JP7316487B2

JP7316487B2 - 除湿装置

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Publication number: JP7316487B2
Application number: JP2019013361A
Authority: JP
Inventors: 彩参納; 達也堀
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2023-07-28
Anticipated expiration: 2039-01-29
Also published as: JP2020121248A

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。

従来、この種の除湿装置は、吸気口と吹出口と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装置と熱交換器とを備えている。

ヒートポンプ装置は、圧縮機、放熱器、膨張部、吸熱器により形成され、吸気口から吸気した第１の空気が熱交換器内の第１の風路を流れて第２の空気となり、第２の空気が吹出口に向かって熱交換部内の第２の風路を流れて第１の空気と第２の空気とが熱交換を行う。

吸気口から熱交換器の第１の風路、吸熱器、熱交換器の第２の風路、放熱器を経て吹出口までの除湿風路内に送風部が備えられていた。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５－２１４５３３号公報

このような除湿装置では、熱交換器の第１の風路と第２の風路は同一の風路で構成されるため、風路が複雑で圧力損失が大きい。そのため、放熱器の風量が十分得られない場合があるという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、消費電力を低減した除湿装置を提供することを目的とする。

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、空気吸込口と空気吹出口を有する本体ケースと、圧縮機と放熱器と膨張器と吸熱器とを順に連結した冷凍サイクルと、前記空気吸込口から吸い込んだ前記本体ケース外の空気を、前記冷凍サイクルを通過させた後に前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す送風機と、第１熱交換風路を流れる空気と第２熱交換風路を流れる空気とを熱交換する熱交換器と、前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記熱交換器の前記第１熱交換風路、前記吸熱器、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機を介して前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す除湿経路と、前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記放熱器、前記送風機を介して前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出すバイパス経路と、を備え、前記放熱器は、前記空気吸込口と連通する第１の放熱部分と第２の放熱部分と、前記熱交換器の前記第２熱交換風路と連通する第３の放熱部分と、を設け、前記第３の放熱部分は、前記第１の放熱部分と前記第２の放熱部分との間に配置され、前記バイパス経路を流れる空気は、前記放熱器の前記第１の放熱部分または前記第２の放熱部分を通過し、前記第１の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積は、前記第３の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積より小さく、前記第２の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積は、前記第３の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積より小さい構成としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、本発明に係る除湿装置は、空気吸込口と空気吹出口を有する本体ケースと、圧縮機と放熱器と膨張器と吸熱器とを順に連結した冷凍サイクルと、前記空気吸込口から吸い込んだ前記本体ケース外の空気を、前記冷凍サイクルを通過させた後に前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す送風機と、第１熱交換風路を流れる空気と第２熱交換風路を流れる空気とを熱交換する熱交換器と、前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記熱交換器の前記第１熱交換風路、前記吸熱器、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機を介して前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す除湿経路と、前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記放熱器、前記送風機を介して前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出すバイパス経路と、を備え、前記放熱器は、前記空気吸込口と連通する第１の放熱部分と第２の放熱部分と、前記熱交換器の前記第２熱交換風路と連通する第３の放熱部分と、を設け、前記第３の放熱部分は、前記第１の放熱部分と前記第２の放熱部分との間に配置され、前記バイパス経路を流れる空気は、前記放熱器の前記第１の放熱部分または前記第２の放熱部分を通過するし、前記第１の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積は、前記第３の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積より小さく、前記第２の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積は、前記第３の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積より小さい構成にしたことにより、吸熱器の風量を増加させることなく放熱器の風量を増加させることができ、放熱器の冷却を促進させることができるので、結果として、消費電力を低下させることができる。

本発明の実施の形態１の除湿装置の外観図同除湿装置のＡ－Ａ断面の概略を示す断面図同除湿装置の熱交換器の構成を示す概略図同除湿装置のＢ－Ｂ断面の一例の概略を示す断面図同除湿装置の風路の一例の概略を示す断面図

本発明に係る除湿装置は、空気吸込口と空気吹出口を有する本体ケースと、圧縮機と放熱器と膨張器と吸熱器とを順に連結した冷凍サイクルと、前記空気吸込口から吸い込んだ前記本体ケース外の空気を、前記冷凍サイクルを通過させた後に前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す送風機と、第１熱交換風路を流れる空気と第２熱交換風路を流れる空気とを熱交換する熱交換器と、前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記熱交換器の前記第１熱交換風路、前記吸熱器、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機を介して前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す除湿経路と、前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記放熱器、前記送風機を介して前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出すバイパス経路と、を備え、前記放熱器は、前記空気吸込口と連通する第１の放熱部分と第２の放熱部分と、前記熱交換器の前記第２熱交換風路と連通する第３の放熱部分と、を設け、前記第３の放熱部分は、前記第１の放熱部分と前記第２の放熱部分との間に配置され、前記バイパス経路を流れる空気は、前記放熱器の前記第１の放熱部分または前記第２の放熱部分を通過する構成にしたことにより、放熱器の風量を増加させることができ、放熱器の冷却を促進させることができるので、結果として、消費電力を低下させることができる。

また、前記本体ケースは、第１の空気吸込口と第２の空気吸込口とを有し、前記第１の空気吸込口は、前記本体ケースにおける左右方向における一方側の側面に配置され、前記第２の空気吸込口は、前記本体ケースにおける左右方向における他方側の側面に配置され、前記放熱器の前記第１の放熱部分は、前記本体ケースの左右方向における一方側に配置され、前記放熱器の前記第２の放熱部分は、前記本体ケースの左右方向における他方側に配置する構成にしてもよい。これにより、バランスよく放熱器に吸気できるため、放熱器の上流の風路にバランスよく風を流すことができる。結果として、除湿性能を向上することができる。

また、前記第１の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積は、前記第３の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積より小さく、前記第２の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積は、前記第３の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積より小さい構成としてもよい。これにより、除湿処理に必要な風量を確保しつつ、放熱器の風量を増加させることができ、結果として、消費電力を低下させることができる。

また、前記熱交換器は、六面体構造であり、前記第１熱交換風路は、前記熱交換器における前記本体ケースの上側である上面と、前記熱交換器における前記本体ケースの下側である下面とを連通し、前記第２熱交換風路は、前記熱交換器における前記本体ケースの前側である前面と、前記熱交換器における前記本体ケースの後側である後面とを連通し、前記第１の空気吸込口の少なくとも一部は、前記本体ケースの左右方向における一方側である前記熱交換器の第１の面に対向し、前記第２の空気吸込口の少なくとも一部は、前記本体ケースの左右方向における他方側である前記熱交換器の第２の面に対向する構成としてもよい。これにより、第１熱交換風路と第１熱交換部分および第２熱交換部分にバランスよく吸気できる。結果として、除湿性能を向上させることができる。

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）
図１は、本実施の形態１の除湿装置の外観図であり、図２は図１内のＡ－Ａ断面における概略を示す断面図である。

図１、２に示すように、除湿装置の本体ケース１は箱形状で、背面には空気吸込口２を備え、天面の前面側には空気吹出口３を有している。

本体ケース１内には、冷凍サイクルと、熱交換器４と、送風機５とを備えている。

冷凍サイクルは、圧縮機６、放熱器７、膨張器８としてキャピラリーチューブ、吸熱器９とからなり、これらを、この順に冷媒配管１０で接続して形成している。この吸熱器９で除湿対象となる空気を冷却除湿するものである。放熱器７と吸熱器９とは、対向して配置されている。放熱器７は、本体ケース１における前面側に配置され、吸熱器９は、本体ケース１における背面側に配置されている。

図３は、熱交換器４の構成を示す概略図である。図２、３に示すように、熱交換器４は、伝熱板Ａ１１および伝熱板Ｂ１２を交互に積層することにより構成されており、それぞれの伝熱板には、積層した際に風路が構成できるようにリブ１３が設けられている。そして、鉛直方向に流れる第１熱交換風路１４と、水平に流れる第２熱交換風路１５とを構成し、この風路間でそれぞれの伝熱板を介して熱交換を行っている。熱交換器４は、伝熱板を積層した状態で下面が傾斜した立方体となり、放熱器７と吸熱器９との間で、吸熱器９から放熱器７への風路中に設けられている。

送風機５は、スクロール形状のケーシング部１６と、このケーシング部１６に固定されたモータ部１７と、このモータ部１７によって回転する羽根部１８とから形成している。ケーシング部１６は、吸込口１９と吐出口２０とを備えている。この吸込口１９は、放熱器７に対向している。吸熱器９と、熱交換器４の第２熱交換風路１５と、放熱器７と、送風機５とは、水平方向に一直線上に配置されている。すなわち、吸熱器９と、熱交換器４と、放熱器７と、吸込口１９とは、一直線上に風路を有するものである。

送風機５によって、矢印に示すように、空気吸込口２からに吸気した空気は、熱交換器４の第１熱交換風路１４へ流入して、すでに吸熱器９により冷却除湿された空気と熱交換して予冷されたのち、吸熱器９における熱交換器４の底面より下方に突出した部分を通過し、その後風向を反転させ、さらに吸熱器９の残りの部分を通って冷却除湿される。なお、熱交換器４の底面より下方に突出した部分は通過せず、吸熱器９に一度のみ通過する風路もある。また、吸熱器９は、熱交換器４の底面から突出させず、吸熱器９の下端と熱交換器４の底面の上端とを同じ高さにしてもよい。

冷却除湿された空気は熱交換器４の第２熱交換風路１５に流入し空気吸込口２から吸気した空気によって加熱され、放熱器７でさらに加熱され、送風機５によって機外に送風される。上記風路が、除湿を行う除湿経路２１となる。

熱交換器４および吸熱器９の下方には、水受け手段２２が設置されている。水受け手段２２には、熱交換器４の第１熱交換風路１４および吸熱器９に生成される結露水が滴下する。すなわち、空気吸込口２から流入した空気が熱交換器４にて予冷される段階で、第１熱交換風路１４内で水分が結露して水滴となって滴下することがあるが、熱交換器４の下方に除湿経路２１を兼ねた水受け手段２２を配置して結露水を受ける構造となっている。

また、本体ケース１内の水受け手段２２の下部には、結露水を貯水するタンク２４を備え、水受け手段２２に設けた、たまった水滴をタンク２４に導出するドレン孔２５を通って、除湿水はタンク２４に回収される。

また、吸熱器９の熱交換器４の反対側（本体ケース１の空気吸込口２側）で、水受け手段２２の上方には、吸熱器カバー２３を設ける。水受け手段２２と吸熱器カバー２３は、除湿経路２１における熱交換器４の第１熱交換風路１４から吸熱器９までの風路の一部である。

図４は、図２内のＢ－Ｂ断面における概略を示す断面図である。

本実施形態における特徴は、放熱器７に、空気吸込口２と連通する第１の放熱部分２６と第２の放熱部分２７と、熱交換器の第２熱交換風路と連通する第３の放熱部分２８と、を設けたことである。第１の放熱部分２６と第２の放熱部分２７は、熱交換器４および吸熱器９を介さず、第１の放熱部分２６を流れる風路については、空気吸込口２、放熱器７の第１の放熱部分２６、送風機５を介して空気吹出口３から本体ケース１外に、第２の放熱部分２７を流れる風路については、空気吸込口２、放熱器７の第２の放熱部分２７、送風機５を介して空気吹出口３から本体ケース１外に、それぞれ吹出すバイパス風路となる。

すなわち、除湿経路２１は、空気吸込口２から本体ケース１内に吸い込んだ空気を、熱交換器４の第１熱交換風路１４、吸熱器９、熱交換器４の第２熱交換風路１５、放熱器７の第３の放熱部分２８、送風機５を介して空気吹出口３から本体ケース１外に吹き出す経路となる。この除湿経路２１に加えて、空気吸込口２、放熱器７の第２の放熱部分２７、送風機５を介して空気吹出口３から本体ケース１外に、それぞれ吹出すバイパス風路を追加したものである。

このような構成にすることにより、放熱器７の風量を増加させることができ、放熱器７の冷却を促進させることができる。放熱器７の冷却が促進されると、放熱器の内部を流れる冷媒の圧力を下げることができ、冷凍サイクルで連結された圧縮機の負荷を低減させることができる。結果として、圧縮機６の消費電力を低下させることができる。

第３の放熱部分２８には、熱交換器４の第１熱交換風路１４、吸熱器９、熱交換器４の第２熱交換風路１５を介した風が通過するため、第１の放熱部分２６と第２の放熱部分２７と比較すると、圧力損失が非常に高くなる。第３の放熱部分２８を、第１の放熱部分２６と第２の放熱部分２７との間に配置することにより、偏向することなく熱交換器４および吸熱器９に通風できるという効果を奏する。具体的には、ケーシング部１６の吸込口１９の大部分は、放熱器７の第３の放熱部分２８に対向しているが、第３の放熱部分２８は、第１の放熱部分２６と第２の放熱部分２７と比較すると、圧力損失が非常に高くなる。結果として、送風機５によって、空気吸込口２から本体ケース１内に吸い込まれた空気は、第３の放熱部分２８だけでなく、第１の放熱部分２６または第２の放熱部分２７を通過し、送風機５に流れ込む。

また、本体ケース１は、第１の空気吸込口２９と第２の空気吸込口３０とを有し、第１の空気吸込口２９は、本体ケース１における左右方向における一方側の側面に配置し、第２の空気吸込口３０は、本体ケース１における左右方向における他方側の側面に配置し、放熱器７の第１の放熱部分２６は、本体ケース１の左右方向における一方側に配置し、放熱器７の第２の放熱部分２７は、本体ケース１の左右方向における他方側に配置する。

これにより、バランスよく放熱器７の第１の放熱部分２６と第２の放熱部分２７に吸気できるため、放熱器７の第３の放熱部分２８の本体ケース１における左右方向の送風バランスが良好になり、放熱器７の第３の放熱部分２８の上流の風路である、吸熱器９、熱交換器４の第２熱交換風路１５の本体ケース１における左右方向にバランスよく風を流すことができる。結果として、除湿性能を向上することができる。

また、第１の放熱部分２６における送風方向に対して垂直な面の面積は、第３の放熱部分２８における送風方向に対して垂直な面の面積より小さく、第２の放熱部分２７における送風方向に対して垂直な面の面積は、第３の放熱部分２８における送風方向に対して垂直な面の面積より小さい構成とする。

これにより、第３の放熱部分２８を通過する風量、すなわち、除湿経路２１を通過する除湿処理に必要な風量を確保しつつ、放熱器７の風量を増加させることができる。結果として、圧縮機６の消費電力を低下させることができる。

図５は、放熱器７と熱交換器４周辺の風路を示す概略図である。

図５のごとく、熱交換器４は、六面体構造であり、第１熱交換風路１４は、熱交換器４における本体ケース１の上側である上面と、熱交換器４における本体ケース１の下側である下面とを連通し、第２熱交換風路１５は、熱交換器４における本体ケース１の前側である前面と、熱交換器４における本体ケース１の後側である後面とを連通し、第１の空気吸込口２９の少なくとも一部は、本体ケース１の左右方向における一方側である熱交換器４の第１の面３１に対向し、第２の空気吸込口３０の少なくとも一部は、本体ケース１の左右方向における他方側である熱交換器４の第２の面３２に対向する構成とする。

すなわち、熱交換器４の第１熱交換風路１４の入り口（熱交換器４の上面）と、第１の面３１とは直交し、第１の放熱部分２６と第１の面３１とも直交する。この構成によると、第１の空気吸込口２９から本体ケース１内に流入する空気は、熱交換器４の第１の面３１に沿うように流れ、第１の放熱部分２６と熱交換器４の第１熱交換風路１４とに流入するため、それぞれ直交した風路から供給される構成とすることで、第１熱交換風路１４と第１の放熱部分２６にバランスよく吸気できる。熱交換器４の第１熱交換風路１４と第２の放熱部分２７も、熱交換器４の第２の面３２に沿うように流れ、同様となる。

これにより、第１熱交換風路１４と第１の放熱部分２６および第２の放熱部分２７にバランスよく吸気できる。結果として、除湿性能を向上させることができる。

本発明に係る除湿装置は、除湿性能の向上を可能とするものであるので、居室空間などで使用される除湿装置等として有用である。

１本体ケース
２空気吸込口
３空気吹出口
４熱交換器
５送風機
６圧縮機
７放熱器
８膨張器
９吸熱器
１０冷媒配管
１１伝熱板Ａ
１２伝熱板Ｂ
１３リブ
１４第１熱交換風路
１５第２熱交換風路
１６ケーシング部
１７モータ部
１８羽根部
１９吸込口
２０吐出口
２１除湿経路
２２水受け手段
２３吸熱器カバー
２４タンク
２５ドレン孔
２６第１の放熱部分
２７第２の放熱部分
２８第３の放熱部分
２９第１の空気吸込口
３０第２の空気吸込口
３１第１の面
３２第２の面

Claims

空気吸込口と空気吹出口を有する本体ケースと、
圧縮機と放熱器と膨張器と吸熱器とを順に連結した冷凍サイクルと、
前記空気吸込口から吸い込んだ前記本体ケース外の空気を、前記冷凍サイクルを通過させた後に前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す送風機と、
第１熱交換風路を流れる空気と第２熱交換風路を流れる空気とを熱交換する熱交換器と、
前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記熱交換器の前記第１熱交換風路、前記吸熱器、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機を介して前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す除湿経路と、
前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記放熱器、前記送風機を介して前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出すバイパス経路と、を備え、
前記放熱器は、
前記空気吸込口と連通する第１の放熱部分と第２の放熱部分と、
前記熱交換器の前記第２熱交換風路と連通する第３の放熱部分と、を設け、
前記第３の放熱部分は、前記第１の放熱部分と前記第２の放熱部分との間に配置され、
前記バイパス経路を流れる空気は、前記放熱器の前記第１の放熱部分または前記第２の放熱部分を通過し、
前記第１の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積は、前記第３の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積より小さく、
前記第２の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積は、前記第３の放熱部分における送風方向に対して垂直な面の面積より小さいことを特徴とする除湿装置。
前記本体ケースは、第１の空気吸込口と第２の空気吸込口とを有し、
前記第１の空気吸込口は、前記本体ケースにおける左右方向における一方側の側面に配置され、
前記第２の空気吸込口は、前記本体ケースにおける左右方向における他方側の側面に配置され、
前記放熱器の前記第１の放熱部分は、前記本体ケースの左右方向における一方側に配置され、
前記放熱器の前記第２の放熱部分は、前記本体ケースの左右方向における他方側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。
前記熱交換器は、六面体構造であり、
前記第１熱交換風路は、前記熱交換器における前記本体ケースの上側である上面と、前記熱交換器における前記本体ケースの下側である下面とを連通し、
前記第２熱交換風路は、前記熱交換器における前記本体ケースの前側である前面と、前記熱交換器における前記本体ケースの後側である後面とを連通し、
前記第１の空気吸込口の少なくとも一部は、前記本体ケースの左右方向における一方側である前記熱交換器の第１の面に対向し、
前記第２の空気吸込口の少なくとも一部は、前記本体ケースの左右方向における他方側である前記熱交換器の第２の面に対向することを特徴とする請求項２に記載の除湿装置。