JP2003130493A - 除湿機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 用途に応じた広範囲な温度条件や湿度条件に
適合する空気が得られる除湿機を提供する。 【解決手段】 第１の温度計Ｔ１が検出した機体１２の
内部流路１６に設けられた冷却器２０の表面温度、第２
の温度計Ｔ２が検出した内部流路１６の送風口１５付近
の空気の温度に基づき、圧縮機１８、凝縮器１９、冷却
器２０を有する冷媒ループ１７を開閉する冷媒ループ用
弁Ｖ１と、予熱用凝縮器２３を有する第１のバイパス路
２１を開閉する第１の弁Ｖ２と、外部凝縮器２４を有す
る第２のバイパス路２２を開閉する第２の弁Ｖ３とを適
宜操作する。これにより、１台の除湿機１０で、用途に
応じた広範囲な温度条件や湿度条件に適合する空気を得
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、除湿機に係り、
さらに詳しくは、用途に応じた広範囲な温度条件や湿度
条件に適合した空気を得るための除湿機に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば肉、穀物、野菜、果物などの食品
を乾燥する方法として、食品を乾燥庫に入れ、除湿機に
より庫内の湿度を下げることで、食品に含まれる水分を
除去して乾燥する除湿乾燥法が知られている。これに使
用される従来の除湿機は、一般的に冷凍サイクルの構造
をそのまま応用している。すなわち、送風機により、乾
燥庫内の多湿空気を除湿機内へ低速で吸い込み、それを
冷却器（蒸発器）の表面に接触させ、空気中の水分を水
滴状にして除湿している。除湿効果は、冷却器を挟む冷
却前後の空気の温度差が大きいほど良好である。そのた
め、吸い込んだ空気の温度が比較的高ければ、冷却器を
通過した後の冷却空気との温度差により、幾らかの除湿
効果が得られる。しかしながら、庫内温度が冷却効果に
より低くなったり、例えば気温が低い冬季などにあって
は、十分な除湿効果が得られない。そのため、従来の除
湿機では、相対湿度６０％以下を実現することは不可能
であった。 【０００３】そこで、これを解消する従来技術として、
実公昭６２−３６３３号公報の「除湿機」が知られてい
る。この従来の除湿機は、機体内に形成された空気流通
系列（内部流路）に、系内凝縮器、冷却器、別の系内凝
縮器および送風機を配設し、また空気流通系列の系外に
は、系外凝縮器、圧縮機および受液器を配設している。
運転時には、サーモスタットによる検出温度が設定温度
以下の場合、弁体である切換手段の操作により、圧縮機
で圧縮した高温高圧の冷媒を２つの系内凝縮器へ流す。
一方、設定温度以上の場合には、切換手段の操作によ
り、冷媒を系外凝縮器へ流し、冷却器の上流および下流
での空気の加熱を実施しないようにする。 【０００４】冷媒を系内の２つの凝縮器へ供給すると、
まず機体内に吸入された室内（乾燥庫内）の多湿空気の
温度が一方の系内凝縮器により上昇し、それから冷却器
で冷却されて低温低湿空気となる。この際、一方の系内
凝縮器により冷却前の多湿空気が加熱されるので、冷却
器を挟んだ冷却前後の空気の温度差が、通常時より大き
くなる。これにより、従前の除湿機では実現不可能なく
らいの相対湿度を実現することができる。その後、前記
低温低湿空気は、第２の系内凝縮器を通過中に室温まで
昇温され、送風機を経て再び室内へ戻される。その結
果、室温とほぼ同じ温度でありながら、極めて低湿度の
室内空間が得られる。よって、例えば室内に被乾燥物が
収納されていれば、この被乾燥物を、従来にない低い含
水率で乾燥することができる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
除湿乾燥法において、被乾燥物に含まれる水分を効率的
に除去してその乾燥効率を上げるために、２つの留意点
がある。第１は空気の湿度を低くすることであり、第２
はこの被乾燥物が変質を起こさない範囲で乾燥庫の庫内
温度を高くすることである。したがって、食品が収納さ
れた乾燥庫に供給される空気は、高温低湿空気となる。
しかしながら、このような従来技術の除湿機によれば、
乾燥庫に供給される空気は室温低湿空気であった。その
ため、被乾燥物を乾燥する効率が若干劣り、被乾燥物の
乾燥時間が若干長くなっていた。とりわけ、被乾燥物
が、より高温で低湿度の空気を必要とするおからなどの
廃棄物にあっては、まったく対応することができなかっ
た。また、例えば電子部品の製造工場や製薬工場では、
その空調用として一般的に相対湿度２０〜３０％の低温
低湿空気が利用されている。これらの多様な温度条件や
湿度条件に対応できる除湿機は、さまざまな産業分野か
ら要望されているにもかかわらず、未だ開発されていな
いのが実状である。 【０００６】 【発明の目的】この発明は、用途に応じた広範囲な温度
条件や湿度条件に適合する空気が得られる除湿機を提供
することを、その目的としている。 【０００７】 【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、室内に配置される機体の内部に、吸入口と送風口と
を連通する内部流路および冷媒を循環させる冷媒ループ
が配設され、該冷媒ループが、気化した冷媒を圧縮する
圧縮機と、該圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮し、前
記内部流路を通過中の室内の空気を加熱する凝縮器と、
該凝縮器により液化した冷媒を蒸発させ、前記内部流路
の凝縮器より上流を通過中の室内の空気を冷却する冷却
器とを有し、前記冷媒ループには、該冷媒ループの圧縮
機と凝縮器との間にそれぞれの一端が連通され、前記冷
媒ループの凝縮器と冷却器との間にそれぞれの他端が連
通された第１のバイパス路および第２のバイパス路が配
設され、前記冷媒ループの圧縮機と凝縮器との間には、
該凝縮器への冷媒の供給を停止する冷媒ループ用弁が設
けられ、前記第１のバイパス路には、該第１のバイパス
路を開閉する第１の弁と、前記圧縮機により圧縮された
冷媒を凝縮して、前記内部流路の冷却器より上流を通過
中の室内の空気を加熱する予熱用凝縮器とが配設され、
前記第２のバイパス路には、該第２のバイパス路を開閉
する第２の弁と、前記内部流路の外に配置されて圧縮機
により圧縮された冷媒を凝縮する外部凝縮器とが配設さ
れ、前記冷却器に、該冷却器の表面温度を測定する第１
の温度計を設け、前記内部流路の凝縮器より下流に、前
記送風口から室内に戻される空気の温度を測定する第２
の温度計を設けた除湿機である。 【０００８】冷媒としては、例えばＲ−２２，このＲ−
２２の代替冷媒などを採用してもよい。その他、Ｒ−１
３４ａ，ブタン，イソブタンなどでもよい。冷媒ループ
用弁、第１の弁および第２の弁の種類はそれぞれ限定さ
れない。ただし、電磁弁の方が弁操作を制御しやすい。
これらの冷媒ループ用弁、第１の弁、第２の弁は、冷媒
ループに対する第１のバイパス路と第２のバイパス路と
の連通位置を略同じとすることで、これらの連通部分に
３方弁としてまとめて設けてもよい。第１の温度計およ
び第２の温度計の種類は限定されない。各種の接触式温
度計または各種の被接触式温度計を採用することができ
る。 【０００９】 【作用】請求項１に記載の発明によれば、第１の温度計
で検出された冷却器の表面温度と、第２の温度計で検出
された室内へ戻される直前の空気の温度とに基づき、冷
媒ループ用弁、第１の弁および第２の弁を適宜開閉操作
する。例えば、冷媒ループ用弁を開き、凝縮器に冷媒を
供給すれば、冷却器を通過して冷却された室内の空気が
所定温度まで高まる。一方、第１の温度計による検出温
度が０℃以下では、冷却器による過剰冷却の可能性があ
る。このときには、第１の弁を開き、予熱用凝縮器に冷
媒を流す。すると、冷却器を通過する前の空気が熱せら
れ、この昇温した空気によって冷却器の表面に付着した
霜などを溶かし、冷却器の凍結を防ぐことができる。さ
らに、第２の温度計による検出温度があらかじめ設定さ
れた温度以上の場合には、第２の弁を開き、外部凝縮器
に冷媒を流す。これにより、冷却器で冷却された低温の
空気が凝縮器によって過度に加熱されず、送風口から室
内に戻される。このように、この発明によれば、１台の
除湿機で用途に応じた広範囲な温度条件や湿度条件に適
合した空気を得ることができる。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げてこの発明を
より具体的に説明する。図１はこの発明の一実施例に係
る除湿機の通常の除湿運転時を示す概略構成図である。
図２はこの発明の一実施例に係る除湿機が組み込まれた
乾燥庫の縦断面図である。図３はこの発明の一実施例に
係る除湿機の冷却器の霜取り時を示す概略構成図であ
る。図４はこの発明の一実施例に係る除湿機の設定温度
を超えた運転時を示す概略構成図である。図５はこの発
明の一実施例に係る除湿機の低温低湿空気を得る運転時
を示す概略構成図である。図６はこの発明の一実施例に
係る除湿機の食品乾燥運転時を示す概略構成図である。
図２において、１０はこの発明の一実施例に係る除湿機
であり、この除湿機１０は、壁板が断熱パネルからなる
横長な部屋（室内）１１の一端部に収納されている。以
下、図１を参照して除湿機１０を詳細に説明する。除湿
機１０は、縦長の機体１２を有している。機体１２の表
板の下部には、裏面に除塵フィルタが張られた吸入口１
４が形成されている。また、この表板の上端部には、送
風口１５が形成されている。機体１２の内部には、吸入
口１４と送風口１５とを連通する内部流路１６が形成さ
れている。この機体１２の内部空間は、上端部に配置さ
れた水平な仕切り板により上下に２分割されている。仕
切り板の中央部には内部流路１６と連通した開口部が形
成され、この開口部と送風口１５とがダクトによって連
通されている。ダクト内には、送風機Ｘが収納されてい
る。仕切り板の一端部の上面には駆動モータＹが固定さ
れ、この送風機Ｘと駆動モータＹとは、図示しないベル
ト式動力伝達構造体を介して、動力伝達可能に連結され
ている。 【００１１】機体１２の内部には、冷媒を循環させる循
環配管１７ａなどで構成される冷媒ループ１７が設けら
れている。この循環配管１７ａには、気化した冷媒を圧
縮する圧縮機１８と、この圧縮機１８で圧縮された冷媒
を凝縮し、内部流路１６に吸い込まれた部屋１１の空気
を加熱する凝縮器１９と、この凝縮器１９により液化し
た冷媒を蒸発させ、内部流路１６の凝縮器１９より上流
を通過している室内の空気を冷却する冷却器２０とが配
設されている。なお、説明の都合上、図１の循環配管１
７ａは、圧縮機１８を冷媒の流れの起端とし、それより
下流に凝縮器１９、冷却器２０が順に配設され、再び圧
縮機１８に戻る部分を終端とする。冷媒ループ１７に
は、圧縮機１８と凝縮器１９との間にある循環配管１７
ａの部分にそれぞれの一端が連通され、凝縮器１９と冷
却器２０との間にある循環配管１７ａの部分にそれぞれ
の他端が連通された第１のバイパス路２１および第２の
バイパス路２２が配設されている。また、圧縮機１８と
凝縮器１９との間にある循環配管１７ａの部分には、凝
縮器１９への冷媒の供給を停止する冷媒ループ用弁Ｖ１
が設けられ、この循環配管１７ａの冷却器２０より若干
上流（両バイパス路２１，２２の連通部分より下流）に
は、絞り弁ＶＲが設けられている。 【００１２】第１のバイパス路２１には、この第１のバ
イパス路２１の一端側に配置され、第１のバイパス路２
１を開閉する第１の弁Ｖ２と、この第１のバイパス路２
１の他端側に配置され、圧縮機１８により圧縮された冷
媒を凝縮し、内部流路１６の冷却器２０より上流（吸入
口１４側）を通過中の室内の空気を加熱する予熱用凝縮
器２３とが配設されている。内部流路１６には、吸入口
１４から吸い込まれた空気の流れに沿って、順に予熱用
凝縮器２３、冷却器２０、凝縮器１９が配置されてい
る。さらに、第２のバイパス路２２には、この第２のバ
イパス路２２の一端側に配置され、第２のバイパス路２
２を開閉する第２の弁Ｖ３と、内部流路１６の外に配置
され、圧縮機１８により圧縮された後、第２の弁Ｖ３を
通過した冷媒を凝縮する外部凝縮器２４とが配設されて
いる。外部凝縮器２４を通過中に昇温した冷媒は、外部
から供給された冷却水と熱交換して冷やされる。また、
この冷却器２０の下流部（空気排出部分）には、冷却器
２０に内蔵された熱交換用の配管の表面温度を測定する
第１の温度計Ｔ１が設けられている。一方、内部流路１
６の凝縮器１９より下流には、送風口１５を通過して部
屋１１に戻される空気の温度を測定する第２の温度計Ｔ
２が設けられている。両温度計Ｔ１，Ｔ２からの検出信
号は図示しない制御部へ送られ、これらの検出信号に基
づき、制御部からの制御指令によって圧縮機１８の出力
を調整したり、各弁Ｖ１〜Ｖ３，ＶＲを開閉操作する。 【００１３】次に、この除湿機１０の運転方法を説明す
る。まず、通常の除湿運転について説明する。図１に示
すように、あらかじめ冷媒ループ用弁Ｖ１を開く一方、
第１の弁Ｖ２および第２の弁Ｖ３を閉じる。その後、冷
媒ループ１７内において圧縮機１８を作動して冷媒を循
環させ、駆動モータＹにより送風機Ｘのファンを回転す
ると、部屋１１内の多湿空気が、機体１２の下部の吸入
口１４から内部流路１６に吸い込まれる。次いで、この
多湿空気は冷却器２０によって冷却された後、凝縮器１
９により室温まで加熱される。それから、最終的には送
風機Ｘの内部の流路を介して、機体１２の上部の送風口
１５より部屋１１の内部に戻される。続いて、この冷媒
ループ１７における冷媒の循環経過を詳細に説明する。
すなわち、冷媒ループ１７では、気化した冷媒が圧縮機
１８により圧縮される。その後、この圧縮された高圧ガ
スの冷媒は、凝縮器１９により凝縮されて液化する。こ
れにより、内部流路１６を流れる凝縮器１９周辺の多湿
空気は、比較的高温になるまで加熱される。次に、この
液化した冷媒は絞り弁ＶＲを通過後、冷却器２０に供給
される。ここで冷媒は気化し、そのときの気化潜熱によ
って内部流路１６を流れる冷却器２０周辺の多湿空気が
冷却される。それから、気化後の冷媒は圧縮機１８に戻
される。それ以降、上述した工程を順次繰り返す。 【００１４】このような運転中、第１の温度計Ｔ１によ
る検出温度が０℃以下になった場合には、冷却器２０の
凍結が懸念される。その際には、冷媒ループ用弁Ｖ１お
よび第２の弁Ｖ３を閉じ、第１の弁Ｖ２を開いて予熱用
凝縮器２３に冷媒を流す（図３参照）。これにより、冷
却器２０を通過する前の空気の温度が上昇し、この空気
の熱で、過剰冷却によって冷却器２０の表面に生じた霜
を溶かし、冷却器２０の凍結を防ぐ。この霜取り終了後
は、冷媒ループ用弁Ｖ１を開き、第１の弁Ｖ２および第
２の弁Ｖ３を閉じることで通常の運転に戻る。第２の温
度計Ｔ２による検出温度が設定温度（例えば３０℃）以
上となった場合には、部屋１１に戻される空気の温度が
高くなる。そのような場合には、冷媒ループ用弁Ｖ１お
よび第１の弁Ｖ２を閉じ、第２の弁Ｖ３を開いて、外部
凝縮器２４に冷媒を流す（図４参照）。これにより、冷
却器２０で冷却された空気が凝縮器１９で加熱されない
まま、より設定温度近くまで温度が下げられて送風口１
５から室内に戻される。その後、第２の温度計Ｔ２によ
る検出温度が設定温度に達したなら、通常運転に戻る。 【００１５】次に、用途別の除湿機１０の運転方法を３
つ示す。まず、図５を参照して、電子部品の製造工場や
製薬工場に除湿機１０を設置したとき、その空調で求め
られる相対湿度２０〜３０％の低温低湿空気を得る運転
方法を説明する。すなわち、図５に示すように冷媒ルー
プ用弁Ｖ１を閉じ、第１の弁Ｖ２および第２の弁Ｖ３を
開くと、圧縮機１８により圧縮された冷媒は、第１のバ
イパス路２１と第２のバイパス路２２とに半分量ずつ流
れ込む。これにより、吸入口１４から内部流路１６に吸
い込まれた多湿空気は、まず予熱用凝縮器２３によって
昇温され、次いで冷却器２０により冷やされる。その
際、あらかじめ冷却前の多湿空気を予熱用凝縮器２３に
よって加熱するので、冷却器２０を挟んだ冷却前後の空
気の温度差が、通常時より大きくなる。一方、外部凝縮
器２４に流れた冷媒は、外部凝縮器２４を通過中に、外
部から供給された冷却水と熱交換される。これらの予熱
用凝縮器２３と外部凝縮器２４とを通過した冷媒は、絞
り弁ＶＲに達する前に合流して冷却器２０に供給され
る。このため、冷却器２０の冷却能力は、冷媒を凝縮器
２３，２４に二分して流したにもかかわらず、通常運転
時と変わりない。したがって、このように冷却器２０を
挟んだ冷却前後の空気の温度差が大きくなる。その結
果、従来機では実現できなかった相対湿度２０〜３０％
という、電子部品の製造工場や製薬工場の空調に適した
低温低湿空気を得ることができる。 【００１６】次に、図６を参照して、食品乾燥用の乾燥
庫１１Ａに除湿機１０を設置したとき、食品を乾燥する
際に求められる室温より高温（２５〜４５℃）で低湿度
の空気を得るための運転方法を説明する。なお、この乾
燥庫１１Ａには、図示しない食品乾燥装置が別に設けら
れている。すなわち、図６に示すように冷媒ループ用弁
Ｖ１と第１の弁Ｖ２とを開き、第２の弁Ｖ３を閉じる
と、圧縮機１８により圧縮された冷媒は、冷媒ループ１
７と第１のバイパス路２１とに半分量ずつ供給される。
これにより、吸入口１４から吸い込まれた多湿空気は、
まず外部凝縮器２４によって温度が上昇し、次に冷却器
２０により冷やされる。その際、前述した電子部品の製
造工場などの空調用と同じ低温で相対湿度２０〜３０％
の低湿度の空気が得られる。その後、この低温低湿空気
は、冷媒の供給量が通常の略半分しかない凝縮器１９に
よって比較的低い温度で加熱される。こうして、食品の
乾燥に適合した室温よりも高温でかつ低湿度の空気を得
ることができる。 【００１７】次に、図１を参照して、例えばおからなど
の廃棄物を乾燥する乾燥庫１１Ａに除湿機１０を設置し
た際、廃棄物を乾燥するために要求される高温低湿空気
を得る運転方法を説明する。なお、この乾燥庫１１Ａに
は、図示しない廃棄物乾燥装置が別に設けられている。
すなわち、図１に示す通常運転であって、冷媒ループ用
弁Ｖ１を開き、第１の弁Ｖ２と第２の弁Ｖ３とを閉じ
て、圧縮機１８を高出力で作動させる。これにより、吸
入口１４から吸い込まれた多湿空気は、まず冷却器２０
により冷やされて低温低湿空気となり、その後、凝縮器
１９により高い温度で加熱されることで、廃棄物の乾燥
に適合した高温低湿空気が得られる。このように、一実
施例の除湿機１０は、その用途に応じた広範囲な温度条
件や湿度条件に適合した空気を、簡単な弁操作によって
得ることができる。 【００１８】 【発明の効果】この発明によれば、第１の温度計が検出
した冷却器の表面温度、第２の温度計が検出した送風口
付近の空気の温度に基づき、凝縮器と冷却器とを有する
冷媒ループを開閉する冷媒ループ用弁と、予熱用凝縮器
を有する第１のバイパス路を開閉する第１の弁と、外部
凝縮器を有する第２のバイパス路を開閉する第２の弁と
を適宜操作することで、１台の除湿機を使用して、用途
に応じた広範囲な温度条件や湿度条件に適合する空気を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の一実施例に係る除湿機の通常の除湿
運転時を示す概略構成図である。 【図２】この発明の一実施例に係る除湿機が組み込まれ
た乾燥庫の縦断面図である。 【図３】この発明の一実施例に係る除湿機の冷却器の霜
取り時を示す概略構成図である。 【図４】この発明の一実施例に係る除湿機の設定温度を
超えた運転時を示す概略構成図である。 【図５】この発明の一実施例に係る除湿機の低温低湿空
気を得る運転時を示す概略構成図である。 【図６】この発明の一実施例に係る除湿機の食品乾燥運
転時を示す概略構成図である。 【符号の説明】 １０ 除湿機、 １２ 機体、 １４ 吸入口、 １５ 送風口、 １６ 内部流路、 １７ 冷媒ループ、 １８ 圧縮機、 １９ 凝縮器、 ２０ 冷却器、 ２１ 第１のバイパス路、 ２２ 第２のバイパス路、 ２３ 予熱用凝縮器、 ２４ 外部凝縮器、 Ｔ１ 第１の温度計、 Ｔ２ 第２の温度計、 Ｖ１ 冷媒ループ用弁、 Ｖ２ 第１の弁、 Ｖ３ 第２の弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 室内に配置される機体の内部に、吸入口
   と送風口とを連通する内部流路および冷媒を循環させる
   冷媒ループが配設され、 該冷媒ループが、気化した冷媒を圧縮する圧縮機と、該
   圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮し、前記内部流路を
   通過中の室内の空気を加熱する凝縮器と、該凝縮器によ
   り液化した冷媒を蒸発させ、前記内部流路の凝縮器より
   上流を通過中の室内の空気を冷却する冷却器とを有し、 前記冷媒ループには、該冷媒ループの圧縮機と凝縮器と
   の間にそれぞれの一端が連通され、前記冷媒ループの凝
   縮器と冷却器との間にそれぞれの他端が連通された第１
   のバイパス路および第２のバイパス路が配設され、 前記冷媒ループの圧縮機と凝縮器との間には、該凝縮器
   への冷媒の供給を停止する冷媒ループ用弁が設けられ、 前記第１のバイパス路には、該第１のバイパス路を開閉
   する第１の弁と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を凝
   縮して、前記内部流路の冷却器より上流を通過中の室内
   の空気を加熱する予熱用凝縮器とが配設され、 前記第２のバイパス路には、該第２のバイパス路を開閉
   する第２の弁と、前記内部流路の外に配置されて圧縮機
   により圧縮された冷媒を凝縮する外部凝縮器とが配設さ
   れ、 前記冷却器に、該冷却器の表面温度を測定する第１の温
   度計を設け、 前記内部流路の凝縮器より下流に、前記送風口から室内
   に戻される空気の温度を測定する第２の温度計を設けた
   除湿機。