JP4380186B2 - 吸着除湿装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品等の物品を乾燥保管する保管庫に供せられる吸着除湿装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
食品やその他の物品を乾燥保管するための保管庫は大きく分けて、塩化カルシウムやペレット状のシリカゲルの乾燥剤に庫内の湿気を吸湿させて庫内を乾燥雰囲気にするものと、吸着材を備えた吸着除湿装置に庫内の空気を循環させて吸着材に吸湿させて庫内を乾燥雰囲気にするものとがある。天然ゼオライトやシリカゲルを吸着材として使った保管庫は、水も溜まらず、一度吸湿した吸着材に熱を加えて放湿させることによって再生させることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４―１１４７１４号公報（１頁〜３頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の可逆的な吸放湿機能を備えた吸湿材による保管庫においては、再生運転時や運転停止時に、庫外の空気の湿度が高いと隙間等から庫内に湿気が入り込み、庫内の湿度が短時間のうちに上ってしまい、再生運転と除湿運転とを頻繁に繰り返すことになり、ランニングコストが高く就くという問題点がある。
【０００５】
本発明は、係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その課題とするところは、可逆的な吸放湿機能を備えた除湿器を使った吸着除湿装置の効率の改善とランニングコストの低減を図ることであり、広範な適用性を備えた使い易い吸着除湿装置を開発することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために本発明は、空気を通す多数の通路を有し、可逆的な吸放湿機能を備えた除湿器と、除湿器の通路に通風させる送風機と、除湿器に通す空気を昇温させる加熱手段とを組込んだ風路を外殻内に構成し、風路を経路とする区切られた特定の空間に通じる吸込口と吹出口を持つ除湿経路と、風路を経路とする前記吸込口と吹出口とは別の外部に連絡する吸込口と吹出口を持つ再生経路とを構成し、除湿経路と再生経路とをモーターで動作する開閉ダンパ機構によって交互に通断させ、送風機と除湿器とによる除湿運転と、送風機と加熱手段と除湿器とによる再生運転とを制御手段によって交番させるようにした吸着除湿装置について、その風路の各吸込口側に共通の一つの湿度センサーを配置して除湿運転時と再生運転時の空気の湿度を制御手段に入力し、この制御手段により再生運転時の湿度センサーの出力値に応じた経過時間後、除湿運転停止後に送風機を所定時間運転させるように制御する手段を採用する。
【０００７】
前記課題を達成するために他の発明は、空気を通す多数の通路を有し、可逆的な吸放湿機能を備えた除湿器と、除湿器の通路に通風させる送風機と、徐湿器に通す空気を昇温させる加熱手段とを組み込んだ風路を外郭内に構成し、風路を経路とする区切られた特定の空間に通じる吸込口と吹出口を持つ除湿経路と、風路を経路とする前記吸込口と吹出口とは別の外部に連絡する吸込口と吹出口とを持つ再生経路とを構成し、除湿経路と再生経路とをモータで動作する開閉ダンパ機構によって交互に通電させ、送風機と除湿器とによる除湿運転と、送風機と加熱手段と除湿器とによる再生運転とを交番させるようにした吸着除湿装置について、吸着除湿器の外郭には隔壁で隔てられた再生経路の吸込口と吹出口につながる２つの気室が設けられ、この２つの気室に臨む外郭の面に再生経路の吸込口と吹出口とを設け、除湿経路の吸込口と吹出口とを外郭の他面に設ける手段を採用する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図１２によって示す本実施の形態は、食品等の物品を乾燥保存するための保管庫に関するものである。この保管庫は、図１の斜視図によって示すように乾燥室１と乾燥室１内の空気を乾燥雰囲気に加工する吸着除湿装置２とから構成されている。乾燥室１は、前面の開放した外箱３に抜き差しできる引出し式の密閉箱構造として構成され、上部に回動やスライドにより開閉できる開閉蓋４が装着されている。上部での開放は、引出し式の場合には乾燥室１への物品の出し入れがし易く使いやすい。乾燥室１の前面は、外方へ張出しの有る前パネル５で構成され、張出し部分の下部の左右に一つずつ開口部６が設けられている。外箱３には乾燥室１を差込んだ状態で、乾燥室１の底部と差込み部分の底板との間に前後方向に続く二列の通風路７が底部の中央に設けられた隔壁８により画成される（図１、図３参照）。この二列の通風路７はそれぞれ乾燥室１の前パネル５の二個の開口部６にそれぞれ連絡している。
【０００９】
吸着除湿装置２は、図１に示すように外箱３内における乾燥室１の背後に設けられ、空気を通す直線状の多数の通路９を持つ静止状態に置かれた除湿器１０と送風機１１と、加熱手段１２を主体として構成されている。この除湿器１０の通路９に通風させる送風機１１と、除湿器１０に通す空気を昇温させる加熱手段１２とを六面体の外殻内の風路１３に組込んで図２に示すような吸着除湿装置２が構成されている。
【００１０】
吸着除湿装置２の風路１３の吸込口１４，１５と吹出口１６，１７はそれぞれ隣接する外殻の二面に対形態に開口している。外殻内には一方の吸込口１４から風路１３を経て一方の吹出口１６に至る除湿経路と、他方の吸込口１５から風路１３を経て他方の吹出口１７に至る再生経路が構成されている。
【００１１】
除湿経路と再生経路の各吸込口１４，１５と吹出口１６，１７は、二つの開閉ダンパ機構１８によって開閉される。開閉ダンパ機構１８は、ステッピングモーター１９の回転軸上に、吸込口開閉ブレード２０と吹出口開閉ブレード２１が取付けられている。除湿経路の吸込口１４と吹出口１６は共に乾燥室１に気密を保持した状態に連絡され、再生経路の吸込口１５と吹出口１７は、外箱３の二列の通風路７にそれぞれ連絡され、乾燥室１の前パネル５の各開口部６を通じてそれぞれ庫外に連絡している。
【００１２】
除湿器１０は、セラミックス等の無機質繊維にシリカゲル等の吸湿材を重合反応を利用して、結合させたコルゲート構造材やハニカム構造材を積層して、被処理空気を通す直線状の多数の通路９が全体にわたって分布する、密度２３０〜２７０ｋｇ／ｍ^３の直方体状に構成したもので、可逆的な吸放湿機能を有する。各通路９は平行状でそれらの開口端は全て除湿器１０の対向する二面に開口している。この除湿器１０の構造は、低圧損なため送風機１１は小型のもので良い。
【００１３】
加熱手段１２は、正特性サーミスタと熱的に接続された放熱フィンが一体化された構成で、除湿器１０の前段において風路１３を横断する状態に組付けられている。除湿器１０と外殻との間には断熱空気層又は多泡性の断熱樹脂の断熱構造が設けられ、再生時に効率よく除湿器１０を加熱するようになっている。
【００１４】
加熱手段１２及び送風機１１並びにステッピングモーター１９は、吸着除湿装置２に組込まれたマイクロコンピューターを搭載した制御手段２２によりそれぞれの運転が制御される。制御手段２２には、図４に示すように吸着除湿装置２の除湿経路と再生経路の各吸込口１４，１５と送風機１１との間に設けられた一つの湿度センサー２３と設定手段２４が入力側に接続され、出力側にはヒーター駆動回路２５と、モーター駆動回路２６と、送風機駆動回路２７のほか運転表示手段２８が接続されている。
【００１５】
この保管庫は、開閉ダンパ機構１８によって除湿経路と再生経路を交互に開閉させ、除湿器１０に除湿過程と再生過程とを交番させることにより乾燥室１を乾燥雰囲気にすることができる。乾燥室１内を除湿する除湿運転は、ステッピングモーター１９を回転させ、再生経路の吸込口１５及び吹出口１７を、吸込口開閉ブレード２０及び吹出口開閉ブレード２１によって閉止しておいて、送風機１１を運転させることにより常温下で行われる。即ち、開放された除湿経路により乾燥室１内に循環気流が形成され、除湿器１０を通過するたびに湿気が分子状態で除湿器１０に吸着され、乾燥室１内は迅速に乾燥雰囲気になる。
【００１６】
水の分子を吸着するにつれ除湿器１０の吸着能は低下するので、除湿器１０を再生過程において再生させる再生運転が行われる。除湿器１０の再生は、ステッピングモーター１９を回転させ、除湿経路の吸込口１４及び吹出口１６を、吸込口開閉ブレード２０及び吹出口開閉ブレード２１によって閉止し、送風機１１を運転させて、加熱手段１２に通電することによって行われる。加熱手段１２による空気温度上昇値は５０Ｋとなるように設定されていて、約７０℃ほどの温度下で再生が行われる。即ち、開放された再生経路により庫外の空気が前パネル５の開口部６を経て吸込口１５から吸込まれ、加熱手段１２の放熱板を通過することにより加熱され除湿器１０の通路９を通ることで除湿器１０の水分子が放出される。この後、加熱手段１２への通電を断って送風機１１のみの運転による除湿器１０の冷却が行われ、除湿運転に移行する。
【００１７】
制御手段２２は、停止中（除湿経路と乾燥室が通じている状態）に湿度センサー２３の出力値が設定手段２４よって設定された設定値Ｄ０以上と判断したとき、図５及び図６並びに図７のフローチャートで示す制御シーケンスに従って再生運転と除湿運転とを交番させて乾燥運転を行う。即ち、図５のステップ♯１で再生経路を開き、再生運転を開始する処理とともに再生タイマーのカウントを開始する処理を行い、ステップ♯２へ進む。ステップ♯２では再生経路の吸込口１５から吸込まれる庫外の空気の湿度を湿度センサー２３の出力値として読込む処理をし、ステップ♯３で所定時間Ｔ１（例えば、１３分）が経過したかどうかを判定する。Ｔ１時間が経過したらステップ♯４へ進み、経過していなければステップ♯３の処理を繰り返す。
【００１８】
ステップ♯４では、加熱手段１２をオフし、冷却タイマーのカウントを開始する冷却運転開始の処理をしてステップ♯５へ進む。ステップ♯５では、所定時間Ｔ２（例えば、６．５分）が経過したかどうかを判定し、経過していればステップ♯６へ進み、経過していなければステップ♯５の処理を繰り返す。ステップ♯６では除湿運転を開始する処理とともに湿度センサー２３の出力値の読込みと、除湿タイマーのカウントを開始する処理をして、ステップ♯７へ進む。ステップ♯７では、湿度センサー２３の出力値Ｄ６が設定手段２４によって設定された設定値Ｄ０以下かどうかを判定する。Ｄ６≦Ｄ０の条件を満たしていればステップ♯１７で運転を停止してステップ♯１８へ進み、満たしていなければステップ♯８へ進む。
【００１９】
ステップ♯８では、所定時間Ｔ３（例えば、９分）が経過したかどうかを判定し、経過していれば図６のステップ♯９へ進み、経過していなければステップ♯７へ戻る。ステップ♯９では、湿度センサー２３の出力値Ｄ８を検出し、ステップ♯７での出力値Ｄ６とを比較し、その差が決められた値Ｘ以下かどうかを判定し、Ｘより大きければステップ♯１０へ進み、Ｘ未満であればステップ♯１３へ進む。ステップ♯１０では、カウンターＢをカウントし、ステップ♯１１へ進み、カウンターＢのカウント数Ｎｂが例えば５回か否かを判定する。カウント数Ｎｂが５回であれば、ステップ♯１２で異常表示を運転表示手段２８に表示する処理をしてステップ♯１へ戻る。カウント数Ｎｂが５回未満であればステップ♯１の処理に戻る。
【００２０】
ステップ♯１３では、湿度センサー２３の出力値Ｄ８と出力値Ｄ６との差が決められた値Ｙより小さいか否かの判定を行い、小さければステップ♯１４でカウンターＡをカウントし、ステップ♯１５でカウンターＡのカウント数Ｎａが例えば３回か否かを判定する。ステップ♯１３において湿度センサー２３の力値Ｄ８と出力値Ｄ６との差が大きくもなく殆ど無いでもない場合にはステップ♯１へ戻る。ステップ♯１５でカウンターＡのカウント数Ｎａが３回であれば、ステップ♯１６で送風機１１を停止し、異常表示を運転表示手段２８に表示する。カウンターＡのカウント数Ｎａが３回未満であればステップ♯１の処理に戻る。
【００２１】
図７に示すステップ♯１８では、再生運転開始時に読込んだ湿度センサー２３の出力値Ｄ１が７０％以上か否かを判定し、７０％以上であればステップ♯１９に進み、タイマーＴ４を３０分タイマーにセットしてステップ♯２１に進み、７０％未満であれば、ステップ♯２０でタイマーＴ４を６０分タイマーにセットしてステップ♯２１に進む。ステップ♯２１では湿度センサー２３の出力値が設定手段２４によって設定された設定値Ｄ０以下かどうかを判定する。設定値Ｄ０未満であればステップ♯２２へ進み、設定値Ｄ０以上ならステップ♯１へ戻る。ステップ♯２３では時間Ｔ４と湿度Ｄ３を読み込み、タイマーＴ４がタイムアップし、ステップ♯２４で送風機タイマーをセットし、送風機１１を運転する処理を行い、湿度センサー２３の出力値の読込みＤ２を行いステップ♯２５に進む。ステップ♯２５では湿度センサー２３の出力値がある値Ｄ３以上かどうかを判定し、以上であればステップ♯１へ戻り、未満であれば、ステップ♯２６で湿度センサー２３の出力値が設定手段２４によって設定された設定値Ｄ０以上かどうかを判定する。設定値Ｄ０以上であればステップ♯１へ戻り、そうでなければステップ♯２７で送風機１１の運転をタイムアップしてステップ♯１７へ戻る。
【００２２】
正常な運転状態では、湿度センサー２３の出力値は、図８に示すように移行する。湿度センサー２３の除湿運転開始時の出力値と除湿運転終了時の出力値との差が少ない図９に示すような状態が複数回連続して発生した場合には、除湿器１０又は加熱手段１２あるいは風路１３の異常として、ステップ♯１６で異常表示が行われ、運転が停止される。湿度センサー２３の除湿運転開始時の出力値と除湿運転終了時の出力値との差が大きい図１０に示す状態が複数回連続して発生した場合には、乾燥室１の開閉蓋４が開いたままになっているか、乾燥室１の気密が保持されていないとして、ステップ♯１１で異常表示をして、ステップ♯１へ戻る。
【００２３】
また、乾燥室１内の湿度が低くなれば吸着除湿装置２は、除湿運転後に停止状態になる。この時、乾燥室１内及び吸着除湿装置２内は無風状態であり、空気中に含まれる水分の蒸気圧による拡散効果によって吸着除湿装置２内に配備されている湿度センサー２３に到達することになるが、送風機１１が運転しているときと比べると湿度センサー２３による乾燥室１の湿度の検知はかなり遅いものとなる。そこで、乾燥室１が低湿で停止状態にある吸着除湿装置２を、停止から一定時間経過後に送風機１１を所定時間運転させ、乾燥室１内の空気を攪拌し、湿度センサー２３によって乾燥室１の湿度を的確に捉えるようにしている。
【００２４】
送風機１１を運転するまでの経過時間は、再生運転時に湿度センサー２３が検知した庫外の空気の湿度に応じて設定されている。乾燥室１と吸着除湿装置２との気密度にもよるが、運転停止からの経過時間により庫内湿度は、庫外湿度が８０％のときと５０％のときとでは図１１に示すように遷移する。つまり、庫外湿度が高いほど庫内湿度が上昇する時間は短く、庫外湿度が低いほど庫内湿度の上昇する時間は長くなる。そこで、本実施の形態では、庫外湿度が７０％以上か未満かにより、停止状態から送風機１１を運転させるまでの時間を変えるようにしている。庫外湿度が７０％以上では、３０分後に送風機１１を運転させ、早めに庫内を攪拌し、庫内の湿度を的確に検知させ、庫外湿度が７０％未満では、６０分後に送風機１１を運転させ、庫内を攪拌して庫内の湿度を的確に検知させる。このようにすることにより、乾燥室１の湿度を必要以上に低下させたり、むやみに送風機１１の運転回数が増えることなく、エネルギー浪費を抑えることができ、ランニングコストを低減できる。
【００２５】
また、乾燥室１内の湿度が庫外の高湿度の空気の侵入により高くなっているような場合には、送風機１１の運転により図１２に示すように湿度センサー２３は、庫内の高い湿度を検知することになり、この湿度センサー２３の出力値に基づいて吸着除湿装置２が再生運転に移行し、続いて除湿運転を行い庫内を低湿にすることになる。
【００２６】
実施の形態２．
図１３〜１７によって示す本実施の形態は、実施の形態１で示した吸着除湿装置の再生経路の構造に関するものであり、その他の基本的な構成は実施の形態１のものと同じである。従って、実施の形態１のものと同じ部分については、実施の形態１のものと同じ符号を用い、それらについての説明は省略する。
【００２７】
本実施の形態の吸着除湿装置２は、装置自体に再生経路と除湿経路が独立した形態で構成され、図１３や図１５に示すようなキッチンキャビネット２９や図１７に示すような吊り戸棚３０等に設置して、キッチンキャビネット２９や吊り戸棚３０等をそのまま乾燥室１にすることができるようにしたものである。吸着除湿装置２の外殻には、図１４に示すように隔壁３１で隔てられた二つの気室３２が設けられ、この二つの気室３２の外部に臨む外殻の任意の面に再生経路の吸込口１５と吹出口１７が開設されている。除湿経路の吸込口１４と吹出口１６は、外殻の他面に離反して開設されている。再生経路の吸込口１５には図１４に示すようなエアーフィルター装置３３が係脱可能に装着され、除湿器１０への塵埃の付着が防止されている。
【００２８】
この吸着除湿装置２は、キッチンキャビネット２９や吊り戸棚３０等内に図１５〜図１７に示すように設置し、キッチンキャビネット２９や吊り戸棚３０等を乾燥室１として機能させることができる。例えば、キッチンキャビネット２９の蹴込み部の正面に気室３２を臨ませ、再生経路の吸込口１５と吹出口１７とを蹴込み部に開口部を設けて外部に連絡させ、除湿経路の吸込口１４と吹出口１６とをキッチンキャビネット２９内に臨ませて取付ける。また、図１５や図１６に示すようにキッチンキャビネット２９の側部や背面にも自由に取付けることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、可逆的な吸放湿機能を備えた除湿器を使った効率が良く、ランニングコストの低い吸着除湿装置が得られる。
【００３０】
また、他の発明によれば、キッチンキャビネットや吊り戸棚等を保管庫として使うことができる広範な適用性を備えた使い易い吸着除湿装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１の保管庫を示す斜視図である。
【図２】 実施の形態１の保管庫の吸着除湿装置の構成を示す断面図である。
【図３】 実施の形態１の保管庫の正面図である。
【図４】 実施の形態１の保管庫の制御系を示すブロック構成図である。
【図５】 実施の形態１の保管庫の制御動作を示すフローチャートである。
【図６】 実施の形態１の保管庫の制御動作を示すフローチャートである。
【図７】 実施の形態１の保管庫の制御動作を示すフローチャートである。
【図８】 実施の形態１の保管庫の正常時の乾燥室内の湿度変化を示す説明図である。
【図９】 実施の形態１の保管庫の異常時の乾燥室内の湿度変化を示す説明図である。
【図１０】 実施の形態１の保管庫の異常時の乾燥室内の湿度変化を示す説明図である。
【図１１】 保管庫の運転停止からの経過時間における庫内湿度を庫外湿度との関係によって示す説明図である。
【図１２】 実施の形態１の保管庫の湿度センサーの出力値と運転・停止のタイミングの関係を示す説明図である。
【図１３】 実施の形態２の吸着除湿装置を示す斜視図である。
【図１４】 実施の形態２の吸着除湿装置の気室の構造を示す斜視図である。
【図１５】 実施の形態２の吸着除湿装置の適用例を示す斜視図である。
【図１６】 実施の形態２の吸着除湿装置の他の適用例を示す斜視図である。
【図１７】 実施の形態２の吸着除湿装置のさらに他の適用例を一部を破断して示す正面図である。
【符号の説明】
１ 乾燥室、 ２ 吸着除湿装置、 ９ 通路、 １０ 除湿器、 １１ 送風機、 １２ 加熱手段、 １３ 風路、 １４，１５ 吸込口、 １６，１７吹出口、 １８ 開閉ダンパ機構、 ２２ 制御手段、 ２３ 湿度センサー、 ３１ 隔壁、 ３２ 気室。

Claims (5)

1. 空気を通す多数の通路を有し、可逆的な吸放湿機能を備えた除湿器と、この除湿器の前記通路に通風させる送風機と、前記除湿器に通す空気を昇温させる加熱手段とを組込んだ風路を外殻内に構成し、この風路を経路とする区切られた特定の空間に通じる吸込口と吹出口を持つ除湿経路と、同風路を経路とする前記吸込口と吹出口とは別の外部に連絡する吸込口と吹出口を持つ再生経路とを構成し、前記除湿経路と再生経路とをモーターで動作する開閉ダンパ機構によって交互に通断させ、前記送風機と除湿器とによる除湿運転と、前記送風機と前記加熱手段と前記除湿器とによる再生運転とを制御手段によって交番させるようにした吸着除湿装置について、前記風路の前記各吸込口側に共通の一つの湿度センサーを配置して除湿運転時と再生運転時の空気の湿度を前記制御手段に入力させ、この制御手段により再生運転時の前記湿度センサーの出力値に応じた経過時間後、除湿運転停止後に前記送風機を所定時間運転させるように制御する吸着除湿装置。
2. 請求項１に記載の吸着除湿装置であって、制御手段は、再生運転時の湿度センサーの出力値が湿度７０％以上の場合には、除湿運転停止後３０分後に送風機を運転させ、湿度７０％未満の場合には、除湿運転停止後６０分後に前記送風機を運転させる制御動作を行うことを特徴とする吸着除湿装置。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の吸着除湿装置であって、制御手段は、除湿運転後の送風機運転時の湿度センサーの出力値が、送風機運転前の湿度センサーの出力値より高い場合、再生運転を開始し除湿運転に移行する制御動作を行うことを特徴とする吸着除湿装置。
4. 請求項１〜３いずれか記載の吸着除湿装置であって、前記吸着除湿器の外郭には隔壁で隔てられた前記再生経路の吸込口と吹出口につながる２つの気室が設けられ、前記２つの気室に臨む前記外郭の面に前記再生経路の吸込口と吹出口とを設け、前記除湿経路の吸込口と吹出口とを前記外郭の他面に設けた吸着除湿器
5. 請求項４に記載の吸着除湿装置であって、除湿経路の吸込口と吹出口とを開閉できる箱構造内に連絡させ、再生経路の吸込口と吹出口を前記箱構造の外部に連絡させた吸着除湿装置。

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