JP2004020058A - 加湿装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構造で給排気の切り換えや加湿効率の向上を可能にする加湿装置を提供する。
【解決手段】回転式素子1と、吸引した室外空気を室外に導く第1の通路5と、第1の送風手段7と、吸引した室内空気を室内に導く第2の通路6と、正転と逆転との切り換えが可能な第2の送風手段8と、開口を開閉する開閉手段10と、加熱手段9とを備え、回転式素子1は、吸着部2と加湿部3とに区画され、開閉手段10で開口を閉じた状態において、吸着部2で第1の通路5からの室外空気の水分が吸着され、加湿部3で加熱手段9で加熱された室外空気に水分を放出し、開閉手段10で開口を開いた状態において、第2の送風手段8の正転と逆転との切り換えにより、室外空気の室内への給気と、室内空気と室外への排気との切り換えが可能なことを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】回転式素子1と、吸引した室外空気を室外に導く第1の通路5と、第1の送風手段7と、吸引した室内空気を室内に導く第2の通路6と、正転と逆転との切り換えが可能な第2の送風手段8と、開口を開閉する開閉手段10と、加熱手段9とを備え、回転式素子1は、吸着部2と加湿部3とに区画され、開閉手段10で開口を閉じた状態において、吸着部2で第1の通路5からの室外空気の水分が吸着され、加湿部3で加熱手段9で加熱された室外空気に水分を放出し、開閉手段10で開口を開いた状態において、第2の送風手段8の正転と逆転との切り換えにより、室外空気の室内への給気と、室内空気と室外への排気との切り換えが可能なことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水分の吸着と放出とが可能な回転式素子を用いた加湿装置に関し、特に空気調和機と併用される換気可能な加湿装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の換気加湿装置として、例えば特開2001−50559号公報に提案されているものがあり、図19(a)にその概略構成図を示している。本図に示した加湿装置は、除湿時には、回転式吸湿ロータ110で水分を吸着され乾燥した室内空気が、吸湿通路111、通路切換ダンパ112(実線)を経て、室内空気吹出口113から室内R2に放出される。一方、回転式吸湿ロータ112から水分を与えられた高湿の室内空気は、再生通路114、通路切換ダンパ112(実線)を経て、室外空気吹出口115から室外R1に放出される。
【0003】
また、加湿時には、除湿通路111内の乾燥した室内空気は、通路切換ダンパ112(細線)を経て室外空気吹出口115から室外に放出される。一方、再生通路114内の高湿空気は、通路切換ダンパ112(細線)を経て、室内空気吹出口113から室内R2に放出される。この構成によれば、除湿時、加湿時ともに、室内R2から室外R1に向かう送風路が形成されており、これを利用して排気換気が可能である。
【0004】
図19(b)には、特開平11−241838号公報に提案されている加湿装置の概略構成図を示している。ケース200内には、吸引した室外空気Aを、回転式素子201の吸着部202を経て室外R1へ排気させる通路205が配設されている。ファン210の送風作用により、室外空気Aは通路205内に吸引され、回転式素子201の吸着部202において、水分が吸着され乾燥した後、室外R1へ排気される。
【0005】
また、ケース200内には、吸引した室内空気Cを回転式素子201の加湿部203を経て室内R2へ排気させる通路206が配設されている。ファン220の送風作用により、室内空気Cは通路206内に吸引され、ヒータ2077で加熱され、回転式素子201の加湿部203に至る。加湿部203において、高温空気Eに水分が与えられ、加湿処理された湿潤空気Fが室内に排気され、室内が加湿されることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来の構成では、以下のような問題があった。
(1)図19(a)に示した従来例は、換気機能のうち排気換気機能のみを備えているに止まっている。ここで、一般に、換気しようとする部屋の空気が、周囲の他の部屋の空気に比べて汚れていれば、汚れた空気を室外に排出する排気換気が適している。この場合に、外気を取り込む給気換気をすれば、汚れた空気を周囲の他の部屋に押し込んでしまうことになる。
【0007】
逆に、換気しようとする部屋の空気より、周囲の他の部屋の空気がさらに汚れていれば、外気を取り込む給気換気が適している。この場合に、汚れた空気を外気に排出する排気換気外気を行えば、汚れた空気を周囲の他の部屋から吸い込んでしまうことになる。
【0008】
このようなことから、状況に応じ排気換気と給気換気を使い分けられることが望ましいが、このような流路切り換えは、送風回路を複雑にし、切り換えダンパも特殊構造のものが必要となり、かつ複数個のダンパを要するといった問題があった。
(2)図19(b)に示した従来例では、室外空気用の通路205は、壁Wを通過させるため、配管の管径を細くする必要がある。管径を細くすると、室外空気の吸引、及び室外空気の排気に大きな圧力が必要となり、送風機210の後方はかなりの高圧となる。一方、室内空気用の通路206は、壁を通過させる必要はなく、通風抵抗は、通路206と比べ高圧にはならない。
【0009】
このため、通路205と通路206との間に圧力差が生じ、回転式素子201上において、吸着部分202を通過すべき通路205からの空気が、加湿部分203に流動し、室外空気が室内に漏れる場合があり、この場合は加湿効率が低下することになる。
【0010】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、簡単な構造で給排気の切り換えや加湿効率の向上を可能にする加湿装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第1の加湿装置は、水分の吸着と放出とが可能な回転式素子と、吸引した室外空気を、前記回転式素子を介して室外に導く第1の通路と、前記室外空気の吸引を行う第1の送風手段と、吸引した室内空気を、前記回転式素子を介して室内に導く第2の通路と、前記室内空気の吸引を行い、正転と逆転との切り換えが可能な第2の送風手段と、前記第2の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段と、前記第2の通路に設けられた加熱手段とを備え、
前記回転式素子は、前記第1の通路に対応する吸着部と、前記第2の通路に対応する加湿部とに区画され、
前記開閉手段で前記開口を閉じた状態において、前記吸着部で前記第1の通路からの室外空気の水分が吸着され、前記加湿部で前記加熱手段で加熱された室外空気に水分を放出し、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、前記第2の送風手段の正転と逆転との切り換えにより、室外空気の室内への給気と、室内空気と室外への排気との切り換えが可能なことを特徴とする。
【0012】
次に、本発明の第2の加湿装置は、水分の吸着と放出とが可能な回転式素子と、吸引した室外空気を、前記回転式素子を介して室外に導く第1の通路と、吸引した室内空気を、前記回転式素子を介して室内に導く第2の通路と、前記第2の通路に設けられた加熱手段とを備え、
前記回転式素子は、前記第1の通路に対応する吸着部と、前記第2の通路に対応する加湿部とに区画され、前記吸着部で前記吸引した室外空気の水分が吸着され、前記加湿部で前記加熱手段で加熱された室内空気に水分が放出され、
前記第1の通路、及び第2の通路のいずれかに、前記回転式素子に空気を供給する側、及び前記回転式素子を通過した空気を排気する側の双方に送風手段が設けられていることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明は、回転式素子の加湿部に対応する通路に、開閉手段と正転と逆転との切り換えができる送風手段を備えたことにより、新たな送風回路を追加することなく、容易に給気換気と排気換気との切り換えが可能になる。
【0014】
本発明においては、前記第2の通路は、前記回転式素子を通過した室内空気を再び前記回転式素子に供給する中間通路をさらに備え、前記加熱手段は前記中間通路に設けられており、
前記回転式素子は、前記第1の通路に対応する吸着部と、前記第2の通路のうち、室内空気を最初に前記回転式素子に供給する部分に対応する熱回収部と、前記中間通路のうち、前記加熱手段で加熱した前記室内空気を再び前記回転式素子に供給する部分に対応する加湿部とに区画されていることが好ましい。回転式素子に、熱回収部を設けたことにより、吸着部には熱回収部において事前に冷却された部分が回転移動してくるので、吸着部を通過する空気の水分の吸着能力を高めることができる。
【0015】
また、前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、前記第2の送風手段の正転により、室外空気を前記開口から前記第2の通路に吸引し、前記第2の通路を通過させて室内に排気する設定と、前記第2の送風手段の逆転により、前記室内空気を前記第2の通路に吸引し、前記開口から室外に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、開閉手段を開放した状態で、第2の送風手段の正転と逆転とを切り換えることで、容易に給気換気と排気換気との切り換えが可能になる。
【0016】
本発明の別の構成によれば、加湿部に対応する通路及び吸着部に対応する通路のいずれかに、回転式素子に空気を供給する側、及び回転式素子を通過した空気を排気する側の双方に送風手段を設けたことにより、回転式素子上における吸着部と加湿部との間で圧力差による空気の漏れを減少でき、高効率な加湿装置が得られる。
【0017】
この構成においては、前記第1の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を運転し、かつ前記第2の送風機を停止した状態で、前記第1の通路に室外空気を吸引し、前記開口を介して前記吸引された室外空気を室内に排気する設定と、
前記第2の送風機を運転し、かつ前記第1の送風機を停止した状態で、前記開口から室内空気を前記第1の通路に吸引し、前記吸引された室内空気を室外に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、回転式素子の吸着部に対応する通路に、開閉手段を備えたことにより、新たな送風回路を追加することなく、容易に給気換気と排気換気との切り換えが可能になる。
【0018】
また、前記第1の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、前記第1の送風手段及び前記第2の送風手段は、正転と逆転との切り換えが可能であり、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を正転し、かつ前記第2の送風機を逆転した状態で、室内空気を前記第1の通路に吸引し、前記吸引された室外空気を前記開口から室内に排気する設定と、
前記第1の送風機を逆転し、かつ前記第2の送風機を正転した状態で、前記開口から室内空気を前記第1の通路に吸引し、前記吸引された室内空気を室外に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、複数の送風機を運転して給排気を行うので、給排気換気能力の向上に有利である。
【0019】
また、前記第2の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第2の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を運転し、かつ前記第2の送風機を停止した状態で、前記第2の通路に室内空気を吸引し、前記開口を介して前記吸引された室内空気を室外に排気する設定と、
前記第1の送風機を停止し、かつ前記第2の送風機を運転した状態で、前記開口から室外空気を前記第2の通路に吸引し、前記吸引された室外空気を室内に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、回転式素子の加湿部に対応する通路に、開閉手段を備えたことにより、新たな送風回路を追加することなく、容易に給気換気と排気換気との切り換えが可能になる。
【0020】
また、前記第2の通路は、前記回転式素子を通過した室内空気を再び前記回転式素子に供給する中間通路をさらに備え、前記加熱手段は前記中間通路に設けられており、
前記回転式素子は、前記第1の通路に対応する吸着部と、前記第2の通路のうち、室内空気を最初に前記回転式素子に供給する部分に対応する熱回収部と、前記中間通路のうち、前記加熱手段で加熱した前記室内空気を再び前記回転式素子に供給する部分に対応する加湿部とに区画されていることが好ましい。回転式素子に、熱回収部を設けたことにより、吸着部には熱回収部において事前に冷却された部分が回転移動してくるので、吸着部を通過する空気の水分の吸着能力を高めることができる。
【0021】
また、前記第1の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段と、前記第1の通路と前記中間通路との間の流通を可能にする第3の通路とをさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を運転し、かつ前記第2の送風機を停止した状態で、前記第1の通路に吸引した室外空気を、前記開口、及び前記第3の通路を介して前記中間通路に供給し、前記中間通路で分流された室外空気を前記熱回収部、及び前記加湿部を通過させて室内に排気する設定と、
前記第1の送風機を停止し、かつ前記第2の送風機を運転した状態で、前記中間通路から吸引した室内空気を、前記第3の通路、及び前記開口を通過させた後、前記第1の排気通路から室外に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、容易に給気換気と排気換気との切り換えができる。
【0022】
また、前記第1の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の送風機、及び前記第2の送風手段は正転と逆転との切り換えが可能であり、前記第1の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段と、前記第1の通路と前記中間通路との間の流通を可能にする第3の通路とをさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を正転し、前記第2の送風機を逆転した状態で、前記第1の通路に吸引した室外空気を、前記開口、及び前記第3の通路を介して前記中間通路に供給し、前記中間通路で分流された室外空気を前記熱回収部、及び前記加湿部を通過させて室内に排気する設定と、
前記第1の送風機を逆転し、前記第2の送風機を正転した状態で、前記第2の通路から吸引した室内空気を、前記第3の通路、及び前記開口を通過させた後、前記第1の通路から室外に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、複数の送風機を運転して給排気を行うので、給排気換気能力の向上に有利である。
【0023】
また、前記第2の通路のうち、前記熱回収部に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記加湿部を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第2の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を運転し、かつ前記第2の送風機を停止した状態で、前記第1の通路に吸引した室内空気を、前記開口から室外に排気する設定と、
前記第1の送風機を停止し、かつ前記第2の送風機を運転した状態で、前記中間通路から吸引した室外空気を、前記から室外空気を吸引し、前記加熱手段を通過させ加熱した後、前記第2の排気通路から室内外に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、容易に給気換気と排気換気との切り換えができる。
【0024】
また、前記第2の通路のうち、前記回熱回収部に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記加湿部を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の送風機、及び前記第2の送風手段は正転と逆転との切り換えが可能であり、前記第2の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を正転し、かつ前記第2の送風機を逆転した状態で、前記第2の通路に吸引した室内空気を、前記開口から室外に排気する設定と、
前記第1の送風機を逆転し、かつ前記第2の送風機を正転した状態で、前記開口から吸引した室外空気を、室内に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、複数の送風機を運転して給排気を行うので、給排気換気能力の向上に有利である。
【0025】
また、前記加熱手段は、前記第2の通路のうち、吸引した室外空気を加熱できる位置に配置されていることが好ましい。この構成によれば、外気が低温の場合における通路外壁の結露を防止できる。また、冷たい室外空気を室内に入れることなく給気を行うことができる。
【0026】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0027】
(実施の形態1)
図1は、実施形態1に係る加湿装置の概略構成図を示している。101は加湿対象となる部屋を有する建物であり、加湿装置100は室外に設置されている。加湿装置100のケース100a内には、回転式素子1が組み込まれている。
【0028】
回転式素子1は、例えばシリカゲルにコバルト、鉄、マンガンなどの複数の金属を組み合わせた金属ケイ酸塩ゲルをセラミックスのハニカム積層体内に重合反応させ、かつ、水分子に適合するようにマイクロポア形状を微調整すると共に、マイクロポア内に水酸基を多く定着させて親水性を増大させたものである。
【0029】
このような回転式素子1によれば、室温では水分を吸着でき、130〜140℃の高温では、吸着した水分を脱離して放出させることができる。回転式素子1は円筒形状であり、その大きさは例えば直径200〜300mm、厚さ30mmであり、0.5〜5rpmで回転するように制御される。
【0030】
回転式素子1の、水分の吸着及び放出ができる性質を利用して、回転式素子1は、吸着部2と加湿部3とに区画されて使用される。吸着部2は、空気から水分を吸着する部分である。装置外から取り込まれた低温空気は、吸着部分2を通過すると、その空気に含まれる水分は、吸着部2に吸着されて取り除かれる。
【0031】
加湿部3は、空気に水分を与える部分である。加湿部3に、加熱処理して温度上昇した空気を通過させると、その空気に水分が与えられ湿潤化を図ることができる。この場合、加湿部3は水分を吸着する機能が回復することになる。吸着部2と加湿部3は、例えば3:1の面積比に区画され、風量比は例えば吸着部2が80(m3/h)に対して、加湿部3が20(m3/h)である。
【0032】
なお、吸着部2と加湿部3の位置は固定されているが、回転式素子1の回転に伴って、吸着部2、加湿部3に対応する回転式素子1の部分が変化する。例えば、図1の状態において、吸着部2と対応している回転式素子1の部分は、矢印X方向に回転が進行すると、順次、加湿部3に対応する部分に移動し、加湿部3に対応している回転式素子1の部分は、矢印X方向に回転が進行すると、順次、吸着部2に対応する部分に移動することになる。
【0033】
ケース100a内には、吸引した室外空気Aを、回転式素子1の吸着部2を経て室外へ排気させる通路5が配設されている。以下、加湿装置が室内に加湿空気を供給する運転をしている状態において、通路内を空気が始点aから終点bへと進行しているとすると、始点a側を上流側といい、終点b側を下流側という。
【0034】
通路5のうち、回転式素子1に対して上流側に、送風手段であるファン7が設けられている。ファン7の送風作用により、室外空気Aは通路5内に吸引され、回転式素子1の吸着部2を経て室外へ排気される。この場合、室外空気Aは、吸着部2において、水分が吸着され乾燥した状態で排気されることになる。
【0035】
また、ケース100a内には、吸引した室内空気Bを回転式素子1の加湿部3を経て室内へ排気させる通路6が配設されている。通路6のうち、回転式素子1に対して下流側に、送風手段である渦流ファン8が設けられている。渦流ファン8が、矢印Yで示したように反時計回りに回転すると、その送風作用によって、室内空気Bは、通路6内に吸引される。以下、加湿装置の各通路に備えたファンについて、室内に加湿空気を供給している状態のファンの回転を正転といい、この逆の回転を逆転という。
【0036】
通路6内の空気は、加熱手段であるヒータ9で加熱され、この加熱された高温空気は加湿部3に至る。ヒータ9は、ニクロムヒータやセラミックヒータを用いることができる。加湿部3には、回転式素子1のうち吸着部2において水分を吸着した部分が回転移動してくるので、加湿部3において、高温空気に水分が与えられ、加湿処理された湿潤空気が室内に排気され、室内が加湿されることになる。また、高温空気に水分を与えることにより、回転式素子1は、水分吸着性の回復が図られ、吸着部2に回転移動し、再び水分を吸着することになる。
【0037】
図2は、給気換気運転時における加湿装置の概略構成図を示している。通路5のうち、ヒータ9に対して上流側には、開閉手段であるダンパ10が設けられている。ダンパ10は板状部材の開閉による開閉機構を備えたものである。本図の状態では、ダンパ10の板状部材が開いており、開口11を介して、通路6内への空気の吸引、又は通路6からの空気の排気が可能になる。
【0038】
渦流ファン8が正転すると、開口11から室外空気Cが吸引され、通路6内に室外空気が取り込まれる。この室外空気は、渦流ファン8の送風作用により、ヒータ9、加湿部3、及び渦流ファン8を経て室内に排気され、室内への給気換気が行われる。
【0039】
また、冬季には室外側の外気は低温である。このため、通路6内を低温空気が流通すると、通路6の外壁に結露することがあるが、ヒータ9に通電して空気温度を上昇させた状態で流通させれば、結露を防ぐことができる。
【0040】
図3は、排気換気運転時における加湿装置の概略構成図を示している。本図の状態は、ダンパ10は開放状態であり、かつ渦流ファン8は逆転している。すなわち、渦流ファン8の回転方向(矢印Z方向)は、図2の回転方向(矢印Y方向)に対して反転している。
【0041】
この状態では、渦流ファン8の送風作用により、室内空気Dは通路6内へ吸引され、加湿部3を経て開口11から排気される。この場合、ヒータ9の通電は不要となる。
【0042】
なお、本実施形態に係る加湿装置は、ヒートポンプ式空気調和機と併用でき、ヒートポンプ式空気調和機に組み込んで用いてもよい。ヒートポンプ式空気調和機は、室内機と室外機とを備えており、室内機には室内送風機及び室内熱交換器を、室外機には室外送風機及び室外熱交換器をそれぞれ備えており、冷房、暖房、及び除湿等の運転を切り換えることができる。このことは以下の各実施形態についても同様である。
【0043】
(実施の形態2)
図4は、実施形態2に係る加湿装置の概略構成図を示している。回転式素子1は、吸着部2、加湿部3、及び熱回収部4に区画されて使用される。熱回収部4は、温度の低い空気を通過させて、回転式素子1の温度を下げるとともに、通過空気の温度を高める部分である。
【0044】
また、本実施形態では、室内空気Bが吸引されている場合において、通路6のうち、回転式素子1(熱回収部4)へ最初に室内空気を導く供給通路6aと、回転式素子1(加湿部3)を通過した室内空気を室内へ排気する排気通路6bとの間に、中間通路6cが配置されている。ヒータ9は、この中間通路6cに設けられている。
【0045】
熱回収部4には供給通路6aからの室内空気が取り込まれる。加湿部3は、ヒータ9で加熱された温度の高い空気が通過するので、加湿部3の温度が上昇する。熱回収部4には、室温である室内空気Bが取り込まれるので、回転により加湿部3に対応する部分が熱回収部4に移動すると、熱回収部4における回転式素子1は冷却されることになる。この場合、熱回収部4を通過した空気は温度上昇することになる。この構成によれば、吸着部2へは、熱回収部4において事前に冷却された部分が回転移動してくるので、吸着部2を通過する空気の水分の吸着能力を高めることができる。
【0046】
吸着部2、加湿部3、熱回収部4はこの順に、例えば2:1:1の面積比に区画され、風量比は例えば吸着部2が80(m3/h)に対して、加湿部3及び熱回収機部4はそれぞれ20(m3/h)である。
【0047】
図5は、給気換気運転時における加湿装置の概略構成図を示している。本図の状態では、供給通路6aに設けられたダンパ10は開放状態であり、供給通路6aの開口11を介して、供給通路6a内への空気の吸引が可能になる。
【0048】
渦流ファン8が正転(矢印Y方向)すると、通路6aの開口11から室外空気Cが通路6a内に吸引される。この室外空気は、渦流ファン8の送風作用により、熱回収部4、ヒータ9、加湿部3を通過した後、渦流ファン8を経て室内に排気され、室内への給気換気が行われる。
【0049】
また、外気が低温である冬季には、通路の外壁に結露することがあるが、ヒータ9に通電して空気温度を上昇させた状態で流通させれば、結露を防ぐことができる。
【0050】
図6は、排気換気運転時における加湿装置の概略構成図を示している。本図の状態は、ダンパ10は開放状態であり、かつ渦流ファン8は逆転している。すなわち、渦流ファン8の回転方向(矢印Z方向)は、図5の回転方向(矢印Y方向)に対して反転している。
【0051】
この状態では、渦流ファン8の送風作用により、室内空気Dは排気通路6b内へ吸引され、加湿部3、ヒータ9、熱回収部4を経て、開口11から排気される。この場合、ヒータ9の通電は、不要となる。
【0052】
(実施の形態3)
図7は、実施形態3に係る加湿装置の概略斜視図を示している。以下の各実施形態において、回転素子1の構成は、前記各実施形態と同様であるので、同一番号を付して、その詳細な説明は省略する。
【0053】
加湿装置102は、側壁103に対して室内R2側に据え付けられている。ケース102a内には、回転式素子1が組み込まれており、室外R1から吸引した空気を、回転式素子1を経て室外R1へ排気させる通路12が配設されている。通路12は、側壁103を開口した吸気口104を介して、室外R1からケース102a内に至り、側壁103を開口した排気口105を介して、ケース102a内から室外R1に至っている。
【0054】
通路12内の空気が、吸気口104側から排気口105側へと流動している場合において、回転式素子1に対して通路12の上流側には、第1の送風手段である送風機13が設けられ、下流側には第2の送風手段である送風機14が設けられている。送風機13によって、室外R1の空気は、吸気口104を経てケース102a内に至り、送風機14によって、ケース102a内から排気口105を経て室外R1へと排気される。この場合、室外空気は、回転式素子1の吸着部2を通過して、水分が吸着されて乾燥した状態で、室外R1へと排気されることになる。
【0055】
また、ケース102a内には、室内R2から吸引した室内空気を、回転式素子1を経て、室内R2へ排気して戻す通路15が配設されている。通路15のうち回転式素子1に対して上流側には、送風機16が設けられている。送風機16によって、室内空気はケース102a内に吸引される。
【0056】
吸引された室内空気は、加熱手段であるヒータ17で加熱された後、回転式素子1の加湿部3に至る。ヒータ17には、例えば入力500Wのニクロムヒータを用い、セラミックヒータを用いてもよい。加熱された高温空気は、加湿部3を通過することにより、回転式素子1が吸着していた水分の分離放出により湿潤化される。これに対して、水分を放出した回転式素子1は、水分吸着性が回復する。このようにして加湿処理された湿潤空気は、室内R2に排気されるので、室内R2が加湿されることになる。
【0057】
ここで、通路12は側壁103の吸気口104及び排気口105を通過させているので管径が細く、通風抵抗が通路15に比べ大きくなっている。したがって、通路12から回転式素子1に流出する空気の圧力は、通路15から回転式素子1に流出する空気の圧力に比べ大きくなる。
【0058】
このため、高圧側である通路12から漏れた空気が、仕切り部(吸着部2と加湿部3との間の)と回転式素子1との間の僅かな隙間を通過して、低圧側である通路15に流入し易くなり、このような空気の漏れがあると、室内加湿の効率が低下することになる。
【0059】
本実施形態では、通路12には、上流側の送風機13に加え、下流側に送風機14を設けたことにより、通路12の送風機と通路15の送風機との間の負荷のバランスを調整することができ、通路12と通路15との間の圧力差を小さくし、通路12から通路15への漏れ空気量を減少させることができる。
【0060】
(実施の形態4)
実施形態4は、図7に示した加湿装置に換気機能を付加した実施形態である。図8は、本実施形態に係る加湿装置の主要部の構成を示しており、図8(a)は送風機13のみを運転した状態、図8(b)は送風機14のみを運転した状態を示している。これらの各図は、換気機能に直接関係のない構成の図示は省略している。このことは、図9以降の換気機能を説明する図においても同様である。
【0061】
図8の各図に示したように、通路1のうち送風機13と吸着部分2との間に、開閉手段であるダンパ18を設けている。ダンパ18は、板状部材の開閉により空気流量を調節することができる。図2(a)、(b)は、いずれもダンパ8の開放状態を示している。
【0062】
図8(a)のように、送風機13のみを運転した状態では、室外R1から通路12に取り込まれた室外空気Aは、ダンパ8の開口22を経て室内R2に給気される。また、図2(b)のように、送風機14のみを運転した状態では、室外R2から室内空気Dが、開口22を経て通路12に取り込まれ、室外R1に排気される。
【0063】
図9は、本実施形態の別の例に係る加湿装置の主要部の構成を示している。本図に示した構成は、送風機18、送風機19のそれぞれが正転及び逆転の両方可能である渦流送風機である。
【0064】
図9(a)は、送風機18及び送風機19は、室外R2から室外空気Aを室内R2に取り込むように、回転方向が設定されており、送風機18は正転し、送風機19は逆転している。この設定では、送風機18、送風機19の双方によって、室外空気Aが室内R2に取り込まれることになる。
【0065】
図9(b)は、送風機18及び送風機19は、室内R2から室内空気Dを室外R1に排気するように、回転方向が設定されており、送風機18は逆転し、送風機19は正転している。この設定では、送風機18、送風機19の双方によって、室内空気Dが室外R1に排気されることになる。このように図9に示した構成では、送風機18、送風機19の双方によって、給排気を行うので、給排気換気能力の向上に有利である。
【0066】
なお、図8、9の例では、ダンパ18を回転式素子1に対して上流側に設けた例で説明したが、ダンパ18を回転式素子1に対して下流側である吸着部2と送風機14(送風機19)との間に設けても、同様の給排換気ができる。
【0067】
(実施の形態5)
図10は、本実施形態に係る加湿装置の概略斜視図を示している。本実施形態では、図10に示したように、回転式素子1の吸着部2と加湿部3との間に、熱回収部4を設けている。また、通路15のうち供給通路15aと排気通路15bとの間に、中間通路15cが設けられている。
【0068】
本実施形態の回転式素子1の基本作用は、図4に示した実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略するが、吸着部2へは、熱回収部4において事前に冷却された部分が回転移動してくるので、吸着部2を通過する空気の水分の吸着能力を高めることができる。
【0069】
本実施形態においても、実施形態3と同様に、回転式素子1に対して上流側に送風機13、下流側に送風機14を設けており、通路12と通路15との間の圧力差を小さくし、通路12から通路15への漏れ空気量の減少を図っている。このことにより、吸着部分2と加湿部分3との仕切り部分において、吸着部2から加湿部3への漏れ空気を減少できるとともに、吸着部2と加湿部3との仕切り部分において、吸着部分2から熱回収部4への漏れ空気も減少でき、高効率な加湿を行うことができる。
【0070】
(実施の形態6)
実施形態6は、図16に示した加湿装置に換気機能を付加した実施形態である。図11は、本実施形態に係る加湿装置の主要部の構成を示しており、図11(a)は送風機13のみを運転(送風機14及び16は停止)した状態、図11(b)は送風機14のみを運転(送風機13及び16は停止)した状態を示している。これらの各図に示したように、通路12の回転式素子1と送風機14との間に、ダンパ18を設けている。図11(a)、(b)は、いずれもダンパ18は開放状態である。
【0071】
本図に示した構成では、通路12と中間通路15cとをつなぐ通路が設けられており、図11(a)のように、送風機14のみを運転した状態では、室外R1から通路12に取り込まれた室外空気Aは、開口22を経て中間通路15cに供給される。この供給空気は、ヒータ17側に流動する空気と、熱回収部4側に流動する空気とに分流する。
【0072】
ヒータ17側に流動した空気は、ヒータ17により加熱された後、加湿部3を経て室内R2に給気される。この場合、加湿部3には加熱された空気が通過するので、加湿部3に対応する回転式素子1も加熱されることになる。
【0073】
一方、熱回収部4側に流動する空気は、熱回収部4を経て室内R2に給気される。この場合、熱回収部4に回転移動した回転式素子1は、前記のように加湿部3において加熱されている。このため、熱回収部4を通過する空気は温度が上昇し、この状態で室内R2に給気されることになる。
【0074】
このような構成によれば、室外空気Aは温度が高められた状態で、室内R2に供給されるので、冷たい室外空気Aを室内R2に入れることなく給気を行うことができる。
【0075】
図11(b)の状態は、送風機14のみが運転しており室内空気Dは、中間通路15cを経て開口22に至り、通路12を経て室外R1に排気されることになる。
【0076】
図12は、本実施形態の別の例に係る加湿装置の主要部の構成を示している。本図に示した構成は、送風機20、送風機21のそれぞれが正回転及び逆回転の両方可能である渦流送風機である。図12(a)の状態は、送風機20及び送風機21は、室外R1から室外空気Aを室内R2に取り込むように、回転方向が設定されており、送風機20は正転し、送風機21は逆転し、送風機16は停止している。
【0077】
この設定では、送風機20、送風機21の双方によって、室外空気Aが室内R2に取り込まれることになる。室外空気Aが通路12から中間通路15cに至った後の動作は、前記の図11(a)の場合と同様である。
【0078】
図12(b)の状態は、送風機20及び送風機21の回転方向は、図12(a)の状態と逆方向にされており、送風機20は逆転し、送風機21は正転している。このため、送風機20、送風機21の双方の送風作用によって、室内空気Dが室外R1に排気されることになる。このように図12に示した構成では、送風機20、送風機21の双方によって、給排気を行うので、給排気換気能力の向上に有利である。
【0079】
(実施の形態7)
図13は、実施形態7に係る加湿装置の概略斜視図を示している。本実施形態に係る加湿装置は、加湿装置107が室外に設置されている。図13の構成では、通路15に取り込まれた室内空気Dは、壁103に設けられた吸気口104経て、室外のケース107aに至り、加湿部3を通過して湿潤化された後、排気口105を経て、室内に排気されることになる。一方、通路12に取り込まれた室外空気Aは、吸着部2を通過して乾燥された後、室外に排気されることになる。
【0080】
ここで、図7の実施形態のように、加湿装置を室内に設置した構成では、吸着部分2を通過する通路12は、側壁103の吸気口、排気口を通過させているので管径が細くなる。これに対して、本実施形態のように、加湿装置107を室外に設置した構成では、吸気口104、排気口105を通過しているのは加湿部分3を通過する通路15である。このため、通路15の管径が細くなる。このため、通路15が通路12に対して高圧となる。
【0081】
本実施形態では、回転素子1に対して通路15の上流側に送風機13を設けるとともに、下流側にも送風機14を設けている。このことにより、通路12と通路15の送風機間の負荷のバランスを調整し、通路12と通路15との間の圧力差を小さくし、通路15から通路12への漏れ空気量を減少させている。
【0082】
(実施の形態8)
実施形態8は、図13に示したような室外に加湿装置を設置した構成において、換気機能を付加した実施形態である。図14は、本実施形態に係る加湿装置の主要部の構成を示しており、図14(a)は送風機13のみを運転した状態、図8(b)は送風機14のみを運転した状態を示している。これらの各図に示したように、通路15の送風機13と加湿部3との間に、ダンパ18を設けている。
【0083】
図14(a)のように、送風機13のみを運転した状態では、室内R2から通路15に取り込まれた室内空気Dは、開口22を経て室外R1に排気される。図14(b)のように、送風機14のみを運転した状態では、室外R1から室外空気Aが、開口22を経て通路15に取り込まれ、送風機14を経て室内R2に給気される。図14(b)の構成では、温度の低い室外空気Aをヒータ17で加熱して室内R2に給気することができる。
【0084】
図15は、本実施形態の別の例に係る加湿装置の主要部の構成を示している。本図に示した構成は、送風機23、送風機24のそれぞれが正転及び逆転の両方可能である渦流送風機である。
【0085】
図15(a)は、送風機23及び送風機24は、室内R2から室内空気Dを通路15に取り込むように、回転方向が設定されており、送風機23は正転し、送風機24は逆転している。この設定では、送風機23、送風機24の双方の送風作用によって、室内空気Dが室外R1に排気されることになる。
【0086】
図15(b)は、送風機23及び送風機24は、室外R1から室外空気Aを通路15に取り込むように、回転方向が設定されており、送風機23は逆転し、送風機24は正転している。この設定では、送風機23、送風機24の双方の送風作用によって、室内空気Aが室内R2に給気されることになる。また、温度の低い室外空気Aをヒータ17で加熱して室内R2に給気することができる。
【0087】
このように図15に示した構成では、送風機23、送風機24の双方によって、給排気を行うので、給排気換気能力の向上に有利である。
【0088】
(実施の形態9)
図16は、本実施形態に係る加湿装置の概略斜視図を示している。本実施形態は、図10に示した実施形態5において、加湿装置を室外に配置した構成に相当する。加湿装置を室外に配置したことにより、図13に示した実施形態と同様に、通路15に送風機を複数設けており、供給通路15aに送風機13を設けるとともに、排気通路15bにも送風機14を設けている。
【0089】
本実施形態の基本作用は、実施形態5と同様であり、回転式素子1に熱回収部4を設け、これに対応するように供給通路15a、中間通路15bを配置しているので、吸着部2へは、熱回収部4において事前に冷却された部分が回転移動してくるので、吸着部2を通過する空気の水分の吸着能力を高めることができる。
【0090】
また、通路15の上流側と下流側の双方に送風機を設けているので、通路15と通路12との間の圧力差を小さくし、通路15から通路12への漏れ空気量の減少を図っている。このことにより、吸着部2と加湿部3との仕切り部分において、加湿部3から吸着部2への漏れ空気を減少できる。
【0091】
(実施の形態10)
実施形態10は、実施形態9に係る加湿装置に換気機能を付加した実施形態である。図17は、本実施形態に係る加湿装置の主要部の構成を示しており、図17(a)は送風機13のみを運転した状態、図17(b)は送風機14のみを運転した状態を示している。通路15の回転式素子1とヒータ17との間に、ダンパ18を設けている。
【0092】
図17(a)のように、送風機13のみを運転した状態では、送風機13によって室内R2から取り込まれた室内空気Dを、開口22を通じ室外R1に排気できる。図17(b)のように送風機14のみを運転することにより、開口22より取り込まれた温度の低い室外空気Aをヒータ17により加熱し、加熱された高温空気を送風機14によって室内R2に給気できる。
【0093】
図18は、本実施形態の別の例に係る加湿装置の主要部の構成を示している。本図に示した構成は、送風機25、送風機26は、正転及び逆転の両方可能である渦流送風機である。図18(a)の状態は、送風機25及び送風機26は、室内R2から室内空気Dを通路15に取り込むように、回転方向が設定されており、送風機25は正転し、送風機26は逆転している。この設定により、室内空気Dが開口22を経て室外R1に排気されることになる。
【0094】
図18(b)の状態は、送風機25及び送風機26の回転方向は、図12(a)の状態と逆方向に設定されており、送風機25は逆転し、送風機26はは正転している。この設定により、送風機25、送風機26の双方を経て、室外空気Aが室内R2に給気されることになる。この場合、室外空気Aはヒータ17通過時に過熱され、加熱された高温空気を室内R2に給気でき、冷たい室外空気Aを室内R2に入れることを防止できる。
【0095】
このように図18に示した構成では、送風機25、送風機26の双方によって、給排気を行うので、給排気換気能力の向上に有利である。
【0096】
なお、図17、18の構成において、ダンパ18を熱回収部4と送風機25との間に設けても同様の効果が得られる。
【0097】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、回転式素子の加湿部に対応する通路に、開閉手段と正転と逆転との切り換えができる送風手段を備えたことにより、新たな送風回路を追加することなく、容易に給気換気と排気換気との切り換えが可能になる。
【0098】
また、加湿部に対応する通路及び吸着部に対応する通路のいずれかに、回転式素子に空気を供給する側、及び回転式素子を通過した空気を排気する側の双方に送風手段を設けたことにより、回転式素子上における吸着部と加湿部との間で圧力差による空気の漏れを減少でき、加湿効率の優れた加湿装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係る加湿装置の概略構成図
【図2】本発明の給気換気運転時における加湿装置の一実施形態に係る概略構成図
【図3】本発明の排気換気運転時における加湿装置の一実施形態に係る概略構成図
【図4】本発明の実施形態2に係る加湿装置の概略構成図
【図5】本発明の給気換気運転時における加湿装置の一実施形態に係る概略構成図
【図6】本発明の排気換気運転時における加湿装置の一実施形態に係る概略構成図
【図7】本発明の実施形態3に係る加湿装置の概略構成図
【図8】本発明の実施形態4に係る換気機能を有する加湿装置の概略構成図
【図9】本発明の実施形態4の別の例に係る加湿装置の概略構成図
【図10】本発明の実施形態5に係る加湿装置の概略構成図
【図11】本発明の実施形態6に係る換気機能を有する加湿装置の概略構成図
【図12】本発明の実施形態6の別の例に係る加湿装置の概略構成図
【図13】本発明の実施形態7に係る加湿装置の概略構成図
【図14】本発明の実施形態8に係る換気機能を有する加湿装置の概略構成図
【図15】本発明の実施形態8の別の例に係る加湿装置の概略構成図
【図16】本発明の実施形態9に係る加湿装置の概略構成図
【図17】本発明の実施形態10に係る換気機能を有する加湿装置の概略構成図
【図18】本発明の実施形態10の別の例に係る加湿装置の概略構成図
【図19】従来の加湿装置の一例の概略構成図
【符号の説明】
1 回転式素子
2 吸着部
3 加湿部
4 熱回収部
5,6,12,15 通路
6a,15a 供給通路
6b,15b 排気通路
6c,15c 中間通路
7,8,13,14,16,18,19,20,21,23,24,25,26 送風機
9,17 ヒータ
10,18 ダンパ
11,22 開口
100,102,106,107 加湿装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、水分の吸着と放出とが可能な回転式素子を用いた加湿装置に関し、特に空気調和機と併用される換気可能な加湿装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の換気加湿装置として、例えば特開2001−50559号公報に提案されているものがあり、図19(a)にその概略構成図を示している。本図に示した加湿装置は、除湿時には、回転式吸湿ロータ110で水分を吸着され乾燥した室内空気が、吸湿通路111、通路切換ダンパ112(実線)を経て、室内空気吹出口113から室内R2に放出される。一方、回転式吸湿ロータ112から水分を与えられた高湿の室内空気は、再生通路114、通路切換ダンパ112(実線)を経て、室外空気吹出口115から室外R1に放出される。
【0003】
また、加湿時には、除湿通路111内の乾燥した室内空気は、通路切換ダンパ112(細線)を経て室外空気吹出口115から室外に放出される。一方、再生通路114内の高湿空気は、通路切換ダンパ112(細線)を経て、室内空気吹出口113から室内R2に放出される。この構成によれば、除湿時、加湿時ともに、室内R2から室外R1に向かう送風路が形成されており、これを利用して排気換気が可能である。
【0004】
図19(b)には、特開平11−241838号公報に提案されている加湿装置の概略構成図を示している。ケース200内には、吸引した室外空気Aを、回転式素子201の吸着部202を経て室外R1へ排気させる通路205が配設されている。ファン210の送風作用により、室外空気Aは通路205内に吸引され、回転式素子201の吸着部202において、水分が吸着され乾燥した後、室外R1へ排気される。
【0005】
また、ケース200内には、吸引した室内空気Cを回転式素子201の加湿部203を経て室内R2へ排気させる通路206が配設されている。ファン220の送風作用により、室内空気Cは通路206内に吸引され、ヒータ2077で加熱され、回転式素子201の加湿部203に至る。加湿部203において、高温空気Eに水分が与えられ、加湿処理された湿潤空気Fが室内に排気され、室内が加湿されることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来の構成では、以下のような問題があった。
(1)図19(a)に示した従来例は、換気機能のうち排気換気機能のみを備えているに止まっている。ここで、一般に、換気しようとする部屋の空気が、周囲の他の部屋の空気に比べて汚れていれば、汚れた空気を室外に排出する排気換気が適している。この場合に、外気を取り込む給気換気をすれば、汚れた空気を周囲の他の部屋に押し込んでしまうことになる。
【0007】
逆に、換気しようとする部屋の空気より、周囲の他の部屋の空気がさらに汚れていれば、外気を取り込む給気換気が適している。この場合に、汚れた空気を外気に排出する排気換気外気を行えば、汚れた空気を周囲の他の部屋から吸い込んでしまうことになる。
【0008】
このようなことから、状況に応じ排気換気と給気換気を使い分けられることが望ましいが、このような流路切り換えは、送風回路を複雑にし、切り換えダンパも特殊構造のものが必要となり、かつ複数個のダンパを要するといった問題があった。
(2)図19(b)に示した従来例では、室外空気用の通路205は、壁Wを通過させるため、配管の管径を細くする必要がある。管径を細くすると、室外空気の吸引、及び室外空気の排気に大きな圧力が必要となり、送風機210の後方はかなりの高圧となる。一方、室内空気用の通路206は、壁を通過させる必要はなく、通風抵抗は、通路206と比べ高圧にはならない。
【0009】
このため、通路205と通路206との間に圧力差が生じ、回転式素子201上において、吸着部分202を通過すべき通路205からの空気が、加湿部分203に流動し、室外空気が室内に漏れる場合があり、この場合は加湿効率が低下することになる。
【0010】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、簡単な構造で給排気の切り換えや加湿効率の向上を可能にする加湿装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第1の加湿装置は、水分の吸着と放出とが可能な回転式素子と、吸引した室外空気を、前記回転式素子を介して室外に導く第1の通路と、前記室外空気の吸引を行う第1の送風手段と、吸引した室内空気を、前記回転式素子を介して室内に導く第2の通路と、前記室内空気の吸引を行い、正転と逆転との切り換えが可能な第2の送風手段と、前記第2の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段と、前記第2の通路に設けられた加熱手段とを備え、
前記回転式素子は、前記第1の通路に対応する吸着部と、前記第2の通路に対応する加湿部とに区画され、
前記開閉手段で前記開口を閉じた状態において、前記吸着部で前記第1の通路からの室外空気の水分が吸着され、前記加湿部で前記加熱手段で加熱された室外空気に水分を放出し、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、前記第2の送風手段の正転と逆転との切り換えにより、室外空気の室内への給気と、室内空気と室外への排気との切り換えが可能なことを特徴とする。
【0012】
次に、本発明の第2の加湿装置は、水分の吸着と放出とが可能な回転式素子と、吸引した室外空気を、前記回転式素子を介して室外に導く第1の通路と、吸引した室内空気を、前記回転式素子を介して室内に導く第2の通路と、前記第2の通路に設けられた加熱手段とを備え、
前記回転式素子は、前記第1の通路に対応する吸着部と、前記第2の通路に対応する加湿部とに区画され、前記吸着部で前記吸引した室外空気の水分が吸着され、前記加湿部で前記加熱手段で加熱された室内空気に水分が放出され、
前記第1の通路、及び第2の通路のいずれかに、前記回転式素子に空気を供給する側、及び前記回転式素子を通過した空気を排気する側の双方に送風手段が設けられていることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明は、回転式素子の加湿部に対応する通路に、開閉手段と正転と逆転との切り換えができる送風手段を備えたことにより、新たな送風回路を追加することなく、容易に給気換気と排気換気との切り換えが可能になる。
【0014】
本発明においては、前記第2の通路は、前記回転式素子を通過した室内空気を再び前記回転式素子に供給する中間通路をさらに備え、前記加熱手段は前記中間通路に設けられており、
前記回転式素子は、前記第1の通路に対応する吸着部と、前記第2の通路のうち、室内空気を最初に前記回転式素子に供給する部分に対応する熱回収部と、前記中間通路のうち、前記加熱手段で加熱した前記室内空気を再び前記回転式素子に供給する部分に対応する加湿部とに区画されていることが好ましい。回転式素子に、熱回収部を設けたことにより、吸着部には熱回収部において事前に冷却された部分が回転移動してくるので、吸着部を通過する空気の水分の吸着能力を高めることができる。
【0015】
また、前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、前記第2の送風手段の正転により、室外空気を前記開口から前記第2の通路に吸引し、前記第2の通路を通過させて室内に排気する設定と、前記第2の送風手段の逆転により、前記室内空気を前記第2の通路に吸引し、前記開口から室外に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、開閉手段を開放した状態で、第2の送風手段の正転と逆転とを切り換えることで、容易に給気換気と排気換気との切り換えが可能になる。
【0016】
本発明の別の構成によれば、加湿部に対応する通路及び吸着部に対応する通路のいずれかに、回転式素子に空気を供給する側、及び回転式素子を通過した空気を排気する側の双方に送風手段を設けたことにより、回転式素子上における吸着部と加湿部との間で圧力差による空気の漏れを減少でき、高効率な加湿装置が得られる。
【0017】
この構成においては、前記第1の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を運転し、かつ前記第2の送風機を停止した状態で、前記第1の通路に室外空気を吸引し、前記開口を介して前記吸引された室外空気を室内に排気する設定と、
前記第2の送風機を運転し、かつ前記第1の送風機を停止した状態で、前記開口から室内空気を前記第1の通路に吸引し、前記吸引された室内空気を室外に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、回転式素子の吸着部に対応する通路に、開閉手段を備えたことにより、新たな送風回路を追加することなく、容易に給気換気と排気換気との切り換えが可能になる。
【0018】
また、前記第1の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、前記第1の送風手段及び前記第2の送風手段は、正転と逆転との切り換えが可能であり、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を正転し、かつ前記第2の送風機を逆転した状態で、室内空気を前記第1の通路に吸引し、前記吸引された室外空気を前記開口から室内に排気する設定と、
前記第1の送風機を逆転し、かつ前記第2の送風機を正転した状態で、前記開口から室内空気を前記第1の通路に吸引し、前記吸引された室内空気を室外に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、複数の送風機を運転して給排気を行うので、給排気換気能力の向上に有利である。
【0019】
また、前記第2の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第2の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を運転し、かつ前記第2の送風機を停止した状態で、前記第2の通路に室内空気を吸引し、前記開口を介して前記吸引された室内空気を室外に排気する設定と、
前記第1の送風機を停止し、かつ前記第2の送風機を運転した状態で、前記開口から室外空気を前記第2の通路に吸引し、前記吸引された室外空気を室内に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、回転式素子の加湿部に対応する通路に、開閉手段を備えたことにより、新たな送風回路を追加することなく、容易に給気換気と排気換気との切り換えが可能になる。
【0020】
また、前記第2の通路は、前記回転式素子を通過した室内空気を再び前記回転式素子に供給する中間通路をさらに備え、前記加熱手段は前記中間通路に設けられており、
前記回転式素子は、前記第1の通路に対応する吸着部と、前記第2の通路のうち、室内空気を最初に前記回転式素子に供給する部分に対応する熱回収部と、前記中間通路のうち、前記加熱手段で加熱した前記室内空気を再び前記回転式素子に供給する部分に対応する加湿部とに区画されていることが好ましい。回転式素子に、熱回収部を設けたことにより、吸着部には熱回収部において事前に冷却された部分が回転移動してくるので、吸着部を通過する空気の水分の吸着能力を高めることができる。
【0021】
また、前記第1の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段と、前記第1の通路と前記中間通路との間の流通を可能にする第3の通路とをさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を運転し、かつ前記第2の送風機を停止した状態で、前記第1の通路に吸引した室外空気を、前記開口、及び前記第3の通路を介して前記中間通路に供給し、前記中間通路で分流された室外空気を前記熱回収部、及び前記加湿部を通過させて室内に排気する設定と、
前記第1の送風機を停止し、かつ前記第2の送風機を運転した状態で、前記中間通路から吸引した室内空気を、前記第3の通路、及び前記開口を通過させた後、前記第1の排気通路から室外に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、容易に給気換気と排気換気との切り換えができる。
【0022】
また、前記第1の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の送風機、及び前記第2の送風手段は正転と逆転との切り換えが可能であり、前記第1の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段と、前記第1の通路と前記中間通路との間の流通を可能にする第3の通路とをさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を正転し、前記第2の送風機を逆転した状態で、前記第1の通路に吸引した室外空気を、前記開口、及び前記第3の通路を介して前記中間通路に供給し、前記中間通路で分流された室外空気を前記熱回収部、及び前記加湿部を通過させて室内に排気する設定と、
前記第1の送風機を逆転し、前記第2の送風機を正転した状態で、前記第2の通路から吸引した室内空気を、前記第3の通路、及び前記開口を通過させた後、前記第1の通路から室外に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、複数の送風機を運転して給排気を行うので、給排気換気能力の向上に有利である。
【0023】
また、前記第2の通路のうち、前記熱回収部に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記加湿部を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第2の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を運転し、かつ前記第2の送風機を停止した状態で、前記第1の通路に吸引した室内空気を、前記開口から室外に排気する設定と、
前記第1の送風機を停止し、かつ前記第2の送風機を運転した状態で、前記中間通路から吸引した室外空気を、前記から室外空気を吸引し、前記加熱手段を通過させ加熱した後、前記第2の排気通路から室内外に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、容易に給気換気と排気換気との切り換えができる。
【0024】
また、前記第2の通路のうち、前記回熱回収部に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記加湿部を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の送風機、及び前記第2の送風手段は正転と逆転との切り換えが可能であり、前記第2の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を正転し、かつ前記第2の送風機を逆転した状態で、前記第2の通路に吸引した室内空気を、前記開口から室外に排気する設定と、
前記第1の送風機を逆転し、かつ前記第2の送風機を正転した状態で、前記開口から吸引した室外空気を、室内に排気する設定との切り換えが可能であることが好ましい。この構成によれば、複数の送風機を運転して給排気を行うので、給排気換気能力の向上に有利である。
【0025】
また、前記加熱手段は、前記第2の通路のうち、吸引した室外空気を加熱できる位置に配置されていることが好ましい。この構成によれば、外気が低温の場合における通路外壁の結露を防止できる。また、冷たい室外空気を室内に入れることなく給気を行うことができる。
【0026】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0027】
(実施の形態1)
図1は、実施形態1に係る加湿装置の概略構成図を示している。101は加湿対象となる部屋を有する建物であり、加湿装置100は室外に設置されている。加湿装置100のケース100a内には、回転式素子1が組み込まれている。
【0028】
回転式素子1は、例えばシリカゲルにコバルト、鉄、マンガンなどの複数の金属を組み合わせた金属ケイ酸塩ゲルをセラミックスのハニカム積層体内に重合反応させ、かつ、水分子に適合するようにマイクロポア形状を微調整すると共に、マイクロポア内に水酸基を多く定着させて親水性を増大させたものである。
【0029】
このような回転式素子1によれば、室温では水分を吸着でき、130〜140℃の高温では、吸着した水分を脱離して放出させることができる。回転式素子1は円筒形状であり、その大きさは例えば直径200〜300mm、厚さ30mmであり、0.5〜5rpmで回転するように制御される。
【0030】
回転式素子1の、水分の吸着及び放出ができる性質を利用して、回転式素子1は、吸着部2と加湿部3とに区画されて使用される。吸着部2は、空気から水分を吸着する部分である。装置外から取り込まれた低温空気は、吸着部分2を通過すると、その空気に含まれる水分は、吸着部2に吸着されて取り除かれる。
【0031】
加湿部3は、空気に水分を与える部分である。加湿部3に、加熱処理して温度上昇した空気を通過させると、その空気に水分が与えられ湿潤化を図ることができる。この場合、加湿部3は水分を吸着する機能が回復することになる。吸着部2と加湿部3は、例えば3:1の面積比に区画され、風量比は例えば吸着部2が80(m3/h)に対して、加湿部3が20(m3/h)である。
【0032】
なお、吸着部2と加湿部3の位置は固定されているが、回転式素子1の回転に伴って、吸着部2、加湿部3に対応する回転式素子1の部分が変化する。例えば、図1の状態において、吸着部2と対応している回転式素子1の部分は、矢印X方向に回転が進行すると、順次、加湿部3に対応する部分に移動し、加湿部3に対応している回転式素子1の部分は、矢印X方向に回転が進行すると、順次、吸着部2に対応する部分に移動することになる。
【0033】
ケース100a内には、吸引した室外空気Aを、回転式素子1の吸着部2を経て室外へ排気させる通路5が配設されている。以下、加湿装置が室内に加湿空気を供給する運転をしている状態において、通路内を空気が始点aから終点bへと進行しているとすると、始点a側を上流側といい、終点b側を下流側という。
【0034】
通路5のうち、回転式素子1に対して上流側に、送風手段であるファン7が設けられている。ファン7の送風作用により、室外空気Aは通路5内に吸引され、回転式素子1の吸着部2を経て室外へ排気される。この場合、室外空気Aは、吸着部2において、水分が吸着され乾燥した状態で排気されることになる。
【0035】
また、ケース100a内には、吸引した室内空気Bを回転式素子1の加湿部3を経て室内へ排気させる通路6が配設されている。通路6のうち、回転式素子1に対して下流側に、送風手段である渦流ファン8が設けられている。渦流ファン8が、矢印Yで示したように反時計回りに回転すると、その送風作用によって、室内空気Bは、通路6内に吸引される。以下、加湿装置の各通路に備えたファンについて、室内に加湿空気を供給している状態のファンの回転を正転といい、この逆の回転を逆転という。
【0036】
通路6内の空気は、加熱手段であるヒータ9で加熱され、この加熱された高温空気は加湿部3に至る。ヒータ9は、ニクロムヒータやセラミックヒータを用いることができる。加湿部3には、回転式素子1のうち吸着部2において水分を吸着した部分が回転移動してくるので、加湿部3において、高温空気に水分が与えられ、加湿処理された湿潤空気が室内に排気され、室内が加湿されることになる。また、高温空気に水分を与えることにより、回転式素子1は、水分吸着性の回復が図られ、吸着部2に回転移動し、再び水分を吸着することになる。
【0037】
図2は、給気換気運転時における加湿装置の概略構成図を示している。通路5のうち、ヒータ9に対して上流側には、開閉手段であるダンパ10が設けられている。ダンパ10は板状部材の開閉による開閉機構を備えたものである。本図の状態では、ダンパ10の板状部材が開いており、開口11を介して、通路6内への空気の吸引、又は通路6からの空気の排気が可能になる。
【0038】
渦流ファン8が正転すると、開口11から室外空気Cが吸引され、通路6内に室外空気が取り込まれる。この室外空気は、渦流ファン8の送風作用により、ヒータ9、加湿部3、及び渦流ファン8を経て室内に排気され、室内への給気換気が行われる。
【0039】
また、冬季には室外側の外気は低温である。このため、通路6内を低温空気が流通すると、通路6の外壁に結露することがあるが、ヒータ9に通電して空気温度を上昇させた状態で流通させれば、結露を防ぐことができる。
【0040】
図3は、排気換気運転時における加湿装置の概略構成図を示している。本図の状態は、ダンパ10は開放状態であり、かつ渦流ファン8は逆転している。すなわち、渦流ファン8の回転方向(矢印Z方向)は、図2の回転方向(矢印Y方向)に対して反転している。
【0041】
この状態では、渦流ファン8の送風作用により、室内空気Dは通路6内へ吸引され、加湿部3を経て開口11から排気される。この場合、ヒータ9の通電は不要となる。
【0042】
なお、本実施形態に係る加湿装置は、ヒートポンプ式空気調和機と併用でき、ヒートポンプ式空気調和機に組み込んで用いてもよい。ヒートポンプ式空気調和機は、室内機と室外機とを備えており、室内機には室内送風機及び室内熱交換器を、室外機には室外送風機及び室外熱交換器をそれぞれ備えており、冷房、暖房、及び除湿等の運転を切り換えることができる。このことは以下の各実施形態についても同様である。
【0043】
(実施の形態2)
図4は、実施形態2に係る加湿装置の概略構成図を示している。回転式素子1は、吸着部2、加湿部3、及び熱回収部4に区画されて使用される。熱回収部4は、温度の低い空気を通過させて、回転式素子1の温度を下げるとともに、通過空気の温度を高める部分である。
【0044】
また、本実施形態では、室内空気Bが吸引されている場合において、通路6のうち、回転式素子1(熱回収部4)へ最初に室内空気を導く供給通路6aと、回転式素子1(加湿部3)を通過した室内空気を室内へ排気する排気通路6bとの間に、中間通路6cが配置されている。ヒータ9は、この中間通路6cに設けられている。
【0045】
熱回収部4には供給通路6aからの室内空気が取り込まれる。加湿部3は、ヒータ9で加熱された温度の高い空気が通過するので、加湿部3の温度が上昇する。熱回収部4には、室温である室内空気Bが取り込まれるので、回転により加湿部3に対応する部分が熱回収部4に移動すると、熱回収部4における回転式素子1は冷却されることになる。この場合、熱回収部4を通過した空気は温度上昇することになる。この構成によれば、吸着部2へは、熱回収部4において事前に冷却された部分が回転移動してくるので、吸着部2を通過する空気の水分の吸着能力を高めることができる。
【0046】
吸着部2、加湿部3、熱回収部4はこの順に、例えば2:1:1の面積比に区画され、風量比は例えば吸着部2が80(m3/h)に対して、加湿部3及び熱回収機部4はそれぞれ20(m3/h)である。
【0047】
図5は、給気換気運転時における加湿装置の概略構成図を示している。本図の状態では、供給通路6aに設けられたダンパ10は開放状態であり、供給通路6aの開口11を介して、供給通路6a内への空気の吸引が可能になる。
【0048】
渦流ファン8が正転(矢印Y方向)すると、通路6aの開口11から室外空気Cが通路6a内に吸引される。この室外空気は、渦流ファン8の送風作用により、熱回収部4、ヒータ9、加湿部3を通過した後、渦流ファン8を経て室内に排気され、室内への給気換気が行われる。
【0049】
また、外気が低温である冬季には、通路の外壁に結露することがあるが、ヒータ9に通電して空気温度を上昇させた状態で流通させれば、結露を防ぐことができる。
【0050】
図6は、排気換気運転時における加湿装置の概略構成図を示している。本図の状態は、ダンパ10は開放状態であり、かつ渦流ファン8は逆転している。すなわち、渦流ファン8の回転方向(矢印Z方向)は、図5の回転方向(矢印Y方向)に対して反転している。
【0051】
この状態では、渦流ファン8の送風作用により、室内空気Dは排気通路6b内へ吸引され、加湿部3、ヒータ9、熱回収部4を経て、開口11から排気される。この場合、ヒータ9の通電は、不要となる。
【0052】
(実施の形態3)
図7は、実施形態3に係る加湿装置の概略斜視図を示している。以下の各実施形態において、回転素子1の構成は、前記各実施形態と同様であるので、同一番号を付して、その詳細な説明は省略する。
【0053】
加湿装置102は、側壁103に対して室内R2側に据え付けられている。ケース102a内には、回転式素子1が組み込まれており、室外R1から吸引した空気を、回転式素子1を経て室外R1へ排気させる通路12が配設されている。通路12は、側壁103を開口した吸気口104を介して、室外R1からケース102a内に至り、側壁103を開口した排気口105を介して、ケース102a内から室外R1に至っている。
【0054】
通路12内の空気が、吸気口104側から排気口105側へと流動している場合において、回転式素子1に対して通路12の上流側には、第1の送風手段である送風機13が設けられ、下流側には第2の送風手段である送風機14が設けられている。送風機13によって、室外R1の空気は、吸気口104を経てケース102a内に至り、送風機14によって、ケース102a内から排気口105を経て室外R1へと排気される。この場合、室外空気は、回転式素子1の吸着部2を通過して、水分が吸着されて乾燥した状態で、室外R1へと排気されることになる。
【0055】
また、ケース102a内には、室内R2から吸引した室内空気を、回転式素子1を経て、室内R2へ排気して戻す通路15が配設されている。通路15のうち回転式素子1に対して上流側には、送風機16が設けられている。送風機16によって、室内空気はケース102a内に吸引される。
【0056】
吸引された室内空気は、加熱手段であるヒータ17で加熱された後、回転式素子1の加湿部3に至る。ヒータ17には、例えば入力500Wのニクロムヒータを用い、セラミックヒータを用いてもよい。加熱された高温空気は、加湿部3を通過することにより、回転式素子1が吸着していた水分の分離放出により湿潤化される。これに対して、水分を放出した回転式素子1は、水分吸着性が回復する。このようにして加湿処理された湿潤空気は、室内R2に排気されるので、室内R2が加湿されることになる。
【0057】
ここで、通路12は側壁103の吸気口104及び排気口105を通過させているので管径が細く、通風抵抗が通路15に比べ大きくなっている。したがって、通路12から回転式素子1に流出する空気の圧力は、通路15から回転式素子1に流出する空気の圧力に比べ大きくなる。
【0058】
このため、高圧側である通路12から漏れた空気が、仕切り部(吸着部2と加湿部3との間の)と回転式素子1との間の僅かな隙間を通過して、低圧側である通路15に流入し易くなり、このような空気の漏れがあると、室内加湿の効率が低下することになる。
【0059】
本実施形態では、通路12には、上流側の送風機13に加え、下流側に送風機14を設けたことにより、通路12の送風機と通路15の送風機との間の負荷のバランスを調整することができ、通路12と通路15との間の圧力差を小さくし、通路12から通路15への漏れ空気量を減少させることができる。
【0060】
(実施の形態4)
実施形態4は、図7に示した加湿装置に換気機能を付加した実施形態である。図8は、本実施形態に係る加湿装置の主要部の構成を示しており、図8(a)は送風機13のみを運転した状態、図8(b)は送風機14のみを運転した状態を示している。これらの各図は、換気機能に直接関係のない構成の図示は省略している。このことは、図9以降の換気機能を説明する図においても同様である。
【0061】
図8の各図に示したように、通路1のうち送風機13と吸着部分2との間に、開閉手段であるダンパ18を設けている。ダンパ18は、板状部材の開閉により空気流量を調節することができる。図2(a)、(b)は、いずれもダンパ8の開放状態を示している。
【0062】
図8(a)のように、送風機13のみを運転した状態では、室外R1から通路12に取り込まれた室外空気Aは、ダンパ8の開口22を経て室内R2に給気される。また、図2(b)のように、送風機14のみを運転した状態では、室外R2から室内空気Dが、開口22を経て通路12に取り込まれ、室外R1に排気される。
【0063】
図9は、本実施形態の別の例に係る加湿装置の主要部の構成を示している。本図に示した構成は、送風機18、送風機19のそれぞれが正転及び逆転の両方可能である渦流送風機である。
【0064】
図9(a)は、送風機18及び送風機19は、室外R2から室外空気Aを室内R2に取り込むように、回転方向が設定されており、送風機18は正転し、送風機19は逆転している。この設定では、送風機18、送風機19の双方によって、室外空気Aが室内R2に取り込まれることになる。
【0065】
図9(b)は、送風機18及び送風機19は、室内R2から室内空気Dを室外R1に排気するように、回転方向が設定されており、送風機18は逆転し、送風機19は正転している。この設定では、送風機18、送風機19の双方によって、室内空気Dが室外R1に排気されることになる。このように図9に示した構成では、送風機18、送風機19の双方によって、給排気を行うので、給排気換気能力の向上に有利である。
【0066】
なお、図8、9の例では、ダンパ18を回転式素子1に対して上流側に設けた例で説明したが、ダンパ18を回転式素子1に対して下流側である吸着部2と送風機14(送風機19)との間に設けても、同様の給排換気ができる。
【0067】
(実施の形態5)
図10は、本実施形態に係る加湿装置の概略斜視図を示している。本実施形態では、図10に示したように、回転式素子1の吸着部2と加湿部3との間に、熱回収部4を設けている。また、通路15のうち供給通路15aと排気通路15bとの間に、中間通路15cが設けられている。
【0068】
本実施形態の回転式素子1の基本作用は、図4に示した実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略するが、吸着部2へは、熱回収部4において事前に冷却された部分が回転移動してくるので、吸着部2を通過する空気の水分の吸着能力を高めることができる。
【0069】
本実施形態においても、実施形態3と同様に、回転式素子1に対して上流側に送風機13、下流側に送風機14を設けており、通路12と通路15との間の圧力差を小さくし、通路12から通路15への漏れ空気量の減少を図っている。このことにより、吸着部分2と加湿部分3との仕切り部分において、吸着部2から加湿部3への漏れ空気を減少できるとともに、吸着部2と加湿部3との仕切り部分において、吸着部分2から熱回収部4への漏れ空気も減少でき、高効率な加湿を行うことができる。
【0070】
(実施の形態6)
実施形態6は、図16に示した加湿装置に換気機能を付加した実施形態である。図11は、本実施形態に係る加湿装置の主要部の構成を示しており、図11(a)は送風機13のみを運転(送風機14及び16は停止)した状態、図11(b)は送風機14のみを運転(送風機13及び16は停止)した状態を示している。これらの各図に示したように、通路12の回転式素子1と送風機14との間に、ダンパ18を設けている。図11(a)、(b)は、いずれもダンパ18は開放状態である。
【0071】
本図に示した構成では、通路12と中間通路15cとをつなぐ通路が設けられており、図11(a)のように、送風機14のみを運転した状態では、室外R1から通路12に取り込まれた室外空気Aは、開口22を経て中間通路15cに供給される。この供給空気は、ヒータ17側に流動する空気と、熱回収部4側に流動する空気とに分流する。
【0072】
ヒータ17側に流動した空気は、ヒータ17により加熱された後、加湿部3を経て室内R2に給気される。この場合、加湿部3には加熱された空気が通過するので、加湿部3に対応する回転式素子1も加熱されることになる。
【0073】
一方、熱回収部4側に流動する空気は、熱回収部4を経て室内R2に給気される。この場合、熱回収部4に回転移動した回転式素子1は、前記のように加湿部3において加熱されている。このため、熱回収部4を通過する空気は温度が上昇し、この状態で室内R2に給気されることになる。
【0074】
このような構成によれば、室外空気Aは温度が高められた状態で、室内R2に供給されるので、冷たい室外空気Aを室内R2に入れることなく給気を行うことができる。
【0075】
図11(b)の状態は、送風機14のみが運転しており室内空気Dは、中間通路15cを経て開口22に至り、通路12を経て室外R1に排気されることになる。
【0076】
図12は、本実施形態の別の例に係る加湿装置の主要部の構成を示している。本図に示した構成は、送風機20、送風機21のそれぞれが正回転及び逆回転の両方可能である渦流送風機である。図12(a)の状態は、送風機20及び送風機21は、室外R1から室外空気Aを室内R2に取り込むように、回転方向が設定されており、送風機20は正転し、送風機21は逆転し、送風機16は停止している。
【0077】
この設定では、送風機20、送風機21の双方によって、室外空気Aが室内R2に取り込まれることになる。室外空気Aが通路12から中間通路15cに至った後の動作は、前記の図11(a)の場合と同様である。
【0078】
図12(b)の状態は、送風機20及び送風機21の回転方向は、図12(a)の状態と逆方向にされており、送風機20は逆転し、送風機21は正転している。このため、送風機20、送風機21の双方の送風作用によって、室内空気Dが室外R1に排気されることになる。このように図12に示した構成では、送風機20、送風機21の双方によって、給排気を行うので、給排気換気能力の向上に有利である。
【0079】
(実施の形態7)
図13は、実施形態7に係る加湿装置の概略斜視図を示している。本実施形態に係る加湿装置は、加湿装置107が室外に設置されている。図13の構成では、通路15に取り込まれた室内空気Dは、壁103に設けられた吸気口104経て、室外のケース107aに至り、加湿部3を通過して湿潤化された後、排気口105を経て、室内に排気されることになる。一方、通路12に取り込まれた室外空気Aは、吸着部2を通過して乾燥された後、室外に排気されることになる。
【0080】
ここで、図7の実施形態のように、加湿装置を室内に設置した構成では、吸着部分2を通過する通路12は、側壁103の吸気口、排気口を通過させているので管径が細くなる。これに対して、本実施形態のように、加湿装置107を室外に設置した構成では、吸気口104、排気口105を通過しているのは加湿部分3を通過する通路15である。このため、通路15の管径が細くなる。このため、通路15が通路12に対して高圧となる。
【0081】
本実施形態では、回転素子1に対して通路15の上流側に送風機13を設けるとともに、下流側にも送風機14を設けている。このことにより、通路12と通路15の送風機間の負荷のバランスを調整し、通路12と通路15との間の圧力差を小さくし、通路15から通路12への漏れ空気量を減少させている。
【0082】
(実施の形態8)
実施形態8は、図13に示したような室外に加湿装置を設置した構成において、換気機能を付加した実施形態である。図14は、本実施形態に係る加湿装置の主要部の構成を示しており、図14(a)は送風機13のみを運転した状態、図8(b)は送風機14のみを運転した状態を示している。これらの各図に示したように、通路15の送風機13と加湿部3との間に、ダンパ18を設けている。
【0083】
図14(a)のように、送風機13のみを運転した状態では、室内R2から通路15に取り込まれた室内空気Dは、開口22を経て室外R1に排気される。図14(b)のように、送風機14のみを運転した状態では、室外R1から室外空気Aが、開口22を経て通路15に取り込まれ、送風機14を経て室内R2に給気される。図14(b)の構成では、温度の低い室外空気Aをヒータ17で加熱して室内R2に給気することができる。
【0084】
図15は、本実施形態の別の例に係る加湿装置の主要部の構成を示している。本図に示した構成は、送風機23、送風機24のそれぞれが正転及び逆転の両方可能である渦流送風機である。
【0085】
図15(a)は、送風機23及び送風機24は、室内R2から室内空気Dを通路15に取り込むように、回転方向が設定されており、送風機23は正転し、送風機24は逆転している。この設定では、送風機23、送風機24の双方の送風作用によって、室内空気Dが室外R1に排気されることになる。
【0086】
図15(b)は、送風機23及び送風機24は、室外R1から室外空気Aを通路15に取り込むように、回転方向が設定されており、送風機23は逆転し、送風機24は正転している。この設定では、送風機23、送風機24の双方の送風作用によって、室内空気Aが室内R2に給気されることになる。また、温度の低い室外空気Aをヒータ17で加熱して室内R2に給気することができる。
【0087】
このように図15に示した構成では、送風機23、送風機24の双方によって、給排気を行うので、給排気換気能力の向上に有利である。
【0088】
(実施の形態9)
図16は、本実施形態に係る加湿装置の概略斜視図を示している。本実施形態は、図10に示した実施形態5において、加湿装置を室外に配置した構成に相当する。加湿装置を室外に配置したことにより、図13に示した実施形態と同様に、通路15に送風機を複数設けており、供給通路15aに送風機13を設けるとともに、排気通路15bにも送風機14を設けている。
【0089】
本実施形態の基本作用は、実施形態5と同様であり、回転式素子1に熱回収部4を設け、これに対応するように供給通路15a、中間通路15bを配置しているので、吸着部2へは、熱回収部4において事前に冷却された部分が回転移動してくるので、吸着部2を通過する空気の水分の吸着能力を高めることができる。
【0090】
また、通路15の上流側と下流側の双方に送風機を設けているので、通路15と通路12との間の圧力差を小さくし、通路15から通路12への漏れ空気量の減少を図っている。このことにより、吸着部2と加湿部3との仕切り部分において、加湿部3から吸着部2への漏れ空気を減少できる。
【0091】
(実施の形態10)
実施形態10は、実施形態9に係る加湿装置に換気機能を付加した実施形態である。図17は、本実施形態に係る加湿装置の主要部の構成を示しており、図17(a)は送風機13のみを運転した状態、図17(b)は送風機14のみを運転した状態を示している。通路15の回転式素子1とヒータ17との間に、ダンパ18を設けている。
【0092】
図17(a)のように、送風機13のみを運転した状態では、送風機13によって室内R2から取り込まれた室内空気Dを、開口22を通じ室外R1に排気できる。図17(b)のように送風機14のみを運転することにより、開口22より取り込まれた温度の低い室外空気Aをヒータ17により加熱し、加熱された高温空気を送風機14によって室内R2に給気できる。
【0093】
図18は、本実施形態の別の例に係る加湿装置の主要部の構成を示している。本図に示した構成は、送風機25、送風機26は、正転及び逆転の両方可能である渦流送風機である。図18(a)の状態は、送風機25及び送風機26は、室内R2から室内空気Dを通路15に取り込むように、回転方向が設定されており、送風機25は正転し、送風機26は逆転している。この設定により、室内空気Dが開口22を経て室外R1に排気されることになる。
【0094】
図18(b)の状態は、送風機25及び送風機26の回転方向は、図12(a)の状態と逆方向に設定されており、送風機25は逆転し、送風機26はは正転している。この設定により、送風機25、送風機26の双方を経て、室外空気Aが室内R2に給気されることになる。この場合、室外空気Aはヒータ17通過時に過熱され、加熱された高温空気を室内R2に給気でき、冷たい室外空気Aを室内R2に入れることを防止できる。
【0095】
このように図18に示した構成では、送風機25、送風機26の双方によって、給排気を行うので、給排気換気能力の向上に有利である。
【0096】
なお、図17、18の構成において、ダンパ18を熱回収部4と送風機25との間に設けても同様の効果が得られる。
【0097】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、回転式素子の加湿部に対応する通路に、開閉手段と正転と逆転との切り換えができる送風手段を備えたことにより、新たな送風回路を追加することなく、容易に給気換気と排気換気との切り換えが可能になる。
【0098】
また、加湿部に対応する通路及び吸着部に対応する通路のいずれかに、回転式素子に空気を供給する側、及び回転式素子を通過した空気を排気する側の双方に送風手段を設けたことにより、回転式素子上における吸着部と加湿部との間で圧力差による空気の漏れを減少でき、加湿効率の優れた加湿装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係る加湿装置の概略構成図
【図2】本発明の給気換気運転時における加湿装置の一実施形態に係る概略構成図
【図3】本発明の排気換気運転時における加湿装置の一実施形態に係る概略構成図
【図4】本発明の実施形態2に係る加湿装置の概略構成図
【図5】本発明の給気換気運転時における加湿装置の一実施形態に係る概略構成図
【図6】本発明の排気換気運転時における加湿装置の一実施形態に係る概略構成図
【図7】本発明の実施形態3に係る加湿装置の概略構成図
【図8】本発明の実施形態4に係る換気機能を有する加湿装置の概略構成図
【図9】本発明の実施形態4の別の例に係る加湿装置の概略構成図
【図10】本発明の実施形態5に係る加湿装置の概略構成図
【図11】本発明の実施形態6に係る換気機能を有する加湿装置の概略構成図
【図12】本発明の実施形態6の別の例に係る加湿装置の概略構成図
【図13】本発明の実施形態7に係る加湿装置の概略構成図
【図14】本発明の実施形態8に係る換気機能を有する加湿装置の概略構成図
【図15】本発明の実施形態8の別の例に係る加湿装置の概略構成図
【図16】本発明の実施形態9に係る加湿装置の概略構成図
【図17】本発明の実施形態10に係る換気機能を有する加湿装置の概略構成図
【図18】本発明の実施形態10の別の例に係る加湿装置の概略構成図
【図19】従来の加湿装置の一例の概略構成図
【符号の説明】
1 回転式素子
2 吸着部
3 加湿部
4 熱回収部
5,6,12,15 通路
6a,15a 供給通路
6b,15b 排気通路
6c,15c 中間通路
7,8,13,14,16,18,19,20,21,23,24,25,26 送風機
9,17 ヒータ
10,18 ダンパ
11,22 開口
100,102,106,107 加湿装置
Claims (13)
- 水分の吸着と放出とが可能な回転式素子と、吸引した室外空気を、前記回転式素子を介して室外に導く第1の通路と、前記室外空気の吸引を行う第1の送風手段と、吸引した室内空気を、前記回転式素子を介して室内に導く第2の通路と、前記室内空気の吸引を行い、正転と逆転との切り換えが可能な第2の送風手段と、前記第2の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段と、前記第2の通路に設けられた加熱手段とを備え、
前記回転式素子は、前記第1の通路に対応する吸着部と、前記第2の通路に対応する加湿部とに区画され、
前記開閉手段で前記開口を閉じた状態において、前記吸着部で前記第1の通路からの室外空気の水分が吸着され、前記加湿部で前記加熱手段で加熱された室外空気に水分を放出し、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、前記第2の送風手段の正転と逆転との切り換えにより、室外空気の室内への給気と、室内空気と室外への排気との切り換えが可能なことを特徴とする加湿装置。 - 前記第2の通路は、前記回転式素子を通過した室内空気を再び前記回転式素子に供給する中間通路をさらに備え、前記加熱手段は前記中間通路に設けられており、
前記回転式素子は、前記第1の通路に対応する吸着部と、前記第2の通路のうち、室内空気を最初に前記回転式素子に供給する部分に対応する熱回収部と、前記中間通路のうち、前記加熱手段で加熱した前記室内空気を再び前記回転式素子に供給する部分に対応する加湿部とに区画されている請求項1に記載の加湿装置。 - 前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、前記第2の送風手段の正転により、室外空気を前記開口から前記第2の通路に吸引し、前記第2の通路を通過させて室内に排気する設定と、前記第2の送風手段の逆転により、前記室内空気を前記第2の通路に吸引し、前記開口から室外に排気する設定との切り換えが可能である請求項1又は2に記載の加湿装置。
- 水分の吸着と放出とが可能な回転式素子と、吸引した室外空気を、前記回転式素子を介して室外に導く第1の通路と、吸引した室内空気を、前記回転式素子を介して室内に導く第2の通路と、前記第2の通路に設けられた加熱手段とを備え、
前記回転式素子は、前記第1の通路に対応する吸着部と、前記第2の通路に対応する加湿部とに区画され、前記吸着部で前記吸引した室外空気の水分が吸着され、前記加湿部で前記加熱手段で加熱された室内空気に水分が放出され、
前記第1の通路、及び第2の通路のいずれかに、前記回転式素子に空気を供給する側、及び前記回転式素子を通過した空気を排気する側の双方に送風手段が設けられていることを特徴とする加湿装置。 - 前記第1の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を運転し、かつ前記第2の送風機を停止した状態で、前記第1の通路に室外空気を吸引し、前記開口を介して前記吸引された室外空気を室内に排気する設定と、
前記第2の送風機を運転し、かつ前記第1の送風機を停止した状態で、前記開口から室内空気を前記第1の通路に吸引し、前記吸引された室内空気を室外に排気する設定との切り換えが可能である請求項4に記載の加湿装置。 - 前記第1の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、前記第1の送風手段及び前記第2の送風手段は、正転と逆転との切り換えが可能であり、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を正転し、かつ前記第2の送風機を逆転した状態で、室内空気を前記第1の通路に吸引し、前記吸引された室外空気を前記開口から室内に排気する設定と、
前記第1の送風機を逆転し、かつ前記第2の送風機を正転した状態で、前記開口から室内空気を前記第1の通路に吸引し、前記吸引された室内空気を室外に排気する設定との切り換えが可能である請求項4に記載の加湿装置。 - 前記第2の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第2の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を運転し、かつ前記第2の送風機を停止した状態で、前記第2の通路に室内空気を吸引し、前記開口を介して前記吸引された室内空気を室外に排気する設定と、
前記第1の送風機を停止し、かつ前記第2の送風機を運転した状態で、前記開口から室外空気を前記第2の通路に吸引し、前記吸引された室外空気を室内に排気する設定との切り換えが可能である請求項4に記載の加湿装置。 - 前記第2の通路は、前記回転式素子を通過した室内空気を再び前記回転式素子に供給する中間通路をさらに備え、前記加熱手段は前記中間通路に設けられており、
前記回転式素子は、前記第1の通路に対応する吸着部と、前記第2の通路のうち、室内空気を最初に前記回転式素子に供給する部分に対応する熱回収部と、前記中間通路のうち、前記加熱手段で加熱した前記室内空気を再び前記回転式素子に供給する部分に対応する加湿部とに区画されている請求項4に記載の加湿装置。 - 前記第1の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段と、前記第1の通路と前記中間通路との間の流通を可能にする第3の通路とをさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を運転し、かつ前記第2の送風機を停止した状態で、前記第1の通路に吸引した室外空気を、前記開口、及び前記第3の通路を介して前記中間通路に供給し、前記中間通路で分流された室外空気を前記熱回収部、及び前記加湿部を通過させて室内に排気する設定と、
前記第1の送風機を停止し、かつ前記第2の送風機を運転した状態で、前記中間通路から吸引した室内空気を、前記第3の通路、及び前記開口を通過させた後、前記第1の排気通路から室外に排気する設定との切り換えが可能である請求項8に記載の加湿装置。 - 前記第1の通路のうち、前記回転式素子に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記回転式素子を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の送風機、及び前記第2の送風手段は正転と逆転との切り換えが可能であり、前記第1の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段と、前記第1の通路と前記中間通路との間の流通を可能にする第3の通路とをさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を正転し、前記第2の送風機を逆転した状態で、前記第1の通路に吸引した室外空気を、前記開口、及び前記第3の通路を介して前記中間通路に供給し、前記中間通路で分流された室外空気を前記熱回収部、及び前記加湿部を通過させて室内に排気する設定と、
前記第1の送風機を逆転し、前記第2の送風機を正転した状態で、前記第2の通路から吸引した室内空気を、前記第3の通路、及び前記開口を通過させた後、前記第1の通路から室外に排気する設定との切り換えが可能である請求項8に記載の加湿装置。 - 前記第2の通路のうち、前記熱回収部に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記加湿部を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第2の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を運転し、かつ前記第2の送風機を停止した状態で、前記第1の通路に吸引した室内空気を、前記開口から室外に排気する設定と、
前記第1の送風機を停止し、かつ前記第2の送風機を運転した状態で、前記中間通路から吸引した室外空気を、前記から室外空気を吸引し、前記加熱手段を通過させ加熱した後、前記第2の排気通路から室内外に排気する設定との切り換えが可能である請求項7に記載の加湿装置。 - 前記第2の通路のうち、前記回熱回収部に空気を供給する側に第1の送風手段を、前記加湿部を通過した空気を排気する側に第2の送風手段を設けており、前記第1の送風機、及び前記第2の送風手段は正転と逆転との切り換えが可能であり、前記第2の通路に設けられ開口を開閉する開閉手段をさらに備え、
前記開閉手段で前記開口を開いた状態において、
前記第1の送風機を正転し、かつ前記第2の送風機を逆転した状態で、前記第2の通路に吸引した室内空気を、前記開口から室外に排気する設定と、
前記第1の送風機を逆転し、かつ前記第2の送風機を正転した状態で、前記開口から吸引した室外空気を、室内に排気する設定との切り換えが可能である請求項8に記載の加湿装置。 - 前記加熱手段は、前記第2の通路のうち、吸引した室外空気を加熱できる位置に配置されている請求項1、2、3、7、9、10、11、又は12に記載の加湿装置。
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CN107003020A (zh) * | 2014-12-10 | 2017-08-01 | 豪威株式会社 | 除湿和加湿装置、除湿空气清洁器、加湿空气清洁器及其操作方法 |
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-
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- 2002-06-17 JP JP2002176346A patent/JP2004020058A/ja not_active Withdrawn
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