特許 7336627 除湿装置

(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】

(24)【登録日】2023-08-24

(45)【発行日】2023-09-01

(54)【発明の名称】除湿装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/26 20060101AFI20230825BHJP

   F24F 1/0358 20190101ALI20230825BHJP

【ＦＩ】

B01D53/26 100

F24F1/0358

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019013358

(22)【出願日】2019-01-29

(65)【公開番号】P2020121245

(43)【公開日】2020-08-13

【審査請求日】2022-01-14

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】参納 彩

(72)【発明者】

【氏名】堀 達也

【審査官】山田 陸翠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１２０１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５９０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２９１７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１４５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６２８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６２８８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ５３／２６ －５３／２８

Ｆ２４Ｆ １／００８３

Ｆ２４Ｆ １／０２

Ｆ２４Ｆ １／０３５８

Ｆ２４Ｆ ３／００ － ３／１６７

Ｄ０６Ｆ ５８／００ －５８／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
鉛直方向に流れる第１熱交換風路を流れる空気と水平方向に流れる第２熱交換風路を流れる空気とを熱交換する熱交換器と、
前記吸熱器の上端は、前記熱交換器の天面より上方に突出し、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、前記熱交換器の天面より下方に配置された前記吸熱器、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機を順次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、前記熱交換器の天面より上方に配置された前記吸熱器、前記熱交換器の天面より下方に配置された記前吸熱器、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機を順次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、
前記吸熱器と、前記熱交換器の前記第２熱交換風路と、前記放熱器と、前記送風機とは、前記本体ケースにおける前後方向に一直線上に配置され、
前記吸熱器には下方から上方へ冷媒が流れることを特徴とした除湿装置。

【請求項2】

前記空気吸込口と、前記熱交換器の天面より上方に配置された前記吸熱器との間の前記第２の除湿経路に、開閉装置を備えることを特徴とした請求項１に記載の除湿装置。

【請求項3】

前記本体ケースに設けられた温度測定部と、
前記温度測定部の測定温度によって前記開閉装置を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記測定温度が所定の温度以上で閉じることを特徴とした請求項２に記載の除湿装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

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）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００５－２１４５３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

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、風量バランスを自由にコントロールすることができない。そのため、第１の空気が第１の風路で十分に冷却されない場合があるという課題を有していた。

【0007】

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、除湿性能を向上した除湿装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

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、鉛直方向に流れる第１熱交換風路を流れる空気と水平方向に流れる第２熱交換風路を流れる空気とを熱交換する熱交換器と、前記吸熱器の上端は、前記熱交換器の天面より上方に突出し、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、前記熱交換器の天面より下方に配置された前記吸熱器、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機を順次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、前記熱交換器の天面より上方に配置された前記吸熱器、前記熱交換器の天面より下方に配置された記前吸熱器、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機を順次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、前記吸熱器と、前記熱交換器の前記第２熱交換風路と、前記放熱器と、前記送風機とは、前記本体ケースにおける前後方向に一直線上に配置され、前記吸熱器には下方から上方へ冷媒が流れるものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

【発明の効果】

【0009】

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、鉛直方向に流れる第１熱交換風路を流れる空気と水平方向に流れる第２熱交換風路を流れる空気とを熱交換する熱交換器と、前記吸熱器の上端は、前記熱交換器の天面より上方に突出し、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、前記熱交換器の天面より下方に配置された前記吸熱器、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機を順次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、前記熱交換器の天面より上方に配置された前記吸熱器、前記熱交換器の天面より下方に配置された記前吸熱器、前記熱交換器の前記第２熱交換風路、前記放熱器、前記送風機を順次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、前記吸熱器と、前記熱交換器の前記第２熱交換風路と、前記放熱器と、前記送風機とは、前記本体ケースにおける前後方向に一直線上に配置され、前記吸熱器には下方から上方へ冷媒が流れる構成にしたことにより、熱交換器の第２熱交換風路の風量が増加し、熱交換器を十分に冷却させることができるので、第１の除湿経路における第１熱交換風路での冷却が十分に行えるので、除湿性能を向上させることができる。また、熱交換器全体が冷却されるので、除湿性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態１の除湿装置の外観図

【図2】同除湿装置のＡ－Ａ断面の概略を示す断面図

【図3】同除湿装置の熱交換器の構成を示す概略図

【図4】同除湿装置のＡ－Ａ断面の概略を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0011】

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、前記吸熱器、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２の除湿経路と、を備えた構成を有する。これにより、熱交換器の第２熱交換風路の風量が増加し、熱交換器を十分に冷却させることができるので、第１熱交換風路の冷却が十分に行えるので、除湿性能を向上させることができる。

【0012】

また、前記吸熱器と、前記熱交換器の前記第２熱交換風路と、前記放熱器と、前記送風機とは、前記本体ケースにおける前後方向に一直線上に配置され、前記吸熱器の上端は、前記熱交換器の天面より上方に突出し、前記第２の除湿経路は、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、前記熱交換器の天面より上方に配置された前記吸熱器、前記熱交換器の天面より下方に配置された前記吸熱器、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構成にしてもよい。これにより、吸熱器上部の、冷媒下流側で冷媒が気化し比較的温度が高い領域を通過した空気が、吸熱器下部の冷媒上流側を通過し、十分に冷却された後に、熱交換器の第２熱交換風路に供給されることで、熱交換器全体が冷却されるので、除湿性能を向上させることができる。

【0013】

また、前記空気吸込口と、前記熱交換器の天面より上方に配置された前記吸熱器との間の前記第２の除湿経路に、開閉装置を備える構成としてもよい。これにより、第１の除湿経路の風量および第１熱交換風路と第２熱交換風路のバランスを調整することで、熱交換器の熱交換量を調整することができ、結果として、除湿性能を向上することができる。

【0014】

また、前記本体ケースに設けられた温度測定部と、前記温度測定部の測定温度によって前記開閉装置を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記測定温度が所定の温度以上で閉じる構成としてもよい。これにより、吸熱器の吸熱量が過剰になったときに第２の除湿経路を閉じることにより、吸熱器の温度上昇を防ぎ、結果として、除湿性能を向上することができる。

【0015】

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。

【0016】

（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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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内に吸い込まれた空気が、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を介して空気吹出口３から本体ケース１外に吹き出る風路である。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内に吸い込まれた空気が、吸熱器９、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を介して空気吹出口３から本体ケース１外に吹き出る風路である。

【0028】

なお、第１の除湿経路２１ａと第２の除湿経路２１ｂは、空気吸込口２までは、同一の経路であり、本体ケース１内で、それぞれの経路に分かれる。そして、第１の除湿経路２１ａは、熱交換器４の第１熱交換風路１４を、第２の除湿経路２１ｂは、吸熱器９を通過した後に、合流し、再び同一の経路となり、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を介して空気吹出口３から本体ケース１外に吹き出す。

【0029】

これにより、熱交換器４の第２熱交換風路１５の風量が増加し、熱交換器４を十分に冷却させることができるので、第１熱交換風路１４の冷却が十分に行えるので、結果として、除湿性能を向上させることができる。

【0030】

また、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、本体ケース１における前後方向に一直線上に配置されている。吸熱器９の上端は、熱交換器４の天面より上方に突出している。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の天面より上方に配置された吸熱器９、熱交換器４の天面より下方に配置された吸熱器９、熱交換器４の第２熱交換風路１５、放熱器７、送風機５を介して空気吹出口３から本体ケース１外に吹き出す構成にしてもよい。

【0031】

冷凍サイクルでは、圧縮機６で冷媒を圧縮するため、圧縮機６へ流れ込む冷媒は、吸熱器９で十分に気化させるのが一般的である。つまり、吸熱器９の冷媒下流側においては冷媒が気化しているため、冷媒上流側よりも温度が高くなる。

【0032】

本発明では、熱交換器４では、吸熱器９で冷却された空気が第２熱交換風路１５を通過することによって冷やされるが、吸熱器９の冷媒下流側のみを通過した後の空気では、十分に熱交換器４を冷却することができない。

【0033】

そこで、第２の除湿経路２１ｂにおいて、熱交換器４の天面より上方に配置された吸熱器９、熱交換器４の天面より下方に配置された吸熱器９の順に通過させることによって、吸熱器９上部の、冷媒下流側で冷媒が気化し比較的温度が高い領域を通過した空気が、吸熱器９下部の冷媒上流側を通過し、十分に冷却された後に、熱交換器の第２熱交換風路１５に供給されることで、熱交換器全体が冷却される。結果として、除湿性能を向上させることができる。

【0034】

また、空気吸込口２と、熱交換器４の天面より上方に配置された吸熱器９との間の第２の除湿経路２１ｂに、開閉装置２６を備える構成としてもよい。

【0035】

図４は、開閉装置２６が閉じた状態のときの図１内のＡ－Ａ断面における概略を示す断面図である。開閉装置２６が閉じると、第２の除湿経路２１ｂが閉鎖され、除湿経路２１は第１の除湿経路２１ａのみとなる。

【0036】

図４に示すように、開閉装置２６を設けることで、第１の除湿経路２１ａの風量および第１熱交換風路１４と第２熱交換風路１５のバランスを調整し、熱交換器４の熱交換量を最適化できる。結果として、熱交換器４を十分に冷却できるため、除湿性能を向上することができる。

【0037】

また、本体ケース１に設けられた温度測定部２７と、温度測定部２７の測定温度によって開閉装置２６を制御する制御部２８とを備え、制御部２８は、測定温度が所定の温度以上で開閉装置２６を閉じる構成としてもよい。

【0038】

本体ケース１外の温度が上昇して、空気吸込口２から本体ケース１内に流入する空気の水分量が増加すると、吸熱器９の冷媒蒸発が促進され、気化領域が増加する。すると、熱交換器４に十分に冷却されていない空気が通過することとなる。開閉装置２６を閉じることによって、第２の除湿経路２１ｂを閉鎖し、吸熱器９の風量を低下させ、吸熱器９が必要以上に温度上昇することを防ぐことができる。結果として、熱交換器４を十分に冷却できるため、除湿性能を向上することができる。

【産業上の利用可能性】

【0039】

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。

【符号の説明】

【0040】

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
２２ 水受け手段
２３ 吸熱器カバー
２４ タンク
２５ ドレン孔
２６ 開閉装置
２７ 温度測定部
２８ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】