JP4089463B2 - 除湿空気供給装置並びに該装置を用いた調湿システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可逆的に吸放湿する特性を持つ吸着素子を用いた除湿空気供給方法及び除湿空気供給装置並びに該装置を用いた調湿システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の可逆的に吸放湿する特性を持つ吸着素子を用いた除湿空気供給装置としては、吸着素子を円筒状に形成し、この円筒状の吸着素子に送風する風路を分割し、一方の風路には処理空気を送風して吸着素子に吸湿させて除湿空気を生成し、他方の風路には高温の再生空気を送風して吸着素子を吸湿可能に再生し、円筒状の吸着素子を回転移動させることにより吸湿と再生を繰り返して除湿空気を連続的に供給するものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その円筒状の吸着素子を用いた除湿空気供給装置の構成について図８を参照しながら説明する。
【０００４】
図８に示すように吸着素子１０１を円筒状に形成し、吸着素子１０１を回転移動するための駆動手段１０２と、吸着素子１０１により吸湿される処理空気を供給する処理用送風機１０３と、吸着素子１０１を放湿させて再生するための再生空気を供給する再生用送風機１０４と、再生空気を昇温するための発熱体１０５とを備え、吸着素子１０１を処理空気が通過する処理部１０６と再生空気が通過する再生部１０７とに区分して相互の空気流通を抑制するようにシールを施した構成となっている。そして、処理用送風機１０３により処理部１０６に処理空気を送風して吸着素子１０１に吸湿させ、低湿度となった除湿空気を図示しない調湿空間である室内等に供給する。一方、再生空気は再生用送風機１０４によって発熱体１０５に送風され、発熱体１０５で昇温されて高温となり、再生部１０７に供給されて吸着素子１０１を放湿させて再生する。吸着素子１０１は駆動手段１０２によって吸着素子１０１の中心軸を中心に連続的に回転移動するので、処理部１０６における処理空気からの吸湿が連続的に行われるとともに、再生部１０７においては再生空気による除湿素子１０１の再生が連続的に行われることになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１７８３１２号公報（第７頁、第１０図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の例のように、吸着素子１０１を回転させ、処理部１０６における処理空気からの吸湿と再生部１０７における吸着素子１０１の再生を並行して行うことにより、除湿空気を連続的に供給する技術が開示されているが、吸着素子１０１を回転移動させるための駆動手段１０２として、駆動モーターの他にプーリー、ベルト、ギア等が付属して高価になるとともに、シール材並びにベルト等の摺動部の磨耗や駆動モーターの寿命により長期間の使用が困難であるという問題点があった。そして、長期間使用するためには定期的１部品交換やメンテナンスを行う必要があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するものであり、駆動部や摺動部を用いない簡単な構成でメンテナンスを行わずに長期間の使用を可能にする除湿空気供給方法及び除湿空気供給装置並びに該装置を用いた調湿システムを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、両端に開口部（２０１ａ、２０１ｂ）を有するダクト（２０２）と、前記ダクト（２０２）内を互いに逆方向に送風する一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）と、前記一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の作動を所定時間毎に切り替える切替手段（２０８）と、可逆的に吸放湿する特性を持つ一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）と、通過空気を昇温する発熱体（１０５）とを備え、前記ダクト（２０２）内の送風方向に、順に前記一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の一方、次に前記一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）の一方、次に前記発熱体（１０５）、次に前記一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）の他方、次に前記一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の他方を配し、前記一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）間の前記ダクト（２０２）に開口して前記ダクト（２０２）内外を連通する供給部（２０６）を設け、前記一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の各々の吹出方向を前記発熱体（１０５）に向け、前記供給部（２０６）の一端を前記ダクト（２０２）外部に開口し、前記供給部（２０６）の他端を分岐部（２０９）において分岐して、分岐した一方を一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）の一方と発熱体（１０５）との間のダクト（２０２）に開口し、前記分岐部（２０９）で分岐した他方を前記一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）の他方と発熱体（１０５）との間の前記ダクト（２０２）に開口し、前記分岐部（２０９）に風上側の開口からの除湿空気流入量を、風下側の開口からの除湿空気流入量より多くする流入量調整手段（２１１）を設けたことを特徴とする除湿空気供給装置としたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の除湿空気供給方法は、両端に開口部（２０１ａ、２０１ｂ）を有するダクト（２０２）と、前記ダクト（２０２）内を互いに逆方向に送風する一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）と、前記一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の作動を所定時間毎に切り替える切替手段（２０８）と、可逆的に吸放湿する特性を持つ一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）と、通過空気を昇温する発熱体（１０５）とを備え、前記ダクト（２０２）内の送風方向に、順に前記一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の一方、次に前記一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）の一方、次に前記発熱体（１０５）、次に前記一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）の他方、次に前記一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の他方を配し、前記一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）間の前記ダクト（２０２）に開口して前記ダクト（２０２）内外を連通する供給部（２０６）を設け、前記一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の各々の吹出方向を前記発熱体（１０５）に向け、前記供給部の一端を前記ダクト外に開口し、他端を分岐部において分岐して、一対の吸着素子の各々と発熱体との間の前記ダクトに分けて開口し、分岐部に風上側の開口からの除湿空気流入量を風下側の開口からの除湿空気流入量より多くする流入量調整手段を設ける構成として、風上側の開口より発熱体通過前の除湿空気をより多く供給部に導入し、風下側の開口からの発熱体通過後の高温となった除湿空気の供給部への流入を抑制するものである。
【００１４】
そして、流入量調整手段をダクトと一体成形により形成して、一対の吸着素子の各々と発熱体との間のダクトに分岐して設けた開口と流入量調整手段との間隔を適正に保持し、各々の開口から分岐部までの通風抵抗を均一化するものである。
【００１５】
また、一対の吸着素子及び発熱体を、略直線上に配置して、円滑な空気流通を促し、通風抵抗を低減するものである。
【００１６】
また、一対の吸着素子及び一対の送風機をダクト内において発熱体を中心に略対称に配置し、送風方向反転時の通風抵抗を均一化して送風量のアンバランスを抑制するものである。
【００１７】
また、一対の吸着素子、発熱体及び一対の送風機の設置位置を概略固定する固定手段をダクトに一体成形で形成して、輸送等で振動が生じても適正間隔を確実に保持するものである。
【００１８】
また、開口部にフィルターを設け、開口部より吸引される空気中の塵埃等の異物をフィルターで捕捉して装置内への流入を抑制し、送風方向反転時に捕捉した異物を逆流により装置外に放散してフィルターの自浄作用を促すものである。
【００１９】
また、発熱体と供給部の間に遮熱手段を設け、供給部への発熱体の放熱を遮熱して、供給部内の除湿空気の温度上昇を抑制するものである。
【００２０】
また、分割した一対の吸着素子を、各々送風方向において更に二つ以上に分割し、各々間隔を空けて配して、送風方向前段の吸着素子から流出した空気の湿度分布を各々の吸着素子間に形成された空間部で平準化して、湿度分布が平準化した空気を後段の吸着素子に供給し、後段の吸着素子全体を有効に活用して吸湿量及び放湿量を高めるものである。
【００２１】
また、ダクト内に一対の吸着素子と発熱体をバイパスするバイパス路を形成し、発熱体自体の放熱や吸着素子からの放熱により温度が上昇するバイパス路表面を、バイパス路内に送風する空気によって冷却して余熱をダクト外部に排出し、装置外郭に相当するダクト外周の温度上昇を抑制するものである。
【００２２】
また、バイパス路を一対の吸着素子及び発熱体の外周に沿って形成し、バイパス路表面をより効率的に冷却して装置外郭に相当するダクト外周の温度上昇を更に抑制するものである。
【００２３】
また、供給部を、バイパス路を貫通してダクト内外を連通する構成として、バイパス路を流れる空気により供給部を冷却し、供給部内を流れる除湿空気の余熱を除去するものである。
【００２４】
また、バイパス路内の供給部に熱交換手段を設け、供給部内を流れる除湿空気とバイパス路内に送風される空気との熱交換を行い、供給部内を流れる除湿空気の余熱をより効果的に除去するものである。
【００２５】
また、本発明の上記した除湿空気供給装置を用いた調湿システムは、供給部を調湿空間に開口し、開口部を非調湿空間に開口して、吸着素子から放湿した湿分を非調湿空間に排出し、除湿空気のみを調湿空間に供給するものである。
【００２６】
そして、調湿空間の湿度に応じて発熱体の発熱量を制御し、吸着素子の吸湿量を可変して調湿空間の湿度調整を行うものである。
【００２７】
また、調湿空間の湿度に応じて一対の送風機の送風量を制御し、吸着素子の吸湿量を可変して調湿空間の湿度調整を行うものである。
【００２８】
また、調湿空間の湿度に応じて切替手段の切替時間を制御し、吸着素子の吸湿量を可変して調湿空間の湿度調整を行うものである。
【００２９】
【実施例】
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。
【００３０】
図１は本発明の実施例における除湿空気供給装置の構成を示す簡易的な断面図である。図１に示すように、この除湿空気供給装置は、両端に開口部２０１ａ、２０１ｂを開口した略直方体形状のダクト２０２により装置外郭を形成し、ダクト２０２内の略中心の位置に発熱体１０５を設け、その発熱体１０５の送風方向両側１間隔をおいて一対の吸着素子１０１ａ、１０１ｂを略対象に配置し、更に吸着素子１０１ａ、１０１ｂの発熱体１０５反対側には各々同様に間隔をおいて一対の送風機２０３ａ、２０３ｂ各々を略対象に配置している。また、ダクト２０２内の開口部２０１ａ、２０１ｂ近傍には通過気中の塵埃等の異物を捕捉するフィルター２０５ａ、２０５ｂを設け、発熱体１０５、吸着素子１０１ａ、１０１ｂ、送風機２０３ａ、２０３ｂを全て略同一直線上に配し、ダクト２０２の内面にダクト２０２と一体成形により形成したリブ形状の固定手段２０４によって位置ズレが起こらないように固定している。また、発熱体１０５外周位置のダクト２０２の一部にダクト２０２内外を連通する供給部２０６をダクト２０２と一体成形により形成し、発熱体１０５と供給部２０５の間には、板状の遮熱手段２０７を設けている。なお、発熱体１０５の外周位置とは、発熱体１０５の略中心位置でダクト２０２内の送風方向に対し略直交する面とダクト２０２が交差する位置を指すものである。
【００３１】
上記構成において次に運転動作を説明する。
【００３２】
図２（ａ）（ｂ）は図１に示した除湿空気供給装置の動作を示す簡易的な断面図である。送風機２０３ａ、２０３ｂを送風方向が各々発熱体１０５に向けて吹出すように設置し、送風機２０３ａ、２０３ｂ各々の駆動を切り替えるための切替手段２０８を接続している。図２（ａ）は吸着素子１０１ａで吸湿し、吸着素子１０１ｂを再生する場合の空気の流れを矢符にて示しており、その場合、切替手段２０８は送風機２０３ａを駆動させ、送風機２０３ｂを停止するように、送風機２０３ａ、２０３ｂへの電源供給を切り替える。送風機２０３ａの駆動により、開口部２０１ａより空気を吸引し、フィルター２０５ａで空気中の塵埃等の異物を捕捉した後、吸着素子１０１ａにより吸湿して低湿度の除湿空気を生成する。生成した除湿空気の一部は発熱体１０５外周位置に開口した供給部２０６よりダクト２０２内外の圧力差によって、ダクト２０２外部に吹出して、図示しない調湿空間に供給される。残りは発熱体１０５により昇温され、高温の除湿空気となって吸着素子１０１ｂに供給される。供給された高温の除湿空気は、吸着素子１０１ｂを放湿させた後、送風機２０３ｂ、フィルター２０５ｂを通過して開口部２０１ｂから外部に排出される。この空気の流れを所定時間行うと、吸着素子１０１ａは吸湿が進んで自身が保有可能な水分量、即ち飽和状態に近づいて除湿空気生成能力が低下し、一方、吸着素子１０１ｂは、放湿が促進して吸湿可能に再生するので、所定時間が経過した段階で図２（ｂ）に示すように、切替手段２０８によって送風機２０３ａを停止し、送風機２０３ｂを駆動するように各々の電源供給を切り替える。この切替により送風方向が反転し、今度は、開口部２０１ｂより空気を吸引してフィルター２０５ｂで同様に空気中の塵埃等の異物を捕捉した後、吸着素子１０１ｂ、発熱体１０５、吸着素子１０１ａ、送風機２０３ａ、フィルター２０５ａを順に通って開口部２０１ａから排気する流れとなる。フィルター２０５ａ通過時には切替前にフィルター２０５ａが捕捉した塵埃等の異物を逆流により装置外に放散するのでフィルターの自浄作用を促すことになる。上記した送風方向の反転により、十分に再生して吸湿可能となった吸着素子１０１ｂが吸湿を行って除湿空気を生成し、生成した除湿空気の一部は同様に供給部２０６より吹出して供給され、残りは発熱体１０５で昇温されて吸湿量が飽和状態の吸着素子１０１ａを再生させる。この状態で所定時間が経過して吸着素子１０１ｂが飽和状態に近づき、吸着素子１０１ａが十分に再生されたら、切替手段２０８により再び図１（ａ）の状態に切り替えて吸着素子１０１ａで吸湿し、吸着素子１０１ｂから放湿させるようにする。このような吸着素子１０１ａ、１０１ｂの回転移動やダンパーによる風路切替動作を伴わない送風方向反転動作を定期的に行い、吸着素子１０１ａ、１０１ｂの吸湿と再生を切り替えて、供給部２０６から低湿度の除湿空気を連続的に供給する。なお、この除湿空気供給装置は、ダクト２０２内に発熱体１０５を中心に吸着素子１０１ａ、１０１ｂ、送風機２０３ａ、２０３ｂを略対称に配しているため、切替手段２０８により送風方向を切り替えた場合の送風量を均一化でき、安定した除湿空気の供給を支援する。また、吸着素子１０１ａ、１０１ｂ及び発熱体１０５が略直線上に位置しているため、円滑な空気流通が促され、通風抵抗の増加を抑制し、送風機２０３ａ、２０３ｂの送風動力や送風騒音を抑えている。また、供給部２０６を発熱体１０５の外周位置のダクト２０２に設けているため、発熱体１０５の風上側の吸着素子で吸湿した除湿空気と略同一温度の除湿空気を供給部２０６から供給できる。そして、発熱体１０５と供給部２０６の間に設けた遮熱手段２０７は発熱体１０５の供給部２０６への放熱を遮断して、供給する除湿空気の温度上昇を抑制するとともに、発熱体１０５の熱漏洩を抑制してエネルギーロスを低減するものである。
【００３３】
図３（ａ）（ｂ）は本発明の実施例における除湿空気供給装置の別の構成を示す簡易的な断面図である。図３（ａ）（ｂ）に示す除湿空気供給装置は、供給部２０６を分岐部２０９において分岐し、分岐した一方を吸着素子１０１ａと発熱体１０５の間のダクト２０２に開口し、分岐した他方を吸着素子１０１ｂと発熱体１０５との間のダクト２０２に開口した構成としており、分岐部２０９に各々の開口部２１０ａ、２１０ｂに向けて傾斜した流入量調整手段２１１をダクト２０２と一体成形により形成している。上記した構成にすると、送風機２０３ａ駆動時には、吸着素子２０３ａにより吸湿された除湿空気の一部が開口部２１０ａより流入量調整手段２１１の傾斜に沿って流入し、残りは発熱体１０５で昇温され、吸着素子１０１ｂに供給されるが、その途中にある開口部２１０ｂは流入量調整手段２１１により送風方向に対して逆勾配となるため、発熱体１０５で昇温された高温の除湿空気は流入し難くなる。従って供給部２０６に流入する除湿空気の合計は、開口部２１０ａからの流入量が多く、開口部２１０ｂからの流入量が少なくなり、高温の除湿空気流入による供給空気の温度上昇を抑制できる。送風機２０３ｂ駆動時は全く逆の動作となり、開口部２１０ｂから流入量が多く、開口部２１０ａからの高温の除湿空気流入量は少なくなる。また、開口部２１０ａ、２１０ｂが開口しているダクト２０２と流入量調整手段２１１を一体で成形するので、開口部２１０ａ、２１０ｂと流入量調整手段２１１の間隔が適正に保持されて通風抵抗の均一化が図れる。
【００３４】
図４（ａ）（ｂ）は本発明の実施例における除湿空気供給装置の別の構成を示す簡易的な断面図である。図４（ａ）（ｂ）に示す除湿空気供給装置は、吸着素子１０１ａを送風方向において二分割し、分割した吸着素子１０１ｃ、１０１ｄを空間２１２ａが形成されるように間隔を空けて配し、同様に吸着素子１０１ｂを送風方向において吸着素子１０１ｅ、１０１ｆに二分割し、空間２１２ｂが形成されるように間隔を空けて配している。上記構成において送風機２０３ａが駆動する場合には、送風機２０３ａにより送風される空気は、まず、前段の吸着素子１０１ｃに送風されて吸湿されるが、吸着素子１０１ｃ流入時の僅かな風速ばらつきや、吸着素子１０１ｃ自体の部分的な容量ばらつきにより、除湿空気は湿度分布をもって吸着素子１０１ｃから流出する。この湿度分布が形成されたまま、後段の吸着素子１０１ｄに流入すると、即ち、吸着素子１０１ａを吸着素子１０１ｃ、１０１ｄに分割していない場合には、湿度分布内の低湿度の空気は吸着素子１０１ｄ通過中に吸湿の限界湿度に到達し、限界湿度到達後は吸着素子１０１ｄ内に在っても、それ以上湿度を下げれずに吸着素子１０１ｄを通過してしまうため、吸着素子１０１ｄの一部が有効に使われずに吸湿性能の低下を招くことになる。しかしながら吸着素子１０１ｃ、１０１ｄの間に空間２１２ａを形成しているため、この空間２１２ａ内において湿度分布が平準化されて後段の吸着素子１０１ｄに流入するので、吸着素子１０１ｄ全体を有効に使って吸湿が為され、吸湿量が高められる。吸着素子１０１ｄ流出後は発熱体１０５によって昇温され、吸着素子１０１ｅに送風されるが、発熱体１０５自体の発熱量の分布により、温度分布をもって吸着素子１０１ｅに流入するので、吸着素子１０１ｅの放湿量にばらつきが生じ、湿度分布が形成された状態で吸着素子１０１ｅから流出する。この湿度分布が形成されたまま、後段の吸着素子１０１ｆに流入すると、即ち吸着素子１０１ｂを吸着素子１０１ｅ、１０１ｆに分割していない場合だと、湿度分布内の高湿度の空気は吸着素子１０１ｆ通過中に放湿の限界湿度に到達し、限界湿度到達後は吸着素子１０１ｆ内に在っても、それ以上湿度を上げれずに吸着素子１０１ｆを通過してしまうため、吸着素子１０１ｆの一部が有効に使われずに放湿性能の低下を招くことになる。しかしながら同様に吸着素子１０１ｅ、１０１ｆの間に空間２１２ｄを形成しているため、この空間２１２ｄ内において湿度分布が平準化されて後段の吸着素子１０１ｆに流入するので、吸着素子１０１ｆ全体を有効に使って放湿が為され、放湿量が高められる。以上の吸湿量、放湿量の向上により、連続供給する除湿空気の湿度をより下げることが可能となり、実験では間隔を３ｍｍ設けた場合、供給空気の露点温度が３〜４℃程度低下するという結果が得られている。また１送風機２０３ｂが駆動する場合には、送風方向が反転するため、吸湿側の後段に相当する吸着素子１０１ｅの吸湿量が高まり、また、再生側は吸着素子１０１ｃの放湿量が高まるので、同様に供給空気の湿度を下げることができる。また、本実施例では吸着素子１０１ａを吸着素子１０１ｃ、１０１ｄに、吸着素子１０１ｂを吸着素子１０１ｅ、１０１ｆの各々二つに分割する構成としたが、分割数に制限は無く、三分割、四分割・・・１ｎ分割に構成しても同様の作用効果が得られる。
【００３５】
図５（ａ）（ｂ）は本発明の実施例における除湿空気供給装置の別の構成を示す簡易的な断面図である。図５（ａ）に１す除湿空気供給装置は、吸着素子１０１ａ、１０１ｂ及び発熱体１０５をバイパスするバイパス路２１３を吸着素子１０１ａ、１０１ｂ及び発熱体１０５の外周に沿って形成し、供給部２０６がバイパス路２１３を貫通してダクト２０２内外を連通する構成となっている。上記構成において送風機２０３ａ、２０３ｂの何れか一方が駆動すると、バイパス路２１３の内側にある吸着素子１０１ａ、１０１ｂ及び発熱体１０５に送風されるとともにバイパス路２１３内にも送風される。バイパス路２１３内周は発熱体１０５自体の放熱や吸着素子１０１ａ、１０１ｂからの放熱、例えば、吸着熱、発熱体１０５の余熱、脱着熱により温度が上昇するが、バイパス路２１３内に送風することにより、これらの余熱をダクト２０２外部に排出し、装置の外郭に相当するダクト２０２外周の温度上昇が抑制される。また、供給部２０６がバイパス路２１３を貫通しているため、供給部２０６も冷却でき、供給部２０６内を流れる除湿空気の余熱も除去することができる。また、図５（ｂ）に示すように供給部２０６に熱交換手段２１４を設けて、供給部２０６内を流れる除湿空気とバイパス路２１３内を流れる空気との熱交換を行えば、供給空気の余熱をより効果的に除去することが可能である。なお、バイパス路２１３は発熱体１０５及び吸着素子１０１ａ、１０１ｂの外周全てに設けずとも良く、例えば、外周が四面あるとすれば、その内、三面、二面、一面に設けても良い。
【００３６】
図６は、図１、図３、図４乃至図５に示した除湿空気供給装置を用いた調湿システムの構成を示す簡易的な断面図である。この調湿システムは、湿度調整が所望される室内を調湿空間２１５に、湿度調整の不要な室外を非調湿空間２１６に設定して、調湿空間２１５である室内の湿度調整を行うものであり、図６に示すように、供給部２０６が調湿空間２１５に開口し、開口部２０１ａ、２０１ｂが非調湿空間２１６である室外に開口するように上記除湿空気供給装置を壁面に設置し、湿度センサにより構成される湿度検出手段２１７を調湿空間２１５に設け、この湿度検出手段２１７で検出される調湿空間２１５の湿度に応じて、発熱体１０５の発熱量を制御する発熱量制御手段２１８及び送風機２０３ａ、２０３ｂの送風量を制御する送風量制御手段２１９及び切替手段２０８の切替時間を変更する切替時間制御手段２２０を切替手段２０８と共に制御基板２２１に装着して調湿システムを構成している。上記構成において、湿度検出手段２１７により検出される調湿空間２１５の湿度が所望される湿度より低い場合には、発熱量制御手段２１８により発熱体１０５を作動し、送風量制御手段２１９により送風機２０３ａ、２０３ｂの送風量を所定量に設定し、切替時間制御手段２２０により切替手段２０８の切替時間を所定値に設定して、切替手段２０８により送風機２０３ａ、２０３ｂの駆動切替を行って、調湿空間２１５に開口した供給部２０６から除湿空気を供給する。除湿空気の供給により、壁面に別途設けた排気口２２２より室内の空気が室外に排気され、供給される除湿空気と入れ替わって調湿空間２１５の湿度が低下する。この除湿空気の供給により湿度検出手段２１７により検出される湿度が所望される湿度を下回ったら、発熱量制御手段２１８により発熱体１０５の作動を停止し、送風量制御手段２１９により送風機２０３ａ、２０３ｂの送風量を零に設定して、発熱体１０５、送風機２０３ａ、２０３ｂのエネルギー消費を抑えるとともに除湿空気の供給を停止して過度な湿度低下を抑制し、調湿空間２１５を所望の湿度に維持するように調整する。開口部２０１ａ、２０１ｂはともに湿度調整の不要な非調湿空間２１６である室外に開口しているので、吸着素子１０１ａ、１０１ｂの各々から放湿される湿分は何れも非調湿空間２１６に排出され、調湿空間２１５の湿度調整に悪影響を及ぼすことはない。また、発熱量制御手段２１８、送風量制御手段２１９、切替時間制御手段２２０は、単純に発熱体１０５の作動のオンオフ、送風機２０３ａ、２０３ｂの送風量のオンオフ、切替時間のオンオフのみならず、湿度検出手段により検出される調湿空間２１５の湿度に応じて、各々の出力をコントロールしても良い。
【００３７】
図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は発熱量、送風量及び切替時間と吸湿量との関係を示したグラフである。図７（ａ）は発熱体１０５の発熱量と吸着素子１０１ａ、１０１ｂの吸湿量との関係を示しており、発熱体１０５の発熱量を増加すれば、吸着素子１０１ａ、１０１ｂの吸湿量が増える傾向となっている。従って調湿空間２１５の湿度が下がらない場合には、発熱量制御手段２１８により発熱体１０５の発熱量を増やし、逆に調湿空間２１５の湿度が下がり過ぎたら、発熱体１０５の発熱量を減らすように制御すれば良い。また、図７（ｂ）は送風機２０３ａ、２０３ｂの送風量と吸着素子１０１ａ、１０１ｂの吸湿量との関係を示しており、送風量を増やすとある所までは吸湿量が増加し、その後吸湿量は低下する傾向となっている。従ってこのような傾向と調湿空間２１５の湿度に応じて送風量制御手段２１９によって送風機２０３ａ、２０３ｂの送風量を制御するようにすれば良い。また、図７（ｃ）は切替手段２０８の切替時間と吸着素子１０１ａ、１０１ｂの吸湿量との関係を示しており、切替時間を早めるとある所までは吸湿量が増加し、その後吸湿量は低下する傾向となっている。従ってこのような傾向と調湿空間２１５の湿度に応じて切替時間制御手段２２０により切替手段２０８の切替時間を制御すれば良いのである。
【００３８】
なお、上記各実施例に用いる吸着素子１０１ａ、１０１ｂとしては、吸着素子１０１ａ、１０１ｂ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、吸着素子１０１ａ、１０１ｂが比較的乾燥しているときに相対的に湿度の高い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、通風可能なハニカム構造を持つマトリックスにゼオライト、シリカゲル、活性炭、活性アルミナの吸着材料群から選ばれる少なくとも一種類以上を含有して形成したものであれば良い。そして、吸着素子１０１ａ、１０１ｂを略直方体形状に形成すれば、装置内への収納性が向上するとともに、装置内への設置を容易にすることができる。
【００３９】
また、発熱体１０５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。その熱交換器内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等の冷媒を用いることができる。
【００４０】
また、ダクト２０２を両端が開口した略直方体形状としたが、内部に送風可能な形状であれば良く、円管、楕円管、多角管に類する形状でも良い。また送風方向においては、直線のみならず、コの字やＵ字の曲げや捩りを１箇所、２箇所…ｎ箇所に設けても良い。そして、ダクト２０２を、供給部２０６を設ける面と逆面側とに分割し、分割した各々を樹脂成形により形成し、この樹脂成形部品を嵌合させて組み上げることにより、製造を容易に行うようにしても良い。
【００４１】
また、送風機２０３ａ、２０３ｂとしては、互いに逆方向に送風可能なものであれば良く、回転可能なモータの回転軸にプロペラファン、シロッコファン、ターボファンを締着したものを用いれば良い。そして、安定した除湿空気供給を行うには送風機２０３ａ、２０３ｂは風量、静圧において同一仕様のものが好ましい。
【００４２】
また、固定手段２０４をダクト２０２と一体成形してリブ形状に形成したが、発熱体１０５、一対の吸着素子１０１ａ、１０１ｂ、一対の送風機２０３ａ、２０３ｂをダクト２０２に固定可能なものであれば良いのであって螺子止めによって固定しても良い。また、製造面を考慮してリブ形状での固定と螺子止めを組み合わせても良く、例えば、螺子止めしにくい吸着素子１０１ａ、１０１ｂはリブ形状にて固定し、発熱体１０５、送風機２０３ａ、２０３ｂを螺子止めにて固定しても良い。
【００４３】
また、遮熱手段２０７は、発熱体１０５からの放熱を遮断できるものであれば良く、例えば、反射率の高いアルミ等を板状に加工して、放熱を発熱体１０５側に反射するように設ければ良い。
【００４４】
また、切替手段２０８は、送風機２０３ａ、２０３ｂの電源供給を所定時間毎に切替可能なものであれば良く、所定時間をカウントするタイマーと所定時間経過時に電源供給を切り替えるリレーにより構成すれば良い。
【００４５】
また、熱交換手段２１４は、供給部２０６内を流れる除湿空気とバイパス路２１３内を流れる空気との熱交換が可能なものであれば良く、積層型熱交換器、フィンチューブ型熱交換器等を互いの風路が混合しないように設ければ良い。更にはもっと簡易的に供給部２０６を熱伝導の良い材質、例えば、銅管、アルミ管、または、それらの外周に熱伝達を促進するための伝熱フィンを備えたもので形成しても良いのである。
【００４６】
また、調湿空間２１５は、室内のみならず、略密閉された湿度調整が所望される空間に設定することが可能で、例えば、床下空間内、床下収納庫内、食材収納棚内、押入れ内、靴箱内、傘立て内等、特に湿気除去が要求される空間に供給部２０６を開口して除湿空気を供給すれば有効に乾燥を行うことができる。その際には開口部２０１ａ、２０１ｂは、いずれも調湿空間２１５外部に開口することが望ましい。更には、供給部２０６にホースを取り付け、ホースを靴の中等の小空間に挿入して集中的に乾燥を行うことも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５２】
供給部の一端をダクト外に開口し、他端を分岐部において分岐して、一対の吸着素子の各々と発熱体との間のダクトに分けて開口し、分岐部に風上側の開口からの除湿空気流入量を風下側の開口からの除湿空気流入量より多くする流入量調整手段を設ける構成とすることによって、発熱体通過前の除湿空気をより多く供給して、発熱体通過後の高温除湿空気の流入による供給空気の温度上昇を抑制することができる。
【００５３】
また、流入量調整手段をダクトと一体成形で形成することによって、一対の吸着素子の各々と発熱体との間のダクトに分岐して設けた各々の開口と、流入量調整手段との間隔を適正に保持し、各々の開口から分岐部までの通風抵抗を均一化して、安定した除湿空気供給を行うことができるとともに、流入量調整手段を一体成形により容易に製造することができる。
【００５４】
また、一対の吸着素子及び発熱体を、略直線上に配置することによって、円滑な空気流通を促し、通風抵抗の増加を抑制して、送風動力及び送風騒音を低減することができる。
【００５５】
また、一対の吸着素子及び一対の送風機をダクト内において発熱体を中心に略対称に配置することによって、送風方向反転時の通風抵抗を均一化し、送風量のアンバランスを抑制して安定した除湿空気供給を行うことができる。
【００５６】
また、一対の吸着素子、発熱体及び一対の送風機の設置位置を概略固定する固定手段をダクトに一体成形で形成することによって、輸送等で振動が生じても常に適正間隔を保持して位置ズレを抑制し、性能品質を維持することができるとともに、製造工程においては各部品の組付け作業を容易にすることができる。
【００５７】
また、開口部に塵埃を捕捉するフィルターを設けることによって、開口部より吸引される空気中の塵埃等の異物をフィルターで捕捉して装置内への流入を抑制することができるとともに、送風方向反転時に捕捉した異物を逆流により装置外に放散し、フィルターの自浄作用を促すので、フィルター清掃作業を軽減して使い勝手を向上することができる。
【００５８】
また、発熱体と供給部の間に遮熱手段を設けることによって、供給部への発熱体の放熱を遮断して、供給する除湿空気の温度上昇を抑制することができるとともに、発熱体の熱漏洩を抑制してエネルギーロスを低減することができる。
【００５９】
また、分割した一対の吸着素子を、各々送風方向において更に二つ以上に分割し、各々間隔を空けて配置することによって、通過空気の湿度分布を平準化し、後段の吸着素子全体を有効に活用して吸放湿量を高め、より低湿度の除湿空気を供給することができる。
【００６０】
また、ダクト内に一対の吸着素子及び発熱体をバイパスするバイパス路を形成することによって、発熱体自体の放熱や吸着素子からの放熱をダクト外部に排出し、装置外郭、即ちダクト外周の温度上昇を抑制して、安全性を高めることができる。
【００６１】
また、バイパス路を一対の吸着素子及び発熱体の外周に沿って形成することによって、発熱体自体の放熱や吸着素子からの放熱をより効率的にダクト外部に排出し、装置外郭、即ちダクト外周の温度上昇を更に抑制して、安全性をより高めることができる。
【００６２】
また、供給部がバイパス路を貫通してダクト内外を連通する構成とすることによって、バイパス路を流れる空気が供給部を冷却して、供給部内を流れる除湿空気の余熱を除去し、顕熱負荷の少ない除湿空気を供給することができる。
【００６３】
また、バイパス路内の供給部に熱交換手段を設けることによって、供給部内を流れる除湿空気とバイパス路を流れる空気とを熱交換して、供給部内を流れる供給空気の余熱をより効率的に除去し、更に顕熱負荷の少ない除湿空気を供給することができる。
【００６４】
また、開口部を非調湿空間に開口し、供給部を調湿空間に開口して、調湿システムを構成することによって、吸着素子から放湿した湿分を非調湿空間に排出し、除湿空気のみを調湿空間に供給して、調湿空間を短時間で除湿することができる。
【００６５】
また、調湿空間の湿度に応じて発熱体の発熱量を制御することによって、吸着素子の吸湿量を可変して、調湿空間を所望の湿度に調整することができる。
【００６６】
また、調湿空間の湿度に応じて一対の送風機の送風量を制御することによって、吸着素子の吸湿量を可変して、調湿空間を所望の湿度に調整することができる。
【００６７】
また、調湿空間の湿度に応じて切替手段の切替時間を制御することによって、吸着素子の吸湿量を可変して、調湿空間を所望の湿度に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における除湿空気供給装置の構成を示す簡易的な断面図
【図２】同、除湿空気供給装置の動作を示す簡易的な断面図
【図３】同、除湿空気供給装置の別の構成を示す簡易的な断面図
【図４】同、除湿空気供給装置の別の構成を示す簡易的な断面図
【図５】同、除湿空気供給装置の別の構成を示す簡易的な断面図
【図６】図１、図３、図４乃至図５に示した除湿空気供給装置を用いた調湿システムの構成を示す簡易的な断面図
【図７】発熱量、送風量及び切替時間と吸湿量との関係を示したグラフ
【図８】従来の円筒状に形成した吸着素子を用いた除湿空気供給装置の構成を示す構成図
【符号の説明】
１０１ａ、１０１ｂ 吸着素子
１０５ 発熱体
２０１ａ、２０１ｂ 開口部
２０２ ダクト
２０３ａ、２０３ｂ 送風機
２０４ 固定手段
２０５ａ、２０５ｂ フィルター
２０６ 供給部
２０７ 遮熱手段
２０８ 切替手段
２０９ 分岐部
２１１ 流入量調整手段
２１３ バイパス路
２１４ 熱交換手段
２１５ 調湿空間
２１６ 非調湿空間
２１７ 湿度検出手段
２１８ 発熱量制御手段
２１９ 送風量制御手段
２２０ 切替時間制御手段

Claims (16)

1. 両端に開口部（２０１ａ、２０１ｂ）を有するダクト（２０２）と、前記ダクト（２０２）内を互いに逆方向に送風する一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）と、前記一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の作動を所定時間毎に切り替える切替手段（２０８）と、可逆的に吸放湿する特性を持つ一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）と、通過空気を昇温する発熱体（１０５）とを備え、前記ダクト（２０２）内の送風方向に、順に前記一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の一方、次に前記一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）の一方、次に前記発熱体（１０５）、次に前記一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）の他方、次に前記一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の他方を配し、前記一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）間の前記ダクト（２０２）に開口して前記ダクト（２０２）内外を連通する供給部（２０６）を設け、前記一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の各々の吹出方向を前記発熱体（１０５）に向け、前記供給部（２０６）の一端を前記ダクト（２０２）外部に開口し、前記供給部（２０６）の他端を分岐部（２０９）において分岐して、分岐した一方を一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）の一方と発熱体（１０５）との間のダクト（２０２）に開口し、前記分岐部（２０９）で分岐した他方を前記一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）の他方と発熱体（１０５）との間の前記ダクト（２０２）に開口し、前記分岐部（２０９）に風上側の開口からの除湿空気流入量を、風下側の開口からの除湿空気流入量より多くする流入量調整手段（２１１）を設けたことを特徴とする除湿空気供給装置。
2. 流入量調整手段（２１１）をダクト（２０２）と一体成形により形成したことを特徴とする請求項１記載の除湿空気供給装置。
3. 一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）及び発熱体（１０５）を、略直線上に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の除湿空気供給装置。
4. 一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）及び一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）をダクト（２０２）内において発熱体（１０５）を中心に略対称に配置したことを特徴とする請求項１、２または３記載の除湿空気供給装置。
5. 発熱体（１０５）及び一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）並びに一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の設置位置を概略固定する固定手段（２０４）をダクト（２０２）と一体成形により形成したことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の除湿空気供給装置。
6. 開口部（２０１ａ、２０１ｂ）に塵埃を捕捉するフィルター（２０５ａ、２０５ｂ）を各々設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の除湿空気供給装置。
7. 発熱体（１０５）と供給部（２０６）の間に前記発熱体（１０５）からの放熱を遮熱する遮熱手段（２０７）を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の除湿空気供給装置。
8. 一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）の各々を送風方向において少なくとも二つ以上に分割し、各々間隔を空けて配したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載の除湿空気供給装置。
9. ダクト（２０２）内に一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）及び発熱体（１０５）をバイパスするバイパス路（２１３）を形成したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の除湿空気供給装置。
10. バイパス路（２１３）を一対の吸着素子（１０１ａ、１０１ｂ）及び発熱体（１０５）の外周に沿って形成したことを特徴とする請求項９記載の除湿空気供給装置。
11. 供給部（２０６）がバイパス路（２１３）を貫通してダクト（２０２）内外を連通することを特徴とする請求項９または１０記載の除湿空気供給装置。
12. バイパス路（２１３）内の供給部（２０６）に熱交換手段（２１４）を設けたことを特徴とする請求項１１記載の除湿空気供給装置。
13. 請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２記載の除湿空気供給装置を用いた調湿システムであって、供給部（２０６）を調湿空間（２１５）に開口し、開口部（２０１ａ、２０１ｂ）を非調湿空間（２１６）に開口したことを特徴とする調湿システム。
14. 調湿空間（２１５）の湿度を検出する湿度検出手段（２１７）と、発熱体（１０５）の発熱量を制御する発熱量制御手段（２１８）とを備え、前記発熱量制御手段（２１８）は、前記湿度検出手段（２１７）により検出される湿度に応じて前記発熱体（１０５）の発熱量を制御することを特徴とする請求項１３記載の調湿システム。
15. 調湿空間（２１５）の湿度を検出する湿度検出手段（２１７）と、一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の各々の送風量を制御する送風量制御手段（２１９）とを備え、前記送風量制御手段（２１９）は、前記湿度検出手段（２１７）により検出される湿度に応じて前記一対の送風機（２０３ａ、２０３ｂ）の各々の送風量を制御することを特徴とする請求項１３または１４記載の調湿システム。
16. 調湿空間（２１５）の湿度を検出する湿度検出手段（２１７）と、切替手段（２０８）の切替時間を制御する切替時間制御手段（２２０）とを備え、前記切替時間制御手段（２２０）は、前記湿度検出手段（２１７）により検出される湿度に応じて前記切替手段（２０８）の切替時間を制御することを特徴とする請求項１３、１４または１５記載の調湿システム。

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