JP5417712B2 - 除湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍サイクルを活用した除湿装置に関する。

従来のこの種、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冷凍サイクルとを備え、前記冷凍サイクルは、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ると共に、この送風手段の風路であって、放熱器と吸熱器の間に除湿ローターの放湿部を設け、この除湿ローターの吸湿部は吸熱器と排気口の間に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。

特開２００５−３４８３８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ということであった。

すなわち、従来の物においては、放熱器で空気を加熱し、その空気が除湿ローターの放湿部を通過し、これによって除湿ローターから水分の放出をおこない、除湿ローターを再生している。そして、除湿ローターからの水分放出を増加させるためには、除湿ローターの放湿部を通過する空気を高温にすることが考えられるが、放熱器における冷媒蒸発温度を上げることは、冷凍サイクルの安全性の観点、および冷凍サイクルとしての冷却能力を確保する観点から限界があり、空気を高温に加熱するのには限界があった。その結果として、放熱器と除湿ローターの放湿部を通過する空気の温度を上げることができず、除湿ローターからの水分放出が減少し、除湿ローターの再生が低下し、結論として除湿能力をさらに高くすることができないものであった。

そこで本発明は、除湿能力の向上を図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冷凍サイクルとを備え、前記冷凍サイクルは、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ると共に、この送風手段の風路であって、放熱器と吸熱器の間に除湿ローターの放湿部を設け、この除湿ローターの吸湿部は吸熱器と排気口の間に設け、前記放熱器と前記除湿ローターの放湿部との間の風路には再生放熱器を介在させ、この再生放熱器は、前記冷凍サイクルの一部であり、前記圧縮機の下流で、前記放熱器より上流に配置された除湿装置であって、前記放熱器と前記除湿ローターの放湿部との間の風路に加熱器を介在させ、前記加熱器は、前記再生放熱器と隣り合う位置に配置し、前記除湿ローターは回転手段により、前記放湿部では最初に前記加熱器、次に前記再生放熱器の順に近接し、回転し、前記加熱器による比較的高温での加熱による放熱の後に、前記再生放熱器による比較的低温での加熱による放湿を行うこと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冷凍サイクルとを備え、前記冷凍サイクルは、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ると共に、この送風手段の風路であって、放熱器と吸熱器の間に除湿ローターの放湿部を設け、この除湿ローターの吸湿部は吸熱器と排気口の間に設け、前記放熱器と前記除湿ローターの放湿部との間の風路には再生放熱器を介在させ、この再生放熱器は、前記冷凍サイクルの一部であり、前記圧縮機の下流で、前記放熱器より上流に配置された除湿装置であって、前記放熱器と前記除湿ローターの放湿部との間の風路に加熱器を介在させ、前記加熱器は、前記再生放熱器と隣り合う位置に配置し、前記除湿ローターは回転手段により、前記放湿部では最初に前記加熱器、次に前記再生放熱器の順に近接し、回転し、前記加熱器による比較的高温での加熱による放熱の後に、前記再生放熱器による比較的低温での加熱による放湿を行うものであり、除湿能力を向上させることが出来るものである。

すなわち、前記放熱器と前記除湿ローターの放湿部との間の風路には再生放熱器を介在させたので、まず、放熱器において空気を加熱し、次に放熱器よりも高温である再生放熱器で更に空気を加熱し、その空気を除湿ローターの放湿部に供給することができることに起因し、結論とし、除湿ローターから水分の放出が増加し、除湿ローターの再生能力を向上させることができるようになり、これらの結果により、除湿能力を向上させることが出来るのである。

さらに、放熱器と加熱器で加熱された空気で除湿ローターの放湿部の加熱を行った後に、放熱器と再生放熱器で加熱された空気で除湿ローターの放湿部から水分放出を行うことにより、加熱器による比較的高温での加熱による放湿の後に、再生放熱器による比較的低温での加熱による放湿という配置となり放湿部の加熱による水分放湿を効率よく行うことができる。

本発明の実施形態１の除湿装置の概略構成を示す断面図 同再生放熱器を示す斜視図 本発明の実施形態２の再生放熱器を示す斜視図 本発明の実施形態３の除湿装置の概略構成を示す概略図 本発明の実施形態４の除湿装置の概略構成を示す概略図

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
以下本発明の一実施形態を添付図面を用いて説明する。

図１に示すごとく、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内に設けられた冷凍サイクル４とを備えている。

前記冷凍サイクル４は、圧縮機５と、圧縮機５の下流に順次設けた放熱器６、膨張手段７、吸熱器８とにより形成している。

また、放熱器６と吸熱器８の間に除湿ローター１０の放湿部１１を設け、この除湿ローター１０の吸湿部１２は吸熱器８と排気口２の間に設けている。

前記吸気口１から本体ケース３内には、送風手段９により空気が吸気され、この吸気された空気は、その後放熱器６、除湿ローター１０の放湿部１１、吸熱器８、除湿ローター１０の吸湿部１２を順次介して排気口２へと送風される。

本実施形態において特徴は、送風手段９の風路であって、放熱器６と除湿ローター１０の放湿部１１の間の風路に再生放熱器１３を介在させたことである。

すなわち、圧縮機５で加圧された冷媒は、順次再生放熱器１３、放熱器６へと送られ、ここで吸気口１から本体ケース３内に吸気された空気を加熱する。圧縮機５から吐出された高温気体状態の冷媒は、上記再生放熱器１３において空気と熱交換した後、放熱器６に供給され、さらに空気と熱交換することにより温度を下げ、液体と気体を含み二相流状態を経て、液体の状態となり膨張手段７に到達し、その後、吸熱器８を介して、圧縮機５へと戻るサイクルになっている。

上記放熱器６で加熱された空気は、次に放熱器６より高温である再生放熱器１３で更に加熱され、その後、除湿ローター１０の放湿部１１を通過する。

ここでまず、放熱器６、再生放熱器１３で加熱された空気は、高温で相対湿度が低い状態で除湿ローター１０の放湿部１１を通過し、放湿部１１からの湿気を奪った状態で吸熱器８へと流れることになる。そして、吸熱器８では、水分を多く含んだ空気は冷却され水分を凝縮し結露水として水分を取り出すことになる。

さて、吸熱器８を通過した空気は、この吸熱器８によって低温となるが、低温ながらも湿度（相対湿度）は極めて高い状態となっている。この高い湿度を含んだ低温の空気は、次に除湿ローター１０の吸湿部１２を通過することになるのであるが、この吸湿部１２は、駆動手段１５により回転駆動されることにより、除湿ローター１０の放湿部１１部分ですでに放湿し、湿度が低い状態となっているものであるので、上記低温ながらも湿度は極めて高い状態の空気から湿気を吸湿することができる。

さて、再生放熱器１３について、さらに詳細に説明すると、本実施形態の再生放熱器１３は、冷凍サイクルの圧縮機から放熱器までの冷媒路に構成したものである。具体的には、再生放熱器１３は、図２のごとく、冷凍サイクルの圧縮機から放熱器までの冷媒路をコイル状１４の構成としている。

これらのことから、本実施形態の除湿装置は、圧縮機５吐出後の高温気体冷媒の温度を有効に除湿ローター１０の放湿部１１に導入することになり、除湿ローター１０の再生能力を向上させることにより、除湿効果の極めて高いものとすることができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の他の実施形態を示し、再生放熱器１３は、冷凍サイクルの圧縮機５から放熱器６までの冷媒路外に放熱フィン１５を配置したものであり、再生放熱器１３の加熱能力を更に高めることができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の他の実施形態を示し、放熱器６と除湿ローター１０の放湿部１１との間の風路に、加熱器１６を介在させた構成としたものである。具体的には、加熱器１６は、再生放熱器１３と隣り合う位置に配置し、除湿ローター１０は回転手段１７により、放湿部１１では最初に加熱器１６、次に再生放熱器１３の順に近接し、回転する構成としている。放湿部１１には仕切り手段であるカバー１８を設け、カバー１８は加熱器１６を囲うように取り付けられ、再生放熱器１３と加熱器１６の風路を分離した構成としている。

上記放熱器６で加熱された空気は、次に加熱器１６または再生放熱器１３で更に加熱され、その後、除湿ローター１０の放湿部１１を通過する。すなわち、放湿部１１部分では、除湿ローター１０には最初に、放熱器６と加熱器１６で加熱された空気が通過し、次に、除湿ローター１０が回転手段１７により回転することにより、放熱器６と再生放熱器１３で加熱された空気が通過する。

このように、放熱器６と加熱器１６で加熱された空気で除湿ローター１０の放湿部１１の加熱を行った後に、放熱器６と再生放熱器１３で加熱された空気で除湿ローター１０の放湿部１１から水分放出を行うことにより、加熱器１６による比較的高温での加熱の後に、再生放熱器１３による比較的低温での放湿という配置となり放湿部１１の加熱による水分放湿を効率よく行うことができる。更に、加熱器１６がカバー１８で囲まれ、除湿ローター１０への熱伝導効率が向上しているとともに、加熱器１６の通風抵抗が増すことにより、加熱器１６を通過する風量が減り加熱器１６通過後の空気温度が高くなるため、除湿ローター１０の再生能力を向上させることになる。結果として、除湿効果の極めて高いものとすることができる。

（実施の形態４）
図５は、本発明の他の実施形態を示し、除湿ローター１０は回転手段１７により、放湿部１１部分では最初に再生放熱器１３、次に加熱器１６の順に近接し回転する。

放湿部に仕切り手段であるカバー１８を設け、カバー１８は加熱器１６を囲うように取り付けられ、再生放熱器１３と加熱器１６の風路を分離した構成としている。

また、加熱器１６を入切する切替手段（図示せず）を設け、加熱器１６を入切可能としている。

上記加熱器１６を入切する切替手段が入りの場合、最初に上記放熱器６で加熱された空気は、次に再生放熱器１３または加熱器１６で更に加熱され、その後、除湿ローター１０の放湿部１１を通過する。すなわち、放湿部１１部分では、除湿ローター１０は最初に、放熱器６と再生放熱器１３で加熱された空気が通過し、次に、除湿ローター１０が回転手段１７により回転することにより、放熱器６と加熱器１６で加熱された空気が通過する。

また、上記加熱器１６を入切する切替手段が切りの場合、すなわち、放湿部１１部分では、除湿ローター１０は最初に、放熱器６と再生放熱器１３で加熱された空気が通過し、次に、除湿ローター１０が回転手段１７により回転することにより、放熱器６で加熱された空気が通過する。加熱器１６が切りの場合、再生放熱器１３による加熱の後に放湿という配置となり放湿部１１の加熱による水分放湿を効率よく行うことができる。

このように、上記加熱器１６を入切する切替手段を切り替えることにより、２種類の運転が可能となる。

まず、冬の時期などには、室内空気の絶対湿度が低く、除湿能力が低下してしまうので除湿ローター１０の吸放湿を増加させより、高温高湿の空気を吸熱器８に供給する必要があるので、加熱器１６を入切する切替手段が入りの運転を行い、除湿能力を確保する。

次に、梅雨などの高温多湿時には、室内空気の絶対湿度が高く、加熱器１６による加熱を行わなくとも吸熱器８に比較的高温高湿の空気を供給することができるので、加熱器１６を入切する切替手段が切りの運転を行い、より省エネルギーにて除湿能力を確保する。

このことにより、部屋の環境に応じて２種類の運転が可能となり、省エネ運転が可能となる。

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冷凍サイクルとを備え、前記冷凍サイクルは、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ると共に、この送風手段の風路であって、放熱器と吸熱器の間に除湿ローターの放湿部を設け、この除湿ローターの吸湿部は吸熱器と排気口の間に設け、前記放熱器と前記除湿ローターの放湿部との間の風路には再生放熱器を介在させたものであり、除湿能力を向上させることが出来るものである。

すなわち、前記放熱器と前記除湿ローターの放湿部との間の風路には再生放熱器を介在させたので、まず、放熱器において空気を加熱し、次に放熱器よりも高温である再生放熱器で更に空気を加熱し、その空気を除湿ローターの放湿部に供給することができることに起因し、結論とし、除湿ローターから水分の放出が増加し、除湿ローターを十分再生させることができるようになり、これらの結果により、除湿能力を向上させることが出来るのである。

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 冷凍サイクル
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 再生放熱器
１４ コイル状
１５ 放熱フィン
１６ 加熱器
１７ 回転手段
１８ カバー

Claims (5)

1. 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冷凍サイクルとを備え、前記冷凍サイクルは、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ると共に、この送風手段の風路であって、放熱器と吸熱器の間に除湿ローターの放湿部を設け、この除湿ローターの吸湿部は吸熱器と排気口の間に設け、前記放熱器と前記除湿ローターの放湿部との間の風路には再生放熱器を介在させ、この再生放熱器は、前記冷凍サイクルの一部であり、前記圧縮機の下流で、前記放熱器より上流に配置された除湿装置であって、前記放熱器と前記除湿ローターの放湿部との間の風路に加熱器を介在させ、前記加熱器は、前記再生放熱器と隣り合う位置に配置し、前記除湿ローターは回転手段により、前記放湿部では最初に前記加熱器、次に前記再生放熱器の順に近接し、回転し、前記加熱器による比較的高温での加熱による放熱の後に、前記再生放熱器による比較的低温での加熱による放湿を行う除湿装置。
2. 再生放熱器は、冷凍サイクルの圧縮機から放熱器までの冷媒路に構成した請求項１に記載の除湿装置。
3. 再生放熱器は、冷凍サイクルの圧縮機から放熱器までの冷媒路をコイル状に構成した請求項２に記載の除湿装置。
4. 再生放熱器は、冷凍サイクルの圧縮機から放熱器までの冷媒路外に放熱フィンを配置した請求項２に記載の除湿装置。
5. 放湿部に仕切り手段を設け、再生放熱器と加熱器の風路を分離したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の除湿装置。

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