JP4595334B2 - Dehumidifier - Google Patents
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Description
本発明は回転式吸着材(吸着ローター)を備えた除湿装置に関するものである。 The present invention relates to a dehumidifying device provided with a rotary adsorbent (adsorption rotor).
近年、主に一般家庭で使用される回転式吸着材(吸着ローター)を備えた除湿装置においては、吸着材の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 a dehumidifier equipped with a rotary adsorbent (adsorption rotor) mainly used in general homes, the air used for regeneration of the adsorbent is circulated to 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、図8により従来の除湿装置について説明する。 Hereinafter, a conventional dehumidifier will be described with reference to FIG.
図8は、再生に用いる空気を循環させて結露水として回収する従来の除湿装置の構成を示す簡易的な断面図であり、図8に示すように、除湿装置の本体101に、第1空気102の吸込口103と吹出口104を開口し、本体101内には吸湿領域105において第1空気102から吸湿し、再生領域106では加熱手段107により加熱された第2空気108に放湿して再生する吸着材109と、吸湿領域105における第1空気102からの吸湿と再生領域106における第2空気108への放湿が繰り返し為されるように吸着材109を回転させる駆動手段110と、再生領域106から流出した第2空気108を第1空気102で冷却して吸着材109からの放湿分を結露水として回収する凝縮器111と、吸込口103から第1空気102を吸い込んで吸湿領域105および凝縮器111に供給する第1空気供給手段112と、加熱手段107、再生領域106、凝縮器111の順に第2空気108を循環させる第2空気供給手段113とを備えている。
FIG. 8 is a simplified cross-sectional view showing the configuration of a conventional dehumidifier that circulates air used for regeneration and collects it as condensed water. As shown in FIG. In 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、第1空気102は第1空気供給手段112によって吸込口103から吸い込まれ、凝縮器111に供給されて第2空気108を冷却減湿した後、吸湿領域105に供給される。吸湿領域105において第1空気102は吸着材109に吸湿されて乾燥空気となり、吹出口104から装置外部に吹出す。一方、第2空気供給手段113により循環する第2空気108は、加熱手段107によって加熱され高温となって再生領域106に供給される。再生領域106において吸着材109を加熱再生して吸着材109から脱湿する水分を含み高湿となった第2空気108は、凝縮器111に供給され、第1空気102によって露点温度以下に冷却される。凝縮器111において冷却減湿された第2空気108は、第2空気供給手段113に吸い込まれて以上の動作を繰り返す。この循環により第2空気108は第1空気102の温度より高い露点を維持し、凝縮器111での結露が促進される。凝縮器111で結露した第2空気108中の水分は凝縮器排水口114から外部に排水される。この排水された結露水の量が除湿装置の除湿量に相当する。また、吸着材109の吸湿量には限界があるので、吸着材109が飽和しないように駆動手段110によって吸着材109を回転移動させ、吸湿領域105における第1空気102からの吸湿と再生領域106における第2空気108への放湿を繰り返し行い、長時間の連続した除湿運転を可能にしている。
The operation of the dehumidifier configured as described above will be described. The
また、吸着材109の吸湿領域105に流入する第1空気102と吸湿領域105から流出する第1空気102を仕切る方法としては、吸着材109を駆動手段110により回転可能に軸支する仕切板115にて、仕切る構造があった(例えば、特許文献2参照)。
In addition, as a method of partitioning the
図9は、従来の除湿装置における仕切板115を第1空気102の通過方向の後段側より見た場合の、仕切板115と吸着材109の取付状態を示す構成説明図である。図9に示すように、吸着材109は吸着材保持手段116に収容され、回転自在な円筒形の吸着ローター117を形成している。仕切板115は吸着ローター117を収納する円筒状のフォルダー118に開けられた吸着材外形寸法略同等の開口部119と、開口部119の中心に位置し吸着ローター117のボス120に嵌まり込んで吸着ローター117が回転する際の軸となる回転軸121と、回転軸121から外側に向けて架橋して仕切板115の強度を保持するリブ122a、122b、122c、122d、122eとを備えておりリブ122aとリブ122cは鉛直方向に配され、リブ122bとリブ122dは水平方向に配されている。また、リブ122aは本体上面方向に、リブ122cは本体底面方向に向けて架橋しており、リブ122eはリブ122aより角度θだけ傾斜して架橋している。この角度θが吸着材109全体に占める再生領域106の割合を定めている。そして、再生領域106に相当するリブ122aとリブ122eの間の角度θを有する扇型状部分を吸着材109の挿入側と反対方向に突出させて再生領域106において高湿となった第2空気108の温湿度を均一化するための再生チャンバー123を形成している。このように再生チャンバー123を仕切板115と一体で形成している。そして、再生チャンバー123に凝縮器111を接続する凝縮器接続部124を設け、凝縮器111を接続している。駆動手段110は、駆動モータ125と駆動モータ125の軸に締着されている駆動ギア126から構成されており、吸着ローター117には吸着ローター117を回転駆動するためのロータギア127が吸着材保持手段116の外周に沿って設けられている。そして、駆動ギア126がロータギア127と噛み合い、駆動モータ125により回転を与えられることにより吸着ローター117は回転駆動が可能になる。
以上述べた従来の除湿装置では、第1空気102が吸着材109の吸湿領域105を通らずにバイパスして通過する漏れが発生する可能性があった。また、吸着材109を支持する回転軸121に製造上の誤差が生じ歪みが生じた場合、吸着材109は仕切板115傾いて取り付けられることになり、吸着材109の第1空気102通過前後の仕切板115による第1空気102のシール性が確保できなくなり、更に第1空気102の吸湿領域105をバイパスする漏れが生じやすくなってしまう。また、吸着ローター117の外周には吸着ローター117駆動用のロータギア127が配設されているので、その部分で、シール性を高めようとしても、ギア歯とギア歯の開口部分から空気が漏れるので、シール性を高めることができなかった。そして、バイパス風量が多くなると、吸湿領域105を通過する第1空気102の風量が減少してしまい吸湿領域105で十分に吸湿できなくなり水分の吸着量が減少し、除湿効率が低下するという問題があった。
In the conventional dehumidifying apparatus described above, there is a possibility that the
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、吸着ローター117の外周と開口部119との間隙からの第1空気102のバイパスを遮蔽し、吸着材109の吸湿領域105の吸着効率を高め、除湿効率の高い除湿装置を得ることを目的とするものである。
The present invention is intended to solve the problem of such a conventional configuration. The bypass of the
上記した目的を達成するために、本発明が講じた第1の課題解決手段は、相対的に湿度の高い空気から吸湿して相対的に湿度の低い空気に対して放湿する吸着材109と、前記吸着材109が除湿対象空気である第1空気102から吸湿する吸湿領域105と、前記吸着材109が加熱手段107により加熱された前記吸着材10)再生用の第2空気108に対して放湿して吸着可能に再生する再生領域106と、前記吸着材109を前記吸湿領域105と前記再生領域106を跨るように枢設し、第1空気102からの吸湿と第2空気108への放湿が繰り返し為されるように前記吸着材109を回転させる駆動手段110と、前記再生領域106に供給された後の第2空気108を第1空気102で冷却して前記吸着材109からの放湿分を結露水として回収する凝縮器111と、前記吸湿領域105および前記凝縮器111に第1空気102を供給する第1空気供給手段112と、前記加熱手段107、前記再生領域106、前記凝縮器111の順に第2空気108を循環させる第2空気供給手段113とを備えた除湿装置において、前記吸着材109を吸着材保持手段116に収容して回転自在な円筒形の吸着ローター117を形成するとともに、前記第1空気102を前記吸着ローター117に流入させるための開口部119を開設した仕切板115を前記吸湿領域105に流入する第1空気102と前記吸湿領域105から流出する前記第1空気102を仕切るように設け、前記第1空気102が前記吸着ローター117の外周と前記開口部119との間隙から漏洩するのを遮蔽するための遮蔽手段16を設け、前記遮蔽手段16は、前記仕切板115の前記開口部119と前記吸着ローター117を近接させ、前記吸着ローター117の外径を前記開口部119の直径より大きくし、前記ロータギア(127)のギア歯(18)の開口部分(19)を覆うように前記吸着ローター(117)外周に沿う遮蔽壁(17)を備え、前記駆動手段110は、前記吸着ローター117の外周に設けられたロータギア127と、前記ロータギア127と噛合する駆動ギア126と、前記駆動ギア126に回転を与える駆動モータ125を備えたものである。
In order to achieve the above-described object, the first problem-solving means taken by the present invention includes an adsorbent 109 that absorbs moisture from relatively high humidity air and releases it to relatively low humidity air. The adsorbent 109 absorbs moisture from the
また、本発明が講じた第2の課題解決手段は、上記第1の課題解決手段において、吸着材保持手段116は、吸着材109を内包するロータフレームA10と、前記吸着材109を前記ローターフレームA10に固定するロータフレームB11と、前記吸着材109の中心から前記吸着材109を保持し前記ロータフレームB11に固定されるボス120とを備え、遮蔽壁17は、前記ロータフレームB11に形成されるものである。
The second problem-solving means provided by the present invention is the first problem-solving means in which the adsorbent holding means 116 includes a rotor frame A10 containing the
また、本発明が講じた第3の課題解決手段は、上記第1の課題解決手段において、吸着材保持手段116は、吸着材109を内包するロータフレームA10と、前記吸着材109を前記ローターフレームA10に固定するロータフレームB11と、前記吸着材109の中心から前記吸着材109を保持し前記ロータフレームB11に固定されるボス120とを備え、遮蔽壁17は、前記ロータフレームA10に形成されるものである。
The third problem solving means provided by the present invention is the first problem solving means described above, wherein the adsorbent holding means 116 includes a rotor frame A10 containing the adsorbent 109 and the adsorbent 109 as the rotor frame. A rotor frame B11 that is fixed to A10, and a
また、本発明が講じた第4の課題解決手段は、上記第1、2または第3の課題解決手段において、吸着材109の再生領域106と凝縮器111の間に介在し、前記吸着材109が放湿した水分を含んだ第2空気108を取り入れて前記凝縮器111へ導入するための再生チャンバー123を備えるとともに、吸着ローター117端面外周部に凸部31を形成し、仕切板115および前記再生チャンバー123に前記凸部31を受ける凹部32を設けたものである。
Further, a fourth problem solving means provided by the present invention is the above first, second, or third problem solving means, and is interposed between the
また、本発明が講じた第5の課題解決手段は、上記第1、2または第3の課題解決手段において、吸着材109の再生領域106と凝縮器111の間に介在し、前記吸着材109が放湿した水分を含んだ第2空気108を取り入れて前記凝縮器111へ導入するための再生チャンバー123を備えるとともに、仕切板115および前記再生チャンバー123に凸部31を形成し、吸着ローター117端面外周部に前記凸部31を受けるための凹部32を設けたものである。
The fifth problem solving means provided by the present invention is the above first, second or third problem solving means, which is interposed between the
次に上記課題解決手段による作用を説明する。 Next, the operation of the problem solving means will be described.
上記第1の課題解決手段では、相対的に湿度の高い空気から吸湿して相対的に湿度の低い空気に対して放湿する吸着材109と、前記吸着材109が除湿対象空気である第1空気102から吸湿する吸湿領域105と、前記吸着材109が加熱手段107により加熱された前記吸着材109再生用の第2空気108に対して放湿して吸着可能に再生する再生領域106と、前記吸着材109を前記吸湿領域105と前記再生領域106を跨るように枢設し、第1空気102からの吸湿と第2空気108への放湿が繰り返し為されるように前記吸着材109を回転させる駆動手段110と、前記再生領域106に供給された後の第2空気108を第1空気102で冷却して前記吸着材109からの放湿分を結露水として回収する凝縮器111と、前記吸湿領域105および前記凝縮器111に第1空気102を供給する第1空気供給手段112と、前記加熱手段10)、前記再生領域106、前記凝縮器111の順に第2空気108を循環させる第2空気供給手段113とを備えた除湿装置において、前記吸着材109を吸着材保持手段116に収容して回転自在な円筒形の吸着ローター117を形成するとともに、前記第1空気102を前記吸着ローター117に流入させるための開口部119を開設した仕切板115を前記吸湿領域105に流入する第1空気102と前記吸湿領域105から流出する前記第1空気102を仕切るように設け、前記第1空気102が前記吸着ローター117の外周と前記開口部119との間隙から漏洩するのを遮蔽するための遮蔽手段16を設け、前記遮蔽手段16は、前記仕切板115の前記開口部119と前記吸着ローター117を近接させ、前記吸着ローター117の外径を前記開口部119の直径より大きくし、前記ロータギア(127)のギア歯(18)の開口部分(19)を覆うように前記吸着ローター(117)外周に沿う遮蔽壁(17)を備え、前記駆動手段110は、前記吸着ローター117の外周に設けられたロータギア127と、前記ロータギア127と噛合する駆動ギア126と、前記駆動ギア126に回転を与える駆動モータ125を備えている。これにより、前記ロータギア127の前記ギア歯18の前記開口部分19から漏洩する第1空気102を遮蔽する。除湿装置に相対的に湿度の高い空気から吸湿して相対的に湿度の低い空気に対して放湿する特性を有する吸着材109が吸湿領域105と再生領域106とを跨るように枢設され、吸着材109に係合した駆動手段110により回転動作が行われる。吸湿領域105には第1空気供給手段112により第1空気102が供給されるとともに、再生領域106には第2空気供給手段113によって加熱手段107で加熱され高温低湿となった第2空気108が供給される。この第1空気102と第2空気108の相対湿度差によって吸着材109が相対的に湿度の高い第1空気102から吸湿し、相対的に湿度の低い第2空気108に対して放湿する吸放湿サイクルが行われる。再生領域106を通過した第2空気108は凝縮器111に導かれ第1空気102により露点温度以下に冷却されて減湿する。この冷却過程で第2空気108中から回収された結露水量が除湿装置の除湿量であり、吸着材109が第1空気102から吸湿した吸湿量に相当する。吸着材109は駆動手段110により回転しているため、第1空気102からの吸湿と第2空気108への放湿が繰り返し為されて連続的に除湿が行われる。遮蔽手段16は、仕切板115の開口部119と吸着ローター117を近接させ、前記吸着ローター117の外径を前記開口部119の直径より大きくしている。これにより、前記吸着ローター117の外周を前記仕切板115の前記開口部119に被さるように構成でき、シール部を形成することができ、前記第1空気102の、前記吸着ローター117の外周と前記開口部119との間隙からの漏洩を遮蔽する。
In the first problem-solving means, the adsorbent 109 that absorbs moisture from air with relatively high humidity and releases the air with respect to air with relatively low humidity, and the adsorbent 109 is dehumidification target air. A
また、上記第2の課題解決手段では、吸着材保持手段116は、吸着材109を内包するロータフレームA10と、前記吸着材109を前記ローターフレームA10に固定するロータフレームB11と、前記吸着材109の中心から前記吸着材109を保持し前記ロータフレームB11に固定されるボス120とを備え、遮蔽壁17は、前記ロータフレームB11に形成されている。これにより、特に構成部品を追加することなく簡単な構成で遮蔽手段16を構築できる。
In the second problem solving means, the adsorbent holding means 116 includes the rotor frame A10 that encloses the adsorbent 109, the rotor frame B11 that fixes the adsorbent 109 to the rotor frame A10, and the adsorbent 109. And a
また、上記第3の課題解決手段では、吸着材保持手段116は、吸着材109を内包するロータフレームA10と、前記吸着材109を前記ローターフレームA10に固定するロータフレームB11と、前記吸着材109の中心から前記吸着材109を保持し前記ロータフレームB11に固定されるボス120とを備え、遮蔽壁17は、前記ロータフレームA10に形成されている。これにより、特に構成部品を追加することなく簡単な構成で遮蔽手段16を構築できる。
In the third problem solving means, the adsorbent holding means 116 includes the rotor frame A10 that encloses the adsorbent 109, the rotor frame B11 that fixes the adsorbent 109 to the rotor frame A10, and the adsorbent 109. A
また、上記第4の課題解決手段では、吸着材109の再生領域106と凝縮器111の間に介在し、前記吸着材109が放湿した水分を含んだ第2空気108を取り入れて前記凝縮器111へ導入するための再生チャンバー123を備えるとともに、吸着ローター117端面外周部に凸部31を形成し、仕切板115および前記再生チャンバー123に前記凸部31を受ける凹部32を設けいる。これにより、前記吸着ローター117端面外周部を前記仕切板115および前記再生チャンバー123とラビリンス構造とすることができ、第1空気102の、前記吸着ローター117の外周と前記仕切板115の開口部119との間隙からの漏洩を遮蔽する。
Further, in the fourth problem solving means, the condenser is provided by taking in the
また、上記第5の課題解決手段では、吸着材109の再生領域106と凝縮器111の間に介在し、前記吸着材109が放湿した水分を含んだ第2空気108を取り入れて前記凝縮器111へ導入するための再生チャンバー123を備えるとともに、仕切板115および前記再生チャンバー123に凸部31を形成し、吸着ローター117端面外周部に前記凸部31を受けるための凹部32を設けている。これにより、前記吸着ローター117端面外周部を前記仕切板115および前記再生チャンバー123とラビリンス構造とすることができ、第1空気102の、前記吸着ローター117の外周と前記仕切板115の開口部119との間隙からの漏洩を遮蔽する。
Further, in the fifth problem solving means, the condenser is provided by taking in the
本発明によれば、駆動手段110を、吸着ローター117の外周に設けられたロータギア127と、前記ロータギア127と噛合する駆動ギア126と、前記駆動ギア126に回転を与える駆動モータ125から構成し、遮蔽手段16は、前記ロータギア127のギア歯18の開口部分19を覆うように前記吸着ローター117外周に沿う遮蔽壁17を備えていることにより、前記ロータギア127の前記ギア歯18の前記開口部分19から漏洩する第1空気102を遮蔽するので、さらに、漏れなく前記第1空気102を吸着材109の吸湿領域105に通すことができ、前記吸湿領域105の吸着効率を高め、除湿効率の高い除湿装置を得ることができる。
According to the present invention, the drive means 110 includes a
また、上記第2の課題解決手段によれば、吸着材保持手段116は、吸着材109を内包するロータフレームA10と、前記吸着材109を前記ローターフレームA10に固定するロータフレームB11と、前記吸着材109の中心から前記吸着材109を保持し前記ロータフレームB11に固定されるボス120とを備え、遮蔽壁17は、前記ロータフレームB11に形成されていることにより、特に構成部品を追加することなく簡単な構成で遮蔽手段16を構築できるので、漏れなく第1空気102を前記吸着材109の吸湿領域105に通すことができ、前記吸湿領域105の吸着効率を高め、除湿効率の高い除湿装置を安価に得ることができる。
Further, according to the second problem solving means, the adsorbent holding means 116 includes the rotor frame A10 containing the adsorbent 109, the rotor frame B11 for fixing the adsorbent 109 to the rotor frame A10, and the adsorbent. A
また、上記第3の課題解決手段によれば、吸着材保持手段116は、吸着材109を内包するロータフレームA10と、前記吸着材109を前記ローターフレームA10に固定するロータフレームB11と、前記吸着材109の中心から前記吸着材109を保持し前記ロータフレームB11に固定されるボス120とを備え、遮蔽壁17は、前記ロータフレームA10に形成されていることにより、特に構成部品を追加することなく簡単な構成で遮蔽手段16を構築できるので、漏れなく第1空気102を前記吸着材109の吸湿領域105に通すことができ、前記吸湿領域105の吸着効率を高め、除湿効率の高い除湿装置を安価に得ることができる。
Further, according to the third problem solving means, the adsorbent holding means 116 includes the rotor frame A10 that encloses the adsorbent 109, the rotor frame B11 that fixes the adsorbent 109 to the rotor frame A10, and the adsorbent. A
また、上記第4の課題解決手段によれば、吸着材109の再生領域106と凝縮器111の間に介在し、前記吸着材109が放湿した水分を含んだ第2空気108を取り入れて前記凝縮器111へ導入するための再生チャンバー123を備えるとともに、吸着ローター117端面外周部に凸部31を形成し、仕切板115および前記再生チャンバー123に前記凸部31を受ける凹部32を設けいることにより、前記吸着ローター117端面外周部を前記仕切板115および前記再生チャンバー123とラビリンス構造とすることができ、第1空気102の、前記吸着ローター117の外周と前記仕切板115の開口部119との間隙からの漏洩を遮蔽するので、漏れなく前記第1空気102を前記吸着材109の吸湿領域105に通すことができ、前記吸湿領域105の吸着効率を高め、除湿効率の高い除湿装置を得ることができる。
Further, according to the fourth problem solving means, the
また、上記第5の課題解決手段によれば、吸着材109の再生領域106と凝縮器111の間に介在し、前記吸着材109が放湿した水分を含んだ第2空気108を取り入れて前記凝縮器111へ導入するための再生チャンバー123を備えるとともに、仕切板115および前記再生チャンバー123に凸部31を形成し、吸着ローター117端面外周部に前記凸部31を受けるための凹部32を設けていることにより、前記吸着ローター117端面外周部を前記仕切板115および前記再生チャンバー123とラビリンス構造とすることができ、第1空気102の、前記吸着ローター117の外周と前記仕切板115の開口部119との間隙からの漏洩を遮蔽するので、漏れなく前記第1空気102を前記吸着材109の吸湿領域105に通すことができ、前記吸湿領域105の吸着効率を高め、除湿効率の高い除湿装置を安価に得ることができる。
Further, according to the fifth problem solving means, the
(実施の形態)
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、従来の例と同一の構成要素については同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is used about the component same as the conventional example, and detailed description is abbreviate | omitted.
まず、本発明における除湿装置の概略構成について説明する。 First, a schematic configuration of the dehumidifying device in the present invention will be described.
図1は本発明の実施の形態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。 FIG. 1 is a simple exploded view showing a schematic configuration of a dehumidifying apparatus according to an embodiment of the present invention.
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1に吸込口103と吹出口104を開口し、本体101内に吸込口103から除湿対象空気である室内の第1空気102を吸込み、吸着材109で吸湿・除湿後、吹出口104より室内に吹出す第1空気供給手段112を設けている。
As shown in FIG. 1, this dehumidifying device opens a
吸着材109を加熱再生する作用を有する再生部2を、再生チャンバー123および加熱手段107から構成している。
The regeneration unit 2 having the function of heating and regenerating the adsorbent 109 is constituted by a
再生チャンバー123には吸着材109を回転可能に支持する回転軸121が設けられてあり、吸着材109は中心部分を再生チャンバー123の回転軸121に嵌め込み、加熱手段107と再生チャンバー123を、回転軸121と再生チャンバー123の円周方向外周部の複数点を螺子止めすることにより枢設されている。吸着材109において、再生部2にて覆われている部分が再生領域106となり、それ以外は吸湿領域105と区分している。
The
また、除湿装置の本体101内部には、吸着材109の吸湿領域105に流入する第1空気102と吸湿領域105から流出する第1空気102を仕切り、駆動手段110を備えた仕切板115を備えている。再生部2は円周方向外郭部が仕切板115に螺子止めされることにより固定されている。
In addition, a
吸湿領域105には第1空気供給手段112により室内の第1空気102を供給して吸着材109への吸湿を行い、再生領域106には加熱手段107に接続する第2空気供給手段113により加熱手段107を介して高温の第2空気108を供給して吸着材109の脱湿再生を行う。
The first air supply means 112 supplies the indoor
第2空気供給手段113は加熱手段107に近接して接続され、加熱手段107同様に吸着材109の第1空気102の通風方向下流側に配される。
The second air supply means 113 is connected in proximity to the heating means 107 and is arranged on the downstream side of the adsorbent 109 in the ventilation direction of the
吸着材109の第1空気102の通風方向上流側には、入口管3と出口管4と凝縮器排水口114を有する中空状の凝縮器111を設け、再生領域106に供給された第2空気108を入口管3から凝縮器111内に導入し、出口管4から仕切板115に設けた接続ダクト5を介して第2空気供給手段113に戻すように連結して循環風路6を形成している。また、凝縮器111には通風可能な複数の通風孔7を開口し、この通風孔7に第1空気供給手段112により送風される第1空気102を通過させ、凝縮器111内を循環する第2空気108をその露点温度以下に冷却して結露させる。凝縮器111内面に結露した第2空気108中の水分は、その自重によって下方に滴下し凝縮器排水口114から水受けタンク8に集水され、貯水タンク9に導かれる。この貯水タンク9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。
A
図2(a)は吸着材109の保護と回転動作を可能にする吸着ローター117の構成を示す分解説明図であり、図2(b)は図2(a)中の矢印A方向から見た拡大図であり、図2(c)は図2(b)中のB−B断面を簡易的に示した断面図である。
2A is an exploded explanatory view showing the configuration of the
図2(a)に示すように、吸着材109はセラミック繊維、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で構成され、図中の実線矢印の方向に多数の小透孔を有していて通風が可能な構造となっている。吸着材109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、例えば加熱された空気が通過すると通過空気中に水分を放湿し、吸着材109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持っている。吸着材109は吸着材109を保持する吸着材保持手段116であるロータフレームA10およびロータフレームB11により保持されている。吸着材109はロータフレームA10に収納され、ロータフレームA10の片端面に設けたストッパー12によって脱落が抑えられている。ロータフレームA10の逆端側には外周に沿ってロータフレームB11が嵌り込み、複数箇所を螺子止めすることでロータフレームA10に固定される。ロータフレームB11の中心部にはボス受け部13を設け、ボス受け部13より放射状にフレームリブ14を架橋させ、ロータフレームB11の逆側から吸着材109の中心軸孔に嵌るボス120をボス受け部13において螺子止めにより固定することでロータフレームA10とボス120の相対位置が規定され吸着材109の保護および保持が成されることになる。各フレームリブ14はリング部15により架橋されており強度を保っている。リング部15は1箇所以上設ければよく、吸着材109の直径が大きい場合には、複数個設けるほうが良い。また、ロータフレームA10の外周には吸着ローター117を回転可能にするためのロータギア127をロータフレームA10、ストッパー12との一体成型により形成している。ロータフレームB11は防錆があり、且つ薄い板厚で高い強度が要求されるので板厚0.4〜1.0mm、好ましくは0.4mmのステンレス鋼鈑をプレス、曲げ加工により製作したものを用いている。
As shown in FIG. 2 (a), the adsorbent 109 is a laminate of inorganic fibers such as ceramic fibers and glass fibers, or plane paper made by mixing these inorganic fibers and pulp and corrugated paper. It is rolled up to form a disk, and is composed of one or more adsorbent materials such as zeolite, silica gel, activated carbon, etc., and has a large number of small holes in the direction of the solid arrows in the figure. It has a possible structure. When the adsorbent 109 contains a relatively large amount of moisture, when air with relatively low humidity, for example, heated air passes, moisture is released into the passing air, and the adsorbent 109 is relatively dry. In addition, when air having a relatively high humidity, for example, indoor air, passes through, moisture in the passing air is absorbed. The adsorbent 109 is held by a rotor frame A10 and a rotor frame B11 which are adsorbent holding means 116 for holding the adsorbent 109. The adsorbent 109 is accommodated in the rotor frame A10, and is prevented from dropping by the
また、図2(b)、(c)に詳細を示すように、第1空気102の、吸着ローター117の外周と仕切板115の開口部119との間隙からの漏洩を遮蔽する遮蔽手段16としてロータフレームB11の外周の全周にわたり遮蔽壁17を配置している。遮蔽壁17はロータギア127のギア歯18の開口部分19を覆うようにロータフレームB11に突設させ、ロータフレームB11と一体で成形している。遮蔽壁17はロータフレームB11の外周部の全周にわたってロータギア127の外周の直径Pとほぼ同じ直径の円盤状の壁を設けることにより構成し、吸着材109の第1空気102流入方向から見た場合、ロータギア127のギア歯18および開口部分19が完全に隠れるように配置されている。遮蔽手段16の作用、効果については以下に説明していく。なお、本実施例では、遮蔽壁17はロータフレームB11と一体で成形されており、特に構成部品等を追加する必要がないので経済的である。
As shown in detail in FIGS. 2B and 2C, the shielding means 16 shields leakage of the
図3(a)は仕切板115への吸着ローター117、加熱手段107の取付状態を示す分解図であり、図3(b)は図3(a)中のC−Cにおける概略断面図であり、図3(c)は図3(b)中のD部分の拡大図を示している。
FIG. 3A is an exploded view showing the attachment state of the
加熱手段107は、扇型のヒータケース20に加熱ヒータ21を挿入し、ヒータ蓋22で覆蓋して構成されている。ヒータケース20には、第2空気108の流入部23が設けてあり、第2空気供給手段113(図1に図示)が流入部23に接続されるようになっている。ヒータ蓋22には第2空気108の流出部24が開口している。仕切板115は吸着ローター117を収納する円筒状のフォルダー118を備え、フォルダー118には第1空気102が通過する開口部119が設けられている。仕切板115には扇型の箱状に成形された再生チャンバー123が扇型の外周部を複数点、仕切板115に螺子止めすることにより固定されている。再生チャンバー123は凝縮器111(図1に図示)を接続する凝縮器接続部124と吸着材109の再生領域106と吸湿領域を分離する吸着材仕切部25とを備えている。凝縮器111は図1に示すように入口管3および出口管4が凝縮器111の下方向に配置され、第2空気108の風路は凝縮器111の上部でターンしているので、熱交換領域を多く取るためには入口管3、出口管4をできるだけ下方向に配置する方が有利となる。そのため、凝縮器接続部124は再生チャンバー123の可能な限り下方向に配置されている。また、吸着材仕切部25は、吸着材109の吸湿領域105と再生領域106を区分しており、吸着材対向面26を備えている。吸着材対向面26は吸着材109に対向して配置されていて、さらに加熱手段107のヒータ蓋22に設けられたヒータシール部27と対向するように配置され、吸着材109の吸湿領域105を通過する第1空気102と再生領域106を通過する第2空気108が混合するのを抑制している。吸着材対向面26の端部には吸着ローター117の回転時にロータフレームB11が引っかからないように面取りがなされている。また、再生領域106を通過してきた第2空気は比較的高温にある可能性がある(約80度以上)ので再生チャンバーは耐熱性を持たせるのが好ましく、樹脂成形品として成形する場合、耐熱性の樹脂材料にて成形する。この場合、熱変形温度が200℃以上であれば良く、熱変形温度が260℃以上であるPPS樹脂や、熱変形温度が200℃以上であるガラス繊維強化PET樹脂等の耐熱材料にて成形している。なお、吸着材対向面26と吸着材109の端面との隙間およびヒータシール部27と吸着材109の端面との隙間は、狭くすればシール性を確実なものにできるが、一方、吸着材対向面26、ヒータシール部27および吸着材109の製造誤差などにより接触し破損してしまう可能性がある。そのため吸着材対向面26と吸着材109端面との隙間はロータフレームB11が介在することを考慮に入れ、0.6mm〜1.0mmが良く、好ましくは0.7mm以下が良い。また、ヒータシール部27と吸着材109端面との隙間は0.2mm〜0.5mmが良く、好ましくは0.3mm以下が良い。
The heating means 107 is configured by inserting a
また、再生チャンバー123の扇型の中心部分には吸着ローター117を回転自在に枢設するための回転軸121が構成されており、回転軸121は仕切板115の開口部119の中心部分ともなっている。吸着ローター117は吸着材109の中心に取り付けられたボス120を再生チャンバー123の回転軸121に嵌め込み、フォルダー118に収容される。吸着ローター117は回転軸121より脱落しないように加熱手段107により挟み込まれ、加熱手段107のヒータ蓋22と再生チャンバー123を回転軸121中心と吸着ローター117外周部外側をねじ止めすることにより、回転自在に枢設させる。
A
駆動手段110は、駆動モータ125と駆動モータ125の軸に締着された駆動ギア126からなり、駆動ギア126と吸着ローター117の外周に配置されているロータギア127が噛み合うように駆動モータ125を仕切板115にねじ止めすることにより固定されている。駆動モータ125が駆動ギア126に回転を与え、駆動ギア126がロータギア127を噛み合いながら回転させることにより、吸着ローター117は回転駆動することができる。
The
第2空気供給手段113(図1に図示)により加熱手段107に流入部23から供給された第2空気108は加熱ヒータ21により加熱されヒータ蓋22の流出部24より高温状態となり流出する。吸着材109の再生領域106に流入した高温状態の第2空気108は吸着材109を脱湿再生し、高湿状態となり再生チャンバー123に流出する。高湿状態の第2空気108は再生チャンバー123により、温度、湿度を平均化された後、凝縮器接続部124から凝縮器111(図1に図示)に導かれていく。一方、第1空気102は第1空気供給手段112(図1に図示)により凝縮器111の通風孔7を通り、凝縮器111内部を流通する第2空気108を冷却した後、仕切板115の開口部119を通り吸着材109の吸湿領域105に導かれる。吸湿領域105では第1空気102中の水分は吸着材109に吸湿され、乾燥した空気となり吸湿領域105から流出し室内に供給される。そして、駆動手段110により吸着ローター117が回転駆動されることにより吸着材109の吸湿、再生が連続して行われる。上記において、第1空気102が仕切板115の開口部119を通過して吸着材109の吸湿領域105を通らない、いわゆる吸着材109をパイパスしてしまった場合、第1空気102の一部は除湿されずに室内に供給されることになる。また、吸着材109の吸湿領域105で十分に吸湿されずに再生領域106に回転移動してくるので、再生後の第2空気108の絶対湿度が十分に上昇せず、凝縮器111において十分に結露できず除湿量も低下する可能性がある。
The
図3(b)に示すように、仕切板115の開口部119と吸着ローター117の隙間からの第1空気102の漏洩を抑制する遮蔽手段16として、開口部119の直径Qは吸着ローター117外周部の直径Rより小さくなるように開口し、仕切板115と吸着ローター117は近接して設置している。これにより、仕切板115の開口部119と吸着ローター117の外周部が近接した部分に外周シール部28を形成することができ、第1空気102の吸着材109のバイパスを防止し、吸着材109の吸着領域105を通過する第1空気102の風量の低下を抑えることができる。仕切板115と吸着ローター117の隙間Sは少なすぎると、接触してしまいその摩擦抵抗により、吸着ローター117の回転駆動が異常停止してしまう可能性があり、一方、大きく取り過ぎると、空気の流れを遮断することができなくなってしまう。上記を考慮して隙間Sは0.2mm〜0.5mmが良く、好ましくは0.3mm以下が良い。
As shown in FIG. 3B, the diameter Q of the
また、図3(c)に示すようにフォルダー118の内壁と吸着ローター117のロータフレームB11に設けられた遮蔽壁117は近接して配置され、フォルダー118の内壁と遮蔽壁17の外周部にフォルダーシール部29を形成することになる。図2でも説明したように、遮蔽壁17は吸着ローター117外周部に設けられたロータギア127のギア歯18の開口部分19を覆うように構成されている。そのため、万一、回転軸121が製造上の誤差等により傾いた場合、前述した仕切板115と吸着ローター117との外周シール部28でのシール性が確保できなくなったとしても、吸着材109をバイパスしようとしている第1空気102がロータギア127のギア歯18間の開口部分19を通過するのを遮蔽壁17により遮蔽することができる。また、フォルダー118と遮蔽壁17とのフォルダーシール部29によっても、第1空気102が吸着材109の吸湿領域105をパイパスするのを抑制している。このように、第1空気102が吸着材109をバイパスするのを防止することができるので更にシール性の高い遮蔽手段16とすることができる。フォルダー118の内壁と遮蔽壁17の外周との隙間Tは少なすぎれば接触して吸着ローター117の回転駆動が異常停止してしまう可能性があり、一方大きすぎると、空気の流れを遮断することができなくなってしまう。上記を考慮して隙間は1.5mm〜2.0mmが良く、好ましくは1.5mmが良い。
Further, as shown in FIG. 3C, the inner wall of the
図4(a)は吸着ローター117と駆動ギア126の構成を示した構成図であり、図4(b)はロータギア127と駆動ギア126の噛み合い状態を示す断面図である。
4A is a configuration diagram showing the configuration of the
駆動ギア126には、吸着ローター117のローターギア127と噛み合うようにギア歯18が設けてある。駆動ギア126には、仕切板115と面する端面とは反対側の端面にギア歯18の先端外周と略同等外径で円盤状の吸着ローター振れ防止壁30を設けている。吸着ローター振れ防止壁30がロータギア127を仕切板115と反対方向から仕切板115に挟み込む方向に駆動ギア126は配置される。吸着ローター振れ防止壁30とロータギア127の間には隙間が設けられており、その隙間は上述の吸着ローター117と仕切板115の開口部119により外周シール部28が構成される隙間を確保できるように設けられている。回転軸121の製造上の誤差等により、吸着ローター117が図中矢印の方向に傾いてきたとしても、上記の吸着ローター振れ防止壁30にローターギア127の一部が当接することにより、吸着ローター117の傾きは最小限に抑えられ、吸着ローター117と仕切板115の開口部119とのシール性を損なうことがない。なお、駆動ギア126はロータギア127と常にギア歯18部分で接し、滑りながら駆動している。また、吸着ローター117が傾いてしまった場合、吸着ローター振れ防止壁30もロータギア127に当接しながら回転駆動する可能性がある。そのため、駆動ギア126は滑りのよい材質が良く、ポリアセタール(POM)などで成形するのが好ましい。
The
図5(a)は吸着ローター117に遮蔽手段16として凸部31を設けた実施例における構成図であり、図5(b)は仕切板115と吸着ローター117の設置状態を示す断面図である。
FIG. 5A is a configuration diagram in an embodiment in which a
図5(a)、(b)に示すように、吸着ローター117の外周部の全周にわたって、仕切板117に向けて凸となるように凸部31を設ける。凸部31はロータフレームB11に設置されている。仕切板115には凸部が摺動可能に嵌まり込みむ凹部32が全周にわたり設けられている。なお、図示していないが、再生チャンバー123にも吸着ローター117の凸部31が嵌り込む凹部32が仕切板115の凹部32の続きに形成されている。ロータフレームB11を板金にて作成する場合には、絞り加工、曲げ加工により凸部31を作成し、樹脂等で成形する場合には、射出成形等により、成形することができる。凸部31が凹部32に嵌り込むことにより吸着ローター117外周の全周にわたりラビリンス構造とすることができ、第1空気102が仕切板115の開口部119と吸着ローター117の隙間からバイパスし、吸着材109の吸湿領域105を通過する第1空気102風量が減少することを抑制している。また、凸部31は仕切板115に向けて突設していれば、上記作用に差異はなく、ロータフレームB11以外の吸着ローター117外周部に凸部31を設けても良い。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
図6(a)は吸着ローター117に遮蔽手段16として凹部32を設けた実施例における構成図であり、図6(b)は仕切板115と吸着ローター117の設置状態を示す断面図である。
FIG. 6A is a configuration diagram in the embodiment in which the
図6(a)、(b)に示すように、吸着ローター117の外周部に仕切板115に向けて全周にわたり凹部32を設け、仕切板115に吸着ローター117に向けて、吸着ローター117の凹部32に嵌り込むように凸部31を設ける。なお、図示していないが再生チャンバー123にも、仕切板115の凸部31の続きに凸部31を設ける。ロータフレームB11を板金にて作成する場合には、絞り加工、曲げ加工により凹部32を作成し、樹脂等で成形する場合には、射出成形等により成形することができる。凸部31を凹部32に嵌め込むことにより吸着ローター117外周の全周にわたりラビリンス構造とすることができ、第1空気102が仕切板115の開口部119と吸着ローター117の隙間からバイパスし、吸着材109の吸湿領域105を通過する第1空気102風量が減少することを抑制している。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the outer periphery of the
図7(a)は遮蔽壁17をロータフレームA10に設けた実施例における構成図であり、図7(b)は図7(a)のE−Eにおける断面図を示し、図7(c)はロータフレームA10に設置される遮蔽壁17の他の設置方法を示す断面図である。
FIG. 7A is a configuration diagram in the embodiment in which the shielding
吸着ローター117には、第1空気102の、吸着ローター117の外周と仕切板115の開口部119との間隙からの漏洩を遮蔽する遮蔽手段16としてロータフレームA10の外周の全周にわたり遮蔽壁17を配置している。遮蔽壁17はロータギア127のギア歯18の開口部分19を覆うようにロータフレームA10に突設させ、ロータフレームA10と一体で成形している。遮蔽壁17はロータフレームA10の外周部にロータギア127の外周の直径Uとほぼ同じ直径の円盤状の壁を設けることにより構成し、吸着材109の第1空気102流入方向から見た場合、ロータギア127のギア歯18の開口部分19が完全に隠れるように配置されている。図7(b)に示すように、フォルダー118の内壁と吸着ローター117のロータフレームA10に設けられた遮蔽壁17は近接して配置され、フォルダー118の内壁と遮蔽壁17の外周部においてフォルダーシール部29を形成することになる。遮蔽壁17は吸着ローター117外周部に設けられたロータギア127のギア歯18の開口部分19を覆うように構成されている。そのため、万一、回転軸121(図3(b)に図示)が製造上の誤差等により傾いた場合、仕切板115の開口部119と吸着ローター117との外周シール部28でのシール性が確保できなくなったとしても、吸着材109をバイパスしようとしている第1空気102がロータギア127のギア歯18間の開口部分19を通過するのを遮蔽壁17により遮蔽することができる。よって、第1空気102が吸着材109をバイパスするのを防止することができ、更にシール性の高い遮蔽手段16とすることができる。フォルダー118の内壁と遮蔽壁17の外周との隙間Vは少なすぎれば接触して吸着ローター117の回転駆動が異常停止してしまう可能性があり、一方、大きすぎると空気の流れを遮断することができなくなってしまう。上記を考慮して隙間は0.5mm〜2.0mmが良く、好ましくは1.5mmが良い。また、図7(b)では、遮蔽壁17はロータギア127におけるロータフレームB11に接している部分に設けられているが、図7(c)に示すようにロータギア127におけるロータフレームA10のストッパー12に近い方に構成しても良く、作用効果に差異はない。
The adsorbing
上記の構成により、吸着ローター117の外周と開口部119との間隙からの第1空気102のバイパスを遮蔽し、吸着材109の吸湿領域105を通過する第1空気102の風量を減少させることなく吸着効率を高め、除湿効率の高い除湿装置を得ることができる。
With the above configuration, the bypass of the
また、再生領域105を加熱する加熱手段107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第2空気108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 107 for heating the
なお、本実施例では、第2空気108は装置内を循環するように構成されているが、第2空気108を循環しない方式の除湿装置、例えば、非結露型の除湿装置及び加湿装置あるいは乾燥装置等であっても、回転式除湿材(吸着ローター)を用いる空調機器であれば、上記吸着ローター117の外周と開口部119との間隙からの第1空気102のバイパスを遮蔽する遮蔽手段16の作用効果に差異はない。
In the present embodiment, the
本発明に係る除湿装置は、除湿対象空気である第1空気102が吸着材109を通過せずにバイパスし、吸着材109の吸湿領域105を通過する第1空気102風量が減少するのを抑制する遮蔽手段を提供し、吸着材102の吸着効率の低下による除湿効率の低下を抑制するものであり、回転式除湿材(吸着ローター)を用いる空調機器、例えば、非結露型の除湿装置及び加湿装置あるいは乾燥装置等にも有用である。
The dehumidifying apparatus according to the present invention suppresses a reduction in the air volume of the
10 ロータフレームA
11 ロータフレームB
16 遮蔽手段
17 遮蔽壁
18 ギア歯
19 開口部分
102 第1空気
105 吸湿領域
106 再生領域
107 加熱手段
108 第2空気
109 吸着材
110 駆動手段
111 凝縮器
112 第1空気供給手段
113 第2空気供給手段
115 仕切板
116 吸着材保持手段
117 吸着ローター
119 開口部
120 ボス
125 駆動モータ
126 駆動ギア
127 ロータギア
10 Rotor frame A
11 Rotor frame B
DESCRIPTION OF
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