(57)【要約】【課題】吸着剤が配設された通路を有する除湿空調装置に関し、吸着剤の脱着効率を向上することができる除湿空調装置を提供する。【解決手段】被除湿空気が流れる第１通路１１を並設して形成される第１流路部分１０と、熱交換用空気が流れる第２通路２１を並設して形成される第２流路部分２０と、を交互に積層してなる除湿空調装置１であって、第１通路１１は、  高熱伝導率且つ良通気性物質１４が配設された入口側の入口ゾーン１２と、吸着剤１５が配設された吸着ゾーン１３とを備えてなる除湿空調装置１とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被除湿空気が流れる第１通路を並設して形成される第１流路部分と、熱交換用空気が流れる第２通路を並設して形成される第２流路部分と、を交互に積層してなる除湿空調装置であって、
前記第１通路は、  高熱伝導率且つ良通気性物質が配設された入口側の入口ゾーンと、吸着剤が配設された吸着ゾーンとを備えてなる除湿空調装置。
【請求項２】
前記入口ゾーンは前記高熱伝導率且つ良通気性物質で充填され、前記吸着ゾーンは前記吸着剤で充填されている請求項１に記載の除湿空調装置。
【請求項３】
前記高熱伝導率且つ良通気性物質は金属ボールである請求項１または２に記載の除湿空調装置。
【請求項４】
前記入口ゾーンは、前記第１通路の全長を１としたとき、０．０〜０．２の範囲内である請求項１または２に記載の除湿空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被除湿空気を除湿する吸着剤が配設された通路を並設した第１流路部分と、熱交換用空気が流れる第２流路部分とを交互に積層してなる除湿空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、吸着剤を担持した除湿空調装置に被除湿空気を通過させて空気中の水分を取り除く技術が導入されている。
下記の特許文献１には、流路の内面に吸着剤を有するクロスフロー型除湿空調装置が開示されている。このクロスフロー型除湿空調装置は、吸着剤を内面に接着した通路を並設した第１流路部分と、熱交換用空気が流れる第２流路部分とを、熱伝達可能となるように交互に積層したものである。
【０００３】
除湿工程においては、第１流路部分に被除湿空気を流し、吸着剤に被除湿空気の湿度が吸着される。このとき、吸着剤は吸着熱を発生する。この吸着剤は第２流路部分に伝えられる。この第２流路部分には冷却空気が流れており、吸着剤はこの冷却空気によって冷却される。
また、脱着工程においては、第２流路部分に熱交換用空気として高温空気を流し、第２流路部分を介して吸着剤の温度を上げて第１流路部分に吸着した水分を蒸発させる。さらに、第１流路部分に溜まった水分（蒸気など）を取り除くため、第１流路部分にパージガスを流している。
【０００４】
しかし、パージガスは被処理空気と同じ低い温度であり、パージガスにより通路入口付近の吸着剤は冷やされてしまう。そのため、通路入口付近の吸着剤の脱着が進まなくなる。すなわち、通路入口付近の吸着剤はいつまでも水分のある吸着率の高い領域となっており、続く除湿工程でも吸着剤は水分を吸着しないことになる。したがって、通路入口付近は吸着も脱着も進まないデッドゾーンとなっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２００１−６２２４２号公報
【０００６】
【発明の解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を鑑みてされたものであり、吸着剤が配設された通路を有する除湿空調装置に関し、吸着剤の脱着効率を向上することができる除湿空調装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の除湿空調装置は、被除湿空気が流れる第１通路を並設して形成される第１流路部分と、熱交換用空気が流れる第２通路を並設して形成される第２流路部分と、を交互に積層してなる除湿空調装置であって、前記第１通路は、  高熱伝導率且つ良通気性物質が配設された入口側の入口ゾーンと、吸着剤が配設された吸着ゾーンとを備えてなることを特徴としている。
【０００８】
この請求項１の構成によると、脱着工程において、第１流路部分と第２流路部分からの熱伝導により熱交換用空気の熱が入口ゾーンに配設された物質に蓄積され、入口ゾーンを通過するパージガスが予熱される。したがって、吸着ゾーンに配設された熱伝導性の低い吸着剤の温度が高くなり、吸着剤に吸着した水分の脱着性能が高くなる効果が得られる。
【０００９】
請求項２に記載の除湿空調装置は、請求項１に記載の除湿空調装置であって、前記入口ゾーンは前記高熱伝導率且つ良通気性物質で充填され、前記吸着ゾーンは前記吸着剤で充填されていることを特徴としている。
【００１０】
この請求項２の構成によると、脱着工程において、第１流路部分と第２流路部分からの熱伝導により熱交換用空気の熱が入口ゾーンに充填された物質に蓄積され、入口ゾーンを通過するパージガスが予熱される。したがって、吸着ゾーンに充填された熱伝導性の低い吸着剤の温度が高くなり、吸着剤に吸着した水分の脱着性能が高くなる効果が得られる。
【００１１】
請求項３に記載の除湿空調装置は、請求項１または２に記載の除湿空調装置であって、前記高熱伝導率且つ良通気性物質は金属ボールであることを特徴としている。
【００１２】
この請求項３の構成によると、金属ボールは高熱伝導率且つ良通気性物質であるため、脱着工程において、第１流路部分と第２流路部分からの熱伝導により熱交換用空気の熱が入口ゾーンに配設された金属ボールに蓄積され、入口ゾーンを通過するパージガスが予熱される。したがって、吸着ゾーンに配設された熱伝導性の低い吸着剤の温度が高くなり、吸着剤に吸着した水分の脱着性能が高くなる効果が得られる。
【００１３】
請求項４に記載の除湿空調装置は、請求項１または２に記載の除湿空調装置であって、前記入口ゾーンは、前記第１通路の全長を１としたとき、０．０〜０．２の範囲内であることを特徴としている。
【００１４】
この請求項４の構成によると、吸着も脱着も進まないデッドゾーンとなる領域を入口ゾーンとして構成することができる。したがって、乾燥空気を作ることができない入口ゾーンを予熱ゾーンとすることにより、無駄な領域を少なくすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明にかかる除湿空調装置の一実施形態例について説明する。
【００１６】
まず、本発明に係る除湿空調装置の第１実施形態例の構造について説明する。図１乃至図３は、本発明に係る除湿空調装置の実施形態の一例を示したものである。図１は、第１流路部分と第２流路部分の一部を示した斜視断面図である。図２は、除湿空調装置の斜視図である。図３は、第１流路部分の平面断面図である。
【００１７】
図１に示すように、除湿空調装置１は、互いに熱伝達可能な分離された、被除湿空気を流す第１流路部分１０と、熱交換用空気を流す第２流路部分２０とを有している。第１流路部分１０と第２流路部分２０とは、図１に示すように、交互に９０度づつずらした状態で積層され、熱伝達可能となるように互いに接合される。従って、第１流路部分１０と第２流路部分２０の積層を繰り返すことにより、図２に示すような多層構造を形成している。
【００１８】
第１流路部分１０は、図１に示すように、被除湿空気を流す断面矩形の第１通路１１を横一列に並設して形成されている。第１流路部分１０は、アルミニウムその他の金属のシートよりなる押出型材１０ａで筒状に形成されている。この押出型材１０ａは、第１平板１０ｂと第２平板１０ｃとの間に多数の仕切１０ｄを設けたものであり、全体として筒状の平板となっている。被除湿空気は、第１通路１１の一方から流され、押出型材１０ａの間を通って、第１通路１１の他方から排出される。
【００１９】
第２流路部分２０は、図１に示すように、熱交換用空気を流す第２通路２１を併設して形成されている。第２流路部分２０は、アルミニウムその他の金属のシートを折り曲げ加工した波板２０ａで形成されている。熱交換用空気は、第２通路２１の一方から流され、波板２０ａの間を通って、第２通路２１の他方から排出される。
【００２０】
また、第１通路１１は、図１および図２に示すように、入口ゾーン１２と、吸着ゾーン１３とを備えてなる。
【００２１】
入口ゾーン１２は、第１通路１１全体に高熱伝導率且つ良通気性物質１４が充填されている。高熱伝導率且つ良通気性物質１４は、球状の金属ボール等で構成される。高熱伝導率且つ良通気性物質１４は、例えば、後述する吸着剤と形状が等しいアルミボールである。特に、高熱伝導率且つ良通気性物質１４は、アルミハニカムなど軽い物質であることが好ましい。なお、高熱伝導率且つ良通気性物質１４は第１通路１１全体に充填されているが、図１においては、高熱伝導率且つ良通気性物質１４のうち、第１通路１１中心部および第１通路１１壁際のみを表示示し、その他は図示省略している。
【００２２】
吸着ゾーン１３は、第１通路１１全体に吸着剤１５が充填されている。吸着剤１５は、球状のシリカゲル（直径３〜７ｍｍ程度）、あるいは、ペレット（円柱）状の合成ゼオライト（直径３〜５ｍｍ、長さ５〜１０ｍｍ程度）等で構成される。なお、吸着剤１５は第１通路１１全体に充填されているが、図１においては、吸着剤１５のうち、第１通路１１中心部および第１通路１１壁際のみを表示し、その他は図示省略している。
【００２３】
入口ゾーン１２と吸着ゾーン１３との間は、互いに高熱伝導率且つ良通気性物質１４または吸着剤１５の侵入を防ぐため、高熱伝導率且つ良通気性物質１４または吸着剤１５よりもメッシュの細かいパンチングメタルや金網等の薄くて熱容量の小さい材料により区切り１６を設けている。
【００２４】
図２に示すように、入口ゾーン１２は、第１通路１１の上流側である前半部分に構成される。入口ゾーン１２は、第１通路１１の中心部より壁際で、吸着も脱着も進まないデッドゾーンとなる領域に構成する。すなわち、入口ゾーン１２は、できるだけ前半部分に構成されることが好ましい。特に、第１通路１１の全長を１とすると、第１充填部分１２の長さは０．０〜０．２の範囲内であることが望ましい。
【００２５】
吸着ゾーン１３は、入口ゾーン１２の下流側であって、第１通路１１の下流側に構成される。特に、第１通路１１の全長を１とすると、吸着ゾーン１３の長さは、上述した入口ゾーン１２の長さを差し引いた残りの範囲内であることが望ましい。
【００２６】
次に、本実施の形態に係る除湿空調装置１の作用について説明する。本実施の形態に係る除湿空調装置１を用いた除湿方法は、除湿工程と、脱着工程１と、脱着工程２とからなっている。
【００２７】
除湿工程においては、第２流路部分２０に熱交換用空気として冷却用空気を流しつつ、第１流路部分１０に被除湿空気を流し、乾燥空気を得る。まず、被除湿空気は、第１流路部分１０に流され、第１通路１１の入口ゾーン１２を通過する。ここで、入口ゾーン１２は高熱伝導率且つ良通気性物質１４が充填されているため、入口ゾーン１２では被除湿空気は除湿されない。次に、被除湿空気は第１通路１１の吸着ゾーン１３を通過する。ここで、吸着ゾーン１３は吸着剤１５が充填されているため、吸着ゾーン１３において被除湿空気の水分が吸着剤１５に吸着され、被除湿空気の除湿がなされる。
【００２８】
除湿工程が終了すると、脱着工程に移行する。脱着工程１においては、第２流路部分２０に熱交換用空気として高温空気を流し、第１流路部分１０の吸着剤１５に吸着している水分を脱着させる。この時、第１流路部分１０には何も流さない。
【００２９】
次に、脱着工程２においては、第１流路部分１０にパージガスを流し、第１流路部分１０に放出されている水分を追い出す。ここで、前述した脱着工程１において、高熱伝導率且つ良通気性物質１４には、第１流路部分１０および第２流路部分２０からの熱伝導により熱交換用空気として流された高温空気の熱が蓄積されている。まず、第１流路部分１０に流されたパージガスは、第１通路１１の入口ゾーン１２を通過することにより予熱される。したがって、予熱されたパージガスが、吸着ゾーン１３を通過することとなる。
【００３０】
以上の脱着工程が終了すると、再び除湿工程に戻る。
【００３１】
以上のように、本実施の形態に係る除湿空調装置１によると、脱着工程では第１流路１０と第２流路２０からの熱伝導により熱交換用空気の熱が入口ゾーン１２に充填された高熱伝導率且つ良通気性物質１４に蓄積され、入口ゾーン１２を通過するパージガスが予熱される。したがって、吸着ゾーン１３の熱伝導性の低い吸着剤１５の温度が高く吸着水分の脱着性能が高くなる効果が得られる。
【００３２】
さらに、入口ゾーン１２に充填された高熱伝導率且つ良通気性物質１４はアルミハニカムなどの軽い物質で構成されている場合、除湿空調装置１の熱容量が小さくなり吸着剤１５が昇温しやすくなり脱着効率が向上する。
【００３３】
次に、本実施の形態に係る除湿空調装置１を用いて行った実験について、図４を参照しつつ説明する。
【００３４】
実験は、図１に示す除湿空調装置１を用いる。第１通路１１は、幅３０ｍｍ、高さ４０ｍｍ、長さ４００ｍｍの押出型材１０ａにより構成されている。第２通路２１は、波長１０ｍｍ、波高４０ｍｍ、長さ４００ｍｍの波板２０ａにより構成されている。また、吸着剤にはシリカゲルを用いる。
【００３５】
図４は、入口ゾーンを備えた除湿空調装置の吸着ゾーン入口付近の吸着剤温度の時間変化と入口ゾーンを備えない除湿空調装置の入口付近の吸着剤温度の時間変化を表したものである。
【００３６】
図４によると、パージガスを流したとき、高熱伝導率且つ良通気性物質１４を充填した入口ゾーン１２を備えた除湿空調装置１の吸着ゾーン１３入口付近の吸着剤１５温度の方が、入口ゾーンを備えない除湿空調装置の入口付近の吸着剤温度よりも高温になっている。さらに、パージガスの流し終えた後も、熱伝導率且つ良通気性物質１４を充填した入口ゾーン１２を備えた除湿空調装置１の吸着ゾーン１３入口付近の吸着剤１５温度の方が、入口ゾーンを備えない除湿空調装置の入口付近の吸着剤温度よりも高温の状態を保っている。
【００３７】
なお、本発明に係る除湿空調装置は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能である。
【００３８】
例えば、前記実施形態例における除湿空調装置では、入口ゾーンに金属ボールが充填状態で配設され、吸着ゾーンに吸着剤が充填状態で配設されている。しかし、このような構成に限るものではなく、入口ゾーンの壁際に沿って金属ボールを接着等で配設し、吸着ゾーンの壁際に沿って吸着剤を接着等で配設する構成の除湿空調装置であってもよい。
【００３９】
また、前記実施形態例において、押出型材で形成した第１流路部分と、波板で形成した第２流路部分とを交互に９０度づつずらした状態で積層し、互いに接合して、除湿空調装置を構成している。しかし、波板で形成した第１流路部分と、波板で形成した第２流路部分とを交互に９０度づつずらした状態で積層し、第１流路部分と第２流路部分の間に平板を挟み、平板に対して波板を接合して、除湿空調装置を構成してもよい。
【００４０】
さらに、直交型の除湿空調装置ではなく、回転型の除湿空調装置であってもよい。すなわち、回転軸線の周りに回転駆動される円柱状のロータを有して、そのロータが回転軸線に平行な第１流路部分と垂直な第２流路部分を回転軸線回りに交差して設ける除湿空調装置の構造であってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係る除湿空調装置によると、脱着工程において、第１流路部分と第２流路部分からの熱伝導により熱交換用空気の熱が入口ゾーンに配設された高熱伝導率且つ良通気性物質に蓄積され、入口ゾーンを通過するパージガスが予熱される。したがって、吸着ゾーンに配設された熱伝導性の低い吸着剤の温度が高くなり、吸着剤に吸着した水分の脱着性能が高くなる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る除湿空調装置の実施形態の一例を示すものであり、第１流路部分と第２流路部分の一部を示した斜視断面図である。
【図２】本発明に係る除湿空調装置の実施形態の一例を示すものであり、除湿空調装置の斜視図である。
【図３】本発明に係る除湿空調装置の実施形態の一例を示すものであり、第１流路部分の平面断面図である。
【図４】本発明に係る除湿空調装置の吸着ゾーン入口付近の吸着剤温度の時間変化と入口ゾーンを備えない除湿空調装置の入口付近の吸着剤温度の時間変化を表したグラフ図である。
【符号の説明】
１    除湿空調装置
１０  第１流路部分
１１  第１通路
１２  入口ゾーン
１３  吸着ゾーン
１４  高熱伝導率且つ良通気性物質
１５  吸着剤
２０  第２流路部分
２１  第２通路
【図１】
2004279009.tif 000003
【図２】
2004279009.tif 000004
【図３】
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【図４】
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