(57)【要約】【課題】本発明は、被乾燥物から水分を吸収した空気を露点温度以下に冷却して水分を取り除いたあと、再び乾燥室に送るための加熱エネルギーを低減すること。【解決手段】本発明の除湿乾燥装置は、１次側送風機２aと加熱装置１と被乾燥物４を収納する乾燥室３と除湿装置７の高湿側流路８とを順に接続して構成する１次側回路６と、２次側送風機２ｂと熱交換器５の低温側と除湿装置７の低湿側流路１０と熱交換器５の高温側と接続して構成する２次側回路９とを備え、除湿装置７は高湿側流路８と低湿側流路１０を電解質膜などの透湿膜１１で仕切って構成しているので、水蒸気分圧の差で１次側回路６から２次側回路９に水分を移動することができ２次側回路の空気を冷却する必要がなくなるため、１次側回路空気を加熱するためのエネルギー消費を大幅に低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高湿側流路と低湿側流路とを透湿膜で仕切る除湿装置と、１次側送風機と加熱装置と被乾燥物を収納する乾燥室と前記除湿装置の高湿側流路とを順に接続した１次側回路と、２次側送風機と前記除湿装置の低湿側流路とを接続した２次側回路と、前記低湿側流路の入口流体と出口流体とを熱交換する熱交換器とを有する除湿乾燥装置。
【請求項２】
高湿側流路の入口に設けた高湿側湿度検出手段と、低湿側流路の入口に設けた低湿側湿度検出手段と、前記高湿側湿度検出手段、前記低湿側湿度検出手段の出力信号に基づいて、１次側送風機、２次側送風機の動作を制御する制御装置とを有する請求項１記載の除湿乾燥装置。
【請求項３】
１次側送風機を高湿側流路の入口に、２次側送風機を低湿側流路の出口に設けた請求項１または２記載の除湿乾燥装置。
【請求項４】
除湿装置の高湿側流路の出口側に設けた凝縮器と、低湿側流路の出口側の熱交換器出口に設けた蒸発器とを有するヒートポンプ装置を備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の除湿乾燥装置。
【請求項５】
除湿装置の低湿側流路の出口側に設けた液溜めと、前記除湿装置の低湿側流路の入口側と前記液溜めとを流量調整弁を介して接続する加湿配管と、乾燥室に設けた湿度検出手段の出力信号に基づいて前記流量調整弁の動作を制御する制御装置とを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の除湿乾燥装置。
【請求項６】
除湿装置の高湿側流路の入口側と低湿側流路の出口側とを１次側回路切換え手段を介して接続する１次側回路バイパス回路と、除湿装置の高湿側流路の出口側と低湿側流路の入口とを２次側回路切換え手段を介して接続する２次側バイパス回路と、乾燥室出口に設けた高湿側湿度検出手段と低湿側流路の入口側に設けた低湿側湿度検出手段との出力信号に基づいて、前記１次側回路切換え手段と前記２次側回路切換え手段の動作を制御する制御装置とを有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の除湿乾燥装置。
【請求項７】
乾燥室の壁面を金属材料から形成するとともに、前記金属性の壁面を加熱する誘導加熱装置と、被乾燥物の温度を間接的または直接的に検出する被乾燥物温度検出手段と、前記被乾燥物温度検出手段の出力信号に基づいて、前記誘導加熱装置の動作を制御する制御装置とを有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の除湿乾燥装置。
【請求項８】
被乾燥物を照射する被乾燥物照射装置と、乾燥室の一部に設けた光線透過窓と、被乾燥物温度検出手段と、前記被乾燥物温度検出手段の出力信号に基づいて前記被乾燥物照射装置の動作を制御する制御装置とを有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の除湿乾燥装置。
【請求項９】
除湿装置の高湿側流路の入口側と低湿側流路の出口側とを１次側回路切換え手段を介して接続する１次側回路バイパス回路と、低湿側流路の出口側に設けた閉止弁と、酸素富化膜を有する除湿装置とを有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の除湿乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衣類および食品等の乾燥に用いられる除湿乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の除湿乾燥装置は、加熱装置で加熱した高温の空気を送風機で乾燥室に送風して被乾燥物に高温の空気を当てて空気に水分を吸収し、多湿になった空気を乾燥室からとり出した後、冷却装置に送って多湿の空気を低温の外気または水で冷却結露させて除湿した後、再び空気を加熱装置で加熱して乾燥室に循環することにより被乾燥物を乾燥している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０は、特許文献１に記載された従来の除湿乾燥装置を示すものである。図１０に示すように、加熱装置１と、送風機２と、乾燥室３と、被乾燥物４と、冷却装置５とから構成されている。
【特許文献１】特開２００３−２１０８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、被乾燥物から取り出した水分を吸収した高湿の空気を露点温度以下に冷却して水分を結露凝縮させて回収し、低温になった空気を電気ヒータなどの加熱手段で高温にして再び被乾燥物にあてていたので、低温になった空気を高温にするためのエネルギー消費が多く、消費電力が大きく乾燥時間も長くかかるなどの課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、エネルギー消費が少なく乾燥時間の短い除湿乾燥装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の除湿乾燥装置は、高湿側流路と低湿側流路とを透湿膜で仕切る除湿装置と、１次側送風機と加熱装置と被乾燥物を収納する乾燥室と前記除湿装置の高湿側流路とを順に接続した１次側回路と、２次側送風機と前記除湿装置の低湿側流路とを接続した２次側回路と、前記低湿側流路の入口流体と出口流体とを熱交換する熱交換器とを有するものである。
【０００７】
これによって、高湿空気と低湿空気の絶対湿度の差によって生じる水蒸気分圧の差により１次側回路の水分を透湿膜を通して２次側回路に移動することができるので、１次側回路の空気を冷却する必要がなくなり、再加熱のためのエネルギー消費を大幅に低減することができる。さらにエネルギー消費が少なくなった分、乾燥のための風量を増加させることが容易になり乾燥時間も短縮することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の除湿乾燥装置は、被乾燥物を除湿乾燥するためのエネルギー消費を大幅に低減し、乾燥時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、高湿側流路と低湿側流路とを透湿膜で仕切る除湿装置と、１次側送風機と加熱装置と被乾燥物を収納する乾燥室と前記除湿装置の高湿側流路とを順に接続した１次側回路と、２次側送風機と前記除湿装置の低湿側流路とを接続した２次側回路と、前記
低湿側流路の入口流体と出口流体とを熱交換する熱交換器とを有するもので、１次側回路空気を加熱するためのエネルギー消費を大幅に低減することができ、乾燥時間を短縮することができる。
【００１０】
第２の発明は、特に第１の発明の除湿乾燥装置において、高湿側流路の入口に設けた高湿側湿度検出手段と、低湿側流路の入口に設けた低湿側湿度検出手段と、前記高湿側湿度検出手段、前記低湿側湿度検出手段の出力信号に基づいて、１次側送風機、２次側送風機の動作を制御する制御装置とを有するもので、被乾燥物の乾燥状態に応じて１次側回路と２次側回路の風量を最適な状態に設定することができる。
【００１１】
第３の発明は、特に第１または第２の発明の除湿乾燥装置において、１次側送風機を高湿側流路の入口に、２次側送風機を低湿側流路の出口に設けたもので、透湿膜でしきる高湿側流路と低湿側流路の圧力差を最大にして１次側回路から２次側回路に移動する水分量を大きくすることができる。
【００１２】
第４の発明は、特に第１から第３の発明の除湿装置の高湿側流路の出口側に設けた凝縮器と、低湿側流路の出口側の熱交換器出口に設けた蒸発器とを有するヒートポンプ装置を備えたもので、エネルギー消費を低減し、１次側回路で除湿した水分を２次側回路で確実に凝縮回収することができる。
【００１３】
第５の発明は、特に第１から第４の発明の除湿装置の低湿側流路の出口側に設けた液溜めと、前記除湿装置の低湿側流路の入口側と前記液溜めとを流量調整弁を介して接続する加湿配管と、乾燥室に設けた湿度検出手段の出力信号に基づいて前記流量調整弁の動作を制御する制御装置とを有するもので、被乾燥物を最適な乾燥状態に仕上げることができる。
【００１４】
第６の発明は、特に第１から第５の発明の除湿装置の高湿側流路の入口側と低湿側流路の出口側とを１次側回路切換え手段を介して接続する１次側回路バイパス回路と、除湿装置の高湿側流路の出口側と低湿側流路の入口とを２次側回路切換え手段を介して接続する２次側バイパス回路と、乾燥室出口に設けた高湿側湿度検出手段と低湿側流路の入口側に設けた低湿側湿度検出手段との出力信号に基づいて、前記１次側回路切換え手段と前記２次側回路切換え手段の動作を制御する制御装置とを有するもので、２次側回路の空気を直接１次側回路に取り入れることができるので、外気状態および乾燥状態に応じて、外気を導入してエネルギー消費を低減することができる。
【００１５】
第７の発明は、特に第１から第６の発明の除湿乾燥装置において、乾燥室の壁面を金属材料から形成するとともに、前記金属性の壁面を加熱する誘導加熱装置と、被乾燥物の温度を間接的または直接的に検出する被乾燥物温度検出手段と、前記被乾燥物温度検出手段の出力信号に基づいて、前記誘導加熱装置の動作を制御する制御装置とを有するもので、被乾燥物を直接加熱することができるので、被乾燥物から水分を効率よく除去することができる。
【００１６】
第８の発明は、特に第１から第７の発明の除湿乾燥装置において、被乾燥物を照射する被乾燥物照射装置と、乾燥室の一部に設けた光線透過窓と、被乾燥物温度検出手段と、前記被乾燥物温度検出手段の出力信号に基づいて前記被乾燥物照射装置の動作を制御する制御装置とを有するもので、被乾燥物を光線で加熱することができるので、被乾燥物と乾燥室を除菌して清潔に保つことができる。
【００１７】
第９の発明は、特に第１から第８の発明の除湿装置の高湿側流路の入口側と低湿側流路の出口を接続する１次側回路バイパス回路と、除湿装置の加湿膜の一部に酸素富化膜を設
けることにより、酸素成分の多い空気を被乾燥物に与えることができ、被乾燥物からの水分除去率を向上することができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものでない。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における除湿乾燥装置の構成図を示すものである。
【００２０】
図１において、１次側回路６は１次側送風機２aと加熱装置１と被乾燥物４を収納する乾燥室３と除湿装置７の高湿側流路８とを順に接続して構成し、２次側回路９は２次側送風機２ｂと熱交換器５の低温側と除湿装置７の低湿側流路１０と熱交換器５の高温側と接続して構成し、除湿装置７は高湿側流路８と低湿側流路１０を電解質膜などの透湿膜１１で仕切って構成している。
【００２１】
以上のように構成された除湿乾燥装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２２】
まず、１次側回路６内の空気は１次側送風機２aで加熱装置１に送り加熱し、乾燥室３に送って被乾燥物４と接触させて水分を吸収した後、除湿装置７の高湿側流路８に送る。一方、２次側回路９では２次側送風機２ｂで外気を熱交換器５で加熱したあと除湿装置７の低湿側流路１０に送り熱交換器５を通って外部に排出する。
【００２３】
このとき、除湿装置７の高湿側流路８内の空気は水分を吸収しているため水蒸気分圧は高く、低湿側流路１０は外気と同じ絶対湿度であるため水蒸気分圧は低いので、透湿膜１１の両側の水蒸気分圧に差が生じるため水分は高湿側流路８から低湿側流路１０に移動する。低湿側流路１０を出た空気は熱交換器５で放熱し導入外気を加熱したあと外部に放出するので、除湿装置７の高湿側流路８内の空気と低湿側流路１０内の空気の温度差は小さくなり、加熱装置１の消費エネルギーが大幅に削減される。
【００２４】
なお、接触空気量が多い程、被乾燥物４から水分を多く取り出すことができ、流量が少ないほど熱交換器５では温度を高めることができるので、１次側回路６の空気流量を大きく、２次側回路９の空気流量を小さく設定することにより、エネルギー消費を一層少なく乾燥時間を短縮することができる。
【００２５】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態の除湿乾燥装置の構成図を示すものである。本実施の形態では、高湿側流路８の入口に高湿側湿度検出手段１２と低湿側流路１０の入口に低湿側湿度検出手段１３とを設け、高湿側湿度検出手段１２と低湿側湿度検出手段１３との出力信号に応じて１次側送風機１２ａと２次側送風機１２ｂを制御する制御装置１４とを設けている。
【００２６】
以上のように構成された除湿乾燥装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２７】
まず、被乾燥物４から水分を吸収した高湿空気の湿度を高湿側流路８の入口に設けた高湿側湿度検出手段１２で検出し、２次側回路９に導入した空気の湿度を低湿側流路１０の入口に設けた低湿側湿度検出手段１３で検出し検出信号を制御装置１４に送って、高湿側流路８の入口湿度と低湿側流路１０の入口湿度の差に応じて１次側送風機１２ａと２次側送風機１２ｂの送風量を制御する。湿度差の大きいときは風量を大きくして、湿度差の小さいときは風量を小さくすることにより常に最適な風量条件で効率的に除湿乾燥することができる。
【００２８】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態の除湿乾燥装置の構成図を示すものである。本実施の形態では、１次側送風機１２ａを高湿側流路８の入口に設け２次側送風機１２を低湿側流路１０の出口に設けている。
【００２９】
以上のように構成された除湿乾燥装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３０】
まず、１次側送風機１２ａで加圧された高湿空気は高湿側流路８にはいるので１次側回路６の中で高湿側流路８が最も高圧になり、２次側送風機１２は低湿側流路１０の出口に設けているので２次側回路９の中で低湿側流路１０が最も低圧になる。除湿装置７の透湿膜１１の両側の圧力差が最も大きくなるため、高湿側流路８から低湿側流路１０に移動する水分量を最大にすることができる。
【００３１】
（実施の形態４）
図４は本発明の第４の実施の形態の除湿乾燥装置の構成図を示すものである。本実施の形態では、圧縮機１５と膨張弁１６とを有するヒートポンプ装置１７の凝縮器１８を除湿装置７の高湿側流路８の出口側に設け、蒸発器１９を低湿側流路１０の出口側の熱交換器５の出口に設けている。
【００３２】
以上のように構成された除湿乾燥装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３３】
まず、１次側回路６の空気はヒートポンプ装置１７の凝縮器１８で加熱して、乾燥室３に送って被乾燥物４と接触させて水分を吸収した後、除湿装置７の高湿側流路８に送る。
【００３４】
一方、２次側回路９では２次側送風機２ｂで外気を熱交換器５で加熱したあと除湿装置７の低湿側流路１０に送り熱交換器５を通ったあとヒートポンプ装置１７の蒸発器１９で冷却して外部に排出する。圧縮機１５と膨張弁１６の作用で蒸発器１９で汲み上げた２次側回路９の排気の熱は凝縮器１８で１次側回路６の空気を加熱するので、大量の熱を１次側回路６に投入することができ、装置の立ち上がり性能を高めることができ、消費エネルギーも低減できる。
【００３５】
なお、蒸発器１９の温度を低下させて２次側回路９の空気を冷却結露させて水分を回収することができる。
【００３６】
（実施の形態５）
図５は本発明の第５の実施の形態の除湿乾燥装置の構成図を示すものである。本実施の形態では、低湿側流路１０の出口側に液溜め２０と、流量調整弁２１を介して液溜め２０と低湿側流路１０の入口側とを接続する加湿配管２２と、乾燥室３に設けた湿度検出手段１２の出力信号に応じて流量調整弁２１を制御する制御装置１４とを設けている。
【００３７】
以上のように構成された除湿乾燥装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３８】
まず、除湿装置７の低湿側流路１０で水分を吸収した高湿空気は、熱交換器５で冷却して凝縮結露して液溜め２０に水を残して外部に排出する。一方、乾燥室３の被乾燥物４が衣類等の繊維の場合は、衣類にしわなどがのこる場合があるが、乾燥が進んだ最終段階で流量調整弁２１を開いて液溜め２０内の水を水分として低湿側流路１０に送り透湿膜１１を通して高湿側流路８内の空気の湿度を上げることができるので、被乾燥物４を加湿して適度の湿りを与えてしわを取り除くことができ、湿度検出手段１２で被乾燥物４の湿度状態を検知して制御装置１４で被乾燥物４を最適な状態に保つことができる。
【００３９】
（実施の形態６）
図６は本発明の第６の実施の形態の除湿乾燥装置の構成図を示すものである。本実施の形態では、高湿側流路８の入口側と低湿側流路１０の出口とを１次側回路切換え手段２３を介して接続する１次側回路バイパス回路２４と、高湿側流路８の出口側と低湿側流路１０の入口とを２次側回路切換え手段２５を介して接続する２次側バイパス回路２６と、乾燥室３の出口に設けた高湿側湿度検出手段１２と低湿側流路１０の入口側に設けた低湿側湿度検出手段１３との出力信号に応じて１次側回路切換え手段２３と２次側回路切換え手段２５を制御する制御装置１４とを設けている。
【００４０】
以上のように構成された除湿乾燥装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００４１】
まず、高湿側流路８の湿度を高湿側湿度検出手段１２で検知し、低湿側流路１０の湿度を低湿側湿度検出手段１３で検知して検知信号を制御装置１４におくり、低湿側流路１０の湿度が高湿側流路８の湿度に比べて著しく低い場合は、制御装置１４で、１次側回路切換え手段２３と２次側回路切換え手段２５を制御して１次側回路バイパス回路２４と２次側バイパス回路２６を開放して、外気を直接乾燥室３に導入して低湿の空気で被乾物を除湿乾燥してエネルギ−消費を低減することができる。
【００４２】
（実施の形態７）
図７は本発明の第７の実施の形態の除湿乾燥装置の構成図を示すものである。本実施の形態では、金属性の壁面を有する乾燥室３と、乾燥室３の壁面を加熱する誘導加熱装置２７と、被乾燥物温度検出手段２８と、被乾燥物温度検出手段２８の出力信号に応じて誘導加熱装置２７を制御する制御装置１４とを設けている。
【００４３】
以上のように構成された除湿乾燥装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００４４】
誘導加熱装置２７で乾燥室３の金属性の壁面を加熱することにより、被乾燥物４を乾燥室３の壁面に接触させて直接加熱することができる。被乾燥物温度検出手段２８で被乾燥物４の温度を検知しながら制御装置１４で誘導加熱装置２７の出力を制御することにより被乾燥物４を熱で損傷させることなく効率よく加熱して除湿乾燥することができる。
【００４５】
（実施の形態８）
図８は本発明の第８の実施の形態の除湿乾燥装置の構成図を示すものである。本実施の形態では、被乾燥物照射装置２９と、乾燥室３の一部に設けた光線透過窓３０と、被乾燥物温度検出手段２８と、被乾燥物温度検出手段２８の出力信号に応じて被乾燥物照射装置２９を制御する制御装置１４とを設けている。
【００４６】
以上のように構成された除湿乾燥装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００４７】
被乾燥物照射装置２９から出された光線は乾燥室３の一部に設けた光線透過窓３０を通過して乾燥室３の内部にある被乾燥物４を照射加熱することができるので、被乾燥物温度検出手段２８の検知温度に応じて制御装置１４で被乾燥物照射装置２９の出力を調整して、被乾燥物４を損傷させることなく安全に加熱することができる。さらに光線に含まれる紫外線などの成分で被乾燥物３のみならず乾燥室３の内部も除菌して清潔に保つことができる。
【００４８】
（実施の形態９）
図９は本発明の第９の実施の形態の除湿乾燥装置の構成図を示すものである。本実施の形態では、高湿側流路８の入口側と低湿側流路１０の出口とを１次側回路切換え手段２３
を介して接続する１次側回路バイパス回路２４と、低湿側流路１０の出口に設けた閉止弁３１と、透湿膜１１の一部に酸素富化膜３２を搭載した除湿装置７とを設けている。
【００４９】
以上のように構成された除湿乾燥装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００５０】
１次側回路切換え手段２３で１次側バイパス回路２４を開放して、１次側回路６の空気を２次側送風機２ｂによって加圧して除湿装置７の低湿側流路１０におくり酸素富化膜３２を通して高湿側流路８に流すことにより、酸素濃度を上げて乾燥室３に空気を送り込むことができる。酸素濃度を上げた空気を乾燥工程の最終段階に被乾燥物４に当てることにより菌などの繁殖を抑制することができ、乾燥室３も清潔に保つことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明にかかる除湿乾燥装置は、除湿乾燥に供するエネルギーを大幅に低減し、除湿乾燥時間も短縮することができるので、衣類乾燥機および住宅用除湿乾燥加湿装置、食品乾燥装置などの用途にも適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態１における除湿乾燥装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２における除湿乾燥装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態３における除湿乾燥装置の構成図
【図４】本発明の実施の形態４における除湿乾燥装置の構成図
【図５】本発明の実施の形態５における除湿乾燥装置の構成図
【図６】本発明の実施の形態６における除湿乾燥装置の構成図
【図７】本発明の実施の形態７における除湿乾燥装置の構成図
【図８】本発明の実施の形態８における除湿乾燥装置の構成図
【図９】本発明の実施の形態９における除湿乾燥装置の構成図
【図１０】従来の除湿乾燥装置の構成図
【符号の説明】
【００５３】
１  加熱装置
２ａ  １次側送風機
２ｂ  ２次側送風機
３  乾燥室
４  被乾燥室
５  熱交換器
６  １次側回路
７  除湿装置
８  高湿側流路
９  ２次側回路
１０  低湿側流路
１１  透湿膜
１２  高湿側温度検出手段
１３  低湿側温度検出手段
１４  制御装置
１５  圧縮機
１６  膨張弁
１７  ヒートポンプ装置
１８  凝縮器
１９  蒸発器
２０  液溜め
２１  流量調整弁
２２  加湿配管
２３  １次回路切換え手段
２４  １次側バイパス回路
２５  ２次回路切換え手段
２６  ２次側バイパス回路
２７  誘導加熱装置
２８  被乾燥物温度検知手段
２９  被乾燥物照射装置
３０  光線透過窓
３１  閉止弁
３２  酸素富化膜
【図１】
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【図２】
2005344987.tif 000004
【図３】
2005344987.tif 000005
【図４】
2005344987.tif 000006
【図５】
2005344987.tif 000007
【図６】
2005344987.tif 000008
【図７】
2005344987.tif 000009
【図８】
2005344987.tif 000010
【図９】
2005344987.tif 000011
【図１０】
2005344987.tif 000012