JP4281448B2 - 調湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、調湿装置に関し、特に、ドレン水の処理対策に係るものである。

従来より、水分の吸脱着可能な吸着剤を用いて空気の湿度調節を行う調湿装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この調湿装置は、ケーシング内に吸着剤を有して空気中の水分を吸脱着する吸着素子と、空気を冷却および加熱するための冷媒回路とを備えている。上記冷媒回路は、圧縮機と、空気を加熱する再生熱交換器と、空気を冷却する第１冷却熱交換器および第２冷却熱交換器とが接続され、冷媒を循環させて蒸気圧縮式冷凍サイクルを行うように構成されている。

この調湿装置では、例えば除湿運転の場合、室外空気が吸着素子で減湿された後に、第２冷却熱交換器で冷却されて室内に供給される一方、加湿運転の場合、室外空気が再生熱交換器で加熱された後に、吸着素子で加湿されて室内に供給される。なお、上記加湿運転の際には、室内空気が吸着素子で減湿された後に、第１冷却熱交換器で冷却されて室外に排気される。つまり、上記冷媒回路では、除湿運転の際に第２冷却熱交換器が蒸発器として機能し、加湿運転の際に第１冷却熱交換器が蒸発器として機能するように冷媒循環が切り換わる。

ところで、上記第１および第２冷却熱交換器では、空気の冷却などに伴ってドレン水が生じる。このため、上記第１および第２冷却熱交換器の近傍には、ドレン水を処理するドレン水処理手段を設ける必要がある。

このドレン水処理手段としては、例えば、熱交換器を有する従来の空気調和装置の場合、ドレン水を回収するために熱交換器の下方に設けられたドレンパンや、該ドレンパンに溜まったドレン水を機外に排出するポンプなどにより構成されるものが挙げられる。
特開２００３−１３９３４９号公報

しかしながら、上述した従来の調湿装置においては、第１冷却熱交換器がケーシング内の最も手前側の下部に区画形成された場所に設置される一方、第２冷却熱交換器がケーシング内の最も奥側の下部に区画形成された場所に設置されている。つまり、上記両冷却熱交換器は、互いが離れた場所に設置されている。したがって、両冷却熱交換器に個別にドレンパン等を設ける必要があるため、ドレンパン等の製作コストが懸かるという問題があった。また、ドレンパン等を個別に設けることによって必要な設置スペースが増大し、装置が大型化するという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、両冷却熱交換器に共通のドレンパンを１つ設け、安価で且つコンパクトな装置を提供することである。

具体的に、請求項１に係る発明は、ケーシング（10）内に第１の被処理空気および第２の被処理空気の流通経路が形成されると共に、該流通経路の途中に第１の吸着素子（81）と第２の吸着素子（82）とが設けられ、上記両被処理空気の流通経路を切り換え、上記両吸着素子（81,82）で被処理空気の除湿または加湿を行う調湿装置を前提としている。そして、この調湿装置は、上記吸着素子（81,82）の再生用熱交換器（102）と、冷凍サイクル動作中に少なくとも一方が蒸発器となる第１の熱交換器（103）および第２の熱交換器（104）とを有する冷媒回路を備え、上記流通経路が連通し且つ給気口（14）が開口すると共に、上記第１の熱交換器（103）が収納される給気チャンバ（42）と、上記流通経路が連通し且つ排気口（16）が開口すると共に、上記第２の熱交換器（104）が収納される排気チャンバ（41）とが隣接して形成され、上記第１の熱交換器（103）と第２の熱交換器（104）との下方に亘って、該両熱交換器（103,104）で生じるドレン水を受ける１つのドレンパン（110）が配置されている。

さらに、上記ドレンパン（110）は、給気チャンバ（42）と排気チャンバ（41）とを仕切る区画板（40）によって給気チャンバ（42）側と排気チャンバ（41）側とに仕切られている。そして、上記ドレンパン（110）には、ドレン水が集合するドレン集合部（113）が給気チャンバ（42）側および排気チャンバ（41）側の何れか一方に形成されている。また、上記区画板（40）には、ドレンパン（110）内における給気チャンバ（42）側と排気チャンバ（41）側とが連通する連通口（115）が形成されている。

さらに、上記区画板（40）の連通口（115）には、ドレン集合部（113）へ向かうドレン水の流れのみを許容し、且つ、空気の流通を阻止する逆止弁（116）が設けられている。

さらに、上記給気チャンバ（42）には、給気口（14）から室内へ被処理空気を送り出す給気ファン（95）が設けられる一方、上記排気チャンバ（41）には、排気口（16）から室外に被処理空気を送り出す排気ファン（96）が設けられている。そして、上記ドレン集合部（113）側とは反対側の排気ファン（96）または給気ファン（95）が停止した状態でドレン集合部（113）側の給気ファン（95）または排気ファン（96）を駆動させるドレン集合手段（201）を備えている。

上記の発明では、吸着素子（81,82）で除湿または加湿された被処理空気が給気チャンバ（42）の給気口（14）から室内に供給される一方、排気チャンバ（41）の排気口（16）から室外に排出される。その際、上記被処理空気は、第１および第２の熱交換器（103,104）の少なくとも一方で冷却される。

上記第１および第２の熱交換器（103,104）の少なくとも一方では、被処理空気の冷却に伴ってドレン水が生じる。このドレン水は、ドレンパン（110）に滴下して貯留される。したがって、ドレンパン（110）を２つ設ける必要がなく、ドレンパン（110）の製作コストが低減される。また、ドレンパン（110）の設置スペースが低減される。

さらに、上記の発明では、排気チャンバ（41）側または給気チャンバ（42）側のドレン水が区画板（40）の連通口（115）からドレン集合部（113）に向かって流れる。これにより、ドレン水の大半がドレン集合部（113）のみに貯留される。したがって、ポンプなどによるドレン水の排出が容易となる。

さらに、上記の発明では、両チャンバ（41,42）における圧力差が生じた場合においても、ドレン集合部（113）側から反対側のチャンバに向かうドレン水の流れが確実に防止される。したがって、上記両チャンバ（41,42）のドレン水がドレン集合部（113）に確実に貯留される。また、上記両チャンバ（41,42）間の空気の流通が防止されるので、第１の被処理空気と第２の被処理空気とが混合することなく所定の給気口（14）および排気口（16）から送り出される。

さらに、上記の発明では、ドレン集合手段（201）により、ドレン集合部（113）側の圧力が反対側のチャンバの圧力に対して強制的に負圧状態となる。これにより、ドレン集合部（113）側とは反対側のドレン水が確実にドレン集合部（113）側に流れる。

したがって、請求項１の発明によれば、排気チャンバ（41）と給気チャンバ（42）とを隣接して形成し、第１の熱交換器（103）と第２の熱交換器（104）との下方に亘って共通のドレンパン（110）を１つ設けるようにしたので、各熱交換器（103,104）に個別にドレンパン（110）を設けるのに比べて、ドレンパン（110）の製作コストを低減することができると共に、装置全体のコンパクト化を図ることができる。

さらに、ドレンパン（110）にドレン集合部（113）を形成し、区画板（40）に連通口（115）を設けるようにしたので、ドレンパン（110）に回収したドレン水をドレン集合部（113）に貯留させることができる。したがって、ドレンパン（110）内のドレン水をドレン集合部（113）のみからポンプなどによって機外に排出させればよいので、ドレン排出の簡素化を図ることができる。

さらに、区画板（40）の連通口（115）にドレン集合部（113）へ向かうドレン水の流れのみを許容するようにしたので、ドレン水を確実にドレン集合部（113）に貯留させることができる。さらに、逆止弁（116）によって連通口（115）における空気の流通を阻止するようにしたので、第１の被処理空気と第２の被処理空気との混合を防止することができる。これにより、ドレン排出の簡素化を確実に図ることができると共に、良好な運転を行うことができる。

さらに、ドレン集合部（113）側とは反対側の排気ファン（96）または給気ファン（95）が停止した状態でドレン集合部（113）側の給気ファン（95）または排気ファン（96）を駆動させるドレン集合手段（201）を備えるようにしたので、ドレン集合部（113）側の圧力を強制的に負圧状態にすることができる。したがって、ドレン水を強制的にドレン集合部（113）側へ流すことができる。この結果、ドレン水を確実にドレン集合部（113）に貯留させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《発明の実施形態》
図１〜図４に示すように、本実施形態の調湿装置（1）は、除湿された空気を室内へ供給する除湿運転と、加湿された空気を室内へ供給する加湿運転とを切り換えて行うように構成されている。この調湿装置（1）は、冷媒回路と２つの吸着素子（81,82）とを備え、いわゆるバッチ式の動作を行うように構成されている。ここでは、本実施形態に係る調湿装置（1）の構成について、図１、図６および図７に基づいて説明する。なお、本実施形態の説明において、「上」「下」「左」「右」「前」「後」「手前」「奥」は、特にことわらない限り、図１に示す調湿装置（1）を正面側から見た場合のものを意味している。

図１に示すように、上記調湿装置（1）は、扁平な直方体状のケーシング（10）を備えている。このケーシング（10）には、冷媒回路と２つの吸着素子（81,82）とが収納されている。

上記冷媒回路は、圧縮機（101）、再生熱交換器（102）、第１の熱交換器（103）および第２の熱交換器（104）が配管接続されて形成されている。上記再生熱交換器（102）は、空気を加熱する加熱器を構成し、上記第１および第２の熱交換器（103,104）は、空気を冷却する冷却器を構成している。上記冷媒回路では、充填された冷媒を循環させることによって蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。また、この冷媒回路は、再生熱交換器（102）が凝縮器として、第１の熱交換器（103）が蒸発器として機能するように冷媒を循環させる第１の運転と、再生熱交換器（102）が凝縮器として、第２の熱交換器（104）が蒸発器として機能するように冷媒を循環させる第２の運転とが切換可能に構成されている。

図６に示すように、上記吸着素子（81,82）は、平板状の平板部材（83）と波板状の波板部材（84）とが交互に積層して構成されている。上記波板部材（84）は、隣接する波板部材（84）の稜線方向が互いに９０°ずれる状態で積層されている。そして、上記吸着素子（81,82）は、全体として直方体状ないし四角柱状に形成されている。

上記吸着素子（81,82）には、平板部材（83）および波板部材（84）の積層方向において、調湿側通路（85）と冷却側通路（86）とが平板部材（83）を挟んで交互に区画形成されている。上記調湿側通路（85）は、吸着素子（81,82）における平板部材（83）の長辺側の側面に開口し、冷却側通路（86）は、吸着素子（81,82）における平板部材（83）の短辺側の側面に開口している。

上記吸着素子（81,82）において、調湿側通路（85）に臨む平板部材（83）の表面や、調湿側通路（85）に設けられた波板部材（84）の表面には、水分を吸着するための吸着剤が塗布されている。この種の吸着剤としては、例えば、シリカゲル、ゼオライト、イオン交換樹脂等が用いられる。

図１に示すように、上記ケーシング（10）には、最も手前側に第１パネル（11）が設けられ、最も奥側に第２パネル（12）が設けられている。上記第１パネル（11）には、左端寄りの下部に給気口（14）が形成され、右端寄りの下部に排気口（16）が形成されている。一方、上記第２パネル（12）には、左端寄りの下部に室内側吸込口（13）が形成され、右端寄りの下部に室外側吸込口（15）が形成されている。

上記ケーシング（10）の内部は、手前側の第１パネル（11）から奥側の第２パネル（12）へ向かう方向において２つの空間に仕切られている。

まず、上記ケーシング（10）の第２パネル（12）側、つまり、ケーシング（10）の奥側に形成された空間について説明する。この空間は、右側仕切板（20）と左側仕切板（30）とによって左右方向に３つの空間に仕切られている。

上記右側仕切板（20）の右側の空間は、上下に仕切られている。そして、この空間は、上側の空間が右上部流路（65）を構成し、下側の空間が右下部流路（66）を構成している。そして、上記右下部流路（66）は、室外側吸込口（15）を介して室外に連通している。

上記左側仕切板（30）の左側の空間は、上下に仕切られている。そして、この空間は、上側の空間が左上部流路（67）を構成し、下側の空間が左下部流路（68）を構成している。そして、上記左下部流路（68）は、室内側吸込口（13）を介して室内に連通している。

上記右側仕切板（20）と左側仕切板（30）との間の空間には、２つの吸着素子（81,82）が設置されている。これら吸着素子（81,82）は、所定の間隔を介して前後に並んで配置されている。具体的には、手前側の第１パネル（11）寄りに第１の吸着素子（81）が設置され、奥側の第２パネル（12）寄りに第２の吸着素子（82）が設置されている。

上記各吸着素子（81,82）は、平板部材（83）および波板部材（84）の積層方向がケーシング（10）の左右方向と一致するように配置されている。つまり、上記各吸着素子（81,82）は、調湿側通路（85）がケーシング（10）の上下方向に向かって開口し、冷却側通路（86）がケーシング（10）の前後方向に向かって開口している。

また、上記右側仕切板（20）と左側仕切板（30）との間の空間は、第１流路（51）、第２流路（52）、第１上部流路（53）、第１下部流路（54）、第２上部流路（55）、第２下部流路（56）および中央流路（57）に区画されている。

上記第１流路（51）は、第１の吸着素子（81）の手前側に形成され、第１の吸着素子（81）の冷却側通路（86）に連通している。上記第２流路（52）は、第２の吸着素子（82）の奥側に形成され、第２の吸着素子（82）の冷却側通路（86）に連通している。

上記第１上部流路（53）は、第１の吸着素子（81）の上側に形成され、第１の吸着素子（81）の調湿側通路（85）に連通している。上記第１下部流路（54）は、第１の吸着素子（81）の下側に形成され、第１の吸着素子（81）の調湿側通路（85）に連通している。一方、上記第２上部流路（55）は、第２の吸着素子（82）の上側に形成され、第２の吸着素子（82）の調湿側通路（85）に連通している。上記第２下部流路（56）は、第２の吸着素子（82）の下側に形成され、第２の吸着素子（82）の調湿側通路（85）に連通している。

上記中央流路（57）は、第１の吸着素子（81）と第２の吸着素子（82）との間に形成され、双方の吸着素子（81,82）の冷却側通路（86）に連通している。この中央流路（57）には、再生熱交換器（102）がほぼ垂直に立った状態で設置されている。この再生熱交換器（102）は、中央流路（57）を流れる空気が冷媒回路の冷媒と熱交換することによって加熱されるように構成されている。

上記中央流路（57）と第１下部流路（54）との間の仕切りには、第１シャッタ（61）が設けられている。一方、上記中央流路（57）と第２下部流路（56）との間の仕切りには、第２シャッタ（62）が設けられている。上記第１シャッタ（61）および第２シャッタ（62）は、何れも開閉自在に構成されている。

上記右側仕切板（20）には、第１右側開口（21）、第２右側開口（22）、第１右上開口（23）、第１右下開口（24）、第２右上開口（25）および第２右下開口（26）が形成されている。これら開口（21,22,…）は、それぞれが開閉シャッタを備えて開閉自在に構成されている。

上記第１右側開口（21）は、右側仕切板（20）における手前側の下部に設けられている。この第１右側開口（21）の開閉シャッタが開いた状態では、第１流路（51）と右下部流路（66）とが互いに連通する。上記第２右側開口（22）は、右側仕切板（20）における奥側の下部に設けられている。この第２右側開口（22）の開閉シャッタが開いた状態では、第２流路（52）と右下部流路（66）とが互いに連通する。

上記第１右上開口（23）は、右側仕切板（20）における第１の吸着素子（81）が隣接する部分の上部に設けられている。この第１右上開口（23）の開閉シャッタが開いた状態では、第１上部流路（53）と右上部流路（65）とが互いに連通する。上記第１右下開口（24）は、右側仕切板（20）における第１の吸着素子（81）が隣接する部分の下部に設けられている。この第１右下開口（24）の開閉シャッタが開いた状態では、第１下部流路（54）と右下部流路（66）とが互いに連通する。

上記第２右上開口（25）は、右側仕切板（20）における第２の吸着素子（82）が隣接する部分の上部に設けられている。この第２右上開口（25）の開閉シャッタが開いた状態では、第２上部流路（55）と右上部流路（65）とが互いに連通する。上記第２右下開口（26）は、右側仕切板（20）における第２の吸着素子（82）が隣接する部分の下部に設けられている。この第２右下開口（26）の開閉シャッタが開いた状態では、第２下部流路（56）と右下部流路（66）とが互いに連通する。

上記左側仕切板（30）には、第１左側開口（31）、第２左側開口（32）、第１左上開口（33）、第１左下開口（34）、第２左上開口（35）および第２左下開口（36）が形成されている。これら開口（31,32,…）は、それぞれが開閉シャッタを備えて開閉自在に構成されている。

上記第１左側開口（31）は、左側仕切板（30）における手前側の下部に設けられている。この第１左側開口（31）の開閉シャッタが開いた状態では、第１流路（51）と左下部流路（68）とが互いに連通する。上記第２左側開口（32）は、左側仕切板（30）における奥側の下部に設けられている。この第２左側開口（32）の開閉シャッタが開いた状態では、第２流路（52）と左下部流路（68）とが互いに連通する。

上記第１左上開口（33）は、左側仕切板（30）における第１の吸着素子（81）が隣接する部分の上部に設けられている。この第１左上開口（33）の開閉シャッタが開いた状態では、第１上部流路（53）と左上部流路（67）とが互いに連通する。上記第１左下開口（34）は、左側仕切板（30）における第１の吸着素子（81）が隣接する部分の下部に設けられている。この第１左下開口（34）の開閉シャッタが開いた状態では、第１下部流路（54）と左下部流路（68）とが互いに連通する。

上記第２左上開口（35）は、左側仕切板（30）における第２の吸着素子（82）が隣接する部分の上部に設けられている。この第２左上開口（35）の開閉シャッタが開いた状態では、第２上部流路（55）と左上部流路（67）とが互いに連通する。上記第２左下開口（36）は、左側仕切板（30）における第２の吸着素子（82）が隣接する部分の下部に設けられている。この第２左下開口（36）の開閉シャッタが開いた状態では、第２下部流路（56）と左下部流路（68）とが互いに連通する。

次に、上記ケーシング（10）の第１パネル（11）側、つまり、ケーシング（10）の手前側に形成された空間について説明する。この空間は、左寄りに設けられた区画板（40）によって左右方向に２つの空間に仕切られている。そして、上記空間のうち、右側の空間が排気チャンバ（41）を構成し、左側の空間が給気チャンバ（42）を構成している。

上記排気チャンバ（41）は、右上部流路（65）に連通する一方、排気口（16）を介して室外に連通している。この排気チャンバ（41）には、圧縮機（101）と排気ファン（96）と第２の熱交換器（104）とが配置されている。上記第２の熱交換器（104）では、第２の運転時に、排気ファン（96）へ向かって流れる被処理空気が冷媒回路の冷媒と熱交換して冷却される。上記排気ファン（96）は、被処理空気を排気口（16）から室外に送り出すためのものである。

上記給気チャンバ（42）は、左上部流路（67）に連通する一方、給気口（14）を介して室内に連通している。この給気チャンバ（42）には、給気ファン（95）と第１の熱交換器（103）とが設置されている。上記第１の熱交換器（103）では、第１の運転時に、給気ファン（95）に向かって流れる被処理空気が冷媒回路の冷媒と熱交換して冷却される。上記給気ファン（95）は、被処理空気を給気口（14）から室内に送り出すためのものである。

また、図７に示すように、上記排気チャンバ（41）および給気チャンバ（42）には、第１の熱交換器（103）と第２の熱交換器（104）との下方に亘って共通のドレンパン（110）が１つ設けられている。このドレンパン（110）は、第１および第２の熱交換器（103,104）で生じたドレン水が滴下するように構成されている。

具体的に、上記ドレンパン（110）は、鉛直方向に延びる外縁部（111）と、該外縁部（111）から内側に向かって下方に傾斜する底面部（112）とを備え、全体が扁平な容器状に形成されている。上記底面部（112）には、該底面部（112）における左寄りに凹状のドレン集合部（113）が形成されている。つまり、このドレンパン（110）は、ドレン水が底面部（112）に沿って流れ、ドレン集合部（113）に溜まるように構成されている。

上記ドレンパン（110）は、区画板（40）によって排気チャンバ（41）側と給気チャンバ（42）側とに仕切られ、ドレン集合部（113）が排気チャンバ（41）側に位置している。上記ドレンパン（110）内における区画板（40）には、排気チャンバ（41）側と給気チャンバ（42）側とが連通する連通口（115）が形成されている。そして、上記連通口（115）には、逆止弁（116）が設けられている。この逆止弁（116）は、給気チャンバ（42）側から排気チャンバ（41）側へ向かうドレン水の流れのみを許容し、且つ、空気の流通を阻止するように構成されている。つまり、この逆止弁（116）は、ドレン集合部（113）へ向かうドレン水の流れのみを許容するように構成されている。

また、上記ドレンパン（110）には、排気チャンバ（41）側および給気チャンバ（42）側のそれぞれに各フロートスイッチ（FS2,FS1）が設けられている。この各フロートスイッチ（FS2,FS1）は、ドレンパン（110）における排気チャンバ（41）側および給気チャンバ（42）側のドレン水の所定位置を検出するためのものである。

また、この調湿装置（1）は、ドレン集合手段（201）を有するコントローラ（202）を備えている。このドレン集合手段（201）は、例えば給気チャンバ（42）側のフロートスイッチ（FS1）が作動すると、ドレン集合部（113）側とは反対側の給気ファン（95）が停止状態に、ドレン集合部（113）側の排気ファン（96）が駆動状態になるように構成されている。

−運転動作−
次に、上述した調湿装置（1）の運転動作について説明する。この調湿装置（1）は、第１の被処理空気である第１空気と第２の被処理空気である第２空気とを取り込み、除湿運転と加湿運転とを切り換えて行う。また、上記調湿装置（1）は、第１動作と第２動作とを交互に繰り返すことにより、除湿運転や加湿運転を連続的に行う。

〈除湿運転〉
図１および図２に示すように、この除湿運転では、給気ファン（95）を駆動すると、室外空気ＯＡが第１空気として室外側吸込口（15）を通じてケーシング（10）内の右下部流路（66）に取り込まれる。一方、上記排気ファン（96）を駆動すると、室内空気ＲＡが第２空気として室内側吸込口（13）を通じてケーシング（10）内の左下部流路（68）に取り込まれる。

また、この除湿運転時において、冷媒回路では、再生熱交換器（102）が凝縮器として機能し、第１の熱交換器（103）が蒸発器として機能する一方、第２の熱交換器（104）が休止している。つまり、上記冷媒回路では、圧縮機（3）を駆動すると、該圧縮機（3）で圧縮された高圧のガス冷媒が再生熱交換器（102）で凝縮液化し、この液冷媒が第１の熱交換器（103）で蒸発し、再び圧縮機（3）に戻るように冷媒が循環する。

（第１動作）
図１および図５に示すように、この第１動作では、第１の吸着素子（81）での吸着動作と、第２の吸着素子（82）での再生動作とが行われる。つまり、上記第１動作では、第１の吸着素子（81）で空気が除湿され、第２の吸着素子（82）の吸着剤が再生される。

図１に示すように、上記右側仕切板（20）では、第１右下開口（24）および第２右上開口（25）が開いた状態に、残りの開口（21,22,23,26）が閉じた状態になっている。この状態では、第１右下開口（24）によって右下部流路（66）と第１下部流路（54）とが連通し、第２右上開口（25）によって第２上部流路（55）と右上部流路（65）とが連通している。

上記左側仕切板（30）では、第１左側開口（31）および第１左上開口（33）が開いた状態に、残りの開口（32,34,35,36）が閉じた状態になっている。この状態では、第１左側開口（31）によって左下部流路（68）と第１流路（51）とが連通し、第１左上開口（33）によって第１上部流路（53）と左上部流路（67）とが連通している。

上記第１シャッタ（61）は、閉鎖状態となり、第２シャッタ（62）は開口状態となっている。この状態では、中央流路（57）と第２下部流路（56）とが第２シャッタ（62）を介して連通している。

上記右下部流路（66）に取り込まれた第１空気は、第１右下開口（24）から第１下部流路（54）に流入する。一方、上記左下部流路（68）に取り込まれた第２空気は、第１左側開口（31）から第１流路（51）に流入する。

図５(a)にも示すように、上記第１下部流路（54）に流入した第１空気は、第１の吸着素子（81）の調湿側通路（85）に流入する。この調湿側通路（85）を流れる間に、第１空気に含まれる水蒸気が第１の吸着素子（81）の吸着剤に吸着される。この第１の吸着素子（81）で除湿された第１空気は、第１上部流路（53）に流入する。

一方、上記第１流路（51）に流入した第２空気は、第１の吸着素子（81）の冷却側通路（86）に流入する。この第２空気は、冷却側通路（86）を流れる間に、調湿側通路（85）で水蒸気が吸着剤に吸着される際に生じた吸着熱を吸熱する。この吸着熱を奪った第２空気は、中央流路（57）に流入して再生熱交換器（102）を通過する。その際、上記再生熱交換器（102）では、第２空気が冷媒との熱交換によって加熱される。その後、上記第２空気は、中央流路（57）から第２下部流路（56）に流入する。

上記第１の吸着素子（81）および再生熱交換器（102）で加熱された第２空気は、第２の吸着素子（82）の調湿側通路（85）に導入される。この調湿側通路（85）では、第２空気によって吸着剤が加熱され、吸着剤から水蒸気が脱着する。つまり、上記第２の吸着素子（82）の吸着剤が再生される。上記吸着剤から脱着した水蒸気は、第２空気と共に第２上部流路（55）に流入する。

上記第１上部流路（53）に流入した除湿後の第１空気は、第１左上開口（33）から左上部流路（67）に流入し、その後、給気チャンバ（42）に流入する。この給気チャンバ（42）に流入した第１空気は、第１の熱交換器（103）で冷媒との熱交換によって冷却された後、給気ファン（95）により給気口（14）から室内に供給される。

一方、上記第２上部流路（55）に流入した第２空気は、第２右上開口（25）から右上部流路（65）に流入し、その後、排気チャンバ（41）に流入する。この排気チャンバ（41）に流入した第２空気は、第２の熱交換器（104）を通過し、排気ファン（96）により排気口（16）から室外に排出される。その際、第２の熱交換器（104）は休止しており、第２空気は加熱も冷却もされない。

ここで、図７に示すように、上記第１の熱交換器（103）では、第１空気が冷却される際にドレン水が生じ、ドレンパン（110）内に滴下する。そして、このドレンパン（110）内に滴下したドレン水は、底面部（112）の傾斜面に沿って流れ、連通口（115）の逆止弁（116）を通って排気チャンバ（41）側のドレン集合部（113）に貯留される。なお、その際、連通口（115）における空気の流通はない。

（第２動作）
図２および図５に示すように、この第２動作では、第１動作とは逆に、第２の吸着素子（82）での吸着動作と、第１の吸着素子（81）での再生動作とが行われる。つまり、上記第２動作では、第２の吸着素子（82）で空気が除湿されると同時に、第１の吸着素子（81）の吸着剤が再生される。

図２に示すように、上記右側仕切板（20）では、第１右上開口（23）および第２右下開口（26）が開いた状態に、残りの開口（21,22,24,25）が閉じた状態になっている。この状態では、第１右上開口（23）によって第１上部流路（53）と右上部流路（65）とが連通し、第２右下開口（26）によって右下部流路（66）と第２下部流路（56）とが連通している。

上記左側仕切板（30）では、第２左側開口（32）および第２左上開口（35）が開いた状態に、残りの開口（31,33,34,36）が閉じた状態になっている。この状態では、第２左側開口（32）によって左下部流路（68）と第２流路（52）とが連通し、第２左上開口（35）によって第２上部流路（55）と左上部流路（67）とが連通している。

上記第２シャッタ（62）は、閉鎖状態となり、第１シャッタ（61）は、開口状態となっている。この状態では、中央流路（57）と第１下部流路（54）とが第１シャッタ（61）を介して連通している。

上記右下部流路（66）に取り込まれた第１空気は、第２右下開口（26）から第２下部流路（56）に流入する。一方、上記左下部流路（68）に取り込まれた第２空気は、第２左側開口（32）から第２流路（52）に流入する。

図５(b)にも示すように、上記第２下部流路（56）に流入した第１空気は、第２の吸着素子（82）の調湿側通路（85）に流入する。この調湿側通路（85）を流れる間に、第１空気に含まれる水蒸気が第２の吸着素子（82）の吸着剤に吸着される。この第２の吸着素子（82）で除湿された第１空気は、第２上部流路（55）に流入する。

一方、上記第２流路（52）に流入した第２空気は、第２の吸着素子（82）の冷却側通路（86）に流入する。この第２空気は、冷却側通路（86）を流れる間に、調湿側通路（85）で水蒸気が吸着剤に吸着される際に生じた吸着熱を吸熱する。この吸着熱を奪った第２空気は、中央流路（57）に流入して再生熱交換器（102）を通過する。その際、上記再生熱交換器（102）では、第２空気が冷媒との熱交換によって加熱される。その後、上記第２空気は、中央流路（57）から第１下部流路（54）に流入する。

上記第２の吸着素子（82）および再生熱交換器（102）で加熱された第２空気は、第１の吸着素子（81）の調湿側通路（85）に導入される。この調湿側通路（85）では、第２空気によって吸着剤が加熱され、吸着剤から水蒸気が脱着する。つまり、上記第１の吸着素子（81）の吸着剤が再生される。上記吸着剤から脱着した水蒸気は、第２空気と共に第１上部流路（53）に流入する。

上記第２上部流路（55）に流入した除湿後の第１空気は、第２左上開口（35）から左上部流路（67）に流入し、その後、給気チャンバ（42）に流入する。この給気チャンバ（42）に流入した第１空気は、第１の熱交換器（103）で冷媒との熱交換によって冷却された後、給気ファン（95）によって給気口（14）から室内に供給される。

一方、上記第１上部流路（53）に流入した第２空気は、第１右上開口（23）から右上部流路（65）に流入し、その後、排気チャンバ（41）に流入する。この排気チャンバ（41）に流入した第２空気は、第２の熱交換器（104）を通過し、排気ファン（96）によって排気口（16）から室外に排出される。その際、第２の熱交換器（104）は休止しており、第２空気は加熱も冷却もされない。

ここで、上記第１の熱交換器（103）では、上述した第１動作と同様に、第１空気が冷却される際にドレン水が生じ、ドレンパン（110）内に滴下する。そして、このドレンパン（110）内に滴下したドレン水は、底面部（112）の傾斜面に沿って流れ、連通口（115）の逆止弁（116）を通って排気チャンバ（41）側のドレン集合部（113）に貯留される。なお、その際、連通口（115）における空気の流通はない。

〈加湿運転〉
図３および図４に示すように、この加湿運転では、給気ファン（95）を駆動すると、室外空気ＯＡが第２空気として室外側吸込口（15）を通じてケーシング（10）内の右下部流路（66）に取り込まれる。一方、上記排気ファン（96）を駆動すると、室内空気ＲＡが第１空気として室内側吸込口（13）を通じてケーシング（10）内の左下部流路（68）に取り込まれる。

また、この加湿運転時において、冷媒回路では、再生熱交換器（102）が凝縮器として機能し、第２の熱交換器（104）が蒸発器として機能する一方、第１の熱交換器（103）が休止している。つまり、上記冷媒回路では、圧縮機（3）を駆動すると、該圧縮機（3）で圧縮された高圧のガス冷媒が再生熱交換器（102）で凝縮液化し、この液冷媒が第２の熱交換器（104）で蒸発し、再び圧縮機（3）に戻るように冷媒が循環する。

（第１動作）
図３および図５に示すように、この第１動作では、第１の吸着素子（81）での吸着動作と、第２の吸着素子（82）での再生動作とが行われる。つまり、上記第１動作では、第２の吸着素子（82）で空気が加湿され、第１の吸着素子（81）で水蒸気が吸着剤に吸着される。

図３に示すように、上記右側仕切板（20）では、第１右側開口（21）および第１右上開口（23）が開いた状態に、残りの開口（22,24,25,26）が閉じた状態になっている。この状態では、第１右側開口（21）によって右下部流路（66）と第１流路（51）とが連通し、第１右上開口（23）によって第１上部流路（53）と右上部流路（65）とが連通している。

上記左側仕切板（30）では、第１左下開口（34）および第２左上開口（35）が開いた状態に、残りの開口（31,32,33,36）が閉じた状態になっている。この状態では、第１左下開口（34）によって左下部流路（68）と第１下部流路（54）とが連通し、第２左上開口（35）によって第２上部流路（55）と左上部流路（67）とが連通している。

上記第１シャッタ（61）は、閉鎖状態となり、第２シャッタ（62）は開口状態となっている。この状態では、中央流路（57）と第２下部流路（56）とが第２シャッタ（62）を介して連通している。

上記左下部流路（68）に取り込まれた第１空気は、第１左下開口（34）から第１下部流路（54）に流入する。一方、上記右下部流路（66）に取り込まれた第２空気は、第１右側開口（21）から第１流路（51）に流入する。

図５(a)にも示すように、上記第１下部流路（54）に流入した第１空気は、第１の吸着素子（81）の調湿側通路（85）に流入する。この調湿側通路（85）を流れる間に、第１空気に含まれる水蒸気が第１の吸着素子（81）の吸着剤に吸着される。この第１の吸着素子（81）で水分を奪われた第１空気は、第１上部流路（53）に流入する。

一方、上記第１流路（51）に流入した第２空気は、第１の吸着素子（81）の冷却側通路（86）に流入する。この第２空気は、冷却側通路（86）を流れる間に、調湿側通路（85）で水蒸気が吸着剤に吸着される際に生じた吸着熱を吸熱する。この吸着熱を奪った第２空気は、中央流路（57）に流入して再生熱交換器（102）を通過する。その際、上記再生熱交換器（102）では、第２空気が冷媒との熱交換によって加熱される。その後、上記第２空気は、中央流路（57）から第２下部流路（56）に流入する。

上記第１の吸着素子（81）および再生熱交換器（102）で加熱された第２空気は、第２の吸着素子（82）の調湿側通路（85）に導入される。この調湿側通路（85）では、第２空気によって吸着剤が加熱され、吸着剤から水蒸気が脱着する。つまり、上記第２の吸着素子（82）の吸着剤が再生される。そして、上記吸着剤から脱着した水蒸気が第２空気に付与され、第２空気が加湿される。この第２の吸着素子（82）で加湿された第２空気は、第２上部流路（55）に流入する。

上記第２上部流路（55）に流入した加湿後の第２空気は、第２左上開口（35）から右上部流路（65）に流入し、その後、給気チャンバ（42）に流入する。この給気チャンバ（42）に流入した第２空気は、第１の熱交換器（103）を通過し、給気ファン（95）によって給気口（14）から室内に供給される。その際、第１の熱交換器（103）は休止しており、第２空気は加熱も冷却もされない。

一方、上記第１上部流路（53）に流入した第１空気は、第１右上開口（23）から右上部流路（65）に流入し、その後、排気チャンバ（41）に流入する。この排気チャンバ（41）に流入した第１空気は、第２の熱交換器（104）で冷媒との熱交換によって冷却された後、排気ファン（96）によって排気口（16）から室外に排出される。

ここで、図７に示すように、上記第２の熱交換器（104）では、第１空気が冷却される際にドレン水が生じ、ドレンパン（110）内に滴下する。そして、このドレンパン（110）内に滴下したドレン水は、底面部（112）の傾斜面に沿って流れ、ドレン集合部（113）に貯留される。

（第２動作）
図４および図５に示すように、この第２動作では、第１動作とは逆に、第２の吸着素子（82）での吸着動作と、第１の吸着素子（81）での再生動作とが行われる。つまり、上記第２動作では、第１の吸着素子（81）で空気が加湿され、第２の吸着素子（82）で水蒸気が吸着剤に吸着される。

図４に示すように、上記右側仕切板（20）では、第２右側開口（22）および第２右上開口（25）が開いた状態に、残りの開口（21,23,24,26）が閉じた状態になっている。この状態では、第２右側開口（22）によって右下部流路（66）と第２流路（52）とが連通し、第２右上開口（25）によって第２上部流路（55）と右上部流路（65）とが連通している。

上記左側仕切板（30）では、第１左上開口（33）および第２左下開口（36）が開いた状態に、残りの開口（31,32,34,35）が閉じた状態になっている。この状態では、第１左上開口（33）によって第１上部流路（53）と左上部流路（67）とが連通し、第２左下開口（36）によって左下部流路（68）と第２下部流路（56）とが連通している。

上記第２シャッタ（62）は、閉鎖状態となり、第１シャッタ（61）は、開口状態となっている。この状態では、中央流路（57）と第１下部流路（54）とが第１シャッタ（61）を介して連通している。

上記左下部流路（68）に取り込まれた第１空気は、第２左下開口（36）から第２下部流路（56）に流入する。一方、上記右下部流路（66）に取り込まれた第２空気は、第２右側開口（22）から第２流路（52）に流入する。

図５(b)にも示すように、上記第２下部流路（56）に流入した第１空気は、第２の吸着素子（82）の調湿側通路（85）に流入する。この調湿側通路（85）を流れる間に、第１空気に含まれる水蒸気が第２の吸着素子（82）の吸着剤に吸着される。この第２の吸着素子（82）で水分を奪われた第１空気は、第２上部流路（55）に流入する。

一方、上記第２流路（52）に流入した第２空気は、第２の吸着素子（82）の冷却側通路（86）に流入する。この第２空気は、冷却側通路（86）を流れる間に、調湿側通路（85）で水蒸気が吸着剤に吸着される際に生じた吸着熱を吸熱する。この吸着熱を奪った第２空気は、中央流路（57）に流入して再生熱交換器（102）を通過する。その際、上記再生熱交換器（102）では、第２空気が冷媒との熱交換によって加熱される。その後、上記第２空気は、中央流路（57）から第１下部流路（54）に流入する。

上記第２の吸着素子（82）および再生熱交換器（102）で加熱された第２空気は、第１の吸着素子（81）の調湿側通路（85）に導入される。この調湿側通路（85）では、第２空気によって吸着剤が加熱され、吸着剤から水蒸気が脱着する。つまり、上記第１の吸着素子（81）の吸着剤が再生される。そして、上記吸着剤から脱着した水蒸気が第２空気に付与され、第２空気が加湿される。この第１の吸着素子（81）で加湿された第２空気は、第１上部流路（53）に流入する。

上記第１上部流路（53）に流入した加湿後の第２空気は、第１左上開口（33）から左上部流路（67）に流入し、その後、給気チャンバ（42）に流入する。この給気チャンバ（42）に流入した第２空気は、第１の熱交換器（103）を通過し、給気ファン（95）によって給気口（14）から室内に供給される。その際、第１の熱交換器（103）は休止しており、第２空気は加熱も冷却もされない。

一方、上記第２上部流路（55）に流入した第１空気は、第２右上開口（25）から右上部流路（65）に流入し、その後、排気チャンバ（41）に流入する。この排気チャンバ（41）に流入した第１空気は、第２の熱交換器（104）で冷媒との熱交換によって冷却された後、排気ファン（96）によって排気口（16）から室外に排出される。

ここで、上記第２の熱交換器（104）では、上述した第１動作と同様に、第１空気が冷却される際にドレン水が生じ、ドレンパン（110）内に滴下する。そして、このドレンパン（110）内に滴下したドレン水は、底面部（112）の傾斜面に沿って流れ、ドレン集合部（113）に貯留される。

すなわち、上記除湿運転および加湿運転の何れの際においても、第１および第２の熱交換器（103,104）で生じたドレン水は、ドレンパン（110）に回収され、ドレン集合部（113）に貯留される。なお、このドレン集合部（113）に溜まったドレン水は、例えば、ドレンパン（110）内における排気チャンバ（41）側に設けた１台のポンプ（図示しない）によって機外に排出される。

〈ドレン集合手段〉
上述した除湿運転または加湿運転中に、例えば、吸着素子（81,82）や各流路における空気の流通抵抗の変化による圧力損失の変動によって給気チャンバ（42）内が排気チャンバ（41）内に対して負圧状態になり、給気チャンバ（42）側で生じたドレン水が連通口（115）を通してドレン集合部（113）側に流れ難くなり、給気チャンバ（42）側にドレン水が所定位置まで溜まると、フロートスイッチ（FS1）が作動する。このフロートスイッチ（FS1）が作動すると、運転途中または運転終了後に、コントローラ（202）のドレン集合手段（201）によって排気ファン（96）が停止状態になり、給気ファン（95）のみが駆動状態になる。これにより、上記ドレン集合部（113）側の圧力が給気チャンバ（42）側の圧力に対して強制的に負圧状態となり、給気チャンバ（42）側のドレン水がドレン集合部（113）側へ流れる。

−実施形態の効果−
以上説明したように、本実施形態によれば、排気チャンバ（41）と給気チャンバ（42）とを隣接して形成し、第１の熱交換器（103）と第２の熱交換器（104）との下方に亘って共通のドレンパン（110）を１つ設けるようにしたので、各熱交換器（103,104）に個別にドレンパン（110）を設けるのに比べて、ドレンパン（110）の製作コストを低減することができると共に、装置全体のコンパクト化を図ることができる。

また、上記ドレンパン（110）にドレン集合部（113）を形成し、区画板（40）に連通口（115）を設けるようにしたので、ドレンパン（110）に回収したドレン水をドレン集合部（113）に貯留させることができる。したがって、上記ドレンパン（110）内のドレン水をドレン集合部（113）のみからポンプなどによって機外に排出させることができる。

また、上記区画板（40）の連通口（115）に逆止弁（116）を設けるようにしたので、ドレン水を排気チャンバ（41）側に確実に流してドレン集合部（113）に貯留させることができる。さらに、上記逆止弁（116）によって連通口（115）における空気の流通を阻止するようにしたので、第１空気と第２空気との混合を防止することができる。これにより、良好な運転を行うことができる。

また、上記排気ファン（96）が停止した状態で給気ファン（95）のみを駆動させるドレン集合手段（201）を備えるようにしたので、排気チャンバ（41）内を給気チャンバ（42）内に対して強制的に負圧状態にさせることができる。したがって、例えば圧力損失の変動などによって給気チャンバ（42）内が排気チャンバ（41）内に対して負圧状態になり、給気チャンバ（42）側で生じるドレン水が連通口（115）から排気チャンバ（41）側に流れ難くなった場合であっても、給気チャンバ（42）側で生じたドレン水を確実に排気チャンバ（41）側に流すことができ、ドレン集合部（113）に貯留させることができる。

《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

例えば、上記実施形態において、ドレンパン（110）におけるドレン集合部（113）を給気チャンバ（42）側に形成し、区画板（40）の連通口（115）に排気チャンバ（41）側から給気チャンバ（42）側へ向かうドレン水の流れのみを許容し、且つ、空気の流通を阻止する逆止弁（116）を設けるようにしてもよい。その際、上記ドレン集合手段（201）は、給気ファン（95）が停止した状態で排気ファン（96）を駆動させる運転で構成される。

以上説明したように、本発明は、蒸発器として機能しうる熱交換器を２つ備えた調湿装置のドレン水処理について有用である。

実施形態に係る調湿装置の構成及び除湿運転時の第１動作における空気の流れを示す概略構成図であり、(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)および(Ｄ)は、それぞれ平面図、左側面図、右側面図および背面図を示すものである。 実施形態に係る調湿装置の構成及び除湿運転時の第２動作における空気の流れを示す概略構成図であり、(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)および(Ｄ)は、それぞれ平面図、左側面図、右側面図および背面図を示すものである。 実施形態に係る調湿装置の構成及び加湿運転時の第１動作における空気の流れを示す概略構成図であり、(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)および(Ｄ)は、それぞれ平面図、左側面図、右側面図および背面図を示すものである。 実施形態に係る調湿装置の構成及び加湿運転時の第２動作における空気の流れを示す概略構成図であり、(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)および(Ｄ)は、それぞれ平面図、左側面図、右側面図および背面図を示すものである。 実施形態に係る調湿装置の要部拡大図である。 実施形態に係る調湿装置の吸着素子の構成を示す概略斜視図である。 実施形態に係る調湿装置のドレンパンを示す概略構成図であり、(Ａ)および(Ｂ)は、それぞれ平面図および正面図を示すものである。

符号の説明

（1）調湿装置
（10）ケーシング
（40）区画板
（41）排気チャンバ
（42）給気チャンバ
（95）給気ファン
（96）排気ファン
（101）圧縮機
（102）再生熱交換器
（103）第１の熱交換器
（104）第２の熱交換器
（110）ドレンパン
（113）ドレン集合部
（115）連通口
（116）逆止弁
（201）ドレン集合手段

Claims (1)

1. ケーシング（10）内に第１の被処理空気および第２の被処理空気の流通経路が形成されると共に、該流通経路の途中に第１の吸着素子（81）と第２の吸着素子（82）とが設けられ、上記両被処理空気の流通経路を切り換え、上記両吸着素子（81,82）で被処理空気の除湿または加湿を行う調湿装置であって、
   上記吸着素子（81,82）の再生用熱交換器（102）と、冷凍サイクル動作中に少なくとも一方が蒸発器となる第１の熱交換器（103）および第２の熱交換器（104）とを有する冷媒回路を備え、
   上記流通経路が連通し且つ給気口（14）が開口すると共に、上記第１の熱交換器（103）が収納される給気チャンバ（42）と、上記流通経路が連通し且つ排気口（16）が開口すると共に、上記第２の熱交換器（104）が収納される排気チャンバ（41）とが隣接して形成され、
   上記第１の熱交換器（103）と第２の熱交換器（104）との下方に亘って、該両熱交換器（103,104）で生じるドレン水を受ける１つのドレンパン（110）が配置され、
   上記ドレンパン（110）は、給気チャンバ（42）と排気チャンバ（41）とを仕切る区画板（40）によって給気チャンバ（42）側と排気チャンバ（41）側とに仕切られ、
   上記ドレンパン（110）には、ドレン水が集合するドレン集合部（113）が給気チャンバ（42）側および排気チャンバ（41）側の何れか一方に形成され、
   上記区画板（40）には、ドレンパン（110）内における給気チャンバ（42）側と排気チャンバ（41）側とが連通する連通口（115）が形成され、
   上記区画板（40）の連通口（115）には、ドレン集合部（113）へ向かうドレン水の流れのみを許容し、且つ、空気の流通を阻止する逆止弁（116）が設けられ、
   上記給気チャンバ（42）には、給気口（14）から室内へ被処理空気を送り出す給気ファン（95）が設けられる一方、
   上記排気チャンバ（41）には、排気口（16）から室外に被処理空気を送り出す排気ファン（96）が設けられ、
   上記ドレン集合部（113）側とは反対側の排気ファン（96）または給気ファン（95）が停止した状態でドレン集合部（113）側の給気ファン（95）または排気ファン（96）を駆動させるドレン集合手段（201）を備えている
   ことを特徴とする調湿装置。

Images