JP5879469B2 - 除湿機 - Google Patents

Description

本発明は、吸着材で空気中の水分を吸湿し、この吸着材を加熱再生する除湿機に関する。

従来、この種の除湿装置は、冷凍サイクルを用いないため運転騒音も少なく、軽量でコンパクトに構成できることから、家庭用の除湿装置として普及している。

この装置は、除湿ロータと呼ぶ回転する吸着材の一方で室内の空気から吸湿し、吸着材の他方において、吸湿した水分をヒータで加熱された高温の空気により蒸発させ、この高温多湿の空気を熱交換器で凝縮して水とする方式である。

このため、吸着材に高温の空気を吹き付けるための再生ファンや除湿ロータの回転が何らかの原因で低下すると、吹き付け温度が上昇し、除湿ロータやその周辺の構成部品が損傷もしくは変形するおそれがある。

また、再生ヒータの温度も上昇し、ヒータのハウジングや、その周辺の再生経路を構成するケーシング等の部材も損傷を受ける可能性がある。

そこで、除湿ロータ付近の温度が、異常な高温に上昇したときに、安全装置が動作して除湿運転を停止するものがあった。（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１５７８３１号公報

従来の方法では、低湿環境で除湿運転を行った場合、吸着材での水分の吸着が少ないまま再生領域で必要以上の加熱が行われ、再生領域の雰囲気温度が上昇して、除湿装置内の構成部品に異常がない状況でも安全装置が動作して除湿運転を停止してしまうという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するものであり、再生領域の雰囲気温度が異常高温に達する前に、吸着材への投入熱量を調整して再生領域の雰囲気温度の調整を行い、除湿装置内
の構成部品に異常がない状況では、再生領域の雰囲気温度が異常高温に達して異常停止することなく継続して除湿運転を行う。さらに、再生ファンや除湿ロータの回転が停止した場合などの除湿装置内の構成部品に異常がある状況では、再生領域の雰囲気温度が異常高温に達した場合に、異常停止を行い吸着材やその周辺構成部品の変形等の劣化を防止して、信頼性の高い除湿装置を提供することを目的とするものである。

本発明の除湿機は上記目的を達成するために、除湿ファンにより室内空気を吸入し、回転式の吸着材の吸湿領域を通過させて除湿された空気を室内に排出する除湿経路と、再生ファンにより前記吸着材を加熱再生するための加熱手段で加熱された空気を前記吸着材の吸湿領域とは分離された再生領域に吹き付けて水分を蒸発させ、前記再生領域と熱交換器の間に位置するダクト部を介し、前記熱交換器で凝縮して水滴化する再生経路を備えた除湿装置において、前記ダクト部の上面に、前記ダクト部の壁面と接しないように設けられ、前記熱交換器の入口の雰囲気温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出値に基づいて前記再生領域の雰囲気温度を調整する温度調整手段と、前記温度検出手段の検出値が高温になったときに異常停止する高温異常検知手段を備えた構成としたものである。

本発明によれば、前記ダクト部の内側上面に、前記ダクト部の内壁面と接しないように設けられ、前記熱交換器の入口の雰囲気温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出値に基づいて前記再生領域の雰囲気温度を調整する温度調整手段と、前記温度検出手段の検出値が高温になったときに異常停止する高温異常検知手段を備え、再生領域と熱交換器の間に位置するダクト部の内側上面に、前記ダクト部の内壁面と接しないように設けた温度調整手段の検出値に基づいて前記再生領域の雰囲気温度を調整するとともに、前記温度検出手段の検出値が高温になったときに異常停止するようにしたものである。

このことにより、再生領域の雰囲気温度が異常高温に達する前に、吸着材への投入熱量を調整して再生領域の雰囲気温度の調整が可能となり、除湿装置内の構成部品に異常がない状況では、再生領域の雰囲気温度が異常高温に達して異常停止することなく継続して除湿運転を行うことができる。さらに、除湿装置内の構成部品に異常がある場合は、再生領域の雰囲気温度が異常高温になったときに異常停止を行い、吸湿材やその周辺構成部品の変形等の劣化を防止して信頼性の高い除湿装置を得ることができる。また、ダクト部を通過する高温多湿の空気がダクト部壁面の結露部分への接触を避けることが可能となり、温度検出手段の検出値の精度確保と温度検出手段の劣化を防止し、信頼性の高い除湿機が得られる。

本発明の実施の形態１の除湿機の構造を示す図 同電気的な構成を示す図 同運転動作の詳細を示すフローチャート

本発明の請求項１記載の発明は、除湿ファンにより室内空気を吸入し、回転式の吸着材の吸湿領域を通過させて除湿された空気を室内に排出する除湿経路と、再生ファンにより前記吸着材を加熱再生するための加熱手段で加熱された空気を前記吸着材の吸湿領域とは分離された再生領域に吹き付けて水分を蒸発させ、前記再生領域と熱交換器の間に位置するダクト部を介し、前記熱交換器で凝縮して水滴化する再生経路を備えた除湿装置において、前記ダクト部の内側上面に、前記ダクト部の内壁面と接しないように設けられ、前記熱交換器の入口の雰囲気温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出値に基
づいて前記再生領域の雰囲気温度を調整する温度調整手段と、前記温度検出手段の検出値が高温になったときに異常停止する高温異常検知手段を備えた構成にしたことにより、再生領域の雰囲気温度が異常高温に達する前に、吸着材への投入熱量を調整して再生領域の雰囲気温度の調整が可能となり、除湿装置内の構成部品に異常がない状況では、再生領域の雰囲気温度が異常高温に達して異常停止することなく継続して除湿運転を行うことができる。さらに、除湿装置内の構成部品に異常がある場合は、再生領域の雰囲気温度が異常高温になったときに異常停止を行い、吸湿材やその周辺構成部品の変形等の劣化を防止して高い信頼性が得られるという作用を有する。

また、ダクト部を通過する高温多湿の空気でダクト部内壁面の結露部分への接触を避けることが可能となり、温度検出手段の検出値の精度確保と温度検出手段の劣化を防止し、高い信頼性が得られるという作用を有する。

また、温度調整手段は、温度検出手段の検出値に基づいて加熱手段の加熱量を制御する加熱量制御手段を備えた構成にしたことにより、再生領域の雰囲気温度が異常高温に達する前に、吸着材への投入熱量を調整して再生領域の雰囲気温度の調整が可能となり、除湿装置内の構成部品に異常がない状況では、再生領域の雰囲気温度が異常高温に達して異常停止することなく継続して除湿運転を行うことができ高い信頼性が得られるという作用を有する。

また、加熱量制御手段は、温度検出手段の検出値が第一の設定値以上となった時に加熱手段の加熱量を低下させ、温度検出手段の検出値が第二の設定値以下となった場合に加熱手段の加熱量を増加させる構成にしたことにより、加熱量を低下させた後の再生領域の雰囲気温度が低下してから加熱量を復帰することにより、加熱量制御手段のチャタリングを防止することが可能となり、加熱量を変化させるリレーなどの電子部品の劣化を防止し、高い信頼性が得られるという作用を有する。

また、加熱量制御手段は、温度検出手段の検出値が第一の設定値以上となった時に加熱手段の加熱量を低下させ、温度検出手段の検出値を所定時間保持する構成にしたことにより、加熱量を低下させた後の再生領域の雰囲気温度を低下させる時間を確保することにより、加熱量制御手段のチャタリングを防止することが可能となり、加熱量を変化させるリレーなどの電子部品の劣化を防止し、高い信頼性が得られるという作用を有する。

また、第二の設定値は、第一の設定値より低い温度である構成にしたことにより、加熱量を低下させた後の再生領域の雰囲気温度が低下してから加熱量を復帰することにより、加熱量制御手段のチャタリングを防止することが可能となり、加熱量を変化させるリレーなどの電子部品の劣化を防止し、高い信頼性が得られるという作用を有する。

また、加熱量制御手段は、温度検出手段の検出値が第一の設定値以上となった時に加熱手段の加熱量を低下させ、除湿運転中および除湿運転停止中に温度検出手段の検出値を所定時間保持する構成にしたことにより、加熱量を低下させた後の再生領域の雰囲気温度を低下させる時間を確保することにより、加熱量制御手段のチャタリングを防止することが可能となり、加熱量を変化させるリレーなどの電子部品の変形等の劣化を防止し、高い信頼性が得られるという作用を有する。

また、高温異常検知手段は、温度調整手段より優先して検知を行う構成にしたことにより、再生ファンの停止や除湿ロータの回転停止した場合の除湿装置内部の構成部品が故障したとき、再生領域の雰囲気温度が高温異常に達することを確実に検知することにより、吸湿材やその周辺構成部品の変形等の劣化を防止し、高い信頼性が得られるという作用を有する。

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。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について図１〜図３を参照しながら説明する。まず、図１を用いて除湿装置の構造を、図２を用いて電気的な構成を説明する。

図１に示すように、除湿装置は、本体１内に設けた室内空気を吸入する除湿ファン２と、空気中の水分を吸着する吸着材３を備えた回転式の除湿ロータ４と、吸着材３から水分を放出するために吸着材３を加熱再生するための加熱手段５（例えばヒーター）と、加熱手段５により加熱された空気を除湿ロータ４に送風する再生ファン６と、吸着材３から放出された水分を凝縮する熱交換器７と、熱交換器７で凝縮された水分を貯水する水タンク８と、熱交換器７の入り口の雰囲気温度を検出する温度検出手段９（例えば温度サーミスタ）および制御部１０で構成される。

除湿ファン２の駆動により形成される除湿経路１１にて、室内から吸い込まれた空気は熱交換器７を冷却させた後に、除湿ロータ４の吸着材３で吸湿され、除湿された空気が再び室内に放出されて室内の空気が除湿される。

除湿ロータ４の吸着材３で吸湿された水分は、除湿ロータ４の他方の再生領域１２において、除湿ロータ４を加熱し再生する加熱手段５で加熱された温風により蒸発し、熱交換器７で冷却されて水分として凝縮して水タンク８に貯水される。

図２に示すように、除湿装置内に設置された制御部１０は、マイクロコンピュータ１３を核とする構成である。

このマイクロコンピュータ１３に、温度検出手段９が接続され、さらに加熱制御手段１４を介して加熱手段５が接続され、マイクロコンピュータ１３の内部には加熱量制御手段１５を備えた温度調整手段１６と高温異常検知手段１７を有している。

ここで、加熱制御手段１４は、例えば、加熱手段５のタップ（図示しない）を切り換えるためのリレーである。

上記構成において、以下本実施の形態の除湿機について、その動作内容を説明する。

図３のフローチャートに示すアルゴリズムによって本実施の形態の除湿装置の運転が進められる。

図３のＳ３１において、再生領域１２と熱交換器７の間のダクト部１８に設けた温度検出手段９の検出温度を保持する時間（後述）が設定されているかの判断を行い、検出温度を保持する時間が設定されている場合は、Ｓ３２において検出温度を保持する時間のカウントを行い、検出温度を保持する時間が設定されていなければＳ３３の処理へジャンプする。

次に、Ｓ３３において温度検出手段９から温度検出を行う。

ここで、温度検出手段９は、再生領域１２と熱交換器７の間のダクト部１８の上面に配置し、ダクト部１８の壁面と接しない構造としたものである。

このことにより、ダクト部１８を通過する高温多湿の空気が、ダクト部１８の下部や壁
面へ結露した部分との接触を避けることができ、温度検出手段９の検出値の精度確保と温度検出手段９の劣化防止が図れる。

また、温度検出として扱うデータは、温度検出手段９とマイクロコンピュータ１３とを接続している信号線への電気的なノイズを除去するために、温度検出手段９から複数回検出した値の中から最大値と最小値の値を除いた値の平均値としたものである。

次にＳ３４において、Ｓ３３で求めた温度検出値がマイクロコンピュータ１３内のＲＯＭに予め設定された高温異常の温度閾値を超えている場合、Ｓ３５で異常停止を行い、高温異常の温度閾値を超えていなければＳ３６へジャンプする。

ここで、高温異常の温度閾値は、除湿運転中に何らかの原因で再生ファン６が停止したり、除湿ロータ４の回転が停止したときに、再生経路の空気が加熱手段５により加熱され再生領域１２の温度が高温になった場合に、再生領域１２と熱交換器７の間のダクト部１８に設けた温度検出手段９の検出温度が除湿ロータ４の吸着材３やその周辺構成部品の変形や劣化が発生しない温度（例えば９０℃）を実験で求めたものとするものとする。

このことにより、再生ファン６や除湿ロータ４の故障により、再生領域１２の雰囲気温度が高温異常に達したことを検知して異常停止することにより、吸着材３やその周辺構成部品の劣化を防止し、信頼性の高い除湿装置が得られる。

次にＳ３６において、運転が停止している場合は、Ｓ３１の処理から再開し、運転している場合は、Ｓ３７の判断処理を行う。

運転が停止している場合でも再生領域１２と熱交換器７の間のダクト部１８に設けた温度検出手段９の検出温度を保持する時間を継続することにより、加熱量を低下させた後の再生領域１２の雰囲気温度を低下させる時間を十分に確保することができ、加熱量を変化させるリレーなどの電子部品の劣化を防止し、信頼性の高い除湿装置が得られる。

次にＳ３７において、再生領域１２と熱交換器７の間のダクト部１８に設けた温度検出手段９の検出温度を保持する時間が設定されているかの判断を行い、設定されていれば、Ｓ３１の処理から再開し、設定されていない場合は、Ｓ３８において後述するＳ４０とＳ４４の判定で使用する検出温度の更新を行う。

次に、Ｓ３９において、再生領域１２の温度保護が解除しているかの判定を行い、解除していればＳ４０の処理を行う。

そして、Ｓ４０において、前述のＳ３８で更新された検出温度が第一設定値を超えている場合、Ｓ４１の処理を行い、第一設定値を超えていなければ、Ｓ３１から処理を再開する。

そして、Ｓ４１において、加熱手段５の加熱量の低下を行い、Ｓ４２において、再生領域１２と熱交換器７の間のダクト部１８に設けた温度検出手段９の検出温度を保持する時間の設定を行う。

ここで、第一設定値は、低湿度環境（例えば２０％未満）にて除湿運転を行った場合、除湿ロータ４の吸着材３の水分の吸着が少ない状況で、加熱手段５の加熱により再生領域１２の雰囲気温度が上昇したことを温度検出手段９にて検出して、加熱手段５の加熱量の低下を行った後に、前述Ｓ３４の高温異常で異常停止とならずに、除湿ロータ４の吸着材３やその周辺構成部品の変形や劣化が発生せずに継続して除湿運転を行える温度検出手段
９が検出する温度（例えば７０℃）を実験で求めたものとするものとする。

このことにより、再生領域１２の雰囲気温度が異常高温に達する前に、吸着材３への投入熱量を調整して再生領域１２の雰囲気温度の調整が可能となり、除湿ロータ４の吸着材３やその周辺構成部品の変形等の劣化を防止し、除湿装置内の構成部品に異常がない状況で、再生領域１２の雰囲気温度が異常高温に達して異常停止することなく継続して除湿運転を行うことができる信頼性の高い除湿装置が得られる。

また、温度検出手段９の検出温度を保持する時間は、Ｓ４１にて加熱量を低下する前の温度より低温の空気で再生領域１２を十分に冷却できる時間（例えば３分）を実験で求めたものとするものとする。

このことにより、加熱量を低下させた後の再生領域１２の雰囲気温度を低下させる時間を十分に確保することにより、加熱量制御手段１５のチャタリングを防止することが可能となり、加熱手段５の加熱量を変化させるリレーなどの電子部品の劣化を防止し、信頼性の高い除湿装置が得られる。

次に、Ｓ４３において、再生領域１２の温度保護が保護中であることを設定し、Ｓ３１から処理を再開する。

ここで、設定するデータは、マイクロコンピュータ１３内のＲＡＭ領域へデータを保存するものとする。

そして、Ｓ３９にて再生領域１２の温度保護が解除していなければ、Ｓ４４において、前述のＳ３８で更新された検出温度が第二設定値以下の場合、Ｓ４５の処理を行い、前述のＳ３８で更新された検出温度が第二設定値を超えてれば、Ｓ３１から処理を再開する。

そして、Ｓ４５において、加熱手段５の加熱量の増加を行う。

ここで、第二設定値は、Ｓ４１にて加熱量を低下する前の温度より低温の空気で再生領域１２の冷却を行い、再生領域１２の雰囲気温度が低下して加熱量を復帰した場合に、温度検出手段９が検出する検出温度が、再びＳ４０の第一設定値に達しにくい温度（例えば５０℃）を実験で求めたものとするものとする。

このことにより、加熱量を低下させた後の再生領域１２の雰囲気温度が十分に低下してから加熱量を復帰することにより、加熱量制御手段１５のチャタリングを防止することが可能となり、加熱量を変化させるリレーなどの電子部品の劣化を防止し、信頼性の高い除湿装置が得られる。

次に、Ｓ４６において、再生領域１２の温度保護が解除したことを設定し、Ｓ３１から処理を再開する。

以上説明したように本発明の除湿機は、再生領域１２と熱交換器７の間に位置するダクト部１８に設けた温度調整手段１６の検出値に基づいて前記再生領域１２の雰囲気温度を調整するとともに、前記温度検出手段９の検出値が高温になったときに異常停止するようにしたものである。

このことにより、再生領域の雰囲気温度が異常高温に達する前に、吸着材への投入熱量を調整して再生領域の雰囲気温度の調整が可能となり、除湿装置内の構成部品に異常がない状況では、再生領域の雰囲気温度が異常高温に達して異常停止することなく継続して除
湿運転を行うことができる。さらに、除湿装置内の構成部品に異常がある場合は、再生領域の雰囲気温度が異常高温になったときに異常停止を行い、吸湿材やその周辺構成部品の変形等の劣化を防止して信頼性の高い除湿装置を得られる。

本発明の除湿機は、再生領域の雰囲気温度が異常高温に達する前に、吸着材への投入熱量を調整して再生領域の雰囲気温度の調整を行い、吸湿材やその周辺構成部品の変形等の劣化を防止し、再生領域の雰囲気温度が異常高温に達して異常停止することを低減することができるので家庭用の除湿機に関わらず業務用の用途にも適用できる。

１ 本体
２ 除湿ファン
３ 吸着材
４ 除湿ロータ
５ 加熱手段
６ 再生ファン
７ 熱交換器
８ 水タンク
９ 温度検出手段
１０ 制御部
１１ 除湿経路
１２ 再生領域
１３ マイクロコンピュータ
１４ 加熱制御手段
１５ 加熱量制御手段
１６ 温度調整手段
１７ 高温異常検知手段
１８ ダクト部

Claims (7)

1. 除湿ファンにより室内空気を吸入し、回転式の吸着材の吸湿領域を通過させて除湿された空気を室内に排出する除湿経路と、
   再生ファンにより前記吸着材を加熱再生するための加熱手段で加熱された空気を前記吸着材の吸湿領域とは分離された再生領域に吹き付けて水分を蒸発させ、前記再生領域と熱交換器の間に位置するダクト部を介し、前記熱交換器で凝縮して水滴化する再生経路を備えた除湿装置において、
   前記ダクト部の内側上面に、前記ダクト部の内壁面と接しないように設けられ、前記熱交換器の入口の雰囲気温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段の検出値に基づいて前記再生領域の雰囲気温度を調整する温度調整手段と、
   前記温度検出手段の検出値が高温になったときに異常停止する高温異常検知手段を備えたことを特徴とする除湿装置。
2. 温度調整手段は、温度検出手段の検出値に基づいて加熱手段の加熱量を制御する加熱量制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の除湿装置。
3. 加熱量制御手段は、
   温度検出手段の検出値が第一の設定値以上となった時に加熱手段の加熱量を低下させ、
   温度検出手段の検出値が第二の設定値以下となった場合に加熱手段の加熱量を増加させることを特徴とする請求項２記載の除湿装置。
4. 加熱量制御手段は、
   温度検出手段の検出値が第一の設定値以上となった時に加熱手段の加熱量を低下させ、
   温度検出手段の検出値を所定時間保持することを特徴とする請求項３記載の除湿装置。
5. 第二の設定値は、第一の設定値より低い温度であることを特徴とする請求項３記載の除湿装置。
6. 加熱量制御手段は、
   温度検出手段の検出値が第一の設定値以上となった時に加熱手段の加熱量を低下させ、
   除湿運転中および除湿運転停止中に温度検出手段の検出値を所定時間保持することを特徴とする請求項３記載の除湿装置。
7. 高温異常検知手段は、温度調整手段より優先して検知を行うことを特徴とする請求項１記載の除湿装置。
   

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