JP3126253B2 - 加湿機能付空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外気より分離した水分
を用いて加湿する無給水式の加湿機能を備えた空気調和
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、無給水式の加湿装置としては、実
開昭４−４３７４６号公報などで知られている吸着方式
によるものが一般的であり、機能膜を用いた加湿専用機
はない。

【０００３】また、空気調和機は冷房・暖房・除湿とい
った機能を有しているが、冬季の乾燥した室内空気を加
湿する手段としては、空気調和機自体では困難であり、
超音波式加湿器や気化式加湿器などの単独タイプの加湿
専用器を用いて冬季の乾燥した室内空気の加湿を行うの
が主流である。さらに、空気調和器に加湿機能を付加し
た機種も一部あるものの単独タイプの加湿器同様に気化
式や超音波式の加湿方法で、加湿用の水を入れる専用の
タンクを必要とするもので、外気中の水分を機能膜を用
いた分離により加湿水として用いる構造の無給水式加湿
機能を備えた空気調和機はない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した単独タイプの
加湿専用器や従来の加湿機能付空気調和機は、いずれも
加湿用の水を専用に設けられたタンクに給水する必要が
あり、使用者にとってはその給水操作が面倒な作業とな
っており、購入したが数回利用しただけで使わなくなっ
てしまうことが多く、利便性といった面で不十分であっ
た。

【０００５】また、単独タイプの無給水式加湿装置は、
加湿専用機である温度や湿度などの室内環境を制御する
ことができない。また、単独タイプの無給水式加湿装置
は、室内外を接続するための専用の貫通孔を壁に空ける
必要があるため、施工性といった面でも面倒な作業が必
要であった。

【０００６】また、単独タイプの無給水式加湿装置は、
吸着方式によるものが主流であるため、装置が大型化す
るといった問題を有していた。本発明は上記課題に鑑
み、面倒な給水作業がなく快適な湿度制御ができる空気
調和機を提供することを目的とするものである。

【０００７】また本発明は、冷房・暖房・除湿機能に加
え無給水の加湿機能が備わり、メンテナンスフリーで一
年中快適な室内環境制御を行うとともに、施工性を簡素
化できる空気調和機を提供することを目的とするもので
ある。

【０００８】また本発明は、低騒音化できる加湿機能は
空気調和機を提供することを目的とするものである。ま
た本発明は、装置の小型化ができる加湿機能付空気調和
機を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、機能膜を用いて空気中の水分を分離する水
分分離手段と、分離した水分を液体の状態で蓄積する水
分蓄積手段と、この蓄積された水分を気化させて室内の
加湿を行う加湿装置とを有する無給水式加湿装置を具備
した加湿機能付空気調和機の構成とする。

【００１０】また本発明は、無給水式加湿装置を室内機
に設けた加湿機能付空気調和機の構成とする。また本発
明は、無給水式加湿装置を室外機に設けた加湿機能付空
気調和機の構成とする。

【００１１】また本発明は、無給水式加湿装置を風回路
中に設けた加湿機能付空気調和機の構成とする。

【００１２】

【作用】上記構成による作用は、以下の通りである。本
発明は外気中の水分を機能膜により分離し、水分蓄積手
段により蓄積した水分を用いて室内を加湿する水分分離
式の無給水式加湿装置をもつ空気調和機により、面倒な
給水作業が必要なく、室内の加湿、冷暖房を行うことが
できる。

【００１３】また、本発明は空気調和機の室内機に、面
倒な操作である加湿器への給水作業が不要となる水分分
離式の無給水式加湿装置を設けることにより、従来の冷
房・暖房・除湿機能に加えメンテナンスフリーの加湿機
能が加味され、温度と湿度の両方の制御が可能となり、
快適な室内環境空間を実現するができるとともに、空気
調和機用の室内外貫通孔が共用できるため、加湿器専用
の貫通孔工事が不要となり、工事の簡素化を図ることが
できる。

【００１４】また本発明は、無給水式加湿装置を空気調
和機の室外機に設けることにより、外気中の水分と合わ
せて除霜水を利用できるため、効率良く加湿水が得られ
るとともに、空気搬送手段を屋外に設置できるため、室
内側の低騒音化を図ることができる。

【００１５】また本発明は、無給水式加湿装置を空気調
和機の風回路中に設けることにより、室外熱交換器の着
霜時の水分と除霜時の水分両方が加湿水として活用でき
るため、高効率化が図れるとともに、送風ファンの共用
により無給水式加湿装置専用の送風器を省くことがで
き、装置の小型化を図ることができる。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の一実施例について、添付図
面を用い説明する。

【００１７】まず、図１により本発明の第１の実施例に
ついて説明する。図１は本発明の実施例における無給水
式加湿装置の断面図である。図１において、構成要素と
して１は無給水式加湿ユニット、２は水分分離ユニッ
ト、３は加湿ユニット、４は機能膜、５は保持具、６は
ポンプ、７はヒーター、８は電磁弁、９は送風ファン、
１０は吹出ノズル、２００は空気入口、２０１は空気未
透過出口、２０２は空気透過出口、２０３は加湿槽空気
入口、２０４は加湿槽空気出口である。

【００１８】つぎに上記各構成要素の相互の関係を説明
する。無給水式加湿ユニット１における水分分離ユニッ
ト２と加湿ユニット３はその低圧側空間ｂがポンプ６を
介して接続されている。水分分離ユニット２は網状の保
持具５で高圧側空間ａと低圧側空間ｂとに仕切られ、保
持具５の高圧側には酸素と水分を選択的に透過促進する
機能膜４が取り付けられている。また、水分分離ユニッ
ト２には高圧側空間ａへの空気入口２００と、高圧側空
間ａより外方への未透過空気出口２０１と、低圧側空間
ｂより前記ポンプ６側への透過空気出口２０２とが設け
られている。未透過空気出口２０１には送風ファン９が
設けられており、常に新しい空気が空気入口２００より
高圧側空間ａに送り込まれるようになっている。一方、
透過空気出口２０２からポンプ６、加湿ユニット３の透
過入口２０３より加湿ユニット３内に水分が送り込まれ
るようになっている。また、加湿ユニット３には送り込
まれた水分を加湿空気として気化するためのヒーター７
が設けられており、さらに気化された加湿空気を吹出ノ
ズル１０より室内に放出するための通風通路と、加湿ユ
ニット３内に水分を蓄積するための通風通路を切り替え
るための電磁弁８が設けられている。

【００１９】以上のように構成された無給水式加湿ユニ
ット１について、以下その動作を説明する。まず、送風
ファン９により空気入口２００から空気（外気）が水分
分離ユニット２の高圧側空間ａに流入し、機能膜４を透
過しやすい空気（水分と酸素）はポンプ６による高圧側
空間ａと低圧側空間ｂとの圧力差により機能膜４を透過
し、多湿空気として透過空気出口２０２、ポンプ６を経
て加湿ユニット３の透過空気入口２０３へと導かれる。
このとき、ポンプ６により多湿空気は一たん暖められた
後、加湿ユニット３へと導かれるため、加湿ユニット３
内では多湿空気の一部が水滴として蓄積され、残りの空
気は電磁弁８を介して送風ファン９により未透過空気出
口より流出される。この際の電磁弁８は加湿槽空気出口
２０４から未透過空気出口２０１へ接続される流路とな
っている。一方、機能膜４を透過しにくい空気（窒素）
も送風ファン９により未透過空気出口２０１から流出さ
れる。また、加湿ユニット３に蓄積された水滴は加湿ユ
ニット３内のヒーター７の駆動により気化され、電磁弁
８を介して吹出ノズル１０より加湿空気として放出され
る。この際の電磁弁８は加湿槽空気出口２０４から吹出
ノズル１０への流路に切り替わる構造となっている。

【００２０】したがって、面倒な給水操作を行うことな
く室内の加湿が可能となる。 （実施例２）次に、前記無給水式加湿ユニット１を空気
調和機の室内機に設けた本発明の第２の実施例につい
て、図２、図３を用いて説明する。

【００２１】図２において、１００は空気調和機室内
機、１０１は吸入口、５２および１０２は吹出口であ
る。空気調和機室内機１００のＡ側は、室内の冷房・暖
房・除湿などの制御を行う空気調和制御部で、Ｂ側は外
気を導入し外気中に含まれる水分を分離、加湿する無給
水式加湿制御部であり、Ａ側の空気調和制御部は吸入口
１０１、吹出口１０２を有しており、熱交換器、送風フ
ァンなど（図示せず）から構成されている。また、Ｂ側
の無給水式加湿制御部は加湿空気を吹き出すための吹出
口５２を有している。

【００２２】図３に無給水式加湿制御部である無給水式
加湿制御部の横断面図を示す。図３において、構成要素
として２０はケーシング、２１および２２は配管、２３
は壁の貫通孔である。

【００２３】空気調和機室内機１００の片側に設けられ
た水分分離ユニット２、ポンプ６、加湿ユニット３、電
磁弁８などからなる無給水式加湿ユニット１は、送風フ
ァン９により空気調和機の冷媒配管やドレン水用（図示
せず）として設けられている貫通孔２３を共用した配管
２１を通じ水分分離ユニット２の空気入口２００から外
気が流入し、機能膜４を透過しやすい空気（水分や酸
素）はポンプ６による圧力差で機能膜４を透過し、多湿
空気として透過空気出口２０２、ポンプ６を経て加湿槽
空気入口より加湿ユニット３に入り、ポンプ６にて一た
ん暖められた多湿空気は加湿槽ユニット３で冷やされる
ため一部が水滴として蓄積され、残りの空気は電磁弁８
を介して未透過空気出口２０１からの空気と一緒に配管
２２を通して屋外へ流出される。この動作にて加湿ユニ
ット３内に蓄積された水滴は、室内の湿度センサー（図
示せず）からの信号や任意の加湿スイッチ（図示せず）
からの信号などにより加湿モードとなると、ヒーター７
が作動し、水滴が気化しはじめて加湿空気が得られると
ともに、電磁弁８が流路を加湿槽空気出口２０４から吹
出ノズル１０へと切り替わり、吹出ノズル１０より加湿
空気が室内へ流出し、室内の加湿が可能となる。

【００２４】したがって、上記無給水式加湿ユニット１
を空気調和機の室内機１００側に設けることにより、従
来の冷房・暖房・除湿機能に無給水式の加湿機能が加わ
り、一年中を通してスイッチひとつで快適な室内環境が
得られる。また加湿器専用の貫通孔を設ける必要がない
ため、工事の簡素化が可能となる。 （実施例３）次に、図４により本発明の第３の実施例に
ついて説明する。

【００２５】ここで、先の実施例と同一のものについて
は、同一符号を付して説明を省略する。図４は、無給水
式加湿ユニット１を空気調和機室外機に具備した断面図
である。

【００２６】図４において、３０はホース、３００は空
気調和機室外機であり、室外機３００に無給水式加湿ユ
ニット１が前記第２の実施例と同一の構成で設けられて
いる。また、加湿槽空気出口２０４からの流路は電磁弁
８を介して一方がホース３０により、室内機１００の吹
出口１０２へと接続されている。また、室外機３００の
熱交換器（図示せず）の除霜水が水分分離ユニット２の
空気入口２００へと導かれる構造となっている。

【００２７】以上のように構成された無給水式加湿装置
について、以下その動作を説明する。まず、送風ファン
９により空気入口２００から空気が流入し、機能膜４を
透過しやすい空気（水分や酸素）は多湿空気としてポン
プ６による圧力差により機能膜４を透過し、透過空気出
口２０２、ポンプ６を経て加湿槽空気入口２０３より加
湿ユニット３に入る。このとき多湿空気はポンプ６通過
時に暖められ、その後すぐに外気程度の気温まで冷やさ
れるため、加湿ユニット３内には水滴として加湿水が蓄
積される。また残りの空気は加湿槽空気出口２０４、電
磁弁８を経て送風ファン９より未透過空気出口２０１か
らの空気と一緒に外気へ流出される。この動作にて加湿
ユニット３内に蓄積された水滴は、室内の湿度センサー
（図示せず）からの信号や任意の加湿スイッチ（図示せ
ず）からの信号などにより加湿モードとなると、ヒータ
ー７が作動し水滴が気化しはじめ加湿空気が得られると
ともに、電磁弁８が流路を加湿槽空気出口２０４からホ
ース３０へと切り替わり、室内機１００の吹出口１０２
から加湿空気が室内へ流出し、室内の加湿が可能とな
る。

【００２８】また、加湿が必要とされる季節は冬季であ
るため、空気調和機は暖房で運転されて室外熱交換器に
は霜が付着し、室外熱交換器が着霜すると空気調和機の
能力が低下するため、定期的に霜を取り除くための除霜
を行う必要がある。この除霜水を水分分離ユニット２の
空気入口２００へと導くことにより、外気中に含まれる
僅かな水分からだけでなく効率よく加湿水を得ることが
できる。なお、除霜水は機能膜４を透過するための水分
中の不純物は除去され衛生的な加湿水を得ることができ
る。

【００２９】したがって、上記無給水式加湿ユニット１
を空気調和機の室外機側に設けることにより、従来の冷
房・暖房・除湿機能に無給水式の加湿機能が加わり、一
年中を通してスイッチひとつで快適な室内環境が得られ
るとともに、加湿水を効率よく確保することができる。

【００３０】また、無給水式加湿ユニット１を室外に設
けることにより、ポンプ６、送風ファン９の騒音が室内
に伝わらないため、室内側に設けるより低騒音化が図れ
る。 （実施例４）次に、図５により本発明の第４の実施例に
ついて説明する。

【００３１】ここで、先の実施例と同一のものについて
は、同一符号を付して説明を省略する。図５は無給水式
加湿ユニット１を空気調和機室外機３００の風回路内に
取り付けた状態を示す断面図である。

【００３２】図５において、４１は室外熱交換器、４２
は室外熱送風ファン、４３圧縮機はある。無給水式加湿
ユニット１は室外熱交換器４１、室外送風ファン４２、
圧縮器４３などから構成されている空気調和機室外機３
００の風回路に取り付けられている。

【００３３】以上のように構成された無給水式加湿装置
について、以下その動作を説明する。まず、室外送風フ
ァン４２により空気入口２００から空気が流入し、機能
膜４を透過しやすい空気（水分や酸素）は多湿空気とし
てポンプ６による圧力差により機能膜４を透過し、透過
空気出口２０２、ポンプ６を経て加湿槽空気入口２０３
より加湿ユニット３に入る。このとき多湿空気はポンプ
６通過時に暖められ、その後すぐに外気程度の気温まで
冷やされるため、加湿ユニット３内には水滴として加湿
水が蓄積される。また残りの空気は加湿槽空気出口２０
４、電磁弁８を経て送風ファン９より未透過空気出口２
０１からの空気と一緒に外気へ流出される。この動作に
て加湿ユニット３内に蓄積された水滴は、室内の湿度セ
ンサー（図示せず）からの信号や任意の加湿スイッチ
（図示せず）からの信号などにより加湿モードとなる
と、ヒーター７が作動し水滴が気化しはじめ加湿空気が
得られるとともに、電磁弁８が流路を加湿槽空気出口２
０４からホース３０へと切り替わり、室内機１００の吹
出口１０２から加湿空気が室内へ流出し、室内の加湿が
可能となる。

【００３４】また、加湿が必要とされる季節は冬季であ
るため、空気調和機は暖房で運転されて室外熱交換器４
１には霜が付着したり、付着した霜を定期的に取り除い
たりする必要があり、この着霜する水分や除霜した水分
を、無給水式加湿ユニット１の水分分離ユニット２の空
気入口２００を風回路中に設けることにより、外気中に
含まれる僅かな水分からだけでなく効率よく加湿用の水
を得ることができる。なお、除霜水は機能膜４を透過す
るため水分中の不純物は除去され衛生的な加湿水を得る
ことができる。

【００３５】したがって、第３の実施例と同様に、従来
の冷房・暖房・除湿機能に無給水式の加湿機能が加わ
り、一年中を通してスイッチひとつで快適な室内環境が
得られるとともに、加湿水を効率よく確保することがで
きる。

【００３６】また、室外機３００の送風回路を利用する
ことにより、装置の小型化および部品点数の削減により
簡素化を図ることができる。また、第１、第２、第３、
第４の実施例ともポンプ６を用いたが、高静圧が得られ
るファンを用いてもよい。

【００３７】

【発明の効果】上記実施例の説明からも明らかなよう
に、本発明は外気中の水分を機能膜により分離し、分離
した水分は蓄積し、蓄積した水分を用いて冬季の乾燥し
た室内の加湿を行う水分分離方式の無給水式加湿装置に
より、面倒な給水作業の必要がない加湿器が得られると
ともに、乾燥した室内の加湿を行うことができるため、
メンテナンスフリーで快適な室内空間をつくりだすこと
ができる。

【００３８】また本発明は、水分分離式の無給水式加湿
装置を空気調和機の室内機側に設けることにより、従来
の冷房・暖房・除湿機能に加え面倒な給水作業も必要の
ないメンテナンスフリーの加湿機能が加味され、温度と
湿度の両方の制御が空気調和機１台で可能となり、快適
な室内空間を実現することができるとともに、空気調和
機用の室内外貫通孔が外気導入用流路の配管貫通孔とし
て共用できるため、加湿器専用の貫通孔工事が不要とな
り、工事の簡素化を図ることができる。

【００３９】また本発明は、水分分離式の無給水式加湿
装置を空気調和機の室外機側に設けることにより、外気
中の水分からだけでなく、除霜水を利用して加湿水を得
ることができるため、効率良く加湿水を得られるととも
に、ポンプや送風ファンの空気搬送手段を室外に設置す
るため、空気搬送手段の音が室内に伝わらなくなり、室
内側の低騒音化を図ることができる。

【００４０】また本発明は、空気分離式の無給水式加湿
装置を空気調和機の風回路中に設けることにより、室外
熱交換器の着霜時の水分と除霜時の水分両方が加湿水と
して利用できるため、より効率よく加湿水が得られると
ともに、送風ファンを共用することより無給水式加湿装
置専用の送風器を省くことができるため、装置の小型
化、部品点数の削減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における無給水式加湿ユニッ
トの断面図

【図２】（ａ）本発明の一実施例における無給水式加湿
装置を具備した空気調和機室内機の正面図 （ｂ）は同側面図

【図３】同無給水式加湿装置を具備した空気調和機室内
機の断面図

【図４】本発明の他の実施例における無給水式加湿装置
を具備した空気調和機室外機の断面図

【図５】本発明の他の実施例における無給水式加湿装置
を風回路内に設けた空気調和機室外機の横断面図

【符号の説明】

１ 無給水式加湿ユニット ２ 水分分離ユニット ３ 加湿ユニット ４ 機能膜 ５ 保持具 ６ ポンプ ７ ヒーター ８ 電磁弁 ９ 送風ファン １０ 吹出ノズル １０１ 吸入口 １０２ 吹出口 ２００ 空気入口 ２０１ 未透過空気出口 ２０２ 透過空気出口 ２０３ 加湿槽空気入口 ２０４ 加湿槽空気出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 6/00 331 F24F 6/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機能膜を用いて空気中の水分を分離する
   水分分離手段と、分離した水分を液体の状態で蓄積する
   水分蓄積手段と、この蓄積された水分を気化させて室内
   の加湿を行う加湿装置とを有する無給水式加湿装置を具
   備した加湿機能付空気調和機。
2. 【請求項２】 無給水式加湿装置を、室内機および室外
   機から構成された空気調和機の室内機に設けた請求項１
   記載の加湿機能付空気調和機。
3. 【請求項３】 無給水式加湿装置を、室内機および室外
   機から構成された空気調和機の室外機に設けた請求項１
   記載の加湿機能付空気調和機。
4. 【請求項４】 無給水式加湿装置を送風手段を有する空
   気調和機の風回路の中に設けた請求項２または３記載の
   加湿機能付空気調和機。