JPH0379971A - 空気の乾燥と加熱を施す装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は真空系、或はオーブン系での吸着材の強力な液
体蒸気の吸着により発生する冷熱と発熱を利用した空気
の乾燥と加熱を施す装置に関するものである。

従来の技術 従来多用されている空気の乾燥と加熱を施す装置におい
て乾燥の方法は、例えば衣類乾燥機ではヒータで加熱し
た湿り空気をラジェーターで凝縮する形式や、除湿機で
はフロンを利用したコンプレッサ式冷却機による水分の
凝縮などが利用されている。また加熱の方法は、広く一
般的にヒータが多用されている。このような現状にあっ
て吸着材を利用する技術は、吸着材と冷媒液をそれぞれ
の容器に収容し、冷媒液蒸気の遮断と開通を任意に行え
るバルブを配設した連通管で連結し、系を真空とした加
熱と冷却とが可逆的に行える装置がある。これは例えば
、特公昭６１−４００８、特公昭６１−６３０７、特開
昭６０−２３２２４２等によって公知である。これらの
技術はいずれも冷却部と発熱部が形成できるという単な
る発明に留まっているものであり、これらを利用した空
気の乾燥と加熱への同時利用を示唆するものや、具体的
な応用例は見受けられない。またオーブン系での吸着材
の利用による空気の乾燥については各種の目的に利用さ
れているが、液体蒸気の吸着により発生する熱と吸着に
よる乾燥現象の同時利用は見受けられていない。

発明が解決しようとする課題 このような従来の空気の乾燥と加熱を施す装置の中で、
衣類乾燥機ではヒータ容量が家庭用では最高１．３ｋＷ
であり、３ｋｇの洗濯衣類の乾燥に２時間を要する。こ
の制約によってこれ以上の乾燥能力の付加ができないた
め、現状以上の時間短縮が図れていない。除湿機ではコ
ンプレッサの駆動音がうるさく、静寂運転が望まれてい
る。また冬期などの低温時においては除湿効果がよくな
い。また、両者に共通の課題として電源のない場所での
使用ができない、換言すればコードレスで使用したいと
いう強い要望があった。

本発明はこれらの課題を解決するもので第一に、真空密
閉系で吸着材と冷媒液を利用するケミカルヒートポンプ
を応用することで、第二にオーブン系で吸着材を応用す
ることで空気の乾燥と加熱を施す装置を提供し、従来の
機器に付加して用いることも、或は単独ででも使用でき
る装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 前記第一の目的を達成するための第一の手段は、空気の
移動する経路内に、少なくとも冷媒液を収容した冷熱発
生容器と、吸着材を収容した冷媒液蒸気の吸着による吸
着熱発生容器と、吸着熱発生容器に具備したヒータと、
送風機とが配置され、繭容器を連結する経路にバルブを
配設する構成とした空気の乾燥と加熱を施す装置とする
ものである。

また第二の目的を達成するための第二の手段は、少なく
とも空気が移動する経路内に、吸着材と、熱交換器と、
送風機と、吸着材から吸着水分を分離するための加熱ヒ
ータとを配設する構成とした空気の乾燥と加熱を施す装
置とするものである。

作用 第一の手段は以下のように作用する。冷熱発生容器中の
冷媒水が吸着材を収容した容器と開閉自在のバルブを介
して真空状態下で連結されているのでバルブの開口と同
時に吸着材の強い吸着力により冷媒水が断熱的に蒸発を
促され、急激な冷熱の発生が得られるため、空気中の水
蒸気の速やかな結露が生ずる。また冷媒蒸気の強力な吸
着が進行する吸着材からは発熱が生じるのでこの熱を前
記で乾燥した空気に付与することができる。従っ戊・ てこの装置を衣類乾燥空に連結すれば、本来の乾燥能力
に対する追加能力として作用させることができるため大
幅な乾燥時間の短縮化が実現できる。ケミカルヒートポ
ンプの吸着材の再活性化は乾燥器を使用しない時間帯に
行うので電気容量の制約を受けない。またこの装置を単
独で使用すれば静寂運転ができるコードレス除湿器にな
る。

また第二の手段は以下のように作用する。空気が直接吸
着材に接触することで、空気中の水分の吸着除去とこれ
による吸着材の発熱の空気への伝達とが同時になされる
ため極めて効率的であ一す、前記のような利用によれば
ケミカルヒートポンプを利用した空気の乾燥と加熱を施
す装置を利用した場合と同様の効果をもたらし、加えて
これらの２方式はいずれも動作が静寂である。吸着材の
吸着能力は動作の初期が最大となることからクイック動
作ができる。

実施例 以下に本発明の実施例を添付図面にもとずいて説明する
。

実施例　１ 第一の手段による空気の乾燥と加熱を施す装置を衣類乾
燥気機に付加し、乾燥時間の短縮化を図った第一の実施
例について説明する。第１図に示す外観斜視図において
、１は冷媒液を収容した冷熱発生容器を内臓する部分、
２は吸着材を収容した冷媒液蒸気の吸着による吸着熱発
生容器を内臓する部分、３は従来の衣類乾燥機であり、
４は衣類乾２燥機３で生じた湿り空気を冷熱発生器部１
へ導入するダクト、５は乾燥した比較的低温の空気を吸
着熱発生容器部２へ導くためのダクト、６は乾燥加熱空
気を衣類乾燥機３へ還流させるためのダクトである。さ
らに詳しくこの構成を第２図により説明する。第２図中
７は冷媒液１７を収容したフィン８を有する冷熱発生容
器、９は吸着材から吸着水分を脱離するための加熱ヒー
タ１０を内臓した吸着材２０を収容した吸着熱発生容器
、１１はバルブ１２を介して前記冷熱発生容器７・吸着
熱発生容器９を連結するパイプで、これらの系内は真空
に保持されている。４・５・６は第１図に示した空気の
導入パイプである。１３は従来の衣類乾燥機の乾燥室、
１４は水分を結露さぜるための両翼風冷羽根、１５は結
露水の貯留器、１６は乾燥機のヒータである。２１は、
乾燥加熱空気を衣類乾燥機３へ還流させるためのダクト
６内１こ設けられている送風機である。

以下動作を説明する。第２図において、バルブ１２を開
くと冷熱発生容器７に収容されている冷媒液１７が蒸発
し、その蒸気１８がパイプ１１を経て容器９に収容され
ている吸着材２０に吸着されて行く。この吸着動作が強
力に進行するため、冷媒蒸気の発生が断熱的に起こる。

このため冷媒液１７の温度は急激に低下し、冷熱発生容
器７は冷熱発生器を形成する。この結果吸着材２０は急
激に吸着熱を発生し、前記吸着熱発生容器９が吸着熱発
生器となる。この装置を従来の衣類乾燥機に付加した場
合、衣類乾燥機の乾燥室１３にある濡れた衣類から発生
する水蒸気は、乾燥機のヒータ１６であらかじめ５０℃
前後に加熱された循環空気に吸収されて湿り空気となり
、両翼風冷羽根１４により吸入された外気１９により冷
却されて結露し、乾燥した空気になり、低温化するので
乾燥機のヒータ１６で加熱され循環を繰り返す。結露し
た水は貯留器１５により分離する。この従来の動作に対
して両翼風冷羽根１４を通過した空気の一部を、ダクト
４により冷熱発生器７へ導入し冷却結露させ低温化した
空気を、ダクト５により吸着熱発生容器９に導き、加熱
した上でダクト６内に設けた送風機２１により乾燥機へ
戻すことで乾燥時間の大幅な短縮化を可能とした。

本実施例を使用した装置の実験結果は次の通りであった
。この実験は、吸着材としてゼオライト１３Ｘを１２．
０ｋｇ、冷媒液として水を３．６ｋｇを封入した本実施
例の空気の乾燥と加熱を施す装置を、洗濯直後の濡れた
衣類３ｋｇ　＜水分２ｋｇを含む）を投入した衣類乾燥
機に付加することにより行った。

第３図にこの実験の結果を示している。同図は湿り空気
から分離できる結露水の量＜ｅ）と乾燥時間（分）の関
係を示している。従来の衣類乾燥機のみの場合は曲線（
Ｂ）、本実施例の場合は曲線（Ａ）に示している。この
ように本実施例とした場合は、従来の衣類乾燥機のみの
場合と比較して大幅な時間短縮と多量の結露水の補集が
はかれたものである。水蒸気を吸着して吸着能力を失っ
た吸着材２０は乾燥動作に入る前か、その後の電力に余
裕のある時にヒータ１０の通電により水分の脱離を行い
、バルブ１２を閉にして次の乾燥動作に備えるものであ
る。

実施例　２ 次に第一の手段の第二の実施例について、第４図・第５
図に基づいて説明する。本実施例は、第一の実施例の空
気の乾燥と加熱を施す装置を、運転時は静寂で、必要な
場所へ自由に移動できるコードレスタイプの除湿機につ
いて適用したものである。第４図に示す外観正面図にお
いて、３０は空気の乾燥と加熱を施す装置３１・３２を
有する除湿機本体である。さらに詳しくこの構成を第５
図により説明する。第５図中３３は冷媒液３５を収容し
たフィン３４を有する冷熱発生容器、３６は吸着材３８
から吸着水分を脱離するための加熱ヒータ３７を内臓し
た吸着材３８を収容した吸着熱発生容器、３９はバルブ
４１を介して前記の吸着熱発生容器３６に連結するパイ
プ、４０はパイプの表面にフィン４２を具備し、冷熱発
生容器３３に連結しており、これらの系内は真空に保持
されている。４３・４４は空気の導入スリットである。

４５は乾燥された空気を送風する送風機、４６は空気の
導入スリットである。

以下動作を説明する。バルブ４１を開くと冷熱発生容器
３６に収容されている冷媒液３５が蒸発し、その蒸気が
パイプ３９・４０を経て吸着熱発生容器３６に収容され
ている吸着材３８に吸着されていく。この吸着動作が強
力に進行し、冷媒蒸気の発生が断熱的に起こるので冷媒
液３５の温度は急激に低下し、冷熱発生容器３３は冷熱
発生器を形成する。この結果吸着材３８は急激に吸着熱
を発生し、吸着熱発生容器３６は吸着熱発生器として作
用する。除湿機として使用した場合、スリット４３・４
４から吸入した室内空気は、冷熱発生容器３３のフィン
３４に接触してこの部分で空気中の水分が結露分離され
、乾燥した空気がスリット４６からファン４５により供
給される。また冬などは吸着熱発生容器３６で発生する
熱により、２０℃前後に加熱された空気を循環空気とす
ることで暖房に利用することができる。結露した水は露
受け４５を介して貯留器４７により分離する。

本実施例の空気の乾燥と加熱を施す装置に吸着材として
ゼオライトＡ−５を３．６ｋｇ、冷媒液として水を１．
０ｋｇを封入したものを２基用意し、これらを交互に２
時間毎に除湿運転した。このとき水を吸着した吸着材か
ら水分の脱離をヒータ３７により行い、１２時間６０％
の相対湿度で動作させた。この実験の結果、除湿水５．
Ｏｅを得た。なお動作音は極めて静かであった。

実施例　３ 第一の手段の第三の実施例について、第６図に基づいて
説明する。本実施例は局所暖房に使用する局所暖房器に
、空気の乾燥と加熱を施す装置を応用した例である。第
６図の側断面図において、５１は冷媒液５２を収容した
冷媒液タンク、５３は吸着材５５から吸着水分を脱離す
るための加熱ヒータ５４を内臓した吸着材５５を収容し
た吸着熱発生容器、５６はバルブ５７を介して前記の冷
媒液タンク５１と連結するパイプで、パイプ５８はフィ
ン５９を有し、吸着熱発生容器５３の空間部６６にその
先端が挿入されている。これらの系内は真空に保持され
ている。６１・６２・６３はボデー６０に設けたそれぞ
れ空気の導入口、吹き出し口である。６４は携帯のため
の握手である。

６５は外気を導入するための送風機である。

以下動作を説明する。バフ１ブ５７を開くと冷媒液タン
ク５１から冷媒液５２が吸着熱発生容器５３の空間部６
６に流入し、冷媒液５２が蒸発し、その蒸気が瞬時に吸
着熱発生容器５３に収容されている吸着材５５に吸着さ
れる。この吸着動作が強力に進行するため、冷媒蒸気の
発生が断熱的に起こる。この結果冷媒液５２の温度は急
激に低下する。この作用により、吸着熱発生容器５３の
空間部６６が冷熱発生器を形成する。この結果吸着材５
５は急激に吸着熱を発生し、前記吸着熱発生容器５３が
吸着熱発生器として作用する。この状態から吸着熱発生
容器５３の発熱を強調させて密度の大きい加熱空気を取
り出すために、本体６０のスリット６１から送風機６５
を使用して外気を導入して、冷熱発生器として作用する
空間部６６に外気熱を与えて冷媒液５２の氷結を防止す
る。

加温された空気はスリット６２・６３より送り出す。

本実施例の装置は、特に冬季において自動車のヒータが
きいてくるまでの約１０分程度の車内の暖房に適してい
る。吸着材５５からの冷媒液５２の脱離は、使用前の極
く短時間にヒータ５４によりおこなう。実験の結果は次
の通りであった。吸着材としてゼオライトＡ−４を１．
０ｋｇ、冷媒液として水を０．３ｋｇを封入した本実施
例の局所暖房器を運転した結果、平均１５℃の温風が９
分間得られ、前記の目的を十分達成した。この場合、吸
着水の脱離時間はｌｋｗのヒータの使用により１５分で
よかった。

実施例　４ 次に第二の手段の第一の実施例を、第７図に基づいて説
明する。本実施例は、空気の乾燥と加熱を施す装置を衣
類乾燥気機に付加し、乾燥時間の短縮を図った例である
。第７図に示す斜視図において、７１は吸着材７２を収
容した空気中の水分の吸着による吸着熱発生器である。

７３は従来の衣類乾燥機であり、７４は従来の衣類乾燥
機７３で生じた湿り空気を吸着熱発生器７１へ導入する
ためのダクトである。７５は吸着熱発生器７１で生じた
熱により加温された空気を衣類乾燥機７３へ導くための
ダクト、７６・７７は切り替えバルブ、７８はフィン７
９を有する空冷式凝縮器、８Ｏは凝縮水溜め、８１は空
気循環用の送風機、８２は空気中の水分を吸着して活性
を失った時点で、吸着材７２から吸着水を分離するため
のヒータである。

次にこの動作を説明する。あらかじめヒータ８２により
吸着材から水分を分離後、衣類乾燥機７３により発生し
た湿り空気をダクト７４を経て空気の乾燥と加熱を施す
装置に導入する。この空気が吸着材７２に触れ乾燥され
るとと同時に、水分の吸着により吸着材７２が発熱する
。こうして乾燥空気との熱交換により乾燥した空気が得
られ、凝縮器７８・ダクト７５を経て衣類乾燥機７３に
この空気が与えられる。本実施例においては、このサイ
クルを繰り返すことによって衣類の乾燥に要する時間を
従来の衣類乾燥機に比べて大幅に短縮することができる
ものである。空気中の水分を吸着して吸着力が失われた
吸着材７２はバルブ７６を閉じて、バルブ７７を開き装
置７１を、ヒータ８２により加熱して分離する。水分は
フィン７９を有する空冷式凝縮器７８で空冷結露させ、
除湿させながら送風機８１で循環させて吸着力を復帰さ
せ、次の動作にそなえる。分離した結露水は凝縮水溜め
８０により除去する。

本実施例の装置を使用した実験の結果は、第３図に示す
通りであった。即ち、曲線（Ａ）に示した従来の衣類乾
燥機のみの場合と比較して、本実施例の場合を示す曲線
（Ｂ）は、大幅な時間短縮と多量の結露水の補集がはか
れたことを示している。なおこの場合、吸着材５６とし
てゼオライト１３Ｘを２９ｋｇ使用したものである。

実施例　５ 続いて第二の手段の第二の実施例について、第８図に基
づいて説明する。本実施例は、運転時は静寂で、必要な
場所へ自由に移動できるコードレスタイプの除湿機につ
いてのものである。第８図に示す外観側面図において、
９１は吸着材９３から吸着水分を脱離するための加熱ヒ
ータ９２を内臓した吸着材９３を収容した吸着熱発生容
器、９４はフィン９５を有する空気吹き出し口につなが
るバイブ、９７は結露水を導くためのバイブ、９８は結
露水溜め容器、９９・１００は空気の移動のための送風
機である。

以下動作を説明する。ファン９９で外気を吸入し、この
外気を吸着熱発生容器９１の底部より吸入して吸着材９
３に接触させて、空気中の水分を吸着材９３に吸着させ
除湿する。この空気をバイブ９４を経て送風機１００に
より外部へ排出する。このサイクルを繰り返して行い空
気の除湿をする。この動作で吸着材９３に吸着力がなく
なった時点で、ヒータ９２によって吸着材９３を加熱し
吸着水分を脱離し、脱離した水分は送風機１００により
バイブ９４に導きフィン９５によって結露させる。こう
して吸着材９３の吸着力を回復させる。この時結露した
水はバイブ９７により結露水溜９８へ導き分離する。

本実施例の装置を使用した運転の結果は、次の通りであ
った。なお吸着材９３としては、ゼオライト１３Ｘを７
．３ｋｇ使用し、本装置を２基用意して交互に除湿運転
を行った。また水を吸着した吸着材９３から水分の脱離
は、ヒータ９２により行った。こうして１２時間６０％
の相対湿度で動作させた結果、除湿水５．５ｅを得た。

このときの動作音は極めて靜かであった。

実施例　６ 第二の手段の第三の実施例について、第９図に基づいて
説明する。本実施例は空気の乾燥と加熱を施す装置を局
所暖房器に応用した例である。第９図の側断面図におい
て、１０１は吸着材１０３から吸着水分を脱離するため
の加熱ヒータ１０２を内臓した吸着材１０３を収容した
吸着熱発生容器、１０４はフィン１０５有し、前記吸着
熱発生容器１０１に連結するバイブ、１０６は送風機、
１０７は結露水を導くためのバイブ、１０８は結露水溜
、１０９・１１０はボデー１１１に設けたそれぞれ空気
の導入口・吹き出し口である。

この動作は前記した第一の手段の第三の実施例とほぼ同
様である。空気吹き出し口１１０から加温空気が吹き出
し、局所暖房器としての機能を果たす。また吸着水分を
脱離させ吸着力を回復させる方法も第一の手段の第三の
実施例とほぼ同様である。このような動作は冬季の自動
車乗車時のヒータがきいてくるまでの約１０分間程度の
使用に耐えれば良いので１基の使用で十分である。

吸着材としてゼオライト１３Ｘｉ、９ｋｇを使用した本
実施例の局所暖房器は３５℃の加温空気の持続時間が約
９分であり、本発明の目的を満たすものであった。また
吸着水の脱離時間は１．Ｏｋ−のヒータの使用により１
５分であった。

以上の各実施例では吸着材としてゼオライトを主体に説
明したが、特にこれに限定するものではなく、このほか
シリカゲル・活性アルミナも使用できる。冷媒液として
は水塩外に有機系溶剤やフロン・アンモニアも有効であ
る。

発明の効果 以上に説明したように第一の手段によれば、衣類乾燥機
に付加することで使用時の電源の制約を受けずに大幅な
乾燥時間の短縮がはかれ、除湿機に使用すれば繁雑コン
プレッサの使用が無いので極めて静寂であり、吸着材に
よるので動作開始と同時に強力な除湿が開始できる。ま
た局所暖房器に使用すれば、特に冬季の自動車乗車時の
ヒータが働くまでの暖房に好都合であり、いずれの応用
についても使用時の電源コンセントを必要としないので
、特に携帯移動に便利である。また第二の手段によれば
、系内を真空に保持する必要がないため第一の手段より
簡単な構成で、十分実用に耐える程度の効果を有する空
気の乾燥と加熱を施す装置を提供することができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一の手段の第一の実施例を示す、空気の乾燥
と加熱を施す装置を衣類乾燥機に付加した外観斜視図、
第２図は同衣類乾燥機に付加した構成断面図、第３図は
同衣類の乾燥による補集水量と乾燥時間の比較図、第４
図は同第二の実施例を示す除湿機の外観図、第５図は同
除湿機の構成断面図、第６図は同第三の実施例を示す局
所暖房器の構成断面図、第７図は第二の手段の第一の実
施例を示す、空気の乾燥と加熱を施す装置を衣類乾燥機
に付加した構成断面図、第８図は同第二の実施例を示す
除湿機の構成断面図、第９図は同第三の実施例を示す局
所暖房器の構成断面図である。 ７・３３・６６・・・冷熱発生容器、９・３６・５３・
７１・９１・１０１・・・吸着熱発生容器、１０・３７
・５４・８２・９２・１０２・・・ヒータ、１２・４１
・５７・７６・７７・・・バルブ、１７・３５・５２・
・・冷媒液、２０・３８・５２・７２・９３・１０３・
・・吸着材、２１・３８・４５・６５・８１・９６・１
０６・・・送風機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）空気の移動する経路内に、少なくとも冷媒液を収容
   した冷熱発生容器と、吸着材を収容した冷媒液蒸気の吸
   着による吸着熱発生容器と、吸着熱発生容器に具備した
   ヒータと、送風機とが配置され、両容器を連結する経路
   にバルブを配設してなる空気の乾燥と加熱を施す装置。 ２）少なくとも空気が移動する経路内に、吸着材と、熱
   交換器と、送風機と、吸着材から吸着水分を分離するた
   めの加熱ヒータとを配置してなる空気の乾燥と加熱を施
   す装置。