(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられたヒートポンプとを備え、このヒートポンプは、圧縮機と、放熱器、膨張手段、吸熱器とにより形成し、前記吸気口から前記本体ケース内に吸気した空気を前記放熱器、前記吸熱器を順次介して前記排気口へと送風する送風手段を設けるとともに、前記放熱器と前記吸熱器の間に除湿体を設け、この除湿体は放湿部と吸湿部からなる除湿ローターを回動自在にローターケース内に設け、前記放湿部は前記放熱器と前記吸熱器の間の風路に設け、前記吸湿部は前記吸熱器と前記排気口の間の風路に設けた構成とし、前記除湿ローターと前記ローターケースの内壁面との回転軸方向の隙間で、前記放湿部上流側の第１のローターケースと前記除湿ローターとの隙間よりも、前記放湿部下流側の第２のローターケースと前記除湿ローターとの隙間を小さくする位置規制手段を設けた除湿装置。
【請求項２】
位置規制手段は、除湿ローターに設けた円形レールと、この円形レールにローターケース内壁面から押し当てた除湿ローター押え部により構成した請求項１記載の除湿装置。
【請求項３】
除湿ローターに複数の円形レールを設け、これら複数の円形レールにローターケース内壁面から除湿ローター押え部を押し当てた請求項２に記載の除湿装置。
【請求項４】
除湿ローター押え部をローターケースの吸湿部と放湿部の間に設ける請求項２〜３のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項５】
除湿ローター押え部にバネ性を持たせた請求項２〜４のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項６】
円形レールの幅は除湿ローター押え部の幅よりも大きくした請求項２〜５のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項７】
位置規制手段は、除湿ローターを軸支した回転軸に傾斜を設けた請求項１〜６のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項８】
位置規制手段は、除湿ローター外周の歯車の歯を傾斜した構成とする請求項１〜７のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項９】
位置規制手段は、除湿ローターを軸支した回転軸に装着したバネ体により構成した請求項１〜８のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項１０】
バネ体は、円環状で、この円環状面は除湿ローター側と放湿部上流側のローターケース側に向けて交互に波打った形状とした請求項９に記載の除湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプを活用した除湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の除湿装置の構成は以下のようになっていた。
【０００３】
すなわち、吸気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられたヒートポンプとを備え、このヒートポンプは、圧縮機と、圧縮機の下流に順次設けた放熱器、膨張手段、吸熱器とにより形成し、前記吸気口から本体ケース内に吸気した空気を放熱器、吸熱器を順次介して排気口へと送風する送風手段を設けた構成となっていた（例えば、これに類似する先行文献は下記特許文献１に記載されている。）。
【０００４】
近年、さらに除湿能力の高い除湿装置が求められ、ヒートポンプに除湿ローターを組み合わせて除湿能力を高めた除湿装置が開発された。
【０００５】
すなわち、上記送風手段の風路であって、放熱器と吸熱器の間に、除湿ローターを設け、吸熱器部分で結露、除湿回収できなかった湿気をこの除湿ローターで吸湿し、再度この除湿ローターから放熱器部分に放湿させ、これによって除湿能力を高めようとする構成とするものである（例えば、これに類似する先行文献は下記特許文献２に記載されている。）。
【特許文献１】特開平６−３３１１６７号公報
【特許文献２】特開２００６−１０２５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来例における課題は、除湿能力をさらに高くするということであった。
【０００７】
近年その除湿能力を高めるために除湿手段として、通気構造の除湿ロータと、この除湿ロータに送風するための送風機とを有するものが提案されている。
【０００８】
すなわち、従来の除湿装置は、その本体ケース内で結露等により除湿を行うようになっているが、例えば低温時のように結露による除湿動作が効果的に行えない時にでも、湿気を除湿ロータの吸湿部で捕らえ、次にこの除湿ロータを回動させることにより上記吸湿部を放湿部とし、この放湿部から湿度の高い湿気として放出させ、これにより今度は結露による除湿動作が効果的に行えるようにしている。
【０００９】
さて、このように除湿手段として有効な除湿ロータは回転構造となっているために、除湿ロータは周囲部材との間に隙間を設けているが、この除湿ロータの設置位置により除湿効果がバラツクことが明らかになった。
【００１０】
すなわち、除湿ロータは回転可能とするため周囲部材と隙間を設けているが、除湿ロータと周囲部材との回転軸方向の隙間が、放湿部の上流側に位置するか下流側に位置するかによって、この除湿ロータへの通気状態に差が発生し、その結果として除湿能力をさらに高くするということができないものであった。
【００１１】
そこで本発明は、除湿能力をさらに高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そしてこの目的を達成するために本発明は、吸気口と排気口を有する本体ケースと、前記本体ケース内に設けられたヒートポンプとを備え、このヒートポンプは、圧縮機と、この圧縮機の下流に順次設けた放熱器、膨張手段、吸熱器とにより形成し、前記吸気口から前記本体ケース内に吸気した空気を前記放熱器、前記吸熱器を順次介して前記排気口へと送風する送風手段を設けると共に、前記放熱器と前記吸熱器の間に除湿体を設け、この除湿体は放湿部と吸湿部からなる除湿ローターを回動自在にローターケース内に設け、前記放湿部は前記放熱器と前記吸熱器の間の風路に設け、前記吸湿部は前記吸熱器と前記排気口の間の風路に設けた構成とし、前記除湿ローターと前記ローターケースの内壁面との回転軸方向の隙間で、前記放湿部上流側の第１のローターケースと前記除湿ローターとの隙間よりも、前記放湿部下流側の第２のローターケースと前記除湿ローターとの隙間を小さくする位置規制手段を設け、これにより、初期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明は、吸気口と排気口を有する本体ケースと、前記本体ケース内に設けられたヒートポンプとを備え、このヒートポンプは、圧縮機と、この圧縮機の下流に順次設けた放熱器、膨張手段、吸熱器とにより形成し、前記吸気口から前記本体ケース内に吸気した空気を前記放熱器、前記吸熱器を順次介して前記排気口へと送風する送風手段を設けると共に、前記放熱器と前記吸熱器の間に除湿体を設け、この除湿体は放湿部と吸湿部からなる除湿ローターを回動自在にローターケース内に設け、前記放湿部は前記放熱器と前記吸熱器の間の風路に設け、前記吸湿部は前記吸熱器と前記排気口の間の風路に設けた構成とし、前記除湿ローターと前記ローターケースの内壁面との回転軸方向の隙間で、前記放湿部上流側の第１のローターケースと前記除湿ローターとの隙間よりも、前記放湿部下流側の第２のローターケースと前記除湿ローターとの隙間を小さくする位置規制手段を設けたものであり、その除湿能力をさらに高めることができるものである。
【００１４】
すなわち、放湿部下流側の第２のローターケースと除湿ローターとの隙間よりも、放湿部上流側の第１のローターケースと除湿ローターとの隙間が大きくなるので、放湿部上流側の空気の漏れは大きくなる。しかし、前記除湿ローターの放湿部上流側の空気が漏れても、漏れた空気の湿度は低く、なおかつ除湿ローターの吸湿部を通ることなくそのまま排気されるので、除湿ローターの吸湿部での除湿能力が低下することはない。
【００１５】
また、放湿部上流側の第１のローターケースと除湿ローターとの隙間よりも、放湿部下流側の第２のローターケースと除湿ローターとの隙間を小さくなるので、放湿部下流側の空気の漏れ量は小さくなる。結果として、加湿された湿度の高い空気が、除湿ローターの吸湿部を通る量も減少するため、除湿ローターの吸湿部での除湿能力の低下も小さくすることができる。
【００１６】
これらの結果により、前記除湿ローターをスムーズな回転を維持しつつ除湿能力が高くなるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の一実施形態を添付図面を用いて説明する。
【００１８】
図３に示すごとく、本実施形態の除湿装置は、吸気口１と排気口２を有する本体ケース３と、この本体ケース３内に設けられたヒートポンプ４とを備えている。
【００１９】
このヒートポンプ４は、圧縮機５と、圧縮機５の下流に順次設けた放熱器６、膨張手段７、吸熱器８とにより形成している。
【００２０】
また、送風手段９の風路であって、放熱器６と吸熱器８の間に除湿ローター１０の放湿部１１を設け、この除湿ローター１０の吸湿部１２は吸熱器８と排気口２の間に設け、放熱器６と放湿部１１の間に補助加熱ヒーター１３を設けている。なお、送風手段９は１例として、ファンモーターとケーシングから構成されている。
【００２１】
また、この除湿ローター１０は駆動手段１５にて時計の秒針のようにゆっくりと回転し、放湿部１１での放湿と吸湿部１２での吸湿を繰り返す。
【００２２】
このような構成で除湿ローター１０とヒートポンプ４を融合させることによって得られる一連の空気の状態変化を図４に示し、基本的な動作を説明する。吸気口１から本体ケース３内には、送風手段９により室内空気ａが吸気され、放熱器６で加熱され高温低湿空気ｂとなり、除湿ローター１０の放湿部１１を通過し、ここで放湿部１１からの湿気を奪い高温高湿空気ｃとなり、吸熱器８へと流れることになる。
【００２３】
このとき吸熱器８で結露が行われ、この結露水は貯水タンク１４へと貯められることになるが、高温高湿空気ｃを冷却し結露させるため室内空気ａより効率的に結露させることができる。
【００２４】
そして、吸熱器８を通過した低温高湿空気ｄは、この吸熱器８によって低温となるが、低温ながらも湿度は極めて高い状態となっている。この低温高湿空気ｄは、次に除湿ローター１０の吸湿部１２を通過することになるのであるが、この吸湿部１２は、駆動手段１５により回転駆動されることにより図３の上方の放湿部１１部分で、すでに放湿し、湿度が低い状態となっているものであるので、上記低温高湿空気ｄから湿気を吸湿することができる。そして、低湿の空気となり吹出し空気ｅは送風手段９により排気口２から室内に吹出される。
【００２５】
このように動作する機器において、本実施形態における特徴点について説明する。
【００２６】
図１および２に示すごとく、本実施形態における除湿ローター１０は、放湿部下流側である第２のローターケース１７と放湿部上流側である第１のローターケース１６との間に回転自在に設けられ、これによって除湿体１８が構成されている。なお、ローターケースは第１のローターケース１６と第２のローターケース１７のように２部品でなく、一体のものでもよい。
【００２７】
第２のローターケース１７は、平板状であって、中央に円形の開口１９があって、この開口１９の開口縁２０に円環状の立ち上がり壁２１があり、開口縁２０から開口１９の中心に向かって２本の桟２２が伸びておりこの中心部分において第１のローターケース１６方向へ伸びる回転軸２３が形成されている。そしてこの回転軸２３に除湿ローター１０の中心の軸孔２４を回転自在に嵌合させている。この嵌合状態において軸孔２４から第１のローターケース１６側に突出した部分にはワッシャー２５と円環状のバネ体２６を嵌合させ、この状態で第１のローターケース１６を第２のローターケース１７方向に組み合わせる。このとき、この第２のローターケース１７の立ち上がり壁２１が第１のローターケース１６の外周縁に設けられた立ち上がり壁２７の外周に嵌合され、桟２２に対応する桟２８と開口縁２０に対応する開口縁２９を第１のローターケース１６に設けて除湿ローター１０の放湿部１１と吸湿部１２を仕切っている。
【００２８】
また、除湿ローター１０の外周と内周にレール３０を設け、このレール３０を押さえる突起部３１を第１のローターケース１６に設ける。この突起部３１は桟２８の延長線上に設けられ、バネ性を有するように切り欠きが施し、レール３０の幅より小さい形状としている。この詳細構成図を図５に示す。
【００２９】
また、回転軸２３の勘合部は放湿部下流側が細くなるように傾斜し、軸孔２４の勘合部は放湿部下流側が小さくなるように傾斜するように成型されている。この詳細構成図を図５に示す。
【００３０】
また、除湿ローター１０は外周に設けたギア３２は駆動手段１５のギア３３との歯の咬み合わせ面が回転軸方向に対し傾斜し、除湿ローター１０を回転させる力と同時に放湿部１１の空気の流れる方向への力が生じるように構成されている。この詳細構成図を図６に示す。
【００３１】
このように構成により、除湿ローター１０を放湿部下流側に位置規制することで高温高湿空気ｃが吸湿部１２に流入する低温高湿空気ｄに漏れることを防ぐ。
【００３２】
仮に、高温高湿空気ｃが吸湿部１２に流入する低温高湿空気ｄに漏れると、吸湿部１２の吸湿行程の初期段階で、放湿部１１にて水分を放湿した乾いた除湿ローターが漏れた高温高湿空気ｃによって湿ってしまい低温高湿空気ｄの水分を十分吸着することができなくなる。また、放湿部１１の放湿行程の初期段階で、最も水分を吸着した除湿ローターから効率よく放湿された高温高湿空気ｃが吸湿部１２に漏れると水分がショートサーキット状態となり無駄な運転をすることとなる。
【００３３】
逆に、本実施の形態のように高温低湿空気ｂが吸湿部１２から流出する吹出し空気ｅに漏れると、除湿行程になんら影響することない。
【００３４】
このように、除湿ローター１０を第２のローターケース１７側に押し付けるように位置規制することで、除湿ローターの吸放湿運転の効率低下を防ぎ、安定してより効率の良い状態に保つことができる。隙間による漏れを防ぐには物理的に隙間をなくせば良いが、除湿ローター１０は回転物であるため回転をスムーズに行うため、安易に隙間をなくすことができない。そのため、仕切り部分の隙間を許容しつつ位置規制することが有効となる。
【００３５】
なお、本実施の形態において、位置規制手段は、除湿ローター１０の外周または内周に設けたレール３０と、このレール３０を押さえる除湿ローター押え部である突起部３１を第１のローターケース１６に構成しているが、その理由は、このレール３０と突起部３１が常に接触した状態で摺動することにより、除湿ローター１０が放湿部下流側に位置規制されるので高温高湿空気ｃが吸湿部１２に流入する低温高湿空気ｄに漏れることを防げるのである。さらに、内周と外周で押さえることにより位置規制が安定する。
【００３６】
また、本実施形態においては、この突起部３１は放湿部１１と吸湿部１２を仕切っている桟２８の延長線上に設けられているが、その理由は最も安定して位置規制が必要な桟２８部分にて位置規制することでより正確に位置規制することができることで高温高湿空気ｃが吸湿部１２に流入する低温高湿空気ｄに漏れることを防げるのである。
【００３７】
また、本実施形態においては、この突起部３１にバネ性を持たせている。これは除湿ローター１０への押さえ力が常に働くようにすることで、さらに安定して位置規制できるものである。
【００３８】
また、本実施形態においては、この突起部３１をレール３０の幅より小さい形状としている。この理由は摩擦による除湿ローター１０の回転負荷上昇を抑え、レールを外れることなく安定してスムーズな回転を行うことができるからである。
【００３９】
また、本実施の形態において、位置規制手段は、回転軸２３の勘合部は放湿部下流側が細くなるように傾斜し、軸孔２４の勘合部は放湿部下流側が小さくなるように傾斜するように成型されている。これにより外力による位置規制でなく除湿ローター１０の自重の作用により位置規制される。したがって、構成部品の変形や磨耗や成型寸法のバラツキなどの不安定要素がなく、長期的に安定して位置規制することができ、高温高湿空気ｃが吸湿部１２に流入する低温高湿空気ｄに漏れることを防げるのである。
【００４０】
また、本実施の形態において、位置規制手段は、除湿ローター１０は外周に設けたギア３２は駆動手段１５であるモーターに設けられたギア３３との歯の咬み合わせ面が回転軸方向に対し傾斜し、除湿ローター１０を回転させる力と同時に放湿部１１の空気の流れる方向への力が生じるように構成されている。これにより除湿ローター１０を駆動する力を利用して位置規制される。したがって、構成部品の変形や磨耗や成型寸法のバラツキなどの不安定要素がなく、長期的に安定して位置規制することができ、高温高湿空気ｃが吸湿部１２に流入する低温高湿空気ｄに漏れることを防げるのである。なお、本実施の形態において、回転軸２３は第２のローターケース１７に設けたが、第１のローターケース１６に設けた方が成型金型の抜け勾配を利用できるため形成しやすい。
【００４１】
また、本実施の形態において、位置規制手段は、バネ体２６のバネ力にて除湿ローター１０が放湿部下流側に位置規制される。これにより、位置規制をする力の設定を容易に行うことができ回転の中心部に近いので回転負荷に影響しにくく、安定した押し付け力を設定することができるので、スムーズな回転を行いつつ高温高湿空気ｃが吸湿部１２に流入する低温高湿空気ｄに漏れることを防げるのである。
【００４２】
また、本実施形態においては、バネ体２６は、円環状で、この円環状面は除湿ローター１０側と第２のローターケース１７側に向けて交互に波打った形状としているが、その理由は、バネ体２６を円環状にすることにより、除湿ローター１０を軸支した回転軸２３に貫入して装着できるので除湿ローター１０の中央部を付勢することにより、除湿ローターが傾斜せず、除湿ローター１０を安定して回転させることができる。また、バネ体２６の円環状面を除湿ローター１０側と第２のローターケース１７側に向けて交互に波打った形状としているので、回転軸２３に、除湿ローター１０、ワッシャー２５、バネ体２６の順に貫入して装着すれば、このバネ体２６が除湿ローター１０を第２のローターケース１７方向にワッシャー２５を介して押し付けることができるので、スムーズな回転を行いつつ高温高湿空気ｃが吸湿部１２に流入する低温高湿空気ｄに漏れることを防げるのである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように本発明は、吸気口と排気口を有する本体ケースと、前記本体ケース内に設けられたヒートポンプとを備え、このヒートポンプは、圧縮機と、この圧縮機の下流に順次設けた放熱器、膨張手段、吸熱器とにより形成し、前記吸気口から前記本体ケース内に吸気した空気を前記放熱器、前記吸熱器を順次介して前記排気口へと送風する送風手段を設けると共に、前記放熱器と前記吸熱器の間に除湿体を設け、この除湿体は放湿部と吸湿部からなる除湿ローターを回動自在にローターケース内に設け、前記放湿部は前記放熱器と前記吸熱器の間の風路に設け、前記吸湿部は前記吸熱器と前記排気口の間の風路に設けた構成とし、前記除湿ローターと前記ローターケースの内壁面との回転軸方向の隙間で、前記放湿部上流側の第１のローターケースと前記除湿ローターとの隙間よりも、前記放湿部下流側の第２のローターケースと前記除湿ローターとの隙間を小さくする位置規制手段を設けた構成とし、前記除湿ローターと前記ローターケースの内壁面との回転軸方向の隙間で、前記放湿部上流側のローターケースと前記除湿ローターとの隙間よりも、前記放湿部下流側のローターケースと前記除湿ローターとの隙間を小さくする位置規制手段を設けたものであり、その除湿効果を高めることが出来る。
【００４４】
すなわち、放湿部下流側の第２のローターケースと除湿ローターとの隙間よりも、放湿部上流側の第１のローターケースと除湿ローターとの隙間が大きくなるので、放湿部上流側の空気の漏れは大きくなるが、前記除湿ローターの放湿部上流側の空気が漏れても、湿度は低く、なおかつ除湿ローターの吸湿部を通ることなく、そのまま排気されるので除湿ローターの吸湿部での除湿能力が低下することはない。
【００４５】
また、放湿部上流側の第１のローターケースと除湿ローターとの隙間よりも、放湿部下流側の第２のローターケースと除湿ローターとの隙間を小さくなるので、放湿部下流側の空気の漏れ量は小さくなり、加湿された湿度の高い空気が、除湿ローターの吸湿部を通る量も減少し、除湿ローターの吸湿部での除湿能力の低下も小さくすることができるようになる。
【００４６】
その結果として前記除湿ローターをスムーズな回転を維持しつつ除湿効果が高くなるものである。
【００４７】
従って、家庭用や事務所用などの、除湿装置として活用が期待されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態の位置規制手段を示す分解図
【図２】同位置規制手段を示す分解図
【図３】同断面図
【図４】同空気の状態変化を示す図
【図５】同位置規制手段詳細構造を示す図
【図６】同位置規制手段詳細構造を示す図
【符号の説明】
【００４９】
１    吸気口
２    排気口
３    本体ケース
４    ヒートポンプ
５    圧縮機
６    放熱器
７    膨張手段
８    吸熱器
９    送風手段
１０  除湿ローター
１１  放湿部
１２  吸湿部
１３  補助加熱ヒーター
１４  貯水タンク
１５  駆動手段
１６  第１のローターケース
１７  第２のローターケース
１８  除湿体
１９  開口
２０  開口縁
２１  立ち上がり壁
２２  桟
２３  回転軸
２４  軸孔
２５  ワッシャー
２６  バネ体
２７  立ち上がり壁
２８  桟
２９  開口縁
３０  レール
３１  突起部（除湿ローター押え部）
３２  ギア
３３  ギア
【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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