(57)【要約】【課題】  簡単な構造で吸着効率を向上させるデシカントローター及びデシカントローターの作動方法を提供する。【解決手段】  デシカントローター１は、本体１ａと、本体１ａを回転支持する回転軸１ｂと、を備え、本体１ａは、回転軸１ｂに平行な筒状のセル２と、セル２に充填された吸着粉体４と、セル２の両端に設けられて、空気を通し、吸着粉体４を通さない通気部材３と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体を回転支持する回転軸と、
を備え、
前記本体は、前記回転軸に平行な筒状のセルと、
前記セルに充填された吸着粉体と、
前記セルの両端に設けられて、空気を通し、前記吸着粉体を通さない通気部材と、
を有する
ことを特徴とするデシカントローター。
【請求項２】
前記セルは、前記回転軸の方向において、空気を通し、前記吸着粉体を通さない通気性部材によって区画される
ことを特徴とする請求項１に記載のデシカントローター。
【請求項３】
前記セルは、端部に隆起部を有する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のデシカントローター。
【請求項４】
前記セルは、凹凸状の内表面を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のデシカントローター。
【請求項５】
前記回転軸は、水平方向に対して傾斜している
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のデシカントローター。
【請求項６】
前記吸着粉体は、球形である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のデシカントローター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除湿機能を有するデシカントローターに関する。
【背景技術】
【０００２】
吸着剤を担持したハニカム筒状のセルを有する除湿ローターが開示されている（特許文献１及び２）。一般に、吸着剤は、シリカゲルやゼオライトを用い、成形材料中に予め混合することにより、除湿ローターのセル表面に担持させている。
【０００３】
また、無機系のバインダで調整した吸着剤スラリー中にハニカム状のローター基材をディッピング含浸させて吸着剤を担持させる方法がある。さらに、吸着剤を無機繊維の中に抄き込んだ基材を作成し、ハニカム状またはコルゲート状に成形し、ローター基材に担持させる方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４９０３５号公報
【特許文献２】特開２０１２−５０９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のような吸着剤をローター基材に担持させる方法では、吸着剤が基材表面のみに存在するため、ローターの単位体積当たりの吸着剤の量は限られてしまう。
【０００６】
ローターの単位体積当たりの吸着剤量を増加させる方策として、ハニカムまたはコルゲートの目を細かくする方法が挙げられるが、ローターを通過する気流の圧力損失が大きくなってしまう問題があった。また、基材表面に多量の吸着剤を塗布しようとすると、加工時に剥離が生じるおそれがあった。さらに、吸着剤を塗布する場合、吸着剤とバインダとを混合する必要があるが、バインダが吸着を阻害する要因となってしまっていた。
【０００７】
本発明は上記課題を解決し、簡単な構造で吸着効率を向上させるデシカントローターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するデシカントローターであって、本体と、前記本体を回転支持する回転軸と、を備え、前記本体は、前記回転軸に平行な筒状のセルと、前記セルに充填された吸着粉体と、前記セルの両端に設けられて、空気を通し、前記吸着粉体を通さない通気部材と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記セルは、前記回転軸の方向において、空気を通し、前記吸着粉体を通さない通気性部材によって区画されることを特徴とする。
【００１０】
また、前記セルは、端部に隆起部を有することを特徴とする。
【００１１】
また、前記セルは、凹凸状の内表面を有することを特徴とする。
【００１２】
また、前記回転軸は、水平方向に対して傾斜していることを特徴とする。
【００１３】
また、前記吸着粉体は、球形であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかるデシカントローターは、本体と、前記本体を回転支持する回転軸と、を備え、前記本体は、前記回転軸に平行な筒状のセルと、前記セルに充填された吸着粉体と、前記セルの両端に設けられて、空気を通し、前記吸着粉体を通さない通気部材と、を有するので、デシカントローターの単位体積当たりの吸着剤量が増加するため、気流の流量に対するデシカントローターの大きさを縮小することが可能となる。また、吸着剤として、吸着粉体を使用することで、吸着を阻害するスラリーと混合する必要がないので、デシカントローターの吸着効率が向上する。さらに、ハニカムまたはコルゲート等の筒状のセル構造体は、一般に入手しやすいので、デシカントローターの低コスト化が可能となる。
【００１５】
また、前記回転軸は、水平方向に対して傾斜しているので、空気に接触する吸着粉体の表面の面積が大きくなり、より多くの水蒸気を吸着させることが可能となる。
【００１６】
また、前記セルは、凹凸状の内表面を有するので、吸着粉体の撹拌性が向上し、まだ水蒸気が吸着していない吸着粉体が空気の流路の表面に次々と現れて、流れる空気と接触するので、多くの吸着粉体に水蒸気を吸着させることが可能となる。
【００１７】
また、前記セルは、端部に隆起部を有するので、セルを通過する気流が速い場合であっても、吸着粉体の片寄りを低減することが可能となる。
【００１８】
また、前記セルは、前記回転軸の方向において、空気を通し、前記吸着粉体を通さない通気性部材によって区画されるので、セル内の流路方向での片寄りを低減することが可能となる。また、空気に接触する吸着粉体の表面の面積が大きくなり、より多くの水蒸気を吸着させることが可能となる。
【００１９】
また、前記吸着粉体は、球形であるので、セル内で偏っている吸着粉体を、例えば、一定の風速以上の気流によって、平滑化させることが可能となる。また、平滑化させることで、圧力損失を抑えることが可能となる。さらに、前記デシカントローターを作動する際に、例えば、所定の風速以上で気流を送ると、吸着粉体を平滑化することが可能であり、吸着粉体は球形であるので、平滑化した状態で隣り同士の粉体は、互いに隙間を確保することができる。したがって、接触面積が大きくなり、除湿能力及び再生能力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態のデシカントローターを示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図３】デシカントローターの一部のセルを正面から見た拡大図である。
【図４】図３の状態から回転した状態を示す図である。
【図５】第２実施形態のデシカントローターを示す図である。
【図６】第３実施形態のデシカントローターを示す図である。
【図７】デシカントローターのセルの変形例を示す図である。
【図８】デシカントローターのセルの変形例を示す図である。
【図９】デシカントローターのセルの変形例を示す図である。
【図１０】セル２内の吸着粉体４の状態を示す軸方向断面の概略図である。
【図１１】平滑化後のセル２内の吸着粉体４の状態を示す軸方向断面の概略図である。
【図１２】平滑化後のセル２内の吸着粉体４の状態を示す軸方向に直交する方向の断面の概略図である。
【図１３】他の例のセル２内の吸着粉体４の状態を示す軸方向に直交する方向の断面の概略図である。
【図１４】デシカントローラーの回転に伴いセル内を転がる吸着粉体の状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明にかかるデシカントローターの実施形態を説明する。
【００２２】
図１は、第１実施形態のデシカントローターを示す図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面を示す図である。
【００２３】
第１実施形態のデシカントローター１は、本体１ａと、本体１ａを回転支持する回転軸１ｂと、を備え、本体１ａは、回転軸１ｂに平行な筒状のセル２と、セル２に充填された吸着粉体４と、セル２の両端に設けられて、空気を通し、吸着粉体４を通さない通気部材３と、を有する。
【００２４】
図１に示すように、第１実施形態のデシカントローター１は、円柱状の本体１ａが回転軸１ｂを中心として回転するように形成されている。円柱状の本体１ａには、ハニカム状の多数のセル２が形成されている。なお、セル２の形状は、ハニカム状に限らず、コルゲート状の構造体でもよい。
【００２５】
図２に示すように、セル２は、円柱状の本体１ａを回転軸１ｂ方向へ空気が通過するように、回転軸１ｂに平行な流路を形成している。セル２の両端は、通気性のある紙、膜、不織布等からなる通気部材３が設けられて、蓋をされた状態となっている。そして、セル２の内側には、水蒸気が吸着する吸着剤を粉状にした吸着粉体４が充填されている。すなわち、通気部材３は、空気を通すが、吸着粉体４を通さない部材である。したがって、吸着粉体４は、通気部材３によって蓋をされてセル２から漏れないようになっている。
【００２６】
図３は、デシカントローターの一部のセルを正面から見た拡大図である。図４は、図３の状態から回転した状態を示す図である。
【００２７】
セル２に対する吸着粉体４の充填率は、３０〜７０％程度が好ましい。セル２内に、故意に空隙を形成することで、セル２内が吸着粉体４で詰まることがなくなり、空気の流路を形成することができる。また、図３に示す状態から図４に示す状態のように、デシカントローター１が回転することで、吸着粉体４は、セル２の内部で流動する。したがって、まだ水蒸気が吸着していない吸着粉体４が空気の流路の表面に次々と現れて、流れる空気と接触するので、多くの吸着粉体４に水蒸気を吸着させることが可能となる。
【００２８】
このような構成とすることで、デシカントローター１の単位体積当たりの吸着剤量が増加するため、気流の流量に対するデシカントローター１の大きさを縮小することが可能となる。また、吸着剤として、吸着粉体４を使用することで、吸着を阻害するスラリーと混合する必要がないので、デシカントローター１の吸着効率が向上する。さらに、ハニカムまたはコルゲート等の筒状のセル構造体は、一般に入手しやすく、デシカントローター１の低コスト化が可能となる。
【００２９】
図５は、第２実施形態のデシカントローターを示す図である。
【００３０】
第２実施形態のデシカントローター１は、本体１ａ及び回転軸１ｂを水平に対して傾斜させて回転させる。このように、デシカントローター１を傾斜させて回転させることで、図５に示すように、吸着粉体４の表面をセル２に対して傾斜させると共に、空気の流路に対しては平行に近づけることで、空気に接触する吸着粉体４の表面の面積が大きくなり、より多くの水蒸気を吸着させることが可能となる。
【００３１】
図６は、第３実施形態のデシカントローターを示す図である。
【００３２】
図６に示すように、デシカントローター１は、本体１ａ及び回転軸１ｂを水平に対して直交する鉛直方向に設置した状態で、水平面内で回転させてもよい。
【００３３】
次に、セルの変形例について説明する。
【００３４】
図７乃至図９は、デシカントローターのセルの変形例を示す図である。
【００３５】
図７に示すセル２は、セル２の内面に凸部２ａを設けて、凹凸状の内表面を形成したものである。このように、凹凸状の内表面を形成することで、吸着粉体４の撹拌性が向上する。したがって、まだ水蒸気が吸着していない吸着粉体４が空気の流路の表面に次々と現れて、流れる空気と接触するので、多くの吸着粉体４に水蒸気を吸着させることが可能となる。なお、図７に示す例では、凹凸状の内表面を形成するために、凸部２ａを設けたが、凹凸状を形成するものであれば他の構成であってもよい。
【００３６】
図８に示すセル２は、セル２の流路の終端部を隆起させて内面に隆起部２ｂを設けたものである。セル２を通過する気流が速い場合には吸着粉体４が気流によって流され、終端部に片寄ってしまうおそれがある。そこで、図８に示すように、隆起部２ｂを設けることによって、吸着粉体４の片寄りを低減することが可能となる。
【００３７】
図９に示すセル２は、図示しない回転軸１ｂの方向において、セル２を区画部材２ｃによって区画したものである。区画部材２ｃには、空気を通過させるが、吸着粉体４を通過させないような通気性材料が用いられる。セル２を区画部材２ｃによって区画することによって、区画された小セル２ｄ毎に吸着粉体４を充填することができるので、第１実施形態のデシカントローター１のような場合、セル２内の流路方向での片寄りを低減することが可能となる。また、第２実施形態のデシカントローター１のような場合、図９に示すように、各小セル２ｄにおいて吸着粉体４の表面がセル２に対して傾斜すると共に、空気の流路に対しては平行に近づくので、空気に接触する吸着粉体４の表面の面積が大きくなり、より多くの水蒸気を吸着させることが可能となる。
【００３８】
次に、吸着粉体４について説明する。
【００３９】
図１０は、セル２内の吸着粉体４の状態を示す軸方向断面の概略図である。図１１は、平滑化後のセル２内の吸着粉体４の状態を示す軸方向断面の概略図である。図１２は、平滑化後のセル２内の吸着粉体４の状態を示す軸方向に直交する方向の断面の概略図である。図１３は、他の例のセル２内の吸着粉体４の状態を示す軸方向に直交する方向の断面の概略図である。図１４は、デシカントローラーの回転に伴いセル内を転がる吸着粉体の状態を示す概略図である。
【００４０】
本実施形態の吸着粉体４は、球形に形成されることが好ましいが、完全な球である必要はない。例えば、球形の直径は、平均で０．５ｍｍから２．５ｍｍであることが望ましい。吸着粉体４は、転がりやすい形状であればよい。
【００４１】
吸着粉体４を球形に近い転がりやすい形状とすることで、図１０に示すように、セル２内で偏っている吸着粉体４を、例えば、一定の風速以上の気流によって、図１１及び図１２に示すように、平滑化させることが可能となる。また、平滑化させることで、圧力損失を抑えることが可能となる。
【００４２】
また、風速を平滑化する所定の値よりもさらに大きくすると、図１３に示すように、複数の吸着粉体４の中央が凹形状となる流路を形成することができる。この場合、空気に接触する吸着粉体４の表面積がより大きくなり、単に平滑化する場合よりも除湿能力及び再生能力がより向上する。
【００４３】
セル２内の複数の吸着粉体４の形状及び大きさは、完全に一致させる必要はなく、ある程度の誤差があってもよいが、均一にすることが好ましい。均一にすると、図１４に示すように、実線の矢印のようなデシカントローターの回転に伴って、破線で示した吸着粉体４が波線の矢印のように端からきれいに転がることで空気に接触する吸着粉体４の表面積が大きくなり、除湿能力及び再生能力が向上し、かつ、安定した除湿能力及び再生能力を発揮することが可能となる。
【００４４】
セル２内の複数の吸着粉体４の形状及び大きさをほぼ同じ球形とすることで、吸着粉体４の間に隙間を確保することができ、隙間を通過した気流の除湿及び再生が促進され、従来の粉砕粒のように上部表面のみを流れる気流によって除湿及び再生するよりも、大幅に性能が向上する。
【００４５】
セル２内の吸着粉体４の充填率は、１００％とせずに、８０％程度を上限とすることが好ましい。また、吸着粉体４を封入するセル２の軸方向断面のアスペクト比は、一定値以下とすることが好ましい。アスペクト比の制限からデシカントローター１の厚さが不足する場合、セル２を回転軸１ｂの方向に直列に接続することが好ましい。
【００４６】
吸着粉体４の大きさ、形状、充填率、及び風速等は、セル２の大きさ、必要とする除湿性能、又は許容される圧力損失等を考慮して決定することが好ましい。
【００４７】
このように、本実施形態のデシカントローター１は、本体１ａと、本体１ａを回転支持する回転軸１ｂと、を備え、本体１ａは、回転軸１ｂに平行な筒状のセル２と、セル２に充填された吸着粉体４と、セル２の両端に設けられて、空気を通し、吸着粉体４を通さない通気部材３と、を有するので、デシカントローター１の単位体積当たりの吸着剤量が増加するため、気流の流量に対するデシカントローター１の大きさを縮小することが可能となる。また、吸着剤として、吸着粉体４を使用することで、吸着を阻害するスラリーと混合する必要がないので、デシカントローター１の吸着効率が向上する。さらに、ハニカムまたはコルゲート等の筒状のセル２の構造体は、一般に入手しやすいので、デシカントローター１の低コスト化が可能となる。
【００４８】
また、セル２は、回転軸１ｂの方向において、空気を通し、吸着粉体４を通さない通気性部材２ｃによって区画されるので、セル２内の流路方向での片寄りを低減することが可能となる。また、空気に接触する吸着粉体４の表面の面積が大きくなり、より多くの水蒸気を吸着させることが可能となる。
【００４９】
また、セル２は、端部に隆起部２ｂを有するので、セル２を通過する気流が速い場合であっても、吸着粉体４の片寄りを低減することが可能となる。
【００５０】
また、セル２は、凹凸状の内表面を有するので、吸着粉体４の撹拌性が向上し、まだ水蒸気が吸着していない吸着粉体４が空気の流路の表面に次々と現れて、流れる空気と接触するので、多くの吸着粉体４に水蒸気を吸着させることが可能となる。
【００５１】
また、回転軸１ｂは、水平方向に対して傾斜しているので、空気に接触する吸着粉体４の表面の面積が大きくなり、より多くの水蒸気を吸着させることが可能となる。
【００５２】
また、吸着粉体４は、球形であるので、セル２内で偏っている吸着粉体４を、一定の風速以上の気流によって、平滑化させることが可能となる。また、平滑化させることで、圧力損失を抑えることが可能となる。
【００５３】
なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、当業者であれば、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１…デシカントローター
２…セル
３…通気部材
４…吸着粉体
【図１】
2014073488.tif 000003
【図２】
2014073488.tif 000004
【図３】
2014073488.tif 000005
【図４】
2014073488.tif 000006
【図５】
2014073488.tif 000007
【図６】
2014073488.tif 000008
【図７】
2014073488.tif 000009
【図８】
2014073488.tif 000010
【図９】
2014073488.tif 000011
【図１０】
2014073488.tif 000012
【図１１】
2014073488.tif 000013
【図１２】
2014073488.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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