JPH0124530B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は除湿装置の一部に設ける除湿素子の構
成に関し、特に水分吸着性能を持つた材料で形成
した通気路形成素材と、水分吸着性のない材料で
形成した通気路形成素材とを交互に積層配置し、
水分吸着材通気路側に湿り気体を通して除湿する
と共に他方側に冷却用通気を適用して、除湿され
た気体の絶対湿度を下げる様にしたものである。

気体中に含まれる水分を取り除くために各種の
除湿装置が利用されており、これらの多くは水分
吸着剤に湿り気体を接触させる様にしたものであ
る。また水分吸着剤としては、モレキユラーシー
ブ、シリカゲル、アルミナ等が多く利用され、こ
れらの吸着剤は一般に粒状である。従つて例えば
空気の除湿に当つては、これらの吸着剤を通気性
容器に収納して湿り空気を通し水分を吸着させて
空気を乾燥させている。一方水分吸着剤に湿り空
気を接触させる場合は、吸着熱が発生して空気の
温度が上昇し、関係湿度が低くなつて空気の絶対
湿度が下がりにくくなると共に水分吸着効果が低
下する。その為通気除湿中は、吸着剤層を冷却す
る必要があり、吸着剤粒状物充填剤中に冷却コイ
ル管等を配設して、冷媒を通しながら熱を吸収す
ることが行なわれている。しかるにこの様な冷却
手段では、吸着剤充填層の全体にコイル管等を配
設するため大型の充填層を設ける必要があり除湿
装置が大型となる外設備費も高騰させることにな
り実用的でない。これらから除湿装置における水
分吸着剤配置部は小型で構成できると共に除湿性
能がよく且つ通気抵抗が少なく効率のよいものが
望まれる。

本発明はこれらに着目し鋭意検討の結果到達し
たもので、特に吸着剤を効率よく冷却しながら除
湿できる様な除湿素子を提供しようとするもので
ある。しかしてこの様な本発明とは、水分吸着剤
で形成し或は水分吸着剤を担持させ若しくは水分
吸性を付与した水分吸着性能を有するシート状物
を、山形、鋸歯形、円曲線形等の波形に折り曲
げ、その片面側若しくは両面側に該シート状物若
しくは水分吸着性能を有しない他の分離用シート
を貼合或は圧接して当接させ、前記折り曲げによ
る多数の通気路を並列させて形成した水分吸着用
素材と、水分吸着性能のないシート状物を前記と
同じ様に波形に折り曲げ、その片面若しくは両面
側に、同じく水分吸着性能のないシート状物を前
記と同じ様にして当接させて多数の通気路を並列
させて形成した通気用素材とを、これらの並列通
気路が互いに交差する様に交互に積層して構成し
たものである。

以下本発明を図面に基づいて詳細に説明する
が、図は本発明の具体的な実施の一例を示すもの
で、本発明除湿素子は図示例に限定されず、前・
後記の趣旨に微して形状及び材料を変更したり、
或は構成並びに設計の一部を変更しても同様の効
果を得ることができる。

第１図は本発明に係る除湿素子１を構成する単
体の一例を示す見取図で、冷却用の気体を通す通
気用素子（以下単に通気素子という）２と、湿り
気体を通してその水分を吸着する水分吸着用素子
（以下単に吸着素子という）３とが、互いにその
通気路２ｃ，３ｃを交差（図示例では直交的に交
差）させて交互に積層して構成される。尚図はこ
れらの素材を互いに方形面積で形成すると共にこ
れを３枚積み重ねて構成したものを示したが、矩
形面としたり、或は多数枚を組み合わせて構成し
てもよく、これらは除湿装置の構成によつて適当
に設計変更できる。そして吸着素子３側には矢印
Ａで示す様に湿り気体が通過し、通気素子２側に
は矢印Ｂで示す様な冷却用気体が通過する。尚図
ではこれらの気体が夫々直行的に交差するものを
示したが、斜向して交差する（後述）様にしても
よい。

他方こられの通気素子２及び吸着素子３は夫々
次の様にして形成される。即ち通気素子２として
は第２図に示す如く、水分を吸着しないシート状
物例えばプラスチツクフイルムを段ボール成形機
等を利用して波形に成形し、折り曲げ材２ａとす
る。そしてその片面（図示）若しくは両面に折り
曲げ成形面とほぼ一致する様に裁断した分離用シ
ート２ｂを、折り曲げ材２ａの山頂若しくは谷底
外面に貼合若しくは融合して形成する。よつて通
気素子２は、折り曲げ材２ａと分離用シート２ｂ
とによつて、折り曲げ方向に沿つて多数の通気路
２ｃ（第１図）が形成される。一方吸着素子３と
しては第３図に示す様に、水分吸着性能を有し或
は吸着性能を付与したシート状物を、前記通気素
子２の折り曲げ材２ａで述べたと同じ様にして折
り曲げ材３ａとし、その片面若しくは両面に、分
離用シート３ｂを接合して形成するが、該吸着素
子３における分離用シート３ｂとしては、折り曲
げ材３ａと同じ吸着性能を持つたシート状物とし
たり或は非吸着性の材料としてもよく、必要によ
つては分離用シート３ｂを片側のみ非吸着性材料
としてもよい。またこの接合に当つては貼合、融
合等自由に選択できる。

ところで吸着素子３を形成するためのシート状
物としては、水分吸着性能を有する材料である限
り適当なものを選択できるが、特に好ましいもの
は活性炭素繊維（又はこれに塩化リチウムの様な
吸水性塩類を担持させたものを含む）のみ若しく
はこれを主材として形成した、編織布帛、繊維綴
合体、不織布等である。そして活性炭素繊維は、
ベンゼン平衡吸着量が100mg／gr以上のものが好
ましく、その原料繊維としては、木綿、麻等の天
然セルローズ繊維のほかパルプ繊維、再生セルロ
ーズ繊維、ポリビニルアルコール系繊維、アクリ
ル系繊維、ポリアミド系繊維等であつて、必要に
応じて耐炎化剤を含有させた後炭化させ、更に高
温で賦活させることによつて得られる。また炭素
繊維単独では強度が十分でないので、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル系又
はポリビニルアルコール系等の熱可塑性短繊維又
はガラス繊維、木材パルプ等の非熱可塑性短繊維
と混合してシート状にする。活性炭素繊維の含有
量は25〜95重量％が好ましい。又吸水性塩類を担
持させる為には、この各種シート体を塩化リチウ
ム等の水溶液に浸してから乾燥させる。例えば10
％LiCl水溶液に浸した後遠心分離等によつて水分
を除き、しかるに後乾燥させる。LiCl担持量は水
分吸着剤量に対し10％以下が好ましく、これより
大きくなるとLiClが使用中に分離することがあつ
て好ましくない。又本発明除湿素子１を構成する
前記通気素材２、形成材料２ａ，２ｂ及び吸着剤
素材３は分離用シート３ｂとして形成されること
もある。またプラスチツクフイルムとしては、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポ
リエチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポ
リアクリル樹脂のフイルムが使用できる。そして
これらのフイルムとしては、吸着素子３側に、水
分吸着剤を再生するため約80℃の再生用空気を通
すので80℃以上の耐熱性を有するものであるこ
と、又除湿空気が産業用排ガスの様に有機溶媒等
を含む場合は耐薬品性の素材を選定しなければな
らない。そしてフイルムとしては透明であつても
不透明であつてもよいが、２軸延伸によつて製造
したものが強度の点において好ましい。またこれ
らのフイルムの厚さは、12μ〜150μのものが利用
できるが好ましくは50μ〜100μである。

一方通気素材２及び吸着素材３に形成される通
気路２ｃ，３ｃは、夫々折り曲げ材２ａ，３ａ及
び分離用シート２ｂ，３ｂによつて形成される
が、該通気路２ｃ，３ｃの高さ及び間隔は２〜20
mmの範囲で形成することが好ましく、これらは除
湿素子の配設構成、用途及び処理風量によつて適
当に設計変更できる。この様に構成する除湿素子
１では第１図で説明した様に湿り気体が矢印Ａ方
向に通過しながら吸着素材３に水分を吸着させ、
該素材３の上下に当接する様に配置された通気素
子２に冷却用空気を通して、吸着素材３に発生す
る吸着発熱を吸収する。また吸着素材３の水分吸
着剤を再生する場合は、除湿空気、冷却用空気の
送り込みを止め、矢印Ａ方向（若しくははＡと逆
方向）に前記した如き再生用加熱空気を送つて再
生する。また該素子１の各通気素材２と吸着素材
３とは、前記フイルムによる分離シート３ｂのみ
を介して接合してもよく、これらのフイルムは実
質的に気体透過性がないので混合するおそれはな
く、吸着熱は分離シート３ｂを介して有効に吸収
できる。尚これら素材２，３の形成に当つては、
裁断して折り曲げ加工した折り曲げ材２ａ，３ａ
と裁断して接合する分離用シート２ｂ，３ｂを説
明したが、前記各シート状物を夫々成形加工機に
供給して、通気素子２或は吸気素子３を夫々連続
成形品として取り出し、適当に裁断して形成し、
これらを積層してその頂面若しくはは底面側に他
の分離用シートを配置して除湿素子１を構成して
もよい。

第４図は本発明除湿素子１を適用した除湿装置
の一例を示すフロー図で、室内５の空気を除湿す
るものを示す。除湿装置主要部６は密閉形箱体で
構成され、その周面側に各通気路連結部が形成さ
れている。そして該箱体内に前第１図の如き除湿
素子１が装入される。尚フロー図は該除湿素子１
が横倒しにして装入されるものを示しており、各
４隅部に気体溜め部を形成し矢印Ａ方向に吸着素
材３が、矢印Ｂ方向に通気素材２の夫々通気路が
貫通して形成されている。室内５の湿り空気はブ
ロワ７によつて除湿素子１の前記吸着剤に水分を
吸着し除湿空気となつて室内５に返還される。ま
た同時にブロワ８によつて冷却用空気が、除湿素
子１に矢印Ｂ方向に送り込まれ、吸着熱を除去す
る。そして吸着剤が破過したらブロワ７，８を停
止し、ブロワ９を運転して再生用熱風を除湿素材
３側に送つて再生する。この排ガスは熱交換器１
１で取り入れ空気と熱交換される。再生用の取り
入れ空気は補助加熱器１０によつて加熱される。
尚室内５の除湿を、再生時に停止させたくない場
合は、除湿素子１を複数個設けて切替える様に構
成すればよい。

本発明除湿素子は、この様に構成するので吸着
熱を除去しながら除湿するので除湿効果が高い。
即ち低絶対湿度の空気が得られる。尚湿度を下げ
ると関係湿度が上昇し、関係湿度の高い方が平衡
吸着量が大きく除湿効果が大きい。また素子を構
成する素材は、その通気路が折り曲げシート材で
形成されるので通風圧損が極めて小さい。また軽
量で構成することができる。再に活性炭素繊維を
用いることによつて低温で再生できる（60〜80
℃）。また繊維集合体のシート状物で形成するの
で再生時間を短かくできる（５〜10分）。

以下具体的な実施例について述べる。

(1) セルローズ繊維を前駆体とする活性炭素繊維
70部、ポリアクリロニトリル系パルプ30部から
成る紙料液より、通常に用いられる抄紙機で抄
紙し、目付50gr／m²の活性炭素繊維シートを得
た。一方厚み50μのポリエチレンテレフタレー
トフイルムを用意し、この２種類のシートを通
常の片ダンボール製造機により、波形材が活性
炭素繊維シートである段ボール状シート（吸着
素材３）を製作した。次に同じ片ダンボール製
造機により厚み50μのポリエチレンテレフタレ
ートフイルムの段ボール状シート（通気素材
２）を製作した。そしてこれら２種の段ボール
状シートを交互に且つ通気路を交差させて積層
し、一辺が30cmである立方体の除湿素子１を形
成した。この除湿素子に、繊維25℃、関係湿度
80％の空気を吸着素材３側に送り込み、通気素
材２側に25℃の外気を通して冷却した。この条
件で除湿された空気の湿度は26℃であり、関係
湿度は15％に低下した。絶対湿度は0.003Kg／
―H₂O／Kg―乾空気であつた。又吸着剤が破
過して空気の関係湿度が30％に上昇したとき冷
却空気及び除湿空気の送入を停し、70℃の加熱
空気を約10分間送ることにより、元の状態に再
生できることが分つた。

(2) 実施例１と同じ除湿素子を用い、同じ条件で
あるが冷却空気を止めて実験を行なつた。得ら
れた除湿空気は、温度32℃で関係湿度は20％で
あつた。この空気の絶対湿度は0.006Kg―
H₂O／Kg―乾空気であつた。尚除湿素子１と
しては、第５図に示す様にそのコーナ部を積層
方向に沿つて、樹脂材に浸けて樹脂支柱１２と
したり、或は樹脂支柱に代つて桟材で形成した
枠組体の一方側から挿設して構成してもよい。
またこれらは正方形面で形成したが菱形面とし
て、夫々の通気路を傾斜させても同様に利用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明除湿素子の一例を示す見取図、
第２図及び第３図は夫々通気素材及び吸着素材の
構成例を示す展開見取図、第４図は本発明除湿素
子を適用した除湿装置の一例を示すフロー図、第
５図は除湿素子の他の構成例を示す見取図であ
る。 １……除湿素子、２……通気素材、３……吸着
素材、４……頂板、５……室内、６……除湿装
置、７，８，９……ブロワ、１０……補助加熱
器、１１……熱交換器、１２……樹脂支柱。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水分吸着性能を有するシート状物を波形に折
   り曲げ、その片面若しくは両面に、水分吸着性能
   を有し若しくは有しない分離用シートを当接さ
   せ、多数の通気路を並列させて形成した水分吸着
   用素材と、水分非吸着性のシート状物を波形に折
   り曲げ、その片面若しくは両面に水分非吸着性の
   シート状物を当接させ、多数の通気路を並列させ
   て形成した通気素材とを、これらの通気路が互い
   に交差する様に交互に積層して構成したことを特
   徴とする除湿素子。 ２ 特許請求の範囲第１項において、水分吸着性
   能を有するシート状物は、活性炭素繊維を主材と
   して形成したものである除湿素子。 ３ 特許請求の範囲第１又は２項において、水分
   吸着性能を有するシート状物は、水分吸着性能を
   有し若しくは有しないシート体に水分吸着剤を担
   持させて構成したものである除湿素子。