JP5374989B2

JP5374989B2 - 除湿装置

Info

Publication number: JP5374989B2
Application number: JP2008240500A
Authority: JP
Inventors: 泰樹藤井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: JP2010069429A

Description

本発明は、ヒートポンプを活用した除湿装置に関する。

従来のこの種の除湿装置の構成は以下のようになっていた。

すなわち、吸気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられたヒートポンプとを備え、このヒートポンプは、圧縮機と、圧縮機の下流に順次設けた放熱器、膨張手段、吸熱器とにより形成し、前記吸気口から本体ケース内に吸気した空気を放熱器、吸熱器を順次介して排気口へと送風する送風手段を設けた構成となっていた。（例えば、これに類似する先行文献は下記特許文献１に記載されている）。

近年、さらに除湿能力の高い除湿装置が求められ、ヒートポンプに除湿ローターを組み合わせて除湿能力を高めた除湿装置が開発された。

すなわち、上記送風手段の風路であって、放熱器と吸熱器の間には除湿ローターを設け、この除湿ローターと放熱器の間には加熱器を設け、まず、吸熱器部分で結露させ、除湿回収できなかった湿気をこの除湿ローターで吸湿する。次に、この除湿ローターへ放熱器および加熱器によって加熱された空気を送風し、その空気に湿気を放湿させ、再度吸熱器へ送風することにより結露させ除湿することによって除湿能力を高めようとする構成とするものである。（例えば、これに類似する先行文献は下記特許文献２に記載されている）。

特開平６−３３１１６７号公報特開２００６−１０２５７８号公報

上記従来例における課題は、除湿能力をさらに高くすることであった。

すなわち、従来の物においては、除湿ローターと放熱器との間に加熱器を設けることにより、吸気口から本体ケース内に吸気した空気を、まず放熱器で加熱し、更に加熱器で加熱し、高温で相対湿度の低い空気とし、その空気に除湿ローターの湿気を放湿させ、除湿ローターの除湿能力を再生するものであった。また、加熱器はニクロム線をらせん状に加工し、加熱器のカバーに固定した構造であり、加熱器は除湿ローターを覆っているローターカバーに固定されていた。

このように、ニクロム線を固定している加熱器のカバーがローターカバーに固定されるため、すなわち、ニクロム線が別部品であるカバーに取り付けられ、このカバーがローターカバーに固定されるため、除湿ローターとニクロム線との空間が大きくなり、除湿ローターに送られる空気の温度がニクロム線の温度に比べ低くなり、除湿ローターにおける除湿能力の再生が不十分となり、結果として、除湿能力が低いものになってしまうことが問題となっていた。

そこで本発明は、除湿能力を高くすることを目的とするものである。

そしてこの目的を達成するために本発明は、吸気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けた除湿手段を備え、この除湿手段はローターケースと、このローターケースに挟まれ回動自在に設けられた除湿ローターと、この除湿ローターの風上側に設けた加熱手段を有し、この加熱手段は前記ローターケースに一体に形成された加熱手段固定部により固定され、前記加熱手段は、ＰＴＣヒーターである構成であり、これにより、初期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、吸気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けた除湿手段を備え、この除湿手段はローターケースと、このローターケースに挟まれ回動自在に設けられた除湿ローターと、この除湿ローターの風上側に設けた加熱手段を有し、この加熱手段は前記ローターケースに一体に形成された加熱手段固定部により固定され、前記加熱手段は、ＰＴＣヒーターであるものであり、除湿能力を高くすることができるものである。

ローターカバーに加熱手段を固定する加熱手段固定部を設けたので、加熱手段はローターカバーに別部品を介さず、直接固定することができる。すなわち、除湿ローターと加熱手段との空間が小さくなり、除湿ローターに送られる空気の温度が加熱手段の温度に近くなり、結論として、除湿ローターにおける放湿量が増加し、除湿能力の再生が向上することとなる。

これらの結果により、除湿能力を高くすることができるものである。

本発明の実施の形態１の除湿装置の概略図本発明の実施の形態１の除湿装置の概略断面図本発明の実施の形態１の除湿装置の除湿ユニットの概略図本発明の実施の形態１の除湿装置のローターケースの概略図本発明の実施の形態１の除湿装置の加熱手段固定部の概略図

以下、本実施形態を添付図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１および図２に示すように、本実施形態の除湿装置は、吸気口１と排気口２を有する本体ケース３と、この本体ケース３内に設けられたヒートポンプ４とを備えている。このヒートポンプ４は、圧縮機５と、放熱器６、膨張手段７、吸熱器８とにより形成している。

送風手段９によって、吸気口１から本体ケース３内に吸気した空気は、放熱器６、吸熱器８を順次介して排気口２へと送風される。

送風手段９の風路であって放熱器６と吸熱器８の間には、回動自在に除湿ローター１０を設けており、この除湿ローター１０は放湿部１１と吸湿部１３を備えている。

放湿部１１は放熱器６と吸熱器８の間の風路に、吸湿部１３は吸熱器８と排気口２の間の風路に設けられており、放熱器６と放湿部１１の間には加熱手段であるＰＴＣヒーター１２を設けた構成としている。

すなわち、送風手段９によって吸気口１から本体ケース３内に吸気した空気は、放熱器６で加熱された後にＰＴＣヒーター１２で更に加熱され、高温で相対湿度の低い空気となり、除湿ローター１０の放湿部１１へ送風される。

この放湿部１１に送風された空気は、放湿部１１の湿気を取り込み湿度の高い状態となって吸熱器８へ送られる。この吸熱器８で結露させて除湿し、吸湿部１３に達する。そこで、乾燥状態となった除湿ローター１０の放湿部１１が駆動手段１７によって回転し、吸湿部１３となり、この吸湿部１３で吸熱器８で除湿されなかった湿度を吸湿し除湿する。

本実施形態における特徴は、除湿ユニット１８の構造にある。すなわち、図３に示すように除湿ユニット１８は除湿ローター１０を前後に分割されたローターケース１４，１５とで挟んで回動自在に固定している。このローターケース１５にＰＴＣヒーター１２を固定する加熱手段固定部１６を一体に形成したことである。

具体的には、除湿ローター１０は、円盤状の通気体２１の外周部に駆動手段１７の回転が伝わるギアを備えた外周環部１９と、中心部に円形の軸孔を備えた円盤状の軸受部２０を設けている。

また、ローターケース１４は、平板状であって、中央部に円形状の開口２２があって、この開口２２の開口縁２３に円環状の立ち上がり壁２４があり、開口縁２３から開口２２の中心に向かって２本の桟２５が伸びており、この中心部においてローターケース１５方向に伸びる回転軸２６が形成されている。そしてこの回転軸２６に除湿ローター１０の軸受部２０の円形の軸孔を回転自在に嵌合させている。このとき、ローターケース１４の立ち上がり壁２４がローターケース１５の外周縁２８に設けられた立ち上がり壁２７の外周に嵌合される。外周縁２８から中心に向かって２本の桟２９が伸びておりこの中心部においてローターケース１５の回転軸２６が嵌合する軸穴３０が形成されている。

また、２本の桟２９と、この２本の桟２９に挟まれた外周縁２８に、除湿ローター１０と反対方向に加熱手段固定部１６を設けている。この加熱手段固定部１６はコの字状の立ち上がり壁３１と、このコの字状の立ち上がり壁３１のコの字の開口部分に複数の立ち上がり壁３２とから構成されている。図４に示すようにこのコの字状の立ち上がり壁３１と複数の立ち上がり壁３２との内側に複数のＰＴＣヒーター１２が固定されている。

このとき、ＰＴＣヒーター１２の先端部側１２ａと電源接続部側１２ｂとは、ローターケース１５の桟２５と２本の桟２９に挟まれた外周縁２８とに接触し、固定することとなる。つまり、ＰＴＣヒーター１２と通気体２１との間にローターケース１５と外周環部１９とが挟まれているため、ＰＴＣヒーター１２と通気体２１との空間はローターケース１５と外周環部１９との板厚寸法のみとなる。

このことにより、ＰＴＣヒーター１２と除湿ローター１０の通気体２１の空間が小さくなり、除湿ローター１０に送られる空気の温度がＰＴＣヒーター１２の温度に近くなり、結論として、除湿ローター１０における除湿能力の再生が向上することとなる。

また、ＰＴＣヒーター１２は中央部に複数の平板状のＰＴＣ素子１２ｃが並び、そのＰＴＣ素子１２ｃを挟むように蛇行状のフィン１２ｄを設けている。このＰＴＣヒーター１２はこのＰＴＣ素子１２ｃの両側のフィン１２ｄに通電することにより、中央のＰＴＣ素子１２ｃが発熱する。但し、フィン１２ｄへの送風によってＰＴＣ素子１２ｃの発熱が奪われるとＰＴＣ素子１２ｃは発熱を繰り返すが、フィン１２ｄへの送風が無いとＰＴＣ素子１２ｃの発熱が奪われないため、ＰＴＣ素子１２ｃの発熱が抑制される。

このように、フィン１２ｄへの送風が無いとＰＴＣ素子１２ｃの発熱が抑制されるので、ＰＴＣヒーター１２の先端部側１２ａと電源接続部側１２ｂのようにローターケース１５の桟２５と外周縁２８とに接触する箇所、つまりローターケース１５と接触し送風が無いＰＴＣヒーター１２の箇所ではＰＴＣ素子１２ｃの発熱が抑制されるので、ローターケース１５の温度上昇が抑えられるので、ローターケース１５は耐熱性樹脂で作ることが可能になる。

そもそも本願実施形態においては、ＰＴＣ素子１２ｃの発熱温度は約２００度と設定しているので、ローターケース１５は、例えばこれを耐熱温度２００度以上のＳＰＳ樹脂（シンジオタクチックポリスチレン樹脂）や、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）などで形成すれば、このローターケース１５の熱劣化は全く問題とならない。逆に言えば、ローターケース１５を加熱手段固定部１６と共に一体に形成することができるので、生産性が高いものとなる。

また、コの字状の立ち上がり壁３１と複数の立ち上がり壁３２との内側に複数のＰＴＣヒーター１２が固定されているが、ＰＴＣヒーター１２の電源接続部３３は複数の立ち上がり壁３２の外側に位置する。つまり、電源接続部３３は送風手段９によって吸気口１から本体ケース３内に吸気した空気が、放熱器６、ＰＴＣヒーター１２を介して放湿部１１へ送風される風路の外側に位置することとなる。

このことにより、ＰＴＣヒーター１２の電源接続部３３には送風により埃等が付着することを防止することが出来る。

また、コの字状の立ち上がり壁３１の上部には、放湿部予熱部３６が設けられている。この放湿部予熱部３６は除湿ローター１０の対向する位置にＰＴＣヒーター１２が無く、２本の桟２９に挟まれた外周縁２８に覆われている。つまり、ＰＴＣヒーター１２で加熱された空気は上方へ上がり易いため、放湿部予熱部３６でもＰＴＣヒーター１２から離れてはいるが加熱された空気によって放湿することが出来る。

また、除湿ローター１０の回転方向は図２に示すごとく、時計の針の回転方向と逆方向に回転するので、除湿ローター１０の外周部は、まずＰＴＣヒーター１２に対向した位置を通過し、最後に放湿部予熱部３６を通過する。

このことにより、除湿ローター１０から放湿させるためには、最初に高温で除湿ローター１０の通気体２１の温度を上昇させる必要があるので、まずＰＴＣヒーター１２に対向した位置で放湿し、最後にＰＴＣヒーター１２に対向した位置に比べて低温である放湿部予熱部３６で放湿することとなり、効率的に方湿することができる。

また、図５に示すごとく、加熱手段固定部１６の内側にＰＴＣヒーター１２を設けているが、加熱手段固定部１６とＰＴＣヒーター１２との間には隙間３４を設けている。具体的にはＰＴＣヒーター１２と加熱手段固定部１６との間に複数の突起３５を設け隙間３４を備えている。

このように、ＰＴＣヒーター１２と加熱手段固定部１６との間に隙間３４を設けることによって、ＰＴＣヒーター１２の外周部分に空気が送風され、ＰＴＣヒーター１２の外周部分も発熱する。

また、突起３５は加熱手段固定部１６において、ＰＴＣヒーター１２の電源接続部３３側以外の３面に設けている。すなわち、コの字状の立ち上がり壁３１の内面には突起３５を設け、このコの字状の立ち上がり壁３１のコの字の開口部分に設けた複数の立ち上がり壁３２の内面には突起３５を設けないものである。

このように、コの字状の立ち上がり壁３１の内面のみに突起３５を設けることにより、複数の立ち上がり壁３２とＰＴＣヒーター１２の間に突起３５はないが隙間３４があるので、ＰＴＣヒーター１２が熱膨張した場合にもその隙間３４により、その熱膨張分を吸収できるものである。

また、コの字状の立ち上がり壁３１の内面における突起３５は、ＰＴＣヒーター１２のＰＴＣ素子１２ｃに接触しない位置に設けたものである。

このことにより、ＰＴＣ素子１２ｃの発熱が突起３５に直接伝わらないので、ローターケース１５の発熱を抑制することが出来る。また、突起３５が導通することによる、レアショートを防ぐことが出来る。

また、コの字状の立ち上がり壁３１の内面における向かい合う２面には、突起３５は互い違いに位置するものである。

このように、突起３５を互い違いに設けることにより、向かい合う２面の対向する位置には突起３５がなく、すなわち、ＰＴＣヒーター１２が突起３５と接触する位置と対抗する位置には必ず隙間３４があるので、その隙間３４によってＰＴＣヒーター１２が熱膨張したその熱膨張分を吸収できるものである。

また、ローターケース１５と加熱手段固定部１６を一体形成したことで、ＰＴＣヒーター１２を除湿ローター１０の通気体２１に非衝突状態で近接させることができ、除湿ローター１０の加熱効果、つまり、除湿効果を高めることができる。すなわち、輻射熱は距離の２乗に反比例するので近接させればきわめて除湿ローター１０の加熱効果、つまり、除湿効果を高めることができる。

以上のように本発明は、吸気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けた除湿手段を備え、この除湿手段はローターケースと、このローターケースに挟まれ回動自在に設けられた除湿ローターと、この除湿ローターの風上側に設けた加熱手段を有し、この加熱手段は前記ローターケースに設けた加熱手段固定部により固定されたものであり、除湿能力をさらに高くすることができるものである。

このように、ローターカバーに加熱手段を固定する加熱手段固定部を設けたので、加熱手段はローターカバーに別部品を介さず、直接固定することができる。すなわち、除湿ローターと加熱手段との空間が小さくなり、除湿ローターに送られる空気の温度が加熱手段の温度に近くなり、結論として、除湿ローターにおける放湿量が増加し、除湿能力の再生が向上することとなる。

従って、家庭用や事務所用などの、除湿装置として活用が期待されるものである。

１吸気口
２排気口
３本体ケース
４ヒートポンプ
５圧縮機
６放熱器
７膨張手段
８吸熱器
９送風手段
１０除湿ローター
１１放湿部
１２ＰＴＣヒーター
１２ａ先端部側
１２ｂ電源接続部側
１２ｃＰＴＣ素子
１２ｄフィン
１３吸湿部
１４ローターケース
１５ローターケース
１６加熱手段固定部
１７駆動手段
１８除湿ユニット
１９外周環部
２０軸受部
２１通気体
２２開口
２３開口縁
２４立ち上がり壁
２５桟
２６回転軸
２７立ち上がり壁
２８外周縁
２９桟
３０軸穴
３１コの字状の立ち上がり壁
３２立ち上がり壁
３３電源接続部
３４隙間
３５突起
３６放湿部予熱部

Claims

吸気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けた除湿手段を備え、この除湿手段はローターケースと、このローターケースに挟まれ回動自在に設けられた除湿ローターと、この除湿ローターの風上側に設けた加熱手段を有し、この加熱手段は前記ローターケースに一体に形成された加熱手段固定部により固定され、前記加熱手段は、ＰＴＣヒーターである除湿装置。
加熱手段の風上側にヒートポンプの放熱器を配置し、除湿ローターの風下側にヒートポンプの吸熱器を配置し、前記吸気口から前記本体ケース内に吸気した空気を前記放熱器、前記吸熱器を順次介して前記排気口へと送風する送風手段を設けるとともに、前記除湿ローターは放湿部と吸湿部からなり、前記放湿部は前記加熱手段と前記吸熱器の間の風路に設け、前記吸湿部は前記吸熱器と前記排気口の間の風路に設けた請求項１記載の除湿装置。
ＰＴＣヒーターの電源接続部が前記除湿ローターの外側に位置する請求項２に記載の除湿装置。
ＰＴＣヒーターは前記放湿部の風上側に複数設けられ、前記放湿部の上部には前記ＰＴＣヒーターが設けられていない放湿部予熱部を設けた請求項２または３に記載の除湿装置。
ＰＴＣヒーターと前記加熱手段固定部との間に隙間を備えた請求項１〜４のいずれかに記載の除湿装置。
ＰＴＣヒーターと前記加熱手段固定部との間に複数の突起を設け隙間を備えた請求項５に記載の除湿装置。
突起は前記加熱手段固定部の内面で、ＰＴＣヒーターの電源接続部面以外の３面に設けた請求項６に記載の除湿装置。
突起は前記加熱手段固定部の内面で、ＰＴＣヒーターの素子に接触しない位置に設けた請求項６または７に記載の除湿装置。
突起は前記加熱手段固定部の内面で、向かい合う２面には、互い違いに位置する請求項６〜８のいずれかに記載の除湿装置。