(57)【要約】  外部熱源を利用せずに霧化効率の向上を図ることのできる、調湿システムを提供する。調湿システムは、吸湿部と、霧化再生部と、吸湿部と霧化再生部との間で液体吸湿材を循環させる液体吸湿材循環機構と、を備え、霧化再生部は、液体吸湿材を貯留する少なくとも１つの貯留槽と、貯留槽に設けられ、霧状液滴を発生させるための超音波を発振することで貯留槽内の液体吸湿材の液面に液柱を形成する超音波発生部と、を備えており、超音波発生部は、貯留槽内の液体吸湿材のうち、当該超音波発生部の超音波発生面に垂直な方向に延びる第１領域の液面に前記液柱を形成し、循環機構は、吸湿部から霧化再生部内の第１領域へ送る液体吸湿材の流量を、吸湿部から送出された液体吸湿材の流量に対して相対的に小さくする。
2020059284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸湿性物質を含む液体吸湿材と空気とを接触させることにより、前記空気に含まれる水分の少なくとも一部を前記液体吸湿材に吸収させる吸湿部と、
前記吸湿部から供給された前記液体吸湿材に含まれる水分の少なくとも一部を霧化して霧状液滴を発生させ、前記液体吸湿材から前記霧状液滴の少なくとも一部を分離することによって前記液体吸湿材を再生する霧化再生部と、
前記吸湿部と前記霧化再生部との間で前記液体吸湿材を循環させる液体吸湿材循環機構と、を備え、
前記霧化再生部は、
前記液体吸湿材を貯留する少なくとも１つの貯留槽と、
前記貯留槽に設けられ、前記霧状液滴を発生させるための超音波を発振することで前記貯留槽内の前記液体吸湿材の液面に液柱を形成する超音波発生部と、を備えており、
前記超音波発生部は、前記貯留槽内の前記液体吸湿材のうち、当該超音波発生部の超音波発生面に垂直な方向に延びる第１領域の液面に前記液柱を形成し、
前記循環機構は、前記吸湿部から前記霧化再生部内の前記第１領域へ送る前記液体吸湿材の流量を、前記吸湿部から送出された前記液体吸湿材の流量に対して相対的に小さくする、調湿システム。
【請求項２】
前記循環機構は、
前記霧化再生部において再生された前記液体吸湿材を前記吸湿部に送る第１流路と、
前記空気に含まれる前記水分の少なくとも一部を吸収した前記液体吸湿材を前記吸湿部から前記霧化再生部に送る第２流路と、を備える、
請求項１に記載の調湿システム。
【請求項３】
前記循環機構は、前記第２流路内の前記液体吸湿材の一部を前記吸湿部へ戻す第３流路を備えており、前記第３流路は、一端側が前記第２流路に接続されるとともに他端側が直接的または間接的に前記吸湿部に接続されている、
請求項２に記載の調湿システム。
【請求項４】
前記霧化再生部内の前記液体吸湿材の温度は、前記吸湿部内の前記液体吸湿材の温度よりも相対的に高い、
請求項１から３のいずれか一項に記載の調湿システム。
【請求項５】
前記第３流路の前記他端側が前記第１流路に接続されている、
請求項４に記載の調湿システム。
【請求項６】
前記第３流路の前記他端側が前記吸湿部に接続されている、
請求項４に記載の調湿システム。
【請求項７】
前記霧化再生部は、複数の前記貯留槽と、各貯留槽に少なくとも一つ設けられる前記超音波発生部と、を備え、
各貯留槽には、前記吸湿部から送出された前記液体吸湿材がそれぞれ供給される、
請求項１から６のいずれか一項に記載の調湿システム。
【請求項８】
前記吸湿部から前記霧化再生部へ送る前記液体吸湿材の流量を制御する制御部を備えており、
前記制御部は、前記液体吸湿材の濃度が高くなるほど前記霧化再生部へ送る前記液体吸湿材の流量比率を小さくする、
請求項１から７のいずれか一項に記載の調湿システム。
【請求項９】
前記超音波発生部によって霧化される前記液体吸湿材の前記液面に供給する前記空気を、前記吸湿部から送出された高温の前記液体吸湿材により加温する熱交換部を備える、
請求項１から８のいずれか一項に記載の調湿システム。
【請求項１０】
前記貯留槽は、
前記第１領域と、前記第１領域に存在する前記液体吸湿材に対して相対的に温度の低い前記液体吸湿材が存在する第２領域と、を隔離する断熱壁を有している、
請求項１に記載の調湿システム。
【請求項１１】
前記断熱壁は、前記第１領域と前記第２領域とを連通させる第１連通部を有している、請求項１０に記載の調湿システム。
【請求項１２】
前記第１領域に、前記超音波発生部によって前記液柱を形成するためのノズルを備えている、前記ノズルには貫通孔が形成されている、
請求項１０に記載の調湿システム。
【請求項１３】
前記ノズルは、一端側が前記断熱壁の内側に挿入されるとともに他端側が前記断熱壁から突出しており、前記断熱壁の外側に位置する前記貫通孔が、前記第１領域と前記第２領域とを連通する第２連通部として機能する、
請求項１１に記載の調湿システム。
【請求項１４】
前記断熱壁は、前記第１連通部を有するとともに前記超音波発生部に対向して設けられる機能膜を有し、
前記機能膜を介して前記超音波が前記液面に伝わって前記液柱が形成される、
請求項１０から１２のいずれか一項に記載の調湿システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調湿システムに関する。
本願は、２０１８年９月１８日に、日本に出願された特願２０１８−１７３９７３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸湿部から排出された液体吸湿材に超音波を照射することによって液柱を形成し、液体吸湿材に含まれる水分を霧化して分離することにより、液体吸湿材を再生する調湿システムが知られている。【０００３】
液柱による調湿システムでは、霧化再生部における液体吸湿材の液温が高いほど、その霧化再生効率は大きくなる。特許文献１には、グリセリン水溶液から濃縮グリセリンを製造する方法が開示されており、電気ヒーターによってグリセリン水溶液を加熱することにより水を蒸発させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４４５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ヒーター等の加熱手段を用いて外部からの熱入力によって系全体の液体吸湿材の液温を上げてしまうと、吸湿部に貯留される液体吸湿材の液温も上昇してしまい、吸湿能力を低下させてしまうことになる。【０００６】
本発明の一つの態様は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、外部熱源を利用せずに霧化効率の向上を図ることのできる、調湿システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態における調湿システムは、吸湿性物質を含む液体吸湿材と空気とを接触させることにより、前記空気に含まれる水分の少なくとも一部を前記液体吸湿材に吸収させる吸湿部と、前記吸湿部から供給された前記液体吸湿材に含まれる水分の少なくとも一部を霧化して霧状液滴を発生させ、前記液体吸湿材から前記霧状液滴の少なくとも一部を分離することによって前記液体吸湿材を再生する霧化再生部と、前記吸湿部と前記霧化再生部との間で前記液体吸湿材を循環させる液体吸湿材循環機構と、を備え、前記霧化再生部は、前記液体吸湿材を貯留する少なくとも１つの貯留槽と、前記貯留槽に設けられ、前記霧状液滴を発生させるための超音波を発振することで前記貯留槽内の前記液体吸湿材の液面に液柱を形成する超音波発生部と、を備えており、前記超音波発生部は、前記貯留槽内の前記液体吸湿材のうち、当該超音波発生部の超音波発生面に垂直な方向に延びる第１領域の液面に前記液柱を形成し、前記循環機構は、前記吸湿部から前記霧化再生部内の前記第１領域へ送る前記液体吸湿材の流量を、前記吸湿部から送出された前記液体吸湿材の流量に対して相対的に小さくする。【０００８】
本発明の一形態の調湿システムにおいて、前記循環機構は、前記霧化再生部において再生された前記液体吸湿材を前記吸湿部に送る第１流路と、前記空気に含まれる前記水分の少なくとも一部を吸収した前記液体吸湿材を前記吸湿部から前記霧化再生部に送る第２流路と、を備える構成としてもよい。【０００９】
本発明の一形態の調湿システムにおいて、前記循環機構は、前記第２流路内の前記液体吸湿材の一部を前記吸湿部へ戻す第３流路を備えており、前記第３流路は、一端側が前記第２流路に接続されるとともに他端側が直接的または間接的に前記吸湿部に接続されている構成としてもよい。【００１０】
本発明の一形態の調湿システムにおいて、前記霧化再生部内の前記液体吸湿材の温度は、前記吸湿部内の前記液体吸湿材の温度よりも相対的に高い構成としてもよい。【００１１】
本発明の一形態の調湿システムにおいて、前記第３流路の前記他端側が前記第１流路に接続されている構成としてもよい。【００１２】
本発明の一形態の調湿システムにおいて、前記第３流路の前記他端側が前記吸湿部に接続されている構成としてもよい。【００１３】
本発明の一形態の調湿システムにおいて、前記霧化再生部は、複数の前記貯留槽と、各貯留槽に少なくとも一つ設けられる前記超音波発生部と、を備え、各貯留槽には、前記吸湿部から送出された前記液体吸湿材がそれぞれ供給される構成としてもよい。【００１４】
本発明の一形態の調湿システムにおいて、前記吸湿部から前記霧化再生部へ送る前記液体吸湿材の流量を制御する制御部を備えており、前記制御部は、前記液体吸湿材の濃度が高くなるほど前記霧化再生部へ送る前記液体吸湿材の流量比率を小さくする構成としてもよい。【００１５】
本発明の一形態の調湿システムにおいて、前記超音波発生部によって霧化される前記液体吸湿材の前記液面に供給する前記空気を、前記吸湿部から送出された高温の前記液体吸湿材により加温する熱交換部を備える構成としてもよい。【００１６】
本発明の一形態の調湿システムにおいて、前記貯留槽は、前記第１領域と、前記第１領域に存在する前記液体吸湿材に対して相対的に温度の低い前記液体吸湿材が存在する第２領域と、を隔離する断熱壁を有している構成としてもよい。【００１７】
本発明の一形態の調湿システムにおいて、前記断熱壁は、前記第１領域と前記第２領域とを連通させる第１連通部を有している構成としてもよい。【００１８】
本発明の一形態の調湿システムにおいて、前記第１領域に、前記超音波発生部によって前記液柱を形成するためのノズルを備えている、前記ノズルには貫通孔が形成されている構成としてもよい。【００１９】
本発明の一形態の調湿システムにおいて、前記ノズルは、一端側が前記断熱壁の内側に挿入されるとともに他端側が前記断熱壁から突出しており、前記断熱壁の外側に位置する前記貫通孔が、前記第１領域と前記第２領域とを連通する第２連通部として機能する構成としてもよい。【００２０】
本発明の一形態の調湿システムにおいて、前記断熱壁は、前記第１連通部を有するとともに前記超音波発生部に対向して設けられる機能膜を有し、前記機能膜を介して前記超音波が前記液面に伝わって前記液柱が形成される構成としてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一態様によれば、外部熱源を利用せずに霧化効率の向上を図ることのできる調湿システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、第１実施形態の調湿システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は、変形例１の調湿システムの概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、第２実施形態の調湿システムの概略構成を示す模式図であって、液体吸湿材の濃度が７０％の場合の制御例を示す。
【図４】図４は、第２実施形態の調湿システムの概略構成を示す模式図であって、液体吸湿材の濃度が９０％の場合の制御例を示す。
【図５】図５は、第３実施形態の調湿システムの概略構成を示す模式図である。
【図６】図６は、第４実施形態の調湿システムの概略構成を示す模式図である。
【図７】図７は、第５実施形態の調湿システムにおける霧化再生部の概略構成を示す模式図である。
【図８】図８は、第５実施形態の調湿システムの変形例を示す図である。
【図９】図９は、第６実施形態の調湿システムの概略構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、第７実施形態の調湿システムの概略構成を示す模式図である。
【図１１】図１１は、霧化システム８０の概略構成を示す模式図である。
【図１２】図１２は、「霧化処理時間」と「第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２のそれぞれに存在する液体吸湿材の温度」との関係を示すグラフである。
【図１３】図１３は、液体吸湿材Ｗによる吸湿方法として「スプレー方式」を示す図である。
【図１４】図１４は、液体吸湿材Ｗによる吸湿方法として「カラム方式」を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の各実施形態の調湿システムについて説明する。
なお、以下の各図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００２４】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の調湿システムの概略構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態の調湿システム１０は、吸収性物質を含む液体吸湿材Ｗを空気に接触させて当該空気に含まれる水分を液体吸湿材Ｗに吸収させた後、水分を吸収した液体吸湿材Ｗから水分を分離して再生するシステムである。
【００２５】
調湿システム１０は、吸湿部１１と、霧化再生部１４と、液体吸湿材循環機構（循環機構）１６と、第１空気循環機構１７と、第２空気循環機構１８と、制御部４２と、を少なくとも備えて構成されている。調湿システム１０は、筐体２０１を備えており、吸湿部１１、霧化再生部１４、液体吸湿材循環機構１６は、筐体２０１の内部空間２０１ｃに収容されている。
【００２６】
本実施形態の調湿システム１０において、吸湿部１１は、吸湿性物質を含む液体吸湿材Ｗと，筐体２０１の外部に存在する空気Ａ１とを接触させることにより、空気Ａ１に含まれる水分の少なくとも一部を液体吸湿材Ｗに吸収させる。吸湿部１１は、吸湿性物質を含む液体吸湿材Ｗと空気Ａ１とを接触させることにより、空気Ａ１に含まれる水分のうちの少なくとも一部の水分を液体吸湿材Ｗに吸収させればよい。液体吸湿材Ｗについては後述する。
【００２７】
吸湿部１１において水分を含んだ液体吸湿材Ｗは、液体吸湿材循環機構１６を介して吸湿部１１から霧化再生部１４へと移送される。霧化再生部１４では、液体吸湿材循環機構１６を介して吸湿部１１から供給された液体吸湿材Ｗに含まれる水分の少なくとも一部を霧化し、液体吸湿材Ｗから水分の少なくとも一部を除去することにより、液体吸湿材Ｗを再生する。霧化再生部１４において再生された液体吸湿材Ｗは、液体吸湿材循環機構１６を介して吸湿部１１へと送られる。
【００２８】
このように、液体吸湿材循環機構１６によって、吸湿部１１と霧化再生部１４との間で液体吸湿材Ｗを循環させることにより、筐体２０１の外部空間の調湿を行う。
【００２９】
以下、調湿システム１０の各構成要素について詳しく説明する。
【００３０】
（吸湿部）
吸湿部１１は、吸湿貯留槽１１１と、液体吸湿材供給部１１２と、を備えている。吸湿貯留槽１１１の内部空間１１１ｃには、液体吸湿材Ｗが貯留されている。吸湿部１１には、霧化再生部１４との間を接続する第１移送流路１６Ａおよび第２移送流路１６Ｂが接続されている。これらのうち、第１移送流路１６Ａは、吸湿貯留槽１１１の上部に設けられ、内部空間１１１ｃに貯留される液体吸湿材Ｗの液面８よりも高い位置に接続されている。第２移送流路１６Ｂは、吸湿貯留槽１１１の下部に設けられ、内部空間１１１ｃに貯留される液体吸湿材Ｗの液面８よりも低い位置に接続されている。
【００３１】
液体吸湿材供給部１１２は、吸湿貯留槽１１１の内部空間１１１ｃの上部に配置され、第１移送流路１６Ａに接続されている。液体吸湿材供給部１１２は、第１移送流路１６Ａを介して吸湿部１１に戻された液体吸湿材Ｗを、吸湿貯留槽１１１の内部空間１１１ｃに流下させるための供給孔１１２ａを多数有している。
【００３２】
（第１空気循環機構）
第１空気循環機構１７は、第１空気供給流路３１ａと、第１空気排出流路３１ｂと、不図示のブロアと、を備え、吸湿部１１に対する空気の循環を行う。
第１空気供給流路３１ａは、筐体２０１の外部空間の空気Ａ１を吸湿貯留槽１１１の内部空間１１１ｃへ供給するための流路である。第１空気排出流路３１ｂは、吸湿貯留槽１１１の内部空間１１１ｃの空気を筐体２０１の外部へと排出するための流路である。
【００３３】
ブロアは、第１空気供給流路３１ａの途中に配置されている。ブロアは、筐体２０１の外部空間から第１空気供給流路３１ａを介して吸湿貯留槽１１１の内部空間１１１ｃに空気Ａ１を送り込み、吸湿貯留槽１１１の内部空間１１１ｃから第１空気排出流路３１ｂを介して、筐体２０１の外部空間に乾燥した空気Ａ３を送り出す気流を発生させる。
【００３４】
なお、本実施形態では、第１空気供給流路３１ａから空気Ａ１を導入して、第１空気排出流路３１ｂから外部へ乾燥した空気Ａ３を排出しているが、空気の導入・排出経路を逆にしてもよい。つまり、第１空気排出流路３１ｂから空気Ａ１を導入して、第２空気供給流路３２ａから空気Ａ３を排出するようにしてもよい。
【００３５】
（霧化再生部）
霧化再生部１４は、再生貯留槽１４１と、超音波振動子（超音波発生部）１４２と、を備えている。
再生貯留槽１４１は、第２移送流路１６Ｂを介して吸湿貯留槽１１１に接続され、吸湿貯留槽１１１から移送された液体吸湿材Ｗを、内部空間１４１ｃ内に貯留する。
超音波振動子１４２は、液柱Ｓを発生させるための超音波を発振する。本実施形態では、一つの超音波振動子１４２を備えているが、超音波振動子１４２の数は、適宜変更できる。
【００３６】
再生貯留槽１４１内に貯留されている液体吸湿材Ｗに超音波が照射されると、液体吸湿材Ｗの液面９に液柱Ｓが形成され、液柱Ｓの表面から水分が分離されて霧状液滴が発生する。超音波振動子１４２から液体吸湿材Ｗに超音波が照射される際、超音波の発生条件（出力、周波数等）を調整することにより、液体吸湿材Ｗの液面９に所定の高さの液体吸湿材Ｗの液柱Ｓを生じさせることができる。
【００３７】
（追記）超音波振動子１４２は、再生貯留槽１４１の底面１４１ｄに対して傾斜して設けられていることが好ましい。超音波振動子１４２の超音波照射面１４２ａの中心から超音波照射面１４２ａに対して垂直な軸を超音波の放射軸Ｊと定義する。超音波振動子１４２が再生貯留槽１４１の底面１４１ｄに対して傾斜していることにより、超音波は、放射軸Ｊが液体吸湿材Ｗの液面９に対して傾くように、超音波照射面１４２ａから液面９に向けて伝搬される。これにより、液面９で反射した超音波が超音波振動子１４２に戻りにくく、超音波振動子１４２が超音波によるダメージを受けにくい。また、液柱Ｓの先端から破断した液が液柱Ｓに落下して、霧化が阻害されてしまうのを防ぐことができる。
【００３８】
図１に示すように、再生貯留槽１４１に貯留された液体吸湿材Ｗのうち、超音波振動子１４２の超音波照射面１４２ａの周縁から超音波照射面１４２ａに垂直な方向に延びる仮想的な面によって囲まれた超音波伝播領域を、本発明の実施形態における「第１領域Ｒ１」と称する。例えば、超音波照射面１４２ａが円形であったとすると、超音波照射面１４２ａの周縁から超音波照射面１４２ａに垂直な方向に延びる円柱状の超音波伝播領域が「第１領域Ｒ１」である。
【００３９】
（第２空気循環機構）
第２空気循環機構１８は、第２空気供給流路３２ａと、第２空気排出流路３２ｂと、不図示のブロアと、を備え、霧化再生部１４に対する空気の循環を行う。
第２空気供給流路３２ａは、筐体２０１の外部空間の空気Ａ１を再生貯留槽１４１の内部空間へ供給するための流路である。第２空気排出流路３２ｂは、再生貯留槽１４１の内部空間の空気を筐体２０１の外部へと排出するための空気である。
【００４０】
ブロアは、第２空気供給流路３２ａの途中に配置されている。ブロアは、筐体２０１の外部空間から第２空気供給流路３２ａを介して再生貯留槽１４１の内部空間に空気Ａ１を送り込み、再生貯留槽１４１の内部空間から第２空気排出流路３２ｂを介して、筐体２０１の外部空間に水分を含んで加湿された空気Ａ４を送り出す気流を発生させる。
【００４１】
なお、本実施形態では、第２空気供給流路３２ａから空気Ａ１を導入して、第２空気排出流路３２ｂから外部へ空気Ａ４を排出しているが、空気の導入・排出経路を逆にしてもよい。つまり、第２空気排出流路３２ｂから空気Ａ１を導入して、第２空気供給流路３２ａから空気Ａ４を排出するようにしてもよい。
【００４２】
（液体吸湿材循環機構）
液体吸湿材循環機構１６は、第１移送流路（第１流路）１６Ａと、第２移送流路（第２流路）１６Ｂと、第３移送流路（第３流路）１６Ｃと、第１バルブＶ１と、第２バルブＶ２と、ポンプＰと、を備え、吸湿部１１と霧化再生部１４との間で、液体吸湿材Ｗを循環させるための流路を構成している。
【００４３】
第１移送流路１６Ａは、霧化再生部１４において再生された液体吸湿材Ｗを吸湿部１１に送るための流路である。第１移送流路１６Ａは、一端側が霧化再生部１４に接続され、他端側が吸湿部１１に接続されている。
【００４４】
第２移送流路１６Ｂは、吸湿部１１において空気に含まれる水分の少なくとも一部を吸収した液体吸湿材Ｗを、吸湿部１１から霧化再生部１４に送るための流路である。第２移送流路１６Ｂは、一端側が吸湿部１１に接続され、他端側が霧化再生部１４に接続されている。
【００４５】
第３移送流路１６Ｃは、第２移送流路１６Ｂ内の液体吸湿材Ｗの一部を吸湿部１１へ戻すための流路であって、第２移送流路１６Ｂと第１移送流路１６Ａとを接続する。第３移送流路１６Ｃは、その一端側が第２移送流路１６Ｂに接続され、他端側が第１移送流路１６Ａに接続されている。第３移送流路１６Ｃは、第１移送流路１６Ａを介して間接的に吸湿部１１に接続されている。
【００４６】
第１バルブＶ１は、少なくとも第２移送流路１６Ｂの途中に配置されている。具体的に第１バルブＶ１は、第２移送流路１６Ｂに対して第３移送流路１６Ｃが接続される部分に配置されている。第１バルブＶ１は、一方向から二方向への流体の分流を行う分割形三方弁であって、一つの入口と、２つの出口（第１出口、第２出口）を有する。第１バルブＶ１は、１つの入口から流入した液体吸湿材Ｗを２方向へ分流して、第１出口および第２出口のそれぞれから流出させる。
【００４７】
具体的に、第１バルブＶ１の入口には、第２移送流路１６Ｂの接続流路１６ｂ１が接続されている。第１バルブＶ１の第１出口には、霧化再生部１４に通じる接続流路１６ｂ２が接続されている。第２出口には、第３移送流路１６Ｃが接続されている。
【００４８】
第２バルブＶ２は、少なくとも第１移送流路１６Ａの途中に配置されている。具体的に第２バルブＶ２は、第１移送流路１６Ａに対して第３移送流路１６Ｃが接続される部分に配置されている。第２バルブＶ２は、二方向から移送される流体の混合を行う混合形三方弁であって、２つの入口（第１入口、第２入口）と、１つの出口を有する。第２バルブＶ２は、２つの入口から流入した液体吸湿材Ｗを混合して、出口から流出させる。
【００４９】
第２バルブＶ２の第１入口には、第１移送流路１６Ａの接続流路１６ａ１が接続されている。第２バルブＶ２の第２入口には、第３移送流路１６Ｃの流路が接続されている。第２バルブＶ２の出口には、ポンプＰが接続されている。
【００５０】
ポンプＰは、第２バルブＶ２において混合された液体吸湿材Ｗを吸湿部１１に供給する。
【００５１】
制御部４２は、ポンプＰの動作を制御して、循環経路内に存在する液体吸湿材Ｗの循環を行う。また、制御部４２は、予め設定された第１バルブＶ１における分割比率に応じて、任意の流量に流し分ける。
【００５２】
（液体吸湿材）
液体吸湿材Ｗは、水分を吸収する性質（吸湿性）を示す液体であり、例えば、温度が２５℃、相対湿度が５０％、大気圧下の条件で吸湿性を示す液体が好ましい。液体吸湿材Ｗは、後述する吸湿性物質を含んでいる。また、液体吸湿材Ｗは、吸湿性物質と溶媒とを含んでいてもよい。この種の溶媒としては、吸湿性物質を溶解させる溶媒、または吸湿性物質と混和する溶媒があげられ、例えば水が挙げられる。吸湿性物質は、有機材料であってもよいし、無機材料であってもよい。
【００５３】
吸湿性物質として用いられる有機材料としては、例えば２価以上のアルコール、ケトン、アミド基を有する有機溶媒、糖類、保湿化粧品などの原料として用いられる公知の材料などが挙げられる。それらの中でも、親水性が高いことから、吸湿性物質として好適に用いられる有機材料としては、２価以上のアルコール、アミド基を有する有機溶媒、糖類、保湿化粧品等の原料として用いられる公知の材料が挙げられる。
【００５４】
２価以上のアルコールとしては、例えばグリセリン、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、トリメチロールプロパン、ブタントリオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなどが挙げられる。
【００５５】
アミド基を有する有機溶媒としては、例えばホルムアミド、アセトアミドなどが挙げられる。
【００５６】
糖類としては、例えばスクロース、プルラン、グルコース、キシロール、フラクトース、マンニトール、ソルビトールなどが挙げられる。
【００５７】
保湿化粧品などの原料として用いられる公知の材料としては、例えば２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）、ベタイン、ヒアルロン酸、コラーゲンなどが挙げられる。
【００５８】
吸湿性物質として用いられる無機材料としては、例えば塩化カルシウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、臭化リチウム、臭化カルシウム、臭化カリウム、水酸化ナトリウム、ピロリドンカルボン酸ナトリウムなどが挙げられる。
【００５９】
吸湿性物質の親水性が高いと、例えば吸湿性物質の材料と水とを混合させたときに、液体吸湿材Ｗの表面（液面）近傍に吸着される水分子の割合が多くなる。後述する霧化再生部１４では、液柱Ｓとされた液体吸湿材Ｗの表面近傍から霧状液滴を発生させ、液体吸湿材Ｗから水分を分離する。そのため、液体吸湿材Ｗの表面近傍に吸着される水分子の割合が多いと、水分を効率的に分離できる点で好ましい。また、液体吸湿材Ｗの表面近傍における吸湿性物質の割合が相対的に少なくなるため、霧化再生部１４での吸湿性物質の損失を抑えられる点で好ましい。
【００６０】
液体吸湿材Ｗのうち、吸湿部１１での処理に用いられる液体吸湿材Ｗに含まれる吸湿性物質の濃度は、特に限定されないが、４０質量％以上であることが好ましい。吸湿性物質の濃度が４０質量％以上である場合、液体吸湿材Ｗは、効率良く水分を吸収することができる。
【００６１】
液体吸湿材Ｗの粘度は、２５ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。これにより、後述する霧化再生部１４において、液体吸湿材Ｗの液面９に液体吸湿材Ｗの液柱Ｓを生じさせやすい。そのため、液体吸湿材Ｗから効率良く水分を分離することができる。
【００６２】
（調湿システムの作用）
本実施形態の調湿システム１０では、制御部４２によりポンプＰを駆動することで、吸湿貯留槽１１１内に設けられた液体吸湿材供給部１１２から液体吸湿材Ｗを流下させる。これと同時に、制御部４２は、第２空気循環機構１８のブロアを駆動させることで、筐体２０１の外部空間の空気Ａ１を、第１空気供給流路３１ａを介して吸湿貯留槽１１１内に供給し、第１空気排出流路３１ｂへ向かう気流を形成する。
【００６３】
吸湿貯留槽１１１内を流動する空気が、液体吸湿材供給部１１２の各供給孔１１２ａから流下された液体吸湿材Ｗに接触することで、空気Ａ１中の水分が液体吸湿材Ｗに吸収され、除去される。制御部４２は、ブロアを駆動させることにより、除湿された空気Ａ３を、第１空気排出流路３１ｂを介して筐体２０１の外部空間へ排出する。また、制御部４２は、ポンプＰを駆動させることにより、吸湿貯留槽１１１内に貯留した液体吸湿材Ｗを第２移送流路１６Ｂへ流出させる。
【００６４】
本実施形態では、第２移送流路１６Ｂ上に配置された第１バルブＶ１により、予め設定した任意の分割比率に応じて、第２移送流路１６Ｂ内を流れる液体吸湿材Ｗが２方向に分流される。
【００６５】
第１バルブＶ１での分割比率が、例えば１：１である場合、吸湿部１１から流出させた液体吸湿材Ｗのうち、半分の流量を霧化再生部１４へ供給し、残り半分の流量を第３移送流路１６Ｃへ流出させる。
【００６６】
なお、第１バルブＶ１における分割比率は、上記比率に限られず、適宜変更が可能である。霧化再生部１４への流量比が小さいほど霧化温度は上昇するが、流量比を小さくしすぎてしまうと、再生貯留槽１４１内に貯留された液体吸湿材Ｗの更新が遅くなるため、再生貯留槽１４１に貯留される液体吸湿材Ｗの濃度上昇が過度になる。このため、液体吸湿材Ｗの液温および濃度のバランスが重要である。
【００６７】
霧化再生部１４では、制御部４２により超音波振動子１４２を駆動することで、再生貯留槽１４１内に貯留された液体吸湿材Ｗに超音波を照射して液柱Ｓを形成し、水分を含んだ液体吸湿材Ｗを高く持ち上げる。このとき、再生貯留槽１４１内に貯留されている液体吸湿材Ｗのうち、超音波振動子１４２と平面的に重なる「第１領域Ｒ１」に集中的に超音波が照射される。この「第１領域Ｒ１」の液面に液柱Ｓが形成される。放射軸Ｊから見たとき、液柱Ｓは超音波振動子１４２と平面的に重なる。
【００６８】
第１バルブＶ１において霧化再生部１４に流出させる液体吸湿材Ｗの流量を少なくすることで、再生貯留槽１４１に流入する液体吸湿材Ｗの流速が遅くなるため、「第１領域Ｒ１」の液面を平穏に維持することができ、液柱Ｓが良好に形成される。
【００６９】
制御部４２は、第２空気循環機構１８のブロアを駆動させることで、第２空気供給流路３２ａを介して外部空間の空気Ａ１を再生貯留槽１４１内に供給し、第２空気排出流路３２ｂへ向かう気流を形成する。再生貯留槽１４１内を流動する空気Ａ１を、超音波振動子１４２によって形成した液柱Ｓに接触させることで霧状液滴を生じさせる。このようにして、水分を含んだ液体吸湿材Ｗから水分を分離して液体吸湿材Ｗを再生する。液柱Ｓから分離した霧状液滴は、空気Ａ１に吸収される。制御部４２は、ブロアを駆動させることによって、霧状液滴を含んで加湿された空気Ａ４を、第２空気排出流路３２ｂを介して筐体２０１の外部空間へ排出する。
【００７０】
本実施形態では、吸湿部１１から霧化再生部１４へ液体吸湿材Ｗを移送する途中で分流し、再生貯留槽１４１に供給される液体吸湿材Ｗの流量が、吸湿部１１から流出された液体吸湿材Ｗの流量に対して相対的に小さくなるように循環流路が構成されている。そのため、超音波振動子１４２により超音波が集中的に照射される「第１領域Ｒ１」に供給される液体吸湿材Ｗの流量が少なくなる。その結果、超音波振動子１４２による入熱の影響を受けやすく、再生貯留槽１４１内に貯留される液体吸湿材Ｗの液温が上昇し、高温となった液体吸湿材Ｗによって液柱Ｓが形成される。再生貯留槽１４１内の液体吸湿材Ｗの温度Ｔ２は、吸湿貯留槽１１１内の液体吸湿材Ｗの温度Ｔ１よりも相対的に高くなる。液体吸湿材Ｗの液温が高いほど、液柱Ｓを形成した際により多くの霧状液滴が発生する。
【００７１】
制御部４２は、ポンプＰを駆動させることにより、霧化再生部１４において再生された液体吸湿材Ｗを、第１移送流路１６Ａを通じて吸湿部１１へと移送する。第１移送流路１６Ａには、第２バルブＶ２を介して第３移送流路１６Ｃが接続されていることから、第３移送流路１６Ｃを通じて移送された液体吸湿材Ｗの一部と、霧化再生部１４において再生された液体吸湿材Ｗとが第２バルブＶ２において混合される。この混合液体吸湿材Ｗは、第１移送流路１６Ａの接続流路１６ａ２を通じて吸湿部１１へと移送される。
ここで、第３移送流路１６Ｃを通じて移送される液体吸湿材Ｗの液温は、霧化再生部１４から第１移送流路１６Ａを通じて移送される液体吸湿材Ｗの液温に対して、相対的に低い。
【００７２】
ここで、吸湿貯留槽１１１内に貯留された液体吸湿材Ｗの温度をＴ１、再生貯留槽１４１内に貯留された液体吸湿材Ｗの温度をＴ２、混合液体吸湿材Ｗの温度をＴ３とすると、これらの温度の関係はＴ１＜Ｔ３＜Ｔ２の関係を満たす。なお、温度Ｔ２は、再生貯留槽１４１内に貯留された液体吸湿材Ｗのうち、超音波振動子１４２による入熱が大きい第１領域Ｒ１に存在する液体吸湿材Ｗの温度である。
【００７３】
本実施形態の調湿システム１０では、液体吸湿材循環機構１６により、吸湿部１１から霧化再生部１４へ送る液体吸湿材Ｗの流量を、吸湿部１１から流出された液体吸湿材Ｗの流量に対して相対的に小さくし、霧化再生部１４へ供給される液体吸湿材Ｗを従来よりも少なくしている。霧化再生部１４へ供給される液体吸湿材Ｗの流量が少なくなることで、再生貯留槽１４１内に貯留された液体吸湿材Ｗの液温が超音波振動子１４２による入熱によって上昇する。つまり、再生貯留槽１４１内に供給される液体吸湿材Ｗの供給量が少ないため、再生貯留槽１４１内に貯留された液体吸湿材Ｗがすべて入れ替わるのに時間がかかり、その間、超音波振動子１４２による入熱が続くことで、再生貯留槽１４１内に貯留された液体吸湿材Ｗの液温が大きく上昇する。
【００７４】
このように、再生貯留槽１４１内における液体吸湿材Ｗの循環量（液体吸湿材Ｗの更新速度）を、循環経路全体における液体吸湿材Ｗの循環量に対して相対的に小さくすることで、超音波振動子１４２からの入熱による液温の上昇率が高まり、再生貯留槽１４１内に貯留された液体吸湿材Ｗの温度Ｔ２を上昇させることができる。
【００７５】
仮に、ヒーター等を用いて外部からの熱入力により、循環系全体の液体吸湿材Ｗの液温を上げてしまうと、吸湿貯留槽１１１での液温も上昇してしまい、吸湿性能を低下させてしまうことになる。
そのため、本実施形態では、超音波振動子１４２からの入熱を利用して液体吸湿材Ｗの液温を上昇させるシステムとした。
【００７６】
また、霧化再生部１４から第１移送流路１６Ａへ排出された高温の液体吸湿材Ｗは、第３移送流路１６Ｃ内の低温の液体吸湿材Ｗと混合されることから、吸湿部１１へ戻される混合液体吸湿材Ｗの温度Ｔ３は、霧化再生部１４から排出された液体吸湿材Ｗの温度Ｔ２よりも低い温度となる。このため、吸湿部１１には高温の液体吸湿材Ｗは供給されず、吸湿部１１における吸湿性能の低下を抑えることができる。
【００７７】
このように、霧化再生部１４に供給すべき液体吸湿材Ｗの流量を少なくすることで、循環系全体の槽熱量を増大させることなく再生貯留槽１４１に貯留された液体吸湿材Ｗの液温のみを上昇させることができる。これにより、吸湿部１１における吸湿性能を維持したまま、霧化再生部１４における液体吸湿材Ｗの霧化効率を向上させることができ、霧化再生部１４における液体吸湿材Ｗの再生能力を高めることができる。また、外部熱源を利用せずに既存の構成である超音波振動子１４２を利用するため、加熱にかかるコストを抑えることができる。
【００７８】
なお、本実施形態では、第１バルブＶ１において所定の流量比率に分割した液体吸湿材Ｗを、常時、霧化再生部１４へ供給しているが、霧化再生部１４への液体吸湿材Ｗの供給を時分割にしてもよい。つまり、霧化再生部１４へ液体吸湿材Ｗを供給する時間を区切ることで、所定流量の液体吸湿材Ｗが供給されるようにしてもよい。この場合、液体吸湿材Ｗの生産流量として適切な流量比率に設定する。
【００７９】
また、霧化再生部１４に供給すべき液体吸湿材Ｗの流量を少なくすることで、超音波振動子１４２からの入熱によって従来よりも液体吸湿材Ｗを高温にすることができるため、液体吸湿材Ｗに対する殺菌効果の向上が期待できる。これにより、カビやウイルスの発生リスクを低減することができる。
【００８０】
本実施形態では、吸湿部１１における液体吸湿材Ｗによる吸湿方法として、液体吸湿材Ｗを吸湿貯留槽１１１の上方から流下させて空気Ａ１に接触させる、「流下方式」を採用しているが、これに限られない。
【００８１】
例えば、図１３に示すように、ブロワ２０２により発生させた空気Ａ１の気流中で霧状の液体吸湿材Ｗを吹き付ける「スプレー方式」であってもよい。この方式を採用する調湿システムでは、例えば、吸湿貯留槽１１１に貯留された液体吸湿材Ｗを送液するポンプ２０３と、ポンプ２０３で送液された液体吸湿材Ｗが流動する配管２０４と、配管２０４の一端に設けられたスプレーノズル２０５と、を有する。スプレーノズル２０５は、吸湿貯留槽１１１に貯留された液体吸湿材Ｗの液面上に位置する。
【００８２】
また、図１４に示すような、エアーポンプ２１０により発生させた空気Ａ１の気流中で液体吸湿材Ｗをカラムに浸み込ませる「カラム方式」であってもよい。この方式を採用する調湿システムでは、例えば、吸湿貯留槽１１１は複数の充填材２０８と、充填材２０８を支持する支持板２０９と、外部の空気Ａ１を送気するエアーポンプ２１０と、ノズル部１３３とを有する。
【００８３】
＜第１実施形態の変形例＞
次に、第１実施形態の変形例となる調湿システム１２について説明する。
図２は、変形例１の調湿システム１２の概略構成を示す模式図である。
図２に示すように、変形例１の調湿システム１２は、複数の再生貯留槽（貯留槽）１４１を備え、吸湿部１１から移送した液体吸湿材Ｗを各再生貯留槽１４１へ分割して供給するシステムである。各再生貯留槽１４１には、少なくとも一つずつ超音波振動子１４２が設けられており、それぞれで霧化処理が行われる。
【００８４】
本例における霧化再生部１４は、吸湿部１１から排出された液体吸湿材Ｗを各再生貯留槽１４１へ分割して供給可能な液体吸湿材循環機構（循環機構）１５を介して、吸湿部１１と接続されている。
【００８５】
なお、変形例１では、例えば３つの再生貯留槽１４１を有しているが、再生貯留槽１４１の数はこれに限らない。
【００８６】
液体吸湿材循環機構１５は、第１移送流路１６Ａ、第２移送流路１６Ｂおよび第３移送流路１６Ｃを備えている。
吸湿部１１から排出された液体吸湿材Ｗを霧化再生部１４へ移送する第２移送流路１６Ｂは、接続流路１６ｂ１，１６ｂ２および複数の分岐流路１６ｂ３を有し、その途中に第１バルブＶ１、および第３バルブＶ３が配置されている。分岐流路１６ｂ３の数は、再生貯留槽１４１の数に応じて設定され、ここでは、３つの分岐流路１６ｂ３を有している。
【００８７】
第１バルブＶ１は、上述したように第３移送流路１６Ｃが接続される部分に配置されている。第３バルブＶ３は、第１バルブＶ１よりも下流側であって流路の分岐点に配置されている。「下流側」とは、第２移送流路１６Ｂにおける液体吸湿材Ｗの流れ方向に沿うもので、第１バルブＶ１よりも霧化再生部１４に近い側を意味する。
【００８８】
第３バルブＶ３は、一方向から三方向への分流を行う分割形四方弁であって、一つの入口と三つの出口（第１出口、第２出口、第３出口）を有する。第３バルブＶ３は、入口に接続された接続流路１６ｂ２から流入した液体吸湿材Ｗを、予め設定された分割比率に応じて分流し、第１出口、第２出口、第３出口のそれぞれに接続された各分岐流路１６ｂ３から流出させる。本例では、例えば、吸湿部１１から排出された液体吸湿材Ｗを第３バルブＶ３において等分割し、３つの再生貯留槽１４１に対して等しい量の液体吸湿材Ｗを供給する。
【００８９】
第１移送流路１６Ａは、接続流路１６ａ１、１６ａ２、複数の分岐流路１６ａ３を少なくとも有している。本例では、各再生貯留槽１４１に接続された分岐流路１６ａ３が接続流路１６ａ１にそれぞれ接続されている。
【００９０】
このような調湿システム１２では、吸湿部１１から排出された液体吸湿材Ｗを、第１バルブＶ１において、例えば３：７の分割比率で分流し、少ない流量を霧化再生部１４へ向かって流出させる。そして、第３バルブＶ３において、例えば１：１：１の分割比率で分流し、各分岐流路１６ｂ３を介して各再生貯留槽１４１に等しい流量の液体吸湿材Ｗを供給する。
【００９１】
本例のように、霧化再生部１４の再生貯留槽１４１を複数設け、吸湿部１１から排出された液体吸湿材Ｗをそれぞれの再生貯留槽１４１へ分割して供給することにより、一つの再生貯留槽１４１へ供給される液体吸湿材Ｗの流量が少なくなり、各再生貯留槽１４１に貯留される液体吸湿材Ｗの液温を効率よく上昇させることができる。これにより、霧化再生部１４における霧化効率を高めることができる。
【００９２】
次に、第２実施形態から第４実施形態の吸湿システムについて説明する。以下の説明では、第１実施形態の吸湿システムと共通な箇所の説明は省略し、上記実施形態と異なる点について詳しく説明する。また、説明に用いる各図面において、図１と共通の構成要素には同一の符号を付す。また、図１以外、筐体２０１、制御部４２の図示を省略する。
【００９３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態の調湿システム２０について説明する。
以下に示す本実施形態の調湿システム２０の基本構成は、上記第１実施形態と略同様であるが、濃度センサー２１および流量可変バルブＶ４を備えた点において異なる。
【００９４】
図３は、第２実施形態の調湿システム２０の概略構成を示す模式図であって、液体吸湿材Ｗの濃度が７０％の場合の制御例を示す。
図４は、第２実施形態の調湿システム２０の概略構成を示す模式図であって、液体吸湿材Ｗの濃度が９０％の場合の制御例を示す。
【００９５】
本実施形態の調湿システム２０は、図３および図４に示すように、第２移送流路１６Ｂと第３移送流路１６Ｃとの接続部分に、濃度センサー２１および流量可変バルブＶ４が配置されている。
濃度センサー２１は、吸湿部１１から排出された液体吸湿材Ｗの濃度を測定し、制御部４２（図１）へフィードバックする。
流量可変バルブＶ４は、第２移送流路１６Ｂから第３移送流路１６Ｃへ分流する液体吸湿材Ｗの分割比率を、条件に応じて可変可能とするバルブである。
【００９６】
このような調湿システム２０は、濃度センサー２１から制御部４２（図１）にフィードバックされた濃度測定結果に応じて、流量可変バルブＶ４において分流する液体吸湿材Ｗの分割比率を調整し、所定量の液体吸湿材Ｗを霧化再生部１４へと供給する。本実施形態において制御部４２（図１）は、液体吸湿材Ｗの濃度が高くなるほど霧化再生部１４へ送る液体吸湿材Ｗの流量比率を小さくする。
【００９７】
例えば、図３に示すように、液体吸湿材Ｗの濃度が７０％の場合は、流量可変バルブＶ４における分割比率を、例えば１：１に調整し、吸湿部１１から排出された液体吸湿材Ｗの流量のうち、半分の流量を霧化再生部１４へ供給し、残りの半分の流量を、第３移送流路１６Ｃを介して吸湿部１１へと戻している。
【００９８】
また、図４に示すように、液体吸湿材Ｗの濃度が９０％に高まった場合は、流量可変バルブＶ４における分割比率を、例えば１：４に設定し、霧化再生部１４へ供給する液体吸湿材Ｗの流量を小さくする。
【００９９】
霧化再生部１４へ供給される液体吸湿材Ｗの濃度が高くなると、霧化効率が低くなる。このため、再生貯留槽１４１内に貯留された液体吸湿材Ｗの温度をより高温にする必要がある。再生貯留槽１４１内に供給される液体吸湿材Ｗの流量が少なくなれば、超音波振動子１４２からの入熱率が高まり、効率よく液温を上昇させることができる。これにより、液体吸湿材Ｗの濃度が高濃度であっても、霧化再生部１４における霧化効率を高めることができる。
【０１００】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態の調湿システム３０について説明する。
以下に示す本実施形態の調湿システム３０の基本構成は、上記第１実施形態と略同様であるが、熱交換部３３を備えた点において異なる。
【０１０１】
図５は、第３実施形態の調湿システム３０の概略構成を示す模式図である。
本実施形態の調湿システム３０は、第１移送流路１６Ａと、第２空気供給流路３２ａとが交わる部分に熱交換部３３を備えている。
熱交換部３３は、例えばフィンチューブ式の熱交換器である。熱交換部３３は、霧化再生部１４から排出された高温の液体吸湿材Ｗを利用して、霧化再生部１４へ供給する外部空間の空気Ａ１の温度を高めることができる。
【０１０２】
先の実施例で述べたように、霧化再生部１４では、液体吸湿材Ｗの液温が高いほど霧化効率が向上するが、吸湿部１１では、液体吸湿材Ｗの液温が高いほど吸湿性能が低下してしまう。霧化再生部１４から排出された液体吸湿材Ｗは、超音波振動子１４２からの入熱を受けて高温になっているため、吸湿部１１へ戻す前に液温を低下させる必要がある。第１移送流路１６Ａ内の高温の液体吸湿材Ｗと、第３移送流路１６Ｃ内の加熱されていない液体吸湿材Ｗとを混合することで、吸湿部１１へ戻る液体吸湿材Ｗの液温をある程度まで低下させることができるが、本実施形態では、熱交換部３３を利用してさらなる液温の低下を図ることができる。
【０１０３】
本実施形態では、霧化再生部１４に接続された第１移送流路１６Ａと、霧化再生部１４に接続された第２空気供給流路３２ａとの接続部分に、熱交換部３３を設けたことにより、霧化再生部１４から排出された高温の液体吸湿材Ｗと、外部空間から取り入れた空気Ａ１との間で熱交換を効率的に行うことができる。これにより、霧化再生部１４へ供給する空気Ａ１が液体吸湿材Ｗによって温められる。
【０１０４】
再生貯留槽１４１内で形成される液柱Ｓの表面が温められた空気Ａ１に晒されることで、液柱Ｓの表面温度が高まり、霧化が促進される。このように本実施形態では、霧化再生部１４における霧化効率をさらに向上させることが可能である。
【０１０５】
また、吸湿部１１へ戻る液体吸湿材Ｗの液温をより低下させることができるため、吸湿部１１における吸湿性能を向上させることが可能である。
【０１０６】
さらに、本実施形態では、第１バルブＶ１における分割比率を、例えば１：９に設定しておく。これにより、吸湿部１１から排出された液体吸湿材Ｗの流量のうち、霧化再生部１４へ供給される液体吸湿材Ｗの流量がかなり少なくなる。このため、１：１の分割比率で分流していた場合よりも、霧化再生部１４内に貯留される液体吸湿材Ｗの更新がさらに遅くなり、超音波振動子１４２からの入熱で液体吸湿材Ｗの液温がより効率よく上昇する。その結果、霧化再生部１４における霧化効率が向上する。
【０１０７】
また、霧化再生部１４から排出される高温の液体吸湿材Ｗによって、空気Ａ１を効率よく温めることができる。さらに、熱交換後の液体吸湿材Ｗと、これに対して相対的に流量の大きい液体吸湿材Ｗとが、第２バルブＶ２において混合することで、吸湿部１１へ戻る液体吸湿材Ｗの液温を、吸湿部１１内に貯留されている液体吸湿材Ｗの液温に近づけることができる。その結果、吸湿部１１における吸湿性能を維持することができる。
【０１０８】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態の調湿システム４０について説明する。
以下に示す本実施形態の調湿システム４０の基本構成は、上記第３実施形態と略同様であるが、第３移送流路１６Ｃの他端側が吸湿部１１に直接接続されている点において異なる。
【０１０９】
図６は、第４実施形態の調湿システム４０の概略構成を示す模式図である。
本実施形態の調湿システム４０は、霧化再生部１４から排出された第１移送流路１６Ａ内の液体吸湿材Ｗと、第３移送流路１６Ｃ内の液体吸湿材Ｗとが混合することなく、それぞれ個別に吸湿部１１へ戻されるようになっている。
【０１１０】
本実施形態では、第２移送流路１６Ｂの途中に、ポンプＰと、第１バルブＶ１とが配置されている。例えば、ポンプＰは、第２移送流路１６Ｂの接続流路１６ｂ１の途中に配置され、第１バルブＶ１よりも上流側（吸湿部１１側）に配置されている。
【０１１１】
第１バルブＶ１は、ポンプＰによって吸湿部１１から排出された第２移送流路１６Ｂ内の液体吸湿材Ｗを、例えば１：１の分割比率で分流し、半分の流量を第３移送流路１６Ｃへ流出させる。
【０１１２】
吸湿部１１には、吸湿貯留槽１１１内に第１液体吸湿材供給部１１２Ａと第２液体吸湿材供給部１１２Ｂとが設けられている。
【０１１３】
本実施形態の第３移送流路１６Ｃは、一端側が第１バルブＶ１を介して第２移送流路１６Ｂに接続され、他端側が吸湿部１１の第１液体吸湿材供給部１１２Ａに直接接続されている。このため、吸湿部１１から排出された液体吸湿材Ｗの液温を変えることなく、吸湿部１１へと戻すことができる。
【０１１４】
第１移送流路１６Ａは、一端側が霧化再生部１４に接続され、他端側が吸湿部１１の第２液体吸湿材供給部１１２Ｂに接続されている。第１移送流路１６Ａの途中には熱交換部３３が配置されており、霧化再生部１４から排出された液体吸湿材Ｗと、外部から導入した常温の空気Ａ１との熱交換を行うことで、吸湿部１１へ戻す液体吸湿材Ｗの液温を低下させている。
【０１１５】
本実施形態の調湿システム４０では、霧化再生部１４を経由しない液体吸湿材Ｗを優先的に吸湿部１１へと戻し、吸湿部１１内に供給される空気Ａ１と接触させている。つまり、第１空気供給流路３１ａから吸湿貯留槽１１１内に供給された空気Ａ１は、第１液体吸湿材供給部１１２Ａから供給される低濃度の液体吸湿材Ｗに接触してある程度除湿された後、さらに、第２液体吸湿材供給部１１２Ｂから供給される高濃度の液体吸湿材Ｗに接触してさらに除湿されることになる。これにより、吸湿部１１における吸湿効率が向上し、常に、一定以上の蒸気圧差を維持することができる。
【０１１６】
次に、第５実施形態から第７実施形態の調湿システムについて説明する。以下の説明では、第１実施形態と共通な箇所の説明は省略し、上記実施形態と異なる点について詳しく説明する。また、説明に用いる各図面において、図１と共通の構成要素には同一の符号を付す。また、霧化再生部１４以外の構成は、第１実施形態と同様であるため、図示を省略する。
【０１１７】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態の調湿システム５０について説明する。
以下に示す本実施形態の調湿システム５０の基本構成は、上記第１実施形態と略同様であるが、再生貯留槽１４１内に断熱壁１４５を設けた点において異なる。
【０１１８】
図７は、第５実施形態の調湿システム５０における霧化再生部１４の概略構成を示す模式図である。
本実施形態の調湿システム５０の霧化再生部１４は、再生貯留槽１４１の内部空間１４１ｃに断熱壁１４５を有している。
断熱壁１４５は、円筒形状をなし、再生貯留槽１４１の底面１４１ｄ上に設けられている。断熱壁１４５は、再生貯留槽１４１内を二つの領域に隔離する。断熱壁１４５によって囲まれた第１領域Ｒ１は、超音波振動子１４２の放射軸Ｊに沿う方向から見たときに超音波振動子１４２と平面的に重なる領域である。第１領域Ｒ１に存在する液体吸湿材Ｗは、超音波振動子１４２から超音波が集中的に照射されるため、第２領域Ｒ２に存在する液体吸湿材Ｗの液温に対して相対的に高温となる。
【０１１９】
断熱壁１４５の周囲の第２領域Ｒ２には、吸湿部１１から供給された液体吸湿材Ｗが存在し、第１領域Ｒ１に存在する液体吸湿材Ｗに対して相対的に温度が低くなる。
【０１２０】
断熱壁１４５には、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを連通させる第１連通部１４６を有している。第１連通部１４６は、周壁の厚さ方向を貫通する貫通孔からなる。第１連通部１４６は、断熱壁１４５の底部側に少なくとも一つ設けられ、複数設けられていてもよい。
【０１２１】
なお、第１連通部１４６としては、単なる貫通孔に限られず、水分を透過させる透過膜あるいは不織布等を、貫通孔を覆うように設けてもよい。第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間で適切な循環量となるように、霧化再生部１４に貯留する液体吸湿材Ｗに対応した透液特性を持つ材料を選択してもよい。
【０１２２】
断熱壁１４５には、第２空気循環機構１８の第２空気供給流路３２ａと第２空気排出流路３２ｂとが接続されている。第２空気供給流路３２ａを介して供給された外部空間の空気Ａ１は、断熱壁１４５の内部空間１４５ｃへ直接供給される。一方、断熱壁１４５の内部空間１４５ｃの加湿された空気Ａ４は、第２空気排出流路３２ｂを介して外部空間へ直接排出される。
【０１２３】
本実施形態の調湿システム５０によれば、再生貯留槽１４１内に断熱壁１４５を設けたことにより、第１領域Ｒ１内に存在する液体吸湿材Ｗの温度を超音波振動子１４２からの入熱によって効率良く上昇させることができる。また、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間で行われる液体吸湿材Ｗの循環は、断熱壁１４５に設けられた第１連通部１４６を介して行われるため、その循環量は少量である。
【０１２４】
このため、第１領域Ｒ１内に存在する液体吸湿材Ｗの更新が遅くなり、超音波振動子１４２からの入熱によって第１領域Ｒ１内に存在する液体吸湿材Ｗの液温を、効率よく上昇させることができる。これにより、霧化再生部１４における霧化効率が向上する。
【０１２５】
なお、再生貯留槽１４１内に設置される断熱壁１４５の数は１つに限らない。例えば、超音波振動子１４２の数に応じて複数の断熱壁１４５を設けてもよい。超音波振動子１４２ごとに断熱壁１４５を設けることで、再生貯留槽１４１内に貯留される液体吸湿材Ｗの液温を効率よく上昇させることができるため、霧化再生部１４全体の霧化効率を高めることが可能である。
【０１２６】
＜第５実施形態の変形例＞
図８は、第５実施形態の調湿システム５０の変形例を示す図である。
図８に示すように、本例では、再生貯留槽１４１内に設けた断熱壁１４５の内部空間１４５ｃ、つまり断熱壁１４５によって囲まれた第１領域Ｒ１に、超音波振動子１４２によって液柱Ｓを形成するためのノズル１９を備えている。
【０１２７】
ノズル１９は、一端側の開口１９ａの直径ｄ１と他端側の開口１９ｂの直径ｄ２との関係が、ｄ１＜ｄ２を満たす円錐形状である。
【０１２８】
ノズル１９には、少なくとも一つの第２連通部１４７が設けられている。第２連通部１４７は、ノズル１９の周壁を貫通する貫通孔からなる。第２連通部１４７を通じて、断熱壁１４５内に貯留された液体吸湿材Ｗがノズル１９の内外の領域を循環する。ノズル１９は、再生貯留槽１４１の底面１４１ｄ上に設けられ、放射軸Ｊから見たときに、超音波振動子１４２の超音波照射面１４２ａと平面的に重なる位置に設けられている。
【０１２９】
なお、ノズル１９は、再生貯留槽１４１から一時的に取り外せることが好ましい。これにより、ノズル１９の洗浄が可能となり、メンテナンスしやすい。
【０１３０】
本例では、断熱壁１４５の内側にさらにノズル１９を設けたことで、第１領域Ｒ１に存在する液体吸湿材Ｗを効率よく噴出することができ、液柱Ｓの高さをより高くすることができる。これにより、霧化再生部１４における霧化効率をより向上させることができる。
【０１３１】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態の調湿システム６０について説明する。
以下に示す本実施形態の調湿システム６０の基本構成は、上記第５実施形態の変形例と略同様であるが、断熱壁１４５の内部空間１４５ｃをノズル１９で区画している点において異なる。よって、以下の説明では、第５実施形態の変形例と異なる点について詳しく説明し、共通な箇所の説明は省略する。また、説明に用いる各図面において、図７および図８と共通の構成要素には同一の符号を付す。
【０１３２】
図９は、第６実施形態の調湿システム６０の概略構成を示す模式図である。
本実施形態の調湿システム６０では、再生貯留槽１４１内に配置された断熱壁１４５が、再生貯留槽１４１の底面１４１ｄから浮いた状態で設けられている。断熱壁１４５の底面１４５ｄに形成された貫通孔１４５ａには、ノズル１９が配置されている。ノズル１９は、再生貯留槽１４１の底面１４１ｄに対して各開口１９ａ、１９ｂが平行して設けられている。ノズル１９は、一端側が断熱壁１４５の内側に挿入され、他端側が断熱壁１４５の底面１４５ｄから再生貯留槽１４１の底面１４１ｄに向けて突出させた状態で設けられている。ノズル１９の他端側には、少なくとも一つの第２連通部１４７が形成されている。第２連通部１４７を介して、断熱壁１４５およびノズル１９によって隔離された第１領域Ｒ１と、断熱壁１４５およびノズル１９の外側の第２領域Ｒ２と、を連通させることができる。
【０１３３】
上述した第５実施形態の変形例では、断熱壁１４５によって囲まれた第１領域Ｒ１に、超音波照射を受けて高温になった液体吸湿材Ｗと、吸湿部１１から排出されて断熱壁１４５の第１連通部１４６を通じて第２領域Ｒ２に流入した液体吸湿材Ｗとが混在することになる。
【０１３４】
本実施形態の調湿システム６０では、第２移送流路１６Ｂを通じて再生貯留槽１４１内に供給された液体吸湿材Ｗが、必ずノズル１９の第２連通部１４７を介してノズル１９内へ流入し、超音波振動子１４２によって超音波が照射されることで、ノズル１９の他端側の開口から液体吸湿材Ｗが噴出されて、断熱壁１４５内に液柱Ｓが形成される。そのため、断熱壁１４５によって囲まれた第１領域Ｒ１には、超音波振動子１４２からの入熱を受けて高温になった液体吸湿材Ｗのみが貯留される。
【０１３５】
本実施形態では、断熱壁１４５の周壁のうち少なくとも第１移送流路１６Ａ側の周壁の一部に、断熱壁１４５内の液体吸湿材Ｗを、断熱壁１４５の外側へ流出させるための第１連通部１４６が形成されていることが好ましい。
【０１３６】
本実施形態では、吸湿部１１から排出された液体吸湿材Ｗが断熱壁１４５の内部空間１４５ｃ内に直接流入することはなく、必ずノズル１９を通過した液体吸湿材Ｗが断熱壁１４５の内部空間１４５ｃに貯留されて隔離される。このため、液体吸湿材Ｗの温度を効率よく高めることができる。
【０１３７】
［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態の調湿システム７０について説明する。
以下に示す本実施形態の調湿システム７０の基本構成は、上記第６実施形態と略同様であるが、断熱壁１４５に機能膜７６を設けた点において異なる。よって、以下の説明では、先の実施形態と異なる点について詳しく説明し、共通な箇所の説明は省略する。また、説明に用いる各図面において、図９と共通の構成要素には同一の符号を付す。
【０１３８】
図１０は、第７実施形態の調湿システム７０の概略構成を示す模式図である。
本実施形態の調湿システム７０は、再生貯留槽１４１と、再生貯留槽１４１の底面１４１ｄに対して浮いた状態で設置される断熱壁１４５と、第２空気循環機構１８と、を備えている。断熱壁１４５には、底面を構成する機能膜７６が設けられている。
【０１３９】
機能膜７６は、超音波振動子１４２の超音波照射面１４２ａに対向するとともに超音波照射面１４２ａに対して平行に設けられている。機能膜７６は、断熱壁１４５によって区画された第１領域Ｒ１と、断熱壁１４５の外側の第２領域Ｒ２と、を連通させる第２連通部１４７を有している。
【０１４０】
機能膜７６としては、多孔膜、正浸透膜、逆浸透膜等が挙げられる。機能膜７６が多孔膜からなる場合は、多数の孔が第２連通部１４７として機能する。また、機能膜７６が浸透膜や不織布からなる場合は、これらを構成する繊維の間が第２連通部１４７として機能する。
【０１４１】
本実施形態の調湿システム７０では、断熱壁１４５によって隔離された第１領域Ｒ１の液体吸湿材Ｗに対して機能膜７６を介して超音波が照射され、その超音波が液面に伝わることで液柱Ｓが形成される。
【０１４２】
機能膜７６としては、上述した材料に限られず、例えば、水分のみを選択的に透過させる膜であってもよい。これにより、断熱壁１４５内に多くの水分を供給することができ、第１領域Ｒ１内に貯留される液体吸湿材Ｗの濃度を低くすることができる。液体吸湿材Ｗの濃度低下によって、超音波の入熱によって液体吸湿材Ｗの液温が上昇しやすくなり、霧化再生部１４における霧化効率を高めることができる。
【０１４３】
＜実験１＞
図１１は、霧化システム８０の概略構成を示す模式図である。
本発明者らは、断熱壁１４５を有する霧化再生部１４を備えた霧化システム８０を用いて、断熱壁１４５によって区画された第１領域Ｒ１に存在する液体吸湿材Ｗの温度と、第２領域Ｒ２に存在する液体吸湿材Ｗの温度とを測定する実験を行った。
【０１４４】
実験に用いた霧化システム８０は、霧化再生部１４と吸湿部１１とが上下に積層されており、霧化再生部１４と吸湿部１１との間で液体吸湿材Ｗの移送を行う液体吸湿材循環機構８１を備えた、霧化処理のみを行うシステムである。霧化再生部１４の構成は、先に述べた第７実施形態の構成とほぼ同様であり、再生貯留槽１４１内に浮いた状態で配置された断熱壁１４５の底面が機能膜７６で構成されている。機能膜７６として、直径１ｍｍ程度の微細孔が１０個ほど形成されたセロハン膜を用いた。
【０１４５】
液体吸湿材循環機構８１は、一端側が再生貯留槽１４１内に挿入され且つ他端側が吸湿貯留槽１１１内に挿入された第１移送流路１６Ａと、第１移送流路１６Ａの途中に配置されたポンプＰと、一端側が吸湿貯留槽１１１に接続され且つ他端側が再生貯留槽１４１に接続された第２移送流路１６Ｂと、を備えている。第１移送流路１６Ａの一端側は、再生貯留槽１４１内に設けられた断熱壁１４５の外側に位置しており、第２領域Ｒ２に存在する液体吸湿材Ｗに液浸されている。
【０１４６】
霧化システム８０では、断熱壁１４５によって区画された第１領域Ｒ１に存在する液体吸湿材Ｗに対して、超音波振動子１４２からの超音波を、断熱壁１４５の機能膜７６を介して照射することで液柱Ｓを形成し、霧化処理を行う。同時に、ポンプＰを駆動することで、再生貯留槽１４１の第２領域Ｒ２に存在する液体吸湿材Ｗを、第１移送流路１６Ａを介して吸湿貯留槽１１１内へと移送する。吸湿貯留槽１１１内に貯留された液体吸湿材Ｗは、所定の貯留量に達すると、第２移送流路１６Ｂを通じて再生貯留槽１４１へと移送される。この霧化システム８０では、上側に位置する吸湿部１１内の液体吸湿材Ｗが、その位置エネルギーを利用して下側に位置する霧化再生部１４へと自ずと供給されるようになっている。
【０１４７】
霧化処理中、霧化再生部１４における第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２のそれぞれに存在する液体吸湿材Ｗの温度を、温度センサーを用いて測定した。
【０１４８】
図１２は、「霧化処理時間」と「第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２のそれぞれに存在する液体吸湿材の温度」との関係を示すグラフである。図１２では、第１領域Ｒ１に存在する液体吸湿材Ｗの温度を実線で示し、第２領域Ｒ２に存在する液体吸湿材Ｗの温度を破線で示している。
【０１４９】
図１２に示すように、第１領域Ｒ１の液体吸湿材Ｗの温度および第２領域Ｒ２の液体吸湿材Ｗの温度のいずれにおいても、霧化処理が経過するにしたがって液温が上昇している。超音波振動子１４２の真上に位置する断熱壁１４５によって隔離された第１領域Ｒ１に存在する液体吸湿材Ｗは、超音波振動子１４２からの入熱の影響を受けて、霧化処理開始直後から、急激な温度上昇がみられた。霧化処理を開始して１０分を少し過ぎた頃から温度上昇率は緩やかになるものの、霧化処理を行った期間中、第２領域Ｒ２の液体吸湿材Ｗの液温に比べて１０℃〜１５℃程度の温度差が生じた。
【０１５０】
この実験により、断熱壁によって囲まれた第１領域Ｒ１の液体吸湿材Ｗは、超音波振動子１４２による入熱の影響を受けやすく、温度が効率よく上昇することを確認できた。
【０１５１】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図１】
2020059284.tif 000003
【図２】
2020059284.tif 000004
【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】
2020059284.tif 000013
【図１２】
2020059284.tif 000014
【図１３】
2020059284.tif 000015
【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年3月3日(2021.3.3)
【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】
吸湿性物質を含む液体吸湿材と空気とを接触させることにより、前記空気に含まれる水分の少なくとも一部を前記液体吸湿材に吸収させる吸湿部と、
前記吸湿部から供給された前記液体吸湿材に含まれる水分の少なくとも一部を霧化して霧状液滴を発生させ、前記液体吸湿材から前記霧状液滴の少なくとも一部を分離することによって前記液体吸湿材を再生する霧化再生部と、
前記吸湿部と前記霧化再生部との間で前記液体吸湿材を循環させる循環機構と、を備え、
前記霧化再生部は、
前記液体吸湿材を貯留する少なくとも１つの貯留槽と、
前記貯留槽に設けられ、前記霧状液滴を発生させるための超音波を発振することで前記貯留槽内の前記液体吸湿材の液面に液柱を形成する超音波発生部と、を備えており、
前記超音波発生部は、前記貯留槽内の前記液体吸湿材のうち、当該超音波発生部の超音波発生面に垂直な方向に延びる第１領域の液面に前記液柱を形成し、
前記循環機構は、前記吸湿部から前記霧化再生部内の前記第１領域へ送る前記液体吸湿材の流量を、前記吸湿部から送出された前記液体吸湿材の流量に対して相対的に小さくする、調湿システム。
【請求項２】
前記循環機構は、
前記霧化再生部において再生された前記液体吸湿材を前記吸湿部に送る第１流路と、
前記空気に含まれる前記水分の少なくとも一部を吸収した前記液体吸湿材を前記吸湿部から前記霧化再生部に送る第２流路と、を備える、
請求項１に記載の調湿システム。
【請求項３】
前記循環機構は、前記第２流路内の前記液体吸湿材の一部を前記吸湿部へ戻す第３流路を備えており、前記第３流路は、一端側が前記第２流路に接続されるとともに他端側が直接的または間接的に前記吸湿部に接続されている、
請求項２に記載の調湿システム。
【請求項４】
前記霧化再生部内の前記液体吸湿材の温度は、前記吸湿部内の前記液体吸湿材の温度よりも相対的に高い、
請求項１から３のいずれか一項に記載の調湿システム。
【請求項５】
前記第３流路の前記他端側が前記第１流路に接続されている、
請求項３に記載の調湿システム。
【請求項６】
前記第３流路の前記他端側が前記吸湿部に接続されている、
請求項３に記載の調湿システム。
【請求項７】
前記霧化再生部は、複数の前記貯留槽と、各貯留槽に少なくとも一つ設けられる前記超音波発生部と、を備え、
各貯留槽には、前記吸湿部から送出された前記液体吸湿材がそれぞれ供給される、
請求項１から６のいずれか一項に記載の調湿システム。
【請求項８】
前記吸湿部から前記霧化再生部へ送る前記液体吸湿材の流量を制御する制御部を備えており、
前記制御部は、前記液体吸湿材の濃度が高くなるほど前記霧化再生部へ送る前記液体吸湿材の流量比率を小さくする、
請求項１から７のいずれか一項に記載の調湿システム。
【請求項９】
前記超音波発生部によって霧化される前記液体吸湿材の前記液面に供給する前記空気を、前記吸湿部から送出された高温の前記液体吸湿材により加温する熱交換部を備える、
請求項１から８のいずれか一項に記載の調湿システム。
【請求項１０】
前記貯留槽は、
前記第１領域と、前記第１領域に存在する前記液体吸湿材に対して相対的に温度の低い前記液体吸湿材が存在する第２領域と、を隔離する断熱壁を有している、
請求項１に記載の調湿システム。
【請求項１１】
前記断熱壁は、前記第１領域と前記第２領域とを連通させる第１連通部を有している、請求項１０に記載の調湿システム。
【請求項１２】
前記第１領域に、前記超音波発生部によって前記液柱を形成するためのノズルを備えている、前記ノズルには貫通孔が形成されている、
請求項１０に記載の調湿システム。
【請求項１３】
前記ノズルは、一端側が前記断熱壁の内側に挿入されるとともに他端側が前記断熱壁から突出しており、前記断熱壁の外側に位置する前記貫通孔が、前記第１領域と前記第２領域とを連通する第２連通部として機能する、
請求項１２に記載の調湿システム。
【請求項１４】
前記断熱壁は、前記第１連通部を有するとともに前記超音波発生部に対向して設けられる機能膜を有し、
前記機能膜を介して前記超音波が前記液面に伝わって前記液柱が形成される、
請求項１０から１２のいずれか一項に記載の調湿システム。
【国際調査報告】
2020059284.tif 000017
2020059284.tif 000018
2020059284.tif 000019
2020059284.tif 000020