JP2018084351A - Outdoor unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気中の水分を吸着する吸湿と、空気中に水分を放出する放湿とを繰り返し行うことができる加湿ロータを用いる加湿機能を有する、冷凍装置の室外ユニットに関する。 The present invention relates to an outdoor unit of a refrigeration apparatus having a humidification function using a humidification rotor that can repeatedly perform moisture absorption for adsorbing moisture in the air and moisture release for releasing moisture in the air.
従来、加湿機能付きの空気清浄機等に用いられる加湿装置として、水の吸着と放出とを繰り返すことができる加湿ロータを備える加湿装置が知られている。例えば、特許文献1(特開2001−91002号公報)に開示されている加湿装置は、空気中の水分を吸着する水分吸着領域と、吸着された水分を空気中に放出する水分放出領域とを有する加湿ロータを備える。この加湿装置では、加湿ロータの水分放出領域が加湿用ヒータによって加熱されて、水分放出領域に吸着されている水分が空気中に放出される。水分放出領域から放出された水分を含む空気は、ファンによって所定の空間に送られる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a humidifying device including a humidifying rotor capable of repeating adsorption and release of water is known as a humidifying device used for an air cleaner with a humidifying function. For example, a humidifier disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-91002) includes a moisture adsorption region that adsorbs moisture in the air and a moisture release region that releases adsorbed moisture into the air. A humidifying rotor is provided. In this humidifier, the moisture release area of the humidification rotor is heated by the humidifying heater, and the moisture adsorbed in the moisture release area is released into the air. Air containing moisture released from the moisture release region is sent to a predetermined space by a fan.
また、従来、特許文献2(特開2016−118312号公報)に開示されているように、冷凍装置の室外ユニットの加湿装置に用いられる加湿ロータであって、加熱された水分放出領域から熱を回収するための冷却領域を有する加湿ロータが知られている。加湿ロータの冷却領域は、外気を通過させるための領域である。冷却領域を低温の外気が通過することにより、水分放出領域から熱が回収されて、加湿ロータが冷却される。加湿ロータの温度が低いほど、加湿ロータの吸湿材の水分の吸着量は増加するので、加湿装置の加湿量が増加する。しかし、冷却領域を通過する外気の温度が十分に低くない場合、水分放出領域から熱が十分に回収されないことがある。その結果、加湿ロータの水分吸着領域の温度が外気温度以上となり、加湿ロータの吸湿材の水分の吸着量が減少して、加湿装置の加湿量が低下するおそれがある。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-111831), a humidification rotor used in a humidifier of an outdoor unit of a refrigeration apparatus, which heats from a heated moisture release region. Humidification rotors having a cooling area for recovery are known. The cooling region of the humidification rotor is a region for allowing outside air to pass through. When low-temperature outside air passes through the cooling region, heat is recovered from the moisture release region, and the humidification rotor is cooled. As the temperature of the humidification rotor is lower, the moisture adsorption amount of the moisture absorbent material of the humidification rotor increases, so the humidification amount of the humidifier increases. However, if the temperature of the outside air passing through the cooling region is not sufficiently low, heat may not be sufficiently recovered from the moisture release region. As a result, the temperature of the moisture adsorption region of the humidification rotor becomes equal to or higher than the outside air temperature, and the moisture adsorption amount of the moisture absorbent of the humidification rotor is reduced, which may reduce the humidification amount of the humidifier.
本発明の目的は、加湿機能を有する、冷凍装置の室外ユニットであって、加湿量の低下を抑制することができる室外ユニットを提供することである。 An object of the present invention is to provide an outdoor unit of a refrigeration apparatus having a humidifying function and capable of suppressing a decrease in humidification amount.
本発明の第1観点に係る室外ユニットは、加湿機能を有する、冷凍装置の室外ユニットであって、加湿ロータと、加湿用ヒータと、熱交換器と、流路切替機構とを備える。加湿ロータは、水分吸着領域と、水分放出領域と、冷却領域とを有する。水分吸着領域は、外気に含まれる水分を吸着する領域である。水分放出領域は、加湿用ヒータによって加熱されることにより水分吸着領域で吸着された水分を加湿通路に放出する領域である。冷却領域は、熱交換器を通過して冷却された外気が通過することにより、加湿ロータを冷却するための領域である。流路切替機構は、冷却領域を通過した外気を排気する第1流路と、冷却領域を通過した外気を加湿通路に導く第2流路とを切り替える。 An outdoor unit according to a first aspect of the present invention is an outdoor unit of a refrigeration apparatus having a humidifying function, and includes a humidifying rotor, a humidifying heater, a heat exchanger, and a flow path switching mechanism. The humidification rotor has a moisture adsorption region, a moisture release region, and a cooling region. The moisture adsorption region is a region that adsorbs moisture contained in the outside air. The moisture release region is a region in which moisture adsorbed in the moisture adsorption region is released to the humidification passage when heated by the humidifying heater. A cooling area | region is an area | region for cooling a humidification rotor, when the external air cooled through the heat exchanger passes. The channel switching mechanism switches between a first channel that exhausts outside air that has passed through the cooling region, and a second channel that guides outside air that has passed through the cooling region to the humidification passage.
第1観点に係る室外ユニットでは、熱交換器を通過して冷却された外気によって、加湿ロータが冷却される。加湿ロータの温度が低いほど、加湿ロータの吸湿材の水分の吸着量は増加する。そのため、熱交換器を通過して冷却された外気によって、加湿ロータの吸湿材の水分の吸着量の低下が抑制される。従って、第1観点に係る室外ユニットは、加湿量の低下を抑制することができる。 In the outdoor unit according to the first aspect, the humidification rotor is cooled by the outside air that has passed through the heat exchanger and has been cooled. The lower the temperature of the humidification rotor, the greater the amount of moisture adsorbed by the moisture absorbent of the humidification rotor. Therefore, the fall of the moisture adsorption amount of the moisture absorbent of the humidification rotor is suppressed by the outside air that has passed through the heat exchanger and is cooled. Therefore, the outdoor unit which concerns on a 1st viewpoint can suppress the fall of the humidification amount.
本発明の第2観点に係る室外ユニットは、第1観点に係る室外ユニットであって、温度センサをさらに備える。温度センサは、冷却領域を通過した外気の温度を測定する。 The outdoor unit according to the second aspect of the present invention is the outdoor unit according to the first aspect, and further includes a temperature sensor. The temperature sensor measures the temperature of the outside air that has passed through the cooling region.
第2観点に係る室外ユニットでは、温度センサによって、熱交換器を通過した外気の温度を測定することで、熱交換器が着霜しているか否かの判断が行われる。従って、第2観点に係る室外ユニットは、熱交換器の着霜を検知することができる。 In the outdoor unit according to the second aspect, the temperature sensor measures the temperature of the outside air that has passed through the heat exchanger, thereby determining whether or not the heat exchanger is frosted. Therefore, the outdoor unit according to the second aspect can detect frost formation on the heat exchanger.
本発明の第3観点に係る室外ユニットは、第1観点または第2観点に係る室外ユニットであって、湿度センサをさらに備える。湿度センサは、冷却領域を通過した外気の湿度を測定する。 The outdoor unit according to the third aspect of the present invention is the outdoor unit according to the first aspect or the second aspect, and further includes a humidity sensor. The humidity sensor measures the humidity of the outside air that has passed through the cooling region.
第3観点に係る室外ユニットでは、湿度センサによって、熱交換器を通過した外気の湿度を測定することで、熱交換器が着霜しているか否かの判断が行われる。従って、第3観点に係る室外ユニットは、熱交換器の着霜を検知することができる。 In the outdoor unit according to the third aspect, the humidity sensor measures the humidity of the outside air that has passed through the heat exchanger, thereby determining whether or not the heat exchanger is frosted. Therefore, the outdoor unit according to the third aspect can detect frost formation on the heat exchanger.
本発明の第4観点に係る室外ユニットは、第1観点から第3観点のいずれか1つに係る室外ユニットであって、加湿用ヒータは、冷却領域を通過した外気が第1流路を通過して排気されている間は、水分放出領域を加熱しない。 The outdoor unit according to the fourth aspect of the present invention is the outdoor unit according to any one of the first to third aspects, and the humidifying heater is configured such that the outside air that has passed through the cooling region passes through the first flow path. Thus, the moisture release region is not heated while being exhausted.
第4観点に係る室外ユニットでは、熱交換器で冷却された外気の温度および湿度を測定することで熱交換器の着霜を検知する際に、加湿用ヒータが停止し、かつ、加湿ファンが駆動した状態で、熱交換器で冷却された外気が排気される。すなわち、熱交換器で冷却された外気は、加湿用ヒータによって加熱されることなく温度および湿度が測定され、加湿ファンによって排気される。そのため、熱交換器で冷却された外気の温度および湿度を正確に測定することができる。従って、第4観点に係る室外ユニットは、熱交換器の着霜を正確に検知することができる。 In the outdoor unit according to the fourth aspect, when the frosting of the heat exchanger is detected by measuring the temperature and humidity of the outside air cooled by the heat exchanger, the humidifying heater is stopped, and the humidifying fan is In the driven state, the outside air cooled by the heat exchanger is exhausted. That is, the outside air cooled by the heat exchanger is measured for temperature and humidity without being heated by the humidifying heater, and is exhausted by the humidifying fan. Therefore, the temperature and humidity of the outside air cooled by the heat exchanger can be accurately measured. Therefore, the outdoor unit according to the fourth aspect can accurately detect frost formation on the heat exchanger.
本発明の第1観点に係る室外ユニットは、加湿量の低下を抑制することができる。 The outdoor unit according to the first aspect of the present invention can suppress a decrease in the humidification amount.
本発明の第2観点に係る室外ユニットは、熱交換器の着霜を検知することができる。 The outdoor unit according to the second aspect of the present invention can detect frost formation on the heat exchanger.
本発明の第3観点に係る室外ユニットは、熱交換器の着霜を検知することができる。 The outdoor unit according to the third aspect of the present invention can detect frost formation on the heat exchanger.
本発明の第4観点に係る室外ユニットは、熱交換器の着霜を正確に検知することができる。 The outdoor unit according to the fourth aspect of the present invention can accurately detect frost formation on the heat exchanger.
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明される実施形態は、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。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are specific examples of the present invention and do not limit the technical scope of the present invention.
(1)空調機10の構成
図1は、本発明に係る室外ユニットの一実施形態である室外ユニット30を備える空調機10の構成図である。空調機10は、冷媒回路を循環する冷媒を用いる冷凍サイクルを備える冷凍装置である。空調機10は、主として、室内ユニット20と、室外ユニット30とを備える。室内ユニット20及び室外ユニット30は、冷媒連絡配管14,16及び給気ホース18によって互いに接続されている。図1では、室内ユニット20及び室外ユニット30を通過する空気の流れが、白抜きの矢印で示されている。
(1) Configuration of
空調機10は、冷房運転、暖房運転、除湿運転、加湿運転、及び給気運転等の複数の運転モードを有する。加湿運転、及び給気運転では、室内に空気を供給するために、給気ホース18を通して室外ユニット30から室内ユニット20へ空気が送られる。特に、加湿運転では、水分を多く含んだ湿度の高い空気を室外ユニット30から室内ユニット20に送るため、室外ユニット30において外気から水分が取り込まれる。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を備える。図1では、加湿ユニット60を通過する空気の流れが、点線の矢印で示されている。
The
(2)室内ユニット20の構成
室内ユニット20は、主として、室内熱交換器21と、室内ファン22とを備える。図1に示されるように、室内ファン22は、室内熱交換器21の下流側に配置され、室内ファンモータ22aによって駆動される。室内ファン22が駆動されると、室内ユニット20上部の室内吸込口23から吸い込まれた室内空気は、室内熱交換器21を通過して、室内ユニット20下部の室内吹出口24から吹き出される。室内ファン22は、例えば、クロスフローファンである。
(2) Configuration of
室内ユニット20では、室内給気口25が、室内熱交換器21の上流側空間に設けられている。給気ホース18の一端は、室内給気口25に接続され、給気ホース18の他端は、室外ユニット30の加湿ユニット60に接続される。加湿ユニット60から送られてきた湿度の高い空気は、室内給気口25を介して、室内熱交換器21の上流側空間に供給される。室内熱交換器21の上流側空間に湿度の高い空気が供給されている状態で室内ファン22が駆動されることにより、室内ユニット20の室内吹出口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。
In the
(3)室外ユニット30の構成
室外ユニット30は、主として、ケーシング40、圧縮機31、室外熱交換器33、室外ファン39、加湿ユニット60、ダンパ70、温度センサ76、及び湿度センサ77を備える。室外ユニット30内部の冷媒回路には、四路切換弁32、電動膨張弁34、アキュムレータ36、液側閉鎖弁37、及びガス側閉鎖弁38が取り付けられている。
(3) Configuration of
図2は、ケーシング40の天板48が取り外された状態の室外ユニット30の平面図である。図3は、図2の室外ユニット30から防護用グリル56が取り外された状態の室外ユニット30の正面図である。図2では、室外ユニット30を通過する空気の流れが、点線の矢印で示されている。
FIG. 2 is a plan view of the
(3−1)ケーシング40
ケーシング40は、主として、左側板45、前板46、右側板47、天板48(図3参照)、底板49(図3参照)、及び背面部44から構成される。ケーシング40の内部空間は、仕切部材43によって送風機室41と機械室42とに区画されている。送風機室41は、室外熱交換器33、室外ファン39、及び加湿ユニット60の一部が配置される空間である。機械室42は、圧縮機31、及び加湿ユニット60の一部が配置される空間である。
(3-1)
The
仕切部材43は、天板48側から底板49側に向かって、右側板47と略並行に延びている板状部材である。仕切部材43は、前板46の内側から、室外熱交換器33の右側板47側の端部に向かって、円弧状に延びている。その結果、仕切部材43は、送風機室41から機械室42に向かって空気の流れが回り込まないように、空気の流れを遮蔽する機能を有する。仕切部材43は、冷却空気孔43aを有する。冷却空気孔43aは、送風機室41と機械室42とを連通する。
The
図3に示されるように、送風機室41には、電装品ユニット50が設置されている。電装品ユニット50は、圧縮機31及び室外ファン39等を駆動するための電子部品が集約された制御基板を搭載している。
As shown in FIG. 3, an
図3に示されるように、前板46には、円形の室外吹出口46aが形成されている。室外吹出口46aには、その周縁に沿うようにリング状のベルマウス52が取り付けられている。図2に示されるように、ケーシング40の前板46には、防護用グリル56が取り付けられている。防護用グリル56は、室外吹出口46aを覆っている。防護用グリル56には、ケーシング40の内部空間から外部空間に空気を吹き出すための複数の開口が形成されている。
As shown in FIG. 3, a circular
(3−2)圧縮機31
図1に示されるように、圧縮機31は、機械室42に配置されている。圧縮機31は、底板49に固定されている。圧縮機31は、運転時に高温になるので、機械室42は送風機室41と比べて温度が高くなる。
(3-2)
As shown in FIG. 1, the
(3−3)室外熱交換器33
図2に示されるように、室外熱交換器33は、ケーシング40の背面部44及び左側板45と対向するように、L字状に成形されている。室外熱交換器33の鉛直方向の寸法は、天板48と底板49との間の距離にほぼ等しい。
(3-3)
As shown in FIG. 2, the
(3−4)室外ファン39
室外ファン39は、室外熱交換器33の下流側に配置されている。室外ファン39は、室外ファンモータ39aと、プロペラ39bとを有する。プロペラ39bは、室外ファンモータ39aによって駆動される。プロペラ39bの一部は、ベルマウス52で囲まれた空間内に配置されている。
(3-4)
The
室外ファンモータ39aによってプロペラ39bが駆動されると、室外熱交換器33の背面部44側から外気が吸い込まれる。吸い込まれた外気は、室外熱交換器33を通過し、室外吹出口46a(図3参照)から吹き出される。室外吹出口46aの前面は防護用グリル56(図2参照)で覆われているので、室外ユニット30の外側からはプロペラ39bに触れられないようになっている。
When the
(3−5)加湿ユニット60
図2に示されるように、加湿ユニット60は、前板46と背面部44との間において、送風機室41と機械室42とに跨るように配置されている。具体的には、加湿ユニット60の一部は、送風機室41に配置され、その他の部分は、機械室42に配置されている。加湿ユニット60は、送風機室41及び機械室42の上部に配置され、仕切部材43の一部分としての機能を有する。
(3-5)
As shown in FIG. 2, the
加湿ユニット60は、主として、加湿ロータ63、加湿用ヒータ71、吸着用ダクト68、加湿用ダクト73、加湿用ファン75(図1参照)、及び第2加湿用ダクト180を有している。
The
(3−5−1)加湿ロータ63
加湿ロータ63は、円盤形状の部材である。加湿ロータ63は、回転軸の周りを回転しながら、空気中に含まれる水分の吸着および放出を行う。加湿ロータ63の回転軸は、加湿ロータ63の円形の主表面の中心を通り、かつ、水平方向に沿って延びている。すなわち、加湿ロータ63は、その主表面が鉛直方向に沿うように配置されている。
(3-5-1)
The
加湿ロータ63は、前板46と対向するように配置されている。図3に示されるように、加湿ロータ63の一部は、前板46に形成される開口である室外吸込口46bと対向する。室外吸込口46bは、中心角が約240°の扇形を有する。室外吸込口46bの扇形の中心は、加湿ロータ63の回転軸上に位置している。加湿ロータ63は、ロータ枠壁65によって囲まれている。ロータ枠壁65については、後述する。
The
図4は、加湿ロータ63を通過する空気の流れを示す図である。図4では、加湿ロータ63を通過する空気の流れが、白抜きの矢印で示され、かつ、加湿ロータ63の回転方向が、点線の矢印で示されている。図4に示されるように、加湿ロータ63は、水分吸着領域63aと水分放出領域63bと冷却領域63cとを有する。
FIG. 4 is a diagram illustrating the flow of air passing through the
水分吸着領域63aは、加湿ロータ63の主表面の一部であって、室外吸込口46bと対向する領域である。水分吸着領域63aは、室外吸込口46bと同様に、中心角が約240°の扇形を有する。水分吸着領域63aは、空気中に含まれる水分が吸着される領域である。水分吸着領域63aは、水分放出領域63bよりもベルマウス52側に配置されている。
The
水分放出領域63bは、加湿ロータ63の主表面の一部であって、室外吸込口46bと対向しない領域である。水分放出領域63bは、水分吸着領域63aおよび冷却領域63cに隣接し、中心角が約60°の扇形を有する。水分放出領域63bは、吸着された水分が空気中に放出される領域である。
The
冷却領域63cは、加湿ロータ63の主表面の一部であって、室外吸込口46bと対向しない領域である。冷却領域63cは、水分吸着領域63aおよび水分放出領域63bに隣接し、中心角が約60°の扇形を有する。冷却領域63cは、加湿ロータ63の熱を回収するための領域である。
The
加湿ロータ63が回転軸周りに回転することで、水分吸着領域63aが水分放出領域63bとなり、水分放出領域63bが冷却領域63cとなり、冷却領域63cが水分吸着領域63aとなる。これにより、回転軸周りに回転する加湿ロータ63は、自身の熱が回収されながら、空気中に含まれる水分の吸着および放出を繰り返し行う。
When the
水分吸着領域63a、水分放出領域63b及び冷却領域63cは、ゼオライト等の焼成によって形成されるハニカム構造を有する。ゼオライト等の吸着剤は、常温で空気中の水分を吸着し、かつ、高温の空気に曝されて加熱されることで吸着した水分を放出する。
The
図4に示されるように、加湿ロータ63の外周面には、周方向に沿って複数の歯63tが形成されている。これにより、加湿ロータ63は、複数の歯63tを有する歯車として機能する。図3に示されるように、加湿ロータ63の歯63tは、ピニオンギア64aと噛み合っている。ピニオンギア64aは、ロータ駆動用モータ64の動力によって回転する。ピニオンギア64aの回転運動によって、加湿ロータ63は、その回転軸周りに回転することができる。
As shown in FIG. 4, a plurality of
(3−5−2)加湿用ヒータ71
加湿用ヒータ71は、加湿ロータ63と前板46との間において、水分放出領域63b及び冷却領域63cと対向するように配置されている。図4に示されるように、加湿用ヒータ71は、加湿ロータ63の水分放出領域63bから水分を放出させるために、水分放出領域63bに送られる空気を加熱する。加湿用ヒータ71によって加熱された空気は、水分放出領域63bを通過するときに加湿ロータ63から水分を放出させて、湿度が高い空気となる。
(3-5-2)
The
図4に示されるように、加湿用ヒータ71で加熱される空気は、加湿ロータ63の冷却領域63cを通過した空気である。この空気は、ケーシング40に形成された加湿用開口40a(図1参照)から取り込まれた外気である。図1に示されるように、加湿用開口40aから取り込まれた外気は、室外熱交換器33を通過し、仕切部材43の冷却空気孔43aを通過して、冷却領域63cを通過する。空調機10が暖房運転モードで動作している場合、加湿用開口40aから取り込まれた外気は、室外熱交換器33を通過する際に、室外熱交換器33内を流れる低温の冷媒と熱交換されて冷却される。そのため、空調機10が暖房運転モードで動作している場合、室外熱交換器33を通過して冷却された外気が冷却領域63cを通過することで、加湿ロータ63が冷却され、加湿ロータ63の熱が回収される。
As shown in FIG. 4, the air heated by the humidifying
図4に示されるように、加湿用開口40aから取り込まれた外気が通過する冷却領域63cは、加湿用ヒータ71で加熱された空気が通過する水分放出領域63bよりも、加湿ロータ63の回転方向下流側に位置している。このように、加湿用開口40aから取り込まれた外気が加湿用ヒータ71で加熱される前に冷却領域63cを通過することで、加湿ロータ63の熱が回収される。その結果、冷却領域63cよりも加湿ロータ63の回転方向下流側に位置している水分吸着領域63aの温度上昇が抑えられる。
As shown in FIG. 4, the
(3−5−3)吸着用ダクト68
吸着用ダクト68は、加湿ロータ63の水分吸着領域63aに、水分を含む空気である外気を導くための部材である。吸着用ダクト68は、前板46の室外吸込口46bに向かって開口する空気流入口681を有する。空気流入口681の形状は、室外吸込口46bと同様に、中心角が約240°の扇形である。空気流入口681は、室外吸込口46bに接続されている。
(3-5-3)
The
図4に示されるように、室外吸込口46bから吸い込まれた外気は、吸着用ダクト68内を流れて、加湿ロータ63の水分吸着領域63aに到達し、水分吸着領域63aを通過する。このとき、外気中に含まれる水分は、水分吸着領域63aに吸着される。水分吸着領域63aを通過した空気は、吸着用ダクト68の空気流出口683(図2参照)から排出される。空気流出口683は、室外ファン39が回転するときに負圧になる空間(ベルマウス52の上流側の空間)に接している。そのため、室外ファン39の回転によって、空気流出口683側の気圧は空気流入口681側の気圧より低くなるので、空気流入口681から外気が吸い込まれる。
As shown in FIG. 4, the outside air sucked from the
図3に示されるように、室外吸込口46bは、室外吹出口46aと同様に、前板46に開口している。図4に示されるように、室外ファン39によって室外熱交換器33を通過した空気は、押し出されて、室外吹出口46aから勢いよくケーシング40の外部に吹き出される。そのため、室外吹出口46aから吹き出された空気が、室外吸込口46bに吸い込まれることはない。これにより、暖房運転モードで動作している室外熱交換器33を通過して室外吹出口46aから吹き出された低温の空気が、室外吸込口46bを経由して空気流入口681に吸い込まれることが回避される。室外吹出口46aから吹き出された低温の空気が空気流入口681に吸い込まれ続けて、加湿ロータ63の温度が極端に低下すると、加湿ロータ63が吸着できる水分量が低下する。そのため、室外吹出口46aから吹き出された空気が室外吸込口46bに吸い込まれることを回避することで、加湿ロータ63が吸着できる水分量の低下が抑制される。
As shown in FIG. 3, the
(3−5−4)加湿用ダクト73
加湿用ダクト73は、加湿用ヒータ71によって加熱され水分放出領域63bを通過した空気を加湿用ファン75まで導く。加湿用ダクト73に導かれる空気の流れは、加湿用ファン75によって発生する。
(3-5-4)
The
加湿用ダクト73に導かれる空気は、加湿用ヒータ71によって加熱されて高温の空気となり、さらに、水分放出領域63bを通過する際に水分放出領域63bから水分を放出させる。図4に示されるように、水分放出領域63bを通過して高温高湿となった空気は、加湿用ダクト73内を流れて、加湿用ファン75まで導かれる。
The air guided to the humidifying
(3−5−5)加湿用ファン75
加湿用ファン75は、機械室42に配置されている。加湿用ファン75は、図1に示されるように、加湿用ファンロータ75aと、加湿用ファンモータ75bとを有する。加湿用ファンロータ75aは、回転軸周りに回転することで、加湿ロータ63の水分放出領域63bを通過して加湿された空気を所定の方向へ送り出す。加湿用ファンモータ75bは、加湿用ファンロータ75aを駆動する。加湿用ファン75は、加湿用ファンロータ75aの回転軸が水平方向に沿うように配置される。加湿用ファンロータ75aの回転軸は、加湿用ファンモータ75bの回転軸に接続されている。加湿用ファンロータ75aは、樹脂製である。
(3-5-5)
The humidifying
加湿用ファンロータ75aは、ファンケーシング81に囲まれている。ファンケーシング81の出口は、第2加湿用ダクト180の入口と繋がっている。加湿用ファンモータ75bは、モータカバー82によって覆われている。図4に示されるように、ファンケーシング81は、加湿用ファン75によって吸い込まれる空気が通過する吸い込み口81aを有する。吸い込み口81aは、ファンケーシング81の入口に相当し、加湿用ダクト73の出口に接続されている。加湿用ファン75の吸い込み口81aは、加湿用ファンロータ75aの回転軸に沿って視た場合に、加湿用ファンロータ75aの中央に位置するように設けられている。加湿用ダクト73を流れて吸い込み口81aに吸い込まれた空気は、回転する加湿用ファンロータ75aによって第2加湿用ダクト180に送られる。
The humidifying
(3−5−6)第2加湿用ダクト180
第2加湿用ダクト180は、加湿用ファン75によって送られてきた高温高湿の空気を、給気ホース18(図1参照)との接続口、または、排気用開口40bまで導くダクトである。排気用開口40bは、ケーシング40に形成された開口であって、室外ユニット30の内部を流れる空気を、室外ユニット30から排気するための開口である。
(3-5-6)
The
第2加湿用ダクト180のほぼ全体は、機械室42に配置されている。しかし、第2加湿用ダクト180の一部であって、給気ホース18との接続口に接続される部分は、右側板47を挟んで機械室42の反対側に位置している(図2参照)。
Almost all of the
(3−6)ダンパ70
ダンパ70は、第2加湿用ダクト180を通過した空気を室外ユニット30から排気する第1流路と、第2加湿用ダクト180を通過した空気を給気ホース18内に導く第2流路とを切り替えるための流路切替部材である。図1は、ダンパ70が第2流路を形成している状態の図である。図5は、図1と同様の図であって、ダンパ70が第1流路を形成している状態の図である。図1及び図5において、ダンパ70は、ハッチングされた領域として示されている。
(3-6)
The
ダンパ70は、第2加湿用ダクト180の内部に配置されている。ダンパ70は、主として、上流側開口70aと下流側開口70bとを有する。図1および図5に示されるように、ダンパ70は、第2加湿用ダクト180の内部においてスライド可能である。ダンパ70の上流側開口70aは、第2加湿用ダクト180の内部空間であって、加湿用ファン75とダンパ70との間に位置する空間と連通している。
The
ダンパ70が第1流路を形成している状態では、図5に示されるように、ダンパ70の下流側開口70bは、ケーシング40の排気用開口40bに接続されている。そのため、ダンパ70が第1流路を形成している状態では、ダンパ70を通過した空気は、排気用開口40bを経由して、室外ユニット30から排気される。
In the state in which the
ダンパ70が第2流路を形成している状態では、図1に示されるように、ダンパ70の下流側開口70bは、第2加湿用ダクト180と給気ホース18との接続口に接続されている。そのため、ダンパ70が第2流路を形成している状態では、ダンパ70を通過した空気は、給気ホース18に流入し、室内ユニット20に供給される。
In the state where the
(3−7)温度センサ76
温度センサ76は、第2加湿用ダクト180の内部に配置されている。具体的には、図1に示されるように、温度センサ76は、ダンパ70の上流側開口70aの近傍に配置されている。温度センサ76は、第2加湿用ダクト180からダンパ70に流入する空気の温度を測定する。
(3-7)
The
(3−8)湿度センサ77
湿度センサ77は、第2加湿用ダクト180の内部に配置されている。具体的には、図1に示されるように、湿度センサ77は、ダンパ70の上流側開口70aの近傍に配置されている。湿度センサ77は、第2加湿用ダクト180からダンパ70に流入する空気の湿度を測定する。
(3-8)
The
(4)加湿ロータ63及びロータ枠壁65の詳細な構成
ロータ枠壁65は、加湿ロータ63を所定の位置において回転可能に支持するための部材である。図6は、ロータ枠壁65の正面図である。図6では、ロータ枠壁65に支持されている加湿ロータ63の円盤形状の輪郭が点線で示されている。図6では、加湿ロータ63の回転方向が、点線の矢印で示されている。図6は、加湿ロータ63の回転軸63dに沿って視た図である。
(4) Detailed Configuration of
ロータ枠壁65は、加湿ロータ63の周囲を囲む環状部65aを有する。図6に示されるように、環状部65aの内周面である囲み面65bは、加湿ロータ63の径方向外側において、加湿ロータ63の外周面と対向する面である。加湿ロータ63の径方向とは、加湿ロータ63の円形の主表面の径方向である。
The
図6に示されるように、ロータ枠壁65には、樹脂製の軸受部材65cが取り付けられている。軸受部材65cは、シャフト66を有する。シャフト66は、加湿ロータ63を回転自在に支持するためのテーパ形状の突起である。加湿ロータ63の回転軸63dに沿って視た場合に、軸受部材65cは、ロータ枠壁65の環状部65aの中央部に位置している。
As shown in FIG. 6, a
図4及び図6に示されるように、加湿ロータ63は、シャフト66を通すためのシャフト貫通孔67を有する。シャフト貫通孔67は、加湿ロータ63の主表面の中央部に形成されている。シャフト貫通孔67は、シャフト66と同様に、テーパ形状を有する。加湿ロータ63のシャフト貫通孔67に、ロータ枠壁65に取り付けられている軸受部材65cのシャフト66を通すことによって、加湿ロータ63がロータ枠壁65に取り付けられる。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
ロータ駆動用モータ64の動力によって加湿ロータ63が回転軸63d周りに回転している間、加湿ロータ63のシャフト貫通孔67の内周面は、シャフト66の外周面と摺動する。すなわち、シャフト貫通孔67の内周面は、すべり軸受のすべり面に相当する。
While the humidifying
図7は、図6に示される囲み面65bで囲まれる領域の模式図である。図7では、ロータ枠壁65に支持されている加湿ロータ63の円盤形状の輪郭が点線で示されている。図7には、加湿ロータ63の回転方向が、点線の矢印で示されている。囲み面65bで囲まれる領域は、主として、吸湿用空気通過領域91と、放湿用空気通過領域92とに区画される。放湿用空気通過領域92は、さらに、加熱用空気通過領域92aと、冷却用空気通過領域92bとに区画される。吸湿用空気通過領域91は、中心角が約240°の扇形を有する。放湿用空気通過領域92は、中心角が約120°の扇形を有する。加熱用空気通過領域92a及び冷却用空気通過領域92bは、それぞれ、中心角が約60°の扇形を有する。ロータ枠壁65に取り付けられている加湿ロータ63を回転軸63dに沿って視た場合に、加湿ロータ63の水分吸着領域63aは、吸湿用空気通過領域91に存在し、加湿ロータ63の水分放出領域63bは、放湿用空気通過領域92の加熱用空気通過領域92aに存在し、加湿ロータ63の冷却領域63cは、放湿用空気通過領域92の冷却用空気通過領域92bに存在する。
FIG. 7 is a schematic diagram of a region surrounded by a surrounding
図7に示されるように、回転する加湿ロータ63は、回転軸63dに沿って視た場合に、吸湿用空気通過領域91、加熱用空気通過領域92a及び冷却用空気通過領域92bの順に通過する。吸湿用空気通過領域91と加熱用空気通過領域92aとの間は、第1隔壁65d1によって区画されている。加熱用空気通過領域92aと冷却用空気通過領域92bとの間は、第2隔壁65d2によって区画されている。冷却用空気通過領域92bと吸湿用空気通過領域91との間は、第3隔壁65d3によって区画されている。
As shown in FIG. 7, the
吸湿用空気通過領域91は、加湿ロータ63の水分吸着領域63aを通過する空気が通過する領域である。図4に示されるように、室外吸込口46bから吸い込まれた外気は、吸着用ダクト68内を流れて、加湿ロータ63の水分吸着領域63aに到達し、水分吸着領域63aを通過する。このとき、室外吸込口46bから吸い込まれた外気は、吸湿用空気通過領域91を通過する。
The moisture absorption
加熱用空気通過領域92aは、加湿ロータ63の水分放出領域63bを通過する空気が通過する領域である。図4に示されるように、加湿用ヒータ71によって加熱された高温の空気は、加湿ロータ63の水分放出領域63bに到達し、水分放出領域63bを通過する。このとき、加湿用ヒータ71によって加熱された空気は、加熱用空気通過領域92aを通過する。
The heating
冷却用空気通過領域92bは、加湿ロータ63の水分吸着領域63aを通過する空気が通過する領域である。図4に示されるように、加湿用開口40aから取り込まれた外気は、室外熱交換器33を通過する。空調機10が暖房運転モードで動作している場合、室外熱交換器33を通過する外気は、室外熱交換器33を流れる冷媒と熱交換されて冷却される。室外熱交換器33を通過した外気は、仕切部材43の冷却空気孔43aを通過して、加湿ロータ63の冷却領域63cに到達し、冷却領域63cを通過する。このとき、加湿用開口40aから取り込まれた外気は、冷却用空気通過領域92bを通過する。冷却用空気通過領域92bを通過した外気は、加湿用ヒータ71で加熱されて、加熱用空気通過領域92aを通過する。
The cooling
図6に示されるように、ロータ枠壁65は、加湿用空気吐出孔65eおよび冷却用空気吸入孔65fを有する。加湿用空気吐出孔65eは、加熱用空気通過領域92aに形成される孔である。加湿用空気吐出孔65eは、加湿用ダクト73の入口に接続されている。加熱用空気通過領域92aにおいて、加湿ロータ63の水分放出領域63bを通過した高温の空気は、加湿用空気吐出孔65eを経由して加湿用ダクト73に流入し、加湿用ダクト73を通過した後、加湿用ファン75の吸い込み口81aに吸い込まれる。冷却用空気吸入孔65fは、冷却用空気通過領域92bに形成される孔である。室外熱交換器33を通過した外気は、冷却空気孔43aを通過した後、冷却用空気吸入孔65fを通過して、加湿ロータ63の冷却領域63cに到達し、冷却領域63cを通過する。
As shown in FIG. 6, the
(5)空調機10の動作
冷房運転モード、暖房運転モード、及び加湿運転モードのそれぞれにおける、空調機10の動作について説明する。
(5) Operation of
(5−1)冷房運転
冷房運転時において、四路切換弁32は、圧縮機31の吐出側と室外熱交換器33のガス側とを接続し、かつ、圧縮機31の吸入側と室内熱交換器21のガス側とを接続する。図1において、冷房運転時における四路切換弁32の状態は、実線で示されている。
(5-1) Cooling Operation During the cooling operation, the four-
液側閉鎖弁37及びガス側閉鎖弁38は、開状態である。電動膨張弁34の開度は、室内熱交換器21の冷媒出口における冷媒の過熱度が所定の目標値で一定になるように調節される。
The liquid
このような状態の冷媒回路において、圧縮機31、室外ファン39及び室内ファン22の運転を開始すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機31に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、四路切換弁32を経由して室外熱交換器33に送られて、室外ファン39によって供給される室外空気との熱交換により凝縮して高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、電動膨張弁34で減圧されて気液二相状態の冷媒となった後、液側閉鎖弁37及び液冷媒連絡配管14を経由して、室内ユニット20に送られる。
In the refrigerant circuit in such a state, when the operation of the
室内ユニット20に送られた気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器15に入り、室内熱交換器15において室内空気との熱交換により液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒となる。低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡配管16及びガス側閉鎖弁38を経由して室外ユニット30に送られ、四路切換弁32を経由して、アキュムレータ36に流入する。アキュムレータ36に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機31に吸入される。
The refrigerant in the gas-liquid two-phase state sent to the
このように、空調機10は、室外熱交換器33を冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、室内熱交換器21を冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転を行う。
In this manner, the
(5−2)暖房運転
暖房運転時において、四路切換弁32は、圧縮機31の吐出側と室内熱交換器21のガス側とを接続し、かつ、圧縮機31の吸入側と室外熱交換器33のガス側とを接続する。図1において、暖房運転時における四路切換弁32の状態は、点線で示されている。
(5-2) Heating Operation During the heating operation, the four-
液側閉鎖弁37及びガス側閉鎖弁38は、開状態である。電動膨張弁34の開度は、室外熱交換器33に流入する冷媒の圧力が、室外熱交換器33において液冷媒が完全に蒸発できる圧力まで低下するように調節される。
The liquid
このような状態の冷媒回路において、圧縮機31、室外ファン39及び室内ファン22の運転を開始すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機31に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、四路切換弁32、ガス側閉鎖弁38及びガス冷媒連絡配管16を経由して、室内ユニット20に送られる。
In the refrigerant circuit in such a state, when the operation of the
室内ユニット20に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器21において、室内空気との熱交換により凝縮して高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、液冷媒連絡配管14及び液側閉鎖弁37を経由して室外ユニット30に送られる。
The high-pressure gas refrigerant sent to the
室外ユニット30に送られた高圧の液冷媒は、電動膨張弁34で減圧されて気液二相状態の冷媒となった後に、室外熱交換器33に流入する。室外熱交換器33に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン39によって供給される室外空気との熱交換により液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒となる。低圧のガス冷媒は、四路切換弁32を経由してアキュムレータ36に流入する。アキュムレータ36に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機31に吸入される。
The high-pressure liquid refrigerant sent to the
このように、空調機10は、室内熱交換器21を冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、室外熱交換器33を冷媒の蒸発器として機能させる暖房運転を行う。
In this manner, the
(5−3)加湿運転
空調機10の加湿運転は、暖房運転と組み合わされて行われる。図2及び図3に示されるように、加湿ユニット60の吸着用ダクト68の空気流入口681は、前板46の室外吸込口46b(図3参照)に向かって開口し、空気流出口683(図2参照)は、室外ファン39が回転するときに負圧となるベルマウス52の上流側に開口している。室外ファン39が稼動すると、空気流出口683側の気圧が空気流入口681側より低くなり、室外熱交換器33を通過していない外気が、空気流入口681から吸い込まれる。空気流入口681から吸い込まれた外気に含まれる水分は、加湿ロータ63の水分吸着領域63aに吸着される。
(5-3) Humidification operation The humidification operation of the
加湿ロータ63は、空気流入口681と空気流出口683との間であって、かつ、空気流出口683の近傍に位置する。加湿運転時において、加湿ロータ63は、ロータ駆動用モータ64の動力によって、その回転軸を中心に所定の回転速度で回転する。加湿ロータ63の回転によって、水分吸着領域63aで吸着された水分は、水分放出領域63bまで運ばれる。
The
同時に、加湿用ファン75の駆動によって、加湿用開口40aから取り込まれた外気が、加湿用ヒータ71の周囲まで導かれて加熱される。具体的には、最初に、加湿用開口40aから取り込まれた外気は、室外熱交換器33を通過する際に冷却される。室外熱交換器33を通過して冷却された空気は、冷却空気孔43a及び冷却用空気吸入孔65fを通過して、加湿ロータ63の冷却領域63cを通過する。このとき、冷却領域63cを通過する低温の外気によって、加湿ロータ63の熱が回収される。冷却領域63cを通過した空気は、加湿用ヒータ71によって加熱され、加湿ロータ63の水分放出領域63bを通過する。このとき、水分放出領域63bにおいて、加熱された空気に曝された部分から水分が放出される。その後、水分放出領域63bから放出された水分を含む高湿の空気は、加湿用ダクト73に導かれ、加湿用ファン75によって第2加湿用ダクト180内に供給される。第2加湿用ダクト180に供給された高湿の空気は、第2流路を形成しているダンパ70(図1参照)、及び給気ホース18を経由して室内ユニット20へ導かれる。
At the same time, by driving the
加湿ロータ63の回転方向において、冷却領域63cは、加湿用ヒータ71によって加熱された空気が通過することにより高温となった水分放出領域63bの下流側に位置している。そのため、室外熱交換器33を通過して冷却された空気が、加湿ロータ63の冷却領域63cを通過する際には、冷却領域63cを通過する低温の空気と、高温の加湿ロータ63との間で熱交換が行われる。すなわち、冷却領域63cを通過する低温の空気によって、加湿ロータ63が冷却され、加湿ロータ63の熱が回収される。冷却領域63cを通過することにより加熱された空気は、加湿用ヒータ71によってさらに加熱されて、加湿ロータ63の水分放出領域63bを通過して、加湿ロータ63を加熱する。
In the rotation direction of the
(6)特徴
本実施形態の室外ユニット30では、空調機10が加湿運転モードで動作している場合に、加湿用開口40aから取り込まれて室外熱交換器33を通過して冷却された外気によって、加湿ロータ63が冷却される。具体的には、室外熱交換器33を通過して冷却された外気は、加湿ロータ63の冷却領域63cを通過する際に、加湿ロータ63の熱を回収する。加湿ロータ63の回転方向において、空気に含まれる水分を吸着する水分吸着領域63aは、冷却領域63cの下流側に位置している。そのため、冷却領域63cを通過する低温の外気によって、水分吸着領域63aの温度が所定値以上に上昇することが防止される。加湿ロータ63の温度が低いほど、また、加湿ロータ63を通過する空気の相対湿度が低いほど、加湿ロータ63の吸湿材の水分の吸着量は増加する。そのため、室外熱交換器33を通過して冷却された外気によって、加湿ロータ63の熱が回収されることによって、加湿ロータ63の吸湿材の水分の吸着量の低下が抑制される。従って、室外ユニット30は、加湿量の低下を抑制することができる。
(6) Features In the
(7)変形例
本発明の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。次に、本発明の実施形態の適用可能な変形例について説明する。
(7) Modifications The specific configuration of the present invention can be changed without departing from the gist of the present invention. Next, modifications to which the embodiment of the present invention can be applied will be described.
(7−1)変形例A
室外ユニット30は、第2加湿用ダクト180からダンパ70に流入する空気の温度を測定する温度センサ76を備える。室外ユニット30は、温度センサ76を用いて、室外熱交換器33を通過した外気の温度を測定することで、室外熱交換器33が着霜しているか否かの判断を行ってもよい。具体的には、室外ユニット30の各機器を制御するためのコンピュータである制御装置(図示せず)は、室外熱交換器33を通過した外気の温度を温度センサ76から取得して、取得した温度が所定の値未満である場合に、室外熱交換器33が着霜していると判定してもよい。これにより、室外ユニット30は、室外熱交換器33の着霜を検知することができる。
(7-1) Modification A
The
(7−2)変形例B
室外ユニット30は、第2加湿用ダクト180からダンパ70に流入する空気の湿度を測定する湿度センサ77を備える。室外ユニット30は、湿度センサ77を用いて、室外熱交換器33を通過した外気の湿度を測定することで、室外熱交換器33が着霜しているか否かの判断を行ってもよい。具体的には、室外ユニット30の各機器を制御するためのコンピュータである制御装置(図示せず)は、室外熱交換器33を通過した外気の湿度を温度センサ76から取得して、取得した湿度から算出された絶対湿度が所定の値未満である場合に、室外熱交換器33が着霜していると判定してもよい。これにより、室外ユニット30は、室外熱交換器33の着霜を検知することができる。
(7-2) Modification B
The
(7−3)変形例C
変形例Aおよび変形例Bにおいて、室外ユニット30の制御装置は、温度センサ76および湿度センサ77を用いて室外熱交換器33の着霜を検知する際に、加湿用ヒータ71を停止させ、かつ、加湿ファン75を駆動させ、かつ、ダンパ70が第1流路を形成している状態(図5参照)にすることが好ましい。この場合、室外熱交換器33を通過した低温の外気は、加湿用ヒータ71によって加熱されることなく、第2加湿用ダクト180を通過して、室外ユニット30から排気される。そのため、温度センサ76および湿度センサ77は、それぞれ、室外熱交換器33によって冷却された空気の温度および湿度を高い精度で測定することができる。従って、室外ユニット30は、室外熱交換器33で冷却された外気の温度および湿度を正確に測定することができる。
(7-3) Modification C
In Modification A and Modification B, the controller of the
また、ダンパ70は第1流路を形成しているので、室外熱交換器33によって冷却された空気が給気ホース18を経由して室内ユニット20に供給されない。そのため、空調機10が暖房運転モードで動作している時に、室外熱交換器33によって冷却された空気が室内ユニット20に供給されて室内が冷却されることが防止される。
Further, since the
本発明に係る室外ユニットは、加湿量の低下を抑制することができる。 The outdoor unit according to the present invention can suppress a decrease in the humidification amount.
18 給気ホース(加湿通路)
30 室外ユニット
33 室外熱交換器(熱交換器)
63 加湿ロータ
63a 水分吸着領域
63b 水分放出領域
63c 冷却領域
70 ダンパ(流路切替機構)
71 加湿用ヒータ
76 温度センサ
77 湿度センサ
18 Air supply hose (humidification passage)
30
63
71
Claims (4)
加湿ロータ(63)と、加湿用ヒータ(71)と、熱交換器(33)と、流路切替機構(70)とを備え、
前記加湿ロータは、
外気に含まれる水分を吸着する水分吸着領域(63a)と、
前記加湿用ヒータによって加熱されることにより前記水分吸着領域で吸着された水分を加湿通路(18)に放出する水分放出領域(63b)と、
前記熱交換器を通過して冷却された外気が通過することにより、前記加湿ロータを冷却するための冷却領域(63c)と、
を有し、
前記流路切替機構は、前記冷却領域を通過した外気を排気する第1流路と、前記冷却領域を通過した外気を前記加湿通路に導く第2流路とを切り替える、
室外ユニット(30)。 An outdoor unit of a refrigeration apparatus having a humidifying function,
A humidifying rotor (63), a humidifying heater (71), a heat exchanger (33), and a flow path switching mechanism (70);
The humidifying rotor is
A moisture adsorption region (63a) for adsorbing moisture contained in outside air;
A moisture release region (63b) for releasing the moisture adsorbed in the moisture adsorption region by being heated by the humidifying heater to the humidification passage (18);
A cooling region (63c) for cooling the humidification rotor by passing outside air cooled through the heat exchanger;
Have
The flow path switching mechanism switches between a first flow path that exhausts outside air that has passed through the cooling area, and a second flow path that guides outside air that has passed through the cooling area to the humidification passage.
Outdoor unit (30).
請求項1に記載の室外ユニット。 A temperature sensor (76) for measuring the temperature of the outside air that has passed through the cooling region;
The outdoor unit according to claim 1.
請求項1または2に記載の室外ユニット。 A humidity sensor (77) for measuring the humidity of the outside air that has passed through the cooling region;
The outdoor unit according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載の室外ユニット。 The humidifying heater does not heat the moisture release region while the outside air that has passed through the cooling region is exhausted through the first flow path.
The outdoor unit according to any one of claims 1 to 3.
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