CN105517691A - 除湿机 - Google Patents

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Abstract

除湿机(101)具备：吸湿部件(2)，其由高分子凝胶吸湿材料形成，具有能够吸收水分的第1状态和释放在上述第1状态时吸收的水分的第2状态，具有通过来自外部的刺激从上述第1状态变为上述第2状态且在上述刺激消失时恢复为上述第1状态的性质；外部气流供应部(4)，其使从外部取入的空气(3)与吸湿部件(2)接触；以及刺激赋予部(5)，其不使气流碰到吸湿部件(2)而对吸湿部件(2)施加上述刺激。

Description

除湿机
技术领域
本发明涉及除湿机。
背景技术
作为用于进行除湿和调湿的装置，有冷冻循环式和沸石式。“冷冻循环式”主要通过内置压缩器即压缩机，用蒸发装置即蒸发器冷却室内空气从而使空气内的湿度进行结露、对其除湿。“沸石式”使转子对室内空气中的水分进行吸湿，使由电加热器产生的高温的暖风碰到吸湿后的转子，将转子内的水分作为高温、高湿的空气取出，用室内空气冷却该空气，由此使高温、高湿的空气所包含的水分结露并将其取出。另外，除此以外，如特开2009－180433号公报(专利文献1)所记载的，还存在作为湿式干燥剂使用可燃性氯化锂(LiCl3)等的方法。
作为记载有冷冻循环式的例子的文献，可举出特开2003－144833号公报(专利文献2)。作为记载有沸石式的例子的文献，可举出特开2001－259349号公报(专利文献3)。将两者的特征组合后的构成记载于特开2005－34838号公报(专利文献4)。
另一方面，在特开2002－126442号公报(专利文献5)中，记载了使用吸水特性以相转变温度为分界发生变化的凝胶来进行除湿、吸水的凝胶片。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2009－180433号公报
专利文献2：特开2003－144833号公报
专利文献3：特开2001－259349号公报
专利文献4：特开2005－34838号公报
专利文献5：特开2002－126442号公报
发明内容
发明要解决的问题
在进行除湿和调湿的机构中使用压缩机的冷冻循环式中，原理上能够进行冷冻效率COP达到5等效率高的除湿和调湿。但是，在上述冷冻循环式中，依然存在使用导致环境破坏的卤素类气体、由于搭载压缩机而不易实现大型化、噪声大等问题。另一方面，在沸石式中，需要200℃以上的再生热，且效率不良，而将上述方式融合后的混合型将压缩机的压缩热的一部分用于沸石转子的再生等而得到改善，能够扩大沸石式的应用范围，但需要复杂的空气路径或机构，无法避免大型化。另外，在通过过饱和冷却使进行吸收等而收集到的水蒸气凝缩方面没有变化。
此外，如果是需要高温作为再生热的吸湿部件，则在再生侧使由加热器和风扇生成的热风碰到吸湿部件后，通过热交换器使得到的高温高湿空气变为凝缩水。
因此，本发明的目的在于提供能够不使用卤素类气体而实现装置的小型化且噪声小的除湿机。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明的除湿机，具备：吸湿部件，其由高分子凝胶吸湿材料形成，具有能够吸收水分的第1状态和释放在上述第1状态时吸收的水分的第2状态，具有通过来自外部的刺激而从上述第1状态变为上述第2状态且在上述刺激消失时恢复为上述第1状态的性质；外部气流供应部，其使从外部取入的空气与上述吸湿部件接触；以及刺激赋予部，其不使气流碰到上述吸湿部件而对上述吸湿部件施加上述刺激。
发明效果
根据本发明，可以提供能够不使用卤素类气体而实现装置的小型化且噪声小的除湿机。
附图说明
图1是基于本发明的实施方式1的除湿机的概念图。
图2是基于本发明的实施方式2的除湿机的立体图。
图3是基于本发明的实施方式2的除湿机的截面图。
图4是基于本发明的实施方式2的除湿机所具备的多个吸湿部的说明图。
图5是基于本发明的实施方式2的除湿机所具备的吸湿部的局部放大立体图。
图6是基于本发明的实施方式3的除湿机的示意性立体图。
图7是基于本发明的实施方式3的除湿机所具备的吸湿部的局部放大截面图。
图8是基于本发明的实施方式4的除湿机的第1状态的示意性截面图。
图9是基于本发明的实施方式4的除湿机的第2状态的示意性截面图。
图10是基于本发明的实施方式4的除湿机所具备的多个吸湿部的说明图。
图11是基于本发明的实施方式4的除湿机所具备的吸湿部的局部放大立体图。
图12是基于本发明的实施方式5的除湿机的示意性截面图。
图13是基于本发明的实施方式6的除湿机的示意性截面图。
图14是基于本发明的实施方式6的除湿机所具备的多个吸湿部的立体图。
图15是基于本发明的实施方式6的除湿机所具备的吸湿部的局部放大截面图。
图16是利用基于本发明的除湿机构成的制水机的一例的说明图。
具体实施方式
(实施方式1)
参照图1说明基于本发明的实施方式1的除湿机101。图1是概念性地表示除湿机101的结构的图，各部的实际的尺寸比或位置关系不限于此。除湿机101具备：吸湿部件2，其由高分子凝胶吸湿材料形成，具有能够吸收水分的第1状态和释放在上述第1状态时吸收的水分的第2状态，具有通过来自外部的刺激从上述第1状态变为上述第2状态且在上述刺激消失时恢复为上述第1状态的性质；外部气流供应部4，其使从外部取入的空气与吸湿部件2接触；以及刺激赋予部5，其不使气流碰到吸湿部件2而对吸湿部件2施加上述刺激。
在除湿机101中，湿润的空气3被从外部取入，并通过外部气流供应部4被引导从而与吸湿部件2接触。与吸湿部件2接触而被除湿的空气3成为湿度降低的空气6而被吹出。刺激赋予部5对吸湿部件2施加刺激，由此从吸湿部件2取出水，由接水容器7接住上述水。接水容器7不是必须的。
根据本实施方式，可以设为能够不使用卤素类气体且实现装置的小型化且噪声小的除湿机。
此外，优选通过刺激赋予部5所施加的上述刺激从吸湿部件2将水分以液体状态直接取出。如果是该构成，则水分在液体状态下被直接取出，因此无需热交换器。
此外，优选上述刺激是利用热、光、电、pH中的任一种手段的刺激。如果是该构成，则能够容易地控制刺激。
在此，大致表示了吸湿部件2与刺激赋予部5的位置关系，吸湿部件2为与空气3接触而吸湿的部分，在之后受到刺激赋予部5的刺激而排出水分的构成。为了实现该构成，优选能够适当地更换吸湿部件2中的接受来自刺激赋予部5的刺激的部分。例如，也可以是，吸湿部件2通过旋转或滑动而相对于刺激赋予部5相对地移位。也可以是，能够设有多个刺激赋予部5并通过选择使它们之中的任一个动作来选择对吸湿部件2的哪个部分施加刺激。
也可以是，外部气流供应部4也同样地相对于吸湿部件2相对地移位或者更换。
另外，除湿机101的吸湿部件2朝向下方开放，因此从吸湿部件2在液体状态下直接被取出的水分原样随重力落下。在这种情况下，刺激赋予部5可以设于吸湿部件2的上游和下游中的任一侧。刺激赋予部5也可以设于吸湿部件2的上游和下游这两侧。
(实施方式2)
参照图2～图5说明基于本发明的实施方式2的除湿机102。在图2中表示除湿机102的立体图，在图3中表示截面图。除湿机102具备具有空气入口11和空气出口12的箱体1，在箱体1的内部具备吸湿部20。如图3所示，在吸湿部20的下方设有斜面14。斜面14能够接住从吸湿部20排出的水并将其收集到水出口15。在水出口15的下方配置有接水容器7。
在除湿机102的内部，如图4所示配置有多个吸湿部20。多个吸湿部20分别是板状部件。多个吸湿部20相互空出间隙10配置。各吸湿部20在上下方向延伸。因而，间隙10也在上下方向延伸，间隙10的下方开放。各吸湿部20以沿着连接空气入口11和空气出口12的线延伸的方式配置。从外部被取入并被外部气流供应部4引导的空气3如图4所示经过吸湿部20彼此之间的间隙10后被吸湿部20除湿，之后成为空气6而吹出。在图5中表示将1个吸湿部20放大后的样子。1个吸湿部20在2个层状的吸湿部件2之间配置有作为刺激赋予部5的面状加热器8。即，吸湿部20具备吸湿部件2和刺激赋予部5。
在此，整理并描述除湿机102的构成。本实施方式的除湿机102具备：吸湿部件2，其由高分子凝胶吸湿材料形成，具有能够吸收水分的第1状态和释放在上述第1状态时吸收的水分的第2状态，具有通过来自外部的刺激从上述第1状态变为上述第2状态且在上述刺激消失时恢复为上述第1状态的性质；外部气流供应部4，其使从外部取入的空气与吸湿部件2接触；以及刺激赋予部5，其不使气流碰到吸湿部件2而对吸湿部件2施加上述刺激。
其中，上述刺激是热，吸湿部件2是层状，刺激赋予部5是沿着吸湿部件2的面配置的加热器。此处所说的加热器是面状加热器8。优选作为刺激赋予部5的加热器是上述面状加热器，但不限于面状加热器。刺激赋予部5即使不是例如面状加热器，只要是能够沿着吸湿部件2的面配置的加热器即可。
此外，吸湿部件2是层状，但各层的内部也可以是块状、细微颗粒状、贝壳状等任意的形状。
在本实施方式中，也能够得到在实施方式1中说明的效果。而且，在本实施方式中，吸湿部件2是层状，因此能够使从外部取入的空气3与吸湿部件2的大部分面积的表面有效地接触，因此能够有效地进行除湿。另外，在本实施方式中，作为刺激赋予部5的加热器沿着吸湿部件2的面配置，因此能够在吸湿部件2的大范围内对其有效地赋予刺激，还能够有效地从吸湿部件2取出水。
吸湿部20在上下方向延伸，间隙10的下方开放，因此从吸湿部件2排出的水能够经过间隙10直接落下。
此外，在本实施方式中，说明了吸湿部件2通过受到热刺激而从第1状态变为第2状态。在此作为刺激的种类选择了热终究是一例，吸湿部件2也可以是通过受到其它种类的刺激而从第1状态变为第2状态的性质的物质。关于该内容，在以下的实施方式中也是相同的。
(实施方式3)
参照图6～图7说明基于本发明的实施方式3的除湿机103。在图6中表示除湿机103的示意性立体图。除湿机103具备吸湿部21。吸湿部21是在水平面内延伸的圆板状部件。吸湿部21能够通过电机而旋转。吸湿部21的中心轴是竖直方向。在图7中表示吸湿部21的局部放大截面图。吸湿部21为蜂窝状，具有在厚度方向上贯通的多个贯通孔9。吸湿部21包括由吸湿部件2构成的部分。吸湿部件2向贯通孔9的内面露出。
即，本实施方式的除湿机103具备：吸湿部件2，其由高分子凝胶吸湿材料形成，具有能够吸收水分的第1状态和释放在上述第1状态时吸收的水分的第2状态，具有通过来自外部的刺激从上述第1状态变为上述第2状态且在上述刺激消失时恢复为上述第1状态的性质；外部气流供应部4，其使从外部取入的空气与吸湿部件2接触；以及刺激赋予部5，其不使气流碰到吸湿部件2而对吸湿部件2施加上述刺激。
在本实施方式中，也能够得到在实施方式1中说明的效果。而且，在本实施方式中，包含吸湿部件2的吸湿部21为圆板状，为旋转的结构，因此能够将1个吸湿部21的某部位用于吸湿且在其它部位中施加刺激来取出水。即，能够并行地进行吸湿和排水。例如，能够通过使圆板状的吸湿部21按一定速度连续地旋转而不中断且连续地进行吸湿和排水操作。
或者，也可以设为使圆板状的吸湿部21断续地按台阶状旋转。即，也可以设为例如在使吸湿部21静止的状态下用吸湿部21的某部位接受空气3后进行一定时间的吸湿，之后使吸湿部21仅旋转一定角度而使下一次进行吸湿的部位重新暴露于空气3的姿态。
能够如以下的附记所示表现本实施方式的除湿机。
(附记1－1)
在上述中的任一项所述的除湿机中，上述吸湿部排列于圆筒状部件的至少一部分，上述圆筒状部件能够绕中心轴旋转，上述外部气流供应部在由上述圆筒状部件的外周描绘的轨道规定的圆中的第1部位使上述空气碰到上述吸湿部，上述刺激赋予部在上述圆中的与第1部位不同的第2部位对上述吸湿部施加上述刺激。
(附记1－2)
在附记1所述的除湿机中，上述吸湿部以上述中心轴为上下方向的方式配置。
(附记1－3)
在附记1或2所述的除湿机中，上述吸湿部为具有在厚度方向上贯通的贯通孔的蜂窝状。
(实施方式4)
参照图8～图11说明基于本发明的实施方式4的除湿机104。在图8和图9中表示除湿机104的示意性截面图。除湿机104的基本构成与在实施方式2中说明的除湿机102是共通的。除湿机104在内部具备吸湿部22来代替吸湿部21。在除湿机104的内部，就吸湿部22而言，如图10所示配置有多个吸湿部22。多个吸湿部22分别是板状部件。多个吸湿部22相互空出间隙10配置。吸湿部22或间隙10的方向与在实施方式2中说明的吸湿部20的方向相同。
在图8中表示在除湿机104中正在进行除湿的状态。在图9中，表示在除湿机104中正在进行吸湿部22的再生和排水的状态。
除湿机104在进行除湿动作时，如图8所示，使通过送风风扇24从空气入口11取入的空气3碰到吸湿部22，对空气3进行除湿后，将其作为空气6从空气出口12排出。空气3在经过间隙10的期间内被吸湿部22夺去水分。在图11中表示将1个吸湿部22放大后的样子。1个吸湿部22以覆盖基材13的两面的方式以层状形成有吸湿部件2。
除湿机104具备向上方开口的空气入口31。其中，空气入口31附带能够打开关闭的盖31a。在图8所示的状态下，盖31a封闭。在空气入口31和吸湿部22之间配置有送风风扇17和加热器18作为刺激赋予部5。
当进行吸湿部再生动作时，如图9所示，空气入口11的盖11a关闭，而空气入口31的盖31a打开。送风风扇24停止。设于空气入口31的送风风扇17工作，由此从空气入口31取入外部的空气25，其受到由加热器18产生的热而成为热风后去往吸湿部22。热风通过送风风扇17和加热器18的工作而经过吸湿部22彼此之间的间隙10。由此，对吸湿部22所包含的吸湿部件2施加热刺激，从吸湿部件2排出水。水经过间隙10后向下方落下。此外，由送风风扇17输送的热风也可以与空气6同样地从空气出口12排出。也可以是为了被送风风扇17输送的热风而另外设置排气口。
此外，盖11a和盖31a也可以兼用同一部件。也可以是如下构成：同一部件往复从而交替地切换封闭空气入口11并使空气入口31开放的状态和封闭空气入口31并使空气入口11开放的状态。
在本实施方式中，能够得到在实施方式1中说明的效果。而且，在本实施方式中，吸湿部件2是层状，因此与实施方式2同样地能够对从外部取入的空气3有效地进行除湿。另外，在本实施方式中，配置有送风风扇17和加热器18作为刺激赋予部5，能够从上方向吸湿部22输送热风，因此能够施加热作为针对吸湿部件2的刺激。这样的话，能够在吸湿部件2的大范围内对其有效地赋予刺激，还能够有效地进行从吸湿部件2取出水的动作。
(实施方式5)
参照图12说明基于本发明的实施方式5的除湿机105。图12是除湿机106的示意性截面图。除湿机105具备箱体1。箱体1在上方具有空气入口11和空气入口31，在侧方具有空气出口12。除湿机105在箱体1的内部具备圆板状且蜂窝状的吸湿部21和使吸湿部21旋转的电机16。吸湿部21的详细的结构与在实施方式3中说明的相同。
从空气入口11被取入并经过外部气流供应部4而进入箱体1内的空气3碰到吸湿部21的一部分，经过吸湿部21的贯通孔9(参照图7)从而被除湿。被除湿的空气从侧方的空气出口12作为空气6被排出。
在空气入口31的附近配置有刺激赋予部5。刺激赋予部5包括送风风扇17和加热器18。送风风扇17工作，由此经过空气入口31取入气流19。气流19被加热器18加热，碰到吸湿部21的一部分。在吸湿部21中，从空气入口31被取入的气流19所碰到的部位是与从空气入口1被取入的空气3所碰到的部位不同的部位。气流19经过吸湿部21的贯通孔9，由此针对吸湿部21的吸湿部件2施加热之类的刺激。在这种情况下，水从吸湿部21被排出。
在吸湿部21的下方设有斜面14。斜面14能够接住从吸湿部21排出的水并将其收集到设于箱体1的下部的一方端的水出口15。
本实施方式相当于更具体地表现实施方式3的一例。因而，在本实施方式中，能够得到在实施方式3中描述的效果。
(实施方式6)
参照图13～图15说明基于本发明的实施方式6的除湿机106。在图13中表示除湿机106的示意性截面图。除湿机106具备箱体1。箱体1在上方具有空气入口11和空气入口31。除湿机106在箱体1的内部具备多个圆板状的吸湿部23。多个吸湿部23如图14所示被保持在虽然以中心轴为共用的中心轴但是以相互分离的方式重叠的状态。即，在吸湿部23彼此之间设有间隙10。在图15中表示1个吸湿部23的局部放大截面图。吸湿部23包括平板状的基材13和形成于其表面的吸湿部件2。在此，表示了吸湿部件2形成于基材13的上面的例子，但也可以是吸湿部件2不是形成于基材13的上面而是形成于基材13的下面。也可以是，吸湿部件2形成于基材13的上下两面。
如图13所示，除湿机106在箱体1的内部具备使多个吸湿部23一起旋转的电机16。电机16和多个吸湿部23被旋转轴连接。
从空气入口11被取入而经过外部气流供应部4进入箱体1内的空气3碰到吸湿部23。进入箱体1内的空气3去往空气出口12。此时，空气3的至少一部分经过吸湿部23彼此的间隙10后去往空气出口12。空气3经过吸湿部23彼此的间隙10从而被除湿。被除湿的空气从侧方的空气出口12作为空气6被排出。
在箱体1的内部空间的上部配置有刺激赋予部5。刺激赋予部5包括送风风扇17和加热器18。送风风扇17和加热器18工作，由此热风碰到吸湿部23。在多个吸湿部23中，通过碰到热风而受到热刺激，排出水。此时，多个吸湿部23通过电机16而旋转，附着于吸湿部23的表面的液体状态的水由于离心力而被甩落到吸湿部23的外侧。从吸湿部23被甩落的水向箱体1内的下方落下。
在吸湿部21的下方设有斜面14。斜面14能够接住从吸湿部23被排出且由于离心力而被甩落的水，并将其收集到设于箱体1下部的一方端的水出口15。
在本实施方式中，多个吸湿部23成为以相互隔开的方式重叠的状态，因此能够较多地确保表面面积而有效地进行除湿。另外，在本实施方式中，能够通过利用离心力而有效地去除被排出的水。
此外，在实施方式2～6中，优选吸湿部件2包括N－异丙基丙烯酰胺。如果吸湿部件2是上述构成，则可以容易地实现能够交替地转换通过热之类的刺激而能够吸收水分的第1状态和释放吸收的水分的第2状态的构成。
另外，在吸湿剂中，只要将聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)及其衍生物或聚乙烯醚及其衍生物等感温性高分子用作材料而适当地调制、使用具有希望的性质的高分子吸湿部件即可。
此外，在本实施方式中，多个吸湿部23配置成以中心轴为竖直方向，但多个吸湿部23的设置方向不限于此。
此外，在本实施方式中，作为刺激赋予部5使用送风风扇17与加热器18的组合，但刺激赋予部也可以是埋入基材13的面加热器或线加热器。在这种情况下，能够通过基材13直接加热吸湿部23。
此外，在本实施方式中，也可以是，吸湿时降低吸湿部23的转速，排出水时提高转速。由此，吸湿时水被吸湿部件充分地吸湿，排出水时能够提高离心力，因此能够在短时间内进行排水。
此外，也可以是，将上述实施方式中的多个适当地组合后使用。
此外，本发明的考虑方法是除了除湿机以外还能够作为加湿器、制水机使用。
在作为加湿器使用的情况下，只要设为与除湿机相反的动作即可。例如，使液体状态的水与作为第1状态的吸湿部件2接触，使吸湿部件2吸收水分，消除对吸湿部件2施加的刺激从而从第1状态变为第2状态，水在液体状态下从吸湿部件2排出。在该状态下，使气流经过以与湿润的吸湿部件2接触。由此使气流具有水分。
在作为制水机使用的情况下，使周边的空气与吸湿部件2接触，由此使空气中的水分被吸湿部件2吸收，对该状态的吸湿部件2施加刺激从而从吸湿部件2排出液体状态的水。将从吸湿部件2排出的水收集于容器。这样的话，在没有水井等水源且不下雨的场所也能够得到液体状态的水。
在具有离子性的被取入到吸湿部件中的水分中微生物不易生存。而且，由吸湿部件蓄积的水分在排水时受到50～60℃的热刺激，因此能够期待由该高温带来的杀菌效果。但是，为了将得到的水供饮用或备用饮用(清洁水等生活用水)，还考虑在排水后的路径等处的杂菌混入等而优选将基于照射UV光的杀菌和能够过滤细菌的过滤器组合起来。
例如，如图16所示，能够使气流经过使颗粒状、层状或块状的吸湿部件重叠而形成的吸湿部22而对其吸湿后，通过照射UV光和过滤器使由于热等刺激被排出的水进一步净化而作为饮用或备用饮用使用。上述制水机还能够使用实施方式1～6所示的任一种除湿机的构成来实现。
此外，此次公开的上述实施方式在全部方面为例示而非限制性内容。本发明的范围不是由上述说明而是由权利要求书表示，旨在包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更。
工业上的可利用性
本发明能够应用于除湿机。
附图标记说明
1箱体；2吸湿部件；3(湿润的)空气；4外部气流供应部；5刺激赋予部；6(已除湿的)空气；7接水容器；8面状加热器；9贯通孔；10间隙；11空气入口；11a盖；12空气出口；13基材；14斜面；15水出口；16电机；17送风风扇；18加热器；19(用于赋予刺激的)气流；20、21、22、23吸湿部；24送风风扇；25空气；31(用于刺激赋予部的)空气入口；31a盖；101、102、103、104、105、106除湿机。

Claims (5)

1.一种除湿机，其特征在于，具备：
吸湿部件，其由高分子凝胶吸湿材料形成，具有能够吸收水分的第1状态和释放在上述第1状态时吸收的水分的第2状态，具有通过来自外部的刺激而从上述第1状态变为上述第2状态且在上述刺激消失时恢复为上述第1状态的性质；
外部气流供应部，其使从外部取入的空气与上述吸湿部件接触；以及
刺激赋予部，其不使气流碰到上述吸湿部件而对上述吸湿部件施加上述刺激。
2.根据权利要求1所述的除湿机，其特征在于，
通过上述刺激赋予部施加的上述刺激而从上述吸湿部件将水分以液体状态直接取出。
3.根据权利要求1或2所述的除湿机，其特征在于，
上述刺激是利用热、光、电、pH中的任一种手段的刺激。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的除湿机，其特征在于，
上述刺激是热，上述吸湿部件是层状，上述刺激赋予部是沿着上述吸湿部件的面配置的加热器。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的除湿机，其特征在于，
上述吸湿部件包括N－异丙基丙烯酰胺。
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