JPS6042876B2 - 複合熱交換装置 - Google Patents
複合熱交換装置Info
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- JPS6042876B2 JPS6042876B2 JP11758880A JP11758880A JPS6042876B2 JP S6042876 B2 JPS6042876 B2 JP S6042876B2 JP 11758880 A JP11758880 A JP 11758880A JP 11758880 A JP11758880 A JP 11758880A JP S6042876 B2 JPS6042876 B2 JP S6042876B2
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Classifications
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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
- F24F3/1423—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 a moving bed of solid desiccants, e.g. a rotary wheel supporting solid desiccants
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- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1032—Desiccant wheel
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- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1068—Rotary wheel comprising one rotor
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- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1088—Rotary wheel comprising three flow rotor segments
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Central Air Conditioning (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、空気中の湿度の制御により空気を冷却する
冷房空気調和装置あるいは除湿装置に用いる複合熱交換
装置に関するものる。
冷房空気調和装置あるいは除湿装置に用いる複合熱交換
装置に関するものる。
空気中の湿度を除去する一手段に多孔通気性もしくは
、空気との接触面積を大にした構成を有する乾燥材と空
気を接触させ、空気中の水分を吸着させ、更に水分を吸
着した乾燥材を高温度低湿度の空気に曝らすことによつ
て乾燥材より水分を除去して再生し、再び脱湿すべき空
気と接触させる方法がある。
、空気との接触面積を大にした構成を有する乾燥材と空
気を接触させ、空気中の水分を吸着させ、更に水分を吸
着した乾燥材を高温度低湿度の空気に曝らすことによつ
て乾燥材より水分を除去して再生し、再び脱湿すべき空
気と接触させる方法がある。
この方法においては、乾燥材の水分除去の際の顕熱及び
、水分が乾燥材に吸着される際発生する吸着熱が、湿度
を除去すべき空気を加温するため、除湿した空気の乾球
温度が増大する欠点がある。
、水分が乾燥材に吸着される際発生する吸着熱が、湿度
を除去すべき空気を加温するため、除湿した空気の乾球
温度が増大する欠点がある。
この事実は、除湿された空気に更に加湿しその際の加湿
水分の蒸発潜熱により、空気温度を低下させるいわゆる
乾燥材冷房空気調和装置において、その効果を著しく減
少させる。そのため例えば米国特許第2957321号
明細書および第29599(9)号明細書に開示されて
いるようにこの種の乾燥材冷房空気調和装置においては
、乾燥材と空気の接触をはかるための乾燥材を含む潜熱
交換器の後段に、顕熱交換器を設け、それによつて除湿
した空気の乾球温度を一部低下させる構成をとり、その
後、加湿により空気を冷却することが行なわれている。
水分の蒸発潜熱により、空気温度を低下させるいわゆる
乾燥材冷房空気調和装置において、その効果を著しく減
少させる。そのため例えば米国特許第2957321号
明細書および第29599(9)号明細書に開示されて
いるようにこの種の乾燥材冷房空気調和装置においては
、乾燥材と空気の接触をはかるための乾燥材を含む潜熱
交換器の後段に、顕熱交換器を設け、それによつて除湿
した空気の乾球温度を一部低下させる構成をとり、その
後、加湿により空気を冷却することが行なわれている。
しかし、この方式においては除湿を行なう潜熱交換器を
顕熱交換器が別々に構成されているので、装置が非常に
大がかりなものとなり、駆動系、配管系も複雑である。
顕熱交換器が別々に構成されているので、装置が非常に
大がかりなものとなり、駆動系、配管系も複雑である。
本発明は、このような乾燥材を含む潜熱交換と顕熱交換
とを1ユニットで同時に行なうようにし、また乾燥材の
再生も連続的に行なうことを可能とした乾燥材冷房空気
調和装置あるいは除湿装置用の複合熱交換器を提供する
ものであり、本発明のユニットをこの種の装置に採用す
ることにより、従来よりこの種の装置の欠点であつた装
置の.大きさの問題を解決すると共に、駆動及び配管系
の簡素化が可能となり、低価格化を可能とする。本発明
による複合熱交換装置は、円柱または多角柱の中央部に
円形または多角形の貫通開口部を形成した肉厚の円筒ま
たは多角筒状の外形を有す.る回転型潜熱、顕熱複合熱
交換器であり、潜熱及び顕熱交換はそれぞれ互いに熱交
換すべき気体間の相互混入がなされない状態で行うこと
ができる点に特徴を有する。すなわち被除湿気体は上記
の肉厚筒状体の端部の円状面もしくは多角形面の一・部
より、筒軸に沿つて乾燥材と接触しつつ流出入し、一方
その動作により吸した乾燥材は、上記円状面もしくは多
角形面の他の一部より筒軸に沿つて流出入する乾燥用高
温空気により除湿され、この過程は、肉厚筒状体を連続
的に回転させることによつて連続的にくり返される。一
方、この過程で生ずる乾燥用高温気体より乾燥材が取得
する顕熱及び被除湿気体と乾燥材との接触過程で生ずる
吸着熱(顕熱)は、これら二種の空気流とは相混入する
ことのない経路、すなわち、肉厚筒状体の前記開口部と
外周部との間の顕熱除去用空気の流出入によつて取得さ
れ排出される。
とを1ユニットで同時に行なうようにし、また乾燥材の
再生も連続的に行なうことを可能とした乾燥材冷房空気
調和装置あるいは除湿装置用の複合熱交換器を提供する
ものであり、本発明のユニットをこの種の装置に採用す
ることにより、従来よりこの種の装置の欠点であつた装
置の.大きさの問題を解決すると共に、駆動及び配管系
の簡素化が可能となり、低価格化を可能とする。本発明
による複合熱交換装置は、円柱または多角柱の中央部に
円形または多角形の貫通開口部を形成した肉厚の円筒ま
たは多角筒状の外形を有す.る回転型潜熱、顕熱複合熱
交換器であり、潜熱及び顕熱交換はそれぞれ互いに熱交
換すべき気体間の相互混入がなされない状態で行うこと
ができる点に特徴を有する。すなわち被除湿気体は上記
の肉厚筒状体の端部の円状面もしくは多角形面の一・部
より、筒軸に沿つて乾燥材と接触しつつ流出入し、一方
その動作により吸した乾燥材は、上記円状面もしくは多
角形面の他の一部より筒軸に沿つて流出入する乾燥用高
温空気により除湿され、この過程は、肉厚筒状体を連続
的に回転させることによつて連続的にくり返される。一
方、この過程で生ずる乾燥用高温気体より乾燥材が取得
する顕熱及び被除湿気体と乾燥材との接触過程で生ずる
吸着熱(顕熱)は、これら二種の空気流とは相混入する
ことのない経路、すなわち、肉厚筒状体の前記開口部と
外周部との間の顕熱除去用空気の流出入によつて取得さ
れ排出される。
肉厚筒状体の構成は、以下詳述するように筒軸方向に連
通する通路を有し、かつその通路面に乾燥材を保持した
第1のエレメントと、筒軸に直角方向、すなわち半径方
向に連通する通路を有する第2のエレメントを主要構成
とする。
通する通路を有し、かつその通路面に乾燥材を保持した
第1のエレメントと、筒軸に直角方向、すなわち半径方
向に連通する通路を有する第2のエレメントを主要構成
とする。
以下図面を参照しつつ、本発明の態様を詳述する。
第1図は本発明の複合熱交換装置の外観の一例と関連す
る気体の流出入経路を示す。
る気体の流出入経路を示す。
図において、保持枠11内に肉厚筒状体12が収納され
ている。
ている。
肉厚筒状体12は中心部に筒軸を貫通する開口13があ
けられリング状をしている。肉厚筒状体12は第2図に
示すように筒軸方向Yに貫通する通路を有する第1のエ
レメント23とこれに直角な半径方向Xに貫通する通路
を有する第2のエレメント22を隔壁21を介して円周
方向Rに互いに積層させた構成をしている。エレメント
23は乾燥用気体、被除湿気体の貫流する潜熱交換部を
形成するもので、金属板、多孔質薄板や繊維より成る波
形板24を有し、この波形板24の両面には乾燥材が含
侵または結着されている。多孔質薄板、繊維の材質はア
スベスト紙、クラフト紙、通気性繊維板、金属性ワイヤ
メッシュ、あるいは表面を多孔質酸化アルミ処理したア
ルミ薄板などを使用することができる。また、乾燥材と
しては、塩化リチウム、活性アルミナ、活性炭、シリカ
ゲル、ゼオライトなどを用いることができる。一方、エ
レメント22は顕熱交換部を形成するもので、気体との
接触面積を広くし、かつ隔壁としての支持板21を適切
な間隔に保持するための金属波形板25を有する。金属
波形板25は熱伝導性の良好な金属薄板で形成され、熱
伝導率が比較的高く、軽量かつ加工の容易なアルミニウ
ムなどが好適である。支持板21はエレメント23で形
成される潜熱交換部とエレメント22で形成される顕熱
交換部とを隔離し、かつ各エレメント22,23を支持
するものである。
けられリング状をしている。肉厚筒状体12は第2図に
示すように筒軸方向Yに貫通する通路を有する第1のエ
レメント23とこれに直角な半径方向Xに貫通する通路
を有する第2のエレメント22を隔壁21を介して円周
方向Rに互いに積層させた構成をしている。エレメント
23は乾燥用気体、被除湿気体の貫流する潜熱交換部を
形成するもので、金属板、多孔質薄板や繊維より成る波
形板24を有し、この波形板24の両面には乾燥材が含
侵または結着されている。多孔質薄板、繊維の材質はア
スベスト紙、クラフト紙、通気性繊維板、金属性ワイヤ
メッシュ、あるいは表面を多孔質酸化アルミ処理したア
ルミ薄板などを使用することができる。また、乾燥材と
しては、塩化リチウム、活性アルミナ、活性炭、シリカ
ゲル、ゼオライトなどを用いることができる。一方、エ
レメント22は顕熱交換部を形成するもので、気体との
接触面積を広くし、かつ隔壁としての支持板21を適切
な間隔に保持するための金属波形板25を有する。金属
波形板25は熱伝導性の良好な金属薄板で形成され、熱
伝導率が比較的高く、軽量かつ加工の容易なアルミニウ
ムなどが好適である。支持板21はエレメント23で形
成される潜熱交換部とエレメント22で形成される顕熱
交換部とを隔離し、かつ各エレメント22,23を支持
するものである。
この支持板21の潜熱交換部に面した面、すなわち波形
板24に面した面には乾燥材が結着されている。支持板
21としては、熱伝導性の良好な金属薄板が用いられ、
特に熱伝導率が比較的高く、軽量かつ加工の容易なアル
ミニウムが特に好ましい。この支持板21によりエレメ
ント22の顕熱交換部とエレメント23の潜熱交換部の
各々を貫流する気体は相混入することはないが、エレメ
ント23における顕熱が有効にエレメント22に伝導し
除去される必要性から、エレメント23の材質としては
熱伝導性のよい金属ワイヤメッシュが表面処理したアル
ミニウム薄板などが好適である。
板24に面した面には乾燥材が結着されている。支持板
21としては、熱伝導性の良好な金属薄板が用いられ、
特に熱伝導率が比較的高く、軽量かつ加工の容易なアル
ミニウムが特に好ましい。この支持板21によりエレメ
ント22の顕熱交換部とエレメント23の潜熱交換部の
各々を貫流する気体は相混入することはないが、エレメ
ント23における顕熱が有効にエレメント22に伝導し
除去される必要性から、エレメント23の材質としては
熱伝導性のよい金属ワイヤメッシュが表面処理したアル
ミニウム薄板などが好適である。
なお、支持板21として熱伝導性のよい材料を使用すれ
ば、必ずしもエレメント23を熱伝導性の良い材料とし
なくてもよい。これらのエレメント22,23は図に示
したように波形板24の波の進行方向が肉厚筒状体12
の径方向Xとなるよう積層するために、図の矢印A方向
に向うにつれて波の高さが圧縮された形状に構成される
。
ば、必ずしもエレメント23を熱伝導性の良い材料とし
なくてもよい。これらのエレメント22,23は図に示
したように波形板24の波の進行方向が肉厚筒状体12
の径方向Xとなるよう積層するために、図の矢印A方向
に向うにつれて波の高さが圧縮された形状に構成される
。
再び第1図にもどる。
14は熱しやへい板で、この機能については後述する。
矢印15,16,17,18,19,20は各々気体の
進行方向を示す。90は開口13内に挿入されたダクト
で、底面は封じられ、肉厚筒状体12の内面に挿入する
部分に気体通路の開口が形成されている。
進行方向を示す。90は開口13内に挿入されたダクト
で、底面は封じられ、肉厚筒状体12の内面に挿入する
部分に気体通路の開口が形成されている。
肉厚.筒状体12の筒端面の一部(図では右半分)に乾
燥用高温度低湿度気体を軸方向に例えは図中矢印15よ
り矢印16の如く貫流させることによつて肉厚筒状体1
2に保持された乾燥材は水分を放出し乾燥する。一方顕
熱交換は肉厚筒状体12を開.口13側の内面から外面
を貫通する微細な金属薄板25よりなる開口に低温度気
体をダクト90を通して例えば矢印17から矢印18の
方向に肉厚筒状体12の外周に向けて貫流させることに
より行われる。これにより、前記乾燥用高温度気体に−
より乾燥材及びそろ支持体が取得した顕熱は熱伝導の後
除去排出される。この顕熱除去用気流17,18はしや
へい板14により乾燥用高温度低湿度気体の貫流経路に
は貫流しない。このしやへい板14は乾燥材の除湿過程
における除湿効率を損なわないようにするために設ける
。一方、被除湿気体は、肉厚筒状体12の筒端面の他の
部にたとえは図中矢印19から矢印20の経路に沿つて
貫流させる。
燥用高温度低湿度気体を軸方向に例えは図中矢印15よ
り矢印16の如く貫流させることによつて肉厚筒状体1
2に保持された乾燥材は水分を放出し乾燥する。一方顕
熱交換は肉厚筒状体12を開.口13側の内面から外面
を貫通する微細な金属薄板25よりなる開口に低温度気
体をダクト90を通して例えば矢印17から矢印18の
方向に肉厚筒状体12の外周に向けて貫流させることに
より行われる。これにより、前記乾燥用高温度気体に−
より乾燥材及びそろ支持体が取得した顕熱は熱伝導の後
除去排出される。この顕熱除去用気流17,18はしや
へい板14により乾燥用高温度低湿度気体の貫流経路に
は貫流しない。このしやへい板14は乾燥材の除湿過程
における除湿効率を損なわないようにするために設ける
。一方、被除湿気体は、肉厚筒状体12の筒端面の他の
部にたとえは図中矢印19から矢印20の経路に沿つて
貫流させる。
このとき、肉厚筒状体12を矢印A方向に回転させると
、被除湿気体は前記乾燥用高温度気体により水分を除去
された乾燥材と接触し、湿度を除去される。又、この貫
流経路を相交わることのない顕熱除去用気流17,18
により、被除湿気体の除湿中に発生する吸着反応熱は有
効に除去されるので、乾燥材の水分吸着能を高能率に維
持することができる。このようにして、本発明の複合熱
交換装置は、乾燥用高温度低湿度気流、顕熱除去用気流
を有効に作用、制御することにより被除湿気体の乾球温
度の上昇を防ぎつつ、水分の除去を行うことができる。
、被除湿気体は前記乾燥用高温度気体により水分を除去
された乾燥材と接触し、湿度を除去される。又、この貫
流経路を相交わることのない顕熱除去用気流17,18
により、被除湿気体の除湿中に発生する吸着反応熱は有
効に除去されるので、乾燥材の水分吸着能を高能率に維
持することができる。このようにして、本発明の複合熱
交換装置は、乾燥用高温度低湿度気流、顕熱除去用気流
を有効に作用、制御することにより被除湿気体の乾球温
度の上昇を防ぎつつ、水分の除去を行うことができる。
被除湿気体より水分を吸着した乾燥材は、肉厚筒状体1
2を矢印A方向に回転させて乾燥用高温気体を流すこと
により再生される。
2を矢印A方向に回転させて乾燥用高温気体を流すこと
により再生される。
このようにして肉厚筒状体を回転させながら乾燥用高温
気体15,16、顕熱除去用気体17,18、被除湿気
体19,20を連続的に作用させると、除湿された気体
を連続的に得ることができる。
気体15,16、顕熱除去用気体17,18、被除湿気
体19,20を連続的に作用させると、除湿された気体
を連続的に得ることができる。
この除湿された気体を加湿すると気化熱により温度が低
下するので、たとえば冷房用空気調和などに応用するこ
とができる。
下するので、たとえば冷房用空気調和などに応用するこ
とができる。
第3図は肉厚筒状体12を構成する熱交換エレメントの
実施例で金属より成る基本素子31,32一対を交互に
積重ねることによつて肉厚筒状体を構成する方式である
。
実施例で金属より成る基本素子31,32一対を交互に
積重ねることによつて肉厚筒状体を構成する方式である
。
素子31の一面には乾燥材が保持され、必要に応じて多
孔質又は繊維質波形板33上に乾燥材を保持し設置する
。素子31の他の面は、顕熱交換エレメントを形成する
部分となるため乾燥材は保持していない状態にある。素
子32の一面には、金属波形薄板34を必要に応じて設
けられ、前述の素子31の乾燥材を保持していない面と
組み合わされ顕熱交換エレメントを形成する。素子32
の他の面は乾燥材を結着し、素子31のエレメントの乾
燥材結着面と組み合わされ潜熱交換エレメントを形成す
る。これらを交互に順次組み合わせ、保持枠で固定する
ことにより、肉厚筒状体を構成することができる。第4
図は同じく肉厚筒状体12を構成する熱交換エレメント
の他の実施例を示す。基本素子は一面に乾燥材を結着保
持した金属薄板より成る隔壁板41及び42と、表面に
乾燥材を有する波形薄板43及び金属波形薄板44で構
成される。これらは交互に図に示す順序に積重ねられ一
つの熱交換複合体を形成する。この複合体を更に複数個
積重ねて形成される直方体を肉厚筒状体12の半径方向
Xに対応する方向に圧縮して傾斜を設け、その圧縮され
た直方体を複数個組み合わせ、これらを保持する枠によ
り固定し、肉厚筒状体12を構成することが出来る。第
5図は、肉厚筒状体12を構成する熱交換エレメント部
の他の実施例を示す。この実施例は熱交換エレメントと
して波形板のかわりに繊維層を使用した例である。図に
おいて、51,52は金属薄板で、各々の一方の面に繊
維層、たとえばスチールウール53,54がそれぞれ形
成されている。一方のスチールウール53には乾燥材が
混在し、結着剤により結着される。これらを交互に積層
して保持枠により固定し、肉厚筒状体を形成する。繊維
体としては、スチールウール以外に通気性繊維や人工繊
維が使用できる。
孔質又は繊維質波形板33上に乾燥材を保持し設置する
。素子31の他の面は、顕熱交換エレメントを形成する
部分となるため乾燥材は保持していない状態にある。素
子32の一面には、金属波形薄板34を必要に応じて設
けられ、前述の素子31の乾燥材を保持していない面と
組み合わされ顕熱交換エレメントを形成する。素子32
の他の面は乾燥材を結着し、素子31のエレメントの乾
燥材結着面と組み合わされ潜熱交換エレメントを形成す
る。これらを交互に順次組み合わせ、保持枠で固定する
ことにより、肉厚筒状体を構成することができる。第4
図は同じく肉厚筒状体12を構成する熱交換エレメント
の他の実施例を示す。基本素子は一面に乾燥材を結着保
持した金属薄板より成る隔壁板41及び42と、表面に
乾燥材を有する波形薄板43及び金属波形薄板44で構
成される。これらは交互に図に示す順序に積重ねられ一
つの熱交換複合体を形成する。この複合体を更に複数個
積重ねて形成される直方体を肉厚筒状体12の半径方向
Xに対応する方向に圧縮して傾斜を設け、その圧縮され
た直方体を複数個組み合わせ、これらを保持する枠によ
り固定し、肉厚筒状体12を構成することが出来る。第
5図は、肉厚筒状体12を構成する熱交換エレメント部
の他の実施例を示す。この実施例は熱交換エレメントと
して波形板のかわりに繊維層を使用した例である。図に
おいて、51,52は金属薄板で、各々の一方の面に繊
維層、たとえばスチールウール53,54がそれぞれ形
成されている。一方のスチールウール53には乾燥材が
混在し、結着剤により結着される。これらを交互に積層
して保持枠により固定し、肉厚筒状体を形成する。繊維
体としては、スチールウール以外に通気性繊維や人工繊
維が使用できる。
以下本発明の具体的な実施例を説明する。
〈実施例1〉
本実施例は第4図の構成による肉厚筒状体を用い、乾燥
材として、シリカゲルを用い、波形支持体43,44に
スチールメッシュを、又金属薄板41,42としてアル
ミニウム薄板を用いて肉厚筒状体12を構成した場合の
ものである。
材として、シリカゲルを用い、波形支持体43,44に
スチールメッシュを、又金属薄板41,42としてアル
ミニウム薄板を用いて肉厚筒状体12を構成した場合の
ものである。
第4図に示した如く、金属隔壁板41,42として縦5
007r$t1横40hのアルミニウム薄板を複数枚用
いその一面に、シリカゲル粉体に200%の炭酸アンモ
ニウムと6%のテフロン繊維を混入して溶媒を加えペー
スト状にしたものを塗布した後120℃で約40分乾燥
し、乾燥材を多孔状に結着した。
007r$t1横40hのアルミニウム薄板を複数枚用
いその一面に、シリカゲル粉体に200%の炭酸アンモ
ニウムと6%のテフロン繊維を混入して溶媒を加えペー
スト状にしたものを塗布した後120℃で約40分乾燥
し、乾燥材を多孔状に結着した。
更に波形薄板43として同様の寸法のスチールメッシュ
を波高約8T!mの波型に成形し、同様にして乾燥材を
結着した。一方金属波形薄板44としてはアルミニウム
薄板を同様の寸法にて波高約8W$Lの波型に成形し、
これらを第4図に示した所定の配列と順序で厚さ約95
〜100Tr$Lまで積重ねた複合熱交換体を2陥製作
した。これらの複合熱交換体を一方の縦の辺を31.4
77!77!に他方を94.3T0rLになるよう圧縮
成形して肉厚筒状体の枠11に順次組みこんでゆき肉厚
筒状体12を形成した。このようにして得られた肉厚筒
状体12は外径約600?、内径約200TIrfn1
高さ約50hの寸法を有する。顕熱交換用気体を肉厚筒
状体12の内部開口13より流入させ、肉厚筒状体12
の径方向を横切つて外周部に貫流させるため、第6図a
に示すようなダクト90を用いた。ダクト90は円筒状
で一端88は開口し、他端89は封じられており、側面
には中心軸を中心として角度約2000を切欠いて開口
91が形成されている。このダクト90を第1図に示す
ように肉厚筒状体12の開口13になめらかに接し、か
つ肉厚筒状体12の底面に達するまて挿入する。一方、
ダクト90が肉厚筒状体12の内面開口13と接し、か
つ開口91の形成されていない角度約160、のセクタ
ーに相当する部分92に対応する肉厚筒状体12の部分
の上端面及び下端面に各々乾燥用高温低湿度気体の貫流
ガイドとして、第6図bに示すように横断面が角度約1
60ての半ドーナツ状の中空筒93を近接させて設けた
。
を波高約8T!mの波型に成形し、同様にして乾燥材を
結着した。一方金属波形薄板44としてはアルミニウム
薄板を同様の寸法にて波高約8W$Lの波型に成形し、
これらを第4図に示した所定の配列と順序で厚さ約95
〜100Tr$Lまで積重ねた複合熱交換体を2陥製作
した。これらの複合熱交換体を一方の縦の辺を31.4
77!77!に他方を94.3T0rLになるよう圧縮
成形して肉厚筒状体の枠11に順次組みこんでゆき肉厚
筒状体12を形成した。このようにして得られた肉厚筒
状体12は外径約600?、内径約200TIrfn1
高さ約50hの寸法を有する。顕熱交換用気体を肉厚筒
状体12の内部開口13より流入させ、肉厚筒状体12
の径方向を横切つて外周部に貫流させるため、第6図a
に示すようなダクト90を用いた。ダクト90は円筒状
で一端88は開口し、他端89は封じられており、側面
には中心軸を中心として角度約2000を切欠いて開口
91が形成されている。このダクト90を第1図に示す
ように肉厚筒状体12の開口13になめらかに接し、か
つ肉厚筒状体12の底面に達するまて挿入する。一方、
ダクト90が肉厚筒状体12の内面開口13と接し、か
つ開口91の形成されていない角度約160、のセクタ
ーに相当する部分92に対応する肉厚筒状体12の部分
の上端面及び下端面に各々乾燥用高温低湿度気体の貫流
ガイドとして、第6図bに示すように横断面が角度約1
60ての半ドーナツ状の中空筒93を近接させて設けた
。
さらに、被乾燥気体が肉厚筒状体12の残りの2000
のセクター中の160筒を貫流させるためのガイドとし
て中空筒93と同一のものを乾燥用高温低湿度気体の貫
流ガイドと向い合うようにして肉厚筒状体12の上下の
各端面に近接させて設けた。このように貫流ガイドを設
けたときの上方より見た図が第7図である。図において
93は乾燥用高1温低湿度気体のガイド、94は被乾燥
気体のガイド、95は断熱材である。断熱材95に対応
する肉厚筒状体12の部分は高温気体での乾燥気体の顕
熱を除去するためのバッファ領域とした。このように構
成した複合熱交換装置において、乾燥用高温度低湿度気
体80℃に加温した室外空気とし、連続して毎分約40
00e宛対応するダクト93から流入させ、又、顕熱交
換用気体として、温度約30℃の外気を毎分約5000
e宛対応するダクト90から流入させた。更に、肉厚筒
状体12を毎)分5回転の速度で回転させその状態で被
乾燥気体として乾球温度29℃相対湿度80%の空気を
対応するダクト94から流入させることにより毎分約3
000fの流量で、乾球温度約35℃、相対湿度約5%
の乾燥空気を得ることができた。この乾燥空気を加湿器
により加湿すると、その空気の乾球温度は急速に低下し
、約20℃の乾球温度の空気が連続的に得られた。本実
施例により、本発明の複合熱交換装置の空気除湿及び冷
房装置としての優れた特性が理解される。
のセクター中の160筒を貫流させるためのガイドとし
て中空筒93と同一のものを乾燥用高温低湿度気体の貫
流ガイドと向い合うようにして肉厚筒状体12の上下の
各端面に近接させて設けた。このように貫流ガイドを設
けたときの上方より見た図が第7図である。図において
93は乾燥用高1温低湿度気体のガイド、94は被乾燥
気体のガイド、95は断熱材である。断熱材95に対応
する肉厚筒状体12の部分は高温気体での乾燥気体の顕
熱を除去するためのバッファ領域とした。このように構
成した複合熱交換装置において、乾燥用高温度低湿度気
体80℃に加温した室外空気とし、連続して毎分約40
00e宛対応するダクト93から流入させ、又、顕熱交
換用気体として、温度約30℃の外気を毎分約5000
e宛対応するダクト90から流入させた。更に、肉厚筒
状体12を毎)分5回転の速度で回転させその状態で被
乾燥気体として乾球温度29℃相対湿度80%の空気を
対応するダクト94から流入させることにより毎分約3
000fの流量で、乾球温度約35℃、相対湿度約5%
の乾燥空気を得ることができた。この乾燥空気を加湿器
により加湿すると、その空気の乾球温度は急速に低下し
、約20℃の乾球温度の空気が連続的に得られた。本実
施例により、本発明の複合熱交換装置の空気除湿及び冷
房装置としての優れた特性が理解される。
く実施例2〉
本実施例は、第3図に図示した熱交換エレメントの構成
を用い、乾燥材支持体33としてクラフト紙を用い、乾
燥材として塩化リチウムを含浸さたもので、装置のその
他の構成、寸法、運転条件は乾燥用高温度低湿度気体を
除き、実施例1と同様である。
を用い、乾燥材支持体33としてクラフト紙を用い、乾
燥材として塩化リチウムを含浸さたもので、装置のその
他の構成、寸法、運転条件は乾燥用高温度低湿度気体を
除き、実施例1と同様である。
本実施例では、乾燥用高温度低湿度気体として太陽集熱
器より得られた85℃の温水を熱交換フィンを介して空
気を加熱し、更にこの加熱用空気取入れに際し、乾燥用
空気の肉厚筒状体を貫流した後の排出空気を熱交換の上
予熱する構成とした。これにより乾燥用気体加熱に投入
するエネルギーを最小限にすることができる特徴を有す
る。このようにして得られた乾燥用空気は約70゜Cで
あつた。本実施例においては加湿により乾球温度18℃
、相対湿度約40%の空気が連続して得られた本発明の
優れた効果が確認された。〈実施例3〉 本実施例は実施例1に記述した波形熱交換エレメントを
繊維体状としたもので、第5図に示す熱交換エレメント
を用いている。
器より得られた85℃の温水を熱交換フィンを介して空
気を加熱し、更にこの加熱用空気取入れに際し、乾燥用
空気の肉厚筒状体を貫流した後の排出空気を熱交換の上
予熱する構成とした。これにより乾燥用気体加熱に投入
するエネルギーを最小限にすることができる特徴を有す
る。このようにして得られた乾燥用空気は約70゜Cで
あつた。本実施例においては加湿により乾球温度18℃
、相対湿度約40%の空気が連続して得られた本発明の
優れた効果が確認された。〈実施例3〉 本実施例は実施例1に記述した波形熱交換エレメントを
繊維体状としたもので、第5図に示す熱交換エレメント
を用いている。
乾燥材はシリカゲルを用い実施例1と同様にしてスチー
ルウール53に結着した。本実施例においては、乾燥用
高温低温度気体及び被乾燥気体は肉厚筒状体12の開口
13に設けたそれぞれ独立のダクトによりスチールウー
ル53内を肉厚筒状体の内周から外周方向に貫流させ、
又、顕熱除去用気体は、スチールウール54内を筒軸方
向に貫流する構成とした。このような構成において、乾
燥用気体の貫流する部分の顕熱除去をさまたげるため、
対応する筒端面に気流遮断板を設けた。このような構成
においても、実施例1とほぼ同様の温度の空気が得られ
本発明の顕著な効果が確認された。く実施例4〉 本実施例は、実施例2において用いたクラフト紙熱交換
素材を顕熱交換部にも用い、製造工程を簡素化すること
を目的とした実施例である。
ルウール53に結着した。本実施例においては、乾燥用
高温低温度気体及び被乾燥気体は肉厚筒状体12の開口
13に設けたそれぞれ独立のダクトによりスチールウー
ル53内を肉厚筒状体の内周から外周方向に貫流させ、
又、顕熱除去用気体は、スチールウール54内を筒軸方
向に貫流する構成とした。このような構成において、乾
燥用気体の貫流する部分の顕熱除去をさまたげるため、
対応する筒端面に気流遮断板を設けた。このような構成
においても、実施例1とほぼ同様の温度の空気が得られ
本発明の顕著な効果が確認された。く実施例4〉 本実施例は、実施例2において用いたクラフト紙熱交換
素材を顕熱交換部にも用い、製造工程を簡素化すること
を目的とした実施例である。
複合熱交換エレメントの製作は波形に形成されたクラフ
ト紙を実施例1の場合と同様の寸法形状にて裁断し、波
形成形方向を夫々直交するように順次アルミニウム薄板
を挿入しつつ積層し、変形直方体に圧縮成型する。この
ようにして得られた複合熱交換体全体を塩化リチウム溶
液に含浸し、150℃で乾燥後、肉厚筒状体に構成する
。本実施例においては、これまで顕熱交換エレメントと
して説明してきた部分も乾燥材を含浸したクラフト紙で
あり、顕熱のみの熱交換に比し、特性は多少劣るものの
、このようにして得られた複合熱交換装置で構成した気
体乾燥機及び気体冷却装置においても本発明の所定の効
果を確認することができた。以上のように本発明の複合
熱交換装置及びそれを用いた除湿・冷房装置は、種々の
材料、構成上の多様な組合わせが可能である。それらは
例えば乾燥材料として、シリカゲル、塩化リチウムに限
定されるものではなく、活性化酸化アルミニウム、活性
炭、ゼオライトその他の乾燥材、又、乾燥材支持体とし
て多孔質繊維が合成繊維、アスベスト、金属ウール等多
くの材料の単一又は組合せにより本発明の効果を得るこ
とができる。更に、熱交換エレメントは主として、波形
ね薄板を例として説明してきたが、必ずしもこの形状に
限定されるものではなく、乾燥材を含浸または結着した
多孔体が繊維状体、あるいは隔壁板上に結着した乾燥材
を粗面あるいは圧縮又は切削して多数の溝を形成するこ
とにより、単位体積当りの乾燥材重量を多くとることが
でき本発明の所定のj効果を更に向上させることができ
る。
ト紙を実施例1の場合と同様の寸法形状にて裁断し、波
形成形方向を夫々直交するように順次アルミニウム薄板
を挿入しつつ積層し、変形直方体に圧縮成型する。この
ようにして得られた複合熱交換体全体を塩化リチウム溶
液に含浸し、150℃で乾燥後、肉厚筒状体に構成する
。本実施例においては、これまで顕熱交換エレメントと
して説明してきた部分も乾燥材を含浸したクラフト紙で
あり、顕熱のみの熱交換に比し、特性は多少劣るものの
、このようにして得られた複合熱交換装置で構成した気
体乾燥機及び気体冷却装置においても本発明の所定の効
果を確認することができた。以上のように本発明の複合
熱交換装置及びそれを用いた除湿・冷房装置は、種々の
材料、構成上の多様な組合わせが可能である。それらは
例えば乾燥材料として、シリカゲル、塩化リチウムに限
定されるものではなく、活性化酸化アルミニウム、活性
炭、ゼオライトその他の乾燥材、又、乾燥材支持体とし
て多孔質繊維が合成繊維、アスベスト、金属ウール等多
くの材料の単一又は組合せにより本発明の効果を得るこ
とができる。更に、熱交換エレメントは主として、波形
ね薄板を例として説明してきたが、必ずしもこの形状に
限定されるものではなく、乾燥材を含浸または結着した
多孔体が繊維状体、あるいは隔壁板上に結着した乾燥材
を粗面あるいは圧縮又は切削して多数の溝を形成するこ
とにより、単位体積当りの乾燥材重量を多くとることが
でき本発明の所定のj効果を更に向上させることができ
る。
また、以上の説明では、肉厚筒状体12の開口13部に
熱しやへい板14を設けて顕熱除去用気流が乾燥用高温
度低湿度気体の貫流経路に侵入しないようにしているが
、肉厚筒状体12の開口1−3内において、顕熱除去用
気体を流すダクトを被除温気体貫流経路側に制限して顕
熱除去用気体が肉厚筒状体12に高温度低湿度気体の貫
流経路に侵入しないようにすれば熱しやへい板14を設
けなくてもよい。
熱しやへい板14を設けて顕熱除去用気流が乾燥用高温
度低湿度気体の貫流経路に侵入しないようにしているが
、肉厚筒状体12の開口1−3内において、顕熱除去用
気体を流すダクトを被除温気体貫流経路側に制限して顕
熱除去用気体が肉厚筒状体12に高温度低湿度気体の貫
流経路に侵入しないようにすれば熱しやへい板14を設
けなくてもよい。
さらに、このように制限したダクフトの他の部分、即ち
高温度低湿度気体貫流経路側に他のダクトを設け、この
ダクトを実施例2に示したような空気加熱用の温水ダク
トとすることもできる。又、実施例に述べた、各気体の
流出入方向や、ダクトのリング面体のセクター角度、あ
るいは流量、各構成要素の寸法等は単に本発明の効果を
明確にするため例示されたものであり、本発明の実施例
に当たつて、必らずしもこれらの条件に本発明を限定す
るものではない。
高温度低湿度気体貫流経路側に他のダクトを設け、この
ダクトを実施例2に示したような空気加熱用の温水ダク
トとすることもできる。又、実施例に述べた、各気体の
流出入方向や、ダクトのリング面体のセクター角度、あ
るいは流量、各構成要素の寸法等は単に本発明の効果を
明確にするため例示されたものであり、本発明の実施例
に当たつて、必らずしもこれらの条件に本発明を限定す
るものではない。
以上の実施例および説明では、筒状体筒軸方向に気体通
路を有するエレメントに乾燥材を保持せしめ、乾燥材除
湿用気体または被乾燥気体を貫流させ、また、筒状体の
半径方向に気体通路を有するエレメントに顕熱除去用気
体を貫流させる構造について説明したが、実施例とは逆
に、筒状体筒軸方向に気体通路を有するエレメントに顕
熱除去用気体を、筒状体半径方向に気体通路を有するエ
レメントに乾燥材を保持せしめ、乾燥材除湿用気体また
は、被乾燥気体を貫流させる構造も可能なことは自明で
あり、構造の一例を第8図に示す。
路を有するエレメントに乾燥材を保持せしめ、乾燥材除
湿用気体または被乾燥気体を貫流させ、また、筒状体の
半径方向に気体通路を有するエレメントに顕熱除去用気
体を貫流させる構造について説明したが、実施例とは逆
に、筒状体筒軸方向に気体通路を有するエレメントに顕
熱除去用気体を、筒状体半径方向に気体通路を有するエ
レメントに乾燥材を保持せしめ、乾燥材除湿用気体また
は、被乾燥気体を貫流させる構造も可能なことは自明で
あり、構造の一例を第8図に示す。
この構成においては、顕熱除去用気体は、肉厚筒状体1
2のしやへい板14で覆われていない部分を矢印17か
矢印18の力向に貫流し、被乾燥気体は断熱隔壁板96
によつて2分割されたダクト90の一部矢印19から矢
印20の方向に貫流する。他方、乾燥材除湿用気体はダ
クト90の他の部分を通り、矢印15から矢印16の方
向に貫流する。以上のように、本発明による複合熱交換
装置は肉厚の筒状体に構成された熱交換エレメントを有
し、この熱交換エレメントは筒軸方向に連通する気体通
路を有し、かつこの通路に沿つて乾燥材を保持した第1
のエレメントと、半径方向に連通する気体通路を有する
第2のエレメントを順次積層して構成されており、この
熱交換エレメントを回転させながら乾燥材除湿用気体流
、被乾燥気体及び顕熱除去用気体を作用させるようにし
たもので、比較的低温度の温風を用いて、空気を乾燥又
は、冷却することができ、室内湿度及び温度を制御する
冷房・空気調和装置として構成することができる。
2のしやへい板14で覆われていない部分を矢印17か
矢印18の力向に貫流し、被乾燥気体は断熱隔壁板96
によつて2分割されたダクト90の一部矢印19から矢
印20の方向に貫流する。他方、乾燥材除湿用気体はダ
クト90の他の部分を通り、矢印15から矢印16の方
向に貫流する。以上のように、本発明による複合熱交換
装置は肉厚の筒状体に構成された熱交換エレメントを有
し、この熱交換エレメントは筒軸方向に連通する気体通
路を有し、かつこの通路に沿つて乾燥材を保持した第1
のエレメントと、半径方向に連通する気体通路を有する
第2のエレメントを順次積層して構成されており、この
熱交換エレメントを回転させながら乾燥材除湿用気体流
、被乾燥気体及び顕熱除去用気体を作用させるようにし
たもので、比較的低温度の温風を用いて、空気を乾燥又
は、冷却することができ、室内湿度及び温度を制御する
冷房・空気調和装置として構成することができる。
特に、潜熱交換部と顕熱交換部が1ユニットに構成され
、しかも乾燥材の再生も連続的に行われるので、装置が
小形になるとともに駆動系、配管系が簡単となり、しか
も所望の乾燥空気を連続的に高効率で得ることができる
。したがつて、本発明は、特に太陽エネルギーや各種排
熱による冷房に際し、機構構成上極めて簡素でかつ、小
型軽量の装置を提供するもので、夏期電力ピークの問題
や、省エネルギーの社会的要請にマッチした極めて有用
な装置を提供するものである。
、しかも乾燥材の再生も連続的に行われるので、装置が
小形になるとともに駆動系、配管系が簡単となり、しか
も所望の乾燥空気を連続的に高効率で得ることができる
。したがつて、本発明は、特に太陽エネルギーや各種排
熱による冷房に際し、機構構成上極めて簡素でかつ、小
型軽量の装置を提供するもので、夏期電力ピークの問題
や、省エネルギーの社会的要請にマッチした極めて有用
な装置を提供するものである。
第1図は本発明よる複合熱交換装置の斜視図、第2図は
本発明による複合熱交換装置における複合熱交換エレメ
ント部の基本構成を示す斜視図、第3図、第4図および
第5図は各々本発明よる複合熱交換装置における複合熱
交換エレメントの構成例を示す斜視図、第6図A,bは
本発明による複合熱交換装置の気体流出入ダクト斜視図
、第7図はそれを装着した場合の配置例を示す平面図で
あり、第8図は本発明の複合熱交換装置の他の実施例で
ある。 11・・・・・・保持枠、12・・・・・肉厚筒状体、
13・・・・・開口、14・・・・・・熱しやへい板、
15〜20・・気流、21・・・・・隔壁、22,23
・・・・・熱交換エレメント、24,25・・・・・波
形板、31,32・・・・エレメント素子、33・・・
・・波形板、34・・・・・・波形薄板、41,42・
・・・・・金属薄板、43,44・・波形薄形、51,
52・・・・・・金属薄板、53,54・・・・スチー
ルウール、90,93,94・・・・・・ダクト、95
・・・・・・断熱材、96・・・・・・断熱隔壁板。
本発明による複合熱交換装置における複合熱交換エレメ
ント部の基本構成を示す斜視図、第3図、第4図および
第5図は各々本発明よる複合熱交換装置における複合熱
交換エレメントの構成例を示す斜視図、第6図A,bは
本発明による複合熱交換装置の気体流出入ダクト斜視図
、第7図はそれを装着した場合の配置例を示す平面図で
あり、第8図は本発明の複合熱交換装置の他の実施例で
ある。 11・・・・・・保持枠、12・・・・・肉厚筒状体、
13・・・・・開口、14・・・・・・熱しやへい板、
15〜20・・気流、21・・・・・隔壁、22,23
・・・・・熱交換エレメント、24,25・・・・・波
形板、31,32・・・・エレメント素子、33・・・
・・波形板、34・・・・・・波形薄板、41,42・
・・・・・金属薄板、43,44・・波形薄形、51,
52・・・・・・金属薄板、53,54・・・・スチー
ルウール、90,93,94・・・・・・ダクト、95
・・・・・・断熱材、96・・・・・・断熱隔壁板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 肉厚の筒状体に構成された熱交換エレメントを有し
、この熱交換エレメントは筒状体筒軸方向に連通する気
体通路を有する第1のエレメントと、前記筒状体の半径
方向に連通する気体通路を有する第2のエレメントが気
体通路が互いに隔離されるうに順次積層して構成されて
おり、前記2つのエレメントのいずれか一方に、気体通
路に沿つて乾燥材を保持せしめこの気体通路に、乾燥材
除湿用気体および被乾燥気体を貫流させる手段と、他の
エレメントの気体通路に顕熱除去用気体を貫流させる手
段とを備えたことを特徴とする複合熱交換装置。 2 第1のエレメント及び第2のエレメントが波形板で
構成れた特許請求の範囲第1項記載の複合熱交換装置。 3 第1のエレメント及び第2のエレメントが通気性繊
維層で構成された特許請求の範囲第1項記載の複合熱交
換装置。4 乾燥材除湿用気体および被乾燥気体を貫流
させるためのエレメントが乾燥材を含侵または結着させ
た多孔質体または繊維体で形成された特許請求の範囲第
1項乃至第3項のいずれかに記載の複合熱交換装置。 5 乾燥材除湿用気体および被乾燥気体を貫流させるた
めのエレメントが金属性支持体とその上に保持された乾
燥材で形成された特許請求の範囲第1項乃至第3項のい
ずれかに記載の複合熱交換装置。 6 顕熱除去用気体を貫流させるエレメントが金属板で
形成された特許請求の範囲第1項または第2項記載の複
合熱交換装置。 7 乾燥材が塩化リチウム、活性アルミナ、活性炭、シ
リカゲル、ゼオライトのいずれかである特許請求の範囲
第1項記載の複合熱交換装置。 8 乾燥材形成表面を粗面または溝状有隙状に形成した
特許請求の範囲第5項記載の複合熱交換装置。 9 乾燥材除湿用気体および被乾燥気体を貫流させるた
めのエレメントの乾燥材除湿用気体通路の近傍にある顕
熱除去用気体を貫流させるエレメントに顕熱除去用気体
の供給を阻止する手段を備えた特許請求の範囲第1項記
載の複合熱交換装置。 10 乾燥材除湿用気体を複合熱交換装置の排熱により
加熱する手段を備えた特許請求の範囲第1項記載の複合
熱交換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11758880A JPS6042876B2 (ja) | 1980-08-25 | 1980-08-25 | 複合熱交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11758880A JPS6042876B2 (ja) | 1980-08-25 | 1980-08-25 | 複合熱交換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5741592A JPS5741592A (en) | 1982-03-08 |
| JPS6042876B2 true JPS6042876B2 (ja) | 1985-09-25 |
Family
ID=14715527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11758880A Expired JPS6042876B2 (ja) | 1980-08-25 | 1980-08-25 | 複合熱交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042876B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4574872A (en) * | 1982-11-04 | 1986-03-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Heat exchanger apparatus |
| JPS6131888A (ja) * | 1984-07-25 | 1986-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱交換装置 |
| JPH0680666U (ja) * | 1994-04-01 | 1994-11-15 | 株式会社フジキカイ | ケーキの包装形態 |
| JP2000108655A (ja) * | 1998-01-13 | 2000-04-18 | Denso Corp | 除湿装置 |
| JP2001062242A (ja) * | 1999-08-30 | 2001-03-13 | Seibu Giken Co Ltd | 除湿装置 |
| AU2010275353B2 (en) * | 2009-07-22 | 2016-10-06 | Karlsruher Institut Fur Technologie | Method for reclaiming an evaporated liquid from an air stream and device for performing the method |
-
1980
- 1980-08-25 JP JP11758880A patent/JPS6042876B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5741592A (en) | 1982-03-08 |
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