JP4661171B2 - 除湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機、放熱器、膨張機構、吸熱器等から構成されるヒートポンプと、吸着剤や吸収剤を用いて吸放湿を行う吸放湿手段を備えた除湿装置に関する。

従来のヒートポンプと吸放湿手段を備えた除湿装置としては、放熱器、吸放湿手段の放湿部、吸熱器の順に空気を循環させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、その除湿装置について図１１を参照しながら説明する。

図１１に示すように、除湿装置の本体１００内には、圧縮機１０２、放熱器１０３、膨張機構１０４、吸熱器１０５を配管接続した冷媒回路１０６と、吸着剤１０７が担持されたハニカムローター１０８が設けられており、循環ファン１０９によって送風される循環空気１１０が、放熱器１０３、ハニカムローター１０８の一部、吸熱器１０５の順に循環するように循環経路１１１が形成されている。また、ハニカムローター１０８の他の部分は、吸込口１１２および吹出口１１３を開口した供給経路１１４内に配置されており、供給ファン１１５によって除湿対象空気１１６が供給されている。また、冷媒回路１０６内には冷媒１１７が充填されており、この冷媒１１７が、圧縮機１０２で圧縮されることによって、放熱器１０３、膨張機構１０４、吸熱器１０５の順に冷媒回路１０６内を循環し、放熱器１０３において循環空気１１０に放熱するとともに、吸熱器１０５において循環空気１１０から吸熱することによってヒートポンプ１１８を動作させている。ハニカムローター１０８は、図示しない駆動手段によって回転しており、この回転に伴いハニカムローター１０８に担持された吸着剤１０７が、循環経路１１１内における循環空気１１０との接触と供給経路１１４内における除湿対象空気１１６との接触を繰り返している。この吸着剤１０７は、晒される空気の相対湿度が高ければ多くの水分を保持でき、相対湿度が低くなると保持可能な水分量が減少する特性を有しているので、相対湿度の異なる複数の空気との接触を繰り返せば、各々の相対湿度における吸着剤１０７の保持可能な水分量の差に応じて水分の吸脱着が行われることになる。ここで、循環経路１１１内で吸着剤１０７と接触する循環空気１１０は、放熱器１０３において冷媒１１７の放熱により加熱されて除湿対象空気１１６よりも低い相対湿度の空気となっているので、この相対湿度の差によって、吸着剤１０７が、除湿対象空気１１６中の水分を吸着し、吸着した水分を循環空気１１０中に脱着するように作用する。この吸脱着作用によって吸放湿手段１１９としての動作がなされることとなり、ハニカムローター１０８の供給経路１１４内に位置する部分が除湿対象空気１１６から吸湿する吸湿部１２０、ハニカムローター１０８の循環経路１１１内に位置する部分が循環空気１１０へ放湿する放湿部１２１となる。吸湿部１２０において吸湿された除湿対象空気１１６は低湿の空気となって吹出口１１３から本体１０１外部に吹出し、放湿部１２１において放湿された循環空気１１０は、高湿の空気となって吸熱器１０５に供給される。吸熱器１０５に供給された高湿の循環空気１１０は、冷媒１１７の吸熱によって露点温度以下まで冷却されて空気中の水分が飽和する。この飽和した水分が凝縮してタンク１２２に滴下し、このタンク１２２に溜まった凝縮水の量が除湿装置の除湿量となるのである。
特開昭６３−１４２３号公報（第２−３頁、第１図）

以上の例では、吸湿部１２０において除湿対象空気１１６から吸湿し、この吸湿した水分を、放熱器１０３で加熱した高温の循環空気１１０を放湿部１２１に供給することによって放湿させ、この放湿させた水分を含んだ高湿の循環空気１１０を吸熱器１０５において冷却して水分を飽和させるとことにより除湿するようにしている。したがって循環空気１１０を放熱器１０３、放湿部１２１、吸熱器１０５に循環させる循環経路１１１を密閉性よく本体１０１内に形成する必要があり、装置構成が複雑化するという問題点があった。そして循環経路１１１の密閉度が低い場合には、除湿対象空気１１６と循環空気１１０との湿度移行が発生して除湿効率が低下するという問題点があった。

本発明は上記課題を解決するものであり、循環経路１１１のない単純な構成で、効率の良い除湿が行える除湿装置を提供することを目的としている。また、前記目的を達成するにあたり、より機器構成を容易にすることや、よりスリムにすることや、より安価にすることや、より品質を向上することができる除湿装置を提供することを目的としている。

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、冷媒（１１７）を圧縮する圧縮機（１０２）と前記冷媒（１１７）が供給空気に対して放熱する放熱器（１０３）と前記冷媒（１１７）が膨張する膨張機構（１０４）と前記冷媒（１１７）が供給空気から吸熱する吸熱器（１０５）とを有するヒートポンプ（１１８）と、供給空気から吸湿する吸湿部（１２０）および供給空気に放湿する放湿部（１２１）を有する吸放湿手段（１１９）と、除湿対象空気（１１６）を前記放熱器（１０３）、前記放湿部（１２１）、前記吸熱器（１０５）、前記吸湿部（１２０）の順に供給する送風手段（１）とを備え、吸放湿手段（１１９）は、軸方向に通風可能な円筒状のハニカムローター（１０８）と、前記ハニカムローター（１０８）を回動自在に支持する回転軸（１６）と、ハニカムローター１０８を回転する駆動モーター（１８）とで形成し、前記放熱器（１０３）と前記吸熱器（１０５）は、前記ハニカムローター（１０８）の軸方向において前記吸放湿手段（１１９）片側に配置したものである。

この手段では、放熱器（１０３）と吸熱器（１０５）を備えたヒートポンプ（１０９）と吸湿部（１２０）と放湿部（１２１）を備えた吸放湿手段（１１９）が設けられる。放熱器（１０３）では除湿対象空気に対してヒートポンプ（１０９）の作動により放熱する。放湿部（１２１）では放熱器（１０３）における放熱により加熱した除湿対象空気に対して吸放湿手段（１１９）が放湿する。吸熱器（１０５）では放湿部（１２１）における放湿により加湿した除湿対象空気からヒートポンプ（１０９）の作動により吸熱する。吸湿部（１２０）では吸熱器（１０５）における吸熱により冷却した除湿対象空気から吸放湿手段（１１９）が吸湿する。このようにして放湿部（１２１）には放熱器（１０３）で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気を供給し、吸湿部（１２０）には吸熱器（１０５）において冷却された高い相対湿度の除湿対象空気を供給する。これにより、吸湿部（１２０）と放湿部（１２１）に供給される空気の相対湿度の差が拡大する。この相対湿度の差の拡大により吸放湿手段（１１９）の吸放湿量が増加して除湿効率が向上する。ここで、
放熱器（１０３）と吸熱器（１０５）は、ハニカムローター（１０８）の軸方向において吸放湿手段（１１９）片側に設けられているのでヒートポンプ（１０９）を形成する配管の引き回しが容易となる。

また、本発明が講じた第２の課題解決手段は、冷媒（１１７）を圧縮する圧縮機（１０２）と前記冷媒（１１７）が供給空気に対して放熱する放熱器（１０３）と前記冷媒（１１７）が膨張する膨張機構（１０４）と前記冷媒（１１７）が供給空気から吸熱する吸熱器（１０５）とを有するヒートポンプ（１１８）と、供給空気から吸湿する吸湿部（１２０）および供給空気に放湿する放湿部（１２１）を有する吸放湿手段（１１９）と、除湿対象空気（１１６）を前記放熱器（１０３）、前記放湿部（１２１）、前記吸熱器（１０５）、前記吸湿部（１２０）の順に供給する送風手段（１）とを備え、吸放湿手段（１１９）は、軸方向に通風可能な円筒状のハニカムローター（１０８）と、前記ハニカムローター（１０８）を回動自在に支持する回転軸（１６）と、ハニカムローター１０８を回転する駆動モーター（１８）とで形成し、前記放熱器（１０３）と前記吸熱器（１０５）は、前記ハニカムローター（１０８）の軸方向において前記吸放湿手段（１１９）に対し逆方向に配置し、前記放熱器（１０３）を通過した加熱対象空気（３）を室内に吹出す第１のバイパス風路（１Ａ）を設け、前記送風手段（１）にて前記第１のバイパス風路（１Ａ）に加熱対象空気（３）を供給するものである。

この手段では、放熱器（１０３）と吸熱器（１０５）を備えたヒートポンプ（１０９）と吸湿部（１２０）と放湿部（１２１）を備えた吸放湿手段（１１９）が設けられる。放熱器（１０３）では除湿対象空気に対してヒートポンプ（１０９）の作動により放熱する。放湿部（１２１）では放熱器（１０３）における放熱により加熱した除湿対象空気に対して吸放湿手段（１１９）が放湿する。吸熱器（１０５）では放湿部（１２１）における放湿により加湿した除湿対象空気からヒートポンプ（１０９）の作動により吸熱する。吸湿部（１２０）では吸熱器（１０５）における吸熱により冷却した除湿対象空気から吸放湿手段（１１９）が吸湿する。このようにして放湿部（１２１）には放熱器（１０３）で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気を供給し、吸湿部（１２０）には吸熱器（１０５）において冷却された高い相対湿度の除湿対象空気を供給する。これにより、吸湿部（１２０）と放湿部（１２１）に供給される空気の相対湿度の差が拡大する。この相対湿度の差の拡大により吸放湿手段（１１９）の吸放湿量が増加して除湿効率が向上する。ここで、放熱器（１０３）と吸熱器（１０５）は、ハニカムローター（１０８）の軸方向において吸放湿手段（１１９）に対し逆方向に設けられているので、風路構成が容易になり、同時に、放熱器（１０３）と吸熱器（１０５）がそれぞれ吸放湿手段（１１９）に接近させることで熱ロスを低減することとなり、放熱器（１０３）を通過した加熱対象空気（３）を室内に吹出す第１のバイパス風路（１Ａ）を設け、送風手段（１）にて第１のバイパス風路（１Ａ）に加熱対象空気（３）を供給するので、放熱器（１０３）には放湿部（１２１）に供給される除湿対象空気（１１６）よりも多くの空気が供給される。これによりヒートポンプ（１１８）の放熱に適する風量と、吸放湿手段（１１９）の放湿に適する風量とのアンバランスが解消されることになる。

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、放熱器（１０３）を通過した加熱対象空気（３）を室内に吹出す第１のバイパス風路（１Ａ）を設け、送風手段（１）にて前記第１のバイパス風
路（１Ａ）に加熱対象空気（３）を供給したものである。

この手段では、放熱器（１０３）には放湿部（１２１）に供給される除湿対象空気（１１６）よりも多くの空気が供給される。これによりヒートポンプ（１１８）の放熱に適する風量と、吸放湿手段（１１９）の放湿に適する風量とのアンバランスが解消されることになる。

また、本発明が講じた第４の課題解決手段は、上記第２または第３の課題解決手段において、放熱器（１０３）を通過した加熱対象空気（３）を室内に吹出す第２のバイパス風路（２Ａ）を設け、前記第２のバイパス風路（２Ａ）に加熱対象空気（３）を供給するバイパス送風手段（２）を設けたものである。

この手段では、バイパス送風手段（２）によってヒートポンプ（１１８）の放熱に適する風量調整を行い、吸放湿手段（１１９）の放湿に適する風量を送風手段（１）によって調整することとなる。

また、本発明が講じた第５の課題解決手段は、上記第４の課題解決手段において、送風手段（１）とバイパス送風手段（２）を水平方向からみて重ならないように配置したものである。

この手段では、送風手段（１）とバイパス送風手段（２）を水平方向からみて重ならないように配置することにより垂直方向に重ねることが可能となる。ことにより、スペースの有効活用が可能となり水平方向の機器の厚みが低減されることとなる。

また、本発明が講じた第６の課題解決手段は、上記第５の課題解決手段において、送風手段（１）とバイパス送風手段（２）はそれぞれモーターと羽根とスクロール形状のケーシング（２４）を有し、前記ケーシング（２４）を一体形状としたものである。

この手段では、送風手段（１）とバイパス送風手段（２）を一体化することにより、組立てを容易とすることと、ファンモーターの支持機構を容易にすることとなる。

また、本発明が講じた第７の課題解決手段は、上記第１、第２、第３、第４、第５または第６の課題解決手段において、放熱器（１０３）または吸熱器（１０５）または吸湿部（１２０）または放湿部（１２１）を通過したそれぞれの除湿対象空気（１１６）同士がそれぞれの風路間を漏れて混入するのを防止する漏れ防止手段を備え、漏れ防止手段として、放熱器（１０３）または吸熱器（１０５）または吸湿部（１２０）または放湿部（１２１）を通過したそれぞれの除湿対象空気（１１６）の風路間に室内空気部（２６）を介在させたものである。

この手段では、放熱器（１０３）における放熱により加熱した除湿対象空気と、放湿部（１２１）における放湿により加湿した除湿対象空気と、吸熱器（１０５）における吸熱により冷却した除湿対象空気と、吸湿部（１２０）における吸湿により除湿した除湿対象空気のそれぞれの風路間で互いに空気の漏れを防止する漏れ防止手段を設けることにより、放熱、加湿、冷却、除湿の各々の効率を損なうことなく除湿効率が向上し、漏れ防止手段として室内空気層を設けることにより、それぞれの風路間における熱や水分の直接の漏れを低減することとなる。このことにより、放熱、加湿、冷却、除湿の各々の効率を損なうことなく除湿効率が向上する。

また、本発明が講じた第８の課題解決手段は、上記第１、第２、第３、第４、第５または第６の課題解決手段において、放熱器（１０３）または吸熱器（１０５）または吸湿部（１２０）または放湿部（１２１）を通過したそれぞれの除湿対象空気（１１６）同士がそれぞれの風路間を漏れて混入するのを防止する漏れ防止手段を備え、漏れ防止手段として、放熱器（１０３）または吸熱器（１０５）または吸湿部（１２０）または放湿部（１２１）を通過したそれぞれの除湿対象空気（１１６）の風路間に、パージ風路を流通するパージ空気（４）を介在させたものである。

この手段では、放熱器（１０３）における放熱により加熱した除湿対象空気と、放湿部（１２１）における放湿により加湿した除湿対象空気と、吸熱器（１０５）における吸熱により冷却した除湿対象空気と、吸湿部（１２０）における吸湿により除湿した除湿対象空気のそれぞれの風路間で互いに空気の漏れを防止する漏れ防止手段を設けることにより、放熱、加湿、冷却、除湿の各々の効率を損なうことなく除湿効率が向上し、漏れ防止手段としてパージ風路を流通する空気（４）の層を設けることにより、それぞれの風路間における熱や水分の直接の漏れを低減することとなる。このことにより、放熱、加湿、冷却、除湿の各々の効率を損なうことなく除湿効率が向上する。

本願発明は、かかる構成とすることにより以下に記載されるような効果を奏するものである。

（イ）本願の第１の発明にかかる除湿装置によれば、放湿部（１２１）には放熱器（１０３）で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気（１１６）を供給し、吸湿部（１２０）には吸熱器（１０５）において冷却された高い相対湿度の除湿対象空気（１１６）を供給できる。これにより、吸湿部（１２０）と放湿部（１２１）に供給される空気の相対湿度の差を拡大することができる。この相対湿度の差の拡大によって吸放湿手段（１１９）の吸放湿量を増大させ、除湿効率を高めることができる。また、配管の引き回しを容易にすることができる。

（ロ）また、本願の第２の発明にかかる除湿装置によれば、放湿部（１２１）には放熱器（１０３）で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気（１１６）を供給し、吸湿部（１２０）には吸熱器（１０５）において冷却された高い相対湿度の除湿対象空気（１１６）を供給できる。これにより、吸湿部（１２０）と放湿部（１２１）に供給される空気の相対湿度の差を拡大することができる。この相対湿度の差の拡大によって吸放湿手段（１１９）の吸放湿量を増大させ、除湿効率を高めることができる。また、風路構成を容易にすることができ、同時に、熱ロスを低減することができ、ヒートポンプ（１１８）の放熱に適する風量と、吸放湿手段（１１９）の放湿に適する風量とのアンバランスを解消し、効率の良い除湿を行うことができる。

（ハ）また、本願の第３の発明にかかる除湿装置によれば、上記（イ）に記載した効果に加えて、ヒートポンプ（１１８）の放熱に適する風量と、吸放湿手段（１１９）の放湿に適する風量とのアンバランスを解消し、効率の良い除湿を行うことができる。

（ニ）また、本願の第４の発明にかかる除湿装置によれば、上記（ロ）または（ハ）に記載した効果に加えて、ヒートポンプ（１１８）の放熱に適する風量と、吸放湿手段（１１９）の放湿に適する風量とのアンバランスを解消することが容易になり、効率の良い除湿を行うことができる。

（ホ）また、本願の第５の発明にかかる除湿装置によれば、上記（ニ）に記載した効果に加えて、送風手段（１）とバイパス送風手段（２）を垂直方向に重ねることが可能となる。ことにより、水平方向の機器の厚みを低減することができる。

（ヘ）また、本願の第６の発明にかかる除湿装置によれば、上記（ホ）に記載した効果に加えて、組立てを容易とすることと、ファンモーターの支持機構を容易にすることができる。

（ト）また、本願の第７の発明にかかる除湿装置によれば、上記（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）または（ヘ）に記載した効果に加えて、放熱、加湿、冷却、除湿の各々の効率を損なうことを防止することができ、除湿効率を向上することができる。

（チ）また、本願の第８の発明にかかる除湿装置によれば、上記（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）または（ヘ）に記載した効果に加えて、放熱、加湿、冷却、除湿の各々の効率を損なうことを防止することができ、除湿効率を向上することができる。

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。

（実施の形態１）
本発明の請求項１、３、５、６、８、９、１０、１２、１３、１４、１６および１７に関する実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる除湿装置の概略構成を示した図である。

図に示すように、除湿装置の本体１０１内に、圧縮機１０２、放熱器１０３、膨張機構１０４、吸熱器１０５を配管接続した冷媒回路１０６と、供給空気から吸湿する吸湿部１２０および供給空気に放湿する放湿部１２１を有する吸放湿手段１１９を設け、冷媒回路１０６内に冷媒１１７を充填している。また、本体１０１には吸込口１１２と吹出口１１３を開口し、メイン送風ファン１とバイパス送風ファン２の運転によって、吸込口１１２から除湿対象空気１１６と加熱対象空気３とパージ空気４を本体１０１内に供給する構成としている。そして、本体１０１内に供給された除湿対象空気１１６が、メイン送風ファン１によって放熱器１０３、放湿部１２１、吸熱器１０５、吸湿部１２０に順に供給されて吹出口１１３より本体１０１外部に流出し、また、加熱対象空気３が、バイパス送風ファン２によって、除湿対象空気１１６と同一方向から放熱器１０３に供給されて吹出口１１３より本体１０１外部に流出し、また、パージ空気４が、バイパス送風ファン２によって、除湿対象空気１１６と同一方向から吸湿部１２０に供給されて吹出口１１３より本体１０１外部に流出するように風路を形成している。そして、圧縮機１０２により冷媒１１７を圧縮することによって、冷媒１１７が、放熱器１０３、膨張機構１０４、吸熱器１０５の順に冷媒回路１０６内を循環し、放熱器１０３に供給される除湿対象空気１１６および加熱対象空気３に対して放熱するとともに吸熱器１０５に供給される除湿対象空気１１６から吸熱することによってヒートポンプ１１８を作動させる構成となっている。

図２は、図１に示す概略構成を実現した除湿装置の概略展開図である。本体１０１はケース上５、ケース下６、ケース左７、ケース右８、ケース前９、ケース後１０の６部品によって形成し、ケース上５には吹出口１１３と装置の操作を行う操作パネル１１と取っ手１２が設けられている。ケース後１０には吸込口１１２を設け、その吸込口１１２にはフィルター１３が設けられている。ケース下６の上には水受け部１４と圧縮機１０２とタンク１２２が配置され水受け部１４の上に放熱器１０３、膨張機構１０４、吸熱器１０５、吸放湿手段１１９、メイン送風ファン１、バイパス送風ファン２、吸熱器カバー１５が構成される構造となっている。

図３は、図２に示すケース左７、ケース右８、ケース前９、ケース後１０を省き、内臓物を上下に展開した図である。吸放湿手段１１９は放熱器１０３・吸熱器１０５とメイン送風ファン１・バイパス送風ファン２に挟まれる形で組まれ、これらは水受け部１４の上に乗る。そして水受け部１４はタンク１２２の上に乗る。

図４は、吸放湿手段１１９、放熱器１０３、吸熱器１０５部分のファン側から見た詳細展開図で、図５は吸放湿手段１１９、放熱器１０３、吸熱器１０５部分の吸込口側から見た詳細展開図である。

吸放湿手段１１９は、吸着剤１０７が担持された軸方向に通風可能な円筒状のハニカムローター１０８を備えており、このハニカムローター１０８を回動自在に回転軸１６で支持している。そして、ハニカムローター１０８の外周にギア１７を形成し、このギア１７と回転駆動する駆動モーター１８の歯車部１９をかみ合わせてハニカムローター１０８を回転する。この吸放湿手段１１９は、回転軸１６を有するホルダー２３とローターカバー２０で挟み込まれて、ギア１７にてシールする構成としている。また、ホルダー１９とローターカバー２０によって吸放湿手段１１９は除湿対象空気１１６に放湿する放湿部１２１と除湿対象空気１１６から吸湿する吸湿部１２０とパージ空気４から吸湿するパージ部２１の３つの領域に分けられる。それぞれの領域を通過する空気は相互流通を抑制するように風路を仕切っており、特にパージ領域は放湿部１２１と吸湿部１２０間の直接の相互流通を抑制する機能も果たしている。

駆動モーター１８を駆動すると歯車部１９を介してギア１７に駆動力が伝達してハニカムローター１０８が回転することになる。このハニカムローター１０８の回転によって吸着剤１０７は、吸湿部１２０における除湿対象空気１１６との接触と放湿部１２１における除湿対象空気１１６とパージ部２１におけるパージ空気４との接触を繰り返すことになる。この吸着剤１０７は、晒される空気の相対湿度が高ければ多くの水分を保持でき、相対湿度が低くなると保持可能な水分量が減少する特性を有しているので、相対湿度の異なる複数の空気との接触を繰り返せば、各々の相対湿度における吸着剤１０７の保持可能な水分量の差に応じて水分の吸脱着が行われることになる。ここで、吸湿部１２０で吸着剤１０７と接触する除湿対象空気１１６は、吸熱器１０５において冷媒１１７の吸熱により冷却された高い相対湿度の空気であり、放湿部１２１で吸着剤１０７と接触する除湿対象空気１１６は、放熱器１０３において冷媒１１７の放熱により加熱された低い相対湿度の空気であるので、この相対湿度の差によって、吸着剤１０７の吸脱着作用がなされて吸放湿手段１１９が作動することになるのである。

ここで、図１の概略構成図で説明したそれぞれの空気の流れを図２、図４および図５を用いて説明する。ケース後１０の吸込口１１２から本体１０１内に流入した空気は、放熱器１０３とパージ部２１の二手に分かれる。パージ部２１に向かうパージ空気４はホルダー２３に設けられたパージ風路２２を通り、ハニカムローター１０８のパージ部２１を背面から通ってバイパス送風ファン２にて吹出口１１３から本体１０１外部に流出する。放熱器１０３を通過した空気は、バイパス送風ファン２に向かう加熱対象空気３と、放湿部１２１に向かう除湿対象空気１１６の二手に分かれる。加熱対象空気３はそのままバイパス送風ファン２にて吹出口１１３から本体１０１外部に流出する。除湿対象空気１１６は、ローターカバー２０のガイドにより前面からハニカムローター１０８の放湿部１２１を通過し、ホルダー１９の風路ガイドと吸熱器カバー１５により吸熱器１０５の背面に導かれ、背面から吸熱器１０５、吸湿部１２０を通過して、ローターカバー２０のガイドによりメイン送風ファン１にて吹出口１１３から本体１０１外部に流出する。

図６に示すように、メイン送風ファン１とバイパス送風ファン２は並列に構成され、ケーシング２４とモーターサポート２５はそれぞれ一体化している。このため、それぞれのファンモーター支持を独立して行わずに兼ねることができるので支持構造が簡単になり、また、組立てが容易になり、また、本体１０１を薄型化、小型化することができる。

次に除湿装置の動作を説明する。

図７は、本発明の実施形態１にかかる除湿装置の冷媒１１７の状態変化を示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。点Ａ、点Ｂ、点Ｃ、点Ｄを矢符で結んだサイクルは、冷媒回路１０６内を循環する冷媒１１７の状態変化を示しており、冷媒１１７は圧縮機１０２において圧縮されることにより圧力とエンタルピが上昇して点Ａから点Ｂの状態変化を行い、放熱器１０３において供給される除湿対象空気１１６および加熱対象空気３に対して放熱することによりエンタルピが減少して点Ｂから点Ｃの状態となる。次に膨張機構１０４において膨張して減圧することにより圧力が低下して点Ｃから点Ｄの状態変化を行い、吸熱器１０５において供給される除湿対象空気１１６から吸熱することによりエンタルピが増加して点Ｄから点Ａの状態に戻る。このような冷媒１１７の状態変化により、吸熱器１０５において吸熱し、放熱器１０３において放熱するヒートポンプ１１８が動作し、この時、点Ｂと点Ｃのエンタルピ差に冷媒１１７の循環量を乗じた値が放熱器１０３における放熱量、点Ａと点Ｄ（点Ｃ）のエンタルピ差に冷媒１１７の循環量を乗じた値が吸熱器１０５における吸熱量となり、放熱量と吸熱量の差、即ち点Ｂと点Ａのエンタルピ差に冷媒１１７の循環量を乗じた値が圧縮機１０２の圧縮仕事量になる。

図８は、本発明の実施形態１にかかる除湿装置における除湿対象空気１１６、加熱対象空気３、パージ空気４の状態変化を示す湿り空気線図であり、各々の空気状態の変化を説明する。

まず、点ａの状態の除湿対象空気１１６および加熱対象空気３が放熱器１０３に供給され、冷媒１１７の放熱により加熱されて点ｂの状態となる。ここで加熱対象空気３は、点ｂの状態のまま装置外部に排出され、除湿対象空気１１６は、放湿部１２１に供給されてハニカムローター１０８に担持された吸着剤１０７が保有している水分を脱着することにより加湿されて、湿度が上昇するとともに温度が低下して点ｃの状態となる。点ｃの状態となった除湿対象空気１１６は次に吸熱器１０５に供給され、冷媒１１７の吸熱により露点温度以下まで冷却されて点ｄの飽和状態となる。この時に飽和した水分は凝縮水としてタンク１２２に回収される。最後に除湿対象空気１１６は吸湿部１２０に供給され、吸着剤１０７に水分を吸着されることによって除湿され、湿度が低下するとともに温度が上昇して点ｅの状態の乾燥空気となり装置外部に排出される。

一方、点ａの状態のパージ空気４は、吸湿部１２０に供給されて吸着剤１０７が保有する放熱器１０３の余熱を除去するとともに吸着剤１０７に水分を吸着されることによって除湿され、温度が上昇するとともに湿度が低下して点ｆの乾燥空気となる。点ｂの状態となった加熱対象空気３と点ｆの状態となったパージ空気４は、ともにバイパス送風ファン２に吸引されて装置外部に排出される。

以上の除湿対象空気１１６およびパージ空気４の状態変化において、吸熱器１０５において回収される凝縮水の量は、点ｃと点ｄの絶対湿度差に除湿対象空気１１６の重量換算風量を乗じた値となり、放湿部１２１における放湿量は、点ｂと点ｃの絶対湿度差に除湿対象空気１１６の重量換算風量を乗じた値となる。また、吸湿部１２０における吸湿量は、点ｄと点ｅの絶対湿度差に除湿対象空気１１６の重量換算風量を乗じた値と点ａと点ｆの絶対湿度差にパージ空気４の重量換算風量を乗じた値との加算値となる。

以上の動作において、理想状態では、放湿部１２１の出口空気状態を示す点ｃは、吸湿部１２０の入口空気状態を示す点ｄと同一の相対湿度である点ｃ’に近づき、吸湿部１２０の出口空気状態を示す点ｅは、放湿部１２１の入口空気状態を示す点ｂと同一の相対湿度である点ｅ’に近づく。したがって点ｄの相対湿度を上昇させ、点ｂの相対湿度を低下させること、即ち、点ｄで示した吸湿部１２０への供給空気と点ｂで示した放湿部１２１への供給空気との相対湿度差を拡大することが吸放湿量を高めることになり、結果的に除湿効率が向上することになる。また、除湿対象空気１１６の重量換算風量と加熱対象空気３の重量換算風量を加算して点ａと点ｂのエンタルピ差に乗じた値が放熱器１０３における放熱量、点ｃと点ｄのエンタルピ差に除湿対象空気１１６の重量換算風量を乗じた値が吸熱器１０５における吸熱量となり、この放熱器１０３における放熱量および吸熱器１０５における吸熱量は、図２の冷媒１１７の状態変化から得られる放熱量および吸熱量と等しくなる。従って、放熱器１０３において除湿対象空気１１６のみでは不足する冷媒１１７の放熱分を加熱対象空気３が補うことにより、除湿対象空気１１６の風量を放湿部１２１における放湿、吸熱器１０５における冷却、吸湿部１２０における吸湿の過程における最適な値に設定することができるのである。また、各点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆが風路的に隣り合い互いの風路間の漏れに対し、除湿効率が低下することは述べるまでもない。

以上、説明した構成および動作により、本実施形態の除湿装置は以下の効果を奏するものである。

除湿対象空気１１６を、放熱器１０３においてヒートポンプ１１８の放熱により加熱し、次に放湿部１２１において吸放湿手段１１９の放湿により加湿し、次に吸熱器１０５においてヒートポンプ１１８の吸熱により冷却し、次に吸湿部１２０において吸放湿手段１１９の吸湿により除湿することによって、吸湿部１２０に供給される除湿対象空気１１６と放湿部１２１に供給される除湿対象空気１１６との相対湿度差を拡大し、循環経路１１１を設けない単純な構成で吸放湿手段１１９の吸放湿量を増加することができる。さらに放熱器１０３に加熱対象空気３を供給することによって、ヒートポンプ１１８の放熱に適する風量と、吸放湿手段１１９の吸放湿およびヒートポンプ１１８の吸熱に適する風量とのアンバランスを解消し、効率の良い除湿を行うことができる。

また、放熱器１０３と吸熱器１０５を吸込口１１２側の同一方向に配置することにより、吸込み風路がスムーズになり、さらにヒートポンプ１１８の配管を容易にすることができる。

また、凝縮水が多く発生する吸熱器１０５が水受け部１４のすぐ上に配置されているため容易に集水することができる。

また、放熱器１０３と吸熱器１０５の上下方向に隙間を設けることにより、パージ風路２２や除湿対象空気１１６の風路を効率的に設けることができ、さらに放熱器１０３と吸熱器１０５に要する本体１０１の厚みを低減することができる。

また、吸放湿手段１１９は放熱器１０３・吸熱器１０５とメイン送風ファン１・バイパス送風ファン２に挟まれる形で組まれているため、特に除湿対象空気１１６の吸熱器１０５、吸湿部１２０、メイン送風ファン１と流れる風路が効率よく構成でき、送風ロスやスペースの低減ができる。

また、メイン送風ファン１・バイパス送風ファン２は並列に構成され、ケーシング２４とモーターサポート２５はそれぞれ一体化している。このため、それぞれのファンモーター支持を独立して行わずに兼ねることができるので容易になり、また、本体１０１の厚みを低減することができる。

また、パージ部２１を設けることにより吸着剤１０７が保有する放熱器１０３の余熱を除去するとともに吸着剤１０７に水分を吸着して、除湿効率を向上させるとともに、パージ領域は放湿部１２１と吸湿部１２０間の直接の相互流通を抑制することによっても、除湿効率を向上することができる。

また、パージ空気４、除湿対象空気１１６、加熱対象空気３はそれぞれケース後１０に設けられた吸込口１１２からフィルター１３を介してまとめて流入するので安価に構成することができる。

また、吸放湿手段１１９、吸熱器１０５、メイン送風ファン１は水受け部１４の上構成され、そして水受け部１４はタンク１２２の上に配置しているため、各構成部品に凝縮水の発生が起こっても、水受け部１４で集水されタンク１２２に回収されるため、本体１０１の外に水が漏れることのない品質を向上することができる。

なお、ハニカムローター１０８に担持する吸着剤１０７としては、吸湿性があってハニカムローター１０８に担持でき、さらに水分脱着のためにある程度の耐熱性がある物質であれば良く、例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機質の吸着型吸湿剤、有機高分子電解質（イオン交換樹脂）などの吸湿剤、塩化リチウムなどの吸収型吸湿剤等を用いることができる。さらに吸着剤１０７は１種類に限るものではなく、上述した吸着剤１０７の２種類以上を組み合わせて用いても良いのである。

また、冷媒回路１０６に充填する冷媒１１７としては、ＨＣＦＣ系冷媒（分子中に塩素、水素、フッ素、炭素の各原子を含む）、ＨＦＣ系冷媒（分子中に水素、炭素、フッ素の各原子を含む）、炭化水素、二酸化炭素等を用いることができる。

（実施の形態２）
本発明の請求項２、４、５，６，８，９，１２，１３，１４，１５および１６に関する実施の形態について説明する。
図９は、本発明の実施形態２にかかる除湿装置の概略構成を示した図である。図に示すように、除湿装置の本体１０１Ａ内に、圧縮機１０２、放熱器１０３、膨張機構１０４、吸熱器１０５を配管接続した冷媒回路１０６と、供給空気から吸湿する吸湿部１２０および供給空気に放湿する放湿部１２１を有する吸放湿手段１１９を設け、冷媒回路１０６内に冷媒１１７を充填している。また、本体１０１Ａには吸込口１１２と吹出口１１３を開口し、メイン送風ファン１とバイパス送風ファン２の運転によって、吸込口１１２から除湿対象空気１１６と加熱対象空気３を本体１０１Ａ内に供給する構成としている。そして、本体１０１Ａ内に供給された除湿対象空気１１６が、メイン送風ファン１によって放熱器１０３、放湿部１２１、吸熱器１０５、吸湿部１２０に順に供給されて吹出口１１３より本体１０１外部に流出し、また、加熱対象空気３が、バイパス送風ファン２によって、除湿対象空気１１６と同一方向から放熱器１０３に供給されて吹出口１１３より本体１０１Ａ外部に流出し、また、室内空気部２６が、除湿対象空気１１６と加熱対象空気３との間に配置されるように構成されている。また、吸放湿手段１１９が放熱器１０３と吸熱器１０５の間に構成され、放熱器１０３が吸熱器１０５の下側に設けられている。そして、圧縮機１０２により冷媒１１７を圧縮することによって、冷媒１１７が、放熱器１０３、膨張機構１０４、吸熱器１０５の順に冷媒回路１０６内を循環し、放熱器１０３に供給される除湿対象空気１１６および加熱対象空気３に対して放熱するとともに吸熱器１０５に供給される除湿対象空気１１６から吸熱することによってヒートポンプ１１８を作動させる構成となっている。

このような構成において、除湿装置の動作については実施の形態１と同様のため説明を省略し、異なる構成の部分についてのみ図９と図１を用いて説明する。

本実施の形態では吸放湿手段１１９が放熱器１０３と吸熱器１０５の間に構成されでいる。図９ではメイン送風ファン１の風路が単純になり風路構成が容易に形成できるものである。また、放熱器１０３と放湿部１２１の間、または吸熱器１０５と吸湿部１２０の間において風路を短くできるので、熱ロスやスペースの低減ができる。

次に、放熱器１０３が吸熱器１０５の下側に設けられているため、放熱器１０３の下にバイパス送風ファン２を配置することや、吸熱器１０５の上にメイン送風ファン１を配置することで機器をコンパクトに構成することができる。さらに、メイン送風ファン１はバイパス送風ファン２より静圧が大きいため風量が出にくいが、メイン送風ファン１が上方に設けられるので吹出口１１３に近く構成できるので静圧を低減できる。

次に、室内空気部２６が、除湿対象空気１１６と加熱対象空気３との間に配置されるように構成されていることにより、温度や湿度に差が大きい空気同士の直接の漏れを低減できるため、除湿効率の低下を防止することができる。

（実施の形態３）
ここでは、本発明の請求項１，３，５，６，７、１１，１３，１４および１６に関する実施の形態について説明する。

図１０は、本発明の実施の形態３にかかる除湿装置の概略構成を示した図である。実施の形態１と同様の部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。図に示すように、本体１０１Ｂには吸込口１１２と吹出口１１３を開口し、メイン送風ファン１の運転によって、吸込口１１２から除湿対象空気１１６と加熱対象空気３とパージ空気４を本体１０１Ｂ内に供給する構成としている。そして、本体１０１Ｂ内に供給された除湿対象空気１１６が、メイン送風ファン１によって放熱器１０３、放湿部１２１、吸熱器１０５、吸湿部１２０に順に供給されて吹出口１１３より本体１０１Ｂ外部に流出し、また、加熱対象空気３が、メイン送風ファン１によって、除湿対象空気１１６と同一方向から放熱器１０３に供給されてバイパス風路１Ａを通り、吹出口１１３より本体１０１Ｂ外部に流出し、また、パージ空気４が、メイン送風ファン１によって、除湿対象空気１１６と加熱対象空気３との間に設けられたパージ風路２２を通り、パージ部２１を通過して吹出口１１３より本体１０１Ｂ外部に流出されるように構成されている。

このような構成において、除湿装置の動作については実施の形態１と同様のため説明を省略し、異なる構成の部分についてのみ図１０と図１を用いて説明する。

本実施の形態では実施の形態１におけるバイパス送風ファン２とメイン送風ファン１の作用をメイン送風ファン１のみで行えるように、第１のバイパス風路とパージ風路２２を構成している。このことにより、実施の形態１のようにきめ細かい最適な風量バランスを保つことには向かないが、送風機が１つとなり、本体形状をコンパクトにするとともに安価に製造することができる。

以上のように本発明にかかる除湿装置は、循環経路１１１を要しない簡易な構成で、多様な環境下で効率の良い除湿を行い得るものであり、除湿機、乾燥機、空調機、溶剤回収装置等の高効率な除湿機能が所望される用途に適している。

本発明の実施形態１にかかる除湿装置の概略構成を示した図 同除湿装置の概略展開図 同除湿装置の上下展開図 同除湿装置の前面展開図 同除湿装置の背面展開図 同除湿装置のファン部展開図 同除湿装置の冷媒１１７の状態変化を示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図） 同除湿装置における除湿対象空気１１６および加熱対象空気３の状態変化を示す湿り空気線図 本発明の実施形態２にかかる除湿装置の概略構成を示した図 本発明の実施形態３にかかる除湿装置の概略構成を示した図 従来の除湿装置の概略構成を示した図

符号の説明

１ メイン送風ファン（送風手段）
１Ａ 第１のバイパス風路
１ａ 羽根
１ｂ モータ
２ バイパス送風ファン（バイパス送風手段）
２Ａ 第２のバイパス風路
２ａ 羽根
２ｂ モータ
３ 加熱対象空気
４ パージ空気
１４ 水受け部（水受け手段）
２１ パージ部（漏れ防止手段）
２２ パージ風路（漏れ防止手段）
２４ ケーシング
２６ 室内空気部（漏れ防止手段）
１０２ 圧縮機
１０３ 放熱器
１０４ 膨張機構
１０５ 吸熱器
１１２ 吸込口
１１６ 除湿対象空気
１１７ 冷媒
１１８ ヒートポンプ
１１９ 吸放湿手段
１２０ 吸湿部
１２１ 放湿部
１２２ タンク

Claims (8)

1. 冷媒（１１７）を圧縮する圧縮機（１０２）と前記冷媒（１１７）が供給空気に対して放熱する放熱器（１０３）と前記冷媒（１１７）が膨張する膨張機構（１０４）と前記冷媒（１１７）が供給空気から吸熱する吸熱器（１０５）とを有するヒートポンプ（１１８）と、供給空気から吸湿する吸湿部（１２０）および供給空気に放湿する放湿部（１２１）を有する吸放湿手段（１１９）と、除湿対象空気（１１６）を前記放熱器（１０３）、前記放湿部（１２１）、前記吸熱器（１０５）、前記吸湿部（１２０）の順に供給する送風手段（１）とを備え、吸放湿手段（１１９）は、軸方向に通風可能な円筒状のハニカムローター（１０８）と、前記ハニカムローター（１０８）を回動自在に支持する回転軸（１６）と、ハニカムローター１０８を回転する駆動モーター（１８）とで形成し、前記放熱器（１０３）と前記吸熱器（１０５）は、前記ハニカムローター（１０８）の軸方向において前記吸放湿手段（１１９）片側に配置したことを特徴とする除湿装置。
2. 冷媒（１１７）を圧縮する圧縮機（１０２）と前記冷媒（１１７）が供給空気に対して放熱する放熱器（１０３）と前記冷媒（１１７）が膨張する膨張機構（１０４）と前記冷媒（１１７）が供給空気から吸熱する吸熱器（１０５）とを有するヒートポンプ（１１８）と、供給空気から吸湿する吸湿部（１２０）および供給空気に放湿する放湿部（１２１）を有する吸放湿手段（１１９）と、除湿対象空気（１１６）を前記放熱器（１０３）、前記放湿部（１２１）、前記吸熱器（１０５）、前記吸湿部（１２０）の順に供給する送風手段（１）とを備え、吸放湿手段（１１９）は、軸方向に通風可能な円筒状のハニカムローター（１０８）と、前記ハニカムローター（１０８）を回動自在に支持する回転軸（１６）と、ハニカムローター１０８を回転する駆動モーター（１８）とで形成し、前記放熱器（１０３）と前記吸熱器（１０５）は、前記ハニカムローター（１０８）の軸方向において前記吸放湿手段（１１９）に対し逆方向に配置し、前記放熱器（１０３）を通過した加熱対象空気（３）を室内に吹出す第１のバイパス風路（１Ａ）を設け、前記送風手段（１）にて前記第１のバイパス風路（１Ａ）に加熱対象空気（３）を供給することを特徴とする除湿装置。
3. 放熱器（１０３）を通過した加熱対象空気（３）を室内に吹出す第１のバイパス風路（１Ａ）を設け、送風手段（１）にて前記第１のバイパス風路（１Ａ）に加熱対象空気（３）を供給することを特徴とする請求項１記載の除湿装置。
4. 放熱器（１０３）を通過した加熱対象空気（３）を室内に吹出す第２のバイパス風路（２Ａ）を設け、前記第２のバイパス風路（２Ａ）に加熱対象空気（３）を供給するバイパス送風手段（２）を設けることを特徴とする請求項２または３記載の除湿装置。
5. 送風手段（１）とバイパス送風手段（２）を水平方向からみて重ならないように配置することを特徴とする請求項４記載の除湿装置。
6. 送風手段（１）とバイパス送風手段（２）はそれぞれモーターと羽根とスクロール形状のケーシング（２４）を有し、前記ケーシング（２４）を一体形状としたことを特徴とする請求項５記載の除湿装置。
7. 放熱器（１０３）または吸熱器（１０５）または吸湿部（１２０）または放湿部（１２１）を通過したそれぞれの除湿対象空気（１１６）同士がそれぞれの風路間を漏れて混入するのを防止する漏れ防止手段を備え、前記漏れ防止手段は、前記放熱器（１０３）または前記吸熱器（１０５）または前記吸湿部（１２０）または前記放湿部（１２１）を通過したそれぞれの前記除湿対象空気（１１６）の風路間に室内空気部（２６）を介在させることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の除湿装置。
8. 放熱器（１０３）または吸熱器（１０５）または吸湿部（１２０）または放湿部（１２１）を通過したそれぞれの除湿対象空気（１１６）同士がそれぞれの風路間を漏れて混入するのを防止する漏れ防止手段を備え、前記漏れ防止手段は、前記放熱器（１０３）または前記吸熱器（１０５）または前記吸湿部（１２０）または前記放湿部（１２１）を通過したそれぞれの前記除湿対象空気（１１６）の風路間に、パージ風路（２２）を流通するパージ空気（４）を介在させることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の除湿装置。

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