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JP2002186822A - 吸脱着装置 - Google Patents

吸脱着装置

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Publication number
JP2002186822A
JP2002186822A JP2000388648A JP2000388648A JP2002186822A JP 2002186822 A JP2002186822 A JP 2002186822A JP 2000388648 A JP2000388648 A JP 2000388648A JP 2000388648 A JP2000388648 A JP 2000388648A JP 2002186822 A JP2002186822 A JP 2002186822A
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JP
Japan
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desorption
air
adsorption
desorbing
rotor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000388648A
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English (en)
Inventor
Teiichi Usami
禎一 宇佐見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
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Publication of JP2002186822A publication Critical patent/JP2002186822A/ja
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    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/06—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸着ロータの回転速度を速めて脱着効率の向
上を図るに当たって、脱着部を複数の分割脱着部に分割
設定してこれらの分割脱着部を順次脱着再生することに
より、脱着用熱風の風量を低減し、ランニングコストの
低減を図る。 【解決手段】 吸脱着装置において、吸着ロータ１の回
転方向に並ぶ複数の分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・に分
割設定するとともに、これらの分割脱着部１２Ａ，１２
Ｂ・・を、ヒータ等の加熱手段４により加熱された脱着
用空気Ａ2が順次通過するように構成して、該脱着用空
気Ａ2との熱交換により分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・
が順次加熱され、ここに吸着保持されていたガス成分が
順次吸着剤から脱着され、これにより前記分割脱着部１
２Ａ，１２Ｂ・・に対応する前記吸着ロータ１の各部位
においては順次その吸着能力が再生されるようにしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、空気中の有害ガ
ス、水蒸気等のガス成分を吸脱着して除去する吸脱着装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、生活環境の改善意識の高まりを受
けて、例えば各種工場、病院、美容院等の臭気ガスとか
有害ガスの高濃度環境においては勿論のこと、比較的低
濃度環境と思われる一般家庭においても、空気中に含ま
れている臭気ガスあるいは有害ガスを除去して住環境に
おける空気の清浄化を図ることが広く試みられている。
また同様の観点から、空気調和の一環として、除湿によ
り空気質を改善することも行われている。
【０００３】このような空気中の臭気ガス、有害ガスあ
るいは水蒸気等のガス成分の除去に使用される装置の一
つとして、吸着剤の吸脱着作用を利用した加熱再生方式
の吸脱着装置がある。この吸脱着装置は、ゼオライト、
活性炭、シリカゲル等の吸着剤を備え、該吸着剤に空気
を通すことで臭気ガス，有害ガス等のガス成分とか水分
を該吸着剤に吸着させて除去し空気の清浄化あるいは改
質を行う一方、吸着量の増加に伴って吸着剤の吸着能力
が低下したときにはこれを加熱して吸着保持されている
ガス成分等を吸着剤から脱着させてその吸着能力の再生
を図ることで、長期に亙って空気の清浄化機能等を維持
するようにしたものである。
【０００４】かかる加熱再生方式の吸脱着装置の具体的
構造としては、例えばハニカム構造をもつ円板体に吸着
剤を担持させてなる一つの吸着ロータを備え、この吸着
ロータ上に、その回転方向の後方側から前方側に向けて
「吸着部」と「脱着部」とを順次設定し、該吸着ロータ
を所定速度で回転させることで該吸着ロータの全域が順
次、上記「吸着部」および「脱着部」に対応するように
構成している。そして、上記「吸着部」に被処理空気
（即ち、処理対象である室内空気）を通して臭気ガス等
のガス成分を吸着剤に吸着させ且つ保持させることで除
去し被処理空気の清浄化を行う。一方、脱着用新鮮空気
（例えば、室内空気あるいは室外空気）をヒータで加熱
し熱風として「脱着部」に供給し、上記吸着ロータの
「脱着部」に対応する部分を加熱することで該部分に吸
着保持されているガス成分を吸着剤から脱着させて該吸
着剤の機能を再生し、次回の吸着作用に備えるものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
加熱再生方式の吸着ロータを備えた吸脱着装置において
は、吸着ロータの回転速度を速くして脱着効率を向上さ
せようとすると、十分にガス成分を吸着剤から脱着させ
て該吸着剤の機能を再生させるためには、該吸着ロータ
における「脱着部」に対応する部分（通常、吸着ロータ
を扇形に区分した部分となる）の中心角を大きくする必
要が生じ、脱着再生に使用される熱風風量（換言すれ
ば、投入熱量）を増大させなければならなくなり、ラン
ニングコストの増大を招くという不具合が生ずる。
【０００６】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、吸着ロータの回転速度を速めて脱着効率の向上を
図るに当たって、脱着部を複数の分割脱着部に分割設定
してこれらの分割脱着部を順次脱着再生することによ
り、脱着用熱風の風量を低減し、ランニングコストの低
減を図ることを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記課題を解決するための手段として、被処理空気Ａ1中
のガス成分の吸脱着を行う吸着剤を備え且つ所定速度で
回転駆動される吸着ロータ１の回転方向Ｒにおける所定
領域に吸着部１１および脱着部１２を設定した吸脱着装
置において、前記脱着部１２を、前記吸着ロータ１の回
転方向に並ぶ複数の分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・に分
割設定するとともに、これらの分割脱着部１２Ａ，１２
Ｂ・・を、ヒータ等の加熱手段４により加熱された脱着
用空気Ａ 2が順次通過するように構成している。
【０００８】上記のように構成したことにより、吸着ロ
ータ１を所定速度で回転させた状態で該吸着ロータ１の
吸着部１１に対応する部位に被処理空気Ａ1を貫流させ
ることで、該被処理空気Ａ1に含まれている臭気ガス、
有害ガスあるいは水蒸気等のガス成分は該吸着ロータ１
の吸着剤に吸着捕集され、該被処理空気Ａ1の清浄化あ
るいは改質が行われる。
【０００９】かかる吸着ロータ１によるガス成分の吸着
作用はこれが上記吸着部１１に対応している間中、即
ち、該吸着ロータ１の各部位がその回転に伴って上記吸
着部１１の始端側から終端側まで移動する期間中継続的
に行われ、該各部位における吸着量が次第に増加し飽和
状態に近づくとともに、これに伴って該各部位の吸着能
力は次第に低下する。そして、このように飽和状態近く
までガス成分を吸着し、その吸着能力が低下した上記吸
着ロータ１の各部位は、該吸着ロータ１の回転に伴って
吸着部１１から脱着部１２側へ移行する。
【００１０】この脱着部１２を構成する分割脱着部１２
Ａ，１２Ｂ・・においては、ヒーター等の加熱手段４に
より加熱された脱着用空気Ａ2が該分割脱着部１２Ａ，
１２Ｂ・・に対応する前記吸着ロータ１の各部位を順次
貫流することで、該各部位は該脱着用空気Ａ2との熱交
換により加熱され、ここに吸着保持されていたガス成分
が順次吸着剤から脱着され、これにより前記分割脱着部
１２Ａ，１２Ｂ・・に対応する前記吸着ロータ１の各部
位においては順次その吸着能力が再生される。つまり、
吸着ロータ１の回転速度を速めたとしても、分割設定さ
れた複数の分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・に脱着用空気
Ａ2を順次貫流させることにより、分割脱着部１２Ａ，
１２Ｂ・・が順次脱着再生されることとなる。従って、
脱着用空気Ａ2の風量を増大させなくとも、十分な脱着
効率を確保することができることとなり、省エネを実現
できる。
【００１１】請求項２の発明におけるように、請求項１
記載の吸脱着装置において、前記分割脱着部１２Ａ，１
２Ｂ・・から出た出口空気Ａ3を、前記加熱手段４によ
り加熱した後触媒８を通過させて脱着用空気Ａ2となし
て前記吸着ロータ１における前記分割脱着部１２Ａ，１
２Ｂ・・の入口側に循環させるように構成した場合、分
割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・から出た出口空気Ａ3は、
加熱手段４により加熱された後、触媒８を通過する過程
で汚染物質（即ち、臭気ガス、有害ガス）を分解除去さ
れて脱着用空気Ａ2となり、その後分割脱着部１２Ａ，
１２Ｂ・・の入口側に還流されることとなるので、脱着
用空気Ａ2として外気等の新鮮空気を導入する必要がな
くなり、加熱手段４による加熱コストを低減できる。
【００１２】請求項３の発明におけるように、請求項２
記載の吸脱着装置において、前記触媒８から出て前記分
割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・の入口側に供給される脱着
用空気Ａ2と前記分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・から出
て前記加熱手段４へ供給される出口空気Ａ3とを熱交換
させる熱回収用熱交換器７を付設した場合、分割脱着部
１２Ａ，１２Ｂ・・から出て加熱手段４へ供給される出
口空気Ａ3（低温となっている）と触媒８から出て分割
脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・の入口側に供給される脱着用
空気Ａ2（高温となっている）とが熱回収用熱交換器７
において熱交換することで、脱着用空気Ａ2の保有して
いる熱（通常、脱着に要する熱量より大きな熱を保有し
ている）の一部が加熱手段４へ供給される出口空気Ａ3
に回収されることとなり、加熱手段４による加熱コスト
を低減できる。
【００１３】請求項４の発明におけるように、請求項１
記載の吸脱着装置において、前記分割脱着部１２Ａ，１
２Ｂ・・を通過した出口空気Ａ3を、前記加熱手段４に
より加熱した後触媒８を通過させて排気するように構成
するとともに、前記触媒８を出た高温排気Ａ5と前記吸
着ロータ１における前記分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・
の入口側に供給される脱着用空気Ａ2とを熱交換させる
加熱用熱交換器９を付設した場合、脱着用空気Ａ2が加
熱用熱交換器９において触媒８を出た高温排気Ａ5によ
り加熱された後、分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・の入口
側に供給されることとなり、脱着用空気Ａ2を効率よく
加熱することができる。
【００１４】請求項５の発明におけるように、請求項４
記載の吸脱着装置において、前記吸着ロータ１に、前記
分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・における回転方向Ｒ前方
側に隣接して位置するパージ部１３を設定するととも
に、該パージ部１３を、前記脱着用空気Ａ2が通過する
ように構成した場合、分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・に
おいて脱着用空気Ａ2により加熱されて温度上昇してい
る吸着ロータ１の部分が該吸着ロータ１の回転に伴って
パージ部１３となるところから、該パージ部１３を通過
する過程で脱着用空気Ａ2が吸着ロータ１における当該
部位が保有する熱を回収することで予熱されることとな
り、熱効率が向上する。
【００１５】請求項６の発明におけるように、請求項４
および５のいずれか一項記載の吸脱着装置において、前
記加熱用熱交換器９に、前記分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ
・・から出た出口空気Ａ3と前記触媒８から出た高温排
気Ａ5とを熱交換させる機構を設けた場合、分割脱着部
１２Ａ，１２Ｂ・・から出て加熱手段４へ供給される出
口空気Ａ3が触媒８から出た高温排気Ａ5により予熱され
ることとなり、加熱手段４による加熱コストを低減でき
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
願発明の幾つかの好適な実施の形態について詳述する。
【００１７】第１の実施の形態 図１および図１１には、本願発明の第１の実施の形態に
かかる吸脱着装置が示されている。
【００１８】この吸脱着装置は、例えば臭気ガス、有害
ガスあるいは水蒸気等のガス成分の高濃度環境に設置さ
れて該ガス成分の吸着除去によって室内空気の清浄化あ
るいは改質を行うものであって、後述する吸着ロータ１
を備えて構成される。
【００１９】前記吸着ロータ１は、所定径及び所定厚さ
を有する円板状形態をもつものであって、その中心部に
は回転軸１０が設けられている。なお、この吸着ロータ
１は、例えば図１に示すように、ゼオライト、活性炭、
シリカゲル等の吸着剤を表面に担持させたハニカム構造
体により構成されている。また、この吸着剤は、その冷
態時においては例えば室内空気等の被処理空気Ａ1中に
含まれているガス成分を吸着し且つこれを保持するとと
もに、吸着作用の進行に伴って吸着量が増加しこれが飽
和状態に近づくに伴って次第にその吸着能力が低下する
ものであるが、この場合には、該吸着剤を加熱して活性
化させることで該吸着剤に吸着保持されていたガス成分
が順次脱着され、その吸着能力の再生を図ることができ
るものとされている。なお、吸着ロータ１としては、ゼ
オライト、活性炭、シリカゲル等の吸着剤を表面に担持
させたモノリス構造体を採用することもできる。
【００２０】このような吸着剤の吸着作用と脱着作用と
を旨く噛み合わせることで長期に亙って高水準の空気清
浄化機能あるいは空気改質機能を発揮させるようにした
ものがこの実施形態の吸脱着装置である。以下、上記吸
脱着ロータ１を備えて構成される吸脱着装置の具体的構
造について詳述する。
【００２１】円板状形態をもつ前記吸着ロータ１は、図
１および図２に示すように、ダクト５で構成される被処
理空気通路５１内に配置され、適宜の駆動手段（図示省
略）によって極低速で且つ連続的に一定方向（矢印Ｒ方
向）に回転駆動される。なお、前記被処理空気通路５１
は、例えば、臭気ガス等のガス成分を含んだ室内空気を
被処理空気Ａ1とし、これを前記吸着ロータ１側に導入
して該吸着ロータ１での吸着作用によってこれを清浄な
らしめた後、この清浄化された室内空気Ａ1′を再び室
内へ吹き出させるものであって、その上流端及び下流端
は共に室内へ開口している。また、この被処理空気通路
５１の下流側には、図２に示すように、上記被処理空気
Ａ1の送風用として吸着用ファンＦ1が配設されている。
【００２２】本実施の形態にかかる吸脱着装置において
は、前記吸着ロータ１の回転に伴ってこれに吸着作用、
脱着作用、放熱作用を順次連続的に行わせるべく、該吸
着ロータ１の平面上には、吸着部１１、脱着部１２およ
びパージ部１３がそれぞれ設定されている。本実施の形
態においては、前記脱着部１２は、前記吸着ロータ１の
回転方向に並ぶ２個の分割脱着部１２Ａ，１２Ｂに分割
設定されている。
【００２３】即ち、本実施の形態においては、前記吸着
ロータ１の円板状の表面の全領域のうち、周方向の略３
／４の領域（回転方向Ｒにおいて領域線「Ｌｄ」から領
域線「Ｌａ」までの領域）に吸着部１１を設定するとと
もに、この吸着部１１を除く略１／４の領域には、該吸
着部１１の回転方向前端から前方側に向けて第１の分割
脱着部１２Ａ（領域線「Ｌａ」から領域線「Ｌｂ」まで
の領域）と第２の分割脱着部１２Ｂ（領域線「Ｌｂ」か
ら領域線「Ｌｃ」までの領域）とパージ部１３（領域線
「Ｌｃ」から領域線「Ｌｄ」までの領域）とを順次設定
し、該パージ部１３の回転方向前端を前記吸着部１１の
回転方向後端に連続させることで、該吸着ロータ１の回
転に伴って該吸着ロータ１の全領域が吸着部１１→第１
の分割脱着部１２Ａ→第２の分割脱着部１２Ｂ→パージ
部１３に順次対応するようにしている。
【００２４】なお、前記吸着部１１は、吸着ロータ１に
担持された吸着剤に該吸着部１１を貫流する被処理空気
Ａ1中のガス成分を吸着させる部分であり、前記第１お
よび第２の分割脱着部１２Ａ，１２Ｂは、吸着ロータ１
の吸着剤を後述する加熱手段であるヒータ４により加熱
昇温された脱着用空気Ａ2（後述する循環経路Ｋを循環
する循環空気）により活性化させて、吸着保持されてい
るガス成分を該吸着剤から脱離させる部分であり、前記
パージ部１３は、前記吸着用ファンＦ1により吸い込ま
れた室外空気Ａ4が貫流するものであり、第２の分割脱
着部１２Ｂ通過後の吸着ロータ１が保有している残熱を
回収して吸着ロータ１を冷却する部分である。
【００２５】一方、上記吸着ロータ１の両側面には、該
吸着ロータ１上に設定される前記第１の分割脱着部１２
Ａ、第２の分割脱着部１２Ｂおよびパージ部１３を前後
して位置させるために、第１のチャンバー２および第２
のチャンバー３が、それぞれ該吸着ロータ１の回転を許
容し得るように近接対向状態で固定配置されている。
【００２６】前記第１のチャンバー２は、図１および図
２に示すように、前記吸着ロータ１の上流側に配置され
る略扇形の容積部材とされており、前記第１の分割脱着
部１２Ａに対応する第１室２ａと前記第２の分割脱着部
１２Ｂに対応する第２室２ｂと、前記パージ部１３に対
応する第３室２ｃとが吸着ロータ１の回転方向Ｒに順次
並設されている。そして、これら各室２ａ，２ｂ，２ｃ
のうち、第１室２ａと第２室２ｂとはその室奥側におい
て連通されているが、第２室２ｂと第３室２ｃとは、完
全に区画されている。そして、前記第３室２ｃには導入
口２１が設けられている。
【００２７】前記第２のチャンバー３は、図１および図
２に示すように、前記吸着ロータ１をその厚さ方向に挟
んで前記第１のチャンバー２と対向するように該吸着ロ
ータ１の下流側に配置される略扇形の容積部材とされて
おり、前記第１の分割脱着部１２Ａに対応する第１室３
ａと前記第２の分割脱着部１２Ｂに対応する第２室３ｂ
と前記パージ部１３に対応する第３室３ｃとが吸着ロー
タ１の回転方向に順次並設されている。そして、これら
各室３ａ，３ｂ，３ｃは、完全に区画されている。前記
第１室３ａおよび第３室３ｃには導出口３１，３３が、
前記第２室３ｂには導入口３２がそれぞれ設けられてお
り、前記導出口３１および導入口３２は、前記循環経路
Ｋに連通され、前記導出口３３は、前記吸着用ファンＦ
1に接続されている（図２参照）。つまり、吸着用ファ
ンＦ1は、室内空気Ｆ1の送給と室外空気Ｆ4の室内への
送給とに兼用できるようになっているのである。
【００２８】また、前記循環経路Ｋは、脱着用ファンＦ
2、導入口３２、第２のチャンバー３における第２室３
ｂ、第２の分割脱着部１２Ｂ、第１のチャンバー２にお
ける第２室２ｂ、第１のチャンバー２における第１室２
ａ、第１の分割脱着部１２Ａ、第２のチャンバー３にお
ける第１室３ａ、調整弁６、熱回収用熱交換器７、加熱
手段であるヒータ４、触媒８、前記熱回収用熱交換器７
および脱着用ファンＦ 2を接続して構成されている。
【００２９】このような構成をもつ前記第１のチャンバ
ー２と第２のチャンバー３とを前記吸着ロータ１の両側
面側にそれぞれ配置することで、前記第１の分割脱着部
１２Ａから出た出口空気Ａ3は、第２のチャンバー３に
おける導出口３１から調整弁６および熱回収用熱交換器
７を経てヒータ４において加熱昇温された後、触媒８に
おいて有害ガス成分が分解除去されて脱着用空気Ａ2と
され、熱回収用熱交換器７を経て脱着用ファンＦ2によ
り導入口３２から第２のチャンバー３における第２室３
ｂへ導入され、第２の分割脱着部１２Ｂ、第１のチャン
バー２における第２室２ｂおよび第１室２ａを経て第１
の分割脱着部１２Ａへと循環することとなっている。
【００３０】なお、前記吸着部１１は、その全域が前記
被処理空気通路５１に臨んでおり、該被処理空気通路５
１を流れる被処理空気Ａ1の全量が吸着部１１からこれ
に対応する吸着ロータ１の各部位を貫流することとなっ
ている。
【００３１】前記触媒８は、例えば図３ないし図５に示
すように、円筒形状のステンレス製のハニカム構造体８
１の入口側中心部に触媒（例えば、白金、パラジウム等
の酸化触媒）を担持させて触媒ハニカム８１ａとし、そ
の他の部分を熱回収ハニカム８１ｂとすることにより構
成されている。
【００３２】前記触媒８においては、図５に示すよう
に、第１の分割脱着部１２Ａから出た出口空気Ａ3が、
触媒８における触媒ハニカム８１ａの反対側から熱回収
ハニカム８１ｂを通ってヒータ４に供給され、ヒータ４
において加熱昇温された出口空気Ａ3は、触媒ハニカム
８１ｂを通過する過程で出口空気Ａ3に含まれる有害ガ
ス成分が分解除去されて脱着用空気Ａ2とされ、熱回収
用熱交換器７へ送られることとなっている。従って、触
媒８においては、ヒータ４により加熱昇温されて触媒ハ
ニカム８１ａを流れる出口空気Ａ3（例えば、入口側で
４００℃の出口空気Ａ3）は、熱回収ハニカム８１ｂを
流れる低温な出口空気Ａ3（例えば、入口側で６０℃の
出口空気Ａ3）との熱交換により、徐々に温度降下する
こととなるので、出口空気Ａ3が、触媒を活性化するに
十分な温度である２５０℃にまで低下する距離までを触
媒ハニカム８１ａの軸方向寸法とするのが望ましい。
【００３３】上記のような構造の触媒８を採用すれば、
ヒータ４に供給される空気Ａ3がヒータ４を出た空気Ａ3
により予熱されることとなるので、ヒータ４による加熱
コストを低減できるのである。
【００３４】なお、図６および図７に示すように、触媒
８を、円筒形状のステンレス製のハニカム構造体８１の
入口側中心部に円環状に触媒（例えば、白金、パラジウ
ム等の酸化触媒）を担持させて円環状の触媒ハニカム８
１ａとし、その他の部分を熱回収ハニカム８１ｂとする
ことにより構成してもよく、また、図８および図９に示
すように、ハニカム構造体８１における高温部Ｐ（即
ち、触媒ハニカム８１ａが形成されている部分）をステ
ンレスで構成し、低温部Ｑ（即ち、触媒ハニカム８１ａ
が形成されていない部分）をアルミあるいはアルミ合金
で構成するようにすれば、材料コストを低減できる。
【００３５】前記調整弁６は、図１０および図１１に示
すように、循環経路Ｋにおける適所に位置し、熱膨張率
の異なる材料からなり且つ互いに端部が重合状態とされ
た一対の管体（即ち、大径管６１と小径管６２）で構成
されている。例えば、大径管６１を鉄製とされ、小径管
６２をアルミ製とされており、冷間状態においては両者
にクリアランスＣが形成されるが、熱膨張時には前記ク
リアランスＣがなくなる（即ち、大径管６１内周面に小
径管６２が密接する）ように設定されている。このよう
にすると、高温の空気Ａ3（例えば、２００℃）が流れ
ている時（換言すれば、吸脱着装置の運転時）において
は、図１１（ロ）に示すように、熱膨張率の差（即ち、
鉄：１０．４×１０−６、アルミ：２３．１×１０−
６）によって大径管６１内に小径管６２が密接してあた
かも１本の管体を構成するようになるのが、吸脱着装置
の運転終了時に低温の空気Ａ6（例えば、２０℃）を循
環経路Ｋに流せば、図１１（イ）に示すように、熱膨張
率の差によって大径管６１と小径管６２との間にクリア
ランスＣが形成されることとなる。従って、このクリア
ランスＣから循環経路Ｋ内に存在する汚れや水分等の異
物Ｘを外部へ排出することができるのである。なお、ク
リアランスＣは、本実施の形態の場合、次式で求められ
る。ここで、小径管６２の内径を１５０ｍｍとしてい
る。
【００３６】 Ｃ＝１５０×（２００−２０）×（２３．１−１０．４）×１０−６ ＝０．３４３ｍｍ 続いて、本実施の形態にかかる吸脱着装置の作用効果に
ついて説明する。
【００３７】この吸脱着装置では、吸着ロータ１を極低
速で連続回転させながら、吸着用ファンＦ1を運転して
室内空気を被処理空気Ａ1としてダクト５内の被処理空
気通路５１に導入することで、この被処理空気通路５１
に導入された被処理空気Ａ1は、前記吸着ロータ１の吸
着部１１に対応する部位をその厚さ方向に貫流して下流
側へ流れ、この貫流の間に、被処理空気Ａ1に含まれて
いる有害ガスや水蒸気等のガス成分が前記吸着ロータ１
に担持された吸着剤によって吸着捕集され且つここに保
持される。従って、前記吸着ロータ１の吸着部１１に対
応する部位を貫流した後の空気はガス成分が可及的に除
去された清浄な処理済空気となり、再度、室内へ還流さ
れる。これによって、室内空気の清浄化あるいは改質が
行われ、快適な居住空間が得られるものである。
【００３８】ところで、前記吸着ロータ１は、その回転
に伴って順次前記吸着部１１の一端側（上記領域線Ｌｄ
に対応する側）から他端側（上記領域線Ｌａに対応する
側）に向けて移動する間に前記被処理空気Ａ1に含まれ
ているガス成分を吸着し且つこれを保持することから、
次第にその吸着量が増加しこれが飽和状態に近づくに伴
って吸着能力が低下してくるが、この吸着能力の低下は
脱着部１２（具体的には、第１および第２の分割脱着部
１２Ａ，１２Ｂ）での脱着作用によって回復される。
【００３９】即ち、脱着用ファンＦ2の駆動によって導
入口３２から送給された循環経路Ｋを流れる脱着用空気
Ａ2（循環経路Ｋにおいてヒータ４で加熱されている）
は、吸着ロータ１の第２の分割脱着部１２Ｂに対応する
部位を貫流した後、第１のチャンバー２の第２室２ｂか
ら第１室２ａを経て、第１の分割脱着部１２Ａに対応す
る部位を貫流する。さらに、該第１の分割脱着部１２Ａ
を貫流した出口空気Ａ 3は、第２のチャンバー３の第１
室３ａの導出口３１から調整弁６および熱回収用熱交換
器７を経てヒータ４へ供給される。
【００４０】この場合、分割脱着部１２Ａ，１２Ｂにお
いては、ヒータ４により加熱された脱着用空気Ａ2が該
分割脱着部１２Ａ，１２Ｂに対応する前記吸着ロータ１
の各部位を順次貫流することで、該各部位は該脱着用空
気Ａ2との熱交換により加熱され、ここに吸着保持され
ていたガス成分が順次吸着剤から脱着され、これにより
前記分割脱着部１２Ａ，１２Ｂに対応する前記吸着ロー
タ１の各部位においては順次その吸着能力が再生され
る。つまり、吸着ロータ１の回転速度を速めたとして
も、分割設定された複数の分割脱着部１２Ａ，１２Ｂに
脱着用空気Ａ2を順次貫流させることにより、分割脱着
部１２Ａ，１２Ｂが順次脱着再生されることとなる。従
って、脱着用空気Ａ2の風量を増大させなくとも、十分
な脱着効率を確保することができることとなり、省エネ
を実現できる。ちなみに、本実施の形態の場合、吸着ロ
ータ１の回転速度を２倍とし、吸着ロータ１の厚みを半
分としても、従来と同等の脱着再生能力を確保すること
ができる。
【００４１】また、分割脱着部１２Ａ，１２Ｂから出た
出口空気Ａ3は、ヒータ４により加熱された後、触媒８
を通過する過程で汚染物質（即ち、臭気ガス、有害ガ
ス）を分解除去されて脱着用空気Ａ2となり、その後分
割脱着部１２Ａ，１２Ｂの入口側に還流されることとな
っているので、脱着用空気Ａ2として外気等の新鮮空気
を導入する必要がなくなり、ヒータ４による加熱コスト
を低減できる。
【００４２】また、分割脱着部１２Ａ，１２Ｂから出て
ヒータ４へ供給される出口空気Ａ3（低温となってい
る）と触媒８から出て分割脱着部１２Ａ，１２Ｂの入口
側に供給される脱着用空気Ａ2（高温となっている）と
が熱回収用熱交換器８において熱交換することで、脱着
用空気Ａ2の保有している熱（通常、脱着に要する熱量
より大きな熱を保有している）の一部がヒータ４へ供給
される出口空気Ａ3に回収されることとなり、ヒータ４
による加熱コストを低減できる。
【００４３】第２の実施の形態 図１２には、本願発明の第２の実施の形態にかかる吸脱
着装置が示されている。
【００４４】この場合、循環経路Ｋを流れる空気の方向
が、第１の実施の形態におけると逆方向となっている。
従って、第２のチャンバー３における第１室３ａには導
入口３２が形成され、第２室３ｂには導出口３１が形成
されている。このようにすると、第１の分割脱着部１２
Ａを貫流して当該部位の脱着再生を行った後の空気（臭
気等のガス成分を含んでいる）が第２の分割脱着部１２
Ｂを貫流することとなるため、第２の分割脱着部１２Ｂ
で臭気等のガス成分が残ったままパージ部１３へ移行す
ることとなるが、その他の構成および作用効果は、第１
の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００４５】第３の実施の形態 図１３には、本願発明の第３の実施の形態にかかる吸脱
着装置が示されている。
【００４６】この場合、脱着部１２は、３個の分割脱着
部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃにより構成されており、第１
および第２のチャンバー２，３も、４個の室２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄおよび３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに区画さ
れている。そして、第１のチャンバー２においては、第
１室２ａと第２室２ｂとが連通状態とされるとともに、
第３室２ｃおよび第４室２ｄには導入口２１，２２が形
成されている。一方、第２のチャンバー３においては、
第１室３ａと第３室３ｃとが連通路３４を介して連通さ
れるとともに、第２室３ｂおよび第４室３ｄには、導出
口３１，３３が形成されている。つまり、この場合、第
１のチャンバー２における導入口２２から第３室２ｃに
導入された脱着用空気Ａ2は、第３の分割脱着部１２
Ｃ、第２のチャンバー３における第３室３ｃ、連通路３
４、第１室３ａ、第１の分割脱着部１２Ａ、第１のチャ
ンバー２における第１室３ａ、第２室３ｂ、第２の分割
脱着部１２Ｂ、第２のチャンバー３における第２室３ｂ
および導出口３１へと流れることとなっているのであ
る。その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態
におけると同様なので説明を省略する。
【００４７】第４の実施の形態 図１４には、本願発明の第４の実施の形態にかかる吸脱
着装置が示されている。
【００４８】この場合、脱着部１２は、３個の分割脱着
部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃにより構成されており、第１
および第２のチャンバー２，３も、４個の室２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄおよび３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに区画さ
れている。そして、第１のチャンバー２においては、第
１室２ａと第２室２ｂとが連通状態とされるとともに、
第３室２ｃには導出口２３が形成され、第４室２ｄには
導入口２１が形成されている。一方、第２のチャンバー
３においては、第２室３ｂと第３室３ｃとが連通状態と
されるとともに、第１室３ａには導入口３２が形成さ
れ、第４室３ｄには導出口３３が形成されている。つま
り、この場合、第２のチャンバー３における導入口３２
から第１室３ａに導入された脱着用空気Ａ2は、第１の
分割脱着部１２Ａ、第１のチャンバー２における第１室
２Ａ、第２室２Ｂ、第２の分割脱着部１２Ｂ、第２のチ
ャンバー３における第２室３ｂ、第３室３ｃ、第３の分
割脱着部１２Ｃ、第１のチャンバー２における第３室３
ｃおよび導出口２３へと流れることとなっているのであ
る。その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態
におけると同様なので説明を省略する。
【００４９】第５の実施の形態 図１５には、本願発明の第５の実施の形態にかかる吸脱
着装置が示されている。
【００５０】この場合、脱着部１２は、３個の分割脱着
部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃにより構成されており、第１
および第２のチャンバー２，３も、４個の室２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄおよび３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに区画さ
れている。そして、第１のチャンバー２においては、第
１室２ａと第２室２ｂとが連通状態とされるとともに、
第３室２ｃには導入口２２が形成され、第４室２ｄには
導出口２４が形成されている。一方、第２のチャンバー
３においては、第１室３ａと第３室３ｃとが連通路３４
を介して連通されるとともに、第２室３ｂには導出口３
１が形成され、第４室３ｄには導入口３５が形成されて
いる。
【００５１】また、第２のチャンバー３における第４室
３ｄに形成された導入口３５には、脱着用空気Ａ2であ
る外気が脱着用ファンＦ2により導入されることとなっ
ており、この脱着用空気Ａ2は、パージ部１３を貫流し
た後、第１のチャンバー２における第４室２ｄに形成さ
れた導出口２４から後述する加熱用熱交換器９を経て第
１のチャンバー２における導入口２２から第３室３ｃに
導入され、第３の分割脱着部１２Ｃを貫流し、第２のチ
ャンバー３における第３室３ｃ、連通路３４、第１室３
ａを経て、第１の分割脱着部１２Ａを貫流し、第１のチ
ャンバー２における第１室３ａ、第２室３ｂを経て、第
２の分割脱着部１２Ｂを貫流し、第２のチャンバー３に
おける第２室３ｂを経て導出口３１から出口空気Ａ3と
して前記加熱用熱交換器９に導入されることとなってい
るのである。このようにして加熱用熱交換器９に導入さ
れた出口空気Ａ3は、ヒータ４により加熱昇温されて触
媒８において臭気等のガス成分を分解除去された清浄空
気となって再度前記加熱用熱交換器９へ導入され、その
後排気として室外へ排出されることとなっている。
【００５２】前記加熱用熱交換器９は、例えば図１６に
示すように、中心に回転軸９１を有するハニカムロータ
９２により構成されたロータ回転式熱交換器とされてお
り、該ハニカムロータ９２は、前記パージ部１３からの
脱着用空気Ａ2が貫流される第１領域Ｓ1と、該第１領域
Ｓ1の回転方向Ｒの前方側に隣接し且つ触媒８の出口か
らの高温排気Ａ5が貫流される第２領域Ｓ2と、該第２領
域Ｓ2から前記第１領域Ｓ1に至る間にあってヒータ４に
供給される出口空気Ａ3が貫流される第３領域Ｓ3とに区
画設定されている。そして、前記第１、第２および第３
領域Ｓ1，Ｓ2およびＳ3の前後に対応するように３個の
通路１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃが区画形成されたダ
クト１００が付設されている。このような構成の加熱用
熱交換器９においては、触媒８の出口からの高温排気Ａ
5により加熱昇温された第２領域Ｓ2がハニカムロータ９
２の回転に伴って移動して第３領域Ｓ3となると、ヒー
タ４へ供給される出口空気Ａ3が予熱され、その後パー
ジ部１３からの脱着用空気Ａ2を加熱することとなって
いる。つまり、加熱用熱交換器９により、脱着用空気Ａ
2は所望の温度（換言すれば、脱着用として使用可能な
温度）に加熱されるとともに、ヒータ４へ供給される出
口空気Ａ3は予熱されることとなっているのである。
【００５３】ところで、図１７に示すように、ハニカム
ロータ９２における第３領域Ｓ3の回転方向前後端と第
１領域Ｓ1および第２領域Ｓ2との境目に空気が流通しな
い部分Ｚ1，Ｚ2を設けると、ハニカムロータ９２の回転
に伴って、臭気等のガス成分を含む空気（即ち、出口空
気Ａ3）が脱着用空気Ａ2および高温排気Ａ5と混合する
ことがなくなる。この場合、第１領域Ｓ1と第３領域Ｓ3
との間は、開口面積を調節するために折れ線状に区画さ
れている。
【００５４】なお、この加熱用熱交換器９としては、直
交式熱交換器、二重管式熱交換器とロータ回転式熱交換
器あるいは直交式熱交換器とを組み合わせたものを採用
することもできる。
【００５５】その他の構成および作用効果は、第１の実
施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【００５６】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、被処理空気Ａ
1中のガス成分の吸脱着を行う吸着剤を備え且つ所定速
度で回転駆動される吸着ロータ１の回転方向Ｒにおける
所定領域に吸着部１１および脱着部１２を設定した吸脱
着装置において、前記脱着部１２を、前記吸着ロータ１
の回転方向に並ぶ複数の分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・
に分割設定するとともに、これらの分割脱着部１２Ａ，
１２Ｂ・・を、ヒータ等の加熱手段４により加熱された
脱着用空気Ａ2が順次通過するように構成して、加熱手
段４により加熱された脱着用空気Ａ2が分割脱着部１２
Ａ，１２Ｂ・・に対応する前記吸着ロータ１の各部位を
順次貫流することで、該各部位は該脱着用空気Ａ2との
熱交換により加熱され、ここに吸着保持されていたガス
成分が順次吸着剤から脱着され、これにより前記分割脱
着部１２Ａ，１２Ｂ・・に対応する前記吸着ロータ１の
各部位においては順次その吸着能力が再生されるように
したので、吸着ロータ１の回転速度を速めたとしても、
分割設定された複数の分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・に
脱着用空気Ａ2を順次貫流させることにより、分割脱着
部１２Ａ，１２Ｂ・・が順次脱着再生されることとな
り、脱着用空気Ａ2の風量を増大させなくとも、十分な
脱着効率を確保することができることとなって、省エネ
を実現できるという効果がある。
【００５７】請求項２の発明におけるように、請求項１
記載の吸脱着装置において、前記分割脱着部１２Ａ，１
２Ｂ・・から出た出口空気Ａ3を、前記加熱手段４によ
り加熱した後触媒８を通過させて脱着用空気Ａ2となし
て前記吸着ロータ１における前記分割脱着部１２Ａ，１
２Ｂ・・の入口側に循環させるように構成した場合、分
割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・から出た出口空気Ａ3は、
加熱手段４により加熱された後、触媒８を通過する過程
で汚染物質（即ち、臭気ガス、有害ガス）を分解除去さ
れて脱着用空気Ａ2となり、その後分割脱着部１２Ａ，
１２Ｂ・・の入口側に還流されることとなるので、脱着
用空気Ａ2として外気等の新鮮空気を導入する必要がな
くなり、加熱手段４による加熱コストを低減できる。
【００５８】請求項３の発明におけるように、請求項２
記載の吸脱着装置において、前記触媒８から出て前記分
割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・の入口側に供給される脱着
用空気Ａ2と前記分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・から出
て前記加熱手段４へ供給される出口空気Ａ3とを熱交換
させる熱回収用熱交換器７を付設した場合、分割脱着部
１２Ａ，１２Ｂ・・から出て加熱手段４へ供給される出
口空気Ａ3（低温となっている）と触媒８から出て分割
脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・の入口側に供給される脱着用
空気Ａ2（高温となっている）とが熱回収用熱交換器７
において熱交換することで、脱着用空気Ａ2の保有して
いる熱（通常、脱着に要する熱量より大きな熱を保有し
ている）の一部が加熱手段４へ供給される出口空気Ａ3
に回収されることとなり、加熱手段４による加熱コスト
を低減できる。
【００５９】請求項４の発明におけるように、請求項１
記載の吸脱着装置において、前記分割脱着部１２Ａ，１
２Ｂ・・を通過した出口空気Ａ3を、前記加熱手段４に
より加熱した後触媒８を通過させて排気するように構成
するとともに、前記触媒８を出た高温排気Ａ5と前記吸
着ロータ１における前記分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・
の入口側に供給される脱着用空気Ａ2とを熱交換させる
加熱用熱交換器９を付設した場合、脱着用空気Ａ2が加
熱用熱交換器９において触媒８を出た高温排気Ａ5によ
り加熱された後、分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・の入口
側に供給されることとなり、脱着用空気Ａ2を効率よく
加熱することができる。
【００６０】請求項５の発明におけるように、請求項４
記載の吸脱着装置において、前記吸着ロータ１に、前記
分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・における回転方向Ｒ前方
側に隣接して位置するパージ部１３を設定するととも
に、該パージ部１３を、前記脱着用空気Ａ2が通過する
ように構成した場合、分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ・・に
おいて脱着用空気Ａ2により加熱されて温度上昇してい
る吸着ロータ１の部分が該吸着ロータ１の回転に伴って
パージ部１３となるところから、該パージ部１３を通過
する過程で脱着用空気Ａ2が吸着ロータ１における当該
部位が保有する熱を回収することで予熱されることとな
り、熱効率が向上する。
【００６１】請求項６の発明におけるように、請求項４
および５のいずれか一項記載の吸脱着装置において、前
記加熱用熱交換器９に、前記分割脱着部１２Ａ，１２Ｂ
・・から出た出口空気Ａ3と前記触媒８から出た高温排
気Ａ5とを熱交換させる機構を設けた場合、分割脱着部
１２Ａ，１２Ｂ・・から出て加熱手段４へ供給される出
口空気Ａ3が触媒８から出た高温排気Ａ5により予熱され
ることとなり、加熱手段４による加熱コストを低減でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸脱着装
置の要部構造を示す分解斜視図である。
【図２】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸脱着装
置における吸着ロータ部分の展開図である。
【図３】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸脱着装
置における触媒構造を示す断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸脱着装
置における触媒構造を示す斜視図である。
【図６】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸脱着装
置における触媒構造の他の例を示す断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸脱着装
置における触媒構造のもう一つの他の例を示す断面図で
ある。
【図９】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸脱着装
置における触媒構造のもう一つの他の例を示す断面図で
ある。
【図１０】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸脱着
装置における調整弁の構造を示す拡大横断面図である。
【図１１】本願発明の第１の実施の形態にかかる吸脱着
装置における調整弁の構造を示す拡大縦断面図であり、
（イ）は冷間時を示し、（ロ）は熱間時を示している。
【図１２】本願発明の第２の実施の形態にかかる吸脱着
装置における吸着ロータ部分の展開図である。
【図１３】本願発明の第３の実施の形態にかかる吸脱着
装置における吸着ロータ部分の展開図である。
【図１４】本願発明の第４の実施の形態にかかる吸脱着
装置における吸着ロータ部分の展開図である。
【図１５】本願発明の第５の実施の形態にかかる吸脱着
装置における吸着ロータ部分の展開図である。
【図１６】本願発明の第５の実施の形態にかかる吸脱着
装置における加熱用熱交換器の構造を示す拡大斜視図で
ある。
【図１７】本願発明の第５の実施の形態にかかる吸脱着
装置における加熱用熱交換器の他の構造を示す拡大斜視
図である。
【符号の説明】
１は吸着ロータ、４は加熱手段（ヒータ）、７は熱回収
用熱交換器、８は触媒、９は加熱用熱交換器、１１は吸
着部、１２は脱着部、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは分割脱
着部、１３はパージ部、Ａ1は被処理空気、Ａ2は脱着用
空気、Ａ3は出口空気、Ａ4は室外空気、Ａ5は高温排
気、Ｆ1は吸着用ファン、Ｆ2は脱着用ファン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D012 BA01 BA02 BA03 CA01 CA10 CC05 CD01 CD05 CG01 CG03 CH05 CK03 CK10 4D052 AA08 CB01 DA03 DA06 DB01 DB03 DB04 FA05 FA08 HA01 HA03 HA21 HB02

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被処理空気（Ａ1）中のガス成分の吸脱
    着を行う吸着剤を備え且つ所定速度で回転駆動される吸
    着ロータ（１）の回転方向における所定領域に吸着部
    （１１）および脱着部（１２）を設定した吸脱着装置で
    あって、前記脱着部（１２）を、前記吸着ロータ（１）
    の回転方向（Ｒ）に並ぶ複数の分割脱着部（１２Ａ），
    （１２Ｂ）・・に分割設定するとともに、これらの分割
    脱着部（１２Ａ），（１２Ｂ）・・を、ヒータ等の加熱
    手段（４）により加熱された脱着用空気（Ａ2）が順次
    通過するように構成したことを特徴とする吸脱着装置。
  2. 【請求項２】 前記分割脱着部（１２Ａ），（１２Ｂ）
    ・・から出た出口空気（Ａ3）を、前記加熱手段（４）
    により加熱した後触媒（８）を通過させて脱着用空気
    （Ａ2）となして前記吸着ロータ（１）における前記分
    割脱着部（１２Ａ），（１２Ｂ）・・の入口側に循環さ
    せるように構成したことを特徴とする前記請求項１記載
    の吸脱着装置。
  3. 【請求項３】 前記触媒（８）から出て前記分割脱着部
    （１２Ａ），（１２Ｂ）・・の入口側に供給される脱着
    用空気（Ａ2）と前記分割脱着部（１２Ａ），（１２
    Ｂ）・・から出て前記加熱手段（４）へ供給される出口
    空気（Ａ3）とを熱交換させる熱回収用熱交換器（７）
    を付設したことを特徴とする前記請求項２記載の吸脱着
    装置。
  4. 【請求項４】 前記分割脱着部（１２Ａ），（１２Ｂ）
    ・・を通過した出口空気（Ａ3）を、前記加熱手段
    （４）により加熱した後触媒（８）を通過させて排気す
    るように構成するとともに、前記触媒（８）を出た高温
    排気（Ａ5）と前記吸着ロータ（１）における前記分割
    脱着部（１２Ａ），（１２Ｂ）・・の入口側に供給され
    る脱着用空気（Ａ2）とを熱交換させる加熱用熱交換器
    （９）を付設したことを特徴とする前記請求項１記載の
    吸脱着装置。
  5. 【請求項５】 前記吸着ロータ（１）には、前記分割脱
    着部（１２Ａ），（１２Ｂ）・・における回転方向前方
    側に隣接して位置するパージ部（１３）を設定するとと
    もに、該パージ部（１３）を、前記脱着用空気（Ａ2）
    が通過するように構成したことを特徴とする前記請求項
    ４記載の吸脱着装置。
  6. 【請求項６】 前記加熱用熱交換器（９）には、前記分
    割脱着部（１２Ａ），（１２Ｂ）・・から出た出口空気
    （Ａ3）と前記触媒（８）から出た高温排気（Ａ5）とを
    熱交換させる機構を設けたことを特徴とする前記請求項
    ４および５のいずれか一項記載の吸脱着装置。
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