JP2021042862A - 調湿装置および調湿方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低消費電力で水分の吸着と脱離を行うことができる調湿装置および調湿方法を提供する。【解決手段】吸気管と、排気管と、吸湿性物質を含む吸湿性液体を貯留するとともに、吸湿性液体に空気中の水分を吸収させる吸湿部と、水分を吸収した吸湿性液体を吐出しながら、水分を吸収した吸湿性液体に静電気を発生させて、複数の帯電液滴を得る静電霧化部と、複数の帯電液滴を、第１液滴と、第１液滴よりも粒径が大きい第２液滴とに分離する分離部と、を備える調湿装置。【選択図】図１

Description

本発明は、調湿装置および調湿方法に関する。

従来、吸着剤を備える調湿エレメントが知られており、調湿装置などに広く利用されている（特許文献１参照。）。この調湿エレメントには、例えばハニカム状や段ボール状の支持体が設けられており、支持体によって多数の空気流通路が形成されている。

また、支持体の表面には、ゼオライト、シリカゲルまたは活性炭など無機材料の粉末状吸着剤がバインダによって保持されている。そして、調湿エレメントの空気流通路に空気を流すと、空気中の水蒸気等が吸着剤に吸着されることにより空気を乾燥させることができる。

特開２００１−１４９７３７号公報

特許文献１に記載の除湿器（調湿装置）は、繰り返し使用するため、処理対象の空気から水分を吸着（吸収）した後、吸着した水分を脱離（分離）させて、水分を吸着する性能を回復させる必要がある。しかし、従来の除湿剤（吸着剤）を用いた除湿器は、吸着した水分の脱離時に水分の液体から気体への状態変化を伴うため、吸着水の潜熱量以上のエネルギーを加える必要があった。そのため、従来の除湿器では、大量の電力を消費するという問題があった。

本発明の一態様はこのような事情に鑑みてなされたものであって、低消費電力で水分の吸着と脱離を行うことができる調湿装置および調湿方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、吸気管と、排気管と、吸湿性物質を含む吸湿性液体を貯留するとともに、吸湿性液体に空気中の水分を吸収させる吸湿部と、水分を吸収した吸湿性液体を吐出しながら、水分を吸収した吸湿性液体に静電気を発生させて、複数の帯電液滴を得る静電霧化部と、複数の帯電液滴を、第１液滴と、第１液滴よりも粒径が大きい第２液滴とに分離する分離部と、を備える調湿装置を提供する。

本発明の一態様においては、第１液滴を、分離部から除去する除去部を有する構成としてもよい。

本発明の一態様においては、吸湿部は、吸湿性液体を流通させる配管と、配管の一部に設けられ、吸湿部の内部で吸湿性液体を重力方向に落下させる複数のノズルと、を有する構成としてもよい。

本発明の一態様においては、静電霧化部は、複数の吐出孔を有する構成としてもよい。

本発明の一態様においては、分離部は、サイクロンセパレーターまたはデミスターを有する構成としてもよい。

本発明の一態様においては、吸湿性液体を冷却する冷却部を有する構成としてもよい。

本発明の一態様においては、水分を吸収した吸湿性液体を加熱する加熱部を有する構成としてもよい。

本発明の一態様においては、除去部は、第１液滴の少なくとも一部を凝集させ、得られた液体を回収する回収部を有する構成としてもよい。

本発明の一態様においては、分離部の内部に設けられた静電回収部を備える構成としてもよい。

本発明の一態様においては、分離部の内部に静電霧化部少なくとも一部が配置されている構成としてもよい。

本発明の一態様においては、分離部から吸湿部に第２液滴を返送する返送流路を有し、返送流路の内部が吸気管の内部と連通している構成としてもよい。

本発明の一態様は、吸湿性物質を含む吸湿性液体を第１空気に接触させ、第１空気に含まれる水分を吸湿性液体に吸収させる吸湿工程と、水分を吸収した吸湿性液体から水分を分離する再生工程と、を有し、再生工程は、水分を吸収した吸湿性液体を吐出しながら、水分を吸収した吸湿性液体に静電気を発生させて、複数の帯電液滴を得る霧化工程と、複数の帯電液滴を、第１液滴と、第１液滴よりも粒径が大きい第２液滴とに分離する分離工程と、を含み、第１液滴を除去することで、吸湿性液体から水分を分離する調湿方法を提供する。

本発明の一態様においては、吸湿工程において、吸湿性液体を冷却しながら第１空気に吸湿性液体を接触させる方法としてもよい。

本発明の一態様においては、再生工程では、水分を吸収した吸湿性液体を加熱しながら水分を吸収した吸湿性液体を吐出する方法としてもよい。

本発明の一態様においては、第２液滴を、吸湿工程で再使用する方法としてもよい。

本発明の一態様においては、第１液滴の少なくとも一部を、第１空気とは時間的または空間的に異なって存在する第２空気に放出する方法としてもよい。

本発明の一態様においては、第１液滴の少なくとも一部を凝集させ、得られた液体を捕集する方法としてもよい。

本発明の一態様によれば、低消費電力で水分の吸着と脱離を行うことができる調湿装置および調湿方法が提供される。

図１は、第１実施形態の調湿装置１０の概略構成を示す図である。 図２は、静電霧化部２１の変形例の概略構成を示す図である。 図３は、第２実施形態の調湿装置１１０の概略構成を示す図である。 図４は、第３実施形態の調湿装置２１０の概略構成を示す図である。 図５は、第４実施形態の調湿装置３１０の概略構成を示す図である。 図６は、第５実施形態の調湿装置４１０の概略構成を示す図である。 図７は、回収部５０の変形例の概略構成を示す図である。 図８は、第６実施形態の調湿装置５１０の概略構成を示す図である。 図９は、空気Ａ１の接触方式を模式的に示す断面図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態における調湿装置および調湿方法について、図１に基づき説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示している場合がある。

本実施形態の調湿方法は、吸湿性物質を含む吸湿性液体を第１空気に接触させ、第１空気に含まれる水分を吸湿性液体に吸収させる吸湿工程と、水分を吸収した吸湿性液体から水分を分離する再生工程と、を有する。

本実施形態の再生工程は、水分を吸収した吸湿性液体を吐出しながら水分を吸収した吸湿性液体に静電気を発生させて、複数の帯電液滴を得る霧化工程と、複数の帯電液滴を、第１液滴と、第１液滴よりも粒径が大きい第２液滴とに分離する分離工程と、を含む。

本明細書において、「再生」とは、水分を吸収した吸湿性液体から水分を分離させて、吸湿性液体の水分を吸収する性能を回復させることを意味する。

［調湿装置］
図１は、第１実施形態の調湿装置１０の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の調湿装置１０は、筐体１０１と、吸湿部１１と、静電霧化部２１と、分離部２３と、液体輸送流路１３と、粗大液滴輸送流路１４と、第１空気供給流路１５と、ガス流路１６と、第１空気放出流路１７と、第２空気放出流路１８と、第１空気輸送流路３１と、を備えている。

第１空気供給流路１５は、特許請求の範囲における吸気管に相当する。第２空気放出流路１８は、特許請求の範囲における排気管に相当する。

なお、調湿装置１０は、後述する静電霧化部２１、ポンプ１３１およびブロワ１１２などの駆動を制御する制御部（図示なし）を備えていてもよい。

本実施形態の筐体１０１は、内部空間１０１ａを有する。本実施形態の筐体１０１は、内部空間１０１ａに少なくとも吸湿部１１と、静電霧化部２１と、分離部２３と、を収容する。

以下の説明では、吸湿部１１における処理に用いられる液体を「吸湿性液体Ｗ１」と称する。また、液体輸送流路１３で吸湿部１１から静電霧化部２１に輸送される液体を「吸湿性液体Ｗ２」と称する。なお、吸湿性液体Ｗ１および吸湿性液体Ｗ２を合わせた構成を、「吸湿性液体Ｗ」と称する。吸湿性液体Ｗについては後述する。

本明細書において、「吸湿性液体Ｗ２」は、特許請求の範囲における「水分を吸収した吸湿性液体」に相当する。

以下の説明では、吸湿部１１で処理される空気を「空気Ａ１」と称する。吸湿部１１から放出される空気を「空気Ａ３」と称する。静電霧化部２１から分離部２３に輸送される空気を「空気Ａ５」と称する。分離部２３から放出される空気を「空気Ａ４」と称する。「空気Ａ４」と混合される空気を「空気Ａ２」と称する。

空気Ａ１と、空気Ａ２とは、時間的または空間的に異なって存在する。本発明に係る空気Ａ１と空気Ａ２とが、時間的に異なって存在する場合、同一の空間に存在する。また、空間的に異なって存在する場合、同一の時間に存在する。

以下の実施形態では、空気Ａ１と空気Ａ２が時間的に異なって存在する場合について説明する。

液体輸送流路１３は、吸湿部１１から静電霧化部２１に吸湿性液体Ｗ２を輸送する。液体輸送流路１３は、吸湿部１１と、静電霧化部２１と、を接続している。液体輸送流路１３の途中には、吸湿性液体Ｗを循環させるポンプ１３１が接続されている。

粗大液滴輸送流路１４は、分離部２３から吸湿部１１に粗大液滴Ｗ４２を輸送する。粗大液滴輸送流路１４は、分離部２３と、吸湿部１１と、を接続している。

第１空気供給流路１５は、筐体１０１の外部から吸湿部１１の内部空間に空気Ａ１を供給する。第１空気供給流路１５は、吸湿部１１の内部空間と、筐体１０１の外部と、を連通する。

ガス流路１６は、吸湿部１１の内部空間から静電霧化部２１の内部空間に空気Ａ３を供給する。ガス流路１６は、吸湿部１１の内部空間と、静電霧化部２１の内部空間と、を連通する。

第１空気放出流路１７は、吸湿部１１の内部空間から筐体１０１の外部に空気Ａ３を放出する。第１空気放出流路１７は、吸湿部１１の内部空間と、筐体１０１の外部と、を連通する。

第１空気輸送流路３１は、静電霧化部２１の内部空間から分離部２３の内部空間に空気Ａ５を輸送する。第１空気輸送流路３１は、静電霧化部２１と、分離部２３と、を接続している。

第２空気放出流路１８は、分離部２３の内部空間から筐体１０１の外部に空気Ａ４を放出する。第２空気放出流路１８は、分離部２３の内部空間と、筐体１０１の外部と、を連通する。

（吸湿部）
吸湿部１１は、吸湿性液体Ｗを貯留するとともに、吸湿性液体Ｗに空気中の水分を吸収させる。具体的に、吸湿部１１は、筐体１０１の外部の空気Ａ１を吸湿部１１の内部空間に送り、空気Ａ１と内部空間の吸湿性液体Ｗ１とを接触させ、空気Ａ１に含まれる水分を吸湿性液体Ｗ１に吸収させる。吸湿部１１は、吸湿槽１１１と、ブロワ１１２と、複数のノズル１１３と、配管１１４と、を備えている。

吸湿槽１１１は、吸湿性液体Ｗ１を貯留する。吸湿槽１１１の上部には、第１空気放出流路１７が接続されている。吸湿槽１１１の吸湿性液体Ｗ１の液面より上方には、粗大液滴輸送流路１４が接続されている。吸湿槽１１１の吸湿性液体Ｗ１の液面より下方には、液体輸送流路１３が接続されている。

第１空気供給流路１５の一端は、吸湿槽１１１に接続されている。一方、第１空気供給流路１５の他端は、筐体１０１の外部で開放している。第１空気供給流路１５の一部は、ブロワ１１２に接続されている。

ブロワ１１２は、第１空気供給流路１５を介して空気Ａ１を吸湿槽１１１の内部空間に供給する。ブロワ１１２により送られた空気Ａ１は、第１空気供給流路１５の供給口１５ａから第１空気放出流路１７の放出口１７ａに向かう気流を形成する。

複数のノズル１１３は、吸湿性液体Ｗを流通させる配管１１４の一部に設けられている。複数のノズル１１３は、吸湿槽１１１の内部空間で吸湿性液体Ｗ１を略円柱状に重力方向に落下させる。このとき、吸湿槽１１１の内部空間では、ブロワ１１２により、空気Ａ１の気流が発生しているので、空気Ａ１と、吸湿性液体Ｗ１とを接触させることができる。このようにして、空気Ａ１に含まれる水分は、吸湿性液体Ｗ１に吸収される。本実施形態の空気Ａ１と吸湿性液体Ｗ１との接触方式は、一般に、流下方式と呼ばれる。複数のノズル１１３は、吸湿槽１１１に貯留されている吸湿性液体Ｗ１の液面より上方に配置されている。配管１１４は、粗大液滴輸送流路１４と接続している。

吸湿部１１によって得られる空気Ａ３は、空気Ａ１から水分を除去して得られるため、空気Ａ１よりも乾燥している。

（静電霧化部）
静電霧化部２１は、吸湿性液体Ｗ２を吐出しながら、吸湿性液体Ｗ２に静電気を発生させて、複数の帯電液滴Ｗ４を得る。静電霧化部２１は、帯電部２２と、静電霧化槽２１１と、金属板２１３と、を備えていている。

静電霧化槽２１１の下部には、第１空気輸送流路３１が接続されている。

ガス流路１６の一端は、静電霧化槽２１１に接続されている。一方、ガス流路１６の他端は、吸湿槽１１１に接続されている。これにより、空気Ａ３の一部はガス流路１６を介して吸湿槽１１１の内部空間から静電霧化槽２１１の内部空間に供給される。空気Ａ３は、ガス流路１６の供給口１６ａから第１空気輸送流路３１の放出口３１ａに向かう気流を形成する。また、吸湿槽１１１と静電霧化槽２１１とがガス流路１６によって接続されていることで、静電霧化槽２１１の内部空間に気流を形成するためのブロワや流路を別途設ける必要がない。そのため、本実施形態の調湿装置１０の構成が簡単になる。

金属板２１３は、静電霧化槽２１１の内部空間の上方に配置されている。金属板２１３には、液体輸送流路１３が接続されている。金属板２１３には、複数の吐出孔２１４が設けられている。静電霧化部２１は、複数の吐出孔２１４から吸湿性液体Ｗ２を下向きに吐出する。静電霧化部２１が複数の吐出孔２１４を備えていることにより、単位時間当たりに吐出する吸湿性液体Ｗ２の量が多くなる。その結果、調湿装置１０は、吸湿性液体Ｗ２を効率的に再生させることができる。

複数の吐出孔２１４の孔径は、後述する微小液滴Ｗ４１の粒径に応じて定められる。

帯電部２２は、吸湿性液体Ｗ２に静電気を発生させる。帯電部２２は、電極部２２１と、印加部２２２と、を備えている。

電極部２２１は、複数の吐出孔２１４の下方に配置されている。調湿装置１０を正面視したとき、電極部２２１の高さは、ガス流路１６の供給口１６ａの高さと略同一である。これにより、発生した帯電液滴Ｗ４が電極部２２１に付着するのを抑制することができる。電極部２２１は、空気Ａ３の気流を妨げないために、メッシュ電極が用いられる。

印加部２２２は、金属板２１３と電極部２２１との間に電圧を印加する。印加部２２２の印加電圧は、例えば５ｋＶ以上５０ｋＶ以下であることが好ましい。印加電圧がこの範囲内であると、静電霧化部２１が帯電液滴Ｗ４を効率的に発生させることができる。

帯電液滴Ｗ４の一部は、帯電液滴Ｗ４の表面からの蒸発により、粒径が小さくなる。これにより、帯電液滴Ｗ４内の電荷間距離が小さくなると、電荷間の反発によって帯電液滴Ｗ４は不安定になると考えられる。この静電反発が帯電液滴Ｗ４の表面張力を上回ると、帯電液滴Ｗ４は分裂し、微細な液滴が生成する。このような現象は、一般にレイリー分裂と呼ばれる。

本実施形態では、このような微細な液滴を「微小液滴Ｗ４１」と称する。また、微小液滴Ｗ４１よりも粒径の大きい液滴を「粗大液滴Ｗ４２」と称する。なお、微小液滴Ｗ４１は、特許請求の範囲における第１液滴に相当する。粗大液滴Ｗ４２は、特許請求の範囲における第２液滴に相当する。

微小液滴Ｗ４１の粒径は、ナノオーダーからサブミクロンオーダーの範囲である。粗大液滴Ｗ４２の粒径は、ミクロンオーダーである。

水分子と吸湿性物質との分子間力は、水分子同士の分子間力と比べて弱いと考えられる。そのため、粒径が小さい微小液滴Ｗ４１は、粒径が大きい粗大液滴Ｗ４２と比べて、水の含有割合が多いと考えられる。言い換えると、粒径が小さい微小液滴Ｗ４１は、粒径が大きい粗大液滴Ｗ４２と比べて、吸湿性物質の含有割合が少ないと考えられる。

帯電液滴Ｗ４は、ガス流路１６の供給口１６ａから第１空気輸送流路３１の放出口１９ａに向かう気流によって第１空気輸送流路３１の放出口３１ａから分離部２３に輸送される。空気Ａ５は、帯電液滴Ｗ４を含んでいる。

（分離部）
分離部２３は、複数の帯電液滴Ｗ４を、微小液滴Ｗ４１と、微小液滴Ｗ４１よりも粒径が大きい粗大液滴Ｗ４２とに分離する。調湿装置１０は、分離部２３によって帯電液滴Ｗ４から水を含む微小液滴Ｗ４１を分離することにより、吸湿性液体Ｗ２から水分を除去する。

分離部２３は、分離槽２３１と、誘導管２３２と、を備えている。

分離槽２３１は、空気Ａ５の旋回流を形成し、旋回流によって帯電液滴Ｗ４を、微小液滴Ｗ４１と、粗大液滴Ｗ４２とに分離する、いわゆるサイクロンセパレーターである。分離槽２３１の上部には、第２空気放出流路１８が接続されている。分離槽２３１には、第１空気輸送流路３１が接続されている。

微小液滴Ｗ４１は、分離槽２３１の下部から上部に向かう気流によって、第２空気放出流路１８の放出口１８ａから筐体１０１の外部に放出される。一方、粗大液滴Ｗ４２は、この気流に乗ることができずに、分離槽２３１の下部から放出される。粗大液滴Ｗ４２は、粗大液滴輸送流路１４を介して吸湿部１１に輸送され、吸湿部１１で再使用される。

誘導管２３２は、粗大液滴Ｗ４２を第２空気放出流路１８の放出口１８ａに誘導する。誘導管２３２は、調湿装置１０を上方から見たとき、第２空気放出流路１８の放出口１８ａを平面的に囲んでいる。

分離部２３によって得られた空気Ａ４は、発生した微小液滴Ｗ４１を含むため、筐体１０１の外部の空気Ａ２よりも湿っている。

（吸湿性液体）
本実施形態の吸湿性液体Ｗは、吸湿性を示す液体であり、２５℃、５０％相対湿度、大気下の条件で吸湿性を示す液体が好ましい。

本実施形態の吸湿性液体Ｗは、吸湿性物質を含む。また、本実施形態の吸湿性液体Ｗは、吸湿性物質と溶媒とを含んでもよい。このような溶媒としては、吸湿性物質を溶解させる、または吸湿性物質と混和する溶媒が挙げられ、例えば水である。

吸湿性物質は、有機材料であっても、無機材料であってもよい。

吸湿性物質として用いられる有機材料としては、例えば２価以上のアルコール、ケトン、アミド基を有する有機溶媒、糖類、保湿化粧品などの原料として用いられる公知の材料などが挙げられる。

なかでも、親水性が高いことから、吸湿性物質として用いられる有機材料としては、２価以上のアルコール、アミド基を有する有機溶媒、糖類、保湿化粧品などの原料として用いられる公知の材料が好ましい。

２価以上のアルコールとしては、例えばグリセリン、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、トリメチロールプロパン、ブタントリオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、またはトリエチレングリコールなどが挙げられる。

アミド基を有する有機溶媒としては、例えばホルムアミド、またはアセトアミドなどが挙げられる。

糖類としては、例えばスクロース、プルラン、グルコース、キシロール、フラクトース、マンニトール、ソルビトールなどが挙げられる。

保湿化粧品などの原料として用いられる公知の材料としては、例えば２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）、ベタイン、ヒアルロン酸、コラーゲンなどが挙げられる。

吸湿性物質として用いられる無機材料としては、塩化カルシウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化亜鉛,塩化アルミニウム、臭化リチウム、臭化カルシウム、臭化カリウム、水酸化ナトリウム、ピロリドンカルボン酸ナトリウムなどが挙げられる。

吸湿性物質の親水性が高いと、例えばこれらの材料を水と混合したときに、吸湿性液体Ｗの表面（液面）近傍における水分子の割合が多くなる。静電霧化部２１は、吸湿性液体Ｗ２の表面近傍から帯電液滴Ｗ４を発生させる。調湿装置１０は、分離部２３によってこの帯電液滴Ｗ４から微小液滴Ｗ４１を分離することにより、吸湿性液体Ｗ２から水分を除去する。そのため、吸湿性液体Ｗの表面近傍における水分子の割合が多いと、効率的に吸湿性液体Ｗ２から水分を除去できる。

また、吸湿性液体Ｗの表面近傍における吸湿性物質の割合が相対的に少なくなる。そのため、再生工程での吸湿性物質の漏出を抑えられる。

本実施形態の吸湿性液体Ｗ１の総質量に対する吸湿性物質の含有濃度は、特に限定されないが、４０質量％以上が好ましい。吸湿性物質の含有濃度が４０質量％以上であると、吸湿性液体Ｗ１が効率的に水分を吸収することができる。

本実施形態の吸湿性液体Ｗは、粘度が２５ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。これにより、吸湿性液体Ｗ２を吐出しやすくなる。そのため、吸湿性液体Ｗ２から効率的に水分を分離できる。

本発明の一態様の分離部は、容器と、公知のミストセパレータまたは公知の気体透過膜を有する膜モジュールと、を備えていてもよい。公知のミストセパレータの例としては、「デミスター」と呼ばれるメッシュ型ミストセパレータ、「シェブロン」と呼ばれる波板型ミストセパレータなどが挙げられる。

静電霧化部２１の形態は、図１に示す形態に限定されない。静電霧化部２１の変形例について、図２を参照しながら説明する。図２は、静電霧化部２１の変形例の概略構成を示す図である。静電霧化部１２１は、複数のキャピラリー１２１１を備えている。静電霧化部１２１は、複数のキャピラリー１２１１の吐出孔１２１２から吸湿性液体Ｗ２を吐出しながら吸湿性液体Ｗ２に静電気を発生させて複数の帯電液滴Ｗ４を得る。複数のキャピラリー１２１１は金属材料で形成されている。複数のキャピラリー１２１１は、装置の保守の観点から、互いに独立して取り替え可能であることが好ましい。なお、キャピラリー１２１１は一つのみであってもよい。

本実施形態の調湿装置１０は、静電気を利用して吸湿性液体Ｗ２を再生させる。そのため、本実施形態の調湿装置は、従来の調湿装置で吸湿性形態を再生する際に用いられる、水の状態変化をほとんど伴わないと考えられる。したがって、本実施形態の調湿装置は、吸湿性液体を低エネルギーで再生することが可能である。

本実施形態の調湿装置１０で発生する微小液滴Ｗ４１は、帯電している。そのため、微小液滴Ｗ４１は、導電体に引き寄せられる性質がある。例えば、本実施形態の調湿装置１０を用いて室内の空気を加湿する場合、調湿装置１０は、室内に居る人（導電体）の肌に微小液滴Ｗ４１を付着させる効果が期待できる。したがって、本実施形態の調湿装置１０は、微小液滴Ｗ４１による肌保湿機能も期待できる。

本実施形態の静電霧化部２１は、帯電液滴Ｗ４とともにオゾンを発生させる。例えば、本実施形態の調湿装置１０を用いて室内の空気を加湿する場合、調湿装置１０は、オゾンによる除菌・脱臭効果が期待ができる。したがって、本実施形態の調湿装置１０は、オゾンによる空気清浄機能も期待できる。

［調湿方法］
以下、上述の調湿装置１０を用いた調湿方法について説明する。

本実施形態の調湿方法は、吸湿部１１によって吸湿性液体Ｗ１を空気Ａ１に接触させ、空気Ａ１に含まれる水分を吸湿性液体Ｗ１に吸収させる吸湿工程と、静電霧化部２１および分離部２３によって、水分を吸収した吸湿性液体Ｗ２から水分を分離する再生工程と、を有する。

本実施形態の吸湿工程では、ブロワ１１２を駆動させ、筐体１０１の外部の空気Ａ１を吸湿槽１１１の内部空間に供給する。このとき、吸湿槽１１１の内部空間には、空気Ａ１の気流が形成されている。一方、吸湿性液体Ｗ１は、吸湿槽１１１の内部空間でノズル１１３から重力落下している。これにより、吸湿性液体Ｗ１を、空気Ａ１に接触させ、空気Ａ１に含まれる水分を吸湿性液体Ｗ１に吸収させる。

水分を吸収した吸湿性液体Ｗ２は、液体輸送流路１３を介して、吸湿槽１１１から静電霧化槽２１１に輸送される。一方、空気Ａ１から水分を除去して得られた空気Ａ３は、第１空気放出流路１７の放出口１７ａから筐体１０１の外部に放出される。

本実施形態の再生工程は、静電霧化部２１によって、水分を吸収した吸湿性液体Ｗ２を吐出しながら吸湿性液体Ｗ２に静電気を発生させて、複数の帯電液滴Ｗ４を得る霧化工程と、分離部２３によって、複数の帯電液滴Ｗ４を、微小液滴Ｗ４１と、粗大液滴Ｗ４２とに分離する分離工程と、を含む。

吸湿部１１によって得られた空気Ａ３の一部はガス流路１６を介して吸湿槽１１１の内部空間から静電霧化槽２１１の内部空間に供給される。このとき、静電霧化槽２１１の内部空間には、空気Ａ３の気流が形成されている。

本実施形態の霧化工程では、印加部２２２を駆動させて、金属板２１３および電極部２２１との間に電圧を印加する。電圧が印加された金属板２１３に設けられた複数の吐出孔２１４から吸湿性液体Ｗ２を吐出することにより、吸湿性液体Ｗ２に静電気を発生させる。こうして得られた複数の帯電液滴Ｗ４の一部は、帯電液滴Ｗ４内の静電反発によって分裂し、微小液滴Ｗ４１が得られる。

帯電液滴Ｗ４を含む空気Ａ５は、第１空気輸送流路３１を介して静電霧化槽２１１から分離槽２３１に輸送される。

本実施形態の分離工程では、分離槽２３１を用いて、帯電液滴Ｗ４を、微小液滴Ｗ４１と、粗大液滴Ｗ４２とに分離する。分離槽２３１の内部空間には、空気Ａ５の旋回流が形成されている。本実施形態の分離工程では、旋回流によって帯電液滴Ｗ４を、微小液滴Ｗ４１と、粗大液滴Ｗ４２とに分離する。微小液滴Ｗ４１は、分離槽２３１の下部から上部に向かう気流によって、第２空気放出流路１８の放出口１８ａから筐体１０１の外部に放出される。一方、粗大液滴Ｗ４２は、この気流に乗ることができずに、分離槽２３１の下部から放出される。さらに、粗大液滴Ｗ４２は、粗大液滴輸送流路１４を介して分離部２３から吸湿部１１へ輸送され、配管１１４で凝集する。粗大液滴Ｗ４２は、帯電液滴Ｗ４から水を含有する微小液滴Ｗ４１を除去して得られる。したがって、粗大液滴Ｗ４２を凝集させることにより、吸湿性液体Ｗ１を得ることができる。再生した吸湿性液体は、吸湿部１１で再利用される。

本実施形態の調湿装置１０を用いた調湿方法は、静電気を利用して吸湿性液体Ｗ２を再生させる。そのため、本実施形態の調湿方法は、従来の調湿方法で吸湿性形態を再生する際に用いられる、水の状態変化をほとんど伴わないと考えられる。したがって、本実施形態の調湿方法は、吸湿性液体を低エネルギーで再生することが可能である。

＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態における調湿装置および調湿方法について、図３に基づき説明する。

［調湿装置］
図３は、第２実施形態の調湿装置１１０の概略構成を示す図である。図３に示すように、第２実施形態の調湿装置１１０は、筐体１０１と、吸湿部１１と、静電霧化部２１と、分離部２３と、液体輸送流路１３と、粗大液滴輸送流路１４と、第１空気供給流路１５と、ガス流路１６と、第１空気放出流路１７と、第２空気放出流路１８と、冷却部４１と、加熱部４２と、を備えている。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

（冷却部）
冷却部４１は、吸湿性液体Ｗ１を冷却することが可能である。冷却部４１は、配管１１４に設けられている。冷却部４１としては、例えば、ペルチェ素子などが挙げられる。複数のノズル１１３は、吸湿槽１１１の内部空間で冷却された吸湿性液体Ｗ１を重力方向に落下させる。吸湿性液体Ｗ１を冷却することで、吸湿性液体Ｗ１の蒸気圧と、空気Ａ１の蒸気圧との間に差が生じる。このとき、吸湿性液体Ｗ１の蒸気圧と空気Ａ１の蒸気圧とを平衡状態に戻すため、空気Ａ１中の水分が吸湿性液体Ｗ１に移動すると考えられる。これにより、吸湿性液体Ｗ１は、空気Ａ１中の水分を室温時と比べて多く吸収する。吸湿性液体Ｗ１を冷却すればするほど、空気Ａ１との蒸気圧の差分が大きくなる。そのため、調湿装置１１０は、吸湿性液体Ｗ１の吸湿量をより多くすることができる。

（加熱部）
加熱部４２は、吸湿性液体Ｗ２を加熱することが可能である。加熱部４２は、金属板２１３に設けられている。加熱部４２としては、例えばヒーターなどが挙げられる。

静電霧化部２１は、複数の吐出孔２１４から加熱された吸湿性液体Ｗ２を吐出しながら、吸湿性液体Ｗ２に静電気を発生させて、複数の帯電液滴Ｗ４を得る。吸湿性液体Ｗ２を加熱することで、吸湿性液体Ｗ２の表面張力を小さくすることができる。これにより、帯電液滴Ｗ４内の静電反発が、静電気力が表面張力を上回りやすく、帯電液滴Ｗ４の分裂が起こりやすくなる。その結果、静電霧化部２１は、微小液滴Ｗ４１を多く発生させることができる。そのため、本実施形態の調湿装置１１０は、吸湿性液体Ｗ２から効率的に水分を除去できる。

なお、本発明の一態様の冷却部は、複数のノズルによって吸湿性液体が落下する前に吸湿性液体を冷却できる位置にあればよい。例えば、本発明の一態様の冷却部は、粗大液滴輸送流路の途中に設けられていてもよい。

本発明の一態様の加熱部は、静電霧化部によって吸湿性液体が吐出される前に吸湿性液体を加熱できる位置にあればよい。例えば、本発明の一態様の加熱部は、液体輸送流路の途中に設けられていてもよい。

本発明の一態様の調湿装置は、冷却部と加熱部とのいずれか一方のみを備えていてもよい。

本実施形態の調湿装置１１０は、第１実施形態と同様に、低消費電力で水分の吸着と脱離を行うことができる。本実施形態の調湿装置１１０は、冷却部４１と加熱部４２とを備えているので、効率的に水分の吸着と脱離を行うことができる。

［調湿方法］
以下、上述の調湿装置１１０を用いた調湿方法について説明する。

本実施形態の調湿方法は、吸湿部１１によって吸湿性液体Ｗ１を空気Ａ１に接触させ、空気Ａ１に含まれる水分を吸湿性液体Ｗ１に吸収させる吸湿工程と、静電霧化部２１および分離部２３によって、水分を吸収した吸湿性液体Ｗ２から水分を分離する再生工程と、を有する。

本実施形態の吸湿工程では、第１実施形態の吸湿工程と異なり、冷却部４１を用いて吸湿性液体Ｗ１を冷却しながら、ブロワ１１２およびノズル１１３によって空気Ａ１に吸湿性液体Ｗ１を接触させる。

吸湿性液体Ｗ１を冷却することで、吸湿性液体Ｗ１の蒸気圧と、空気Ａ１の蒸気圧との間に差が生じる。このとき、吸湿性液体Ｗ１の蒸気圧と空気Ａ１の蒸気圧とを平衡状態に戻すため、空気Ａ１中の水分が吸湿性液体Ｗ１に移動すると考えられる。これにより、吸湿性液体Ｗ１は、空気Ａ１中の水分を室温時と比べて多く吸収する。吸湿性液体Ｗ１を冷却すればするほど、空気Ａ１との蒸気圧の差分が大きくなる。そのため、本実施形態の吸湿工程では、吸湿性液体Ｗ１の吸湿量をより多くすることができる。

本実施形態の霧化工程では、第１実施形態の再生工程と異なり、加熱部４２を用いて吸湿性液体Ｗ２を加熱する。本実施形態の霧化工程では、電圧が印加された金属板２１３に設けられた複数の吐出孔２１４から加熱した吸湿性液体Ｗ２を吐出することにより、吸湿性液体Ｗ２に静電気を発生させる。こうして得られた複数の帯電液滴Ｗ４の一部は、帯電液滴Ｗ４内の静電反発によって分裂し、微小液滴Ｗ４１が得られる。

吸湿性液体Ｗ２を加熱することで、吸湿性液体Ｗ２の表面張力を小さくすることができる。これにより、帯電液滴Ｗ４内の静電反発が、静電気力が表面張力を上回りやすく、帯電液滴Ｗ４の分裂が起こりやすくなる。その結果、静電霧化部２１は、微小液滴Ｗ４１を多く発生させることができる。そのため、本実施形態の霧化工程では、吸湿性液体Ｗ２から効率的に水分を除去できる。

本実施形態の調湿装置１１０を用いた調湿方法は、第１実施形態と同様に、低消費電力で水分の吸着と脱離を行うことができる。本実施形態の調湿方法は、冷却部４１を用いて吸湿性液体を冷却しながら吸湿性液体Ｗ１を吸湿させるとともに、加熱部４２を用いて吸湿性液体を加熱しながら吸湿性液体Ｗ１を再生させる。これにより、本実施形態の調湿方法は、低消費電力で効率的に水分の吸着と脱離を行うことができる。

＜第３実施形態＞
以下、本発明の第３実施形態における調湿装置および調湿方法について、図４に基づき説明する。

［調湿装置］
図４は、第３実施形態の調湿装置２１０の概略構成を示す図である。図４に示すように、第３実施形態の調湿装置２１０は、筐体１０１と、吸湿部１１Ａと、静電霧化部２１と、分離部２３と、液体輸送流路１３と、粗大液滴輸送流路１４Ａと、第１空気供給流路１５Ａと、ガス流路１６と、第１空気放出流路１７と、第２空気放出流路１８と、を備えている。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

粗大液滴輸送流路１４Ａは、分離部２３から吸湿部１１に粗大液滴Ｗ４２を返送する。粗大液滴輸送流路１４Ａは、分離部２３と、吸湿部１１と、を接続している。粗大液滴輸送流路１４Ａは、特許請求の範囲における返送流路に相当する。

第１空気供給流路１５Ａは、筐体１０１の外部から吸湿部１１の内部空間に空気Ａ１を供給する。吸湿部１１の内部空間と筐体１０１の外部とを連通する。第１空気供給流路１５Ａは、特許請求の範囲における吸気管に相当する。

（吸湿部）
吸湿部１１Ａは、吸湿槽１１１と、ブロワ１１２と、を備えている。

吸湿槽１１１の吸湿性液体Ｗ１の液面より下方には、液体輸送流路１３および粗大液滴輸送流路１４Ａが接続されている。

第１空気供給流路１５Ａの一端は、粗大液滴輸送流路１４Ａに接続されている。つまり、第１空気供給流路１５Ａの内部と、粗大液滴輸送流路１４Ａの内部と、が連通している。一方、第１空気供給流路１５の他端は、筐体１０１の外部で開放している。第１空気供給流路１５Ａの一部は、ブロワ１１２に接続されている。ブロワ１１２によって供給された空気Ａ１が、吸湿槽１１１に貯留された吸湿性液体Ｗおよび、吸湿性液体Ｗの粗大液滴Ｗ４２に接触する。吸湿性液体Ｗの粗大液滴Ｗ４２は、液状の吸湿性液体Ｗよりも空気Ａ１に対する接触面積が増大している。そのため、吸湿部１１Ａは、吸湿性液体Ｗの粗大液滴Ｗ４２を効率的に吸湿させることができる。

本実施形態の調湿装置２１０は、分離部２３から放出した粗大液滴Ｗ４２をそのまま吸湿部１１Ａによって吸湿させている。そのため、調湿装置２１０は、より低消費電力で水分の吸着を行うことができる。

［調湿方法］
以下、上述の調湿装置２１０を用いた調湿方法について説明する。

本実施形態の調湿方法は、吸湿部１１Ａなどによって吸湿性液体Ｗ１を空気Ａ１に接触させ、空気Ａ１に含まれる水分を吸湿性液体Ｗ１に吸収させる吸湿工程と、静電霧化部２１および分離部２３によって、水分を吸収した吸湿性液体Ｗ２から水分を分離する再生工程と、を有する。

本実施形態の吸湿工程では、第１実施形態の吸湿工程と異なり、ブロワ１１２によって供給された空気Ａ１が、吸湿槽１１１に貯留された吸湿性液体Ｗおよび、吸湿性液体Ｗからなる粗大液滴Ｗ４２に接触する。吸湿性液体Ｗの粗大液滴Ｗ４２は、液状の吸湿性液体Ｗよりも空気Ａ１に対する接触面積が増大している。そのため、本実施形態の吸湿工程では、吸湿性液体Ｗの粗大液滴Ｗ４２を効率的に吸湿させることができる。

本実施形態の調湿装置２１０を用いた調湿方法は、より低消費電力で水分の吸着を行うことができる。

＜第４実施形態＞
以下、本発明の第４実施形態における調湿装置について、図５に基づき説明する。

［調湿装置］
図５は、第４実施形態の調湿装置３１０の概略構成を示す図である。図４に示すように、第３実施形態の調湿装置３１０は、筐体１０１と、吸湿部１１と、静電霧化部２１と、分離部１２３と、液体輸送流路１３と、粗大液滴輸送流路１４と、第１空気供給流路１５と、ガス流路１６と、第１空気放出流路１７と、第２空気放出流路１８と、を備えている。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

静電霧化部２１の少なくとも一部は、分離部１２３の内部に配置されている。これにより本実施形態の調湿装置３１０は、第１実施形態の調湿装置１０と比べて小型化が可能である。

本実施形態の調湿装置３１０は、第１実施形態と同様に、低消費電力で水分の吸着と脱離を行うことができる。

＜第５実施形態＞
以下、本発明の第５実施形態における調湿装置および調湿方法について、図６に基づき説明する。

［調湿装置］
図６は、第５実施形態の調湿装置４１０の概略構成を示す図である。図６に示すように、第５実施形態の調湿装置４１０は、筐体１０１と、吸湿部１１と、静電霧化部２１と、分離部１２３と、除去部５と、液体輸送流路１３と、粗大液滴輸送流路１４と、第１空気供給流路１５と、ガス流路１６と、第１空気放出流路１７と、第３空気放出流路１９と、液体放出流路２０と、第２空気輸送流路３２と、第３空気輸送流路３３と、を備えている。したがって、本実施形態において第４実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

（除去部）
除去部５は、分離部１２３から微小液滴Ｗ４１を除去する。除去部５は、回収部５０を有する。

（回収部）
回収部５０は、冷却用熱交換器６と、冷却機構７と、回収器５０１と、を備えている。回収部５０は、冷却用熱交換器６によって微小液滴Ｗ４１の少なくとも一部を冷却して凝集させ、回収器５０１に得られた液体Ｗ５を回収（捕集）する、いわゆる冷却結露式の回収（捕集）装置である。

第３空気放出流路１９は、冷却用熱交換器６の内部空間から筐体１０１の外部に空気Ａ４’を放出する。第３空気放出流路１９は、冷却用熱交換器６の内部空間と筐体１０１の外部とを連通する。空気Ａ４’は、空気Ａ４から微小液滴Ｗ４１の少なくとも一部を除去した空気である。そのため、空気Ａ４’は、空気Ａ４よりも乾燥している。

液体放出流路２０は、冷却用熱交換器６から回収器５０１に液体Ｗ５を輸送する。液体放出流路２０は、冷却用熱交換器６と、回収器５０１と、を接続する。液体Ｗ５は、微小液滴Ｗ４１が凝集して得られる液体であり、ほぼ水であると考えられる。

第２空気輸送流路３２は、分離部１２３の内部空間から冷却用熱交換器６の内部空間に空気Ａ４を輸送する。第２空気輸送流路３２は、分離部１２３と、冷却用熱交換器６と、を接続している。

第３空気輸送流路３３は、冷却用熱交換器６の内部空間からガス流路１６に微小液滴Ｗ４１が除去された空気Ａ４’を輸送する。第３空気輸送流路３３は、冷却用熱交換器６とガス流路１６の一部とを接続している。

（冷却用熱交換器）
冷却用熱交換器６は、微小液滴Ｗ４１を冷却して凝集させる。冷却用熱交換器６の上部には、第２空気輸送流路３２と、第３空気放出流路１９と、がそれぞれ接続されている。冷却用熱交換器６の下部には、液体放出流路２０が接続されている。冷却用熱交換器６は、熱交換パイプ６１と、複数のフィン６２と、を備えている。複数のフィン６２は、熱交換パイプ６１に固定されている。

熱交換パイプ６１は、後述する膨張弁７３により冷却用の冷媒や冷却水が循環している。これにより、冷却用熱交換器６は冷却される。

複数のフィン６２は、微小液滴Ｗ４１を物理的に衝突させて凝集させる。複数のフィン６２は、熱交換パイプ６１を循環する冷媒により冷却される。

冷却用熱交換器６によって得られた液体Ｗ５は、液体放出流路２０の放出口２０ａから回収器５０１に放出される。

一方、微小液滴Ｗ４１が除去された空気Ａ４’の一部は、第３空気放出流路１９の放出口１９ａから筐体１０１の外部の空気Ａ２に放出される。また、空気Ａ４’の一部は、第３空気輸送流路３３を介してガス流路１６に輸送される。したがって、第５実施形態のガス流路１６の内部には、吸湿槽１１１から供給される空気Ａ３と、冷却用熱交換器６の内部空間から供給される空気Ａ４’と、が流れている。

（冷却機構７）
冷却機構７は、コンプレッサー７１と、凝縮器７２と、膨張弁７３と、加温用熱交換器７４と、を備えている。

コンプレッサー７１は、気体状態の冷媒を加圧する。凝縮器７２は、コンプレッサー７１で加圧された気体を冷却して液化させる。凝縮器７２は、熱交換パイプ６１に接続している。膨張弁７３は、熱交換パイプ６１と、凝縮器７２との間に設けられ、凝縮器７２で液化された冷媒を冷却用熱交換器６の熱交換パイプ６１に供給する。

冷却機構７は、膨張弁７３を介して液化された冷媒を熱交換パイプ６１に供給し、供給された冷媒を熱交換パイプ６１の内部で気化させて気化熱で冷却用熱交換器６を冷却する。気化された冷媒は、コンプレッサー７１で加圧されて凝縮器７２に供給され、凝縮器７２で液化され、膨張弁７３を介して熱交換パイプ６１に供給される。膨張弁７３は、冷媒を断熱膨張させて、熱交換パイプ６１の内部で気化させる。したがって、冷却用熱交換器６は、冷媒の気化熱で冷却される。なお、冷却用熱交換器は、必ずしも冷媒の気化熱で冷却する必要はなく、例えば、冷却された液体を熱交換パイプに循環させて冷却することもできる。

冷却用熱交換器６に循環される冷媒は、それ自体の気化熱で冷却用熱交換器６を冷却するとともに、凝縮熱を利用して、分離部１２３に供給される空気Ａ１を加温することもできる。冷却機構７は、コンプレッサー７１と凝縮器７２の間に接続された加温用熱交換器７４を備えている。加温用熱交換器７４は、さらにガス流路１６に接続されている。

冷却機構７は、冷媒をコンプレッサー７１で加圧し、加圧された冷媒を、加温用熱交換器７４に供給する。加温用熱交換器７４は冷媒の熱を放熱して液化させる。したがって、加温用熱交換器７４は、冷媒の凝縮熱で加温される。加温用熱交換器７４は、第３空気輸送流路３３の周囲に設けられている。冷媒で加温される加温用熱交換器７４は、回収部５０から放出されて分離部１２３に供給される空気Ａ４’を加温する。このように、分離部１２３に供給される空気Ａ４’を加温することで、静電霧化部２１において吸湿性液体Ｗ２から帯電液滴Ｗ４を効率的に発生させることができる。

なお、回収部５０は、冷却用熱交換器６および冷却機構７の代わりに、デミスターを備えていてもよい。

図７を参照しながら、回収部５０の変形例について説明する。図７は、回収部５０の変形例の概略構成を示す図である。図７に示すように、回収部１５０は、複数の充填材１５１を備えている。充填材１５１は、例えば棒状または粒状のセラミックス製の材料に、親水性の被膜がコーティングされた充填材である。親水性の被膜としては、例えばシリコンコーティングが挙げられる。

本実施形態の調湿装置４１０は、第１実施形態と同様に、低消費電力で水分の吸着と脱離を行うことができる。本実施形態の調湿装置４１０は、吸湿性液体Ｗ２を再生させる際に得られた液体Ｗ５を効率的に回収することができる。

［調湿方法］
以下、上述の調湿装置４１０を用いた調湿方法について説明する。

本実施形態の調湿方法は、吸湿部１１などによって吸湿性液体Ｗ１を空気Ａ１に接触させ、空気Ａ１に含まれる水分を吸湿性液体Ｗ１に吸収させる吸湿工程と、静電霧化部２１および分離部２３によって、水分を吸収した吸湿性液体Ｗ２から水分を分離する再生工程と、を有する。

本実施形態の調湿方法は、第１実施形態の調湿方法と異なり、第２空気輸送流路３２の供給口３２ａから冷却用熱交換器６に空気Ａ４を供給し、冷却用熱交換器６で空気Ａ４に含まれる微小液滴Ｗ４１を冷却して凝集する。さらに、空気Ａ４に含まれる微小液滴Ｗ４１の一部は、気化して水蒸気として空気Ａ４に含まれている。空気Ａ４が冷却用熱交換器６で冷却されると、気化した水蒸気も、凝縮または凝集され回収される。空気Ａ４に含まれる微小液滴Ｗ４１は、冷却用熱交換器６の内壁、熱交換パイプ６１またはフィン６２に衝突したり、微小液滴Ｗ４１同士が互いに衝突したりすることにより凝集する。冷却用熱交換器６によって得られた液体Ｗ５は、液体放出流路２０の放出口２０ａから回収器５０１に放出され、回収される。

冷却用熱交換器６によって微小液滴Ｗ４１が除去された空気Ａ４’の一部は、第３空気放出流路１９の放出口１９ａから筐体１０１の外部の空気Ａ２に放出される。また、空気Ａ４’の一部は、第３空気輸送流路３３を介してガス流路１６に輸送される。

本実施形態の調湿装置４１０を用いる調湿方法は、第１実施形態と同様に、低消費電力で水分の吸着と脱離を行うことができる。本実施形態の調湿方法は、吸湿性液体Ｗ２を再生させる際に得られた液体Ｗ５を効率的に回収することができる。そのため、空気Ａ１が存在する空間と、空気Ａ２が存在する空間と、を同一空間とすることができる。

＜第６実施形態＞
以下、本発明の第６実施形態における調湿装置および調湿方法について、図８に基づき説明する。

［調湿装置］
図８は、第６実施形態の調湿装置５１０の概略構成を示す図である。図８に示すように、第６実施形態の調湿装置５１０は、筐体１０１と、吸湿部１１と、静電霧化部２１と、分離部２２３と、液体輸送流路１３と、粗大液滴輸送流路１４と、第１空気供給流路１５と、ガス流路１６と、第１空気放出流路１７と、第２空気放出流路１８と、を備えている。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

（分離部）
分離部２２３は、分離槽２３１と、誘導管２３２と、静電回収部８と、を備えている。

分離槽２３１の内部空間には、第１空気輸送流路３１の供給口３１ｂから第２空気放出流路１８の放出口１８ａに向かう気流が形成されている。一方、静電霧化部２１によって得られた帯電液滴Ｗ４は、負に帯電している。静電回収部８は、静電気力を利用して、微小液滴Ｗ４１を回収する。静電回収部８は、分離槽２３１の内部空間に配置されている。静電回収部８は、分離器電極８２と、デミスター８１と、を備えている。

デミスター８１は、空気Ａ５に含まれる帯電液滴Ｗ４を、微小液滴Ｗ４１と、粗大液滴Ｗ４２とに分離する。デミスター８１のメッシュの大きさは、微小液滴Ｗ４１の粒径よりも大きく粗大液滴Ｗ４２の粒径よりも小さい。

分離器電極８２は、負に帯電している帯電液滴Ｗ４を静電気力により引き寄せるために、正電極が用いられる。帯電液滴Ｗ４は、気流の影響以外に静電気力を受けて、第２空気放出流路１８の放出口１８ａに向かって加速する。分離器電極８２は、放出口１８ａと、デミスター８１との間に配置されている。放出口１８ａと、デミスター８１と、分離器電極８２と、がこの位置関係にあることで、静電気力により引き寄せられた微小液滴Ｗ４１はデミスター８１を通過する。さらに、微小液滴Ｗ４１は、放出口１８ａから筐体１０１の外部に放出される。一方、静電気力により引き寄せられた粗大液滴Ｗ４２は、デミスター８１に衝突して凝集する。さらに、粗大液滴Ｗ４２は、粗大液滴輸送流路１４を介して吸湿部１１に輸送される。このようにして、帯電液滴Ｗ４を、微小液滴Ｗ４１と、粗大液滴Ｗ４２とに分離する。

本実施形態の調湿装置５１０は、第１実施形態と同様に、低消費電力で水分の吸着と脱離を行うことができる。本実施形態の調湿装置５１０は、微小液滴Ｗ４１を効率的に回収することができる。

［調湿方法］
以下、上述の調湿装置５１０を用いた調湿方法について説明する。

本実施形態の調湿方法は、吸湿部１１などによって吸湿性液体Ｗ１を空気Ａ１に接触させ、空気Ａ１に含まれる水分を吸湿性液体Ｗ１に吸収させる吸湿工程と、静電霧化部２１および分離部２３によって、水分を吸収した吸湿性液体Ｗ２から水分を分離する再生工程と、を有する。

本実施形態の再生工程における分離工程では、第１実施形態の分離工程と異なり、分離器電極８２を駆動させる。帯電液滴Ｗ４は負に帯電しているので、分離器電極８２に引き寄せられる。このとき、微小液滴Ｗ４１はデミスター８１を通過するが、粗大液滴Ｗ４２は、デミスター８１に衝突して凝集する。さらに、微小液滴Ｗ４１は、放出口１８ａから筐体１０１の外部に放出される。一方、粗大液滴Ｗ４２は、粗大液滴輸送流路１４を介して吸湿部１１に輸送される。

本実施形態の調湿装置５１０を用いる調湿方法は、第１実施形態と同様に、低消費電力で水分の吸着と脱離を行うことができる。本実施形態の調湿方法は、微小液滴Ｗ４１を効率的に回収することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

上記実施形態の調湿装置において、粗大液滴輸送流路１４の一部と、吸湿槽１１１の内部空間と、が流路を介して接続されていてもよい。このとき、流路は、吸湿槽１１１に貯留された吸湿性液体Ｗ１の液面よりも上方に接続されている。調湿装置がこのような構成を有することにより、空気Ａ１を、ノズル１１３から落下する吸湿性液体Ｗだけでなく、吸湿性液体Ｗからなる粗大液滴Ｗ４２にも接触させることができる。吸湿性液体Ｗの粗大液滴Ｗ４２は、液状の吸湿性液体Ｗよりも空気Ａ１に対する接触面積が増大している。そのため、調湿装置は、吸湿性液体Ｗの粗大液滴Ｗ４２を効率的に吸湿させることができる。

本発明の一態様の調湿装置では、空気の接触方式は流下方式に限定されない。図９は、空気Ａ１の接触方式を模式的に示す断面図である。

図９（ａ）に示すように、空気の接触方式は、ブロワ１１２により発生させた空気Ａ１の気流中で吸湿性液体Ｗ１を静置する方式、いわゆる静置方式であってもよい。

図９（ｂ）に示すように、空気の接触方式は、ブロワ１１２により発生させた空気Ａ１の気流中で霧状の吸湿性液体Ｗ１を吹き付ける方式、いわゆるスプレー方式であってもよい。

この方式を採用する調湿装置は、吸湿槽１１１に貯留された吸湿性液体Ｗ１を送液するポンプ２０３と、ポンプ２０３で送液された吸湿性液体Ｗ１が流動する配管２０４と、配管２０４の一端に設けられたスプレーノズル２０５と、を備えている。スプレーノズル２０５は、吸湿槽１１１に貯留された吸湿性液体Ｗ１の液面上に位置する。

このような構成の調湿装置では、吸湿性液体Ｗ１を霧状とすることで、吸湿性液体Ｗ１の表面積を広げ、空気Ａ１に含まれる水分を効率的に吸湿性液体Ｗ１に吸収させることができる。

図９（ｃ）に示すように、空気の接触方式は、エアーポンプ２０７により空気Ａ１の気泡を吸湿性液体Ｗ１中で接触させる方式、いわゆるバブリング方式であってもよい。

この方式を採用する調湿装置は、導管２０６と、エアーポンプ２０７と、を備えている。

導管２０６は、筐体１０１の内部空間１０１ａ（図１参照）と筐体１０１の外部とを接続する。導管２０６の一端は、内部空間１０１ａに収容され、内部空間１０１ａの吸湿性液体Ｗ１に浸漬されている。

導管２０６は、筐体１０１の外部の空気Ａ１を送気するエアーポンプ２０７に接続されている。

エアーポンプ２０７は、導管２０６を介して、筐体１０１の外部の空気Ａ１を筐体１０１の内部空間１０１ａに送気する。エアーポンプ２０７により送られた空気Ａ１は、導管２０６の一端から気泡となって吸湿性液体Ｗ１と接触する。

このような構成の調湿装置では、泡状の空気Ａ１と内部空間１０１ａの吸湿性液体Ｗ１とを接触させることで、空気Ａ１と吸湿性液体Ｗ１との接触面積を広げ、空気Ａ１に含まれる水分を効率的に吸湿性液体Ｗ１に吸収させることができる。

図９（ｄ）に示すように、空気の接触方式は、エアーポンプ３０６により発生させた空気Ａ１の気流中で吸湿性液体Ｗをカラムに浸み込ませる方式、いわゆるカラム方式であってもよい。

この方式を採用する調湿装置は、吸湿性液体Ｗを循環させるポンプ３０３と、複数の充填材３０４と、充填材３０４を支持する支持板３０５と、外部の空気Ａ１を送気するエアーポンプ３０６と、ノズル１１３と、を備えている。

充填材３０４は、例えば、ガラスビーズのような吸湿性液体Ｗで劣化しない材質のものを採用することができる。

支持板３０５は、充填材３０４が通過しない程度の大きさの複数の孔を有しており、吸湿槽１１１の下方に位置している。充填材３０４は、吸湿槽１１１において支持板３０５の上に充填されている。

エアーポンプ３０６は、吸湿槽１１１の下方であって支持板３０５の下方に空気Ａ１を送り込み、充填された充填材３０４の下方から上方に向けて空気Ａ１の気流を形成する。

このような構成の調湿装置において、ノズル１１３から吸湿性液体Ｗを流下させると、吸湿性液体Ｗは、充填材３０４を伝って広がり、吸湿槽１１１の下方に向かって流れる。この状態で、エアーポンプ３０６によって空気Ａ１の気流を形成すると、充填材３０４の表面において、空気Ａ１と吸湿性液体Ｗとが接触する。

このような構成の調湿装置では、充填材３０４の表面に吸湿性液体Ｗを広げることで、空気Ａ１と吸湿性液体Ｗとの接触面積を広げ、空気Ａ１に含まれる水分を効率的に吸湿性液体Ｗに吸収させることができる。

５…除去部、８…静電回収部、１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０…調湿装置、１１，１１Ａ…吸湿部、１４Ａ…粗大液滴輸送流路（返送流路）、１５，１５Ａ…第１空気供給流路（吸気管）、１８…第２空気放出流路（排気管）、２１，１２１…静電霧化部、２２…帯電部、２３，１２３，２２３…分離部、４１…冷却部、４２…加熱部、５０，１５０…回収部、８１…デミスター、１１３…ノズル、１１４…配管、２１４，１２１２…吐出孔、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５…空気、Ｗ，Ｗ１，Ｗ２…吸湿性液体、Ｗ４…帯電液滴、Ｗ４１…微小液滴（第１液滴）、Ｗ４２…粗大液滴（第２液滴）、Ｗ５…液体

Claims (17)

1. 吸気管と、排気管と、
   吸湿性物質を含む吸湿性液体を貯留するとともに、前記吸湿性液体に空気中の水分を吸収させる吸湿部と、
   前記水分を吸収した前記吸湿性液体を吐出しながら、前記水分を吸収した前記吸湿性液体に静電気を発生させて、複数の帯電液滴を得る静電霧化部と、
   前記複数の帯電液滴を、第１液滴と、前記第１液滴よりも粒径が大きい第２液滴とに分離する分離部と、を備える調湿装置。
2. 前記第１液滴を、前記分離部から除去する除去部を有する請求項１に記載の調湿装置。
3. 前記吸湿部は、前記吸湿性液体を流通させる配管と、
   前記配管の一部に設けられ、前記吸湿部の内部で前記吸湿性液体を重力方向に落下させる複数のノズルと、を有する請求項１に記載の調湿装置。
4. 前記静電霧化部は、複数の吐出孔を有する請求項１に記載の調湿装置。
5. 前記分離部は、サイクロンセパレーターまたはデミスターを有する請求項１に記載の調湿装置。
6. 前記吸湿性液体を冷却する冷却部を有する請求項１に記載の調湿装置。
7. 前記水分を吸収した前記吸湿性液体を加熱する加熱部を有する請求項１に記載の調湿装置。
8. 前記除去部は、前記第１液滴の少なくとも一部を凝集させ、得られた液体を回収する回収部を有する請求項２に記載の調湿装置。
9. 前記分離部の内部に設けられた静電回収部を備える請求項１に記載の調湿装置。
10. 前記分離部の内部に前記静電霧化部の少なくとも一部が配置されている請求項１に記載の調湿装置。
11. 前記分離部から前記吸湿部に前記第２液滴を返送する返送流路を有し、
    前記返送流路の内部が前記吸気管の内部と連通している請求項１に記載の調湿装置。
12. 吸湿性物質を含む吸湿性液体を第１空気に接触させ、前記第１空気に含まれる水分を前記吸湿性液体に吸収させる吸湿工程と、
    前記水分を吸収した前記吸湿性液体から前記水分を分離する再生工程と、を有し、
    前記再生工程は、前記水分を吸収した前記吸湿性液体を吐出しながら、前記水分を吸収した前記吸湿性液体に静電気を発生させて、複数の帯電液滴を得る霧化工程と、
    前記複数の帯電液滴を、第１液滴と、前記第１液滴よりも粒径が大きい第２液滴とに分離する分離工程と、を含み、
    前記第１液滴を除去することで、前記吸湿性液体から前記水分を分離する調湿方法。
13. 前記吸湿工程において、前記吸湿性液体を冷却しながら前記第１空気に前記吸湿性液体を接触させる請求項１２に記載の調湿方法。
14. 前記再生工程では、前記水分を吸収した前記吸湿性液体を加熱しながら前記水分を吸収した前記吸湿性液体を吐出する請求項１２に記載の調湿方法。
15. 前記第２液滴を、前記吸湿工程で再使用する請求項１２に記載の調湿方法。
16. 前記第１液滴の少なくとも一部を、前記第１空気とは時間的または空間的に異なって存在する第２空気に放出する請求項１２に記載の調湿方法。
17. 前記第１液滴の少なくとも一部を凝集させ、得られた液体を捕集する請求項１２に記載の調湿方法。

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