(57)【要約】【課題】１つのローターにおいて除湿と顕熱交換を同時に行うことのできる熱交換型除湿ローターを提供する。【解決手段】熱交換型除湿ローター１０２として、一方の空気と他方の空気が直交して流れ、第１の流路は熱伝導性の良い材料で構成され第２の流路は吸湿剤が含侵された吸着材料で構成されたハニカム構造体１０１を複数有し、ハニカム構造体１０１の第１の流路は中心から円周に向かって流通し第２の流路は中心軸方向へ流通するように円環状に設置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の空気と他方の空気が直交して流れ第１の流路は熱伝導性の良い材料で構成され第２の流路は吸湿剤が含侵された吸着材料で構成されたハニカム構造体を複数有し、前記ハニカム構造体の第１の流路は中心から円周に向かって流通し第２の流路は中心軸方向へ流通するように円環状に設置されたことを特徴とする熱交換型除湿ローター。
【請求項２】
ハニカム構造体が直方体であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換型除湿ローター。
【請求項３】
一方の空気と他方の空気が直交して流れ第１の流路は熱伝導性の良い材料で構成され第２の流路は吸湿剤が含侵された吸着材料で構成されたハニカム構造体を複数有し、中心から半径方向に複数の風路を有し前記風路の円周側は封止され、前記ハニカム構造体の第１の流路と前記風路は連通し、前記ハニカム構造体の第１の流路は円周方向へ流通し第２の流路は中心軸方向へ流通し、前記ハニカム構造体は円環状に設置されたことを特徴とする熱交換型除湿ローター。
【請求項４】
風路に隣接するハニカム構造体は一方の第１の流路は前記風路に連通し他方の第１の流路は前記風路と平行になるように配置されたことを特徴とする請求項３に記載の熱交換型除湿ローター。
【請求項５】
ハニカム構造体の第１の流路に平行な断面形状は三角形を有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の熱交換型除湿ローター。
【請求項６】
ハニカム構造体の第１の流路に平行な断面形状は扇形を有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の熱交換型除湿ローター。
【請求項７】
吸湿剤は特定量のカリウム塩型カルボシキル基を含有し、かつ架橋構造を有する有機高分子の吸放湿性重合体であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の熱交換型除湿ローター。
【請求項８】
請求項１から請求項８に記載のいずれか一項に記載の熱交換型除湿ローターを用いたデシカント空調機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デシカント空調機などに用いられる除湿ローターに係わるものであり、空気中の水蒸気を除湿すると同時に吸着熱を冷却する構成を有する熱交換型除湿ローターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気中の水蒸気を吸着し乾燥した空気に水分を噴霧しその気化熱で冷却を行う冷房装置としてデシカント空調機がある。
【０００３】
デシカント空調機は、一般に除湿ローター、顕熱交換器、蒸発冷却器、除湿ローター再生加熱器と送風機から構成される。従来のデシカント空調機の構成としては、特許文献１に示されているようなものがある。
【０００４】
以下、図面を参照しながら上記従来のデシカント空調機の構成を説明する。
【０００５】
図１４は、従来のデシカント空調機のシステム構成図である。
【０００６】
図１４に示すように、第１の除湿ローター１は、吸着ゾーン２と脱着ゾーン３に分割され、連続的に吸着・脱着が行われるように回転可能に設けられている。
【０００７】
除湿ローター１は、セラミック繊維紙やガラス繊維紙を段加工（コルゲート加工）して平らな紙とともに巻回し、蜂の巣状（ハニカム状）に形成し、その上にシリカゲルを合成担持させたり、ゼオライトを担持させたものである。
【０００８】
第１の顕熱交換ローター４は、相互に熱交換を行う第１流路５および第２流路６に分割され、第１流路５および第２流路６間で連続的に熱区間が行われるように回転可能に設けられている。また、蒸発冷却器７，８を有する。
【０００９】
第１の加熱器９は電気ヒーター、工場排熱等各種熱源が考えられ、ここを通過する空気を加熱する。第２の除湿ローター１０は、第１の除湿ローター１と同じものであり、吸着ゾーン１１と脱着ゾーン１２とに分割され、連続的に吸着・脱着が行われるように回転可能に設けられている。
【００１０】
第２の顕熱交換ローター１３は、第１の顕熱交換ローター４と同じものであり、交互に熱交換を行う第１流路１４および第２流路１５に分割され、第１流路１４および第２流路１５間で連続的に熱交換が行われるように回転可能に設けられている。
【００１１】
第２の加熱器１６は、第１の加熱器９と同様に電気ヒーター、工場排熱等各種熱源が考えられ、ここを通過する空気を加熱する。
【００１２】
以上のように構成された従来のデシカント空調機について、以下その動作を説明する。
【００１３】
室外の空気は、第１の除湿ローター１の吸着ゾーン２を通過し除湿されるとともに吸着熱により高温低湿空気となり、顕熱交換ローター４の第１流路５に流入して冷却され、第１流路５を通過した中温低湿空気は第２の除湿ローター１０の吸着ゾーン１１に流入し、更に除湿されるともに吸着熱により高温低湿空気となり、第２の顕熱交換ローター１３の第１流路１４に流入し冷却され、第１流路５を通過した中温低湿空気は蒸発冷却器７で更に冷却され低温空気となり室内へ供給される。
【００１４】
一方、室内の空気は、蒸発冷却器８で冷却されて第２の顕熱交換ローター１３の第２の流路１５を通過した後、第１の加熱器９で加熱され、高温空気となり第２の除湿ローター１０の脱着ゾーン１２を通過し、第２の除湿ローター１０を再生した後、室外へ放出される。
【００１５】
更に、第１の顕熱交換ローター４の第２の流路６には室外空気が流入され、第２の流路６を通過した空気は第２の加熱器１６で加熱され、高温空気となり第１の除湿ローター１の脱着ゾーン３を通過し、第１の除湿ローター１を再生した後、室外へ放出される。
【００１６】
この様にして、従来のデシカント空調機では、除湿ローター１の後方に顕熱交換ローター４を配置し、除湿後の吸着熱で上昇した高温低湿空気を顕熱交換ローター４で冷却する構成とし、更に、蒸発冷却器７，８、加熱器９，１６を組み合わせることにより冷房装置を構成している。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００１−２７２０５５号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は、除湿ローター１，１０と顕熱交換ローター４，１３は独立した構成となり風路に直列に配置され、また、それぞれを独立して駆動させるための機構を必要とするためシステム全体が大型化するとともに、システム構成が複雑化するという欠点があった。
【００１９】
本発明は、従来の課題を解決するもので、デシカント空調機においてシステム構成の小型化および簡素化が可能な除湿と顕熱交換を同時に行うことのできる熱交換型除湿ローターを提供することを目的とする。
【００２０】
また、本発明の他の目的は、デシカント空調機のシステムの小型化および構成の簡素化である。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、一方の空気と他方の空気が直交して流れ第１の流路は熱伝導性の良い材料で構成され第２の流路は吸湿剤が含侵された吸着材料で構成されたハニカム構造体を複数有し、前記ハニカム構造体の第１の流路は中心から円周に向かって流通し第２の流路は中心軸方向へ流通するように円環状に設置した熱交換型除湿ローターであり、この構成によれば、１つのローターユニット内において、円周方向に冷却空気を流通させ、中心軸方向に除湿空気を流通させることができるため除湿と同時に熱交換でき、通過空気は温度上昇することなく除湿を行うことができる。
【００２２】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ハニカム構造体が直方体である熱交換型除湿ローターであり、この構成によれば、従来設備で製作が容易な直交型ハニカム構造体を用いて、１つのローターユニット内において、円周方向に冷却空気を流通させ、中心軸方向に除湿空気を流通させることができるため除湿と同時に熱交換でき、通過空気は温度上昇することなく除湿を行うことができる。
【００２３】
本発明の請求項３に記載の発明は、一方の空気と他方の空気が直交して流れ第１の流路は熱伝導性の良い材料で構成され第２の流路は吸湿剤が含侵された吸着材料で構成されたハニカム構造体を複数有し、中心から半径方向に複数の風路を有し前記風路の円周側は封止され、前記ハニカム構造体の第１の流路と前記風路は連通し、前記ハニカム構造体の第１の流路は円周方向へ流通し第２の流路は中心軸方向へ流通し、前記ハニカム構造体は円環状に設置された熱交換型除湿ローターであり、この構成によれば、第１の流路に連通する風路を自由に設計でき、ハニカム構造体の第１の流路および第２の流路の表面積をより大きく確保しながら、１つのローターユニット内において、円周方向に冷却空気を流通させ、中心軸方向に除湿空気を流通させることができるため除湿と同時に熱交換でき、通過空気は温度上昇することなく除湿を行うことができる。
【００２４】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、風路に隣接するハニカム構造体は一方の第１の流路は前記風路に連通し他方の第１の流路は前記風路と平行になるように配置された熱交換型除湿ローターであり、この構成によれば、互いに隣接するハニカム構造体の第１の流路を通過した空気は円周方向に所定の角度を有して吹き出すためローターに回転力を与えることができ、ローターの回転に必要とする動力を軽減できるとともに１つのローターユニット内において、円周方向に冷却空気を流通させ、中心軸方向に除湿空気を流通させることができるため除湿と同時に熱交換でき、通過空気は温度上昇することなく除湿を行うことができる。
【００２５】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の発明において、ハニカム構造体の第１の流路に平行な断面形状は三角形を有する熱交換型除湿ローターであり、この構成によれば、第１の流路に連通する風路を自由に設計でき、ハニカム構造体の第１の流路および第２の流路の表面積をより大きく確保しながら、更に、従来設備で製作が容易な直交型ハニカム構造体を所定の三角形形状にカットするだけで容易にローターを構成できるできるとともに、１つのローターユニット内において、円周方向に冷却空気を流通させ、中心軸方向に除湿空気を流通させることができるため除湿と同時に熱交換でき、通過空気は温度上昇することなく除湿を行うことができる。
【００２６】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の発明において、ハニカム構造体の第１の流路に平行な断面形状は扇形を有する熱交換型除湿ローターであり、この構成によれば、第１の流路に連通する風路を自由に設計できるとともに、ローター断面において風路以外の部分を全てハニカム構造体にでき、第１の流路および第２の流路の表面積を最大限に活用でき小型化が図れるとともに、１つのローターユニット内において、円周方向に冷却空気を流通させ、中心軸方向に除湿空気を流通させることができるため除湿と同時に熱交換でき、通過空気は温度上昇することなく除湿を行うことができる。
【００２７】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、吸湿剤は特定量のカリウム塩型カルボシキル基を含有し、かつ架橋構造を有する有機高分子の吸放湿性重合体である熱交換型除湿ローターであり、この構成によれば、吸着剤単位体積当たりの水分吸着量を増加させることができるため、更に小型化を図れるとともに、１つのローターユニット内において、円周方向に冷却空気を流通させ、中心軸方向に除湿空気を流通させることができるため除湿と同時に熱交換でき、通過空気は温度上昇することなく除湿を行うことができる。
【００２８】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７に記載のいずれか一項に記載の熱交換型除湿ローターを用いたデシカント空調機であり、この構成によれば、除湿ローターと顕熱交換ローターを一体化でき、除湿ローターと顕熱交換ローターのそれぞれに必要としていた回転機構を１つにすることができるため、システム構成を小型化できるとともに、システム構成を簡素化できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による熱交換型除湿ローターおよびそれを用いたデシカント空調機の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
なお、従来と同一機構については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による熱交換型除湿ローターの斜視図である。
【００３２】
図２は、同実施の形態の熱交換型除湿ハニカム構造体の斜視図である。
【００３３】
図３は、吸着材料の吸着率特性線図である。
【００３４】
図１に示すように、熱交換型除湿ハニカム構造体１０１は、熱交換型除湿ローター１０２を構成するもので、一方の空気流と他方の空気流が直交して流れるように構成されている。また、一方の空気流がローターの中央から円周方向に向かって流れ、他方の空気流はローターの中心軸方向に流通するように配置されている。
【００３５】
冷却空気風路１０３は、熱交換型除湿ハニカム構造体１０１の円周方向への空気流路に連通している。封止板１０４が、冷却空気風路１０３の入口側の他端にある。冷却空気１０５は、冷却空気風路１０３を通り熱交換型除湿ハニカム構造体１０１の円周方向への流路に流入する。除湿対象空気１０６は、熱交換型除湿ハニカム構造体１０１の中心軸への流路に流入する。再生領域１０７では、吸着コルゲートシートを加熱手段（図示せず）で加熱し脱着再生を行う。
【００３６】
図２に示すように、熱伝導コルゲートシート２０１は、熱伝導性の良い材料で構成され波付け加工されている。冷却流路２０２は、熱伝導コルゲートシート２０１で構成されている。吸着コルゲートシート２０３は、空気中の水蒸気を吸着する吸着剤を担持し波付け加工されている。吸着流路２０４は、吸着コルゲートシート２０３で構成されている。熱伝導性隔壁２０５は、熱伝導性の良い材料で構成され冷却流路２０２と吸着流路２０４の空気流を仕切っている。
【００３７】
図３において、従来のゼオライトの吸湿曲線３０１は、相対湿度に対する吸着率特性を示し低相対湿度域での吸着率は他に比べ大きいが全体に亘り低い吸着率を示す。
【００３８】
従来のＡ型シリカゲルの吸湿曲線３０２は、相対湿度に対する吸着率特性示し低相対湿度域ではゼオライト３０１に比べ吸着率は劣るが高相対湿度域においてはゼオライト３０１に比べ高い吸着率を示す。
【００３９】
高吸放湿性高分子の吸湿曲線３０３は、相対湿度に対する吸着率特性を示し相対湿度に対しほぼ比例する吸着特性を示す。また、従来のゼオライト３０１、シリカゲル３０２に比べ特に中相対湿度域から高相対湿度域において２倍から３倍程度の吸着率を示す。
【００４０】
以上のように構成された本実施の形態の熱交換型除湿ローターについて、以下その動作を説明する。
【００４１】
まず、熱交換型除湿ハニカム構造体１０１の吸着流路２０４に除湿対象空気１０６が流入する。流入空気中の水蒸気は吸着コルゲートシート２０３に担持されている吸着剤に吸着され吸着流路２０４を通過後は吸着熱により温度上昇し高温の乾燥空気となっている。
【００４２】
一方、冷却空気風路１０３から流入した冷却空気１０５は冷却流路２０１を通過する。この時、冷却空気１０５は、除湿対象空気１０６と熱伝導性隔壁２０５を介して間接的に熱交換を行い除湿対象空気１０６を冷却する。
【００４３】
この様な流れ形態において、例えば、除湿対象空気１０６が、相対湿度８０％ＲＨ、温度３０℃とし、吸着流路２０４で相対湿度２０％ＲＨまで除湿されたとすると、冷却を行わない場合、吸着流路２０４の出口においては、約４８℃まで上昇する。
【００４４】
この時、冷却空気１０５を除湿対象空気１０６と同じ空気、即ち、３０℃の空気とし、熱伝導性隔壁２０５での熱交換効率を７０％とした場合、吸着流路２０４の出口温度は、約３５．４℃となり、約１８℃温度上昇を約５℃の温度上昇に低減することができる。
【００４５】
したがって、除湿対象空気１０６は、除湿と同時に直交する冷却空気１０５により間接的に冷却され、除湿持の吸着熱による温度上昇を低減することができる。
【００４６】
この動作を連続的に回転しながら、もしくは、バッチ的に所定の時間毎に所定の角度回転させ、ローターの所定の再生領域１０７において加熱手段（図示せず）により吸着した吸着コルゲートシートから水蒸気を脱着することにより連続的に温度上昇を低減ながら除湿を行うことができる。
【００４７】
更に、吸着コルゲート２０３に担持する吸着剤として、従来は主にゼオライト３０１、シリカゲル３０２を用いていたが、特定量のカリウム塩型カルボシキル基を含有し、かつ架橋構造を有する有機高分子の吸放湿性重合体の高吸放湿性高分子３０３を用いることにより、従来のゼオライト３０１、シリカゲル３０２に比べ２倍から３倍の吸着率を有することから吸着剤単位体積当たりの水分吸着量を増加させることができるため、更に小型化を図ることができる。
【００４８】
（実施の形態２）
以下、本発明による熱交換型除湿ローターの実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と同一の構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
図４は、本発明の実施の形態２による熱交換型除湿ローターの斜視図である。
【００５０】
図５は、同実施の形態の熱交換型除湿ハニカム構造体の斜視図である。
【００５１】
図６は、同実施の形態の吸着流路側から見た熱交換型除湿ハニカム構造体のカット前の直方体形状のハニカム構造体の正面図である。
【００５２】
図７は、カット後のハニカム構造体の組合せ構成図である。
【００５３】
図４に示すように、熱交換型除湿ハニカム構造体４０１は、熱交換型除湿ローター４０２を構成するもので、一方の空気流と他方の空気流が直交して流れるように構成されている。また、一方の空気流がローターの内部から円周方向に向かって流れ、他方の空気流はローターの中心軸方向に流通するように配置されている。
【００５４】
冷却空気風路４０３は、ローターの中心から半径方向に向かって風路を構成し円周側の一端は封止され、熱交換型除湿ハニカム構造体４０１の円周方向への空気流路に連通している。封止板４０４が、冷却空気風路４０３の入口側の他端にある。再生領域４０５では、吸着コルゲートシートを加熱手段（図示せず）で加熱し脱着再生を行う。
【００５５】
図６に示すように、カット部Ａ６０１、カット部Ｂ６０２、カット部Ｃ６０３、カット部Ｄ６０４、カット部Ｅ６０５、カット部Ｆ６０６は、それぞれ、従来の直交型ハニカム構造体をＡ−Ａ面、Ｂ−Ｂ面およびＣ−Ｃ面でカットした時のカット片である。
【００５６】
以上のように構成された本実施の形態の熱交換型除湿ローターについて、以下その動作を説明する。
【００５７】
まず、熱交換型除湿ハニカム構造体４０１の吸着流路２０４に除湿対象空気１０６が流入する。流入空気中の水蒸気は吸着コルゲートシート２０３に担持されている吸着剤に吸着され吸着流路２０４を通過後は吸着熱により温度上昇し高温の乾燥空気となっている。
【００５８】
一方、冷却空気風路４０３から流入した冷却空気１０５は冷却流路２０２を通過する。この時、冷却空気１０５は、除湿対象空気１０６と熱伝導性隔壁２０５を介して間接的に熱交換を行い除湿対象空気１０６を冷却する。
【００５９】
この様な流れ形態において、例えば、除湿対象空気１０６が、相対湿度８０％ＲＨ、温度３０℃とし、吸着流路２０４で相対湿度２０％ＲＨまで除湿されたとすると、冷却を行わない場合、吸着流路２０４の出口においては、約４８℃まで上昇する。
【００６０】
この時、冷却空気１０５を除湿対象空気１０６と同じ空気、即ち、３０℃の空気とし、熱伝導性隔壁２０５での熱交換効率を７０％とした場合、吸着流路２０４の出口温度は、約３５．４℃となり、約１８℃温度上昇を約５℃の温度上昇に低減することができる。
【００６１】
したがって、除湿対象空気１０６は、除湿と同時に直交する冷却空気１０５により間接的に冷却され、除湿持の吸着熱による温度上昇を低減することができる。
【００６２】
この動作を連続的に回転しながら、もしくは、バッチ的に所定の時間毎に所定の角度回転させ、ローターの所定の再生領域４０５において加熱手段（図示せず）により吸着した吸着コルゲートシートから水蒸気を脱着することにより連続的に温度上昇を低減ながら除湿を行うことができる。
【００６３】
更に、吸着コルゲート２０３に担持する吸着剤として、従来は主にゼオライト３０１、シリカゲル３０２を用いていたが、特定量のカリウム塩型カルボシキル基を含有し、かつ架橋構造を有する有機高分子の吸放湿性重合体の高吸放湿性高分子３０３を用いることにより、従来のゼオライト３０１、シリカゲル３０２に比べ２倍から３倍の吸着率を有することから吸着剤単位体積当たりの水分吸着量を増加させることができるため、更に小型化を図ることができる。
【００６４】
更に、冷却空気風路４０３を円周方向に向けて配設することにより、熱交換型除湿ハニカム構造体４０１のローター中心軸方向の面積をより大きく確保でき、ローターをより小型化することができる。
【００６５】
ここで、本実施の形態においては、熱交換型除湿ハニカム構造体４０１のローター中心軸方向断面形状を三角形としたが、冷却空気風路４０３の隣り合う熱交換型除湿ハニカム構造体との間隔をローター直径の５％とした場合、正方形断面形状の場合に比べ約１２％の面積の増加を図ることができ、同一断面積においては熱交換型除湿ローター４０２の直径を更に小さくでき小型化を図ることができる。
【００６６】
更に、三角形形状の熱交換型除湿ハニカム構造体４０１の製作においては、図６に示すように従来設備で製作可能な直方体形状のハニカム構造体をＡ−Ａ面、Ｂ−Ｂ面およびＣ−Ｃ面でカットしたカット部Ａ６０１、カット部Ｂ６０２、カット部Ｃ６０３、カット部Ｄ６０４、カット部Ｅ６０５、カット部Ｆ６０６を図７に示すようにカット部Ａ６０１およびカット部Ｂ６０２は単一で使用し、カット部Ｃ６０３とカット部Ｄ６０４の組合せ、カット部Ｅ６０５とカット部Ｆ６０６を組み合わせることにより容易に製作が可能である。
【００６７】
尚、本実施の形態においては、ローター中心軸方向の断面形状を三角形形状で４個のハニカム構造体の組合せとしたが、ハニカム構造体が２個の場合など組合せ数量に係わらずほぼ同様の効果を得ることができる。
【００６８】
更に、ハニカム構造体のローター中心軸方向の断面形状を扇形にすることで円形状のローターに対し、冷却空気風路４０３以外の空間を隙間なく配設することができハニカム構造体のローター中心軸方向断面積を更に大きく確保でき、同一断面積においては熱交換型除湿ローター４０２の直径を更に小さくでき小型化を図ることができる。
【００６９】
（実施の形態３）
以下、本発明による熱交換型除湿ローターの実施の形態３について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１および実施の形態２と同一の構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
図８は、本発明の実施の形態３による熱交換型除湿ローターの斜視図である。
【００７１】
図９は、同実施の形態の熱交換型除湿ハニカム構造体の斜視図である。
【００７２】
図１０は、同実施の形態の吸着流路側から見た熱交換型除湿ハニカム構造体のカット前の直方体形状のハニカム構造体の正面図である。
【００７３】
図１１は、カット後のハニカム構造体の組合せ構成図である。
【００７４】
図８に示すように、熱交換型除湿ハニカム構造体８０１は熱交換型除湿ローター８０２を構成するもので、一方の空気流と他方の空気流が直交して流れるように構成されている。また、熱交換型除湿ローター８０２は、熱交換型除湿ハニカム構造体８０１を挟む冷却空気風路４０４の一方のみが熱交換型ハニカム構造体８０１の冷却流路２０２と連通し、他方は隣接する熱交換型ハニカム構造体８０１の冷却流路２０２に連通するように配置されている。
【００７５】
図１０に示すように、カット部Ｇ８０３、カット部Ｈ８０４は、従来の直交型ハニカム構造体をＡ−Ａ面カットした時のカット片である。
【００７６】
以上のように構成された本実施の形態の熱交換型除湿ローターについて、以下その動作を説明する。
【００７７】
まず、熱交換型除湿ハニカム構造体８０１の吸着流路２０４に、除湿対象空気１０６が流入する。流入空気中の水蒸気は、吸着コルゲートシート２０３に担持されている吸着剤に吸着され、吸着流路２０４を通過後は吸着熱により温度上昇し高温の乾燥空気となっている。
【００７８】
一方、冷却空気風路４０３から流入した冷却空気１０５は、冷却流路２０２を通過する。この時、冷却空気１０５は、除湿対象空気１０６と熱伝導性隔壁２０５を介して間接的に熱交換を行い除湿対象空気１０６を冷却する。
【００７９】
この様な流れ形態において、例えば、除湿対象空気１０６が、相対湿度８０％ＲＨ、温度３０℃とし、吸着流路２０４で相対湿度２０％ＲＨまで除湿されたとすると、冷却を行わない場合、吸着流路２０４の出口においては、約４８℃まで上昇する。
【００８０】
この時、冷却空気１０５を除湿対象空気１０６と同じ空気、即ち、３０℃の空気とし、熱伝導性隔壁２０５での熱交換効率を７０％とした場合、吸着流路２０４の出口温度は、約３５．４℃となり、約１８℃温度上昇を約５℃の温度上昇に低減することができる。
【００８１】
したがって、除湿対象空気１０６は、除湿と同時に直交する冷却空気１０５により間接的に冷却され、除湿持の吸着熱による温度上昇を低減することができる。
【００８２】
この動作を連続的に回転しながら、もしくは、バッチ的に所定の時間毎に所定の角度回転させ、ローターの所定の再生領域４０５において加熱手段（図示せず）により吸着した吸着コルゲートシートから水蒸気を脱着することにより連続的に温度上昇を低減ながら除湿を行うことができる。
【００８３】
更に、吸着コルゲート２０３に担持する吸着剤として、従来は主にゼオライト３０１、シリカゲル３０２を用いていたが、特定量のカリウム塩型カルボシキル基を含有し、かつ架橋構造を有する有機高分子の吸放湿性重合体の高吸放湿性高分子３０３を用いることにより、従来のゼオライト３０１、シリカゲル３０２に比べ２倍から３倍の吸着率を有することから、吸着剤単位体積当たりの水分吸着量を増加させることができるため、更に小型化を図ることができる。
【００８４】
更に、冷却空気風路４０３を円周方向に向けて配設することにより、熱交換型除湿ハニカム構造体８０１のローター中心軸方向の面積をより大きく確保でき、ローターをより小型化することができる。
【００８５】
ここで、本実施の形態においては、熱交換型除湿ハニカム構造体８０１のローター中心軸方向断面形状を三角形としたが、冷却空気風路４０３の隣り合う熱交換型除湿ハニカム構造体との間隔をローター直径の５％とした場合、正方形断面形状の場合に比べ約１２％の面積の増加を図ることができ、同一断面積においては熱交換型除湿ローター４０２の直径を更に小さくでき小型化を図ることができる。
【００８６】
更に、三角形形状の熱交換型除湿ハニカム構造体８０１の製作においては、図１０に示すように従来設備で製作可能な直方体形状のハニカム構造体をＡ−Ａ面でカットしたカット部Ｆ８０３、カット部Ｇ８０４を図１１に示すように２組配置することにより容易に製作が可能である。
【００８７】
尚、本実施の形態においては、ローター中心軸方向の断面形状を三角形形状で４個のハニカム構造体の組合せとしたが、ハニカム構造体が２個の場合など組合せ数量に係わらずほぼ同様の効果を得ることができる。
【００８８】
更に、ハニカム構造体のローター中心軸方向の断面形状を扇形にすることで円形状のローターに対し、冷却空気風路４０３以外の空間を隙間なく配設することができハニカム構造体のローター中心軸方向断面積を更に大きく確保でき、同一断面積においては熱交換型除湿ローター８０２の直径を更に小さくでき小型化を図ることができる。
【００８９】
更に、互いに隣接する熱交換型ハニカム構造体８０１の冷却流路２０２を通過した冷却空気１０５は、円周方向に所定の角度を有して吹き出すため熱交換型除湿ローター８０２に回転力を与えることができ、ローターの回転に必要とする動力を軽減できる
（実施の形態４）
以下、本発明による熱交換型除湿ローターを用いたデシカント空調機の実施の形態４について、図面を参照しながら説明する。
【００９０】
図１２は、本発明の実施の形態４によるデシカント空調機のシステム構成図である。
【００９１】
図１３は、同実施の形態のデシカント空調システムにおける空気線図である。
【００９２】
図１２に示すように、第１の熱交換型除湿ローター９０１は、吸着ゾーン９０２と脱着ゾーン９０３とに分割され、吸着・脱着が連続的に行えるよう回転可能に設けられている。冷却空気風路９０４は、熱交換型除湿ローター９０１の半径方向の冷却流路（図示せず）に連通している。
【００９３】
第２の熱交換型除湿ローター９０５は、第１の熱交換型除湿ローター９０１と同様のものであり、吸着ゾーン９０６と脱着ゾーン９０７とに分割され、吸着・脱着が連続的に行えるよう回転可能に設けられている。冷却空気風路９０８は、熱交換型除湿ローター９０５の半径方向の冷却流路（図示せず）に連通している。
【００９４】
以上のように構成された本実施の形態のデシカント空調機について、以下その動作を説明する。
【００９５】
まず、外気（Ａ点）は、熱交換型除湿ローター９０１の吸着ゾーン９０２に流入し除湿される（Ｂ’点）。これと同時に蒸発冷却器８により冷却された冷却空気が冷却空気風路９０４を介して吸着ゾーン９０１における冷却流路（図示せず）に流通し、吸着ゾーン９０２での除湿時温度上昇した除湿空気と間接的に熱交換を行い冷却を行う。
【００９６】
更に、冷却された除湿空気（Ｂ点）は第２の熱交換型除湿ローター９０５の吸着ゾーン９０６に流入し更に低湿まで除湿（Ｃ’点）される。このとき、第１の除湿ローター９０１と同じく、蒸発冷却器９１０により冷却された冷却空気が冷却空気風路９０８を介して吸着ゾーン９０６における冷却流路（図示せず）に流通し、吸着ゾーン９０６での除湿時温度上昇した除湿空気と間接的に熱交換を行い冷却を行う。
【００９７】
冷却され吸着ゾーン９０６を通過した低湿空気（Ｃ点）は蒸発冷却器７により更に加湿され蒸発潜熱により冷却（Ｄ点）され室内へ供給される。
【００９８】
一方、第１の熱交換型除湿ローター９０１の脱着ゾーン９０３においては、吸着ゾーン９０２での冷却に用いられ温度の上昇している空気（Ｆ点）を加熱器１６で更に加熱し（Ｇ点）、この高温空気を用いて吸着ゾーン９０２で吸着した水蒸気を脱着再生し（Ｈ点）、大気へ放出する。
【００９９】
また、第２の熱交換型除湿ローター９０５においても同じく、脱着ゾーン９０７においては、吸着ゾーン９０６での冷却に用いられ温度の上昇している空気（Ｉ点）を加熱器９で更に加熱し（Ｊ点）、この高温空気を用いて吸着ゾーン９０６で吸着した水蒸気を脱着再生し（Ｋ点）、大気へ放出する。
【０１００】
この一連の動作を連続的に行うことにより室内へ冷却空気を供給する。
【０１０１】
次に、この一連の動作を図１３に示す空気線図を用いて説明する。
【０１０２】
まず、外気（Ａ点）を３０℃、相対湿度８０％とした場合、第１の熱交換型除湿ローターを通過した空気は、除湿冷却する。
【０１０３】
この時、冷却に用いる冷却空気は、同じく外気（Ａ点）を蒸発冷却器８で加湿冷却した２７．１℃、相対湿度１００％の空気（Ｅ点）を用い、吸着ゾーン９０２における冷却時の熱交換効率を７０％とした場合、吸着ゾーン９０２での除湿により吸着熱で４８．３℃まで上昇する空気（Ｂ’点）を冷却し、３３．５℃、相対湿度４３．８％（Ｂ点）となる。
【０１０４】
一方、冷却に用いられた熱交換後の空気は（Ｆ点）４１．９℃まで上昇しており、更にこの空気を加熱器１６で５６．４℃まで加熱して相対湿度２０％の空気（Ｇ点）とし、脱着ゾーン９０３においては、これを用いて脱着再生を行い再生に用いた空気（Ｈ点）は大気放出される。
【０１０５】
次に、除湿冷却された３３．５℃、相対湿度４３．８％の空気（Ｂ点）は、第２の熱交換型除湿ローター９０５を通過し、同じく除湿冷却される。
【０１０６】
この時、冷却に用いる冷却空気は、同じく外気（Ａ点）を蒸発冷却器８で加湿冷却した２７，１℃、相対湿度１００％の空気（Ｅ点）を用い、吸着ゾーン９０６における冷却時の熱交換効率を７０％とした場合、吸着ゾーン９０６での除湿により吸着熱で５６．４℃まで上昇する空気（Ｃ’点）を冷却し、３５．９℃、相対湿度１４．２％（Ｃ点）となる。
【０１０７】
一方、冷却に用いられた熱交換後の空気は（Ｉ点）４７．８℃まで上昇しており、更にこの空気を加熱器１６で９０．６℃まで加熱して相対湿度５％の空気（Ｊ点）とし、脱着ゾーン９０７においては、これを用いて脱着再生を行い再生に用いた空気（Ｋ点）は大気放出される。
【０１０８】
更に、除湿冷却された３５．９℃、相対湿度１４．２％の低湿空気を蒸発冷却器７により加湿し蒸発潜熱により冷却することで、１８．７℃、相対湿度９０％の低温空気（Ｄ点）を生成し、室内へ供給される。
【０１０９】
この様なシステム構成とすることで、従来のシステム構成における除湿ローターと顕熱交換ローターを一体化でき、除湿ローターと顕熱交換ローターのそれぞれに必要としていた回転機構を１つにすることができるため、システム構成を大幅に小型化できるとともに、システム構成を簡素化できる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明は、一方の空気と他方の空気が直交して流れ第１の流路は熱伝導性の良い材料で構成され第２の流路は吸湿剤が含侵された吸着材料で構成されたハニカム構造体を複数有し、前記ハニカム構造体の第１の流路は中心から円周に向かって流通し第２の流路は中心軸方向へ流通するように円環状に設置した熱交換型除湿ローターであり、この構成によれば、１つのローターユニット内において、円周方向に冷却空気を流通させ、中心軸方向に除湿空気を流通させることができるため除湿と同時に熱交換でき、通過空気は温度上昇することなく除湿を行うことができる。
【０１１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ハニカム構造体が直方体である熱交換型除湿ローターであり、この構成によれば、従来設備で製作が容易な直交型ハニカム構造体を用いて、１つのローターユニット内において、円周方向に冷却空気を流通させ、中心軸方向に除湿空気を流通させることができるため除湿と同時に熱交換でき、通過空気は温度上昇することなく除湿を行うことができる。
【０１１２】
また、請求項３に記載の発明は、一方の空気と他方の空気が直交して流れ第１の流路は熱伝導性の良い材料で構成され第２の流路は吸湿剤が含侵された吸着材料で構成されたハニカム構造体を複数有し、中心から半径方向に複数の風路を有し前記風路の円周側は封止され、前記ハニカム構造体の第１の流路と前記風路は連通し、前記ハニカム構造体の第１の流路は円周方向へ流通し第２の流路は中心軸方向へ流通し、前記ハニカム構造体は円環状に設置された熱交換型除湿ローターであり、この構成によれば、第１の流路に連通する風路を自由に設計でき、ハニカム構造体の第１の流路および第２の流路の表面積をより大きく確保しながら、１つのローターユニット内において、円周方向に冷却空気を流通させ、中心軸方向に除湿空気を流通させることができるため除湿と同時に熱交換でき、通過空気は温度上昇することなく除湿を行うことができる。
【０１１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、風路に隣接するハニカム構造体は一方の第１の流路は前記風路に連通し他方の第１の流路は前記風路と平行になるように配置された熱交換型除湿ローターであり、この構成によれば、互いに隣接するハニカム構造体の第１の流路を通過した空気は円周方向に所定の角度を有して吹き出すためローターに回転力を与えることができ、ローターの回転に必要とする動力を軽減できるとともに１つのローターユニット内において、円周方向に冷却空気を流通させ、中心軸方向に除湿空気を流通させることができるため除湿と同時に熱交換でき、通過空気は温度上昇することなく除湿を行うことができる。
【０１１４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の発明において、ハニカム構造体の第１の流路に平行な断面形状は三角形を有する熱交換型除湿ローターであり、この構成によれば、第１の流路に連通する風路を自由に設計でき、ハニカム構造体の第１の流路および第２の流路の表面積をより大きく確保しながら、更に、従来設備で製作が容易な直交型ハニカム構造体を所定の三角形形状にカットするだけで容易にローターを構成できるできるとともに、１つのローターユニット内において、円周方向に冷却空気を流通させ、中心軸方向に除湿空気を流通させることができるため除湿と同時に熱交換でき、通過空気は温度上昇することなく除湿を行うことができる。
【０１１５】
また、請求項６に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の発明において、ハニカム構造体の第１の流路に平行な断面形状は扇形を有する熱交換型除湿ローターであり、この構成によれば、第１の流路に連通する風路を自由に設計できるとともに、ローター断面において風路以外の部分を全てハニカム構造体にでき、第１の流路および第２の流路の表面積を最大限に活用でき小型化が図れるとともに、１つのローターユニット内において、円周方向に冷却空気を流通させ、中心軸方向に除湿空気を流通させることができるため除湿と同時に熱交換でき、通過空気は温度上昇することなく除湿を行うことができる。
【０１１６】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、吸湿剤は特定量のカリウム塩型カルボシキル基を含有し、かつ架橋構造を有する有機高分子の吸放湿性重合体である熱交換型除湿ローターであり、この構成によれば、吸着剤単位体積当たりの水分吸着量を増加させることができるため、更に小型化を図れるとともに、１つのローターユニット内において、円周方向に冷却空気を流通させ、中心軸方向に除湿空気を流通させることができるため除湿と同時に熱交換でき、通過空気は温度上昇することなく除湿を行うことができる。
【０１１７】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７に記載のいずれか一項に記載の熱交換型除湿ローターを用いたデシカント空調機であり、この構成によれば、除湿ローターと顕熱交換ローターを一体化でき、除湿ローターと顕熱交換ローターのそれぞれに必要としていた回転機構を１つにすることができるため、システム構成を小型化できるとともに、システム構成を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱交換型除湿ローターの実施の形態１の斜視図
【図２】同実施の形態の熱交換型除湿ハニカム構造体の斜視図
【図３】同実施の形態の吸着材料の吸着率を示す特性図
【図４】本発明による熱交換型除湿ローターの実施の形態２の斜視図
【図５】同実施の形態の熱交換型除湿ハニカム構造体の斜視図
【図６】同実施の形態の吸着流路側から見た熱交換型除湿ハニカム構造体のカット前の直方体形状のハニカム構造体の正面図
【図７】同実施の形態のカット後のハニカム構造体の組合せ構成図
【図８】本発明による熱交換型除湿ローターの実施の形態３の斜視図
【図９】同実施の形態の熱交換型除湿ハニカム構造体の斜視図
【図１０】同実施の形態の吸着流路側から見た熱交換型除湿ハニカム構造体のカット前の直方体形状のハニカム構造体の正面図
【図１１】同実施の形態のカット後のハニカム構造体の組合せ構成図
【図１２】本発明によるデシカント空調機の実施の形態４のシステム構成図
【図１３】同実施の形態のデシカント空調システムにおける空気線図
【図１４】従来のデシカント空調機における除湿ローターシステム構成図
【符号の説明】
１０１，４０１，８０１  熱交換型ハニカム構造体
１０２，４０２，８０２，９０１，９０５  熱交換型除湿ローター
１０３，４０３，９０４，９０８  冷却空気風路
１０５  冷却空気
１０６  除湿対象空気
２０１  熱伝導コルゲートシート
２０２  冷却流路
２０３  吸着コルゲートシート
２０４  吸着流路
【図１】
2005021840.tif 000003
【図２】
2005021840.tif 000004
【図３】
2005021840.tif 000005
【図４】
2005021840.tif 000006
【図５】
2005021840.tif 000007
【図６】
2005021840.tif 000008
【図７】
2005021840.tif 000009
【図８】
2005021840.tif 000010
【図９】
2005021840.tif 000011
【図１０】
2005021840.tif 000012
【図１１】
2005021840.tif 000013
【図１２】
2005021840.tif 000014
【図１３】
2005021840.tif 000015
【図１４】
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