CN112236213B - 除湿结构 - Google Patents

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Abstract

一种除湿结构(1)，包括：具有温度敏感性的吸湿剂(10)，其在等于或高于预定温度的温度下表现出疏水性并释放水，而在低于预定温度的温度下表现出亲水性并吸收水；以及排水机构(40)，其排出由吸湿剂(10)释放并积聚在吸湿剂室(MR)中的水。设置吸湿剂(10)以允许接收太阳热，并且排水机构(40)构造成当由吸湿剂(10)释放并积聚在吸湿剂室(MR)中的水量达到至少预定量时利用水的重量排出水。

Description

除湿结构
技术领域
本发明涉及一种除湿结构。
背景技术
在现有技术中，存在多种类型的用于空调的除湿系统，一种类型使用吸收水分的吸湿剂，然后将该吸湿剂用暖空气干燥，而另一种类型使用压缩机(例如参照专利文献1和2)。此外，在又一种类型中，向吸湿剂吹送空气以使吸湿剂吸收或释放水分(例如参考专利文献3)。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP-A-H06-047243
专利文献2：JP-A-2016-052610
专利文献3：JP-A-H04-0261940
发明内容
技术问题
一种类型的除湿系统采用变温法，该除湿系统用于在通过吸湿剂进行除湿之后发送暖空气。变温法利用了吸湿剂的特性，其中，在相对湿度低时吸湿量通常较低，而在相对湿度高时吸湿量较高，并且变温法包括降低相对湿度并通过暴露吸收了暖空气中的水分的吸湿剂来释放水分。由于这个原因，这种类型的除湿系统需要超过必要的大量的能量来使空气变暖。
此外，在使用压缩机的类型的除湿系统中，压缩机压缩包含水分的空气，并且在散热之后引起绝热膨胀，从而将空气温度降低到露点以下以冷凝水蒸汽，从而花费超过必要的大量能量来冷却空气。
此外，将空气吹向吸湿剂的类型的除湿系统还需要用于鼓风机等的驱动能量。
因此，期望在不需要电力的情况下连续进行除湿。
为了解决这种问题而完成了本发明，并且本发明的目的是提供一种除湿结构，其允许在不需要电力的情况下进行连续除湿。
问题的解决方案
根据本发明的除湿结构包括：具有温度敏感性的吸湿剂，其在等于或高于预定温度的温度下表现出疏水性并释放水，而在低于预定温度的温度下表现出亲水性并吸收水；以及排水机构，其构造成排出由吸湿剂释放并积聚在吸湿剂室中的水。设置吸湿剂以允许接收太阳热或来自被太阳光加热的加热体的热，并且排水机构构造成当由吸湿剂释放并积聚在吸湿剂室中的水量达到至少预定量时利用水的重量排出水。
发明的有益效果
根据本发明的除湿结构，吸湿剂具有温度敏感性，以在等于或高于预定温度的温度下表现出疏水性并释放水，而在低于预定温度的温度下表现出亲水性并吸收水，并且设置吸湿剂以允许接收太阳热或来自被太阳光加热的加热体的热。因此，在夜间，吸湿剂在没有使用太阳热等加热的情况下降低至低于预定温度的温度，并表现出亲水性且从例如室内吸收水分。同时，在白天，吸湿剂通过使用太阳热等加热而被加热到等于或高于预定温度的温度，并释放水。因此，可以在不需要电力的情况下进行除湿和再生吸湿剂。当吸湿剂表现出疏水性并释放水时，水以液体而不是蒸汽释放。此外，由于排水机构在吸湿剂室中积聚的水量达到至少预定量时利用水的重量来排水，因此不需要电力就可以排水。因此，可以在不需要电力的情况下连续进行除湿。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的除湿结构的剖视图。
图2A和2B是示出根据第一实施例的除湿结构的状态的概念图，其中图2A示出了吸湿状态，而图2B示出了放水状态。
图3是示出根据第二实施例的除湿结构的安装状态的透视图。
图4是示出根据第二实施例的除湿结构的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将根据优选实施例描述本发明。本发明不限于以下描述的实施例，并且可以在不脱离本发明的精神的情况下适当地改变。在以下描述的实施例中，未示出或描述一些构造，但不言而喻的是，在以下描述的内容没有矛盾的范围内，适当地将已知或公知的技术应用于省略的技术的细节。
图1是示出根据第一实施例的除湿结构的剖视图。如图1所示，在分隔构件PM(例如将室内和室外分开的窗玻璃或壁材料)上设置有除湿结构1。除湿结构1包括吸湿剂10、吸湿剂容纳壁20、透湿构件30和排水机构40。
吸湿剂10由温度敏感材料(温度敏感吸水聚合物凝胶)制成，该材料在等于或高于预定温度(例如45度)的温度下表现出疏水性并释放水，而在低于预定温度的温度下表现出亲水性并吸收水。这种聚合物的示例包括通过使N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和丙烯酸钠(SA)共聚而获得的离子化NIPA凝胶。在这种聚合物中，可以通过聚合率等来调节预定温度，并且可以将其设定为例如约45度。此外，当表现出疏水性时，这种吸湿剂10将吸收的水分离为液体而不是蒸汽。
在第一实施例中，吸湿剂容纳壁20是用于形成容纳并布置有吸湿剂10的吸湿剂室MR的构件，并且由水分不可渗透并且能够吸收或透射太阳光的构件制成。特别地，在吸湿剂容纳壁20能够透射太阳光的情况下，吸湿剂10容纳在吸湿剂室MR中以能够接收太阳热。在吸湿剂容纳壁20能够吸收太阳光的情况下，吸湿剂10容纳在吸湿剂室MR中，从而能够从被太阳光加热的吸湿剂容纳壁(加热体)20接收热。吸湿剂室MR例如设置在分隔构件PM的上部。在吸湿剂室MR中，形成有与室内连通的开口部MR1和与室外连通的排水口MR2。排水口MR2形成在吸湿剂10的安装位置下方的位置。
透湿构件30是设置在连接吸湿剂室MR和室内侧的开口部MR1中的构件。透湿构件30由例如无纺布制成，并在允许水分通过的同时堵塞开口部MR1。
排水机构40是设置在与室外连通的排水口MR2中的构件。排水机构40排出从吸湿剂10释放并积聚在吸湿剂室MR中的水。当由吸湿剂10释放并积聚在吸湿剂室MR中的水量达到至少预定量时，排水机构40利用水的重量来排出水。
具体地，排水机构40由橡胶唇形密封件(阀机构)形成，该橡胶唇形密封件当从吸湿剂10释放并积聚在吸湿剂室MR中的水量达到至少预定量时打开并排出水，并且当积聚在吸湿剂室MR中的水量小于预定量时关闭。橡胶唇形密封件是仅向下推开的软体，并且在未推开时与分隔构件PM紧密接触。因此，当吸湿剂室MR中的水量至少达到预定量时，打开橡胶唇形密封件并且吸湿剂室MR中的水被排出，但当水量小于预定量时，橡胶唇形密封件处于关闭状态(紧密接触状态)，以防止水从室外回流。
在此，排水机构40不限于此，并且可以是止回阀(阀机构)，该止回阀当从吸湿剂10释放并积聚在吸湿剂室MR中的水量达到至少预定量时打开并排出水，并且当积聚在吸湿剂室MR中的水量小于预定量时关闭。此外，排水机构40可以配置有排水弯管(trap)。在排水机构40构造有排水弯管的情况下，从排水弯管中的弯管水产生的水蒸汽被吸湿剂10吸收，从而排水机构40优选为阀机构。
此外，在第一实施例中，分隔构件PM设置成暴露于太阳光和外部空气。此外，排水机构40构造成使得排水向下流到分隔构件PM。因此，向下流动的水在分隔构件PM上蒸发，并且分隔构件PM由于蒸发热而被冷却。
接下来，将参照图2A和2B描述根据第一实施例的除湿结构1的操作。图2A和2B示出了表示根据第一实施例的除湿结构1的状态的概念图，其中图2A示出了吸湿状态，而图2B示出了放水状态。
首先，如图2A所示，假定例如在夜间，吸湿剂10没有被太阳热加热并且降低到低于预定温度的温度。此时，吸湿剂10表现出亲水性并且通过透湿构件30从室内吸收水分。
此后，假定例如在白天，吸湿剂10吸收太阳光以便被加热到低于预定温度的温度。在这种情况下，如图2B所示，吸湿剂10表现出疏水性并释放吸收的水。在释放时，吸湿剂10释放作为液体的水而不是蒸汽。然后，当吸湿剂室MR中的水量达到至少预定量时，用作排水机构40的橡胶唇形密封件由于水的重量而被向下推开(参考图2B中的虚线)。因此，积聚在吸湿剂室MR中的水被排出。在水被排出之后，橡胶唇形密封件再次与分隔构件PM紧密接触，以堵塞排水口MR2。
此外，排水机构40排出水，使得水向下流到分隔构件PM。向下流动的水在分隔构件PM上蒸发。结果，分隔构件PM通过蒸发热被冷却，并且由于分隔构件PM的冷却，可以表现出对室内的冷却效果。
因此，第一实施例的除湿结构1包括具有温度敏感性的吸湿剂10，其在等于或高于预定温度的温度下表现出疏水性并释放水，而在低于预定温度的温度下表现出亲水性并吸收水，并且吸湿剂10设置成能够接收太阳热。因此在夜间，吸湿剂10降低到低于预定温度的温度而没有使用太阳热加热，并且表现出亲水性并且从例如室内吸收水分。同时在白天，吸湿剂10通过使用太阳热加热而被加热到等于或高于预定温度的温度，并释放水。因此，可以在不需要电力的情况下进行除湿和使吸湿剂10再生。当吸湿剂10表现出疏水性并释放水时，水以液体而不是蒸汽释放。此外，由于当积聚在吸湿剂室MR中的水量达到至少预定量时，排水机构40利用水的重量来排水，因此不需要电力就排水。因此，可以在不需要电力的情况下连续进行除湿。
此外，根据第一实施例的除湿结构1包括橡胶唇形密封件或止回阀，其在吸湿剂室MR中积聚的水量达到至少预定量时打开并排出水，而当积聚在吸湿剂室MR中的水量小于预定量时关闭。由于此原因，可以防止在排水后水回流并侵入室内，并且可以防止水分从排水方向被吸收。
此外，第一实施例中的除湿结构1还包括透湿构件30。透湿构件30设置在连接吸湿剂室MR和室内侧的开口部MR1中，并且在允许水分通过的同时堵塞开口部MR1，从而使透湿构件30不太可能阻碍室内的水分吸收，并且能够防止异物进入吸湿剂室MR。
由于排出的水向下流到分隔构件PM，并且水可以在分隔构件PM上蒸发，从而可以通过蒸发热来冷却分隔构件PM。因此，可以获得室内的冷却效果。
接下来，将描述本发明的第二实施例。根据第二实施例的除湿结构与第一实施例的除湿结构相似，但在构造上部分不同。在下面的描述中，与第一实施例相同的部件由相同的附图标记表示，并且省略其描述。
图3是示出根据第二实施例的除湿结构的安装状态的透视图，而图4是示出根据第二实施例的除湿结构的剖视图。
图3示出了用作所谓的壁板的分隔构件(加热体)PM。如图4所示，根据第二实施例的除湿结构2设置在分隔构件PM的背面(室内侧)。
在下文中，将在假设夏季特别潮湿的情况下给出描述。首先，将分隔构件PM附接到建筑物的支撑条FM。为了暴露于太阳光曝晒，分隔构件PM吸收一定量的太阳热，并且其温度在白天升高。结果，形成在分隔构件PM与建筑物的隔热壁TW之间的空气通道AR中的空气被加热。当热量被捕获在空气通道AR中时，隔热壁TW也被加热并且热量流到室内，从而空气通道AR的下端和上端向大气开放，使得空气通道AR中的空气特别是在夏季可以向上吹。分隔构件PM可以在其外表面71上经受选择性的太阳光吸收处理，以特别地改善太阳热的集热性能，或者可以被透明构件60覆盖以进一步提供用于隔热的空气层。
在此，如图4所示，根据第二实施例的除湿结构2设置在分隔构件PM的背面侧。与第一实施例类似，除湿结构2包括吸湿剂10、吸湿剂容纳壁20、透湿构件30和排水机构40。
第二实施例中的吸湿剂容纳壁20可以不由透光构件制成。在第二实施例的吸湿剂室MR中，开口部MR1穿透隔热壁TW以建立与室内连通。与第一实施例类似，透湿构件30设置在开口部MR1中，但透湿构件30由具有等于或高于规定值的绝热性能的材料制成，以消除隔热壁TW被穿透的不利影响。
此外，与第一实施例类似，第二实施例中的排水机构40构造有橡胶唇形密封件，但构造成使得水向下流到分隔构件PM的室内板构件72而不是隔热壁TW。
接下来，将参照图4描述根据第二实施例的除湿结构2的操作。
为了暴露于太阳曝晒，分隔构件PM吸收一定量的太阳热，并且其温度在白天升高。在分隔构件PM受到外表面71上的选择性太阳光吸收处理的情况下，分隔构件PM的温度进一步上升，以特别提高太阳热的集热性能，或者分隔构件PM被透明构件60覆盖以进一步提供用于隔热的空气层。因此在白天，可以加热分隔构件PM以加热吸湿剂10，并且可以将吸湿剂10加热到等于或高于预定温度的温度。结果，吸湿剂10可表现出疏水性并释放水。同时在夜间，在不加热分隔构件PM的状态下，吸湿剂10降低到低于预定温度的温度。结果，吸湿剂10可以表现出亲水性并吸收水。
当由吸湿剂10释放并积聚在吸湿剂室MR中的水达到至少预定量时，排水机构40排出水以向下流动到室内板构件72。水在室内板构件72上向下流动且因此被排到室外。此外，向下流动的水被空气通道AR中的空气蒸发。
因此，与第一实施例类似，根据第二实施例的除湿结构2，能够在不需电力的情况下连续进行除湿，能够防止水分从排水方向被吸收的情况。不太可能阻碍从室内吸收水分，并且可以防止异物进入吸湿剂室MR，并且可以获得对室内的冷却效果。
此外，根据第二实施例，由于水在分隔构件PM的室内侧表面上向下流动，因此可以隐藏从排水机构40向下流动到分隔构件PM的排出的水，并且可以防止美观性降低。
已经基于各实施例描述了本发明，但本发明不限于上述实施例，并且可以在不脱离本发明的精神的情况下进行修改，或者可以将实施例的技术适当地组合在可能的范围内。此外，可以在可能的范围内将已知或公知的技术结合到本发明中。
例如，在上述实施例中，吸湿剂10接收太阳光，或者被吸湿剂容纳壁20或被由太阳光加热的分隔构件PM加热，但本发明不限于此，例如，吸湿剂10可以通过被太阳光加热的加热介质等(加热体)加热。
此外，分隔构件PM由窗体或壁材料制成，但不限于此，并且可以由例如屋顶材料制成，只要分隔构件PM将室外侧和室内侧分开即可。
此外，在第一实施例中向下流动的水通过接收阳光而被蒸发，并且在第二实施例中向下流动的水被空气通道AR中的空气蒸发，但本发明不限于此，并且蒸发可以简单地通过夏季的温度来进行。
在通过吸收太阳光来加热吸湿剂10的情况下，可以设置诸如透镜或棱镜的光学构件，以有效地将吸湿剂10的温度升高至预定温度或更高。此外，可以设置诸如透镜或棱镜之类的光学构件以蒸发向下流动的水。
本申请基于2018年5月25日提交的日本专利申请号2018-100748，其内容通过引用合并于此。
附图标记列表
1、2：除湿结构
10：吸湿剂
20：吸湿剂容纳壁(加热体)
30：透湿构件
40：排水机构
MR：吸湿剂室
MR1：开口部
MR2：排水口
PM：分隔构件(加热体)

Claims (3)

1.一种除湿结构，包括：
具有温度敏感性的吸湿剂，所述吸湿剂用于在等于或高于预定温度的温度下表现出疏水性并释放水，而在低于所述预定温度的温度下表现出亲水性并吸收水；
吸湿剂室，所述吸湿剂设置在所述吸湿剂室中；
排水机构，所述排水机构构造成排出从所述吸湿剂释放并积聚在所述吸湿剂室中的水；以及
透湿构件，所述透湿构件设置在连接所述吸湿剂室和室内侧的开口部中，所述透湿构件构造成在允许水分通过的同时堵塞所述开口部，
其中，设置所述吸湿剂以允许接收太阳热或来自被太阳光加热的加热体的热，
其中，所述排水机构构造成当由所述吸湿剂释放并积聚在所述吸湿剂室中的水量达到至少预定量时利用水的重量排出水，并且
其中，所述排水机构包括阀机构，所述阀机构构造成当从所述吸湿剂释放并积聚在所述吸湿剂室中的水量达到至少所述预定量时打开并排出水，并且所述阀机构构造成当所述水量小于所述预定量时关闭。
2.根据权利要求1所述的除湿结构，还包括：
将室内侧和室外侧分开的分隔构件，
其中，所述排水机构使排出的水向下流到所述分隔构件。
3.根据权利要求2所述的除湿结构，
其中，所述排水机构使排出的水向下流到所述分隔构件的室内侧表面。
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