿度空気循環路（４２）に相当する流路）の再生用空気の温度が５０℃程度となり、再生による脱着熱で冷却されるためか空気の温度が低下していることが確認された。   On the other hand, in order to consider the desorption process, a household dehumidifier having a mechanical structure substantially the same as the dehumidifier (A1) in FIG. When the temperature of the electric heater and the temperature of the regeneration air were measured and the temperature of the electric heater was increased to about 650 ° C., the flow path downstream of the adsorption rotor in the desorption region (in FIG. 1) The temperature of the regeneration air in the high-humidity air circulation path (42) is about 50 ° C., and it was confirmed that the temperature of the air was lowered because it was cooled by desorption heat due to regeneration. .

上記の結果から、吸着ロータ（２）の吸着材の出口側表面（電気ヒーター（７）と反対側の表面）は、入口側表面（電気ヒーター（７）側の表面）が輻射熱で加熱されることによる吸着材内部の熱伝導、および、再生用の加熱空気による熱伝導により、７０℃程度まで昇温すると考えられる。これに対し、加熱空気供給流路（４）を循環する再生用の空気は、凝縮器（８）での熱交換により冷却されて飽和水蒸気を含んでいるため、室内温度を２５℃とすると、絶対湿度は０．０２０ｋｇ／ｋｇとなる。そして、脱着領域にある吸着ロータ（２）の吸着材の出口側表面の温度が７０℃とすると、吸着材近傍の再生用空気の相対湿度は１０％となる。従って、脱着領域での吸着材の吸着特性としては、温度７０℃、相対湿度１０％において如何に水蒸気を吸着しないかが重要である。   From the above result, the outlet side surface (surface opposite to the electric heater (7)) of the adsorbent of the adsorption rotor (2) is heated by radiant heat at the inlet side surface (surface on the electric heater (7) side). It is thought that the temperature rises to about 70 ° C. due to the heat conduction inside the adsorbent and the heat conduction by the regenerating heated air. On the other hand, since the air for regeneration circulating through the heated air supply channel (4) is cooled by heat exchange in the condenser (8) and contains saturated water vapor, when the room temperature is 25 ° C., The absolute humidity is 0.020 kg / kg. If the temperature of the adsorbent outlet side surface of the adsorbent rotor (2) in the desorption region is 70 ° C., the relative humidity of the regeneration air near the adsorbent becomes 10%. Therefore, as an adsorption characteristic of the adsorbent in the desorption region, it is important how water vapor is not adsorbed at a temperature of 70 ° C. and a relative humidity of 10%.

除湿装置（Ａ１）における除湿量は吸着材の吸着・脱着量に依存する。よって、４０℃での吸着特性と７０℃での脱着特性とから吸脱着量を求める必要があり、本発明においては、４０℃の吸着等温線における吸着量と７０℃の脱着等温線における吸着量との差を上記の様に規定した。   The amount of dehumidification in the dehumidifier (A1) depends on the amount of adsorption / desorption of the adsorbent. Therefore, it is necessary to determine the adsorption / desorption amount from the adsorption characteristic at 40 ° C. and the desorption characteristic at 70 ° C. In the present invention, the adsorption amount at the adsorption isotherm at 40 ° C. and the adsorption amount at the desorption isotherm at 70 ° C. The difference was defined as above.

本発明の吸着材としては、通常、ゼオライトが挙げられるが、吸着特性を満足するならば、炭素質吸着材、メソポーラスシリカ等の吸着材でもよい。特に、ゼオライトとしては、そのフレームワーク密度が、ＩＺＡ（International Zeolite Association）の「ATLAS OF ZEOLITE FRAMEWORK TYPES Fifth Revised Edition 2001」に示されている数値で、１０〜１８Ｔ／ｎｍ３（＝１０００Å３）のものが好ましく、１０〜１６Ｔ／ｎｍ３のものがより好ましい。上記の範囲のフレームワーク密度を有するゼオライトは、上述した好ましい吸着脱着特性を有する。フレームワーク密度が１０Ｔ／ｎｍ３未満に場合には、将来合成が実現されても構造的に不安定となりやすく、１８Ｔ／ｎｍ３よりも大きい場合には、十分な吸着量が得られない。 The adsorbent of the present invention usually includes zeolite, but may be an adsorbent such as a carbonaceous adsorbent or mesoporous silica as long as the adsorption characteristics are satisfied. In particular, the zeolite has a framework density of 10 to 18 T / nm 3 (= 1000 ３ 3 ), which is a numerical value shown in “ATLAS OF ZEOLITE FRAMEWORK TYPES Fifth Revised Edition 2001” of IZA (International Zeolite Association). those are preferred, it is more preferred 10~16T / nm 3. Zeolite having a framework density in the above range has the preferred adsorptive desorption characteristics described above. When the framework density is less than 10 T / nm 3 , even if synthesis is realized in the future, it tends to be structurally unstable, and when it is larger than 18 T / nm 3 , a sufficient adsorption amount cannot be obtained.

上記のゼオライトは、天然のゼオライトでも、人工のゼオライトでもよく、例えば、人工のゼオライトとしては、ＩＺＡの規定による結晶性シリケート類、結晶性アルミノフォスフェート類などが挙げられる。また、フレームワーク密度の値は、ゼオライトの構造により決まるものであり、その構造としては、ＩＺＡが定めるコードで示すと、ＡＦＧ、ＡＥＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＦＹ、ＡＨＴ、＊ＢＥＡ、ＢＯＧ、ＣＨＡ、ＤＦＯ、ＥＡＢ、ＥＲＩ、ＥＭＴ、ＦＡＵ、ＧＩＳ、ＧＭＥ、ＫＦＩ、ＬＥＶ、ＬＩＯ、ＬＯＳ、ＬＴＡ、ＬＴＮ、ＭＥＩ、ＭＥＲ、ＯＦＦ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＴＨＯ、ＶＦＩなどを挙げることが出来る。なお、上述した吸脱着特性の観点から好ましいものとしては、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＧＩＳ、ＣＨＡ、ＶＦＩ、ＡＦＳ、ＬＴＡ、ＦＡＵ、ＡＦＹを挙げることが出来、更に好ましいものとしては、ＣＨＡを挙げることが出来る。   The above zeolite may be a natural zeolite or an artificial zeolite. Examples of the artificial zeolite include crystalline silicates and crystalline aluminophosphates according to IZA regulations. Further, the value of the framework density is determined by the structure of the zeolite, and the structure is represented by a code defined by IZA, such as AFG, AEI, AFR, AFS, AFT, AFX, AFY, AHT, * BEA, BOG, CHA, DFO, EAB, ERI, EMT, FAU, GIS, GME, KFI, LEV, LIO, LOS, LTA, LTN, MEI, MER, OFF, PAU, PHI, RHO, THO, VFI, etc. I can do it. In addition, AEI, AFX, GIS, CHA, VFI, AFS, LTA, FAU, AFY can be mentioned as a preferable thing from a viewpoint of the adsorption / desorption characteristic mentioned above, CHA can be mentioned as a more preferable thing. .

フレームワーク密度とは、１ｎｍ３（＝１０００Å３）あたりの骨格を形成する酸素以外の原子（Ｔ原子）の数であり、従って、フレームワーク密度は細孔容量と相関がある。一般に、より小さいフレームワーク密度のゼオライトはより大きい細孔容量を有し、その結果、吸着容量が大きくなるので好ましい。また、現在合成されていないゼオライトであっても、合成された場合にフレームワーク密度が上記の範囲内にあれば、本発明の吸着材として好適であると予想される。上記の様なゼオライトの構造は、ＸＲＤ（X-ray diffraction）により決定され、その構造によりフレームワーク密度を実測し、評価することができる。なお、「ATLAS OF ZEOLITE FRAMEWORK TYPES Fifth Revised Edition 2001 ELSEVIER」には、ゼオライトの構造とフレームワーク密度の関係が記載されている。 The framework density is the number of atoms (T atoms) other than oxygen that form a skeleton per 1 nm 3 (= 1000 ３ 3 ). Therefore, the framework density correlates with the pore volume. In general, zeolites with lower framework density are preferred because they have a higher pore volume, resulting in a higher adsorption capacity. Moreover, even if zeolite is not currently synthesized, it is expected that it is suitable as an adsorbent of the present invention if the framework density is within the above range when synthesized. The structure of the zeolite as described above is determined by XRD (X-ray diffraction), and the framework density can be measured and evaluated based on the structure. Note that “ATLAS OF ZEOLITE FRAMEWORK TYPES Fifth Revised Edition 2001 ELSEVIER” describes the relationship between zeolite structure and framework density.

上記のゼオライトの中でも、本発明の吸着材としては、結晶性アルミノフォスフェート類が好適である。結晶性アルミノフォスフェート類は、その骨格構造にアルミニウム（Ａｌ）とリン（Ｐ）を含み、更にアルミニウムやリンの一部が、ヘテロ原子（Ｍｅ）で置換された結晶性メタロアルミノフォスフェート類を含む。この場合のヘテロ原子は、ゼオライトの親水性をより向上させるために置換する原子であり、斯かる原子としては、ケイ素、リチウム、マグネシウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、パラジウム、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、スズ、カルシウム、硼素などから選ばれる一種または二種以上を挙げることが出来る。   Among the above zeolites, crystalline aluminophosphates are suitable as the adsorbent of the present invention. Crystalline aluminophosphates include crystalline metalloaluminophosphates that contain aluminum (Al) and phosphorus (P) in the skeleton structure, and in which a part of aluminum or phosphorus is substituted with a heteroatom (Me). Including. The heteroatom in this case is an atom that is substituted to further improve the hydrophilicity of the zeolite, and as such an atom, silicon, lithium, magnesium, titanium, zirconium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel , Palladium, copper, zinc, gallium, germanium, arsenic, tin, calcium, boron or the like.

結晶性メタロアルミノフォスフェート類としては、骨格構造にアルミニウムとリンとヘテロ原子を含むゼオライトであって、下記式（１）、（２）及び（３）で表される原子の存在割合を有するものが好ましい。ただし、式中、ｘは骨格構造のアルミニウムとリンとヘテロ原子の合計に対するヘテロ原子のモル比を示し、ｙは骨格構造のアルミニウムとリンとヘテロ原子の合計に対するアルミニウムのモル比を示し、ｚは骨格構造のアルミニウムとリンとヘテロ原子の合計に対するリンのモル比を示す。   Crystalline metalloaluminophosphates are zeolites containing aluminum, phosphorus and heteroatoms in the skeleton structure, and have an abundance ratio of atoms represented by the following formulas (1), (2) and (3) Is preferred. In the formula, x represents the molar ratio of the heteroatom to the total of aluminum, phosphorus and heteroatoms in the skeletal structure, y represents the molar ratio of aluminum to the total of aluminum, phosphorus and heteroatoms in the skeletal structure, and z represents The molar ratio of phosphorus to the total of aluminum, phosphorus and heteroatoms in the skeleton structure is shown.

そして、上記原子の存在割合のなかで、ヘテロ原子の存在割合が、下記式（４）で表されるものが好ましく、下記式（５）で表されるものが更に好ましい。ただし、上記と同様に、式中、ｘは骨格構造のアルミニウムとリンとヘテロ原子の合計に対するヘテロ原子のモル比を示す。   Of the abundance ratios of the atoms, the abundance ratio of heteroatoms is preferably represented by the following formula (4), and more preferably represented by the following formula (5). However, similarly to the above, in the formula, x represents the molar ratio of the heteroatom to the total of aluminum, phosphorus and heteroatom in the skeleton structure.

本発明においては、特に、ヘテロ原子として鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）を有するものが好ましく、例えばＳＡＰＯ−３４、ＦＡＰＳＯ−３４が一層好ましい。   In the present invention, those having iron (Fe) or silicon (Si) as heteroatoms are particularly preferable, and for example, SAPO-34 and FAPSO-34 are more preferable.

上記の様な本発明の吸着材によれば、より低い温度で再生できるため、前述の構造の除湿装置（Ａ１）において再生用空気の加熱に要する消費電力を低減でき、しかも、再生する際の加熱温度が低く、再生後に室内空気により冷却されて再び吸着し始めるまでに要する時間を短縮できるため、結果的に除湿装置（Ａ１）において吸着時間をより長く確保でき、除湿能力を高めることが出来る。そして、除湿装置（Ａ１）において、電気ヒーター（７）による加熱温度を低く設定できるため、室内の温度上昇を抑制することが出来る。   According to the adsorbent of the present invention as described above, since it can be regenerated at a lower temperature, it is possible to reduce the power consumption required for heating the regenerating air in the dehumidifying device (A1) having the above-described structure, and at the time of regeneration. Since the heating temperature is low and it is possible to shorten the time required for cooling after cooling by room air and starting to adsorb again, it is possible to secure a longer adsorption time in the dehumidifying device (A1) and increase the dehumidifying capacity. . And in dehumidification apparatus (A1), since the heating temperature by the electric heater (7) can be set low, an indoor temperature rise can be suppressed.

そして、上記の様な吸着材を使用した本発明の除湿装置（Ａ１）によれば、例えば１００〜５００℃と言う低いヒーター温度で吸着材を再生できるため、吸着材再生用の空気の加熱に要する消費電力を低減でき、しかも、吸着材を再生する際の加熱温度が低く、再生後の吸着材が室内空気により冷却されて再び吸着し始めるまでに要する時間を短縮できるため、結果的に吸着時間をより長く確保でき、除湿能力を高め、効率的に除湿することが出来る。そして、電気ヒーター（７）による加熱温度を低く設定できるため、室内の温度上昇を抑制することが出来る。   And according to the dehumidifier (A1) of the present invention using the adsorbent as described above, the adsorbent can be regenerated at a low heater temperature of, for example, 100 to 500 ° C., so that the air for regenerating the adsorbent can be heated. The required power consumption can be reduced, and the heating temperature when regenerating the adsorbent is low, and the time required for the regenerated adsorbent to be cooled by room air and begin to adsorb again can be shortened. The time can be secured longer, the dehumidifying capacity can be increased, and the dehumidification can be performed efficiently. And since the heating temperature by the electric heater (7) can be set low, an indoor temperature rise can be suppressed.

本発明における好ましい吸着材として、ゼオライトＳＡＰＯ−３４及びＦＡＰＳＯ−３４を準備し、また、比較例としてアルミノシリケートのＹ型ゼオライトを準備し、そられの４０℃における吸着特性および７０℃における脱着特性を確認した。   Zeolite SAPO-34 and FAPSO-34 are prepared as preferred adsorbents in the present invention, and aluminosilicate Y-type zeolite is prepared as a comparative example, and its adsorption characteristics at 40 ° C. and desorption characteristics at 70 ° C. are obtained. confirmed.

ゼオライトＳＡＰＯ−３４は次の様な方法で合成した。先ず、８５％リン酸６５．３ｇと水１３５ｇを混合し、これに擬ベーマイト（２５％含水、コンデア製）４２．９ｇをゆっくり加え、３時間攪拌し、混合液（Ａ）を調製した。また、これとは別に、ｆｕｍｅｄシリカ（アエロジル２００）３．８ｇ、モルホリン(MOR)２７．５ｇ、トリエチルアミン(Et3N)３２．１ｇ、水１８０ｇを混合して混合液（Ｂ）を調製した。そして、混合液（Ｂ）を混合液（Ａ）に攪拌しながらゆっくりと加えた後、これを更に４時間攪拌した。このときのゲルの組成は以下の通りである。   Zeolite SAPO-34 was synthesized by the following method. First, 65.3 g of 85% phosphoric acid and 135 g of water were mixed, and 42.9 g of pseudoboehmite (containing 25% water, manufactured by Condea) was slowly added thereto, followed by stirring for 3 hours to prepare a mixed solution (A). Separately from this, 3.8 g of fumed silica (Aerosil 200), 27.5 g of morpholine (MOR), 32.1 g of triethylamine (Et3N), and 180 g of water were mixed to prepare a mixed solution (B). And after adding the liquid mixture (B) to the liquid mixture (A) slowly, stirring, this was further stirred for 4 hours. The composition of the gel at this time is as follows.

次いで、上記の混合物（ゲル）を５００ｃｃのフッ素樹脂製内筒付きのステンレス製オートクレーブに仕込み、１００ｒｐｍで攪拌しながら１９０℃で６０時間反応させた。反応後、冷却し、遠心分離で生成物を分離し、水洗を行った後、１２０℃で乾燥した。そして、これを空気気流下５５０℃６時間で焼成してゼオライトを得た。   Next, the above mixture (gel) was charged into a 500 cc stainless steel autoclave with a fluororesin inner cylinder and reacted at 190 ° C. for 60 hours while stirring at 100 rpm. After the reaction, the mixture was cooled, the product was separated by centrifugation, washed with water, and dried at 120 ° C. This was calcined at 550 ° C. for 6 hours in an air stream to obtain zeolite.

上記のゼオライトのＸＲＤを測定したところＣＨＡ構造であった。また、ＨＣｌ水溶液に溶解して元素分析をおこなったところ、骨格構造のアルミニウム、リン、ケイ素の合計に対する各成分の構成割合（モル比）は、ケイ素が７．２％、アルミニウムが４９．９％、リンが４２．９％であった。   When the XRD of the above zeolite was measured, it was a CHA structure. In addition, when elemental analysis was performed by dissolving in HCl aqueous solution, the composition ratio (molar ratio) of each component to the total of aluminum, phosphorus, and silicon in the skeleton structure was 7.2% for silicon and 49.9% for aluminum. , Phosphorus was 42.9%.

一方、ゼオライトＦＡＰＳＯ−３４は次の様な方法で合成した。先ず、８５％リン酸２３ｇと水６０ｇを混合し、これに擬ベーマイト（２５％含水，コンデア製）１３．６ｇを更に混合した。次いで、斯かる混合液を３時間攪拌した後、これに硫酸鉄７水和物１．３９ｇ、水６０ｇ、ｆｕｍｅｄシリカ０．３ｇの混合液を加え、更に、モルホリン４．４ｇ、トリエチルアミン１５ｇを混合したものをゆっくりと加えて３時間攪拌した。続いて、得られた反応混合物を２００ｃｃのフッ素樹脂製内筒付きのステンレス製オートクレーブに仕込み、静置状態で１４０℃にてオーブン内で１４日間加熱した。その後、冷却し、デカンテーションにより沈殿物を分離し、水洗を行った後、１２０℃で乾燥した。そして、それを空気気流下５５０℃で６時間焼成してゼオライトを得た。   On the other hand, zeolite FAPSO-34 was synthesized by the following method. First, 23 g of 85% phosphoric acid and 60 g of water were mixed, and 13.6 g of pseudo boehmite (containing 25% water, manufactured by Condea) was further mixed. Next, after stirring the mixed solution for 3 hours, a mixed solution of iron sulfate heptahydrate 1.39 g, water 60 g, and fumed silica 0.3 g was added thereto, and morpholine 4.4 g and triethylamine 15 g were mixed. The product was slowly added and stirred for 3 hours. Subsequently, the obtained reaction mixture was charged in a 200 cc stainless steel autoclave with a fluororesin inner cylinder and heated in an oven at 140 ° C. for 14 days in a stationary state. After cooling, the precipitate was separated by decantation, washed with water, and dried at 120 ° C. Then, it was calcined at 550 ° C. for 6 hours under an air stream to obtain a zeolite.

上記のゼオライトのＸＲＤを測定したところＣＨＡ構造であった。また、ＨＣｌ水溶液に溶解して元素分析をおこなったところ、アルミニウム、リン、鉄、ケイ素の合計に対する各成分の構成割合（モル比）は、アルミニウムが４５．４％、リンが４６．７％、鉄が４．５％、ケイ素が３．４％であった。   When the XRD of the above zeolite was measured, it was a CHA structure. In addition, when elemental analysis was performed by dissolving in an aqueous HCl solution, the composition ratio (molar ratio) of each component with respect to the total of aluminum, phosphorus, iron, and silicon was 45.4% for aluminum, 46.7% for phosphorus, Iron was 4.5% and silicon was 3.4%.

上記の各ゼオライトの吸着特性および脱着特性を確認したところ、図３〜図５に示す様な吸着等温線と脱着等温線が得られた。図３がＳＡＰＯ−３４の吸脱着特性を示すグラフ、図４がＦＡＰＳＯ−３４の吸脱着特性を示すグラフであり、図５がＹ型ゼオライトの吸脱着特性を示すグラフである。なお、ゼオライトの吸脱着特性に関しては、日本ベル株式会社製の商品名「ベルソーブ１８」として入手可能な吸着等温線測定装置を使用し、吸着過程の水蒸気吸着量および脱着過程の水蒸気吸着量を測定し、吸着過程の水蒸気吸着等温線および脱着過程の水蒸気吸着等温線を求めた。   When the adsorption characteristics and desorption characteristics of each zeolite were confirmed, adsorption isotherms and desorption isotherms as shown in FIGS. 3 to 5 were obtained. 3 is a graph showing the adsorption / desorption characteristics of SAPO-34, FIG. 4 is a graph showing the adsorption / desorption characteristics of FAPSO-34, and FIG. 5 is a graph showing the adsorption / desorption characteristics of Y-type zeolite. Regarding the adsorption and desorption characteristics of zeolite, the adsorption isotherm measuring device available under the trade name “Belsorb 18” manufactured by Bell Japan Co., Ltd. is used to measure the water vapor adsorption amount in the adsorption process and the water vapor adsorption amount in the desorption process. The water vapor adsorption isotherm during the adsorption process and the water vapor adsorption isotherm during the desorption process were determined.

図３〜図５のグラフにおいて、４０℃の吸着等温線における相対湿度２０％での吸着量と、７０℃の脱着等温線における相対湿度１０％での吸着量との差が各吸着材の有効吸着量であり、これらの測定結果を以下の表に示す。斯かる結果からも、本発明の吸着材は、通常のＹ型ゼオライトに比べ、有効吸着量が３倍になることが判る。換言すれば、本発明の吸着材を使用した除湿装置（Ａ１）は、同様の規格の従来の除湿装置に比べ、３倍の除湿能力を発揮できる。また、本発明の吸着材は低い温度で脱着しやすいため、除湿装置（Ａ１）において、電気ヒーター（７）の温度を５００℃、好ましくは４００℃まで下げることが可能である。   3 to 5, the difference between the adsorption amount at a relative humidity of 20% on the adsorption isotherm at 40 ° C. and the adsorption amount at the relative humidity of 10% on the desorption isotherm at 70 ° C. is the effectiveness of each adsorbent. The amount of adsorption is shown in the table below. From these results, it can be seen that the adsorbent of the present invention has an effective adsorption amount three times that of ordinary Y-type zeolite. In other words, the dehumidifying device (A1) using the adsorbent of the present invention can exhibit a dehumidifying capacity three times that of a conventional dehumidifying device having the same standard. Further, since the adsorbent of the present invention is easily desorbed at a low temperature, the temperature of the electric heater (7) can be lowered to 500 ° C., preferably 400 ° C., in the dehumidifier (A1).

本発明に係る除湿装置の一形態における主要部の構造を模式的に示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed typically the structure of the principal part in one form of the dehumidification apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る除湿装置の他の形態における主要部の構造を模式的に示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed typically the structure of the principal part in the other form of the dehumidification apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る吸着材の一例としてのＳＡＰＯ−３４の吸脱着特性を示す吸着等温線と脱着等温線のグラフである。It is a graph of the adsorption isotherm and desorption isotherm which show the adsorption / desorption characteristic of SAPO-34 as an example of the adsorbent which concerns on this invention. 本発明に係る吸着材の他の例としてのＦＡＰＳＯ−３４の吸脱着特性を示す吸着等温線と脱着等温線のグラフである。It is a graph of the adsorption isotherm and desorption isotherm which shows the adsorption / desorption characteristic of FAPSO-34 as another example of the adsorbent which concerns on this invention. 比較例としてのＹ型ゼオライトの吸脱着特性を示す吸着等温線と脱着等温線のグラフである。It is a graph of the adsorption isotherm and desorption isotherm which shows the adsorption / desorption characteristic of the Y-type zeolite as a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

１ ：函体
２ ：吸着ロータ
３ ：室内空気処理流路
３０：吸気口
３１：室内空気導入路
３２：乾燥空気排出路
３３：吹出口
４ ：加熱空気供給流路
４１：再生用空気供給路
４２：高湿度空気循環路
４３：再生用空気供給路
４４：高湿度空気排出路
４５：排気口
４６：排気配管
５１：フィルター
５２：ルーバー
６３：ファン
６４：ファン
７ ：電気ヒーター
８ ：凝縮器
９ ：容器
Ａ１：除湿装置
Ａ２：除湿装置 1: Box 2: Adsorption rotor 3: Indoor air processing flow path 30: Inlet port 31: Indoor air introduction path 32: Dry air discharge path 33: Air outlet 4: Heated air supply path 41: Regeneration air supply path 42 : High humidity air circulation path 43: Regeneration air supply path 44: High humidity air discharge path 45: Exhaust port 46: Exhaust pipe 51: Filter 52: Louver 63: Fan 64: Fan 7: Electric heater 8: Condenser 9: Container A1: Dehumidifier A2: Dehumidifier

Claims (8)

吸着材が収容された回転可能な吸着ローターと、室内の空気を吸引して前記吸着ローターに供給し且つ当該吸着ローターによって除湿された空気を室内に返流する室内空気処理流路と、電気ヒーターによって加熱された吸着材再生用の空気を前記吸着ローターに供給する加熱空気供給流路とを備え、前記吸着ローターが前記室内空気処理流路と前記加熱空気供給流路とに跨がって配置され、前記吸着ローターの回転に伴って吸着材が吸着および脱着を繰り返す吸着式の除湿装置において、前記吸着ローターの吸着材が、４０℃の吸着等温線における相対湿度２０％での吸着量と、７０℃の脱着等温線における相対湿度１０％での吸着量との差が０．１０ｇ／ｇ以上の吸着材であることを特徴とする除湿装置。   A rotatable adsorption rotor in which an adsorbent is accommodated, an indoor air treatment flow path for sucking indoor air and supplying the air to the adsorption rotor and returning air dehumidified by the adsorption rotor to the room, and an electric heater A heating air supply channel that supplies the regeneration material heated by the adsorbent to the adsorption rotor, and the adsorption rotor is disposed across the indoor air treatment channel and the heated air supply channel In the adsorption-type dehumidifying apparatus in which the adsorbent repeatedly adsorbs and desorbs as the adsorption rotor rotates, the adsorbent of the adsorption rotor has an adsorption amount at a relative humidity of 20% at an adsorption isotherm of 40 ° C. A dehumidifier characterized by being an adsorbent having a difference from an adsorption amount at a relative humidity of 10% on a desorption isotherm at 70 ° C. of 0.10 g / g or more. 吸着材が、骨格構造に少なくともＡｌ及びＰを有するアルミノフォスフェート類である請求項１に記載の除湿装置。   The dehumidifying device according to claim 1, wherein the adsorbent is an aluminophosphate having at least Al and P in the skeleton structure. 吸着材が、骨格構造にヘテロ原子としてＳｉ及び／又はＦｅを有する吸着材である請求項２に記載の除湿装置。   The dehumidifying device according to claim 2, wherein the adsorbent is an adsorbent having Si and / or Fe as a hetero atom in a skeleton structure. 吸着材が、ＳＡＰＯ−３４又はＦＡＰＳＯ−３４である請求項３に記載の除湿装置。   The dehumidifying device according to claim 3, wherein the adsorbent is SAPO-34 or FAPSO-34. 吸着材が収容された回転可能な吸着ローターと、室内の空気を吸引して前記吸着ローターに供給し且つ当該吸着ローターによって除湿された空気を室内に返流する室内空気処理流路と、電気ヒーターによって加熱された吸着材再生用の空気を前記吸着ローターに供給する加熱空気供給流路とを備え、前記吸着ローターが前記室内空気処理流路と前記加熱空気供給流路とに跨がって配置され、前記吸着ローターの回転に伴って吸着材が吸着および脱着を繰り返す吸着式の除湿装置において使用される前記吸着材であって、４０℃の吸着等温線における相対湿度２０％での吸着量と、７０℃の脱着等温線における相対湿度１０％での吸着量との差が０．１０ｇ／ｇ以上であることを特徴とする吸着材。   A rotatable adsorption rotor in which an adsorbent is accommodated, an indoor air treatment flow path for sucking indoor air and supplying the air to the adsorption rotor and returning air dehumidified by the adsorption rotor to the room, and an electric heater A heating air supply channel that supplies the regeneration material heated by the adsorbent to the adsorption rotor, and the adsorption rotor is disposed across the indoor air treatment channel and the heated air supply channel The adsorbent is used in an adsorption-type dehumidifier in which the adsorbent repeatedly adsorbs and desorbs as the adsorption rotor rotates, and the adsorption amount at a relative humidity of 20% on an adsorption isotherm at 40 ° C. An adsorbent characterized in that the difference between the adsorption amount at 10% relative humidity on the desorption isotherm at 70 ° C. is 0.10 g / g or more. 骨格構造に少なくともＡｌ及びＰを有するアルミノフォスフェート類である請求項５に記載の吸着材。   The adsorbent according to claim 5, which is an aluminophosphate having at least Al and P in the skeleton structure. 骨格構造にヘテロ原子としてＳｉ及び／又はＦｅを有する請求項６に記載の吸着材。   The adsorbent according to claim 6 which has Si and / or Fe as a hetero atom in a frame structure. ＳＡＰＯ−３４又はＦＡＰＳＯ−３４である請求項７に記載の吸着材。   The adsorbent according to claim 7, which is SAPO-34 or FAPSO-34.
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