(57)【要約】  デシカントを用いた除湿装置において、摺動面のない水分吸着脱着装置を用いて装置の耐久性を向上させると共に、連続的な除湿運転が可能な除湿装置を提供する。  対象空間から空気を吸込む吸込口３と対象空間へ空気を供給する吐出口４とを連通する風路２と、空気を加熱する加熱装置５０と、相対的に湿度の低い空気に放湿し、相対的に湿度の高い空気から吸湿する第一の水分吸着脱着装置１０ａと、第一の水分吸着脱着装置１０ａと離隔して配置された第二の水分吸着脱着装置１０ｂと、加湿された空気を冷却する冷却装置２０と、第一の水分吸着脱着装置１０ａ、冷却装置２０、第二の水分吸着脱着装置１０ｂの順に通過する空気経路と、第二の水分吸着脱着装置１０ｂ、冷却装置２０、第一の水分吸着脱着装置１０ａの順に通過する空気経路とを切り替える切替装置４０ａ、４０ｂとを備える。
2012073386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
除湿対象空間から空気を吸込む吸込口と該除湿対象空間へ空気を供給する吐出口とを有する本体と、
前記本体内に設けられ、前記吸込口と前記吐出口とを連通する風路と、
前記風路内に配置され、前記吸込口から吸込まれた空気を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置より下流側に配置され、相対的に湿度の低い空気に放湿し、相対的に湿度の高い空気から吸湿する第一の水分吸着脱着装置と、
前記加熱装置より下流側に前記第一の水分吸着脱着装置と離隔して配置され、相対的に湿度の低い空気に放湿し、相対的に湿度の高い空気から吸湿する第二の水分吸着脱着装置と、
前記第一の水分吸着脱着装置と前記第二の水分吸着脱着装置との間に配置され、前記第一の水分吸着脱着装置または前記第二の水分吸着脱着装置の放湿により加湿された空気を冷却する冷却装置と、
前記風路内に配置され、前記吸込口から吸込まれた空気を、前記加熱装置、前記第一の水分吸着脱着装置、前記冷却装置、前記第二の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路と、前記加熱装置、前記第二の水分吸着脱着装置、前記冷却装置、前記第一の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路とに切り替える切替装置と、を備えたことを特徴とする除湿装置。
【請求項２】
除湿対象空間から空気を吸込む吸込口と該除湿対象空間へ空気を供給する吐出口とを有する本体と、
前記本体内に設けられ、前記吸込口と前記吐出口とを連通する風路と、
前記風路内に配置され、相対湿度が４０〜１００％の空気に対する平衡吸着量が、相対湿度の上昇に対して略直線的に増加する吸着剤を有し、相対的に湿度の低い空気に放湿し、相対的に湿度の高い空気から吸湿する第一の水分吸着脱着装置と、
前記風路内に前記第一の水分吸着脱着装置と離隔して配置され、相対湿度が４０〜１００％の空気に対する平衡吸着量が、相対湿度の上昇に対して略直線的に増加する吸着剤を有し、相対的に湿度の低い空気に放湿し、相対的に湿度の高い空気から吸湿する第二の水分吸着脱着装置と、
前記第一の水分吸着脱着装置と前記第二の水分吸着脱着装置との間に配置され、前記第一の水分吸着脱着装置または前記第二の水分吸着脱着装置の放湿により加湿された空気を冷却する冷却装置と、
前記風路内に配置され、前記吸込口から吸込まれた空気を、前記第一の水分吸着脱着装置、前記冷却装置、前記第二の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路と、前記第二の水分吸着脱着装置、前記冷却装置、前記第一の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路とに切り替える切替装置と、を備えたことを特徴とする除湿装置。
【請求項３】
前記第一の水分吸着脱着装置と前記第二の水分吸着脱着装置は、前記風路内に固定され静止していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の除湿装置。
【請求項４】
前記第一の水分吸着脱着装置と前記第二の水分吸着脱着装置は、多数の小透孔を有する通風体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項５】
前記第一の水分吸着脱着装置と前記第二の水分吸着脱着装置は、それぞれの空気通過面を前記冷却装置の空気通過面に対向するように配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項６】
前記第一の水分吸着脱着装置、前記冷却装置および前記第二の水分吸着脱着装置は、空気の経路の切り替えによって前記第一の水分吸着脱着装置、前記冷却装置および前記第二の水分吸着脱着装置を通過する空気の通過方向が反転するように配置されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項７】
前記風路は、前記第一の水分吸着脱着装置および前記第二の水分吸着脱装置の上流側に設けられ、経路を二方向に分岐する第一の分岐部と、前記第一の水分吸着脱着装置および前記第二の水分吸着脱装置の下流側に設けられ、経路を二方向に分岐する第二の分岐部とを有し、
前記切替装置は、前記第一の分岐部と前記第二の分岐部とにそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項８】
前記切替装置の切り替え動作を、予め決められた時間で行うように制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項９】
前記吸込口を通過した空気の湿度情報を測定する第一のセンサーと、
前記吐出口を通過する空気の湿度情報を測定する第二のセンサーと、
前記切替装置の切り替え動作を、前記第一および第二のセンサーで測定された湿度情報に基づいて行うように制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項１０】
前記吸込口を通過した空気の湿度情報を測定する第一のセンサーと、
前記吐出口を通過する空気の湿度情報を測定する第二のセンサーと、
前記切替装置の切り替え動作を、予め決められた時間で行うように制御すると共に、前記第一および第二のセンサーで測定された湿度情報に基づいて行うように制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項１１】
前記冷却装置は、冷凍サイクルの蒸発器であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の除湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、居住空間などの室内の空気を循環させ、空気中に含まれる水分を吸着するデシカントによって除湿を行い、室内の湿度を調整する除湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の除湿装置として、水分の吸着および脱着を行う吸着剤が担持された回転式のデシカントローターを使用し、このデシカントローターの脱着部の再生熱源としてヒートポンプの熱交換器を利用したものが提案されている。この除湿装置では、除湿対象空間の空気が循環している空気流路上にデシカントローターを配置し、デシカントローターを回転させると共に、空気を再生熱源である加熱手段、デシカントローターの脱着部、冷却手段、デシカントローターの吸着部の順に通過させて連続的に除湿運転を行う構成となっている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４８３８号公報（請求項１、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１の除湿装置では、空気流路が吸着側と脱着側とに分けられ、デシカントローターはこの二つの空気流路に跨って配置され、吸着領域と脱着領域とを交互に回転移動するようにしているため、デシカントローターの回転軸部には摺動面が発生していた。このような摺動面には摩擦抵抗が発生するため、デシカントローターは回転軸部の磨耗などにより耐久性が低下し、修理や部品交換の回数の増加につながっていた。【０００５】
また、この摺動面におけるシール性も考慮する必要があり、連続運転により摺動面のシール性が低下すると、二つの空気流路間で空気の漏れが発生してしまい、吸着剤の吸着、脱着が十分に行われずに除湿能力の低下につながっていた。さらに、摺動面には摩擦抵抗が発生しているため、デシカントローターを駆動させるための入力は高くなっていた。【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、摺動面が発生しない水分吸着脱着装置を用いて、装置の耐久性を向上して消耗部品を減少させると共に、連続的な除湿運転を効率よく行うことのできる除湿装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る除湿装置は、除湿対象空間から空気を吸込む吸込口と除湿対象空間へ空気を供給する吐出口とを有する本体と、本体内に設けられ、吸込口と吐出口とを連通する風路と、風路内に配置され、吸込口から吸込まれた空気を加熱する加熱装置と、加熱装置より下流側に配置され、相対的に湿度の低い空気に放湿し、相対的に湿度の高い空気から吸湿する第一の水分吸着脱着装置と、加熱装置より下流側に第一の水分吸着脱着装置と離隔して配置され、相対的に湿度の低い空気に放湿し、相対的に湿度の高い空気から吸湿する第二の水分吸着脱着装置と、第一の水分吸着脱着装置と第二の水分吸着脱着装置との間に配置され、第一の水分吸着脱着装置または第二の水分吸着脱着装置の放湿により加湿された空気を冷却する冷却装置と、風路内に配置され、吸込口から吸込まれた空気を、加熱装置、第一の水分吸着脱着装置、冷却装置、第二の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路と、加熱装置、第二の水分吸着脱着装置、冷却装置、第一の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路とに切り替える切替装置とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、風路内に設けられた切替装置によって、除湿対象空間の空気を加熱装置、第一の水分吸着脱着装置、冷却装置、第二の水分吸着脱着装置の順に通過させ、調湿空気を除湿対象空間に供給する空気経路と、除湿対象空間の空気を加熱装置、第二の水分吸着脱着装置、冷却装置、第一の水分吸着脱着装置の順に通過させ、調湿空気を除湿対象空間に供給する空気経路とに切り替えることにより、摺動面が発生しない水分吸着脱着装置を用いて連続的に除湿運転を行うことができる。また、この水分吸着脱着装置には摺動面が発生しないため、水分吸着脱着装置の耐久性が向上し、修理回数や消耗部品を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る除湿装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る除湿装置の運転時における空気の状態変化を示す湿り空気線図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る除湿装置の概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る除湿装置の運転時における空気の状態変化を示す湿り空気線図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る除湿装置の水分吸着脱着装置に使用される吸着剤の相対湿度と平衡吸着量との関係を表した図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る除湿装置の水分吸着脱着装置に使用される吸着剤の通過風速と吸着、脱着速度との関係を表した図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る除湿装置の概略構成図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る除湿装置の制御ブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る除湿装置の概略構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る除湿装置の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る除湿装置を装置の上方から見たときの概略構成図である。
図１に示すように、実施の形態１の除湿装置は、除湿対象空間である室内から室内空気（ＲＡ）を吸込む吸込口３と室内へ調湿空気（ＳＡ）を供給する吐出口４とを有する本体１と、吸込口３と吐出口４とを連通し内部に空気が流れる風路２とが設けられており、この風路２内に、空気を加熱する加熱装置５０と、空気中に含まれる水分を吸着または空気中に水分を脱着する水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂと、空気を冷却する冷却装置２０と、風路２内の空気を送風する送風装置３０と、風路２内を流れる空気の経路を切り替える切替装置４０ａ、４０ｂとを備えている。
【００１１】
図１のＡ、Ｂはそれぞれ風路２内を流れる空気の経路を示し、図１（ａ）は空気経路Ａ、図１（ｂ）は空気経路Ｂの場合の図である。空気経路Ａは、室内空気が吸込口３から吸い込まれ、加熱装置５０、水分吸着脱着装置１０ａ、冷却装置２０、水分吸着脱着装置１０ｂを通過し、送風装置３０を経て吐出口４から調湿空気として室内へ供給される経路である。空気経路Ｂは、室内空気が吸込口３から吸い込まれ、加熱装置５０、水分吸着脱着装置１０ｂ、冷却装置２０、水分吸着脱着装置１０ａを通過し、送風装置３０を経て吐出口４から調湿空気として室内へ供給される経路である。
【００１２】
この空気経路Ａと空気経路Ｂとは、切替装置４０ａ、４０ｂにより、予め決められた時間で切り替えられるように設定されている。切替装置４０ａ、４０ｂにはダンパなどを使用しており、図示しないが、ダンパ動作に用いるモータ回転動作を制御することによって空気経路の切り替えを行っている。このモータ回転動作のタイミングを予め決められた時間に設定している。
【００１３】
風路２は、吸込口３と吐出口４とを接続する管路を途中で二方向に分岐させた構造となっている。切替装置４０ａはこの分岐が始まる箇所に配置され、切替装置４０ｂは分岐が終わる箇所に配置されている。水分吸着脱着装置１０ａ、冷却装置２０および水分吸着脱着装置１０ｂは、切替装置４０ａと切替装置４０ｂとに挟まれるように配置され、且つ吸込口３から吐出口４に向かう空気の流れ方向に対して略直角方向に空気が流れる向きに配置されている。このような風路２構造にすることで、複雑な管路構造を必要とせず切替装置４０ａ、４０ｂの切り替え動作のみで、一つの風路２内に二つの空気経路を構成することができる。
【００１４】
水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂは、多くの通風断面積がとれるように、風路２の水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂが配置される箇所の管路断面に沿った多角形断面の多孔質平板などからなっており、厚さ方向に空気が通過できるように孔を構成したものである。また、風路２内において水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂは上述した配置構成のため、通風断面積を大きくする場合には、風路２内の切替装置４０ａと切替装置４０ｂとの間隔（図１の左右方向）を広げ水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂの断面積を大きくすればよく、本体１の幅方向（図１の上下方向）への大型化を抑えることができる。なお、多孔質平板は管路断面に沿った形状をして同様の効果が得られるものであれば形状を限定しないものとする。
【００１５】
また、水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂと冷却装置２０は、空気経路Ａ、Ｂのどちらの経路の場合においても空気の流れる方向に略直列になるように配置されており、冷却装置２０は水分吸着脱着装置１０ａと水分吸着脱着装置１０ｂとの間に設けられている。これら水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂと冷却装置２０を、それぞれの空気が通過する面が対向するように配置することにより、風路２内にこれら装置を小スペースに収めることができ、除湿装置を小型化することが可能となる。なお、この対向とは少々角度がずれたものでもよく、同様の効果が得られる。
【００１６】
水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂを構成する多孔質平板の表面には、例えばゼオライト、シリカゲル、活性炭等のような相対的に湿度の高い空気から水分を吸着（吸湿）して相対的に湿度の低い空気に対して水分を脱着（放湿）する特性を有する吸着剤が塗布、表面処理あるいは含浸されている。これら吸着剤には、空気の相対湿度に対して吸着することのできる水分量（平衡吸着量）がある。吸着剤がある相対湿度の空気から水分を吸着し続けて平衡吸着量に達すると、吸着剤は平衡状態となり、それ以上の水分量を吸着することができなくなる。そのため、平衡状態となる前に水分を空気に対して脱着させ、再び吸着可能な状態にする必要がある。
【００１７】
冷却装置２０は、水分吸着脱着装置１０ａもしくは水分吸着脱着装置１０ｂを通過した空気を露点温度以下まで冷却し、空気の相対湿度を高くすると共に、空気中に含まれる水分を凝縮水として取り除く目的で設けられている。冷却装置２０で凝縮した水分は、図示はしていないが、一般的な除湿装置と同様に、例えば排水経路を設けて本体１外に排水されるようになっている。
【００１８】
冷却装置２０にはヒートポンプの低温側熱交換器である蒸発器、加熱装置５０にはヒートポンプの高温側熱交換器である凝縮器をそれぞれ使用しており、図示はしていないが、冷却装置２０と加熱装置５０とは配管接続され冷媒回路を構成している。これら熱交換器の配管には温度センサーが設けられ、温度センサーによって測定された温度情報に基づいて、それぞれの熱交換器が除湿運転に最適な加熱および冷却温度になるように冷媒回路を制御している。
【００１９】
送風装置３０はファンなどから構成されており、空気条件に応じて風路２内を流れる空気の風量を設定することが可能である。ファンを回転させるモータにＤＣモータを使用する場合には、電流値を変化させて回転数を制御することで風量を制御し、ＡＣモータを使用する場合には、インバータ制御により電源周波数を変化させて回転数を制御することで風量を制御することが可能となる。
【００２０】
また、送風装置３０の風量を制御することによって水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂを通過する空気の流速も変化する。水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂに使用される吸着剤の吸着、脱着速度（吸着、脱着時における空気と吸着剤間の水分移動速度）は、吸着剤を通過する空気の流速が上がると増加するため、送風装置３０の風量を増加させることで、吸着剤の吸脱着能力を上昇させることが可能となる。
【００２１】
なお、送風装置３０は本発明の実施の形態１においては風路２内の最下流に配置されているが、空気経路Ａ、Ｂにおける目標の風量が得られればよいので、図１の配置位置より上流、例えば風路２内の最上流などに配置してもよく、さらに、上流と下流などのように複数配置してもよく、送風装置３０の配置位置と数は限定しないものとする。
【００２２】
次に、本発明の実施の形態１に係る除湿装置の動作について説明する。
図２は、図１に示した除湿装置の動作時における空気の状態変化を示す湿り空気線図である。図２の湿り空気線図の縦軸は空気の絶対湿度、横軸は空気の乾球温度である。また、図２中の曲線は飽和空気を示すもので、飽和空気における相対湿度は１００％である。さらに、図２中の点線は露点温度を示すもので、飽和空気状態のときの乾球温度である。図２中には、湿り空気線図における空気状態を（１）〜（５）で示し、図１（ａ）のＡ（１）〜Ａ（５）、図１（ｂ）のＢ（１）〜Ｂ（５）にそれぞれ対応している。
【００２３】
空気経路Ａの場合の空気の状態変化を図２と図１（ａ）を用いて説明する。
（１）の状態の室内空気は風路２の吸込口３に導入され、加熱装置５０に流入する。加熱装置５０に流入した空気は、加熱装置５０通過時に加熱され、絶対湿度がほぼ一定の状態で乾球温度が上昇し（２）の状態となる。この状態変化は、飽和空気曲線から離れる方向に変化していることから、（２）の状態における相対湿度は（１）の状態よりも低くなっている。このように、（１）から（２）への状態変化では、空気の相対湿度を低下させ、次に通過する水分吸着脱着装置１０ａが水分を脱着しやすい空気状態に変化させている。
【００２４】
（２）の状態の空気は、水分吸着脱着装置１０ａに流入する。水分吸着脱着装置１０ａは、そのときの水分吸着脱着装置１０ａの水分含量に応じて、空気中に水分を脱着するため、水分吸着脱着装置１０ａを通過した空気は加湿され、乾球温度が低下すると共に絶対湿度が上昇し（３）の状態となる。また、絶対湿度の上昇により、露点温度が上昇する。ここで、乾球温度の低下は、水分吸着脱着装置１０ａが脱着時に吸熱反応をするためである。このように、（２）から（３）への状態変化では、水分吸着脱着装置１０ａの脱着反応により、空気を加湿して露点温度を上昇させ、次に通過する冷却装置２０で水分が凝縮されやすい空気状態に変化させている。
【００２５】
（３）の状態の空気は、冷却装置２０に流入する。冷却装置２０に流入した空気は、冷却装置２０通過時に露点温度以下に冷却され（４）の状態となる。露点温度以下に冷却することで、（３）の状態の絶対湿度と（４）の状態の絶対湿度との差分の水分が凝縮され、空気は除湿される。また、この冷却により空気は飽和空気となり、空気の相対湿度は１００％程度まで高まる。このように、(３)から（４）への状態変化では、空気を除湿する
と共に、空気の相対湿度を上昇させ、次に通過する水分吸着脱着装置１０ｂが水分を吸着しやすい空気状態に変化させている。
【００２６】
（４）の状態の空気は、水分吸着脱着装置１０ｂに流入する。水分吸着脱着装置１０ｂは、そのときの水分吸着脱着装置１０ｂの水分含量に応じて、空気中から水分を吸着するため、水分吸着脱着装置１０ｂを通過した空気は除湿され、乾球温度が上昇すると共に絶対湿度が低下し（５）の状態となる。ここで、乾球温度の上昇は、水分吸着脱着装置１０ｂが吸着時に放熱反応をするためである。このように、（４）から（５）への状態変化では、水分吸着脱着装置１０ｂの吸着反応により、空気を除湿して室内に供給する調湿空気に変化させている。
（５）の状態の空気は、送風装置３０を経て、風路２の吐出口４より調湿空気として室内に供給される。
【００２７】
次に、空気経路Ｂの場合の空気の状態変化を図２と図１（ｂ）を用いて説明する。
（１）の状態の室内空気は風路２の吸込口３に導入され、加熱装置５０に流入する。加熱装置５０に流入した空気は、加熱装置５０通過時に加熱され、絶対湿度がほぼ一定の状態で乾球温度が上昇し（２）の状態となる。この状態変化は、飽和空気曲線から離れる方向に変化していることから、（２）の状態における相対湿度は（１）の状態よりも低くなっている。このように、（１）から（２）への状態変化では、空気の相対湿度を低下させ、次に通過する水分吸着脱着装置１０ｂが水分を脱着しやすい空気状態に変化させている。
【００２８】
（２）の状態の空気は、水分吸着脱着装置１０ｂに流入する。水分吸着脱着装置１０ｂは、そのときの水分吸着脱着装置１０ｂの水分含量に応じて、空気中に水分を脱着するため、水分吸着脱着装置１０ｂを通過した空気は加湿され、乾球温度が低下すると共に絶対湿度が上昇し（３）の状態となる。また、絶対湿度の上昇により、露点温度が上昇する。ここで、乾球温度の低下は、水分吸着脱着装置１０ｂが脱着時に吸熱反応をするためである。このように、（２）から（３）への状態変化では、水分吸着脱着装置１０ｂの脱着反応により、空気を加湿して露点温度を上昇させ、次に通過する冷却装置２０で水分が凝縮されやすい空気状態に変化させている。
【００２９】
（３）の状態の空気は、冷却装置２０に流入する。冷却装置２０に流入した空気は、冷却装置２０通過時に露点温度以下に冷却され（４）の状態となる。露点温度以下に冷却することで、（３）の状態の絶対湿度と（４）の状態の絶対湿度との差分の水分が凝縮され、空気は除湿される。また、この冷却により空気は飽和空気となり、空気の相対湿度は１００％程度まで高まる。このように、(３)から（４）への状態変化では、空気を除湿する
と共に、空気の相対湿度を上昇させ、次に通過する水分吸着脱着装置１０ａが水分を吸着しやすい空気状態に変化させている。
【００３０】
（４）の状態の空気は、水分吸着脱着装置１０ａに流入する。水分吸着脱着装置１０ａは、そのときの水分吸着脱着装置１０ａの水分含量に応じて、空気中から水分を吸着するため、水分吸着脱着装置１０ａを通過した空気は除湿され、乾球温度が上昇すると共に絶対湿度が低下し（５）の状態となる。ここで、乾球温度の上昇は、水分吸着脱着装置１０ａが吸着時に放熱反応をするためである。このように、（４）から（５）への状態変化では、水分吸着脱着装置１０ａの吸着反応により、空気を除湿して室内に供給する調湿空気に変化させている。
（５）の状態の空気は、送風装置３０を経て、風路２の吐出口４より調湿空気として室内に供給される。
【００３１】
この空気経路Ａと空気経路Ｂとの切り替えは、切替装置４０ａ、４０ｂを動作させることで行っている。空気経路Ａと空気経路Ｂとが切り替わることによって、空気経路Ａで脱着反応をしていた水分吸着脱着装置１０ａが空気経路Ｂでは吸着反応、空気経路Ａで吸着反応をしていた水分吸着脱着装置１０ｂが空気経路Ｂでは脱着反応をすることになる。このように、切替装置４０ａ、４０ｂの切り替え動作によって水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂが平衡状態になることがないので、連続的に除湿運転を行うことが可能となる。
【００３２】
本発明の実施の形態１では、前述したように、切替装置４０ａ、４０ｂによる空気経路Ａ、Ｂの切り替えは予め決められた時間で行うように制御されている。例えば、３分ごとに空気経路を切り替えるように制御している。本発明の除湿装置は、室外のように環境変化が大きい空間の空気を除湿運転に使用するものではなく、室内などの環境変化が小さい空間の空気を使用して除湿運転を行うものであるため、水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂが平衡状態となる条件が予測しやすくなる。したがって、予め決められた時間で空気経路を切り替えることで、水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂの吸着、脱着能力を十分に発揮した状態に維持させることができ、連続的な除湿運転が可能となる。また、除湿能力を最適化するためにこの切り替え時間の設定を外部操作により変更できるようになっている。
【００３３】
このように除湿能力を室内空気の状態に応じて最適化する場合、従来のようなデシカントローターを使用するときには、デシカントローターの回転数を変更することで除湿能力の最適化が可能であるが、摺動面があるため回転数が上昇すると回転軸部の摩擦抵抗も大きくなり無駄な入力が多くなりやすかった。本発明の除湿装置では、摺動面のない水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂを使用し、切替装置４０ａ、４０ｂの切り替え時間を変更することで同様の効果が得られるので、摩擦による無駄な入力が発生することもなく省エネである。
【００３４】
また、水分吸着脱着装置１０ａと水分吸着脱着装置１０ｂを一つの風路２内に空気の流れる方向に略直列になるように配置させ、切替装置４０ａ、４０ｂにて空気経路を切り替えているので、デシカントローターのように摺動面からの空気漏れによる除湿能力の低下は発生しない。さらに、水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂには摺動面がないため、除湿装置としての耐久性を向上させることが可能となる。
【００３５】
また、水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂは吸着時と脱着時とでは空気の流入方向が逆となり、吸着時と脱着時の通風方向が反転するため、除加湿効率を上昇させることが可能となる。
【００３６】
さらに、水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂは風路２内に固定され静止しているため、デシカントローターのように回転などの動作を行うための形状の制限がなく、水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂの通風面積を風路２の形状に合わせることが可能である。そして、通風面積を多く確保して風速を減少させ圧力損失を低減させることや、水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂの吸着剤の空気との接触面積を増やし吸脱着量を増加させることが可能となる。
【００３７】
また、冷却装置２０を通過する空気は、水分吸着脱着装置１０ａもしくは水分吸着脱着装置１０ｂの脱着反応によって加湿が行われているために露点温度が高くなっている。そのため、冷却装置２０の冷却部温度を高くした場合においても冷却装置２０を通過した空気を結露させて除湿することが可能であり、同様の除湿を冷却装置２０のみで行う場合と比較して、冷却装置２０の入力を減少させることが可能となる。
【００３８】
さらに、冷却装置２０を通過した空気は水分吸着脱着装置１０ｂもしくは１０ａの吸着反応によって除湿されるため、同じ冷却部温度の冷却装置２０のみで除湿を行う場合と比較して、多くの空気を除湿させることが可能となる。
【００３９】
また、加熱装置５０の加熱温度を制御することによって、室内空気と調湿空気の空気温度を同じ温度にすることができ、等温除湿が可能となる。
【００４０】
実施の形態２．
本発明の実施の形態１で説明した発明により、従来の回転式のデシカントローターにおける課題は解決した。しかし、水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂの脱着能力を上昇させるために脱着熱源である加熱装置５０を設けているため、加熱装置５０によって空気が得た熱量を冷却装置２０によって処理する必要があり、顕熱と潜熱の処理効率の低下につながっていた。
【００４１】
そこで、本発明の実施の形態２に係る除湿装置では、水分吸着脱着装置に用いられる吸着剤として、相対湿度８０〜１００％における平衡吸着量（空気の相対湿度に対して吸着できる水分量）が多く、相対湿度４０〜６０％における平衡吸着量との差が大きい特性を有する吸着剤を使用した。実施の形態２では、このような特性を有する吸着剤を用いることで、脱着熱源である加熱装置５０がなくとも実施の形態１と同様に連続的な除湿運転を行うことが可能となる除湿装置について説明する。
【００４２】
図３は本発明の実施の形態２に係る除湿装置を装置の上方から見たときの概略構成図である。なお、図１と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
図３のＣ、Ｄはそれぞれ風路２内を流れる空気の経路を示し、図３（ａ）は空気経路Ｃ、図３（ｂ）は空気経路Ｄの場合の図である。空気経路Ｃは、室内空気が吸込口３から吸い込まれ、水分吸着脱着装置１０ｃ、冷却装置２１、水分吸着脱着装置１０ｄを通過し、送風装置３０を経て吐出口４から調湿空気として室内へ供給される経路である。空気経路Ｄは、室内空気が吸込口３から吸い込まれ、水分吸着脱着装置１０ｄ、冷却装置２１、水分吸着脱着装置１０ｃを通過し、送風装置３０を経て吐出口４から調湿空気として室内へ供給される経路である。
【００４３】
図３に示すように、水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄと冷却装置２１は、実施の形態１の水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂおよび冷却装置２０と同様に、空気経路Ｃ、Ｄのどちらの経路の場合においても空気の流れる方向に略直列になるように配置されており、冷却装置２１は水分吸着脱着装置１０ｃと水分吸着脱着装置１０ｄとの間に設けられている。  
【００４４】
水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄは、多くの通風断面積がとれるように、風路２の水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄが配置される箇所の管路断面に沿った多角形断面の多孔質平板などからなっており、厚さ方向に空気が通過できるように孔を構成したものである。また、多孔質平板表面には、相対的に湿度の高い空気から水分を吸着して相対的に湿度の低い空気に対して水分を脱着する特性を有し、相対湿度８０〜１００％における平衡吸着量が多く、相対湿度４０〜６０％における平衡吸着量との差が大きい特性を有する吸着剤を塗布、表面処理あるいは含浸されている。
【００４５】
図４に水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄに用いられる吸着剤の相対湿度と平衡吸着量との関係を示す。縦軸は平衡吸着量であり、横軸は相対湿度である。実線の曲線は水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄに用いられる吸着剤の特性を示し、破線の曲線は、実施の形態１の水分吸着脱着装置１０ａ、１０ｂなどに用いられる従来の吸着剤の特性を示している。  
【００４６】
図４に示すように、水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄに用いられる吸着剤は、相対湿度４０〜１００％の空気に対する平衡吸着量が略直線的に増加し、高湿域（相対湿度８０〜１００％）における平衡吸着量が特に多い特性を有している。即ち、水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄの吸着時と脱着時に通過する空気の相対湿度差を大きくすることで、平衡吸着量の差も大きくなり吸着、脱着能力を高くすることができる。
【００４７】
従来の吸着剤は、相対湿度の上昇に対する平衡吸着量の増加が少なかった。そのため、従来の吸着剤を用いて一般的な室内空間の空気（相対湿度４０〜６０％程）の除湿を行う場合には、吸着時と脱着時に通過する空気の平衡吸着量に差を出すために、脱着前に空気を加熱装置などによって加熱し、空気の相対湿度を２０％程に下げる必要があった。
【００４８】
一方、本発明の実施の形態２に係る除湿装置では、高湿域（相対湿度８０〜１００％）で平衡吸着量が特に多い吸着剤を水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄに用いているため、室内空気を加熱して相対湿度を下げなくとも、一般的な室内空間の空気（相対湿度４０〜６０％程）における平衡吸着量と十分に差を出すことができる。したがって、このような特性を有する吸着剤を用いることによって、風路２内に脱着熱源がなくとも除湿運転が可能となり、実施の形態１の加熱装置５０を省略することで装置の小型化が可能となる。
【００４９】
また、脱着熱源を風路２内から省略することで、冷却装置２１は脱着熱源によって通過空気が得る熱量を処理する必要がなくなるので、冷却装置２１は室内空気の熱処理のみをすることになり、省エネとなる。
【００５０】
さらに、脱着熱源をなくすことで、除湿運転中に空気経路を切り替えたときの水分吸着脱着装置１０ｃと水分吸着脱着装置１０ｄとの温度差が小さくなると共に、水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄの温度と水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄを通過する空気温度との温度差も小さくなるため、水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄにおける通過空気との温度差によって発生する吸着剤の熱抵抗が少なくなり、高効率で除湿運転が可能となる。
【００５１】
このような特性を有する吸着剤として、例えば、有機系ではポリアクリル酸ナトリウム架橋体、無機系ではナノチューブ珪酸塩（イモゴライト）やアルミニウム珪酸塩（ハスクレイ）などがある。
【００５２】
冷却装置２１には、ブラインクーラーなどを使用し、図示はしないが、ブライン回路によって冷却されたブラインをフィンチューブ型熱交換器の配管内を通過させ、空気がこの熱交換器を通過することによって冷却されるようになっている。冷却温度は、熱交換器の配管に設けられた温度センサー（図示せず）によって測定され、除湿運転に最適な温度になるように制御されている。また、この温度センサーによって、配管内を通過するブラインの温度を制御することによって、室内に供給する調湿空気の温度を外部から設定した目標温度にすることが可能となる。
【００５３】
冷却装置２１にブラインクーラーを使用すると、本体１外に別途設けられた冷凍機で熱交換されたブラインを使用して冷却することになるので、実施の形態１の加熱装置５０のような高温熱源がなくとも冷却能力を得ることができる。したがって、本体１内には加熱装置が不要となり除湿装置の小型化が可能となる。
【００５４】
次に、本発明の実施の形態２に係る除湿装置の動作について説明する。
図５は、図３に示した除湿装置の動作時における空気の状態変化を示す湿り空気線図である。図５には、湿り空気線図における空気状態を（１）〜（４）で示し、図３（ａ）のＣ（１）〜Ｃ（４）、図３（ｂ）のＤ（１）〜Ｄ（４）にそれぞれ対応している。
【００５５】
空気経路Ｃの場合の空気の状態変化を図５と図３（ａ）を用いて説明する。
（１）の状態の室内空気は風路２の吸込口３に導入され、水分吸着脱着装置１０ｃに流入する。水分吸着脱着装置１０ｃは、そのときの水分吸着脱着装置１０ｃの水分含量に応じて、空気中に水分を脱着するため、水分吸着脱着装置１０ｃを通過した空気は加湿され、乾球温度が低下すると共に絶対湿度が上昇し（２）の状態となる。また、絶対湿度の上昇により、露点温度が上昇する。ここで、乾球温度の低下は、水分吸着脱着装置１０ｃが脱着時に吸熱反応をするためである。このように、（１）から（２）への状態変化では、水分吸着脱着装置１０ｃの脱着反応により、空気を加湿して露点温度を上昇させ、次に通過する冷却装置２１で水分が凝縮されやすい空気状態に変化させている。
【００５６】
（２）の状態の空気は、冷却装置２１に流入する。冷却装置２１に流入した空気は、冷却装置２１通過時に露点温度以下に冷却され（３）の状態となる。露点温度以下に冷却することで、（２）の状態の絶対湿度と（３）の状態の絶対湿度との差分の水分が凝縮され、空気は除湿される。また、この冷却により空気は飽和空気となり、空気の相対湿度は１００％程度まで高まる。このように、(２)から（３）への状態変化では、空気を除湿する
と共に、空気の相対湿度を上昇させ、次に通過する水分吸着脱着装置１０ｄが水分を吸着しやすい空気状態に変化させている。
【００５７】
（３）の状態の空気は、水分吸着脱着装置１０ｄに流入する。水分吸着脱着装置１０ｄは、そのときの水分吸着脱着装置１０ｄの水分含量に応じて、空気中から水分を吸着するため、水分吸着脱着装置１０ｄを通過した空気は除湿され、乾球温度が上昇すると共に絶対湿度が低下し（４）の状態となる。ここで、乾球温度の上昇は、水分吸着脱着装置１０ｄが吸着時に放熱反応をするためである。このように、（３）から（４）への状態変化では、水分吸着脱着装置１０ｄの吸着反応により、空気を除湿して室内に供給する調湿空気に変化させている。
（４）の状態の空気は、送風装置３０を経て、風路２の吐出口４より調湿空気として室内に供給される。
【００５８】
次に、空気経路Ｄの場合の空気の状態変化を図５と図３（ｂ）を用いて説明する。
（１）の状態の室内空気は風路２の吸込口３に導入され、水分吸着脱着装置１０ｄに流入する。水分吸着脱着装置１０ｄは、そのときの水分吸着脱着装置１０ｄの水分含量に応じて、空気中に水分を脱着するため、水分吸着脱着装置１０ｄを通過した空気は加湿され、乾球温度が低下すると共に絶対湿度が上昇し（２）の状態となる。また、絶対湿度の上昇により、露点温度が上昇する。ここで、乾球温度の低下は、水分吸着脱着装置１０ｄが脱着時に吸熱反応をするためである。このように、（１）から（２）への状態変化では、水分吸着脱着装置１０ｄの脱着反応により、空気を加湿して露点温度を上昇させ、次に通過する冷却装置２１で水分が凝縮されやすい空気状態に変化させている。
【００５９】
（２）の状態の空気は、冷却装置２１に流入する。冷却装置２１に流入した空気は、冷却装置２１通過時に露点温度以下に冷却され（３）の状態となる。露点温度以下に冷却することで、（２）の状態の絶対湿度と（３）の状態の絶対湿度との差分の水分が凝縮され、空気は除湿される。また、この冷却により空気は飽和空気となり、空気の相対湿度は１００％程度まで高まる。このように、(２)から（３）への状態変化では、空気を除湿する
と共に、空気の相対湿度を上昇させ、次に通過する水分吸着脱着装置１０ｃが水分を吸着しやすい空気状態に変化させている。
【００６０】
（３）の状態の空気は、水分吸着脱着装置１０ｃに流入する。水分吸着脱着装置１０ｃは、そのときの水分吸着脱着装置１０ｃの水分含量に応じて、空気中から水分を吸着するため、水分吸着脱着装置１０ｃを通過した空気は除湿され、乾球温度が上昇すると共に絶対湿度が低下し（４）の状態となる。ここで、乾球温度の上昇は、水分吸着脱着装置１０ｃが吸着時に放熱反応をするためである。このように、（３）から（４）への状態変化では、水分吸着脱着装置１０ｃの吸着反応により、空気を除湿して室内に供給する調湿空気に変化させている。
（４）の状態の空気は、送風装置３０を経て、風路２の吐出口４より調湿空気として室内に供給される。
【００６１】
本発明の実施の形態２の除湿装置では、切替装置４０ａ、４０ｂによる空気経路Ｃ、Ｄの切り替え動作は、実施の形態１と同様に一定時間で行われるように制御されており、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６２】
また、水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄに使用される吸着剤の吸着、脱着速度（吸着、脱着時における空気と吸着剤間の水分移動速度）は風速依存性に加えて温度依存性があり、温度が高いほど吸着、脱着速度が高くなる。
図６に水分吸着脱着装置に使用される吸着剤の通過風速と吸着、脱着速度との関係を示す。図６の縦軸は吸着剤の吸着、脱着速度、横軸は吸着剤を通過する空気の通過風速である。図６中のＴ１、Ｔ２は吸着時または脱着時に吸着剤を通過する空気の温度であり、Ｔ１はＴ２よりも高く、温度の高いＴ１の方が吸着、脱着速度が高くなっている。
【００６３】
ここで、Ｔ１を脱着時の空気温度、Ｔ２を吸着時の空気温度とし、ある一定の風速で除湿運転を行った場合、Ｔ１とＴ２とには温度差があるため脱着時と吸着時とで吸着、脱着速度に差が生じる。このとき、吸着、脱着時における吸着剤と空気間を移動する水分の合計量は吸着、脱着速度の遅い方で平衡してしまう。
【００６４】
本発明の実施の形態２に係る除湿装置では、脱着時に空気を加熱していないため、吸着時と脱着時の空気温度の差は脱着熱源がある場合と比較すると小さくなり、吸着速度と脱着速度との差は小さくなる。そのため、吸着、脱着速度が近くなり、吸着剤の吸脱着能力を効率よく利用することが可能となる。
【００６５】
実施の形態３．
本発明の実施の形態２では、切替装置４０ａ、４０ｂによる空気経路Ｃ、Ｄの切り替えを予め決められた時間で行うものを示した。室内のように環境変化の小さい空間の除湿を行う場合には、予め決められた時間で空気経路を切り替えることで最適な除湿運転を継続させることができるが、仮に除湿運転中に室内の環境が変化した場合には、予め決められた切り替え時間では水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄの吸着、脱着能力を維持させることが困難となり、除湿能力の低下につながっていた。
【００６６】
そこで、本発明の実施の形態３に係る除湿装置では、風路２内に各種センサーを配置させ、センサーが取得した空気状態の情報に基づいて空気経路Ｃ、Ｄを切り替えるようにした。これにより、除湿能力をより最適な状態に保つことができ、除湿運転中に室内空気の状態が変化したときにも最適な除湿運転を継続させることが可能となる。
【００６７】
図７は本発明の実施の形態３に係る除湿装置を装置の上方から見たときの概略構成図である。図７（ａ）は空気経路Ｃ、図７（ｂ）は空気経路Ｄの場合の図である。なお、図３と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
図７に示すように、風路２の吸込口３と吐出口４には、温度と湿度（相対湿度もしくは絶対湿度、湿球温度、露点でもよい。以降、温湿度センサーの湿度という記述では同様の意味を表す。）を測定する温湿度センサー５ａ、５ｂが設置されている。温湿度センサー５ａは吸込口３を通過した室内空気の温湿度、温湿度センサー５ｂは吐出口４を通過する調湿空気の温湿度をそれぞれ測定している。
【００６８】
また、冷却装置２１には温度センサー６が設置されている。温度センサー６は冷却装置２１の冷却部温度を測定している。
さらに、吐出口４には風速を測定する風速センサー７が設置されている。風速センサー７は吐出口４を通過する調湿空気の風速を測定している。
【００６９】
なお、温湿度センサー５ａ、５ｂは、測定領域温度と相対湿度、絶対湿度、露点、湿球温度のいずかがわかればよいので、乾球温度計と湿球温度計など二つのセンサーによって測定してもよく、センサーの数は限定されるものではない。
【００７０】
図８に温湿度センサー５ａ、５ｂ、温度センサー６および風速センサー７による除湿装置の制御ブロック図を示す。各センサーは除湿装置を制御する制御装置８ａに接続される。制御装置８ａは、各センサーからの温湿度、温度および風速の情報を取得し、それら情報に基づいて冷却装置２１の冷却温度、送風装置３０の風量および切替装置４０ａ、４０ｂの切り替え動作の制御をそれぞれ行うものである。
【００７１】
次に、本発明の実施の形態３に係る除湿装置の動作について説明する。なお、風路２内の空気の流れ方、風路２内における基本的な空気の状態変化は実施の形態２と同じため説明は省略し、制御装置８ａの制御動作について説明する。
【００７２】
温湿度センサー５ａ、５ｂを用いた空気経路Ｃ、Ｄの切り替え制御について説明する。  除湿運転中は水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄによって吸着、脱着が行われているため、調湿空気の絶対湿度は室内空気の絶対湿度よりも必ず低くなる。そして、除湿運転を続けていき水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄが平衡状態に近づくと、吸着、脱着能力が低下し調湿空気の絶対湿度と室内空気の絶対湿度との差は小さくなる。制御装置８ａは、この絶対湿度の変化に基づいて空気経路の切り替えを行う。
【００７３】
温湿度センサー５ａは室内空気の絶対湿度、温湿度センサー５ｂは調湿空気の絶対湿度をそれぞれ測定している。温湿度センサー５ａ、５ｂで測定された絶対湿度の情報は随時制御装置８ａに送られる。制御装置８ａは、これら絶対湿度の差があらかじめ設定された閾値よりも小さくなったときに、切替装置４０ａ、４０ｂを駆動させ、空気経路Ｃを空気経路Ｄ、または空気経路Ｄを空気経路Ｃに切り替える。
【００７４】
このように、室内空気と調湿空気の絶対湿度の変化に基づいて切替装置４０ａ、４０ｂの切り替え動作を制御することで、除湿能力の最適状態を確実に維持することができる。また、室内空気の空気状態が一時的に変化した場合においても、センサーで得られた情報に基づいて切替装置４０ａ、４０ｂの切り替えタイミングが自動的に変更されるため、吸着、脱着能力の急激な低下を防止することができ、連続的な除湿運転を継続させることが可能となる。
【００７５】
次に、温度センサー６と温湿度センサー５ｂを用いた空気経路Ｃ、Ｄの切り替え制御について説明する。
除湿運転中に空気が吸着部となる水分吸着脱着装置（空気経路Ｃでは水分吸着脱着装置１０ｄ、空気経路Ｄでは水分吸着脱着装置１０ｃ）を通過すると、水分吸着脱着装置１０ｄまたは水分吸着脱着装置１０ｃは空気中から水分を吸着すると共に放熱するため、空気温度は上昇する。そして、除湿運転を続けていき平衡状態に近づくと、吸着、脱着能力が低下すると共に放熱量も低下する。放熱量が低下すると通過空気の温度上昇も少なくなるため、冷却装置２１を通過時の空気温度と調湿空気の温度との温度差は小さくなる。制御装置８ａは、この温度変化に基づいて空気経路の切り替えを行う。
【００７６】
温度センサー６は冷却装置２１の冷却部温度、温湿度センサー５ｂは調湿空気の温度をそれぞれ測定している。温度センサー６と温湿度センサー５ｂとで測定された温度情報は随時制御装置８ａに送られる。制御装置８ａは、これら温度の差があらかじめ設定された閾値よりも小さくなったときに、切替装置４０ａ、４０ｂを駆動させ、空気経路Ｃを空気経路Ｄ、または空気経路Ｄを空気経路Ｃに切り替える。
【００７７】
このように、脱着部通過前と通過後の空気の温度変化に基づいて切替装置４０ａ、４０ｂの切り替えを制御することで、除湿能力の最適状態を確実に維持することができる。また、室内空気の空気状態が一時的に変化した場合においても、センサーで得られた情報に基づいて切替装置４０ａ、４０ｂの切り替えタイミングが自動的に変更されるため、吸着、脱着能力の急激な低下を防止することができ、連続的な除湿運転を継続させることが可能となる。
【００７８】
次に、風速センサー７を用いた送風装置３０の風量制御について説明する。
送風装置３０の風量制御は、本発明の除湿装置が除湿対象とする空間が変化した場合などに行われるものである。例えば、除湿対象空間が広い場合に、除湿能力を高めるために送風装置３０の風速を風速センサー７に基づいて上げる。図６に示したように、水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄの吸着、脱着速度は風速依存性があるため、風速を上げれば吸着、脱着速度も上がり除湿能力を高めることができる。
【００７９】
通常、温湿度センサー５ａ、５ｂや温度センサー６を用いて最適な除湿運転を行うと、室内空気の絶対湿度は時間経過に伴って下がっていく。このとき、室内空気の絶対湿度が変化しない場合は、除湿対象空間が広いことにより除湿能力が不足していることが考えられる。制御装置８ａは、室内空気の絶対湿度を温湿度センサー５ａにて測定し、室内空気の湿度が時間経過によって変化しない場合には、風速センサー７に基づいて送風装置３０の風速を上げるように制御することで、除湿対象空間が広い場合においても十分な除湿能力を発揮させることができる。
【００８０】
なお、本発明の実施の形態１に係る除湿装置に実施の形態３と同様に各種センサーを設け、一定時間で切替装置４０ａ、４０ｂを切り替える制御と合わせて、各種センサーによる切替制御を行うこともでき、このようにすることで、より最適な除湿運転を行うことが可能となる。
【００８１】
実施の形態４．
本発明の実施の形態３に係る除湿装置の冷却装置２１に、ヒートポンプの低温側熱交換器である蒸発器を使用した場合について説明する。
図９は本発明の実施の形態４に係る除湿装置を装置の上方から見たときの概略構成図である。なお、図７と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００８２】
図９に示すように、除湿装置は本体１ａと本体１ｂで構成されており、本体１ａ内に圧縮機６０と凝縮器７０と膨張弁８０が設けられ、本体１ｂ内の風路２内に設けられた蒸発器２２と配管接続され冷媒回路１００を構成している。蒸発器２２は風路２内における冷却装置として設けられている。また、本体１ａには、凝縮器７０を空冷するための送風装置３１が設けられている。
【００８３】
本体１ａと本体１ｂとは、冷媒回路１００の配管、電源や信号線等の配線などによって接続されている。冷媒回路１００は、圧縮機６０、凝縮器７０、膨張弁８０、蒸発器２２の吸入側がこの順番で回路構成される。
【００８４】
冷媒回路１００において使用される冷媒は、限定するものではなく、二酸化炭素、炭化水素若しくはヘリウムのような自然冷媒、ＨＦＣ４１０Ａ若しくはＨＦＣ４０７Ｃなどの塩素を含まない冷媒、または既存の製品に使用されているＲ２２若しくはＲ１３４ａなどのフロン系冷媒などである。そして、かかる冷媒を循環させる圧縮機６０などの流体機器は、レシプロ、ロータリー、スクロールまたはスクリューなどの各種タイプが適用可能である。
【００８５】
冷媒回路１００の運転時の冷媒の流れは、まず圧縮機６０で圧縮され、高温高圧の気体となった冷媒が凝縮器７０に流入する。凝縮器７０で冷媒は高温高圧の気体から液体に相変化し、凝縮器７０を通過する空気を加熱する。その後、冷媒は膨張弁８０を経て減圧され、冷媒は低温低圧の液体と気体が混在した二相状態になり、蒸発器２２へ流入する。蒸発器２２では冷媒が液体から気体に相変化し、蒸発器２２を通過する空気を冷却する。その後、冷媒は圧縮機６０に流入し、再度高温高圧の気体となる。
【００８６】
本発明の実施の形態４に係る除湿装置は、実施の形態３で使用された温度センサー６の代わりに、蒸発器２２の配管温度を検出する温度センサー６ａ、凝縮器７０の配管温度を検出する温度センサー６ｂ、圧縮機６０の吐出側に吐出温度検出用の温度センサー６ｃがそれぞれ設けられている。なお、風路２内の空気の流れ方、風路２内における基本的な空気の状態変化は、実施の形態２、３と同じため説明は省略する。
【００８７】
図１０に温湿度センサー５ａ、５ｂ、温度センサー６ａ〜６ｃ、風速センサー７、による制御ブロック図を示す。これらのセンサーは除湿装置を制御する制御装置８ｂに接続される。制御装置８ｂは、各センサーからの温湿度、温度および風速の情報を取得し、これら情報に基づいて、圧縮機６０の周波数、膨張弁８０の開度、送風装置３０、３１の風量および切替装置４０ａ、４０ｂの切り替え動作の制御をそれぞれ行うものである。蒸発器２２の冷媒蒸発温度は、膨張弁８０の開度を制御することによって行う。なお、送風装置３０の風量および切替装置４０ａ、４０ｂの切り替えの制御は、実施の形態３と同じである。
【００８８】
このようにして得られる除湿装置は、冷却装置２１に代えてヒートポンプの蒸発器２２を使用することで高効率に除湿を行うことができ、圧縮機６０の周波数や、膨張弁８０の開度を変化させることによって冷媒の蒸発温度を変化させることによって、室内に供給する調湿空気の温度も制御することが可能となる。
【００８９】
また、水分吸着脱着装置１０ｃ、１０ｄには、相対湿度が８０〜１００％のときに特に平衡吸着量が多く、相対湿度の上昇に対して平衡吸着量が増加する特性を有する吸着剤を使用しているので、脱着時にヒートポンプの凝縮器７０を脱着熱源として使用する必要がない。そのため、凝縮器７０を除湿対象空間（室内など）とは異なる空間（室外など）に配置させることが可能となる。このように配置することで、除湿対象空間には凝縮器７０の熱の影響がなく、高効率の除湿が可能となる。
【００９０】
さらに、凝縮器７０とともに配置された送風装置３１の風量を制御することによって冷媒の凝縮温度を制御することが可能であり、蒸発温度と凝縮温度の差を小さくした結果、ヒートポンプの効率を上昇させることが可能となる。
【符号の説明】
【００９１】
１、１ａ、１ｂ  本体、２  風路、３  吸込口、４  吐出口、５ａ〜５ｂ  温湿度センサー、６、６ａ〜６ｃ  温度センサー、７  風速センサー、８ａ、８ｂ  制御装置、１０ａ〜１０ｄ  水分吸着脱着装置、２０  冷却装置、２１  冷却装置、２２  蒸発器、３０  送風装置、３１  送風装置、４０ａ、４０ｂ  切替装置、５０  加熱装置  ６０  圧縮機、７０  凝縮器、８０  膨張弁、１００  冷媒回路。
【図１】
2012073386.tif 000003
【図２】
2012073386.tif 000004
【図３】
2012073386.tif 000005
【図４】
2012073386.tif 000006
【図５】
2012073386.tif 000007
【図６】
2012073386.tif 000008
【図７】
2012073386.tif 000009
【図８】
2012073386.tif 000010
【図９】
2012073386.tif 000011
【図１０】
2012073386.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月8日(2013.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る除湿装置は、除湿対象空間から空気を吸込む吸込口と除湿対象空間へ空気を供給する吐出口とを有する本体と、本体内に設けられ、吸込口と吐出口とを連通する風路と、相対湿度の低い空気に水分を脱着し、相対湿度の高い空気から水分を吸着する吸着剤を有する第一の水分吸着脱着装置と、風路内に第一の水分吸着脱着装置と離隔して配置され、相対湿度の低い空気に水分を脱着し、相対湿度の高い空気から水分を吸着する吸着剤を有する第二の水分吸着脱着装置と、第一の水分吸着脱着装置と第二の水分吸着脱着装置との間に配置され、第一の水分吸着脱着装置または第二の水分吸着脱着装置の脱着により加湿された空気を冷却する冷却装置と、風路内に配置され、吸込口から吸込まれた空気を、第一の水分吸着脱着装置、冷却装置、第二の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路と、第二の水分吸着脱着装置、冷却装置、第一の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路とに切り替える切替装置と、を備え第一の水分吸着脱着装置および第二の水分吸着脱着装置のそれぞれに設けられた吸着剤は相対湿度４０％から６０％における平衡吸着量に対して、相対湿度８０％から１００％の平衡吸着量が１．５倍以上となる平衡吸着量の範囲を有するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明によれば、風路内に設けられた切替装置によって、除湿対象空間の空気を第一の水分吸着脱着装置、冷却装置、第二の水分吸着脱着装置の順に通過させ、調湿空気を除湿対象空間に供給する空気経路と、除湿対象空間の空気を第二の水分吸着脱着装置、冷却装置、第一の水分吸着脱着装置の順に通過させ、調湿空気を除湿対象空間に供給する空気経路とに切り替えることにより、摺動面が発生しない水分吸着脱着装置を用いて連続的に除湿運転を行うことができる。また、この水分吸着脱着装置には摺動面が発生しないため、水分吸着脱着装置の耐久性が向上し、修理回数や消耗部品を減少させることができる。また、第一の水分吸着脱着装置および第二の水分吸着脱着装置のそれぞれに設けられた吸着剤は相対湿度４０％から６０％における平衡吸着量に対して、相対湿度８０％から１００％の平衡吸着量が１．５倍以上となる平衡吸着量の範囲を有するものであり、脱着時に空気を加熱していないため、吸着時と脱着時の空気温度の差は脱着熱源がある場合と比較すると小さくなり、吸着速度と脱着速度との差は小さくなる。そのため、吸着、脱着速度が近くなり、吸着剤の吸脱着能力を効率よく利用することが可能となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
なお、温湿度センサー５ａ、５ｂは、測定領域温度と相対湿度、絶対湿度、露点、湿球温度のいずれかがわかればよいので、乾球温度計と湿球温度計など二つのセンサーによって測定してもよく、センサーの数は限定されるものではない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
除湿対象空間から空気を吸込む吸込口と該除湿対象空間へ空気を供給する吐出口とを有する本体と、
前記本体内に設けられ、前記吸込口と前記吐出口とを連通する風路と、
相対湿度の低い空気に水分を脱着し、相対湿度の高い空気から水分を吸着する吸着剤を有する第一の水分吸着脱着装置と、
前記風路内に前記第一の水分吸着脱着装置と離隔して配置され、相対湿度の低い空気に水分を脱着し、相対湿度の高い空気から水分を吸着する吸着剤を有する第二の水分吸着脱着装置と、
前記第一の水分吸着脱着装置と前記第二の水分吸着脱着装置との間に配置され、前記第一の水分吸着脱着装置または前記第二の水分吸着脱着装置の脱着により加湿された空気を冷却する冷却装置と、
前記風路内に配置され、前記吸込口から吸込まれた空気を、
前記第一の水分吸着脱着装置、前記冷却装置、前記第二の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路と、
前記第二の水分吸着脱着装置、前記冷却装置、前記第一の水分吸着脱着装置の順に通過させる経路とに切り替える切替装置と、を備え
前記第一の水分吸着脱着装置および前記第二の水分吸着脱着装置のそれぞれに設けられた前記吸着剤は相対湿度４０％から６０％における平衡吸着量に対して、相対湿度８０％から１００％の平衡吸着量が１．５倍以上となる平衡吸着量の範囲を有することを特徴とする除湿装置。
【請求項２】
前記第一の水分吸着脱着装置と前記第二の水分吸着脱着装置は、前記風路内に固定され静止していることを特徴とする請求項１記載の除湿装置。
【請求項３】
前記第一の水分吸着脱着装置と前記第二の水分吸着脱着装置は、多数の小透孔を有する通風体であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の除湿装置。
【請求項４】
前記第一の水分吸着脱着装置と前記第二の水分吸着脱着装置は、それぞれの空気通過面を前記冷却装置の空気通過面に対向するように配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項５】
前記第一の水分吸着脱着装置、前記冷却装置および前記第二の水分吸着脱着装置は、空気の経路の切り替えによって前記第一の水分吸着脱着装置、前記冷却装置および前記第二の水分吸着脱着装置を通過する空気の通過方向が反転するように配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項６】
前記風路は、前記第一の水分吸着脱着装置および前記第二の水分吸着脱装置の上流側に設けられ、経路を二方向に分岐する第一の分岐部と、前記第一の水分吸着脱着装置および前記第二の水分吸着脱装置の下流側に設けられ、経路を二方向に分岐する第二の分岐部とを有し、
前記切替装置は、前記第一の分岐部と前記第二の分岐部とにそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項７】
前記切替装置の切り替え動作を、予め決められた時間で行うように制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項８】
前記吸込口を通過した空気の湿度情報を測定する第一のセンサーと、
前記吐出口を通過する空気の湿度情報を測定する第二のセンサーと、
前記切替装置の切り替え動作を、前記第一および第二のセンサーで測定された湿度情報に基づいて行うように制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項９】
前記吸込口を通過した空気の湿度情報を測定する第一のセンサーと、
前記吐出口を通過する空気の湿度情報を測定する第二のセンサーと、
前記切替装置の切り替え動作を、予め決められた時間で行うように制御すると共に、前記第一および第二のセンサーで測定された湿度情報に基づいて行うように制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項１０】
前記冷却装置は、冷凍サイクルの蒸発器であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の除湿装置。
【国際調査報告】
2012073386.tif 000013
2012073386.tif 000014
2012073386.tif 000015
2012073386.tif 000016