CN107735158B - 除湿装置以及除湿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种除湿装置以及除湿方法。为了实现能够从刺激响应性高分子吸湿材料、或含有刺激响应性高分子吸湿材料的高分子吸湿材料将吸湿的水高效地取出的除湿装置以及除湿方法,本发明的除湿装置具备:刺激赋予部,其对刺激响应性高分子吸湿材料、或含有刺激响应性高分子吸湿材料的高分子吸湿材料赋予外部刺激;和转印部,其用于使从高分子吸湿材料释放的水转印。
Description
技术领域
本发明涉及利用了高分子吸湿材料的除湿装置以及除湿方法。
背景技术
作为除湿装置或者湿度调节装置,通常有制冷循环式和吸湿剂式这两种类型。制冷循环式是通过内置压缩装置(压缩机)且以蒸发装置(蒸发器)冷却室内空气从而使空气内的湿气结露而进行除湿的方式(例如,参照专利文献1等)。吸湿剂式是利用将吸湿剂等吸湿性多孔质材料加工成转子状的部件,暂时使该转子对室内的空气的水分进行吸湿,使吸湿的转子接触由电加热器产生的高温的热风,将转子内的水分作为高温高湿的空气而取出,通过室内空气冷却该空气,由此使高温高湿的空气内的湿度结露从而进行除湿的方式(例如,参照专利文献2、3等)。另外,还使用组合了两个方式的特征的方式(例如,参照专利文献4等)。
然而,在制冷循环式中,存在如使用引起环境破坏的卤素系气体、由于搭载压缩装置而存在使除湿装置或者湿度调节装置大型化的趋势、噪声大等问题。另一方面,在吸湿剂式中,需要200℃以上的再生热量而效率低。
在融合了这些问题的混合型装置中,将压缩装置的压缩热量的一部分利用于吸湿剂转子的再生等进行改善,能够扩大吸湿剂式的利用范围,但需要复杂的空气路径、机构,且避免不了大型化。另外,对于通过对进行吸附等而聚集的水蒸气进行过饱和冷却从而使其冷凝的情况并没有改变。
现有技术文献
非专利文件
专利文献1:日本国公开专利公报“日本特开2002-310485号公报(2002年10月23日公开)”
专利文献2:日本国公开专利公报“日本特开2001-259349号公报(2001年9月25日公开)”
专利文献3:日本国公开专利公报“日本特开2003-144833号公报(2003年5月20日公开)”
专利文献4:日本国公开专利公报“日本特开2005-34838号公报(2005年2月10日公开)”
发明内容
本发明所要解决的技术问题
在利用吸湿剂的除湿机中,当使用含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料作为吸湿剂时,能够通过从外部施加刺激来将被吸收的水分排出,但对于从吸收了空气中的水的吸湿材料高效地将水取出的情况则伴随着困难。
本发明是鉴于上述的问题点而完成的,其目的在于,提供一种能够从含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料将所吸湿的水高效地取出的除湿装置以及除湿方法。
解决问题的手段
为了解决上述课题,本发明的除湿装置的特征在于,具备:高分子吸湿材料,其含有刺激响应性高分子;刺激赋予部,其对上述高分子吸湿材料赋予外部刺激;以及转印部,其与上述高分子吸湿材料接触。
另外,本发明的除湿装置的特征在于,作为对从高分子吸湿材料排出的水进行转印的转印部,使用由不具有吸水性的材质形成的转印部。
另外,在本发明的除湿装置中,上述转印部也可以由不具有吸水性的材质形成。
另外,在本发明的除湿装置中,上述转印部也可以由具有吸水性的材质形成。
另外,在本发明的除湿装置中,优选具备与上述转印部接触的水滴去除部。
另外,本发明的除湿装置也可以为如下构成:将上述高分子吸湿材料形成在圆盘状的基材上而成为吸湿单元,在上述吸湿单元的被上述刺激赋予部给予刺激的部分对向地配置上述转印部。
另外,本发明的除湿装置也可以为如下构成:将上述高分子吸湿材料形成在圆筒状的基材侧面上而成为吸湿单元,将上述转印部形成为圆筒状,在上述吸湿单元的被上述刺激赋予部给予刺激的部分,于上述转印部的侧面接触的位置设置上述转印部。
为了解决上述课题,本发明的除湿方法的特征在于,包括:使含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料对空气中的水进行吸湿的工序;对上述高分子吸湿材料赋予外部刺激而使其与水的亲和性下降的工序;以及使与水的亲和性下降了的上述高分子吸湿材料的表面与转印部接触的工序。
发明效果
根据上述的结构,使被含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料所吸湿的水转印至转印部后滴下而聚集于排水箱,因此能够实现能够将高分子吸湿材料释放的水高效地聚集的除湿装置以及除湿方法。
附图说明
图1是表示在基于本发明的各实施方式中,使用了含有刺激响应性高分子的多孔质的高分子吸湿材料的情况下的空气中的水(水蒸气)的吸湿以及释放的状况的概念图。
图2是基于本发明的第一实施方式的除湿装置的纵截面图。
图3是沿图2中的A-A线剖切后的除湿装置的截面图。
图4是表示在基于本发明的第一实施方式中,通过吸湿单元的旋转而移动至释放区域的元件的状况的图。
图5是表示在基于本发明的第一实施方式中,在通过吸湿单元的旋转而移动至释放区域后,通过加热使水渗出的元件的状况的图。
图6是表示在基于本发明的第一实施方式中,转印部与水渗出的高分子吸湿材料的表面接触的状况的图。
图7是表示在基于本发明的第一实施方式中,在转印部的表面将从元件释放的水取出的状况的图。
图8是对基于本发明的第二实施方式的除湿装置的水滴去除部的动作进行说明的图。
图9是对基于本发明的第三实施方式的除湿装置的水滴去除部的动作进行说明的图。
图10是对基于本发明的第一实施方式至第三实施方式的除湿装置的转印部的表面形状例进行说明的图。
图11是基于本发明的第四实施方式的除湿装置的纵截面图。
图12是沿图11中的B-B线剖切后的除湿装置的截面图。
图13是表示在基于本发明的第四实施方式中,通过吸湿单元的旋转而移动至释放区域的元件的状况的图。
图14是表示在基于本发明的第四实施方式中,在通过吸湿单元的旋转而移动至释放区域后,通过加热使水渗出的元件的状况的图。
图15是表示在基于本发明的第四实施方式中,将从吸湿单元的除湿元件释放的水在圆筒型的转印部的表面取出的状况的图。
图16是在基于本发明的第五实施方式中,对水滴去除部的动作进行说明的图。
图17是基于本发明的第六实施方式的除湿装置的纵截面图。
图18是沿图17中的C-C线剖切后的除湿装置的横截面图。
图19是表示在基于本发明的第六实施方式中,从吸湿单元的除湿元件释放的水被圆筒型的转印部吸收的状况的图。
图20是表示在基于本发明的第六实施方式中,被转印部吸收的水通过水滴去除部被挤出的状况的图。
图21是表示基于本发明的第七实施方式的除湿装置的纵截面图。
图22是沿图21中的D-D线剖切后的除湿装置的横截面图。
图23是表示在基于本发明的第七实施方式中,从吸湿单元的除湿元件释放的水被圆筒型的转印部吸收的状况的图。
具体实施方式
〔第一实施方式〕
以下,对本发明的一种实施方式进行说明。图1是表示在基于本发明的各实施方式中,对使用了含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料的情况下的空气中的水、即水蒸气进行吸湿以及释放的状况的概念图。图2表示从侧面观察本发明的第一实施方式的除湿装置101的纵截面图。图3表示沿图2中的A-A线剖切并从箭头方向观察的截面图。
除湿装置101具备长方体形状的框体,在该框体中具备:形成于上部的一侧面的进气口5、形成于与上部的该侧面对向的侧面的排气口7、以及形成于排气口7侧的下部且收纳排水箱9的箱收纳部。在进气口5的除湿装置101的内部侧具备进气过滤器6。
在除湿装置101的进气口5与排气口7之间设置有空气流通壁23。从进气口5获取的空气如图1中的箭头所示,在由空气流通壁23限定的空间内流通。在空气流通路径内,从空气的入口侧开始依次设置有进气口5、进气过滤器6、鼓风扇8、吸湿单元1以及排气口7。
吸湿单元1是含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料2与平板状的加热器4在基板3上层压而形成的元件的集合体。各元件构成为,在四边形板状的基材3的一个面上层压有含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料2,在基材3的另一面侧以与基材3接触的方式设置有板状的加热器4。此种元件以在圆盘状的台座上呈放射状被固定多个的状态,被支撐为能够旋转。
图3是在能够观察到高分子吸湿材料2的表面的位置对除湿装置101进行了剖切的截面图。如图2以及图3所示,吸湿单元1处于除湿装置101的框体的与形成有进气口5的侧面以及形成有排气口7的侧面平行的面上,各元件配置为从进气口5侧朝向排气口7侧依次为高分子吸湿材料2、基材3、加热器4。
构成吸湿单元1的各元件在以步进马达(stepping motor)10的旋转轴为中心的圆的圆周上,以放射状且等间隔配置,能够绕该旋转轴在图3中箭头所示的方向(逆时针方向)上旋转。吸湿单元1通过由未图示的控制部控制的步进马达10被驱动而旋转。此外,旋转所花费的时间或者旋转速度根据高分子吸湿材料的吸湿特性以及排水特性来适当地确定。吸湿单元1的旋转既可以是按照每个已定的时间由各元件单位从吸湿区域25向释放区域24送出的控制,也可以是连续缓慢地旋转并向释放区域24送出的控制。
在本实施方式中,作为高分子吸湿材料2,使用响应热而与水的亲和性可逆地进行变化的温度响应性高分子。该温度响应性高分子是具有低临界溶解温度(LCST(LowerCritical Solution Temperature),以下,本说明书中有时称为“LCST”。)的高分子。具有LCST的高分子在低温下为亲水性,但当成为LCST以上时成为疏水性。此外,此处,LCST是指在将高分子溶解于水时,在低温下因亲水性而溶解于水,当成为某个温度以上时成为疏水性且不溶解的情况下的该临界的温度。
高分子吸湿材料2更优选为多孔质,也可以不一定为多孔质。另外,高分子吸湿材料2由含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料或者刺激响应性高分子形成。此外,对于高分子吸湿材料2的具体例将在下文中叙述。
如图3所示,吸湿单元1旋转的区域被划分为位于除湿装置101的上部的吸湿区域25与位于除湿装置101的下部的释放区域24,吸湿单元1在每次以已定的时间进行一次旋转时,上述各元件中的一个元件从吸湿区域25移动至释放区域24,上述各元件中的一个元件从释放区域24移动至吸湿区域25。在本实施方式中,位于除湿装置101的下部的三个元件处于释放区域24内。在释放区域24中,在与刚移动至释放区域24内之后的元件以及处于最下部的元件的加热器4的加热器电极接触而能够通电的位置,分别配置有未图示的加热器用固定电极。
由此,当吸湿单元1的上述各元件通过步进马达10而被驱动旋转,从而到达配置有加热器用固定电极的这些位置时,这些各元件的加热器4分别通过通电而运作。在本实施方式中,构成为从释放区域24内向吸湿区域25进行移动之前的元件的加热器4不运作,因此使被加热的高分子吸湿材料2自然冷却。
在释放区域24,进一步具备用于对从上述各元件渗出的水滴进行转印的转印部15。通过未图示的控制部使转印部15接触于吸湿单元1的高分子吸湿材料2渗出的水滴而进行转印。
转印部15被支撐为能够沿吸湿单元1的旋转方向移动。转印部15所接触的上述各元件被以如下方式控制:即将从释放区域24移动至吸湿区域25之前解除接触状态。此时,在转印部15的表面转印有高分子吸湿材料2排出的水滴。在本实施方式中,构成为在吸湿单元1的各元件的表面渗出水后,使转印部15接触,但也可以构成为在上述各元件移动至释放区域24的时刻马上接触转印部15。
在本实施方式中转印部15以不具有吸水性的材质形成为板状,转印至表面的水滴由于重力而落下。转印部15的形状优选与各元件的形状匹配而能够不浪费地转印渗出的水滴,但并不限定于此。
此外,从进气口5获取的空气通过空气流通壁23而仅流通在吸湿区域25,而不会在释放区域24流通。在释放区域24的下部设置有滴下口,在设置于该滴下口的下部的排水箱9聚集并进行排水。
接下来参照图1至图7对由除湿装置101实施的除湿方法进行说明。首先,当除湿装置101运转时,除湿装置101内的鼓风扇8运作,空气(潮湿空气12)从进气口5经由进气过滤器6,而被获取至除湿装置101内。吸湿单元1被步进马达10驱动,从而绕步进马达10的旋转轴以已定的时间或者旋转速度被驱动旋转。旋转既可以是按照每个已定的时间由各元件单位从吸湿区域25向释放区域24送出的控制,也可以是连续缓慢地旋转并向释放区域24送出的控制。
被除湿装置101获取的空气(潮湿空气12)在通过吸湿区域25时,与吸湿单元1的高分子吸湿材料2接触。在吸湿区域25中,加热器4不运作,因此室温下为亲水性的高分子吸湿材料2对空气(潮湿空气12)中的水分进行吸湿。由此,通过吸湿区域25的潮湿空气12被除湿,被除湿后的空气(干燥空气13)从排气口7排出。
对空气(潮湿空气12)中的水分进行了吸湿的吸湿单元1的上述各元件通过步进马达10被驱动,而依次从吸湿区域25向释放区域24内移动。在释放区域24内,通过上述各元件的加热器4的加热器电极与加热器用固定电极接触而进行通电,从而各高分子吸湿材料2被加热器4加热。进一步,在已定的时机,使转印部15与上述各元件的高分子吸湿材料2接触。
通过加热器4将基材3加热与经由基材3将高分子吸湿材料2加热,从而高分子吸湿材料2成为LCST以上,与水的亲和性下降而成为疏水性。其结果,被高分子吸湿材料2吸湿的水分作为液体的水从高分子吸湿材料2释放。此处,从高分子吸湿材料2的本体部分26释放的水留在高分子吸湿材料2内部的孔部分27或者稍微渗出。这样,难以取出从高分子吸湿材料2释放的微量的水。
本发明中,使用转印部15,取出释放的微量的水。图4是表示在通过吸湿单元1的旋转而进行了吸湿的元件移动至释放区域24后,转印部15与吸湿单元1的表面接触前的状况的图。该阶段中,从高分子吸湿材料2释放的水还未在高分子吸湿材料2的表面被取出。图5表示元件的温度成为LCST以上且在高分子吸湿材料2的表面有水滴渗出的状况。
图6是表示转印部15与吸湿单元1接触的状况的图。图7表示在已定时间后转印部15从吸湿单元1离开的状态。从高分子吸湿材料2渗出的水滴移动至转印部15的表面,在转印部15的表面流下的水作为滴下水14而被排出到排水箱9。
特别是在高分子吸湿材料2为多孔质的情况下,能够以高速吸湿更多的水,但回收被吸湿的水非常困难。图1是示意性地表示使用了多孔质的高分子吸湿材料2的情况下的空气中的水(水蒸气)的吸湿以及释放的状况的图。对于多孔质的高分子吸湿材料而言,在高分子吸湿材料的本体部分26之间形成有多个孔部分27。
图1的A是表示高分子吸湿材料为亲水性的状态的图。在该状态下,空气中的水被高分子吸湿材料吸湿,如图中点所示,存在于高分子吸湿材料的本体部分26内。当吸湿了水的高分子吸湿材料响应外部刺激而与水的亲和性下降成为疏水性时,如图1的B所示释放出水,释放出的水从高分子吸湿材料的本体部分26渗出,停留在孔部分27中。进一步施加外部刺激,如图1的C所示,能够将停留在孔部分27中的水取出到高分子吸湿材料的外部。本发明中,通过使多孔质的高分子吸湿材料表面接触转印部,从而将在高分子吸湿材料表面渗出的水迅速去除,并且容易将停留在本体部分或孔部分的水释放。
另外,作为高分子吸湿材料2,其LCST为超过室温的程度的温度,例如40℃以上的比较低温的温度,例如40℃至100℃,更优选使用40℃至70℃的响应性高分子。通过成为此种结构,在将其用于湿度调节装置时,不会像以往的湿度调节装置使用过冷却或大幅的热量,仅通过高分子吸湿材料成为LCST以上的方式进行加热,便能够将吸收的水分以液体状态直接取出。
在本实施方式中,包括高分子吸湿材料2的多个元件被配置为放射状而成为进行旋转的结构,因此能够一面将处于吸湿区域25内的多个元件用于吸湿,一面能够对处于释放区域24内的剩余的多个元件给予刺激而将水取出。即,能够并行实施吸湿和释放。
如果基材3能够将加热器4的热量经由该基材3传递至高分子吸湿材料2,则并不特别限定,但例如能够更优选使用铝、不锈钢等金属。另外,基材3的材料也可以为聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚碳酸酯(PC)、聚烯烃、聚丙烯酸酯等树脂、二氧化硅、陶瓷等。
在使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)等作为基材3的材料的情况下,更优选在基材3的表面涂布炭黑、氧化铁粒子等光热转换材料或者氧化铁系陶瓷粒子、磁石纳米粒子等磁热转换材料。由此,通过光照射或变动磁场等的投入,能够加热基材3,因此,能够加热高分子吸湿材料2。
高分子吸湿材料2向基材3的层压方法也不特别限定,例如能够使用通过粘合剂、硅烷偶联剂等进行层压的方法。
另外,在上述的例子中,在板状的基材3的一个面上层压有高分子吸湿材料2,在基材3的另一面侧以与基材3接触的方式设置有板状的加热器4,但加热器4也可以设置于在基材3的一个面上层压有高分子吸湿材料2的高分子吸湿材料2侧。该情况下,通过辐射热将高分子吸湿材料2加热,从而能够减少基材3的热损失。
在上述的例子中,除湿装置101具备框体、进气口5、进气过滤器6、鼓风扇8、排气口7以及排水箱9。该除湿装置101其本身也能够用作湿度调节装置。但是,除湿装置101也可以仅由除去这些部件的除湿部构成。即,除湿装置101也可以是至少具备吸湿单元1、步进马达10以及转印部15的装置。此情况下,除湿装置101能够作为部件而组装在湿度调节装置。
在上述的例子中,为了对高分子吸湿材料2高效地赋予热刺激,使用板状的加热器4,但加热器4的形状并不限定于板状,只要能够沿着高分子吸湿材料2配置即可。另外,如果能够对高分子吸湿材料2给予由热量产生的刺激,则也可以使用加热器4以外的加热装置。作为该加热装置,例如,可列举卤素灯、红外线灯、氙灯等。
另外,在上述的例子中,作为高分子吸湿材料2,使用板状或者层状的高分子吸湿材料,但高分子吸湿材料2的形状也不限定于此,例如也可以是粒子状。在此种情况下,优选以能够加热各粒子的方式具备网状导热结构或由热风进行的加热结构。
另外,在上述的例子中,吸湿单元1具备十二个上述元件,但上述元件的数量并不限定于此。另外,在上述的例子中,在释放区域24存在三个元件,在吸湿区域25存在九个元件,但其比例也不限定于此,而能够适当地进行变更。
另外,在上述的例子中,吸湿单元1被步进马达10驱动,并以已定的时间进行旋转,但也可以根据来自用户的指示而进行旋转,也可以在吸湿区域25内的空气流通路径设置对吸湿量进行检测的传感器,在该吸湿量成为规定值以上时进行旋转。
另外,加热器用固定电极也可以配置在与存在于释放区域24内的元件的一部分或者存在于释放区域24内的单一的元件的加热器4接触的位置。例如,加热器用固定电极也可以在吸湿单元1元件到达最下部时,配置于与该元件的加热器4接触的位置。或者,也可以在与存在于释放区域24内的元件的一部分的加热器4接触的位置配置有加热器用固定电极。
另外,在上述的例子中,作为高分子吸湿材料2,使用含有具有LCST的温度响应性高分子的高分子吸湿材料,但如果是温度响应性高分子,则也可以是含有非LCST型的温度响应性高分子的高分子吸湿材料。另外,也能够使用含有响应其它的刺激的刺激响应性高分子的高分子吸湿材料。在使用含有响应其它的刺激的刺激响应性高分子的高分子吸湿材料的情况下,作为刺激赋予部,只要使用给予红外线、紫外线、可见光等光、电场、磁场等对应的刺激的装置即可,以取代加热器4。
另外,吸湿单元1所包括的上述元件的形状、上述各元件间的间隔、空气流通壁23的形状、排水箱9的位置、框体的形状等并不限定于图2以及图3所示的结构,也能够适当地进行变更。
〔第二实施方式〕
以下,对本发明的另一实施方式详细地进行说明。本实施方式为了使转印至第一实施方式中所说明的除湿装置101的转印部15的水滴更确实地滴下,而追加了水滴去除部16。于图8表示其概念。其它的部分与第一实施方式中所说明的除湿装置101相同,对具有相同的功能的部件标注相同的符号,并省略其说明。
水滴去除部16设置于释放区域24内部,并由未表示的控制部控制。从设置于吸湿单元1的高分子吸湿材料2渗出的水滴被转印部15转印,但当水滴不够大时仅通过重力作用无法滴下。在此种情况下,水滴去除部16发挥作用。水滴去除部16由板状的部件形成,位于吸湿单元1与转印部15之间,以从图8的上方向下方与转印部15的表面接触的方式移动而将水滴去除。使水滴去除部16移动的机构能够使用连杆、杠杆、凸轮等公知的方法。
此外,本实施方式中将水滴去除部16设为板状的部件,但其形状并不特别限定。既可以是棒状也可以是辊状。材质并不特别限定,但优选为具有弹性的树脂或橡胶。
〔第三实施方式〕
以下,对本发明的另一实施方式详细地进行说明。本实施方式为在第二实施方式所说明的除湿装置101的水滴去除部16中使用气动力的非接触型。于图9表示该概念。其它的部分与第一实施方式中所说明的除湿装置101相同,对具有相同的功能的部件标注相同的符号,并省略其说明。
本实施方式的水滴去除部16设置于释放区域24内部,通过未表示的气泵进行鼓风而从开口部喷出空气。气泵被未表示的控制部控制。水滴去除部16设置于吸湿单元1与转印部15的中间的位置且不妨碍转印部15的移动的位置。此外,水滴去除部16不需要为固定式,也可以成为能够沿着转印部15的表面移动的构成。使水滴去除部16移动的机构能够使用连杆、杠杆、凸轮等公知的方法。
从设置于吸湿单元1的高分子吸湿材料2渗出的水滴被转印部15转印,通过水滴去除部16喷出的空气而移动至下方或被吹走。水滴去除部16由前端密封的管状的部件形成,在管侧面具有使空气喷出的开口。
通过设置成此种结构,水滴去除部16能够不与转印部15的表面接触而去除水滴。另外,水滴去除部16不仅可以是吹出空气的喷射式,也可以是吸入空气的真空式。在为真空式的情况下,优选沿着转印部15的表面移动。吸入的水通过另外的配管被排出至排水箱。此外,如果水滴去除部16为固定式,则也能够抑制由于移动而对吸湿单元1的高分子吸湿材料2造成损伤的情况。
在第一实施方式至第三实施方式中转印部15可以仅为平板,但也可以促进水滴的滴下的方式在表面设置槽或花纹。图10例示出此种花纹。花纹15b也可以是在转印部15的表面15a由线刻形成的槽或极小地突出的肋。
〔第四实施方式〕
以下,对本发明的再一实施方式详细地进行说明。在本实施方式中,与第一实施方式至第三实施方式不同,吸湿单元1以及转印部15分别构成为圆筒形状。
此外,为了方便说明,对具有与上述第一实施方式中所说明的部件相同的功能的部件标注相同的符号,并省略其说明。
图11表示本发明的第四实施方式的除湿装置102的纵截面图,图12表示沿图11中的B-B线剖切后的除湿装置102的截面图。
在本实施方式中,鼓风扇8配置于排气口侧。因此,在空气流通路径,从空气的入口侧依次设置有进气口5、进气过滤器6、吸湿单元1、鼓风扇8以及排气口7。
另外,如图11以及图12所示,吸湿单元1是多个层压结构的元件固定在圆筒的侧面上的部件,该层压结构的元件在基材3的第一面上层压有高分子吸湿材料2,以与基材3的第二面接触的方式设置有加热器4。上述圆筒是在除湿装置102内以步进马达10的旋转轴为中心轴的圆筒,该步进马达10在相对于形成有进气口5的框体的侧面垂直的方向延伸。各元件以等间隔互相邻接的方式排列配置在上述圆筒的侧面上。
吸湿单元1以步进马达10的旋转轴作为旋转轴,能够在图12中箭头所示的方向(逆时针方向)上旋转。吸湿单元1的旋转被步进马达10驱动而以已定的时间进行旋转。吸湿单元1既能够以于每个已定时间由各元件单位从吸湿区域25向释放区域24进行旋转移动的方式控制,也能够以缓慢地连续旋转而从吸湿区域25向释放区域24进行旋转移动的方式控制。已定的时间由于根据高分子吸湿材料的吸湿除湿特性而不同故适当地确定。
在本实施方式中,吸湿单元1的各元件在接近而排列配置在上述圆筒的侧面上的情况下,横截面以作为整体而形成圆筒形的方式,具有圆弧状的形状。即,基材3、高分子吸湿材料2以及加热器4具有横截面被弯曲成圆弧状的板状的形状。此时,吸湿单元1的各元件以高分子吸湿材料2配置在圆弧的外侧,加热器4配置在圆弧的内侧的方式配置。
如图12所示,吸湿单元1进行旋转的区域被划分为位于除湿装置102的上部的吸湿区域25与位于除湿装置102的下部的释放区域24,吸湿单元1在每次以已定的时间进行一次旋转时,上述各元件中的一个元件从吸湿区域25移动至释放区域24,上述各元件中的一个元件从释放区域24移动至吸湿区域25。在本实施方式中,位于除湿装置102的下部的三个元件处于释放区域24内。
在释放区域24中,在与处于释放区域24内的元件的加热器4的加热器电极接触而能够使加热器4通电的位置,配置有未图示的加热器用固定电极。由此,当吸湿单元1的上述各元件到达释放区域24时,各元件的加热器4分别通过通电而运作。
在释放区域24中,进一步转印部15以与吸湿单元1接触的方式设置于吸湿单元1的下部。转印部15是使第一实施方式所采用的转印部形成为圆筒形的部件。转印部15以高分子吸湿材料2的表面与转印部15的表面进行接触的状态设置,并通过吸湿单元1的旋转而进行传递旋转。
在吸湿单元1的上述各元件通过旋转而移动至释放区域24时,通过加热器4将高分子吸湿材料2加热至LCST以上。由此水滴从高分子吸湿材料2渗出,从而水滴转印至转印部15。
此外,从进气口5获取的空气通过空气流通壁23而仅流通在吸湿区域25,而不会在释放区域24流通。
在释放区域24的下部设置有滴下口,在该滴下口的下部设置有排水箱9。排水箱9能够向排气的方向拉出,而将聚集的水排出。
接下来参照图11至图15对由除湿装置102实施的除湿方法进行说明。首先,当除湿装置102运转时,除湿装置102内的鼓风扇8运作,空气(潮湿空气12)从进气口5经由进气过滤器6,而在除湿装置102内被获取。吸湿单元1被步进马达10驱动,绕步进马达10的旋转轴以已定的旋转速度进行旋转。
被除湿装置102获取的空气(潮湿空气12)在通过吸湿区域25时,与吸湿单元1的高分子吸湿材料2接触。在吸湿区域25中,加热器4不运作,因此在室温下为亲水性的高分子吸湿材料2对空气(潮湿空气12)中的水分进行吸湿。由此,通过吸湿区域25的潮湿空气被除湿,并且被除湿的空气(干燥空气13)从排气口7排气。
吸收了空气(潮湿空气12)中的水分的吸湿单元1的上述各元件被步进马达10驱动而于图中的箭头方向旋转,依次从吸湿区域25向释放区域24内移动。在释放区域24内,各元件的加热器4的加热器电极与未图示的加热器用固定电极接触而通电,从而高分子吸湿材料2被加热器4加热。
通过加热器4,将基材3加热与经由基材3将高分子吸湿材料2加热,由此高分子吸湿材料2成为LCST以上,与水的亲和性下降而成为疏水性。其结果,被高分子吸湿材料2吸湿的水分作为液体的水从高分子吸湿材料2释放。
图13是表示通过吸湿单元1的旋转而移动至最下部的元件的状况的图。该阶段中,从高分子吸湿材料2释放的水还未在高分子吸湿材料2的表面取出。图14是表示在元件通过吸湿单元1的旋转而移动至除湿装置102的最下部后,水滴从高分子吸湿材料2渗出并与转印部15接触的状况的图。进一步,图15是表示释放的水移动至转印部15的表面,水滴在表面上流下的状况的图。如此排出的水作为滴下水14而聚集于排水箱9。
本实施方式中的对吸湿了空气中的水的高分子吸湿材料赋予外部刺激而使水渗出的效果、由与水的亲和性下降的高分子吸湿材料的表面接触转印部所产生的效果,能够与第一实施方式同样地得到。
另外,基材3的材料、吸湿单元1的旋转方法与第一实施方式相同。针对高分子吸湿材料2所含有的刺激响应性高分子、刺激赋予部、加热器4的形状以及种类、高分子吸湿材料2的形状以及刺激赋予部的构成,能够与第一实施方式同样地变更。
此外,在上述的例子中,吸湿单元1构成为高分子吸湿材料2配置于圆弧的外侧,加热器4配置于圆弧的内侧,但也可以与此相反,吸湿单元1构成为高分子吸湿材料2配置于圆弧的内侧,加热器4配置于圆弧的外侧。该情况下,加热器用固定电极配置于吸湿单元1的外侧。
此外,在本实施方式中,位于除湿装置102的下部的三个元件处于释放区域24内。在释放区域24中,在与刚移动至释放区域24内之后的元件以及处于释放区域24的最下方的元件的各自的加热器4的加热器电极接触而能够通电的位置,配置有未图示的加热器用固定电极。优选在吸湿单元1的上述各元件通过旋转而从释放区域24完全移动至吸湿区域25之前,结束各个元件的通电。
〔第五实施方式〕
本实施方式是向第四实施方式追加了水滴去除部16的方式。其它的结构、运作与第四实施方式相同,因此省略说明。
图16示出了本实施方式的水滴去除部16。水滴去除部16设置在转印部15的下部且与外周接触。吸湿单元1以及转印部15分别在图中所示的箭头的方向进行旋转。
在通过吸附了空气中的水分的吸湿单元1的旋转而使上述各元件移动至释放区域24内后,高分子吸湿材料2被加热器4加热而将水释放,水在转印部15的表面被取出。而且,被释放的水在转印部15的表面落下而移动至最下部。此时,大多数水滴滴下而聚集于排水箱9。另外,此时未滴下的水滴通过水滴去除部16被强制地从转印部15的表面脱离而聚集于排水箱9。
如此,从通过吸湿单元1的旋转而移动至形成吸湿单元1的圆筒的最下部的上述元件取出的水经由转印部15向排水箱9依次进行移动。由此,连续地重复由吸湿单元1的各元件进行的空气中的水的吸湿、释放。
本实施方式中,水滴去除部16设置于转印部15的下方且比最下方靠转印部15的旋转方向的后方的位置,但当然也可以为最下方位置,也可以为靠转印部15的旋转方向的前方的位置。如果为旋转方向的后方,则转印部15的表面以从水滴去除部16的接触部向旋转方向离开的方式移动,因此接触可顺畅地进行。
另外,水滴去除部16为板状或棒状的结构体,但如果能够与转印部15的表面接触,则不特别限定形状。另外,最好优选由具有柔软性并不具有吸水性的材质形成。
另外,也可以将水滴去除部16设为第三实施方式所采用的非接触型。水滴去除部16也能够设置于转印部15的圆周部附近的任一部位。并且,不需要通过转印部15旋转来使水滴去除部16移动,因此能够进一步使结构简化。
另外,在第四实施方式或者第五实施方式中,也可以在转印部15的表面设置促进水滴去除的花纹。花纹可以是在转印部15的表面由线刻形成的槽、或极小突出的肋。如果能够促进水滴去除,则不特别限定形状。花纹请参照图10。
〔第六实施方式〕
以下,对本发明的再一实施方式详细地进行说明。
此外,为了方便说明,对具有与上述第一实施方式所说明的部件相同的功能的部件标注相同的符号,并省略其说明。
图17表示本发明的第六实施方式的除湿装置103的纵截面图,图18表示沿图17中的C-C线剖切后的除湿装置103的截面图。
本实施方式是第四实施方式的变形,与第四实施方式只有释放区域24的构成不同。即,在本实施方式中,如图17以及图18所示,在释放区域24设置有与固定有多个元件的吸湿单元1的圆筒的侧面接触的圆筒形的转印部15及与转印部15的圆筒的侧面接触的圆筒形的水滴去除部16。转印部15通过在圆筒形的旋转体上固定吸水材料而形成,并通过彼此接触而与吸湿单元1的旋转一起进行旋转。
另外,转印部15的吸水材料由具有吸水性的海绵或无纺布等材料构成。在转印部15的下部设置有与转印部15的圆筒形的侧面接触的圆筒形的水滴去除部16。水滴去除部16是由不具有吸水性的材质形成且形成为圆筒形的部件。水滴去除部16被水滴去除部马达28驱动,从而与转印部15的旋转一起进行旋转。
图19是表示由于吸湿单元1的旋转而移动至最下部的元件的状况的图。该元件中,高分子吸湿材料2被加热器4加热,从高分子吸湿材料2释放的水在高分子吸湿材料2的表面渗出。
在高分子吸湿材料2的表面渗出的水被与该元件接触的转印部15的吸水材料吸收。转印部15与吸湿单元1接触而在图中箭头所示的方向进行旋转,因此各元件释放的水滴依次被吸取,而蓄积于转印部15的吸水材料。
如图20所示,在转印部15的下部,水滴去除部16以其圆筒的侧面与转印部15接触的状态设置,转印部15的吸水材料被保持在总是被压缩般的位置关系。在转印部15所蓄积的水滴在蓄积到超过转印部15的吸水材料被压缩的状态下所具有的保水量的程度时,通过水滴去除部16从吸水材料被挤出并滴下。滴下的水聚集于排水箱9并被排出。
如此,从通过吸湿单元1的旋转而移动至形成吸湿单元1的圆筒的最下部的各元件被取出的水依次从该元件向转印部15的吸水材料进行移动。由此,连续地重复由吸湿单元1的各元件进行的空气中的水的吸湿、释放。
〔第七实施方式〕
以下,对本发明的再一实施方式详细地进行说明。
此外,为了方便说明,对具有与上述第一实施方式所说明的部件相同的功能的部件标记相同的符号,省略其说明。
图21表示本发明的第七实施方式的除湿装置104的纵截面图,图22表示沿图21中的D-D线剖切后的除湿装置105的截面图。
本实施方式是第六实施方式的变形,在取代第六实施方式所采用的吸水型转印部15而设置有浓缩部17这一点上不同。在本实施方式中,如图21以及图22所示,在释放区域24设置有圆筒形的浓缩部17。浓缩部17的侧面与吸湿单元1的固定有多个元件的圆筒的侧面接触。
浓缩部17具有与吸湿单元1相同的结构。也就是将元件配设在圆筒形的旋转体上的部件,且通过与吸湿单元1接触而进行旋转,该元件是在基材19的一个面上设置高分子吸湿材料18,在另一个面上设置加热器20而形成。在本实施方式中,在浓缩部17上粘贴有六个元件。优选高分子吸湿材料18为具有LCST与高分子吸湿材料2相同的物质,或者为具有LCST高于高分子吸湿材料2的物质。
在浓缩部17的下部设置有具有与浓缩部17的圆筒的侧面接触的侧面的圆筒形的转印部15。转印部15被转印部马达29驱动,并与浓缩部17的旋转一起进行旋转。
图23表示本实施方式的水的聚集的状况。在吸湿单元1的各元件通过旋转而移动至最下部后,通过加热器4将高分子吸湿材料2加热,从而水在高分子吸湿材料2的表面渗出。接下来,处于浓缩部17的表面的高分子吸湿材料18对在吸湿单元1的高分子吸湿材料2的表面渗出的水进行吸水。在此时刻,与吸湿单元1接触的浓缩部17的元件未被加热,因此具有亲水性。
在吸湿单元1旋转而使充分进行了吸水的浓缩部17的元件来到最下方时,加热器20从未图示的加热器用固定电极被供电而对基材19以及高分子吸湿材料18进行加热。通过加热而在高分子吸湿材料18的表面被取出的水被转印至转印部15而作为水滴排出。
如此,从通过吸湿单元1的旋转而移动至形成吸湿单元1的圆筒的最下部的各元件向浓缩部17的高分子吸湿材料18,进一步从高分子吸湿材料18向转印部15被取出的水依次进行移动。由此,连续地重复由吸湿单元1的各元件进行的空气中的水的吸湿、释放以及来自浓缩部17的水的吸湿、释放、向转印部15的转印。
在本实施方式中,将吸湿单元1所具有的高分子吸湿材料2的量设定为浓缩部17所具有的高分子吸湿材料18的量的4倍。因此,在吸湿单元1旋转一次的期间内,浓缩部17旋转四次,因此各元件所蓄积的水以4倍的浓度蓄积。如图23所示,通过在适当的时机对加热器20通电并进行加热,从而浓缩部17的高分子吸湿材料18所存留的水能够高效地排出。另外,在高分子吸湿材料18的表面出来的水通过转印部15而能够高效地滴下并聚集。
在本实施方式中,也可以省去转印部15而使水滴从浓缩部17的高分子吸湿材料18表面直接滴下。
在本发明的第一实施方式至第七实施方式中,吸湿单元构成为在基材的一个面上设置高分子吸湿材料,在另一个面上设置加热器的元件的集合体,但并非必然在各元件上一体地设置加热器。例如,也可以构成为将加热器作为其它构造而设置在释放区域内,在吸湿单元进行旋转而进行了吸湿的元件移动至释放区域内的状态下,加热器与吸湿单元接触。
通过设置成此种结构,各元件成为不包括电气元件的构成,将高分子吸湿材料形成在基材上的工序变容易,并且元件本身以及除湿装置的安全性提高。
〔高分子吸湿材料的详细情况〕
以下,对上述的各实施方式所使用的含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料的详细情况进行说明。此外,本说明书中,在意思是指“丙烯酸”或者“甲基丙烯酸”中的任一个的情况下,记为“(甲基)丙烯酸”。
上述的各实施方式中,使用包括刺激响应性高分子的干燥体的高分子吸湿材料。特别是在刺激响应性高分子为交联体的情况下,形成高分子交联而形成的三维的网眼结构吸收水、有机溶剂等溶剂而溶胀的高分子凝胶的情况为多。该情况下,在上述的各实施方式中,使用高分子凝胶的干燥体。
此处,高分子凝胶的干燥体是指通过使高分子凝胶干燥而去除了溶剂的物质。此外,本发明中,高分子凝胶的干燥体不需要从高分子凝胶完全去除溶剂,如果能够吸收空气中的水分,则也可以包含溶剂或者水。因此,如果上述高分子凝胶的干燥体的含水率为该干燥体能够吸收空气中的水分,则不特别限定,但例如更优选为40重量%以下。此外,此处含水率是指水分相对于高分子凝胶的干燥重量的比例。
刺激响应性高分子是指响应外部刺激而使其性质可逆地发生变化的高分子。本发明中,使用响应外部刺激而与水的亲和性可逆地发生变化的刺激响应性高分子。
作为上述外部刺激,并没有特别限定,但例如,可列举热、光、电场、磁场、pH等。
另外,响应外部刺激而与水的亲和性可逆地发生变化是指被给予了外部刺激的高分子响应外部刺激而在亲水性与疏水性之间可逆地发生变化。
其中,通过使用简单的加热装置使温度发生变化,从而响应热而与水的亲和性可逆地发生变化的刺激响应性高分子即温度响应性高分子,能够可逆地实施空气中的水分(水蒸气)的吸湿与吸湿的水分的释放,因此能够特别适合用于湿度调节机。
作为上述温度响应性高分子,更具体而言,例如,可以举出聚(N-异丙基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-正丙基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-甲基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-乙基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-正丁基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-异丁基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺)等聚(N-烷基(甲基)丙烯酰胺);聚(N-乙烯基异丙基酰胺)、聚(N-乙烯基正丙基酰胺)、聚(N-乙烯基正丁基酰胺)、聚(N-乙烯基异丁基酰胺)、聚(N-乙烯基-叔丁基酰胺)等聚(N-乙烯基烷基酰胺);聚(N-乙烯基吡咯烷酮);聚(2-乙基-2-恶唑啉)、聚(2-异丙基-2-恶唑啉)、聚(2-正丙基-2-恶唑啉)等聚(2-烷基-2-恶唑啉);聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基乙基醚等聚乙烯基烷基醚;聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的共聚物;聚(氧乙烯乙烯基醚);甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等纤维素衍生物等以及这些的高分子的共聚物。
另外,温度响应性高分子也可以是这些高分子的交联体。在温度响应性高分子为交联体的情况下,作为该交联体,例如,可以列举将N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丙基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁基(甲基)丙烯酰胺、N-异丁基(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺等N-烷基(甲基)丙烯酰胺;N-乙烯基异丙基酰胺、N-乙烯基正丙基酰胺、N-乙烯基正丁基酰胺、N-乙烯基异丁基酰胺、N-乙烯基-叔丁基酰胺等N-乙烯基烷基酰胺;乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚等乙烯基烷基醚;环氧乙烷和环氧丙烷;2-乙基-2-恶唑啉、2-异丙基-2-恶唑啉、2-正丙基-2-恶唑啉等2-烷基-2-恶唑啉等单体或这些单体的2种以上在交联剂的存在下聚合得到的高分子。
作为上述交联剂适当地选择以往公知的交联剂即可,例如,能够适当地使用具有乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、N,N’-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、甲苯二异氰酸、二乙烯基苯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等聚合性官能基的交联单体;戊二醛;多元醇;多元胺;多价羧酸;钙离子、锌离子等金属离子等。这些交联剂可以单独使用,还可以将两种以上组合使用。
另外,能够在温度响应性高分子混合碳、氧化铁等不溶性粒子而使用。若如此,由于碳、氧化铁等因磁场变动而发热,能够将外部刺激设为磁场。
另外,作为响应光而与水的亲和性可逆地发生变化的刺激响应性高分子,可列举:偶氮苯衍生物、螺吡喃衍生物等通过光使亲水性或者极性变化的高分子、这些与温度响应性高分子以及pH响应性高分子的至少任一个的共聚物、上述光响应性高分子的交联体或者上述共聚物的交联体。
另外,作为响应电场而与水的亲和性可逆地发生变化的刺激响应性高分子,可列举:具有羧基、磺酸基、磷酸基、氨基等解离基团的高分子、如含有羧基的高分子与含有氨基的高分子的复合体般通过静电相互作用或氢键等而形成复合体的高分子或者这些的交联体。
另外,作为响应pH而与水的亲和性可逆地发生变化的刺激响应性高分子,可列举:具有羧基、磺酸基、磷酸基、氨基等解离基团的高分子、如含有羧基的高分子与含有氨基的高分子的复合体般通过静电相互作用或氢键等而形成复合体的高分子或者这些的交联体。
另外,刺激响应性高分子可以是上述的刺激响应性高分子的衍生物,也可以是与其它单体的共聚物。此外,作为其它的单体,并没有特别限定,可为任何单体。例如,能够适当地使用:(甲基)丙烯酸、烯丙基胺、醋酸乙烯、(甲基)丙烯酰胺、N,N’-二甲基(甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、烷基(甲基)丙烯酸酯、马来酸、乙烯基磺酸、乙烯基苯磺酸、丙烯酰胺烷基磺酸、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈等的单体。
或者,刺激响应性高分子也可以是其它进行了交联的高分子或者未交联的高分子与形成相互浸入高分子网眼结构或者部分相互浸入高分子网眼结构而成的高分子。
上述刺激响应性高分子的分子量也不特别限定,但优选由凝胶渗透色谱(GPC)确定的数均分子量为3000以上。
上述刺激响应性高分子的制造方法也不特别限定,能够适当地选用先前公知的方法。另外,多孔质的上述刺激响应性高分子的制造方法也不特别限定,例如能够通过冷冻干燥、真空干燥等使上述刺激响应性高分子干燥而制造。
此外,学术上将高分子的干燥体吸附并且吸收空气中的水分(水蒸气)称为吸附作用。但是,在本发明中,将通过给予外部刺激将被该干燥体的内部吸收的水分释放作为要点,因此将在该干燥体的内部吸收空气中的水分的现象称为“吸湿”,将通过给予外部刺激而将液体的水作为水滴释放的现象称为“水(水分)的释放”。
〔总结〕
本发明的方式1的除湿装置具备:高分子吸湿材料,其含有响应外部刺激而与水的亲和性可逆地发生变化的刺激响应性高分子;刺激赋予部,其赋予用于使上述高分子吸湿材料的与水的亲和性下降的外部刺激;以及转印部,其用于对上述高分子吸湿材料释放的水滴进行转印。
在本发明的方式1的除湿装置中,将高分子吸湿材料和刺激赋予部形成在基板上而形成作为单位的元件,将多个上述元件组合而构成圆盘状的吸湿单元。并且,所述除湿装置具备用于对上述高分子吸湿材料释放的水滴进行转印的平板状的转印部。
根据上述的构成,可起到能够将从高分子吸湿材料释放的水高效地聚集的效果。
在上述方式1的基础上,本发明的方式2的除湿装置还具备:用于将转印至上述转印部的水滴迅速地去除的接触型的水滴去除部。
根据上述的构成,从对从高分子吸湿材料释放的水进行了转印的转印部将水滴去除,因此可起到能够高效地聚集的效果。
在上述方式1的基础上,本发明的方式3的除湿装置还具备:用于将转印至上述转印部的水滴迅速地去除的非接触型的水滴去除部。
根据上述的构成,从对从高分子吸湿材料释放的水进行了转印的转印部将水滴去除,因此可起到能够高效地聚集的效果。另外,由于不与高分子吸湿材料以及转印部直接接触,因此能够抑制损耗。
上述方式1至3的基础上,本发明的方式4的除湿装置分别将平板型的吸湿单元以及转印部设为圆筒形。
根据上述的构成,能够连续地进行高分子吸湿材料的水滴释放和水滴去除的动作。可起到能够将从高分子吸湿材料释放的水高效地去除,并聚集于排水箱的效果。
在上述方式4的基础上,本发明的方式5的除湿装置设置有与圆筒形的转印部接触的水滴去除部。
根据上述的构成,可起到能够迅速地进行从转印部的水滴去除并将释放的水高效地聚集的效果。
在上述方式5的基础上,本发明的方式6的除湿装置对圆筒形的转印部表面施加有吸水材料,因此可起到能够迅速地进行从吸湿单元的水滴去除并将释放的水高效地聚集的效果。
根据上述的构成,通过吸水材料辅助水从高分子吸湿材料向转印部的移动。可起到通过吸水材料的吸水力而迅速进行水滴向转印部的转印,从而能够将释放的水高效地聚集的效果。
本发明的方式7的除湿装置设置有使用高分子吸湿材料的浓缩部,以取代上述方式6的转印部。
根据上述的构成,高分子吸湿材料在通过浓缩部对从吸湿单元渗出的水进行吸水并且进行浓缩后,对浓缩部进行加热而进行排水,因此可起到能够以良好加热效率将水高效地聚集的效果。
本发明的除湿方法使用含有响应外部刺激而与水的亲和性可逆地发生变化的刺激响应性高分子的高分子吸湿材料,该除湿方法包括:对吸收了空气中的水的高分子吸湿材料赋予外部刺激而使与水的亲和性下降的工序;和使与水的亲和性下降了的高分子吸湿材料与转印部接触而将从高分子吸湿材料释放的水转印至转印部的工序。
根据上述的构成,可起到能够使从高分子吸湿材料释放的水高效地移动至转印部并聚集于排水箱的效果。
另外,本发明的湿度调节装置具备上述除湿装置。
根据上述的构成,可起到不使用过冷却或大幅的热量也能够高效地进行湿度调节的效果。
为了解决上述课题,本发明的除湿装置的特征在于,具备:高分子吸湿材料,其含有响应外部刺激而与水的亲和性可逆地发生变化的刺激响应性高分子;刺激赋予部,其给予用于使上述高分子吸湿材料的与水的亲和性下降的外部刺激;以及转印部,其用于对从与水的亲和性下降了的高分子吸湿材料排出的水进行转印。
另外,本发明的除湿装置的特征在于,具备水滴去除部,其使水从对从高分子吸湿材料排出的水进行了转印的转印部强制地脱离。
另外,本发明的除湿装置的特征在于,作为对从高分子吸湿材料排出的水进行转印的转印部,使用由不具有吸水性的材质形成的转印部。
另外,本发明的除湿装置的特征在于,作为对从高分子吸湿材料排出的水进行转印的转印部,使用由具有吸水性的材质形成的转印部。
另外,本发明的除湿装置的特征在于,还具备:浓缩部,其对从高分子吸湿材料排出的水进行浓缩,并使从浓缩部排出的水滴转印至转印部并滴下。
为了解决上述课题,本发明的除湿方法的特征在于,包括:对含有响应外部刺激而与水的亲和性可逆地发生变化的刺激响应性高分子且吸湿了空气中的水的高分子吸湿材料赋予外部刺激,而使与水的亲和性下降的工序;对从与水的亲和性下降了的高分子吸湿材料排出的水进行转印的工序;以及将转印至转印部的水排出的工序。
工业上的利用可能性
根据本发明的除湿装置以及除湿方法,能够将从含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料释放的水高效地聚集,因此在用于湿度调节装置的情况下不使用过冷却或大幅的热量而能够高效地除湿。
因此,本发明的除湿装置以及除湿方法非常有用,能够适当地应用于湿度调节装置。
符号说明
1 吸湿单元
2、18 高分子吸湿材料
3、19 基材
4、20 加热器(刺激赋予部)
5 进气口
6 进气过滤器
7 排气口
8 鼓风扇
9 排水箱
10 步进马达
12 潮湿空气
13 干燥空气
14 滴下水
15 转印部
16 水滴去除部
17 浓缩部
23 空气流通壁
24 释放区域
25 吸湿区域
26 高分子吸湿材料的本体部分
27 高分子吸湿材料的孔部分
28 水滴去除部马达
29 转印部马达
Claims (7)
1.一种除湿装置,其特征在于,具备:
高分子吸湿材料,其含有响应外部刺激而与水的亲和性可逆地发生变化的刺激响应性高分子,或者由所述刺激响应性高分子所形成;
刺激赋予部,其对所述高分子吸湿材料赋予用于使所述高分子吸湿材料的与水的亲和性下降的外部刺激;以及
转印部,其与所述高分子吸湿材料接触,对所述高分子吸湿材料释放的水滴进行转印,
所述转印部由不具有吸水性的材质形成。
2.根据权利要求1所述的除湿装置,其特征在于,
具备与所述转印部接触的水滴去除部。
3.根据权利要求1或2所述的除湿装置,其特征在于,
将所述高分子吸湿材料形成在圆盘状的基材上而成为吸湿单元,
在所述吸湿单元的被所述刺激赋予部给予刺激的部分对向地配置所述转印部。
4.根据权利要求1或2所述的除湿装置,其特征在于,
将所述高分子吸湿材料形成在圆筒状的基材侧面上而成为吸湿单元,
将所述转印部形成为圆筒状,
在所述吸湿单元的被所述刺激赋予部给予刺激的部分,于所述转印部的侧面接触的位置设置有所述转印部。
5.一种除湿方法,其特征在于,包括:
使含有刺激响应性高分子或由所述刺激响应性高分子所形成的高分子吸湿材料对空气中的水进行吸湿的工序,所述刺激响应性高分子响应外部刺激而与水的亲和性可逆地发生变化;
对所述高分子吸湿材料赋予外部刺激而使其与水的亲和性下降以使其释放水滴的工序;以及
使与水的亲和性下降了的所述高分子吸湿材料的表面与转印部接触,将所述高分子吸湿材料所释放的水滴转印到所述转印部的工序,
所述转印部由不具有吸水性的材质形成。
6.一种除湿装置,其特征在于,具备:
高分子吸湿材料,其含有响应外部刺激而与水的亲和性可逆地发生变化的刺激响应性高分子,或者由所述刺激响应性高分子所形成;
刺激赋予部,其对所述高分子吸湿材料赋予用于使所述高分子吸湿材料的与水的亲和性下降的外部刺激;以及
转印部,其与所述高分子吸湿材料接触,对所述高分子吸湿材料释放的水滴进行转印,
所述转印部由具有吸水性的材质形成,所述具有吸水性的材质为海绵或无纺布。
7.一种除湿方法,其特征在于,包括:
使含有刺激响应性高分子或由所述刺激响应性高分子所形成的高分子吸湿材料对空气中的水进行吸湿的工序,所述刺激响应性高分子响应外部刺激而与水的亲和性可逆地发生变化;
对所述高分子吸湿材料赋予外部刺激而使其与水的亲和性下降以使其释放水滴的工序;以及
使与水的亲和性下降了的所述高分子吸湿材料的表面与转印部接触,将所述高分子吸湿材料所释放的水滴转印到所述转印部的工序,
所述转印部由具有吸水性的材质形成,所述具有吸水性的材质为海绵或无纺布。
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