JP5391642B2

JP5391642B2 - 除湿装置

Info

Publication number: JP5391642B2
Application number: JP2008271709A
Authority: JP
Inventors: 和夫源水; 泰樹藤井; 達也堀; 博樹下田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-10-22
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2028-10-22
Also published as: JP2010099561A

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、また、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、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、１つの電動機で２風路に送風し、２風路の風路抵抗が大きく異なり、その２風路の風量を異なった風量に調整するのが困難であるということであった。

すなわち、従来の物においては、両軸の電動機を用い、その両軸に異なる２種類の羽根を設け、その２種類の羽根を覆うように２種類のケーシングを設けていたが、部品点数が多くなり、金型費が多くかかり、製品コストが高くなっていた。

そこで、ケーシングに電動機を配設し、その電動機の回転軸に１つの羽根を設け、その羽根の主板の両側に複数のブレードから成る羽根部を設け、その両側の羽根部の高さと回転数とを変化させてそれぞれの風量を調整していた。しかし、同じ羽根径の羽根を同じ回転数で電動機により回転させる場合に、２風路の風路抵抗の差が大きい場合には羽根部の高さのみで風量型と静圧型の羽根に調整するのが困難な上、羽根部の高さが高くなり。その結果として、ケーシングの高さも高くなり、結果として製品の大きさが大きくなるものであった。

そこで本発明は、１つの電動機で２風路に送風し、２風路の風路抵抗が大きく異なる場合にも、それぞれの風量調整が容易に出来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、前記吸気口から前記本体ケース内に吸気した空気を前記放熱器を介して前記排気口へと送風する第１の送風手段と、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第２の送風手段とを設けるとともに、前記放熱器と前記吸熱器の間に回動自在に除湿ローターを設け、この除湿ローターは放湿部と吸湿部からなり、前記放湿部は前記放熱器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、前記放熱器と前記放湿部の間に加熱手段を設けた構成とし、前記第１の送風手段と第２の送風手段とはケーシング内に配設された１つの電動機と、この電動機の回転軸に固定された１つの羽根とにより形成し、前記羽根は円板形状の主板の両側に前記第１の送風手段にあたる第１の羽根部と、前記第２の送風手段にあたる第２の羽根部とを備え、前記第１の羽根部は、曲面形状である複数の第１のブレードを前記主板の一方面に円周上に設け、前記第２の羽根部は、曲面形状である複数の第２のブレードを前記主板の他方面に円周上に設け、前記第１の羽根部の外径である前記第１のブレードの外周径寸法は、前記２の羽根部の外径である前記第２のブレード外周径寸法より小さく、前記第１の羽根部の高さである前記第１のブレードの高さ寸法は前記第２のブレードの高さ寸法より高いもので、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、前記吸気口から前記本体ケース内に吸気した空気を前記放熱器を介して前記排気口へと送風する第１の送風手段と、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第２の送風手段とを設けるとともに、前記放熱器と前記吸熱器の間に回動自在に除湿ローターを設け、この除湿ローターは放湿部と吸湿部からなり、前記放湿部は前記放熱器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、前記放熱器と前記放湿部の間に加熱手段を設けた構成とし、前記第１の送風手段と第２の送風手段とはケーシング内に配設された１つの電動機と、この電動機の回転軸に固定された１つの羽根とにより形成し、前記羽根は円板形状の主板の両側に前記第１の送風手段にあたる第１の羽根部と、前記第２の送風手段にあたる第２の羽根部とを備え、前記第１の羽根部は、曲面形状である複数の第１のブレードを前記主板の一方面に円周上に設け、前記第２の羽根部は、曲面形状である複数の第２のブレードを前記主板の他方面に円周上に設け、前記第１の羽根部の外径である前記第１のブレードの外周径寸法は、前記２の羽根部の外径である前記第２のブレード外周径寸法より小さく、前記第１の羽根部の高さである前記第１のブレードの高さ寸法は前記第２のブレードの高さ寸法より高いものであり、１つの電動機で２風路に送風し、２風路の風路抵抗が大きく異なる場合にも、それぞれの風量調整が容易に出来るものである。

すなわち、２風路のうち、第１の風路は第２の風路に比べ多くの風量が必要であるが風路抵抗は小さく、第２の風路は第１の風路に比べ少ない風量でよいが風路抵抗は大きい風路である場合には、第１の羽根部は第２の羽根部に比べ羽根部の外径を小さく羽根部の高さを高くし、第２の羽根部は第１の羽根部に比べ羽根径を大きく羽根部の高さを低くする。

このように、主板の両側に２種類の羽根部の外径と羽根部の高さとが違う羽根部を設けるので、第１の羽根部と第２の羽根部とが同じ回転数で電動機によって回転した場合に、第１の羽根部は第２の羽根部に比べ、風量は出やすいが静圧が取りにくい羽根となり、第２の羽根部は第１の羽根部に比べ、風量は出にくいが静圧が取れる羽根となる。つまり、第１の羽根部は風量型の羽根となり、第２の羽根部は静圧型の羽根となる。

結論として、羽根部の高さを高くせずに容易に風量型と静圧型の羽根に調整することができるものである。

これらの結果により、２風路の風路抵抗が大きく異なる場合にも、それぞれの風量調整が容易に出来るものである。

また、これにより第１の羽根部と第２の羽根部の抵抗アンバランスが解消され、最適な回転数になることで電動機効率が良くなり、騒音低減ができるものである。

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〜図１１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。

第１の送風手段９によって、吸気口１から本体ケース３内に吸気した空気を放熱器６を介して排気口２へと送風され、また、第２の送風手段９によって、吸気口１から本体ケース３内に吸気した空気を放熱器６、吸熱器８を順次介して排気口２へと送風される。このように、第１の送風手段９と第２の送風手段９とによって排気口２へと送風された空気は、その排気口２で混ざり合い室内へ排気される。

第２の送風手段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１２とを備えている。

放湿部１１は放熱器６と吸熱器８の間の風路に、吸湿部１２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１３であるヒーターを設けた構成としている。

すなわち、第２の送風手段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で加熱された後にヒーターで更に加熱され、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。更に、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１２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１４によって回転し、吸湿部１２となり、この吸湿部１２で吸熱器８で除湿されなかった湿度を吸湿し除湿する。

第１の送風手段９と第２の送風手段９とはケーシング１５内に配設された１つの電動機１６と、この電動機１６の回転軸に固定された１つの羽根とにより形成されている。すなわち、羽根は主板１９の両側に第１の送風手段９にあたる第１の羽根部１７と、第２の送風手段９にあたる第２の羽根部１８とを備えている。

本実施形態における特徴は、羽根の形状である。すなわち、この羽根は、主板１９の両側に第１の送風手段９にあたる第１の羽根部１７と、第２の送風手段９にあたる第２の羽根部１８とを備えており、この第１の羽根部１７と第２の羽根部１８の形状が異なるものである。つまり、羽根部の外径は第１の羽根部が第２の羽根部より小さく、高さは第１の羽根部１７が第２の羽根部１８より高いことである。

具体的には、羽根は円板形状の主板１９の外周側一方面に第１の送風手段９にあたる第１の羽根部１７と、他方面に第２の送風手段９にあたる第２の羽根部１８と、主板１９の中央部に電動機１６の回転軸を挿入し固着されるボス部とを一体に形成したものである。

また、この第１の羽根部１７は、曲面形状である複数の第１のブレード２０から形成され、この第１のブレード２０の先端には切り欠き部２２を備えている。また、第２の羽根部１８も曲面形状である複数の第２のブレード２１から形成され、第２のブレード２１の先端には切り欠き部２２を備えている。

すなわち、第１のブレード２０の外周径寸法は第２のブレード２１外周径寸法より小さく、第１のブレード２０の高さ寸法は第２のブレード２１の高さ寸法より高いものである。

このように、主板１９の両側に２種類のブレードの外周径寸法とブレードの高さ寸法とが異なる羽根部を設けている。そこで、第１の羽根部１７と第２の羽根部１８とが同じ回転数で電動機１６によって回転した場合に、第１の羽根部１７は第２の羽根部１８に比べ、風量は出やすいが静圧が取りにくい羽根となり、第２の羽根部１８は第１の羽根部１７に比べ、風量は出にくいが静圧が取れる羽根となる。つまり、第１の羽根部１７は風量型の羽根となり、第２の羽根部１８は静圧型の羽根となる。

結論として、羽根部の高さを高くせずに容易に風量型と静圧型の羽根に調整することができ、２風路の風路抵抗が大きく異なる場合にも、それぞれの風量調整が容易に出来るものである。

また、第２の羽根部１８における第２のブレード２１の幅が、第１の羽根部１７における第１のブレード２０の幅より大きいので、第２の羽根部１８は第１の羽根部１７に比べ羽根部の仕事量が増え、第２の羽根部１８の第２のブレード２１外周径寸法および第２のブレード２１の高さ寸法を大きくすることなく第１の羽根部１７に比べ静圧型の羽根性能向上をさせることが出来る。

また、第１の羽根部１７における第１のブレード２０のピッチが、第２の羽根部１８における第２のブレード２１のピッチと同じで、第１のブレード２０の間の中間の位置に第２のブレード２１を設けているので、回転時に発生するブレード間での圧力変動が、第１の羽根部１７と第２の羽根部１８で半ピッチずれていることで、相殺されてスムーズに回転できるので、羽根効率が良くなる。

また、ブレードの先端部と根元部の幅に差があり、先端部より根元部の方が幅広で、第１の羽根部１７における第１のブレード２０の幅差（Ｗ２−Ｗ１）よりも、第２の羽根部１８における第２のブレード２１の幅差（Ｗ４−Ｗ３）の方が大きく、仕事をしていない羽根先端部を削ることで羽根自体の重さを軽量化でき、電動機１６効率が良くなり、省エネになるが、羽根先端部を削りすぎるとブレード自体の強度が低下するというデメリットがあるためブレード高さ（Ｈ１，Ｈ２）に反比例して削る量を設定することになり、第１の羽根部１７における第１のブレード２０の場合、羽根先端部の削り量はブレード高さＨ１に対して約１．７％〜１．９％、第２の羽根部１８における第２のブレード２１の場合は、羽根先端部の削り量はブレード高さＨ２に対して約１４％〜１５％が最適であった。

また、第１の羽根部１７における第１のブレード２０と、第２の羽根部１８における第２のブレード２１の先端に切り欠き部２２を備えたものであり、ケーシング１５の吸込み部２３の曲面の半径を大きくとることが可能となり、吸込み部分での抵抗が低減され、スムーズな流れを実現できるため、騒音を低減できる。本実施例では、吸込み部２３の曲面の半径を９ｍｍにしている。

また、第１のスクロール部と第２のスクロール部の外周部の一部である舌片部分の外周部は、放熱器から除湿ローター１０の放湿部１１への風路の一部を兼ねており、このケーシング１５の第１のスクロール部と、第２のスクロール部の外周寸法は同じである。

このように、第１の羽根部１７の外周に対向したケーシング１５の第１のスクロール部と、第２の羽根部１８の外周に対向したケーシング１５の第２のスクロール部の外周寸法が同じであるため、兼用している放熱器６から除湿ローター１０の放湿部１１への風路の風路抵抗が少なく、急激な圧力変化が少ない風路が形成できるため、静音効果がある。

また、ケーシング１５は第１の羽根部１７の外周に対向したケーシング１５の第１のスクロール部と第２の羽根部１８の外周に対向したケーシング１５の第２のスクロール部とから形成され、この第１のスクロール部と第２のスクロール部との連結部分であり、羽根の主板１９と同一平面には、羽根と所定の距離を有して仕切り部２４を設け、この仕切り部２４の第１の羽根部側に略半円形状の突起２５を備えている。

このように、ケーシング１５内に羽根の主板１９と同一平面で、羽根と所定の距離を有して仕切り部２４を設け、この仕切り部２４の第１の羽根部１７側に突起２５を設けたので、ブレードによりかきだされた後の風が仕切り部２４に当り渦を作ることなく、風路抵抗が減少できる。

また、仕切り部２４の第１の羽根部１７側に設けた突起２５は略半円形状で、滑らかな曲面を多用することで極力抵抗を減らしスムーズな流れを実現できるので、静音効果がある。

また、ケーシング１５の第１のスクロール部の第１の吹出し部には、第１のスクロール部の舌部から第１の吹出し部の先端に延びる第１の吹出し面に平行である板状の風向板２６を設けたものである。

このように、ケーシング１５の第１のスクロール部の第１の吹出し部に板状の風向板２６を設けたことで、ケーシング１５の外周側に沿って吹出す流れの速い部分と内周側の比較的吹出す流れの遅い部分を分割することができるので、整流効果が得られる。

また、ケーシング１５の第１の吹出し部に設けた風向板２６が第１のスクロール部の舌部から第１の吹出し部の先端に延びる第１の吹出し面に平行であるので、風向板２６追加による風路抵抗を低く抑えることができると共に内周側の比較的吹出す流れの遅い部分の風がスクロール部の舌部にぶつかり大幅な送風ロスと渦発生による騒音の原因になるのを防ぐことが可能で整流効果と静音性が高い風路を形成できる。

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、前記吸気口から前記本体ケース内に吸気した空気を前記放熱器を介して前記排気口へと送風する第１の送風手段と、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第２の送風手段とを設けるとともに、前記放熱器と前記吸熱器の間に回動自在に除湿ローターを設け、この除湿ローターは放湿部と吸湿部からなり、前記放湿部は前記放熱器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、前記放熱器と前記放湿部の間に加熱手段を設けた構成とし、前記第１の送風手段と第２の送風手段とはケーシング内に配設された１つの電動機と、この電動機の回転軸に固定された１つの羽根とにより形成し、前記羽根は主板の両側に前記第１の送風手段にあたる第１の羽根部と、前記第２の送風手段にあたる第２の羽根部とを備え、前記第１の羽根部の外径が前記第２の羽根部の径より小さく、前記第１の羽根部の高さが前記第２の羽根部の高さより高いものであり、１つの電動機で２風路に送風し、２風路の風路抵抗が大きく異なる場合にも、それぞれの風量調整が容易に出来るものである。

すなわち、２風路のうち、第１の風路は第２の風路に比べ多くの風量が必要であるが風路抵抗は小さく、第２の風路は第１の風路に比べ少ない風量でよいが風路抵抗は大きい風路である場合には、第１の羽根部は第２の羽根部に比べ羽根径を小さく羽根部の高さを高くし、第２の羽根部は第１の羽根部に比べ羽根径を大きく羽根部の高さを低くする。

このように、主板の両側に２種類の羽根径と羽根部の高さとが違う羽根部を設けるので、第１の羽根部と第２の羽根部とが同じ回転数で電動機によって回転した場合に、第１の羽根部は第２の羽根部に比べ、風量は出やすいが静圧が取れない羽根となり、第２の羽根部は第１の羽根部に比べ、風量は出にくいが静圧が取れる羽根となる。つまり、第１の羽根部は風量型の羽根となり、第２の羽根部は静圧型の羽根となる。

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。

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の本体斜視図本発明の実施の形態１の本体構成を示す分解斜視図本発明の実施の形態１の除湿ローター部分の分解斜視図本発明の実施の形態１の送風ファン部分の分解斜視図本発明の実施の形態１の送風ファン側面図本発明の実施の形態１のブレード２０の詳細説明図本発明の実施の形態１のブレード２１の詳細説明図本発明の実施の形態１の吸込み部とブレードの関係説明図本発明の実施の形態１の略半円形状突起の拡大図本発明の実施の形態１の風向板を示す斜視図

符号の説明

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
１２吸湿部
１３加熱手段
１５ケーシング
１６電動機
１７第１の羽根部
１８第２の羽根部
１９主板
２０第１のブレード
２１第２のブレード
２２切り欠き部
２４仕切り部
２５突起
２６風向板

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、前記吸気口から前記本体ケース内に吸気した空気を前記放熱器を介して前記排気口へと送風する第１の送風手段と、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第２の送風手段とを設けるとともに、前記放熱器と前記吸熱器の間に回動自在に除湿ローターを設け、この除湿ローターは放湿部と吸湿部からなり、前記放湿部は前記放熱器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、前記放熱器と前記放湿部の間に加熱手段を設けた構成とし、前記第１の送風手段と第２の送風手段とはケーシング内に配設された１つの電動機と、この電動機の回転軸に固定された１つの羽根とにより形成し、前記羽根は円板形状の主板の両側に前記第１の送風手段にあたる第１の羽根部と、前記第２の送風手段にあたる第２の羽根部とを備え、前記第１の羽根部は、曲面形状である複数の第１のブレードを前記主板の一方面に円周上に設け、前記第２の羽根部は、曲面形状である複数の第２のブレードを前記主板の他方面に円周上に設け、前記第１の羽根部の外径である前記第１のブレードの外周径寸法は、前記２の羽根部の外径である前記第２のブレード外周径寸法より小さく、前記第１の羽根部の高さである前記第１のブレードの高さ寸法は前記第２のブレードの高さ寸法より高い除湿装置。
前記第２の羽根部における第２のブレードの径方向の幅が、前記第１の羽根部における第１のブレードの径方向の幅より大きい請求項１記載の除湿装置。
前記第１の羽根部における前記第１のブレードのピッチが、前記第２の羽根部における前記第２のブレードのピッチと同じで、前記第１のブレードの間の位置に前記第２のブレード設けられた請求項１〜２のいずれかに記載の除湿装置。
前記ブレードの先端部と根元部の幅に差があり、先端部より根元部の方が幅広で、第１の羽根部における前記第１のブレードの幅差よりも、前記第２の羽根部における前記第２のブレードの幅差の方が大きい請求項１〜３のいずれかに記載の除湿装置。
前記第１の羽根部における前記第１のブレードと、前記第２の羽根部における前記第２のブレードの先端であるブレードの径方向の内側の角に切り欠き部を備えた請求項１〜４のいずれかに記載の除湿装置。
前記第１の羽根部の外周に対向した前記ケーシングの第１のスクロール部と、前記第２の羽根部の外周に対向した前記ケーシングの第２のスクロール部の外周寸法が同じである請求項１〜５のいずれかに記載の除湿装置。
ケーシング内に前記羽根の前記主板と同一平面で、前記羽根と所定の距離を有して仕切り部を設け、この仕切り部の前記第１の羽根部側に突起を設けた請求項１〜６のいずれかに記載の除湿装置。
仕切り部の前記第１の羽根部側の前記突起は略半円形状である請求項７記載の除湿装置。
ケーシングの前記第１のスクロール部の第１の吹出し部に板状の風向板を設けた請求項１〜８のいずれかに記載の除湿装置。
ケーシングの前記第１の吹出し部に設けた前記風向板が、前記第１のスクロール部の舌部から前記第１の吹出し部の先端に延びる第１の吹出し面に平行である請求項９記載の除湿装置。