JP2014062731A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化することなく、構造が単純な空調装置を提供する。また、夏季において、熱需要を創出して燃料電池の稼働率を上げるとともに、空調負荷を低減させて省エネルギーを図る空調装置を提供する。
【解決手段】少なくとも一対のローラ３１と、ローラ３１に掛けられたスクリーン１１と、ローラ３１を駆動してスクリーン１１を循環させる駆動手段３０と、吸放湿性材料とを備え、スクリーン１１が吸放湿性材料を保持し、駆動手段３０により、吸放湿性材料に接触した除湿対象空間の空気の水分を吸収する吸収部１０と、スクリーン１１に温風を通流させ、吸放湿性材料が吸収した水分を温風により放出させて吸放湿性材料が水分を吸収する能力を再生する再生部２０とを循環する。再生部２０が、スクリーン１１の横断方向に延びる一対のマニホールド２１間に温風の流通路を形成して構成される。
【選択図】図１

Description

本願発明は、少なくとも一対のローラと、前記一対のローラに掛け廻されたスクリーンと、前記スクリーンをローラ間を廻って循環させる駆動手段と、空調対象空間内の空気を少なくとも除湿する空調装置に関する。

デシカント（吸放湿性材料）を用いて除湿を行う空調装置として、例えば、デシカントロータが用いられている。デシカントロータは、特開昭６２−４９９３０号公報（特許文献１）に見られるように、一般にハニカム構造の円盤状部材で、その一部に厚さ方向に除湿対象の空気を、他部にデシカントを再生させるための空気が通流できるように構成されている。そして、デシカントロータの表面には、通常、多孔性の無機化合物を主成分とするデシカントの層が設けられており、デシカントロータを回転させることにより、前記デシカントがデシカントロータの一部を流れる除湿対象の空気から吸湿する一方、他の一部を流れる再生用の空気に放湿することで、空調対象空間の除湿を行える。すなわち、除湿対象の空気から吸湿したデシカントロータの一部が、回転によって再生用の空気の通流箇所を循環したときに、除湿対象の空気から吸湿した水分を再生用の空気に放湿することで、当該部のデシカントを再生し、除湿を連続して行えるようになっている。

しかし、上記の構造では、十分な除湿効果を得るためには大きな装置が必要となり、装置の単位体積あたりの吸湿効率は低いものであった。そこで、装置の小型化と装置の単位体積あたりの吸湿効率の向上を図るべく、特開平８−９４１２２号公報（特許文献２）や特開２００１−３３４１１８号公報（特許文献３）のように、ベルトにデシカントを保持させた板を数十枚取り付け、板を循環させることで室内空気の除湿を行い、板につけた電気ヒータで再生させたベルト駆動デシカントが提案されている。

特開昭６２−４９９３０号公報 特開平８−９４１２２号公報 特開２００１−３３４１１８号公報

しかし、特許文献２に見られるベルト駆動デシカントは、ブロック状のデシカントを使用していることから、十分な除湿能力を確保するためにはデシカントをある程度の大きさに成型する必要があるため、装置が全体的に大型化しやすく、また、特許文献３のベルト駆動デシカントは、多数のデシカントフィンをベルトに固定するため、機械的な構造が複雑になるという問題点があった。さらに、このような空調装置は、例えば居室に設けられる窓、壁等に設置可能で、当該居室の除湿を行える装置であることが好ましいが、そのような用途に使用できる空調装置はこれまで得られていなかった。加えて、今日、各家庭にコージェネレーションシステム（熱電併給設備）の一種である燃料電池が設置されつつあるが、コージェネレーションシステムでは、電力需要は多いが熱需要が少ない夏季においては、熱を無駄に廃棄している、あるいは、熱的には十分に稼動できていない状況になっていた。

本願発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、大型化せず、構造が単純な空調装置を提供する点にある。加えて、例えば夏季において熱需要を創出してコージェネレーションシステム（燃料電池等）の稼働率を上げるとともに、空調負荷を低減させて省エネルギーを図り、これにより快適な居室空間を提供できる空調装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本願発明に係る空調装置の第１特徴構成は
少なくとも一対のローラと、
前記一対のローラ間に渡って掛け廻されたスクリーンと、
前記スクリーンをローラ間を廻って循環させる駆動手段とを備え、
空調対象空間内の空気を少なくとも除湿する空調装置であって、
前記スクリーンに吸湿性を有する吸放湿性材料を保持させる、もしくは、前記スクリーンを吸放湿性材料から構成し、
前記スクリーンの循環経路内に、
前記空調対象空間内の空気に前記スクリーンが接触して、前記吸放湿性材料が前記空調対象空間の空気の水分を吸収する吸収部と、
前記スクリーンに温風を通流させ、前記吸放湿性材料が吸収した水分を前記温風により放出させて前記吸放湿性材料が水分を吸収する能力を再生する再生部とを設け、
前記再生部で前記温風に放出された水分を、前記空調対象空間とは異なる空調対象空間外に放出する放出手段を設け、
前記吸収部において、前記除湿対象空間内の空気に前記スクリーンが接触して、前記吸放湿性材料が前記除湿対象空間の空気の水分を吸収するとともに、前記再生部において、前記スクリーンに温風を通流させ、前記吸放湿性材料が吸収した水分を前記温風により放出させて前記吸放湿性材料の水分吸収能力を再生し、前記放出手段の働きにより、前記再生部で前記温風に放出された水分を、前記除湿対象空間外に放出する除湿運転可能に構成され、
前記再生部が、
開口部が対向して配設される少なくとも一対のマニホールドを備え、
一方の前記マニホールドを前記温風を吹出す吹出マニホールドとし、他方のマニホールドを前記温風を吸気する吸気マニホールドとして、一対のマニホールド間に流通路を形成して構成され、
前記スクリーンが少なくとも一対の前記マニホールドの間を循環し、かつ、前記循環の際に、前記マニホールド間の前記流通路を通じて、前記温風が前記スクリーンを通流し、 前記マニホールドが、前記スクリーンの横断方向に延びる長手形状とされる点にある。

上記の特徴構成によれば、一対のローラ間に掛け廻されたスクリーンを、駆動手段によりローラ間に渡って循環させることにより、吸収部で、吸放湿性材料に水分を吸収させて空調対象空間の空気から除湿を行うことができる。さらに、スクリーンが循環することで、当該水分を吸収した吸放湿性材料が再生部に到ることで、再生部で温風を使用して、除湿で吸収した水分を放出させ、それにより高湿になった温風を空調対象空間外に放出することで、空調対象空間の除湿を良好に行える。
ここで、前記放出手段は、少なくとも、再生部で生成される高湿になった温風を空調対象空間外へ放出する役割を果たす。
一方、吸放湿性材料に関しては、吸収部において水分を吸収し、再生部で水分を放出するため、その水分吸収能力が再生される。しかも、スクリーンに吸放湿性材料を保持させたり、スクリーン自体を吸放湿性材料で構成するため、スクリーンの他に吸放湿性材料を保持するための機械的な構造を必要せず、駆動部が少なく、単純で、騒音がほとんど発生しない構造の空調装置を提供することができる。
また、上記の特徴構成によれば、吹出マニホールドから吸気マニホールドに向かって形成される流通路を通じて温風がスクリーンを通流するため、温風により、スクリーンに保持される又はスクリーンを成す吸放湿性材料の除湿能力を再生することができる。ここで、再生部では、再生部を通流する温風の相対湿度が低いことにより、吸放湿性材料からの水分放出を促進し、吸放湿性材料を良好に再生できる。また、この再生部を、開口部が対向して配設される、少なくとも一対のマニホールドから構成し、吹出マニホールドの開口から吸気マニホールドの開口へと温風が流れる流通路を形成して、その間にスクリーンを循環させることから、温風が空調対象空間内へ漏れるのを極力防ぎながら、スクリーンの再生を行える。
本願発明に係る空調装置の更なる特徴構成は、前記一対のマニホールドの開口部に、当該開口部を囲む形態で高密度ブラシが設けられた点にある。
この特徴構成によれば、これら両マニホールドの開口部を囲む形態で高密度ブラシを設けておくと（開口端からスクリーンに向かう方向に植毛された刷毛を開口全周に亘って設ける）、当該高密度ブラシによりスクリーンとマニホールドの間が気密に保たれていることから、温風による再生の効果を高めることができる。

本願発明に係る空調装置の更なる特徴構成は、前記スクリーンの循環方向の一方の端部側に送気手段を備え、除湿運転状態で、前記送気手段を駆動することにより、前記スクリーンの面に沿って前記空調対象空間の空気を通流させる点にある。

上記の特徴構成によれば、除湿運転時に、スクリーンの循環に加え、送気により積極的に空調対象空間の空気をスクリーンに接触させるため、空調対象空間の空気とスクリーンの接触率を上げることができ、単位時間当たりの除湿量を増加させることができる。

本願発明に係る空調装置の更なる特徴構成は、前記スクリーンの横断方向に吸気手段を備え、除湿運転状態で、前記吸気手段を駆動することにより、前記空調対象空間の空気を前記スクリーンに通流させた後、前記空調対象空間へ通流する点にある。

上記の特徴構成によれば、除湿運転状態で、吸気手段が働くことにより、吸引により空調対象空間の空気をスクリーンに通流させるため、空調対象空間の空気を単にスクリーンに接触させた場合以上に、単位時間当たりの除湿量を増加させることができる。

本願発明に係る空調装置の更なる特徴構成は、前記スクリーンの横断方向に吸気手段を、前記スクリーンの循環方向の一方の端部側に送気手段を備え、前記吸気手段により吸引された前記空気は前記送気手段に通流されるように構成されており、除湿運転状態で、前記吸気手段及び前記送気手段を駆動することにより、前記吸気手段により前記空調対象空間の空気を吸引し、前記空調対象空間の空気を前記スクリーンに通流させた後、前記スクリーンの面に沿って前記空調対象空間の空気を通流させる点にある。

上記の特徴構成によれば、除湿運転状態で、吸引手段が働いて吸引により空調対象空間の空気をスクリーンに通流させるとともに、送気手段により、送気により積極的に空調対象空間の空気をスクリーンに接触させるため、スクリーンとの接触率を上げることができ、単位時間当たりの除湿量を増加させることができる。

本願発明に係る空調装置の更なる特徴構成は、前記スクリーンがキルティング構造を有し、キルティング構造間に吸放湿性材料を充填することで、前記吸放湿性材料を保持している点にある。

上記の特徴構成によれば、スクリーンの表面シートと裏面シートの間に吸放湿性材料を芯として挿入し、表面シートと裏面シートとの一部部位を連結して、スクリーンに吸放湿性材料を内包するため、装置を大型化させることなく、非常に単純な構造で吸放湿性材料を保持できる。また、駆動部が少ないため、騒音がほとんど発生しない、静かな空調装置を実現できる。さらに、キルティング構造に吸放湿性材料を充填することから、充填量の調整が容易であるため、吸放湿性材料の充填量の調整により除湿量を調整することも可能となる。

本願発明に係る空調装置の更なる特徴構成は、除湿運転状態と、
前記再生部において、前記スクリーンに前記空調対象空間外の空気を通流させ、前記吸放湿性材料が当該空気の水分を吸収し、当該空気を前記放出手段により前記空調対象空間外に放出し、前記吸収部に、昇温された前記空調対象空間内の空気を導くとともに、当該空気に前記スクリーンが接触して、前記吸放湿性材料が吸収した前記水分を放出して、当該空気を前記空調対象空間に戻す加湿運転状態とに、択一的に運転可能とされることにある。

この構成を採用することにより、本願発明に係る空調装置では、これまで説明してきた除湿運転の他、加湿運転を実現できる。
即ち、除湿運転状態で吸湿材料の再生に使用してきた再生部に、空調対象空間外の空気を流通させ、前記スクリーンで吸放湿性材料が当該空気の水分を吸収させる。そして、そのように水分を吸収した空調対象空間外の空気を、前記放出手段により空調対象空間外に放出する。
一方、除湿運転状態で水分を吸収する用を果たす吸収部に、昇温された空調対象空間内の空気を導くとともに、この空気に前記スクリーンが接触して、吸放湿性材料が吸収した水分を放出して、空調対象空間に戻すものとする。
このようにすることで、空調対象空間の加湿を良好に行える。

本願発明の第１実施形態に係る空調装置を示す斜視図である。 本願発明の第１実施形態に係る空調装置を示す正面図である。 本願発明の第１実施形態に係る空調装置を示す左側面図である。 本願発明の第１実施形態に係る空調装置の設置状態を示す斜視図である。 本願発明の第１実施形態に係る空調装置の回転部分の構造を示す斜視図である。 本願発明のスクリーンがデシカントを保持する構造を示す模式横断面図である。 本願発明の空調装置における、スクリーンの循環構造、温風の生成・放出構造を示す概念図である。 本願発明の再生部付近の構造を示す斜視図である。 本願発明の再生部を固定する構造を示す斜視図である。 本願発明の再生部の詳細構造を示す斜視図である。 本願発明の第２実施形態に係る空調装置を示す左側面図である。 本願発明の第２実施形態に係る空調装置を示す正面図である。 本願発明の第３実施形態に係る空調装置を示す左側面図である。 本願発明の第４実施形態に係る空調装置を示す左側面図である。 除湿運転状態にある第５実施形態に係る空調装置の運転状態を示す図である。 加湿運転状態にある第５実施形態に係る空調装置の運転状態を示す図である。

〔第１実施形態〕
以下に図面を参照して本願発明の空調装置１００について説明する。
図１〜３は各々、本願発明の第１実施形態に係る空調装置１００を示す斜視図、正面図、左側面図である。これらの図では、空調装置１００の構造の理解を容易とするために、特に空調装置１００に備えられる機構を主に示しているが、空調装置１００の機能を損なわない範囲において、装置カバーが備えられている。他の図でも、この点に関しては同様である。
本願発明に係る空調装置１００は、少なくとも一対のローラ３１と、当該一対のローラ３１間に渡って掛け廻されたスクリーン１１と、ローラ３１を駆動してスクリーン１１を一対のローラ３１間に渡って循環させる駆動手段３０である駆動ギア対３２及びモータ３３とを備えており、スクリーン１１は後述するキルティング構造によりデシカント１２（吸放湿性材料の一例）を保持している。また、スクリーン１１が掛け廻されたローラ３１のうち、一方のローラ３１は駆動ギア対３２の一方と一体的に回転するように構成されており、駆動ギア対３２の他方はモータ３３と連結されている。駆動ギア対３２はこの連結されたモータ３３により駆動され、駆動ギア対３２の駆動により、スクリーン１１は居室内の空気Ａ１を除湿する吸収部１０とデシカント１２の除湿能力を再生する再生部２０とを循環するように回転する（図３、図６及び図７参照）。

図４は、本願発明の第１実施形態に係る空調装置１００の設置状態を示す斜視図である。本願発明に係る空調装置１００は、例えば図４のように、温調対象空間（この第１実施形態の場合は除湿対象空間となる）の一例である居室の窓５０１の一部を占有する形態で設置して使用する。

図５は、本願発明の第１実施形態に係る空調装置の回転部分の構造を示す斜視図である。本実施形態では、スクリーン１１を回転させるローラ３１は、鉛直方向に対になるように水平姿勢に配置され、ローラ３１の両端には、スクリーン１１が回転軸方向にずれるのを防止するずれ防止ガイド３５が設けられている。

ローラ３１の夫々は回転軸３６で対応する支持板３７に固定されており、支持板３７は、窓枠や居室の天井に固定された天板３９に、鉛直方向を長手方向として固定して支持されている第１の支持板３７ａと、同じく鉛直方向を長手方向として、長さ調整用の長穴３８を介して第１の支持板３７ａに固定される第２の支持板３７ｂとからなる。対となるローラ３１は第１の支持板３７ａ、第２の支持板３７ｂの各々に固定されており、使用者は長穴３８により第２の支持板３７ｂの第１の支持板３７ａに対する固定位置を調整することで、各々の支持板に固定されているローラ３１の間隔を調整し、ひいては、スクリーン１１の張りを調整することができる。

スクリーン１１を回転させる構造として、スクリーン１１が掛けられた対となるローラ３１のうち、一方は駆動ギア対３２の一方と一体的に回転するように構成されている。この駆動ギア対３２の他方はモータ３３に連結されており、連結されたモータ３３により駆動されることで、上部側に配置されたローラ３１が回転する。下部側に配置されたローラ３１の回転部分には図２で示したようにベアリング３４が備えられており、ローラを支持する回転軸３６を中心として自由に回転できる。このような構成により、上部側に配置されたローラ３１の回転により、ローラ３１に掛けられたスクリーン１１と、下部側に配置されたローラ３１とがともに回転し、スクリーン１１が吸収部１０と再生部２０とを循環する。

図６は、本願発明のスクリーン１１がデシカント１２を保持する構造を示す側断面図である。本実施形態では、デシカント１２は有機系やパラフィン系の吸湿性繊維や、繊維と繊維の間に水分を保持するフェルト状の吸放湿性繊維であり、例えばアクリレート系繊維などの吸放湿性や充填性に優れた吸放湿性繊維である。これら吸湿性繊維にあっても、これら繊維が吸湿した状態にあっては、温風に接触させることで、水分を放出させることができる。スクリーン１１は通気性を有する布からなり、キルティング方式で布地内にデシカント１２を充填する。これにより、通気性を有するスクリーン１１に接触した空気中の水分を、布地に充填したデシカント１２で吸収できる構造となっている。また、キルティング方式であれば、保持するデシカント１２の量を調整できるため、スクリーン１１の除質量を調整できるという長所がある。
さらに、スクリーン１１自体を、上記の有機系やパラフィン系の吸湿性繊維や、繊維と繊維の間に水分を保持するフェルト状の吸放湿性繊維であり、例えばアクリレート系繊維などの吸放湿性や充填性に優れた吸放湿性繊維で構成してもよい。

図７は、本願発明のスクリーン１１が吸収部１０と再生部２０とを循環する構造を示す概念図である。スクリーン１１は吸収部１０において居室内の空気Ａ１と接触するように配置されており、保持するデシカント１２により、居室内の空気Ａ１の水分を吸収する。空調装置１００は、これにより居室内の空気Ａ１の除湿を行う。なお、図１からも窺えるように、この吸収部１０は、居室内の空間と連通する空調装置内の空間であり、実質的には、再生部２０を除く、ほとんどの部分が吸収部１０となる。

吸収部１０で居室内の空気Ａ１の水分を吸収し、居室内の空気Ａ１の除湿を行ったスクリーン１１は、続いて再生部２０に移動（循環）する。再生部２０では、スクリーン１１に保持されたデシカント１２を温風ＨＡにより乾燥させ、デシカント１２の除湿能力を再生する。

本願発明は、このように、デシカント１２を保持するスクリーン１１を回転させ、居室内の空気Ａ１と接触する吸収部１０と、温風ＨＡによりデシカント１２の除湿能力を再生する再生部２０とを循環させることにより、吸収部１０において、常に除湿能力の高い状態でデシカント１２を居室内の空気Ａ１と接触させ、除湿を行うことができる。ここで、再生部２０では、再生部２０を通流する温風ＨＡの相対湿度が低いことにより、デシカントからの水分放出を促進し、デシカントを良好に再生できる。

また、図７で示されるように、再生部２０でデシカント１２の再生に使用される温風ＨＡは、室外空気予熱器２０１及び温水−温風熱交換器３０１を用いた熱交換により、室外空気ＯＡを相対的に高温低湿な空気とした上で再生部２０に送風して提供するものであり、居室内の空気Ａ１とは別の経路で供給される。室外空気予熱器２０１は、居室外へ放出する温風ＨＡ（ＥＡ）が保有する熱を再生用マニホールド２１へ送る室外空気ＯＡの予熱に使用するものであり、温水温風熱交換器３０１は、室外機３０２（コージェネレーションシステム）の運転により温水として回収される熱を、予熱後の温風ＨＡの加熱に使用するものである。
このように、温風ＨＡの熱源として室外機３０２の排熱を利用することで、除湿動作において熱需要を創出することができ、例えば、夏季の燃料電池の稼働率を上げ、省エネルギー化を図ることができる。

図８〜１０は、再生部２０の構造を示す概略図である。再生部２０は、図８に示すように、対になって向かい合う高密度ブラシ２２の間にスクリーン１１を循環させる構造になっている。高密度ブラシ２２は対になって向かい合う再生用マニホールド２１の互いに対となる面に固着されており、対となって位置する高密度ブラシ２２間に形成される流通路ＡＲを通じて再生用マニホールド２１の一方から他方に温風ＨＡが通流している。

再生部２０は図９に示すように、例えばマニホールド固定ステー２５の一端を天板３９、他端を再生用マニホールド２１に固定することで、所定の位置で固定されている。また、図１０に示すように、再生用マニホールド２１の各々はダクト接続口２３を有し、再生用マニホールド２１の間を通流し、スクリーン１１の再生に使用される温風ＨＡの通流路を構成している。また、向かい合う再生用マニホールド２１は、スクリーン１１との気密を保てるように間隔の調整が可能な間隔調整用ステー２６により固定されている。

再生は、スクリーン１１が再生用マニホールド２１（高密度ブラシ２２）の間を循環して通過する際に、再生用マニホールド２１の間を通流する温風ＨＡが通気性のあるスクリーン１１を通過し、スクリーン１１の布地内に充填されたデシカント１２を乾燥させることにより行われる。

本願発明の第１実施形態は、デシカント１２を保持するスクリーン１１が以上のように構成された吸収部１０及び再生部２０を循環することで、スクリーン１１の除湿能力を常に再生しながら、居室内の空気Ａ１を除湿するものであった。以下では、居室内の空気Ａ１を除湿する吸収部１０において、スクリーン１１と居室内の空気Ａ１の接触を増加させることで、単位時間当たりの除質量を増加させる別実施形態をいくつか説明する。
なお、後述する第２〜第４実施形態は、いずれも第１実施形態における吸収部１０の構造を別形態としたもので、他の部分の構造、例えば再生部２０の構造は、上述した第１実施形態と同様である。よって、以下の第２〜第４実施形態では、いずれも吸収部１０の構造について説明する。

〔第２実施形態〕
本願発明の第２実施形態は、図１１、図１２に示すように、第１実施形態の構成に加えて、スクリーン１１の上方に、送気手段１３としてシロッコファン１３ａを設けたものである。この空調装置１００では、除湿時はこのシロッコファン１３ａを駆動して居室内の空気Ａ１を居室から吸引してスクリーン１１の面とほぼ平行の方向に送気し、これまで説明してきた吸収部１０を介する居室内からの除湿に加えて、居室内の空気Ａ１とスクリーン１１の接触率を上げることで、単位時間当たりの除質量を増加させる。なお、スクリーン１１と居室内の空気Ａ１の接触を増加させるべく、スクリーン１１の回転方向とシロッコファン１３ａによる送気方向は、対向方向であることが望ましい。

〔第３実施形態〕
本願発明の第３実施形態は、スクリーン１１を備えた空調装置１００本体とは別の位置から居室内に除湿した空気Ａ２を吹き出す吹出口１４ｂを備えた例で、図１３に示すように、スクリーン１１の側方に、吸気手段１４として小型吸引ファン１４ａを設けたものである。この実施形態では、除湿時はこの小型吸引ファン１４ａを駆動して居室内の空気Ａ１を吸引し、除湿用マニホールド１６を通じてスクリーン１１を通過させた後、スクリーン１１の通過により除湿された空気Ａ２を、空調装置１００と離れたところに別途設けられることが多い、吹出口１４ｂから居室内へ送気する。居室内へ送気される空気Ａ２は確実にスクリーン１１を通過しているため、除質量の増加が期待できる。

〔第４実施形態〕
本願発明の第４実施形態は、図１４に示すように、スクリーン１１の上方及び側方に、各々、送気手段１３としての送気口１３ｂ及び吸気手段１４としての小型吸引ファン１４ａを設けたものである。この実施形態に係る空調装置１００は、除湿時は小型吸引ファン１４ａを駆動して、居室内の空気Ａ１を吸引し、スクリーン１１を通過させた後、吸引して除湿した空気Ａ２を居室内に送気する際は、送気口１３ｂから、スクリーン１１の面とほぼ平行な方向へ送気する。これにより、居室内へ送気される空気Ａ２は確実にスクリーン１１を通過しているとともに、居室内への送気の際も、スクリーン１１との接触が増加するように送気されているため、さらなる除質量の増加が期待できる。

〔第５実施形態〕
これまで説明してきた実施形態では、吸収部１０において、空調対象空間内の空気にスクリーン１１を接触させ、吸放湿性材料１２が前記空調対象空間の空気の水分を吸収するとともに、再生部２０において、スクリーン１１に別途得られる温風を通流させ、吸放湿性材料１２が吸収した水分を温風により放出させ、水分を温風とともに、空調対象空間外に放出することにより、空調対象空間を除湿する除湿運転状態に関して説明した。

このような除湿運転状態に加えて、前記吸収部１０及び前記再生部２０へ流す空気を適切に切替えることで、空調対象空間を加湿することもできる。
図１５には、除湿運転状態にある本願に係る空調装置５００の運転状態を示し、図１６には、この加湿運転状態にある本願に係る空調装置５００の運転状態を示した。

この第５実施形態の空調装置５００は、少なくとも一対のローラ３１と、これら一対のローラ３１間に渡って掛け廻されたスクリーン１１と、スクリーン１１をローラ３１間を廻って循環させる駆動手段３０（図示省略）を備えて構成されている。

そして、スクリーン１１には、吸湿性を有する吸放湿性材料１２を保持させる、もしくは、スクリーン自体が吸放湿性材料１２から構成されている。
そして、スクリーンの循環経路内に、先の例と同様な、開口部２１０が対向して配設される少なくとも一対の第１マニホールド２１を備え、一方の第１マニホールド２１ａを吹出マニホールドとし、他方の第１マニホールド２１ｂを吸気マニホールドとして、一対の第１マニホールド２１間に所定の流通路を形成するように構成されている。これら一対の第１マニホールド２１間に、スクリーン１１が循環し、この循環の際に、一対の第１マニホールド２１間で、一対の第１マニホールド２１間を流れる気体と、吸放湿性材料１２との間で、水分の授受を行うことができる。この一対の第１マニホールド２１間を流れる空気は、除湿運転状態、加湿運転状態で、それぞれ以下のようになる。
除湿運転状態では、図１５に示すように、顕熱熱交換器５０１、温水−温風熱交換器５０２で昇温された温調対象空間外の空気（室外空気ＯＡとして細破線で示している）が、吹出マニホールド（第１マニホールド２１ａ）から吹出され、吸放湿性材料１２から水分を奪った後、吸気マニホールド（第１マニホールド２１ｂ）に吸気され、温調対象空間外へ放出できるように構成されている（この放出される、水分を含む放出流をＥＡとして太破線で示している）。
加湿運転状態では、図１６に示すように、温調対象空間外の空気（室外空気ＯＡとして細破線で示している）が加熱されることなく、吹出マニホールド（第１マニホールド２１ａ）に導かれた後、吹出され、吸放湿性材料１２に水分を与えた後、吸気マニホールド（第１マニホールド２１ｂ）に吸気され、温調対象空間外へ放出できるように構成されている（この水分を除かれた放出流をＥＡとして太破線で示している）。

一方、図１５、図１６に示すように、前記スクリーン１１の循環経路内に、開口部５１０がスクリーン１１に向けられて配置される単一の第２マニホールド５０４を備え、当該第２マニホールド５０４を吹出マニホールドもしくは吸気マニホールドとして、働かせることが可能となっている。
除湿運転状態では、図１５に示すように、第２マニホールド５０４が吸気マニホールドとして働く場合、空調対象空間からスクリーン１１を介して空調対象空間の空気を吸引し、その吸引した室内空気を空調対象空間に吹出すように働くことができるようになっている（第２マニホールド５０４により吸気され、再度、空調対象空間に戻される空気ＳＡの流れを細一点鎖線で示している）。
加湿運転状態では、図１６に示すように、この第２マニホールド５０４が吹出マニホールドとして働く場合は、温水−温風熱交換器５０２で昇温された空調対象空間の室内空気を、当該第２マニホールド５０４よりスクリーン１１を介して空調対象空間に吹出すように働く（加熱前の室内空気をＲＡを細一点鎖線で示し、加熱後の室内空気をＨＡとして太一点鎖線で示している）。

以上のような作動状態を確保するために、図１５、図１６に示すように、図示する第５実施形態では、８個の３方弁ｖ１〜ｖ８を設け、これら３方弁の切替により、除湿運転状態と加湿運転状態との間で、所定の流路を形成できるように構成されている。

以下、それぞれの運転状態での流体の流れに関して説明する。
除湿運転状態
図１５に示すように、この運転状態にあっては、室外空気ＯＡは、第一３方弁ｖ１を介して、顕熱熱交換器５０１に導かれ、この顕熱熱交換器５０１において、吸気マニホールドとして働いている第１マニホールド２１ｂから帰還する室外空気ＯＡと熱交換する。さらに、顕熱熱交換器５０１から放出される室外空気ＯＡは、第二３方弁ｖ２を介して温水−温風熱交換器５０２に導かれ、さらに加温される。この、温水−温風熱交換器５０２から放出される温風は、第三３方弁ｖ３及び第四３方弁ｖ４を介して、吹出マニホールドとして働く第１マニホールド２１ａに導かれ、スクリーン１１に向けて吹出される。結果、一対の第１マニホールド２１は、吸放湿性材料１２を再生される再生部２０として働くことができる。吸気マニホールドとして働いている第１マニホールド２１ｂから帰還する室外空気ＯＡは、顕熱熱交換器５０１で保有する熱を顕熱熱交換器５０１に導かれた室外空気ＯＡに与えた後、温調対象空間外に放出される。この放出流をＥＡとしている。また、この流れは、送風機５０３ａにより発生される。
この室外空気ＯＡの順路において、第一３方弁ｖ１は、室外空気ＯＡの吸気部から顕熱熱交換器５０１の間に、第二３方弁ｖ２は顕熱熱交換器５０１と温水−温風熱交換器５０２との間に、第三３方弁ｖ３及び第四３方弁ｖ４は、温水−温風熱交換器５０２と吹出マニホールドとして働く第１マニホールド２１ａとの間に備えられている。除湿運転状態では、第三３方弁ｖ３及び第四３方弁ｖ４は直列に連通接続され、温水−温風熱交換器５０２と吹出マニホールドとして働く第１マニホールド２１ａとの間の連通状態が確保される。

一方、居室内の空気Ａ１に関しては、吸気マニホールドとして働く第２マニホールド５０４からスクリーン１１を介して吸気され、第五３方弁ｖ５、第六３方弁ｖ６、第七３方弁ｖ７、第八３方弁ｖ８を介して再度、居室内に戻される。従って、この第２マニホールド５０４が、本願における吸収部１０として働くことができる。
除湿運転状態では、第五３方弁ｖ５及び第六３方弁ｖ６は直列に連通接続される。
第五３方弁ｖ５、第六３方弁ｖ６は、吸気マニホールドとして働く第２マニホールド５０４と送風機５０３ｂとの間に設けられ、この送風機５０３ｂより下流側で居室までに、第七３方弁ｖ７、第八３方弁ｖ８が設けられている。

加湿運転状態
図１６に示すように、この運転状態にあっては、室外空気ＯＡは、第一３方弁ｖ１を介して、第四３方弁ｖ４に導かれ、吹出マニホールドとして働いている第１マニホールド２１ａに導かれる。そして、吹出マニホールドからスクリーン１１に向けて吹出される。結果、除湿運転状態で再生部２０として働いた、一対の第１マニホールド２１は、吸放湿性材料１２に水分を吸収させる吸収部として働く。吸気マニホールドとして働いている第１マニホールド２１ｂから帰還する室外空気ＯＡは、顕熱熱交換器５０１に導かれ、そのまま放出される。この加湿運転状態では、顕熱熱交換器５０１は実質的に働くことはない。この流れは、送風機５０３ａにより発生される。

一方、居室内の空気Ａ１に関しては、第八３方弁ｖ８、第七３方弁ｖ７を介して送風機５０３ｂに吸引され、第六３方弁ｖ６、第二３方弁ｖ２を介して温水−温風熱交換器５０２に導かれ、さらに、第三３方弁ｖ３、第五３方弁ｖ５を介して、吹出マニホールドとして働く第２マニホールド５０４からスクリーン１１を介して吹出され、居室に戻される。吹出マニホールドとして働く第２マニホールド５０４では、居室内の空気が加温された状態で当該部位に導かれて、スクリーン１１を通過するため、スクリーン１１の吸放湿性材料１２に吸収された水分を居室内に放出することができる。この運転状態では、除湿運転状態で吸収部１０として働いた第２マニホールド５０４が再生部として働くこととなり、結果、居室の加湿を良好に行える。

従って、本願に係る空調装置は、除湿運転状態と、
再生部２０において、スクリーン１１に空調対象空間外の空気を通流させ、吸放湿性材料１２が当該空気の水分を吸収し、送風機（放出手段の一例）により空調対象空間外に放出し、吸収部１０において、昇温された空調対象空間内の空気を導くとともに、当該空気にスクリーン１１が接触して、吸放湿性材料１２が吸収した水分を放出して、空調対象空間に戻す加湿運転状態とに、択一的に運転可能となっている。

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、除湿対象空間の一例として居室を挙げたが、本願発明の技術的思想は居室に限られることなく、湿度を比較的低い環境に保つことが要求される倉庫や図書室等などにも適用できる。また、上記実施形態で吸放湿性材料として有機系やパラフィン系の吸湿性繊維や、繊維と繊維の間に水分を保持するフェルト状の吸放湿性繊維を挙げたが、吸放湿性材料はスクリーンで保持可能な吸放湿性を有する材料であればよく、特定の物質に限定されるものではない。

さらに、再生に用いる温風の熱源として、上記ではコージェネレーションシステムを挙げたが、太陽光発電や、風力、地熱等の他のエネルギーに基づくものでもよく、また、再生部は、上記再生用マニホールドと高密度ブラシによる構成に限られず、デシカントを乾燥させ、除湿能力を再生させる構成であればよい。

送気手段は上記実施形態に挙げたスクリーンの上方のほか、側方や下方に配置し、側方や下方からスクリーンに向けて送気する構成でもよい。さらに、スクリーンによる吸放湿性材料の保持はキルティング構造に限らず、スクリーンが除湿能力を有し、再生可能な構成であればよく、例えば、スクリーン自体が吸放湿性材料である吸放湿性繊維により構成されていてもよい。

〔その他〕
上述の第１〜第４実施形態では、本願発明は主に梅雨及び夏季の除湿を想定しており、例えば幅１．８ｍ、目付け量３００ｇ／ｍ^３、吸放湿性材料濃度（スクリーンを通常の非吸放湿性材料で構成し、上記吸放湿性繊維をキルティングとして保持される構造における、吸放湿性繊維質量／スクリーン質量×１００）を２０％、吸脱着率（ある温度湿度での単位吸放湿性繊維質量当りの有効な吸湿量の割合）１０％のスクリーンを、１ｃｍ／ｓ程度の速度で１時間に３０回以下程度回転させ、これにより１時間に０．４リットル程度の除質量を得られる。ここで、先の吸脱着率は、例えば、室温３０℃相対湿度６０％でのデシカント吸湿能力を０．３ｇ／ｇとする場合、この吸湿能力の約３５％を有効に利用でいるとして、０．３ｇ／ｇ×０．３５＝０．１０５ｇ／ｇ：約１０％として求めることができる。

使用環境は、例えば気温３０℃、相対湿度６０％、絶対湿度１６．１ｇ／ｋｇＤＡの居
室を想定している（なお、使用開始時は室外も同じ気温、湿度である）。また、本願発明の除湿能力は、上記環境を、例えば１時間で相対湿度５０％、絶対湿度１０ｇ／ｋｇＤＡに除湿する程度を想定している。

一方、第５実施形態、上記の使用環境において、例えば幅１．８ｍ、目付け量６０ｇ／ｍ^３、吸放湿性材料濃度１００％（このスクリーンは、吸放湿性繊維の織布とする）、吸脱着率１０のスクリーンを、１ｃｍ／ｓ程度の速度で１時間に３０回以下程度回転させ、除湿運転・加湿運転を行うことができる。

本願発明の空調装置によれば、駆動部が少なく、構造が単純で、ほとんど騒音が発生しない空調装置を提供できる。さらに、キルティング構造にデシカントを充填することから、デシカントの充填量の調整が容易となり、除質量の調整が可能な空調装置を提供できる。

１０ 吸収部
１１ スクリーン
１２ デシカント
１３ 送気手段
１４ 吸気手段
２０ 再生部
２１ 再生用マニホールド
２２ 高密度ブラシ
３０ 駆動手段
３１ ローラ
１００ 空調装置
３０２ コージェネレーションシステム（燃料電池）
Ａ１ 除湿対象空間の空気（居室内の空気）
ＡＲ 温風流通路
ＨＡ 温風
ＯＡ 除湿対象空間外の空気（室外空気）

Claims (7)

1. 少なくとも一対のローラと、
   前記一対のローラ間に渡って掛け廻されたスクリーンと、
   前記スクリーンをローラ間を廻って循環させる駆動手段とを備え、
   空調対象空間内の空気を少なくとも除湿する空調装置であって、
   前記スクリーンに吸湿性を有する吸放湿性材料を保持させる、もしくは、前記スクリーンを吸放湿性材料から構成し、
   前記スクリーンの循環経路内に、
   前記空調対象空間内の空気に前記スクリーンが接触して、前記吸放湿性材料が前記空調対象空間の空気の水分を吸収する吸収部と、
   前記スクリーンに温風を通流させ、前記吸放湿性材料が吸収した水分を前記温風により放出させて前記吸放湿性材料が水分を吸収する能力を再生する再生部とを設け、
   前記再生部で前記温風に放出された水分を、前記空調対象空間とは異なる空調対象空間外に放出する放出手段を設け、
   前記吸収部において、前記除湿対象空間内の空気に前記スクリーンが接触して、前記吸放湿性材料が前記除湿対象空間の空気の水分を吸収するとともに、前記再生部において、前記スクリーンに温風を通流させ、前記吸放湿性材料が吸収した水分を前記温風により放出させて前記吸放湿性材料の水分吸収能力を再生し、前記放出手段の働きにより、前記再生部で前記温風に放出された水分を、前記除湿対象空間外に放出する除湿運転可能に構成され、
   前記再生部が、
   開口部が対向して配設される少なくとも一対のマニホールドを備え、
   一方の前記マニホールドを前記温風を吹出す吹出マニホールドとし、他方のマニホールドを前記温風を吸気する吸気マニホールドとして、一対のマニホールド間に流通路を形成して構成され、
   前記スクリーンが少なくとも一対の前記マニホールドの間を循環し、かつ、前記循環の際に、前記マニホールド間の前記流通路を通じて、前記温風が前記スクリーンを通流し、
   前記マニホールドが、前記スクリーンの横断方向に延びる長手形状とされる空調装置。
2. 前記一対のマニホールドの開口部に、当該開口部を囲む形態で高密度ブラシが設けられた請求項１に記載の空調装置。
3. 前記スクリーンの循環方向の一方の端部側に送気手段を備え、
   前記除湿運転状態で、前記送気手段を駆動することにより、前記スクリーンの面に沿って前記空調対象空間内の空気を通流させる請求項１又は２記載の空調装置。
4. 前記スクリーンの横断方向に吸気手段を備え、
   除湿運転状態で、前記吸気手段を駆動することにより、前記空調対象空間の空気を前記スクリーンに通流させた後、前記空調対象空間へ通流する請求項１又は２記載の空調装置。
5. 前記スクリーンの横断方向に吸気手段を、
   前記スクリーンの循環方向の一方の端部側に送気手段を備え、
   前記吸気手段により吸引された前記空気は前記送気手段に通流されるように構成されており、
   除湿運転状態で、前記吸気手段及び前記送気手段を駆動することにより、前記吸気手段により前記空気を吸引し、前記空気を前記スクリーンに通流させた後、前記スクリーンの面に沿って前記空気を通流させる請求項１又は２記載の空調装置。
6. 前記スクリーンがキルティング構造を有し、
   前記キルティング構造にデシカントを充填することで、前記吸放湿性材料を保持している請求項１〜５のいずれか一項記載の空調装置。
7. 除湿運転状態と、
   前記再生部において、前記スクリーンに前記空調対象空間外の空気を通流させ、前記吸放湿性材料が当該空気の水分を吸収し、当該空気を前記放出手段により前記空調対象空間外に放出し、前記吸収部にて、昇温された前記空調対象空間内の空気を導くとともに、当該空気に前記スクリーンが接触して、前記吸放湿性材料が吸収した前記水分を放出して、当該空気を前記空調対象空間に戻す加湿運転状態とに、択一的に運転可能とされる請求項１〜６のいずれか一項記載の空調装置。

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