JPH0773684B2

JPH0773684B2 - 除湿装置

Info

Publication number: JPH0773684B2
Application number: JP22546285A
Authority: JP
Inventors: 勇郎宮原
Original assignee: 勇郎宮原
Priority date: 1985-10-09
Filing date: 1985-10-09
Publication date: 1995-08-09
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: JPS6287261A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、室内空気の湿度を減湿する除湿装置に関す
る。

（従来技術）除湿装置は、一般に圧縮機から送り出される冷媒を凝縮
器および蒸発器を通して再び圧縮機に戻るようにした冷
凍サイクル式のものが用いられている。この種除湿装置
においては、湿った空気を前記蒸発器（冷凍器）で冷却
することにより、空気中の水蒸気の一部を凝縮し、この
凝縮水分を除いた空気を前記凝縮器（加熱器）で再加熱
することにより、元の温度にして送り出すようにしてい
る。

（発明が解決しようとする問題点）前記従来の除湿装置における蒸発器（冷却器）は、その
構造上いわゆるバイパスファクタが存在し、通過空気の
５〜10％程度は冷却されずに通過してしまい、空気中の
水分を確実に凝縮して水滴とすることはできない。ま
た、蒸発器によって冷却された空気中の水蒸気は、中心
となる核がなければ微小水滴とはなれず、過冷却された
ままの状態でやはり蒸発器を通過してしまい、水滴化す
ることはできない。このような水蒸気の集合体を水滴と
するためには、−20℃以下に空気を冷却しなけらばなら
ず、このように低温の冷却機能を有することは、非常に
不経済である。また、蒸発器（冷却器）の冷却面に付着
した微小水滴（霜）により、空気の流路がふさがれ、連
続した除湿が困難であるという問題がる。

（発明の目的）本発明は、前記従来の除湿装置の問題点を解消するため
になされたもので、その目的とするところは空気中に含
まれている浮遊塵を利用して空気中の水蒸気を水滴化す
ることにより、除湿効率の優れた除湿装置を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段）本発明によれば、空気中の塵粒子をイオン化するイオン
化手段と、該イオン化手段の後段に配設され空気中の水
蒸気を水滴化する水滴生成手段と、該水滴生成手段の後
段に配設された水滴分離手段と、該水滴分離手段の後段
に配設された加熱手段とを有する除湿装置が提供され
る。

（作用）除湿装置内に導入された空気は、イオン化手段を通過す
る際に、空気中に含まれている塵粒子がイオン化され
る。このイオン化された塵粒子を含む空気中の水蒸気
は、水滴生成手段を通過する際にイオン化された塵粒子
を凝結核とした微小水滴に成長せしめられ、この微小水
滴が水分離手段によって捕捉され除湿処理される。この
ようにして除湿処理された空気は、加熱手段によって加
熱され相対湿度を低下せしめられて吐出される。

（実施例）以下、本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明す
る。

第１図は本発明による除湿装置の一実施例を示す概略図
である。同図において、１は除湿装置のケースで、空気
入口1aおよび空気出口1bを備えている。２は該ケース１
の空気入口1a部に配設された送風機で、除湿するための
室内空気をケース１内に導入する。３は該送風機２の後
段に配設された第１の加熱手段で、例えば、電熱コイル
等からなり、送風機２によって導入された空気を加熱し
て、空気中の浮遊塵の微粒子をイオン化させやすくな
る。４は該第１の加熱手段３の後段に配設され、前記第
１の加熱手段３によって加熱された空気中の塵粒子をイ
オン化するイオン化手段で、以下、第２図に基づいて詳
述する。同図において、4aは例えばタングステンの線で
構成された放電極であり、電源4cより例えば9KVの高電
圧が印加され、アース極4bとの間で不平等電界を発生せ
しめる。この電極4aとアース極4bとの間を空気が通過す
るとき（矢印Ｂ方向）に、（−）又は中性の塵粒子自体
は（＋）に帯電することになる。なお、すでに（＋）に
帯電している塵粒子は、その帯電の量を増す。

なお、該イオン化手段４の放電極4aには（−）の高電圧
を印加してもよいことは言うまでもなく、この場合は空
気中の塵粒子は（−）に帯電される。

５は前記イオン化手段４の後段に配設される水滴生成手
段で、ケース１内に水蒸気を供給する水蒸気供給手段51
と、ケース１内を冷却する冷却手段として冷却水を散布
する冷却水散布手段52とからなっている。前記水蒸気供
給手段51は、水蒸気を発生させる水蒸気発生装置511
と、該水蒸気発生装置511によって発生した水蒸気をケ
ース１内に導くパイプ512と、該パイプ512の先端に装着
されたスプレーノズル513とからなっている。なお、前
記水蒸気発生装置511としては、種々のものが考えら
れ、例えば、水槽中に電気ヒータを配設した装置、超音
波振動により水蒸気を発生させる装置、赤外線水蒸気発
生装置等がある。前記冷却水散布手段52は水を例えば３
℃程度に冷却する冷凍機521と、該冷凍機521によって冷
却された水をケース１内に導くパイプ522と、該パイプ5
22の先端に装着されたスプレーノズル523とからなって
いる。

６は前記水滴生成手段５の後段に配設された第１の水滴
分離手段で、例えば、金網等で構成される水滴エリミネ
ータである。７は該第１の水滴分離手段６の後端に配設
された第２の水滴分離手段で、例えば、湿式平行電極を
もつ電気集塵機等からなる。

８は該第２の水滴分離手段の後段に配設された第２の加
熱手段で、電気コイル等からなり、前記第１および第２
の水滴分離手段６および７によって除湿処理された空気
を加熱する。

本実施例による除湿装置は以上のように構成されてお
り、以下、その作用について説明する。

送風機２が作動すると室内の空気はケース１の空気入口
1aから導入され、第１の加熱手段３で加熱されて、空気
中の浮遊塵の微粒子がイオン化され易い状態となる。該
第１の加熱手段３で加熱された空気は、イオン化手段４
によって微粒子がイオン化されて水滴生成手段５内に導
入される。水滴生成手段５は、ケース１内に水蒸気発生
装置511によって発生せしめられた水蒸気がパイプ512を
通ってスプレーノズル513から噴霧されるとともに、冷
凍機521によって冷却された水がパイプ522を通してスプ
レーノズル523から噴霧されるため、水蒸気が過冷却、
過飽和の状態となっている。このようにして、水蒸気が
過冷却、過飽和の状態になっている水滴生成手段５内に
イオン化された空気中の塵粒子が導入されると、空気中
の微粒子の回りには水分子が付着して、微粒子を凝結核
とした微小水滴となる。即ち、水蒸気（H₂O）の分子は
水素原子２個と酸素原子１個により構成されているが、
第３図に示すように分極している。H₂O分子はこの両極
間の距離が他の分子に比べて非常に大きく、液体にあっ
てはH₂O分子間は第４図に示すように水素結合力で強く
引き合う。水滴生成手段内のH₂O分子は、第５図
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、空気中の帯電又
は分極している微粒子Ａに対して強力なクーロン力で結
びつく。第５図（ａ）は＋に帯電した微粒子Ａの回りに
H₂O分子が結合し、全体としてひとまわり大きな＋の微
粒子となる状態を示す。第５図（ｂ）は−に帯電した微
粒子Ａの回りにH₂O分子が結合し、全体としてひとまわ
り大きな−の微粒子となる状態を示す。また、第５図
（ｃ）は＋と−に分極した微粒子Ａの回りにH₂O分子が
結合し、全体としてひとまわり大きな分極微粒子となる
状態を示す。このように空気中の微粒子は0.1sec以下の
時間で水蒸気（H₂O分子）に囲まれて微小水滴に成長す
る。この微小水滴は過冷却、過飽和状態の空気中にある
ため、再蒸発することなく、微粒子を凝結核として成長
し、その表面積が増大するため、益々H₂O分子の結合力
を促し、更に大きな微小水滴に成長する。そして、この
微小水滴はスプレーノズル523から噴霧された冷水の水
滴と衝突して捕捉されるか、又は冷水滴との温度差によ
る熱吸引力で吸引捕捉されるか、微小水滴と冷水滴のク
ーロン力による結合が生じ更に大きな水滴となる。

このようにして、空気中の水蒸気は微粒子を凝結核とし
て、微小水滴に生成せしめられ、その粒径が微粒子の10
倍以上になることが確認されている。

以上のようにして、空気中の水蒸気は水滴化されるた
め、大きな水滴は水滴エリミネータ６で分離され、該エ
リミネータ６で分離されなかった微小水滴は電気集塵機
７によってクーロン力にて捕捉される。

このようにして除湿処理された空気は、後段に配設され
た加熱手段８によって加熱され、相対湿度を低下せしめ
られて、空気出口1bから室内に吐出される。そして室内
の水蒸気を吸収し相対湿度が高くなった空気は、再び空
気入口1aから吸入され、前記のようにして除湿処理が繰
返される。

第６図は本発明の他の実施例を示すもので、冷凍装置と
組合せたものであり、前記実施例と同一部品、同一装置
には同一符号を付して詳細な説明は省略する。同図にお
いて、１は除湿装置のケース、２は送風機、30は第１の
加熱部で、冷媒液タンク14に接続された加熱コイル31か
らなっている。４はイオン化手段、50は水滴生成手段
で、水蒸気供給手段51と、一端が膨張弁15に接続され他
端が圧縮機10の吸入口に接続された冷却コイル55とから
なっている。７は水滴分離手段で例えば湿式電気集塵機
によって構成されている。80は第２の加熱手段で、一端
が前記圧縮機10の吐出口に接続され他端が前記冷媒液タ
ンク14に接続された加熱コイル81からなっている。90は
第３の加熱手段で、一端が前記加熱コイル31に接続され
他端が前記膨張弁15に接続された加熱コイル91からなっ
ている。11は前記圧縮機10の吐出口と冷媒液タンク14と
の間に配設される凝縮器、13は該凝縮器と冷媒液タンク
との間に配設される逆止弁、12は圧縮機10と凝縮機11と
の間に配設される電磁弁である。

本実施例は以上のように構成されており、以下その作用
について説明する。

圧縮機10によって圧縮され高温となった冷媒は、電磁弁
12を介して凝縮器11に入り、ここで熱交換され冷され
て、逆止弁を通って冷媒液タンク14に導かれる。一方、
圧縮器10から吐出された高温の冷媒液の一部は、ケース
１の空気出口1bの前段に配設された第２の加熱部80を構
成する加熱コイル81を通って冷媒液タンク14に導かれ
る。冷媒液タンク14に導入された冷媒液は、ケース１の
空気入口1aに配設された送風機２の後段に配置された第
１の加熱部30を構成する加熱コイル31を通り、ここで空
気入口1aから吸入された空気を加熱して、第３の加熱部
90を構成する加熱コイル91に導入される。該加熱コイル
91に導入された冷媒液は、後述する除湿処理された空気
を加熱して、膨張弁15に至る。膨張弁15に導かれた高圧
の冷媒液は、ここを通る間に液から急激に低温低圧の蒸
気となって、前記水滴生成手段50を構成する冷却コイル
55を通り圧縮機10の吸入口に導かれ、再び圧縮機10によ
って圧縮されて前記サイクルを繰返す。

このようにして、ケース１内に配設された各加熱コイル
81,91,31には高温高圧の冷媒が、また冷却コイル55には
低温低圧の冷媒が流れる。このような状態において、送
風機２の作動により空気入口1aから導入された空気は、
加熱コイル31によって加熱されて、空気中の浮遊塵の微
粒子がイオン化され易い状態となる。該加熱コイル31に
よって加熱された空気は、イオン化手段４によって微粒
子がイオン化されて水滴生成手段50内に導入される。該
水滴生成手段50内は水蒸気供給手段51スプレーノズル51
3から水蒸気が噴霧されているとともに、冷却コイル55
によって冷却されているので、水蒸気が過冷却、過飽和
の状態となっている。このようにして、水蒸気が過冷
却、過飽和状態になっている水滴生成手段50内にイオン
化された空気が導入されると、空気中の微粒子の回りに
は前記実施例において説明したように、水分子が付着し
て、微粒子を凝結核とした微小水滴となる。微小水滴化
された空気中の水蒸気は、電気集塵機７に導入され、こ
こで微小水滴がクーロン力によって捕捉される。電気集
塵機７によって微小水滴が捕捉され除湿された空気は、
後段に配設された加熱コイル91および81によって加熱さ
れ、相対湿度を低下せしめられて、空気出口1bから室内
に吐出される。そして、室内の水蒸気を吸収し相対湿度
が高くなった空気は、再び空気入口1aから吸収され、前
記のように除湿処理が繰返される。

以上のように、本実施例は冷凍装置と組合せたものであ
るが、第１、第２、第３の加熱部30,80,90に高温高圧の
冷媒が通る加熱コイル31,81,91を各々配設したので、冷
凍装置としての冷却効率が向上し、省エネルギー型の除
湿装置が得られる。

以上、本発明を図示の各実施例に基づいて説明したが、
本発明は実施例に示されたもののみに限定されるもので
はなく、本発明の主旨の範囲で種々の変形は可能であ
り、これらを本発明の範囲から除外するものではない。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように、本発明は空気中の塵粒子
をイオン化するイオン化手段と、該イオン化手段の後段
に配設され空気中の水蒸気を水滴化する水滴生成手段
と、該水滴生成手段の後段に配設された水滴分離手段
と、該水滴分離手段の後段に配設された加熱手段とから
なり、空気中に含まれている浮遊塵を利用して、空気中
の水蒸気を効果的に水滴化するので、除湿効率の優れた
除湿装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による除湿装置の一実施例を示す概略構
成図、第２図は本発明装置に用いるイオン化手段の一実
施例を示す説明図、第３図は水分子の形状を示す説明
図、第４図は水分子間の引力の状態を示す説明図、第５
図（ａ），（ｂ），（ｃ）は微粒子と水分子との結合状
態を示す説明図、第６図は本発明の他の実施例を示す概
略構成図である。１……ケース、２……送風機、３……第１の加熱手段、
４……イオン化手段、５……水滴生成手段、51……水蒸
気供給手段、52……冷却水散布手段、６……第１の水滴
分離手段、７……第２の水滴分離手段、８……第２の加
熱手段、31,81,91……加熱コイル、55……冷却コイル、
10……圧縮機、11……凝縮器、14……冷媒液タンク、15
……膨張弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気中の塵粒子をイオン化するイオン化手
段と、該イオン化手段の後段に配設され空気中の水蒸気
を水滴化する水滴生成手段と、該水滴生成手段の後段に
配設された水滴分離手段と、該水滴分離手段の後設に配
設された加熱手段とを有する除湿装置。
【請求項２】前記水滴分離手段は電気集塵機からなる特
許請求の範囲第（１）項記載の除湿装置。
【請求項３】前記加熱手段は加熱コイルからなる特許請
求の範囲第（１）項記載の除湿装置。
【請求項４】空気中の塵粒子をイオン化するイオン化手
段と、該イオン化手段の後段に配設され空気中の水蒸気
を水滴化する、水蒸気供給手段と冷却手段とからなる水
滴生成手段と、該水滴生成手段の後段に配設された水滴
分離手段と、該水滴分離手段の後段に配設された加熱手
段とを有する除湿装置。
【請求項５】前記冷却手段は冷却水散布手段からなる特
許請求の範囲第（４）項記載の除湿装置。
【請求項６】前記冷却手段は冷却コイルからなる特許請
求の範囲第（４）項記載の除湿装置。
【請求項７】空気を加熱する加熱手段と、該加熱手段の
後段に配設され加熱手段によって加熱された空気中の塵
粒子をイオン化するイオン化手段、該イオン化手段の後
段に配設され空気中の水蒸気を水滴化する水滴生成手段
と、該水滴生成手段の後段に配設された水滴分離手段
と、該水滴生成手段の後段に配設された加熱手段とを有
する除湿装置。
【請求項８】前記水滴分離手段は電気集塵機からなる特
許請求の範囲第（７）項記載の除湿装置。
【請求項９】前記加熱手段は加熱コイルからなる特許請
求の範囲第（７）項記載の除湿装置。
【請求項１０】空気を加熱する加熱手段と、該加熱手段
の後段に配設され加熱手段によって加熱された空気中の
塵粒子をイオン化するイオン化手段、該イオン化手段の
後段に配設され空気中の水蒸気を水滴化する、水蒸気供
給手段と冷却手段とからなる水滴生成手段と、該水滴生
成手段の後段に配設された水滴分離手段と、該水滴生成
手段の後段に配設された加熱手段とを有する除湿装置。
【請求項１１】前記冷却手段は冷却水散布手段からなる
特許請求の範囲第（10）項記載の除湿装置。
【請求項１２】前記冷却手段は冷却コイルからなる特許
請求の範囲第（10）項記載の除湿装置。