JP7233231B2 - In-vessel heating structure and temperature swing adsorption device - Google Patents

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Description

本発明は、容器内の加熱構造および温度スイング吸着装置に関するものである。 The present invention relates to an in-vessel heating structure and a temperature swing adsorption device.

各種の工業分野において、流体が流通する容器内を加熱することが行われる。たとえば、吸着剤が充填された容器内を加熱して上記吸着剤の再生を行ったり、触媒が充填された容器内を加熱して触媒反応を促進させたりする。 2. Description of the Related Art In various industrial fields, the inside of a container in which a fluid flows is heated. For example, the interior of a vessel filled with an adsorbent is heated to regenerate the adsorbent, or the interior of a vessel filled with a catalyst is heated to accelerate the catalytic reaction.

このような容器内の加熱に関する先行技術文献として、本出願人は、下記の非特許文献１および特許文献１～２を把握している。
The present applicant is aware of the following Non-Patent Document 1 and Patent Documents 1 and 2 as prior art documents related to such heating in a container.

吸着技術便覧，株式会社エヌ・ティー・エス，平成１１年，初版，第２４５～２４６頁Handbook of Adsorption Techniques, NTS Co., Ltd., 1999, first edition, pp. 245-246

特開２００３－２６９８６５号公報JP 2003-269865 A 特開平１１－１９７４５６号公報JP-A-11-197456

◆非特許文献１
上記非特許文献１は、吸着剤が充填された容器と別に加熱器を設け、上記加熱器で加熱した流体を上記容器内へ流通させるものである。上記非特許文献１にはつぎの記載がある。 ◆Non-Patent Document 1
In Non-Patent Document 1, a heater is provided separately from the container filled with the adsorbent, and the fluid heated by the heater is circulated into the container. The above non-patent document 1 has the following description.

１．４．１ ＴＳＡ式脱湿装置
ＴＳＡ式脱湿装置は，吸着剤を充填した固定床式の脱湿塔２基と再生機器，自動弁，配管，計装品，制御盤および架台などで構成される。
脱湿塔の１基が水分吸着を行っている間に，他の１基は水分脱着の再生を行い，これを交互に切り替えて，連続的に運転する装置である。ＴＳＡ式脱湿装置のフローシートと外観を図２，３に示す。
・・・中略・・・
（５）再生用機器
主要な再生用機器は，再生用空気の送風機および加熱器などである。
再生用送風機は、再生系の圧力損失をまかなう機種を選定する必要がある。一般には，ルーツブロアーを使用するケースが多い。また，場合によると，圧縮空気の一部を使用して外気を吸引し，空気量を増加（利得）させる方式のインジェクタをブロワーの代わりに使用することがある。
再生用の加熱器には，電気式ステンレスシーズヒーターまたは蒸気式ヒーターが多く使用される。 1.4.1 TSA type dehumidifier Configured.
While one unit of the dehumidifying tower is performing moisture adsorption, the other unit is performing regeneration of moisture desorption, and this is alternately switched to operate continuously. Figures 2 and 3 show the flow sheet and appearance of the TSA dehumidifier.
・・・Snippet・・・
(5) Equipment for regeneration The main equipment for regeneration is the blower and heater for regeneration air.
For the regeneration blower, it is necessary to select a model that covers the pressure loss of the regeneration system. In general, roots blowers are often used. In some cases, an injector that uses part of the compressed air to suck outside air and increase (gain) the amount of air is used instead of the blower.
Electric stainless steel sheath heaters or steam heaters are often used as heaters for regeneration.

◆特許文献１
上記特許文献１は、容器に直接加熱器を搭載して加熱する方式である。具体的には、容器の内部にカートリッジ型加熱器を、さらに容器の外部にバンド型加熱器を設置するものである。上記特許文献１にはつぎの記載がある。 ◆Patent Document 1
The above Patent Document 1 is a method in which a heater is mounted directly on a container for heating. Specifically, a cartridge-type heater is installed inside the container, and a band-type heater is installed outside the container. The above Patent Document 1 has the following description.

［要約］
［課題］円周方向に複数の溶融室を有する溶融装置において、熱ひずみを低減できる溶融装置を提供することにある。
［解決手段］溶融塔１は、外筒１３と中筒１４とから構成される。溶融塔１の外筒と中筒で構成された空間は、円周方向に複数に溶融室１５ｃが配置された上・中段と、この下であって、円周方向に連続的に溶融室１５ｄが配置された下段とを備える。溶融塔１の上段・中の円周方向に複数配置された溶融室１５ｃを集中的に加熱する集中加熱手段であるカートリッジヒータ２ａと、溶融塔１の下段の円周方向に連続して配置された溶融室１５ｄを均一に加熱する均一加熱手段であるバンドヒータ２ｂと誘導コイル２ｃとから構成され、溶融塔１の外筒と中筒との間に構成された空間に供給された金属材料のチップを溶融する。 [wrap up]
[Problem] To provide a melting apparatus having a plurality of melting chambers in the circumferential direction and capable of reducing thermal strain.
[Solution] The melting tower 1 is composed of an outer cylinder 13 and a middle cylinder 14 . The space formed by the outer cylinder and the middle cylinder of the melting tower 1 includes upper and middle stages in which a plurality of melting chambers 15c are arranged in the circumferential direction, and a melting chamber 15d which is continuously arranged in the circumferential direction below the upper and middle stages. and a lower stage in which is arranged. A cartridge heater 2a, which is a concentrated heating means for intensively heating a plurality of melting chambers 15c arranged in the upper and middle stages of the melting tower 1 in the circumferential direction, The melting chamber 15d is composed of a band heater 2b and an induction coil 2c, which are uniform heating means for uniformly heating the melting chamber 15d. Melt the chips.

◆特許文献２
上記特許文献２も、容器に直接加熱器を搭載して加熱する方式である。具体的には、シースヒータにメッシュ状の加熱器を一体に形成し、容器の内部に設置するものである。上記特許文献２にはつぎの記載がある。 ◆Patent document 2
The above Patent Document 2 is also a method in which a heater is mounted directly on the container for heating. Specifically, a mesh-like heater is formed integrally with a sheath heater and installed inside the container. The above Patent Document 2 has the following description.

［要約］
［課題］触媒と空気との接触面積の拡大すると共に、触媒を均一に加熱して活性化させ、該触媒ヒータ（４１）で臭気物質等を確実に分解する。
［解決手段］複数本のシースヒータ（４２）と複数枚のメッシュシート（４３）とを、伝熱促進板（４４）を介して接合して一体に形成する。この状態で、シースヒータ（４２）を台座部（４５）に立設して触媒ヒータ（４１）を構成する。上記メッシュシート（４３）は、銅製の網状に形成された平らなシートであって、空気が貫通して流通可能なものである。このメッシュシート（４３）の表面には、空気中の臭気物質又は有害物質を分解して無臭化又は無害化する脱臭触媒が分散担持されている。この脱臭触媒は、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｍｎ，Ｒｈ，Ｆｅ，Ｃｏ及びＣｅのうちから選ばれた１種以上の金属又は該金属の酸化物である。
[wrap up]
[Problem] To increase the contact area between a catalyst and air, uniformly heat and activate the catalyst, and reliably decompose odorous substances by the catalyst heater (41).
[Solution] A plurality of sheath heaters (42) and a plurality of mesh sheets (43) are integrally formed by bonding through a heat transfer promoting plate (44). In this state, the sheath heater (42) is erected on the pedestal (45) to constitute the catalytic heater (41). The mesh sheet (43) is a flat copper net-like sheet through which air can pass. On the surface of this mesh sheet (43), a deodorizing catalyst that decomposes odorous substances or harmful substances in the air to make them odorless or harmless is dispersedly supported. This deodorizing catalyst is one or more metals selected from Ag, Pd, Pt, Mn, Rh, Fe, Co and Ce, or oxides of these metals.

◆上記非特許文献１の技術には、つぎの問題がある。
１）容器と別に加熱器を設置するため、そのスペースが必要である。
２）加熱器と容器のあいだに存在する配管の熱容量を無視できない。つまり、加熱器から容器に届く前に、流体の熱が配管に奪われてしまう。このため、エネルギーがロスし、消費エネルギーが大きくなる。
３）加熱と冷却を繰り返し行う場合、加熱器の不要な冷却を避けようとすると、加熱器をバイパスする必要がある。そうすると、そのためのバイパス配管や弁が必要となり、設備数が多く複雑になる。
４）容器を直接加熱できないため、加熱するためだけに加熱用の流体が必要となる。非特許文献１のように、空気の除湿装置では、再生用のブロワが必要となる。もしくは、除湿後の乾燥空気を一部利用することで、得られる乾燥空気が目減りしてしまう。 ◆ The technique of Non-Patent Document 1 has the following problems.
1) Space is required to install the heater separately from the container.
2) The heat capacity of piping existing between the heater and the vessel cannot be ignored. In other words, the heat of the fluid is taken away by the piping before it reaches the container from the heater. As a result, energy is lost and energy consumption increases.
3) When heating and cooling are repeated, the heater must be bypassed to avoid unnecessary cooling of the heater. If so, bypass piping and valves for that purpose are required, and the number of facilities becomes large and complicated.
4) The container cannot be heated directly, so a heating fluid is required just to heat it. As in Non-Patent Document 1, an air dehumidifier requires a regeneration blower. Alternatively, by using part of the dry air after dehumidification, the obtained dry air is reduced.

◆上記特許文献１の技術には、つぎの問題がある。
１）溶融室１５ｃを集中的に加熱するカートリッジヒータ２ａを容器の内部に設けると、上記カートリッジヒータ２ａの近辺だけが高温になって、それ以外の場所とのあいだに温度差が生じてしまい、容器内を均一な温度に加熱することができない。
２）上記バンドヒータ２ｂのように、容器の外周に巻き付ける加熱手段では、外側の温度が高くなり、容器の外部と内部で温度差が生じ、容器内を均一な温度に加熱することができない。 ◆ The technique of Patent Document 1 has the following problems.
1) If the cartridge heater 2a for intensively heating the melting chamber 15c is provided inside the container, only the vicinity of the cartridge heater 2a becomes hot, and a temperature difference occurs between the vicinity of the cartridge heater 2a and the other locations. The inside of the container cannot be heated to a uniform temperature.
2) With a heating means wrapped around the outer circumference of the container, such as the band heater 2b, the outside temperature rises, creating a temperature difference between the inside and outside of the container, and the inside of the container cannot be heated to a uniform temperature.

◆上記特許文献２の技術には、つぎの問題がある。
１）メッシュシート（４３）のようなメッシュ状の加熱器を容器内部に設置すると、流体の流れに対して抵抗となり、圧力損失が大きくなる。その損失を補う動力が必要で、消費エネルギーが大きくなる。
◆ The technique of Patent Document 2 has the following problems.
1) When a mesh heater such as a mesh sheet (43) is installed inside the container, it becomes a resistance to the flow of the fluid, increasing the pressure loss. Power is required to compensate for the loss, and energy consumption increases.

〔目的〕
本発明は、上記の課題を解決するため、つぎの目的をもってなされたものである。
エネルギーロスが少なく、容器内を均一に加熱できる容器内の加熱構造および温度スイング吸着装置を提供する。
〔the purpose〕
The present invention has been made with the following objects in order to solve the above problems.
Provided are a heating structure in a container and a temperature swing adsorption device capable of uniformly heating the inside of the container with little energy loss.

請求項１記載の容器内の加熱構造は、上記目的を達成するため、つぎの構成を採用した。
内部に流体が流通しうる容器と、上記容器内に配置されるヒーターとを備え、
上記ヒーターは、
互いに直交する第１方向と第２方向が定められるシート状の加熱体を含んで構成され、
上記加熱体が、上記第２方向には曲がらず、上記第１方向においてシート面同士が互いに平行に対面する部分を有するよう曲がっており、
上記加熱体の上記第２方向が、上記容器内を上流側から下流側に向かう上記流体の流れに対し、実質的に沿うように配置され、
少なくとも上記加熱体の上記シート面同士が対面したクリアランスの領域に、上記流体とのあいだで界面現象を伴う粒状体が充填されている。
In order to achieve the above object, the heating structure within the container according to claim 1 employs the following configuration.
A container in which a fluid can flow, and a heater arranged in the container,
The heater above
comprising a sheet-like heating element in which a first direction and a second direction perpendicular to each other are defined,
the heating body does not bend in the second direction, but bends in the first direction such that the sheet surfaces face each other in parallel, and
the second direction of the heating element is arranged substantially along the flow of the fluid from the upstream side to the downstream side in the container ;
At least the area of the clearance where the sheet surfaces of the heating element face each other is filled with a granular material that causes an interfacial phenomenon between the heating element and the fluid.

請求項２記載の容器内の加熱構造は、請求項１記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記ヒーターは、上記加熱体の上記第１方向の両端部にそれぞれ取り付けられた電極をさらに含んで構成されている。 In addition to the configuration of claim 1, the heating structure in the container according to claim 2 adopts the following configuration.
The heater further includes electrodes attached to both ends of the heating body in the first direction.

請求項３記載の容器内の加熱構造は、請求項１または２記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記加熱体が、上記シート面同士が平行に対面する部分を複数有し、
上記シート面同士の対面したクリアランスが実質的に等しくなるよう構成されている。 In addition to the configuration described in claim 1 or 2, the heating structure within the container described in claim 3 employs the following configuration.
The heating body has a plurality of portions where the sheet surfaces face each other in parallel,
It is configured such that the facing clearances between the sheet surfaces are substantially equal.

請求項４記載の容器内の加熱構造は、請求項１～３のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記加熱体は、渦巻状に曲がっている。 The heating structure in the container according to claim 4 employs the following structure in addition to the structure according to any one of claims 1 to 3.
The heating body is spirally curved.

請求項５記載の容器内の加熱構造は、請求項１～４のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記加熱体に、上記流体を通過させる通過孔が形成されている。 The heating structure in the container according to claim 5 employs the following structure in addition to the structure according to any one of claims 1 to 4.
A passage hole for passing the fluid is formed in the heating body.

請求項６記載の容器内の加熱構造は、請求項１～５のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記加熱体の上流側と下流側の少なくともいずれかに、上記流体の偏流を緩和する偏流緩和構造が設けられている。 The heating structure in the container according to claim 6 employs the following structure in addition to the structure according to any one of claims 1 to 5.
At least one of the upstream side and the downstream side of the heating element is provided with a non-uniform flow mitigation structure for mitigating the non-uniform flow of the fluid.

請求項７記載の容器内の加熱構造は、請求項１～６のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記容器内において、上記ヒーターが上記流体の流れる方向に複数、直列状に配置され、
上記複数のヒーターが、それぞれ独立して温度制御される。 The heating structure in the container according to claim 7 employs the following configuration in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 6.
In the container, a plurality of the heaters are arranged in series in the direction in which the fluid flows,
Each of the plurality of heaters is temperature-controlled independently.

請求項８記載の容器内の加熱構造は、請求項１～７のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記容器内において、上記ヒーターが上記流体の流れる方向を横切る仮想面上に複数、並列状に配置され、
上記複数のヒーターが、それぞれ独立して温度制御される。 The heating structure in the container according to claim 8 adopts the following structure in addition to the structure according to any one of claims 1 to 7.
In the container, a plurality of the heaters are arranged in parallel on a virtual plane that intersects the flow direction of the fluid,
Each of the plurality of heaters is temperature-controlled independently.

請求項９記載の容器内の加熱構造は、請求項１～６のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記容器内に、複数種類の粒状体が、種類ごとに異なる充填層を形成するように充填され、
上記複数の充填層に対応してそれぞれ上記ヒーターが配置され、
上記複数のヒーターが、それぞれ独立して温度制御される。
The heating structure in the container according to claim 9 adopts the following structure in addition to the structure according to any one of claims 1 to 6.
In the container , a plurality of types of granules are filled so as to form a different packed bed for each type,
The heaters are respectively arranged corresponding to the plurality of filling layers,
Each of the plurality of heaters is temperature-controlled independently.

請求項１０記載の温度スイング吸着装置は、上記目的を達成するため、つぎの構成を採用した。
吸着剤が充填された内部に流体が流通しうる容器と、上記容器内に配置されるヒーターとを有し、吸着工程と再生工程を行うことができる吸着塔を備えた温度スイング吸着装置であって、
上記ヒーターは、
互いに直交する第１方向と第２方向が定められるシート状の加熱体を含んで構成され、
上記加熱体が、上記第２方向には曲がらず、上記第１方向においてシート面同士が互いに平行に対面する部分を有するよう曲がっており、
上記加熱体の上記第２方向が、上記容器内を上流側から下流側に向かう上記流体の流れに対し、実質的に沿うように配置され、
少なくとも上記加熱体の上記シート面同士が対面したクリアランスの領域に、上記吸着剤が充填されている。
In order to achieve the above objects, the temperature swing adsorption apparatus according to claim 10 employs the following configuration.
A temperature swing adsorption apparatus comprising a vessel filled with an adsorbent through which a fluid can flow, a heater arranged in the vessel, and an adsorption tower capable of performing an adsorption process and a regeneration process. hand,
The heater above
comprising a sheet-like heating element in which a first direction and a second direction perpendicular to each other are defined,
the heating body does not bend in the second direction, but bends in the first direction such that the sheet surfaces face each other in parallel, and
the second direction of the heating element is arranged substantially along the flow of the fluid from the upstream side to the downstream side in the container ;
At least the region of the clearance where the sheet surfaces of the heating body face each other is filled with the adsorbent .

請求項１記載の容器内の加熱構造は、容器とヒーターとを備えている。上記ヒーターが上記容器内に配置され、その容器は内部に流体が流通する。このように、上記容器内にヒーターを配置し、容器と別に加熱器を設ける必要がなく、コンパクト化できる。また、加熱器と容器を連絡する配管に熱を奪われることがなく、熱のロスすなわち消費エネルギーを節減できる。
本発明の加熱構造では、上記ヒーターの構成に含まれる加熱体は、互いに直交する第１方向と第２方向が定められるシート状である。上記加熱体は、上記第２方向には曲がらず、上記第１方向においてシート面同士が互いに平行に対面する部分を有するよう曲がっている。そして、上記加熱体は、上記容器内を上流側から下流側に向かう上記流体の流れに対し、上記第２方向が実質的に沿うように配置される。これにより、上記加熱体の上記シート面が、上記流体の流れに対して実質的に平行になる。したがって、メッシュ状の加熱器に比べて圧力損失が大幅に低減し、消費エネルギーを節減できる。また、少なくとも上記加熱体の上記シート面同士が対面したクリアランスの領域に、上記流体とのあいだで界面現象を伴う粒状体が充填されている。このため、上記加熱体の発熱により、充填された粒状体を、温度ばらつきが少ない状態で、均一に加熱することができる。
A heating structure within a vessel according to claim 1 comprises a vessel and a heater. The heater is positioned within the container, the container having fluid communication therein. In this way, it is not necessary to dispose the heater inside the container and provide a heater separate from the container, so that the container can be made compact. In addition, the heat is not taken away by the piping connecting the heater and the container, so that the loss of heat, that is, the energy consumption can be reduced.
In the heating structure of the present invention, the heating body included in the configuration of the heater is in the form of a sheet having a first direction and a second direction that are orthogonal to each other. The heating body does not bend in the second direction, but bends in the first direction such that the sheet surfaces face each other in parallel. The heating element is arranged such that the second direction substantially follows the flow of the fluid flowing from the upstream side to the downstream side in the container. Thereby, the sheet surface of the heating element becomes substantially parallel to the flow of the fluid. Therefore, the pressure loss is greatly reduced compared to the mesh heater, and energy consumption can be saved. At least the area of the clearance where the sheet surfaces of the heating element face each other is filled with a granular material that causes an interfacial phenomenon with the fluid. Therefore, the filled granular material can be uniformly heated with little temperature variation by the heat generation of the heating body.

請求項２記載の容器内の加熱構造は、上記ヒーターが、上記加熱体の上記第１方向の両端部にそれぞれ取り付けられた電極をさらに含んで構成されている。
これにより、上記加熱体は、上記第１方向の全体が発熱する。このため、容器内を効率よく加熱できる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a heating structure for a container, wherein the heater further includes electrodes attached to both ends of the heating element in the first direction.
Thereby, the heating body generates heat in the entire first direction. Therefore, the inside of the container can be efficiently heated.

請求項３記載の容器内の加熱構造は、上記加熱体が、上記シート面同士が平行に対面する部分を複数有している。また、上記シート面同士の対面したクリアランスが実質的に等しくなっている。
これにより、カートリッジヒータや外巻き型のバンドヒータを使用する場合と比べ、容器内を均一に加熱でき、容器内の温度ばらつきを軽減できる。 In the heating structure for a container according to claim 3, the heating body has a plurality of portions where the sheet surfaces face each other in parallel. Also, the clearances between the sheet surfaces facing each other are substantially equal.
As a result, compared with the case of using a cartridge heater or an outer wound band heater, the inside of the container can be uniformly heated, and the temperature variation inside the container can be reduced.

請求項４記載の容器内の加熱構造は、上記加熱体が渦巻状に曲がっている。
これにより、カートリッジヒータや外巻き型のバンドヒータを使用する場合と比べ、容器内を均一に加熱でき、容器内の温度ばらつきを軽減できる。 In the heating structure within the container according to claim 4, the heating body is curved in a spiral shape.
As a result, compared with the case of using a cartridge heater or an outer wound band heater, the inside of the container can be uniformly heated, and the temperature variation inside the container can be reduced.

請求項５記載の容器内の加熱構造は、上記加熱体に、上記流体を通過させる通過孔が形成されている。
これにより、上記加熱体で隔てられて形成される流路間で、圧力や流量に偏りが生じたときに、上記流体が上記通過孔を通過することにより、上記圧力や流量の偏りが緩和される。 In the heating structure for a container according to claim 5, the heating element is formed with a passage hole through which the fluid passes.
As a result, when the pressure or flow rate is uneven between the flow paths separated by the heating body, the fluid passes through the passage hole, thereby alleviating the pressure or flow rate unevenness. be.

請求項６記載の容器内の加熱構造は、上記加熱体の上流側と下流側の少なくともいずれかに、上記流体の偏流を緩和する偏流緩和構造が設けられている。
これにより、上記容器内での流体の偏流が緩和され、容器内での温度ばらつきが軽減される。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a non-uniform flow reducing structure for reducing non-uniform flow of the fluid on at least one of the upstream side and the downstream side of the heating element.
As a result, the uneven flow of the fluid inside the container is alleviated, and the temperature variation inside the container is reduced.

請求項７記載の容器内の加熱構造は、上記容器内において上記ヒーターが上記流体の流れる方向に複数、直列状に配置される。そして、上記複数のヒーターが、それぞれ独立して温度制御される。つまり、容器内の上流側と下流側を独立した温度制御で加熱することができる。これにより、たとえば上流側にくらべて下流側が高温になるような、容器内の温度ばらつきを軽減できる。 In the heating structure inside the container according to claim 7, a plurality of the heaters are arranged in series in the direction in which the fluid flows inside the container. The plurality of heaters are independently temperature-controlled. That is, the upstream side and the downstream side in the container can be heated by independent temperature control. As a result, it is possible to reduce temperature variations in the container such that the downstream side is hotter than the upstream side, for example.

請求項８記載の容器内の加熱構造は、上記容器内において、上記ヒーターが上記流体の流れる方向を横切る仮想面上に複数、並列状に配置される。そして、上記複数のヒーターが、それぞれ独立して温度制御される。つまり、流体の流れに対する横方向の複数エリアを独立した温度制御で加熱することができる。これにより、たとえば容器の外側にくらべて内側が高温になるような、容器内の温度ばらつきを軽減できる。 According to claim 8, in the container heating structure, the heaters are arranged in parallel on a virtual plane crossing the flow direction of the fluid in the container. The plurality of heaters are independently temperature-controlled. That is, a plurality of areas lateral to the fluid flow can be heated with independent temperature control. This can reduce temperature variations in the container, such as the inside of the container being hotter than the outside.

請求項９記載の容器内の加熱構造は、上記容器内に、複数種類の粒状体が、種類ごとに異なる充填層を形成するように充填される。上記複数の充填層に対応してそれぞれ上記ヒーターが配置される。そして、上記複数のヒーターが、それぞれ独立して温度制御される。充填層ごと、すなわち種類の異なる粒状体ごとに、独立した温度制御で加熱することができる。これにより、たとえば粒状体ごとに適正な温度での加熱制御を行うことができ。各粒状体の界面現象を最適化できる。粒状体の種類によって不必要な高温加熱を避けることができ、消費エネルギーも節減できる。
In the heating structure for a container according to claim 9, the container is filled with a plurality of types of granular materials so as to form different packed layers for each type. The heaters are arranged corresponding to the plurality of filling layers. The plurality of heaters are independently temperature-controlled. Each packed layer, that is, each type of granular material can be heated with independent temperature control. Thereby, for example, heating control can be performed at an appropriate temperature for each granular material. Interfacial phenomena of each grain can be optimized. Unnecessary high-temperature heating can be avoided depending on the type of granular material, and energy consumption can also be reduced.

請求項１０記載の温度スイング吸着装置は、容器とヒーターとを有する吸着塔を備えている。上記容器には吸着剤が充填されるとともにヒーターが配置され、その内部に流体が流通する。上記吸着塔では、吸着工程と再生工程を行うことができる。このように、上記容器内にヒーターを配置し、容器と別に加熱器を設ける必要がなく、コンパクト化できる。また、加熱器と容器を連絡する配管に熱を奪われることがなく、熱のロスすなわち消費エネルギーを節減できる。
本発明の温度スイング吸着装置では、上記ヒーターの構成に含まれる加熱体は、互いに直交する第１方向と第２方向が定められるシート状である。上記加熱体は、上記第２方向には曲がらず、上記第１方向においてシート面同士が互いに平行に対面する部分を有するよう曲がっている。そして、上記加熱体は、上記容器内を上流側から下流側に向かう上記流体の流れに対し、上記第２方向が実質的に沿うように配置される。これにより、上記加熱体の上記シート面が、上記流体の流れに対して実質的に平行になる。したがって、メッシュ状の加熱器に比べて圧力損失が大幅に低減し、消費エネルギーを節減できる。
また、ヒーターで容器内を直接加熱するため、加熱するためだけの加熱用の流体の必要量を削減できる。たとえば空気を除湿するときにも、再生用のブロワをサイズダウンし、消費エネルギーを削減できる。また、除湿後の乾燥空気を加熱用として利用しなくてすむため、得られる乾燥空気が目減りしない。また、少なくとも上記加熱体の上記シート面同士が対面したクリアランスの領域に、上記吸着剤が充填されている。このため、上記加熱体の発熱により、充填された吸着剤を、温度ばらつきが少ない状態で、均一に加熱することができる。 A temperature swing adsorption apparatus according to claim 10 comprises an adsorption tower having a container and a heater. The container is filled with an adsorbent and is provided with a heater, through which a fluid flows. In the adsorption tower, an adsorption step and a regeneration step can be performed. In this way, it is not necessary to dispose the heater inside the container and provide a heater separate from the container, so that the container can be made compact. In addition, the heat is not taken away by the piping connecting the heater and the container, so that the loss of heat, that is, the energy consumption can be reduced.
In the temperature swing adsorption apparatus of the present invention, the heating member included in the configuration of the heater is a sheet-like member having a first direction and a second direction that are orthogonal to each other. The heating body does not bend in the second direction, but bends in the first direction such that the sheet surfaces face each other in parallel. The heating element is arranged such that the second direction substantially follows the flow of the fluid flowing from the upstream side to the downstream side in the container. Thereby, the sheet surface of the heating element becomes substantially parallel to the flow of the fluid. Therefore, the pressure loss is greatly reduced compared to the mesh heater, and energy consumption can be saved.
Moreover, since the inside of the container is directly heated by the heater, the necessary amount of the heating fluid for heating can be reduced. For example, even when dehumidifying the air, the size of the regeneration blower can be reduced to reduce energy consumption. In addition, since the dry air after dehumidification does not need to be used for heating, the obtained dry air is not reduced. At least a clearance region where the sheet surfaces of the heating body face each other is filled with the adsorbent. Therefore, the filled adsorbent can be uniformly heated with little temperature variation by the heat generation of the heating body.

本発明の容器内の加熱構造の第１実施形態を説明する構成図である。1 is a configuration diagram for explaining a first embodiment of a heating structure inside a container of the present invention; FIG. 第２実施形態であり、加熱体に通過孔を設けた例である。This is the second embodiment, and is an example in which the heating element is provided with passage holes. 第３実施形態であり、容器の変形例である。This is a third embodiment, which is a modification of the container. 第４実施形態であり、偏流緩和構造の第１例である。This is the fourth embodiment and the first example of the drift alleviating structure. 第５実施形態であり、偏流緩和構造の第２例である。This is the fifth embodiment, which is a second example of the drift alleviating structure. 第６実施形態であり、複数のヒーターを直列状に配置した例である。This is the sixth embodiment, and is an example in which a plurality of heaters are arranged in series. 第７実施形態であり、複数のヒーターを並列状に配置した例である。This is the seventh embodiment, and is an example in which a plurality of heaters are arranged in parallel. 第８実施形態であり、複数の充填層に対応してヒーターを配置した例である。This is an eighth embodiment, and is an example in which heaters are arranged corresponding to a plurality of filling layers. 第９実施形態であり、加熱体の渦巻状の第２例である。This is a ninth embodiment, which is a second example of a spiral heating element. 第１０実施形態であり、加熱体の渦巻状の第３例である。This is the tenth embodiment, which is a third example of a spiral heating element. 第１１実施形態であり、加熱体の変形例である。This is the eleventh embodiment, which is a modification of the heating element. 本発明の温度スイング吸着装置の一実施形態を説明する構成図である。1 is a configuration diagram illustrating an embodiment of a temperature swing adsorption device of the present invention; FIG.

つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described.

◆第１実施形態
図１は、本発明が適用された容器内の加熱構造を示す第１実施形態である。（Ａ）は縦端面図、（Ｂ）は横断面図、（Ｃ）はヒーターを広げた図である。 ◆First Embodiment FIG. 1 is a first embodiment showing a heating structure in a container to which the present invention is applied. (A) is a vertical end view, (B) is a cross-sectional view, and (C) is a view in which the heater is expanded.

〔全体構造〕
本実施形態の容器内の加熱構造は、容器１０とヒーター３０とを備えている。
上記容器１０は、内部に流体が流通する。上記ヒーター３０は、上記容器１０内に配置される。 [Overall structure]
The heating structure in the container of this embodiment includes a container 10 and a heater 30 .
A fluid flows inside the container 10 . The heater 30 is arranged inside the container 10 .

〔容器１０〕
上記容器１０は、この例では、円筒体１０Ｃの両端部が鏡板１０Ａ，１０Ｂで塞がれたタンク状を呈している、上部の鏡板１０Ａの中央に流体の流入口１１が設けられ、下部の鏡板１０Ｂの中央に流体の流出口１２が設けられている。したがって、この例では、容器１０の上部が流体の上流側、下部が流体の下流側である。 [Container 10]
In this example, the container 10 has a tank shape in which both ends of a cylindrical body 10C are closed by end plates 10A and 10B. A fluid outlet 12 is provided in the center of the end plate 10B. Thus, in this example, the top of the container 10 is upstream of the fluid and the bottom is downstream of the fluid.

〔ヒーター３０〕
上記ヒーター３０は、加熱体３２と電極３１とを含んで構成されている。 [Heater 30]
The heater 30 includes a heating element 32 and electrodes 31 .

上記加熱体３２は、互いに直交する第１方向と第２方向が定められるシート状に形成されたものである。以下の説明では、上記第１方向を長手方向Ｘとし、上記第２方向を幅方向Ｙとした例について述べる。したがって、この例では、上記加熱体３２は、長手方向Ｘに長尺の長方形、いわば帯状を呈している。上記ヒーター３０は、上記加熱体３２の長手方向Ｘの両端部にそれぞれ、電極３１が取り付けられている。上記電極３１に電圧を印加することにより、上記加熱体３２が発熱する。 The heating element 32 is formed in a sheet shape having a first direction and a second direction which are orthogonal to each other. In the following description, an example in which the first direction is the longitudinal direction X and the second direction is the width direction Y will be described. Therefore, in this example, the heating element 32 has a rectangular shape elongated in the longitudinal direction X, that is, a strip shape. The heater 30 has electrodes 31 attached to both ends in the longitudinal direction X of the heater 32 . By applying a voltage to the electrode 31, the heater 32 generates heat.

上記シート状の加熱体３２は、シート状で、電圧をかけることにより発熱するものを使用することができる。たとえば、銅や鉄、チタン、ニッケル、ステンレス等の金属を使用することができる。これらにメッキやフッ素樹脂加工などの表面処理加工を施したものを使うこともできる。あるいは、金属を繊維状とし、抄紙処理したものを使用することもできる。 As the sheet-like heating member 32, a sheet-like member that generates heat when a voltage is applied can be used. For example, metals such as copper, iron, titanium, nickel, and stainless steel can be used. It is also possible to use those subjected to surface treatment such as plating or fluororesin processing. Alternatively, it is also possible to use a fibrous metal that has been subjected to a papermaking process.

本実施形態では、上記加熱体３２が、上記幅方向Ｙには曲がらず、上記長手方向Ｘにおいてシート面同士が互いに平行に対面する部分を有するよう曲がっている。この状態で、上記加熱体３２は、上記シート面同士が平行に対面する部分を複数有している。具体的には、この例では、上記加熱体３２は渦巻状に曲がっている。 In this embodiment, the heating element 32 is not bent in the width direction Y, but is bent in the longitudinal direction X so that the sheet surfaces face each other in parallel. In this state, the heating body 32 has a plurality of portions where the sheet surfaces face each other in parallel. Specifically, in this example, the heating element 32 is spirally curved.

この例では、上記シート面同士の対面したクリアランスが実質的に等しくなるよう構成されている。つまり、上記渦巻状の渦巻は、等間隔の渦巻であり、いわゆるアルキメデスの螺旋状を呈している。渦巻の巻き回数は特に限定されない。 In this example, the clearance between the sheet surfaces facing each other is substantially equal. In other words, the spiral spirals are equally spaced spirals and exhibit a so-called Archimedean spiral. The number of turns of the spiral is not particularly limited.

上記加熱体３２の上記幅方向Ｙが、上記容器１０内を上流側から下流側に向かう上記流体の流れに対し、実質的に沿うように配置されている。したがって、上記加熱体３２の渦巻は、流体が流れる方向に見て渦巻状を呈している。これにより、上記加熱体３２のシート面が、流体の流れる方向に対して平行となる。 The width direction Y of the heating element 32 is arranged substantially along the flow of the fluid flowing from the upstream side to the downstream side in the container 10 . Therefore, the spiral of the heating element 32 has a spiral shape when viewed in the direction in which the fluid flows. As a result, the sheet surface of the heating element 32 becomes parallel to the direction in which the fluid flows.

また、この例では、上記容器１０の流入口１１と流出口１２が上記渦巻の中心に位置するよう、上記ヒーター３０が上記容器１０内に配置される。つまり、加熱体３２の渦巻の中心が容器１０の中心に位置するよう、上記ヒーター３０が配置されている。 Also, in this example, the heater 30 is arranged in the container 10 so that the inlet 11 and the outlet 12 of the container 10 are positioned at the center of the spiral. That is, the heater 30 is arranged so that the center of the spiral of the heating element 32 is positioned at the center of the container 10 .

上記容器１０内には、上記流体とのあいだで界面現象を伴う粒状体を充填することができる（図１に粒状体は図示していない）。上記界面現象とは、具体的には吸着や触媒反応等があげられる。したがって、上記粒状体としては、具体的には吸着剤や触媒等である。上記粒状体は、上記ヒーター３１の加熱領域に充填することができる。上記加熱領域とは、具体的には、加熱体３２のシート面同士が対面したクリアランスの領域や、容器１０の内面と上記シート面との隙間等の領域である。このようにすることにより、上記加熱体３２の発熱により、充填された吸着剤や触媒を、温度ばらつきが少ない状態で、均一に加熱することができる。 The container 10 can be filled with particles that cause interfacial phenomena with the fluid (the particles are not shown in FIG. 1). Specifically, the interfacial phenomenon includes adsorption, catalytic reaction, and the like. Accordingly, the particulate material is specifically an adsorbent, a catalyst, or the like. The granules can be filled in the heating area of the heater 31 . Specifically, the heating area is a clearance area where the sheet surfaces of the heating element 32 face each other, and an area such as a gap between the inner surface of the container 10 and the sheet surface. By doing so, the heat generated by the heating body 32 can uniformly heat the packed adsorbent and catalyst with little variation in temperature.

〔第１実施形態の効果〕
上記第１実施形態は、容器１０とヒーター３０とを備えている。上記ヒーター３０が上記容器１０内に配置され、その容器１０は内部に流体が流通する。このように、上記容器１０内にヒーター３０を配置し、容器１０と別に加熱器を設ける必要がなく、コンパクト化できる。また、加熱器と容器１０を連絡する配管に熱を奪われることがなく、熱のロスすなわち消費エネルギーを節減できる。
本発明の加熱構造では、上記ヒーター３０の構成に含まれる加熱体３２は、長手方向Ｘと幅方向Ｙがあるシート状である。上記加熱体３２は、上記幅方向Ｙには曲がらず、上記長手方向Ｘにおいてシート面同士が互いに平行に対面する部分を有するよう曲がっている。そして、上記加熱体３２は、上記容器１０内を上流側から下流側に向かう上記流体の流れに対し、上記幅方向Ｙが実質的に沿うように配置される。これにより、上記加熱体３２の上記シート面が、上記流体の流れに対して実質的に平行になる。したがって、メッシュ状の加熱器に比べて圧力損失が大幅に低減し、消費エネルギーを節減できる。 [Effect of the first embodiment]
The first embodiment includes the container 10 and the heater 30 . The heater 30 is disposed within the vessel 10, the vessel 10 having fluid therein. In this manner, the heater 30 is arranged inside the container 10, and there is no need to provide a heater separate from the container 10, so that the container can be made compact. In addition, the heat is not taken away by the piping connecting the heater and the container 10, and heat loss, that is, energy consumption can be reduced.
In the heating structure of the present invention, the heating body 32 included in the configuration of the heater 30 is in the form of a sheet having a longitudinal direction X and a width direction Y. As shown in FIG. The heating element 32 does not bend in the width direction Y, but bends in the longitudinal direction X so that the sheet surfaces face each other in parallel. The heater 32 is arranged so that the width direction Y substantially follows the flow of the fluid flowing from the upstream side to the downstream side in the container 10 . Thereby, the sheet surface of the heating element 32 becomes substantially parallel to the flow of the fluid. Therefore, the pressure loss is greatly reduced compared to the mesh heater, and energy consumption can be saved.

上記第１実施形態は、上記ヒーター３０が、上記加熱体３２の長手方向Ｘの両端部にそれぞれ取り付けられた電極３１をさらに含んで構成されている。
これにより、上記加熱体３２は、長手方向Ｘの全体が発熱する。このため、容器３０内を効率よく加熱できる。 In the first embodiment, the heater 30 further includes electrodes 31 attached to both ends of the heater 32 in the longitudinal direction X, respectively.
As a result, the entire lengthwise direction X of the heating element 32 generates heat. Therefore, the inside of the container 30 can be efficiently heated.

上記第１実施形態は、上記加熱体３２が、上記シート面同士が平行に対面する部分を複数有している。また、上記シート面同士の対面したクリアランスが実質的に等しくなっている。
これにより、カートリッジヒータや外巻き型のバンドヒータを使用する場合と比べ、容器１０内を均一に加熱でき、容器１０内の温度ばらつきを軽減できる。 In the first embodiment, the heating element 32 has a plurality of portions where the sheet surfaces face each other in parallel. Also, the clearances between the sheet surfaces facing each other are substantially equal.
As a result, the inside of the container 10 can be uniformly heated, and the temperature variation inside the container 10 can be reduced, as compared with the case of using a cartridge heater or an outer wound band heater.

上記第１実施形態は、上記加熱体３２が渦巻状に曲がっている。
これにより、カートリッジヒータや外巻き型のバンドヒータを使用する場合と比べ、容器１０内を均一に加熱でき、容器１０内の温度ばらつきを軽減できる。
In the first embodiment, the heating body 32 is spirally curved.
As a result, the inside of the container 10 can be uniformly heated, and the temperature variation inside the container 10 can be reduced, as compared with the case of using a cartridge heater or an outer wound band heater.

◆第２実施形態
図２は、第２実施形態に用いるヒーター３０を広げた図である。
この例では、上記加熱体３２に、上記流体を通過させる通過孔３３が形成されている。上記通過孔３３は、上記加熱体３２のシート面に一様に分布するよう、多数形成されている。 ◆Second Embodiment FIG. 2 is an enlarged view of the heater 30 used in the second embodiment.
In this example, the heater 32 is formed with a passage hole 33 through which the fluid passes. A large number of passage holes 33 are formed so as to be uniformly distributed on the sheet surface of the heating element 32 .

本実施形態において、加熱体３２を渦巻状にしたときに、中心付近になる領域と、周辺付近になる領域とで、上記通過孔３３の分布が異なるようにすることもできる。また、流体の上流側と下流側で、上記通過孔３３の分布が異なるようにすることもできる。 In this embodiment, when the heating element 32 is spirally formed, the distribution of the passage holes 33 can be different between the area near the center and the area near the periphery. Also, the distribution of the passage holes 33 can be different between the upstream side and the downstream side of the fluid.

〔第２実施形態の効果〕
上記第２実施形態は、上記加熱体３２に、上記流体を通過させる通過孔３３が形成されている。
これにより、上記加熱体３２で隔てられて形成される流路間で、圧力や流量に偏りが生じたときに、上記流体が上記通過孔３３を通過することにより、上記圧力や流量の偏りが緩和される。
それ以外は、上記実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。
[Effect of Second Embodiment]
In the second embodiment, the heater 32 is formed with a passage hole 33 through which the fluid passes.
As a result, when the pressure or the flow rate is uneven between the flow paths separated by the heating element 32, the fluid passes through the passage hole 33, so that the pressure or the flow rate is uneven. mitigated.
Other than that, it is the same as the above-described embodiment, and has the same effect.

◆第３実施形態
図３は、第３実施形態の横断面図である。
この例では、容器１０の上部の鏡板１０Ａに複数の流入口１１が設けられ、下部の鏡板１０Ｂにも複数の流出口１２が設けられている（図では下部の鏡板１０Ｂしか示していない）。この例では、流入口１１および流出口１２の数はそれぞれ４つである。４つの流入口１１と４つの流出口１２は、加熱体３２の渦巻状の中心（つまり容器１０の中心）から等間隔に離れた位置に配置されている。 ◆Third Embodiment FIG. 3 is a cross-sectional view of a third embodiment.
In this example, the upper end plate 10A of the container 10 is provided with a plurality of inlets 11, and the lower end plate 10B is also provided with a plurality of outlets 12 (only the lower end plate 10B is shown in the figure). In this example, the number of inlets 11 and outlets 12 is four each. The four inlets 11 and the four outlets 12 are arranged at equal intervals from the spiral center of the heating element 32 (that is, the center of the container 10).

〔第３実施形態の効果〕
第３実施形態は、容器１０内を流れる流体の圧力や流量の偏りが緩和される。
それ以外は、上記各実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。
[Effect of the third embodiment]
In the third embodiment, unevenness in the pressure and flow rate of the fluid flowing through the container 10 is alleviated.
Other than that, it is the same as each of the above embodiments, and has the same effect.

◆第４実施形態
図４は、第４実施形態の横断面図である。
この例は、上記加熱体３２の上流側と下流側の少なくともいずれかに、上記流体の偏流を緩和する偏流緩和構造が設けられている。 ◆Fourth Embodiment FIG. 4 is a cross-sectional view of a fourth embodiment.
In this example, at least one of the upstream side and the downstream side of the heating element 32 is provided with a drift mitigation structure for mitigating the drift of the fluid.

図４の例は、上記偏流緩和構造として、渦巻状にした加熱体３２の上流側を、中心よりも周辺が低くなるように形成し、上部の鏡板１０Ａの内面とのあいだに形成される空間が、中心よりも周辺が広くなるようにしている。このようにすることにより、上部の鏡板１０Ａの中心に設けられた流入口１１から流入した流体は、容器１０内の周辺に向かって流れやすくなる。 In the example of FIG. 4, the upstream side of the spiral heating element 32 is formed so that the periphery is lower than the center, and the space is formed between the upper end plate 10A and the inner surface of the upper end plate 10A. However, the perimeter is wider than the center. By doing so, the fluid that has flowed in from the inlet 11 provided in the center of the upper end plate 10A can easily flow toward the periphery inside the container 10 .

渦巻状にした加熱体３２の下流側も同様に、中心よりも周辺が低くなるように形成し、下部の鏡板１０Ｂの内面とのあいだに形成される空間が、中心よりも周辺が広くなるようにしている。このようにすることにより、渦巻状の加熱体３２のクリアランスを通過した流体は、下部の鏡板１０Ｂの中心にある流出口１２に向かって流れやすくなる。 Similarly, the downstream side of the spiral heating element 32 is formed so that the periphery is lower than the center, and the space formed between the inner surface of the lower end plate 10B is wider than the center. I have to. By doing so, the fluid that has passed through the clearance of the spiral heating element 32 can easily flow toward the outlet 12 at the center of the lower end plate 10B.

〔第４実施形態の効果〕
第４実施形態は、上記加熱体３２の上流側と下流側の少なくともいずれかに、上記流体の偏流を緩和する偏流緩和構造が設けられている。
これにより、上記容器１０内での流体の偏流が緩和され、容器１０内での温度ばらつきが軽減される。
それ以外は、上記各実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。
[Effect of the fourth embodiment]
In the fourth embodiment, at least one of the upstream side and the downstream side of the heating element 32 is provided with a drift mitigation structure for mitigating the drift of the fluid.
As a result, the uneven flow of the fluid inside the container 10 is alleviated, and the temperature variation inside the container 10 is reduced.
Other than that, it is the same as each of the above embodiments, and has the same effect.

◆第５実施形態
図５は、第５実施形態の横断面図である。
この例は、上記加熱体３２の上流側と下流側の少なくともいずれかに、上記流体の偏流を緩和する偏流緩和構造が設けられている。 ◆ Fifth Embodiment FIG. 5 is a cross-sectional view of a fifth embodiment.
In this example, at least one of the upstream side and the downstream side of the heating element 32 is provided with a drift mitigation structure for mitigating the drift of the fluid.

図５の例は、上記偏流緩和構造として、渦巻状にした加熱体３２の上流側に、流体の流れを中心から周辺に向かうように整流する整流板３４Ａが設けられている。このようにすることにより、上部の鏡板１０Ａの中心に設けられた流入口１１から流入した流体は、容器１０内の周辺に向かって流れやすくなる。 In the example of FIG. 5, as the uneven flow mitigation structure, a rectifying plate 34A is provided on the upstream side of the spiral heating body 32 to rectify the flow of the fluid from the center toward the periphery. By doing so, the fluid that has flowed in from the inlet 11 provided in the center of the upper end plate 10A can easily flow toward the periphery inside the container 10 .

渦巻状にした加熱体３２の下流側にも同様に、流体の流れを周辺から中心に向かうように整流する整流板３４Ｂが設けられている。このようにすることにより、渦巻状の加熱体３２のクリアランスを通過した流体は、下部の鏡板１０Ｂの中心にある流出口１２に向かって流れやすくなる。 Similarly, on the downstream side of the spiral heating element 32, a straightening plate 34B is provided to straighten the flow of the fluid from the periphery toward the center. By doing so, the fluid that has passed through the clearance of the spiral heating element 32 can easily flow toward the outlet 12 at the center of the lower end plate 10B.

〔第５実施形態の効果〕
第５実施形態は、上記加熱体３２の上流側と下流側の少なくともいずれかに、上記流体の偏流を緩和する偏流緩和構造が設けられている。
これにより、上記容器１０内での流体の偏流が緩和され、容器１０内での温度ばらつきが軽減される。
それ以外は、上記各実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。
[Effect of the fifth embodiment]
In the fifth embodiment, at least one of the upstream side and the downstream side of the heating element 32 is provided with a drift mitigation structure for mitigating the drift of the fluid.
As a result, the uneven flow of the fluid inside the container 10 is alleviated, and the temperature variation inside the container 10 is reduced.
Other than that, it is the same as each of the above embodiments, and has the same effect.

◆第６実施形態
図６は、第６実施形態の横断面図である。
この例は、上記容器１０内において、上記ヒーター３０が上記流体の流れる方向に複数、直列状に配置されている。そして、上記複数のヒーター３０が、それぞれ独立して温度制御される。 ◆Sixth Embodiment FIG. 6 is a cross-sectional view of the sixth embodiment.
In this example, a plurality of heaters 30 are arranged in series in the container 10 in the direction in which the fluid flows. The plurality of heaters 30 are independently temperature-controlled.

図示した例では、上流側に配置されるヒーター３０Ａと下流側に配置されるヒーター３０Ｂの２つのヒーター３０Ａ，３０Ｂを備えている。上流側のヒーター３０Ａと下流側のヒーター３０Ｂは、加熱体３２の渦巻構造や電極３１の取付け構造など、同様の構造のものを用いることができる。 In the illustrated example, two heaters 30A and 30B, a heater 30A arranged on the upstream side and a heater 30B arranged on the downstream side, are provided. The heater 30A on the upstream side and the heater 30B on the downstream side can have similar structures such as a spiral structure of the heating element 32 and an attachment structure of the electrode 31. FIG.

この状態で、たとえば、上流側のヒーター３０Ａを下流側のヒーター３０Ｂよりも高温になるよう温度制御すれば、流入口１１側でまだ温度が低い流体を比較的高温で加熱し、ある程度加熱されて温度が上がってきた流出口１２側の流体を比較的低温で加熱することができる。このようにすることにより、上流側から下流側まで一律の温度制御で加熱するのに比べ、容器１０内における上流側と下流側の温度差を少なくできる。 In this state, for example, if the temperature of the heater 30A on the upstream side is controlled to be higher than the temperature of the heater 30B on the downstream side, the fluid whose temperature is still low on the inlet 11 side is heated to a relatively high temperature, and is heated to some extent. The fluid on the outflow port 12 side whose temperature has risen can be heated at a relatively low temperature. By doing so, the temperature difference between the upstream side and the downstream side in the container 10 can be reduced compared to heating by uniform temperature control from the upstream side to the downstream side.

本実施形態において、上流側のヒーター３０Ａと下流側のヒーター３０Ｂで、渦巻の巻き数を変えるようにしてもよい。たとえば、上流側のヒーター３０Ａの渦巻の巻き数を下流側のヒーター３０Ｂに比べて多くして、加熱体３２の長手方向Ｘを長くすることもできる。
また、渦巻の巻き数を上流側のヒーター３０Ａと下流側のヒーター３０Ｂで同じにして、加熱体３２の幅方向Ｙの寸法が異なるようにすることもできる。たとえば、上流側のヒーター３０Ａについて、加熱体３２の幅方向Ｙの寸法を、下流側のヒーター３０Ｂに比べて大きくすることもできる。 In this embodiment, the number of turns of the spiral may be changed between the heater 30A on the upstream side and the heater 30B on the downstream side. For example, the longitudinal direction X of the heating element 32 can be lengthened by increasing the number of spiral turns of the heater 30A on the upstream side compared to the heater 30B on the downstream side.
Also, the number of turns of the spiral can be made the same between the heater 30A on the upstream side and the heater 30B on the downstream side, so that the dimension of the heating element 32 in the width direction Y can be made different. For example, for the heater 30A on the upstream side, the dimension of the heating element 32 in the width direction Y can be made larger than that for the heater 30B on the downstream side.

〔第６実施形態の効果〕
第６実施形態は、上記容器１０内において上記ヒーター３０Ａ，３０Ｂが上記流体の流れる方向に複数、直列状に配置される。そして、上記複数のヒーター３０Ａ，３０Ｂが、それぞれ独立して温度制御される。つまり、容器１０内の上流側と下流側を独立した温度制御で加熱することができる。これにより、たとえば上流側にくらべて下流側が高温になるような、容器１０内の温度ばらつきを軽減できる。
それ以外は、上記各実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。
[Effect of the sixth embodiment]
In the sixth embodiment, a plurality of the heaters 30A and 30B are arranged in series in the container 10 in the direction in which the fluid flows. The plurality of heaters 30A and 30B are individually temperature-controlled. That is, the upstream side and the downstream side in the container 10 can be heated by independent temperature control. As a result, it is possible to reduce temperature variations in the container 10 such that the temperature is higher on the downstream side than on the upstream side.
Other than that, it is the same as each of the above embodiments, and has the same effect.

◆第７実施形態
図７は、第７実施形態の横断面図である。
この例は、上記容器１０内において、上記ヒーター３０が上記流体の流れる方向を横切る仮想面上に複数、並列状に配置されている。そして、上記複数のヒーター３０が、それぞれ独立して温度制御される。 ◆Seventh Embodiment FIG. 7 is a cross-sectional view of a seventh embodiment.
In this example, a plurality of the heaters 30 are arranged in parallel on a virtual plane crossing the flow direction of the fluid in the container 10 . The plurality of heaters 30 are independently temperature-controlled.

図示した例では、容器１０の外周側で渦巻を形成する外側のヒーター３０Ｃと、容器１０の中心側で渦巻を形成する内側のヒーター３０Ｄとを備えている。外側のヒーター３０Ｃと内側のヒーター３０Ｄは、加熱体３２や電極３１は、おなじものを用いることができる。 In the illustrated example, an outer heater 30C forming a spiral on the outer peripheral side of the container 10 and an inner heater 30D forming a spiral on the center side of the container 10 are provided. The same heater 32 and electrode 31 can be used for the outer heater 30C and the inner heater 30D.

この状態で、たとえば、外側のヒーター３０Ｃを内側のヒーター３０Ｄよりも高温になるよう温度制御すれば、容器１０の外に熱が逃げやすい外側付近を通る流体を比較的高温で加熱し、熱の逃げにくい中心付近を通る流体を比較的低温で加熱することができる。また、たとえば、流入口１１と流出口１２を通る軸に近くて流速の高い中心付近を通る流体を比較的高温で加熱し、流入口１１と流出口１２から遠くて流速の低い外側付近を通る流体を比較的低温で加熱することもできる。このようにすることにより、内側から外側まで一律の温度制御で加熱するのに比べ、容器１０内における内側と外側の温度差を少なくできる。 In this state, for example, if the temperature of the outer heater 30C is controlled to be higher than that of the inner heater 30D, the fluid passing near the outside of the container 10, where heat tends to escape, is heated at a relatively high temperature, and the heat is released. It is possible to heat the fluid passing near the center where it is difficult to escape at a relatively low temperature. In addition, for example, the fluid passing near the center where the flow speed is high and near the axis passing through the inlet 11 and the outlet 12 is heated at a relatively high temperature, and the fluid passes near the outer side where the flow speed is low and far from the inlet 11 and the outlet 12. Fluids can also be heated at relatively low temperatures. By doing so, the temperature difference between the inside and outside of the container 10 can be reduced compared to heating by uniform temperature control from the inside to the outside.

本実施形態において、外側のヒーター３０Ｃと内側のヒーター３０Ｄで、加熱体３２の長手方向Ｘを変え、いずれか一方を他方よりも長くすることもできる。 In this embodiment, the longitudinal direction X of the heating element 32 can be changed between the outer heater 30C and the inner heater 30D, and one of them can be made longer than the other.

〔第７実施形態の効果〕
第７実施形態は、上記容器１０内において、上記ヒーター３０Ｃ，３０Ｄが上記流体の流れる方向を横切る仮想面上に複数、並列状に配置される。そして、上記複数のヒーター３０Ｃ，３０Ｄが、それぞれ独立して温度制御される。つまり、流体の流れに対する横方向の複数エリアを独立した温度制御で加熱することができる。これにより、たとえば容器１０の外側にくらべて内側が高温になるような、容器１０内の温度ばらつきを軽減できる。
それ以外は、上記各実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。
[Effect of the seventh embodiment]
In the seventh embodiment, a plurality of heaters 30C and 30D are arranged in parallel on a virtual plane crossing the flow direction of the fluid in the container 10. FIG. The plurality of heaters 30C and 30D are independently temperature controlled. That is, a plurality of areas lateral to the fluid flow can be heated with independent temperature control. This can reduce temperature variations in the container 10 such that the inside of the container 10 is hotter than the outside, for example.
Other than that, it is the same as each of the above embodiments, and has the same effect.

◆第８実施形態
図８は、第８実施形態の縦断面図である。
この例は、上記容器１０内に、上記流体とのあいだで界面現象を伴う複数種類の粒状体が、種類ごとに異なる充填層を形成するように充填されている。上記複数の充填層に対応してそれぞれ上記ヒーター３０が配置されている。そして、上記複数のヒーター３０が、それぞれ独立して温度制御される。 ◆Eighth Embodiment FIG. 8 is a longitudinal sectional view of an eighth embodiment.
In this example, the container 10 is filled with a plurality of types of granules that cause an interfacial phenomenon between the granules and the fluid so as to form different filling layers for each type. The heaters 30 are arranged corresponding to the plurality of filling layers. The plurality of heaters 30 are independently temperature-controlled.

図示した例では、容器１０の流入口１１側から流出口１２側に向かって順に、Ｐ剤が充填されたＰ剤充填層３７Ｐ、Ｑ剤が充填されたＱ剤充填層３７Ｑ、Ｒ剤が充填されたＲ剤充填層３７Ｒが設けられている。Ｐ剤，Ｑ剤，Ｒ剤は、それぞれ上記流体とのあいだで界面現象を伴う粒状体である。具体的には吸着剤や触媒である。この例では、Ｐ剤充填層３７Ｐ，Ｑ剤充填層３７Ｑ，Ｒ剤充填層３７Ｒに対応して、それぞれヒーター３０Ｐ，ヒーター３０Ｑ，ヒーター３０Ｒが配置されている。上記ヒーター３０Ｐ，ヒーター３０Ｑ，ヒーター３０Ｒは、加熱体３２の渦巻構造や電極３１の取付け構造など、同様の構造のものを用いることができる。そして、上記ヒーター３０Ｐ，ヒーター３０Ｑ，ヒーター３０Ｒがそれぞれ独立して温度制御される。 In the illustrated example, the P agent filled layer 37P filled with the P agent, the Q agent filled layer 37Q filled with the Q agent, and the R agent filled in order from the inflow port 11 side of the container 10 toward the outflow port 12 side. The R agent filling layer 37R is provided. The P agent, Q agent, and R agent are granules that exhibit interfacial phenomena with the fluid. Specifically, they are adsorbents and catalysts. In this example, a heater 30P, a heater 30Q, and a heater 30R are arranged corresponding to the P-agent-filled layer 37P, Q-agent-filled layer 37Q, and R-agent-filled layer 37R, respectively. The heater 30P, the heater 30Q, and the heater 30R may have similar structures such as the spiral structure of the heating element 32 and the attachment structure of the electrode 31. FIG. The temperature of the heater 30P, the heater 30Q, and the heater 30R are independently controlled.

この状態で、たとえば、上記ヒーター３０ＰをＰ剤の界面現象に適切な温度に制御し、上記ヒーター３０ＱをＱ剤の界面現象に適切な温度に制御し、上記ヒーター３０ＲをＲ剤の界面現象に適切な温度に制御することができる。 In this state, for example, the heater 30P is controlled to a temperature suitable for the interfacial phenomenon of the P agent, the heater 30Q is controlled to a temperature suitable to the interfacial phenomenon of the Q agent, and the heater 30R is controlled to the interfacial phenomenon of the R agent. Appropriate temperature can be controlled.

本実施形態において、上記ヒーター３０Ｐ，ヒーター３０Ｑ，ヒーター３０Ｒそれぞれの渦巻の巻き数が異なるようにしてもよい。また、上記ヒーター３０Ｐ，ヒーター３０Ｑ，ヒーター３０Ｒそれぞれの加熱体３２の幅方向Ｘの寸法が異なるようにすることもできる。 In this embodiment, the number of turns of the spirals of the heaters 30P, 30Q, and 30R may be different. Also, the dimensions in the width direction X of the heaters 32 of the heaters 30P, 30Q, and 30R may be different.

〔第８実施形態の効果〕 [Effect of the eighth embodiment]

第８実施形態は、上記容器１０内に、上記流体とのあいだで界面現象を伴う複数種類の粒状体が、種類ごとに異なる充填層を形成するように充填される。上記複数の充填層に対応してそれぞれ上記ヒーター３０Ｐ，３０Ｑ，３０Ｒが配置される。そして、上記複数のヒーター３０Ｐ，３０Ｑ，３０Ｒが、それぞれ独立して温度制御される。充填層ごと、すなわち種類の異なる粒状体ごとに、独立した温度制御で加熱することができる。これにより、たとえば粒状体ごとに適正な温度での加熱制御を行うことができ、各粒状体の界面現象を最適化できる。粒状体の種類によって不必要な高温加熱を避けることができ、消費エネルギーも節減できる。
それ以外は、上記各実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。
In the eighth embodiment, the container 10 is filled with a plurality of types of granules that cause interfacial phenomena with the fluid so as to form different filling layers for each type. The heaters 30P, 30Q, 30R are arranged corresponding to the plurality of filling layers, respectively. The plurality of heaters 30P, 30Q, and 30R are independently temperature-controlled. Each packed layer, that is, each type of granular material can be heated with independent temperature control. Thereby, for example, it is possible to perform heating control at an appropriate temperature for each granular material, and optimize the interfacial phenomenon of each granular material. Unnecessary high-temperature heating can be avoided depending on the type of granular material, and energy consumption can also be reduced.
Other than that, it is the same as each of the above embodiments, and has the same effect.

◆第９実施形態
図９は、第９実施形態の横断面図である。
この例は、加熱体３２の渦巻が、原点で滑らかにつながる２本のらせんからなるもので、いわゆるフェルマーの螺旋を呈している。
それ以外は、上記各実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。
◆Ninth Embodiment FIG. 9 is a cross-sectional view of a ninth embodiment.
In this example, the spiral of the heating element 32 consists of two spirals smoothly connected at the origin, and exhibits a so-called Fermat's spiral.
Other than that, it is the same as each of the above embodiments, and has the same effect.

◆第１０実施形態
図１０は、第１０実施形態の横断面図である。
この例は、加熱体３２が、仮想同心円に沿うように配置される。上記加熱体３２は、周回ごとに段差部３５を形成してつぎの仮想同心円上に移行する。
それ以外は、上記各実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。
◆Tenth Embodiment FIG. 10 is a cross-sectional view of a tenth embodiment.
In this example, the heating bodies 32 are arranged along virtual concentric circles. The heating element 32 forms a stepped portion 35 each time it rotates and shifts to the next virtual concentric circle.
Other than that, it is the same as each of the above embodiments, and has the same effect.

◆第１１実施形態
図１１は、第１１実施形態の横断面図である。
この例は、加熱体３２が、仮想同心円に沿うように配置される。上記加熱体３２は、周回ごとに反転部３６を形成してつぎの仮想同心円上に移行する。
それ以外は、上記各実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。
◆ Eleventh Embodiment FIG. 11 is a cross-sectional view of an eleventh embodiment.
In this example, the heating bodies 32 are arranged along virtual concentric circles. The heating element 32 forms an inversion portion 36 each time it rotates, and shifts to the next virtual concentric circle.
Other than that, it is the same as each of the above embodiments, and has the same effect.

◆温度スイング吸着装置
図１２は、本発明の温度スイング吸着装置の一実施形態である。
この例では、多湿空気中の水分を吸着除去して乾燥空気を得るものを説明する。 ◆Temperature Swing Adsorption Apparatus FIG. 12 shows an embodiment of the temperature swing adsorption apparatus of the present invention.
In this example, dry air is obtained by adsorbing and removing moisture in humid air.

〔全体構成〕
本実施形態の温度スイング吸着装置は、複数（この例では２つ）の吸着塔４１Ａ，４１Ｂを備えている。 〔overall structure〕
The temperature swing adsorption apparatus of this embodiment includes a plurality of (two in this example) adsorption towers 41A and 41B.

上記各吸着塔４１Ａ，４１Ｂはそれぞれ、容器１０とヒーター３０を備えている。
上記容器１０は、吸着剤（図示していない）が充填された内部に流体が流通する。
上記ヒーター３０は、上記容器１０内に配置される。 Each of the adsorption towers 41A and 41B has a container 10 and a heater 30. As shown in FIG.
The container 10 is filled with an adsorbent (not shown), and the fluid flows through the inside.
The heater 30 is arranged inside the container 10 .

上記各吸着塔４１Ａ，４１Ｂでは、吸着工程と再生工程を行うことができる。
この温度スイング吸着装置は、上記各吸着塔４１Ａ，４１Ｂにおいて、上記吸着工程と上記再生工程を交互に切り替えて運転する。 An adsorption step and a regeneration step can be performed in each of the adsorption towers 41A and 41B.
This temperature swing adsorption apparatus is operated by alternately switching between the adsorption process and the regeneration process in each of the adsorption towers 41A and 41B.

〔配管構造〕
上記各吸着塔４１Ａ，４１Ｂの下端には流入口１１が設けられ、この流入口１１に、多湿空気を導入する多湿空気導入路４２が連通している。上記多湿空気導入路４２には、各吸着塔４１Ａ，４１Ｂに対応して分岐する分岐路に開閉弁が設けられている。
上記各吸着塔４１Ａ，４１Ｂの上端には流出口１２が設けられ、この流出口１２に、乾燥空気を排出する乾燥空気排出路４３が連通している。上記乾燥空気排出路４３には、各吸着塔４１Ａ，４１Ｂに対応して分岐する分岐路に逆止弁が設けられている。 [Piping structure]
An inlet 11 is provided at the lower end of each of the adsorption towers 41A and 41B, and the inlet 11 communicates with a humid air introduction passage 42 for introducing humid air. The humid air introduction passage 42 is provided with on-off valves in branch passages corresponding to the adsorption towers 41A and 41B.
An outflow port 12 is provided at the upper end of each of the adsorption towers 41A and 41B, and a dry air discharge passage 43 for discharging dry air communicates with the outflow port 12. As shown in FIG. The dry air discharge passage 43 is provided with check valves in branch passages corresponding to the adsorption towers 41A and 41B.

上記流出口１２には、吸着剤を再生するための再生用空気を導入する再生用空気導入路４４が連通している。上記再生用空気導入路４４には、再生用空気を送るブロア４６が設けられている。また、上記再生用空気導入路４４には、各吸着塔４１Ａ，４１Ｂに対応して分岐する分岐路に開閉弁が設けられている。
上記流入口１１には、吸着剤が再生されたときに出てくる再生排気を排出する再生排気路４５が連通している。上記再生排気路４５には、各吸着塔４１Ａ，４１Ｂに対応して分岐する分岐路に開閉弁が設けられている。 A regeneration air introduction path 44 for introducing regeneration air for regenerating the adsorbent communicates with the outlet 12 . A blower 46 for sending regeneration air is provided in the regeneration air introduction path 44 . The regeneration air introduction path 44 is provided with on-off valves in the branch paths corresponding to the adsorption towers 41A and 41B.
The inflow port 11 communicates with a regeneration exhaust passage 45 for discharging regeneration exhaust gas emitted when the adsorbent is regenerated. The regeneration exhaust line 45 is provided with on-off valves in the branch lines corresponding to the adsorption towers 41A and 41B.

〔ヒーター３０〕
上記ヒーター３０は、上記第１～第１１の実施形態に示したものを適用することができる。
つまり、長手方向Ｘと幅方向Ｙがあるシート状の加熱体３２を含んで構成される。
上記加熱体３２が、上記幅方向Ｙには曲がらず、上記長手方向Ｘにおいてシート面同士が互いに平行に対面する部分を有するよう曲がっている。
上記加熱体３２の上記幅方向Ｙが、上記容器１０内を上流側から下流側に向かう上記流体の流れに対し、実質的に沿うように配置されている。 [Heater 30]
As the heater 30, those shown in the first to eleventh embodiments can be applied.
That is, it includes a sheet-like heating element 32 having a longitudinal direction X and a width direction Y. FIG.
The heating element 32 does not bend in the width direction Y, but bends in the longitudinal direction X so that the sheet surfaces face each other in parallel.
The width direction Y of the heating element 32 is arranged substantially along the flow of the fluid flowing from the upstream side to the downstream side in the container 10 .

〔本実施形態の効果〕 [Effect of this embodiment]

本実施形態は、容器１０とヒーター３０とを有する吸着塔４１Ａ，４１Ｂを複数備えている。上記容器１０には吸着剤が充填されるとともにヒーター３０が配置され、その内部に流体が流通する。上記各吸着塔４１Ａ，４１Ｂでは、吸着工程と再生工程を行うことができ、上記吸着工程と上記再生工程を交互に切り替えて運転する。このように、上記容器１０内にヒーター３０を配置し、容器１０と別に加熱器を設ける必要がなく、コンパクト化できる。また、加熱器と容器１０を連絡する配管に熱を奪われることがなく、熱のロスすなわち消費エネルギーを節減できる。 This embodiment includes a plurality of adsorption towers 41A and 41B each having a container 10 and a heater 30 . The container 10 is filled with an adsorbent and is provided with a heater 30, through which a fluid flows. In each of the adsorption towers 41A and 41B, an adsorption process and a regeneration process can be performed, and the adsorption process and the regeneration process are alternately switched for operation. In this manner, the heater 30 is arranged inside the container 10, and there is no need to provide a heater separate from the container 10, so that the container can be made compact. In addition, the heat is not taken away by the piping connecting the heater and the container 10, and heat loss, that is, energy consumption can be reduced.

本実施形態では、上記ヒーター３０の構成に含まれる加熱体３２は、長手方向Ｘと幅方向Ｙがあるシート状である。上記加熱体３２は、上記幅方向Ｙには曲がらず、上記長手方向Ｘにおいてシート面同士が互いに平行に対面する部分を有するよう曲がっている。そして、上記加熱体３２は、上記容器１０内を上流側から下流側に向かう上記流体の流れに対し、上記幅方向Ｙが実質的に沿うように配置される。これにより、上記加熱体３２の上記シート面が、上記流体の流れに対して実質的に平行になる。したがって、メッシュ状の加熱器に比べて圧力損失が大幅に低減し、消費エネルギーを節減できる。
また、ヒーター３０で容器１０内を直接加熱するため、加熱するためだけの加熱用の流体の必要量を削減できる。たとえば空気を除湿するときにも、再生用のブロワをサイズダウンし、消費エネルギーを削減できる。また、除湿後の乾燥空気を加熱用として利用しなくてすむため、得られる乾燥空気が目減りしない。 In this embodiment, the heating element 32 included in the configuration of the heater 30 is a sheet having a longitudinal direction X and a width direction Y. As shown in FIG. The heating element 32 does not bend in the width direction Y, but bends in the longitudinal direction X so that the sheet surfaces face each other in parallel. The heater 32 is arranged so that the width direction Y substantially follows the flow of the fluid flowing from the upstream side to the downstream side in the container 10 . Thereby, the sheet surface of the heating element 32 becomes substantially parallel to the flow of the fluid. Therefore, the pressure loss is greatly reduced compared to the mesh heater, and energy consumption can be saved.
Moreover, since the inside of the container 10 is directly heated by the heater 30, the necessary amount of the heating fluid for heating can be reduced. For example, even when dehumidifying the air, the size of the regeneration blower can be reduced to reduce energy consumption. In addition, since the dry air after dehumidification does not need to be used for heating, the obtained dry air is not reduced.

〔運転例〕
上述した容器１０内に吸着剤としてゼオライト（東ソー製ゼオラムＦ－９）を充填し、水分飽和の空気を下部から上部方向に流通させ、容器１０上部から露点－７２℃以下の乾燥空気を得ることができた。その後、容器１０の上部から下部方向に乾燥窒素を流通させ、さらに加熱体３２に電圧を印加することで、容器１０内を２５０℃まで加熱し、吸着剤の再生処理を行うことができた。 [Operation example]
Filling the container 10 with zeolite (Zeolam F-9 manufactured by Tosoh) as an adsorbent, circulating moisture-saturated air from the bottom to the top, and obtaining dry air with a dew point of −72° C. or less from the top of the container 10. was made. After that, by circulating dry nitrogen from the top to the bottom of the container 10 and applying a voltage to the heater 32, the inside of the container 10 was heated to 250° C., and the adsorbent could be regenerated.

また、容器１０内にゼオライト（東ソー製ゼオラムＦ－９）を充填し、ＣＯ２を４００ｍｏｌｐｐｍ含む窒素ガスを下部から上部方向に流通させ、容器上部からＣＯ２濃度０．１ｐｐｍ以下の窒素ガスを得ることができた。その後、容器の上部から下部方向に窒素ガスを流通させ、更に加熱体３２に電圧を印加することで、容器１０内を１５０℃まで加熱し、吸着剤の再生処理を行うことができた。 In addition, the container 10 is filled with zeolite (Tosoh Zeolum F-9), nitrogen gas containing 400 mol ppm of CO 2 is circulated from the bottom to the top, and nitrogen gas with a CO 2 concentration of 0.1 ppm or less is obtained from the top of the container. I was able to After that, by circulating nitrogen gas from the top to the bottom of the container and applying a voltage to the heater 32, the inside of the container 10 was heated to 150° C., and the adsorbent could be regenerated.

なお、このような渦巻形状のヒーターを温度スイング吸着（ＴＳＡ）に用いる場合、渦巻形状のヒーターに用いるシート状の金属膜等は、常温～＋２５０℃の温度スイングに耐えることが必要であり、また、吸着剤を渦巻の間に充填する必要があることから、吸着剤で破れない程度の強度が必要である。
When such a spiral-shaped heater is used for temperature swing adsorption (TSA), the sheet-like metal film or the like used for the spiral-shaped heater must withstand temperature swings from room temperature to +250°C. Since it is necessary to fill the space between the vortexes with the adsorbent, it must be strong enough not to be torn by the adsorbent.

◆その他の変形例
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は図示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。
たとえば、上記第１方向を幅方向とし、上記第１方向を長手方向とすることもできる。
<Other Modifications> Although particularly preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not intended to be limited to the illustrated embodiments, and can be implemented in various ways. It is intended to include the modification of
For example, the first direction may be the width direction and the first direction may be the longitudinal direction.

１０：容器
１０Ａ：鏡板（上部）
１０Ｂ：鏡板（下部）
１０Ｃ：円筒体
１１：流入口
１２：流出口
３０：ヒーター
３０Ａ：ヒーター（上流側）
３０Ｂ：ヒーター（下流側）
３０Ｃ：ヒーター（外側）
３０Ｄ：ヒーター（内側）
３０Ｐ：ヒーター（Ｐ剤充填層）
３０Ｑ：ヒーター（Ｑ剤充填層）
３０Ｒ：ヒーター（Ｒ剤充填層）
３１：電極
３２：加熱体
３３：通過孔
３４Ａ：整流板
３４Ｂ：整流板
３５：段差部
３６：反転部
３７Ｐ：Ｐ剤充填層
３７Ｑ：Ｑ剤充填層
３７Ｒ：Ｒ剤充填層
４１Ａ：吸着塔
４１Ｂ：吸着塔
４２：多湿空気導入路
４３：乾燥空気排出路
４４：再生用空気導入路
４５：再生排気路
４６：ブロア 10: Container 10A: Head plate (upper part)
10B: Head plate (lower part)
10C: cylindrical body 11: inlet 12: outlet 30: heater 30A: heater (upstream side)
30B: heater (downstream)
30C: heater (outside)
30D: heater (inside)
30P: Heater (P agent filled layer)
30Q: Heater (Q agent filling layer)
30R: heater (R agent filled layer)
31: Electrode 32: Heating body 33: Passing hole 34A: Straightening plate 34B: Straightening plate 35: Stepped portion 36: Reversing portion 37P: P agent packed layer 37Q: Q agent packed layer 37R: R agent packed layer 41A: Adsorption tower 41B : Adsorption tower 42: Humid air introduction path 43: Dry air discharge path 44: Regeneration air introduction path 45: Regeneration exhaust path 46: Blower

Claims (10)

内部に流体が流通しうる容器と、上記容器内に配置されるヒーターとを備え、
上記ヒーターは、
互いに直交する第１方向と第２方向が定められるシート状の加熱体を含んで構成され、
上記加熱体が、上記第２方向には曲がらず、上記第１方向においてシート面同士が互いに平行に対面する部分を有するよう曲がっており、
上記加熱体の上記第２方向が、上記容器内を上流側から下流側に向かう上記流体の流れに対し、実質的に沿うように配置され、
少なくとも上記加熱体の上記シート面同士が対面したクリアランスの領域に、上記流体とのあいだで界面現象を伴う粒状体が充填されている
ことを特徴とする容器内の加熱構造。 A container in which a fluid can flow, and a heater arranged in the container,
The heater above
comprising a sheet-like heating element in which a first direction and a second direction perpendicular to each other are defined,
the heating body does not bend in the second direction, but bends in the first direction such that the sheet surfaces face each other in parallel, and
the second direction of the heating element is arranged substantially along the flow of the fluid from the upstream side to the downstream side in the container ;
A heating structure for a container, wherein at least a clearance area where the sheet surfaces of the heating body face each other is filled with a granular material that causes an interfacial phenomenon between the fluid and the heating element. 上記ヒーターは、上記加熱体の上記第１方向の両端部にそれぞれ取り付けられた電極をさらに含んで構成されている
請求項１記載の容器内の加熱構造。 The heating structure in a container according to claim 1, wherein the heater further includes electrodes attached to both ends of the heating body in the first direction. 上記加熱体が、上記シート面同士が平行に対面する部分を複数有し、
上記シート面同士の対面したクリアランスが実質的に等しくなるよう構成されている
請求項１または２記載の容器内の加熱構造。 The heating body has a plurality of portions where the sheet surfaces face each other in parallel,
3. The in-container heating structure according to claim 1 or 2, wherein the facing clearances between the sheet surfaces are substantially equal. 上記加熱体は、渦巻状に曲がっている
請求項１～３のいずれか一項に記載の容器内の加熱構造。 The heating structure in a container according to any one of claims 1 to 3, wherein the heating body is spirally curved. 上記加熱体に、上記流体を通過させる通過孔が形成されている
請求項１～４のいずれか一項に記載の容器内の加熱構造。 The heating structure for a container according to any one of claims 1 to 4, wherein the heating body is formed with a passage hole through which the fluid passes. 上記加熱体の上流側と下流側の少なくともいずれかに、上記流体の偏流を緩和する偏流緩和構造が設けられている
請求項１～５のいずれか一項に記載の容器内の加熱構造。 The heating structure for a container according to any one of claims 1 to 5, wherein a non-uniform flow mitigation structure for mitigating non-uniform flow of the fluid is provided on at least one of the upstream side and the downstream side of the heating body. 上記容器内において、上記ヒーターが上記流体の流れる方向に複数、直列状に配置され、
上記複数のヒーターが、それぞれ独立して温度制御される
請求項１～６のいずれか一項に記載の容器内の加熱構造。 In the container, a plurality of the heaters are arranged in series in the direction in which the fluid flows,
The heating structure in a container according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of heaters are independently temperature-controlled. 上記容器内において、上記ヒーターが上記流体の流れる方向を横切る仮想面上に複数、並列状に配置され、
上記複数のヒーターが、それぞれ独立して温度制御される
請求項１～７のいずれか一項に記載の容器内の加熱構造。 In the container, a plurality of the heaters are arranged in parallel on a virtual plane that intersects the flow direction of the fluid,
The heating structure in a container according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of heaters are independently temperature-controlled. 上記容器内に、複数種類の粒状体が、種類ごとに異なる充填層を形成するように充填され、
上記複数の充填層に対応してそれぞれ上記ヒーターが配置され、
上記複数のヒーターが、それぞれ独立して温度制御される
請求項１～６のいずれか一項に記載の容器内の加熱構造。 In the container , a plurality of types of granules are filled so as to form a different packed bed for each type,
The heaters are respectively arranged corresponding to the plurality of filling layers,
The heating structure in a container according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of heaters are independently temperature-controlled. 吸着剤が充填された内部に流体が流通しうる容器と、上記容器内に配置されるヒーターとを有し、吸着工程と再生工程を行うことができる吸着塔を備えた温度スイング吸着装置であって、
上記ヒーターは、
互いに直交する第１方向と第２方向が定められるシート状の加熱体を含んで構成され、
上記加熱体が、上記第２方向には曲がらず、上記第１方向においてシート面同士が互いに平行に対面する部分を有するよう曲がっており、
上記加熱体の上記第２方向が、上記容器内を上流側から下流側に向かう上記流体の流れに対し、実質的に沿うように配置され、
少なくとも上記加熱体の上記シート面同士が対面したクリアランスの領域に、上記吸着剤が充填されている
ことを特徴とする温度スイング吸着装置。 A temperature swing adsorption apparatus comprising a vessel filled with an adsorbent through which a fluid can flow, a heater arranged in the vessel, and an adsorption tower capable of performing an adsorption process and a regeneration process. hand,
The heater above
comprising a sheet-like heating element in which a first direction and a second direction perpendicular to each other are defined,
the heating body does not bend in the second direction, but bends in the first direction such that the sheet surfaces face each other in parallel, and
the second direction of the heating element is arranged substantially along the flow of the fluid from the upstream side to the downstream side in the container ;
A temperature swing adsorption device , wherein at least a clearance region where the sheet surfaces of the heating body face each other is filled with the adsorbent .
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