JP3541773B2 - 加湿装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は加湿装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、加湿装置としては、ケーシングと、上記ケーシング内に回転自在に配置された円板形状の加湿ロータと、加湿ロータを順回転させるモータと、加湿ロータを経由する吸湿通路,加湿通路および採熱通路と、採熱通路と加湿通路との間に設けられた加熱手段とを備え、加湿運転時に加湿ロータの各部分が順次、吸湿通路,加湿通路,採熱通路に面するように加湿ロータを順回転させて、加湿ロータから取り出した水分を含む空気を連絡ホースに排出するようにしたものがある。
【0003】
上記構成の加湿装置は、一定時間、加湿運転を行った後、連絡ホース中に結露して溜まった水分を除去するため、乾燥運転を行う。
【0004】
加湿運転時には、加湿ロータがゆっくりと回転しながら、吸湿通路を流れる空気は、吸湿通路に面する加湿ロータの領域を通過して、その領域に空気の水分が吸収される。そうして、空気の水分が吸収された領域は、加湿ロータの回転に伴って、徐々に加湿通路に面する。一方、採熱通路を流れる空気は、採熱通路に面する加湿ロータの領域を通過して予熱された後、加熱手段で加熱される。そして、上記加熱手段で加熱された空気は、加湿通路を流れる空気となって、加湿通路に面する加湿ロータの領域を通過し、その加湿通路に面する加湿ロータの領域から空気に水分が放出される。
【0005】
一方、乾燥運転時には、加湿ロータの回転を停止した状態で、採熱通路を流れる空気は、採熱通路に面する加湿ロータの領域を通過した後、加熱手段で加熱される。そして、加熱手段で加熱された空気が、加湿通路を流れる空気となって、加湿通路に面する加湿ロータの加湿領域を介して連絡ホースに流れ込むことより、加湿運転時に連絡ホース内に滞留した結露水が蒸発する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成の加湿装置によれば、乾燥運転開始時、加湿通路に面する加湿ロータの領域は水分を多く含んだ状態であるため、その水分を多く含んだ領域を介した空気では、連絡ホースの結露水を十分に蒸発させることができない。つまり、その領域が乾燥するまでの間は、連絡ホース内を乾燥させるための十分な乾燥運転を行うことができない。その結果、上記乾燥運転の開始と同時に十分な乾燥運転が行われず、加湿通路に面する加湿ロータの領域の乾燥時間分、余計に乾燥運転を行う必要が生じて、乾燥運転の時間が長くなってしまう。したがって、上記乾燥運転の長時間化に伴って加湿運転の時間が短くなり、時間当たりの平均加湿量が減少してしまうという問題がある。
【0007】
そこで、本発明の目的は、乾燥運転の時間を短く、かつ、加湿運転の時間を長くして、時間当たりの平均加湿量を向上させることができる加湿装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明の加湿装置は、ケーシングと、このケーシング内に回転自在に配置された加湿ロータと、この加湿ロータを経由する吸湿通路,加湿通路および採熱通路と、この採熱通路上記加湿通路との間に設けられた加熱手段とを備え、加湿運転時に上記加湿ロータの各部分が順次、上記吸湿通路,上記加湿通路,上記採熱通路に面するように上記加湿ロータを順回転させる加湿装置において、乾燥運転時に、加湿運転終了時に上記採熱通路に面する上記加湿ロータの領域の少なくとも一部を上記加湿通路に面するように、加湿ロータを回転させること特徴としている。
【0009】
上記請求項1の発明の加湿装置によれば、上記加湿運転終了時、加熱手段で加熱された空気が通って乾燥した加湿ロータの領域が採熱通路に面している。そして、上記乾燥運転時に、加湿運転終了時に採熱通路に面する乾燥した加湿ロータの領域の少なくとも一部を加湿通路に面するように、加湿ロータを回転させる。そして、上記加湿通路に面した直後に、採熱通路に隣接する吸湿通路に面して未だ十分に水分を吸っていない部分が採熱通路に面する。その結果、上記採熱通路および加湿通路に面する加湿ロータの領域の含水率が低く、かつ、温度が高い。したがって、空気は採熱通路を通って予熱され、さらに加熱手段で加熱され、加湿通路に面する乾燥して温度の高い加湿ロータの領域を通ることにより乾燥空気となって例えば連絡ホースに排出される。したがって、上記乾燥運転を行う時間が短く、かつ、加湿運転の時間が長くなり、時間当たりの平均加湿量を向上させることができる。
【0010】
また、請求項2の発明の加湿装置は、請求項1の加湿装置において、乾燥運転時に、加湿運転終了時に上記採熱通路に面する上記加湿ロータの領域の少なくとも一部を上記加湿通路に面するように、加湿ロータを逆回転させることを特徴としている。
【0011】
上記請求項2の発明の加湿装置によれば、加湿運転終了時に採熱通路に面する加湿ロータの領域の少なくとも一部を加湿通路に面するように、加湿ロータを逆回転させるので、迅速に、加湿ロータの採熱通路に面していた領域を加湿通路に面させることができる。
【0012】
また、請求項3の発明の加湿装置は、ケーシングと、このケーシング内に回転自在に配置された加湿ロータと、この加湿ロータを経由する吸湿通路,採熱通路および加湿通路と、上記採熱通路と上記加湿通路との間に設けられた加熱手段とを備えた加湿装置において、加湿運転終了時に上記採熱通路に面する上記加湿ロータの領域のみを通過した後、上記加熱手段で加熱された空気を排出する乾燥運転を行うことを特徴としている。
【0013】
上記請求項3の発明の加湿装置によれば、上記加湿運転終了時、加熱手段で加熱された空気で加熱され、かつ、乾燥した加湿ロータの領域が採熱通路に面している。したがって、上記採熱通路に面する乾燥した加湿ロータの領域のみを通過して予熱された空気を加熱手段で加熱した後、加湿ロータの他の領域を通過させないので、加熱のためのエネルギーが効率よく、かつ、効果的に乾燥空気が得られる。したがって、乾燥運転開始と同時に、より十分な乾燥運転を行える空気が連絡ホースに流れ込むので、乾燥運転を行う時間がより短くなる。その結果、上記加湿運転の時間が乾燥運転時間の短縮分長くなり、時間当たりの平均加湿量をより向上させることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の加湿装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0015】
図1は本発明の実施の一形態の加湿装置の概略構成図であり、図2は上記加湿装置の加湿ロータの各部を流れる空気の流れを模式的に示した図である。
【0016】
上記加湿装置は、図1に示すように、ケーシング1と、ケーシング1内に回転自在に配置された加湿ロータ2と、加湿ロータ2を順回転および逆回転させるモータ(図示せず)と、加湿ロータ2を経由する吸湿通路3,加湿通路5dおよび採熱通路5uと、採熱通路5uと加湿通路5dとの間に設けられた加熱手段としてのヒータ6とを備えている。上記加湿ロータ2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形成して成る。また、上記ケーシング1内を仕切り部材11,12,13で仕切って、加湿ロータ2の各部を経由する吸湿通路3,加湿通路5dおよび採熱通路5uを形成している。なお、上記ヒータ6は、加湿ロータ2よりも上側の部分に位置する。
【0017】
上記吸湿通路3を流れる空気は、矢印A方向に示すように、吸湿通路3に面する加湿ロータ2の領域を通過して、その領域に空気の水分が吸収される。この矢印A方向に流れる空気の下流側かつ加湿ロータ2の下側には、吸湿側ファンモータ14を設けている。
【0018】
一方、上記採熱通路5uおよび加湿通路5dを流れる空気は、矢印B方向に示すように、採熱通路5uに面する加湿ロータ2の領域を通過した後、ヒータ6で加熱されて、加湿通路5dに面する加湿ロータ2の領域を介して連絡ホース7に流れる。より詳しくは、加湿運転時において、採熱通路5uを流れる上方への空気の流れBuが、加湿ロータ2から熱を回収し、この熱を回収した後さらにヒータ6で100℃以上に加熱され、加湿通路5dを流れる下方への空気の流れBdが加湿ロータ2から水分を吸収する。
【0019】
すなわち、図2に示すように、上記加湿ロータ2の各部は、矢印Rに示す方向に回転して、吸湿通路3,加湿通路5dおよび採熱通路5uに順次位置する。そうすることによって、上記加湿ロータ2において、吸湿通路3に面する加湿ロータ2の領域2Aと、下方への加湿通路5dに面する加湿ロータ2の領域2Bdと、上方への採熱通路5uに面する加湿ロータ2の領域2Buとが順次移動していく。そして、上記吸湿通路3の空気Aから加湿ロータ2が吸着した水分は、ヒータ6によって加熱された100℃以上の加湿通路5d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。
【0020】
上記構成の加湿装置によれば、加湿運転と乾燥運転とを交互に繰り返し、加湿運転または乾燥運転を行うための空気を連絡ホース7に供給する。上記加湿運転時には、図3(a)に示すように、加湿ロータ2が矢印R方向に順回転している。そして、上記加湿運転を終了させた直後に、図3(b)に示すように、加湿ロータ2を矢印L方向にX°分だけ逆回転させることにより、加湿運転終了時に採熱通路5uに面する加湿ロータ2の領域2Buの少なくとも一部を、加湿通路5dに位置させた後、乾燥運転を開始する。このような加湿ロータ2の回転制御を図4のフローチャートに従ってより詳しく説明する。
【0021】
まず、図4に示すように、処理をスタートさせ、ステップS41で加湿運転を停止させる。
【0022】
次に、ステップS42で加湿ロータ2の回転を逆回転(図3(b)中の矢印L方向の回転)させる。そして、ステップS43で、加湿ロータ2がX°回転したか否かを判定する。上記ステップS43で、加湿ロータ2がX°回転したと判定すると、ステップS44に進む一方、加湿ロータ2がX°回転していないと判定すると、ステップS43に戻り、加湿ロータ2がX°回転するまでステップS43を繰り返す。そして、ステップS44で、加湿ロータ2の回転を停止させる。
【0023】
次に、ステップS45で乾燥運転を開始させて、採熱通路5uおよび加湿通路5dを通過した空気を連絡ホース7に吹き込んで、加湿運転時に連絡ホース7内に滞留した結露水を蒸発させて、ステップS46で乾燥運転を終了させる。
【0024】
次に、ステップS47で加湿運転を開始させた後、ステップS48で加湿ロータ2を通常回転(図3(a)の矢印R方向の順回転)させて、再びステップS41に戻る。
【0025】
図5は、上記実施の形態の加湿装置の乾燥運転の時間と、従来の加湿装置の乾燥運転の時間との試験結果を示すグラフである。この試験では、従来の加湿装置として、加湿運転終了と同時または直後に、加湿ロータが逆回転しないものを用い、また、連絡ホース7の出口の相対湿度(図5ではホース出口相対湿度と記す)に基づいて、加湿運転と乾燥運転との切り換えを行っている。
【0026】
このとき、上記連絡ホース7の出口の相対湿度が例えば約25%ぐらいになると乾燥運転を終了させるとした場合、図5に示すように、従来に比べて本実施の形態の方が大幅に乾燥時間を短縮できることが分った。これは、上記加湿運転終了直後に、モータが加湿ロータ2をX°分回転することによって、加湿運転終了時に採熱通路5uに面する乾燥した加湿ロータ2の領域2Buの少なくとも一部が加湿通路5dに面すると共に、採熱通路5uに隣接する吸湿通路3に面して未だ十分に水分を吸っていない部分が採熱通路5uに面する。その結果、上記採熱通路5uおよび加湿通路5dに面する加湿ロータ2の領域の含水率が低く、かつ、温度が高い。したがって、矢印B方向に流れる空気は採熱通路5uを通って予熱され、さらにヒータ6で加熱され、加湿通路5dに面する乾燥して温度の高い加湿ロータ2の領域を通って乾燥空気となって連絡ホース7に排出される。したがって、上記乾燥運転を行う時間が短く、かつ、加湿運転の時間が長くなり、時間当たりの平均加湿量を向上させることができる。
【0027】
また、加湿運転終了時に採熱通路5uに面する加湿ロータ2の領域2Buの少なくとも一部が加湿通路5dに面するように、加湿ロータ2を逆回転させるので、加湿ロータ2の採熱通路5uに面していた領域2Buを迅速に加湿通路5dに面させることができる。
【0028】
上記実施の形態では、上記加湿運転を終了させた直後に加湿ロータ2を逆回転させたが、加湿運転の終了と同時に加湿ロータ2を逆回転させてもよい。
【0029】
また、上記実施の形態では、乾燥運転時に、加湿運転終了時に採熱通路5uに面する加湿ロータ2の領域2Buの少なくとも一部を加湿通路5dに面するように逆回転させたが、加湿運転終了時に採熱通路5uに面する加湿ロータ2の領域2Buの少なくとも一部を加湿通路5dに面するように順回転させてもよい。この場合の加湿ロータ2の回転制御を、図6のフローチャートに従って説明する。
【0030】
まず、図6に示すように、処理をスタートさせ、ステップS61で加湿運転を停止する。
【0031】
次に、ステップS62で、通常回転数βrpmで順回転(図6では通常回転と記す)している加湿ロータ2の回転速度を上げるため、順回転のまま加湿ロータ2の回転数をα(α>β)rpmにする。そして、ステップS63で、加湿ロータ2が順回転方向にY°分回転したか否かを判定する。上記ステップS63で、加湿ロータ2のY°回転が終了した判定されればステップS64に進む一方、加湿ロータ2がY°回転していないと判定されると、ステップS63に戻り、加湿ロータ2がY°回転するまでステップS63を繰り返す。そして、ステップS65で、加湿ロータ2の回転を停止させる。ここで、Y°とは、上記加湿運転終了時に採熱通路5uに面する加湿ロータ2の領域2Buの少なくとも一部を、加湿通路5dに位置させるための加湿ロータ2の回転角度である。
【0032】
次に、ステップS66で乾燥運転を開始させ、採熱通路5uおよび加湿通路5dを通過した空気を連絡ホース7に吹き込んで、加湿運転時に連絡ホース7内に滞留した結露水を蒸発させた後、ステップS67で乾燥運転を停止させる。
【0033】
次に、ステップS67で、加湿ロータ2の回転数を通常回転数βrpmに設定する。そして、ステップS68で加湿運転を開始し、ステップS69で加湿ロータ2を順回転させて、再びステップS61に戻る。
【0034】
このような図6のフローチャートの処理を行うことによっても、採熱通路5uおよび加湿通路5dに面する加湿ロータ2の領域の含水率が低く、かつ、温度が高い。したがって、矢印B方向に流れる空気は採熱通路5uを通って予熱され、さらにヒータ6で加熱され、加湿通路5dに面する乾燥して温度の高い加湿ロータ2の領域を通って乾燥空気となって連絡ホース7に排出される。したがって、上記乾燥運転を行う時間が短く、かつ、加湿運転の時間が長くなり、時間当たりの平均加湿量を向上させることができる。
【0035】
図7は本発明の他の実施の形態の加湿装置の概略構成図であり、図1,2と同一部材については同一番号を付して説明を省略する。この加湿装置は、図7に示すように、加湿通路5dの上側の部分にダンパ101を設けている。このダンパ101は、回動軸102を中心に回動して、バイパス通路103の入口の開閉を行う。上記バイパス通路101は、加湿ロータ2を迂回するように設けられている。
【0036】
上記構成の加湿装置によれば、加湿運転時、ダンパ101によりバイパス通路103の入口が閉じた状態であるため、空気は、矢印B方向に示すように、採熱通路5uに面する加湿ロータ2の領域を通過した後、ヒータ6で加熱されて、加湿通路5dに面する加湿ロータ2の領域を介して連絡ホース7に流れる。そして、加湿運転が終了すると、加湿ロータ2の回転が停止し、ヒータ6で加熱された空気で乾燥した加湿ロータ2の領域2Buが採熱通路2uに位置する。そして、上記ダンパ101が紙面手前側に回動してバイパス通路101の入口を開いて、乾燥運転が開始する。そうすると、乾燥運転時、空気は、採熱通路5uに面する加湿ロータ2の領域を通過した後、ヒータ6で加熱されて、加湿通路2dに面する加湿ロータ2の領域2Bdの領域を通過せず、バイパス通路103を通過して連絡ホース7に流れ込む。
【0037】
このように、加湿運転終了時、ヒータ6で加熱された空気で加熱され、かつ、乾燥した加湿ロータ2の領域2Buが採熱通路5uに面している。したがって、上記採熱通路5uに面する乾燥した加湿ロータ2の領域2Buのみを通過して予熱された空気をヒータ6で加熱した後、加湿ロータ2の他の領域を通過させないので、加熱のためのエネルギーが効率よく、かつ、効果的に乾燥空気が得られる。したがって、乾燥運転開始と同時に、より十分な乾燥運転を行える空気が連絡ホース7に流れ込むので、乾燥運転を行う時間がより短くなる。その結果、上記加湿運転の時間が乾燥運転時間の短縮分長くなり、時間当たりの平均加湿量をより向上させることができる。
【0038】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項1の発明の加湿装置は、乾燥運転時に、加湿運転終了時に採熱通路に面する乾燥した加湿ロータの領域の少なくとも一部を加湿通路に面するように回転させるので、採熱通路に隣接する吸湿通路に面して未だ十分に水分を吸っていない部分が採熱通路に面して、採熱通路および加湿通路に面する加湿ロータの領域の含水率が低く、かつ、温度が高くなり、時間当たりの平均加湿量を向上させることができる。
【0039】
請求項2の発明の加湿装置は、加湿運転終了時に採熱通路に面する加湿ロータの領域の少なくとも一部を加湿通路に面するように、加湿ロータを逆回転させるので、加湿ロータの採熱通路に面していた領域を迅速に加湿通路に面させることができる。
【0040】
請求項3の発明の加湿装置は、採熱通路に面する乾燥した加湿ロータの領域のみを通過して予熱された空気を加熱手段で加熱した後、加湿ロータの他の領域を通過させないので、加熱のためのエネルギーが効率よく、かつ、効果的に乾燥空気が得られて、乾燥運転の時間が短くなる。したがって、加湿運転の時間が乾燥運転時間の短縮分長くなり、時間当たりの平均加湿量をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施の一形態の加湿装置の概略構成図である。
【図2】図2は上記加湿装置の加湿ロータの各部を流れる空気の流れを模式的に示した図である。
【図3】図3(a),(b)は上記加湿装置の要部の概略図である。
【図4】図4は上記加湿ロータの回転制御を説明するためのフローチャートである。
【図5】図5は上記加湿装置の乾燥運転の時間と、従来の加湿装置の乾燥運転の時間との試験結果のグラフである。
【図6】図6は上記加湿ロータの他の回転制御を説明するためのフローチャートである。
【図7】図7は本発明の他の実施の形態の加湿装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1 ケーシング
2 加湿ロータ
2Bu 加湿運転終了時に採熱通路に面する加湿ロータの領域
2Bd 加湿運転終了時に加湿通路に面する加湿ロータの領域
5u 採熱通路
5d 加湿通路
101 ダンパ
103 バイパス通路
Claims (3)
- ケーシング(1)と、このケーシング(1)内に回転自在に配置された加湿ロータ(2)と、この加湿ロータ(2)を経由する吸湿通路(3),加湿通路(5d)および採熱通路(5u)と、この採熱通路(5u)と上記加湿通路(5d)との間に設けられた加熱手段(6)とを備え、加湿運転時に上記加湿ロータ(2)の各部分が順次、上記吸湿通路(3),上記加湿通路(5d),上記採熱通路(5u)に面するように上記加湿ロータ(2)を順回転させる加湿装置において、
乾燥運転時に、加湿運転終了時に上記採熱通路(5u)に面する上記加湿ロータ(2)の領域(2Bu)の少なくとも一部を上記加湿通路(5d)に面するように、加湿ロータ(2)を回転させることを特徴とする加湿装置。 - 請求項1に記載の加湿装置において、
乾燥運転時に、加湿運転終了時に上記採熱通路(5u)に面する上記加湿ロータ(2)の領域(2Bu)の少なくとも一部を上記加湿通路(5d)に面するように、加湿ロータ(2)を逆回転させることを特徴とする加湿装置。 - ケーシング(1)と、このケーシング(1)内に回転自在に配置された加湿ロータ(2)と、この加湿ロータ(2)を経由する吸湿通路(3), 加湿通路(5d)および採熱通路(5u)と、この採熱通路(5u)と上記加湿通路(5d)との間に設けられた加熱手段(6)とを備えた加湿装置において、
加湿運転終了時に上記採熱通路(5u)に面する上記加湿ロータ(2)の領域(2Bu)のみを通過した後、上記加熱手段(6)で加熱された空気を排出する乾燥運転を行うことを特徴とする加湿装置。
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