除湿装置
【課題】除湿ロータの再生領域を負圧状態として吸着材の脱着効率を高める一方、外部空気の侵入による除湿効率の低下防止を図るとともに、簡易な構造で作業性が良好な除湿装置を提供する。
【解決手段】給気路Ｓと排気路Ｅとに跨って、内蔵する吸着材が水分を吸着する機能を有する処理領域２１と前記吸着材が水分を脱着する機能を有する再生領域２２とを含む各領域に画成された除湿ロータ２が配設され、給気路Ｓには給気ファン３が設けられるとともに、排気路Ｅには排気ファン４が設けられ、前記排気ファン４の吸込側に前記除湿ロータ２を配設するとともに、この除湿ロータ２及びその前後の流路を含む範囲を一体的に囲繞する閉空間部１０を形成するとともに、前記除湿ロータ２の処理領域２１を通過した低露点空気の一部を前記閉空間部１０内に流通させる低露点空気路Ｌを設けることにより、前記閉空間部１０内を低露点空気で満たしている。
【解決手段】給気路Ｓと排気路Ｅとに跨って、内蔵する吸着材が水分を吸着する機能を有する処理領域２１と前記吸着材が水分を脱着する機能を有する再生領域２２とを含む各領域に画成された除湿ロータ２が配設され、給気路Ｓには給気ファン３が設けられるとともに、排気路Ｅには排気ファン４が設けられ、前記排気ファン４の吸込側に前記除湿ロータ２を配設するとともに、この除湿ロータ２及びその前後の流路を含む範囲を一体的に囲繞する閉空間部１０を形成するとともに、前記除湿ロータ２の処理領域２１を通過した低露点空気の一部を前記閉空間部１０内に流通させる低露点空気路Ｌを設けることにより、前記閉空間部１０内を低露点空気で満たしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除湿ロータの外周シール部などでの空気漏れによる除湿効率の悪化を大幅に改善した除湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、低露点空気を製造するため、除湿ロータが流路に沿って１段（例えば露点温度が−５０℃以下の処理空気を製造する場合）又は２段（例えば露点温度が−９０℃以下の処理空気を製造する場合）で備えられるようにした除湿装置が知られている。このような低露点空気の製造に使用される除湿ロータは、処理領域を通過した空気の水分量を大幅に低減するため、一般空調用に用いられるものに比べて流路方向の厚みを厚く形成している。このため、低露点空気を製造する除湿装置では、除湿ロータを通過する際の圧力損失が大きくなるため、空気を流通させる給気ファン及び排気ファンの静圧容量を大きく設定する必要がある。このため、流路内とその外側との圧力差は、一般空調用の除湿装置に比べて大きくなる。
【０００３】
一方、除湿ロータは、両端面外周部の外周シール部において、上述のような流路の内側と外側の圧力差によって内外にそれぞれ空気の漏れが生じ得る。すなわち、内側が外側より高い圧力の場合には内側から外側に空気の漏れが生じ、逆に内側が外側より低い圧力の場合には外側から内側に空気の漏れが生じる。特に、低露点空気を製造する除湿装置の場合、ファンによる吸込みによって流路内が負圧となっている区間では、外側の高露点空気が内側の低露点空気に混入するような漏れを防止することが除湿効率向上の観点から重要となる。
【０００４】
このようなシール部におけるリーク空気量は、除湿ロータを通過する空気量に比べれば極少量であるが、低露点空気を製造する除湿装置の場合、一般空調用の除湿装置に比べてそのリーク空気が露点温度に与える影響は大きくなる。つまり、低露点空気を製造する除湿装置の場合、前述の通り、流路内外の差圧が大きくなるため、この差圧に比例してリーク空気量も多くなるとともに、処理空気が低露点であるため、少量の高露点空気が混入しても露点の上昇に与える影響が大きくなる傾向にある。したがって、低露点空気を製造する除湿装置では、特に流路内が負圧になる部分で、外部空気が流路内に混入する漏れに対して、除湿効率に与える影響を極力抑制する必要がある。
【０００５】
ところで、２段の除湿ロータにより低露点空気を製造する技術としては、以下のものが開示されている。例えば下記特許文献１では、目的空間で乾燥空気を必要としないときに、供給経路の出口側へ向かう乾燥空気を供給経路の入口側に戻して稼働状態を維持するウォーミングアップ運転を行う運転方法が開示されている。また下記特許文献２では、第１ロータを尽かした空気の一部を第１ロータよりも上流側の除湿用通気路に還気する還気用通気路を設けた除湿装置が開示されている。
【特許文献１】特許第３８９６３４４号公報
【特許文献２】特開２００２−３２０８１７号公報
【特許文献３】特開平１１−１６９６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、２記載の除湿装置では、前述のような空気漏れを解決することなく、除湿ロータの処理領域を通過した空気を再び除湿ロータの前段にもどすことによって、処理空気の低露点化が図られているため、除湿装置の運転効率が低下する要因となっていた。
【０００７】
一方、除湿ロータに内蔵されるシリカゲル、ゼオライト、酸化アルミナ等の吸着材は、吸着した水分を脱着（再生）する際、吸着材周辺を大気圧に対して負圧にした方が脱着効率が上昇する性質であることが知られている（特許文献３段落[0025]参照）。ここで、外部からの空気漏れを防止するため、装置全体を正圧とする対策が考えられるが、これでは吸着材周辺も正圧となってしまい、前述のような負圧による脱着効率の向上が得られない。特に、低露点空気を製造する除湿装置においては、負圧による脱着効率の上昇が得られないという影響が大きく、除湿装置の除湿効率が低下するおそれがある。
【０００８】
さらに、除湿ロータの外周シールとして、一般に樹脂やゴムなどからなるパッキン材やシール材が用いられているが、このようなシール材からの透湿による水分の侵入も除湿効率を低下させる一因となる。この透湿による水分の侵入は、水分濃度差（相対圧力差）と、構成部材の材質に固有の透湿係数とによって決まり、この透湿による水分の侵入量というのは非常に微量であるが、例えば露点温度が−９０℃以下の低露点空気の製造過程においては、この水分量も無視し得ない。このため、低露点空気を製造する除湿装置においては、この透湿による水分の侵入を極力排除することも重要である。この対策の一つとして、構成部材の接合部を全て溶接とすることが考えられるが、装置の製造コストが嵩むことに加えて、メンテナンス等の際に溶接箇所の切断や再溶接等の作業が必要となって作業性が悪くなる。
【０００９】
そこで本発明の主たる課題は、除湿ロータの再生領域を負圧状態として吸着材の脱着効率を高める一方、外部空気の侵入による除湿効率の低下防止を図るとともに、簡易な構造で作業性が良好な除湿装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、外気を供給する給気路と空気を排気する排気路とに跨って、内蔵する吸着材が水分を吸着する機能を有する処理領域と前記吸着材が水分を脱着する機能を有する再生領域とを含む各領域に画成された除湿ロータが配設され、前記給気路には給気ファンが設けられるとともに、前記排気路には排気ファンが設けられた除湿装置であって、
前記排気ファンの吸込側に前記除湿ロータを配設するとともに、この除湿ロータ及びその前後の流路を含む範囲を一体的に囲繞する閉空間部を形成するとともに、前記除湿ロータの処理領域を通過した低露点空気の一部を前記閉空間部内に流通させる低露点空気路を設けることにより、前記閉空間部内を低露点空気で満たしたことを特徴とする除湿装置が提供される。
【００１１】
上記請求項１記載の発明では、排気ファンの吸込側が負圧となることにより、排気ファンの上流側に配置される除湿ロータ及び流路の内部が負圧となって、除湿効率の低下が起こる問題等を解決している。すなわち、排気ファンの上流側の流路内が負圧となることにより、除湿ロータの外周シール部やダクト接続部などに生じる隙間部分から外部の空気が流路内に流入する。この外部の空気は、露点温度が高いため、再生領域で吸着材からの水分脱着（再生）が効率よく行われなかったり、この外部の空気が除湿ロータなどを介して給気路にまで侵入したりして、除湿効率の低下及び給気の露点温度上昇などの問題が生じていた。
【００１２】
そこで、本発明では、排気ファンの吸込側に配設される除湿ロータ及びその前後の流路を含む範囲を囲繞する閉空間部を形成するとともに、除湿ロータの処理領域を通過した低露点空気の一部を前記閉空間部内に流通させる低露点空気路を設けている。これにより、前記閉空間部内が低露点空気で満たされるため、前述のような隙間部分から流路内に侵入する空気は、閉空間部内に充満している低露点空気となる。従って、リーク空気としては、従来の露点温度が高い空気に代えて、除湿ロータの処理領域を通過した低露点空気が侵入することになるため、前述のような吸着材の除湿効率の低下及び給気の露点温度上昇などの問題が解決できる。
【００１３】
さらに、排気ファンの吸込側に位置する再生領域においては、排気ファンの吸込圧による負圧が維持されるため、前述の吸着材の負圧による脱着効率の上昇という性質を損なうことがない。したがって、本発明では、再生領域を負圧にして吸着材の脱着効率を上昇させるという一方で、リーク空気による除湿効率の低下を防止するという相反する課題を同時に解決することができるようになる。
【００１４】
このように、本発明では、流路の接続部などにおいて隙間部分が生じても、除湿効率の低下などの問題が起こらないため、流路の接続部分を特別に充填したり、隙間が生じないような強固な構造にしたりする必要がない汎用的な構造にできるため、メンテナンス等の作業性が良好となる。
【００１５】
請求項２に係る本発明として、前記除湿ロータが流路に沿って２段設けられるとともに、そのうち少なくとも１段の除湿ロータが前記排気ファンの吸込側に位置している請求項１記載の除湿装置が提供される。
【００１６】
上記請求項２記載の発明は、本除湿装置によって製造される給気の露点温度を−９０℃以下とする場合の構成であり、除湿ロータを流路に沿って２段設けるとともに、そのうち少なくとも１段の除湿ロータを排気ファンの吸込側に位置するようにしたものである。
【００１７】
請求項３に係る本発明として、前記閉空間部内の圧力は、閉空間部外の大気圧よりも高く設定されている請求項１，２いずれかに記載の除湿装置が提供される。
【００１８】
上記請求項３では、閉空間部内の圧力は、閉空間部外の大気圧よりも高く設定されることにより、閉空間部外の高露点空気が閉空間部内に侵入するのを防止することができる。
【００１９】
請求項４に係る本発明として、前記閉空間部内において、前記除湿ロータを囲繞する第２閉空間部を形成するとともに、前記第２閉空間部内に配設される除湿ロータの処理領域を通過した低露点空気の一部を前記第２閉空間部内に流通させる第２低露点空気路を設けることにより、前記第２閉空間部内を低露点空気で満たした請求項１〜３いずれかに記載の除湿装置が提供される。
【００２０】
上記請求項４記載の発明では、前記閉空間部内に配設される除湿ロータを囲繞する第２閉空間部を形成することによって、より高度な除湿効率の低下防止及び給気の露点温度上昇防止などが図られている。具体的には、前記第２閉空間部は、特に除湿ロータ周辺でのリーク空気による影響を防止するため、前記閉空間部より狭い範囲で除湿ロータを囲繞している。そして、前記第２閉空間部内に配設される除湿ロータの処理領域を通過した低露点空気の一部を前記第２閉空間部内に流通させる第２低露点空気路を設けている。従って、除湿ロータを囲む狭い第２閉空間部内の空気を運転開始時にすばやく低露点空気で置換することが可能となり、吸着材の除湿効率の低下及び給気の露点温度上昇などの問題を運転開始直後から迅速に解決できるようになる。
【００２１】
請求項５に係る本発明として、前記低露点空気路に該低露点空気路の流量を調整する流量調整ダンパーが備えられるとともに、この流量調整ダンパーが前記閉空間部内に設けられている請求項１〜４いずれかに記載の除湿装置が提供される。
【００２２】
請求項６に係る本発明として、前記低露点空気路に該低露点空気路の流量を調整する流量調整ダンパーが備えられるとともに、この流量調整ダンパーが前記閉空間部外に設けられている請求項１〜４いずれかに記載の除湿装置が提供される。
【００２３】
上記請求項５，６記載の発明では、低露点空気路に設けられる流量調整ダンパーの配設位置をそれぞれ、閉空間部内とした場合、閉空間部外とした場合のものである。前者の場合には装置の構造を簡略化することができ、後者の場合には流量調整を容易化することができるようになる。
【発明の効果】
【００２４】
以上詳説のとおり本発明によれば、除湿ロータの再生領域を負圧状態として吸着材の脱着効率を高める一方、外部空気の侵入による除湿効率の低下防止を図るとともに、簡易な構造で作業性が良好な除湿装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
〔第１形態例〕
（除湿装置１Ａの構成）
本発明の第１形態例に係る除湿装置１Ａの構成について、図１に基づいて詳述する。図１は、除湿装置１Ａのシステム構成図である。
【００２６】
第１形態例に係る除湿装置１Ａでは、外気ＯＡを供給する給気路Ｓと、空気を排気する排気路Ｅと、除湿ロータ２に低温空気を供給するパージ給気路Ｐが形成され、これら給気路Ｓ、排気路Ｅ及びパージ給気路Ｐに跨って、吸着材（デシカント）を内蔵し、前記吸着材が流通空気の水分吸着（除湿）を行う処理領域２１と、前記吸着材が流通空気へ水分脱着（再生）を行う再生領域２２と、前記吸着材を冷却するパージ領域２３とに画成された回転式の除湿ロータ２が１段配置されている。また、前記給気路Ｓには、除湿ロータ２の前段に給気ファン３が配設されるとともに、前記排気路Ｅには、除湿ロータ２の後段に排気ファン４が配設されている。すなわち、前記排気ファン４の吸込側に除湿ロータ２が配設されるようになっている。
【００２７】
本発明では特に、前記除湿装置１Ａには、前記排気ファン４の吸込側に除湿ロータ２を配設するとともに、この除湿ロータ２及びその前後の流路を含む範囲を一体的に囲繞する閉空間部１０が形成されている。そして、除湿ロータ２の処理領域２１を通過した低露点空気の一部を前記閉空間部１０内に流通させる低露点空気路Ｌを設けることにより、前記閉空間部１０内を低露点空気で満たしている。
【００２８】
前記閉空間部１０は、具体的には周囲が板状体の外板で囲まれた閉空間とされ、この外板には、前記給気路Ｓ、排気路Ｅ、パージ給気路Ｐが貫通するダクト貫通部１１〜１３がそれぞれ形成されている。
【００２９】
前記ダクト貫通部１１〜１３には、各流路のダクトと閉空間部１０の外板との間に隙間が生じないようにシール材等を充填して、空気の漏れ防止を図ることができる。ここで、閉空間部１０内の圧力を、閉空間部１０外の大気圧よりも高く設定することにより、前記シール等を施さなくても、閉空間部１０外の高露点空気が閉空間部１０内に侵入するのを防止できるため好ましい。しかし、この場合でも閉空間部１０内の空気が漏れ出ることにより除湿装置の運転効率が若干低下するおそれがあるため、ダクト貫通部の加工精度を調整することによって前記隙間が微小となるようにする。また、この隙間にシール材等を充填する場合であっても、前記隙間をできる限り小さくして、シール材等の使用量を低減することが好ましい。
【００３０】
また、前記閉空間部１０を形成する外板として、材料自体に透湿性を有さない金属板を使用することが好ましい。一方、閉空間部１０内に設置される各機器の調整及びメンテナンス等を考慮して、閉空間部１０を形成する外板の一部が着脱容易な構造とすることが望ましい。さらに、外板同士の継ぎ目部分には、シール材やパッキン材を使用して、気密性を確保することが望ましい。
【００３１】
前記給気路Ｓは、導入された外気ＯＡを前記吸着材などによって空気処理し、給気ＳＡとして室内に供給する流路である。前記排気路Ｅは、前記給気路Ｓで吸着材によって処理された空気の一部を取り込んで、この空気によって前記吸着材を再生した後、排気ＥＡとして排出する流路である。前記パージ給気路Ｐは、給気路Ｓに備えられる冷却装置５によって冷却された低温空気の一部をパージ領域２３に供給した後、排気路Ｅの加熱装置６の前段に送り込む流路である。
【００３２】
前記除湿ロータ２は、図２に示されるように、回転ドラム状に形成されたケーシングの両側面に網目状、ハニカム状、スリット状などの通気構造が備えられ、前記ケーシングの内部には、水分の吸脱着性能に優れた従来より公知のシリカゲル、ゼオライト、酸化アルミナなどの吸着材が内蔵されている。各流路Ｓ、Ｅの空気は、ケーシングの前記通気構造を通って除湿ロータ２の内部を通過でき、その際に内蔵する吸着材の水分の吸着・脱着の作用によって湿度調整が行われている。この除湿ロータ２は、ケーシングの両側面の中心部に流路方向に沿って設けられた回転軸によって回転自在に支持され、前記ケーシングを所定の回転速度で回転させることにより、吸着材の吸着・脱着の作用が連続的に切り替わるようになっている。
【００３３】
前記除湿ロータ２は、少なくとも、前記給気路Ｓに介在し、内蔵する吸着材が空気中の水分を吸着して、通過する空気を除湿する機能を有する処理領域２１と、前記排気路Ｅに介在し、内蔵する吸着材が吸着した水分を脱着して、通過する空気を加湿する機能を有する再生領域２２とに画成されている。また、前記除湿ロータ２には、再生領域２２から処理領域２１に移行する前に、低温の空気を通過させて内蔵する吸着材を冷却するパージ領域２３が画成されるようにすることが望ましい。前記パージ領域２３は、再生領域２２で加熱された吸着材が高温のまま処理領域２１に導入されると、吸着材の除湿効果が低下する場合があるので、処理領域２１に移行する前の吸着材を冷却することを目的として設けられるものである。
【００３４】
前記除湿ロータ２の両端面には、図２に示されるように、除湿ロータ２の外部と内部を区分するため、外周縁に沿って外周シール２８が設けられるとともに、各流路Ｓ、Ｅ、Ｐを区分するため、半径方向に沿って仕切シール２９、２９…が設けられている。
【００３５】
前記給気路Ｓの除湿ロータ２の前段には、流通空気を冷却する冷却装置５が配置され、前記排気路Ｅの除湿ロータ２の前段には、流通空気を加熱する加熱装置６が配置されている。
【００３６】
前記冷却装置５は、一般的な空調用熱源装置によって冷却された一般的な空気冷却コイルである。前記熱源装置として、圧縮式、吸収式などの冷凍機、ターボ冷凍機、吸収冷凍機又はスクリュー冷凍機や、あるいはヒートポンプ、熱交換器又は蓄熱槽などの冷熱源を利用した冷却装置を使用することができる。
【００３７】
前記加熱装置６は、一般的な、電気ヒータなどの加熱器や温水コイル、蒸気コイル、冷媒コイル又は電熱コイルなどの空気加熱コイルなどを使用することができる。
【００３８】
前記低露点空気路Ｌは、除湿ロータ２の処理領域２１を通過した空気の一部を閉空間部１０内に流通させた後、閉空間部１０外に排出する流路である。低露点空気路Ｌの吹出し側は、処理領域２１の後段であって閉空間部１０内に配置される給気路Ｓ内の低露点空気の一部を導入するダクトが分岐して設けられるとともに、その端部に、低露点空気を閉空間部１０内に吹き出す吹出口が設けられている。低露点空気路Ｌの排気側は、閉空間部１０を形成する外板に、低露点空気路Ｌの排気側ダクトが接続するダクト貫通部１５を設け、閉空間部１０内に充満する低露点空気を排出するダクトを、前記ダクト貫通部１５に接続した構造とされている。
【００３９】
各流路Ｓ、Ｅ、Ｐ、Ｌには、流通する空気の流量を調整するとともに、流路内の気圧を調整するためのダンパが備えられている。すなわち、給気路Ｓには、導入路近傍及び室内への給気路近傍にそれぞれ、ダンパＤ１、Ｄ２が設けられ、排気路Ｅには、給気路Ｓからの導入路近傍及び外部への排気路近傍にそれぞれ、ダンパＤ３、Ｄ４が設けられている。さらに、パージ給気路Ｐの導入路近傍にはダンパＤ５が設けられ、低露点空気路Ｌの吹出し側及び排気側にはそれぞれ、ダンパＤ６、Ｄ７が設けられている。
【００４０】
本形態例では、前記低露点空気路Ｌに備えられる流量調整ダンパーＤ６は、閉空間部１０内に設けられている。このため、低露点空気路Ｌの吹出し側の流路構成を簡略化することができる。
【００４１】
閉空間部１０内の圧力を、閉空間部１０外の圧力よりも高く設定することによって、閉空間部１０外の高露点空気を閉空間部１０内に侵入するのを防止するには、低露点空気路Ｌのダクト貫通部１５の出口近傍に取り付けた圧力計７によって閉空間部１０内の圧力を監視しながら、風量調整用ダンパーＤ６、Ｄ７を適宜調整することにより行うことができる。
【００４２】
上述の構成によって、本除湿装置１Ａでは以下の効果が発揮されるようになる。すなわち、前記閉空間部１０を形成するとともに、前記除湿ロータ２の処理領域２１を通過した低露点空気の一部を前記閉空間部１０内に流通させる低露点空気路Ｌを設けることによって、除湿ロータ２の外周シール２８などの隙間部分から流路内に侵入するリーク空気としては、従来の高露点空気に代えて、低露点空気となるため、吸着材の除湿効率の低下や給気Ｓの露点温度上昇などの問題が解決できる。
【００４３】
さらに、排気ファン４の吸込側に前記除湿ロータ２を配設しているため、再生領域２２において排気ファン４の吸込圧による負圧が維持され、吸着材の負圧による脱着効率の上昇という性質が損なわれることがなくなる。このように、本除湿装置１Ａでは、再生領域２２を負圧にして吸着材の脱着効率を上昇させるという一方で、リーク空気による除湿効率の低下を防止するという相反する課題が同時に解決できる。
【００４４】
（除湿装置１Ａの運転状態）
次に、上記第１形態例に係る除湿装置１Ａの運転状態について詳述する。
除湿装置１Ａでは、給気路Ｓを通って除湿ロータ２の処理領域２１を通過した低露点空気の一部を給気ＳＡとして室内に供給するとともに、他の一部を排気路Ｅに供給する定常運転が行われている。具体的には、ダンパＤ２を開いて給気ＳＡを室内に供給するとともに、ダンパＤ３、Ｄ５の開度を調整して排気路Ｅに供給する空気量を制御しながら定常運転を行う。前記排気路Ｅに供給する空気量は、給気路Ｓに配置した温湿度測定器及び風量測定器（図示せず）の測定値から算出した外気の水分量から処理領域２１で吸着された水分量に見合うだけの空気量に制御される。また、再生領域２２での吸着材の再生（水分の脱着）が適切に行われるように、加熱装置６による再生空気の加熱温度、除湿ロータ２の回転数なども制御しながら定常運転が行われる。
【００４５】
（第１形態例の変形例）
上記第１形態例に係る除湿装置１Ａの変形例１Ａ’について、図３に基づいて詳述する。本変形例では、上記第１形態例と比べて低露点空気路Ｌ’の構成が異なっている。すなわち、上記第１形態例１Ａと同様に、前記低露点空気路Ｌ’に、該低露点空気路Ｌ’の流量を調整する流量調整ダンパーＤ６が備えられており、本変形例では、この流量調整ダンパーＤ６が閉空間部１０外に設けられるようになっている。具体的には、閉空間部１０を形成する外板にダクト貫通部１６、１７を設けるとともに、低露点空気路Ｌ’が、このダクト貫通部１６から一度閉空間部１０の外を通って、ダクト貫通部１７から再び閉空間部１０内に戻る流路構成とされている。そして、閉空間部１０の外を通る部分に流量調整ダンパーＤ６が設けられている。これにより、流量調整ダンパーＤ６の流量調整が容易に行えるようになり、閉空間部１０内への通風量及び圧力の調整が容易となる。
【００４６】
〔第２形態例〕
本発明の第２形態例に係る除湿装置１Ｂについて、図４に基づいて詳述する。
第２形態例に係る除湿装置１Ｂでは、除湿ロータが流路に沿って２段設けられるとともに、いずれの除湿ロータ２ａ、２ｂも排気ファン４の吸込側に位置している点で上記第１形態例と異なっている。除湿ロータを２段設けたことにより、各除湿ロータ２ａ、２ｂに対応する各機器も同様に２段設けられ、図４中、第１段目の除湿ロータ２ａに対応する機器として各符号に小文字の「ａ」が付されており、第２段目の除湿ロータ２ｂに対応する機器として各符号に小文字の「ｂ」が付されている。
【００４７】
本除湿装置１Ｂでは、排気ファン４の吸込側に２段の除湿ロータ２ａ、２ｂが配設されるとともに、この除湿ロータ２ａ、２ｂ及びその前後の流路を含む範囲を一体的に囲繞する閉空間部１０が形成されている。
【００４８】
この除湿装置１Ｂでは、除湿ロータが２段２ａ、２ｂ設けられているため、前記除湿装置１Ａより低い露点温度（例えば露点温度−７０℃〜−９０℃以下）の給気ＳＡを製造するのに好適である。
【００４９】
流路構成について具体的に説明すると、先ず給気路Ｓでは、給気路Ｓの入口近傍に設けられた給気ファン３によって外気が給気路Ｓに導入され、この外気ＯＡが冷却装置５ａによって冷却された後、１段目の除湿ロータ２ａの処理領域２１ａに導入され、吸着材により除湿される。この処理領域２１ａを通過した空気は、必要に応じて設置される冷却装置５ｂで再び冷却された後、２段目の除湿ロータ２ｂの処理領域２１ｂに導入される。この２段目の処理領域２１ｂを通過した空気は、露点温度が−６０℃〜−９０℃程度の低露点空気となり、給気ＳＡとして送風される。
【００５０】
一方、排気路Ｅでは、排気路Ｅの出口近傍に設けられる排気ファン４の吸込力によって、２段目の処理領域２１ｂを通過した空気の一部が排気路Ｅに導入され、パージ流路Ｐｂの空気と混合されて、加熱装置６ｂによって加熱された後、２段目の除湿ロータ２ｂの再生領域２２ｂに導入され、吸着材に吸着された水分を脱着する。この再生領域２２ｂを通過した空気は、パージ流路Ｐａの空気と混合されて、加熱装置６ａによって加熱された後、１段目の除湿ロータ２ａの再生領域２２ａに導入され、吸着材に吸着された水分を脱着する。しかる後、排気ファン４を通って排気ＥＡとして外部へ排出される。
【００５１】
前記低露点空気路Ｌでは、１段目の除湿ロータ２ａの処理領域２１ａを通過した空気の一部が、閉空間部１０内を流通した後、閉空間部１０の外部に排出される。
【００５２】
（第２形態例の変形例）
上記第２形態例に係る除湿装置１Ｂの変形例１Ｂ’では、図５に示されるように、上記第２形態例と比べて低露点空気路Ｌ’の構成が異なっている。すなわち、上記第１形態例の変形例１Ａ’と同様に、前記低露点空気路Ｌ’に、該低露点空気路Ｌ’の流量を調整する流量調整ダンパーＤ６が備えられており、この流量調整ダンパーＤ６を閉空間部１０外に設けるようにしている。
【００５３】
〔第３形態例〕
本発明の第３形態例に係る除湿装置１Ｃについて、図６に基づいて詳述する。
第３形態例に係る除湿装置１Ｃでは、上記第２形態例に係る除湿装置１Ｂと比較して、除湿ロータが流路に沿って２段設けられるとともに、そのうち２段目の除湿ロータ２ｂが前記排気ファン４の吸込側に位置し、この除湿ロータ２ｂ及びその前後の流路を含む範囲を一体的に囲繞する閉空間部１０を形成している点で異なっている。
【００５４】
具体的には、排気ファン４は、１段目の除湿ロータ２ａと２段目の除湿ロータ２ｂとの間の排気路Ｅに配置されている。このとき閉空間部１０は、前記排気ファン４、前記排気ファン４の吸込側に配設される２段目の除湿ロータ２ｂ及びその前後の流路を含む範囲を一体的に囲繞するように形成する。このように閉空間部１０が排気ファン４を含めて排気ファン４の吸込側を完全に囲繞しているため、排気ファン４と吸込側ダクトとの接続部分に隙間が生じても外部空気が侵入せず、排気路Ｅの後段に配設される１段目の除湿ロータ２ａにおける除湿効率の低下も防止することができる。
【００５５】
前記低露点空気路Ｌは、１段目の除湿ロータ２ａの処理領域２１ａを通過した給気路Ｓの空気の一部を、閉空間部１０内に供給する流路とされている。図示例では、閉空間部１０の外側の給気路Ｓから低露点空気路Ｌが設けられるようにしているため、閉空間部１０を形成する外板には、低露点空気路Ｌのダクトが貫通するダクト貫通部１８が形成されている。
【００５６】
〔第４形態例〕
本発明の第４形態例に係る除湿装置１Ｄについて、図７に基づいて詳述する。
第４形態例に係る除湿装置１Ｄでは、上記第１形態例に係る除湿装置１Ａと比較して、閉空間部１０内において、前記除湿ロータ２を囲繞する第２閉空間部３０を形成するとともに、この第２閉空間部３０内に配設される除湿ロータ２の処理領域２１を通過した低露点空気の一部を前記第２閉空間部３０内に流通させる第２低露点空気路Ｌ２を設けることにより、前記第２閉空間部３０内が低露点空気で満たされている点で異なっている。
【００５７】
この第２閉空間部３０は、詳細には図８に示されるように、除湿ロータ２とこれに接続するダクトの接続部分とを、金属板などのケーシング体によって外部と隙間が生じないように囲繞された閉空間領域である。図示例では、断面略正方形のケーシング体３１内には、中心部をロータシャフト２４及び軸受２５で支持された除湿ロータが回転自在に配置されるとともに、この除湿ロータを回転駆動する駆動モータ２６及び該駆動モータ２６のプーリーと除湿ロータ２の外周とに巻回され、前記駆動モータ２６の駆動力を除湿ロータ２に伝達する駆動チェーン２７が配置されている。また、第２閉空間部３０を形成するケーシング体３１には、側面の下部に前記第２低露点空気路Ｌ２の給気側の配管が接続する接続口３２が設けられるとともに、その対角位置である反対側面の上部に前記第２低露点空気路Ｌ２の排気側の配管が接続する接続口３３が設けられている。また、前記第２低露点空気路Ｌ２の給気側の配管には風量調整バルブＶ１が設けられるとともに、排気側の配管には風量調整バルブＶ２が設けられている。さらに、図７に示されるように、閉空間部１０を形成する外板には、第２閉空間部３０を通過した空気を前記閉空間部１０の外側に排気するための配管が接続する配管貫通部１９が形成されている。
【００５８】
前記第２低露点空気路Ｌ２では、第２閉空間部３０が比較的狭い空間であるため、比較的少ない風量で足り、流路を形成する配管としては小径のステンレス鋼管などを用いることができる。また、前記風量調整バルブＶ１、Ｖ２としては、配管用ステンレス製バルブなどを用いることができる。
【００５９】
このように本第４形態例では、最も空気漏れが生じやすい除湿ロータ２の周辺を囲繞する第２閉空間部３０を設けているため、除湿ロータ２を囲む狭い第２閉空間部３０内の空気を運転開始時にすばやく低露点空気で置換することが可能となり、吸着材の除湿効率の低下及び給気Ｓの露点温度上昇などの問題を運転開始直後から迅速に解決できるようになる。
【００６０】
（第４形態例の変形例）
上記第４形態例の変形例１Ｄ’は、図９に示されるように、上記第１形態例の変形例１Ａ’と同様に、前記低露点空気路Ｌ’に、該低露点空気路Ｌ’の流量を調整する流量調整ダンパーＤ６が備えられており、この流量調整ダンパーＤ６を閉空間部１０外に設けるようにしたものである。
【００６１】
〔第５形態例〕
本発明の第５形態例に係る除湿装置１Ｅは、図１０に示されるように、上記第２形態例に係る除湿装置１Ｂの閉空間部１０内に配設される各除湿ロータ２ａ、２ｂに対して、上記第４形態例に係る除湿装置１Ｄと同様にして第２閉空間部３０ａ、３０ｂを設けるようにしたものである。
【００６２】
（第５形態例の変形例）
上記第５形態例の変形例１Ｅ’は、図１１に示されるように、上記第１形態例の変形例１Ａ’と同様に、前記低露点空気路Ｌ’に、該低露点空気路Ｌ’の流量を調整する流量調整ダンパーＤ６が備えられており、この流量調整ダンパーＤ６を閉空間部１０外に設けるようにしたものである。
【００６３】
〔第６形態例〕
本発明の第６形態例に係る除湿装置１Ｆは、図１２に示されるように、上記第３形態例に係る除湿装置１Ｃの閉空間部１０内に配設される除湿ロータ２ｂに対して、上記第４形態例に係る除湿装置１Ｄと同様にして第２閉空間部３０ｂを設けるようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１形態例に係る除湿装置１Ａのシステム構成図である。
【図２】除湿ロータ２の斜視図である。
【図３】第１形態例の変形例に係る除湿装置１Ａ’のシステム構成図である。
【図４】第２形態例に係る除湿装置１Ｂのシステム構成図である。
【図５】第２形態例の変形例に係る除湿装置１Ｂ’のシステム構成図である。
【図６】第３形態例に係る除湿装置１Ｃのシステム構成図である。
【図７】第４形態例に係る除湿装置１Ｄのシステム構成図である。
【図８】第２閉空間部３０を示す、(A)は正面断面図、(B)は側面図である。
【図９】第４形態例の変形例に係る除湿装置１Ｄ’のシステム構成図である。
【図１０】第５形態例に係る除湿装置１Ｅのシステム構成図である。
【図１１】第５形態例の変形例に係る除湿装置１Ｅ’のシステム構成図である。
【図１２】第６形態例に係る除湿装置１Ｆのシステム構成図である。
【符号の説明】
【００６５】
１Ａ〜１Ｆ…除湿装置、２…除湿ロータ、３…給気ファン、４…排気ファン、５…冷却装置、６…加熱装置、１０…閉空間部、２１…処理領域、２２…再生領域、２３…パージ領域、３０…第２閉空間部、Ｓ…給気路、Ｅ…排気路、Ｐ…パージ給気路、Ｌ…低露点空気路、Ｌ２…第２低露点空気路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除湿ロータの外周シール部などでの空気漏れによる除湿効率の悪化を大幅に改善した除湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、低露点空気を製造するため、除湿ロータが流路に沿って１段（例えば露点温度が−５０℃以下の処理空気を製造する場合）又は２段（例えば露点温度が−９０℃以下の処理空気を製造する場合）で備えられるようにした除湿装置が知られている。このような低露点空気の製造に使用される除湿ロータは、処理領域を通過した空気の水分量を大幅に低減するため、一般空調用に用いられるものに比べて流路方向の厚みを厚く形成している。このため、低露点空気を製造する除湿装置では、除湿ロータを通過する際の圧力損失が大きくなるため、空気を流通させる給気ファン及び排気ファンの静圧容量を大きく設定する必要がある。このため、流路内とその外側との圧力差は、一般空調用の除湿装置に比べて大きくなる。
【０００３】
一方、除湿ロータは、両端面外周部の外周シール部において、上述のような流路の内側と外側の圧力差によって内外にそれぞれ空気の漏れが生じ得る。すなわち、内側が外側より高い圧力の場合には内側から外側に空気の漏れが生じ、逆に内側が外側より低い圧力の場合には外側から内側に空気の漏れが生じる。特に、低露点空気を製造する除湿装置の場合、ファンによる吸込みによって流路内が負圧となっている区間では、外側の高露点空気が内側の低露点空気に混入するような漏れを防止することが除湿効率向上の観点から重要となる。
【０００４】
このようなシール部におけるリーク空気量は、除湿ロータを通過する空気量に比べれば極少量であるが、低露点空気を製造する除湿装置の場合、一般空調用の除湿装置に比べてそのリーク空気が露点温度に与える影響は大きくなる。つまり、低露点空気を製造する除湿装置の場合、前述の通り、流路内外の差圧が大きくなるため、この差圧に比例してリーク空気量も多くなるとともに、処理空気が低露点であるため、少量の高露点空気が混入しても露点の上昇に与える影響が大きくなる傾向にある。したがって、低露点空気を製造する除湿装置では、特に流路内が負圧になる部分で、外部空気が流路内に混入する漏れに対して、除湿効率に与える影響を極力抑制する必要がある。
【０００５】
ところで、２段の除湿ロータにより低露点空気を製造する技術としては、以下のものが開示されている。例えば下記特許文献１では、目的空間で乾燥空気を必要としないときに、供給経路の出口側へ向かう乾燥空気を供給経路の入口側に戻して稼働状態を維持するウォーミングアップ運転を行う運転方法が開示されている。また下記特許文献２では、第１ロータを尽かした空気の一部を第１ロータよりも上流側の除湿用通気路に還気する還気用通気路を設けた除湿装置が開示されている。
【特許文献１】特許第３８９６３４４号公報
【特許文献２】特開２００２−３２０８１７号公報
【特許文献３】特開平１１−１６９６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、２記載の除湿装置では、前述のような空気漏れを解決することなく、除湿ロータの処理領域を通過した空気を再び除湿ロータの前段にもどすことによって、処理空気の低露点化が図られているため、除湿装置の運転効率が低下する要因となっていた。
【０００７】
一方、除湿ロータに内蔵されるシリカゲル、ゼオライト、酸化アルミナ等の吸着材は、吸着した水分を脱着（再生）する際、吸着材周辺を大気圧に対して負圧にした方が脱着効率が上昇する性質であることが知られている（特許文献３段落[0025]参照）。ここで、外部からの空気漏れを防止するため、装置全体を正圧とする対策が考えられるが、これでは吸着材周辺も正圧となってしまい、前述のような負圧による脱着効率の向上が得られない。特に、低露点空気を製造する除湿装置においては、負圧による脱着効率の上昇が得られないという影響が大きく、除湿装置の除湿効率が低下するおそれがある。
【０００８】
さらに、除湿ロータの外周シールとして、一般に樹脂やゴムなどからなるパッキン材やシール材が用いられているが、このようなシール材からの透湿による水分の侵入も除湿効率を低下させる一因となる。この透湿による水分の侵入は、水分濃度差（相対圧力差）と、構成部材の材質に固有の透湿係数とによって決まり、この透湿による水分の侵入量というのは非常に微量であるが、例えば露点温度が−９０℃以下の低露点空気の製造過程においては、この水分量も無視し得ない。このため、低露点空気を製造する除湿装置においては、この透湿による水分の侵入を極力排除することも重要である。この対策の一つとして、構成部材の接合部を全て溶接とすることが考えられるが、装置の製造コストが嵩むことに加えて、メンテナンス等の際に溶接箇所の切断や再溶接等の作業が必要となって作業性が悪くなる。
【０００９】
そこで本発明の主たる課題は、除湿ロータの再生領域を負圧状態として吸着材の脱着効率を高める一方、外部空気の侵入による除湿効率の低下防止を図るとともに、簡易な構造で作業性が良好な除湿装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、外気を供給する給気路と空気を排気する排気路とに跨って、内蔵する吸着材が水分を吸着する機能を有する処理領域と前記吸着材が水分を脱着する機能を有する再生領域とを含む各領域に画成された除湿ロータが配設され、前記給気路には給気ファンが設けられるとともに、前記排気路には排気ファンが設けられた除湿装置であって、
前記排気ファンの吸込側に前記除湿ロータを配設するとともに、この除湿ロータ及びその前後の流路を含む範囲を一体的に囲繞する閉空間部を形成するとともに、前記除湿ロータの処理領域を通過した低露点空気の一部を前記閉空間部内に流通させる低露点空気路を設けることにより、前記閉空間部内を低露点空気で満たしたことを特徴とする除湿装置が提供される。
【００１１】
上記請求項１記載の発明では、排気ファンの吸込側が負圧となることにより、排気ファンの上流側に配置される除湿ロータ及び流路の内部が負圧となって、除湿効率の低下が起こる問題等を解決している。すなわち、排気ファンの上流側の流路内が負圧となることにより、除湿ロータの外周シール部やダクト接続部などに生じる隙間部分から外部の空気が流路内に流入する。この外部の空気は、露点温度が高いため、再生領域で吸着材からの水分脱着（再生）が効率よく行われなかったり、この外部の空気が除湿ロータなどを介して給気路にまで侵入したりして、除湿効率の低下及び給気の露点温度上昇などの問題が生じていた。
【００１２】
そこで、本発明では、排気ファンの吸込側に配設される除湿ロータ及びその前後の流路を含む範囲を囲繞する閉空間部を形成するとともに、除湿ロータの処理領域を通過した低露点空気の一部を前記閉空間部内に流通させる低露点空気路を設けている。これにより、前記閉空間部内が低露点空気で満たされるため、前述のような隙間部分から流路内に侵入する空気は、閉空間部内に充満している低露点空気となる。従って、リーク空気としては、従来の露点温度が高い空気に代えて、除湿ロータの処理領域を通過した低露点空気が侵入することになるため、前述のような吸着材の除湿効率の低下及び給気の露点温度上昇などの問題が解決できる。
【００１３】
さらに、排気ファンの吸込側に位置する再生領域においては、排気ファンの吸込圧による負圧が維持されるため、前述の吸着材の負圧による脱着効率の上昇という性質を損なうことがない。したがって、本発明では、再生領域を負圧にして吸着材の脱着効率を上昇させるという一方で、リーク空気による除湿効率の低下を防止するという相反する課題を同時に解決することができるようになる。
【００１４】
このように、本発明では、流路の接続部などにおいて隙間部分が生じても、除湿効率の低下などの問題が起こらないため、流路の接続部分を特別に充填したり、隙間が生じないような強固な構造にしたりする必要がない汎用的な構造にできるため、メンテナンス等の作業性が良好となる。
【００１５】
請求項２に係る本発明として、前記除湿ロータが流路に沿って２段設けられるとともに、そのうち少なくとも１段の除湿ロータが前記排気ファンの吸込側に位置している請求項１記載の除湿装置が提供される。
【００１６】
上記請求項２記載の発明は、本除湿装置によって製造される給気の露点温度を−９０℃以下とする場合の構成であり、除湿ロータを流路に沿って２段設けるとともに、そのうち少なくとも１段の除湿ロータを排気ファンの吸込側に位置するようにしたものである。
【００１７】
請求項３に係る本発明として、前記閉空間部内の圧力は、閉空間部外の大気圧よりも高く設定されている請求項１，２いずれかに記載の除湿装置が提供される。
【００１８】
上記請求項３では、閉空間部内の圧力は、閉空間部外の大気圧よりも高く設定されることにより、閉空間部外の高露点空気が閉空間部内に侵入するのを防止することができる。
【００１９】
請求項４に係る本発明として、前記閉空間部内において、前記除湿ロータを囲繞する第２閉空間部を形成するとともに、前記第２閉空間部内に配設される除湿ロータの処理領域を通過した低露点空気の一部を前記第２閉空間部内に流通させる第２低露点空気路を設けることにより、前記第２閉空間部内を低露点空気で満たした請求項１〜３いずれかに記載の除湿装置が提供される。
【００２０】
上記請求項４記載の発明では、前記閉空間部内に配設される除湿ロータを囲繞する第２閉空間部を形成することによって、より高度な除湿効率の低下防止及び給気の露点温度上昇防止などが図られている。具体的には、前記第２閉空間部は、特に除湿ロータ周辺でのリーク空気による影響を防止するため、前記閉空間部より狭い範囲で除湿ロータを囲繞している。そして、前記第２閉空間部内に配設される除湿ロータの処理領域を通過した低露点空気の一部を前記第２閉空間部内に流通させる第２低露点空気路を設けている。従って、除湿ロータを囲む狭い第２閉空間部内の空気を運転開始時にすばやく低露点空気で置換することが可能となり、吸着材の除湿効率の低下及び給気の露点温度上昇などの問題を運転開始直後から迅速に解決できるようになる。
【００２１】
請求項５に係る本発明として、前記低露点空気路に該低露点空気路の流量を調整する流量調整ダンパーが備えられるとともに、この流量調整ダンパーが前記閉空間部内に設けられている請求項１〜４いずれかに記載の除湿装置が提供される。
【００２２】
請求項６に係る本発明として、前記低露点空気路に該低露点空気路の流量を調整する流量調整ダンパーが備えられるとともに、この流量調整ダンパーが前記閉空間部外に設けられている請求項１〜４いずれかに記載の除湿装置が提供される。
【００２３】
上記請求項５，６記載の発明では、低露点空気路に設けられる流量調整ダンパーの配設位置をそれぞれ、閉空間部内とした場合、閉空間部外とした場合のものである。前者の場合には装置の構造を簡略化することができ、後者の場合には流量調整を容易化することができるようになる。
【発明の効果】
【００２４】
以上詳説のとおり本発明によれば、除湿ロータの再生領域を負圧状態として吸着材の脱着効率を高める一方、外部空気の侵入による除湿効率の低下防止を図るとともに、簡易な構造で作業性が良好な除湿装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
〔第１形態例〕
（除湿装置１Ａの構成）
本発明の第１形態例に係る除湿装置１Ａの構成について、図１に基づいて詳述する。図１は、除湿装置１Ａのシステム構成図である。
【００２６】
第１形態例に係る除湿装置１Ａでは、外気ＯＡを供給する給気路Ｓと、空気を排気する排気路Ｅと、除湿ロータ２に低温空気を供給するパージ給気路Ｐが形成され、これら給気路Ｓ、排気路Ｅ及びパージ給気路Ｐに跨って、吸着材（デシカント）を内蔵し、前記吸着材が流通空気の水分吸着（除湿）を行う処理領域２１と、前記吸着材が流通空気へ水分脱着（再生）を行う再生領域２２と、前記吸着材を冷却するパージ領域２３とに画成された回転式の除湿ロータ２が１段配置されている。また、前記給気路Ｓには、除湿ロータ２の前段に給気ファン３が配設されるとともに、前記排気路Ｅには、除湿ロータ２の後段に排気ファン４が配設されている。すなわち、前記排気ファン４の吸込側に除湿ロータ２が配設されるようになっている。
【００２７】
本発明では特に、前記除湿装置１Ａには、前記排気ファン４の吸込側に除湿ロータ２を配設するとともに、この除湿ロータ２及びその前後の流路を含む範囲を一体的に囲繞する閉空間部１０が形成されている。そして、除湿ロータ２の処理領域２１を通過した低露点空気の一部を前記閉空間部１０内に流通させる低露点空気路Ｌを設けることにより、前記閉空間部１０内を低露点空気で満たしている。
【００２８】
前記閉空間部１０は、具体的には周囲が板状体の外板で囲まれた閉空間とされ、この外板には、前記給気路Ｓ、排気路Ｅ、パージ給気路Ｐが貫通するダクト貫通部１１〜１３がそれぞれ形成されている。
【００２９】
前記ダクト貫通部１１〜１３には、各流路のダクトと閉空間部１０の外板との間に隙間が生じないようにシール材等を充填して、空気の漏れ防止を図ることができる。ここで、閉空間部１０内の圧力を、閉空間部１０外の大気圧よりも高く設定することにより、前記シール等を施さなくても、閉空間部１０外の高露点空気が閉空間部１０内に侵入するのを防止できるため好ましい。しかし、この場合でも閉空間部１０内の空気が漏れ出ることにより除湿装置の運転効率が若干低下するおそれがあるため、ダクト貫通部の加工精度を調整することによって前記隙間が微小となるようにする。また、この隙間にシール材等を充填する場合であっても、前記隙間をできる限り小さくして、シール材等の使用量を低減することが好ましい。
【００３０】
また、前記閉空間部１０を形成する外板として、材料自体に透湿性を有さない金属板を使用することが好ましい。一方、閉空間部１０内に設置される各機器の調整及びメンテナンス等を考慮して、閉空間部１０を形成する外板の一部が着脱容易な構造とすることが望ましい。さらに、外板同士の継ぎ目部分には、シール材やパッキン材を使用して、気密性を確保することが望ましい。
【００３１】
前記給気路Ｓは、導入された外気ＯＡを前記吸着材などによって空気処理し、給気ＳＡとして室内に供給する流路である。前記排気路Ｅは、前記給気路Ｓで吸着材によって処理された空気の一部を取り込んで、この空気によって前記吸着材を再生した後、排気ＥＡとして排出する流路である。前記パージ給気路Ｐは、給気路Ｓに備えられる冷却装置５によって冷却された低温空気の一部をパージ領域２３に供給した後、排気路Ｅの加熱装置６の前段に送り込む流路である。
【００３２】
前記除湿ロータ２は、図２に示されるように、回転ドラム状に形成されたケーシングの両側面に網目状、ハニカム状、スリット状などの通気構造が備えられ、前記ケーシングの内部には、水分の吸脱着性能に優れた従来より公知のシリカゲル、ゼオライト、酸化アルミナなどの吸着材が内蔵されている。各流路Ｓ、Ｅの空気は、ケーシングの前記通気構造を通って除湿ロータ２の内部を通過でき、その際に内蔵する吸着材の水分の吸着・脱着の作用によって湿度調整が行われている。この除湿ロータ２は、ケーシングの両側面の中心部に流路方向に沿って設けられた回転軸によって回転自在に支持され、前記ケーシングを所定の回転速度で回転させることにより、吸着材の吸着・脱着の作用が連続的に切り替わるようになっている。
【００３３】
前記除湿ロータ２は、少なくとも、前記給気路Ｓに介在し、内蔵する吸着材が空気中の水分を吸着して、通過する空気を除湿する機能を有する処理領域２１と、前記排気路Ｅに介在し、内蔵する吸着材が吸着した水分を脱着して、通過する空気を加湿する機能を有する再生領域２２とに画成されている。また、前記除湿ロータ２には、再生領域２２から処理領域２１に移行する前に、低温の空気を通過させて内蔵する吸着材を冷却するパージ領域２３が画成されるようにすることが望ましい。前記パージ領域２３は、再生領域２２で加熱された吸着材が高温のまま処理領域２１に導入されると、吸着材の除湿効果が低下する場合があるので、処理領域２１に移行する前の吸着材を冷却することを目的として設けられるものである。
【００３４】
前記除湿ロータ２の両端面には、図２に示されるように、除湿ロータ２の外部と内部を区分するため、外周縁に沿って外周シール２８が設けられるとともに、各流路Ｓ、Ｅ、Ｐを区分するため、半径方向に沿って仕切シール２９、２９…が設けられている。
【００３５】
前記給気路Ｓの除湿ロータ２の前段には、流通空気を冷却する冷却装置５が配置され、前記排気路Ｅの除湿ロータ２の前段には、流通空気を加熱する加熱装置６が配置されている。
【００３６】
前記冷却装置５は、一般的な空調用熱源装置によって冷却された一般的な空気冷却コイルである。前記熱源装置として、圧縮式、吸収式などの冷凍機、ターボ冷凍機、吸収冷凍機又はスクリュー冷凍機や、あるいはヒートポンプ、熱交換器又は蓄熱槽などの冷熱源を利用した冷却装置を使用することができる。
【００３７】
前記加熱装置６は、一般的な、電気ヒータなどの加熱器や温水コイル、蒸気コイル、冷媒コイル又は電熱コイルなどの空気加熱コイルなどを使用することができる。
【００３８】
前記低露点空気路Ｌは、除湿ロータ２の処理領域２１を通過した空気の一部を閉空間部１０内に流通させた後、閉空間部１０外に排出する流路である。低露点空気路Ｌの吹出し側は、処理領域２１の後段であって閉空間部１０内に配置される給気路Ｓ内の低露点空気の一部を導入するダクトが分岐して設けられるとともに、その端部に、低露点空気を閉空間部１０内に吹き出す吹出口が設けられている。低露点空気路Ｌの排気側は、閉空間部１０を形成する外板に、低露点空気路Ｌの排気側ダクトが接続するダクト貫通部１５を設け、閉空間部１０内に充満する低露点空気を排出するダクトを、前記ダクト貫通部１５に接続した構造とされている。
【００３９】
各流路Ｓ、Ｅ、Ｐ、Ｌには、流通する空気の流量を調整するとともに、流路内の気圧を調整するためのダンパが備えられている。すなわち、給気路Ｓには、導入路近傍及び室内への給気路近傍にそれぞれ、ダンパＤ１、Ｄ２が設けられ、排気路Ｅには、給気路Ｓからの導入路近傍及び外部への排気路近傍にそれぞれ、ダンパＤ３、Ｄ４が設けられている。さらに、パージ給気路Ｐの導入路近傍にはダンパＤ５が設けられ、低露点空気路Ｌの吹出し側及び排気側にはそれぞれ、ダンパＤ６、Ｄ７が設けられている。
【００４０】
本形態例では、前記低露点空気路Ｌに備えられる流量調整ダンパーＤ６は、閉空間部１０内に設けられている。このため、低露点空気路Ｌの吹出し側の流路構成を簡略化することができる。
【００４１】
閉空間部１０内の圧力を、閉空間部１０外の圧力よりも高く設定することによって、閉空間部１０外の高露点空気を閉空間部１０内に侵入するのを防止するには、低露点空気路Ｌのダクト貫通部１５の出口近傍に取り付けた圧力計７によって閉空間部１０内の圧力を監視しながら、風量調整用ダンパーＤ６、Ｄ７を適宜調整することにより行うことができる。
【００４２】
上述の構成によって、本除湿装置１Ａでは以下の効果が発揮されるようになる。すなわち、前記閉空間部１０を形成するとともに、前記除湿ロータ２の処理領域２１を通過した低露点空気の一部を前記閉空間部１０内に流通させる低露点空気路Ｌを設けることによって、除湿ロータ２の外周シール２８などの隙間部分から流路内に侵入するリーク空気としては、従来の高露点空気に代えて、低露点空気となるため、吸着材の除湿効率の低下や給気Ｓの露点温度上昇などの問題が解決できる。
【００４３】
さらに、排気ファン４の吸込側に前記除湿ロータ２を配設しているため、再生領域２２において排気ファン４の吸込圧による負圧が維持され、吸着材の負圧による脱着効率の上昇という性質が損なわれることがなくなる。このように、本除湿装置１Ａでは、再生領域２２を負圧にして吸着材の脱着効率を上昇させるという一方で、リーク空気による除湿効率の低下を防止するという相反する課題が同時に解決できる。
【００４４】
（除湿装置１Ａの運転状態）
次に、上記第１形態例に係る除湿装置１Ａの運転状態について詳述する。
除湿装置１Ａでは、給気路Ｓを通って除湿ロータ２の処理領域２１を通過した低露点空気の一部を給気ＳＡとして室内に供給するとともに、他の一部を排気路Ｅに供給する定常運転が行われている。具体的には、ダンパＤ２を開いて給気ＳＡを室内に供給するとともに、ダンパＤ３、Ｄ５の開度を調整して排気路Ｅに供給する空気量を制御しながら定常運転を行う。前記排気路Ｅに供給する空気量は、給気路Ｓに配置した温湿度測定器及び風量測定器（図示せず）の測定値から算出した外気の水分量から処理領域２１で吸着された水分量に見合うだけの空気量に制御される。また、再生領域２２での吸着材の再生（水分の脱着）が適切に行われるように、加熱装置６による再生空気の加熱温度、除湿ロータ２の回転数なども制御しながら定常運転が行われる。
【００４５】
（第１形態例の変形例）
上記第１形態例に係る除湿装置１Ａの変形例１Ａ’について、図３に基づいて詳述する。本変形例では、上記第１形態例と比べて低露点空気路Ｌ’の構成が異なっている。すなわち、上記第１形態例１Ａと同様に、前記低露点空気路Ｌ’に、該低露点空気路Ｌ’の流量を調整する流量調整ダンパーＤ６が備えられており、本変形例では、この流量調整ダンパーＤ６が閉空間部１０外に設けられるようになっている。具体的には、閉空間部１０を形成する外板にダクト貫通部１６、１７を設けるとともに、低露点空気路Ｌ’が、このダクト貫通部１６から一度閉空間部１０の外を通って、ダクト貫通部１７から再び閉空間部１０内に戻る流路構成とされている。そして、閉空間部１０の外を通る部分に流量調整ダンパーＤ６が設けられている。これにより、流量調整ダンパーＤ６の流量調整が容易に行えるようになり、閉空間部１０内への通風量及び圧力の調整が容易となる。
【００４６】
〔第２形態例〕
本発明の第２形態例に係る除湿装置１Ｂについて、図４に基づいて詳述する。
第２形態例に係る除湿装置１Ｂでは、除湿ロータが流路に沿って２段設けられるとともに、いずれの除湿ロータ２ａ、２ｂも排気ファン４の吸込側に位置している点で上記第１形態例と異なっている。除湿ロータを２段設けたことにより、各除湿ロータ２ａ、２ｂに対応する各機器も同様に２段設けられ、図４中、第１段目の除湿ロータ２ａに対応する機器として各符号に小文字の「ａ」が付されており、第２段目の除湿ロータ２ｂに対応する機器として各符号に小文字の「ｂ」が付されている。
【００４７】
本除湿装置１Ｂでは、排気ファン４の吸込側に２段の除湿ロータ２ａ、２ｂが配設されるとともに、この除湿ロータ２ａ、２ｂ及びその前後の流路を含む範囲を一体的に囲繞する閉空間部１０が形成されている。
【００４８】
この除湿装置１Ｂでは、除湿ロータが２段２ａ、２ｂ設けられているため、前記除湿装置１Ａより低い露点温度（例えば露点温度−７０℃〜−９０℃以下）の給気ＳＡを製造するのに好適である。
【００４９】
流路構成について具体的に説明すると、先ず給気路Ｓでは、給気路Ｓの入口近傍に設けられた給気ファン３によって外気が給気路Ｓに導入され、この外気ＯＡが冷却装置５ａによって冷却された後、１段目の除湿ロータ２ａの処理領域２１ａに導入され、吸着材により除湿される。この処理領域２１ａを通過した空気は、必要に応じて設置される冷却装置５ｂで再び冷却された後、２段目の除湿ロータ２ｂの処理領域２１ｂに導入される。この２段目の処理領域２１ｂを通過した空気は、露点温度が−６０℃〜−９０℃程度の低露点空気となり、給気ＳＡとして送風される。
【００５０】
一方、排気路Ｅでは、排気路Ｅの出口近傍に設けられる排気ファン４の吸込力によって、２段目の処理領域２１ｂを通過した空気の一部が排気路Ｅに導入され、パージ流路Ｐｂの空気と混合されて、加熱装置６ｂによって加熱された後、２段目の除湿ロータ２ｂの再生領域２２ｂに導入され、吸着材に吸着された水分を脱着する。この再生領域２２ｂを通過した空気は、パージ流路Ｐａの空気と混合されて、加熱装置６ａによって加熱された後、１段目の除湿ロータ２ａの再生領域２２ａに導入され、吸着材に吸着された水分を脱着する。しかる後、排気ファン４を通って排気ＥＡとして外部へ排出される。
【００５１】
前記低露点空気路Ｌでは、１段目の除湿ロータ２ａの処理領域２１ａを通過した空気の一部が、閉空間部１０内を流通した後、閉空間部１０の外部に排出される。
【００５２】
（第２形態例の変形例）
上記第２形態例に係る除湿装置１Ｂの変形例１Ｂ’では、図５に示されるように、上記第２形態例と比べて低露点空気路Ｌ’の構成が異なっている。すなわち、上記第１形態例の変形例１Ａ’と同様に、前記低露点空気路Ｌ’に、該低露点空気路Ｌ’の流量を調整する流量調整ダンパーＤ６が備えられており、この流量調整ダンパーＤ６を閉空間部１０外に設けるようにしている。
【００５３】
〔第３形態例〕
本発明の第３形態例に係る除湿装置１Ｃについて、図６に基づいて詳述する。
第３形態例に係る除湿装置１Ｃでは、上記第２形態例に係る除湿装置１Ｂと比較して、除湿ロータが流路に沿って２段設けられるとともに、そのうち２段目の除湿ロータ２ｂが前記排気ファン４の吸込側に位置し、この除湿ロータ２ｂ及びその前後の流路を含む範囲を一体的に囲繞する閉空間部１０を形成している点で異なっている。
【００５４】
具体的には、排気ファン４は、１段目の除湿ロータ２ａと２段目の除湿ロータ２ｂとの間の排気路Ｅに配置されている。このとき閉空間部１０は、前記排気ファン４、前記排気ファン４の吸込側に配設される２段目の除湿ロータ２ｂ及びその前後の流路を含む範囲を一体的に囲繞するように形成する。このように閉空間部１０が排気ファン４を含めて排気ファン４の吸込側を完全に囲繞しているため、排気ファン４と吸込側ダクトとの接続部分に隙間が生じても外部空気が侵入せず、排気路Ｅの後段に配設される１段目の除湿ロータ２ａにおける除湿効率の低下も防止することができる。
【００５５】
前記低露点空気路Ｌは、１段目の除湿ロータ２ａの処理領域２１ａを通過した給気路Ｓの空気の一部を、閉空間部１０内に供給する流路とされている。図示例では、閉空間部１０の外側の給気路Ｓから低露点空気路Ｌが設けられるようにしているため、閉空間部１０を形成する外板には、低露点空気路Ｌのダクトが貫通するダクト貫通部１８が形成されている。
【００５６】
〔第４形態例〕
本発明の第４形態例に係る除湿装置１Ｄについて、図７に基づいて詳述する。
第４形態例に係る除湿装置１Ｄでは、上記第１形態例に係る除湿装置１Ａと比較して、閉空間部１０内において、前記除湿ロータ２を囲繞する第２閉空間部３０を形成するとともに、この第２閉空間部３０内に配設される除湿ロータ２の処理領域２１を通過した低露点空気の一部を前記第２閉空間部３０内に流通させる第２低露点空気路Ｌ２を設けることにより、前記第２閉空間部３０内が低露点空気で満たされている点で異なっている。
【００５７】
この第２閉空間部３０は、詳細には図８に示されるように、除湿ロータ２とこれに接続するダクトの接続部分とを、金属板などのケーシング体によって外部と隙間が生じないように囲繞された閉空間領域である。図示例では、断面略正方形のケーシング体３１内には、中心部をロータシャフト２４及び軸受２５で支持された除湿ロータが回転自在に配置されるとともに、この除湿ロータを回転駆動する駆動モータ２６及び該駆動モータ２６のプーリーと除湿ロータ２の外周とに巻回され、前記駆動モータ２６の駆動力を除湿ロータ２に伝達する駆動チェーン２７が配置されている。また、第２閉空間部３０を形成するケーシング体３１には、側面の下部に前記第２低露点空気路Ｌ２の給気側の配管が接続する接続口３２が設けられるとともに、その対角位置である反対側面の上部に前記第２低露点空気路Ｌ２の排気側の配管が接続する接続口３３が設けられている。また、前記第２低露点空気路Ｌ２の給気側の配管には風量調整バルブＶ１が設けられるとともに、排気側の配管には風量調整バルブＶ２が設けられている。さらに、図７に示されるように、閉空間部１０を形成する外板には、第２閉空間部３０を通過した空気を前記閉空間部１０の外側に排気するための配管が接続する配管貫通部１９が形成されている。
【００５８】
前記第２低露点空気路Ｌ２では、第２閉空間部３０が比較的狭い空間であるため、比較的少ない風量で足り、流路を形成する配管としては小径のステンレス鋼管などを用いることができる。また、前記風量調整バルブＶ１、Ｖ２としては、配管用ステンレス製バルブなどを用いることができる。
【００５９】
このように本第４形態例では、最も空気漏れが生じやすい除湿ロータ２の周辺を囲繞する第２閉空間部３０を設けているため、除湿ロータ２を囲む狭い第２閉空間部３０内の空気を運転開始時にすばやく低露点空気で置換することが可能となり、吸着材の除湿効率の低下及び給気Ｓの露点温度上昇などの問題を運転開始直後から迅速に解決できるようになる。
【００６０】
（第４形態例の変形例）
上記第４形態例の変形例１Ｄ’は、図９に示されるように、上記第１形態例の変形例１Ａ’と同様に、前記低露点空気路Ｌ’に、該低露点空気路Ｌ’の流量を調整する流量調整ダンパーＤ６が備えられており、この流量調整ダンパーＤ６を閉空間部１０外に設けるようにしたものである。
【００６１】
〔第５形態例〕
本発明の第５形態例に係る除湿装置１Ｅは、図１０に示されるように、上記第２形態例に係る除湿装置１Ｂの閉空間部１０内に配設される各除湿ロータ２ａ、２ｂに対して、上記第４形態例に係る除湿装置１Ｄと同様にして第２閉空間部３０ａ、３０ｂを設けるようにしたものである。
【００６２】
（第５形態例の変形例）
上記第５形態例の変形例１Ｅ’は、図１１に示されるように、上記第１形態例の変形例１Ａ’と同様に、前記低露点空気路Ｌ’に、該低露点空気路Ｌ’の流量を調整する流量調整ダンパーＤ６が備えられており、この流量調整ダンパーＤ６を閉空間部１０外に設けるようにしたものである。
【００６３】
〔第６形態例〕
本発明の第６形態例に係る除湿装置１Ｆは、図１２に示されるように、上記第３形態例に係る除湿装置１Ｃの閉空間部１０内に配設される除湿ロータ２ｂに対して、上記第４形態例に係る除湿装置１Ｄと同様にして第２閉空間部３０ｂを設けるようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１形態例に係る除湿装置１Ａのシステム構成図である。
【図２】除湿ロータ２の斜視図である。
【図３】第１形態例の変形例に係る除湿装置１Ａ’のシステム構成図である。
【図４】第２形態例に係る除湿装置１Ｂのシステム構成図である。
【図５】第２形態例の変形例に係る除湿装置１Ｂ’のシステム構成図である。
【図６】第３形態例に係る除湿装置１Ｃのシステム構成図である。
【図７】第４形態例に係る除湿装置１Ｄのシステム構成図である。
【図８】第２閉空間部３０を示す、(A)は正面断面図、(B)は側面図である。
【図９】第４形態例の変形例に係る除湿装置１Ｄ’のシステム構成図である。
【図１０】第５形態例に係る除湿装置１Ｅのシステム構成図である。
【図１１】第５形態例の変形例に係る除湿装置１Ｅ’のシステム構成図である。
【図１２】第６形態例に係る除湿装置１Ｆのシステム構成図である。
【符号の説明】
【００６５】
１Ａ〜１Ｆ…除湿装置、２…除湿ロータ、３…給気ファン、４…排気ファン、５…冷却装置、６…加熱装置、１０…閉空間部、２１…処理領域、２２…再生領域、２３…パージ領域、３０…第２閉空間部、Ｓ…給気路、Ｅ…排気路、Ｐ…パージ給気路、Ｌ…低露点空気路、Ｌ２…第２低露点空気路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を供給する給気路と空気を排気する排気路とに跨って、内蔵する吸着材が水分を吸着する機能を有する処理領域と前記吸着材が水分を脱着する機能を有する再生領域とを含む各領域に画成された除湿ロータが配設され、前記給気路には給気ファンが設けられるとともに、前記排気路には排気ファンが設けられた除湿装置であって、
前記排気ファンの吸込側に前記除湿ロータを配設するとともに、この除湿ロータ及びその前後の流路を含む範囲を一体的に囲繞する閉空間部を形成するとともに、前記除湿ロータの処理領域を通過した低露点空気の一部を前記閉空間部内に流通させる低露点空気路を設けることにより、前記閉空間部内を低露点空気で満たしたことを特徴とする除湿装置。
【請求項２】
前記除湿ロータが流路に沿って２段設けられるとともに、そのうち少なくとも１段の除湿ロータが前記排気ファンの吸込側に位置している請求項１記載の除湿装置。
【請求項３】
前記閉空間部内の圧力は、閉空間部外の大気圧よりも高く設定されている請求項１，２いずれかに記載の除湿装置。
【請求項４】
前記閉空間部内において、前記除湿ロータを囲繞する第２閉空間部を形成するとともに、前記第２閉空間部内に配設される除湿ロータの処理領域を通過した低露点空気の一部を前記第２閉空間部内に流通させる第２低露点空気路を設けることにより、前記第２閉空間部内を低露点空気で満たした請求項１〜３いずれかに記載の除湿装置。
【請求項５】
前記低露点空気路に該低露点空気路の流量を調整する流量調整ダンパーが備えられるとともに、この流量調整ダンパーが前記閉空間部内に設けられている請求項１〜４いずれかに記載の除湿装置。
【請求項６】
前記低露点空気路に該低露点空気路の流量を調整する流量調整ダンパーが備えられるとともに、この流量調整ダンパーが前記閉空間部外に設けられている請求項１〜４いずれかに記載の除湿装置。
【請求項１】
外気を供給する給気路と空気を排気する排気路とに跨って、内蔵する吸着材が水分を吸着する機能を有する処理領域と前記吸着材が水分を脱着する機能を有する再生領域とを含む各領域に画成された除湿ロータが配設され、前記給気路には給気ファンが設けられるとともに、前記排気路には排気ファンが設けられた除湿装置であって、
前記排気ファンの吸込側に前記除湿ロータを配設するとともに、この除湿ロータ及びその前後の流路を含む範囲を一体的に囲繞する閉空間部を形成するとともに、前記除湿ロータの処理領域を通過した低露点空気の一部を前記閉空間部内に流通させる低露点空気路を設けることにより、前記閉空間部内を低露点空気で満たしたことを特徴とする除湿装置。
【請求項２】
前記除湿ロータが流路に沿って２段設けられるとともに、そのうち少なくとも１段の除湿ロータが前記排気ファンの吸込側に位置している請求項１記載の除湿装置。
【請求項３】
前記閉空間部内の圧力は、閉空間部外の大気圧よりも高く設定されている請求項１，２いずれかに記載の除湿装置。
【請求項４】
前記閉空間部内において、前記除湿ロータを囲繞する第２閉空間部を形成するとともに、前記第２閉空間部内に配設される除湿ロータの処理領域を通過した低露点空気の一部を前記第２閉空間部内に流通させる第２低露点空気路を設けることにより、前記第２閉空間部内を低露点空気で満たした請求項１〜３いずれかに記載の除湿装置。
【請求項５】
前記低露点空気路に該低露点空気路の流量を調整する流量調整ダンパーが備えられるとともに、この流量調整ダンパーが前記閉空間部内に設けられている請求項１〜４いずれかに記載の除湿装置。
【請求項６】
前記低露点空気路に該低露点空気路の流量を調整する流量調整ダンパーが備えられるとともに、この流量調整ダンパーが前記閉空間部外に設けられている請求項１〜４いずれかに記載の除湿装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１４８９９７（Ｐ２０１０−１４８９９７Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２６７７９（Ｐ２００８−３２６７７９）
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【出願人】（３９００１８４７４）新日本空調株式会社 (88)
【出願人】（５９９０７３４９０）株式会社アースクリーン東北 (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【出願人】（３９００１８４７４）新日本空調株式会社 (88)
【出願人】（５９９０７３４９０）株式会社アースクリーン東北 (25)
【Ｆターム（参考）】
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