JP3731570B2 - 空気調和機の加湿ユニットおよび空気調和機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機の加湿ユニットおよび空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、エアコン等の空気調和機において、室外の空気から水分を取り込みその水分を用いて加湿した空気を室内へと送る加湿ユニットを備えるものが登場してきている。そして、このような加湿ユニットの中には、加湿部材を用いて室内へと送られる空気を加湿するものがある。この加湿部材は、加熱されることにより含有する水分を脱着するようなゼオライト等の多孔質の吸湿性材料で構成されるものである。この加湿ユニットは、例えば以下のようにして室内の加湿を行う。
【０００３】
まず、加湿ユニットは、空気中の水分を加湿部材に吸着させる。そして、加湿ユニットは、室外から取り入れた空気を加熱部によって加熱し、この加熱空気を加湿部材へと送る。加湿部材は加熱空気により加熱されて水分を空気中へ脱着させる。加湿ユニットは、その脱着させた水分を含んだ空気を室内に送ることで、室内を加湿する。
【０００４】
このように加湿部材を用いて室内の加湿を行う場合、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度まで加湿部材を通る空気を加熱する必要がある。従って、室外から取り入れた空気の温度が低いほど、加熱のために必要な熱量が大きくなり、加熱部の負荷が大きくなる。特に、加湿機能が必要とされるのは空気が乾燥する冬場が多いが、冬場には室外の温度が低いため、水分を脱着させるために十分な温度まで空気を加熱すると、加熱部の負荷が他の季節よりもさらに大きくなる。
【０００５】
このため、特開２００２−９８３７３号公報において、加熱部の負荷を低減することができる空気調和機が提案されている。この空気調和機は、室外機（室外ユニット）に加湿ユニット（加湿装置）を収容しており、室外機には圧縮機や電装品等が収容される機械室が備えられている。そして、この空気調和機は、機械室を経由して予熱された空気を加熱部（ヒータ）の上流側に吸込ませている。
【０００６】
このような空気調和機によれば、加熱部へと送られる空気が機械室を経由して圧縮機や電装品等により予熱されるため、加熱部の負荷を低減させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように機械室を経由させることにより空気を予熱する場合、室外機に取り込まれた空気が加熱部に到るまでの経路が長くなることが多い。このため、十分な量の空気を取り込んで室内へと送ることが困難となる。従って、このような空気調和機では、十分な風量を確保することが困難となる恐れがある。
【０００８】
本発明の課題は、十分な風量を確保しつつ加熱部の負荷を低減させることができる加湿ユニットおよび空気調和機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の空気調和機の加湿ユニットは、室外に設置される室外機に備えられる加湿ユニットであって、ケーシングと加熱部と加湿部材と送風部と駆動装置とを備える。ケーシングは、室外から取り込まれる空気が通る第１吸気口および第２吸気口を有する。加熱部は、室外から取り込まれた空気を加熱する。加湿部材は、加熱された空気が通ることにより含有する水分を空気中へと脱着可能である。送風部は、第１吸気口から加湿部材を経て室内へと到る空気の流れを生成する。駆動装置は、送風部を駆動する。そして、第１吸気口は、室外から取り込まれた空気が駆動装置の近傍を通った後に加熱部によって加熱されるように設けられる。また、第２吸気口は、加熱部の近傍に設けられ、室外から第２吸気口を通って取り込まれた空気が加熱部によって加熱されるように設けられる。
【００１０】
この加湿ユニットでは、駆動装置の近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。この駆動装置は、第１吸気口から前記加湿部材を経て室内へと到る空気の流れを生成する送風部を駆動するため、消費エネルギーが比較的大きく、発熱量も大きい。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。また、第１吸気口が加湿ユニットのケーシングに設けられているため、加湿ユニット外に設けられた吸気口から空気を取り込む場合よりも容易に加湿ユニット内に空気を取り込むことができる。これにより、この加湿ユニットでは、十分な風量を確保しつつ加熱部の負荷を低減させることができる。また、この加湿ユニットでは、第１吸気口と第２吸気口とから室外の空気を取り入れることができる。第２吸気口は加熱部の近傍に設けられているため、加熱部により加熱される空気を第２吸気口からより多く取り入れることができる。このため、この加湿ユニットでは、第１吸気口から取り入れた空気を予熱して加熱部の負荷を減少させることができるとともに、第２吸気口からも空気を取り入れることにより、さらに十分な風量を確保することができる。
【００１１】
請求項２に記載の空気調和機の加湿ユニットは、請求項１の空気調和機の加湿ユニットであって、加熱部は、ヒータカバーと、その内部に収容されたヒータ本体とを有している。第１吸気口は、室外から取り込まれた空気が駆動装置およびヒータカバーの近傍を通った後に加熱部によって加熱されるように設けられる。
この加湿ユニットでは、駆動装置の近傍およびヒータカバーの近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の空気調和機の加湿ユニットは、請求項２に記載の加湿ユニットであって、第１吸気口および第２吸気口は、第１吸気口から取り込まれ駆動装置の近傍およびヒータカバーの近傍を通った後の空気と、第２吸気口から取り込まれた空気とが合流した後に加熱部によって加熱されるように設けられる。
この加湿ユニットでは、駆動装置の近傍およびヒータカバーの近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。
【００１３】
また、第２吸気口は加熱部の近傍に設けられているため、取り込まれてから加熱部へ到るまでの経路が比較的短い。このため、この加湿ユニットでは、空気を加熱部まで取り込みやすくなっており十分な風量を確保することができる。
【００１４】
請求項４に記載の空気調和機の加湿ユニットは、請求項３に記載の加湿ユニットであって、第２吸気口は、加熱部に近いケーシングの背面に設けられ、第１吸気口は、駆動装置に近いケーシングの側面に設けられる。
この加湿ユニットでは、ケーシングの側面に設けられた第１吸気口から取り入れられた空気が駆動装置により予熱される。そして、予熱された空気は、ケーシングの背面に設けられた第２吸気口から吸込まれた空気とともに加熱部により加熱される。これにより、この加湿ユニットでは、加熱部の負荷を低減させると共に、第２吸気口からも空気を取り入れることにより、さらに十分な風量を確保することができる。
【００１５】
請求項５に記載の空気調和機は、室内に配置される室内機と、室外に配置される室外空調ユニットと、室外空調ユニットと共に室外に配置される請求項１から４のいずれかに記載の加湿ユニットとを備える。
この空気調和機は、加湿ユニットにおいて、駆動装置の近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。また、第１吸気口が加湿ユニットのケーシングに設けられているため、室外空調ユニットから空気を取り込む場合よりも容易に加湿ユニット内に空気を取り込むことができる。これにより、この加湿ユニットでは、十分な風量を確保しつつ加熱部の負荷を低減させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
＜空気調和機の概略構成＞
本発明の一実施形態に係る空気調和機１の外観を図１に示す。
この空気調和機１は、室内の壁面などに取り付けられる室内機２と、室外に設置される室外機３とに分かれて構成されている。室外機３は、室外熱交換器やプロペラファンなどを収納する室外空調ユニット５と加湿給排気ユニット４とを備えている。室内機２内には室内熱交換器が収納され、室外機３内には室外熱交換器が収納されている。そして、各熱交換器およびこれらの熱交換器を接続する冷媒配管３１，３２が、冷媒回路を構成している。また、室外機３と室内機２との間には、加湿給排気ユニット４からの室外空気や加湿空気等を室内機２側に供給するときや室内の空気を室外に排気するときに用いられる給排気ホース６が設けられている。
【００１７】
＜冷媒回路の構成＞
図２は、空気調和機１で用いられる冷媒回路の系統図に空気の流れの概略を付加したものである。
室内機２には、室内熱交換器１１が設けられている。この室内熱交換器１１は、長さ方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管が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。
【００１８】
また、室内機２内には、クロスフローファン１２と、クロスフローファン１２を回転駆動する室内ファンモータ１３とが設けられている。クロスフローファン１２は、円筒形状に構成され、周面には多数の羽根が設けられており、回転軸と交わる方向に空気流を生成する。このクロスフローファン１２は、室内空気を室内機２内に吸い込ませるとともに、室内熱交換器１１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。
【００１９】
室外空調ユニット５には、圧縮機２１と、圧縮機２１の吐出側に接続される四路切換弁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、四路切換弁２２に接続された室外熱交換器２４と、室外熱交換器２４に接続された電動弁２５とが設けられている。電動弁２５は、フィルタ２６および液閉鎖弁２７を介して冷媒配管３２に接続されており、この冷媒配管３２を介して室内熱交換器１１の一端と接続される。また、四路切換弁２２は、ガス閉鎖弁２８を介して冷媒配管３１に接続されており、この冷媒配管３１を介して室内熱交換器１１の他端と接続されている。これらの冷媒配管３１，３２は、上述した給排気ホース６とともに集合連絡管７を形成する。
【００２０】
また、室外空調ユニット５内には、室外熱交換器２４での熱交換後の空気を外部に排出するためのプロペラファン２９が設けられている。このプロペラファン２９は、室外ファンモータ３０によって回転駆動される。
＜室外機の構成＞
室外機３は、図１に示すように下部の室外空調ユニット５および上部の加湿給排気ユニット４が一体となって構成されている。
【００２１】
まず、図３に基づいて室外空調ユニット５の構成について説明する。
〔室外空調ユニットに係る構成〕
室外空調ユニット５は、前面パネル５１、側板５２，５３、保護金網（図示せず）、金属製の底板５４等のケーシング部材や内部に収容される冷媒回路構成部品等により構成されている。
【００２２】
前面パネル５１は、室外空調ユニット５の前面を覆う樹脂製の部材であり、室外熱交換器２４に対して室外熱交換器２４を通った空気の下流側に配置されている。前面パネル５１には、複数のスリット状の開口からなる室外空調ユニット吹出口５１ａが設けられており、室外熱交換器２４を通った空気は、室外空調ユニット５の内部からこの室外空調ユニット吹出口５１ａを通って室外機３の外部へと吹き出す。また、前面パネル５１の後方には、ファン吹出口部材５６と仕切板５７とが取り付けられる。
【００２３】
側板５２，５３には右側板５２および左側板５３があり、これらは室外空調ユニット５の側方を覆う金属製の部材である。ここでは、室外機３の正面視において右側に右側板５２、左側に左側板５３が設けられている。なお、各側板５２，５３は、室外熱交換器２４を通って室外空調ユニット吹出口５１ａから吹き出す空気の吹き出し方向に対して概ね平行に設けられている。また、右側板５２には、液閉鎖弁２７およびガス閉鎖弁２８（図２参照）を保護するための閉鎖弁カバー５５が取り付けられる。
【００２４】
冷媒回路構成部品には、室外熱交換器２４、圧縮機２１、アキュムレータ２３、四路切換弁２２、電動弁２５等（図２参照）がある。
室外熱交換器２４は、平面視において略Ｌ字形状を有し、室外空調ユニット５の背面を覆う保護金網の前方に配置される。
室外熱交換器２４の前方であって、仕切板５７と左側板５３との間の通気スペースには、室外ファンモータ３０とプロペラファン２９とが設けられている。室外ファンモータ３０は、プロペラファン２９を回転させる。プロペラファン２９は、室外空調ユニット５内に取り入れた空気を室外熱交換器２４と接触させ室外空調ユニット吹出口５１ａから前面パネル５１の前方に排気させる。
【００２５】
圧縮機２１、アキュムレータ２３、四路切換弁２２、電動弁２５などの他の冷媒回路構成部品は、仕切板５７と右側板５２との間の機械室に配置されている。
また、室外空調ユニット５の上部には、電装品ユニット５８が取り付けられる。この電装品ユニット５８は、電装品箱と各部を制御するための回路部品を搭載したプリント基板とにより構成されている。電装品ユニット５８の上方には防炎板５９が取り付けられる。
【００２６】
〔加湿給排気ユニットに係る構成〕
次に加湿給排気ユニット４の構成について、主として図３に基づいて説明する。
（加湿給排気ユニットケーシング）
加湿給排気ユニット４は、加湿給排気ユニットケーシング４０を有している。加湿給排気ユニットケーシング４０は、加湿給排気ユニット４の前方、後方および両側方を覆っており、室外空調ユニット５の上部に接するように配置される。
【００２７】
加湿給排気ユニットケーシング４０の前面には、複数のスリット状の開口からなる吸着用空気吹出口４０ａが設けられており、空気がこの吸着用空気吹出口４０ａを通って室外機３の外部へと吹き出す。
また、加湿給排気ユニットケーシング４０の背面には、吸着用空気吸込口４０ｂおよび給排気口４０ｃが左右方向に並んで設けられている。室外機３を背面側から見た図を図４に示す。吸着用空気吸込口４０ｂは、室外機３の背面側から見て右側に設けられており、給排気口４０ｃは、左側に配置されている。
【００２８】
吸着用空気吸込口４０ｂは、吸加湿ロータ４１に水分を吸着させるために室外から取り込まれる空気が通る開口である。吸着用空気吸込口４０ｂは、加湿給排気ユニットケーシング４０の長手方向については中央より右側であって、高さ方向についてはその中央付近に設けられている。
給排気口４０ｃは、室内機２へと送られるために取り込まれる空気が通る、または、室内機２から取り込まれて室外へと排気される空気が通る開口である。給排気口４０ｃは、加湿給排気ユニットケーシング４０の長手方向については中央より左側であって、高さ方向についてはその中央付近よりやや下方に設けられており、後述するヒータ組立体４２の近傍に設けられている。
【００２９】
加湿給排気ユニットケーシング４０の右側面には、予熱用給排気口４０ｅが設けられている。図５に室外機３の右側面図を示す。予熱用給排気口４０ｅは、室内機２へと送られるために取り込まれる空気が通る開口であり、室外から取り込まれた空気がラジアルファン組立体４３等の発熱部品の近傍を通った後にヒータ組立体４２によって加熱されるように設けられている。予熱用給排気口４０ｅは、加湿給排気ユニットケーシング４０の側面の中央付近に設けられており、後述するラジアルファン組立体４３の近傍に設けられている。
【００３０】
なお、図３に示すように、加湿給排気ユニットケーシング４０の上部は、天板６６により覆われている。
加湿給排気ユニットケーシング４０内は、右側が吸加湿ロータ４１等を収容する空間、左側が吸着用ファン４６等を収容する吸着用ファン収納空間Ｓ１となっている。この加湿給排気ユニットケーシング４０内には、吸加湿ロータ４１、ヒータ組立体４２、ラジアルファン組立体４３、切換ダンパ４４、吸着側ダクト４５、吸着用ファン４６などが配置されている。
【００３１】
（吸加湿ロータ）
吸加湿ロータ４１は、概ね円板形状を有するハニカム構造のセラミックロータであり、空気が容易に通過できる構造となっている。吸加湿ロータ４１は、平面視において円形を有するロータであり、水平面で切った断面において細かいハニカム（蜂の巣）状になっている。そして、これらの断面が多角形である吸加湿ロータ４１の多数の筒部分を、空気が通過する。
【００３２】
吸加湿ロータ４１の主たる部分は、ゼオライト、シリカゲル、あるいはアルミナといった吸着剤から焼成されている。このゼオライト等の吸着剤は、接触する空気中の水分を吸着し、加熱されることによって吸着して含有する水分を脱着する性質を有している。
この吸加湿ロータ４１は、加湿給排気ユニットケーシング４０側に設けられた支持軸４０ｄに、図示しないロータガイドを介して回動可能に支持される。吸加湿ロータ４１の周面には、ギヤが形成されており、ロータ駆動モータ４７の駆動軸に取り付けられるロータ駆動ギヤ４８と歯合している。
【００３３】
（ヒータ組立体）
ヒータ組立体４２は、ヒータカバー４２ａと、その内部に収容されたヒータ本体４２ｂとにより構成されており、室外から取り込まれて吸加湿ロータ４１へ送られる空気を加熱する。ヒータ組立体４２は、内部のヒータ本体４２ｂの影響により室外よりも高い温度を有しており、ヒータカバー４２ａからも発熱している。また、ヒータ組立体４２は、吸加湿ロータ４１の上面の略半分（右側の半分）を覆うように配置されている。ヒータ組立体４２の下面には、空気を吸入するための吸入口と、ヒータ組立体４２で加熱された空気を吸加湿ロータ４１側へ排出するための排出口とが形成されている。このヒータ組立体４２は、ヒータ支持板４９を介して吸加湿ロータ４１の上方に取り付けられる。
【００３４】
（ラジアルファン組立体）
ラジアルファン組立体４３は、吸加湿ロータ４１の側方に配置されており、主として、ラジアルファン４３ａとラジアルファンモータ４３ｂとにより構成されている。ラジアルファンモータ４３ｂは、ラジアルファン４３ａを駆動する。ラジアルファン４３ａは、ラジアルファンモータ４３ｂにより駆動されることにより、給排気口４０ｃと予熱用給排気口４０ｅとから吸加湿ロータ４１を経て室内へと到る空気の流れを生成して、室外から取り入れた空気を室内機２へと送る。また、ラジアルファン組立体４３は、室内機２から取り入れた空気を室外へと排出することもできる。ラジアルファン組立体４３は、切換ダンパ４４が切り替わることにより、これらの動作を切り替える。
【００３５】
ラジアルファン組立体４３は、室外から取り入れた空気を室内機２へと送る場合には、吸加湿ロータ４１を通過して吸加湿ロータ４１の右側の略半分の部分のうち手前側の部分から降りてきた空気を、給排気ダクト６１へと送り出す。給排気ダクト６１は、給排気ホース６（図１参照）に接続されており、給排気ダクト６１と給排気ホース６とにより構成される搬送経路は、ラジアルファン組立体４３と室内機２とを繋いでいる。ラジアルファン組立体４３は、給排気ダクト６１と給排気ホース６とを介して空気を室内機２へと供給する。
【００３６】
ラジアルファン組立体４３は、室内機２から取り入れた室内の空気を室外へと排出する場合には、給排気ダクト６１から送られてきた空気を加湿給排気ユニットケーシング４０の背面に設けられた給排気口４０ｃから室外へと排出する。
なお、ラジアルファンモータ４３ｂは、室外よりも高い温度を有し、数千回転もの高回転数で回転するため特に発熱量が大きくなっている。
【００３７】
（切換ダンパ）
切換ダンパ４４は、ラジアルファン組立体４３の下方に配置される回転式の空気流路切換手段であり、第１状態と第２状態とに切り替わる。
第１状態においては、ラジアルファン組立体４３から吹き出された空気は、給排気ダクト６１を経て給排気ホース６を通って室内機２へと供給されるようになる。これにより、第１状態では、図２の実線矢印Ａ１で示す矢印の向きに空気が流れ、加湿空気あるいは室外空気が給排気ホース６を通って室内機２へと供給されるようになる。
【００３８】
第２状態では、図２の破線矢印Ａ２で示す矢印の向きに空気が流れ、室内機２から給排気ホース６を通ってきた空気がラジアルファン組立体４３から給排気口４０ｃを経て室外へと排気される。
（吸着側ダクトおよび吸着用ファン）
吸着側ダクト４５は、吸加湿ロータ４１の上面のうちヒータ組立体４２が位置しない部分（左側の略半分の部分）を覆っている。この吸着側ダクト４５は、後述する吸着側ベルマウス６３とともに、吸加湿ロータ４１の左半分の部分の上面から以下に説明する吸着用ファン収納空間Ｓ１の上部へと通じる空気流路を形成する。
【００３９】
吸着用ファン収納空間Ｓ１に収容される吸着用ファン４６は、吸着用ファンモータ６５によって回転する遠心ファンであり、上部に配置される吸着側ベルマウス６３の開口部６３ａから空気を吸込むことで、吸着用空気吸込口４０ｂから吸加湿ロータ４１を介して、開口部６３ａへ流れる気流を生成する。そして、吸着用ファン４６は、吸加湿ロータ４１を通る際に水分を吸着された乾燥空気を吸着用空気吹出口４０ａから加湿給排気ユニットケーシング４０の前方へ向けて排気する。吸着側ベルマウス６３は、吸着用ファン収納空間Ｓ１の上部に設けられており、吸着側ダクト４５によって形成される空気流路を通ってくる空気を吸着用ファン４６へと導く役割を果たす。
【００４０】
＜加湿給排気ユニットの動作＞
次に、室外の空気を加湿して室内へと送る加湿運転を行う場合の加湿給排気ユニット４の動作について説明する。
〔吸加湿ロータへの水分の吸着動作〕
加湿給排気ユニット４は、吸着用ファン４６を回転駆動することによって、室外からの空気を吸着用空気吸込口４０ｂから加湿給排気ユニットケーシング４０内に取り入れる。加湿給排気ユニットケーシング４０内に入ってきた空気は、吸加湿ロータ４１の左側の略半分の部分を通過して、吸着側ダクト４５および吸着側ベルマウス６３により形成される空気流路および吸着用ファン４６を介して、吸着ファン収納空間Ｓ１から吸着用空気吹出口４０ａを通って室外機３の前方へと排出される。加湿給排気ユニットケーシング４０内に室外から取り入れられた空気が吸加湿ロータ４１の左側の略半分の部分を通過する際に、吸加湿ロータ４１は、空気中に含まれている水分を吸着する。
【００４１】
〔吸加湿ロータからの水分の脱着動作〕
上記の吸着工程で水分を吸着した吸加湿ロータ４１の左側の略半分の部分は、吸加湿ロータ４１が回転することによって、吸加湿ロータ４１の右側の略半分の部分となる。すなわち、吸着された水分は、吸加湿ロータ４１の回転に伴い、ヒータ組立体４２の下方に位置する吸加湿ロータ４１の部分に移動してくる。そして、ここに移動してきた水分は、ヒータ組立体４２からの熱により、ラジアルファン組立体４３によって生成される空気流中に脱着していく。このときの空気の流れについて以下に詳述する。
【００４２】
図６に加湿給排気ユニット４を上方から見た断面図を示す。なお、図中の下側が加湿給排気ユニット４の前側、図中の上側が加湿給排気ユニット４の後側、図中の右側が加湿給排気ユニット４の正面視における右側を示している。
ラジアルファン組立体４３を駆動すると、給排気口４０ｃから加湿給排気ユニットケーシング４０内に室外の空気が取り込まれる（白抜き矢印Ａ１１参照）。また、予熱用給排気口４０ｅからも加湿給排気ユニットケーシング４０内に室外の空気が取り込まれる（白抜き矢印Ａ１２参照）。
【００４３】
予熱用給排気口４０ｅから取り込まれた室外の空気（以下、「第１空気」という）は、そのすぐ内側に配置されたラジアルファン組立体４３の近傍を通過する際に、ラジアルファンモータ４３ｂが発する熱により予熱される（白抜き矢印Ａ１３参照）。その後、第１空気は、ヒータ組立体４２の近傍を通過する際に、ヒータカバー４２ａから発せられる熱によっても予熱される（白抜き矢印Ａ１４参照）。
【００４４】
なお、室外空調ユニット５内の機械室に配置された圧縮機２１や電装品ユニット５８により予熱された空気を連絡孔４０ｆから加湿給排気ユニット４内に取り込んでもよい。この連絡孔４０ｆは、機械室内の電装品ユニット５８等と加湿給排気ユニット４内の構成部品とを繋ぐハーネス等が通る孔である。
一方、給排気口４０ｃから取り込まれた室外の空気（以下、「第２空気」という）は、予熱された第１空気と合流する。そして、第２空気と第１空気が混合した空気は、吸加湿ロータ４１の左側の略半分の部分のうち奥の部分の下方から上方に向けて通過し、ヒータ組立体４２の下面の吸入口からヒータ組立体４２内に導入される（白抜き矢印Ａ１５参照）。そして、ヒータ組立体４２内に入った空気は、ヒータ組立体４２の下面の排出口から排出され、吸加湿ロータ４１の左側の略半分の部分のうち手前の部分を上方から下方に通過する。このような空気流は、ラジアルファン組立体４３が生成するものである。ラジアルファン組立体４３は、上記のように吸加湿ロータ４１を通り抜けてきた空気を、給排気ダクト６１および給排気ホース６を介して室内機２へと送る。この室内機２へと送られる空気は、吸加湿ロータ４１に吸着されていた水分を含むようになっている。
このようにして加湿給排気ユニット４から室内機２に供給された空気は、室内熱交換器１１を経て室内に吹き出される。
【００４５】
＜特徴＞
（１）この空気調和機１では、予熱用給排気口４０ｅから取り込まれた第１空気が、ラジアルファン組立体４３及びヒータ組立体４２の近傍を通ることにより予熱される。そして、給排気口４０ｃから取り込まれた第２空気と予熱された第１空気とが混合した室外よりも高い温度を有する空気が、ヒータ組立体によって加熱される。このため、この空気調和機１では、吸加湿ロータ４１から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量が減少している。これにより、この空気調和機１では、ヒータ組立体４２への入力が低減している。
【００４６】
特に、この空気調和機１では、第１空気は、ラジアルファン組立体４３の近傍を通ることにより予熱される。ラジアルファン組立体４３は、室外から取り込んだ空気を室内に配置された室内機２へと送るための装置であるため、ラジアルファン組立体４３の内部のラジアルファンモータ４３ｂは大きな出力を必要とする。このため、ラジアルファンモータ４３ｂは数千回転もの高回転で回転する。従って、ラジアルファン組立体４３の発熱量は、室外機３に配置されている発熱部品の中でも特に大きく、第１空気を予熱する際に与える熱量が大きい。このため、この空気調和機１では、ヒータ組立体４２への入力を低減する効果が特に高くなっている。
【００４７】
（２）この空気調和機１では、予熱用給排気口４０ｅが加湿ユニットケーシング４０に設けられているため、室外空調ユニット５の機械室から空気を取り込む場合よりも容易に加湿給排気ユニット４内に空気を取り込むことができる。すなわち、室外空調ユニット５の機械室で空気を予熱する場合には、機械室内に取り込まれてからヒータ組立体４２へ到るまでの経路が長くなってしまう。このため、圧損が大きくなり、十分な量の空気を取り込むことは困難である。また、この場合、十分な量の空気を取り込むにはラジアルファン組立体４３の出力を増大させることが必要となり、ラジアルファン組立体４３の負担が大きくなってしまう。
【００４８】
しかし、この空気調和機１では、予熱用給排気口４０ｅが加湿ユニットケーシング４０に設けられているため、取り込まれてからヒータ組立体４２へ到るまでの経路が比較的短い。また、給排気口４０ｃから取り込まれる空気は、予熱するための経路を経ることなく短い経路を通ってヒータ組立体４２へと送られるため、ヒータ組立体４２に取り込まれるときの圧力損失が少なくなっている。このため、この空気調和機１は、空気を加湿給排気ユニット４内のヒータ組立体４２やラジアルファン組立体４３まで取り込みやすくなっており、ラジアルファン組立体４３の負担を増大させずとも十分な風量を確保することができる。
【００４９】
＜他の実施形態＞
上記の実施形態では、ラジアルファン組立体４３及びヒータ組立体４２により第１空気が予熱されるように予熱用給排気口４０ｅが設けられているが、室外温度よりも高い温度を有する他の発熱部品により予熱されるように設けられてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１に記載の加湿ユニットでは、駆動装置の近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。この駆動装置は、第１吸気口から前記加湿部材を経て室内へと到る空気の流れを生成する送風部を駆動するため、消費エネルギーが比較的大きく、発熱量も大きい。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。また、第１吸気口が加湿ユニットのケーシングに設けられているため、加湿ユニット外に設けられた吸気口から空気を取り込む場合よりも容易に加湿ユニット内に空気を取り込むことができる。これにより、この加湿ユニットでは、十分な風量を確保しつつ加熱部の負荷を低減させることができる。また、この加湿ユニットでは、第１吸気口と第２吸気口とから室外の空気を取り入れることができる。第２吸気口は加熱部の近傍に設けられているため、加熱部により加熱される空気を第２吸気口からより多く取り入れることができる。このため、この加湿ユニットでは、第１吸気口から取り入れた空気を予熱して加熱部の負荷を減少させることができるとともに、第２吸気口からも空気を取り入れることにより、さらに十分な風量を確保することができる。
【００５１】
請求項２に記載の加湿ユニットでは、駆動装置の近傍およびヒータカバーの近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。
【００５２】
請求項３に記載の加湿ユニットでは、駆動装置の近傍およびヒータカバーの近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。
また、第２吸気口は加熱部の近傍に設けられているため、取り込まれてから加熱部へ到るまでの経路が比較的短い。このため、この加湿ユニットでは、空気を加熱部まで取り込みやすくなっており十分な風量を確保することができる。
【００５３】
請求項４に記載の加湿ユニットでは、ケーシングの側面に設けられた第１吸気口から取り入れられた空気が駆動装置により予熱される。そして、予熱された空気は、ケーシングの背面に設けられた第２吸気口から吸込まれた空気とともに加熱部により加熱される。これにより、この加湿ユニットでは、加熱部の負荷を低減させると共に、第２吸気口からも空気を取り入れることにより、さらに十分な風量を確保することができる。
【００５４】
請求項５に記載の空気調和機は、加湿ユニットにおいて、駆動装置の近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。また、第１吸気口が加湿ユニットのケーシングに設けられているため、室外空調ユニットから空気を取り込む場合よりも容易に加湿ユニット内に空気を取り込むことができる。これにより、この加湿ユニットでは、十分な風量を確保しつつ加熱部の負荷を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 空気調和機の外観図。
【図２】 冷媒回路の構成図。
【図３】 室外機の構成を示す斜視図。
【図４】 室外機の背面図。
【図５】 室外機の側面図。
【図６】 加湿ユニットの上面断面図。
【符号の説明】
１ 空気調和機
２ 室内機
４ 加湿給排気ユニット（加湿ユニット）
５ 室外空調ユニット
４０ 加湿給排気ユニットケーシング（ケーシング）
４０ｃ 給排気口（第２吸気口）
４０ｅ 予熱用給排気口（第１吸気口）
４１ 吸加湿ロータ（加湿部材）
４２ ヒータ組立体（加熱部）
４２ａ ヒータカバー
４３ａ ラジアルファン（送風部）
４３ｂ ラジアルファンモータ（駆動装置）
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機の加湿ユニットおよび空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、エアコン等の空気調和機において、室外の空気から水分を取り込みその水分を用いて加湿した空気を室内へと送る加湿ユニットを備えるものが登場してきている。そして、このような加湿ユニットの中には、加湿部材を用いて室内へと送られる空気を加湿するものがある。この加湿部材は、加熱されることにより含有する水分を脱着するようなゼオライト等の多孔質の吸湿性材料で構成されるものである。この加湿ユニットは、例えば以下のようにして室内の加湿を行う。
【０００３】
まず、加湿ユニットは、空気中の水分を加湿部材に吸着させる。そして、加湿ユニットは、室外から取り入れた空気を加熱部によって加熱し、この加熱空気を加湿部材へと送る。加湿部材は加熱空気により加熱されて水分を空気中へ脱着させる。加湿ユニットは、その脱着させた水分を含んだ空気を室内に送ることで、室内を加湿する。
【０００４】
このように加湿部材を用いて室内の加湿を行う場合、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度まで加湿部材を通る空気を加熱する必要がある。従って、室外から取り入れた空気の温度が低いほど、加熱のために必要な熱量が大きくなり、加熱部の負荷が大きくなる。特に、加湿機能が必要とされるのは空気が乾燥する冬場が多いが、冬場には室外の温度が低いため、水分を脱着させるために十分な温度まで空気を加熱すると、加熱部の負荷が他の季節よりもさらに大きくなる。
【０００５】
このため、特開２００２−９８３７３号公報において、加熱部の負荷を低減することができる空気調和機が提案されている。この空気調和機は、室外機（室外ユニット）に加湿ユニット（加湿装置）を収容しており、室外機には圧縮機や電装品等が収容される機械室が備えられている。そして、この空気調和機は、機械室を経由して予熱された空気を加熱部（ヒータ）の上流側に吸込ませている。
【０００６】
このような空気調和機によれば、加熱部へと送られる空気が機械室を経由して圧縮機や電装品等により予熱されるため、加熱部の負荷を低減させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように機械室を経由させることにより空気を予熱する場合、室外機に取り込まれた空気が加熱部に到るまでの経路が長くなることが多い。このため、十分な量の空気を取り込んで室内へと送ることが困難となる。従って、このような空気調和機では、十分な風量を確保することが困難となる恐れがある。
【０００８】
本発明の課題は、十分な風量を確保しつつ加熱部の負荷を低減させることができる加湿ユニットおよび空気調和機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の空気調和機の加湿ユニットは、室外に設置される室外機に備えられる加湿ユニットであって、ケーシングと加熱部と加湿部材と送風部と駆動装置とを備える。ケーシングは、室外から取り込まれる空気が通る第１吸気口および第２吸気口を有する。加熱部は、室外から取り込まれた空気を加熱する。加湿部材は、加熱された空気が通ることにより含有する水分を空気中へと脱着可能である。送風部は、第１吸気口から加湿部材を経て室内へと到る空気の流れを生成する。駆動装置は、送風部を駆動する。そして、第１吸気口は、室外から取り込まれた空気が駆動装置の近傍を通った後に加熱部によって加熱されるように設けられる。また、第２吸気口は、加熱部の近傍に設けられ、室外から第２吸気口を通って取り込まれた空気が加熱部によって加熱されるように設けられる。
【００１０】
この加湿ユニットでは、駆動装置の近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。この駆動装置は、第１吸気口から前記加湿部材を経て室内へと到る空気の流れを生成する送風部を駆動するため、消費エネルギーが比較的大きく、発熱量も大きい。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。また、第１吸気口が加湿ユニットのケーシングに設けられているため、加湿ユニット外に設けられた吸気口から空気を取り込む場合よりも容易に加湿ユニット内に空気を取り込むことができる。これにより、この加湿ユニットでは、十分な風量を確保しつつ加熱部の負荷を低減させることができる。また、この加湿ユニットでは、第１吸気口と第２吸気口とから室外の空気を取り入れることができる。第２吸気口は加熱部の近傍に設けられているため、加熱部により加熱される空気を第２吸気口からより多く取り入れることができる。このため、この加湿ユニットでは、第１吸気口から取り入れた空気を予熱して加熱部の負荷を減少させることができるとともに、第２吸気口からも空気を取り入れることにより、さらに十分な風量を確保することができる。
【００１１】
請求項２に記載の空気調和機の加湿ユニットは、請求項１の空気調和機の加湿ユニットであって、加熱部は、ヒータカバーと、その内部に収容されたヒータ本体とを有している。第１吸気口は、室外から取り込まれた空気が駆動装置およびヒータカバーの近傍を通った後に加熱部によって加熱されるように設けられる。
この加湿ユニットでは、駆動装置の近傍およびヒータカバーの近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の空気調和機の加湿ユニットは、請求項２に記載の加湿ユニットであって、第１吸気口および第２吸気口は、第１吸気口から取り込まれ駆動装置の近傍およびヒータカバーの近傍を通った後の空気と、第２吸気口から取り込まれた空気とが合流した後に加熱部によって加熱されるように設けられる。
この加湿ユニットでは、駆動装置の近傍およびヒータカバーの近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。
【００１３】
また、第２吸気口は加熱部の近傍に設けられているため、取り込まれてから加熱部へ到るまでの経路が比較的短い。このため、この加湿ユニットでは、空気を加熱部まで取り込みやすくなっており十分な風量を確保することができる。
【００１４】
請求項４に記載の空気調和機の加湿ユニットは、請求項３に記載の加湿ユニットであって、第２吸気口は、加熱部に近いケーシングの背面に設けられ、第１吸気口は、駆動装置に近いケーシングの側面に設けられる。
この加湿ユニットでは、ケーシングの側面に設けられた第１吸気口から取り入れられた空気が駆動装置により予熱される。そして、予熱された空気は、ケーシングの背面に設けられた第２吸気口から吸込まれた空気とともに加熱部により加熱される。これにより、この加湿ユニットでは、加熱部の負荷を低減させると共に、第２吸気口からも空気を取り入れることにより、さらに十分な風量を確保することができる。
【００１５】
請求項５に記載の空気調和機は、室内に配置される室内機と、室外に配置される室外空調ユニットと、室外空調ユニットと共に室外に配置される請求項１から４のいずれかに記載の加湿ユニットとを備える。
この空気調和機は、加湿ユニットにおいて、駆動装置の近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。また、第１吸気口が加湿ユニットのケーシングに設けられているため、室外空調ユニットから空気を取り込む場合よりも容易に加湿ユニット内に空気を取り込むことができる。これにより、この加湿ユニットでは、十分な風量を確保しつつ加熱部の負荷を低減させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
＜空気調和機の概略構成＞
本発明の一実施形態に係る空気調和機１の外観を図１に示す。
この空気調和機１は、室内の壁面などに取り付けられる室内機２と、室外に設置される室外機３とに分かれて構成されている。室外機３は、室外熱交換器やプロペラファンなどを収納する室外空調ユニット５と加湿給排気ユニット４とを備えている。室内機２内には室内熱交換器が収納され、室外機３内には室外熱交換器が収納されている。そして、各熱交換器およびこれらの熱交換器を接続する冷媒配管３１，３２が、冷媒回路を構成している。また、室外機３と室内機２との間には、加湿給排気ユニット４からの室外空気や加湿空気等を室内機２側に供給するときや室内の空気を室外に排気するときに用いられる給排気ホース６が設けられている。
【００１７】
＜冷媒回路の構成＞
図２は、空気調和機１で用いられる冷媒回路の系統図に空気の流れの概略を付加したものである。
室内機２には、室内熱交換器１１が設けられている。この室内熱交換器１１は、長さ方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管が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。
【００１８】
また、室内機２内には、クロスフローファン１２と、クロスフローファン１２を回転駆動する室内ファンモータ１３とが設けられている。クロスフローファン１２は、円筒形状に構成され、周面には多数の羽根が設けられており、回転軸と交わる方向に空気流を生成する。このクロスフローファン１２は、室内空気を室内機２内に吸い込ませるとともに、室内熱交換器１１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。
【００１９】
室外空調ユニット５には、圧縮機２１と、圧縮機２１の吐出側に接続される四路切換弁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、四路切換弁２２に接続された室外熱交換器２４と、室外熱交換器２４に接続された電動弁２５とが設けられている。電動弁２５は、フィルタ２６および液閉鎖弁２７を介して冷媒配管３２に接続されており、この冷媒配管３２を介して室内熱交換器１１の一端と接続される。また、四路切換弁２２は、ガス閉鎖弁２８を介して冷媒配管３１に接続されており、この冷媒配管３１を介して室内熱交換器１１の他端と接続されている。これらの冷媒配管３１，３２は、上述した給排気ホース６とともに集合連絡管７を形成する。
【００２０】
また、室外空調ユニット５内には、室外熱交換器２４での熱交換後の空気を外部に排出するためのプロペラファン２９が設けられている。このプロペラファン２９は、室外ファンモータ３０によって回転駆動される。
＜室外機の構成＞
室外機３は、図１に示すように下部の室外空調ユニット５および上部の加湿給排気ユニット４が一体となって構成されている。
【００２１】
まず、図３に基づいて室外空調ユニット５の構成について説明する。
〔室外空調ユニットに係る構成〕
室外空調ユニット５は、前面パネル５１、側板５２，５３、保護金網（図示せず）、金属製の底板５４等のケーシング部材や内部に収容される冷媒回路構成部品等により構成されている。
【００２２】
前面パネル５１は、室外空調ユニット５の前面を覆う樹脂製の部材であり、室外熱交換器２４に対して室外熱交換器２４を通った空気の下流側に配置されている。前面パネル５１には、複数のスリット状の開口からなる室外空調ユニット吹出口５１ａが設けられており、室外熱交換器２４を通った空気は、室外空調ユニット５の内部からこの室外空調ユニット吹出口５１ａを通って室外機３の外部へと吹き出す。また、前面パネル５１の後方には、ファン吹出口部材５６と仕切板５７とが取り付けられる。
【００２３】
側板５２，５３には右側板５２および左側板５３があり、これらは室外空調ユニット５の側方を覆う金属製の部材である。ここでは、室外機３の正面視において右側に右側板５２、左側に左側板５３が設けられている。なお、各側板５２，５３は、室外熱交換器２４を通って室外空調ユニット吹出口５１ａから吹き出す空気の吹き出し方向に対して概ね平行に設けられている。また、右側板５２には、液閉鎖弁２７およびガス閉鎖弁２８（図２参照）を保護するための閉鎖弁カバー５５が取り付けられる。
【００２４】
冷媒回路構成部品には、室外熱交換器２４、圧縮機２１、アキュムレータ２３、四路切換弁２２、電動弁２５等（図２参照）がある。
室外熱交換器２４は、平面視において略Ｌ字形状を有し、室外空調ユニット５の背面を覆う保護金網の前方に配置される。
室外熱交換器２４の前方であって、仕切板５７と左側板５３との間の通気スペースには、室外ファンモータ３０とプロペラファン２９とが設けられている。室外ファンモータ３０は、プロペラファン２９を回転させる。プロペラファン２９は、室外空調ユニット５内に取り入れた空気を室外熱交換器２４と接触させ室外空調ユニット吹出口５１ａから前面パネル５１の前方に排気させる。
【００２５】
圧縮機２１、アキュムレータ２３、四路切換弁２２、電動弁２５などの他の冷媒回路構成部品は、仕切板５７と右側板５２との間の機械室に配置されている。
また、室外空調ユニット５の上部には、電装品ユニット５８が取り付けられる。この電装品ユニット５８は、電装品箱と各部を制御するための回路部品を搭載したプリント基板とにより構成されている。電装品ユニット５８の上方には防炎板５９が取り付けられる。
【００２６】
〔加湿給排気ユニットに係る構成〕
次に加湿給排気ユニット４の構成について、主として図３に基づいて説明する。
（加湿給排気ユニットケーシング）
加湿給排気ユニット４は、加湿給排気ユニットケーシング４０を有している。加湿給排気ユニットケーシング４０は、加湿給排気ユニット４の前方、後方および両側方を覆っており、室外空調ユニット５の上部に接するように配置される。
【００２７】
加湿給排気ユニットケーシング４０の前面には、複数のスリット状の開口からなる吸着用空気吹出口４０ａが設けられており、空気がこの吸着用空気吹出口４０ａを通って室外機３の外部へと吹き出す。
また、加湿給排気ユニットケーシング４０の背面には、吸着用空気吸込口４０ｂおよび給排気口４０ｃが左右方向に並んで設けられている。室外機３を背面側から見た図を図４に示す。吸着用空気吸込口４０ｂは、室外機３の背面側から見て右側に設けられており、給排気口４０ｃは、左側に配置されている。
【００２８】
吸着用空気吸込口４０ｂは、吸加湿ロータ４１に水分を吸着させるために室外から取り込まれる空気が通る開口である。吸着用空気吸込口４０ｂは、加湿給排気ユニットケーシング４０の長手方向については中央より右側であって、高さ方向についてはその中央付近に設けられている。
給排気口４０ｃは、室内機２へと送られるために取り込まれる空気が通る、または、室内機２から取り込まれて室外へと排気される空気が通る開口である。給排気口４０ｃは、加湿給排気ユニットケーシング４０の長手方向については中央より左側であって、高さ方向についてはその中央付近よりやや下方に設けられており、後述するヒータ組立体４２の近傍に設けられている。
【００２９】
加湿給排気ユニットケーシング４０の右側面には、予熱用給排気口４０ｅが設けられている。図５に室外機３の右側面図を示す。予熱用給排気口４０ｅは、室内機２へと送られるために取り込まれる空気が通る開口であり、室外から取り込まれた空気がラジアルファン組立体４３等の発熱部品の近傍を通った後にヒータ組立体４２によって加熱されるように設けられている。予熱用給排気口４０ｅは、加湿給排気ユニットケーシング４０の側面の中央付近に設けられており、後述するラジアルファン組立体４３の近傍に設けられている。
【００３０】
なお、図３に示すように、加湿給排気ユニットケーシング４０の上部は、天板６６により覆われている。
加湿給排気ユニットケーシング４０内は、右側が吸加湿ロータ４１等を収容する空間、左側が吸着用ファン４６等を収容する吸着用ファン収納空間Ｓ１となっている。この加湿給排気ユニットケーシング４０内には、吸加湿ロータ４１、ヒータ組立体４２、ラジアルファン組立体４３、切換ダンパ４４、吸着側ダクト４５、吸着用ファン４６などが配置されている。
【００３１】
（吸加湿ロータ）
吸加湿ロータ４１は、概ね円板形状を有するハニカム構造のセラミックロータであり、空気が容易に通過できる構造となっている。吸加湿ロータ４１は、平面視において円形を有するロータであり、水平面で切った断面において細かいハニカム（蜂の巣）状になっている。そして、これらの断面が多角形である吸加湿ロータ４１の多数の筒部分を、空気が通過する。
【００３２】
吸加湿ロータ４１の主たる部分は、ゼオライト、シリカゲル、あるいはアルミナといった吸着剤から焼成されている。このゼオライト等の吸着剤は、接触する空気中の水分を吸着し、加熱されることによって吸着して含有する水分を脱着する性質を有している。
この吸加湿ロータ４１は、加湿給排気ユニットケーシング４０側に設けられた支持軸４０ｄに、図示しないロータガイドを介して回動可能に支持される。吸加湿ロータ４１の周面には、ギヤが形成されており、ロータ駆動モータ４７の駆動軸に取り付けられるロータ駆動ギヤ４８と歯合している。
【００３３】
（ヒータ組立体）
ヒータ組立体４２は、ヒータカバー４２ａと、その内部に収容されたヒータ本体４２ｂとにより構成されており、室外から取り込まれて吸加湿ロータ４１へ送られる空気を加熱する。ヒータ組立体４２は、内部のヒータ本体４２ｂの影響により室外よりも高い温度を有しており、ヒータカバー４２ａからも発熱している。また、ヒータ組立体４２は、吸加湿ロータ４１の上面の略半分（右側の半分）を覆うように配置されている。ヒータ組立体４２の下面には、空気を吸入するための吸入口と、ヒータ組立体４２で加熱された空気を吸加湿ロータ４１側へ排出するための排出口とが形成されている。このヒータ組立体４２は、ヒータ支持板４９を介して吸加湿ロータ４１の上方に取り付けられる。
【００３４】
（ラジアルファン組立体）
ラジアルファン組立体４３は、吸加湿ロータ４１の側方に配置されており、主として、ラジアルファン４３ａとラジアルファンモータ４３ｂとにより構成されている。ラジアルファンモータ４３ｂは、ラジアルファン４３ａを駆動する。ラジアルファン４３ａは、ラジアルファンモータ４３ｂにより駆動されることにより、給排気口４０ｃと予熱用給排気口４０ｅとから吸加湿ロータ４１を経て室内へと到る空気の流れを生成して、室外から取り入れた空気を室内機２へと送る。また、ラジアルファン組立体４３は、室内機２から取り入れた空気を室外へと排出することもできる。ラジアルファン組立体４３は、切換ダンパ４４が切り替わることにより、これらの動作を切り替える。
【００３５】
ラジアルファン組立体４３は、室外から取り入れた空気を室内機２へと送る場合には、吸加湿ロータ４１を通過して吸加湿ロータ４１の右側の略半分の部分のうち手前側の部分から降りてきた空気を、給排気ダクト６１へと送り出す。給排気ダクト６１は、給排気ホース６（図１参照）に接続されており、給排気ダクト６１と給排気ホース６とにより構成される搬送経路は、ラジアルファン組立体４３と室内機２とを繋いでいる。ラジアルファン組立体４３は、給排気ダクト６１と給排気ホース６とを介して空気を室内機２へと供給する。
【００３６】
ラジアルファン組立体４３は、室内機２から取り入れた室内の空気を室外へと排出する場合には、給排気ダクト６１から送られてきた空気を加湿給排気ユニットケーシング４０の背面に設けられた給排気口４０ｃから室外へと排出する。
なお、ラジアルファンモータ４３ｂは、室外よりも高い温度を有し、数千回転もの高回転数で回転するため特に発熱量が大きくなっている。
【００３７】
（切換ダンパ）
切換ダンパ４４は、ラジアルファン組立体４３の下方に配置される回転式の空気流路切換手段であり、第１状態と第２状態とに切り替わる。
第１状態においては、ラジアルファン組立体４３から吹き出された空気は、給排気ダクト６１を経て給排気ホース６を通って室内機２へと供給されるようになる。これにより、第１状態では、図２の実線矢印Ａ１で示す矢印の向きに空気が流れ、加湿空気あるいは室外空気が給排気ホース６を通って室内機２へと供給されるようになる。
【００３８】
第２状態では、図２の破線矢印Ａ２で示す矢印の向きに空気が流れ、室内機２から給排気ホース６を通ってきた空気がラジアルファン組立体４３から給排気口４０ｃを経て室外へと排気される。
（吸着側ダクトおよび吸着用ファン）
吸着側ダクト４５は、吸加湿ロータ４１の上面のうちヒータ組立体４２が位置しない部分（左側の略半分の部分）を覆っている。この吸着側ダクト４５は、後述する吸着側ベルマウス６３とともに、吸加湿ロータ４１の左半分の部分の上面から以下に説明する吸着用ファン収納空間Ｓ１の上部へと通じる空気流路を形成する。
【００３９】
吸着用ファン収納空間Ｓ１に収容される吸着用ファン４６は、吸着用ファンモータ６５によって回転する遠心ファンであり、上部に配置される吸着側ベルマウス６３の開口部６３ａから空気を吸込むことで、吸着用空気吸込口４０ｂから吸加湿ロータ４１を介して、開口部６３ａへ流れる気流を生成する。そして、吸着用ファン４６は、吸加湿ロータ４１を通る際に水分を吸着された乾燥空気を吸着用空気吹出口４０ａから加湿給排気ユニットケーシング４０の前方へ向けて排気する。吸着側ベルマウス６３は、吸着用ファン収納空間Ｓ１の上部に設けられており、吸着側ダクト４５によって形成される空気流路を通ってくる空気を吸着用ファン４６へと導く役割を果たす。
【００４０】
＜加湿給排気ユニットの動作＞
次に、室外の空気を加湿して室内へと送る加湿運転を行う場合の加湿給排気ユニット４の動作について説明する。
〔吸加湿ロータへの水分の吸着動作〕
加湿給排気ユニット４は、吸着用ファン４６を回転駆動することによって、室外からの空気を吸着用空気吸込口４０ｂから加湿給排気ユニットケーシング４０内に取り入れる。加湿給排気ユニットケーシング４０内に入ってきた空気は、吸加湿ロータ４１の左側の略半分の部分を通過して、吸着側ダクト４５および吸着側ベルマウス６３により形成される空気流路および吸着用ファン４６を介して、吸着ファン収納空間Ｓ１から吸着用空気吹出口４０ａを通って室外機３の前方へと排出される。加湿給排気ユニットケーシング４０内に室外から取り入れられた空気が吸加湿ロータ４１の左側の略半分の部分を通過する際に、吸加湿ロータ４１は、空気中に含まれている水分を吸着する。
【００４１】
〔吸加湿ロータからの水分の脱着動作〕
上記の吸着工程で水分を吸着した吸加湿ロータ４１の左側の略半分の部分は、吸加湿ロータ４１が回転することによって、吸加湿ロータ４１の右側の略半分の部分となる。すなわち、吸着された水分は、吸加湿ロータ４１の回転に伴い、ヒータ組立体４２の下方に位置する吸加湿ロータ４１の部分に移動してくる。そして、ここに移動してきた水分は、ヒータ組立体４２からの熱により、ラジアルファン組立体４３によって生成される空気流中に脱着していく。このときの空気の流れについて以下に詳述する。
【００４２】
図６に加湿給排気ユニット４を上方から見た断面図を示す。なお、図中の下側が加湿給排気ユニット４の前側、図中の上側が加湿給排気ユニット４の後側、図中の右側が加湿給排気ユニット４の正面視における右側を示している。
ラジアルファン組立体４３を駆動すると、給排気口４０ｃから加湿給排気ユニットケーシング４０内に室外の空気が取り込まれる（白抜き矢印Ａ１１参照）。また、予熱用給排気口４０ｅからも加湿給排気ユニットケーシング４０内に室外の空気が取り込まれる（白抜き矢印Ａ１２参照）。
【００４３】
予熱用給排気口４０ｅから取り込まれた室外の空気（以下、「第１空気」という）は、そのすぐ内側に配置されたラジアルファン組立体４３の近傍を通過する際に、ラジアルファンモータ４３ｂが発する熱により予熱される（白抜き矢印Ａ１３参照）。その後、第１空気は、ヒータ組立体４２の近傍を通過する際に、ヒータカバー４２ａから発せられる熱によっても予熱される（白抜き矢印Ａ１４参照）。
【００４４】
なお、室外空調ユニット５内の機械室に配置された圧縮機２１や電装品ユニット５８により予熱された空気を連絡孔４０ｆから加湿給排気ユニット４内に取り込んでもよい。この連絡孔４０ｆは、機械室内の電装品ユニット５８等と加湿給排気ユニット４内の構成部品とを繋ぐハーネス等が通る孔である。
一方、給排気口４０ｃから取り込まれた室外の空気（以下、「第２空気」という）は、予熱された第１空気と合流する。そして、第２空気と第１空気が混合した空気は、吸加湿ロータ４１の左側の略半分の部分のうち奥の部分の下方から上方に向けて通過し、ヒータ組立体４２の下面の吸入口からヒータ組立体４２内に導入される（白抜き矢印Ａ１５参照）。そして、ヒータ組立体４２内に入った空気は、ヒータ組立体４２の下面の排出口から排出され、吸加湿ロータ４１の左側の略半分の部分のうち手前の部分を上方から下方に通過する。このような空気流は、ラジアルファン組立体４３が生成するものである。ラジアルファン組立体４３は、上記のように吸加湿ロータ４１を通り抜けてきた空気を、給排気ダクト６１および給排気ホース６を介して室内機２へと送る。この室内機２へと送られる空気は、吸加湿ロータ４１に吸着されていた水分を含むようになっている。
このようにして加湿給排気ユニット４から室内機２に供給された空気は、室内熱交換器１１を経て室内に吹き出される。
【００４５】
＜特徴＞
（１）この空気調和機１では、予熱用給排気口４０ｅから取り込まれた第１空気が、ラジアルファン組立体４３及びヒータ組立体４２の近傍を通ることにより予熱される。そして、給排気口４０ｃから取り込まれた第２空気と予熱された第１空気とが混合した室外よりも高い温度を有する空気が、ヒータ組立体によって加熱される。このため、この空気調和機１では、吸加湿ロータ４１から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量が減少している。これにより、この空気調和機１では、ヒータ組立体４２への入力が低減している。
【００４６】
特に、この空気調和機１では、第１空気は、ラジアルファン組立体４３の近傍を通ることにより予熱される。ラジアルファン組立体４３は、室外から取り込んだ空気を室内に配置された室内機２へと送るための装置であるため、ラジアルファン組立体４３の内部のラジアルファンモータ４３ｂは大きな出力を必要とする。このため、ラジアルファンモータ４３ｂは数千回転もの高回転で回転する。従って、ラジアルファン組立体４３の発熱量は、室外機３に配置されている発熱部品の中でも特に大きく、第１空気を予熱する際に与える熱量が大きい。このため、この空気調和機１では、ヒータ組立体４２への入力を低減する効果が特に高くなっている。
【００４７】
（２）この空気調和機１では、予熱用給排気口４０ｅが加湿ユニットケーシング４０に設けられているため、室外空調ユニット５の機械室から空気を取り込む場合よりも容易に加湿給排気ユニット４内に空気を取り込むことができる。すなわち、室外空調ユニット５の機械室で空気を予熱する場合には、機械室内に取り込まれてからヒータ組立体４２へ到るまでの経路が長くなってしまう。このため、圧損が大きくなり、十分な量の空気を取り込むことは困難である。また、この場合、十分な量の空気を取り込むにはラジアルファン組立体４３の出力を増大させることが必要となり、ラジアルファン組立体４３の負担が大きくなってしまう。
【００４８】
しかし、この空気調和機１では、予熱用給排気口４０ｅが加湿ユニットケーシング４０に設けられているため、取り込まれてからヒータ組立体４２へ到るまでの経路が比較的短い。また、給排気口４０ｃから取り込まれる空気は、予熱するための経路を経ることなく短い経路を通ってヒータ組立体４２へと送られるため、ヒータ組立体４２に取り込まれるときの圧力損失が少なくなっている。このため、この空気調和機１は、空気を加湿給排気ユニット４内のヒータ組立体４２やラジアルファン組立体４３まで取り込みやすくなっており、ラジアルファン組立体４３の負担を増大させずとも十分な風量を確保することができる。
【００４９】
＜他の実施形態＞
上記の実施形態では、ラジアルファン組立体４３及びヒータ組立体４２により第１空気が予熱されるように予熱用給排気口４０ｅが設けられているが、室外温度よりも高い温度を有する他の発熱部品により予熱されるように設けられてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１に記載の加湿ユニットでは、駆動装置の近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。この駆動装置は、第１吸気口から前記加湿部材を経て室内へと到る空気の流れを生成する送風部を駆動するため、消費エネルギーが比較的大きく、発熱量も大きい。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。また、第１吸気口が加湿ユニットのケーシングに設けられているため、加湿ユニット外に設けられた吸気口から空気を取り込む場合よりも容易に加湿ユニット内に空気を取り込むことができる。これにより、この加湿ユニットでは、十分な風量を確保しつつ加熱部の負荷を低減させることができる。また、この加湿ユニットでは、第１吸気口と第２吸気口とから室外の空気を取り入れることができる。第２吸気口は加熱部の近傍に設けられているため、加熱部により加熱される空気を第２吸気口からより多く取り入れることができる。このため、この加湿ユニットでは、第１吸気口から取り入れた空気を予熱して加熱部の負荷を減少させることができるとともに、第２吸気口からも空気を取り入れることにより、さらに十分な風量を確保することができる。
【００５１】
請求項２に記載の加湿ユニットでは、駆動装置の近傍およびヒータカバーの近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。
【００５２】
請求項３に記載の加湿ユニットでは、駆動装置の近傍およびヒータカバーの近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。
また、第２吸気口は加熱部の近傍に設けられているため、取り込まれてから加熱部へ到るまでの経路が比較的短い。このため、この加湿ユニットでは、空気を加熱部まで取り込みやすくなっており十分な風量を確保することができる。
【００５３】
請求項４に記載の加湿ユニットでは、ケーシングの側面に設けられた第１吸気口から取り入れられた空気が駆動装置により予熱される。そして、予熱された空気は、ケーシングの背面に設けられた第２吸気口から吸込まれた空気とともに加熱部により加熱される。これにより、この加湿ユニットでは、加熱部の負荷を低減させると共に、第２吸気口からも空気を取り入れることにより、さらに十分な風量を確保することができる。
【００５４】
請求項５に記載の空気調和機は、加湿ユニットにおいて、駆動装置の近傍を通ることにより予熱された空気が加熱部で加熱される。このため、加湿部材から水分を脱着させるために十分な温度にまで室外から取り入れた空気を加熱するために必要な熱量を減少させることができる。また、第１吸気口が加湿ユニットのケーシングに設けられているため、室外空調ユニットから空気を取り込む場合よりも容易に加湿ユニット内に空気を取り込むことができる。これにより、この加湿ユニットでは、十分な風量を確保しつつ加熱部の負荷を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 空気調和機の外観図。
【図２】 冷媒回路の構成図。
【図３】 室外機の構成を示す斜視図。
【図４】 室外機の背面図。
【図５】 室外機の側面図。
【図６】 加湿ユニットの上面断面図。
【符号の説明】
１ 空気調和機
２ 室内機
４ 加湿給排気ユニット（加湿ユニット）
５ 室外空調ユニット
４０ 加湿給排気ユニットケーシング（ケーシング）
４０ｃ 給排気口（第２吸気口）
４０ｅ 予熱用給排気口（第１吸気口）
４１ 吸加湿ロータ（加湿部材）
４２ ヒータ組立体（加熱部）
４２ａ ヒータカバー
４３ａ ラジアルファン（送風部）
４３ｂ ラジアルファンモータ（駆動装置）
Claims (5)
- 室外に設置される室外機に備えられる加湿ユニットであって、
室外から取り込まれる空気が通る第１吸気口（４０ｅ）および第２吸気口（４０ｃ）を有するケーシング（４０）と、
室外から取り込まれた空気を加熱する加熱部（４２）と、
加熱された空気が通ることにより含有する水分を空気中へと脱着可能な加湿部材（４１）と、
前記第１吸気口（４０ｅ）から前記加湿部材（４１）を経て室内へと到る空気の流れを生成する送風部（４３ａ）と、
前記送風部（４３ａ）を駆動する駆動装置（４３ｂ）と、
を備え、
前記第１吸気口（４０ｅ）は、室外から取り込まれた空気が前記駆動装置（４３ｂ）の近傍を通った後に前記加熱部（４２）によって加熱されるように設けられ、
前記第２吸気口（４０ｃ）は、前記加熱部（４２）の近傍に設けられ、室外から前記第２吸気口（４０ｃ）を通って取り込まれた空気が加熱部（４２）によって加熱されるように設けられる、
空気調和機の加湿ユニット（４）。 - 前記加熱部（４２）は、ヒータカバー（４２ａ）と、その内部に収容されたヒータ本体（４２ｂ）とを有しており、
前記第１吸気口（４０ｅ）は、室外から取り込まれた空気が前記駆動装置（４３ｂ）および前記ヒータカバー（４２ａ）の近傍を通った後に前記加熱部（４２）によって加熱されるように設けられる、
請求項１に記載の空気調和機の加湿ユニット（４）。 - 前記第１吸気口（４０ｅ）および前記第２吸気口（４０ｃ）は、前記第１吸気口（４０ｅ）から取り込まれ前記駆動装置（４３ｂ）の近傍および前記ヒータカバー（４２ａ）の近傍を通った後の空気と、前記第２吸気口（４０ｃ）から取り込まれた空気とが合流した後に前記加熱部（４２）によって加熱されるように設けられる、
請求項２に記載の空気調和機の加湿ユニット（４）。 - 前記第２吸気口（４０ｃ）は、前記加熱部（４２）に近い前記ケーシング（４０）の背面に設けられ、
前記第１吸気口（４０ｅ）は、前記駆動装置（４３ｂ）に近い前記ケーシング（４０）の側面に設けられる、
請求項１から３のいずれかに記載の空気調和機の加湿ユニット（４）。 - 室内に配置される室内機（２）と、
室外に配置される室外空調ユニット（５）と、
前記室外空調ユニット（５）と共に室外に配置される請求項１から４のいずれかに記載の加湿ユニット（４）と、
を備える空気調和機（１）。
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