JP3998042B2 - Dehumidifier - Google Patents
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Description
本発明は、主に一般家庭において部屋の除湿、室内に干された洗濯物の乾燥等に用いられる回転式吸着材(除湿ローター)を備えた吸着式の除湿装置並びに除湿装置の結露水処理方法に関するものである。 The present invention relates to an adsorption-type dehumidifying device provided with a rotary adsorbent (dehumidification rotor) mainly used for dehumidification of a room in a general home, drying of laundry dried in the room, etc., and a method for treating condensed water of the dehumidification device It is about.
近年、主に一般家庭で使用される回転式吸着材(除湿ローター)を備えた吸着式の除湿装置においては、再生に用いる空気を循環させて高露点状態にし、その高露点状態の空気を室内空気で冷却して凝縮させ結露水として回収することにより除湿を行うものが一般的であった(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, in an adsorption type dehumidifier equipped with a rotary adsorbent (dehumidification rotor) mainly used in general households, the air used for regeneration is circulated into a high dew point state, and the air in the high dew point state is moved indoors. It is common to perform dehumidification by cooling with air and condensing and collecting it as condensed water (see, for example, Patent Document 1).
以下、吸着材で室内から吸湿して結露水として回収する吸着式の除湿装置の構成及び動作について図9を参照しながら説明する。 Hereinafter, the configuration and operation of an adsorption-type dehumidifier that absorbs moisture from the room with an adsorbent and collects it as condensed water will be described with reference to FIG.
図9は従来の再生に用いる空気を循環させて結露水として回収する除湿装置の構成を示す簡易的な断面図であり、図9に示すように、除湿装置の本体101に、室内空気の吸込口102と吹出口103を開口し、本体101内には吸湿部104において室内空気から吸湿し、再生部105では加熱手段106により加熱されて脱湿し再生する吸着材107と、吸湿部104と再生部105が連続的に入れ替わるように吸着材107を回転させる駆動手段108と、吸込口102から室内空気を吸い込んで吸湿部104に供給した後、吹出口103から室内に吹出す処理ファン109と、加熱手段106を介して再生部105に高温の再生空気を供給する再生ファン110と、再生部105において吸着材107の脱湿分を含んだ再生空気を処理ファン109により供給される室内空気によって冷却する凝縮器111とを備えており、凝縮器111で冷却された再生空気を再生部105に戻して循環させる循環風路112を形成している。
FIG. 9 is a simplified cross-sectional view showing the structure of a conventional dehumidifying device that circulates air used for regeneration and collects it as condensed water. As shown in FIG. 9, the
以上のように構成された除湿装置の動作について説明すると、室内空気は処理ファン109によって吸込口102から吸い込まれ、凝縮器111に供給されて高湿の再生空気を冷却して吸湿部104に供給される。吸湿部104において室内空気は吸着材107に吸湿されて乾燥空気となり、吹出口103から室内に吹出す。一方、再生ファン110により創出させる再生空気は加熱手段106で加熱されて高温となり再生部105に供給される。再生部105において吸着材107から脱湿する水分を含んで高湿となった後、凝縮器111において室内空気によって露点温度以下に冷却されて再生ファン110に吸い込まれ循環する。この循環により再生空気は室内空気の温度より高い露点を維持して凝縮器111での結露を促進する。凝縮器111で露点温度以下に冷却された再生空気中の水分は結露水となって水抜き穴113から外部に排水され、この排水された結露水の量が除湿装置の除湿量になる。なお、吸着材107の吸湿量には限界があるので、駆動手段108によって吸着材107を回転移動させ、吸湿部104における吸湿と再生部105における脱湿再生を連続的に入れ替え繰り返し実行することにより、長時間の連続した除湿を可能にしている。
以上の例のように、再生に用いる空気を循環させて高露点状態を維持し、室内空気により冷却して結露水として回収することにより除湿を行う技術が開示されているが、この高露点状態の再生空気は循環風路112内の凝縮器111以外の部分で特に飽和蒸気となる再生ファン110においては外部の雰囲気により冷却されて結露し易く、結露が進むと再生ファン110内部に結露水として滞留して送風量を低下させるという問題点があった。そして、この滞留した結露水を処理するには再生ファン110にホースを接続して排水する等の大掛かりな対策が必要であった。
As in the above example, a technique for dehumidifying by circulating air used for regeneration to maintain a high dew point state and cooling it with indoor air and collecting it as condensed water has been disclosed. In the
本発明は上記課題を解決するものであり、再生ファン110内での結露を抑制するとともに、循環風路112内の凝縮器111以外の部分、特に再生ファン110内部に滞留する結露水を確実に且つ簡易的に処理して所定の再生風量を維持できる除湿装置並びに除湿装置の結露水処理方法を提供することを目的としている。
The present invention solves the above-described problem, and suppresses condensation in the
本発明の除湿装置は上記目的を達成するために、熱を再生ファン内部に伝達するようにケーシングの吸着材に直接対向する面を熱伝導の良い金属部材で形成し、更に伝熱面積の増加と再生空気の撹拌を行うため金属部材及び金属部材の対向面に複数の凸部及び突起部を形成することとしている。そして、熱をケーシング内部の再生空気に効率良く伝達し温度を上昇させて再生ファン内での結露を抑制することができる。 In order to achieve the above object, the dehumidifying device of the present invention forms a surface directly facing the adsorbent of the casing with a metal member having good heat conduction so as to transfer heat into the regenerative fan, and further increases the heat transfer area. In order to stir the regenerated air, a plurality of protrusions and protrusions are formed on the metal member and the opposing surface of the metal member. Then , heat can be efficiently transferred to the regeneration air inside the casing to increase the temperature, and condensation within the regeneration fan can be suppressed.
本発明によれば、以下に記載されるような効果を奏する。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
再生ファンを吸着材の回転方向において再生部の後段側で吸湿部の通風方向における後段側に配し、再生ファンのケーシングの吸着材に直接対向する面を熱伝導の良い金属部材で形成することにより、熱を金属部材を介してケーシング内の再生空気に伝達し、再生空気の温度を高めて相対湿度を低下させ結露を抑制することができる。 The regeneration fan is arranged on the rear side of the regeneration unit in the rotation direction of the adsorbent and on the rear side in the ventilation direction of the moisture absorption unit, and the surface directly facing the adsorbent of the regeneration fan casing is formed of a metal member having good heat conduction. Thus , heat can be transmitted to the regenerated air in the casing via the metal member, and the temperature of the regenerated air can be increased to reduce the relative humidity and suppress dew condensation.
また、金属部材にケーシングの内側に向けて複数の凸部を形成することにより、伝熱面積が増加して伝熱量を高めることができる。 Further, by forming a plurality of convex portions on the metal member toward the inside of the casing, the heat transfer area can be increased and the amount of heat transfer can be increased.
また、金属部材の対向面にケーシングの内側に向けて複数の突起部を形成することにより、再生空気の主流を温度の高い金属部材側に導くと共に撹拌して伝熱量を高めることができる。 In addition, by forming a plurality of protrusions on the opposing surface of the metal member toward the inside of the casing, the main stream of the regenerative air can be guided to the metal member side having a higher temperature and stirred to increase the amount of heat transfer.
また、金属部材に形成した複数の凸部と金属部材の対向面に形成した複数の突起部を相互に重ならないように配することにより、金属部材の凸部に伝熱面積の増加と撹拌の二重効果を持たせて伝熱量を高めることができる。 Further, by disposing a plurality of protrusions formed on the facing surfaces of the plurality of protrusions and the metal member in the metal member so as not to overlap each other, the agitation and increased heat transfer area to the convex portion of the metal member The amount of heat transfer can be increased by providing a double effect.
本発明は、再生ファンを吸着材の吸湿部の通風方向における後段に配し、ケーシングの吸着材に直接対向する面を金属部材で形成して、熱を金属部材を介してケーシング内の再生空気に伝達し、再生空気の温度を高めて相対湿度を低下させ結露を抑制するものである。 According to the present invention, a regeneration fan is arranged at a rear stage in a ventilation direction of a moisture absorption part of an adsorbent material, a surface directly facing the adsorbent material of the casing is formed of a metal member, and heat is regenerated air in the casing via the metal member. In this case, the temperature of the regeneration air is increased to reduce the relative humidity and suppress dew condensation.
また、金属部材にケーシングの内側に向けて複数の凸部を形成して、伝熱面積を増加させ伝熱量を高めるものである。 Moreover, a some convex part is formed in a metal member toward the inner side of a casing, a heat-transfer area is increased and the heat-transfer amount is raised.
また、金属部材の対向面にケーシングの内側に向けて複数の突起部を形成して、再生空気の主流を温度の高い金属部材側に導くと共に撹拌して伝熱量を高めるものである。 Further, a plurality of protrusions are formed on the opposing surface of the metal member toward the inside of the casing, and the main flow of the regeneration air is guided to the metal member side having a higher temperature and stirred to increase the amount of heat transfer.
また、金属部材に形成した複数の凸部と金属部材の対向面に形成した複数の突起部を相互に重ならないように配して、金属部材の凸部に伝熱面積の増加と撹拌の二重効果を持たせて伝熱量を高めるものである。 In addition, a plurality of protrusions formed on the metal member and a plurality of protrusions formed on the opposing surface of the metal member are arranged so as not to overlap each other, so that the heat transfer area is increased and stirring is not performed on the protrusion of the metal member. It has a heavy effect and increases heat transfer.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、従来例と同じ構成要素については同じ符号を用い、詳細な説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is used about the same component as a prior art example, and detailed description is abbreviate | omitted.
図1は本発明の実施例における除湿装置の概略構成を示す簡易的な分解図である。図1に示すように、この除湿装置は本体101の外郭を形成するケース201に吸込口102と吹出口103を開口し、本体101内に吸込口102から室内の空気を吸込んで吹出口103より室内に吹出す処理ファン109を設けている。処理ファン109の前段には円筒状の吸着材107を回転軸202を中心に仕切板203に回転自在に取り付けて、吸着材107の外周に設けた駆動手段108の作動により回転移動を為すようにしている。また、吸着材107の一部を室内空気の通風方向後段側から扇型のボックス204によって覆蓋し、このボックス204に加熱手段106を内包して、吸着材107のボックス204覆蓋部分を再生部105、それ以外の部分を吸湿部104に区分している。吸湿部104には処理ファン109により室内空気を供給して吸着材107への吸湿を行い、再生部105にはボックス204に接続する再生ファン110により、加熱手段106を介して高温の再生空気を供給して吸着材107の脱湿再生を行う。再生ファン110はボックス204に近接して接続され、ボックス204同様に吸着材107の室内空気の通風方向後段側に配される。吸着材107の室内空気の通風方向前段には、入口管205と出口管206と水抜き穴113を有する中空状の凝縮器111を設け、再生部105に供給された再生空気を入口管205から凝縮器111内に導入し、出口管206から仕切板203に設けた接続管207を介して再生ファン110に戻すように連結して循環風路112を形成している。また、凝縮器111の外郭には通風可能な複数の通風孔208を開口し、この通風孔208に処理ファン109により送風される室内空気を通過させ、凝縮器111内を循環する再生空気をその露点温度以下に冷却して結露させる。凝縮器111内面に結露した再生空気中の水分は、その自重によって下方に滴下し水抜き穴113からタンク209に集水される。このタンク209を本体101から取り外して排水することにより結露水の処理が為されることになる。上記構成において、再生空気は循環風路112内を高露点状態で循環しており、凝縮器111の出口管からボックス204に至る経路では飽和蒸気となるため、その経路中に介在する再生ファン110において外部の雰囲気により冷やされて結露を生じることになる。
FIG. 1 is a simple exploded view showing a schematic configuration of a dehumidifying apparatus in an embodiment of the present invention . As shown in FIG. 1, this dehumidifier opens a
図2(a)(b)(c)は再生ファン110の詳細構成を示す斜視図及び分解図である。図2(a)(b)に示すように再生ファン110は、モータ210の軸に締着した羽根211を吸引口212と吐出口213を開口したケーシング214に内包し、モータ210の駆動によって羽根211を回転させることにより、吸引口212から空気を吸い込んで吐出口213より吹き出す送風動作を為し得るものである。そして、前述したように本体101の組付け状態においては、吸引口212は仕切板203に設けた接続管207を介して凝縮器111の出口管206に接続され、吐出口213はボックス204に接続されることになる。また、ケーシング214は図2(c)に示すように、モータ210を固定する樹脂部材215と吸引口212が開口した板状の金属部材216とから構成させており、金属部材216は本体101の組付け状態においては吸着材107に直接対向するように配される。図6(a)(b)(c)に記載されておりますように、金属部材216は本体101の組付け状態においては、吸着材に隣接して対向する面を金属部材で形成し、吸着材107との間に他の部材を介することなく、空間を介して直接対向するように配される。
2A, 2B, and 2C are a perspective view and an exploded view showing a detailed configuration of the
図3は樹脂部材215の詳細構成を示す斜視図である。図3に示すように樹脂部材215には結露した結露水を集水する集水手段217として、樹脂部材215の内面下方に設けた水受け部218に最下点219に向けて下り勾配を形成しており、樹脂部材215の内面に結露した水滴を自重により水受け部218に導き、下り勾配を利用して最下点219に集水するものである。また、集水した結露水を吸着材107に接触させる接触手段220として、水受け部218の最下点219から金属部材216との接触面221を貫通してケーシング214の外部に連通する排水溝222を形成し、この排水溝222の下端に結露水を貯留する貯水部223を設けている。そして、最下点219に集水した結露水を排水溝222を通じてケーシング214外部に排水し、排水された水滴を貯水部223で受け止めて表面張力を利用して成長させ、この水滴の成長によって吸着材107に円滑に接触させるものである。また、樹脂部材215の内面には再生空気を撹拌し且つ主流を金属部材216側に導くための複数の突起部224を形成している。
Figure 3 is a perspective view showing the detailed structure of the
図4(a)(b)はケーシング214内の再生空気の流れを流線にて示した説明図であり、図4(a)に示すように樹脂部材215に形成した突起部224により再生空気の主流が伝熱面である金属部材216に寄っている状態が確認でき、更に図4(b)に示すように伝熱面である金属部材216に流れを拡散する効果を有していることが分かる。
Figure 4 (a) (b) is an explanatory diagram showing a flow of regeneration air in Ke pacing 214 in stream line, reproduced by the
図5は樹脂部材215に弾性体225を取り付けた構成を示す斜視図であり、図5に示すように、樹脂部材215の外面下端に弾性体225を接続するための連結部材226を螺子止めにより固定し、この連結部材226にフッ素ゴムを加工した平板状の弾性体215を吸着材107方向に向けて取り付けている。
Figure 5 is a perspective view showing a structure of attaching the
図6(a)(b)(c)は樹脂部材215と弾性体225の本体101組付け時の吸着材107との位置関係を示した簡易的な縦断面図であり、図6(a)に示すように、ケーシング214は樹脂部材215に形成した接触手段220の貯水部223において吸着材107との間隔(図中矢符A)が最短となるように配しており、更に弾性体225と吸着材107の間隔(図中矢符B)を貯水部223と吸着材107の間隔よりも短くなるように設けている。ここで矢符Aの距離を2mm以下とすれば、除湿装置の本体101を傾けても貯水部223から結露水滴が滑落することは無く、吸着材107に確実に接触させて浸潤させることができる。また、その時の矢符Bの距離は限りなく0mmに近くなり、図6(b)に示すように組付けが悪く矢符Aの距離が2mm以上となって貯水部223から結露水滴が滑落しても弾性体225で受け止めて吸着材107に再接触させることが可能である。また、図6(c)に示すように組付け具合によって矢符Aの距離が2mm未満となった場合は、弾性体225と吸着材107が接触することになるが、接触した余剰分は弾性体225の変形により吸収されるので、吸着材107にストレスが加わらず破損を防止できる。更に弾性体225はフッ素ゴムで形成されているので弾性体225の磨耗も抑制できる。
FIG 6 (a) (b) ( c) is a simplified longitudinal sectional view showing the positional relationship between the adsorbent 107 at the time of assembling the
図7(a)(b)(c)は本実施例の除湿装置に用いる金属部材216の形状パターンを示す斜視図である。図7(a)に示した金属部材216は平板状のものであり、図7(b)及び図7(c)に示した金属部材216は絞り加工により凸部227を形成している。何れの金属部材216も本体101の組付け時には、吸着材107の吸湿部104に直接対向して配され、熱を金属部材216自身を介してケーシング214内の再生空気に伝達する作用を持つ。従って金属部材216の材質は熱伝導率が高く、更に高湿の再生空気による錆の発生を抑制するため防錆加工を施したものが好ましく、例えば、ステンレス板、或いは防錆処理した鉄板及びアルミ板を用いることができる。そして図7(b)のように長円状に凸部227を形成したり、図7(c)のように凸部227を半球状に突出すれば、伝熱面積が増加して熱の伝達量を高めることができるのである。更に樹脂部材215との組付けにおいては、突起部224と凸部227を互い違いに重ならないように配すれば、再生空気の拡散を促して金属部材216の伝熱面をより有効に活用することができる。
FIGS. 7A, 7B, and 7C are perspective views showing a shape pattern of the
図8は本実施例の吸着材107、再生ファン110及びボックス204の仕切板203への組付け状態を処理ファン109側から示した縦断面図であり、図8に示すように吸着材107の上方左側を加熱手段106を内包したボックス204で覆該して再生部105を形成し、ボックス204の右側面に吐出側が吸湿部104に重なるように再生ファン110を接続している。吸着材107は駆動手段108により矢符Aに示す方向に回転するので、再生ファン110は吸着材107の回転方向において再生部105の出口側に位置する吸湿部104の通風方向後段側に配されることになる。羽根211の回転により吐出口213に向かう再生空気は、その主流を矢符Bに示す方向に向けて拡散しながらケーシング214内を流れ、吸着材107の回転方向に対しては略対向した流れとなる。熱は再生部105から吸湿部104に移動した直後が最も多く、回転が進むにつれ除々に減少するので、矢符Bに示す再生空気は金属部材216を介して授受する熱量においても対向流となり効率良く昇温されて結露を抑制することになる。また、ケーシング214内に発生した結露水を貯留する貯水部223は図中点Cに位置し、貯水部223で成長した結露水滴は点Cと通風方向で同軸となる吸着材107の回転軸202近傍の吸湿部104に接触する。接触した結露水滴は吸着材107の回転に伴い矢符Dに示すように吸湿部104を移動し、その間に吸着材107に十分浸潤して拡散し再生部105に入る。再生部105では吸着材107の結露水接触面が加熱手段106に対向して近接し、加熱手段106の熱を直接的に利用して吸着材107に浸潤した結露水滴を十分に脱湿乾燥し、再び浸潤可能な状態に再生して吸湿部104に戻す。脱湿した結露水は凝縮器111に導入されて再結露しタンク209に滴下して処理される。また、点Cに示す吸着材107の結露水接触部は回転軸202近傍の吸着材107内周寄りに位置するので室内空気の吸湿量には影響を及ぼさず、更に再生部105においては回転軸202近傍が比較的低温で加熱されるので連続的な加水加熱による吸着材107の劣化も生じない。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing the state of assembly of the adsorbent 107, the
上記した構成により、本実施例の除湿装置は、再生ファン110内に生じる結露水の発生量を毎時2cc以内に抑制でき、更に発生した結露水を再生ファン110に滞留させずに、その全量を吸着材107に浸潤させて処理し、再生ファン110の所定風量を維持して安定した除湿量を確保することができるものである。
With the above-described configuration, the dehumidifying device of the present embodiment can suppress the amount of condensed water generated in the
なお、本実施例に用いる吸着材107としては、吸着材107が比較的湿分を多く含むときに相対的に湿度の低い空気、例えば加熱された再生空気が通過すると通過空気中に水分を放湿し、吸着材107が比較的乾燥しているときに相対的に湿度の高い空気、例えば室内空気が通過すると通過空気中の水分を吸湿する性質を有するものであれば良く、例えば、セラミック繊維、ガラス繊維等の無機繊維、もしくはそれら無機繊維とパルプとを混合して抄造した平面紙とコルゲート加工を施した波型紙とを積層して巻き上げて円盤状に形成し、ゼオライト、シリカゲル、活性炭などの吸着材料を1種類以上担持したものを用いることが可能である。 As the adsorbent 107 used in this embodiment, when the adsorbent 107 contains a relatively large amount of moisture, when moisture having a relatively low humidity, for example, heated regeneration air passes, moisture is released into the passing air. It is only necessary to have a property of absorbing moisture in the passing air when air that is relatively humid when the adsorbent 107 is relatively dry, for example, indoor air passes, such as ceramic fibers. In addition, inorganic fibers such as glass fiber, or flat paper made by mixing these inorganic fibers and pulp and corrugated paper are laminated and rolled up to form a disk, such as zeolite, silica gel, activated carbon, etc. It is possible to use a material carrying one or more adsorbent materials.
また、吸着材107を回転移動させる駆動手段108としては、ACインダクタモータを使用すれば良く、モータの軸にギアを締着して吸着材107の外周に設けたギアに噛み合わせれば容易に回転駆動が可能である。そして、吸着材107の回転速度を毎時20回転から40回転に調整すれば吸着と脱着をバランス良く実行することができる。 Further, as the driving means 108 for rotating the adsorbent 107, an AC inductor motor may be used. If the gear is fastened to the shaft of the motor and meshed with the gear provided on the outer periphery of the adsorbent 107, it can be easily rotated. It can be driven. If the rotational speed of the adsorbent 107 is adjusted from 20 to 40 revolutions per hour, adsorption and desorption can be executed in a balanced manner.
また、再生部を加熱する加熱手段106としては、例えば、ニクロムヒーター、セラミックヒーター、シーズヒーター、輻射ヒーター等の電気式ヒーターを用いれば良く、更にはヒーターに限らず再生空気を昇温可能なものであれば良いのであって、内部に高温の流体が流れる熱交換器を使用することも可能である。その熱交換器の内部を流す高温の流体としては、温水ボイラ、CO2ヒートポンプ給湯機、コージェネ排熱等を熱源とする温水、或いは直膨式ヒートポンプを熱源とするR410A、CO2等の冷媒を用いれば良い。 Further, as the heating means 106 for heating the regeneration unit, for example, an electric heater such as a nichrome heater, a ceramic heater, a sheathed heater, or a radiant heater may be used. However, it is also possible to use a heat exchanger in which a high-temperature fluid flows. As the high-temperature fluid flowing inside the heat exchanger, a hot water boiler, a CO 2 heat pump water heater, hot water using a cogeneration exhaust heat or the like as a heat source, or a refrigerant such as R410A or CO2 using a direct expansion heat pump as a heat source is used. It ’s fine.
104 吸湿部
105 再生部
106 加熱手段
107 吸着材
108 駆動手段
109 処理ファン
110 再生ファン
111 凝縮器
112 循環風路
202 回転軸
214 ケーシング
216 金属部材
217 集水手段
218 水受け部
219 最下点
220 接触手段
222 排水溝
223 貯水部
224 突起部
225 弾性体
227 凸部
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2007
- 2007-02-20 JP JP2007039007A patent/JP3998042B2/en not_active Expired - Lifetime
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JP2009139071A (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Ind Technol Res Inst | Condenser and dehumidifier using it |
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