JP6956311B2

JP6956311B2 - 除湿装置

Info

Publication number: JP6956311B2
Application number: JP2017036245A
Authority: JP
Inventors: 彩参納; 堀　達也; 藤井　泰樹
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2037-02-28
Also published as: JP2018141592A

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。

従来、この種の除湿装置では、吸込口から空気を吸湿部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加熱手段、放湿部、吸熱器、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、吸込口から空気を吸引し吸熱器、放熱器の順に供給して吹出口から排出する第３送風路とを備えた構成が知られている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−８７５８５号公報

このような従来の除湿装置においては、第１送風路と、第２送風路、第３送風路とを備えた構成になっていた。特に、第１送風路と第２送風路における除湿ロータでの湿気の吸着、および放湿の効率を向上させ、除湿性能を高めるという課題があった。

そこで、本発明は、従来の課題を解決するものであり、除湿性能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、本発明に係る除湿装置は、吸込口と吹出口を有する本体ケースと、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、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３送風路とを備え、前記第１送風路は、前記吸湿部より下流側において前記吸熱器の上端よりも上方に配置された上方風路と、前記吸湿部より下流側において前記吸湿部と前記吸熱器との間に前記吸熱器の上端よりも下方に配置された下方風路とを備え、前記下方風路を流れる空気は、前記下方風路を流れた後に前記上方風路に流れ、前記第２送風路における前記除湿ロータを通過する部分は、前記吸熱器の上端よりも下方に配置され、前記下方風路は、第１の下方風路と第２の下方風路とを有し、前記第１の下方風路と前記第２の下方風路との間には、前記第２送風路の一部を配置し、前記第２送風路は、前記除湿ロータと前記吸熱器との間において、前記第１の下方風路と前記吸熱器との間と、前記第２の下方風路と前記吸熱器との間と、を通過する拡大風路を有することを特徴とする除湿装置。

本発明によれば、吸込口と吹出口を有する本体ケースと、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、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３送風路とを備え、前記第１送風路は、前記吸湿部より下流側において前記吸熱器の上端よりも上方に配置された上方風路と、前記吸湿部より下流側において前記吸湿部と前記吸熱器との間に前記吸熱器の上端よりも下方に配置された下方風路とを備え、前記下方風路を流れる空気は、前記下方風路を流れた後に前記上方風路に流れ、前記第２送風路における前記除湿ロータを通過する部分は、前記吸熱器の上端よりも下方に配置され、前記下方風路は、第１の下方風路と第２の下方風路とを有し、前記第１の下方風路と前記第２の下方風路との間には、前記第２送風路の一部を配置し、前記第２送風路は、前記除湿ロータと前記吸熱器との間において、前記第１の下方風路と前記吸熱器との間と、前記第２の下方風路と前記吸熱器との間と、を通過する拡大風路を有する構成とすることで、除湿ロータの吸湿部面積を広く取ることができ、吸熱器において、除湿ロータの放湿部の面積よりも広い面積に多湿空気を供給することができる。結果として、除湿能力を向上できる。

本発明の実施の形態にかかる除湿装置の外観斜視図同除湿装置の内部構成を示す断面概略図同除湿装置の内部構成を示す斜視図同除湿装置のロータ支持部周辺のＡ−Ａ断面図同除湿装置のロータ支持部周辺の分解斜視図同除湿装置のロータ支持部周辺のＢ−Ｂ断面図

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。

図１、図２において、１は箱型の本体ケースで、この本体ケース１の側面には、吸込口２が配置され、上部には吹出口３が配置されている。

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、吸込口２から順次、除湿ロータ１１、吸熱器７、放熱器５、送風手段８の順に配置している。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。

さらに、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とを備えている。第１送風路１６は、送風手段８によって、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２送風路１７は、送風手段８によって、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。

詳細に説明すると、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。

一方、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。

また、第３送風路１８においては、吸込口２から空気を吸引し吸熱器７、放熱器５の順に供給し、送風手段８を介して吹出口３から排出する。すなわち、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。

図３において、内部構成をさらに詳しく説明すると、本体ケース１内には、除湿ロータ１１を回動自在に支持するロータ支持部１９を設ける。ロータ支持部１９には、加熱手段１２、駆動手段１３も備え、さらに、第１送風路１６、第２送風路１７、第３送風路１８それぞれの風路の一部も形成し、送風手段８および吸熱器７と連通している。

本発明において特徴的なのは、第１送風路１６は、吸湿部９より下流側において、上方風路２０と下方風路２１とを備えた点である。上方風路２０は、吸湿部９より下流側において吸熱器７の上端よりも上方に配置されており、下方風路２１は、吸湿部９より下流側において吸湿部９と吸熱器７との間に吸熱器７の上端よりも下方に配置されている。下方風路２１を流れる空気は、下方風路２１を流れた後に上方風路２０に流れる。つまり、吸湿部９より下流側において、吸熱器７の上端よりも上方に配置された上方風路２０と、吸湿部９よりも下方に配置された下方風路２１とを備え、下方風路２１を流れる空気は、下方風路２１流れた後に上方風路２０に流れる構成とすることである。

図４は、本発明の実施の形態にかかる除湿装置のロータ支持部周辺であり、図３におけるＡ−Ａでの断面図である。図４において、上方風路２０と下方風路２１の風路構成について説明すると、下方風路２１における風路面の一部には、除湿ロータ１１と吸熱器７との間に配置された下仕切面２２を有している。下仕切面２２は、除湿ロータ１１とは一定の距離を持ち、下仕切面２２と除湿ロータ１１との間が下方風路２１となる。下仕切面２２は、除湿ロータ１１の吸湿部９に対向し、除湿ロータ１１の吸湿部９を通過した空気は、下仕切面２２に当たり、風向を上方へ変え、上方風路２０へ流れ込む。すなわち、下方風路２１は、除湿ロータ１１の吸湿部９で低湿空気になった後、下方空間２３を通過して、上方風路２０に吸われる形で、送風手段８を通過し、吹出口３より室内に供給される。

これにより、除湿ロータ１１における吸湿部９は、吸熱器７の上端よりも上方に配置された上方風路２０に対向した区画だけでなく、吸熱器７の上端よりも下方に配置された下方風路２１に対向した区画も吸湿部９となるので、吸湿部９の面積をより広く取ることができ、結果として、除湿性能を向上できる。

さらに、図５を用いて、下方風路２１について詳細に説明すると、下方風路２１は、第１の下方風路２４と第２の下方風路２５で構成される。そして、第１の下方風路２４と第２の下方風路２５との間には、第２送風路１７の一部を配置している。つまり、第１の下方風路２４と第２の下方風路２５は、第２送風路１７の一部によって分けられている。すなわち、円環形状の除湿ロータ１１の風路において、第２送風路１７は半径方向を網羅するものであり、除湿ロータ１１全体を十分に放湿できる構成とするのがよい。結果として、除湿能力を向上できる。

図６において、第２送風路１７における除湿ロータ１１を通過する部分は、吸熱器７の上端よりも下方に配置するのがよい。すなわち、放湿部１０を通過した多湿空気を効率よく吸熱器７に送り込むことができる。結果として、除湿能力を向上できる。

さらに、図５を用いて、第２送風路１７について詳しく説明すると、第２送風路１７の除湿ロータ１１を通過する部分は、除湿ロータ１１における下部中央に配置するのがよい。先述の通り、除湿ロータ１１における第１の下方風路２４と第２の下方風路２５は第２送風路１７によって隔てられており、第１の下方風路２４と第２の下方風路２５を左右均等に配置することによって、上方風路２０にバランスよく流入させることができる。結果として、除湿能力を向上できる。

図４に示すように、第２送風路１７は、除湿ロータ１１と吸熱器７との間において、下方風路２１と吸熱器７との間を通過する拡大風路２６を有する。下方風路２１における風路面の一部には、除湿ロータ１１と吸熱器との間に配置された下仕切面２２を有している。この下仕切面２２は、除湿ロータ１１と一定の距離を有し、更に、下仕切面２２は、吸熱器７とも一定の距離を有して対向している。この下仕切面２２と吸熱器７との間が第２送風路１７の一部である拡大風路２６となる。

すなわち、除湿ロータ１１の放湿部１０を通過した多湿空気は、拡大風路２６に広がり、吸熱器７において、除湿ロータ１１の放湿部１０の面積よりも広い面積に多湿空気を供給することができる。結果として、除湿能力を向上できる。

図６は、本発明の実施の形態にかかる除湿装置のロータ支持部周辺であり、図３におけるＢ−Ｂでの断面図である。図６を用いて、第２送風路１７と第３送風路１８の関係について、さらに詳しく説明すると、第２送風路１７は、第３送風路１８より上方に配置するのがよい。第２送風路１７は、加熱手段１２を通過した後、除湿ロータ１１の放湿部１０を通過し、吸熱器７に供給されるが、その空気は室内空気よりも高温多湿になる。一方で、第３送風路１８は、室内空気を直接、吸熱器７に供給するため、室内空気の温湿度空気となる。一般的な冷凍サイクルにおいて、吸熱器７には下方から上方に冷媒を流す。これは、冷媒が液体から気体へ変化するためであるが、冷媒は徐々に熱を吸収して、気体に変化し、温度が上昇する。

すなわち、放湿部１０を通過した高温多湿空気を、吸熱器７後半の冷媒温度が比較的高い領域に通過させ、第３送風路１８の室温湿度空気を、吸熱器７前半の冷媒温度が比較的低い領域に通過させる構成となる。結果として、吸熱器７を効率的に利用すること結果として、除湿能力を向上できる。

また、除湿ロータ１１と吸熱器７の関係について、さらに詳しく説明すると、除湿ロータ１１の回転中心は、吸熱器７の上端よりも下方に配置するのがよい。つまり、本発明のように、下方風路２１の形成することにより、除湿ロータ１１の吸湿部９を拡大することが可能なため、除湿ロータ１１を低い位置に形成しても、除湿ロータ１１を余すところなく使用できる。結果として、本体高さを抑えることができ、本体ケース１のコンパクト化が期待できる。

図５において、第１の下方風路２４の下流側に、第１の下方風路２４を流れる空気の一部が吸熱器７に連通する第１の下方連通路２７を設けてもよい。詳しく説明すると、下仕切面２２の一部を開口することで、除湿ロータ１１を通過した後、吸熱器７、放熱器５と順に通過する風路が形成される。すなわち、除湿ロータ１１の吸湿部９のうち、放湿部１０直後の、十分に放湿されていない部分の空気を吸熱器７に通過させることで、比較的高湿な空気を吸熱器７に送ることができる。結果として、除湿能力を向上できる。

また第２の下方風路２５の下流側に、第２の下方風路２５を流れる空気の一部が吸熱器７に連通する第２の下方連通路２８を設けてもよい。すなわち、除湿ロータ１１の吸湿部９のうち、放湿部１０直前の、十分に吸湿された部分を通過した常湿空気を吸熱器７に通過させることで、除湿ロータ１１の活用できていない領域の空気を吸熱器７に送ることができる。吸熱器７の風量を増加させ、結果として、除湿能力を向上できる。

ここで、図５および図６を用いて、第１送風路１６および上方風路２０についてさらに詳しく説明すると、第１送風路１６は、吸湿部９と吹出口３との間に送風手段８を備え、上方風路２０は、送風手段８側には、送風方向に対して垂直方向の断面形状が横長の開口である横長風路２９を有し、横長風路２９の上端は、除湿ロータ１１の上端より所定寸法下方に配置する構成とするのがよい。これにより、上方風路２０の上端から横長風路２９までの距離と、下方風路２１の下端から横長風路２９までの距離との差が小さくなり、除湿ロータ１１の吸湿部９上部を通過した空気と、除湿ロータ１１の吸湿部９下部を通過した空気が、バランス良く、横長風路２９に流れ込み易くなる。

具体的には、上方風路２０における風路面の一部には、除湿ロータ１１の吸湿部９と一定の距離を持ち、除湿ロータ１１の吸湿部９に対向した上仕切面３０を有している。この上仕切面３０の下方に、横長風路２９を有している。除湿ロータ１１の吸湿部９上部を通過した空気の一部は、上仕切面３０に当たり、風向を下方へ変え、横長風路２９へ流れ込む。一方、除湿ロータ１１の吸湿部９下部を通過した空気は、下仕切面２２に当たり、風向を上方へ変え、横長風路２９へ流れ込む。結果として、吸湿部９全体を活用しやすくなり、除湿性能を向上できる。また、上方風路２０より上側の空間を本体の駆動等に必要な部材（例えば、制御部等）を収める空間に活用することができる。結果として、本体ケース１のコンパクト化が期待できる。

また、図６および７に示すごとく、所定寸法は横長風路２９の上下方向の寸法より大きくするのがよい。これにより、更に、上方風路２０の上端から横長風路２９までの距離と、下方風路２１の下端から横長風路２９までの距離との差が小さくなり、除湿ロータ１１の吸湿部９上部を通過した空気と、除湿ロータ１１の吸湿部９下部を通過した空気が、バランス良く、横長風路２９に流れ込み易くなる。

横長風路２９の形状について、さらに詳しく説明すると、送風方向に対して垂直方向の面において、横長風路２９の左右方向の寸法は、除湿ロータ１１の左右方向の寸法よりも大きくするのがよい。これにより、除湿ロータ１１の半径方向全体に第１送風路１６の風を通すことが可能となり、除湿ロータ１１全体の活用が可能となる。結果として、除湿能力を向上できる。

また、除湿ロータ１１の回転中心を吸熱器７の上端よりも上方に配置する構成としてもよい。これにより、上方風路２０を広く取ることができ、圧力損失が少ない状態で吸湿部９に通風できる。結果として、除湿能力を向上できる。

図６に示すごとく、吸湿部９と吸熱器７との間において、ロータ支持部１９から吸熱器７方向に伸びた整流板３１を設けてもよい。整流板３１の形状を詳しく説明すると、第２送風路１７のうち、除湿ロータ１１の外周に沿って形成する。また、図６のごとく、吸熱器７とは連通させないことで、第２送風路１７の放湿部１０を通過した空気と、第３送風路１８の空気をバランスよく吸熱器７に取り込むことができる。すなわち、整流板３１は、第２送風路１７および第３送風路１８の一部を形成するもので、第２送風路１７の風量を増加させる効果がある。これにより、除湿ロータ１１の放湿部１０の風量を増加できる。結果として、除湿能力を向上できる。

本発明に係る除湿装置は、除湿性能を高めるもので、居住空間などに用いられる除湿装置などとして有用である。

１本体ケース
２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ロータ支持部
２０上方風路
２１下方風路
２２下仕切面
２３下方空間
２４第１の下方風路
２５第２の下方風路
２６拡大風路
２７第１の下方連通路
２８第２の下方連通路
２９横長風路
３０上仕切面
３１整流板

Claims

吸込口と吹出口を有する本体ケースと、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、
前記除湿ロータを回転させる回動部と、
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３送風路とを備え、
前記第１送風路は、前記吸湿部より下流側において前記吸熱器の上端よりも上方に配置された上方風路と、前記吸湿部より下流側において前記吸湿部と前記吸熱器との間に前記吸熱器の上端よりも下方に配置された下方風路とを備え、
前記下方風路を流れる空気は、前記下方風路を流れた後に前記上方風路に流れ、
前記第２送風路における前記除湿ロータを通過する部分は、前記吸熱器の上端よりも下方に配置され、
前記下方風路は、第１の下方風路と第２の下方風路とを有し、
前記第１の下方風路と前記第２の下方風路との間には、前記第２送風路の一部を配置し、
前記第２送風路は、前記除湿ロータと前記吸熱器との間において、前記第１の下方風路と前記吸熱器との間と、前記第２の下方風路と前記吸熱器との間と、を通過する拡大風路を有することを特徴とする除湿装置。
前記第２送風路における前記除湿ロータを通過する部分は、前記除湿ロータにおける下部中央部に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の除湿装置。
前記第２送風路は、前記第３送風路より上方に配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の除湿装置。
前記除湿ロータの回転中心は、前記吸熱器の上端よりも下方に配置されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の除湿装置。
前記第１の下方風路の下流側には、前記第１の下方風路を流れる空気の一部が前記吸熱器に連通する第１の下方連通路を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の除湿装置。
前記第２の下方風路の下流側には、前記第２の下方風路を流れる空気の一部が前記吸熱器に連通する第２の下方連通路を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の除湿装置。
前記第１送風路は、前記吸湿部と前記吹出口との間に前記送風手段を備え、
前記上方風路は、前記送風手段側には、送風方向に対して垂直方向の断面形状が横長の開口である横長風路を有し、
前記横長風路の上端は、前記除湿ロータの上端より所定寸法下方に配置されたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の除湿装置。
前記所定寸法は、前記横長風路の上下方向の寸法より大きいことを特徴とする請求項７に記載の除湿装置。
送風方向に対して垂直方向の面において、前記横長風路の左右方向の寸法は、前記除湿ロータの左右方向の寸法よりも大きいことを特徴とする請求項７または８に記載の除湿装置。
前記除湿ロータの回転中心は、前記吸熱器の上端よりも上方に配置されたことを特徴とする請求項１から７もしくは９のいずれかに記載の除湿装置。