JP7213404B2

JP7213404B2 - 除湿装置

Info

Publication number: JP7213404B2
Application number: JP2019013359A
Authority: JP
Inventors: 彩参納; 達也堀
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2023-01-27
Anticipated expiration: 2039-01-29
Also published as: JP2020121246A

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。

従来、この種の除湿装置は、吸気口と吹出口とを有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられたヒートポンプ装置と熱交換器とを備えている。

ヒートポンプ装置は、圧縮機、放熱器、膨張部、吸熱器により形成され、吸気口から吸気した第１の空気が熱交換器内の第１の風路を流れて第２の空気となり、第２の空気が吹出口に向かって熱交換部内の第２の風路を流れて第１の空気と第２の空気とが熱交換を行う。

吸気口から熱交換器の第１の風路、吸熱器、熱交換器の第２の風路、放熱器を経て吹出口までの除湿風路内に送風部が備えられていた。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５－２１４５３３号公報

このような除湿装置では、熱交換器の第１の風路と第２の風路は同一の風路で構成されるため、風路が複雑で圧力損失が大きい。そのため、放熱器の風量が十分得られない場合があるという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、消費電力を低減した除湿装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、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と、前記空気吸込口から吸い込んだ前記本体ケース外の空気を、前記冷凍サイクルを通過させた後に前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す送風機と、第１熱交換風路を流れる空気と第２熱交換風路を流れる空気とを熱交換する熱交換器と、前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記熱交換器の前記第１熱交換風路、前記吸熱器、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機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の除湿経路と、前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記熱交換器の前記第１熱交換風路、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機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の除湿経路と、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。

本発明によれば、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と、前記空気吸込口から吸い込んだ前記本体ケース外の空気を、前記冷凍サイクルを通過させた後に前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す送風機と、第１熱交換風路を流れる空気と第２熱交換風路を流れる空気とを熱交換する熱交換器と、前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記熱交換器の前記第１熱交換風路、前記吸熱器、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機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の除湿経路と、前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記熱交換器の前記第１熱交換風路、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機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の除湿経路と、を備えた構成にしたことにより、吸熱器の風量を増加させることなく放熱器の風量を増加させることができ、放熱器の冷却を促進させることができるので、結果として、消費電力を低下させることができる。

本発明の実施の形態１の除湿装置の外観図同除湿装置のＡ－Ａ断面の概略を示す断面図同除湿装置の熱交換器の構成を示す概略図

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と、前記空気吸込口から吸い込んだ前記本体ケース外の空気を、前記冷凍サイクルを通過させた後に前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す送風機と、第１熱交換風路を流れる空気と第２熱交換風路を流れる空気とを熱交換する熱交換器と、前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記熱交換器の前記第１熱交換風路、前記吸熱器、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機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の除湿経路と、前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記熱交換器の前記第１熱交換風路、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機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の除湿経路と、を備えた構成にしたことにより、吸熱器の風量を増加させることなく放熱器の風量を増加させることができ、放熱器の冷却を促進させることができるので、結果として、消費電力を低下させることができる。

また、前記第２の除湿経路における前記第２熱交換風路と熱交換する前記第１熱交換風路は、前記第１の除湿経路における前記第２熱交換風路と熱交換する前記第１熱交換風路より、前記第１熱交換風路を流れる空気における風上側の空気と熱交換する構成にしたことにより、熱交換器を効率的に冷却することが可能となる。結果として、除湿性能を向上することができる。

また、前記吸熱器と前記熱交換器とは、水平方向に順に配置され、前記吸熱器の上端部は、前記熱交換器の上端部より下方に配置され、前記吸熱器の上端部より上方の前記熱交換器の前記第２熱交換風路が、前記第２の除湿経路の一部となる構成にしたことにより、放熱器の上部の風量を増加させることができる。結果として、消費電力を低下させることができる。

また、前記吸熱器の下端は、前記熱交換器の前記第２熱交換風路における風上側面の下端より下方に配置され、前記吸熱器は、前記熱交換器の前記第２熱交換風路における風上側面の下端より下方に配置された第１の吸熱器部分と、前記熱交換器の前記第２熱交換風路における風上側面の下端より上方に配置された第２の吸熱器部分と、を設け、前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記熱交換器の前記第１熱交換風路、前記第１の吸熱器部分、前記第２の吸熱器部分、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機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３の除湿経路を設けた構成にしたことにより、熱交換器の第１熱交換風路の風下側がより冷却させることができる。結果として、除湿性能を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１の除湿装置の外観図であり、図２は図１内のＡ－Ａ断面における概略を示す断面図である。

図１、２に示すように、除湿装置の本体ケース１は箱形状で、背面には空気吸込口２を備え、天面の前面側には空気吹出口３を有している。

本体ケース１内には、冷凍サイクルと、熱交換器４と、送風機５とを備えている。

冷凍サイクルは、圧縮機６、放熱器７、膨張器８としてキャピラリーチューブ、吸熱器９とからなり、これらを、この順に冷媒配管１０で接続して形成している。この吸熱器９で除湿対象となる空気を冷却除湿するものである。放熱器７と吸熱器９とは、対向して配置されている。放熱器７は、本体ケース１における前面側に配置され、吸熱器９は、本体ケース１における背面側に配置されている。

図３は、熱交換器４の構成を示す概略図である。図２、３に示すように、熱交換器４は、伝熱板Ａ１１および伝熱板Ｂ１２を交互に積層することにより構成されており、それぞれの伝熱板には、積層した際に風路が構成できるようにリブ１３が設けられている。そして、鉛直方向に流れる第１熱交換風路１４と、水平に流れる第２熱交換風路１５とを構成し、この風路間でそれぞれの伝熱板を介して熱交換を行っている。熱交換器４は、伝熱板を積層した状態で下面が傾斜した立方体となり、放熱器７と吸熱器９との間で、吸熱器９から放熱器７への風路中に設けられている。

送風機５は、スクロール形状のケーシング部１６と、このケーシング部１６に固定されたモータ部１７と、このモータ部１７によって回転する羽根部１８とから形成している。ケーシング部１６は、吸込口１９と吐出口２０とを備えている。この吸込口１９は、放熱器７に対向している。吸熱器９と、熱交換器４の第２熱交換風路１５と、放熱器７と、送風機５とは、水平方向に一直線上に配置されている。すなわち、吸熱器９と、熱交換器４と、放熱器７と、吸込口１９とは、一直線上に風路を有するものである。

送風機５によって、矢印に示すように、空気吸込口２からに吸気した空気は、熱交換器４の第１熱交換風路１４へ流入して、すでに吸熱器９により冷却除湿された空気と熱交換して予冷されたのち、吸熱器９における熱交換器４の底面より下方に突出した部分を通過し、その後風向を反転させ、さらに吸熱器９の残りの部分を通って冷却除湿される。なお、熱交換器４の底面より下方に突出した部分は通過せず、吸熱器９に一度のみ通過する風路もある。また、吸熱器９は、熱交換器４の底面から突出させず、吸熱器９の下端と熱交換器４の底面の上端とを同じ高さにしてもよい。

冷却除湿された空気は熱交換器４の第２熱交換風路１５に流入し空気吸込口２から吸気した空気によって加熱され、放熱器７でさらに加熱され、送風機５によって機外に送風される。上記風路が、除湿を行う除湿経路２１となる。

熱交換器４および吸熱器９の下方には、水受け手段２２が設置されている。水受け手段２２には、熱交換器４の第１熱交換風路１４および吸熱器９に生成される結露水が滴下する。すなわち、空気吸込口２から流入した空気が熱交換器４にて予冷される段階で、第１熱交換風路１４内で水分が結露して水滴となって滴下することがあるが、熱交換器４の下方に除湿経路２１を兼ねた水受け手段２２を配置して結露水を受ける構造となっている。

また、本体ケース１内の水受け手段２２の下部には、結露水を貯水するタンク２４を備え、水受け手段２２に設けた、たまった水滴をタンク２４に導出するドレン孔２５を通って、除湿水はタンク２４に回収される。

また、吸熱器９の熱交換器４の反対側（本体ケース１の空気吸込口２側）で、水受け手段２２の上方には、吸熱器カバー２３を設ける。水受け手段２２と吸熱器カバー２３は、除湿経路２１における熱交換器４の第１熱交換風路１４から吸熱器９までの風路の一部である。

本実施形態における特徴は、
第１の除湿経路２１ａと、第２の除湿経路２１ｂと、を備えた構成としたことである。第１の除湿経路２１ａは、送風機５によって空気吸込口２から本体ケース１内に吸い込んだ空気を、熱交換器４の第１熱交換風路１４、吸熱器９、熱交換器４の第２熱交換風路１５、放熱器７、送風機５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風路である。
第２の除湿経路２１ｂは、送風機５によって空気吸込口２から本体ケース１内に吸い込んだ空気を、熱交換器４の第１熱交換風路１４、熱交換器４の第２熱交換風路１５、放熱器７、送風機５を介して空気吹出口３から本体ケース１外に吹き出す風路である。

なお、第１の除湿経路２１ａと第２の除湿経路２１ｂは、熱交換器４の第１熱交換風路１４までは、同一の経路であり、熱交換器４の第１熱交換風路１４通過後、それぞれの経路に分かれる。そして、第１の除湿経路２１ａは、吸熱器９および熱交換器４の第２熱交換風路１５を、第２の除湿経路２１ｂは、熱交換器４の第２熱交換風路１５を通過した後に、合流し、再び同一の経路となり、放熱器７、送風機５を介して空気吹出口３から本体ケース１外に吹き出す。つまり、第１の除湿経路２１ａは、吸熱器９と放熱器７の両方を通過する経路であるが、第２の除湿経路２１ｂは、吸熱器９を通過せず放熱器７を通過する経路である。これにより、放熱器７を通過する風量は、吸熱器９を通過する風量より大きくなる。

冷凍サイクルと熱交換器とを用いる除湿装置の特徴として、除湿能力に対する消費電力が低いことが挙げられる。より消費電力を下げようとした場合に、放熱器７の風量を増加させることが考えられるが、第１の除湿経路２１ａと第２の除湿経路２１ｂとに分けなかった場合、放熱器７と吸熱器９の風量は等しくなるため、放熱器７の風量を増加させると、吸熱器９を通過する風速が早すぎるため、結露が十分に行われず、除湿能力が低下する場合があった。

このように、第１の除湿経路２１ａと第２の除湿経路２１ｂとに分けることにより、吸熱器９よりも放熱器７の風量を多くすることが可能になる。これにより、吸熱器９の風量を増加させることなく放熱器７の風量を増加させることができ、放熱器７の冷却を促進させることができるので、結果として、消費電力を低下させることができる。

また、第２の除湿経路２１ｂにおける第２熱交換風路１５と熱交換する第１熱交換風路１４は、
第１の除湿経路２１ａにおける第２熱交換風路１５と熱交換する第１熱交換風路１４より、
第１熱交換風路１４を流れる空気における風上側の空気と熱交換する構成にしてもよい。

第１の除湿経路２１ａにおける第２熱交換風路１５に流入する空気は、第１熱交換風路１４、吸熱器９を順に通過し、十分に冷却された後に第２熱交換風路１５に流入するのに対し、第２の除湿経路２１ｂにおける第２熱交換風路１５に流入する空気は、第１熱交換風路１４を通過した後に第２熱交換風路１５に流入するため、第１の除湿経路２１ａよりも高い温度になる。

一方、第１熱交換風路１４には、室内の空気が取り込まれる。第１熱交換風路１４における風上側が第２の除湿経路２１ｂにおける第２熱交換風路１５と熱交換することにより、予冷された状態で、第１熱交換風路１４の風下側を通過するため、第１熱交換風路１４では、より効率的に空気を冷却することができる。結果として、除湿性能を向上することができる。

また、吸熱器９と熱交換器４とは、水平方向に順に配置し、吸熱器９の上端部は、熱交換器４の上端部より下方に配置し、吸熱器９の上端部より上方の熱交換器４の第２熱交換風路１５が、第２の除湿経路２１ｂの一部となる構成にしてもよい。

すなわち、熱交換器４の第２熱交換風路１５において、吸熱器９の上端部より上方の風路は圧力損失が少なく、吸熱器９の上端部より下方の風路は圧力損失が高くなるため、熱交換器４の第２熱交換風路１５の下流にある放熱器７の、冷媒流れ方向上流における、比較的温度の高い領域に多く風を通過させることができる。結果として、消費電力を低下させることができる。

また、吸熱器９の下端を、熱交換器４の第２熱交換風路１５における風上側面の下端より下方に配置し、吸熱器９を、熱交換器４の第２熱交換風路１５における風上側面の下端より下方に配置された第１の吸熱器部分２６と、熱交換器４の第２熱交換風路１５における風上側面の下端より上方に配置された第２の吸熱器部分２７と、を設け、送風機５によって空気吸込口２から本体ケース１内に吸い込んだ空気を、熱交換器４の第１熱交換風路１４、第１の吸熱器部分２６、第２の吸熱器部分２７、熱交換器４の第２熱交換風路１５、放熱器７、送風機５を介して空気吹出口３から本体ケース１外に吹き出す第３の除湿経路２１ｃを設ける構成としてもよい。

このように、吸熱器９を二度通過させることにより、より冷たい空気になり、熱交換器４の第２熱交換風路１５を通過する。すなわち、熱交換器４の第１熱交換風路１４の風下側をより冷却させることで、熱交換器４の第１熱交換風路１４出口空気をより冷却させることができる。結果として、除湿性能を向上させることができる。

本発明に係る除湿装置は、除湿性能の向上を可能とするものであるので、居室空間などで使用される除湿装置等として有用である。

１本体ケース
２空気吸込口
３空気吹出口
４熱交換器
５送風機
６圧縮機
７放熱器
８膨張器
９吸熱器
１０冷媒配管
１１伝熱板Ａ
１２伝熱板Ｂ
１３リブ
１４第１熱交換風路
１５第２熱交換風路
１６ケーシング部
１７モータ部
１８羽根部
１９吸込口
２０吐出口
２１除湿経路
２１ａ第１の除湿経路
２１ｂ第２の除湿経路
２１ｃ第３の除湿経路
２２水受け手段
２３吸熱器カバー
２４タンク
２５ドレン孔
２６第１の吸熱器部分
２７第２の吸熱器部分

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と、
前記空気吸込口から吸い込んだ前記本体ケース外の空気を、前記冷凍サイクルを通過させた後に前記空気吹出口から前記本体ケース外に吹き出す送風機と、
第１熱交換風路を流れる空気と第２熱交換風路を流れる空気とを熱交換する熱交換器と、
前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記熱交換器の前記第１熱交換風路、前記吸熱器、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機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の除湿経路と、
前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記熱交換器の前記第１熱交換風路、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機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の除湿経路と、を備えたことを特徴とする除湿装置。
前記第２の除湿経路における前記第２熱交換風路と熱交換する前記第１熱交換風路は、
前記第１の除湿経路における前記第２熱交換風路と熱交換する前記第１熱交換風路より、
前記第１熱交換風路を流れる空気における風上側の空気と熱交換することを特徴とする請求項１に記載の除湿装置。
前記吸熱器と前記熱交換器とは、水平方向に順に配置され、
前記吸熱器の上端部は、前記熱交換器の上端部より下方に配置され、
前記吸熱器の上端部より上方の前記熱交換器の前記第２熱交換風路が、前記第２の除湿経路の一部であることを特徴とする請求項１または２に記載の除湿装置。
前記吸熱器の下端は、前記熱交換器の前記第２熱交換風路における風上側面の下端より下方に配置され、
前記吸熱器は、
前記熱交換器の前記第２熱交換風路における風上側面の下端より下方に配置された第１の吸熱器部分と、
前記熱交換器の前記第２熱交換風路における風上側面の下端より上方に配置された第２の吸熱器部分と、を設け、
前記送風機によって前記空気吸込口から前記本体ケース内に吸い込んだ空気を、前記熱交換器の前記第１熱交換風路、前記第１の吸熱器部分、前記第２の吸熱器部分、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機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３の除湿経路を設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の除湿装置。