JP2018144025A - 水分移動機、水分移動ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1実施形態に係る水分移動機1を示す模式図である。図2は、水分移動機1に用いられる水分移動膜4を示す模式図である。
図4は、第2実施形態に係る水分移動機10を示す模式図である。水分移動機10は、上述した第1実施形態に係る水分移動機1と同様に第1流路2と第2流路3とが水分移動膜4により隔てられて構成されている。
図5は、第3実施形態に係る水分移動機100を示す模式図である。本実施形態に係る水分移動機100は、第1流路2及び第2流路3が直線状ではなく、屈曲したものとなっている。
次に、第4実施形態の水分移動ユニット30について説明する。図6から図11は、第4実施形態の水分移動ユニット30を説明するための図である。図6は、水分移動ユニット30の全体を説明するための模式図である。図7から図11にはx、y、z軸が記されていて、第4実施形態ではz軸の矢線が示す方向を「上」とし、矢線と反対の方向を「下」とする。z軸の矢線が示す方向は水分移動機55の立設方向と一致している。第4実施形態でいう上下は、重力方向と一致するとは限らない。
水分移動機55は、保持枠部7が部屋空間51を仕切るように配置されていて、保持枠部7が部屋空間51を仕切ることによって部屋空間51は空間51a、51bに分けられる。通気口59aは空間51bに室外機162から排出された空気γを取り込む開口部であって、通気口59bは空間51bから空気δを排出する開口部である。
室内機161は空間51aに設けられていて、室内機161からは空気αが空間51aに向けて噴き出している。空気αは、第1流路2を通って空気βとして再び空間51aに排出される。
第1流路2を通る空気αは開口部71、72、73で吸湿層41に接触する。第2流路3を通る空気γは開口部71、72、73で基材42に接触する。吸湿層41は接触した空気αから水分を吸収し、吸収された水分は凝集し液体状となって吸湿層41内を毛細管現象により基材42側へと浸透していく。
空間51a内にあっては、以上の動作によって繰り返し空気を除湿及び冷却し、空間51a内の空気を冷却、除湿する。なお、空気の冷却は、室内機161内で熱交換器により低温(例えば10℃)の冷媒と空気が接触することよって行われる。冷媒は、空気に接触して温度が高まり(例えば20℃)、室外機162の側に向かって移動する。
以上の動作により、第4実施形態は、室内機161から空間51aに冷風を吹き出し、空間51bの空気を冷却することができる。そして、冷却した空間51b内の空気を第1流路2に通して除湿し、空間51b内の空気を繰り返し除湿することができる。さらに、第4実施形態は、高温の空気によって水分移動膜4の基材42に保持されている水分を乾かし、水分移動膜4に水分が継続して移動可能になっている。
以上説明した第4実施形態は、説明した構成に限定されるものではない。例えば、第4実施形態は、以下の変形例1、変形例2のように構成することも可能である。
(変形例1)
上記の水分移動機55は、保持枠部7の開口部71、72、73の面積を一定としているが、保持枠部7の開口部71、72、73の面積を可変とすることもできる。
図15に示すように、カバー151、152は、流路形成部9と保持枠部7の表面75aとの間に設けられている。カバー151、152は、流路形成部9と保持枠部7との間に挟みこまれることによって固定されるものであってもよいし、保持枠部7と係合する、あるいはねじ止め等されるものであってもよい。また、カバー153、154は、流路形成部8と保持枠部7の裏面75bとの間に設けられている。カバー153、154は、流路形成部8と保持枠部7との間に挟みこまれることによって固定されるものであってもよいし、保持枠部7と係合する、あるいはねじ止め等されるものであってもよい。
以上の構成によれば、第4実施形態の水分移動ユニット30は、除湿、あるいは水分移動膜4の乾燥の程度を多段階に調整することができる。
さらに、このような変形例1は、カバー151から154を手動で着脱する構成に限定されるものでなく、シャッターや引き戸のようにカバーを構成し、これを手動または自動で開口面積が連続的に変化するように開閉するものであってもよい。
また、第4実施形態は、取付溝86、あるいは取付溝96に図示しないファンを取り付けて、第1流路2や第2流路3への空気の流通を促すことができる。このような構成においては、保持枠部7に保持された水分移動膜4が空気の流れに応じて振動する、あるいは保持枠部7から外れ易くなる。変形例2では、このような水分移動膜4の挙動を「ばたつく」とも記す。変形例2は、保持枠部7における水分移動膜4のばたつきを抑え、水分移動膜4と空気との接触を妨げることなく保持枠部7が水分移動膜4を安定に保持できるようにするものである。
このため、変形例2は、水分移動膜4を保持枠部7に固定する部材である押え部材を保持枠部7に取り付けている。図16(a)から図16(c)は、いずれも変形例2の押え部材を説明するための図である。図16(a)は、押え部材751、図16(b)は押え部材752、図16(c)は押え部材753を示している。
図16(c)に示した押え部材753は、金属製の薄板に複数の開口部を設けたパンチングボードで形成されている。押え部材753は、押え部材751、752に比べて空気と水分移動膜4との接触面積が小さくなるものの、水分移動膜4のばたつきを抑える効果が高い。
また、以上説明した押え部材751、752、753は、いずれも金属で形成することによって空気との熱交換効率を高め、第1流路2、第2流路3を通る空気の冷却効果をも得ることができる。
(1)隔てられた2つの空間のうち相対湿度の高い一の空間内の気体中に含まれる水分を相対湿度の低い他の空間内の気体中に移動させる水分移動機であって、前記一の空間内の気体が通過する第1流路と、前記他の空間内の気体が通過する第2流路と、前記第1流路と前記第2流路とを隔てる吸湿性かつ多孔質性の水分移動膜と、を備えることを特徴とする水分移動機。
(2)前記第1流路を流れる気体と前記第2流路を流れる気体とが前記水分移動膜に沿って流れる(1)に記載の水分移動機。
(3)前記水分移動膜は、吸湿性の多孔質材料を含み前記第1流路に面する吸湿層と、親水性の多孔質材料を含み前記第2流路に面し、前記吸湿層が一面側に形成された基材と、を有する(1)又は(2)に記載の水分移動機。
(4)前記第1流路と前記第2流路との組み合わせが層状に重ねて設けられ、それぞれの層に含まれる前記第1流路と前記第2流路とが前記水分移動膜により隔てられている(1)乃至(3)の何れか1項に記載の水分移動機。
(5)前記第1流路を流れる気体と前記第2流路を流れる気体とが前記水分移動膜を挟んで平行面内で交差する方向に流れる(1)乃至(4)の何れか1項に記載の水分移動機。
(6)前記第1流路を流れる気体と前記第2流路を流れる気体とが前記水分移動膜を挟んで反対の方向に流れる(1)乃至(4)の何れか1項に記載の水分移動機。
(7)前記第1流路を流れる気体と前記第2流路を流れる気体とが前記水分移動膜を挟んで同方向に流れる(1)乃至(4)の何れか1項に記載の水分移動機。
(8)(1)から(7)のいずれか一つの水分移動機を部屋空間内に備える、水分移動ユニット。
(9)前記水分移動膜を保持する保持枠部と、前記保持枠部を挟んで配置される二つの流路形成部と、を備え、前記保持枠部と前記流路形成部の一方との間に前記第1流路が形成され、前記保持枠部と前記流路形成部の他方との間に前記第2流路が形成される、(8)の水分移動ユニット。
(10)前記保持枠は、前記水分移動膜が露出する開口部を備え、前記開口部の開口面積が変更可能である、(9)の水分移動ユニット。
2・・・第1流路
3・・・第2流路
4・・・水分移動膜
4A、4B、4C・・・膜部
5・・・部屋
6、160・・・冷房機
7・・・保持枠部
8、9・・・流路形成部
21、31・・・内部空間
27・・・閉鎖部
28・・・開放部
30・・・水分移動ユニット
21、31・・・内部空間
41・・・吸湿層
42・・・基材
45・・・フレーム
45A、45B、45C・・・開口部
51・・・部屋空間
51a、51b・・・空間
56・・・壁部
59a、59b・・・通気口
61、161・・・室内機
62、162・・・室外機
71、72、73・・・開口部
75・・・枠板
75a・・・表面
75b・・・裏面
76、77・・・部分
78、79・・・枠部
78a、79a、82a、83a、92a、93a・・・中心線
80・・・ネジ孔
81、82、83、84、91、92、93、94・・・凹部
81a、84a、91a、94a・・・面
85、95・・・板材
85a、95a・・・内面
85b、95b・・・外面
86、96・・・取付溝
151,152、153、154・・・カバー
701・・・下面
751、752、753・・・押え部材
822、832、922、932・・・面
901・・・底面
A 気体(空気)
B 気体(空気、暖気)
H1、H2 水分
α、β、γ、δ 空気
Claims (10)
- 隔てられた2つの空間のうち相対湿度の高い一の空間内の気体中に含まれる水分を相対湿度の低い他の空間内の気体中に移動させる水分移動機であって、
前記一の空間内の気体が通過する第1流路と、
前記他の空間内の気体が通過する第2流路と、
前記第1流路と前記第2流路とを隔てる吸湿性かつ多孔質性の水分移動膜と、
を備えることを特徴とする水分移動機。 - 前記第1流路を流れる気体と前記第2流路を流れる気体とが前記水分移動膜に沿って流れる請求項1に記載の水分移動機。
- 前記水分移動膜は、吸湿性の多孔質材料を含み前記第1流路に面する吸湿層と、親水性の多孔質材料を含み前記第2流路に面し、前記吸湿層が一面側に形成された基材と、を有する請求項1又は2に記載の水分移動機。
- 前記第1流路と前記第2流路との組み合わせが層状に重ねて設けられ、それぞれの層に含まれる前記第1流路と前記第2流路とが前記水分移動膜により隔てられている請求項1乃至3の何れか1項に記載の水分移動機。
- 前記第1流路を流れる気体と前記第2流路を流れる気体とが前記水分移動膜を挟んで平行面内で交差する方向に流れる請求項1乃至4の何れか1項に記載の水分移動機。
- 前記第1流路を流れる気体と前記第2流路を流れる気体とが前記水分移動膜を挟んで反対の方向に流れる請求項1乃至4の何れか1項に記載の水分移動機。
- 前記第1流路を流れる気体と前記第2流路を流れる気体とが前記水分移動膜を挟んで同方向に流れる請求項1乃至4の何れか1項に記載の水分移動機。
- 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の水分移動機を部屋空間内に備える、水分移動ユニット。
- 前記水分移動膜を保持する保持枠部と、前記保持枠部を挟んで配置される二つの流路形成部と、を備え、前記保持枠部と前記流路形成部の一方との間に前記第1流路が形成され、前記保持枠部と前記流路形成部の他方との間に前記第2流路が形成される、請求項8に記載の水分移動ユニット。
- 前記保持枠部は、前記水分移動膜が露出する開口部を備え、前記開口部の開口面積が変更可能である、請求項9に記載の水分移動ユニット。
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