JP3880279B2

JP3880279B2 - 除湿機

Info

Publication number: JP3880279B2
Application number: JP2000068620A
Authority: JP
Inventors: 博亮久保; 新一郎村山; 守守川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2020-03-08
Also published as: JP2001246220A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転可能な吸湿器に流通方向が互いに逆の２経路の空気を通過させることにより水分を吸着・脱離させて室内を除湿する除湿機に係り、特に、吸湿器の近傍における前記２経路の空気の漏洩や混合を防止する除湿機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の除湿機として、例えば、実開平４−６５１１５号公報に開示されているものがある。この除湿機は、図９及び図１０に示すように、多数の小透孔１０１が両端面に透通した円筒状の除湿ロータ１０２をケーシング１０３内に駆動回転可能に配置し、ケーシング１０３の両面に開口して除湿機の処理ゾーン１０６及び再生ゾーン１０７を形成する。
【０００３】
両開口部周縁１１７，１１７ｂの内面に固定部材１０８，１０９を取付け、該固定部材１０８，１０９にボルト１１１その他適宜手段によって可撓性及び弾性を有する２条のシール部材１１０ａ，１１０ｂ及び１１０ｃ，１１０ｄを取付ける。これら２条のシール部材１１０ａ，１１０ｂ及び１１０ｃ，１１０ｄは互いに逆方向に湾曲し、吸湿ロータ１０２の端面を押圧する。
【０００４】
この構成において、吸湿ロータ１０２を通過する吸湿空気１０４と再生空気１０５との間に圧力差がある場合、例えば、吸湿空気１０４が再生空気１０５に比し高圧である場合には、シール部材１１０ｃが差圧１１８によって吸湿ロータ１０２の端面に押圧され、高圧側の吸湿空気１０４が低圧側の再生空気１０５に比し高圧の場合にはシール部材１１０ｄが差圧１１９によって吸湿ロータ１０２の端面に押圧され、高圧側の空気が低圧側の空気内に漏洩して両空気が混合するのを確実に防止できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の除湿機では、次に掲げるような問題がある。
▲１▼シール部材やそれに付随するボルト等の部品点数が多くなるため、除湿機の組立工程が複雑になり、コストが高くつく。
▲２▼シール部材の押圧により吸湿ロータの端面とシール部材とは常時摺擦しているため、長期間の使用によって吸湿ロータの端面が傷ついたり、削れたりする恐れがある。従って、製品の寿命の短縮や品質の劣化が起こりやすい。
▲３▼吸湿ロータの端面とシール部材との上記摺擦により、回転する吸湿ロータは、回転方向に対する抵抗を受け、吸湿ロータ回転用のモータに高負荷が掛かるため、吸湿ロータのスムーズな回転が阻害される恐れがある。従って、吸湿ロータの所定の回転速度を継続して得るには、前記モータの出力を上げなければならず、余計に電力を消費し、不経済である。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、再生経路の空気が除湿経路の空気に混入することを防止して安定した除湿能力が得られる除湿機を低コストで提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による除湿機は、一方向に回転する円筒状の吸湿器内に軸方向から室内の空気を通して空気中の水分を吸着させることにより乾燥した空気を室内に排気する吸湿経路と、ヒータにより加熱された空気を前記吸湿器内に軸方向から通すことにより前記吸湿器に吸着された水分を脱離させる再生経路とを有する除湿機において、
前記再生経路を流れる空気が前記吸湿経路側に漏洩するのを防止する仕切部材を前記吸湿器の両端面に隣接して設けたことを特徴とする。
【０００８】
この構成によると、再生経路を流通する空気は、吸湿器の両端面に隣接して設けた仕切部材により吸湿器の両端面において、吸湿経路側に移動しにくくなる。
【０００９】
そして、前記吸湿器は、前記吸湿経路を流れる空気に含まれる水分が吸着される吸湿部と、前記吸湿器の回転によって前記吸湿部が前記再生経路側に移動して前記吸湿部に吸着された水分が脱離される再生部とを有しており、前記仕切部材の一方は、前記吸湿器の回転軸を中心として所定の角度範囲に設定された閉塞区域と、該閉塞区域に開口形成され前記再生経路を規制する通路口とを有し、前記仕切部材の他方は、前記仕切部材の一方の通路口と対向する側に前記通路口の形状よりも大きい形状の突出部を有し、該突出部には略円形の通路口を設けているものとする。
【００１０】
これによると、吸湿器の端面に沿って隣接する仕切部材の閉塞区域によって、再生経路の空気の吸湿経路側への移動量がより少なくなる。
【００１１】
尚、前記閉塞区域は、前記吸湿部が上記回転によって前記再生部に移動する際に通過する第１閉塞区域と、前記再生部が上記回転によって前記吸湿部に移動する際に通過する第２閉塞区域とからなる。
【００１２】
これによると、吸湿器の端面に沿って隣接する仕切部材の第１及び第２閉塞区域によって、再生経路の空気が吸湿経路側へ移動しにくくなる。
【００１３】
また、前記吸湿器の端面における前記吸湿部に対応する部分の面積を、前記吸湿器の端面の全面積の少なくとも半分以上とすることにより、吸湿経路を流通する室内の空気から効率よく水分が回収される。
【００１４】
そして、前記第１閉塞区域の角度を前記吸湿器の回転軸を中心として３０°〜６０°の範囲とするとよい。
【００１５】
一方、前記第２閉塞区域の角度を前記吸湿器の回転軸を中心として１５°〜６０°の範囲とするとよい。
【００１６】
更に、前記吸湿器の端面における前記再生部、前記第１閉塞区域及び前記第２閉塞区域に対応する部分の合計面積が前記吸湿部に対応する部分の面積より小さくすると、除湿機から良好な吸湿性能が継続して得られる。
【００１７】
この場合において、前記第１閉塞区域の角度を前記吸湿器の回転軸を中心として３０°、前記第２閉塞区域の角度を前記吸湿器の回転軸を中心として４５°とすると、除湿機から最良の吸湿性能が継続して得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る除湿機の一例の外観斜視図である。図２は、その除湿機の側面断面図である。図３は、その除湿機の概略的な構成図である。尚、図２において、断面を示す部分のハッチングは要部にしか入れていない。
【００１９】
図１〜図３において、１は除湿機本体、２は該本体１の前面に設けられ複数のスリット等からなる吸込口、３は該吸込口２から吸い込まれた空気が吹き出される吹出口、４は入力操作によって除湿機の運転を制御するための操作部、５は本体１を持ち運ぶための把手、６は吹出口３を開放又は閉塞させるダンパー、７は吹出口３の上流側から分岐させて設けたダクトである。
【００２０】
１０は吸湿部１０ａ、再生部１０ｂを通過しながら回転し空気中の水分を吸着・脱離する吸湿体を充填した吸湿器、１４は半透明のポリプロピレン樹脂を用いたブロー成型品からなる凝縮器、１８は室内の空気を凝縮器１４を介して吸湿部１０ａ通過中の吸湿器１０に導き、吸湿体に水分を吸着された除湿空気を室内に送り出す除湿ファン、１６は吸湿部１０ｂ通過中の吸湿器１０を加熱して吸湿体に吸着された水分を離脱させるためのヒータ、１３はヒータ１６で加熱された空気を再生部１０ｂ通過中の吸湿器１０に導き、吸湿体から水分を脱離した高湿の空気を凝縮器１４内に導き、凝縮器１４で水分が凝縮することで除湿された空気を後述する再生経路１２内で循環させる再生ファン、１５は吸湿器１０の吸湿部１０ａを通過して除湿された空気から熱を回収する熱交換器である。
【００２１】
尚、吸湿器１０は、セラミック等からなる帯状のシート状基材に、帯状平面シートからなる高さ１〜１．５mm程度に波付け加工した波形シートを接着して一体化した片波成形体を巻き回した円筒状のロータにゼオライト等の吸湿材を含浸担持させて乾燥したものであり、ロータの軸方向には多数の小透孔がハニカム状に形成されている。
【００２２】
また、凝縮器１４及び熱交換器１５は、抗菌加工の施された半透明のポリプロピレン樹脂を用いたブロー成型品で、漏れのない軽量な被凝縮流体通過管部を構成し、その内部は上部を略水平に接続する水平管、下部を略水平に接続する水平管、上部と下部との間に略水平に接続する２本の水平管と、これらの略水平方向の被凝縮流体通過管の間を略鉛直に連通させる多数本の略上下方向の被凝縮流体通過管とで連通している構成である。
【００２３】
また、ヒータ１６は、例えば、ニクロム線からなるヒータであり、４９５Ｗ，２９５Ｗ又は２２０Ｗと、除湿機の除湿能力に応じて出力を切り換えることができ、これにより、このヒータ１６を通過した直後の空気の温度が２００〜２５０℃の範囲内に維持される。そして、再生ファン１３としては、例えば、シロッコファンを使用でき、回転数が約１８００ｒｐｍで、風量が約０．１ｍの能力を有している。
【００２４】
尚、吸湿部１０ａは、室内空気の水分を吸湿体（吸湿器１０）に吸着させるための空気通路で、再生部１０ｂは、再生経路１２の空気をヒータ１６で加熱し、加熱空気によって吸湿体（吸湿器１０）より水分を脱離させるための空気通路である。
【００２５】
上記除湿機は、吸湿部１０ａを通過する吸湿器１０に室内の空気を通して空気中の水分を吸湿体に吸着させて除湿空気を排気する吸湿経路１７と、再生部１０ｂを通過する吸湿器１０に加熱空気を通すことにより吸湿体から水分を離脱させる再生経路１２との二経路を有する。
【００２６】
吸湿経路１７では、吸込口２から吸い込まれた室内空気（例えば２７℃、７０％）が凝縮器１４の周囲と接触してこれを冷却した後、吸湿部１０ａ通過中の吸湿器１０に接触することにより、吸湿器１０内に充填された吸湿体にて水分を奪われて除湿した空気となる。この除湿した空気は、熱交換器１５の周囲と接触する際に熱交換器１５に熱を奪われ、比較的温度の低い乾燥した空気（約４５℃、５％以下）となって本体１の吹出口３若しくはダクト７から排気される。尚、２０は室内空気に含まれる塵埃などを除去・回収するためのフィルタである。
【００２７】
一方、再生経路１２では、凝縮器１４の下方から流出する空気（約３５℃）が暖められた熱交換器１５を通過する際、熱交換によって予熱され、更にヒータ１６によって約２００〜２５０℃に加熱された後、再生部１０ｂ通過中の吸湿器１０内の吸湿体から水分を奪い取って吸湿体を再生させ、吸湿経路１７の空気で冷却された凝縮器１４内で水分を結露させる。この結露により生じた水滴は、後述する受水槽２１に導かれる。再生部１０ｂを通過することにより再生された吸湿器８内の吸湿体は、矢印Ａ方向の回転によって吸湿部１０ａに移動し再び吸湿機能を発揮する。
【００２８】
この吸湿器１０は、約３０回転／時間とゆっくり回転しているため、再生部１０ｂにおいてヒータ１６により加熱された空気が通過した後、吸湿器１０に残留している熱の多くは回転中の吸湿器１０から発散され、吸湿部１０ａに戻ったときには、吸湿器１０自体の温度は約１２０〜１４０℃になっている。そして、その部分（即ち、吸湿部１０ａ）を除湿経路１７の空気が通過するため、乾燥した空気は暖められるが、熱交換器１５で熱回収され、室内空気より３〜５℃高い状態で排気される。このようにして熱交換器１５に蓄熱された熱によって再生経路１２内を流れる空気が予熱されることになる。
【００２９】
ところで、空気調和機のように冷凍サイクルの一部を構成する圧縮機を用いて除湿する装置では、温度によって空気中の水分量が異なるので、除湿能力は温度が下がれば能力も低下する。これに対し、本発明に係る除湿機では、吸湿器１０の吸湿能力は、吸湿器１０の大きさによって変わり、温度の影響は受けにくいため、圧縮機を用いて除湿する装置に比べて温度が低くなっても除湿能力の低下が少ない。
【００３０】
２１は除湿機本体１内に配設された受水槽である。凝縮器１４で凝縮した凝縮水は、入水管１１を経て受水槽２１内に流れ込み、該受水槽２１内で一時的に蓄えられる。所定の水位以上に凝縮水が溜まると、水位検知手段９によりその旨が操作部４に表示させる。このとき、使用者は開閉蓋２２を開いて受水槽２１を取り出し、溜まった水を捨てた後、受水槽２１を本体１内に戻して開閉蓋２２を閉じることにより、除湿運転を再開させることができる。尚、受水槽２１に凝縮水が所定量以上溜まったことを、警告音によって使用者に知らせるようにしてもよい。
【００３１】
図４は、その除湿機における吸湿器周辺の一部分の分解斜視図である。仕切板２３の背面には、吸湿器１０が収まるサイズの開放した箱形状のリブ２３ａ（図２参照）が一体形成されている。一方、仕切板２３の前面には、再生経路１２（図２）の一部をなし、後述する仕切閉塞板２４の通路口２５の形状よりひとまわり大きい形状の突出部２３ｂが一体形成されている。この突出部２３ｂ及びその下方には、それぞれ、再生経路１２（図２）の通路口２６及び吸湿経路１７（図２）の通路口２７が開口形成されている。尚、通路口２６は略円形に穿設されており、該通路口２６に凝縮器１４の入口から延びるパイプ（図示せず）が嵌入されている。よって、再生経路１２を流通する空気は該通路口２６で集中した形で凝縮器１４内に導入されることとなる。
【００３２】
吸湿器１０の取付け方法は、仕切板２３の軸受部２３ｃに吸湿器１０の軸部１９の一端を嵌入し、更にその他端を仕切閉塞板２４の軸受部２４ａ及びヒータボックス２８の軸受部２８ａに嵌入するとともに、仕切板２３の前記リブ２３ａ（図２）の所定位置に仕切閉塞板２４をネジ等で固定する。そして、仕切閉塞板２４にヒータ１６を収容したヒータボックス２８をネジ等で固定する。
【００３３】
仕切閉塞板２４にはヒータボックス２８の略扇形をした内部形状に略等しい形状の通路口２５が開口形成されており、上記のように仕切板２３、吸湿器１０、仕切閉塞板２４及びヒータボックス２８を組み立てると、吸湿器１０を挟んでヒータボックス２８の内部から凝縮器１４の内部まで断続的に連通するとともに再生経路１２（図３）を規制する通気路が構成されることとなる。これらの部材の位置関係は、図５の背面断面図に示す通りである。
【００３４】
従って、本発明で言うところの吸湿部１０ａとは、図６に示すように、吸湿器１０の軸方向に形成された領域であって仕切閉塞板２４の外側に相当する部分であり、他方、再生部１０ｂとは、吸湿器１０の軸方向に形成された領域であって仕切閉塞板２４の通路口２５に相当する部分である。
【００３５】
ところで、吸湿器１０の端面の吸湿部１０ａに相当する部分の面積と、仕切閉塞板２４の通路口２５の面積の割合は、除湿能力に少なからず影響を及ぼすことが分かっている。また、吸湿器１０のスムーズな回転を確保するためには、吸湿器１０の端面と仕切板２３及び仕切閉塞板２４との隙間が最低限１mm以上必要である。
【００３６】
再生経路１２の空気は、再生ファン１３（図３）の起風によって周辺雰囲気より圧力の高められた状態で仕切閉塞板２４の通路口２５を通過するため、この空気の一部が吸湿器１０の再生部１０ｂで仕切閉塞板２４との隙間を通って漏れを生じやすい。一方、再生器１０の再生部１０ｂを通過した後の再生経路１２の空気は、逆にかなり低圧（０．１mmH₂O以下）となっており、ここからも仕切板２３との隙間を通って空気が漏れやすい。この結果、吸湿器１０の再生効率が低下して、安定した除湿能力が継続して得られなくなる。
【００３７】
そこで、吸湿器１０の再生部１０ｂでの再生経路１２（図３）からの空気漏れを極力少なくするため、図６に示すように、背面側から見た仕切閉塞板２４の左右に、吸湿器１０の矢印Ａの方向の回転によって吸湿部１０ａが再生部１０ｂに移動する際に通過する第１閉塞区域２９と、再生部１０ｂが回転によって吸湿部１０ａに移動する際に通過する第２閉塞区域３０とを、吸湿器１０の回転軸を中心として一定の角度範囲で形成させている。これにより、吸湿器１０の端面と第１閉塞区域２９及び第２閉塞区域３０との隙間に抵抗ができ、再生経路１２の空気が漏れにくくなる。
【００３８】
尚、以下の説明では便宜上、再生経路１２における吸湿器１０の吸湿部１０ｂに相当する部分の上流側に形成される閉塞区域について説明するが、吸湿器１０の下流側にも同様の閉塞区域が形成されていることは言うまでもなく、以下「第１閉塞区域」若しくは「第２閉塞区域」と言うときは、その両者を指しているものとする。
【００３９】
今、第２閉塞区域３０の角度を仮に６０°に固定し、第１閉塞区域２９の角度を種々に変更した場合の本発明に係る除湿機による吸湿能力（ｇ／ｈ）を検討したところ、図７に示すように、第１閉塞区域２９の角度が３０〜７０°の範囲にあるとき、良好な吸湿能力が得られている。
【００４０】
一方、第１閉塞区域２９の角度を仮に３０°に固定し、第２閉塞区域３０の角度を種々に変更した場合の本発明に係る除湿機による吸湿能力（ｇ／ｈ）を検討したところ、図８に示すように、第２閉塞区域３０の角度が３０〜７０°の範囲にあるとき、良好な吸湿能力が得られている。
【００４１】
以上の試験結果より、第１閉塞区域２９の角度を４５°、第２閉塞区域３０の角度を６０°にすれば、除湿能力が最大になることが予測されるが、吸湿部１０ａの面積が吸湿器１０の端面の全面積の半分以下に小さくなり、吸湿能力が低下するので、最大の除湿効果は得られない。
【００４２】
そのため、吸湿部１０ａでの吸着能力を考慮し、第１閉塞区域２９の角度を３０°、第２閉塞区域の角度を４５°に設定したところ、吸湿部１０ａの面積が吸湿器１０の端面の全面積の少なくとも半分以上になり、最良な除湿性能が得られた。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、回転する吸湿器の両端面に隣接させて設けた仕切部材の閉塞区域によって、再生経路を流通する空気の吸湿経路側への漏洩を効果的に防止でき、除湿機から安定した除湿能力が継続して得られる。また、吸湿器は仕切部材と非接触で回転するため、除湿機の長期間の使用に伴う吸湿器の寿命の短縮や性能の劣化を大幅に低減できる。しかも、部品点数も従来に比べて少ないので、コストダウンが図れれる。更に、吸湿器の回転に対する負荷が掛からないため、低出力で吸湿器のスムーズな回転を維持でき、従って、ランニングコストの削減にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る除湿機の一例の外観斜視図である。
【図２】その除湿機の側面断面図である。
【図３】その除湿機の概略的な構成図である。
【図４】その除湿機における吸湿器周辺の一部分の分解斜視図である。
【図５】その除湿機の背面断面図である。
【図６】図５における要部説明図である。
【図７】第１閉塞区域の角度（面積）と吸湿能力との関係図である。
【図８】第２閉塞区域の角度（面積）と吸湿能力との関係図である。
【図９】従来の除湿機の吸湿器の周辺の断面図である。
【図１０】その従来の除湿機の吸湿器の正面図である。
【符号の説明】
１除湿機本体
２吸込口
３吹出口
４操作部
５把手
６ダンパー
７ダクトホース
１０吸湿器
１０ａ吸湿部
１０ｂ再生部
１１入水管
１２再生経路
１３再生ファン
１４凝縮器
１５熱交換機
１６ヒータ
１７吸湿経路
１８吸湿ファン
２０フィルタ
２１受水槽
２２開閉蓋
２３仕切板
２４仕切閉塞板
２５，２６，２７通路口
２８ヒータボックス
２９第１閉塞区域
３０第２閉塞区域

Claims

一方向に回転する円筒状の吸湿器内に軸方向から室内の空気を通して空気中の水分を吸着させることにより乾燥した空気を室内に排気する吸湿経路と、ヒータにより加熱された空気を前記吸湿器内に軸方向から通すことにより前記吸湿器に吸着された水分を脱離させる再生経路とを有する除湿機において、
前記吸湿器は、前記吸湿経路を流れる空気に含まれる水分が吸着される吸湿部と、前記吸湿器の回転によって前記吸湿部が前記再生経路側に移動して前記吸湿部に吸着された水分が脱離される再生部とを有し、
前記再生経路を流れる空気が前記吸湿経路側に漏洩するのを防止する仕切部材を前記吸湿器の両端面に隣接して設け、
前記仕切部材の一方は、前記吸湿器の回転軸を中心として所定の角度範囲に設定された閉塞区域と、該閉塞区域に開口形成され前記再生経路を規制する通路口とを有し、前記仕切部材の他方は、前記仕切部材の一方の通路口と対向する側に前記通路口の形状よりも大きい形状の突出部を有し、該突出部には略円形の通路口を設けていることを特徴とする除湿機。
前記閉塞区域は、前記吸湿器の回転によって吸湿部が前記再生部に移動する際に通過する第１閉塞区域と、前記再生部が上記回転によって前記吸湿部に移動する際に通過する第２閉塞区域とからなり、
前記第１閉塞区域の角度が前記吸湿器の回転軸を中心として３０℃〜６０℃の範囲であり、
前記第２閉塞区域の角度が前記吸湿器の回転軸を中心として１５℃〜６０℃の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の除湿機。
前記吸湿器の端面における前記吸湿部に対応する部分の面積を、前記吸湿器の端面の全面積の少なくとも半分以上としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の除湿機。
前記吸湿器の端面における前記再生部、前記第１閉塞区域及び前記第２閉塞区域に対応する部分の合計面積が前記吸湿部に対応する部分の面積より小さいことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の除湿機。
前記第１閉塞区域の角度を前記吸湿器の回転軸を中心として３０℃、前記第２閉塞区域の角度を前記吸湿器の回転軸を中心として４５℃としたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の除湿機。