JP2018150206A - Ceramic porous body, water vapor separator, and humidity control device - Google Patents

Ceramic porous body, water vapor separator, and humidity control device Download PDF

Info

Publication number
JP2018150206A
JP2018150206A JP2017048929A JP2017048929A JP2018150206A JP 2018150206 A JP2018150206 A JP 2018150206A JP 2017048929 A JP2017048929 A JP 2017048929A JP 2017048929 A JP2017048929 A JP 2017048929A JP 2018150206 A JP2018150206 A JP 2018150206A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water vapor
space
inorganic material
material particles
porous body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2017048929A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
原田 耕一
Koichi Harada
耕一 原田
米津 麻紀
Maki Yonezu
麻紀 米津
深澤 孝幸
Takayuki Fukazawa
孝幸 深澤
ひとみ 斉藤
Hitomi Saito
ひとみ 斉藤
亮介 八木
Ryosuke Yagi
亮介 八木
末永 誠一
Seiichi Suenaga
誠一 末永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2017048929A priority Critical patent/JP2018150206A/en
Publication of JP2018150206A publication Critical patent/JP2018150206A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Drying Of Gases (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic porous body, a water vapor separator, and a humidity control device capable of practical and efficient dehumidification even in an environment with low humidity less than 60%.SOLUTION: A water vapor separator used for permeating water vapor present in a first space to a second space, includes a ceramic porous body 16 having a first surface, a second surface opposed to the first surface and pores communicating from the first surface to the second surface. The ceramic porous body 16 includes a porous matrix 19 formed by a plurality of first inorganic material particles 18 isotopically necking each other, and second inorganic material particles 20 arranged irregularly in the porous matrix 19 and having an average particle diameter three times or more than a maximum particle diameter of the first inorganic material particles. The volume fraction of the second inorganic material particles 20 is 0.001 to 10 vol.% of the volume of the first inorganic material particles.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明の実施形態は、セラミックス多孔質体、水蒸気分離体、及び調湿装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a ceramic porous body, a water vapor separator, and a humidity control apparatus.

家庭用エアコン等の空調技術においては、冷媒及びエネルギー効率の両面で技術が進展し、それに伴ってより快適な生活環境が求められている。このため、温度ばかりでなく、調湿、換気、気流調整、空気清浄等の空気調和機の多機能化が進んできている。エネルギー効率の向上は、ここ最近のエネルギー不足からも最重要課題となっている。高温多湿のアジア諸国においても、生活水準の向上に伴って、調湿、特に除湿は重要と考えられており、これを省エネで行うことで環境負荷の小さい空調が求められている。現在主流となっているコンプレッサー等を用いた冷媒冷却による除湿では、空気を冷却して水蒸気を凝縮すると共に、冷却した空気を再加熱して温度調整するため、多大のエネルギーを要する。このため、消費電力が増加することから、環境負荷の大きさが課題となっている。   In air conditioning technologies such as home air conditioners, technologies have advanced in both refrigerant and energy efficiency, and a more comfortable living environment has been demanded accordingly. For this reason, not only the temperature but also the multifunctionalization of air conditioners such as humidity control, ventilation, airflow adjustment, and air purification is progressing. Improvement of energy efficiency has become the most important issue from the recent shortage of energy. In Asian countries with high temperature and high humidity, humidity adjustment, especially dehumidification, is considered to be important with the improvement of living standards, and air conditioning with low environmental impact is required by performing this with energy saving. In dehumidification by refrigerant cooling using a compressor or the like that is currently mainstream, a large amount of energy is required because air is cooled to condense water vapor, and the cooled air is reheated to adjust the temperature. For this reason, since the power consumption increases, the size of the environmental load is a problem.

デシカント空調等のガス分離装置は、水蒸気を吸着する吸湿材を用いた吸湿器で室内の水分を吸着した後、これを温めて屋外に排出するため、冷媒式の除湿より省エネ性に優れている。吸湿材としては、例えばセラミックス多孔質体やゼオライト等の多孔質体に、ナトリウム、リチウム、カルシウム、マグネシウム等の塩化物や臭化物からなる潮解性物質を含浸担持させたものが知られている。しかし、吸湿材は水を吸着し続けることで飽和するため、再生処理が必要となる。吸湿材の再生処理は、吸湿材を加熱して水を排出させることにより行われる。吸湿材の再生処理を冷房と併用することは、非効率的である。   Gas separators such as desiccant air conditioners have better energy efficiency than refrigerant-type dehumidification because they absorb moisture in the room with a moisture absorber that absorbs water vapor and then heats it to discharge it outdoors. . As a hygroscopic material, for example, a porous material such as a ceramic porous material or zeolite is impregnated and supported with a deliquescent material made of chloride or bromide such as sodium, lithium, calcium or magnesium. However, since the hygroscopic material is saturated by continuing to adsorb water, regeneration processing is required. The regeneration process of the hygroscopic material is performed by heating the hygroscopic material and discharging water. It is inefficient to use the hygroscopic material regeneration treatment together with cooling.

現行の空調方式に代わる省エネで低コストの手法として、再生処理を必要としない水蒸気分離体を用いた連続除湿方式が検討されている。水蒸気分離体を用いた調湿装置の構造としては、ポリエチレンやフッ素樹脂等を用いた2枚の水蒸気透過性膜間に塩化リチウム水溶液等の液体吸収剤を充填したガス分離体を、調湿する室内等の空間と室外等の空間との間に配置した構造が挙げられ、室内の空気と液体吸収剤との間で水蒸気透過性膜を介して水蒸気の授受が行われる。しかしながら、水蒸気透過性膜は破損しやすく、さらにこの方式では水蒸気の移動速度が遅いため、効率的に除湿を行うことが難しい。   As an energy-saving and low-cost method that replaces the current air conditioning method, a continuous dehumidification method using a water vapor separator that does not require regeneration treatment has been studied. As a structure of a humidity control apparatus using a water vapor separator, a gas separator in which a liquid absorbent such as an aqueous lithium chloride solution is filled between two water vapor permeable membranes using polyethylene, fluororesin, or the like is conditioned. The structure arrange | positioned between spaces, such as indoors, and spaces, such as the outdoors, is mentioned, and transfer of water vapor | steam is performed between indoor air and a liquid absorbent through a water vapor permeable film. However, the water vapor permeable membrane is easily damaged, and furthermore, in this method, since the water vapor moving speed is slow, it is difficult to perform dehumidification efficiently.

また、従来の水蒸気分離体を用いた連続除湿方式は、例えば湿度が60%以上の比較的高湿度での除湿を目的としており、水蒸気分離体もそのような湿度での除湿に適合するような構成を有している。そのような水蒸気分離体を用いた場合、湿度が低下すると共に除湿速度が遅くなるという課題がある。例えば、空調で重要視される相対湿度が70%以上の高湿度側では良好な除湿速度が得られる反面、相対湿度が60%未満というような低湿度側では除湿速度が急速に低下する。室内の除湿のみを想定した場合、特に問題とはならないが、より低湿度が要求される装置、例えば乾燥装置に水蒸気分離体を用いた連続除湿方式を適用した場合、低湿度側での除湿速度が問題となる。このような点から、相対湿度が60%未満というような低湿度の環境下においても除湿速度を高めることが可能な水蒸気分離体、及びそのような水蒸気分離体を用いた除湿装置が求められている。   Further, the conventional continuous dehumidification method using the water vapor separator is aimed at dehumidification at a relatively high humidity of, for example, 60% or more, and the water vapor separator is also suitable for dehumidification at such humidity. It has a configuration. When such a water vapor separator is used, there is a problem that the humidity is lowered and the dehumidifying rate is lowered. For example, a good dehumidification rate can be obtained on the high humidity side where the relative humidity, which is regarded as important in air conditioning, is 70% or more, while the dehumidification rate rapidly decreases on the low humidity side where the relative humidity is less than 60%. When only indoor dehumidification is assumed, there is no particular problem, but when a continuous dehumidification method using a water vapor separator is applied to a device that requires lower humidity, such as a drying device, the dehumidification rate on the low humidity side Is a problem. In view of the above, there is a need for a water vapor separator that can increase the dehumidification rate even in a low humidity environment where the relative humidity is less than 60%, and a dehumidifying device using such a water vapor separator. Yes.

特開2016−176674号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-176664 特開2003−336863号公報JP 2003-336863 A 特開平7−328375号公報JP 7-328375 A 特開2006−327855号公報JP 2006-327855 A

本発明が解決しようとする課題は、低湿度側の環境下においても、実用的でかつ効率的な除湿を可能にするセラミックス多孔質体、水蒸気分離体、及び調湿装置を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a porous ceramic body, a water vapor separator, and a humidity control device that enable practical and efficient dehumidification even in a low humidity environment. .

実施形態のセラミックス多孔質体は、複数の第1の無機材料粒子が等方的にネッキングすることにより構成された多孔質マトリクスと、前記多孔質マトリクス内に不規則に配置され、前記第1の無機材料粒子の最大粒子径より3倍以上の平均粒子径を有する第2の無機材料粒子とを具備し、前記第2の無機材料粒子の体積割合は、前記第1の無機材料粒子の体積の0.001体積%以上10体積%以下である。   The porous ceramic body according to the embodiment includes a porous matrix configured by isotropic necking of a plurality of first inorganic material particles, and the ceramic porous body is irregularly disposed in the porous matrix. Second inorganic material particles having an average particle size of three times or more than the maximum particle size of the inorganic material particles, and the volume ratio of the second inorganic material particles is the volume of the first inorganic material particles. It is 0.001 volume% or more and 10 volume% or less.

実施形態の水蒸気分離体は、第1の空間と第2の空間との間に配置され、前記第2の空間内の水蒸気圧を前記第1の空間内の水蒸気圧より低くすることにより、前記第1の空間内に存在する水蒸気を前記第2の空間に透過させる水蒸気分離体であって、第1の面と、前記第1の面と対向する第2の面と、前記第1の面から前記第2の面に通じる細孔とを有するセラミックス多孔質体を具備する。前記セラミックス多孔質体は、複数の第1の無機材料粒子が等方的にネッキングすることにより構成された多孔質マトリクスと、前記多孔質マトリクス内に不規則に配置され、前記第1の無機材料粒子の最大粒子径より3倍以上の平均粒子径を有する第2の無機材料粒子とを備え、前記第2の無機材料粒子の体積割合は前記第1の無機材料粒子の体積の0.001体積%以上10体積%以下である。   The water vapor separator according to the embodiment is disposed between the first space and the second space, and the water vapor pressure in the second space is lower than the water vapor pressure in the first space. A water vapor separator that allows water vapor existing in a first space to pass through the second space, the first surface, a second surface facing the first surface, and the first surface To a ceramic porous body having pores communicating with the second surface. The ceramic porous body includes a porous matrix configured by isotropic necking of a plurality of first inorganic material particles, and the first inorganic material is irregularly disposed in the porous matrix. Second inorganic material particles having an average particle diameter of 3 times or more than the maximum particle diameter of the particles, and the volume ratio of the second inorganic material particles is 0.001 volume of the volume of the first inorganic material particles. % To 10% by volume.

実施形態の調湿装置は、第1の空間と、前記第1の空間に通じる第2の空間と、前記第1の面を前記第1の空間に露出させ、かつ前記第2の面を前記第2の空間に露出させつつ、前記第1の空間と前記第2の空間との間を仕切るように設けられた、実施形態の水蒸気分離体と、前記第2の空間の水蒸気圧が前記第1の空間の水蒸気圧より低くなるように、前記第2の空間の水蒸気圧を調整する水蒸気圧調整部とを具備し、前記第1の空間に存在する水蒸気を、前記水蒸気分離体を介して前記第2の空間に透過させる装置である。   The humidity control apparatus of the embodiment exposes the first space, the second space leading to the first space, the first surface to the first space, and the second surface to the first space. The steam separator according to the embodiment provided to partition the first space and the second space while being exposed to the second space, and the steam pressure of the second space is the first space. A water vapor pressure adjusting unit that adjusts the water vapor pressure of the second space so as to be lower than the water vapor pressure of the first space, and the water vapor existing in the first space is passed through the water vapor separator. It is a device that transmits through the second space.

実施形態の調湿装置を示す図である。It is a figure which shows the humidity control apparatus of embodiment. 図1に示す調湿装置に用いられる水蒸気分離体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the water vapor separator used for the humidity control apparatus shown in FIG. 図2に示す水蒸気分離体の一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of water vapor separator shown in FIG. 図2に示す水蒸気分離体を構成する無機材料粒子の粒径を測定する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to measure the particle size of the inorganic material particle which comprises the water vapor separator shown in FIG. 図2に示す水蒸気分離体の使用例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the usage example of the water vapor separator shown in FIG. 図1に示す調湿装置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the humidity control apparatus shown in FIG.

以下、実施形態のセラミックス多孔質体及び水蒸気分離体とそれを用いた調湿装置について、図面を参照して説明する。なお、各実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、その説明を一部省略する場合がある。図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係、各部の厚さの比率等は現実のものとは異なる場合がある。   Hereinafter, a ceramic porous body and a water vapor separator according to an embodiment and a humidity control apparatus using the ceramic porous body will be described with reference to the drawings. In each embodiment, substantially the same constituent parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be partially omitted. The drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each part, and the like may differ from the actual ones.

図1は実施形態の調湿装置の構成を示している。図1に示す調湿装置1は、処理対象の空間Rx内の空気から水蒸気(水分)を除去する除湿装置として機能するものである。図1において、Rは除湿の対象空間Rxを構成する部屋を示しており、部屋Rは吸気口Raを有している。除湿装置(調湿装置)1は、空間Rx内の空気から水蒸気(水分)を除去するために、部屋Rに設けられている。空間Rx内の空気は、基本的に水蒸気(水分)と乾燥空気とにより構成されている。除湿装置1は、除湿モジュール2と、空間Rx内の空気を除湿モジュール2に送る送風機3と、除湿モジュール2の一部を減圧する減圧ポンプ4とを備えている。空間Rxと送風機3とは配管5により接続され、送風機3と除湿モジュール2とは配管6により接続され、除湿モジュール2と空間Rxとは配管7により接続されている。除湿モジュール2と減圧ポンプ4とは、配管8により接続されている。   FIG. 1 shows the configuration of the humidity control apparatus of the embodiment. A humidity control apparatus 1 shown in FIG. 1 functions as a dehumidification apparatus that removes water vapor (water) from the air in the space Rx to be processed. In FIG. 1, R indicates a room constituting the dehumidifying target space Rx, and the room R has an intake port Ra. The dehumidifying device (humidity adjusting device) 1 is provided in the room R in order to remove water vapor (water) from the air in the space Rx. The air in the space Rx is basically composed of water vapor (water) and dry air. The dehumidifying device 1 includes a dehumidifying module 2, a blower 3 that sends air in the space Rx to the dehumidifying module 2, and a decompression pump 4 that decompresses a part of the dehumidifying module 2. The space Rx and the blower 3 are connected by a pipe 5, the blower 3 and the dehumidifying module 2 are connected by a pipe 6, and the dehumidifying module 2 and the space Rx are connected by a pipe 7. The dehumidifying module 2 and the decompression pump 4 are connected by a pipe 8.

除湿モジュール2は、第1の空間S1を構成する除湿室(第1の通風路)9と、第2の空間S2を構成する減圧室(第2の通風路)10と、除湿室9と減圧室10とを接続する接続路11と、除湿室9と減圧室10とを仕切るように、接続路11内に配置された水蒸気分離体12とを有している。除湿モジュール2の除湿室9内には、送風機3を稼働させることにより配管5、6を介して空間Rx内の空気が送られる。除湿室9内で除湿された空気は、配管7を介して空間Rxに返送される。減圧室10は、除湿室9内の圧力(第1の空間S1の圧力)と減圧室10内の圧力(第2の空間S2の圧力)との間に差が生じるように、減圧ポンプ4により排気される。減圧室10には、外部の空気を取り込む配管13が接続されており、配管13は弁14を有している。配管13は必要に応じて減圧室10に接続され、場合によっては設置しなくてもよい。   The dehumidifying module 2 includes a dehumidifying chamber (first ventilation path) 9 that constitutes the first space S1, a decompression chamber (second ventilation path) 10 that constitutes the second space S2, a dehumidifying chamber 9, and a decompression chamber. It has the connection path 11 which connects the chamber 10, and the water vapor separator 12 arrange | positioned in the connection path 11 so that the dehumidification chamber 9 and the decompression chamber 10 may be partitioned off. In the dehumidifying chamber 9 of the dehumidifying module 2, the air in the space Rx is sent through the pipes 5 and 6 by operating the blower 3. The air dehumidified in the dehumidifying chamber 9 is returned to the space Rx via the pipe 7. The decompression chamber 10 is controlled by the decompression pump 4 so that a difference occurs between the pressure in the dehumidification chamber 9 (pressure in the first space S1) and the pressure in the decompression chamber 10 (pressure in the second space S2). Exhausted. A pipe 13 for taking in external air is connected to the decompression chamber 10, and the pipe 13 has a valve 14. The pipe 13 is connected to the decompression chamber 10 as necessary, and may not be installed depending on circumstances.

水蒸気分離体12は、図2に示すように、細孔(開放気孔)15を有するセラミックス多孔質体16と、セラミックス多孔質体16の細孔15内に存在する水(図示せず)とを備えていることが好ましい。細孔15内に存在する水は、水蒸気分離体12にウエットシールを形成する。後に詳述するように、ウエットシールが形成された水蒸気分離体12を介して、除湿室9から減圧室10に水を移動させることによって、空間Rxから除湿室9内に送られた空気中の水分量を減少させて除湿が行われる。水蒸気分離体12は、セラミックス多孔質体16の細孔15内に存在する水溶性吸湿剤17を備えていてもよい。水溶性吸湿剤17はウエットシールの形成性を高めるものであり、後に詳述する。   As shown in FIG. 2, the water vapor separator 12 includes a ceramic porous body 16 having pores (open pores) 15 and water (not shown) present in the pores 15 of the ceramic porous body 16. It is preferable to provide. The water present in the pores 15 forms a wet seal on the water vapor separator 12. As will be described later in detail, by moving water from the dehumidification chamber 9 to the decompression chamber 10 through the water vapor separator 12 on which a wet seal is formed, in the air sent from the space Rx to the dehumidification chamber 9 Dehumidification is performed by reducing the amount of water. The water vapor separator 12 may include a water-soluble hygroscopic agent 17 present in the pores 15 of the ceramic porous body 16. The water-soluble hygroscopic agent 17 improves wet seal formation and will be described in detail later.

また、別の方法として水を吸着するような非水系液体を共存させることでシールを行い、そのようなシールが形成された水蒸気分離体12を介して除湿室9から減圧室10に水を移動させるようにしてもよい。このような場合にも、空間Rxを除湿することができる。非水系液体としては、イオン性液体(イミダゾリウム型、アンモニウム型、ピリジニウム型)が例示されるが、これに限定されない。細孔15内に存在させる水とは、化学記号HOで表される物質、もしくはそれを含む水和物、付着物、含有物の全てを意味する。例えば、水を含んだイオン性液体やトリエチレングリコール等も含まれる。 As another method, sealing is performed by coexisting a non-aqueous liquid that adsorbs water, and water is transferred from the dehumidification chamber 9 to the decompression chamber 10 via the water vapor separator 12 on which such a seal is formed. You may make it make it. Even in such a case, the space Rx can be dehumidified. Examples of the non-aqueous liquid include ionic liquids (imidazolium type, ammonium type, pyridinium type), but are not limited thereto. The water present in the pores 15 means all of the substance represented by the chemical symbol H 2 O, or hydrates, deposits, and inclusions containing the substance. For example, ionic liquid containing water and triethylene glycol are also included.

セラミックス多孔質体16は、例えば直方体形状を有し、除湿室9内(第1の空間S1)に露出される第1の面16aと、減圧室10内(第2の空間S2)に露出される第2の面16bと有している。セラミックス多孔質体16内に設けられた細孔15は、第1の面16aから第2の面16bに通じている。セラミックス多孔質体16は、図3に示すように、複数の第1の無機材料粒子18が等方的にネッキング(結合)することにより構成された多孔質マトリクス19と、多孔質マトリクス19内に不規則に配置された第2の無機材料粒子20とを備えている。ネッキングされた第1の無機材料粒子18は、第2の無機材料粒子20を含めて多孔質状態の多結晶焼結体を形成している。第1の無機材料粒子18と第2の無機材料粒子20とは、単に接触しているだけでもよいし、一部ネッキングしていてもよい。第2の無機材料粒子20は、第1の無機材料粒子18の最大粒子径より3倍以上の平均粒子径を有している。第2の無機材料粒子20は、その体積(V2)の第1の無機材料粒子18の体積(V1)に対する割合(V2/V1)が0.001〜10体積%の範囲となるように多孔質マトリクス19内に配置されている。   The ceramic porous body 16 has, for example, a rectangular parallelepiped shape, and is exposed to the first surface 16a exposed in the dehumidification chamber 9 (first space S1) and the decompression chamber 10 (second space S2). And has a second surface 16b. The pores 15 provided in the ceramic porous body 16 communicate from the first surface 16a to the second surface 16b. As shown in FIG. 3, the ceramic porous body 16 includes a porous matrix 19 formed by isotropic necking (bonding) of a plurality of first inorganic material particles 18, and a porous matrix 19. And the second inorganic material particles 20 arranged irregularly. The necked first inorganic material particles 18, including the second inorganic material particles 20, form a porous polycrystalline sintered body. The first inorganic material particles 18 and the second inorganic material particles 20 may be simply in contact with each other or may be partially necked. The second inorganic material particles 20 have an average particle diameter that is three times or more than the maximum particle diameter of the first inorganic material particles 18. The second inorganic material particles 20 are porous so that the ratio (V2 / V1) of the volume (V2) to the volume (V1) of the first inorganic material particles 18 is in the range of 0.001 to 10% by volume. Arranged in the matrix 19.

第1及び第2の無機材料粒子18、20の構成材料としては、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、バリウム(Ba)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、銅(Cu)等の元素の酸化物、窒化物、炭化物、ケイ酸塩、もしくはこれらの複合化合物が挙げられる。第1の無機材料粒子18と第2の無機材料粒子20とは、同一の無機材料(セラミックス材料)から構成されていてもよいし、異なる無機材料(セラミックス材料)から構成されていてもよい。   Constituent materials of the first and second inorganic material particles 18 and 20 include aluminum (Al), silicon (Si), zinc (Zn), magnesium (Mg), calcium (Ca), barium (Ba), nickel ( Ni, Cobalt (Co), Iron (Fe), Chromium (Cr), Titanium (Ti), Zirconium (Zr), Copper (Cu) and other element oxides, nitrides, carbides, silicates, or these The composite compound of these is mentioned. The first inorganic material particles 18 and the second inorganic material particles 20 may be made of the same inorganic material (ceramic material) or may be made of different inorganic materials (ceramic material).

セラミックス多孔質体16の細孔15は、孔径が1nm以上10nm以下の範囲の細孔を50体積%以上含んでいることが好ましく、70体積%以上であることがより好ましく、さらに100体積%であることが望ましい。細孔15の平均孔径は0.5nm以上50nm以下であることが好ましく、1nm以上20nm以下であることがより好ましい。細孔15の最大孔径は100nm以下であることが好ましく、さらに50nm以下であることがより好ましい。上記した孔径を有する細孔の量が50体積%未満(例えば、孔径が50nmを超えるような細孔の体積率が多い)であったり、また最大孔径が100nmを超えると、相対湿度が60%未満というような低湿度環境下におけるウエットシール性が低下したり、また除湿室9内からの水分の吸収と減圧室10への水分の放出のバランスが低下し、低湿度環境下での除湿性能を十分に高めることができない。   The pores 15 of the ceramic porous body 16 preferably contain 50% by volume or more of pores having a pore diameter in the range of 1 nm to 10 nm, more preferably 70% by volume or more, and further 100% by volume. It is desirable to be. The average pore diameter of the pores 15 is preferably 0.5 nm or more and 50 nm or less, and more preferably 1 nm or more and 20 nm or less. The maximum pore diameter of the pores 15 is preferably 100 nm or less, and more preferably 50 nm or less. When the amount of pores having the above pore diameter is less than 50% by volume (for example, the volume ratio of pores having a pore diameter exceeding 50 nm is large), or when the maximum pore diameter exceeds 100 nm, the relative humidity is 60%. Dehumidifying performance in a low humidity environment, such as a decrease in wet sealability in a low humidity environment, such as below, or a decrease in the balance between moisture absorption from the dehumidification chamber 9 and moisture release to the decompression chamber 10 Cannot be raised sufficiently.

なお、セラミックス多孔質体16の体積気孔率や細孔15の形状(細孔の体積率、平均孔径、最大孔径等)は、基本的には水銀圧入法により測定した値を示すものである。ただし、細孔15の孔径が1nm付近になると、そのような孔径を水銀圧入法では求められないため、そのような場合にはBET法により評価した値を用いるものとする。水蒸気分離体12の特性は、セラミックス多孔質体16の体積気孔率にも影響されるため、体積気孔率を考慮して細孔15の孔径を設定することが好ましい。   The volume porosity of the ceramic porous body 16 and the shape of the pores 15 (pore volume fraction, average pore diameter, maximum pore diameter, etc.) basically indicate values measured by mercury porosimetry. However, when the pore diameter of the pores 15 is around 1 nm, such a pore diameter cannot be obtained by the mercury intrusion method. In such a case, the value evaluated by the BET method is used. Since the characteristics of the water vapor separator 12 are influenced by the volume porosity of the ceramic porous body 16, it is preferable to set the pore diameter of the pores 15 in consideration of the volume porosity.

セラミックス多孔質体16の体積気孔率(セラミックス多孔質体16内の細孔15の体積率)は10〜80%の範囲であることが好ましい。セラミックス多孔質体16の体積気孔率が10%未満であると、細孔15を通過できる水蒸気が減少するため、除湿室9内からの水分の吸収量及び減圧室10への水分の放出量が不十分になるおそれがある。セラミックス多孔質体16の体積気孔率が80%を超えると、セラミックス多孔質体16の強度が低下し、除湿装置1の連続運転を妨げるおそれがある。除湿速度の観点から、セラミックス多孔質体16の体積気孔率は10〜50%の範囲であることがより好ましく、さらに20〜50%の範囲であることが望ましい。ただし、セラミックス多孔質体16の体積気孔率は、水蒸気分離体12に求められる性質に応じて設定することが好ましい。例えば、除湿速度を高めたい場合には、体積気孔率を比較的高めに設定することが好ましい。一方、水蒸気分離体12の機械的強度等を高めたい場合、あるいは水蒸気分離体12を低コスト化したい場合には、体積気孔率を比較的低めに設定することが好ましい。   The volume porosity of the ceramic porous body 16 (volume ratio of the pores 15 in the ceramic porous body 16) is preferably in the range of 10 to 80%. If the volume porosity of the ceramic porous body 16 is less than 10%, the amount of water vapor that can pass through the pores 15 decreases, so that the amount of moisture absorbed from the dehumidifying chamber 9 and the amount of moisture released into the decompression chamber 10 are reduced. May be insufficient. If the volume porosity of the ceramic porous body 16 exceeds 80%, the strength of the ceramic porous body 16 may be reduced, and the continuous operation of the dehumidifier 1 may be hindered. From the viewpoint of the dehumidifying speed, the volume porosity of the ceramic porous body 16 is more preferably in the range of 10 to 50%, and further preferably in the range of 20 to 50%. However, the volume porosity of the ceramic porous body 16 is preferably set according to the properties required for the water vapor separator 12. For example, when it is desired to increase the dehumidifying rate, it is preferable to set the volume porosity relatively high. On the other hand, when it is desired to increase the mechanical strength of the water vapor separator 12 or to reduce the cost of the water vapor separator 12, it is preferable to set the volume porosity relatively low.

セラミックス多孔質体16の多孔質マトリクス19は、図2及び図3に示すように第1の面16aから第2の面16bに通じる細孔15を有している。多孔質マトリクス19を構成する第1の無機材料粒子18の平均粒子径は、100nm以下であることが好ましい。第1の無機材料粒子18の平均粒子径は、10〜100nmであることがより好ましい。平均粒子径が100nm以下というように微細な第1の無機材料粒子18を等方的にネッキングさせて多孔質マトリクス19を構成することによって、孔径(最大孔径)が100nm以下、さらには50nm以下というような微細な細孔15をセラミックス多孔質体16内に形成することができる。例えば、孔径が50nm以下の微細な細孔15を有するセラミックス多孔質体16を水蒸気分離体12として用いることで、相対湿度が60%未満というような低湿度の環境下においても、ウエットシールが形成された水蒸気分離体12を介して除湿室9から減圧室10に水を効率よく移動させることができ、これによって低湿度環境下で実用的な除湿速度を得ることが可能になる。   The porous matrix 19 of the ceramic porous body 16 has pores 15 communicating from the first surface 16a to the second surface 16b as shown in FIGS. The average particle diameter of the first inorganic material particles 18 constituting the porous matrix 19 is preferably 100 nm or less. The average particle diameter of the first inorganic material particles 18 is more preferably 10 to 100 nm. By forming the porous matrix 19 by isotropic necking of the fine first inorganic material particles 18 such that the average particle diameter is 100 nm or less, the pore diameter (maximum pore diameter) is 100 nm or less, and further 50 nm or less. Such fine pores 15 can be formed in the ceramic porous body 16. For example, by using a ceramic porous body 16 having fine pores 15 having a pore diameter of 50 nm or less as the water vapor separator 12, a wet seal can be formed even in a low humidity environment where the relative humidity is less than 60%. Water can be efficiently moved from the dehumidifying chamber 9 to the decompression chamber 10 through the steam separator 12 thus made, and a practical dehumidifying rate can be obtained in a low humidity environment.

ただし、平均粒径が100nm以下というような第1の無機材料粉末(第1の無機材料粒子18の集合体)のみを用いて、セラミックス多孔質体16を形成した場合、原料粉末としての第1の無機材料粉末の成形体の形成過程やそれ以前の工程で凝集し、焼成工程により得られるセラミックス多孔質体(多孔質焼結体)中の細孔の孔径を、材料粉末の平均粒径から期待されるような孔径、例えば最大孔径が100nm以下というような孔径にすることが難しい。そこで、実施形態のセラミックス多孔質体16においては、第1の無機材料粒子18を等方的にネッキングさせることにより構成された多孔質マトリクス19内に、第1の無機材料粒子18の最大粒子径より3倍以上の平均粒子径を有する第2の無機材料粒子20を不規則に配置している。粒径が大きい第2の無機材料粒子20を多孔質マトリクス19内に配置することによって、セラミックス多孔質体16の製造工程で第1の無機材料粒子18の二次粒子(凝集粒子)の解砕が期待される。従って、材料粉末の平均粒径から期待される、最大孔径が100nm以下というような孔径を有する細孔15を備えるセラミックス多孔質体16を得ることができる。   However, when the ceramic porous body 16 is formed using only the first inorganic material powder (the aggregate of the first inorganic material particles 18) having an average particle diameter of 100 nm or less, the first powder as the raw material powder is used. From the average particle size of the material powder, the pore diameter of the ceramic porous body (porous sintered body) that is agglomerated in the formation process of the inorganic material powder and in the previous process and obtained by the firing process It is difficult to obtain a hole diameter as expected, for example, such that the maximum hole diameter is 100 nm or less. Therefore, in the ceramic porous body 16 of the embodiment, the maximum particle diameter of the first inorganic material particles 18 is within the porous matrix 19 formed by isotropic necking of the first inorganic material particles 18. Further, the second inorganic material particles 20 having an average particle diameter three times or more are irregularly arranged. By disposing the second inorganic material particles 20 having a large particle diameter in the porous matrix 19, the secondary particles (aggregated particles) of the first inorganic material particles 18 are crushed in the manufacturing process of the ceramic porous body 16. There is expected. Therefore, the ceramic porous body 16 provided with the pores 15 having a pore diameter of 100 nm or less, which is expected from the average particle diameter of the material powder, can be obtained.

第1の無機材料粒子18の平均粒子径に応じた孔径を有する細孔15を得るために、第1の無機材料粒子18の最大粒子径より3倍以上の平均粒子径を有する第2の無機材料粒子20を多孔質マトリクス19内に配置している。第2の無機材料粒子20の平均粒子径が第1の無機材料粒子18の最大粒子径の3倍未満であると、第2の無機材料粒子20による二次粒子の解砕効果等を十分に得ることができない。このため、セラミックス多孔質体16内に大きな細孔が生じやすくなり、低湿度環境下で除湿速度等の除湿性能が低下しやすくなる。第2の無機材料粒子20の平均粒子径は、第1の無機材料粒子18の最大粒子径より5倍以上であることがより好ましい。   In order to obtain the pores 15 having a pore size corresponding to the average particle size of the first inorganic material particles 18, the second inorganic material having an average particle size three times or more than the maximum particle size of the first inorganic material particles 18. The material particles 20 are arranged in the porous matrix 19. When the average particle size of the second inorganic material particles 20 is less than three times the maximum particle size of the first inorganic material particles 18, the secondary particles can be sufficiently crushed by the second inorganic material particles 20. Can't get. For this reason, large pores are likely to be generated in the ceramic porous body 16, and the dehumidifying performance such as the dehumidifying speed is likely to be lowered in a low humidity environment. The average particle size of the second inorganic material particles 20 is more preferably 5 times or more than the maximum particle size of the first inorganic material particles 18.

さらに、実施形態のセラミックス多孔質体16においては、第1の無機材料粒子18の体積(V1)に対する第2の無機材料粒子20の体積(V2)の割合(V2/V1×100[%])を0.001〜10体積%の範囲としている。第2の無機材料粒子20の体積割合(V2/V1)が0.001体積%未満の場合、二次粒子の解砕効果等を十分に得ることができない。このため、セラミックス多孔質体16内に大きな細孔が生じやすくなる。第2の無機材料粒子20の体積割合(V2/V1)が10体積%を超えると、粒径が大きい第2の無機材料粒子20に基づいて大きな細孔が生じやすくなる。いずれにしても、低湿度環境下で除湿速度等の除湿性能が低下する。第2の無機材料粒子20の体積割合(V2/V1)は0.001〜1体積%の範囲であることがより好ましい。   Furthermore, in the ceramic porous body 16 of the embodiment, the ratio (V2 / V1 × 100 [%]) of the volume (V2) of the second inorganic material particles 20 to the volume (V1) of the first inorganic material particles 18. Is in the range of 0.001 to 10% by volume. When the volume ratio (V2 / V1) of the second inorganic material particles 20 is less than 0.001% by volume, the effect of crushing secondary particles cannot be sufficiently obtained. For this reason, large pores are easily generated in the ceramic porous body 16. When the volume ratio (V2 / V1) of the second inorganic material particles 20 exceeds 10% by volume, large pores are likely to be generated based on the second inorganic material particles 20 having a large particle size. In any case, the dehumidifying performance such as the dehumidifying speed is reduced in a low humidity environment. The volume ratio (V2 / V1) of the second inorganic material particles 20 is more preferably in the range of 0.001 to 1% by volume.

セラミックス多孔質体16の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば以下に示すような製法が適用される。例えば、第1の無機材料粒子18の原料となる第1の無機材料粉末に、第2の無機材料粒子20の原料となる第2の無機材料粉末を、0.001〜10体積%の範囲で添加する。これらを通常のセラミックス合成プロセスにしたがって、例えば乳鉢やボールミルを用いて混合する。このようにして得た混合粉末にバインダを添加して所望形状に成型した後、脱脂工程や焼成工程を施すことによって、目的とするセラミックス多孔質体16を作製する。セラミックス多孔質体16は、ロックウール、セラミックウール、ガラスウール等の無機繊維を含んでいてもよい。   Although the manufacturing method of the ceramic porous body 16 is not specifically limited, For example, the manufacturing method as shown below is applied. For example, in the range of 0.001 to 10 volume%, the second inorganic material powder that is the raw material of the second inorganic material particle 20 is added to the first inorganic material powder that is the raw material of the first inorganic material particle 18. Added. These are mixed according to a normal ceramic synthesis process, for example, using a mortar or ball mill. After the binder powder is added to the mixed powder thus obtained and molded into a desired shape, the intended ceramic porous body 16 is produced by performing a degreasing process and a firing process. The ceramic porous body 16 may contain inorganic fibers such as rock wool, ceramic wool, and glass wool.

第1の無機材料粉末は、目的とする細孔径の3倍程度の平均粒径を有することが好ましい。また、第2の無機材料粉末は、第1の無機材料粉末の最大粒径より3倍以上の平均粒径を有することが好ましいが、これに限定されるものではなく、粒度分布により示される平均粒径のピークが十分にずれていれば、上述したようなセラミックス多孔質体16を得ることができる。このようにして作製されたセラミックス多孔質体16は、等方的であり、第1の無機材料粒子18がネッキングすることにより構成された多孔質マトリクス19内に、第1の無機材料粒子18より十分に大きい粒子径を有する第2の無機材料粒子20を不規則に配置し、第2の無機材料粒子20の体積割合(V2/V1)を0.001〜10体積%の範囲とした構造を得ることができる。   The first inorganic material powder preferably has an average particle size that is about three times the target pore size. Further, the second inorganic material powder preferably has an average particle size of 3 times or more than the maximum particle size of the first inorganic material powder, but is not limited to this, and the average particle size distribution shows an average value. If the particle size peak is sufficiently deviated, the ceramic porous body 16 as described above can be obtained. The ceramic porous body 16 produced in this manner is isotropic, and the first inorganic material particles 18 have a porous matrix 19 formed by necking the first inorganic material particles 18. A structure in which the second inorganic material particles 20 having a sufficiently large particle diameter are irregularly arranged and the volume ratio (V2 / V1) of the second inorganic material particles 20 is in the range of 0.001 to 10% by volume. Can be obtained.

第1及び第2の無機材料粒子18、20の粒径及び体積比は、以下のようにして求めた値を示すものである。セラミックス多孔質体16内の無機材料粒子18、20の粒径は、以下の方法により求める。まず、評価するセラミック多孔質体の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察し、適当なSEM像を複数得る。このとき、どの視野を選ぶかは意図的ではなく、無作為に選ぶこととする。また可能な限り、多数の視野画像(SEM像)を得ることが好ましく、第2の無機材料粒子20の粒子径や添加量にも依存するが、少なくとも3視野以上のSEM像を得ることが好ましい。   The particle diameters and volume ratios of the first and second inorganic material particles 18 and 20 indicate values obtained as follows. The particle diameters of the inorganic material particles 18 and 20 in the ceramic porous body 16 are obtained by the following method. First, the cross section of the ceramic porous body to be evaluated is observed with a scanning electron microscope (SEM) to obtain a plurality of appropriate SEM images. At this time, the field of view to be selected is not intentional and is selected at random. In addition, it is preferable to obtain as many field-of-view images (SEM images) as possible, and it is preferable to obtain an SEM image of at least three fields of view, although it depends on the particle diameter and addition amount of the second inorganic material particles 20. .

得られたSEM像の第1及び第2の無機材料粒子18、20のサイズを決定する。SEM像上で第1の無機材料粒子18の粒径を評価するには、一般的にインターセプト法が知られるが、多孔質体では多くの空隙が存在するため、この方法をそのまま適応することができない。そのため、次の方法を適用する。図4に示すように、画像内に長さlの直線Xを引き、この直線Xの第1の無機材料粒子18と重なる長さを、それぞれの粒子に対してl、l、…lとする。各粒子の平均長さLを、L=(l+l+…l)/nとして、第1の無機材料粒子18の粒子径Dを、D=kL(kは定数)として算出する。粒子形状が球径の場合、k=1.5である。複雑な粒子形状であっても、焼結体である場合にはこれを球形と近似して計算を行う。このようにして複数の画像上で求めた粒子の粒子径Dの平均値を、第1の無機材料粒子18の平均粒子径D1aveとする。また、複数のSEM像から計測した第1の無機材料粒子18の粒子径のうち、最大の粒子径を第1の無機材料粒子18の最大粒子径D1maxと見なす。 The sizes of the first and second inorganic material particles 18 and 20 in the obtained SEM image are determined. In order to evaluate the particle size of the first inorganic material particles 18 on the SEM image, the intercept method is generally known. However, since there are many voids in the porous body, this method can be applied as it is. Can not. Therefore, the following method is applied. As shown in FIG. 4, a straight line X having a length l is drawn in the image, and the length of the straight line X overlapping the first inorganic material particles 18 is set to l 1 , l 2 ,. and n. The average length L of each particle is L = (l 1 + l 2 +... L n ) / n, and the particle diameter D 1 of the first inorganic material particle 18 is calculated as D 1 = kL (k is a constant). To do. When the particle shape is a spherical diameter, k = 1.5. Even if it is a complicated particle shape, if it is a sintered body, it is approximated as a sphere and calculation is performed. The average value of the particle diameter D 1 of the particles obtained on the plurality of images in this way is defined as the average particle diameter D 1ave of the first inorganic material particles 18. In addition, among the particle diameters of the first inorganic material particles 18 measured from a plurality of SEM images, the maximum particle diameter is regarded as the maximum particle diameter D 1max of the first inorganic material particles 18.

また、第2の無機材料粒子20については、第1の無機材料粒子18の最大粒子径D1maxの3倍(3D1max)以上の粒径を有する粒子を第2の無機材料粒子20と見なす。第2の無機材料粒子20は、画像上で第1の無機材料粒子18の数よりも極端に数が少ないため、上述した方法は適応できない。第2の無機材料粒子20については、画像上で粒子の最大長さと最小長さの平均長さを求め、これを1.2倍したものを第2の無機材料粒子20の粒子径Dとする。複数の画像上で複数の第2の無機材料粒子20の粒子径Dを求め、それらの平均値を第2の無機材料粒子20の平均粒子径D2aveとする。 For the second inorganic material particle 20, a particle having a particle size equal to or larger than three times the maximum particle diameter D 1max (3D 1max ) of the first inorganic material particle 18 is regarded as the second inorganic material particle 20. Since the number of the second inorganic material particles 20 is extremely smaller than the number of the first inorganic material particles 18 on the image, the above-described method cannot be applied. For the second inorganic material particles 20, the average length of the maximum and minimum lengths of the particles is determined on the image, and a value obtained by multiplying this by 1.2 is the particle diameter D 2 of the second inorganic material particles 20. To do. Determined particle diameter D 2 of the plurality of second inorganic material particles 20 on a plurality of images and their mean value as the average particle diameter D 2Ave of the second inorganic material particles 20.

第1及び第2の無機材料粒子18、20の体積率は、次のようにして求める。まず、第2の無機材料粒子20が複数観察できる視野を選択し、SEM像の全体の面積Sを求める。次いで、当該多孔質体の空隙率を求める。空隙率は、寸法と質量から求めてもよいし、水銀圧入法で求めてもよい。このようにして求めた空隙率をpとする。等方的な多孔質体の体積空隙率は、面積空隙率に等しいから、面積空隙率にもこの値を適応する。次に、画面上で粒子の投影図としての面積Sを求める。第2の無機材料粒子20の添加は、ほとんど空隙率に影響を与えない。次に、第2の無機材料粒子20の平均面積Sを平均粒子径D2aveより円の面積として求める。画像上の第2の無機材料粒子20の個数がmである場合、mSが第2の無機材料粒子20の占める投影面積である。その結果、S=(1−p)(S−mS)と計算できる。第1の面積Sと第2の面積Sは、それぞれ第1の無機材料粒子18と第2の無機材料粒子20の投影面積である。空隙率と同様に、体積比は投影面積比と等しいとして、S及びSを用いて体積比を計算する。つまり、第1の無機材料粒子18の体積をV1、第2の無機材料粒子20の体積V2としたとき、第2の無機材料粒子20の体積率は、V1/V2=S/Sとなる。このようにして複数の画像で求めたS及びSの平均値より平均の体積率を求める。 The volume ratio of the first and second inorganic material particles 18 and 20 is determined as follows. First, a field of view in which a plurality of second inorganic material particles 20 can be observed is selected, and the entire area S of the SEM image is obtained. Next, the porosity of the porous body is obtained. The porosity may be obtained from dimensions and mass, or may be obtained by a mercury intrusion method. The porosity obtained in this way is defined as p. Since the volume porosity of the isotropic porous body is equal to the area porosity, this value is also applied to the area porosity. Next, an area S 1 as a projected image of the particles is obtained on the screen. The addition of the second inorganic material particles 20 hardly affects the porosity. Next, the average area S2 of the second inorganic material particles 20 is determined as the area of a circle from the average particle diameter D2ave . When the number of the second inorganic material particles 20 on the image is m, mS 2 is the projected area occupied by the second inorganic material particles 20. As a result, it can be calculated as S 1 = (1−p) (S−mS 2 ). The first area S 1 and the second area S 2 are projected areas of the first inorganic material particles 18 and the second inorganic material particles 20, respectively. Similar to the porosity, the volume ratio is calculated using S 1 and S 2 on the assumption that the volume ratio is equal to the projected area ratio. In other words, volume V1 of the first inorganic material particles 18, when the volume V2 of the second inorganic material particles 20, volume fraction of the second inorganic material particles 20, the V1 / V2 = S 1 / S 2 Become. Thus, an average volume ratio is obtained from the average values of S 1 and S 2 obtained from a plurality of images.

水蒸気分離体12にウエットシールを形成するにあたって、水蒸気分離体12は図2に示したように、セラミックス多孔質体16の細孔15内に存在する水溶性吸湿剤17を備えていてもよい。水溶性吸湿剤17は水分を吸収して保持するため、水蒸気分離体12にウエットシールを形成しやすくなる。水溶性吸湿剤17としては、第1族元素や第2族元素のクエン酸塩、炭酸塩、リン酸塩、ハロゲン化物塩、酸化物塩、水酸化物塩、硫酸塩等が用いられる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、複合して用いてもよい。なお、図2では水溶性吸湿剤17が細孔15内に偏析しているように示しているが、水溶性吸湿剤17の存在形態はこれに限られるものではない。水溶性吸湿剤17は、細孔15の内壁全体又は一部に薄く均一に付着していてもよい。   When forming a wet seal on the water vapor separator 12, the water vapor separator 12 may include a water-soluble moisture absorbent 17 present in the pores 15 of the ceramic porous body 16, as shown in FIG. Since the water-soluble moisture absorbent 17 absorbs and retains moisture, it becomes easy to form a wet seal on the water vapor separator 12. As the water-soluble hygroscopic agent 17, citrates, carbonates, phosphates, halide salts, oxide salts, hydroxide salts, sulfates of Group 1 elements and Group 2 elements are used. These compounds may be used alone or in combination. In FIG. 2, the water-soluble moisture absorbent 17 is shown as segregated in the pores 15, but the form of the water-soluble moisture absorbent 17 is not limited to this. The water-soluble hygroscopic agent 17 may be thinly and uniformly attached to the entire inner wall or a part of the pore 15.

水溶性吸湿剤17の具体例としては、塩化カルシウム(CaCl)、塩化リチウム(LiCl)、塩化ナトリウム(NaCl)、塩化カリウム(KCl)、臭化リチウム(LiBr)、臭化ナトリウム(NaBr)、臭化カリウム(KBr)、ヨウ化リチウム(LiI)、ヨウ化ナトリウム(NaI)、ヨウ化カリウム(KI)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ナトリウム(NaO)、酸化カリウム(KO)、水酸化カルシウム(Ca(OH))、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カリウム(KOH)、水酸化リチウム(LiOH)、炭酸カルシウム(CaCO)、炭酸マグネシウム(MgCO)、炭酸リチウム(LiCO)、炭酸ナトリウム(NaCO)、炭酸カリウム(KCO)、リン酸ナトリウム(NaPO)、リン酸カリウム(KPO)、クエン酸ナトリウム(Na(CO(COO))等)、クエン酸カリウム(K(CO(COO))等)、硫酸ナトリウム(NaSO)、硫酸カリウム(KSO)、硫酸リチウム(LiSO)等やこれらの水和物が挙げられる。 Specific examples of the water-soluble moisture absorbent 17 include calcium chloride (CaCl 2 ), lithium chloride (LiCl), sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl), lithium bromide (LiBr), sodium bromide (NaBr), Potassium bromide (KBr), lithium iodide (LiI), sodium iodide (NaI), potassium iodide (KI), calcium oxide (CaO), sodium oxide (Na 2 O), potassium oxide (K 2 O), Calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), lithium hydroxide (LiOH), calcium carbonate (CaCO 3 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ), lithium carbonate (Li 2 CO 3), sodium carbonate (Na 2 CO 3), potassium carbonate (K 2 CO 3), Li Sodium acid (Na 3 PO 4), potassium phosphate (K 3 PO 4), sodium citrate (Na 3 (C 3 H 5 O (COO) 3) , etc.), potassium citrate (K 3 (C 3 H 5 O (COO) 3 )), sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), potassium sulfate (K 2 SO 4 ), lithium sulfate (Li 2 SO 4 ), and the like, and hydrates thereof.

水蒸気分離体12の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば以下のようにして作製される。水蒸気分離体12が水溶性吸湿剤17を備えない場合には、前述した方法で作製したセラミックス多孔質体16を水蒸気分離体12として使用する。水蒸気分離体12が水溶性吸湿剤17を備える場合には、前述した方法で作製したセラミックス多孔質体16に、水溶性吸湿剤17を水に溶解した水溶液を含浸させてから乾燥させることによって、水蒸気分離体12が得られる。乾燥させるのは取扱上便利なためであり、乾燥させなくてもよい。水蒸気分離体12は、当初から水分を含んでいてもよい。セラミックス多孔質体16の原料粉末に水溶性吸湿剤17を混ぜた後に、成型及び焼結してもよい。   Although the manufacturing method of the water vapor separator 12 is not particularly limited, for example, it is produced as follows. When the water vapor separator 12 does not include the water-soluble moisture absorbent 17, the ceramic porous body 16 produced by the method described above is used as the water vapor separator 12. When the water vapor separator 12 includes the water-soluble hygroscopic agent 17, the ceramic porous body 16 produced by the above-described method is impregnated with an aqueous solution obtained by dissolving the water-soluble hygroscopic agent 17 in water and then dried. A water vapor separator 12 is obtained. The reason for drying is that it is convenient for handling, and it is not necessary to dry it. The steam separator 12 may contain moisture from the beginning. After mixing the water-soluble moisture absorbent 17 with the raw material powder of the ceramic porous body 16, it may be molded and sintered.

除湿装置1に用いられる水蒸気分離体12は、図5に示すように、気体を透過する支持体21により支持されていてもよい。図5は一対の支持体21を水蒸気分離体12の両面に沿って配置した状態を示しているが、支持体20は水蒸気分離体12の一方の面のみに沿って配置してもよい。支持体21には、セラミックス材料、金属材料、炭素材料、有機材料、もしくはこれらの複合材料からなる、開放気孔を有する多孔質体、パンチング材料、メッシュ材料等が用いられる。そのような支持体21の具体例としては、例えば紙、ポリイミド多孔体、パンチングメタル等が例示される。支持体21は、数μm径以上の貫通孔を有していることが好ましいが、これに限定されるものではない。   As shown in FIG. 5, the water vapor separator 12 used in the dehumidifying device 1 may be supported by a support 21 that transmits gas. FIG. 5 shows a state in which the pair of supports 21 are arranged along both surfaces of the water vapor separator 12, but the support 20 may be arranged along only one surface of the water vapor separator 12. For the support 21, a porous body having open pores, a punching material, a mesh material, or the like made of a ceramic material, a metal material, a carbon material, an organic material, or a composite material thereof is used. Specific examples of such a support 21 include paper, a porous polyimide body, a punching metal, and the like. The support 21 preferably has a through hole with a diameter of several μm or more, but is not limited thereto.

実施形態の除湿装置1において、水蒸気分離体12は少なくとも除湿装置1の運転時に水分を含んでいる。除湿対象の空間Rx内の空気は、送風機3により除湿モジュール2の除湿室9内に送られる。送風機3と同時に減圧ポンプ4を稼働させ、減圧室10内を減圧することによって、除湿室9内の圧力と減圧室10内の圧力との間に差を生じさせる。この圧力差によって、減圧室10内の水蒸気圧(第2の空間S2の水蒸気圧)が除湿室9内の水蒸気圧(第1の空間S1の水蒸気圧)より小さくなる。この水蒸気圧差と水蒸気分離体12内に存在する水分とによって、水蒸気分離体12を介して配置された除湿室9と減圧室10との間で水蒸気(水分)の移動が起こる。   In the dehumidifying apparatus 1 of the embodiment, the water vapor separator 12 contains water at least when the dehumidifying apparatus 1 is operated. Air in the space Rx to be dehumidified is sent into the dehumidifying chamber 9 of the dehumidifying module 2 by the blower 3. Simultaneously with the blower 3, the decompression pump 4 is operated to decompress the interior of the decompression chamber 10, thereby creating a difference between the pressure in the dehumidification chamber 9 and the pressure in the decompression chamber 10. Due to this pressure difference, the water vapor pressure in the decompression chamber 10 (water vapor pressure in the second space S2) becomes smaller than the water vapor pressure in the dehumidification chamber 9 (water vapor pressure in the first space S1). Due to the water vapor pressure difference and the water present in the water vapor separator 12, the movement of water vapor (water) occurs between the dehumidifying chamber 9 and the decompression chamber 10 disposed via the water vapor separator 12.

水蒸気分離体12を介して水蒸気(水分)を移動させるにあたって、減圧室10内の圧力が除湿室9内の圧力に対して−50kPa以下となるように、減圧ポンプ4で減圧室10内を減圧することが好ましい。言い換えると、除湿室9内の圧力と減圧室10内の圧力との差が50kPa以上となるように、減圧室10内を減圧することが好ましい。この圧力差が50kPa未満であると、除湿室9内から減圧室10内への水蒸気(水分)の移動を十分に促進できないおそれがある。さらに、除湿室9と減圧室10との圧力差は100kPa未満であることが好ましい。圧力差が大きすぎると、水蒸気分離体12を構成するセラミックス多孔質体16が破損するおそれが生じる。除湿室9と減圧室10との圧力差は80〜90kPaの範囲であることがより好ましい、   When moving water vapor (water) through the water vapor separator 12, the pressure inside the decompression chamber 10 is reduced by the decompression pump 4 so that the pressure inside the decompression chamber 10 becomes −50 kPa or less with respect to the pressure inside the dehumidification chamber 9. It is preferable to do. In other words, it is preferable to depressurize the decompression chamber 10 so that the difference between the pressure in the dehumidification chamber 9 and the pressure in the decompression chamber 10 is 50 kPa or more. If this pressure difference is less than 50 kPa, the movement of water vapor (moisture) from the dehumidification chamber 9 to the decompression chamber 10 may not be sufficiently promoted. Furthermore, the pressure difference between the dehumidifying chamber 9 and the decompression chamber 10 is preferably less than 100 kPa. If the pressure difference is too large, the ceramic porous body 16 constituting the water vapor separator 12 may be damaged. The pressure difference between the dehumidifying chamber 9 and the decompression chamber 10 is more preferably in the range of 80 to 90 kPa,

図1に示す除湿装置1においては、減圧室10内を減圧する減圧ポンプ4で除湿室9と減圧室10との間に水蒸気圧差を生じさせているが、水蒸気圧の調整部はこれに限られるものではない。例えば、減圧室10(第2の空間S2)に乾燥空気や加熱空気を導入するようにしてもよい。これらによっても、除湿室9と減圧室10との間に水蒸気圧差を生じさせることができる。図1に示す除湿装置1において、除湿室9と減圧室10との間に水蒸気圧差を生じさせる水蒸気圧調整部は、特に限定されるものではなく、水蒸気圧差を生じさせることが可能な各種の機構を適用することができる。   In the dehumidifying apparatus 1 shown in FIG. 1, a water vapor pressure difference is generated between the dehumidifying chamber 9 and the decompression chamber 10 by the decompression pump 4 that decompresses the interior of the decompression chamber 10. Is not something For example, dry air or heated air may be introduced into the decompression chamber 10 (second space S2). Also by these, a water vapor pressure difference can be generated between the dehumidifying chamber 9 and the decompression chamber 10. In the dehumidifying apparatus 1 shown in FIG. 1, the water vapor pressure adjusting unit that generates a water vapor pressure difference between the dehumidifying chamber 9 and the decompression chamber 10 is not particularly limited, and various types of components that can generate the water vapor pressure difference are not limited. Mechanisms can be applied.

水蒸気圧が相対的に高い除湿室9内の空気中に含まれる水蒸気(水分)は、水蒸気分離体12内のウエットシールに吸収される。水蒸気分離体12が水溶性吸湿剤17を有する場合、水蒸気(水分)は水溶性吸湿剤17に吸収される。水蒸気分離体12内の水分は、水蒸気圧が相対的に低い減圧室10内に透過する。除湿室9内の水蒸気圧と減圧室10内の水蒸気圧と水蒸気分離体12内の水分量等のバランスによって、除湿室9内の空気中に含まれる水分の水蒸気分離体12による吸収と水蒸気分離体12内の水分の減圧室10内への放出とが連続して起こる。従って、空間Rxから除湿室9内に送られた空気中の水分量を減少させて除湿することができる。除湿された空気は、空間Rxに返送される。減圧室10内に透過した水分は、配管8及び減圧ポンプ4を介して外部に排出される。減圧室10内に透過した水分は、加湿が必要な部屋等の第3の空間に送るようにしてもよい。実施形態の水蒸気分離体12は、除湿と加湿とを兼ねる装置に使用することもできる。   Water vapor (moisture) contained in the air in the dehumidification chamber 9 having a relatively high water vapor pressure is absorbed by the wet seal in the water vapor separator 12. When the water vapor separator 12 has the water-soluble moisture absorbent 17, the water vapor (water) is absorbed by the water-soluble moisture absorbent 17. Water in the water vapor separator 12 permeates into the decompression chamber 10 having a relatively low water vapor pressure. Depending on the balance of the water vapor pressure in the dehumidifying chamber 9, the water vapor pressure in the decompression chamber 10, the amount of water in the water vapor separator 12, etc., the moisture contained in the air in the dehumidifying chamber 9 is absorbed and separated by the water vapor separator 12. Release of moisture in the body 12 into the decompression chamber 10 occurs continuously. Therefore, it is possible to dehumidify by reducing the amount of moisture in the air sent from the space Rx into the dehumidifying chamber 9. The dehumidified air is returned to the space Rx. Moisture permeated into the decompression chamber 10 is discharged to the outside through the pipe 8 and the decompression pump 4. The moisture permeated into the decompression chamber 10 may be sent to a third space such as a room that needs to be humidified. The water vapor separator 12 of the embodiment can also be used in an apparatus that serves both as dehumidification and humidification.

実施形態の除湿装置1においては、水蒸気分離体12がウエットシールを形成しているため、除湿室9内の空気中に含まれる水分のみを減圧室10内に移動させることができる。すなわち、除湿室9と減圧室10との間では、基本的には空気中の水分のみを移動させ、空気中の乾燥空気はほとんど移動しない。従って、除湿対象の空間Rxの温度をほとんど変動させることがない。空間Rxの温度をほとんど変動させることなく、空間Rx内を除湿することで、例えば空間Rxの冷房と併用する場合においても、熱効率を低下させるおそれがない。除湿装置1を冷房と併用する際の熱効率を高めることができる。   In the dehumidifying device 1 of the embodiment, since the water vapor separator 12 forms a wet seal, only the moisture contained in the air in the dehumidifying chamber 9 can be moved into the decompression chamber 10. That is, between the dehumidifying chamber 9 and the decompression chamber 10, basically only the moisture in the air is moved, and the dry air in the air hardly moves. Therefore, the temperature of the space Rx to be dehumidified is hardly changed. By dehumidifying the inside of the space Rx with almost no change in the temperature of the space Rx, for example, when used together with cooling of the space Rx, there is no possibility of reducing the thermal efficiency. The thermal efficiency at the time of using the dehumidifier 1 together with cooling can be improved.

さらに、実施形態の除湿装置1においては、水蒸気分離体12に用いるセラミックス多孔質体16に、複数の第1の無機材料粒子18が等方的にネッキングすることにより構成された多孔質マトリクス19内に第2の無機材料粒子20を不規則に配置した構造を適用しているため、セラミックス多孔質体16内に例えば最大孔径が100nm以下というような孔径を有する微細な細孔15を安定的に存在させることができる。このような微細な細孔15を有するセラミックス多孔質体16を水蒸気分離体12として用いることによって、相対湿度が60%未満というような低湿度の環境下においても、ウエットシールが形成された水蒸気分離体12を介して除湿室9から減圧室10に水を効率よく移動させることができ、これによって低湿度環境下で実用的な除湿速度を得ることが可能になる。   Further, in the dehumidifying apparatus 1 of the embodiment, the inside of the porous matrix 19 configured by isotropic necking of the plurality of first inorganic material particles 18 to the ceramic porous body 16 used for the water vapor separator 12. In addition, since the structure in which the second inorganic material particles 20 are irregularly arranged is applied, fine pores 15 having a pore diameter of, for example, a maximum pore diameter of 100 nm or less are stably formed in the ceramic porous body 16. Can exist. By using the ceramic porous body 16 having such fine pores 15 as the water vapor separator 12, water vapor separation in which a wet seal is formed even in a low humidity environment where the relative humidity is less than 60%. Water can be efficiently moved from the dehumidifying chamber 9 to the decompression chamber 10 via the body 12, and this makes it possible to obtain a practical dehumidifying rate in a low humidity environment.

実施形態の除湿装置1の構造は、図1に示す構造に限られない。図1では第1の空間S1を除湿モジュール2の除湿室9に設定したが、第1の空間S1はこれに限定されるものではない。図6に示すように、第1の空間S1は除湿対象の空間Rxそのものであってもよい。すなわち、第2の空間S2となる減圧室10を、第1の空間S1となる空間Rxと水蒸気分離体12を介して配置してもよい。この場合、減圧室10を減圧することによって、除湿対象の空間Rx(第1の空間S1)内の空気から水蒸気(水分)が直接除去される。第1の空間S1及び第2の空間S2の設定は、種々に変更することができる。   The structure of the dehumidifying device 1 of the embodiment is not limited to the structure shown in FIG. Although the first space S1 is set in the dehumidifying chamber 9 of the dehumidifying module 2 in FIG. 1, the first space S1 is not limited to this. As shown in FIG. 6, the first space S1 may be the space Rx itself to be dehumidified. That is, you may arrange | position the decompression chamber 10 used as 2nd space S2 via the space Rx used as 1st space S1, and the water vapor | steam separator 12. FIG. In this case, by reducing the pressure in the decompression chamber 10, water vapor (water) is directly removed from the air in the space Rx (first space S1) to be dehumidified. The settings of the first space S1 and the second space S2 can be variously changed.

除湿速度Vは、以下のようにして測定された値を示す。まず、湿度と温度を一定に保持された恒温恒湿槽の中に、直径10mmの穴の開いた1L容器により空間Rxを設ける。このような構造において、図1に示した除湿モジュールにより第1の空間に対する第2の空間の圧力を−80kPaに設定して除湿を行い、特定の相対湿度からそれより10%低い相対湿度まで除湿したときの時間を水蒸気分離体の面積換算した値とする。測定温度は40℃、水蒸気分離体の実行面積は直径10mmとする。例えば、相対湿度が40%から30%まで低下したときの時間が1時間であれば、除湿速度Vは10%/hとなる。   The dehumidifying speed V indicates a value measured as follows. First, a space Rx is provided by a 1 L container having a hole with a diameter of 10 mm in a constant temperature and humidity chamber in which humidity and temperature are kept constant. In such a structure, the dehumidifying module shown in FIG. 1 sets the pressure of the second space with respect to the first space to −80 kPa to perform dehumidification, and dehumidifies from a specific relative humidity to 10% lower relative humidity. The time when this is done is the value converted into the area of the water vapor separator. The measurement temperature is 40 ° C., and the effective area of the water vapor separator is 10 mm in diameter. For example, if the time when the relative humidity is reduced from 40% to 30% is 1 hour, the dehumidification rate V is 10% / h.

次に、実施例とその評価結果について述べる。   Next, examples and evaluation results thereof will be described.

(実施例1)
平均粒径が14nmのAl粉末(第1の粒子)に、平均粒径が180nmのAl粉末(第2の粒子)を0.05体積%添加し、さらに濃度5%のポリビニルブチラール(PVB)のアセトン溶液を添加し、乳鉢で混合した後に、金型に充填して1t/cmの圧力で成型し、さらに1000℃で焼結することによって、厚さ1mmのセラミックス多孔質体を作製した。セラミックス多孔質体の細孔形状等を水銀圧入法により測定したところ、細孔径はおよそ3〜30nmであり、平均孔径は11nmであった。セラミックス多孔質体の体積気孔率は48%であった。さらに、セラミックス多孔質体を構成する第1の粒子の形状を前述した方法にしたがって測定したところ、平均粒子径は30nm、最大粒子径は50nmであった。また、第2の粒子の平均粒子径は200nmであった。
Example 1
0.05% by volume of Al 2 O 3 powder ( second particle) having an average particle diameter of 180 nm is added to Al 2 O 3 powder (first particle) having an average particle diameter of 14 nm, and the concentration is 5%. After adding an acetone solution of polyvinyl butyral (PVB), mixing in a mortar, filling in a mold, molding at a pressure of 1 t / cm 2 , and further sintering at 1000 ° C., 1 mm thick ceramic porous A mass was produced. When the pore shape and the like of the porous ceramic body were measured by a mercury intrusion method, the pore diameter was approximately 3 to 30 nm, and the average pore diameter was 11 nm. The volume porosity of the ceramic porous body was 48%. Furthermore, when the shape of the 1st particle | grains which comprise a ceramic porous body was measured in accordance with the method mentioned above, the average particle diameter was 30 nm and the maximum particle diameter was 50 nm. The average particle diameter of the second particles was 200 nm.

上記したセラミックス多孔質体にCaClの飽和水溶液を含浸して乾燥させることによって、目的とする水蒸気分離体を得た。水蒸気分離体の除湿速度Vを前述した条件で測定したところ、相対湿度40%での除湿速度Vは10%/hであった。また、除湿試験時における除湿対象空間の温度は40℃±1℃の範囲で安定していた。さらに、1カ月後に同様の測定をしても変化は認められなかった。 The above-mentioned ceramic porous body was impregnated with a saturated aqueous solution of CaCl 2 and dried to obtain a target water vapor separator. When the dehumidification rate V of the water vapor separator was measured under the conditions described above, the dehumidification rate V at a relative humidity of 40% was 10% / h. Moreover, the temperature of the dehumidification object space at the time of a dehumidification test was stable in the range of 40 degreeC +/- 1 degreeC. Furthermore, no change was observed even after the same measurement after one month.

(実施例2)
平均粒径が30nmの高純度(純度:99.99%)のAl粉末(第1の粒子)に、平均粒径が180nmのAl粉末(第2の粒子)を0.1体積%添加し、さらに濃度5%のPVBのアセトン溶液を添加し、乳鉢で混合した後に、金型に充填して1t/cmの圧力で成型し、さらに1000℃で焼結することによって、厚さ1mmのセラミックス多孔質体を作製した。セラミックス多孔質体の細孔形状等を水銀圧入法により測定したところ、細孔径は5〜120nmであり、平均孔径は18nmであった。セラミックス多孔質体の体積気孔率は46%であった。さらに、セラミックス多孔質体を構成する第1の粒子の形状を前述した方法にしたがって測定したところ、平均粒子径は60nm、最大粒子径は70nmであった。また、第2の粒子の平均粒子径は200nmであった。
(Example 2)
A high-purity (purity: 99.99%) Al 2 O 3 powder (first particle) with an average particle size of 30 nm is added to an Al 2 O 3 powder ( second particle) with an average particle size of 180 nm. By adding 1% by volume, adding an acetone solution of PVB at a concentration of 5%, mixing in a mortar, filling the mold, molding at a pressure of 1 t / cm 2 , and further sintering at 1000 ° C. A porous ceramic body having a thickness of 1 mm was produced. When the pore shape and the like of the ceramic porous body were measured by a mercury intrusion method, the pore diameter was 5 to 120 nm and the average pore diameter was 18 nm. The volume porosity of the ceramic porous body was 46%. Furthermore, when the shape of the 1st particle | grains which comprise a ceramic porous body was measured in accordance with the method mentioned above, the average particle diameter was 60 nm and the maximum particle diameter was 70 nm. The average particle diameter of the second particles was 200 nm.

上記したセラミックス多孔質体にCaClの飽和水溶液を含浸して乾燥させることによって、目的とする水蒸気分離体を得た。水蒸気分離体の除湿速度Vを前述した条件で測定したところ、相対湿度40%での除湿速度Vは8%/hであった。また、除湿試験時における除湿対象空間の温度は40℃±1℃の範囲で安定していた。さらに、1カ月後に同様の測定をしても変化は認められなかった。 The above-mentioned ceramic porous body was impregnated with a saturated aqueous solution of CaCl 2 and dried to obtain a target water vapor separator. When the dehumidification rate V of the water vapor separator was measured under the conditions described above, the dehumidification rate V at a relative humidity of 40% was 8% / h. Moreover, the temperature of the dehumidification object space at the time of a dehumidification test was stable in the range of 40 degreeC +/- 1 degreeC. Furthermore, no change was observed even after the same measurement after one month.

(実施例3)
平均粒径が60nmの高純度(純度:99.99%)のAl粉末(第1の粒子)に、平均粒径が1.5μmのAl粉末(第2の粒子)を0.03体積%添加し、さらに濃度5%のポリビニルブチラール(PVB)のアセトン溶液を添加し、乳鉢で混合した後に、金型に充填して1t/cmの圧力で成型し、さらに1000℃で焼結することによって、厚さ1mmのセラミックス多孔質体を作製した。セラミックス多孔質体の細孔形状等を水銀圧入法により測定したところ、細孔径はおよそ4〜40nmであり、平均孔径は13nmであった。セラミックス多孔質体の体積気孔率は59%であった。さらに、セラミックス多孔質体を構成する第1の粒子の形状を前述した方法にしたがって測定したところ、平均粒子径は65nm、最大粒子径は75nmであった。また、第2の粒子の平均粒子径は1.5μmであった。
(Example 3)
Average particle size of 60nm high purity (purity: 99.99%) to Al 2 O 3 powder (the first particles), Al 2 O 3 powder having an average particle diameter of 1.5μm (the second particles) After adding 0.03% by volume and further adding an acetone solution of polyvinyl butyral (PVB) having a concentration of 5%, mixing in a mortar, filling in a mold and molding at a pressure of 1 t / cm 2 , further 1000 ° C. A ceramic porous body having a thickness of 1 mm was produced by sintering with 1. When the pore shape and the like of the ceramic porous body were measured by a mercury intrusion method, the pore diameter was approximately 4 to 40 nm, and the average pore diameter was 13 nm. The volume porosity of the ceramic porous body was 59%. Furthermore, when the shape of the 1st particle | grains which comprise a ceramic porous body was measured in accordance with the method mentioned above, the average particle diameter was 65 nm and the maximum particle diameter was 75 nm. The average particle size of the second particles was 1.5 μm.

上記したセラミックス多孔質体にCaClの飽和水溶液を含浸して乾燥させることによって、目的とする水蒸気分離体を得た。水蒸気分離体の除湿速度Vを前述した条件で測定したところ、相対湿度40%での除湿速度Vは12%/hであった。また、除湿試験時における除湿対象空間の温度は40℃±1℃の範囲で安定していた。さらに、1カ月後に同様の測定をしても変化は認められなかった。 The above-mentioned ceramic porous body was impregnated with a saturated aqueous solution of CaCl 2 and dried to obtain a target water vapor separator. When the dehumidification rate V of the water vapor separator was measured under the above-described conditions, the dehumidification rate V at a relative humidity of 40% was 12% / h. Moreover, the temperature of the dehumidification object space at the time of a dehumidification test was stable in the range of 40 degreeC +/- 1 degreeC. Furthermore, no change was observed even after the same measurement after one month.

(比較例1)
平均粒径が180nmのAl粉末(第2の粒子)を添加しないことを除いて、実施例1と同一条件でセラミックス多孔質体を作製した。セラミックス多孔質体の体積気孔率は実施例1と同程度であったが、細孔径がばらついており、孔径が11nm程度の細孔に加えて孔径が100nm程度の細孔が多く観察された。このセラミックス多孔質体にCaClの飽和水溶液を含浸して乾燥させることによって、目的とする水蒸気分離体を得た。水蒸気分離体の除湿速度Vを前述した条件で測定したところ、相対湿度40%での除湿速度Vは1%/hであった。
(Comparative Example 1)
A porous ceramic body was produced under the same conditions as in Example 1 except that Al 2 O 3 powder (second particles) having an average particle diameter of 180 nm was not added. The volume porosity of the ceramic porous body was about the same as in Example 1, but the pore diameters varied, and many pores with a pore diameter of about 100 nm were observed in addition to the pores with a pore diameter of about 11 nm. This ceramic porous body was impregnated with a saturated aqueous solution of CaCl 2 and dried to obtain a target water vapor separator. When the dehumidification rate V of the water vapor separator was measured under the conditions described above, the dehumidification rate V at a relative humidity of 40% was 1% / h.

(比較例2)
平均粒径が180nmのAl粉末(第2の粒子)を添加しないことを除いて、実施例2と同一条件でセラミックス多孔質体を作製した。セラミックス多孔質体の体積気孔率は実施例2と同程度であったが、細孔径がばらついており、孔径が18nm程度の細孔に加えて孔径が27nm程度の細孔が多く観察された。このセラミックス多孔質体にCaClの飽和水溶液を含浸して乾燥させることによって、目的とする水蒸気分離体を得た。水蒸気分離体の除湿速度Vを前述した条件で測定したところ、相対湿度40%での除湿速度Vは3%/hであった。
(Comparative Example 2)
A porous ceramic body was produced under the same conditions as in Example 2 except that Al 2 O 3 powder (second particles) having an average particle diameter of 180 nm was not added. The volume porosity of the ceramic porous body was about the same as in Example 2, but the pore diameters varied, and many pores with a pore diameter of about 27 nm were observed in addition to the pores with a pore diameter of about 18 nm. This ceramic porous body was impregnated with a saturated aqueous solution of CaCl 2 and dried to obtain a target water vapor separator. When the dehumidification rate V of the water vapor separator was measured under the conditions described above, the dehumidification rate V at a relative humidity of 40% was 3% / h.

(比較例3)
平均粒径が1.5μmのAl粉末(第2の粒子)を添加しないことを除いて、実施例3と同一条件でセラミックス多孔質体を作製した。セラミックス多孔質体の体積気孔率は実施例3と同程度であったが、細孔径がばらついており、孔径が13nm程度の細孔に加えて孔径が30nm程度の細孔が多く観察された。このセラミックス多孔質体にCaClの飽和水溶液を含浸して乾燥させることによって、目的とする水蒸気分離体を得た。水蒸気分離体の除湿速度Vを前述した条件で測定したところ、相対湿度40%での除湿速度Vは5%/hであった。
(Comparative Example 3)
A porous ceramic body was produced under the same conditions as in Example 3 except that Al 2 O 3 powder (second particles) having an average particle diameter of 1.5 μm was not added. The volume porosity of the ceramic porous body was about the same as in Example 3, but the pore diameters varied, and many pores with a pore diameter of about 30 nm were observed in addition to the pores with a pore diameter of about 13 nm. This ceramic porous body was impregnated with a saturated aqueous solution of CaCl 2 and dried to obtain a target water vapor separator. When the dehumidification rate V of the water vapor separator was measured under the conditions described above, the dehumidification rate V at a relative humidity of 40% was 5% / h.

(比較例4)
平均粒径が180nmのAl粉末に、濃度5%のポリビニルブチラール(PVB)のアセトン溶液を添加し、乳鉢で混合した後に、金型に充填して1t/cmの圧力で成型し、さらに1000℃で焼結することによって、厚さ1mmのセラミックス多孔質体を作製した。セラミックス多孔質体の細孔形状等を水銀圧入法により測定したところ、細孔径はおよそ40〜170nmであり、平均孔径は70nmであった。セラミックス多孔質体の体積気孔率は42%であった。このセラミックス多孔質体にCaClの飽和水溶液を含浸して乾燥させることによって、目的とする水蒸気分離体を得た。水蒸気分離体の除湿速度Vを前述した条件で測定したところ、相対湿度40%での除湿速度Vは0%/hであった。
(Comparative Example 4)
After adding an acetone solution of polyvinyl butyral (PVB) having a concentration of 5% to Al 2 O 3 powder having an average particle diameter of 180 nm, mixing in a mortar, filling the mold and molding at a pressure of 1 t / cm 2. Further, by sintering at 1000 ° C., a ceramic porous body having a thickness of 1 mm was produced. When the pore shape and the like of the ceramic porous body were measured by a mercury intrusion method, the pore diameter was approximately 40 to 170 nm and the average pore diameter was 70 nm. The volume porosity of the ceramic porous body was 42%. This ceramic porous body was impregnated with a saturated aqueous solution of CaCl 2 and dried to obtain a target water vapor separator. When the dehumidification rate V of the water vapor separator was measured under the conditions described above, the dehumidification rate V at a relative humidity of 40% was 0% / h.

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   In addition, although several embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…調湿(除湿)装置、2…除湿モジュール、3…送風機、4…減圧ポンプ、9…除湿室、10…減圧室、11…接続路、12…水蒸気分離体、15…細孔、16…セラミックス多孔質体、17…水溶性吸湿材、18…第1の無機材料粒子、19…多孔質マトリクス、20…第2の無機材料粒子、S1…第1の空間、S2…第2の空間。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Humidity adjustment (dehumidification) apparatus, 2 ... Dehumidification module, 3 ... Blower, 4 ... Depressurization pump, 9 ... Dehumidification chamber, 10 ... Decompression chamber, 11 ... Connection path, 12 ... Water vapor separator, 15 ... Fine pore, 16 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Ceramic porous body, 17 ... Water-soluble hygroscopic material, 18 ... 1st inorganic material particle, 19 ... Porous matrix, 20 ... 2nd inorganic material particle, S1 ... 1st space, S2 ... 2nd space .

Claims (10)

複数の第1の無機材料粒子が等方的にネッキングすることにより構成された多孔質マトリクスと、
前記多孔質マトリクス内に不規則に配置され、前記第1の無機材料粒子の最大粒子径より3倍以上の平均粒子径を有する第2の無機材料粒子とを具備し、
前記第2の無機材料粒子の体積割合は、前記第1の無機材料粒子の体積の0.001体積%以上10体積%以下である、セラミックス多孔質体。
A porous matrix constituted by isotropic necking of a plurality of first inorganic material particles;
Second inorganic material particles that are irregularly arranged in the porous matrix and have an average particle size of three times or more than the maximum particle size of the first inorganic material particles;
The ceramic porous body, wherein the volume ratio of the second inorganic material particles is 0.001% by volume or more and 10% by volume or less of the volume of the first inorganic material particles.
第1の空間と第2の空間との間に配置され、前記第2の空間内の水蒸気圧を前記第1の空間内の水蒸気圧より低くすることにより、前記第1の空間内に存在する水蒸気を前記第2の空間に透過させる水蒸気分離体であって、
第1の面と、前記第1の面と対向する第2の面と、前記第1の面から前記第2の面に通じる細孔とを有するセラミックス多孔質体を具備し、
前記セラミックス多孔質体は、複数の第1の無機材料粒子が等方的にネッキングすることにより構成された多孔質マトリクスと、前記多孔質マトリクス内に不規則に配置され、前記第1の無機材料粒子の最大粒子径より3倍以上の平均粒子径を有する第2の無機材料粒子とを備え、前記第2の無機材料粒子の体積割合は前記第1の無機材料粒子の体積の0.001体積%以上10体積%以下である、水蒸気分離体。
It exists between the 1st space and the 2nd space, and exists in the 1st space by making the water vapor pressure in the 2nd space lower than the water vapor pressure in the 1st space. A water vapor separator that allows water vapor to pass through the second space;
Comprising a ceramic porous body having a first surface, a second surface facing the first surface, and pores extending from the first surface to the second surface;
The ceramic porous body includes a porous matrix configured by isotropic necking of a plurality of first inorganic material particles, and the first inorganic material is irregularly disposed in the porous matrix. Second inorganic material particles having an average particle diameter of 3 times or more than the maximum particle diameter of the particles, and the volume ratio of the second inorganic material particles is 0.001 volume of the volume of the first inorganic material particles. % To 10% by volume or less.
さらに、前記セラミックス多孔質体の前記細孔内に存在する水溶性吸湿材を具備する、請求項2に記載の水蒸気分離体。   The water vapor separator according to claim 2, further comprising a water-soluble hygroscopic material present in the pores of the ceramic porous body. さらに、前記セラミックス多孔質体の前記細孔内に保持された水を具備する、請求項2又は請求項3に記載の水蒸気分離体。   The water vapor separator according to claim 2 or 3, further comprising water retained in the pores of the ceramic porous body. 前記第1の無機材料粒子の平均粒子径が100nm以下である、請求項2ないし請求項4のいずれか1項に記載の水蒸気分離体。   The water vapor separator according to any one of claims 2 to 4, wherein an average particle diameter of the first inorganic material particles is 100 nm or less. 前記セラミックス多孔質体内に存在する前記細孔の平均孔径が0.5nm以上50nm以下である、請求項2ないし請求項5のいずれか1項に記載の水蒸気分離体。   The water vapor separator according to any one of claims 2 to 5, wherein an average pore diameter of the pores existing in the ceramic porous body is 0.5 nm or more and 50 nm or less. 前記セラミックス多孔質体の体積気孔率が10%以上80%以下である、請求項2ないし請求項6のいずれか1項に記載の水蒸気分離体。   The water vapor separator according to any one of claims 2 to 6, wherein a volume porosity of the ceramic porous body is 10% or more and 80% or less. 前記第1及び第2の無機材料粒子は、それぞれ独立に、アルミニウム、ケイ素、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、チタン、ジルコニウム、又は銅の酸化物、窒化物、炭化物、及びケイ酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む、請求項2ないし請求項7のいずれか1項に記載の水蒸気分離体。   The first and second inorganic material particles are each independently an oxide, nitride, or carbide of aluminum, silicon, zinc, magnesium, calcium, barium, nickel, cobalt, iron, chromium, titanium, zirconium, or copper. The water vapor separator according to any one of claims 2 to 7, comprising at least one selected from the group consisting of silicate and silicate. 第1の空間と、
前記第1の空間に通じる第2の空間と、
前記第1の面を前記第1の空間に露出させ、かつ前記第2の面を前記第2の空間に露出させつつ、前記第1の空間と前記第2の空間との間を仕切るように設けられた、請求項2ないし請求項8のいずれか1項に記載の水蒸気分離体と、
前記第2の空間の水蒸気圧が前記第1の空間の水蒸気圧より低くなるように、前記第2の空間の水蒸気圧を調整する水蒸気圧調整部とを具備し、
前記第1の空間に存在する水蒸気を、前記水蒸気分離体を介して前記第2の空間に透過させる、調湿装置。
A first space;
A second space leading to the first space;
The first surface is exposed to the first space, and the second surface is exposed to the second space, and the first space and the second space are partitioned. The steam separator according to any one of claims 2 to 8, which is provided,
A water vapor pressure adjusting unit that adjusts the water vapor pressure in the second space such that the water vapor pressure in the second space is lower than the water vapor pressure in the first space;
A humidity control apparatus that allows water vapor existing in the first space to pass through the second space through the water vapor separator.
前記水蒸気圧調整部は、前記第2の空間の圧力を前記第1の空間の圧力より減圧する圧力調整機構を備える、請求項9に記載の調湿装置。   The humidity control apparatus according to claim 9, wherein the water vapor pressure adjustment unit includes a pressure adjustment mechanism that reduces the pressure in the second space from the pressure in the first space.
JP2017048929A 2017-03-14 2017-03-14 Ceramic porous body, water vapor separator, and humidity control device Abandoned JP2018150206A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017048929A JP2018150206A (en) 2017-03-14 2017-03-14 Ceramic porous body, water vapor separator, and humidity control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017048929A JP2018150206A (en) 2017-03-14 2017-03-14 Ceramic porous body, water vapor separator, and humidity control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018150206A true JP2018150206A (en) 2018-09-27

Family

ID=63679414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017048929A Abandoned JP2018150206A (en) 2017-03-14 2017-03-14 Ceramic porous body, water vapor separator, and humidity control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018150206A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020166616A1 (en) * 2019-02-15 2020-08-20 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Humidity-sensitive composite material and humidity sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020166616A1 (en) * 2019-02-15 2020-08-20 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Humidity-sensitive composite material and humidity sensor
CN113366305A (en) * 2019-02-15 2021-09-07 国立研究开发法人产业技术综合研究所 Humidity-sensitive composite material and humidity sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nakabayashi et al. Improvement of water vapor adsorption ability of natural mesoporous material by impregnating with chloride salts for development of a new desiccant filter
US10173168B2 (en) Vapor separator and dehumidifier using the same
JP6447770B2 (en) Ventilation system
CN100395008C (en) A hydrophilic-hydrophobic bipolar composite membrane and method for preparing same
JPH11197439A (en) Dehumidification air-conditioner
JP5889434B2 (en) Vacuum insulation including high specific surface area getter material
JP2006240956A (en) Amorphous aluminum silicate, adsorbent having the same, dehumidifying rotor and air conditioner
JP2019202318A (en) Water vapor separator and dehumidifying device using the same
JP4958459B2 (en) Manufacturing method of dehumidifying rotor
US10184674B2 (en) Vapor separator and dehumidifier using the same
JP2018150206A (en) Ceramic porous body, water vapor separator, and humidity control device
MX2012004401A (en) Honey comb matrix comprising macro porous desiccant, process and use thereof.
JP2011143358A (en) Moisture absorption filter and humidifier
US20180272311A1 (en) Composite member, gas separator, and gas separating device
JP6615619B2 (en) Gas separator and gas separator using the same
JP2005127683A (en) Heat exchanger using heat transfer material having vapor adsorption/desorption function
JP6899739B2 (en) Gas separator and gas separator
JP6895108B2 (en) Moisture adsorbent
JP2018159518A (en) Humidity controller
KR102565093B1 (en) Air conditioning method and apparatus
JP2009022931A (en) Dehumidifier
Kimura Water adsorption properties controlled by coating/filling ordered mesoporous silica inside cellulose membranes
CN103599762A (en) Moisture absorption agent
JP2022181386A (en) Dehumidifying agent, and dehumidifying member and dehumidifier including the same
EP3616773B1 (en) A honeycomb adsorption object and a dehumidification air conditioner using it

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180913

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20181206