JPH0684821B2 - バッチ式湿度調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は乾式の固体吸着剤を使用して室内の空気を除加
湿するバッチ式湿度調整装置に関し、特に室内温度が10
℃以下に保持されている冷凍庫等を調湿するのに好適の
バッチ式湿度調整装置に関する。

［従来の技術］ 第４図は従来の冷気用及び室温用の乾式除湿機を示す模
式的斜視図である。固体吸着剤により例えばハニカム状
に成形された除湿ロータ１はその連通孔が厚さ方向に伸
びる円柱状をなし、その中心軸を水平にして設置されて
いる。この除湿ロータ１はモータ（図示せず）により、
その中心軸の周りに矢印２方向に回転駆動される。

この除湿ロータ１は、その表面の例えば3/4の領域の水
分吸収ゾーン（処理ゾーン）３と、残部の1/4の領域の
水分離脱ゾーン（再生ゾーン）４とに区画され、除湿ロ
ータ１の両端平面側に固定的に配設されたシール５によ
り両ゾーン3,4を通過する空気の通流路が個別的に形成
されている。

処理ゾーン３に対しては、配管６を介して送風ファン７
により室内の水分を多量に含む空気が供給され、この多
湿空気は除湿ロータ１の処理ゾーン３を通過して水分が
捕集され、処理空気吐出口側からは乾燥された空気が排
出されてくる。この乾燥空気は室内に供給される。

一方、再生ゾーン４に対しては、配管８を介して送風フ
ァン９により取入れられた外気がヒータ10により加熱さ
れた後供給される。この加熱空気は飽和水分量が多いの
で、除湿ロータ１が含有する水分が離脱して水分を多量
に含む空気となって再生空気吐出口側から排出される。
この除湿空気は室外に排気される。

除湿ロータ１は矢印２方向に連続的に回転しているか
ら、除湿ロータ１のハニカム状吸着材は処理空気の除湿
（水分吸着）と、再生空気による再生（水分脱着）とを
交互に且つ連続的に繰り返す。これにより、処理ゾーン
３側の出口からは乾燥空気が供給され、再生ゾーン４側
の出口からは多湿空気が排出される。

また、実開昭63−28115号には、バッチ式の除湿装置が
開示されている。この装置においては、第１気体通路と
第２気体通路とが再生気体通路を間に挾んで配設されて
おり、被除湿室内の空気を第１気体通路を介して室内に
戻す場合は、第１気体通路内に配設した除湿素子により
通流空気を除湿し、第２気体通路にはヒータにより加熱
した外気を供給して第２気体通路内に配設した除湿素子
を再生し、再生に使用された外気を再生気体通路を介し
て外気に戻す。逆に、第２気体通路内に配設した除湿素
子により除湿した空気を被除湿内に戻す場合には、第１
気体通路内の除湿素子は加熱外気により再生処理する。
これを交互に繰り返して被除湿室内が除湿される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の回転ドラム方式の乾式除湿機にお
いては、除湿ロータ１の空気通流方向の両端面側にシー
ル５（第４図には一方のシール５のみ図示されている）
を配設して処理ゾーン３と再生ゾーン４とを仕切ってい
るものの、実際上、この除湿ロータ１において処理空気
を再生空気とを機械的なシールにより完全に分離するこ
とは困難である。このため、処理ゾーン３側から再生ゾ
ーン４側へ、又は逆に再生ゾーン４側から処理ゾーン３
側への空気の漏れがある。特に、再生ゾーン４側から処
理ゾーン３側への再生空気の漏れは、高温の再生空気が
処理ゾーン３内に流入することになり、従って低露点の
空気を得ることが困難となる。

また、この回転ドラム式の装置は、回転駆動する除湿ロ
ータを使用するため、除湿ロータの直径が極めて大きく
なり、また回転摺動部には処理空気及び再生空気のシー
ルが必要であるために、複雑且つ精密な機構となり、製
造コスト上及びメインテナンス上著しい不利益がある。

更に、低温域で利用する物を貯蔵するコンテナのように
狭い箱の内部にこのような装置を配設する場合は、ロー
タ式の除湿機はデッドスペースが大きいため、スペース
上の無駄が極めて多くなる。

一方、前述のバッチ式除湿装置においては、各気体通路
内に均一に空気を流通させるために気体通路の断面全体
を占めるような大型ファンを設ける必要がある。このた
め、装置全体が大型化し、冷凍庫のような小空間内にこ
のような装置を設置することはできない。更に、この従
来技術においては、ファンの上流側にヒータが配置され
ているので、ファンには熱風が供給されるため、ファン
の劣化が著しい。更にまた、第１及び第２の気体通路の
外に、再生気体通路も設ける必要があり、装置の保守が
困難であると共に、製造上の作業効率も悪い。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
再生空気と処理空気との間の混入が回避され、室内を高
効率で除湿又は加湿することができると共に、構造が簡
素で小型化及び薄型化が可能であり、メインテナンスが
容易のバッチ式湿度調整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］ 本発明に係るバッチ式湿度調整装置は、第１及び第２の
部屋に分割されたケースと、第１の部屋と第２の部屋と
の境界に配設され第１の部屋から第２の部屋に向かう方
向に実質的に直交する方向に一旦気体を流通させて第１
の部屋から第２の部屋に気体を供給する送風手段と、前
記第１の部屋にてケースに設けられた室外気用取入口及
び室内気用取入口と、前記第２の部屋にてケースに設け
られた室外気用吐出口及び室内気用吐出口と、前記室外
気用取入口及び室内気用取入口を交互に開閉する取入口
開閉部材と、前記室外気用吐出口及び室内気用吐出口を
交互に開閉する吐出口開閉部材と、前記第２の部屋内に
設けられたヒータと、前記第２の部屋内の前記ヒータの
気体通流方向下流側に設けられた吸湿材と、を有するこ
とを特徴とする。

［作用］ 本発明においては、第１の部屋の室外気用取入口及び第
２の部屋の室外気用吐出口を開にし、室内気用取入口及
び吐出口を閉にすると、ケースの第１の部屋内には室外
気がその取入口から流入し、更に送風手段により第２の
部屋に送給され、第２の部屋内に配設されたヒータ及び
吸湿材を経て吐出口から外部に排出される。一方、第１
の部屋の室内気用取入口及び第２の部屋の室内気用吐出
口を開にし、室外気取入口及び吐出口を閉にすると、ケ
ース内において送風手段により室内気が第１の部屋から
第２の部屋に通流し、この室内気が第２の部屋内のヒー
タ及び吸湿材を経て室内に循環供給される。

この場合に、送風手段は、第１の部屋と第２の部屋との
境界に配設され、気体を第１の部屋から第２の部屋に向
う方向に実質的に直交する方向に一旦通流させて第１の
部屋から第２の部屋に送給するから、気体をケース内で
その各取入口側から各吐出口側に直接送給する場合に比
して送風手段をより小型化しても、ケース内に均一に気
体を通流させることができる。このため、ケースの薄型
化が可能である。

そして、この室外気のケース内通流と、室内気のケース
内通流とが交互に繰り返され、ヒータを適宜のタイミン
グで駆動することにより、室内が除湿され、又は加湿さ
れる。

つまり、例えば、室外気がケース内を通流している間
に、ヒータを駆動して室外気を加熱した後、吸湿材に通
すと、この室外気は吸湿材の水分を吸収して水分多量の
空気となって外部に排出されるから、その後室内気が吸
湿材を通過すると室内気は乾燥（除湿）処理されて室内
に供給される。従って、室内は除湿される。なお、外気
は常に吸湿材を乾燥処理する。

一方、室内気がケース内を通流している間にヒータを駆
動して室内気を加熱した後、吸湿材に通すと、この室内
気は吸湿材の水分を吸収して多湿の空気となって室内に
供給される。従って、室内は加湿される。なお、外気は
常に吸湿材に水分を補給する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して具
体的に説明する。

第１図（ａ），（ｂ）は夫々本発明の実施例に係る湿度
調整装置を示す側面断面図及び正面断面図である。ケー
ス11内には、空気通流方向の上流側に第１の部屋Ａが形
成されており、下流側に第２の部屋Ｂが形成されてい
る。これらの第１及び第２の部屋により平板状の空間が
形成される。第１の部屋Ａと第２の部屋Ｂとは相互に平
行の仕切板25,26により仕切られており、仕切板25,26間
には連結板27が架け渡されている。そして、第１の部屋
Ａには室内空気の取入口12が開設され、第２の部屋Ｂに
は室内への吐出口13が開設されている。

一方、ケース11の一側面は室外に面しており、この側面
にはその長手方向の両端部近傍に夫々室外気の取入口14
と室外への吐出口15とが開設されている。

取入口12,14の近傍のケース内コーナー部には、軸部材1
6がその軸方向をケース11の幅方向に一致させて回転可
能に設置されており、この軸部材16にはダンパー17が取
付けられていて、軸部材16の回動によりダンパー17が取
入口12又は取入口14の一方を開にし、他方を閉にするよ
うになっている。

また、吐出口13,15の近傍のケース内コーナー部には、
同様に軸部材18がその軸方向をケース11の幅方向に一致
させて回転可能に設置されており、この軸部材18にはダ
ンパー19が取付けられている。このダンパー19もダンパ
ー17と同様に軸部材18の回動により吐出口13又は吐出口
15の一方を開にし、他方を閉にするようになっている。

なお、相互に接触するダンパー17の表面又は取入口12,1
4の内側端部の少なくとも一方には、ゴム等のシール部
材を固定しておく方が好ましい。これにより、ダンパー
17により取入口12及び14を高シール性で閉塞することが
できる。

また、ダンパー19の表面又は吐出口13,15の内側端部も
同様にシール部材を固定することが好ましい。

軸部材16はモータ20により約90°の中心角度で往復回動
するようになっており、これによりダンパー17が矢印に
て示すように、取入口12と取入口14との間で回動する。
また、軸部材18もモータ21により約90°の中心角度で往
復回動するようになっており、これによりダンパー19が
矢印にて示すように、吐出口13と吐出口15との間で回動
する。モータ20,21の駆動は制御装置（図示せず）によ
り、後述するヒータ23の駆動と連動させて制御される。

ケース11内には送風ファン22が配設されており、この送
風ファン22は連結板27にその回転軸方向を水平にし、つ
まり、第１の部屋Ａから第２の部屋Ｂに向う方向に直交
させて取付けられている。この送風ファン22により空気
は第１の部屋Ａから仕切板25,26間を水平方向に一旦通
流した後第２の部屋Ｂに供給されるから、ケース11内に
は白抜矢印にて示す方向に空気の流れが形成される。

この空気通流方向における送風ファン22の下流側にはヒ
ータ23が配設されており、このヒータ23は適宜の電源に
より給電されて抵抗発熱し、ケース内を通流する空気を
加熱する。ヒータ23の駆動は前述の制御装置により制御
される。

また、空気通流方向におけるヒータ23の下流側には空気
の通流域の全域に介在するようにして固体吸湿材24が配
設されている。この固体吸湿材24はシリカゲル、ゼオラ
イト、活性炭、塩化マグネシウム、五酸化リン、ケイ酸
マグネシウム及び活性アルミナ等の水分を吸着する物質
を使用して成形すればよい。なお、この固体吸湿材24が
ハニカム状の場合には、その空気通過孔がケース11の長
手方向、つまり空気の通流方向に一致するように固体吸
湿材24を配置する必要があることは勿論である。

次に、上述の如く構成された湿度調整装置の動作につい
て制御装置の制御態様と共に説明する。先ず、除湿モー
ドについて、第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）のタイムチ
ャート図を参照して説明する。

制御装置は、モータ20,21を連動して回転駆動し、ダン
パー17により室外気取入口14を開にした場合は、ダンパ
ー19により室外気吐出口15も開にし、室内気取入口12及
び吐出口13を閉にする。これにより、ケース11内には、
送風ファン22により、取入口14を介して室外気が導入さ
れ、室外気はケース11内を白抜矢印方向に通流した後、
吐出口15を介して外気に排出される。

一方、次の期間には制御装置は室内気の取入口12及び吐
出口13を開にし、室外気の取入口14及び吐出口15を閉に
する。これにより、ケース11内には、送風ファン22によ
り、室内気が通流し、この室内気は吐出口13を介して室
内に供給される。

而して、制御装置は第２図（ｃ）に示すように、室外気
がケース11内を通流している期間においてヒータ23を駆
動する（通電する）。これにより、室外気はヒータ23に
より加熱されて、例えば、80乃至90℃の温度に昇温し、
水蒸気分圧が上昇した後、固体吸湿材24を通過するの
で、室外気の通過により固体吸湿材24に含有されている
水分が離脱し、高温多湿の空気となって吐出口15を介し
て室外に排出される。

このようにして室外気による固体吸湿材24の再生処理が
一定期間なされた後、次の期間において、室内気がケー
ス11内に導入され、固体吸湿材24を通過する。この室内
気の導入中はヒータ23は通電されず、従って、室内気は
室温のまま固体吸湿材24を通過するので、その間に室内
気中に含まれる水分が固体吸湿材24に吸着して室内気が
除湿される。このため、室内空気が10℃以下であって
も、前述の吸湿材であれば、空気中の湿気を捕捉可能で
ある。この乾燥空気が室内に供給されるから、室内の湿
度が低下する。この室外気の導入と室内気の導入とを交
互に繰り返すこにより、室内は除湿される。

次に、第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）のタイムチャート
図を参照して加湿モードについて説明する。第３図
（ａ），（ｂ）に示すように制御装置により、室内気と
室外気とが交互に導入される点は除湿モードの場合と同
様である。

しかしながら、この加湿モードにおいては、第３図
（ｃ）に示すように、室内気がケース11内を通流してい
る期間にヒータ23を通電し、室内気を加熱して固体吸湿
材24に通す。これにより、室内気は水蒸気分圧が高い状
態で水分を含有する固体吸湿材24を通過するから、高温
多湿の空気となって室内に供給される。

一方、次の期間において、室外気がケース11内を通流し
ている間は、ヒータ23の通電が停止されるので、室外気
は固体吸湿材24を通過して除湿された後、室外に排出さ
れる。換言すれば、室外気の通過の間に固体吸湿材24は
室外気中の水分を吸収し、十分に吸湿する。

この室外気の導入と室内気の導入とを交互に繰り返すこ
とにより、室内は加湿される。

また、上述の除湿モード期間と、加湿モード期間とを適
切に調節することにより、室内は所定の湿度レベルに保
持される。

なお、本発明は上述の実施例に限定されることなく、種
々の変形が可能である。例えば、上述の実施例はダンパ
ー17,19を回動させるために、夫々専用のモータ20,21を
使用したが、１台のモータを使用して、ダンパー17,19
の軸部材16,18とこの１台のモータとをリンク又はチェ
ーンにより連結することによってダンパー17,19を連動
させて回転駆動することができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、ケース内に室内気と室外気とを交互に
導入し、例えば、室内を除湿する場合には室外気を導入
している期間にヒータを駆動し室外気を加熱して固体吸
湿材に通し、室内を加湿する場合には、室内気を導入し
ている期間にヒータを駆動して室内気を加熱して固体吸
湿材に通す。従って、固体吸湿材には室外気と室内気と
が交互に導入され、従来のようにそれらが通過領域を違
えて同時に通過することはないから、高温多湿空気と除
湿空気とが混合されることはないので、室内を高効率で
除加湿することができる。

また、第１及び第２の部屋を設けてユニット化したた
め、メインテナンスが容易であり、更に、これらの部屋
の境界に設けた送風手段を第１の部屋から第２の部屋へ
向かう方向に実質的に直交する方向に気体を吸引させる
ようにしたので、送風手段自体を小型化することがで
き、このためケース全体を薄くすることができる。従っ
て、本発明装置を低温域にて利用するコンテナ等に取り
付けた場合に、コンテナの実効容積を大きくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は本発明の実施例に係る湿度調整
装置を示す夫々側面断面図及び正面断面図、第２図
（ａ）乃至（ｃ）及び第３図（ａ）乃至（ｃ）は制御装
置の制御態様を示すタイムチャート図、第４図は従来の
ロータ式除湿装置を示す模式的斜視図である。 11;ケース、12,14;取入口、13,15;吐出口、17,19;ダン
パー、22;ファン、23;ヒータ、24;固体吸湿材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１及び第２の部屋に分割されたケース
   と、第１の部屋と第２の部屋との境界に配設され第１の
   部屋から第２の部屋に向かう方向に実質的に直交する方
   向に一旦気体を通流させて第１の部屋から第２の部屋に
   気体を供給する送風手段と、前記第１の部屋にてケース
   に設けられた室外気用取入口及び室内気用取入口と、前
   記第２の部屋にてケースに設けられた室外気用吐出口及
   び室内気用吐出口と、前記室外気用取入口及び室内気用
   取入口を交互に開閉する取入口開閉部材と、前記室外気
   用吐出口及び室内気用吐出口を交互に開閉する吐出口開
   閉部材と、前記第２の部屋内に設けられたヒータと、前
   記第２の部屋内の前記ヒータの気体通流方向下流側に設
   けられた吸湿材と、を有することを特徴とするバッチ式
   湿度調整装置。
2. 【請求項２】室内の除湿モード又は加湿モードに応じて
   前記取入口開閉部材及び吐出口開閉部材の開閉並びに前
   記ヒータの駆動を交互に連動して制御する制御手段を有
   することを特徴とする請求項１に記載のバッチ式湿度調
   整装置。
3. 【請求項３】前記送風手段は、第１の部屋から第２の部
   屋に向かう方向に実質的に直交する方向に気体を通流さ
   せる通路と、この通路内にその回転軸を通路の長手方向
   に一致させて配設されたファンとを有することを特徴と
   する請求項１又は２に記載のバッチ式湿度調整装置。
4. 【請求項４】前記通路は前記第２の部屋に開口している
   ことを特徴とする請求項３に記載のバッチ式湿度調整装
   置。