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JP7590364B2 - Gas Concentrator - Google Patents
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JP7590364B2 - Gas Concentrator - Google Patents

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Description

特許法第30条第2項適用 掲載年月日令和3年1月31日の掲載アドレス(https://www.sgkz.or.jp/project/newtech/106/document_03.html)にて電気通信回線を通じて発表Article 30, paragraph 2 of the Patent Act applies. Publication date: January 31, 2021. Published via telecommunications at the publication address (https://www.sgkz.or.jp/project/newtech/106/document_03.html).

本発明は、気体を濃縮する気体濃縮装置に関し、特に、各種気体から二酸化炭素を効率的に濃縮可能とする気体濃縮装置に関する。 The present invention relates to a gas concentration device that concentrates gas, and in particular to a gas concentration device that can efficiently concentrate carbon dioxide from various gases.

近年、温室効果ガスの排出を全体としてゼロにするというカーボンニュートラルの実現を目指して二酸化炭素(CO)ガスの削減が叫ばれている一方で、植物の生育にとっては、二酸化炭素の供給が必要である。 In recent years, there has been a call for the reduction of carbon dioxide (CO 2 ) gas with the aim of realizing carbon neutrality, which is the reduction of greenhouse gas emissions to zero overall. However, a supply of carbon dioxide is necessary for plant growth.

特に冬季のビニールハウスなどでは、閉め切っている場合が多く、ビニールハウスなどで栽培されるイチゴやトマトなどの栽培植物の生育に必要な二酸化炭素が不足しがちとなる。 In particular, greenhouses are often closed during the winter, which can lead to a shortage of carbon dioxide, which is necessary for the growth of cultivated plants such as strawberries and tomatoes.

さらに、ビニールハウスなどで栽培される栽培植物は、日中光合成により、二酸化炭素を吸収しており、葉の周りの二酸化炭素濃度が大気の二酸化炭素濃度(約400ppm)よりも下がってきてしまう。 In addition, plants grown in greenhouses and other environments absorb carbon dioxide during the day through photosynthesis, and the carbon dioxide concentration around the leaves becomes lower than the carbon dioxide concentration in the atmosphere (approximately 400 ppm).

この場合、栽培植物の光合成が抑制されて、栽培植物の収穫量や糖度などが下がってしまうため、二酸化炭素を外部から強制的に供給して栽培植物の収穫量を向上させるという処理が行われている。具体的には、二酸化炭素の供給方法としては、灯油などを燃焼させる方法や液化炭酸ガスボンベによる供給がなされている。 In this case, the photosynthesis of the cultivated plants is suppressed, resulting in a decrease in the yield and sugar content of the cultivated plants, so a process is carried out in which carbon dioxide is forcibly supplied from outside to improve the yield of the cultivated plants. Specifically, carbon dioxide is supplied by burning kerosene or by using a liquefied carbon dioxide cylinder.

しかし、このような従来の二酸化炭素の供給方法は、環境中の二酸化炭素を増大させるという、上述のカーボンニュートラル等の二酸化炭素ガスの削減とは相反する方向性であり、よりクリーンな二酸化炭素の供給方法が求められている。 However, these conventional methods of supplying carbon dioxide increase the amount of carbon dioxide in the environment, which is contrary to the reduction of carbon dioxide gas, such as the carbon neutral approach mentioned above, and cleaner methods of supplying carbon dioxide are required.

ビニールハウスの空調を調整するという点では、従来から、デシカントロータを用いて温度や湿度を調整する空調機や空調方法が知られている(例えば、特許文献1~5)。これらをビニールハウスに適用することで、ビニールハウスの空調を調整し、栽培植物の育成をある程度補助することも可能ではあるが、二酸化炭素を供給するものではない。 In terms of adjusting the air conditioning in a vinyl greenhouse, air conditioners and methods that use a desiccant rotor to adjust temperature and humidity have been known for some time (e.g., Patent Documents 1 to 5). By applying these to a vinyl greenhouse, it is possible to adjust the air conditioning in the greenhouse and to assist the growth of cultivated plants to some extent, but they do not supply carbon dioxide.

また、従来のデシカントロータにヒートポンプを組み合わせた技術(例えば、上記特許文献1)では、デシカントロータの吸着出口側のガスを供給先へ供給する際に、ヒートポンプの熱量バランスを取るために、例えばデシカントロータの再生出口側に熱交換器を設置するもしくは室外機を設置することが必要となり、室外機を用いる場合には装置サイズが嵩むという問題がある。 In addition, in conventional technology that combines a desiccant rotor with a heat pump (for example, Patent Document 1 above), when supplying gas from the adsorption outlet side of the desiccant rotor to the supply destination, it is necessary to install, for example, a heat exchanger or an outdoor unit on the regeneration outlet side of the desiccant rotor in order to balance the heat of the heat pump, and using an outdoor unit poses the problem of increased device size.

そのため、出願人は、環境にやさしく、交換などの手間がない、クリーンなガスを供給することを目的として、従来からハニカムロータを用いた二酸化炭素供給装置としての気体濃縮装置を開発してきた。 Therefore, the applicant has been developing a gas concentrator as a carbon dioxide supply device using a honeycomb rotor for some time now, with the aim of supplying clean gas that is environmentally friendly and does not require the hassle of replacement.

例えば、従来の気体濃縮装置としては、室内からの還気をヒートポンプサイクルのエバポレータを通して冷却し、冷却された空気を、湿気と二酸化炭素の吸着機能を持つイオン交換樹脂などを吸着剤に用いた、二酸化炭素の吸着作用を有するハニカムロータの吸着ゾーンを通過させ、前記ハニカムロータの脱着ゾーンに前記ヒートポンプサイクルのコンデンサを通して温度の上昇した外気を通すようにしたことを特徴とする空気調和装置が知られている(例えば、特許文献6参照)。 For example, a known conventional gas concentration device is an air conditioner that cools return air from inside a room through an evaporator in a heat pump cycle, passes the cooled air through an adsorption zone of a honeycomb rotor that has carbon dioxide adsorption properties and uses an ion exchange resin or the like as an adsorbent that has the ability to adsorb moisture and carbon dioxide, and passes heated outside air through a condenser in the heat pump cycle to the desorption zone of the honeycomb rotor (see, for example, Patent Document 6).

また、例えば、従来の気体濃縮装置としては、二酸化炭素吸収機能を持つアミン系吸収剤などを保持した二酸化炭素除去ロータを有し、前記二酸化炭素除去ロータを少なくとも吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分け、前記吸着ゾーンに処理対象空気を通風することで、前記処理対象空気に含まれる二酸化炭素を前記二酸化炭素除去ロータ部分の保持吸収剤に吸収させて分離除去して供給先に給気し、前記脱着ゾーンでは、全熱交換器で前記脱着ゾーンからの再生排気の潜熱と顕熱を回収した再生用空気を通風することで、前記保持吸収剤が前記吸着ゾーンで吸収した二酸化炭素を脱離させることによって、前記保持吸収剤を再生するようにした吸収式除去・濃縮装置が知られている(例えば、特許文献7参照)。 For example, a conventional gas concentration device has a carbon dioxide removal rotor that holds an amine-based absorbent having carbon dioxide absorption function, and the carbon dioxide removal rotor is divided into at least an adsorption zone and a desorption zone. The air to be treated is ventilated through the adsorption zone, so that the carbon dioxide contained in the air to be treated is absorbed by the retained absorbent in the carbon dioxide removal rotor, separated and removed, and supplied to the supply destination. In the desorption zone, regeneration air that has recovered the latent heat and sensible heat of the regeneration exhaust from the desorption zone in a total heat exchanger is ventilated, so that the retained absorbent desorbs the carbon dioxide absorbed in the adsorption zone, thereby regenerating the retained absorbent (see, for example, Patent Document 7).

さらに、例えば、従来の気体濃縮装置としては、アミン系吸収剤に二酸化炭素を含有する処理対象空気を接触させて前記吸収剤に二酸化炭素を吸収させ、前記吸収剤に再生用空気を接触させて前記吸収剤から二酸化炭素を脱離させる事によって処理対象空気中の二酸化炭素を除去するものであって、前記処理対象空気のエンタルピーを下げる手段(例えばヒートポンプのエバポレータ)か前記再生用空気のエンタルピーを大きくする手段(例えばヒートポンプのコンデンサ)の何れか一方或いは両方によって、前記処理対象空気のエンタルピーよりも前記再生用空気のエンタルピーを大きくする事によって、前記吸収剤から二酸化炭素を脱離させるようにした吸収式除去・濃縮装置が知られている(例えば、特許文献8参照)。 Furthermore, for example, a conventional gas concentration device is one that removes carbon dioxide from the air to be treated by contacting the air to be treated containing carbon dioxide with an amine-based absorbent to absorb the carbon dioxide into the absorbent, and then contacting the absorbent with regeneration air to desorb the carbon dioxide from the absorbent. In this case, an absorption-type removal and concentration device is known in which the enthalpy of the regeneration air is made greater than that of the air to be treated by either or both of a means for lowering the enthalpy of the air to be treated (e.g., a heat pump evaporator) and a means for increasing the enthalpy of the regeneration air (e.g., a heat pump condenser) to desorb carbon dioxide from the absorbent (see, for example, Patent Document 8).

特開2010-276317号公報JP 2010-276317 A 特開2011-92163号公報JP 2011-92163 A 特開2012-172880号公報JP 2012-172880 A 特開2014-206376号公報JP 2014-206376 A 特開2019-66155号公報JP 2019-66155 A 特開2011-94821号公報JP 2011-94821 A 特開2020-89891号公報JP 2020-89891 A 特開2017-154063号公報JP 2017-154063 A

しかし、特許文献7および8のような気体濃縮装置をもってしても、アミン系吸収剤が低温条件下(例えば20℃未満)で二酸化炭素の吸着が進行することから、夏場は外気温度が高いためにハニカムロータを介した二酸化炭素の吸脱着が起こり難くなり、ヒートポンプを用いたとしても、二酸化炭素濃度の高いガス供給が出来なくなる。 However, even with gas concentrators such as those described in Patent Documents 7 and 8, the amine-based absorbent adsorbs carbon dioxide under low-temperature conditions (e.g., below 20°C), and in summer, the high outdoor air temperature makes it difficult for carbon dioxide to be adsorbed and desorbed via the honeycomb rotor, making it impossible to supply gas with a high carbon dioxide concentration, even when a heat pump is used.

また、特許文献7および8で用いられるようなアミン系吸収剤では、その再生温度が40℃程度であることから、アミン系吸収剤に吸着された二酸化炭素を夏場に栽培されるトマトなどに供給しようとする場合、アミン系吸収剤の再生温度と外気温度との温度差が僅少となり二酸化炭素の吸脱着が起こりにくくなり、供給する二酸化炭素の濃度が上がらないという課題もある。 In addition, the regeneration temperature of the amine absorbents used in Patent Documents 7 and 8 is about 40°C. When attempting to supply carbon dioxide adsorbed to the amine absorbent to tomatoes grown in the summer, the temperature difference between the regeneration temperature of the amine absorbent and the outside air temperature is so small that adsorption and desorption of carbon dioxide is difficult to occur, and there is also the problem that the concentration of carbon dioxide supplied does not increase.

このように夏場は外気温度が高いのに対して、冬場は外気温度が低いことから、通年を通してヒートポンプの外気温度との熱量バランスが取れないことで、ヒートポンプを適切に作動させて二酸化炭素の吸脱着を行わせることが難しく、1年を通じて安定した二酸化炭素濃度の高いガス供給が出来ないという課題がある。 Because the outdoor air temperature is high in the summer and low in the winter, the heat pump cannot balance with the outdoor air temperature throughout the year, making it difficult to operate the heat pump properly to adsorb and desorb carbon dioxide, and creating the problem of being unable to provide a stable supply of gas with a high concentration of carbon dioxide throughout the year.

本発明は、如上の課題を解決し、夏場にも濃度の高い二酸化炭素を供給して通年で安定的に高濃度の二酸化炭素を供給できると共に、ランニングコストも抑制できる気体濃縮装置の提供を目的とする。 The present invention aims to provide a gas concentrator that solves the above problems, can supply high-concentration carbon dioxide even in the summer, and can stably supply high-concentration carbon dioxide all year round while reducing running costs.

本発明者らは、鋭意研究の結果、ヒートポンプの構造に工夫を凝らし、通年で二酸化炭素の濃縮及び供給が可能となる新たな気体濃縮装置を見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research, the inventors have devised innovative heat pump structures, discovered a new gas concentrator that can concentrate and supply carbon dioxide all year round, and have completed the present invention.

本願に開示する気体濃縮装置は、所定の原料気体に含まれる二酸化炭素を吸着及び脱着可能とされ、当該二酸化炭素を吸着する吸着ゾーンと当該二酸化炭素を脱着する脱着ゾーンが少なくとも設定されるハニカムロータと、当該ハニカムロータの吸着ゾーンに導入される前記原料気体を冷却する冷却部と、前記ハニカムロータの脱着ゾーンに導入される前記原料気体を加熱する加熱部と、前記ハニカムロータの吸着ゾーンを通過した吸着済み気体を加熱又は冷却する熱交換器と、前記冷却部をなす蒸発器、及び、前記加熱部をなす凝縮器を有するヒートポンプとを備えるものである。 The gas concentration device disclosed in this application is capable of adsorbing and desorbing carbon dioxide contained in a specified raw gas, and is equipped with a honeycomb rotor in which at least an adsorption zone for adsorbing the carbon dioxide and a desorption zone for desorbing the carbon dioxide are set, a cooling section for cooling the raw gas introduced into the adsorption zone of the honeycomb rotor, a heating section for heating the raw gas introduced into the desorption zone of the honeycomb rotor, a heat exchanger for heating or cooling the adsorbed gas that has passed through the adsorption zone of the honeycomb rotor, and a heat pump having an evaporator constituting the cooling section and a condenser constituting the heating section.

このように、本願に開示する気体濃縮装置は、所定の原料気体に含まれる二酸化炭素を吸着及び脱着可能とされ、当該二酸化炭素を吸着する吸着ゾーンと当該二酸化炭素を脱着する脱着ゾーンが少なくとも設定されるハニカムロータと、当該ハニカムロータの吸着ゾーンに導入される前記原料気体を冷却する冷却部と、前記ハニカムロータの脱着ゾーンに導入される前記原料気体を加熱する加熱部と、前記ハニカムロータの吸着ゾーンを通過した吸着済み気体を加熱又は冷却する熱交換器と、前記冷却部をなす蒸発器、及び、前記加熱部をなす凝縮器を有するヒートポンプとを備えることから、前記冷却部における吸熱量と、前記加熱部における放熱量との差異に相当する熱を、前記熱交換器の吸着済み気体に対する加熱を通じて放出する、又は、熱交換器の吸着済み気体に対する冷却を通じて吸収することとなり、夏場でも前記吸着ゾーン入口温度を下げて濃度の高い二酸化炭素を供給できると共に、冬場でも前記脱着ゾーン入口温度を上げて濃度の高い二酸化炭素を供給でき、通年で安定的に高濃度の二酸化炭素を供給できると共に、ヒータに代替してヒートポンプを用いることからヒータ使用時よりも省エネルギーでの稼働が可能となり、ランニングコストを抑制することができる。 In this way, the gas concentration device disclosed in the present application is capable of adsorbing and desorbing carbon dioxide contained in a predetermined raw gas, and is equipped with a honeycomb rotor in which at least an adsorption zone for adsorbing the carbon dioxide and a desorption zone for desorbing the carbon dioxide are set, a cooling section for cooling the raw gas introduced into the adsorption zone of the honeycomb rotor, a heating section for heating the raw gas introduced into the desorption zone of the honeycomb rotor, a heat exchanger for heating or cooling the adsorbed gas that has passed through the adsorption zone of the honeycomb rotor, and a heat pump having an evaporator constituting the cooling section and a condenser constituting the heating section. The heat equivalent to the difference between the amount of heat absorbed in the cooling section and the amount of heat released in the heating section is released by heating the adsorbed gas in the heat exchanger, or absorbed by cooling the adsorbed gas in the heat exchanger. This allows the adsorption zone inlet temperature to be lowered in the summer to supply high-concentration carbon dioxide, and the desorption zone inlet temperature to be raised in the winter to supply high-concentration carbon dioxide. This allows a stable supply of high-concentration carbon dioxide all year round, and by using a heat pump instead of a heater, it is possible to operate with less energy than when a heater is used, thereby reducing running costs.

また、本願に開示する気体濃縮装置は、必要に応じて、前記熱交換器が、前記ヒートポンプの熱媒体を流入出可能とされ、ヒートポンプの熱媒体と前記吸着済み気体とを熱交換させて、前記吸着済み気体を加熱又は冷却するものである。このように、本願に開示する気体濃縮装置は、前記熱交換器が、前記ヒートポンプの熱媒体を流入出可能とされ、ヒートポンプの熱媒体と前記吸着済み気体とを熱交換させて、前記吸着済み気体を加熱又は冷却することから、前記ヒートポンプの吸熱側と放熱側との熱的平衡が系内の前記吸着済み気体を流用することで維持されることとなり、季節変化等による原料気体(外気)の温度の差異で、冷却部における吸熱量と加熱部における放熱量との違いが生じても、ヒートポンプの吸熱側と放熱側との熱的平衡が簡易に維持されて、ヒートポンプの作動並びにロータにおける吸着及び脱着を安定したものにできる。 In addition, the gas concentration device disclosed in the present application is configured so that the heat pump heat medium can flow in and out of the heat exchanger as necessary, and heat exchange between the heat pump heat medium and the adsorbed gas is performed to heat or cool the adsorbed gas. In this way, the gas concentration device disclosed in the present application is configured so that the heat pump heat medium can flow in and out of the heat exchanger, and heat exchange between the heat pump heat medium and the adsorbed gas is performed to heat or cool the adsorbed gas. Therefore, the thermal equilibrium between the heat absorption side and heat release side of the heat pump is maintained by diverting the adsorbed gas in the system. Even if a difference in the amount of heat absorption in the cooling section and the amount of heat release in the heating section occurs due to a difference in the temperature of the raw material gas (outside air) due to seasonal changes, etc., the thermal equilibrium between the heat absorption side and heat release side of the heat pump is easily maintained, and the operation of the heat pump and the adsorption and desorption in the rotor can be stabilized.

また、本願に開示する気体濃縮装置は、必要に応じて、前記冷却部における吸熱量より前記加熱部における放熱量が大きい場合には、前記熱交換器を前記ヒートポンプの他の蒸発器として、前記冷却部と並列に接続される状態とし、前記冷却部における吸熱量より前記加熱部における放熱量が小さい場合には、前記熱交換器をヒートポンプの他の凝縮器として、前記加熱部と並列に接続される状態とするように、前記熱交換器に通じるヒートポンプの熱媒体流路を切り替える、一又は複数の切替手段を備えるものである。 The gas concentration device disclosed in the present application also includes one or more switching means for switching the heat medium flow path of the heat pump leading to the heat exchanger, so that when the amount of heat dissipated in the heating section is greater than the amount of heat absorbed in the cooling section, the heat exchanger serves as another evaporator of the heat pump and is connected in parallel to the cooling section, and when the amount of heat dissipated in the heating section is less than the amount of heat absorbed in the cooling section, the heat exchanger serves as another condenser of the heat pump and is connected in parallel to the heating section, as necessary.

このように、本願に開示する気体濃縮装置は、前記冷却部における吸熱量より前記加熱部における放熱量が大きい場合には、前記熱交換器を前記ヒートポンプの他の蒸発器として、前記冷却部と並列に接続される状態とし、前記冷却部における吸熱量より前記加熱部における放熱量が小さい場合には、前記熱交換器をヒートポンプの他の凝縮器として、前記加熱部と並列に接続される状態とするように、前記熱交換器に通じるヒートポンプの熱媒体流路を切り替える、一又は複数の切替手段を備えることから、前記切替手段による切替で前記熱交換器で適切に熱交換を行わせて、前記ヒートポンプの吸熱側と放熱側との熱的平衡が維持されることとなり、季節変化等による原料気体(外気)の温度の差異により、冷却部における吸熱量と加熱部における放熱量との違いが生じた場合であっても、前記ヒートポンプの吸熱側と放熱側との熱的平衡が前記切替手段により最適に維持されて、前記ヒートポンプの作動並びにハニカムロータにおける吸着及び脱着を安定したものにできる。 In this way, the gas concentration device disclosed in the present application is equipped with one or more switching means for switching the heat medium flow path of the heat pump leading to the heat exchanger so that when the amount of heat released in the heating section is greater than the amount of heat absorbed in the cooling section, the heat exchanger is connected in parallel to the cooling section as another evaporator of the heat pump, and when the amount of heat released in the heating section is less than the amount of heat absorbed in the cooling section, the heat exchanger is connected in parallel to the heating section as another condenser of the heat pump. Therefore, by switching using the switching means, the heat exchanger is appropriately performed, and thermal equilibrium between the heat absorption side and heat release side of the heat pump is maintained. Even if a difference occurs between the amount of heat absorbed in the cooling section and the amount of heat released in the heating section due to a difference in temperature of the raw gas (outside air) due to seasonal changes, etc., the thermal equilibrium between the heat absorption side and heat release side of the heat pump is optimally maintained by the switching means, and the operation of the heat pump and the adsorption and desorption in the honeycomb rotor can be stabilized.

また、本願に開示する気体濃縮装置は、必要に応じて、前記ハニカムロータの吸着ゾーンと前記熱交換器との間に配設され、前記吸着済み気体を誘引して熱交換器に送り出す第一の送風機と、押込送風機として前記原料気体を前記ハニカムロータの脱着ゾーンに向けて送り出す第二の送風機とを備えるものである。このように、本願に開示する気体濃縮装置は、前記ハニカムロータの吸着ゾーンと前記熱交換器との間に配設され、前記吸着済み気体を誘引して熱交換器に送り出す第一の送風機と、押込送風機として前記原料気体を前記ハニカムロータの脱着ゾーンに向けて送り出す第二の送風機とを備えることから、ロータの脱着ゾーン側の圧力が吸着ゾーン側の圧力よりも高圧化されることとなり、ロータの吸着ゾーンに向かう原料気体が(隙間等を通って)ロータの脱着ゾーンを通過した脱着済み気体に混入せず、脱着済み気体における二酸化炭素の濃度を維持することができる。 The gas concentration device disclosed in the present application is provided, as necessary, with a first blower disposed between the adsorption zone of the honeycomb rotor and the heat exchanger, which attracts the adsorbed gas and sends it to the heat exchanger, and a second blower as a forced blower which sends the raw gas toward the desorption zone of the honeycomb rotor. In this way, the gas concentration device disclosed in the present application is provided between the adsorption zone of the honeycomb rotor and the heat exchanger, with a first blower which attracts the adsorbed gas and sends it to the heat exchanger, and a second blower as a forced blower which sends the raw gas toward the desorption zone of the honeycomb rotor. Therefore, the pressure on the desorption zone side of the rotor is made higher than the pressure on the adsorption zone side, and the raw gas heading toward the adsorption zone of the rotor is not mixed with the desorbed gas that has passed through the desorption zone of the rotor (through gaps, etc.), and the concentration of carbon dioxide in the desorbed gas can be maintained.

また、本願に開示する気体濃縮装置は、必要に応じて、前記第二の送風機が、前記ハニカムロータの脱着ゾーンと前記ヒートポンプの凝縮器との間に配設され、この凝縮器を通過した前記原料気体を脱着ゾーンに送り出すものである。このように、本願に開示する気体濃縮装置は、前記第二の送風機が、前記ハニカムロータの脱着ゾーンと前記ヒートポンプの凝縮器との間に配設され、この凝縮器を通過した前記原料気体を脱着ゾーンに送り出すことから、前記第一及び第二の送風機がハニカムロータ近傍に配設されることとなり、ハニカムロータ、前記第一ならびに第二の送風機、及びヒートポンプが個別ユニット化可能となると共に、ハニカムロータと送風機と脱着用ヒータのみから構成される従来の濃縮装置に対してヒートポンプを簡易に追加して構成することも可能となり、装置の簡素化及び運搬やメンテナンスの容易化を図ることが可能となる。 In addition, in the gas concentration device disclosed in the present application, the second blower is disposed between the desorption zone of the honeycomb rotor and the condenser of the heat pump as necessary, and sends the raw gas that has passed through the condenser to the desorption zone. In this way, in the gas concentration device disclosed in the present application, the second blower is disposed between the desorption zone of the honeycomb rotor and the condenser of the heat pump, and sends the raw gas that has passed through the condenser to the desorption zone. Therefore, the first and second blowers are disposed near the honeycomb rotor, and the honeycomb rotor, the first and second blowers, and the heat pump can be made into individual units. It is also possible to easily add a heat pump to a conventional concentration device that is composed only of a honeycomb rotor, a blower, and a desorption heater, and this makes it possible to simplify the device and facilitate transportation and maintenance.

また、本願に開示する気体濃縮装置は、必要に応じて、前記熱交換器から前記吸着済み気体を誘引して外部に排出する第三の送風機を備え、当該第三の送風機が、誘引により前記熱交換器に外部の気体をさらに導入し、熱交換器を通過した前記外部の気体を前記吸着済み気体と共に外部に排出するものである。このように、本願に開示する気体濃縮装置は、前記熱交換器から前記吸着済み気体を誘引して外部に排出する第三の送風機を備え、当該第三の送風機が、誘引により前記熱交換器に外部の気体をさらに導入し、熱交換器を通過した前記外部の気体を前記吸着済み気体と共に外部に排出することから、ヒートポンプの熱媒体と熱交換する対象を、ハニカムロータの吸着ゾーンを出た吸着済み気体の他にも用意することとなり、特に外気温度が高い夏場において熱交換器での放熱を確実に行うことができ、放熱の増大分を熱交換器側で余裕をもって対処することができ、ヒートポンプにおける加熱部での加熱を一定に維持して、ロータにおける脱着を安定したものにできる。 In addition, the gas concentration device disclosed in the present application is provided, as necessary, with a third blower that attracts the adsorbed gas from the heat exchanger and discharges it to the outside, and the third blower further introduces external gas into the heat exchanger by attraction, and discharges the external gas that has passed through the heat exchanger to the outside together with the adsorbed gas. In this way, the gas concentration device disclosed in the present application is equipped with a third blower that attracts the adsorbed gas from the heat exchanger and discharges it to the outside. The third blower further introduces external gas into the heat exchanger by attraction, and discharges the external gas that has passed through the heat exchanger to the outside together with the adsorbed gas. This means that there is an object for heat exchange with the heat pump's heat medium other than the adsorbed gas that has left the adsorption zone of the honeycomb rotor, and heat dissipation in the heat exchanger can be reliably performed, especially in the summer when the outside air temperature is high, and the heat exchanger can handle the increased amount of heat dissipation with ease, maintaining a constant heating in the heating section of the heat pump and stabilizing desorption in the rotor.

また、本願に開示する気体濃縮装置は、必要に応じて、前記ハニカムロータの脱着ゾーンを通過した脱着済み気体を前記ヒートポンプの熱媒体との熱交換で冷却する他の熱交換器を備え、当該他の熱交換器に通じる前記ヒートポンプの熱媒体流路を、前記冷却部と直列若しくは並列、又は前記加熱部と直列若しくは並列に接続されるものである。 The gas concentration device disclosed in this application also includes, as necessary, another heat exchanger that cools the desorbed gas that has passed through the desorption zone of the honeycomb rotor by heat exchange with the heat medium of the heat pump, and the heat medium flow path of the heat pump that leads to the other heat exchanger is connected in series or parallel to the cooling unit, or in series or parallel to the heating unit.

このように、本願に開示する気体濃縮装置は、前記ハニカムロータの脱着ゾーンを通過した脱着済み気体を前記ヒートポンプの熱媒体との熱交換で冷却する他の熱交換器を備え、当該他の熱交換器に通じる前記ヒートポンプの熱媒体流路を、前記冷却部と直列若しくは並列、又は前記加熱部と直列若しくは並列に接続されることから、前記他の熱交換器が脱着済み気体を加熱又は冷却するといういわゆるアフタークーラ又はアフターヒータとして機能することとなり、夏場には高温化した脱着済み気体が外部の植物ハウス(ビニールハウス)に高温のまま供給されることによる植物等の高温障害を防止できると共に、冬場には低温化した脱着済み気体が外部の植物ハウス(ビニールハウス)に低温のまま供給されることによる植物等の低温障害を防止できることとなり、通年で栽培に適した温度で脱着済み気体を外部に提供することが可能となる。 In this way, the gas concentrating device disclosed in the present application includes another heat exchanger that cools the desorbed gas that has passed through the desorption zone of the honeycomb rotor by heat exchange with the heat medium of the heat pump, and the heat medium flow path of the heat pump that leads to the other heat exchanger is connected in series or parallel to the cooling unit, or in series or parallel to the heating unit, so that the other heat exchanger functions as a so-called aftercooler or afterheater that heats or cools the desorbed gas, and can prevent high-temperature damage to plants, etc., caused by the high-temperature desorbed gas being supplied to an external plant house (vinyl house) at a high temperature in summer, and can prevent low-temperature damage to plants, etc., caused by the low-temperature desorbed gas being supplied to an external plant house (vinyl house) at a low temperature in winter, making it possible to provide the desorbed gas to the outside at a temperature suitable for cultivation all year round.

また、本願に開示する気体濃縮装置は、必要に応じて、前記ハニカムロータのロータ本体部に担持され、二酸化炭素を吸着及び脱着可能とするアミン系吸収剤を備えるものである。このように、前記ハニカムロータのロータ本体部に担持され、二酸化炭素を吸着及び脱着可能とするアミン系吸収剤を備えることから、アミン系吸収剤の二酸化炭素に対する吸着及び脱着が可能となる温度領域とヒートポンプの作動温度領域が合致して最適に作用することとなり、外部からの熱量制御を要することなく、前記ヒートポンプの動作のみにより最適な二酸化炭素の脱着が可能となり、ハニカムロータにおける吸着及び脱着を安定したものにできる。 The gas concentration device disclosed in the present application is also provided with an amine-based absorbent that is supported on the rotor body of the honeycomb rotor as necessary and that can adsorb and desorb carbon dioxide. In this way, since the amine-based absorbent is supported on the rotor body of the honeycomb rotor and can adsorb and desorb carbon dioxide, the temperature range in which the amine-based absorbent can adsorb and desorb carbon dioxide matches the operating temperature range of the heat pump, allowing optimal operation. No external heat control is required, and optimal carbon dioxide desorption is possible only by the operation of the heat pump, making it possible to stabilize adsorption and desorption in the honeycomb rotor.

また、本願に開示する気体濃縮装置は、必要に応じて、前記ハニカムロータのロータ本体部に担持される湿気吸収体と、前記湿気吸収体に担持され、二酸化炭素を吸着及び脱着可能とするアミン系吸収剤とを備えるものである。このように、本願に開示する気体濃縮装置は、前記ハニカムロータのロータ本体部に担持される湿気吸収体と、前記湿気吸収体に担持され、二酸化炭素を吸着及び脱着可能とするアミン系吸収剤とを備えることから、前記湿気吸収体自体が水分を吸着することから、アミン系吸収剤による二酸化炭素の吸着及び脱着に際して余分な湿分を適切に除去可能となり、より品質の高い吸着済み気体又は脱着済み気体を提供することが可能となる。 The gas concentration device disclosed in the present application also includes, as necessary, a moisture absorber supported on the rotor body of the honeycomb rotor, and an amine-based absorbent supported on the moisture absorber, which can adsorb and desorb carbon dioxide. As described above, the gas concentration device disclosed in the present application includes a moisture absorber supported on the rotor body of the honeycomb rotor, and an amine-based absorbent supported on the moisture absorber, which can adsorb and desorb carbon dioxide. Since the moisture absorber itself adsorbs moisture, excess moisture can be appropriately removed during the adsorption and desorption of carbon dioxide by the amine-based absorbent, making it possible to provide adsorbed or desorbed gas of higher quality.

本発明に係る第1の実施形態に係る気体濃縮装置の構成図(夏季)を示す。FIG. 1 shows a configuration diagram (summer) of a gas concentrating device according to a first embodiment of the present invention. 本発明に係る第1の実施形態に係る気体濃縮装置の構成図(冬季)を示す。FIG. 1 shows a configuration diagram (winter) of a gas concentrating device according to a first embodiment of the present invention. 本発明に係る第1の実施形態に係る気体濃縮装置のハニカム構造の種々の態様を示す。1A to 1C show various aspects of a honeycomb structure of a gas concentrating device according to a first embodiment of the present invention. 本発明に係る第1の実施形態に係る気体濃縮装置のハニカムロータの動作の説明図を示す。3A to 3C are explanatory diagrams of the operation of the honeycomb rotor of the gas concentrating device according to the first embodiment of the present invention. 本発明に係る第2の実施形態に係る気体濃縮装置の構成図(夏季)を示す。FIG. 13 shows a configuration diagram (summer) of a gas concentrating device according to a second embodiment of the present invention. 本発明に係る第2の実施形態に係る気体濃縮装置の構成図(冬季)を示す。FIG. 13 shows a configuration diagram (winter) of a gas concentrating device according to a second embodiment of the present invention. 本発明に係る第2の実施形態に係る気体濃縮装置の第三の送風機の説明図を示す。FIG. 11 is an explanatory diagram of a third blower of a gas concentrating device according to a second embodiment of the present invention. 本発明に係る第3の実施形態に係る気体濃縮装置の構成図(夏季)を示す。FIG. 13 shows a configuration diagram (summer) of a gas concentrating device according to a third embodiment of the present invention. 本発明に係る第3の実施形態に係る気体濃縮装置の構成図(冬季)を示す。FIG. 13 shows a configuration diagram (winter) of a gas concentrating device according to a third embodiment of the present invention.

(第1の実施形態)
第1の実施形態に係る気体濃縮装置は、図1及び図2に示すように、所定の原料気体に含まれる二酸化炭素を吸着及び脱着可能とされ、この二酸化炭素を吸着する吸着ゾーンAとこの二酸化炭素を脱着する脱着ゾーンBが少なくとも設定されるハニカムロータ1と、このハニカムロータ1の吸着ゾーンAに導入されるこの原料気体を冷却する冷却部2aと、このハニカムロータ1の脱着ゾーンBに導入されるこの原料気体を加熱する加熱部2bと、このハニカムロータ1の吸着ゾーンAを通過した吸着済み気体100aを加熱又は冷却する熱交換器2cと、この冷却部2aをなす蒸発器、及び、この加熱部2bをなす凝縮器を有するヒートポンプ2とを備える構成である。
(First embodiment)
As shown in Figures 1 and 2, the gas concentration device of the first embodiment is capable of adsorbing and desorbing carbon dioxide contained in a specified raw gas, and is configured to include a honeycomb rotor 1 in which at least an adsorption zone A for adsorbing the carbon dioxide and a desorption zone B for desorbing the carbon dioxide are set, a cooling section 2a for cooling the raw gas introduced into the adsorption zone A of the honeycomb rotor 1, a heating section 2b for heating the raw gas introduced into the desorption zone B of the honeycomb rotor 1, a heat exchanger 2c for heating or cooling the adsorbed gas 100a that has passed through the adsorption zone A of the honeycomb rotor 1, and a heat pump 2 having an evaporator constituting the cooling section 2a and a condenser constituting the heating section 2b.

この脱着ゾーンBを通過した吸着済み気体100bは、二酸化炭素リッチとなっていることから、二酸化炭素の供給を必要とする各種用途に適用可能であり、例えば、図1に示すように、植物ハウス200(ビニールハウス)に供給することができる。 The adsorbed gas 100b that has passed through this desorption zone B is rich in carbon dioxide, and can therefore be used in a variety of applications that require the supply of carbon dioxide. For example, as shown in FIG. 1, it can be supplied to a plant house 200 (vinyl house).

所定の原料気体とは、二酸化炭素を含む気体であれば特に限定されず、例えば、工場や自動車等から排出される排気ガス等でも二酸化炭素を含むことから適用可能であるが、大気100を用いることが好適である。大気100を用いる場合には安価でクリーンな気体を用いることとなり、環境負荷にやさしく且つ低コストで原料の調達が可能となる。 The specified raw material gas is not particularly limited as long as it contains carbon dioxide. For example, exhaust gases emitted from factories and automobiles are also applicable since they contain carbon dioxide, but it is preferable to use the atmosphere 100. When the atmosphere 100 is used, an inexpensive and clean gas is used, which is environmentally friendly and allows for the procurement of raw materials at low cost.

ハニカムロータ1とは、断面が円形状のドラム状に成形されたハニカム構造のロータである。このハニカムロータ1の断面を一の断面1aと他の断面1bに二分割して各々吸着ゾーンA及び脱着ゾーンBが形成される。より好適には、このハニカムロータ1の円形断面を円の直径で二等分割した2つの半円形状断面の各々として吸着ゾーンA及び脱着ゾーンBが形成される。なお、ハニカムロータ1の断面のゾーン分割は半円形状断面に限るものではなく、必要に応じて適宜変えるようにしても良い。 The honeycomb rotor 1 is a rotor with a honeycomb structure formed into a drum shape with a circular cross section. The cross section of this honeycomb rotor 1 is divided into two sections 1a and 1b, forming an adsorption zone A and a desorption zone B, respectively. More preferably, the circular cross section of this honeycomb rotor 1 is divided in half by the diameter of the circle into two semicircular cross sections, forming the adsorption zone A and the desorption zone B, respectively. Note that the zone division of the cross section of the honeycomb rotor 1 is not limited to a semicircular cross section, and may be changed as appropriate as necessary.

このハニカム構造としては、図3に示すように、狭義のハニカム構造(honeycomb structure)としてハチの巣形状のような中空の正六角柱を隙間なく並べた構造を含むが、この形状に限定されず、広義のハニカム構造として、中空の正六角柱に限定されない中空の任意の立体図形を隙間なく並べた構造も含まれ、例えば、不燃性無機繊維紙等を段ボール形状(波型形状)に加工して積層してロータ状に形成した構造もハニカム構造として含まれる。 As shown in Figure 3, this honeycomb structure includes, in the narrow sense, a honeycomb structure in which hollow regular hexagonal columns are lined up without gaps, like a honeycomb shape, but is not limited to this shape. In the broad sense, the honeycomb structure includes a structure in which any hollow three-dimensional shape, not limited to hollow regular hexagonal columns, is lined up without gaps. For example, a honeycomb structure includes a structure in which non-flammable inorganic fiber paper is processed into a cardboard shape (corrugated shape) and stacked to form a rotor shape.

このハニカム構造によりハニカムロータ1のロータ本体部の処理部分の表面積が増大することとなり、効果的に二酸化炭素を吸着及び脱着することができる。 This honeycomb structure increases the surface area of the treatment portion of the rotor body of the honeycomb rotor 1, allowing carbon dioxide to be adsorbed and desorbed effectively.

このハニカムロータ1のロータ本体部には、二酸化炭素を吸着及び脱着可能な吸収剤が含まれており、この吸収剤については、二酸化炭素を吸収できるものであれば、化学的吸収剤であっても、物理的吸収剤であっても適用可能である。 The rotor body of this honeycomb rotor 1 contains an absorbent that can adsorb and desorb carbon dioxide, and this absorbent can be either a chemical absorbent or a physical absorbent as long as it can absorb carbon dioxide.

このうち二酸化炭素の吸着効率の良さから、化学的吸収剤を用いることが好適であり、アミン系吸収剤を挙げることができる。例えば、このハニカムロータ1のロータ本体部に、二酸化炭素を吸着及び脱着可能とするアミン系吸収剤を担持して構成することが可能である。 Of these, it is preferable to use a chemical absorbent due to its high efficiency in adsorbing carbon dioxide, and an amine-based absorbent is one example. For example, the rotor body of this honeycomb rotor 1 can be configured to support an amine-based absorbent that can adsorb and desorb carbon dioxide.

アミン系吸収剤は、アミン基を官能基として有している化合物からなる吸収剤であれば特に限定されず、例えば、メタノールアミン、2-アミノアルコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、プロパノールアミン、ヘプタミノール、イソエタリン、メチルジエタノールアミン等のアルカノールアミンや、アミノ酸及びアミノ酸塩及びそれらの誘導体が含まれる。 The amine-based absorbent is not particularly limited as long as it is an absorbent made of a compound having an amine group as a functional group, and examples thereof include alkanolamines such as methanolamine, 2-aminoalcohol, diethanolamine, triethanolamine, N-methylethanolamine, N,N-dimethylethanolamine, propanolamine, heptaminol, isoethanolamine, and methyldiethanolamine, as well as amino acids and amino acid salts and derivatives thereof.

アミン系吸収剤の種類は、NH結合を有することで低温条件においても十分に二酸化炭素の吸収脱離が可能となることから、第一級アミン(R-NH)、又は第二級アミン(R-NH)を用いることが好適である。 As for the type of amine-based absorbent, it is preferable to use a primary amine (R-NH 2 ) or a secondary amine (R 1 R 2 -NH), since the NH bond enables sufficient absorption and desorption of carbon dioxide even under low temperature conditions.

アミン系吸収剤の二酸化炭素の吸収脱離温度については、特に限定されないが、酸化分解による臭いや熱劣化を低減するために再生温度を低くすることが好ましく、例えば、温度10℃~50℃の範囲で吸着及び脱着を行うことができ、例えば、吸着温度15℃、脱着温度45℃といった低温条件で吸着及び脱着を行うことができる。 There are no particular limitations on the carbon dioxide absorption and desorption temperature of the amine-based absorbent, but it is preferable to lower the regeneration temperature in order to reduce odors and thermal degradation caused by oxidative decomposition. For example, adsorption and desorption can be performed at temperatures in the range of 10°C to 50°C, and adsorption and desorption can be performed under low-temperature conditions, such as an adsorption temperature of 15°C and a desorption temperature of 45°C.

アミン系吸収剤と二酸化炭素の反応は下記化学反応式の反応が進行する。以下の矢印方向は、右向きの矢印(→)が吸着反応を示し、左向きの矢印(←)が脱着反応を示す。 The reaction between amine absorbents and carbon dioxide proceeds according to the chemical reaction formula below. The arrows below indicate adsorption reactions with right-facing arrows (→) and desorption reactions with left-facing arrows (←).

(化1)
第一級アミン(R-NH)
[1] 2R-NH + CO ⇔ R-NH + R-NH-COO
[2a] R-NH + CO + HO ⇔ R-NH + HCO
[2b] R-NH-COO + HO ⇔ R-NH + HCO
第二級アミン(R-NH)
[3] 2R-NH + CO ⇔R-NH + R-N-COO
[4a] R-NH + CO + HO ⇔ R-NH + HCO
[4b] R-N-COO + HO ⇔ R-NH + HCO
(Chemical formula 1)
Primary amine (R-NH 2 )
[1] 2R-NH 2 + CO 2 ⇔ R-NH 3 + + R-NH-COO -
[2a] R-NH 2 + CO 2 + H 2 O ⇔ R-NH 3 + + HCO 3 -
[2b] R-NH-COO - + H 2 O ⇔ R-NH 2 + HCO 3 -
Secondary amines (R 1 R 2 -NH)
[3] 2R 1 R 2 -NH + CO 2 ⇔R 1 R 2 -NH + + R 1 R 2 -N-COO -
[4a] R 1 R 2 -NH + CO 2 + H 2 O ⇔ R 1 R 2 -NH 2 + + HCO 3 -
[4b] R 1 R 2 -N-COO - + H 2 O ⇔ R 1 R 2 -NH + HCO 3 -

上記化学式に示されたように、このアミン系吸収剤自体は、湿分(水分)を介して、湿分も含めて二酸化炭素も吸着することができる。例えば、吸着温度15℃、脱着温度45℃とする低温条件では、水分(湿分)共存した状態では、二酸化炭素吸収液が上記経路[2a][2b][4a][4b]の平衡反応により二酸化炭素吸収を行えることとなり、上記経路[1]又は[3]で示される反応よりも反応熱が小さくなり、二酸化炭素の吸着及び脱着エネルギーを少なくできて処理効率を高めることができる。 As shown in the above chemical formula, this amine-based absorbent itself can adsorb carbon dioxide, including moisture, via moisture (water). For example, under low-temperature conditions of an adsorption temperature of 15°C and a desorption temperature of 45°C, in the presence of moisture (water), the carbon dioxide absorbing solution can absorb carbon dioxide through the equilibrium reactions of the above pathways [2a], [2b], [4a], and [4b]. This results in a smaller reaction heat than the reactions shown in pathways [1] or [3], and the energy required for adsorption and desorption of carbon dioxide can be reduced, thereby improving processing efficiency.

また、上記のように、ハニカムロータ1のロータ本体部11にアミン系吸収剤12を担持して構成する構成の他にも、アミン系吸収剤12をハニカムロータ1に備える構成としては様々な態様が可能であり、例えば、このハニカムロータ1のロータ本体部に担持される湿気吸収体と、この湿気吸収体担持され、二酸化炭素を吸着及び脱着可能とするアミン系吸収剤とを備える構成も可能である。 In addition to the above-mentioned configuration in which the amine-based absorbent 12 is supported on the rotor body 11 of the honeycomb rotor 1, various configurations are possible for providing the amine-based absorbent 12 on the honeycomb rotor 1. For example, a configuration is possible in which the honeycomb rotor 1 includes a moisture absorber supported on the rotor body of the honeycomb rotor 1 and an amine-based absorbent supported on the moisture absorber that can adsorb and desorb carbon dioxide.

この湿気吸収体としては、水分保持可能な材料であれば特に限定されないが、例えば、シリカゲル、ゼオライト、または活性アルミナを用いることができる。 This moisture absorber is not particularly limited as long as it is a material capable of retaining moisture, but examples that can be used include silica gel, zeolite, or activated alumina.

このハニカムロータ1の吸着ゾーンAに導入される原料気体を冷却する冷却部2aとしては、蒸発器を用いることができる。また、このハニカムロータ1の脱着ゾーンBに導入される原料気体を加熱する加熱部2bとしては、凝縮器を用いることができる。 An evaporator can be used as the cooling section 2a that cools the raw gas introduced into the adsorption zone A of this honeycomb rotor 1. Also, a condenser can be used as the heating section 2b that heats the raw gas introduced into the desorption zone B of this honeycomb rotor 1.

このヒートポンプ2は、この冷却部2aをなす蒸発器、及び、この加熱部2bをなす凝縮器を有する。図1に示すように、気体の膨張を制御する膨張弁21a及び21b、並びに気体の圧縮を行う圧縮機22を備えることで、気体の膨張・圧縮と熱交換を行い、低温部分から高温部分へ熱を移動させるものである。 The heat pump 2 has an evaporator that constitutes the cooling section 2a, and a condenser that constitutes the heating section 2b. As shown in FIG. 1, the heat pump 2 is equipped with expansion valves 21a and 21b that control the expansion of the gas, and a compressor 22 that compresses the gas, thereby expanding and compressing the gas and exchanging heat, and transferring heat from the low-temperature section to the high-temperature section.

この熱交換器2cは、このヒートポンプ2の熱媒体との接続構成については、特に限定されないが、図1に示すように、このヒートポンプ2の熱媒体と接続可能とすることが好適である。 The heat exchanger 2c is not particularly limited in terms of the connection configuration with the heat medium of the heat pump 2, but it is preferable that it be connectable to the heat medium of the heat pump 2 as shown in Figure 1.

また、本実施形態に係る気体濃縮装置は、図1に示すように、この冷却部2aにおける吸熱量よりこの加熱部2bにおける放熱量が大きい場合には、この熱交換器2cをこのヒートポンプ2の他の蒸発器として、冷却部2aと並列に接続される状態とし、冷却部2aにおける吸熱量より加熱部2bにおける放熱量が小さい場合には、この熱交換器2cをヒートポンプ2の他の凝縮器として、加熱部2bと並列に接続される状態とするように、熱交換器2cに通じるヒートポンプ2の熱媒体流路を切り替える、一又は複数の切替手段3を備える構成が可能である。 The gas concentration device according to this embodiment can be configured with one or more switching means 3 for switching the heat medium flow path of the heat pump 2 leading to the heat exchanger 2c, so that when the amount of heat dissipated in the heating section 2b is greater than the amount of heat absorbed in the cooling section 2a, the heat exchanger 2c serves as another evaporator of the heat pump 2 and is connected in parallel to the cooling section 2a, and when the amount of heat dissipated in the heating section 2b is less than the amount of heat absorbed in the cooling section 2a, the heat exchanger 2c serves as another condenser of the heat pump 2 and is connected in parallel to the heating section 2b, as shown in FIG. 1.

この切替手段3としては、図1に示すように、バルブ3a、3b、3c、3dを用いることができる。このバルブの切替によって、外気温度に応じて(例えば夏場、冬場に応じて)、ヒートポンプ2の熱媒体流路の流路方向を可変とすることができる。 As shown in FIG. 1, valves 3a, 3b, 3c, and 3d can be used as the switching means 3. By switching these valves, the flow direction of the heat medium flow path of the heat pump 2 can be changed depending on the outside air temperature (e.g., summer or winter).

この熱交換器2cは、その配置位置は特に限定されず、このヒートポンプ2の内部に配設しても外部に配設することも可能であるが、図1に示すように、この熱交換器2cをヒートポンプ2内に配設することで、ヒートポンプ2内の凝縮器と蒸発器とを簡易に直接接続でき、装置規模も小さく設計できて簡易な装置構成となり好適である。 The location of this heat exchanger 2c is not particularly limited, and it can be placed inside or outside the heat pump 2. However, by placing this heat exchanger 2c inside the heat pump 2 as shown in FIG. 1, the condenser and evaporator inside the heat pump 2 can be easily and directly connected, and the device can be designed to be small in scale, resulting in a simple device configuration, which is preferable.

この熱交換器2cは、このヒートポンプ2の熱媒体との接続については、特に限定されないが、図1に示すように、このヒートポンプ2の熱媒体と接続可能とすることが好適である。この場合、この熱交換器2cが、このヒートポンプ2の熱媒体を流入出可能とされ、ヒートポンプ2の熱媒体とこの吸着済み気体100aとを熱交換させて、この吸着済み気体100aを加熱又は冷却することができる。 The heat exchanger 2c is not particularly limited in terms of its connection to the heat medium of the heat pump 2, but it is preferable that it be connectable to the heat medium of the heat pump 2 as shown in FIG. 1. In this case, the heat exchanger 2c is capable of allowing the heat medium of the heat pump 2 to flow in and out, and the heat medium of the heat pump 2 and the adsorbed gas 100a can be heat exchanged to heat or cool the adsorbed gas 100a.

また、気体濃縮の品質を高めるという点から、原料気体から得られた吸着済み気体100aを熱交換器2cに確実に送り出すことや、吸着済み気体100aを脱着済み気体100bに混入させないことが重要である。この点から、原料気体に対して自然対流のみの場合よりも外部から駆動される強制対流を行うことが好適であり、例えば、原料気体に対して送風機を適宜備えることが好適である。 In addition, from the viewpoint of improving the quality of gas concentration, it is important to reliably send the adsorbed gas 100a obtained from the raw gas to the heat exchanger 2c and not to mix the adsorbed gas 100a with the desorbed gas 100b. From this viewpoint, it is preferable to subject the raw gas to forced convection driven from the outside rather than natural convection alone, and for example, it is preferable to provide an appropriate blower for the raw gas.

このような送風機の配置位置は、特に限定されないが、図1に示すように、このハニカムロータ1の吸着ゾーンAとこの熱交換器2cとの間に配設され、この吸着済み気体100aを誘引して熱交換器2cに送り出す第一の送風機4と、押込送風機としてこの原料気体をこのハニカムロータ1の脱着ゾーンBに向けて送り出す第二の送風機5とを備える構成とすることができる。 The position of such a blower is not particularly limited, but as shown in FIG. 1, it can be configured to include a first blower 4 disposed between the adsorption zone A of the honeycomb rotor 1 and the heat exchanger 2c, which attracts the adsorbed gas 100a and sends it to the heat exchanger 2c, and a second blower 5 acting as a forced blower to send the raw gas toward the desorption zone B of the honeycomb rotor 1.

この第二の送風機5は、その配設位置は特に限定されないが、このハニカムロータ1の脱着ゾーンBとこのヒートポンプ2の凝縮器との間に配設されることが好適であり、この凝縮器を通過したこの原料気体を効率よく脱着ゾーンBに送り出すことができる。 The location of the second blower 5 is not particularly limited, but it is preferable to place it between the desorption zone B of the honeycomb rotor 1 and the condenser of the heat pump 2, so that the raw gas that has passed through the condenser can be efficiently sent to the desorption zone B.

上記構成のもとで、本実施形態に係る気体濃縮装置の気体濃縮動作を図1に基づいて以下説明する。 With the above configuration, the gas concentration operation of the gas concentration device according to this embodiment will be explained below with reference to Figure 1.

(1)夏場の動作
(1ー1)吸着
夏場の動作として、図1に示すように、二酸化炭素を含む原料気体として例えば大気100(二酸化炭素濃度400ppm程度)を用いることができる。夏場では、気温が高いことから、原料気体の大気100は、例えば35℃まで上昇している。冷却部2aとしてのヒートポンプ2の蒸発器が、この35℃の大気100を約10℃程度まで冷却する。
(1) Operation in Summer (1-1) Adsorption For operation in summer, as shown in Fig. 1, for example, air 100 (carbon dioxide concentration of about 400 ppm) can be used as a raw gas containing carbon dioxide. In summer, the air temperature is high, so the air 100 as the raw gas rises to, for example, 35°C. The evaporator of the heat pump 2 as the cooling unit 2a cools the air 100 at 35°C to about 10°C.

原料気体の大気100は、このハニカムロータ1の吸着ゾーンAとこの熱交換器2cとの間に配設された第一の送風機4の強制対流(例えば300m/h)によって、このハニカムロータ1の吸着ゾーンAに誘引される。 The raw material gas, atmospheric air 100, is drawn into the adsorption zone A of the honeycomb rotor 1 by forced convection (e.g., 300 m3 /h) of a first blower 4 disposed between the adsorption zone A of the honeycomb rotor 1 and the heat exchanger 2c.

この吸着ゾーンAでは、このハニカムロータ1のロータ本体部に担持され、二酸化炭素を吸着及び脱着可能とするアミン系吸収剤を備える構成によって、二酸化炭素を低温(例えば10℃)で吸着可能な特性を有するアミン系吸収剤がヒートポンプ2の作動温度領域(例えば大気100を10℃に冷却可能なこと)と合致して最適に作用し、大気100から効率よく二酸化炭素が吸着される。 In this adsorption zone A, the rotor body of the honeycomb rotor 1 is supported with an amine-based absorbent capable of adsorbing and desorbing carbon dioxide. This amine-based absorbent has the property of being able to adsorb carbon dioxide at low temperatures (e.g., 10°C), and works optimally in line with the operating temperature range of the heat pump 2 (e.g., the ability to cool the atmosphere 100 to 10°C), so that carbon dioxide is efficiently adsorbed from the atmosphere 100.

また、この吸着ゾーンAでの他のアミン系吸収剤の構成としては、このハニカムロータ1のロータ本体部に担持される湿気吸収体と、この湿気吸収体に担持され、二酸化炭素を吸着及び脱着可能とするアミン系吸収剤とを備えることも可能である。この場合には、この湿気吸収体自体が水分を吸着することから、アミン系吸収剤による二酸化炭素の吸着に際して余分な湿分を適切に除去可能となり、より品質の高い吸着済み気体100aを提供することが可能となる。 In addition, other configurations of the amine-based absorbent in the adsorption zone A can include a moisture absorber supported on the rotor body of the honeycomb rotor 1, and an amine-based absorbent supported on the moisture absorber that can adsorb and desorb carbon dioxide. In this case, since the moisture absorber itself adsorbs moisture, it is possible to properly remove excess moisture when the amine-based absorbent adsorbs carbon dioxide, making it possible to provide adsorbed gas 100a of higher quality.

このハニカムロータ1の動作としては、この冷却された大気100が、このハニカムロータ1の吸着ゾーンAに送り込まれることで、図4(a)に示すように、大気100中の二酸化炭素が、ハニカムロータ1の一の断面1a側にある吸着ゾーンAにあるアミン系吸収剤に吸着され、吸着済み気体100aが排出される。この場合、ハニカムロータ1の一の断面1a側では、アミン系吸収剤に二酸化炭素が吸着された状態となる。この後、図4(b)に示すように、このハニカムロータ1の一の断面1a側がロータ回転によって脱着ゾーンBに位置することとなり、脱着ゾーンBに二酸化炭素が吸着された状態が形成される。 The operation of this honeycomb rotor 1 is as follows: the cooled air 100 is sent into the adsorption zone A of the honeycomb rotor 1, and as shown in FIG. 4(a), the carbon dioxide in the air 100 is adsorbed by the amine-based absorbent in the adsorption zone A on one cross-section 1a side of the honeycomb rotor 1, and the adsorbed gas 100a is discharged. In this case, the carbon dioxide is adsorbed by the amine-based absorbent on one cross-section 1a side of the honeycomb rotor 1. After this, as shown in FIG. 4(b), the one cross-section 1a side of the honeycomb rotor 1 is positioned in the desorption zone B by the rotor rotation, and the carbon dioxide is adsorbed in the desorption zone B.

この熱交換器2cは、上記の切替手段3によって、夏場には凝縮器として約20℃の吸着済み気体100aを約40℃まで加熱する。この熱交換による加熱によって、原料気体として例えば夏場の35℃の大気100を、ハニカムロータ1の吸着ゾーンAに送り込むために吸着温度の約10℃まで大幅に冷却するのに必要なヒートポンプ2の蒸発器の冷却機能との熱量バランスを維持することが可能となる。この結果として再生出口の濃度の高いCOガスを植物に供給可能である。また室外機を置くよりも装置サイズを小さくできる。また外気温度に応じて凝縮器または蒸発器のいずれかに入れ替えることで、通年使用が可能になる。 This heat exchanger 2c heats the adsorbed gas 100a at about 20°C to about 40°C in summer as a condenser by the above-mentioned switching means 3. This heating by heat exchange makes it possible to maintain a heat balance with the cooling function of the evaporator of the heat pump 2, which is necessary to drastically cool the raw gas, for example, air 100 at 35°C in summer, to the adsorption temperature of about 10°C in order to send it to the adsorption zone A of the honeycomb rotor 1. As a result, it is possible to supply the plants with CO2 gas with a high concentration at the regeneration outlet. In addition, the size of the device can be made smaller than that of an outdoor unit. In addition, by switching between the condenser and the evaporator depending on the outdoor air temperature, it is possible to use it all year round.

このように、この熱交換器2cが、このヒートポンプ2の熱媒体を流入出可能とされ、ヒートポンプ2の熱媒体とこの吸着済み気体100aとを熱交換させて、この吸着済み気体100aを加熱することから、このヒートポンプ2の吸熱側と放熱側との熱的平衡が系内のこの吸着済み気体100aを流用することで維持されることとなり、季節変化等による原料気体(外気)の温度の差異で、冷却部2aにおける吸熱量と加熱部2bにおける放熱量との違いが生じても、ヒートポンプ2の吸熱側と放熱側との熱的平衡が簡易に維持されて、ヒートポンプ2の作動並びにロータにおける吸着及び脱着を安定したものにできる。 In this way, the heat exchanger 2c allows the heat medium of the heat pump 2 to flow in and out, and heat is exchanged between the heat medium of the heat pump 2 and the adsorbed gas 100a to heat the adsorbed gas 100a. This means that the thermal equilibrium between the heat absorption side and heat release side of the heat pump 2 is maintained by diverting the adsorbed gas 100a within the system. Even if a difference in the amount of heat absorbed in the cooling section 2a and the amount of heat released in the heating section 2b occurs due to differences in the temperature of the raw gas (outside air) due to seasonal changes, etc., the thermal equilibrium between the heat absorption side and heat release side of the heat pump 2 is easily maintained, and the operation of the heat pump 2 and the adsorption and desorption in the rotor can be stabilized.

(1ー2)脱着
次に、ヒートポンプ2のうちの上記加熱部2bとしての凝縮器が、原料気体を加熱する。この原料気体としても、例えば大気100を用いることができる。夏場では、気温が高いことから、原料気体の大気100は、例えば35℃まで上昇している。この凝縮器は、この夏場の35℃の大気100を約40℃まで加熱する。
(1-2) Desorption Next, the condenser as the heating section 2b of the heat pump 2 heats the raw gas. For example, the air 100 can be used as the raw gas. In summer, the air temperature is high, so the air 100 as the raw gas rises to, for example, 35°C. The condenser heats the air 100 from 35°C in summer to about 40°C.

また、第二の送風機5が、押込送風機として強制対流(例えば300m/h)によってこの約40℃まで加熱された原料気体をこのハニカムロータ1の脱着ゾーンBに向けて送り出す。 The second blower 5 serves as a forced draft blower and sends out the raw material gas heated to about 40° C. by forced convection (for example, 300 m 3 /h) toward the desorption zone B of the honeycomb rotor 1 .

第二の送風機5は、その配置位置は、特に限定されないが、図1に示すように、このハニカムロータ1の脱着ゾーンBとこのヒートポンプ2の凝縮器との間に配設され、凝縮器を通過したこの原料気体を脱着ゾーンBに送り出すことができる。この場合には、この第一及び第二の送風機5がロータ近傍に配設されることとなり、ロータ、この第一ならびに第二の送風機5、及びヒートポンプ2が個別ユニット化可能となると共に、ロータと送風機と脱着用ヒータのみから構成される従来の濃縮装置に対してヒートポンプ2を簡易に追加して構成することも可能となり、装置の簡素化及びメンテナンスの容易化を図ることが可能となる。 The second blower 5 is not particularly limited in its position, but as shown in FIG. 1, it is disposed between the desorption zone B of the honeycomb rotor 1 and the condenser of the heat pump 2, and the raw gas that has passed through the condenser can be sent to the desorption zone B. In this case, the first and second blowers 5 are disposed near the rotor, and the rotor, the first and second blowers 5, and the heat pump 2 can be made into individual units. It is also possible to easily add the heat pump 2 to a conventional concentrating device that is composed only of a rotor, a blower, and a desorption heater, which simplifies the device and facilitates maintenance.

ここで、上述の図4(b)に示したように、二酸化炭素が吸着された状態を維持しているハニカムロータ1の一の断面1a側が、ロータ回転によって脱着ゾーンBを形成している。このロータの吸着ゾーンAに向かう原料気体が、ロータの脱着ゾーンBを通過することで、脱着ゾーンBでアミン系吸収剤から二酸化炭素が脱着されて、二酸化炭素リッチな脱着済み気体100b(例えば二酸化炭素濃度800~1000ppm)が得られ、この脱着済み気体100bが第二の送風機5による強制対流によってスムーズに植物ハウス200(ビニールハウス)に供給される。 As shown in FIG. 4(b) above, one cross section 1a of the honeycomb rotor 1, which maintains the state in which carbon dioxide is adsorbed, forms a desorption zone B by rotor rotation. The raw gas heading toward the adsorption zone A of the rotor passes through the desorption zone B of the rotor, where carbon dioxide is desorbed from the amine absorbent, and carbon dioxide-rich desorbed gas 100b (e.g., carbon dioxide concentration 800 to 1000 ppm) is obtained, and this desorbed gas 100b is smoothly supplied to the plant house 200 (vinyl house) by forced convection by the second blower 5.

この吸着ゾーンAでの二酸化炭素の脱着については、このハニカムロータ1のロータ本体部に担持され、二酸化炭素を吸着及び脱着可能とするアミン系吸収剤を備える構成によって、二酸化炭素を比較的低温(例えば40℃)で脱着可能な特性を有するアミン系吸収剤がヒートポンプ2の作動温度領域(例えば大気100を40℃に加熱可能なこと)と合致して最適に作用し、最適な二酸化炭素の脱着が容易に可能となる。 Regarding the desorption of carbon dioxide in this adsorption zone A, the rotor body of this honeycomb rotor 1 is supported on a rotor, and is configured to include an amine-based absorbent capable of adsorbing and desorbing carbon dioxide. The amine-based absorbent has the property of being able to desorb carbon dioxide at a relatively low temperature (e.g., 40°C), and works optimally in line with the operating temperature range of the heat pump 2 (e.g., the ability to heat the air 100 to 40°C), making it easy to optimally desorb carbon dioxide.

この脱着ゾーンBでの二酸化炭素の脱着について、この他のアミン系吸収剤の構成としては、このハニカムロータ1のロータ本体部に担持される湿気吸収体と、この湿気吸収体に担持され、二酸化炭素を吸着及び脱着可能とするアミン系吸収剤とを備える構成も可能である。この場合には、この湿気吸収体自体が水分を脱着することから、アミン系吸収剤による二酸化炭素の脱着を促進し、より品質の高い脱着済み気体100bを提供することが可能となる。 As for the desorption of carbon dioxide in this desorption zone B, another possible configuration of the amine-based absorbent is one that includes a moisture absorber supported on the rotor body of this honeycomb rotor 1, and an amine-based absorbent that is supported on this moisture absorber and can adsorb and desorb carbon dioxide. In this case, since the moisture absorber itself desorbs moisture, it is possible to promote the desorption of carbon dioxide by the amine-based absorbent and provide a higher quality desorbed gas 100b.

また、この脱着済み気体100bについて、上記の第一の送風機4と第二の送風機5とを備えることから、ロータの脱着ゾーンB側の圧力が吸着ゾーンA側の圧力よりも高圧化されることとなり、ロータの吸着ゾーンAに向かう原料気体が(隙間等を通って)ロータの脱着ゾーンBを通過した脱着済み気体100bに混入せず、脱着済み気体100bにおける二酸化炭素の濃度を維持することができる。 In addition, since the first blower 4 and the second blower 5 are provided for this desorbed gas 100b, the pressure on the desorption zone B side of the rotor is made higher than the pressure on the adsorption zone A side, so that the raw gas heading toward the adsorption zone A of the rotor is not mixed into the desorbed gas 100b that has passed through the desorption zone B of the rotor (through gaps, etc.), and the concentration of carbon dioxide in the desorbed gas 100b can be maintained.

(2)冬場の動作
(2ー1)吸着
冬場の動作として、図2に示すように、原料気体として例えば大気100(二酸化炭素濃度400ppm程度)を用いることができる。冬場では、気温が低いことから、原料気体の大気100は、例えば15℃まで下がっている。冷却部2aとしてのヒートポンプ2の蒸発器が、この15℃の大気100を約10℃程度まで冷却する。
(2) Operation in Winter (2-1) Adsorption In operation in winter, as shown in Fig. 2, for example, air 100 (carbon dioxide concentration of about 400 ppm) can be used as the raw gas. In winter, the air temperature is low, so the air 100 as the raw gas drops to, for example, 15°C. The evaporator of the heat pump 2 as the cooling unit 2a cools the air 100 at 15°C to about 10°C.

この約10℃程度に冷却された大気100は、このハニカムロータ1の吸着ゾーンAとこの熱交換器2cとの間に配設された第一の送風機4の強制対流(例えば300m/h)によって、このハニカムロータ1の吸着ゾーンAに誘引される。上記夏場と同様に、冷却された大気100が含有する二酸化炭素がこの吸着ゾーンAで吸着される。 The air 100 cooled to about 10° C. is drawn into the adsorption zone A of the honeycomb rotor 1 by forced convection (e.g., 300 m3 /h) of a first blower 4 disposed between the adsorption zone A of the honeycomb rotor 1 and the heat exchanger 2c. Similar to the summer season, the carbon dioxide contained in the cooled air 100 is adsorbed in the adsorption zone A.

この冷却された大気100が、このハニカムロータ1の吸着ゾーンAに送り込まれることで、大気100に含まれる二酸化炭素がハニカムロータ1の吸着ゾーンAにあるアミン系吸収剤に吸着され、吸着済み気体100aが排出される。 This cooled air 100 is sent into the adsorption zone A of the honeycomb rotor 1, whereby the carbon dioxide contained in the air 100 is adsorbed by the amine-based absorbent in the adsorption zone A of the honeycomb rotor 1, and the adsorbed gas 100a is discharged.

このハニカムロータ1の吸着ゾーンAとこの熱交換器2cとの間に配設された第一の送風機4が、強制対流(例えば300m/h)によって、この吸着済み気体100aを誘引して熱交換器2cに送り出す。 A first blower 4 disposed between the adsorption zone A of the honeycomb rotor 1 and the heat exchanger 2c draws the adsorbed gas 100a by forced convection (for example, 300 m 3 /h) and sends it to the heat exchanger 2c.

この熱交換器2cは、上記の切替手段3によって、冬場には蒸発器として吸着済み気体100aを冷却する。この熱交換による冷却によって、原料気体として例えば冬場の15℃の大気100を、ハニカムロータ1の脱着ゾーンBに送り込むために脱着温度の約40℃まで加熱するのに必要なヒートポンプ2の凝縮器の加熱機能との熱量バランスを維持することが可能となり、外気温度が低い場合(例えば15℃)でも、省エネ運転が可能となる。 This heat exchanger 2c cools the adsorbed gas 100a as an evaporator in winter using the switching means 3. This cooling by heat exchange makes it possible to maintain a heat balance with the heating function of the condenser of the heat pump 2, which is required to heat the raw gas, for example, air 100 at 15°C in winter, to the desorption temperature of approximately 40°C in order to send it to the desorption zone B of the honeycomb rotor 1, making energy-saving operation possible even when the outside air temperature is low (for example, 15°C).

このように、この切替手段3を備える構成から、この切替手段3による切替で熱交換器2cで適切に熱交換を行わせて、このヒートポンプ2の吸熱側と放熱側との熱的平衡が維持されることとなり、季節変化等による原料気体(外気)の温度の差異で、冷却部2aにおける吸熱量と加熱部2bにおける放熱量との違いが生じても、ヒートポンプ2の吸熱側と放熱側との熱的平衡がこの切替手段により最適に維持されて、ヒートポンプ2の作動並びにロータにおける吸着及び脱着を安定したものにできる。 In this way, with a configuration that includes this switching means 3, the heat exchanger 2c can be switched appropriately by the switching means 3, and the thermal equilibrium between the heat absorption side and heat release side of the heat pump 2 is maintained. Even if there is a difference between the amount of heat absorbed in the cooling section 2a and the amount of heat released in the heating section 2b due to differences in the temperature of the raw gas (outside air) caused by seasonal changes, etc., the thermal equilibrium between the heat absorption side and heat release side of the heat pump 2 is optimally maintained by this switching means, and the operation of the heat pump 2 and the adsorption and desorption in the rotor can be stabilized.

このように、この熱交換器2cが、このヒートポンプ2の熱媒体を流入出可能とされ、ヒートポンプ2の熱媒体とこの吸着済み気体100aとを熱交換させて、この吸着済み気体100aを冷却することから、このヒートポンプ2の吸熱側と放熱側との熱的平衡が系内のこの吸着済み気体100aを流用することで維持されることとなり、季節変化等による原料気体(外気)の温度の差異で、冷却部2aにおける吸熱量と加熱部2bにおける放熱量との違いが生じても、ヒートポンプ2の吸熱側と放熱側との熱的平衡が簡易に維持されて、ヒートポンプ2の作動並びにロータにおける吸着及び脱着を安定したものにできる。 In this way, the heat exchanger 2c allows the heat medium of the heat pump 2 to flow in and out, and exchanges heat between the heat medium of the heat pump 2 and the adsorbed gas 100a to cool the adsorbed gas 100a. This allows the thermal equilibrium between the heat absorption side and heat release side of the heat pump 2 to be maintained by diverting the adsorbed gas 100a within the system. Even if a difference in the temperature of the raw gas (outside air) due to seasonal changes or the like causes a difference in the amount of heat absorbed in the cooling section 2a and the amount of heat released in the heating section 2b, the thermal equilibrium between the heat absorption side and heat release side of the heat pump 2 is easily maintained, and the operation of the heat pump 2 and the adsorption and desorption in the rotor can be stabilized.

(2ー2)脱着
次に、ヒートポンプ2のうちの上記加熱部2bとしての凝縮器が、原料気体を加熱する。この原料気体としても、例えば大気100を用いることができる。冬場では、気温が低いことから、原料気体の大気100は、例えば15℃まで低温化している。この凝縮器は、この冬場の15℃の大気100を約40℃まで加熱する。
(2-2) Desorption Next, the condenser serving as the heating section 2b of the heat pump 2 heats the raw gas. For example, the air 100 can be used as the raw gas. In winter, the air temperature is low, so the air 100 serving as the raw gas is cooled to, for example, 15°C. The condenser heats the air 100 from 15°C in winter to about 40°C.

また、第二の送風機5が、押込送風機として強制対流(例えば300m/h)によってこの原料気体をこのハニカムロータ1の脱着ゾーンBに向けて送り出す。 The second blower 5 serves as a forced draft blower to send out the raw gas toward the desorption zone B of the honeycomb rotor 1 by forced convection (for example, 300 m 3 /h).

ロータの吸着ゾーンAに向かう約40℃まで加熱された原料気体が、ロータの脱着ゾーンBを通過することで、上記夏場と同様に、脱着ゾーンBでアミン系吸収剤から二酸化炭素が脱着されて、二酸化炭素リッチな脱着済み気体100b(例えば二酸化炭素濃度800~1000ppm)が得られ、この脱着済み気体100bが第二の送風機5による強制対流によってスムーズに植物ハウス200(ビニールハウス)に供給される。 The raw gas, heated to about 40°C and heading toward the adsorption zone A of the rotor, passes through the desorption zone B of the rotor, and carbon dioxide is desorbed from the amine absorbent in desorption zone B, just as in the summer, to obtain carbon dioxide-rich desorbed gas 100b (e.g., carbon dioxide concentration 800 to 1000 ppm), which is then smoothly supplied to the plant house 200 (vinyl house) by forced convection using the second blower 5.

また、この脱着済み気体100bについて、上記の第一の送風機4と第二の送風機5とを併せて備えることから、ロータの脱着ゾーンB側の圧力が吸着ゾーンA側の圧力よりも高圧化されることとなり、ロータの吸着ゾーンAに向かう原料気体が(隙間等を通って)ロータの脱着ゾーンBを通過した脱着済み気体100bに混入せず、脱着済み気体100bにおける二酸化炭素の濃度を維持することができる。 In addition, since the first blower 4 and the second blower 5 are both provided for this desorbed gas 100b, the pressure on the desorption zone B side of the rotor is made higher than the pressure on the adsorption zone A side, so that the raw gas heading toward the adsorption zone A of the rotor does not mix with the desorbed gas 100b that has passed through the desorption zone B of the rotor (through gaps, etc.), and the concentration of carbon dioxide in the desorbed gas 100b can be maintained.

このように、本実施形態に係る気体濃縮装置は、所定の原料気体に含まれる二酸化炭素を吸着及び脱着可能とされ、この二酸化炭素を吸着する吸着ゾーンAとこの二酸化炭素を脱着する脱着ゾーンBが少なくとも設定されるハニカムロータ1と、このハニカムロータ1の吸着ゾーンAに導入されるこの原料気体を冷却する冷却部2aと、このハニカムロータ1の脱着ゾーンBに導入されるこの原料気体を加熱する加熱部2bと、このハニカムロータ1の吸着ゾーンAを通過した吸着済み気体100aを加熱又は冷却する熱交換器2cと、この冷却部2aをなす蒸発器、及び、この加熱部2bをなす凝縮器を有するヒートポンプ2とを備えることから、この冷却部2aにおける吸熱量と、この加熱部2bにおける放熱量との差異に相当する熱を、この熱交換器2cの吸着済み気体100aに対する加熱を通じて放出する、又は、熱交換器2cの吸着済み気体100aに対する冷却を通じて吸収することとなり、夏場でもこの吸着ゾーンA入口温度を下げて濃度の高い二酸化炭素を供給できると共に、冬場でもこの脱着ゾーンB入口温度を上げて濃度の高い二酸化炭素を供給でき、通年で安定的に高濃度の二酸化炭素を供給できると共に、ヒータに代替してヒートポンプ2を用いることからヒータ使用時よりも省エネルギーでの稼働が可能となり、ランニングコストを抑制することができる。 In this way, the gas concentration device according to this embodiment is capable of adsorbing and desorbing carbon dioxide contained in a predetermined raw gas, and is equipped with a honeycomb rotor 1 in which at least an adsorption zone A for adsorbing the carbon dioxide and a desorption zone B for desorbing the carbon dioxide are set, a cooling section 2a for cooling the raw gas introduced into the adsorption zone A of the honeycomb rotor 1, a heating section 2b for heating the raw gas introduced into the desorption zone B of the honeycomb rotor 1, a heat exchanger 2c for heating or cooling the adsorbed gas 100a that has passed through the adsorption zone A of the honeycomb rotor 1, and a heat pump 2 having an evaporator constituting the cooling section 2a and a condenser constituting the heating section 2b. Therefore, the heat equivalent to the difference between the amount of heat absorbed in the cooling section 2a and the amount of heat released in the heating section 2b is released by heating the adsorbed gas 100a in the heat exchanger 2c, or is absorbed by cooling the adsorbed gas 100a in the heat exchanger 2c. This allows the adsorption zone A inlet temperature to be lowered in the summer to supply high-concentration carbon dioxide, and the desorption zone B inlet temperature to be raised in the winter to supply high-concentration carbon dioxide. This allows a stable supply of high-concentration carbon dioxide all year round, and since the heat pump 2 is used instead of a heater, it can be operated with less energy than when a heater is used, and running costs can be reduced.

従来のヒートポンプ2と組み合わせたデシカントロータを用いたシステムではロータの吸着出口のガスを供給するため、再生出口に熱量バランスを取るための蒸発器または凝縮器を設置するのに対して、本実施形態に係る気体濃縮装置は、ロータの再生出口のガスを外部の栽培植物等に供給するため、吸着出口に熱量バランスを取るための熱交換器2cが設置されているという構成の違いがあり、この構成の違いによって、従来のヒートポンプ2と組み合わせたデシカントロータを用いたシステムよりも装置をコンパクト化することが可能となる。 In a system using a desiccant rotor combined with a conventional heat pump 2, an evaporator or condenser is installed at the regeneration outlet to balance the heat quantity in order to supply gas from the adsorption outlet of the rotor, whereas the gas concentration device of this embodiment has a heat exchanger 2c installed at the adsorption outlet to balance the heat quantity in order to supply gas from the regeneration outlet of the rotor to external cultivated plants, etc. This difference in configuration makes it possible to make the device more compact than a system using a desiccant rotor combined with a conventional heat pump 2.

(第2の実施形態)
第2の実施形態に係る気体濃縮装置は、上記第1の実施形態と同様に、前記ハニカムロータ1と、前記冷却部2aと、前記加熱部2bと、前記熱交換器2cと、前記ヒートポンプ2と、前記第一の送風機4と、前記第二の送風機5とを備え、さらに、図5及び図6に示すように、前記熱交換器2cから前記吸着済み気体100aを誘引して外部に排出する第三の送風機6を備え、この第三の送風機6が、誘引により前記熱交換器2cに外部の気体(例えば大気100)をさらに導入し、前記熱交換器2cを通過したこの外部の気体(例えば大気100)を前記吸着済み気体100aと共に外部に排出する構成である。
Second Embodiment
The gas concentration device of the second embodiment, like the first embodiment, comprises the honeycomb rotor 1, the cooling section 2a, the heating section 2b, the heat exchanger 2c, the heat pump 2, the first blower 4, and the second blower 5, and further comprises a third blower 6 that attracts the adsorbed gas 100a from the heat exchanger 2c and discharges it to the outside, as shown in Figures 5 and 6, and this third blower 6 further introduces an external gas (e.g., the atmosphere 100) into the heat exchanger 2c by attraction, and discharges this external gas (e.g., the atmosphere 100) that has passed through the heat exchanger 2c to the outside together with the adsorbed gas 100a.

第三の送風機6は、強制対流(例えば300m/h)によってこの吸着済み気体100aを誘引して外部に排出する。この第三の送風機6は、この吸着済み気体100aを誘引して外部に排出する際に、図7に示すように、外部の気体(例えば大気100)を吸着済み気体100aに取り込んで熱交換器2cに送り出す。 The third blower 6 draws the adsorbed gas 100a by forced convection (e.g., 300 m3 /h) and discharges it to the outside. When drawing the adsorbed gas 100a and discharging it to the outside, the third blower 6 takes in an external gas (e.g., air 100) into the adsorbed gas 100a and sends it to the heat exchanger 2c, as shown in Fig. 7.

このように、本実施形態に係る気体濃縮装置は、この熱交換器2cからこの吸着済み気体100aを誘引して外部に排出する第三の送風機6を備え、この第三の送風機6が、誘引によりこの熱交換器2cに外部の気体をさらに導入し、熱交換器2cを通過したこの外部の気体をこの吸着済み気体100aと共に外部に排出することから、ヒートポンプ2の熱媒体と熱交換する対象を、ロータの吸着ゾーンAを出た吸着済み気体100aの他にも用意することとなり、特に外気温度が高い夏場において熱交換器2cでの放熱を確実に行うことができ、放熱の増大分を熱交換器2c側で余裕をもって対処することができ、ヒートポンプ2における加熱部2bでの加熱を一定に維持して、ロータにおける脱着を安定したものにできる。 In this way, the gas concentration device according to this embodiment is equipped with a third blower 6 that attracts the adsorbed gas 100a from the heat exchanger 2c and discharges it to the outside. This third blower 6 further introduces external gas into the heat exchanger 2c by attraction, and discharges the external gas that has passed through the heat exchanger 2c together with the adsorbed gas 100a to the outside. This means that there is another object for heat exchange with the heat medium of the heat pump 2 in addition to the adsorbed gas 100a that has left the adsorption zone A of the rotor. This ensures that heat is dissipated in the heat exchanger 2c, especially in the summer when the outside air temperature is high, and the heat exchanger 2c can handle the increased amount of heat dissipation with ease. This maintains constant heating in the heating section 2b of the heat pump 2, making desorption in the rotor stable.

(第3の実施形態)
第3の実施形態に係る気体濃縮装置は、第2の実施形態と同様に、前記ハニカムロータ1と、前記冷却部2aと、前記加熱部2bと、前記熱交換器2cと、前記ヒートポンプ2と、前記第一の送風機4と、前記第二の送風機5と、前記第三の送風機6と、を備え、さらに、図8及び図9に示すように、前記ハニカムロータ1の脱着ゾーンBを通過した脱着済み気体100bを前記ヒートポンプ2の熱媒体との熱交換で冷却する他の熱交換器7を備え、この他の熱交換器7に通じる前記ヒートポンプ2の熱媒体流路を、前記冷却部2aと直列若しくは並列、又は前記加熱部2bと直列若しくは並列に接続される構成である。
Third Embodiment
The gas concentration device of the third embodiment, like the second embodiment, comprises the honeycomb rotor 1, the cooling section 2a, the heating section 2b, the heat exchanger 2c, the heat pump 2, the first blower 4, the second blower 5, and the third blower 6, and further comprises another heat exchanger 7 that cools the desorbed gas 100b that has passed through the desorption zone B of the honeycomb rotor 1 by heat exchange with the heat medium of the heat pump 2, as shown in Figures 8 and 9, and is configured so that the heat medium flow path of the heat pump 2 leading to this other heat exchanger 7 is connected in series or parallel to the cooling section 2a, or in series or parallel to the heating section 2b.

この他の熱交換器7は、このヒートポンプ2の冷却部2aと直列又は並列のいずれでも接続することが可能である。また、このヒートポンプ2の加熱部2bと直列又は並列のいずれでも接続することが可能である。 The other heat exchanger 7 can be connected in series or in parallel with the cooling section 2a of the heat pump 2. It can also be connected in series or in parallel with the heating section 2b of the heat pump 2.

この他の熱交換器7が、冷却部2aと接続するか、又は、加熱部2bと接続するかは、図8及び図9に示すように、この制御手段3のバルブ3e、バルブ3f、バルブ3g、及びバルブ3hを用いて制御することが可能である。この他の熱交換器7によって、このヒートポンプ2の熱媒体の一部を取り出して、このハニカムロータ1の脱着ゾーンBを通過した脱着済み気体100bに対して、さらなる熱交換(加熱又は冷却)を行うことが可能となる。 Whether this other heat exchanger 7 is connected to the cooling section 2a or the heating section 2b can be controlled using valves 3e, 3f, 3g, and 3h of the control means 3, as shown in Figures 8 and 9. This other heat exchanger 7 makes it possible to extract a portion of the heat medium of the heat pump 2 and perform further heat exchange (heating or cooling) on the desorbed gas 100b that has passed through the desorption zone B of the honeycomb rotor 1.

例えば、図8に示すように、夏場には外気によって脱着済み気体100bが高温化しているので、この他の熱交換器7は、この制御手段3によって、このヒートポンプ2の冷却部2aと直列又は並列で接続されて、この脱着済み気体100bを冷却するアフタークーラとして機能することができる。この際に、図8に示すように、この他の熱交換器7をアフタークーラとして最適に機能させる目的で、前記ヒートポンプ2からの熱媒体をこの他の熱交換器7の直前で冷却させるための膨張弁21cを追加する構成としてもよい。 For example, as shown in FIG. 8, in summer, the desorbed gas 100b is heated by the outside air, so the other heat exchanger 7 can be connected in series or parallel to the cooling section 2a of the heat pump 2 by the control means 3 to function as an aftercooler that cools the desorbed gas 100b. In this case, as shown in FIG. 8, in order to make the other heat exchanger 7 function optimally as an aftercooler, an expansion valve 21c may be added to cool the heat medium from the heat pump 2 just before the other heat exchanger 7.

また、例えば、図9に示すように、冬場には外気によって脱着済み気体100bが低温化しているので、この他の熱交換器7は、この制御手段3によって、このヒートポンプ2の加熱部2bと直列又は並列で接続されて、この脱着済み気体100bを加熱するアフターヒータとして機能することができる。 Also, for example, as shown in FIG. 9, in winter, the temperature of the desorbed gas 100b is lowered by the outside air, so the other heat exchanger 7 can be connected in series or parallel to the heating section 2b of the heat pump 2 by the control means 3 to function as an after-heater that heats the desorbed gas 100b.

このように、本実施形態に係る気体濃縮装置は、この他の熱交換器7が脱着済み気体100bを加熱又は冷却するといういわゆるアフタークーラ又はアフターヒータとして機能することとなり、夏場には高温化した脱着済み気体100bが外部の植物ハウス200(ビニールハウス)に高温のまま供給されることを防止できると共に、冬場には低温化した脱着済み気体100bが外部の植物ハウス200(ビニールハウス)に低温のまま供給されることを防止できることとなり、通年で栽培に適切な温度で脱着済み気体100bを外部に提供することが可能となる。 In this way, the gas concentration device according to this embodiment functions as a so-called aftercooler or afterheater, in which the other heat exchanger 7 heats or cools the desorbed gas 100b, and can prevent the high-temperature desorbed gas 100b from being supplied to the external plant house 200 (vinyl greenhouse) at a high temperature in the summer, and can prevent the low-temperature desorbed gas 100b from being supplied to the external plant house 200 (vinyl greenhouse) at a low temperature in the winter, making it possible to provide the desorbed gas 100b to the outside at a temperature suitable for cultivation all year round.

なお、上記各実施形態に係る気体濃縮装置に関して、押込送風機としてこの原料気体をこのハニカムロータ1の脱着ゾーンBに向けて送り出す第二の送風機5について、このハニカムロータ1の脱着ゾーンBに向けて送り出される原料気体を予備的に加熱する加熱装置を設けても良い。これにより、原料気体をより確実に高温状態としてこのハニカムロータ1の脱着ゾーンBに向けて送り出すことが可能となり、脱着ゾーンBでの二酸化炭素の脱着を促進することが可能となる。 In addition, with regard to the gas concentration device according to each of the above embodiments, the second blower 5, which serves as a forced draft blower and sends the raw gas toward the desorption zone B of the honeycomb rotor 1, may be provided with a heating device that preliminarily heats the raw gas sent toward the desorption zone B of the honeycomb rotor 1. This makes it possible to more reliably send the raw gas at a high temperature toward the desorption zone B of the honeycomb rotor 1, and promotes the desorption of carbon dioxide in the desorption zone B.

以下に、本実施形態の特徴をさらに具体的に示すために実施例を記すが、本実施形態は以下の実施例によって制限されるものではない。 The following examples are provided to more specifically illustrate the features of this embodiment, but the present embodiment is not limited to these examples.

(実施例)
上記第1の実施形態に従う気体濃縮装置を構成した。以下、主要な構成を示す。
〇ヒートポンプ:吸着出口に熱量バランスを取るためのコイル(熱交換器2c)を設置した。
〇ロータ:アミン系吸収剤担持ハニカムロータ1
〇構成機器:本体(送風機二台+ハニカムロータ1)、ヒートポンプ2(コイル、圧縮機)
〇運転方法:外気温度で冬季、中間期、夏季とモードを変更して運転した。
(Example)
A gas concentrating device according to the first embodiment has been constructed. The main components are described below.
Heat pump: A coil (heat exchanger 2c) was installed at the adsorption outlet to balance the heat.
Rotor: Amine-based absorbent-supporting honeycomb rotor 1
〇 Components: Main unit (2 blowers + 1 honeycomb rotor), 2 heat pumps (coil, compressor)
Operating method: The mode was changed to winter, mid-season, or summer depending on the outside temperature.

吸着入口に蒸発器を設置して外気を下げ、再生入口(脱着ゾーンB入口)に凝縮器を設置して温度を上げることで二酸化炭素を吸脱着した。通常のデシカントロータとヒートポンプを組み合わせたものと異なり、再生出口(脱着ゾーンB出口)のガスを供給するため、熱量バランスを取るためのコイル(熱交換器)は通常と異なり吸着ゾーンA出口に設置し、蒸発器と凝縮器を切り替えられるようにした。さらに、夏場と冬場ではヒートポンプ2で加熱と冷却に必要なエネルギーが異なる(夏=約6kW、冬=2~3kW)ため、圧縮機をインバータ仕様にすることで、以下の結果に示されるように、冬場でも省エネを実現可能となった。 An evaporator was installed at the adsorption inlet to lower the outside air temperature, and a condenser was installed at the regeneration inlet (desorption zone B inlet) to raise the temperature, thereby adsorbing and desorbing carbon dioxide. Unlike a normal combination of a desiccant rotor and heat pump, a coil (heat exchanger) for balancing the heat quantity was installed at the adsorption zone A outlet to supply gas at the regeneration outlet (desorption zone B outlet), making it possible to switch between the evaporator and condenser. Furthermore, since the energy required for heating and cooling by heat pump 2 differs between summer and winter (summer = approximately 6 kW, winter = 2 to 3 kW), by making the compressor an inverter specification, it became possible to achieve energy savings even in winter, as shown in the results below.

外気温度27℃、CO濃度445ppmでの試験時に下記のように省エネになった。
ヒートポンプなし:供給CO濃度=588ppm、電力2.1kW、ランニングコスト=209円/kg(CO
ヒートポンプあり:供給CO濃度=653ppm、電力1.4kW、ランニングコスト=122円/kg(CO
夏場では外気温度が上がるため、ヒートポンプなしでは供給CO濃度がさらに下がると予想される。
During testing at an outside air temperature of 27°C and a CO2 concentration of 445 ppm, energy savings were achieved as follows:
Without heat pump: Supply CO2 concentration = 588 ppm, power 2.1 kW, running cost = 209 yen/kg ( CO2 )
With heat pump: Supply CO2 concentration = 653 ppm, power 1.4 kW, running cost = 122 yen/kg ( CO2 )
As the outside temperature rises in summer, the supplied CO2 concentration is expected to decrease further without a heat pump.

1 ハニカムロータ
1a 一の断面
1b 他の断面
2 ヒートポンプ
21a 膨張弁
21b 膨張弁
21c 膨張弁
22 圧縮機
2a 冷却部
2b 加熱部
2c 熱交換器
3 切替手段
3a バルブ
3b バルブ
3c バルブ
3d バルブ
3e バルブ
3f バルブ
3g バルブ
3h バルブ
4 第一の送風機
5 第二の送風機
6 第三の送風機
7 他の熱交換器
100 大気
100a 吸着済み気体
100b 脱着済み気体
200 植物ハウス
A 吸着ゾーン
B 脱着ゾーン
1 Honeycomb rotor 1a First cross section 1b Second cross section 2 Heat pump 21a Expansion valve 21b Expansion valve 21c Expansion valve 22 Compressor 2a Cooling section 2b Heating section 2c Heat exchanger 3 Switching means 3a Valve 3b Valve 3c Valve 3d Valve 3e Valve 3f Valve 3g Valve 3h Valve 4 First blower 5 Second blower 6 Third blower 7 Other heat exchanger 100 Atmosphere 100a Adsorbed gas 100b Desorbed gas 200 Plant house A Adsorption zone B Desorption zone

Claims (7)

所定の原料気体に含まれる二酸化炭素を吸着及び脱着可能とされ、当該二酸化炭素を吸着する吸着ゾーンと当該二酸化炭素を脱着する脱着ゾーンが少なくとも設定されるハニカムロータと、
当該ハニカムロータの吸着ゾーンに導入される前記原料気体を冷却する冷却部と、
前記ハニカムロータの脱着ゾーンに導入される前記原料気体を加熱する加熱部と、
前記ハニカムロータの吸着ゾーンを通過した吸着済み気体を加熱又は冷却する熱交換器と、
前記冷却部をなす蒸発器、及び、前記加熱部をなす凝縮器を有するヒートポンプとを備え
前記熱交換器が、前記ヒートポンプの熱媒体を流入出可能とされ、前記ヒートポンプの熱媒体と前記吸着済み気体とを熱交換させ、
前記冷却部における吸熱量より前記加熱部における放熱量が大きい場合には、前記熱交換器を前記ヒートポンプの他の蒸発器として、前記冷却部と並列に接続される状態とし、
前記冷却部における吸熱量より前記加熱部における放熱量が小さい場合には、前記熱交換器を前記ヒートポンプの他の凝縮器として、前記加熱部と並列に接続される状態とするように、前記熱交換器に通じる前記ヒートポンプの熱媒体流路を切り替える、一又は複数の切替手段を備えることを
特徴とする気体濃縮装置。
a honeycomb rotor capable of adsorbing and desorbing carbon dioxide contained in a predetermined raw material gas, in which at least an adsorption zone for adsorbing the carbon dioxide and a desorption zone for desorbing the carbon dioxide are set;
a cooling section for cooling the raw material gas introduced into the adsorption zone of the honeycomb rotor;
a heating section for heating the raw material gas introduced into the desorption zone of the honeycomb rotor;
a heat exchanger for heating or cooling the adsorbed gas that has passed through the adsorption zone of the honeycomb rotor;
a heat pump having an evaporator that constitutes the cooling unit and a condenser that constitutes the heating unit ,
The heat exchanger is configured to allow the heat medium of the heat pump to flow in and out, and exchanges heat between the heat medium of the heat pump and the adsorbed gas;
When the amount of heat dissipated in the heating unit is greater than the amount of heat absorbed in the cooling unit, the heat exchanger is connected in parallel with the cooling unit as another evaporator of the heat pump,
A gas concentrating device comprising one or more switching means for switching a heat medium flow path of the heat pump leading to the heat exchanger so that the heat exchanger is connected in parallel to the heating unit as another condenser of the heat pump when the amount of heat dissipated in the heating unit is smaller than the amount of heat absorbed in the cooling unit .
前記請求項1に記載の気体濃縮装置において、
前記ハニカムロータの吸着ゾーンと前記熱交換器との間に配設され、前記吸着済み気体を誘引して熱交換器に送り出す第一の送風機と、
押込送風機として前記原料気体を前記ハニカムロータの脱着ゾーンに向けて送り出す第二の送風機とを備えることを
特徴とする気体濃縮装置。
2. The gas concentrating device according to claim 1 ,
a first blower disposed between the adsorption zone of the honeycomb rotor and the heat exchanger, for drawing the adsorbed gas and sending it to the heat exchanger;
and a second blower serving as a forced draft blower for blowing the raw gas toward the desorption zone of the honeycomb rotor.
前記請求項に記載の気体濃縮装置において、
前記第二の送風機が、前記ハニカムロータの脱着ゾーンと前記ヒートポンプの凝縮器との間に配設され、当該凝縮器を通過した前記原料気体を脱着ゾーンに送り出すことを
特徴とする気体濃縮装置。
3. The gas concentrating apparatus according to claim 2 ,
a second blower disposed between the desorption zone of the honeycomb rotor and a condenser of the heat pump, and sends the raw gas that has passed through the condenser to the desorption zone.
前記請求項1ないしのいずれかに記載の気体濃縮装置において、
前記熱交換器から前記吸着済み気体を誘引して外部に排出する第三の送風機を備え、
当該第三の送風機が、誘引により前記熱交換器に外部の気体をさらに導入し、熱交換器を通過した前記外部の気体を前記吸着済み気体と共に外部に排出することを
特徴とする気体濃縮装置。
In the gas concentration device according to any one of claims 1 to 3 ,
a third blower that draws the adsorbed gas from the heat exchanger and discharges it to the outside;
The third blower further introduces external gas into the heat exchanger by induction, and discharges the external gas that has passed through the heat exchanger to the outside together with the adsorbed gas.
前記請求項1ないしのいずれかに記載の気体濃縮装置において、
前記ハニカムロータの脱着ゾーンを通過した脱着済み気体を前記ヒートポンプの熱媒体との熱交換で加熱又は冷却する他の熱交換器を備え、
当該他の熱交換器に通じる前記ヒートポンプの熱媒体流路を、前記冷却部と直列若しくは並列、又は前記加熱部と直列若しくは並列に接続されることを
特徴とする気体濃縮装置。
In the gas concentration device according to any one of claims 1 to 4 ,
a heat pump that heats or cools the desorbed gas that has passed through the desorption zone of the honeycomb rotor by heat exchange with the heat medium of the heat pump;
a heat medium flow path of the heat pump leading to the other heat exchanger is connected in series or parallel to the cooling unit, or in series or parallel to the heating unit.
前記請求項1ないしのいずれかに記載の気体濃縮装置において、
前記ハニカムロータのロータ本体部に担持され、二酸化炭素を吸着及び脱着可能とするアミン系吸収剤を備えることを
特徴とする気体濃縮装置。
In the gas concentration device according to any one of claims 1 to 5 ,
A gas concentrating device comprising an amine-based absorbent supported on a rotor body of the honeycomb rotor and capable of adsorbing and desorbing carbon dioxide.
前記請求項1ないしのいずれかに記載の気体濃縮装置において、
前記ハニカムロータのロータ本体部に担持される湿気吸収体と、
前記湿気吸収体に担持され、二酸化炭素を吸着及び脱着可能とするアミン系吸収剤とを備えることを
特徴とする気体濃縮装置。
In the gas concentration device according to any one of claims 1 to 5 ,
a moisture absorber supported on a rotor body portion of the honeycomb rotor;
A gas concentrating device comprising: an amine-based absorbent supported on the moisture absorbent and capable of adsorbing and desorbing carbon dioxide.
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