JP2008246438A - 除湿機及び除湿方法 - Google Patents

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Abstract

【解決課題】ヒータの消費電力を大きく低減することができる除湿機及び除湿方法を提供すること。
【解決手段】除湿ロータと、該除湿ロータの一方の開口面を分割する第１分割部材と、該除湿ロータの他方の開口面を分割する第２分割部材と、被処理空気を該除湿ゾーンに供給する第１空気供給手段と、再生空気を該再生ゾーンに供給し、パージ空気を該パージゾーンに供給する第２空気供給手段と、該再生ゾーンに供給される該再生空気を加熱する電熱ヒータと、再生ゾーン排出空気とパージゾーン排出空気との混合空気の排出経路と、該混合空気の排出経路に付設される凝縮器と、該除湿ロータを回転駆動させる駆動手段であって、該除湿ロータが１回転するのに要する時間が、１５０〜３００秒となるように制御されている駆動手段と、を有することを特徴とする除湿機。
【選択図】図３

Description

本発明は、除湿剤による被処理空気の除湿と、水分を吸湿した該除湿剤の再生を同時に行ない、連続的に該被処理空気の除湿を行なう回転再生式の除湿機及び除湿方法に関する。
従来、デシカント式除湿機としては、除湿剤が担持された円盤状の回転再生型の除湿ロータを、除湿ゾーンと再生ゾーンに分割して、該除湿ゾーンに室内の湿潤な空気を通過させて、被処理空気中の水分を該除湿剤に吸着させることにより、室内の空気を除湿すると同時に、該再生ゾーンに加熱した空気を通過させて、該除湿剤を加熱することにより、該除湿剤から水分を放出させて、再生する除湿機が一般に用いられていた。
例えば、特開２０００−１２６４９８号公報（特許文献１）には、吸着剤で室内空気の湿気を吸着するとともに再生側では加熱され脱湿再生する吸着剤と、吸着剤の再生側で高温高湿となった循環空気と室内空気とを熱交換する熱交換器と、吸着剤の再生側を加熱する加熱手段と、室内空気を吸着剤の吸着側に供給するための第１送風ファンと、循環空気を循環させるための第２の送風ファンとを備え、第１の送風ファンにより供給された室内空気を吸着剤の吸着側に通過させ乾燥空気とする経路と、第２の送風ファンによる循環空気を加熱手段および吸着剤の再生側を通過させ、高温高湿となった空気を熱交換器を通して循環させ室内空気と熱交換させる循環経路とを有し、前記吸着剤はその吸着側と再生側とを入れ替え、再生時に発生する水分を熱交換器によって室内空気により冷却して結露水として回収する除湿装置が開示されている。
近年、省エネルギー化の基、該デシカント式除湿機の消費電力を少なくすることが望まれており、種々の除湿機が開発されている。例えば、特開２００２−３２６０１２号公報（特許文献２）では、再生ゾーンを通過させた後の再生ゾーン排出空気を、熱交換器に通し、該熱交換器を通した後の空気を、除湿ゾーンの少なくとも一部に通し、除湿前の除湿剤を冷却して、該除湿剤を除湿し易い状態にすることにより、除湿効率を高める提案がなされている。また、特開２００３−３８９３０号公報（特許文献３）では、加熱ヒータと外枠との間に発熱体前面を覆う遮蔽板を設けて、加熱ヒータの輻射熱の漏れを防止することにより、熱効率を高める提案がなされている。
特開２０００−１２６４９８号公報（特許請求の範囲） 特開２００２−３２６０１２号公報（特許請求の範囲） 特開２００３−３８９３０号公報（特許請求の範囲）
該デシカント式除湿機で、最も電力を消費するのは、除湿剤を加熱するためのヒータであるので、消費電力を低く抑えるには、ヒータの消費電力を少なくすることが、最も効果的である。
しかし、従来の除湿機では、ヒータの消費電力を少なくし過ぎると、除湿剤が十分に再生されず、十分な除湿量が確保できないため、特許文献２又は特許文献３にような改良では、ヒータの消費電力の低減には、限界があるという問題があった。
従って、本発明の課題は、ヒータの消費電力を大きく低減することができる除湿機及び除湿方法を提供することにある。
本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、（１）除湿ロータが１回転するのに要する時間を、従来の除湿機より長い特定の範囲にすることにより、電熱ヒータの輻射熱を有効に利用ができるようになること、（２）そのため、電熱ヒータの消費電力が少なくても、再生ゾーンでの除湿剤の再生が十分に行なえるので、除湿機の除湿量が向上すること、（３）除湿ゾーン、再生ゾーン及びパージゾーンの大きさを特定の範囲にすれば、更に効果が高まること、（４）これらのことにより、電熱ヒータの消費電力を少なくすることができること等を見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明（１）は、回転軸方向に通気空洞が形成されている無機繊維質担体に、無機除湿剤が担持されている、除湿ロータと、
該除湿ロータの一方の開口面を、除湿ゾーンと、再生ゾーンと、パージゾーンとに分割する第１分割部材と、
該除湿ロータの他方の開口面を、除湿ゾーンと、再生ゾーン及びパージゾーンとに分割する第２分割部材と、
被処理空気を該除湿ゾーンに供給する第１空気供給手段と、
再生空気を該再生ゾーンに供給し、パージ空気を該パージゾーンに供給する第２空気供給手段と、
該再生ゾーンに供給される該再生空気を加熱する電熱ヒータと、
再生ゾーン排出空気とパージゾーン排出空気との混合空気の排出経路と、
該混合空気の排出経路に付設される凝縮器と、
該除湿ロータを回転駆動させる駆動手段であって、該除湿ロータが１回転するのに要する時間が、１５０〜３００秒となるように制御されている駆動手段と、
を有することを特徴とする除湿機を提供するものである。
また、本発明（２）は、回転軸方向に通気空洞が形成されている無機繊維質担体に、無機除湿剤が担持されている除湿ロータの一方の開口面を、除湿ゾーンと、再生ゾーンと、パージゾーンとに分割し、
該除湿ロータの他方の開口面を、除湿ゾーンと、再生ゾーン及びパージゾーンとに分割し、
該除湿ロータを回転させながら、被処理空気を該除湿ゾーンに供給し、再生空気を該再生ゾーンに供給し、パージ空気を該パージゾーンに供給し、
該再生ゾーンに供給される該再生空気を電熱ヒータで加熱し、
該除湿ロータが１回転するのに要する時間を１５０〜３００秒とすること、
を特徴とする除湿方法を提供するものである。
本発明によれば、ヒータの消費電力を大きく低減することができる除湿機及び除湿方法を提供することができる。
本発明の除湿機は、回転軸方向に通気空洞が形成されている無機繊維質担体に、無機除湿剤が担持されている、除湿ロータと、
該除湿ロータの一方の開口面を、除湿ゾーンと、再生ゾーンと、パージゾーンとに分割する第１分割部材と、
該除湿ロータの他方の開口面を、除湿ゾーンと、再生ゾーン及びパージゾーンとに分割する第２分割部材と、
被処理空気を該除湿ゾーンに供給する第１空気供給手段と、
再生空気を該再生ゾーンに供給し、パージ空気を該パージゾーンに供給する第２空気供給手段と、
該再生ゾーンに供給される該再生空気を加熱する電熱ヒータと、
再生ゾーン排出空気とパージゾーン排出空気との混合空気の排出経路と、
該混合空気の排出経路に付設される凝縮器と、
該除湿ロータを回転駆動させる駆動手段であって、該除湿ロータが１回転するのに要する時間が、１５０〜３００秒となるように制御されている駆動手段と、
を有する除湿機である。
本発明の除湿機について、図１〜図５を参照して説明する。図１は、本発明の除湿機のケーシング内に設置されている除湿ロータ１を示す模式図であり、図２は、図１中の除湿ロータ１の開口面２ａのＡ部分の拡大図であり、図３は、本発明の除湿機のケーシング内の部材の配列を示す模式的な斜視図であり、図４は、本発明の除湿機のケーシング内の部材の配置を示す模式的な断面図であり、図５は、図３及び図４に示す部材を開口面２ｂ側から見た側面図である。なお、図１〜図５に示す除湿機は、本発明の除湿機の形態例であり、本発明の除湿機は、これに限定されるものではない。
図１に示すように、除湿ロータ１は、内部に、ロータ軸３に対して平行に、被処理空気、再生空気及びパージ空気を通気するための通気空洞４が形成されている。該除湿ロータ１は、両端に、開口面２ａ、２ｂを有する。該開口面２ａ、２ｂは、被処理空気、再生空気及びパージ空気の出入り口である。該ロータ軸３は、該除湿ロータ１の中心に付設されており、該除湿ロータ１が回転方向７に回転するための回転軸である。図２に示すように、該通気空洞４は、平坦部５及びコルゲート状部６が、交互に積層されることにより形成されている。また、該除湿ロータ１は、該除湿ロータ１の形状に成形された無機繊維質担体８に、該無機除湿剤が担持されたロータである。
図３〜５に示すように、本発明の除湿機のケーシング内には、該除湿ロータ１が、該回転軸３を介して回転可能に固定されている。該除湿ロータ１の一方の開口面２ａ側には、第１分割部材１０が配置されており、該第１分割部材１０の外側には、第２ファン１１が配置されている。該除湿ロータ１の他方の開口面２ｂ側には、再生空気排出側ダクト１２が配置されており、該再生空気排気側ダクト１２の外側には、第１ファン１４が配置されている。なお、図３及び４では、該回転軸３の記載を省略した。また、図３では、該除湿ロータ１の外形を記載し、通気空洞の記載を省略した（図７についても同様である。）。
該ケーシング内には、図４に示す再生空気供給側ダクト２１が固定されており、該第１分割部材１０及び該第２ファン１１は、該再生空気供給側ダクト２１内に設置されている。該再生空気供給側ダクト２１と、該再生空気排出側ダクト１２の間には、該開口面２ｂから排出される混合空気Ｄを、再生・パージ用空気Ｃとして循環使用するための、混合空気循環流路１３が設置されている。該混合空気循環流路１３には、ドレン管２４を有する凝縮器２３が付設されている。なお、図３では、図面の記載を簡略化するために、該混合空気循環流路１３の一部のみを示したが、図３中のアスタリスク（＊）間にも、該混合空気循環流路１３が存在する。該再生空気排出側ダクト１２には、該再生ゾーンと該パージゾーンとを分割する内部隔壁は設けられていない。また、説明の都合上、図４では、該再生空気供給側ダクト２１を、点線で示した。
該第１分割部材１０は、内側が、再生空気供給側１７とパージ空気供給側１８とに区画されており、該再生空気供給側１７には、電熱ヒータ１６が取り付けられている。
図５に示すように、該開口面２ｂ側から見たときに、該再生空気排出側ダクト１２と重なる部分以外の該開口面２ｂに、被処理空気が供給される。
そして、本発明の除湿機は、該ケーシング内に、図１〜図５に示す部材が設置されている。
また、該除湿ロータ１には、該除湿ロータ１を回転駆動させるために、図示していない駆動手段が取り付けられている。該駆動手段は、該除湿ロータ１が１回転するのに要する時間が、１５０〜３００秒となるように、好ましくは１６０〜２８０秒となるように、特に好ましくは１７０〜２５０秒となるように制御されている駆動手段である。
本発明の除湿方法は、本発明の除湿機を用いて行なわれる。すなわち、本発明の除湿方法は、回転軸方向に通気空洞が形成されている無機繊維質担体に、無機除湿剤が担持されている除湿ロータの一方の開口面を、除湿ゾーンと、再生ゾーンと、パージゾーンとに分割し、
該除湿ロータの他方の開口面を、除湿ゾーンと、再生ゾーン及びパージゾーンとに分割し、
該除湿ロータを回転させながら、被処理空気を該除湿ゾーンに供給し、再生空気を該再生ゾーンに供給し、パージ空気を該パージゾーンに供給し、
該再生ゾーンに供給する該再生空気を電熱ヒータで加熱し、
該除湿ロータが１回転するのに要する時間を１５０〜３００秒とする除湿方法である。
次に、図１〜図５に示す部材が設置されている除湿機の運転方法、言い換えると、本発明の除湿方法について説明する。図３及び図４に示すように、該第１ファン１４によって、被処理空気Ａを、該開口面２ｂから該除湿ロータ１の除湿ゾーンに供給し、該除湿ロータ１内を通過させる。その際に、該無機除湿剤によって該被処理空気Ａ中の水分が吸湿され、該被処理空気Ａは乾燥空気Ｂとなる。該乾燥空気Ｂは、該開口面２ａから該除湿ロータ１の外に出て、該除湿機から排出される。このようにして、該被処理空気Ａの除湿を行なう。水分を吸湿した該無機除湿剤は、該除湿ロータ１が回転することにより、再生ゾーンへと移動する。
該第２ファン１１によって、再生・パージ用空気Ｃを、該第１分割部材１０の該再生空気供給側１７に供給し、該電熱ヒータ１６を通過させる。該電熱ヒータ１６を通過した該再生・パージ用空気Ｃは、該電熱ヒータ１６により加熱されて、再生空気となる。そして、該再生空気を、該開口面２ａの該再生ゾーンに供給し、該除湿ロータ１内を通過させる。その際、該無機除湿剤の水分が、該再生空気に移るので、該無機除湿剤は脱湿されて再生される。水分を受け取った該再生空気、すなわち、再生ゾーン排出空気は、該開口面２ｂから該除湿ロータ１の外へ出る。再生された該無機除湿剤は、該除湿ロータ１が回転することにより、パージゾーンへと移動する。
また、該第２ファン１１によって、該第１分割部材１０の該パージ空気供給側１８にも、該再生・パージ用空気Ｃを供給し、該パージ空気供給側１８を通過させる。そして、該パージ空気供給側１８を通過させた該再生・パージ空気Ｃを、パージ空気として、該開口面２ａの該パージゾーンに供給して、該除湿ロータ１内を通過させる。その際、該再生ゾーンで加熱された該無機除湿剤の熱が該パージ空気に移るので、該除湿剤は冷却される。熱を受け取った該パージ空気、すなわち、パージゾーン排出空気は、該開口面２ｂから該除湿ロータ１の外へ出る。冷却された該無機除湿剤は、該除湿ロータ１が回転することにより、該除湿ゾーンへと移動し、再び、該被処理空気Ａの除湿に使用される。
そして、該再生ゾーン排出空気と該パージゾーン排出空気は、該開口面２ｂから出たところで混合されて混合空気Ｄとなる。つまり、該再生ゾーン排出空気と該パージゾーン排出空気は、該再生空気排出側ダクト１２内で混合されて混合空気Ｄとなる。次いで、該混合空気Ｄを、該再生空気排出側ダクト１２から、該混合空気循環流路１３へと運び、該混合空気循環流路１３に付設されている該凝縮器２３によって、該混合空気Ｄ中の水分を回収する。次いで、水分が回収された該混合空気Ｄを、該混合空気循環流路１３を通して、該再生空気供給側ダクト２１の入口まで運ぶ。
本発明の除湿機及び本発明の除湿方法では、該被処理空気Ａが該除湿ゾーンに、該再生空気が該再生ゾーンに、該パージ空気が該パージゾーンに供給され、同時に、該除湿ロータ１が回転方向７に回転して、該無機除湿剤が、該除湿ゾーン→該再生ゾーン→該パージゾーン→該除湿ゾーン・・・と移動することによって、該被処理空気Ａの除湿と該無機除湿剤の再生が、連続的に行なわれる。
該除湿ロータ１は、該無機繊維質担体８及び該無機繊維質担体８に担持されている該無機除湿剤により構成されている。そして、図２に示す該除湿ロータ１は、ハニカム構造を有している。該ハニカム構造の該無機繊維質担体は、例えば、多孔質の平坦状繊維質担体及び該平坦状繊維質担体をコルゲート加工して得られるコルゲート状繊維質担体を、無機接着剤を用いて、該コルゲート状繊維質担体の山部で接着し、積層して製造される。この時、該平坦状繊維質担体及び該コルゲート状繊維質担体の間に形成される略半円柱形状の空洞が、空気の流路となるので、両者は、該空洞が該ロータ軸３と平行方向に形成されるように積層される。該積層を行う方法としては、例えば、一対の該平坦状繊維質担体及び該コルゲート状繊維質担体を重ね、ロール状に巻き上げ、積層する方法が挙げられる。本発明の除湿機に係る該除湿ロータの構造は、ロータ軸に対して平行方向に通気空洞が形成されていればよいが、該除湿ロータ１のようなハニカム構造が好ましい。
該無機繊維質担体は、無機繊維から形成される織布又は不織布である。該繊維としては、特に制限されず、Ｅガラス繊維、ＮＣＲガラス繊維、ＡＲＧ繊維、ＥＣＧ繊維、Ｓガラス繊維、Ａガラス繊維などのガラス繊維やそのチョップドストランド、セラミック繊維、アルミナ繊維、ムライト繊維、シリカ繊維、ロックウール繊維、炭素繊維等の無機繊維が挙げられる。
また、該無機繊維質担体を形成する該繊維としては、生体溶解性無機繊維が挙げられる。該生体溶解性無機繊維とは、４０℃における生理食塩水溶解率が１％以上である無機繊維を指す。更に詳細に説明すると、該生体溶解性無機繊維としては、例えば、特開２０００−２２００３７号公報、特開２００２−６８７７７号公報、特開２００３−７３９２６号公報、あるいは特開２００３−２１２５９６号公報に記載されている無機繊維、すなわち、ＳｉＯ２及びＣａＯの合計含有量が８５質量％以上であり、０．５〜３．０質量％のＭｇＯ及び２．０〜８．０質量％のＰ２Ｏ５を含有し、かつドイツ危険物質規制による発癌性指数（ＫＩ値）が４０以上である無機繊維、ＳｉＯ２、ＭｇＯ及びＴｉＯ２を必須成分とする無機繊維、ＳｉＯ２、ＭｇＯ及び酸化マンガンを必須成分とする無機繊維、ＳｉＯ２ ５２〜７２質量％、Ａｌ２Ｏ３ ３質量％未満、ＭｇＯ ０〜７質量％、ＣａＯ ７．５〜９．５質量％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１２質量％、ＢａＯ ０〜４質量％、ＳｒＯ ０〜３．５質量％、Ｎａ２Ｏ １０〜２０．５質量％、Ｋ２Ｏ ０．５〜４．０質量％及びＰ２Ｏ５ ０〜５質量％を含む無機繊維、ＳｉＯ２ ７５〜８０質量％、Ａｌ２Ｏ３ １．０〜３．０質量％、ＭｇＯ １６〜２０質量％、ＣａＯ ３．０〜５．０質量％、Ｋ２Ｏ及び/又はＦｅ２Ｏ３ ０〜２．０質量％を含む無機繊維が挙げられる。また、該生体溶解性無機繊維は、１種又は２種以上の組合わせのいずれでもよい。
該生理食塩水溶解率の測定方法について説明する。先ず、無機繊維を２００メッシュ以下に粉砕した試料１ｇ及び生理食塩水１５０ｍｌを三角フラスコ（３００ｍｌ）に入れ、４０℃のインキュベーターに設置する。次に、該三角フラスコに、毎分１２０回転の水平振盪を５０時間継続して与える。振盪後、ろ過し、得られたろ液中に含有されているケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムについて、各元素の濃度（ｍｇ／Ｌ）を、ＩＣＰ発光分析にて測定する。そして、該ろ液中の各元素の濃度及び溶解前の無機繊維中の各元素の含有量（質量％）から、下記式により、生理食塩水溶解率（％）を算出する。なお、ＩＣＰ発光分析により得られる各元素の濃度を、ケイ素元素の濃度：ｃ１（ｍｇ／Ｌ）、マグネシウム元素の濃度：ｃ２（ｍｇ／Ｌ）、カルシウム元素の濃度：ｃ３（ｍｇ／Ｌ）及びアルミニウム元素の濃度ｃ４（ｍｇ／Ｌ）とし、溶解前の無機繊維中の各元素の含有量を、ケイ素元素の含有量：ｄ１（質量％）、マグネシウム元素の含有量：ｄ２（質量％）、カルシウム元素の含有量：ｄ３（質量％）及びアルミニウム元素の含有量：ｄ４（質量％）とする。
生理食塩水溶解率（％）＝｛ろ液量（Ｌ）×（ｃ１＋ｃ２＋ｃ３＋ｃ４）×１００｝／｛溶解前の無機繊維の量（ｍｇ）×（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）／１００｝
該無機繊維質担体は、該無機繊維質担体の繊維間に、多数の空隙を有している多孔質体である。該繊維質担体の繊維間空隙率は、通常８０〜９５％であり、該無機繊維質担体の厚さは、通常０．１〜１ｍｍである。該繊維間空隙率とは、繊維質担体の見かけの体積から、該無機繊維質担体中の繊維の体積を引いた部分が、該無機繊維質担体の見かけ体積中に占める割合をいう。
該除湿ロータ１のピッチｐは、１．０〜６．０ｍｍ、好ましくは２．０〜４．０ｍｍであり、山高さｔは、０．５〜３．０ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍｍである。なお、図２に示すように、ピッチｐとは、該コルゲート状部６の隣り合わせの波の頂点間の距離を指し、山高さｔとは、該コルゲート状部６の１つの波の高さを指す。該除湿ロータ１の厚みｓは、１０〜５０ｍｍ、好ましくは１５〜３０ｍｍである。該除湿ロータ１のピッチｐ、山高さｔ及び厚みｓが、上記範囲にあることにより、除湿機の除湿量が高くなる。
なお、該除湿ロータ１の説明においては、該除湿ロータは、平坦状の繊維質担体を、ハニカム構造に成形し、次いで、得られた成形物に該無機除湿剤を担持して得られたものである旨記載したが、先に、該無機除湿剤が担持された平坦状の繊維質担体を作製し、次いで、該無機除湿剤が担持された平坦状の繊維質担体をハニカム構造に成形して得られたものであってもよい。
該除湿ロータに担持されている該無機除湿剤は、無機の除湿剤であり、該再生空気と接触することにより、水分を放出して再生されるものであれば、特に制限されない。該無機除湿剤としては、例えば、Ｙ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライト、Ａ型ゼオライト等のゼオライト；シリカゲル、アルミナゲル、シリカアルミナゲル等の非晶質多孔質体などが挙げられる。
該第１分割部材１０は、該開口面２ａを、除湿ゾーン、再生ゾーン及びパージゾーンに分割する部材である。該第１分割部材１０及び該開口面２ａ側の各ゾーンについて、図６及び図７を参照して説明する。図６は、該第１分割部材１０を、該開口面２ａに対向する側から見た図であり、図７は、該除湿ロータ１を、該開口面２ａ側から見た図である。図６に示すように、該第１分割部材１０は、輪郭壁１０１と、該第１分割部材１０の内側を、該再生空気供給側１７と該パージ空気供給側１８とに区画する内部隔壁１０２とにより構成されている。該輪郭壁１０１は、該開口面２ａを、除湿ゾーン３５と、再生ゾーン３３及びパージゾーン３４とに分割するので、該輪郭壁１０１の内側に対向する該開口面２ａの部分が、該再生ゾーン３３及び該パージゾーン３４となり、それ以外の該開口面２ａの部分が、該除湿ゾーン３５となる。該内部隔壁１０２は、該輪郭壁１０１により分割された該再生ゾーン３３及び該パージゾーン３４を、該再生ゾーン３３と、該パージゾーン３４に分割するので、該再生空気供給側１７と対向する該開口面２ａの部分が、該再生ゾーン３３となり、該パージゾーン供給側１８と対向する該開口面２ａの部分が、該パージゾーン３４となる。なお、図７では、該再生ゾーン３３を右上から左下への斜線で示し、該パージゾーン３４を左上から右下への斜線で示す。
該再生空気供給側１７の該輪郭壁１０１と該内部隔壁１０２とにより形成される形状は、通常、中心角近傍が欠けた略扇形である。図６に示すように、該第１分割部材１０を、該開口面２ａと対向する側から見たときに、該再生空気供給側１７の該輪郭壁１０１の延長線と該内部隔壁１０２の延長線が交わる角度３１は、１５〜１７０度、好ましくは３０〜１２０度である。そして、図７に示すように、該開口面２ａと対向する側の該再生空気供給側１７の形状が、該開口面２ａ側の該再生ゾーン３３の形状となるので、本発明においては、該角度３１は、該再生ゾーン３３の２辺の延長線が交差する角度３１１と同じであり、該角度３１１を、該開口面２ａ側の該再生ゾーン３３の中心角とする。
同様に、該パージ空気供給側１８の該輪郭壁１０１と該内部隔壁１０２とにより形成される形状は、通常、中心角近傍が欠けた略扇形である。該第１分割部材１０を、該開口面２ａと対向する側から見たときに、該パージ空気供給側１８の該輪郭壁１０１の延長線と該内部隔壁１０２の延長線が交わる角度３２は、１０〜９０度、好ましくは２０〜６０度である。そして、図７に示すように、該開口面２ａと対向する側の該再生空気供給側１８の形状が、該開口面２ａ側の該パージゾーン３４の形状となるので、本発明においては、該角度３２は、該パージゾーン３４の２辺の延長線が交差する角度３２１と同じであり、該角度３２１を、該開口面２ａ側の該パージゾーン３４の中心角とする。
図７中、該再生ゾーン３３及び該パージゾーン３４以外の部分が、該除湿ゾーン３５である。該除湿ゾーン３５の中心角３５１は、１００〜３３５度、好ましくは１８０〜２７０度である。
また、図６では、該第１分割部材１０により分割される該再生ゾーン３３の中心角に係る扇形の中心及び該パージゾーン３４の中心角に係る扇形の中心は、該開口面２ａの中心と同じであるが、本発明の除湿機においては、該再生ゾーンの中心角に係る扇形の中心と、該パージゾーンの中心角に係る扇形の中心と、該開口面２ａの中心とは、それぞれ異なる円の中心であってもよい。
該角度３２に対する該角度３１の比（角度３１／角度３２）は、１〜６、好ましくは１．５〜５．５、特に好ましくは２〜５である。
よって、該再生ゾーンの中心角は、１５〜１７０度、好ましくは３０〜１２０度であり、該パージゾーンの中心角は、１０〜９０度、好ましくは２０〜６０度であり、該パージゾーンの中心角に対する該再生ゾーンの中心角の比（再生ゾーンの中心角／パージゾーンの中心角）は、１〜６、好ましくは１．５〜５．５、特に好ましくは２〜５である。該再生ゾーンの中心角、該パージゾーンの中心角、及び該パージゾーンの中心角に対する該再生ゾーンの中心角の比が、上記範囲内にあることにより、除湿機の除湿量が多くなる。
該開口面２ａの面積に対する該再生ゾーン３３の面積の比（再生ゾーン３３／開口面２ａ）は、０．０４〜０．５０、好ましくは０．０８〜０．３５であり、該開口面２ａの面積に対する該パージゾーン３４の面積の比（パージゾーン３４／開口面２ａ）は、０．０２〜０．２５、好ましくは０．０５〜０．１７であり、該開口面２ａの面積に対する該除湿ゾーン３５の面積の比（除湿ゾーン３５／開口面２ａ）は、０．２８〜０．９３、好ましくは０．５〜０．７５である。該パージゾーンの面積３４に対する該再生ゾーン３３の面積の比（再生ゾーンの面積３３／パージゾーンの面積３４）は、１〜６、好ましくは１．５〜５．５、特に好ましくは２〜５である。開口面２ａの面積に対する該再生ゾーン３３の面積の比、該開口面２ａの面積に対する該パージゾーン３４の面積の比、及び該パージゾーンの面積３４に対する該再生ゾーン３３の面積の比が、上記範囲にあることにより、除湿機の除湿量が多くなる。
また、該第１分割部材１０の該パージ空気供給側１８には、図８に示すような、一般に、パンチングメタル３６と呼ばれる、***が開けられた金属板を取り付けてもよい。該パンジングメタル３６は、該パンチグメタル３６に開けられた***の大きさ及び数により、該再生ゾーンへの該再生空気の供給量及び該パージゾーンへの該パージ空気の供給量を調節するために取り付けられる。
該再生空気供給側１７に取り付けられている該電熱ヒータ１６は、該再生・パージ用空気Ｃを加熱する部材である。そして、該電熱ヒータ１６は、該再生・パージ用空気Ｃを加熱すると共に、輻射熱により、該再生ゾーンの該除湿ロータ及び該無機除湿剤を加熱する。そして、該電熱ヒータ１６を通過した該再生・パージ用空気Ｃは、該再生空気となり、該再生ゾーンに供給される。
該電熱ヒータ１６は、ワット密度が０．０２５〜０．４Ｗ／ｈ／ｍｍ２となるように出力が制御された電熱ヒータであり、好ましくはワット密度が０．０３〜０．１Ｗ／ｈ／ｍｍ２となるように出力が制御された電熱ヒータである。該電熱ヒータ１６から出力される熱のワット密度が、上記範囲に制御されていることにより、除湿機の消費電力を少なくしても、除湿量を多くすることができる。なお、本発明において、該ワット密度とは、該開口面２ａ側の該再生ゾーン１ｍｍ２当り、１時間当りの電力（Ｗ）を指す。よって、本発明の除湿方法では、該電熱ヒータの出力を、ワット密度が０．０２５〜０．４Ｗ／ｈ／ｍｍ２となるよう制御し、好ましくはワット密度が０．０３〜０．１Ｗ／ｈ／ｍｍ２となるように制御する。
該電熱ヒータ１６から出力される熱のワット密度の制御は、コンピュータ等の制御部により行なわれてもよく、あるいは、該電熱ヒータ１６の材質、長さ又は太さ等を選択することにより行なわれてもよい。
図９は、該再生空気排出側ダクト１２を、該開口面２ｂに対向する側から見たときの図である。該再生空気排出側ダクト１２の開口３７は、該開口面２ｂに対向しているが、該再生空気排出側ダクト１２には、再生ゾーンとパージゾーンとを分割する内部隔壁は設けられていない。つまり、該再生空気排出側ダクト１２により、該開口面２ｂは、除湿ゾーンと、再生ゾーン及びパージゾーンとに分割されているが、再生ゾーンとパージゾーンとには分割されていない。そのため、該再生ゾーン排出空気及び該パージゾーン排出空気は、該開口面２ｂを出たところで混合され、該混合空気となる。そして、該再生空気排出側ダクト１２及び該該混合空気循環流路１３を通って、該混合空気は、再び該再生空気供給側ダクト２１の入口側に運ばれる。よって、該再生空気排出ダクト１２は、該第２分割部材であり、該混合空気循環流路１３は、該再生ゾーン排出空気と該パージゾーン排出空気との混合空気の排出経路である。
該再生空気排出側ダクト１２は、該除湿ロータ１と該第１ファン１４との間に設置されているので、該被処理空気Ａが、該再生ゾーン又は該パージゾーンに供給されるのを防ぐ遮断壁でもある。そのため、本発明の除湿機では、該開口面２ｂのうち、該再生空気排出側ダクト１２が重なっていない部分が、該除湿ゾーンとなる。
該混合空気循環流路１３には、水分を凝縮させることにより、該混合空気から水分を回収する該凝縮器２３が付設されている。
該第１ファンは、該除湿ゾーンに該被処理空気Ａを供給するための該第１空気供給手段である。該第１空気供給手段としては、ファン、軸流ファン、ターボファン、シロッコファン等が挙げられる。
該第２ファンは、該再生ゾーンに該再生空気に供給し、該パージゾーンに該パージ空気を供給する、該第２空気供給手段である。該第２空気供給手段としては、ファン、軸流ファン、ターボファン、シロッコファン等が挙げられる。なお、図１〜図５では、本発明の除湿機のうち、該第２空気供給手段が、該再生ゾーンに該再生空気を供給する供給手段と、該パージゾーンに該パージ空気を供給する供給手段とを兼ねる形態例を示しているが、本発明の除湿機には、該第２空気供給手段として、該再生ゾーンに該再生空気を供給する供給手段と、該パージゾーンに該パージ空気を供給する供給手段とを、個別に設けた形態例も含まれる。
本発明の除湿機では、該除湿ロータ１には、該除湿ロータ１を回転駆動させるために、図示していない駆動手段が取り付けられている。該駆動手段は、該除湿ロータ１が１回転するのに要する時間が、１５０〜３００秒となるように、好ましくは１６０〜２８０秒となるように、特に好ましくは１７０〜２５０秒となるように制御されている駆動手段である。該除湿ロータ１が１回転するのに要する時間が、上記範囲内に制御されていることにより、該電熱ヒータ１６からの輻射熱を十分に使用することができるので、該電熱ヒータ１６の消費電力が少なくても、該無機除湿剤が十分に再生される。そのため、本発明の除湿機では、除湿量を多くするこができる。よって、本発明の除湿方法では、該除湿ロータ１が１回転するのに要する時間を、１５０〜３００秒と、好ましくは１６０〜２８０秒と、特に好ましくは１７０〜２５０秒とする。
図１〜図５では、本発明の除湿機のうち、該再生空気排出側ダクト１２の出口側と、該再生空気供給側ダクト２１の入口側とが、該混合空気循環流路１３により繋がれ、該再生・パージ用空気Ｃとして、該混合空気Ｄを循環使用する形態例を示しているが、本発明の除湿機及び本発明の除湿方法には、除湿機の外からの空気の導入管を設け、該再生ゾーン及び該パージゾーンに、除湿機の外から空気を供給する形態例も含まれる。
本発明の除湿機は、図１〜図５に示すように、該第２分割部材によっては、該開口面２ｂ側は該再生ゾーンと該パージゾーンとには分割されていないが、本発明の除湿機及び本発明の除湿方法には、該再生ゾーン排出空気と、該パージゾーン排出空気とが混合する全ての形態例が含まれる。つまり、該開口面２ｂ側の該再生ゾーンと該パージゾーンとの間には、該開口面２ｂ上で両者を区画する部材は存在するが、該開口面２ｂを出た後に、該再生ゾーン排出空気と該パージゾーン排出空気とが混合するような形態例は、実質的には、該再生ゾーンと該パージゾーンとには分割されていないので、このような形態例も、本発明の除湿機に含まれる。
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
（実施例１〜２、比較例１〜３）
（除湿ロータの作製）
シリカアルミナ繊維製のペーパー（厚さ０．２ｍｍ）からなり、ピッチ３．３ｍｍ、山高さ１．６ｍｍのコルゲート状ハニカム構造の担体（ニチアス株式会社製、商品名：ハニクル）を、直径２００ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円筒状に切り出し、無機繊維質担体ａを得た。
次いで、Ｙ型ゼオライト（シリカアルミナ比：５）９０質量部、シリカゾル（固形分２０質量％）４５重量部、及び水２００質量部を混合し、スラリーｂを得た。次いで、該スラリーｂに、該無機繊維質担体ａを浸漬し、乾燥後、５００℃で焼成して、除湿ロータｃを得た。該除湿ロータｃ中のＹ型ゼオライトの担持量は、１２０ｇ／Ｌであった。
（除湿機の製造）
図１〜図５に示す部材がケーシング内に設置されている除湿機を製造した。図中、該除湿ロータ１として上記で作製した該除湿ロータｃを用い、詳細設計は表１に示す通りである。
Figure 2008246438
（除湿機の性能評価）
先ず、除湿機から除湿ロータを取り出し、２５℃、５０％ＲＨの環境下に放置し、飽和するまで水分を吸着させた。次いで、該除湿ロータを該除湿機に取り付けた。次いで、２５℃、５０％ＲＨの環境下で、表２に示す運転条件で、該除湿機の運転を１時間行い、実験開始１時間後の、該開口面２ｂを出た直後の該混合空気Ｄの絶対湿度と、該電熱ヒータ１６を通過する直前の空気との絶対湿度の差を測定した。なお、該混合空気Ｄは、該混合空気循環流路１３により循環使用されているが、該開口面２ｂを出た直後の該混合空気Ｄの絶対湿度とは、該凝縮器２３に導入される前の該混合空気Ｄの絶対湿度であり、また、電熱ヒータ通過直前の空気の絶対湿度とは、該凝縮器２３を通過した後の該混合空気Ｄの絶対湿度である。
Figure 2008246438
 １）絶対湿度差＝開口面２ｂを出た直後の混合空気Ｄの絶対湿度−電熱ヒータ通過直前の空気の絶対湿度
本発明の除湿機のロータケース内に設置されている除湿ロータ１を示す模式図である。 図１中の除湿ロータ１の開口面２ａのＡ部分の拡大図である。 本発明の除湿機のケーシング内の部材の配列を示す模式的な斜視図である。 本発明の除湿機のケーシング内の部材の配置を示す模式的な断面図である。 図３及び図４に示す部材を開口面２ｂ側から見た側面図である。 該第１分割部材１０を、該開口面２ａに対向する側から見た図である。 該除湿ロータ１を、該開口面２ａ側から見た図である。 パンチングメタルの模式図である。 該再生空気排出側ダクト１２を、該開口面２ｂに対向する側から見たときの図である。
符号の説明
１ 除湿ロータ
２ａ、２ｂ 開口面
３ ロータ軸
４ 通気空洞
５ 平坦状部
６ コルゲート状部
７ 回転方向
８ 無機繊維質担体
１０ 第１分割部材
１１ 第２ファン
１２ 再生空気排出側ダクト
１３ 混合空気循環流路
１４ 第１ファン
１６ 電熱ヒータ
１７ 再生空気供給側
１８ パージ空気供給側
２１ 再生空気供給側ダクト
２３ 凝縮器
２４ ドレン管
３１ 該再生空気供給側１７の該輪郭壁１０１の延長線と該内部隔壁１０２の延長線が交わる角度
３２ 該パージ空気供給側１８の該輪郭壁１０１の延長線と該内部隔壁１０２の延長線が交わる角度
３３ 再生ゾーン
３４ パージゾーン
３５ 除湿ゾーン
３６ パンチングメタル
３７ 開口
１０１ 輪郭壁
１０２ 内部隔壁
３１１ 再生ゾーンの中心角
３２１ パージゾーンの中心角
３５１ 除湿ゾーンの中心角
Ａ 被処理空気
Ｂ 乾燥空気
Ｃ 再生・パージ用空気
Ｄ 混合空気
ｐ ピッチ
ｔ 山高さ
ｓ 厚さ

Claims (8)

  1. 回転軸方向に通気空洞が形成されている無機繊維質担体に、無機除湿剤が担持されている、除湿ロータと、
    該除湿ロータの一方の開口面を、除湿ゾーンと、再生ゾーンと、パージゾーンとに分割する第１分割部材と、
    該除湿ロータの他方の開口面を、除湿ゾーンと、再生ゾーン及びパージゾーンとに分割する第２分割部材と、
    被処理空気を該除湿ゾーンに供給する第１空気供給手段と、
    再生空気を該再生ゾーンに供給し、パージ空気を該パージゾーンに供給する第２空気供給手段と、
    該再生ゾーンに供給される該再生空気を加熱する電熱ヒータと、
    再生ゾーン排出空気とパージゾーン排出空気との混合空気の排出経路と、
    該混合空気の排出経路に付設される凝縮器と、
    該除湿ロータを回転駆動させる駆動手段であって、該除湿ロータが１回転するのに要する時間が、１５０〜３００秒となるように制御されている駆動手段と、
    を有することを特徴とする除湿機。
  2. 前記再生ゾーンの中心角が、１５〜１７０度であり、
    前記パージゾーンの中心角が、１０〜９０度であり、
    前記パージゾーンの中心角に対する前記再生ゾーンの中心角の比が、１〜６であること、
    を特徴とする請求項１記載の除湿機。
  3. 前記除湿ロータの開口面の面積に対する前記再生ゾーンの面積の比が、０．０４〜０．５０であり、
    前記除湿ロータの開口面の面積に対する前記パージゾーンの面積の比が、０．０２〜０．２５であり、
    前記パージゾーンの面積に対する前記再生ゾーンの面積の比が、１〜６であること、
    を特徴とする請求項１記載の除湿機。
  4. 前記電熱ヒータが、ワット密度が０．０２５〜０．４Ｗ／ｈ／ｍｍ２となるように出力が制御されている電熱ヒータであることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の除湿機。
  5. 回転軸方向に通気空洞が形成されている無機繊維質担体に、無機除湿剤が担持されている、除湿ロータの一方の開口面を、除湿ゾーンと、再生ゾーンと、パージゾーンとに分割し、
    該除湿ロータの他方の開口面を、除湿ゾーンと、再生ゾーン及びパージゾーンとに分割し、
    該除湿ロータを回転させながら、被処理空気を該除湿ゾーンに供給し、再生空気を該再生ゾーンに供給し、パージ空気を該パージゾーンに供給し、
    該再生ゾーンに供給する該再生空気を電熱ヒータで加熱し、
    該除湿ロータが１回転するのに要する時間を１５０〜３００秒とすること、
    を特徴とする除湿方法。
  6. 前記再生ゾーンの中心角が、１５〜１７０度であり、
    前記パージゾーンの中心角が、１０〜９０度であり、
    前記パージゾーンの中心角に対する前記再生ゾーンの中心角の比が、１〜６であること、
    を特徴とする請求項５載の除湿方法。
  7. 前記除湿ロータの開口面の面積に対する前記再生ゾーンの面積の比が、０．０４〜０．５０であり、
    前記除湿ロータの開口面の面積に対する前記パージゾーンの面積の比が、０．０２〜０．２５であり、
    前記パージゾーンの面積に対する前記再生ゾーンの面積の比が、１〜６であること、
    を特徴とする請求項５記載の除湿方法。
  8. 前記電熱ヒータの出力を、ワット密度が０．０２５〜０．４Ｗ／ｈ／ｍｍ２となるよう制御することを特徴とする請求項５〜７いずれか１項記載の除湿方法。
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