(57)【要約】【課題】ロータの吸湿材を有効に加熱して再生することができる除湿機を提供する。【解決手段】再生空気供給ケース６２は、ロータ５１と平行な第１ケース６６と、第１ケース６６からロータ５１に向けて屈曲し先端に開口部を有する第２ケース６７とからなる。第１ケース６６に、再生空気の主流路Ａを設ける。第２ケース６７に、再生空気が加熱手段６４を通過して開口部に至る第１分岐流路Ｂと、再生空気が加熱手段６４を通過せずに開口部に至る第２分岐流路Ｃとを設ける。第１分岐流路Ｂを第１ケース６６の主流路Ａに対して上流側、かつ、ロータ５１の回転方向に対して上流側に配置し、第２分岐流路Ｃを第１ケース６６の主流路Ａに対して下流側、かつ、ロータ５１の回転方向に対して下流側に配置する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
除湿材からなる回転可能なロータと、
再生空気を加熱する加熱手段を収容し、前記加熱手段で加熱された再生空気を除湿材に向けて吹き出す開口部を有する再生空気供給ケースとを備え、
前記ロータに被除湿空気を通過させて除湿する一方、前記被除湿空気の通過により吸湿した除湿材に前記再生空気供給ケースの加熱手段で加熱された再生空気を吹き出して前記除湿材を加熱して再生する除湿機において、
前記再生空気供給ケースは、前記ロータと平行な第１ケースと、前記第１ケースから前記ロータに向けて屈曲し先端に前記開口部を有する第２ケースとからなり、
前記第１ケースに、再生空気の主流路を設け、
前記第２ケースに、再生空気が前記加熱手段を通過して前記開口部に至る第１分岐流路と、再生空気が前記加熱手段を通過せずに前記開口部に至る第２分岐流路とを設け、
前記第１分岐流路を前記第１ケースの主流路に対して上流側、かつ、前記ロータの回転方向に対して上流側に配置し、前記第２分岐流路を前記第１ケースの主流路に対して下流側、かつ、前記ロータの回転方向に対して下流側に配置したことを特徴とする除湿機。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記ロータと反対側に反射板を備え、
前記第１分岐流路と前記第２分岐流路は、前記加熱手段の反射板によって分流され、
前記第１分岐流路は、前記反射板の前記加熱手段と同じ側を通り、
前記第２分岐流路は、前記反射板の前記加熱手段と反対側を通ることを特徴とする請求項１に記載の除湿機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデシカント式の除湿機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、除湿材からなるロータを回転させ、該ロータに機外の被除湿空気を通過させて除湿する一方、被除湿空気の通過により吸湿した除湿材に加熱手段で加熱された再生空気を吹き出すことにより除湿材を加熱して再生するデシカント式の除湿機が実用化されている。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２には、図９に示すように、再生空気をロータ１の吸湿材に送り込むケース２内に、再生空気を加熱するヒータ３を設けて、下流側のヒータ３を介して排出される加熱量の大きい空気と、上流側のヒータ３を介することなく排出される加熱量の小さい空気とに分流する再生空気加熱装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８５７８０８号明細書
【特許文献２】特許第３８９２６００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１及び２の装置では、再生空気を加熱量大の空気と加熱量小の空気に分流し、まず加熱量大の空気で除湿材を加熱し、その余熱で暖まっている除湿材の部分を加熱量小の空気でさらに加熱して再生するので、効率よく除湿材を再生することができる。
【０００６】
しかし、実際には、ケース２に入った再生空気は、壁に当たって９０°向きを換え、吸湿材に向かって吹き出されるので、特に流速が速い場合には、９０°向きを換えた後に速度分布が変化する。すなわち、図９に示すように、ヒータ３を介して排出される加熱量大の空気は、ケース２の壁際の流速が大きく、壁から離れるに従って流速が小さくなる。また、ヒータ３を介さないで排出される加熱量小の空気も、ヒータ３を囲む壁際の流速が大きく、壁から離れるに従って流速が小さくなる。したがって、流速の大きい部分の空気のヒータ出口温度はあまり上昇せず、流速の小さい部分の空気のヒータ出口温度は上昇する。このため、ロータの除湿材は、流速大・低温度で加熱量中、流速小・高温度で加熱量大、加熱量小の空気を順に受ける。これでは、最初に受けた空気の余熱が有効に利用されているとは言えない。
【０００７】
そこで、本発明は、ロータの吸湿材を有効に加熱して再生することができる除湿機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、
除湿材からなる回転可能なロータと、
再生空気を加熱する加熱手段を収容し、前記加熱手段で加熱された再生空気を除湿材に向けて吹き出す開口部を有する再生空気供給ケースとを備え、
前記ロータに被除湿空気を通過させて除湿する一方、前記被除湿空気の通過により吸湿した除湿材に前記再生空気供給ケースの加熱手段で加熱された再生空気を吹き出して前記除湿材を加熱して再生する除湿機において、
前記再生空気供給ケースは、前記ロータと平行な第１ケースと、前記第１ケースから前記ロータに向けて屈曲し先端に前記開口部を有する第２ケースとからなり、
前記第１ケースに、再生空気の主流路を設け、
前記第２ケースに、再生空気が前記加熱手段を通過して前記開口部に至る第１分岐流路と、再生空気が前記加熱手段を通過せずに前記開口部に至る第２分岐流路とを設け、
前記第１分岐流路を前記第１ケースの主流路に対して上流側、かつ、前記ロータの回転方向に対して上流側に配置し、前記第２分岐流路を前記第１ケースの主流路に対して下流側、かつ、前記ロータの回転方向に対して下流側に配置したものである。
【０００９】
前記手段からなる本発明では、加熱手段を通過する第１分岐流路において、上流側で向きを換えた空気は、流速が小さいが、温度が高くなるので、加熱量が大となり、下流側で向きを換えた空気は、流速が大きいが、温度が低くなるので、加熱量が中となる。加熱手段を通過しない第２分岐流路においては、上流側で向きを換えた空気は、流速が小さく、下流側で向きを換えた空気は、流速が大きくなるが、加熱手段がないので、加熱量はもともと小さい。したがって、ロータの除湿材は、流速小・高温度で加熱量大、流速大・低温度で加熱量中、加熱量小の空気を順に受ける。このため、最初に受けた加熱量大の空気の余熱が有効に利用される。
【００１０】
前記加熱手段は、前記ロータと反対側に反射板を備え、
前記第１分岐流路と前記第２分岐流路は、前記加熱手段の反射板によって分流され、
前記第１分岐流路は、前記反射板の前記加熱手段と同じ側を通り、
前記第２分岐流路は、前記反射板の前記加熱手段と反対側を通ることが好ましい。
このようにすることで、第１分岐流路と第２分岐流路を反射板以外の他の部材を設ける必要がない。また、反射板が加熱手段から受ける熱は、反射板の加熱手段と反対側を通る第２分岐流路を介してロータの吸湿材に供給される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ロータの除湿材は加熱量大、加熱量中、加熱量小の空気を順に受けるので、最初に受けた加熱量大の空気の余熱を、その後に加熱量中、加熱量小の空気を受けるときに、有効に利用することができ、ロータの吸湿材の再生効率を高めることができる。
【００１２】
また、加熱手段の反射板で第１分岐流路と第２分岐流路を分流するので、新たな部品を追加する必要がなく、安価に製造できる。また、反射板が加熱手段から受けた熱を第２分岐流路によって回収し、ロータの吸湿材の加熱に利用することができるので、ロータの除湿材の再生効率をより一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る除湿機の正面側からみた一部破断斜視図。
【図２】本発明に係る除湿機の背面側からみた一部破断斜視図。
【図３】図１の除湿機の前カバーを外した斜視図。
【図４】図２の除湿機の後カバーを外した斜視図。
【図５】除湿機の除湿通路と再生通路を示す概略図。
【図６】図４のＩ−Ｉ線拡大断面図。
【図７】ヒータの配置の種々の例を示す部分正面図。
【図８】ヒータユニット及びロータの概略断面図、ヒータ吹出口における再生空気の流速分布と温度分布を示す図。
【図９】従来の再生空気加熱部の断面図、ヒータ吹出口における再生空気の流速分布と温度分布を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１に、本発明の実施形態に係る除湿機１１を示す。この除湿機１１は、本体１２の内部に、図５に示すように、１点鎖線で示す除湿通路と実線で示す再生通路とを備える。
【００１６】
本体１２は、略直方体形状のケーシング２１の内部空間を仕切り部材４１によって前後に２分割したものである。
【００１７】
ケーシング２１は、除湿通路上流側に配設された前カバー２２と、除湿通路下流側に配設された後カバー２３と、これらの上部に配設された天カバー２４とからなる。
【００１８】
前カバー２２の前面には、除湿機１１内部に空気を取り込む複数のスリットからなる吸気口２８が形成されている。
【００１９】
図２に示すように、後カバー２３の上面には除湿機１１内部の空気を機外に排出する格子状の排気口３３が形成されている。
【００２０】
天カバー２４は略直方体形状であり、上面には、後カバー２３の排気口３３に至る凹部３６が形成されている。この凹部３６の前カバー２２側の支軸３７に回動可能に開閉板３８が取り付けられている。開閉板３８を回動させ所定の位置に配置することにより、除湿機１１内部の空気を機外に排気する方向を調節することができる。
【００２１】
仕切り部材４１には、図３および図４に示すように、円形開口部４４と、この円形開口部４４に隣接し、空気が吹き抜けるように設けられた矩形状筒部４５とが形成されている。円形開口部４４および矩形状筒部４５よりも下側には、分離壁４６が設けられており、この分離壁４６の上側には後述する熱交換部９１が配置され、分離壁４６の下側には、結露水を集水する貯水タンク１５が配置される。
【００２２】
仕切り部材４１の後側には、メインファン４７が収容されている。メインファン４７の吹き出し口４８の周囲には、吹き出された空気を排気口３３に案内するインボリュート通路４９が構成されている。
【００２３】
除湿通路は、吸気口２８から排気口３３に至る通路であり、その途中には、空気中の水分を吸着する除湿ロータ５１と、メインファン４７とが配設されている。
【００２４】
除湿ロータ５１は、ゼオライトやシリカゲルなどを結合させたセラミックハニカム状の吸湿材からなっている。吸湿材として例えば、耐熱温度が低い（例えば３００℃から４００℃）除湿ロータを使用する。この耐熱温度が低い除湿ロータは、２００℃から３００℃などの低温で再生する。従って、除湿ロータ５１を加熱し再生する加熱手段であるヒータ６４の発熱量を下げ、除湿機１１の消費電力を低減すると共に、ヒータ６４の温度制御を適切に行うことができる。
【００２５】
また、除湿ロータ５１は仕切り部材４１の円形開口部４４に配設され、２カ所に設けた回転支持部材５８（１箇所のみ図示）によって外周で支持され、１カ所に設けた図示しない駆動ギヤが外周に設けたギヤ部５５に咬合して、除湿ロータ駆動モータ５９により回転する。
【００２６】
メインファン４７は、公知のシロッコファンである。
【００２７】
再生通路は、除湿ロータ５１から吸着した水分を除去して再生するための通路であり、図５に示す閉ループを構成している。再生通路の途中には、ヒータユニット６１と、ラジエータ８１と、ヒータユニット６１とラジエータ８１とを連通する熱交換部９１とが設けられている。再生通路内を流動する空気を以下、再生空気という。
【００２８】
ヒータユニット６１は、図４に示すように、ユニット本体６２と、ユニット本体６２の一端に配設されたサブファン６３と、ユニット本体６２の他端に配設されたヒータ６４とから構成されている。
【００２９】
ユニット本体６２は、サブファン６３を配設するファンケース６６と、除湿ロータ５１の半径方向に沿って設けられた中空直方体形状のヒータケース６７とを備えている。
【００３０】
サブファン６３は公知のシロッコファンであり、熱交換部９１内の再生空気を吸い込み、ヒータユニット６１内に吹き出すことで、前記閉ループ内の再生空気を循環させる。
【００３１】
ヒータケース６７は、除湿ロータ５１の周縁から中心まで、半径方向に沿って、除湿ロータ５１の表面と対向し所定の間隔を隔てて配設されている。除湿ロータ５１の表面のうち、１/８の領域に対応する部分がヒータケース６７と対向しており、残る７/８の領域は通風可能に開口し、除湿通路内に位置している。
【００３２】
ヒータケース６７の内部は図６に示すように、断面がＬ字形状のヒータ反射板７１により、除湿ロータ５１回転方向の上流側に位置する上流側開口部７２と除湿ロータ５１回転方向の下流側に位置する下流側開口部７３とに分割されている。上流側開口部７２には除湿ロータ５１と対向するようにヒータ６４が配設され、除湿ロータ５１に加熱された再生空気を供給する加熱領域７６が形成されている。一方、下流側開口部７３にはヒータ６４が配設されず、サブファン６３から吹き出された再生空気を直接、除湿ロータ５１に供給する冷却領域７７が形成されている。除湿ロータ５１は矢印に示すように、加熱領域７６に続いて、冷却領域７７を通過する。ヒータ反射板７１は金属製であり、ここではステンレス４３０を採用している。
【００３３】
ヒータ６４は、上流側開口部７２を通過する空気を加熱して除湿ロータ５１に供給するほか、除湿ロータ５１を直接加熱する。これにより、除湿ロータ５１に吸着された水分を蒸発させることができ、除湿ロータ５１の吸着能力を回復させることが可能となっている。
【００３４】
ここでは前述の通り、除湿ロータ５１として例えば、２００℃から３００℃などの低温で再生する低温再生型除湿ロータを使用している。これにより、除湿機１１の製造コストを低減することができる。この低温再生型除湿ロータは、除湿素子の吸着スピード、吸着性能が低いため、広い吸着面積を確保する必要がある。そこで、ここで使用するヒータ６４には、ヒータの専有面積を小さくするため、放熱性能が高く、高いワット密度でも運転可能な小型ヒータであるＰＴＣヒータ６４を使用している。
【００３５】
ＰＴＣヒータ６４は、図示しない電源からの供給電力により発熱する。また、ＰＴＣヒータ６４はチタン酸バリウム（ＢａＴｉ０３）を主成分とする半導体セラミックからなり、ＰＴＣヒータ６４自身の温度が上がれば抵抗値を大きくして、発熱量を抑制する。このため、ＰＴＣヒータ６４は高温になることがなく、耐熱性の低い前記低温再生型除湿ロータを使用することができる。
【００３６】
前記ＰＴＣヒータ６４は、図７（ａ）に示すように、ヒータケース６７に、除湿ロータ５１の中心から半径方向外方に向かって広がる扇型形状に配設されることが好ましい。ただし、除湿ロータ５１を十分に加熱することができる限り、図７（ｂ）に示すように、半径方向に沿った長方形状であってもよい。この長方形状のＰＴＣヒータ６４を使用する場合には、除湿ロータ５１の内周側の単位長さあたりの加熱時間が長く、除湿ロータ５１の外周側の単位長さあたりの加熱時間が短くなり、除湿ロータ５１を均一に加熱することができなくなる。このため、外周側のワット密度を大きくし、内周側のワット密度を小さくすることが好ましい。あるいは、図７（ｃ）に示すように、上流側開口部７２の内周側のヒータ開口部の面積を小さくすることが有効である。ここで、ワット密度とはヒータ容量をヒータ表面積で割った値で、単位面積あたりのワット数をいう。
【００３７】
前述のように、ヒータ６４は、再生空気の流れの上流側にあってサブファンケース６６に近いため、サブファンケース６６が溶解する虞がある。このため、サブファンケース６６の内部を金属製の反射板で遮熱したり、サブファンケース６６を金属や、高耐熱性又は難燃性の樹脂で構成することが好ましい。また、ヒータ６４への入口にパンチングメタルを設置し、サブファンケース６６側へのヒータ６４の輻射熱の洩れを低減するようにしてもよい。
【００３８】
再生空気の温度を検出するサーミスタ等の温度センサ、ヒータの過熱を防止するための温度ヒューズ等の安全装置は、ヒータ６４に近いサブファンケース６６の例えば図中Ｐ１の位置、又はヒータ反射板７１の一部を切り欠いてヒータ６４の輻射熱が到達する例えば図中Ｐ２の位置に取り付けることができる。Ｐ１の位置に取り付ける場合、サブファンケース６６とヒータケース６７の接続を強固にして、温度センサによる測定値や安全装置の作動のバラツキを抑える必要がある。
【００３９】
ラジエータ８１は、図３に示すように、除湿ロータ５１を通過した再生空気が流入する第１ラジエータ部８２と、この第１ラジエータ部８２で一旦、冷却された再生空気が流入する第２ラジエータ部８３と、この２つのラジエータ部８３の上端を密封し連通する密封部である蓋体８４とで構成されている。また、ラジエータ８１は本体１２の矩形状筒部４５に、後述する熱交換部９１の、サブファン６３が配置された反対側の端部の上側に取り付けられている。
【００４０】
各ラジエータ部８２、８３は、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成樹脂材料からなる複数のパイプ８５から構成されている。第１ラジエータ部８２の下端は、後述する熱交換部９１の高温空気流動通路１０５と連通し、第２ラジエータ部８３の下端は、後述する熱交換部９１の低温空気流動通路１０６と連通している。従って、ラジエータ８１内の再生空気は、高温空気流動通路１０５から、上方に再生空気を搬送する第１ラジエータ部８２を通過し、蓋体８４で折り返され、下方に再生空気を搬送する第２ラジエータ部８３に流入して搬送され、低温空気流動通路１０６まで至る。
【００４１】
図３に示すように、熱交換部９１は中空のタンク状のものである。熱交換部９１の底壁の最下点には、ラジエータ８１からの結露水を排水する排水口９９が設けられている。
【００４２】
また、熱交換部９１は本体１２の除湿ロータ５１およびラジエータ８１の下方であって、分離壁４６よりも上側に取り付けられている。熱交換部９１の内部は、隔壁１０４により、ヒータ６４から除湿ロータ５１を通過した高温の再生空気をラジエータ８１まで搬送する高温空気流動通路１０５と、ラジエータ８１で冷却された低温の再生空気を加熱ユニット６４まで搬送する低温空気流動通路１０６とに分割されている。これにより、高温空気流動通路１０５と低温空気流動通路１０６とが隔壁１０４を介して、熱交換を行うことができる。
【００４３】
高温空気流動通路１０５の一方の端部は、ヒータケース６７と除湿ロータ５１を介して対向し除湿ロータ５１の表面領域から退避するように伸びるロータカバー１１１と連通し、他方の端部は第１ラジエータ部８２と連通している。低温空気流動通路１０６の一方の端部は、第２ラジエータ部８３と連通し、他方の端部は、ヒータユニット６１と連通している。
【００４４】
次に、本実施形態に係る除湿機１１の除湿動作について具体的に説明する。
【００４５】
メインファン４７の駆動により、吸気口２８から吸い込まれる周囲の空気は、除湿通路である除湿ロータ５１側とラジエータ８１側に向かって流れる。
【００４６】
除湿通路では、吸気口２８から吸い込まれた空気が除湿ロータ５１を通過する際に、含有した水分が吸着される。これにより、乾燥した空気がインボリュート通路４９を流動し、後カバー２３の排気口３３から室内に排出される。
【００４７】
ラジエータ８１では、前記と同様に吸気口２８から吸い込まれた空気が、第１ラジエータ部８２、第２ラジエータ部８３を通過し、これらのラジエータ８１内を流動する再生空気と熱交換を行い、再生空気を冷却する。メインファン４７に吸い込まれ、ラジエータ８１を通過する空気を以下、冷却空気という。
【００４８】
再生通路では、サブファン６３の駆動により、再生空気がヒータケース６７に流入する。このヒータケース６７内ではヒータ反射板７１により、ヒータ６４で加熱された後、除湿ロータ５１を通過する高温の再生空気と、ヒータ６４を経ずに除湿ロータ５１を通過する低温の再生空気とに分配される。以下、ヒータケース６７に流入する前の流路を主流路Ａ、ヒータ反射板７１によりヒータ６４を通過する側に分流される流路を第１分岐流路Ｂ、ヒータ６４を通過しない側に分流される流路を第２分岐流路Ｃという。
【００４９】
ヒータ６４を通過する第１分岐流路Ｂにおいて、上流側で向きを換えた空気は、流速が小さいが、温度が高くなるので、加熱量が大となり、下流側で向きを換えた空気は、流速が大きいが、温度が低くなるので、加熱量が中となる。ヒータ６４を通過しない第２分岐流路Ｃにおいては、上流側で向きを換えた空気は、流速が小さく、下流側で向きを換えた空気は、流速が大きくなるが、ヒータ６４を通過しないので、加熱量はもともと小さい。したがって、除湿ロータ５１の除湿材は、流速小・高温度で加熱量大、流速大・低温度で加熱量中、加熱量小の空気を順に受ける。このため、最初に受けた加熱量大の空気の余熱が有効に利用され、除湿ロータ５１の吸湿材の再生効率を高めることができる。
【００５０】
また、ヒータ６４のヒータ反射板７１で主流路Ａを第１分岐流路Ｂと第２分岐流路Ｃに分流するので、ヒータ反射板７１以外の他の部材を設ける必要がなく、安価に製造できる。また、ヒータ反射板７１がヒータ６４から受ける熱は、ヒータ反射板７１のヒータ６４と反対側を通る第２分岐流路Ｃを介して除湿ロータ５１の吸湿材に供給され、除湿ロータ５１の吸湿材の加熱に利用することができるので、除湿ロータ５１の除湿材の再生効率をより一層高めることができる。
【００５１】
高温の再生空気は除湿ロータ５１を通過する際に、除湿ロータ５１に吸着した水分を加熱し蒸発させる。低温の再生空気は除湿ロータ５１を通過する際に、加熱された除湿ロータ５１冷却することで、除湿ロータ５１の熱が除湿通路と合流して機外に排出されるのを防止する。
【００５２】
除湿ロータ５１を通過した高温および低温の再生空気は、ロータカバー１１１を介して熱交換部９１の高温空気流動通路１０５に流入する。
【００５３】
高温空気流動通路１０５を通過した再生空気は、第１ラジエータ部８２に流入し、ラジエータ８１の外側を通過する冷却空気との温度差による熱交換で冷却され、再生空気に含有している水分が結露する。この結露水は、ラジエータ８１から熱交換部９１の排水口９９を通って貯水タンク１５に回収される。
【００５４】
第１ラジエータ部８２から流出した再生空気は、蓋体８４で折り返し第２ラジエータ部８３に流入し、冷却空気と熱交換を行う。
【００５５】
また、熱交換部９１内では、隔壁１０４を介して高温空気流動通路１０５と低温空気流動通路１０６内を再生空気が対向する方向に流動するので、隔壁１０４を介して高温の再生空気と低温の再生空気とが熱交換を行うことができる。これにより、ラジエータ８１に流入する前の高温の再生空気を予め冷やし、ヒータ６４に流入する前の低温の再生空気を予め温めることができる。
【００５６】
低温空気流動通路１０６から流出した再生空気は、サブファン６３によりヒータケース６７に向かって再び供給される。
【符号の説明】
【００５７】
１１  除湿機
５１  除湿ロータ
６４  ヒータ（加熱手段）
６２  ユニット本体（再生空気供給ケース）
６６  サブファンケース（第１ケース）
６７  ヒータケース（第２ケース）
７１  ヒータ反射板
Ａ    主流路、
Ｂ    第１分岐流路
Ｃ    第２分岐流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011020083.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011020083.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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