(57)【要約】【課題】  調湿部材を備える調湿装置において、気体の調湿を効率良く行えるようにする。【解決手段】  調湿装置１は、第１の流路８と第２の流路９とを備え、デシカントロータ１１がそれぞれの流路８，９で吸着領域１１Ａ、加湿領域１１Ｍとして機能する。デシカントロータ１１の下流側には、第１の送風機２０と、第２の送風機２７とが流路８，９ごとに配置されており、これら送風機２０，２７は、同軸モータ２２の回転軸２３によって回転するようになっている。また、各送風機２０，２７の排気ダクト２４，２９には、流量調整手段としてのダンパー２５，３０が回転自在に設けられている。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を通流可能な第１の流路と第２の流路とを備え、前記第１の流路を通流する空気中の水分を調湿部材に吸着させる一方で、前記第２の流路を通流する空気中に前記調湿部材から水分を脱着させる調湿装置において、
前記第１の流路に空気を通流させる第１の送風機と、前記第２の流路に空気を通流させる第２の送風機とを備え、これら両送風機の駆動源として、１つの同軸モータを有し、前記同軸モータの回転軸の端部のそれぞれに前記第１の送風機の駆動軸と、前記第２の送風機の駆動軸とを連結させたことを特徴とする調湿装置。
【請求項２】
前記第１の流路を流れる空気の向きと、前記第２の流路を流れる空気の向きとが、同一になるように前記第１の送風機と、前記第２の送風機とを配置したことを特徴とする請求項１に記載の調湿装置。
【請求項３】
前記第１の送風機と、前記第２の送風機との少なくとも一方の送風機に、その送風機を流れる空気の風量を調整する流量調整手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の調湿装置。
【請求項４】
前記流量調整手段は、流路面積を変化させるダンパーを備えることを特徴とする請求項３に記載の調湿装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の調湿装置と、前記調湿装置の前記第１の流路、又は第２の流路の排出孔に接続された送風用ダクトとを備え、前記送風用ダクトに風量を調整する流量調整手段を設けたことを特徴とする調湿システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調湿部材を備える調湿装置、及び調湿装置を含む調湿システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
室内の除湿や、加湿、換気を行うにあたり、調湿装置や、調湿装置を含む調湿システムを用いることが知られている。調湿装置には、回転型の調湿部材であるデシカントロータをケースに回転自在に支持させ、このデシカントロータを乾燥機能部分と、加湿機能部分と、熱回収機能部分とに区画して使用するものがある（例えば、特許文献１参照）。
この種の調湿装置では、ケースに、デシカントロータが挿入される開口が形成された仕切り板を取り付けて、室外側と室内側とに区画し、室外側に外気をデシカントロータの乾燥機能部分に通流させる第１の通気路を形成し、室内側に外気をデシカントロータの熱回収機能部分を通流させる第２の通気路を形成している。なお、特許文献１では、第２の通気路は、熱回収機能部分を通流した後に、Ｕターンして加湿機能部分を通流するように形成されている。ここで、第１の通気路では、デシカントロータの一方の面側に吸い込み型送風機が配置され、第２の通気路では、デシカントロータの他方の面側に吸い込み型送風機が配置されており、第１の通気路を通流する空気の向きと、第２の通気路の加湿機能部分を通流する空気の向きとは、反対向きになるように設定されている。
【特許文献１】特開平１１−２４１８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の調湿装置では、各流路に、駆動手段であるモータを含む送風機を設置しなければならないため、送風機の大きさに応じて流路スペースが小さくなり、流路抵抗が増大し、圧力損失が大きかった。このため、十分な流路を確保するために、装置を大型化しなければならなかった。
また、第１の通気路と、第２の通気路とのそれぞれを通流する空気が対向流となるため、仕切り板を挟む各通気路間の静圧差が大きくなり、この静圧差によって、空気が、デシカントロータと、仕切り板との間の隙間を通って、高圧側の通気路から低圧側の通気路に向かって流入してしまうという問題があった。このような空気の流入が生じると、第２の流路のデシカントロータの下流側に、第１の流路から加湿されていない空気が流入し、デシカントロータに吸着される水分量が減少するので、加湿能力の低下を招く。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、空気等の気体の調湿を効率良く行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、空気を通流可能な第１の流路と第２の流路とを備え、前記第１の流路を通流する空気中の水分を調湿部材に吸着させる一方で、前記第２の流路を通流する空気中に前記調湿部材から水分を脱着させる調湿装置において、前記第１の流路に空気を通流させる第１の送風機と、前記第２の流路に空気を通流させる第２の送風機とを備え、これら両送風機の駆動源として、１つの同軸モータを有し、前記同軸モータの回転軸の端部のそれぞれに前記第１の送風機の駆動軸と、前記第２の送風機の駆動軸とを連結させたことを特徴とする調湿装置とした。
この調湿装置では、同軸モータを回転させると、第１の流路に配置された第１の送風機と、第２の流路に配置された第２送風機とが共に回転駆動し、各流路が空気の吸い込みを開始する。その結果、第１の流路を空気が通流する際に、調湿部材によって空気中の水分が吸着される。この水分を吸着した部分は、調湿部材の回転に伴って、第２の流路内に入り、ここを通流する空気を加湿する。
【０００５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の調湿装置において、前記第１の流路を流れる空気の向きと、前記第２の流路を流れる空気の向きとが、同一になるように前記第１の送風機と、前記第２の送風機とを配置したことを特徴とする。
この調湿装置では、第１の流路を流れる空気の向きと、第２の流路を流れる空気の向きとが同じで、かつ略平行になるので、調湿部材の上流側における各流路間の圧力差が減少する。同様に、調湿部材の下流側における各流路間の圧力差が減少する。
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の調湿装置において、前記第１の送風機と、前記第２の送風機との少なくとも一方の送風機に、その送風機を流れる空気の風量を調整する流量調整手段を設けたことを特徴とする。
この調湿装置では、流量調整手段が、第１の送風機、及び第２の送風機に流れる空気の風量に差を生じさせる。これによって、第１の流路と、第２の流路の風量を異ならせることができる。例えば、第２の流路側に流量調整手段を設けて、第２の送風機の風量を相対的に小さくすると、第２の流路を流れる空気の風量が第１の流路に比べて少なくなる。
【０００７】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の調湿装置において、前記流量調整手段は、流路面積を変化させるダンパーを備えることを特徴とする。
この調湿装置では、ダンパーの回転角度を変化させて流路面積を変化させると、ダンパーが設けられた流路の風量が変化する。例えば、ダンパーで第２の送風機の流路面積を小さくすると、第２の流路の風量が第１の流路に対して相対的に小さくなる。
【０００８】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の調湿装置と、前記調湿装置の前記第１の流路、又は第２の流路の排出孔に接続された送風用ダクトとを備え、前記送風用ダクトに風量を調整する流量調整手段を設けたことを特徴とする調湿システムとした。
この調湿システムでは、送風用ダクトに流量調整手段を設けることで、第２の流路の風量と、第１の流路の風量との間に相対的な差を形成させる。第１の流路の排出孔に送風用ダクトが接続されている場合には、除湿された空気を室内などに供給することができる。また、第２の流路の排出孔に送風用ダクトが接続されている場合には、加湿された空気を室内などに供給することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、調湿部材を回転させながら調湿を行うにあたり、各流路の送風機を１つの同軸モータで回転駆動させるようにしたので、従来に比べてモータの設置スペースを小さくすることができる。したがって、流路面積を十分に確保でき、装置サイズを小さくすることができる。
また、調湿部材に対して同じ側に各送風機を配置すると、各流路における空気の流れが同じ向きになるので、調湿部材の上流、又は下流のそれぞれにおける流路間の圧力差が小さくなり、流路間の空気漏れが少なくなる。したがって、吸湿ロスや、加湿ロスを低減できる。
さらに、流量調整手段を設けると、１つの同軸モータを駆動源として使用しながらも、流路ごとに風量を調整することが可能になり、吸湿、及び加湿を効率良く行うことが可能になる。そして、調湿システムの場合には、送風用ダクトのダクト径や、長さが異なる場合においても適切な風量を確保することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１及び図２に概略構成を示すように、調湿装置１は、ケース２の一方の側部２ａに２つの吸気孔３，４が形成されており、一方の側部２ａに対向する他方の側部２ｂには、２つの排気孔（以下、排気孔５と、給気孔６とする）が形成されている。さらに、ケース２内は、両側部２ａ，２ｂを繋ぐように、仕切り板７が設けられており、この仕切り板７によって、吸気孔３から排気孔５に空気を通流させる第１の流路８と、第１の流路８に平行で、吸気孔４から給気孔６に空気を通流させる第２の流路９とが形成されている。この仕切り板７には、ケース２の一方の側部２ａから他方の側部２ｂに至るまでの間に、切り欠き１０が形成されており、ここに調湿部材であるデシカントロータ１１が挿入されている。
【００１１】
デシカントロータ１１は、その外形が略円柱形状を有し、例えば、ハニカム構造等、通気が可能な構造になっており、その表面、又は内部にデシカント（吸湿材）が設けられている。図２に示すように、このデシカントロータ１１は、円形の前面１２、及び後面１３が各流路８，９と直交するように、かつ各流路８，９中への露出量が均等になるように配置さている。デシカントロータ１１の外周部分は、不図示のドライブモータの回転軸に連結されており、ドライブモータの回転に伴って、各流路８，９の長手方向と平行な軸線回りに低速で回転するようになっている。なお、デシカントロータ１１において、第１の流路８内にある部分が吸着領域１１Ａとして機能し、第２の流路９内にある部分が加湿領域１１Ｍとして機能する。各領域１１Ａ，１１Ｍの働きについては後述する。
【００１２】
第１の流路８は、デシカントロータ１１の下流側に、第１の送風機２０が配設されている。第１の送風機２０は、その内部に羽根車が回転自在に設けられた吸い込み型のファンである。図１に示すように、第１の送風機２０の駆動源は、同軸モータ２２であり、同軸モータ２２の回転軸２３の一端部には、第１の送風機２０の羽根車の駆動軸２１が連結されている。さらに、第１の送風機２０の排気ダクト２４は、排気孔５に接続されている。図２に示すように、排気ダクト２４内には、流量調整手段としてのダンパー２５が設けられおり、このダンパー２５は、排気孔５からの排気量が所定量になるように、回転角度が予め調整されている。
【００１３】
第２の流路９は、デシカントロータ１１の上流側に、ヒータ２６が配設されている。このヒータ２６は、電気や、温水、蒸気等を用いて空気を加熱する加熱源である。さらに、デシカントロータ１１の下流には、吸い込み型のファンである第２の送風機２７が配設されている。図１に示すように、第２の送風機２７の駆動源は、同軸モータ２２であり、同軸モータ２２の回転軸２３の他端部には、第２の送風機２７の羽根車の駆動軸２８が連結されている。また、送風機２７の送気ダクト２９は、給気孔６に接続されている。図２に示すように、送気ダクト２９内には、流量調整手段としてのダンパー３０が設けられおり、このダンパー３０は、排気量が所定量になるような回転角度、例えば、前記した第１の送風機２０側のダンパー２５よりも流路面積が小さくなるような回転角度に、予め調整されている。
【００１４】
なお、同軸モータ２２は、仕切り板７を貫通するようにケース２に固定されたステータと、ステータに対して回転自在なロータとを有し、ロータの回転軸２３の両端部を第１の流路８側と、第２の流路９側とのそれぞれに突出させた構成になっている。
【００１５】
この実施の形態の作用について説明する。
まず、不図示の制御装置がドライブモータでデシカントロータ１１の回転を開始させ、同軸モータ２２を駆動させる。これによって、各送風機２０，２７は、同じ回転数で回転する。第１の流路８には、吸気孔３から所定流量の空気が吸い込まれる。この空気は、デシカントロータ１１の吸着領域１１Ａ中を通流し、第１の送風機２０に吸い込まれるが、その途中で、空気中に含まれている水分が吸着領域１１Ａ中のデシカントに吸着され、乾いた除湿空気になる。この除湿空気は、第１の送風機２０の排気ダクト２４を通り、排気孔５から排出される。なお、この経路上にあるダンパー２５によって第１の流路８の風量が律せられている。
【００１６】
また、第２の流路９には、吸気孔４から所定流量の空気が吸い込まれ、ヒータ２６で加熱される。ヒータ２６によって加熱された暖かい空気は、デシカントロータ１１の加湿領域１１Ｍを通流して第２の送風機２７に吸い込まれる。ここで、デシカントロータ１１は、第１の流路８内で吸着領域１１Ａとして水分を吸着した部分が、第２の流路９内に移動して、加湿領域１１Ｍとなり、暖かい空気によってデシカントが保持している水分を脱着する。その結果、第２の送風機２７に吸い込まれる空気は、加湿された湿潤空気となる。この湿潤空気は、第２の送風機２７の送気ダクト２９内のダンパー３０によって流量が律せられた状態で、給気孔６から室内等に給気される。なお、第２の流路９内で、水分を放出したデシカントは、デシカントロータ１１の回転に伴って第１の流路８内に移動し、吸着領域１１Ａとして機能し、再び水分を吸着させる。この湿潤空気は、第２の送風機２７から送気ダクト２９を通って、給気孔６から室内等に給気される。この経路上にあるダンパー３０によって第１の流路８の風量が律せられている。なお、第２の流路９内で、水分を放出したデシカントは、デシカントロータ１１の回転に伴って第１の流路８内に移動し、吸着領域１１Ａとなって、再び水分を吸着する。
【００１７】
ここで、図２を参考にして、この調湿装置１でデシカントロータ１１の前後における静圧を比較すると、第１の流路８では、デシカントロータ１１の上流側の静圧Ｐ１は略大気圧であり、下流側の静圧Ｐ２（負圧）よりも大きくなる。同様に、第２の流路９では、デシカントロータ１１の上流側の静圧Ｐ３は略大気圧であり、下流側の静圧Ｐ４（負圧）よりも大きくなる。したがって、デシカントロータ１１の上流側の静圧Ｐ１と静圧Ｐ３との差は、従来のような対向流の場合に比べて小さくなるので、デシカントロータ１１の前面１２と仕切り板７との間の隙間から漏れる空気の量は、少なくなる。同様に、デシカントロータ１１の下流側の静圧Ｐ２と静圧Ｐ４との差は、従来のような対向流の場合に比べて小さくなるので、デシカントロータ１１の後面１３と仕切り板７との間の隙間から漏れる空気の量は、少なくなる。したがって、流路８，９間での空気の漏れが抑制されるので、吸着ロスや、加湿ロスが低減する。
【００１８】
この実施の形態によれば、各流路８，９に空気を通流させる両送風機２０，２７を共に、デシカントロータ１１の下流側に配置したので、デシカントロータ１１の上流における静圧Ｐ１，Ｐ３の差、及び下流における静圧Ｐ２，Ｐ３の差のそれぞれを、小さくすることができる。したがって、デシカントロータ１１と仕切り板７との間からの空気の漏れ量を少なくすることができ、安定した性能を発揮することが可能になる。
また、各送風機２０，２７の駆動源として、単一の同軸モータ２２を共用するようにしたので、送風機２０，２７を別々に配設した場合に比べて、設置スペースを小さくできる。このため、流路面積を大きくすることができるので、風量が大きくなり、効率良く空気を加湿することが可能になる。また、流路面積を大きくする代わりに装置を小さくすることも可能である。この場合に、各送風機２０，２７は、同じ回転数で回転するが、各送風機２０，２７の各ダクト２４，２９のダンパー２５，３０の回転角度を調整することで、各流路８，９の風量を異ならせることが可能になる
【００１９】
なお、このような調湿装置１の使用例としては、図３に示すものがあげられる。
図３は、建物４０の屋根裏などに調湿装置１を設置し、さらに外付けのダクトを取り付けた調湿システムの平面図である。建物４０は、家屋や、オフィス、工場などであり、４つの部屋４１、４２、４３、４４を有するが、部屋数（区画数）や、形状はこれに限定されない。
調湿システムは、調湿装置１の第１の流路８の吸気孔３に吸気用ダクト５０が接続されており、この吸気用ダクト５０は、屋外に吸気口５１が設けられている。第１の流路８の排気孔５には、排気用ダクト５２が接続されており、この排気用ダクト５２は、屋外に排気口５３が設けられている。また、第２の流路９の吸気孔４には、吸気用ダクト５４が接続されており、この吸気用ダクト５４は、屋外に開口部５５が設けられている。第２の流路９の給気孔６には、湿潤空気の排出、及び供給を行う送風用ダクト５６が接続されており、送風用ダクト５６は、分配器５７で送風用ダクト５８と、送風用ダクト５９に分岐している。各送風用ダクト５８，５９は、部屋４３，４４のそれぞれの天井面に給気孔６０，６１が形成されている。ここで、送風用ダクト５９には、流量調整手段であるダンパー６２が回転自在に設けられている。このようなダンパー６２で風量を調節する場合には、調湿装置１側のダンパー２５，３０（図２参照）は、必ずしも必要ではない。
【００２０】
この調湿システムでは、外気を吸気用ダクト５０に吸い込んで、調湿装置１の第１の流路８内に通流させ、デシカントロータ１１に水分を吸着させた後に、第１の送風機２０から排気用ダクト５２を経て、屋外に排出する。また、吸気用ダクト５４で屋外から外気を取り込んで、第２の流路９を通流させ、ヒータ２６で加熱し、デシカントロータ１１で加湿した後に、第２の送風機２７から送風用ダクト５６，５８，５９を経て、部屋４３，４４に給気する。送風用ダクト５９の長さは、送風用ダクト５８に比べて短いが、ダンパー６２で流路面積を小さくすることで、両方の部屋４３，４４のそれぞれに所定の風量で湿潤空気が供給される。
このような調湿システムでは、建物４０に湿潤空気を安定して、十分な風量で供給することが可能になる。また、送風用ダクト５９に流量調整手段としてのダンパー６２を設けたので、第２の流路９を通流する風量を、送風用ダクト５９側で調整することが可能になる。
【００２１】
この調湿システムでは、送気側のダクトが複数に分岐しているが、分岐せずに単一のダクトでも良いし、３つ以上に分岐させることもできる。また、図３に仮想線で示すように、吸気用ダクト５０の代わりに、２つの部屋４１，４２のそれぞれの天井面に吸気口を有する吸気用ダクトを、吸気孔３に接続しても良い。この場合には、部屋４１，４２内の空気を換気用として第１の流路８に吸い込むことが可能になり、室内の換気も行えるようになる。この場合の吸気用ダクトの数や、分岐数は、図３に仮想線で示す例に限定されない。また、送風用ダクト５６を第１の流路８の排気孔５に接続し、第２の流路１０の排気孔６に排気用ダクト５２を接続しても良い。このように接続すると、除湿した空気を供給することが可能になる。
【００２２】
なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、図４に示す調湿装置７０のように、ケース２の正面２ｃに吸気孔４を設け、第２の流路７１を吸気孔４からヒータ２６の近傍で折り返し、デシカントロータ１１を通り、第２の送風機２７に導くように構成しても良い。このような第２の流路７１の形成手段としては、例えば、吸気孔４の近傍から延びる仕切り板７２があげられる。この仕切り板７２は、デシカントロータ１１の外周側の一部分が入るようにヒータ２６近傍まで延びている。この場合に、デシカントロータ１１は、外側のパージ領域１１Ｐと、仕切り板７２と仕切り板７との挟まれる部分である加湿領域１１Ｍとに区画される。パージ領域１１Ｐでは、温度の低い外気が通流することで、デシカントロータ１１の温度が下げられる。
この調湿装置７０では、吸気孔４から吸い込まれた空気は、デシカントロータ１１のパージ領域１１Ｐを通流した後に、ヒータ２６で温められ、加湿領域１１Ｍで湿潤空気となり、第２の送風機２７に吸い込まれた後に、給気孔６が給気される。したがって、前記と同様の効果が得られる。
【００２３】
また、図２、図３に示すように、流量調整手段が、ダンパー２５，３０，６２である場合には、ダンパー２５，３０，６２は、手動で回転角度を変化できるようにしても良いし、ダンパー回転用のモータに連結させても良い。モータを用いる場合には、電動でダンパー２５，３０，６２の回転角度を変化させることが可能になる。さらに、給気孔６や、送風用ダクト５６に風量計を設け、ダンパー２５，３０，６２の回転角度を自動的に調整するように構成しても良い。
また、流量調整手段は、ダンパー２５，３０，６２の他に、流路面積が小さい領域を少なくとも一部に設け、流路抵抗を大きくしたダクトや、長尺にすることで流路抵抗を大きくしたダクトなど、形状抵抗係数を変えることで流量を変更させる手段であれば如何なる手段でも良い。さらに、流量調整手段は、各送風機２０，２７の吸気側に設けられても良い。また、調湿装置１の吸気孔３，４に設けても良く、調湿システムにおいていずれか一つの吸気用ダクト４４，４５，４８，５１に設けても良い。そして、第１の流路８側には、ダンパー（例えば、ダンパー２５）を設けずに、第２の流路９側のみに設けることもできるし、その逆でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る調湿装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】調湿システムの一例を示す平面図である。
【図４】調湿装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      調湿装置
５，６      排気孔
８      第１の流路
９      第２の流路
１１    デシカントロータ（調湿部材）
２０    第１の送風機
２１，２８    駆動軸
２２    同軸モータ
２３    回転軸
２７    第２の送風機
２５，３０，６２    ダンパー（流量調整手段）
【図１】
2006170492.tif 000003
【図２】
2006170492.tif 000004
【図３】
2006170492.tif 000005
【図４】
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