CN1695029A - 干燥装置 - Google Patents

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西胁文俊
药丸雄一
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Abstract

本发明提供了一种干燥装置，其具有致冷剂顺次循环经过压缩机、放热器、膨胀装置、蒸发器的热泵装置，其中在放热器中加热后的干燥用空气被导向干燥对象，从干燥对象夺取水分后的干燥用空气在蒸发器中被冷却除湿后，再次在放热器中被加热，从而可以再用作干燥用空气，所述装置具有将干燥用空气在蒸发器中被除湿所产生的冷凝水滴到或喷雾到放热器上的结构。

Description

干燥装置
技术领域
本发明涉及具有热泵装置的干燥装置，所述热泵装置通过环状地连接压缩机、放热器、节流装置、蒸发器而构成。
背景技术
对于普通家庭使用的电气式衣物干燥机，进行干燥所必需的热量是通过电加热器由电能转换而来的，而且由于家庭用插座的电流容量，所述热量有一定的限制，从而成为衣物干燥时间缩短的障碍。另外，由于在衣物干燥中使用过的热量没有被再利用就被排出到外部，所以存在能量的浪费。
作为现有的衣物干燥机，提出了一种低电力且高除湿率的衣物干燥机，其中热泵装置被用作衣物干燥的热源，而且干燥用空气的一部分被排出到本体之外(例如，参照特开平7-178289号公报(第4-5页、图1))。图13为特开平7-178289号公报记载的现有干燥装置。
在如图所示的干燥装置中，旋转滚筒122可转动地设置在干燥装置的本体121内，并且为用于干燥内部的衣物136的干燥室，其由马达127通过滚筒皮带135驱动。送风机123用于沿箭M所示的流动方向、将干燥用空气从旋转滚筒122通过过滤器124及旋转滚筒侧吸气口125送到循环管道126，其由马达127通过风扇皮带128驱动。
另外，设置在循环管道126内的蒸发器129通过使致冷剂蒸发对干燥用空气进行冷却除湿，冷凝器130通过使致冷剂冷凝来加热在循环管道126内流动的干燥用空气。所述被加热的干燥用空气被导入循环管道126后再次返回干燥室。另外，干燥用空气的一部分被从排气口134排到本体121之外。压缩机131使致冷剂中产生压力差，由毛细管等构成的膨胀机构132维持致冷剂的压力差。而且，用配管133连接所述蒸发器129、冷凝器130、压缩机131及膨胀机构132，并使致冷剂在所述配管133内流动，从而构成热泵装置。
另一方面，作为上述热泵装置的致冷剂，尽管现在可以使用HCFC致冷剂(在分子中含有氯、氢、氟、碳的各原子的致冷剂)或HFC致冷剂(在分子中含有氢、氟、碳的各原子的致冷剂)，但是由于它们直接影响臭氧层破坏或地球暖化，所以作为这些致冷剂的替代致冷剂，提出了向自然界存在的碳化氢或二氧化碳(下面记为“CO2”)等天然致冷剂转换的方案。
但是，在上述现有的干燥装置中，虽然用热泵加热代替电加热器加热，可以减少必需的电能，但是至少必须设置构成致冷循环的压缩机、冷凝器、膨胀机构、蒸发器，与使用电加热器的干燥装置相比，构成元件多、装置大型化，所以存在必须小型化的课题。
特别是，当考虑热泵装置的致冷循环时，从冷凝器向干燥用空气放出的热量为下述热量，即由蒸发器从干燥用空气吸收的热量和相当于压缩机的消耗电能的热量之和，所以一般地，冷凝器的尺寸必须比蒸发器的大得多，这成为使用热泵的干燥装置的尺寸增大的主要原因。
另一方面，存在必须实现节约能量的课题，以便，使用不直接影响臭氧层破坏或地球暖化的CO2等天然致冷剂，以进一步降低对地球暖化的间接影响。
发明内容
本发明就是鉴于上述现有技术的问题而提出的，本发明的目的在于提供一种热泵方式的干燥装置，其在使用CO2等在致冷循环的放热侧成为超临界状态的致冷剂的情况下，可以抑制装置的大型化并实现高效率化。
根据本发明第1实施例的干燥装置具有致冷剂顺次循环经过压缩机、放热器、节流装置、蒸发器的热泵装置，其中在放热器中加热后的空气被导入干燥室，从干燥室出来的空气在蒸发器中被除湿，在蒸发器中除湿后的空气再次在放热器中被加热，其特征在于：具有将水滴到或喷雾到放热器上的洒水机构。
对于根据第1实施例的干燥装置，本发明的第2实施例的特征在于：洒水机构将空气在蒸发器中被除湿而产生的冷凝水滴下或喷雾。
对于根据第1实施例的干燥装置，本发明的第3实施例的特征在于：具有回收包含在蒸发器和放热器之间的空气中的水分的回收机构。
对于根据第1实施例的干燥装置，本发明的第4实施例的特征在于：蒸发器及放热器由传热管和翅片构成，而且具有通过泵将干燥用空气在蒸发器中除湿而产生的冷凝水汲起并喷雾到放热器上的机构。
根据本发明第5实施例的干燥装置具有致冷剂顺次循环经过压缩机、放热器、节流装置、蒸发器的热泵装置，其中在放热器中加热后的空气被导入干燥室，从干燥室出来的空气在蒸发器中被除湿，在蒸发器中除湿后的空气再次在放热器中被加热，其特征在于：蒸发器被设置在放热器的上方，而且所述装置具有将利用所述蒸发器除湿而产生的冷凝水滴到或喷雾到放热器上的洒水机构。
对于根据第5实施例的干燥装置，本发明的第6实施例的特征在于：使冷凝水通过重力或风力滴到放热器上。
对于根据第6实施例的干燥装置，本发明的第7实施例的特征在于：在构成蒸发器的翅片的重力方向下端面上设有凹凸。
对于根据第5实施例的干燥装置，本发明的第8实施例的特征在于：构成蒸发器的翅片为弯曲翅片基材而成的波纹状翅片。
对于根据第5实施例的干燥装置，本发明的第9实施例的特征在于：蒸发器及放热器由传热管和翅片构成，而且具有通过泵将干燥用空气在蒸发器中除湿而产生的冷凝水汲起并喷雾到放热器上的机构。
对于根据第5实施例的干燥装置，本发明的第10实施例的特征在于：具有回收包含在蒸发器和放热器之间的空气中的水分的回收机构。
根据本发明第11实施例的干燥装置具有致冷剂顺次循环经过压缩机、放热器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器的热泵装置，其中在放热器中加热后的空气被导入干燥室，从干燥室出来的空气在第一蒸发器及第二蒸发器中被除湿，在第一蒸发器及第二蒸发器中除湿后的空气再次在放热器中被加热，其特征在于：具有排水机构和洒水机构，排水机构将利用第一蒸发器除湿而产生的冷凝水排出，洒水机构将利用第二蒸发器除湿所产生的冷凝水滴到或喷雾到放热器上。
对于根据第11实施例的干燥装置，本发明的第12实施例的特征在于：具有回收包含在第二蒸发器和放热器之间的空气中的水分的回收机构。
对于根据第11实施例的干燥装置，本发明的第13实施例的特征在于：热泵装置具有致冷剂绕过第二蒸发器的旁通回路。
对于根据第1至第13实施例的干燥装置，本发明的第14实施例的特征在于：热泵装置使流到放热器的致冷剂的温度达到水的沸点以上的温度。
对于根据第1至第13实施例的干燥装置，本发明的第15实施例的特征在于：热泵装置以高压侧压力成为超临界压力的方式运转。
对于根据第1至第13实施例的干燥装置，本发明的第16实施例的特征在于：使用二氧化碳作为致冷剂。
附图说明
图1为表示本发明实施例1的干燥装置的构成图。
图2为表示本发明实施例2的干燥装置的构成图。
图3为构成本发明实施例2的干燥装置中的蒸发器的翅片的主要部分放大图。
图4(a)为构成表示本发明实施例2的干燥装置的蒸发器的其它翅片的主要部分剖视图；图4(b)为构成表示本发明实施例2的干燥装置的蒸发器的其它翅片的主要部分放大图。
图5为表示本发明实施例2的干燥装置的构成图。
图6为表示本发明实施例4的干燥装置的构成图。
图7为表示本发明实施例5的干燥装置的构成图。
图8为表示本发明实施例6的干燥装置的构成图。
图9为表示本发明实施例7的干燥装置的构成图。
图10为表示本发明实施例8的干燥装置的构成图。
图11为表示在本发明实施例9的干燥装置的放热器中致冷剂和空气的温度变化的视图。
图12为表示使用聚四氟乙烯致冷剂时的在干燥装置的放热器中致冷剂和空气的温度变化的视图。
图13为表示现有技术的干燥装置的构成图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施例。
(实施例1)
图1为作为本发明实施例1的干燥装置的结构图。在图1中，31为压缩机，32为放热器，33为膨胀阀(膨胀机构)，34为蒸发器，通过顺次地用配管连接它们并封入致冷剂而构成热泵装置，作为致冷剂，封入在放热侧(压缩机31排出部～放热器32～减压器33入口部)成为超临界状态的致冷剂，例如CO2致冷剂。另外，36为干燥对象(例如衣物、浴室空间等)，37为送风风扇，38为干燥用空气的粗取热热交换器，39为粗取热热交换器用的送风风扇，40为冷凝水接收器。而且，蒸发器34被设置在放热器32的上风侧，且被放在沿重力方向的上部。图1中的实线箭头表示致冷剂的流动，空白箭头表示干燥用空气的流动，斜线箭头表示外部空气的流动。
下面，说明干燥装置的操作。致冷剂由压缩机31压缩并成为高温高压状态，并在放热器32中和流出蒸发器34的干燥用空气进行热交换；所述致冷剂通过加热干燥用空气而被冷却，并由膨胀机构3减压，成为低温低压状态，在蒸发器34中与经过干燥对象36的干燥用空气进行热交换，使干燥用空气冷却并使包含在干燥用空气中的水分冷凝、对其除湿，由此致冷剂被加热，并再次被吸入压缩机31。因此，干燥用空气在蒸发器34中被冷却除湿后，在放热器32中被加热而成为高温低湿状态，在通过送风风扇37强制地与干燥对象36接触时，从干燥对象36夺取水分而成为湿度大的状态，在粗取热热交换器38中和外部空气进行热交换而使温度降低之后，进一步在蒸发器34中被再次冷却除湿。
通过重复以上的操作，可以进行从干燥对象36夺取水分的干燥操作。
在本实施例中，致冷剂在蒸发器34中和经过干燥对象36的湿度大的干燥用空气进行热交换，冷却干燥用空气，使包含在干燥用空气中的水分冷凝在蒸发器34的翅片表面上，结果产生冷凝水，并利用重力或送风所产生的剪切力将所述冷凝水滴到放热器32上，通过如此构造，在放热器32中进行致冷剂和干燥用空气的显热交换及和冷凝水的潜热交换，从而促进传热。结果，放热器32中的热交换量增大，促进了与在放热器32内流动的致冷剂的热传递，所以可以使放热器32的尺寸和蒸发器34一样小型化。因此，能实现热泵装置的小型化。
而且，由于促进了放热器32中的热传递，所以放热器32出口处的致冷剂温度降低，蒸发器34中的冷却能力增大，从而能进一步节省能量。
在作为致冷剂，使用对地球环境的不良影响少的天然致冷剂、如在热泵装置的放热侧成为超临界状态的CO2致冷剂的情况下，形成跨临界致冷循环，所以借助于放热器32出口处的致冷剂温度降低，能大大提高致冷循环COP，从而可以进一步实现能量节约化。
另外，由于形成使用CO2致冷剂的跨临界致冷循环，所以和使用现有的HFC致冷剂的亚临界致冷循环的情况相比，能提高放热器32中高温CO2致冷剂和干燥用空气进行热交换的热交换效率，从而可以使干燥用空气升温到高温。因此，从干燥对象36夺取水分的能力增大，可以在短时间内进行干燥。
在本实施例中，尽管将膨胀阀用作膨胀机构，但是不用说，使用毛细管也可以得到同样的效果。
在本实施例中，尽管使用在放热侧成为超临界状态的CO2致冷剂，但是在使用现有的HFC致冷剂的情况中，通过使蒸发器中产生的冷凝水滴到放热器上，同样地，可以增大放热器中的热交换量，使放热器的尺寸小型化，从而能实现热泵装置的小型化。
(实施例2)
下面，参照附图说明本发明的实施例2。
图2为作为本发明实施例2的干燥装置的构成图，图3为构成本发明实施例2、即热泵式干燥机的蒸发器的翅片的主要部分放大图。在图2中，和图1通用的构成元件使用相同的符号，并省略说明。31为压缩机，42为放热器，33为膨胀阀(膨胀机构)，44为蒸发器，通过顺次地用配管连接它们并封入致冷剂而构成热泵装置，作为致冷剂，封入在放热侧能成为超临界状态的CO2致冷剂。和实施例1的不同之处在于，使蒸发器44和放热器42倾斜地设置，并在构成蒸发器44的翅片45的重力方向下端面上形成凹凸46。同样之处在于，蒸发器44被设置在放热器42的上风侧，且被放在沿重力方向的上部。而且，图2中的实线箭头表示致冷剂的流动，空白箭头表示干燥用空气的流动，斜线箭头表示外部空气的流动。
下面，说明干燥装置的操作。致冷剂由压缩机31压缩并成为高温高压状态，并在放热器42中和流出蒸发器44的干燥用空气进行热交换；致冷剂通过加热干燥用空气而被冷却，并由膨胀机构33减压，成为低温低压状态，在蒸发器44中与经过干燥对象36的干燥用空气进行热交换，使干燥用空气冷却并使包含在干燥用空气中的水分冷凝、对其除湿，由此致冷剂被加热，并再次被吸入压缩机31。因此，干燥用空气在蒸发器44中被冷却除湿后，在放热器42中被加热而成为高温低湿状态，在通过送风风扇37强制地与干燥对象36接触时，从干燥对象36夺取水分而成为湿度大的状态，在粗取热热交换器38中和外部空气进行热交换而使温度降低之后，进一步在蒸发器34中被再次冷却除湿。
通过重复以上的操作，可以进行从干燥对象36夺取水分的干燥操作。
在本实施例中，由于使蒸发器44和放热器42倾斜地设置，所以减少了热交换器的设置空间，从而可以使热泵式干燥机小型化。而且，由于在翅片45的重力方向下端面上形成凹凸46(凸部46a)，所以在干燥器34的翅片45表面，对干燥用空气除湿而冷凝生成的冷凝水集中到凸部46a，形成液滴47。所述液滴47成长，并利用重力及送风所产生的剪切力，滴到放热器42上。这样，由于冷凝水汇集到凸部46a，形成液滴，所以消除了液滴47的形成场所的不稳定性。如果使形成所述液滴47的凸部46a均匀地遍布蒸发器44的整个表面地形成，则液滴47均匀地滴到放热器42上，从而在放热器42的整个表面均匀地形成冷凝水的液膜。而且，在放热器42中进行致冷剂和干燥用空气的显热交换及和冷凝水的潜热交换，促进了传热。结果，放热器42中的热交换量增大，促进了与在放热器42内流动的致冷剂的热传递，所以可以使放热器42的尺寸进一步小型化。因此，能实现热泵装置的小型化。
而且，由于促进了放热器42中的热传递，所以放热器42出口处的致冷剂温度降低，蒸发器44中的冷却能力增大，从而能节省能量。另外，由于形成放热侧成为超临界状态的跨临界致冷循环，所以放热器42出口处的致冷剂温度降低，因此产生能大大提高致冷循环COP的效果，从而可以进一步实现能量节约化。
接着，在4(a)及图4(b)中示出构成其它实施例中的热泵式干燥机的蒸发器的翅片的剖视图和放大图。如图4所示，在构成蒸发器的翅片55中使用设有弯曲部56的波纹状翅片。弯曲部56的棱线方向基本为重力方向。这样，由于沿翅片55的重力方向形成弯曲部56，所以在蒸发器的翅片55表面由于干燥用空气被除湿而冷凝生成的冷凝水汇集到弯曲部56的谷部57，形成液滴。所述液滴成长，并利用重力及送风所产生的剪切力，滴到放热器42上。这样，由于冷凝水汇集到谷部57并形成液滴，所以消除了液滴47的形成场所的不稳定性。如果使形成所述液滴47的谷部57均匀地遍布蒸发器的整个表面形成，则液滴47均匀地滴到放热器42上，从而在放热器42的整个表面均匀地形成冷凝水的液膜。而且，在放热器42中进行致冷剂和干燥用空气的显热交换及和冷凝水的潜热交换，促进了传热。结果，放热器42中的热交换量增大，促进了和在放热器42内流动的致冷剂的热传递，所以可以使放热器42的尺寸进一步小型化。因此，能实现热泵装置的小型化。
根据本实施例，比起在翅片的重力方向下端面形成凹凸的情况，可以显著地增大翅片的传热面积，所以能显著地提高蒸发器的传热性能。结果，在干燥用空气的除湿能力提高的同时，能大大提高致冷循环COP，所以能进一步节约能量。
(实施例3)
下面，参照附图说明本发明的实施例3。
图5为作为本发明实施例3的热泵式干燥机的构成图。在图5中，和图1通用的构成元件使用相同的符号，并省略说明。31为压缩机，62为放热器，33为膨胀阀(膨胀机构)，64为蒸发器，通过顺次地用配管连接它们并封入致冷剂而构成热泵装置，作为致冷剂，封入在放热侧能成为超临界状态的CO2致冷剂。和实施例1的不同之处在于，干燥用空气在蒸发器64中被除湿而冷凝生成的冷凝水由冷凝水接收器65接收，贮存在冷凝水接收器65中的冷凝水由泵66汲起，并设置喷雾机构67，以将冷凝水喷雾到放热器62上。
图5中的实线箭头表示致冷剂的流动，空白箭头表示干燥用空气的流动，斜线箭头表示外部空气的流动。干燥用空气从干燥对象36的下方顺次流经蒸发器64、放热器62。即，蒸发器64被设置在放热器62的上风侧，且被放在放热器62的下方。
下面，说明干燥装置的操作。致冷剂由压缩机31压缩后成为高温高压状态，并在放热器62中和流出蒸发器64的干燥用空气进行热交换；所述致冷剂通过加热干燥用空气而被冷却，并由膨胀机构33减压，成为低温低压状态，在蒸发器64中与经过干燥对象36的干燥用空气进行热交换，使干燥用空气冷却并使包含在干燥用空气中的水分冷凝、对其除湿，由此致冷剂被加热，并再次被吸入压缩机31。因此，干燥用空气在蒸发器64中被冷却除湿后，在放热器62中被加热而成为高温低湿状态，在通过送风风扇37强制地使所述干燥用空气接触干燥对象36时，它从干燥对象36夺取水分而成为湿度大的状态，在粗取热热交换器38中和外部空气进行热交换而使温度降低之后，进一步在蒸发器64中被再次冷却除湿。
通过重复以上的操作，可以进行从干燥对象36夺取水分的干燥操作。
在本实施例中，由于干燥用空气在蒸发器64中被除湿而冷凝生成的冷凝水由冷凝水接收器65接收，贮存在冷凝水接收器65中的冷凝水由泵66汲起，并使用喷雾机构67喷雾到放热器62上，所以可以稳定地将一定量的冷凝水均匀地喷雾到放热器62的整个表面上。因此，在放热器62的整个表面均匀地形成冷凝水的液膜。而且，在放热器62中进行与干燥用空气的显热交换及和冷凝水的潜热交换，促进了传热。结果，放热器62中的热交换量增大，促进了与在放热器62内流动的致冷剂的热传递，所以可以使放热器62的尺寸进一步小型化。因此，能实现热泵装置的小型化。
而且，由于促进了放热器62中的热传递，所以放热器62出口处的致冷剂温度降低，蒸发器64中的冷却能力增大，从而能节省能量。另外，由于形成在放热侧成为超临界状态的跨临界致冷循环，所以放热器62出口处的致冷剂温度降低，因此能大大提高致冷循环COP，从而可以进一步实现能量节约化。
另外，在本实施例中，尽管干燥用空气在蒸发器64中被除湿而冷凝生成的冷凝水被泵66供给放热器62，但是不用说，不使用冷凝水，使用来自外部的供给水也可以得到同样的效果。
而且，由于强制地使干燥用空气相对于干燥对象36从上方流到下方而使两者接触，从干燥对象36夺取水分使其干燥，并从干燥对象36的下方流到热泵式干燥机中，所以所述热泵式干燥机易于用在带纵型干燥机的洗衣机中。
另外，在本实施例中，尽管说明了强制地使干燥用空气相对于干燥对象36从上方流到下方的结构，但是本实施例不限于这种结构，不言而喻，即使和实施例1及实施例2同样地使干燥用空气相对于干燥对象36强制地从下方流到上方，在蒸发器64中冷凝生成的冷凝水由泵66供给放热器62的情况下，也具有相同的效果。
(实施例4)
图6是表示本发明实施例4的干燥装置的结构图。在如图所示的实施例4的干燥装置中，顺次用配管连接压缩机1、放热器2、节流装置3和蒸发器4，并使致冷剂沿实线箭头所示的方向流动，从而构成热泵装置。并且，所述干燥装置还具有干燥室5、循环管道6、送风风扇、洒水机构8、冷凝水接收器9和回收机构10。
如空白箭头M所示那样循环的干燥用空气由送风风扇7输送，从干燥室5的下方进入循环管道6内，顺次穿过蒸发器4、放热器2，流到干燥室5的上方。即，蒸发器4被设置在放热器2的上风侧，并被置于放热器2的下方。
由配管等从外部供给水用的洒水机构8被设置在放热器2的下风侧，并沿重力方向置于放热器2的上方。另外，冷凝水接收器9被设置在蒸发器4的上风侧，并沿重力方向置于蒸发器4的下方。回收机构10设置在放热器2和蒸发器4之间。
下面，说明上述结构的干燥装置的操作。
当热泵装置开始运转时，致冷剂由压缩机1压缩后成为高温高压状态，并在放热器2中和流出蒸发器4的干燥用空气进行热交换，通过加热干燥用空气而被冷却。而且，所述致冷剂由节流装置3减压后成为低温低压状态，在蒸发器4中与经过干燥对象16的干燥用空气进行热交换，使干燥用空气冷却，并使包含在干燥用空气中的水分冷凝、对其除湿，由此致冷剂被加热，并再次被吸入压缩机1。
另一方面，干燥用空气在蒸发器4中被冷却除湿后，在放热器2中被加热而成为高温低湿状态，由送风风扇7送到干燥室5，被强制与干燥对象16接触。在此期间，所述干燥用空气从干燥对象16夺取水分而成为湿度大的状态，并在蒸发器4中被再次冷却除湿。通过重复以上的操作，可以进行从进入干燥室5内部的干燥对象16夺取水分的干燥操作。
洒水机构8从上方将水滴到或喷雾到放热器2上。冷凝水接收器9接收从蒸发器4落下的冷凝水，并将贮存的冷凝水排到外部。另外，回收机构10使放热器2和蒸发器4之间的干燥用空气接触低温的外部空气，以回收包含在该干燥用空气中的水分。
在本实施例中，由于使用洒水机构8将水滴到或喷雾到放热器22上，所以可以稳定地将一定量的水均匀地洒到放热器2的整个表面上。因此，在放热器2的整个表面上均匀地形成水的液膜。即，在放热器2中进行与干燥用空气的显热交换及与水的潜热交换，促进了传热。结果，放热器2中的热交换量增大，促进了与在放热器2内流动的致冷剂的热传递，所以可以使放热器2的尺寸进一步小型化。因此，能实现热泵装置的小型化。
而且，干燥用空气在蒸发器4中被冷却、除湿而冷凝产生的水分滴到冷凝水接收器9上，并被排到外部；而利用设置在与低温外部空气接触的位置处的回收机构10使蒸发器4的下风侧的空气中的水分冷凝、并将其排到外部，由此可以进一步促进干燥对象16中的水分的除去。而且，即使回收机构10采用不仅使干燥用空气与外部空气接触、还通过风扇等强制地进行冷却的结构也是可以的，而且更能促进干燥对象16的干燥。
而且，由于促进了放热器2中的热传递，所以放热器2出口处的致冷剂温度降低，蒸发器4中的冷却能力增大，从而能节省能量。另外，由于形成致冷剂的在放热侧成为超临界状态的跨临界致冷循环，所以放热器2出口处的致冷剂温度降低，因此能大大提高致冷循环COP，从而可以进一步实现能量节约化。
而且，由于强制地使干燥用空气相对于干燥对象16从上方流到下方并使两者接触，从干燥对象16夺取水分使其干燥，并从干燥对象16的下方流到热泵式干燥机中，所以所述热泵式干燥机易于用在带有纵型干燥机的洗衣机中。
(实施例5)
下面，参照附图说明本发明的实施例5。图7为表示本发明实施例5的干燥装置的构成图。在图7的实施例5中，和图6的实施例4通用的构成元件使用相同的符号，并省略说明。
与实施例4的结构相比，实施例5的干燥装置的不同点在于，洒水机构8a通过泵14将贮存在冷凝水接收器9中的冷凝水汲起并由配管等给水，然后将其滴到或喷雾到放热器2上。
在本实施例的干燥装置中，由于在蒸发器4中冷凝生成的低温冷凝水被滴到或喷雾到放热器2上，所以能进一步以大的温差(与放热器2的致冷剂温度相比)进行潜热交换，能够降低热泵装置的高压侧的压力，因此可以降低压缩机的所需动力，即实现热泵装置的能量节约化。
(实施例6)
下面，参照附图说明本发明的实施例6。图8为表示本发明实施例6的干燥装置的构成图。在图8的实施例6中，和图6的实施例4通用的构成元件使用相同的符号，并省略说明。
与实施例4的结构相比，实施例6的干燥装置的不同之处在于使干燥用空气循环的结构和洒水机构。
即，干燥用空气从干燥室5的上方进入循环管道6内，顺次通过蒸发器4、放热器2，并由送风风扇7输送，向干燥室5的下方循环流动。
而且，蒸发器4被设置在放热器2的上风侧，并被沿重力方向置于放热器2的上方，并使由蒸发器4除湿所产生的冷凝水通过重力或风力滴到放热器2上，借此形成洒水机构。另外，冷凝水接收器9被设置在放热器2的下风侧，并被沿重力方向置于放热器2的下方，从蒸发器4落下且通过放热器2的冷凝水由冷凝水接收器9贮存。
下面，说明上述结构的干燥装置的动作。
当热泵装置开始运转时，致冷剂由压缩机1压缩并成为高温高压状态，在放热器2中和流出蒸发器4的干燥用空气进行热交换，通过加热干燥用空气而被冷却。而且，所述致冷剂由节流装置3减压后成为低温低压状态，在蒸发器4中与经过干燥对象16的干燥用空气进行热交换，使干燥用空气冷却并使包含在干燥用空气中的水分冷凝、对其除湿，由此致冷剂被加热，并再次被吸入压缩机1。
另一方面，干燥用空气在蒸发器4中被冷却除湿后，在放热器2中被加热而成为高温低湿状态，由送风风扇7送到干燥室5，被强制与干燥对象16接触。在此期间，所述干燥用空气从干燥对象16夺取水分而成为湿度大的状态，并在蒸发器4中被再次冷却除湿。通过重复以上的操作，可以进行从进入干燥室5内部的干燥对象16夺取水分的干燥操作。
而且，洒水机构利用重力等将蒸发器4中生成的冷凝水从上方滴到放热器2上。贮存在冷凝水接收器9中的冷凝水被排到外部。另外，和实施例4相同，回收机构10使在放热器2和蒸发器4之间流动的干燥用空气接触低温的外部空气，以回收包含在该干燥用空气中的水分。
在本实施例的干燥装置中，致冷剂在蒸发器4中和经过干燥对象16的湿度大的干燥用空气进行热交换，冷却干燥用空气，使包含在干燥用空气中的水分冷凝在蒸发器4的翅片表面，结果产生冷凝水，并利用由重力或送风所产生的剪切力将所述冷凝水滴到放热器2上，借此，在放热器2中进行与干燥用空气的显热交换及与冷凝水的潜热交换，从而促进传热。结果，放热器2中的热交换量增大，促进了与在放热器2内流动的致冷剂的热传递，所以可以将放热器2的尺寸和蒸发器4的尺寸设置成相同的程度，从而可以使干燥装置小型化。
与实施例4或5的结构相比，不需要水的供给或泵动力，仅通过重力或送风所产生的剪切力使水与放热器2接触，所以可以进一步实现干燥装置的小型化和能量节约化。
在实施例4～6中，虽然说明的是膨胀阀被用作节流装置3的结构，但是不用说，使用毛细管也能得到同样的效果。
在实施例6中，虽然说明的是利用蒸发器4中产生的冷凝水的洒水机构，但是不言而喻，本发明不限于这种结构，也可以和实施例4及实施例5一样，从外部供给的水或利用泵动力的洒水机构具有相同的效果。
(实施例7)
下面，参照附图说明本发明的实施例7。图9为表示本发明实施例7的干燥装置的构成图。在图9的实施例7中，和图8的实施例6共通的构成元件使用相同的符号，并省略说明。
与实施例6的结构相比，实施例7的干燥装置的不同之处在于，具有第一蒸发器4a及第二蒸发器4b；第一循环管道6a及第二循环管道6b；和第一冷凝水接收器9a及第二冷凝水接收器9b。
即，干燥用空气从干燥室5的上方进入第一循环管道6a内，穿过第一蒸发器4a。之后，进入第二循环管道6b内，顺次穿过第二蒸发器4b、放热器2，并由送风风扇7输送，循环流动向干燥室5的下方。
第一蒸发器4a被设置在第二蒸发器4b的上风侧。
第一冷凝水接收器9a被设置在第一蒸发器4a的下风侧，并被沿重力方向置于第一蒸发器4a的下方，由第一蒸发器4a除湿所产生的冷凝水被第一冷凝水接收器9a接收，贮存的冷凝水由排水机构排到外部。
第二蒸发器4b被设置在放热器2的上风侧，并被沿重力方向置于放热器2的上方，而且按照使由第二蒸发器4b除湿所产生的冷凝水通过重力或风力滴到放热器2上的方式构成洒水机构。
冷凝水接收器9b被设置在放热器2的下风侧，并被沿重力方向置于放热器2的下方，从第二蒸发器4b落下且通过放热器2的冷凝水由第二冷凝水接收器9b贮存。
下面，说明上述结构的干燥装置的动作。
当热泵装置开始运转时，致冷剂由压缩机1压缩后成为高温高压状态，并在放热器2中和流出第二蒸发器4b的干燥用空气进行热交换，所述致冷剂通过加热干燥用空气而被冷却。而且，所述致冷剂由节流装置3减压后成为低温低压状态，在第一蒸发器4a和第二蒸发器4b中与经过干燥对象16的干燥用空气进行热交换，使干燥用空气冷却并使包含在干燥用空气中的水分冷凝、对其除湿，由此致冷剂被加热，并再次被吸入压缩机1。
另一方面，干燥用空气在第一蒸发器4a和第二蒸发器4b中被冷却除湿后，在放热器2中被加热而成为高温低湿状态，由送风风扇7送到干燥室5，被强制与干燥对象16接触。在此期间，所述干燥用空气从干燥对象16夺取水分而成为湿度大的状态，并在第一蒸发器4a和第二蒸发器4b中被再次冷却除湿。通过重复以上的操作，可以进行从进入干燥室5内部的干燥对象16夺取水分的干燥操作。
而且，洒水机构利用重力等将第二蒸发器4b中生成的冷凝水从上方滴到放热器2上。贮存在第二冷凝水接收器9b中的冷凝水被排到外部。另外，和实施例5相同，回收机构10使第二蒸发器4b和放热器2之间流动的干燥用空气接触低温的外部空气，以回收包含在该干燥用空气中的水分。
在本实施例的干燥装置中，在第一蒸发器4a的下方设置第一冷凝水接收器9a，在第二蒸发器4b的下方设置放热器2。根据这种结构，经过干燥对象16的湿度大的干燥用空气和第一蒸发器4a热交换，通过第一蒸发器4a冷凝生成的水分滴到第一冷凝水接收器9a上并被排到外部。而且，和第一蒸发器4a热交换后的干燥用空气和第二蒸发器4b热交换，通过第二蒸发器4b冷凝生成的水分滴到放热器2上，由此在放热器2中进行与干燥用空气的显热交换及与冷凝水的潜热交换，从而促进传热。结果，放热器2中的热交换量增大，促进了与在放热器2内流动的致冷剂的热传递，所以可以使放热器2的尺寸和蒸发器4的尺寸为相同的程度，从而可以使干燥装置小型化。
此外，由于将蒸发器分成第一蒸发器4a和第二蒸发器4b，所以在第一蒸发器4a中冷凝生成的水分能可靠地从第一冷凝水接收器9a排到外部。因此，和实施例6相比，由于回收机构10能更可靠地回收未完全冷凝的水分，所以使干燥对象16的水分除去所需的时间缩短，从而能进一步实现能量节约化。
(实施例8)
下面，参照附图说明本发明的实施例8。图10为表示本发明实施例8的干燥装置的构成图。在图10的第8实施例中，和图9的实施例7通用的构成元件使用相同的符号，并省略说明。
与实施例7的结构相比，实施例8的干燥装置的不同之处在于，具有旁通回路。
即，旁通回路由三通阀12和旁通配管13构成，三通阀12位于第一蒸发器4a和第二蒸发器4b之间，旁通配管13连接三通阀12和压缩机1的入口。
下面，说明上述结构的干燥装置的动作。
当热泵装置开始运转时，致冷剂由压缩机1压缩后成为高温高压状态，并在放热器2中和流出第二蒸发器4b的干燥用空气进行热交换，通过加热干燥用空气而被冷却。而且，由节流装置3减压，成为低温低压状态。另外，致冷剂在第一蒸发器4a中和经过干燥对象16的干燥用空气进行热交换而被加热之后，在三通阀12中向A方向流动，流入第二蒸发器4b，再次和干燥用空气进行热交换，使包含在干燥用空气中的水分冷凝、对其除湿，由此致冷剂被加热，并被吸入压缩机1。
另一方面，干燥用空气在第一蒸发器4a和第二蒸发器4b中被冷却除湿后，在放热器2中被加热而成为高温低湿状态，由送风风扇7送到干燥室5，被强迫与干燥对象16接触。在此期间，从干燥对象16夺取水分而成为湿度大的状态，并在第一蒸发器4a和第二蒸发器4b中被再次冷却除湿。
而且，从热泵运转开始经过T分钟(例如60分钟)后，进行控制以将三通阀12切换到B方向，由此致冷剂在第一蒸发器4a中进行热交换之后，向旁通配管13的方向流动，被吸入压缩机1。因此，由于在第二蒸发器4b中没有致冷剂的流动，所以冷凝水不会被滴到放热器2上，从而可以抑制在放热器2中再蒸发的水分。通过重复以上的操作，可以进行从进入干燥室5内部的干燥对象16夺取水分的干燥操作。
在本实施例的干燥装置中，通过设置由三通阀12和旁通管13构成的旁通回路、切换流动方向，可以在从热泵运转开始经过一定时间后，抑制在放热器2中再蒸发的水分，所以能可靠地进行干燥对象16的水分去除。
另外，在上述第1至第5实施例的干燥装置中，也可以如此构成，即，使流到热泵装置的放热器2的致冷剂的温度达到水的沸点以上的温度(省略图示及说明)。根据本结构，可以将滴到放热器2上的冷凝水的温度加热到水的沸点以上的温度。这样，可以抑制或减少在放热器2的翅片上产生的真菌等的生长。
(实施例9)
使用图11及12说明本发明的实施例9。图11表示在实施例4～9的热泵装置中使用高压侧的压力成为超临界状态的致冷剂(如CO2)的情况下，本发明实施例9的干燥装置的放热器中致冷剂和空气的温度变化。图12表示使用聚四氟乙烯致冷剂时的放热器中致冷剂和空气的温度变化。
即，如图12所示，在使用聚四氟乙烯致冷剂的情况中，致冷剂在放热器2中从过热状态变化成气液两相状态、过冷却状态并和空气进行热交换，放热器中的空气出口温度上升到C。
另一方面，对于高压侧的压力成为超临界状态、放热器2的热交换在超临界状态下进行的CO2这样的致冷剂的情况，如图11所示，在放热器2中不产生相变地进行热交换。因此，能使空气出口温度和致冷剂入口温度的温度差Δt比使用聚四氟乙烯致冷剂时的温度差ΔT小，放热器2的空气出口温度达到D。即，如果致冷剂入口温度TO为相同温度，则使用CO2致冷剂时的空气出口温度D可以比使用聚四氟乙烯致冷剂时的空气出口温度C高。因此，从干燥对象16夺取水分的能力增大，可以在短时间内进行干燥。
在本实施例9的干燥装置中，通过使热泵装置的高压侧压力以超临界压力工作，可以进一步提高干燥用空气的温度。因此，可以缩短干燥时间，从而能进行高效率的干燥装置的运转。
另外，在上述实施例中说明的干燥装置不仅可以用作衣物干燥机或浴室干燥机，而且可以用作食品容器干燥机或生活垃圾处理干燥机。
工业应用性
从以上的说明可以明白，根据本发明的干燥装置，由于使用洒水机构将水滴到或喷雾到放热器上，所以在放热器中进行与干燥用空气的显热交换及与冷凝水的潜热交换，结果，放热器中的热交换量增大，促进了与在放热器内流动的致冷剂的热传递，所以可以使放热器小型化，从而可以实现热泵方式的干燥装置的小型化。另外，由于促进了放热器中的热传递，所以在使用CO2等在致冷循环的放热侧形成超临界状态的致冷剂时，由于放热器出口处的致冷剂温度下降、及蒸发器的冷却能力增大，所以可以实现高效率的热泵方式干燥装置。
根据本发明的干燥装置，通过将蒸发器中冷凝生成的低温冷凝水滴到或喷雾到放热器上，能以大的温差(和放热器的致冷剂温度相比)进行潜热交换，使热泵装置的高压侧压力降低，所以可以降低压缩机的所需动力，即实现热泵装置的能量节约化。
根据本发明的干燥装置，通过利用重力或送风产生的剪切力将蒸发器中冷凝生成的冷凝水滴到放热器上，可以不需要水的供给或泵动力，仅通过重力或送风所产生的剪切力使水接触放热器，所以可以进一步实现能量节约化。
根据本发明的干燥装置，通过将蒸发器分成第一蒸发器和第二蒸发器，在第一蒸发器中冷凝生成的水分能可靠地由冷凝水接收器排到外部，所以能由回收机构更可靠地回收未完全冷凝的水分，从而使干燥对象的水分除去所需的时间缩短，进一步实现能量节约化。
根据本发明的干燥装置，通过在第一蒸发器和第二蒸发器之间设置三通阀、切换流动方向，可以抑制从热泵运转开始经过一定时间后、在放热器2中再蒸发的水分，从而能可靠地进行干燥对象的水分除去。
根据本发明的干燥装置，通过使流到放热器的致冷剂达到水的沸点以上的温度，可以加热滴到放热器上的冷凝水的温度，从而可以抑制或减少在放热器的翅片上产生的真菌等的生长。
根据本发明的干燥装置，通过使热泵装置以高压侧压力为超临界压力的方式运转，可以进一步提高干燥用空气的温度，所以可以进一步缩短干燥时间，从而能进行高效率的干燥装置的运转。

Claims (16)

1.一种干燥装置，具有致冷剂顺次循环经过压缩机、放热器、节流装置、蒸发器的热泵装置，在前述放热器中加热后的空气被导入干燥室，从前述干燥室出来的空气在前述蒸发器中被除湿，在前述蒸发器中除湿后的空气再次在前述放热器中被加热，其特征在于：具有将水滴到或喷雾到前述放热器上的洒水机构。
2.如权利要求1所述的干燥装置，其特征在于：前述洒水机构将前述空气在前述蒸发器中被除湿而产生的冷凝水滴下或喷雾。
3.如权利要求1所述的干燥装置，其特征在于：具有回收包含在前述蒸发器和前述放热器之间的空气中的水分的回收机构。
4.如权利要求1所述的干燥装置，其特征在于：前述蒸发器及前述放热器由传热管和翅片构成，而且所述装置具有通过泵将前述干燥用空气在前述蒸发器中被除湿而产生的冷凝水汲起并喷雾到前述放热器上的机构。
5.一种干燥装置，具有致冷剂顺次循环经过压缩机、放热器、节流装置、蒸发器的热泵装置，在前述放热器中加热后的空气被导入干燥室，从前述干燥室出来的空气在前述蒸发器中被除湿，在前述蒸发器中除湿后的空气再次在前述放热器中被加热，其特征在于：前述蒸发器被设置在前述放热器的上方，而且具有将由所述蒸发器进行除湿所产生的冷凝水滴到或喷雾到前述放热器上的洒水机构。
6.如权利要求5所述的干燥装置，其特征在于：使前述冷凝水通过重力或风力滴到前述放热器上。
7.如权利要求6所述的干燥装置，其特征在于：在构成前述蒸发器的翅片的重力方向下端面设置凹凸。
8.如权利要求5所述的干燥装置，其特征在于：构成前述蒸发器的翅片为弯曲翅片基材而成的波纹状翅片。
9.如权利要求5所述的干燥装置，其特征在于：前述蒸发器及前述放热器由传热管和翅片构成，而且所述装置具有通过泵将前述干燥用空气在前述蒸发器中被除湿而产生的冷凝水汲起并喷雾到前述放热器上的机构。
10.如权利要求5所述的干燥装置，其特征在于：具有回收包含在前述蒸发器和前述放热器之间的空气中的水分的回收机构。
11.一种干燥装置，具有致冷剂顺次循环经过压缩机、放热器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器的热泵装置，在前述放热器中加热后的空气被导入干燥室，从前述干燥室出来的空气在前述第一蒸发器及前述第二蒸发器中被除湿，在前述第一蒸发器及前述第二蒸发器中除湿后的空气再次在前述放热器中被加热，其特征在于：具有排水机构和洒水机构，排水机构将由前述第一蒸发器进行除湿所产生的冷凝水排出，洒水机构将由前述第二蒸发器进行除湿所产生的冷凝水滴到或喷雾到前述放热器上。
12.如权利要求11所述的干燥装置，其特征在于：具有回收包含在前述第二蒸发器和前述放热器之间的空气中的水分的回收机构。
13.如权利要求11所述的干燥装置，其特征在于：前述热泵装置具有将前述致冷剂绕过前述第二蒸发器的旁通回路。
14.如权利要求1至13中任一项所述的干燥装置，其特征在于：前述热泵装置使流到前述放热器的前述致冷剂的温度达到水的沸点以上的温度。
15.如权利要求1至13中任一项所述的干燥装置，其特征在于：前述热泵装置以高压侧压力成为超临界压力的方式运转。
16.如权利要求1至13中任一项所述的干燥装置，其特征在于：使用二氧化碳作为前述致冷剂。
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