JP2019111524A - 除湿機 - Google Patents

Abstract

【課題】 除湿の際に得た水を自動的に外部に排出することが可能な除湿機を提供する。【解決手段】 空気中に含まれる湿気を水として取り除く除湿部と、除湿部により空気から取り除かれた水を貯める貯水部と、貯水部に貯まった水を外部に自動排出することが可能な排出部と、を備えた構成にしてある。【選択図】図１

Description

本発明は、室内の湿度を低減させることが可能な除湿機に関し、特に、除湿の際に得た水を自動的に排水することを可能とする除湿機に関する。

室内の空気に含まれる水分（湿気）を取り除くことで湿度を低減させることができる除湿機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種の除湿機には、コンプレッサー方式、デシカント方式、これらを組み合わせた複合方式などがある。
コンプレッサー方式は、冷媒とよばれる熱媒体を、コンプレッサーを通して循環させる方式であり、循環の過程において、冷媒と周囲の空気の熱交換により空気中の水蒸気を結露させて湿気を取り除く方式である。
デシカント方式は、水分の吸着性能が高い物質を用いて空気中の湿気を取り除く方式である。
このような除湿機によれば、例えば、室内に干した衣類を早く乾燥させたり、カビの発生を防いだり、不快指数を下げることができる。

特開２００４−２４５４７６号公報

ところが、従来の除湿機は、除湿の際に得た水を機内のタンクに貯めるようにしている。
このため、利用者は、適切なタイミングでタンクを取り出し、タンクに貯まった水を廃棄し、空になったタンクを再び機内にセットする、といった煩わしい作業を行う必要があり、問題となっていた。

本発明は、以上のような事情に鑑みなされたものであり、除湿の際に得た水を、ポンプ等を用いて自動的に外部に排出できるようにした除湿機の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の除湿機は、空気中に含まれる湿気を水として取り除く除湿部と、前記除湿部により空気から取り除かれた水を貯水する貯水部と、前記貯水部に貯水された水を外部に自動排出することが可能な排出部と、を備えた構成にしてある。

本発明によれば、除湿の際に得た水を自動的に外部に排出することができる。

本実施形態の除湿機の構成を示す図である。 本実施形態の除湿機の操作部を示す図である。 給水モード及び排水モードにおける制御動作を説明するための図である。 除菌システムを説明するための説明図である。

以下、本発明の除湿機ａの一実施形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。

図１に示すように、除湿機ａは、空気中に含まれる湿気を取り除く機構（除湿部）として、ファン２、冷却フィン３、コンプレッサー５等を本体１の内部（機内）に備えている。

コンプレッサー５は、機内に配設された冷媒管２１内を循環する冷媒を圧縮するための圧縮装置である。
冷媒管２１は、例えば、銅などの金属でできた細径のチューブである。
冷媒は、例えば、いわゆる特定フロン、代替フロン、新冷媒と呼ばれるもののほか、プロパン、アンモニア、二酸化炭素など、様々な熱媒体を用いることができる。
コンプレッサー５により圧縮され高温化された冷媒は、その後、図示しない膨張器等により低温化される。
低温化された冷媒は、冷媒管２１内を循環する過程において冷媒管２１に接合された冷却フィン３を冷却する。
これにより、冷却フィン３は、表面温度が露点以下に冷却される。
冷却フィン３は、熱交換により周囲の空気を冷却し、この結果、空気中の水蒸気が凝縮されて表面上に結露（水）を生じさせる。
ファン２は、室内の空気（湿った空気）を冷却フィン３の周囲に運ぶとともに、結露により湿気が取り除かれた空気（乾いた空気）を室内に運ぶ。
なお、冷媒は、冷却フィン３を冷却した後、再びコンプレッサー５に戻り、以降、上述した、「圧縮」→「低温化」→「冷却フィンによる空気冷却」→「結露」といったサイクル（以下、「熱交換サイクル」という）が繰り返される。
この熱交換サイクルによって、室内の空気が徐々に除湿されるとともに、冷却フィン３を介して連続的に水が得られる。

除湿機ａは、除湿部により空気から取り除かれた水を貯める機構（貯水部）として、水タンク６を備えている（図１参照）。
具体的には、冷却フィン３の表面に生じた水は、集水パン７に流れ、その後、プレート１８上に落下して弾け、周囲に拡散する。
プレート１８は、小さな孔や隙間が多数施されたプレート材（以下、メッシュプレート１８２という）からなり、水タンク６の上方（詳しくは、後記水位Ｌ４よりも上方であって、プレート１８よりも下方）に設けられている。
このため、プレート１８では、集水パン７から流れた水が表面（上面）上に一時的に保持されながら、少量ずつ下方に滴り落ちて水タンク６に貯まるようになっている。
水タンク６には、水位センサとして複数の電極棒１１が設けられている。
本実施形態の除湿機ａは、４段階の水位（低い水位から順にＬ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）に応じた４つの電極棒（１１０，１１１，１１２，１１３）を設けており、各電極棒１１からの電気的情報に基づいて、水タンク６の水位を把握できるようになっている。
なお、本実施形態の除湿機ａは、水タンク４に貯まった水を効果的に除菌するための工夫が施されている。この除菌方法については、後記「除菌システム」にて説明する。

除湿機ａは、水タンク６に貯まった水を外部に自動排出するための機構（排出部）として、ポンプ４、吸水管１２、給水管１３、排水管１４、電磁弁８，９等を備えている（図１参照）。
ポンプ４は、吸込口と吐出口を有し、吸込口から吸い上げた水を吐出口から吐き出すことができる装置である。
例えば、このようなポンプ４として、０．１７ＭＰａの圧力で水を吸い上げることができ、毎分１６リットルの水を吐き出すことができる仕様のものを採用することができる。ただし、一定の圧力で水を吸い上げ、所定容量の水を吐き出すことができるものであれば、特に上記仕様に限定することなく様々な仕様のポンプ４を採用することができる。
ここで、本実施形態の除湿機ａは、水タンク６に貯まった水を排水としてだけでなく、手洗いや飲料用などの用途として給水できるようにするため、以下の構成を備えている。
吸込口には、水タンク６との水路である吸水管１２が接続され、吐出口には、出口が２方路（排水側と給水側）に分かれた吐出管２０が接続されている。
この吐出管２０の排水側出口には、機外まで延びる排水管１４が接続され、吐出管２０の給水側出口には、機外まで延びる給水管１３が接続されている。
排水管１４には、電磁弁８が設けられており、管端部は、排水口につながる図示しない外部排管と接続できるようになっている。
給水管１３には、電磁弁９と圧力センサ１０とが設けられており、管端部には水栓１５を取り付けることができるようになっている。
そして、図２に示す操作部３０において、給水モードボタン３２が選択されると、電磁弁８が閉じられるとともに電磁弁９が開かれる結果、給水路のみが開かれ、排水モードボタン３３が選択されると、電磁弁９が閉じられるとともに電磁弁８が開かれる結果、排水路のみが開かれるようになっている。
このため、給水路を開いた状態でポンプ４を作動させると、水タンク６に貯まった水を給水管１３及び水栓１５を通して外部に給水することができ（給水手段）、排水路を開いた状態でポンプを作動させると、水タンク６に貯まった水を、排水管１４を通して外部に排水することができる（排水手段）。

除湿機ａは、コンピュータ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどによって構成された制御部（図示省略）を備え、ＲＯＭに記憶されたプログラムに応じ、様々な制御動作を行うことができる。
例えば、図２に示す操作部３０のうち、電源ボタン３１の選択に応じて本体電源をオン（又はオフ）することができ、給水モードボタン３２が選択された後は給水モードの動作を行い、排水モードボタン３３が選択された後は排水モードの動作を行う（図２参照）。
図３は、給水モード及び排水モードにおける各制御動作を示す図表である。

図３に示すように、排水モード及び給水モードでは、本体電源の「オン」に応じ、コンプレッサー５やファン２（以下、コンプレッサー等という）の運転を開始する。
これにより、上述した「熱交換サイクル」が開始され、水タンク６において貯水が進行する。
また、給水モード及び排水モードでは、水タンク６の水位を一定に保つ制御が行われる。
具体的には、ポンプ４の非運転中に電極棒１１２により水位Ｌ２を検知すると、ポンプ４の運転を開始する。
つまり、水位がＬ２まで上昇した場合には、自動的に排水を開始して水位を下げる。
また、ポンプ４の運転中に電極棒１１１により水位Ｌ１を検知すると、ポンプ４の運転を停止する。
つまり、水位がＬ１まで下降した場合には、排水を停止して水位がこれ以上下がらないようにする。
このようなポンプ４による水位制御によれば、水タンク６の水位をＬ１〜Ｌ２に保つことができる。
また、制御部は、コンプレッサー等に対し、水位がＬ２に到達すると運転を停止させ、水位がＬ２より下がると運転を開始するように制御を行う。
このため、例えば、水位がＬ２まで上昇した場合には、ポンプ４により水位をＬ１まで下降させる動作が行われるところ、その下降時間を遅くすることができる。
反対に、水位がＬ１まで下降した場合には、ポンプ４により水位をＬ２まで上昇させる動作が行われるところ、その上昇時間を早くすることができる。
このため、貯水量が適切な状態を安定的に維持することができることから、特に、給水モードでは、給水可能な状態を安定的に確保することができる。

このほか、ポンプ４の運転中に電極棒１１０により安定水位の下限を下回る水位Ｌ０を検知した場合は、ポンプ４の電源をオフにする。
これは、万一、水位Ｌ１に対応した電極棒１１１に故障などがあった場合に、何ら措置をしていないと、水位がさらに下がり水タンク６が空になったにもかかわらずポンプ４の運転（空運転）が継続されるおそれがあり、このような空運転によるポンプ４の破損等の不具合を未然に防ぐためである。
また、電極棒１１３により安定水位の上限を上回る水位Ｌ３を検知した場合は、本体電源をオフにする。
これは、万一、水位Ｌ２に対応した電極棒１１２に故障などがあった場合に、何ら措置をしていないと、水位がさらに上がることで貯水が水タンク６の容量を超える（オーバーフロー）おそれがあり、このようなオーバーフローによる漏水等の不具合を未然に防ぐためである。

給水モードでは、上記した水位制御（水位を一定に保つ制御）のほか、圧力センサ１０から得られる給水管１３の水圧に応じ、電磁弁９（給水路）の開閉やポンプ４の運転・停止を行う制御（水圧に基づく給水制御）を行う。
具体的には、給水モードでは、電磁弁９を開いた状態を初期状態とし、給水管１３の水圧が、第１の値（例えば、０．１７ＭＰａ（＝ポンプ４の吸い上げ圧力相当））になったことを圧力センサ１０が検知した場合に、電磁弁９を閉じ、第１の値よりやや小さい第２の値（例えば０．１６ＭＰａ）になったことを検知した場合に、電磁弁９を開く。
また、水タンク６の水位がＬ１〜Ｌ２であることを前提に、電磁弁９が閉じられたことに応じてポンプ４の運転を停止し、電磁弁９が開かれたことに応じてポンプ４の運転を行う。
このようにすると、水栓１５が閉じられていない状態では、給水管１３の水圧は第１の値に達しないことから、水栓１５を介して連続的に給水を行うことができ、水栓１５が閉じられた状態では、給水管１３内に水が供給された後に水圧が第１の値に到達することから、ポンプ４等による無駄な動作を行うことなく給水を停止することができる。
以上のように、本実施形態の除湿機ａによれば、排水モードを選択することで、水タンク６に貯まった水を自動的に排水することができ、給水モードを選択することで、水栓の開閉により水タンク６に貯まった水を、水圧を利用して給水することができる。

［除菌システム］
次に、除菌システムについて説明する。
図４は、除菌システムを説明するための説明図であり、（ａ）は、集水パン７から落下しプレート１８上で拡散する様子、拡散を経てプレート１８上に保持された水に対してＵＶランプ１７によりＵＶ光（紫外線）が照射される様子等を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の破線で囲んだ部分の拡大図である。
図４（ａ）に示すように、除湿部で得られた水は、集水パン７からプレート１８上に落下し周囲に拡散した状態で保持される。
ここで、図４（ａ）に示すように、プレート１８の上方には除菌作用（殺菌、抗菌作用を含む）を有するＵＶ光を照射するＵＶランプ１７が、その照射方向を下方に向けて設けられている。
このため、水タンク６に貯まった水に対する除菌効果に加え、プレート１８上に拡散した状態で保持された水に対し満遍なくＵＶ光が照射されるため、水タンク６に貯まる前の水に対しても除菌を行うことができる。
また、図４（ｂ）に示すように、プレート１８上に保持された水に対しては、上方のＵＶランプ１７からの直接光だけでなく、プレート１８の上面で反射された下方からの反射光が照射される。
このため、水の単位量に対するＵＶ光の照射量を高めることができることから、さらに除菌効果を高めることができる。
加えて、図４（ｂ）に示すように、プレート１８は、メッシュプレート１８２の上面を酸化チタン１８１でコーティング（被覆）している。
このため、ＵＶ光に対しいわゆる光触媒として作用し、いわゆる光励起反応によって生じる活性酸素によって一層除菌効果を奏することができる。

［その他］
冷媒管２１には、温度センサ１９を取り付けており、制御部は、冷媒の温度が５℃以下になった場合に、コンプレッサー５の運転を停止するようにしている。
これは、冷媒が５℃以下になることで凍るため、何ら措置を施さなければ、循環不良などを起こすおそれがあるからである。
コンセント２２には、任意の電気機器を接続して稼働させることができる。

以上説明したように、本実施形態の除湿機ａによれば、除湿の際に得た水をポンプ４等を用いて自動的に外部に排出するようにしている。
このため、従来は必要であった排水作業を行うことが不要な除湿機ａを提供することができる。
また、本実施形態の除湿機ａによれば、所定の除菌システムを備えることもあり、除湿の際に得た水を排水するだけでなく、給水できるようにしている。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に関わらず、様々な実施形態に適用することもできる。
例えば、本実施形態では、コンプレッサー方式の除湿機の適用例について説明したが、本発明をデシカント方式や複合方式の除湿機に適用することもできる。
また、プラグ１６は、単相１００Ｖのコンセントに接続することで外部からの電力供給を受けるようにしているが、これに限らず、例えば、単相２００Ｖの対応も可能であり、コンセントによらず分電盤や電力線等から電力供給を受ける態様でもよい。

本発明は、湿度が高い環境や水資源の乏しい環境において好適に用いることができる。

ａ 除湿機
１ 本体（機器本体）
２ ファン
３ 冷却フィン
４ ポンプ
５ コンプレッサー
６ 水タンク
７ 集水パン
８ 電磁弁
９ 電磁弁
１０ 圧力センサ
１１ 電磁棒（電極棒１１０〜１１３）
１２ 吸水管
１３ 給水管
１４ 排水管
１５ 水栓
１６ プラグ
１７ ＵＶランプ
１８ プレート
１８１ 酸化チタン
１８２ メッシュプレート
１９ 温度センサ
２０ 吐出管
２１ 冷媒管
２２ コンセント

Claims (3)

1. 空気中に含まれる湿気を水として取り除く除湿部と、
   前記除湿部により空気から取り除かれた水を貯める貯水部と、
   前記貯水部に貯まった水を外部に自動排出することが可能な排出部と、を備えた
   ことを特徴とする除湿機。
2. 前記除湿部により空気から取り除かれた水を前記貯水部に貯める前に一時的に保持するプレートと、
   前記プレートの上方に配置され、前記プレート上に保持された水に対し上方及び下方から紫外線を照射可能なＵＶランプと、を備え、
   前記プレートは、上面が所定の光触媒で覆われている
   ことを特徴とする請求項１に記載の除湿機。
3. 前記貯水部に貯まった水を、給水路を介して外部に給水を行う給水手段と、
   前記貯水部に貯まった水を、排水路を介して外部に排水を行う排水手段と、
   操作に応じて、給水又は排水を選択可能な選択手段と、
   前記選択手段により排水が選択された場合、前記貯水部の水位を一定に保ちながら自動排水を行い、前記選択手段により給水が選択された場合、前記貯水部の水位を一定に保ちつつ、前記給水路の水圧に基づいて給水を行う制御手段と、を備えた
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の除湿機。

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