JP4682667B2 - 調湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、２つの空気通路に跨りながら回転する吸着ロータを備えた調湿装置に関するものである。

従来より、吸着ロータによって空気の除湿や加湿を行う調湿装置が知られている。

例えば特許文献１に開示の調湿装置は、ケーシング内に空気が流れる第１と第２の通路が形成されている。また、ケーシング内には上記第１通路と第２通路とに跨るようにして吸着ロータが配置されている。吸着ロータは、複数の通気孔が形成される円盤状の基材にシリカゲル、ゼオライト、アルミナ等の吸着材が担持されて構成されている。この吸着ロータは、その軸心部が回転軸に支持されており、モータ等の駆動源によって回転軸を軸心として回転駆動される。また、この調湿装置には、第２通路における吸着ロータの上流側に加熱コイルが配置されている。

この調湿装置の除湿運転時には、室内から吸い込まれて第１通路を流れる空気が、吸着ロータの吸着ゾーンを通過する。その結果、空気中の水分が吸着材に吸着され、この空気が除湿される。以上のようにして除湿された空気は、室内に供給される。一方、室内から吸い込まれて第２通路を流れる空気は、加熱コイルによって加熱された後、吸着ロータの再生ゾーンを通過する。その結果、吸着ロータに吸着された水分が脱離して空気中に放出され、この吸着ロータが加熱再生される。以上のようにして吸着ロータの再生に利用された空気は室外へ排出される。

ところで、特許文献１に開示の調湿装置は、回転軸を軸心として吸着ロータを回転させるようにしている。このため、回転軸の軸周りと吸着ロータの軸受け面との摺接に伴い、吸着ロータの軸受け面が損耗・劣化し、吸着ロータを安定して回転させることが困難となる可能性があった。

このような問題を解決する従来技術としては、例えば特許文献２に開示の吸着ロータが挙げられる。この吸着ロータには、その軸心に回転軸が設けられておらず、その外周側に枠体が設けられている。この枠体には、吸着ロータの外周全域に亘る円形口が形成されており、その円形口の内部に吸着ロータが回転自在に保持されている。また、枠体の内部には、ギヤドモータが収納されている。このギヤドモータと、吸着ロータの外周面との間には、駆動ベルトが掛け渡されている。上記ギヤドモータが運転されると、ギヤドモータの回転力が駆動ベルトを介して吸着ロータに伝達する。その結果、吸着ロータは枠体の内周面に案内されながら、枠体の内部で回転駆動される。このように特許文献２の吸着ロータでは回転軸が不要となるため、吸着ロータの軸心の損耗・劣化を確実に抑止することができる。
特開２００１−２６３７２７号公報 特開２００３−１０６２６号公報

ところが、特許文献２に開示の吸着ロータを上記特許文献１に開示の調湿装置に適用する場合には、次のような問題が生じる。すなわち、吸着ロータの再生時には、加熱空気を吸着ロータに通過させる必要があるため、吸着ロータの基材等が熱膨張してしまう。したがって、吸着ロータの外周面と枠体の内周面との摺動抵抗が大きくなり、吸着ロータの回転動力の増大を招く恐れがあった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸着ロータの回転軸を不要としながら、かつ吸着ロータの熱膨張に伴う摺動抵抗の増大を回避できる調湿装置を提供することにある。

第１の発明は、空気が流れる第１と第２の通路（41,42）を有するケーシング（10）と、両通路（41,42）に跨りながら回転する円板状の吸着ロータ（50）と、上記両通路（41,42）を該吸着ロータ（50）の前後で区画すると共に円形の開口が形成される仕切板（31）と、該仕切板（31）の円形の開口に固定されて上記吸着ロータ（50）を内部に保持する枠体（60）と、該吸着ロータ（50）を駆動する駆動ギヤ（70）とを備え、第１通路（41）を流れる空気の水分を吸着ロータ（50）で吸着し、第２通路（42）を流れる空気で該吸着ロータ（50）を加熱再生する調湿装置を前提としている。そして、この調湿装置は、上記吸着ロータ（50）は、外周面に上記駆動ギヤ（70）が歯合する複数の歯が形成される本体部と、該本体部から後方に突出し且つ該本体部よりも外径が小さい第１段部と、該第１段部から後方に突出し且つ第１段部よりも外径が小さい第２段部とを有し、上記枠体（60）は、上記仕切板（31）に固定されるとともに内側に上記第２段部が嵌合する環状のプレート部（61）と、該プレート部（61）から前方に向かって突出する円筒状に形成されて内側に上記第１段部が嵌合する保持部（62）とを備え、上記保持部（62）の内周面は、その一部が上記第１段部の外周面のうち周方向の半分以下の部分と摺接して該吸着ロータ（50）を周方向に案内する案内部（63）となり、残りの部分が上記案内部（63）よりも曲率半径が大きくて上記第１段部の外周面との間に隙間（65）を形成する大径部（64）となっており、上記大径部（64）と上記第１段部との間の隙間（65）が、上記本体部と上記プレート部（61）とに覆われる閉空間を構成していることを特徴とするものである。

第１の発明では、吸着ロータ（50）が第１通路（41）と第２通路（42）とに跨りながら回転する。第１通路（41）を流れる空気が吸着ロータ（50）を通過すると、この空気中の水分が吸着ロータ（50）の吸着材に吸着される。その結果、第１通路（41）を流れる空気が除湿される。一方、第２通路（42）を流れる空気は、例えば熱交換器やヒータなどで加熱された後、吸着ロータ（50）を通過する。吸着ロータ（50）では、吸着材に吸着された水が空気に放出され、吸着ロータ（50）が加熱再生される。以上のように吸着ロータ（50）の各部位では、吸着と再生とが交互に行われる。その結果、この調湿装置では、空気の除湿や加湿が連続的に行われる。

ここで、本発明では、案内部（63）が吸着ロータ（50）の外周側に設けられる。案内部（63）は、吸着ロータ（50）の外周面と摺接して吸着ロータ（50）を周方向に案内する。このため、吸着ロータ（50）の軸心に回転軸を設けることなしに、吸着ロータ（50）を案内部（63）に沿って回転させることが可能となる。

また、案内部（63）は、吸着ロータ（50）の外周面の周方向の半分以下の部分と摺接するように構成されている。換言すると、吸着ロータ（50）の外周面の半分以上の部分は、案内部（63）と摺接していない状態となっている。このため、第２通路（42）を流れる空気で吸着ロータ（50）が加熱されて熱膨張しても、吸着ロータ（50）は案内部（63）との摺接を保ちながら案内部（63）と逆側に向かって変位する。つまり、吸着ロータ（50）の外周には、熱膨張する吸着ロータ（50）の逃がし空間が形成される。したがって、吸着ロータ（50）の熱膨張時に吸着ロータ（50）と案内部（63）との摺動抵抗が増大してしまうことを回避できる。

第２の発明は、第１の発明において、上記吸着ロータ（50）は、該吸着ロータ（50）の軸心が水平方向、又は該吸着ロータ（50）の前面が斜め上方を向く姿勢で配置されていることを特徴とするものである。

第２の発明において、吸着ロータ（50）は、その端面が鉛直面又は傾斜面となるような姿勢でケーシング（10）内に配置される。

第３の発明は、第２の発明において、上記案内部（63）は、該吸着ロータ（50）の下側に形成されていることを特徴とするものである。

第３の発明では、案内部（63）は吸着ロータ（50）の下側の外周面と摺接するようにして該吸着ロータ（50）の下側寄りに設けられる。その結果、吸着ロータ（50）は案内部（63）に支持されることになり、回転軸がなくとも吸着ロータ（50）を安定して回転させることができる。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、上記枠体（60）には、上記吸着ロータ（50）との摺接部にフッ素樹脂被膜が形成されていることを特徴とするものである。

第４の発明では、枠体（60）には、少なくとも吸着ロータ（50）との摺接部にフッ素樹脂被膜が形成される。その結果、吸着ロータ（50）と枠体（60）との摺動抵抗が低減される。

第５の発明は、第２乃至第４のいずれか１つの発明において、上記駆動ギヤ（70）は、上記吸着ロータ（50）の下側に配置されていることを特徴とするものである。

第５の発明では、吸着ロータ（50）の外周に複数の歯が形成される一方、吸着ロータ（50）の歯と噛み合う駆動ギヤ（70）が設けられる。したがって、駆動ギヤ（70）で吸着ロータ（50）を回転駆動させることができる。ここで、駆動ギヤ（70）は、吸着ロータ（50）の下側の外周面の歯と噛合するように吸着ロータ（50）の下側寄りに配置される。したがって、駆動ギヤ（70）には、吸着ロータ（50）の自重が作用することとなり、吸着ロータ（50）の歯と駆動ギヤ（70）の歯との噛み合わせが安定する。

本発明で、吸着ロータ（50）と摺接して吸着ロータ（50）を周方向に案内する案内部（63）を設けるようにしている。このため、吸着ロータ（50）の軸心に回転軸を設けることなく、吸着ロータ（50）を回転させることが可能となる。

また、本発明では、吸着ロータ（50）の熱膨張時に、この吸着ロータ（50）を逃がし空間に向かって変位させるようにしている。このため、吸着ロータ（50）と案内部（63）との摺動抵抗の増大を回避できる。

このようにすると、吸着ロータ（50）の回転動力を低減でき、モータなどの駆動源のコンパクト化を図ることができる。また、この調湿装置のランニングコストを低減できる。また、吸着ロータ（50）を安定して回転させることができ、この調湿装置の信頼性を向上できる。さらに、吸着ロータ（50）の外周面の損耗・劣化を抑制でき、吸着ロータ（50）の延命化を図ることができる。

上記第２の発明では、吸着ロータ（50）をその端面が鉛直面又は傾斜面となる姿勢で配置している。また、第３の発明では、吸着ロータ（50）の下側寄りに案内部（63）を配置するようにしている。その結果、案内部（63）で吸着ロータ（50）を確実に支持することができ、吸着ロータ（50）を安定的に回転させることができる。

上記第４の発明によれば、枠体（60）と吸着ロータ（50）との摺接部にフッ素樹脂皮膜を形成することにより、枠体（60）と吸着ロータ（50）との摺接部の摺動抵抗を低減できる。したがって、吸着ロータ（50）の動力を効果的に低減できるとともに、この吸着ロータ（50）の駆動源を一層コンパクト化できる。

上記第５の発明によれば、案内部（63）で吸着ロータ（50）を周方向に案内させながら駆動ギヤ（70）を回転させることで、回転軸を設けることなく、吸着ロータ（50）を安定的に回転させることができる。また、駆動ギヤ（70）は吸着ロータ（50）の外周面の下側寄りに配置されるため、駆動ギヤ（70）と吸着ロータ（50）との噛み合わせが安定する。したがって、吸着ロータ（50）を更に安定的に回転させることができる。

本実施形態の調湿装置は、オフィス等の机に設置される机置き式の小型の空調機（1）に搭載されるものである。この空調機（1）は、オフィスの作業者に向かって冷風を供給する、いわゆるスポットクーラ型の空調機で構成されている。

<全体構成>
まず、この空調機（1）の全体構成について図１から図３を参照しながら説明する。なお、図１は空調機（1）を前方から視た斜視図、図２は空調機（1）を後方から視た斜視図、図３は空調機（1）の内部を右側から視た図である。

空調機（1）は、前後に扁平な箱形のケーシング（10）を備えている。ケーシング（10）は、前面側の前面パネル（11）、後面側の後面パネル（12）、上側の天板（13）、下側の底板（14）、右側の右側板（15）、及び左側の左側板（16）を備えている。また、ケーシング（10）には、吹出口（21）、前側吸込口（22）、後側吸込口（23）、及び排気口（24）が形成されている。

上記吹出口（21）は、前面パネル（11）の上端部に形成されている。この吹出口（21）は、前面パネル（11）の右端部から左端部に亘って水平方向に延びて形成されている。吹出口（21）の内部には、フラップ（25）が収納されている。このフラップ（25）は、その左右端部にそれぞれ設けられる図示しない水平軸を支点として上下の所定角度範囲で回動自在に構成されている。さらに、フラップ（25）の内部には、それぞれ前後に延びる板状に形成される複数の垂直羽根（26）が左右方向に配列されている。各垂直羽根（26）は、その上下端部にそれぞれ設けられる図示しない垂直軸を支点として左右の所定角度範囲で回動自在に構成されている。以上のようにして、フラップ（25）は、吹出口（21）から室内に吹き出される冷風の風向を上下左右に切換可能としている。

上記前側吸込口（22）は、前面パネル（11）の中央下部寄りに形成されている。上記後側吸込口（23）は、後面パネル（12）における下部で、右側板（15）に近い位置に形成されている。上記排気口（24）は、天板（13）の後部で、左側板（16）に近い位置に形成されている。

ケーシング（10）の内部の左側寄りには、左部仕切板（30）が設けられている。この左部仕切板（30）は、その前端部が前面パネル（11）と接続しており、該前面パネル（11）から後面パネル（12）に向かって前後に延びて形成されている。左部仕切板（30）は、後部の下側略半分が切断された逆Ｌ字型に形成されている。そして、左部仕切板（30）の後部は、その上側略半分が後面パネル（12）と接続する一方、下側略半分はケーシング（10）内の前後中央に位置している。

また、ケーシング（10）の内部には、上記左部仕切板（30）と右側板（15）とに亘って第１から第４までの仕切板（31,32,33,34）が設けられている。

上記第１仕切板（31）は、底板（14）の前端部から天板（13）の後端部に亘って斜め方向に延びて形成されている。つまり、第１仕切板（31）は、左部仕切板（30）と右側板（15）との間の空間を前側上方に広がる空間と、後側下方に広がる空間とに区画している。

また、第１仕切板（31）には、円形の開口が形成されており、この開口には枠体（60）が接続されている。さらに、枠体（60）には、円形口が形成されており、この円形口の内部には吸着ロータ（50）が保持されている。（吸着ロータ及び枠体についての詳細は後述するものとする）。

第２仕切板（32）は、第１仕切板（31）の前側上方に広がる空間を上下２つの空間に仕切っている。この２つの空間のうち、上側の空間が吹出通路（43）を構成し、下側の空間が吸込通路（44）を構成している。また、第２仕切板（32）の後端部には、詳細は後述する前側板部材（71）が接続している。この前側板部材（71）は、上記左部仕切板（30）から右側板（15）に跨って水平方向に延在して形成されている。

上記吹出通路（43）は、上記吹出口（21）と連通している。この吹出通路（43）には、第１熱交換器（36）が収納されている。第１熱交換器（36）は、上記第１仕切板（31）に沿うようにして斜めに傾斜した姿勢で吹出口（21）の近傍に配置されている。この第１熱交換器（36）は、プレートフィン熱交換器で構成されている。

上記吸込通路（44）は、上記前側吸込口（22）と連通している。この吸込通路（44）には、第２熱交換器（37）が収納されている。第２熱交換器（37）は、前面パネル（11）に沿うようにして鉛直に立設する姿勢で前側吸込口（22）の近傍に配置されている。この第２熱交換器（37）は、プレートフィン熱交換器で構成されている。

第３仕切板（33）は、第１仕切板（31）の後側下方に広がる空間を上下２つの空間に仕切っている。この２つの空間のうち、上側の空間が上部通路（45）を構成している。一方、下側の空間には、第３仕切板（33）の前端部から底板（14）に亘って垂直に延びる第４仕切板（34）が形成されている。この第４仕切板（34）は、第３仕切板（33）の下側の空間を下部通路（46）及び収納室（47）に仕切っている。また、第３仕切板（33）の前端部には、詳細は後述する後側板部材（72）が接続している。この後側板部材（72）は、上記前側板部材（71）と同様、上記左部仕切板（30）から右側板（15）に跨って水平方向に延在して形成されている。

上記上部通路（45）は、第１仕切板（31）と第３仕切板（33）との間に形成されている。この上部通路（45）は、上記吸着ロータ（50）に形成される複数の通気孔を介して上記吹出通路（43）と連通している。上記下部通路（46）は、第１仕切板（31）と第４仕切板（34）との間に形成されている。この下部通路（46）は、上記吸着ロータ（50）に形成される複数の通気孔を介して上記吸込通路（44）と連通している。

上記収納室（47）は、第３仕切板（33）と第４仕切板（34）との間の空間と、左部仕切板（30）と左側板（16）との間の空間とが接続されて構成されている。この収納室（47）は、上記排気口（24）と連通している。また、収納室（47）の後側には、右側より左側に向かって順に、第１ファン（38）、第２ファン（39）、及び圧縮機（40）が収納されている。

上記第１ファン（38）は、図示しない台座を介して収納室（47）に設置されている。第１ファン（38）の吸込口は、上記後側吸込口（23）と接続している。一方、第１ファン（38）の吐出ダクトは上方に延びて第３仕切板（33）を貫通しており、該第１ファン（38）の吐出口が上部通路（45）に臨んでいる。したがって、上記後側吸込口（23）は、収納室（47）と連通しておらず、第１ファン（38）を介して上部通路（45）と連通している。

上記第２ファン（39）は、底板（14）上に設置されている。第２ファン（39）の吸込口は、上記第４仕切板（34）に形成された連通口（48）と接続している（図３参照）。一方、第２ファン（39）の吐出ダクトは、収納室（47）に臨んでいる。したがって、上記下部通路（46）は、第２ファン（39）及び収納室（47）を介して上記排気口（24）と連通している。

上記圧縮機（40）は、ロータリー型圧縮機などの容積型の流体機械で構成されている。この圧縮機（40）の吐出管及び吸入管には、膨張弁を有する冷媒配管が接続されている（図示省略）。この冷媒配管は、収納室（47）の左側の空間を前方に延びた後、左部仕切板（30）を貫通して上記第１，第２熱交換器（36,37）と接続している。そして、上記圧縮機（40）、第１，第２熱交換器（36,37）、及び膨張弁とが冷媒配管で接続されることで、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路が構成されている。

以上のようにして、ケーシング（10）の内部には、空気が流れる第１と第２の通路（41,42）が構成されている。第１通路（41）は、空気の上流側より順に、後側吸込口（23）、上部通路（45）、吹出通路（43）、及び吹出口（21）が接続されて構成されている。一方、第２通路（42）は、空気の上流側より順に、前側吸込口（22）、吸込通路（44）、下部通路（46）、収納室（47）、及び排気口（24）が接続されて構成されている。

<吸着ロータ及び枠体の構成>
次に、上述した吸着ロータ（50）及び枠体（60）の構成について、図１から図６を参照しながら説明する。なお、図４は吸着ロータ（50）を枠体（60）から取り外した状態の分解斜視図であり、図５は吸着ロータ（50）が装着された状態の枠体（60）を前後に分断した垂直断面図であり、図６は吸着ロータ（50）を前側から視た概略構成図である（図６においては、後述の網部材の図示を省略する）。

吸着ロータ（50）及び枠体（60）は、その前後の両側面が鉛直方向から後方に約３０度傾いた姿勢となってケーシング（10）内に設置されている。つまり、吸着ロータ（50）の軸心は、鉛直方向と水平方向との間の斜め方向を向いている。この吸着ロータ（50）は、枠体（60）の内部に保持された状態で、上述した一対の板部材（71,72）に狭持される。これらの板部材（71,72）は、各左右の端部をそれぞれ連結する一対の連結部材（73,73）によって互いに連結されている。そして、吸着ロータ（50）は、上記第１通路（41）及び上記第２通路（42）に跨りながら枠体（60）の内部で回転可能に構成されている。

上記吸着ロータ（50）は、図４及び図５に示すように、基材（51）、一対の網部材（52,53）、及び環状部材（57）が一体的に固定されて構成されている。

上記基材（51）は、その外縁が円板状に形成されている。一方、基材（51）の内部は、ハニカム状に形成されており、前後に貫通する複数の通気孔が形成されている。この基材（51）には、空気中の水分を吸着するための吸着材として、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ等が担持されている。

上記網部材は、基材（51）の前面に接着される第１網部材（52）と、後面に接着される第２網部材（53）とで構成されている。両網部材（52,53）は、それぞれ円板状に形成された樹脂材料で構成されている。各網部材（52,53）は、外周に位置する環状のリング部材（54）と、該網部材（52,53）の軸心から、リング部材（54）に亘って放射状に延びる複数のリブ（55）とを備えている。また、各網部材（52,53）は、軸心とリング部材（54）との径方向中間位置に、環状の補強部材（56）を備えている。そして、各網部材（52,53）には、上記リング部材（54）と補強部材（56）と複数のリブ（55）との間に空気が流通可能な複数の開口（58）が形成されている。

また、図５に示すように、第１網部材（52）の外径は、上記基材（51）及び第２網部材（53）の外径よりも大径に構成されている。また、第２網部材（53）の外周面には、その前端部と後端部とにそれぞれ環状の切り欠き部（59a,59b）が形成されている。

上記環状部材（57）は、上記基材（51）の外周面に接着されている。この環状部材（57）の外周面には、図示しないが複数の歯が形成されている。環状部材（57）のこれらの歯は、後述の駆動ギヤ（70）の歯と噛合している。また、環状部材（57）の後部は、その前部よりも肉厚が薄くなっている。さらに、環状部材（57）の後端は、基材（51）の後面の外周端全域を覆うようにして径方向内側に屈曲している。そして、上述した第２網部材（53）は、その前側の切り欠き部（59a）に環状部材（57）の屈曲部が嵌り込むようにして環状部材（57）及び基材（51）に接着される。

枠体（60）は、上記第１仕切板（31）と接続するプレート部（61）と、該プレート部（61）から前方に突出した環状の保持部（62）とで構成されている。

図５に示すように、上記プレート部（61）は、前後の肉厚が短い板状に形成されており、その内部に円形口が形成されている。このプレート部（61）は、上記保持部（62）の内周側に位置する内側プレート部（61a）と、該保持部（62）の外周側に位置する外側プレート部（61b）とで構成されている。上記外側プレート部（61b）は、上述した第１仕切板（31）と接続している。

保持部（62）は、その内径がプレート部（61）の円形口よりもやや大径に構成されている。そして、上記吸着ロータ（50）は、上記第２網部材（53）の後側の切り欠き部（59b）がプレート部（61）の円形口に嵌り込むとともに、環状部材（57）の後端部及び第２網部材（53）の外周面が保持部（62）の内側に位置するようにして、枠体（60）に保持される。

また、図６に示すように、上記プレート部（61）の前面には、吸着ロータ（50）のやや下側寄りの外周面近傍に駆動ギヤ（70）が設けられている。具体的に、吸着ロータ（50）は、吸着ロータ（50）の外周において、その上端を基準として周方向時計回りに約１００度の位置に配置されている。この駆動ギヤ（70）は、上記環状部材（57）に形成された複数の歯と噛合しており、モータの回転によって吸着ロータ（50）を回転駆動させる。

上記保持部（62）の内周面には、その上側寄りに円弧状の切り欠き溝（65）が形成されている。つまり、保持部（62）は、吸着ロータ（50）の外周面と摺接する小径部となる案内部（63）が吸着ロータ（50）の下側寄りに形成され、上記案内部（63）の内周面の曲率半径よりも大きな内周面を有する大径部（64）が吸着ロータ（50）の上側寄りに形成されている。そして、吸着ロータ（50）の外周面と保持部（62）との間には、上記切り欠き溝（65）によって隙間が形成されている。

具体的に、上記案内部（63）は、円周角度約１５０度の範囲に跨って形成されている。この案内部（63）の一方の周端は、吸着ロータ（50）の上端を基準として周方向時計回りの約１３５度に位置し、他方の周端は、吸着ロータ（50）の上端を基準として周方向時計回りの約２８５度に位置している。一方、上記大径部（64）は、上記案内部（63）の両周端に跨るように円周角度約２１０度の範囲に跨って形成されている。

また、枠体（60）には、吸着ロータ（50）との摺動部にフッ素樹脂被膜が形成されている。具体的に、このフッ素樹脂被膜は、枠体（60）において、保持部（62）の内周面と、上記内側プレート部（61a）についての第２網部材（53）との摺動面に形成されている。

−運転動作−
次に、上記実施形態の空調機（1）の冷風運転について説明する。この空調機（1）の冷風運転時には、第１ファン（38）及び第２ファン（39）が運転状態となり、第１通路（41）及び第２通路（42）をそれぞれ空気が流通する。また、圧縮機（40）が運転状態となり、冷媒回路では冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その結果、第１熱交換器（36）が蒸発器として機能し、第２熱交換器（37）が凝縮器として機能する。更に、駆動ギヤ（70）のモータが運転状態となり、吸着ロータ（50）が時計回り方向に回転する。

第１通路（41）では、後側吸込口（23）から吸い込まれた空気が、第１ファン（38）の吐出口から上部通路（45）に吹き出される。この空気は、吸着ロータ（50）の上側半分の通気孔を後方から前方に向かって通過する。第１通路（41）側の吸着ロータ（50）では、空気中の水分が吸着され、この空気が除湿される。

以上のようにして除湿された空気は、吹出通路（43）に流入し、第１熱交換器（36）を通過する。第１熱交換器（36）では、空気中の熱が冷媒の蒸発熱として奪われる。その結果、この空気が冷却される。以上のようにして冷却された空気は、吹出口（21）から所定の風向でオフィスの作業者に向かって供給される。

なお、第１熱交換器（36）で冷却される空気は、吸着ロータ（50）によって除湿されている。このため、第１熱交換器（36）による空気の冷却時に、空気中の水分が結露してしまうことが抑制される。すなわち、本実施形態の空調機（1）は、ドレンレスでの冷風運転を実現可能としている。

第２通路（42）では、前側吸込口（22）から吸い込まれた空気が、吸込通路（44）に流入する。この空気は、第２熱交換器（37）を通過する。第２熱交換器（37）では、冷媒の凝縮熱が空気へ放出される。その結果、この空気が加熱される。以上のようにして加熱された空気は、吸着ロータ（50）の下側半分の通気孔を前方から後方に向かって通過する。第２通路（42）側の吸着ロータ（50）では、第１通路（41）側で水分を吸着した吸着材が空気によって加熱され、この水分が空気に放出される。つまり、第２通路（42）側の吸着ロータ（50）は、空気によって加熱再生される。

以上のようにして吸着ロータ（50）を加熱再生した空気は、第２ファン（39）を介して収納室（47）を流れる。その後、この空気は排気口（24）よりケーシング（10）の外部上方へ吹き出される。なお、このように排出された空気の顕熱や潜熱は、オフィスの天井などに設けられたエアコン等で処理される。

<吸着ロータの回転動作>
上述のように、空調機（1）の冷風運転時には、吸着ロータ（50）の再生のため該吸着ロータ（50）が加熱される。このため、吸着ロータ（50）の昇温に伴い基材（51）や環状部材（57）が熱膨張してしまうことがある。このように吸着ロータ（50）が熱膨張した場合に吸着ロータ（50）が径方向に移動できない状態であれば、吸着ロータ（50）と枠体（60）との摺動抵抗が増大し、その結果、吸着ロータ（50）を回転させるための駆動ギヤ（70）の動力も増大してしまう。そこで、本発明では、このような吸着ロータ（50）の熱膨張時にも、吸着ロータ（50）と枠体（60）との摺動抵抗が増大しないよう、保持部（62）の内周面に切り欠き溝（65）を形成するようにしている。

図６に示す吸着ロータ（50）は、その自重によって案内部（63）に押さえつけられるため、案内部（63）の内周面によって常時支持される状態となる。このため、吸着ロータ（50）の回転時にも、吸着ロータ（50）の外周面と案内部（63）の内周面とが摺接することとなり、吸着ロータ（50）は案内部（63）によって周方向に常時案内される。その結果、吸着ロータ（50）は、枠体（60）の内部で安定して回転する。

一方、このような吸着ロータ（50）の回転時において、加熱空気によって基材（51）や環状部材（57）が熱膨張すると、吸着ロータ（50）は案内部（63）と摺接しながら大径部（64）に向かって変位する。つまり、吸着ロータ（50）は、案内部（63）との摺接を保持しながら上記切り欠き溝（65）を逃がし空間として変位する。このため、吸着ロータ（50）の熱膨張時においても、吸着ロータ（50）と枠体（60）との摺動抵抗の増大が回避され、吸着ロータ（50）は枠体（60）の内部で安定して回転する。なお、上記切り欠き溝（65）の径方向の厚さ寸法や円周角度は、上記基材（51）や環状部材（57）の膨張係数や、加熱空気の温度などによって最適に設計される。

−実施形態の効果−
本実施形態では、枠体（60）の保持部（62）に吸着ロータ（50）と摺接して吸着ロータ（50）を周方向に案内する案内部（63）を設けるようにしている。このため、吸着ロータ（50）の軸心に回転軸を設けることなく、吸着ロータ（50）を回転させることができる。この際、案内部（63）は、吸着ロータ（50）の下側寄りに設けられているため、回転する吸着ロータ（50）を案内部（63）で常時支持することができ、吸着ロータ（50）を安定して回転させることができる。

一方、保持部（62）には、切り欠き溝（65）によって大径部（64）が形成されている。このため、吸着ロータ（50）の熱膨張時には、吸着ロータ（50）が切り欠き溝（65）に向かって変位する。したがって、吸着ロータ（50）と枠体（60）との摺動抵抗の増大を回避できる。その結果、駆動ギヤ（70）の動力の低減、あるいは駆動ギヤのコンパクト化を図ることができる。また、吸着ロータ（50）を安定して回転させることができ、この空調機（1）の信頼性を向上できる。さらに、吸着ロータ（50）の外周面の損耗・劣化を抑制でき、吸着ロータ（50）の延命化を図ることができる。

また、本実施形態では、吸着ロータ（50）の上端を基準とした場合に、駆動ギヤ（70）を円周角度約１００度の位置に配置している。一方、案内部（63）は、円周角度１３５度から２８５度の範囲に跨って形成されている。つまり、案内部（63）は、駆動ギヤ（70）の位置から吸着ロータ（50）を挟んで略反対側にも形成されることになる。このため、吸着ロータ（50）の回転時に、駆動ギヤ（70）から吸着ロータ（50）の軸心方向に向かう力が該吸着ロータ（50）に作用しても、駆動ギヤ（70）と対向する位置の案内部（63）がストッパとなり、吸着ロータ（50）が保持される。したがって、駆動ギヤ（70）と吸着ロータ（50）との噛み合わせを安定させることができる。

さらに、本実施形態では、枠体（60）における吸着ロータ（50）との摺動部にフッ素樹脂被膜を形成するようにしている。このため、枠体（60）と吸着ロータ（50）との摺接部の摺動抵抗を低減できる。したがって、吸着ロータ（50）の動力を効果的に低減できるとともに、この吸着ロータ（50）の駆動源を一層コンパクト化できる。

また、上記実施形態では、図５に示すように、吸着ロータ（50）及び枠体（60）を鉛直方向から約３０度傾いた姿勢でケーシング（10）内に配置している。また、枠体（60）には、保持部（62）の内側に内側プレート部（61a）を形成している。このため、吸着ロータ（50）の自重が内側プレート部（61a）にも作用することとなり、吸着ロータ（50）を枠体（60）で安定的に保持できる。さらに、上記第１仕切板（31）も同様、鉛直方向から約３０度傾いた姿勢とし、ケーシング（10）の対角線上に形成するようにしている。このため、第１仕切板（31）によって仕切られる吸着ロータ（50）の上流側と下流側の空間を広くとることができる。したがって、熱交換器（36,37）やファン（38,39）などをコンパクトに収納することができ、この空調機（1）のコンパクト化を図ることができる。

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

上記実施形態では、吸着ロータ（50）及び枠体（60）を鉛直方向から約３０度傾けた姿勢でケーシング（10）内に配置している。しかしながら、これら吸着ロータ（50）及び枠体（60）を鉛直方向に立設させて配置するようにしてもよいし、上記実施形態と異なる角度で鉛直方向から水平方向に傾けた姿勢で配置するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、吸着ロータ（50）をドレンレスの空調機（1）に適用しているが、この吸着ロータ（50）を室内空間の除湿を行う除湿器や、室内空間の加湿を行う加湿器等に適用してもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、２つの空気通路に跨りながら回転する吸着ロータを備えた調湿装置について有用である。

本実施形態の調湿装置が適用される空調機を前方から視た斜視図である。 空調機を後方から視た斜視図である。 空調機の内部を右側から視た図である。 吸着ロータを枠体から取り外した状態の分解斜視図である。 吸着ロータ及び枠体の垂直断面図である。 吸着ロータを前側から視た図である。

1 空調機
10 ケーシング
41 第１通路
42 第２通路
50 吸着ロータ
60 枠体
63 案内部（小径部）
64 大径部
65 切り欠き溝（隙間）
70 駆動ギヤ

Claims (5)

1. 空気が流れる第１と第２の通路（41,42）を有するケーシング（10）と、両通路（41,42）に跨りながら回転する円板状の吸着ロータ（50）と、上記両通路（41,42）を該吸着ロータ（50）の前後で区画すると共に円形の開口が形成される仕切板（31）と、該仕切板（31）の円形の開口に固定されて上記吸着ロータ（50）を内部に保持する枠体（60）と、該吸着ロータ（50）を駆動する駆動ギヤ（70）とを備え、第１通路（41）を流れる空気の水分を吸着ロータ（50）で吸着し、第２通路（42）を流れる空気で該吸着ロータ（50）を加熱再生する調湿装置であって、
   上記吸着ロータ（50）は、外周面に上記駆動ギヤ（70）が歯合する複数の歯が形成される本体部と、該本体部から後方に突出し且つ該本体部よりも外径が小さい第１段部と、該第１段部から後方に突出し且つ第１段部よりも外径が小さい第２段部とを有し、
   上記枠体（60）は、上記仕切板（31）に固定されるとともに内側に上記第２段部が嵌合する環状のプレート部（61）と、該プレート部（61）から前方に向かって突出する円筒状に形成されて内側に上記第１段部が嵌合する保持部（62）とを備え、
   上記保持部（62）の内周面は、その一部が上記第１段部の外周面のうち周方向の半分以下の部分と摺接して該吸着ロータ（50）を周方向に案内する案内部（63）となり、残りの部分が上記案内部（63）よりも曲率半径が大きくて上記第１段部の外周面との間に隙間（65）を形成する大径部（64）となっており、
   上記大径部（64）と上記第１段部との間の隙間（65）が、上記本体部と上記プレート部（61）とに覆われる閉空間を構成していることを特徴とする調湿装置。
2. 請求項１において、
   上記吸着ロータ（50）は、該吸着ロータ（50）の軸心が水平方向、又は該吸着ロータ（50）の前面が斜め上方を向く姿勢で配置されていることを特徴とする調湿装置。
3. 請求項２において、
   上記案内部（63）は、該吸着ロータ（50）の下側に形成されていることを特徴とする調湿装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
   上記枠体（60）には、上記吸着ロータ（50）との摺接部にフッ素樹脂被膜が形成されていることを特徴とする調湿装置。
5. 請求項２乃至４のいずれか１つにおいて、
   上記駆動ギヤ（70）は、上記吸着ロータ（50）の下側に配置されていることを特徴とする調湿装置。

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