(57)【要約】【課題】本発明は、除湿装置及びそれを用いた冷蔵庫に関するもので、エネルギー消費が少なく、また冷蔵庫のエバポレータに霜が付きにくいものを提供しようとするものである。【解決手段】本件発明は以上のような課題を解決するため、湿気吸着剤の担持されたデシカントロータ１の回転方向と逆方向に対し第１吸着ゾーン、第２吸着ゾーン、第１脱着ゾーン、第２脱着ゾーンの順で少なくとも４つのゾーンに分割し、前記第１吸着ゾーンに冷蔵庫の内部の空気を通し、第１吸着ゾーンを通過した空気を前記第１吸着ゾーンの通過方向と逆方向に第２吸着ゾーンに通す事によって２回吸着ゾーンを通過するようにし、冷蔵庫のコンデンサーを通過して加熱された空気を第１脱着ゾーンに通し、第１脱着ゾーンを通過した空気を第１脱着ゾーンの通過方向と逆方向に第２脱着ゾーンに通して２回脱着ゾーンを通過すようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿気吸着剤の担持されたデシカントロータを有し、前記デシカントロータの回転方向と逆方向に対し第１吸着ゾーン、第２吸着ゾーン、第１脱着ゾーン、第２脱着ゾーンの順で少なくとも４つのゾーンに分割し、前記第１吸着ゾーンに庫内の空気を通し、前記第１吸着ゾーンを通過した空気を前記第１吸着ゾーンの通過方向と逆方向に前記第２吸着ゾーンに通し、コンデンサーを通過して加熱された空気を前記第１脱着ゾーンに通し、前記第１脱着ゾーンを通過した空気を前記第１脱着ゾーンの通過方向と逆方向に前記第２脱着ゾーンに通すようにした除湿装置。
【請求項２】
湿気吸着剤の担持されたデシカントロータを有し、前記デシカントロータの回転方向と逆方向に対し第１吸着ゾーン、第２吸着ゾーン、第１脱着ゾーン、第２脱着ゾーンの順で少なくとも４つのゾーンに分割し、前記第１吸着ゾーンに冷蔵庫の内部の空気を通し、前記第１吸着ゾーンを通過した空気を前記第１吸着ゾーンの通過方向と逆方向に前記第２吸着ゾーンに通し、冷蔵庫のコンデンサーを通過して加熱された空気を前記第１脱着ゾーンに通し、前記第１脱着ゾーンを通過した空気を前記第１脱着ゾーンの通過方向と逆方向に前記第２脱着ゾーンに通すようにした除湿装置を用いた冷蔵庫。
【請求項３】
第２吸着ゾーンを通過した乾燥空気を、エバポレータを通過させて冷却して、冷蔵庫内部に返すようにした請求項２記載の冷蔵庫。
【請求項４】
第１吸着ゾーン、第２吸着ゾーン、第１脱着ゾーン、第２脱着ゾーンのそれぞれを通過する空気流は互いに平行流であるようにした請求項２記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば冷蔵庫や冷凍庫などに用いられる除湿装置及び、それを用いた冷蔵庫に関するものであり、冷凍機の廃熱を利用して除湿を行い、省エネルギー化を図るとともに、小型に構成して冷蔵庫として設置スペースが増加することのない物を提供する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫は一般にフルオロカーボンやアンモニアなどの冷媒を使用した冷凍サイクルが用いられている。つまり圧縮機（コンプレッサ）とエバポレータ及びコンデンサーより構成され、冷媒が循環するようになっている。
【０００３】
外気の露点よりも冷蔵庫内の温度が低いと、運転中にエバポレータ（蒸発器）に霜が付着する。霜が付着すると熱交換効率が低下し、甚だしい場合はエバポレータの熱交換器が完全に霜で塞がれ、空気の流通ができなくなる場合がある。
【０００４】
このため、特定の周期で冷凍機の運転を停止し、エバポレータに温風を通して付着した霜を融かすようにしている。
【０００５】
このようなものは、霜の解凍中は冷凍機の運転が停止されるため冷凍食品など冷凍機の運転を停止すると保存物の品質が低下するものを保管している冷蔵庫の場合は問題があった。
【０００６】
このため１台の冷凍機にエバポレータを２台設け、２台のエバポレータを交互に運転させて、交互に霜を融かすようにしたものがある。このようなものは、冷凍機を停止させることなく霜取りを行うことができるがエバポレータを２台設けるために価格が高くなり、エバポレータを２台設置するスペースが必要であるという問題点がある。
【０００７】
エバポレータに霜が付着するということは、冷凍機に潜熱負荷が掛かっているということであり、エネルギーが無駄に消費される。つまり、霜が発生するためにエバポレータで水の凝縮熱と凍結熱が発生する。日本の気象条件であると、この潜熱負荷は冷凍機の消費エネルギーの半分近くにもなることがしばしばある。さらに、霜の熱伝導率が低いためエバポレータの熱交換効率が悪くなるという問題もある。
【０００８】
このエバポレータに空気中の水分が霜として着霜することを防止する技術として、特許文献１に開示された技術のように、デシカントロータを用いて空気中の水分を吸着するものが発明された。
【０００９】
また特許文献２に開示されたものは、特許文献１と同様にエバポレータに空気中の水分が霜として着霜することを防止する技術として、水分を吸着するロータを使用するもので、水分脱着の熱源として冷凍機の廃熱を利用してエネルギー消費の少ない除湿装置を提供するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−９９６４５号公報
【特許文献２】特開２００１−１７９０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に開示されたものは、デシカントロータによって蒸発器に入る前の空気中の水分を吸着し、蒸発器に霜が付くのを抑制できるのであるが、デシカントロータの大きさについて言及した記述が無く、装置をコンパクト化するという技術は開示されていない。また、デシカントロータの水分脱着に使用する熱源に関する技術は開示されていない。
【００１２】
特許文献２に開示されたものは、吸着ロータの脱着ゾーンを低温脱着ゾーンと高温脱着ゾーンに２分割して、低温脱着用の熱源として冷凍機の排熱を利用することにより、エネルギー消費量を低減することができるのであるが、装置をコンパクト化するという技術は開示されていない。
【００１３】
つまり両特許文献には冷凍機の廃熱を利用しつつ、既製の冷蔵庫や冷凍庫の設置面積をほとんど変更することなく除湿するための構造について開示がない。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本件発明は以上のような課題を解決するため、冷蔵庫や冷凍庫の背面に薄く設置できるように、デシカントロータのロータ幅を薄くしても、除湿性能を出すため処理空気及び再生空気をそれぞれ２回デシカントロータに通すことを最も主な特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の除湿装置は上記の如く構成したので、冷蔵庫内の空気をデシカントロータの処理（吸着）ゾーンに２回通し、エバポレータ（蒸発器）に供給し、着霜を防止することが可能な除湿装置を提供することができる。
【００１６】
また、冷蔵庫外の空気をコンデンサー（凝縮器）の排熱で加熱し、デシカントロータの再生（脱着）ゾーンを処理空気と常に対向流となるよう２回通し、冷蔵庫外へ排気するようにしており、デシカントロータの幅が薄くても除湿性能が向上するようにしている。これによりエバポレータに霜が付着しなくなり、エバポレータに温風を通して付着した霜を融かす必要が無くなり、エネルギーが無駄に消費されることも無くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の除湿装置の実施例におけるフロー図である。
【図２】本発明の実施例を示す冷蔵庫の断面図である。
【図３】本発明の除湿ロータの実施例の処理ゾーン及び再生ゾーンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
デシカントロータの冷蔵庫側をロータ回転方向に対して処理出口ゾーン、処理入口ゾーン、再生出口ゾーン、再生入口ゾーンに分割し、反対側を処理ゾーンと再生ゾーンに２分割し、冷蔵庫内の空気を処理入口ゾーンから処理出口ゾーンへデシカントロータの処理ゾーンを２回通して、除湿空気を冷蔵庫内のエバポレータ（蒸発器）へ供給する。また、冷蔵庫外の空気をコンデンサー（凝縮器）の排熱で加熱し、再生入口ゾーンから再生出口ゾーンへデシカントロータの再生ゾーンへ処理空気と常に対向流となるよう再生ゾーンを２回通して、冷蔵庫外へ排気することで、デシカントロータの厚みを薄くして、コンパクト化しても蒸発器への着霜を防止することが可能な除湿性能を達成することができた。
【実施例１】
【００１９】
以下本発明の除湿装置及びそれを用いた冷蔵庫の実施例について図に沿って詳細に説明する。図１は本発明の実施例１における除湿装置の空気の流れを示したフロー図である。また、図２は実施例１における除湿装置を内蔵した冷蔵庫の断面図である。
【００２０】
図１において２はデシカントロータであり、デシカントロータ２を仕切板３と仕切板５にて処理ゾーンＡと再生ゾーンＢの２つのゾーンに分割し、さらにデシカントロータ２と冷蔵庫１との接続面側を仕切板４にて処理ゾーンＡの内部及び再生ゾーンＢの内部をそれぞれ２分割する。このデシカントロータ２は矢印方向にモータ（図示せず）によって回転する。
【００２１】
冷蔵庫１内の処理空気７は処理送風機（図示せず）によってデシカントロータ２の処理ゾーンを２回通して乾燥空気８となり、エバポレータ（蒸発器）１２へ供給され冷蔵庫１内へ戻る。
【００２２】
冷蔵庫１外の再生入口空気９はコンデンサー（凝縮器）１１の排熱で加熱され、再生送風機（図示せず）によってデシカントロータ２の再生ゾーンを２回通して、デシカントロータ２に吸着された水分を脱着し、再生排気１０として冷蔵庫１外へ排気される。
【００２３】
図３はデシカントロータ２を冷蔵庫１との接続面側から見た図で、ロータ回転方向に対して処理出口ゾーン、処理入口ゾーン、再生出口ゾーン、再生入口ゾーンと処理空気と再生空気の流れが常に対向流となるようになっており、平行流の場合と比較して除湿性能が高くなるようになされている。
【００２４】
このような構成にすることにより、ヒートポンプの廃熱を利用することで再生空気加熱用の他の熱源が不要となる。
【００２５】
例えば、冷蔵庫１内の温度が摂氏マイナス１８度（以降、温度は全て「摂氏」とする）、相対湿度１００％ＲＨの場合、外径３００ｍｍで厚さ１５ｍｍのデシカントロータをロータ回転数５ｒｐｈで使用して、処理空気風量、再生空気風量とも１．７６ｍ３／ｍｉｎで再生ゾーン入口温度３５度（冷蔵庫外空気温度２７度、相対湿度６０％ＲＨ）とすると、処理ゾーン入口温度マイナス１８度、処理ゾーン入口絶対湿度０．７６８ｇ／Ｋｇで、処理ゾーン出口温度マイナス１６．６度、処理ゾーン出口露点温度マイナス２１．２度で除湿能力２５．５ｇ／ｈとなる。
【００２６】
以上のように霜取り霜付を防止する乾燥空気をエバポレータ（蒸発器）に供給するために処理空気、再生空気ともデシカントロータを２回通すことにより、デシカントロータの幅を１５〜２０ｍｍと薄くすることが可能となり除湿装置をコンパクト化し、図２のように冷蔵庫に内蔵することができる。除湿装置を冷蔵庫内蔵式とすることによりデシカントロータのチャンバーを冷蔵庫の外箱と一体で製作することができ、製作コストを低減することも可能となる。
【００２７】
つまり、従来コンデンサーの排熱を自然放熱で捨てるために、冷蔵庫の背面のほぼ全面にコンデンサーを配置し、その外側に幅３０〜５０ｍｍ程度の幅の空間を設け、その空間が煙突の効果を生じて、冷蔵庫の背面全面に亘って上昇気流が発生するようにしていた。本発明は、この空間の中に除湿装置を収納する事が可能である。
【００２８】
また、霜取り用に特定の周期で冷凍機を止め、霜を融かすために温風を供給する必要が無いため省エネルギーにもなる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は冷蔵庫や冷凍庫などの蒸発器の霜付を防止するコンパクトでエネルギー消費を低減した除湿装置を提供する。
【符号の説明】
【００３０】
１  冷蔵庫
２  デシカントロータ
３，４，５  仕切板
６  シール
７  処理空気
８  乾燥空気
９  再生入口空気
１０  再生排気
１１  コンデンサー（凝縮器）
１２  エバポレータ（蒸発器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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