JP3222779B2 - 加湿装置 - Google Patents

加湿装置

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JP3222779B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸着材を使って室
内空気中の水分を吸着し、ヒータで加熱した温風にて前
記吸着材に吸着した水分を脱着し、加湿空気として室内
に供給する加湿装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の給水不要な加湿装置のうち、回転
式乾式加湿装置としては、例えば特開昭63−2866
34号公報に記載の乾式加湿方法および乾式加湿装置が
提案されている。これは、室外空気から水分を取り込み
室内を加湿するもので、その構成を図9に示す。
【0003】該乾式加湿装置は、室外空気通路の入口で
ある再生入口から入った室外空気が管軸方向を軸心とし
て回転している固体吸着材41を通過する際、水分が吸
着され、乾燥した空気が再生出口から室外へ排出され
る。室内空気通路の入口である処理入口から入った室内
空気はヒータ42により加熱され、前記固体吸着材41
を通過する際、吸着されている水分を脱着(固体吸着材
41より脱離させて加熱された空気に吸着)し、湿度の
高い空気となり処理出口から加湿空気として室内へ還元
される。前記固体吸着材41の回転駆動方法としては、
回転駆動用モータ43にて回転駆動される。
【0004】また、送風量の制御により加湿効率の向上
を目的とした加湿装置として、例えば特開平6−185
793号公報に記載の調湿器が提案されている。
【0005】該調湿器は、吸着材への吸着に要する送風
手段の風量と吸着材からの脱着に要する送風手段の風量
の比率を、室内を除湿する場合と加湿する場合とで変化
させ、それぞれに最適の風量を用いるよう制御したもの
である。
【0006】さらに、従来、空気調和機と加湿機能の融
合を図った加湿機能付き空気調和機として、例えば特開
平2−17343号公報に記載の空気調和機が提案され
ている。
【0007】該空気調和機は、室内機内部の室内空気循
環経路内における熱交換器の出口側に、無給水式加湿装
置の加湿再生用ヒータと回転式熱交換器内部の吸着材の
再生ゾーンとを位置させ、熱交換器で予熱された室内空
気を加湿再生用ヒータによって加熱し、この空気を吸着
材の再生ゾーンに流通させ、室外空気を流通させること
によって吸着材に吸着されている水分を加熱脱離するよ
うになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図9に
示す従来の乾式加湿装置は、設置時に加湿装置から室内
及び室外の空気取入口あるいは空気排出口までの間に形
成される送風経路が個々の住宅により異なることにより
変化する圧力損失と設計値として設定している圧力損失
との差や、回転式熱交換器内の固体吸着材41の目詰ま
りや駆動部品の故障による送風量低下などにより定常的
または経時的に送風量が変化した場合、送風音の増大や
加湿性能の低下が生じる恐れがあるにもかかわらず、従
来の乾式加湿装置は前記送風量の変化を検知する手段を
持たず、正確に把握することが不可能であった。
【0009】また、従来の調湿器は、送風量の変化によ
って、吸着に用いられる送風量と脱着に用いられる送風
量及び両送風量の比率が変化するため、最適風量が実現
できず、加湿効率が低下していた。
【0010】さらに、加湿装置に異常が生じた場合に異
常を検知できず、状況に応じた適切な制御を行うことが
できないため、加湿機能が正常に働かない可能性がある
だけでなく、発火・発煙などの危険を伴う恐れがあっ
た。
【0011】本発明は、設置状況により生じる加湿性能
のばらつきを補正し、定常的または経時的な送風量の変
化による加湿性能の低下を防止するだけでなく、吸着風
量と脱着風量の比率を一定にすることができるため、効
率良く安定的な加湿性能が得られ、また、装置の異常や
故障時においても適切な制御を行うことで安全に使用す
ることができ、異常報知を行うことで早期の異常発見及
び修理が可能である加湿装置を提供することを目的とす
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項1記載の加湿装置は、第1空気流お
よび第2空気流が通過する吸着材を備え、該吸着材によ
って前記第1空気流中の水分を吸着し、乾燥空気となっ
た第1空気流を室外に排気するとともに、再生用ヒータ
で加熱した前記第2空気流を前記吸着材に当てることに
より前記吸着材に吸着されている水分を蒸発させて前記
第2空気流中に脱離するようにし、加湿空気となった第
2空気流を室内に排気する加湿装置であって、前記第1
空気流および第2空気流の圧力を検知する圧力検知手段
と、該圧力検知手段からの出力に基づいて前記第1空気
流および第2空気流の圧力を補正する補正手段とを設け
たことを特徴とするものである。
【0013】また、本発明の請求項2記載の加湿装置
は、請求項1記載の加湿装置において、前記補正手段が
前記空気流を形成する送風機の回転数を制御してなるこ
とを特徴とするものである。
【0014】さらに、本発明の請求項3記載の加湿装置
は、請求項1または2記載の加湿装置において、前記補
正手段が前記空気流の圧力を調節するダンパーを制御し
てなることを特徴とするものである。
【0015】加えて、本発明の請求項4記載の加湿装置
は、請求項1記載の加湿装置において、前記圧力検知手
段からの出力に基づいて異常を検知し、加湿運転を制御
する運転制御手段を設けたことを特徴とするものであ
る。
【0016】加えて、本発明の請求項5記載の加湿装置
は、請求項4記載の加湿装置において、前記異常を報知
するための報知手段を設けたことを特徴とするものであ
る。上記構成によれば、本発明の請求項1記載の加湿装
置は、第1空気流および第2空気流の圧力を検知する圧
力検知手段と、該圧力検知手段からの出力に基づいて前
記第1空気流および第2空気流の圧力を補正する補正手
段とを設けたので、前記第1空気流および第2空気流の
空気圧を検知することができ、設置時に加湿装置から室
内及び室外の空気取入口あるいは空気排出口までに形成
される送風経路が個々の住宅により異なることにより圧
力損失が変化し、設計値通りの送風量にならない場合
や、加湿装置内の吸着材の目詰まりや駆動部品の故障に
よる送風量低下が生じた場合におこる定常的または経時
的な送風量変化を正確に把握することができる。また、
前記補正手段にて第1空気流および第2空気流の圧力を
適切な値に補正することにより、前記送風量変化を補正
することができる。これにより、加湿性能を確保するこ
とができる。
【0017】また、本発明の請求項2記載の加湿装置
は、前記補正手段が前記空気流を形成する送風機の回転
数を制御してなるので、第1空気流および第2空気流の
送風量を十分確保でき、加湿性能についての安定性、信
頼性が確保できる。
【0018】さらに、本発明の請求項3記載の加湿装置
は、前記補正手段が前記空気流の圧力を調節するダンパ
ーを制御してなるので、該ダンパーを開閉させることに
より2つの空気流の送風量比率を補正することができ、
第1空気流および第2空気流の送風量の比率を最適なも
のにでき、加湿性能についての安定性、信頼性が確保で
きる。
【0019】加えて、本発明の請求項4記載の加湿装置
は、前記圧力検知手段からの出力に基づいて異常を検知
し、加湿運転を制御する運転制御手段を設けたので、加
湿装置に異常が生じた場合に異常を検知することがで
き、適切な加湿運転制御を行うことができるので、加湿
機能を確保することができるだけでなく、発火・発煙な
どの危険を回避できるため、安全性が確保できる。
【0020】加えて、本発明の請求項5記載の加湿装置
は、前記異常を報知するための報知手段を設けたので、
加湿装置に異常が生じた場合に使用者に異常を伝えるこ
とが可能となり、無理な加湿運転をすることがなくなる
ため、危険な状態に陥ることがなくなる。また、早期の
メンテナンスで修理代を安価なものにでき、修理時の時
間短縮にもつながる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態にかか
る加湿装置を図1乃至図6にしたがって説明する。
【0022】図1は本発明の第1実施の形態にかかる加
湿装置を示す斜視図である。図2および図3はそれぞれ
本発明の第1実施の形態にかかる加湿装置の変形例を示
す斜視図である。
【0023】該加湿装置は、回転式熱交換器1内部に水
分を吸着する吸着材を形成しており、外周に駆動用大ギ
ア2が固定され、駆動用小ギア3が取り付けられた回転
駆動用モータ4を回転させることにより、約10〜30
rphといったゆっくりした速度で回転駆動される。
【0024】第1空気流5および第2空気流6は室内空
気であり、送風機7によって室内から取り入れられた空
気流が2方向に分流され前記第1空気流5および第2空
気流6となる。前記第1空気流5は、回転式熱交換器1
の第1空気流通路を通過する際に吸着材により水分を吸
着され乾燥空気となり、室外へ排出される。また、前記
第2空気流6は、再生用ヒータ8を通過する際に加熱さ
れ、温度の上がった空気が回転式熱交換器1の第2空気
流通路を通過する際に、前記吸着された水分を脱着し高
湿の空気となり、再び室内に供給される。
【0025】このような方式により、室内から室外へ乾
燥空気を排気し、室外から自然換気により水分を含んだ
空気が室内に流入することにより、室内の水分量が増加
し湿度の上昇が可能となる。
【0026】前記第1空気流5が前記回転式熱交換器1
に入る手前の経路中には、第1圧力センサ9を設けてお
り、前記第1空気流5の圧力を検知している。また、第
2空気流6が前記再生用ヒータ8に入る手前の経路中に
は第2圧力センサ10を設けており、前記第2空気流6
の圧力を検知している。
【0027】前記圧力センサ9,10にて検知された検
知内容は、後述する運転制御装置39内にある環境検知
回路24からマイクロコンピュータ13内に読み込ま
れ、演算部16において送風量を判定する。
【0028】本実施の形態においては、第1空気流5お
よび第2空気流6を形成する共通の送風機7としたが、
第2実施の形態として図2に示すように第1空気流5を
形成する送風機11と第2空気流6を形成する送風機1
2を用いてもよい。また、第1空気流5および第2空気
流6を室内空気としたが、第3実施の形態として図3に
示すように第1空気流5として室外空気を用い、第2空
気流6として室内空気を用いてもよい。この場合におい
ては、回転式熱交換器1を通過する第1空気流5と第2
空気流6とは回転式熱交換器1に対して同方向から入る
必要はなく、対抗流を形成するものであってもよい。さ
らに、加湿方式としても回転式である必要はなく静止式
または直交式であってもよい。
【0029】図4は本発明の実施の形態にかかる加湿装
置の運転制御装置39のブロック図である。
【0030】図に示すように、マイクロコンピュータ1
3内の構成要素として、14は読み出し専用メモリ(R
OM)で、運転プログラムをすべて記憶している。設定
温度等は、後述するキースイッチを利用して変えること
ができる。15はデータ書き込みメモリ(RAM)で、
入力キー回路23及び環境検知回路24からの信号を入
力制御部19,20を通してRAM15に格納する。1
6はRAMに格納されたデータを比較したり加算減算等
を行う演算部であり、17はマイクロコンピュータ13
内の各部の動作をコントロールする制御部であり、18
はタイマーであり、21,22は前記RAM15から取
り出された信号によって各機器を作動させるための制御
部である。
【0031】また、前記マイクロコンピュータ13の外
部回路として前記キースイッチを含む入力キー回路2
3、温度・湿度・空気の圧力等をセンサにより検知する
ための環境検知回路24、温度・モード・風向・風量・
湿度設定・異常報知などを表示するための表示装置2
5、再生用ヒータ8や送風機7,11,12、回転駆動
用モータ4、ダンパ27,28,29等を制御するため
の加湿装置用負荷駆動回路26、電源回路30、及びリ
セット回路31が接続されている。
【0032】該加湿装置は、前記圧力センサ9,10に
て第1空気流5および第2空気流6の圧力が検知され、
該圧力センサ9,10からの検知信号が前記運転制御装
置39内の前記RAM15に格納され、前記演算部16
にて該検知信号は前記ROM14に予め入力設定された
設計値(送風量)と比較されて送風量が判定され、送風
量が設計値に満たない場合は、例えば、送風機7,1
1,12が直流電源を用いたものであれば、電源電圧を
上げることで送風機7,11,12の回転数を上げ、送
風量を増加させ、また、設計値を越える場合は、電源電
圧を下げることで送風機7,11,12の回転数を下
げ、送風量を減少させることにより、最適な送風量とな
るように制御を行う。
【0033】この場合、図2,3に示す加湿装置であれ
ば、送風量だけでなく第1空気流5と第2空気流6との
送風比率をも調節することができ、一層の加湿効果が期
待できる。
【0034】図5は、本発明の第4実施の形態にかかる
加湿装置を示す斜視図である。本実施の形態において、
上記第1実施の形態と同一の作用をなす構成については
同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0035】27は第1空気流5の送風量を調節するた
めの第1ダンパーであり、28は第2空気流6の送風量
を調節するための第2ダンパーである。
【0036】圧力センサ9,10にて第1空気流5およ
び第2空気流6の圧力が検知され、該圧力センサ9,1
0からの検知信号が前記運転制御装置39内の前記RA
M15に格納されると、前記演算部16において第1空
気流5の送風量と第2空気流6の送風量の比率を計算
し、該送風量の比率が前記ROM14に予め入力設定さ
れた設計値(送風量の比率)より第1空気流5の比率が
多い場合は、第1ダンパー27を閉じるか、あるいは第
2ダンパー28を開くか、あるいはその両方を行うこと
により、第1空気流5の送風量の比率を減少させる。ま
た、設計値より第1空気流5の比率が少ない場合は、第
1ダンパー27を開くか、あるいは第2ダンパー28を
閉じるか、あるいはその両方を行うことにより、第1空
気流5の送風量の比率を増加させ、最適な送風量比率を
実現するように制御を行う。
【0037】前記ダンパー27,28を設ける位置は、
図5に示すように回転式熱交換器1と空気排出口との間
である必要はなく、第1空気流5と第2空気流6に分流
した後のどの位置に設けてもよい。また、前記ダンパー
は第1空気流5が通過する経路及び第2空気流6が通過
する経路の何れか一方に設けるだけでもよい。
【0038】本実施の形態においては、第1空気流5お
よび第2空気流6を形成する共通の送風機7としたが、
図2に示す第2実施の形態のように第1空気流5を形成
する送風機11と第2空気流6を形成する送風機12を
用いてもよい。また、第1空気流5および第2空気流6
を室内空気としたが、図3に示す第3実施の形態のよう
に第1空気流5として室外空気を用い、第2空気流6と
して室内空気を用いてもよい。この場合においては、回
転式熱交換器1を通過する第1空気流5と第2空気流6
とは回転式熱交換器1に対して同方向から入る必要はな
く、対抗流を形成するものであっても良い。さらに、加
湿方式としても回転式である必要はなく静止式または直
交式であってもよい。
【0039】図6は、本発明の第5実施の形態にかかる
加湿装置を示す斜視図である。本実施の形態において、
上記第1実施の形態と同一の作用をなす構成については
同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0040】図において、29は第1空気流5と第2空
気流6の分流点に設けられ、該第1空気流5と第2空気
流6との送風量を調節するための共通の第3ダンパーで
ある。
【0041】圧力センサ9,10にて第1空気流5およ
び第2空気流6の圧力が検知され、該圧力センサ9,1
0からの検知信号が前記運転制御装置39内の前記RA
M15に格納されると、前記演算部16において、第1
空気流5の送風量と第2空気流6の送風量の比率を計算
し、該送風量の比率が前記ROM14に予め入力設定さ
れた設計値(送風量の比率)より第1空気流5の比率が
多い場合は第3ダンパー29を第1空気流5の経路側へ
移動し、第1空気流5の送風量の比率を減少させる。ま
た、設計値より第1空気流5の比率が少ない場合は第3
ダンパー29を第2空気流6の経路側へ移動し、第1空
気流5の送風量の比率を増加させる。また同時に、演算
部16では送風量の全体量を計算し、該全体量が前記R
OM14に予め入力設定された設計値(送風量の全体
量)に対して不足していれば、例えば、送風機7が直流
電源を用いたものであれば、電源電圧を上げることで送
風機7の回転数を上げ、送風量を増加させ、また、設計
値を越える場合は、電源電圧を下げることで送風機7の
回転数を下げ、送風量を減少させることにより、最適な
送風量比率及び送風量となるように制御し、効率のよい
加湿運転を実行する。
【0042】本実施の形態においては、第1空気流5お
よび第2空気流6を形成する共通の送風機7としたが、
図2に示す第2実施の形態のように第1空気流5を形成
する送風機11と第2空気流6を形成する送風機12を
用いてもよい。また、第1空気流5および第2空気流6
を室内空気としたが、図3に示す第3実施の形態のよう
に第1空気流5として室外空気を用い、第2空気流6と
して室内空気を用いてもよい。この場合においては、回
転式熱交換器1を通過する第1空気流5と第2空気流6
とは回転式熱交換器1に対して同方向から入る必要はな
く、対抗流を形成するものであっても良い。さらに、加
湿方式としても回転式である必要はなく静止式または直
交式であってもよい。
【0043】上述した実施の形態にかかる加湿装置にお
いて、圧力センサ9,10の検知内容により、例えば、
「送風量が全く検知されない」というように明かに異常
と判定された場合には、前記運転制御装置39にて、例
えば、「加湿装置の全ての負荷を停止する」または、例
えば、「ヒータの通電を停止する」などの制御を行うこ
とにより安全性を確保することができ、加湿装置の温度
上昇を防ぎ、発火・発煙を防止することができる。
【0044】また、このとき同時に、運転制御装置39
内の表示装置25を用いて、異常を知らせるための表示
あるいは報知音を実行し使用者に異常を知らせることに
より、使用者が異常を確認することができ、無理な加湿
運転をすることがなくなるため、危険な状態に陥ること
がなくなる。また、早期のメンテナンスで修理代を安価
なものにでき、修理時の時間短縮にもつながる。
【0045】なお、異常報知のための表示及び報知音の
発生を行う装置として特別に専用のものを設ける必要は
なく、他の表示装置や報知音発生装置と兼用して用いて
も良い。また、異常表示として、単に異常があったこと
のみを表示するのではなく、異状内容についての表示を
おこない、原因を特定するものであっても良い。
【0046】図7は上述した実施の形態にかかる加湿装
置を一体化してなる空気調和機を示す斜視図であり、図
8は図7に示す空気調和機の排気口を示す図であり、
(a)は排気口近傍の斜視図であり、(b)は(a)の
排気口の断面図である。
【0047】上述した実施の形態にかかる加湿装置32
は、図7に示すように空気調和機室内機33内に一体化
されており、図8に示すような排気口34を通じて乾燥
空気または換気空気が排出される。室外側では、図8
(a)に示すようなウエザカバー35などを取り付ける
ことにより雨風の室内への侵入を防ぐ。図8(b)中、
36は排気ダクトであり、37は空気調和機の冷媒配管
であり、38は排水パイプであり、これらは一体に形成
され、配管穴を共用化する構造となっている。
【0048】このように、本実施の形態にかかる加湿装
置32と空気調和機室内機33とを一体化することによ
り加湿機能付き空気調和機が可能となる。
【0049】また、加湿装置32の小型化により空気調
和機室内機33内に内蔵しやすく、空気調和機室内機3
3と一体化することで温度のみの制御から無給水加湿が
加わった温湿度制御可能な空気調和機が構成できる。
【0050】そして、前記加湿装置32は、図7に示す
ようなユニット構造である必要はなく、空気調和機と一
体化していれば良い。
【0051】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
記載の加湿装置によれば、第1空気流および第2空気流
の圧力を検知する圧力検知手段と、該圧力検知手段から
の出力に基づいて前記第1空気流および第2空気流の圧
力を補正する補正手段とを設けたので、前記第1空気流
および第2空気流の空気圧を検知することができ、設置
時に加湿装置から室内及び室外の空気取入口あるいは空
気排出口までに形成される送風経路が個々の住宅により
異なることにより圧力損失が変化し、設計値通りの送風
量にならない場合や、加湿装置内の吸着材の目詰まりや
駆動部品の故障による送風量低下が生じた場合におこる
定常的または経時的な送風量変化を正確に把握すること
ができる。また、前記補正手段にて第1空気流および第
2空気流の圧力を適切な値に補正することにより、前記
送風量変化を補正することができる。これにより、加湿
性能を確保することができる。
【0052】また、本発明の請求項2記載の加湿装置に
よれば、前記補正手段が前記空気流を形成する送風機の
回転数を制御してなるので、第1空気流および第2空気
流の送風量を十分確保でき、加湿性能についての安定
性、信頼性が確保できる。
【0053】さらに、本発明の請求項3記載の加湿装置
によれば、前記補正手段が前記空気流の圧力を調節する
ダンパーを制御してなるので、該ダンパーを開閉させる
ことにより2つの空気流の送風量比率を補正することが
でき、第1空気流および第2空気流の送風量の比率を最
適なものにでき、加湿性能についての安定性、信頼性が
確保できる。
【0054】加えて、本発明の請求項4記載の加湿装置
によれば、前記圧力検知手段からの出力に基づいて異常
を検知し、加湿運転を制御する運転制御手段を設けたの
で、加湿装置に異常が生じた場合に異常を検知すること
ができ、適切な加湿運転制御を行うことができるので、
加湿機能を確保することができるだけでなく、発火・発
煙などの危険を回避できるため、安全性が確保できる。
【0055】加えて、本発明の請求項5記載の加湿装置
によれば、前記異常を報知するための報知手段を設けた
ので、加湿装置に異常が生じた場合に使用者に異常を伝
えることが可能となり、無理な加湿運転をすることがな
くなるため、危険な状態に陥ることがなくなる。また、
早期のメンテナンスで修理代を安価なものにでき、修理
時の時間短縮にもつながる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施の形態にかかる加湿装置を示
す斜視図である。
【図2】本発明の第2実施の形態にかかる加湿装置を示
す斜視図である。
【図3】本発明の第3実施の形態にかかる加湿装置を示
す斜視図である。
【図4】本発明の実施の形態にかかる加湿装置の運転制
御装置のブロック図である。
【図5】本発明の第4実施の形態にかかる加湿装置を示
す斜視図である。
【図6】本発明の第5実施の形態にかかる加湿装置を示
す斜視図である。
【図7】本発明の実施の形態にかかる加湿装置を一体化
してなる空気調和機を示す斜視図である。
【図8】図7に示す空気調和機の排気口を示す図であ
る。
【図9】従来の加湿装置を示す要部分解斜視図である。
【符号の説明】
1 回転式熱交換器 4 回転駆動用モータ 5 第1空気流 6 第2空気流 7,11,12 送風機 8 再生用ヒータ 9,10 圧力センサ(圧力検知手段) 13 マイクロコンピュータ(補正手段) 25 表示手段(報知手段) 27,28,29 ダンパー 39 運転制御装置(運転制御手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 3/14 F24F 6/06 F24F 7/08

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1空気流および第2空気流が通過する
    吸着材を備え、該吸着材によって前記第1空気流中の水
    分を吸着し、乾燥空気となった第1空気流を室外に排気
    するとともに、再生用ヒータで加熱した前記第2空気流
    を前記吸着材に当てることにより前記吸着材に吸着され
    ている水分を蒸発させて前記第2空気流中に脱離するよ
    うにし、加湿空気となった第2空気流を室内に排気する
    加湿装置であって、 前記第1空気流および第2空気流の圧力を検知する圧力
    検知手段と、該圧力検知手段からの出力に基づいて前記
    第1空気流および第2空気流の圧力を補正する補正手段
    とを設けたことを特徴とする加湿装置。
  2. 【請求項2】 前記補正手段は、前記空気流を形成する
    送風機の回転数を制御してなることを特徴とする請求項
    1記載の加湿装置。
  3. 【請求項3】 前記補正手段は、前記空気流の圧力を調
    節するダンパーを制御してなることを特徴とする請求項
    1または2記載の加湿装置。
  4. 【請求項4】 前記圧力検知手段からの出力に基づいて
    異常を検知し、加湿運転を制御する運転制御手段を設け
    たことを特徴とする請求項1記載の加湿装置。
  5. 【請求項5】 前記異常を報知するための報知手段を設
    けたことを特徴とする請求項4記載の加湿装置。
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