特許 5939800 デシカントローター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5939800

(24)【登録日】2016年5月27日

(45)【発行日】2016年6月22日

(54)【発明の名称】デシカントローター

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/26 20060101AFI20160609BHJP

   F24F 3/147 20060101ALI20160609BHJP

   B01D 53/06 20060101ALI20160609BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/26 220

   F24F3/147

   B01D53/06 100

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-1564(P2012-1564)

(22)【出願日】2012年1月6日

(65)【公開番号】特開2013-141619(P2013-141619A)

(43)【公開日】2013年7月22日

【審査請求日】2015年1月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】390002886

【氏名又は名称】株式会社長府製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100161285

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 正彦

(72)【発明者】

【氏名】安部 純治

【審査官】 金 公彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３００１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０２５０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１２６６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３０４３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７０８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５９３７９３３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ５３／２６−５３／２８

Ｂ０１Ｄ ５３／０２−５３／１２

Ｆ２４Ｆ ３／００− ３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の厚みを有した略円盤状で中央に孔と放射状の切れ目を有した吸着素子と、
前記吸着素子の外周面に嵌合する外周ホルダーと、
前記吸着素子の中央の孔に挿入される中心部ホルダーと、
前記中心部ホルダーに回動可能な状態で一端が掛着され、他端が前記外周ホルダーの内面に螺子で繋止され、前記吸着素子を両側から挟む複数の補強具を有したデシカントローター。

【請求項2】

前記補強具は金属製で所定の肉厚を有する略長方形の薄板をコの字状またはクランク状に折り曲げられ、前記中心部ホルダーに掛着する面には切欠きを設けて成型されており、
前記薄板の肉厚方向で前記吸着素子の円盤面に垂直に嵌入し、
前記補強具の肉厚側の面が前記吸着素子の円盤面と略同一の平面を構成するよう設けられている請求項１記載のデシカントローター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸着剤・吸湿剤（以下「デシカント」という。）の吸脱着機能により空気の除湿および加湿を行うデシカント式換気扇のデシカントローターに関する。

【背景技術】

【0002】

デシカント式換気扇は室内の空気を入れ換える所謂換気の際に、デシカントを利用して室内の湿度調整を行う装置である。デシカント式換気扇には、換気と湿度の調整以外にも、換気の際の室内の温度変化を少なくするために、顕熱熱交換器や室内の温度を積極的に調整する冷暖房装置を組み合わせたものがあった。デシカント式換気扇では、屋外から屋内へ外気が通過する給気通路と、屋内から屋外へ屋内空気が通過する排気通路を有しており、この給気通路と排気通路の間で水分の移動をデシカントで行い屋内の湿度調整が行われている。

【0003】

給気通路と排気通路の間で水分を移動させるために、デシカントを紙等の繊維質の材料に含浸または混抄させ、その繊維質の材料を薄い板状としたものを、空気が通過する多数の三角柱（コルゲート状）、四角柱、六角柱を隙間なく並べた構造の孔の集合体、所謂ハニカム構造体（ハニカム構造体とは狭義には六角柱の場合を指すが、広義には立体図形を隙間なく並べたものも含まれるとされている。）となるように成型していた。このハニカム構造体を給気通路と排気通路の両方に跨るように配置し、これを回転させることで水分を移動させている。このため、ハニカム構造体は回転するのに適する様に円盤状に加工されていた。なお、このデシカントが含浸等された円盤状のハニカム構造体は、吸着素子と呼ばれている。

【0004】

前記吸着素子は前述のような柔らかい材質や中空の構造であるので、そのままの状態で回転させることは変形を増長させ、またデシカント式換気扇に組み込まれた場合、前記デシカント式換気扇が要求される使用期間の使用中に変形することがあった。そこで、前記吸着素子の中心部に所定の強度を有した軸受（中心部ホルダー）と、前記吸着素子の外周にホイール（外周ホルダー）を設け、ホイールに外部からの回動力を加えられる構造にしていた（特許文献１参照）。この吸着素子に軸受とホイールを取り付けたものがデシカントローターと呼ばれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実用新案登録第３１５４９２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

実用新案登録第３１５４９２５号公報（特許文献１）の図１および図５には、デシカントローターの構造を、その形状が似通っていることから、車輪に例えて次のように説明している。吸着素子の軸穴に挿入する軸受と、吸着素子を囲繞する３分割されたホイールと、軸受とホイールを連結し同時に分割されたホイール相互も連結するスポークを兼ねた内周部構成部材で構成されている。そして、内周部構成部材はホイールの一部にもなっている。

【0007】

しかしながら、特許文献１のデシカントローターでは、円盤状のホイールの外周は回動力を受けるために、精度の必要な円形である必要があり、内周部構成部材が、３分割されたホイールを中心に向かって抑え込む様な構造であるため、内周部構成部材のホイールの一部となる部分がホイールからはみ出すことなく組み立てるのは、難しいという問題があった。

【0008】

また、内周部構成部材は樹脂により一体成型され、その一部がスポークとしての機能をはたしているため、吸着素子自体は前述の材質や構造であるから円盤としての平面での剛性を有していない。そのため、内周部構成部材のスポークの部分でデシカントローターの平面としての剛性を発揮する必要があるところ、樹脂により一体成型された一部であるスポークはデシカントローターの円盤状の平面に平行な板状であり、平面を保てるような構造ではなかった。そのため、デシカントローターが回転させられる場合に偏芯や円盤状の平面に面ブレを起こすという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

【0010】

第１発明のデシカントローターは、所定の厚みを有した略円盤状で中央に孔と放射状の切れ目を有した吸着素子と、前記吸着素子の外周面に嵌合する外周ホルダーと、前記吸着素子の中央の孔に挿入される中心部ホルダーと、前記中心部ホルダーに回動可能な状態で一端が掛着され、他端が前記外周ホルダーの内面に螺子で繋止され、前記吸着素子を両側から挟む複数の補強具を有している。

【0011】

第２発明のデシカントローターは、第１発明において、前記補強具は金属製で所定の肉厚を有する略長方形の薄板をコの字状またはクランク状に折り曲げられ、前記中心部ホルダーに掛着する面には切欠きを設けて成型されており、前記薄板の肉厚方向で前記吸着素子の円盤面に垂直に嵌入し、前記補強具の肉厚側の面が前記吸着素子の円盤面と略同一の平面を構成するよう設けられている。

【発明の効果】

【0012】

以上のような、技術的手段を有することにより、以下の効果を有する。

【0013】

第１発明によれば、デシカントローターは、中心部ホルダーに一端が掛着され、他端が外周ホルダーの内面に螺子で繋止され、吸着素子を両側から挟む複数の補強具を有しており、補強具が外周ホルダーの外周面より外側に出ることがないので、回動力を受ける外周ホルダーの円形を確保することが容易であり、同時に補強具を一方が掛着で容易に取り付けて吸着素子の両側から挟むので、吸着素子の円盤状の平面を保つことが容易となる。

【0014】

第２発明によれば、第１発明を利用し、前記補強具は金属製で所定の肉厚を有する略長方形の薄板をコの字状またはクランク状に折り曲げて成型されており、前記薄板の肉厚方向で前記吸着素子の円盤面に垂直に嵌入し、前記補強具の肉厚側の面が前記吸着素子の円盤面と略同一の平面を構成するよう設けられているので、吸着素子を分割することなく補強具を吸着素子に嵌入させることができ、吸着素子の円盤面に垂直に嵌入しているので、空気の通過面を覆う面積が少ないことから吸着素子の吸着能力を余り減少させることがなく、同時に吸着素子の円盤状の平面を保つ剛性についても有しており、偏芯や面振れを防ぐことができる。さらには、補強具の形状が単純で製作が容易である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施例１に係るデシカント式換気扇の概要図である。

【図2】本発明の実施例１に係るデシカントローターの全体構成の概要図である。

【図3】本発明の実施例１に係る中心部ホルダーの斜視図である。

【図4】本発明の実施例１に係るデシカントローターの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

発明を実施する形態について、図面に基づいて具体的に説明する。

【実施例1】

【0017】

本発明のデシカントローターが内部に組み込まれ、空気の除湿および加湿を行う機能を発揮させるためのデシカント式換気扇の概略的な構成について図１を用いて説明する。

【0018】

デシカント式換気扇２０は、第一の送風機２１によって屋外から屋内に向かって屋外空気が流される第一の風路２２と、第二の送風機２６によって屋内から屋外に向かって屋内空気が流される第二の風路２７よりなる。第一の風路２２および第二の風路２７はその途中において屋外空気と屋内空気とが混ざらないように気密性を保つ構造となっている。第一の風路２２および第二の風路２７のそれぞれに直交して、デシカントローター１が設けられている。デシカントローター１は電動機等の駆動手段２８により歯車やベルトの伝動手段により回転させられている。

【0019】

第一の風路２２を通過する屋外空気が乾燥しており、第二の風路２７を通過する屋内空気が屋外空気に比較して湿り気を含んでいる場合には、デシカントローター１が第二の風路２７の水分を吸着し、第一の風路２２で脱着することで、デシカント式換気２０の換気に伴う屋内空気からの水分が失われることを防ぎ、結果加湿機能として働く。逆に第一の風路２２を通過する屋外空気が湿り気を含んでおり、第二の風路２７を通過する屋内空気が屋外空気に比較して乾燥している場合には、デシカントローター１が第一の風路２２の水分を吸着し、第二の風路２７で脱着することで、デシカント式換気扇２０の換気に伴う屋内空気の湿度を上昇させることを防ぎ、結果除湿機能として働く。

【0020】

なお、デシカントローター１の水分を脱着させる際には、通過する空気の温度を上げる必要があるため。デシカントローター１の空気の流れの上流側にヒーター等の加温手段（図示せず）を設けることが一般的である。また、屋内空気の温度変化を防止するために顕熱交換器や冷暖房装置を組み合わせて屋内の温度調整を行うこともできる。また、第一の送風機２１、第二の送風機２６、デシカントローター１の駆動手段２８は電気が供給されることにより駆動し、この駆動の制御は制御基板２９および操作装置（図示せず）によって行われる。

【0021】

デシカントローター１について、図２を用いて説明する。
デシカントローター１を構成する部材は、吸着素子４、外周ホルダー５、中心部ホルダー６、螺子７および補強具８である。

【0022】

吸着素子４は、高分子系吸収材やシリカゲル、ゼオライト等のデシカントを紙等の繊維質の材料に含浸または混抄させ、その繊維質の材料を薄い板状としたものを空気が通過する多数の三角柱（コルゲート状）、四角柱、六角柱を隙間なく並べたハニカム構造体を、所定の厚みで円盤状に成形したものであり、外周４１と、中心部に円形の孔４２が開けられた円形の空気通過面４３を有している。

【0023】

外周ホルダー５は、吸着素子４の外径に等しい内径で、吸着素子４の外周４１の幅と略等しい幅の環（リング）状に成形された合成樹脂製である。外周ホルダー５の外周面５１は、駆動手段２８である電動機と連動する巻掛け駆動の伝動ベルトに接触する面となる。そのため、外周ホルダー５の肉厚は伝動ベルトの巻掛け駆動に耐えられる強度を有する厚みとなっている。また、外周面５１を４分割し、外周面５１の両端の近傍には、螺子７で補強具８を止めるために８個の孔５２が開けられている。

【0024】

中心部ホルダー６は、吸着素子４の孔４２の内径と等しい外径を有し、高さ方向が吸着素子４の幅に等しい略円柱状である。中心部ホルダー６は、吸着素子４の２つの空気通過面４３と同一の平面を形成する円形面６１を両面に有している。中心部ホルダー６は、成形された合成樹脂製であり、細部について説明するため拡大した図３を用いて説明する。

【0025】

図３は、中心部ホルダー６を円柱の高さ方向で２分割し、２分割後の夫々の形状が同一の形状となる中心部ホルダー６ａである。中心部ホルダー６ａの円形面６１と逆側にある筒６２で、２個の中心部ホルダー６ａを所定の角度（実施例では９０度）ずらして筒６２どうしを嵌合させることで中心部ホルダー６は構成される。中心部ホルダー６ａは円形面６１と連接する所定の幅の側面６２ａがあり、側面６２ａの外径が吸着素子４の孔４２の内径と等しく、側面６２ａは孔４２に嵌合する。側面６２ａには、開口部が広く内部に向かって狭くなる等間隔の４か所の切れ込み６３が設けられている。

【0026】

４か所の切れ込み６３は円形面６１の内部に向かって円形面６１と垂直（実際は合成樹脂成型品のため抜き勾配がつく）な壁６４が設けられており、壁６４は側面６２ａから所定の長さ（例えば１７ミリメートル）中心に向かったところで壁６５として直角に曲げられている。壁６５は側面出っ張り６５ｂ、円形面側出っ張り６６ｂおよび壁６４で三方が囲まれた所定広さの窪み状となっている。前記壁６５の所定の広さの窪みは、後述する補強具８の掛着面８１を保持するための窪みであり、掛着面８１の広さよりもわずかに広い広さとなっている。また、円形面側出っ張り６６ｂは、所定の厚み分（後述する補強具８の板厚よりわずか大きい数値に合成樹脂の肉厚分を足した厚み分）側面６２ａ側に出っ張った後、円形面６１から筒６２側に向かって延びる垂れ壁６６が形成されている（図３下側の破線円内に表したＢ方向からの拡大図を参照）。

【0027】

垂れ壁６６は円形面６１から筒６２側方向に所定の長さ（例えば２ミリメートル）延びるように成形されている。ただし、垂れ壁６６の壁６４に接合する側の端では、後述する補強具８の掛着面８１を垂れ壁６６内に入れるために切り欠きが設けられている。また、４か所の壁６４には対向する様に所定の幅（後述する補強具８の板厚よりわずか大きい数値分）開けたところに、案内壁６７が設けられている。なお、中心部ホルダー６ａは合成樹脂の成形品のため、各部にヒケを防止するための肉盗み６８が施されており、各部の肉厚が所定の厚み（例えば２ミリメートル）になるように調整されている。また、中心部ホルダー６ａの円形面６１の中心にはデシカントローター１を回転させる軸を挿入する軸孔６９が設けられている。

【0028】

補強具８は、デシカント式換気扇２０の内部を通過する屋外空気や屋内空気に対し耐食性を有したステンレス鋼または溶融亜鉛メッキ鋼板等の材料で、所定の肉厚（例えば１ミリメートル）の薄板を加工したものである。図２の円形の破線で囲った部分で８個ある同一形状の補強具８の一つを拡大して説明する。補強具８は所定の幅（例えば８ミリメートル）の略長方形で、一方の端を中心部ホルダー６に掛着するために所定の長さ（例えば６ミリメートル）で直角に折り曲げられ、幅方向の一方の側を短く（例えば１ミリメートル）した切欠き８５を有した掛着面８１が設けられている。他方の端は外周ホルダー５の内周面に密着し、螺子７で外周ホルダー５と補強具８が繋止できるように、所定の長さ（例えば８ミリメートル）で直角に折り曲げられ、折り曲げられた面の中央には螺子７が螺合する螺子孔８２が開けられた繋止面８３が設けられている。

【0029】

掛着面８１と繋止面８３は平板８４で繋がった状態となり、平板８４の両端が同一の方向に直角に折り曲げられることにより補強具８の形状はコの字状になる。補強具８のコの字状に成形された状態での全長は、外周ホルダー５の内径の半分と、中心部ホルダー６の円形面６１の中心から壁６５までの長さにより求められる。なお、平板８４の片端を逆の方向に直角に折り曲げて実施しても良く、その場合は、外周ホルダー５の孔５２の位置がずれるだけであり、この場合の補強具８の形状はクランク状になる。

【0030】

図３と図４を用いて、デシカントローター１の補強具８の組み付け方法について説明する。図４は図２のデシカントローター１を破線で表した仮想平面Ａで切断し、矢印の方向から見た場合の断面図である。但し説明の都合上、補強具８および螺子７の一部を外した状態で説明している。図４において、吸着素子４にはすでに外周ホルダー５と中心部ホルダー６は取り付けられた状態となっており、図４の右上と右下の補強具８および螺子７は取り付けられた状態であり、左下の補強具８および螺子７は外された状態であり、左上の補強具８および螺子７は取り付ける途中を図示している。

【0031】

図４の左上の補強具８の平板８４は中心部ホルダー６ａの切れ込み６３に案内され、壁６４と案内壁６７に従い中心部ホルダー６ａの円形面６１の内側に挿入される。同時に、補強具８の掛着面８１を垂れ壁６６の内側に入るように壁６５に押し当て、平板８４を切れ込み６３の奥まで押し入れる。この場合、掛着面８１は垂れ壁６６を潜る側が幅方向で所定の長さ（例えば１ミリメートル）短くなった切欠き８５があるため、容易に垂れ壁６６を潜ることができる。

【0032】

予め、吸着素子４には補強具８に対応する位置および深さの切れ目が加工されている。なお、吸着素子４は紙等の繊維質の材料のハニカム構造体であるので簡単に切れ目を加工することがでる。この吸着素子４の切れ目に平板８４が厚み方向の薄い面で吸着素子４に押し込まれるため、平板８４は吸着素子４の空気通過面４３とほぼ同一の面になるまで嵌入されることになる。補強具８を吸着素子４に押し入れた状態で中心部ホルダー６ａに取り付けると、補強具８の平板８４は切れ込み６３、壁６４、案内壁６７により挟持され、平板８４の厚み方向で中心部ホルダー６ａに保持される。また、補強具８の掛着面８１は壁６５と垂れ壁６６で、補強具８の長さ方向で保持される。これらにより補強具８は、中心部ホルダー６ａに掛着される。同時に補強具８は外周ホルダー５に螺子７で繋止される。

【0033】

なお、前述の実施例に記載した数値は一例であり、この数値に限定されるものではなく、使用される部材の種類や性能等により、その例示数値（例えば、補強具の板厚や折曲げ寸法、また補強具の本数等）は変化する。

【符号の説明】

【0034】

１：デシカントローター
４：吸着素子
５：外周ホルダー
６、６ａ：中心部ホルダー
７：螺子
８：補強具
２０：デシカント式換気扇
２１：第一の送風機
２２：第一の風路
２６：第二の送風機
２７：第二の風路
２８：駆動手段
２９：制御基板
４１：外周
４２、５２：孔
４３：空気通過面
５１：外周面
６１：円形面
６２：筒
６２ａ：側面
６３：切れ込み
６４、６５：壁
６５ｂ：側面出っ張り
６６：垂れ壁
６６ｂ：円形面側出っ張り
６７：案内壁
６８：肉盗み
６９：軸孔
８１：掛着面
８２：螺子孔
８３：繋止面
８４：平板
８５：切欠き

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】