(57)【要約】【課題】  排気される熱エネルギーを熱交換器により循環再生エネルギーに有効利用できて、全体としてのエネルギー効率を高めることが可能な除湿機を提供する。【解決手段】  回転ロータの加熱エリアに加熱手段で加熱された空気を供給すると共に該空気を回収して加熱手段に戻す循環路内に、熱回収手段により回収した回転ロータからの余熱を持った高温空気を利用して該循環路内の空気を熱交換する熱交換器を配置する。熱交換器は、回転ロータの熱回収エリアの出口前方の循環路内で加熱手段の直前に配置され、また熱回収手段で回収され熱交換器の一次側を通過した余熱を持った高温空気は、導管を介して回転ロータの加熱エリアの上流側に設けた予熱エリアの入口に供給される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも吸着エリアと加熱エリア及び熱回収エリアが軸回りに順に設けられた回転ロータと、該回転ロータの加熱エリアに加熱手段で加熱された空気を供給すると共に該空気を回収して前記加熱手段に戻す循環路と、前記回転ロータに除湿する空気を送風し得る送風ファンと、を備えた除湿機であって、
前記循環路内に、熱回収手段により回収した回転ロータからの余熱を持った高温空気を利用して該循環路内の空気を熱交換する熱交換器を配置したことを特徴とする除湿機。
【請求項２】
前記熱交換器は、回転ロータの熱回収エリアの出口前方の循環路内で加熱手段の直前に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の除湿機。
【請求項３】
前記熱回収手段は、回転ロータの出口前方で熱交換器との間に配置された熱回収ファンか、前記送風ファンのいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載の除湿機。
【請求項４】
前記熱交換器は、熱回収手段で回収され該熱交換器の一次側を通過した余熱を持った高温空気を、導管を介して前記回転ロータの加熱エリアの上流側に設けた予熱エリアに、前記送風ファンの送風方向と同一方向から供給することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の除湿機。
【請求項５】
前記熱交換器は、断面三角形状のコルゲート加工された薄板を、その流路が直交する状態で平板を介して積層することによって形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の除湿機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工場や病院、公共施設の事務所等のような室内の除湿に好適に用いられる除湿機に係わり、特に、エネルギー効率を高めることが可能な除湿機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の除湿機に使用される回転型除湿素子としての回転ロータには、通過空気の水分を吸着させる吸着エリアと、吸着した水分を脱離させる再生エリアとが設けられている。そして、再生エリアの、回転ロータの回転方向の上流側に加熱エリアを設け下流側にパージエリアを設けることで熱回収を行っている。なお、この種の除湿機としては、例えば特許文献１及び特許文献２に開示のものが知られている。
【特許文献１】特開平９−２９０５２号公報
【特許文献２】特開２００３−１１２００８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、このような除湿機においては、パージエリアが再生エリアの循環路内にあるため、パージエリア自体が加熱エリアに比較して低温になるまで熱回収が行われると、再生（脱離）から再び吸着に転換してしまい、循環路内の水分凝縮の効率が低下し易いという問題点を有している。また、加熱エリアを通過した空気とパージエリアを通過した空気がミキシングされて凝縮器に供給されるため、凝縮器への流入空気の温度低下を招いて室温との温度差が少なくなる方向となり、その結果、凝縮器の作動効率を低下させ易いという問題点も有している。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、排気される熱エネルギーを熱交換器により循環再生エネルギーに有効利用できて、全体としてのエネルギー効率を高めることが可能な除湿機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、少なくとも吸着エリアと加熱エリア及び熱回収エリアが軸回りに順に設けられた回転ロータと、該回転ロータの加熱エリアに加熱手段で加熱された空気を供給すると共に該空気を回収して前記加熱手段に戻す循環路と、前記回転ロータに除湿する空気を送風し得る送風ファンと、を備えた除湿機であって、前記循環路内に、熱回収手段により回収した回転ロータからの余熱を持った高温空気を利用して該循環路内の空気を熱交換する熱交換器を配置したことを特徴とする。
【０００６】
そして、前記熱交換器は、請求項２に記載の発明のように、回転ロータの熱回収エリアの出口前方の循環路内で加熱手段の直前に配置されていることが好ましく、また、前記熱回収手段は、請求項３に記載の発明のように、前記回転ロータの出口前方で熱交換器との間に配置された熱回収ファンか、前記送風ファンのいずれかであることが好ましい。
【０００７】
また、前記熱交換器は、請求項４に記載の発明のように、熱回収手段で回収され該熱交換器の一次側を通過した余熱を持った高温空気を、導管を介して前記回転ロータの加熱エリアの上流側に設けた予熱エリアに前記送風ファンの送風方向と同一方向から供給することが好ましい。さらに、前記熱交換器は、請求項５に記載の発明のように、断面三角形状のコルゲート加工された薄板を、その流路が直交する状態で平板を介して積層することによって形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、熱回収手段で回収された回転ロータの余熱を持った高温空気を利用して熱交換器により循環路内の空気を熱交換するため、回転ロータから排気される熱エネルギーを循環路に戻すことができて、回転ロータの加熱エリアに高温の空気の供給が可能となって脱離に必要な高温空気が容易に得られる等、除湿機全体のエネルギー効率を高めることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、熱交換器が回転ロータの熱回収エリアの出口前方の循環路内で加熱手段の直前に配置されているため、熱回収手段で回収した回転ロータの高温空気により、循環路内の加熱手段直前の空気を容易に高温に設定できて、加熱手段の動作効率を向上させることができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、回転ロータの熱エルギーが、回転ロータの出口前方で熱交換器との間に配置された熱回収ファンか、あるいは送風ファンによって回収されて熱交換器に供給されるため、回転ロータの熱エネルギーを確実に回収して熱交換でき、除湿機全体のエネルギー効率を一層高めることができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３に記載の発明の効果に加え、熱回収手段で回収され熱交換器の一次側を通過した余熱を持った高温空気が、導管を介して回転ロータの加熱エリアの上流側に設けた予熱エリアにその入口から供給されるため、熱交換器で熱交換に使用された高温空気を回転ロータの予熱エリアに確実に戻すことができて、回転ロータの加熱エリアにおける加熱効率を向上させることができる。
【００１２】
さらに、請求項５に記載の発明によれば、請求項１ないし４に記載の発明の効果に加え、熱交換器が断面三角形状のコルゲート加工された薄板を、その流路が直交する状態で平板を介して積層することによって形成されているため、一次側流路と二次側流路を有する直交式熱交換器を簡素で形成できて、コスト安価な熱交換器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図５は、本発明に係わる除湿機の第１の実施形態を示し、図１がその概念図、図２がその構成図、図３が熱交換器の斜視図、図４及び図５が熱交換器の平面図及び側面図である。
【００１４】
図１及び図２において、除湿機１は、回転軸３の周囲に吸着エリア２ａ、予熱エリア２ｂ、加熱エリア２ｃ及び熱回収エリア２ｄが設けられた回転ロータ２を有し、この回転ロータ２の熱回収エリア２ｄの入口後方には、凝縮器４（ラジエータ）配置されると共に、この凝縮器４の後方に送風ファン５が配置されている。また、回転ロータ２の加熱エリア２ｃの出口前方には、加熱手段としての加熱ヒータ６が配置され、この加熱ヒータ６、回転ロータ２の加熱エリア２ｃ、凝縮器４及び循環ファン７によって、回転ロータ２の加熱エリア２ｃに高温空気を矢印イ（図２参照）の如く循環供給する循環路８が形成されている。
【００１５】
そして、この循環路８内で回転ロータ２の熱回収エリア２ｄの出口前方には、熱交換器９が配置され、この熱交換器９と回転ロータ２の熱回収エリア２ｄ間に熱回収手段としての熱回収ファン１０が配置されている。この時、熱交換器９は、後述する二次側流路９ｂが循環路８内に位置する状態、すなわち二次側流路９ｂの出口が加熱ヒータ６の直前に接続された状態で配置されると共に、その一次側流路９ａの出口に導管１１が接続されている。この導管１１は、その内部の空気を回転ロータ２の予熱エリア２ｂに送風ファン５による送風と同一方向（すなわち入口）から供給し得るように配置されている。
【００１６】
前記回転ロータ２は、回転軸３の周囲にコルゲート状もしくはハニカム状で吸着性及び脱着性を有する乾式の吸着・乾燥材を保持させた円筒形状に形成され、回転軸３の周囲に前記各エリア２ａ〜２ｄが所定の面積で回転方向ハに沿って順に設けられている。この回転ロータ２の吸着エリア２ａは、送風ファン５から送風される空気が通過することにより、空気内に含まれる水分を吸着するエリアであり、予熱エリア２ｂは熱交換器９を通った空気によって予熱するエリアである。また、加熱エリア２ｃは加熱により水分を脱離させるエリアであり、熱回収エリア２ｄは加熱された回転ロータ２の熱を回収するエリアである。そして、この回転ロータ２は、図示しないモータの回転により、回転軸３を中心に所定回転数で矢印ハ方向に回転するように設定されている。
【００１７】
前記熱交換器９は、図３〜図５に示すように、例えばコルゲート加工された断面が三角形状の波形の薄板１２ａ、１２ｂを有し、この薄板１２ａ、１２ｂを三角形の山谷方向が直交方向となるように平板１３を挟んで所定数積層すると共に、薄板１２ａ、１２ｂの積層方向の両外面に外板１４ａ、１４ｂを積層配置することで、所定の幅Ｗ・高さＨ・厚さＴを有する直方体形状の直交式熱交換器に形成されている。そして、薄板１２ａの三角形の内部に山谷方向（図３の矢印ロ方向）に延びた前記一次側流路９ａが形成され、薄板１２ｂの三角形の内部に山谷方向（図３の矢印イ方向）に延びた前記二次側流路９ｂが形成されている。なお、薄板１２ａ、１２ｂや平板１３は、アルミニウム等の金属薄板や樹脂板あるいは紙等によって形成されている。
【００１８】
そして、この除湿機１は、送風ファン５で送風される水分を含んだ空気が、図１に示す回転ロータ２の斜線部分である吸着エリア２ａと熱回収エリア２ｄを通過することにより、その水分が吸着エリア２ａに吸着（除湿）され、この水分が吸着された空気（吸着を終えた空気）は矢印ニの如く外部に排気される。また、吸着エリア２ａで吸着された水分は、回転ロータ２の加熱エリア２ｃに加熱ヒータ６から供給される高温の空気により加熱・乾燥されて脱離され、この加熱の際に使用される回転ロータ２の熱は、熱回収エリア２ｄで凝縮器４から供給される温度の低い空気によって回収される。
【００１９】
この熱回収エリア２ｄで回収された余熱を持った高温空気は、矢印トの如く熱回収ファン１０により熱交換器９の一次側流路９ａに供給され、この余熱を持った高温空気により、熱交換器９の二次側の空気が熱交換される。すなわち、熱交換器９の二次側流路９ｂが循環路８内に位置していることから、循環ファン７の作動により凝縮器４から循環路８内を流通している温度の低い空気が熱交換器９の二次側流路９ｂ内を流れており、この空気が一次側流路９ａを流れる予熱を持った高温空気により熱交換されて高温の空気となる。
【００２０】
また、この熱交換に使用された余熱を持った高温空気は、熱交換器９の一次側流路９ａから導管１１を介して回転ロータ２の予熱エリア２ｂに供給され、この時、予熱エリア２ｂへの高温の空気の供給は、その入口に供給されて送風ファン５の送風と同一方向から供給される。なお、回転ロータ２の予熱エリア２ｂを通過した空気は、吸着を終えた空気と同様に、矢印ホの如く外部に排気される。
【００２１】
これにより、回転ロータ２の熱回収エリア２ｄで排気された余熱を持った高温空気（熱エルネギー）を、熱交換器９を介して回転ロータ２の予熱エリア２ｂに供給できると共に、余熱を持った高温空気により循環路８内の空気を熱交換器９で熱交換して加熱ヒータ６に供給でき、回転ロータ２の熱エネルギーが再生使用できて加熱ヒータ６の動作効率が高められることになる。そして、これらの吸着・予熱・脱離・熱回収の各動作が回転ロータ２の各エリア２ａ〜２ｄで回転しつつ行われることにより、送風ファン５から送風される空気の水分が除湿される。
【００２２】
このように、上記実施形態の除湿機１にあっては、循環路８内に熱交換器９を配置すると共に、この熱交換器９に熱回収ファン１０で回転ロータ２から排気される余熱を持った高温空気を回収して供給することができるため、回転ロータ２から排気される熱エネルギーを循環路８に戻すことができて、回転ロータ２の加熱エリア２ｃに高温の空気の供給が可能となり、脱離に必要な高温空気を容易に得ることができる。
【００２３】
また、熱交換器９が回転ロータ２の熱回収エリア２ｄの出口前方の循環路８内で加熱ヒータ６の直前に配置されているため、熱回収ファン１０で回収した回転ロータ２の余熱を持った高温空気により循環路８内の空気を熱交換して加熱ヒータ６に供給することができ、加熱ヒータ６の動作効率を向上させることができる。これらにより、除湿機１の回転ロータ２の余熱を再生使用したり有効利用できて、従来のように回転ロータの余熱を外部にそのまま排気する場合に比較して、除湿機１全体の熱エネルギー効率を十分に高めることが可能となる。
【００２４】
また、回転ロータ２の熱回収エリア２ｄの出口前方に熱回収専用の熱回収ファン１０を配置しているため、この熱回収ファン１０により回転ロータ２の余熱を確実に熱交換器９に供給できて、熱交換器９自体の効率を向上させることができる。また、熱回収ファン１０で回収され熱交換器９の一次側流路９ａを通過した余熱を持った高温空気が、導管１１を介して回転ロータ２の予熱エリア２ｂに送風ファン５の送風方向と同一方向から供給されるため、熱交換器９で熱交換に使用された余熱を持った高温空気を回転ロータ２の予熱エリア２ｂに確実に戻すことができて、回転ロータ２の加熱エリア２ｃにおける加熱効率を向上させることができ、これらにより、除湿機１全体の熱エネルギー効率を一層高めることが可能となる。
【００２５】
さらに、熱交換器９が断面三角形状のコルゲート加工された薄板１２ａ、１２ｂを、その流路９ａ、９ｂが直交する状態で平板１３を介して積層することによって形成されているため、直交式熱交換器を簡素でコスト安価に形成できて、除湿機１全体のコストアップを抑え、安価な除湿機１を得ることが可能となる。また、熱交換器９が直方体形状の直交式に形成されているため、循環路８内への設置が簡単となって除湿機１への配置が容易に行え、除湿機１の設計自由度等を高めることも可能となる。
【００２６】
図６及び図７は、本発明に係わる除湿機の第２及び第３の実施形態を示す構成図である。以下、上記第１の実施形態と同一部位には同一符号を付して説明する。先ず、図６に示す第２の実施形態の除湿機１の特徴は、熱交換器９の一次側流路９ａの空気はそのまま外部に排気し、二次側流路９ｂの空気を循環路８内に戻して、加熱ヒータ６による加熱エリア２ｃの加熱効率を高めるようにしたものである。すなわち、回転ロータ２の熱回収エリア２ｄの出口前方に熱回収ファン１０と熱交換器９を配置すると共に、この熱交換器９の二次側流路９ｂを循環路８内に位置させ、二次側流路９ｂを流れた空気を加熱ヒータ６に供給する。
【００２７】
この第２の実施形態の除湿機１においても、熱交換器９によって循環路８内を循環する空気が熱交換されてその熱を加熱ヒータ６に利用できるため、回転ロータ２の余熱を有効利用できて、上記第１の実施形態と略同様の作用効果を得ることができる他に、導管１１が不要となって、除湿機１自体の構成を簡略化できるという作用効果が得られる。
【００２８】
また、図７に示す第３の実施形態の除湿機１の特徴は、熱回収手段として、熱回収ファン１０の代わりに送風ファン５を利用した点にある。すなわち、回転ロータ２の熱回収エリア２ｄの出口前方の循環路８内に熱交換器９を配置し、この熱交換器９の一次側流路９ａに、送風ファン５からの送風により、図１の二点鎖線ヘで示すように、回転ロータ２の熱回収エリア２ｄの余熱を持った高温空気を熱交換器９に供給する。
【００２９】
この第３の実施形態の除湿機１においても、熱交換器９によって循環路８内を循環する空気が熱交換され、その熱を加熱ヒータ６に利用できるため、回転ロータ２の余熱を有効利用できて、上記第１の実施形態と略同様の作用効果を得ることができる他に、導管１１や熱回収ファン１０が不要となって、除湿機１自体の構成を一層簡略化できるという作用効果が得られる。
【００３０】
なお、上記各実施形態における除湿機１全体の構成、回転ロータ２の各エリア構成、熱交換器９の構成等は一例であって、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、業務用の除湿機に係わらず、例えば建家の浴室や洗面室、衣服収納室、更衣室等のような室内用の除湿機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係わる除湿機の第１の実施形態を示す概念図
【図２】同その構成図
【図３】同熱交換器の斜視図
【図４】同その平面図
【図５】同その側面図
【図６】同第２の実施形態を示す構成図
【図７】同第３の実施形態を示す構成図
【符号の説明】
【００３３】
１・・・除湿機、２・・・回転ロータ、２ａ・・・吸着エリア、２ｂ・・・予熱エリア、２ｃ・・・加熱エリア、２ｄ・・・熱回収エリア、３・・・回転軸、４・・・凝縮器、５・・・送風ファン、６・・・加熱ヒータ、７・・・循環ファン、８・・・循環路、９・・・熱交換器、９ａ・・・一次側流路、９ｂ・・・二次側流路、１０・・・熱回収ファン、１１・・・導管、１２ａ、１２ｂ・・・薄板、１３・・・平板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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