JP4292703B2

JP4292703B2 - 乾燥装置

Info

Publication number: JP4292703B2
Application number: JP2000327292A
Authority: JP
Inventors: 伸本田; 達人松本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: JP2002130944A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部屋内の空間を利用して、衣類の乾燥や部屋内そのものの乾燥を行なうための乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浴室内の空間を利用して、衣類の乾燥や浴室内そのものの乾燥を行なううえで、吸着剤を用いたものとして、特開平６−１１４１９７号公報に示されるファンと、ヒータと、吸着剤で構成したものや、特開平６−１５４４８６号公報に示されるヒータと、吸着剤を担持させたファンで構成したものがある。いずれも、浴室内の空気を取り込んで空気中の湿気を吸着剤に吸着させることで浴室内の乾燥を行ない、吸着剤が取り込んだ湿気は温風を通して脱離させて排出口等から室外へ排出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この方式においては吸着剤を再生する必要があるため、吸着工程と脱離工程を交互に繰り返す操作方法となる。しかしながら、脱離工程においては吸着剤から脱離した湿気を含む空気は室外へ排出するため、この時空気加熱手段で供給した熱の一部も排出されてしまうという問題がある。特にこの熱損失は、脱離工程の後半で顕著であり、吸着剤を十分脱離させるためには多くの熱損失を伴うのが実状である。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みて成されたものであり、脱離工程の熱を無駄に捨てることなく吸着工程の空気の加熱に有効に利用して、乾燥するまでの時間を短縮できる乾燥装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、空気流れの上流側に部屋（１０）内の空気を吸い込む吸込口（１ａ）と、下流側に部屋（１０）内へ空気を吹き出す吹出口（１ｂ）及び部屋（１０）外へ空気を排出する排出口（１ｃ）とを有する空気通路（１）と、吹出口（１ｂ）及び排出口（１ｃ）の開閉を行なうドア（６）と、吸込口（１ａ）と吹出口（１ｂ）との間の空気通路（１）内に配置された、空気加熱手段（３）、吸着剤（２ａ）を備えた空気除湿手段（２）、及び空気除湿手段（２）の空気下流側に配置されて空気と熱交換して熱を蓄える蓄熱体（５）と、蓄熱体（５）の下流側に吹出口（１ｂ）及び排出口（１ｃ）が設けられ、空気通路（１）内に空気を流通させる送風手段（４）と、空気加熱手段（３）、ドア（６）、及び送風手段（４）を作動させて部屋（１０）内の乾燥状態を制御する制御装置（２０）とを備え、
制御装置（２０）は、吸着工程時に、吹出口（１ｂ）を開き、空気通路（１）と部屋（１０）との間で空気を循環させて湿気を吸着剤（２ａ）に吸着させ、脱離工程時に、排出口（１ｃ）を開くと共に空気加熱手段（３）を作動させて吸着剤（２ａ）に脱離作用をさせ、部屋（１０）より空気通路（１）を通して部屋（１０）外へ空気を排出させるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
これにより、吸着剤の脱離工程、特に脱離後半時において吸着剤を通過した高温の空気から蓄熱体が吸熱し、次の吸着工程において吸着剤の作用によって乾燥した空気に前記蓄熱体の熱を放熱することで、乾燥対象空間である部屋へ吹き出す空気を高温とし、乾燥効果を増大させることができる。
【０００７】
このように、吸着工程全般に渡って温度の高い空気を部屋へ吹き出せるので、乾燥時間を短縮することができる。また、従来室外に捨てていた熱を無駄なく利用できるようにしたことから省エネルギーともなる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、蓄熱体（５）として水を内蔵する熱交換器、または通風路を持つ金属や煉瓦等のブロックを用いたことを特徴とする。
【０００９】
このように、蓄熱体はエネルギーや制御が不要なものであり、空気通路内に設置するだけで無駄のない効率の良い乾燥が行われることとなる。
【００１０】
請求項３記載の発明では、空気除湿手段（２）より空気上流側の空気通路（１）の内面、及び空気除湿手段（２）から空気下流側の空気通路（１）の外面に断熱材（９ａ、９ｂ）を設置したことを特徴とする。
【００１１】
これにより、吸入口から流入した空気は空気除湿手段の上流側の断熱材で、空気通路の部材そのものや空気通路から外部空気への放熱が防止され、空気除湿手段下流側では、空気通路の部材そのものへ畜熱がなされるうえ、断熱材により空気通路から外部空気への放熱が防止される。その結果、空気加熱手段で無駄のない効率の良い加熱が行えるうえ、蓄熱体の小型化を図ることができる。
【００１２】
請求項４記載の発明では、乾燥装置を浴室に用いたことを特徴とする。これにより、浴室内の空間を利用して、衣類の乾燥や浴室内そのものの乾燥を行なうことができる。
【００１３】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を、図面に基づき説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における乾燥装置の構成を示し、浴室に用いた例を示す。本装置は浴室１０の天井や壁面の内部に設置され、浴室１０内の空間を利用して、衣類の乾燥や浴室１０内そのものの乾燥を行なうものである。通気口１０ａは、図示しない隣室の脱衣所等に通じている。
【００１５】
１は空気通路となるケーシングであり、空気流れ上流側に浴室１０内の空気を吸い込む吸込口１ａと、空気流れ下流側に吸い込んだ浴室１０内の空気を浴室１０内へ吹き出す吹出口１ｂと、室外へ排出する排出口１ｃを含む換気通路とが設けられており、ドア６にて開閉して切り換えられる。
【００１６】
ここでは１つの吹出空気切換ドア６により、吹出口１ｂと排出口１ｃとを開閉しているが、別々にドアを設け、各開口位置の設計自由度を高めたり、各ドアの個別制御を可能にすることもできる。
【００１７】
ケーシング１内の吸込口１ａと吹出口１ｂとの間の部分には、空気上流側に空気加熱手段３としての熱交換器と、その空気下流側に吸着剤２ａを備えた空気除湿手段２と、空気を吸入して吐出させる送風手段４としての循環ファンが配置されている。また、空気除湿手段２の空気下流側には、畜熱体５が配置されている。
【００１８】
熱交換器３には熱源機として給湯機７等が接続され、加熱された熱媒体としての水等がポンプ８にて循環するようになっている。
【００１９】
また、これら給湯機７、ポンプ８、循環ファン４、吹出空気切換ドア６への通電や駆動は、制御装置２０によって制御される。制御装置２０は、吸着剤２ａの脱離及び吸着作用により生ずる空気除湿手段２の通過前後での空気温度差を、１１，１２の温度センサにて検出し、その空気温度差の情報に基づいて後述する脱離及び吸着の各工程を切り換え、浴室１０内の乾燥状態を制御している。
【００２０】
吸着剤２ａは、通風方向に対してアルミニウムの薄板等によるフィンをハニカム状に形成して、そのフィンの表面にゼオライトやシリカゲル等の固体吸着剤の粒子を接着している。この吸着剤２ａは、不織布のような吸水するものをハニカム状に形成して臭化リチウム等の吸収液を含浸させたものでもよい。また、脱着の反応速度は遅いが、高分子吸湿樹脂を前記のようにフィンに付着させて用いてもよい。
【００２１】
図２および図３に、本発明における蓄熱体の構造例を示し、いずれも（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。
【００２２】
図２はコルゲートフィンを用いた熱交換器タイプ５ａである。２１はヘッダー、２２はチューブ、２３はフィンであり、蓄熱体として熱容量を大きく確保するために内部に不凍液と若干の空気を封入し密閉している。不凍液を用いている理由は内部の腐食や氷結の防止のためであり、また空気を若干封入しているのは、温度変化による不凍液の体積変化を吸収するためである。
【００２３】
図３はアルミの多穴ブロックタイプ５ｂである。吸熱、および放熱を効率良く行わせるために、穴を多くして空気との伝熱面積を確保した構造としている。材質はこの他にも各種金属や、煉瓦などが適用できる。
【００２４】
次に、上記構成での本乾燥装置の作動を、図４を用いて浴室の乾燥を例に説明する。図４は、従来技術（特性（イ））と本発明（特性（ロ））での吹出温度と浴室湿度との推移を表わしたグラフである。
【００２５】
乾燥運転を開始すると、吹出空気切換ドア６は６ｂ側に保持され、排出口１ｃが開かれる。そして循環ファン４を運転することにより、浴室１０内の湿った空気を室外へ排出すると共に、隣室の脱衣所等から通気口１０ａ等を通して乾いた空気が流入して浴室１０内の換気が行われる。
【００２６】
また、乾燥装置の内部では、まず、吸着剤２ａの再生として脱離工程が行われる。具体的には、給湯機７とポンプ８を運転し、吸込口１aから吸い込んだ空気を熱交換器３で加熱して高温の空気とする。
【００２７】
次にこの高温の空気は、吸着剤２ａを通過する際に吸着剤２ａが脱離する湿気によって高湿の空気となる。この空気の温度は吸着剤２ａの脱離の程度によって変わり、脱離初期においては吸着剤２ａを通過前の温度よりかなり低温であるが、脱離末期においてはほぼ同等の温度にまで上昇する。
【００２８】
したがって、このような脱離工程において、吸着剤２ａを出た空気は次の蓄熱体５を通過する際に、脱離初期においては蓄熱体５との熱の授受はさほどないが、脱離末期に至っては、蓄熱体５に熱を与えて、自らは低温となって排出口１cから室外へ排出される。
【００２９】
次に、吸着行程について説明する。
【００３０】
この場合、循環ファン４は作動させたまま、吹出空気切換ドア６を６ａ側に切り換えて保持し、吹出口１ｂから浴室１０内への吹き出しとする。ポンプ８を停止して熱交換器３での加熱は行なわない。こうすることで、浴室から吸込口１ａを通して吸い込まれた高湿の空気は、吸着剤２ａを通過する際に湿気が吸着されることによって低湿の空気となる。
【００３１】
この空気の温度は吸着剤２ａの吸着の程度によって変わり、吸着初期においては吸着剤２ａを通過前の温度よりかなり高温であるが、吸着末期においてはほぼ同等の温度にまで低下する。
【００３２】
したがって、このような吸着工程において、吸着剤２ａを出た空気は次の蓄熱体５を通過する際に、吸着工程初期においては蓄熱体５との熱の授受はさほどないが、吸着工程末期に至っては、蓄熱体５が脱離工程末期に蓄えていた熱を吸熱するため、自らは高温となって吹出口１bから浴室１０へ吹き出される。
【００３３】
以上のような脱離工程と吸着工程を繰り返すことにより浴室１０の乾燥を行う。脱離工程と吸着工程の切り換えには、吸着剤２ａの脱離・吸着による空気除湿手段２の通過前後での空気温度差を利用しており、制御装置２０は、吸着剤２ａの前後に設けた温度センサ１１、１２の情報により、各工程とも初期に発生する温度差が一定値以下となった時点で工程を切り換えている。
【００３４】
本発明では、従来、脱離工程の終盤において室外に放出していた熱を、一旦蓄熱体５に蓄え、次の吸着工程の終盤において浴室への吹き出し空気の加熱に利用するようにしたので、この熱回収分が省エネルギーとなる。
【００３５】
また、従来技術では吸着工程の終盤において吹き出し空気が低下して浴室１０の乾燥が進まなくなる問題があったが、本発明ではそのような問題がなく、吸着工程全般にわたって温度の高い空気を浴室１０へ吹き出せるので、乾燥時間の短縮にも効果がある。
【００３６】
また、蓄熱体５はエネルギーや制御が不要なものであり、空気通路１内に設置するだけで無駄のない効率の良い乾燥が行われることとなる。
【００３７】
乾燥運転の停止は、使用者の判断で停止させてもよいし、タイマー等で設定した一定時間に達した時点で停止させてもよい。
【００３８】
また、衣類や浴室の乾燥以外に適用してもよい。
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態における乾燥装置の構成を示す。第１実施形態と同等の構成については、同一の符号を付けその説明を省略する。
【００３９】
第１実施形態での構成に加え、空気通路１において吸着剤２ａの上流側の内面に断熱材９aを、吸着剤２ａを含む下流側の外側に断熱材９bを設置した。これにより、以下の効果が得られる。
【００４０】
第１実施例で説明したように、脱離工程においては吸込口１aから流入した空気は熱交換器３によって加熱されるが、この際断熱材９aを内面に設置したことによって空気通路１の外部空気や空気通路１の部材そのものへの熱の漏洩が防止されるので、熱交換器３で投入した熱が無駄なく吸着剤２ａの脱離に使われる。
【００４１】
一方、吸着剤２ａを含む下流側の外面に断熱材９bを設置したことによって、脱離工程の終盤における熱回収を、蓄熱体５だけではなく空気通路１の部材そのものへ蓄熱することができるうえ、断熱材９bにより空気通路１から外部空気への熱の漏洩が防止されるので、蓄熱体５の小型化を図ることができる。
【００４２】
一方、吸着工程においては吸込口１aから流入した空気は、吸着剤２ａで湿気を吸着されることで高温となって吸着剤２ａから流出するが、吸着工程の終盤においてはこの温度上昇はさほど大きくなくなるため、脱離工程において蓄熱体５や空気通路１の部材に蓄えられていた熱によって加熱され、高温の空気となって吹出口１bから吹き出される。
【００４３】
この際、蓄熱体５は第１実施形態に比べて小型化されていても、吸着剤２ａの下流における空気通路１の部材の熱容量分が空気の加熱に作用するので、第１実施例と同様の熱回収の効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における乾燥装置の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の蓄熱体として水を内蔵する熱交換器の構造を示す説明図である。
【図３】本発明の蓄熱体として通風路を持つ金属や煉瓦等のブロックの構造を示す説明図である。
【図４】従来技術と本発明での吹出空気温度と浴室内空気湿度との推移を表わしたグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態における乾燥装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１ケーシング（空気通路）
１ａ吸込口
１ｂ吹出口
１ｃ排出口
２空気除湿手段
２ａ吸着剤
３熱交換器（空気加熱手段）
１循環ファン（送風手段）
５蓄熱体
６吹出空気切換ドア（ドア）
９ａ、９ｂ断熱材
１０浴室（部屋）
２０制御装置

Claims

空気流れの上流側に部屋（１０）内の空気を吸い込む吸込口（１ａ）と、下流側に前記部屋（１０）内へ空気を吹き出す吹出口（１ｂ）及び前記部屋（１０）外へ空気を排出する排出口（１ｃ）とを有する空気通路（１）と、
前記吹出口（１ｂ）及び前記排出口（１ｃ）の開閉を行なうドア（６）と、
前記吸込口（１ａ）と前記吹出口（１ｂ）との間の前記空気通路（１）内に配置された、空気加熱手段（３）、吸着剤（２ａ）を備えた空気除湿手段（２）、及び前記空気除湿手段（２）の空気下流側に配置されて空気と熱交換して熱を蓄える蓄熱体（５）と、
前記蓄熱体（５）の下流側に前記吹出口（１ｂ）及び前記排出口（１ｃ）が設けられ、
前記空気通路（１）内に空気を流通させる送風手段（４）と、
前記空気加熱手段（３）、前記ドア（６）、及び前記送風手段（４）を作動させて前記部屋（１０）内の乾燥状態を制御する制御装置（２０）とを備え、
前記制御装置（２０）は、吸着工程時に、前記吹出口（１ｂ）を開き、前記空気通路（１）と前記部屋（１０）との間で空気を循環させて湿気を前記吸着剤（２ａ）に吸着させ、脱離工程時に、前記排出口（１ｃ）を開くと共に前記空気加熱手段（３）を作動させて前記吸着剤（２ａ）に脱離作用をさせ、前記部屋（１０）より前記空気通路（１）を通して前記部屋（１０）外へ空気を排出させるようにしたことを特徴とする乾燥装置。
前記蓄熱体（５）として水を内蔵する熱交換器、または通風路を持つ金属や煉瓦等のブロックを用いたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
前記空気除湿手段（２）より空気上流側の前記空気通路（１）の内面、および前記空気除湿手段（２）から空気下流側の前記空気通路（１）の外面に断熱材（９ａ、９ｂ）を設置したことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
前記乾燥装置を浴室に用いたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。