(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端を解放したケース内に除湿エレメントを設けると共に、該除湿エレメントの両端面の一部を挟む再生手段を対向させて設け、これら両側の再生手段を作動機構により同時に該除湿エレメントの両端面に沿って移動させるようにした除湿装置において、
除湿材を含有する除湿板を通気間隙を介して多層に重ね、該除湿板及び通気間隙を貫通して、冷媒が流通する冷却管を設け、該再生手段の移動に応じて、再生手段が作用する除湿エレメントの冷却管における冷媒の流通を遮断する手段を設けることを特徴とする除湿装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調設備などに用いられ空気を除湿する除湿装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
除湿エレメントは、従来、シリカゲルなどの除湿材を浸透させたグラスファイバ紙などを波形及び平板状に成形して除湿板とし、それらを積層し内部をハニカム構造に構成するものが一般的であった。除湿エレメントに含まれる除湿材は、実公昭５９−７９７３５号公報に示されているように、一般に低温で用いられると除湿効果が優れていることが知られている。
【０００３】
しかしながら、前記のハニカム構造を有する積層除湿板の場合には、除湿材の除湿に伴って生じる凝縮熱や、周囲温度が高い場合に外部から除湿材に流入する熱などのために、又は除湿エレメントを再生する時にはそれに用いた熱風によって除湿材に移行して残存する熱のために、除湿材の温度が上昇してしまい除湿エレメントの除湿効率が低減する不都合があった。
【０００４】
一方、除湿装置は、実公平６−２８１６８号公報に示されているように、両端を解放したケース内に除湿エレメントを設け、該除湿エレメントの両端面の一部を横切って、熱風を流通させるようにした再生手段を該除湿エレメントを挟んで互いに対向させて設け、これら両側の再生手段を作動機構により同時に該除湿エレメントの両端面に沿って移動させ、再生手段が作用する区域の水分を除湿エレメントから除去するようにしたものが知られている。
【０００５】
この除湿装置は、前記の除湿工程中に生じる熱と、再生時に用いた熱風によって除湿材に移行して残存する熱のために除湿材の温度が上がってしまい除湿エレメントの除湿効率が低減する。
【０００６】
更に、実公昭５９−７９７３５号公報に示されているように、モータによって回転される吸湿材を内蔵した円盤状のロータと冷却用熱交換器を交互に設け、そのロータと冷却用熱交換器を多段に構成するものもあった。ロータと冷却用熱交換器を交互に設けたこの除湿装置は、除湿あるいは再生移行熱を段階的に除去することを目的としているが、除湿、再生間の空気遮断あるいは冷却効果に限界が生じロータ内の除湿材から熱を除去してロータ内の除湿材の温度を下げて除湿装置の除湿効率を十分なものにするには、ロータと冷却用熱交換器を相当数多段に設ける必要がありコスト高となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、除湿板を容易に冷却できる除湿エレメントを備え、該除湿エレメントから水分を容易に除去できる除湿装置を得ることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の不都合を解消するもので、本発明の除湿装置は、両端を解放したケース内に除湿エレメントを設けると共に、該除湿エレメントの両端面の一部を挟む再生手段を対向させて設け、これら両側の再生手段を作動機構により同時に該除湿エレメントの両端面に沿って移動させるようにした除湿装置において、除湿材を含有する除湿板を通気間隙を介して多層に重ね、該除湿板及び通気間隙を貫通して、冷媒が流通する冷却管を設け、該再生手段の移動に応じて、再生手段が作用する除湿エレメントの冷却管における冷媒の流通を遮断する手段を設けることを特徴とする。
【０００９】
この構成により、湿った空気がケース内に配設された除湿エレメントを通り、該除湿エレメント内の除湿材と接触されて除湿されるので、排出空気は乾燥される。この除湿時、除湿工程中に生じる熱のために除湿エレメント内の除湿材は熱を帯びるが、冷却水などの冷媒を冷却管に流通して除湿板を冷却し該熱を除湿材から除去する。
【００１０】
また、除湿工程による吸湿した除湿エレメントは、除湿エレメントの一部を挟んで設けた再生手段により熱風を圧送して該除湿エレメントの除湿板を乾燥して再生する。更に、該再生手段を作動機構によって移動させて除湿エレメント内の各除湿板を順次乾燥させ除湿エレメントを再生する。この時に、冷媒が冷却管に流れていると熱風の乾燥効率が低減するので、該再生手段の移動に応じて再生中の区域の冷却管へ冷媒が流通するのを遮断する。
【００１１】
再生終了後は、順次冷却管に再び冷媒を流して除湿板を冷却して除湿材から該移行した熱を除去し速やかに除湿エレメントと除湿装置の除湿効率を回復する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１で１は除湿エレメントである。該除湿エレメント１は、除湿ユニット２と該除湿ユニット２の両側に設けられた側板３と冷却管４とから成る。図示の場合には、該除湿ユニット２は四つの除湿ユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを一列に配列したが、単数であってもよい。
【００１３】
除湿ユニット２は、図２に示すように、除湿板５を積層し内部を通気間隙６を有するハニカム構造とした除湿材層７と、該除湿材層７の上下に設けられた端板８、８と、該除湿材層７の両側に設けられた仕切り板９、９とから成る。該除湿板５は、グラスファイバ紙等にシリカゲルなどの除湿材を浸透させたもので、波形に成形した波形板５ａと平板５ｂとから成る。
【００１４】
冷却管４は、図２に示すように、該除湿ユニット２内部で除湿材層７を挿通して冷却水などの冷媒を流通する。図１に示すように、該冷媒を供給する供給管１０は冷却ヘッダ１１を介して冷却管４に接続される。排出管１２は暖かくなった冷媒を外部に排出する。冷却管４は、一端４ａ−１、４ａ−２、４ａ−３、４ａ−４をソレノイドバルブ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄなどの冷媒の冷却管への流通を遮断する手段１３を介して冷却ヘッダ１１の分岐管１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと連結し、他端４ｂ−１、４ｂ−２、４ｂ−３、４ｂ−４を排出管１２の分岐管１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに連結する。
【００１５】
図３と図４に示すように、除湿材層７を構成するには、層ユニット７ａと端板８のそれぞれに冷却管４の外径よりも若干大きな径を有する穴７ｂ、８ａを明けて、例えば波形板５ａと平板５ｂから成る除湿板５を３層に構成して層ユニット７ａとし、該層ユニット７ａの複数個を端板８に重ねる。図４で１４は冷却フィンで、該冷却フィン１４は層ユニット７ａ、７ａ間に設けた空所に介設される。冷却フィン１４の中心部にも該冷却管４の外径よりも若干大きな径を有する穴１４ａを明けておき、該冷却フィン１４の内端にフランジ部１４ｂを設ける。
【００１６】
冷却管４は、図３と図４に示されるように、層ユニット７ａと端板８の穴７ｂ、８ａと冷却フィン１４の穴１４ａに挿通される。更に、図４に示すように、該穴７ｂと８ａと同様に穴明けされた次の層ユニット７ａと冷却フィン１４を順次重ね合わせていき、除湿材層７を形成する。最後に、これも該穴７ｂと８ａと同様に穴明けされた別の端板８を重ねる。次いで、冷却管４を周知の拡管手段で拡管して、該各層ユニット７ａと冷却フィン１４のフランジ部１４ｂを冷却管４と一体にする。挿通された冷却管４の各先端部は、端板８、８から突出するが、その先端部を、図２に示すように、Ｕ字管１５で連結して冷却コイルに構成する。該除湿材層７の両側の仕切り板９、９は、除湿材層７、冷却フィン１４等を積層する前又は後に端板８、８に取り付ける。
【００１７】
該除湿エレメント１に、図１に示すように、矢示Ａの方向から湿った空気を送り、該除湿エレメント１を通過するときに該除湿エレメント１に設けた各除湿ユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ内の除湿材に該湿った空気が接触して排出空気Ｂが除湿される。
【００１８】
図１に図示された除湿エレメント１は、両端を開放された図５乃至図７のケース１７内に挿入されるが、該ケース１７の上壁１７ａには予め冷却管４に応じた穴を明けておき、除湿ユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄから突出した冷却管４の端部４ａ、４ｂをそれぞれその穴からケース１７の外に突き出す。図５に示されるように、該除湿エレメント１は、その側板３に設けられた取り付け部３ａ、３ｂを、ケース１７の内側のフランジ部１７ｂ、１７ｂに結着して固定する。
【００１９】
尚、ケース１７と除湿エレメント１の間に生じる上下のスペースは、例えば、板状部材によって閉塞される。
【００２０】
これにより、図６に示されるように、ケース１７内は該固定した除湿エレメント１によって給気室１８と排気室１９に区画される。更に、図５に示されるように、該各除湿ユニット２の冷却管４の端部４ａ−１，４ａ−２，４ａ−３，４ａ−４をソレノイドバルブ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを介して冷却ヘッド１１の分岐管１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと接続し、他の端部４ｂ−１、４ｂー２、４ｂ−３、４ｂ−４を前記のとおり排出管１２の分岐管１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにそれぞれ接続する。
【００２１】
ケース１７内における除湿エレメント１の両側面即ちケース１７の給気室１８と排気室１９内に、除湿エレメント１の両側作用面積の一部、即ち図６の場合には除湿ユニット２ａ乃至２ｄのうちの一つの除湿ユニット２ｃを横切る同形同大の通気開口２０ａ、２１ａを有する箱形の再生用通気ダクト２０、２１を除湿エレメント１を中間として互いに対向させ、かつ通気開口２０ａ、２１ａを除湿エレメント１面に沿って略接触させた状態で移動させるようにした。該通気ダクト２０、２１の側面の一部に開口した通孔２０ｂ、２１ｂをそれぞれ蛇腹管２０ｃ、２１ｃを介してケース１７に連結する。
【００２２】
各通気ダクト２０、２１の外側にその長手方向に駆動軸２２を軸架して、該通気ダクト２０、２１を小型の正逆切換型モータ２３と連動させる。該駆動軸２２の両側に固着したピニオン２４、２４をケース１７内の上下両側に横方向に固設したラック２５、２５の歯に係合させて、通気開口２０ａ、２１ａが除湿エレメント１の端面にそれぞれ沿って移動するようにモータ２３の回動に連動して通気ダクト２０、２１を適当な速度で移動させるようにする。通気ダクト２０、２１を移動するときには該蛇腹管２０ｃ、２１ｃを伸縮させる。通気ダクト２１の蛇腹管２１ｃは図示しない加熱設備を有する再生用の送風管２６とケース１７を介して接続され、通気ダクト２０の蛇腹管２０ｃは図示しないファンを備えた排気管２７とケース１７を介して接続される。
【００２３】
図６に示すように、湿った空気は給気室１８から排気室１９に向けて流されるが、該空気は、除湿エレメント１を通過する間に通気ダクト２０、２１で前面を閉塞された除湿ユニット２ｃ以外の除湿ユニット２ａ、２ｂ、２ｄに含まれた除湿材によって除湿されるので、該空気は除湿されて排気室１９を通り排気される。この除湿時、除湿エレメント１の除湿ユニット２ａ、２ｂ、２ｄは前記の除湿工程中に生じる熱を帯びるので除湿材の温度が上昇して除湿装置１６の除湿効率を低下させる。除湿ユニット２ａ、２ｂ、２ｄにそれぞれ設けられた冷却管４に冷却水などの冷媒を流通して該除湿ユニット２ａ、２ｂ、２ｄを冷却して除湿材から前記の熱を取り除く。
【００２４】
除湿エレメント１が空気を除湿してそのままにすると、除湿ユニット２が湿ってしまい十分に除湿できなる。その時は、送風管２６からの熱風を通気ダクト２１を経てその通気開口２１ａから、例えば、湿ってしまった除湿ユニット２ｃに圧送して、該除湿ユニット２ｃを通過させて通気開口２０ａから通気ダクト２０を経て排気管２７から外部に排気する。それによって、除湿板５の水分を除去し該除湿ユニット２ｃを再生する。これが連続的に行われる。
【００２５】
一つの除湿ユニットを再生したのち、通気ダクト２０、２１は次の除湿ユニットに移動するが、図７に示すように、除湿エレメント１の末端に達したときモータ２３の回転を切り換えて通気ダクト２０、２１の移動を反転して復動する。この往復動を繰り返して順次除湿ユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを再生乾燥して除湿エレメント１の再生を行う。
【００２６】
この場合再生時に用いた熱風の熱が冷媒に吸収されると、除湿エレメント１に対する除湿効果が低減し、その除湿エレメント１を装備した除湿装置１６の除湿効率も低減する。そこで、図５の場合、即ち通気ダクト２０、２１が除湿ユニット２ｃに対応する位置にあるときには、通気ダクト２０、２１の作動に応じて作動するソレノイドバルブ１３ｃを閉じて、加熱再生中の除湿ユニット２ｃの冷却管４の冷媒が流通するのを阻止する。
【００２７】
また、通気ダクト２０、２１が移動して図７に示された位置に来たときには、ソレノイドバルブ１３ａを閉じて除湿ユニット２ａに冷媒を流さないようにするが、ソレノイドバルブ１３ｃは除湿ユニット２ｃの再生処理後に開放され除湿ユニット２ｃの冷却管４に冷媒を再び流通させ、該除湿ユニット２ｃを強制的に冷却して該熱風から除湿ユニット２ｃの除湿板５に移行した熱を取り除く。
【００２８】
前記の実施形態では冷媒の冷却管への流通を遮断する手段１３としてソレノイドバルブ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを使用しているが、通気ダクト２０、２１と連動するカムで駆動される止め弁を設けてもよく、冷却ヘッダ１１に、冷媒の冷却管４への流通を機械的に遮断する送水ブロック部材を設けるようにしてもよい。
【００２９】
以上の実施例ではハニカム構造の除湿素子について説明したが、除湿板を縦横に設けた桝格子状のエレメントを採用しうることはもちろんである。また、冷却管に導かれる冷媒についても、冷凍機で低温にされたブラインのほか、フロン系冷媒を用いることができる。フロン系冷媒を用いる場合、前記の例のソレノイドバルブを膨張弁として直膨方式の冷凍サイクルを構成することができる。また、プレクーラを備えた除湿機として本発明を実施する場合には、冷却塔の冷却水を冷却コイルに導くこともできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明において、除湿エレメントは、そこに設けた冷却管に流れる冷媒によって強制的に冷却され、該冷却エレメントの除湿材から前記の除湿工程中に生じる熱が除去されるので、除湿材の温度が下がりその結果除湿エレメントの除湿効率がよくなる。
【００３１】
そして、本発明の除湿装置は、除湿エレメントが冷媒で冷却されるので除湿効率が良く、また再生手段を作動させて再生処理した後に冷却管に冷媒を流すので、その除湿エレメントが強制的に冷却され、優れた除湿効率が再び得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の除湿装置に設けられる除湿エレメントの斜視図。
【図２】  図１の除湿エレメントに装備されている除湿ユニットの斜視図。
【図３】  図２の除湿ユニットの初期の製造過程を示す略図。
【図４】  図２の除湿ユニットの除湿材層の形成過程を示す略図。
【図５】  本発明の除湿装置の正面図。
【図６】  図５のＶＩ−ＶＩ線裁断側面図。
【図７】  再生用通気ダクトがケースの末端に来たときの図５の除湿装置の正面図。
【符号の説明】
１  除湿エレメント    ４  冷却管    ５  除湿板    ６  通気間隙    １３  冷媒の流通を遮断する手段    １７  ケース    ２０、２１  再生手段    ２２、２３、２４、２５  作動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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