JP2014156938A - 加湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充分な加湿量を得ることができる加湿装置の提供。
【解決手段】加湿ユニット５０は、加湿ロータ５２と、ヒータ５６と、吸着用流路と、加湿用流路と、加湿量調整部８０と、を備える。加湿ロータ５２は、吸湿領域と、加湿領域と、を有する。吸湿領域は、外気中の水分を吸着する。加湿領域は、加熱されることで吸湿領域に吸着した水分を放出する。また、加湿ロータ５２は、回転する。ヒータ５６は、加湿領域を加熱するためのものである。吸着用流路は、吸湿領域に外気を通すための経路である。加湿用流路は、加湿領域に外気を通すための経路である。加湿量調整部８０は、吸湿領域の大きさを切り替える。
【選択図】図２

Description

本発明は、加湿装置に関する。

従来より、空気中の水分の吸着と放出とを繰り返す加湿ロータを備えた加湿装置がある。例えば、特許文献１（特開２００１−９９４５３号公報）に開示されている加湿装置の加湿ロータは、空気中の水分を吸着する吸湿領域と、吸着した水分を放出する加湿領域と、を有している。そして、この加湿装置では、吸湿領域で吸着した水分を加湿領域から放出して、加湿空気を生成している。

ところで、外気中に含まれる水分量は、外気の状況（外気の温度や湿度等）によって異なっている。そして、外気中の水分量が少ない場合には、吸湿領域で吸着される水分量が減ることで、加湿領域から放出することのできる水分量が減り、この結果、充分な加湿量を得ることができないという問題が生じる。

そこで、本発明の課題は、充分な加湿量を得ることができる加湿装置を提供することにある。

本発明の第１観点に係る加湿装置は、加湿ロータと、ヒータと、吸湿経路と、加湿経路と、切替機構と、を備える。加湿ロータは、吸湿領域と、加湿領域と、を有する。吸湿領域は、外気中の水分を吸着する。加湿領域は、加熱されることで吸湿領域に吸着した水分を放出する。また、加湿ロータは、回転する。ヒータは、加湿領域を加熱するためのものである。吸湿経路は、吸湿領域に外気を通すための経路である。加湿経路は、加湿領域に外気を通すための経路である。切替機構は、吸湿領域の大きさを切り替える。

本発明の第１観点に係る加湿装置では、切替機構によって吸湿領域の大きさが切り替えられることで、外気中の水分の吸着量を調整することができる。この結果、加湿領域から放出される水分量を調整することができる。

これによって、充分な加湿量を得ることができる。

本発明の第２観点に係る加湿装置は、第１観点の加湿装置において、吸湿経路と加湿経路とは、仕切部材によって仕切られている。切替機構は、仕切部材を移動させることで、吸湿領域の大きさを変更する。この加湿装置では、簡易な構成で吸湿領域の大きさを変更することができる。

本発明の第３観点に係る加湿装置は、第１観点又は第２観点の加湿装置において、ヒータは、加湿経路内に配置されている。切替機構は、加湿経路のうちヒータで加熱された外気を加湿領域に導く部分の大きさを変更する。この加湿装置では、加湿経路のうちヒータで加熱された外気を加湿領域に導く部分の大きさを変更することで、吸湿領域の大きさを切り替えることができる。

本発明の第４観点に係る加湿装置は、第１観点から第３観点のいずれかの加湿装置において、切替機構は、外気の温度及び／又は湿度に基づいて、吸湿領域の大きさを切り替える。

ここで、外気の温度や湿度によっては、外気中に含まれる水分量が少ない場合がある。この場合、吸湿領域での水分の吸着が充分でないことがある。そこで、本発明の第４観点に係る加湿装置において、外気の温度及び／又は湿度に応じて外気中に含まれる水分が少ない場合に、吸湿領域が大きくなるように切り替えられることで、水分の吸着量を増やすことができる。

本発明の第５観点に係る加湿装置は、第４観点の加湿装置において、切替機構は、外気の温度及び／又は湿度に基づいて、吸湿領域の大きさを可変に切り替え可能である。このため、この加湿装置では、外気の温度及び／又は湿度が低い場合でも、水分の吸着量を得ることができる。

本発明の第６観点に係る加湿装置は、第１観点から第５観点のいずれかの加湿装置において、吸湿領域に外気を搬送するための吸着ファンを備える。また、外気の温度及び／又は湿度が低い場合には、吸着ファンの回転数が増加される。吸着ファンの回転数が増加されることで、単位時間当たりの吸湿領域を通る外気量を増やすことができる。これにより、吸着量を増やすことができるため、加湿量を増やすことができる。

本発明の第７観点に係る加湿装置は、第１観点から第６観点のいずれかの加湿装置において、外気の温度及び／又は湿度が低い場合には、加湿ロータの回転数が増加される。加湿ロータの回転数が増加されることで、単位時間当たりの加湿領域から放出される水分量を増やすことができる。これにより、充分な加湿量を得ることができる。

本発明の第８観点に係る加湿装置は、第１観点から第７観点のいずれかの加湿装置において、ヒータは、吸湿領域の大きさが切り替えられるときに、加湿領域への熱の供与量を変更する。この加湿装置では、吸湿領域の大きさに応じて、加湿領域への熱の供与量を変更することができる。

本発明の第９観点に係る加湿装置は、第１観点から第８観点のいずれかの加湿装置において、外気の温度及び／又は湿度に応じて、加湿領域への熱の供与量を変更する。この加湿装置では、外気の温度及び／又は湿度に応じて、加湿領域への熱の供与量を変更することができる。

本発明の第１観点に係る加湿装置では、充分な加湿量を得ることができる。

本発明の第２観点に係る加湿装置では、簡易な構成で吸湿領域の大きさを変更することができる。

本発明の第３観点に係る加湿装置では、加湿経路のうちヒータで加熱された外気を加湿領域に導く部分の大きさを変更することで、吸湿領域の大きさを切り替えることができる。

本発明の第４観点に係る加湿装置では、外気中に含まれる水分が少ない場合に吸湿領域が大きくなるように切り替えられることで、水分の吸着量を増やすことができる。

本発明の第５観点に係る加湿装置では、外気の温度及び／又は湿度が低い場合でも、水分の吸着量を得ることができる。

本発明の第６観点に係る加湿装置では、吸着量を増やすことができるため、加湿量を増やすことができる。

本発明の第７観点に係る加湿装置では、充分な加湿量を得ることができる。

本発明の第８観点に係る加湿装置では、吸湿領域の大きさに応じて、加湿領域への熱の供与量を変更することができる。

本発明の第９観点に係る加湿装置では、外気の温度及び／又は湿度に応じて、加湿領域への熱の供与量を変更することができる。

空気調和装置の備える冷媒回路の概略図。 加湿ユニットの分解斜視図。 （ａ）吸着用流路の概略図、（ｂ）加湿用流路の概略図。 ヒータの配置を説明するための図。 第１状態を採る第１切替機構を説明するための図。 第２状態を採る第１切替機構を説明するための図。 第２切替機構の分解斜視図。 第２切替機構が切り替えられた状態を説明するための図。 制御装置の制御ブロック図。 加湿ロータに含まれる各領域を示す図。 加湿ロータに含まれる各領域を示す図。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る加湿ユニット５０（加湿装置）を備えた空気調和装置１０について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）空気調和装置の構成
空気調和装置１０は、１台の室外機１１と、１台の室内機１２とが冷媒配管によって並列に接続されているペア型の空気調和機である。また、この空気調和装置１０は、冷房運転、除湿運転及び暖房運転の他に、暖房運転と合わせて、或いは、単独で、室内を加湿する加湿運転、室内に室外空気を供給する給気運転、及び、室内空気を室外に排気する排気運転等の運転を行うことができる。なお、本実施形態の空気調和機は、ペア型の空気調和機であるが、これに限定されず、１台の室外機１１に複数台の室内機が接続されたマルチ型の空気調和機であってもよい。

室外機１１は、図１に示すように、室外熱交換器２４や室外ファン２９などを内部に収容する室外空調ユニット２０と、加湿ユニット５０とを備えている。室内機１２の内部には室内熱交換器１３および室内ファン１４等が収容されている。また、加湿ユニット５０と室内機１２との間には、加湿ユニット５０の内部空間と室内機１２の内部空間とを連通させることが可能な吸排気ダクト１５が設けられている。

（２）詳細構成
（２−１）室内機の構成
室内機１２は、室内の壁面等に設置される壁掛け型の室内機である。また、室内機１２は、室内熱交換器１３及び室内ファン１４を備えており、室内熱交換器１３及び室内ファン１４は室内機ケーシング（図示せず）内に収納されている。

室内熱交換器１３は、長手方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管から挿通される複数のフィンとからなり、接触する空気との間で熱交換を行う。

室内ファン１４は、クロスフローファンであって、回転駆動することによって、回転軸と交わる方向に空気流を生成する。室内ファン１４は、室内の空気を室内機１２内に吸い込ませるとともに、室内熱交換器１３との間で熱交換を行った後の空気を室内に吹き出させる。

また、室内機１２内には、吸排気ダクト１５の一方の端部が配置されている。

（２−２）室外機の構成
室外機１１は、下部の室外空調ユニット２０と、上部の加湿ユニット５０とから構成されている。このため、この室外機１１では、室外空調ユニット２０と加湿ユニット５０との電源を一元化することができる。

（２−２−１）室外空調ユニットの構成
室外空調ユニット２０内には、図１に示すように、圧縮機２１と、圧縮機２１の吐出側に接続される四路切替弁２２と、圧縮機２１の吸入側に接続されるアキュムレータ２３と、四路切替弁２２に接続された室外熱交換器２４と、室外熱交換器２４に接続された室外膨張弁２５とが収容されている。室外膨張弁２５は、フィルタ２６および液閉鎖弁２７を介して液冷媒配管に接続されており、この液冷媒配管を介して室内熱交換器１３の一端と接続されている。また、四路切替弁２２は、室内ガス閉鎖弁２８を介してガス冷媒配管に接続されており、このガス冷媒配管を介して室内熱交換器１３の他端と接続されている。

（２−２−２）加湿ユニットの構成
図２は、加湿ユニット５０の分解斜視図である。図３は、加湿ユニット５０内の空気の流れを示す概念図である。

加湿ユニット５０は、図１、図２及び図３に示すように、加湿ユニットケーシング５１と、加湿ロータ５２と、ヒータ５６と、加湿量調整部８０と、吸着用送風装置５５と、流路切替装置５３と、吸排気ファン５４と、を備えている。加湿ユニット５０は、室内から取り込まれた空気を室外へと排気したり、室外から取り込まれた室外空気（以下、外気という）を室内へと供給したりすることができる。また、外気を加湿して室内へと供給することもできる。

（２−２−２−１）加湿ユニットケーシング
加湿ユニットケーシング５１は、加湿ロータ５２、ヒータ５６、加湿量調整部８０、吸排気ファン５４、流路切替装置５３および吸着用送風装置５５等を収納している。

加湿ユニットケーシング５１の前面（正面）には、複数のスリット状の開口からなる吸着用空気吹出口５１ａ及び第１吸着用空気取込口５１ｂが並んで設けられている。

第１吸着用空気取込口５１ｂは、加湿ロータ５２に水分を吸着させるために室外から取り込まれる外気が通る開口である。吸着用空気吹出口５１ａは、第１吸着用空気取込口５１ｂ及び後述する第２吸着用空気取込口５１ｃから取り込まれ、加湿ロータ５２によって水分が吸着された後の外気を、加湿ユニットケーシング５１外に排出するための開口である。

また、加湿ユニットケーシング５１の背面には、複数のスリット状の開口からなる第２吸着用空気取込口５１ｃおよび吸排気口５１ｄが設けられている。第２吸着用空気取込口５１ｃは、第１吸着用空気取込口５１ｂと同様に、加湿ロータ５２に水分を吸着させるために室外から取り込まれる外気が通る開口である。加湿ユニットケーシング５１内には、第１吸着用空気取込口５１ｂ及び第２吸着用空気取込口５１ｃを入口とし、吸着用空気吹出口５１ａを出口とする吸着用流路７０が形成されている。

吸排気口５１ｄは、第１吸着用空気取込口５１ｂ及び第２吸着用空気取込口５１ｃとは別に、加湿運転時或いは給気運転時に、外気を加湿ユニットケーシング５１内に取り込むための開口である。吸排気口５１ｄから加湿ユニットケーシング５１内に取り込まれた外気は、加湿ロータ５２を通過した後、ヒータ５６で加熱されてから、さらに加湿ロータ５２を通過して、吸排気ファン５４へ向かって流れる。このように、加湿ユニットケーシング５１内には、吸着用流路７０とは別に、吸排気口５１ｄを入口とする加湿用流路７１が形成されている。なお、加湿用流路７１は、吸排気ダクト１５に接続されている。このため、加湿運転時或いは給気運転時には、吸排気口５１ｄから取り込まれた外気は、加湿用流路７１を流れて、吸排気ダクト１５を経て、室内へと供給される。一方で、排気運転時には、室内機１２から取り込まれた室内空気が、吸排気ダクト１５を経て加湿用流路７１に流入し、吸排気口５１ｄを介して室外へと排気される。

（２−２−２−２）加湿ロータ
加湿ロータ５２は、ハニカム構造のセラミックロータであり、略円板状の外形を有している。また、加湿ロータ５２は、回転可能に設けられており、ロータ駆動用モータによって回転駆動される。さらに、加湿ロータ５２の主たる部分は、ゼオライト等の吸着剤から焼成されている。ゼオライト等の吸着剤は、接触する空気中の水分を吸着するとともに、吸着した水分を加熱されることによって脱離するという性質を有している。なお、本実施形態では、吸着剤としてゼオライトを用いているが、シリカゲルやアルミナ等を吸着剤として用いることも可能である。また、本実施形態では、加湿ロータ５２が略円板状であることで、加湿ユニット５０を小型化することができる。

（２−２−２−３）ヒータ
ヒータ５６は、加湿ロータ５２から水分を脱離させるために加湿ロータ５２へ送られる空気を加熱する。ヒータ５６によって加熱された空気が、加湿ロータ５２へ送られることで、加湿ロータ５２は加熱されることになる。

ヒータ５６は、図４に示すように、発熱体としての複数の（本実施形態では、３本の）電熱線５６ａ，５６ｂ，５６ｃと、電熱線５６ａ，５６ｂ，５６ｃを収納する収納部５７とを有している。収納部５７には、入口側開口５７ａと出口側開口５７ｂとが設けられている。ヒータ５６は、入口側開口５７ａを介して収納部５７の内部に入った空気が、電熱線５６ａ，５６ｂ，５６ｃによって加熱され、出口側開口５７ｂを介して収納部５７から吹き出されるように、配置されている。

（２−２−２−４）加湿量調整部
加湿量調整部８０は、吸湿用流路７０の一部及び加湿用流路７１の一部を構成しており、加湿ロータ５２に対向して配置されている。加湿量調整部８０は、加湿ロータ５２の上方に配置される第１切替機構８１と、加湿ロータ５２の下方に配置される第２切替機構８２と、を有する。

第１切替機構８１は、加湿用流路７１の一部であって、ヒータ５６から吹き出され、加湿ロータ５２に向かう空気の流れる加熱空気流路７１ａの大きさを切り替え可能な機構である。第１切替機構８１は、図５及び図６に示すように、固定部８３と、可動部８４と、駆動部８５と、を有している。固定部８３は、略扇形状を呈する基部８３ａと、基部８３ａの外周縁から立設する外周部８３ｂと、基部８３ａの端縁から立設する壁部８３ｃと、を有しており、ヒータ５６を内部に収納可能である。固定部８３の壁部８３ｃは、吸湿用流路７０の一部であって加湿ロータ５２を通過した後吸着用送風装置５５（より具体的には、ベルマウス５８）に至るまでの空気の流れる吸湿後空気流路７０ｂと、加湿用流路７１の一部であって、加湿ロータ５２を通過した後ヒータ５６に至るまでの空気の流れる加熱前空気流路７１ｃとを、仕切っている。可動部８４は、略扇形状を呈する基部８４ａと、基部８４ａの外周縁から立設する外周部８４ｂと、基部８４ａの端縁から立設する壁部８４ｃと、を有している。可動部８４の壁部８４ｃは、吸湿後空気流路７０ｂと加熱空気流路７１ａとを仕切っている。なお、本実施形態では、図５及び図６に示されるように、可動部８４の基部８４ａの中心角は、固定部８３の基部８３ａの中心角よりも小さく、かつ、可動部８４の基部８４ａの半径は、固定部８３の基部８３ａの半径よりも大きい。駆動部８５は、駆動モータ（図示せず）によって回転するピニオン歯車８５ａと、ピニオン歯車８５ａと噛み合うギア８５ｂとを有している。ギア８５ｂは、外周部８４ｂに設けられており、ピニオン歯車８５ａが回転することで、可動部８４が固定部８３を内部に収納するように移動する。このようにして、第１切替機構８１は、加熱空気流路７１ａ及び吸湿後空気流路７０ｂの大きさを切り替えることができる。

なお、本実施形態では、第１切替機構８１は、図５に示す第１状態と、図６に示す第２状態とのいずれかの状態を採るものとする。また、第１切替機構８１が第１状態を採ることで、加熱空気流路７１ａの大きさが最も大きくなり、かつ、吸湿後空気流路７０ｂの大きさが最も小さくなる。また、第１切替機構８１が第２状態を採ることで、加熱空気流路７１ａの大きさが最も小さくなり、かつ、吸湿後空気流路７０ｂの大きさが最も大きくなる。

第２切替機構８２は、図７及び図８に示すように、駆動部８６と、規制部８７と、を有している。駆動部８６は、駆動モータ８８によって回転される略円筒形状の本体部８６ａと、本体部８６ａから回転軸に交差する方向に延びる仕切板８６ｂと、を含む。仕切板８６ｂは、吸湿用流路７０と加湿用流路７１とを仕切る部材である。より詳しくは、仕切板８６ｂは、吸湿用流路７０の一部であって第１吸着用空気取込口５１ｂ及び第２吸着用空気取込口５１ｃから取り込まれ加湿ロータ５２を通過するまでの空気の流れる吸湿前空気流路７０ａと、加湿用流路７１の一部であって加熱空気流路７１ａを介して加湿ロータ５２を通過した空気の流れる加湿空気流路７１ｂと、を仕切っている。規制部８７は、駆動部８６の回転を規制する部材であって、略円筒形状の部材である。また、規制部８７は、図７に示すように、外周面の一部が切り欠かれており、この切り欠き部分から仕切板８６ｂが延びるように、本体部８６ａの上側に配置される。このように配置されることで、駆動部８６が回転して仕切板８６ｂが移動しても、仕切板８６ｂが規制部８７に接触して駆動部８６の回転、及び、仕切板８６ｂの移動が規制されることになる。なお、本実施形態では、仕切板８６ｂの移動可能範囲は、第１切替機構８１の可動部８４の移動可能範囲と略一致している。第２切替機構８２では、駆動部８６が回転して仕切板８６ｂが移動することで、吸湿前空気流路７０ａ及び加湿空気流路７１ｂの大きさが切り替えられる。

なお、本実施形態では、第２切替機構８２は、図８の実線で示す第３状態と、図８の二点鎖線で示す第４状態とのいずれかの状態を採るものとする。また、第２切替機構８２が第３状態を採ることで、加湿空気流路７１ｂの大きさが最も大きくなり、かつ、吸湿前空気流路７０ａの大きさが最も小さくなる。また、第２切替機構８２が第４状態を採ることで、加湿空気流路７１ｂの大きさが最も小さくなり、かつ、吸湿前空気流路７０ａの大きさが最も大きくなる。

（２−２−２−５）吸排気ファン
吸排気ファン５４は、加湿ロータ５２の側方に配置されており、室外から取り込まれ室内機１２へと送られる空気の流れ、及び、室内から室内機１２内に取り込まれ室外へと送られる空気の流れを生成する遠心ファン組立体である。吸排気ファン５４は、外気を室内機１２へと送る場合には、吸排気口５１ｄから外気を加湿用流路７１に流入させ、加湿ロータ５２を通過させた後、流路切替装置５３及び吸排気ダクト１５を介して室内機１２へと流れる空気流を生成する。このとき、図１に示すＡ１方向に空気が流れる。また、吸排気ファン５４は、室内の空気を室内機１２から室外へと排出する場合には、室内機１２から吸排気ダクト１５、加湿用流路７１を介して吸排気口５１ｄから室外へと流れる空気流を生成する。このとき、図１に示すＡ２方向に空気が流れる。なお、本実施形態における吸排気ファン５４は、ターボファンである。

（２−２−２−６）流路切替装置
流路切替装置５３は、吸排気ファン５４と吸排気ダクト１５との間に配置されている。また、流路切替装置５３は、吸排気ファン５４と吸排気ダクト１５との接続状態を、加湿用流路７１と吸排気ダクト１５とを接続した状態の供給状態と、加湿用流路７１と吸排気ダクト１５との接続を解除した供給停止状態とに切り替えることが可能である。供給状態では、加湿用流路７１から吸排気ダクト１５への空気の流れ、或いは、吸排気ダクト１５から加湿用流路７１への空気の流れを許容する。このため、給気状態では、加湿用流路７１流れ吸排気ファン５４から吹き出された空気が吸排気ダクト１５へと流れたり、室内機１２から吸排気ダクト１５を通って吸排気ファン５４に吸い込まれた空気が加湿用流路７１に流れたりする。したがって、給気状態では、図１に示すＡ１方向に空気が流れ、外気が吸排気ダクト１５を通って室内機１２へと供給されたり、図１に示すＡ２方向に空気が流れ、室内機１２から吸排気ダクト１５を通ってきた空気が、吸排気口５１ｄを経て室外へと排気されたりする。また、供給停止状態では、加湿用流路７１から吸排気ダクト１５への空気の流れ、或いは、吸排気ダクト１５から加湿用流路７１への空気の流れが遮断される。このため、供給停止状態では、外気が室内機１２内に供給されたり、室内機１２内の空気が室外に排気されたりしないようになる。

（２−２−２−７）吸着用送風装置
吸着用送風装置５５は、吸着用ファンモータ５５ｂと、吸着用ファンモータ５５ｂによって回転駆動される羽根車５５ａとを有し、加湿ロータ５２のうちのヒータ５６と対向しない部分を通過する空気の流れを生成する。すなわち、吸着用送風装置５５は、第１吸着用空気取込口５１ｂ及び第２吸着用空気取込口５１ｃから吸い込まれ、吸湿用流路７０を流れて、吸着用空気吹出口５１ａから室外へ排出される空気の流れを生成する。

（２−３）制御装置
空気調和装置１０の備える制御装置６０は、図９に示すように、空気調和装置１０の有する各種機器と接続されており、室内の空調を行うために各種機器の動作制御を行うことで、冷房運転、暖房運転、及び、加湿運転等の空気調和運転を実行する。

また、制御装置６０は、リモートコントローラ等を介したユーザからの加湿指示があった場合に、加湿ユニット５０において積極的に加湿した外気を室内に供給する加湿運転を実行する。なお、本実施形態における加湿運転は、暖房運転と同時に行われるものであるが、これに限定されず、加湿運転が単独で行われてもよく、冷房運転と同時に行われてもよい。

制御装置６０は、ユーザからの加湿指示を受け付けると、流路切替装置５３を供給状態にし、加湿ロータ５２、吸着用送風装置５５、及び、吸排気ファン５４を回転駆動し、かつ、ヒータ５６を駆動させる。加湿ロータ５２、吸着用送風装置５５、及び、吸排気ファン５４が回転駆動し、かつ、ヒータ５６が駆動されることで、外気よりも水分含有量の高い空気（加湿空気）が生成され、吸排気ダクト１５を介して室内機１２へと供給される。なお、本実施形態では、加湿ロータ５２、吸着用送風装置５５及び吸排気ファン５４の回転数やヒータ５６の出力（具体的には、電流又は電圧）は、外気の状況に応じて変更されないものとする。

また、制御装置６０は、加湿運転時に、室外の状況に応じて加湿量調整部８０を制御することで、加湿量を調整する。具体的には、制御装置６０は、ユーザからの加湿指示を受け付けると、室外機１１に設けられている温度センサ（図示せず）によって検出される外気温度に基づいて、第１切替機構８１及び第２切替機構８２を制御する。より具体的には、制御装置６０は、外気温度が所定温度（例えば、３℃）以上の場合には、第１切替機構８１を第１状態に切り替えるとともに、第２切替機構８２を第３状態に切り替える。また、制御装置６０は、外気温度が前記所定温度未満の場合には、第１切替機構８１を第２状態に切り替えるとともに、第２切替機構８２を第４状態に切り替える。

（３）加湿運転時の制御動作
図１０は、第１切替機構８１が第１状態を採り、第２切替機構８２が第３状態を採った場合の加湿ロータ５２に含まれる３つの領域を示す図である。図１１は、第１切替機構８１が第２状態を採り、第２切替機構８２が第４状態を採った場合の加湿ロータ５２に含まれる３つの領域を示す図である。

加湿運転時には、加湿ユニット５０内において、吸着用送風装置５５が駆動されて、吸湿用流路７０を図１の矢印Ａ１１−１３方向に空気が流れ、かつ、吸排気ファン５４が駆動されて、加湿用流路７１を図１の矢印Ａ２１−２５方向に空気が流れる。また、このとき、加湿ロータ５２は、図２の矢印Ｙ方向に回転する。

ここで、以下より、説明の便宜上、外気のうち、吸湿用流路７０を流れる外気を吸着用空気といい、加湿用流路７１を流れる外気を加湿用空気という。

第１吸着用空気取込口５１ｂ及び第２吸着用空気取込口５１ｃから加湿ユニット５０内に取り込まれた吸着用空気は、吸湿前空気流路７０ａを図１の矢印Ａ１１方向に流れて、加湿ロータ５２を通過し、吸湿後空気流路７０ｂを図１の矢印Ａ１２方向に流れて、ベルマウス５８近傍へと向かう。このとき、吸着用空気は、加湿ロータ５２のうちヒータ５６と対向しない領域（以下、吸湿領域５２ａという）を通過する。そして、加湿ロータ５２の吸湿領域５２ａを通過した吸着用空気は、ベルマウス５８近傍からベルマウス５８で囲まれた空間を通って吸着用送風装置５５内に入り、吸着用送風装置５５によって、図１の矢印Ａ１３方向に送られ、吸着用空気吹出口５１ａから加湿ユニット５０外に吹き出される。すなわち、吸湿用流路７０は、吸着用空気を吸湿領域５２ａに通すための流路であるといえる。

また、吸排気口５１ｄから加湿ユニット５０内に取り込まれた加湿用空気は、図１の矢印Ａ２１方向に流れて、加湿ロータ５２の吸湿領域５２ａに隣接する部分であって、加湿用流路７１のヒータ５６よりも上流側の領域（以下、再熱領域５２ｃという）を通過する。そして、加湿ロータ５２の再熱領域５２ｃを通過した加湿用空気は、図１の矢印Ａ２２方向に流れて、ヒータ５６に至る。ヒータ５６に至った加湿用空気は、図１の矢印Ａ２３方向に流れて、加湿ロータ５２において吸湿領域５２ａ及び再熱領域５２ｃとは別の領域（以下、加湿領域５２ｂという）を通過する。そして、加湿ロータ５２の加湿領域５２ｂを通過した加湿用空気は、図１の矢印Ａ２４方向に流れて、流路切替装置５３に至る。その後、流路切替装置５３に至った加湿用空気は、吸排気ファン５４を経由して再び流路切替装置５３に戻され、図１の矢印Ａ２５方向に流れて、吸排気ダクト１５を経て室内機１２へと送られる。すなわち、加湿用流路７１は、加湿用空気を加湿領域５２ｂに通すための流路であるといえる。

次に、加湿ユニット５０における加湿空気の生成過程について説明する。なお、ここでいう加湿空気とは、加湿用空気のうち、加湿ロータ５２から放出された水分を含む空気のことである。また、以下より、説明の便宜上、加湿用空気のうち加湿領域５２ｂを通過する前の空気を加湿前空気といい、加湿領域５２ｂを通過した後の空気を加湿空気という。

ところで、加湿運転時には、加湿ロータ５２は図２に示す矢印Ｙ方向に回転しているため、加湿ロータ５２において各々別の領域である吸湿領域５２ａ、加湿領域５２ｂ、再熱領域５２ｃは、順に入れ替わることになる。より詳しくは、加湿ロータ５２が回転することで、加湿ロータ５２において、吸湿領域５２ａであった部分は、加湿領域５２ｂとなり、加湿領域５２ｂとなった部分は、再熱領域５２ｃとなり、再熱領域５２ｃとなった部分は、再び吸湿領域５２ａとなる。

第１吸着用空気取込口５１ｂ及び第２吸着用空気取込口５１ｃから取り込まれた吸着用空気は、加湿ロータ５２の吸湿領域５２ａを通過する際に、吸着用空気中の水分が吸湿領域５２ａに吸着される。

また、吸排気口５１ｄから取り込まれた加湿前空気は、加湿ロータ５２の再熱領域５２ｃへと流れる。そして、再熱領域５２ｃへと流れた加湿前空気は、再熱領域５２ｃを通過する際に、再熱領域５２ｃの有する熱により加熱される。より詳しくは、加湿ロータ５２が回転して、加湿領域５２ｂであった部分が再熱領域５２ｃへと移行するため、再熱領域５２ｃでは、ヒータ５６から供与された加湿領域５２ｂの熱の残りを用いて、加湿前空気が加熱される。すなわち、再熱領域５２ｃは、吸湿領域５２ａへと移行する前に、加湿前空気の通過により冷やされることになる。その後、再熱領域５２ｃを通過した加湿前空気は、ヒータ５６によって加熱された後に、加湿領域５２ｂを通過する。このとき、加湿領域５２ｂは、再熱領域５２ｃ及びヒータ５６によって加熱された加湿前空気によって、加熱されることで、吸湿領域５２ａで吸着していた水分を、加湿前空気に放出する。この結果、加湿前空気が、吸湿領域５２ａで吸着した水分を含む加湿空気になる。

さらに、本実施形態では、外気温度に応じて、第１切替機構８１及び第２切替機構８２の状態を切り替えて、加湿ロータ５２全体に対する吸湿領域５２ａ及び加湿領域５２ｂの占める割合を変更することで、加湿量を調整している。

第１切替機構８１が第１状態を採り、かつ、第２切替機構８２が第３状態を採るように、第１切替機構８１及び第２切替機構８２の状態が切り替えられることで、図１０に示すように、加湿ロータ５２全体のうち、加湿領域５２ｂの占める割合が再熱領域５２ｃの占める割合よりも大きくなり、吸湿領域５２ａの占める割合が加湿領域５２ｂ及び再熱領域５２ｃの占める割合と略同一となる。また、第１切替機構８１が第２状態を採り、かつ、第２切替機構８２が第４状態を採るように、第１切替機構８１及び第２切替機構８２の状態が切り替えられることで、図１１に示すように、加湿ロータ５２全体のうち、加湿領域５２ｂの占める割合が再熱領域５２ｃの占める割合よりも小さくなり、吸湿領域５２ａの占める割合が加湿領域５２ｂ及び再熱領域５２ｃの占める割合よりも大きくなる。

なお、図１０及び図１１に示すように、本実施形態では、第１切替機構８１及び第２切替機構８２の状態が切り替えられても、加湿ロータ５２全体に対する再熱領域５２ｃの占める割合は変化せず、加湿領域５２ｂ及び吸湿領域５２ａの占める割合が変化する。具体的には、第１切替機構８１が第２状態を採り、かつ、第２切替機構８２が第４状態を採る場合には、第１切替機構８１が第１状態を採り、かつ、第２切替機構８２が第３状態を採る場合よりも、加湿領域５２ｂの占める割合が減少した分だけ吸湿領域５２ａの占める割合が増加する。すなわち、外気温度が所定温度未満である場合には、外気温度が所定温度以上である場合よりも、加湿ロータ５２全体に対する吸湿領域５２ａの占める割合が増加することになる。これにより、外気温度が低く、外気中に含まれる水分量が少なくても、加湿ロータ５２全体に対する吸湿領域５２ａの占める割合が増加することで、吸湿領域５２ａを通過する外気量が増加するため、吸湿領域５２ａに吸着される水分量を増やすことができる。吸湿領域５２ａに吸着される水分量が増加することで、加湿領域５２ｂから放出される水分量の減少を低減することができるため、充分な加湿量を確保することができる。

（４）特徴
（４−１）
従来より、加湿ユニットを備えた空気調和装置では、現在の室内空気の湿度がユーザによって設定された設定湿度になるように、目標加湿量が算出されて、加湿量が調整されるものがある。ところが、外気の状況（温度や湿度等）によっては、外気中に含まれる水分量すなわち外気の絶対湿度が低いために、加湿ロータにおける水分の吸着量が低下することがある。そして、加湿ロータにおける水分の吸着量が低下すると、充分な加湿量を得ることができず、目標加湿量に調整できない場合がある。

そこで、本実施形態では、第１切替機構８１及び第２切替機構８２の状態を切り替えることで、加湿ロータ５２全体に対する吸湿領域５２ａの占める割合（大きさ）を切り替えている。吸湿領域５２ａの大きさが切り替えられることで外気中に含まれる水分の吸着量を調整することができ、この結果、加湿領域５２ｂから放出される水分量を調整することができる。これによって、充分な加湿量を得ることができている。

（４−２）
本実施形態では、第１切替機構８１の壁部８４ｃ及び第２切替機構８２の仕切板８６ｂが吸湿用流路７０と加湿用流路７１とを仕切っており、壁部８４ｃ及び仕切板８６ｂが移動されることで、吸湿領域５２ａの大きさが変更される。このように、本実施形態では、簡易な構成で、吸湿領域５２ａの大きさを変更することができている。

（４−３）
本実施形態では、第１切替機構８１の状態が切り替えられて加熱空気流路７１ａの大きさが切り替えられることで、吸湿領域５２ａの大きさを切り替えることができている。

（４−４）
本実施形態では、外気温度が所定温度未満である場合には、外気温度が所定温度以上である場合よりも、加湿ロータ５２全体に対する吸湿領域５２ａの占める割合が大きくなっている。このように、外気の温度から外気中に含まれる水分量が少ないと想定される場合に、加湿ロータ５２全体に対する吸湿領域５２ａの占める割合を増加させることで、加湿ロータ５２全体における水分の吸着量を増やすことができている。

また、本実施形態では、加湿ロータ５２全体に対する吸湿領域５２ａの占める割合が大きくなることで加湿領域５２ｂが小さくなるが、ヒータ５６の出力は一定であるため、加湿領域５２ｂにおける単位面積当たりの熱量が大きくなり、加湿領域５２ｂからの水分の放出量を増やすことができる。

（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
上記実施形態では、外気温度に基づいて、第１切替機構８１の状態及び第２切替機構８２の状態が切り替えられている。

これに代えて、或いは、これに加えて、室外機に設けられた湿度センサによって検出される外気湿度に基づいて、第１切替機構８１の状態及び第２切替機構８２の状態が切り替えられてもよい。

（５−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、第１切替機構８１の状態及び第２切替機構８２の状態が切り替えられることで、加湿ロータ５２全体に対する吸湿領域５２ａの大きさが、大小２つのいずれかの大きさに切り替えられている。

これに代えて、外気の温度及び／又は湿度に基づいて、吸湿領域５２ａの大きさが更に細かく変更されるように、第１切替機構８１の状態及び第２切替機構８２の状態が切り替えられてもよい。これにより、外気の状況に応じた水分の吸着量を得ることができる。

（５−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、吸着用送風装置５５の回転数は、外気の状況に応じて変更されていない。

これに代えて、外気の温度及び／又は湿度が低い場合には、吸着用送風装置５５の回転数が増加するように制御されてもよい。吸着用送風装置５５の回転数が増加することで、単位時間当たりの吸湿領域５２ａを通過する外気量を増やすことができるため、吸湿領域５２ａに吸着される水分量を増やすことができる。これにより、外気中に含まれる水分量が少なくても、吸着量を増やすことができるため、充分な加湿量を得ることができる。

（５−４）変形例Ｄ
上記実施形態では、加湿ロータ５２の回転数は、外気の状況に応じて変更されていない。

これに代えて、外気の温度及び／又は湿度が低い場合には、加湿ロータ５２の回転数が増加するように制御されてもよい。加湿ロータ５２の回転数が増加されることで、単位時間当たりの加湿領域５２ｂから放出される水分量を増やすことができるため、充分な加湿量を得ることができる。

（５−５）変形例Ｅ
上記実施形態では、ヒータ５６の出力、すなわち、加湿領域５２ｂへの熱の供与量は、第１切替機構８１の状態及び第２切替機構８２の状態が切り替えられても、変更されていない。

これに代えて、ヒータ５６の出力が、第１切替機構８１の状態及び第２切替機構８２の状態が切り替えられるとき、すなわち、吸湿領域５２ａの大きさが切り替えられるときに、変更されてもよい。例えば、加湿ロータ５２全体に対する吸湿領域５２ａの占める割合が大きいほど、ヒータ５６の出力を増加させることで、加湿領域５２ｂからの水分の放出量を増やすことができる。また、例えば、吸湿領域５２ａの大きさが切り替えられるときに、ヒータ５６の電熱線５６ａ，５６ｂ，５６ｃ毎にオン／オフを切り替えてもよく、或いは、ヒータ５６の電熱線５６ａ，５６ｂ，５６ｃ毎に出力を変更してもよい。これにより、加湿領域５２ｂの大きさに応じて熱の供与量を変更することができる。

また、ヒータ５６の出力が、外気の温度及び／又は湿度に応じて変更されてもよい。例えば、外気の温度及び／又は湿度が低い場合には、電熱線５６ａ、電熱線５６ｂ、電熱線５６ｃの順に出力を大きくし、外気の温度及び／又は湿度が低くない場合には、全ての電熱線５６ａ，５６ｂ，５６ｃの出力を等しくするようにしてもよい。

（５−６）変形例Ｆ
上記実施形態では、吸排気ファン５４の回転数は、外気の状況に応じて変更されていないが、例えば、外気の温度及び／又は湿度が低い場合に回転数を増加させて風量を増やすことで、加湿空気の絶対量を増やすことができるため、加湿量を調整することができる。

本発明は、外気中の水分量が少ない場合でも、充分な加湿量を得ることができる発明であり、加湿装置への適用が有効である。

５０ 加湿ユニット（加湿装置）
５２ 加湿ロータ
５２ａ 吸湿領域
５２ｂ 加湿領域
５５ 吸着用送風装置（吸着ファン）
５６ ヒータ
７０ 吸着用流路（吸湿経路）
７１ 加湿用流路（加湿経路）
８０ 加湿量調整部（切替機構）
８４ｃ 壁部（仕切部材）
８６ｂ 仕切板（仕切部材）

特開２００１−９９４５３号公報

Claims (9)

1. 外気中の水分を吸着する吸湿領域（５２ａ）と、加熱されることで前記吸湿領域に吸着した水分を放出する加湿領域（５２ｂ）とを有する、回転する加湿ロータ（５２）と、
   前記加湿領域を加熱するためのヒータ（５６）と、
   前記吸湿領域に外気を通すための吸湿経路（７０）と、
   前記加湿領域に外気を通すための加湿経路（７１）と、
   前記吸湿領域の大きさを切り替える切替機構（８０）と、
   を備える加湿装置（５０）。
2. 前記吸湿経路と前記加湿経路とは、仕切部材（８４ｃ，８６ｂ）によって仕切られており、
   前記切替機構は、前記仕切部材を移動させることで、前記吸湿領域の大きさを変更する、
   請求項１に記載の加湿装置。
3. 前記ヒータは、前記加湿経路内に配置されており、
   前記切替機構は、前記加湿経路のうち前記ヒータで加熱された外気を前記加湿領域に導く部分の大きさを変更する、
   請求項１又は２に記載の加湿装置。
4. 前記切替機構は、外気の温度及び／又は湿度に基づいて、前記吸湿領域の大きさを切り替える、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の加湿装置。
5. 前記切替機構は、外気の温度及び／又は湿度に基づいて、前記吸湿領域の大きさを可変に切り替え可能である、
   請求項４に記載の加湿装置。
6. 前記吸湿領域に外気を搬送するための吸着ファン（５５）を備え、
   外気の温度及び／又は湿度が低い場合には、前記吸着ファンの回転数が増加される、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の加湿装置。
7. 外気の温度及び／又は湿度が低い場合には、前記加湿ロータの回転数が増加される、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の加湿装置。
8. 前記ヒータは、前記吸湿領域の大きさが切り替えられるときに、前記加湿領域への熱の供与量を変更する、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の加湿装置。
9. 前記ヒータは、外気の温度及び／又は湿度に応じて、前記加湿領域への熱の供与量を変更する、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の加湿装置。

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