(57)【要約】【課題】特に大型のデシカント装置に好適な吸着材再生用の空気を加熱、または、被処理空気を冷却する熱交換装置であって、単純な構造でファンへの負荷が少なく且つ熱効率に優れたデシカントローター用熱交換装置を提供する。【解決手段】デシカントローター用熱交換装置の一形態である加熱装置１Ａは、ファンからデシカントローター５の水蒸気脱着領域へ送風される空気を加熱する装置であり、厚さ方向に沿った切欠き部分１５をデシカントローター５の軸５１に沿わせて配置されるケース１と、ケース１の側面から当該ケース内に突設された状態に配置されたパイプヒーター４とから成り、パイプヒーター４は、ケース１内において切欠き部分１５の直上または直下に相当する空間部を除く領域に配置される。ケース１内の切欠き部分の直上または直下に相当する空間部には、空気入口２から空気出口３へ向かう空気の流れを抑制するための邪魔板６が配置される。【選択図】図１
2012050928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デシカント装置においてデシカントローターとファンの間に配置され且つデシカントローターへ送風される空気を加熱または冷却する熱交換装置であって、正面および背面形状が四角形の一角部を切り欠いた形状の箱構造に構成され且つ厚さ方向に沿った切欠き部分をデシカントローターの軸に沿わせて当該デシカントローターの一端面に近接して配置されるケースと、前記切欠き部分から離れた側の前記ケースの側面から当該ケース内に突設された状態に配置されたパイプ状の熱交換器とから成り、当該熱交換器は、前記ケース内において前記切欠き部分の直上または直下に相当する空間部を除く領域に配置され、前記切欠き部分から離れた側の前記ケースの側面寄りのケース正面部分には、ファンの直径に対応する大きさの円形の空気入口が開口され、前記切欠き部分に近い側の前記ケースの側面寄りのケース背面部分には、デシカントローターの水蒸気脱着領域または水蒸気吸着領域に対応する大きさで且つ前記切欠き部分を中心とする扇形の空気出口が開口され、そして、前記ケース内の前記切欠き部分の直上または直下に相当する空間部には、前記空気入口から前記空気出口へ向かう空気の流れを抑制するための邪魔板が配置されていることを特徴とするデシカントローター用熱交換装置。
【請求項２】
パイプ状の熱交換器が、パイプヒーターである請求項１に記載の熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デシカント装置においてデシカントローターに送風される吸着材再生用の空気を加熱または冷却するためのデシカントローター用熱交換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デシカント装置は、吸着材の水蒸気吸脱着機能を利用して湿度調節を行う装置であり、各種の除湿装置や冷暖房装置として使用される。デシカント装置は、吸着材を担持させたデシカントローター、除湿空気生成用と加湿空気生成用の２つの送風路を備え、２つの送風路に跨がってデシカントローターを一定速度で回転させながら、一方の送風路において水蒸気を吸着して除湿空気を生成し、他方の送風路において水蒸気を脱着して吸着材を再生し且つ加湿空気を生成するように構成されている。
【０００３】
上記のようなデシカント装置においては、デシカントローターの吸着材を再生するため、加熱された高温空気をデシカントローターに供給する装置として、例えば、デシカントローターの一端面に近接配置され且つファンによってデシカントローターの水蒸気脱着領域へ送風される空気を加熱する加熱装置が使用される。斯かる加熱装置では、側面に空気入口（開口部）が設けられ且つ背面に空気出口（開口穴）が設けられた扁平な箱構造のケースにニクロム線ヒーターを収容し、空気入口から導入した再生用の空気をヒーターで加熱して空気出口からデシカントローターへ吹き出すにあたり、ケース内に配置した邪魔板によりケースで空気の流れを直交方向へ変更するようにしている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３３３２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような構造の加熱装置は、その扁平な箱構造により、小型化を目的とした家庭用除湿器などには適しているが、店舗用、事務所用、倉庫用、工場用などに使用される大型のデシカント装置では、デシカントローターへ送風するファン自体も大型化する。従って、大型デシカント装置用の加熱装置においては、流路の途中の抵抗を減らしてできる限り省エネルギー化や低騒音化を図る観点から、ファンからデシカントローターへ直線的に送風するように流路構成される。また、空気抵抗が少なく且つ熱効率に優れたヒーターも必要である。
【０００６】
しかしながら、上記のような加熱装置は、デシカントローターの軸に近接して配置されるため、ケース内におけるヒーターの取り合いが悪く、ヒーターの形態によっては、ケース内に導入された空気がヒーターに接触することなくローター側に素通りする、いわゆるショートパス現象が多くなる。
【０００７】
一方、吸着材に水蒸気を吸着して除湿空気を生成する際は、デシカントローターに低温空気を供給する装置として、ファンからデシカントローターの水蒸気吸着領域へ送風される空気を冷却する箱構造の冷却装置がデシカントローターの他の一端面に近接配置されるが、このような冷却装置においても、上記の加熱装置の場合と同様に、ケース内における冷却器の取り合いによっては、ケース内に導入された空気が冷却機に接触することなくローター側に素通りするショートパス現象が多くなる。
【０００８】
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、デシカント装置においてデシカントローターに送風される吸着材再生用の空気を加熱、または、被処理空気を冷却するための熱交換装置であって、単純な構造でファンへの負荷が少なく且つ熱効率に優れ、特に大型のデシカント装置に好適なデシカントローター用熱交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明では、デシカントローターの軸との取り合いから設計される箱構造のケースにおいて、その正面および背面に対し、できる限り相互の距離を隔てる状態に空気入口と空気出口を設け、空気抵抗が少なく且つ熱効率に優れたパイプ状の熱交換器を採用すると共に、デシカントローターの軸とは反対側のケース側面から突出する状態に前記の熱交換器をケース内に収め、そして、デシカントローターの軸に近い側のケース内の空間部、すなわち、熱交換器の先端側の空間部に邪魔板を配置することにより、空気入口から空気出口へ至る空気の流れにおいて、熱交換器を迂回するショートパス現象を低減するようにした。
【００１０】
すなわち、本発明の要旨は、デシカント装置においてデシカントローターとファンの間に配置され且つデシカントローターへ送風される空気を加熱または冷却する熱交換装置であって、正面および背面形状が四角形の一角部を切り欠いた形状の箱構造に構成され且つ厚さ方向に沿った切欠き部分をデシカントローターの軸に沿わせて当該デシカントローターの一端面に近接して配置されるケースと、前記切欠き部分から離れた側の前記ケースの側面から当該ケース内に突設された状態に配置されたパイプ状の熱交換器とから成り、当該熱交換器は、前記ケース内において前記切欠き部分の直上または直下に相当する空間部を除く領域に配置され、前記切欠き部分から離れた側の前記ケースの側面寄りのケース正面部分には、ファンの直径に対応する大きさの円形の空気入口が開口され、前記切欠き部分に近い側の前記ケースの側面寄りのケース背面部分には、デシカントローターの水蒸気脱着領域または水蒸気吸着領域に対応する大きさで且つ前記切欠き部分を中心とする扇形の空気出口が開口され、そして、前記ケース内の前記切欠き部分の直上または直下に相当する空間部には、前記空気入口から前記空気出口へ向かう空気の流れを抑制するための邪魔板が配置されていることを特徴とするデシカントローター用熱交換装置に存する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のデシカントローター用熱交換装置によれば、ケースの正面部分、背面部分にそれぞれ空気入口および空気出口を開口し、ケース内にパイプ状の熱交換器を収容した簡単な構造に構成されているため、ファンに対する負荷が少なく、しかも、デシカントローターへ向けて前記の熱交換器を介してファンで送風する際、空気入口から空気出口へ至る空気の流れにおいて熱交換器を迂回するショートパス現象を邪魔板によって低減できるため、熱交換器の温熱または冷熱を空気に十分伝達でき、その結果、熱交換器の消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るデシカントローター用熱交換装置の全体構造を示す透視図である。
【図２】本発明に係るデシカントローター用熱交換装置における内部の空気の流れを示す図であり、分図（ａ）は水平断面図、分図（ｂ）は側面側から視た縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るデシカントローター用熱交換装置の一実施形態として、デシカントローター用加熱装置（以下、「加熱装置」と言う。）の一例を図面に基づいて説明する。本発明の加熱装置は、図１に符号１Ａで示すように、デシカント装置においてデシカントローター５（以下、「ローター」と略記する。）の水蒸気脱着領域へ送風される吸着材再生用の空気を加熱する装置であり、ローター５とファン（図示省略）の間に配置される。
【００１４】
周知の通り、ローター５は、例えば、繊維質シートや樹脂シートをハニカム成形して成る短軸円柱状のハニカム構造体に吸着材を担持させて構成される。あるいは、ローター５は、吸着材または吸着材の前駆体を含む材料を押出成形し、前駆体を利用する場合は更に焼成を施して製造される。通常、ローター５の外径は３０〜２００ｃｍ程度、厚さは１〜４０ｃｍ程度である。
【００１５】
ローター５は、ハニカム構造体に挿通された軸５１を中心に駆動機構（図示省略）によって一定速度で回転可能に構成される。ローター５において、水蒸気脱着領域（吸着材再生領域）は、通常、ローター端面の面積の約１／４〜１／２に相当する部分に設定される。なお、吸着材としては、シリカゲルやゼオライトが使用されるが、比較的狭い温度領域において水蒸気を吸着・脱着でき且つ吸着量が大きい点において、骨格構造に少なくともアルミニウムとリンを含むアルミノフォスフェート類（ＡｌＰＯ類）が好適である。
【００１６】
本発明の加熱装置１Ａは、箱構造に構成されたケース１、当該ケース内に配置されたパイプヒーター４、および、後述する邪魔板６から構成される。ケース１は、ファンからローター５へ至る空気の流路を構成し且つ加熱空間を構成するものであり、正面および背面形状が四角形の一角部を切り欠いた形状の箱構造に構成される。図１に例示したケース１は、横長の長方形の左下角部が切り欠かれた形状に正面形状が形成されたものである。そして、斯かるケース１は、その厚さ方向に沿った切欠き部分１５をローター５の軸５１に沿わせて当該ローターの一端面に近接して配置される。換言すれば、ケース１は、ローター５の軸５１に相当する部分が後退した、いわゆる軸５１を回避する構造を備えている。
【００１７】
上記のケース１においては、円形の空気入口２および扇形の空気出口３が開口されている。空気入口２は、前述の切欠き部分１５から離れた側のケース１の側面寄りの正面部分に開口され、かつ、ファンの直径に対応する大きさの円形に形成されている。また、空気出口３は、前述の切欠き部分１５に近い側のケース１の側面寄りの背面部分に開口され、しかも、ローター５の水蒸気脱着領域に対応する大きさで且つ切欠き部分１５を中心とする扇形に形成されている。すなわち、空気出口３は、ローター５端面の水蒸気脱着領域に対応して設けられている。
【００１８】
パイプヒーター４としては、空気抵抗が少なく且つ熱効率に優れたフィン付きのパイプヒーターが使用される。パイプヒーター４は、螺旋状の発熱線を金属管に挿入し且つ当該金属管に高絶縁粉末を高密度で充填、封入して構成されたいわゆるシースヒーターである。金属管は、一般的にはステンレスで構成された外径８〜１５ｍｍ程度のものであり、発熱線としては、ニクロム線、鉄−クロム線が使用される。金属管に充填される粉末としては、通常、熱伝導率が高く且つ電気絶縁の良好な酸化マグネシウムが使用される。上記のパイプヒーター４は、放熱効果を高めるために管外周にフィン加工が施されている。
【００１９】
本発明の加熱装置１Ａでは、ケース１内の空間をより広範囲に加熱するため、Ｕ字状や図示するようなＷ字状（Ｍ字状とも言う。）に屈曲させた構造のパイプヒーター４が例えば３本使用される。各パイプヒーター４の電力は３００〜１０００Ｗ程度とされ、これらは、千鳥状に上下に位置ずれさせた状態で平行に配置される。各パイプヒーター４は、ケース１の切欠き部分１５から離れた側のケース１の側面から当該ケース内に突設された状態に配置される。すなわち、パイプヒーター４は、ケース１内において切欠き部分１５の直上または直下、図に例示した態様では切欠き部分の直上に相当する空間部を除く領域に配置されている。
【００２０】
なお、図２において、符号７は、ローター５を通過した後の再生用空気、すなわち、加湿された空気を排出する流路と、除湿すべき被処理空気をローター５へ供給する流路とを構成するデシカント装置内の吸排気装置を示している。また、符号８は、ローター５を通過させて得られた除湿空気の流路を構成するデシカント装置内の吹出し装置を示している。
【００２１】
本発明においては、ファンからローター５へ送風される吸着材再生用空気のショートパスを低減するため、ケース１内の切欠き部分１５の直上または直下（図に例示した態様では切欠き部分の直上）に相当する空間部には、空気入口２から空気出口３へ向かう空気の流れを抑制するための邪魔板６が配置される。斯かる邪魔板６は、例えば図示するようにパイプヒーター４が３本設けられる場合、これらパイプヒーターの先端側のケース１内の空間部においてヒーター間の２つの隙間の少なくともローター側の隙間の位置に１箇所、好ましくは２箇所の隙間の両方に配置される。これにより、ファンから送風される空気のパイプヒーター４との接触効率を高めることができる。
【００２２】
デシカント装置においては、ファンからローター５の水蒸気脱着領域へ加熱装置１Ａを通じて吸着材再生用の空気が送風される。その際、本発明の加熱装置１Ａにおいては、ケース１の正面部分、背面部分にそれぞれ空気入口２および空気出口３を開口し、空気抵抗の少ないパイプヒーター４をケース１内に収容した簡単な構造に構成されているため、ファンに対する負荷を低減できる。
【００２３】
更に、本発明の加熱装置１Ａにおいては、空気入口２と空気出口３がケース１の正面および背面に相互の距離を隔てる状態に設けられており、熱効率に優れたパイプヒーター４がローター５の軸５１とは反対側のケース１側面から突出する状態で配置され、そして、パイプヒーター４の先端側の空間部に邪魔板６が配置されているため、空気入口２から空気出口３へ至る空気の流れにおいてパイプヒーター４を迂回するショートパス現象を低減でき、パイプヒーター４の熱を空気に十分伝達できる。その結果、本発明によれば、ヒーターの消費電力を一層低減できる。
【００２４】
また、図示しないが、本発明に係るデシカントローター用熱交換装置は、前述のパイプヒーター４に代え、例えば、パイプに冷水などの冷媒を循環させる構造の冷却器を配置することにより、デシカントローター用冷却装置として構成できる。すなわち、冷却装置は、デシカント装置のデシカントローターとファンの間に配置され且つデシカントローターの水蒸気吸着領域へ送風される空気を冷却する装置であり、上記の加熱装置１Ａと同様に流路構成される。
【００２５】
上記の冷却装置は、一部分を切り欠いた形状の箱構造に構成され且つ厚さ方向に沿った切欠き部分をデシカントローターの軸に沿わせて当該デシカントローターの一端面に近接して配置されるケースと、前記の切欠き部分から離れた側のケースの側面から当該ケース内に突設された状態に配置され且つ冷媒を循環させるパイプ状の冷却器（熱交換器）とから構成される。冷却器は、ケース内において切欠き部分の直上または直下に相当する空間部を除く領域に配置され、切欠き部分から離れた側のケースの側面寄りのケース正面部分には、ファンの直径に対応する空気入口が開口され、切欠き部分に近い側のケースの側面寄りのケース背面部分には、デシカントローターの水蒸気吸着領域に対応する空気出口が開口される。そして、上記の冷却装置においては、ケース内の切欠き部分の直上または直下に相当する空間部に邪魔板が配置され、空気入口から空気出口へ向かう空気の流れを前記の邪魔板によって抑制することにより、空気入口から空気出口へ至る空気の流れにおいて冷却器を迂回するショートパス現象を低減でき、冷却器の冷熱を空気に十分伝達できる。
【符号の説明】
【００２６】
１Ａ：デシカントローター用加熱装置
１  ：ケース
１５：切欠き部分
２  ：空気入口
３  ：空気出口
４  ：パイプヒーター（熱交換器）
５  ：デシカントローター
５１：軸
６  ：邪魔板
【図１】
2012050928.tif 000003
【図２】
2012050928.tif 000004