JP5241693B2 - デシカントシステム - Google Patents

Description

本発明は、装置の小型化及び水分吸脱着の高効率化を図ったデシカントシステムに関する。

従来より、図１４に示されるように、外気の供給および室内空気の排気を併行して行うために一方側ダクト５１と他方側ダクト５２とを独立的に形成し、これら一方側ダクト５１と他方側ダクト５２とが近接する部位において、両ダクト間に跨るとともに、両ダクトが接続されたケーシング内に吸着材を内蔵した回転式デシカントロータ５３と、両ダクトが接続されたケーシング内に蓄熱体を内蔵した回転式顕熱ロータ５４とを配設したデシカントシステム５０が知られている。前記デシカントロータ５３及び顕熱ロータ５４はそれぞれ、中心部をダクト方向に沿って設けられた回転軸によって回転自在に支持され、各ダクトを流通する空気が端面側からロータ内部に流入し各ロータを厚み方向に通過するようになっている。かかるデシカントシステム５０は、例えば、夏季運転の場合、一方側ダクト５１の給気路では、高温多湿の外気がデシカントロータ５３に供給され水分吸着が行われた後、顕熱ロータ５４にて冷却されて室内に供給され、他方側ダクト５２の排気路では、室内空気が顕熱ロータ５４によって加熱され、デシカントロータ５３によって水分脱着を行った後、室外へ排気される流路構成となっている。

また下記特許文献１では、上記デシカントシステム５０に対する以下の欠点、すなわち、(1)デシカントロータ５３が縦型に配置されており、このデシカントロータ５３が比較的大きなものであることから、このデシカントシステム５０が縦方向に大きなものとなる、(2)そのため、デシカントシステム５０を薄型にすることができず、例えば、戸建て住宅の天井裏など狭い場所に設置することができない、(3)一方、デシカントロータ５３を小さくすることで空調装置本体の小型化を図ろうとすると、除湿能力が低下して十分な除湿能力が確保されない、等の問題点を解決するため、図１５に示されるように、デシカントロータ５３及び顕熱ロータ５４を略水平姿勢に支持した状態で回転駆動されるデシカント調湿機５５が提案されている。

特開２００３−７４９０６号公報

上記特許文献１記載のデシカント調湿機５５では、デシカントロータ５３及び顕熱ロータ５４を横置きとしたため、高さ方向に薄くなり、装置を小型化することができる一方で、図１６に示されるように、空気は従来と同様にデシカントロータ５３の端面を通じて厚み方向に通過するため、デシカント調湿機５５に供給される水平方向の空気流れを、デシカントロータ通過時に垂直方向に変化させ、さらにその後水平方向の空気流れに戻すという流路を形成しなければならず、空気の流れ方向が急激に変化することによる圧力損失の増加や構造の複雑化などが問題となっていた。

また、従来のデシカントシステムでは、前述の通り、デシカントロータが縦置きとされ、空気がデシカントロータの端面を通じて厚み方向に通過するため、デシカントシステムが大型化するとともに、内蔵された吸着材による水分吸着の性能確保のためには、デシカントロータの厚さ（吸着領域の流路方向長さ）は、回転速度、吸着材の材料特性、水分吸着量、再生温度等を考慮して定められる一定以上の厚さを確保する必要があった。

さらに、従来のデシカントシステム５０では、図１４に示されるように、デシカントロータ５３に内蔵された吸着材の水分吸着に伴う吸着熱によりデシカントロータ５３を通過した空気が加熱されるため、デシカントロータ５３の後段に顕熱ロータ５４を設け、室内空気との間で顕熱交換することにより室内への供給空気の温度を低下させる必要があった。

そこで本発明の主たる課題は、圧力損失の増加や構造の複雑化が生じることなく薄型化による装置の小型化を図るとともに、水分吸脱着の高効率化を図ることにある。

上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、内部に中空部が形成され、外周面、内周面、上面及び下面を有する環状形デシカントロータを用いたデシカントシステムであって、
前記デシカントロータは、吸着材が塗布、含浸又は接着された多数の仕切板が半径方向に沿うとともに、周方向に間隔を空けて全周に亘って配置されることにより外周面及び内周面を流出入口とする流路が形成されるとともに、前記中空部に、該中空部を直径方向に二分する隔壁を備え、
外気の供給及び室内空気の排気を併行して行うために、一方側ダクトと他方側ダクトとが近接する部位において両ダクト間に跨るように前記デシカントロータを配設し、 前記隔壁をダクト方向と平行する方向に配向し、外気を前記一方側ダクトから前記デシカントロータを経由して室内に供給するとともに、室内空気を前記他方側ダクトから前記デシカントロータを経由して室外に排出し、前記デシカントロータを前記一方側ダクトにおいて室内側から室外側に向けて回転させ、且つ前記他方側ダクトにおいて室外側から室内側に向けて回転させることにより、前記デシカントロータでは、前記一方側ダクトにおいて前段側で潜熱交換が行われ、後段側で潜熱交換及び顕熱交換が行われるとともに、前記他方側ダクトにおいて前段側で潜熱交換が行われ、後段側で潜熱交換及び顕熱交換が行われることを特徴とするデシカントシステムが提供される。

上記請求項１記載の発明は、第１形態例に係るデシカントロータを用いたデシカントシステムであって、内部に中空部が形成され、外周面、内周面、上面及び下面を有する環状形デシカントロータを用いている。このデシカントロータでは、吸着材が塗布、含浸又は接着された多数の仕切板が半径方向に沿うとともに、周方向に間隔を空けて全周に亘って配置されることにより外周面及び内周面を流出入口とする流路が形成されるとともに、前記中空部に、該中空部を直径方向に二分する隔壁が備えられているため、外周面から流入した空気は前記仕切板に塗布、含浸又は接着された吸着材と水分交換が行われた後、前記隔壁で二分された中空部を通過して、さらに前記仕切板に塗布、含浸又は接着された吸着材と水分交換が行われ反対側の外周面から流出する。このように流路に対してデシカントロータを横置きで配置することができるため、デシカントロータの薄型化による装置の小型化が図れるとともに、このような横置きとした場合でも流路を複雑に変化させる必要が無く、圧力損失の増加や構造の複雑化を生じることがなくなる。

また、外周面及び内周面を流出入口とする流路が形成されるため、流通空気と吸着材との接触長さ（吸着領域の流路方向長さ）を長くすることができ、吸着材の利用効率が向上するとともに、水分吸脱着の高効率化を図ることができるようになる。

また、上記請求項１記載の本発明は、外気の供給及び室内空気の排気を併行して行う換気モードの場合のデシカントシステムである。この場合、前記隔壁をダクト方向と平行する方向に配向することによって、外気を前記一方側ダクトから前記デシカントロータを経由して室内に供給するとともに、室内空気を前記他方側ダクトから前記デシカントロータを経由して室外に排出する流路を形成する。そして、デシカントロータの回転方向として、デシカントロータを一方側ダクトにおいて室内側から室外側に向けて回転させ、且つ他方側ダクトにおいて室外側から室内側に向けて回転させる。これにより、デシカントロータでは、一方側ダクトにおいて前段側（室外側）で潜熱交換が行われ、後段側（室内側）で潜熱交換及び顕熱交換が行われる。

具体的には、外気を室内に供給する給気ダクト（一方側ダクト）では、デシカントロータの前段側において、夏季運転時には吸着材への水分吸着（空気の除湿）とそれに伴う潜熱加熱が行われ、冬季運転時には吸着材の水分脱着（空気の加湿）とそれに伴う潜熱冷却が行われ、後段側において、夏季運転時には吸着材への水分吸着（空気の除湿）が行われると同時に、後述する排気ダクトの前段側で室内空気によって冷却されたデシカントロータが給気ダクト側に回転して顕熱冷却が行われ、冬季運転時には吸着材の水分脱着（空気の加湿）が行われると同時に、後述する排気ダクトの前段側で室内空気によって加熱されたデシカントロータが給気ダクト側に回転して顕熱加熱が行われる。この結果、室内に供給される空気は、室内温度に近い状態まで調整される。

一方、室内空気を室外に排出する排気ダクト（他方側ダクト）では、デシカントロータの前段側において、夏季運転時には吸着材の水分脱着（再生）とそれに伴う潜熱冷却が行われ、冬季運転時には吸着材への水分吸着とそれに伴う潜熱加熱が行われ、後段側において、夏季運転時には吸着材の水分脱着（再生）が行われると同時に、前述の給気ダクトの前段側で水分吸着に伴って潜熱加熱されたデシカントロータが排気ダクト側に回転して顕熱加熱（デシカントロータの冷却）が行われ、冬季運転時には吸着材への水分吸着が行われると同時に、前述の給気ダクトの前段側で水分脱着に伴って潜熱冷却されたデシカントロータが排気ダクト側に回転して顕熱冷却（デシカントロータの加熱）が行われる。

このように、本デシカントシステムでは、各ダクトに介在するデシカントロータの後段側で潜熱交換と同時に顕熱交換が行われるため、従来のデシカントシステムのようにデシカントロータと別に顕熱ロータを設ける必要が無くなり、システムの小型化が図れるとともに、水分吸脱着の高効率化が図れるようになる。

請求項２に係る本発明として、内部に中空部が形成され、外周面、内周面、上面及び下面を有する環状形デシカントロータを用いたデシカントシステムであって、
前記デシカントロータは、吸着材が塗布、含浸又は接着された多数の仕切板が半径方向に沿うとともに、周方向に間隔を空けて全周に亘って配置されることにより外周面及び内周面を流出入口とする流路が形成されるとともに、前記中空部に、該中空部を直径方向に二分する隔壁を備え、
高湿度側から低湿度側への湿度の移動を行うために、一方側ダクトと他方側ダクトとが近接する部位において両ダクト間に跨るように前記デシカントロータを配設し、 前記隔壁をダクト方向と直交する方向に配向し、高湿度側の空気を前記一方側ダクトから前記デシカントロータを経由して前記他方側ダクトを通って高湿度側に戻すとともに、低湿度側の空気を前記他方側ダクトから前記デシカントロータを経由して前記一方側ダクトを通って低湿度側に戻し、前記デシカントロータを前記一方側ダクトにおいて高湿度側から低湿度側に向けて回転させ、且つ前記他方側ダクトにおいて低湿度側から高湿度側に向けて回転させることにより、前記デシカントロータでは、高湿度側において水分吸着が行われ、低湿度側において水分脱着が行われることを特徴とするデシカントシステムが提供される。

上記請求項２記載の発明は、高湿度側から低湿度側への湿度の移動を行う湿度交換モードの場合のデシカントシステムである。具体的には、洗濯物等の被乾燥物を乾燥室で乾燥する場合又は冬季の浴室内温度を維持しながら湿分のみを排気する場合などに好適に用いられる。この場合、前記隔壁をダクト方向と直交する方向に配向することによって、高湿度側の空気を前記一方側ダクトから前記デシカントロータを経由して前記他方側ダクトを通って高湿度側に戻すとともに、低湿度側の空気を前記他方側ダクトから前記デシカントロータを経由して前記一方側ダクトを通って低湿度側に戻す流路を形成する。そして、デシカントロータの回転方向として、一方側ダクトにおいて高湿度側から低湿度側に向けて回転させ、且つ他方側ダクトにおいて低湿度側から高湿度側に向けて回転させる。これにより、デシカントロータでは、高湿度側において水分吸着が行われ、低湿度側において水分脱着が行われるため、高湿度側から低湿度側へ水分のみを移動させることが可能となる。

請求項３に係る本発明として、前記隔壁は、配向方向を９０°毎に切換可能とされ、
前記隔壁の配向方向を９０°回動させるとともに、前記デシカントロータの回転方向を逆転させることにより、請求項１記載のデシカントシステムと請求項２記載のデシカントシステムとを切換可能としてあることを特徴とするデシカントシステムが提供される。

上記請求項３記載の発明は、前記隔壁の配向方向を９０°回動させるとともに、前記デシカントロータの回転方向を逆転させることにより、請求項１記載の換気モードと、請求項２記載の湿度交換モードとを切換可能としたものである。

以上詳説のとおり本発明によれば、圧力損失の増加や構造の複雑化を生じることなく薄型化による装置の小型化が図れるとともに、水分吸脱着の高効率化が図れるようになる。

第１形態例に係るデシカントシステム１（換気モード：夏季運転時）の水平断面図である。 第１形態例に係るデシカントシステム１（換気モード：冬季運転時）の水平断面図である。 第１形態例に係るデシカントロータ２の斜視図である。 デシカント部６の一部拡大斜視図である。 夏季運転時の空気線図である。 冬季運転時の空気線図である。 デシカントシステム１（湿度交換モード）の水平断面図である。 図７の空気線図である。 参考的形態例に係るデシカントシステム１（換気モード：夏季運転時）の水平断面図である。 参考的形態例に係るデシカントシステム１（換気モード：冬季運転時）の水平断面図である。 参考的形態例に係るデシカントロータ２の斜視図である。 参考的形態例に係るデシカントロータ２の縦断面図である。 デシカントシステム１（湿度交換モード）の水平断面図である。 従来のデシカントシステム５０の構成図である。 従来のデシカント調湿機５５の斜視図である。 従来のデシカント調湿機５５の縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

本発明に係るデシカントシステム１は、図１及び図９などに示されるように、一方側ダクト３と他方側ダクト４とが近接する部位において、両ダクト３、４間に跨るようにデシカントロータ２が配設されたものである。

以下、前記デシカントロータ２の構造によって２つの形態例に分けて説明する。
〔第１形態例〕
〈デシカントロータ２の構造〉
第１形態例に係るデシカントロータ２は、図３に示されるように、内部に中空部８が形成され、外周面２ａ、内周面２ｂ、上面２ｃ及び下面２ｄを有する環状形デシカントロータである。

本デシカントロータ２は、吸着材５が塗布、含浸又は接着された多数の仕切板１０、１０…が前記環状部分の半径方向に沿うとともに、周方向に間隔を空けて全周に亘って配置されることにより外周面２ａ及び内周面２ｂを流出入口とする流路が形成されるとともに、前記中空部８に、該中空部８を直径方向に二分する隔壁７が備えられている。

このように、本デシカントロータ２は、外周面２ａ及び内周面２ｂを流出入口とするため、流路に対して横置きで配置することができ、従来のデシカントロータのように端面（上下面）を流出入口とした縦置きとしたものより、格段に高さ方向に薄型化することができ、装置の小型化を図ることができるようになる。また、このような横置きとした場合でも、流路を複雑に変化させる必要が無く、圧力損失の増加や構造の複雑化が生じない。

また、デシカントロータ２が横置きとされ、外周面２ａ及び内周面２ｂを流出入口とするため、流通空気と吸着材５との接触長さ（吸着領域の流路方向長さ）が長くなり、吸着材の利用効率が向上するとともに、水分吸脱着の高効率化が図れるようになる。

前記デシカントロータ２の構造について更に詳細に説明すると、前記上面２ｃ及び下面２ｄは、少なくとも環状部分において通気性が遮断された平面状に形成されている。これら上下面２ｃ、２ｄに跨って多数の仕切板１０、１０…が半径方向に沿うとともに、周方向に間隔を空けて全周に亘って配置されている。この環状部分は、中心部に回転軸を設けこの回転軸の回転駆動や、外周面又は上下面と接触するローラの回転駆動などによって、所定の回転速度で連続的に回転している。

かかるデシカントロータ２を、一方側ダクトと他方側ダクトとが近接する部位において両ダクト間に跨るように配設すると、中空部８を介して前段側（上流側）と後段側（下流側）の２箇所に水分の吸脱着領域が形成されるため、水分吸脱着の高効率化を図ることができるようになる。

前記デシカントロータ２は、流通空気と吸着材５との接触長さ（吸着領域の流路方向長さ）を所定長さ確保するため、外周面２ａの直径が、内周面２ｂの直径（中空部８の外径）に対して１．３〜２倍、好ましくは１．５倍程度で形成するようにする。

前記仕切板１０は、図４に示されるように、デシカントロータ２の環状部分に対して半径方向に沿って周方向に間隔を開けて配設される平板状仕切板１０ａと、この隣接する平板状仕切板１０ａ、１０ａ間に配設され、断面形状を波形、三角形、四角形又は多角形などにコルゲート加工されたコルゲート状仕切板１０ｂとから構成され、これによって中空部８に連通する多数の開孔１０ｃ、１０ｃ…が形成されている。このような構造により、少ない圧力損失で空気との接触面積を増大させることができる。なお、前記コルゲート状仕切板１０ｂを省略してスリット状の連通溝としても良いし、一般的なハニカム構造によって前記開孔１０ｃを形成しても良い。

なお、環状形デシカントロータに対して前記仕切板１０が半径方向に沿って放射状に設けられるため、中空部８に連通する多数の開孔１０ｃは、デシカント部６の外周面側から内周面側に向けて断面積が漸次小さくなる。その結果、前記開孔１０ｃを通過する空気の流速は、外周面側から内周面側に向けて漸次増加し、逆に内周面側から外周面側に向けて漸次減少するようになる。

前記吸着材５としては、従来より公知のシリカゲル、ゼオライト、高分子収着材などを使用することができる。かかる吸着材は、粉粒状とされ、紙又は樹脂膜からなる基材の両面に、接着剤等による接着又はバインダーとの混合物の塗布又は含浸により固定されている。前記吸着材５は、仕切板に塗布、含浸又は接着することに代えて、仕切板１０間に充填する充填型吸着材を使用しても良い。このとき、必要に応じて通気性を確保するために例えば中空状の充填物を併用することができる。この場合、デシカントロータ２の外周面及び内周面は、除湿材及び充填物の外形寸法より小さな開口を有する通気性の膜又は網により塞がれる。

前記隔壁７は、前記中空部８に対してほぼ隙間無く、該中空部８を直径方向に二分するように配設され、空気や水分を透過しない素材によって構成されている。この隔壁７は、デシカントロータ２の前記環状部分が回転中においても、前記ダクト３、４に対して所定の配向方向に固定的に設けられ、各ダクト３、４の空気の流れを一定の方向に制御している。また、後段で詳述する運転モードの切り換えのため、隔壁７の配向方向が９０°毎に切換可能となっている。
〈運転モード〉
次に、上述のデシカントロータ２を用いたデシカントシステム１の運転モードについて説明する。本デシカントシステム１では、外気の供給及び室内空気の排気を併行して行う換気モード及び高湿度側から低湿度側への湿度の移動を行う湿度交換モードの運転が可能となっている。

（換気モード）
換気モードでは、外気の供給及び室内空気の排気が併行して行われ、新鮮な外気を夏季には除湿し、冬季には加湿して室内に供給することによって、夏季にはエアコン・除湿器等の除湿負荷を低減し、冬季には加湿器等の加湿負荷を低減することができるようにしたものである。

この換気モードにおいては、図１及び図２に示されるように、前記隔壁７をダクト３、４のダクト方向と平行する方向に配向し、外気を前記一方側ダクト３（給気ダクト３）からデシカントロータ２を経由して室内に供給するとともに、室内空気を前記他方側ダクト４（排気ダクト４）からデシカントロータ２を経由して室外に排出する流路を形成する。そして、デシカントロータ２の回転方向として、給気ダクト３において室内側から室外側に向けて回転し、且つ排気ダクト４において室外側から室内側に向けて回転する方向に回転させる。

以上の構成からなるデシカントシステム１の運転状態について、具体的な空気線図を例に、夏季運転時（図１及び図５）及び冬季運転時（図２及び図６）に分けて説明する。

先ず夏季運転時について説明すると、図１及び図５に示されるように、給気ダクト３を通って供給される高温多湿の外気（ａ点）は、前段側（室外側）のデシカントロータ２を通過した後、隔壁７で仕切られた一方側の中空部８ａに導入される（ｂ点）。この前段側デシカントロータ６ａを通過しながら、吸着材への水分吸着（空気の除湿）が行われるとともに、この水分吸着に伴う吸着潜熱によって空気及び前段側デシカントロータ６ａの構成部材が加熱される。その後、中空部８ａの空気（ｂ点）は、給気ダクト３の後段側（室内側）に位置する後段側デシカントロータ６ｂを通過した後、室内に供給される（ｃ点）。この後段側デシカントロータ６ｂを通過しながら、後述する排気ダクト４の前段側デシカントロータ６ｃで冷却されたデシカントロータ６ｃが給気ダクト３側に回転して顕熱交換が行われる。この結果、室内に供給される空気（ｃ点）は、室内温度に近い状態まで冷却される。前述の排気ダクト４の前段側デシカントロータ６ｃは、給気ダクト３の後段側デシカントロータ６ｂにおける水分吸着を促進するためのパージ領域としても作用し、給気ダクト３での水分吸着の効率化が図られるとともに、従来のデシカントロータで効率的な吸着を行うのに必要であったパージ領域を省略することができ、システムの簡略化が図れるようになる。

他方、排気ダクト４を流通する相対的に低温低湿の室内空気（ｄ点）は、排気ダクト４の前段側デシカントロータ６ｃを通過した後、隔壁７で仕切られた他方側の中空部８ｂに導入される（ｅ点）。この前段側デシカントロータ６ｃを通過しながら、室内空気は、加湿（吸着材の水分脱着）が行われるとともに、この水分脱着に伴う蒸発潜熱によって空気及び前段側デシカントロータ６ｃの構成部材が冷却される。なお、冷却された前段側デシカントロータ６ｃは、給気ダクト３の下流側に回転することにより、前述の通り給気ダクト３を流通する空気の冷却源となる。その後、中空部８ｂの空気（ｅ点）は、排気ダクト３の後段側デシカントロータ６ｄを通過した後、室外に排気される（ｆ点）。この後段側デシカントロータ６ｄを通過しながら、前述した給気ダクト３の前段側デシカントロータ６ａで加熱されたデシカントロータの構成部材との間で顕熱交換が行われデシカントロータ構成部材が冷却される。

次に、冬季運転時の空気の状態について、図２及び図６に基づいて詳述する。流路構成は、上記夏季運転時と同様であるから、空気の状態について説明する。低温低湿の外気（ａ点）は、前段側デシカントロータ６ａを通過しながら、加湿（吸着材の水分脱着）が行われるとともに、この水分脱着に伴う蒸発潜熱によって空気及び前段側デシカントロータ６ａの構成部材が冷却される。その後、後段側デシカントロータ６ｂを通過しながら、後述する排気ダクト４の前段側デシカントロータ６ｃで加熱され、給気ダクト３側に回転したロータ部分によって顕熱加熱が行われ、室内温度に近い状態まで加熱される（ｃ点）。

他方、排気ダクト４では、室内空気（ｄ点）は、前段側デシカントロータ６ｃを通過しながら、室内空気は、除湿（吸着材の水分吸着）が行われるとともに、この水分吸着に伴う蒸発熱によって空気及び前段側デシカントロータ６ｃの構成部材が加熱される。なお、この加熱された前段側デシカントロータ６ｃは、給気ダクト３の下流側に回転することにより、前述の通り給気ダクト３を流通する空気の加熱源となる。その後、後段側デシカントロータ６ｄを通過しながら、除湿（吸着材の水分吸着）が行われるとともに、顕熱冷却が行われる。

（湿度交換モード）
湿度交換モードは、高湿度側から低湿度側への湿度の移動を行うことを目的としたものであり、具体的には、洗濯物等の被乾燥物を乾燥室で乾燥する場合又は冬季の浴室内温度を維持しながら湿分のみを排気する場合などに好適に用いられ、高湿度側の水分をデシカントロータ通過時に吸着材に吸着させると同時に、これに伴う吸着潜熱によって加熱された空気を高湿度側に戻すことにより、被乾燥物の効率的な乾燥又は浴室内温度の維持を可能としたものである。

湿度交換モードにおいては、図７に示されるように、隔壁７をダクト３、４のダクト方向と直交する方向に配向することによって、高湿度側の空気を一方側ダクト３からデシカントロータ２を経由して他方側ダクト４を通って高湿度側に戻すとともに、低湿度側の空気を他方側ダクト４からデシカントロータ２を経由して一方側ダクト３を通って低湿度側に戻す流路を形成する。そして、デシカントロータ２の回転方向として、一方側ダクト３において高湿度側から低湿度側に向けて回転し、且つ他方側ダクト４において低湿度側から高湿度側に向けて回転する方向に回転させる。

以上の構成からなるデシカントシステム１の運転状態について、具体的な空気線図（図８）を例に説明する。高湿度側の空気（ａ点）は、一方側ダクト３を通って、デシカントロータ２の一方側ダクト３に位置する前段側デシカントロータ６ａを通過した後、隔壁７で仕切られた高湿度側の中空部８ａに導入される（ｂ点）。この前段側デシカントロータ６ａを通過しながら、吸着材に水分吸着（空気の除湿）が行われるとともに、この水分吸着に伴う吸着潜熱によって空気及びデシカントロータ６ａの構成部材が加熱される。その後、中空部８ａの空気（ｂ点）は、他方側ダクト４に位置する後段側デシカントロータ６ｂを通過した後、高湿度側に戻される（ｃ点）。この後段側デシカントロータ６ｂを通過しながら吸着材に水分吸着（空気の除湿）が行われる。

他方、低湿度側の空気（ｄ点）は、他方側ダクト４を通って、デシカントロータ２の他方側ダクト４に位置する前段側デシカントロータ６ｃを通過した後、隔壁７で仕切られた低湿度側の中空部８ｂに導入される（ｅ点）。この前段側デシカントロータ６ｃを通過しながら、吸着材の水分脱着が行われるとともに、水分脱着に伴う蒸発潜熱によって空気及びデシカントロータ６ｃの構成部材が冷却される。なお、この冷却されたデシカントロータ６ｃは、高湿度側に回転移動することにより、前述の高湿度側空気の冷却源となる。その後、中空部８ｂの空気（ｅ点）は、一方側ダクト３に位置する後段側デシカントロータ６ｄを通過した後、低湿度側に戻される（ｆ点）。この後段側デシカントロータ６ｄを通過しながら、吸着材の水分脱着が行われる。

上述の換気モードと湿度交換モードとは、隔壁７の配向方向を９０°回動させるとともに、前記デシカントロータ２の回転方向を逆転させることにより、容易に切換可能となっている。

〔参考的形態例〕
〈デシカントロータ２の構造〉
参考的形態例に係るデシカントロータ２は、図９〜図１２に示されるように、外周面２ａ、上面２ｃ及び下面２ｄを有する円柱形デシカントロータである。本デシカントロータ２は、吸着材５が塗布、含浸又は接着された複数の円形板１２、１２…を固定軸１１に対し軸方向に間隔を空けて固設することにより上下面２ｃ、２ｄに平行な層状の流路が形成されるとともに、前記円形板１２、１２に挟まれた各空間内に、該空間を直径方向に二分する隔壁１３が備えられている。

このように、参考的形態例に係るデシカントロータ２においても、上記形態例と同様に、外周面２ａに層状の流路が形成されるため、流路に対して横置きで配置することができ、従来のデシカントロータのように端面（上下面）を流出入口とした縦置きとしたものより、格段に高さ方向に薄型化することができ、装置の小型化を図ることができるようになる。また、このような横置きとした場合でも、流路を複雑に変化させる必要が無く、圧力損失の増加や構造の複雑化が生じない。

また、デシカントロータ２が横置きとされ、外周面２ａを流出入口とするため、流通空気と吸着材５との接触長さ（吸着領域の流路方向長さ）が長くなり、吸着材の利用効率が向上するとともに、水分吸脱着の高効率化が図れるようになる。

特に本形態例では、前記円形板１２の面全体を吸脱着領域とすることができるため、水分吸脱着が効果的に行われるようになる。また、単純な構造により生産コストの削減、メンテナンスの容易化等を図ることができる。

前記デシカントロータ２の構造について更に詳細に説明すると、前記デシカントロータ２は、前記回転軸１１が回転モータなどの駆動装置によって回転駆動されることにより、該回転軸１１に固定された円形板１２、１２…が所定の回転速度で連続的に回転するようになっている。

前記隔壁１３は、前記デシカントロータ２の外側に設けられた固定用フレーム１３ａと、この固定用フレーム１３ａに固定され、前記円形板１２、１２に挟まれた各空間を直径方向に二分する複数の隔壁部材１３ｂ、１３ｂ…とから構成されている。この隔壁１３は、上記形態例と同様に、デシカントロータ２の回転中においても、前記ダクト３、４に対して所定の配向方向に固定的に設けられるとともに、運転モードの切り換えのため、配向方向を９０°毎に切換可能に設けられている。

〈運転モード〉
本参考的形態例に係るデシカントシステム１でも、上記形態例と同様に、前記換気モード及び湿度交換モードの運転が可能となっている。
（換気モード）
換気モードでは、図９及び図１０に示されるように、隔壁１３をダクト３、４のダクト方向と平行する方向に配向し、外気を一方側ダクト３（給気ダクト３）からデシカントロータ２を経由して室内に供給するとともに、室内空気を他方側ダクト４（排気ダクト４）からデシカントロータ２を経由して室外に排出する流路を形成する。そして、デシカントロータ２の回転方向として、給気ダクト３において室内側から室外側に向けて回転し、且つ排気ダクト４において室外側から室内側に向けて回転する方向に回転させる。

これによって、夏季運転時には、図９に示されるように、給気ダクト３に介在するデシカントロータ２の内、前段側（室外側）が上記形態例における前段側デシカントロータ６ａとして作用し、吸着材への水分吸着とそれに伴う潜熱加熱が行われ、後段側（室内側）が上記形態例における後段側デシカントロータ６ｂとして作用し、吸着材への水分吸着（空気の除湿）が行われると同時に、後述する排気ダクト４の前段側で室内空気によって冷却されたデシカントロータ６ｃが給気ダクト側に回転して顕熱冷却が行われる。

また、排気ダクト４に介在するデシカントロータ２の内、前段側（室内側）が上記形態例における前段側デシカントロータ６ｃとして作用し、吸着材の水分脱着（再生）とそれに伴う潜熱冷却が行われ、後段側（室外側）が上記形態例における後段側デシカントロータ６ｄとして作用し、吸着材の水分脱着（再生）が行われると同時に、前述の給気ダクトの前段側デシカントロータ６ａで水分吸着に伴って潜熱加熱されたデシカントロータが排気ダクト側に回転して顕熱加熱（デシカントロータの冷却）が行われる。

一方、冬季運転時には、図１０に示されるように、給気ダクト３に介在するデシカントロータ２の内、前段側（室外側）が上記形態例における前段側デシカントロータ６ａとして作用し、吸着材の水分脱着（空気の加湿）とそれに伴う潜熱冷却が行われ、後段側（室内側）が上記形態例における後段側デシカントロータ６ｂとして作用し、吸着材の水分脱着による空気の加湿が行われると同時に、後述する排気ダクト４の前段側で室内空気によって加熱されたデシカントロータが給気ダクト３がわに回転して顕熱加熱が行われる。

また、排気ダクト４に介在するデシカントロータ２の内、前段側（室内側）が上記形態例における前段側デシカントロータ６ｃとして作用し、吸着材への水分吸着とそれに伴う潜熱加熱が行われ、後段側（室外側）が上記形態例における後段側デシカントロータ６ｄとして作用し、吸着材への水分吸着が行われると同時に、前述の給気ダクトの前段側で水分脱着に伴って潜熱冷却されたデシカントロータ６ａが排気ダクト側に回転して顕熱冷却（デシカントロータの加熱）が行われる。

変わって、湿度交換モードでは、図１３に示されるように、隔壁１３をダクト３、４のダクト方向と直交する方向に配向することによって、高湿度側の空気を一方側ダクト３からデシカントロータ２を経由して他方側ダクト４を通って高湿度側に戻すとともに、低湿度側の空気を他方側ダクト４からデシカントロータ２を経由して一方側ダクト３を通って低湿度側に戻す流路を形成する。そしてデシカントロータ２の回転方向として、一方側ダクト３において高湿度側から低湿度側に向けて回転させ、且つ他方側ダクト４において低湿度側から高湿度側に向けて回転させる。

これによって、デシカントロータ２の内、高湿度側では水分吸着（空気の除湿）が行われ、低湿度側では水分脱着（空気の加湿）が行われる。

１…デシカントシステム、２…デシカントロータ、３…一方側ダクト（給気ダクト）、４…他方側ダクト（排気ダクト）、５…吸着材、６ａ・６ｃ…前段側デシカントロータ、６ｂ・６ｄ…後段側デシカントロータ、７・１３…隔壁、８…中空部、１０…仕切板、１１…回転軸、１２…円形板

Claims (3)

1. 内部に中空部が形成され、外周面、内周面、上面及び下面を有する環状形デシカントロータを用いたデシカントシステムであって、
   前記デシカントロータは、吸着材が塗布、含浸又は接着された多数の仕切板が半径方向に沿うとともに、周方向に間隔を空けて全周に亘って配置されることにより外周面及び内周面を流出入口とする流路が形成されるとともに、前記中空部に、該中空部を直径方向に二分する隔壁を備え、
   外気の供給及び室内空気の排気を併行して行うために、一方側ダクトと他方側ダクトとが近接する部位において両ダクト間に跨るように前記デシカントロータを配設し、 前記隔壁をダクト方向と平行する方向に配向し、外気を前記一方側ダクトから前記デシカントロータを経由して室内に供給するとともに、室内空気を前記他方側ダクトから前記デシカントロータを経由して室外に排出し、前記デシカントロータを前記一方側ダクトにおいて室内側から室外側に向けて回転させ、且つ前記他方側ダクトにおいて室外側から室内側に向けて回転させることにより、前記デシカントロータでは、前記一方側ダクトにおいて前段側で潜熱交換が行われ、後段側で潜熱交換及び顕熱交換が行われるとともに、前記他方側ダクトにおいて前段側で潜熱交換が行われ、後段側で潜熱交換及び顕熱交換が行われることを特徴とするデシカントシステム。
2. 内部に中空部が形成され、外周面、内周面、上面及び下面を有する環状形デシカントロータを用いたデシカントシステムであって、
   前記デシカントロータは、吸着材が塗布、含浸又は接着された多数の仕切板が半径方向に沿うとともに、周方向に間隔を空けて全周に亘って配置されることにより外周面及び内周面を流出入口とする流路が形成されるとともに、前記中空部に、該中空部を直径方向に二分する隔壁を備え、
   高湿度側から低湿度側への湿度の移動を行うために、一方側ダクトと他方側ダクトとが近接する部位において両ダクト間に跨るように前記デシカントロータを配設し、 前記隔壁をダクト方向と直交する方向に配向し、高湿度側の空気を前記一方側ダクトから前記デシカントロータを経由して前記他方側ダクトを通って高湿度側に戻すとともに、低湿度側の空気を前記他方側ダクトから前記デシカントロータを経由して前記一方側ダクトを通って低湿度側に戻し、前記デシカントロータを前記一方側ダクトにおいて高湿度側から低湿度側に向けて回転させ、且つ前記他方側ダクトにおいて低湿度側から高湿度側に向けて回転させることにより、前記デシカントロータでは、高湿度側において水分吸着が行われ、低湿度側において水分脱着が行われることを特徴とするデシカントシステム。
3. 前記隔壁は、配向方向を９０°毎に切換可能とされ、
   前記隔壁の配向方向を９０°回動させるとともに、前記デシカントロータの回転方向を逆転させることにより、請求項１記載のデシカントシステムと請求項２記載のデシカントシステムとを切換可能としてあることを特徴とするデシカントシステム。

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