JP7051226B2 - 除湿構造体 - Google Patents

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Description

本発明は、除湿構造体に関する。
従来、空調用の除湿システムは、吸湿剤に吸湿させた後に温風で吸湿剤を乾燥させるものと圧縮機を利用するものとがある（例えば特許文献１，２参照）。さらには、吸湿剤に送風して吸湿させたり放湿させたりするものもある（例えば特許文献３参照）。
特開平６－４７２４３号公報 特開２０１６－０５２６１０号公報 特開平４-２６１９４０号公報
しかし、吸湿剤による除湿後に温風を送出するタイプは、吸湿剤が一般に相対湿度が低いときに吸湿量が少なく相対湿度が高いときに吸湿量が多いことを利用し、吸湿させた吸湿剤を温風に曝すことで相対湿度を下げて放湿させる温度スイング法が採用されている。このため、このタイプでは、必要以上に空気を温めるために多くのエネルギーを要する。
また、圧縮機を利用するタイプは、湿気を含む空気を圧縮機で圧縮し、放熱後に断熱膨張させ空気温度を露点以下に下げて水蒸気を凝縮させるものであることから、空気を必要以上に冷却するために多くのエネルギーを必要としてしまう。
さらに、吸湿剤に送風するタイプであっても、送風ファン等の駆動エネルギーを要している。
このため、電力を要することなく、継続的な除湿を行うことが望まれる。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電力を要することなく、継続的な除湿を行うことが可能な除湿構造体を提供することにある。
本発明に係る除湿構造体は、所定温度以上で疎水性を発揮して放水し、所定温度未満で親水性を発揮して吸水する感温性を持つ吸湿剤と、吸湿剤から放水されて吸湿室に溜まった水を排水する排水機構とを備えている。吸湿剤は、太陽熱又は太陽光によって加熱された加熱体からの熱を受領可能に設けられ、排水機構は、吸湿剤から放水されて吸湿室に溜まった水が所定量以上となるときに、その水の重みを利用して開放されて排水し、所定量未満であるときに閉塞状態となる弁機構である。
本発明に係る除湿構造体によれば、所定温度以上で疎水性を発揮して放水し、所定温度未満で親水性を発揮して吸水する感温性を持つ吸湿剤を有し、吸湿剤は、太陽熱又は太陽光によって加熱された加熱体からの熱を受領可能に設けられている。このため、夜間においては太陽熱等を利用した加熱がなく吸湿剤は所定温度未満となって親水性を発揮し例えば室内から除湿を行う。一方、昼間においては太陽熱等を利用した加熱により吸湿剤は所定温度以上となって放水する。よって、電力を要することなく除湿と吸湿剤の再生とを行うことができる。また、吸湿剤は疎水性を発揮して放水した場合に蒸気ではなく液体のまま放水することとなる。さらに、排水機構は吸湿室に溜まった水が所定量以上となるときに、その水の重みを利用して排水することから、電力を要することなく排水することができる。従って、電力を要することなく、継続的な除湿を行うことができる。また、吸湿室に溜まった水が所定量以上となるときに開放されて排水し、所定量未満であるときに閉塞状態となる弁機構を備えるため、排水後に水が逆流して浸入してくる等が防止され、排水方向から吸湿してしまう事態を防止することができる。
第１実施形態に係る除湿構造体を示す断面図である。 第１実施形態に係る除湿構造体の様子を示す概念図であり、（ａ）は吸湿状態を示し、（ｂ）は放水状態を示している。 第２実施形態に係る除湿構造体の設置状態を示す斜視図である。 第２実施形態に係る除湿構造体を示す断面図である。
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
図１は、第１実施形態に係る除湿構造体を示す断面図である。図１に示すように、除湿構造体１は、例えば窓ガラスや壁材などの室内と室外とを隔てる区画部材ＰＭに設けられるものであって、吸湿剤１０と、吸湿剤収納壁２０と、透湿部材３０と、排水機構４０とを備えている。
吸湿剤１０は、所定温度（例えば４５度）以上で疎水性を発揮して放水し、所定温度未満で親水性を発揮して吸水する感温性素材（感温性吸水高分子ゲル）によって構成されている。このような高分子としては、例えばＮ－イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡ）とソディウムアクリレート（ＳＡ）とを共重合したイオン化ＮＩＰＡゲルが挙げられる。このような高分子において、上記所定温度は重合割合等によって調整することができ、例えば４５度程度にすることができる。さらに、このような吸湿剤１０は、疎水性を発揮した場合に吸水した水を蒸気ではなく液体として分離する。
吸湿剤収納壁２０は、吸湿剤１０が収納配置される吸湿室ＭＲを形成するための部材であって、第１実施形態においては水分を不透過とすると共に、太陽光を吸収又は透過可能な部材によって構成されている。特に吸湿剤収納壁２０が太陽光を透過可能となっている場合、吸湿剤１０は太陽熱を受領可能に吸湿室ＭＲに収納されることとなる。吸湿剤収納壁２０が太陽光を吸収可能となっている場合、吸湿剤１０は太陽光によって加熱された吸湿剤収納壁（加熱体）２０からの熱を受領可能に吸湿室ＭＲに収納されることとなる。この吸湿室ＭＲは、例えば区画部材ＰＭの上部に設けられている。吸湿室ＭＲには、室内に連通する開口部ＭＲ１と、室外に連通する排水口ＭＲ２とが形成されている。排水口ＭＲ２は、吸湿剤１０の設置箇所よりも下方となる位置に形成されている。
透湿部材３０は、吸湿室ＭＲと室内側とを接続する開口部ＭＲ１に設けられる部材である。この透湿部材３０は、例えば不織布によって構成され、湿気の通過を許容すると共に開口部ＭＲ１を塞ぐものとなる。
排水機構４０は、室外に連通する排水口ＭＲ２に設けられる部材である。この排水機構４０は、吸湿剤１０から放水されて吸湿室ＭＲに溜まった水を排水するものである。このような排水機構４０は、吸湿剤１０から放水されて吸湿室ＭＲに溜まった水が所定量以上となるときに、その水の重みを利用して排水するものである。
具体的に排水機構４０は、吸湿剤１０から放水されて吸湿室ＭＲに溜まった水が所定量以上となるときに開放されて排水し、吸湿室ＭＲに溜まった水が所定量未満であるときに閉塞状態となるゴムリップシール（弁機構）によって形成されている。このゴムリップシールは、下方にだけ押し開かれる軟性体であり、押し開かれていない状態においては区画部材ＰＭに密着状態となっている。このため、吸湿室ＭＲ内の水が所定量以上となるときに開放されて排水されるが、水が所定量未満である場合には閉塞状態（密着状態）となることから、室外側からの水の逆流等が防止されるようになっている。
ここで、排水機構４０は、これに限らず、吸湿剤１０から放水されて吸湿室ＭＲに溜まった水が所定量以上となるときに開放されて排水し、吸湿室ＭＲに溜まった水が所定量未満であるときに閉塞状態となる逆止弁（弁機構）であってもよい。さらに、排水機構４０は、排水トラップによって構成されてもよい。なお、排水機構４０を排水トラップによって構成する場合には、排水トラップのトラップ水から発生する水蒸気が吸湿剤１０に吸湿されてしまうため、弁機構であることが好ましい。
さらに、第１実施形態において区画部材ＰＭは太陽光日射や外気にさらされて設けられている。さらに、排水機構４０は、排水した水を区画部材ＰＭに流下させるようになっている。このため、流下した水は区画部材ＰＭ上で気化するようになっており、区画部材ＰＭは気化熱によって冷却されることとなる。
次に、図２を参照して、第１実施形態に係る除湿構造体１の作用を説明する。図２は、第１実施形態に係る除湿構造体１の様子を示す概念図であり、（ａ）は吸湿状態を示し、（ｂ）は放水状態を示している。
まず、図２（ａ）に示すように、例えば夜間においては吸湿剤１０が太陽熱によって加熱されることなく、所定温度未満となっているとする。このとき、吸湿剤１０は親水性を発揮し透湿部材３０を介して室内からの湿気を吸収する。
その後、例えば昼間において吸湿剤１０が太陽光を吸収して加熱され、所定温度以上になったとする。この場合、図２（ｂ）に示すように、吸湿剤１０は疎水性を発揮して吸収した水を放出する。放出時において吸湿剤１０は蒸気ではなく液体として水を放出する。そして、吸湿室ＭＲ内の水が所定量以上となったとすると、その重みによって排水機構４０であるゴムリップシールは下方に押し開かれる（図２（ｂ）破線参照）。これにより、吸湿室ＭＲに溜まった水が排出されることとなる。水排出後、ゴムリップシールは再度区画部材ＰＭに密着状態となって排水口ＭＲ２を閉塞する。
また、排水機構４０は、区画部材ＰＭに水を流下させるように排水する。流下する水は区画部材ＰＭ上で気化する。これにより、区画部材ＰＭは気化熱によって冷却されることとなり、区画部材ＰＭを冷やすことによる室内への冷房効果を発揮することもできる。
このようにして、第１実施形態に係る除湿構造体１によれば、所定温度以上で疎水性を発揮して放水し、所定温度未満で親水性を発揮して吸水する感温性を持つ吸湿剤１０を有し、吸湿剤１０は、太陽熱を受領可能に設けられている。このため、夜間においては太陽熱を利用した加熱がなく吸湿剤１０は所定温度未満となって親水性を発揮し例えば室内から除湿を行う。一方、昼間においては太陽熱を利用した加熱により吸湿剤１０は所定温度以上となって放水する。よって、電力を要することなく除湿と吸湿剤１０の再生とを行うことができる。また、吸湿剤１０は疎水性を発揮して放水した場合に蒸気ではなく液体のまま放水することとなる。さらに、排水機構４０は吸湿室ＭＲに溜まった水が所定量以上となるときに、その水の重みを利用して排水することから、電力を要することなく排水することができる。従って、電力を要することなく、継続的な除湿を行うことができる。
また、吸湿室ＭＲに溜まった水が所定量以上となるときに開放されて排水し、所定量未満であるときに閉塞状態となるゴムリップシールや逆止弁等を備えるため、排水後に水が逆流して浸入してくる等が防止され、排水方向から吸湿してしまう事態を防止することができる。
また、吸湿室ＭＲと室内側とを接続する開口部ＭＲ１に設けられ、湿気の通過を許容すると共に開口部ＭＲ１を塞ぐ透湿部材３０をさらに備えるため、室内側からの吸湿を阻害し難く異物が吸湿室ＭＲに侵入してしまうことを防止することができる。
また、排水した水を区画部材ＰＭに流下させるため、区画部材ＰＭ上で水を気化させることができ、気化熱によって区画部材ＰＭを冷却することができる。これにより、室内側に冷房効果をもたらすことが可能となる。
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係る除湿構造体は第１実施形態のものと同様であるが、一部構成が異なっている。なお、以下の説明において第１実施形態と同一又は同様の要素には同じ符号を付して説明を省略する。
図３は、第２実施形態に係る除湿構造体の設置状態を示す斜視図であり、図４は、第２実施形態に係る除湿構造体を示す断面図である。
図３には、いわゆるサイディングボードとして用いられる区画部材（加熱体）ＰＭが図示されている。第２実施形態に係る除湿構造体２は、図４に示すように、区画部材ＰＭの裏面側（室内側）に設けられている。
以下、特に湿度が高い夏季を想定して説明する。まず、区画部材ＰＭは、建物の胴縁材ＦＭに対して貼り付けられるものである。この区画部材ＰＭは、太陽日射にさらされることから一定量の太陽熱を吸収し、日中には温度が高くなる。これによって、区画部材ＰＭと建物の断熱壁ＴＷとの間に形成される空気通路ＡＲ内の空気を加熱するようになっている。空気通路ＡＲ内に熱がこもると断熱壁ＴＷも加熱され、室内に熱が貫流されることから、空気通路ＡＲ内の空気は特に夏季には上方に吹き抜けることができるように空気通路ＡＲの下端、上端が大気に開放されている。なお、区画部材ＰＭは、特に太陽熱の集熱性能を上げるために外表面７１に太陽光選択吸収処理をしたり、更に断熱のための空気層を設けて透明部材６０でカバーするなどしてもよい。
ここで、第２実施形態に係る除湿構造体２は、図４に示すように区画部材ＰＭの裏面側に設置されている。除湿構造体２は、第１実施形態と同様に、吸湿剤１０と、吸湿剤収納壁２０と、透湿部材３０と、排水機構４０とを備えている。
なお、第２実施形態において吸湿剤収納壁２０は、光透過性の部材によって構成されていなくともよい。また、第２実施形態において吸湿室ＭＲは、開口部ＭＲ１が断熱壁ＴＷを貫通して室内と連通している。この開口部ＭＲ１には、第１実施形態と同様に、透湿部材３０が設けられるが、この透湿部材３０は断熱壁ＴＷが貫通されていることの弊害をなくすべく、断熱性が規定値以上の素材によって構成されている。
さらに、第２実施形態において排水機構４０は、第１実施形態と同様にゴムリップシールによって構成されているが、水を断熱壁ＴＷ側でなく、区画部材ＰＭの室内側板材７２に流下させるようになっている。
次に、図４を参照して、第２実施形態に係る除湿構造体２の作用を説明する。
区画部材ＰＭは、太陽日射にさらされることから一定量の太陽熱を吸収し、日中には温度が高くなる。特に太陽熱の集熱性能を上げるために外表面７１に太陽光選択吸収処理をしたり、更に断熱のための空気層を設けて透明部材６０でカバーするなどしてある場合にはさらに高温になる。よって、昼間には区画部材ＰＭを加熱して吸湿剤１０を加熱することができ、加熱によって吸湿剤１０を所定温度以上とすることができる。この結果、吸湿剤１０に疎水性を発揮させて放水させることができる。一方、夜間には、区画部材ＰＭが加熱されることなく吸湿剤１０を所定温度未満とすることができる。この結果、吸湿剤１０に親水性を発揮させて吸湿させることができる。
また、吸湿剤１０が放水して水が所定量以上となった場合、排水機構４０は水を室内側板材７２に流下させる。この水は、室内側板材７２を流下することで、室外まで排出される。また、流下する水は、空気通路ＡＲ内の空気によって気化させられる。
このようにして、第２実施形態に係る除湿構造体２によれば、第１実施形態と同様に、電力を要することなく、継続的な除湿を行うことができ、排水方向から吸湿してしまう事態を防止することができる。また、室内側からの吸湿を阻害し難く異物が吸湿室ＭＲに侵入してしまうことを防止することができると共に、室内側に冷房効果をもたらすことが可能となる。
さらに、第２実施形態によれば、区画部材ＰＭの室内側の面に流下させるため、排水機構４０から区画部材ＰＭに流下する排水を隠すことができ、美観の低下を抑制することができる。
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で適宜実施形態同士の技術を組み合わせてもよい。さらに、可能な範囲で公知又は周知の技術を組み合わせてもよい。
例えば、上記実施形態において吸湿剤１０は太陽光を受光して、又は太陽光により加熱された吸湿剤収納壁２０や区画部材ＰＭによって加熱されているが、これに限らず、例えば太陽光により加熱された熱媒等（加熱体）によって加熱されるようになっていてもよい。
さらに、上記区画部材ＰＭは窓体や壁材で構成されているが、これに限らず、室外と室内とを隔てるものであれば、例えば屋根材であってもよい。
さらに、第１実施形態において流下する水は太陽光を受光して気化し、第２実施形態において流下する水は空気通路ＡＲの空気によって気化するが、これに限らず、単に夏場の気温等によって気化するようになっていてもよい。
また、太陽光を受光して吸湿剤１０を加熱する場合、効率的に吸湿剤１０を所定温度以上とすべく、レンズやプリズム等の光学部材を備えるようにしてもよい。また、流下する水を気化させるためにレンズやプリズム等の光学部材を備えていてもよい。
１，２ ：除湿構造体
１０ ：吸湿剤
２０ ：吸湿剤収納壁（加熱体）
３０ ：透湿部材
４０ ：排水機構
ＭＲ ：吸湿室
ＭＲ１ ：開口部
ＭＲ２ ：排水口
ＰＭ ：区画部材（加熱体）

Claims (4)

  1. 所定温度以上で疎水性を発揮して放水し、前記所定温度未満で親水性を発揮して吸水する感温性を持つ吸湿剤と、
    前記吸湿剤が配置される吸湿室と、
    前記吸湿剤から放水されて前記吸湿室に溜まった水を排水する排水機構と、を備え、
    前記吸湿剤は、太陽熱又は太陽光によって加熱された加熱体からの熱を受領可能に設けられ、
    前記排水機構は、前記吸湿剤から放水されて前記吸湿室に溜まった水が所定量以上となるときに、その水の重みを利用して開放されて排水し、前記所定量未満であるときに閉塞状態となる弁機構である
    ことを特徴とする除湿構造体。
  2. 前記吸湿室と室内側とを接続する開口部に設けられ、湿気の通過を許容すると共に前記開口部を塞ぐ透湿部材をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の除湿構造体。
  3. 室内と室外とを隔てる区画部材をさらに備え、
    前記排水機構は、排水した水を前記区画部材に流下させる
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の除湿構造体。
  4. 前記排水機構は、排水した水を前記区画部材の室内側の面に流下させる
    ことを特徴とする請求項３に記載の除湿構造体。
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