WO2016163160A1 - 調湿装置 - Google Patents

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WO2016163160A1
WO2016163160A1 PCT/JP2016/054623 JP2016054623W WO2016163160A1 WO 2016163160 A1 WO2016163160 A1 WO 2016163160A1 JP 2016054623 W JP2016054623 W JP 2016054623W WO 2016163160 A1 WO2016163160 A1 WO 2016163160A1
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unit
hygroscopic material
moisture
air
hygroscopic
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PCT/JP2016/054623
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伸基 崎川
隆志 宮田
Original Assignee
シャープ株式会社
学校法人 関西大学
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • 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
    • F24F3/147—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 with both heat and humidity transfer between supplied and exhausted air

Definitions

  • the present invention relates to a humidity control apparatus that adjusts the humidity of air using a moisture absorbent.
  • a humidity control apparatus using a moisture absorbent material such as zeolite (hygroscopic porous material) is known as a humidity control apparatus for adjusting the humidity in the air (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • This type of humidity control device absorbs moisture in the room air once by a hygroscopic material such as zeolite to dehumidify the room air, and applies high-temperature hot air to the moisture absorbing material that has absorbed moisture. Evaporate the absorbed moisture and extract it as high-temperature and high-humidity air, and cool the high-temperature and high-humidity air with room air to condense the moisture in the high-temperature and high-humidity air and collect the water. It has become.
  • a hygroscopic material such as zeolite
  • the hygroscopic material captures moisture in the air because the hygroscopic material (zeolite, etc.) and the absorbed water molecules form strong silanol bonds. Yes.
  • zeolite when using zeolite as a hygroscopic material, it is necessary to heat the hygroscopic material to a high temperature of 200 ° C. or more (locally about 400 ° C.) for the regeneration treatment.
  • a hygroscopic material composed of a hydrophilic polymer mainly composed of sodium acrylate which is called a polymer adsorbent
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce energy consumption required for regeneration processing of the hygroscopic material in the humidity control apparatus using the hygroscopic material.
  • a humidity control apparatus includes a moisture absorbent material including a stimulus-responsive polymer that reversibly changes to hydrophilicity and hydrophobicity in response to a predetermined external stimulus, and the moisture absorbent material is hydrophilic.
  • the hygroscopic material is switched to hydrophobic so that moisture absorbed by the hygroscopic material is exuded, and water exuded from the hygroscopic material is heated and evaporated.
  • the hygroscopic material can be regenerated to a dry state.
  • the moisture exuded from the hygroscopic material is evaporated, the water can be evaporated with a smaller amount of heat than when the moisture adsorbed on the hygroscopic material such as zeolite is evaporated as in the prior art.
  • the energy consumption required for the regeneration process of a hygroscopic material can be reduced.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a humidity control apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the humidity control apparatus 1 includes a first air path (first processing unit) 10, a second air path (second processing unit) 20, a cooling air path 30, a moisture absorption unit 40, and a drain tank 50. It has.
  • FIG. 2 is a plan view of the moisture absorption unit 40.
  • the moisture absorption unit 40 includes a substantially cylindrical support portion 41, a rotation shaft 43 passing through the center of the support portion 41, and a rotational axis at a rotationally symmetric position about the rotation shaft 43. 43, two moisture absorption parts 42 a and 42 b penetrating the support part 41, and a motor (switching part) 44 connected to the rotation shaft 43 are provided. Further, the moisture absorbing parts 42a and 42b are filled with a moisture absorbing material to be described later.
  • the motor 44 rotates and rotates the rotating shaft 43 in accordance with an instruction from a control unit (not shown) so that the hygroscopic unit 40 is positioned in the first air passage 10 and the hygroscopic unit 42b is in the second air. Switching between the first state arranged in the path 20 and the second state in which the hygroscopic part 42a is arranged in the second air path 20 and the hygroscopic part 42b is arranged in the first air path 10 is performed.
  • the control unit switches between the first state and the second state at every predetermined timing. For example, it may be switched every time the operation time reaches a predetermined time, or may be switched in accordance with an instruction from the user.
  • a sensor for detecting the amount of moisture absorbed by the moisture absorbing portions 42a and 42b is provided, and the first air passage 10 is provided. Switching may be performed when the moisture absorption amount of the moisture absorption section arranged in the above becomes a predetermined value or more.
  • the control unit may be a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, and is a computer including a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a DSP (Digital Signal Processor). It may be realized by executing software.
  • the hygroscopic parts 42a and 42b are arranged in the first air passage 10, they are arranged in the whole area in the direction perpendicular to the rotation axis 43 in the first air passage 10, so that almost the entire amount of air flowing through the first air passage 10 is reduced. It passes through the moisture absorption part 42a (or 42b).
  • the hygroscopic portions 42 a and 42 b are arranged in the second air passage 20, the hygroscopic portions 42 a and 42 b are arranged in the entire area in the direction perpendicular to the rotation axis 43 in the second air passage 20, thereby the air flowing through the second air passage 20. Almost the entire amount passes through the moisture absorption part 42a (or 42b).
  • the air in the first air passage 10 is outside the first air passage 10 between the wall portion of the first air passage 10 and the moisture absorbing portion 42 a (or 42 b) disposed in the first air passage 10.
  • a seal member for preventing leakage may be disposed.
  • the air in the second air passage 20 leaks to the outside of the second air passage 20 between the second air passage 20 and the moisture absorbing portion 42b (or 42a) disposed in the second air passage 20. You may arrange
  • the hygroscopic portions 42a and 42b include a base material that surrounds the outer peripheral surfaces of the hygroscopic portions 42a and 42b, and a partition member that divides the inside of the hygroscopic portions 42a and 42b surrounded by the base material into a large number of cells. It is also possible to have a configuration (not shown) that stably holds the powder and particulate polymer constituting the hygroscopic material by this partition member.
  • the hygroscopic material filled in the hygroscopic portions 42a and 42b includes a dried product of a stimulus-responsive polymer whose affinity with water reversibly changes between hydrophilic and hydrophobic in response to external stimuli.
  • a hygroscopic material can be used.
  • a configuration using a temperature responsive polymer (thermally responsive polymer) whose affinity with water reversibly changes in response to heat will be described as the stimulus responsive polymer.
  • the temperature-responsive polymer is particularly suitable for use in a humidity controller because it can reversibly absorb moisture in the air and release the absorbed moisture by changing the temperature using a simple heating device. be able to.
  • the specific example of the moisture absorption material used with the moisture absorption parts 42a and 42b and its manufacturing method are mentioned later.
  • 3 (a) to 3 (c) are explanatory diagrams schematically showing the characteristics of the moisture absorbing portions 42a and 42b made of a temperature-responsive polymer.
  • the temperature-responsive polymer exhibits hydrophilicity in an unheated state (lower critical solution temperature (low temperature state below LCST (Lower Critical Solution Solution)) and air. Absorbs moisture inside.
  • LCST is a temperature at which the temperature-responsive polymer switches between hydrophilicity and hydrophobicity.
  • a temperature-responsive polymer whose LCST is higher than room temperature (for example, about 40 ° C.), without heating to a high temperature like a conventional dehumidifier using a hygroscopic material such as zeolite, The absorbed moisture can be taken out only by heating to a temperature at which the hygroscopic material becomes LCST or higher.
  • the medicine Since it is not in a state (a state in which there is little or very little force to restrain water adsorbed by the hygroscopic material), it can be efficiently evaporated at a relatively low temperature. For example, it is possible to efficiently evaporate the water in the medicine can just by applying air having a predetermined temperature set in a temperature range of 40 ° C. or higher and 70 ° C. or lower as in the case of warming the water in the medicine can.
  • the first air passage 10 includes an intake portion 11, a fan 12, and an exhaust portion 13.
  • the air to be dehumidified is taken into the first air passage 10 from the intake section 11 by the suction force of the fan 12, and is dehumidified by passing through the moisture absorption section 42 a (or 42 b) to be the exhaust section 13. Discharged from.
  • the second air passage 20 includes an intake section 21, a heating section 22, a fan 23, a cooling section 24, a drain section 25, and an exhaust section 26.
  • the heating unit 22 is provided with a heater 22a.
  • the air to be dehumidified is taken into the second air passage 20 from the intake section 21 by the suction force of the fan 23, heated by the heating section 22, and passes through the moisture absorption section 42b (or 42a). .
  • the moisture absorbed by the hygroscopic portion 42b (or 42a) is heated to the LCST or higher so that it is leached as a water droplet on the surface of the hygroscopic portion 42b (or 42a) and evaporates into the air. Accordingly, the hygroscopic portion 42b (or 42a) is regenerated into a dry state (or a state where the hygroscopic amount is reduced).
  • the heating temperature of the air by the heating unit 22 is a temperature at which the moisture absorbing part 42b (or 42a) is heated to the LCST of the moisture absorbing material or more and water droplets exuded on the surface of the moisture absorbing part 42b (or 42a) evaporate.
  • the temperature is set within a range of 40 ° C to 70 ° C.
  • the air that has passed through the moisture absorbing part 42 b (or 42 a) is sent to the cooling part 24 by the blowing force of the fan 23.
  • the air flowing through the cooling air passage 30 comes into contact with the outer surface of the cooling unit 24, and thereby air to be dehumidified flowing through the cooling unit 24 (air that has passed through the moisture absorbing unit 42b (or 42a)). Is cooled, moisture in the air is condensed and separated from the air, and adheres to the inner wall of the cooling unit 24.
  • the second air passage 20 is inclined downward from the cooling section 24 to the drainage section 25, and water droplets condensed on the inner wall of the cooling section 24 travel along the inner wall of the second air path 20 from the drainage section 25. It is drained into the drain tank 50. Further, the air dehumidified by passing through the cooling unit 24 is exhausted from the exhaust unit 26.
  • the cooling air passage 30 includes an intake portion 31, a fan 32, and an exhaust portion 33.
  • the cooling air is taken into the cooling air passage 30 from the intake portion 31 by the suction force of the fan 32, and comes into contact with the outer wall of the cooling portion 24 of the second air passage 20 to make the cooling portion 24. After cooling, it is discharged from the exhaust part 33.
  • the air that has passed through the hygroscopic portion 42b (or 42a) and reached the cooling portion 24 in the second air passage 20 is in a high-humidity state including moisture evaporated in the hygroscopic portion 42b (or 42a), it is about room temperature.
  • the water vapor in the air can be easily formed into water droplets by cooling the water.
  • a fin or the like for promoting heat exchange between the air in the second air passage 20 and the air flowing through the cooling air passage 30 may be provided on the outer wall and / or the inner wall of the cooling unit 24.
  • the humidity control apparatus 1 has a temperature-responsive polymer (having an affinity for water reversibly between hydrophilicity and hydrophobicity according to temperature (external stimulus) ( In order to release the moisture absorbed by the hygroscopic material 42a, 42b containing the hygroscopic material containing the stimuli-responsive polymer and the hygroscopic material that has absorbed the water, thereby switching the hygroscopic material to hydrophobic and evaporating it.
  • Heating unit stimulation unit, heating device 22.
  • the cooling air path 30 cooled the cooling unit 24 using the air taken in from the outside via the intake unit 31 in the present embodiment
  • the configuration is not limited thereto.
  • the air taken in from the outside may be cooled by an air conditioner (not shown), and the cooling unit 24 may be cooled using air cooled to a temperature lower than the outside air temperature.
  • the cooling unit 24 may be cooled using another cooling fluid such as water, for example, without flowing air as a cooling fluid through the cooling air passage 30.
  • the cooling air passage 30 cools the cooling portion 24 using air (cooling fluid) taken from the outside via the intake portion 31, and then the air is discharged from the exhaust portion 33.
  • air cooling fluid
  • the present invention is not limited to this.
  • air (cooling fluid) in the cooling air passage 30 whose temperature has risen due to heat exchange with the air flowing through the second air passage 20 in the cooling section 24 is cooled by cooling means (not shown), and again the cooling section 24. You may make it circulate to the heat exchange part.
  • the configuration of the cooling means is not particularly limited as long as the air (cooling fluid) in the cooling air passage 30 can be cooled.
  • the air flowing through the first air passage 10, or the first The structure which performs heat exchange with the air before being heated with the heating part 22 which flows through the two air paths 20 may be sufficient.
  • the configuration in which the moisture absorption unit 40 includes two moisture absorption parts 42a and 42b has been described.
  • the number of moisture absorption parts is not limited thereto, and three or more moisture absorption parts are provided. Any one of the plurality of moisture absorbing portions may be disposed in the first air passage 10, and any other one may be disposed in the second air passage 20.
  • the upstream side (between the intake unit 11 and the moisture absorption unit 40 and between the intake unit 21 and the moisture absorption unit) and the downstream side (between the moisture absorption unit 40 and the exhaust unit 13 and the moisture absorption unit 40) of the moisture absorption units 42a and 42b Between the first air passage 10 and the second air passage. A damper (not shown) for switching the air flow path is provided between the first air path 10 and the second air path. You may make it switch between 20. That is, by controlling the operation of each tamper, (i) the second air path from the intake section 21 to the cooling section 24 is disposed in the first air path 10 from the intake section 11 to the exhaust section 13.
  • 20 is a state in which the moisture absorbing portion 42b is disposed, and (ii) a second air passage in which the moisture absorbing portion 42b is disposed in the first air passage 10 extending from the intake portion 11 to the exhaust portion 13 and from the intake portion 21 to the cooling portion 24. 20 may be switched to a state in which the moisture absorbing portion 42a is disposed.
  • a valve or a movable plate can be used as the damper.
  • the configuration in which the hygroscopic portions 42a and 42b have a cylindrical shape (the cross-sectional shape parallel to the air flow direction is circular) has been described.
  • the shape of the hygroscopic portions 42a and 42b is not limited thereto. It may be changed as appropriate according to the cross-sectional shapes of the first air passage 10 and the second air passage 20.
  • the air heated by the heating unit 22 of the second air passage 20 is sent to the hygroscopic units 42a and 42b, so that (i) the hygroscopic material provided in the hygroscopic units 42a and 42b changes from hydrophilic to hydrophobic.
  • the configuration of the humidity control apparatus 1 is not limited to this, and a heating means (stimulation unit) for mainly performing the heat treatment (i) and a heat treatment (ii) are mainly performed. These heating means may be provided separately.
  • the humidity control apparatus 1 includes a moisture absorption unit 40b shown in FIG. 4 instead of the moisture absorption unit 40 in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of the moisture absorption unit 40b.
  • the cylindrical support portion 41 includes two moisture absorbing portions 42a and 42b, and the arrangement position of each of the moisture absorbing portions 42a and 42b is switched between the first state and the second state at every predetermined timing. explained.
  • a moisture absorption unit 40 b including a columnar (rotor-shaped) moisture absorption portion 42 c centering on the rotation shaft 43 is used. That is, the hygroscopic material is filled in substantially the entire area of the hygroscopic unit 40b. And a control part controls operation
  • prescribed rotational speed for example, the speed
  • a part of the moisture absorption part 42c is disposed in the first air path 10, the other part is disposed in the second air path 20, and the first air path 10 in the moisture absorption part 42c.
  • the first air path 10 and the second air path of the hygroscopic portion 42c are moved so that the portion that has absorbed moisture moves to the second air path 20 and is regenerated (releases moisture that has been absorbed) and moved to the first air path 10 again.
  • the relative position to 20 changes. Thereby, the 1st process which makes the moisture absorption part 42c absorb the air in air, and the 2nd process which discharge
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the humidity control apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the moisture absorption unit 40b shown in FIG. 4 is used.
  • the present invention is not limited to this.
  • the moisture absorption unit 40 shown in FIG. 2 may be used.
  • the second air passage 20 includes an intake portion 21 and an exhaust portion 26, and the air taken in from the intake portion 21 is heated by the heating portion 22 and cooled after passing through the moisture absorption portion.
  • the air was dehumidified by cooling the unit 24 to condense moisture, and the air was discharged from the exhaust unit 26.
  • the air that has been cooled by the cooling unit 24 is circulated to the heating unit 22 again without the intake unit 21 and the exhaust unit 26.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the humidity control apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the first air passage 10, the second air passage 20, and a moisture absorption unit 40 having moisture absorption portions 42a and 42b are provided, the moisture absorption portion 42a is disposed in the first air passage 10, and the moisture absorption portion 42b is provided.
  • the configuration for switching between the first state arranged in the second air passage 20 and the second state in which the hygroscopic portion 42a is arranged in the second air passage 20 and the hygroscopic portion 42b is arranged in the first air passage 10 has been described. .
  • the first air passage 10 is not provided, and a moisture absorption unit 40 c is provided instead of the moisture absorption unit 40.
  • the moisture absorption unit 40 c does not include the rotating shaft 43 and the motor 44, and the moisture absorption part 42 d is fixedly disposed in the second air path 20.
  • the hygroscopic material filled in the hygroscopic portion 42d the same material as in the first embodiment can be used.
  • the control unit controls the operation of the heater 22a, stops the heating by the heater 22a, and sends the air taken from the intake unit 21 to the moisture absorption unit 42d without heating, and the intake air
  • the air taken in from the unit 21 is switched at every predetermined timing to the second state in which the air is heated by the heater 22a and sent to the moisture absorption unit 42d. That is, the control unit controls on / off of the heater 22a to make the moisture absorption part 42d hydrophilic and to absorb moisture in the air, and to make the moisture absorption part 42d hydrophobic and heat the moisture absorption part 42d.
  • the supplied air is supplied to the hygroscopic part 42d to switch to the second state in which the water oozed from the hygroscopic part 42d is evaporated. Thereby, the substantially same effect as Embodiment 1 can be acquired.
  • the configuration using the temperature-responsive polymer as the stimulus-responsive polymer has been described.
  • a stimulus-responsive polymer a stimulus response in which the affinity with water reversibly changes in response to a stimulus such as a change in light, electric field, or pH (hydrogen ion index).
  • a functional polymer is used as a stimulus-responsive polymer. Specific examples of these stimulus-responsive polymers will be described later.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the humidity control apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the humidity control apparatus 1 according to the present embodiment includes a stimulus applying unit 45 in addition to the configuration of the humidity control apparatus 1 shown in FIG.
  • the stimulus imparting unit 45 imparts a stimulus for switching the stimulus-responsive polymer contained in the hygroscopic material used in the hygroscopic part from hydrophilic to hydrophobic to the hygroscopic part 42b (or 42a).
  • the air taken in from the intake unit 21 is heated to a temperature at which the moisture released from the hygroscopic material can be evaporated by applying a stimulus to the hygroscopic unit 42b (or 42a). .
  • the regeneration process of the moisture absorption part 42b (or 42a) can be performed with a small amount of energy consumption.
  • a stimulus-responsive polymer whose affinity with water reversibly changes in response to a stimulus such as a change in light, electric field, or pH is used as the stimulus-responsive polymer, and the stimulus is applied.
  • a stimulus-responsive polymer whose affinity with water reversibly changes in response to a stimulus such as a change in light, electric field, or pH is used as the stimulus-responsive polymer, and the stimulus is applied.
  • the hygroscopic material used in each embodiment described above is a stimulus-responsive polymer whose affinity with water reversibly changes between hydrophilic and hydrophobic in response to external stimuli.
  • a hygroscopic material containing a dried product can be used.
  • the shape of the hygroscopic material is not particularly limited, and may be, for example, a plate shape, a sheet shape, a film shape, a block shape, or a particle shape.
  • the shape of the particulate hygroscopic material is not particularly limited, and may be, for example, a substantially spherical shape or a rod shape.
  • size of the moisture absorption material which concerns on this invention is not specifically limited, What is necessary is just to select suitably according to the structure of a humidity control apparatus.
  • the stimulus-responsive polymer when the stimulus-responsive polymer is a crosslinked body, a three-dimensional network structure formed by crosslinking the polymer forms a swollen polymer gel by absorbing a solvent such as water or an organic solvent.
  • a dried polymer gel is used as the hygroscopic material.
  • the dried polymer gel refers to a polymer gel from which the solvent has been removed by drying.
  • the dried polymer gel does not need to have the solvent completely removed from the polymer gel, and may contain a solvent or water as long as it can absorb moisture in the air.
  • the moisture content of the dried polymer gel is not particularly limited as long as the dried body can absorb moisture in the air. For example, it is more preferably 40% by weight or less. .
  • the moisture content refers to the ratio of moisture to the dry weight of the polymer gel.
  • a stimulus-responsive polymer refers to a polymer that reversibly changes its properties in response to an external stimulus.
  • a stimulus-responsive polymer whose affinity with water is reversibly changed between hydrophilic and hydrophobic in response to an external stimulus is used.
  • the external stimulus is not particularly limited, and examples thereof include heat, light, electric field, pH (hydrogen ion index), and the like.
  • the affinity for water reversibly changes in response to external stimuli.
  • the polymer exposed to the external stimuli is reversible between hydrophilic and hydrophobic. It means to change to.
  • stimuli-responsive polymers whose affinity for water reversibly changes in response to heat, that is, temperature-responsive polymers (thermally-responsive polymers) change temperature using a simple heating device.
  • temperature-responsive polymers thermoally-responsive polymers
  • absorption of moisture in the air and release of the absorbed moisture can be performed reversibly, so that it can be used particularly suitably for a humidity control apparatus.
  • the temperature-responsive polymer is not particularly limited as long as it has a lower critical solution temperature (LCST (Lower Critical Solution Temperature)).
  • LCST Lower Critical Solution Temperature
  • Polymers with LCST are hydrophilic at low temperatures, but become hydrophobic at temperatures above LCST.
  • LCST refers to a temperature at the boundary when a polymer is dissolved in water and becomes hydrophilic at low temperatures and dissolves in water, but becomes hydrophobic and insolubilized at a certain temperature or higher.
  • examples of the temperature-responsive polymer include poly (N-isopropyl (meth) acrylamide), poly (N-normalpropyl (meth) acrylamide), and poly (N-methyl (meth) acrylamide).
  • N-alkyl (meth) acrylamide poly (N-vinylisopropylamide), poly (N-vinylnormalpropylamide), poly (N-vinylnormalbutyramide), poly (N-vinylisobutyramide), poly ( Poly (N-vinylalkylamide) such as N-vinyl-t-butylamide); poly (N Vinyl (pyrrolidone); poly (2-alkyl-2-oxazoline) such as poly (2-ethyl-2-oxazoline), poly (2-isopropyl-2-oxazoline), poly (2-normalpropyl-2-oxazoline); Polyvinyl alkyl ethers such as polyvinyl methyl ether and polyvinyl ethyl ether; copolymers of polyethylene oxide and polypropylene oxide; poly (oxyethylene vinyl ether); cellulose derivatives such as methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxypropyl cellulose
  • the temperature-responsive polymer may be a crosslinked product of these polymer compounds.
  • examples of the crosslinked product include N-isopropyl (meth) acrylamide, N-normalpropyl (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, and N-ethyl (meta).
  • N-alkyl (meth) acrylamides such as acrylamide, N-normal butyl (meth) acrylamide, N-isobutyl (meth) acrylamide, Nt-butyl (meth) acrylamide; N-vinylisopropylamide, N-vinyl normal propyl N-vinyl alkylamides such as amide, N-vinyl normal butyramide, N-vinyl isobutyramide, N-vinyl-t-butylamide; vinyl alkyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl ethyl ether; ethylene oxide and propylene oxide
  • a monomer such as 2-ethyl-2-oxazoline such as 2-ethyl-2-oxazoline, 2-isopropyl-2-oxazoline, 2-normalpropyl-2-oxazoline, or two or more of these monomers in the presence of a crosslinking agent
  • Examples thereof include polymer compounds obtained by polymer
  • crosslinking agent conventionally known crosslinking agents may be appropriately selected and used.
  • Crosslinkable monomer having polymerizable functional group such as diisocyanate, divinylbenzene, polyethylene glycol di (meth) acrylate; glutaraldehyde; polyhydric alcohol; polyvalent amine; polyvalent carboxylic acid; metal such as calcium ion and zinc ion Ions or the like can be preferably used.
  • These crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the temperature-responsive polymer when the temperature-responsive polymer is a crosslinked body, the crosslinked body has a network structure by reacting a non-crosslinked temperature-responsive polymer, for example, the temperature-responsive polymer exemplified above with the crosslinking agent.
  • the crosslinked body obtained by forming may be sufficient.
  • Examples of stimuli-responsive polymers whose affinity for water reversibly changes in response to light include polymer compounds whose hydrophilicity or polarity changes with light, such as azobenzene derivatives and spiropyran derivatives, and their temperature.
  • Examples thereof include a copolymer with at least one of a responsive polymer and a pH responsive polymer compound, a crosslinked product of the photoresponsive polymer, or a crosslinked product of the copolymer.
  • a polymer compound having a dissociation group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, or an amino group, carboxyl
  • a polymer compound in which a complex is formed by electrostatic interaction or hydrogen bonding such as a complex of a group-containing polymer compound and an amino group-containing polymer compound, or a crosslinked product thereof.
  • a polymer compound having a dissociation group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, or an amino group, carboxyl
  • a polymer compound in which a complex is formed by electrostatic interaction or hydrogen bonding such as a complex of a group-containing polymer compound and an amino group-containing polymer compound, or a crosslinked product thereof.
  • the stimulus-responsive polymer may be a derivative of the aforementioned stimulus-responsive polymer or a copolymer with another monomer.
  • the other monomer is not particularly limited and may be any monomer.
  • the stimulus-responsive polymer may be a polymer formed by forming an interpenetrating polymer network structure or a semi-interpenetrating polymer network structure with another crosslinked polymer or an uncrosslinked polymer. Good.
  • the molecular weight of the stimuli-responsive polymer is not particularly limited, but the number average molecular weight determined by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 3000 or more.
  • the stimulus-responsive polymer is formed by the above-described stimulus-responsive polymer and the hydrophilic polymer forming an interpenetrating polymer network structure or a semi-interpenetrating polymer network structure (semi It is more preferred that the polymer be interpenetrating.
  • Such a (semi) interpenetrating polymer has a function of a stimulus-responsive polymer that changes between a state of absorbing moisture and a state of releasing absorbed moisture in response to an external stimulus, and is high Since it also has a hygroscopic ability, it is very suitable as a hygroscopic material.
  • the (semi) interpenetrating polymer means an interpenetrating polymer and / or a semiinterpenetrating polymer.
  • the interpenetrating polymer network structure means that different types of polymers are all cross-linked polymers, and the cross-linked networks of the respective polymers exist independently without being chemically bonded to each other.
  • the semi-interpenetrating polymer network structure means that one of different types of polymers is a crosslinked polymer and the other is a linear polymer, and each polymer is independently bonded without being chemically bonded. It is a structure that is intertwined with each other.
  • the stimulus-responsive polymer and the hydrophilic polymer are both crosslinked polymers having a crosslinked network, and the crosslinked network of the stimuli-responsive polymer, the crosslinked network of the hydrophilic polymer, However, they form an intertwined structure without chemically bonding, that is, an interpenetrating polymer network structure.
  • either the stimulus-responsive polymer or the hydrophilic polymer is a crosslinked polymer having a crosslinked network, the other is a linear polymer, and the stimulus-responsive polymer,
  • the hydrophilic polymer forms a structure entangled with each other without chemically bonding, that is, a semi-interpenetrating polymer network structure.
  • hydrophilic polymer examples include polymers having a hydrophilic group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and an amino group in the side chain or main chain. More specific examples of the hydrophilic polymer include, for example, polysaccharides such as alginic acid and hyaluronic acid; chitosan; cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, ethylcellulose, and hydroxyethylcellulose; poly (meth) acrylic acid and polymaleic acid.
  • a hydrophilic group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and an amino group in the side chain or main chain. More specific examples of the hydrophilic polymer include, for example, polysaccharides such as alginic acid and hyaluronic acid; chitosan; cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose
  • Polyvinyl sulfonic acid Polyvinyl sulfonic acid, polyvinyl benzene sulfonic acid, polyacrylamide alkyl sulfonic acid, polydimethylaminopropyl (meth) acrylamide, co-use of these with (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid alkyl ester, etc.
  • Polymer composite of polydimethylaminopropyl (meth) acrylamide and polyvinyl alcohol, composite of polyvinyl alcohol and poly (meth) acrylic acid, poly (meth) acrylic Nitrile, polyallylamine, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, poly (meth) acrylamide, poly-N, N′-dimethyl (meth) acrylamide, poly-2-hydroxyethyl methacrylate, poly-alkyl (meth) acrylate, poly Examples thereof include dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, poly (meth) acrylonitrile, and copolymers of the above polymers.
  • the hydrophilic polymer may be a crosslinked body.
  • examples of such a crosslinked product include (meth) acrylic acid, allylamine, vinyl acetate, (meth) acrylamide, N, N′-dimethyl (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl.
  • Polymerization of monomers such as methacrylate, alkyl (meth) acrylate, maleic acid, vinyl sulfonic acid, vinyl benzene sulfonic acid, acrylamide alkyl sulfonic acid, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, and (meth) acrylonitrile in the presence of a crosslinking agent Can be mentioned.
  • crosslinking agent conventionally known crosslinking agents may be appropriately selected and used.
  • Crosslinkable monomer having polymerizable functional group such as diisocyanate, divinylbenzene, polyethylene glycol di (meth) acrylate; glutaraldehyde; polyhydric alcohol; polyvalent amine; polyvalent carboxylic acid; metal such as calcium ion and zinc ion Ions or the like can be preferably used.
  • These crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the cross-linked product is a non-crosslinked hydrophilic polymer, for example, a polymer obtained by polymerizing the monomer, or alginic acid, hyaluronic acid, etc.
  • a cross-linked product obtained by reacting a cellulose derivative such as carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose and the like with the above cross-linking agent to form a network structure.
  • the molecular weight of the hydrophilic polymer is not particularly limited, but the number average molecular weight determined by GPC is preferably 3000 or more.
  • the humidity control apparatus 1 includes a moisture absorbing portion 42a, 42b having a moisture absorbing material including a stimulus-responsive polymer that reversibly changes between hydrophilicity and hydrophobicity in response to a predetermined external stimulus.
  • a stimulus applying unit heating unit 22, stimulus applying unit 45 for applying an external stimulus for switching the hygroscopic material from hydrophilic to hydrophobic, and the hygroscopic material is switched to hydrophobic. It is characterized by comprising a heating unit 22 that imparts an amount of heat for evaporating water released from the hygroscopic material.
  • the hygroscopic material is switched to hydrophobic to release moisture absorbed by the hygroscopic material, and the water released from the hygroscopic material is heated and evaporated.
  • the hygroscopic material can be regenerated to a dry state.
  • the water released from the hygroscopic material is evaporated, the water can be evaporated with a smaller amount of heat than when the water adsorbed on the hygroscopic material such as zeolite is evaporated as in the prior art. Thereby, the energy consumption required for the regeneration process of a hygroscopic material can be reduced.
  • the humidity control apparatus 1 is the air conditioning apparatus according to the first aspect, wherein the air containing water vapor evaporated by the heat applied by the heating unit 22 is cooled, and the water vapor contained in the air is condensed to form the air. And a cooling unit 24 to be separated.
  • the moisture released and evaporated from the moisture absorbent can be easily recovered.
  • the humidity control apparatus 1 is the humidity control apparatus 1 according to the aspect 1 or 2, wherein the moisture absorbent in a hydrophilic state absorbs moisture in the air, and the moisture absorption. Moisture absorbed by the material is discharged by the stimulus applying unit (heating unit 22, stimulus applying unit 45) and the heating unit 22, and the second processing unit (second air passage 20) regenerates the hygroscopic material to a dry state. And a switching unit that switches between a first state in which the hygroscopic material is disposed in the first processing unit (first air passage 10) and a second state in which the hygroscopic material is disposed in the second processing unit (second air passage 20).
  • the switching portion (motor 44) is one of the moisture absorbing portions (42a, 42b) of the plurality of moisture absorbing portions 42a, 42b.
  • One) is arranged in the first processing section (first air passage 10) In this configuration, the position of each of the hygroscopic parts 42a and 42b is switched so that any one of the other hygroscopic parts (the other of 42a and 42b) is arranged in the second processing part (second air passage 20). .
  • a moisture absorber is made to absorb moisture in the air in a 1st process part (1st air path 10) by arrange
  • placing the hygroscopic material that has absorbed moisture in the second processing unit (second air passage 20) releases and evaporates the moisture absorbed by the hygroscopic material and regenerates the hygroscopic material into a dry state. can do.
  • humidity control of air and regeneration of a hygroscopic material can be performed repeatedly.
  • regenerates a hygroscopic material in a 2nd process part (2nd air path 20) can be performed in parallel.
  • the humidity control apparatus 1 is the Aspect 1 or 2, wherein the moisture treatment material in the hydrophilic state absorbs moisture in the air in the hydrophilic state, and the moisture absorption device. Moisture absorbed by the material is discharged by the stimulus applying unit (heating unit 22, stimulus applying unit 45) and the heating unit 22, and the second processing unit (second air passage 20) regenerates the hygroscopic material to a dry state. And a switching unit that switches between a first state in which the hygroscopic material is disposed in the first processing unit (first air passage 10) and a second state in which the hygroscopic material is disposed in the second processing unit (second air passage 20).
  • the motor 44, and the switching unit (the motor 44) is configured such that a part of the moisture absorption part 42c is disposed in the first processing unit (first air passage 10) and the other part is the second processing.
  • the first treatment of the moisture absorption part 42c so as to be disposed in the part (second air passage 20) It is configured to vary the relative position (first air passage 10) and the second processing section (second air passage 20).
  • a moisture absorber is made to absorb moisture in the air in a 1st process part (1st air path 10) by arrange
  • placing the hygroscopic material that has absorbed moisture in the second processing unit (second air passage 20) releases and evaporates the moisture absorbed by the hygroscopic material and regenerates the hygroscopic material into a dry state. can do.
  • humidity control of air and regeneration of a hygroscopic material can be performed repeatedly.
  • regenerates a hygroscopic material in a 2nd process part (2nd air path 20) can be performed in parallel.
  • the humidity control apparatus 1 according to the fifth aspect of the present invention is the heating apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the external stimulus is heat, and the stimulus applying unit (heating unit 22) and the heating unit 22 are common. It is the composition which is.
  • the structure of the humidity control apparatus 1 can be simplified and the manufacturing cost of the humidity control apparatus 1 can be reduced.
  • the humidity control apparatus 1 according to aspect 6 of the present invention is configured in any one of the above aspects 1 to 4, wherein the external stimulus is a change in heat, light, electric field, or hydrogen ion exponent (pH).
  • the external stimulus is a change in heat, light, electric field, or hydrogen ion exponent (pH).
  • the humidity control apparatus 1 according to Aspect 7 of the present invention is the humidity control apparatus 1 according to any one of the Aspects 1 to 6, wherein the heating unit 22 supplies air heated to a predetermined temperature set in a range of 40 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. It is the structure which evaporates the water discharge
  • the water released from the hygroscopic material by switching the hygroscopic material to hydrophobic is not bonded by a silanol bond or the like like water adsorbed on a conventional hygroscopic material such as zeolite. For this reason, by supplying air having a predetermined temperature set in a temperature range of 40 ° C. or higher and 70 ° C. or lower to the moisture absorbing portions 42a, 42b, 42c, and 42d, the moisture absorbing portions 42a, 42b, 42c, and 42d are provided.
  • the water released from the hygroscopic material can be easily evaporated.
  • the present invention can be applied to a humidity control device that adjusts the humidity of air using a moisture absorbent.

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Abstract

　吸湿材の再生処理に要するエネルギ消費量を低減させる。所定の外部刺激に応答して親水性と疎水性とに可逆的に変化する刺激応答性高分子を含んだ吸湿材を有する吸湿部（４２ａ，４２ｂ）と、前記吸湿材を親水性から疎水性に切り替えるための外部刺激を付与する刺激付与部（加熱部２２）と、前記吸湿材から放出された水を蒸発させるための熱量を付与する加熱部（加熱部２２）とを備える。

Description

調湿装置
　本発明は、吸湿材を用いて空気の湿度を調整する調湿装置に関するものである。
　従来、空気中の湿度を調整する調湿装置として、ゼオライト（吸湿性多孔質材料）等の吸湿材を用いた調湿装置が知られている（例えば特許文献１，２参照）。
　この種の調湿装置は、ゼオライト等の吸湿材に室内空気中の水分を一旦吸湿させて室内空気の除湿を行うとともに、水分を吸湿した吸湿材に高温の温風を当てることで吸湿材に吸湿された水分を蒸発させて高温・高湿の空気として取り出し、その高温・高湿の空気を室内空気で冷却することにより高温・高湿の空気中の水分を結露させて水分を回収するようになっている。
日本国公開特許公報「特開２００３－１４４８３３号公報」 日本国公開特許公報「特開２００１－２５９３４９号公報」
　しかしながら、従来の吸湿材を用いた調湿装置では、吸湿材（ゼオライト等）と吸湿した水分子とがシラノール結合を形成して強く結びつくことで吸湿材が空気中の水分を捉えるようになっている。
　このため、吸湿材に吸着された水分を放出させて吸湿材を再生させるためには、吸湿材と水分子との強い結合を切断するために高温に加熱する必要があり、吸湿材の再生処理に要するエネルギ消費量が多いという問題がある。
　例えば、ゼオライトを吸湿材として用いる場合、再生処理のために吸湿材を２００℃以上（局所的には４００℃程度）の高温に加熱する必要がある。また、高分子吸着剤といわれるアクリル酸ナトリウムを主とする親水性の高分子からなる吸湿材を用いる場合にも、再生処理において吸湿材に捉えられた水を吸湿材の内部から蒸発させる必要があり、高温に加熱する必要がある。
　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸湿材を用いる調湿装置において、吸湿材の再生処理に要するエネルギ消費量を低減させることにある。
　本発明の一態様にかかる調湿装置は、所定の外部刺激に応答して親水性と疎水性とに可逆的に変化する刺激応答性高分子を含んだ吸湿材と、前記吸湿材を親水性から疎水性に切り替えるための外部刺激を付与する刺激付与部と、前記吸湿材が疎水性に切り替わることにより前記吸湿材から放出された水を蒸発させるための熱量を付与する加熱部とを備えていることを特徴としている。
　上記の構成によれば、吸湿材に所定の外部刺激を付与することで吸湿材を疎水性に切り替えて吸湿材に吸湿された水分を滲出させ、吸湿材から滲出した水を加熱して蒸発させることで吸湿材を乾燥状態に再生することができる。このように、吸湿材から滲出した水分を蒸発させる場合、従来のようにゼオライト等の吸湿材に吸着されている水分を蒸発させる場合よりも少ない熱量で水を蒸発させることができる。これにより、吸湿材の再生処理に要するエネルギ消費量を低減させることができる。
本発明の実施形態１にかかる調湿装置の概略構成を示す説明図である。 図１に示した調湿装置に備えられる吸湿ユニットの平面図である。 （ａ）～（ｃ）は図２に示した吸湿ユニットに備えられる吸湿部の特性を示す説明図である。 本発明の実施形態２にかかる調湿装置に備えられる吸湿ユニットの平面図である。 本発明の実施形態３にかかる調湿装置の概略構成を示す説明図である。 本発明の実施形態４にかかる調湿装置の概略構成を示す説明図である。 本発明の実施形態５にかかる調湿装置の概略構成を示す説明図である。
　　〔実施形態１〕
　本発明の一実施形態について説明する。
　図１は、本実施形態にかかる調湿装置１の概略構成を示す説明図である。この図に示すように、調湿装置１は、第１空気路（第１処理部）１０、第２空気路（第２処理部）２０、冷却空気路３０、吸湿ユニット４０、および排水槽５０を備えている。
　図２は、吸湿ユニット４０の平面図である。図１および図２に示すように、吸湿ユニット４０は、略円柱状の支持部４１と、支持部４１の中心を通る回転軸４３と、回転軸４３を軸として回転対称な位置に、回転軸４３に対して略平行に配置された、支持部４１を貫通する２つの吸湿部４２ａ，４２ｂと、回転軸４３に接続されたモータ（切替部）４４とを備えている。また、吸湿部４２ａ，４２ｂには後述する吸湿材が充填されている。
　モータ４４は、図示しない制御部の指示に応じて回転軸４３を回転駆動することにより、吸湿ユニット４０の位置を、吸湿部４２ａが第１空気路１０に配置され、吸湿部４２ｂが第２空気路２０に配置される第１状態と、吸湿部４２ａが第２空気路２０に配置され、吸湿部４２ｂが第１空気路１０に配置される第２状態とに切り替える。
　上記制御部は、所定のタイミング毎に第１状態と第２状態とを切り替える。例えば、運転時間が所定時間に達する毎に切り替えてもよく、ユーザからの指示に応じて切り替えるようにしてもよく、吸湿部４２ａ，４２ｂの吸湿量を検知するセンサを設け、第１空気路１０に配置された吸湿部の吸湿量が所定値以上になったときに切り替えるようにしてもよい。なお、上記制御部は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）であってもよく、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサを含むコンピュータがソフトウェアを実行することにより実現されるものであってもよい。
　吸湿部４２ａ，４２ｂは、第１空気路１０に配置されたときには第１空気路１０における回転軸４３に垂直な方向の全域に配置され、それによって第１空気路１０を流れる空気のほぼ全量が吸湿部４２ａ（または４２ｂ）を通過する。同様に、吸湿部４２ａ，４２ｂは、第２空気路２０に配置されたときには第２空気路２０における回転軸４３に垂直な方向の全域に配置され、それによって第２空気路２０を流れる空気のほぼ全量が吸湿部４２ａ（または４２ｂ）を通過する。
　なお、第１空気路１０の壁部と当該第１空気路１０に配置された吸湿部４２ａ（または４２ｂ）との間に、第１空気路１０内の空気が第１空気路１０の外部に漏洩することを防止するためのシール部材を配置してもよい。同様に、第２空気路２０と当該第２空気路２０に配置された吸湿部４２ｂ（または４２ａ）との間に、第２空気路２０内の空気が第２空気路２０の外部に漏洩することを防止するためのシール部材を配置してもよい。
　また、吸湿部４２ａ，４２ｂは、当該吸湿部４２ａ，４２ｂの外周面を囲む基材と、当該基材によって囲まれた当該吸湿部４２ａ，４２ｂの内部を多数のセルに分割する仕切部材とを備え（いずれも図示せず）、この仕切部材によって吸湿材を構成する粉体や粒子状の高分子を安定的に保持する構成であってもよい。
　吸湿部４２ａ，４２ｂに充填される吸湿材としては、外部刺激に応答して水との親和性が親水性と疎水性との間で可逆的に変化する刺激応答性高分子の乾燥体を含有する吸湿材を用いることができる。なお、本実施形態では、上記の刺激応答性高分子として、熱に応答して水との親和性が可逆的に変化する温度応答性高分子（熱応答性高分子）を用いる構成について説明する。温度応答性高分子は、簡易な加熱装置を用いて温度を変化させることにより、空気中の水分の吸収と吸収した水分の放出とを可逆的に行えることから、調湿機に特に好適に用いることができる。なお、吸湿部４２ａ，４２ｂで用いられる吸湿材の具体例およびその製造方法については後述する。
　図３の（ａ）～（ｃ）は、温度応答性高分子からなる吸湿部４２ａ，４２ｂの特性を模式的に示した説明図である。
　図３の（ａ）に示したように、温度応答性高分子は、加熱されていない状態（下限臨界溶液温度（ＬＣＳＴ（Lower Critical Solution Temperature）以下の低温状態））では親水性を示し、空気中の水分を吸湿する。なお、ＬＣＳＴとは、温度応答性高分子が親水性と疎水性との間で切り替わる境となる温度である。
　一方、図３の（ｂ）に示したように、温度応答性高分子をＬＣＳＴ以上に加熱すると、親水性から疎水性に切り替わり、温度応答性高分子に吸湿されていた水分は放出される。このため、従来のゼオライト等の吸湿材のように、吸着されている水分に大きい熱量を加えて蒸発させる必要がなく、比較的少ない熱量で液体の水として吸湿材から直接取り出すことができる。例えば、ＬＣＳＴが室温を超える程度の温度（例えば４０℃程度）である温度応答性高分子を用いることにより、従来のゼオライト等の吸湿材を用いた除湿機のように高温に加熱することなく、吸湿材がＬＣＳＴ以上となる程度の温度に加熱するだけで吸収された水分を取り出すことができる。
　また、図３の（ｃ）に示したように、温度応答性高分子が疎水性に切り替わった後も加熱を継続することにより（あるいは吸湿材に温風を供給することにより）、吸湿材の表面に滲出した水を比較的少ない熱量で容易に蒸発させることができる。なお、吸湿材が疎水性に切り替わることによって吸湿材の外部に滲出した水は、従来のゼオライト等の吸湿材に吸着された水のようにシラノール結合等によって結合しておらず、解放されて束縛されていない状態（吸湿材が吸着した水を拘束する力が殆どないか極めて少ない状態）なので、比較的低い温度で効率よく蒸発させることができる。例えば、４０℃以上７０℃以下の温度範囲に設定される所定温度の空気を付与するだけで薬缶の水を温めたときのように効率よく蒸発させることができる。
　第１空気路１０は、吸気部１１、ファン１２、および排気部１３を備えている。ファン１２が駆動されると、除湿対象の空気がファン１２の吸引力により吸気部１１から第１空気路１０内に取り入れられ、吸湿部４２ａ（または４２ｂ）を通ることで除湿されて排気部１３から排出される。
　第２空気路２０は、吸気部２１、加熱部２２、ファン２３、冷却部２４、排水部２５、および排気部２６を備えている。また、加熱部２２にはヒータ２２ａが備えられている。
　ファン２３が駆動されると、除湿対象の空気がファン２３の吸引力により吸気部２１から第２空気路２０内に取り入れられ、加熱部２２で加熱されて吸湿部４２ｂ（または４２ａ）を通過する。これにより、吸湿部４２ｂ（または４２ａ）に吸湿された水分がＬＣＳＴ以上に加熱されることで吸湿部４２ｂ（または４２ａ）の表面に水滴として滲出するとともに、空気中に蒸発する。したがって、吸湿部４２ｂ（または４２ａ）は乾燥状態（あるいは吸湿量が低下した状態）に再生される。
　なお、加熱部２２による空気の加熱温度は、吸湿部４２ｂ（または４２ａ）を吸湿材のＬＣＳＴ以上に加熱するとともに、吸湿部４２ｂ（または４２ａ）の表面に滲出した水滴が蒸発する温度であれば特に限定されるものではないが、本実施形態では４０℃～７０℃の範囲内に設定している。
　吸湿部４２ｂ（または４２ａ）を通過した空気は、ファン２３の送風力によって冷却部２４に送られる。また、冷却部２４の外面には冷却空気路３０を流れる空気が当接するようになっており、それによって冷却部２４内を流れる除湿対象の空気（吸湿部４２ｂ（または４２ａ）を通過した空気）が冷却され、当該空気中の水分が結露して当該空気と分離し、冷却部２４の内壁に付着する。
　また、第２空気路２０は、冷却部２４から排水部２５にかけて下方へ向かって傾斜しており、冷却部２４の内壁に結露した水滴は第２空気路２０の内壁を伝って排水部２５から排水槽５０へ排水される。また、冷却部２４を通過することにより除湿された空気は排気部２６から排出される。
　冷却空気路３０は、吸気部３１、ファン３２、および排気部３３を備えている。ファン３２が駆動されると、冷却用空気がファン３２の吸引力により吸気部３１から冷却空気路３０内に取り入れられ、第２空気路２０の冷却部２４の外壁と接触して冷却部２４を冷却した後、排気部３３から排出される。なお、第２空気路２０において吸湿部４２ｂ（または４２ａ）を通過して冷却部２４に到達した空気は、吸湿部４２ｂ（または４２ａ）で蒸発した水分を含む高湿度状態であるため、室温程度の冷却により当該空気中の水蒸気を容易に水滴化できる。このため、吸湿部４２ａ，４２ｂの再生と吸湿部４２ａ，４２ｂから排出される水の回収とを効率よく行うことができる。なお、冷却部２４の外壁および／または内壁に、第２空気路２０内の空気と冷却空気路３０を流れる空気との熱交換を促進させるためのフィン等を設けてもよい。
　以上のように、本実施形態にかかる調湿装置１は、温度（外部刺激）に応じて水との親和性が親水性と疎水性との間で可逆的に変化する温度応答性高分子（刺激応答性高分子）を含む吸湿材を含む吸湿部４２ａ，４２ｂと、水を吸湿した上記吸湿材を加熱することにより上記吸湿材を疎水性に切り替えて吸湿した水分を放出させて蒸発させるための加熱部（刺激付与部、加熱装置）２２とを備えている。
　これにより、従来のゼオライト等の吸湿材のように、吸着されている水分に大きい熱量を加えて蒸発させる必要がなく、吸湿材に吸湿された水分を比較的少ない熱量で液体の水として直接取り出し、蒸発させることができる。すなわち、吸湿材をＬＣＳＴ（例えば４０℃程度）以上に加熱するだけで吸湿材に吸湿された水分を吸湿材から放出させるとともに、容易に蒸発させることができる。したがって、従来のゼオライト等の吸湿材を用いる場合よりも、吸湿材の再生処理に要するエネルギ消費量を低減することができる。
　なお、本実施形態では、冷却空気路３０が吸気部３１を介して外部から取り込んだ空気を用いて冷却部２４の冷却を行う構成について説明したが、これに限るものではない。例えば、外部から取り込んだ空気を図示しない空調装置によって冷却し、外気温よりも低温に冷却された空気を用いて冷却部２４の冷却を行ってもよい。また、冷却空気路３０に冷却用流体として空気を流す構成に限らず、例えば水等の他の冷却用流体を用いて冷却部２４の冷却を行うようにしてもよい。
　また、本実施形態では、冷却空気路３０が吸気部３１を介して外部から取り込んだ空気（冷却用流体）を用いて冷却部２４の冷却を行った後、上記空気を排気部３３から排出する構成について説明したが、これに限るものではない。例えば、冷却部２４で第２空気路２０を流れる空気との熱交換により温度上昇した冷却空気路３０内の空気（冷却用流体）を冷却手段（図示せず）により冷却し、再び冷却部２４との熱交換部に循環させるようにしてもよい。また、上記冷却手段の構成は、冷却空気路３０内の空気（冷却用流体）を冷却できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、第１空気路１０を流れる空気、あるいは第２空気路２０を流れる加熱部２２で加熱される前の空気との熱交換を行う構成であってもよい。
　また、本実施形態では、吸湿ユニット４０が２つの吸湿部４２ａ，４２ｂを備えている構成について説明したが、吸湿部の数はこれに限るものではなく、３つ以上の吸湿部を備え、それら複数の吸湿部のうちのいずれかを第１空気路１０に配置し、他のいずれかを第２空気路２０に配置するようにしてもよい。
　また、吸湿部４２ａ，４２ｂの上流側（吸気部１１と吸湿ユニット４０との間および吸気部２１と吸湿ユニットの間）、および下流側（吸湿ユニット４０と排気部１３との間および吸湿ユニット４０と冷却部２４との間）に、空気流路を切り替えるためのダンパー（図示せず）を設け、それら各ダンパーによって吸湿部４２ａ，４２ｂを通る風路を第１空気路１０と第２空気路２０との間で切り替えるようにしてもよい。すなわち、各タンパーの動作を制御することにより、（ｉ）吸気部１１から排気部１３に至る第１空気路１０に吸湿部４２ａが配置され、吸気部２１から冷却部２４に至る第２空気路２０に吸湿部４２ｂが配置される状態と、（ｉｉ）吸気部１１から排気部１３に至る第１空気路１０に吸湿部４２ｂが配置され、吸気部２１から冷却部２４に至る第２空気路２０に吸湿部４２ａが配置される状態とに切り替えるようにしてもよい。上記ダンパーとしては、例えば弁や可動板などを用いることができる。
　また、本実施形態では、吸湿部４２ａ，４２ｂが円柱状の形状（空気の流れ方向に平行な断面の形状が円形）である構成について説明したが、吸湿部４２ａ，４２ｂの形状はこれに限るものではなく、第１空気路１０および第２空気路２０の断面形状に応じて適宜変更してもよい。
　また、本実施形態では、第２空気路２０の加熱部２２で加熱した空気を吸湿部４２ａ，４２ｂに送ることにより、（ｉ）吸湿部４２ａ，４２ｂに備えられる吸湿材を親水性から疎水性に切り替えるための加熱処理（刺激付与処理）と、（ｉｉ）吸湿材から放出された水を蒸発させるための加熱処理とを行っている。すなわち、上記（ｉ），（ｉｉ）の加熱処理を共通の加熱手段で行っている。しかしながら、調湿装置１の構成はこれに限るものではなく、上記（ｉ）の加熱処理を主に行うための加熱手段（刺激付与部）と、上記（ｉｉ）の加熱処理を主に行うための加熱手段とを別々に備えてもよい。
　　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
　本実施形態にかかる調湿装置１は、実施形態１における吸湿ユニット４０に代えて、図４に示した吸湿ユニット４０ｂを備えている。図４は、吸湿ユニット４０ｂの平面図である。
　実施形態１では、円柱状の支持部４１に２つの吸湿部４２ａ，４２ｂを備え、それら各吸湿部４２ａ，４２ｂの配置位置を所定のタイミング毎に第１状態と第２状態とに切り替える構成について説明した。
　これに対して、本実施形態では、図４に示したように、回転軸４３を中心とする円柱形状（ロータ状）の吸湿部４２ｃを備えた吸湿ユニット４０ｂを用いる。すなわち、吸湿ユニット４０ｂの略全域に吸湿材が充填されている。そして、制御部がモータ４４の動作を制御し、吸湿ユニット４０ｂを、回転軸４３を中心として所定の回転速度（例えば数分から数十分で１回転する速度）で回転させる。
　なお、吸湿部４２ｃに充填される吸湿材としては、実施形態１の吸湿部４２ａ，４２ｂに充填される吸湿材と同様のものを用いることができる。
　本実施形態の構成によれば、吸湿部４２ｃの一部が第１空気路１０に配置され、他の一部が第２空気路２０に配置され、かつ、吸湿部４２ｃにおける第１空気路１０で吸湿した部分が第２空気路２０に移動して再生（吸湿した水分を放出）され、再び第１空気路１０へ移動するように、吸湿部４２ｃの第１空気路１０および第２空気路２０に対する相対位置が変化する。これにより、吸湿部４２ｃに空気中の空気を吸湿させる第１処理と、吸湿部４２ｃに吸湿された水分を放出・蒸発させる第２処理とを連続的に行うことができる。
　　〔実施形態３〕
　本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
　図５は、本実施形態にかかる調湿装置１の概略構成を示す説明図である。なお、図５に示した例では、図４に示した吸湿ユニット４０ｂを用いているが、これに限らず、例えば図２に示した吸湿ユニット４０を用いてもよい。
　実施形態１，２では、第２空気路２０が、吸気部２１と排気部２６とを備えており、吸気部２１から取り込んだ空気を加熱部２２で加熱し、吸湿部を通過させた後に冷却部２４で冷却させることで水分を結露させて空気を除湿し、排気部２６から排出していた。
　これに対して、本実施形態では、図５に示したように、吸気部２１および排気部２６を備えず、冷却部２４で冷却された後の空気を再び加熱部２２に循環させる。
　このような構成でも、実施形態１，２と略同様の効果を得ることができる。
　　〔実施形態４〕
　本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
　図６は、本実施形態にかかる調湿装置１の概略構成を示す説明図である。
　実施形態１では、第１空気路１０と、第２空気路２０と、吸湿部４２ａ，４２ｂを有する吸湿ユニット４０とを備え、吸湿部４２ａが第１空気路１０に配置され、吸湿部４２ｂが第２空気路２０に配置される第１状態と、吸湿部４２ａが第２空気路２０に配置され、吸湿部４２ｂが第１空気路１０に配置される第２状態とに切り替える構成について説明した。
　これに対して、本実施形態では、第１空気路１０を備えておらず、また、吸湿ユニット４０に代えて吸湿ユニット４０ｃを備えている。吸湿ユニット４０ｃは、実施形態１における吸湿ユニット４０と異なり、回転軸４３およびモータ４４を備えておらず、第２空気路２０に吸湿部４２ｄが固定配置されている。吸湿部４２ｄに充填される吸湿材としては、実施形態１と同様のものを用いることができる。
　また、本実施形態では、制御部がヒータ２２ａの動作を制御し、ヒータ２２ａによる加熱を停止させて吸気部２１から取り入れられた空気を加熱せずに吸湿部４２ｄに送る第１状態と、吸気部２１から取り入れられた空気をヒータ２２ａにより加熱させて吸湿部４２ｄに送る第２状態とに所定のタイミング毎に切り替える。すなわち、制御部は、ヒータ２２ａのオン／オフを制御することにより、吸湿部４２ｄを親水性状態にして空気中の水分を吸湿させる第１状態と、吸湿部４２ｄを疎水性状態にするとともに加熱された空気を吸湿部４２ｄに供給して吸湿部４２ｄから滲出した水を蒸発させる第２状態とに切り替える。これにより、実施形態１と略同様の効果を得ることができる。
　　〔実施形態５〕
　本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
　上述した各実施形態では、刺激応答性高分子として温度応答性高分子を用いる構成について説明した。これに対して、本実施形態では、刺激応答性高分子として、光、電場、あるいはｐＨ（水素イオン指数）の変化等の刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子を用いる。なお、これらの刺激応答性高分子の具体例については後述する。
　図７は、本実施形態にかかる調湿装置１の概略構成を示す説明図である。この図に示すように、本実施形態にかかる調湿装置１は、図１に示した調湿装置１の構成に加えて、刺激付与部４５を備えている。
　刺激付与部４５は、吸湿部４２ｂ（または４２ａ）に対して、当該吸湿部で用いられている吸湿材に含まれる刺激応答性高分子を親水性から疎水性に切り替えるための刺激を付与する。
　例えば、光に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子の場合には、当該刺激応答性高分子を親水性から疎水性に切り替えるための光を付与する。また、電場に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子の場合には、当該刺激応答性高分子を親水性から疎水性に切り替えるための電場を付与する。また、ｐＨ（水素イオン指数）の変化に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子の場合には、当該刺激応答性高分子を親水性から疎水性に切り替えるためのｐＨの変化を付与する。
　なお、加熱部２２では、吸気部２１から取り込まれた空気を、吸湿部４２ｂ（または４２ａ）に刺激を付与することによって吸湿材から放出された水分を蒸発させることができる程度の温度に加熱する。
　これにより、上述した各実施形態と同様、吸湿部４２ｂ（または４２ａ）の再生処理を少ないエネルギ消費量で行うことができる。
　なお、本実施形態では、刺激応答性高分子として光、電場、あるいはｐＨの変化等の刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子を用いるとともに、刺激付与部４５を追加した構成を、実施形態１（図１）の調湿装置１と組み合わせた例について説明したが、これに限らず、実施形態２～４のいずれかに示した調湿装置１と組み合わせてもよい。
　　〔刺激応答性高分子を有する吸湿材の詳細〕
　次に、上述した各実施形態で用いられる、刺激応答性高分子を有する吸湿材の詳細について説明する。なお、本明細書においては、特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」を意味する。また、「アクリル」または「メタアクリル」のいずれをも意味する場合「（メタ）アクリル」と表記する。
　（Ｉ）吸湿材
　上述した各実施形態で用いられる吸湿材としては、外部刺激に応答して水との親和性が親水性と疎水性との間で可逆的に変化する刺激応答性高分子の乾燥体を含有する吸湿材を用いることができる。なお、吸湿材の形状は特に限定されるものではなく、例えば、板状、シート状、フィルム状、ブロック状等であってもよく、粒子状であってもよい。粒子状の吸湿材の形状も特に限定されるものではないが、例えば、略球状、棒状等の形状であり得る。また、本発明に係る吸湿材の大きさも特に限定されるものではなく、調湿装置の構成に応じて適宜選択すればよい。
　（刺激応答性高分子の乾燥体）
　本発明では、刺激応答性高分子の乾燥体を用いる。
　特に、刺激応答性高分子が架橋体である場合は、高分子が架橋されて形成された３次元の網目構造が、水、有機溶媒等の溶媒を吸収して膨潤した高分子ゲルを形成することが多い。かかる場合、本発明では、高分子ゲルの乾燥体を吸湿材として用いる。ここで、高分子ゲルの乾燥体とは、高分子ゲルを乾燥することによって溶媒を除去したものをいう。なお、本発明において、高分子ゲルの乾燥体は、高分子ゲルから溶媒が完全に除去されている必要はなく、空気中の水分を吸収することができれば、溶媒または水を含んでいてもよい。したがって、上記高分子ゲルの乾燥体の含水率は、該乾燥体が空気中の水分を吸収することができれば、特に限定されるものではないが、例えば、４０重量％以下であることがより好ましい。なお、ここで含水率とは、高分子ゲルの乾燥重量に対する水分の割合をいう。
　（刺激応答性高分子）
　刺激応答性高分子とは、外部刺激に応答して、その性質を可逆的に変化させる高分子をいう。本発明においては、外部刺激に応答して水との親和性が親水性と疎水性との間で可逆的に変化する刺激応答性高分子を用いる。
　上記外部刺激としては、特に限定されるものではないが、例えば、熱、光、電場、ｐＨ（水素イオン指数）等を挙げることができる。
　また、外部刺激に応答して水との親和性が可逆的に変化するとは、外部刺激に応答して、その外部刺激に晒された高分子が、親水性と疎水性との間で可逆的に変化することをいう。
　中でも、熱に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子、すなわち、温度応答性高分子（熱応答性高分子）は、簡易な加熱装置を用いて温度を変化させることにより、空気中の水分の吸収と吸収した水分の放出を可逆的に行えることから、調湿装置に特に好適に用いることができる。
　かかる温度応答性高分子は、下限臨界溶液温度（ＬＣＳＴ（Lower Critical Solution Temperature））を持つ高分子であれば特に限定されるものではない。ＬＣＳＴを持つ高分子は低温では親水性であるが、ＬＣＳＴ以上の温度になると疎水性になる。なお、ＬＣＳＴとは、高分子を水に溶解したときに、低温では親水性で水に溶解するが、ある温度以上になると疎水性となって不溶化する場合の、その境となる温度をいう。
　上記温度応答性高分子としては、より具体的には、例えば、ポリ（Ｎ－イソプロピル（メタ）アクリルアミド）、ポリ（Ｎ－ノルマルプロピル（メタ）アクリルアミド）、ポリ（Ｎ－メチル（メタ）アクリルアミド）、ポリ（Ｎ－エチル（メタ）アクリルアミド）、ポリ（Ｎ－ノルマルブチル（メタ）アクリルアミド）、ポリ（Ｎ－イソブチル（メタ）アクリルアミド）、ポリ（Ｎ－ｔ－ブチル（メタ）アクリルアミド）等のポリ（Ｎ－アルキル（メタ）アクリルアミド）；ポリ（Ｎ－ビニルイソプロピルアミド）、ポリ（Ｎ－ビニルノルマルプロピルアミド）、ポリ（Ｎ－ビニルノルマルブチルアミド）、ポリ（Ｎ－ビニルイソブチルアミド）、ポリ（Ｎ－ビニル－ｔ－ブチルアミド）等のポリ（Ｎ－ビニルアルキルアミド）；ポリ（Ｎ－ビニルピロリドン）；ポリ（２－エチル－２－オキサゾリン）、ポリ（２－イソプロピル－２－オキサゾリン）、ポリ（２－ノルマルプロピル－２－オキサゾリン）等のポリ（２－アルキル－２－オキサゾリン）；ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル等のポリビニルアルキルエーテル；ポリエチレンオキサイドとポリプロピレンオキサイドの共重合体；ポリ（オキシエチレンビニルエーテル）；メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロース誘導体等、およびこれらの高分子化合物の共重合体を挙げることができる。
　また、温度応答性高分子は、これらの高分子化合物の架橋体であってもよい。温度応答性高分子が架橋体である場合、かかる架橋体としては、例えば、Ｎ－イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－ノルマルプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－ノルマルブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－イソブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－ｔ－ブチル（メタ）アクリルアミド等のＮ－アルキル（メタ）アクリルアミド；Ｎ－ビニルイソプロピルアミド、Ｎ－ビニルノルマルプロピルアミド、Ｎ－ビニルノルマルブチルアミド、Ｎ－ビニルイソブチルアミド、Ｎ－ビニル－ｔ－ブチルアミド等のＮ－ビニルアルキルアミド；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルアルキルエーテル；エチレンオキサイドとプロピレンオキサイド；２－エチル－２－オキサゾリン、２－イソプロピル－２－オキサゾリン、２－ノルマルプロピル－２－オキサゾリン等の２－アルキル－２－オキサゾリン等のモノマーまたはこれらのモノマーの２種類以上を、架橋剤の存在下で重合して得られる高分子化合物を挙げることができる。
　上記架橋剤としては、従来公知のものを適宜選択して用いればよいが、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（メタ）アクリルアミド、トリレンジイソシアネート、ジビニルベンゼン、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等の重合性官能基を有する架橋性モノマー；グルタールアルデヒド；多価アルコール；多価アミン；多価カルボン酸；カルシウムイオン、亜鉛イオン等の金属イオン等を好適に用いることができる。これらの架橋剤は単独で用いてもよく、また２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　あるいは、温度応答性高分子が架橋体である場合、かかる架橋体は、架橋されていない温度応答性高分子、例えば上記で例示した温度応答性高分子を、上記架橋剤と反応させて網目構造を形成させることによって得られた架橋体であってもよい。
　また、光に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子としては、アゾベンゼン誘導体、スピロピラン誘導体等の、光により親水性または極性が変化する高分子化合物、それらと温度応答性高分子およびｐＨ応答性高分子化合物の少なくともいずれかとの共重合体、上記光応答性高分子の架橋体、または、上記共重合体の架橋体を挙げることができる。
　また、電場に応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基等の解離基を有する高分子化合物、カルボキシル基含有高分子化合物とアミノ基含有高分子化合物との複合体のような静電相互作用や水素結合などによって複合体を形成した高分子化合物、または、これらの架橋体を挙げることができる。
　また、ｐＨに応答して水との親和性が可逆的に変化する刺激応答性高分子としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基等の解離基を有する高分子化合物、カルボキシル基含有高分子化合物とアミノ基含有高分子化合物との複合体のような静電相互作用や水素結合などによって複合体を形成した高分子化合物、または、これらの架橋体を挙げることができる。
　また、刺激応答性高分子は、上述した刺激応答性高分子の誘導体であってもよいし、他のモノマーとの共重合体であってもよい。なお、上記の他のモノマーは、特に限定されるものではなく、どのようなモノマーであってもよい。例えば、（メタ）アクリル酸、アリルアミン、酢酸ビニル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’-ジメチル（メタ）アクリルアミド、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、アルキル（メタ）アクリレート、マレイン酸、ビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸、アクリルアミドアルキルスルホン酸、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル等のモノマーを好適に用いることができる。
　あるいは、刺激応答性高分子は、他の架橋された高分子又は架橋されていない高分子と、相互浸入高分子網目構造またはセミ相互浸入高分子網目構造を形成してなる高分子であってもよい。
　上記刺激応答性高分子の分子量は特に限定されるものではないが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により決定された数平均分子量が３０００以上であることが好ましい。
　（（セミ）相互浸入高分子）
　中でも、本発明では、刺激応答性高分子は、上述した刺激応答性高分子と、親水性高分子とが、相互浸入高分子網目構造またはセミ相互浸入高分子網目構造を形成してなる（セミ）相互浸入高分子であることがより好ましい。かかる（セミ）相互浸入高分子は、外部刺激に応答して、水分を吸収する状態と、吸収した水分を放出する状態との間で変化するという刺激応答性高分子の機能を備えるとともに、高い吸湿能力を併せ持つため、吸湿材として非常に好適である。なお、本明細書において、（セミ）相互浸入高分子とは、相互浸入高分子及び／又はセミ相互浸入高分子をいう。
　ここで、相互浸入高分子網目構造とは、異なる種類の高分子が、いずれも架橋高分子であり、それぞれの高分子の架橋網目が化学的に結合することなく独立に存在する状態で相互に絡み合った構造をいう。また、セミ相互浸入高分子網目構造とは、異なる種類の高分子の一方が架橋高分子であり、他方が直鎖状高分子であり、それぞれの高分子が化学的に結合することなく、独立に存在する状態で相互に絡み合った構造をいう。
　前者の場合は、前記刺激応答性高分子と親水性高分子とは、いずれも架橋網目を有する架橋高分子であり、前記刺激応答性高分子の架橋網目と、親水性高分子の架橋網目とが、化学的に結合することなく相互に絡み合った構造、すなわち、相互浸入高分子網目構造を形成している。
　後者の場合は、前記刺激応答性高分子および前記親水性高分子の何れかが、架橋網目を有する架橋高分子であり、他方は直鎖状高分子であり、前記刺激応答性高分子と、親水性高分子とが、化学的に結合することなく相互に絡み合った構造、すなわち、セミ相互浸入高分子網目構造を形成している。
　上記親水性高分子としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基等の親水性基を側鎖または主鎖に有する高分子を挙げることができる。上記親水性高分子のより具体的な一例としては、例えば、アルギン酸、ヒアルロン酸等の多糖類；キトサン；カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体；ポリ（メタ）アクリル酸、ポリマレイン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリビニルベンゼンスルホン酸、ポリアクリルアミドアルキルスルホン酸、ポリジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、これらと（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステル等との共重合体、ポリジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドとポリビニルアルコールとの複合体、ポリビニルアルコールとポリ（メタ）アクリル酸との複合体、ポリ（メタ）アクリロニトリル、ポリアリルアミン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ（メタ）アクリルアミド、ポリ－Ｎ，Ｎ’-ジメチル（メタ）アクリルアミド、ポリ－２－ヒドロキシエチルメタクリレート、ポリ－アルキル（メタ）アクリレート、ポリジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、ポリ（メタ）アクリロニトリルおよび上記ポリマーの共重合体等を挙げることができる。
　また、親水性高分子が架橋体であってもよい。親水性高分子が架橋体である場合、かかる架橋体としては、例えば、（メタ）アクリル酸、アリルアミン、酢酸ビニル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’-ジメチル（メタ）アクリルアミド、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、アルキル（メタ）アクリレート、マレイン酸、ビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸、アクリルアミドアルキルスルホン酸、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル等のモノマーを、架橋剤の存在下で重合して得られる高分子を挙げることができる。
　上記架橋剤としては、従来公知のものを適宜選択して用いればよいが、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（メタ）アクリルアミド、トリレンジイソシアネート、ジビニルベンゼン、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等の重合性官能基を有する架橋性モノマー；グルタールアルデヒド；多価アルコール；多価アミン；多価カルボン酸；カルシウムイオン、亜鉛イオン等の金属イオン等を好適に用いることができる。これらの架橋剤は単独で用いてもよく、また２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　あるいは、温度応答性高分子が架橋物である場合、かかる架橋物は、架橋されていない上記親水性高分子、例えば、上記モノマーを重合して得られた高分子、または、アルギン酸、ヒアルロン酸等の多糖類；キトサン；カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体を、上記架橋剤と反応させて網目構造を形成させることによって得られた架橋体であってもよい。
　上記親水性高分子の分子量も特に限定されるものではないが、ＧＰＣにより決定された数平均分子量が３０００以上であることが好ましい。
　　〔まとめ〕
　本発明の態様１にかかる調湿装置１は、所定の外部刺激に応答して親水性と疎水性とに可逆的に変化する刺激応答性高分子を含んだ吸湿材を有する吸湿部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄと、前記吸湿材を親水性から疎水性に切り替えるための外部刺激を付与する刺激付与部（加熱部２２，刺激付与部４５）と、前記吸湿材が疎水性に切り替わることにより前記吸湿材から放出された水を蒸発させるための熱量を付与する加熱部２２とを備えていることを特徴としている。
　上記の構成によれば、吸湿材に所定の外部刺激を付与することで吸湿材を疎水性に切り替えて吸湿材に吸湿された水分を放出させ、吸湿材から放出された水を加熱して蒸発させることで吸湿材を乾燥状態に再生することができる。このように、吸湿材から放出された水分を蒸発させる場合、従来のようにゼオライト等の吸湿材に吸着されている水分を蒸発させる場合よりも少ない熱量で水を蒸発させることができる。これにより、吸湿材の再生処理に要するエネルギ消費量を低減させることができる。
　本発明の態様２にかかる調湿装置１は、上記態様１において、前記加熱部２２が付与した熱により蒸発した水蒸気を含む空気を冷却し、当該空気中に含まれる水蒸気を結露させて当該空気と分離させる冷却部２４を備えている構成である。
　上記の構成によれば、吸湿材から放出および蒸発させた水分を容易に回収することができる。
　本発明の態様３にかかる調湿装置１は、上記態様１または２において、親水性状態の前記吸湿材に空気中の水分を吸湿させる第１処理部（第１空気路１０）と、前記吸湿材に吸湿された水分を前記刺激付与部（加熱部２２，刺激付与部４５）および前記加熱部２２により排出させて前記吸湿材を乾燥状態に再生する第２処理部（第２空気路２０）と、前記吸湿材が前記第１処理部（第１空気路１０）に配置される第１状態と前記第２処理部（第２空気路２０）に配置される第２状態とに切り替える切替部（モータ４４）とを備え、前記吸湿部４２ａ，４２ｂを複数備えており、前記切替部（モータ４４）は、複数の前記吸湿部４２ａ，４２ｂのうちのいずれかの吸湿部（４２ａ，４２ｂの一方）が前記第１処理部（第１空気路１０）に配置され、他のいずれかの吸湿部（４２ａ，４２ｂの他方）が前記第２処理部（第２空気路２０）に配置されるように、前記各吸湿部４２ａ，４２ｂの位置を切り替える構成である。
　上記の構成によれば、吸湿材を第１処理部（第１空気路１０）に配置することで第１処理部（第１空気路１０）内の空気中の水分を吸湿材に吸湿させて前記空気の調湿を行うとともに、吸湿した吸湿材を第２処理部（第２空気路２０）に配置することで吸湿材に吸湿された水分を放出・蒸発させて吸湿材を乾燥状態に再生することができる。これにより、空気の調湿と吸湿材の再生とを繰り返し行うことができる。また、第１処理部（第１空気路１０）において空気を調湿する処理と、第２処理部（第２空気路２０）において吸湿材を再生する処理とを並行して行うことができる。
　本発明の態様４にかかる調湿装置１は、上記態様１または２において、親水性状態の前記吸湿材に空気中の水分を吸湿させる第１処理部（第１空気路１０）と、前記吸湿材に吸湿された水分を前記刺激付与部（加熱部２２，刺激付与部４５）および前記加熱部２２により排出させて前記吸湿材を乾燥状態に再生する第２処理部（第２空気路２０）と、前記吸湿材が前記第１処理部（第１空気路１０）に配置される第１状態と前記第２処理部（第２空気路２０）に配置される第２状態とに切り替える切替部（モータ４４）とを備え、前記切替部（モータ４４）は、前記吸湿部４２ｃの一部が前記第１処理部（第１空気路１０）に配置され、他の一部が前記第２処理部（第２空気路２０）に配置されるように、前記吸湿部４２ｃの前記第１処理部（第１空気路１０）および前記第２処理部（第２空気路２０）に対する相対位置を変化させる構成である。
　上記の構成によれば、吸湿材を第１処理部（第１空気路１０）に配置することで第１処理部（第１空気路１０）内の空気中の水分を吸湿材に吸湿させて前記空気の調湿を行うとともに、吸湿した吸湿材を第２処理部（第２空気路２０）に配置することで吸湿材に吸湿された水分を放出・蒸発させて吸湿材を乾燥状態に再生することができる。これにより、空気の調湿と吸湿材の再生とを繰り返し行うことができる。また、第１処理部（第１空気路１０）において空気を調湿する処理と、第２処理部（第２空気路２０）において吸湿材を再生する処理とを並行して行うことができる。
　本発明の態様５にかかる調湿装置１は、上記態様１から４のいずれかにおいて、前記外部刺激は熱であり、前記刺激付与部（加熱部２２）および前記加熱部２２が共通の加熱装置である構成である。
　上記の構成によれば、刺激付与部４５と加熱部２２とを別々に備える場合に比べて、調湿装置１の構成を簡略化し、調湿装置１の製造コストを削減することができる。
　本発明の態様６にかかる調湿装置１は、上記態様１から４のいずれかにおいて、前記外部刺激は熱、光、電場、または水素イオン指数（ｐＨ）の変化である構成である。
　上記の構成によれば、所定の熱、光、電場、または水素イオン指数の変化を付与することにより、吸湿材を疎水性に切り替えて吸湿材に吸湿された水分を放出させることができる。
　本発明の態様７にかかる調湿装置１は、上記態様１から６のいずれかにおいて、前記加熱部２２は、４０℃以上７０℃以下の範囲内に設定される所定温度に加熱した空気を前記吸湿部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄに供給することにより、前記吸湿材から放出された水を蒸発させる構成である。
　前記吸湿材を疎水性に切り替えることで前記吸湿材から放出される水は、従来のゼオライト等の吸湿材に吸着された水のようにシラノール結合等によって結合していない。このため、４０℃以上７０℃以下の温度範囲に設定される所定温度の空気を前記吸湿部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄに供給することにより、当該吸湿部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄに備えられている前記吸湿材から放出された水を容易に蒸発させることができる。
　本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　本発明は、吸湿材を用いて空気の湿度を調整する調湿装置に適用できる。
１　調湿装置
１０　第１空気路（第１処理部）
１１　吸気部
１２　ファン
１３　排気部
２０　第２空気路（第２処理部）
２１　吸気部
２２　加熱部（刺激付与部、加熱装置）
２２ａ　ヒータ
２３　ファン
２４　冷却部
２５　排水部
２６　排気部
３０　冷却空気路
３１　吸気部
３２　ファン
３３　排気部
４０，４０ｂ，４０ｃ　吸湿ユニット
４１　支持部
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ　吸湿部
４３　回転軸
４４　モータ（切替部）
４５　刺激付与部
５０　排水槽

Claims (5)

  1. 　所定の外部刺激に応答して親水性と疎水性とに可逆的に変化する刺激応答性高分子を含んだ吸湿材を有する吸湿部と、
    　前記吸湿材を親水性から疎水性に切り替えるための外部刺激を付与する刺激付与部と、
    　前記吸湿材が疎水性に切り替わることにより前記吸湿材から放出された水を蒸発させるための熱量を付与する加熱部とを備えていることを特徴とする調湿装置。
  2. 　前記加熱部が付与した熱により蒸発した水蒸気を含む空気を冷却し、当該空気中に含まれる水蒸気を結露させて当該空気と分離させる冷却部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の調湿装置。
  3. 　親水性状態の前記吸湿材に空気中の水分を吸湿させる第１処理部と、
    　前記吸湿材に吸湿された水分を前記刺激付与部および前記加熱部により排出させて前記吸湿材を乾燥状態に再生する第２処理部と、
    　前記吸湿材が前記第１処理部に配置される第１状態と前記第２処理部に配置される第２状態とに切り替える切替部とを備え、
    　前記吸湿部を複数備えており、
    　前記切替部は、複数の前記吸湿部のうちのいずれかの吸湿部が前記第１処理部に配置され、他のいずれかの吸湿部が前記第２処理部に配置されるように、前記各吸湿部の位置を切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の調湿装置。
  4. 　親水性状態の前記吸湿材に空気中の水分を吸湿させる第１処理部と、
    　前記吸湿材に吸湿された水分を前記刺激付与部および前記加熱部により排出させて前記吸湿材を乾燥状態に再生する第２処理部と、
    　前記吸湿材が前記第１処理部に配置される第１状態と前記第２処理部に配置される第２状態とに切り替える切替部とを備え、
    　前記切替部は、前記吸湿部の一部が前記第１処理部に配置され、他の一部が前記第２処理部に配置されるように、前記吸湿部の前記第１処理部および前記第２処理部に対する相対位置を変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の調湿装置。
  5. 　前記外部刺激は熱であり、
    　前記刺激付与部および前記加熱部が共通の加熱装置であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の調湿装置。
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