CN101196323A - 去除空气中水份的方法以及除湿转轮加热再生机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于转轮除湿机的除湿转轮加热再生机构。该用于转轮除湿机的除湿转轮加热再生机构具有：在吸湿剂载体上涂敷有吸湿剂的除湿转轮(R)；从两侧对所述除湿转轮加以部分覆盖，且从除湿转轮上区划出屏蔽区域的屏蔽罩(2)；使除湿转轮旋转的转轮驱动机构；以及只在所述屏蔽区域内加热吸湿剂，使该吸湿剂所吸收的水份蒸发来再生吸湿剂的加热机构。本发明对涂敷在吸湿剂载体-带状加热部件-上的吸湿剂进行从内向外的加热，从而充分地利用了热能，有效地避免了用热风对吸湿剂进行加热时出现的热能损失，并降低了能耗。

Description

去除空气中水份的方法以及除湿转轮加热再生机构

技术领域

本发明涉及空气调节领域，特别涉及一种用于除湿机的除湿转轮加热再生机构，以及一种去除空气中水份的方法。

背景技术

现有的转轮除湿机的结构为，具有一个以规定速度连续旋转的具有蜂窝结构的除湿转轮，该除湿转轮是除湿机中吸附水份的关键部件。该转轮一般由复合耐热材料制成的波纹状基材所构成，在波纹状的基材上设有吸湿剂。这样，为待干燥的空气和吸湿剂提供了充分的接触面积。同时，由具有高度密封性能制成的固定于除湿转轮两侧的屏蔽罩将除湿转轮分为两个区域，一个为处理待干燥空气的270°的处理扇形区域，另一个为对吸湿剂进行干燥而使之再生的90°的加热扇形区域。在对空气进行除湿处理时，把待干燥的空气通过风机或输送装置从该处理扇形区域的一侧送入，使之穿过除湿转轮上中处理扇形区域，令待干燥的空气与吸湿剂充分接触，则空气中的水蒸汽被吸湿剂所吸附，随后，已干燥的空气从该处理扇形区域的另一侧端送出。由于除湿转轮以一定的速度不断转动，因此，当除湿转轮吸附了水份的部分区域转动到对吸湿剂进行干燥再生的加热扇形区域内时，通过由输送装置从除湿转轮的一侧向通入由屏蔽罩所覆盖的加热扇形区域内通入的干、热空气，将吸收了水份的吸湿剂中吸附的水份带走，并将从吸湿剂吸收了水份产生的湿空气从除湿转轮的另一侧排出后送入进入到冷却系统，湿空气中的水份在冷却系统中冷凝后，以液态水的形式后排出。由此，被干、热空气干燥后的吸湿剂恢复了吸湿功能，通过吸湿转轮的旋转，重新转入处理扇形区域内，对待干燥空气中的水份进行吸附。

在上述现有除湿机的结构中，对除湿剂进行加热而使之再生的过程中，由输送装置向屏蔽罩内送入干热空气，并利用该干热空气的流动进行热传导，对除湿转轮进行加热，使除湿剂再生。此时，由于空气具有流动性，因此这种加热、再生方法在热传导的过程中热量损耗较大，热效率低，浪费能源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于除湿机的除湿转轮加热再生机构，该除湿转轮加热再生机构采用对吸湿剂内的水份进行从内向外进行加热的方法使吸湿剂再生，以避免因空气对流所导致的热能损失。本发明的目的还在于提供一种使用该除湿转轮再生机构去除空气中水份的方法。

本申请中所谓“从内向外”是指：从吸湿剂与吸湿剂载体接触部分指向吸湿剂与外部空气接触部分的方向。本申请中所谓的“再生”是指：吸湿剂经加热蒸发其所吸收的水份后再次具有吸湿能力的过程。

为实现上述目的，根据本发明提供一种去除空气中水份的方法，包括如下步骤：

(1)使潮湿空气穿过除湿转轮上被屏蔽区域以外的区域；

(2)旋转除湿转轮，使其已吸收水份的部分进入屏蔽区域；

(3)通过加热机构对除湿转轮的进入屏蔽区域的部分进行从内向外加热，在屏蔽区域内生成过饱和水蒸汽；

(4)使过饱和水蒸汽冷凝，生成冷凝水；

(5)将冷凝后的水排出。

根据本发明，所述步骤(4)的冷凝在屏蔽罩上进行。

为实现上述发明目的，本发明还提供一种除湿转轮加热再生机构，该机构包括：设有吸湿剂的除湿转轮；从两侧部分覆盖所述除湿转轮并于其上隔离出屏蔽区域的屏蔽罩；使除湿转轮旋转的转轮驱动机构；以及在所述屏蔽区域内对吸湿剂内的水份进行从内向外加热使其蒸发的加热机构。

根据本发明，所述除湿转轮上具有沿径向延伸而将除湿转轮分隔为两个以上扇形区的支承架。所述扇形区的大小相等。所述屏蔽罩的大小为可覆盖所述扇形区中最大的扇形区。

根据本发明，所述加热机构包括：设在每个扇形区内涂敷有吸湿剂的带状加热部件，以及向带状加热部件供电的供电机构。所述带状加热部件由一根设于在扇形区内的加热带构成。所述加热带的两端设在除湿转轮的轴心孔中并与电刷相连。所述供电机构包括与所述电刷接触的设在与固定轴上的滑片以及与滑片相连的导线，其中，固定轴可转动地支承除湿转轮。

根据发明所述加热机构包括：涂敷有吸湿剂的金属网状物，以及设在所述除湿转轮侧面、可生成高频磁场的电感线圈。所述金属网状物设于所述扇形区内。所述电感线圈设于所述屏蔽罩外侧且比所述屏蔽罩小。

根据发明所述加热机构包括：由耐热非金属材料制成且涂敷有吸湿剂的吸湿再生网、以及设在所述除湿转轮侧面的磁控管。所述吸湿再生网设于所述扇形区内。所述磁控管设于所述屏蔽罩内侧。

所述驱动机构是使所述除湿转轮按规定角度转动的步进式驱动机构。所述步进式驱动机构包括设于除湿转轮外圆周上的外齿圈，与所述外齿圈啮合的驱动齿轮，以及驱动驱动齿轮使之转动的步进电机。

根据本发明的方法对涂敷在吸湿剂载体-例如：带状加热部件或金属网状物-上的吸湿剂进行从内向外的加热，从而充分地利用了热能，有效地避免了用热风对吸湿剂进行加热时出现的热能损失，降低能耗。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的除湿转轮加热再生机构的结构的立体图；

图2是表示图1中设于除湿转轮上的加热机构的说明图；

图3是表示本发明第二实施方式的除湿转轮加热再生机构的结构的立体图；

图4是表示本发明第三实施方式的除湿转轮加热再生机构的结构的立体图。

具体实施方式

下面将结合附图以具体实施例的方式对本发明的特征和优点做进一步的详细描述。

〔第一实施方式〕

图1是表示本发明第一实施方式的除湿转轮加热再生机构的立体图。如图1所示，本实施方式的除湿转轮加热再生机构包括：除湿转轮R，除湿转轮R中设有涂敷有吸湿剂的除湿剂载体；从两侧部分覆盖所述除湿转轮R并于其上限定出屏蔽区域的屏蔽罩2；使除湿转轮R按规定角度旋转的步进式驱动机构；以及在所述屏蔽区域对吸湿剂内的水份进行加热而使水份蒸发，使得吸湿剂再生的加热机构。

下面，对上述各部分进行详细说明。

【除湿转轮R】

如图1所示，所述除湿转轮R整体呈圆柱形，包括支承架5和设于除湿转轮R中心的固定轴8。如图1所示，支承架5具有内圈、外圈以及连接内圈和外圈且将除湿转轮R分隔为四个扇形区101、102、103、104的分隔肋；固定轴8不具有导电性能，可由例如合成树脂等制成，其上设有可导电的滑片9。此外，在本实施方式中滑片9共设有两个。此外，固定轴8上还设有向滑片9供电的导线。另外，如图1所示，导线设于固定轴8的内侧，但并不限于此，也可以沿固定轴的表面设置导线。

此外，如图1所示，由分隔肋将除湿转轮R所分隔成的四个扇形区101、102、103、104的圆心角(顶角)均为90°。

【屏蔽罩2】

如图1所示，屏蔽罩2包括屏蔽罩体2a和屏蔽罩体2b，两屏蔽罩体2a、2b从除湿转轮R的轴向两侧覆盖该除湿转轮R。此外，屏蔽罩体2a、2b是由金属材料的片状部件。屏蔽罩体2a、2b的大小为可以覆盖除湿转轮R上的一个扇形区101(或扇形区102、103、104之一)。这里，为了说明方便，将除湿转轮R上由屏蔽罩2覆盖的区域称为屏蔽区域。

【步进式驱动机构】

如图1所示，步进式驱动机构包括：与支承架5固定连接的外齿圈6；与外齿圈6啮合的驱动齿轮7；以及与驱动齿轮7相连并对该驱动齿轮7加以驱动的图中未示出的步进电机。

该步进式驱动机构驱动除湿转轮R，使除湿转轮R按规定的角度旋转。换言之，在每个驱动行程中，步进式驱动机构使除湿转轮R旋转与扇形区圆心角的角度相对应的角度。例如，在本实施方式中，步进式驱动机构D在每次驱动过程中，使除湿转轮R旋转90°。

【加热机构】

图2示意地表示图1中设于除湿转轮R上的加热机构。如图2所示，沿除湿转轮R圆周方向在位于扇形区101的侧部设有多个支承柱50。如图所示，各支承柱50设于分隔肋上，并且沿除湿转轮R的径向排列。此外，在扇形区101内设有一片宽度比除湿转轮R的轴向厚度略小的加热带3。此外，本实施方式中，在加热带3上以涂敷的方式设有除湿剂(未图示)。

如图2所示，该加热带3曲折地缠绕在上述支承柱50之间。此外，加热带3的两个端部3a，3b分别与设置于除湿转轮R内圈中的电刷10a，10b相连接。

此外，加热带3是具有较大阻值且不易与水发生反应的材料制成的电加热元件，例如，其阻值可以是50欧姆以上、100欧姆以下。在对加热带3进行通电时，该加热带3可自身发热。由此，可通过该加热带3的自身发热对涂敷于其上的吸湿剂进行从内向外的加热。

当除湿转轮R在上述步进式驱动结构的驱动下围绕设置于其内圈中的固定轴8转动时，在例如将扇形区101旋转到屏蔽区域时，两电刷10a、10b(见图1)分别与设于固定轴8上的滑片9接触，即可向加热带3供电，实现对吸湿剂的加热。

此外，扇形区102、103、104的结构与扇形区101的结构相同，故不再赘述。

【工作方式】

下面，说明本实施方式的除湿转轮加热再生机构的工作方式。

首先，使从除湿机外部来的潮湿空气穿过除湿转轮R上屏蔽区域以外的区域，此时，通过涂敷在加热带3上的吸湿剂吸收待干燥空气(潮湿空气)内的水份，使潮湿空气变干，即，对潮湿空气进行吸湿处理。然后，将进行过吸湿处理的空气送出到除湿机外。

然后，通过步进式旋转驱动机构旋转除湿转轮R，使之旋转90°。此时，已吸收了水份的吸湿剂所在扇形区之一(例如扇形区101)进入屏蔽罩2内。

进入屏蔽区域内的扇形区101，其上电刷10a、10b分别与对应的滑片9接触。此时，可通过滑片9向加热带3供电，使加热带3发热。通过加热带3的发热，从内向外对加热带3上的吸湿剂进行加热，使其所吸收的水份在屏蔽区域内蒸发，即，实现从内向外地加热。在这里，所谓的从内向外是指，从吸湿剂与吸湿剂载体间接触部分指向所述吸湿剂与外部环境间接触部分的方向。这样，会在屏蔽罩2内的空间生成过饱和水蒸汽。由于屏蔽罩2的温度低于加热带3以及再生区域内的温度，而且，该屏蔽罩2可与外界的空间进行热交换，因此，屏蔽罩2内的过饱和水蒸汽会在屏蔽罩2上生成冷凝水。此后，通过与屏蔽罩2相连的排水系统(未图示)将上述冷凝水排出到本加热再生机构之外。此时，由于吸湿剂通过加热，失去其在屏蔽区域外所吸收的水份，变成可吸收水份的状态，因此，可以将之称为吸湿剂的再生。

然后旋转除湿转轮R，使下一扇形区(例如102)进入屏蔽区域，此时，以与上述加热方式相同的方式，对该扇区102进行加热，使涂敷于其上的吸湿剂再生。如此反复地进行吸湿剂的吸湿和再生处理，即可实现对外界空气的除湿。

另外，本实施方式中，使用一根加热带3，但并不限于此，也可以使用两个或两个以上并联或串联的加热带，并在各加热带上分别涂敷吸湿剂。该加热带3的设置方式也不限于曲折地缠绕在支承柱50之间，也可以采用卷绕、堆叠等设置方式，只要允许潮湿空气穿过除湿转轮R即可。

此外，电刷10a、10b和滑片9的接触方式也不限于本实施方式的形式。可以加大滑片9和电刷10a、10b的接触时间，例如，在该扇形区101未旋转到屏蔽区域时，即对该扇形区进行加热，这样，可在屏蔽区域外，对即将进入屏蔽区域内的扇形区进行预加热处理。

〔第二实施方式〕

图3是表示本发明第二实施方式的除湿转轮加热再生机构的立体图。如图所示，本实施方式是在上述第一实施方式的基础上进行了变型的实施例。就本实施方式而言，除湿转轮R(其结构上基本与上述实施方式相同，所以为了说明方便，对该除湿转轮采用与上述实施方式相同的标注)上的支承架5、以及屏蔽罩2、步进式驱动机构均与第一实施方式相同，因此，图3中，对上述这三部分使用相同的符号进行标注。此外，本实施方式中省略对相同部分的说明。在这里，由于支承架5是与第一实施方式中的支承架相同，因此，该除湿转轮R也与第一实施方式相同，被分为四个扇形区101、102、103、104，并且这四个扇形区的圆心角均为90°。

下面，对本实施方式中不同于上述第一实施方式中的部分加以说明。如图3所示，本实施方式中，由于各个扇形区中的结构相同，因此，以扇形区101为例加以说明。

该扇形区101中填充有可在高频磁场作用下发热且被用作吸湿剂载体的金属网状物S。金属网状物S上涂敷有吸湿剂。该金属网状物S是由电磁良导体制成的细丝、薄壁带、细丝网或多孔体构成。在高频电磁作用下，该金属网状物S中的涡流使其自身发热，从而从内向外加热设于其上的吸湿剂。

此外，如图3所示，在屏蔽罩2b的外侧设有电感线圈H，该电感线圈H可产生高频磁场。在该扇形区101位于屏蔽罩2内时，即该扇形区位于屏蔽区域内时，由电感线圈产生的高频磁场的作用使金属网状物S自身发热，加热设于金属网状物S上的吸湿剂，在屏蔽区域内完成吸湿剂的再生。换言之，本实施方式中，主要由金属网状物S和电感线圈H组成加热机构。换言之，本实施方式使用的是涡流(磁场感应电流)加热。

处于屏蔽区域内的金属网状物S会在电感线圈H产生的高频电场作用下自身发热，加热涂敷于其上的吸湿剂内的水份，使之成为水蒸汽，即实现从内向外地加热。然后，该水蒸汽会与上述实施方式相同地在屏蔽罩2上形成液态水。液态水经排出机构排到屏蔽罩外。这样就实现了吸湿剂的加热再生。

然后，同上述实施方式一样，对下一扇形区(例如，102)进行再生处理。如此反复，即可实现对外界环境的除湿。

此外，本实施方式与上述第一实施方式相同，也是采用步进式驱动机构，每次使除湿转轮R旋转90°。在间隔规定时间而再生处理结束后，再次旋转90°。

此外，在本实施方式中，向电感线圈H进行供电，可通过直接与电感线圈H相连的导线进行。由于相比第一实施方式而言，没有了设在固定轴8上的滑片9以及上述电刷10a、10b，因此，减少了因接触不良而导致的加热机构不发热的可能性。本实施方式所使用的加热方式是电磁感应式加热，因此，加热均匀，更加有利于水份从吸湿剂中蒸发出来。

〔第三实施方式〕

图4是表示本发明第三实施方式的除湿转轮加热再生机构的立体图。本实施方式是在第二实施方式的基础上对加热机构进行了变型的变型例。由于本实施方式只对加热部分进行了变型，其它部分均与上述第二实施方式相同，因此，本实施方式的说明中，省略对加热部分以外部分的说明。

如图4所示，本实施方式的加热部与上述第二实施方式不同之处在于，在扇形区内设有由耐热非金属材料制成且被涂敷有吸湿剂的吸湿再生网T替代上述第二实施方式中的金属网状物S，并在除湿转轮R和屏蔽罩2b之间设有的磁控管12。此外，本实施方式中没有上述第二实施方式中的电感线圈H。

由于本实施方式中的加热部分使用的是微波加热技术，因此，吸湿再生网T仅起到供涂敷吸湿剂载体的作用。

下面，说明本实施方式的工作原理。

在已吸收了水份的待加热的扇形区(例如101)被步进式旋转机构转到隔离区域内时，对磁控管12加电，产生微波，加热由涂敷于吸湿再生网T上的吸湿剂所吸收的水份，使水份从液态变为气态。当水蒸汽在屏蔽罩2上凝结成水后，将其从屏蔽罩2中排出。此时，由于吸湿剂同上述实施方式相似，失去其所吸收的水份，实现自身的再生。

此后，通过步进式驱动机构，再次旋转除湿转轮R。使下一待处理扇形区(例如102)进入屏蔽区域内，对该扇形区进行再生处理。

〔其它实施方式〕

在上述实施方式中，通过设于支承架5上的分隔肋将支承架5分为四个扇形区，但并不限于此，也可以分成两个、或三个、乃至五个以上的扇形区。例如在分为三个扇形区时，每个扇形区的圆心角为120°。此时，在对于除湿转轮R进行控制时，每次旋转除湿转轮R时可以旋转120°。

此外，上述实施方式中的各个分区的圆心角是相等的。但并不限于此，也可以不均等地分隔各个扇形区，例如，使各扇形区的圆心角为扇形区101＞扇形区102＞扇形区103＞扇形区104。此时，只要使屏蔽罩2的大小为略大于扇形区101即可。

上述实施方式中的屏蔽罩2覆盖除湿转轮R上的一个扇形区，但并不限于此，也可以覆盖两个或两个以上扇形区。只要确保除湿转轮上至少有一个扇形区(或一部分)处于屏蔽区域外，并通过该屏蔽区域以外的部分对潮湿空气(待处理空气)进行处理，其余的部分处于屏蔽区域内进行再生处理。

此外，本实施方式使用的是设置在支承架5外的外齿圈6和驱动齿轮7之间的啮合来驱动除湿转轮R的转动。但并不限于此，可以使用驱动心轴的方式来驱动除湿转轮R。可以将电刷设在除湿转轮R外的侧部，并在除湿转轮R的外圈侧部设置滑片。

另外，本实施方式的水蒸汽的冷凝是在屏蔽罩2上进行的，但并不限于此，也可以使用另外的冷凝机构。此时，可以将屏蔽罩2内的过饱和水蒸汽导入到冷凝机构内，进行冷凝，再从冷凝机构将冷凝水排出。

此外，对于第二实施方式和第三实施方式而言，除湿转轮R与第一实施方式的除湿转轮结构相同，均由支架将除湿转轮分为四个扇形区(101、102、103、104)。但并不限于此，对于上述第二、第三实施方式，可以连续地对吸湿剂进行再生处理，即使除湿转轮连续转动，同时不在除湿转轮上分区。此时，只要在驱动机构的驱动下，每次使规定大小的除湿转轮部分进入屏蔽区域内或是使除湿转轮连续进入屏闭区域，与之对应进行除湿剂加热再生即可。

此外，上述三个实施方式均使用步进式驱动机构，但并不限于此，也可以使用连续式驱动机构。此时，可以以规定的转速旋转除湿转轮R，只要满足在屏蔽区域内的除湿转轮R上的除湿剂能被加热而再生即可。

此外，本发明的吸湿剂载体布满整个扇形区内，但并不限于此，吸湿剂载体也可以是仅占扇形区的一部分区域，此时，仍然可以达到很好进行吸湿处理和再生处理的效果。

Claims (15)

1.一种去除空气中水份的方法，包括如下步骤：

(1)使潮湿空气穿过除湿转轮上被屏蔽区域以外的区域；

(2)旋转除湿转轮，使其已吸收水份的部分进入屏蔽区域；

(3)通过加热机构对除湿转轮的进入屏蔽区域的部分进行加热，在屏蔽区域内生成过饱和水蒸汽；

(4)使过饱和水蒸汽冷凝，生成冷凝水；

(5)将冷凝后的水排出。

2.根据权利要求1所述的取出空气中水份的方法，其特征在于，步骤(3)中的加热是沿着除湿转轮径向从内向外对吸湿剂进行加热。

3.根据权利要求1所述的取出空气中水份的方法，其特征在于，所述步骤(4)的冷凝在屏蔽罩(2)上进行。

4.一种除湿转轮加热再生机构，其特征在于，包括：设有吸湿剂的除湿转轮(R)；从两侧部分覆盖所述除湿转轮(R)并于其上分隔出屏蔽区域的屏蔽罩(2)；使除湿转轮旋转的转轮驱动机构；以及在所述屏蔽区域内对吸湿剂内的水份进行加热使其蒸发的加热机构。

5.根据权利要求4所述的除湿转轮加热再生机构，其特征在于，所述除湿转轮(R)上具有沿径向延伸而将除湿转轮(R)分隔为两个以上扇形区(1)的支承架(5)，所述屏蔽罩(2)的大小为可覆盖所述扇形区中最大的扇形区。。

6.根据权利要求5所述的除湿转轮加热再生机构，其特征在于，所述扇形区(1)的大小相等。

7.根据权利要求5或6的任意一项所述的除湿转轮加热再生机构，其特征在于，所述加热机构包括：设在每个扇形区内且涂敷有吸湿剂的带状加热部件，以及向带状加热部件供电的供电机构。

8.根据权利要求7所述的除湿转轮加热再生机构，其特征在于，所述带状加热部件由一根设于在扇形区内的加热带(3)构成，所述加热带(3)的两端部设在除湿转轮的轴心侧，并与电刷(10a、10b)相连。

9.根据权利要求8所述的除湿转轮加热再生机构，其特征在于，所述供电机构包括与所述电刷(10a、10b)接触的设在与固定轴(8)上的滑片(9)以及与滑片(9)相连的导线，其中，固定轴(8)可转动地支承着除湿转轮(R)。

10.根据权利要求4～6的任意一项所述的除湿转轮加热再生机构，其特征在于，所述加热机构包括：涂敷有吸湿剂的金属网状物(S)，以及设在所述除湿转轮的侧面的可生成高频磁场的电感线圈(H)。

11.根据权利要求10所述的除湿转轮加热再生机构，其特征在于，所述电感线圈(H)设于所述屏蔽罩外侧。

12.根据权利要求4～6的任意一项所述的除湿转轮加热再生机构，其特征在于，所述加热机构包括：由耐热非金属材料制成且涂敷有吸湿剂的吸湿再生网(T)、以及设在所述除湿转轮的侧面的磁控管(12)。

13.根据权利要求12所述的湿转轮加热再生机构，其特征在于，所述磁控管(12)设于所述屏蔽罩内侧。

14.根据权利要求4所述的除湿转轮加热再生机构，其特征在于，所述驱动机构是使所述除湿转轮按规定角度转动的步进式驱动机构。

15.根据权利要求14所述的除湿转轮加热再生机构，其特征在于，所述步进式驱动机构包括设于除湿转轮外圆周上的外齿圈(6)，与所述外齿圈(6)啮合的驱动齿轮(7)，以及对驱动驱动齿轮而使之转动的步进电机。

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