JP7320699B2

JP7320699B2 - 除湿装置

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Publication number: JP7320699B2
Application number: JP2019048481A
Authority: JP
Inventors: 亮太河本; 彩参納
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2023-08-04
Anticipated expiration: 2039-03-15
Also published as: JP2020148440A

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、空気吸込口と空気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冷凍サイクルと熱交換器とを備えている。

冷凍サイクルは、圧縮機、放熱器、膨張部、吸熱器により形成され、空気吸込口から吸気した第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。

空気吸込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、放熱器を経て空気吹出口までの除湿風路内に送風部が備えられていた。

また、第２の風路は風路外との仕切りに水受け手段と風路カバーが備えられていた。（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、熱交換器で冷却された除湿風路内の低温の第２の空気と、除湿風路外の常温空気とが、風路カバーで仕切られている。これにより、風路カバーで低温の第２の空気と常温空気の熱交換が行われ、第２の空気の温度上昇による除湿性能の低下する課題があった。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、除湿性能を向上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風路と、を備え、前記除湿風路において、前記第１熱交換風路と前記吸熱器を連通する連通風路は、風路カバーに覆われ、前記風路カバーは、断熱材料で形成し、前記風路カバーは、下面と前記吸熱器に対向した面が開口した箱形状であり、前記熱交換器と前記吸熱器の下方には、前記除湿風路の一部である水受け手段を設け、前記水受け手段の上部には、前記風路カバーの下端部が嵌る第１の装着部を有し、前記吸熱器の上部には、前記風路カバーの上端部が嵌る第２の装着部を設けたものであり、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、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風路と、を備え、前記除湿風路において、前記第１熱交換風路と前記吸熱器を連通する連通風路は、風路カバーに覆われ、前記風路カバーは、断熱材料で形成し、前記風路カバーは、下面と前記吸熱器に対向した面が開口した箱形状であり、前記熱交換器と前記吸熱器の下方には、前記除湿風路の一部である水受け手段を設け、前記水受け手段の上部には、前記風路カバーの下端部が嵌る第１の装着部を有し、前記吸熱器の上部には、前記風路カバーの上端部が嵌る第２の装着部を設けたものであり、前記連通風路内の低温空気と、除湿風路外の常温空気が前記断熱材で断熱されるので、２つの空気間の伝熱量が減り前記連通風路内の低温空気としては温度上昇を低温に抑えた状態にすることができるので、前記熱交換器の前記第１熱交換風路と前記第２熱交換風路の温度差を大きくすることになり、結果として前記第１熱交換風路の結露量が増えて除湿性能を向上することができる。また、風路カバーはネジなどを使用した局所的な応力を加えないで保持されるので、製品の耐久性と安全性を向上できる。

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Ａ－Ａ断面を示す断面図同除湿装置の風路カバーを示す斜視図（（ａ）風路カバーの外面を示す斜視図、（ｂ）風路カバーの内面を示す斜視図）同除湿装置のＡ－Ａ断面を示す断面図同除湿装置のＡ－Ａ断面を示す断面図同除湿装置のＢ－Ｂ断面を示す断面図同除湿装置のＡ－Ａ断面と風路カバー組み立て工程を示す断面図（（ａ）風路カバーが外れた状態を示す断面図、（ｂ）風路カバーの下端部が第１の装着部に嵌められた状態を示す断面図、（ｃ）風路カバーの上端部が第２の装着部に嵌められた状態を示す断面図、（ｄ）本体ケースを装着した状態を示す断面図）

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風路と、を備え、前記除湿風路において、前記第１熱交換風路と前記吸熱器を連通する連通風路は、風路カバーに覆われ、前記風路カバーは、断熱材料で形成している構成を有する。

これにより、除湿風路である前記連通風路内の低温空気と、除湿風路外の常温空気が前記断熱材で断熱されるので、２つの空気間の伝熱量が減り前記連通風路内の低温空気としては温度上昇を低温に抑えた状態にすることができる。これにより、前記熱交換器の前記第１熱交換風路と前記第２熱交換風路の温度差を大きくすることになり、結果として前記第１熱交換風路の結露量が増えて除湿性能を向上することができるという効果を奏する。

また、前記風路カバーは、発泡スチロールで形成している構成としてもよい。

これにより、安価な材料で除湿性能の向上と安全性の向上ができるという効果を奏する。

また、前記風路カバーは、下面と前記吸熱器に対向した面が開口した箱形状であり、前記熱交換器と前記吸熱器の下方には、前記除湿風路の一部である水受け手段を設け、前記水受け手段の上部には、前記風路カバーの下端部が嵌る第１の装着部を有し、前記吸熱器の上部には、前記風路カバーの上端部が嵌る第２の装着部を設けた構成としてもよい。

これにより、前記風路カバーは前記第１の装着部と前記第２の装着部と前記風路カバーの外側に配置される前記本体ケースとで保持されるため、ネジなどを使用した局所的な応力を加えないで接合されるので、強度が低い前記断熱材においても、接合部の長期的な劣化や外部からの衝撃加重が加わっても破損を防止できるので製品の耐久性と安全性を向上できる。

また、前記風路カバーの対向する側面の少なくとも一方には、前記吸熱器から延びる冷媒配管が通る切り欠き部を備えた構成としてもよい。

これにより、前記切り欠き部は前記冷媒配管の通す空間であるとともに、前記風路カバーを前記第１の装着部と前記第２の装着部へ装着する時に変形することで、前記風路カバーの組み立て性を向上することができる。

また、前記風路カバーは、前記本体ケースに対向した外面には、溝部を備えた構成としてもよい。

これにより、前記溝部は前記本体ケースと挟まれた空気層となるので、前記本体ケース外側にある常温空気と前記連通風路内の低温空気間の断熱性能が向上するので、結果として除湿性能を向上することができるという効果を奏する。

これにより、前記溝部は、前記風路カバーを前記第１の装着部と前記第２の装着部へ装着する時に変形することで、前記風路カバーの組み立て性を向上することができる。

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、両側面にはそれぞれ空気吸込口２を備え、天面の背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における背面側に配置され、吸熱器９は、本体ケース１における前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ると共に、除湿される。この予冷および除湿された空気が、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更に冷却除湿される。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、除湿を行う除湿風路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の下方に除湿風路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を備えている。水受け手段２２にたまった水滴は、水受け手段２２のドレン孔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における熱交換器４の反対側で、水受け手段２２の上方には、風路カバー２３を設ける。水受け手段２２と風路カバー２３は、除湿風路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１内のＡ－Ａ断面における部分断面図であり、本体ケースにおける右面側から似た図である。図５は風路カバー２３の外観斜視図であり、図５（ａ）は、風路カバー２３の外面を示し、本体ケースにおける前面側から見た図であり、図５（ｂ）は、風路カバー２３の内面を示し、吸熱器側から見た図である。図６，７は図４内の部分拡大図であり、本体ケースにおける右面側から似た図である。図８は図４内のＢ－Ｂ断面における断面図であり、本体ケースにおける上方から見た図である。図９は図１内のＡ－Ａ断面における風路カバー２３の組み立て工程を示す工程断面図である。

本実施形態における特徴は、第１熱交換風路１４と吸熱器９を連通する連通風路２１ａが、風路カバー２３に覆われ、風路カバー２３を断熱材料とすることである。これにより、断熱材料で作られた風路カバー２３によって、除湿風路２１の一部である連通風路２１ａ内の低温空気は、除湿風路２１外の常温空気と断熱されるので、２つの空気間の伝熱量が減り、連通風路２１ａ内の低温空気は温度上昇が抑えられる。

具体的には、除湿風路２１において、第１熱交換風路１４を出て予冷された低温空気は、吸熱器９を通るまでの連通風路２１ａが断熱材料で構成された風路カバー２３で覆われているため、予冷状態を保持したまま吸熱器９でさらに冷却された状態となって第２熱交換風路１５に流入される。これにより、第１熱交換風路１４内と第２熱交換風路１５内の空気温度差を大きくすることができるので、第１熱交換風路１４内の冷却除湿効率を上げ、結露量を増やすことができ、結果として除湿性能を向上することができる。

また、吸熱器９に対向する風路カバー２３は、連通風路２１ａの空気が本体ケース１外の常温空気に対して低温となるため、冷却除湿により結露する場合がある。風路カバー２３が、断熱材で形成されることにより、結露発生を防ぎ、除湿風路２１外での結露水発生を防ぐことが出来るので、結果として、本体外への水漏れを防止することができ製品の安全性向上ができる。

また、風路カバー２３は、発泡スチロールとして設けてもよい。

このような構成によれば、安価な材料で除湿性能の向上と安全性向上ができる。

また、風路カバー２３は、下面と、吸熱器９に対向した面とが、開口した箱形状である。風路カバー２３は、カバー前面部２３ａと、カバー上面部２３ｂと、カバー右面部２３ｃと、カバー左面部２３ｄとを有している。カバー前面部２３ａは、本体ケース１おける前面側に配置されている。カバー上面部２３ｂは、本体ケース１おける上面側に配置されている。カバー右面部２３ｃは、本体ケース１における右面側に配置されている。カバー左面部２３ｄは、本体ケース１における左面側に配置されている。なお、吸熱器９と、熱交換器４と、放熱器７と、送風機５とは、送風機５の回転軸１７ａの軸方向（本体ケース１における前後方向）において一直線上に配置されている。風路カバー２３は、吸熱器９と本体ケース１の前面との間に配置されている。風路カバー２３のカバー前面部２３ａの外面２６は、本体ケース１の前面の内面に対向している。

予冷され第１熱交換風路１４から出た低温空気は、風路カバー２３の下面の開口から風路カバー２３内に入り、吸熱器９に対向した面の開口から吸熱器９へ流れる。水受け手段２２の上部には、風路カバー２３の下端部が嵌る第１の装着部２７を有し、吸熱器９の上部には、風路カバー２３の上端部が嵌る第２の装着部２８を設けてもよい。

第１の装着部２７は、断面形状がＬ字形状であり、椀形状である水受け手段２２の上端から水平方向（水受け手段２２の外方）に延びた水平面部分２７ａと、水平面部分２７ａの端部から上方に延びた垂直面部分２７ｂとを有している。風路カバー２３の下端部は、水平面部分２７ａと垂直面部分２７ｂの内面に接触する。

第２の装着部２８は、吸熱器９の上面に配置され、横長の窪みであり、吸熱器９側から熱交換器４側へ凹んでいる。風路カバー２３の上端部は、第２の装着部２８である窪みに嵌る。

風路カバー２３の組み立て工程の順番としては、まず、風路カバー２３の下端部を第１の装着部２７の上方（図９（ａ））から風路カバー２３の下端部を第１の装着部２７に嵌める（図９（ｂ））。次に、風路カバー２３の上端部を第２の装着部２８へ風路カバー２３を変形させながら嵌め（図９（ｃ））、最後に本体ケース１を設置する（図９（ｄ））工程となる。

具体的には、第１の装着部２７は、カバー前面部２３ａとカバー右面部２３ｃとカバー左面部２３ｄの下端部の外面と、カバー右面部２３ｃの下端部の吸熱器９側面と、カバー左面部２３ｄの下端部の吸熱器９側面とから被さって鉛直方向に載せる構成となっており、風路カバー２３が第１の装着部２７に嵌ると全体の鉛直下方向と風路カバー２３下端部の前後方向（吸熱器９と対向する方向）とそれに水平垂直な左右方向が保持される。

次に、第２の装着部２８のＡ－Ａ断面はコの字形状で風路カバー２３上端部を被さる構成となっており、風路カバー２３上端部が第２の装着部２８に嵌ると、風路カバー２３全体の鉛直上下方向と上端部の左右方向は保持されるが、上端部の前後方向は、第２の装着部２８から風路カバー２３が変形して抜ける恐れがある。そこで、次に本体ケース１が設置されると、本体ケース１の内壁が、風路カバー２３のカバー前面部２３ａの外面２６と接触して上端部の前後方向の移動を防止することで、風路カバー２３は完全に保持される。

このような構成によれば、風路カバー２３はネジなどを使用した局所的な応力を加えないで保持されるので、強度が低い発砲スチロールなどの断熱材においても、接合部の長期的な劣化や外部からの衝撃加重が加わっても破損を防止できるので製品の耐久性と安全性を向上できる。

また、風路カバー２３の対向する側面の少なくとも一方には、吸熱器９から延びる冷媒配管１０が通る切り欠き部２９を設けてもよい。具体的には、風路カバー２３のカバー左面部２３ｄの上部と、下部とに設けてもよい。

このような構成によれば、切り欠き部２９は風路カバー２３が装着状態においては冷媒配管１０を通す空間である。更に、切り欠き部２９は、風路カバー２３の組み立て工程段階で風路カバー２３が変形して第２の装着部２８に嵌める際に、切り欠き部２９が風路カバー２３の上部を鉛直下方向に変形し易くする弾性変形部として働くので、風路カバー２３の組み立て性を向上することができる。

また、吸熱器９に対向する風路カバー２３のカバー前面部２３ａの外面２６に溝部３０を設けてもよい。溝部３０は、風路カバー２３のカバー前面部２３ａの外面２６において、左右方向に延びる複数の凹みである。

このような構成によれば、３本の溝部３０は本体ケース１と挟まれて空気層となるので、本体ケース１の外側にある常温空気とそれよりも低温である除湿風路２１内の空気間の断熱性能が向上するので、結果として除湿性能を向上することができる。また、風路カバー２３の組み立て工程段階で風路カバー２３が変形して第２の装着部２８に嵌める際に、３本の溝部３０が風路カバー２３のカバー前面部２３ａを鉛直方向に曲げ弾性変形部として働くので、風路カバー２３の組み立て性を向上することができる。

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
１７ａ回転軸
１８羽根部
１９吸込口
２０吐出口
２１除湿風路
２１ａ連通風路
２２水受け手段
２３風路カバー
２３ａカバー前面部
２３ｂカバー上面部
２３ｃカバー右面部
２３ｄカバー左面部
２４タンク
２５ドレン孔
２６外面
２７第１の装着部
２８第２の装着部
２９切り欠き部
３０溝部

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風路と、を備え、
前記除湿風路において、前記第１熱交換風路と前記吸熱器を連通する連通風路は、風路カバーに覆われ、
前記風路カバーは、断熱材料で形成し、
前記風路カバーは、下面と前記吸熱器に対向した面が開口した箱形状であり、
前記熱交換器と前記吸熱器の下方には、前記除湿風路の一部である水受け手段を設け、
前記水受け手段の上部には、前記風路カバーの下端部が嵌る第１の装着部を有し、
前記吸熱器の上部には、前記風路カバーの上端部が嵌る第２の装着部を設けたことを特徴とした除湿装置。
前記風路カバーは、発泡スチロールで形成していることを特徴とした請求項１に記載の除湿装置。
前記風路カバーの対向する側面の少なくとも一方には、前記吸熱器から延びる冷媒配管が通る切り欠き部を備えたことを特徴とした請求項１に記載の除湿装置。
前記風路カバーは、前記本体ケースに対向した外面には、溝部を備えたことを特徴とした請求項１から３のいずれかに記載の除湿装置。