JP3804868B1 - 除湿機能付浴室乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】 除湿機能を付加しつつ、低投入電力量で効率的に浴室を乾燥することが可能な除湿機能付浴室乾燥機を提供することを目的とする。
【解決手段】 空気中の水分を吸着する除湿ロータと、前記除湿ロータの上流側に位置する再生ヒータと、浴室内の空気を吸引し、前記除湿ロータを介して前記浴室内に戻す循環ファンと、浴室内の空気を吸引し、前記除湿ロータを介して前記浴室外に排出する再生ファンと、前記除湿ロータと前記再生ヒータと前記循環ファンと前記再生ファンの運転を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記循環ファンを連続運転させながら、前記再生ファンと前記再生ヒータとを間欠運転させることを特徴とする除湿機能付浴室乾燥機を提供する。
【選択図】 図４

Description

本願発明は、除湿機能付浴室乾燥機に関し、より具体的には、浴室を換気したり暖房する機能に加えて、浴室内の湿度を下げる除湿機能も有する除湿機能付浴室乾燥機に関する。

一般家庭などにおいて、浴室に設置する浴室乾燥機が普及しつつある。浴室を暖房することにより、例えば冬場などの外気温が低い時でも温度の急激な変化を抑えて快適な入浴ができる。また、換気したり涼風を流すことにより、夏場でも心地よい入浴が可能となり、浴室のカビなども防げる。さらにまた、衣類を浴室内で乾燥させることにより、天候によらずいつでも洗濯ができる。

浴室内はもともと湿度が高い空間であることや、衣類の乾燥をさらに効率的に実施することを考慮すると、浴室乾燥機に除湿機能も付加することが望ましい。このような除湿機能を実現する手段として、例えば、ゼオライトやシリカゲルなどの吸着剤を用いて浴室内の水分を吸着させ、再生して浴室外に排出させる技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２）。
特開平７−１８０９５６号公報 特開平１１−４９９８号公報

吸着剤を利用した除湿機構においては、吸着剤を加熱再生するための再生ヒータが必要とされる。ランニングコスト抑制のためには、消費電力の大きい再生ヒータへの投入電力量を最小にして効率的に利用し、浴室内から浴室外への排水量を最大にすることが求められる。

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、除湿機能を付加しつつ、低投入電力量で効率的に浴室を乾燥することが可能な除湿機能付浴室乾燥機を提供することにある。

本発明の一態様によれば、
空気中の水分を吸着する除湿ロータと、
前記除湿ロータの上流側に位置する再生ヒータと、
前記除湿ロータを介して浴室内の空気を吸引し、前記浴室内に戻す循環ファンと、
前記除湿ロータを介して前記浴室内の空気を吸引し、前記浴室外に排出する再生ファンと、
前記除湿ロータと前記再生ヒータと前記循環ファンと前記再生ファンの運転を制御する制御部と、
前記浴室内の湿度を検出する湿度センサと、
を備え、
前記制御部は、前記湿度センサの検出湿度が第１の所定値よりも高いとき、前記除湿ロータと前記再生ヒータと前記循環ファンと前記再生ファンとがいずれも運転された状態とし、
前記湿度センサの検出湿度が前記第１の所定値よりも低い第２の所定値を下回ったとき、前記循環ファンと前記除湿ロータを運転させながら、前記再生ファンと前記再生ヒータを停止させることを特徴とする除湿機能付浴室乾燥機が提供される。

このように、循環ファンを連続運転させながら、再生ファン及び再生ヒータを同時に間欠運転させることにより、消費電力の大きい再生ファン及び再生ヒータへの供給電力量を必要十分の量に抑制し、効率的に浴室内を除湿することができる。再生ヒータ停止中に再生ファンを運転させると、除湿された浴室内の低湿度空気が浴室外へ排出されると共に、浴室外から多湿空気が流入するため、再生ヒータ停止中は同時に再生ファンも停止させたほうが好ましい。

尚、ここでいう「同時」とは、間欠運転における再生ファン及び再生ヒータの運転開始又は運転停止のタイミングが完全に一致することを必要とするものではなく、両者とも運転又は停止している時間があればよいことを意味する。例えば間欠運転において、再生ヒータの運転停止後、若干遅れて再生ファンが運転停止するよう制御してもよく、その場合には再生ファンで吸引された空気により、先に運転停止した再生ヒータが冷却されるため、再生ヒータ運転停止後の焼きつきが防止される等の効果も期待できる。

浴室内が高湿度で浴室内外の湿度差が大きい場合、運転初期に浴室内の空気を浴室外へ排出させる換気動作をおこなうことで、浴室内の湿度を迅速且つ効率的に浴室外と同程度まで低減させることができる。このとき、消費電力の大きい再生ヒータを運転させる必要は無いため、運転初期から再生ファン及び再生ヒータを運転させ、除湿ロータが吸着した水分を蒸発させ水蒸気として浴室外に排出させる除湿運転をおこなう場合と比較して、ランニングコストを抑制することが可能となる。

また、開状態において循環ファンにより吸引された浴室内の空気を浴室外に排出するダンパを備えることで、上記の換気動作を、循環ファンを運転させることによりおこなうことも可能である。

循環ファンあるいは再生ファンを運転させて浴室内の空気を排出する制御、並びに再生ファンと再生ヒータを間欠運転させる制御は、タイマー或いは湿度センサによる制御が好ましい。

タイマーによる制御の場合は、運転初期の換気動作を継続する時間や、再生ファンと再生ヒータの間欠運転時の運転時間と停止時間をタイマーにて計時して制御する。再生ファンと再生ヒータの間欠運転の運転回数は、再生ファンと再生ヒータの運転時間と停止時間、及び運転時間と停止時間を足した合計時間などから決定することができる。

湿度センサによる制御の場合では、まず運転初期に、湿度センサが検出した浴室内の湿度が所定値以上の場合に浴室内の空気を浴室外に排出する換気動作をおこなう。また換気動作後、再生ファンと再生ヒータの間欠運転に移行してからは、浴室内の湿度が所定範囲の下限に達した時に再生ファンと再生ヒータを停止させ、所定範囲の上限に達した時に再生ファンと再生ヒータを運転させるよう制御する。この場合においても、再生ファンと再生ヒータの間欠運転の運転回数は、前記再生ファンと再生ヒータの運転時間と停止時間、及び運転時間と停止時間を足した合計時間などから決定することができる。また、タイマー及び湿度センサ双方を組合せた制御をおこなってもよい。

本願発明によれば、除湿機能を付加しつつ、低投入電力量で効率的に浴室を乾燥することが可能な除湿機能付浴室乾燥機を提供することができ、産業上のメリットは多大である。

以下、図面を参照しつつ本願発明の実施の形態について説明する。図１乃至図３は、本願発明の実施の形態にかかる除湿機能付浴室乾燥機の全体構成を例示する概念図である。

本実施形態の除湿機能付浴室乾燥機１（以下、「浴室乾燥機１」と略す。）は、除湿ロータ１０と、この除湿ロータ１０をそれぞれ通過する循環風路１００と再生風路２００とを有する。循環風路１００には、除湿ロータ１０の下流側に設けられた循環ファン２０と、その下流に設けられた暖房ヒータ３０と、が設けられている。循環ファン２０は、浴室内の空気を除湿ロータ１０を介して吸引し、暖房ヒータ３０を介して浴室内に送出する。その風路は、矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにより表した如くである。暖房ヒータ３０を加熱することにより、浴室内を暖房することができる。また、循環ファン２０と暖房ヒータ３０との間にはダンパ７０が設けられている。図１はダンパ７０の全閉状態、図２は全開状態、図３は半開状態を示し、全開状態においては循環風路１００を遮断するよう構成されている。ダンパ７０を適宜開くことにより、矢印Ｅで表したように、循環ファン２０が吸引した浴室内の空気を、排気ダクト（図示せず）を介して浴室外に排出できる。すなわち、浴室内の換気が可能となる。また２４は、浴室内の空気の相対湿度を検出する湿度センサである。

一方、再生風路２００においては、除湿ロータ１０の上流側に再生ヒータ４０を、除湿ロータ１０の下流側に再生ファン５０を設けている。矢印Ｆ、Ｇ、Ｈで表したように、再生ファン５０で吸引することにより、再生ヒータ４０で加熱された空気が除湿ロータ１０を通過し、湿気を含んだ除湿ロータ１０から水分を蒸発させることで除湿ロータ１０の再生を可能としている。また、除湿ロータ１０はロータ回転用モータ６０により必要に応じて回転可能としている。

図４は、本実施形態の浴室乾燥機１を遠隔操作するリモコンの操作パネルを例示する模式図である。すなわち、本実施形態の浴室乾燥機１は、「換気」、「衣類乾燥」、「浴室除湿」、「暖房」、「涼風」などの運転モードを有し、使用者は各運転モードスイッチの投入により、運転モードを選択可能である。各運転モードスイッチの投入信号を受けた浴室乾燥機１の制御部（図示せず）は、湿度センサ２４が検出した浴室内の相対湿度などから、循環ファン２０、暖房ヒータ３０、再生ヒータ４０、再生ファン５０、ロータ回転用モータ６０の運転と、ダンパ７０の開閉を適宜指示し、各運転モードを実現する。以下、各運転モードにおける浴室乾燥機１の動作について説明する。

「換気」モードにおいては、図２に示すようにダンパ７０を開放して循環風路１００を遮断する。この状態で循環ファン２０を運転させることにより、浴室内の空気は、矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅの経路と図示しない排気ダクトを経て浴室外に排出される。浴室内には、例えば、窓やドアに設けられた換気スリットなどから新鮮な外気が導入され、換気される。この時、再生ヒータ４０、再生ファン５０及びロータ回転用モータ６０は運転させない。

「衣類乾燥」モードにおいては、図３に示すようにダンパ７０を半開状態とする。そして、循環ファン２０及び暖房ヒータ３０を運転させる。この時も、再生ヒータ４０、再生ファン５０及びロータ回転用モータ６０は運転させない。
つまり、吸引した浴室内の空気の一部を循環風路１００を経て浴室内へ戻し、浴室内の空気を加熱するとともに、一部を浴室外に排出する。すなわち、浴室内空気を加熱することにより、衣類が含んでいる水分を蒸発させ、発生した水蒸気を浴室外に排出して浴室内の湿度上昇を抑制することで、衣類を効率的に乾燥させることができる。

「暖房」モードにおいては、図１に示すように、ダンパ７０を全閉状態とする。そして、循環ファン２０及び暖房ヒータ３０を運転させる。この時も、再生ヒータ４０、再生ファン５０及びロータ回転用モータ６０は運転させない。すなわち、浴室内に温風を循環させることにより暖房する。

「涼風」モードにおいては、図３に示すように、ダンパ７０を半開状態とする。そして、循環ファン２０のみを運転させる。この時、暖房ヒータ３０、再生ヒータ４０、再生ファン５０、ロータ回転用モータ６０は運転させない。すなわち、浴室内空気の一部を浴室外に排出しつつ、浴室内に涼風を循環させる。

以上述べたように、「乾燥」、「衣類乾燥」、「暖房」、「涼風」の各モードにおいては、再生ヒータ４０、再生ファン５０及びロータ回転用モータ６０を運転させることはない。

一方、「浴室除湿」モードにおいては、図５に示すシーケンス図のように、循環ファン２０を連続運転させつつ、再生ヒータ４０、再生ファン５０、ロータ回転用モータ６０を間欠運転させる。以下、入浴後など、高湿度となった浴室内を想定し、「浴室除湿」モードについて説明する。

使用者により「浴室除湿」モードが選択されると、まず循環ファン２０が運転を開始するとともに、湿度センサ２４により、吸引した浴室内空気の相対湿度を検出する。検出した相対湿度が所定値H２を超えていると制御部が判断した場合、所定時間ダンパ７０が全開状態となり、浴室内の空気が浴室外に排出される。この時、暖房ヒータ３０、再生ヒータ４０、再生ファン５０、ロータ回転用モータ６０は運転していない。すなわち、上述した「換気」モードにおける状態と同様である。

このように運転初期に換気をおこなう態様としたのは、入浴後など、浴室内が高湿度の状態では、換気のみでも浴室内空気の湿度を外気と同程度まで低下させることが可能だからである。したがって運転初期から除湿ロータ１０による除湿をおこなうことなく湿度の低減させることが可能となり、結果として投入電力量を抑制することができる。

ここではダンパ７０を全開とし、循環ファン２０を運転させることで換気をおこなっているが、その他、再生ファン５０の運転による換気をおこなうようにしてもよい。

所定時間の換気が終了した後、循環ファン２０は運転を継続したままダンパ７０が全閉され、浴室内の空気は循環を開始する。この時、浴室内の相対湿度が所定値Ｈ１を超えていると制御部が判断すれば、再生ヒータ４０、再生ファン５０、ロータ回転用モータ６０の運転を開始する。循環ファン２０により吸引された浴室内の空気は、除湿ロータ１０を通過する際に水分を吸着され、浴室内に戻される。したがって浴室内は低湿度の空気で満たされていくため、浴室内に残留した水滴の蒸発が促進される。

そして、湿度センサ２４が検出した相対湿度が所定値Ｈ２を下回ったと制御部が判断したとき、再生ヒータ４０、再生ファン５０、ロータ回転用モータ６０の運転を停止する。除湿ロータ１０に吸着される水分量は相対湿度に比例するため、再生ヒータ４０の投入熱量に対する除湿ロータ１０に吸着された水分を気化する気化熱の割合は、浴室内の湿度が低いほど低くなる。よって、相対湿度が低い条件下での除湿運転は非効率といえる。

浴室内に残留していた水滴の蒸発により浴室内空気の相対湿度が上昇し、湿度センサ２４が検出した相対湿度が再びＨ１を上回ったと制御部が判断した場合、再生ヒータ４０、再生ファン５０、ロータ回転用モータ６０の運転を再開する。このように湿度センサ２４の検出湿度に基づき再生ヒータ４０、再生ファン５０、ロータ回転用モータ６０の間欠運転をおこなうことで、浴室内の相対湿度をＨ１以下に保ち、低湿度の空気により浴室内を効率よく除湿させることができる。

ここでは、再生ヒータ４０、再生ファン５０、ロータ回転用モータ６０を間欠運転させるよう制御させているが、再生ヒータ４０及び再生ファン５０のみを間欠運転させるよう制御してもよい。再生ヒータ４０の停止直後は、除湿ロータ１０に再生ヒータ４０で再生され飽和吸着していない領域が残存している。また、再生ヒータ４０が停止すると除湿ロータ１０の温度も低下し、除湿ロータ１０の飽和吸着量も増すため、除湿ロータ１０は再生ヒータ４０が停止状態となった後もある程度の時間、水分を吸着する能力を有している。以上のことから、ロータ回転用モータ６０を連続運転させれば、除湿ロータ１０の水分吸着作用により、さらなる除湿が可能となる。

さらに本実施例では、湿度センサ２４の検出湿度に基づき再生ヒータ４０、再生ファン５０、ロータ回転用モータ６０の間欠運転をおこなっているが、浴室乾燥機１が湿度センサを備えていない場合には、所定の時間間隔で上記間欠運転をおこなうよう制御してもよい。

図６は、浴室乾燥機１を用いて実施した浴室乾燥試験を示すものである。浴室乾燥機１を浴室４００の天井に設置し、浴室４００の外部雰囲気を温度２５度、相対湿度８５パーセントで一定とした。シャワーヘッド９から洗い場７に向けてお湯を所定時間散水し、浴室４００内の温度を３５度、相対湿度を９９パーセントとした後、浴室乾燥機１の運転を開始した。浴室４００の床面に設置した試験用湿度センサ３００により、浴室乾燥機１の運転と同時に浴室４００内の相対湿度の測定を開始し、運転終了後も測定を継続した。浴室乾燥機１は以下に示す３条件で運転させた。

（条件（１））運転開始から、循環ファン２０、再生ヒータ４０、再生ファン５０、除湿ロータ回転用モータ６０を連続運転させた。浴室乾燥機１の消費電力量が１２００Whに達した時点で、すべての運転を停止させた。

（条件（２））ダンパ７０を開にして循環ファン２０を運転させ、浴室４００内の空気を運転開始から３０分間排出する換気動作をおこなった後、ダンパ７０を閉にし、循環ファン２０、再生ヒータ４０、再生ファン５０、ロータ回転用モータ６０を連続運転させた。浴室乾燥機１の消費電力量が換気動作も含め１２００Whに達した時点で、すべての運転を停止させた。

（条件（３））ダンパ７０を開にして循環ファン２０を運転させ、浴室４００内の空気を運転開始から３０分間、浴室４００外に排出する換気動作をおこなった後、ダンパ７０を閉にし、循環ファン２０及び除湿ロータ回転用モータ６０を連続運転させながら、再生ヒータ４０及び再生ファン５０を間欠運転させた。間欠運転においては、まず、湿度センサ２４が検出する浴室４００内の相対湿度が５０パーセントに達するまで再生ヒータ４０及び再生ファン５０を運転させ、相対湿度が５０パーセントに達した時点で再生ヒータ４０と再生ファン５０の運転を停止させるよう制御した。以降、相対湿度が６０パーセントまで上昇した時に再生ヒータ４０と再生ファン５０を運転させ、５０パーセントまで低下した時に再生ヒータ４０と再生ファン５０を停止させる間欠運転を繰返しおこない、運転開始からの浴室乾燥機１の消費電力量の和が１２００Whに達した時点で、すべての運転を停止させた。

条件（１）乃至（３）における、試験用湿度センサ３００が検出した浴室４００内の相対湿度変化を図７に示す。各条件における浴室４００内の乾燥状態を、相対湿度８０パーセント以下を維持した時間で比較すると、条件（１）は１８０分、条件（２）は４３８分、条件（３）は６００分となった。この結果から、同消費電力量においては、本発明に相当する条件（３）が最も浴室４００内を乾燥させていることがわかる。

また、条件（３）では、試験用湿度センサ３００が検出した相対湿度は４０乃至４５パーセント程度まで低下している。これは、再生ヒータ４０と再生ファン５０が停止した直後も除湿ロータ１０が水分吸着能力を有しており、引き続き循環ファン２０にて吸引された浴室４００内の空気の水分吸着をおこなっていたためと考えられる。

以上のことから、運転初期に換気動作をおこなった後、再生ヒータと再生ファンとを間欠運転させる除湿運転をおこなうと、浴室内の効率的な乾燥が可能となることがわかる。

本願発明の実施の形態にかかる除湿機能付浴室乾燥機のダンパを全閉とした状態の模式図である。 除湿機能付浴室乾燥機のダンパを全開とした状態の模式図である。 除湿機能付浴室乾燥機のダンパを半開とした状態の模式図である。 除湿機能付浴室乾燥機のリモコンの模式図である。 本願発明の実施の形態にかかる各要素の動作シーケンス図である。 本願発明の除湿機能付浴室乾燥機を設置して実施した浴室乾燥試験の模式図である。 条件（１）乃至（３）における浴室内の相対湿度変化を示すグラフである。

符号の説明

１ 浴室乾燥機
３ 浴室用水栓
５ バスタブ
７ 洗い場
９ シャワーヘッド
１０ 除湿ロータ
１５ 仕切
２０ 循環ファン
２４ 湿度センサ
３０ 暖房ヒータ
４０ 再生ヒータ
５０ 再生ファン（換気兼用再生ファン）
５５ 温度センサ
６０ ロータ回転用モータ
７０ ダンパ
１００ 循環風路
２００ 再生風路
３００ 試験用湿度センサ
４００ 浴室

Claims (1)

1. 空気中の水分を吸着する除湿ロータと、
   前記除湿ロータの上流側に位置する再生ヒータと、
   前記除湿ロータを介して浴室内の空気を吸引し、前記浴室内に戻す循環ファンと、
   前記除湿ロータを介して前記浴室内の空気を吸引し、前記浴室外に排出する再生ファンと、
   前記除湿ロータと前記再生ヒータと前記循環ファンと前記再生ファンの運転を制御する制御部と、
   前記浴室内の湿度を検出する湿度センサと、
   を備え、
   前記制御部は、前記湿度センサの検出湿度が第１の所定値よりも高いとき、前記除湿ロータと前記再生ヒータと前記循環ファンと前記再生ファンとがいずれも運転された状態とし、
   前記湿度センサの検出湿度が前記第１の所定値よりも低い第２の所定値を下回ったとき、前記循環ファンと前記除湿ロータを運転させながら、前記再生ファンと前記再生ヒータを停止させることを特徴とする除湿機能付浴室乾燥機。

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