(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸湿性液体と処理対象空気とを接触させることで前記処理対象空気の調湿を行う処理機であって、
前記吸湿性液体と前記処理対象空気と熱源流体とが熱交換を行う三流体熱交換器と、
前記吸湿性液体を前記三流体熱交換器の上部に供給する供給手段と、
前記処理対象空気を取り込んで前記三流体熱交換器の内部を通過させて調湿対象空間に排出する空気流動手段と、
を備え、
前記三流体熱交換器は、親水性を有する気液接触手段と前記熱源流体によって冷却又は加熱される溶液加熱冷却手段とが上下方向に交互に配置された構成を有し、
前記吸湿性液体は、前記三流体熱交換器を下方に向かって自然流下する過程で、前記気液接触手段と前記溶液加熱冷却手段とを交互に流れ、前記気液接触手段にて前記処理対象空気と気液接触し、前記溶液加熱冷却手段にて前記熱源流体によって冷却又は加熱され、
前記気液接触手段の左右に側板が設けられていることを特徴とする処理機。
【請求項２】
前記気液接触手段は、左右の前記側板の間を覆う大きさを有していることを特徴とする請求項１に記載の処理機。
【請求項３】
前記溶液加熱冷却手段は、内部に前記熱源流体が流れる伝熱管で構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の処理機。
【請求項４】
前記伝熱管は、水平方向に延びる直線部分を有し、前記直線部分の終端が、水平方向又は上下方向でＵ字またはコの字に折り曲げられることで蛇行するとともに、複数の前記直線部分が水平方向又は上下方向に間隔をあけて配置されており、
前記側板には、前記伝熱管をはめ込むための横長孔又は縦長孔が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の処理機。
【請求項５】
前記横長孔又は前記縦長孔と前記伝熱管との間が塞がれていることを特徴とする請求項４の記載の処理機。
【請求項６】
前記伝熱管は、水平方向に間隔をあけて配置されるとともに、前記気液接触手段を挟んで上下方向に間隔をあけて配置される複数の部分を有し、
前記気液接触手段を流下した前記吸湿性液体は、その下段の伝熱管に供給されることを特徴とする請求項３に記載の処理機。
【請求項７】
前記気液接触手段の各々とその下段の前記伝熱管との間に、前記気液接触手段を流下した前記吸湿性液体を前記伝熱管に導く案内手段を更に備えたことを特徴とする請求項６に記載の処理機。
【請求項８】
前記案内手段は、前記伝熱管に対応する位置に孔を有することを特徴とする請求項７に記載の処理機。
【請求項９】
前記気液接触手段を流下した前記吸湿性液体を前記伝熱管の周りに保持する保持手段を更に備えたことを特徴とする請求項６ないし８のいずれか一項に記載の処理機。
【請求項１０】
吸湿性液体と処理対象空気とを接触させることで前記処理対象空気の調湿を行う処理機であって、
前記吸湿性液体と前記処理対象空気と熱源流体とが熱交換を行う三流体熱交換器と、
前記吸湿性液体を前記三流体熱交換器の上部に供給する供給手段と、
前記処理対象空気を取り込んで前記三流体熱交換器の内部を通過させて調湿対象空間に排出する空気流動手段と、
を備え、
前記三流体熱交換器は、親水性を有する気液接触手段と前記熱源流体によって冷却又は加熱される溶液加熱冷却手段とが上下方向に交互に配置された構成を有し、
前記吸湿性液体は、前記三流体熱交換器を下方に向かって自然流下する過程で、前記気液接触手段と前記溶液加熱冷却手段とを交互に流れ、前記気液接触手段にて前記処理対象空気と気液接触し、前記溶液加熱冷却手段にて前記熱源流体によって冷却又は加熱され、
前記保持手段は、前記気液接触手段を流下した前記吸湿性液体を前記伝熱管の周りに保持するために半径方向に間隔をあけて前記伝熱管を覆うカバー部材であることを特徴とする処理機。
【請求項１１】
吸湿性液体と処理対象空気とを接触させることで前記処理対象空気の調湿を行う処理機であって、
前記吸湿性液体と前記処理対象空気と熱源流体とが熱交換を行う三流体熱交換器と、
前記吸湿性液体を前記三流体熱交換器の上部に供給する供給手段と、
前記処理対象空気を取り込んで前記三流体熱交換器の内部を通過させて調湿対象空間に排出する空気流動手段と、
を備え、
前記三流体熱交換器は、親水性を有する気液接触手段と前記熱源流体によって冷却又は加熱される溶液加熱冷却手段とが上下方向に交互に配置された構成を有し、
前記吸湿性液体は、前記三流体熱交換器を下方に向かって自然流下する過程で、前記気液接触手段と前記溶液加熱冷却手段とを交互に流れ、前記気液接触手段にて前記処理対象空気と気液接触し、前記溶液加熱冷却手段にて前記熱源流体によって冷却又は加熱され、
前記保持手段は、前記気液接触手段を流下した前記吸湿性液体を、前記吸湿性液体に前記伝熱管が浸るように保持するトレイ部材であることを特徴とする処理機。
【請求項１２】
処理機で用いられた吸湿性液体を再生用空気と接触させることで前記吸湿性液体の再生を行って前記処理機に供給する再生機であって、
前記吸湿性液体と前記再生用空気と熱源流体とが熱交換を行う三流体熱交換器と、
前記吸湿性液体を前記三流体熱交換器の上部に供給する供給手段と、
前記再生用空気を取り込んで前記三流体熱交換器の内部を通過させて調湿対象空間外に排出する空気流動手段と、
を備え、
前記三流体熱交換器は、親水性を有する気液接触手段と前記熱源流体によって冷却又は加熱される溶液加熱冷却手段とが上下方向に交互に配置された構成を有し、
前記吸湿性液体は、前記三流体熱交換器を下方に向かって自然流下する過程で、前記気液接触手段と前記溶液加熱冷却手段とを交互に流れ、前記気液接触手段にて前記再生用空気と気液接触し、前記溶液加熱冷却手段にて前記熱源流体によって冷却又は加熱され、
前記気液接触手段の左右に側板が設けられていることを特徴とする再生機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸湿性液体を用いた処理機および再生機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吸湿性液体（例えば塩化リチウム水溶液等）を空気に接触させて、空気の除湿や加湿を行う調湿装置が知られている。吸湿性液体と空気が接触した状態で、吸湿性液体の水蒸気圧が空気の水蒸気分圧よりも低ければ、空気中の水蒸気は吸湿性液体に吸収され、空気が除湿されるとともに吸湿性液体が希釈される。逆に、吸湿性液体の水蒸気圧が空気の水蒸気分圧よりも高ければ、吸湿性液体中の水分が空気中に放出され、空気が加湿されるとともに吸湿性液体が濃縮される。調湿装置では、このように吸湿性液体に空気中の水分を吸収させて空気の除湿を行い、吸湿性液体から空気中に水分を放出して空気の加湿を行う。
【０００３】
調湿装置は、上記のようにして除湿又は加湿を行う処理機と、処理機にて用いられた吸湿性液体を再生する再生機とを備えている。処理機にて除湿を行うと吸湿性液体は希釈されるので、再生機では吸湿性液体を濃縮することで再生する。処理機にて加湿を行うと吸湿性液体は濃縮されるので、再生機では吸湿性液体を希釈することで再生する。再生機では、処理機と同様に吸湿性液体を空気と接触させることで再生を行う。なお、処理機にて加湿を行う場合には、再生機で吸湿性液体と空気を接触させ、空気中の水分を吸収するほか、処理機または再生機中の吸湿性液体に加水することで吸湿性液体を希釈化してもよい。
【０００４】
図１９は、塩化リチウム水溶液の温度と水蒸気圧との関係の例を濃度ごとに示したグラフである。図１９の例に見られるように、吸湿性液体の水蒸気圧は、温度及び濃度に影響される。具体的には、吸湿性液体は、温度が低いほど、また、濃度が高いほど水蒸気圧が低くなり、水分を吸収する能力が高くなる。一方、吸湿性液体は、温度が高いほど、また、濃度が低いほど水蒸気圧が高くなり、水分を放出する能力が高くなる。
【０００５】
よって、除湿を行う場合には、処理機において空気と接触させる吸湿性液体は濃度が同じ条件下では低温であるほうが除湿能力が高いため有利であり、逆に、加湿を行う場合には、処理機において濃度が同じ条件下では空気と接触させる吸湿性液体は高温であるほうが加湿能力が高いため有利である。また、処理機において除湿を行う場合には、再生機では空気と接触させる吸湿性液体は濃度が同じ条件下では高温であるほうが再生能力（加湿能力）が高いため有利であり、逆に、処理機において加湿を行う場合で、再生機にて空気中から水分を吸収する場合には、再生機では空気と接触させる吸湿性液体は濃度が同じ条件下では低温であるほうが水分吸収能力（除湿能力）が高いため有利である。
【０００６】
このために、除湿を行う場合には、吸湿性液体を処理機の気液接触手段に導入する前に冷却するとともに、再生機の気液接触手段に導入する前に加熱し、加湿を行う場合には、吸湿性液体を処理機の気液接触手段に導入する前に加熱するとともに、再生機の気液接触手段に導入する前に冷却する。
【０００７】
上記のように、調湿装置は、処理機及び再生機で吸湿性液体と空気とを気液接触させるが、このような調湿装置には、冷却又は加熱した吸湿性液体を断熱的に空気と接触させるタイプ（断熱タイプ）と、吸湿性液体を冷却又は加熱しながら空気と接触させるタイプ（伝熱タイプ）とがある。
【０００８】
断熱タイプでは、処理機及び再生機の内部に気液接触手段として充填材を備えている（例えば、特許文献１を参照）。充填材は、例えば親水性のあるセルロース系素材からなり、表面に凹凸があり、内部が多孔質である。充填材の上方から充填材に供給された吸湿性液体は、充填材に吸収されて、そこで空気と接触しつつ重力によって下方に移動して、充填材の下方から排出される。
【０００９】
充填材の内部では、吸湿性液体は、充填材を構成する板の表面形状に沿って重力によって流下するほか、毛細管現象（表面張力）によって充填材の表面全体に均等に拡がっていくので、単位体積当たりの気液接触面積（比表面積）を大きくしても表面濡れが確保できている。充填材としては、特許文献３の空気冷却方法に示されている斜交ハニカムのように、多くの材料が存在する。
【００１０】
伝熱タイプでは、処理機および再生機の気液接触部分に冷媒又は熱媒を導入する（例えば、特許文献２を参照）。具体的には、例えば、処理機および再生機に、冷媒又は熱媒を流通させる伝熱管とその伝熱管に接続された複数のプレートフィンとからなる熱交換コイルが設けられる。吸湿性液体はこの熱交換コイルの上方から熱交換コイルに散布ないし滴下され、プレートフィンや伝熱管に接触することで、冷却又は加熱されつつ、空気と接触することで水分を吸収し、又は放出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−２１４５９５号公報
【特許文献２】特開２００９−２９３８３１号公報
【特許文献３】特開２００３−２０２１９１号公報
【特許文献４】特開２０１４−１２９９３１号公報
【特許文献５】特開２０１４−１２９９３０号公報
【特許文献６】特開平８−１５９６４７号公報
【特許文献７】特開平７−８７４４号公報
【特許文献８】特開２０００−２３０７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
調湿装置には、除湿機能及び加湿機能を有するもののほか、除湿機能のみを有するもの（すなわち除湿装置）、及び加湿機能のみを有するもの（すなわち加湿装置）が含まれる。以下では、除湿装置を例に説明する。
【００１３】
断熱タイプの除湿装置は、処理機および再生機に導入する吸湿性液体の流量を多くしなければならないという課題がある。すなわち、断熱タイプの除湿装置では、吸湿性液体は、冷却された状態で充填材に供給されるが、処理機にて吸湿性液体よりも高い温度の空気と接触することで加熱されるとともに、水蒸気を吸収することで吸収熱（水蒸気の凝縮熱と溶液の希釈熱）によって温度が上昇し、充填材を下方に進むに従って水分吸収能力（除湿能力）が低下していく。よって、温度の上昇幅を抑えるために充填材に供給する吸湿性液体の流量を多くすることで、水分吸収能力を維持する必要がある。
【００１４】
また、再生機においても、加熱した吸湿性液体を断熱的に空気と接触させると、吸湿性液体は吸湿性液体よりも低い温度の空気と接触することで冷却されるとともに、空気中に水蒸気を放出することで負の吸収熱によって温度が低下し、充填材を下方に進むに従って水分放出能力（再生能力）が低下していく。よって、温度の降下幅を抑えるために充填材に供給する吸湿性液体の流量を多くすることで、水分放出能力を維持する必要がある。
【００１５】
このように、断熱タイプの除湿装置では、処理機及び再生機における吸湿性液体の温度変化による水分吸収能力又は水分放出能力（両能力を総称したものを「水分授受能力」という。）の低下があるため、処理機および再生機（の充填材）に供給する吸湿性液体の流量を多くする必要がある。処理機および再生機に供給する吸湿性液体の流量が多くなると、その搬送に必要なポンプの動力が大きくなり、エネルギー利用効率が低下するという問題がある。また、充填材に散布ないし滴下される吸湿性液体の流量が多くなると、空気中に吸湿性液体が飛散して、吸湿性液体の飛沫が空気に運ばれて室内に侵入するというキャリーオーバーのリスクが高くなることから好ましくない（例えば、吸湿性液体が塩化リチウム水溶液の場合、塩化リチウム水溶液は金属を腐食させることから金属製ダクトへの悪影響が懸念される）。
【００１６】
さらに、処理機では、吸湿性液体が充填材を下方に進むにつれて、吸湿性液体の温度の上昇により水分吸収能力が徐々に低下して、水分を十分に吸収しないまま（吸湿性液体が十分に希釈されないまま、すなわち濃度的には水分吸収能力を十分に有する状態で）流れ落ちてしまい、また、再生機でも吸湿性液体が充填材を下方に進むにつれて、吸湿性液体の温度の低下により水分放出能力が徐々に低下してしまい、吸湿性液体の濃縮が十分にできない状態で（濃度的には水分放出能力を十分に有している状態で）流れ落ちてしまう。よって、処理機において、充填材の上方から供給されて充填材の下方から排出される吸湿性液体の一部を再生機に送る前に再び処理機の充填材の上方に戻して充填材に供給して再循環させる構成が採用されている。また、再生機においても、充填材の上方から供給されて充填材の下方から排出される吸湿性液体の一部を処理機に送る前に再び再生機に戻して充填材に供給するという構成が採用されている。このため、処理機及び再生機の各々に、吸湿性液体を再循環させるためのポンプが必要となり、この点でもエネルギー利用効率が低下し、かつ、装置が大型化してしまう。
【００１７】
一方、伝熱タイプの除湿装置では、吸湿性液体が冷却又は加熱されながら空気と接触するので、吸湿性液体の温度の低下又は上昇による水分授受能力の低下は問題とならない。しかしながら、伝熱管及びプレートフィンは、一般的には熱抵抗の少ない金属製であり、特に、冷媒又は熱媒（両者を総称したものを「熱源流体」という。）をヒートポンプで生成する場合には、熱源流体が高圧となることから強度の点からも伝熱管を金属製にする必要がある。
【００１８】
金属製の伝熱管やプレートフィンは、表面に親水処理（水熱処理、紫外線照射、プラズマ照射、親水剤コーティング等）をしたとしても、充填材と比較してなお親水性に乏しく濡れ性が悪いため、表面積を拡大しても吸湿性液体が全表面には行き渡らず、有効な気液接触面積（濡れ面積）が大きくならない。
【００１９】
従って、有効な気液接触面積（濡れ面積）を大きくするために、やはり処理機や再生機の熱交換コイルに供給する吸湿性液体の流量を多くすることで強引に表面を濡らすことが必要であり、また、吸湿性液体の十分な希釈又は濃縮ができないために、熱交換コイルの下方から排出された吸湿性液体の一部を再度熱交換コイルの上方に戻す必要もある。一方、単位体積当たりの気液接触面積（比表面積）を大きくすべく単位体積当たりのプレートフィンの数、すなわち密度を増やすと、プレートフィンどうしの間隔が小さくなり、隣り合うプレートフィンの間で吸湿性液体がつながって、いわゆるブリッジが形成され、吸湿性液体の流動性が低下する。また、ブリッジが形成され、そこを空気が通過すると、ブリッジが破壊され、そのときに吸湿性液体が飛散してキャリーオーバーの可能性が生じる。
【００２０】
特許文献４には、液体吸収剤が内部を流れる透湿管が、熱媒体が内部を流れる伝熱管に螺旋状に巻きつけられた調湿モジュールが記載され、特許文献５には、液体吸収剤が内部を流れる透湿管と熱媒体が内部を流れる伝熱管とが複数箇所で互いに交差する調湿モジュールが記載されているが、これらの調湿モジュールでは、液体吸収剤を案内する手段として透湿管を用いているので、その内部を流れる液体吸収剤は透湿管の内面と接する部分でしか空気との間で水分の授受をすることができず、透湿管を流れる液体吸収剤の量に対する有効な気液接触面積が小さく、水分授受の効率が良好でない。また、熱媒体との熱交換も、透湿管が伝熱管と接触している箇所でしか行われず、熱交換効率も良好でない。
【００２１】
また、特許文献６には、充填部と加熱部とを複数層組み合わせた加湿装置が記載されているが、この加湿装置では、充填部に非吸水性の細線材を用いているので、上記の金属製のプレートフィンの場合と同様に、気液接触面積を大きくできず、やはり水分授受の効率は良好でない。
【００２２】
本発明は、断熱タイプ及び伝熱タイプの両タイプの利点を備え、両タイプの欠点を軽減した処理機又は再生機を提供することを目的とする。
【００２３】
本発明の他の目的は、エネルギー利用効率が比較的高い処理機又は再生機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の目的を達成するために、本発明の一態様の処理機は、吸湿性液体と処理対象空気とを接触させることで前記処理対象空気の調湿を行う処理機であって、前記吸湿性液体と前記処理対象空気と熱源流体とが熱交換を行う三流体熱交換器と、前記吸湿性液体を前記三流体熱交換器の上部に供給する供給手段と、前記処理対象空気を取り込んで前記三流体熱交換器の内部を通過させて調湿対象空間に排出する空気流動手段とを備え、前記三流体熱交換器は、親水性を有する気液接触手段と前記熱源流体によって冷却又は加熱される溶液加熱冷却手段とが上下方向に交互に配置された構成を有し、前記吸湿性液体は、前記三流体熱交換器を下方に向かって自然流下する過程で、前記気液接触手段と前記溶液加熱冷却手段とを交互に流れ、前記気液接触手段にて前記処理対象空気と気液接触し、前記溶液加熱冷却手段にて前記熱源流体によって冷却又は加熱される構成を有している。
【００２５】
この構成により、吸湿性液体は自然流下によって三流体熱交換器を上部から下方に流れる過程で、気液接触手段における気液接触と溶液加熱冷却手段における冷却又は加熱とを繰り返すので、水分授受能力を維持でき、十分に希釈又は濃縮される。また、吸湿性液体は気液接触手段において処理対象空気と気液接触し、すなわち、処理対象空気と直接接触するので、透湿管を介して処理対象空気との間で水分の授受を行う場合と比較して、三流体熱交換器を通過する間に処理対象空気との間で良好に水分の授受を行うことができる。さらに、気液接触手段が親水性を有するので、金属製のプレートフィン等で気液接触させる場合と比較して、有効な気液接触面積（濡れ面積）を広く取れ、やはり三流体熱交換器を通過する間に処理対象空気との間で良好に水分の授受を行うことができる。従って、三流体熱交換器に供給する吸湿性液体が少量であっても良好な除湿又は加湿が可能となり、よってエネルギー利用効率を向上できる。なお、処理機は、処理機で用いられた吸湿性液体の再生を行って処理機に供給する再生機とともに調湿装置を構成することができる。
【００２６】
上記の処理機において、前記溶液加熱冷却手段は、内部に前記熱源流体が流れる伝熱管で構成されてよい。さらに、前記溶液加熱冷却手段は、水平方向に間隔をあけて配置されるとともに、前記気液接触手段を挟んで上下方向に間隔をあけて配置される複数の部分を有していてよく、前記気液接触手段を流下した前記吸湿性液体は、その下段の伝熱管に供給されてよい。
【００２７】
上記の処理機において、前記気液接触手段の各々とその下段の前記伝熱管との間に、前記気液接触手段材を流下した前記吸湿性液体を前記伝熱管に導く案内手段を更に備えていてよい。
【００２８】
この構成により、気液接触手段材を流下した吸湿性液体をより確実にその下段の伝熱管に集めることができ、断熱的な気液接触と冷却又は加熱とを繰り返すことができる。
【００２９】
上記の処理機において、前記案内手段は、前記伝熱管に対応する位置に孔を有していてよい。
【００３０】
この構成により、案内手段は孔を通じて吸湿性液体を伝熱管に案内できる。
【００３１】
上記の処理機において、前記気液接触手段を流下した前記吸湿性液体を前記伝熱管の周りに保持する保持手段を更に備えていてよい。
【００３２】
この構成により、保持手段が吸湿性液体を伝熱管の周りに保持するので、伝熱管の濡れ性が比較的低い場合にも、確実に吸湿性液体と伝熱管とを接触させることができる。
【００３３】
上記の処理機において、前記保持手段は、前記気液接触手段を流下した前記吸湿性液体を前記伝熱管の周りに保持するために半径方向に間隔をあけて前記伝熱管を覆うカバー部材であってよい。
【００３４】
この構成により、気液接触手段を流下した吸湿性液体を伝熱管とカバー部材との間に流すことで、確実に吸湿性液体と伝熱管とを接触させることができる。
【００３５】
上記の処理機において、前記保持手段は、前記気液接触手段を流下した前記吸湿性液体を、前記吸湿性液体に前記伝熱管が浸るように保持するトレイ部材であってよい。
【００３６】
この構成により、トレイ部材の内部に伝熱管が収容されるという簡単な構成で確実に吸湿性液体と伝熱管との接触を確保できる。
【００３７】
本発明の一態様の再生機は、処理機で用いられた吸湿性液体を再生用空気と接触させることで前記吸湿性液体の再生を行って前記処理機に供給する再生機であって、前記吸湿性液体と前記再生用空気と熱源流体とが熱交換を行う三流体熱交換器と、前記吸湿性液体を前記三流体熱交換器の上部に供給する供給手段と、前記再生用空気を取り込んで前記三流体熱交換器の内部を通過させて調湿対象空間外に排出する空気流動手段とを備え、前記三流体熱交換器は、親水性を有する気液接触手段材と前記熱源流体によって冷却又は加熱される溶液加熱冷却手段とが上下方向に交互に配置された構成を有し、前記吸湿性液体は、前記三流体熱交換器を下方に向かって自然流下する過程で、前記気液接触手段材と前記溶液加熱冷却手段とを交互に流れ、前記気液接触手段材にて前記再生用空気と気液接触し、前記溶液加熱冷却手段にて前記熱源流体によって冷却又は加熱される構成を有している。
【００３８】
この構成によっても、吸湿性液体は自然流下によって三流体熱交換器を上部から下方に流れる過程で、気液接触手段材における気液接触と溶液加熱冷却手段における冷却又は加熱とを繰り返すので、水分授受能力を維持でき、十分に希釈又は濃縮され、三流体熱交換器に供給する吸湿性液体が少量であっても良好な再生が可能となり、よってエネルギー利用効率を向上できる。なお、再生機は、吸湿性液体と処理対象空気とを接触させることで処理対象空気の調湿を行う処理機とともに調湿装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、吸湿性液体は自然流下によって三流体熱交換器を上部から下方に流れる過程で、気液接触手段における気液接触と溶液加熱冷却手段における冷却又は加熱とを繰り返すので、吸湿性液体の温度変化による水分授受能力の低下を回避しつつ十分に希釈又は濃縮され、三流体熱交換器に供給する吸湿性液体が少量であっても良好な除湿、加湿、又は再生が可能となり、よってエネルギー利用効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態の調湿装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の処理機の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の充填材の斜視図である。
【図４】（ａ）本発明の実施の形態の表面加工された伝熱管を示す図である。（ｂ）図４（ａ）の伝熱管の部分拡大図である。
【図５】（ａ）本発明の実施の形態の表面加工された伝熱管を示す図である。（ｂ）図５（ａ）の伝熱管の部分拡大図である。
【図６】本発明の実施の形態の表面加工された伝熱管を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態の表面加工された伝熱管を示す図である。
【図８】（ａ）本発明の実施の形態の三流体交換機の側板と伝熱管との関係を示す斜視図である。（ｂ）本発明の実施の形態の三流体交換機の側板と伝熱管との関係を示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態の三流体熱交換器の他の例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態の三流体熱交換器のさらに他の例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態の三流体熱交換器のさらに他の例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態の三流体熱交換器のさらに他の例を示す図である。
【図１３】（ａ）本発明の実施の形態の三流体熱交換器のさらに他の例を示す図である。  （ｂ）図１３（ａ）の部分拡大図である。
【図１４】本発明の実施の形態の三流体熱交換器のさらに他の例を示す図である。
【図１５】（ａ）本発明の実施の形態の三流体熱交換器のさらに他の例を示す斜視分解図である。（ｂ）上部材と下部材との間に伝熱管を収容した状態を示す側面図である。
【図１６】本発明の実施の形態の三流体熱交換器のさらに他の例を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態の調湿装置における調湿性液体の流量を説明する図である。
【図１８】本発明の変形例の除湿装置を示す図である。
【図１９】塩化リチウム水溶液の温度と水蒸気圧との関係の例を濃度ごとに示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。上述の通り、調湿装置は、除湿機能及び加湿機能を備えるもののほか、除湿機能のみを有する除湿装置及び加湿機能のみを有する加湿装置も含む概念であるが、以下では、調湿装置が除湿装置である場合を例に説明する。
【００４２】
（除湿装置１００の基本構成）
図１は、本発明の実施の形態の調湿装置の構成を示す図である。除湿装置１００は、処理対象空気を取り込んで吸湿性液体と接触させて処理対象空気の除湿を行う処理機１０と、処理機１０で除湿処理に用いた吸湿性液体の再生を行う再生機３０とを有する。ここで、吸湿性液体の再生とは、除湿によって処理対象空気中の水分を吸収して希釈された吸湿性液体の濃度を高め、吸湿性液体の除湿能力を回復させることを言う。
【００４３】
処理機１０は除湿した空気を除湿対象空間に排出し、再生機３０は再生に用いた空気を除湿対象空間外に排出する。処理機１０が取り込む空気（処理対象空気）は、除湿対象空間内の空気（戻り空気）であってもよいし、除湿対象空間外の空気（外気等）であってもよい。また、再生機３０が取り込む空気（再生用空気）も除湿対象空間内の空気（戻り空気）であってもよいし、除湿対象空間外の空気（外気等）であってもよい。
【００４４】
本実施の形態では、吸湿性液体として、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）水溶液を用いる。なお、吸湿性液体は、飽和水蒸気圧が同じ温度の水よりも低いものであれば良く、塩化リチウム水溶液に限らず、臭化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩類水溶液、イオン液体、吸湿性の高い多価アルコール、その他の吸湿性を有する液体であってもよい。
【００４５】
処理機１０と再生機３０は、第１の吸湿性液体管路５１及び第２の吸湿性液体管路５２によって接続されている。第１の吸湿性液体管路５１は、処理機１０から再生機３０へ吸湿性液体を送るための管路であり、第２の吸湿性液体管路５２は、再生機３０から処理機１０へ吸湿性液体を送るための管路である。第１の吸湿性液体管路５１及び第２の吸湿性液体管路５２を用いて、処理機１０と再生機３０との間で吸湿性液体を循環させることにより、処理機１０にて用いた吸湿性液体を再生機３０にて再生し、再生機３０で再生された吸湿性液体を処理機１０に戻すことができる。
【００４６】
（処理機１０）
図２は、処理機１０を、伝熱管１６の長手方向と直交する断面で見た図である。以下、図１と図２を合わせて、処理機１０の構成を説明する。処理機１０は、吸気口１２と排気口１３とを有する筐体１１を備えている。排気口１３は、排気用のファン１４を有しており、筐体１１内の空気を強制的に排気するとともに、吸気口１２を通じて除湿対象空間からの戻り空気あるいは外気などの処理対象空気を筐体１１内に取り込む。排気口１３はダクト等を通じて除湿対象空間と接続されており、除湿された空気は排気口１３から除湿対象空間に排出される。
【００４７】
筐体１１内には、分配器１５、溶液加熱冷却手段を構成する伝熱管１６、気液接触手段を構成する複数の充填材１７、最下段充填材１８、溶液槽１９、及び左右の側板２６を有する。分配器１５と伝熱管１６と複数の充填材１７と左右の側板２６は、三流体熱交換器２０としてユニット化されている。分配器１５は、三流体熱交換器２０の上方に配置された、概略トレイ状の部材であり、吸湿性液体を下方に滴下する複数の分配口が下面に形成されている。分配口は、左右の側版２６の間で、分配器１５の下段の伝熱管１６に沿って形成されている。
【００４８】
分配器１５は、これらの分配口から吸湿性液体を滴下して、三流体熱交換器２０の上部に吸湿性液体を供給する。三流体熱交換器２０に供給された吸湿性液体は、重力による自然流下によって三流体熱交換器２０内を上段から下段に向かって順次流れ、最終段の最下段充填材１８を通って、溶液槽１９に落下する。ここで、自然流下とは、吸湿性液体に働く重力、表面張力等によって吸湿性液体を流すことをいい、吸湿性液体を流すためのポンプ等の動力源を必要としないことを意味する。溶液槽１９は三流体熱交換器２０及び最下段充填材１８を通過して落下してきた吸湿性液体を受けて一時的に保持する。
【００４９】
伝熱管１６は、一本の管として構成されており、内部には冷媒としての熱源流体が流通する。冷媒は、三流体熱交換器２０の下方から伝熱管１６に流入し、三流体熱交換器２０の上方から伝熱管１６を通して排出される。なお、冷媒を三流体熱交換器２０の上方から伝熱管１６に導入して、三流体熱交換器２０の下方から伝熱管１６を通して排出するようにしてもよい。また、伝熱管１６を一本の管ではなく、複数系統にしてもよく、途中で分岐する構成にしてもよい。
【００５０】
図１の矢印は空気の流れを示している。吸気口１２から筐体１１内に取り込まれた処理対象空気は、筐体１１内を下方から上方に向かって流れて、最下段充填材１８及び三流体熱交換器２０をこの順で通って排気口１３から除湿対象空間に排出される。上述のように、吸湿性液体は三流体熱交換器２０内を上方から下方に流れるのに対して、処理対象空気は三流体熱交換器２０の下方から流入して上方から排出されるので、吸湿性液体と処理対象空気とは、上下方向に対向して流れることになる。
【００５１】
吸気口１２及び排気口１３を有する筐体１１と排気用のファン１４とで、処理対象空気を取り込んで三流体熱交換器２０の内部を通過させて除湿対象空間に排出する空気流動手段が構成される。また、分配器１５は、再生機３０から供給された吸湿性液体を三流体熱交換器２０の上部に供給する供給手段に相当する。
【００５２】
このように、三流体熱交換器２０には、吸湿性液体、冷媒（熱源流体）、処理対象空気の三流体が流入し、これらの三流体の間で熱交換が行われる。すなわち、吸湿性液体は伝熱管１６を介して冷媒によって冷却され、処理対象空気は吸湿性液体と直接的に接触（気液接触）することで冷却される。また、吸湿性液体は、吸湿性液体よりも高い温度の処理対象空気と接触することで、また処理対象空気中の水蒸気の吸収による吸収熱（水蒸気の凝縮熱と溶液の希釈熱）によって、温度が上昇する。このように、三流体熱交換器２０は、吸湿性液体と、冷媒（熱源流体）と、処理対象空気とを直接的または間接的に接触させる構成を有しており、三流体熱交換器２０では熱と物質（水）の移動、すなわち顕熱と潜熱の両方の熱交換が行われる。
【００５３】
（再生器３０）
再生機３０は処理機１０と同様の構成をしており、吸気口３２と排気口３３とを有する筐体３１を備えている。排気口３３は、排気用のファン３４を有しており、筐体３１内の空気を強制的に排気するとともに、吸気口３２を通じて除湿対象空間からの戻り空気あるいは外気等を再生用空気として筐体３１内に取り込む。
【００５４】
筐体３１内には、分配器３５、溶液加熱冷却手段を構成する伝熱管３６、気液接触手段を構成する複数の充填材３７、最下段充填材３８、溶液槽３９、及び左右の側板４６を有する。分配器３５と伝熱管３６と複数の充填材３７と左右の側板４６は、三流体熱交換器４０としてユニット化されている。分配器３５は、三流体熱交換器４０の上方に配置された、概略トレイ状の部材であり、吸湿性液体を下方に滴下する複数の分配口が下面に形成されている。分配口は、左右の側板４６の間で、分配器３５の下段の伝熱管３６に沿って形成されている。
【００５５】
分配器３５は、これらの分配口から吸湿性液体を滴下して、三流体熱交換器４０の上部に吸湿性液体を供給する。三流体熱交換器４０に供給された吸湿性液体は、重力及び表面張力による自然流下によって三流体熱交換器４０内を上段から下段に向かって順次流れ、最終段の最下段充填材３８を通って、溶液槽３９に落下する。
【００５６】
伝熱管３６は、一本の管として構成されており、内部には熱媒としての熱源流体が流通する。熱媒は、三流体熱交換器４０の下方から伝熱管３６に流入して、三流体熱交換器４０の上方から伝熱管３６を通して排出される。
【００５７】
吸気口３２から筐体３１内に取り込まれた再生用空気は、筐体３１内を下方から上方に向かって流れて、最下段充填材３８及び三流体熱交換器４０をこの順で通って排気口３３から調湿対象空間外に排出される。すなわち、再生用空気は三流体熱交換器４０の下方から流入して上方から排出されるので、吸湿性液体と再生用空気とは、上下方向に対向して流れることになる。
【００５８】
吸気口３２及び排気口３３を有する筐体３１と排気用のファン３４とで、再生用空気を取り込んで三流体熱交換器４０の内部を通過させて除湿対象空間外に排出する空気流動手段が構成される。また、分配器３５は、処理機１０から供給された吸湿性液体を三流体熱交換器４０の上部に供給する供給手段に相当する。
【００５９】
このように、三流体熱交換器４０には、吸湿性液体、熱媒（熱源流体）、再生用空気の三流体が流入し、これらの三流体の間で熱交換が行われる。すなわち、吸湿性液体は伝熱管３６を介して熱媒によって加熱され、再生用空気は吸湿性液体と直接的に接触（気液接触）することで加熱される。また、吸湿性液体は、吸湿性液体よりも低い温度の再生用空気と接触することで、また、再生用空気への水分の放出による負の吸収熱によって、温度が低下する。このように、三流体熱交換器４０でも、吸湿性液体と、熱媒（熱源流体）と、再生用空気とが直接的または間接的に接触し、熱と物質（水）の移動、すなわち顕熱と潜熱の両方の熱交換が行われる。
【００６０】
（ヒートポンプ６０）
除湿装置１００は、伝熱管１６に冷媒を供給し、伝熱管３６に熱媒を供給するためのヒートポンプ６０を備えている。伝熱管１６及び伝熱管３６は、それぞれヒートポンプ６０の熱交換器を構成している。すなわち、ヒートポンプ６０は、蒸発器として機能する伝熱管１６と、圧縮機６１と、凝縮器として機能する伝熱管３６と、膨張弁６２と、これらをこの順に接続する熱源流体管６３とからなる。なお、ヒートポンプ６０は、圧縮機６１と膨張弁６２との配置を交換することにより、伝熱管１６を凝縮器として機能させ、伝熱管３６を蒸発器として機能させることもできる。
【００６１】
（三流体熱交換器２０，４０）
三流体熱交換器２０と三流体熱交換器４０とは同一の構成を有するので、以下では三流体熱交換器２０を例にその構成を説明する。三流体熱交換器２０では、充填材１７と伝熱管１６とが上下方向に交互に配置されている。各段の充填材１７は、平板形状をしており、平面方向から見ると、三流体熱交換器２０の左右の側板２６の間を覆う大きさを有している。
【００６２】
図３は、充填材１７の斜視図である。充填材１７は、単位体積当たりの表面積を多くするため多数のフィンから構成される。各フィンは、波形の凹凸形状に加工されている。隣り合うフィン同士は、波の方向が互いに一定の角度で交差する向きに貼り合わされており、すなわち、隣り合うフィン同士は山と谷が互いに点接触するように配置されおり、この接触点で互いに接着されている。このような構成により、充填材１７は、内部が多孔質とされて、単位体積当たりの表面積が広く確保されるとともに、空気の流動性も確保されている。
【００６３】
充填材１７は、親水性のあるセルロース系素材の他、ガラス繊維、セラミック繊維などのシートを接着して作成でき、あるいは結合剤などでセルロース、ガラス繊維、セラミック繊維などを一体化して作成できる。
【００６４】
伝熱管１６は、各段において、図１の左右方向（水平方向）に延びる直線部分の終端が、水平面内でＵ字またはコの字に折り曲げられることで、複数の直線部分が水平方向に間隔をあけて配置されており、また、各直線部分は充填材１７を挟んで上下方向に間隔をあけて配置されており、図２の左右端では終端が垂直方向にＵ字またはコの字に折り曲げられて上の段につながることで、全体として分岐せずに蛇行して延びる１本の管として構成されている。
【００６５】
伝熱管１６の内部には冷媒が流通するが、冷媒は、図２の最下段最右から伝熱管１６に流し込まれ、最下段を左方向に流れ、左端で上の段に移って右方向に流れ、これを繰り返して、最終的に最上段から排出される。すなわち、冷媒は、伝熱管１６を通ることで、三流体熱交換器２０内を下段から上段に向かって流れる。
【００６６】
伝熱管１６は、強度の点から金属製が好ましく、特に、吸湿性液体（塩化リチウム水溶液）に対する耐食性を有し、かつ、安価な材料が好ましい。例えば、銅は伝熱性に優れ、比較的安価であるので、伝熱管１６の材料として好ましい。伝熱管１６を銅で構成する場合には、耐食性を付与する表面処理や電気的な方法等により吸湿性液体に対する耐食性を確保することが望ましい。本実施の形態の伝熱管１６は平滑管であるが、表面積を拡大し、また親水性を増すために、外表面に加工を施してもよい。
【００６７】
図４〜図７は、表面加工された伝熱管１６の例を示す図である。図４（ａ）は、伝熱管１６の表面に円周方向に細溝を設けた例を示しており、図４（ｂ）は、その伝熱管１６の部分拡大図である。図５（ａ）は、伝熱管１６の表面に交差する細溝を設ける例を示しており、図５（ｂ）は、その伝熱管１６の部分拡大図である。また、図６は伝熱管１６の表面にローフィン加工をした例を示しており、図７は伝熱管１６の表面に微細溝を設けた例を示している。また、図示は省略するが、伝熱管１６の表面に細かい凹凸（サンドブラスト、ショットブラストなど）を設けてもよい。さらに、伝熱管１６の内面にも、熱源流体側の伝熱改良のため、内面溝や凹凸等を設けてもよい。
【００６８】
伝熱管１６の直線部分の左右の端部にはそれぞれ側板２６が設けられている。図８（ａ）は、側板２６と伝熱管１６との関係を示す斜視図であり、図８（ｂ）はその側面図である。上述のように、伝熱管１６は、全体で蛇行する一本の管として構成されており、側部で１８０度折れ曲がる湾曲部を有し、湾曲部の間は直線部分で接続されている。したがって、そのままでは各直線部分の互いの位置関係は不安定である。
【００６９】
そこで、各直線部分を安定して位置決めするために、左右の直線部分の端部には、伝熱管１６を固定する手段として側板２６が設けられる。側板２６は、左右の外側から伝熱管１６の直線部分の端まで嵌め込まれる。このために、側板２６には、伝熱管１６の湾曲部及び直線部分の端部を貫通させるための複数の横長孔２６１及び縦長孔２６２が形成され、さらに、伝熱管１６の端部を貫通させるための単孔２６３が形成されている。なお、反対側には伝熱管１６の端部はないため、反対側の側板２６には単孔２６３は不要であり、その代わりに２つの縦長孔２６２が形成される。
【００７０】
各横長孔２６１、各縦長孔２６２、及び単孔２６３は伝熱管１６の直線部分が密着するように形成される。よって、伝熱管１６の各直線部分はこれらの孔２６１、２６２、２６３に拘束されて上下方向に移動することができなくなり、位置が固定されることになる。
【００７１】
上記のように、各横長孔２６１、各縦長孔２６２、及び単孔２６３は伝熱管１６の直線部分が密着するように形成されるが、横長孔２６１及び縦長孔２６２についてはその両端部で直線部分と密着するので、両端部分を除く中間部分は、筐体１１の内部に暴露する。この中間部分から三流体熱交換器２０の内部を流下する吸湿性液体が漏れて、充填材１７を通らずに直接最下段充填材１８ないし溶液槽１９まで落下したり、筐体１１内で飛散して排気口１３を通って調湿対象空間に流出したりする。この対策として、蛇行して延びる伝熱管１６に対して側板２６を嵌めた後に、これらの横長孔２６１及び縦長孔２６２の中間部分を板状の部材等で塞ぐようにしてもよい。さらに、伝熱管１６と板状の部材等を貼り付けた横長孔２６１ないし縦長孔２６２の間に隙間がある場合、伝熱管１６及び側板２６の材質に適したコーキング剤等で隙間を埋め、側板２６からの溶液の漏れ出しを確実に防ぐ構造としてもよい。
【００７２】
側板２６は、透明の樹脂で構成される。これによって、三流体熱交換器２０は側板２６側からその内部を観察することができ、特に、後述するバイパス現象が発生しているか否かを観察することができる。なお、側板２６は樹脂製に限らず、また透明でなくともよく、吸湿性液体に耐性のある金属（例えば、吸湿性液体が塩化リチウムであれば、チタニウム製）、あるいはガラスでもよい。
【００７３】
充填材１７と伝熱管１６とは互いに上下方向に接触している。すなわち、充填材１７の下面と伝熱管１６の上面とは接触しており、伝熱管１６の下面と充填材１７の上面とは接触している。この結果、各段の充填材１７の下面（最下部）まで流れた吸湿性液体は、表面張力によって伝熱管１６に流れ込み、伝熱管１６の表面を経由して下段の充填材１７に供給される。伝熱管１６からその下の充填材１７に供給された吸湿性液体は、充填材１７内で表面張力によって充填材１７のほぼ全表面に広がりつつ、重力によって充填材１７内を下方に流れる。
【００７４】
三流体熱交換器２０に供給される吸湿性液体の流量が多すぎると、充填材１７の下面から漏れた吸湿性液体が伝熱管１６を経由せずにバイパスしてその下段の充填材１７に直接滴下されることもあり得るが（バイパス現象）、本実施の形態の除湿装置１００では、後述するように、三流体熱交換器２０に供給する吸湿性液体の流量を多くする必要はなく、比較的少量の吸湿性液体が供給されるので、充填材１７を下方に流れた吸湿性液体は表面張力によってその大部分がその下段の伝熱管１６に集められて、伝熱管１６の表面を下方に流れてその下段の充填材１７に供給される。上記のようなバイパス現象をより確実に防止するために、以下のような構成が採用されてもよい。
【００７５】
図９は、三流体熱交換器２０の他の例を示す図である。この例では、充填材１７は板状形状であるが、その下面が伝熱管１６との接触面に向けてテーパしている。また、充填材１７の下面における伝熱管１６と接触する面は、伝熱管１６の表面に沿って円弧上に形成されている。この構成により、充填材１７の下面に至った吸湿性液体はテーパした下面を伝って伝熱管１６との接触面まで流れて、表面張力によって確実に伝熱管１６の表面に流れ込む。
【００７６】
図１０は、三流体熱交換器２０のさらに他の例を示す図である。上記の例では、いずれも充填材１７が平面視で２つの側板２６の間の全面を覆う板状に形成されていたが、この例では、充填材１７は角棒状に形成され、各段において水平方向に充填材１７と伝熱管１６とが交互に配置され、また、上下方向に見ると、水平面内の各位置で充填材１７と伝熱管１６が上下方向に交互に配置されている。各充填材１７は、その中を長手方向に平行に貫く支持棒１７１によって支持されている。
【００７７】
図１０の例では、充填材１７の下面と伝熱管１６の上面とは接触しておらず、それらの間には隙間が確保されている。また、充填材１７の下面は、伝熱管１６に対応する位置に向けてテーパする形状を有しており、その先端は凹形状に加工されている。この先端の凹形状により、ここで水滴が形成されて、その直下の伝熱管１６に水滴が滴下される。さらに、伝熱管１６の下面と充填材１７の上面との間にも隙間が確保されている。なお、充填材１７の下面の先端は凹形状でなく凸形状とされてもよい。この場合にも、この凸形状の部分で水滴が形成されやすくなる。
【００７８】
図１１〜１３は、三流体熱交換器２０のさらに他の例を示す図である。図１１〜１３の例では、処理機１０´が上記の実施の形態の処理機１０とは異なっており、すなわち、吸気口１２及び排気口１３が三流体熱交換器２０の横に設けられ、吸気口１２と排気口１３は、三流体熱交換器２０を挟んで互いに対向して設けられている。これにより、処理対象空気は三流体熱交換器２０の側面から三流体熱交換器２０の内部に流入し、三流体熱交換器２０の反対側の側面から排出される。吸気口１２及び排気口１３には、吸湿性液体の液滴が筐体１１外に飛散しないように、それぞれエリミネータを備えている。
【００７９】
上記の実施の形態の処理機１０では処理対象空気が下から上に流れ、吸湿性液体が上から下に流れ、処理対象空気の流れと吸湿性液体の流れとが対向するカウンタ（対向）気液接触方式であったのに対して、図１１〜１３の例の処理機１０´では、処理対象空気が水平方向に流れ、吸湿性液体が上から下に流れるクロス（直交）気液接触方式を採用している。
【００８０】
クロス気液接触方式では、冷媒を排気口１３側から吸気口１２側に向かうように流してよい。すなわち、例えば、図１１〜１３の例では冷媒を最下段最右から導入して、最右列を上方に流し、最上段で１つ左の列に移って、その列で下方に流し、これを繰り返すことで、最左列から排出するように伝熱管１６を構成してよい。
【００８１】
図１１の例では、三流体熱交換器２０は図１０の例と同様に構成され、充填材１７は角棒状に形成され、各段において水平方向に充填材１７と伝熱管１６とが交互に配置され、また、上下方向に見ると、水平面内の各位置で充填材１７と伝熱管１６が上下方向に交互に配置されている。
【００８２】
図１２の例では、充填材１７とその下段の伝熱管１６との間に、プレート２１が追加されている。プレート２１には、伝熱管１６に対応する位置に複数の孔２１１が形成されている。この構成により、バイパス現象を確実に防いで、充填材１７の下面に至った吸湿性液体を確実に伝熱管１６の供給できる。この例では、プレート２１の平面方向と処理対象空気の流れる方向とが一致しているため、処理対象空気はプレート２１によって遮られることなく、充填材１７内を水平方向に流れていく。この複数の孔２１１を有するプレート２１は、充填材１７を流下した吸湿性液体を伝熱管１６に導く案内手段に相当する。なお、図１２の例において、図１０に示すように、充填材１７の下面をテーパ形状とし、プレート２１をそのように形成した充填材１７の下面に沿うように形成してもよい。
【００８３】
また、本実施の形態のように、伝熱管１６と充填材１７とが上下方向に繰り返し配置される構造においては、伝熱管１６の表面に吸湿性液体を十分に広げて、伝熱管１６の内部を流れる冷媒との吸湿性液体への伝熱効率を上げることが有効である。そのために、伝熱管１６に表面処理をして伝熱管１６の表面における吸湿性液体の接触角を小さくしたり、上記のように伝熱管１６の表面形状を加工したりすることが考えられるが、冷媒と吸湿性液体との間の伝熱効率をより向上させるために、以下のような構成を採用することも有効である。
【００８４】
図１３（ａ）は、三流体熱交換器２０のさらに他の例を示す図であり、図１３（ｂ）は伝熱管１６周りの部分拡大図である。この例では、垂直方向に隣り合う充填材１７同士の間にホルダ２２が設けられている。ホルダ２２は、全体として板状に形成され、内部に伝熱管１６を収容し、上面及び下面で充填材１７に接触している。ホルダ２２は、伝熱管１６の上面及び下面に対応する位置に複数の孔２２１，２２２を有し、それ以外の部分で伝熱管１６の外周を囲む形状に形成されている。この複数の孔２２１を有するホルダ２２は、充填材１７を流下した吸湿性液体を伝熱管１６に導く案内手段に相当するとともに、充填材１７を流下した吸湿性液体を伝熱管１６の周りに保持する保持手段にも相当する。
【００８５】
伝熱管１６とホルダ２２との間にはスペーサ２３が設けられ、このスペーサ２３によって、伝熱管１６の全周とホルダ２２との間にはスペースが確保されている。よって、ホルダ２２の上面の孔２２１から伝熱管１６に供給された吸湿性液体は、ホルダ２２に遮られることなく伝熱管１６の表面を下方に流れ、ホルダ２２の下面の孔２２２から下段の充填材１７に供給される。この例でも、ホルダ２２の平面方向と処理対象空気の流れる方向とが一致しており、処理対象空気は充填材１７の内部を水平方向に流れる。
【００８６】
図１４は、三流体熱交換器２０のさらに他の例を示す図である。この例では、伝熱管１６は、複数の直線部分の各々が、外管１６１によって覆われて二重管１６０が構成される。外管１６１は、伝熱管１６の直線部分の周囲を覆うカバー部材として機能する。外管１６１の内面と伝熱管１６の外面との間隔は、例えば２ｍｍとする。なお、伝熱管１６は上述のように伝熱性が高く、強度もある金属で構成されるが、外管１６１は伝熱性や強度の要求は高くないので、例えば塩化ビニル等の安価な材料を用いて構成される。
【００８７】
充填材１７の下には充填材１７を流れた吸湿性液体を受けるプレート２４が設けられる。プレート２４には、その下の外管１６１の端部と連結する孔２４１が設けられている。二重管１６０の外管１６１にもプレート２４の孔２４１に対応する位置（直線部分の端部）に、導入孔１６１１が設けられている。孔２４１と導入孔１６１１との間には、パッキン、スポンジ等のシール部材２４２が設けられており、孔２４１から導入孔１６１１に吸湿性液体が漏れることなく流れる構造となっている。充填材１７内を下方に流れてプレート２４で受け止められた吸湿性液体は、この導入孔１６１１から外管１６１内（伝熱管１６の外側）に導入される。このプレート２４は、充填材１７を流下した吸湿性液体を伝熱管１６に導く案内手段に相当する。
【００８８】
外管１６１内に導入された吸湿性液体は、外管１６１内を伝熱管１６に沿って流れる。このとき、外管１６１と伝熱管１６との間の隙間は吸湿性液体で満たされる。即ち、吸湿性液体は、外管１６１によって伝熱管１６の周囲に保持される。よって、吸湿性液体は、十分に伝熱管１６に接触することとなるので、伝熱効率を高くすることできる。また、吸湿性液体は、伝熱管１６をその周方向に流れるのではなく、伝熱管１６の軸方向に流れるので、伝熱管１６との接触時間が長くなり、十分に冷却される。この外管１６１は、吸湿性液体を伝熱管１６の周りに保持する保持手段に相当する。
【００８９】
外管１６１の直線部分の導入孔１６１１と反対側の端部には、導入孔１６１１から外管１６１内に導入されて外管１６１内を伝熱管１６に沿って流れた吸湿性液体を下段の充填材１７に供給するための排出孔１６１２が設けられている。外管１６１の下には、排出孔１６１２から排出された吸湿性液体を下段の充填材１７に分配するための分配器２５が設けられている。分配器２５はトレイ状の部材（トレイ部材）であり、下面に複数の孔が全面にわたって形成されている。外管１６１から排出された吸湿性液体は分配器２５で分配されて充填材１７の上部に供給される。
【００９０】
このように、図１４の例の三流体熱交換器２０では、プレート２４、二重管１６０、分配器２５、充填材１７がこの順で繰り返し配置される構造を有している。吸湿性液体は、充填材１７を下方に流れ、その下段の二重管１６０の直線部分を一端から他端に向けて水平に流れ、分配器２５で水平面方向に分配されてその下段の充填材１７の上部に供給されるという経路を繰り返しながら、三流体熱交換器２０内を下方に流れる。この例でも、吸湿性液体はそれに働く重力（自然落下）及び表面張力の作用のみで上記のように流れて、充填材１７における気液接触と伝熱管１６における冷却とを繰り返すことができる。
【００９１】
図１５（ａ）及び（ｂ）は、図１４の例の変形例を示している。図１５（ａ）は、この変形例の分解斜視図である。この変形例では、二重管１６０を採用する代わりに、上下に分割式の伝熱管カバー部材１６２を採用している。伝熱管カバー部材１６２は、概略板状の形状を呈する上部材１６２１と下部材１６２２とからなり、上部材１６２１の下面には伝熱管１６を収容するための半円筒状の凹部が形成されており、下部材１６２２の上面には伝熱管１６を収容するための半円筒状の凹部が形成されている。
【００９２】
図１５（ｂ）は、上部材１６２１と下部材１６２２との間に伝熱管１６を収容した状態を示す側面図である。上部材１６２１の凹部と下部材１６２２の凹部とは対応する位置に形成されており、上部材１６２１と下部材１６２２とが合わさることで円筒状の空洞が形成され、伝熱管１６の直線部分は、この空洞に収容される。上部材１６２１の凹部及び下部材１６２２の凹部にはそれぞれ伝熱管支持突起（スペーサ）１６２３が設けられており、伝熱管１６はこの伝熱管支持突起１６２３に支持されることで、円筒状の空洞の中央に配置される。
【００９３】
このように伝熱管１６の直線部分を収容した伝熱管カバー部材１６２は、充填材１７の間に配置される。上部材１６２１の凹部の長手方向端部の上面には、その上の充填材１７を流下した吸湿性液体を円筒状の空洞に導入するための導入孔１６２１１が形成されており、下部材１６２２の凹部の長手方向の導入孔１６２１１とは反対側の端部の下面には、その下の充填材１７に吸湿性液体を排出する排出孔１６２２１が形成されている。この上部材１６２１は、充填材１７を流下した吸湿性液体を伝熱管１６に導く案内手段に相当し、上部材１６２１と下部材１６２２とからなる伝熱管カバー部材１６２は、吸湿性液体を伝熱管１６の周りに保持する保持手段に相当する。
【００９４】
この変形例においても、図１４の例と同様に、円筒状の空洞内（伝熱管１６の外側）に導入された吸湿性液体は、空洞内を伝熱管１６に沿って流れる。このとき、空洞の周壁と伝熱管１６との間の隙間は吸湿性液体で満たされる。即ち、吸湿性液体は、伝熱管カバー部材１６２によって伝熱管１６の周囲に保持される。よって、吸湿性液体は、十分に伝熱管１６と接触することとなるので、伝熱効率を高くすることできる。また、吸湿性液体は伝熱管１６をその周方向に流れるのではなく、伝熱管１６の軸方向に流れるので、伝熱管１６との接触時間が長くなり、十分に冷却される。
【００９５】
図１６は、三流体熱交換器２０のさらに他の例を示す図である。この例では、充填材１７の間に、伝熱管１６を収容する収容部材１６３が設けられている。収容部材１６３は、トレイ部材１６３１と、トレイ部材１６３１に被せられて充填材１７を下から支持するための蓋部材１６３２とが一体になって構成されている。なお、蓋部材１６３２がトレイ部材１６３１とは別体であってもよい。
【００９６】
トレイ部材１６３１は平面視で充填材１７とほぼ同じ大きさに形成されており、その下面には、その下段の充填材１７に吸湿性液体を分配するための孔が全面にわたって形成されている。蓋部材１６３２にも充填材１７を流下した吸湿性液体をトレイ部材１６３１に滴下するための孔が全面にわたって形成されている。なお、蓋部材１６３２に形成された孔は、充填材１７の下部に吸湿性液体が滞留しないように比較的大きく形成されてよいが、トレイ部材１６３１に形成された孔は、ある程度の抵抗を生じるように、小さく（ただし数は多く）形成される。蓋部材１６３２は、充填材１７を流下した吸湿性液体を伝熱管１６に導く案内手段に相当し、トレイ部材１６３１は、吸湿性液体を伝熱管１６の周りに保持する保持手段に相当する。
【００９７】
このような構成により、トレイ部材１６３１には吸湿性液体が滞留し、その結果、伝熱管１６がトレイ部材１６３１に保持された吸湿性液体に浸かる。伝熱管１６の周面がすべて浸かる程度にトレイ部材１６３１に吸湿性液体が滞留することが望ましいが、トレイ部材１６３２から上段の充填材１７にまで吸湿性液体が溢れる状態となるのは好ましくない。トレイ部材１６３１の孔の大きさ及び数は、好ましくは、トレイ部材１６３１に溜まる吸湿性液体の液面が伝熱管１６の上面と蓋部材１６３２との間になるように設計される。
【００９８】
充填材１７を下から支持する（充填材１７が乗せられる）蓋部材１６３２には、充填材１７の外側で、充填材１７を支持する平面部から上に向けて屈曲する返し部が形成されている。この返し部によって、充填材１７を流下してまだ蓋部材１６３２の孔からトレイ部材１６３１内に滴下されずに蓋部材１６３２の上に滞留する吸湿性液体が、充填材１７の外側から三流体熱交換器２０外に流れ落ちるのを防いでいる。この返し部は、充填材１７の端部に対応する部分に形成されるのではなく、充填材１７の端部から若干外側にまで平面部が延長して形成される。三流体熱交換器２０には、図１６の左右方向に処理対象空気が流通するが、このように返し部を充填材１７の端部から離して形成することにより、充填材の側面（図１６の左右の側面）から充填材１７の内部に流入し、反対側の側面から流出する処理対象空気の風路を返し部が妨げることなく、三流体熱交換器２０内において処理対象空気と調湿性液体との気液接触が十分に行われる。なお、図１４の構成においても同様に、充填材１７を下から支持するプレート２４の紙面垂直方向の端部には、充填材１７の外側で上に向けて屈曲する返し部が形成されており、充填材１７を流下して孔２４１を流下する前の吸湿性液体がプレート２４上に溜まり、図１４の紙面垂直方向から漏れ出ないように構成されている。
【００９９】
図１５及び図１６の例によれば、吸湿性液体を伝熱管１６の周囲に保持するための手段を伝熱管１６の直線部分の一本一本に個別に設ける必要はなく、段ごとに設ければよいので、製造が容易であるという利点がある。
【０１００】
（最下段充填材１８，３８）
最下段充填材１８と最下段充填材３８とは同じ構成であるため、最下段充填材１８を例に説明する。最下段充填材１８は、吸湿性液体のもつ水分授受能力を出し切らせるために、三流体熱交換器２０の下段に設けられている。三流体熱交換器２０の下面から排出された吸湿性液体は、さらに最下段充填材１８に供給されて、最下段充填材１８において空気と接触する。最下段充填材１８は、充填材１７と同様の素材及び構造で構成してよいが、充填材１７を通らずに充填材１７と筐体１１との間の隙間から落下する吸湿性液体を捕捉するために、充填材１７よりも広範囲にわたって設けられるのが望ましく、筐体１１との間に隙間なく設けられてもよい。
【０１０１】
（吸湿性液体の循環のための構成）
上述のように、溶液槽１９には第１の吸湿性液体管路５１が接続されており、溶液槽３９には第２の吸湿性液体管路５２が接続されている。三流体熱交換器２０を経て溶液槽１９に流下した吸湿性液体は、再び三流体熱交換器２０の上部に戻されることなく、すべて再生機３０に送られる。また、三流体熱交換器４０を経て溶液槽３９に流下した吸湿性液体は、再び三流体熱交換器４０の上部に戻されることなく、すべて処理機１０に送られる。
【０１０２】
第１の吸湿性液体管路５１にはポンプ５３が設けられており、処理機１０の溶液槽１９から排出された吸湿性液体は、第１の吸湿性液体管路５１を通って、ポンプ５３の揚力によって再生機３０の分配器３５まで汲み上げられる。また、第２の吸湿性液体５２にはポンプ５４が設けられており、再生機３０の溶液槽３９から排出された吸湿性液体は、第２の吸湿性液体管路５２を通って、ポンプ５４の揚力によって処理機１０の分配器１５まで汲み上げられる。
【０１０３】
再生機３０から処理機１０に戻る吸湿性液体の流量は、バルブ５５によって調整される。本実施の形態では、バルブ５５は、溶液槽３９内の吸湿性液体の液面の高さが一定になるように、処理機１０に戻す吸湿性液体の流量を制御する。なお、バルブ５５の代わりにポンプ５４の回転数制御で再生機３０から処理機１０に戻す吸湿性液体の流量を調節してもよい。
【０１０４】
第１の吸湿性液体管路５１及び第２の吸湿性液体管路５２の経路には熱交換器５６が設けられ、この熱交換器５６で第１の吸湿性液体管路５１を流れる比較的低温の吸湿性液体と第２の吸湿性液体管路５２を流れる比較的高温の吸湿性液体との間で熱交換が行われる。すなわち、処理機１０の溶液槽１９から排出される比較的低温の吸湿性液体は、熱交換器５６において、再生機３０の溶液槽３９から排出される比較的高温の吸湿性液体と熱交換をすることで加熱され、再生機３０の溶液槽３９から排出される比較的高温の吸湿性液体は、熱交換器５６において、処理機１０の溶液槽１９から排出される比較的低温の吸湿性液体と熱交換をすることで冷却される。この構成により、再生機３０での加熱量及び処理機１０での冷却熱量を低減することができ、除湿装置１００のエネルギー利用効率を向上できる。
【０１０５】
（除湿装置１００の作用）
上記の実施の形態の除湿装置１００では、処理機１０において、充填材１７と伝熱管１６とが上下方向に交互に配置された三流体熱交換器２０を採用したので、吸湿性液体は、この三流体熱交換器２０を上から下に流れる際に、充填材１７において十分に処理対象空気と気液接触し、充填材１７において水分を吸収することによって生じる吸収熱等によって温度が上昇した吸湿性液体はその下段の伝熱管１６で直ちに冷却されて、再びその下段の充填材１７に供給される。
【０１０６】
したがって、各段の充填材１７には常に十分に冷却された吸湿性液体が供給され、各段の充填材１７で処理対象空気と接触する吸湿性液体は、温度上昇によって水分吸収能力が低下することなく、最下段まで水分吸収能力を維持できる。すなわち、従来のように金属製の熱交換コイルを処理機に導入して吸湿性液体を熱交換コイルで冷却しながら処理対象空気と気液接触させる構成と比較して、本実施の形態の除湿装置１００では、気液接触は専ら充填材１７にて行う。充填材１７は断熱性ではあるが、濡れ性が極めて良好であり、表面に吸湿性液体が拡がりやすく、単位体積当たりの表面積も大きく、疎水性の金属からなる熱交換コイルに比べて気液接触の効率が優れている。
【０１０７】
このように、本実施の形態の除湿装置１００では、三流体熱交換器２０の上部に供給された吸湿性液体は、三流体熱交換器２０の下部から排出されるまでの間に十分に処理対象空気から水分を吸収し希釈されているので、それをそのまま再生機３０に送って再生に供することができ、再生前に処理機１０において再び三流体熱交換器２０の上部まで汲み上げて繰り返し処理対象空気と気液接触させる必要がない。よって、本実施の形態の除湿装置１００は、従来の調湿装置と比較してエネルギー利用効率に優れている。
【０１０８】
また、三流体熱交換器２０に供給する吸湿性液体の流量が少なくてよいことから、液撥ね等による吸湿性液体の液滴の飛散を抑えることができ、キャリーオーバーのリスクも低減される。
【０１０９】
例えば、従来の断熱タイプの除湿装置では、処理機の溶液槽から処理機の分配器に９０Ｌ／ｍｉｎの流量（単位時間あたりの量）の吸湿性液体を戻してこの流量の吸湿性液体を気液接触手段に供給するとともに、１０Ｌ／ｍｉｎの流量の吸湿性液体を再生機に送っていたのに対して、本実施の形態の除湿装置１００の構成を採用することで、処理機１０の三流体熱交換器２０には２０Ｌ／ｍｉｎ程度の流量の吸湿性液体を供給すればよく、また、三流体熱交換器２０の下面から排出される吸湿性液体を再度三流体熱交換器２０の上部に戻す必要はなく、溶液槽１９から再生機３０へは、２０Ｌ／ｍｉｎ程度の流量の吸湿性液体を送ることができる。
【０１１０】
このように、本実施の形態の除湿装置１００によれば、処理機１０及び再生機３０において三流体熱交換器２０，４０に供給する吸湿性液体の量を従来と比較して劇的に減少させることができる。上記の例で言えば、従来、気液接触手段に供給していた吸湿性液体の流量が１００Ｌ／ｍｉｎ（戻り９０Ｌ／ｍｉｎ、及び、吸湿済又は再生済１０Ｌ／ｍｉｎ）であったものが、２０Ｌ／ｍｉｎとなり、１／５まで減少できる。
【０１１１】
ただし、本発明は上記のように処理機１０内又は再生機３０内で循環させる吸湿性液体をゼロにするものに限らない。上記の例において、三流体熱交換器２０，４０に流す２０Ｌ／ｍｉｎの流量の吸湿性液体の一部（例えば、５Ｌ／ｍｉｎ）を処理機１０内又は再生機３０内で循環させたとしても、三流体熱交換器２０，４０に流す吸湿性液体の量を従来と比較して少量にできており、キャリーオーバーの問題を低減するという点では有利であり、また、そのように循環させるためのポンプの動力も従来と比較して小さくてよい。
【０１１２】
一般的には、本実施の形態の三流体熱交換器２０，４０を採用したことで、図１７に示すように、処理機１０及び再生機３０の三流体熱交換器２０，４０に供給する吸湿性液体の流量をａ（ｋｇ／ｍｉｎ）とし、処理機１０内及び再生機３０内で循環させる吸湿性液体の流量をｂ（ｋｇ／ｍｉｎ）とすると（なお、処理機１０と再生機３０との間でやり取りする吸湿性液体の流量はａ−ｂとなる）、処理機１０内及び再生機３０内で循環させる割合ｂ／ａを０≦ｂ／ａ≦０．５とすることができる。
【０１１３】
また、三流体熱交換器２０，４０に供給する吸湿性液体の流量を少なくできる点については、以下のように説明することもできる。すなわち、本実施の形態の三流体熱交換器２０を採用したことで、処理機１０での除湿量（吸湿性液体が処理対象空気から吸収する水分の量）Ａ（ｋｇ／ｍｉｎ）に対する、処理機１０の三流体熱交換器２０に供給する吸湿性液体の流量Ｂ（ｋｇ／ｍｉｎ）の比Ｂ／Ａを小さくすることができ、具体的には５≦Ｂ／Ａ≦６７（好ましくは、１３≦Ｂ／Ａ≦２６）とすることができる。また、本実施の形態の三流体熱交換器４０を採用したことで、再生機３０での水分放出量（吸湿性液体が再生用空気に放出する水分の量）Ｃ（ｋｇ／ｍｉｎ）に対する、再生機３０の三流体熱交換器４０に供給する吸湿性液体の流量Ｄ（ｋｇ／ｍｉｎ）の比Ｄ／Ｃを小さくすることができ、具体的には５≦Ｄ／Ｃ≦６７（好ましくは、１３≦Ｄ／Ｃ≦２６）とすることができる。
【０１１４】
上記の処理機１０における作用は再生機３０でも同様である。すなわち、再生機３０においても、三流体熱交換器４０を上から下に流れる吸湿性液体は、各段の充填材３７において再生用空気と十分に気液接触し、その下段の伝熱管３６で加熱され、これを繰り返すので、三流体熱交換器４０の下部から排出される吸湿性液体は十分に水分を放出して濃縮されている。よって、再生すべき吸湿性液体を三流体熱交換器４０の下方から上方に汲み上げて何度も吸湿性液体を三流体熱交換器４０に供給する必要はなく、三流体熱交換器４０から排出される吸湿性気体をそのまま処理機１０に供給することができる。また、三流体熱交換器４０の上部に供給する吸湿性液体は処理機１０から供給される吸湿性液体（上記の例では、２０Ｌ／ｍｉｎ）のみであり、従来と比較して少量であるので再生機３０における液撥ね、及びキャリーオーバーの問題も低減できる。
【０１１５】
また、上記の実施の形態の除湿装置１００では、三流体熱交換器２０において、親水性の部材である充填材１７における吸湿性液体と処理対象空気との気液接触と、その下段の伝熱管１６における吸湿性液体の冷却とを繰り返すが、この繰り返しが吸湿性液体に働く重力及び表面張力を利用した自然流下によって実現されるので、従来のように充填材を通過した吸湿性液体をポンプで汲み上げつつ冷却して再び同じ充填材に戻すことで親水性部材による気液接触と冷却とを繰り返す場合と比較して、気液接触と冷却とを繰り返すためのポンプ等による吸湿性液体の搬送エネルギーを必要としない。この点でも、装置の小型化及びエネルギー利用効率の向上が実現される。
【０１１６】
（調湿装置の変形例）
図１８は変形例の除湿装置を示す図である。本変形例の除湿装置１００´では、処理機１０が再生機３０の上方に配置されている。再生機３０の溶液槽３９から処理機１０の分配器１５へは上記の実施の形態と同様にポンプ５４を用いて吸湿性液体を汲み上げるが、処理機１０の溶液槽１９から再生機３０の分配器３５へは重力を利用した自然流下によって吸湿性液体を移動させる。図１の除湿装置１００と比較すると、除湿装置１００´では、第１の吸湿性液体管路５１に設けたポンプ５３が省略されている。
【０１１７】
なお、処理機１０と再生機３０との配置を逆にして、再生機３０から処理機１０への吸湿性液体の搬送を重力による自然流下としてもよい。この場合には、ポンプ５４を省略できる。
【０１１８】
また、上記の実施の形態では、ヒートポンプ６０を用いた除湿装置１００の例について説明したが、除湿装置は必ずしもヒートポンプ６０を用いる必要はなく、吸湿性液体を用いて除湿を行う除湿装置であれば本発明を適用することが可能である。例えば、処理機１０の伝熱管１６に冷水を供給し、再生機３０の伝熱管３６に温水を供給することによっても三流体熱交換器２０，４０を実現できる。
【０１１９】
また、処理機内を循環する溶液回路と外部熱源による熱交換器を追加し、あるいは再生器内を循環する溶液回路と外部熱源による熱交換器を追加するなど、ヒートポンプ６０以外の熱源も利用できるようにしてもよい。処理機の入口または出口部分に、ヒートポンプ６０による蒸発器を追加し、処理対象空気の入口での予冷、出口での冷却など温度調節するようにしてもよい。
【０１２０】
また、上記の実施の形態では、伝熱管１６，３６が連続する一本の管として構成されていたが、伝熱管１６，３６は、複数経路に分岐する構成を有していてもよい。
【０１２１】
また、上記の実施の形態では、調湿装置が、処理機１０にて専ら除湿を行う除湿装置である場合を例に説明したが、上記の実施の形態において、圧縮機６１と膨張弁６２とを入れ替えることで、処理機１０において処理対象空気の加湿を行う加湿装置が構成される。さらに、処理機１０の伝熱管１６に低温の熱源流体（冷媒）を通し、再生機３０の伝熱管３６に高温の熱源流体（熱媒）を通す除湿運転と、処理機の伝熱管１６に高温の熱源流体（熱媒）を通し、再生機３０の伝熱管３６に低温の熱源流体（冷媒）を通す加湿運転とを切り替え可能にする四方切換弁が、圧縮機６１と膨張弁６２との間に設けられてもよい。この場合には、除湿運転と加湿運転とを切り替え可能な調湿装置が提供される。
【０１２２】
以上、本発明の実施の形態の調湿装置を詳細に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではない。
【０１２３】
（付記）
付記１の調湿装置は、吸湿性液体と処理対象空気とを接触させることで前記処理対象空気の調湿を行う処理機と、前記処理機で用いられた前記吸湿性液体を再生用空気と接触させることで前記吸湿性液体の再生を行って前記処理機に供給する再生機とを備えた調湿装置であって、前記処理機は、親水性を有する気液接触手段と、熱源流体によって冷却又は加熱される溶液加熱冷却手段とが上下方向に交互に配置された構成を有する第１の三流体熱交換器と、前記再生機から供給された前記吸湿性液体を前記第１の三流体熱交換器の上部に供給する第１の供給手段とを備え、前記吸湿性液体は、前記第１の三流体熱交換器を下方に向かって自然流下する過程で、前記気液接触手段と前記溶液加熱冷却手段とを交互に流れ、前記第１の供給手段によって前記第１の三流体熱交換器の上部に供給されて前記第１の三流体熱交換器の下部から排出された前記吸湿性液体を、再び前記第１の三流体熱交換器の上部に戻すことなく、前記再生機に供給する構成を有している。
【０１２４】
この構成により、吸湿性液体は自然流下によって第１の三流体熱交換器を上部から下方に流れる過程で、気液接触手段における気液接触と溶液加熱冷却手段における冷却又は加熱とを繰り返すので、水分授受能力を維持でき、十分に希釈又は濃縮される。そのため、処理機では、第１の三流体熱交換器に供給する吸湿性液体が少量であっても吸湿性液体は第１の三流体熱交換器を通過する間に処理対象空気との間で十分に水分の授受を行うことができ、第１の三流体熱交換器の下部から排出される吸湿性液体を再びその上部に戻す必要がなくなる。よって、処理機の第１の三流体熱交換器の下部から排出される吸湿性液体のすべてを再生機に供給しても、従来と比較して調湿の能力を落とすことはなく、エネルギー利用効率の低下を抑えることができる。
【０１２５】
付記２の調湿装置は、付記１の調湿装置において、前記再生機は、親水性を有する気液接触手段と、熱源流体によって加熱又は冷却される溶液加熱冷却手段とが上下方向に交互に配置された構成を有する第２の三流体熱交換器と、前記処理機から供給された前記吸湿性液体を前記第２の三流体熱交換器の上部に供給する第２の供給手段とを備え、前記吸湿性液体は、前記第２の三流体熱交換器を下方に向かって自然流下する過程で、前記気液接触手段と前記溶液加熱冷却手段とを交互に通り、前記第２の供給手段によって前記第２の三流体熱交換器の上部に供給されて前記第２の三流体熱交換器の下部から排出された前記吸湿性液体を、再び前記第２の三流体熱交換器の上部に戻すことなく、前記処理機に供給することを特徴とする。
【０１２６】
この構成によれば、再生機においても処理機と同様に、第２の三流体熱交換器の下部から排出される吸湿性液体のすべてを処理機に供給しても、従来と比較して調湿の能力を落とすことなく、エネルギー利用効率の低下を抑えることができる。
【０１２７】
付記３の調湿装置は、付記１又は付記２の調湿装置において、前記処理機から前記再生機に供給される前記吸湿性液体と前記再生機から前記処理機に供給される前記吸湿性液体との間で熱交換を行う熱交換器をさらに備えたことを特徴とする。
【０１２８】
この構成により、除湿をする場合には、処理機で冷却されながら希釈されて処理機から排出された比較的低温の吸湿性液体と、再生機で加熱されながら濃縮されて再生機から排出された比較的高温の吸湿性液体とが熱交換を行うことで、処理機から再生機に供給される吸湿性液体を加熱するとともに、再生機から処理機に供給される吸湿性液体を冷却できる。よって、処理機において吸湿性液体を冷却するために必要なエネルギーを抑えることができる。また、加湿を行う場合には、処理機で加熱されながら濃縮されて処理機から排出された比較的高温の吸湿性液体と、再生機で冷却されながら希釈されて再生機から排出された比較的低温の吸湿性液体とが熱交換を行うことで、再生機に供給される吸湿性液体を冷却するとともに処理機に供給される吸湿性液体を加熱できる。よって、処理機において吸湿性液体を加熱するために必要なエネルギーを抑えることができる。
【０１２９】
付記４の調湿装置は、付記１ないし付記３のいずれかの調湿装置において、前記処理機と前記再生機の一方が他方より高所に設けられ、前記一方から前記他方には前記吸湿性液体が重力を利用して供給されることを特徴とする。
【０１３０】
この構成により、処理機と再生機の一方から他方へは吸湿性液体を供給するための動力源（例えばポンプ）が不要であり、エネルギー利用効率を向上できる。また、そのような動力源を省略できるので、調湿装置を小型化できる。
【０１３１】
付記５の調湿装置は、吸湿性液体と処理対象空気とを接触させることで前記処理対象空気の調湿を行う処理機と、前記処理機で用いられた前記吸湿性液体を再生用空気と接触させることで前記吸湿性液体の再生を行って前記処理機に供給する再生機とを備えた調湿装置であって、前記処理機は、親水性を有する気液接触手段と、熱源流体によって冷却又は加熱される溶液加熱冷却手段とが上下方向に交互に配置された構成を有する第１の三流体熱交換器を備え、前記吸湿性液体は、前記第１の三流体熱交換器を下方に向かって自然流下する過程で、前記気液接触手段と前記溶液加熱冷却手段とを交互に流れ、前記第１の三流体熱交換器を流れる前記吸湿性液体の単位時間当たりの量ａと、前記第１の三流体熱交換器の下部から排出されて再び前記三流体熱交換器の上部に戻される前記吸湿性液体の単位時間当たりの量ｂとは、０≦ｂ／ａ≦０．５を満たすことを特徴とする。
【０１３２】
付記６の調湿装置は、付記５の調湿装置において、前記再生機は、親水性を有する気液接触手段と、熱源流体によって加熱又は冷却される溶液加熱冷却手段とが上下方向に交互に配置された構成を有する第２の三流体熱交換器を備え、前記吸湿性液体は、前記第２の三流体熱交換器を下方に向かって自然流下する過程で、前記気液接触手段と前記溶液加熱冷却手段とを交互に通り、前記第２の三流体熱交換器を流れる前記吸湿性液体の単位時間当たりの量ｃと、前記第２の三流体熱交換器の下部から排出されて再び前記第２の三流体熱交換器の上部に戻される前記吸湿性液体の単位時間当たりの量ｄとは、０≦ｄ／ｃ≦０．５を満たすことを特徴とする。
【０１３３】
付記７の調湿装置は、付記５又は付記６の調湿装置において、前記処理機から前記再生機に供給される前記吸湿性液体と前記再生機から前記処理機に供給される前記吸湿性液体との間で熱交換を行う熱交換器をさらに備えたことを特徴とする。
【０１３４】
付記８の調湿装置は、付記５ないし付記７のいずれかの調湿装置において、前記処理機と前記再生機の一方が他方より高所に設けられ、前記一方から前記他方には前記吸湿性液体が重力を利用して供給されることを特徴とする。
【０１３５】
付記９の調湿方法は、処理機にて吸湿性液体と処理対象空気とを接触させて前記吸湿性液体と前記処理対象空気との間で水分の授受を行うことで前記処理対象空気の調湿を行う調湿方法であって、前記処理機は、親水性を有する気液接触手段と、熱源流体によって冷却又は加熱される溶液加熱冷却手段とが上下方向に交互に配置された構成を有する第１の三流体熱交換器を備え、前記吸湿性液体を前記第１の三流体熱交換器の上部に供給し、前記第１の三流体熱交換器を下方に向かって自然流下させることで前記気液接触手段と前記溶液加熱冷却手段とに交互に流し、前記第１の三流体熱交換器の上部に供給する前記吸湿性液体の単位時間当たりの量Ｂと、前記吸湿性液体と前記処理対象空気との間で授受される単位時間当たりの水分量Ａとは、５≦Ｂ／Ａ≦６７を満たすことを特徴とする。
【０１３６】
付記１０の調湿方法は、再生機にて吸湿性液体と再生用空気とを接触させて前記吸湿性液体と前記再生用空気との間で水分の授受を行うことで前記処理対象空気の再生を行う調湿方法であって、前記再生機は、親水性を有する気液接触手段と、熱源流体によって加熱又は冷却される溶液加熱冷却手段とが上下方向に交互に配置された構成を有する第２の三流体熱交換器を備え、前記吸湿性液体を前記第２の三流体熱交換器の上部に供給し、前記第２の三流体熱交換器を下方に向かって自然流下させることで前記気液接触手段と前記溶液加熱冷却手段とに交互に流し、前記第２の三流体熱交換器の上部に供給する前記吸湿性液体の単位時間当たりの量Ｄと、前記吸湿性液体と前記再生用空気との間で授受される単位時間当たりの水分量Ｃとは、５≦Ｄ／Ｃ≦６７を満たすことを特徴とする。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、吸湿性液体が自然流下によって三流体熱交換器を上部から下方に流れる過程で、気液接触手段材における気液接触と溶液加熱冷却手段における冷却又は加熱とを繰り返すので、吸湿性液体の温度変化による水分授受能力の低下を回避しつつ十分に希釈又は濃縮され、三流体熱交換器に供給する吸湿性液体が少量であっても良好な除湿、加湿、又は再生が可能となり、よってエネルギー利用効率を向上できるという効果を有し、吸湿性液体を用いて調湿を行う調湿装置を構成する処理機又は再生機等として有用である。
【符号の説明】
【０１３８】
１００  除湿装置
１０  処理機
１１  筐体
１２  吸気口
１３  排気口
１４  ファン
１５  分配器
１６  伝熱管
１６０  二重管
１６１  外管
１６１１  導入孔
１６２  伝熱管カバー部材
１６２１  上部材
１６２１１  導入孔
１６２２  下部材
１６２２１  排出孔
１６２３  伝熱管支持突起（スペーサ）
１６３  収容部材
１６３１  トレイ部材
１６３２  蓋部材
１７  充填材
１８  最下段充填材
１９  溶液槽
２０  三流体熱交換器
２１  プレート
２２  ホルダ
２３  スペーサ
２４  プレート
２４１  孔
２４２  シール部材
２５  分配器
２５１  支持部材
２６  側板
２６１  横長孔
２６２  縦長孔
２６３  単孔
３０  再生機
３１  筐体
３２  吸気口
３３  排気口
３４  ファン
３５  分配器
３６  伝熱管
３７  充填材
３８  最下段充填材
３９  溶液槽
４０  三流体熱交換器
４６  側板
５１  第１の吸湿性液体管路
５２  第２の吸湿性液体管路
５３  ポンプ
５４  ポンプ
５５  バルブ
５６  熱交換器
６０  ヒートポンプ
６１  圧縮機
６２  膨張弁
６３  熱源流体管
【要約】      （修正有）【課題】吸湿性液体を用いた処理機において、エネルギー利用効率を向上させる。【解決手段】吸湿性液体と処理対象空気とを接触させることで処理対象空気の調湿を行う処理機１０は、吸湿性液体と処理対象空気と熱源流体とが熱交換を行う三流体熱交換器２０と、吸湿性液体を三流体熱交換器２０の上部に供給する分配器１５と、処理対象空気を取り込んで三流体熱交換器２０の内部を通過させて調湿対象空間に排出する吸気口１３及びファン１４とを備える。三流体熱交換器２０は、親水性を有する充填材１７と熱源流体によって冷却又は加熱される伝熱管１６とが上下方向に交互に配置された構成を有する。吸湿性液体は、三流体熱交換器２０を下方に向かって自然流下する過程で、充填材１７と伝熱管１６とを交互に流れ、充填材１７にて処理対象空気と気液接触し、伝熱管１６にて熱源流体によって冷却又は加熱される。【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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