JP2013184086A - 吸着式除湿機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、イニシャルコストを増加させたり、装置を大型化させたりすることなく、従来の吸着式除湿機よりも供給する空気の温度と湿度を下げることが可能な吸着式除湿機を提供しようというものである。
【解決手段】本発明は以上のような課題を解決するため、除湿ロータを処理ゾーンと吸着ゾーンとに分割し、再生入口側の再生ゾーンの角度を、再生出口側の再生ゾーンの角度より大きくするだけで、再生ゾーンの両側にパージゾーンができて、パージゾーンを通過した空気を再生ゾーン通過空気と混合するようにしたもので、これによって簡単な構造で供給される被処理空気の温湿度が従来の吸着式除湿機より低くなるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、吸着剤としてたとえばシリカゲルやゼオライトなどを用いた吸着式除湿機に関するもので、簡単な構造でより低温低湿空気の供給が可能なものを提供するものである。

除湿機は冷凍機を用いて被処理空気中の水分を結露させて除湿を行うものと、シリカゲルやゼオライトなどの吸着剤などを用いることによって被処理空気中の湿気を吸着するものが一般に普及している。

このような２種の除湿原理の中で、被処理空気が多湿で供給空気の露点がマイナスまで要求されないものは、冷凍式のものは効率が高いのであるが、供給空気の条件がマイナスの露点を要求されると冷凍式のものでは極端に効率が悪くなる。このため低湿度の空気の供給が求められるものにあっては吸着式のものが普及している。

一方で吸着式のものにも、より低湿度の空気を供給することが求められ、さらに省エネルギーのものも求められている。最近では、単段で省エネ性を向上させ低湿度の空気を得るためパージゾーンを設けている。このような技術として例えば特許文献１に開示されたものがある。

特許文献２に開示されたものは、除湿ロータの入り口側のシール部材と出口側のシール部材とで互いのシール位置をずらすだけで、ロータ回転方向に対して、再生ゾーンの下手側に一つのパージゾーンを構成することができ、パージゾーンを構成するために特別なコストが掛からない。

特許文献３に開示されたものは、再生ゾーンの両側にそれぞれパージゾーンを設け、パージ用ファンを用いて二つのパージの間に空気循環させる構造となる。

特開平５−２００２３１号公報 特開２００５−０５５０４９号公報 米国特許第６６７５８７１号公報

本発明は、簡単な構造でより低温低湿度の被処理空気を供給することが可能な吸着式除湿機を提供しようとするものである。

本発明は、吸着式除湿機において除湿ロータの入口側のシール部材と出口側のシール部材とで互いのシール位置をずらすだけで、再生ゾーンの両側にそれぞれのパージゾーンを設けることができ、被処理空気を吸着ゾーンとパージゾーンに通過させ、パージゾーンを通過した空気を再生ゾーン通過空気と混合するようにした。

本発明の吸着式除湿機は、除湿ロータの処理入口側のシール部材の再生ゾーン角度より処理出口側のシール部材の再生ゾーン角度を大きくすることにより、処理入口側再生ゾーンの左右に処理出口側再生ゾーンがずれるようにする。そうすることにより再生ゾーンの両側にそれぞれパージゾーンが出来たので、ロータ回転方向に対して再生ゾーンの下流側のパージは、再生空気の熱を吸着ゾーンに持ち込むことが少なく、乾燥空気の温度上昇を低く抑えることができる。また、パージゾーンを通過した空気の持つ熱を脱着に使うことができ、エネルギー効率の高い除湿機を提供することができる。一方、再生ゾーン上流側のパージは、再生ゾーンに入る直前の湿度の高くなった被処理空気を再生ゾーン通過空気に混合することができ、供給する空気の湿度を低くすることが可能な吸着式除湿機を提供することができる。
各パージゾーンの面積は、処理入口側のシール部材の再生ゾーン角度と、処理出口側のシール部材の再生ゾーン角度との差によって定めることができる。

しかも除湿ロータの入口側のシール部材と出口側のシール部材とで互いにシール位置をずらすだけでパージゾーンを構成することができ、パージゾーンを構成するために特別なコストが掛からない。

図１は従来の吸着式除湿機の除湿ロータ部分の正面図である。 図２は本発明の吸着式除湿機のシール部材及び除湿ロータ部分の正面図である。 図３は本発明の吸着式除湿機のフロー斜視図である。 図４は従来の吸着式除湿機の除湿ロータ回転方向における空気温湿度分布を示したグラフである。

本発明は、除湿ロータの入口側のシール部材と出口側のシール部材とで互いにシール位置をずらすだけで、従来の吸着式除湿機より低温低湿度の被処理空気を供給する吸着式除湿機を容易に実現した。

従来の吸着式除湿機の除湿ロータ部分は図１に示す形状であり、処理ゾーン１ａの角度が２７０度で再生ゾーン１ｂの角度が９０度で面積比が処理３：再生１となっている。この吸着式除湿機では、除湿ロータを回転させることにより被処理空気中の水分を吸着させる処理工程と、除湿ロータの加熱により水分を脱着させる再生工程を交互に繰り返すことにより除湿をおこなっている。

本発明の吸着式除湿機の除湿ロータ部分は図２に示す形状であり、処理入口側のシール部材２は処理ゾーン２ａの角度が２７０度で再生ゾーン２ｂの角度が９０度となっているが、処理出口側のシール部材３は再生ゾーン３ｂの角度が９０度より大きく、処理入口側の再生ゾーン２ｂの面積より大きい面積とした。そして除湿ロータ４の正面図のように処理入口側と出口側のシール部材を再生ゾーンの両側にパージゾーン４ｃ及び４ｄができるよう互いにシール位置をずらした。パージゾーンの角度は、除湿ロータ回転方向に対して再生ゾーン上流側のパージゾーン４ｃは１〜４度、再生ゾーン下流側のパージゾーン４ｄは２〜８度が望ましく、ロータ回転方向に対して上流側より下流側のパージゾーン角度を大きくすることにより省エネ効果が大きくなる。

図３は本発明の吸着式除湿機のフロー斜視図である。処理ゾーン４ａ入口側から入った被処理空気の一部が前記パージゾーン４ｃ及び４ｄを通過し、再生ゾーンを通過する空気と混合するようにした。つまり、外気を処理ファン６によって処理ゾーン４ａに送っている。また再生ゾーン４ｂの出口の空気を再生ファン７によって、大気放出している。再生ゾーン４ｂ出口側は大気放出だが処理ゾーン４ａ出口側は供給先へ被処理空気を送るので処理ゾーン４ａ出口側の圧力を再生ゾーン４ｂの圧力より高くなるように、処理ファン６や再生ファン７の出力をインバータ（図示せず）などで調整する。そうすることにより前記パージゾーンを通過した被処理空気が再生ゾーン４ｂを通過する空気と混合され、除湿ロータ４を通過した後に大気放出される。また、処理側と再生側の圧力の差と再生ゾーン上流側と下流側のパージゾーン４ｃ及び４ｄの角度を適切に設定することによりパージ風量をコントロールできる。

再生ゾーン４ｂの両側にパージゾーン４ｃ及び４ｄがあるので、高湿度になっている再生出口側のシール部に再生ゾーン４ｂから処理ゾーン４ａへ「漏れ」５が発生しても、両側のパージゾーンを通過して再生ゾーン４ｂを通過する空気と混合した後に外気放出されるため問題がない。

上記の通り「漏れ」の問題があまりないので、シール構造として簡易なものでよい。それにより除湿ロータ４とシールとの間の密着圧力を小さくできるので、シールの磨耗も従来の吸着除湿機と比較して少なく寿命も長くなる。また、パージゾーンを２つ設けてもシールが４ヶ所と少ないため、除湿ロータ４とシールとの間の摩擦も小さくできるので、除湿ロータ４の駆動のエネルギーが小さい。

図４は従来の吸着式除湿機において、除湿ロータ幅２００ｍｍ、面風速２ｍ/ｓ、処理入口温度３０度、処理入口絶対湿度１０ｇ/Ｋｇ、再生入口温度１４０度、再生入口絶対湿度２０ｇ/Ｋｇの場合の除湿ロータ回転方向における空気温湿度分布を示したグラフである。ロータ回転方向に対して再生ゾーン下流側のパージゾーン４ｄを通過したＡ部分の被処理空気が再生ゾーンを通過する空気と混合され、再生ゾーン上流側のパージゾーン４ｃを通過したＢ部分の被処理空気が再生ゾーンを通過する空気と混合される。

再生ゾーン下流側のパージゾーン４ｄを被処理空気が通過し除湿ロータ４を冷却することにより、再生直後に除湿ロータ４が高温であることに起因して生じる除湿性能低下を解消することができる。また、再生ゾーン４ｂを通過する空気と混合したパージ空気が主に再生ゾーン最後の部分を通過するため、パージ効果を高めることができる。構造的にも従来の吸着除湿機においてパージゾーンを設ける場合に必要なチャンバーやダクトが不要となりイニシャルコストを低減できる。

再生ゾーン上流側のパージゾーン４ｃを通過した被処理空気は飽和に近い湿度の高い空気となっており、再生ゾーン４ｂを通過する空気と混合され外気放出されるため、結果として供給される処理空気の湿度が低くなる。再生ゾーン両側にパージゾーンを設けることにより従来の吸着除湿機と比較して、処理出口空気絶対湿度は０．１〜０．３ｇ/Ｋｇ低く、処理出口温度は１〜２度下がった。

本発明によれば、簡単な構造であっても、従来の吸着式除湿機より低温低湿度の被処理空気を供給可能な吸着式除湿機を提供することができる。

１ 従来の除湿ロータ
２ 処理入口側シール部材
３ 処理出口側シール部材
４ 本発明の除湿ロータ
４ａ 処理ゾーン
４ｂ 再生ゾーン
４ｃ 上流側のパージゾーン
４ｄ 下流側のパージゾーン
６ 処理ファン
７ 再生ファン
８ 再生ヒータ

Claims (3)

1. 湿気吸着剤を有する除湿ロータと、この除湿ロータを吸着ゾーンと再生ゾーンとに分割するシール部材を有し、前記吸着ゾーンに空気を通す処理ファンと前記再生ゾーンに外部の熱源から送られる高温ガスを通す再生ファンを設けるとともに、前記除湿ロータに複数のパージゾーンを設け、前記パージゾーンを通過した空気を外部の熱源から送られる高温ガスと混合するようにした吸着式除湿機。
2. シール部材は除湿ロータの両面それぞれに設けられ、被除湿空気の除湿ロータへの流入側に設けられたシール部材の再生ゾーンの角度より流出側に設けられたシール部材の再生ゾーンの角度を大きくして、前記再生ゾーンの角度差によって除湿ロータ回転方向に対して前記再生ゾーンの上手側と下手側にパージゾーンを形成した請求項１記載の吸着式除湿機。
3. 前記処理ファンと前記再生ファンとの圧力差を利用して、除湿ロータ回転方向に対して前記再生ゾーンの上手側と下手側にパージゾーンができるようにした請求項１記載の吸着式除湿機。

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