JP2004278974A - 調湿装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】タンク本体内の吸湿液の温度をできるだけ上昇させることなく再生運転を行いながら、効率のよい調湿運転を連続して行うことができる調湿装置を提供する。
【解決手段】タンク本体１に貯えられた吸湿液を除湿モジュール４を介して循環させて除湿を行う除湿装置において、タンク本体１の下側に下端が接続され、上端が上方に向かって設けられた分岐部５を備える。上記分岐部５の上側に配置された再生ヒータ６によって、分岐部５内にある吸湿液の上側を加熱して吸湿液から水蒸気を放出させることにより吸湿液を再生する。上記分岐部５内の吸湿液の高温領域とタンク本体１内の吸湿液の低温領域とが分離されて、高温の吸湿液がタンク本体１内の吸湿液と混じらずにタンク本体１内の吸湿液を低温に保つ。
【選択図】 図１
【解決手段】タンク本体１に貯えられた吸湿液を除湿モジュール４を介して循環させて除湿を行う除湿装置において、タンク本体１の下側に下端が接続され、上端が上方に向かって設けられた分岐部５を備える。上記分岐部５の上側に配置された再生ヒータ６によって、分岐部５内にある吸湿液の上側を加熱して吸湿液から水蒸気を放出させることにより吸湿液を再生する。上記分岐部５内の吸湿液の高温領域とタンク本体１内の吸湿液の低温領域とが分離されて、高温の吸湿液がタンク本体１内の吸湿液と混じらずにタンク本体１内の吸湿液を低温に保つ。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、除湿または放湿する調湿装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、調湿装置としては、図８に示すように、容器１０２を貫通するように多数の疎水性膜（水蒸気透過膜）からなるチューブ１０３，１０３，…を配置して、各チューブ１０３の内側を流れる室内空気に含まれる水分を、各チューブ１０３の外側の吸湿液に吸収する１対の除湿モジュール１０１と、ヒータ１０５を有して吸湿液を貯えるタンク本体１０４と、吸湿液が循環するように除湿モジュール１０１とタンク本体１０４とを接続する送り配管１０６および戻り配管１０７と、循環する吸湿液を冷却する冷却器１０８と、送り配管１０６に配設されたポンプ１０９と、このポンプ１０９の送液流量を制御する制御器１１０とを備えた除湿装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記除湿装置によれば、室内を除湿する除湿運転時は、冷却器１０８とポンプ１０９を動作させて、タンク本体１０４に貯えられた吸湿液（ＬｉＣｌ水溶液）を除湿モジュール１０１に送り出して、冷却器１０８で冷却し、除湿モジュール１０１の各チューブ１０３の外側の容器１０２内を循環させる。そうして、各チューブ１０３の内側を流れる室内空気に含まれる水分を、チューブ膜を通して吸湿液に吸収して室内を除湿する。吸水により低濃度になった吸湿液を戻り配管１０７を介してタンク本体１０４に戻る。
【０００４】
次に、吸水で低濃度になったタンク本体１０４内の吸湿液を再生する再生運転時は、吸湿液を循環させることなくヒータ１０５を動作させてタンク本体１０４内の吸湿液を加熱することにより、吸湿液に含まれていた水分を水蒸気にしてタンク本体１０４上部から大気中に放出し、吸湿液を脱水により濃縮，再生する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１０８１２７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記除湿装置では、除湿運転と再生運転をバッチ処理により交互に行うので、除湿運転を連続して行うことができないという問題がある。また、上記除湿装置では、吸湿液を貯えるタンク本体１０４の底部にヒータ１０５を配置しているため、再生時にタンク本体１０４内の吸湿液がすべて高温になり、空気から水分を吸収する効率が低下するので、温度が十分に下がるまでは効率よく除湿ができないという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、タンク本体内の吸湿液の温度をできるだけ上昇させることなく再生運転を行いながら、効率のよい調湿運転を連続して行うことができる調湿装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の調湿装置は、タンク本体に貯えられた吸湿液を調湿モジュールを介して循環させて調湿を行う調湿装置において、上記タンク本体の下側に下端が接続され、上端が上方に向かって設けられた分岐部と、上記分岐部の上側に配置され、上記分岐部内にある吸湿液を加熱することにより上記吸湿液から水蒸気を放出させる加熱部とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
上記請求項１の調湿装置によれば、上記タンク本体の下側に下端が接続された分岐部の上側に加熱部を配置し、その加熱部により上記分岐部内にある吸湿液の上側を加熱して、上記吸湿液から放出された水蒸気を分岐部の上方に向いた上端から排出する。これによって、上記吸湿液を濃縮して再生する。上記タンク本体の一部を分岐させた分岐部内にある吸湿液上部を加熱するとき、分岐部内の吸湿液の高温領域とタンク本体内の吸湿液の低温領域とが分離されて、高温の吸湿液がタンク本体内の吸湿液と混じらずにタンク本体内の吸湿液を低温に保つことができ、調湿モジュールの吸湿能力の低下を防ぐ。したがって、上記タンク本体内の吸湿液の温度をできるだけ上昇させることなく再生運転を行いながら、効率のよい調湿運転を連続して行うことができる。
【００１０】
また、請求項２の調湿装置は、請求項１の調湿装置において、上記調湿モジュールの出口側を上記分岐部の下端近傍に戻り配管を介して接続したことを特徴としている。
【００１１】
上記請求項２の調湿装置によれば、上記調湿モジュールの出口側を戻り配管を介して上記分岐部の下端近傍に接続することによって、調湿モジュールで吸水した吸湿液が分岐部の下端近傍に流入してタンク本体に戻り、分岐部内の下側にも吸水により濃度が薄くなった吸湿液が供給されるので、その分岐部上部の加熱部により加熱される吸湿液の水分蒸発による濃縮での析出物の発生を抑制できる。
【００１２】
また、請求項３の調湿装置は、タンク本体に貯えられた吸湿液を調湿モジュールを介して循環させて調湿を行う調湿装置において、上記タンク本体の下側に一端が接続された出口管と、上記出口管の他端と下端が接続され、上端が上方に向かって設けられた分岐部と、上記分岐部の上側に配置され、上記分岐部内にある吸湿液を加熱することにより上記吸湿液から水蒸気を放出させる加熱部と、上記分岐部の下側に一端が接続され、他端が上記調湿モジュールの入口側に接続された送液配管と、上記出口管内を流れる吸湿液と上記分岐部から上記調湿モジュールに向かって上記送液配管内を流れる吸湿液との間で熱交換を行うための熱交換部とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
上記請求項３の調湿装置によれば、上記タンク本体の下側に出口管を介して接続された上記分岐部の上側に加熱部を配置し、その加熱部により上記分岐部内の吸湿液の上側を加熱して、上記吸湿液から放出された水蒸気を分岐部の上方に向いた上端から排出する。これによって、上記吸湿液を濃縮して再生する。上記タンク本体とは分離された分岐部内にある吸湿液上部を加熱するとき、分岐部内の吸湿液の高温領域とタンク本体内の吸湿液の低温領域とが分離されて、タンク本体内の吸湿液を低温に保つことができる。さらに、上記分岐部から出口側の送液配管に出ていく比重の重い高温高濃度の吸湿液から熱交換部を介してタンク本体から分岐部に供給される低温の吸湿液に熱が回収され、分岐部から熱が外部に逃げるのを抑制して、再生効率を改善することができる。したがって、上記タンク本体内の吸湿液の温度をできるだけ上昇させることなく再生運転を行いながら、効率のよい調湿運転を連続して行うことができる。
【００１４】
また、請求項４の調湿装置は、請求項１乃至３のいずれか１つの調湿装置において、上記加熱部は、上記分岐部内に配置されていることを特徴としている。
【００１５】
上記請求項４の調湿装置によれば、上記分岐部内に配置された加熱部によって、外部から加熱するよりも分岐部内にある吸湿液を効率よく加熱することができる。
【００１６】
また、請求項５の調湿装置は、請求項１乃至４のいずれか１つの調湿装置において、上記分岐部の上端が排気ダクトに連通していることを特徴としている。
【００１７】
上記請求項５の調湿装置によれば、上記分岐部内の吸湿液から放出された水蒸気を、分岐部の上端から排気ダクトを介して排気することが可能となる。また、例えば空気が外部に排出されるように排気ダクト内に送風することによって、分岐部内に発生した水蒸気がすみやかに排気ダクトに導かれて排出されると共に、分岐部内の液面上部の空気が攪拌されるので、分岐部内の液面付近の温度が低下し、吸湿液の再生効率が向上する。
【００１８】
また、請求項６の調湿装置は、請求項１乃至５のいずれか１つの調湿装置において、上記分岐部内の吸湿液の液面付近に多孔質のシートを備えたことを特徴としている。
【００１９】
上記請求項６の調湿装置によれば、上記分岐部内の吸湿液を加熱して水蒸気を放出するとき、吸湿液の液面付近の多孔質のシートを介して水蒸気のみが放出され、例え吸湿液が沸騰しても多孔質のシートにより吸湿液の飛散を防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の調湿装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態の調湿装置の一例としての除湿装置の概略構成図であり、１は吸湿液１０を貯えるタンク本体、２は上記タンク本体１に第１送液配管１１を介して接続され、タンク本体１内の吸湿液１０を送り出すポンプ、４は上記ポンプ２に第２送液配管１２を介して入口側が接続され、出口側が戻り配管１３を介してタンク本体１に接続された除湿モジュールである。上記タンク本体１の下側にＪ字形状の分岐部５の下端を接続し、その分岐部５の上端が上方に向いている。その分岐部５の上端に排気ダクト７の一端を接続している。上記分岐部５の上側に加熱部の一例としての再生ヒータ６を配置している。上記再生ヒータ６は、分岐部５の加熱部分の材料を例えばアルミニウムなどの金属にしてその外側をバンドヒータなどで加熱することにより、分岐部５内にある吸湿液の上部（液面近傍）を加熱する。なお、分岐部５の金属材料からなる加熱部分の内側は、腐食性の吸湿液から保護するためにフッ素樹脂等で保護する。また、上記分岐部５の下端近傍に戻り配管１３を接続している。
【００２２】
また、上記除湿モジュール４は、疎水性膜からなる複数の扁平チューブ２０を並列に配置し、各扁平チューブ２０の下端を接続部２１（第２送液配管１２を接続）により接続する一方、各扁平チューブ２０の上端を接続部２２（戻り配管１３を接続）により接続している。上記複数の扁平チューブ２０の間にはスリットが設けられ、その除湿モジュール４のスリットに空気を送風することによって、吸湿効率が向上する。この実施形態では、吸湿液１０として臭化リチウム（ＬｉＢｒ）の水溶液を用いている。
【００２３】
上記構成の除湿装置によれば、タンク本体１からポンプ２により送り出された吸湿液１０は、除湿モジュール４の扁平チューブ２０内を通過して、通過する吸湿液が疎水性膜を介して送風された空気から水分を吸収することにより除湿する。
【００２４】
そして、図２に示すように、上記分岐部５内にある吸湿液の液面近傍の領域を再生ヒータ６により加熱することによって、分岐部５内の吸湿液から水蒸気が放出され、放出された水蒸気は、分岐部５の上端と排気ダクト７を介して外部に排出される。このとき、分岐部５内の加熱領域から濃縮された吸湿液が下方（矢印Ｒ１）に下がっても量が少ないため、タンク本体液温はほとんど上昇しない。
【００２５】
こうして、上記吸湿液１０をタンク本体１，ポンプ２および除湿モジュール１４に循環させながら、分岐部５において再生ヒータ６の加熱により吸湿液を再生することによって低温部と高温部とが分離され、連続的に除湿を行うことが可能となる。
【００２６】
上記タンク本体１の一部を分岐させた分岐部５内の吸湿液上部を加熱するので、分岐部５内の吸湿液の高温領域とタンク本体１内の吸湿液の低温領域とが分離されて、高温の吸湿液がタンク本体１内の吸湿液と混じっても少量のためタンク本体１内の吸湿液を低温に保つことができ、除湿モジュール４の吸湿能力の低下を防ぐことができる。
【００２７】
したがって、上記タンク本体１内の吸湿液の温度をできるだけ上昇させることなく再生運転を行いながら、効率のよい除湿運転を連続して行うことができる。また、上記再生ヒータによる加熱熱量が吸湿液の再生に主に用いられ、再生効率が向上する。
【００２８】
また、図３は加熱部の一例としての再生ヒータ１６を分岐部５内に配置した要部の概略図を示しており、タンク本体１内に貯えられた吸湿液１０の液面と同じ高さの分岐部５内の吸湿液の液面の下側かつ近傍に配置された再生ヒータ１６により吸湿液を加熱することにより再生する。なお、上記分岐部５の材料を高温耐熱樹脂にして、耐腐食性ヒータ（例えばセラミックヒータ）を吸湿液に直接接触させる。上記分岐部５内に配置された再生ヒータ１６によって、分岐部５内の吸湿液を効率よく加熱することができる。
【００２９】
また、図４は上記タンク本体１内に貯えられた吸湿液の液面にフロートスイッチ１７を配置した要部の概略図を示している。この吸湿装置では、吸湿液の再生により濃縮されて体積が減少することにより、タンク本体１内および分岐部５内の吸湿液の液面が下がるために、分岐部５内の吸湿液の液面が再生ヒータ６より下がった場合は、フロートスイッチ１７がオフして再生ヒータ６をオフする。一方、吸湿液の吸湿が進み、水分により希釈されて体積が増加することにより、タンク本体１内および分岐部５内の吸湿液の液面が上がるために、分岐部５内の吸湿液の液面が再生ヒータ６まで上がった場合または再生ヒータ６より上になった場合は、フロートスイッチ１７がオンして再生ヒータ６をオンする。これによって、吸湿液の再生が必要になったときのみ、再生ヒータ６をオンするので、効率よく再生することができる。
【００３０】
（第２実施形態）
図５はこの発明の第２実施形態の調湿装置の一例としての除湿装置の要部の概略構成図であり、この第２実施形態の除湿装置は、分岐部と排気ダクトを除いて第１実施形態の除湿装置と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略すると共に、図１を援用する。
【００３１】
図５に示すように、タンク本体１の下側にＪ字形状の分岐部５１の下端を接続し、その分岐部５１は上端が上方に向いている。その分岐部５１の上端を排気ダクト５２に接続して、分岐部５１を排気ダクト５２に連通している。上記排気ダクト５２の上流側の一端に排気ファン５３を配置している。また上記分岐部５１の上側に加熱部の一例としての再生ヒータ５６を配置している。上記再生ヒータ５６は、分岐部５１内にある吸湿液の上部（液面近傍）を加熱する。また、上記分岐部５１の下端近傍に戻り配管１３を接続している。
【００３２】
上記排気ファン５３により排気ダクト５２を介して室内空気が室外に排出されるように送風することによって、分岐部５１内の吸湿液から放出された水蒸気５４を、分岐部５１の上端に排気ダクト５２を介して排気することができると共に、分岐部５１内の液面付近の温度が低下し、吸湿液の再生効率が向上する。
【００３３】
また、図６に示すように、上記分岐部５１内の吸湿液の液面に多孔質のシート６０を浮かせることによって、上記分岐部５１内にある吸湿液を加熱して水蒸気を放出するとき、液面に浮く多孔質のシート６０を介して水蒸気のみが放出され、例え吸湿液が沸騰しても多孔質のシート６０により吸湿液の飛散を防止することができる。また、シート６０は液面付近の適当な位置に固定してもよい。
【００３４】
（第３実施形態）
図７はこの発明の第３実施形態の調湿装置の一例としての除湿装置の要部の概略構成図であり、この第３実施形態の除湿装置は、分岐部を含む部分を除いて第１実施形態の除湿装置と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略すると共に、図１を援用する。
【００３５】
図７に示すように、タンク本体１に一端が接続された出口管７１の他端を分岐部７３の下側に接続して、その分岐部７３の下端に第１送液配管１１の一端を接続している。上記出口管７１は、分岐部７３側の一部分が第１送液配管１１と接して熱交換部７２を形成している。また、上記分岐部７３内の上側に加熱部の一例としての再生ヒータ７６を配置している。上記再生ヒータ７６は、分岐部７３内にある吸湿液の上部（液面近傍）を加熱する。
【００３６】
上記構成の除湿装置において、熱交換部がないと、再生ヒータ７６により吸湿液を再生したとき、比重の重い高温高濃度の吸湿液が出口側の第１送液配管１１に出てポンプ２（図１に示す）により除湿モジュール４（図１に示す）に送られ、再生ヒータ７６の熱が分岐部７３から逃げてしまって再生効率が低下すると共に、除湿モジュール４の吸湿能力も低下してしまう。これに対して、この第３実施形態の除湿装置では、分岐部７３から出口側の第１送液配管１１に出ていく比重の重い高温高濃度の吸湿液から熱交換部７２を介してタンク本体１から供給される低温の吸湿液に熱が回収される。これによって、分岐部７３から熱が外部に逃げるのを抑えて、再生効率を改善することができ、除湿モジュール４の吸湿能力の低下を防ぐことができる。
【００３７】
上記第１〜第３実施形態では、吸湿液として臭化リチウム（ＬｉＢｒ）の水溶液を用いたが、塩化リチウム（ＣｌＬｉ）や塩化カルシウム（ＣｌＣａ）等の水溶液を吸湿液として用いてよく、それらを組み合わせた混合水溶液を吸湿液として用いてもよい。また、水を吸湿液として用いてもよい。
【００３８】
また、上記第１〜第３実施形態では、疎水性膜からなる複数の扁平チューブ２０を並列に配置した除湿モジュール４を備えた除湿装置について説明したが、調湿モジュールの構成はこれに限らず、疎水性膜を介して空気中から水分を吸湿液に吸収するものであればよい。また、疎水性膜を介して空気中に水分を放出する加湿モジュールを用いた加湿装置にこの発明を適用してもよい。この場合、上記第１〜第５実施形態の除湿装置と基本的な構成は変わらず、必要に応じて、加湿モジュールの近辺に加熱手段を設けてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の調湿装置は、タンク本体に貯えられた吸湿液を調湿モジュールを介して循環させて調湿を行う調湿装置において、上記タンク本体の下側に下端が接続され、上端が上方に向かって設けられた分岐部と、上記分岐部の上側に配置され、上記分岐部にある吸湿液を加熱することにより上記吸湿液から水蒸気を放出させる加熱部とを備えたものである。
【００４０】
したがって、請求項１の発明の調湿装置によれば、上記タンク本体の一部を分岐させた分岐部内にある吸湿液上部を加熱するので、分岐部内の吸湿液の高温領域とタンク本体内の吸湿液の低温領域とが分離されて、高温の吸湿液がタンク本体内の吸湿液と混じらずにタンク本体内の吸湿液を低温に保つことができ、調湿モジュールの吸湿能力の低下を防ぐことができる。したがって、上記タンク本体内の吸湿液の温度をできるだけ上昇させることなく再生運転を行いながら、効率のよい調湿運転を連続して行うことができる。
【００４１】
また、請求項２の発明の調湿装置によれば、請求項１の調湿装置において、上記調湿モジュールの出口側を戻り配管を介して上記分岐部の下端近傍に接続しているので、調湿モジュールで吸水した吸湿液が分岐部の下端近傍に流入してタンク本体に戻り、分岐部の下側にも低濃度の吸湿液が供給されるので、その分岐部上部の加熱部により加熱される吸湿液の水分蒸発による濃縮での析出物の発生を抑制することができる。
【００４２】
また、請求項３の発明の調湿装置は、タンク本体に貯えられた吸湿液を調湿モジュールを介して循環させて調湿を行う調湿装置において、上記タンク本体の下側に一端が接続された出口管と、上記出口管の他端と下端が接続され、上端が上方に向かって設けられた分岐部と、上記分岐部の上側に配置され、加熱することにより吸湿液から水蒸気を放出させる加熱部と、分岐部の下側に一端が接続され他端が調湿モジュールに接続された送液配管と、出口管内を流れる吸湿液と分岐部から調湿モジュールに向かって送液配管内を流れる吸湿液との間で熱交換を行うための熱交換部とを備えたものである。
【００４３】
したがって、請求項３の発明の調湿装置によれば、上記分岐部内の吸湿液の高温領域とタンク本体内の吸湿液の低温領域とが分離されて、タンク本体内の吸湿液を低温に保つことができると共に、上記分岐部から出口側の送液配管に出ていく比重の重い高温高濃度の吸湿液から熱交換部を介してタンク本体から分岐部に供給される低温の吸湿液に熱が回収され、分岐部から熱が外部に逃げるのを抑えて、再生効率を改善することができる。したがって、上記タンク本体内の吸湿液の温度をできるだけ上昇させることなく再生運転を行いながら、効率のよい調湿運転を連続して行うことができる。
【００４４】
また、請求項４の発明の調湿装置によれば、請求項１乃至３のいずれか１つの調湿装置において、上記分岐部内に配置された加熱部によって、分岐部内の吸湿液を効率よく加熱することができる。
【００４５】
また、請求項５の発明の調湿装置によれば、請求項１乃至４のいずれか１つの調湿装置において、上記分岐部の上端が排気ダクトに連通することによって、上記分岐部内の吸湿液から放出された水蒸気を、分岐部の上端と排気ダクトを介して排気することが可能となる。また、例えば空気が外部に排出されるように排気ファンなどによって排気ダクト内に送風すると、分岐部内に発生した水蒸気を速やかに排気ダクトに導くと共に、送風により分岐部内の空気を攪拌するので、分岐部内の液面付近の温度が低下して、吸湿液の再生効率を向上できる。
【００４６】
また、請求項６の発明の調湿装置によれば、請求項１乃至５のいずれか１つの調湿装置において、上記分岐部内の吸湿液の液面付近に備えられた多孔質のシートによって、上記加熱部により分岐部内の吸湿液を加熱して水蒸気を放出するとき、吸湿液の液面付近の多孔質のシートを介して水蒸気のみが放出され、例え吸湿液が沸騰しても多孔質のシートにより吸湿液の飛散を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態の除湿装置の概略構成図である。
【図２】図２は上記除湿装置の要部の概略図である。
【図３】図３は分岐部内に再生ヒータを配置した除湿装置の要部の概略図である。
【図４】図４はタンク本体内に貯えられた吸湿液の液面にフロートスイッチを配置した除湿装置の要部の概略図である。
【図５】図５はこの発明の第２実施形態の除湿装置の要部の概略図である。
【図６】図６は上記除湿装置の分岐部内の吸湿液の液面に多孔質のシートを浮かせたときの要部の概略図である。
【図７】図７はこの発明の第３実施形態の除湿装置の要部の概略図である。
【図８】図８は従来の除湿装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１…タンク本体、
２…ポンプ、
４…除湿モジュール、
５，５１，７３…分岐部、
６，１６，５６，７６…再生ヒータ、
７，５２…排気ダクト、
１０…吸湿液、
１１…第１送液配管、
１２…第２送液配管、
１４…戻り配管、
１７…フロートスイッチ、
２０…扁平チューブ、
２１，２２…接続部、
５３…排気ファン、
６０…多孔質のシート、
７１…出口管、
７２…熱交換部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、除湿または放湿する調湿装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、調湿装置としては、図８に示すように、容器１０２を貫通するように多数の疎水性膜（水蒸気透過膜）からなるチューブ１０３，１０３，…を配置して、各チューブ１０３の内側を流れる室内空気に含まれる水分を、各チューブ１０３の外側の吸湿液に吸収する１対の除湿モジュール１０１と、ヒータ１０５を有して吸湿液を貯えるタンク本体１０４と、吸湿液が循環するように除湿モジュール１０１とタンク本体１０４とを接続する送り配管１０６および戻り配管１０７と、循環する吸湿液を冷却する冷却器１０８と、送り配管１０６に配設されたポンプ１０９と、このポンプ１０９の送液流量を制御する制御器１１０とを備えた除湿装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記除湿装置によれば、室内を除湿する除湿運転時は、冷却器１０８とポンプ１０９を動作させて、タンク本体１０４に貯えられた吸湿液（ＬｉＣｌ水溶液）を除湿モジュール１０１に送り出して、冷却器１０８で冷却し、除湿モジュール１０１の各チューブ１０３の外側の容器１０２内を循環させる。そうして、各チューブ１０３の内側を流れる室内空気に含まれる水分を、チューブ膜を通して吸湿液に吸収して室内を除湿する。吸水により低濃度になった吸湿液を戻り配管１０７を介してタンク本体１０４に戻る。
【０００４】
次に、吸水で低濃度になったタンク本体１０４内の吸湿液を再生する再生運転時は、吸湿液を循環させることなくヒータ１０５を動作させてタンク本体１０４内の吸湿液を加熱することにより、吸湿液に含まれていた水分を水蒸気にしてタンク本体１０４上部から大気中に放出し、吸湿液を脱水により濃縮，再生する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１０８１２７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記除湿装置では、除湿運転と再生運転をバッチ処理により交互に行うので、除湿運転を連続して行うことができないという問題がある。また、上記除湿装置では、吸湿液を貯えるタンク本体１０４の底部にヒータ１０５を配置しているため、再生時にタンク本体１０４内の吸湿液がすべて高温になり、空気から水分を吸収する効率が低下するので、温度が十分に下がるまでは効率よく除湿ができないという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、タンク本体内の吸湿液の温度をできるだけ上昇させることなく再生運転を行いながら、効率のよい調湿運転を連続して行うことができる調湿装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の調湿装置は、タンク本体に貯えられた吸湿液を調湿モジュールを介して循環させて調湿を行う調湿装置において、上記タンク本体の下側に下端が接続され、上端が上方に向かって設けられた分岐部と、上記分岐部の上側に配置され、上記分岐部内にある吸湿液を加熱することにより上記吸湿液から水蒸気を放出させる加熱部とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
上記請求項１の調湿装置によれば、上記タンク本体の下側に下端が接続された分岐部の上側に加熱部を配置し、その加熱部により上記分岐部内にある吸湿液の上側を加熱して、上記吸湿液から放出された水蒸気を分岐部の上方に向いた上端から排出する。これによって、上記吸湿液を濃縮して再生する。上記タンク本体の一部を分岐させた分岐部内にある吸湿液上部を加熱するとき、分岐部内の吸湿液の高温領域とタンク本体内の吸湿液の低温領域とが分離されて、高温の吸湿液がタンク本体内の吸湿液と混じらずにタンク本体内の吸湿液を低温に保つことができ、調湿モジュールの吸湿能力の低下を防ぐ。したがって、上記タンク本体内の吸湿液の温度をできるだけ上昇させることなく再生運転を行いながら、効率のよい調湿運転を連続して行うことができる。
【００１０】
また、請求項２の調湿装置は、請求項１の調湿装置において、上記調湿モジュールの出口側を上記分岐部の下端近傍に戻り配管を介して接続したことを特徴としている。
【００１１】
上記請求項２の調湿装置によれば、上記調湿モジュールの出口側を戻り配管を介して上記分岐部の下端近傍に接続することによって、調湿モジュールで吸水した吸湿液が分岐部の下端近傍に流入してタンク本体に戻り、分岐部内の下側にも吸水により濃度が薄くなった吸湿液が供給されるので、その分岐部上部の加熱部により加熱される吸湿液の水分蒸発による濃縮での析出物の発生を抑制できる。
【００１２】
また、請求項３の調湿装置は、タンク本体に貯えられた吸湿液を調湿モジュールを介して循環させて調湿を行う調湿装置において、上記タンク本体の下側に一端が接続された出口管と、上記出口管の他端と下端が接続され、上端が上方に向かって設けられた分岐部と、上記分岐部の上側に配置され、上記分岐部内にある吸湿液を加熱することにより上記吸湿液から水蒸気を放出させる加熱部と、上記分岐部の下側に一端が接続され、他端が上記調湿モジュールの入口側に接続された送液配管と、上記出口管内を流れる吸湿液と上記分岐部から上記調湿モジュールに向かって上記送液配管内を流れる吸湿液との間で熱交換を行うための熱交換部とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
上記請求項３の調湿装置によれば、上記タンク本体の下側に出口管を介して接続された上記分岐部の上側に加熱部を配置し、その加熱部により上記分岐部内の吸湿液の上側を加熱して、上記吸湿液から放出された水蒸気を分岐部の上方に向いた上端から排出する。これによって、上記吸湿液を濃縮して再生する。上記タンク本体とは分離された分岐部内にある吸湿液上部を加熱するとき、分岐部内の吸湿液の高温領域とタンク本体内の吸湿液の低温領域とが分離されて、タンク本体内の吸湿液を低温に保つことができる。さらに、上記分岐部から出口側の送液配管に出ていく比重の重い高温高濃度の吸湿液から熱交換部を介してタンク本体から分岐部に供給される低温の吸湿液に熱が回収され、分岐部から熱が外部に逃げるのを抑制して、再生効率を改善することができる。したがって、上記タンク本体内の吸湿液の温度をできるだけ上昇させることなく再生運転を行いながら、効率のよい調湿運転を連続して行うことができる。
【００１４】
また、請求項４の調湿装置は、請求項１乃至３のいずれか１つの調湿装置において、上記加熱部は、上記分岐部内に配置されていることを特徴としている。
【００１５】
上記請求項４の調湿装置によれば、上記分岐部内に配置された加熱部によって、外部から加熱するよりも分岐部内にある吸湿液を効率よく加熱することができる。
【００１６】
また、請求項５の調湿装置は、請求項１乃至４のいずれか１つの調湿装置において、上記分岐部の上端が排気ダクトに連通していることを特徴としている。
【００１７】
上記請求項５の調湿装置によれば、上記分岐部内の吸湿液から放出された水蒸気を、分岐部の上端から排気ダクトを介して排気することが可能となる。また、例えば空気が外部に排出されるように排気ダクト内に送風することによって、分岐部内に発生した水蒸気がすみやかに排気ダクトに導かれて排出されると共に、分岐部内の液面上部の空気が攪拌されるので、分岐部内の液面付近の温度が低下し、吸湿液の再生効率が向上する。
【００１８】
また、請求項６の調湿装置は、請求項１乃至５のいずれか１つの調湿装置において、上記分岐部内の吸湿液の液面付近に多孔質のシートを備えたことを特徴としている。
【００１９】
上記請求項６の調湿装置によれば、上記分岐部内の吸湿液を加熱して水蒸気を放出するとき、吸湿液の液面付近の多孔質のシートを介して水蒸気のみが放出され、例え吸湿液が沸騰しても多孔質のシートにより吸湿液の飛散を防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の調湿装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態の調湿装置の一例としての除湿装置の概略構成図であり、１は吸湿液１０を貯えるタンク本体、２は上記タンク本体１に第１送液配管１１を介して接続され、タンク本体１内の吸湿液１０を送り出すポンプ、４は上記ポンプ２に第２送液配管１２を介して入口側が接続され、出口側が戻り配管１３を介してタンク本体１に接続された除湿モジュールである。上記タンク本体１の下側にＪ字形状の分岐部５の下端を接続し、その分岐部５の上端が上方に向いている。その分岐部５の上端に排気ダクト７の一端を接続している。上記分岐部５の上側に加熱部の一例としての再生ヒータ６を配置している。上記再生ヒータ６は、分岐部５の加熱部分の材料を例えばアルミニウムなどの金属にしてその外側をバンドヒータなどで加熱することにより、分岐部５内にある吸湿液の上部（液面近傍）を加熱する。なお、分岐部５の金属材料からなる加熱部分の内側は、腐食性の吸湿液から保護するためにフッ素樹脂等で保護する。また、上記分岐部５の下端近傍に戻り配管１３を接続している。
【００２２】
また、上記除湿モジュール４は、疎水性膜からなる複数の扁平チューブ２０を並列に配置し、各扁平チューブ２０の下端を接続部２１（第２送液配管１２を接続）により接続する一方、各扁平チューブ２０の上端を接続部２２（戻り配管１３を接続）により接続している。上記複数の扁平チューブ２０の間にはスリットが設けられ、その除湿モジュール４のスリットに空気を送風することによって、吸湿効率が向上する。この実施形態では、吸湿液１０として臭化リチウム（ＬｉＢｒ）の水溶液を用いている。
【００２３】
上記構成の除湿装置によれば、タンク本体１からポンプ２により送り出された吸湿液１０は、除湿モジュール４の扁平チューブ２０内を通過して、通過する吸湿液が疎水性膜を介して送風された空気から水分を吸収することにより除湿する。
【００２４】
そして、図２に示すように、上記分岐部５内にある吸湿液の液面近傍の領域を再生ヒータ６により加熱することによって、分岐部５内の吸湿液から水蒸気が放出され、放出された水蒸気は、分岐部５の上端と排気ダクト７を介して外部に排出される。このとき、分岐部５内の加熱領域から濃縮された吸湿液が下方（矢印Ｒ１）に下がっても量が少ないため、タンク本体液温はほとんど上昇しない。
【００２５】
こうして、上記吸湿液１０をタンク本体１，ポンプ２および除湿モジュール１４に循環させながら、分岐部５において再生ヒータ６の加熱により吸湿液を再生することによって低温部と高温部とが分離され、連続的に除湿を行うことが可能となる。
【００２６】
上記タンク本体１の一部を分岐させた分岐部５内の吸湿液上部を加熱するので、分岐部５内の吸湿液の高温領域とタンク本体１内の吸湿液の低温領域とが分離されて、高温の吸湿液がタンク本体１内の吸湿液と混じっても少量のためタンク本体１内の吸湿液を低温に保つことができ、除湿モジュール４の吸湿能力の低下を防ぐことができる。
【００２７】
したがって、上記タンク本体１内の吸湿液の温度をできるだけ上昇させることなく再生運転を行いながら、効率のよい除湿運転を連続して行うことができる。また、上記再生ヒータによる加熱熱量が吸湿液の再生に主に用いられ、再生効率が向上する。
【００２８】
また、図３は加熱部の一例としての再生ヒータ１６を分岐部５内に配置した要部の概略図を示しており、タンク本体１内に貯えられた吸湿液１０の液面と同じ高さの分岐部５内の吸湿液の液面の下側かつ近傍に配置された再生ヒータ１６により吸湿液を加熱することにより再生する。なお、上記分岐部５の材料を高温耐熱樹脂にして、耐腐食性ヒータ（例えばセラミックヒータ）を吸湿液に直接接触させる。上記分岐部５内に配置された再生ヒータ１６によって、分岐部５内の吸湿液を効率よく加熱することができる。
【００２９】
また、図４は上記タンク本体１内に貯えられた吸湿液の液面にフロートスイッチ１７を配置した要部の概略図を示している。この吸湿装置では、吸湿液の再生により濃縮されて体積が減少することにより、タンク本体１内および分岐部５内の吸湿液の液面が下がるために、分岐部５内の吸湿液の液面が再生ヒータ６より下がった場合は、フロートスイッチ１７がオフして再生ヒータ６をオフする。一方、吸湿液の吸湿が進み、水分により希釈されて体積が増加することにより、タンク本体１内および分岐部５内の吸湿液の液面が上がるために、分岐部５内の吸湿液の液面が再生ヒータ６まで上がった場合または再生ヒータ６より上になった場合は、フロートスイッチ１７がオンして再生ヒータ６をオンする。これによって、吸湿液の再生が必要になったときのみ、再生ヒータ６をオンするので、効率よく再生することができる。
【００３０】
（第２実施形態）
図５はこの発明の第２実施形態の調湿装置の一例としての除湿装置の要部の概略構成図であり、この第２実施形態の除湿装置は、分岐部と排気ダクトを除いて第１実施形態の除湿装置と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略すると共に、図１を援用する。
【００３１】
図５に示すように、タンク本体１の下側にＪ字形状の分岐部５１の下端を接続し、その分岐部５１は上端が上方に向いている。その分岐部５１の上端を排気ダクト５２に接続して、分岐部５１を排気ダクト５２に連通している。上記排気ダクト５２の上流側の一端に排気ファン５３を配置している。また上記分岐部５１の上側に加熱部の一例としての再生ヒータ５６を配置している。上記再生ヒータ５６は、分岐部５１内にある吸湿液の上部（液面近傍）を加熱する。また、上記分岐部５１の下端近傍に戻り配管１３を接続している。
【００３２】
上記排気ファン５３により排気ダクト５２を介して室内空気が室外に排出されるように送風することによって、分岐部５１内の吸湿液から放出された水蒸気５４を、分岐部５１の上端に排気ダクト５２を介して排気することができると共に、分岐部５１内の液面付近の温度が低下し、吸湿液の再生効率が向上する。
【００３３】
また、図６に示すように、上記分岐部５１内の吸湿液の液面に多孔質のシート６０を浮かせることによって、上記分岐部５１内にある吸湿液を加熱して水蒸気を放出するとき、液面に浮く多孔質のシート６０を介して水蒸気のみが放出され、例え吸湿液が沸騰しても多孔質のシート６０により吸湿液の飛散を防止することができる。また、シート６０は液面付近の適当な位置に固定してもよい。
【００３４】
（第３実施形態）
図７はこの発明の第３実施形態の調湿装置の一例としての除湿装置の要部の概略構成図であり、この第３実施形態の除湿装置は、分岐部を含む部分を除いて第１実施形態の除湿装置と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略すると共に、図１を援用する。
【００３５】
図７に示すように、タンク本体１に一端が接続された出口管７１の他端を分岐部７３の下側に接続して、その分岐部７３の下端に第１送液配管１１の一端を接続している。上記出口管７１は、分岐部７３側の一部分が第１送液配管１１と接して熱交換部７２を形成している。また、上記分岐部７３内の上側に加熱部の一例としての再生ヒータ７６を配置している。上記再生ヒータ７６は、分岐部７３内にある吸湿液の上部（液面近傍）を加熱する。
【００３６】
上記構成の除湿装置において、熱交換部がないと、再生ヒータ７６により吸湿液を再生したとき、比重の重い高温高濃度の吸湿液が出口側の第１送液配管１１に出てポンプ２（図１に示す）により除湿モジュール４（図１に示す）に送られ、再生ヒータ７６の熱が分岐部７３から逃げてしまって再生効率が低下すると共に、除湿モジュール４の吸湿能力も低下してしまう。これに対して、この第３実施形態の除湿装置では、分岐部７３から出口側の第１送液配管１１に出ていく比重の重い高温高濃度の吸湿液から熱交換部７２を介してタンク本体１から供給される低温の吸湿液に熱が回収される。これによって、分岐部７３から熱が外部に逃げるのを抑えて、再生効率を改善することができ、除湿モジュール４の吸湿能力の低下を防ぐことができる。
【００３７】
上記第１〜第３実施形態では、吸湿液として臭化リチウム（ＬｉＢｒ）の水溶液を用いたが、塩化リチウム（ＣｌＬｉ）や塩化カルシウム（ＣｌＣａ）等の水溶液を吸湿液として用いてよく、それらを組み合わせた混合水溶液を吸湿液として用いてもよい。また、水を吸湿液として用いてもよい。
【００３８】
また、上記第１〜第３実施形態では、疎水性膜からなる複数の扁平チューブ２０を並列に配置した除湿モジュール４を備えた除湿装置について説明したが、調湿モジュールの構成はこれに限らず、疎水性膜を介して空気中から水分を吸湿液に吸収するものであればよい。また、疎水性膜を介して空気中に水分を放出する加湿モジュールを用いた加湿装置にこの発明を適用してもよい。この場合、上記第１〜第５実施形態の除湿装置と基本的な構成は変わらず、必要に応じて、加湿モジュールの近辺に加熱手段を設けてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の調湿装置は、タンク本体に貯えられた吸湿液を調湿モジュールを介して循環させて調湿を行う調湿装置において、上記タンク本体の下側に下端が接続され、上端が上方に向かって設けられた分岐部と、上記分岐部の上側に配置され、上記分岐部にある吸湿液を加熱することにより上記吸湿液から水蒸気を放出させる加熱部とを備えたものである。
【００４０】
したがって、請求項１の発明の調湿装置によれば、上記タンク本体の一部を分岐させた分岐部内にある吸湿液上部を加熱するので、分岐部内の吸湿液の高温領域とタンク本体内の吸湿液の低温領域とが分離されて、高温の吸湿液がタンク本体内の吸湿液と混じらずにタンク本体内の吸湿液を低温に保つことができ、調湿モジュールの吸湿能力の低下を防ぐことができる。したがって、上記タンク本体内の吸湿液の温度をできるだけ上昇させることなく再生運転を行いながら、効率のよい調湿運転を連続して行うことができる。
【００４１】
また、請求項２の発明の調湿装置によれば、請求項１の調湿装置において、上記調湿モジュールの出口側を戻り配管を介して上記分岐部の下端近傍に接続しているので、調湿モジュールで吸水した吸湿液が分岐部の下端近傍に流入してタンク本体に戻り、分岐部の下側にも低濃度の吸湿液が供給されるので、その分岐部上部の加熱部により加熱される吸湿液の水分蒸発による濃縮での析出物の発生を抑制することができる。
【００４２】
また、請求項３の発明の調湿装置は、タンク本体に貯えられた吸湿液を調湿モジュールを介して循環させて調湿を行う調湿装置において、上記タンク本体の下側に一端が接続された出口管と、上記出口管の他端と下端が接続され、上端が上方に向かって設けられた分岐部と、上記分岐部の上側に配置され、加熱することにより吸湿液から水蒸気を放出させる加熱部と、分岐部の下側に一端が接続され他端が調湿モジュールに接続された送液配管と、出口管内を流れる吸湿液と分岐部から調湿モジュールに向かって送液配管内を流れる吸湿液との間で熱交換を行うための熱交換部とを備えたものである。
【００４３】
したがって、請求項３の発明の調湿装置によれば、上記分岐部内の吸湿液の高温領域とタンク本体内の吸湿液の低温領域とが分離されて、タンク本体内の吸湿液を低温に保つことができると共に、上記分岐部から出口側の送液配管に出ていく比重の重い高温高濃度の吸湿液から熱交換部を介してタンク本体から分岐部に供給される低温の吸湿液に熱が回収され、分岐部から熱が外部に逃げるのを抑えて、再生効率を改善することができる。したがって、上記タンク本体内の吸湿液の温度をできるだけ上昇させることなく再生運転を行いながら、効率のよい調湿運転を連続して行うことができる。
【００４４】
また、請求項４の発明の調湿装置によれば、請求項１乃至３のいずれか１つの調湿装置において、上記分岐部内に配置された加熱部によって、分岐部内の吸湿液を効率よく加熱することができる。
【００４５】
また、請求項５の発明の調湿装置によれば、請求項１乃至４のいずれか１つの調湿装置において、上記分岐部の上端が排気ダクトに連通することによって、上記分岐部内の吸湿液から放出された水蒸気を、分岐部の上端と排気ダクトを介して排気することが可能となる。また、例えば空気が外部に排出されるように排気ファンなどによって排気ダクト内に送風すると、分岐部内に発生した水蒸気を速やかに排気ダクトに導くと共に、送風により分岐部内の空気を攪拌するので、分岐部内の液面付近の温度が低下して、吸湿液の再生効率を向上できる。
【００４６】
また、請求項６の発明の調湿装置によれば、請求項１乃至５のいずれか１つの調湿装置において、上記分岐部内の吸湿液の液面付近に備えられた多孔質のシートによって、上記加熱部により分岐部内の吸湿液を加熱して水蒸気を放出するとき、吸湿液の液面付近の多孔質のシートを介して水蒸気のみが放出され、例え吸湿液が沸騰しても多孔質のシートにより吸湿液の飛散を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態の除湿装置の概略構成図である。
【図２】図２は上記除湿装置の要部の概略図である。
【図３】図３は分岐部内に再生ヒータを配置した除湿装置の要部の概略図である。
【図４】図４はタンク本体内に貯えられた吸湿液の液面にフロートスイッチを配置した除湿装置の要部の概略図である。
【図５】図５はこの発明の第２実施形態の除湿装置の要部の概略図である。
【図６】図６は上記除湿装置の分岐部内の吸湿液の液面に多孔質のシートを浮かせたときの要部の概略図である。
【図７】図７はこの発明の第３実施形態の除湿装置の要部の概略図である。
【図８】図８は従来の除湿装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１…タンク本体、
２…ポンプ、
４…除湿モジュール、
５，５１，７３…分岐部、
６，１６，５６，７６…再生ヒータ、
７，５２…排気ダクト、
１０…吸湿液、
１１…第１送液配管、
１２…第２送液配管、
１４…戻り配管、
１７…フロートスイッチ、
２０…扁平チューブ、
２１，２２…接続部、
５３…排気ファン、
６０…多孔質のシート、
７１…出口管、
７２…熱交換部。
Claims (6)
- タンク本体（１）に貯えられた吸湿液を調湿モジュール（４）を介して循環させて調湿を行う調湿装置において、
上記タンク本体（１）の下側に下端が接続され、上端が上方に向かって設けられた分岐部（５）と、
上記分岐部（５）の上側に配置され、上記分岐部（５）内にある吸湿液を加熱することにより上記吸湿液から水蒸気を放出させる加熱部（６，１６，５６，７６）とを備えたことを特徴とする調湿装置。 - 請求項１に記載の調湿装置において、
上記調湿モジュール（４）の出口側を上記分岐部（５）の下端近傍に戻り配管（１３）を介して接続したことを特徴とする調湿装置。 - タンク本体に貯えられた吸湿液を調湿モジュールを介して循環させて調湿を行う調湿装置において、
上記タンク本体（１）の下側に一端が接続された出口管（７１）と、
上記出口管（７１）の他端と下端が接続され、上端が上方に向かって設けられた分岐部（５）と、
上記分岐部（７３）の上側に配置され、上記分岐部（７３）内にある吸湿液を加熱することにより上記吸湿液から水蒸気を放出させる加熱部（７６）と、
上記分岐部（７３）の下側に一端が接続され、他端が上記調湿モジュール（４）の入口側に接続された送液配管（１１）と、
上記出口管（７１）内を流れる吸湿液と上記分岐部（７３）から上記調湿モジュール（４）に向かって上記送液配管（１１）内を流れる吸湿液との間で熱交換を行うための熱交換部（７２）とを備えたことを特徴とする調湿装置。 - 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の調湿装置において、上記加熱部（１６，５６，７６）は、上記分岐部（５）内に配置されていることを特徴とする調湿装置。
- 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の調湿装置において、上記分岐部（５１）の上端が排気ダクト（５２）に連通していることを特徴とする調湿装置。
- 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の調湿装置において、上記分岐部（５１）内の吸湿液の液面付近に多孔質のシート（６０）を備えたことを特徴とする調湿装置。
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