JP2011161356A

JP2011161356A - 除湿装置

Info

Publication number: JP2011161356A
Application number: JP2010026188A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kondo; 広幸近藤; Fumiko Otobe; 史子乙部; Yasuki Fujii; 泰樹藤井
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2011-08-25

Abstract

【課題】より省エネな除湿装置を提供することを目的とする。
【解決手段】再生手段１０が誘導加熱コイル１９と、前記誘導加熱コイル１９に高周波電力を供給する駆動回路２０を備え、前記誘導加熱コイル１９から高周波数の電磁波を発し、誘導加熱を行うことによって除湿ロータ２が発熱して前記除湿ロータ２の再生がなされるように構成したので、コイルボックス１２から空気が漏れても、その漏れ空気にはもともと除湿ロータ２を再生するための熱が与えられていないため、漏れ空気による熱損失を最小化でき、より省エネな除湿装置が実現されるという効果を奏する。
【選択図】図１

Description

本発明は、除湿ロータで吸湿した水分を熱交換器で凝縮させて回収することにより除湿を行う除湿装置に関する。

除湿ロータを用いた除湿装置は環境温度によらず除湿能力があまり変化しないという利点があるが、より省エネなものが求められている。一般に除湿ロータを用いた除湿装置は、連続して吸湿させるため除湿ロータを再生し吸湿性能を回復させる必要がある。この種の一般的な除湿装置の構成について、図１０〜図１２を参照しながら説明する。

図１０に示すように一般的な除湿装置は、除湿ロータ１０１と、除湿ロータ１０１を回転させるロータ駆動手段１０２と、除湿ロータ１０１に吸湿させる処理空気を送風する処理ファン１０３と、除湿ロータ１０１を再生する再生空気を送風する循環ファン１０４と、除湿ロータ１０１の一部を循環させるように区画形成された循環風路１０５と、再生空気を加熱するニクロム線ヒータなどの加熱手段１０６と、除湿ロータ１０１を通過し高湿となった再生空気を冷却して凝縮させる凝縮器１０７と、加熱手段１０６を内部に収納するヒータボックス１０８を備え、ヒータボックス１０８は循環風路を形成し除湿ロータ１０１に面した開口を有する構成としている。

このような除湿装置は、除湿ロータ１０１に面するヒータボックス１０８の端部と除湿ロータ１０１との間に、除湿ロータ１０１を円滑に回転させるため、矢符１０９に示すようにわずかな隙間が設けられている。ヒータボックス１０８には循環ファン１０４から高圧の空気が送風され、内部に収納された加熱手段１０６によりこの空気が加熱されて除湿ロータ１０１に吹きつけられるのだが、この隙間があるので、ここを通って循環風路から外部へと加熱空気が流出してしまい、除湿ロータ１０１の加熱に利用されない熱損失が生じてしまうという課題があった。

この課題を解決するため、ヒータボックスの除湿ロータ１０１に面した開口の縁部に設けられ、循環風路１０５からの空気漏れを抑制するシール部１１０を設けたものが提案されている。（例えば、特許文献１参照）。

以下、その構成について図１１を参照しながら説明する。

図１１に示すように、このシール部１１０は、除湿ロータ１０１に面した部分が開口したコの字形状となっている。前述に一般的な除湿装置と同様に、除湿ロータ１０１に面する端部と除湿ロータ１０１とは矢符１０９に示すようにわずかな隙間が設けられている。ここで、特許文献１の除湿装置はシール部１１０をコの字形状として空間を設けたので、ヒータボックス１０８を流れる空気がこの隙間を通過しようとすると、漏れ風路がコの字形状のシール部１１０において急拡大しているため、漏れ空気は矢符１１１に示すように渦を巻いて失速し除湿ロータ１０１の方向に流れる。このようにして、循環風路１０５から外部への空気漏れを抑制し、熱損失の抑制を図る構成としている。

また、除湿装置の除湿能力を向上させるために、この加熱手段１０２を、除湿ロータ１０１に吸湿させる空気が通過する方向の上流側と下流側の両面に設け、除湿ロータ１０１を両面から加熱することによって再生を行う方法が提案されている。（例えば、特許文献２参照）。

以下、その構成について図１２を参照しながら説明する。

図１２に示すように特許文献２の除湿装置は、除湿ロータ１０１と、除湿ロータ１０１を回転させるロータ駆動手段１０２と、除湿ロータ１０１に吸湿させる処理空気を送風する処理ファン１０３と、除湿ロータ１０１を再生する再生空気を送風する循環ファン１０４と、再生空気を加熱するニクロム線ヒータなどの加熱手段１１２、１１３と、除湿ロータ１０１を通過し高湿となった再生空気を冷却して凝縮させる凝縮器１０７と、加熱手段１１２、１１３を処理空気の上流側と下流側の両面に設けて除湿ロータの再生を行う除湿装置が提案されている。

この除湿装置は、循環ファン１０４によって送られた空気が下流側に設けられた加熱手段１１２で加熱され、除湿ロータ１０１を通過して再生を行ったのち、上流側に設けられた加熱手段１１３にて再加熱され、除湿ロータ１０１を再び通過して再生を行うことで、除湿ロータ１０１の厚み方向の加熱ムラを抑制し、効率的な除湿を行うものである。

特開２００５−９５８０７号公報特開２００４−００３４８６号公報

しかし、特許文献１に示す除湿装置では原理的に熱を一度空気に与え、空気を介して除湿ロータの加熱を行うものであるので、ヒータボックスからの空気漏れによる熱損失を完全に無くすことはできないため、漏れによる熱損失分の電力を余分に加熱手段に入力しなければならないという課題があった。

また、特許文献２に示す除湿装置では加熱手段を二個使用して二度空気を加熱するものであり、さらに、循環風路が除湿ロータを二回通過する構成であるため、風路が複雑になり装置が大型化してしまう課題があった。

本発明はこの課題を解決し、大型化せず熱損失を無くす除湿装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、吸込口と吹出口が開口した本体ケースと、前記本体ケースの内部に、前記吸込口から吸気して前記吹出口から排気する処理ファンと、回転可能に立設されて前記処理ファンにより供給される空気から吸湿する円盤状の除湿ロータと、前記除湿ロータを回転させる除湿ロータ駆動手段と、前記除湿ロータの一部に空気を循環させるように区画形成した循環風路と、前記循環風路に空気を循環させる循環ファンと、前記除湿ロータを再生する再生手段と、前記循環風路の一部を形成し前記再生手段を内部に収納するコイルボックスと、前記コイルボックスに形成され処理空気と再生空気との混合を防ぐシール部と、前記再生手段により前記除湿ロータが放出した水分を含み高湿となった再生空気を前記処理ファンにより供給される空気で冷却して凝縮させる凝縮器と、を備えたものであって、前記再生手段は誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電力を供給する駆動回路を備え、前記誘導加熱コイルから高周波数の電磁波を発し、誘導加熱を行うことによって前記除湿ロータが発熱して前記除湿ロータの再生がなされる構成としたものである。

本発明によれば、除湿ロータの再生手段を高周波数の電磁波を発するように構成し、電磁波による誘導加熱により除湿ロータが発熱することによって除湿ロータの再生がなされるようにしたことにより、コイルボックスから空気が漏れても、その漏れ空気にはもともと除湿ロータを再生するための熱が与えられていないため、漏れ空気による熱損失を無くすことができ、より省エネな除湿装置が実現されるものである。

さらに、除湿ロータ自体が発熱するので除湿ロータの厚み方向の加熱ムラが抑制されるため、循環風路は除湿ロータを一度通過させるだけでよく、風路をより簡単な構成で実現できるものである。

本発明の実施の形態の除湿装置の内部構成を示す概略断面図同実施の形態における除湿装置の内部構成を示す概略斜視図同実施の形態における除湿装置の除湿ロータの概略構成図同実施の形態における除湿装置の除湿ロータの基材部分における概略拡大図（（ａ）基材が導電性材料の場合における概略拡大図、（ｂ）基材に導電性粒子と吸湿剤を担持した場合における概略拡大図）同実施の形態における除湿装置の駆動回路部分の概略構成図同実施の形態における除湿装置の処理ファン空気湿度センサの取付位置を示す概略構成図同実施の形態における除湿装置の循環ファン空気温度センサの取付位置を示す概略構成図同実施の形態における除湿装置のシール部温度センサの取付位置を示す概略構成図同実施の形態における除湿装置の素子温度センサの取付位置を示す概略構成図従来の除湿装置を示す概略構成図従来の除湿装置のヒータボックスおよびシール部を示す概略構成図従来の他の除湿装置を示す概略構成図

吸込口と吹出口が開口した本体ケースと、前記本体ケースの内部に、前記吸込口から吸気して前記吹出口から排気する処理ファンと、回転可能に立設されて前記処理ファンにより供給される空気から吸湿する円盤状の除湿ロータと、前記除湿ロータを回転させる除湿ロータ駆動手段と、前記除湿ロータの一部に空気を循環させるように区画形成した循環風路と、前記循環風路に空気を循環させる循環ファンと、前記除湿ロータを再生する再生手段と、前記循環風路の一部を形成し前記再生手段を内部に収納するコイルボックスと、前記コイルボックスに形成され処理空気と再生空気との混合を防ぐシール部と、前記除湿ロータを再生する再生手段と、前記再生手段により前記除湿ロータが放出した水分を含み高湿となった再生空気を前記処理ファンにより供給される空気で冷却して凝縮させる凝縮器と、を備えたものであって、前記再生手段は誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電力を供給する駆動回路を備え、前記誘導加熱コイルから高周波数の電磁波を発し、誘導加熱を行うことによって前記除湿ロータが発熱して前記除湿ロータの再生がなされるものであることを特徴とするものであり、除湿ロータの再生手段を高周波数の電磁波を発するように構成し、電磁波による誘導加熱により除湿ロータが発熱することによって除湿ロータの再生がなされるようにしたことにより、コイルボックスから空気が漏れても、その漏れ空気にはもともと除湿ロータを再生するための熱が与えられていないため、漏れ空気による熱損失を最小化でき、より省エネな除湿装置が実現されるという効果を奏する。

さらに、除湿ロータ自体が発熱するので除湿ロータの厚み方向の加熱ムラが抑制されるため、循環風路は除湿ロータを一度通過させる構成とすればよく、風路構成をより簡単な構成で実現できるものである。

また、除湿ロータは基材の少なくとも一部が導電性材料によって形成してもよい。これにより、導電性材料を用いた部分しか発熱しないのでより安全である。

また、導電性材料を金属材料としてもよい。これにより、高周波数の電磁波を当てて発熱させることができ、また、熱伝導性がよいので加熱ムラを低減でき、さらに入手しやすく加工しやすい材料で導電性を持たせることができる。

また、導電性材料を炭素材料としてもよい。これにより、高周波数の電磁波を当てて発熱させることができ、また、無機材料であるので吸着剤を接着させやすく、さらに、安価で加工しやすい材料で導電性を持たせることができる。

また、除湿ロータは基材の少なくとも一部に導電性粒子と吸湿剤が担持されたものであってもよい。これにより、基材が絶縁性のものであってもこの導電性粒子を担持すれば導電性を持たせることができる。

また、導電性粒子を金属材料としてもよい。これにより、入手しやすく加工しやすい材料で導電性を持たせることができる。

また、導電性粒子を炭素材料としてもよい。これにより安価で加工しやすい材料で導電性をもたせることができる。

また、駆動回路を冷却する冷却手段を備え、前記冷却手段は、前記駆動回路で発生した熱の少なくとも一部を循環風路内の除湿ロータを通過する直前の空気に伝えるものであってもよい。これにより、スイッチング素子を冷却できるとともに、その熱の一部を循環風路内の除湿ロータ通過前の空気に伝え、その空気の温度上昇と相対湿度の低下をもたらし、除湿ロータからの水分の放湿を促すことができる。

また、冷却手段に、金属製のヒートシンクを用いてもよい。これにより、形状自由度があるので本体ケース内の所望の位置やその周辺の形状にあわせた設計が可能になる。

また、処理ファンによって供給される空気の湿度を検知する処理ファン空気湿度センサと、前記処理ファン空気湿度センサによって検知される湿度に応じて駆動回路から誘導加熱コイルに供給される高周波電力を調整する制御手段と、を備えた構成としてもよい。これにより、例えば、この処理ファン空気湿度センサが検知する湿度が所定の値より高い場合には誘導加熱コイルへの高周波電力を増加させて除湿能力を上げることができ、また、所定の湿度より低い場合には誘導加熱コイルへの高周波電力を減少させて除湿能力を下げることができる。

また、処理ファン空気湿度センサは、ロータ通過直前位置と通過直後位置のうち少なくともどちらか一方の位置における空気の湿度を検知するものであってもよい。これにより、処理ファンによって吸引される空気の気流方向に対して除湿ロータの上流側にこの処理ファン空気湿度センサを設置した場合は、本体ケースに吸引された空気の湿度を検知することができるため、この除湿装置を設置した空間の湿度に近い値を検知することができる。したがって、例えば、この処理ファン空気湿度センサが検知する湿度が所定の値より高い場合には誘導加熱コイルへの高周波電力を増加させて除湿能力を上げることができ、また、所定の湿度より低い場合には誘導加熱コイルへの高周波電力を減少させて除湿能力を下げることができる。

また、循環風路内の空気温度を検知する循環ファン空気温度センサと、前記循環ファン空気温度センサによって検知される温度に応じて駆動回路から誘導加熱コイルに供給される高周波電力を調整する制御手段と、を備える構成としてもよい。これにより、除湿装置の設置場所が低温低湿であった場合、除湿ロータへの吸湿量が減少し、循環風路において放湿すべき水分量が減少するため、除湿ロータの発熱が吸湿剤の再生に使われるよりも空気の温度上昇に使われるようになる場合があるが、循環ファン空気温度センサを前述の位置に設置してあるので、空気温度が所定の値よりも上昇した場合に誘導加熱コイルへ供給される高周波電力を減少させて除湿ロータの発熱量を減らし、除湿ロータの異常な温度上昇を抑制できる効果がある。

また、循環ファン空気温度センサは、除湿ロータ通過直後の位置の空気の温度を検知するものであってもよい。これにより、除湿ロータが異常発熱した場合、循環ファン空気温度センサが除湿ロータを通過する空気の気流に対して下流側に設置してあるため、空気の温度上昇をすばやく検知することができる。

また、シール部の温度を検知するシール部温度センサと、前記シール部温度センサによって検知される温度に応じて駆動回路から誘導加熱コイルに供給される高周波電力を調整する制御手段を備える構成としてもよい。これにより、前述したように除湿ロータが異常発熱した場合、このシール部の温度を検知して誘導加熱コイルへの高周波電力の供給を減少させて除湿ロータの発熱量を減らし、除湿ロータの異常な温度上昇を抑制できる効果がある。

また、シール部温度センサは、循環風路の除湿ロータ後段側のシール部に配設した構成としてもよい。これにより、加熱された空気が送風されて当たりやすい除湿ロータ後段側のシール部の温度が上昇しやすいので、この部分の温度を検知することでより早く異常を検知することができる。

また、駆動回路の温度を検知する素子温度センサを備え、前記素子温度センサによって検知される温度に応じて駆動回路から誘導加熱コイルに供給される高周波電力を調整する制御手段を備える構成としてもよい。これにより、ヒートシンクに放熱表面積を増加させるために形成されたリブ状の放熱フィン表面の汚染やホコリ等の付着によってヒートシンクの冷却能力が低下し、スイッチング素子の温度が所定の値よりも上がった場合、スイッチング素子の動作を停止させて冷却し、温度が所定の値よりも下がった場合に動作を再開させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態にかかる除湿装置の概略構成図、図２は概略斜視図である。図１に示すように本体ケース１の内部には、外部から本体ケース１内に取り込まれた空気より水分を吸湿する除湿ロータ２が除湿ロータ駆動手段３によって回転可能に立設されている。この除湿ロータ駆動手段３は、例えば、タイミングモータ等の電動モータの回転動力を複数段の歯車を介して除湿ロータ２に伝え、除湿ロータ２を任意の回転速度で回転させることができるものである。

この本体ケース１の側面に開口された吸込口４から空気を吸引してこの除湿ロータ２を通ったのち図２に示すように本体ケース１の上面に開口された吹出口５より空気を排出する処理風路６が形成されている。また、処理風路６とは別に、前述の吸込口４から空気を吸引し、この吸引された空気を利用して熱交換を行う凝縮器７を通ったのち前述の吹出口５より空気を排出する冷却風路８が形成されている。そして、処理風路６および冷却風路８に同時に空気を送風する処理ファン９が、除湿ロータ２および凝縮器７と吹出口５との間に設けられている。

これら処理風路６、冷却風路８とは別に、後述する構成となっている除湿ロータ２を再生するための再生手段１０、除湿ロータ２、凝縮器７をこの順に空気が循環するよう形成された循環風路１１が形成されており、再生手段１０を収納するコイルボックス１２が循環風路１１の一部を形成している。この循環風路１１に空気を送風するための循環ファン１３が、凝縮器７と除湿ロータ２の間に設けられている。凝縮器７は循環風路１１の一部および冷却風路８の一部を形成しており、循環風路１１を通過する空気と冷却風路８を通過する空気との熱交換を行う作用がある。この凝縮器７の構成として、例えば、略長方形形状の樹脂シートの長辺側に風路壁となるリブ等の突起を設けたものと、短辺側に同様の突起を設けたものとを複数枚交互に重ね合わせて風路を形成したものが例として考えられる。

そして、処理風路６および循環風路１１とは、コイルボックス１２の除湿ロータ２に面する端面に形成されたシール部１４を介して隣接しており、除湿ロータ２は、このシール部１４によって処理風路６の空気が通過する吸湿領域と循環風路１１の空気が通過する再生領域とに区分されている。除湿ロータ２とシール部１４の間には除湿ロータ２が安定して回転するようにわずかな隙間が設けられており、除湿ロータ駆動手段３によってこの吸湿領域と再生領域とを交互に通過しながら回転する。

上記構成において、除湿ロータ駆動手段３、処理ファン９、循環ファン１３および再生手段１０を作動させると、吸込口４より外部空気が処理風路６および冷却風路８内に吸引される。処理風路６内に吸引された空気は除湿ロータ２の吸湿領域を通過し、除湿ロータ２はこの空気から水分を吸湿し、処理風路６を通過する空気に除湿作用をもたらす。処理風路６の空気から水分を吸湿した除湿ロータ２は、除湿ロータ駆動手段によって回転し、循環風路１１内へ移動する。循環風路１１内に移動した除湿ロータ２は再生手段１０によって再生され、循環風路１１を通過する空気に対して放湿する。放湿された水分を含んだ空気は循環風路１１内を循環ファン１３によって凝縮器７に送風される。凝縮器７では、循環風路１１を通過する除湿ロータ２から送風された水分を含んだ空気と、冷却風路８を通過する吸込口４から吸引された空気との間で熱交換が行われ、循環風路１１内の空気は冷却されて結露を生じる。この結露した水は重力により落下する。そして、循環風路１１内の凝縮器７から循環ファン１３にいたる風路下部に開口した図示しない排水口から落下し、本体ケース１下部に備えられた水タンク１５に受けられ貯留される。この水タンク１５は本体ケース１から着脱自在に設置されている。このようにして、本体ケース１に吸引された空気を除湿することができる。

次に本発明の特徴である、誘導加熱によって除湿ロータ２が発熱して除湿ロータ２の再生がなされるための構成について図３〜５を参照しながら説明する。

図３は本発明における除湿ロータ２の構成を示す概略図、図４は除湿ロータの基材部分における概略拡大図であり、図４（ａ）は基材を導電性材料と場合における概略拡大図、図４（ｂ）は基材に導電性粒子と吸湿剤を担持した場合における概略拡大図である。

図３、４に示すように、本発明における除湿ロータ２はアルミニウム、ステンレス、銅、鉄、鋼などの金属材料または黒鉛等の炭素材料によって形成された平板材と、平板材と同じ材料にコルゲート加工を施した波板材とを巻装したコルゲート構造の円盤状の基材１６に、吸湿剤１７、例えばシリカゲル、ゼオライトなどの無機質の吸着型吸湿剤、有機高分子電解質、すなわちイオン交換樹脂などの吸湿剤、塩化リチウムなどの吸収型吸湿剤を１種類もしくは２種類以上を複合して担持したものであり、円盤状の基材の中心軸に対して軸方向に通風可能に構成されたものである。

上記構成において、高周波の電磁波を受けると除湿ロータ２が導電性をもつために基材１６にうず電流が流れ、うず電流によってジュール熱が発生して基材１６が発熱し、この熱が基材１６および基材１６に担持された吸湿剤１７および循環風路１１内の基材１６および吸湿剤１７直近傍の空気に伝熱される。この発熱および伝熱作用が起こると、温度上昇による吸湿剤１７の吸湿容量の低下と、加熱された近傍空気の相対湿度の低下に起因する吸湿剤１７からの水分の脱着との双方の作用によって吸湿剤から水分が放湿され、除湿ロータ２の再生が行われる。

また図４（ｂ）に示すように、基材に導電性粒子１８と吸湿剤１７を担持した場合、具体的にはセラミック繊維、ガラス繊維等の無機繊維、もしくはそれら無機繊維とパルプとを混合して抄造した平板材とコルゲート加工を施した波板材とを巻装したコルゲート構造の円盤状の基材１６に、吸湿剤１７、例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機質の吸着型吸湿剤、有機高分子電解質、すなわちイオン交換樹脂などの吸湿剤、塩化リチウムなどの吸収型吸湿剤を１種類もしくは２種類以上を複合したものと、アルミニウム、ステンレス、銅、鉄、鋼などの金属材料または黒鉛等の炭素材料を球状に形成した導電性粒子１８を同時に担持したものであり、円盤状の基材の中心軸に対して軸方向に通風可能に構成されているものである。

上記構成において、高周波の電磁波を受けると基材１６に担持された導電性粒子１８にうず電流が流れてジュール熱が発生し、同様の作用により除湿ロータ２の再生が行われる。

このように導電性粒子を担持させる構成にすると、除湿ロータ２に導電部分を備えつつ基材との吸着剤の接着性がよい無機繊維を使用することができ、より多くの吸着剤を担持することができる。なお、円盤状の基材１６の外周端および巻き始めの内周端から２〜３ｍｍの部分には導電性粒子１８を担持しないようにしたものであると、その部分は発熱しないのでより安全である。

次に、この除湿ロータ２に高周波数の電磁波を放射するための再生手段１０について説明する。

図５は再生手段１０の詳細構成を示す概略斜視図である。図５に示すように、再生手段１０は銅線などの線材を環状に複数回巻いて形成された誘導加熱コイル１９と、誘導加熱コイル１９に高周波電力を供給する駆動回路２０によって構成されている。この誘導加熱コイル１９は循環風路１１内の除湿ロータ２近傍に設けられ、除湿ロータ２の空気通過方向に対して風上側に配設されている。

一方、この駆動回路２０はオンオフの繰り返し動作によって高周波の共振電流を発生させるスイッチング素子２１と、共振電流の電力を制御する制御手段２２とによって構成されている。この制御手段２２は、例えば、スイッチング素子２１のオンオフ動作周期の周波数を変化させることによって共振電流の電力を制御するものである。

また、駆動回路２０を冷却する冷却手段としてアルミニウムなどによって形成された金属製のヒートシンク２３がスイッチング素子２１に接触して設けられ、ヒートシンク２３の放熱フィン２４の一部が循環風路１１内の循環ファン１３から除湿ロータ２に至る経路に突出しており、放熱フィン２４の別の部分は処理風路６内の除湿ロータ２から処理ファン９に至る経路内に突出している。

このように構成することによってスイッチング素子２１を冷却できるとともに、その熱の一部を循環風路１１内の除湿ロータ２通過前の空気に伝え、その空気の温度上昇と相対湿度の低下をもたらし、除湿ロータ２からの水分の放湿を促すことができる効果がある。また、処理風路６内に突出した放熱フィン２４の部分の表面積を循環風路１１内に突出した部分よりも広くすれば、より熱を処理風路６内の空気に伝えやすくなり、温度の上昇した空気を吹出口５から吹出すことができる。濡れた衣類にこの温風を当てて衣類乾燥を行う場合、これによってより衣類が早く乾くようになるので、乾燥時間を短縮できるととともに熱を有効利用できるので消費電力を低減する効果がある。

以上述べた構成とした再生手段１０が作動することにより、誘導加熱によって除湿ロータ２が発熱して除湿ロータ２の再生がなされるのである。除湿ロータ２の再生を行うためには、前述したように吸湿剤自体の温度上昇または吸湿剤近傍空気の相対湿度低下を行わなければならないが、このようにすると、除湿ロータ２自体が発熱体となるため、従来のように温風を除湿ロータ２に当てるよりも熱損失が少なく再生することができる。

すなわち、従来の方法では循環風路１１内に設けられたニクロム線ヒータ等の加熱手段により生成した温風を介して除湿ロータ２を加熱していたため、除湿ロータ２が安定して回転するために設けられたシール部１４と除湿ロータ２との隙間から温風が流出して熱損失が生じてしまうので、必要十分な熱量を除湿ロータ２に与えるためにはその損失分の電力を乗じて加熱手段に入力しなければならなかったが、本発明では除湿ロータ２自体が発熱するため、コイルボックス１２から空気が漏れても、その漏れ空気にはもともと除湿ロータ２を再生するための熱が与えられていないため、漏れ空気による熱損失を最小化でき、より省エネな除湿装置が実現されるのである。

さらに、除湿ロータ２自体が発熱するので除湿ロータ２の厚み方向の温度ムラが抑制、特に再生手段１０と反対側の除湿ロータ２の温度も高くできるため、循環風路１１は除湿ロータ２を一度通過させる構成とすればよくなる。すなわち、従来の方法は温風を介して除湿ロータを加熱して再生する方法であったため、除湿ロータの厚み方向の温度ムラを抑制するために、加熱手段を通した加熱空気を除湿ロータに通し、風路を曲げて気流方向を１８０°転回させ、他の加熱手段を通過させて空気を再加熱し、その再加熱空気を除湿ロータにさきほどと反対側の面から通過させる構成とする必要があったが、本発明では除湿ロータ自体が発熱するため、除湿ロータを加熱するために風路を曲げる必要がなく、空気を除湿ロータに一度通過させるだけでよいので、風路構成をより簡単な構成で実現できるのである。

次に、作動時において処理風路６および循環風路１１内の温度または湿度に応じて除湿装置の除湿能力を調整し、除湿不足または除湿しすぎによる不快感の抑制を行うための構成について図６を参照しながら説明する。

図６は処理風路６内の湿度を検知して除湿能力の制御を行う場合における、湿度センサの取付位置を示す概略図である。図６に示すように、処理風路６内の気流方向に対して除湿ロータ２の下流側に、空気の湿度を検知する処理ファン空気湿度センサ２５が設置されている。この処理ファン空気湿度センサ２５は、前述した再生手段１０の制御手段２２に電気的に接続されており、処理ファン空気湿度センサ２５が検知する湿度に応じて誘導加熱コイル１９に供給される高周波電力を調整することができる。

このよう構成にすると、除湿装置の運転時に除湿ロータ２通過後の空気の湿度を常に検知でき、例えば空気の湿度が所定の値を上回ったときには誘導加熱コイル１９へ高周波電力を増加して除湿ロータ２からの放湿を増加させ、処理風路６を流れる空気からの吸湿量を増加させることにより除湿能力を上げることができ、また、空気の湿度が所定の値を下回ったときには誘導加熱コイル１９への高周波電力を減少させて除湿能力を下げることができる。

なお、処理風路６を流れる空気と冷却風路８を流れる空気とは処理ファン９に互いに混合しながら吸引されるため、より正確に除湿ロータ２通過後の空気の湿度を検知するために、除湿ロータ２に近接して設置することが望ましい。

一方、処理風路６内の気流方向に対して除湿ロータ２の上流側にこの処理ファン空気湿度センサ２５を設置した場合は、本体ケース１に吸引された空気の湿度を検知することができるため、この除湿装置を設置した空間の湿度に近い値を検知することができる。したがって、例えば、この処理ファン空気湿度センサ２５が検知する湿度が所定の値より高い場合には誘導加熱コイル１９への高周波電力を増加させて除湿能力を上げることができ、また、所定の湿度より低い場合には誘導加熱コイル１９への高周波電力を減少させて除湿能力を下げることができる。

次に、除湿装置の設置場所が低温低湿であった場合に除湿ロータ２の異常発熱を予防するための構成について図７および図８を参照しながら説明する。

図７は循環ファン空気温度センサの取付位置を示す概略構成図である。

循環風路１１内の温度を検知する循環ファン空気温度センサ２６を、循環風路１１内の気流方向に対して除湿ロータ２の下流側でかつ気流が除湿ロータ２を通過した直後の位置に設置する。この循環ファン空気温度センサ２６は再生手段の制御手段２２に電気的に接続されており、循環ファン空気温度センサ２６が検知する温度に応じて誘導加熱コイル１９に供給される高周波電力を調整することができる。

このような構成にすると、除湿装置の設置場所が低温低湿であった場合、除湿ロータ２への吸湿量が減少し、循環風路１１において放湿すべき水分量が減少するため、除湿ロータ２の発熱が吸湿剤の再生に使われるよりも空気の温度上昇に使われるようになる場合があるが、循環ファン空気温度センサ２６を前述の位置に設置してあるので、空気温度が所定の値よりも上昇した場合に誘導加熱コイル１９へ供給される高周波電力を減少させて除湿ロータ２の発熱量を減らし、除湿ロータ２の異常な温度上昇を抑制できる効果がある。

また、除湿ロータ２の異常発熱を予防する他の構成として、シール部１４の温度を検知して誘導加熱コイル１９に供給される高周波電力を調整する方法について図８を参照しながら説明する。

図８はシール部温度センサの取付位置を示す概略構成図である。

図８に示すように、循環風路１１を通過する気流方向に対して除湿ロータ２の下流側でかつ、除湿ロータ２の回転方向に対して後段側のシール部１４に、シール部１４の温度を検知するためのシール部温度センサ２７が設置されている。このシール部温度センサ２７は再生手段１０の制御手段２２と電気的に接続されており、シール部温度センサ２７が検知した温度に応じて誘導加熱コイル１９に供給される高周波電力を調整することができる。

このような構成にすると、前述したように除湿ロータ２が異常発熱した場合、加熱された空気が送風されて当たりやすい除湿ロータ２後段側のシール部の温度が上昇しやすいので、このシール部１４の温度を検知して誘導加熱コイル１９への高周波電力の供給を減少させて除湿ロータ２の発熱量を減らし、除湿ロータ２の異常な温度上昇を抑制できる効果がある。

次に、スイッチング素子２１の温度を検知し、異常発熱による素子の破損を予防するための構成を図９を参照しながら説明する。

図９は素子温度センサの取付位置を示す概略構成図である。図９に示すように、スイッチング素子２１の温度を検知するための素子温度センサ２８の温度検知部分を、スイッチング素子２１に接触して設置されたヒートシンク２３に接触させるように設置してある。そして、この素子温度センサ２８は再生手段１０の制御手段２２と電気的に接続されており、素子温度センサ２８によって検知される温度に応じて誘導加熱コイル１９に供給される高周波電力を調整することができる。

このような構成にすると、放熱フィン２４表面の汚染やホコリ等の付着によってヒートシンク２３の冷却能力が低下し、スイッチング素子２１の温度が所定の値よりも上がった場合、スイッチング素子２１の動作を停止させて冷却し、温度が所定の値よりも下がった場合に動作を再開させることができる。

以上のように、本発明の除湿装置は除湿ロータの再生手段を、誘導加熱コイルと誘導加熱コイルに高周波電力を供給する駆動回路によって構成し、従来の方法のように温風によって除湿ロータを加熱して再生を行うのではなく、電磁波による誘導加熱により除湿ロータが発熱することによって再生を行うものであるので、循環風路の一部を形成し除湿ロータに面するコイルボックスのシール部から循環風路内の空気が外部に漏れても、その漏れ空気にはもともと除湿ロータを再生するための熱が与えられていないため、漏れ空気による熱損失を最小化でき、より省エネな除湿装置が実現されるものである。さらに、除湿ロータ自体が発熱するので除湿ロータの厚み方向の加熱ムラが抑制されるため、循環風路は除湿ロータを一度通過させる構成とすればよく、風路構成をより簡単な構成で実現できるものである。

本発明にかかる除湿装置は、誘導加熱により除湿ロータ２が発熱することによって除湿ロータ２の再生がなされるようにしたことにより、電磁波による誘導加熱により除湿ロータ２が発熱することによって除湿ロータ２の再生がなされるようにしたことにより、コイルボックス１２から空気が漏れても、その漏れ空気にはもともと除湿ロータ２を再生するための熱が与えられていないため、漏れ空気による熱損失を最小化でき、より省エネな除湿装置が実現されるという効果を奏する。

さらに、除湿ロータ２自体が発熱するので除湿ロータ２の厚み方向の加熱ムラが抑制されるため、循環風路１１は除湿ロータ２を一度通過させる構成とすればよく、風路構成をより簡単な構成で実現できるものである。したがって、除湿機、乾燥機、衣類乾燥機、衣類乾燥洗濯機、浴室乾燥機、空調機または溶剤回収装置等の高機能な除湿運転が所望される用途として有用である。

１本体ケース
２除湿ロータ
３除湿ロータ駆動手段
４吸込口
５吹出口
６処理風路
７凝縮器
９処理ファン
１０再生手段
１１循環風路
１２コイルボックス
１３循環ファン
１４シール部
１６基材
１７吸湿剤
１８導電性粒子
１９誘導加熱コイル
２０駆動回路
２２制御手段
２５処理ファン空気湿度センサ
２６循環ファン空気温度センサ
２７シール部温度センサ
２８素子温度センサ

Claims

吸込口と吹出口が開口した本体ケースと、前記本体ケースの内部に、前記吸込口から吸気して前記吹出口から排気する処理ファンと、回転可能に立設されて前記処理ファンにより供給される空気から吸湿する円盤状の除湿ロータと、前記除湿ロータを回転させるロータ駆動手段と、前記除湿ロータの一部に空気を循環させるように区画形成した循環風路と、前記循環風路に空気を循環させる循環ファンと、前記除湿ロータを再生する再生手段と、前記循環風路の一部を形成し前記再生手段を内部に収納するコイルボックスと、前記コイルボックスに形成され処理空気と再生空気との混合を防ぐシール部と、前記再生手段により前記除湿ロータが放出した水分を含み高湿となった再生空気を前記処理ファンにより供給される空気で冷却して凝縮させる凝縮器と、を備えたものであって、前記再生手段は誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電力を供給する駆動回路を備え、前記誘導加熱コイルから高周波数の電磁波を発し、誘導加熱を行うことによって前記除湿ロータが発熱して前記除湿ロータの再生がなされるものであることを特徴とする除湿装置。
除湿ロータは基材の少なくとも一部が導電性材料によって形成されたものであることを特徴とする、請求項１記載の除湿装置。
導電性材料は金属材料であることを特徴とする、請求項２記載の除湿装置。
導電性材料は炭素材料であることを特徴とする、請求項２記載の除湿装置。
除湿ロータは基材の少なくとも一部に導電性粒子と吸湿剤が担持されたものであることを特徴とする、請求項１記載の除湿装置。
導電性粒子は金属材料により形成されていることを特徴とする、請求項５記載の除湿装置。
導電性粒子は炭素材料により形成されていることを特徴とする、請求項５記載の除湿装置。
駆動回路を冷却する冷却手段を備え、前記冷却手段は、前記駆動回路で発生した熱の少なくとも一部を循環風路内の除湿ロータを通過する直前の空気に伝えるものであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の除湿装置。
駆動回路を冷却する冷却手段を備え、前記冷却手段は、前記駆動回路で発生した熱の少なくとも一部を処理ファンによって供給される空気に伝えるものであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の除湿装置。
冷却手段は、金属製のヒートシンクを用いたものであることを特徴とする、請求項８または９に記載の除湿装置。
処理ファンによって供給される空気の湿度を検知する処理ファン空気湿度センサと、前記処理ファン空気湿度センサによって検知される湿度に応じて駆動回路から誘導加熱コイルに供給される高周波電力を調整する制御手段と、を備えていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の除湿装置。
処理ファン空気湿度センサは、ロータ通過直前位置と通過直後位置のうち少なくともどちらか一方の位置における空気の湿度を検知するものであることを特徴とする、請求項１１に記載の除湿装置。
循環風路内の空気温度を検知する循環ファン空気温度センサと、前記循環ファン空気温度センサによって検知される温度に応じて駆動回路から誘導加熱コイルに供給される高周波電力を調整する制御手段と、を備えていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の除湿装置。
循環ファン空気温度センサは、除湿ロータ通過直後の位置の空気の温度を検知するものであることを特徴とする、請求項１３に記載の除湿装置。
本体ケース内の空気温度を検知する空気温度センサと、前記本体ケース内の空気湿度を検知する空気湿度センサとを備え、前記空気温度センサおよび空気湿度センサによって検知される温度と湿度に応じて駆動回路から誘導加熱コイルに供給される高周波電力を調整する制御手段と、を備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の除湿装置。
シール部の温度を検知するシール部温度センサと、前記シール部温度センサによって検知される温度に応じて駆動回路から誘導加熱コイルに供給される高周波電力を調整する制御手段と、を備えていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の除湿装置。
シール部温度センサは、循環風路の除湿ロータ後段側のシール部に配設されていることを特徴とする、請求項１６に記載の除湿装置。
駆動回路の温度を検知する素子温度センサと、前記素子温度センサによって検知される温度に応じて駆動回路から誘導加熱コイルに供給される高周波電力を調整する制御手段と、を備えていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の除湿装置。