JP2010002117A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができる熱交換器の提供。
【解決手段】熱交換器２０は、外殻部２３と第２流路部２４とが一体的に形成された第１部材２１と、第２部材２２とを備えている。外殻部２３は、内部に高温高湿空気を流す第１流路空間Ｓ１を有する。第２流路部２４は、第１流路空間Ｓ１を貫通しており、外部空気を流す第２流路空間Ｓ２を覆っている。第２部材２２は、第１流路空間Ｓ１を覆うように、第１部材２１に接合されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、熱交換器に関する。

従来より、被凝縮流体の流れる流路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被凝縮流体を冷却する樹脂製の熱交換器がある。例えば、上部水平管と、下部水平管と、複数の被凝縮流体通過管（流路に相当）とを有している凝縮器（熱交換器に相当）がある（特許文献１参照）。この凝縮器は、上部水平管に流れ込んだ被凝縮流体が、複数の被凝縮流体通過管を通過し、下部水平管に流れるように構成されている。また、この凝縮器には、隣接する被凝縮流体通過管の間に、熱交換される流体を通過させるための空間部が設けられている。このため、被凝縮流体通過管を流れる被凝縮流体と空間部を通過する流体との間で熱交換が行われる。このような構成によって、この凝縮器では、被凝縮流体を冷却している。
特開平１１−３０４３８９号公報

しかしながら、この凝縮器は、ブロー成形によって、上部水平管、下部水平管、および、複数の被凝縮流体通過管が一体的に形成されている。従来より、熱交換器が一体的に形成される場合、複雑な形状等を作成することが困難であるという問題がある。このため、熱交換効率等の機能性を高めるために複雑な形状の熱交換器を作成しようとする場合、作成コストが高くなるおそれがある。

そこで、本発明の課題は、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができる熱交換器を提供することにある。

第１発明に係る熱交換器は、外殻部と第２流路部とが一体的に形成された第１部材と、第２部材とを備えている。外殻部は、内部に第１流体を流す第１流路空間を有する。第２流路部は、第１流路空間を貫通しており、第２流体を流す第２流路空間を覆っている。第２部材は、第１流路空間を覆うように、第１部材に接合されている。

第１発明に係る熱交換器では、外殻部と第２流路部とが一体的に形成された第１部材と、第２部材とを備えている。このため、熱交換器全体が一体的に形成される場合と比較して、複雑な形状を容易に作成することができる。したがって、熱交換効率等の機能性を高めるために、複雑な形状の熱交換器を容易に作成することができる。

これによって、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができる。

第２発明に係る熱交換器は、第１発明の熱交換器であって、第２部材は、第２流体の流れ方向の上流側に配置されている。また、第２部材は、金属によって構成されている。このため、第２部材が樹脂によって構成されている場合と比較して、熱交換効率を向上させることができる。

第３発明に係る熱交換器は、第１発明または第２発明の熱交換器であって、第１部材は、樹脂によって構成されている。また、第１部材は、射出成形によって形成される。このため、ブロー成形によって形成される場合と比較して、複雑な形状を容易に形成することができる。

第４発明に係る熱交換器は、第１発明から第３発明のいずれかの熱交換器であって、第２流路部には、第２流体の流れ方向に直交する方向にフィンが設けられている。このため、フィンが設けられていない場合と比較して、第２流体の熱を第１流体に伝えやす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５発明に係る熱交換器は、第１発明から第４発明のいずれかの熱交換器であって、第２流路空間は、第１流路空間よりも大きくなるように構成されている。このため、第１流路空間を流れる第１流体の流量よりも、第２流路空間を流れる第２流体の流量を多くすることができる。

第６発明に係る空気調和機は、ヒータと、吸着素子と、送風機と、第１発明から第５発明のいずれかの熱交換器とを備えている。吸着素子は、空気から水分を吸着する。送風機は、ヒータによって温度上昇した高温空気を吸着素子に当てて、吸着素子から水分を放出させる。熱交換器は、吸着素子を通過した高温空気を内部に流す。

第６発明に係る空気調和機では、熱交換器が、吸着素子から水分を放出された高温空気を内部に流している。このため、例えば、第２流体が第１流体よりも低温である場合、熱交換器内部を流れる高湿の空気を効率よく凝縮させることができる。

これによって、効率よく空気を除湿することができる。

第１発明に係る熱交換器では、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができる。

第２発明に係る熱交換器では、熱交換効率を向上させることができる。

第３発明に係る熱交換器では、複雑な形状を容易に形成することができる。

第４発明に係る熱交換器では、熱交換効率を向上させることができる。

第５発明に係る熱交換器では、第２流路空間を流れる第２流体の流量を多くすることができる。

第６発明に係る空気調和機では、効率よく空気を除湿することができる。

本発明に係る熱交換器は、熱交換機内部を流れる流体である第１流体と外部を流れる流体である第２流体とを熱交換させるために用いられる多管式顕熱熱交換器である。以下に、本発明の実施形態に係る熱交換器２０を備える空気調和機１００について図１を用いて説明する。

＜空気調和機の構成＞
空気調和機１００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１００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１００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１００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１００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、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、ユーザーは、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、送風部３９および排水口２８（図５参照）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送風部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。

送風部３９は、図４に示すように、共通送風管３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄおよび熱交換器２０を有している。なお、送風部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、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。このため、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熱交換器２０に向かわせることができる。

第３送風管３４ｃは、熱交換器２０と第４送風管３４ｄとの空気の流通ができるように、熱交換器２０と第４送風管３４ｄとを連絡している。

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。

熱交換器２０は、正面から視た熱交換器２０の概念図である図５に示すように、第２送風管３４ｂと第３送風管３４ｃとを連絡している。このため、第２送風管３４ｂを流れてきた高温高湿空気が、後述する複数の第２流路部２４の外壁面と接触しながら第３送風管３４ｃに導かれる。なお、このとき、第２送風管３４ｂを流れてきた高温高湿空気が複数の第２流路部２４によって分配されることで複数の空気流路が形成されている。また、分配された空気は、合流して第３送風管３４ｃに導かれる。

また、熱交換器２０は、図６に示すように、射出成形によって形成される第１部材２１と第２部材２２とから構成されている。以下に、熱交換器２０の構成について説明する。

第１部材２１は、外殻部２３と、第２流路部２４とを備えている。外殻部２３は、主に、上面部２３ａと、側面部２３ｂと、底面部２３ｃと背面部２３ｄとから構成されており、図６における前側が開口した構造を呈している。また、上面部２３ａの面積は底面部２３ｃの面積よりも小さくなるように形成されている。このため、この熱交換器２０は、図５における上面部２３ａの左側端部と第２送風管３４ｂとが接続口２０ａで接続されており、上面部２３ａの右側端とが第３送風管３４ｃとが接続口２０ｂで接続されている構造となる。したがって、外殻部２３は、図５に示すように、第２送風管３４ｂから第３送風管３４ｃに流れる空気（第１流体に相当）を流す第１流路空間Ｓ１を有している。

また、第２流路部２４は、図６に示すように、円筒形状を呈しており、第１流路空間Ｓ１を貫通するように設けられている。また、第２流路部２４は、外部空気（第２流体に相当）の一部が通過する第２流路空間Ｓ２を覆っている。さらに、第２流路部２４同士は、所定の間隔で配置されている。なお、外殻部２３と第２流路部２４とは、一体的に形成されている。

第２部材２２は、第１部材２１の背面部２３ｄと略同一形状の板状部材であって、第２流路部２４と対向する位置に第２流路部２４の断面と略同一形状の開口２２ａが設けられている。また、第２部材２２は、第１流路空間Ｓ１を覆うように、第１部材２１に接合される。なお、第２流路空間Ｓ２は、第１流路空間Ｓ１よりも大きくなるように構成されている。

このような構成によって、熱交換器２０内部を流れる高温高湿空気は、第２流路部２４の外壁面に接触しながら流れる。このため、第２流路部２４内部を通過する外部空気は、熱交換器２０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、熱交換器２０内部を流れる空気から熱量を奪う。したがって、第２流路部２４の外壁面に接触した高温高湿の空気は冷却され、第２流路部２４の外壁面には結露が生じる。この結露水は、熱交換器２０内部を下方に流れ、鉛直方向に貫通した排水口２８を通じて、ドレンパン４０ｂを介して貯水容器４０に流れ込む。

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に吸い込まれた外部空気が吸着素子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、新たな外部空気と接触し、この新たな外部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、被凝縮流体の流れる流路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被凝縮流体を冷却する樹脂製の熱交換器がある。例えば、特開平１１−３０４３８９号公報に開示されている凝縮器（熱交換器に相当）では、上部水平管と、下部水平管と、複数の被凝縮流体通過管（流路に相当）とを有している。この凝縮器では、上部水平管に流れ込んだ被凝縮流体が、複数の被凝縮流体通過管を通過し、下部水平管に流れる。また、隣接する被凝縮流体通過管の間には、熱交換される流体を通過させるための空間部が設けられている。このため、被凝縮流体通過管を流れる被凝縮流体と空間部を通過する流体との間で熱交換が行われる。このような構成によって、この凝縮器では、被凝縮流体を冷却している。

しかしながら、この凝縮器は、ブロー成形によって、上部水平管、下部水平管、および、複数の被凝縮流体通過管が一体的に形成されている。従来より、凝縮器が一体的に形成される場合、複雑な形状等を作成することが困難であるという問題がある。このため、熱交換効率等の機能性を高めるために複雑な形状の凝縮器を作成しようとする場合、作成コストが高くなるおそれがある。

そこで、上記実施形態では、外殻部２３と第２流路部２４とが一体的に形成された第１部材２１と、第２部材２２とから熱交換器２０が構成されている。このため、熱交換器全体が一体的に形成される場合と比較して、複雑な形状を容易に作成することができる。したがって、熱交換効率等の機能性を高めるために、複雑な形状の熱交換器を容易に作成することができる。

これによって、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができている。

（２）
上記実施形態では、熱交換器２０を有する送風部３９は樹脂によって構成されている。また、熱交換器２０を構成する第１部材２１および第２部材２２は、射出成形によって形成される。このため、熱交換器がブロー成形によって形成される場合と比較して、複雑な形状を容易に形成することができている。

（３）
上記実施形態では、第２流路空間Ｓ２は、第１流路空間Ｓ１よりも大きくなるように構成されている。このため、第１流路空間Ｓ１を流れる高温高湿空気の流量よりも、第２流路空間Ｓ２を流れる外部空気の流量を多くすることができる。

これによって、第１流路空間Ｓ１を流れる高温高湿空気を効率よく凝縮させることができている。

また、第２流路空間Ｓ２を流れる外部空気の流量が多くても、圧力損失を抑制することができる。

（４）
上記実施形態では、第１流路空間Ｓ１を流れる流体は、第２送風管３４ｂを流れてきた高温高湿空気である。また、第２流路空間Ｓ２には、第１流路空間Ｓ１を流れる流体よりも温度の低い外部空気が流れている。このため、第１流路空間Ｓ１を流れる空気は、第２流路空間Ｓ２を流れる空気よりも高温となる。したがって、第１流路空間Ｓ１を流れる高温高湿空気を効率よく凝縮させることができている。

＜変形例＞
（Ａ）
上記実施形態では、熱交換器２０を構成する第１部材２１および第２部材２２は、樹脂によって形成されている。

これに代えて、外部空気流の上流側に配置される部材が金属によって構成されていてもよい。このような熱交換器の例として、第２部材が外部空気流の上流側に配置される場合について説明する。

熱交換器は、射出成形によって形成した樹脂製の第１部材と、金属材料（例えば、アルミ等）によって形成した第２部材とを接合することによって形成される。

この熱交換器では、このような構成によって、第２部材が樹脂によって構成されている場合と比較して、熱交換効率を向上させることができる。

（Ｂ）
上記実施形態では、第２流路部２４は円筒形状を呈している。この構成に加えて、第２流路部には、熱交換効率を向上させるためのフィンが設けられていてもよい。

例えば、図７に示すように、板状のフィン１２４ａが複数個（ここでは、８個）、第２流路部１２４の外壁面から外側へ延びるように放射状に接続されている。このため、このフィン１２４ａは、第２流路空間Ｓ２を流れる第２流体の流れ方向に直交する方向に設けられている。また、この複数のフィン１２４ａは、第２流路空間Ｓ２を流れる外部空気の熱を、第１流路空間を流れる高温高湿の空気に伝えることができる。このため、フィンが設けられていない熱交換器と比較して、熱交換効率を向上させることができる。

これによって、第１流体の凝縮効率を向上させることができる。

（Ｃ）
上記実施形態では、熱交換器２０は、第２送風管３４ｂを流れてきた空気が、複数の第２流路部２４の外壁面と接触しながら第３送風管３４ｃに導かれる。また、このとき、第２送風管３４ｂを流れてきた空気が複数の第２流路部２４によって分配されることで複数の空気流路が形成されている。

これに代えて、複数の空気流路が形成されている熱交換器であってもよい。

例えば、第２送風管と接続される凝縮前空気流路と、第３送風管と接続される凝縮後空気流路と、凝縮前空気流路および凝縮後空気流路と接続される複数の空気流路とを有する熱交換器では、第２送風管を流れてきた空気が、凝縮前空気流路、複数の空気流路、凝縮後空気流路の順に流れ、第２送風管に導かれる。また、この熱交換器では、凝縮前空気流路から流れてくる空気は、複数の空気流路を流れている間に熱量を奪われて冷却されるとともに水分が凝縮される。そして、冷却された空気は、凝縮後空気流路を通って、第３送風管に導かれる。

このような熱交換器では、複数の流路が設けられているため、複雑な構造となる。このため、部品点数等が多くなり、作成コストが大きくなるおそれがある。しかし、成形の方向を合わせた２つの部材によって熱交換器を構成することで、部品点数を減らすことができるため、作成コストを削減することができる。

（Ｄ）
上記実施形態では、熱交換器２０内部を流れる空気を冷却するために、外部空気が利用されている。

これに代えて、熱交換器内部を流れる空気を冷却するための流体として、吸着素子を通過した後の空気が利用されてもよい。この吸着素子は、通過する空気の温度が低いほど効率よく空気中の水分を吸着することができる。このため、このような熱交換器を備える空気調和機では、熱交換器内部を流れる空気を冷却した後の空気を吸着素子に通過させて除湿を行う空気調和機と比較して、より多くの空気中の水分を吸着素子に吸着させることができるため、除湿能力を高めることができる。

また、第２流路部通過後の空気を、熱交換器内部を流れる空気として利用してもよい。この場合、第２流路部を通過した空気は、熱交換器内部を流れる空気から熱量を奪っているため、外部空気と比較して高温となる。このため、第２流路部を通過した空気を、熱交換器内部を流れる空気として利用することで、ヒータの熱量を抑えることができる。

本発明の熱交換器は、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができる。このため、熱交換器への適用が有効である。

本発明の実施形態に係る熱交換器を備える空気調和機の斜視図。 加湿ユニットの斜視図（ドレンパンは省略）。 水車の分解図。 除湿ユニットの斜視図。 熱交換器の概念図。 第１部材および第２部材の概念図。 本発明の変形例（Ｂ）における第２流路部の断面図。

符号の説明

２０ 熱交換器
２１ 第１部材
２２ 第２部材
２３ 外殻部
２４ 第２流路部
３１ 吸着素子
３２ ヒータ
３３ 第２送風機（送風機）
１００ 空気調和機
Ｓ１ 第１流路空間
Ｓ２ 第２流路空間

本発明は、熱交換器に関する。

従来より、被凝縮流体の流れる流路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被凝縮流体を冷却する樹脂製の熱交換器がある。例えば、特許文献１（特開平１１−３０４３８９号公報）に開示されている凝縮器（熱交換器に相当）は、上部水平管と、下部水平管と、複数の被凝縮流体通過管（流路に相当）とを有している。この凝縮器は、上部水平管に流れ込んだ被凝縮流体が、複数の被凝縮流体通過管を通過し、下部水平管に流れるように構成されている。また、この凝縮器には、隣接する被凝縮流体通過管の間に、熱交換される流体を通過させるための空間部が設けられている。このため、被凝縮流体通過管を流れる被凝縮流体と空間部を通過する流体との間で熱交換が行われる。このような構成によって、この凝縮器では、被凝縮流体を冷却している。
特開平１１−３０４３８９号公報

しかしながら、この凝縮器は、ブロー成形によって、上部水平管、下部水平管、および、複数の被凝縮流体通過管が一体的に形成されている。従来より、熱交換器が一体的に形成される場合、複雑な形状等を作成することが困難であるという問題がある。このため、熱交換効率等の機能性を高めるために複雑な形状の熱交換器を作成しようとする場合、作成コストが高くなるおそれがある。

そこで、本発明の課題は、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができる熱交換器を提供することにある。

第１発明に係る熱交換器は、外殻部と第２流路部とが一体的に形成された第１部材と、第２部材とを備えている。外殻部は、内部に第１流体を流す第１流路空間を有する。第２流路部は、第１流路空間を貫通しており、第２流体を流す第２流路空間を覆っている。第２部材は、第１流路空間を覆うように、第１部材に接合されている。

第１発明に係る熱交換器では、外殻部と第２流路部とが一体的に形成された第１部材と、第２部材とを備えている。このため、熱交換器全体が一体的に形成される場合と比較して、複雑な形状を容易に作成することができる。したがって、熱交換効率等の機能性を高めるために、複雑な形状の熱交換器を容易に作成することができる。

これによって、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができる。

第２発明に係る熱交換器は、第１発明の熱交換器であって、第２部材は、第２流体の流れ方向の上流側に配置されている。また、第２部材は、金属によって構成されている。このため、第２部材が樹脂によって構成されている場合と比較して、熱交換効率を向上させることができる。

第３発明に係る熱交換器は、第１発明または第２発明の熱交換器であって、第１部材は、樹脂によって構成されている。また、第１部材は、射出成形によって形成される。このため、ブロー成形によって形成される場合と比較して、複雑な形状を容易に形成することができる。

第４発明に係る熱交換器は、第１発明から第３発明のいずれかの熱交換器であって、第２流路部には、第２流体の流れ方向に直交する方向にフィンが設けられている。このため、フィンが設けられていない場合と比較して、第２流体の熱を第１流体に伝えやす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５発明に係る熱交換器は、第１発明から第４発明のいずれかの熱交換器であって、第２流路空間は、第１流路空間よりも大きくなるように構成されている。このため、第１流路空間を流れる第１流体の流量よりも、第２流路空間を流れる第２流体の流量を多くすることができる。

第６発明に係る熱交換器は、第１発明から第５発明のいずれかの熱交換器であって、第１流体は第２流体よりも温度の高い流体である。このため、この熱交換器では、第１流路空間を流れる第１流体が第２流路空間を流れる第２流体よりも高温となる。したがって、第１流路空間を流れる流体を効率よく凝縮させることができる。

第７発明に係る空気調和機は、ヒータと、吸着素子と、送風機と、第１発明から第６発明のいずれかの熱交換器とを備えている。吸着素子は、空気から水分を吸着する。送風機は、ヒータによって温度上昇した高温空気を吸着素子に当てて、吸着素子から水分を放出させる。熱交換器は、吸着素子を通過した高温空気を内部に流す。

第７発明に係る空気調和機では、熱交換器が、吸着素子から水分を放出された高温空気を内部に流している。このため、例えば、第２流体が第１流体よりも低温である場合、熱交換器内部を流れる高湿の空気を効率よく凝縮させることができる。

これによって、効率よく空気を除湿することができる。

第１発明に係る熱交換器では、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができる。

第２発明に係る熱交換器では、熱交換効率を向上させることができる。

第３発明に係る熱交換器では、複雑な形状を容易に形成することができる。

第４発明に係る熱交換器では、熱交換効率を向上させることができる。

第５発明に係る熱交換器では、第２流路空間を流れる第２流体の流量を多くすることができる。

第６発明に係る熱交換器では、第１流路空間を流れる流体を効率よく凝縮させることができる。

第７発明に係る空気調和機では、効率よく空気を除湿することができる。

本発明に係る熱交換器は、熱交換機内部を流れる流体である第１流体と外部を流れる流体である第２流体とを熱交換させるために用いられる多管式顕熱熱交換器である。以下に、本発明の実施形態に係る熱交換器２０を備える空気調和機１００について図１を用いて説明する。

＜空気調和機の構成＞
空気調和機１００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１００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１００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１００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１００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、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、ユーザーは、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、送風部３９および排水口２８（図５参照）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送風部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。

送風部３９は、図４に示すように、共通送風管３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄおよび熱交換器２０を有している。なお、送風部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、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。このため、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熱交換器２０に向かわせることができる。

第３送風管３４ｃは、熱交換器２０と第４送風管３４ｄとの空気の流通ができるように、熱交換器２０と第４送風管３４ｄとを連絡している。

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。

熱交換器２０は、正面から視た熱交換器２０の概念図である図５に示すように、第２送風管３４ｂと第３送風管３４ｃとを連絡している。このため、第２送風管３４ｂを流れてきた高温高湿空気が、後述する複数の第２流路部２４の外壁面と接触しながら第３送風管３４ｃに導かれる。なお、このとき、第２送風管３４ｂを流れてきた高温高湿空気が複数の第２流路部２４によって分配されることで複数の空気流路が形成されている。また、分配された空気は、合流して第３送風管３４ｃに導かれる。

また、熱交換器２０は、図６に示すように、射出成形によって形成される第１部材２１と第２部材２２とから構成されている。以下に、熱交換器２０の構成について説明する。

第１部材２１は、外殻部２３と、第２流路部２４とを備えている。外殻部２３は、主に、上面部２３ａと、側面部２３ｂと、底面部２３ｃと背面部２３ｄとから構成されており、図６における前側が開口した構造を呈している。また、上面部２３ａの面積は底面部２３ｃの面積よりも小さくなるように形成されている。このため、この熱交換器２０は、図５における上面部２３ａの左側端部と第２送風管３４ｂとが接続口２０ａで接続されており、上面部２３ａの右側端とが第３送風管３４ｃとが接続口２０ｂで接続されている構造となる。したがって、外殻部２３は、図５に示すように、第２送風管３４ｂから第３送風管３４ｃに流れる空気（第１流体に相当）を流す第１流路空間Ｓ１を有している。

また、第２流路部２４は、図６に示すように、円筒形状を呈しており、第１流路空間Ｓ１を貫通するように設けられている。また、第２流路部２４は、外部空気（第２流体に相当）の一部が通過する第２流路空間Ｓ２を覆っている。さらに、第２流路部２４同士は、所定の間隔で配置されている。なお、外殻部２３と第２流路部２４とは、一体的に形成されている。

第２部材２２は、第１部材２１の背面部２３ｄと略同一形状の板状部材であって、第２流路部２４と対向する位置に第２流路部２４の断面と略同一形状の開口２２ａが設けられている。また、第２部材２２は、第１流路空間Ｓ１を覆うように、第１部材２１に接合される。なお、第２流路空間Ｓ２は、第１流路空間Ｓ１よりも大きくなるように構成されている。

このような構成によって、熱交換器２０内部を流れる高温高湿空気は、第２流路部２４の外壁面に接触しながら流れる。このため、第２流路部２４内部を通過する外部空気は、熱交換器２０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、熱交換器２０内部を流れる空気から熱量を奪う。したがって、第２流路部２４の外壁面に接触した高温高湿の空気は冷却され、第２流路部２４の外壁面には結露が生じる。この結露水は、熱交換器２０内部を下方に流れ、鉛直方向に貫通した排水口２８を通じて、ドレンパン４０ｂを介して貯水容器４０に流れ込む。

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に吸い込まれた外部空気が吸着素子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、新たな外部空気と接触し、この新たな外部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、被凝縮流体の流れる流路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被凝縮流体を冷却する樹脂製の熱交換器がある。例えば、特開平１１−３０４３８９号公報に開示されている凝縮器（熱交換器に相当）では、上部水平管と、下部水平管と、複数の被凝縮流体通過管（流路に相当）とを有している。この凝縮器では、上部水平管に流れ込んだ被凝縮流体が、複数の被凝縮流体通過管を通過し、下部水平管に流れる。また、隣接する被凝縮流体通過管の間には、熱交換される流体を通過させるための空間部が設けられている。このため、被凝縮流体通過管を流れる被凝縮流体と空間部を通過する流体との間で熱交換が行われる。このような構成によって、この凝縮器では、被凝縮流体を冷却している。

しかしながら、この凝縮器は、ブロー成形によって、上部水平管、下部水平管、および、複数の被凝縮流体通過管が一体的に形成されている。従来より、凝縮器が一体的に形成される場合、複雑な形状等を作成することが困難であるという問題がある。このため、熱交換効率等の機能性を高めるために複雑な形状の凝縮器を作成しようとする場合、作成コストが高くなるおそれがある。

そこで、上記実施形態では、外殻部２３と第２流路部２４とが一体的に形成された第１部材２１と、第２部材２２とから熱交換器２０が構成されている。このため、熱交換器全体が一体的に形成される場合と比較して、複雑な形状を容易に作成することができる。したがって、熱交換効率等の機能性を高めるために、複雑な形状の熱交換器を容易に作成することができる。

これによって、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができている。

（２）
上記実施形態では、熱交換器２０を有する送風部３９は樹脂によって構成されている。また、熱交換器２０を構成する第１部材２１および第２部材２２は、射出成形によって形成される。このため、熱交換器がブロー成形によって形成される場合と比較して、複雑な形状を容易に形成することができている。

（３）
上記実施形態では、第２流路空間Ｓ２は、第１流路空間Ｓ１よりも大きくなるように構成されている。このため、第１流路空間Ｓ１を流れる高温高湿空気の流量よりも、第２流路空間Ｓ２を流れる外部空気の流量を多くすることができる。

これによって、第１流路空間Ｓ１を流れる高温高湿空気を効率よく凝縮させることができている。

また、第２流路空間Ｓ２を流れる外部空気の流量が多くても、圧力損失を抑制することができる。

（４）
上記実施形態では、第１流路空間Ｓ１を流れる流体は、第２送風管３４ｂを流れてきた高温高湿空気である。また、第２流路空間Ｓ２には、第１流路空間Ｓ１を流れる流体よりも温度の低い外部空気が流れている。このため、第１流路空間Ｓ１を流れる空気は、第２流路空間Ｓ２を流れる空気よりも高温となる。したがって、第１流路空間Ｓ１を流れる高温高湿空気を効率よく凝縮させることができている。

＜変形例＞
（Ａ）
上記実施形態では、熱交換器２０を構成する第１部材２１および第２部材２２は、樹脂によって形成されている。

これに代えて、外部空気流の上流側に配置される部材が金属によって構成されていてもよい。このような熱交換器の例として、第２部材が外部空気流の上流側に配置される場合について説明する。

熱交換器は、射出成形によって形成した樹脂製の第１部材と、金属材料（例えば、アルミ等）によって形成した第２部材とを接合することによって形成される。

この熱交換器では、このような構成によって、第２部材が樹脂によって構成されている場合と比較して、熱交換効率を向上させることができる。

（Ｂ）
上記実施形態では、第２流路部２４は円筒形状を呈している。この構成に加えて、第２流路部には、熱交換効率を向上させるためのフィンが設けられていてもよい。

例えば、図７に示すように、板状のフィン１２４ａが複数個（ここでは、８個）、第２流路部１２４の外壁面から外側へ延びるように放射状に接続されている。このため、このフィン１２４ａは、第２流路空間Ｓ２を流れる第２流体の流れ方向に直交する方向に設けられている。また、この複数のフィン１２４ａは、第２流路空間Ｓ２を流れる外部空気の熱を、第１流路空間を流れる高温高湿の空気に伝えることができる。このため、フィンが設けられていない熱交換器と比較して、熱交換効率を向上させることができる。

これによって、第１流体の凝縮効率を向上させることができる。

（Ｃ）
上記実施形態では、熱交換器２０は、第２送風管３４ｂを流れてきた空気が、複数の第２流路部２４の外壁面と接触しながら第３送風管３４ｃに導かれる。また、このとき、第２送風管３４ｂを流れてきた空気が複数の第２流路部２４によって分配されることで複数の空気流路が形成されている。

これに代えて、複数の空気流路が形成されている熱交換器であってもよい。

例えば、第２送風管と接続される凝縮前空気流路と、第３送風管と接続される凝縮後空気流路と、凝縮前空気流路および凝縮後空気流路と接続される複数の空気流路とを有する熱交換器では、第２送風管を流れてきた空気が、凝縮前空気流路、複数の空気流路、凝縮後空気流路の順に流れ、第２送風管に導かれる。また、この熱交換器では、凝縮前空気流路から流れてくる空気は、複数の空気流路を流れている間に熱量を奪われて冷却されるとともに水分が凝縮される。そして、冷却された空気は、凝縮後空気流路を通って、第３送風管に導かれる。

このような熱交換器では、複数の流路が設けられているため、複雑な構造となる。このため、部品点数等が多くなり、作成コストが大きくなるおそれがある。しかし、成形の方向を合わせた２つの部材によって熱交換器を構成することで、部品点数を減らすことができるため、作成コストを削減することができる。

（Ｄ）
上記実施形態では、熱交換器２０内部を流れる空気を冷却するために、外部空気が利用されている。

これに代えて、熱交換器内部を流れる空気を冷却するための流体として、吸着素子を通過した後の空気が利用されてもよい。この吸着素子は、通過する空気の温度が低いほど効率よく空気中の水分を吸着することができる。このため、このような熱交換器を備える空気調和機では、熱交換器内部を流れる空気を冷却した後の空気を吸着素子に通過させて除湿を行う空気調和機と比較して、より多くの空気中の水分を吸着素子に吸着させることができるため、除湿能力を高めることができる。

また、第２流路部通過後の空気を、熱交換器内部を流れる空気として利用してもよい。この場合、第２流路部を通過した空気は、熱交換器内部を流れる空気から熱量を奪っているため、外部空気と比較して高温となる。このため、第２流路部を通過した空気を、熱交換器内部を流れる空気として利用することで、ヒータの熱量を抑えることができる。

本発明の熱交換器は、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができる。このため、熱交換器への適用が有効である。

本発明の実施形態に係る熱交換器を備える空気調和機の斜視図。 加湿ユニットの斜視図（ドレンパンは省略）。 水車の分解図。 除湿ユニットの斜視図。 熱交換器の概念図。 第１部材および第２部材の概念図。 本発明の変形例（Ｂ）における第２流路部の断面図。

２０ 熱交換器
２１ 第１部材
２２ 第２部材
２３ 外殻部
２４ 第２流路部
３１ 吸着素子
３２ ヒータ
３３ 第２送風機（送風機）
１００ 空気調和機
Ｓ１ 第１流路空間
Ｓ２ 第２流路空間

本発明は、熱交換器に関する。

従来より、被凝縮流体の流れる流路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被凝縮流体を冷却する樹脂製の熱交換器がある。例えば、特許文献１（特開平１１−３０４３８９号公報）に開示されている凝縮器（熱交換器に相当）は、上部水平管と、下部水平管と、複数の被凝縮流体通過管（流路に相当）とを有している。この凝縮器は、上部水平管に流れ込んだ被凝縮流体が、複数の被凝縮流体通過管を通過し、下部水平管に流れるように構成されている。また、この凝縮器には、隣接する被凝縮流体通過管の間に、熱交換される流体を通過させるための空間部が設けられている。このため、被凝縮流体通過管を流れる被凝縮流体と空間部を通過する流体との間で熱交換が行われる。このような構成によって、この凝縮器では、被凝縮流体を冷却している。
特開平１１−３０４３８９号公報

しかしながら、この凝縮器は、ブロー成形によって、上部水平管、下部水平管、および、複数の被凝縮流体通過管が一体的に形成されている。従来より、熱交換器が一体的に形成される場合、複雑な形状等を作成することが困難であるという問題がある。このため、熱交換効率等の機能性を高めるために複雑な形状の熱交換器を作成しようとする場合、作成コストが高くなるおそれがある。

そこで、本発明の課題は、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができる熱交換器を提供することにある。

第１発明に係る熱交換器は、外殻部と第２流路部とが一体的に形成された第１部材と、第２部材とを備えている。外殻部は、内部に第１流体を流す第１流路空間を有する。第２流路部は、第１流路空間を貫通しており、第２流体を流す第２流路空間を覆っている。第２部材は、第１流路空間を覆うように、第１部材に接合されている。また、第２部材は、第１部材とは別部材である。

第１発明に係る熱交換器では、外殻部と第２流路部とが一体的に形成された第１部材と、第２部材とを備えている。このため、熱交換器全体が一体的に形成される場合と比較して、複雑な形状を容易に作成することができる。したがって、熱交換効率等の機能性を高めるために、複雑な形状の熱交換器を容易に作成することができる。

これによって、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができる。

第２発明に係る熱交換器は、第１発明の熱交換器であって、第２部材は、第２流体の流れ方向の上流側に配置されている。また、第２部材は、金属によって構成されている。このため、第２部材が樹脂によって構成されている場合と比較して、熱交換効率を向上させることができる。

第３発明に係る熱交換器は、第１発明または第２発明の熱交換器であって、第１部材は、樹脂によって構成されている。また、第１部材は、射出成形によって形成される。このため、ブロー成形によって形成される場合と比較して、複雑な形状を容易に形成することができる。

第４発明に係る熱交換器は、第１発明から第３発明のいずれかの熱交換器であって、第２流路部には、第２流体の流れ方向に直交する方向にフィンが設けられている。このため、フィンが設けられていない場合と比較して、第２流体の熱を第１流体に伝えやす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５発明に係る熱交換器は、第１発明から第４発明のいずれかの熱交換器であって、第２流路空間は、第１流路空間よりも大きくなるように構成されている。このため、第１流路空間を流れる第１流体の流量よりも、第２流路空間を流れる第２流体の流量を多くすることができる。

第６発明に係る熱交換器は、第１発明から第５発明のいずれかの熱交換器であって、第１流体は第２流体よりも温度の高い流体である。このため、この熱交換器では、第１流路空間を流れる第１流体が第２流路空間を流れる第２流体よりも高温となる。したがって、第１流路空間を流れる流体を効率よく凝縮させることができる。

第７発明に係る空気調和機は、ヒータと、吸着素子と、送風機と、第１発明から第６発明のいずれかの熱交換器とを備えている。吸着素子は、空気から水分を吸着する。送風機は、ヒータによって温度上昇した高温空気を吸着素子に当てて、吸着素子から水分を放出させる。熱交換器は、吸着素子を通過した高温空気を内部に流す。

第７発明に係る空気調和機では、熱交換器が、吸着素子から水分を放出された高温空気を内部に流している。このため、例えば、第２流体が第１流体よりも低温である場合、熱交換器内部を流れる高湿の空気を効率よく凝縮させることができる。

これによって、効率よく空気を除湿することができる。

第１発明に係る熱交換器では、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができる。

第２発明に係る熱交換器では、熱交換効率を向上させることができる。

第３発明に係る熱交換器では、複雑な形状を容易に形成することができる。

第４発明に係る熱交換器では、熱交換効率を向上させることができる。

第５発明に係る熱交換器では、第２流路空間を流れる第２流体の流量を多くすることができる。

第６発明に係る熱交換器では、第１流路空間を流れる流体を効率よく凝縮させることができる。

第７発明に係る空気調和機では、効率よく空気を除湿することができる。

本発明に係る熱交換器は、熱交換機内部を流れる流体である第１流体と外部を流れる流体である第２流体とを熱交換させるために用いられる多管式顕熱熱交換器である。以下に、本発明の実施形態に係る熱交換器２０を備える空気調和機１００について図１を用いて説明する。

＜空気調和機の構成＞
空気調和機１００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１００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１００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１００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１００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、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、ユーザーは、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、送風部３９および排水口２８（図５参照）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送風部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。

送風部３９は、図４に示すように、共通送風管３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄおよび熱交換器２０を有している。なお、送風部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、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。このため、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熱交換器２０に向かわせることができる。

第３送風管３４ｃは、熱交換器２０と第４送風管３４ｄとの空気の流通ができるように、熱交換器２０と第４送風管３４ｄとを連絡している。

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。

熱交換器２０は、正面から視た熱交換器２０の概念図である図５に示すように、第２送風管３４ｂと第３送風管３４ｃとを連絡している。このため、第２送風管３４ｂを流れてきた高温高湿空気が、後述する複数の第２流路部２４の外壁面と接触しながら第３送風管３４ｃに導かれる。なお、このとき、第２送風管３４ｂを流れてきた高温高湿空気が複数の第２流路部２４によって分配されることで複数の空気流路が形成されている。また、分配された空気は、合流して第３送風管３４ｃに導かれる。

また、熱交換器２０は、図６に示すように、射出成形によって形成される第１部材２１と第２部材２２とから構成されている。以下に、熱交換器２０の構成について説明する。

第１部材２１は、外殻部２３と、第２流路部２４とを備えている。外殻部２３は、主に、上面部２３ａと、側面部２３ｂと、底面部２３ｃと背面部２３ｄとから構成されており、図６における前側が開口した構造を呈している。また、上面部２３ａの面積は底面部２３ｃの面積よりも小さくなるように形成されている。このため、この熱交換器２０は、図５における上面部２３ａの左側端部と第２送風管３４ｂとが接続口２０ａで接続されており、上面部２３ａの右側端とが第３送風管３４ｃとが接続口２０ｂで接続されている構造となる。したがって、外殻部２３は、図５に示すように、第２送風管３４ｂから第３送風管３４ｃに流れる空気（第１流体に相当）を流す第１流路空間Ｓ１を有している。

また、第２流路部２４は、図６に示すように、円筒形状を呈しており、第１流路空間Ｓ１を貫通するように設けられている。また、第２流路部２４は、外部空気（第２流体に相当）の一部が通過する第２流路空間Ｓ２を覆っている。さらに、第２流路部２４同士は、所定の間隔で配置されている。なお、外殻部２３と第２流路部２４とは、一体的に形成されている。

第２部材２２は、第１部材２１の背面部２３ｄと略同一形状の板状部材であって、第２流路部２４と対向する位置に第２流路部２４の断面と略同一形状の開口２２ａが設けられている。また、第２部材２２は、第１流路空間Ｓ１を覆うように、第１部材２１に接合される。なお、第２流路空間Ｓ２は、第１流路空間Ｓ１よりも大きくなるように構成されている。

このような構成によって、熱交換器２０内部を流れる高温高湿空気は、第２流路部２４の外壁面に接触しながら流れる。このため、第２流路部２４内部を通過する外部空気は、熱交換器２０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、熱交換器２０内部を流れる空気から熱量を奪う。したがって、第２流路部２４の外壁面に接触した高温高湿の空気は冷却され、第２流路部２４の外壁面には結露が生じる。この結露水は、熱交換器２０内部を下方に流れ、鉛直方向に貫通した排水口２８を通じて、ドレンパン４０ｂを介して貯水容器４０に流れ込む。

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に吸い込まれた外部空気が吸着素子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、新たな外部空気と接触し、この新たな外部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、被凝縮流体の流れる流路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被凝縮流体を冷却する樹脂製の熱交換器がある。例えば、特開平１１−３０４３８９号公報に開示されている凝縮器（熱交換器に相当）では、上部水平管と、下部水平管と、複数の被凝縮流体通過管（流路に相当）とを有している。この凝縮器では、上部水平管に流れ込んだ被凝縮流体が、複数の被凝縮流体通過管を通過し、下部水平管に流れる。また、隣接する被凝縮流体通過管の間には、熱交換される流体を通過させるための空間部が設けられている。このため、被凝縮流体通過管を流れる被凝縮流体と空間部を通過する流体との間で熱交換が行われる。このような構成によって、この凝縮器では、被凝縮流体を冷却している。

しかしながら、この凝縮器は、ブロー成形によって、上部水平管、下部水平管、および、複数の被凝縮流体通過管が一体的に形成されている。従来より、凝縮器が一体的に形成される場合、複雑な形状等を作成することが困難であるという問題がある。このため、熱交換効率等の機能性を高めるために複雑な形状の凝縮器を作成しようとする場合、作成コストが高くなるおそれがある。

そこで、上記実施形態では、外殻部２３と第２流路部２４とが一体的に形成された第１部材２１と、第２部材２２とから熱交換器２０が構成されている。このため、熱交換器全体が一体的に形成される場合と比較して、複雑な形状を容易に作成することができる。したがって、熱交換効率等の機能性を高めるために、複雑な形状の熱交換器を容易に作成することができる。

これによって、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができている。

（２）
上記実施形態では、熱交換器２０を有する送風部３９は樹脂によって構成されている。また、熱交換器２０を構成する第１部材２１および第２部材２２は、射出成形によって形成される。このため、熱交換器がブロー成形によって形成される場合と比較して、複雑な形状を容易に形成することができている。

（３）
上記実施形態では、第２流路空間Ｓ２は、第１流路空間Ｓ１よりも大きくなるように構成されている。このため、第１流路空間Ｓ１を流れる高温高湿空気の流量よりも、第２流路空間Ｓ２を流れる外部空気の流量を多くすることができる。

これによって、第１流路空間Ｓ１を流れる高温高湿空気を効率よく凝縮させることができている。

また、第２流路空間Ｓ２を流れる外部空気の流量が多くても、圧力損失を抑制することができる。

（４）
上記実施形態では、第１流路空間Ｓ１を流れる流体は、第２送風管３４ｂを流れてきた高温高湿空気である。また、第２流路空間Ｓ２には、第１流路空間Ｓ１を流れる流体よりも温度の低い外部空気が流れている。このため、第１流路空間Ｓ１を流れる空気は、第２流路空間Ｓ２を流れる空気よりも高温となる。したがって、第１流路空間Ｓ１を流れる高温高湿空気を効率よく凝縮させることができている。

＜変形例＞
（Ａ）
上記実施形態では、熱交換器２０を構成する第１部材２１および第２部材２２は、樹脂によって形成されている。

これに代えて、外部空気流の上流側に配置される部材が金属によって構成されていてもよい。このような熱交換器の例として、第２部材が外部空気流の上流側に配置される場合について説明する。

熱交換器は、射出成形によって形成した樹脂製の第１部材と、金属材料（例えば、アルミ等）によって形成した第２部材とを接合することによって形成される。

この熱交換器では、このような構成によって、第２部材が樹脂によって構成されている場合と比較して、熱交換効率を向上させることができる。

（Ｂ）
上記実施形態では、第２流路部２４は円筒形状を呈している。この構成に加えて、第２流路部には、熱交換効率を向上させるためのフィンが設けられていてもよい。

例えば、図７に示すように、板状のフィン１２４ａが複数個（ここでは、８個）、第２流路部１２４の外壁面から外側へ延びるように放射状に接続されている。このため、このフィン１２４ａは、第２流路空間Ｓ２を流れる第２流体の流れ方向に直交する方向に設けられている。また、この複数のフィン１２４ａは、第２流路空間Ｓ２を流れる外部空気の熱を、第１流路空間を流れる高温高湿の空気に伝えることができる。このため、フィンが設けられていない熱交換器と比較して、熱交換効率を向上させることができる。

これによって、第１流体の凝縮効率を向上させることができる。

（Ｃ）
上記実施形態では、熱交換器２０は、第２送風管３４ｂを流れてきた空気が、複数の第２流路部２４の外壁面と接触しながら第３送風管３４ｃに導かれる。また、このとき、第２送風管３４ｂを流れてきた空気が複数の第２流路部２４によって分配されることで複数の空気流路が形成されている。

これに代えて、複数の空気流路が形成されている熱交換器であってもよい。

例えば、第２送風管と接続される凝縮前空気流路と、第３送風管と接続される凝縮後空気流路と、凝縮前空気流路および凝縮後空気流路と接続される複数の空気流路とを有する熱交換器では、第２送風管を流れてきた空気が、凝縮前空気流路、複数の空気流路、凝縮後空気流路の順に流れ、第２送風管に導かれる。また、この熱交換器では、凝縮前空気流路から流れてくる空気は、複数の空気流路を流れている間に熱量を奪われて冷却されるとともに水分が凝縮される。そして、冷却された空気は、凝縮後空気流路を通って、第３送風管に導かれる。

このような熱交換器では、複数の流路が設けられているため、複雑な構造となる。このため、部品点数等が多くなり、作成コストが大きくなるおそれがある。しかし、成形の方向を合わせた２つの部材によって熱交換器を構成することで、部品点数を減らすことができるため、作成コストを削減することができる。

（Ｄ）
上記実施形態では、熱交換器２０内部を流れる空気を冷却するために、外部空気が利用されている。

これに代えて、熱交換器内部を流れる空気を冷却するための流体として、吸着素子を通過した後の空気が利用されてもよい。この吸着素子は、通過する空気の温度が低いほど効率よく空気中の水分を吸着することができる。このため、このような熱交換器を備える空気調和機では、熱交換器内部を流れる空気を冷却した後の空気を吸着素子に通過させて除湿を行う空気調和機と比較して、より多くの空気中の水分を吸着素子に吸着させることができるため、除湿能力を高めることができる。

また、第２流路部通過後の空気を、熱交換器内部を流れる空気として利用してもよい。この場合、第２流路部を通過した空気は、熱交換器内部を流れる空気から熱量を奪っているため、外部空気と比較して高温となる。このため、第２流路部を通過した空気を、熱交換器内部を流れる空気として利用することで、ヒータの熱量を抑えることができる。

本発明の熱交換器は、高機能を維持しつつ、作成コストを抑えることができる。このため、熱交換器への適用が有効である。

本発明の実施形態に係る熱交換器を備える空気調和機の斜視図。 加湿ユニットの斜視図（ドレンパンは省略）。 水車の分解図。 除湿ユニットの斜視図。 熱交換器の概念図。 第１部材および第２部材の概念図。 本発明の変形例（Ｂ）における第２流路部の断面図。

２０ 熱交換器
２１ 第１部材
２２ 第２部材
２３ 外殻部
２４ 第２流路部
３１ 吸着素子
３２ ヒータ
３３ 第２送風機（送風機）
１００ 空気調和機
Ｓ１ 第１流路空間
Ｓ２ 第２流路空間

Claims (6)

1. 内部に第１流体を流す第１流路空間（Ｓ１）を有する外殻部（２３）と、前記第１流路空間を貫通し第２流体を流す第２流路空間（Ｓ２）を覆う第２流路部（２４）とが一体的に形成された第１部材（２１）と、
   前記第１流路空間を覆うように、前記第１部材に接合される第２部材（２２）と、
   を備える熱交換器（２０）。
2. 前記第２部材は、前記第２流体の流れ方向の上流側に配置されており、金属によって構成されている、
   請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記第１部材は、樹脂によって構成されており、射出成形によって形成される、
   請求項１または２に記載の熱交換器。
4. 前記第２流路部には、前記第２流体の流れ方向に直交する方向にフィン（１２４ａ）が設けられている、
   請求項１から３のいずれかに記載の熱交換器。
5. 前記第２流路空間は、前記第１流路空間よりも大きくなるように構成されている、
   請求項１から４のいずれかに記載の熱交換器。
6. ヒータ（３２）と、
   空気から水分を吸着する吸着素子（３１）と、
   前記ヒータによって温度上昇した高温空気を前記吸着素子に当てて前記吸着素子から水分を放出させる送風機（３３）と、
   前記吸着素子を通過した前記高温空気を内部に流す請求項１から５のいずれかに記載の熱交換器（２０）と、
   を備える空気調和機（１００）。

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