JP6888283B2 - 加湿装置 - Google Patents
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図1は、本発明に係る加湿装置の一実施形態である加湿ユニット60を備える空調機10の構成図である。空調機10は、冷媒回路を循環する冷媒を用いる冷凍サイクルを備える冷凍装置である。空調機10は、主として、室内ユニット20と、室外ユニット30とを備える。室内ユニット20及び室外ユニット30は、冷媒連絡配管14,16及び給気ホース18によって互いに接続されている。図1では、室内ユニット20及び室外ユニット30を通過する空気の流れが、白抜きの矢印で示されている。
室内ユニット20は、主として、室内熱交換器21と、室内ファン22とを備える。図1に示されるように、室内ファン22は、室内熱交換器21の下流側に配置され、室内ファンモータ22aによって駆動される。室内ファン22が駆動されると、室内ユニット20上部の室内吸込口23から吸い込まれた室内空気は、室内熱交換器21を通過して、室内ユニット20下部の室内吹出口24から吹き出される。室内ファン22は、例えば、クロスフローファンである。
室外ユニット30は、主として、ケーシング40、圧縮機31、室外熱交換器33、室外ファン39、及び加湿ユニット60を備える。室外ユニット30内部の冷媒回路には、四路切換弁32、電動膨張弁34、アキュムレータ36、液側閉鎖弁37、及びガス側閉鎖弁38が取り付けられている。
ケーシング40は、主として、左側板45、前板46、右側板47、天板48(図3参照)、底板49(図3参照)、及び背面部44から構成される。ケーシング40の内部空間は、仕切部材43によって送風機室41と機械室42とに区画されている。送風機室41は、室外熱交換器33、室外ファン39、及び加湿ユニット60の一部が配置される空間である。機械室42は、圧縮機31、及び加湿ユニット60の一部が配置される空間である。
図1に示されるように、圧縮機31は、機械室42に配置されている。圧縮機31は、底板49に固定されている。圧縮機31は、運転時に高温になるので、機械室42は送風機室41と比べて温度が高くなる。
図2に示されるように、室外熱交換器33は、ケーシング40の背面部44及び左側板45と対向するように、L字状に成形されている。室外熱交換器33の鉛直方向の寸法は、天板48と底板49との間の距離にほぼ等しい。
室外ファン39は、室外熱交換器33の下流側に配置されている。室外ファン39は、室外ファンモータ39aと、プロペラ39bとを有する。プロペラ39bは、室外ファンモータ39aによって駆動される。プロペラ39bの一部は、ベルマウス52で囲まれた空間内に配置されている。
図2に示されるように、加湿ユニット60は、前板46と背面部44との間において、送風機室41と機械室42とに跨るように配置されている。具体的には、加湿ユニット60の一部は、送風機室41に配置され、その他の部分は、機械室42に配置されている。加湿ユニット60は、送風機室41及び機械室42の上部に配置され、仕切部材43の一部分としての機能を有する。
加湿ロータ63は、円盤形状の部材である。加湿ロータ63は、回転軸の周りを回転しながら、空気中に含まれる水分の吸着および放出を行う。加湿ロータ63の回転軸は、加湿ロータ63の円形の主表面の中心を通り、かつ、水平方向に沿って延びている。すなわち、加湿ロータ63は、その主表面が鉛直方向に沿うように配置されている。
加湿用ヒータ71は、加湿ロータ63の水分放出領域63bと前板46との間において、水分放出領域63bと対向するように配置されている。図4に示されるように、加湿用ヒータ71は、加湿ロータ63の水分放出領域63bから水分を放出させるために、水分放出領域63bに送られる空気を加熱する。加湿用ヒータ71によって加熱された空気は、水分放出領域63bを通過するときに加湿ロータ63から水分を放出させて、湿度が高い空気となる。
図5は、吸着用ダクト68、加湿用ダクト73、加湿用ファン75、及び第2加湿用ダクト180の斜視図である。
加湿用ダクト73は、加湿用ヒータ71によって加熱され水分放出領域63bを通過した空気を加湿用ファン75まで導く。加湿用ダクト73に導かれる空気の流れは、加湿用ファン75によって発生する。
加湿用ファン75は、機械室42に配置されている。加湿用ファン75は、図1に示されるように、加湿用ファンロータ75aと、加湿用ファンモータ75bとを有する。加湿用ファンロータ75aは、回転軸周りに回転することで、加湿ロータ63の水分放出領域63bを通過して加湿された空気を所定の方向へ送り出す。加湿用ファンモータ75bは、加湿用ファンロータ75aを駆動する。加湿用ファン75は、加湿用ファンロータ75aの回転軸が水平方向に沿うように配置される。加湿用ファンロータ75aの回転軸は、加湿用ファンモータ75bの回転軸に接続されている。加湿用ファンロータ75aは、例えば、樹脂で成形されている。
第2加湿用ダクト180は、加湿用ファン75によって送られてきた高温高湿の空気を、給気ホース18(図1参照)の接続口まで導くダクトである。第2加湿用ダクト180のほぼ全体は、機械室42に配置されている。しかし、第2加湿用ダクト180の一部であって、給気ホース18の接続口に接続される部分は、右側板47を挟んで機械室42の反対側に位置している(図2参照)。
ロータ枠壁65は、加湿ロータ63を所定の位置において回転可能に支持するための部材である。図6は、ロータ枠壁65の正面図である。図6では、ロータ枠壁65に支持されている加湿ロータ63の円盤形状の輪郭が点線で示されている。図6では、加湿ロータ63の回転方向が、点線の矢印で示されている。図6は、加湿ロータ63の回転軸63dに沿って視た図である。
冷房運転モード、暖房運転モード、及び加湿運転モードのそれぞれにおける、空調機10の動作について説明する。
冷房運転時において、四路切換弁32は、圧縮機31の吐出側と室外熱交換器33のガス側とを接続し、かつ、圧縮機31の吸入側と室内熱交換器21のガス側とを接続する。図1において、冷房運転時における四路切換弁32の状態は、実線で示されている。
暖房運転時において、四路切換弁32は、圧縮機31の吐出側と室内熱交換器21のガス側とを接続し、かつ、圧縮機31の吸入側と室外熱交換器33のガス側とを接続する。図1において、暖房運転時における四路切換弁32の状態は、点線で示されている。
空調機10の加湿運転は、暖房運転と組み合わされて行われる。図2、図3及び図5に示されるように、加湿ユニット60の吸着用ダクト68の空気流入口681(図5参照)は、前板46の室外吸込口46b(図3参照)に向かって開口し、空気流出口683(図2参照)は、室外ファン39が回転するときに負圧となるベルマウス52の上流側に開口している。室外ファン39が稼動すると、空気流出口683側の気圧が空気流入口681側より低くなり、室外熱交換器33を通過していない外気が、空気流入口681から吸い込まれる。空気流入口681から吸い込まれた外気に含まれる水分は、加湿ロータ63の水分吸着領域63aに吸着される。
加湿ロータ63は、回転軸63dの周りを回転しながら、空気中に含まれる水分の吸着および放出を行う円盤形状の部材である。図7は、回転軸63dに沿って視た加湿ロータ63の模式図である。以下において、加湿ロータ63を回転軸63dに沿って視る場合とは、視線が回転軸63dに平行であり、かつ、視線が回転軸63dと重なるように、加湿ロータ63を視る場合を意味する。この場合、図7に示されるように、加湿ロータ63の円形の主表面のみが視界に入ることになる。
本実施形態の加湿ユニット60では、加湿ロータ63は、複数種類の吸着材から構成されている。これにより、加湿ロータ63を通過する空気の特性、および、加湿ロータ63の温度分布に合わせて、加湿ロータ63の各吸着材領域69a,69bに適切な吸着材を設けることで、加湿ロータ63の水分の吸着容量を向上させることができる。加湿ロータ63を通過する空気の特性とは、例えば、単位時間当たりにおける、加湿ロータ63を通過する空気の流量である。
本発明の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。次に、本発明の実施形態の適用可能な変形例について説明する。
実施形態の加湿ユニット60では、加湿ロータ63の主表面は、2つの吸着材領域69a,69bに区画されている。しかし、加湿ロータ63の主表面は、3つ以上の吸着材領域に区画されてもよい。
実施形態の加湿ユニット60では、加湿ロータ63は、2種類の吸着材から構成されている。しかし、加湿ロータ63は、3種類以上の吸着材から構成されていてもよい。この場合、加湿ロータ63の主表面の吸着材領域の数は、加湿ロータ63に用いられる吸着材の種類の数以上である。複数の吸着材領域は、同じ種類の吸着材から構成されてもよい。
実施形態の加湿ユニット60では、図7に示されるように、加湿ロータ63は、回転軸63dに沿って視た場合に、回転軸63dを中心とする円形状を有している。加湿ロータ63では、互いに隣接している複数の吸着材領域69a,69bの間の境界は、回転軸63dに沿って視た場合に、回転軸63dを中心とする円形状を有している。
実施形態および変形例Cの加湿ユニット60では、加湿ロータ63を通過する空気の特性、および、加湿ロータ63の温度分布に合わせて、加湿ロータ63の各吸着材領域69a,69bに適切な吸着材が設けられている。
実施形態および変形例Cの加湿ユニット60では、加湿ロータ63を通過する空気の特性、および、加湿ロータ63の温度分布に合わせて、加湿ロータ63の各吸着材領域69a,69bに適切な吸着材が設けられている。
63 加湿ロータ
63d 回転軸
69a 第1吸着材領域
69b 第2吸着材領域
169a 第2吸着材領域
169b 第1吸着材領域
169c 第2吸着材領域
Claims (7)
- 空気中の水分を吸着し、かつ、加熱されることにより吸着した水分を空気中に放出する吸着材からなる加湿ロータ(63)を備え、
前記加湿ロータは、回転軸(63d)を中心に回転可能であり、かつ、前記回転軸に沿って視た場合に、複数の吸着材領域(69a,69b,169a,169b)に区画され、
互いに隣接している複数の前記吸着材領域の前記吸着材の仕様は、互いに異なっている、
加湿装置(60)。 - 前記加湿ロータは、前記回転軸に沿って視た場合に、前記回転軸からの距離に応じて、複数の前記吸着材領域に区画されている、
請求項1に記載の加湿装置。 - 前記加湿ロータは、前記回転軸に沿って視た場合に、前記回転軸を中心とする円形状を有し、
互いに隣接している複数の前記吸着材領域の間の境界は、前記回転軸に沿って視た場合に、前記回転軸を中心とする円形状を有している、
請求項2に記載の加湿装置。 - 前記加湿ロータは、
前記径方向の最も外側にある前記吸着材領域である第1吸着材領域(69a)と、
前記第1吸着材領域よりも前記径方向においてより内側にある前記吸着材領域である第2吸着材領域(69b)と、
を有し、
前記第1吸着材領域の前記吸着材の水分の吸着容量は、前記第2吸着材領域の前記吸着材の水分の吸着容量よりも大きい、
請求項3に記載の加湿装置。 - 前記加湿ロータは、
前記径方向の中心を含む前記吸着材領域である第1吸着材領域(169b)と、
前記第1吸着材領域よりも前記径方向において、より内側、および、より外側にある前記吸着材領域である第2吸着材領域(169a,169c)と、
を有し、
前記第1吸着材領域の前記吸着材が吸着した水分を放出できる温度は、前記第2吸着材領域の前記吸着材が吸着した水分を放出できる温度よりも高い、
請求項3に記載の加湿装置。 - 前記加湿ロータは、前記回転軸に沿って視た場合に、前記加湿ロータを通過する空気の流量の分布に応じて、複数の前記吸着材領域に区画されている、
請求項1から3のいずれか1項に記載の加湿装置。 - 前記加湿ロータは、前記回転軸に沿って視た場合に、前記加湿ロータを通過する空気の温度の分布に応じて、複数の前記吸着材領域に区画されている、
請求項1から3のいずれか1項に記載の加湿装置。
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