JP6349550B2

JP6349550B2 - 除湿装置

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Publication number: JP6349550B2
Application number: JP2014258209A
Authority: JP
Inventors: 広幸近藤; 崇藤園; 藤井　泰樹; 泰樹藤井
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: JP2016117021A

Description

本発明は、居住空間などに用いられる除湿装置に関するものである。

居住空間の湿度を低下させ、快適性を増すものとして除湿装置が実用化されている。

その構成としては、空気吸込口と空気吹出口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられた除湿手段と、前記空気吸込口から吸い込んだ本体ケース外の空気を、前記除湿手段を通過させた後に、前記空気吹出口から本体ケース外に吹き出す送風機とを備えたものとなっている。

また、前記除湿手段は、圧縮機と放熱器と膨張器と吸熱器とを順次環状に連結した冷凍サイクルにより構成し、前記送風機によって空気吸込口から本体ケース内に吸い込んだ空気の一部分は、前記吸熱器、熱交換器の第１通路、放熱器を介して空気吹出口から本体ケース外に吹き出す構成とし、前記送風機によって空気吸込口から吸い込んだ空気の他の部分は、前記熱交換器の第２通路、放熱器を介して空気吹出口から本体ケース外に吹き出す構成となっている（例えば下記特許文献１）。

実開昭５６−２０６２８号公報

上記従来例では、送風機によって空気吸込口から本体ケース内に吸い込んだ空気の一部分は、前記吸熱器で冷却させて結露させ、その後、熱交換器の第１通路、放熱器を介して空気吹出口から本体ケース外に吹き出す構成となっている。

また、前記送風機によって空気吸込口から吸い込んだ空気の他の部分は、前記熱交換器の第２通路を通過させ、放熱器を介して空気吹出口から本体ケース外に吹き出す構成となっている。

つまり、前記熱交換器の第２通路を通過する室内空気を、前記吸熱器から前記熱交換器の第１通路に流れる空気によって冷却し、ここでも結露させようとしている。

しかしながら、上記構成においては、前記熱交換器の第２通路に流入する室内空気を十分に除湿するためには通路を長くしなければならないという課題がある。つまり、前記熱交換器の第２通路が短い場合には、流入する室内空気はまだ露点温度まで冷却されておらず結露が生じない。このため前記熱交換器による冷却作用はこの第２通路に流入する室内空気を露点温度まで冷却するために使用されてしまうため、前記熱交換器における結露量は少ないものであり、除湿効果が小さいという課題があった。

そこで、本発明は、除湿効果を高めた除湿装置を提供することを目的とするものである。

そして、本発明に係る除湿装置は、空気吸込口と空気吹出口を有する本体ケースと、
圧縮機と放熱器と膨張器と吸熱器とを順に連結した冷凍サイクルにより前記本体ケース内の空気を除湿する除湿手段と、前記空気吸込口から吸い込んだ本体ケース外の空気を前記除湿手段を通過させた後に前記空気吹出口から本体ケース外に吹き出す送風機とを備え、前記除湿手段は、前記吸熱器の周囲に設けられ前記吸熱器からの冷却効果を受ける予冷風路と、前記送風機によって空気吸込口から本体ケース内に吸い込んだ空気の一部分Ａを、前記吸熱器、第１通路、前記放熱器を介して前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す第１除湿経路と、前記送風機によって前記空気吸込口から吸い込んだ空気の他の部分Ｂを、前記予冷風路、第２通路、前記放熱器を介して前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す第２除湿経路と、前記第１通路を流れる空気と前記第２通路を流れる空気との間で熱交換する熱交換器とを備えたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

以上により、熱交換器の通路長が短くても第２通路を流れる空気を結露させることができ、除湿効果を高めることができるものである。

本発明の実施の形態にかかる除湿装置の斜視図本発明の実施の形態にかかる除湿装置のＡ−Ａ断面図本発明の実施の形態にかかる除湿装置の吸熱器周辺の構成および風路の斜視図本発明の実施の形態にかかる除湿装置の熱交換器の分解斜視図本発明の実施の形態にかかる除湿装置の空気吸込口周辺の気流を示す上方図

本発明の実施の形態に係る除湿装置は、空気吸込口と空気吹出口を有する本体ケースと、
圧縮機と放熱器と膨張器と吸熱器とを順に連結した冷凍サイクルにより前記本体ケース内の空気を除湿する除湿手段と、前記空気吸込口から吸い込んだ本体ケース外の空気を前記除湿手段を通過させた後に前記空気吹出口から本体ケース外に吹き出す送風機とを備え、前記除湿手段は、前記吸熱器の周囲に設けられ前記吸熱器からの冷却効果を受ける予冷風路と、前記送風機によって空気吸込口から本体ケース内に吸い込んだ空気の一部分Ａを、前記吸熱器、第１通路、前記放熱器を介して前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す第１除湿経路と、前記送風機によって前記空気吸込口から吸い込んだ空気の他の部分Ｂを、前記予冷風路、第２通路、前記放熱器を介して前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す第２除湿経路と、前記第１通路を流れる空気と前記第２通路を流れる空気との間で熱交換する熱交換器とを備えたものである。

これにより、熱交換器を通過する空気の一部分Ｂを予め冷却して露点温度にすることができるため、第２通路の入口において前記空気の一部分Ｂは露点温度以下となり、前記熱交換器による冷却作用をすべて第２通路を流れる空気の結露に使用することができ、除湿効果を高めることができる。言い換えると、熱交換器の通路長が短くても第２通路を流れる空気を結露させることができる。

また、本発明の実施の形態に係る除湿装置は、前記除湿手段は、前記空気の一部分Ａの前記本体ケース内への吸い込みに誘引させて前記空気の他の部分Ｂを前記第２除湿経路に導くものである。

これにより、前記空気の一部分Ａによって誘引される空気を吸い込むことで空気の吸込み抵抗を少なくすることができる。これにより、より多くの空気を第２除湿経路に吸い込むことができるので、除湿効果をより高めることができる。

また、本発明の実施の形態に係る除湿装置は、前記吸熱器は直管部と屈曲部とで構成された冷媒配管を有し、前記予冷風路に前記屈曲部を突出させたものである。

通常は、直管部と屈曲部とでは通風抵抗が異なるため、偏流による空気冷却の不均一さを防止すべく空気冷却には直管部のみ利用していた。これに対して、従来では利用されない屈曲部について、直管部を第１除湿経路内に納めつつ屈曲部を予冷風路に突出させることで、屈曲部を空気の冷却手段として有効活用でき、予冷風路を通過する空気に冷却効果を与えて除湿効果を高めることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して同一の部位については同一の符号を付して説明を省略している。さらに、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態にかかる除湿装置３の斜視図である。

除湿装置３は、箱型の本体ケース１を備えており、該本体ケース１によって除湿装置３の内外を区別される。この本体ケース１の背面側には、当該背面に対して垂直方向から空気を吸い込む空気吸込口２が配置されている。また前記背面の逆側である前方側の上部には、空気吹出口４が配置されている。

空気吸込口２は、略矩形の吸込面を有する吸込口２ａと、この吸込口２ａの上部及び左右部の三辺を周回し下方に開部を向けた略コの字形状の吸込面を有する吸込口２ｂとを備えている。図２は、本実施の形態にかかる除湿装置３の図１のＡ−Ａにおける断面図である。

本体ケース１内には、本体ケース１内に取り込まれた空気を除湿するための除湿手段５と、前記空気吸込口２から吸い込んだ本体ケース１外の空気を、除湿手段５を通過させた後に空気吹出口４から本体ケース１外に吹き出す送風機６とを設けている。

除湿手段５は、圧縮機７と放熱器８と膨張器９と吸熱器１０とを順に連結した冷凍サイクルを備えている。

本体ケース１内の空気吸込口２から空気吹出口４への空気通路における空気吸込口２側（空気の流れ方向上流側）に吸熱器１０を設け、空気吹出口４側（空気の流れ方向下流側）に放熱器８を設けている。

また、吸熱器１０と放熱器８の間には空間を設け、この空間に顕熱交換タイプの熱交換器１１を配している。

つまり、除湿手段５は、空気吸込口２から吸い込んだ空気の一部分Ａ、つまり吸込口２ａから吸い込んだ空気を、吸熱器１０、熱交換器１１における第１通路、放熱器８を介して空気吹出口４から本体ケース１外に吹出す第１除湿経路４１を備えている。

また、本体ケース１内に、空気吸込口２から吸熱器１０の周囲を通過することで吸熱器１０からの冷却効果を受け、熱交換器１１に至る予冷風路を設けている。

つまり、除湿手段５は、第１除湿経路４１に加えて、前記空気吸込口２から吸い込んだ空気の他の部分Ｂ、即ち吸込口２ｂから吸い込んだ空気を、予冷風路、熱交換器１１における第２通路、放熱器８を介して空気吹出口４から本体ケース１外へ吹出す第２除湿経路５１を備えている。なお、予冷風路の詳細については後述する。

熱交換器１１は、第１除湿経路内開口部１７と第２除湿経路内開口部１８とを備えている。

第１除湿経路内開口部１７は、吸熱器１０側の上流側開口部１７ａと、放熱器８側の下流側開口部１７ｂとより成る。つまり第１除湿経路内開口部１７は、第１除湿経路４１内に設けられ、上流側にて熱交換器１１と吸熱器１０とを、下流側にて熱交換器１１と放熱器８とを連結する。

第２除湿経路内開口部１８は、予冷風路側の上流側開口部１８ａと、集水手段１２ａ側（鉛直下向き方向）の下流側開口部３０とより成る。つまり第２除湿経路内開口部１８は、第２除湿経路５１内に設けられ、上流側にて予冷風路と熱交換器１１とを、下流側にて熱交換器１１と放熱器８の下部とを連結する。集水手段１２ａは漏斗状であり、吸熱器１０及び熱交換器１１の下方に設けている。さらに、集水手段１２ａの下方には集水タンク１２ｂを、本体ケース１に対して着脱自在に配置している。

つまり、吸熱器１０、熱交換器１１部分で結露をさせ、その結露水を漏斗状の集水手段１２ａで集めて集水タンク１２ｂに流入させるようにしている。

続いて、図３を参照しながら予冷風路の詳細構造について説明する。なお図３は、吸熱器周辺の構成および風路の斜視図である。

図３に示すように、予冷風路６０は、吸込口２ｂの側部を起点として吸熱器１０の側面及び熱交換器１１の側面を経由して上流側開口部１８ａに至る風路６０ａと、吸込口２ｂの上部を起点として吸熱器１０の上面を経由して上流側開口部１８ａに至る風路６０ｂとから成る。

吸熱器１０の周囲、即ち上面及び両側面には風路壁８１が設けられている。

風路壁８１は、さらに両側面については隣接する熱交換器１１の同両側面にまで延長されている。つまり風路壁８１は、吸熱器１０から熱交換器１１までの間において、第１除湿経路４１と予冷風路６０との間の通風を遮断し、即ち予冷風路６０の内周壁面（第１除湿経路側の側面）を形成している。また、予冷風路６０の外周壁面は、本体ケース１の内面により形成される。風路壁８１は、少なくとも吸熱器１０の周囲の部分については第１除湿経路４１と予冷風路６０との間の熱授受が可能な材質、例えば、１〜３ミリ程度の薄い樹脂板または金属板としている。

吸熱器１０は、直管部１０１ａと屈曲部１０１ｂとで構成された冷媒配管１０１を有している。直管部１０１ａは、冷媒配管１０１を流れる冷媒の熱を吸熱器１０を通過する空気に伝えるための、平板状の複数枚の金属で形成されたフィンを有している。

吸熱器１０の直管部１０１ａおよびフィンは、風路壁８１で囲まれた内部空間に配されている。つまり、第１除湿経路４１を通過する前記空気の一部分Ａが直管部１０１ａおよびフィンの部分を通過するように設けられている。

一方、吸熱器１０の屈曲部１０１ｂは、吸熱器１０を囲む風路壁８１から予冷風路６０に突出して配されている。つまり、第２除湿経路５１の予冷風路６０を通過する空気の他の部分Ｂが吸熱器１０の周囲の風路壁８１と屈曲部１０１ｂの配管外壁を通過するように設けられている。

続いて、図４を参照しながら熱交換器１１の詳細構造について説明する。なお図４は、熱交換器の分解斜視図である。

熱交換器１１は、図４に示すように縦向き風路を作る合成樹脂製の板体１３と、横向き風路を作る合成樹脂製の板体１４を交互に複数枚重合させた構成となっている。

また、縦向き風路を作る合成樹脂製の板体１３表面には、縦方向に延びたリブ１５が所定間隔で複数本、板体１３と一体に形成されている。リブ１５の一面が隣接する板体１４の背面と密着することで、板体１３の表面とリブ１５と板体１４の背面とで縦向き風路を形成している。

同様に、横向き風路を作る合成樹脂製の板体１４表面には、横方向に延びたリブ１６が所定間隔で複数本、板体１４と一体に形成されている。リブ１６の一面が隣接する板体１３の背面と密着することで、板体１４の表面とリブ１６と板体１３の背面とで横向き風路を形成している。

縦向き風路と横向き風路は、互いの風路空間が独立しており、即ち空気の往来が無い。

そして、このようにして構成された熱交換器１１は、略直方体形状となっており、対向する長辺側（図３における左右の辺）に示すように、第１除湿経路内開口部１７が形成され、また、対向する短辺側（図３における上下の辺）に第２除湿経路内開口部１８が形成されている。さらに短辺側の下流側開口部３０は、第１除湿経路４１、即ち水平面に対して傾斜しており、その傾斜方向は下流側開口部３０の開口面が放熱器８側に向かう方向である。

次に、主に図２を参照しながら除湿装置の動作について説明する。

前記送風機６を駆動することによって空気吸込口２から本体ケース１内に吸い込まれた空気（吸込口２ａから吸い込んだ空気の一部分Ａ）は、前記吸熱器１０、熱交換器１１の上流側開口部１７ａ及び横向きの第１通路を通過し、下流側開口部１７ｂから放熱器８に取り込まれる。その後放熱器８、送風機６を介して空気吹出口４から本体ケース１外に吹き出される。つまり吸込口２ａから吸い込んだ空気の一部分Ａは第１除湿経路４１を経由して本体ケース１外に吹き出される。

そして、このような経路で流れる空気の一部分Ａは、先ずは、吸熱器１０で冷却されるので、ここで結露が発生し、当該結露水は下方に滴下し、漏斗状の集水手段１２ａで集められ、集水タンク１２ｂに流入させられる。

また、結露水を落とした後の乾燥した空気Ａは、次に、熱交換器１１の上流側開口部１７ａから横向きの第１通路を通過し、下流側開口部１７ｂを経て、放熱器８、送風機６を介して空気吹出口４から本体ケース１外に吹き出される。このようにして、室内の湿度低下を果たすことができる。

一方、前記送風機６を駆動することによって空気吸込口２から本体ケース１内に吸い込まれた空気（吸込口２ｂから吸い込んだ空気の他の部分Ｂ）は、熱交換器１１の上流側開口部１８ａから縦向きの第２通路を通過し、下流側開口部３０、放熱器８、送風機６を介して空気吹出口４から本体ケース１外に吹き出される。つまり吸込口２ｂから吸い込んだ空気の他の部分Ｂは第２除湿経路５１を経由して本体ケース１外に吹き出される。なお下流側開口部３０は上述のように放熱器８側に向かって傾斜しているため、下流側開口部３０からでた空気Ｂはスムーズに放熱器８に流れる。

熱交換器１１の横向きの第１通路（空気の一部分Ａが通過する通路）と、縦向きの第２通路（空気の他の部分Ｂが通過する通路）が交差する構成となっているので、前記第１通路を流れる空気（空気の一部分Ａ）と、第２通路を流れる空気（空気の他の部分Ｂ）とは、熱交換を行うことが可能となっている。

ここで熱交換器１１の横向きの第１通路を流れる空気の一部分Ａは、吸熱器１０を通過することにより冷却されている。したがって、空気の一部分Ａは、熱交換器１１による熱交換作用により、吸熱器１０を通過していない第２通路を流れる空気の他の部分Ｂの温度を低下させることができる。

また、予冷風路６０を通過する空気の他の部分Ｂは、風路壁８１を介して吸熱器１０の冷却効果を受ける。さらに、屈曲部１０１ｂによる冷却効果も受ける。これは、屈曲部１０１ｂには室温よりも温度の低い冷媒が通過しているので、予冷風路６０に突出している吸熱器１０の屈曲部１０１ｂの外部の空気温度が低下するからである。これにより、予冷風路６０を通過する空気の他の部分Ｂの温度は、結露が生じる露点温度付近まで冷却される。

露点温度付近まで冷却された空気の他の部分Ｂは、熱交換器１１の第２通路に流入する。熱交換器１１に流入した空気の他の部分Ｂは、熱交換器１１の熱交換作用による冷却効果を受け、露点温度以下まで温度が下がる。露点温度以下まで下がった空気の他の部分Ｂは、熱交換器１１の第２通路にて結露を生じる。

ここで従来の構成では、熱交換器１１に流入する空気は室温であって露点温度まで空気を冷却しないと結露を生じないため、熱交換器１１による冷却が始まる熱交換器１１の空気入口（上流側開口部１８ａ）付近には結露を生じないものであった。しかし本実施の形態にかかる構成では、熱交換器１１の第２通路に流入する空気の他の部分Ｂは、予冷風路６０を通過することにより露点温度付近まで冷却されているので、熱交換器１１の第２通路の空気入口（上流側開口部１８ａ）においても結露を生じることができる。

それにより、熱交換器１１を通過する際に空気の他の部分Ｂが受ける冷熱の大部分を、前記空気の他の部分Ｂの顕熱除去ではなくて潜熱除去、すなわち結露に有効活用できるようになる。結果として、熱交換器１１における結露量を増加させることができるので、本実施の形態にかかる構成の除湿装置は、除湿効果をより高めることができるものである。

また、前記空気の他の部分Ｂが吸い込まれる吸込口２ｂを空気の一部分Ａが吸い込まれる吸込口２ａに隣接する外周側に設けている。したがって吸込口２ａに吸い込まれる空気の誘引効果により吸込口２ｂから吸い込まれる空気の流入量を増加させることができる。
すなわち、図５に示すように、吸込口２ａに吸い込まれる空気流により本体ケース１の外部から吸込口２ａに向かう空気流９０が形成され、この空気流９０の周囲には空気の粘性により誘引される誘引流９１が形成される。この誘引流９１を吸込口２ａの外周側に設けた吸込口２ｂから吸込むことで第２除湿経路はより多くの空気を吸い込むことができる。したがって、第２除湿経路を通過する風量が増加し、熱交換器１１における結露量が増加するので、除湿効果をより高めることができる。また言い換えると、同一の除湿効果であれば除湿装置の小型化を図ることができる。

本発明にかかる除湿装置は、より高い除湿効果をもたらすものであるため、室内空気の除湿や衣類の乾燥用途として極めて有用なものである。

１本体ケース
２空気吸込口
４空気吹出口
５除湿手段
６送風機
７圧縮機
８放熱器
９膨張器
１０吸熱器
１１熱交換器
１２ａ集水手段
１２ｂ集水タンク
１３板体
１４板体
１５リブ
１６リブ
１７第１除湿経路内開口部
１７ａ上流側開口部
１７ｂ下流側開口部
１８第２除湿経路内開口部
１８ａ上流側開口部
３０下流側開口部
４１第１除湿経路
５１第２除湿経路
６０予冷風路
１０１冷媒配管
１０１ａ直管部
１０１ｂ屈曲部

Claims

空気吸込口と空気吹出口を有する本体ケースと、
圧縮機と放熱器と膨張器と吸熱器とを順に連結した冷凍サイクルにより前記本体ケース内の空気を除湿する除湿手段と、
前記空気吸込口から吸い込んだ本体ケース外の空気を前記除湿手段を通過させた後に前記空気吹出口から本体ケース外に吹き出す送風機とを備え、
前記除湿手段は、
前記吸熱器の周囲に設けられ前記吸熱器からの冷却効果を受ける予冷風路と、
前記送風機によって空気吸込口から本体ケース内に吸い込んだ空気の一部分Ａを、前記吸熱器、第１通路、前記放熱器を介して前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す第１除湿経路と、
前記送風機によって前記空気吸込口から吸い込んだ空気の他の部分Ｂを、前記予冷風路、第２通路、前記放熱器を介して前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す第２除湿経路と、
前記第１通路を流れる空気と前記第２通路を流れる空気との間で熱交換する熱交換器とを備えた除湿装置。
前記除湿手段は、
前記空気の一部分Ａの前記本体ケース内への吸い込みに誘引させて前記空気の他の部分Ｂを前記第２除湿経路に導く請求項１に記載の除湿装置。
前記吸熱器は直管部と屈曲部とで構成された冷媒配管を有し、
前記予冷風路に前記屈曲部を突出させた請求項１または２に記載の除湿装置。