JP5504566B2 - 除湿装置 - Google Patents

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、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、前記ヒートポンプは、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）。

特開平６−３３１１６７号公報

上記従来例における課題は、除湿能力が低いということであった。

すなわち、従来の物においては、吸熱器で室内空気を結露させ、これによって除湿を行おうとするものであるが、吸熱器には室内空気がそのまま供給される構成となっており、供給される空気を結露しやすい状態（含有水分量を増やす、相対湿度を上げる）にすることができず、除湿能力向上させるには限界があった。また、冬季のように室温が低い場合、吸熱器に霜が付着（着霜状態）するので、除霜しながら運転することになり除湿能力が著しく低下することになる。さらに、その空気中に含まれる水分の絶対量が少ないので、除湿能力には限界があり、結論として除湿能力を向上することができなかった。

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、第一、第二の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、前記ヒートポンプは、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、前記第一の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第一の送風路と、前記第二の吸気口から本体ケース内に吸気した空気を吸熱器を介して排気口へと送風する第二の送風路と、これら第一、第二の送風路に送風するための送風手段を設けるとともに、前記第一の送風路の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前記第一と第二の送風路の吸熱器と排気口の間に設け、前記第一の送風路の放熱器と除湿ローターの放湿部との間にヒーターを設け、前記第二の送風路には風量調整手段を設け、前記圧縮機、前記送風手段、前記除湿ローターを動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を流れる風量を小風量とした第一の動作モードと、前記圧縮機、前記送風手段、前記除湿ローター、前記ヒーターを動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を流れる風量を中風量とした第二の動作モードと、前記圧縮機、前記送風手段を動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を流れる風量を大風量とした第三の動作モードと、前記送風手段、前記除湿ローター、前記ヒーターを動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を閉鎖した第四の動作モードを有し、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、第一、第二の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、前記ヒートポンプは、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、前記第一の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第一の送風路と、前記第二の吸気口から本体ケース内に吸気した空気を吸熱器を介して排気口へと送風する第二の送風路と、これら第一、第二の送風路に送風するための送風手段を設けるとともに、前記第一の送風路の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前記第一と第二の送風路の吸熱器と排気口の間に設け、前記第一の送風路の放熱器と除湿ローターの放湿部との間にヒーターを設け、前記第二の送風路には風量調整手段を設け、前記圧縮機、前記送風手段、前記除湿ローターを動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を流れる風量を小風量とした第一の動作モードと、前記圧縮機、前記送風手段、前記除湿ローター、前記ヒーターを動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を流れる風量を中風量とした第二の動作モードと、前記圧縮機、前記送風手段を動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を流れる風量を大風量とした第三の動作モードと、前記送風手段、前記除湿ローター、前記ヒーターを動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を閉鎖した第四の動作モードを有するものであり、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、本発明では、前記第一の送風路の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前記第一と第二の送風路の吸熱器と排気口の間に設け、前記第一の送風路の放熱器と除湿ローターの放湿部との間にヒーターを設けたものであるので、たとえ室温が低い冬季であってもヒーターで除湿ローターの放熱器を通過する空気を加熱することにより、この放湿部から大量の水分を蒸発させ、次にこの大量の水分を吸熱器で結露させることができるので、結論としてその除湿能力を向上させることができるのである。

また、この吸熱器で結露された後の空気は次に除湿ローターの吸湿部に到達することになるが、この吸湿部は上述したように、放湿部においてヒーターで加熱され乾燥状態となっているので、低温状態でも十分にそこに含まれる水分を吸湿することができる。

そして、このような構成に加え本発明では、前記第一の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第一の送風路と、前記第二の吸気口から本体ケース内に吸気した空気を吸熱器を介して排気口へと送風する第二の送風路とを設けるとともに、第二の送風路には風量調整手段を設けたので、第一の風路の活用に加え、第二の風路の風路調整をした活用ができるので例えば春夏秋冬の各季節ごとに最適な除湿運転が行えるようになる。

また、前記圧縮機、前記送風手段、前記除湿ローターを動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を流れる風量を小風量とした第一の動作モードを有することにより、省エネルギーで必要除湿能力を得ることができる定格除湿モードで運転することができる。

また、前記圧縮機、前記送風手段、前記除湿ローター、前記ヒーターを動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を流れる風量を中風量とした第二の動作モードを有することにより、ヒーターを動作させて最大能力を得るために最適な風量バランスとすることができる冬季の低温除湿モードで運転することができる。

また、前記圧縮機、前記送風手段を動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を流れる風量を大風量とした第三の動作モードを有することにより、ヒーターを作動させ空気が加熱されないようにすることに加え、このように吸気口から放熱器や除湿ローターを通過しない空気を吸熱器に大量供給することにより、吸熱器を通過する風量を最大として吸熱量を増加させ、通過する空気の温度を下げ、かつ、吹出し風量を最大とすることによって冷風能力を向上させることができる夏季の冷風モードで運転することができる。

また、前記送風手段、前記除湿ローター、前記ヒーターを動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を閉鎖した第四の動作モードを有することにより、ヒーターで加熱された高温の空気のみを吸熱器に供給することにより素早く吸熱器の温度を上げて吸熱器の着霜を溶解し、吸熱器の着霜による風路の閉塞を防止することができる冬季の除霜モードで運転することができる。

本発明の一実施形態の断面図 同制御を示す図 同風量調整手段を示す斜視図

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内に設けられたヒートポンプ４とを備えている。

前記ヒートポンプ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。

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、吸熱器８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の間に設けたこと、およびこの風路の放熱器６と除湿ローター１０の放湿部１１との間にヒーター１１Ａを介在させたこと、さらに本体ケース３の吸気口１の下方に吸気口１Ａを設けるとともにこの吸気口１Ａから吸熱器８にいたる風路に風量調整手段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、放熱器６に送られ、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。次に、放熱器６を通過した冷媒は、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、次にヒーター１１Ａで加熱され、その後除湿ローター１０の放湿部１１を通過し、ここで放湿部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。

ここでまず、除湿ローター１０の放湿部１１を通過した空気は、吸熱器８で結露が行われ、この結露水は貯水タンク１４へと貯められることになる。

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図１の上方の放湿部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。

これらのことから、本実施形態の除湿装置は、除湿効果の極めて高いものとすることができる。

また、本実施形態においては上述のごとく吸気口１から排気口２に向かう第一の風路と、吸気口１Ａから排気口２に向かう第二の風路を設けるとともにこの第二の風路に風量調整手段１３を介在させている。

このような構成において図２を用いて例えば季節に応じた運転モードについて説明する。

まず、定格除湿モードにおいては圧縮機５、送風手段９、駆動手段１５をＯＮ状態とし、ヒーター１１ＡはＯＦＦさらに風量調整手段１３は小開口状態とする。

すなわち、風量調整手段１３は、図３のごとく３段の階段形状とし、この階段形状体を回転駆動する構成としているので、吸気口１Ａから吸熱器８に至る風路を小開口、中開口、大開口、全閉状態に切り替えることができるようになっている。まずはこの定格除湿モードにおいては小開口状態とする。この結果、吸熱器８には、吸気口１から上述した除湿ローター１０の放湿部１１を通過した空気と、吸気口１Ａから風量調整手段１３を通過した除湿ローター１０の放湿部１１を通過していない空気とが供給されることになる。

すなわち、このように吸気口１Ａから放熱器６や除湿ローター１０を通過しない空気を吸熱器８に供給する理由は、吸気口１Ａから空気を供給しない場合と比較して除湿ローター１０の吸湿領域の通過風量が増加することによって、除湿ローター１０の吸湿量が増加し除湿能力を向上させるためである。

この場合ヒーター１１ＡがＯＦＦであるため、除湿ローター１０の水分放湿能力が減少するため、除湿ローター１０の吸放湿のバランスにより、吸気口１Ａからの空気の供給はヒーター１１ＡをＯＮした時と比べて少量とする所に最適混合量が存在する。

そして、このモードでは省エネルギーで必要除湿能力を得ることができる。

次に、衣類を素早く乾燥したいときのパワフル衣類乾燥モードにおいては、圧縮機５、送風手段９、駆動手段１５をＯＮ状態とし、ヒーター１１ＡもＯＮとし、さらに風量調整手段１３は大開口状態とする。このように衣類を素早く乾燥したいときはヒーター１１ＡをＯＮ状態、風量調整手段１３を大開口状態とすれば、放熱器６から除湿ローター１０の放湿部１１に供給される空気が加熱され、さらに吸気口１Ａから風量調整手段１３を通過した除湿ローター１０の放湿部１１を通過していない空気が大風量で供給されることになる。

すなわち、このように吸気口１Ａから放熱器６や除湿ローター１０を通過しない空気を吸熱器８に大量供給する理由は、吸気口１Ａから空気を供給しない場合と比較してヒーター１１Ａを通過する風量が減少しヒーター１１Ａの温度が上昇することによって、除湿ローター１０からの放湿量が増加し、さらに、除湿ローター１０の吸湿領域の通過風量が増加することによって、除湿ローター１０の吸湿量が増加し、結果として除湿能力を向上させるためである。また、吹出し風量が最大となるため衣類に大量の空気が供給されることにより、衣類乾燥能力が向上する。

次に、冬季の低温除湿モードにおいては、圧縮機５、送風手段９、駆動手段１５をＯＮ状態とし、ヒーター１１ＡもＯＮとし、さらに風量調整手段１３は中開口状態とする。このように低温時においてはヒーター１１ＡをＯＮ状態、風量調整手段１３を中開口状態とすれば、放熱器６から除湿ローター１０の放湿部１１に供給される空気が加熱され、さらに吸気口１Ａから風量調整手段１３を通過した除湿ローター１０の放湿部１１を通過していない空気が中風量で供給されることになる。

すなわち、このように吸気口１Ａから放熱器６や除湿ローター１０を通過しない空気を吸熱器８に中量供給する理由は、吸気口１Ａから空気を供給しない場合と比較してヒーター１１Ａを通過する風量が減少しヒーター１１Ａの温度が上昇することによって、除湿ローター１０からの放湿量が増加し、さらに、除湿ローター１０の吸湿領域の通過風量が増加することによって、除湿ローター１０の吸湿量が増加し、結果として除湿能力を向上させるためである。

この場合ヒーター１１ＡがＯＮであるため、除湿ローター１０の水分放湿能力が増加するため、除湿ローター１０の吸放湿のバランスにより、吸気口１Ａからの空気の供給はヒーター１１ＡをＯＦＦした時と比べて多量とする。

このモードではヒーター１１ＡをＯＮし時に最大能力を得るために最適な風量バランスとすることができる。

次に、夏季の冷風モードにおいては、圧縮機５、送風手段９、駆動手段１５をＯＮ状態とし、ヒーター１１ＡはＯＦＦとし、さらに風量調整手段１３は大開口状態とする。このように高温時においてはヒーター１１ＡをＯＦＦ状態、風量調整手段１３を大開口状態とすれば、吸気口１Ａから風量調整手段１３を通過した除湿ローター１０の放湿部１１を通過していない空気が大風量で供給されることになる。

すなわち、ヒーター１１ＡをＯＦＦし空気が加熱されないようにすることに加え、このように吸気口１Ａから放熱器６や除湿ローター１０を通過しない空気を吸熱器８に大量供給する理由は、吸熱器８を通過する風量を最大として吸熱量を増加させ、通過する空気の温度を下げ、かつ、吹出し風量を最大とすることによって冷風能力を向上させるためである。

次に、冬季の極低温時においては（蒸発温センサーが所定の温度以下を検知した場合）、自動的に除霜モードで運転する。このときは、圧縮機５はＯＦＦ、送風手段９はＯＮ、駆動手段１５をＯＮ状態とし、ヒーター１１ＡもＯＮ状態とし、さらに風量調整手段１３は全閉状態とする。すなわち、極低温時においては圧縮機５を停止することに加え、風量調整手段１３を全閉状態として吸気口１Ａからの空気を吸熱器８に供給しない。その理由は、ヒーター１１Ａで加熱された高温の空気のみを吸熱器８に供給することにより素早く吸熱器８の温度を上げて吸熱器８の着霜を溶解し、吸熱器８の着霜による風路の閉塞を防止するためである。但し、除霜モード運転では除湿されないため所定時間除霜モードで運転後は除霜モード運転に入る前に設定されていた運転モードに戻る。

なお、本実施形態において、風量調整手段１３は、本体ケース３内に内蔵させているが、その理由は、風量調整手段１３は回転駆動させるものであるので、外力によって変形・損傷をさせないためである。また、吸気口１からの送風路を、吸気口１Ａからの送風路の上方に配置した理由は、メインとなる送風路、つまり圧縮機５、放熱器６、膨張手段７、吸熱器８、送風手段９、除湿ローター１０を設けた送風路がメインとなるのでこれらのメインとなる送風路を排気口２に近ずけることにより風路抵抗を小さくするためである。

また、同じ理由により本体ケース３の外周面の上方に吸気口１、下方に吸気口１Ａを設け、この本体ケース３の上面に排気口２を設けている。

以上のように本発明は、以上のように本発明は、第一、第二の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、前記ヒートポンプは、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、前記第一の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第一の送風路と、前記第二の吸気口から本体ケース内に吸気した空気を吸熱器を介して排気口へと送風する第二の送風路と、これら第一、第二の送風路に送風するための送風手段を設けるとともに、前記第一の送風路の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前記第一と第二の送風路の吸熱器と排気口の間に設け、前記第一の送風路の放熱器と除湿ローターの放湿部との間にヒーターを設け、前記第二の送風路には風量調整手段を設けたものであり、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、本発明では、前記第一の送風路の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前記第一と第二の送風路の吸熱器と排気口の間に設け、前記第一の送風路の放熱器と除湿ローターの放湿部との間にヒーターを設けたものであるので、たとえ室温が低い冬季であってもヒーターで除湿ローターの放熱器を通過する空気を加熱することにより、この放湿部から大量の水分を蒸発させ、次にこの大量の水分を吸熱器で結露させることができるので、結論としてその除湿能力を向上させることができるのである。

また、この吸熱器で結露された後の空気は次に除湿ローターの吸湿部に到達することになるが、この吸湿部は上述したように、放湿部においてヒーターで加熱され乾燥状態となっているので、低温状態でも十分にそこに含まれる水分を吸湿することができる。

そして、このような構成に加え本発明では、前記第一の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第一の送風路と、前記第二の吸気口から本体ケース内に吸気した空気を吸熱器を介して排気口へと送風する第二の送風路とを設けるとともに、第二の送風路には風量調整手段を設けたので、第一の風路の活用に加え、第二の風路の風路調整をした活用ができるので例えば春夏秋冬の各季節ごとに最適な除湿運転が行えるようになる。

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
１Ａ 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
１１Ａ ヒーター
１２ 吸湿部
１３ 風量調整手段
１４ 貯水タンク
１５ 駆動手段

Claims (6)

1. 第一、第二の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、前記ヒートポンプは、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、前記第一の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第一の送風路と、前記第二の吸気口から本体ケース内に吸気した空気を吸熱器を介して排気口へと送風する第二の送風路と、これら第一、第二の送風路に送風するための送風手段を設けるとともに、前記第一の送風路の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前記第一と第二の送風路の吸熱器と排気口の間に設け、前記第一の送風路の放熱器と除湿ローターの放湿部との間にヒーターを設け、前記第二の送風路には風量調整手段を設け、前記圧縮機、前記送風手段、前記除湿ローターを動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を流れる風量を小風量とした第一の動作モードと、
   前記圧縮機、前記送風手段、前記除湿ローター、前記ヒーターを動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を流れる風量を中風量とした第二の動作モードと、
   前記圧縮機、前記送風手段を動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を流れる風量を大風量とした第三の動作モードと、
   前記送風手段、前記除湿ローター、前記ヒーターを動作させるとともに、前記風量調整手段により前記第二の風路を閉鎖した第四の動作モードを有する除湿装置。
2. 風量調整手段は、第二の風路における第二の吸気口と吸熱器の間に介在させた請求項１記載の除湿装置。
3. 風量調整手段は、階段形状とし、この階段形状体を回転駆動する構成とした請求項１又は２に記載の除湿装置。
4. 風量調整手段は、本体ケース内に内蔵させた請求項１〜３のいずれか一つに記載の除湿装置。
5. 第一の送風路は、第二の送風路の上方に配置した請求項１〜４のいずれか一つに記載の除湿装置。
6. 本体ケースの外周面に第一、第二の吸気口を設け、この本体ケースの上面に排気口を設けた請求項１〜５のいずれか一つに記載の除湿装置。

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