JP7377348B2

JP7377348B2 - 調湿装置および調湿方法

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Publication number: JP7377348B2
Application number: JP2022515425A
Authority: JP
Inventors: 統津田; 昭康小柳津; 実土田
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2023-11-09
Anticipated expiration: 2041-04-15
Also published as: WO2021210627A1; JPWO2021210627A1

Description

本発明は調湿装置および調湿方法に関する。

従来、いくつかの除湿装置か提案されている。
特許文献１には、吸湿剤、ヒータおよびファンを内蔵し、除湿および乾燥・再生のための各々一対の給気口および排気口をそれぞれ同一円周上に有する円筒形のケーシングを備えた除湿装置において、給気口および排気口に対応する開口部を有する円筒形のカバーケースを回動自在に配設してなることを特徴とする除湿装置が記載されている。

また、特許文献２には、配電盤内を湿度管理するための除湿器であって、吸着剤をハウジング内に収容するとともに、該ハウジングに排気口及び吸気口を取り付け、該吸着剤を加熱するためのヒータ、該排気口及び該吸気口を開閉するための駆動系、および該ヒータの加熱と該駆動系を制御するための制御系を収容したことを特徴とする除湿器が記載されている。

さらに、特許文献３には、少なくとも自己発熱層と吸着層とをその積層に含み、前記自己発熱層と前記吸着層が熱伝導可能な態様で接続されている吸放湿用自己発熱性シート状物を備え、電極に通電するための通電回路を備える吸放湿装置が記載されている。

特開平５－２００２３５号公報特開２００１－３４７１２９号公報国際公開第２０１８／１３１５９１号パンフレット

調湿装置が備える除湿剤は速やかに再生し得ることが好ましい。また、調湿装置は、より速やかに構造物の内部空間（室内等）を調湿できることが好ましい。

本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。すなわち、構造物の内部空間（室内等）を速やかに調湿することが可能な調湿装置を提供することを目的とする。

本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の（１）～（９）である。
（１）除湿剤からなる除湿剤層を含む調湿部と、
気体が前記除湿剤層を通過するように送風することができる送風用ファンと、
除湿する空間を内部に含む構造物と、
前記調湿部とつながり、前記除湿剤層を通過した気体を前記構造物の内部の空間へ排出する給気口と、
前記送風用ファンとつながり、前記構造物の内部の空間の気体を吸い込む排気口と、
を有し、
前記構造物の鉛直方向の断面において、鉛直方向の両端から内側へ、前記構造物の鉛直方向の長さの２０％の範囲内である両端部に、各々、前記給気口と前記排気口とが存在する、
または、
前記構造物の鉛直方向の断面において、水平方向の両端から内側へ、前記構造物の水平方向の長さの２０％の範囲内である両端部に、各々、前記給気口と前記排気口と存在する、
調湿装置。
（２）前記調湿部が、さらに
通電することで発熱可能な金属繊維層と、
前記除湿剤層と前記金属繊維層とに挟まれ、前記金属繊維層の一方主面に接する第１絶縁層と、
を含み、
前記送風用ファンが、
前記金属繊維層、前記第１絶縁層および前記除湿剤層の順に、これらの層を気体が通過するように送風することができる、
上記（１）に記載の調湿装置。
（３）前記除湿剤が、粒子状または繊維状であって、低結晶性粘土と非晶質アルミニウム珪酸塩とからなる複合体、活性炭、活性白土、珪藻土、活性アルミナ、シリカゲルおよびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１つである、上記（１）または（２）に記載の調湿装置。
（４）さらに、前記除湿剤を収容する収容体を有する、上記（１）～（３）のいずれかに記載の調湿装置。
（５）前記調湿部が、さらに、前記金属繊維層の他方主面に接する第２絶縁層を含む、上記（２）～（４）のいずれかに記載の調湿装置。
（６）前記金属繊維層と前記第１絶縁層とが、耐熱性繊維および／または粘土によって固定されている、上記（２）～（５）のいずれかに記載の調湿装置。
（７）前記金属繊維層と前記第２絶縁層とが、耐熱性繊維および／または粘土によって固定されている、上記（５）または（６）に記載の調湿装置。
（８）上記（２）～（７）のいずれかに記載の調湿装置を用い、前記金属繊維層を通電させて発熱させ、発熱温度が１００～４００℃となるように、かつ、前記除湿剤層から排出された直後の気体温度が４０～３５０℃となるように前記送風用ファンを駆動して送風することによって、前記除湿剤を再生する再生工程と、
その後、前記送風用ファンを駆動することで前記構造物の内部の空間を調湿する調湿工程と、
を備える調湿方法。
（９）前記再生工程において、
前記除湿剤が、低結晶性粘土と非晶質アルミニウム珪酸塩とからなる粒子状の複合体であり、
前記金属繊維層を通電させて発熱させ、発熱温度が１００～２００℃となるように、かつ、前記除湿剤層から排出された直後の気体温度が４０～１５０℃となるように前記送風用ファンを駆動して送風することによって、前記除湿剤を再生する、
上記（８）に記載の調湿方法。

本発明によれば、構造物の内部空間（室内等）を速やかに調湿することが可能な調湿装置を提供することができる。

本発明の調湿装置の好適態様を示す鉛直方向の概略断面図である。本発明の調湿装置における調湿部および送風用ファンの好適態様を示す概略断面図である。金属繊維層の好適態様における概略表面図である。本発明の調湿装置における別の調湿部を示す概略断面図である。本発明の調湿装置における別の調湿部を組み付ける前の状態の例を表す概略斜視図である。本発明の調湿装置の別の好適態様を示す鉛直方向の概略断面図である。本発明の調湿装置のさらに別の好適態様を示す鉛直方向の概略断面図である。本発明の調湿装置のさらに別の好適態様を示す鉛直方向の概略断面図である。

本発明について説明する。
本発明は、除湿剤からなる除湿剤層を含む調湿部と、気体が前記除湿剤層を通過するように送風することができる送風用ファンと、除湿する空間を内部に含む構造物と、前記調湿部とつながり、前記除湿剤層を通過した気体を前記構造物の内部の空間へ排出する給気口と、前記送風用ファンとつながり、前記構造物の内部の気体を吸い込む排気口と、を有し、前記構造物の鉛直方向の断面において、鉛直方向の両端から内側へ、前記構造物の鉛直方向の長さの２０％の範囲内である両端部に、各々、前記給気口と前記排気口とが存在する、または、前記構造物の鉛直方向の断面において、水平方向の両端から内側へ、前記構造物の水平方向の長さの２０％の範囲内である両端部に、各々、前記給気口と前記排気口と存在する、調湿装置である。
このような調湿装置を、以下では「本発明の調湿装置」ともいう。

また、本発明の調湿装置は、前記調湿部が、さらに通電することで発熱可能な金属繊維層と、前記除湿剤層と前記金属繊維層とに挟まれ、前記金属繊維層の一方主面に接する第１絶縁層と、を含み、前記送風用ファンが、前記金属繊維層、前記第１絶縁層および前記除湿剤層の順に、これらの層を気体が通過するように送風することができることが好ましい。
つまり、本発明の調湿装置は、
除湿剤からなる除湿剤層、
通電することで発熱可能な金属繊維層、および
前記除湿剤層と前記金属繊維層とに挟まれ、前記金属繊維層の一方主面に接する第１絶縁層、
を含む調湿部と、
前記金属繊維層、前記第１絶縁層および前記除湿剤層の順に、これらの層を気体が通過するように送風することができる送風用ファンと、
除湿する空間を内部に含む構造物と、
前記調湿部とつながり、前記除湿剤層を通過した気体を前記構造物の内部の空間へ排出する給気口と、
前記送風用ファンとつながり、前記構造物の内部の空間の気体を吸い込む排気口と、
を有し、
前記構造物の鉛直方向の断面において、鉛直方向の両端から内側へ、前記構造物の鉛直方向の長さの２０％の範囲内である両端部に、各々、前記給気口と前記排気口とが存在する、
または、
前記構造物の鉛直方向の断面において、水平方向の両端から内側へ、前記構造物の水平方向の長さの２０％の範囲内である両端部に、各々、前記給気口と前記排気口と存在する、調質装置であることが好ましい。

また、本発明は、上記のような本発明の調湿装置の好適態様を用い、前記金属繊維層を通電させて発熱させ、発熱温度が１００～４００℃となるように、かつ、前記除湿剤層から排出された直後の気体温度が４０～３５０℃となるように前記送風用ファンを駆動して送風することによって、前記除湿剤を再生する再生工程と、その後、前記送風用ファンを駆動することで前記構造物の内部の空間を調湿する調湿工程と、を備える調湿方法である。
このような調湿方法を、以下では「本発明の調湿方法」ともいう。

＜本発明の調湿装置＞
本発明の調湿装置について、図を用いて説明する。
図１は、本発明の調湿装置を例示する概略断面図である。
図１において本発明の調湿装置１は、調湿部３と、送風用ファン５と、構造物８と、給気口９１と、排気口９２とを有する。

調湿部３は図１に示すように除湿剤層１０を含む。
調湿部３は図２に示すように除湿剤層１０と、第１絶縁層１２と、金属繊維層１４と、第２絶縁層１６とを、この順に重ねて固定したものであってよい。本発明の調湿装置において第１絶縁層１２、金属繊維層１４および第２絶縁層１６は必須ではないが、本発明の調湿装置は第１絶縁層１２および金属繊維層１４を有してよく、さらに第２絶縁層１６を有してよい。

＜除湿剤層＞
本発明の調湿装置１における除湿剤層１０について説明する。
除湿剤層１０は、除湿剤からなる。ただし、除湿剤層は除湿剤以外のものを１０質量％以下であれば含んでもよい。
除湿剤は従来公知のものを用いることができる。
除湿剤は、低結晶性粘土と非晶質アルミニウム珪酸塩とからなる複合体、活性炭、活性白土、珪藻土、活性アルミナ、シリカゲルおよびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１つであることが好ましく、低結晶性粘土と非晶質アルミニウム珪酸塩とからなる複合体であることがより好ましい。

また、除湿剤は、粒子状または繊維状であることが好ましく、粒子状であることがより好ましく、平均粒子径が０．０５～１０ｍｍ（好ましくは２～３ｍｍ）の粒子状であることがさらに好ましい。

除湿剤は、低結晶性粘土と非晶質アルミニウム珪酸塩とからなる複合体であって、かつ、粒子状であることが好ましい。

除湿剤層１０は除湿剤からなる層であり、例えば、除湿剤を層状に成形して得ることができる。また、除湿剤を箱状の収容体の内部に装入または充填することで、層状の除湿剤層１０とすることもできる。除湿剤を収容体に装入する態様については後述する。

除湿剤層１０の厚さは特に限定されないが１～５０ｍｍであることが好ましく、１０～４０ｍｍであることがより好ましく、２５ｍｍ程度であることがさらに好ましい。

ここで除湿剤層の厚さは、次のように求めるものとする。
調湿部の主面に垂直な方向における断面（図１、図２等）の写真を得た後、その写真において気体が流れる方向（図１の場合であれば鉛直方向）における除湿剤層の厚さを無作為に選択した１００か所にて測定し、それらの単純平均値を求める。そして、得られた平均値をその除湿剤層の厚さとする。
除湿剤を箱状の収容体の内部に最密装入または充填した場合は、収容体の主面に垂直な方向の断面における、気体が流れる方向の収容体の高さを除湿剤層の厚さとしてもよい。

＜金属繊維層＞
本発明の調湿装置１における金属繊維層１４について説明する。
本発明の調湿装置１は金属繊維層１４を備えなくてもよいが、図２に示す態様のように、金属繊維層１４を備えることが好ましい。
金属繊維層１４は通電することで発熱する。

金属繊維層１４を構成する金属繊維は、断面の等面積円相当径が１～１００μｍ（好ましくは５～２０μｍ）、長さが１～６０ｍｍの金属製の繊維であることが好ましい。
そして、金属繊維層１４は、このような金属製の繊維が無数に複雑に絡み合ってシート状に構成されたもの（金属繊維シート）であることが好ましい。

ここで、金属繊維層１４は通電するので、通電する程度に金属繊維同士は接している。また、金属繊維同士は接点においてつながっていることが好ましい。例えば高温にて焼結することで金属繊維の一部が溶けた後、凝固した履歴を有することで、金属繊維同士が接点において融着していることが好ましい。

金属繊維シートは耐熱性や耐薬品性が高いことからＳＵＳ繊維シートであることが好ましい。ＳＵＳ繊維シートとして、ステンレス繊維シート（例えばトミーファイレックＳＳ、巴川製紙所社製）が挙げられる。

金属繊維シートは坪量が２５ｇ／ｍ²以上であることが好ましく、４０ｇ／ｍ²以上であることが好ましい。また、１０００ｇ／ｍ²以下であることが好ましく、２００ｇ／ｍ²以下であることがより好ましく、７０ｇ／ｍ²以下であることがさらに好ましい。

金属繊維シートの厚さは１０～６００μｍであることが好ましく、２０～１５０μｍであることがより好ましく、可撓性や強度の観点から５０μｍ程度であることが好ましい。

なお、金属繊維層の厚さは、次のように求めるものとする。
調湿部の主面に垂直な方向における断面（図１、図２等）の拡大写真（２００倍）を得た後、その写真において気体が流れる方向（図１の場合であれば鉛直方向）における金属繊維層の厚さを無作為に選択した１００か所にて測定し、それらの単純平均値を求める。そして、得られた平均値をその金属繊維層の厚さとする。また、ＪＩＳＰ８１１８に準拠した方法でも求めることができる。

金属繊維シートの密度は０．８～５．０ｇ／ｃｍ³であることが好ましく、０．９～２．０ｇ／ｃｍ³であることがより好ましく、１．２ｇ／ｃｍ³程度であることが好ましい。
金属繊維シートの密度は、ＪＩＳＰ８１１８に従い、密度（ｇ／ｃｍ³）＝坪量（ｇ／ｍ²）／厚さ（ｍｍ）×１０００により求めることができる。（坪量は、ＪＩＳＰ８１２４に準拠）

金属繊維シートの占積率は５～５０％であることが好ましく、１０～３０％であることがより好ましく、２０％程度であることがさらに好ましい。
金属繊維シートの占積率は、無作為に選択した１０か所の金属繊維シートの断面の断面積を測定し、以下の式により各々の占積率を算出し、それらの単純平均値を金属繊維シートの占積率とした。
Ｗ＝Ｓｍ／Ｓｐ×１００
Ｗ：占積率
Ｓｐ：金属繊維シートの断面積
Ｓｍ：金属繊維シートの断面積中、金属繊維が占める面積

金属繊維シートのシート抵抗は４０～５００ｍΩ／□であることが好ましく、１５０～３５０ｍΩ／□であることがより好ましく、２８５ｍΩ／□程度であることがさらに好ましい。
金属繊維シートのシート抵抗は、二重リング電極法（ＪＩＳＫ６９１１）に準拠して測定した。

金属繊維シートは、乾式不織布の製造方法によっても、湿式抄造法によっても製造することができる。湿式抄造法によって製造する場合には、断面の等面積円相当径が１～１００μｍ、長さが１～６０ｍｍの無数の金属性の繊維を分散媒（水や有機溶媒等）内で撹拌した後、有機系の凝集剤等を加え、角形手漉き装置（例えば東洋精機社製）等を用いてシート化し、フェロタイプの乾燥装置を用いて坪量が５０～１１００ｇ／ｍ²の乾燥シートを得る。その後、４００～１３００℃で焼成すると金属繊維シートが得られる。なお、原則として、金属繊維シート内に有機系の凝集剤は残存しない。

金属繊維の材質は、通電することで発熱するものであれば特に限定されず、ステンレスであることが好ましいが、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｗ（タングステン）、ニクロムであってもよい。

金属繊維層１４の好適態様について、図３を用いて説明する。
図３は金属繊維層１４の主面の好適態様を示す図（概略図）である。
金属繊維層１４は、図３に示すように、通電した場合に、電気の入側（１４１）から出側（１４３）まで、概ね一定の幅の帯状の電気流路内を通電するようにパターニングされていることが好ましい。帯状の電気流路の幅は５～５０ｍｍであることが好ましい。帯状の電気流路内を通電させると、幅方向の電流密度が適切な範囲内となり、その結果、適切な程度に均等に発熱できるからである。
ここで金属繊維層のパターニングは、ファイバーレーザー、ＣＯ₂レーザー、トムソン刃のような物理的切断により行うことができる。

＜第１絶縁層＞
本発明の調湿装置１における第１絶縁層１２について説明する。
本発明の調湿装置１は第１絶縁層１２を備えなくてもよいが、図２に示す態様のように、第１絶縁層１２を備えることが好ましい。
第１絶縁層１２は、除湿剤層１０と金属繊維層１４とに挟まれている。そして、第１絶縁層１２の主面は金属繊維層１４の一方主面に接している。第１絶縁層１２と除湿剤層１０とは主面同士が接していてもよいし、それらの間に別の層を有していてもよい。

第１絶縁層１２は、金属繊維層１４と他の層（除湿剤層１０等）を絶縁する役割を果たす。
このような役割を果たすものであれば第１絶縁層１２は特に限定されない。
第１絶縁層１２として、例えばガラス不織布、アルミナ不織布、有機繊維の不織布等を用いることができる。

第１絶縁層１２の厚さは特に限定されないが、１５～５００μｍであることが好ましく、３０～２００μｍであることがより好ましい。
なお、第１絶縁層１２の厚さは、前述の金属繊維層と同じ方法によって求めるものとする。

第１絶縁層１２は、金属繊維層１４と、耐熱性繊維および／または粘土によって固定されていることが好ましい。金属繊維層は通電することで温度が最大４００℃程度まで発熱する。通常の接着剤では、４００℃の高温に耐えられずに固定ができなくなる。また、直接金属繊維に接触するために絶縁体でなければならない。耐熱性があり、絶縁体である材料として、耐熱性繊維、粘土材料が好適である。加えて、繊維形状であることにより、金属繊維層の金属繊維と物理的な絡みが生じ、固定の際の強度を確保することができるのでより好ましい。また、粘土は溶媒に分散させた粘土溶液として利用することで、部分的な接着の際には有用である。第１絶縁層および金属繊維層は通常、多孔質であるために、粘土溶液を塗布して乾燥させる際に溶媒が容易に除去されて第１絶縁層と金属繊維層を固定できるので好適に用いることができる。更に、耐熱性繊維と粘土溶液の複合剤であると、局所的な接合に適しており、かつ接合強度を確保できるのでより好ましい。
ここで耐熱性繊維として、例えば、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維、ポリアリレート繊維等が挙げられる。
また、粘土としては、例えば、雲母、バーミキュライト、モンモリロナイト、鉄モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト及びノントロナイトが挙げられる。

＜第２絶縁層＞
本発明の調湿装置において調湿部が金属繊維層および第１絶縁層を含む場合、調湿部は、さらに、金属繊維層の他方主面に接する第２絶縁層を含むことが好ましい。
図２に示す態様の調湿部３は、金属繊維層１４の一方主面に第１絶縁層１２を有し、さらに他方主面に第２絶縁層１６を有する態様である。

第２絶縁層１６の種類や厚さ等は、第１絶縁層１２と同様であってよい。

第２絶縁層１６は、第１絶縁層１２の場合と同様に、金属繊維層１４と耐熱性繊維および／または粘土によって固定されていることが好ましい。

＜送風用ファン＞
本発明の調湿装置１は上記のような調湿部３と、送風用ファン５とを有する。
送風用ファン５は、図１に示すように、配管等によって排気口９２につながっている。そして、排気口９２から吸い込んだ構造物８の内部の空間の気体が除湿剤層１０を通過するように送風することができる。

図２に示すような好適態様の場合、送風用ファン５は、調湿部３における第２絶縁層１６が存在する側に配置され、金属繊維層１４、第１絶縁層１２および除湿剤層１０の順に気体を通過させることができるものであれば特に限定されない。

送風用ファン５から送風された気体が除湿剤層１０の内部（好ましくは金属繊維層１４、第１絶縁層１２および除湿剤層１０の内部）を均一に流れるように、送風用ファン５が図１、図２に示すようにフード５１を備えることが好ましい。

送風用ファンとしては、除湿剤層１０を通過した直後の風速が０．０５ｍ／ｓ以上、好ましくは、０．３ｍ／ｓ以上の風速を出せるものが、速やかな調湿を実施する上で好ましい。このようなファンは特に限定されず一般的なファンを用いる事が出来る。

＜別の調湿部＞
次に、本発明の調湿装置における別の調湿部について、図４および図５を用いて説明する。
図４は、本発明の調湿装置における別の調湿部および送風用ファンを示す概略断面図である。
また、図５は図４に示した調湿部５２の作製方法の例を説明するための図（概略斜視図）であり、各層の組付け前の状態を示している。

図４および図５に示すように、調湿部５２は、除湿剤を収容する収容体６５としての役割を果たす型枠６５１およびそれを両面から挟む２つの耐熱性メッシュ６５３、６５５を有する。また、金属繊維層として役割を果たす金属繊維シート６９を有し、金属繊維シート６９と耐熱性メッシュ６５５とが、第１絶縁層６７を挟んでいる。さらに、金属繊維シート６９を第１絶縁層６７と共に挟み込むように第２絶縁層７１を有する。さらに別の絶縁層（第３絶縁層６３）が耐熱性メッシュ６５３の主面上に付いている。ここで金属繊維シート６９は、図３において示した態様のものの縁に枠を付けたものであってもよく、また、図５に示すように縁に複数の孔を有し、この孔にネジ等の連結手段を貫通させて他層と連結することが可能に構成されていてもよい。
なお、第３絶縁層６３は、第１絶縁層または第２絶縁層と同様のものであってよい。
そして、これら全層を、上枠６１と下枠７３とで挟み込んでいる。

ここで収容体６５を構成する型枠６５１は樹脂製、セラミック製、金属製を用いることができる。より好ましくは、加工性やコスト、耐熱性の面で金属製であることが好ましく、アルミニウム製、ステンレス製であることが更に好ましい。
型枠６５１の厚さは、除湿剤層の厚さと同様であってよい。

また、耐熱性メッシュ６５３、６５５は、耐熱性を備え、送風用ファン５４から発生した送風を通過させることができる態様のものであれば特に限定されないが、ステンレス等の金属からなる網状のものであることが好ましい。
耐熱性メッシュ６５３、６５５の厚さは特に限定されないが、０．０５～０．４ｍｍであることが好ましい。なお、耐熱性メッシュ６５３、６５５の厚さは除湿剤層の厚さと同様の方法によって測定する。

除湿剤層５６は、除湿剤を収容体６５の内部へ装入することで形成することができる。
例えば、型枠６５１の両主面に２つの耐熱性メッシュ６５３、６５５を貼り付ける際に、型枠６５１の内部へ除湿剤を装入すれば除湿剤層５６を形成することができる。
また、例えば、図５に示す態様の型枠６５１のように、側面等に孔６５７を形成しておき、型枠６５１の両主面に２つの耐熱性メッシュ６５３、６５５を貼り付けて収容体６５を形成した後に、孔６５７から収容体６５の内部へ除湿剤を装入し、その後、孔６５７に蓋をすることで除湿剤層５６を形成することができる。図５に示した態様の各層を密着させて固定した後に、孔６５７から収容体６５の内部へ除湿剤を装入してもよい。
ここで型枠６５１は、内部に装入した除湿剤が偏析し難くなるように桟６５９を有することが好ましい。桟６５９は図５に示すように格子状に配置されていることが好ましい。

上枠６１および下枠７３は、各々の層を固定するために用いるため、一定以上の剛性を備え、送風用ファン５４から発生した送風を通過させることができる態様のものであれば特に限定されない。上枠６１および下枠７３はステンレス等の金属からなるものであることが好ましい。

図４に示すように、送風用ファン５４からの送風が調湿部５２の主面全体に送られるように、送風用ファン５４はフード５４１を備えることが好ましい。

＜構造物＞
本発明の調湿装置１における構造物８について説明する。
構造物８は、除湿する空間を内部に含む。この空間を以下では内部空間ともいう。

構造物８は部屋（建築物）であってよい。この場合、部屋内（室内）が除湿する内部空間に相当する。
また、構造物８は容器であってよい。この場合、容器内が除湿する内部空間に相当する。
また、構造物８は台車の上に保護すべき物（例えば精密機器）を載置し、それを覆うように保護カバーを被せた態様のものであってもよい。この場合、台車と保護カバーと囲まれる空間、すなわち、保護すべき物が存在している空間が、除湿する内部空間に相当する。

構造物８の内部空間には、上記のように他の物（例えば精密機械）が存在していてもよい。

構造物８が含む内部空間は、給気口および排気口以外に外部とつながる経路がないことが好ましい。すなわち、構造物８が含む内部空間は密閉されていることが好ましい。

＜給気口、排気口＞
本発明の調湿装置１における給気口９１について説明する。
給気口９１は、除湿剤層１０を通過した後の気体を構造物８の内部空間へ排出するための孔である。通常、給気口９１は、図１に示すように、調湿部３の出側とつながる配管等の出口である。
また、給気口９１は、図１に示すように配管等によって調湿部３の出側とつながっている。ただし、配管等が存在せず、例えば調湿部３の出側が構造物８を構成する壁等に直結し、その壁等に給気口９１が形成されていて、その給気口９１から除湿剤層１０を通過した気体を構造物８の内部の空間へ排出してもよい。
また、後に図６を用いて説明する態様のように、給気口９１は構造物８を構成する壁等に形成されていなくてもよい。

調湿部３の出側と給気口９１とをつなぐ配管等には、調湿部３から排出された気体（除湿剤層１０を通過した気体）の構造物８の内部空間への供給量を調整するために、流量調整弁が設置されていてもよい。

本発明の調湿装置１における排気口９２について説明する。
排気口９２は、構造物８の内部空間の気体を吸い込むための孔である。排気口９２から吸い込まれた気体は送風用ファン５へ供給される。
通常、排気口９２は、図１に示すように、送風用ファン５の入側とつながる配管等の入口である。
また、排気口９２は、図１に示すように、配管等によって送風用ファン５の入側とつながっている。ただし、配管等が存在せず、送風用ファン５の入側が構造物８を構成する壁等に直結し、その壁等に排気口９２が形成されていて、その排気口９２から構造物８の内部空間の気体を吸い込んでもよい。
また、後に図６を用いて説明する態様のように、排気口９２は構造物８を構成する壁等に形成されていなくてもよい。

送風用ファン５の入側と排気口９２とをつなぐ配管等には、構造物８の内部空間から吸い込む気体の流量を調整するために、流量調整弁が設置されていてもよい。

また、図１に示した態様の本発明の調湿装置１では、調湿部３および送風用ファン５は構造物８の外に存在し、給気口９１および排気口９２が構造物８の側面の壁に形成されていて、各々、配管によって調湿部３の出側および送風用ファン５の入側につながれているが、図６に示す態様のように、調湿部３および送風用ファン５が構造物８の内部の空間に存在して、給気口９１および排気口９２が構造物８の壁等に形成されていなくてよい。
図６に示す態様では、送風用ファン５の入側が排気口９２を構成しており、調湿部３（除湿剤層１０）を通過した気体は、配管９５内を通過して構造物８の上部へ移動し、配管９５の出口である給気口９１から構造物８の内部の空間へ排出される。

本発明の調湿装置１において給気口９１と排気口９２とは離れて存在していて、構造物８の鉛直方向の断面において、鉛直方向の両端から内側へ、構造物８の鉛直方向の長さの２０％（好ましくは１５％、より好ましくは１０％）の範囲内である両端部に、各々、給気口９１と排気口９２とが存在するか、または、構造物８の鉛直方向の断面において、水平方向の両端から内側へ、構造物８の水平方向の長さの２０％（好ましくは１５％、より好ましくは１０％）の範囲内である両端部に、各々、給気口９１と排気口９２と存在する。
これについて図１および図６～図８を用いて説明する。

図１に示す本発明の調湿装置１の場合、構造物８の鉛直方向の断面において、鉛直方向の両端から鉛直方向へ内側に、構造物８の鉛直方向の長さ（図１においてはＬ₁）の２０％（図１においては０．２Ｌ₁）の範囲内である両端部（図１においては点線で囲まれている上端部α、下端部β）に、各々、給気口９１と排気口９２とが存在している。
ここで図１の給気口９１のように、給気口９１の少なくとも一部が両端部（図１の場合は上端部α）の範囲内に存在していればよい。
また、図１においては上端部αに給気口９１が存在し、下端部βに排気口９２が存在しているが、逆に上端部αに排気口９２が存在し、下端部βに給気口９１が存在していてもよい。

図６に示す本発明の調湿装置１の場合、構造物８の鉛直方向の断面において、鉛直方向の両端から鉛直方向へ内側に、構造物８の鉛直方向の長さ（図６においてはＬ₂）の２０％（図６においては０．２Ｌ₂）の範囲内である両端部（図６においては点線で囲まれている上端部α、下端部β）に、各々、給気口９１と排気口９２とが存在している。
また、図６においては上端部αに給気口９１が存在し、下端部βに排気口９２が存在しているが、逆に上端部αに排気口９２が存在し、下端部βに給気口９１が存在していてもよい。

図７に示す本発明の調湿装置１の場合、構造物８の鉛直方向の断面において、水平方向の両端から水平方向へ内側に、構造物８の水平方向の長さ（図７においてはＬ₃）の２０％（図７においては０．２Ｌ₃）の範囲内である両端部（図７においては点線で囲まれている左端部γ、右端部δ）に、各々、給気口９１と排気口９２とが存在している。
また、図７においては左端部γに給気口９１が存在し、右端部δに排気口９２が存在しているが、逆に左端部γに排気口９２が存在し、右端部δに給気口９１が存在していてもよい。

上記の図１および図６に示した本発明の調湿装置１は上端部α、下端部βに給気口９１、排気口９２が存在している場合であり、図７に示した本発明の調湿装置１は左端部γ、右端部δに給気口９１、排気口９２が存在している場合であるが、本発明の調湿装置はいずれかに該当していればよく、次に図８に示す態様のように、これらの両方に該当していてもよい。

図８に示す本発明の調湿装置１の場合、構造物８の鉛直方向の断面において、鉛直方向の両端から鉛直方向へ内側に、構造物８の鉛直方向の長さ（図８においてはＬ₄）の２０％（図８においては０．２Ｌ₄）の範囲内である両端部（図８においては点線で囲まれている上端部ε、下端部ζ）に、各々、給気口９１と排気口９２とが存在している。
また、図８に示す本発明の調湿装置１の場合、構造物８の鉛直方向の断面において、水平方向の両端から水平方向へ内側に、構造物８の水平方向の長さ（図８においてはＬ₅）の長さの２０％（図８においては０．２Ｌ₅）の範囲内である両端部（図８においては点線で囲まれている左端部η、右端部θ）に、各々、給気口９１と排気口９２とが存在している。
このような図８のような場合であっても、本発明の調湿装置に該当する。

＜本発明の調湿方法＞
次に、本発明の調湿方法について説明する。
本発明の調湿方法は、再生工程と、調湿工程とを備える。

＜再生工程＞
再生工程では、上記図２に示したような本発明の好適態様の調湿装置を用い、金属繊維層を通電させて発熱させ、発熱温度が１００～４００℃となるように、かつ、除湿剤層から排出された直後の気体温度が４０～３５０℃となるように送風用ファンを駆動して送風することによって、除湿剤を再生する工程である。

金属繊維層に通電すると、金属繊維層は発熱する。発熱温度は、金属繊維層の表面に熱電対を配置しておき、その温度を常時または断続的に測定することで把握することができる。
このようにして把握される発熱温度が１００～４００℃となるように調整する。

また、除湿剤層から排出された直後の気体温度が４０～３５０℃となるようにする。この温度を排出温度ともいう。
排出温度は、除湿剤層における第１絶縁層が存在しない側の表面（例えば図４、図５に示した態様であれば、第３絶縁層６３と耐熱性メッシュ６５３との間）に熱電対を配置しておき、その温度を常時または断続的に測定することで把握することができる。

上記の発熱温度および排出温度は、金属繊維層に通電させる通電量と、送風用ファンの出力との組み合わせを最適化することで、調整することができる。
例えば、送風用ファンの出力が高すぎると発熱温度が低くなる傾向がある。逆に、送風用ファンの出力が低すぎると、排出温度が高くなる傾向がある。

再生工程では、除湿剤として、低結晶性粘土と非晶質アルミニウム珪酸塩とからなる粒子状の複合体を用い、また、発熱温度を１００～２００℃とし、さらに、排出温度を４０～１５０℃となるようにして除湿剤を再生することが好ましい。この場合、より効率的に構造物の内部空間（室内等）を除湿し、所望の湿度に調整することができるからである。

このような再生工程によって、本発明の調湿装置における除湿剤を再生することができる。

＜調湿工程＞
上記のような再生工程によって除湿剤を再生した後の本発明の調湿装置を用いて、構造物の内部空間（室内等）を除湿する。
例えば図１または図６～図８に示した本発明の調湿装置における構造物の内部空間（室内等）に精密機械などを配置し、送風用ファンを駆動することによって、精密機械などが存在する内部空間の湿度を所望の値に調整することができる。

図４および図５に示した好適態様の除湿剤層および送風用ファンを用いた実験（実施例１～３）を行った。
ここで、調湿部５２における各層を密着させて固定する際に、第３絶縁層６３と耐熱性メッシュ６５３との間、および、金属繊維シート６９と第２絶縁層７１との間の２箇所に熱電対を埋め込み、当該箇所の温度を常時測定可能とした。

なお、除湿剤として、低結晶性粘土と非晶質アルミニウム珪酸塩とからなる粒子状の複合体を１．６８ｋｇ用いた。また、この複合体の平均粒子径は２～３ｍｍであった。
ここで、非晶質アルミニウムケイ酸塩と低結晶性層状粘土鉱物の複合体は、次のように合成したものを用いてもよい。
０．４Ｍオルトケイ酸ナトリウム水溶液１００ｍｌと、０．５Ｍ塩化アルミニウム水溶液１００ｍｌを混合し、１Ｎ水酸化ナトリウムをｐＨが６．５になるまで滴下した。次いで、その溶液を遠心分離し、脱塩処理を行い、純水を添加して全体を１Ｌとなるようにし調整した。調整した溶液を１８０℃、２４時間反応後、濾別して６０℃、２４時間乾燥し、目的の非晶質アルミニウムケイ酸塩と低結晶性層状粘土鉱物の複合体を得た。

また、型枠６５１として厚さが２５ｍｍのアルミニウム製のものを用いた。よって除湿剤層の厚さも２５ｍｍとなる。型枠６５１は、図５に示すように内部に格子状に桟６５９が配置されたものを用いた。格子の大きさは８０ｍｍ×８０ｍｍであり、格子の数は６個とした。また、型枠６５１は図５に示すように、側面に孔６５７を有しており、型枠６５１の両主面に２つの耐熱性メッシュ６５３、６５５を貼り付けて収容体６５を形成した後に、孔６５７から収容体６５の内部へ除湿剤を装入して、除湿剤層５６を形成した。

また、耐熱性メッシュ６５３、６５５として、ステンレス製メッシュ（６０メッシュ）を用いた。

また、金属繊維シートとして、厚さ５０μｍ、坪量５０ｇ／ｍ²、占積率１３％、シート抵抗２８５ｍΩ／□であるものを用いた。

また、第１絶縁層６７、第２絶縁層７１および第３絶縁層６３として、ガラス不織布を用いた。このガラス不織布は厚さ１３０μｍ、坪量２０ｇ／ｍ²のものである。

さらに、上枠６１および下枠７３はステンレス製のものを用いた。

＜実施例１＞
このような除湿剤層および送風用ファンを含む本発明の調湿装置を用いて室内を除湿した。金属繊維層を通電して発熱させ、送風用ファンを駆動し、出口風速０．３ｍ／ｓとしたところ、発熱温度が１５０℃、排出温度が１００℃となり、７５分程度で除湿剤の再生が可能であることが確認できた。

＜実施例２＞
上記の実施例１の場合と同様に、金属繊維層を通電して発熱させ、送風用ファンを駆動し、出口風速０．３ｍ／ｓとすることで発熱温度を１５０℃、排出温度を１００℃とした。そして、その状態で約２時間、放置して、除湿剤を再生した。
その後、本発明の調湿装置における送風用ファンを止め、金属繊維層も通電しない状態で２５℃、湿度４７％に調製した室内に１時間放置して、除湿剤に吸湿させた。そして、除湿剤の質量を測定したところ、除湿剤質量比で約２０％質量が増加した。これより再生後の除湿剤は約２０％の吸湿性能を備えることが確認できた。

その後、実施例１と同様の方法によって、再度、除湿剤の再生を行った。そして、除湿剤の質量を測定したところ、除湿剤の質量は、吸湿前とほぼ同一であった。すなわち、実施例１に示す再生方法によって、ほぼ全量の水分を除湿剤から分離できることが確認できた。

＜実施例３＞
上記の実施例１の場合と同様に、金属繊維層を通電して発熱させ、送風用ファンを駆動し、出口風速０．３ｍ／ｓとすることで発熱温度を１５０℃、排出温度を１００℃とした。そして、その状態で約２時間、放置して、除湿剤を再生した。
その後、本発明の調湿装置を２４．４℃、湿度５８％に調製した室内に置き、１時間駆動させて室内を除湿した。
その結果、１３分後には、室内の湿度は１５％にまで低下した。なお、室内温度は２９．７℃であった。

上記のような実施例１～３から、本発明の調湿装置は、室内を短時間で調湿することができ、また、除湿剤の再生も短時間でほぼ完全に行うことができることが確認された。

従来、人工衛星を発射する前、人工衛星を衛星保護カバーで覆い、内部湿度を約２０％とするために、その内部へ大量の窒素を長時間かけて導入していた。しかし、本発明の調湿装置によって衛星保護カバー内を調湿すれば、容易に調湿することができるので、用いる窒素の量を大幅に削減することができ、また、調湿時間も短時間とすることができる。その結果、人工衛星発射までの時間を短縮することができる。また、衛星保護カバー内の調湿に留まらず、精密機器の運搬時、嫌湿部材（金型等）の保管、嫌湿材料の保管等、調湿を必要とする分野へ本発明の調湿装置を用いることができる。

この出願は、２０２０年４月１７日に出願された日本出願特願２０２０－７４１９７を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。

１本発明の調湿装置
３調湿部
５送風用ファン
５１フード
１０除湿剤層
１２第１絶縁層
１４金属繊維層
１４１電気の入側
１４３電気の出側
１６第２絶縁層
５２調湿部
５４送風用ファン
５４１フード
５６除湿剤層
６１上枠
６３第３絶縁層
６５３耐熱性メッシュ
６５１型枠
６５５耐熱性メッシュ
６７第１絶縁層
６９金属繊維シート
７１第２絶縁層
７３下枠
８構造物
９１給気口
９２排気口
９５配管

Claims

除湿剤からなる除湿剤層を含む調湿部と、
気体が前記除湿剤層を通過するように送風することができる送風用ファンと、
除湿する空間を内部に含む構造物と、
前記調湿部とつながり、前記除湿剤層を通過した気体を前記構造物の内部の空間へ排出する給気口と、
前記送風用ファンとつながり、前記構造物の内部の空間の気体を吸い込む排気口と、
を有し、
前記構造物の鉛直方向の断面において、鉛直方向の両端から内側へ、前記構造物の鉛直方向の長さの２０％の範囲内である両端部に、各々、前記給気口と前記排気口とが存在する、
または、
前記構造物の鉛直方向の断面において、水平方向の両端から内側へ、前記構造物の水平方向の長さの２０％の範囲内である両端部に、各々、前記給気口と前記排気口とが存在し、
前記調湿部が、さらに
金属繊維によって構成され、前記金属繊維同士は接点において融着していて、通電することで発熱可能な金属繊維層と、
前記除湿剤層と前記金属繊維層とに挟まれ、前記金属繊維層の一方主面に接する第１絶縁層と、
前記金属繊維層の他方主面に接する第２絶縁層と、
を含み、
前記送風用ファンが、
前記第２絶縁層、前記金属繊維層、前記第１絶縁層および前記除湿剤層の順に、これらの層を気体が通過するように送風することができる、
調湿装置。
前記金属繊維層がＳＵＳ繊維シートからなり、
前記金属繊維層は、通電した場合に電気の入側から出側まで帯状の電気流路内を通電するようにパターニングされている、請求項１に記載の調湿装置。
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層がガラス不織布、および／または、アルミナ不織布である、請求項１または２に記載の調湿装置。
前記除湿剤層とは別の除湿剤層を前記送風用ファンと前記第２絶縁層との間に有することがない、請求項１～３のいずれかに記載の調湿装置。
前記金属繊維層と前記第１絶縁層とが、耐熱性繊維および／または粘土によって固定されている、請求項１～４のいずれかに記載の調湿装置。
前記金属繊維層と前記第２絶縁層とが、耐熱性繊維および／または粘土によって固定されている、請求項１～５のいずれかに記載の調湿装置。
前記耐熱性繊維が、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維、およびポリアリレート繊維からなる群から選ばれる少なくとも１つである、請求項５または６に記載の調湿装置。
前記除湿剤が、粒子状または繊維状であって、低結晶性粘土と非晶質アルミニウム珪酸塩とからなる複合体、活性炭、活性白土、珪藻土、活性アルミナ、シリカゲルおよびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１つである、請求項１～７のいずれかに記載の調湿装置。
さらに、前記除湿剤を収容する収容体を有する、請求項１～８のいずれかに記載の調湿装置。
請求項１～９のいずれかに記載の調湿装置を用い、前記金属繊維層を通電させて発熱させ、発熱温度が１００～４００℃となるように、かつ、前記除湿剤層から排出された直後の気体温度が４０～３５０℃となるように前記送風用ファンを駆動して送風することによって、前記除湿剤を再生する再生工程と、
その後、前記送風用ファンを駆動することで前記構造物の内部の空間を調湿する調湿工程と、
を備える調湿方法。
前記再生工程において、
前記除湿剤が、低結晶性粘土と非晶質アルミニウム珪酸塩とからなる粒子状の複合体であり、
前記金属繊維層を通電させて発熱させ、発熱温度が１００～２００℃となるように、かつ、前記除湿剤層から排出された直後の気体温度が４０～１５０℃となるように前記送風用ファンを駆動して送風することによって、前記除湿剤を再生する、
請求項１０に記載の調湿方法。