JP2014122742A

JP2014122742A - 除加湿ロータ

Info

Publication number: JP2014122742A
Application number: JP2012278503A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Kawahara; 利和河原
Original assignee: TECHNO FRONTIER KK; Techno Frontier Ltd
Current assignee: TECHNO FRONTIER KK; Techno Frontier Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-07-03
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: JP5634495B2

Abstract

【課題】水分の吸着性に優れると共に１００℃以上の高温に加熱せずとも確実に水分を放出でき、さらに、製作が容易な除加湿ロータを提供する。
【解決手段】珪藻土と良熱伝導粉体を含浸させた帯状のコルゲート紙２を円筒型に巻設した。
【選択図】図３

Description

本発明は、除加湿ロータに関する。

従来、室内の除湿や加湿を行なうためのデシカント式空調装置（システム）は、円筒型の除加湿ロータを回転させ、除加湿ロータの一部に、ロータ軸心一方側から湿気を含んだ空気をあてて水分を吸着させると共に、除加湿ロータの残部に、ロータ軸心他方側から熱風をあてて、水分を放出していた。
このような、除加湿ロータには、水分が吸着しやすく、かつ、熱風により水分が離れやすくなるようにゼオライトを含有させていた（特許文献１参照）。

特開２０００−３４６４００号公報

しかし、消費エネルギーを少なくするため熱源の温度を低くすると、熱風が直接的に当たらない厚み方向下流側部位が十分に加熱されず、ゼオライトから水分が放出されないといった問題があった。つまり、ゼオライトを含有させた除加湿ロータは、一度吸着した水分を放出するために、熱風で、１００℃以上に加熱する必要があり、熱源（加熱ヒータ）に多大なエネルギーが必要となるといった問題があった。また、１００℃以上の加熱に耐え得るセラミックペーパーや、耐熱性の無機系接着剤を用いる必要があり、除加湿ロータの製作に手間と時間がかかるといった問題があった。

そこで、本発明は、水分の吸着性に優れると共に１００℃以上の高温に加熱せずとも確実に水分を放出でき、さらに、製作が容易な除加湿ロータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の除加湿ロータは、珪藻土と良熱伝導粉体を含浸させた帯状のコルゲート紙を円筒型に巻設したものである。
また、上記円筒型に巻設された上記コルゲート紙の両端縁部によって形成されたロータ両端面に、ホットメルト樹脂から成る粉塵防止剤を付着させたものである。
また、上記コルゲート紙を、該コルゲート紙の両端縁部近傍に形成した細帯状接着層を介して積層一体化したものである。

本発明によれば、十分な吸湿性を有しながらも、例えば４０℃程度の低温加熱で水分を放出できると共に、熱風が直接的に当たらない厚み方向下流域に熱を迅速に効率良く伝えることができ、消費エネルギーを低減できる。作成する際に、熱可塑性樹脂を成形用接着剤や端面の保護剤として使用でき、接着剤の塗布工程や乾燥工程の時間を大幅に削減できる。高温の熱源を使用する必要が無く（低温の熱源で良く）、容易かつ安価なデシカント空調装置が得られる。

本発明の実施の一形態の使用状態を示す斜視図である。実施の一形態の要部拡大正面図である。原紙の一例を示す簡略構成図である。接着層を説明するための斜視図である。要部断面側面図である。作用を説明するための斜視図である。

以下、図示の実施形態に基づき本発明を詳説する。
本発明に係る除加湿ロータは、デシカント式空調装置に使用されるものであって、デシカントロータとも呼ばれる。
図１に示すように、デシカント式空調装置10は、除加湿ロータ１をロータ軸心Ｌａ廻りに回転させつつ、ロータ軸心一方側Ｊから湿気（水分）を含んだ処理空気Ａを吸い込んで、除加湿ロータ１の一部を通過させて水分を吸着させ、ロータ軸心他方側Ｋへ、湿気の少ない乾燥した処理空気Ａを送る。そして、ロータ軸心他方側Ｋからヒータ等の熱源Ｈによって加熱された熱風Ｆを、除加湿ロータ１の残部に通過させて吸着した水分を放出させ、軸心一方向側Ｊへ湿気を含んだ熱風Ｆを送るように構成している。

また、ロータ両端面１ａ，１ｂ側に夫々配設され除加湿ロータ１に摺接する起毛を有する仕切部材９と、図示省略の隔壁と、によって、処理空気Ａと熱風Ｆが混流しないように、処理空気用流路と熱風用流路に区分けしている。
つまり、除加湿ロータ１は、水分を吸着した部位が処理空気用流路から、回転によって、熱風用流路に移動し、吸着した水分が放出され、その後、回転によって、処理空気用流路に戻って、再び水分を吸着するといったサイクルを繰り返すものである。
そして、デシカント式空調装置10は、処理空気用流路及び熱風用流路の上流口及び下流口を、屋内側や屋外側へ切り換えることで、屋内の除湿や加湿が行なえる。

図２及び図３に示すように、除加湿ロータ１は、帯状のコルゲート紙２を、円筒状軸芯部材19に渦巻き状に巻設した円筒型である。積層状態のコルゲート紙２によってロータ軸心Ｌａ方向に開口する多数（１００以上）の通気路11が形成されている。

コルゲート紙２は、波板型に成形した中芯材22を、平面状のライナー材21に、コルゲートマシンによって貼着（接着）して形成したものであって、段ボールとも呼ばれる。
図示のコルゲート紙２は、ライナー材（表面ライナー材）21に中芯材22を貼着した片面段ボールである。

中芯材22とライナー材21は、図４に示すように、珪藻土７が含浸された原紙20にて形成している。
原紙20は、パルプ等の（天然の）紙繊維８を抄く抄紙工程に於て、珪藻土７及び（後述の）良熱伝導粉体６が混入されて、製紙されたものである。

原紙20は、珪藻土７が４０重量％以上７０重量％以下で含浸されている。７０重量％を越えると、原紙20の成形（製紙）が困難となる。また、４０重量％未満であると、十分な吸湿性が得られなくなる。

珪藻土７は、プランクトンの一種である珪藻の遺骸が堆積した堆積岩から成る。天然の岩石から得られるため、複雑な成分調整や調合等が必要なく、極めて容易かつ安価に製紙に用いることができる。また、湿度に対して自律的に吸放湿する優れた調湿性（機能）を有している。

特に、珪藻土７は、北海道を産地とする稚内層珪質頁岩を粉体にした稚内珪藻土とするのが好ましい。
稚内層珪質頁岩（稚内珪藻土）は、ＢＥＴ比表面積（ＢＥＴ法で測定した表面積）が１３５〜１６５ｍ² ／ｇ、細孔容量が０．２５〜０．４５ｃｍ³／ｇ、細孔の８０％以上は細孔径が４〜２０ｎｍのメソ孔に分布し、水蒸気（水分）の毛細管凝縮に適しており、優れた調湿機能を有している。
このような特性は、他の産地のもの（秋田県、石川県、岡山県を産地とするもの）に比べて、５〜８倍のＢＥＴ比表面積及び細孔容量を有しており、吸湿性、放湿性、調湿性に優れている。また、相対湿度が８０％以上の高湿度域で（ゼオライトよりも）多量の水分を吸着可能である。

また、原紙20は、ポリエステル樹脂繊維等の化学繊維を含有させるも好ましい。化学繊維を含有させることで、吸湿と放湿や、加熱が繰り返し行なわれても、直径や厚み等の寸法が大きく変化せず、形状（寸法）が安定すると共に剛性が向上する。化学繊維は、原紙20の抄紙工程にて混入する。

さらに、原紙20には、良熱伝導粉体６を含浸させている。なお、本発明に於て、良熱伝導粉体６とは、珪藻土７の熱伝導率よりも良い（高い）熱伝導率をもった粉体を言う。具体的には、金属粉やグラファイト粉（石墨粉や黒鉛粉とも呼ばれる）である。また、原紙20の抄紙工程にて金属粉及びグラファイト粉の何れか一方、又は、両方（両者）を混入する。金属粉としては、例えば、ステンレス粉、アルミニウム粉、銅粉、ニッケル粉等である。また、原紙20に良熱伝導粉体６を１重量％以上３０重量％以下に含浸させるのが望ましい。下限値未満であると、熱伝導性（率）が悪く放湿性が向上しない。上限値を越えると、熱伝導性(率）が向上し放湿性は向上するものの、珪藻土７の付着量が少なくなり吸湿量の絶対量が減り、充分な除湿効果が得られない。

また、図３に示すように、コルゲート紙２のライナー材21の外面（中芯材22が貼着されていない面）21ａかつ両端縁部２ａ，２ｂ近傍に、ホットメルト樹脂から成る巻設用接着剤50をロータ軸心Ｌａ廻りに細帯状に塗布して、外径側に巻設される中芯材22を接着し、図４に示すように、ライナー材21の外面21ａと中芯材22の波頂部22ａの間に形成される２本の細帯状接着層５，５を介して積層一体化している。

また、図５に於て、円筒型に巻設されたコルゲート紙２の両端縁部２ａ，２ｂによって形成されたロータ両端面１ａ，１ｂに、ホットメルト樹脂から成る粉塵防止剤30を付着している。粉塵防止剤30は、通気路11を施蓋状に塞ぐことなく、コルゲート紙２に塗布している。

ホットメルト樹脂は、熱可塑性樹脂であって、例えば、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ＥＶ系樹脂（エチレン酢酸ビニル共重合系樹脂、やＥＶＡ系樹脂とも呼ばれる）等である。

なお、本発明は、設計変更可能であって、コルゲート紙２は、図示省略するが表面ライナー材と、裏面ライナー材で中芯材22を挟んだ両面段ボールとするも良い。熱源Ｈはヒータに限らず、温水コイル等、取り込んだ空気に熱を与えられれば良い。通気路11の横断面形状は、波型形状、円弧山型状、三角山型状、矩形状等自由である。また、図３に於て、コルゲート紙２の幅方向中間部に細帯状接着層５を１本又は２本追加して、合計で、細帯状接着層５を３本又は４本とするも良い。

次に、本発明の除加湿ロータの実施形態の作用について説明する。
除加湿ロータ１は、珪藻土７が含浸されているため優れた放湿性を発揮し、４０℃程度の低温加熱で、十分に水分を放出でき、熱源Ｈの温度も８０℃未満で十分である。珪藻土７を含浸させていない場合（従来）は、１００℃を越えるような高温の加熱にする必要があった（熱源Ｈも１００℃以上にする必要があった）。つまり、珪藻土７の含浸によって熱源にかかる消費エネルギーが大幅に低減する。

さらに、コルゲート紙２に良熱伝導粉体６を含浸させることで、図６に示すように、熱風Ｆが直接的に当たる厚み方向の上流側部位（ロータ軸心他方側Ｋ寄りの部位）Ｑから、厚み方向の下流側部位（ロータ軸心一方側Ｊ寄りの部位）Ｓに、熱が直ぐに伝わって、効率良く加熱され、水分の放出（放湿性）が向上する。

厚み方向上流側部位Ｑから厚み方向下流側部位Ｓへと効率良く熱が伝わるため、熱風Ｆの温度が低くても、十分に厚み方向下流側部位Ｓを、珪藻土７が水分を放出するのに最適な温度に加熱できる。

また、厚み方向下流側部位Ｓに熱が迅速かつ容易に伝わるため、ロータ厚み方向寸法を大きく（厚く）でき、除加湿ロータ１全体の、表面積を広くでき、吸水性を向上できる。

また、除加湿ロータ１が１００℃を越えるような高温にならないため、従来では使用できなかった、熱可塑性樹脂から成るホットメルト樹脂を、巻設用接着剤50として、使用可能となる。
従来は、無機系の耐熱性接着剤を用いる必要があり、乾く（接着完了）まで時間がかかると共に、液ダレが発生して通気路11内を閉塞するといった問題があったが、ホットメルト樹脂は速乾性かつ接着性が良いため、製造にかかる手間や時間を大幅に削減する。

また、図３に示すように、巻設用接着剤50を細帯状に塗布して巻設することで、外面21ａ全体に塗布した場合に比べて、図２に於て、内径側のライナー材21と外径側の中芯材22で形成される通気路11（11Ａ）に、巻設用接着剤50が、大量に浸入して閉塞するようなことがなく、吸湿性及び放湿性、及び通気性が確実に得られる。

また、熱可塑性樹脂から成るホットメルト樹脂を、粉塵防止剤30としても使用可能となる。従来は、耐熱性シリコンを用いていたが、シリコンを塗布する前に、プライマー剤を塗布しなければならず、工程が煩雑で製作に手間と時間がかかっていた。ホットメルト樹脂は、ロータ両端面１ａ，１ｂに直接塗布でき（プライマー塗布工程が省略でき）、大幅に製造時間が削減する。

粉塵防止剤30によって、デシカント式空調装置10の仕切部材９の摺接による磨耗が防止され、紙粉や珪藻土粉の発生が防止されると共に、円筒型に巻設されたコルゲート紙２の円筒形状を保持する。つまり、粉塵防止剤30は、端面用接着剤としても機能する。

以上のように、本発明の除加湿ロータは、珪藻土７と良熱伝導粉体６を含浸させた帯状のコルゲート紙２を円筒型に巻設したので、十分な吸湿性を有しながらも、低温（例えば４０℃程度の）加熱で水分を放出できると共に、熱風が直接的に当たらない厚み方向下流側部位Ｓに熱を迅速に効率良く伝えることができ、消費エネルギーを低減できる。熱風Ｆの温度が低くても、十分に厚み方向下流側部位Ｓを、珪藻土７が水分を放出するのに最適な温度に加熱できる。つまり、加熱温度が低くても十分な放湿が得られる。ロータ厚み方向寸法を大きくして表面積を増やして吸湿量や放湿量を増加させることができる。
熱可塑性樹脂を成形用接着剤や端面の保護剤として使用でき、接着剤の塗布工程や乾燥工程の時間を大幅に削減できる。珪藻土７は、天然素材であるため、複雑な成分調整や析出等が必要なく、極めて容易かつ安価に製紙に用いることができる。また、湿度に対して自律的に吸放湿する優れた調湿性（機能）を有している。低温加熱で再生（水分の放出）が可能な物理的吸着だけで水分の吸着が起こると共に、加熱を繰り返しても特性が変化せず、優れた耐久性が得られる。低温（80℃未満）の熱源Ｈで良く、例えば、エアコン排熱、太陽熱給湯器等でつくった温水を利用して、省エネルギーで運転コストの低い空調システムを提供できる。

また、円筒型に巻設されたコルゲート紙２の両端縁部２ａ，２ｂによって形成されたロータ両端面１ａ，１ｂに、ホットメルト樹脂から成る粉塵防止剤30を付着させたので、紙粉や珪藻土粉の発生を防止して、耐久性を向上できる（長寿命化できる）。塗布工程や乾燥工程の時間を大幅に削減できる。円筒型に巻設したコルゲート紙２の形状を保持できる。コルゲート紙２が形成した通気路11を塞ぐようなことなく、容易に付着させることができる。

また、コルゲート紙２を、コルゲート紙２の両端縁部２ａ，２ｂ近傍に形成した細帯状接着層５，５を介して積層一体化したので、巻設用接着剤50の消費を少なくできると共に容易かつ迅速に接着できる。塗布工程や乾燥工程の時間を大幅に削減できる。コルゲート紙２が形成した通気路11（11Ａ）を接着層５が塞ぐようなことなく、確実に所望の吸湿性及び放湿性と通気性を得られる。

１ａ，１ｂロータ両端面
２コルゲート紙
２ａ，２ｂ両端縁部
５細帯状接着層
６良熱伝導粉体
７珪藻土
30 粉塵防止剤

Claims

珪藻土（７）と良熱伝導粉体（６）を含浸させた帯状のコルゲート紙（２）を円筒型に巻設したことを特徴とする除加湿ロータ。
上記円筒型に巻設された上記コルゲート紙（２）の両端縁部（２ａ）（２ｂ）によって形成されたロータ両端面（１ａ）（１ｂ）に、ホットメルト樹脂から成る粉塵防止剤（30）を付着させた請求項１記載の除加湿ロータ。
上記コルゲート紙（２）を、該コルゲート紙（２）の両端縁部（２ａ）（２ｂ）近傍に形成した細帯状接着層（５）（５）を介して積層一体化した請求項１又は２記載の除加湿ロータ。