JP2004138368A - 吸着除湿装置及び保管庫 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲に対する熱影響の少ない吸着除湿装置を得る。
【解決手段】可逆的な吸放湿機能を備えた除湿器１０と、除湿器１０の通路に通風させる送風機１１と、除湿器１０に通す空気を昇温させ得る加熱手段１２とを組込んだ風路１３を外殻内に構成し、風路１３の吸込口１４，１５と吹出口１６，１７をそれぞれ隣接する形態にして開閉可能に構成し、一方の吸込口１４から風路１３を経て一方の吹出口１６に至る除湿経路と、他方の吸込口１５から風路１３を経て他方の吹出口１７に至る再生経路とを開閉ダンパ機構１９によって交互に通断させ、除湿運転と再生運転とを交番させるようにするとともに、除湿経路は、区切られた特定の空間に連絡できるように構成し、再生経路は、前記空間とは別の他の空間に連絡できるように構成し、加熱手段１２によって除湿器１０に通す空気を、空気温度上昇値を５０Ｋで昇温させるようにする。
【選択図】　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品等物品の乾燥保管に供する吸着除湿装置及び物品を乾燥保管するための保管庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
食品やその他の物品を乾燥保管するための保管庫は大きく分けて、塩化カルシウムやペレット状のシリカゲルの乾燥材に庫内の湿気を吸湿させて庫内を乾燥雰囲気にするものと、吸湿材を備えた除湿部に庫内の空気を循環させて吸湿材に吸湿させて庫内を乾燥雰囲気にするものとがある。ペレット状のシリカゲルを吸湿材として使った保管庫は、水も溜まらず、一度吸湿した吸湿材に熱を加えて放湿させることによって再生させることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４―１１４７１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可逆的な吸放湿機能を備えた吸湿材による保管庫においては、再生時に加熱した庫外（室内）の空気を吸湿材に通し、再び庫外（室内）へ排出するため、再生空気の排出口近傍には、熱影響を受けるような家具類は置けないし、排出口を熱影響を受ける壁面等に近づけて設置することもできない。また、ヒーターによる加熱で消費電力が大きく、ランニングコストが嵩むといった問題点もある。
【０００５】
本発明は、係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その課題とするところは、周囲に対する熱影響の少ない吸着除湿装置を得ることであり、ランニングコストを低減できる効率の良い吸着除湿装置を得ることであり、その吸着除湿装置を使った、使い易い保管庫を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために本発明は、空気を通す多数の通路を有し、可逆的な吸放湿機能を備えた除湿器と、除湿器の通路に通風させる送風機と、除湿器に通す空気を昇温させ得る加熱手段とを組込んだ風路を外殻内に構成し、風路の吸込口と吹出口をそれぞれ隣接する対形態にして開閉可能に構成し、一方の吸込口から風路を経て一方の吹出口に至る除湿経路と、他方の吸込口から風路を経て他方の吹出口に至る再生経路とを開閉ダンパ機構によって交互に通断させ、除湿運転と再生運転とを交番させるようにするとともに、除湿経路は、区切られた特定の空間に連絡できるように構成し、再生経路は、特定の空間とは別の他の空間に連絡できるように構成し、加熱手段によって除湿器に通す空気を、空気温度上昇値を５０Ｋで昇温させるようにする手段を採用する。
【０００７】
前記課題を達成するために他の発明は、空気を通す多数の通路を有し、可逆的な吸放湿機能を備えた除湿器と、除湿器の通路に通風させる送風機と、除湿器に通す空気を昇温させ得る加熱手段とを組込んだ風路を外殻内に構成し、風路の吸込口と吹出口をそれぞれ隣接する対形態にして開閉可能に構成し、一方の吸込口から風路を経て一方の吹出口に至る除湿経路と、他方の吸込口から風路を経て他方の吹出口に至る再生経路とを開閉ダンパ機構によって交互に通断させ、除湿運転と再生運転とを交番させるようにするとともに、除湿経路は、区切られた特定の空間に連絡できるように構成し、再生経路は、特定の空間とは別の他の空間に連絡できるように構成し、加熱手段によって除湿器に通す空気を、空気温度上昇値を５０Ｋで昇温させるようにするとともに、除湿経路は、開閉でき物品を保管できる箱構造内に連絡させ、再生経路は、箱構造外に連絡させる手段を採用する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図５によって示す本実施の形態は、食品等の物品を乾燥保管する保管庫に関するものである。この保管庫は、乾燥室１と乾燥室１内の空気を乾燥雰囲気に加工する吸着除湿装置２とから構成されている。乾燥室１は、前面の開放した外箱３に抜き差しできる引出し式の密閉箱構造として構成され、上部に回動やスライドにより開閉できる開閉蓋４が装着されている（図１，図３参照）。上部での開放は、引出し式の場合には乾燥室１への物品の出し入れがし易く使いやすい。乾燥室１の前面は、図１に示すように外方へ張出しの有る前パネル５で構成され、上部の張出し部分の左右に一つずつ開口部６が設けられている。外箱３には乾燥室１を差込んだ状態で、乾燥室１の開閉蓋４と差込み部分の天板との間に前後方向に続く二列の通風路７が天板の中央に設けられた隔壁８により画成される（図１、図３，図４参照）。この二列の通風路７はそれぞれ乾燥室１の前パネル５の二個の開口部６にそれぞれ連絡している。
【０００９】
吸着除湿装置２は、外箱３内における乾燥室１の背後に設けられ、空気を通す直線状の多数の通路９を持つ除湿器１０と送風機１１と、加熱手段１２を主体として構成されている。この除湿器１０の通路９に通風させる送風機１１と、除湿器１０に通す空気を昇温させる加熱手段１２とを六面体の外殻内の風路１３に組込んで吸着除湿装置２が構成されている（図２参照）。
【００１０】
吸着除湿装置２の風路１３の吸込口１４，１５と吹出口１６，１７はそれぞれ隣接する外殻の二面に対形態に開口されている。外殻内には一方の吸込口１４から風路１３を経て一方の吹出口１６に至る除湿経路と、他方の吸込口１５から風路１３を経て他方の吹出口１７に至る再生経路が設けられている。
【００１１】
除湿経路と再生経路の各吸込口１４，１５と各吹出口１６，１７は二つの開閉ダンパ機構１９によって開閉される。開閉ダンパ機構１９は、二つの駆動機構で開閉される。即ち、二個のステッピングモーター２０の回転軸上に、吸込口開閉ブレード２１と吹出口開閉ブレード２２が取付けられて構成される。
【００１２】
除湿経路の吸込口１４と吹出口１６は共に乾燥室１に気密を保持した状態に連絡され、再生経路の吸込口１５と吹出口１７は、外箱３の二列の通風路７にそれぞれ連絡され、乾燥室１の前パネル５の各開口部６を通じてそれぞれ庫外に連絡している。
【００１３】
除湿器１０は、セラミックス等の無機質繊維にシリカゲル等の吸湿剤を重合反応を利用して、結合させたコルゲート構造材やハニカム構造材を積層して、被処理空気を通す直線状の多数の通路９が全体にわたって分布する、密度２３０〜２７０ｋｇ／ｍ^３の直方体状に構成したもので、可逆的な吸放湿機能を有する。各通路９は平行状でそれらの開口端は全て除湿器１０の対向する二面に開口している。この除湿器１０の構造は、低圧損なため送風機１１を小型化できる。
【００１４】
加熱手段１２は、正特性サーミスタと熱的に接続された放熱フィンが一体化された構成で、除湿器１０の前段において風路１３を横断する状態に組付けられている。除湿器１０と外殻との間には断熱空気層又は多泡性の断熱樹脂の断熱構造２３が設けられ、再生時に効率よく除湿器１０を加熱するようになっている。
【００１５】
この保管庫の乾燥室１は、開閉ダンパ機構１９によって除湿経路と再生経路を交互に開閉させ、除湿器１０に除湿過程による除湿運転と再生過程による再生運転とを交番させることにより乾燥雰囲気になる。乾燥室１内の除湿は、ステッピングモーター２０を回転させ、再生経路の吸込口１５及び吹出口１７を、吸込口開閉ブレード２１及び吹出口開閉ブレード２２によって閉止しておいて、送風機１１を運転させることにより常温下で行なわれる。即ち、開放された除湿経路により乾燥室１内に循環気流が形成され、除湿器１０を通過するたびに湿気が分子状態で除湿器１０に吸着され、乾燥室１内は迅速に乾燥雰囲気になる。
【００１６】
水の分子を吸着するにつれ除湿器１０の吸着能は低下するので、除湿器１０を再生過程において再生させる。除湿器１０の再生は、ステッピングモーター２０を回転させ、除湿経路の吸込口１４及び吹出口１６を、吸込口開閉ブレード２１及び吹出口開閉ブレード２２によって閉止し、送風機１１を運転させ、正特性サーミスタに通電させることにより行なわれる。加熱手段１２による空気温度上昇値は５０Ｋとなるように設定されていて、約７０℃ほどの温度下で再生が行なわれる。即ち、開放された再生経路により庫外の空気が前パネル５の開口部６を経て吸込口１５から吸込まれ、放熱板を通過することにより加熱され除湿器１０の通路９を通ることで除湿器１０の水分子が放出される。
【００１７】
除湿器１０を再生した空気は高温多湿であるが、庫外へ排出される空気温度は低く、再生時に台所等の室内雰囲気の阻害を抑制できるとともに、空気が排出される周りの家具や建物構造等に熱による悪影響を及ぼさない。
【００１８】
ここで、庫外の空気条件を２０℃、相対湿度１００％とした場合には、絶対湿度０．０１４７ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）を加熱手段１２で加熱昇温させ、２０℃＋５０Ｋ＝７０℃となる。絶対湿度は変化しないので、このときの相対湿度は７％となる。一方、除湿器１０の吸着等温・湿度特性は、図５に示すような特性である。図５において縦軸は、除湿器１０の含水率を示し、横軸は、除湿器１０の温度を示す。パラメータは相対湿度である。今、２０℃、１００％の点Ａと加熱手段１２により除湿器１０が加熱されたときのＢ点を結べば、再生過程での加熱により、この線上をＡ点からＢ点に移行する。即ち、約１９Ｗｔ％の含水率から約３Ｗｔ％の含水率に低下し、除湿器１０内の水分子は約１６Ｗｔ％放出されることになる。通常、シリカゲルは１５０℃以上の温度を加えて再生するが、ここでは、室温（庫外温度）＋５０Ｋの７０℃の温度で十分再生させることができる。図５において、仮に１００℃に空気温度を上昇させても、除湿器１０の含水率は０Ｗｔ％であり、水分子の放出量は１０Ｗｔ％となるが、７０℃の場合と比較しても１５％程改善されるものの、１００℃まで昇温させるエネルギー及び周囲に与える熱による影響は各段に大きなものとなる。
【００１９】
こうして再生された除湿器１０に除湿経路を開けて乾燥室１内の空気を通すことにより、再び乾燥室１内の湿気を吸着し、乾燥室１内を乾燥雰囲気にすることができる。除湿器１０と外殻との間は断熱空気層又は多泡性の断熱樹脂による断熱構造２３となっているので周囲への放熱は少なく加熱効率は良い。
【００２０】
除湿過程と再生過程とを交互に繰り返えさせる乾燥運転においては、運転開始時には必ず再生経路の開放による除湿器１０の再生から始まるように制御される。こうすることにより停止状態で吸湿し、除湿能の低下している除湿器１０の状態から乾燥運転をスタートすることがなく、除湿機能が安定することになる。なお、乾燥運転の開始／停止は、乾燥室１内に設けられた湿度センサーの出力値に基づいて制御手段により行なわれる。
【００２１】
除湿運転と再生運転とを交番させる乾燥運転について、その一サイクルの経過時間は約３０分とし、再生運転と除湿運転との時間配分を、再生運転については６５％、除湿運転については３５％に設定されている。乾燥時間は、乾燥室１内の湿度が高湿になったことを湿度センサーが検知し、再生運転から除湿運転に至る経過時間として約３０分間は許容される時間である。これは、常温での乾燥状態の食品等が略同一の温度下での高湿下における吸湿量は、例えば冷蔵庫で保管し、室内へ取出したときの低温下から常温下への変化による吸湿量と比較しても、格段に小さいことが実態で、日常においても体験することである。
【００２２】
そして、再生運転における加熱手段１２の加熱時間と非加熱時間の比率が２対１に設定されている。これは、除湿器１０の直線状の通路９を通過する空気の流速が０．１ｍ／秒以下に設定されたときの空気量により、加熱手段１２で加熱された空気によりほぼ飽和した状態（昇温５０Ｋ）に到達する。この空気により、除湿器１０を加熱し、除湿器１０内に吸着されている水分子を放出させてから、非加熱による再生運転を行なう。これにより、通風により除湿器１０の温度を下げて、除湿運転に移行させることができ、乾燥室１内の温度を上昇させることなく常温が可能になる。非加熱による再生運転の時間が短いと除湿器１０の温度が高い状態であり、また時間が長いと、折角加熱により除湿器１０に吸着した水分子を放出再生した状態から吸湿し、次の除湿運転での水分子の吸着量を減じてしまうことになる。さらに、再生運転における風速を０．１ｍ／秒以下とし、除湿運転における風速を再生運転の風速の約３倍に設定することにより、除湿器１０に乾燥室１内の湿気を効率的に吸着させることができる。
【００２３】
本実施の形態の保管庫によれば、乾燥室１内を迅速かつ効率的に乾燥雰囲気に維持することができ、乾燥室１内に収納した食品等を常温で乾燥保存することができる。そして、水が生じたり、吸湿剤の交換や補充といったメンテナンスも不要であり、扱い易くランニングコストも低く使いやすい。常温乾燥であるため低温乾燥などと異なり、例えば海苔等では庫外に出してからのぱりぱり状態が長持ちし、食味を失いにくい。
【００２４】
実施の形態２．
図６〜図１０に示す本実施の形態は、実施の形態１で示した保管庫における吸着除湿装置２を前パネル５と乾燥室１との間に嵌込むように構成したもので、基本的な構成は、実施の形態１で示したものと同じである。従って、実施の形態１のものと同じ部分については、実施の形態１のものと同じ符号を用い、それらについての説明は省略する。
【００２５】
本実施の形態の保管庫は、吸着除湿装置２が前パネル５と乾燥室１との間に嵌込むように上側に構成されている。吸着除湿装置２の再生経路の吹出口１７と吸込口１５は外殻の下面に設けられ、設置部の床面側から吸込まれ、床面に向かって吹出される。このような構成を採っても、吹出される空気は５０Ｋ程度と余り高くないので床面への熱影響は少ない。この場合、図６及び図７に示すように、再生についての吸込口１５と吹出口１７とに乾燥室１の前面構造２４に離反する方向から空気の流入出をするように風向板２５を設けると良い。前面構造２４がステンレス製やアルミニウム製の場合、冬季の朝など冷込んだ際に前面構造２４に直接、再生過程での湿潤状態の空気が触れず、結露を防止することができる。
【００２６】
さらには、除湿経路の乾燥室１への吸込口１４及び吹出口１６に図８に示すよあにスリットやメッシュによる障壁２６を設け、異物や物品の吸着除湿装置２内への侵入を防ぐようにしてもよい。また、図９に示すように吸着除湿装置２を乾燥室１の前部下部に設け、吸込口１５と吹出口１７を直接庫外に連絡させてもよい。こうした構成を採ることにより、乾燥室１の開閉蓋４をスライド式等の間口の広い使い易い構造にすることができ、乾燥室１の気密保持もし易くなる。さらには、図１０に示すように、吸着除湿装置２の除湿経路及び再生経路の吸込口１４，１５と吹出口１６，１７の位置関係から単一の開閉ダンパ機構１９により開閉の切換えができるようにして、保管庫の小型化を図ることもできる。これ以外の機能は上述した実施の形態１のものと同じである。
【００２７】
【発明の効果】
この発明によれば、周囲に対する熱影響が少なく、ランニングコストも低減できる効率の良い吸着除湿装置が得られる。
【００２８】
また、他の発明によれば、周囲に対する熱影響が少なくランニングコストの低い効率の良い使易い保管庫が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の保管庫の要部を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１の保管庫の吸着除湿装置を示す断面図である。
【図３】実施の形態１の保管庫の要部を示す縦断側面図である。
【図４】実施の形態１の保管庫の要部を示す正面図である。
【図５】実施の形態１の除湿器の吸着温度・湿度特性図である。
【図６】実施の形態２の保管庫の斜視図である。
【図７】実施の形態２の保管庫における要部の縦断面図である。
【図８】実施の形態２の保管庫における要部の正面図である。
【図９】実施の形態２の他の保管庫を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態２の保管庫の他の吸着除湿装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１　乾燥室、　２　吸着除湿装置、　９　通路、　１０　除湿器、　１１　送風機、　１２　加熱手段、　１３　風路、　１４，１５　吸込口、　１６，１７吹出口、　１９　開閉ダンパ機構、　２５　風向板、　２６　障壁。

Claims (7)

1. 空気を通す多数の通路を有し、可逆的な吸放湿機能を備えた除湿器と、この除湿器の前記通路に通風させる送風機と、前記除湿器に通す空気を昇温させ得る加熱手段とを組込んだ風路を外殻内に構成し、この風路の吸込口と吹出口をそれぞれ隣接する対形態にして開閉可能に構成し、一方の前記吸込口から前記風路を経て一方の前記吹出口に至る除湿経路と、他方の前記吸込口から前記風路を経て他方の前記吹出口に至る再生経路とを開閉ダンパ機構によって交互に通断させ、除湿運転と再生運転とを交番させるようにするとともに、前記除湿経路は、区切られた特定の空間に連絡できるように構成し、前記再生経路は、前記空間とは別の他の空間に連絡できるように構成し、前記加熱手段によって前記除湿器に通す空気を、空気温度上昇値を５０Ｋで昇温させるようにした吸着除湿装置。
2. 請求項１に記載の吸着除湿装置であって、除湿器を可逆的な吸放湿機能を持つ密度２３０〜２７０ｋｇ／ｍ^３の構造とし、再生運転における風速を０．１ｍ／秒以下に、除湿運転における風速を再生運転の風速の約３倍に設定した吸着除湿装置。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の吸着除湿装置であって、再生運転と除湿運転との一サイクルについての経過時間を約３０分とし、再生運転と除湿運転との時間配分を、再生運転については６５％、除湿運転については３５％とし、かつ、再生運転における加熱手段の加熱時間と非加熱時間の比率を２対１にした吸着除湿装置。
4. 請求項１〜請求項３までのいずれかに記載の吸着除湿装置であって、開閉ダンパ機構を単一の駆動機構によって構成した吸着除湿装置。
5. 請求項１〜請求項４までのいずれかに記載の吸着除湿装置であって、除湿経路の吸込口と吹出口とに異物や物品等の侵入を防ぐ障壁を設けた吸着除湿装置。
6. 空気を通す多数の通路を有し、可逆的な吸放湿機能を備えた除湿器と、この除湿器の前記通路に通風させる送風機と、前記除湿器に通す空気を昇温させ得る加熱手段とを組込んだ風路を外殻内に構成し、この風路の吸込口と吹出口をそれぞれ隣接する対形態にして開閉可能に構成し、一方の前記吸込口から前記風路を経て一方の前記吹出口に至る除湿経路と、他方の前記吸込口から前記風路を経て他方の前記吹出口に至る再生経路とを開閉ダンパ機構によって交互に通断させ、除湿運転と再生運転とを交番させるようにするとともに、前記除湿経路は、区切られた特定の空間に連絡できるように構成し、前記再生経路は、前記空間とは別の他の空間に連絡できるように構成し、前記加熱手段によって前記除湿器に通す空気を、空気温度上昇値を５０Ｋで昇温させるようにするとともに、前記除湿経路は、開閉でき物品を保管できる箱構造内に連絡させ、前記再生経路は、前記箱構造外に連絡させた保管庫。
7. 請求項６に記載の保管庫であって、再生についての吸込口と吹出口とに前記箱構造より離反する方向から空気の流入出をするように風向板を設けた保管庫。

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