JP3124929B2 - 湿度制御装置 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F3/1411—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
- F24F3/1417—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant with liquid hygroscopic desiccants
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F2003/1435—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification comprising semi-permeable membrane
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F2003/144—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by dehumidification only
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、室内の空気中に含
まれる水分を除去して湿度を制御する湿度制御装置に関
し、特に宇宙船のような密閉空間内の環境制御や生命維
持に好適に使用される湿度制御装置に関する。
まれる水分を除去して湿度を制御する湿度制御装置に関
し、特に宇宙船のような密閉空間内の環境制御や生命維
持に好適に使用される湿度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】水蒸気のみを選択的に透過する膜を用い
て、空気中の水蒸気を分離して除湿する方法は、膜の内
外での水蒸気分圧の差をドライビングフォースとして利
用している。すなわち、水蒸気を回収する２次側の水蒸
気分圧が１次側の空気の水蒸気分圧よりも低ければ、水
蒸気は１次側から２次側へ効率的に移動することができ
る。したがって、水蒸気を回収する２次側が液相であっ
ても、１次側と２次側との間で水蒸気分圧差を維持でき
れば、除湿装置として機能する。
て、空気中の水蒸気を分離して除湿する方法は、膜の内
外での水蒸気分圧の差をドライビングフォースとして利
用している。すなわち、水蒸気を回収する２次側の水蒸
気分圧が１次側の空気の水蒸気分圧よりも低ければ、水
蒸気は１次側から２次側へ効率的に移動することができ
る。したがって、水蒸気を回収する２次側が液相であっ
ても、１次側と２次側との間で水蒸気分圧差を維持でき
れば、除湿装置として機能する。
【０００３】なお、先行技術として特開平２−２４６９
８９がある。
８９がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】２次側の液相として純
水を使用した構成が検討されているが、下記のような不
具合が判明している。
水を使用した構成が検討されているが、下記のような不
具合が判明している。
【０００５】１）液相側の水蒸気分圧を下げドライビン
グフォースを高める一手法として、液相温度を低く保持
したところ、水蒸気分離率はある程度向上する。しか
し、より効率的な分離を目指して液相温度をさらに低く
したところ、膜の空気側（１次側）と液相側（２次側）
との温度差が大きくなって、空気側の膜面が結露してし
まい、その結果、水蒸気が透過できる有効膜面積が減少
して、逆に分離率の低下が発生した。
グフォースを高める一手法として、液相温度を低く保持
したところ、水蒸気分離率はある程度向上する。しか
し、より効率的な分離を目指して液相温度をさらに低く
したところ、膜の空気側（１次側）と液相側（２次側）
との温度差が大きくなって、空気側の膜面が結露してし
まい、その結果、水蒸気が透過できる有効膜面積が減少
して、逆に分離率の低下が発生した。
【０００６】２）空気側膜面の結露量を低減するため
に、空気側圧力を下げ、かつ液相温度を上げたところ、
結露防止は達成できるものの、１次側と２次側との間の
水蒸気分圧差が小さくなってしまい、やはり分離率の低
下が生じた。
に、空気側圧力を下げ、かつ液相温度を上げたところ、
結露防止は達成できるものの、１次側と２次側との間の
水蒸気分圧差が小さくなってしまい、やはり分離率の低
下が生じた。
【０００７】本発明の目的は、空気からの水分回収を長
期間に渡って効率良く維持できる湿度制御装置を提供す
ることである。
期間に渡って効率良く維持できる湿度制御装置を提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、１次側の空気
中に含まれる水蒸気を分離して、２次側の液体へ移動さ
せるための水蒸気分離モジュールを備えた湿度制御装置
において、水蒸気分離モジュールの１次側に供給される
空気を加熱するためのヒータが設けられ、２次側の液体
には潮解性物質が溶解しており、２次側の液体に含まれ
る水分をさらに分離して、飲料水を抽出するための逆浸
透モジュールを備えたことを特徴とする湿度制御装置で
ある。本発明に従えば、２次側の液体には潮解性物質が
溶解しているため、溶質のモル分率に比例して水蒸気分
圧が降下するラウールの法則に基づいて、２次側の液体
の水蒸気分圧を低く保持することができる。さらに、溶
質自身が水蒸気を取り込む潮解性によって、水蒸気を２
次側へ移動させるドライビングフォースがより高くなる
ため、水蒸気分離率がさらに向上する。なお、水蒸気分
離モジュールとして、水蒸気選択透過性疏水性多孔質分
離膜や逆浸透膜を内蔵したものを使用することができ
る。また、逆浸透モジュールを採用することによって、
潮解性物質が溶解した２次側の液体に含まれる水分を純
水として分離、抽出することができるため、たとえば宇
宙船の飲料水などの用途として水の再利用が容易に行え
る。また、水蒸気分離モジュールの１次側に供給される
空気を加熱するヒータを設けることによって、１次側室
における水蒸気分圧が高くなり、水蒸気分離率をより向
上させることができる。
中に含まれる水蒸気を分離して、２次側の液体へ移動さ
せるための水蒸気分離モジュールを備えた湿度制御装置
において、水蒸気分離モジュールの１次側に供給される
空気を加熱するためのヒータが設けられ、２次側の液体
には潮解性物質が溶解しており、２次側の液体に含まれ
る水分をさらに分離して、飲料水を抽出するための逆浸
透モジュールを備えたことを特徴とする湿度制御装置で
ある。本発明に従えば、２次側の液体には潮解性物質が
溶解しているため、溶質のモル分率に比例して水蒸気分
圧が降下するラウールの法則に基づいて、２次側の液体
の水蒸気分圧を低く保持することができる。さらに、溶
質自身が水蒸気を取り込む潮解性によって、水蒸気を２
次側へ移動させるドライビングフォースがより高くなる
ため、水蒸気分離率がさらに向上する。なお、水蒸気分
離モジュールとして、水蒸気選択透過性疏水性多孔質分
離膜や逆浸透膜を内蔵したものを使用することができ
る。また、逆浸透モジュールを採用することによって、
潮解性物質が溶解した２次側の液体に含まれる水分を純
水として分離、抽出することができるため、たとえば宇
宙船の飲料水などの用途として水の再利用が容易に行え
る。また、水蒸気分離モジュールの１次側に供給される
空気を加熱するヒータを設けることによって、１次側室
における水蒸気分圧が高くなり、水蒸気分離率をより向
上させることができる。
【０００９】
【００１０】また本発明は、前記水蒸気分離モジュール
と前記逆浸透モジュールとの間で、２次側の液体を循環
させるための循環手段を備えたことを特徴とする。 本発明に従えば、逆浸透モジュールによって水分が除去
された２次側液体を水蒸気分離モジュールに供給してい
るため、２次側の水蒸気分圧を低く保持することが容易
になる。こうして水蒸気分離操作と水蒸気回収操作を循
環的に実施できるため、連続的な除湿を行うことが可能
になる。
と前記逆浸透モジュールとの間で、２次側の液体を循環
させるための循環手段を備えたことを特徴とする。 本発明に従えば、逆浸透モジュールによって水分が除去
された２次側液体を水蒸気分離モジュールに供給してい
るため、２次側の水蒸気分圧を低く保持することが容易
になる。こうして水蒸気分離操作と水蒸気回収操作を循
環的に実施できるため、連続的な除湿を行うことが可能
になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の第１形態
を示す構成図である。たとえば宇宙船のキャビンなどの
室内から一定湿度の空気（たとえば温度１５〜３０℃、
相対湿度３０〜７０％）が給送されて、水蒸気分離モジ
ュール１０の１次側室１２に供給される。水蒸気分離モ
ジュール１０には、フッ素樹脂やポリプロピレン等で形
成され、酸素分子や窒素分子に対して相対的に非透過性
で水分子に対して選択的に透過性である水蒸気選択透過
性疏水性多孔質分離膜１１が設けられ、１次側室１２の
気相と２次側室１３の液相とを分離している。１次側室
１２に供給される空気はヒータ１によって加熱されるた
め、水蒸気分圧が高くなり水蒸気分離率の向上に寄与し
ている。
を示す構成図である。たとえば宇宙船のキャビンなどの
室内から一定湿度の空気（たとえば温度１５〜３０℃、
相対湿度３０〜７０％）が給送されて、水蒸気分離モジ
ュール１０の１次側室１２に供給される。水蒸気分離モ
ジュール１０には、フッ素樹脂やポリプロピレン等で形
成され、酸素分子や窒素分子に対して相対的に非透過性
で水分子に対して選択的に透過性である水蒸気選択透過
性疏水性多孔質分離膜１１が設けられ、１次側室１２の
気相と２次側室１３の液相とを分離している。１次側室
１２に供給される空気はヒータ１によって加熱されるた
め、水蒸気分圧が高くなり水蒸気分離率の向上に寄与し
ている。
【００１２】水蒸気分離モジュール１０の２次側室１３
には、たとえば臭化リチウムＬｉＢｒや塩化リチウムＬ
ｉＣｌ等の潮解性物資が溶解した水溶液で満たされてお
り、１次側室１２と２次側室１３との間の水蒸気分圧差
に応じて空気中の水分が液体側に移動して、除湿が行わ
れる。除湿された空気はドライエアとして室内に戻され
る。溶質のモル分率に比例して水蒸気分圧が降下し、２
次側の液体の水蒸気分圧を低く保持することができる。
さらに、溶質自身の潮解性によって、水蒸気を２次側へ
移動させるドライビングフォースがより高くなるため、
水蒸気分離率がさらに向上する。
には、たとえば臭化リチウムＬｉＢｒや塩化リチウムＬ
ｉＣｌ等の潮解性物資が溶解した水溶液で満たされてお
り、１次側室１２と２次側室１３との間の水蒸気分圧差
に応じて空気中の水分が液体側に移動して、除湿が行わ
れる。除湿された空気はドライエアとして室内に戻され
る。溶質のモル分率に比例して水蒸気分圧が降下し、２
次側の液体の水蒸気分圧を低く保持することができる。
さらに、溶質自身の潮解性によって、水蒸気を２次側へ
移動させるドライビングフォースがより高くなるため、
水蒸気分離率がさらに向上する。
【００１３】一方、２次側液体の循環ループは、水蒸気
分離モジュール１０の２次側室１３、加圧ポンプ１６、
逆浸透(Reverse Osmosis )モジュール２０の１次側室２
２、減圧弁１５、クーラ１４、および２次側室１３の順
に循環するように構成されている。逆浸透モジュール２
０には、溶媒に対して透過性で溶質に対して非透過性の
逆浸透膜２１が設けられ、１次側室２２の液相と２次側
室２３の液相とを分離している。
分離モジュール１０の２次側室１３、加圧ポンプ１６、
逆浸透(Reverse Osmosis )モジュール２０の１次側室２
２、減圧弁１５、クーラ１４、および２次側室１３の順
に循環するように構成されている。逆浸透モジュール２
０には、溶媒に対して透過性で溶質に対して非透過性の
逆浸透膜２１が設けられ、１次側室２２の液相と２次側
室２３の液相とを分離している。
【００１４】水分を吸収した２次側室１３の液体は、加
圧ポンプ１６によって加圧され、逆浸透モジュール２０
の１次側室２２に供給されると、逆浸透膜２１によって
水分だけが２次側室２３へ移動する。こうして水分が除
去された１次側室２２の液体は減圧弁１５によって減圧
され、さらにクーラ１４によって冷却されて、再び水蒸
気分離モジュール１０の２次側室１３に戻される。こう
して２次側室１３に戻された液体は高濃度溶液となり、
しかもクーラ１４によって温度が低く保たれているた
め、水蒸気分圧が低くなり、水蒸気分離モジュール１０
での水蒸気分離率を高く維持できる。
圧ポンプ１６によって加圧され、逆浸透モジュール２０
の１次側室２２に供給されると、逆浸透膜２１によって
水分だけが２次側室２３へ移動する。こうして水分が除
去された１次側室２２の液体は減圧弁１５によって減圧
され、さらにクーラ１４によって冷却されて、再び水蒸
気分離モジュール１０の２次側室１３に戻される。こう
して２次側室１３に戻された液体は高濃度溶液となり、
しかもクーラ１４によって温度が低く保たれているた
め、水蒸気分圧が低くなり、水蒸気分離モジュール１０
での水蒸気分離率を高く維持できる。
【００１５】逆浸透モジュール２０の２次側室２３は、
高純度水の再利用ループに組み込まれており、室内空気
から回収された水分は飲料水等の用途に供される。
高純度水の再利用ループに組み込まれており、室内空気
から回収された水分は飲料水等の用途に供される。
【００１６】図２は、本発明の実施の第２形態を示す構
成図である。宇宙船キャビン等の室内から一定湿度の空
気（たとえば温度１５〜３０℃、相対湿度３０〜７０
％）が加圧ポンプ２によって加圧給送されて、逆浸透モ
ジュール３０の１次側室３２に供給される。
成図である。宇宙船キャビン等の室内から一定湿度の空
気（たとえば温度１５〜３０℃、相対湿度３０〜７０
％）が加圧ポンプ２によって加圧給送されて、逆浸透モ
ジュール３０の１次側室３２に供給される。
【００１７】逆浸透モジュール３０には、溶媒に対して
透過性で溶質に対して非透過性の逆浸透膜３１が設けら
れ、１次側室３２と２次側室３３とを分離している。１
次側室３２に供給される空気はヒータ１によって加熱さ
れるため、水蒸気分圧が高くなり水蒸気分離率の向上に
寄与している。
透過性で溶質に対して非透過性の逆浸透膜３１が設けら
れ、１次側室３２と２次側室３３とを分離している。１
次側室３２に供給される空気はヒータ１によって加熱さ
れるため、水蒸気分圧が高くなり水蒸気分離率の向上に
寄与している。
【００１８】逆浸透モジュール３０の２次側室３３に
は、たとえば臭化リチウムＬｉＢｒや塩化リチウムＬｉ
Ｃｌ等の潮解性物資が溶解した水溶液で満たされてお
り、さらにクーラ１４によって冷却されて約１０℃程度
に保持されている。そのため１次側室３２の空気に含ま
れる水分は逆浸透膜３１の表面で結露して、凝縮水３４
として付着する。すると、１次側室３２と２次側室３３
との間の圧力差に応じて凝縮水３４が２次側室３３に移
動する。こうして除湿された空気は、減圧弁３を介して
ドライエアとして室内に戻される。
は、たとえば臭化リチウムＬｉＢｒや塩化リチウムＬｉ
Ｃｌ等の潮解性物資が溶解した水溶液で満たされてお
り、さらにクーラ１４によって冷却されて約１０℃程度
に保持されている。そのため１次側室３２の空気に含ま
れる水分は逆浸透膜３１の表面で結露して、凝縮水３４
として付着する。すると、１次側室３２と２次側室３３
との間の圧力差に応じて凝縮水３４が２次側室３３に移
動する。こうして除湿された空気は、減圧弁３を介して
ドライエアとして室内に戻される。
【００１９】なお、２次側の液体には潮解性物質が溶解
しているため、図１と同様に、ラウールの法則に基づい
て２次側の液体の水蒸気分圧を低く保持できる。さら
に、溶質自身の潮解性によって、水蒸気を２次側へ移動
させるドライビングフォースがより高くなるため、水蒸
気分離率がさらに向上する。
しているため、図１と同様に、ラウールの法則に基づい
て２次側の液体の水蒸気分圧を低く保持できる。さら
に、溶質自身の潮解性によって、水蒸気を２次側へ移動
させるドライビングフォースがより高くなるため、水蒸
気分離率がさらに向上する。
【００２０】一方、２次側液体の循環ループは、図１と
同様に、逆浸透モジュール３０の２次側室３３、加圧ポ
ンプ１６、逆浸透モジュール２０の１次側室２２、減圧
弁１５、クーラ１４、および２次側室３３の順に循環す
るように構成される。逆浸透モジュール２０には、溶媒
に対して透過性で溶質に対して非透過性の逆浸透膜２１
が設けられ、１次側室２２の液相と２次側室２３の液相
とを分離している。
同様に、逆浸透モジュール３０の２次側室３３、加圧ポ
ンプ１６、逆浸透モジュール２０の１次側室２２、減圧
弁１５、クーラ１４、および２次側室３３の順に循環す
るように構成される。逆浸透モジュール２０には、溶媒
に対して透過性で溶質に対して非透過性の逆浸透膜２１
が設けられ、１次側室２２の液相と２次側室２３の液相
とを分離している。
【００２１】水分を吸収した２次側室３３の液体は、加
圧ポンプ１６によって加圧され、逆浸透モジュール２０
の１次側室２２に供給されると、逆浸透膜２１によって
水分だけが２次側室２３へ移動する。こうして水分が除
去された１次側室２２の液体は減圧弁１５によって減圧
され、さらにクーラ１４によって冷却されて、再び逆浸
透モジュール３０の２次側室３３に戻される。こうして
２次側室３３に戻された液体は水分が低く、しかもクー
ラ１４によって温度が低く保たれているため、逆浸透モ
ジュール３０での水蒸気分離率を高く維持できる。
圧ポンプ１６によって加圧され、逆浸透モジュール２０
の１次側室２２に供給されると、逆浸透膜２１によって
水分だけが２次側室２３へ移動する。こうして水分が除
去された１次側室２２の液体は減圧弁１５によって減圧
され、さらにクーラ１４によって冷却されて、再び逆浸
透モジュール３０の２次側室３３に戻される。こうして
２次側室３３に戻された液体は水分が低く、しかもクー
ラ１４によって温度が低く保たれているため、逆浸透モ
ジュール３０での水蒸気分離率を高く維持できる。
【００２２】逆浸透モジュール２０の２次側室２３は、
高純度水の再利用ループに組み込まれており、室内空気
から回収された水分は飲料水等の用途に供される。
高純度水の再利用ループに組み込まれており、室内空気
から回収された水分は飲料水等の用途に供される。
【００２３】こうして空気に含まれる水蒸気をいったん
凝縮させた後、逆浸透作用によって連続的に水分を移動
させているため、長期間に渡って除湿機能を維持でき
る。
凝縮させた後、逆浸透作用によって連続的に水分を移動
させているため、長期間に渡って除湿機能を維持でき
る。
【００２４】図３は、本発明の実施の第３形態を示す構
成図である。宇宙船キャビン等の室内から一定湿度の空
気（たとえば温度１５〜３０℃、相対湿度３０〜７０
％）が加圧ポンプ２によって加圧給送されて、逆浸透モ
ジュール３０の１次側室３２に供給される。
成図である。宇宙船キャビン等の室内から一定湿度の空
気（たとえば温度１５〜３０℃、相対湿度３０〜７０
％）が加圧ポンプ２によって加圧給送されて、逆浸透モ
ジュール３０の１次側室３２に供給される。
【００２５】逆浸透モジュール３０には、溶媒に対して
透過性で溶質に対して非透過性の逆浸透膜３１が設けら
れ、１次側室３２と２次側室３３とを分離している。１
次側室３２に供給される空気はヒータ１によって加熱さ
れるため、水蒸気分圧が高くなり水蒸気分離率の向上に
寄与している。
透過性で溶質に対して非透過性の逆浸透膜３１が設けら
れ、１次側室３２と２次側室３３とを分離している。１
次側室３２に供給される空気はヒータ１によって加熱さ
れるため、水蒸気分圧が高くなり水蒸気分離率の向上に
寄与している。
【００２６】逆浸透モジュール３０の２次側室３３に
は、臭化リチウムＬｉＢｒや塩化リチウムＬｉＣｌ等の
潮解性物資が溶解した水溶液で満たされており、さらに
クーラ１４によって冷却されて約１０℃程度に保持され
ている。そのため１次側室３２の空気に含まれる水分は
逆浸透膜３１の表面で結露して、凝縮水３４として付着
する。すると、１次側室３２と２次側室３３との間の圧
力差に応じて凝縮水３４が２次側室３３に移動する。こ
うして除湿された空気は、減圧弁３を介してドライエア
として室内に戻される。
は、臭化リチウムＬｉＢｒや塩化リチウムＬｉＣｌ等の
潮解性物資が溶解した水溶液で満たされており、さらに
クーラ１４によって冷却されて約１０℃程度に保持され
ている。そのため１次側室３２の空気に含まれる水分は
逆浸透膜３１の表面で結露して、凝縮水３４として付着
する。すると、１次側室３２と２次側室３３との間の圧
力差に応じて凝縮水３４が２次側室３３に移動する。こ
うして除湿された空気は、減圧弁３を介してドライエア
として室内に戻される。
【００２７】なお、２次側の液体には潮解性物質が溶解
しているため、図１と同様に、２次側の液体の水蒸気分
圧を低く保持できる。さらに、溶質自身の潮解性によっ
て、水蒸気を２次側へ移動させるドライビングフォース
がより高くなるため、水蒸気分離率がさらに向上する。
しているため、図１と同様に、２次側の液体の水蒸気分
圧を低く保持できる。さらに、溶質自身の潮解性によっ
て、水蒸気を２次側へ移動させるドライビングフォース
がより高くなるため、水蒸気分離率がさらに向上する。
【００２８】また、こうした２次側の液体には、後述す
るように、たとえば宇宙船内で発生した尿、汗、湿分凝
縮水等が混合した汚水（化学成分として、たとえば有機
成分：６００ｐｐｍ、Ｃｌイオン：５２００ｐｐｍ、Ｎ
ａイオン：３０００ｐｐｍ、Ｃａイオン４２０ｐｐｍ、
ＤＢＳ−Ｎａ（石けん）：９．７ｐｐｍ、ｐＨ６）を混
合することによって、水蒸気分圧の低減化をより一層促
進することができる。
るように、たとえば宇宙船内で発生した尿、汗、湿分凝
縮水等が混合した汚水（化学成分として、たとえば有機
成分：６００ｐｐｍ、Ｃｌイオン：５２００ｐｐｍ、Ｎ
ａイオン：３０００ｐｐｍ、Ｃａイオン４２０ｐｐｍ、
ＤＢＳ−Ｎａ（石けん）：９．７ｐｐｍ、ｐＨ６）を混
合することによって、水蒸気分圧の低減化をより一層促
進することができる。
【００２９】２次側液体の循環ループは、図２と同様
に、逆浸透モジュール３０の２次側室３３、加圧ポンプ
１６、逆浸透モジュール２０の１次側室２２、減圧弁１
５、クーラ１４、および２次側室３３の順に循環するよ
うに構成されている。さらに、加圧ポンプ１６の上流側
に汚水を導入し混合するための混合器１７が設置され
る。また、逆浸透モジュール２０の１次側室２２の下流
側には濃縮された汚水を排出する分配器１８が設置さ
れ、濃縮汚水は減圧弁１９を介して循環ループから取り
出され、たとえば宇宙船外へ排出される。
に、逆浸透モジュール３０の２次側室３３、加圧ポンプ
１６、逆浸透モジュール２０の１次側室２２、減圧弁１
５、クーラ１４、および２次側室３３の順に循環するよ
うに構成されている。さらに、加圧ポンプ１６の上流側
に汚水を導入し混合するための混合器１７が設置され
る。また、逆浸透モジュール２０の１次側室２２の下流
側には濃縮された汚水を排出する分配器１８が設置さ
れ、濃縮汚水は減圧弁１９を介して循環ループから取り
出され、たとえば宇宙船外へ排出される。
【００３０】逆浸透モジュール２０には、溶媒に対して
透過性で溶質に対して非透過性の逆浸透膜２１が設けら
れ、１次側室２２の液相と２次側室２３の液相とを分離
している。
透過性で溶質に対して非透過性の逆浸透膜２１が設けら
れ、１次側室２２の液相と２次側室２３の液相とを分離
している。
【００３１】水分を吸収した２次側室３３の液体は、汚
水と合流して加圧ポンプ１６によって加圧され、逆浸透
モジュール２０の１次側室２２に供給されると、逆浸透
膜２１によって水分だけが２次側室２３へ移動する。こ
うして水分が除去された１次側室２２の液体の一部は濃
縮汚水として排出されるともに、循環ループ内の液体は
減圧弁１５によって減圧され、さらにクーラ１４によっ
て冷却されて、再び逆浸透モジュール３０の２次側室３
３に戻される。こうして２次側室３３に戻された液体は
水分が低く、しかもクーラ１４によって温度が低く保た
れているため、逆浸透モジュール３０での水蒸気分離率
を高く維持できる。
水と合流して加圧ポンプ１６によって加圧され、逆浸透
モジュール２０の１次側室２２に供給されると、逆浸透
膜２１によって水分だけが２次側室２３へ移動する。こ
うして水分が除去された１次側室２２の液体の一部は濃
縮汚水として排出されるともに、循環ループ内の液体は
減圧弁１５によって減圧され、さらにクーラ１４によっ
て冷却されて、再び逆浸透モジュール３０の２次側室３
３に戻される。こうして２次側室３３に戻された液体は
水分が低く、しかもクーラ１４によって温度が低く保た
れているため、逆浸透モジュール３０での水蒸気分離率
を高く維持できる。
【００３２】逆浸透モジュール２０の２次側室２３は、
高純度水の再利用ループに組み込まれており、室内空気
や汚水から回収された水分は飲料水等の用途に供され
る。
高純度水の再利用ループに組み込まれており、室内空気
や汚水から回収された水分は飲料水等の用途に供され
る。
【００３３】こうして空気に含まれる水蒸気をいったん
凝縮させた後、逆浸透作用によって水分を移動させてい
るため、長期間に渡って除湿機能を維持できる。さら
に、２次側液体に汚水を混合することによって、汚水か
らの水分回収装置として機能させることができる。
凝縮させた後、逆浸透作用によって水分を移動させてい
るため、長期間に渡って除湿機能を維持できる。さら
に、２次側液体に汚水を混合することによって、汚水か
らの水分回収装置として機能させることができる。
【００３４】図４（ａ）は本発明の実施の第４形態を示
す部分構成図であり、図４（ｂ）は本発明の実施の第５
形態を示す部分構成図である。図４（ａ）および図４
（ｂ）の全体的構成はそれぞれ図２および図３と同じで
あり、逆浸透モジュール３０には溶媒に対して透過性で
溶質に対して非透過性の逆浸透膜（ＲＯ膜）３１が設け
られ、１次側室３２と２次側室３３とを分離している点
は同様であるが、逆浸透モジュール３０の１次側室３２
が多孔質で熱伝導性材料からなるウィック３５で充填さ
れている点が相違する。
す部分構成図であり、図４（ｂ）は本発明の実施の第５
形態を示す部分構成図である。図４（ａ）および図４
（ｂ）の全体的構成はそれぞれ図２および図３と同じで
あり、逆浸透モジュール３０には溶媒に対して透過性で
溶質に対して非透過性の逆浸透膜（ＲＯ膜）３１が設け
られ、１次側室３２と２次側室３３とを分離している点
は同様であるが、逆浸透モジュール３０の１次側室３２
が多孔質で熱伝導性材料からなるウィック３５で充填さ
れている点が相違する。
【００３５】ウィック３５自体は多孔質であるため、空
気との接触面積が格段に増加する。さらにウィック３５
の一部は逆浸透膜３１に接触しているため、ウィック３
５の温度はクーラ１４によって冷却された２次側室３３
の液体の温度と同程度に保持される。そのためウィック
３５自体が熱交換器の放熱フィンの役割を果たして、１
次側室３２に供給された一定湿度の空気が効率良く凝縮
される。ウィック３５での凝縮水は毛管現象によって逆
浸透膜３１に移動し、さらに逆浸透作用によって２次側
室３３に移動する。
気との接触面積が格段に増加する。さらにウィック３５
の一部は逆浸透膜３１に接触しているため、ウィック３
５の温度はクーラ１４によって冷却された２次側室３３
の液体の温度と同程度に保持される。そのためウィック
３５自体が熱交換器の放熱フィンの役割を果たして、１
次側室３２に供給された一定湿度の空気が効率良く凝縮
される。ウィック３５での凝縮水は毛管現象によって逆
浸透膜３１に移動し、さらに逆浸透作用によって２次側
室３３に移動する。
【００３６】こうして図２および図３の構成において、
逆浸透モジュール３０の１次側室３２にウィック３５を
充填することによって、凝縮効率が向上して水分の回収
効率も向上する。
逆浸透モジュール３０の１次側室３２にウィック３５を
充填することによって、凝縮効率が向上して水分の回収
効率も向上する。
【００３７】
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、２
次側の液体には潮解性物質が溶解しているため、ラウー
ルの法則に基づいて２次側の液体の水蒸気分圧を低く保
持でき、さらに、溶質自身の潮解性によって、水蒸気を
２次側へ移動させるドライビングフォースがより高くな
るため、水蒸気分離率がさらに向上する。また、水蒸気
分離モジュールの１次側に供給される空気を加熱するヒ
ータを設けることによって、１次側室における水蒸気分
圧が高くなり、水蒸気分離率をより向上させることがで
きる。
次側の液体には潮解性物質が溶解しているため、ラウー
ルの法則に基づいて２次側の液体の水蒸気分圧を低く保
持でき、さらに、溶質自身の潮解性によって、水蒸気を
２次側へ移動させるドライビングフォースがより高くな
るため、水蒸気分離率がさらに向上する。また、水蒸気
分離モジュールの１次側に供給される空気を加熱するヒ
ータを設けることによって、１次側室における水蒸気分
圧が高くなり、水蒸気分離率をより向上させることがで
きる。
【００３８】また、２次側の液体に含まれる水分を純水
として分離、抽出することができるため、飲料水などの
用途として水の再利用が容易に行える。
として分離、抽出することができるため、飲料水などの
用途として水の再利用が容易に行える。
【００３９】こうして水蒸気分離操作と水蒸気回収操作
を循環的に実施できるため、連続的な除湿を行うことが
可能になる。
を循環的に実施できるため、連続的な除湿を行うことが
可能になる。
【図１】本発明の実施の第１形態を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の第２形態を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の第３形態を示す構成図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の実施の第４形態を示す部
分構成図であり、図４（ｂ）は本発明の実施の第５形態
を示す部分構成図である。
分構成図であり、図４（ｂ）は本発明の実施の第５形態
を示す部分構成図である。
１ ヒータ ２、１６ 加圧ポンプ ３、１５、１９ 減圧弁 １０ 水蒸気分離モジュール １１ 水蒸気選択透過性疏水性多孔質分離膜 １２、２２、３２ １次側室 １３、２３、３３ ２次側室 １４ クーラ １７ 混合器 １８ 分配器 ２０、３０ 逆浸透モジュール ２１、３１ 逆浸透膜 ３４ 凝縮水 ３５ ウィック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−290597（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−277333（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−78670（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−764（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−154543（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−86661（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/26 B01D 61/00 - 63/16 B63J 2/00 F24F 1/02 451
Claims (2)
- 【請求項１】 １次側の空気中に含まれる水蒸気を分離
して、２次側の液体へ移動させるための水蒸気分離モジ
ュールを備えた湿度制御装置において、 水蒸気分離モジュールの１次側に供給される空気を加熱
するためのヒータが設けられ、 ２次側の液体には潮解性物質が溶解しており、 ２次側の液体に含まれる水分をさらに分離して、飲料水
を抽出するための逆浸透モジュールを備えたことを特徴
とする湿度制御装置。 - 【請求項２】 前記水蒸気分離モジュールと前記逆浸透
モジュールとの間で、２次側の液体を循環させるための
循環手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の湿度
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08162180A JP3124929B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 湿度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08162180A JP3124929B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 湿度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH105526A JPH105526A (ja) | 1998-01-13 |
| JP3124929B2 true JP3124929B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=15749540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08162180A Expired - Fee Related JP3124929B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 湿度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3124929B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001074322A (ja) * | 1999-09-03 | 2001-03-23 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
| KR100801715B1 (ko) | 2006-09-05 | 2008-02-15 | 아산엔텍 주식회사 | 공조설비의 습도조절 장치 |
| NL1032512C2 (nl) * | 2006-09-15 | 2008-03-18 | Entry Technology Support B V | Luchtbehandelingssysteem, gebouw en vervoermiddel daarmee, en luchtbehandelingswerkwijze. |
| JP5248629B2 (ja) * | 2008-01-25 | 2013-07-31 | アライアンス フォー サステイナブル エナジー リミテッド ライアビリティ カンパニー | 除湿のために、膜に含有された液体乾燥剤を用いる間接蒸発冷却器 |
| JP6135130B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2017-05-31 | ダイキン工業株式会社 | 調湿装置 |
| CN103807932B (zh) * | 2014-02-18 | 2016-09-28 | 浙江理工大学 | 一种正渗透溶液除湿再生装置 |
-
1996
- 1996-06-21 JP JP08162180A patent/JP3124929B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH105526A (ja) | 1998-01-13 |
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