JP2015098992A - 空調室外ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ロータにおける水分吸着量が低下するおそれを減らすことができる空調室外ユニットの提供。
【解決手段】空調室外ユニットは、室外熱交換器と、室外ファンと、加湿ユニットと、を備える。室外ファンは、室外熱交換器に外気を通す。加湿ユニットは、加湿ロータ６３を有する。加湿ロータ６３は、吸湿領域６３ａと放湿領域とを含む。吸湿領域６３ａは、外気中の水分を吸着する。放湿領域は、吸湿領域６３ａに吸着した水分を放出する。また、加湿ロータ６３は、室外熱交換器と室外ファンとの間に配置される。そして、室外熱交換器は、室外ファンとの間に吸湿領域６３ａが存在する第１部９６ａと、室外ファンとの間に加湿ロータ６３が存在しない第２部９７ａと、を含む。さらに、室外熱交換器は、第１部９６ａが第２部９７ａよりも圧力損失が小さくなるように構成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、加湿ユニットを備える空調室外ユニットに関する。

従来より、圧縮機、室外熱交換器及び室外ファンなどを収納する室外ユニットと、室内を加湿するための加湿ユニットとを備える空調室外ユニットがある。また、加湿ユニットには、外気から水分を吸着しかつ吸着した水分を放湿するロータを有しており、該ロータの吸放湿を利用して加湿空気を生成するものがある。このような加湿ユニットには、ロータに水分を吸着させるためにロータに外気を通す専用のファンを設けたものもあるが、特許文献１（特開２００４−３５３８９８号公報）に記載されている空調室外ユニットのように、室外熱交換器に外気を通すための通風経路とは別にロータに外気を通すためのロータ用の通風経路を設け、室外ファンを利用してロータ用の通風経路にも外気を流すことで、ロータに外気を通す専用のファンを省略したものがある。

ところで、ロータに外気を通す専用のファンを省略し、かつ加湿ユニットを備える空調室外ユニットにおいてその製品サイズを小さくするために、室外熱交換器と室外ファンとの間にロータを配置して、室外熱交換器を通過した外気を更にロータに通すことが考えられる。しかしながら、空調室外ユニットをこのような構成にした場合、室外熱交換器を通過することによる通風抵抗によって、ロータに外気が通りにくくなり、ロータにおける水分吸着量が低下してしまうおそれがある。

そこで、本発明の課題は、ロータにおける水分吸着量が低下するおそれを減らすことができる空調室外ユニットを提供することにある。

本発明の第１観点に係る空調室外ユニットは、室外熱交換器と、室外ファンと、加湿ユニットと、を備える。室外ファンは、室外熱交換器に外気を通す。加湿ユニットは、ロータを有する。ロータは、吸湿領域と放湿領域とを含む。吸湿領域は、外気中の水分を吸着する。放湿領域は、吸湿領域に吸着した水分を放出する。また、ロータは、室外熱交換器と室外ファンとの間に配置される。そして、室外熱交換器は、室外ファンとの間に吸湿領域が存在する第１部と、室外ファンとの間にロータが存在しない第２部と、を含む。さらに、室外熱交換器は、第１部が第２部よりも圧力損失が小さくなるように構成されている。

本発明の第１観点に係る空調室外ユニットでは、室外熱交換器の第１部が第２部よりも圧力損失が小さくなるように構成されている。このため、例えば、第１部の圧力損失が第２部の圧力損失と同じになるように室外熱交換器が構成されている場合と比較して、第１部における通風抵抗を小さくすることができる。この結果、ロータの吸湿領域を外気が通りやすくなる。

これによって、ロータにおける水分吸着量が低下するおそれを減らすことができる。

なお、ここでいう圧力損失とは、外気が室外熱交換器を通る際の圧力損失を意味している。

本発明の第２観点に係る空調室外ユニットは、第１観点の空調室外ユニットにおいて、ロータは、板状に形成されている。また、ロータは、室外熱交換器と対向するように鉛直面に沿って配設されている。

ここで、例えばロータが水平面に沿って配設されている場合、室外熱交換器を通った外気を更にロータに通すためには室外熱交換器とロータとの間にダクト等で形成される流路が必要になると考えられる。本発明の第２観点に係る空調室外ユニットでは、ロータが室外熱交換器と対向するように鉛直面に沿って配設されているため、室外熱交換器とロータとの間にダクト等で形成される流路を設けなくても、室外熱交換器を通った外気がロータを通りやすくなる。したがって、この空調室外ユニットでは、ロータが水平面に沿って配設されているよりも、簡易な構成で吸湿領域に外気を通すことができる。

なお、ここでいうロータが鉛直面に沿って配備されるとは、ロータが鉛直面に対して全く傾斜していないものから、ロータが鉛直面に対して±１５°程度傾いて配置されているものまで含まれる。

本発明の第３観点に係る空調室外ユニットは、第１観点又は第２観点の空調室外ユニットにおいて、室外熱交換器は、複数のフィンと、複数の伝熱管と、を有する。複数のフィンは、所定のフィンピッチで配置される。複数の伝熱管は、複数のフィンに挿通される。また、第１部における複数のフィンのフィンピッチは、第２部における複数のフィンのフィンピッチよりも大きい。この空調室外ユニットでは、フィンピッチを変更することで第１部の圧力損失を第２部の圧力損失よりも小さくし、第１部の通風抵抗を低減させている。

本発明の第４観点に係る空調室外ユニットは、第１観点から第３観点のいずれかの空調室外ユニットにおいて、室外熱交換器は、複数のフィンと、複数の伝熱管と、を有する。複数のフィンは、所定のフィンピッチで配置される。複数の伝熱管は、複数のフィンに挿通される。また、第１部は、第２部よりも複数の伝熱管の列数が少ない。この空調室外ユニットでは、伝熱管の列数を少なくすることで第１部の圧力損失を第２部の圧力損失よりも小さくし、第１部の通風抵抗を低減させている。

本発明の第１観点に係る空調室外ユニットでは、ロータにおける水分吸着量が低下するおそれを減らすことができる。

本発明の第２観点に係る空調室外ユニットでは、簡易な構成で吸湿領域に外気を通すことができる。

本発明の第３観点に係る空調室外ユニットでは、フィンピッチを変更することで第１部の圧力損失を第２部の圧力損失よりも小さくし、第１部の通風抵抗を低減させている。

本発明の第４観点に係る空調室外ユニットでは、伝熱管の列数を少なくすることで第１部の圧力損失を第２部の圧力損失よりも小さくし、第１部の通風抵抗を低減させている。

本発明の一実施形態に係る空調室外ユニットを備える空気調和装置の概略冷媒回路図。 本発明の一実施形態に係る空調室外ユニットの正面図。 本発明の一実施形態に係る空調室外ユニットの斜視図。 本発明の一実施形態に係る空調室外ユニットの平面図。 室外熱交換器の部分拡大図。 室外熱交換器の正面図。 加湿ユニットの分解図。 加湿ロータにおける空気流れを説明するための図。 加湿ロータの放湿領域、吸湿領域及び再熱領域を説明するための図。 変形例Ａに係る空調室外ユニットにおいて、加湿ユニット及び電装品箱の配置を説明するための図。 変形例Ｂに係る空調室外ユニットであって、室外熱交換器を説明するための図。 変形例Ｂに係る空調室外ユニットであって、室外熱交換器の縦断面図。 変形例Ｄに係る空調室外ユニットの備えるガイドの斜視図。 変形例Ｄに係る空調室外ユニットの備える加湿ユニットの斜視図。 変形例Ｄに係る空調室外ユニットの平面図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明に係る空調室外ユニット３０の実施形態は、以下に説明する実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（１）全体構成
本発明の一実施形態に係る空調室外ユニット３０を備える空気調和装置１０は、図１に示すように、空調室外ユニット３０の他に、空調室内ユニット２０を備えており、空調室内ユニット２０と空調室外ユニット３０とが連絡配管１２によって接続されて構成されている。この空気調和装置１０は、冷房運転、暖房運転、除湿運転、加湿運転及び換気運転などの複数の運転モードを有しており、これらの運転モードを適宜組み合わせることもできる。

冷房運転及び暖房運転では、室内の空気を冷やしたり温めたりするため、空調室内ユニット２０及び空調室外ユニット３０でそれぞれ熱交換が行われ、連絡配管１２を通して空調室内ユニット２０と空調室外ユニット３０との間で熱の移動がある。このような熱交換と熱の移動とを行わせるために、空気調和装置１０は、図１に示すような冷媒回路を有している。冷媒回路には、主に、圧縮機３１、四路切替弁３２、室外熱交換器９０、電動弁３４及び室内熱交換器２１が接続されている。室内熱交換器２１は、空調室内ユニット２０に設けられており、圧縮機３１、四路切替弁３２、室外熱交換器９０及び電動弁３４は、空調室外ユニット３０に設けられている。そして、連絡配管１２の中には、空調室内ユニット２０と空調室外ユニット３０とを実質的に接続している液冷媒配管１４及びガス冷媒配管１６が通っている。

また、加湿運転及び換気運転では、室内に外気を供給するため、連絡配管１２の中を通る給気ダクト１８を介して空調室外ユニット３０から空調室内ユニット２０への空気の移動がある。特に、加湿運転では、水分を多く含んだ湿度の高い空気を空調室外ユニット３０から空調室内ユニット２０に供給するため、空調室外ユニット３０において外気から水分を積極的に取り込む。このため、空調室外ユニット３０は、外気から水分を取り込む機能を有する加湿ユニット６０を備えている。

（１−１）冷媒回路の動作
冷媒回路の動作は従来からあるものと変わらないが、図１に示す冷媒回路の動作について簡単に説明する。

冷房時には、四路切替弁３２が図１に示す実線の状態に接続されており、圧縮機３１で圧縮されて吐出された冷媒が四路切替弁３２を介して室外熱交換器９０に送られる。室外熱交換器９０で外気との熱交換が行われて熱を奪われた冷媒は、電動弁３４に送られる。高圧液状の冷媒が電動弁３４で低圧状態に変化する。電動弁３４で膨張した冷媒は、フィルタ３５を介して液閉鎖弁３７及び液冷媒配管１４を通って室内熱交換器２１に入る。室内熱交換器２１で室内空気との熱交換が行われて熱を奪って温度が上昇した冷媒は、ガス冷媒配管１６及びガス閉鎖弁３８を通って四路切替弁３２に送られる。四路切替弁３２はガス閉鎖弁３８とアキュムレータ３６とが接続された状態であるため、ガス冷媒配管１６を通って室内熱交換器２１から送られてきた冷媒は、アキュムレータ３６を介して圧縮機３１に送られ圧縮機３１に吸入される。

暖房時には、四路切替弁３２が図１に示す破線の状態に接続されており、圧縮機３１で圧縮されて吐出された冷媒が室内熱交換器２１に送られる。そして、冷房時とは逆の経路をたどって、室外熱交換器９０を出た冷媒は圧縮機３１に戻ってくる。つまり、暖房時には、圧縮機３１、四路切替弁３２、ガス冷媒配管１６、室内熱交換器２１、液冷媒配管１４、電動弁３４、室外熱交換器９０、四路切替弁３２、アキュムレータ３６及び圧縮機３１の順に冷媒が循環する。

（２）詳細構成
（２−１）空調室内ユニット２０の構成
空調室内ユニット２０には、室内熱交換器２１の他に、図１に示すように、モータで駆動される室内ファン２２が室内熱交換器２１の下流側に設けられている。室内ファン２２としては、例えばクロスフローファンが採用される。室内ファン２２が駆動されると、空調室内ユニット２０上部の吸込口２３から吸い込まれた室内空気が、室内熱交換器２１を通過して空調室内ユニット２０下部の吹出口２４から吹き出される。

また、空調室内ユニット２０には、給気ダクト１８の給気口２５が、室内熱交換器２１の上流側空間に設けられている。給気ダクト１８は加湿ユニット６０に接続されており、加湿ユニット６０から送られてくる空気が給気口２５から室内熱交換器２１の上流側空間に供給される。そして、加湿ユニット６０から送られてくる空気が湿度の高い空気である場合、該空気が給気口２５から供給されている状態で室内ファン２２を駆動することにより、空調室内ユニット２０の吹出口２４から吹き出される調和空気の湿度を高くすることができる。このとき同時に室内熱交換器２１を凝縮器として用いることで、空調室内ユニット２０に、加湿運転と暖房運転を同時に行わせることができる。

（２−２）空調室外ユニット３０の構成
（２−２−１）空調室外ユニット３０の構成の概要
空調室外ユニット３０は、ケーシング４０を備えている。そして、図１に示すように、ケーシング４０の内部は、仕切板４３によって送風機室Ｓ１と機械室Ｓ２とに分けられている。空調室外ユニット３０では、送風機室Ｓ１から機械室Ｓ２に風が回り込まないように、送風機室Ｓ１と機械室Ｓ２とが仕切板４３によって遮蔽されている。

空調室外ユニット３０には、冷媒回路を構成する上述の機器や加湿ユニット６０の他に、室外ファン３９が室外熱交換器９０の前方に配設されている。なお、図１に示すように、室外ファン３９及び室外熱交換器９０は送風機室Ｓ１に配置されており、圧縮機３１、四路切替弁３２、電動弁３４及びアキュムレータ３６は、機械室Ｓ２に配置されている。

（２−２−２）ケーシング４０
図２は、空調室外ユニット３０の正面図であり、空調室外ユニット３０から電装品箱５０、グリル及び前板４６の一部が取り外された状態を示している。図３は、空調室外ユニット３０の斜視図であり、電装品箱５０の本体５１、グリル及び天板４８が取り外された空調室外ユニット３０において、図２で取り外されている前板４６の一部を仮想面とした状態を示している。図４は、空調室外ユニット３０の平面図であり、空調室外ユニット３０の天板４８が取外された状態を示している。なお、図４に記載の矢印は、加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａを通る空気の流れを示している。

空調室外ユニット３０のケーシング４０は、図２、図３及び図４に示すように、前板４６、左側板４５、右側板４７、天板４８及び底板４９を備えている。

前板４６には、図２及び図３に示すように、円形の吹出口４４が形成されており、吹出口４４の周囲にリング状のベルマウス４６ａが取り付けられている。また、吹出口４４の前面側は、グリル（図示せず）で覆われており、後述する室外ファン３９のプロペラ３９ｂが空調室外ユニット３０の外部にある物と接触しないよう構成されている。グリルは、ケーシング４０の前板４６に取り付けられている。

また、左側板４５は、図３に示すように、格子形状に成形されており、左側方から室外熱交換器９０に外気を導くことができる。右側板４７は、後述する室外熱交換器９０の第２部分９２の右端から右側面に至る後面の一部及び右側面全体を構成している。

なお、送風機室Ｓ１の後側には、室外熱交換器９０の第２部分９２を覆う保護金網が取り付けられている。

また、本実施形態では、右側板４７には、後述する放湿経路の入口となる吸入口７２が形成されている。

仕切板４３は、図４に示すように、室外熱交換器９０の右端から前方に向かって延びるとともに、底板４９から上方に延びている。このため、仕切板４３を境として、ケーシング４０の内部は左右に並ぶ送風機室Ｓ１と機械室Ｓ２とに分かれているといえる。また、仕切板４３の後部は、底板４９から天板４８まで延びている。一方、仕切板４３の前部及び中央部には、上縁から下方に向かって切り欠かれた開口部４３ａが形成されている（図３及び図４参照）。開口部４３ａには、後述する加湿ユニット６０の一部及び電装品箱５０の一部が配置される。電装品箱５０は、本体５１と、ヒートシンク５２とを有する。本体５１は、内部が閉空間となるように直方体形状に形成されており、空調室外ユニット３０の備える各種機器の制御を行うための電装品（図示せず）が内部に収納されている。また、本体５１は、前後方向に場所を取らないように幅方向（厚さ方向）が前後に延びる縦置きの配置となっている。ヒートシンク５２は、本体５１に収納された電装品の発熱を外部に逃がすためのフィンであって、開口部４３ａから送風機室Ｓ１内に向かって突出するように配置されている。なお、仕切板４３の前端部は、前板４６に接して取り付けられる。

（２−２−３）室外熱交換器９０
室外熱交換器９０は、図３及び図４に示すように、上面視Ｌ型の形状を呈しており、ケーシング４０の左側板４５に正対する第１部分９１と、ケーシング４０の背面を構成する保護金網に正対する第２部分９２とを有する。

また、室外熱交換器９０は、底板４９から天板４８に達する背丈を持っている。そして、室外熱交換器９０は、複数のフィン９３と、複数の伝熱管９４とを有するフィンアンドチューブ型の２列熱交換器である（図５参照）。複数のフィン９３は、互いに所定の間隔をあけて配置されており、互いに隣接するフィン９３の間隔がフィンピッチＦ１，Ｆ２である。複数の伝熱管９４はフィン９３に挿通されて水平に取り付けられており、伝熱管９４同士の端部はＵ字管９５等で接続されている。

さらに、室外熱交換器９０は、第１部９６ａと、第１部９６ａから左右方向に離れた第２部９７ａとを有する。第１部９６ａは、室外熱交換器９０において、室外ファン３９との間に後述する加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａが存在する部分であって、吸湿経路内に位置している。第２部９７ａは、室外熱交換器９０において、室外ファン３９との間に加湿ロータ６３が存在しない部分である。そして、室外熱交換器９０は、第１部９６ａが第２部９７ａよりも圧力損失が小さくなるように構成されている。なお、本実施形態では、第１部９６ａにおける複数のフィン９３のフィンピッチＦ１が、第２部９７ａにおける複数のフィン９３のフィンピッチＦ２よりも大きくなるように設計されている。例えば、第１部９６ａのフィンピッチＦ１が第２部９７ａのフィンピッチＦ２の１．５倍になるように設計されていることで圧力損失が小さくなるため、室外熱交換器９０を外気が通過する際に、第１部９６ａの方が第２部９７ａよりもフィン９３同士の隙間を空気が流れやすくなる。さらに、本実施形態の室外熱交換器９０は、第１部９６ａを含む第１領域９６と、第２部９７ａを含み第１領域９６に隣接する第２領域９７とを有する。第１領域９６及び第２領域９７の上下方向の寸法は同一である。そして、本実施形態の室外熱交換器９０では、図６に示すように、第１部９６ａを含む第１領域９６における複数のフィン９３のフィンピッチＦ１が、第２領域９７における複数のフィン９３のフィンピッチＦ２よりも大きくなるように設計されている。

なお、本実施形態の室外熱交換器９０では、第１領域９６において第１部９６ａ以外の部分における複数のフィン９３のフィンピッチＦ１が、第２領域９７における複数のフィン９３のフィンピッチＦ２よりも大きくなるように設計されているが、少なくとも第１部９６ａにおける複数のフィン９３のフィンピッチＦ１が第２部９７ａにおける複数のフィン９３のフィンピッチＦ２よりも大きければ、室外熱交換器９０の構成はこれに限定されない。例えば、室外熱交換器９０において、第１部９６ａのみの複数のフィン９３のフィンピッチが他の部分の複数のフィン９３のフィンピッチよりも大きくてもよい。

（２−２−４）室外ファン３９
室外ファン３９は、室外熱交換器９０の背面側（後方側）から室外熱交換器９０を通して吸い込まれた外気を、空調室外ユニット３０の正面側（前方側）に吹き出させるファンであって、本実施形態では、プロペラファンである。室外ファン３９は、ファンモータ３９ａと、ファンモータ３９ａによって駆動されるプロペラ３９ｂを有する。プロペラ３９ｂは、その一部がベルマウス４６ａで囲まれた空間内に入るように配置されている。また、ファンモータ３９ａはプロペラ３９ｂの背面側に取り付けられており、プロペラ３９ｂの回転軸とファンモータ３９ａの駆動軸とが結合されている。さらに、ファンモータ３９ａは、ファンモータ台（図示せず）によって支持されている。ファンモータ台は、底板４９及び室外熱交換器９０の上端９０ｔに固定された固定板（図示せず）に取り付けられている。

（２−２−５）加湿ユニット６０
図７は、加湿ユニット６０の分解図である。加湿ユニット６０は、吸湿経路と放湿経路とを有しており、吸湿経路が空調室外ユニット３０の送風機室Ｓ１に、放湿経路が空調室外ユニット３０の機械室Ｓ２に位置するように配設されている。

また、空調室外ユニット３０において、加湿ユニット６０の上端の位置は、室外熱交換器９０の上端（頂部）９０ｔ近傍、或いは室外熱交換器９０の上端９０ｔよりも低い位置にあるように配置されている。なお、本実施形態では、加湿ユニット６０の上端とはフレーム７０の上端のことであり、フレーム７０の上端の高さは室外熱交換器９０の上端９０ｔの高さと一致しているものとする。

加湿ユニット６０は、主に、加湿ロータ６３と、ヒータ７１と、ターボファン７５と、を備えている。そして、加湿ロータ６３の一部が吸湿経路に配置されており、加湿ロータ６３の他部、ヒータ７１及びターボファン７５が放湿経路に配置されている。なお、加湿ロータ６３は、室外熱交換器９０と室外ファン３９との間に配置されている。また、加湿ロータ６３、ヒータ７１及びターボファン７５は、フレーム７０に固定されている。より詳しくは、ヒータ７１及び加湿ロータ６３は支持板７３に固定されており、支持板７３がフレーム７０の背面側に取り付けられている（図７参照）。また、ターボファン７５は、支持板７３が取り付けられている面とは反対側のフレーム７０の正面側に取り付けられている（図７参照）。

（２−２−５−１）加湿ロータ６３
加湿ロータ６３は、１つの板状の吸放湿材である。なお、加湿ロータ６３の形状は板状であればどのような形状であってもよい。本実施形態では、加湿ロータ６３は、円盤状を呈するものとする。また、ここでいう１つの板状の吸放湿材には、単体の板状の吸放湿材が加湿ロータ６３を構成しているものの他、同一形状又は異なる形状の吸放湿材が複数組み合わされて１つの板状の加湿ロータ６３を構成しているものも含まれる。加湿ロータ６３は、ゼオライト等の焼成によって形成されたハニカム構造のゼオライトロータである。加湿ロータ６３は、円盤の中心を回転軸として回転するように取り付けられ、加湿ロータ６３の周囲に設けられているギア６４に伝達されるロータ駆動モータ６５の動力によって回転駆動される。

加湿ロータ６３を形成しているゼオライト等の吸着剤は、例えば常温で空気から吸湿し、ヒータ７１などで高温に加熱された空気により常温よりも高い温度になることによって放湿するという性質を持っている。すなわち、加湿ロータ６３のうちの高温の空気にさらされていない領域が外気中から水分を吸着する吸湿領域６３ａになり、高温の空気にさらされている領域が吸着した水分を放出する放湿領域６３ｂになる。

また、加湿ロータ６３は、回転軸が前後方向に延びるように配置されている。すなわち、加湿ロータ６３は、室外熱交換器９０と対向するように、鉛直面に沿って配備されている。なお、ここでいう加湿ロータ６３が鉛直面に沿って配備されているとは、加湿ロータ６３が鉛直面に対して全く傾斜していないものから、加湿ロータ６３が鉛直面に対して±１５°程度傾いて配置されているものまで含まれる。そして、本実施形態の加湿ロータ６３は、鉛直面に対して全く傾いていないものとする。このため、加湿ロータ６３は、前後方向に場所を取らないように幅方向（厚さ方向）が前後に延びる縦置きの配置となっている。

さらに、図１に示すように、加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａが空調室外ユニット３０の送風機室Ｓ１に位置し、加湿ロータ６３の放湿領域６３ｂが空調室外ユニット３０の機械室Ｓ２に位置するように、加湿ロータ６３は仕切板４３の開口部４３ａに配置されている。なお、本実施形態の加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａは、送風機室Ｓ１の室外熱交換器９０と室外ファン３９との間に配置されており、室外熱交換器９０の第２部分９２の前方に、室外熱交換器９０の第２部分９２に正対するように隙間を空けて配置されている。このため、加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａが室外熱交換器９０を通過する送風経路に掛かっており、この部分が吸湿経路となる。すなわち、加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａが、吸湿経路内に配置されている。一方、加湿ロータ６３の放湿領域６３ｂは、放湿経路内に配置されている。

（２−２−５−２）ヒータ７１
ヒータ７１は、加湿ロータ６３の放湿領域６３ｂの側方に設けられている。ヒータ７１は、筒状の筐体の中に電熱線（図示省略）が設けられた構造であり、吸入口７２から吸入されて加湿ロータ６３に送られる外気を電熱線で加熱する。加湿ロータ６３では、加湿ロータ６３のハニカム構造の開口を加熱された空気が通り抜けるときに、加湿ロータ６３から放湿されることで、ターボファン７５に吸い込まれる空気が加湿される。

ヒータ７１は、図７に示すように、ヒータ支持部材７４に取り付けられている。ヒータ支持部材７４は、半円状の基部７４ａと、基部７４ａの周縁部から立設する外壁部７４ｂとを有し、側方（加湿ロータ６３側）が解放されている。そして、ヒータ７１はヒータ支持部材７４に覆われるように、基部７４ａに取り付けられている。ヒータ支持部材７４は、放湿経路の一部を構成している。なお、ヒータ７１の筐体及びヒータ支持部材７４は、耐熱性を必要とするため板金によって形成されている。また、ヒータ７１は、空調室外ユニット３０の機械室Ｓ２に設置されている。

（２−２−５−３）ターボファン７５
ターボファン７５は、空調室外ユニット３０から空調室内ユニット２０へと向かう空気流れを生成する。また、ターボファン７５は、加湿ロータ６３を挟んでヒータ７１と対向ように配置されている。さらに、ターボファン７５は、図２や図４に示すように、機械室Ｓ２に設置されている。

ターボファン７５は、ファンモータ７５ａと、ファンモータ７５ａによって駆動される羽根車７５ｂとを有しており、ターボファン７５の羽根車７５ｂの回転軸が前後方向に延びるように配置されている。このため、ターボファン７５は、前後方向に場所を取らない縦置きの配置となっている。また、ターボファン７５の吸込口７６は、後方に開口している。また、ターボファン７５の吐出口７７は、下方に開口している。そして、吐出口７７には、加湿ダクト７８を介して給気ダクト１８が取り付けられる。

（３）加湿運転時の空気流れ
図８は、加湿ロータ６３における空気流れを説明するための図である。図９は、加湿ロータ６３の放湿領域６３ｂ、吸湿領域６３ａ及び再熱領域６３ｃを説明するための図である。なお、図９では、加湿ロータ６３を正面から見た場合の放湿領域６３ｂ、吸湿領域６３ａ及び再熱領域６３ｃをそれぞれ示している。以下に、加湿運転時における空気の流れについて説明する。なお、空気調和装置１０では、加湿運転は暖房運転と組み合わせて行われてもよく、加湿運転が単独で行われてもよい。また、加湿運転時には、加湿ロータ６３がロータ駆動モータ６５の動力によって所定の回転速度で回転しており、ヒータ７１及びターボファン７５が駆動している。なお、加湿ロータ６３は回転するので、吸湿領域６３ａでの吸湿によって加湿ロータ６３に吸着された水分は加湿ロータ６３の回転に伴って放湿領域６３ｂに運ばれ、放湿領域６３ｂでの放湿によって吸着されていた水分が脱着されることで放湿領域６３ｂの周囲の空気が加湿される。また、本実施形態の加湿ロータ６３は、正面から見て反計回りに回転しており、吸湿領域６３ａとして機能した部分が回転してヒータ支持部材７４に対向する位置に来ると放湿領域６３ｂとして機能する。

加湿運転時には室外ファン３９が駆動しているため、室外熱交換器９０の背面側から室外熱交換器９０を通して吸い込まれた外気が空調室外ユニット３０の正面側へと吹き出される空気流れが生成されている。加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａは、室外熱交換器９０の第１領域９６と対向するように送風機室Ｓ１に位置しており、主に室外熱交換器９０の第１領域９６に含まれる第１部９６ａを通った外気が加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａを後方から前方に向かって通る。加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａを通過した空気は、ベルマウス４６ａを介して吹出口４４から吹き出される。

また、加湿運転時には、ターボファン７５が駆動しているため、空調室外ユニット３０から空調室内ユニット２０へと向かう空気流れ、すなわち吸入口７２から吸い込まれた外気が、加湿ロータ６３及びヒータ７１を介して給気ダクト１８に吹き出される空気流れが生成されている。より詳しくは、吸入口７２から吸入された外気は、まず、加湿ロータ６３の前方に回り込み、前方から後方に向かって加湿ロータ６３を通ってヒータ７１に至る。そして、ヒータ７１に至った外気は、ヒータ７１の筐体の中を通過する。このとき、ヒータ７１によって外気が加熱される。ヒータ７１の筐体を通過した空気は、加湿ロータ６３の放湿領域６３ｂに進み、加湿ロータ６３の放湿領域６３ｂを後方から前方に向かって通る。このとき、加湿ロータ６３の放湿領域６３ｂは、ヒータ７１によって温度が上昇した空気にさらされることで放湿する。そして、加湿ロータ６３の放湿領域６３ｂを抜けた空気は、フレーム７０に形成されている開口７０ａを介してターボファン７５に吸い込まれ、加湿ダクト７８を介して給気ダクト１８へと吹き出される。このように加湿ロータ６３によって加湿された空気は、給気ダクト１８を経て空調室内ユニット２０へと導かれる。

なお、この加湿ユニット６０では、図８及び図９に示すように、加湿ロータ６３のうち送風機室Ｓ１に位置する部分が吸湿領域６３ａになる。また、機械室Ｓ２に位置する加湿ロータ６３において、ヒータ７１よりも空気流れ下流側に位置する部分が放湿領域６３ｂとなり、それ以外の部分が再熱領域６３ｃとなる。再熱領域６３ｃは、吸入口７２から吸い込まれた外気が加湿ロータ６３を最初に通過する部分である。本実施形態の加湿ロータ６３は、正面視において反時計回りに回転しているため、吸湿領域６３ａ、放湿領域６３ｂ、再熱領域６３ｃの順に加湿ロータ６３の機能が入れ替わることになる。再熱領域６３ｃは、直前まで放湿領域６３ｂであった部分であることから、高温になっている。このため、吸入口７２から吸い込まれた外気は、再熱領域６３ｃを通過することで、再熱領域６３ｃの有する熱により加熱される。また、再熱領域６３ｃは外気が通過することで冷却され、加湿ロータ６３の回転により、その後、吸湿領域６３ａとなる。

（４）特徴
（４−１）
上記実施形態では、室外熱交換器９０は、第１部９６ａが第２部９７ａよりも圧力損失が小さくなるように構成されている。第１部９６ａは、室外熱交換器９０において、室外ファン３９との間に加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａが存在する部分である。第２部９７ａは、室外熱交換器９０において、室外ファン３９との間に加湿ロータ６３が存在しない部分である。この空調室外ユニット３０では、室外熱交換器９０の第１部９６ａが第２部９７ａよりも圧力損失が小さくなるように構成されているため、第１部９６ａの圧力損失が第２部９７ａの圧力損失と同じになるように室外熱交換器が構成されている場合と比較して、第１部９６ａにおける通風抵抗を小さくすることができるため、加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａを外気が通りやすくすることができる。

これによって、加湿ロータ６３における水分吸着量が低下するおそれを減らすことができている。

なお、本実施形態のように室外熱交換器９０を通過した外気を直接加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａに通す方式とすることで、室外熱交換器９０を通過した外気を前板４６等に当ててから加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａに通す方式と比較して、加湿ロータ６３に対する風速分布が均一となり、加湿ロータ６３における水分吸着量が安定する。

さらに、室外熱交換器９０の第１領域９６近傍は風速が低い領域であるため、第１領域９６のフィンピッチＦ１を大きくしても、室外熱交換器９０の性能への影響が小さい。

（４−２）
上記実施形態では、加湿ロータ６３は、室外熱交換器９０と対向するように鉛直面に沿って配備されている。このため、この空調室外ユニット３０では、簡易な構成により吸湿領域６３ａに外気を通すことができている。

（４−３）
上記実施形態では、室外熱交換器９０において、第１部９６ａにおける複数のフィン９３のフィンピッチＦ１が、第２部９７ａにおける複数のフィン９３のフィンピッチＦ２よりも大きくなるように設計されている。この空調室外ユニット３０では、フィンピッチＦ１，Ｆ２を変更することで、第１部９６ａの圧力損失を第２部９７ａの圧力損失よりも小さくし、通風抵抗を低減させることができている。

（４−４）
上記実施形態では、電装品箱５０が空調室外ユニット３０の前方に配置されている。このため、空調室外ユニット３０の組立性及びメンテナンス性（サービス性）を向上させることができている。

（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
上記実施形態の空調室外ユニット３０では、後方から前方に向かって、加湿ユニット６０、電装品箱５０の順に配置されている。しかしながら、第１部９６ａが第２部９７ａよりも圧力損失が小さくなるように室外熱交換器９０が構成されていれば、加湿ユニット６０及び電装品箱５０の位置関係はこれに限定されるものではなく、例えば、図１０に示すように、後方から前方に向かって、電装品箱５０、加湿ユニット６０の順に配置されていてもよい。

（５−２）変形例Ｂ
図１１は、上方から見た空調室外ユニットの概略図である。図１２は、室外熱交換器１９０の縦断面図であって、（ａ）第１領域１９６を説明するための図であり、（ｂ）第２領域１９７を説明するための図である。なお、図１２における符号１９３は、フィンを示している。

上記実施形態では、室外熱交換器９０において、第１部９６ａが第２部９７ａよりも圧力損失が小さくなるように、第１部９６ａと第２部９７ａとで複数のフィン９３のフィンピッチＦ１，Ｆ２の設定を異ならせている。

しかしながら、室外熱交換器において第１部の圧力損失が第２部の圧力損失よりも小さくなるのであれば、室外熱交換器の構成はこれに限定されない。

例えば、第１部の伝熱管の列数が第２部の伝熱管の列数よりも少なくなるように室外熱交換器が構成されることで、第１部の圧力損失が第２部の圧力損失よりも小さくなっていてもよい。具体例としては、図１１及び図１２に示すように、室外熱交換器１９０が第１熱交換器１９０Ａと第１熱交換器１９０Ａよりも前方に位置する第２熱交換器１９０Ｂとを有しており、第２熱交換器１９０Ｂの右側端部が吸湿経路に掛からないように、第２熱交換器１９０Ｂの第２部分１９２Ｂの左右方向の寸法を第１熱交換器１９０Ａの第２部分１９２Ａの左右方向の寸法よりも短くしてもよい。第１部１９６ａを含む第１領域１９６の伝熱管１９４の列数が、第２部１９７ａを含む第２領域１９７の伝熱管１９４の列数よりも少ないことで、第１部１９６ａにおける圧力損失が第２部１９７ａにおける圧力損失よりも小さくなる。これにより、第１部１９６ａにおける通風抵抗を低減させることができる。

なお、本変形例における室外熱交換器１９０の構成と上記実施形態における室外熱交換器９０の構成とを組み合わせてもよい。すなわち、第１部におけるフィンピッチを第２部におけるフィンピッチよりも大きくし、かつ第１部の伝熱管の列数が第２部の伝熱管の列数よりも少なくなるように室外熱交換器を構成してもよい。

（５−３）変形例Ｃ
上記実施形態の室外熱交換器９０は、２列熱交換器が１列並ぶように構成されている。しかしながら、第１部９６ａにおける複数のフィン９３のフィンピッチＦ１が、第２部９７ａにおける複数のフィン９３のフィンピッチＦ２よりも大きくなるように設計されていれば、室外熱交換器９０の構成はこれに限定されず、例えば、１列熱交換器が１列又は複数列並んで構成されていてもよく、３列以上の複数列熱交換器が１列並ぶように構成されていてもよく、２列以上の複数列熱交換器が複数列並んで構成されていてもよい。

（５−４）変形例Ｄ
図１３は、ガイド６９の斜視図である。図１４は、ガイド６９が取り付けられた加湿ユニット６０の斜視図である。図１５は、ガイド６９が取り付けられた加湿ユニット６０を備える空調室外ユニット３０の平面図であり、空調室外ユニット３０の天板４８が取外された状態を示している。なお、図１５に記載の矢印は、加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａを通る空気の流れを示している。

上記実施形態及び上記変形例に加えて、加湿ユニット６０に、吸湿経路の一部を構成するガイド６９が設けられていてもよい。例えば、ガイド６９は、加湿ロータ６３の外周縁或いはその近傍から室外熱交換器９０に向かって延びるように設けられていればよい。また、室外熱交換器９０を通った外気を加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａに到達しやすくするという観点から、ガイド６９は加湿ロータ６３の外周縁から室外熱交換器９０近傍まで延びていることが好ましく、ガイド６９の先端が室外熱交換器９０に突き当たっていることがより好ましい。さらに、仕切板４３、ガイド６９及び天板４８によって、加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａと室外熱交換器９０との間の空間が閉空間に構成されていてもよい。

なお、ガイド６９の形状については、加湿ロータ６３の外周縁或いはその近傍から室外熱交換器９０に向かって延びる形状であれば、特に限定されるものではない。また、ガイド６９において、室外熱交換器９０側の端部を入口側端部、加湿ロータ６３側の端部を出口側端部とすると、特に入口側端部の形状については室外熱交換器９０の能力と加湿ロータ６３の吸湿能力とに基づいて設計されることが好ましい。

このように、加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａの外周縁から室外熱交換器９０に向かって延びるガイド６９が設けられていることで、室外熱交換器９０を通った外気が加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａに到達し、吸湿領域６３ａを通過しやすくすることができる。この結果、通風抵抗により加湿ロータ６３の吸湿領域６３ａに外気が通らないという事態を回避することができる。これによって、加湿ロータ６３において水分吸着量が低下するおそれを減らすことができる。

（５−５）変形例Ｅ
上記実施形態では、加湿ロータ６３が室外熱交換器９０と対向するように鉛直面に沿って配備されているが、第１部９６ａが第２部９７ａよりも圧力損失が小さくなるように室外熱交換器９０が構成されていれば、加湿ロータ６３の配置はこれに限定されない。例えば、加湿ロータ６３が水平面に沿って配備されていてもよい。

本発明は、ロータにおける水分吸着量が低下するおそれを減らすことができるものであり、ロータを有する加湿ユニットを備えた空調室外ユニットへの適用が有効である。

３０ 空調室外ユニット
３９ 室外ファン
６０ 加湿ユニット
６３ 加湿ロータ（ロータ）
６３ａ 吸湿領域
６３ｂ 放湿領域
９０，１９０ 室外熱交換器
９３，１９３ フィン
９４，１９４ 伝熱管
９６ａ，１９６ａ 第１部
９７ａ，１９７ａ 第２部

特開２００４−３５３８９８号公報

Claims (4)

1. 室外熱交換器（９０，１９０）と、
   前記室外熱交換器に外気を通す室外ファン（３９）と、
   外気中の水分を吸着する吸湿領域（６３ａ）と前記吸湿領域に吸着した水分を放出する放湿領域（６３ｂ）とを含み前記室外熱交換器と前記室外ファンとの間に配置されるロータ（６３）、を有する加湿ユニット（６０）と、
   を備え、
   前記室外熱交換器は、
   前記室外ファンとの間に前記吸湿領域が存在する第１部（９６ａ，１９６ａ）と、前記室外ファンとの間に前記ロータが存在しない第２部（９７ａ，１９７ａ）と、を含み、
   前記第１部が、前記第２部よりも圧力損失が小さくなるように構成されている、
   空調室外ユニット（３０）。
2. 前記ロータは、板状に形成され、前記室外熱交換器と対向するように鉛直面に沿って配設されている、
   請求項１に記載の空調室外ユニット。
3. 前記室外熱交換器（９０）は、所定のフィンピッチで配置される複数のフィン（９３）と、前記複数のフィンに挿通される複数の伝熱管（９４）と、を有し、
   前記第１部（９６ａ）における前記複数のフィンのフィンピッチは、前記第２部（９７ａ）における前記複数のフィンのフィンピッチよりも大きい、
   請求項１又は２に記載の空調室外ユニット。
4. 前記室外熱交換器（１９０）は、所定のフィンピッチで配置される複数のフィン（１９３）と、前記複数のフィンに挿通される複数の伝熱管（１９４）と、を有し、
   前記第１部（１９６ａ）は、前記第２部（１９７ａ）よりも前記複数の伝熱管の列数が少ない、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の空調室外ユニット。

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