JP2018144019A

JP2018144019A - 除湿装置

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Publication number: JP2018144019A
Application number: JP2017061048A
Authority: JP
Inventors: 彩参納; Aya Sanno; 堀　達也; Tatsuya Hori; 達也堀; 藤井　泰樹; Yasuki Fujii; 泰樹藤井
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2018-09-20
Anticipated expiration: 2037-03-27
Also published as: JP7170184B2

Abstract

【課題】居住空間などに用いられる除湿装置において、除湿性能を高めることを目的とする。【解決手段】吸込口２と吹出口３を有する本体ケース１と、圧縮機４、放熱器５、膨張器６、吸熱器７を順次環状に連結し冷媒を循環する冷凍サイクルと、吸湿部９および放湿部１０を有する除湿ロータ１１と、加熱手段１２と、送風手段８と、送風手段８によって吸込口２から空気を吸引し吸湿部９に供給して吹出口から排出する第１送風路１６と、送風手段８によって吸込口２から空気を吸引し加熱手段１２、放湿部１０、吸熱器７、放熱器５の順に供給して吹出口３から排出する第２送風路１７と、吸込口２から空気を吸引し吸熱器７、放熱器５の順に供給して吹出口３から排出する第３送風路１８とを備え、第３送風路１８には、風量を調整する風量調整手段２０を設けることにより、除湿能力を向上できる。【選択図】図５

Description

本発明は、居住空間などに用いられる除湿装置に関するものである。

居住空間の湿度を低下させ、快適性を増すものとして除湿装置が実用化されている。

その構成としては、吸込口と吹出口を有する本体ケース内に、圧縮機と放熱器と膨張器と吸熱器とを順次環状に連結した冷凍サイクルと、吸湿部で水分を吸着し放湿部で水分を放出する除湿ロータと、放湿部に供給される空気を加熱する加熱手段と、空気を送風する送風手段を備えたものとなっている。

従来、この種の除湿装置では、吸込口から空気を吸湿部に供給して吹出口から排出する第１送風路と、吸込口から空気を吸引し加熱手段、放湿部、吸熱器、放熱器の順に供給して前記吹出口から排出する第２送風路と、吸込口から空気を吸引し吸熱器、放熱器の順に供給して吹出口から排出する第３送風路とを備えた構成が知られている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−８７５８５号公報

このような従来の除湿装置においては、送風手段のみによって風量が調節できる。しかしながら、それぞれの風路の最適風量は運転モードや室内環境によって異なっており、必ずしも最適な風量バランスで送風されるとは限らない。

そこで、本発明は、風量バランスの最適化を図り、除湿性能を高めることを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために、本発明に係る除湿装置は、吸込口と吹出口を有する本体ケースと、圧縮機、放熱器、膨張器、吸熱器を順次環状に連結し冷媒を循環する冷凍サイクルと、吸湿部および放湿部を有する除湿ロータと、加熱手段と、送風手段と、前記送風手段によって前記吸込口から空気を吸引し前記吸湿部に供給して前記吹出口から排出する第１送風路と、前記送風手段によって前記吸込口から空気を吸引し前記加熱手段、前記放湿部、前記吸熱器、前記放熱器の順に供給して前記吹出口から排出する第２送風路と、前記吸込口から空気を吸引し前記吸熱器、前記放熱器の順に供給して前記吹出口から排出する第３送風路とを備え、前記第３送風路には、風量を調整する風量調整手段を設けたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、吸込口と吹出口を有する本体ケースと、圧縮機、放熱器、膨張器、吸熱器を順次環状に連結し冷媒を循環する冷凍サイクルと、吸湿部および放湿部を有する除湿ロータと、加熱手段と、送風手段と、前記送風手段によって前記吸込口から空気を吸引し前記吸湿部に供給して前記吹出口から排出する第１送風路と、前記送風手段によって前記吸込口から空気を吸引し前記加熱手段、前記放湿部、前記吸熱器、前記放熱器の順に供給して前記吹出口から排出する第２送風路と、前記吸込口から空気を吸引し前記吸熱器、前記放熱器の順に供給して前記吹出口から排出する第３送風路とを備え、前記第３送風路には、風量を調整する風量調整手段を設けた構成にしたことにより、風量バランスの最適化を実現し、除湿性能を高めることができる。

本発明の実施の形態にかかる除湿装置の外観斜視図同除湿装置の断面図同除湿装置の内部構成を示す斜視図同除湿装置の内部構成を示す斜視図同除湿装置の風量調整部材の斜視図同除湿装置の風量調整部材を制御する制御部の構成を説明するブロック回路図

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。

図１、図２において、１は箱型の本体ケースで、この本体ケース１の側面には、吸込口２が配置され、上部には吹出口３が配置されている。

本体ケース１内には、圧縮機４と放熱器５と膨張器６と吸熱器７とを順次環状に連結し冷媒を循環する冷凍サイクルを設置し、室内空気を吸込口２から吹出口３に送風する送風手段８を設置している。さらに、空気から水分を吸着する吸湿部９および、空気に水分を放出する放湿部１０を有する除湿ロータ１１を備え、放湿部１０に供給される空気、および放湿部１０を加熱する加熱手段１２を備えている。

そして、本体ケース１内においては、吸込口２から順次、除湿ロータ１１、吸熱器７、放熱器５、送風手段８の順に配置している。除湿ロータ１１は、円板状に形成され中心軸が水平方向になるように回転可能に立設され、駆動手段１３により回転している。さらに除湿ロータ１１の放湿部１０の風上側には、加熱手段１２を設置している。放湿部１０と吸熱器７とは、対向するように配置されている。

また、本体ケース１内において、吸熱器７の下方には、漏斗状の集水手段１４を設け、さらに、集水手段１４の下方には集水タンク１５を、本体ケース１に対して着脱自在に配置している。

つまり、吸熱器７部分で結露をさせ、その結露水を漏斗状の集水手段１４で集めて集水タンク１５に流入させるようにしているのである。

さらに、本体ケース１内には、第１送風路１６と、第２送風路１７と、第３送風路１８とを備えている。第１送風路１６は、送風手段８によって、吸込口２から空気を吸引し吸湿部９に供給し、送風手段８を介して吹出口３に排出する風路である。第２送風路１７は、送風手段８によって、吸込口２から空気を吸引し加熱手段１２、放湿部１０、吸熱器７、放熱器５の順に供給し、送風手段８を介して吹出口から排出する風路である。

詳細に説明すると、第１送風路１６においては、吸込口２から吸い込まれた室内空気は除湿ロータ１１の吸湿部９に供給される。この時、空気中の水分が吸湿部９に吸着され、乾燥した空気となる。さらに、水分を吸着する際の吸着熱が発生するので、室内空気は湿度が低減し、温度が上昇した状態で、放熱器５および吸熱器７の上方を主に介して送風手段８に吸引され、吹出口３から室内へ送風されることになる。

一方、第２送風路１７においては、加熱手段１２によって温められた室内空気は、除湿ロータ１１の放湿部１０に供給される。放湿部１０では、吸湿部９で吸着した水分が除湿ロータ１１の回転駆動により放湿部１０に移動し、加熱手段１２の加熱により供給された空気に放出される。この高湿の空気が吸熱器７に供給され、冷却されることにより結露し、水分は水滴として取出される。この後、冷却された空気は、放熱器５に供給され、放熱器５を冷却する。そして、放熱器５から熱を奪い、温度が上昇した空気が送風手段８に吸引されることになる。冷凍サイクルとしては、放熱器５を効果的に冷却することが、吸熱器７を冷却するに際して、冷却効率を上昇させることになる。

また、第３送風路１８においては、吸込口２から空気を吸引し吸熱器７、放熱器５の順に供給し、送風手段８を介して吹出口３から排出する。すなわち、第３送風路１８においては、吸込口２から吸い込まれた室内空気が吸熱器７に供給され、冷却されることにより結露し、水分は水滴として取り出される。この後、冷却された空気は、放熱器５に供給され、放熱器５を冷却する。そして放熱器５から熱を奪い、温度が上昇した空気が送風手段８に吸引されることになる。

図３において、内部構成をさらに詳しく説明すると、本体ケース１内には、除湿ロータ１１を回動自在に支持するロータ支持部１９を設ける。ロータ支持部１９には、加熱手段１２、駆動手段１３も備えている。

本実施形態において特徴的なのは、第３送風路の風量を調整する、風量調整手段２０を設けたことである。風量調整手段２０によって、第３送風路１８の風量をコントロールすることで、吸熱器７に最適な風量を送ることが可能となり、結果として、除湿性能の向上を図ることができる。例えば、室内雰囲気温度が低いときは、風量調整手段２０によって、第３送風路１８の風量を減らすことにより、第２送風路１７の風量を増加させるとともに、吸熱器７に通過する風量を減らす効果がある。すなわち、室内の冷えた空気は吸熱器７には供給されにくくなり、第２送風路１７の、加熱手段１２によって室温度よりも温められた空気が吸熱器７に供給されやすくなる。一般的な冷凍サイクルにおいて、周囲温度が低温になると、吸熱器７の除湿水が氷結し、吸熱器７に霜として付着することで除湿能力が著しく低下する。そこで、吸熱器７に付着した霜を取り除くために、定期的に冷凍サイクルの運転を停止し、除霜運転を実施する。吸熱器７に霜が付着した状態では除湿性能が低下することに加えて、除霜運転中は除湿性能が得られない。風量調整手段２０によって、第３送風路１８の風量を減らすことにより、吸熱器７に室温よりも温かい空気が供給され、吸熱器７の霜付を防ぐ効果が期待できる。結果として、除湿性能の向上を図ることができる。

また、図３、図４に示すごとく、風量調整手段２０は、第３送風路１８の吸込口２と吸熱器７との間に設ける。第２送風路１７の空気と、第３送風路１８の空気は、吸熱器７以降、徐々に混合しながら吹出口３へと向かうため、吸熱器７の上流に設けることで、最も効率的に第３送風路１８を閉塞することができる。結果として、除湿性能の向上を図ることができる。

また、風量調整手段２０は、加熱手段１２または除湿ロータ１１の下方に配置する。加熱手段１２または除湿ロータ１１の下方の空間に風量調整手段２０を配置するので、本体ケース１を大きくする必要がない。

更に、第２送風路１７では、放湿部１０直後の室温より高い温度の空気を、吸熱器７における冷媒が流れている方向の下流側（吸熱器７の上部）の冷媒温度が比較的高い領域に通過させる。一方、第３送風路１８では、室内の空気を、第３送風路１８から吸熱器７における冷媒が流れている方向の上流側（吸熱器７の下部）の冷媒温度が比較的低い領域に通過させることができる。結果として、吸熱器７を効率的に利用することで、除湿性能の向上を図ることができる。

図３は、風量調整手段２０が開いた状態である。図３を用いて、ロータ支持部１９の構成について、さらに詳しく説明すると、ロータ支持部１９は、除湿ロータ１１を回動自在に支持し、ロータ支持部１９には、第３送風路１８が通る連通開口２０ｂを有している。風量調整手段２０は、第３送風路１８が通る連通開口２０ｂと、この連通開口２０ｂを開閉する風量調整部材２０ａである。このように、ロータ支持部１９に、連通開口２０ｂと風量調整部材２０ａとを設けることにより、風量調整手段２０を支持する新たな支持部材を設ける必要が無く、部品点数を低減できる。

図４は、風量調整手段２０が閉じた状態である。風量調整部材２０ａについて、さらに詳しく説明すると、図４と図５に示すように、風量調整部材２０ａは、水平方向に開口した連通開口２０ｂを塞ぐダンパ部２２と、ダンパ部２２から水平外方に延びた一対の軸部２３と、軸部２３を支持するロータ支持部１９に設けた支持部２４と、軸部２３を介してダンパ部２２を回動させるモータ部（図示せず）とを備え、ダンパ部２２は、連通開口２０ｂから吸込口２側に回動する、つまり送風方向における下流側から上流側に開く構成とする。すなわち、ダンパ部２２を閉じたとき、送風手段８によって、より閉塞される方向に力が働き、冷凍サイクルや送風手段８等、回転物特有のビビリ音の発生を防ぐ効果が得られる。

また、ダンパ部２２は、連通開口２０ｂの開口面積よりも大きくする構成とするとよい。これにより、吸込み側にロータ支持部１９と重なる面を持たせることができる。結果として、閉塞レベルを向上することが可能である。

風量調整部材２０ａの下方には集水手段１４を設ける構成とするとよい。先述の通り、集水手段１４は吸熱器７の下方に配置するが、本実施形態では、風量調整部材２０ａの下方にも延長する構成とする。低温などの雰囲気で運転し、連通開口２０ｂを閉じて運転する場合に、ロータ支持部１９と吸熱器７に囲まれた空間が高温多湿状態に保たれ、風量調整部材２０ａの吸熱器７方向に結露が発生する可能性がある。風量調整部材２０ａに結露が発生した場合でも、を外部に漏らすことなく、集水タンク１５に回収することができ、結果として、ユーザーの使用性を向上できる。

更に、軸部２３とダンパ部２２の構成について詳しく説明すると、軸部２３をダンパ部２２の下端側に設け、ダンパ部２２の上端側が、吸込口２側、つまり送風方向における上流側に開口する構成とするとよい。すなわち、ダンパ部２２が開状態（通常の運転状態）では、ダンパ部２２が、風量調整部材２０ａの下方に配置された集水手段１４に当たり、支持される構成になり、モータ部に負荷がかからないため、結果として、モータ部の故障リスクを軽減することができる。

風量調整部材２０ａの動作方法について、詳細に説明する。図３と図６に示すように、本体ケース１内には、第１の温度測定部２５と、第２の温度測定部２７と、湿度測定部２８と、制御部２６とを備えている。制御部２６は、第１の温度測定部２５、第２の温度測定部２７、湿度測定部２８との測定値によって、冷凍サイクルの圧縮機４と、送風手段８と、除湿ロータ１１を回転させる駆動手段１３と、加熱手段１２と、風量調整部材２０ａとを制御する。

具体的には、第１の温度測定部２５は、吸込口２の近傍に設けてられている。制御部２６は、除湿運転中に、第１の温度測定部２５の測定温度によって風量調整部材２０ａを制御する。制御部２６は、第１の温度測定部２５の測定温度が第１の所定温度以下の場合には、圧縮機４と、送風手段８と、駆動手段１３と、加熱手段１２とを動作させ、風量調整部材２０ａによって第３送風路１８を閉じる構成とするのがよい。すなわち、第３送風路１８を閉じることによって、吸熱器７に加熱手段１２を通過した温かい空気が供給され、かつ、冷えた室温空気の供給を抑制することにより、吸熱器７の霜付を防ぐことができる。除湿性能の向上を図ることができる。なお、第１の所定温度の一例は、１０度から２０度である。

第２の温度測定部２７は、吸熱器７に設けられている。制御部２６は、除湿運転中に、第２の温度測定部２７の測定温度によって風量調整部材２０ａおよび圧縮機４を制御する。制御部２６は、第２の温度測定部２７の測定温度が第２の所定温度以下の場合には、送風手段８と、駆動手段１３と、加熱手段１２とを動作させ、風量調整部材２０ａによって第３送風路１８を閉じ、かつ、圧縮機４を停止する構成とするのがよい。なお、第２の所定温度の一例は、０度から４度である。

先述の通り、吸熱器７には、一定の温度以下で霜が付着するため、先述のように、第１の温度測定部２５の温度が所定温度以下の場合には、風量調整部材２０ａによって、第３送風路１８を閉じる構成とするのがよい。しかしながら、第３送風路を閉じた状態、または、第１の温度測定部２５の温度が第１の所定温度以上のときであっても、湿度や風量などの条件により、霜が発生する場合があり、着霜の検知には、第２の温度測定部２７のように吸熱器７に温度測定部を設ける構成とするのがよい。すなわち、第２の温度測定部２７の検知温度が第２の所定温度以下の場合には、制御部２６は、風量調整部材２０ａによって第３送風路１８を閉じ、かつ、圧縮機４を停止し、除霜モードに自動的に切り替わるものとするのがよい。すなわち、第３送風路１８を閉じることによって、吸熱器７に加熱手段１２を通過した温かい空気が供給され、結果として、除霜性能の向上を図ることができる。

湿度測定部２８は、第１の温度測定部２５の近傍に設けられている。制御部２６は、除湿運転中に、湿度測定部２８の測定湿度によって風量調整部材２０ａを制御する。制御部２６は、湿度測定部２８の湿度が所定の湿度以下の場合には、圧縮機４と、送風手段８と、駆動手段１３と、加熱手段１２とを動作させ、風量調整部材２０ａによって第３送風路１８を閉じる構成とするのがよい。なお、第２の所定湿度の一例は、３０％から５０％である。

高湿条件では、加熱手段１２で温められた空気が、放湿部１０を通過し、除湿ロータ１１に吸着している水分を脱着するときに温度が低下する。低湿条件では、除湿ロータ１１の吸湿部９に供給される水分量が少なくなる。すなわち、除湿ロータ１１の放湿部１０で放湿される水分量が少なくなり、第２送風路１７における放湿部１０の下流が過熱される恐れがある。湿度測定部２８の湿度が所定湿度以下の場合に、風量調整部材２０ａによって第３送風路１８を閉じることにより、除湿ロータ１１の風量が増加する。つまり、吸放湿量が増加し、放湿部１０下流の温度上昇が少なくなる。さらに、第２送風路の風量も増加するため、加熱手段１２の放熱が促進され、放湿部１０下流の温度上昇を抑える方向に働く。結果として、放湿部１０周辺の樹脂の過昇温を防ぐことができ、安全性の向上が期待できる。

図２と図３に示すように、本体ケース１内には、第４送風路２９を備えている。第４送風路２９は、送風手段８によって、吸込口２から空気を吸引し放熱器５に供給し、送風手段８を介して吹出口３に排出する風路である。制御部２６は、第１の温度測定部２５が第３の所定温度以上の場合は、圧縮機４と、送風手段８と、駆動手段１３と、加熱手段１２とを動作させ、風量調整部材２０ａによって第３送風路１８を閉じる構成とするのがよい。なお、第３の所定温度は第１の所定温度より高く、第３の所定温度の一例は、３０度から４０度である。

第４送風路２９は、放熱器５の放熱を促進するために設けるもので、特に高温条件では、吸熱器７の吸熱量が増加し、放熱器５の放熱量とのバランスが崩れ、放熱器５の内圧が上昇し、圧縮機４が過熱する恐れがある。すなわち、第３送風路１８を閉じることにより、相対的に放熱器５の風量を増加させることができ、結果として、圧縮機４の寿命を長くする効果が期待できる。

本発明に係る除湿装置は、ユーザーの目的に応じた性能を発揮できるものであり、居住空間などに用いられる除湿装置などとして有用である。

１本体ケース
２吸込口
３吹出口
４圧縮機
５放熱器
６膨張器
７吸熱器
８送風手段
９吸湿部
１０放湿部
１１除湿ロータ
１２加熱手段
１３駆動手段
１４集水手段
１５集水タンク
１６第１送風路
１７第２送風路
１８第３送風路
１９ロータ支持部
２０風量調整手段
２０ａ風量調整部材
２０ｂ連通開口
２２ダンパ部
２３軸部
２４支持部
２５第１の温度測定部
２６制御部
２７第２の温度測定部
２８湿度測定部
２９第４送風路

Claims

吸込口と吹出口を有する本体ケースと、
圧縮機、放熱器、膨張器、吸熱器を順次環状に連結し冷媒を循環する冷凍サイクルと、
吸湿部および放湿部を有する除湿ロータと、加熱手段と、送風手段と、
前記送風手段によって前記吸込口から空気を吸引し前記吸湿部に供給して前記吹出口から排出する第１送風路と、
前記送風手段によって前記吸込口から空気を吸引し前記加熱手段、前記放湿部、前記吸熱器、前記放熱器の順に供給して前記吹出口から排出する第２送風路と、
前記吸込口から空気を吸引し前記吸熱器、前記放熱器の順に供給して前記吹出口から排出する第３送風路とを備え、
前記第３送風路には、風量を調整する風量調整手段を設けたことを特徴とする除湿装置。
前記風量調整手段は、前記第３送風路の前記吸込口と前記吸熱器との間に設けたことを特徴とする請求項１に記載の除湿装置。
前記風量調整手段は、前記加熱手段または前記除湿ロータの下方に配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の除湿装置。
前記風量調整手段は、
前記第３送風路が通る連通開口と、
前記連通開口を開閉する風量調整部材とを有し、
前記連通開口は、前記除湿ロータを回動自在に支持するロータ支持部に設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の除湿装置。
前記風量調整部材は、
水平方向に開口した前記連通開口を塞ぐダンパ部と、
前記ダンパ部から水平外方に延びた一対の軸部と、
前記軸部を支持する前記ロータ支持部に設けた支持部と、
前記軸部を介してダンパ部を回動させるモータ部とを備え、
前記ダンパ部は、前記連通開口から前記吸込口側に回動することを特徴とする請求項４に記載の除湿装置。
前記ダンパ部は、
前記連通開口の開口面積よりも大きいことを特長とする請求項５に記載の除湿装置。
前記風量調整部材の下方には集水手段を設けたことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の除湿装置。
前記軸部は前記ダンパ部の下端側に設けられ、
前記ダンパ部の上端側が、前記吸込口側に開口し、
前記ダンパ部が開口したときに、前記集水手段が前記ダンパ部を支持することを特徴とする請求項７に記載の除湿装置。
前記本体ケースに設けられた第１の温度測定部と、
前記第１の温度測定部の測定温度によって前記風量調整部材を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第１の温度測定部の前記測定温度が第１の所定温度以下の場合には、前記風量調整部材によって前記第３送風路を閉じることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の除湿装置。
前記吸熱器に設けられた第２の温度測定部と、
前記第２の温度測定部の測定温度によって前記風量調整部材を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第２の温度測定部の測定温度によって前記風量調整部材と前記冷凍サイクルとを制御し、
前記制御部は、吸熱器の温度が所定の温度以下の場合には、前記風量調整部材によって前記第３送風路を閉じ、かつ、冷凍サイクルを停止することを特徴とする請求項１から９に記載の除湿装置。
前記本体ケースに設けられた湿度測定部と、
前記温度測定部の測定温度によって前記風量調整部材を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記湿度測定部の湿度が所定の湿度以下の場合には、前記風量調整部材によって前記第３送風路を閉じることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の除湿装置。
前記本体ケース内には、前記送風手段によって前記吸込口から空気を吸引し、前記放熱器を通過する第４送風路を設け、
前記制御部は、
前記第１の温度測定部が所定の温度以上の場合は、前記風量調整部材によって前記第３送風路を閉じることを特徴とする１から１１のいずれかに記載の除湿装置。