本申請(qǐng)以日本專利申請(qǐng)2016-047767(申請(qǐng)日：2016年3月11日)為基礎(chǔ)，根據(jù)上述申請(qǐng)而主張享有優(yōu)先權(quán)。本申請(qǐng)通過(guò)參照上述申請(qǐng)而包含上述申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容。

實(shí)施方式的發(fā)明涉及水蒸氣分離體和使用該水蒸氣分離體的除濕裝置。

背景技術(shù)：

在家庭用空調(diào)等的空氣調(diào)節(jié)技術(shù)中，在制冷劑以及能量效率這兩個(gè)方面技術(shù)得到發(fā)展，伴隨于此謀求更舒適的生活環(huán)境。因此，不僅是溫度，調(diào)濕、換氣、氣流調(diào)整、空氣凈化等空調(diào)機(jī)的多功能化得到發(fā)展。由于最近的能量不足，因此能量效率的提高成為最重要的課題。在高溫多濕的亞洲諸國(guó)中也伴隨著生活水平的提高而認(rèn)為調(diào)濕、尤其是除濕是重要的，通過(guò)節(jié)能地進(jìn)行調(diào)濕尤其是除濕，能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境負(fù)荷小的空氣調(diào)節(jié)。在當(dāng)前主流的借助使用壓縮機(jī)等進(jìn)行的制冷劑冷卻來(lái)實(shí)現(xiàn)的除濕中，對(duì)空氣進(jìn)行冷卻而使水蒸氣冷凝，并且將冷卻后的空氣再次加熱而進(jìn)行溫度調(diào)整，為此需要大量的能量。因此，耗電量增加，因此環(huán)境負(fù)荷的大小成為課題。

與此相對(duì)，除濕空調(diào)等除濕裝置在利用使用了吸附水蒸氣的吸濕材料的吸濕器吸附室內(nèi)的水分后，對(duì)其進(jìn)行加熱并朝室外排出，因此與制冷劑式的除濕相比節(jié)能性優(yōu)異。作為吸濕材料，例如公知有在多孔質(zhì)陶瓷或沸石等多孔質(zhì)體中含浸擔(dān)載由鈉、鋰、鈣、鎂等的氯化物或溴化物構(gòu)成的潮解性物質(zhì)而成的材料。然而，吸濕材料(調(diào)濕材料)通過(guò)持續(xù)吸附水而飽和，因此需要進(jìn)行再生處理。對(duì)于吸濕材料的再生處理，為了將所吸附的水排出，通過(guò)對(duì)吸濕材料進(jìn)行加熱來(lái)進(jìn)行。將這種吸濕材料的再生處理和制冷并用，被指出是效率不高。

作為代替現(xiàn)行的空氣調(diào)節(jié)方式的節(jié)能且低成本的方法，探討使用不需要進(jìn)行再生處理的水蒸氣分離體的連續(xù)除濕方式。作為使用水蒸氣分離體的調(diào)濕裝置的構(gòu)造，能夠舉出如下構(gòu)造：將在使用了聚乙烯或含氟樹(shù)脂等的2片水蒸氣透過(guò)性膜間填充有氯化鋰水溶液等液體吸收劑的水蒸氣分離體配置在進(jìn)行調(diào)濕的室內(nèi)等的空間與室外等的空間之間，在室內(nèi)的空氣與液體吸收劑之間經(jīng)由水蒸氣透過(guò)性膜進(jìn)行水蒸氣的授受。然而，水蒸氣透過(guò)性膜容易破損，此外在該方式中水蒸氣的移動(dòng)速度慢，因此難以高效地進(jìn)行除濕。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的課題在于提供一種實(shí)用且能夠進(jìn)行高效的除濕的水蒸氣分離體和使用該水蒸氣分離體的除濕裝置。

實(shí)施方式的水蒸氣分離體配置在第1空間與第2空間之間，通過(guò)使上述第2空間的水蒸氣壓力比上述第1空間的水蒸氣壓力低而使存在于上述第1空間內(nèi)的水蒸氣透過(guò)至上述第2空間，該水蒸氣分離體具備：多孔質(zhì)體，具有：與上述第1空間接觸且具有凹凸構(gòu)造的第1面；與上述第2空間接觸的第2面；以及從上述第1面的至少構(gòu)成上述凹凸構(gòu)造的壁面通到上述第2面的細(xì)孔；以及水，存在于上述多孔質(zhì)體的上述細(xì)孔內(nèi)。

實(shí)施方式的除濕裝置具備：第1空間；與上述第1空間相通的第2空間；設(shè)置成使上述第1面在上述第1空間露出、且使上述第2面在上述第2空間露出，并且將上述第1空間與上述第2空間之間分隔開(kāi)的實(shí)施方式的水蒸氣分離體；以及水蒸氣壓力調(diào)整部，對(duì)上述第2空間的水蒸氣壓力進(jìn)行調(diào)整，以使得上述第2空間的水蒸氣壓力比上述第1空間的水蒸氣壓力低，使存在于上述第1空間的水蒸氣經(jīng)由上述水蒸氣分離體透過(guò)至上述第2空間。

附圖說(shuō)明

圖1是示出實(shí)施方式的除濕裝置的結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是示出在圖1所示的除濕裝置中使用的水蒸氣分離體的剖視圖。

圖3是將圖2所示的水蒸氣分離體的第1變形例的一部分放大示出的剖視圖。

圖4是將圖2所示的水蒸氣分離體的第2變形例的一部分放大示出的剖視圖。

圖5是將圖2所示的水蒸氣分離體的第3變形例的一部分放大示出的剖視圖。

圖6是將圖2所示的水蒸氣分離體的內(nèi)部構(gòu)造的一例放大示出的剖視圖。

圖7是示出圖2所示的水蒸氣分離體的使用例的剖視圖。

圖8是示出圖1所示的除濕裝置的第1變形例的圖。

圖9是示出圖1所示的除濕裝置的第2變形例的圖。

圖10是示出圖1所示的除濕裝置的第3變形例的圖。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1：除濕裝置；2：除濕單元；3：送風(fēng)機(jī)；4：減壓泵；9：除濕室；10：減壓室；11：連接路；12：水蒸氣分離體；13：細(xì)孔；14：多孔質(zhì)體；15、16：凹部；17：凸部；18：凹凸部；19：水溶性吸濕劑；20：支承體；s1：第1空間；s2：第2空間。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)實(shí)施方式的水蒸氣分離體和使用該水蒸氣分離體的除濕裝置進(jìn)行說(shuō)明。另外，在各實(shí)施方式中，對(duì)于實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)成部位有時(shí)標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略其一部分說(shuō)明。附圖只是示意圖，厚度與平面尺寸之間的關(guān)系、各部分的厚度的比率等有時(shí)與現(xiàn)實(shí)情況不同。

圖1示出實(shí)施方式的除濕裝置的結(jié)構(gòu)。圖1中，r示出構(gòu)成除濕的對(duì)象空間rx的房間，房間r具有吸氣口ra。除濕裝置1設(shè)置于房間r，以便從除濕對(duì)象的空間rx內(nèi)的空氣將水蒸氣(水分)除去。此處，空間rx內(nèi)的空氣基本上由水蒸氣(水分)和干燥空氣構(gòu)成。除濕裝置1具備：除濕模塊2；將空間rx內(nèi)的空氣朝除濕模塊2輸送的送風(fēng)機(jī)3；以及對(duì)除濕模塊2的一部分進(jìn)行減壓的減壓泵4?？臻grx和送風(fēng)機(jī)3由配管5連接，送風(fēng)機(jī)3和除濕模塊2由配管6連接，除濕模塊2和空間rx由配管7連接。除濕模塊2和減壓泵4由配管8連接。

除濕模塊2具有：構(gòu)成第1空間s1的除濕室(第1通風(fēng)路)9；構(gòu)成第2空間s2的減壓室(第2通風(fēng)路)10；連接除濕室9和減壓室10的連接路11；以及以分隔除濕室9和減壓室10的方式配置在連接路11內(nèi)的水蒸氣分離體12。通過(guò)使送風(fēng)機(jī)3運(yùn)轉(zhuǎn)，空間rx內(nèi)的空氣經(jīng)由配管5、6被輸送至除濕模塊2的除濕室9內(nèi)。在除濕室9內(nèi)被除濕后的空氣經(jīng)由配管7被送回空間rx。減壓室10由減壓泵4排氣，以便在除濕室9內(nèi)的壓力(第1空間s1的壓力)與減壓室10內(nèi)的壓力(第2空間s2的壓力)之間產(chǎn)生差。

水蒸氣分離體12如圖2所示具備具有細(xì)孔(敞開(kāi)氣孔)13的多孔質(zhì)體14和存在于多孔質(zhì)體14的細(xì)孔13內(nèi)的水(未圖示)。存在于細(xì)孔13內(nèi)的水在水蒸氣分離體12中形成液封(wetseal)。后面即將詳細(xì)敘述，使水經(jīng)由形成有液封的水蒸氣分離體12從除濕室9朝減壓室10移動(dòng)，由此，使從空間rx被輸送至除濕室9內(nèi)的空氣中的水分量減少而進(jìn)行除濕。并且，作為其他方法，也可以通過(guò)與對(duì)水進(jìn)行吸附的那樣的非水系液體共存來(lái)進(jìn)行密封，并使水經(jīng)由形成有這種密封的水蒸氣分離體12從除濕室9朝減壓室10移動(dòng)，由此來(lái)對(duì)空間rx進(jìn)行除濕。作為非水系液體，舉例示出離子性液體(咪唑鎓型、銨型、吡啶鎓型)，但并不限定于此。存在于細(xì)孔13內(nèi)的水意味著以化學(xué)式h2o表示的物質(zhì)、或者包含該物質(zhì)的水合物、附著物、含有物等全部物質(zhì)。例如，含水的離子性液體或三乙二醇等也包含在內(nèi)。

多孔質(zhì)體14例如具有長(zhǎng)方體形狀，具有在除濕室9內(nèi)(第1空間s1)露出的第1面14a和在減壓室10內(nèi)(第2空間s2)露出的第2面14b。在第1面14a上設(shè)置有凹凸構(gòu)造。圖2所示的第1面14a的凹凸構(gòu)造具有多個(gè)方槽狀凹部15，但并不限于此。在多孔質(zhì)體14內(nèi)設(shè)置的細(xì)孔13從第1面14a通到第2面14b。細(xì)孔13的至少一部分從凹部15的壁面(構(gòu)成凹凸構(gòu)造的壁面)15a通到第2面14b。

設(shè)置于第1面14a的凹凸構(gòu)造并不限于具有圖2所示的方槽狀的凹部15的構(gòu)造。凹凸構(gòu)造例如也可以通過(guò)在第1面14a上設(shè)置與圖2反轉(zhuǎn)的構(gòu)造的凸部來(lái)設(shè)置。圖3示出具有通過(guò)在第1面14a上形成v槽狀的凹部16而設(shè)置凹凸構(gòu)造的第1面14a的多孔質(zhì)體14。圖4示出具有通過(guò)在第1面14a上形成倒v字狀的凸部17而設(shè)置凹凸構(gòu)造的第1面14a的多孔質(zhì)體14。在為具有凸部17的凹凸構(gòu)造的情況下，細(xì)孔13的至少一部分從凸部17的壁面17a通到第2面14b。凹部15、16或凸部17并不限于規(guī)則地設(shè)置，也可以不規(guī)則地設(shè)置。此外，如圖5所示，也可以在第1面14a上設(shè)置不規(guī)則的凹凸部18。這樣，在多孔質(zhì)體14的第1面14a上設(shè)置的凹凸構(gòu)造的具體形狀并無(wú)特殊限定，能夠應(yīng)用基于各種凹部、凸部、凹凸部等的凹凸形狀。凹凸構(gòu)造也可以形成在多孔質(zhì)體14的第2面14b。

根據(jù)具有設(shè)置有凹凸構(gòu)造的第1面14a的多孔質(zhì)體14，與從空間rx被輸送至除濕室9內(nèi)的空氣之間的接觸面積增加，并且容易利用設(shè)置有從該壁面通到第2面14b的細(xì)孔13的凹部15、16、凸部17、凹凸部18等捕捉水蒸氣，因此能夠促進(jìn)水從除濕室9朝減壓室10的移動(dòng)。在第1面14a平坦的情況下，空氣中存在的水分中的、除了具有與平坦面垂直的分量的速度的水分子以外的水分子都難以被捕捉，與此相對(duì)，根據(jù)設(shè)置有凹凸構(gòu)造的第1面14a，使得也能夠捕捉上述具有與平坦面垂直的分量的速度的水分子以外的水分子?？紤]到水分子的捕捉性，凹凸構(gòu)造優(yōu)選如圖3至圖5所示具有相對(duì)于第1面14a具有斜面的凹部16、凸部17、凹凸部18。此外，當(dāng)沿著第1面14a輸送空氣時(shí)，與平坦時(shí)不同，利用凹凸構(gòu)造產(chǎn)生復(fù)雜的流動(dòng)，因此容易利用多孔質(zhì)體14的細(xì)孔13捕捉水分。由此，能夠提高除濕裝置1的空間rx內(nèi)的除濕速度或除濕性能。

在提高由第1面14a的凹凸構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的水蒸氣的捕捉性的方面，對(duì)于具有凹凸構(gòu)造的第1面14a的表面粗糙度，優(yōu)選由jisb0601(1994)規(guī)定的算術(shù)平均粗糙度ra、最大高度ry以及十點(diǎn)平均粗糙度rz中的至少1個(gè)為1μm以上1mm以下。由此，能夠提高凹凸構(gòu)造所實(shí)現(xiàn)的水蒸氣的捕捉性。從除濕速度與多孔質(zhì)體14的強(qiáng)度的平衡出發(fā)，優(yōu)選表面粗糙度ra、ry、rz中的至少1個(gè)為10μm以上100μm以下。此外，對(duì)于具有凹凸構(gòu)造的第1面14a的表面粗糙度，優(yōu)選由jisb0601(1994)規(guī)定的凹凸的平均間隔sm以及局部峰的平均間隔s中的至少1個(gè)為1μm以上10mm以下。由此也能夠提高凹凸構(gòu)造所實(shí)現(xiàn)的水蒸氣的捕捉性。從除濕速度和形成的容易度的觀點(diǎn)出發(fā)，更加優(yōu)選上述的表面粗糙度sm、s中的至少1個(gè)為10μm以上1mm以下。

多孔質(zhì)體14優(yōu)選由陶瓷材料、金屬材料、碳素材料、或者它們的復(fù)合材料等無(wú)機(jī)材料構(gòu)成。作為陶瓷材料，能夠舉出鋁(al)、硅(si)、鋅(zn)、鎂(mg)、鈣(ca)、鋇(ba)、鎳(ni)、鈷(co)、鐵(fe)、鉻(cr)、鈦(ti)、鋯(zr)、銅(cu)等元素(以下也稱作元素a)的氧化物、氮化物、碳化物、硅酸鹽、或者它們的復(fù)合化合物。多孔質(zhì)體14也可以由沸石那樣的材料構(gòu)成。作為金屬材料，能夠舉出鋁、鋅、鎂、鎳、鈷、鐵、鈦、鋯、銅等金屬元素(以下也稱作元素b)或包含它們的合金。多孔質(zhì)體14根據(jù)情況也可以由有機(jī)材料構(gòu)成。

多孔質(zhì)體14的體積氣孔率(多孔質(zhì)體14內(nèi)的細(xì)孔13的體積率)優(yōu)選處于10～80％的范圍。若多孔質(zhì)體14的體積氣孔率小于10％，則能夠通過(guò)細(xì)孔13的水蒸氣減少，因此存在來(lái)自除濕室9內(nèi)的水分的吸收量以及水分朝減壓室10的放出量不足的顧慮。若多孔質(zhì)體14的體積氣孔率超過(guò)80％，則存在多孔質(zhì)體14的強(qiáng)度降低、妨礙除濕裝置1的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的顧慮。從除濕速度的觀點(diǎn)出發(fā)，更加優(yōu)選多孔質(zhì)體14的體積氣孔率處于10～50％的范圍，進(jìn)一步優(yōu)選處于20～50％的范圍。但是，多孔質(zhì)體14的體積氣孔率優(yōu)選根據(jù)水蒸氣分離體12所要求的性質(zhì)設(shè)定。例如，在欲提高除濕速度的情況下，優(yōu)選將體積氣孔率設(shè)定得比較高。另一方面，在欲提高水蒸氣分離體12的機(jī)械強(qiáng)度等的情況下、或者欲使水蒸氣分離體12低成本化的情況下，優(yōu)選將體積氣孔率設(shè)定得比較低。

多孔質(zhì)體14的細(xì)孔13優(yōu)選包含50體積％以上的孔徑處于10nm～1μm的范圍的細(xì)孔。優(yōu)選細(xì)孔13的最大孔徑為3μm以下。如果具有上述孔徑的細(xì)孔的量小于50體積％(例如孔徑超過(guò)1μm的細(xì)孔的體積率多)、或者最大孔徑超過(guò)3μm，則存在液封性降低、或者來(lái)自除濕室9內(nèi)的水分的吸收和水分朝減壓室10的放出之間的平衡降低、除濕性能降低的顧慮。更加優(yōu)選具有上述孔徑的細(xì)孔的量為70體積％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為100體積％。更加優(yōu)選細(xì)孔13的最大孔徑為2μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為1μm以下。另外，多孔質(zhì)體14的體積氣孔率或細(xì)孔13的形狀(細(xì)孔的體積率或最大孔徑)表示利用水銀壓入法測(cè)定的值。

此外，細(xì)孔13的孔徑優(yōu)選根據(jù)水蒸氣分離體12所要求的特性設(shè)定。例如，在欲提高水蒸氣分離體12的水蒸氣分離率的情況下，優(yōu)選細(xì)孔13包含50體積％以上的孔徑處于10～100nm的范圍的細(xì)孔。在該情況下，優(yōu)選細(xì)孔13的最大孔徑為300nm以下。另一方面，在欲提高水蒸氣分離體12的水蒸氣透過(guò)速度的情況下，優(yōu)選細(xì)孔13包含50體積％以上的孔徑處于100nm～1μm的范圍的細(xì)孔。在該情況下，優(yōu)選細(xì)孔13的最大孔徑為3μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為2μm以下。水蒸氣分離體12的特性也會(huì)對(duì)多孔質(zhì)體14的體積氣孔率造成影響，因此優(yōu)選考慮體積氣孔率而設(shè)定細(xì)孔13的孔徑。

多孔質(zhì)體14的制造方法并無(wú)特殊限定，例如能夠應(yīng)用以下所示的制法。例如，在使用氧化鋁或氧化鋅等陶瓷材料的情況下，能夠應(yīng)用在將原料粉末成型之后燒結(jié)而制作多孔質(zhì)體14的方法。多孔質(zhì)體14也可以包含石棉、陶瓷棉、玻璃棉等無(wú)機(jī)纖維。當(dāng)作為多孔質(zhì)體14的構(gòu)成材料使用沸石等的情況下，也可以對(duì)原料粉末進(jìn)行加壓成型而制作多孔質(zhì)的壓粉體(14)。并且，也可以在多孔質(zhì)支承體上形成沸石膜而形成多孔質(zhì)體14。在使用金屬材料的情況下，能夠應(yīng)用如下的方法：在對(duì)原料粉末進(jìn)行成型之后燒結(jié)而形成多孔質(zhì)體14，或者在對(duì)原料粉末和隔離物材料粉末的混合粉末進(jìn)行成型并燒結(jié)之后去除隔離物材料而形成多孔質(zhì)體14。并且，作為多孔質(zhì)體14也可以使用發(fā)泡金屬。

針對(duì)上述那樣的多孔質(zhì)體14的第1面14a的凹凸構(gòu)造的形成方法并無(wú)特殊限定，能夠應(yīng)用以下所示的方法。例如，通過(guò)使用劃片機(jī)之類的切削裝置或切斷裝置在上述的多孔質(zhì)燒結(jié)體或多孔質(zhì)壓粉體的表面形成具有預(yù)定的寬度以及深度的槽而在多孔質(zhì)體14的表面14a形成凹凸構(gòu)造。并且，也可以通過(guò)利用噴射加工等使多孔質(zhì)燒結(jié)體或多孔質(zhì)壓粉體的表面粗糙化以便使其形成預(yù)定的表面粗糙度，由此在多孔質(zhì)體14的表面14a形成凹凸構(gòu)造。通過(guò)預(yù)先在制作成為多孔質(zhì)燒結(jié)體的形成材料的成型體或多孔質(zhì)壓粉體的模具的表面設(shè)置凹凸、并將其轉(zhuǎn)印到紙成型體或多孔質(zhì)壓粉體的表面，也能夠在多孔質(zhì)體14的表面14a形成凹凸構(gòu)造。在應(yīng)用薄膜狀的多孔質(zhì)體14的情況下，也可以預(yù)先在多孔質(zhì)支承體的表面設(shè)置凹凸。

當(dāng)在水蒸氣分離體12中形成液封時(shí)，優(yōu)選水蒸氣分離體12如圖6所示具備存在于多孔質(zhì)體14的細(xì)孔13內(nèi)的水溶性吸濕劑19。水溶性吸濕劑19吸收并保持水分，因此容易在水蒸氣分離體12中形成液封。作為水溶性吸濕劑19，能夠使用第1族元素或第2族元素(以下也稱作元素c)的檸檬酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、鹵化物鹽、氧化物鹽、氫氧化物鹽、硫酸鹽等。這些化合物可以單獨(dú)使用，也可以復(fù)合地使用。圖6中示出水溶性吸濕劑19在細(xì)孔13內(nèi)偏析的情況，但水溶性吸濕劑19的存在形態(tài)并不限于此，也可以薄薄地均勻地附著于細(xì)孔13的內(nèi)壁整體或者一部分。

作為水溶性吸濕劑19的具體例，能夠舉出氯化鈣(cacl2)、氯化鋰(licl)、氯化鈉(nacl)、氯化鉀(kcl)、溴化鋰(libr)、溴化鈉(nabr)、溴化鉀(kbr)、碘化鋰(lii)、碘化鈉(nai)、碘化鉀(ki)、氧化鈣(cao)、氧化鈉(na2o)、氧化鉀(k2o)、氫氧化鈣(ca(oh)2)、氫氧化鈉(naoh)、氫氧化鉀(koh)、氫氧化鋰(lioh)、碳酸鈣(caco3)、碳酸鎂(mgco3)、碳酸鋰(li2co3)、碳酸鈉(na2co3)、碳酸鉀(k2co3)、磷酸鈉(na3po4)、磷酸鉀(k3po4)、檸檬酸鈉(na3(c3h5o(coo)3)等)、檸檬酸鉀(k3(c3h5o(coo)3)等)、硫酸鈉(na2so4)、硫酸鉀(k2so4)、硫酸鋰(li2so4)等或它們的水合物。

對(duì)于存在于多孔質(zhì)體14的細(xì)孔13內(nèi)的水溶性吸濕劑19的量，在多孔質(zhì)體14由陶瓷材料或金屬材料構(gòu)成的情況下，優(yōu)選進(jìn)行調(diào)整以使得構(gòu)成水溶性吸濕劑19的元素c相對(duì)于構(gòu)成陶瓷材料的元素a或者構(gòu)成金屬材料的元素b之比(c/a或者c/b：原子比)處于0.004～0.4的范圍。若c/a比或者c/b比小于0.004，則存在水溶性吸濕劑19的量不足的顧慮。并且，若c/a比或者c/b比越超過(guò)0.4，則越難以使多孔質(zhì)體14的細(xì)孔13內(nèi)存在水溶性吸濕劑19。優(yōu)選c/a比或者c/b比處于0.008～0.25的范圍。

水蒸氣分離體12的制造方法并無(wú)特殊限定，但例如能夠按照以下方式制作。當(dāng)水蒸氣分離體12不具備水溶性吸濕劑19的情況下，將以前述方法制作的多孔質(zhì)體14作為水蒸氣分離體12使用。在水蒸氣分離體12具備水溶性吸濕劑19的情況下，通過(guò)使以前述方法制作的多孔質(zhì)體14含浸將水溶性吸濕劑19溶解于水而成的水溶液并進(jìn)行干燥來(lái)得到水蒸氣分離體12。使之干燥是為了處理方便，也可以不使之干燥。水蒸氣分離體12也可以從最初就含有水分。也可以在將水溶性吸濕劑19混入多孔質(zhì)體14的原料粉末之后進(jìn)行成型以及燒結(jié)。

除濕裝置1中使用的水蒸氣分離體12如圖7所示也可以由透過(guò)氣體的支承體20支承。圖7示出將一對(duì)支承體20沿著水蒸氣分離體12的兩個(gè)面配置的狀態(tài)，但支承體20也可以僅沿著水蒸氣分離體12的一個(gè)面配置。支承體20使用由陶瓷材料、金屬材料、碳素材料、有機(jī)材料、或者它們的復(fù)合材料形成的具有敞開(kāi)氣孔的多孔質(zhì)體、沖孔材料、網(wǎng)眼材料等。作為這種支承體20的具體例，例如能夠舉例示出紙、聚酰亞胺多孔體、沖孔金屬板等。支承體20優(yōu)選具有數(shù)μm直徑以上的貫通孔，但并不限于此。

水蒸氣分離體12也可以直接形成在支承體20上。例如，可以通過(guò)冷噴涂法或氣溶膠沉積法等在支承體20上形成多孔質(zhì)體14，或者通過(guò)使這樣的多孔質(zhì)體14含浸水溶性吸濕劑19等方法制作。并且，也可以將在孔徑大的原料陶瓷基材上形成有孔徑更細(xì)的水蒸氣分離體12的多孔質(zhì)體14的原料陶瓷材料形成為層狀，并將其燒結(jié)，由此形成多層的多孔質(zhì)材料。此處的多層多孔質(zhì)材料是陶瓷，但并不限于此，也可以由金屬等形成。形狀也并不限定于片狀，可以是蜂窩狀或管狀。

除濕裝置1中使用的水蒸氣分離體12至少在除濕裝置1的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)含有水分。水蒸氣分離體12所含的水分量?jī)?yōu)選設(shè)定成使得水的體積v2相對(duì)于多孔質(zhì)體14的體積(除細(xì)孔13體積之外的多孔質(zhì)體14的實(shí)際體積)v1之比(v2/v1)處于0.01～4的范圍。若體積比v2/v1小于0.01，則存在水蒸氣分離體12所實(shí)現(xiàn)的液封性降低的顧慮。若體積比(v2/v1)越是超過(guò)4，則越是難以使多孔質(zhì)體14中存在水分。多孔質(zhì)體14與其所含的水的體積比(v2/v1)更加優(yōu)選為處于0.5～4的范圍，進(jìn)一步優(yōu)選為處于0.5～1的范圍。另外，當(dāng)在水蒸氣分離體12的細(xì)孔13內(nèi)存在水溶性吸濕劑19的情況下，水的體積v2意味著包含水溶性吸濕劑19的狀態(tài)下的體積。

在實(shí)施方式的除濕裝置1中，作為除濕對(duì)象的空間rx內(nèi)的空氣由送風(fēng)機(jī)3輸送至除濕模塊2的除濕室9內(nèi)。使減壓泵4與送風(fēng)機(jī)3同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)減壓室10內(nèi)進(jìn)行減壓，由此使除濕室9內(nèi)的壓力與減壓室10內(nèi)的壓力之間產(chǎn)生差。借助該壓力差，減壓室10內(nèi)的水蒸氣壓力(第2空間s2的水蒸氣壓力)變得比除濕室9內(nèi)的水蒸氣壓力(第1空間s1的水蒸氣壓力)小。借助該水蒸氣壓力差與存在于水蒸氣分離體12內(nèi)的水分，在隔著水蒸氣分離體12配置的除濕室9與減壓室10之間產(chǎn)生水蒸氣(水分)的移動(dòng)。

當(dāng)經(jīng)由水蒸氣分離體12而使水蒸氣(水分)移動(dòng)時(shí)，優(yōu)選利用減壓泵4對(duì)減壓室10內(nèi)進(jìn)行減壓，以使得減壓室10內(nèi)的壓力相對(duì)于除濕室9內(nèi)的壓力成為－50kpa以下。換言之，優(yōu)選對(duì)減壓室10內(nèi)進(jìn)行減壓，以使得除濕室9內(nèi)的壓力與減壓室10內(nèi)的壓力之差為50kpa以上。若該壓力差小于50kpa，則存在無(wú)法充分促進(jìn)從除濕室9內(nèi)朝減壓室10內(nèi)的水蒸氣(水分)的移動(dòng)的顧慮。此外，優(yōu)選除濕室9與減壓室10之間的壓力差小于100kpa。若該壓力差過(guò)大，則存在構(gòu)成水蒸氣分離體12的多孔質(zhì)體14破損的顧慮。更加優(yōu)選為除濕室9與減壓室10之間的壓力差處于80～90kpa的范圍。

在圖1所示的除濕裝置1中，利用對(duì)減壓室10內(nèi)進(jìn)行減壓的減壓泵4使得在除濕室9與減壓室10之間產(chǎn)生水蒸氣壓力差，但水蒸氣壓力的調(diào)整部并不限于此。例如，也可以朝減壓室10(第2空間s2)導(dǎo)入干燥空氣或加熱空氣。由此也能夠在除濕室9與減壓室10之間產(chǎn)生水蒸氣壓力差。在圖1所示的除濕裝置1中，使得在除濕室9與減壓室10之間產(chǎn)生水蒸氣壓力差的水蒸氣壓力調(diào)整部并無(wú)特殊限定，可應(yīng)用能夠使得產(chǎn)生水蒸氣壓力差的各種機(jī)構(gòu)。

水蒸氣壓力相對(duì)高的除濕室9內(nèi)的空氣中所含的水蒸氣(水分)由水蒸氣分離體12內(nèi)的液封吸收。當(dāng)水蒸氣分離體12具有水溶性吸濕劑19的情況下，水蒸氣(水分)由水溶性吸濕劑19吸收。水蒸氣分離體12內(nèi)的水分透過(guò)至水蒸氣壓力相對(duì)低的減壓室10內(nèi)。借助除濕室9內(nèi)的水蒸氣壓力、減壓室10內(nèi)的水蒸氣壓力、水蒸氣分離體12內(nèi)的水分量等的平衡，連續(xù)地產(chǎn)生水蒸氣分離體12對(duì)除濕室9內(nèi)的空氣中所含的水分的吸收和水蒸氣分離體12內(nèi)的水分朝減壓室10內(nèi)的放出。因而，能夠使從空間rx輸送至除濕室9內(nèi)的空氣中的水分量減少而進(jìn)行除濕。被除濕后的空氣被送回空間rx。透過(guò)至減壓室10內(nèi)的水分經(jīng)由配管8以及減壓泵4被朝外部排出。透過(guò)至減壓室10內(nèi)的水分也可以被輸送至需要進(jìn)行加濕的房間等第3空間。實(shí)施方式的水蒸氣分離體12也能夠用于兼進(jìn)行除濕和加濕的裝置。

在實(shí)施方式的除濕裝置1中，水蒸氣分離體12形成液封，因此能夠僅使除濕室9內(nèi)的空氣中所含的水分移動(dòng)至減壓室10內(nèi)。即，在除濕室9和減壓室10之間，基本上僅使空氣中的水分移動(dòng)，空氣中的干燥空氣幾乎不移動(dòng)。因而，作為除濕對(duì)象的空間rx的溫度幾乎不會(huì)變動(dòng)。通過(guò)在空間rx的溫度幾乎不變動(dòng)的情況下對(duì)空間rx內(nèi)進(jìn)行除濕，例如即便在一并進(jìn)行空間rx的制冷的情況下，也不存在熱效率降低的顧慮。能夠提高將除濕裝置1與制冷同時(shí)使用時(shí)的熱效率。

實(shí)施方式的除濕裝置1的構(gòu)造并不限于圖1所示的構(gòu)造。圖8示出在減壓室10(第2空間s2)連接有取入外部空氣的配管21的構(gòu)造。在圖8所示的除濕裝置1中，在朝減壓室10內(nèi)取入外部空氣的同時(shí)，減壓室10內(nèi)被減壓。配管21具有閥22。實(shí)施方式的除濕裝置1能夠進(jìn)行各種變形。在圖1以及圖8中將第1空間s1設(shè)定為除濕模塊2的除濕室9，但第1空間s1并不限于此。如圖9所示，第1空間s1也可以是作為除濕對(duì)象的空間rx自身。即，也可以將成為第2空間s2的減壓室10與成為第1空間s1的空間rx隔著水蒸氣分離體12配置。在該情況下，通過(guò)對(duì)減壓室10進(jìn)行減壓，水蒸氣(水分)從作為除濕對(duì)象的空間rx(第1空間s1)內(nèi)的空氣被直接除去。第1空間s1以及第2空間s2的設(shè)定能夠進(jìn)行各種變更。并且，如圖10所示，也可以在減壓室10(第2空間s2)連接取入外部空氣的配管21。

根據(jù)使用實(shí)施方式的水蒸氣分離體12的除濕裝置1，由于在水蒸氣分離體12中形成液封，因此能夠提高不伴隨再生處理的連續(xù)除濕以及此時(shí)的除濕性能。此外，由于在構(gòu)成水蒸氣分離體12的多孔質(zhì)體14的第1面(在第1空間s1露出的面)14a上形成凹凸構(gòu)造，因此能夠提高水分子的捕捉性而提高除濕速度。因而，能夠提供實(shí)用且高效的除濕裝置1。水蒸氣分離體12的特性不僅能夠根據(jù)所要求的除濕性能、還能夠根據(jù)水蒸氣分離體12所被設(shè)置的環(huán)境等設(shè)定。例如，在即便除濕性能稍稍降低也欲使得能夠應(yīng)對(duì)水蒸氣分離體12所被設(shè)置的嚴(yán)酷的環(huán)境等的情況下，優(yōu)選進(jìn)一步提高水蒸氣分離體12的機(jī)械強(qiáng)度等。此外，關(guān)于除濕性能，也可以根據(jù)重視到達(dá)濕度和除濕速度中的哪一個(gè)而設(shè)定水蒸氣分離體12的結(jié)構(gòu)或特性。

除濕速度v表示以下述方式測(cè)定的值。首先，在濕度和溫度保持恒定的恒溫高濕槽中，利用開(kāi)設(shè)有直徑10mm的孔的1l容器設(shè)置空間rx。在這種構(gòu)造中設(shè)定成如下的值：利用圖10所示的除濕裝置將第2空間相對(duì)于第1空間的壓力設(shè)定為－80kpa而進(jìn)行除濕，用水蒸氣分離體的面積對(duì)進(jìn)行除濕而使相對(duì)濕度從70％變?yōu)?0％時(shí)的時(shí)間進(jìn)行換算而得到的值。設(shè)測(cè)定溫度為40℃、水蒸氣分離體的執(zhí)行面積為直徑10mm。例如，若相對(duì)濕度從70％降低至60％時(shí)的時(shí)間為1小時(shí)，則除濕速度v為10％/h。

另外，雖然對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但上述實(shí)施方式只是作為例子加以提示，并非意圖限定發(fā)明的范圍。上述新型的實(shí)施方式能夠以其他的各種形態(tài)實(shí)施，能夠在不脫離發(fā)明的主旨的范圍進(jìn)行各種省略、置換、變更。上述實(shí)施方式及其變形也包含于發(fā)明的范圍或主旨，并且包含于權(quán)利要求書中記載的發(fā)明及其等同的范圍中。

能夠?qū)⑸鲜龅膶?shí)施方式歸納成以下的技術(shù)方案。

(技術(shù)方案1)

一種配置在第1空間與第2空間之間的水蒸氣分離體，具備：多孔質(zhì)體，具有與上述第1空間接觸且具有凹凸構(gòu)造的第1面、與上述第2空間接觸的第2面、和從上述第1面的至少構(gòu)成上述凹凸構(gòu)造的壁面通到上述第2面的細(xì)孔；以及存在于上述多孔質(zhì)體的上述細(xì)孔內(nèi)的水，上述水蒸氣分離體構(gòu)成為用于通過(guò)使上述第2空間的水蒸氣壓力比上述第1空間的水蒸氣壓力低而使存在于上述第1空間內(nèi)的水蒸氣透過(guò)至上述第2空間。

(技術(shù)方案2)

在技術(shù)方案1中，還具備存在于上述多孔質(zhì)體的上述細(xì)孔內(nèi)的水溶性吸濕劑，上述水由上述水溶性吸濕劑保持。

(技術(shù)方案3)

在技術(shù)方案2中，上述水溶性吸濕劑包含從由第1族元素或者第2族元素的檸檬酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、鹵化物鹽、氧化物鹽、氫氧化物鹽以及硫酸鹽構(gòu)成的組中選擇出的至少1個(gè)。

(技術(shù)方案4)

在技術(shù)方案1～3中的任1個(gè)中，具有上述凹凸構(gòu)造的上述第1面具有算術(shù)平均粗糙度ra、最大高度ry以及十點(diǎn)平均粗糙度rz中的至少1個(gè)為1μm以上1mm以下的表面粗糙度。

(技術(shù)方案5)

在技術(shù)方案1～4中的任1個(gè)中，具有上述凹凸構(gòu)造的上述第1面具有凹凸的平均間隔sm以及局部峰的平均間隔s中的至少1個(gè)為1μm以上10mm以下的表面粗糙度。

(技術(shù)方案6)

在技術(shù)方案1～5中的任1個(gè)中，上述多孔質(zhì)體的體積氣孔率為10％以上80％以下。

(技術(shù)方案7)

在技術(shù)方案1～6中的任1個(gè)中，上述多孔質(zhì)體的上述細(xì)孔包含50體積％以上的孔徑為10nm以上1μm以下的細(xì)孔。

(技術(shù)方案8)

在技術(shù)方案1～7中的任1個(gè)中，上述多孔質(zhì)體的上述細(xì)孔的最大孔徑為3μm以下。

(技術(shù)方案9)

在技術(shù)方案1～8中的任1個(gè)中，上述多孔質(zhì)體包含從陶瓷材料、金屬材料以及碳素材料中選擇出的至少1個(gè)。

(技術(shù)方案10)

在技術(shù)方案1～9中的任1個(gè)中，上述水的體積相對(duì)于上述多孔質(zhì)體的體積之比為0.01以上4以下。

(技術(shù)方案11)

一種除濕裝置，具備：

第1空間；

與上述第1空間相通的第2空間；

技術(shù)方案1～10中任1項(xiàng)所述的水蒸氣分離體，使上述第1面在上述第1空間露出、且使上述第2面在上述第2空間露出，并且設(shè)置成將上述第1空間與上述第2空間之間分隔開(kāi)；以及水蒸氣壓力調(diào)整部，對(duì)上述第2空間的水蒸氣壓力進(jìn)行調(diào)整，以使得上述第2空間的水蒸氣壓力比上述第1空間的水蒸氣壓力低，使存在于上述第1空間的水蒸氣經(jīng)由上述水蒸氣分離體透過(guò)至上述第2空間。

(技術(shù)方案12)

在技術(shù)方案11中，上述水蒸氣壓力調(diào)整部具備將上述第2空間的壓力減壓至比上述第1空間的壓力低的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)。

(技術(shù)方案13)

在技術(shù)方案12中，上述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)被控制成使得上述第2空間的壓力相對(duì)于上述第1空間的壓力為－50kpa以下。

(技術(shù)方案14)

在技術(shù)方案11～13中的任1個(gè)中，上述水蒸氣分離體由供氣體透過(guò)的支承體支承。

【實(shí)施例】

其次，敘述實(shí)施例及其評(píng)價(jià)結(jié)果。

(實(shí)施例1)

在平均粒徑為0.18μm的高純度al2o3粒子(純度99.99％以上)中添加濃度5％的聚乙烯醇縮丁醛(pvb)的丙酮溶液，在利用研缽混合后，填充于模具并以1t/cm²的壓力成型，進(jìn)一步在1000℃燒結(jié)，由此制作成厚度1mm的多孔質(zhì)燒結(jié)體。利用水銀壓入法測(cè)定多孔質(zhì)燒結(jié)體的細(xì)孔形狀等，細(xì)孔直徑為10～200nm，孔徑為10～100nm的細(xì)孔的比率為90體積％，孔徑為10nm～1μm的細(xì)孔的比率為100體積％。并且，多孔質(zhì)燒結(jié)體的體積氣孔率為42％。

其次，利用劃片機(jī)在多孔質(zhì)燒結(jié)體的表面以100μm的間隔形成深度100μm、寬度100μm的槽，并進(jìn)一步以與該槽正交的方式形成相同形狀的槽。這樣，在多孔質(zhì)燒結(jié)體的表面形成突出有邊長(zhǎng)為100μm的立方體的凹凸構(gòu)造。具有該凹凸構(gòu)造的表面的表面粗糙度ra與50μm相當(dāng)，并且凹凸的平均間隔sm與200μm相當(dāng)。具有凹凸構(gòu)造的表面的表面積相對(duì)于利用劃片機(jī)加工槽之前的表面積增加了1％。

通過(guò)對(duì)上述的多孔質(zhì)燒結(jié)體含浸cacl2的飽和水溶液并干燥，得到作為目標(biāo)的水蒸氣分離體。水蒸氣分離體的ca/al比為0.11。利用上述的條件測(cè)定水蒸氣分離體的除濕速度v，除濕速度v為17％/h。并且，除濕實(shí)驗(yàn)時(shí)的除濕對(duì)象空間的溫度穩(wěn)定在40℃±1℃的范圍。此外，即便在1個(gè)月后進(jìn)行同樣的測(cè)定也并未觀察到變化。在測(cè)定后求出水的體積相對(duì)于多孔質(zhì)體的體積之比，為0.72。

(實(shí)施例2)

在平均粒徑為0.15μm的高純度zno粒子(純度99.99％以上)中添加濃度5％的pvb的丙酮溶液，在利用研缽混合后，填充于模具并以1t/cm²的壓力成型，進(jìn)一步在1000℃燒結(jié)，由此制作成厚度1mm的多孔質(zhì)燒結(jié)體。利用水銀壓入法測(cè)定多孔質(zhì)燒結(jié)體的細(xì)孔形狀等，細(xì)孔直徑為10～150nm，孔徑為10～100nm的細(xì)孔的比率為70體積％，孔徑為10nm～1μm的細(xì)孔的比率為100體積％。并且，多孔質(zhì)燒結(jié)體的體積氣孔率為35％。

其次，利用劃片機(jī)在多孔質(zhì)燒結(jié)體的表面以100μm的間隔形成深度100μm、寬度100μm的槽，并進(jìn)一步以與該槽正交的方式形成相同形狀的槽。這樣，在多孔質(zhì)燒結(jié)體的表面形成突出有邊長(zhǎng)為100μm的立方體的凹凸構(gòu)造。具有該凹凸構(gòu)造的表面的表面粗糙度ra與50μm相當(dāng)，并且凹凸的平均間隔sm與200μm相當(dāng)。具有凹凸構(gòu)造的表面的表面積相對(duì)于利用劃片機(jī)加工槽之前的表面積增加了1％。

通過(guò)對(duì)上述的多孔質(zhì)燒結(jié)體含浸cacl2的飽和水溶液并干燥，得到作為目標(biāo)的水蒸氣分離體。水蒸氣分離體的ca/zn比為0.12。利用上述的條件測(cè)定水蒸氣分離體的除濕速度v，除濕速度v為13％/h。并且，除濕實(shí)驗(yàn)時(shí)的除濕對(duì)象空間的溫度穩(wěn)定在40℃±1℃的范圍。此外，即便在1個(gè)月后進(jìn)行同樣的測(cè)定也并未觀察到變化。在測(cè)定后求出水的體積相對(duì)于多孔質(zhì)體的體積之比，為0.54。

(實(shí)施例3)

在利用沖孔金屬支承在實(shí)施例1中制作的水蒸氣分離體的狀態(tài)下，進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的除濕實(shí)驗(yàn)。但是，除濕實(shí)驗(yàn)時(shí)的壓力差被設(shè)定為－90kpa。結(jié)果，除濕速度v為19％/h。此外，即便在1個(gè)月后進(jìn)行同樣的測(cè)定也并未觀察到變化。這樣，通過(guò)利用沖孔金屬支承水蒸氣分離體，能夠提高除濕時(shí)的壓力差而提高除濕速度v。

(比較例1)

以與實(shí)施例1相同的條件制作多孔質(zhì)燒結(jié)體。多孔質(zhì)燒結(jié)體的孔徑或體積氣孔率與實(shí)施例1大致相同。并未在多孔質(zhì)燒結(jié)體的表面形成凹凸構(gòu)造，通過(guò)含浸cacl2的飽和水溶液并干燥，得到水蒸氣分離體。利用上述的條件測(cè)定水蒸氣分離體的除濕速度v，除濕速度v為15％/h。

(比較例2)

以與實(shí)施例2相同的條件制作多孔質(zhì)燒結(jié)體。多孔質(zhì)燒結(jié)體的孔徑或體積氣孔率與實(shí)施例2大致相同。并未在多孔質(zhì)燒結(jié)體的表面形成凹凸構(gòu)造，通過(guò)含浸cacl2的飽和水溶液并干燥，得到水蒸氣分離體。利用上述的條件測(cè)定水蒸氣分離體的除濕速度v，除濕速度v為12％/h。

(實(shí)施例4)

將平均粒徑為0.7μm的沸石·ddz－70(商品名：unionshowa公司制造)填充在模具中并以1t/cm²的壓力成型，制作厚度1mm的多孔質(zhì)壓粉體。利用水銀壓入法測(cè)定多孔質(zhì)壓粉體的細(xì)孔形狀等，細(xì)孔直徑為10～500nm，孔徑為10～100nm的細(xì)孔的比率為20體積％，孔徑為10nm～1μm的細(xì)孔的比率為100體積％。多孔質(zhì)壓粉體的體積氣孔率為36％。

其次，利用劃片機(jī)在多孔質(zhì)壓粉體的表面以100μm的間隔形成深度100μm、寬度100μm的槽，并進(jìn)一步以與該槽正交的方式形成相同形狀的槽。這樣，在多孔質(zhì)壓粉體的表面形成突出有邊長(zhǎng)為100μm的立方體的凹凸構(gòu)造。具有該凹凸構(gòu)造的表面的表面粗糙度ra與50μm相當(dāng)，并且凹凸的平均間隔sm與200μm相當(dāng)。具有凹凸構(gòu)造的表面的表面積相對(duì)于利用劃片機(jī)加工槽之前的表面積增加了1％。利用上述的條件測(cè)定由該多孔質(zhì)壓粉體形成的水蒸氣分離體的除濕速度v，除濕速度v為4％/h。此外，即便在1個(gè)月后進(jìn)行同樣的測(cè)定也并未觀察到變化。

(比較例3)

以與實(shí)施例4相同的條件制作多孔質(zhì)壓粉體。多孔質(zhì)壓粉體的孔徑和體積氣孔率與實(shí)施例4大致相同。不在多孔質(zhì)壓粉體的表面形成凹凸構(gòu)造即作為水蒸氣分離體使用，測(cè)定除濕速度v，除濕速度v為3％/h。