(57)【要約】【課題】  ロータを備える除加湿装置において、ロータに必要な気密を確保しながらも、ロータの磨耗を防止する。【解決手段】  除加湿装置の除加湿部３０は、ケース２内にロータ５が回転自在に収容されている。ロータ軸１５は、ケース２に固定された軸受け３４，３６に軸支されており、ロータ５の外周部と、ケース２との間には所定の隙間が形成されている。この除加湿部３０は、空気を吸排気する吸気口１０，１１、及び排気口１２，１３の開口径がロータ５の径よりも小さくなっている。さらに、ケース２の排気口１２，１３の外縁部で、内面側には、ロータ５側の突部３７を所定の隙間を有した状態で囲む突部カバー３８が設けられている。【選択図】    図３
2006170514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を通流させる吸気口及び排気口が設けられたケースと、前記ケース内に回転自在に収容され、空気から水分を吸着又は脱着可能な吸湿材料を有するロータとを備え、前記ロータは、その回転軸に垂直な面が前記吸気口及び前記排気口のそれぞれに対向し、かつ前記ロータと、前記ケースとの間に隙間が形成され、前記吸気口及び前記排気口のそれぞれの開口径よりも前記ロータの外径が大きいことを特徴とする除加湿装置。
【請求項２】
前記ロータの回転軸が前記ケースに軸支されていることを特徴とする請求項１に記載の除加湿装置。
【請求項３】
前記ロータを回転させる駆動手段の回転軸と、前記ロータの回転軸とが、軸線方向及び軸線と直交する方向のそれぞれにおいて遊びを持たせた状態で回転伝達可能に係合させられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の除加湿装置。
【請求項４】
前記ロータの外周部と前記ケースとの間の隙間を、その流路抵抗が前記ロータの流路抵抗に比べて大きくなるように設定し、前記ロータと前記ケースとのシール構造を形成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の除加湿装置。
【請求項５】
前記吸気口又は前記排気口に臨む前記ロータの端面の外周部に、径方向に突出する環状の突部を設け、前記ケースに、前記突部との間に隙間を有して前記突部を覆う突部カバーを設けたことを特徴とする請求項４に記載の除加湿装置。
【請求項６】
前記シール構造は、重力方向の下側、又は前記ロータを通流する空気の下流側に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の除加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着式の除加湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気を除加湿する手段としては、デシカント（吸湿材料）に空気中の水分を吸着させて除湿したり、デシカントから水分を脱着させて空気を加湿したりする乾式の除加湿装置が知られている。デシカントは、円柱形のハニカム状のロータに担持されており、このロータを回転させることで、ロータの一部で空気中の水分を吸着し、他の部分で吸着した水分を脱着して他の空気を加湿する。ここで、この種の除加湿装置には、ロータの両端面を一対のチャンバーで挟み込んで構成されるものがある（例えば、特許文献１参照）。チャンバーは、空気口が設けられた吸着ゾーンと、脱着ゾーンとに区画されており、チャンバーとロータとの間の空気漏れを低減するために、ロータに所定圧力で押し付けられた状態でチャンバー同士がボルトで締結される。この除加湿装置の使用時には、ロータをベルト駆動によって軸線回りに回転させながら、一方のチャンバーの空気口から空気を取り込み、ロータ内を通過させ、加湿、又は除湿を行い、他方のチャンバーから排出させる。
【特許文献１】特開２００４−５７９９４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、従来の除加湿装置では、ロータとチャンバーとの間の摩擦が大きくなるため、ロータを回転させる際に大きなトルクが必要になり、ロータを回転させるモータが大型化する原因となっていた。また、ロータが無機繊維ペーパから製造されている場合には、ロータが削れてしまうなど、部品が消耗し易しく、これを防止するために、ロータの端面を強化しなければならなかった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされており、その主な目的は、ロータからの空気漏れを防止しながらも、ロータの磨耗を防止することである。
【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、空気を通流させる吸気口及び排気口が設けられたケースと、前記ケース内に回転自在に収容され、空気から水分を吸着又は脱着可能な吸湿材料を有するロータとを備え、前記ロータは、その回転軸に垂直な面が前記吸気口及び前記排気口のそれぞれに対向し、かつ前記ロータと、前記ケースとの間に隙間が形成され、前記吸気口及び前記排気口のそれぞれの開口径よりも前記ロータの外径が大きいことを特徴とする除加湿装置とした。
この除加湿装置では、ロータがケース内に収容されており、ケースに形成された吸気口から取り込まれた空気が、ロータ内を通流し、調湿部材に水分を吸着させたり、調湿部材から脱着した水分を取り込んだりして排気口から排出される。ケースとロータの外周部とは非接触になっているが、吸気口及び排気口の開口径よりもロータの外径が大きいので、隙間の流路抵抗が大きく、ロータとケースとの間を流れる空気の量は極めて少なくなる。
【０００５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の除加湿装置において、前記ロータの回転軸が前記ケースに軸支されていることを特徴とする。
この除加湿装置では、ロータの回転軸をケースに軸支させることで、ロータの回転を安定させる。これによって、ロータの外周部とケースとの間の隙間を狭くすることができる。
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の除加湿装置において、前記ロータを回転させる駆動手段の回転軸と、前記ロータの回転軸とが、軸線方向及び軸線と直交する方向のそれぞれにおいて遊びを持たせた状態で回転伝達可能に係合させられていることを特徴とする。
この除加湿装置では、駆動手段の回転軸が、ロータの回転軸に対して遊びを持ちつつ、回転の伝達が可能な程度に嵌め合い状態になっている。このため、両回転軸の軸線がずれていた場合でも、これら回転軸に無理な力が作用しない。また、回転軸同士が直結されていないので、ロータの重量が直接に駆動手段にかかることがない。
【０００７】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の除加湿装置において、前記ロータの外周部と前記ケースとの間の隙間を、その流路抵抗が前記ロータの流路抵抗に比べて大きくなるように設定し、前記ロータと前記ケースとのシール構造を形成したことを特徴とする。
この除加湿装置では、ロータの外周部とケースとの隙間を狭くすることでロータの外周部とケースとの間の流路抵抗を大きくし、これをもってシール構造としたので、吸気口から取り込んだ空気の殆どをロータに通流させることができる。
【０００８】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の除加湿装置において、前記吸気口又は前記排気口に臨む前記ロータの端面の外周部に、径方向に突出する環状の突部を設け、前記ケースに、前記突部との間に隙間を有して前記突部を覆う突部カバーを設けたことを特徴とする。
この除加湿装置では、突部と突部カバーとによって、ロータの外周部からケース内へと流れる空気の流路抵抗をさらに増大させ、空気漏れを抑制する。
【０００９】
請求項６に係る発明は、請求項４に記載の除加湿装置において、前記シール構造は、重力方向の下側、又は前記ロータを通流する空気の下流側に形成されていることを特徴とする。
この除加湿装置では、シール構造が重力方向の下側、又は空気の下流側に形成されており、重力や、空気の通流によってロータを押し付けるように作用する力を、隙間が減少する方向に作用させることができ、シール性が向上する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ケース内にロータを回転自在に収容することで、ロータの回転を安定させることができ、これによって、ロータの外周部とケースとの隙間を狭くすることができる。したがって、ロータの外周部からケースに漏れる空気の量を大幅に低減することができ、高い加湿性能や、高い除湿性能が得られる。また、駆動手段の回転軸と、ロータの回転軸とを遊嵌させると、回転軸同士の軸ずれを防止するために部品の精度を高める必要がなくなり、さらに、軸ずれに起因して発生するロータの回転時のトルクの増大を防止でき、駆動手段を小型化することができる。また、この場合に、ロータの重量が駆動手段にかからないようになるので、駆動手段の構成を簡略化することができる。さらに、ロータに突部を設けると、流路抵抗が増大するので、空気漏れを低減することができる。さらに、突部を覆うように突部カバーを設けると、流路抵抗が増大し、空気漏れをさらに低減することができる。シール構造を重力方向下側や、空気の流れの下流側に形成すると、ロータの外周部とケースとの流路抵抗をさらに増大させることができ、空気漏れをさらに低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
第１の実施の形態に係る除加湿装置は、図１及び図２に示すような除加湿部１を備えている。除加湿部１は、不図示のダクトや、ファンによって供給される空気を除湿したり、加湿したりするもので、略直方体形の中空のケース２を有し、ケース２の上面部３と下面部４とのそれぞれの中央には、ロータ５を軸支する孔６，７が同軸上に設けられている。さらに、上面部３には、一対の吸気口１０，１１が設けられている。吸気口１０，１１は、環状の開口の一部を残すことで形成され、孔６の同心円上に配置されている。同様に、下面部４には、一対の排気口１２，１３が設けられている。これら排気口１２，１３は、上面部３側の吸気口１０，１１と同一の形状、及び配置になっている。
【００１２】
ロータ５は、ケース２の孔６，７に挿入されるロータ軸１５を有している。ロータ軸１５は、孔６に挿入される上端部１６と、孔７に挿入される下端部１７とが共に縮径させられており、下端部１７側の段差部の端面１８がケース２の下面部４内面に当接させられている。これに対して、上端部１６側の段差部の端面１９と、ケース２の上面部３との間には、隙間が形成されている。このようなロータ軸１５は、金属、又は硬質の樹脂から製造されている。ロータ軸１５において、上端部１６と下端部１７とを除いた部分の外周には、環状のロータ本体２０が固定されている。ロータ本体２０の上面は、ロータ軸１５の上端部１６側の端面１９と略面一になっており、ロータ本体２０の下面は、ロータ軸１５の下端部１７側の端面１８よりも若干上方にある。このロータ本体２０は、例えば、無機繊維ペーパでハニカム構造を形成し、これにシリカゲルや、ゼオライトのような、デシカント（調湿材）を担持させて製造されている。さらに、ロータ本体２０の外周面には、カバー２１が固定されている。カバー２１は、金属、又は樹脂から製造されている。このようなロータ５は、ケース２内に収容されており、その外径は、ケース２の一対の吸気口１０，１１、及び一対の排気口１２，１３の外径よりも若干大きくなっている。また、ロータ５を回転させる回転駆動手段としては、例えば、不図示のモータを、無端ベルトなどによって、ロータ軸１５の上端部１６に連結したものがあげられる。回転駆動手段によって回転するロータ５は、吸気口１０と、排気口１２との間の領域が吸着領域２０Ａとなり、吸気口１１と、排気口１３との間の領域が脱着領域２０Ｂとなる。
【００１３】
なお、ケース２と、ロータ５との間の隙間は、ロータ５の下端側の外周部と、ケース２の下面部４との間が最も流路面積が小さくなっており、この隙間によって形成される流路２２に流れる空気は、ロータ５を通流する空気量を１００％とした場合に、１０％程度に抑えられる。このような除加湿部１の一例としては、ロータ５の外径を一対の排気口１２，１３を円と仮定した場合の外径よりも５ｍｍ大きくし、ロータ５の下端面と、対向するケース２の下面部４との間の距離を、１〜２ｍｍ程度にすることがあげられる。
【００１４】
次に、この除加湿装置の作用について説明する。
まず、ロータ５を、ロータ軸１５を中心にして回転させ、不図示のダクトや、ファンを用いて吸気口１０に除湿用の空気を供給し、吸気口１１に加湿用の空気を供給する。吸気口１０から供給される空気は、ロータ本体２０の吸着領域２０Ａを主に通流し、空気中の水分がデシカントに吸着される。水分を吸着させることで相対的に湿度が小さくなった空気は、ロータ本体２０から排気口１２を経て、この排気口１２に接続されている不図示のダクトから送気される。この間、ロータ５の回転に伴って、水分が吸着された部分が、吸気口１１と排気口１３との間に移動する。吸気口１１からロータ５に供給された加湿用の空気は、ロータ本体２０の脱着領域２０Ｂを主に通流する。通常、加湿用の空気は、水分を取り込みやすいように、ヒータ（不図示）によって加熱されているので、デシカントに吸着されている水分が脱着し、空気と混合して湿潤空気となって、ロータ５から排気口１３を経て、不図示のダクトに送気される。なお、室内を除湿する場合には、吸着領域２０Ａを通流して水分を吸着させた後の空気を室内に供給し、室内を加湿する場合には、脱着領域２０Ｂを通流して水分を取り込んだ後の空気を室内に供給する。
【００１５】
この実施の形態では、ロータ軸１５をケース２に回転自在に軸支させ、ロータ本体２０が、ケース２と非接触状態で支持されるようにしたので、ロータ５の回転が安定し、ロータ本体２０が回転によって磨耗することが防止される。さらに、このようにロータ５をケース２に軸支させることで、ロータ５と、ケース２との間の接触抵抗を従来に比べて小さくすることができるので、回転駆動手段のモータ等を小型化することができる。したがって、装置の小型化、及び低コスト化を図ることができる。ここで、ロータ軸１５をケース２に突き当てるようにして精度良く位置決めすることで、ロータ５の外周部と、ケース２との間の流路２２の面積を小さく、かつ精度良く形成することができる。このようにして形成されるシール構造によって、ロータ５とケース２とは、非接触状態を維持しつつも高いシール性を確保することができる。したがって、吸気口１０，１１から排気口１２，１３に抜ける空気の内、ロータ本体２０を通流しない空気の量を大幅に減少でき、高い除湿効率、及び加湿効率が得られる。さらに、ロータ軸１５を空気の流れの下流側で、かつ重力方向下側でケース２に突き当てることで、流路２２の流路抵抗を精度良く設定することが可能になる。
【００１６】
次に、第２の実施の形態について、図３から図５を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施の形態に係る除加湿装置は、図３に示すような除加湿部３０を有している。除加湿部３０は、ケース２内にロータ５が回転自在に収容されている。ケース２の上面部３、及び下面部４のそれぞれの中央に形成されている孔３１，３２は、ロータ軸１５の径よりも大きくなっており、ロータ軸１５とケース２とは、非接触状態になっている。ケース２には、孔３１を覆うように支持部３３が固定されており、支持部３３内には、ベアリングなどの軸受け３４が取り付けられ、この軸受け３４にロータ軸１５の上端部１６が回転自在に軸支されている。また、孔３２を覆う支持部３５には、同様の軸受け３６が取り付けられており、この軸受け３６にはロータ軸１５の下端部１７が軸支されている。さらに、軸受け３６の上面には、ロータ軸１５の段差部の端面１８が突き当てられている。
【００１７】
また、ロータ５のカバー２１の下端部からは、突部３７がロータ本体２０の径方向外側に向かって、かつカバー２１の外周面に沿って環状に設けられている。さらに、ケース２の下面部４には、この突部３７を覆う突部カバー３８が取り付けられている。突部カバー３８は、下面部４の内面からロータ５と平行に延びた後に、ロータ本体２０に向かって水平方向内側に折れ曲がっており、突部３７、及び突部カバー３８との間には、所定のクリアランスが形成されている。ケース２の下面部４、及び突部カバー３８と、ロータ５の突部３７、及びカバー２１とで形成される流路３９は、ロータ本体２０の流路抵抗に比べて十分に大きい流路抵抗になっている。
【００１８】
ここで、この除加湿部３０にロータ５の回転駆動手段を取り付ける場合の一例を図４を参照して説明する。
図４に示すように、モータ４０は、ケース２の上面部３側の支持部３３に固定されている。支持部３３には、ロータ軸１５の軸線と一致するように貫通孔３３Ａが形成されており、ここにモータ軸４１が挿入されている。モータ軸４１の先端部には、ギヤ４２が取り付けられている。このギヤ４２は、ロータ軸１５の上端部１６に凹設された連結孔４３に挿入されている。図５に示すように、連結孔４３は、平面視で四角形状を有し、ギヤ４２は、連結孔４３よりも少し小さい四角形状を有している。このように、ギヤ４２と連結孔４３とは、遊びをもって嵌め合い状態で係合しており、モータ４０の動力をロータ軸１５に伝達できるようになっているが、両者は直結されていないので、ロータ軸１５の軸線と、モータ軸４１の軸線とは、必ずしも一致していなくても良い。
【００１９】
次に、この実施の形態の作用について説明する。まず、モータ４０を回転させると、モータ軸４１がギヤ４２を回転させる。ギヤ４２は、ロータ軸１５に遊嵌しているので、モータ４０の回転がロータ軸１５に伝達され、ロータ５がケース２内で回転させられる。空気を除加湿する処理は、前記の実施の形態と同様である。すなわち、吸気口１０からの空気がロータ本体２０の吸着領域２０Ａ内を通流して除湿され、排気口１２から排出される。一方、吸気口１１からの空気は、ロータ本体２０の脱着領域２０Ｂを通流して加湿され、排気口１３から排出される。ここで、ロータ５と、ケース２との間に流れる空気の量は、突部３７と、突部カバー３８とによって形成される流路３９によって律せられる。流路３９の流路抵抗は、ロータ本体２０の流路抵抗に比べて十分に大きく、流路３９を通流する空気量がさらに抑えられる。
【００２０】
この実施の形態によれば、ロータ５を軸受け３４，３６に支持させたので、ロータ５の回転を安定させることができる。このようにロータ５を軸支し、かつ突部３７と、突部カバー３８とを設けることで、ロータ５の外周部とケース２との間のクリアランスを小さくすることができ、ロータ５とケース２とのシール性を向上できる。したがって、吸気口１０，１１から排気口１２，１３に抜ける空気の内、ロータ本体２０を通流しない空気の量を大幅に減少でき、高い除湿効率、加湿効率が得られる。
また、モータ軸４１に固定されたギヤ４２と、ロータ軸１５とを遊嵌させるようにしたので、モータ４０とロータ５との間の軸ずれを考慮する必要がなくなる。軸ずれがある場合には、ロータ５の回転時に必要とされるトルクが増大するが、この除加湿部３０では、このようなトルクの増大を防止できるので、小型のモータ４０を駆動源として使用することが可能になり、装置の小型化、低コスト化が図れる。この際に、ロータ軸１５自体は、ケース２側の軸受け３４，３６で支持されるので、ロータ５の回転が振れることはない。
さらに、空気の流れの上流側で、かつ重力方向の上側にモータ４０を配置したので、ロータ軸１５の重さをモータ４０で受ける必要がなくなり、小型のモータが使用可能になる。
【００２１】
なお、この発明は、前記の各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、ロータ５に突部３７を設けるのみで、ケース２には突部カバー３８を設けない構成にしても良い。また、第１の実施の形態において、突部３７を設けたり、突部３７、及び突部カバー３８を設けたりすることも可能である。
また、モータ４０を空気の下流側で、かつ重力方向の下側に取り付けても良い。この場合でも、ロータ軸１５は、モータ４０、及びそのモータ軸４１に直接には接触せずに、各軸受け３４，３６に支持される。
さらに、各実施の形態における上下方向はこれに限定されず、除加湿部１，３０を、横置きにしても良い。この場合に、空気の流れの下流側で、ロータ軸１５が、ケース２、又は軸受け３６に当接するように構成することが好ましい。
【００２２】
また、モータ軸４１とギヤ４２とは一体に構成されても良い。さらに、ギヤ４２の形状と、ロータ軸１５の形状は、実施の形態に限定されずに他の形態であっても良い。例えば、ギヤ４２の外周にスプラン状の凹凸を刻み、ロータ軸１５の連結孔４３の内周にこれと遊嵌するように、ギヤ４２を凸条よりも大きいスプライン状の凹凸を刻んでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る除加湿装置の除加湿部の構成を示す断面図である。
【図２】除加湿部の平面図である。
【図３】除加湿装置の構成を示す断面図である。
【図４】除加湿装置のモータとロータとの配置を示す拡大断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１      除加湿装置
２      ケース
５      ロータ
１０，１１    吸気口
１２，１３    排気口
１５    ロータ軸（回転軸）
２２，３９    流路（隙間）
３７    突部
３８    突部カバー
【図１】
2006170514.tif 000003
【図２】
2006170514.tif 000004
【図３】
2006170514.tif 000005
【図４】
2006170514.tif 000006
【図５】
2006170514.tif 000007