(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸湿性溶液（１４）を用いた、気体（１２）の乾燥および／または冷却のための装置（１０）であって、
互いに平行な複数の気体流路（１８）および前記吸湿性溶液（１４）を導く互いに平行な複数の流路（２０）を含む吸収装置（１６）と、
前記吸収装置（１６）を出る前記吸湿性溶液（１４）が供給され、前記吸湿性溶液（１４）を再生する再生装置（２８）とを有し、
前記再生装置（２８）で再生された吸湿性溶液（１４）が再び前記吸収装置（１６）に供給されるように構成されており、気体流路（１８）それぞれの内部空間または気体空間（２２）が蒸気透過性の液密の膜壁（２４）によって少なくとも部分的に区切られ、
前記吸湿性溶液（１４）を導く前記流路（２０）が前記気体流路（１８）と、該気体流路（１８）に隣接する他の気体流路（１８）または隣接する冷却ユニット（２６）との間に形成されて設けられることにより、
水分が、前記膜壁（２４）を介して前記気体（１２）から前記吸湿性溶液（１４）に移されて吸収されるものであり、
前記吸湿性溶液（１４）を導く前記吸収装置（１６）の前記流路（２０）が、気体流路（１８）と、隣接する冷却ユニット（２６）との間にそれぞれ形成され、それぞれの冷却ユニット（２６）が、流体が漏れない熱伝導性の壁（４８）によって少なくとも部分的に区切られる冷却流体空間（５４）を含んでおり、
前記再生装置（２８）は、
前記吸収装置（１６）を出る前記吸湿性溶液（１４）が流れ、少なくとも１つの凝縮ユニット（Ｋ）および少なくとも１つの蒸発ユニット（Ｖ）を含む少なくとも１つの凝縮／蒸発段（３８）と、
前記凝縮／蒸発段（３８）を出る前記吸湿性溶液（１４）が流れ、少なくとも１つの加熱ユニット（３６）および少なくとも１つの蒸発ユニット（Ｖ）を含む加熱段（４６）とを有し、
前記少なくとも１つの凝縮ユニット（Ｋ）のそれぞれは、凝縮壁（４０）により少なくとも部分的に区切られる第１の蒸気空間（４２）を含み、
前記凝縮／蒸発段（３８）内の前記少なくとも１つの蒸発ユニット（Ｖ）のそれぞれは、蒸気透過性の液密の膜壁（２４）により少なくとも部分的に区切られる第２の蒸気空間（４４）を含んでおり、
前記吸湿性溶液（１４）が前記凝縮壁（４０）を介して加熱され、前記吸湿性溶液（１４）から生じる蒸気が前記第２の蒸気空間（４４）の前記膜壁（２４）を通って前記第２の蒸気空間（４４）に達するように、前記吸湿性溶液（１４）を導く少なくとも１つの流路（２０）が前記凝縮ユニット（Ｋ）と、該凝縮ユニット（Ｋ）に隣接する前記凝縮／蒸発段（３８）内の前記蒸発ユニット（Ｖ）との間に形成されており、
前記少なくとも１つの加熱ユニット（３６）のそれぞれは、流体が漏れない熱伝導性の壁（４８）によって少なくとも部分的に区切られる加熱流体空間（５０）を含み、前記加熱段（４６）内の前記少なくとも１つの蒸発ユニット（Ｖ）のそれぞれは、蒸気透過性の液密の膜壁（２４）によって少なくとも部分的に区切られる蒸気空間（４４）を含んでおり、
前記吸湿性溶液（１４）が前記加熱段（４６）の前記流体が漏れない熱伝導性の壁（４８）を介して加熱されることにより前記吸湿性溶液（１４）から生じる蒸気が、前記加熱段（４６）内の前記蒸気空間（４４）の前記膜壁（２４）を通って前記加熱段（４６）内の前記蒸気空間（４４）に達し、かつ、前記凝縮／蒸発段（３８）の前記凝縮ユニット（Ｋ）に供給されるように、前記吸湿性溶液（１４）を導く少なくとも１つの流路（２０）が前記加熱ユニット（３６）と、前記加熱ユニット（３６）に隣接する前記加熱段（４６）内の前記蒸発ユニット（Ｖ）との間に形成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記吸湿性溶液（１４）が、前記気体（１２）に対して対向流で前記吸収装置（１６）を流れることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記再生された吸湿性溶液（１４）が、冷却器（３０）を介して前記吸収装置（１６）に供給されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記吸収装置（１６）を出る前記気体（１２）が、消費体（３２）に供給されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記消費体（３２）からくる前記気体（１２）が、前記再生装置（２８）に供給されることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記消費体（３２）からくる前記気体（１２）が、前記気体（１２）が加熱される熱交換器（３４）を介して前記再生装置（２８）に供給されることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記消費体（３２）からくる前記気体（１２）が、排出気体または排出空気として導かれることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項８】
前記消費体（３２）からくるものではない気体（１２’）が、前記再生装置（２８）に供給されることを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記吸湿性溶液（１４）が、前記消費体（３２）からくる気体（１２）、または前記消費体（３２）からくるものではない気体（１２’）に対して対向流で前記再生装置（２８）を流れることを特徴とする請求項５、６および８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記再生装置（２８）が、少なくとも１つの冷却ユニット（２６）および少なくとも１つの凝縮ユニット（Ｋ）を有する凝縮段（５２）をさらに含んでおり、
それぞれの冷却ユニット（２６）が、流体が漏れない熱伝導性の壁（４８）によって少なくとも部分的に区切られる冷却流体空間（５４）を含み、それぞれの凝縮ユニット（Ｋ）が、凝縮壁（４０）によって少なくとも部分的に区切られる蒸気空間（４２）を含んでおり、
少なくとも１つの冷却ユニット（２６）が、前記凝縮段（５２）において少なくとも１つの凝縮ユニット（Ｋ）と直接隣接することにより、前記凝縮ユニット（Ｋ）それぞれの前記凝縮壁（４０）が前記冷却ユニット（２６）によって冷却され、
前記凝縮／蒸発段（３８）で生じる蒸気が前記凝縮段（５２）に供給されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸湿性溶液を用いた気体、特に空気の乾燥および／または冷却装置に関する。かかる装置は、例えば、空調プラントなどにおいて使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
吸湿性溶液は、周囲からの水分を結合させる特性を有する。対応する吸湿性溶液は、例えば、特に、塩化リチウム、臭化リチウム、塩化カルシウムの食塩水溶液、新しく開発された、いわゆるイオン性溶液の一種および／またはその他の溶液を含み得る。かかる溶液の吸収性能は、とりわけ温度が低下するにしたがって増加する。
特開平１１−０５１４２１号公報には、吸湿性溶液を用いた気体の乾燥のための装置が記載されている。この装置は気体流路および吸湿性溶液を導く流路を含んでいる。水分が透過できる膜が設けられ、これは膜を介して水分を気体から吸湿性溶液に移し、そこで吸収させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、可能な限りシンプルおよびコンパクトなデザインで、できるだけ高い乾燥性能または冷却性能を保証する、最初に述べた種類の改良された装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、本発明にしたがって、吸湿性溶液を用いた、気体、特に空気の乾燥および／または冷却装置によって達成され、この装置は、少なくとも１つの気体流路および少なくとも１つの吸湿性溶液を導く流路を含む吸収装置を有しており、各気体流路の内部空間または気体空間が蒸気透過性の液密の膜壁によって少なくとも部分的に区切られ、吸湿性溶液を導く少なくとも１つの流路が、かかる気体流路と、それに隣接する他のかかる気体流路または隣接する冷却ユニットとの間に形成されて設けられるので、水分、特に水蒸気が気体から膜壁を介して吸湿性溶液に移され、そこで吸収される。吸収装置は、互いに平行な複数の気体流路、および互いに平行な、吸湿性溶液を導く複数の流路を含んでいる。吸湿性溶液を導く吸収装置の流路が、気体流路と隣接する冷却ユニットとの間にそれぞれ形成される。各冷却ユニットはこの場合、好ましくは、流体が漏れない熱伝導性の壁によって少なくとも部分的に区切られる冷却流体空間を含んでいる。
【０００５】
この装置は、このデザインにより、比較的高い乾燥性能および冷却性能を備えつつも、比較的シンプル、およびコンパクトに保たれ得る。特に、より多くの気体流路が問題なく設けられ得るので、これに対応して動作性能もさらに向上し得る。
【０００６】
吸湿性溶液は、吸収装置を通って、好ましくは気体と対向流で流れる。
【００１０】
本発明による装置の好適な実際の実施形態によれば、吸収装置を出る吸湿性溶液は、これが再生される再生装置に供給される。再生された吸湿性溶液は、再び吸収装置に供給され得る。
【００１１】
再生された吸湿性溶液は、冷却器を介して吸収装置に供給され得る。吸収装置で再利用される吸湿性溶液の吸収性能は、付加的な冷却によりさらに向上する。
【００１２】
吸収装置を出る気体は、好ましくは消費体に供給される。
【００１３】
特に気体の損失がほとんどない消費体では、消費体からくる気体は再生装置に供給され得る。この場合、消費体からくる気体は、気体が好ましくは加熱される熱交換器を介して再生装置に供給されることが有利である。
【００１４】
例えば、気体の水分は消費体において再び上昇するが、相対湿度はかかる熱交換器により再び低下する。
【００１５】
しかしながら、特定の場合には、消費体からくる気体が排出気体または排出空気として導かれることが有利であり得る。
【００１６】
この場合、消費体からくるものではない気体、例えば、特に周囲の空気などの流入空気が再生装置に供給され得る。しかしながら、再生装置は、一般に、供給される気体がまったくなくても作動し得る。
【００１７】
気体が再生装置を流れる場合には、吸湿性溶液が気体と対向流で再生装置を流れることが有利である。
【００１８】
本発明による装置の好適な実際の実施形態によれば、再生装置は少なくとも１つの気体流路および少なくとも１つの吸湿性溶液を導く流路を含んでおり、各気体流路の内部空間または気体空間は、蒸気透過性の液密の膜壁により少なくとも部分的に区切られており、吸湿性溶液を導く少なくとも１つの流路が設けられ、これはかかる気体流路と、それに隣接する他のかかる気体流路または隣接する加熱ユニットとの間に形成され、その結果、水分、特に水蒸気は、吸湿性溶液から膜壁を介して気体に移され、吸湿性溶液が濃縮される。
【００１９】
これに関して、再生装置は、有利には互いに平行な複数の気体流路、および互いに平行な、吸湿性溶液を導く複数の流路を含んでいる。
【００２０】
これに関して、特定の場合においては、吸湿性溶液を導く再生装置の流路が、２つの相互に隣接する流路の間にそれぞれ形成されることが有利であり得る。
【００２１】
かかる実施形態は、しかしながら、吸湿性溶液を導く再生装置の流路が、気体流路と隣接する加熱ユニットとの間にそれぞれ形成される場合も考えられる。
【００２２】
本発明による装置のさらに好適な実際の実施形態は、再生装置が、吸収装置を出る吸湿性溶液が流れる少なくとも１つの凝縮／蒸発段（stage）を有し、これが少なくとも１つの凝縮ユニットおよび少なくとも１つの蒸発ユニットを含んでいることに特徴づけられる。ここで各凝縮ユニットは凝縮壁により少なくとも部分的に区切られる第１の蒸気空間を含み、各蒸発ユニットは蒸気透過性の液密の膜壁により少なくとも部分的に区切られる第２の蒸気空間を含んでおり、吸湿性溶液を導く少なくとも１つの流路が、かかる凝縮ユニットとそれに隣接するかかる蒸発ユニットとの間に形成されて設けられ、その結果、吸湿性溶液が凝縮壁を介して加熱され、吸湿性溶液から生じる蒸気が膜壁を通って第２の蒸気空間に達する。
【００２３】
これに関して、再生装置は、好都合な方法で、凝縮／蒸発段を出る吸湿性溶液が流れる加熱段を有し、これは少なくとも１つの加熱ユニットおよび少なくとも１つの蒸発ユニットを含んでいる。ここで各加熱ユニットは、流体が漏れない熱伝導性の壁によって少なくとも部分的に区切られる加熱流体空間を含み、各蒸発ユニットは、蒸気透過性の液密の膜によって少なくとも部分的に区切られる蒸気空間を含んでおり、吸湿性溶液を導く少なくとも１つの流路が加熱ユニットとそれに隣接する蒸発ユニットとの間に形成されて設けられその結果、吸湿性溶液が、流体が漏れない熱伝導性の壁を介して加熱され、吸湿性溶液から生じる蒸気は膜壁を通って蒸気空間に達し、この蒸気空間で生じる蒸気が、好ましくは、凝縮／蒸発段の凝縮ユニットに供給される。
【００２４】
再生装置が、好ましくは、少なくとも１つの冷却ユニットおよび少なくとも１つの凝縮ユニットを有する凝縮段を含んでおり、ここで各冷却ユニットは、流体が漏れない熱伝導性の壁によって少なくとも部分的に区切られる冷却流体空間を含み、各凝縮ユニットは、凝縮壁によって少なくとも部分的に区切られる蒸気空間を含んでおり、少なくとも１つの冷却ユニットが、凝縮段において少なくとも１つの凝縮ユニットと直接隣接するので、各凝縮ユニットの凝縮壁は冷却ユニットによって冷却される。これに関して、先行する凝縮／蒸発段で生じる蒸気は、好ましくは凝縮段に供給される。
【００２５】
再生装置が、少なくとも１つの凝縮／蒸発段、加熱段、および好ましくはさらに凝縮段という上述のシステムを含んでいる場合、このシステムは好ましくは真空であって、冷却流体および加熱流体は好ましくは周囲の圧力であって、吸湿性溶液は好ましくは真空である。１つまたは複数の凝縮段／蒸発段および加熱段において、吸湿性溶液は特に、すべての段にわたってそれぞれ隣接する蒸発ユニットの蒸気空間における絶対圧力に対応する沸点であり得る。これは例えば国際公開第２００７／０５４３１１号明細書に記載されており、これは本出願の開示内容に含まれる。
【００２６】
加熱段の各加熱ユニットには、加熱流体が流れることができ、これは例えば、ソーラーパワー（solar power）により加熱される。
【００２７】
凝縮／蒸発段の各凝縮ユニットに入る蒸気は、凝縮面で凝縮する。これに対応する熱がそれぞれの面を介して吸湿性溶液に伝達される。そこで生じる蒸気は、隣接する蒸発ユニットの膜を通過して、複数の凝縮段／蒸発段の場合には次の凝縮／蒸発段の各凝縮ユニットの蒸気空間と圧力を通じ合う、その蒸発ユニットの蒸気空間に流れる。
【００２８】
本発明による装置の好適な実際の実施形態によれば、装置は複数のフレームエレメント（frame element）を有する組み立て式のフローシステムとして設計される。これに関して、特に、各気体流路、各冷却ユニット、各加熱ユニット、各凝縮ユニットおよび／または各蒸発ユニットなどの異なる機能ユニットが、かかるフレームエレメントの形態でそれぞれ設けられる。
【００２９】
フレームエレメントは、好ましくはウェブ構造体（web structures）を設けられ、これによって、フレームエレメントは特に、吸収装置、再生装置、各凝縮／蒸発段、加熱段および／または凝縮段を形成するために互いに接続され得る。
【００３０】
フレームエレメントはそれぞれ、外側フレームに囲まれ、好ましくは、特に格子状のスペーサを備えられる内側領域を含んでいてもよく、このスペーサの両側には、各内部空間または気体空間、各蒸気空間、各加熱流体空間または各冷却流体空間を形成するために、好ましくはフィルム状または膜状の、それぞれの対応する機能表面が、特に付加される。
【００３１】
これによって個別のフレームエレメントが互いに接続され得るウェブ構造体は、例えば、溶着されたウェブ構造体または接着された構造体であってもよく、これによってフレームエレメントは互いに溶着または接着される。溶着されたウェブ構造体の場合、例えばフレームエレメントを接続するために、摩擦溶着法、レーザー溶着法および／または加熱素子溶着法が用いられ得る。
【００３２】
気体乾燥装置および／または気体冷却装置は、とりわけ単純な方法で設計されることができ、本発明によるフレームエレメントを用いて、所望の方法で変更され得る。フレームエレメントまたはこれによって得られたユニットもしくは段は、比較的単純な形態によって特徴付けられ、異なる気体供給または空気供給、冷却流体供給および加熱流体供給の可能性を提供する。各乾燥工程および／または冷却工程ならびに再生工程は、例えば、膜フレームエレメントまたは膜フレームエレメントおよびフィルムフレームエレメントの組み合わせのみによって実現でき、フレームエレメントは、片側に膜を設けられ、反対側にフィルムを設けられるものもあり得る。
【００３３】
本発明は、実施形態および図面を参照して、以下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】吸収装置を出る気体が消費体に供給され、そこからくる気体が再生装置に供給され、吸収装置および再生装置の両方が、２つの気体流路の間に形成される、吸湿性溶液を導く少なくとも１つの流路をそれぞれ含んでいる、気体の乾燥および／または冷却装置の例示的な実施形態の概略図である。
【図２】図１の実施形態と同様の装置の例示的な実施形態であるが、再生装置が、気体流路と加熱ユニットとの間に形成され、吸湿性溶液を導く少なくとも１つの流路を含んでいる実施形態の概略図である。
【図３】消費体からくる気体が排出気体または排出空気として導かれ、消費体からくるものではない気体が再生装置に供給され、吸収装置が、吸湿性溶液を導き、気体流路と冷却ユニットとの間に形成される少なくとも１つの流路を含み、再生装置も、吸湿性溶液を導き、気体流路と加熱ユニットとの間に形成される少なくとも１つの流路を含んでいる、気体の乾燥および／または冷却装置の例示的な実施形態の概略図である。
【図４】消費体からくる気体が排出気体または排出空気として導かれ、吸収装置が、気体流路と冷却ユニットとの間に形成されて吸湿性溶液を導く少なくとも１つの流路を含み、再生装置が、少なくとも１つの凝縮／蒸発段、加熱段および好ましくは凝縮段を含んでいる、気体の乾燥および／または冷却装置の例示的な実施形態の概略図である。
【図５】凝縮ユニットとしてだけでなく、特に、冷却ユニットおよび加熱ユニットの両方としても用いられ得るフレームエレメントの例示的な実施形態の概略図である。
【図６】例えば、気体通路または空気通路または蒸発ユニットを形成するフレームエレメントの例示的な実施形態の概略図である。
【図７】断面が正方形のフレームエレメントの例示的な実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
相互に対応する部材は、異なる図においてもそれらに関連付けられた同一の参照符号を有する。
【００３６】
図１〜３は、吸湿性溶液１４を用いた、例えば空気であってもよい気体１２の乾燥および／または冷却装置１０の例示的な実施形態それぞれを概略図で示している。
【００３７】
これに関して、装置１０は、吸湿性溶液１４を導く少なくとも１つの流路２０に加えて、少なくとも１つの気体流路１８も有する吸収装置１６を含んでいる。これに関して、各気体流路１８の内部空間または気体空間２２は、蒸気透過性の液密の膜壁２４により少なくとも部分的に区切られている。
【００３８】
少なくとも１つの吸湿性溶液（１４）を導く流路２０が設けられ、これは、そのような気体流路１８と、これに隣接するさらなるそのような気体流路１８（図１および２参照）または隣接する冷却ユニット２６（図３および４参照）との間に形成されるので、水分、特に水蒸気は、膜壁２４を介して気体１２から吸湿性溶液１８に移され、そこで吸収される。
【００３９】
これに関して、吸湿性溶液１４は、気体１２と対向流で吸収装置１６を通って流れ得る。
【００４０】
吸収装置１６は、互いに平行な複数の気体流路１８だけでなく、互いに平行な、吸湿性溶液１４を導く複数の流路２０も含み得る。
【００４１】
図１および２からわかるように、吸湿性溶液１４を導く、吸収装置１６の流路２０は、それぞれ、２つの互いに隣接する気体流路１８の間に形成され得る。
【００４２】
しかしながら、特に、かかる実施形態は、吸収装置１６の吸湿性溶液を導く流路２０が、気体流路１８と、隣接する冷却ユニット２６（図３および４参照）との間にそれぞれ形成されることも考えられる。これに関して、各冷却ユニット２６は、好ましくは流体が漏れない熱伝導性の壁４８によって少なくとも部分的に区切られる冷却流体空間５４を含んでいる。
【００４３】
吸収装置１６を出る吸湿性溶液１４は、これが再生される再生装置２８に供給される。再生された吸湿性溶液１４はその後、好ましくは再び吸収装置１６に供給される。
【００４４】
図１および２からわかるように、再生された吸湿性溶液１４は、特に、冷却器３０を介して吸収装置１６に供給され得る。
【００４５】
吸収装置１６を出る気体１２は、消費体３２に供給され得る。
【００４６】
特定の場合においては、消費体３２からくる気体１２が再生装置２８（図１および２参照）に供給されることが有利である。
【００４７】
これに関して、消費体３２からくる気体１２は、気体１２が好ましくは加熱される熱交換器３４を介して再生装置２８に供給され得る。
【００４８】
消費体３２からくる気体１２は、しかしながら、排出気体または排出空気（図３および４参照）として導かれることも可能である。
【００４９】
これに関して、例えば、消費体３２からくるものではない気体１２’、特に周囲の空気などの流入空気が、再生装置２８に供給され得る（図３参照）。このような実施形態は、しかしながら、消費体３２からくる気体および消費体からくるものではない気体のいずれもが、再生装置２８を通って流れないことも考えられる（例えば、図４参照）。
【００５０】
再生装置２８を通って気体が流れる場合には、吸湿性溶液１４は特に、気体１２、１２’と対向流で再生装置２８を通って流れ得る（図１〜３参照）。
【００５１】
特に図１〜３からわかるように、再生装置２８は、少なくとも１つの気体流路１８だけでなく、少なくとも１つの吸湿性溶液１４を導く流路２０も含むことができ、各気体流路１８の内部空間または気体空間２２は、蒸気透過性の液密の膜壁２４により少なくとも部分的に区切られており、少なくとも１つの吸湿性溶液１４を導く流路が設けられ、かかる気体流路１８と、これに隣接するさらなるかかる気体流路１８（図１参照）または隣接する加熱ユニット３６（図２および３参照）との間に形成されるので、水分、特に水蒸気は、膜壁２４を介して吸湿性溶液から気体１２または１２’に移され、吸湿性溶液１４は濃縮される。
【００５２】
これに関して、再生装置２８は、互いに平行な複数の気体流路１８だけでなく、互いに平行な、吸湿性溶液１４を導く複数の流路２０も含み得る（図１〜３参照）。
【００５３】
特にこの場合において、吸湿性溶液を導く、再生装置２８の流路２０は、２つの互いに隣接する気体流路１８の間にそれぞれ形成され得る（図１参照）。かかる実施形態は、しかしながら、吸湿性溶液１４を導く再生装置２８の流路２０が、気体流路１８と隣接する加熱ユニット３６との間にそれぞれ形成されることも考えられる。
【００５４】
再生装置２８はまた、例えば、吸収装置１６を出る吸湿性溶液１４が通って流れる少なくとも１つの凝縮／蒸発段３８を有し、これは少なくとも１つの凝縮ユニットＫおよび少なくとも１つの蒸発ユニットＶを含んでいる（図４参照）。
【００５５】
これに関して、各凝縮ユニットＫは、凝縮壁４０によって少なくとも部分的に区切られる第１の蒸気空間４２を含み、各蒸発ユニットＶは、蒸気透過性の液密の膜壁２４によって少なくとも部分的に区切られる第２の蒸気空間４４を含んでいる。これに関して、吸湿性溶液１４を導き、かかる凝縮ユニットＫと、それに隣接するかかる蒸発ユニットＶとの間に形成される少なくとも１つの流路２０は、各凝縮／蒸発段３８に設けられる。吸湿性溶液１４は、これに関して、凝縮壁４０を介して加熱され、吸湿性溶液１４から生じる蒸気は、膜壁２４を通って第２の蒸発空間４４に到達する。
【００５６】
さらに、再生装置２８は、凝縮／蒸発段３８を出る吸湿性溶液１４が通って流れる加熱段４６を有することもでき、これは少なくとも１つの加熱ユニット３６および少なくとも１つの蒸発ユニットＶを含んでいる（再び図４参照）。
【００５７】
これに関して、各加熱ユニット３６は、流体が漏れない熱伝導性の壁４８によって少なくとも部分的に区切られる加熱流体空間５０を含んでおり、各蒸発ユニットＶは、蒸気透過性の液密の膜壁２４によって少なくとも部分的に区切られる蒸気空間４４を含んでいる。吸湿性溶液１４を導き、加熱ユニット３６とそれに隣接する蒸発ユニットＶとの間に形成される、少なくとも１つの流路２０が加熱段４６に設けられるので、吸湿性溶液１４は、流体が漏れない熱伝導性の壁４８を介して加熱され、吸湿性溶液１４から生じる蒸気は膜壁２４を通って蒸気空間４４に到達する。この蒸気空間４４で生じる蒸気は、好ましくは、凝縮／蒸発段３８の凝縮ユニットＫに供給される（再び図４参照）。
【００５８】
ここでも同様に図４からわかるように、再生装置２８は、少なくとも１つの冷却ユニット２６および少なくとも１つの凝縮ユニットＫを有する凝縮段５２も含み得る。これに関して、各冷却ユニット２６は、流体が漏れない熱伝導性の壁４８によって少なくとも部分的に区切られる冷却流体空間５４を有し、各凝縮ユニットＫは、凝縮壁４０によって少なくとも部分的に区切られる蒸気空間４２を有する。少なくとも１つの冷却ユニット２６は凝縮段５２において少なくとも１つの凝縮ユニットＫと直接隣接するので、各凝縮ユニットＫの凝縮壁４０は冷却ユニット２６によって冷却される。先行する凝縮／蒸発段３８で生じる蒸気は、好ましくはこの凝縮ユニットＫに供給される。
【００５９】
各気体の乾燥および／または冷却装置１０は、特に、複数のフレームエレメントを有する組み立て式のフローシステムとして設計され得る（図５〜７参照）。これに関して、特に、各気体流路１８、各冷却ユニット２６、各加熱ユニット３６、各凝縮ユニットＫおよび／または各蒸発ユニットＶといった異なる機能ユニットは、それぞれこのようなフレームエレメントの形状で設けられる。フレームエレメントは、好ましくはウェブ構造体５６を設けられ、これによってフレームエレメントは、吸収装置１６、再生装置２８、または、再生装置２８の、各凝縮／蒸発段３８、加熱段４６および／もしくは凝縮段３８を形成するために、特に互いに接続され得る。フレームエレメントはそれぞれ、外側フレーム５８に囲まれ、かつ、好ましくは、特に格子状のスペーサ６２を設けられる内側領域６０を含んでいてもよく、このスペーサの両側には、特に、各内部空間または気体空間２２、各蒸気空間４２、４４、各加熱流体空間５０または各冷却流体空間５４などを形成するために、好ましくはフィルムまたは膜の形態で、それぞれ対応する機能表面が付加される。
【００６０】
これに関して、各膜は、特に膜壁２４の機能を受け持ち、各フィルムは、特に凝縮壁４０または流体が漏れない熱伝導性の壁４８の機能を受け持ち得る。
【００６１】
異なるフレームエレメントは、例えば、ウェブ構造体によって互いに溶着または接着接合され得る。例えば、溶着されたウェブ構造体が用いられる場合、フレームエレメントを接続するために、例えば、摩擦溶着法、レーザー溶着法および／または加熱素子溶着法が用いられ得る。
【００６２】
図５は、例えば、冷却ユニット２６および加熱ユニット３６の両方としてそれぞれ用いられ得るフレームエレメントの例示的な実施形態を概略図で示している。スペーサ６２は、特に、この場合には両側にそれぞれフィルムを設けられ得る。フィルム間にそれぞれ形成される加熱流体空間５０または冷却流体空間５４を通って、加熱流体または冷却流体、例えば水が流れる。加熱流体または冷却流体は、通路６４、例えば水路を介して、加熱流体空間５０または冷却流体空間５４にそれぞれ供給され、さらにまた、そこから取り除かれる。通路６４は、特に加熱流体または冷却流体のために、特にフレームエレメントのコーナー部に設けられるリードスルー（leadthroughs）６６に接続されている。リードスルー６８は付加的に、特にリードスルー６６の領域において、特に吸湿性溶液１４のために設けられる。
【００６３】
図５の左側に設けられるリードスルー６６、６８は、例えば、加熱流体の入口または冷却流体の入口のため、または溶液の入口のために設けられてもよく、図５の右側に設けられるリードスルー６６、６８は、例えば、加熱流体の出口または冷却流体の出口、または溶液の出口のために設けられてもよい。流体または溶液のための入口および出口は、しかしながら、一般的には、それぞれ他の方法で配置されることも可能である。
【００６４】
並流、対向流または直交流は、例えば、これらリードスルー６６、６８によって実現され得る。
【００６５】
フレームエレメントは、例えば、この場合においては断面が長方形である。しかしながら、一般的には、例えば正方形も考えられる（例えば、図７参照）。
【００６６】
リードスルー６６は、例えば、ウェブセクション（web section）７０によって、内側領域６０に向かってそれぞれ輪郭を描かれ得る。
【００６７】
特に両側に設けられたフィルムを有する図５によるフレームエレメントは、特に凝縮ユニットＫとしても設けられることができ、この場合対応する蒸気空間４４は、フィルム間に形成されることが可能である。
【００６８】
図６は、例えば、気体流路、空気流路または蒸発ユニットＶを形成するフレームエレメントの例示的な実施形態を概略図で示す。この場合、蒸気透過性で水密のそれぞれの膜は、特に、スペーサ６２の両側に付加され得る。フレームエレメントは、気体流路または空気流路を形成するために、特に内側領域６０に向かって、例えば２つの短辺上で開放し得る。
【００６９】
リードスルー６６、６８およびウェブセクション７０も、図６による描写において認識され得る。
【００７０】
図６に示されるフレームエレメントもまた、断面が長方形である。
【００７１】
フィルムおよび膜は、例えば、フレームエレメントに接着接合または溶着され得る。これらフィルムおよび膜の、異なる種類の固定も、一般的には考えられる。
【００７２】
図７は、断面が正方形のフレームエレメントの例示的な実施形態の概略図を示している。これに関して、特にリードスルー６６、６８はまた、この描写においても認識され得る。
【００７３】
この正方形の断面を有するフレームエレメントの場合、リードスルー６６、６８は回転対称に配置される。９０°回転すると、同一機能のリードスルーは、したがって平面図において常に互いに一列になる。従来の直交流装置もかかる配置を用いて設計され得る。かかる循環路は、フレームエレメントを９０°回転させることにより達成される。
【００７４】
別の観点から言えば、このフレームエレメントは特に、図５および６を参照して説明されたように設計され得る。
【００７５】
異なるフレームエレメントはそれゆえ、満たされるべき機能にしたがって相互に関連して配置され得る。これに関して、例えば、凝縮ユニットＫの形態で設けられるフレームエレメントには、特に、凝縮フィルムが架け渡されてよく、蒸発ユニットＶの形態で設けられるフレームエレメントは、特に、膜が架け渡されてよい。吸湿性溶液１４を導く各流路２０は、凝縮ユニットＫの形態で設けられフィルムを備えるフレームエレメントと、蒸発ユニットＶの形態で設けられ膜を備えるフレームエレメントとを１つにすることにより、膜とフィルムとの間に生じる。さらにスペーサがこの流路２０に挿入され得る。かかるスペーサの代わりに、特に格子状のスペーサ４６が、例えば、溶液を導くために画定される通路が流路２０のフィリングにおいて形成されるように設計され得る。
【００７６】
図１の結果として、熱および物質移動装置は、例えば膜フレームエレメントを用いて実現され得る。水分および熱い空気は、例えば、単独で空気冷却器かつ空気乾燥機である熱および物質移動装置を通して放出され得る。
【００７７】
高度に濃縮された吸湿性溶液が、例えば、膜により区切られ、吸湿性溶液を導く流路を通って対向流で導かれ得るので、膜の上を流れる空気または気体は、乾燥され、また冷却される。この溶液は、この点において希釈および加熱される。冷却および乾燥された空気は、消費体、例えば船舶などに供給される。消費体において空気は、電気的な消費体および人間といった負荷により再び加熱され、またこの消費体または人間により空気の湿度が上昇する。特にクルーズ船舶などの大きな船舶において、流入空気にほぼ一致する還気は、相対湿度が降下するように熱交換器において加熱され得る。脱着器または再生装置において、この空気は膜を介して希釈された溶液に接触する。水はここで希釈された溶液から放出される。この溶液は、水の蒸発により濃縮され、冷却される。任意に下流にある冷却器において、濃縮された溶液はさらに冷却され、再び吸収装置に供給され得る。
【００７８】
例えば、図２からわかるように、熱および物質移動装置または吸収装置は、例えば、膜フレームエレメントを用いて実現され、再生装置は、例えば、膜フレームエレメントおよびフィルムフレームエレメントを用いて実現され得る。再生器または脱着器は、ここではゆえに膜フレームエレメントおよびフィルムフレームエレメントで作り上げられる。温水は、例えば脱着器または再生装置のフィルムフレームエレメントを通って流れ、溶液を加熱し、溶液から水を排出する。蒸発熱は、例えば加熱循環路からの熱水を冷却することにより、ここで提供される。消費体から流入する空気も加熱された溶液によって加熱され、水分を吸収し得る。濃縮された溶液は、脱着器または再生装置の下流の冷却器によって冷却され得る。
【００７９】
図３からわかるように、冷却吸着器（cooled absorber）または冷却吸収装置、および加熱脱着器または加熱再生装置が設けられ得る。かかる組み合わせは、特に外部の空気がそれぞれ各プラントの吸着器および脱着器に用いられるときに有利である。これは、溶液へのより多くの水の充填が冷却吸着器において達成され得ることから、濃縮された溶液における冷蔵にも適している。吸収および脱着は、ここでは別々の場所でも行われ得る。濃縮された溶液はその後、冷蔵倉庫としての消費体に運ばれ得る。希釈された溶液は、その後、戻され得る。
【００８０】
図４からわかるように、冷却吸着器または冷却吸収装置は、吸湿性溶液の濃縮に役立ち、少なくとも１つの凝縮／蒸発段だけでなく加熱段および好ましくは凝縮段を有するシステムを含んでいる再生装置と組み合わせて設けられ得る。これに関して、図４の破線内のシステムは、真空内にある。冷却流体および加熱流体は周囲の圧力にあって、溶液は真空内にある。周囲の状況はこれに関して、実質的に国際公開第２００７／０５４３１１号明細書に記載されるようなものである。かかる組み合わせは、特に、溶液の脱着に利用可能な廃熱が存在しないときに効率的である。脱着に必要なエネルギーは、相応して複数段階の濃縮工程を用いる異なる段の数に関連して相当に減少され得る。また、蒸留された水が脱着工程で生じること、すなわち水が湿った空気から得られることも特に有利である。
【００８１】
図２および３からわかるように、熱交換器７２は、例えば、再生装置２８の各加熱流体循環路に設けられ得る。
【００８２】
図４からわかるように、冷却水７４は、例えば、凝縮段５２またはその冷却ユニット２６に供給され得る。加熱段４６の加熱ユニット３６のための加熱流体は、例えばソーラーパワーにより加熱され得る。
【００８３】
図３および４からわかるように、例えば、冷却器７６は、吸収装置または冷却吸着器の冷却流体循環路に関連付けられ得る。
【００８４】
空気の代わりに、一般には、他のあらゆる所望の気体が提供されてもよい。また、各脱湿において、水蒸気は必ずしも取り除かれなくてもよい。他のあらゆる所望の物質移動が脱湿において行われ得る。
【符号の説明】
【００８５】
１０      気体の乾燥および／または冷却装置
１２      気体
１２’    消費体からくるものではない気体
１４      吸湿性溶液
１６      吸収装置、吸着器
１８      気体流路
２０      吸湿性溶液を導く流路
２２      内部空間または気体空間
２４      膜壁
２６      冷却ユニット
２８      再生装置、脱着器
３０      冷却器
３２      消費体
３４      熱交換器
３６      加熱ユニット
３８      凝縮／蒸発段
４０      凝縮壁
４２      第１の蒸気空間
４４      第２の蒸気空間
４６      加熱段
４８      流体が漏れない熱伝導性の壁
５０      加熱流体空間
５２      凝縮段
５４      冷却流体空間
５６      ウェブ構造体
５８      外側フレーム
６０      内側領域
６２      スペーサ
６４      通路
６６      加熱流体または冷却流体のためのリードスルー
６８      吸湿性溶液のためのリードスルー
７０      ウェブセクション
７２      熱交換器
７４      冷却水
７６      冷却器
Ｋ        凝縮ユニット
Ｖ        蒸発ユニット
【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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