JP3946630B2

JP3946630B2 - 除湿機

Info

Publication number: JP3946630B2
Application number: JP2002363791A
Authority: JP
Inventors: 真也安田
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2022-12-16
Also published as: JP2004197972A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、除湿機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の除湿機に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２５９３５２号公報
【０００４】
この特許文献１の除湿機は、ケーシング内が除湿通路と再生通路とに区画され、これら通路に跨って円板状の除湿ロータが回転可能に配設されている。
【０００５】
前記除湿通路には、室内の空気を吸気口から吸引し、排気口から室内に循環供給するためのメインファンが配設されている。前記再生通路には、該再生通路内の再生空気を循環させるサブファンと、前記再生空気および除湿ロータを加熱する加熱ヒータとが配設されている。また、ケーシング内には、前記再生通路を循環する再生空気を冷却して該再生空気の水分を取り除く熱交換器が配設されている。
【０００６】
そして、前記除湿通路では、前記除湿ロータを通過することにより含有した水分が吸着され、乾燥した空気として排気口から室内に循環供給される。
【０００７】
また、再生通路では、内部の再生空気が前記加熱ヒータで加熱され、この状態で前記除湿ロータを通過することにより、該除湿ロータが吸着した水分を放出する。そして、その再生空気が、熱交換器を通過する際に熱交換によって冷却されると、含有した水分が結露する。これにより、再生空気に含まれた水分は取り除かれ、結露した水はタンクに回収される。
【０００８】
なお、この特許文献１の除湿機には、前記再生通路内に温度センサを配設し、除湿ロータのモータ故障等による異常を検出する構成も開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の除湿機は、吸気口や排気口に塵埃が付着したり、室内の温度や、各負荷部品固有の性能のバラツキにより、除湿ロータの再生レベルに影響が及ぶ。その結果、各製品毎に室内の空気の除湿能力にバラツキが発生するという問題がある。また、除湿ロータを過剰に加熱すると、その吸着性能が劣化し、除湿能力が低下するという問題がある。
【００１０】
ここで、除湿機の吸気口や排気口に塵埃が付着している場合、前記除湿通路内を通過する風量が低下するため、除湿ロータが冷却されず、除湿ロータが過剰に加熱されることになる。また、室内の温度が高い場合には、前記と同様に、除湿ロータが冷却されないため除湿ロータが過剰に加熱されることになる。逆に、室内の温度が低い場合には、除湿ロータが過剰に冷却されるため、加熱ヒータによる加熱量が不足し、空気に含まれた水の吸着率が悪くなる。
【００１１】
そこで、本発明では、各製品毎の除湿能力を安定させるとともに、除湿ロータの劣化を確実に防止できる除湿機を提供することを課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の除湿機は、内部を除湿通路と再生通路とに区画したケーシングと、前記両通路に跨って回転可能に配設した除湿ロータと、前記除湿通路内に配設し室内の空気を吸引して前記除湿ロータによって除湿した乾燥空気を室内に循環供給するメインファンと、前記再生通路内に配設し該再生通路内の再生空気を循環させるサブファンと、前記再生通路内に配設し前記再生空気および除湿ロータを加熱する加熱ヒータと、前記再生通路を循環する再生空気を冷却して該再生空気の水分を取り除く熱交換器とを備えた除湿機において、前記再生通路内において前記除湿ロータを挟んで前記加熱ヒータと反対側に温度検出手段を設けるとともに、前記除湿ロータの再生最適温度に対応する制御温度を設定し、前記温度検出手段による検出温度が前記制御温度より大きい場合には前記加熱ヒータへの通電率を低くする一方、検出温度が前記制御温度より小さい場合には前記加熱ヒータへの通電率を高くし、かつ、前記加熱ヒータへの通電率が最小である場合には前記サブファンによる送風量を上げる一方、前記加熱ヒータへの通電率が最大である場合には前記サブファンによる送風量を下げるようにした構成としている。
【００１３】
前記除湿機によれば、サーミスタによる再生空気の検出温度に基づいて加熱ヒータへの通電率を変更するため、該加熱ヒータによる除湿ロータの再生温度を常に最適な温度に変更および維持することができる。そのため、除湿機の吸気口や排気口に塵埃が付着したり、室内の温度や、各負荷部品固有の性能のバラツキにより、除湿ロータの再生レベルに影響が及ぶことを防止できる。
【００１４】
また、前記加熱ヒータへの通電率が最小である場合には前記サブファンによる送風量を上げる一方、前記加熱ヒータへの通電率が最大である場合には前記サブファンによる送風量を下げるため、より確実に除湿ロータへの加熱量を調整できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る除湿機を示す。この除湿機は、大略、略断面楕円形状のケーシング１０内に、除湿ロータ１９、メインファン２５、サブファン２７、加熱ヒータ３０、熱交換器３４、および、貯水タンク４１を配設した構成である。
【００１６】
前記ケーシング１０には、下方側背面に並設した複数のスリットからなる吸気口１１が形成され、上方側背面に回動可能に配設したルーバー１２を備えた排気口１３が形成されている。また、このケーシング１０の内部は、除湿通路１５と再生通路１６とに区画されている。さらに、ケーシング１０には、下方前面側に貯水タンク４１を着脱可能に収容する収容室１７が形成されている。この収容室１７を構成する上壁前方部には排水孔１８が設けられている。
【００１７】
具体的には、前記再生通路１６は、サブファン２７を収容したファンケース２７ａ、該ファンケース２７ａの出口に接続したダクト部材２９、該ダクト部材２９に接続した加熱ヒータ３０のヒータケース３１、該ヒータケース３１と除湿ロータ１９を介して接続した熱交換器３４のダクト部材３７Ａ、該ダクト部材３７Ａと接続した熱交換器３４のパイプ３５、および、該パイプ３５に接続するとともに前記ファンケース２７ａに接続したダクト部材３７Ｂにより構成され、これらにより高温の再生空気を循環させる閉塞された循環路を形成している。そして、この区画された再生通路１６および前記貯水タンク４１の収容室１７を除くケーシング１０内が、前記除湿ロータ１９を介して吸気口１１と排気口１３とを連通させる除湿通路１５を構成する。
【００１８】
前記除湿ロータ１９は、その約３／４が除湿通路１５内に位置し、約１／４が再生通路１６内に位置するように、前記両通路１５，１６に跨って回転可能に配設した円板状のものである。具体的には、この除湿ロータ１９は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、ドーナツ状のセラミックハニカムロータ２０にゼオライトまたはシリカゲルを結合させ、下面に防錆性に優れた材料をメッシュ状とした薄肉のカバー２１を配設し、このカバー２１を保持部材２２にて保持したものである。前記保持部材２２の下面中心には軸受部２３が形成され、該軸受部２３にモータ２４が接続されている。
【００１９】
前記メインファン２５は、前記除湿通路１５内において、ケーシング１０の上方空間に配設されるシロッコファンで構成され、モータ２６の駆動により回転する。これにより、図１に実線の矢印で示すように、前記吸気口１１から室内の空気を吸引し、前記除湿ロータ１９によって除湿した乾燥空気を前記排気口１３から室内に循環供給するものである。
【００２０】
前記サブファン２７は、前記再生通路１６を構成するファンケース２７ａ内に配設され、モータ２８の駆動により回転する。これにより、図１に波線の矢印で示すように、再生通路１６内の再生空気を、ダクト部材２９を介して加熱ヒータ３０のヒータケース３１内に供給し、除湿ロータ１９、および、熱交換器３４の順で循環させるものである。
【００２１】
前記加熱ヒータ３０は、前記除湿ロータ１９の上方で、かつ、前記サブファン２７の下流側に配設され、図示しない電源回路からの供給電力により発熱し、前記再生空気および除湿ロータ１９を加熱するものである。この加熱ヒータ３０は、連続した１巻きのコイルからなり、前記再生通路１６を構成するヒータケース３１の内部に収容されている。このヒータケース３１は、アルミメッキ鋼板からなる上ケースと下ケースとで構成され、図２（Ａ）に示すように、その内部が、除湿ロータ１９の回転方向において後側に位置する加熱領域３２と、前側に位置する冷却領域３３に区画されている。
【００２２】
前記熱交換器３４は、図１および図３に示すように、千鳥足状に上下２列で並設された複数のパイプ３５を備え、これらパイプ３５に多数のフィン３６を所定間隔をもって配設するとともに、パイプ３５の両端にダクト部材３７Ａ，３７Ｂを配設したものである。この熱交換器３４は、前記除湿通路１５の途中に位置するように配設され、各パイプ３５およびフィン３６の隙間が除湿通路１５の一部を構成し、ダクト部材３７Ａ，３７Ｂおよびパイプ３５が前記再生通路１６の一部を構成する。そして、除湿通路１５を通過する空気と、再生通路１６を通過する再生空気の温度差により、再生空気を冷却して該再生空気の水分を取り除くものである。
【００２３】
なお、前記各ダクト部材３７Ａ，３７Ｂには、上面に空気流路３８ａ，３８ｂが形成されるとともに、下面に下方に延びる排水路３９ａ，３９ｂが形成されている。また、この熱交換器３４の下方には、排水路３９ａ，３９ｂから排水される凝縮水を後述する貯水タンク４１に導く案内タンク４０が配設されている。
【００２４】
前記貯水タンク４１は、図１に示すように、上面開口の箱体形状をなし、その内部にはフロート部材４２が回動可能に配設されている。このフロート部材４２は、下方開口のフロート部４３を備え、貯水タンク４１内の水位が上昇すると、フロート部４３内に空気が閉じこめられ、フロート部４３が浮揚してフロート部材４２が回動するようにしている。
【００２５】
また、本実施形態では、前記再生通路１６の内部において、前記除湿ロータ１９を挟んで加熱ヒータ３０と反対側に、再生空気の温度を検出する温度検出手段としてサーミスタ４４が配設されている。
【００２６】
前記除湿機に実装した図示しないマイコンは、電源スイッチがオン状態になると、ケーシング１０の収容室１７に貯水タンク４１がセットされ、かつ、満水状態でない場合に、前記除湿ロータ１９のモータ２４、メインファン２５のモータ２６、サブファン２７のモータ２８、および、加熱ヒータ３０に対して電力を通電して除湿動作を開始する。
【００２７】
本実施形態では、前記除湿ロータ１９を再生するための最適温度に基づいて、前記サーミスタ４４による再生空気の検出温度の制御温度Ｔの範囲を設定する。そして、所定時間毎に再生空気の温度を検出し、その検出温度と前記制御温度Ｔとを比較し、検出温度が制御温度Ｔの範囲外である場合には前記加熱ヒータ３０に対する通電率をデューティー制御により変更する。また、加熱ヒータ３０への通電率を変更しても制御温度Ｔの範囲内にならない場合には前記モータ２８によるサブファン２７の送風量を変更する構成としている。
【００２８】
ここで、前記除湿ロータ１９の構成材料としてシリカゲルを使用している場合には、その再生最適温度は１５０℃〜１７０℃である。また、ゼオライトを使用している場合には、その再生最適温度は１８０℃〜２００℃である。そのため、図４に示すように、本実施形態では、除湿ロータ１９を挟んで加熱ヒータ３０と反対側に配設したサーミスタ４４による制御温度Ｔは、９０℃〜１００℃に設定している。また、前記加熱ヒータ３０への通電率は、３０秒のうち、全ての時間通電し続ける１００％通電と、２０秒オンし１０秒オフする６６％通電と、１０秒オンし２０秒オフする３３％通電と、全ての時間通電しない非通電状態との４段階としている。そして、サーミスタ４４による検出温度が制御温度Ｔより低い場合には通電率を１段階上げ、逆に高い場合には１段階下げる。また、通電率が上限で、かつ、サーミスタ４４による検出温度が制御温度Ｔより低い場合には、サブファン２７による送風量を下げ、除湿ロータ１９への加熱量を高くし、通電率が下限で、かつ、サーミスタ４４による検出温度が制御温度Ｔより高い場合には、送風量を上げ、加熱量を低くする。
【００２９】
また、本実施形態では、前記各モータ２４，２６，２８が故障することにより生じる異常高温の第１しきい値Ｔ１、および、加熱ヒータ３０が故障することによる生じる異常低温の第２しきい値Ｔ２を設定する。そして、前記サーミスタ４４による再生空気の検出温度と前記しきい値Ｔ１，Ｔ２とを比較し、しきい値を越えている場合（異常を検出した場合）には除湿動作を停止するように構成している。
【００３０】
ここで、除湿動作中に除湿ロータ１９のモータ２４が故障して停止した場合、この除湿ロータ１９の一部が局部的に加熱されるため、サーミスタ４４による再生空気の検出温度が異常昇温する。また、メインファン２５のモータ２６が故障して停止した場合、除湿通路１５内には空気が循環供給されないため、除湿ロータ１９が冷却されず、サーミスタ４４による再生空気の検出温度が同様に昇温する。さらに、サブファン２７のモータ２８が故障して再生空気の循環が停止した場合、一部の再生空気だけが加熱ヒータ３０によって加熱され、また、除湿通路１５内の空気との熱交換が行われないため、サーミスタ４４による再生空気の検出温度が同様に昇温する。そのため、前記第１しきい値Ｔ１を１４０℃に設定することにより、これらの異常を検出することができる。一方、加熱ヒータ３０が断線した場合、再生空気および除湿ロータ１９の温度が上昇しないため、サーミスタ４４による再生空気の検出温度が低下する。そのため、前記第２しきい値Ｔ２を４０℃に設定することにより、その異常を検出することができる。
【００３１】
前記構成の除湿機におけるマイコンの制御は、メインの制御フローに再生温度検出処理を介設した点でのみ相違する。そのため、具体的な説明は省略し、前記再生温度検出処理についてのみ説明する。
【００３２】
再生空気検出処理では、マイコンは、図５に示すように、まず、ステップＳ１で、サーミスタ４４によって再生空気の温度を検出する。そして、ステップＳ２で、その検出温度が、第１しきい値Ｔ１以下で、かつ、第２しきい値Ｔ２以上であるか否かを検出する。言い換えれば、検出温度が第１しきい値Ｔ１より高いか否か、また、第２しきい値Ｔ２より低いか否かを検出する。そして、第１しきい値Ｔ１以下で第２しきい値Ｔ２以上でない場合には、異常が発生したと判断し、ステップＳ３で、除湿動作の停止処理を実行して終了する。一方、第１しきい値Ｔ１以下で第２しきい値Ｔ２以上である場合にはステップＳ４に進む。
【００３３】
ステップＳ４では、３０秒タイマがカウントアップしたか否かを検出する。そして、カウントアップした場合にはステップＳ５に進み、カウントアップしていない場合にはリターンする。
【００３４】
ステップＳ５では、検出温度が制御温度Ｔ以上であるか否かを検出する。そして、制御温度Ｔ以上である場合にはステップＳ６に進み、制御温度Ｔより低い場合にはステップＳ９に進む。
【００３５】
ステップＳ６では、加熱ヒータ３０への通電率が最小であるか否かを検出する。そして、最小である場合にはステップＳ７に進み、サブファン２７による送風量を増加してリターンする。一方、最小でない場合にはステップＳ８に進み、加熱ヒータ３０への通電率を１段階減少させてリターンする。
【００３６】
また、ステップＳ９では、加熱ヒータ３０への通電率が最大であるか否かを検出する。そして、最大である場合にはステップＳ１０に進み、サブファン２７による送風量を減少してリターンする。一方、最大でない場合にはステップＳ８に進み、加熱ヒータ３０への通電率を１段階増加させてリターンする。
【００３７】
このように、本発明の除湿機では、サーミスタ４４による再生空気の検出温度と制御温度Ｔとを比較し、加熱ヒータ３０への通電率を変更するため、該加熱ヒータ３０による除湿ロータ１９の再生温度を常に最適な温度に変更および維持することができる。そのため、除湿機の吸気口１１や排気口１３に塵埃が付着したり、室内の温度や、各負荷部品固有の性能のバラツキにより、除湿ロータ１９の再生レベルに影響が及ぶことを防止できる。その結果、各製品毎の除湿能力にバラツキが発生することを防止できる。しかも、除湿ロータ１９を過剰に加熱することによる、吸着性能や除湿能力の低下を確実に防止できる。
【００３８】
また、加熱ヒータ３０への通電率が最小である場合にはサブファン２７による送風量を上げる一方、前記加熱ヒータ３０への通電率が最大である場合にはサブファン２７による送風量を下げるため、より確実に除湿ロータ１９への加熱量を調整できる。
【００３９】
さらに、本実施形態では、サーミスタ４４からなる１つの温度検出手段により、各モータ２４，２６，２８および加熱ヒータ３０の異常を検出できるため、部品点数の削減を図り、コストダウンを図ることができる。
【００４０】
なお、本発明の除湿機は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００４１】
例えば、前記実施形態では、加熱ヒータ３０への通電率をデューティー制御により調整したが、電流の通電量により変更してもよい。また、前記加熱ヒータ３０は、１巻きのコイルにより構成したが、２巻き以上のコイルにより構成し、その２つのコイルへの通電の組合せにより、更に多段階に通電率を調整できるようにしてもよい。
【００４２】
また、前記実施形態では、加熱ヒータ３０への通電率と、モータ２８によるサブファン２７の風量とで、除湿ロータ１９に対して再生最適温度の加熱を行えるようにしたが、モータ２４による除湿ロータ１９の回転速度をも変更可能に構成してもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の除湿機では、温度検出手段による再生空気の検出温度に基づいて加熱ヒータへの通電率を変更するため、該加熱ヒータによる除湿ロータの再生温度を常に最適な温度に変更および維持することができる。しかも、加熱ヒータへの通電率が最小である場合にはサブファンによる送風量を上げる一方、加熱ヒータへの通電率が最大である場合にはサブファンによる送風量を下げるため、より確実に除湿ロータへの加熱量を調整できる。そのため、除湿機の吸気口や排気口に塵埃が付着したり、室内の温度や、各負荷部品固有の性能のバラツキにより、除湿ロータの再生レベルに影響が及ぶことを防止できる。その結果、各製品毎の除湿能力にバラツキが発生することを防止できる。しかも、除湿ロータを過剰に加熱することによる、吸着性能や除湿能力の低下を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る除湿機を示す断面図である。
【図２】除湿ロータへの加熱ヒータの配置状態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図である。
【図３】熱交換器を示す斜視図である。
【図４】除湿ロータの再生最適温度と温度検出手段による再生空気の検出温度との関係を示すグラフである。
【図５】再生空気検出処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…ケーシング、１１…吸気口、１３…排気口、１５…除湿通路、１６…再生通路、１９…除湿ロータ、２５…メインファン、２７…サブファン、３０…加熱ヒータ、３４…熱交換器、４４…サーミスタ（温度検出手段）。

Claims

内部を除湿通路と再生通路とに区画したケーシングと、前記両通路に跨って回転可能に配設した除湿ロータと、前記除湿通路内に配設し室内の空気を吸引して前記除湿ロータによって除湿した乾燥空気を室内に循環供給するメインファンと、前記再生通路内に配設し該再生通路内の再生空気を循環させるサブファンと、前記再生通路内に配設し前記再生空気および除湿ロータを加熱する加熱ヒータと、前記再生通路を循環する再生空気を冷却して該再生空気の水分を取り除く熱交換器とを備えた除湿機において、
前記再生通路内において前記除湿ロータを挟んで前記加熱ヒータと反対側に温度検出手段を設けるとともに、前記除湿ロータの再生最適温度に対応する制御温度を設定し、
前記温度検出手段による検出温度が前記制御温度より大きい場合には前記加熱ヒータへの通電率を低くする一方、検出温度が前記制御温度より小さい場合には前記加熱ヒータへの通電率を高くし、かつ、
前記加熱ヒータへの通電率が最小である場合には前記サブファンによる送風量を上げる一方、前記加熱ヒータへの通電率が最大である場合には前記サブファンによる送風量を下げるようにしたことを特徴とする除湿機。