JP3430993B2 - 加湿装置 - Google Patents
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Description
供給する空気に加湿を行う加湿装置に関し、より詳しく
は、給水装置を設けることなく、空気中から水分を捕集
して供給する空気に加湿を行う加湿装置に関する。
に示すようなものがある(特開平8−141345号公
報)。この加湿装置は、ケーシング1内にシリカゲルや
ゼオライト等の吸着材からなる加湿ロータ2を配置して
いる。この加湿ロータ2を吸湿通路3と加湿通路5とが
経由し、加湿ロータ2は吸湿通路3で水分の吸着動作を
行い、加湿通路5で水分の脱着動作を行う。上記吸湿通
路3の加湿ロータ2よりも上流側にファン6を設けて、
空気を矢印A,Bに示すように流して、加湿ロータ2に
吸湿通路3の空気から水分を吸収させている。一方、上
記加湿通路5の加湿ロータ2よりも上流側には、ファン
7とヒーター8を設けて、矢印C,Dに示すように加湿
通路5に空気を流すようにしている。上記ファン7によ
り圧送され、ヒーター8によって加熱された加湿通路5
の空気は、加湿ロータ2により加湿され(加湿ロータ2
から水分を吸収し)、図示しない配管を通して室内機に
供給される。
加湿ロータ2が水分を吸着して、加湿通路5の空気に加
湿ロータ2から水分を放出するようにしているので、給
水装置が不要であるという利点を有する。
来の加湿装置では、吸湿通路3側のファン6も加湿通路
5側のファン7も加湿ロータ2に対して上流側にあるた
め、次のような問題がある。一般に、上記吸湿通路3に
は水分を空気中から捕集するために大量の空気(例えば
3m3/min)を流すが、その吸湿通路3の断面積が比較
的大きく、かつ、加湿ロータ2を通過するのに十分なだ
けの圧力をファン6が与えているだけであるから、吸湿
通路3における加湿ロータ2の上流側の点Mの圧力は約
7mm水柱である。一方、上記加湿通路5には比較的少量
の空気(例えば0.2m3/min)を供給するが、その加
湿通路5の断面積が比較的小さく、しかも、加湿通路5
側においては、室内機までの長い配管の抵抗に打ち勝つ
ために、加湿通路5における加湿ファン2の下流側の点
Lの圧力は50〜80mm水柱になる。したがって、点M
と点Lとの圧力差が約43〜73mm水柱にもなって、加
湿通路5の加湿空気が吸湿通路3側に大量に漏れてしま
うという問題がある。上記加湿ロータ2は軸2aを中心
に回転するから、点LとMとの間の壁9と加湿ロータ2
との間には隙間がある。この隙間から、上記の大きな圧
力差によって大量の加湿空気が漏れるのである。この加
湿空気の漏れにより、加湿効率(加湿量/入力)が悪く
なる。
湿通路との間の空気の漏れが少なくて、加湿効率が高い
加湿装置を提供することにある。
め、請求項1の発明の加湿装置は、加湿ロータと、この
加湿ロータを経由する吸湿通路と、この吸湿通路に設け
た吸湿ファン(吸湿通路側のファンと言う意味で吸湿フ
ァンと言う。)と、上記加湿ロータを経由する加湿通路
と、この加湿通路に設けた加湿ファン(加湿通路側のフ
ァンと言う意味で加湿ファンと言う。)と、上記加湿通
路の空気を加熱する加熱手段とを備えて、上記加湿ロー
タが、吸湿通路の空気から吸湿する一方、加湿通路の加
熱された空気に加湿する加湿装置において、上記吸湿フ
ァンを、上記加湿ロータよりも下流側の吸湿通路に設
け、上記加湿ファンを、上記加湿ロータよりも下流側の
加湿通路に設け、 上記加湿通路が、上記加湿ロータの近
傍において、上記吸湿通路に外気部を介して隣接してい
ることを特徴としている。
ファンも加湿ファンも加湿ロータの下流側に設けられて
いて、加湿ロータの端面近傍においては加湿通路も吸湿
通路も負圧であって、加湿ファンの出口側の圧送される
加湿空気のように高い正圧にはなっていない。したがっ
て、加湿ロータの端面近傍において加湿通路の空気と吸
湿通路の空気との間、または、加湿通路の空気と外気と
の間の圧力差が小さくて、加湿通路の空気の漏れあるい
は加湿通路への外気の侵入が少ない。したがって、加湿
効率が向上する。
記加湿通路が、加湿ロータの近傍において、吸湿通路に
外気部を介して隣接しているので、加湿通路と外気部と
の間の圧力差は、加湿通路と吸湿通路との間の圧力差よ
りも小さくできる。したがって、外気部と加湿通路との
間の漏れを少なくすることができる。また、加湿側、吸
湿側共に相手の圧力変動に左右されることが無いため、
各通路内で一定の流れを保つことができ、性能が安定す
る。
記載の加湿装置において、上記吸湿ファンと加湿ファン
とを上記加湿ロータの同一片側に配置していることを特
徴としている。
ファンと加湿ファンとが加湿ロータの同一片側に配置さ
れているので、それらが加湿ロータの両側に配置されて
いる場合に比べて、加湿ロータの軸方向の加湿装置全体
の寸法が小さくなる。したがって、空気の漏れが少なく
て加湿効率が高い上に、小型コンパクトな加湿装置が提
供される。
たは2に記載の加湿装置において、上記加湿ロータより
も上側の加湿通路に上記加熱手段としてのヒータを設
け、上記加湿ファンは加湿ロータよりも下側に設けたこ
とを特徴としている。
タは加湿ロータの上側に配置しているので、加湿ロータ
等に結露が生じてもヒータが漏電することがない。上記
ヒータによって加熱された空気は加湿ファンによって加
湿ロータの下側に吸引される。
と、この加湿ロータを経由する吸湿通路と、この吸湿通
路の設けた吸湿ファンと、上記加湿ロータを経由する加
湿通路と、この加湿通路に設けた加湿ファンと、上記加
湿通路の空気を加熱する加熱手段とを備えて、上記加湿
ロータが、吸湿通路の空気から吸湿する一方、加湿通路
の加熱された空気に加湿する加湿装置において、上記加
湿通路が、上記加湿ロータの近傍において、上記吸湿通
路に外気部を介して隣接していることを特徴としてい
る。
通路が、上記加湿ロータの近傍において、上記吸湿通路
に外気部を介して隣接しているので、加湿通路と外気部
との間の圧力差は、加湿通路と吸湿通路との間の圧力差
よりも小さくできる。したがって、加湿通路への乾燥空
気の侵入を少なくすることができる。したがって、加湿
効率を向上できる。
記載の加湿装置において、上記加湿ファンは、加湿ロー
タを介して加湿通路の通路部に対向する一方、外気部に
対向していないことを特徴としている。
ンは、加湿ロータを介して加湿通路の通路部に対向し、
外気部には少しも対向していない。したがって、外気部
から外気が加湿通路の通路部に流入しても、その通路部
を経ないで、加湿ロータを直接通過して、加湿ファンに
流入することがない。したがって、外気部から加湿ファ
ンに直接侵入する外気の量を減ずることができて、加湿
ロータに、ヒータで加熱された空気をより多く通過させ
て、加湿効率を向上できる。
態により詳細に説明する。
シング10内に円板状の加湿ロータ12を配置してい
る。この加湿ロータ12は、シリカゲル,ゼオライト,
アルミナ等の吸着材を例えばハニカム状または多孔多粒
状に成形してなり、軸12aの周りに図示しないモータ
によって回転するようになっている。また、上記ケーシ
ング10内を仕切り板11で仕切って、加湿ロータ12
の各部を経由する吸湿通路13と加湿通路15とを形成
している。
下流側かつ加湿ロータ12よりも下側に吸湿側ファンモ
ータ14を設けて、空気を矢印Aに示すように吸引して
流すようにしている。この吸湿側ファンモータ14は、
図示しないが、吸湿ファン(吸湿通路側のファンと言う
意味で吸湿ファンと言う。)とこの吸湿ファンを駆動す
るモータとを一体に構成してなる。上記加湿ロータ12
は、吸湿通路13を矢印A方向に流れる空気から吸湿す
る(水分を吸着する)。上記吸湿通路13において、加
湿ロータ12の上流側の点Sの圧力は約0mm水柱、加
湿ロータ12の下流側の点Mの負圧力は約−7mm水柱
である。
よりも下流側かつ加湿ロータ12よりも下側に加湿側フ
ァンモータ17を設けて、空気を矢印Bに示すように吸
引して流すようにしている。この加湿側ファンモータ1
7は、図示しないが、加湿ファン(加湿通路側のファン
と言う意味で加湿ファンと言う。)とこの加湿ファンを
駆動するモータとを一体に構成してなる。上記加湿通路
15の加湿ロータ12よりも上側の部分に加熱手段の一
例としてのヒータ16を設けて、このヒータ16で加熱
された100℃以上の空気が加湿ロータ12を通る際
に、加湿ロータ12によって加湿される(加湿ロータ1
2が水分を脱着する)ようにしている。上記加湿通路1
5を流れる空気は、ヒータ16よりも上流側の通路部1
5uと下流側の通路部15dとで加湿ロータ12を2回
通り、最初に通る上方への空気の流れBuが加湿ロータ
12から熱を回収し、この熱を回収した後さらにヒータ
16で100℃以上に加熱された2回目に通る下方への
空気の流れBdが加湿ロータ12から水分を吸収する。
すなわち、図2,3に示すように、加湿ロータ12は、
矢印Rに示す方向に回転して、吸湿通路13に面する部
分12Aと、下方への加湿通路15の通路部15dに面
する部分12Bdと、上方への加湿通路15の通路部1
5uに面する部分12Buとが順次移動していく。図3
に示すように、上記吸湿通路13の空気Aから加湿ロー
タ12が吸着した水分は、ヒータ16によって加熱され
た100℃以上の加湿通路15の下側への空気Bdによ
って脱着されて、この空気Bdは加湿される。
に示す加湿側ファンモータ17によって吸引されて、さ
らに、長い配管19の抵抗に打ち勝つように、配管19
の入口で50〜80mm水柱の正圧になるように圧送さ
れて、図示しない室内機から室内に供給される。この加
湿装置は、図示しない室外機上に設置されているから、
室内機と連結する配管19は相当に長くなっている。上
記加湿通路15において、加湿ロータ12の上流側の点
Lの負圧力は約−3mm水柱、加湿ロータ12の下流側
の点Nの負圧力は約−6mm水柱である。
脱着され、かつ、加熱空気によって加熱された加湿ロー
タ12の部分12Buに、加湿すべき上側への空気Bu
を通して、この空気Buを上記加熱された部分12Bu
によって予熱するようにしている。また、この予熱は、
見方を変えると、上記加湿ロータ12の部分12Buを
吸湿通路13に面する前に空気Buによって冷却するこ
とになるから、加湿ロータ12は吸湿通路13において
充分に吸湿できる。
れとは対向流であるから、空気Buの流れの熱勾配と加
湿ロータ12の厚さ方向の熱勾配との向きが同じになっ
て、空気Buの流れは加湿ロータ12から効率よく熱を
回収できる。
ンモータ17のモータのケースの底部に穴21を設け
て、このケースの中で結露した水滴をその穴21より排
出するようにしている。したがって、上記モータが故障
することがない。また、水による異音の発生、部品の劣
化がなくなる。さらに、上記ケースの穴21の近傍に防
護カバー22を設けて、上記穴21から水蒸気が噴き出
しても、上記防護カバー22に遮られて他の部品に水蒸
気がかからないようにしている。
隔壁である。
12の吸湿通路13中にある部分は、吸湿通路13の空
気から水分を吸着し、この水分を吸着した加湿ロータ1
2の部分は、加湿通路15の下方への通路部15d中に
おいて、ヒータ16で100℃以上に加熱された空気B
dによって水分が脱着される(空気Bdは水分を吸収す
る)。このようにして、加湿ロータ12から水分を吸収
し、つまり、吸湿した空気Bdは、加湿側ファンモータ
17によって、室内機への長い配管19の抵抗に打ち勝
つように、配管19の入口で50〜80mmの正圧にな
るようにして吹き出される。
によって加熱された加湿ロータ12の部分は、加湿通路
15の上方への通路部15u中にあるとき、その通路部
15uを流れる加湿すべき空気Buを予熱する。この予
熱された空気Buはヒータ16で加熱されて、下方への
空気の流れBdとなって、加湿ロータ12に供給され
て、加湿される。このように、加熱された加湿ロータ1
2の熱を利用して、空気Buを予熱するので、ヒータ1
6の負荷を小さくして、ヒータ16を小型化でき、か
つ、省エネルギーを達成できる。
ファンモータ19は、いずれも、加湿ロータ12に対し
て下流側に位置して空気を吸引するので、加湿ロータ1
2の近傍においては空気の圧力は負圧または約零圧にな
っている。すなわち、上記吸湿通路13において、加湿
ロータ12の下側の点Sの圧力は約0mm水柱で、加湿
ロータ12の上側の点Mの圧力は−7mm水柱である。
また、上記加湿通路15において、加湿ロータ12の上
側の点Lの圧力は−3mm水柱で、加湿ロータ12の下
側の点Nの圧力は−6mm水柱である。したがって、上
記加湿ロータ12の上側において点Lと点Mとの間の圧
力差は、−3mm水柱−(−7mm水柱)=4mm水柱
となって、僅かである。したがって、点Lと点Mとの間
を通って、加湿通路15から吸湿通路13への空気の漏
れは少ない。また、上記加湿ロータ12の下側において
点Sと点Nとの間の圧力差は、0mm水柱−(−6mm
水柱)=6mm水柱となって、僅かである。したがっ
て、点Sと点Nとの間を通って、吸湿通路13から加湿
通路15への空気の漏れは少ない。このように、吸湿通
路13と加湿通路15との間の空気の漏れが少ないの
で、加湿効率(加湿量/入力)が大きく向上する。特
に、この漏れが少ないことと、加湿ロータ12が加湿す
べき空気を予熱することとが相俟って、加湿効率が極め
て大きく向上する。
モータ14と加湿側ファンモータ17とを加湿ロータ1
2に対して同じ側である下側に配置しているので、加湿
装置全体の加湿ロータ12の軸方向の寸法を小さくでき
る。図5に示す従来例のように、加湿ロータ2の一方の
側に吸湿通路3のファン6を配置し、加湿ロータ2の他
方の側に加湿通路5のファン7を配置すると、加湿ロー
タ2の両側にファン6と7があることになって、装置全
体の寸法が大きくなるのである。
実施の形態は、ケーシング50の壁51,52によって
外気に通じる外気部55を形成して、加湿ロータ12の
上側において吸湿通路13と加湿通路15とが直接連通
しないで、外気部55を介して連通するようにした点の
みが、図1に示す実施の形態と異なる。したがって、図
1の実施の形態の構成部と同一構成部は、同一参照番号
を付して説明を省略し、異なる構成部についてのみ以下
に説明する。
ータ12の上側の点Mの圧力は−7mm水柱である。ま
た、加湿通路15において、加湿ロータ12の上側の点
Lの圧力は−3mm水柱である。また、上記外気部55
の点Qの圧力は勿論0mm水柱である。したがって、上
記加湿ロータ12の上側において点Qと点Lとの間の圧
力差は、0mm水柱−(−3mm水柱)=3mm水柱と
なって、図1の実施の形態の4mm水柱よりも小さい。
このように、外気部55の点Qと加湿通路15の点Lと
の間の圧力差が3mm水柱と小さいから、外気部55か
ら加湿通路15に侵入する空気の量は僅かである。しか
も、上記外気部55の圧力が加湿通路15の加湿ロータ
12近傍の圧力よりも高いから、加湿通路15から加熱
された空気が漏れることがない。したがって、加湿効率
が大きく向上する。特に、この漏れが少ないことと、加
湿ロータ12が加湿すべき空気を予熱することとが相俟
って、加湿効率が極めて大きく向上する。また、加湿
側、吸湿側共に相手の圧力変動に左右されることがない
ため、各通路内で一定の流れを保つことができ、性能が
安定する。
の形態とは加湿側ファンモータ57の配置が異なり、他
の点は図4の実施の形態と同一である。したがって、図
4の実施の形態と同一構成部は同一参照番号を付して説
明を省略し、異なる構成部のみを以下に説明する。
モータ57は、加湿ロータ12を介して加湿通路15の
上側の通路部15dに対向し、外気部55には少しも対
向していない。したがって、外気部55の点Qから流入
する外気は、加湿ロータ12の上側の加湿通路15の通
路部15dに流入しても、その通路部15dを経ない
で、加湿ロータ12を直接通過して、加湿ファンモータ
57に直接流入することがない。したがって、外気部5
5から侵入する空気の量を減ずることができて、加湿ロ
ータ12に、ヒータ16で加熱された空気をより多く通
過させて、加湿効率を向上できる。
タ16を用いたが、このヒータ16に代えて室外機の圧
縮機の排熱やマイクロウェーブ等のような別の加熱手段
を利用するようにしてもよい。
を空気調和機の室外機上に設けて、室内機から加湿空気
を吹き出すようにしているが、この加湿装置は単独でも
使用できるのは勿論である。
タが一体となったファンモータ14,17を用いたが、
別体のファンとモータとを用いてもよい。
モータ17と吸湿側モータファンモータ14とを、夫々
加湿側ロータ12よりも下流側の加湿通路15と吸湿通
路13に設けた例について述べたが、加湿側ファンモー
タと吸湿側ファンモータを加湿ロータの上流側に設けた
場合でも、外気部を設けると、加湿側、吸湿側共に相手
側の圧力変動に左右されないようにできて、各通路内で
一定の流れを保つことができ、性能を安定させることが
できる。また、加湿側ファンモータと吸湿側ファンモー
タとを加湿ロータの上流側かつ片側に設けても、加湿装
置を小型化できる。
明によれば、吸湿ファンと加湿ファンとを加湿ロータの
下流側に設けて、加湿ロータの端面近傍においては加湿
通路も吸湿通路も負圧にしているので、加湿ロータの端
面近傍において加湿通路の空気と吸湿通路の空気との
間、または、加湿通路の空気と外気との間の圧力差が小
さくて、加湿通路の空気の漏れあるいは加湿通路への外
気の侵入を少なくでき、したがって、加湿効率を向上で
きる。
が、加湿ロータの近傍において、吸湿通路に外気部を介
して隣接しているので、加湿通路と外気部との間の圧力
差を、加湿通路と吸湿通路との間の圧力差よりも小さく
でき、したがって、加湿通路への外気の侵入を少なくす
ることができる。また、加湿側、吸湿側共に相手の圧力
変動に左右されることが無いため、各通路内で一定の流
れを保つことができ、性能が安定する。
通路との間の空気の漏れが少ない上に、吸湿ファンと加
湿ファンとが加湿ロータの同一片側に配置されているの
で、加湿効率が高い上に、小型コンパクトな加湿装置を
提供できる。
ータの上側に配置しているので、加湿ロータ等に結露が
生じてもヒータが漏電することがない。
湿ロータの近傍において、吸湿通路に外気部を介して隣
接しているので、加湿通路と外気部との間の圧力差を、
加湿通路と吸湿通路との間の圧力差よりも小さくでき、
したがって、加湿通路からの空気の漏れあるいは加湿通
路への外気の侵入を少なくして、加湿効率を向上でき
る。また、加湿側、吸湿側共に相手の圧力変動に左右さ
れることが無いため、各通路内で一定の流れを保つこと
ができ、性能が安定する。
は、加湿ロータを介して加湿通路の通路部に対向する一
方、外気部に対向していないので、外気部から外気が加
湿ロータを直接通過して、加湿ファンに流入することが
ない。したがって、外気部から加湿ファンに侵入する空
気の量を減ずることができて、加湿ロータに、ヒータで
加熱された空気をより多く通過させて、加湿効率を向上
できる。
ある。
である。
る。
側ファンモータ 21 穴 22 防護カバー
Claims (5)
- 【請求項1】 加湿ロータ(12)と、この加湿ロータ
(12)を経由する吸湿通路(13)と、この吸湿通路
(13)に設けた吸湿ファンと、上記加湿ロータ(1
2)を経由する加湿通路(15)と、この加湿通路(1
5)に設けた加湿ファンと、上記加湿通路(15)の空
気を加熱する加熱手段(16)とを備えて、上記加湿ロ
ータ(12)が、吸湿通路(13)の空気から吸湿する
一方、加湿通路(15)の加熱された空気に加湿する加
湿装置において、 上記吸湿ファンを、上記加湿ロータ(12)よりも下流
側の吸湿通路(13)に設け、 上記加湿ファンを、上記加湿ロータ(12)よりも下流
側の加湿通路(15)に設け、 上記加湿通路(15)が、上記加湿ロータ(12)の近
傍において、上記吸湿通路(13)に外気部(55)を
介して隣接している ことを特徴とする加湿装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の加湿装置において、 上記吸湿ファンと加湿ファンとを上記加湿ロータ(1
2)の同一片側に配置していることを特徴とする加湿装
置。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の加湿装置にお
いて、上記加湿ロータ(12)よりも上側の加湿通路
(15)に上記加熱手段としてのヒータ(16)を設
け、上記加湿ファンは加湿ロータ(12)よりも下側に
設けたことを特徴とする加湿装置。 - 【請求項4】 加湿ロータ(12)と、この加湿ロータ
(12)を経由する吸湿通路(13)と、この吸湿通路
(13)に設けた吸湿ファンと、上記加湿ロータ(1
2)を経由する加湿通路(15)と、この加湿通路(1
5)に設けた加湿ファンと、上記加湿通路(15)の空
気を加熱する加熱手段(16)とを備えて、上記加湿ロ
ータ(12)が、吸湿通路(13)の空気から吸湿する
一方、加湿通路(15)の加熱された空気に加湿する加
湿装置において、 上記加湿通路(15)が、上記加湿ロータ(12)の近
傍において、上記吸湿通路(13)に外気部(55)を
介して隣接していることを特徴とする加湿装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載の加湿装置において、上
記加湿ファンは、加湿ロータ(12)を介して加湿通路
(15)の通路部(15d)に対向する一方、外気部
(55)に対向していないことを特徴とする加湿装置。
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