JP6846591B2 - 除湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、居住空間などに用いられる除湿装置に関するものである。

居住空間の湿度を低下させ、快適性を増すものとして除湿装置が実用化されている。

その構成としては、吸込口と吹出口を有する本体ケース内に、圧縮機と放熱器と膨張器と吸熱器とを順次環状に連結した冷凍サイクルと、吸湿部で水分を吸着し放湿部で水分を放出する除湿ロータと、放湿部に供給される空気を加熱する加熱手段と、空気を送風する送風手段を備えたものとなっている。

そして、吸込口から空気を吸引し放熱器に供給して吹出口から排出する第１送風路と、吸込口から空気を吸引し吸熱器に供給して吹出口から排出する第２送風路を備え、第１送風路の放熱器に供給される空気の少なくとも一部が除湿ロータの吸湿部を通り、第２送風路の吸熱器に供給される空気の少なくとも一部が除湿ロータの放湿部を通るような構成となっている（例えば下記特許文献１）。

特許第４５９１２４３号公報

上記従来例では、放熱器には室内空気をそのまま供給する、もしくは、除湿ロータの吸湿部を通過した空気を供給する構成となっている。

一方、吸湿部を通過した空気は、除湿ロータが吸湿した際の吸着熱や、放湿部での加熱手段での加熱の余熱などにより、温度が上昇することになる。

つまり、冷凍サイクルの放熱器を冷却するのに、室温の空気もしくは、室温からさらに温度が上昇した空気を利用することになる。この場合、放熱器と冷却空気との温度差を大きくとることは難しく、冷凍サイクルの効率が低下し、引いては除湿効率の低下を招く結果となっていた。もし、除湿効率を維持しようとした場合には、必要熱量を冷却するために、放熱器に供給する空気量を増加させる必要があり、送風手段の大型化という課題があった。

そこで、本発明は、本体サイズをコンパクトにしながら、安定的に除湿効率を高め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、吸込口と吹出口を有する本体ケース内に、圧縮機、放熱器、膨張器、吸熱器を順次環状に連結し冷媒を循環する冷凍サイクルと、吸湿部および放湿部を有する除湿ロータと、加熱手段と、送風手段とを備え、前記送風手段によって前記吸込口から空気を吸引し前記吸湿部に供給して前記吹出口から排出する第１送風路と、前記送風手段によって前記吸込口から空気を吸引し前記加熱手段、前記放湿部、前記吸熱器、前記放熱器の順に供給して前記吹出口から排出する第２送風路と、前記吸込口から空気を吸引し前記放熱器に供給して前記吹出口から排出する第３送風路を備え、前記本体ケースにおける第１の方向において、前記加熱手段と、前記除湿ロータと、前記吸熱器と、前記放熱器と、前記送風手段とが順に配置され、前記本体ケースにおける第１の方向に対して水平方向において直角方向である第２の方向において少なくとも一方側には、前記吸込口を設け、前記第２の方向において少なくとも一方側の前記吸込口の風下にバッファ空間を設け、前記バッファ空間と、前記加熱手段、前記除湿ロータ、前記吸熱器、および前記放熱器とは、仕切り板によって仕切られ、前記仕切り板には、中央連通路と前面側連通路とを備え、前記中央連通路は、前記バッファ空間と、前記放熱器とを連通する通路であり、前記前面側連通路は、前記バッファ空間と、前記加熱手段または前記除湿ロータとを連通する通路であることを特徴とする構成とし、これにより所期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、吸込口と吹出口を有する本体ケース内に、圧縮機、放熱器、膨張器、吸熱器を順次環状に連結し冷媒を循環する冷凍サイクルと、吸湿部および放湿部を有する除湿ロータと、加熱手段と、送風手段とを備え、前記送風手段によって前記吸込口から空気を吸引し前記吸湿部に供給して前記吹出口から排出する第１送風路と、前記送風手段によって前記吸込口から空気を吸引し前記加熱手段、前記放湿部、前記吸熱器、前記放熱器の順に供給して前記吹出口から排出する第２送風路と、前記吸込口から空気を吸引し前記放熱器に供給して前記吹出口から排出する第３送風路を備え、前記本体ケースにおける第１の方向において、前記加熱手段と、前記除湿ロータと、前記吸熱器と、前記放熱器と、前記送風手段とが順に配置され、前記本体ケースにおける第１の方向に対して水平方向において直角方向である第２の方向において少なくとも一方側には、前記吸込口を設け、前記第２の方向において少なくとも一方側の前記吸込口の風下にバッファ空間を設け、前記バッファ空間と、前記加熱手段、前記除湿ロータ、前記吸熱器、および前記放熱器とは、仕切り板によって仕切られ、前記仕切り板には、中央連通路と前面側連通路とを備え、前記中央連通路は、前記バッファ空間と、前記放熱器とを連通する通路であり、前記前面側連通路は、前記バッファ空間と、前記加熱手段または前記除湿ロータとを連通する通路であることを特徴とする構成としたので、冷凍サイクルの放熱器には、吸熱器により室温より低い温度に冷却された空気を供給し、除湿ロータの吸湿部を通過した温度の上昇した空気の送風路とは別の送風路とすることにより、放熱器をより低い温度の空気で冷却することができ、冷凍サイクルの冷却効率を向上させ、除湿装置の除湿効率を向上させることができる。さらに、低温の空気で放熱器を冷却できるので、必要熱量を冷却するのに少ない量の空気で可能となり、風量を低減することが可能となるので、送風手段の小型化が可能となる。

また、第３送風路の風量を調整することで冷凍サイクルの放熱量と吸熱量のバランスを調整することで除湿効率を向上することができる。

さらに、吸入口は本体ケースにおける第１の方向に対して直角方向であるので、各風路への供給が同じ方向となり、各風路の風量バランス調整が容易でかつ安定する。特にこの吸込み口は、従来より第３送風路の近傍に配置されることとなるので、この第３送風路の風量を安定的に確保し、除湿装置の除湿効率を向上させることができる。

この結果、本体サイズをコンパクトにしながら、安定的に除湿効率を高めることができるのである。

本発明の実施形態の除湿装置の外観斜視図 本発明の実施の形態にかかる除湿装置のＡ−Ａ断面図 本発明の実施の形態にかかる除湿装置のＢ−Ｂ断面図

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
図１、図２、図３において、箱型の本体ケース１は、この本体ケース１の上部には吹出口３が配置され、側面には、吸込口２が配置されている。吸込口２は、第１の吸込口２Ｒと第２の吸込口２Ｌとを備えている。第１の吸込口２Ｒは、本体ケースにおける右側面に設けられ、第２の吸込口２Ｌは、本体ケースにおける左側面に設けられている。

本体ケース１内には、圧縮機４と放熱器５と膨張器６と吸熱器７とを順次環状に連結し冷媒を循環する冷凍サイクルを設置し、室内空気を吸込口２から吹出口３に送風する送風手段８を設置している。さらに、空気から水分を吸着する吸湿部９および、空気に水分を放出する放湿部１０を有する除湿ロータ１１を備え、放湿部１０に供給される空気、および放湿部１０を加熱する加熱手段１２を備えている。

そして、本体ケース１内においては、順次、除湿ロータ１１、吸熱器７、放熱器５、送風手段８の順に並設している。吸熱器７と放熱器５の上端は、同じ高さになるように配置されている。除湿ロータ１１は、円板状に形成され中心軸が水平方向にあるように回転可能に立設され、駆動手段１３により回転している。さらに除湿ロータ１１の放湿部１０の風上側には、加熱手段１２を設置している。放湿部１０と吸熱器７とは、対向するように配置されている。

また、本体ケース１内において、吸熱器７の下方には、漏斗状の集水手段１４を設け、さらに、集水手段１４の下方には集水タンク１５を、本体ケース１に対して着脱自在に配置している。つまり、吸熱器７部分で結露をさせ、その結露水を漏斗状の集水手段１４で集めて集水タンク１５に流入させるようにしているのである。

本体ケース１内には、第１送風路１６と、第２送風路１７と、第３送風路１８と、第４送風路１９とを備えている。

第１送風路１６は、吸込口２から空気を吸引し吸湿部９に供給し、送風手段８を介して吹出口３に排出する風路である。第１送風路１６においては、吸込口２から吸い込まれた室内空気は除湿ロータ１１の吸湿部９に供給される。この時、空気中の水分が吸湿部９に吸着され、乾燥した空気となる。さらに、水分を吸着する際の吸着熱が発生するので、室内空気は湿度が低減し、温度が上昇した状態で、放熱器５および吸熱器７の上方を主に介して送風手段８に吸引され、吹出口３から室内へ送風されることになる。

第２送風路１７は、吸込口２から空気を吸引し加熱手段１２、放湿部１０、吸熱器７、放熱器５の順に供給し、送風手段８を介して吹出口から排出する風路である。第２送風路１７においては、加熱手段１２によって温められた室内空気は、除湿ロータ１１の放湿部１０に供給される。放湿部１０では、吸湿部９で吸着した水分が除湿ロータ１１の回転駆動により放湿部１０に移動し、加熱手段１２の加熱により供給された空気に放出される。この高湿の空気が吸熱器７に供給され、冷却されることにより結露し、水分は水滴として取出される。この後、冷却された空気は、放熱器５に供給され、放熱器５を冷却する。そして、放熱器５から熱を奪い、温度が上昇した空気が送風手段８に吸引されることになる。冷凍サイクルとしては、放熱器５を効果的に冷却することが、吸熱器７を冷却するに際して、冷却効率を上昇させることになる。

第３送風路１８は、吸込口２から空気を吸引し放熱器５に供給し、送風手段８を介して吹出口３から排出する風路である。第３送風路１８においては、吸込口２から吸い込まれた室内空気は、加熱手段１２と除湿ロータ１１と吸熱器７の下方を主に介して放熱器５に供給され、放熱器５を冷却したのち、送風手段８に吸引されることになる。

吸熱器７における冷却結露に対しては、その表面積や冷凍サイクルの動作熱量などにより、最適風量が存在する。一方、冷凍サイクルとしては、放熱器５を効果的に冷却することが、吸熱器７を冷却するに際して、冷却効率を上昇させることになる。上述のように第３送風路１８を配置することにより、放熱器５により多くの風量を供給することができるので、冷凍サイクルの冷却効率を向上させることができ、除湿装置の除湿効率を向上させることができるものである。

第４送風路１９は、吸込口２から空気を吸引し放湿部１０、吸熱器７、放熱器５の順に供給し、送風手段８を介して吹出口から排出する風路である。第４送風路１９においては、吸込口２から吸い込まれた室内空気は、加熱手段１２と除湿ロータ１１の下方を主に介して吸熱器７に供給され、冷却されることにより結露し、水分は水滴として取り出される。この後、冷却された空気は、放熱器５に供給され、放熱器５を冷却する。そして放熱器５から熱を奪い、温度が上昇した空気が送風手段８に吸引されることになる。

除湿ロータ１１の放湿部１０に送風する風量には、放湿部１０出口の空気をより結露しやすい空気（湿度が高く、温度が低い空気）とするため、最適な風量が存在する。一方、吸熱器７における冷却結露に対しても、その表面積や冷凍サイクルの動作熱量などにより、最適風量が存在する。これらの風量のアンバランスを解消するため、上述の第４送風路１９を設けることにより、吸熱器７への最適風量と、放湿部１０への最適風量をバランスさせることができる。

なお、除湿ロータ１１の放湿部１０と、吸熱器７との間には、第２送風路１７と第３送風路１８とが連通する連通風路２０を備えても良い。具体的には、連通風路２０は、除湿ロータ１１の放湿部１０周縁と吸熱器７との隙間である。すなわち、第４送風路１９を流れている室内の空気の一部が、連通風路２０を介して、第２送風路１７から吸熱器７へ流れても良い。

第２送風路１７において、放湿部１０から流出する空気は、水分が多く含まれ、加熱手段１２の余熱も追加されており温度も高くなっており顕熱の比率が大きくなっているが、上述のように、この空気に連通風路２０を介して第４送風路１９からの室内空気を混合することにより、第２送風路１７における放湿部１０から吸熱器７へ流れる空気の温度が下がり、顕熱比率を下げることができ、より結露しやすい空気とすることができる。このように、作用する各送風路の風量のバランスは吸込口２からそれぞれの風路を通り送風手段８に吸引されるまでの通風抵抗によって決定する。

本実施形態において特徴は、本体ケース１における第１の方向において、加熱手段１２と、除湿ロータ１１と、吸熱器７と、放熱器５と、送風手段８とが順に配置され、本体ケース１における第１の方向に対して直角方向である第２の方向において少なくとも一方側には、吸込口２を設けた点である。

具体的には、本体ケース１における第１の水平方向において、加熱手段１２と、除湿ロータ１１と、吸熱器７と、放熱器５と、送風手段８とが順に配置され、本体ケース１における第１の水平方向に対して直角方向である第２の水平方向において少なくとも一方側には、吸込口２を設けたものである。つまり、本体ケース１における前後方向において、本体ケース１の前面側から背面側に向かって、加熱手段１２と、除湿ロータ１１と、吸熱器７と、放熱器５と、送風手段８とが順に配置され、本体ケース１における左側面または右側面の少なくとも一方側には、吸込口２を設けたものである。なお、第１の方向は、本体ケース１における前後方向において、本体ケース１の前面側から背面側に向かう方向である。

これにより、吸込口２は、第３送風路１８に近いため、第３送風路１８の風量を確保しやすく、冷凍サイクルの冷却効率を向上させることができる。具体的には、吸込口２は、放熱器５と吸熱器７との間の隙間に近づくので、吸込口２から吸い込まれた空気は、放熱器５へ流れ易くなる。通常は、本体ケース１における前面に吸込口２を設けることにより、吸込口２から加熱手段１２、または除湿ロータ１１までの距離が短くなるが、吸込口２と放熱器５との距離は長くなる構成であった。

また、吸込口２は第１の吸込口２Ｒ、第２の吸込口２Ｌの両側面に構成されるので、左右の風速分布が偏らず、バランスよく風量が確保できる。

また、吸込口２の風下には、バッファ空間２１を設けている。具体的には、第１の吸込口２Ｒの本体内部側には、第１のバッファ空間２１Ｒを設け、第２の吸込口２Ｌの本体内部側には、第２のバッファ空間２１Ｌを設けている。本体ケース１内に入った空気は一旦バッファ空間２１に入り緩衝することにより、第３送風路１８とそれ以外の風路への分流バランスを安定することができるとともに、このバッファ空間２１から各風路の開口部面積を調整することで容易に各風路の風量バランスを調整することができる。

第１のバッファ空間２１Ｒは、第１の吸込口２Ｒと、加熱手段１２、除湿ロータ１１、吸熱器７、および放熱器５との間に設けた空間である。第１のバッファ空間２１Ｒと、加熱手段１２、除湿ロータ１１、吸熱器７、および放熱器５とは、第１の仕切り板２２によって仕切られている。第１の仕切り板２２には、第１の中央連通路２３と第１の前面側連通路２４とを備えている。第１の中央連通路２３は、第１のバッファ空間２１Ｒと、放熱器５とを連通する通路である。第１の前面側連通路２４は、第１のバッファ空間２１Ｒと、加熱手段１２または除湿ロータ１１とを連通する通路である。第１の吸込口２Ｒから吸い込まれた空気は、第１のバッファ空間２１Ｒから、第１の中央連通路２３を介して、放熱器５へ流れ、第３送風路１８を通過する場合と、第１のバッファ空間２１Ｒから、第１の前面側連通路２４を介して、第１送風路１６、第２送風路１７、または第４送風路１９を通過する場合とに分かれる。

同様に、第２のバッファ空間２１Ｌは、第２の吸込口２Ｌと、加熱手段１２、除湿ロータ１１、吸熱器７、および放熱器５との間に設けた空間である。第２のバッファ空間２１Ｌと、加熱手段１２、除湿ロータ１１、吸熱器７、および放熱器５とは、第２の仕切り板２５によって仕切られている。第２の仕切り板２５には、第２の中央連通路２６と第２の前面側連通路２７とを備えている。第２の中央連通路２６は、第２のバッファ空間２１Ｌと、放熱器５とを連通する通路である。第２の前面側連通路２７は、第２のバッファ空間２１Ｌと、加熱手段１２または除湿ロータ１１とを連通する通路である。第２の吸込口２Ｌから吸い込まれた空気は、第２のバッファ空間２１Ｌから、第２の中央連通路２６を介して、放熱器５へ流れ、第３送風路１８を通過する場合と、第２のバッファ空間２１Ｌから、第２の前面側連通路２７を介して、第１送風路１６、第２送風路１７、または第４送風路１９を通過する場合とに分かれる。

また、第１のバッファ空間２１Ｒと第２のバッファ空間２１Ｌを繋いで均圧するダクト２８を風路とは別に設けることで、左右の風量バランスが調整でき、片側の吸込口が壁などに塞がれた場合にも、閉塞されていない側からこのダクト２８を通り閉塞された側に風が供給されるので、左右の風量バランスを大きく崩すことなく風量を確保できる。

上述のように、第１の吸込口２Ｒと第２の吸込口２Ｌを、並設された加熱手段１２、除湿ロータ１１、吸熱器７、放熱器５、送風手段８の横側に設け、それぞれに空気の流れを緩衝する第１のバッファ空間２１Ｒと第２のバッファ空間２１Ｌを設け、それを、ダクト２８で均圧することにより、左右の風速分布が偏らず、第３送風路１８とそれ以外の風路への分流バランスを安定させ、冷凍サイクルの冷却効率を向上させ、除湿装置の除湿効率を向上させることができる。この結果、本体サイズをコンパクトにしながら、安定的に除湿効率を高めることができるのである。

また、ダクト２８の一部が制御部品によって形成されている。機器を制御する制御基盤２９もしくは制御基盤２９を内蔵する制御箱３０で構成することである。

これにより、定常時はもちろんのこと、吸込口２が閉塞され温度上昇しやすい状況、特に片側の吸込口が壁などに塞がれた場合に、閉塞されていない側からこのダクト２８を通り閉塞された側に風が供給されるので、制御基盤２９が冷却され温度上昇を防ぐことができる。

したがって、除湿装置として極めて有用なものとなる。

１ 本体ケース
２ 吸込口
２Ｒ 第１の吸込口
２Ｌ 第２の吸込口
３ 吹出口
４ 圧縮機
５ 放熱器
６ 膨張器
７ 吸熱器
８ 送風手段
９ 吸湿部
１０ 放湿部
１１ 除湿ロータ
１２ 加熱手段
１３ 駆動手段
１４ 集水手段
１５ 集水タンク
１６ 第１送風路
１７ 第２送風路
１８ 第３送風路
１９ 第４送風路
２０ 連通風路
２１ バッファ空間
２１Ｒ 第１のバッファ空間
２１Ｌ 第２のバッファ空間
２２ 第１の仕切り板
２３ 第１の中央連通路
２４ 第１の前面側連通路
２５ 第２の仕切り板
２６ 第２の中央連通路
２７ 第２の前面側連通路
２８ ダクト
２９ 制御基盤
３０ 制御箱

Claims (4)

1. 吸込口と吹出口を有する本体ケース内に、圧縮機、放熱器、膨張器、吸熱器を順次環状に連結し冷媒を循環する冷凍サイクルと、吸湿部および放湿部を有する除湿ロータと、加熱手段と、送風手段とを備え、前記送風手段によって前記吸込口から空気を吸引し前記吸湿部に供給して前記吹出口から排出する第１送風路と、前記送風手段によって前記吸込口から空気を吸引し前記加熱手段、前記放湿部、前記吸熱器、前記放熱器の順に供給して前記吹出口から排出する第２送風路と、前記吸込口から空気を吸引し前記放熱器に供給して前記吹出口から排出する第３送風路を備え、前記本体ケースにおける第１の方向において、前記加熱手段と、前記除湿ロータと、前記吸熱器と、前記放熱器と、前記送風手段とが順に配置され、前記本体ケースにおける第１の方向に対して水平方向において直角方向である第２の方向において少なくとも一方側には、前記吸込口を設け、前記第２の方向において少なくとも一方側の前記吸込口の風下にバッファ空間を設け、前記バッファ空間と、前記加熱手段、前記除湿ロータ、前記吸熱器、および前記放熱器とは、仕切り板によって仕切られ、前記仕切り板には、中央連通路と前面側連通路とを備え、前記中央連通路は、前記バッファ空間と、前記放熱器とを連通する通路であり、前記前面側連通路は、前記バッファ空間と、前記加熱手段または前記除湿ロータとを連通する通路であることを特徴とする除湿装置。
2. 前記本体ケースにおける左右方向の左側には、前記吸込口である第１の吸込口を設け、前記本体ケースにおける左右方向の右側には、前記吸込口である第２の吸込口を設けた請求項１記載の除湿装置。
3. 前記第１の吸込口の風下に備えた第１のバッファ空間と、前記第２の吸込口の風下に備えた第２のバッファ空間と、前記第１のバッファ空間と前記第２のバッファ空間とを連通するダクトとを設けたことを特徴とする請求項２に記載の除湿装置。
4. 前記ダクトの一部が制御部品によって形成されている請求項３記載の除湿装置。

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