JP7675305B2 - 除湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば衣類乾燥用として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、短辺側と長辺側を有する水平断面形状の本体ケース内に、吸込口から吸気して吹出口から排気する送風機と、送風機が供給する空気から吸湿する除湿ロータと、除湿ロータを回転させるタイミングモータと、除湿ロータの一部に再生空気を循環させる循環風路および循環送風機と、循環風路において除湿ロータから水分を放出させる発熱部と、除湿ロータが放出した水分を含んだ再生空気を送風機が供給する空気で冷却して凝縮させる熱交換器とを備え、循環風路内で発生する結露水や、熱交換器内で生成される凝縮水を貯水タンクに回収するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、送風機は、ファンモータと、ファンモータにより回転するファンと、ファンを内包するファンケーシングと、を備えており、ファンケーシングの下端は貯水タンクの上端より上方にあった。

特開２００７－９８２６４号公報

このような従来の除湿装置においては、除湿性能の向上が求められており、除湿性能は、循環風路内で発生する結露水や、熱交換器内で生成される凝縮水の総量に依存していた。

そこで本発明は、循環風路内での結露水の発生を促すものであり、除湿性能を向上させることを目的とする。

そして、この目的を達成するために、吸込口と吹出口を有する本体ケースと、前記本体ケース内に設けられ、吸湿領域と放湿領域を有する除湿ロータと、前記除湿ロータを回転自在に支持する支持枠と、前記除湿ロータを回転させるタイミングモータと、前記本体ケースの前記吸込口から吸込んだ空気を、除湿風路により、前記除湿ロータの前記吸湿領域を通過後、前記吹出口から前記本体ケース外に排気する送風機と、前記本体ケース内に設けられた循環風路と、前記除湿風路と前記循環風路内で結露した水を貯水する貯水タンクと、を備え、前記循環風路は、前記除湿ロータの前記放湿領域と、前記放湿領域の風上側に設けた発熱部と、前記放湿領域の風下側に設けた熱交換器と、前記循環風路内の空気を循環させる循環送風機と、を備え、前記送風機は、ファンモータと、前記ファンモータにより回転するファンと、前記ファンを内包するファンケーシングと、を備え、前記除湿ロータは、前記貯水タンクの上方に設けられ、前記循環風路の一部は、前記除湿ロータと前記貯水タンクとの間に設けられ、前記ファンケーシングの吸気口が前記除湿ロータと前記循環風路と対向し、前記ファンケーシングの下端は前記貯水タンクの上端よりも下方にあるものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、循環風路内での結露水の発生を促すものであり、除湿性能が向上した除湿装置を提供することができる。

本発明の実施の形態における除湿装置の斜視図 同除湿装置の分解斜視図 同除湿装置の概略断面図 同除湿装置の断面斜視図 同除湿装置の側面断面図 同除湿装置の下部空間を説明する断面斜視図 同除湿装置の貯水タンクを説明する斜視図

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。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における除湿装置の斜視図であり、図２は概略構成を示す分解斜視図を、図３には水平面における概略断面図を、図４には断面斜視図を示す。

図１から図４に示すように、本実施形態の除湿装置は、縦長箱形状の本体ケース１の前面に吸込口２を設け、本体ケース１の上面の側面側には操作部３を、本体ケース１の上面の背面側には吹出口４を有している。使用者は、操作部３を操作することで除湿装置の操作および運転モードの確認をすることができる。吹出口４の上方には、回動自在なルーバー５を備えている。本体ケース１の前面側下方には、貯水タンク６が出没自在に設けられており、本体ケース１内で生成された除湿水を貯水する。

本体ケース１内には、除湿ロータ部７と、再生ユニット８と、送風機９とを備えている。

除湿ロータ部７は、除湿ロータ１０と、支持枠１１と、タイミングモータ１２とを有している。

除湿ロータ１０は、円板形状で、回転軸が水平方向に延びるように、支持枠１１に回動自在に設けられている。除湿ロータ１０は、吸着材が担持された軸方向に通風可能なハニカム形状で構成されており、この吸着材は、晒される空気の相対湿度が高ければ多くの水分を保持でき、相対湿度が低くなると保持可能な水分量が減少する特性を有している。このように、相対湿度の異なる複数の空気との接触を繰り返せば、各々の相対湿度における吸着材の保持可能な水分量の差に応じて水分の吸脱着が行われることになる。除湿ロータ１０は、空気中の水分を除湿ロータ１０に吸着する吸湿領域１０ａと、除湿ロータ１０に吸着した水分を放出する放湿領域１０ｂとを有する。除湿ロータ１０の外周には、多数の歯１０ｃを有している。

支持枠１１は、本体ケース１における前面側と背面側とを仕切るように配置され、中央部には、円形の開口１１ａを有している。除湿ロータ１０は、本体ケース１における背面と支持枠１１との間に配置され、支持枠１１の開口１１ａを塞ぐように、回動自在に設けられている。支持枠１１の下部には、下方に開口した蓋形状である下面部１１ｂを備えている。

タイミングモータ１２は、支持枠１１に固定され、歯車１２ａを有し、歯車１２ａは、除湿ロータ１０外周から突出した多数の歯１０ｃと接触する。タイミングモータ１２が駆動すると歯車１２ａが回転し、この歯車１２ａによって除湿ロータ１０も回転する。

再生ユニット８は、除湿ロータ１０における放湿領域１０ｂの一方側面（本体ケースにおける前面側）と、除湿ロータ１０における放湿領域１０ｂの他方側面（本体ケースにおける背面側）と連通する循環風路１３と、循環風路１３内に設けた、発熱部１４と、熱交換器１５と、循環送風機１６とを有する。

循環風路１３は、除湿ロータ１０の一部を覆うように配置され、発熱部１４と熱交換器１５とを連通する上方循環風路１３ａと、熱交換器１５と循環送風機１６とを連通する下方循環風路１３ｂと、循環送風機１６と発熱部１４とを連通する循環送風風路１３ｃと、を備える。循環風路１３内では、高温多湿の空気が循環し、循環風路１３の壁面によって結露が生じ、結露水が生成される。

上方循環風路１３ａは、除湿ロータ１０の上方に設けられ、発熱部１４と熱交換器１５とを連通する風路である。上方循環風路１３ａは、除湿ロータ１０から放湿された高温多湿の再生空気を水平方向に送風可能な中空の筒形状である。

下方循環風路１３ｂは、除湿ロータ１０と貯水タンク６との間に設けられ、熱交換器１５と循環送風機１６とを連通する風路である。下方循環風路１３ｂは、熱交換器１５で熱交換された高温多湿空気を水平方向に送風可能な中空の空間であり、支持枠１１の下面部１１ｂと、後述する集水部とによって形成されている。

循環送風風路１３ｃは、除湿ロータ１０における放湿領域１０ｂの他方側面（本体ケースにおける背面側）に設けられ、循環風路内の空気を垂直方向に送風可能な中空の筒であり、循環送風機１６と発熱部１４とを連通する風路である。

発熱部１４は、除湿ロータ１０における放湿領域１０ｂの一方側面（本体ケースにおける背面側）に配置されている。発熱部１４は、ニクロム線などの通電発熱する材料で構成され、発熱することにより除湿ロータ１０の放湿領域１０ｂにおいて、除湿ロータ１０から水分を放出させている。

熱交換器１５は、除湿ロータ１０の放湿領域１０ｂから放出した水分を含む再生空気と、送風機９が供給する室内空気とを熱交換して水分を凝縮し、凝縮水を生成する。熱交換器１５は、本体ケース１における前面と支持枠１１との間に、除湿ロータ１０と水平方向に隣り合うように配置されている。

循環送風機１６は、モータ１６ａと羽根車１６ｂを組み合わせた、いわゆるシロッコファンとして構成し、循環風路１３内で空気の循環を行っている。循環送風機１６は、循環風路１３における発熱部１４と熱交換器１５との間に配置されている。循環送風機１６から送風された空気は、発熱部１４、除湿ロータ１０における放湿領域１０ｂ、熱交換器１５を順次介して、循環送風機１６に吸い込まれる。

送風機９は、本体ケース１における背面と支持枠１１との間に配置されている。送風機９は、ファンモータ９ａと、ファンモータ９ａにより回転するファン９ｂと、それらを囲むスクロール形状のファンケーシング９ｃとを備えている。

ファンモータ９ａは、ファンケーシング９ｃに固定されている。

ファン９ｂは、シロッコファンで、ファンモータ９ａから水平方向に延びた回転軸（図示せず）に固定されている。ファンモータ９ａの回転軸は、本体ケース１の前面側から背面側に延びている。

ファンケーシング９ｃには、吐出口１７と吸気口１８とが設けられている。吐出口１７は、ファンケーシング９ｃの本体ケース１における上面側に設けられている。また、吸気口１８は、ファンケーシング９ｃの本体ケース１における前面側に設けられている。ファンケーシング９ｃは、ファンモータ９ａを固定し、吸気口１８が設けられた吸込面部分１９と、吸込面部分１９に対向した吸込対向面部分２０と、吸込面部分１９と吸込対向面部分２０とを連結するスクロール形状のスクロール面部分２１とを有している。ファンモータ９ａによって、ファン９ｂが回転すると、ファンケーシング９ｃの吸気口１８からファンケーシング９ｃ内に空気が吸い込まれ、この吸い込まれた空気は、吐出口１７からファンケーシング９ｃ外へ送風される。

貯水タンク６は、深底皿形状であり、熱交換器１５および除湿ロータ部７の下方に、本体ケース１に対して着脱自在に配置されている。また、貯水タンク６は、後述する連通孔から滴下した凝縮水および結露水を内部に回収するものであり、天面には開口６ａを備える。

開口６ａは、後述する連通孔から貯水タンク６の天面へ滴下した凝縮水および結露水を貯水タンク６の内部に集めるための略正方形状の開口である。

また、本体ケース１内には、除湿風路２２と、冷却風路２３と、集水部２４と有している。

除湿風路２２は、本体ケース１の吸込口２と、除湿ロータ１０の吸湿領域１０ａと、送風機９とを連通する風路である。本体ケース１の吸込口２から吸い込んだ空気の水分は、除湿ロータ１０の吸湿領域１０ａで、除湿ロータ１０に吸着され、除湿される。

冷却風路２３は、本体ケース１の吸込口２と、熱交換器１５と、送風機９とを連通する風路である。本体ケース１の吸込口２から吸い込んだ空気によって、熱交換器１５が冷却される。除湿風路２２と冷却風路２３とを通過したそれぞれの空気は、送風機９で混合され、吹出口４から本体ケース外へ送風される。

集水部２４は、略漏斗形状であり、熱交換器１５の下方に設けられている。集水部２４は、底面に、水平方向に中心軸が延びた円筒形状の連通孔２５を有している。集水部２４は、熱交換器１５から滴下する凝縮水および循環風路１３内で生成された結露水を集め、集められた凝縮水および結露水は連通孔２５から貯水タンク６に滴下する。集水部２４は、熱交換器１５および支持枠１１下部の下面部１１ｂの下方を覆い、下方循環風路１３ｂの一部を形成している。

図５は、本発明の実施の形態における除湿装置の側面断面図である。

図５に示すように、ファンケーシング９ｃは、吸気口１８が、除湿ロータ１０と下方循環風路１３ｂと対向する位置に設けられており、ファンケーシング９ｃの下端は、貯水タンク６の上端よりも下方になるように設けられている。

即ち、吸込口２と吹出口４を有する本体ケース１と、本体ケース１内に設けられ、吸湿領域１０ａと放湿領域１０ｂを有する除湿ロータ１０と、除湿ロータ１０を回転自在に支持する支持枠１１と、除湿ロータ１０を回転させるタイミングモータ１２と、本体ケース１の吸込口２から吸込んだ空気を、除湿風路２２により、除湿ロータ１０の吸湿領域１０ａを通過後、吹出口４から本体ケース１外に排気する送風機９と、本体ケース１内に設けられた循環風路１３と、除湿風路２２と循環風路１３内で結露した水を貯水する貯水タンク６と、を備え、循環風路１３は、除湿ロータ１０の放湿領域１０ｂと、放湿領域１０ｂの風上側に設けた発熱部１４と、放湿領域１０ｂの風下側に設けた熱交換器１５と、循環風路１３内の空気を循環させる循環送風機１６と、を備え、送風機９は、ファンモータ９ａと、ファンモータ９ａにより回転するファン９ｂと、ファン９ｂを内包するファンケーシング９ｃと、を備え、除湿ロータ１０は、貯水タンク６の上方に設けられ、循環風路１３の一部は、除湿ロータ１０と貯水タンク６との間に設けられ、ファンケーシング９ｃの吸気口１８が除湿ロータ１０と循環風路１３と対向し、ファンケーシング９ｃの下端は貯水タンク６の上端よりも下方にある構成である。

以上の構成における除湿動作について説明する。送風機９により吸込口２から室内空気を吸引し、除湿ロータ１０の吸湿領域１０ａに水分を吸湿させ、除湿された空気を乾燥空気として吹出口４から室内に送風する（除湿風路２２）。除湿ロータ１０に吸湿された水分は、除湿ロータ１０の回転駆動により放湿領域１０ｂに移動し、発熱部１４の加熱により上方循環風路１３ａに放出される。上方循環風路１３ａでは循環送風機１６の送風により、除湿ロータ１０の放湿領域１０ｂから送出した高温多湿の空気は、熱交換器１５に送風される。熱交換器１５では、熱交換器１５内を通過する高温多湿の空気と、熱交換器１５を冷却する冷却風路２３の空気とが熱交換を行う。この時、熱交換器１５内の高温多湿の空気は冷却され水分が凝縮し凝縮水となる。次に、下方循環風路１３ｂへと移動した熱交換後の空気は、循環送風機１６へと向けて移動する。循環風路１３内では、高温多湿の空気が循環し、循環風路１３の壁面によって結露が生じ、結露水が生成される。凝縮水および結露水は、下方循環風路１３ｂ内の集水部２４の連通孔２５を介して貯水タンク６へと回収される。熱交換器１５を冷却し、温度が上昇した冷却風路２３の空気は、送風機９により、除湿風路２２の空気と混合され吹出口４から室内に送風される。このように、室内空気の除湿動作がなされている。

本発明における特徴は、吸気口１８を除湿ロータ１０と下方循環風路１３ｂと対向するように設けたことである。これにより、下方循環風路１３ｂの壁面が除湿風路２２および冷却風路２３を通過する風が接触することで冷却されるようになり、冷却された壁面と下方循環風路１３ｂ内を流れる熱交換後の空気とが接触することで、結露水の生成が促される。なお、熱交換器１５を通過し、下方循環風路１３ｂ内へと移動した空気は、温度変化による凝縮を終えた状態であるため飽和空気に近しく、微量の温度変化であっても結露が発生する。そのため、循環風路１３のうちの下方循環風路１３ｂを冷却可能な構成としたことで、より効率よく結露水を得ることができる。これによって、循環風路１３内での結露水の発生を促すことができ、除湿性能が向上した除湿装置を得ることができる。

また、吸気口１８を除湿ロータ１０と下方循環風路１３ｂと対向する位置に設けるために、ファン９ｂの大きさを小さくすることでファンケーシング９ｃを小さくし、吸気口１８の位置を調整する手段が考えられる。この場合、ファン９ｂを小さくしたことによる除湿風路２２および冷却風路２３の風量低下による除湿性能の低下が起き、更に下方循環風路１３ｂへと接触する風量も低下するため、下方循環風路１３ｂ内での結露水を得る効率も低下する。本発明においては、ファン９ｂおよびファンケーシング９ｃの大きさを調整することなく、ファンケーシング９ｃの下端を貯水タンク６の上端よりも下方になるように調整したことで、上記の問題を解決したことも有益な効果である。

図６は、本発明の実施の形態における除湿装置の下部空間を示す断面斜視図である。図７は、本発明の実施の形態における除湿装置の貯水タンクを示す斜視図である。

従来技術において、ファンケーシング９ｃの下端は、貯水タンク６の上端よりも上方にあった。また、貯水タンク６は、略長方形状であり、本体ケース１の前面から背面にかけて設けられ、凝縮水および結露水を貯水していた。本発明においては、ファンケーシング９ｃの下端は貯水タンク６の上端よりも下方にあるため、貯水タンク６が本体ケース１の前面から背面にかけて設けられなくなり、貯水タンク６の凝縮水および結露水の貯水量の低下が懸念される。

そこで、図５、図６に示すように、本体ケース１は、ファンケーシング９ｃの下方に中空の空間である下部空間２６を備え、貯水タンク６は、下部空間２６に水を貯水可能な範囲の一部が入り込む形状であることが望ましい。

下部空間２６は、ファンケーシング９ｃの下部から本体ケース１の底部までの中空の空間であり、その上面はファンケーシング９ｃの形状に沿うような略円弧形状である。

貯水タンク６は、下部空間２６の略円弧形状の上面に沿うような形の凹部２７を備えた形状であり、凹部２７の内部には水を貯水可能である。凹部２７は、下部空間２６に配置される。

上記の構成としたことにより、下部空間２６を有効に使用することが可能となり、貯水タンク６の貯水量の低下を抑制することができる。

本発明は除湿装置に関するもので、使用空間の除湿性能が向上した除湿装置としての使用が期待できる。

１ 本体ケース
２ 吸込口
３ 操作部
４ 吹出口
５ ルーバー
６ 貯水タンク
６ａ 開口
７ 除湿ロータ部
８ 再生ユニット
９ 送風機
９ａ ファンモータ
９ｂ ファン
９ｃ ファンケーシング
１０ 除湿ロータ
１０ａ 吸湿領域
１０ｂ 放湿領域
１０ｃ 歯
１１ 支持枠
１１ａ 開口
１１ｂ 下面部
１２ タイミングモータ
１２ａ 歯車
１３ 循環風路
１３ａ 上方循環風路
１３ｂ 下方循環風路
１３ｃ 循環送風風路
１４ 発熱部
１５ 熱交換器
１６ 循環送風機
１６ａ モータ
１６ｂ 羽根車
１７ 吐出口
１８ 吸気口
１９ 吸込面部分
２０ 吸込対向面部分
２１ スクロール面部分
２２ 除湿風路
２３ 冷却風路
２４ 集水部
２５ 連通孔
２６ 下部空間
２７ 凹部

Claims (2)

1. 吸込口と吹出口を有する本体ケースと、
   前記本体ケース内に設けられ、吸湿領域と放湿領域を有する除湿ロータと、
   前記除湿ロータを回転自在に支持する支持枠と、
   前記除湿ロータを回転させるタイミングモータと、
   前記本体ケースの前記吸込口から吸込んだ空気を、除湿風路により、前記除湿ロータの前記吸湿領域を通過後、前記吹出口から前記本体ケース外に排気する送風機と、
   前記本体ケース内に設けられた循環風路と、
   前記除湿風路と前記循環風路内で結露した水を貯水する貯水タンクと、を備え、
   前記循環風路は、
   前記除湿ロータの前記放湿領域と、
   前記放湿領域の風上側に設けた発熱部と、
   前記放湿領域の風下側に設けた熱交換器と、
   前記循環風路内の空気を循環させる循環送風機と、を備え、
   前記送風機は、ファンモータと、前記ファンモータにより回転するファンと、前記ファンを内包するファンケーシングと、を備え、
   前記除湿ロータは、前記貯水タンクの上方に設けられ、
   前記循環風路の一部は、前記除湿ロータと前記貯水タンクとの間に設けられ、
   前記ファンケーシングの吸気口が前記除湿ロータと前記循環風路と対向し、
   前記ファンケーシングの下端は前記貯水タンクの上端よりも下方にあることを特徴とする除湿装置。
2. 前記本体ケースは、前記ファンケーシングの下方に中空の空間である下部空間を備え、
   前記貯水タンクは、
   前記下部空間に水を貯水可能な範囲の一部が入り込む形状であることを特徴とする請求項１に記載の除湿装置。

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