(57)【要約】【課題】  燃料を効率的に利用しつつカビを防止できる除湿装置を提供する。【解決手段】  除湿装置１は、可燃性ガスをゲストガスとするガスハイドレートを分解する分解器３と、該分解器における可燃性ガスハイドレートの分解により生じる水との熱交換により空気を冷却する冷却器４と、分解器におけるガスハイドレートの分解によって生成された可燃性ガスを燃焼させることにより、冷却器で冷却された空気を加熱する加熱器５とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性ガスをゲストガスとするガスハイドレートを分解する分解器と、
該分解器におけるガスハイドレートの分解によって生成された水との熱交換により空気を冷却する冷却器と、
前記分解器におけるガスハイドレートの分解によって生成された可燃性ガスを燃焼させることにより、前記冷却器で冷却された空気を加熱する加熱器と
を備えたことを特徴とする除湿装置。
【請求項２】
請求項１記載の除湿装置において、
前記冷却器及び前記加熱器へ送風する送風機を備えたことを特徴とする除湿装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の除湿装置において、
前記加熱器は、前記ガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃料とするガスエンジンであり、
前記ガスエンジンは、その稼働時の排熱により空気を加熱する熱交換器を備えたことを特徴とする除湿装置。
【請求項４】
可燃性ガスをゲストガスとするガスハイドレートを分解する分解器と、
該分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる水との熱交換により空気を冷却する冷却器と、
前記分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃焼させることにより、前記冷却器で冷却された空気を加熱する加熱器と、
前記分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃焼させることにより水を加熱する給湯器と
を備えたことを特徴とする除湿兼給湯装置。
【請求項５】
可燃性ガスをゲストガスとするガスハイドレートを分解する分解器と、
該分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる水との熱交換により空気を冷却する冷却器と、
前記分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃焼させることにより、前記冷却器で冷却された空気を加熱する加熱器と、
前記分解器における可燃性ガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃料とするガスエンジンと、
該ガスエンジンに連動する発電機と
を備えたことを特徴とする除湿兼発電装置。
【請求項６】
可燃性ガスをゲストガスとするガスハイドレートを分解する分解器と、
該分解器における可燃性ガスハイドレートの分解により生じる水との熱交換により空気を冷却する冷却器と、
前記分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃焼させることにより、前記冷却器で冷却された空気を加熱する加熱器と、
前記分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃焼させることにより水を加熱する給湯器と、
前記分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃料とするガスエンジンと、
該ガスエンジンに連動する発電機と
を備えたことを特徴とする除湿・給湯兼発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を除湿する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭や銭湯の浴室、給食センタの調理室、クリーニング工場のように温度及び湿度が高い施設では、施設内及び湿気が漏洩した周囲の壁等にも結露が生じ、この結露がカビの発生要因となっている。
【０００３】
一般に、「温度が20〜30℃」、「湿度が70%以上」、かつ「垢や食物等の栄養源が存在すること」という条件を満たす場合に、カビが発生しやすいことが知られている。また、「温度を下げる（20℃以下）」、「湿度を下げる（60%以下）」、「栄養源を取り除く」の対策のうち１つ以上を実施することにより、カビの発生を防ぐことができることも知られている。
【０００４】
そこで、上記のような施設内に自然換気する換気口や換気扇を設けるか、或いは他の室内と兼用のダクト給排気による空気調和機を設けること等により、施設内を除湿（乾燥）するようにしている。
【０００５】
また、上記のような施設内の湿度を下げるための手段として、コンプレッサーを利用した冷却器で空気を冷却することにより空気中の水分を結露させ、その後加熱器で空気を元の温度程度まで加熱することにより施設内を除湿するコンプレッサー方式の除湿装置が使用されてきた。そのような除湿装置の例が、下記特許文献１に記載されている。これは従来の冷凍機の原理を応用して、浴室に対して単独に機能する除湿（乾燥）兼暖房装置を設けるとともに、凝縮器からの発生する排熱を室内の床暖房に利用した浴室用の除湿兼暖房装置である。
【特許文献１】特開平７−３３２７９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の除湿装置では、前述のコンプレッサー方式で空気を必要な湿度に除湿し、その空気を施設内に送り込むには、冷却器を稼働させるために大量の燃料が必要となり、また、再度空気を加熱するためにも燃料が必要であるから、そのエネルギー浪費が問題となっている。
【０００７】
本発明は、以上の状況に鑑み、燃料を効率的に利用しつつカビを防止できる除湿装置、除湿兼給湯装置乃至除湿兼発電装置を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、可燃性ガスをゲストガスとするガスハイドレートを分解して得られる水を利用し空気を冷却すると共に、同ガスハイドレートを分解して得られる可燃性ガスを燃焼させることで、冷却された空気を加熱するという着想に基づいてなされたものである。
【０００９】
ここで、可燃性ガスをゲストガスとするガスハイドレートは、水分子の作るクラスターの中に、可燃性ガスであるメタン、エタン、プロパン等のガスを取り込んだ包接水和物である。特に、天然ガスハイドレート（Natural Gas Hydrate）（以下、「ＮＧＨ」という）は、それらの可燃性ガスを主成分とする天然ガスをゲストガスとしたハイドレートである。ＮＧＨは、大気圧下-20℃の環境で、約170倍の体積のガスと、約0.8倍の体積の水を包蔵している。そのため、天然ガスの新しい輸送・貯蔵方式として注目されている。ＮＧＨを大気圧下0℃以上の環境に置いた場合、約170倍の体積のガスと、約0.8倍の体積の水を発生する。
【００１０】
本発明の除湿装置は、可燃性ガスをゲストガスとするガスハイドレートを分解する分解器と、該分解器におけるガスハイドレートの分解によって生成された水との熱交換により空気を冷却する冷却器と、分解器におけるガスハイドレートの分解によって生成された可燃性ガスを燃焼させることにより、冷却器で冷却された空気を加熱する加熱器とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、除湿装置は、冷却器及び加熱器へ送風する送風機を備えることが望ましい。
【００１２】
加熱器は、ガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃料とし、その稼働時の排熱により空気を加熱する熱交換器を備えたガスエンジンであってもよい。
【００１３】
本発明の除湿兼給湯装置は、可燃性ガスハイドレートを分解する分解器と、該分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる水との熱交換により空気を冷却する冷却器と、分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃焼させることにより冷却器で冷却された空気を加熱する加熱器と、分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃焼させることにより水を加熱する給湯器とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の除湿兼発電装置は、可燃性ガスハイドレートを分解する分解器と、該分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる水との熱交換により空気を冷却する冷却器と、分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃焼させることにより冷却器で冷却された空気を加熱する加熱器と、分解器における可燃性ガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃料とするガスエンジンと、該ガスエンジンに連動する発電機とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の除湿・給湯兼発電装置は、可燃性ガスをゲストガスとするガスハイドレートを分解する分解器と、該分解器における可燃性ガスハイドレートの分解により生じる水との熱交換により空気を冷却する冷却器と、分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃焼させることにより冷却器で冷却された空気を加熱する加熱器と、分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃焼させることにより水を加熱する給湯器と、分解器におけるガスハイドレートの分解により生じる可燃性ガスを燃料とするガスエンジンと、該ガスエンジンに連動する発電機とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の除湿装置によれば、分解器においてガスハイドレートを分解することにより生じる冷水と可燃性ガスのうち、冷水を冷却器に供給して空気を冷却し、空気中の水分を結露させた後に、加熱器において可燃性ガスの燃焼エネルギーを利用して加熱することで空気を除湿することができ、その際、冷却のための燃料を特に必要としないから、燃料を効率的に利用しつつカビを防止できる。
【００１７】
また、送風機を利用することで空気の流れが発生し、より効果的に空気を除湿することができる。
【００１８】
加熱器が熱交換器を備えたガスエンジンであれば、その熱を空気の加熱に利用すると共に、その動力を発電等に利用でき、より効率的に燃料を利用できる。
【００１９】
本発明の除湿兼給湯装置によれば、分解器においてガスハイドレートを分解することにより生じる冷水と可燃性ガスのうち、冷水を冷却器に供給して空気を冷却し、空気中の水分を結露させた後に、加熱器において可燃性ガスの燃焼エネルギーを利用して加熱することで空気を除湿することができると共に給湯することができ、その際、冷却のための燃料を特に必要としないから、燃料を効率的に利用しつつカビを防止できる。
【００２０】
本発明の除湿兼発電装置によれば、分解器においてガスハイドレートを分解することにより生じる冷水と可燃性ガスのうち、冷水を冷却器に供給して空気を冷却し、空気中の水分を結露させた後に、加熱器において可燃性ガスの燃焼エネルギーを利用して加熱することで空気を除湿することができ、また可燃性ガスを燃料とするガスエンジンに発電機を連動させることで発電することができ、その際、冷却のための燃料を特に必要としないから、燃料を効率的に利用しつつカビを防止できる。
【００２１】
本発明の除湿・給湯兼発電装置によれば、分解器においてガスハイドレートを分解することにより生じる冷水と可燃性ガスのうち、冷水を冷却器に供給して空気を冷却し、空気中の水分を結露させた後に、加熱器において可燃性ガスの燃焼エネルギーを利用して加熱することで空気を除湿することができると共に、給湯することができ、その際、冷却のための燃料を特に必要としないから、燃料を効率的に利用しつつカビを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、銭湯の浴室への給湯、電力供給及び除湿送風を行う除湿・給湯兼発電装置の全体構成を示す図である。
【００２３】
除湿・給湯兼発電装置１は、ＮＧＨ分解器３と、冷却器４と、加熱・給湯兼発電器５と、ＮＧＨ分解器３において生じる水を冷却器４へ供給する水配管６と、ＮＧＨ分解器３において生じる天然ガスを加熱・給湯兼発電器５へ供給するガス配管７と、浴室２から冷却器４へ空気を供給する一次ダクト８と、冷却器４から加熱・給湯兼発電器５へ空気を送る二次ダクト９と、加熱・給湯兼発電器５から浴室２へ空気を送る三次ダクト１０と、冷却器４から浴室２へ空気を送るダクト１１と、配電線１３と、給湯管１４とで構成される。
【００２４】
図２は、ＮＧＨ分解器３の構成を示す。ＮＧＨ分解器３は、ステンレス製の耐圧容器２０の周面にＮＧＨ供給口２１、ガス出口２２、水出口２３を設け、容器２０の内部に網板２４を備えると共に、一端が水出口２３に接続し他端が容器２０内に水を噴出する噴出口２８を有する導管２５の途中にポンプ２６及び加熱器２７を備えて構成されている。
【００２５】
ＮＧＨ供給口２１から容器２０内にＮＧＨ２９が入れられ、網板２４上に載せられる。
【００２６】
ガス出口２２は、容器２０上部に設けられ、ガス配管７に接続する。ＮＧＨ２９の分解により生成した天然ガスＧは、ガス出口２２からガス配管７へ送り込まれる。
【００２７】
水出口２３は、容器２０下部に設けられ、水配管６に接続する。ＮＧＨ２９の分解により生成し、容器２０下部に貯蔵された水Ｗは、水出口２３から水配管６へ送り込まれる。
【００２８】
網板２４は、容器２０内の水Ｗに浸からない高さに、ＮＧＨ２９を載せる支持板として設けられ、水を通す（しかし、ＮＧＨ２９は通さない）孔２４ａを有している。
【００２９】
水出口２３から出た0℃程度の水Ｗの一部は、ポンプ２６に引かれて導管２５を通り、加熱器２７で適温（10℃程度）に温められて容器２０内のＮＧＨ２９に掛けられる。これにより、温水が有する熱をＮＧＨ２９に与えて、ＮＧＨ２９の分解を促進させる。
【００３０】
容器２０内でＮＧＨ２９が分解すると、天然ガスＧ及び水Ｗが生成される。天然ガスＧは、ガス出口２２からガス配管７へ送り出される。水Ｗは、網板２４の穴２４ａを通って容器２０下部に貯蔵され、水出口２３から水配管６へと送り出される。水出口２３から出た水Ｗの一部は、上記のように加熱器２７で温められて温水となり、噴出口２８から容器２０内へ戻される。
【００３１】
上記のようにＮＧＨの分解で発生した天然ガスＧと水Ｗは、それぞれガス配管７、水配管６を通って加熱・給湯兼発電器５、冷却器４へ供給される。
【００３２】
図３は、冷却器４を示す。冷却器４は、風洞３１と、その内部に設けられた熱交換器３２と、熱交換器３２に送風する送風機３３とで構成される。
【００３３】
風洞３１は、その送風機３３側の端を一次ダクト８に、他端を二次ダクト９に接続し、送風機３３の作用により、一次ダクト８から引き込んだ空気を二次ダクト９から排出する。
【００３４】
熱交換器３２は、放熱面積の大きい水路からなるコア３８を有し、一端を水配管６に、他端を排水管３９に接続する。水配管６から供給された冷水Ｗは、コア３８を通過して排水管３９より排出される。その際、送風機３３により送られた空気がコア３８に当たることで、コア３８内を流れる冷水と周囲の空気との間で熱交換が行われ、熱交換器３２の周囲の空気の温度が下がる。そのため、周囲の空気の飽和水蒸気量が下がり、露点を下回ることで、飽和した水蒸気が熱交換器３２の表面に結露し、水３４となる。この作用により、空気中の水蒸気量が減少する。結露した水３４は下に落ち、排出管４０より排出される。
【００３５】
図４は、加熱・給湯兼発電器５を示す。加熱・給湯兼発電器５は、ガスエンジン４１と、風洞４２と、ガスエンジン４１に接触し、一部を風洞４２内に露出した第二の熱交換器４３と、発電機４４と、給湯器４５とで構成される。
【００３６】
風洞４２は、その一端を二次ダクト９に、他端を三次ダクト１０に接続し、送風機３３（図３）の作用により、二次ダクト９から引き込んだ空気を三次ダクト１０から排出する。
【００３７】
前述のようにＮＧＨ分解器３において発生した天然ガスＧは、ガス配管７を通じてガスエンジン４１へ供給される。ガスエンジン４１は、この天然ガスＧを燃料として駆動し、発電機４４を回転させて発電すると共に、その余熱により給湯器４５で水を加熱する。発電機４４で発生した電力は、配電線１３により浴室２へ供給され、給湯器４５により沸かした湯は給湯管１４を通じて浴室２へ給湯する。
【００３８】
第二の熱交換器４３は、ガスエンジン４１に接触し、放熱面積の大きなフィン４６を有する。ガスエンジン１３の駆動の際に発生する熱は、フィン４６に熱伝導により伝わり、フィン４６と周囲の空気との間の熱交換により、熱交換器４３の周囲の空気の温度が上がる。そのため、飽和水蒸気量が増大し、空気中の水蒸気量は変わらないから、空気の湿度が下がる。
【００３９】
加熱・給湯兼発電器５内を通過した空気は、三次ダクト１０を経由して浴室２内へ吹き出す。加熱・給湯兼発電器５により、空気は一次ダクト８から取り込まれる際と同程度の温度に温められることにより、浴室２を使用中であっても快適に除湿機を使用することができる。
【００４０】
また、冷却器４で冷却した空気をダクト１１により浴室２へ送ることもできる。冷却された空気は浴室２内で加熱されるため、加熱・給湯兼発電器５内を通過した場合と同様に除湿効果を得られると同時に浴室内の温度を下げることもでき、これによりカビを効果的に防ぐことができる。
【００４１】
以上、図示の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限らず、実際の使用態様に合せて種々の形態や改変が可能である。特に、加熱・給湯兼発電器は、ＮＧＨ分解器で発生した天然ガスＧを燃料として加熱のみ行うボイラや電熱器等を利用する加熱器であっても、装置全体として好適に除湿を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例の除湿・給湯兼発電装置の全体構成を示す図。
【図２】図１の除湿・給湯兼発電装置におけるＮＧＨ分解器の構成を示す図。
【図３】図１の除湿・給湯兼発電装置における冷却器の構成を示す図。
【図４】図１の除湿・給湯兼発電装置における加熱・給湯兼発電器の構成を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１…除湿・給湯兼発電装置、２…浴室、３…ＮＧＨ分解器、４…冷却器、５…加熱・給湯兼発電器、６…水配管、７…ガス配管、８…一次ダクト、９…二次ダクト、１０…三次ダクト、１１…ダクト、１３…配電線、１４…給湯管、２０…容器、２１…ＮＧＨ供給口、２２…ガス出口、２３…水出口、２４…網板、２５…導管、２６…ポンプ、２７…加熱器、２８…噴出口、３１，４２…風洞、３２，４３…熱交換器、３３…送風機、３４…水、３８…コア、３９…排水管、４０…排出管、４１…ガスエンジン、４４…発電機、４５…給湯器、４６…フィン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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