JP2011031141A - Dehumidifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、除湿機に関するものである。 The present invention relates to a dehumidifier.
従来、除湿機では、除湿ロータの回転中心軸を介して動力源からの動力を伝達することにより回転可能としたものがある(特許文献1、2参照)。また、除湿ロータの外周部に設けた保護リングの外周面に歯部を形成し、この歯部に複数箇所に設けたギア部を噛合させ、ギア部の1つに駆動源から動力を伝達することにより回転駆動可能としたものもある(特許文献3参照)。
Conventionally, some dehumidifiers can be rotated by transmitting power from a power source via a rotation center shaft of a dehumidification rotor (see
ところで、除湿ロータは、除湿通路を通過する空気から吸湿し、再生通路を横切る際、吸湿水が蒸発されることにより再生される。このとき、加熱された除湿ロータは、その直後に冷却される。 By the way, the dehumidification rotor absorbs moisture from the air passing through the dehumidification passage and is regenerated by evaporating the moisture absorption water when crossing the regeneration passage. At this time, the heated dehumidifying rotor is cooled immediately thereafter.
前記いずれの除湿機であっても、除湿ロータを回転させるための駆動源として、安価なシンクロナスモータを使用することが一般的である。このシンクロナスモータは、交流電源の周波数に比例した正確な回転速度で正逆回転駆動であり、クラッチ機構を内蔵することにより一方向にのみ回転するように回転方向が規制されている。 In any of the above dehumidifiers, an inexpensive synchronous motor is generally used as a drive source for rotating the dehumidification rotor. This synchronous motor is forward / reverse rotationally driven at an accurate rotational speed proportional to the frequency of the AC power supply, and the rotational direction is regulated so as to rotate only in one direction by incorporating a clutch mechanism.
しかしながら、シンクロナスモータを使用した場合、クラッチ機構が正常に動作せず、除湿ロータの回転方向が希に逆向きになることがある。そして、除湿ロータが逆回転してしまうと、除湿ロータを再生させる際に加熱されてから冷却されていたものが、逆に冷却されてから加熱されるという不適切なものとなる。 However, when a synchronous motor is used, the clutch mechanism does not operate normally, and the rotation direction of the dehumidification rotor may rarely be reversed. If the dehumidification rotor rotates in the reverse direction, it becomes inappropriate to heat the dehumidification rotor that has been cooled after being regenerated and then heated after being cooled.
本発明は、除湿ロータの回転にシンクロナスモータ等の正逆回転駆動可能で、安価なものを使用したとしても、常に、その回転方向を適切に検出して誤動作を発生させることのない除湿機を提供することを課題とする。 The present invention is a dehumidifier that can be driven forward and reverse, such as a synchronous motor, to rotate the dehumidification rotor, and always detects the rotation direction appropriately and does not cause malfunction even when an inexpensive one is used. It is an issue to provide.
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
除湿通路と再生通路を備えたケーシングと、
前記両通路に跨って回転可能に配置された除湿ロータと、
前記除湿ロータを正転方向に回転駆動する駆動手段と、
前記除湿通路内に配置され、周囲の空気を吸引して前記除湿ロータで除湿することにより得られた乾燥空気を周囲に排出する第1ファンと、
前記再生通路内に配置され、再生空気を循環させる第2ファンと、
前記再生通路内に配置され、前記再生空気と除湿ロータを加熱する加熱ヒータと、
前記再生通路の一部を構成し、内部を流動する再生空気を、外部を通過する空気により冷却して結露させる熱交換器と、
前記熱交換器により得られた結露水を貯留するタンクと、
を備えた除湿機であって、
前記除湿ロータの回転状態を検出する回転状態検出手段と、
前記駆動手段により除湿ロータを回転駆動しているとき、前記回転状態検出手段によって除湿ロータが停止又は逆転方向に回転していることが検出されれば、前記加熱ヒータによる加熱と、前記駆動手段による除湿ロータの回転を一旦停止させた後、前記駆動手段を再起動して除湿ロータを再度回転駆動させる制御手段と、
をさらに備えたものである。
As a means for solving the above problems, the present invention provides:
A casing having a dehumidifying passage and a regeneration passage;
A dehumidification rotor that is rotatably arranged across both the passages;
Drive means for rotationally driving the dehumidifying rotor in the forward rotation direction;
A first fan that is disposed in the dehumidifying passage and sucks ambient air and dehumidifies the dehumidified rotor by the dehumidifying rotor;
A second fan arranged in the regeneration passage and circulating the regeneration air;
A heater disposed in the regeneration passage for heating the regeneration air and the dehumidifying rotor;
A heat exchanger that constitutes part of the regeneration passage and cools and condenses regeneration air flowing inside, by air passing outside;
A tank for storing condensed water obtained by the heat exchanger;
A dehumidifier comprising:
Rotation state detection means for detecting the rotation state of the dehumidification rotor;
When the dehumidification rotor is rotationally driven by the drive means, if the rotation state detection means detects that the dehumidification rotor is stopped or rotating in the reverse direction, heating by the heater and by the drive means Control means for once stopping the rotation of the dehumidifying rotor, restarting the driving means and driving the dehumidifying rotor to rotate again;
Is further provided.
この構成により、回転状態検出手段により除湿ロータが停止又は逆回転していることが検出されれば、加熱ヒータによる加熱と除湿ロータの回転とを停止させるので、除湿ロータの加熱及び冷却状態が不適切なままの状態で除湿運転が続行されることがない。 With this configuration, if the rotation state detecting means detects that the dehumidification rotor is stopped or reversely rotated, the heating by the heater and the rotation of the dehumidification rotor are stopped, so that the heating and cooling states of the dehumidification rotor are not good. The dehumidification operation will not continue in an appropriate state.
前記制御手段は、前記駆動手段を再起動して除湿ロータを再度回転駆動させた後、前記回転状態検出手段によって除湿ロータが正転方向に回転していることが検出されれば、前記加熱ヒータによる加熱を再開させるのが好ましい。 The control means restarts the driving means and drives the dehumidification rotor to rotate again, and if the rotation state detection means detects that the dehumidification rotor is rotating in the forward rotation direction, the heater It is preferable to resume the heating.
この構成により、駆動手段を再起動することにより除湿ロータが適切な方向に回転しだせば、自動的に、加熱ヒータによる加熱を再開して通常の除湿運転に復帰させることが可能となる。 With this configuration, if the dehumidifying rotor starts to rotate in an appropriate direction by restarting the driving means, it is possible to automatically resume heating by the heater and return to the normal dehumidifying operation.
異常を報知するための異常報知手段を、さらに備え、
前記制御手段は、前記駆動手段を再起動しても、前記回転状態検出手段によって除湿ロータが停止又は逆転方向に回転していることが検出される状態が所定回数繰り返されることにより、前記異常報知手段により異常報知して、第2ファン及び加熱ヒータを停止すると共に、駆動手段及び第1ファンの駆動を続行して除湿ロータの冷却運転を行った後、駆動手段及び第1ファンの駆動を停止させるのが好ましい。
An abnormality notification means for notifying abnormality is further provided,
Even if the drive means is restarted, the control means repeats a predetermined number of times that the dehumidification rotor is detected to be stopped or rotating in the reverse rotation direction by the rotation state detection means, thereby notifying the abnormality. An abnormality is notified by the means, and the second fan and the heater are stopped, and the driving means and the first fan are continuously driven to perform the cooling operation of the dehumidifying rotor, and then the driving means and the first fan are stopped. It is preferable to do so.
この構成により、再起動によっても正常運転に復帰できない場合には異常報知し、かつ、運転を停止することにより、不測の事態に陥ることを未然に防止することができる。 With this configuration, it is possible to prevent an unexpected situation from occurring by notifying an abnormality when the normal operation cannot be restored even by restarting and stopping the operation.
前記除湿ロータは、ロータ本体と、該ロータ本体の外周部を保持する保持部材とからなり、該保持部材は突出部を備え、
前記回転状態検出手段は、前記除湿ロータが回転することにより前記突出部を検出してパルス信号を出力し、
前記制御手段は、前記回転状態検出手段から出力されるパルス信号に基づいて、前記除湿ロータの回転状態を判断するようにすればよい。
The dehumidifying rotor includes a rotor body and a holding member that holds an outer peripheral portion of the rotor body, and the holding member includes a protrusion.
The rotation state detection means detects the protrusion by rotating the dehumidification rotor and outputs a pulse signal,
The control means may determine the rotation state of the dehumidification rotor based on the pulse signal output from the rotation state detection means.
前記除湿ロータの保持部材に設ける突出部は、除湿ロータの回転中心から外径側に延びる直線に対して非対称な被検出部を備えることにより、前記回転状態検出手段から出力されるパルス信号の波形を、除湿ロータの回転方向の違いに応じたものとすればよい。 The protrusion provided on the holding member of the dehumidifying rotor includes a detected portion that is asymmetric with respect to a straight line extending from the rotation center of the dehumidifying rotor to the outer diameter side, so that the waveform of the pulse signal output from the rotational state detecting means May be determined according to the difference in the rotation direction of the dehumidifying rotor.
前記除湿ロータは、ロータ本体と、該ロータ本体の外周部を保持するロータホルダとからなり、
前記ケーシングは、少なくとも除湿ロータの下半部の2箇所で回転可能に支持する支持部材を回転可能に備えるのが好ましい。
The dehumidification rotor is composed of a rotor body and a rotor holder that holds the outer periphery of the rotor body.
It is preferable that the casing is rotatably provided with a support member that is rotatably supported at least in two places in the lower half of the dehumidifying rotor.
この構成により、除湿ロータの回転中心をロータホルダの一部で補強する必要がなくなる。このため、ロータ本体の表面にロータホルダが位置して空気流れを遮ることがない。したがって、除湿ロータを通過する空気量を増大させることができ、除湿性能を高めることが可能となる。 With this configuration, it is not necessary to reinforce the rotation center of the dehumidification rotor with a part of the rotor holder. For this reason, the rotor holder is positioned on the surface of the rotor main body and does not block the air flow. Therefore, the amount of air passing through the dehumidifying rotor can be increased, and the dehumidifying performance can be improved.
前記保持部材は、外周面にギア部を備え、
前記支持部材は、保持部材のギア部に噛合する、駆動手段に連結された駆動ギアと、除湿ロータを回転可能に支持する支持ギアとからなり、
前記回転状態検出手段は、前記支持ギアのギア部を検出することによりパルス信号を出力するものとしてもよい。
The holding member includes a gear portion on an outer peripheral surface,
The support member is composed of a drive gear coupled to a drive means that meshes with a gear portion of the holding member, and a support gear that rotatably supports the dehumidification rotor.
The rotation state detection means may output a pulse signal by detecting a gear portion of the support gear.
本発明によれば、回転状態検出手段によって除湿ロータの回転方向を検出し、逆転方向に回転していることが検出されることにより、加熱ヒータによる加熱と、除湿ロータの回転とを停止させることができる。したがって、除湿ロータが回転し続けて、加熱ヒータによる加熱と、冷却とが逆転するといった不具合の発生を確実に防止することができる。 According to the present invention, the rotation state detecting means detects the rotation direction of the dehumidification rotor and detects that the dehumidification rotor is rotating in the reverse direction, thereby stopping heating by the heater and rotation of the dehumidification rotor. Can do. Therefore, it is possible to reliably prevent the occurrence of a problem that the dehumidification rotor continues to rotate and the heating by the heater and the cooling are reversed.
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「側」、「端」含む用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following description, terms indicating specific directions and positions (for example, terms including “up”, “down”, “side”, “end”) are used as necessary. In order to facilitate understanding of the invention with reference to the drawings, the technical scope of the present invention is not limited by the meaning of these terms. Further, the following description is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
(1.全体構成)
図1は、本発明の実施形態に係る除湿機11を示す。この除湿機11は、除湿機本体12の内部に、除湿通路と再生通路とを備え、駆動部品等は制御部120(図21参照)によって駆動制御されるようになっている。
(1. Overall configuration)
FIG. 1 shows a
(1−1.除湿機本体12)
除湿機本体12は、図2、図5、図7等に示すように、略直方体形状のケーシング21の内部空間を仕切り部材41によって前後に2分割したものである。
(1-1. Dehumidifier body 12)
As shown in FIGS. 2, 5, 7, and the like, the dehumidifier body 12 is obtained by dividing the internal space of a substantially
(1−1−1.ケーシング)
ケーシング21は、図1に示すように、除湿通路上流側に配設された前カバー22と、除湿通路下流側に配設された後カバー23と、これらの上部に配設された天カバー24とからなる。
(1-1-1. Casing)
As shown in FIG. 1, the
前カバー22は、図2に示すように、前壁25と、上下壁26と、両側壁27とを備え、前壁25には除湿機11内部に空気を取り込む吸気口28が形成されている。吸気口28は、横方向に連続する複数のスリット29で構成されている。
As shown in FIG. 2, the
後カバー23は、図5に示すように、後壁30と、上下壁31と、両側壁32とを備え、上壁31には除湿機11内部の空気を機外に排出する排気口33が形成されている。排気口33は、上壁31の前カバー22とは反対側の縁部に沿う長方形状の範囲で開口する格子状のものである。
As shown in FIG. 5, the
天カバー24は略直方体形状であり、前カバー22と反対側の縁部には、天板35から排気口33に至る凹部36が形成されている。凹部36を構成する両内側面の間には、支軸37を中心として開閉板38が回動可能に取り付けられている。開閉板38を回動させて所定の位置に位置決めすることにより、除湿機11から機外に排出する空気流れの方向を変更可能となっている。
The
(1−1−2.仕切り部材)
仕切り部材41は、図7に示すように、第1仕切部42と第2仕切部43からなる。
(1-1-2. Partition member)
As shown in FIG. 7, the
第1仕切部42には、図2及び図3に示すように、円形開口部44と、この円形開口部44の側方に隣接する矩形状筒部45とが形成されている。円形開口部44には後述する除湿ロータ51が配置される。矩形状筒部45には後述するラジエータ81が配置される。円形開口部44及び矩形状筒部45よりも下方側には、分離壁46が設けられている。分離壁46の上方側には後述する熱交換部91が配置され、分離壁46の下方側には結露水を回収するための貯水タンク15が配置される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第2仕切部43の中心付近には、図7から図9に示すように、円形開口部48が形成され、第2仕切部43の背面側には後述するメインファン47が配置されている。メインファン47は、その中心に回転軸を固定したメインファン駆動モータ49の駆動により回転するようになっている。メインファン駆動モータ49は円形開口部48の内縁部に固定した、中心部から3方に向かって均等に延びる支持梁48aに支持されている。メインファン47の周囲には、上方に向かって延びる略半円形状の内壁50が形成され、除湿機11内に取り入れた空気を機外へと案内するインボリュート通路を構成している。メインファン47からインボリュート通路に吹き出された空気は、図5中、反時計回り方向へと案内され、排気口33を介して外部に排気される。
A
(1−2.除湿通路)
除湿通路は、吸気口28から排気口33に至る通路であり、その途中には、除湿通路を通過する空気(以下、処理空気と記載する。)に含有される水蒸気を吸着する除湿ロータ51と、処理空気の空気流れを形成するためのメインファン47とが配設されている。
(1-2. Dehumidification passage)
The dehumidification passage is a passage from the
(1−2−1.除湿ロータ)
除湿ロータ51は、図10に示すように、円板状のロータ本体52と、ロータ本体52の外周縁部に取り付けられたロータホルダ53とから構成されている。ロータ本体52の中心部には、貫通穴54aを有するロータベアリング54が接着により固定されている。除湿ロータ51は、後述するように、回転支持部材58によって外周部を支持されており、従来のような中心軸で支持する構造は採用されていない。このため、ロータホルダ53には、中心から径方向に向かって放射状に延びる支持リブは不要となっている。したがって、除湿ロータ51の開口面積を増やすことができ、より多くの処理空気を通過させて除湿性能を高めることが可能である。
(1-2-1. Dehumidification rotor)
As shown in FIG. 10, the dehumidifying
ロータ本体52には、ゼオライトやシリカゲル等を結合させたセラミックハニカムが使用されている。ここでは、除湿ロータ51には、例えば、300℃から400℃の耐熱温度の低いものを使用し、例えば、200℃から300℃の低温で再生(吸湿した水分の蒸発)するようにしている。なお、耐熱温度の低い除湿ロータ51を使用できたのは、後述するように、加熱ヒータ64としてPTCヒータ等のアルミコルゲートフィンを発熱部に張り合わせたヒータを使用したからである。すなわち、このようなヒータを使用することにより、放熱性を向上させ、除湿ロータ51の表面温度が過度に上昇することを抑制することが可能となる。また、このようなヒータは、自己温度制御特性を有し、ロータ本体52が所定温度を超えて加熱されることがない。
The
ロータホルダ53の外周面にはギア部55が形成されている。ギア部55を構成する各ギア55aには、除湿ロータ51の回転及び回転方向を検出するための検出穴56がそれぞれ形成されている。検出穴56は、除湿ロータ51の中心から延び、各ギア55aの中心を通る直線(中心線)に対して、非対称、あるいは、中心線の片側にのみ形成されている。例えば、図10(b)では、ギア55aの中心線に対して、除湿ロータ51の回転方向上流側にのみ広がった扇型形状に形成されている。
A
検出穴56は、図10(c)に示すように、発光素子57aと受光素子57bからなる非接触式センサ、ここではフォトインタラプタ57によって検出されるようになっている。この場合、フォトインタラプタ57からの出力信号は、除湿ロータ51が正回転している場合、図11(a)に示すように、各ギア55aが通過する際には、検出時間の長い波形の次に検出時間の短い波形が形成される。一方、除湿ロータ51が逆回転している場合、図11(b)に示すように、各ギア55aが通過する際には、検出時間の短い波形の次に検出時間の長い波形が形成される。したがって、フォトインタラプタ57の出力信号により除湿ロータ51の回転及び回転方向を検出することが可能である。なお、ここでは、特殊な処理を施す場合を除き、除湿ロータ51は正回転させるようにしている。
As shown in FIG. 10C, the
また、除湿ロータ51は除湿機本体12の円形開口部44に配設され、図12に示すように、2箇所に設けた回転支持部材58によって支持され、1箇所に設けた駆動ギア59aを介して回転する。
Further, the
各回転支持部材58は、第1仕切部42の円形開口部44の中心よりも下方側であって、第1仕切部42の円形開口部44の周縁に沿って配置されている。各回転支持部材58は外周面に複数のギア58aを備え、ロータホルダ53のギア部55を構成するギア55aと噛合し、除湿ロータ51の回転に従動して回転する。したがって、検出穴56を、ロータホルダ53のギア部55の各ギア55aに代えて、図12に示すように、回転支持部材58の各ギア58aに設けることも可能である。この場合、検出穴56を設けるために大型化していたロータホルダ53のギア55aを小さくし、除湿ロータ51を小型化することが可能となる。なお、回転支持部材58は除湿ロータ51を回転可能に支持することができる構成であれば、ローラ等の他の支持部材を使用することも可能である。
Each
駆動ギア59aは、第1仕切部42の円形開口部44の中心よりも上方側であって、除湿ロータ51と後述するラジエータ81との間に第1仕切部42の円形開口部44の周縁に沿って配設されている。駆動ギア59aは、除湿ロータ駆動モータ59の回転軸に固定され、この除湿ロータ駆動モータ59を駆動することにより除湿ロータ51を正回転できるようになっている。ここでは、除湿ロータ駆動モータ59としてシンクロナスモータを使用している。シンクロナスモータは、交流電源の周波数に比例した正確な回転速度で正逆回転駆動可能なものであるが、ここでは内蔵したクラッチ機構により正回転駆動させるだけとしている。除湿ロータ駆動モータ59の正回転駆動により除湿ロータ51は正回転し、除湿通路を横切り、後述する再生通路の高温領域を横切った後、冷却領域を横切る。
The drive gear 59a is above the center of the
(1−2−2.メインファン)
メインファン47は、図7から図9に示すように、後カバー23の背面側に回転可能に取り付けた、有底筒状のシロッコファンで、外周面に複数のフィンが設けられている。メインファン47の中心にはメインファン駆動モータ48の回転軸が固定されている。そして、メインファン駆動モータ48を駆動してメインファン47を回転させることにより、吸気口29を介して除湿機本体12内に取り込まれた空気は、除湿通路側と、後述するラジエータ81側とに分岐して流動するようになっている(以下、ラジエータ81側を通過する空気を冷却空気と記載する。)。
(1-2-2. Main fan)
As shown in FIGS. 7 to 9, the
(1−3.再生通路)
再生通路は、除湿ロータ51から吸湿した水分を除去するための通路であり、図13の矢印で示す閉ループを構成し、再生空気が循環する(以下、再生通路を循環する空気を再生空気と記載する。)。再生通路の途中には、ヒータユニット61と、ラジエータ81と、ヒータユニット61とラジエータ81とを連通する熱交換部91とが設けられている。
(1-3. Regeneration passage)
The regeneration passage is a passage for removing moisture absorbed from the
(1−3−1.ヒータユニット)
ヒータユニット61は、図6に示すように、ユニット本体62と、ユニット本体62の一端に配設されたサブファン63と、ユニット本体62の他端に配設された加熱ヒータ64とから構成されている。
(1-3-1. Heater unit)
As shown in FIG. 6, the
ユニット本体62は、サブファン63を配設するために円形に形成されたファン収容部66と、ファン収容部66とは反対側に、除湿ロータ51の半径方向に沿って設けられた中空直方体形状のヒータ収容部67と、ファン収容部66とヒータ収容部67とを連通し、除湿ロータ51の表面上を除湿ロータ51の中心に向かって延びる通路68とを備えている。
The unit
ヒータ収容部67は、除湿ロータ51の中心側から周縁側に向かって形成され、除湿ロータ51の表面と所定間隔で対向するように配置されている。ヒータ収容部67は、ロータ本体52の表面のうち、1/8の領域に対応する部分と対向している。ロータ本体52の残る7/8の領域は通風可能に開口して除湿通路内に位置している。
The
ヒータ収容部67には、図14に示すように、断面略L字形状のヒータ反射板71により、内部空間が、除湿ロータ51の回転方向上流側に位置する上流側開口部72と、除湿ロータ51の回転方向下流側に位置する下流側開口部73とに分割されている(ここでは、除湿ロータ51は矢印方向に移動する。)。ヒータ反射板71は金属製であり、ここではステンレス(SUS430)が使用されている。上流側開口部72には、除湿ロータ51と対向するように加熱ヒータ64が配設されており、この領域が除湿ロータ51に加熱された再生空気を供給するための加熱領域76となっている。一方、下流側開口部73は、サブファン63から吹き出された再生空気が、直接、除湿ロータ51に供給される冷却領域77となっている。
As shown in FIG. 14, the
また、ヒータ収容部67には、図15に示すように、除湿ロータ51の中心部に設けたロータベアリング54の端面と面接触して取り付けられる、略円形の取付部74が一体に形成されている。後述するロータカバー111には、ロータベアリング54と対向する面に、ロータベアリング54の貫通穴54a内に挿通し、ヒータ収容部67の取付部74まで延びる突出部112が設けられている。ヒータ収容部67の取付部74とロータカバー111の突出部112とがネジ113で連結されている。これにより、ユニット本体62を、ロータベアリング54の端面に当接する取付部74を基準として取り付けることができ、加熱ヒータ64と除湿ロータ51との隙間を一定寸法とすることが可能となる。この結果、ユニット本体62が除湿ロータ51に接触するのを防止しつつ、再生空気経路からの空気漏れを防ぎ、除湿能力の低下を防止することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 15, the
サブファン63は公知のシロッコファンであり、サブファン駆動モータ63aの駆動により回転して熱交換部91内の空気を吸い込み、ヒータユニット61内に吹き出すことで、再生通路内で空気を循環させる。
The sub fan 63 is a known sirocco fan, and rotates by driving the sub fan drive motor 63a to suck the air in the
加熱ヒータ64は、上流側開口部72を通過する処理空気を加熱して除湿ロータ51に供給するほか、除湿ロータ51を直接加熱する。これにより、除湿ロータ51に吸湿された水分を蒸発させることができ、除湿ロータ51の吸湿能力を回復させることが可能となっている。
The heater 64 heats the processing air passing through the
ここでは前述の通り、除湿ロータ51として、例えば、200℃から300℃の低温で再生させる低温再生型除湿ロータを使用することにより、除湿機11の製造コストを低減している。なお、低温再生型除湿ロータは、除湿素子の吸湿スピード、吸湿性能が低いがロータホルダ53から支持リブを不要として処理空気の通過量を増大させることにより、広い吸湿面積を確保している。
Here, as described above, the production cost of the
加熱ヒータ64は、図示しない電源からの供給電力により発熱し、除湿ロータ51を、通過させる再生空気を加熱して間接的に、あるいは、直接加熱する。これにより、除湿ロータ51は吸湿した水分を蒸発させる。ここでは、加熱ヒータ64にPTCヒータを使用している。PTCヒータは、チタン酸バリウム(BaTi03)を主成分とする半導体セラミックからなり、放熱性能が高く、又、ワット密度(ヒータ容量をヒータ表面積で割った値で、単位面積あたりのワット数)が高くなるように設計することができる。したがって、PTCヒータの専有面積を小さくして小型化を図ることが可能となっている。ところで、PTCヒータは、ヒータ自身の温度が上がれば抵抗値を大きくして発熱量を抑制するという性能を有する。このため、PTCヒータは、所定温度(ここでは、除湿ロータ51の低温の耐熱温度よりも低い温度)を超えて高温になることがない。したがって、除湿ロータ51には、前述のように、耐熱性の低い低温再生型の安価なものを使用することが可能となっている。
The heater 64 generates heat by power supplied from a power source (not shown), and heats the regeneration air that passes through the
加熱ヒータ64は、ヒータ収容部67に、除湿ロータ51の中心から半径方向外方に向かって広がる扇状とするのが好ましい。ただし、除湿ロータ51を十分に加熱することができる限り、加熱ヒータ64は半径方向に沿った長方形状としてもよい。長方形状の加熱ヒータ64を使用する場合、単位面積当たりの加熱時間は、除湿ロータ51の内周側では長く、外周側では短くなり、除湿ロータ51を径方向に均一に加熱することができない。この場合、加熱ヒータ64の外周側のワット密度を大きくし、内周側のワット密度を小さくしたり、あるいは、内周側のヒータ開口部の面積を小さくしたりすればよい。
The heater 64 is preferably fan-shaped in the
(1−3−2.ラジエータ)
ラジエータ81は、図16に示すように、加熱ヒータ64で加熱されて除湿ロータ51を通過した処理空気が流入する第1ラジエータ部82と、この第1ラジエータ部82で一旦冷却された再生空気が流入する第2ラジエータ部83と、この2つのラジエータ部82、83の上端部同士を互い連通する蓋体84とで構成されている。また、ラジエータ81は、後述する熱交換部91の上方側に配置され、第1仕切部42の矩形状筒部45に取り付けられている(図3参照)。
(1-3-2. Radiator)
As shown in FIG. 16, the
各ラジエータ部82、83は、図18に示すように、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂材料からなる複数のパイプ85(85a、85b)で構成されている。第1ラジエータ部82は径の太いパイプ85aで構成され、第2ラジエータ部83は径の細いパイプ85bで構成されている。これらパイプ85は、上端が1枚の平板形状の上板86に、下端が1枚の平板形状の下板87に溶着・一体化されている。これにより、各パイプ85間の距離を一定に保ち、パイプ85同士が接触したり、折れ曲がったりするのを防止することができる。なお、パイプ85の中央は平板形状の中板88に溶着すれば、より一層、各パイプ85間の位置関係を安定させることができる点で好ましい。第1ラジエータ部82の下端は、図16及び図17に示すように、後述する熱交換部91の高温空気流動通路105と連通し、第2ラジエータ部83の下端は、後述する熱交換部91の低温空気流動通路106と連通している。また、蓋体84は、下面に開口する中空の直方体形状で、上板86にネジにより固定されている。したがって、ラジエータ81内では、再生空気は、高温空気流動通路105から第1ラジエータ部82を通過して上方に向かい、蓋体84で方向変換され、第2ラジエータ部83を下方に向かって流動した後、低温空気流動通路106へと流出される。
As shown in FIG. 18, each of the
ラジエータ81を2つのラジエータ部82、83で構成することにより、その表面積を十分に増大させることができる。また、第1ラジエータ部82を径の太いパイプ85aで構成することにより、第1ラジエータ部82内で発生した結露水が、上方に向かう再生空気の流れに拘わらず、流下させることが可能となっている。また、ラジエータ81で発生した結露水を、その下方に配置した熱交換器91へと流下させることができるように構成しているので、別途、結露水の排水構造を設ける必要がなく、構成を簡略化することができる。
By configuring the
(1−3−3.熱交換器)
熱交換部91は、図19及び図20に示すように、中空のタンク状のものであり、熱交換部91の上壁92は、ラジエータ81のパイプ85を挿通する挿通口93が形成された第1水平面94と、第1水平面94の一方の端部から除湿ロータ51の形状に沿って湾曲する湾曲面95と、湾曲面95の第1水平面94と反対側の端部から第1仕切部42の分離壁46に向かって斜め下方に向かって延びる傾斜面96と、傾斜面96の湾曲面95と反対側の端部から水平方向に延びる第2水平面97とから構成されている。傾斜面96には、ロータカバー111と連通する連通孔96aが形成されている。熱交換部91の底壁98の最下点には、ラジエータ81からの結露水を排水する排水口99が設けられており、熱交換部91の底壁98は、ラジエータ81の下方から排水口99に向かう下り勾配の案内面101と、底壁98の前記案内面101と反対側の端部から排水口99に向かう傾斜面102とから構成されている。熱交換部91の側壁103は、前記上壁92及び底壁98の端面を覆うように形成されている。一方の側壁103の一端側には、ヒータユニット61のファン収容部66側へと連通する連通口103aが形成されている。
(1-3-3. Heat exchanger)
As shown in FIGS. 19 and 20, the
また、熱交換部91は除湿機本体12の除湿ロータ51及びラジエータ81の下方であって、分離壁46よりも上方側に取り付けられている。熱交換部91の内部は、側壁103と同一形状の隔壁104により、加熱ヒータ64から除湿ロータ51を通過した高温再生空気をラジエータ81まで搬送する高温空気流動通路105と、ラジエータ81で冷却された低温再生空気を加熱ユニット64まで搬送する低温空気流動通路106とに分割されている。そして、隔壁104を介して、高温空気流動通路105を通過する高温再生空気と、低温空気流動通路106を通過する低温再生空気との間で熱交換させることが可能となっている。
The
隔壁104は、熱伝導率の高い金属材料、例えば、アルミ合金等で形成され、表裏面に複数の凹凸部107を備える。凹凸部107の凹状となった領域には、熱交換器91の内側面からリブ108がそれぞれ延設されている。凹凸部107により、隔壁104の表裏面の面積を大きくすると共に、リブ108の働きとも相俟って、高温空気流動通路105及び低温空気流動通路106内にそれぞれ乱流を発生させることができ、より一層、高温空気流動通路105と低温空気流動通路106の間での熱交換を促進することが可能となっている。
The
高温空気流動通路105の一端部は、除湿ロータ51を介してヒータ収容部67と対向し、除湿ロータ51の表面領域から待避するように延びるロータカバー111と連通し、他端部は、第1水平面94を介して第1ラジエータ部82と連通している。したがって、高温の再生空気は高温空気流動通路105内を、図17の実線の矢印で示す方向に流動する。すなわち、再生空気はロータカバー111から高温空気流動通路105に鉛直下向きに流入し、高温空気流動通路105を通過して、第1ラジエータ部82に鉛直上向きに流出することにより略U字状に流動する。したがって、再生空気よりも比重の大きい埃は、自重による落下に加えて遠心力によっても落下するので、案内面101を流れる結露水に付着しやすくなり、再生空気内の埃をより確実に除去することができる。
One end portion of the high-temperature
しかも、案内面101は、排水口99から、高温空気流動通路105での再生空気の流動方向に沿って所定角度立ち上がっている。したがって、高温空気流動通路105内の高温再生空気が案内面101に衝突し、埃が案内面101を流れる結露水にも付着しやすくなるので、高温再生空気中の埃をさらに除去することができる。
Moreover, the guide surface 101 rises from the
低温空気流動通路106の一端部は、第2ラジエータ部83と連通し、他端部は、ヒータユニット61と連通している。したがって、低温の再生空気は低温空気流動通路106内を、図17の点線の矢印で示す方向に流動する。
One end of the low-temperature
熱交換部91では、低温空気流動通路106が除湿通路の上流側に位置し、高温空気流動通路105が除湿通路の下流側に位置するように除湿機本体12に取り付けられている。吸気口28から吸い込まれた空気は除湿通路側にも流動するが、上流側に低温空気流動通路106を位置させることにより、上流側に高温空気流動通路105を位置させる場合に比べて、吸い込まれた空気との温度差を小さくすることができる。つまり、再生空気の熱が吸い込まれた空気に奪われにくくなる。
In the
また、熱交換部91では、案内面101、すなわち高温空気流動通路105及び低温空気流動通路106の底面を、ここで生じた結露水の排水のみならず、ラジエータ81で生じた結露水をも貯水タンク105に排水する排水通路として使用することができる。排水通路は排水口99と、案内面101とから構成されている。ラジエータ81で生じた結露水は案内面101に滴下し、案内面101の傾斜面に沿って排水口99に向かい、排水される。排水通路を高温空気流動通路105及び低温空気流動通路106に一体的に設けているので、別部品等を用いて排水通路を設ける必要がなく、部品点数を減らして製造コストを低減することができる。
Further, in the
(1−4.制御部120)
制御部120は、図21に示すように、前記フォトインタラプタ57等からの入力信号に基づいて、メインファン47、サブファン63、加熱ヒータ64等を制御する。
(1-4. Control Unit 120)
As shown in FIG. 21, the
(2.動作)
次に、本実施形態に係る除湿機11の除湿動作について具体的に説明する。
(2. Operation)
Next, the dehumidifying operation of the
メインファン47の駆動により、吸気口28から吸い込まれる周囲の空気は、除湿通路側とラジエータ81側とに分岐して流動する。
When the
(2−1.除湿通路での空気流れ)
除湿通路では、吸気口28から吸い込まれた空気が除湿ロータ51を通過する際に、含有した水分が吸着される。これにより、乾燥した空気がインボリュート通路を流動し、後カバー23の排気口33から室内に排出される。
(2-1. Air flow in the dehumidifying passage)
In the dehumidifying passage, when the air sucked from the
除湿ロータ51では、前述のように表裏面に支持リブが設けられておらず、除湿ロータ51の開口面積が増え、より多くの空気を通過させることができる。
In the
ラジエータ81では、吸気口28から吸い込まれた空気のうち、分岐した冷却空気が通過し、ラジエータ81内を流動する再生空気と熱交換を行う。
In the
(2−2.再生通路での空気流れ)
再生通路では、サブファン63の駆動により、再生空気が通路68を介してヒータ収容部67に流入する。ヒータ収容部67内に流入した再生空気は、ヒータ反射板71により分岐され、一方は加熱ヒータ64で加熱された後、除湿ロータ51を通過し(高温再生空気)、他方は加熱ヒータ64を経ずに除湿ロータ51を通過する(低温再生空気)。
(2-2. Air flow in the regeneration passage)
In the regeneration passage, the regeneration air flows into the
高温再生空気は除湿ロータ51を通過する際に、除湿ロータ51に吸着した水分を加熱して蒸発させる。低温再生空気は除湿ロータ51を通過する際に、高温再生空気と加熱ヒータ64とによって加熱された除湿ロータ51を冷却することで、除湿通路で除湿ロータ51を通過する空気が加熱されて機外に排出されるのを抑制する。
When the high-temperature regeneration air passes through the
除湿ロータ51を通過した高温再生空気及び低温再生空気は、ロータカバー111を介して熱交換部91の高温空気流動通路105に流入する。高温空気流動通路105は横方向に長いので、再生空気の移動距離が長くなる。よって、再生空気に含まれる埃を自重により落ちやすくし、底壁98に生じる結露水に付着させて除去することができる。また、高温空気流動通路105の再生空気は案内面101に衝突し、再生空気中の埃が案内面101を流れる結露水にも付着しやすくなるので、埃をさらに除去することができる。そして、再生空気はロータカバー111を鉛直下方に移動し、高温空気流動通路105内を略水平方向に移動し、第1ラジエータ部82を鉛直上方に移動する。これにより、再生空気は略U字型に搬送されるので、再生空気よりも比重の大きい埃は自重による滴下に加えて、遠心力によっても落下するので、案内面101を流れる結露水に付着し、再生空気内の埃をより確実に除去することができる。
The high temperature regeneration air and the low temperature regeneration air that have passed through the
高温空気流動通路105を通過した再生空気は、第1ラジエータ部82に流入し、パイプ85a内を上方に向かって搬送される。再生空気が第1ラジエータ部82を通過する際、この再生空気とラジエータ81を通過する冷却空気との温度差による熱交換で再生空気は冷却され、再生空気中の水分が結露する。結露水は、ラジエータ81から熱交換部91の排水通路に排水され、排水口99から貯水タンク15に回収される。このように、排水通路を底壁98に一体に設けているので、別部品等を用いて排水通路を設ける必要がなく、除湿機11の部品点数を減らし製造コストを低減することができる。また、第1ラジエータ部82を構成するパイプ85aの断面積が大きいので、上方に再生空気を搬送しつつパイプ85a内で発生する結露水を、パイプ85aの下端まで導き、排水することができる。
The regenerated air that has passed through the high-temperature
第1ラジエータ部82から流出した再生空気は、蓋体84で折り返し第2ラジエータ部83に流入し、冷却空気と熱交換を行う。具体的には、第2ラジエータ部83内の再生空気、つまり、冷却の進んだ再生空気が冷却空気の上流側と熱交換を行うので、ラジエータ81内の再生空気温度をより低下させてラジエータ81の冷却性能を向上させることができる。
The regeneration air that has flowed out of the first radiator section 82 is folded back by the
また、熱交換部91内では、隔壁104を介して高温空気流動通路105と低温空気流動通路106内を再生空気が対向する方向に流動するので、隔壁104を介して高温の再生空気と低温の再生空気とが熱交換を行うことができる。これにより、ラジエータ81に流入する前の高温の再生空気を予め冷却し、加熱ヒータ64に流入する前の低温再生空気を予め加熱することができる。
Further, in the
低温空気流動通路106から流出した再生空気は、サブファン63によりヒータ収容部67に向かって再び供給されて循環する。
The regeneration air that has flowed out of the low-temperature
(2−3.エラー検出)
ところで、前記除湿機では、前述のように、除湿ロータ51の回転にシンクロナスモータを使用している。このため、初期駆動時、希に除湿ロータ51が逆回転し、適切な除湿運転を行うことができないことがある。そこで、フォトインタラプタ57からの出力信号に基づいて除湿ロータ51が逆回転していないか否かを検出しておき、逆回転した場合には次のような運転制御を実行する。
(2-3. Error detection)
By the way, in the dehumidifier, the synchronous motor is used for the rotation of the
すなわち、図22のフローチャートに示すように、除湿ロータ51が停止又は逆回転したことが検出されれば(ステップS1)、加熱ヒータ64への通電を停止し(ステップS2)、除湿ロータ51の加熱を強制的に中止する。また、除湿ロータ駆動モータ59への通電を停止し(ステップS3)、除湿ロータ51の逆回転している場合には一旦停止させる。そして、所定時間経過後(ステップS4)、除湿ロータ駆動モータ59への通電を再開する(ステップS5)。これにより、除湿ロータ駆動モータ59への通電に拘わらず、停止や逆転駆動するという問題はほぼ解決される。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 22, if it is detected that the
そこで、除湿ロータ51が正回転していることが検出されれば(ステップS1:NO)、加熱ヒータ64への通電を再開し(ステップS6)、通常通り、除湿運転を続行する。一方、除湿ロータ駆動モータ59への通電を再開しても、除湿ロータ51が停止又は逆回転し、前記処理を設定回数繰り返しても同様な結果が得られるのであれば(ステップS7:NO)、再起動によっては解決できないものと判断し、ユーザにブザー等により異常状態であることを報知する(ステップS8)。この場合、加熱ヒータ64への通電及びサブファン63の回転を停止した状態で、メインファン47を回転して除湿ロータ51に空気を通過させて冷却させた後(ステップS9)、所定時間経過すれば(ステップS10)、全ての駆動を停止して運転を中止する(ステップS11)。したがって、除湿ロータ51が加熱されたままの状態で停止してしまうことがなく、安全面で優れている。
Therefore, if it is detected that the
このように、安価なシンクロナスモータを使用した場合であっても、除湿ロータ51の回転状態を検出し、停止あるいは逆回転の状態であれば、再起動により、簡単に正常な運転に復帰させることができる。また、複数回再起動しても正常な運転に復帰できない場合には、故障であると判断し、異常状態である旨を報知するようにしている。しかも、除湿ロータ51の冷却を行った後、停止するようにしている。したがって、異常が発生した場合であっても、安全面に十分に考慮して停止させることができる。
In this way, even when an inexpensive synchronous motor is used, the rotation state of the
11…除湿機
12…除湿機本体
15…貯水タンク
21…ケーシング
22…前カバー
23…後カバー
24…天カバー
25…前壁
26…上下壁
27…両側壁
28…吸気口
30…後壁
31…上下壁
32…両側壁
33…排気口
35…天板
36…凹部
37…支軸
38…開閉板
41…仕切り部材
42…第1仕切部
43…第2仕切部
44…円形開口部
45…矩形状筒部
46…分離壁
47…メインファン(第1ファン)
48…円形開口部
49…メインファン駆動モータ(駆動手段)
50…内壁
51…除湿ロータ
52…ロータ本体
53…ロータホルダ
54…ロータベアリング
54a…貫通穴
55…ギア部
55a…ギア
56…検出穴
57…フォトインタラプタ(回転状態検出手段)
58…回転支持部材
59…除湿ロータ駆動モータ
59a…駆動ギア
61…ヒータユニット
62…ユニット本体
63…サブファン(第2ファン)
64…加熱ヒータ
66…ファン収容部
67…ヒータ収容部
68…通路
71…ヒータ反射板
72…上流側開口部
73…下流側開口部
74…取付部
76…加熱領域
77…冷却領域
81…ラジエータ(熱交換器)
82…第1ラジエータ部
83…第2ラジエータ部
84…蓋体
85a…径の太いパイプ
85b…径の細いパイプ
86…上板
87…下板
88…中板
91…熱交換部
92…上壁
93…挿通口
94…第1水平面
95…湾曲面
96…傾斜面(上壁)
97…第2水平面
98…底壁
99…排水口
101…案内面
102…傾斜面(底壁)
103…側壁
104…隔壁
105…高温空気流動通路
106…低温空気流動通路
107…凹凸部
111…ロータカバー
112…突出部
113…ネジ
120…制御部(制御手段)
DESCRIPTION OF
48 ...
DESCRIPTION OF
58 ...
64 ...
82 ...
97 ... Second
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記両通路に跨って回転可能に配置された除湿ロータと、
前記除湿ロータを正転方向に回転駆動する駆動手段と、
前記除湿通路内に配置され、周囲の空気を吸引して前記除湿ロータで除湿することにより得られた乾燥空気を周囲に排出する第1ファンと、
前記再生通路内に配置され、再生空気を循環させる第2ファンと、
前記再生通路内に配置され、前記再生空気と除湿ロータを加熱する加熱ヒータと、
前記再生通路の一部を構成し、内部を流動する再生空気を、外部を通過する空気により冷却して結露させる熱交換器と、
前記熱交換器により得られた結露水を貯留するタンクと、
を備えた除湿機であって、
前記除湿ロータの回転状態を検出する回転状態検出手段と、
前記駆動手段により除湿ロータを回転駆動しているとき、前記回転状態検出手段によって除湿ロータが停止又は逆転方向に回転していることが検出されれば、前記加熱ヒータによる加熱と、前記駆動手段による除湿ロータの回転を一旦停止させた後、前記駆動手段を再起動して除湿ロータを再度回転駆動させる制御手段と、
をさらに備えたことを特徴とする除湿機。 A casing having a dehumidifying passage and a regeneration passage;
A dehumidification rotor that is rotatably arranged across both the passages;
Drive means for rotationally driving the dehumidifying rotor in the forward rotation direction;
A first fan that is disposed in the dehumidifying passage and sucks ambient air and dehumidifies the dehumidified rotor by the dehumidifying rotor;
A second fan arranged in the regeneration passage and circulating the regeneration air;
A heater disposed in the regeneration passage for heating the regeneration air and the dehumidifying rotor;
A heat exchanger that constitutes part of the regeneration passage and cools and condenses regeneration air flowing inside, by air passing outside;
A tank for storing condensed water obtained by the heat exchanger;
A dehumidifier comprising:
Rotation state detection means for detecting the rotation state of the dehumidification rotor;
When the dehumidification rotor is rotationally driven by the drive means, if the rotation state detection means detects that the dehumidification rotor is stopped or rotating in the reverse direction, heating by the heater and by the drive means Control means for once stopping the rotation of the dehumidifying rotor, restarting the driving means and driving the dehumidifying rotor to rotate again;
A dehumidifier further comprising:
前記制御手段は、前記駆動手段を再起動しても、前記回転状態検出手段によって除湿ロータが停止又は逆転方向に回転していることが検出される状態が所定回数繰り返されることにより、前記異常報知手段により異常報知して、第2ファン及び加熱ヒータを停止すると共に、駆動手段及び第1ファンの駆動を続行して除湿ロータの冷却運転を行った後、駆動手段及び第1ファンの駆動を停止させることを特徴とする請求項1に記載の除湿機。 An abnormality notification means for notifying abnormality is further provided,
Even if the drive means is restarted, the control means repeats a predetermined number of times that the dehumidification rotor is detected to be stopped or rotating in the reverse rotation direction by the rotation state detection means, thereby notifying the abnormality. An abnormality is notified by the means, and the second fan and the heater are stopped, and the driving means and the first fan are continuously driven to perform the cooling operation of the dehumidifying rotor, and then the driving means and the first fan are stopped. The dehumidifier according to claim 1, wherein
前記回転状態検出手段は、前記除湿ロータが回転することにより前記突出部を検出してパルス信号を出力し、
前記制御手段は、前記回転状態検出手段から出力されるパルス信号に基づいて、前記除湿ロータの回転状態を判断することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の除湿機。 The dehumidifying rotor includes a rotor body and a holding member that holds an outer peripheral portion of the rotor body, and the holding member includes a protrusion.
The rotation state detection means detects the protrusion by rotating the dehumidification rotor and outputs a pulse signal,
The dehumidifier according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit determines a rotation state of the dehumidification rotor based on a pulse signal output from the rotation state detection unit.
前記ケーシングは、少なくとも除湿ロータの下半部の2箇所で回転可能に支持する支持部材を回転可能に備えたことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の除湿機。 The dehumidification rotor is composed of a rotor body and a rotor holder that holds the outer periphery of the rotor body.
The dehumidifier according to any one of claims 1 to 5, wherein the casing is rotatably provided with a support member that is rotatably supported at least at two locations in the lower half of the dehumidification rotor.
前記支持部材は、保持部材のギア部に噛合する、駆動手段に連結された駆動ギアと、除湿ロータを回転可能に支持する支持ギアとからなり、
前記回転状態検出手段は、前記支持ギアのギア部を検出することによりパルス信号を出力するものであることを特徴とする請求項6に記載の除湿機。 The holding member includes a gear portion on an outer peripheral surface,
The support member is composed of a drive gear coupled to a drive means that meshes with a gear portion of the holding member, and a support gear that rotatably supports the dehumidification rotor.
The dehumidifier according to claim 6, wherein the rotation state detection unit outputs a pulse signal by detecting a gear portion of the support gear.
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