JP5083120B2 - 凝縮器 - Google Patents

Description

本発明は、凝縮器に関する。

従来より、被凝縮流体の流れる流路と流路外部を流れる凝縮流体との間で熱交換を行わせることで、被凝縮流体を凝縮する樹脂製の凝縮器がある。

例えば、ブロー成型によって形成されており、上部水平管と、下部水平管と、複数の被凝縮流体通過管（流路に相当）とを備える凝縮器がある。この凝縮器には、隣接する被凝縮流体通過管の間に、熱交換される凝縮流体を通過させるための空間部が設けられている。この凝縮器では、上部水平管に流れ込んだ被凝縮流体が、複数の被凝縮流体通過管を通過し、下部水平管に流れる。このとき、被凝縮流体通過管を流れる被凝縮流体と空間部を通過する流体との間で熱交換が行われる。このような構成によって、この凝縮器では、被凝縮流体を凝縮している。
特開平１１−３０４３８９号公報

ところで、凝縮効率を向上させるために、凝縮器において主に被凝縮流体の凝縮が行われる部分を樹脂よりも熱交換効率のよい金属によって構成することが考えられる。例えば、上述の凝縮器では、主に被凝縮流体が凝縮される複数の被凝縮流体通過管を金属によって構成することが考えられる。

しかしながら、上部水平管および下部水平管が樹脂によって構成され、被凝縮流体通過管が金属によって構成される場合、上部水平管および下部水平管の成形時、反りや樹脂の収縮が発生することで、成形品が変形するおそれがある。このため、樹脂製の上部水平管および下部水平管と金属製の被凝縮流体通過管とを固定する際に、固定作業が困難になるおそれがある。

また、成形品の変形を矯正するために、矯正板を別部材として用いることも考えられるが、凝縮器の製造コストが増加する要因となる。

そこで、本発明の課題は、凝縮効率を向上させ、かつ、製造コストの増加を抑えることができる凝縮器を提供することにある。

第１発明に係る凝縮器は、空気を除湿する除湿機に搭載されており、内部を流れる被凝縮流体と外部を流れる凝縮流体との間で熱交換を行う凝縮器であって、樹脂製の第１凝縮部と金属製の第２凝縮部とを備えている。第１凝縮部は、被凝縮流体が流通する第１流路を有している。第２凝縮部は、被凝縮流体が流通する第２流路と、第１管板とを有している。第１管板は、第２流路の一端に位置しており、第２流路を固定する。第１流路は、第２流路と接続される接続部を有する。また、第２流路は、第１管板を介して第１流路に接続されている。第１管板は、上下方向に延びる側面と、側面端部から水平方向に延びる上面と、を含む外周面を有する。接続部は、上下方向に延びる第１面と、第１面端部から水平方向に沿うように延びる第２面と、を含む内面を有する。さらに、第１管板の外周面は、接続部の内反りを矯正するために、接続部の内面と重なるように対向して配置されている。そして、第１管板の上面と接続部の第２面との間には、密閉性向上部材が配置されている。密閉性向上部材は、上面と第２面とによって、上下方向から狭持されている。

第１発明に係る凝縮器では、第１流路は樹脂によって構成されており、第２流路および管板は金属によって構成されている。また、第２流路は、第１管板を介して第１流路に接続されている。このため、例えば、第１凝縮部の成型時、反りや樹脂の収縮が発生することで第１流路と第２流路との接続部分が変形した場合でも、第１管板によって第１流路の変形を矯正することができる。

これによって、凝縮効率を向上させ、かつ、製造コストの増加を抑えることができる。

また、この凝縮器では、接続部の内反りを矯正するために、第１管板の外周面が接続部の内面と対向するように配置されている。このため、例えば、接続部において第１流路の内側方向に向かって凸状に反る内反りが生じた場合、第１管板によって第１流路の内反りを矯正することができる。したがって、この凝縮器では、第１流路の変形を矯正することができる。

また、この凝縮部では、第１管板と接続部との間に密閉性向上部材が狭持されているため、第１凝縮部と第２凝縮部との密閉性を更に向上させることができる。

第２発明に係る凝縮器は、第１発明の凝縮器であって、第１凝縮部は、ブロー成型によって形成されている。このため、この凝縮器では、第１凝縮部を容易に形成することができる。

第３発明に係る凝縮器は、第１発明または第２発明の凝縮器であって、第１管板と第１流路とは、固定部材によって固定されている。このため、この凝縮器では、第１凝縮部と第２凝縮部とを固定することができる。

第４発明に係る凝縮器は、第１発明から第３発明のいずれかの凝縮器であって、第１管板と第２流路とは、異なる金属によって構成されている。このため、例えば、第１凝縮部を構成する樹脂と第２流路を構成する金属とを長時間接触させることで金属劣化が促進する等、第１凝縮部を構成する樹脂と第２流路を構成する金属との相性が悪い場合でも、第１管板を、第１凝縮部を構成する樹脂と長時間接触させても金属劣化が発生しにくいような樹脂との相性がよい金属によって構成することで、凝縮器の耐久性を向上させることができる。

第５発明に係る凝縮器は、第１発明から第４発明のいずれかの凝縮器であって、第１凝縮部は、第１流路の他に、被凝縮流体が流通する第３流路を更に有する。また、第２凝縮部は、第２管板を更に有する。第２管板は、第２流路の他端に位置しており、第２流路を固定する。また、第２流路は、第２管板を介して第３流路に接続されている。このため、被凝縮流体を、第１流路、第２流路、第３流路の順に流すことができる。したがって、この凝縮器では、樹脂製の流路と金属製の流路とを接続することができる。

第６発明に係る凝縮器は、第３発明の凝縮器であって、固定部材は、第１面、側面の順に、挿通するネジである。

第１発明に係る凝縮器では、凝縮効率を向上させ、かつ、製造コストの増加を抑えることができる。

第２発明に係る凝縮器では、第１凝縮部を容易に形成することができる。

第３発明に係る凝縮器では、第１凝縮部と第２凝縮部とを固定することができる。

第４発明に係る凝縮器では、耐久性を向上させることができる。

第５発明に係る凝縮器では、樹脂製の流路と金属製の流路とを接続することができる。

第６発明に係る凝縮器では、固定部材としてのネジが、第１面、側面の順に挿通している。

本発明に係る凝縮器１３９は、内部を流れる流体と外部を流れる流体とを熱交換させるために用いられる多管式顕熱凝縮器である。以下に、本発明の実施形態に係る凝縮器１３９を備える空気調和機１００について図１を用いて説明する。

＜空気調和機の構成＞
空気調和機１００は、加湿機能、除湿機能及び空気清浄機能を有しており、加湿運転時は加湿機として、除湿運転時は除湿機として、空気清浄運転時は空気清浄機として働く。また、本実施形態では、この空気調和機１００は、単一機能だけでなく、同時に複数の機能を組み合わせて稼働させることができる。この複数の組み合わせとは、例えば、空気清浄機能と除湿機能との組み合わせ、および、空気清浄機能と加湿機能との組み合わせのことである。

空気調和機１００は、図１に示すように、本体ケーシング１０と、送風機２と、加湿ユニット４と、除湿ユニット１０３と、空気清浄部５と、制御部６とを備えている。また、本実施形態では、ユーザーが容易に空気調和機１００を移動させることができるように、本体ケーシング１０の下面（室内の床面と対向する面）に、キャスター（図示せず）が設けられている。

本体ケーシング１０は、略直方体形状であり、送風機２、除湿ユニット１０３、加湿ユニット４、空気清浄部５および制御部６等を収容している。また、本体ケーシング１０は、引き出し式の第１扉１０ａと、回動式の第２扉１０ｂとを有している。

送風機２は、本体ケーシング１０に収容されたとき、空気清浄部５とは反対側に配置されている。また、この空気調和機１００を空気清浄部５側から視たときに、各内部部品は、空気清浄部５、除湿ユニット１０３、加湿ユニット４、送風機２の順で並んでいる。このため、送風機２が稼働されると、外部空気が空気清浄部５側から除湿ユニット１０３および加湿ユニット４を通過し送風機２に至る外部空気流Ａ１が形成される。

制御部６は、本体ケーシング１０の上部に配置されており、空気清浄部５、除湿ユニット１０３、加湿ユニット４および送風機２を制御する。

なお、図１では、加湿ユニット４の構成部品である、貯水容器４０、気化部４１および水車４２が加湿ユニット４から引き出されているが、運転時には、加湿ユニット４の所定位置に配置されている。

加湿ユニット４は、運転時において、除湿ユニット１０３の有する第２送風機３３の下方に重なるように配置されており、図２に示すように、主に、貯水容器４０、水車４２および気化部４１を有している。

貯水容器４０は、外部空気流Ａ１を流れる空気に与える水分の水源であり、図１に示すように、本体ケーシング１０に着脱可能に収容されている。具体的には、本体ケーシング１０の有する引き出し式の第１扉１０ａが引き出されることによって、貯水容器４０は本体ケーシング１０の開口１２から取り出される。さらに、図２に示すように、貯水容器４０の内側には上部が開いている軸受４０ａが設けられており、この軸受４０ａは後述する回転軸４２４を回転可能に支持する。また、貯水容器４０は、図１に示すように、ドレンパン４０ｂを有している。

水車４２は、図２および図３に示すように、車輪４２１と、車輪カバー４２２と、第２歯車４２３とを有しており、貯水容器４０の内側を回転可能である。

車輪４２１には、図３に示すように、一方の側面から反対側の側面に向かって窪む複数の凹部４２１ａが円を描くように形成されている。また、車輪４２１には、この凹部４２１ａの開口側を覆うように、後述する車輪カバー４２２が組み合わされている。車輪カバー４２２には、台形状の孔４２２ａが、車輪４２１の凹部４２１ａと対向する位置に円を描くように形成されている。この台形状の孔４２２ａの大きさは、凹部４２１ａの開口の半分程度である。このため、車輪４２１に車輪カバー４２２が組み合わされたとき、凹部４２１ａの開口は半分程度が開いた状態となる。第２歯車４２３は、後述する気化部４１の第１歯車４１１と噛み合う歯車であり、回転中心には、車輪４２１、車輪カバー４２２および第２歯車４２３が共有する回転軸４２４が設けられている。この回転軸４２４を同軸として、第２歯車４２３、車輪カバー４２２、車輪４２１が順に重ねて組み合わされている。なお、この回転軸４２４は、上述のように、貯水容器４０の軸受４０ａに回転可能に支持されている。このため、貯水容器４０が本体ケーシング１０から引き出されたときに、ユーザーは、水車４２を貯水容器４０から取り出して洗浄することができる。なお、貯水容器４０の底面から軸受４０ａの軸心までの高さは、貯水容器４０に溜められている水が最低水位のときであっても、水車４２の最下位置にある凹部４２１ａが水没するように設定されている。

気化部４１は、供給された水を気化させる部材であり、図２に示すように、水車４２に近接して配置されており、貯水容器４０の満水時の水位よりも上方に配置されている。また、気化部４１は、気化フィルタ４４と、第１歯車４１１とを有しており、水車４２と同様に、回転可能である。

第１歯車４１１は、図２に示すように、気化フィルタ４４の外周縁に固定されており、駆動部４３の駆動によって回転する駆動歯車４３１および第２歯車４２３と噛み合うことによって支持されている。また、駆動歯車４３１および第２歯車４２３は、第１歯車４１１の回転軸４２４よりも下方に位置し、気化部４１の鉛直中心線に対して互いに反対側に位置している。

このような構成によって、加湿ユニット４では、図２に示すように、駆動部４３が駆動することで、気化部４１および水車４２が回転する。水車４２が回転することによって、凹部４２１ａは貯水容器４０の水中を順番に通過して上昇する。凹部４２１ａが浸水すると台形状の孔４２２ａから凹部４２１ａの内部に水が入る。このため、凹部４２１ａが水中から出てきたとき、凹部４２１ａの内部は水で満たされている。そして、凹部４２１ａが最上位置に近づくにしたがって、凹部４２１ａ内部の水が台形状の孔４２２ａから流出し、凹部４２１ａが最上位置を通過したときに、ほぼ全ての水が流出する。このとき、水は、流出する際に重力によってある程度の勢いが付加されているので、凹部４２１ａと近接している気化部４１の側面に向かって流出する。

さらに、本体ケーシング１０の最上面には、図１に示すように、空気清浄運転、除湿運転および加湿運転を選択する選択パネル１１が設けられており、この選択パネル１１は制御部６と接続されている。

次に、本発明の実施形態に係る凝縮器１３９を有する除湿ユニット１０３を説明する前に、本発明が為される前の従来の除湿ユニット３について説明する。

＜従来の除湿ユニットの構成＞
従来の除湿ユニット３は、図４および図５に示すように、吸着素子３１、ヒータ３２、第２送風機３３および凝縮器３９を有している。

吸着素子３１は、ハニカム構造体であり、ゼオライト粉末、バインダーおよび膨張剤を混合して練り上げた多孔質の材料によって円板状に成形されている。ここでいうバインダーとしては、例えば、変性ＰＰＥ、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂から選択されたものである。膨張剤は、ハニカム構造体の成形時に膨張することで、無数の気泡を形成させる。このため、吸着素子３１は、水分に対した高い吸着性を有している。

ヒータ３２は、吸着素子３１の背面側の一部に対抗して配置されている。このヒータ３２は、略扇形形状であって、吸着素子３１の背面側の６分の１程度を覆う位置に設けられている。

第２送風機３３は、吸着素子３１の上方部分から背面側に向けて突出するような形状を有している。ヒータ３２と第２送風機３３とは空気の流通ができるように凝縮器３９の有する第１送風管３４ａによって連絡されている。第２送風機３３が稼働することで空気流が形成され、空気は第１送付管３４ａ内を図４の矢印で示す方向に流れる。そして、ヒータ３２近傍に流れてきた空気は、そこで加熱されて高温空気となる。

凝縮器３９は、図４および図５に示すように、共通送風管３４と凝縮部２０とを有している。なお、凝縮器３９は、樹脂によって構成されている。

凝縮器３９は、図４および図５に示すように、共通送風管３４と凝縮部２０とを有している。なお、凝縮器３９は、樹脂によって構成されている。

共通送風管３４は、第１共通送風管５０と第２共通送風管５１とを有する。第１共通送風管５０は、第１送風管３４ａおよび第２送風管３４ｂから構成されている。また、第２共通送風管５１は、第３送風管３４ｃ、第４送風管３４ｄ、第５送風管３４ｅ、第６送風管３４ｆおよび第７送風管３４ｇから構成される。ヒータ３２によって加熱された高温空気は、対向する吸着素子３１の背面側から吸着素子３１の厚み方向の正面側に向かって進み、吸着素子３１の正面側に流れる。ここで、吸着素子３１の領域のうち高温空気が通過した領域では、吸着素子３１が高温空気によって暖められることで、保持していた水分が第２送風機３３による空気流れによって放出される。このため、吸着素子３１を背面側から前面側に向けて通過した空気は、吸着素子３１から放出された水分を含むことにより高温高湿空気となり、第２送風管３４ｂに進む。

第２送風管３４ｂは、正面視において略扇型形状を呈しており、吸着素子３１の一部を正面側から覆うように配置されている。また、第２送風管３４ｂは、上述したヒータ３２と共に吸着素子３１の同一部分を挟むような位置に設けられ、吸着素子３１の正面側の６分の１程度を覆っている。

第３送風管３４ｃは、第２送風管３４ｂと第４送風管３４ｄとの空気の流通ができるように、第２送風管３４ｂと第４送風管３４ｄとを連絡している。

第４送風管３４ｄは、第３送風管３４ｃと凝縮部２０との空気の流通ができるように、第３送風管３４ｃと凝縮部２０とを連絡している。具体的には、第４送風管３４ｄは、図５に示すように、吸着素子３１の厚さ方向に直交する方向（略水平方向）に延びており、吸着素子３１の下方に沿うように形成されている。また、第４送風管３４ｄの上部左側には、第３送風管３４ｃとの接続部３８が形成されている。さらに、第４送風管３４ｄの下部は、後述する複数の凝縮管３５と接続されている。なお、ここでいう「上下」および「左右」は、除湿ユニット３を正面視した場合の「上下」および「左右」を意味している。また、第４送風管３４ｄ内を流れる空気の流れ方向に対して垂直に切った第４送風管３４ｄの断面積は、どれも略同一である。

第５送風管３４ｅは、凝縮部２０と第６送風管３４ｆとの空気の流通ができるように、凝縮部２０と第６送風管３４ｆとを連絡している。具体的には、第５送風管３４ｅは、図５に示すように、第４送風管３４ｄと同様に吸着素子３１の厚さ方向に直交する方向（略水平方向）に延びており、第４送風管３４ｄの下方に第４送風管３４ｄと対向するように配置されている。また、第５送風管３４ｅの上部は、複数の凝縮管３５と接続されている。さらに、第５送風管３４ｅを流れる空気の流れ方向に対して垂直に切った第５送風管３４ｅの断面積は、どれも略同一である。

第６送風管３４ｆは、第５送風管３４ｅと第７送風管３４ｇとの空気の流通ができるように、第５送風管３４ｅと第７送風管３４ｇとを連絡している。

第７送風管３４ｇは、第６送風管３４ｆと第２送風機３３とを連絡している。第６送風管３４ｆを通過してきた空気は、第７送風管３４ｇを通って第２送風機３３に吸い込まれる。

凝縮部２０は、図４および図５に示すように、第４送風管３４ｄと第５送風管３４ｅとを連絡しており、複数の凝縮管３５を有している。また、凝縮管３５は、第４送風管３４ｄから第５送風管３４ｅに鉛直方向に延びている。さらに、凝縮管３５同士は、所定の間隔をあけて配置されている。このため、第３送風管３４ｃを流れてきた高温高湿空気は、第４送風管３４ｄ内を接続部３８からの距離が遠くなる方向、すなわち、除湿ユニット３の正面視において左側から右側（図４の矢印に示す方向）に向かって流れるとともに、複数の凝縮管３５に分配される。また、複数の凝縮管３５に分配された空気は、第５送風管３４ｅにおいて合流して第６送風管３４ｆ内に流れる。

また、凝縮管３５同士が所定の間隔をあけて配置されているため、凝縮部２０には、凝縮管３５同士の間に、外部空気流Ａ１が通過する外部空気通過部３５ａが形成されている。

このような構成によって、凝縮器３９内部を流れる高温高湿空気は、凝縮部２０の凝縮管３５の内壁面に接触しながら流れる。このため、凝縮器３９外部を通過する外部空気は、凝縮管３５内部を流れる高温高湿空気との間で熱交換を行い、互いに混ざり合うことなく、凝縮管３５内部を流れる空気から熱量を奪う。したがって、凝縮管３５内壁面に接触した高温高湿の空気は冷却され、凝縮管３５の内壁面には結露が生じる。この結露水は、凝縮器３９を下方に流れ、凝縮部２０の下面を鉛直方向に貫通して設けられている排水口２８を通って、ドレンパンを介して貯水容器に流れ込む。また、凝縮部２０において熱交換された空気は、第２送風機３３に吸い込まれる。

さらに、除湿ユニット３は、駆動モータ（図示せず）を更に有している。駆動モータは、ピニオン歯車を有している。そして、吸着素子３１の外周には、ピニオン歯車と噛み合う従動歯車が設けられている。このため、駆動モータが稼働すると、ピニオン歯車と噛み合っている従動歯車に動力が伝わり、吸着素子３１が回転する。そして、吸着素子３１が回転しながら、本体ケーシング１０に吸い込まれた外部空気が吸着素子３１の一部を通過する。吸着素子３１は、この空気が吸着素子３１を通過する際に、通過しようとする空気中の水分を吸着して保持し、通過後の空気の水分を低減させる。そして、吸着素子３１が回転を続けることで、吸着素子３１のうち水分を保持している部分が、ヒータ３２と対向する位置にまで移動し、加熱される。これにより水分を保持していた吸着素子３１の一部は、保持していた水分をその場で放出し、ほとんど水分を保持していない状態となる。そして、吸着素子３１は、回転を続けることで、新たな外部空気と接触し、この新たな外部空気から水分を吸着して保持する。このようにして、吸着素子３１が回転することにより、水分の吸着と放出とを繰り返すことができる。

次に、本発明の実施形態に係る凝縮器１３９を有する除湿ユニット１０３について説明する。

＜本実施形態の除湿ユニットの構成＞
除湿ユニット１０３は、図６に示すように、吸着素子１３１、ヒータ１３２、第２送風機１３３、および、凝縮器１３９を有している。なお、この除湿ユニット１０３において、凝縮器１３９の第４送風管１３４ｄ、第５送風管１３４ｅおよび凝縮部１２０以外の構成については、上述の従来の除湿ユニット３と同様の構成であるため説明を省略する。

また、本実施形態では、共通送風管１３４は、ポリプロピレンによって構成されており、ブロー成型によって形成されている。なお、本実施形態では、共通送風管１３４がポリプロピレンによって構成されているが、これに限定されず、他の樹脂によって構成されていてもよい。さらに、本実施形態では、第２共通送風管１５１および凝縮部１２０は、吸着素子１３１の径方向外側の外周空間に配置されている。具体的には、第３送風管１３４ｃ、第４送風管１３４ｄおよび第７送風管１３４ｇが吸着素子１３１の外周縁を取り囲むように配置されている。また、第４送風管１３４ｄと凝縮部１２０と第５送風管１３４ｅとは、図６に示すように、吸着素子１３１の半径方向に沿って、第４送風管１３４ｄ、凝縮部１２０、第５送風管１３４ｅの順に配置されている。なお、ここでいう吸着素子１３１の径方向外側の外周空間とは、吸着素子１３１の半径方向外側の空間のことである。また、ここでいう「上下」および「左右」は、除湿ユニット１０３を正面視した場合の「上下」および「左右」を意味している。

＜第４送風管＞
第４送風管１３４ｄは、第３送風管１３４ｃと凝縮部１２０とを連絡している。具体的には、第４送風管１３４ｄは、吸着素子１３１の厚さ方向に直交する方向（略水平方向）に延びており、吸着素子１３１の下方に沿うように形成されている。また、第４送風管１３４ｄの上部左側には第３送風管１３４ｃとの接続部１３８ａが形成されている。

また、第４送風管１３４ｄの下部には、図７、図８および図９に示すように、第４送風管１３４ｄと凝縮部１２０とが組み合わされた状態で第３送風管１３４ｃと凝縮部１２０との空気の流通ができるように、凝縮部１２０の上部と接続可能な開口１３４ｈが形成されている。このようにして、第４送風管１３４ｄは、第３送風管１３４ｃと凝縮部１２０とを連絡している。このため、第２送風管および第３送風管１３４ｃを通過してきた高温高湿空気の略全部を抵抗なく凝縮部１２０に向かわせることができる。また、第４送風管１３４ｄの開口１３４ｈ近傍には、後述するネジ１８０が挿通するネジ孔１８０ａが設けられている。

＜第５送風管＞
第５送風管１３４ｅは、凝縮部１２０と第６送風管１３４ｆとを連絡している。具体的には、第５送風管１３４ｅは、第４送風管１３４ｄと同様に吸着素子１３１の厚さ方向に直交する方向（略水平方向）に延びており、第４送風管１３４ｄの下方に第４送風管１３４ｄと対向するように配置されている。また、第５送風管１３４ｅの右側部には第６送風管１３４ｆとの接続部１３８ｂが形成されている。

また、第５送風管１３４ｅの上部には、図７、図８および図９に示すように、第５送風管１３４ｅと凝縮部１２０とが組み合わされた状態で凝縮部１２０と第６送風管１３４ｆとの空気の流通ができるように、凝縮部１２０の下部と接続可能な開口１３４ｉが形成されている。このようにして、第５送風管１３４ｅは、凝縮部１２０と第６送風管１３４ｆとを連絡している。また、第５送風管１３４ｅの開口１３４ｉ近傍には、後述するネジ１８１が挿通するネジ孔１８１ａが設けられている。

＜凝縮部＞
凝縮部１２０は、図６、図７、図８および図９に示すように、第４送風管１３４ｄと第５送風管１３４ｅとを連絡している。このため、第４送風管１３４ｄを流れてきた高温高湿空気が、後述する複数の凝縮管１３５の外壁面と接触しながら第５送風管１３４ｅに導かれる。なお、このとき、第４送風管１３４ｄを流れてきた高温高湿空気が複数の複数の凝縮管１３５に分配されることで複数の空気流路が形成されている。また、分配された空気は、第５送風管１３４ｅにおいて合流し、第６送風管１３４ｆに導かれる。

また、凝縮部１２０は、図１０に示すように、複数の凝縮管１３５と、管板１３６，１３７とを有している。

凝縮管１３５は、内径が８．５ｍｍであって、鉛直方向に延びる銅製のパイプである。なお、本実施形態では、凝縮管１３５の内径は８．５ｍｍであるが、これに限定されず、凝縮管１３５の内径が８ｍｍ以上であればよい。また、本実施形態では、凝縮管１３５は、銅製のパイプであるが、これに限定されず、他の金属、例えば、水による腐食防止のための表面処理が施されたアルミ等によって構成されていてもよい。

管板１３６，１３７は、凝縮管１３５同士が所定の間隔をあけて配置されるように、凝縮管１３５を固定する部材である。また、管板１３６，１３７は、凝縮管１３５の一端側に配置される第１管板１３６と、凝縮管１３５の他端側に配置される第２管板１３７とから構成される。さらに、第１管板１３６と第２管板１３７とは、対向するように配置されている。

第１管板１３６は、略長方形の形状を呈するステンレス鋼（ＳＵＳ）製の部材である。また、第１管板１３６には、第１管板１３６の板厚方向に貫通する円形状の孔１３６ａが複数設けられている。また、この孔１３６ａは、図１０および図１１に示すように、第１管板１３６の長手方向において第１列孔群１３６ｂと第２列孔群１３６ｃと第３列孔群１３６ｄとの３列が設けられるように、所定のピッチ（本実施形態では、１８ｍｍの間隔）Ａで配置されている。また、第１列孔群１３６ｂ、第２列孔群１３６ｃおよび第３列孔群１３６ｄは、各列１３６ｂ，１３６ｃ，１３６ｄが第１管板１３６の長手方向に半ピッチだけずれて、千鳥状に配置されている。また、第１管板１３６と凝縮管１３５とは、第１管板１３６の孔１３６ａが凝縮管１３５に貫通されて拡管処理が施されることで、固定されている。さらに、第１管板１３６には、後述するネジ１８０が挿通するネジ孔１８０ｂが設けられている。

第２管板１３７は、第１管板１３６と同様に、略長方形の形状を呈するステンレス鋼製の部材である。また、第２管板１３７には、第２管板１３７の板厚方向に貫通する円形状の孔１３７ａが複数設けられている。また、この孔１３７ａは、第１管板１３６と同様に、第２管板１３７の長手方向において第１列孔群１３７ｂと第２列孔群１３７ｃと第３列孔群１３７ｄとの３列が設けられるように、所定のピッチ（本実施形態では、１８ｍｍの間隔）で配置されている。また、第１列孔群１３７ｂ、第２列孔群１３７ｃ、および第３列孔群１３７ｄは、各列１３７ｂ，１３７ｃ，１３７ｄが第２管板１３７の長手方向に半ピッチだけずれて、千鳥状に配置されている。また、第２管板１３７と凝縮管１３５とは、第２管板１３７の孔１３７ａが凝縮管１３５に貫通されて拡管処理が施されることで、固定されている。さらに、第２管板１３７には、後述するネジ１８１が挿通するネジ孔１８１ｂが設けられている。

なお、本実施形態では、第１管板１３６および第２管板１３７は、ステンレス鋼によって構成されているが、銅害が発生しにくいように表面処理が施された銅によって構成されていてもよい。

このような構成によって、この凝縮部１２０では、第１管板１３６と第２管板１３７とによって、複数の凝縮管１３５が固定されている。このため、凝縮部１２０において、凝縮管１３５は千鳥状に配置されている。

次に、共通送風管１３４と凝縮部１２０との固定作業について説明する。

まず、ブロー成型によって形成されている第４送風管１３４ｄの下部が、除湿ユニット１０３の正面視において、略水平方向よりも上方に傾斜するように切断される。これによって、第４送風管１３４ｄの下部には、第４送風管１３４ｄと凝縮部１２０とが組み合わされた状態で、第４送風管１３４ｄの内部空間と凝縮部１２０の内部空間とを連通させるための開口１３４ｈが形成される。

さらに、第５送風管１３４ｅの上部が、除湿ユニット１０３の正面視において、略水平方向よりも上方に傾斜するように切断される。これによって、第５送風管１３４ｅには、第５送風管１３４ｅと凝縮部１２０とが組み合わされた状態で、第５送風管１３４ｅの内部空間と凝縮部１２０の内部空間とを連通させるための開口１３４ｉが形成される。

次に、開口１３４ｈから第４送風管１３４ｄの内側にシール材１８４が設置される。また、開口１３４ｉから第５送風管１３４ｅの内側にシール材１８５が設置される。なお、シール材１８４，１８５は、ゴム等によって構成されており、図１２に示すように、中央に開口１８４ａ，１８５ａが形成されている矩形枠状のパッキンである。

そして、第１管板１３６が、第４送風管１３４ｄの開口１３４ｈから第４送風管１３４ｄの内側に嵌め込まれる。また、第２管板１３７が、第５送風管１３４ｅの開口１３４ｉから第５送風管１３４ｅの内側に嵌め込まれる。したがって、第１管板１３６の外周面と第４送風管１３４ｄの内面とが対向するように配置され、第２管板１３７の外周面と第５送風管１３４ｅの内面とが対向するように配置される。なお、ここでいう、第１管板１３６の外周面とは、第１管板１３６の上面および側面のことである。

そして、図１３および図１４に示すように、凝縮部１２０と第４送風管１３４ｄおよび第５送風管１３４ｅとが、ネジ止めによって固定される。具体的には、第４送風管１３４ｄと凝縮部１２０とは、ネジ１８０が第４送風管１３４ｄに設けられているネジ孔１８０ａ、第１管板１３６に設けられているネジ孔１８０ｂの順に挿通し、ネジ止めによって固定される。また、第５送風管１３４ｅと凝縮部１２０とは、ネジ１８１が第５送風管１３４ｅに設けられているネジ孔１８１ａ、第２管板１３７に設けられているネジ孔１８１ｂの順に挿通し、ネジ止めによって固定される。

これによって、この凝縮器１３９では、第１管板１３６の上面と第４送風管１３４ｄの内面との間にシール材１８４が狭持されて、凝縮部１２０と第４送風管１３４ｄとが固定される。また、第２管板１３７の上面と第５送風管１３４ｅの内面との間にシール材１８５が狭持されて、凝縮部１２０と第５送風管１３４ｅとが固定される。

なお、本実施形態では、第１管板１３６および第２管板１３７によって固定されている複数の凝縮管１３５のうち、第１列孔群１３６ｂと第１列孔群１３７ｂとを貫通している凝縮管１３５の列を第１列凝縮管群、第２列孔群１３６ｃと第２列孔群１３７ｃとを貫通している凝縮管１３５の列を第２列凝縮管群、第３列孔群１３６ｄと第３列孔群１３７ｄとを貫通している凝縮管１３５の列を第３列凝縮管群とすると、複数の凝縮管１３５は、凝縮部１２０と第４送風管１３４ｄおよび第５送風管１３４ｅとが固定された状態で、外部空気流Ａ１に対して第１列凝縮管群、第２列凝縮管群、第３列凝縮管群の順に並んで配置される。

また、第４送風管１３４ｄの下部は、除湿ユニット１０３の正面視において、略水平方向よりも上方に傾斜するように切断されている。さらに、第５送風管１３４ｅの上部は、除湿ユニット１０３の正面視において、略水平方向よりも上方に傾斜するように切断されている。このため、図８に示すように、凝縮部１２０と第４送風管１３４ｄおよび第５送風管１３４ｅとが固定されている場合、凝縮部１２０は、第４送風管１３４ｄの下部および第５送風管１３４ｅの上部の傾斜に沿って配置されるため、鉛直方向に対して傾斜した状態となる。このとき、第１管板１３６および第２管板１３７は鉛直方向に対して傾斜した状態で配置されるため、凝縮管１３５は第１管板１３６および第２管板１３７の傾斜に沿って鉛直方向に対して傾斜して配置されることになる。したがって、凝縮部１２０と第４送風管１３４ｄのおよび第５送風管１３４ｅとが固定された状態では、凝縮管１３５の端面は水平面に対して傾くように、鉛直方向に対して傾斜して配置されていることになる。

なお、本実施形態では、第４送風管１３４ｄの下部および第５送風管１３４ｅの上部は、凝縮部１２０と第４送風管１３４ｄおよび第５送風管１３４ｅとが固定された状態において複数の凝縮管１３５のうちの接続部１３８ａとの距離が最も近い凝縮管１３５（図７において最も左側に位置する凝縮管１３５）の傾斜が、第３送風管１３４ｃから第４送風管１３４ｄに流れる空気の流れ方向（例えば、接続部１３８ａにおける空気の流れ方向）に沿うように切断される。

さらに、図８に示すように、凝縮部１２０と第４送風管１３４ｄとが固定された状態では、第４送風管１３４ｄの内部空間は、接続部１３８ａからの距離が近い内部空間Ｓ１が、接続部１３８ａからの距離が遠い内部空間Ｓ２よりも大きくなる。したがって、凝縮器１３９内部を流れる空気の流れ方向に対して垂直に切った第４送風管１３４ｄの断面積は、第３送風管１３４ｃからの距離が近いほど大きくなっている。

また、凝縮部１２０と第５送風管１３４ｅとが固定された状態では、第５送風管１３４ｅの内部空間は、接続部１３８ｂからの距離が近い内部空間Ｓ４が、接続部１３８ｂからの距離が遠い内部空間Ｓ３よりも大きくなる。したがって、この凝縮器１３９内部を流れる空気の流れ方向に対して垂直に切った第５送風管１３４ｅの断面積は、第６送風管１３４ｆからの距離が近いほど大きくなっている。

このような構成によって、凝縮器１３９内部を流れる高温高湿空気は、凝縮器１３９の内壁面に接触しながら流れる。このため、凝縮器１３９外部を通過する外部空気は、凝縮器１３９内部を流れる高温高湿空気との間で熱交換を行い、互いに混ざり合うことなく、凝縮器１３９内部、主に、凝縮管１３５内部を流れる空気から熱量を奪う。したがって、凝縮管１３５内壁面に接触した高温高湿の空気は冷却され、凝縮管１３５の内壁面には結露が生じる。この結露水は、凝縮部１２０を下方に流れ、第５送風管１３４ｅの下側に設けられている排水部（図６、図７および図８参照）１２２を通じて、ドレンパン４０ｂを介して貯水容器４０に流れ込む。

また、凝縮器１３９を流れる空気の一部は、除湿ユニット１０３内を循環している。具体的には、凝縮管１３５から第５送風管１３４ｅに流出した空気は、第６送風管１３４ｆおよび第７送風管１３４ｇを介して第２送風機１３３に送られ、再び、第２送風機１３３から第１送風管、第２送風管、第３送風管１３４ｃおよび第４送風管１３４ｄを介して凝縮管１３５へ送られる。

＜特徴＞
（１）
従来より、被凝縮流体の流れる流路と流路外部を流れる凝縮流体との間で熱交換を行わせることで、被凝縮流体を凝縮する樹脂製の凝縮器がある。

例えば、特開平１１−３０４３８９号公報に開示されている凝縮器は、ブロー成型によって形成されており、上部水平管と、下部水平管と、複数の被凝縮流体通過管（流路に相当）とを備えている。この凝縮器には、隣接する被凝縮流体通過管の間に、熱交換される凝縮流体を通過させるための空間部が設けられている。この凝縮器では、上部水平管に流れ込んだ被凝縮流体が、複数の被凝縮流体通過管を通過し、下部水平管に流れる。このとき、被凝縮流体通過管を流れる被凝縮流体と空間部を通過する流体との間で熱交換が行われる。このような構成によって、この凝縮器では、被凝縮流体を凝縮している。

ところで、凝縮効率を向上させるために、凝縮器において主に被凝縮流体の凝縮が行われる部分を樹脂よりも熱交換効率のよい金属によって構成することが考えられる。例えば、上述の凝縮器では、主に被凝縮流体が凝縮される複数の被凝縮流体通過管を金属によって構成することが考えられる。

しかしながら、上部水平管および下部水平管が樹脂によって構成され、被凝縮流体通過管が金属によって構成される場合、上部水平管および下部水平管の成形時、反りや樹脂の収縮が発生することで、成形品が変形するおそれがある。このため、樹脂製の上部水平管および下部水平管と金属製の被凝縮流体通過管とを固定する際に、固定作業が困難になるおそれがある。また、成形品の変形を矯正するために、矯正板を別部材として用いることも考えられるが、凝縮器の製造コストが増加する要因となる。

そこで、上記実施形態では、凝縮器１３９が、樹脂製の共通送風管１３４と、金属製の凝縮部１２０とを備えている。また、凝縮部１２０は、熱伝導率の高い銅製の凝縮管１３５を有している。このため、凝縮器が樹脂によって構成されている場合と比較して、熱交換効率を向上させることができる。

これによって、凝縮効率を向上させることができている。

また、上記実施形態では、共通送風管１３４は、ブロー成型によって形成されている。このため、この凝縮器１３９では、共通送風管１３４を容易に形成することができる。

しかしながら、開口を形成するためにブロー成型によって形成された成形品を切断すると、成形品の内側方向に向かって凸状に反る内反りが生じることがある。上記実施形態では、凝縮部１２０と第４送風管１３４ｄとの接続部である第４送風管１３４ｄの開口１３４ｈは、第４送風管１３４ｄの下部が切断されることによって形成されている。さらに、凝縮部１２０と第５送風管１３４ｅとの接合部である第５送風管１３４ｅの開口１３４ｉは、第５送風管１３４ｅの上部が切断されることによって形成されている。このため、第４送風管１３４ｄおよび第５送風管１３４ｅに内反りが生じて、図１５に示すように、開口１３４ｈ，１３４ｉ周縁が、内側方向（図１５において矢印で示す方向）Ｐに湾曲する場合がある。

そこで、上記実施形態では、金属製の第１管板１３６が、樹脂製の第４送風管１３４ｄに設けられている開口１３４ｈから第４送風管１３４ｄの内側に嵌め込まれる。また、金属製の第２管板１３７が、樹脂製の第５送風管１３４ｅに設けられている開口１３４ｉから第５送風管１３４ｅの内側に嵌め込まれる。このため、第１管板１３６および第２管板１３７によって開口１３４ｈ，１３４ｉの変形を矯正することができる。したがって、補強板等の別部材を使用しなくても、第４送風管１３４ｄおよび第５送風管１３４ｅの変形を矯正し、かつ、開口１３４ｈ，１３４ｉの形状を維持することができる。

これによって、製造コストの増加を抑えることができている。

さらに、第１管板１３６および第２管板１３７の外周面と第４送風管１３４ｄおよび第５送風管１３４ｅの内面とを対向させることによって、開口１３４ｈ，１３４ｉの変形を矯正しているため、共通送風管１３４と凝縮部１２０との密着性を向上させることができる。このため、凝縮器１３９内部を流れる空気が、共通送風管１３４と凝縮部１２０との接合部から凝縮器１３９外部に漏出し難くすることができる。

これによって、凝縮効率を向上させることができている。

（２）
上記実施形態では、第１管板１３６の上面と第４送風管１３４ｄの内面との間にシール材１８４が狭持されて、凝縮部１２０と第４送風管１３４ｄとが固定される。また、第２管板１３７の上面と第５送風管１３４ｅの内面との間にシール材１８５が狭持されて、凝縮部１２０と第５送風管１３４ｅとが固定される。このため、共通送風管１３４と、凝縮部１２０との密着性を向上させることができる。したがって、凝縮器１３９内部を流れる空気が、共通送風管１３４と凝縮部１２０との接合部から凝縮器１３９外部に漏出するおそれを減らすことができる。

これによって、凝縮効率を向上させることができている。

（３）
上記実施形態では、凝縮部１２０と第４送風管１３４ｄおよび第５送風管１３４ｅとが、ネジ止めによって固定される。このため、この凝縮器１３９では、作業者が、ネジ１８０，１８１によって、凝縮部１２０と共通送風管１３４とを容易に固定することができる。

（４）
上記実施形態では、凝縮管１３５と第４送風管１３４ｄとは第１管板１３６を介して接続されており、凝縮管１３５と第５送風管１３４ｅとは第２管板１３７を介して接続されている。また、第１管板１３６および第２管板１３７は、ステンレス鋼製の部材であり、第４送風管１３４ｄおよび第５送風管１３４ｅはポリプロピレンによって構成されている。

銅は、ステンレス鋼よりも熱伝導率が高い性質がある。しかしながら、銅は、ポリプロピレンと接触した状態で高温になると劣化が促進される銅害が発生するおそれがある。

上記実施形態では、ポリプロピレンによって構成される第４送風管１３４ｄおよび第５送風管１３４ｅと、ステンレス鋼製の第１管板１３６および第２管板１３７とがそれぞれ接続されている。このため、第１管板および第２管板が銅製である場合と比較して、銅害が発生するおそれを減らすことができる。

これによって、凝縮器１３９の耐久性を向上させることができている。

本発明の凝縮器は、凝縮効率を向上させ、かつ、製造コストの増加を抑えることができるため、除湿機、または、空気調和機への適用が有効である。

本発明の実施形態に係る凝縮器を備える空気調和機の外観斜視図。 加湿ユニットの斜視図（ドレンパンは省略）。 水車の分解図。 従来の除湿ユニットの斜視図。 従来の除湿ユニットの正面図。 本発明の実施形態に係る凝縮器を備える除湿ユニットの概略正面図。 本発明の実施形態に係る凝縮器の正面図（第１送風管および第２送風管は省略）。 第４送風管、凝縮部、および、第５送風管の概略断面図（外部空気流に直交する方向の断面図）。 本発明の実施形態に係る凝縮器の外観斜視図（第１送風管および第２送風管は省略）。 凝縮部の斜視図。 凝縮部の平面図。 シール材の平面図。 第４送風管、凝縮部、および、第５送風管の概略断面図（外部空気流に平行な方向の断面図；図７のXIII-XIII断面に相当）。 第４送風管および凝縮部の概略断面図（外部空気流に平行な方向の断面図；図７のXIV-XIV断面に相当）。 第４送風管および第５送風管の切断面を開口側から見た図。

１２０ 凝縮部（第２凝縮部）
１３４ 共通送風管（第１凝縮部）
１３４ｄ 第４送風管（第１流路）
１３４ｅ 第５送風管（第３流路）
１３４ｈ 開口（接続部）
１３５ 凝縮管（第２流路）
１３６ 第１管板
１３７ 第２管板
１３９ 凝縮器
１８０ ネジ（固定部材）
１８４ シール材（密閉性向上部材）

Claims (6)

1. 空気を除湿する除湿機に搭載されており、内部を流れる被凝縮流体と外部を流れる凝縮流体との間で熱交換を行う凝縮器であって、
   前記被凝縮流体が流通する第１流路（１３４ｄ）を有する樹脂製の第１凝縮部（１３４）と、
   前記被凝縮流体が流通する第２流路（１３５）と、前記第２流路の一端に位置し前記第２流路を固定する第１管板（１３６）とを有する金属製の第２凝縮部（１２０）と、
   を備え、
   前記第１流路は、前記第２流路と接続される接続部（１３４ｈ）を有し、
   前記第２流路は、前記第１管板を介して前記第１流路に接続されており、
   前記第１管板は、上下方向に延びる側面と、前記側面端部から水平方向に延びる上面と、を含む外周面を有し、
   前記接続部は、上下方向に延びる第１面と、前記第１面端部から水平方向に延びる第２面と、を含む内面を有し、
   前記第１管板の前記外周面は、前記接続部の内反りを矯正するために、前記接続部の前記内面と重なるように対向して配置されており、
   前記第１管板の前記上面と前記接続部の前記第２面との間に配置される密閉性向上部材（１８４）が、前記上面と前記第２面とによって上下方向から狭持されている、
   凝縮器（１３９）。
2. 前記第１凝縮部は、ブロー成型によって形成されている、
   請求項１に記載の凝縮器。
3. 前記第１管板と前記第１流路とは、固定部材（１８０）によって固定されている、
   請求項１または２に記載の凝縮器。
4. 前記第１管板と前記第２流路とは、異なる金属によって構成されている、
   請求項１から３のいずれかに記載の凝縮器。
5. 前記第１凝縮部は、前記第１流路の他に、前記被凝縮流体が流通する第３流路（１３４ｅ）を更に有し、
   前記第２凝縮部は、前記第２流路の他端に位置し前記第２流路を固定する第２管板（１３７）を更に有し、
   前記第２流路は、前記第２管板を介して前記第３流路に接続されている、
   請求項１から４のいずれかに記載の凝縮器。
6. 前記固定部材は、前記第１面、前記側面の順に、挿通するネジである、
   請求項３に記載の凝縮器。

Images