(57)【要約】【課題】特定フロン、などを使用せず、減圧水を減圧沸騰させた水蒸気を液化し、それを減圧水用の水として再使用可能な減圧水循環型の暖房装置および冷暖房装置を提供する。【解決手段】暖房時、チャンバー内の水を、減圧手段で減圧し、加熱手段で加熱して減圧沸騰させる。このとき、減圧水は常圧の水より沸点が低いため、１００℃より低い温度で沸騰する。得られた水蒸気は、減圧水から分離され、チャンバー外へ排出される。その後、水蒸気は、水分が除去され、乾燥した温風として温風吹出し手段により室内へ送気される。一方、液化した水は、循環手段によりチャンバーに戻される。熱媒体として減圧水を採用したため、暖房装置において、特定フロン、代替フロンを不使用にできる。また、減圧水の減圧沸騰により発生した水蒸気を液化し、それをチャンバーに戻して循環させ、減圧水用の水として再使用できる。【選択図】図１
2018179413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧した水を循環させて、室内の温度を高める温風を発生させる減圧水循環型暖房装置であって、
水が注入されたチャンバーと、
該チャンバー内の水を減圧する減圧手段と、
前記チャンバー内の水を加熱する加熱手段と、
前記チャンバーに設けられて、前記減圧手段による減圧および前記加熱手段による加熱によって、前記チャンバー内の水を減圧状態で沸騰させて発生した水蒸気を、前記チャンバー内の減圧した水から分離する気水分離膜手段と、
前記チャンバーに設けられて、前記気水分離膜手段により分離された水蒸気を前記チャンバーから排出する水蒸気排出手段と、
該水蒸気排出手段から排出された水蒸気を液化する液化手段と、
該液化手段により液化された水を、前記チャンバーに供給する循環手段と、
前記水蒸気排出手段から排出された水蒸気を、乾燥した暖かい気体として前記室内へ吹き出す温風吹出し手段とを備えた減圧水循環型暖房装置。
【請求項２】
減圧した水を循環させて、室内の温度を調節する温風または冷風を発生させる減圧水循環型冷暖房装置であって、
水が注入された第１のチャンバーと、
該第１のチャンバー内の水を減圧する第１の減圧手段と、
前記第１のチャンバー内の水を変更する第１の水温変更手段と、
前記第１のチャンバーに設けられて、前記第１の減圧手段による減圧および前記第１の水温変更手段による加熱によって、前記第１のチャンバー内の水を高温の減圧状態で沸騰させて発生した水蒸気を、前記第１のチャンバー内の減圧した水から分離する第１の気水分離膜手段と、
該第１の気水分離膜手段により分離された水蒸気を、前記第１のチャンバーから排出する第１の水蒸気排出手段と、
該第１の水蒸気排出手段により排出された水蒸気を液化する第１の液化手段と、
前記第１の水蒸気排出手段から排出された水蒸気を、乾燥した暖かい気体として前記室内へ吹き出す温風吹出し手段と、
前記第１の液化手段により液化された水が供給される第２のチャンバーと、
前記第１の液化手段により液化された水を前記第２のチャンバーに供給する第１の水供給手段と、
前記第２のチャンバー内の水を減圧する第２の減圧手段と、
前記第２のチャンバー内の水の温度を変更する第２の水温変更手段と、
前記第２のチャンバーに設けられて、前記第２の減圧手段による減圧および前記第２の水温変更手段による冷却によって、前記第２のチャンバー内の水を低温の減圧状態で沸騰させて発生した水蒸気を、前記第２のチャンバー内の減圧した水から分離する第２の気水分離膜手段と、
該第２の気水分離膜手段により分離された水蒸気を、前記第２のチャンバーから排出する第２の水蒸気排出手段と、
該第２の水蒸気排出手段により排出された水蒸気を液化する第２の液化手段と、
該第２の液化手段により液化された水を前記第１のチャンバーに供給する第２の水供給手段と、
前記第２の水蒸気排出手段から排出された水蒸気を、前記暖かい気体より低温の乾燥した気体として室内へ吹き出す冷風吹出し手段とを備え、
前記第２のチャンバー内の減圧した水が沸騰する温度を、前記第１のチャンバー内の減圧した水が沸騰する温度より低く設定した減圧水循環型冷暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、減圧水循環型の暖房装置および冷暖房装置、詳しくは熱媒体として減圧水を採用した減圧水循環型の暖房装置および冷暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
室内の温度を調節する空調装置としては、例えば、特許文献１に記載されたエアコンが知られている。
一般的なエアコンは、冷房時、室外機の圧縮器により圧縮した冷媒（熱媒体）を室内側で膨張させ、その膨張時の蒸発熱により室内機の熱交換器を冷却し、この熱交換器との熱交換により得た冷気を室内へ送気している。また、暖房時は、圧縮器により圧縮した冷媒を室内側で凝縮し、その凝縮時の熱により室内機の熱交換器を加熱し、この熱交換器との熱交換により得た暖気を室内へ送気している。
近年、エアコン用の冷媒としては、“ＨＣＦＦＣ−２２（クロロジフルオロメタン）”および“ＨＦＣ−４１０ａ（フルオロカーボン４１０Ａ）”が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５５６１０９０号公報
【特許文献２】特開２００５−３３１１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エアコン用の冷媒である“ＨＣＦＦＣ−２２”は、オゾン層の破壊効果や高い温室効果を有する特定フロンの一種である。一方、“ＨＦＣ−４１０ａ”は、オゾン層の破壊効果はないものの、温室効果が高い代替フロンの一種である。
すなわち、“ＨＣＦＦＣ−２２”をエアコンの冷媒に使用すれば、廃棄エアコンの解体時、“ＨＣＦＦＣ−２２”が太陽光の紫外線により分解されて塩素原子が発生し、これがオゾン層に到達ししてオゾンが連鎖的に分解し、オゾン層の破壊に繋がるおそれがあった。さらに、その高い温室効果により、地球温暖化に影響を与えるおそれもあった。
一方、“ＨＦＣ−４１０ａ”の場合には、代替フロンの欠点である高い温室効果によって、地球温暖化を促進させるおそれがあった。
【０００５】
そこで、発明者は鋭意研究の結果、空調機用の熱媒体として減圧水を採用すれば、上述したオゾン層の破壊や、地球温暖化の課題を解消することができることを知見した。
また、減圧水の加熱沸騰で生じた水蒸気を室内へ吹き出す前に液化し、得られた水を減圧水用の水として再利用すれば、減圧沸騰によって減少した減圧水を補給できることを知見し、この発明を完成させた。
【０００６】
すなわち、この発明は、オゾン層の破壊や地球温暖化を招く特定フロン、代替フロンを使用せず、また熱媒体としての減圧水を減圧沸騰させた水蒸気を液化し、その水を減圧水用の水として再使用することができる減圧水循環型の暖房装置および冷暖房装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、減圧した水を循環させて、室内の温度を高める温風を発生させる減圧水循環型暖房装置であって、水が注入されたチャンバーと、該チャンバー内の水を減圧する減圧手段と、前記チャンバー内の水を加熱する加熱手段と、前記チャンバーに設けられて、前記減圧手段による減圧および前記加熱手段による加熱によって、前記チャンバー内の水を減圧状態で沸騰させて発生した水蒸気を、前記チャンバー内の減圧した水から分離する気水分離膜手段と、前記チャンバーに設けられて、前記気水分離膜手段により分離された水蒸気を前記チャンバーから排出する水蒸気排出手段と、該水蒸気排出手段から排出された水蒸気を液化する液化手段と、該液化手段により液化された水を、前記チャンバーに供給する循環手段と、前記水蒸気排出手段から排出された水蒸気を、乾燥した暖かい気体として前記室内へ吹き出す温風吹出し手段とを備えた減圧水循環型暖房装置である。
【０００８】
暖房装置の種類は限定されない。例えば、壁設置式のもの、窓設置式のものなどを採用することができる。
チャンバーとしては、例えば、各種の金属、各種のプラスチックなどからなる剛体の容器を採用することができる。
チャンバーの形状は任意である。例えば、矩形容器状などを採用することができる。
チャンバーの使用数は１つでも複数でもよい。また、チャンバーを交換（着脱）可能なカセット方式のものと構成することで、使用によりチャンバー内の減圧水が減少した場合に対応することができる。
【０００９】
熱媒体である減圧水に用いられる水としては、例えば、水道水、純水などを採用することができる。
減圧水は、水が注入されたチャンバーの内部空間を、減圧手段によって負圧化（真空化）することで得られる。
減圧水は、大気圧（常圧）より飽和蒸気圧が低く、沸点１００℃の常圧水に比べて沸点が低い。例えば、１９８．３ｈＰａの水の沸点は６０℃、１２３ｈＰａの水の沸点は５０℃、７３．４ｈＰａの水の沸点は４０℃である。
減圧手段の種類は限定されない。例えば、各種の真空ポンプを採用することができる。
加熱手段の種類は限定されない。例えば、各種のヒータの他、ペルチェ素子などを採用することができる。ここでいうペルチェ素子とは、ペルチェ効果により電気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱電素子である。
【００１０】
気水分離膜手段としては、例えば、水蒸気透過性隔膜などを採用することができる。その素材は任意である。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を延伸加工したｅＰＴＦＥフィルムとポリウレタンポリマーとを有した膜状の防水透湿性素材を採用することができる。その他、水は通さないが水蒸気は通すことができる各種の微細な多孔質素材を採用することができる。
気水分離膜手段が設けられるチャンバーの箇所は、例えば、チャンバーの外壁板の一部など任意である。
水蒸気排出手段としては、気水分離膜手段を透過した水蒸気を排出する構造を有したものであれば任意である。例えば、チャンバーに設けられて、気水分離膜手段を透過した水蒸気を回収する水蒸気回収室と、回収された水蒸気を排出する各種のシリンダや各種の真空ポンプとを有したものなどを採用することができる。
【００１１】
液化手段としては、水蒸気を冷却して水に相転移できるものであれば任意である。例えば、水蒸気の配管の途中に空気の供給管を連結させた構造のものを採用することができる。その他、各種の熱交換器などでもよい。
循環手段としては、液化手段により生成した水をチャンバーに供給するものであれば任意である。例えば、液化手段とチャンバーとを連通する給水管と、ポンプとからなるものでもよい。
温風吹出し手段としては、例えば、各種のファンなどを採用することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、減圧した水を循環させて、室内の温度を調節する温風または冷風を発生させる減圧水循環型冷暖房装置であって、水が注入された第１のチャンバーと、該第１のチャンバー内の水を減圧する第１の減圧手段と、前記第１のチャンバー内の水を変更する第１の水温変更手段と、前記第１のチャンバーに設けられて、前記第１の減圧手段による減圧および前記第１の水温変更手段による加熱によって、前記第１のチャンバー内の水を高温の減圧状態で沸騰させて発生した水蒸気を、前記第１のチャンバー内の減圧した水から分離する第１の気水分離膜手段と、該第１の気水分離膜手段により分離された水蒸気を、前記第１のチャンバーから排出する第１の水蒸気排出手段と、該第１の水蒸気排出手段により排出された水蒸気を液化する第１の液化手段と、前記第１の水蒸気排出手段から排出された水蒸気を、乾燥した暖かい気体として前記室内へ吹き出す温風吹出し手段と、前記第１の液化手段により液化された水が供給される第２のチャンバーと、前記第１の液化手段により液化された水を前記第２のチャンバーに供給する第１の水供給手段と、前記第２のチャンバー内の水を減圧する第２の減圧手段と、前記第２のチャンバー内の水の温度を変更する第２の水温変更手段と、前記第２のチャンバーに設けられて、前記第２の減圧手段による減圧および前記第２の水温変更手段による冷却によって、前記第２のチャンバー内の水を低温の減圧状態で沸騰させて発生した水蒸気を、前記第２のチャンバー内の減圧した水から分離する第２の気水分離膜手段と、該第２の気水分離膜手段により分離された水蒸気を、前記第２のチャンバーから排出する第２の水蒸気排出手段と、該第２の水蒸気排出手段により排出された水蒸気を液化する第２の液化手段と、該第２の液化手段により液化された水を前記第１のチャンバーに供給する第２の水供給手段と、前記第２の水蒸気排出手段から排出された水蒸気を、前記暖かい気体より低温の乾燥した気体として室内へ吹き出す冷風吹出し手段とを備え、前記第２のチャンバー内の減圧した水が沸騰する温度を、前記第１のチャンバー内の減圧した水が沸騰する温度より低く設定した減圧水循環型冷暖房装置である。
【００１３】
冷風吹出し手段としては、例えば、各種のファンなどを採用することができる。
第２のチャンバー内の減圧水の沸騰温度と、第１のチャンバー内の減圧水の沸騰温度との温度差は任意である。例えば、１０℃〜８０℃、好ましくは３０℃〜５０℃である。
ここでいう各チャンバー内の水に対する“高温”または“低温”の表記は、常温水の温度（例えば２５℃）を基準とする。
第１の水温変更手段としては、例えば、ペルチェ素子、ニクロム線の発熱体などを採用することができる。
第２の水温変更手段としては、例えば、ペルチェ素子などを採用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の減圧水循環型暖房装置によれば、室内の暖房時、チャンバー内の水を減圧手段により減圧し、加熱手段により加熱する。これによって、チャンバー内の水は減圧水となり、水温が上昇する。その温度が減圧水の沸点に達した時、減圧水が沸騰する。このとき、減圧水は常圧の水より沸点が低いため、１００℃より低い温度で沸騰する。
得られた水蒸気は、気水分離膜手段により減圧水から分離され、その後、水蒸気排出手段によりチャンバー外へ排出される。こうして外部排出された水蒸気は、その後、液化手段により水分が除去され、乾燥した暖かい気体として温風吹出し手段により室内へ送気される。一方、液化された水は、循環手段によりチャンバーに戻される。
このように、暖房装置用の熱媒体として減圧水を採用したため、暖房装置において、オゾン層の破壊や地球温暖化を招く特定フロン、代替フロンを不使用にすることができる。また、熱媒体である減圧水の減圧沸騰により発生した水蒸気を液化し、それをチャンバーに戻して循環させ、減圧水用の水として再使用することができる。これにより、減圧沸騰によって減少した減圧水を補給することができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の減圧水循環型冷暖房装置によれば、室内の暖房時、第1のチャンバー内の水を、第1の減圧手段および第１の水温変更手段により高温で減圧沸騰させる。ここで生じた水蒸気は、第1の気水分離膜手段により減圧水から分離され、水蒸気排出手段により第１のチャンバーの外へ排出される。その後、水蒸気は、第１の液化手段により水分が除去され、乾燥した暖かい気体として温風吹出し手段により室内へ送気される。一方、液化された水は、第１の水供給手段により第２のチャンバーに供給される。
【００１６】
室内の冷房時には、温風吹出し手段の作動を停止する。その後、第２のチャンバー内の水を第２の減圧手段により減圧し、第２の水温変更手段により冷却して低温で減圧沸騰させる。このとき、第２のチャンバー内の減圧水の沸騰温度は、第１のチャンバー内の減圧水の沸騰温度より低い。
その後、ここで生じた水蒸気は、第２の気水分離膜手段により減圧水から分離され、さらに第２の水蒸気排出手段により第２のチャンバーの外へと排出される。こうして排出された水蒸気は、第２の液化手段により水分が除去され、その後、温風吹出し手段からの暖かい気体より低温の乾燥した気体として、冷風吹出し手段により室内へ吹き出される。一方、第２の液化手段によって液化された水は、第２の水供給手段により第１のチャンバーに供給される。
その後、再度、室内を暖房する際には、冷風吹出し手段を停止し、上述した暖房時の作動を行えばよい。
【００１７】
このように、冷暖房装置用の熱媒体として減圧水を採用したため、冷暖房装置において、オゾン層の破壊や地球温暖化を招く特定フロン、代替フロンを不使用にすることができる。
また、第１の液化手段により水蒸気を液化した水を第２のチャンバーに供給するとともに、第２の液化手段により水蒸気を液化した水を第１のチャンバーに供給して循環させることにより、液化した水を減圧水用の水として再使用することができる。これにより、減圧沸騰によって減少した減圧水を補給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施例１に係る減圧水循環型暖房装置の縦断面である。
【図２】この発明の実施例１に係る減圧水循環型冷暖房装置の縦断面図である。
【図３】この発明の実施例１に係る減圧水循環型冷凍冷蔵装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施例を、図面を参照して具体的に説明する。なお、説明の都合上、明細書中に記載された減圧水循環型暖房装置、減圧水循環型冷暖房装置および減圧水循環型冷凍冷蔵装置の各方向は、対応する図面上の方向とする。
【実施例】
【００２０】
図１において、１０はこの発明の実施例１に係る減圧水循環型暖房装置（以下、暖房装置）で、減圧した水を循環させ、室内の温度を高める温風を発生させるものである。
この暖房装置１０は、水が注入されたチャンバー１１と、チャンバー１１内の水を減圧する真空ポンプ（減圧手段）１２と、チャンバー１１内の水を加熱する発熱体（加熱手段）１３と、チャンバー１１に設けられて、真空ポンプ１２による減圧および発熱体１３による加熱により、チャンバー１１内の水を減圧沸騰させて得た水蒸気を、チャンバー１１内の減圧水から分離する水蒸気透過性隔膜１４（気水分離膜手段）１４と、チャンバー１１に設けられて、水蒸気透過性隔膜１４により分離された水蒸気をチャンバー１１から排出する水蒸気排出手段１５と、水蒸気排出手段１５から排出された水蒸気を液化する液化手段１６と、液化手段１６により液化された水を、チャンバー１１に供給する循環手段１７と、水蒸気排出手段１５から排出された水蒸気を、乾燥した暖かい気体として室内へ吹き出す温風ファン（温風吹出し手段）１８とを備えている。
【００２１】
以下、これらの構成体を具体的に説明する。
チャンバー１１は、六面が矩形状の縦長な（上下方向に長い）カセット式の角箱である。チャンバー１１の下板には、ニクロム線からなる発熱体１３が取り付けられている。なお、発熱体１３に代えて、ペルチェ素子を採用してもよい。
チャンバー１１の内部空間には、水が注入されている。また、チャンバー１１の右側板の上端部には、真空ポンプ１２の下部から延びた減圧管１９が連結されている。ここでの真空ポンプ１２の減圧レベルは、チャンバー１１内の水の沸点が６０℃となる１９８．３ｈＰａである。発熱体１３と真空ポンプ１２とには、電源２０から電気が供給される。ここでの電源２０は家庭用の一般電源２０であるが、バッテリーでもよい。チャンバー１１の左側板には、その上部の内面にチャンバー１１内の水の温度を測定する水温センサ２１が設けられている。水温センサ２１からの水温信号は、暖房装置１０の全体を制御するＣＰＵを内蔵した図示しない暖房制御部に送られる。
【００２２】
また、チャンバー１１の上板は、外周部を残して開口し、この開口２２は水蒸気透過性隔膜１４によって水蒸気を透過可能に塞がれている。水蒸気透過性隔膜１４は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を延伸加工したｅＰＴＦＥフィルムとポリウレタンポリマーとを有する膜材である。ここでは、米国ＷＬゴア＆アソシエイツ社製のゴアテックス（Ｇｏｒｅ−Ｔｅｘ：登録商標）を採用している。
カセット式のチャンバー１１の上板には、水蒸気透過性隔膜１４を被うように水蒸気排出手段１５が、気密性を保持した状態で着脱自在に設けられている。
水蒸気排出手段１５は、水蒸気透過性隔膜１４を被う下板２４ｂの右側領域に多数の水蒸気通気孔２３が形成されて、右側板に排気口２４ａが形成された横長な水蒸気回収用のケーシング２４と、ケーシング２４の内部空間である水蒸気回収室２５の左側領域に収納されて、右端面が開口した横長なシリンダ２６と、シリンダ２６に収納されたピストン２７と、ピストン２７をシリンダ２６内で往復移動させる図示しないエアシリンダと、各水蒸気通気孔２３を上方から開閉自在に塞ぐ蓋板２８と、蓋板２８を下板２４ｂの上面に沿ってスライドさせる図示しない蓋板駆動部とを有している。ここでは、蓋板駆動部としてソレノイドを採用しているものの、例えばエアシリンダなどでもよい。排気口２４ａには、弁体が上下動する排気弁２９が基端開口に設けられて、先端開口が室内に配された排気管３０が連結されている。排気管３０の基端部にも真空ポンプ１２が連結されている。したがって、真空ポンプ１２を作動させることで、チャンバー１１とケーシング２４との各内部空間を減圧することが可能である。
【００２３】
循環手段１７は、排気管３０の先部とチャンバー１１の左側板の上部とを連通する全体視して上向きコの字状に配管された循環管３１と、循環管３１の右側の垂直な管部分の長さ方向の中間部付近に設けられて、液化手段１６により液化された水を溜める水タンク３２と、循環管３１の水平な管部分の長さ方向の中間部に設けられた水循環ポンプ３３とを有している。液化した水が自重落下して水タンク３２に溜まり、所定量の水が溜まれば、水循環ポンプ３３により水がチャンバー１１に圧送される。
液化手段１６は、排気管３０と、循環管３１のうち、右側の垂直な管部分との連結部ａに設けられている。この液化手段１６は、連結部ａと屋外とを連通して、水蒸気との熱交換（冷却）を行うための空気（外気１０℃）を連結部ａに取り込む垂直な空気取り込み管３４と、排気管３０の連結部ａより先端側を塞ぐように設けられて、空気との熱交換で液化した水は通さないが温かい空気は通すゴアテックスからなる温風透過性隔膜３５とを有している。なお、高い水分量の温風を室内に吹き出し、この室内を加湿するように、温風透過性隔膜３５を排気管３０に着脱自在に設けてもよい。これにより、専用の加湿器が不要となる。
温風ファン１８は電動ファンで、排気管３０の室内配置される先端部に設けられている。
【００２４】
次に、図１を参照して、この発明の実施例１に係る減圧水循環型暖房装置１０の作動を説明する。ここでは、気温１０℃の冬季において、室内の温度を高める温風を発生させる場合とする。
図１に示すように、室内の暖房時には、まず蓋板２８により水蒸気通気孔２３を閉じるとともに、排気弁２９により排気口２４ａを開けて真空ポンプ１２を作動し、水蒸気回収室２５を減圧状態とする。
その後、排気弁２９により排気口２４ａを閉じる。この状態で、発熱体１３に通電してこれを加熱し、チャンバー１１内の水を６０℃まで加熱する。なお、真空ポンプ１２によるチャンバー１２内の減圧と発熱体４４による水の加熱とは、順序を反対にしてもよい。水温は、常時、水温センサ２１から暖房制御部へ送られ、これに基づき、発熱体１３がフィードバック制御されて６０℃の水温が保たれる。一方、真空ポンプ１２を作動してチャンバー１１内を減圧する。これにより、チャンバー１１内の水が減圧水となる。チャンバー１１の内圧が１９８．３ｈＰａに到達した時、６０℃の減圧水が沸点に達し、水蒸気が発生する。
発生した水蒸気は、蓋板駆動部を駆動して蓋板２８を開くことで、減圧水を透過せず、水蒸気のみが水蒸気透過性隔膜１４を通して、下板の各水蒸気通気孔２３から水蒸気回収室２５に流れ込む。次に、蓋板駆動部を駆動して蓋板２８を閉じることで、水蒸気透過性隔膜１４を透過した水蒸気のケーシング２４への流入が阻止される。これにより、チャンバー１１の減圧水が注入された空間の減圧維持が図れる。
【００２５】
次いで、真空ポンプ１２の作動状態で、シリンダ２６内でピストン２７を往復移動させるとともに、排気弁２９を開き、温風ファン１８を作動させる。これにより、水蒸気回収室２５内の水蒸気は、排気口２４ａから排気管３０に流れ込み、排気管３０と循環管３１との連結部ａに到達する。ここで、この水蒸気と、空気取り込み管３４から取り込まれた屋外の空気（１０℃）とが接触して水蒸気が冷やされ、水分が凝縮して循環管３１の連結部ａ付近の内面に水滴となって付着する。その後、この水滴は循環管３１の右側の垂直な管部分の内面を伝って落下し、水タンク３２に溜まる。このとき、水滴の排気管３０の先端部への流入は、温風透過性隔膜３５により阻止される。水タンク３２に一定量水が溜まれば、循環ポンプを作動して水タンク３２内の水が循環管３１の下流へ圧送され、最終的にチャンバー１１に戻される。
一方、排気管３０と循環管３１との連結部ａにおいて、外気（１０℃）との熱交換で水分が除去された水蒸気は、乾いた暖かい空気（約３０℃）となって、温風ファン１８の負圧力により温風透過性隔膜３５を通過し、排気管３０の先端開口２２から室内に吹き出される。これにより、室内の温度が高まる。
【００２６】
このように、暖房装置１０の熱媒体（熱媒体）として減圧水を採用したため、暖房装置１０において、オゾン層の破壊や地球温暖化を招く特定フロン、代替フロンを不使用にすることができる。また、熱媒体である減圧水の減圧沸騰により発生した水蒸気を液化し、それをチャンバー１１に戻して循環させ、減圧水用の水として再使用することができる。これにより、減圧沸騰によって減少した減圧水を補給することができる。
【００２７】
次に、図２を参照して、この発明の実施例２に係る減圧水循環型冷暖房装置（以下、冷暖房装置）を説明する。ここでは、温風乾燥に適した食品（野菜、果物など）を乾燥させる温風乾燥室への温風の供給と、冷風乾燥に適した食品（水産物、麺など）の冷風乾燥室への冷風の供給とを同時に施す冷暖房装置を例とする。もちろん、住宅や施設などの室内において、冬季に温風のみを供給し、夏季に冷風のみを供給するようにしてもよい。
図２に示すように、実施例２の冷暖房装置１０Ａの主な構造上の特徴は、減圧水の循環路の途中に、減圧水循環型の暖房装置４０と、減圧水循環型の冷房装置４１とを離間配置した点である。
【００２８】
まず、暖房装置４０の構成を説明する。
暖房装置４０は、水が注入された第１のチャンバー４２と、第１のチャンバー４２内の水を減圧する第１の真空ポンプ（減圧手段）４３と、第１のチャンバー４２内の水を加熱する発熱体（第１の水温変更手段）４４および第１のペルチェ素子（第１の水温変更手段）４５と、第１のチャンバー４２に設けられて、第１の真空ポンプ４３による減圧、および、発熱体４４または第１のペルチェ素子４５による加熱によって、第１のチャンバー４２内の水を減圧状態で沸騰させて発生した水蒸気を、第１のチャンバー４２内の減圧した水から分離する第１の水蒸気透過性隔膜（第１の気水分離膜手段）４６と、第１の水蒸気透過性隔膜４６により分離された水蒸気を、第１のチャンバー４２から排出する第１の水蒸気排出手段４７と、第１の水蒸気排出手段４７により排出された水蒸気を液化する第１の液化手段４８と、第１の水蒸気排出手段４７から排出された水蒸気を、乾燥した暖かい気体として温風乾燥室へ吹き出す温風ファン（温風吹出し手段）４９とを備えている。
【００２９】
第１のチャンバー４２の上板の開口５０は、ゴアテックスからなる第１の水蒸気透過性隔膜４６によって、水蒸気を透過可能に塞がれている。第１のチャンバー４２の右側板の上端部には、第１の真空ポンプ４３の下部から延びた第１の減圧管５１が連結されている。ここでの第１の真空ポンプ４３の減圧レベルは、第１のチャンバー４２内の水の沸点が６０℃となる１９８．３ｈＰａである。第１のチャンバー４２の下板には、ニクロム線からなる前記発熱体４４と、前記第１の第１のペルチェ素子４５とが併設されている。これらの電気機器を作動させる電力は、バッテリである電源５２から得られる（後述する第２のペルチェ素子４５Ａおよび第２の真空ポンプ６６を含む各種の電気機器も同じ）。
第１のペルチェ素子４５は、電源５２から直流電流を流すことで、吸熱側金属の温度を下げる一方、放熱側金属の温度が高まる熱電素子である（第２のペルチェ素子も同じ）。第１のペルチェ素子４５は、Ｔｅ−Ｓｂ−Ｓｅ系のＮ型熱電半導体と、Ｔｅ−Ｓｂ−Ｂｉ系のＰ型熱電半導体とを積層した矩形状の金属板である。第１のペルチェ素子４５は、その上面全体が第１のチャンバー４２の下板の下面に密着している。暖房装置４０では、第１のペルチェ素子４５の上面が放熱面、その下面が吸熱面となる。
【００３０】
第１の水蒸気排出手段４７は、第１の水蒸気透過性隔膜４６を被う下板５３ｂの右側領域に多数の第１の水蒸気通気孔５４が形成されて、右側板に第１の排気口５３ａが形成された横長な水蒸気回収用の第１のケーシング５３と、第１のケーシング５３の内部空間である第１の水蒸気回収室５５の左側領域に収納されて、右端面が開口した横長な第１のシリンダ５６と、第１のシリンダ５６に収納された第１のピストン５７と、第１のピストン５７を第１のシリンダ５６内で往復移動させる図示しない第１のエアシリンダと、各第１の水蒸気通気孔５４を上方から開閉自在に塞ぐ第１の蓋板５８と、第１の蓋板５８を下板５３ｂの上面に沿ってスライドさせる図示しないソレノイドからなる第１の蓋板駆動部とを有している。第１の排気口５３ａには、弁体が上下動する第１の排気弁５９が基端開口に設けられて、先端開口が温風乾燥室に配された第１の排気管６０が連結されている。第１の排気管６０の途中部にも第１の真空ポンプ４３が連結されている。したがって、第１の真空ポンプ４３を作動させることで、第１のチャンバー４２と第１のケーシング５３との各内部空間を減圧することが可能となる。
【００３１】
また、第１のチャンバー４２の左側板には、その上部の内面に第１のチャンバー４２内の水の温度を測定する第１の水温センサ６１が設けられている。第１の水温センサ６１からの水温信号は、冷暖房装置１０Ａの全体を制御するＣＰＵを内蔵した図示しない冷暖房制御部に送られる。
第１の液化手段４８は、第１の排気管６０の先部と後述する第１の給水管７５との連結部ｂに設けられている。この第１の液化手段４８は、連結部ｂに空気を取り込む第１の空気取り込み管６２と、第１の排気管６０の連結部ｂより先端側を塞ぐゴアテックスからなる温風透過性隔膜６３とを有している。
温風ファン４９は電動ファンで、温風乾燥室に配置される第１の排気管６０の先端部に設けられている。
【００３２】
次に、冷房装置４１の構成を説明する。
冷房装置４１は、第１の液化手段４８により液化された水が供給される第２のチャンバー６４と、第１の液化手段４８により液化された水を第２のチャンバー６４に供給する第１の水供給手段６５と、第２のチャンバー６４内の水を減圧する第２の真空ポンプ（第２の減圧手段）６６と、第２のチャンバー６４内の水の温度を変化（ここでは低温化）させる第２のペルチェ素子（第２の水温変更手段）４５Ａと、第２のチャンバー６４に設けられて、第２の真空ポンプ６６による減圧と、第２のペルチェ素子４５の吸熱作用により冷やされた第２のチャンバー６４内の水（常温２５℃）を２０℃で減圧沸騰させて発生した水蒸気を、第２のチャンバー６４内の減圧水から分離する第２の水蒸気透過性隔膜（第２の気水分離膜手段）６７と、第２の水蒸気透過性隔膜６７により分離された水蒸気を、第２のチャンバー６４から排出する第２の水蒸気排出手段６８と、第２の水蒸気排出手段６８により排出された水蒸気を液化する第２の液化手段６９と、第２の液化手段６９により液化された水を第１のチャンバー４２に供給する第２の水供給手段７０と、第２の水蒸気排出手段６８から排出された水蒸気を、暖かい気体より低温の乾燥した気体として冷風乾燥室へ吹き出す冷風ファン（冷風吹出し手段）７１とを備えている。
【００３３】
第２のチャンバー６４の上板の開口７２は、ゴアテックスからなる第２の水蒸気透過性隔膜６７によって、水蒸気を透過可能に塞がれている。第２のチャンバー６４の右側板の上端部には、第２の真空ポンプ６６の下部から延びた第２の減圧管７３が連結されている。ここでの第２の真空ポンプ６６の減圧レベルは、第２のチャンバー６４内の水の沸点が２０℃となる２３．０ｈＰａである。第２のチャンバー６４の下板には、第２のペルチェ素子４５Ａが設けられている。冷房装置４１では、第２のペルチェ素子４５Ａの上面が吸熱面、下面が放熱面となる。第１のペルチェ素子４５と第２のペルチェ素子４５Ａとの各下面は、アルミニウムなどの熱伝導性が高い長尺な熱伝導板Ａにより連結されている。
第１の水供給手段６５は、第１の排気管６０の先部と第２のチャンバー６４の左側板の上部とを連通する全体視してＬ字状に配管された第１の給水管７５と、第１の給水管７５の垂直な管部分の下端部に設けられて、第１の液化手段４８により液化された水を溜める第１の水タンク７６と、第１の給水管７５の水平な管部分の長さ方向の中間部に設けられた第１の給水ポンプ７７とを有している。
【００３４】
第２の水蒸気排出手段６８は、第１のケーシング５３の２倍の高さを有し、第２の水蒸気透過性隔膜６７を被う下板７８ｂの右側領域に多数の第２の水蒸気通気孔７９が形成されて、右側板の上部に第２の排気口７８ａが形成された横長な水蒸気回収用の第２のケーシング７８と、第２のケーシング７８の内部空間である第２の水蒸気回収室８０を、下側水蒸気回収室８０Ａと上側水蒸気回収室８０Ｂとに２等分して、右側領域に多数の仕切り用水蒸気通気孔８２が形成された仕切り板８３と、上側水蒸気回収室８０Ｂの左側領域に収納されて、右端面が開口した横長な第２のシリンダ８４と、第２のシリンダ８４に収納された第２のピストン８５と、第２のピストン８５を第２のシリンダ８４内で往復移動させる図示しない第２のエアシリンダと、各第２の水蒸気通気孔７９を上方から開閉自在に塞ぐ第２の蓋板８６と、第２の蓋板８６を下板７８ｂの上面に沿ってスライドさせる図示しないソレノイドからなる第２の蓋板駆動部と、各仕切り用水蒸気通気孔８２を上方から開閉自在に塞ぐ仕切り用蓋板８７と、仕切り用蓋板８７を仕切り版８３の上面に沿ってスライドさせる図示しないソレノイドからなる仕切り用蓋板駆動部とを有している。
第２の排気口７８ａには、弁体が上下動する第２の排気弁８８が基端開口に設けられて、先端開口が冷風乾燥室に配された第２の排気管８９が連結されている。第２の排気管８９の途中部にも第２の真空ポンプ６６が連結されている。したがって、第２の真空ポンプ６６を作動させることで、第２のチャンバー６４と第２のケーシング７８との各内部空間を減圧することが可能となる。
【００３５】
また、第２のチャンバー６４の左側板には、その上部の内面に第２のチャンバー６４内の水の温度を測定する第２の水温センサ９０が設けられている。第２の水温センサ９０からの水温信号は、冷暖房装置１０Ａの全体を制御するＣＰＵを内蔵した図示しない冷暖房制御部に送られる。
第２の液化手段６９は、第２の排気管８９の先部と第２の給水管９１との連結部ｃに設けられている。具体的には、この連結部ｃに空気を取り込む第２の空気取り込み管９２と、第２の排気管８９の連結部ｃより先端側を塞ぐゴアテックスからなる冷風透過性隔膜９３とを有している。
第２の水供給手段７０は、第２の排気管８９の先部と第１のチャンバー４２の左側板の上部とを連通する全体視して上向きコの字状に配管された前記第２の給水管９１と、第２の給水管９１の右側の垂直な管部分の長さ方向の中間部に設けられて、第２の液化手段６９により液化された水を溜める第２の水タンク９４と、第２の給水管９１の水平な管部分の長さ方向の中間部に設けられた第２の給水ポンプ９５とを有している。
冷風ファン７１は電動ファンで、第２の排気管８９の冷風乾燥室に配置される先端部に設けられている。
【００３６】
次に、図２を参照して、この発明の実施例２に係る減圧水循環型冷暖房装置１０Ａの作動を説明する。ここでは、第１の水温変更手段として、第１のペルチェ素子４５を使用するものとする。もちろん、発熱体４４を使用してもよい。
図２に示すように、冷暖房装置１０Ａの運転時には、あらかじめ第１の水蒸気回収室５５と第２の水蒸気回収室８０とを減圧状態とする。
具体的には、暖房装置４０において、第１の蓋板駆動部を駆動して第１の蓋板５８により第１の水蒸気通気孔５４を閉じるとともに、第１の排気弁５９により第１の排気口５３ａを開け、第１の真空ポンプ４３を作動して、第１の水蒸気回収室５５を減圧状態とした後、排気弁５９により排気口５３ａを閉じる。一方、冷房装置４１では、第２の蓋板駆動部を駆動して第２の蓋板８７により第２の水蒸気通気孔７９を閉じる。また、仕切り用蓋板駆動部を駆動して仕切り用蓋板８７を開けて、第２の排気弁８８により第２の排気口７８ａを開けるとともに、第２の真空ポンプ６６を作動して、第２の水蒸気回収室８０を減圧状態とした後、第２の排気弁８８により第２の排気口７８ａを閉じる。
【００３７】
以上の状態で、各ペルチェ素子４５，４５Ａに通電し、第１のチャンバー４２の水を６０℃まで上昇させるとともに、第２のチャンバー６４の水を２０℃に冷却する。具体的には、第１のペルチェ素子４５への通電により、第１のペルチェ素子４５の上面（放熱面）が加熱され、第１のチャンバー４２の下板を介して、第１チャンバー４２内の暖房用の水が昇温する。一方、第２のペルチェ素子４５Ａに通電することで、第２のペルチェ素子４５Ａの上面（吸熱面）が冷却され、第２のチャンバー４６の下板を介して、第２のチャンバー６４内の冷房用の水が冷やされる。このとき、第２のペルチェ素子４５Ａの下面（放熱面）が高温化するものの、熱伝導板Ａを介して伝達された、第１のペルチェ素子４５の下面（吸熱面）からの冷気により冷却されるため、吸熱面の過剰な温度上昇による第２のペルチェ素子４５Ａの熱破壊を防止することができる。
【００３８】
水温は、常時、各水温センサ６１，９０から暖房制御部へ送信され、これに基づき、第１のペルチェ素子４５および第２のペルチェ素子４５Ａにフィードバック制御され、第１のチャンバー４２の暖房用の水は６０℃、第２のチャンバー６４の冷房用の水は２０℃に常時保たれる。
一方、各真空ポンプ４３，６６を作動して、各チャンバー４２，６４内を減圧する。これにより、各チャンバー４２，６４の水が、各設定温度で減圧水となる。すなわち、第１のチャンバー４２の内圧が１９８．３ｈＰａに到達した時、６０℃の減圧水が沸点に達して水蒸気が発生する。また、第２のチャンバー６４の内圧が２３．０ｈＰａに到達した時、２０℃の減圧水が沸点に達して水蒸気が発生する。なお、各真空ポンプ４２，６４による各チャンバー４２，６４の減圧と、各ペルチェ素子４５，４５Ａへの通電による暖房用の水の加熱や冷房用の水の冷却とは、実施する順番を反対にして、減圧後、水温を変更してもよい。
【００３９】
発生した第１のチャンバー４２の水蒸気は、第１の蓋板駆動部を駆動して第１の蓋板５８を開くことで、第１の水蒸気透過性隔膜４６を通して、下板５３ｂの各第１の水蒸気通気孔５４から第１の水蒸気回収室５５に流れ込む。次に、第１の蓋板駆動部を駆動して第１の蓋板５８を閉じることによって、第１の水蒸気透過性隔膜４６を透過した水蒸気の第１の水蒸気回収室５５への流入が阻止される。これにより、第１のチャンバー４２の減圧水が注入された空間の減圧維持が図れる。
一方、第２のチャンバー６４で発生した水蒸気は、第２の蓋板駆動部を駆動して第２の蓋板８６を開くことで、第２の水蒸気透過性隔膜６７を通過し、下板７８ｂの各第２の水蒸気通気孔７９から第２の水蒸気回収室８０の下側水蒸気回収室８０Ａに流れ込む。その後、仕切り板８３の各水蒸気通気孔８２を通って上側水蒸気回収室８０Ｂに流入する。次に、第２の蓋板駆動部を駆動して第２の蓋板８６を閉じることで、第２の水蒸気透過性隔膜６７を透過した水蒸気の下側水蒸気回収室８０Ａへの流入が阻止される。これにより、第２のチャンバー６４の減圧水が注入された空間の減圧維持が図れる。
【００４０】
次いで、各真空ポンプ４３，６６の作動状態で、各シリンダ５６，８４内で各ピストン５７，８５を往復移動させるとともに、各排気弁５９，８８を開き、温風ファン４９および冷風ファン７１を作動させる。これにより、各水蒸気回収室５５，８０内の水蒸気は、各排気口５３ａ，７８ａから各排気管６０，８９に流れ込み、第１の排気管６０と第１の給水管７５との連結部ｂと、第２の排気管８９と第２の給水管９１との連結部ｃとに到達する。ここで、連結部ｂでは、第１の排気管６０からの水蒸気と、第１の空気取り込み管６２から取り込まれた空気とが接触し、水蒸気が冷やされて水分が凝縮し、第１の給水管７５の連結部ｂ付近の内面に水滴となって付着する。一方、連結部ｃでは、第２の排気管８９からの水蒸気と、第２の空気取り込み管９２から取り込まれた空気とが接触し、水蒸気が冷やされて水分が凝縮し、第２の給水管９１の連結部ｃ付近の内面に水滴となって付着する。
その後、連結部ｂ付近の水滴においては、第１の給水管７５の垂直な管部分の内面を伝って落下し、第１の水タンク７６に溜まる一方、連結部ｃ付近の水滴においては、第２の給水管９１の垂直な管部分の内面を伝って落下し、第２の水タンク９４に溜まる。このとき、水滴の第１の排気管６０の先端部への流入は、温風透過性隔膜６３によって阻止される。また、水滴の第２の排気管８９の先端部への流入は、冷風透過性隔膜９３によって阻止される。
【００４１】
その後、第１の水タンク７６に一定量の水が溜まれば、第１の給水ポンプ７７により水が第１の給水管７５の下流へ向かって圧送され、最終的に第２のチャンバー６４に給水される。また、第２の水タンク９４に一定量の水が溜まった場合には、第２の給水ポンプ９５により水が第２の給水管９１の下流へ圧送され、最終的に第１のチャンバー４２に戻される。
一方、連結部ｂにおいて、外気との熱交換により水分が除去された水蒸気は、乾いた暖かい空気（３０℃の温風）となって、温風ファン４９の負圧力により温風透過性隔膜６３を通過し、第１の排気管６０の先端開口から温風乾燥室に吹き出され、温風乾燥に適した食品（野菜、果物など）を乾燥させる。また、連結部ｃにおいて、外気との熱交換により水分が除去された水蒸気は、暖房時の温風より低温の乾いた空気（２３℃）となって、冷風ファン７１の負圧力により冷風透過性隔膜９３を通過し、第２の排気管８９の先端開口から冷風乾燥室に吹き出され、冷風乾燥に適した食品（麺、水産物など）を乾燥させる。
【００４２】
このように、冷暖房装置１０Ａの熱媒体として減圧水を採用したため、冷暖房装置１０Ａにおいて、オゾン層の破壊や地球温暖化を招く特定フロン、代替フロンを不使用にすることができる。また、熱媒体である減圧水の減圧沸騰により発生した水蒸気を液化し、それを第１のチャンバー４２または第２のチャンバー６４に供給して循環させることで、液化した水を減圧水用の水として再使用することができる。これにより、減圧沸騰によって減少した減圧水を補給することができる。
また、冷暖房装置１０Ａでは、このように何れも乾燥した温風と冷風とを同時に発生させることができる。
【００４３】
さらに、各排気管６０，８９に対応する透過性隔膜６３，９３をそれぞれ着脱自在に配設する構成を採用すれば、必要に応じて透過性隔膜６３，９３を選択的に取り外して、加湿された温風や冷風を吹き出すことができる。これにより、専用の加湿器が不要となる。
さらにまた、冷房装置１０Ａにおいて、上下２層式の水蒸気回収室８０Ａ，８０Ｂを採用したため、第２チャンバー６４内の減圧状態を維持しながら、第２チャンバー６４内で発生した水蒸気の排出時期、排出量などの排出管理を行うことができる。しかも、２層式としたことで、多量の水蒸気が水蒸気透過性隔膜６７を通過しても、その水蒸気量に対処することができる。なお、水蒸気の排出を連続的に行いたい場合には、各蓋板８６，８７をそれぞれ開くとともに、排気弁８８を開いて、水蒸気透過性隔膜６７を透過した水蒸気を、各水蒸気回収室８０Ａ，８０Ｂを通して、直接、排出する。
【００４４】
次に、図２を参照して、減圧水循環型冷暖房装置１０Ａの別の運転方法を説明する。
この例は、暖房装置４０と冷房装置４１とを所定時間ずつ間欠運転する方式のものである。
まず、第２のペルチェ素子４５Ａに通電し、冷房装置４１のみを通常運転する。これにより、第２のペルチェ素子４５Ａの上面が吸熱面となり、第２のチャンバー６４内の水が２０℃まで冷却され、上述したように第２の真空ポンプ６６の作動により、低温水の減圧沸騰が生じる。
一方、この冷房運転時、第２のペルチェ素子４５Ａの下面は放熱面となって高温化する。その熱は、熱伝導板Ａから不通状態の第１のペルチェ素子４５を通って第１のチャンバー４２に伝達される。これにより、暖房用の水が予熱される。なお、通電されていない第１のペルチェ素子４５は、単なる伝熱用の部材となる。
【００４５】
その後、冷房装置４１の運転を停止（第２のペルチェ素子４５Ａへの通電停止）し、暖房装置４０の通常運転を行う。これにより、第１のペルチェ素子４５Ａの上面が放熱面となり、第１のチャンバー４２内の予熱された水が６０℃まで加熱され、この状態での第１の真空ポンプ４３の作動により、高温水の減圧沸騰が行われる。暖房用の水は、あらかじめ第２のペルチェ素子４５Ａの放熱面からの熱により予熱されている。これにより、第１のペルチェ素子４５は、短時間（少ない電力）で、暖房用の水を６０℃の設定温度まで昇温させることができる。
一方、この暖房運転時、第１のペルチェ素子４５の下面は吸熱面となって低温化する。その冷気は、熱伝導板Ａ、不通状態の第２のペルチェ素子４５Ａを通って第２のチャンバー６４に伝達される。これにより、冷房装置４１の運転停止による冷房用の水の温度上昇速度を遅らせることができる。なお、通電されていない第２のペルチェ素子４５Ａは、単なる伝熱用の部材となる。
以下、同じようにして、冷房装置４１への運転の切り換え、その後の暖房装置４０への運転の切り換えを順次繰り返すことで、間欠運転ながら省電力で、冷風乾燥室への冷風供給と、温風乾燥室への温風供給とを行うことができる。
その他の構成、作用および効果は、実施例１とほぼ同じであるため、説明を省略する。
【００４６】
次に、図３を参照して、この発明の実施例３に係る減圧水循環型冷凍冷蔵装置を説明する。
図３に示すように、第３実施例の減圧水循環型冷凍冷蔵装置（以下、冷凍冷蔵装置）１０Ｂの特徴は、第１の実施例のように水の減圧をチャンバー１１で行うのではなく、循環管３１の上流部に設けた専用の減圧タンク１００で行い、加熱手段として発熱体１３とペルチェ素子１０１とを採用し、さらにペルチェ素子１０１の吸熱側金属から放散される冷気により、被冷凍物の冷凍または被冷蔵物の冷蔵を行う点である。
【００４７】
以下、これらを具体的に説明する。
発熱体１３とペルチェ素子１０１とは、チャンバー１１の下板の裏面に併設されている。これらの下面には、冷気を放散させるアルミニウム製の伝熱板１０２が密着されている。
ケーシング２４の排気口２４ａには、排気管１０３の基端側の開口が連通されている。排気管１０３は、水平方向に延びる長尺な上段の管部分と、短尺で垂直な管部分と、水平方向に延びる短尺な下段の管部分とからなる段差状に折れ曲がったパイプである。
排気管１０３のうち、垂直な管部分と水平な下段の管部分との連結部分には、水蒸気を液化するための液化タンク（液化手段）１０４が設けられている。液化タンク１０４では、垂直な管部分の下端開口から吹き出した水蒸気がタンク内面と接触して冷やされ、凝縮した水分が水滴となってこのタンク内面を伝い落ち、その底部に溜まる。液化タンク１０４に溜まった水の温度は、２０℃〜３０℃である。また、排気管１０３の下段の管部分の基端部付近には、水滴は通さないが空気（排気）は通す排気透過性隔膜１０５が設けられている。
【００４８】
さらに、液化タンク１０４の下板の中央部と、チャンバー１１の左側板の上端部との間には、全体視して上向きコの字状に配管された循環管１０６が連結されている。循環管１０６の右側の垂直な管部分には、下流に向かって開閉弁１１０と、減圧タンク１００とが所定の間隔をあけて配設されている。また、減圧タンク１００の左側板の上部と真空ポンプ１２の下部とは、段差状に屈曲した減圧管１０７により連結されている。開閉弁１１０を閉じて真空ポンプ１２を作動することで、減圧管１０７を介して減圧タンク１００内を、水の沸点が２０℃となる２３．０ｈＰａまで減圧し、タンク底部に溜まった水を減圧水とする。さらに、減圧タンク１００の右側板の外方には、減圧タンク１００内の水を１０℃まで冷却する冷却用熱交換器１０８が近接配置されている。さらにまた、循環管１０６の水平な管部分のうち、その長さ方向の中間部には、水循環ポンプ１０９が設けられている。
【００４９】
次に、図３を参照して、この発明の実施例３に係る冷凍冷蔵装置１０Ｂの作動を説明する。あらかじめ、開閉弁１１０は閉じておく。
まず、減圧タンク１００において、２０℃〜３０℃の水を、冷却用熱交換器１０８との熱交換により１０℃まで冷却するとともに、真空ポンプ１２により減圧タンク１００内を、水の沸点が２０℃となる２３．０ｈＰａまで減圧する。得られた１０℃の減圧水は、水循環ポンプ１０９によりチャンバー１１に圧送される。
チャンバー１１では、ペルチェ素子１０１の上面を放熱面とするように電源２０から電気が流れ、減圧水が加熱される。水温が２０℃に達した時、減圧水が沸騰して水蒸気が発生する。この減圧水の加熱中、ペルチェ素子１０１の下面が吸熱面となる。これにより、伝熱板１０２を介して、ペルチェ素子１０１の吸熱側金属から発散される冷気により、被冷凍物の冷凍または被冷蔵物の冷蔵が行われる。
【００５０】
発生した水蒸気は、水蒸気透過性隔膜１４、水蒸気回収室２５、排気口２４ａ、排気管１０３を順次通過して液化タンク１０４に達する。ここで、水蒸気が液化タンク１０４の内面と接触して冷やされ、凝縮した水分が水滴となってタンク内面を伝い落ち、液化タンク１０４の底部に溜まる。ここでの水温は２０℃〜３０℃である。こうして、水蒸気から水分が除去された乾燥空気は、排気透過性隔膜１０５を通過して装置外へ排気される。このとき、水滴の排気管１０３の先端部への流入は、排気透過性隔膜１０５によって阻止される。
液化タンク１０４に所定量の水が溜まったとき、開閉弁１１０を開き、その水を減圧タンク１００に流下する。流下後は開閉弁１１０を再び閉め、上述した減圧タンク１００内での水の減圧および水の低温化の各処理を施し、その後、水循環ポンプ１０６によるチャンバー１１への減圧水のポンプ圧送などの上述した一連の工程を繰り返す。
【００５１】
このように、冷凍冷蔵装置１０Ｂの熱媒体として減圧水を採用したため、冷凍冷蔵装置１０Ｂにおいて、オゾン層の破壊や地球温暖化を招く特定フロン、代替フロンを不使用にすることができる。また、熱媒体である減圧水の減圧沸騰により発生した水蒸気を液化し、それをチャンバー１１に戻して循環させることで、液化した水を減圧水用の水として再使用することができる。これにより、減圧沸騰によって減少した減圧水を補給することができる。
なお、チャンバー１１内の減圧水の当初の加熱は、ペルチェ素子に代えて発熱体１３により行ってもよい。
その他の構成、作用および効果は、実施例１とほぼ同じであるため、説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
この発明は、熱媒体として特定フロンや代替フロンを使用しない室内の暖房または冷暖房の技術として有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  減圧水循環型暖房装置、
１０Ａ  減圧水循環型冷暖房装置、
１１  チャンバー、
１２  真空ポンプ（減圧手段）、
１３  熱媒体（加熱手段）、
１４  水蒸気透過性隔膜（気水分離膜手段）、
１５  水蒸気排出手段、
１６  液化手段、
１７  循環手段、
１８，４９  温風ファン（温風吹出し手段）、
４２  第１のチャンバー、
４３  第１の真空ポンプ（第１の減圧手段）、
４４  熱媒体（第１の水温変更手段）、
４５  第１のペルチェ素子（第１の水温変更手段）、
４５Ａ  第２のペルチェ素子（第２の水温変更手段）、
４６  第１の水蒸気透過性隔膜（第１の気水分離膜手段）、
４７  第１の水蒸気排出手段、
４８  第１の液化手段、
６４  第２のチャンバー、
６５  第１の水供給手段、
６６  第２の真空ポンプ（第２の減圧手段）、
６７  第２の水蒸気透過性隔膜（第２の気水分離膜手段）、
６８  第２の水蒸気排出手段、
６９  第２の液化手段、
７０  第２の水供給手段、
７１  冷風ファン（冷風吹出し手段）、
１０１  ペルチェ素子（加熱手段）、
１０４  液化タンク（液化手段）。
【図１】
2018179413.tif 000003
【図２】
2018179413.tif 000004
【図３】
2018179413.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月10日(2017.8.10)
【手続補正１】
【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】
減圧した水を循環させて、室内の温度を高める温風を発生させる減圧水循環型暖房装置であって、
水が注入されたチャンバーと、
該チャンバー内の水を減圧する減圧手段と、
前記チャンバー内の水を加熱する加熱手段と、
前記チャンバーに設けられて、前記減圧手段による減圧および前記加熱手段による加熱によって、前記チャンバー内の水を減圧状態で沸騰させて発生した水蒸気を、前記チャンバー内の減圧した水から分離する気水分離膜手段と、
前記チャンバーに設けられて、前記気水分離膜手段により分離された水蒸気を前記チャンバーから排出する水蒸気排出手段と、
該水蒸気排出手段から排出された水蒸気を液化する液化手段と、
該液化手段により液化された水を、前記チャンバーに供給する循環手段と、
前記水蒸気排出手段から排出された水蒸気を、乾燥した暖かい気体として前記室内へ吹き出す温風吹出し手段とを備えた減圧水循環型暖房装置。
【請求項２】
減圧した水を循環させて、室内の温度を調節する温風または冷風を発生させる減圧水循環型冷暖房装置であって、
水が注入された第１のチャンバーと、
該第１のチャンバー内の水を減圧する第１の減圧手段と、
前記第１のチャンバー内の水の温度を変更する第１の水温変更手段と、
前記第１のチャンバーに設けられて、前記第１の減圧手段による減圧および前記第１の水温変更手段による加熱によって、前記第１のチャンバー内の水を高温の減圧状態で沸騰させて発生した水蒸気を、前記第１のチャンバー内の減圧した水から分離する第１の気水分離膜手段と、
該第１の気水分離膜手段により分離された水蒸気を、前記第１のチャンバーから排出する第１の水蒸気排出手段と、
該第１の水蒸気排出手段により排出された水蒸気を液化する第１の液化手段と、
前記第１の水蒸気排出手段から排出された水蒸気を、乾燥した暖かい気体として前記室内へ吹き出す温風吹出し手段と、
前記第１の液化手段により液化された水が供給される第２のチャンバーと、
前記第１の液化手段により液化された水を前記第２のチャンバーに供給する第１の水供給手段と、
前記第２のチャンバー内の水を減圧する第２の減圧手段と、
前記第２のチャンバー内の水の温度を変更する第２の水温変更手段と、
前記第２のチャンバーに設けられて、前記第２の減圧手段による減圧および前記第２の水温変更手段による冷却によって、前記第２のチャンバー内の水を低温の減圧状態で沸騰させて発生した水蒸気を、前記第２のチャンバー内の減圧した水から分離する第２の気水分離膜手段と、
該第２の気水分離膜手段により分離された水蒸気を、前記第２のチャンバーから排出する第２の水蒸気排出手段と、
該第２の水蒸気排出手段により排出された水蒸気を液化する第２の液化手段と、
該第２の液化手段により液化された水を前記第１のチャンバーに供給する第２の水供給手段と、
前記第２の水蒸気排出手段から排出された水蒸気を、前記暖かい気体より低温の乾燥した気体として室内へ吹き出す冷風吹出し手段とを備え、
前記第２のチャンバー内の減圧した水が沸騰する温度を、前記第１のチャンバー内の減圧した水が沸騰する温度より低く設定した減圧水循環型冷暖房装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項２に記載の発明は、減圧した水を循環させて、室内の温度を調節する温風または冷風を発生させる減圧水循環型冷暖房装置であって、水が注入された第１のチャンバーと、該第１のチャンバー内の水を減圧する第１の減圧手段と、前記第１のチャンバー内の水の温度を変更する第１の水温変更手段と、前記第１のチャンバーに設けられて、前記第１の減圧手段による減圧および前記第１の水温変更手段による加熱によって、前記第１のチャンバー内の水を高温の減圧状態で沸騰させて発生した水蒸気を、前記第１のチャンバー内の減圧した水から分離する第１の気水分離膜手段と、該第１の気水分離膜手段により分離された水蒸気を、前記第１のチャンバーから排出する第１の水蒸気排出手段と、該第１の水蒸気排出手段により排出された水蒸気を液化する第１の液化手段と、前記第１の水蒸気排出手段から排出された水蒸気を、乾燥した暖かい気体として前記室内へ吹き出す温風吹出し手段と、前記第１の液化手段により液化された水が供給される第２のチャンバーと、前記第１の液化手段により液化された水を前記第２のチャンバーに供給する第１の水供給手段と、前記第２のチャンバー内の水を減圧する第２の減圧手段と、前記第２のチャンバー内の水の温度を変更する第２の水温変更手段と、前記第２のチャンバーに設けられて、前記第２の減圧手段による減圧および前記第２の水温変更手段による冷却によって、前記第２のチャンバー内の水を低温の減圧状態で沸騰させて発生した水蒸気を、前記第２のチャンバー内の減圧した水から分離する第２の気水分離膜手段と、該第２の気水分離膜手段により分離された水蒸気を、前記第２のチャンバーから排出する第２の水蒸気排出手段と、該第２の水蒸気排出手段により排出された水蒸気を液化する第２の液化手段と、該第２の液化手段により液化された水を前記第１のチャンバーに供給する第２の水供給手段と、前記第２の水蒸気排出手段から排出された水蒸気を、前記暖かい気体より低温の乾燥した気体として室内へ吹き出す冷風吹出し手段とを備え、前記第２のチャンバー内の減圧した水が沸騰する温度を、前記第１のチャンバー内の減圧した水が沸騰する温度より低く設定した減圧水循環型冷暖房装置である。