JP2009300071A - 凝縮器 - Google Patents

Abstract

【課題】通路維持手段を設けなくても、凝縮効率を向上させることができる凝縮器の提供。
【解決手段】凝縮器３９は、外部空気との間で熱交換を行う凝縮器であって、第１凝縮部３５と第２凝縮部３６とを備えている。第１凝縮部３５は、流体が流通する複数の第１空気流路３５ｂを有している。第２凝縮部３６は、流体が流通する複数の第２空気流路３６ｂを有している。また、第１凝縮部３５と第２凝縮部３６とは、外部空気の通過方向に並んで配置される。さらに、第１空気流路３５ｂおよび第２空気流路３６ｂは、それぞれの内部を流通する流体の単位流量当たりの外部空気との熱交換量の差が小さくなるように、配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、凝縮器に関する。

従来より、複数の流路内部を流れる空気と流路外部を流れる流体との間で熱交換を行わせることで、空気中の水分を凝縮させて空気を除湿する凝縮器が知られている。このような凝縮器には、空気中の水分の凝縮効率を向上させるために、流路の肉厚を薄くし、流路外部を流れる流体との熱交換効率を高めているものがある。しかしながら、流路の肉厚を薄くすることによって、流路外部を流れる流体の圧力等によって、流路が狭くなるおそれがある。

そこで、特許文献１（特開２００２−７９０３９号公報）に開示されている凝縮器は、連結通路管（流路に相当）内を通過する空気を除湿するために、連結通路管の外部に配置され内部を冷却流体が流れる除湿素子本体と、連結通路管の内面側または外面側に配置され連結通路管内を通過する空気の通路を維持するための通路維持手段とを備えている。この凝縮器では、通路維持手段を備えることによって、連結通路管内部を通る多湿空気の圧力、または、除湿素子本体の内部を通る冷却流体の圧力に変化があった場合でも、連結通路管の内部や除湿素子本体の内部を通る流体の通路が狭くなるおそれを減らしている。このため、連結通路管の肉厚を薄くすることができ、連結通路管内部を流れる空気との熱交換効率を高めることができる。これによって、凝縮効率を向上させている。

ところで、特許文献１に開示されている凝縮器には、凝縮効率を向上させるために、通路維持手段が設けられている。

そこで、本発明の課題は、通路維持手段を設けなくても、凝縮効率を向上させることができる凝縮器を提供することにある。

第１発明に係る凝縮器は、外部空気との間で熱交換を行う凝縮器であって、第１凝縮部と第２凝縮部とを備えている。第１凝縮部は、流体が流通する複数の第１流路を有している。第２凝縮部は、流体が流通する複数の第２流路を有している。また、第１凝縮部と第２凝縮部とは、外部空気の通過方向に並んで配置される。さらに、第１流路および第２流路は、それぞれの内部を流通する流体の単位流量当たりの外部空気との熱交換量の差が小さくなるように、配置されている、および／または、形成されている。

従来の凝縮器では、凝縮効率を向上させるために、流路が狭くなりにくくするための通路維持手段を設けることによって流路の肉厚を薄くし、流路内部を流れる流体と流路外部を流れる冷却流体との熱交換効率を高めている。

これに対して、第１発明に係る凝縮器では、第１凝縮部と第２凝縮部とが、外部空気の通過方向に並んで配置されている。また、第１凝縮部および第２凝縮部がそれぞれ有する第１流路および第２流路は、それぞれの内部を流通する流体の単位流量当たりの外部空気との熱交換量の差が小さくなるように、配置されている、および／または、形成されている。このため、例えば、第２流路よりも第１流路内部を流通する流体の単位流量当たりの外部空気との熱交換量が大きい場合と比較して、第１流路よりも外部空気の通過方向の下流側に位置する第２流路において、第２流路内部を流れる流体が凝縮温度に到達し難くなるおそれを減らすことができる。したがって、第２流路における熱交換効率を向上させることができる。

これによって、通路維持手段を設けなくても、凝縮効率を向上させることができる。

第２発明に係る凝縮器は、第１発明の凝縮器であって、複数の第１流路は、外部空気の通過方向に直交する方向に延びる第１直線上に並ぶように配置されている。また、複数の第２流路は、第１直線と平行な第２直線上に並ぶように配置されている。このため、第１流路および第２流路は、通過する外部空気と効率よく接触することができる。

これによって、熱交換効率を向上させることができる。

第３発明に係る凝縮器は、第１発明または第２発明の凝縮器であって、第１流路の流路面積は、第２流路の流路面積よりも大きい。このため、第２流路よりも第１流路における圧力損失が小さくなり、第１流路内部を流れる流体の流量が第２流路内部を流れる流体の流量よりも多くなる。また、第２流路は第１流路よりも外部空気の通過方向の下流側に配置されているため、それぞれの流路を流れる流体とそれぞれの流路と接触する外部空気との温度差は、第２流路の方が第１流路よりも小さくなる。したがって、外部空気との温度差が第２流路よりも大きい第１流路における流体の凝縮量を増やすことができる。また、外部空気との温度差が第１流路よりも小さい第２流路において、第２流路内部を流れる流体を凝縮温度に到達させやすくすることができる。

これによって、第１流路と第２流路との単位流量当たりの外部空気との熱交換量の差を小さくすることができる。

第４発明に係る凝縮器は、第１発明から第３発明のいずれかの凝縮器であって、第１流路および第２流路は、それぞれの内部を流通する流体の流速を調整する流路調整部を有する。例えば、流路調整部によって流速が調整されることで、第１流路内部を流れる流体の流量が第２流路内部を流れる流体の流量よりも多くなった場合、第１流路における圧力損失は第２流路における圧力損失よりも小さくなる。このため、第１流路内部を流れる流体の流量が第２流路内部を流れる流体の流量よりも多くなる。また、第２流路は第１流路よりも外部空気の通過方向の下流側に配置されているため、それぞれの流路を流れる流体とそれぞれの流路と接触する外部空気との温度差は、第２流路の方が第１流路よりも小さくなる。したがって、外部空気との温度差が第２流路よりも大きい第１流路における流体の凝縮量を増やすことができる。また、外部空気との温度差が第１流路よりも小さい第２流路において、第２流路内部を流れる流体を凝縮温度に到達させやすくすることができる。

これによって、第１流路と第２流路との単位流量当たりの外部空気との熱交換量の差を小さくすることができる。

第５発明に係る凝縮器は、第２発明の凝縮器であって、第１流路同士の間隔は、第２流路同士の間隔よりも大きい。このため、例えば、第１流路同士と、第２流路同士とが等しい間隔になるように配置されている場合と比較して、第１凝縮部における熱交換量と第２凝縮部における熱交換量との差を小さくすることができる。

これによって、熱交換効率を向上させることができる。

第６発明に係る凝縮器は、第１発明から第５発明のいずれかの凝縮器であって、第１流路および第２流路は、樹脂によって構成されている。このため、第１流路および第２流路が金属によって構成される場合と比較して、軽量化することができる。

第７発明に係る凝縮器は、第１発明から第５発明のいずれかの凝縮器であって、第１流路および第２流路は、金属によって構成されている。このため、第１流路および第２流路が樹脂によって構成される場合と比較して、熱交換効率を向上させることができる。

これによって、凝縮効率を向上させることができる。

第８発明に係る凝縮器は、第１発明から第５発明のいずれかの凝縮器であって、第１流路と第２流路とは、伝熱性能の異なる材料によって構成されている。このため、例えば、第２流路を、第１流路を構成する材料よりも熱伝性能の高い材料で構成した場合、第１流路の熱交換効率よりも第２流路の熱交換効率を向上させることができる。したがって、外部空気流の下流側に位置する第２流路における熱交換量と、第１流路における熱交換量との差を小さくすることができる。

これによって、第１流路と第２流路とにおける単位流量当たりの熱交換量の差を小さくし、かつ、熱交換率を向上させることができる。

第９発明に係る凝縮器は、外部空気との間で熱交換を行う凝縮器であって、第１凝縮部と、第２凝縮部とを備えている。第１凝縮部は、複数の第１流路を有する。第１流路には、流体が流通する。第２凝縮部は、複数の第２流路を有する。第２流路には、流体が流通する。また、第２凝縮部は、第１凝縮部と外部空気の通過方向に並んで配置される。さらに、第１流路の流路面積は、第２流路の流路面積よりも大きくなるように形成されている。

第９発明に係る凝縮器では、第１流路の流路面積が第２流路の流路面積よりも大きくなるように形成されている。このため、第２流路よりも第１流路における圧力損失が小さくなり、第１流路内部を流れる流体の流量が第２流路内部を流れる流体の流量よりも多くなる。また、第２流路は第１流路よりも外部空気の通過方向の下流側に配置されているため、それぞれの流路を流れる流体とそれぞれの流路と接触する外部空気との温度差は、第２流路の方が第１流路よりも小さくなる。したがって、外部空気との温度差が第２流路よりも大きい第１流路における流体の凝縮量を増やすことができる。また、外部空気との温度差が第１流路よりも小さい第２流路において、第２流路内部を流れる流体を凝縮温度に到達させやすくすることができる。

これによって、第１流路と第２流路との単位流量当たりの外部空気との熱交換量の差を小さくすることができるため、通路維持手段を設けなくても凝縮効率を向上させることができる。

第１０発明に係る凝縮器は、外部空気との間で熱交換を行う凝縮器であって、第１凝縮部と第２凝縮部とを備えている。第１凝縮部は、複数の第１流路を有する。第１流路には、流体が流通する。第２凝縮部は、複数の第２流路を有する。第２流路には、流体が流通する。また、第２凝縮部は、第１凝縮部と外部空気の通過方向に並んで配置される。さらに、第２流路は、内部を流通する流体の流速が第１流路よりも遅くなるように、流体の流速を調整する流路調整部を含む。

第１０発明に係る凝縮器では、第２流路には、第１流路よりも流体の流速が遅くなるように内部を流れる流体の流速を調整する流路調整部が含まれる。例えば、流路調整部によって流速が調整されることで、第１流路内部を流れる流体の流量が第２流路内部を流れる流体の流量よりも多くなった場合、第１流路における圧力損失は第２流路における圧力損失よりも小さくなる。このため、第１流路内部を流れる流体の流量が第２流路内部を流れる流体の流量よりも多くなる。また、第２流路は第１流路よりも外部空気の通過方向の下流側に配置されているため、それぞれの流路を流れる流体とそれぞれの流路と接触する外部空気との温度差は、第２流路の方が第１流路よりも小さくなる。したがって、外部空気との温度差が第２流路よりも大きい第１流路における流体の凝縮量を増やすことができる。また、外部空気との温度差が第１流路よりも小さい第２流路において、第２流路内部を流れる流体を凝縮温度に到達させやすくすることができる。

これによって、第１流路と第２流路との単位流量当たりの外部空気との熱交換量の差を小さくすることができるため、通路維持手段を設けなくても凝縮効率を向上させることができる。

第１１発明に係る凝縮器は、外部空気との間で熱交換を行う凝縮器であって、第１凝縮部と第２凝縮部とを備えている。第１凝縮部は、複数の第１流路を有する。第１流路には、流体が流通する。第２凝縮部は、複数の第２流路を有する。第２流路には、流体が流通する。また、第２凝縮部は、第１凝縮部と外部空気の通過方向に並んで配置される。さらに、第１流路同士の間隔は、第２流路同士の間隔よりも大きくなるように配置されている。

第１１発明に係る凝縮器では、第１流路同士の間隔が、第２流路同士の間隔よりも大きくなるように配置されている。このため、例えば、第１流路同士と、第２流路同士とが等しい間隔になるように配置されている場合と比較して、第１凝縮部における熱交換量と第２凝縮部における熱交換量との差を小さくすることができる。したがって、熱交換効率を向上させることができる。

これによって、通路維持手段を設けなくても、凝縮効率を向上させることができる。

第１発明に係る凝縮器では、通路維持手段を設けなくても、凝縮効率を向上させることができる。

第２発明に係る凝縮器では、熱交換効率を向上させることができる。

第３発明に係る凝縮器では、第１流路と第２流路との単位流量当たりの外部空気との熱交換量の差を小さくすることができる。

第４発明に係る凝縮器では、第１流路と第２流路との単位流量当たりの外部空気との熱交換量の差を小さくすることができる。

第５発明に係る凝縮器では、熱交換効率を向上させることができる。

第６発明に係る凝縮器では、軽量化することができる。

第７発明に係る凝縮器では、凝縮効率を向上させることができる。

第８発明に係る凝縮器では、第１流路と第２流路とにおける単位流量当たりの熱交換量の差を小さくし、かつ、熱交換率を向上させることができる。

第９発明に係る凝縮器では、通路維持手段を設けなくても、凝縮効率を向上させることができる。

第１０発明に係る凝縮器では、通路維持手段を設けなくても、凝縮効率を向上させることができる。

第１１発明に係る凝縮器では、通路維持手段を設けなくても、凝縮効率を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る凝縮器を備える空気調和機の斜視図。 加湿ユニットの斜視図。 水車の分解斜視図。 除湿ユニットの斜視図。 凝縮器本体の下面図。 第１凝縮部の概念図。 本発明の実施形態に係る凝縮器の空気流路の断面図。 従来の凝縮器の空気流路の断面図。 本発明の変形例（Ｂ）における空気流路の断面図。 本発明の変形例（Ｂ）における空気流路の断面図。 本発明の変形例（Ｃ）における空気流路の断面図。

本発明の実施形態に係る凝縮器３９を備える空気調和機１の外観斜視図を図１に示す。この空気調和機１は、加湿機能、除湿機能及び空気清浄機能を有しており、加湿運転時は加湿機として、除湿運転時は除湿機として、空気清浄運転時は空気清浄機として働く。また、本実施形態では、この空気調和機１は、単一機能だけでなく、同時に複数の機能を組み合わせて稼働させることができる。この複数の組み合わせとは、例えば、空気清浄機能と除湿機能との組み合わせ、および、空気清浄機能と加湿機能との組み合わせのことである。

＜空気調和機の構成＞
空気調和機１は、図１に示すように、本体ケーシング１０と、送風機２と、除湿ユニット３と、加湿ユニット４と、空気清浄部５と、制御部６とを備えている。また、本実施形態では、ユーザーが容易に空気調和機１を移動させることができるように、本体ケーシング１０の下面（室内の床面と対向する面）に、キャスター（図示せず）が設けられている。

本体ケーシング１０は、略直方体形状であり、送風機２、除湿ユニット３、加湿ユニット４、空気清浄部５および制御部６等を収容している。また、本体ケーシング１０は、引き出し式の第１扉１０ａと、回動式の第２扉１０ｂとを有している。

送風機２は、本体ケーシング１０に収容されたとき、空気清浄部５とは反対側に配置されている。また、この空気調和機１を空気清浄部５側から視たときに、各内部部品は、空気清浄部５、除湿ユニット３、加湿ユニット４、送風機２の順で並んでいる。このため、送風機２が稼働されると、外部空気が空気清浄部５側から除湿ユニット３および加湿ユニット４を通過し送風機２に至る外部空気流Ａ１が形成される。

制御部６は、本体ケーシング１０の上部に配置されており、空気清浄部５、除湿ユニット３、加湿ユニット４および送風機２を制御する。

なお、図１では、加湿ユニット４の構成部品である、貯水容器４０、気化部４１および水車４２が加湿ユニット４から引き出されているが、運転時には、加湿ユニット４の所定位置に配置されている。

加湿ユニット４は、運転時において、除湿ユニット３の有する第２送風機３３の下方に重なるように配置されており、図２に示すように、主に、貯水容器４０、水車４２および気化部４１を有している。

貯水容器４０は、外部空気流Ａ１を流れる空気に与える水分の水源であり、図１に示すように、本体ケーシング１０に着脱可能に収容されている。具体的には、本体ケーシング１０の有する引き出し式の第１扉１０ａが引き出されることによって、貯水容器４０は本体ケーシング１０の開口１２から取り出される。さらに、図２に示すように、貯水容器４０の内側には上部が開いている軸受４０ａが設けられており、この軸受４０ａは後述する回転軸４２４を回転可能に支持する。また、貯水容器４０は、図１に示すように、ドレンパン４０ｂを有している。

水車４２は、図２および図３に示すように、車輪４２１と、車輪カバー４２２と、第２歯車４２３とを有しており、鉛直方向を含む面内で貯水容器４０の内側を回転可能である。

車輪４２１には、図３に示すように、一方の側面から反対側の側面に向かって窪む複数の凹部４２１ａが円を描くように形成されている。また、車輪４２１には、この凹部４２１ａの開口側を覆うように、後述する車輪カバー４２２が組み合わされている。車輪カバー４２２には、台形状の孔４２２ａが、車輪４２１の凹部４２１ａと対向する位置に円を描くように形成されている。この台形状の孔４２２ａの大きさは、凹部４２１ａの開口の半分程度である。このため、車輪４２１に車輪カバー４２２が組み合わされたとき、凹部４２１ａの開口は半分程度が開いた状態となる。第２歯車４２３は、後述する気化部４１の第１歯車４１１と噛み合う歯車であり、回転中心には、車輪４２１、車輪カバー４２２および第２歯車４２３が共有する回転軸４２４が設けられている。この回転軸４２４を同軸として、第２歯車４２３、車輪カバー４２２、車輪４２１が順に重ねて組み合わされている。なお、この回転軸４２４は、上述のように、貯水容器４０の軸受４０ａに回転可能に支持されている。このため、ユーザーは、貯水容器４０が本体ケーシング１０から引き出されたときに、水車４２を貯水容器４０から取り出して洗浄することができる。なお、貯水容器４０の底面から軸受４０ａの軸心までの高さは、貯水容器４０に溜められている水が最低水位のときであっても、水車４２の最下位置にある凹部４２１ａが水没するように設定されている。

気化部４１は、供給された水を気化させる部材であり、図２に示すように、水車４２に近接して配置されており、貯水容器４０の満水時の水位よりも上方に配置されている。また、気化部４１は、気化フィルタ４４と、第１歯車４１１とを有しており、水車４２と同様に、鉛直方向を含む面内で回転可能である。

第１歯車４１１は、図２に示すように、気化フィルタ４４の外周縁に固定されており、駆動部４３の駆動によって回転する駆動歯車４３１および第２歯車４２３と噛み合うことによって支持されている。また、駆動歯車４３１および第２歯車４２３は、第１歯車４１１の回転軸４２４よりも下方に位置し、気化部４１の鉛直中心線に対して互いに反対側に位置している。

このような構成によって、加湿ユニット４では、図２に示すように、駆動部４３が駆動することで、気化部４１および水車４２が鉛直方向を含む面内を回転する。水車４２が回転することによって、凹部４２１ａは貯水容器４０の水中を順番に通過して上昇する。凹部４２１ａが浸水すると台形状の孔４２２ａから凹部４２１ａの内部に水が入る。このため、凹部４２１ａが水中から出てきたとき、凹部４２１ａの内部は水で満たされている。そして、凹部４２１ａが最上位置に近づくにしたがって、凹部４２１ａ内部の水が台形状の孔４２２ａから流出し、凹部４２１ａが最上位置を通過したときに、ほぼ全ての水が流出する。このとき、水は、流出する際に重力によってある程度の勢いが付加されているので、凹部４２１ａと近接している気化部４１の側面に向かって流出する。

さらに、本体ケーシング１０の最上面には、図１に示すように、空気清浄運転、除湿運転および加湿運転を選択する選択パネル１１が設けられており、この選択パネル１１は制御部６と接続されている。

以下、除湿ユニットについて図を用いて説明する。

＜除湿ユニット＞
除湿ユニット３は、図４に示すように、吸着素子３１、ヒータ３２、第２送風機３３、凝縮器３９および排水口３８（図６参照）を有している。

吸着素子３１は、ハニカム構造体であり、ゼオライト粉末、バインダーおよび膨張剤を混合して練り上げた多孔質の材料によって円板状に成形されている。ここでいうバインダーとしては、例えば、変性ＰＰＥ、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂から選択されたものである。膨張剤は、ハニカム構造体の成形時に膨張することで、無数の気泡を形成させる。このため、吸着素子３１は、水分に対した高い吸着性を有している。

ヒータ３２は、吸着素子３１の背面側の一部に対抗して配置されている。このヒータ３２は、略扇形形状であって、吸着素子３１の背面側の６分の１程度を覆う位置に設けられている。

第２送風機３３は、吸着素子３１の上方部分から背面側に向けて突出するような形状を有している。ヒータ３２と第２送風機３３とは空気の流通ができるように凝縮器３９の有する第１送風管３４ａによって連絡されている。第２送風機３３が稼働することで空気流が形成され、空気は第１送付管３４ａ内を矢印で図示する方向に流れる。そして、ヒータ３２近傍に流れてきた空気は、そこで加熱されて高温空気となる。

凝縮器３９は、図４および図５に示すように、共通送風管３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄおよび凝縮器本体３０を有している。なお、凝縮器３９は、樹脂によって構成されている。

共通送風管３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは、図４に示すように、第１送風管３４ａ、第２送風管３４ｂ、第３送風管３４ｃおよび第４送風管３４ｄから構成される。ヒータ３２によって加熱された高温空気は、対向する吸着素子３１の背面側から吸着素子３１の厚み方向の正面側に向かって進み、吸着素子３１の正面側に流れる。ここで、吸着素子３１の領域のうち高温空気が通過した領域では、吸着素子３１が高温空気によって暖められることで、保持していた水分が、第２送風機３３による空気流れによって放出される。吸着素子３１を背面側から前面側に向けて通過した空気は、吸着素子３１から放出された水分を含むことにより、高温高湿空気となり、第２送風管３４ｂに進む。第２送風管３４ｂは、吸着素子３１の一部を正面側から覆うようにして形成された扇型形状部を含む。扇型形状部は、外形が正面視略扇型であって、上述したヒータ３２と共に吸着素子３１の同一部分を挟むような位置に設けられ、吸着素子３１の正面側の６分の１程度を覆っている。このため、第２送風管３４ｂは、吸着素子３１を通過してきた高温高湿空気の略全部を抵抗なく凝縮器本体３０に向かわせることができる。

第３送風管３４ｃは、図４に示すように、凝縮器本体３０と第４送風管３４ｄとの空気の流通ができるように、凝縮器本体３０と第４送風管３４ｄとを連絡している。なお、第３送風管３４ｃと凝縮器本体３０とは、図５および図６に示すように、第３送風管３４ｃが、後述する第１凝縮部３５、第２凝縮部３６および第３凝縮部３７のそれぞれが有する凝縮後空気流路３５ｃ，３６ｃ，３７ｃと接続されている。このため、第１凝縮部３５、第２凝縮部３６および第３凝縮部３７のそれぞれが有する凝縮後空気流路３５ｃ，３６ｃ，３７ｃを流れている水分を奪われた空気は、第３送風管３４ｃ内部で合流し、この合流した空気が第４送風管３４ｄへと導かれる。

第４送風管３４ｄは、第３送風管３４ｃと第２送風機３３とを連絡している。第３送風管３４ｃを通過してきた空気は、第４送風管３４ｄを通って第２送風機３３に吸い込まれる。

凝縮器本体３０は、ブロー成型によって成型される第１凝縮部３５、第２凝縮部３６および第３凝縮部３７から構成される。また、第１凝縮部３５、第２凝縮部３６および第３凝縮部３７は、図４および図５に示すように、外部空気の通過方向である外部空気流Ａ１に対して並んで配置されている。言い換えると、第３凝縮部３７は、第２凝縮部３６よりも外部空気流Ａ１の下流側に配置されており、第２凝縮部３６は第１凝縮部３５よりも外部空気流Ａ１の下流側に配置されている。さらに、第１凝縮部３５、第２凝縮部３６および第３凝縮部３７は、図７Ａに示すように、第１凝縮部３５の有する第１空気流路３５ｂ内部を流通する流体、第２凝縮部３６の有する第２空気流路３６ｂ内部を流通する流体、および、第３凝縮部３７の有する第３空気流路３７ｂ内部を流通する流体における単位流量当たりの外部空気とのそれぞれの熱交換量の差が小さくなるように、それぞれ所定の間隔（ここでは５ｍｍ）Ｓ１をあけて配置されている。なお、本実施形態では、第１凝縮部３５、第２凝縮部３６および第３凝縮部３７は、第１空気流路３５ｂ内部を流通する流体、第２空気流路３６ｂ内部を流通する流体、および、第３空気流路３７ｂ内部を流通する流体における単位流量当たりの外部空気とのそれぞれの熱交換量が等しくなるように、それぞれ所定の間隔Ｓ１をあけて配置されている。なお、従来の凝縮器では、図７Ｂに示すように、それぞれの凝縮部１３５，１３６，１３７同士が所定の間隔（ここでは２ｍｍ）Ｓ２をあけて配置されている。このため、図７Ａに示す本実施形態における第１凝縮部３５、第２凝縮部３６および第３凝縮部３７は、従来の凝縮部１３５，１３６，１３７と比較して、それぞれの間隔が大きくなるように配置されている。なお、凝縮部３５，３６，３７の構成は、同一であるので、第１凝縮部３５の構成のみを以下に説明する。

第１凝縮部３５は、第１凝縮部３５の概念図である図６に示すように、第１凝縮前空気流路３５ａと、第１空気流路３５ｂと、第１凝縮後空気流路３５ｃとを有する。第１凝縮前空気流路３５ａは、第２送風管３４ｂと接続されている。また、第１凝縮後空気流路３５ｃは、上述のように第３送風管３４ｃと接続されている。さらに、複数の第１空気流路３５ｂは、一直線上に配置されており、上端が第１凝縮前空気流路３５ａと下端が第１凝縮後空気流路３５ｃと接続されている。このため、第２送風管３４ｂを流れてきた高温高湿空気の一部が、第１凝縮前空気流路３５ａに流れ、複数の第１空気流路３５ｂから第１凝縮後空気流路３５ｃを通って、第３送風管３４ｃに流れる。また、図４において説明すると、第２送風管３４ｂから流れてくる高温高湿空気の一部が、第１凝縮前空気流路３５ａを通って、吸着素子３１の経方向外側に沿って正面視右側に導かれつつ、接続されている複数の第１空気流路３５ｂに分配される。そして、複数の第１空気流路３５ｂに分配された空気は、第１凝縮後空気流路３５ｃにおいて合流し、第３送風管３４ｃに導かれる。

また、第１空気流路３５ｂの断面形状は略直方体形状（ここでは、長辺ｗ１が１０ｍｍ、短辺ｗ２が８ｍｍ）を呈しており、その肉厚ｔ１が１±０．３ｍｍ程度となるように平滑に設けられている。さらに、第１空気流路３５ｂ同士は、所定の間隔（ここでは６ｍｍ）ｗ３で配置されている。このため、第１凝縮部３５を正面視した場合、図６に示すように、第１凝縮部３５には、外部空気流Ａ１と直交する方向に貫通する複数の第１開口３５ｄが存在する。この複数の第１開口３５ｄは、外部空気の通過する外部空気流Ａ１の一部となっている。また、第１空気流路３５ｂを流れる高温高湿空気は、第１空気流路３５ｂの内壁面に接触しながら流れている。このため、第１空気流路３５ｂと第１空気流路３５ｂとの間の第１開口３５ｄを通過する外部空気は、第１空気流路３５ｂの内部を流れる高温高湿空気との間で熱交換を行い、互いに混ざり合うことなく、第１空気流路３５ｂ内部を流れる空気から熱量を奪う。したがって、第１空気流路３５ｂの内壁面に接触した高温高湿の空気は冷却され、第１空気流路３５ｂの内壁面には結露が生じる。この結露水は、第１空気流路３５ｂ内部を下方に流れ落ち、鉛直方向に貫通した排水口３８（図６参照）を通じて、ドレンパン４０ｂを介して貯水容器４０へ流れ込む。なお、第１凝縮部３５においては、第２送風機３３によって、第２送風管３４ｂから第１凝縮前空気流路３５ａに向かう方向に空気流が生成されており、かつ、第１凝縮後空気流路３５ｃから第３送風管３４ｃに向かう方向に空気流が生成されている。このため、第２送風管３４ｂから流れてくる空気は、第１凝縮前空気流路３５ａから第１空気流路３５ｂそれぞれに均一に分配される。

また、除湿ユニット３は、駆動モータ（図示せず）を更に有している。駆動モータは、ピニオン歯車を有している。そして、吸着素子３１の外周には、ピニオン歯車と噛み合う従動歯車が設けられている。このため、駆動モータが稼働すると、ピニオン歯車と噛み合っている従動歯車に動力が伝わり、吸着素子３１が回転する。そして、吸着素子３１が回転しながら、本体ケーシング１０に吸い込まれた空気が外部空気流Ａ１を通過することで、吸着素子３１の一部を通過する。吸着素子３１は、この空気が吸着素子３１を通過する際に、通過しようとする空気中の水分を吸着して保持し、通過後の空気の水分を低減させる。そして、吸着素子３１が回転を続けることで、吸着素子３１のうち水分を保持している部分が、ヒータ３２と対向する位置にまで移動し、加熱される。これにより水分を保持していた吸着素子３１の一部は、保持していた水分をその場で放出し、ほとんど水分を保持していない状態となる。そして、吸着素子３１は、回転を続けることで、外部空気流Ａ１を通過してくる新たな空気と接触し、この新たな空気から水分を吸着して保持する。このようにして、吸着素子３１が回転することにより、水分の吸着と放出とを繰り返すことができる。

＜特徴＞
（１）
従来より、複数の流路内部を流れる空気と流路外部を流れる流体との間で熱交換を行わせることで、空気中の水分を凝縮させて空気を除湿することができる凝縮器が知られている。このような凝縮器には、空気中の水分の凝縮効率を向上させるために、流路の肉厚を薄くし、流路外部を流れる流体との熱交換効率を高めているものがある。例えば、特開２００２−７９０３９号公報に開示されている凝縮器では、連結通路管内を通過する空気を除湿するために、連結通路管の外部に冷却流体を流す除湿素子本体と、連結通路管の内面側または外面側に通路を維持するための通路維持手段とを備えている。この凝縮器では、通路維持手段を備えることによって、連結通路管内部を通る多湿空気の圧力、または、除湿素子本体の内部を通る冷却流体の圧力に変化があった場合でも、連結通路管の内部や除湿素子本体の内部を通る流体の通路が狭くなるおそれを減らしている。このため、連結通路管の肉厚を薄くすることができ、連結通路管内部を流れる空気との熱交換効率を高めることができる。これによって、凝縮効率を向上させている。

ところで、この凝縮器には、凝縮効率を向上させるために、通路維持手段が設けられている。

そこで、上記実施形態では、第１凝縮部３５、第２凝縮部３６および第３凝縮部３７が、第１凝縮部３５の有する第１空気流路３５ｂ内部を流通する流体、第２凝縮部３６の有する第２空気流路３６ｂ内部を流通する流体、および、第３凝縮部３７の有する第３空気流路３７ｂ内部を流通する流体における単位流量当たりの外部空気とのそれぞれの熱交換量が等しくなるように、配置されている。このため、例えば、第２空気流路および第３空気流路よりも第１空気流路内部を流通する流体の単位流量当たりの外部空気との熱交換量が大きい場合と比較して、第２空気流路３６ｂおよび第３空気流路３７ｂにおいて、それぞれの空気流路３６ｂ、３７ｂを流れる流体が凝縮温度に到達し難くなるおそれを減らすことができる。したがって、第２空気流路３６ｂおよび第３空気流路３７ｂにおける熱交換効率を向上させることができる。

これによって、通路維持手段を設けなくても、凝縮効率を向上させることができている。

また、第１凝縮部３５、第２凝縮部３６および第３凝縮部３７は、外部空気流Ａ１に対して並んで配置されているため、第１空気流路３５ｂ、第２空気流路３６ｂおよび第３空気流路３７ｂは、通過する外部空気と効率よく接触することができる。これによって、熱交換効率を向上させることができている。

（２）
上記実施形態では、第１凝縮部３５、第２凝縮部３６および第３凝縮部３７は、それぞれ所定の間隔（本実施形態では５ｍｍ）Ｓ１をあけて配置されている。このため、凝縮部１３５，１３６，１３７がそれぞれ所定の間隔（ここでは２ｍｍ）Ｓ２をあけて配置されている従来の凝縮器と比較して、第２凝縮部３６の有する第２空気流路３６ｂ、および、第３凝縮部３７の有する第３空気流路３７ｂにおける外部空気との接触面積を大きくすることができる。

これによって、熱交換効率を向上させることができている。

（３）
上記実施形態では、凝縮器３９は、樹脂によって構成されている。このため、凝縮器３９が金属によって構成させる場合と比較して、軽量化することができる。

＜変形例＞
（Ａ）
上記実施形態では、空気流路３５ｂ，３６ｂ，３７ｂ表面は平滑に設けられているが、第１空気流路のみ、または、第１空気流路および第２空気流路における外部空気と接触する表面を凹凸状に設けてもよい。凝縮部において、凹凸状の表面を形成することによって、外部空気との接触面積が大きくすることができ、熱交換効率を向上させることができる。

（Ｂ）
上記実施形態では、第１凝縮部３５、第２凝縮部３６および第３凝縮部３７がそれぞれ同様の構成である。このため、第１凝縮部３５、第２凝縮部３６および第３凝縮部３７のそれぞれが有する空気流路３５ｂ，３６ｂ、３７ｂは、同様の構成である。

これに代えて、それぞれの空気流路が、空気流路内部を流通する流体の単位流量当たりの外部空気との熱交換量の差が小さくなるように、形成されていてもよい。

例えば、図８に示すように、空気流路４３５ｂ，４３６ｂ，４３７ｂにおいて、それぞれの空気流路４３５ｂ，４３６ｂ，４３７ｂ内部を流れる流体の流速が異なるように、流路調整部４３６ｅ，４３７ｅが設けられていてもよい。具体的には、第１空気流路４３５ｂ、第２空気流路４３６ｂ、第３空気流路４３７ｂの順に流速が遅くなるように、第２凝縮前空気流路と第２空気流路４３６ｂとの接続部分、および、第３凝縮前空気流路と第３空気流路４３７ｂとの接続部分にオリフィス等の流路調整部４３６ｅ，４３７ｅが設けられている。このため、空気流路４３５ｂ，４３６ｂ，４３７ｂ内部を流れる流体の流量は、第１空気流路４３５ｂ、第２空気流路４３６ｂ、第３空気流路４３７ｂの順で小さくなる。また、空気流路４３５ｂ，４３６ｂ，４３７ｂは、図８に示すように、外部空気流Ａ１の通過方向に対して、第１空気流路４３５ｂ、第２空気流路４３６ｂ、第３空気流路４３７ｂの順に配置されている。このため、それぞれの空気流路４３５ｂ，４３６ｂ，４３７ｂ内部を流れる流体とそれぞれの空気流路４３５ｂ，４３６ｂ，４３７ｂと接触する外部空気との温度差は、第１空気流路４３５ｂが第２空気流路４３６ｂよりも大きく、第２空気流路４３６ｂが第３空気流路４３７ｂよりも大きくなる。したがって、第２空気流路４３６ｂおよび第３空気流路４３７ｂよりも外部空気との温度差の大きい第１空気流路４３５ｂ内部を流れる流体の凝縮量を多くすることができる。また、外部空気流Ａ１において下流側に位置する第２空気流路４３６ｂおよび第３空気流路４３７ｂにおいて、内部を流れる流体が凝縮温度に到達しやすくすることができる。

これによって、それぞれの空気流路４３５ｂ，４３６ｂ，４３７ｂにおける単位流量当たりの外部空気との熱交換量の差を小さくすることができる。

なお、図８において、符号４３５は第１凝縮部を示し、符号４３６は第２凝縮部を示し、符号４３７は第３凝縮部を示している。

また、例えば、それぞれの空気流路の流路面積が等しい場合、外部空気流Ａ１の上流側に位置する第１空気流路における熱交換量が、第１空気流路よりも外部空気流Ａ１の下流側に位置する第２空気流路および第３空気流路における熱交換量よりも大きくなることによって、第２空気流路および第３空気流路内部を流れる流体が凝縮温度に到達せず、第２空気流路および第３空気流路内部を流れる流体の凝縮が不十分になるおそれがある。

そこで、それぞれの空気流路内部５３５ｂ，５３６ｂ，５３７ｂを流れる流体の流量が異なるように、空気流路が形成されていてもよい。例えば、図９に示すように、第１空気流路５３５ｂ、第２空気流路５３６ｂおよび第３空気流路５３７ｂの順に流路面積が小さくなるように、それぞれの空気流路５３５ｂ，５３６ｂ，５３７ｂが形成されている場合、それぞれの空気流路５３５ｂ，５３６ｂ，５３７ｂ内部を流れる流体の流量は、第１空気流路５３５ｂ、第２空気流路５３６ｂ、第３空気流路５３７ｂの順に小さくなる。したがって、第２空気流路５３６ｂおよび第３空気流路５３７ｂよりも外部空気との温度差の大きい第１空気流路５３５ｂにおける流体の凝縮量を多くすることができる。また、外部空気流Ａ１において下流側に位置する第２空気流路５３６ｂおよび第３空気流路５３７ｂ内部を流れる流体を凝縮温度に到達させやすくすることができる。

これによって、それぞれの空気流路５３５ｂ，５３６ｂ，５３７ｂにおける単位流量当たりの外部空気との熱交換量の差を小さくすることができる。

なお、図９において、符号５３５は第１凝縮部を示し、符号５３６は第２凝縮部を示し、符号５３７は第３凝縮部を示している。

（Ｃ）
上記実施形態では、第１空気流路３５ｂ同士、第２空気流路３６ｂ同士、および第３空気流路３７ｂ同士は、それぞれ所定の間隔（本実施形態では６ｍｍ）ｗ３で配置されている。

これに代えて、空気流路内部を流通する流体の単位流量当たりの外部空気との熱交換量の差が小さくなるように、各凝縮部におけるそれぞれの流路同士の間隔が、各凝縮部によって異なるように配置にされてもよい。

例えば、図１０に示すように、第１空気流路６３５ｂ、第２空気流路６３６ｂ、第３空気流路６３７ｂの順にそれぞれの空気流路６３５ｂ，６３６ｂ，６３７ｂ同士の間隔が大きくなるように、凝縮部６３５，６３６，６３７が形成されている場合には、それぞれの凝縮部６３５，６３６，６３７の有する空気流路６３５ｂ，６３６ｂ，６３７ｂそれぞれの面積の和が、第１空気流路６３５ｂ、第２空気流路６３６ｂ、第３空気流路６３７ｂの順で小さくなる。このため、それぞれの凝縮部６３５，６３６，６３７における熱交換量の差を小さくすることができる。

これによって、熱交換効率を向上させることができる。

（Ｄ）
上記実施形態では、凝縮器３９が樹脂によって構成されているため、空気流路３５ｂ，３６ｂ，３７ｂは樹脂によって形成されている。

これに代えて、凝縮器本体における熱交換効率を更に向上させるために、空気流路が他の材料によって形成されていてもよい。

例えば、空気流路が金属（例えば、アルミ等）によって形成されている凝縮器では、空気流路が樹脂によって形成されている場合と比較して、凝縮部における熱交換効率を向上させることができる。

また、例えば、第１空気流路および第２空気流路を樹脂によって形成し、第３空気流路を熱伝性能の高い金属等によって形成してもよい。このような構成にすることによって、外部空気流Ａ１の下流側に位置する第３空気流路における熱交換量と、第１空気流路における熱交換量との差を小さくすることができる。

これによって、それぞれの凝縮器における熱交換率を向上させることができる。

本発明は、凝縮効率を向上させることができるため、凝縮器への適用が有効である。

３９ 凝縮器
４３６ｂ 第２空気流路（第１流路）
４３６ 第２凝縮部（第１凝縮部）
４３７ 第３凝縮部（第２凝縮部）
４３７ｂ 第３空気流路（第２流路）
３５，５３５，６３５ 第１凝縮部
３５ｂ，４３５ｂ，５３５ｂ，６３５ｂ 第１空気流路（第１流路）
３６，５３６，６３６ 第２凝縮部
３６ｂ，５３６ｂ，６３６ｂ 第２空気流路（第２流路）
４３６ｅ，４３７ｅ 流路調整部

特開２００２−７９０３９号公報

Claims (11)

1. 外部空気（Ａ１）との間で熱交換を行う凝縮器であって、
   流体が流通する複数の第１流路（３５ｂ，４３６ｂ，５３５ｂ，６３５ｂ）を有する第１凝縮部（３５，４３６，５３５，６３５）と、
   前記流体が流通する複数の第２流路（３６ｂ，４３７ｂ，５３６ｂ，６３６ｂ）を有し、前記第１凝縮部と前記外部空気の通過方向に並んで配置される第２凝縮部（３６，４３７，５３６，６３６）と、を備え、
   前記第１流路および前記第２流路は、それぞれの内部を流通する前記流体の単位流量当たりの前記外部空気との熱交換量の差が小さくなるように、配置されている、および／または、形成されている、
   凝縮器（３９）。
2. 複数の前記第１流路は、前記外部空気の通過方向に直交する方向に延びる第１直線上に並ぶように配置されており、
   複数の前記第２流路は、前記第１直線と平行な第２直線上に並ぶように配置されている、
   請求項１に記載の凝縮器。
3. 前記第１流路の流路面積は、前記第２流路の流路面積よりも大きい、
   請求項１または２に記載の凝縮器。
4. 前記第１流路および前記第２流路は、それぞれの内部を流通する前記流体の流速を調整する流路調整部（４３６ｅ，４３７ｅ）を有する、
   請求項１から３のいずれかに記載の凝縮器。
5. 前記第１流路同士の間隔は、前記第２流路同士の間隔よりも大きい、
   請求項２に記載の凝縮器。
6. 前記第１流路および前記第２流路は、樹脂によって構成されている、
   請求項１から５のいずれかに記載の凝縮器。
7. 前記第１流路および前記第２流路は、金属によって構成されている、
   請求項１から５のいずれかに記載の凝縮器。
8. 前記第１流路と前記第２流路とは、伝熱性能の異なる材料によって構成されている、
   請求項１から５のいずれかに記載の凝縮器。
9. 外部空気（Ａ１）との間で熱交換を行う凝縮器であって、
   流体が流通する複数の第１流路（５３５ｂ）を有する第１凝縮部（５３５）と、
   前記流体が流通する複数の第２流路（５３６ｂ）を有し、前記第１凝縮部と前記外部空気の通過方向に並んで配置される第２凝縮部（５３６）と、を備え、
   前記第１流路の流路面積は、前記第２流路の流路面積よりも大きくなるように形成されている、
   凝縮器。
10. 外部空気（Ａ１）との間で熱交換を行う凝縮器であって、
    流体が流通する複数の第１流路（４３６ｂ）を有する第１凝縮部（４３６）と、
    前記流体が流通する複数の第２流路（４３７ｂ）を有し、前記第１凝縮部と前記外部空気の通過方向に並んで配置される第２凝縮部（４３７）と、を備え、
    前記第２流路は、内部を流通する前記流体の流速が前記第１流路よりも遅くなるように前記流体の流速を調整する流路調整部（４３７ｅ）を含む、
    凝縮器。
11. 外部空気（Ａ１）との間で熱交換を行う凝縮器であって、
    流体が流通する複数の第１流路（６３５ｂ）を有する第１凝縮部（６３５）と、
    前記流体が流通する複数の第２流路（６３６ｂ）を有し、前記第１凝縮部と前記外部空気の通過方向に並んで配置される第２凝縮部（６３６）と、を備え、
    前記第１流路同士の間隔は、前記第２流路同士の間隔よりも大きくなるように配置されている、
    凝縮器。

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