空気調和装置の室外機
【課題】加湿機能を有する室外機のダウンサイジングを図ると同時に、加湿性能を改善する。
【解決手段】ケーシング40内に設置されている加湿ユニット60は、外気から吸湿し加熱されることにより吸湿した水分を放湿する加湿ロータ63と、加湿ロータ63に外気を導く吸湿用ダクト68及び加湿ロータ63を囲う包囲壁65とを有している。吸湿用ダクト68及び包囲壁65のうちの少なくとも一方は、送風機室41内に配置されている。送風機室41内に配置されている吸湿用ダクト68及び包囲壁65は、室外熱交換器を通過した後の外気が当たる場所に設置されている。
【解決手段】ケーシング40内に設置されている加湿ユニット60は、外気から吸湿し加熱されることにより吸湿した水分を放湿する加湿ロータ63と、加湿ロータ63に外気を導く吸湿用ダクト68及び加湿ロータ63を囲う包囲壁65とを有している。吸湿用ダクト68及び包囲壁65のうちの少なくとも一方は、送風機室41内に配置されている。送風機室41内に配置されている吸湿用ダクト68及び包囲壁65は、室外熱交換器を通過した後の外気が当たる場所に設置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、加湿ユニットを有する空気調和装置の室外機に関する。
【背景技術】
【0002】
加湿機能を有する従来の空気調和装置の中には、空気調和装置の室外機と加湿ユニット(又は加湿装置)とが一体化されたタイプのものがある。このような空気調和装置は、例えば、特許文献1(特開2002−89902号公報)や特許文献2(特開2002−89896号公報)に記載されているように、仕切板によって室外機が上下に仕切られている。そして、これら特許文献1や特許文献2に記載されている室外機においては、加湿ユニットが仕切板の上方に設置され、熱交換器や熱交換器に送風するファンが仕切板の下方に配置されている。
【0003】
このような空気調和装置において加湿性能を改善するため、特許文献1に記載の空気調和装置では、加湿ロータが垂直に立てて配置されている。このように加湿ロータを垂直に立てて配置すると、コンパクト化が難しくなる。
【0004】
一方、加湿機能を有する室外機のダウンサイジングを図るため、特許文献1に記載の空気調和装置では、加湿ユニットの加湿ロータが水平に設置されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、このような構成でも室外機のダウンサイジングが十分ではなく、また室外機のコンパクト化のために加湿ユニットを小型化し、送風機室内に格納すると、加湿ユニットの加湿性能が低下する傾向がある。
【0006】
本発明の課題は、加湿機能を有する室外機のダウンサイジングを図ると同時に、加湿性能を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第1観点に係る空気調和装置の室外機は、空気調和を行うために室内機に接続される空気調和装置の室外機であって、機械室及び外気が通過する送風機室を有するケーシングと、送風機室に設置され、外気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、送風機室に設置され、室外熱交換器に外気を送風する室外ファンと、外気から吸湿し加熱されることにより吸湿した水分を放湿する吸放湿材と、吸放湿材に外気を導く吸湿用ダクト及び吸放湿材を囲う包囲壁とを有し、ケーシング内に設置されている加湿ユニットと、を備える。吸湿用ダクト及び包囲壁のうちの少なくとも一方は、送風機室内に配置され、室外熱交換器を通過した後の外気が当たる場所に設置されている。
【0008】
第1観点に係る室外機によれば、吸湿用ダクトおよび包囲壁のうちの少なくとも一方が送風機室内に配置されるので、吸湿用ダクトや包囲壁の周囲の空間が送風経路として用いられ、吸湿用ダクトや包囲壁の周囲空間が有効活用され、無駄な空間が省かれることでコンパクト化が図れる。一方、室外熱交換器で冷やされて吸湿用ダクトや包囲壁に当たる外気を活用することによって、吸湿用ダクトおよび包囲壁を介して吸放湿材が冷やされるように構成することができる。このような構成によれば、吸湿用ダクトおよび包囲壁を介して室外熱交換器で冷やされた外気を吸放湿材の冷却に用いて、加湿ユニットの水分の吸湿効率を向上させることができる。
【0009】
本発明の第2観点に係る空気調和装置の室外機は、第1観点に係る室外機において、吸湿用ダクト及び包囲壁のうちの少なくとも一方は、室外熱交換器を通過した後の外気が当たる位置に配置されている放熱フィンを有し、放熱フィンによって冷却される。
【0010】
第2観点の室外機によれば、放熱フィンにより放熱効率が高められるので、室外熱交換器で冷やされた外気を用いてより効率良く吸放湿材の冷却ができる。
【0011】
本発明の第3観点に係る空気調和装置の室外機は、第1観点の室外機において、吸湿用ダクト及び包囲壁のうちの少なくとも一方は、室外熱交換器を通過した後の外気が当たる部位が金属部材で構成され、金属部材が吸湿用ダクト及び包囲壁の内部を通過する空気に接触するように設置されている。
【0012】
第3観点の室外機によれば、熱伝導率の高い金属部材が吸湿用ダクト及び包囲壁の内部を通過する空気に接触するように設置されているので、金属部材を介して効率よく吸湿用ダクト内や包囲壁内の空気を冷やすことができる。
【0013】
本発明の第4観点に係る空気調和装置の室外機は、第1観点から第3観点のいずれかの室外機において、吸湿用ダクトは、送風機室に設置され、室外ファンによって負圧になる領域に配置されている排気口を有し、加湿ユニットは、吸湿用ダクトを介して室外ファンによって吸放湿材に外気を供給するよう構成されている。
【0014】
第4観点の室外機によれば、室外ファンによって吸放湿材へ送風する専用のモータやファンの機能を補助或いは代替することにより、吸放湿材への外気供給用のファンやモータを小型化し或いはこれらを省くことができる。
【0015】
本発明の第5観点に係る空気調和装置の室外機は、第1観点から第4観点のいずれかの室外機において、包囲壁は、吸放湿材のうち水分を吸湿する側を囲う吸湿側包囲壁及び、吸放湿材のうち水分を放湿する側を囲う放湿側包囲壁を含み、室外熱交換器から吸湿側包囲壁に当たりケーシング外に抜ける外気流路の送風抵抗よりも、室外熱交換器から放湿側包囲壁に当たりケーシング外に抜ける外気流路の送風抵抗が大きいことを特徴とする。
【0016】
第5観点の室外機によれば、吸湿側包囲壁に当たる外気の量が増えて吸湿側での放熱が向上する一方、放湿側包囲壁に当たる外気の量が抑制されて放湿側での放熱が抑制される。
【0017】
本発明の第6観点に係る空気調和装置の室外機は、第5観点の室外機において、ケーシングは、一方の側面側に機械室が配置され、室外熱交換器は、ケーシングの他方の側面側から背面にかけて上面視略L字型に配置され、加湿ユニットは、吸放湿材から放湿された水分を含む空気を導く加湿用ダクト及び、加湿用ダクト内の空気を室内機に送風するため機械室に配置されている加湿ファンをさらに有する。
【0018】
第6観点の室外機によれば、一方の側面側の機械室に加湿ファンが配置されるので、加湿ファンを送風機室に配置する場合に比べて室外熱交換器を通過する外気の送風抵抗を抑えることができる。他方の側面側にまで室外熱交換器を配置することで、ケーシングの後面だけに室外熱交換器を配置する場合に比べて室外熱交換器の幅を小さくすることができる。
【0019】
本発明の第7観点に係る空気調和装置の室外機は、第5観点又は第6観点の室外機において、吸放湿材のうち水分を放湿する側に供給される外気を加熱するためのヒータと、室外熱交換器を通過した後の外気からヒータを断熱するための断熱構造とをさらに有するものである。
【0020】
第7観点の室外機によれば、室外熱交換器を通過した後の外気からヒータが断熱されるためヒータが外気によって冷やされるのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明の第1観点に係る空気調和装置の室外機では、加湿機能を有する室外機のダウンサイジングを図ると同時に、加湿性能を改善することができる。
【0022】
本発明の第2観点に係る空気調和装置の室外機では、吸湿用ダクトおよび包囲壁のうちの少なくとも一方の放熱フィンにより放熱効率が高められるので、加湿ユニットの吸放湿材での水分の吸湿効率がさらに向上する。
【0023】
本発明の第3観点に係る空気調和装置の室外機では、金属部材を介して効率よく吸湿用ダクト内や包囲壁内の空気を冷やすことができ、水分の吸湿効率を十分に向上させることができる。
【0024】
本発明の第4観点に係る空気調和装置の室外機では、加湿ユニットの吸放湿材への外気供給用のファンやモータを小型化し或いは削減によって、室外機を小型化することができる。
【0025】
本発明の第5観点に係る空気調和装置の室外機では、吸湿側での放熱が向上する一方、放湿側での放熱が抑制されるため、水分の吸湿効率が上がる一方、放湿に必要な電力などを抑制することができる。
【0026】
本発明の第6観点に係る空気調和装置の室外機では、加湿ファンを送風機室に配置しなくてもよくかつケーシングの他方の側面側も室外熱交換器の配置に用いることができるため、熱交換能力の低下防止と室外機のコンパクト化を同時に実現することができる。
【0027】
本発明の第7観点に係る空気調和装置の室外機では、ヒータが冷やされるのを防ぐことにより消費電力の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】第1実施形態に係る空気調和装置の構成の概要を示す概念図。
【図2】空気調和装置の室外機の概要を示す回路図。
【図3】グリルや室外熱交換器が取り外された状態の室外機の外観を示す斜視図。
【図4】天板が取外された状態の室外機の平面図。
【図5】前板、天板及び左側板などが取り外されている状態の室外機の外観を示す斜視図。
【図6】図1のI−I線断面図。
【図7】前方右斜め上から見た加湿ユニットの斜視図。
【図8】後方右斜め上から見た加湿ユニットの斜視図。
【図9】加湿ユニット周辺の外気の流れを説明するための室外機の部分拡大断面図。
【図10】加湿ロータとヒータを示す分解斜視図。
【図11】加湿ユニットのヒータ周辺の部材の底面図。
【図12】加湿ユニット周辺の構成を示す部分拡大斜視図。
【図13】室外機の加湿ユニット周辺の部分拡大断面図。
【図14】第2実施形態に係る加湿ユニット周辺の構成を示す部分拡大斜視図。
【図15】第1実施形態の変形例による空気調和装置の室外機の概要を示す回路図。
【図16】天板が取外された状態の図15の変形例に係る室外機の上面図。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明に係る空気調和装置の室外機の実施形態は、以下に説明する実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【0030】
<第1実施形態>
(1)空気調和装置の構成の概要
本発明の第1実施形態に係る空気調和装置10は、図1に示されているように、室内機20と室外機30とが連絡配管12によって接続されて構成されている。この空気調和装置10は、冷房運転、暖房運転、除湿運転、加湿運転、給気運転及び排気運転などの複数の運転モードを持っており、これらの運転モードを適宜組み合わせることもできる。
【0031】
冷房運転や暖房運転においては、室内の空気を冷やしたり温めたりするため、室内機20及び室外機30でそれぞれ熱交換が行われ、連絡配管12を通して室内機20と室外機30との間で熱の移動がある。このような熱交換と熱の移動とを行わせるために、例えば空気調和装置10には図2に示されている冷媒回路が形成される。冷媒回路を形成するため、図2の室内機20には室内熱交換器21が設けられ、室外機30には圧縮機31、四路切換弁32、室外熱交換器33、電動弁34、フィルタ35、アキュムレータ36、液閉鎖弁37及びガス閉鎖弁38が設けられている。また、室内機20と室外機30とを結ぶ液冷媒配管14及びガス冷媒配管16が連絡配管12の中に通っている。
【0032】
また、加湿運転、給気運転及び排気運転では、室内に外気を供給したり室内の空気を排出したりするため、連絡配管12の給気ダクト18を通して室内機20と室外機30との間で空気の移動がある。特に、加湿運転では、水分を多く含んだ湿度の高い空気を室外機30から室内機20に供給するため室外機30において外気から水分を取り込む。そのために、室外機30には、外気から水分を取り込む機能を持つ加湿ユニット60が設けられている。
【0033】
(1−1)冷媒回路の動作
冷媒回路の動作は従来からあるものと変わらないが、図2に示されている冷媒回路の動作について簡単に説明する。
【0034】
冷房時には、四路切換弁32が実線の接続になっており、圧縮機31で圧縮されて吐出された冷媒が四路切換弁32を介して室外熱交換器33に送られる。室外熱交換器33で外気との熱交換が行われて熱を奪われた冷媒は、電動弁34に送られる。高圧液状の冷媒が電動弁34で低圧状態に変化する。電動弁34で膨張した冷媒は、フィルタ35を介して液閉鎖弁37及び液冷媒配管14を通って室内熱交換器21に入る。室内熱交換器21で室内空気との熱交換が行われて熱を奪って温度が上昇した冷媒は、ガス冷媒配管16を通って四路切換弁32に送られる。四路切換弁32では、ガス閉鎖弁38とアキュムレータ36とが接続されている。そのため、ガス冷媒配管16を通って室内熱交換器21から送られてきた冷媒は、アキュムレータ36を介して圧縮機31に送られる。
【0035】
暖房時には、四路切換弁32が点線の接続になっており、圧縮機31で圧縮されて吐出された冷媒が室内熱交換器21に送られる。そして、冷房時とは逆の経路をたどって、室外熱交換器33を出た冷媒は圧縮機31に戻ってくる。つまり、圧縮機31、四路切換弁32、ガス冷媒配管16、室内熱交換器21、液冷媒配管14、電動弁34、室外熱交換器33、四路切換弁32、アキュムレータ36及び圧縮機31の順に冷媒が循環する。
【0036】
(2)室内機の構成
室内機20には、室内熱交換器21の他に、図2に示されているように、モータで駆動される室内ファン22が室内熱交換器21の下流側に設けられている。この室内ファン22はクロスフローファンである。室内ファン22が駆動されると、図1に示されている室内機20上部の吸込口23から吸い込まれた室内空気が、室内熱交換器21を通過して室内機20下部の吹出口24から吹き出される。
【0037】
また、室内機20には、給気ダクト18の給気口25が、室内熱交換器21の上流側空間に設けられている。給気ダクト18は加湿ユニット60に接続されており、加湿ユニット60から送られてくる湿度の高い空気が給気口25から室内熱交換器21の上流側空間に供給される。このような湿度の高い空気が給気口25から供給されている状態で室内ファン22を駆動することにより、室内機20の吹出口24から吹き出される調和空気の湿度を高くすることができる。例えば、このとき同時に室内熱交換器21を蒸発器として用いて、室内機20に、加湿運転と冷房運転を同時に行わせることができる。
【0038】
(3)室外機の構成
(3−1)室外機の構成の概要
室外機30は、ケーシング40と仕切板43とを備えており、図2に示すように、ケーシング40の内部空間が仕切板43によって送風機室41と機械室42とに分けられている。室外機30では、送風機室41から機械室42に風が回り込まないように、送風機室41と機械室42とが仕切板43によって遮蔽されている。
【0039】
室外機30には、冷媒回路を構成する上述の機器や加湿ユニット60の他に、図2に示されているように、ファンモータ39aによって駆動される室外ファン39が室外熱交換器33の下流側に設けられている。この室外ファン39はプロペラファンであり、ファンモータ39aによって駆動されるプロペラ39bを有している。室外ファン39が駆動されると、室外熱交換器33の後面側から室外熱交換器33を通して吸い込まれた外気が、室外機30の吹出口44から吹き出される。図1に示すように吹出口44の前面は、グリル45で覆われ、室外ファン39のプロペラ39bが室外機30の外部にある物と接触しないよう構成されている。このグリル45は、ケーシング40の前板46に取り付けられている。
【0040】
この室外機30の送風機室41には加湿ユニット60が設けられており、加湿ユニット60が室外熱交換器33の前に配置されている。加湿ユニット60が室外熱交換器33の前に配置されるということは、室外熱交換器33を通過する送風経路に加湿ユニット60の一部が掛かっているということである。このような場所にある加湿ユニット60には、室外熱交換器33を通過する送風経路の送風抵抗の増加を抑えるために、後述するような形状と配置位置とが与えられている。
【0041】
(3−2)ケーシング
図3は、室外機30の斜視図であり、図1の室外機30からグリル45などが取り外された状態を示している。図4は、室外機30の平面図であり、室外機30の天板48が取外された状態を示している。図5は、室外機30の斜視図であり、前板46、天板48及び左側板50などが取り外されている状態を示している。また、図6は、図1のI−I線断面図である。
【0042】
室外機30のケーシング40は、図3に示されている前板46、右側板47、天板48及び底板49を備えている。また、図4に示されているように室外熱交換器33は上面視L型の形状であり、ケーシング40の左側面には、L字型の室外熱交換器33の左側面部332に正対して左側板50が取り付けられている。図4からは視認できないが、室外熱交換器33に外気を導くため、左側板50が格子形状に成形されている。室外熱交換器33の後面部331のために送風機室41の後側が開放されており、図示省略されているが、送風機室41の後側には室外熱交換器33の後面部331を覆う保護金網が取り付けられている。
【0043】
ケーシング40を送風機室41と機械室42とに仕切る仕切板43は、図5に示されているように、右側板47に略並行に配置されている。この仕切板43は、室外熱交換器33の右端から前方に向かって延びるとともに、底板49から天板48まで上下に延びている。この仕切板43の前方部は、前板46に接して取り付けられる。右側板47は、室外熱交換器33の後面部51の右端から右側面に至る後面及び右側面全体を覆っている。
【0044】
また、仕切板43には開口部43bが形成されている(図5参照)。図4に示されている電装品箱55がこの開口部43bに配置され、パワーデバイスを冷却するためのフィンが開口部43bから送風機室41内に向かって突出して配置される。
【0045】
ところで、前板46には図3に示されている円形の吹出口44が形成されており、吹出口44の周囲にリング状のベルマウス52が取り付けられている。プロペラ39bの一部がこのベルマウス52で囲まれた空間内に入るように配置されている。
【0046】
プロペラ39bの回転軸をファンモータ39aの駆動軸に結合させるため、プロペラ39bの後面側にファンモータ39aが取り付けられている。このファンモータ39aを支持するためのファンモータ台53は、プロペラ39bの後面側にある上下に長い金属製の部材である。このファンモータ台53は、プロペラ39bによる外気の流れを妨げないように、上下に延びる2本の支柱部と、これらの支柱部をファンモータ39aや室外熱交換器33の上端33bや底板49の付近で繋ぐ複数の横桟部とで構成されている。そして、ファンモータ台53は、底板49と室外熱交換器33の上端33bとに取り付けられている。
【0047】
(3−3)室外熱交換器
室外熱交換器33は、既に説明したように、ケーシング40の後側に配置される後面部331と左側面側に配置される左側面部332を有しており、上面視においてL字型の形状を呈する。この室外熱交換器33は、高さ方向に長く延びる多数のフィンと、フィンを貫いて水平に取り付けられて多数のフィンと熱的に接続されている伝熱管とを有している。そして、室外熱交換器33は、底板49から天板48に達する背丈を持っている。伝熱管は、室外熱交換器33の両端部で複数回折り返されることによって高さ方向に多数列配置されている。例えば、冷房時には、室外熱交換器33の最下層の列の伝熱管から高温の冷媒が入って上の列ほど冷媒温度が下がるように配置され、暖房時には、最上層の列の伝熱管から低温の冷媒が入って下の列ほど冷媒温度が上がるように配置される。このような配置にすると、暖房時には、室外熱交換器33の上部付近で冷やされた外気が加湿ユニット60の吸湿用ダクト68に導かれる。
【0048】
(3−3−1)室外熱交換器と加湿ユニットの配置
図7及び図8には、室外熱交換器33の前に配置されている加湿ユニット60が示されている。図7は、加湿ユニット60を取り出して、加湿ユニット60の前方右斜め上から見た斜視図であり、図8は、加湿ユニット60の後方右斜め上から見た斜視図である。ただし、図7及び図8は、図4及び図5に示されている上部カバー67を取外した状態を示している。
【0049】
室外熱交換器33の前に加湿ユニット60が剥き出しで配置されているのが、この室外熱交換器30の特徴である。加湿ユニット60の上面60aの位置の高さは、室外熱交換器33の上端33b(頂部)の高さと一致する。加湿ユニット60は、比較的複雑な外観をそのままに、できるだけ容積が小さくなる形状が与えられている。
【0050】
(3−4)グリル
図1に示されているグリル56は、ケーシング40の前板46に取り付けられ、吹出口44を覆っている。グリル56には、外気を吹き出すため、図9に示されている開口部56aが多数形成されている。 また、図9に示されているように、吸気口68aの正面側に面するグリル56の上部の領域Ar1にまで開口部56aが形成されている。図9に二点鎖線で示されている経路r1のように、グリル56の領域Ar1の開口部56aから吸い込まれた外気は、吸気口68aから吸気ダクト68を通り、加湿ロータ63を通過して、室外ファン39によって負圧になっている空間70へと導かれる。
【0051】
(3−5)加湿ユニット
(3−5−1)吸湿部と放湿部
加湿ユニット60は、図2や図5などに示されているように、外気から吸湿するための吸湿部61と、放湿して空気を加湿するための放湿部62とを有する。この加湿ユニット60においては、吸湿部61と放湿部62とは、図10に示されているような1枚の円盤状の加湿ロータ63によって構成されている。つまり、加湿ロータ63は、吸湿部61と放湿部62とを兼ねる吸放湿材である。この円盤状の加湿ロータ63は、ゼオライト等の焼成によって形成されたハニカム構造のゼオライトロータである。加湿ロータ63は、円盤の中心を回転軸として回転するように取り付けられ、加湿ロータ63の周囲に設けられているギア64に伝達されるロータ駆動用モータ(図示省略)の動力によって回転駆動される。
【0052】
加湿ロータ63を形成しているゼオライト等の吸着剤は、例えば常温で空気から吸湿し、ヒータ71で高温に加熱された空気により常温よりも高い温度になることによって放湿するという性質を持っている。つまり、加湿ロータ63のうちの高温の空気にさらされている側が吸湿部61になり、高温の空気にさらされている側が放湿部62になる。別の観点から見ると、加湿ロータ63は、加湿ロータ63の温度が低い側で吸湿し、加湿ロータ63の温度が高い側で放湿する。この加湿ロータ63が回転するので、吸湿部61での吸湿によって加湿ロータ63に吸着された水分は、加湿ロータ63の回転に連れて放湿部62に運ばれ、放湿部62での放湿によって吸着されていた水分が脱着されて放湿部62の周囲の空気が加湿される。加湿ロータ63の放湿部62を通過させる空気を加熱するため、放湿部62の上方にはヒータ71が設けられている。
【0053】
(3−5−2)ヒータ
図10に示されているように、放湿部62から放湿させるために、加湿ロータ63の放湿部62の上方にヒータ71が設けられている。図11は、ヒータ71及びヒータ支持部材74を下方から見た底面図である。ヒータ71は、筒状の筐体の中に電熱線(図示省略)が設けられた構造を持ち、吸入口72から吸入されて加湿ロータ63に送られる外気を電熱線で加熱する。加湿ロータ63のハニカム構造の開口を加熱された空気が通り抜けるときに、加湿ロータ63からの放湿によって加湿用ダクト73の空気が加湿される。
【0054】
ヒータ71は、図11に示されているように、ヒータ支持部材74の下側に取り付けられている。ヒータ支持部材74は、上面部74aと周囲の外壁部74bと固定板74cとを有し、上面と側面とが上面部74aと外壁部74bとで囲まれ下方が解放されている筒体である。ヒータ71の筐体及びヒータ支持部材74は、耐熱性を必要とするため板金によって形成されている。吸入口72は、ヒータ支持部材74の前面側かつ加湿ロータ63の下にあって、吸入口72から吸入されて加湿ロータ63を上に抜けた外気がヒータ71の筐体の中を前面側から後面側に向けて通過する。このとき、ヒータ71によって外気が加熱される。ヒータ71の筐体を通過した空気は、加湿ロータ63の上を通って後面側に進む。加湿ロータ63の後面側の下方が加湿用ダクト73(図5参照)に繋がっているので、加湿用ダクト73の上方に達した空気は、加湿ロータ63を下に向けて通過して加湿用ダクト73に吸い込まれる。加湿ロータ63は、ヒータ71によって温度が上昇した空気に晒されて放湿する。このように加湿ロータ63によって加湿された空気が加湿用ダクト73を経て室内機20へと導かれる。そのため、加湿ロータ63のうち、図8に示されているように、ヒータ支持部材74の下方が放湿部62になり、それ以外の部分が吸湿部61になる。加湿ロータ63は、上面から見て時計回りに回転しており、吸湿部61として機能した加湿ロータ63の部分が回転してヒータ支持部材74の下に来ると放湿部62として機能する。
【0055】
ヒータ支持部材74は、板金で形成されていて熱伝達率が高いため、ヒータ支持部材74が冷えるとヒータ71によって加熱された空気から再び熱が奪われる。このような状況で空気を加熱しなければならないとすると電力消費が大きくなるので、ヒータ支持部材74から熱が逃げないよう、図4に示されている上部カバー67でヒータ支持部材74が覆われている。図5から分かるように、上部カバー67の上面67cの位置の高さは、室外熱交換器33の上端33b(頂部)の高さと一致する。
【0056】
ヒータ支持部材74が外気によって冷やされるのを防ぐため、図12に示されているように、上面部74aに断熱材74dを貼り付けることが好ましい。断熱材74dとしては発泡ポリエチレンなどが用いられる。
【0057】
(3−5−3)包囲壁
図7及び図8に示されているように、円盤状の加湿ロータ63の外周の全周囲は、包囲壁65,66によって包囲されている。この加湿ユニット60では、吸湿部61の外周が包囲壁65によって覆われ、放湿部62の外周が包囲壁66によって覆われている。
【0058】
包囲壁65のうち、図8に示された上部領域65aが板金部材で構成されている。この包囲壁65の上部領域65aは、その内壁が直接吸湿用ダクト68で吸湿部61に送られる空気に接するよう構成されている。そのため、包囲壁65が冷やされることにより加湿ロータ63に導かれる空気も冷やされる。なお、包囲壁65のうち領域65aの下の下部領域65bは、吸湿用ダクト68の内部の空気に触れることはないが、上部領域65aを冷やすのに役立つので、包囲壁65の下部領域65bも板金部材で構成されている。
【0059】
(3−5−4)吸湿用ダクト
吸湿部61の上部には、吸湿部61に外気を導くための吸湿用ダクト68が設けられている。吸湿用ダクト68を上から見ると、図4に示されているように、中心角αが180度より大きい扇形の吸湿部61の上を覆っている。
【0060】
吸湿用ダクト68は、前面側に向かって開口していて前面側から外気を吸い込む吸気口68aを有している。吸湿用ダクト68の上部には、図6に示されているように、吸気口68aに続く傾斜部68bが形成されており、そのため、側面から見ると吸湿用ダクト68が下方に向けて湾曲している形になる。このような下方に向け湾曲した構造を吸湿用ダクト68が持っているため、下方から上に向かって送風されてくる外気が吸湿用ダクト68の吸気口68aから入り易くなる。また、吸湿用ダクト68は、吸気口68aから後面側に進むに従って上下に広がっており、外気が上下に広がりながら吸気口68aから後面側に向かって進む。吸湿用ダクト68は、吸湿部61の全面を覆っているので、吸湿用ダクト68の下方に配置されている加湿ロータ63を、外気が上から下に向けて通過する。
【0061】
吸湿用ダクト68は、板金部材で形成されている。板金部材で構成することにより、吸湿用ダクト68の内部を流れる空気が吸湿用ダクト68によって冷やされる。吸湿部61に隣接する放湿部62では、ヒータ71による加熱が行われているので、吸湿部61と放湿部62とは断熱部材で断熱されてヒータ71の熱が吸湿用ダクト68に伝わらないようにすることが好ましい。
【0062】
吸湿用ダクト68の後部には傾斜部68cが設けられている。一方、放湿部62の側の上部カバー67は、このような傾斜構造を有しておらず、上部のアールの部分を除いて垂直な壁のような形状をしている。このように構成することで、吸湿部61の側に流れる外気の方が放湿部62の側に流れる外気よりも多くなるように構成されている。
【0063】
加湿ユニット60の上部の傾斜部68cがあることによって、室外熱交換器33を前方に向かって通過して傾斜部68cに当たる外気については、加湿ユニット60に当たって左側の前方に進む。図4に示されているように、左側面側に進んだ外気は、室外熱交換器33と加湿ユニット33との空間41aから下に向けて流れ、プロペラ39bの方に向かう経路r3が形成される。そのため、この経路r3が形成されない場合に比べて、送風抵抗が低下する。
【0064】
(3−5−5)排気口
排気口69は、加湿ロータ63の下方にある。そして、この排気口69は、吸湿用ダクト68の上面からの投影部分にほぼ等しい領域を占める。排気口69の下方には、図6や図9に示されているように、プロペラ39bが配置されている。つまり、この排気口69は、プロペラ39bが回転するときに負圧になる空間70に対向していることになる。このような構成によって、ベルマウス52からプロペラ39bにより吹き出されて吸気口68aに入った外気が、図9に二点鎖線で記されている経路を通って、負圧の空間70の方に引かれて排気口69から送風機室41に吹き出される。そのため、室外ファン39のみによって外気が吸湿部61に送られ、従来必要であった吸湿部61に外気を送るための専用のファンを省くことができる。
【0065】
(3−5−6)ターボファン及び加湿用ダクト
加湿用ダクト73は、上述のように、加湿ロータ63の下方後面側に位置していて室外熱交換器33の前方に位置するため、室外熱交換器33を通過する外気にとっての送風抵抗になる。また、ターボファン75も室外熱交換器33の前に配置されると送風抵抗を発生させる原因になるため、図2や図4に示されているように機械室42に設置されている。
【0066】
プロペラ39bが加湿ユニット60の下方に配置されており、プロペラ39bの回転する領域のうち最も高い位置でも、室外熱交換器33の上端33bから加湿ユニット60の大きさ分だけ下に下がったところに位置することになる。そのため、室外熱交換器33の上端近傍を通過した外気は、プロペラ39bに向かって斜め下に向かって流れる。このような外気の流路を加湿用ダクト73ができるだけ妨げないように、加湿用ダクト73はターボファン75に近い方が室外熱交換器33の上端33bの高さと同じ位置にくるように、ターボファン75に向かって斜めに配置されている。加湿用ダクト73には、図2に示されているようにダンパ78が取り付けられており、加湿運転時における加湿用ダクト73における逆流つまりターボファン75側から加湿ロータ63へ流れる空気の流れを防止している。
【0067】
ターボファン75は、図7に示されているように、前後方向に場所を取らない配置になっている。すなわち、ターボファン75の羽根車の回転軸が前後方向に伸びる縦置きの配置となっている。そして、ターボファン75の吸込口76は、加湿ユニット60の方を向いて水平に配置されている。また、ターボファン75の吐出口77は、下方に向けて斜めに配置されている。ダンパ78を加湿用ダクト73の側に設けるとともに吐出口76を斜め下方に向けて設けることによって、ターボファン75の吐出口77及び吐出口77近傍も室外機30の内部に収納されている。右側板47の開口部47aから露出しているターボファン75の吐出口77には、給気ダクト18が取り付けられる。
【0068】
(3−5−7)加湿ユニットの固定
図13には、加湿ユニット60の断面形状が示されている。加湿ユニット60は、ファンモータ台53の上にビス53aで固定されている。そのため、室外熱交換器33の前面33aと加湿ユニット60後面60bとの間に所定隙間Isが形成されている。固定された状態では、加湿ユニット60は前後左右に移動しない。さらに、この隙間Isは、後面60bに形成されているリブ60cによって確実に保たれる。また、加湿ユニット60の前方が前板46に嵌め込まれる。
【0069】
吸湿用ダクト68の後面側には、傾斜部68cが形成され、図13に示されている包囲壁65は下方に行くに従って前方に張り出すように傾斜している傾斜部65cが設けられている。傾斜部65cが設けられて下方が図9に示されているように傾斜していると、外気の通りが良くなる。
【0070】
上述のように隙間Isが形成されているため、図13に示されている経路r1のように外気が流れ、加湿ユニット60の後面側にある室外熱交換器33を外気が通過してこの通過する外気が熱交換されるので、熱交換効率が低下するのを抑制できる。
【0071】
<第2実施形態>
次に本発明の第2実施形態に係る空気調和装置について図14を用いて説明する。第1実施形態の空気調和装置10では、吸湿用ダクト68を板金部材で構成することにより、吸湿用ダクト68内の空気を冷却している。第2実施形態に係る空気調和装置10Aでは、板金部材製の吸湿用ダクト68の上に放熱フィン81を取り付けて、吸湿用ダクト68を放熱フィン81によって冷却するようにしている。それにより、吸湿用ダクト68内の空気が冷やされ、吸湿部61での吸湿が促進される。
【0072】
図14に示されるように、放熱フィン81の各フィンは、前後に向かって延びて鉛直に取り付けられている。そのため、2つのフィンの間に空気の流路r4が形成される。室外熱交換器33を通過し、この流路r4を通って吸湿用ダクト68の前方に達した外気は、吸湿用ダクト68の吸気口68aから吸湿用ダクト68内に入る。そのため、このような放熱フィン81を設けることで外気の流路r4は前後方向に限られるが、流路r4が限定されることによる送風抵抗の増加が緩和されている。
【0073】
(4)特徴
(4−1)
図2、図5及び図7などに示されているように、吸湿用ダクト68及び包囲壁65が室外熱交換器33の前に配置されている。吸湿用ダクト68及び包囲壁65が送風機室41内に配置されるということは、吸湿用ダクト68や包囲壁65がケーシング40の内部にあって、室外機30の外観を構成しないということである。そのため、吸湿用ダクト68や包囲壁65を有する加湿ユニット60は、図7や図8に示されているように、従来のような直方体の中に無理やり配置する必要がなく、比較的形状の設計が自由に行なえるようになる。つまり、外観による形状の拘束がなくなったことによって、加湿ユニット60の吸湿用ダクト68や包囲壁65には、できるだけ容積が小さくなるような形状が与えられるということである。また、吸湿用ダクト68や包囲壁65の形状が多少歪んでいてもその周囲は送風経路として用いることができる。そのため、吸湿用ダクト68や包囲壁65の周囲の空間は有効に活用され、無駄な空間が省かれることで室外機33のコンパクト化が図られる。
【0074】
また、吸湿用ダクト68及び包囲壁65には、室外熱交換器33を通過した外気が当たる構成になっている。暖房時に室内が乾燥するときにもっぱら加湿運転が行われるため、加湿運転時においては室外熱交換器33を通過した外気は、室外熱交換器33での熱交換によって冷やされている。その結果、室外熱交換器33を通過した外気によって、吸湿用ダクト68や包囲壁65が冷やされる。それにより、吸湿用ダクト68を通って吸湿部61に導かれる空気が冷やされることになり、加湿ロータ63(吸放湿材)の吸湿性能を向上させることができる。
【0075】
(4−2)
図14に示されているような放熱フィン81が用いられる場合には、吸湿用ダクト68や包囲壁65からの放熱効率を向上させることができる。そのため、放熱フィン81が用いられる場合には、吸湿部61に導かれる空気が十分に冷やされ、その結果、吸湿部61(加湿ロータ63)が冷やされて吸湿性能の向上が図られる。
【0076】
(4−3)
吸湿用ダクト68及び包囲壁65が板金部材などの金属材料で構成されている場合には、吸湿用ダクト68や包囲壁65の外部から内部への熱伝達の効率を上げることができる。そのため、吸湿用ダクト68及び包囲壁65が金属材料で構成されている場合には、吸湿部61に導かれる空気が十分に冷やされ、その結果、吸湿部61(加湿ロータ63)が冷やされて吸湿性能の向上が図られる。
【0077】
(4−4)
吸湿用ダクト68は、図9に示されているように、グリル56の領域Ar1に向けて開口して配置されている吸気口68aを有している。排気口69がプロペラ39bの回転により負圧になる空間70に対向しているため、吸湿用ダクト68を介して室外ファン39によって加湿ロータ63(吸放湿材)に外気を供給するための専用のファンやファンモータを小型化し或いは削減することができる。このような専用のファンやモータの小型化や削減によって。室外機30のコンパクト化が図れる。
【0078】
(4−5)
図4及び図13などに示されているように、吸湿用ダクト68の後側に傾斜部68cが設けられている。一方、放湿部62の後側にあたる上部カバー67には、このような傾斜が設けられていない。そのため、吸湿側61の包囲壁65(吸湿部側包囲壁)に当たった外気の一部は、この傾斜部68cに沿って前方へ進みながら室外ファン39の方へ抜ける経路r3が用意されている。そのため、放湿部62の包囲壁66(放湿部側包囲壁)に当たって前方に回りこむ外気流路の送風抵抗に比べて、包囲壁65に当たる方の外気流路の送風抵抗の方が小さくなる。その結果、吸湿側61の包囲壁65に当たる外気の量が放湿部62の包囲壁66に当たる外気の量よりも多くなり、吸湿側61の包囲壁65からの放熱量を多くできる一方、放湿部62の包囲壁66からの放熱量を抑えることができる。
【0079】
(4−6)
図4に示されているように、室外熱交換器33を上面視L字型にして左側面側(他方の側面側)に左側面部332を配置することで左側面側においても熱交換が行われる構成となっている。それにより、ケーシング40の後側だけに室外熱交換器33を配置する場合に比べて、熱交換の性能の低下を防止できる。また、右側面側(一方の側面側)の機械室42にターボファン75(加湿ファン)を配置することで、室外熱交換器33の前にターボファン75が配置されなくなり、ターボファン75による送風抵抗の増加を防ぐことができる。同時に、ターボファン75を機械室42に配置することでターボファン75の周囲にあった無駄な空間が機械室42に設置される他の部品の設置スペースとして利用され、このように空間の無駄が省かれることによってコンパクト化し易くなる。
【0080】
加湿ユニット60に対向する左側面部332の面と、左側面部332に対向する加湿ユニット60の面との間にも、所定隙間が設けられることが好ましい。それにより、左側面部332の熱交換機能の低下が防止される。
【0081】
(4−7)
図12に示されているように、上面部74aに断熱材74d(断熱構造)を貼り付けられているので、室外熱交換器33を通過した冷たい外気からヒータ71が断熱される。それにより、ヒータ71の消費電力の削減を図ることができる。
【0082】
また、図4に示されている上部カバー67でヒータ支持部材74が覆われている。つまり、ヒータ71がヒータ支持部材74と上部カバー67の両方で覆われた二重構造(断熱構造)となっている。それにより、ヒータ71の消費電力の削減を図ることができる。
【0083】
(5)変形例
(5−1)
図5及び図6に破線で示されているように、排気用ダクト80が設けられてもよい。このような排気用ダクトが設けられる場合にも、室外熱交換器33の前面33aから排気用ダクトの後面との間に所定隙間Is以上の隙間Is2が設けられることが好ましい。また、排気用ダクト80の下方に傾斜部80aが設けられて、傾斜部80aによって送風抵抗が低下されることが好ましい。
【0084】
(5−2)
上記実施形態では、1台の室内機20に1台の室外機30が接続されているペア型の空気調和装置10について説明したが、本発明が適用できる空気調和装置のタイプはペア型には限られない。例えば、1台の室外機に複数台の室内機が接続されているマルチ型の空気調和装置にも本発明を適用することができる。
【0085】
(5−3)
上記実施形態では、室外機30のケーシング40内が、送風機室41と機械室42の2つに分割されている場合について説明したが、内部に送風機室41が設けられているケーシング40であれば本発明の室外機を構成することができる。例えば、送風機室41と機械室42以外に仕切られた空間が形成されていてもよく、機械室42が他の機能も含む他の室として設けられていてもよい。
【0086】
(5−4)
上記実施形態では、室外熱交換器33が上面視L字型の形状を呈するものについて説明したが、本発明の室外機を構成する室外熱交換器は上述の形状には限られない。例えば、上面視I字型形状の室外熱交換器で構成することもできる。
【0087】
(5−5)
上記実施形態では、室外ファン39がプロペラ型のプロペラ39bを持つものについて説明したが、プロペラ型のプロペラ39bを持つものに限られない。プロペラ型以外のファンロータを持つ室外ファンでも本発明の室外機を構成することができる。
【0088】
(5−6)
上記実施形態では、吸湿部61が放湿部62よりも大きく、図4に示されているように、吸湿部61の中心角αが180度より大きい扇形になる場合について説明したが、吸湿部61と放湿部62の大きさは適宜設定できる。例えば。図14に示されるように、吸湿部61と放湿部62の大きさはほぼ等しくなるように、中心角をそれぞれ180度に設定することもできる。
【0089】
(5−7)
上記実施形態では、吸湿部61に外気を導くための専用のファンやそのファンを駆動するためのモータを省いているが、従来よりも小型化された専用ファンや専用ファン用のモータを取り付けてもよい。そのような場合であっても、室外ファン39によって吸湿部61に送風されるため、吸湿部61に外気を導くためだけの専用ファンや専用ファン用のモータを従来に比べて弧型かできる分だけ従来よりも室外機をコンパクト化できる。
【0090】
(5−8)
上記実施形態では、仕切板43によって放湿部62とターボファン75との間を仕切り場合について説明したが、図15及び図16に示されている仕切板43によって吸湿部61と放湿部62との間で仕切るように構成することもできる。図15及び図16に示されているように、吸湿部61と放湿部62との境に仕切板43を配置することによって、放湿部62と加湿用ダクト73とターボファン75とを機械室42に設置するように構成することができる。それにより、室外熱交換器33を通過した外気によって放湿部62が冷やされるのを防ぐことができる。つまりこの場合には、仕切板43が断熱構造としての役割を果たしている。また、ターボファン75と加湿用ダクト73の一部だけでなく、放湿部62及び加湿用ダクト73の全体が室外熱交換器33を通過した外気の通路から外れるので、これらによる通風抵抗の増加を低減することができる。
【0091】
なお、図15及び図16では、放湿部62の全体が機械室42に配置される例が示されているが、放湿部62の一部が機械室42に配置されるように構成することもできる。放湿部62の一部が機械室42に配置される場合には、全体が機械室42に配置される場合に比べて通風抵抗の増加を低減する効果や放湿部62が冷やされることを防ぐ効果は小さくなるが、第1実施形態に比べればこれらの効果は向上する。
【0092】
また、ターボファン75が、その回転軸の延びる方向を前後に向けて設置される場合を例に挙げて説明したが、ターボファン75の設置方向はこの例に限られるものではない。例えば、図16に示されているように、回転軸の延びる方向をケーシング40の長手方向である左右方向に一致させるように構成することもできる。このように回転軸の延びる方向をケーシング40の長手方向に一致させることにより、ケーシングの長手方向の長さを短縮し易くなる。
【符号の説明】
【0093】
10 空気調和装置
20 室内機
30 室外機
33 室外熱交換器
39 室外ファン
40 ケーシング
60 加湿ユニット
63 加湿ロータ
68 吸湿用ダクト
73 加湿用ダクト
75 ターボファン
【先行技術文献】
【特許文献】
【0094】
【特許文献1】特開2002−89902号公報
【特許文献2】特開2002−89896号公報
【技術分野】
【0001】
本発明は、加湿ユニットを有する空気調和装置の室外機に関する。
【背景技術】
【0002】
加湿機能を有する従来の空気調和装置の中には、空気調和装置の室外機と加湿ユニット(又は加湿装置)とが一体化されたタイプのものがある。このような空気調和装置は、例えば、特許文献1(特開2002−89902号公報)や特許文献2(特開2002−89896号公報)に記載されているように、仕切板によって室外機が上下に仕切られている。そして、これら特許文献1や特許文献2に記載されている室外機においては、加湿ユニットが仕切板の上方に設置され、熱交換器や熱交換器に送風するファンが仕切板の下方に配置されている。
【0003】
このような空気調和装置において加湿性能を改善するため、特許文献1に記載の空気調和装置では、加湿ロータが垂直に立てて配置されている。このように加湿ロータを垂直に立てて配置すると、コンパクト化が難しくなる。
【0004】
一方、加湿機能を有する室外機のダウンサイジングを図るため、特許文献1に記載の空気調和装置では、加湿ユニットの加湿ロータが水平に設置されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、このような構成でも室外機のダウンサイジングが十分ではなく、また室外機のコンパクト化のために加湿ユニットを小型化し、送風機室内に格納すると、加湿ユニットの加湿性能が低下する傾向がある。
【0006】
本発明の課題は、加湿機能を有する室外機のダウンサイジングを図ると同時に、加湿性能を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第1観点に係る空気調和装置の室外機は、空気調和を行うために室内機に接続される空気調和装置の室外機であって、機械室及び外気が通過する送風機室を有するケーシングと、送風機室に設置され、外気との間で熱交換を行う室外熱交換器と、送風機室に設置され、室外熱交換器に外気を送風する室外ファンと、外気から吸湿し加熱されることにより吸湿した水分を放湿する吸放湿材と、吸放湿材に外気を導く吸湿用ダクト及び吸放湿材を囲う包囲壁とを有し、ケーシング内に設置されている加湿ユニットと、を備える。吸湿用ダクト及び包囲壁のうちの少なくとも一方は、送風機室内に配置され、室外熱交換器を通過した後の外気が当たる場所に設置されている。
【0008】
第1観点に係る室外機によれば、吸湿用ダクトおよび包囲壁のうちの少なくとも一方が送風機室内に配置されるので、吸湿用ダクトや包囲壁の周囲の空間が送風経路として用いられ、吸湿用ダクトや包囲壁の周囲空間が有効活用され、無駄な空間が省かれることでコンパクト化が図れる。一方、室外熱交換器で冷やされて吸湿用ダクトや包囲壁に当たる外気を活用することによって、吸湿用ダクトおよび包囲壁を介して吸放湿材が冷やされるように構成することができる。このような構成によれば、吸湿用ダクトおよび包囲壁を介して室外熱交換器で冷やされた外気を吸放湿材の冷却に用いて、加湿ユニットの水分の吸湿効率を向上させることができる。
【0009】
本発明の第2観点に係る空気調和装置の室外機は、第1観点に係る室外機において、吸湿用ダクト及び包囲壁のうちの少なくとも一方は、室外熱交換器を通過した後の外気が当たる位置に配置されている放熱フィンを有し、放熱フィンによって冷却される。
【0010】
第2観点の室外機によれば、放熱フィンにより放熱効率が高められるので、室外熱交換器で冷やされた外気を用いてより効率良く吸放湿材の冷却ができる。
【0011】
本発明の第3観点に係る空気調和装置の室外機は、第1観点の室外機において、吸湿用ダクト及び包囲壁のうちの少なくとも一方は、室外熱交換器を通過した後の外気が当たる部位が金属部材で構成され、金属部材が吸湿用ダクト及び包囲壁の内部を通過する空気に接触するように設置されている。
【0012】
第3観点の室外機によれば、熱伝導率の高い金属部材が吸湿用ダクト及び包囲壁の内部を通過する空気に接触するように設置されているので、金属部材を介して効率よく吸湿用ダクト内や包囲壁内の空気を冷やすことができる。
【0013】
本発明の第4観点に係る空気調和装置の室外機は、第1観点から第3観点のいずれかの室外機において、吸湿用ダクトは、送風機室に設置され、室外ファンによって負圧になる領域に配置されている排気口を有し、加湿ユニットは、吸湿用ダクトを介して室外ファンによって吸放湿材に外気を供給するよう構成されている。
【0014】
第4観点の室外機によれば、室外ファンによって吸放湿材へ送風する専用のモータやファンの機能を補助或いは代替することにより、吸放湿材への外気供給用のファンやモータを小型化し或いはこれらを省くことができる。
【0015】
本発明の第5観点に係る空気調和装置の室外機は、第1観点から第4観点のいずれかの室外機において、包囲壁は、吸放湿材のうち水分を吸湿する側を囲う吸湿側包囲壁及び、吸放湿材のうち水分を放湿する側を囲う放湿側包囲壁を含み、室外熱交換器から吸湿側包囲壁に当たりケーシング外に抜ける外気流路の送風抵抗よりも、室外熱交換器から放湿側包囲壁に当たりケーシング外に抜ける外気流路の送風抵抗が大きいことを特徴とする。
【0016】
第5観点の室外機によれば、吸湿側包囲壁に当たる外気の量が増えて吸湿側での放熱が向上する一方、放湿側包囲壁に当たる外気の量が抑制されて放湿側での放熱が抑制される。
【0017】
本発明の第6観点に係る空気調和装置の室外機は、第5観点の室外機において、ケーシングは、一方の側面側に機械室が配置され、室外熱交換器は、ケーシングの他方の側面側から背面にかけて上面視略L字型に配置され、加湿ユニットは、吸放湿材から放湿された水分を含む空気を導く加湿用ダクト及び、加湿用ダクト内の空気を室内機に送風するため機械室に配置されている加湿ファンをさらに有する。
【0018】
第6観点の室外機によれば、一方の側面側の機械室に加湿ファンが配置されるので、加湿ファンを送風機室に配置する場合に比べて室外熱交換器を通過する外気の送風抵抗を抑えることができる。他方の側面側にまで室外熱交換器を配置することで、ケーシングの後面だけに室外熱交換器を配置する場合に比べて室外熱交換器の幅を小さくすることができる。
【0019】
本発明の第7観点に係る空気調和装置の室外機は、第5観点又は第6観点の室外機において、吸放湿材のうち水分を放湿する側に供給される外気を加熱するためのヒータと、室外熱交換器を通過した後の外気からヒータを断熱するための断熱構造とをさらに有するものである。
【0020】
第7観点の室外機によれば、室外熱交換器を通過した後の外気からヒータが断熱されるためヒータが外気によって冷やされるのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明の第1観点に係る空気調和装置の室外機では、加湿機能を有する室外機のダウンサイジングを図ると同時に、加湿性能を改善することができる。
【0022】
本発明の第2観点に係る空気調和装置の室外機では、吸湿用ダクトおよび包囲壁のうちの少なくとも一方の放熱フィンにより放熱効率が高められるので、加湿ユニットの吸放湿材での水分の吸湿効率がさらに向上する。
【0023】
本発明の第3観点に係る空気調和装置の室外機では、金属部材を介して効率よく吸湿用ダクト内や包囲壁内の空気を冷やすことができ、水分の吸湿効率を十分に向上させることができる。
【0024】
本発明の第4観点に係る空気調和装置の室外機では、加湿ユニットの吸放湿材への外気供給用のファンやモータを小型化し或いは削減によって、室外機を小型化することができる。
【0025】
本発明の第5観点に係る空気調和装置の室外機では、吸湿側での放熱が向上する一方、放湿側での放熱が抑制されるため、水分の吸湿効率が上がる一方、放湿に必要な電力などを抑制することができる。
【0026】
本発明の第6観点に係る空気調和装置の室外機では、加湿ファンを送風機室に配置しなくてもよくかつケーシングの他方の側面側も室外熱交換器の配置に用いることができるため、熱交換能力の低下防止と室外機のコンパクト化を同時に実現することができる。
【0027】
本発明の第7観点に係る空気調和装置の室外機では、ヒータが冷やされるのを防ぐことにより消費電力の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】第1実施形態に係る空気調和装置の構成の概要を示す概念図。
【図2】空気調和装置の室外機の概要を示す回路図。
【図3】グリルや室外熱交換器が取り外された状態の室外機の外観を示す斜視図。
【図4】天板が取外された状態の室外機の平面図。
【図5】前板、天板及び左側板などが取り外されている状態の室外機の外観を示す斜視図。
【図6】図1のI−I線断面図。
【図7】前方右斜め上から見た加湿ユニットの斜視図。
【図8】後方右斜め上から見た加湿ユニットの斜視図。
【図9】加湿ユニット周辺の外気の流れを説明するための室外機の部分拡大断面図。
【図10】加湿ロータとヒータを示す分解斜視図。
【図11】加湿ユニットのヒータ周辺の部材の底面図。
【図12】加湿ユニット周辺の構成を示す部分拡大斜視図。
【図13】室外機の加湿ユニット周辺の部分拡大断面図。
【図14】第2実施形態に係る加湿ユニット周辺の構成を示す部分拡大斜視図。
【図15】第1実施形態の変形例による空気調和装置の室外機の概要を示す回路図。
【図16】天板が取外された状態の図15の変形例に係る室外機の上面図。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明に係る空気調和装置の室外機の実施形態は、以下に説明する実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【0030】
<第1実施形態>
(1)空気調和装置の構成の概要
本発明の第1実施形態に係る空気調和装置10は、図1に示されているように、室内機20と室外機30とが連絡配管12によって接続されて構成されている。この空気調和装置10は、冷房運転、暖房運転、除湿運転、加湿運転、給気運転及び排気運転などの複数の運転モードを持っており、これらの運転モードを適宜組み合わせることもできる。
【0031】
冷房運転や暖房運転においては、室内の空気を冷やしたり温めたりするため、室内機20及び室外機30でそれぞれ熱交換が行われ、連絡配管12を通して室内機20と室外機30との間で熱の移動がある。このような熱交換と熱の移動とを行わせるために、例えば空気調和装置10には図2に示されている冷媒回路が形成される。冷媒回路を形成するため、図2の室内機20には室内熱交換器21が設けられ、室外機30には圧縮機31、四路切換弁32、室外熱交換器33、電動弁34、フィルタ35、アキュムレータ36、液閉鎖弁37及びガス閉鎖弁38が設けられている。また、室内機20と室外機30とを結ぶ液冷媒配管14及びガス冷媒配管16が連絡配管12の中に通っている。
【0032】
また、加湿運転、給気運転及び排気運転では、室内に外気を供給したり室内の空気を排出したりするため、連絡配管12の給気ダクト18を通して室内機20と室外機30との間で空気の移動がある。特に、加湿運転では、水分を多く含んだ湿度の高い空気を室外機30から室内機20に供給するため室外機30において外気から水分を取り込む。そのために、室外機30には、外気から水分を取り込む機能を持つ加湿ユニット60が設けられている。
【0033】
(1−1)冷媒回路の動作
冷媒回路の動作は従来からあるものと変わらないが、図2に示されている冷媒回路の動作について簡単に説明する。
【0034】
冷房時には、四路切換弁32が実線の接続になっており、圧縮機31で圧縮されて吐出された冷媒が四路切換弁32を介して室外熱交換器33に送られる。室外熱交換器33で外気との熱交換が行われて熱を奪われた冷媒は、電動弁34に送られる。高圧液状の冷媒が電動弁34で低圧状態に変化する。電動弁34で膨張した冷媒は、フィルタ35を介して液閉鎖弁37及び液冷媒配管14を通って室内熱交換器21に入る。室内熱交換器21で室内空気との熱交換が行われて熱を奪って温度が上昇した冷媒は、ガス冷媒配管16を通って四路切換弁32に送られる。四路切換弁32では、ガス閉鎖弁38とアキュムレータ36とが接続されている。そのため、ガス冷媒配管16を通って室内熱交換器21から送られてきた冷媒は、アキュムレータ36を介して圧縮機31に送られる。
【0035】
暖房時には、四路切換弁32が点線の接続になっており、圧縮機31で圧縮されて吐出された冷媒が室内熱交換器21に送られる。そして、冷房時とは逆の経路をたどって、室外熱交換器33を出た冷媒は圧縮機31に戻ってくる。つまり、圧縮機31、四路切換弁32、ガス冷媒配管16、室内熱交換器21、液冷媒配管14、電動弁34、室外熱交換器33、四路切換弁32、アキュムレータ36及び圧縮機31の順に冷媒が循環する。
【0036】
(2)室内機の構成
室内機20には、室内熱交換器21の他に、図2に示されているように、モータで駆動される室内ファン22が室内熱交換器21の下流側に設けられている。この室内ファン22はクロスフローファンである。室内ファン22が駆動されると、図1に示されている室内機20上部の吸込口23から吸い込まれた室内空気が、室内熱交換器21を通過して室内機20下部の吹出口24から吹き出される。
【0037】
また、室内機20には、給気ダクト18の給気口25が、室内熱交換器21の上流側空間に設けられている。給気ダクト18は加湿ユニット60に接続されており、加湿ユニット60から送られてくる湿度の高い空気が給気口25から室内熱交換器21の上流側空間に供給される。このような湿度の高い空気が給気口25から供給されている状態で室内ファン22を駆動することにより、室内機20の吹出口24から吹き出される調和空気の湿度を高くすることができる。例えば、このとき同時に室内熱交換器21を蒸発器として用いて、室内機20に、加湿運転と冷房運転を同時に行わせることができる。
【0038】
(3)室外機の構成
(3−1)室外機の構成の概要
室外機30は、ケーシング40と仕切板43とを備えており、図2に示すように、ケーシング40の内部空間が仕切板43によって送風機室41と機械室42とに分けられている。室外機30では、送風機室41から機械室42に風が回り込まないように、送風機室41と機械室42とが仕切板43によって遮蔽されている。
【0039】
室外機30には、冷媒回路を構成する上述の機器や加湿ユニット60の他に、図2に示されているように、ファンモータ39aによって駆動される室外ファン39が室外熱交換器33の下流側に設けられている。この室外ファン39はプロペラファンであり、ファンモータ39aによって駆動されるプロペラ39bを有している。室外ファン39が駆動されると、室外熱交換器33の後面側から室外熱交換器33を通して吸い込まれた外気が、室外機30の吹出口44から吹き出される。図1に示すように吹出口44の前面は、グリル45で覆われ、室外ファン39のプロペラ39bが室外機30の外部にある物と接触しないよう構成されている。このグリル45は、ケーシング40の前板46に取り付けられている。
【0040】
この室外機30の送風機室41には加湿ユニット60が設けられており、加湿ユニット60が室外熱交換器33の前に配置されている。加湿ユニット60が室外熱交換器33の前に配置されるということは、室外熱交換器33を通過する送風経路に加湿ユニット60の一部が掛かっているということである。このような場所にある加湿ユニット60には、室外熱交換器33を通過する送風経路の送風抵抗の増加を抑えるために、後述するような形状と配置位置とが与えられている。
【0041】
(3−2)ケーシング
図3は、室外機30の斜視図であり、図1の室外機30からグリル45などが取り外された状態を示している。図4は、室外機30の平面図であり、室外機30の天板48が取外された状態を示している。図5は、室外機30の斜視図であり、前板46、天板48及び左側板50などが取り外されている状態を示している。また、図6は、図1のI−I線断面図である。
【0042】
室外機30のケーシング40は、図3に示されている前板46、右側板47、天板48及び底板49を備えている。また、図4に示されているように室外熱交換器33は上面視L型の形状であり、ケーシング40の左側面には、L字型の室外熱交換器33の左側面部332に正対して左側板50が取り付けられている。図4からは視認できないが、室外熱交換器33に外気を導くため、左側板50が格子形状に成形されている。室外熱交換器33の後面部331のために送風機室41の後側が開放されており、図示省略されているが、送風機室41の後側には室外熱交換器33の後面部331を覆う保護金網が取り付けられている。
【0043】
ケーシング40を送風機室41と機械室42とに仕切る仕切板43は、図5に示されているように、右側板47に略並行に配置されている。この仕切板43は、室外熱交換器33の右端から前方に向かって延びるとともに、底板49から天板48まで上下に延びている。この仕切板43の前方部は、前板46に接して取り付けられる。右側板47は、室外熱交換器33の後面部51の右端から右側面に至る後面及び右側面全体を覆っている。
【0044】
また、仕切板43には開口部43bが形成されている(図5参照)。図4に示されている電装品箱55がこの開口部43bに配置され、パワーデバイスを冷却するためのフィンが開口部43bから送風機室41内に向かって突出して配置される。
【0045】
ところで、前板46には図3に示されている円形の吹出口44が形成されており、吹出口44の周囲にリング状のベルマウス52が取り付けられている。プロペラ39bの一部がこのベルマウス52で囲まれた空間内に入るように配置されている。
【0046】
プロペラ39bの回転軸をファンモータ39aの駆動軸に結合させるため、プロペラ39bの後面側にファンモータ39aが取り付けられている。このファンモータ39aを支持するためのファンモータ台53は、プロペラ39bの後面側にある上下に長い金属製の部材である。このファンモータ台53は、プロペラ39bによる外気の流れを妨げないように、上下に延びる2本の支柱部と、これらの支柱部をファンモータ39aや室外熱交換器33の上端33bや底板49の付近で繋ぐ複数の横桟部とで構成されている。そして、ファンモータ台53は、底板49と室外熱交換器33の上端33bとに取り付けられている。
【0047】
(3−3)室外熱交換器
室外熱交換器33は、既に説明したように、ケーシング40の後側に配置される後面部331と左側面側に配置される左側面部332を有しており、上面視においてL字型の形状を呈する。この室外熱交換器33は、高さ方向に長く延びる多数のフィンと、フィンを貫いて水平に取り付けられて多数のフィンと熱的に接続されている伝熱管とを有している。そして、室外熱交換器33は、底板49から天板48に達する背丈を持っている。伝熱管は、室外熱交換器33の両端部で複数回折り返されることによって高さ方向に多数列配置されている。例えば、冷房時には、室外熱交換器33の最下層の列の伝熱管から高温の冷媒が入って上の列ほど冷媒温度が下がるように配置され、暖房時には、最上層の列の伝熱管から低温の冷媒が入って下の列ほど冷媒温度が上がるように配置される。このような配置にすると、暖房時には、室外熱交換器33の上部付近で冷やされた外気が加湿ユニット60の吸湿用ダクト68に導かれる。
【0048】
(3−3−1)室外熱交換器と加湿ユニットの配置
図7及び図8には、室外熱交換器33の前に配置されている加湿ユニット60が示されている。図7は、加湿ユニット60を取り出して、加湿ユニット60の前方右斜め上から見た斜視図であり、図8は、加湿ユニット60の後方右斜め上から見た斜視図である。ただし、図7及び図8は、図4及び図5に示されている上部カバー67を取外した状態を示している。
【0049】
室外熱交換器33の前に加湿ユニット60が剥き出しで配置されているのが、この室外熱交換器30の特徴である。加湿ユニット60の上面60aの位置の高さは、室外熱交換器33の上端33b(頂部)の高さと一致する。加湿ユニット60は、比較的複雑な外観をそのままに、できるだけ容積が小さくなる形状が与えられている。
【0050】
(3−4)グリル
図1に示されているグリル56は、ケーシング40の前板46に取り付けられ、吹出口44を覆っている。グリル56には、外気を吹き出すため、図9に示されている開口部56aが多数形成されている。 また、図9に示されているように、吸気口68aの正面側に面するグリル56の上部の領域Ar1にまで開口部56aが形成されている。図9に二点鎖線で示されている経路r1のように、グリル56の領域Ar1の開口部56aから吸い込まれた外気は、吸気口68aから吸気ダクト68を通り、加湿ロータ63を通過して、室外ファン39によって負圧になっている空間70へと導かれる。
【0051】
(3−5)加湿ユニット
(3−5−1)吸湿部と放湿部
加湿ユニット60は、図2や図5などに示されているように、外気から吸湿するための吸湿部61と、放湿して空気を加湿するための放湿部62とを有する。この加湿ユニット60においては、吸湿部61と放湿部62とは、図10に示されているような1枚の円盤状の加湿ロータ63によって構成されている。つまり、加湿ロータ63は、吸湿部61と放湿部62とを兼ねる吸放湿材である。この円盤状の加湿ロータ63は、ゼオライト等の焼成によって形成されたハニカム構造のゼオライトロータである。加湿ロータ63は、円盤の中心を回転軸として回転するように取り付けられ、加湿ロータ63の周囲に設けられているギア64に伝達されるロータ駆動用モータ(図示省略)の動力によって回転駆動される。
【0052】
加湿ロータ63を形成しているゼオライト等の吸着剤は、例えば常温で空気から吸湿し、ヒータ71で高温に加熱された空気により常温よりも高い温度になることによって放湿するという性質を持っている。つまり、加湿ロータ63のうちの高温の空気にさらされている側が吸湿部61になり、高温の空気にさらされている側が放湿部62になる。別の観点から見ると、加湿ロータ63は、加湿ロータ63の温度が低い側で吸湿し、加湿ロータ63の温度が高い側で放湿する。この加湿ロータ63が回転するので、吸湿部61での吸湿によって加湿ロータ63に吸着された水分は、加湿ロータ63の回転に連れて放湿部62に運ばれ、放湿部62での放湿によって吸着されていた水分が脱着されて放湿部62の周囲の空気が加湿される。加湿ロータ63の放湿部62を通過させる空気を加熱するため、放湿部62の上方にはヒータ71が設けられている。
【0053】
(3−5−2)ヒータ
図10に示されているように、放湿部62から放湿させるために、加湿ロータ63の放湿部62の上方にヒータ71が設けられている。図11は、ヒータ71及びヒータ支持部材74を下方から見た底面図である。ヒータ71は、筒状の筐体の中に電熱線(図示省略)が設けられた構造を持ち、吸入口72から吸入されて加湿ロータ63に送られる外気を電熱線で加熱する。加湿ロータ63のハニカム構造の開口を加熱された空気が通り抜けるときに、加湿ロータ63からの放湿によって加湿用ダクト73の空気が加湿される。
【0054】
ヒータ71は、図11に示されているように、ヒータ支持部材74の下側に取り付けられている。ヒータ支持部材74は、上面部74aと周囲の外壁部74bと固定板74cとを有し、上面と側面とが上面部74aと外壁部74bとで囲まれ下方が解放されている筒体である。ヒータ71の筐体及びヒータ支持部材74は、耐熱性を必要とするため板金によって形成されている。吸入口72は、ヒータ支持部材74の前面側かつ加湿ロータ63の下にあって、吸入口72から吸入されて加湿ロータ63を上に抜けた外気がヒータ71の筐体の中を前面側から後面側に向けて通過する。このとき、ヒータ71によって外気が加熱される。ヒータ71の筐体を通過した空気は、加湿ロータ63の上を通って後面側に進む。加湿ロータ63の後面側の下方が加湿用ダクト73(図5参照)に繋がっているので、加湿用ダクト73の上方に達した空気は、加湿ロータ63を下に向けて通過して加湿用ダクト73に吸い込まれる。加湿ロータ63は、ヒータ71によって温度が上昇した空気に晒されて放湿する。このように加湿ロータ63によって加湿された空気が加湿用ダクト73を経て室内機20へと導かれる。そのため、加湿ロータ63のうち、図8に示されているように、ヒータ支持部材74の下方が放湿部62になり、それ以外の部分が吸湿部61になる。加湿ロータ63は、上面から見て時計回りに回転しており、吸湿部61として機能した加湿ロータ63の部分が回転してヒータ支持部材74の下に来ると放湿部62として機能する。
【0055】
ヒータ支持部材74は、板金で形成されていて熱伝達率が高いため、ヒータ支持部材74が冷えるとヒータ71によって加熱された空気から再び熱が奪われる。このような状況で空気を加熱しなければならないとすると電力消費が大きくなるので、ヒータ支持部材74から熱が逃げないよう、図4に示されている上部カバー67でヒータ支持部材74が覆われている。図5から分かるように、上部カバー67の上面67cの位置の高さは、室外熱交換器33の上端33b(頂部)の高さと一致する。
【0056】
ヒータ支持部材74が外気によって冷やされるのを防ぐため、図12に示されているように、上面部74aに断熱材74dを貼り付けることが好ましい。断熱材74dとしては発泡ポリエチレンなどが用いられる。
【0057】
(3−5−3)包囲壁
図7及び図8に示されているように、円盤状の加湿ロータ63の外周の全周囲は、包囲壁65,66によって包囲されている。この加湿ユニット60では、吸湿部61の外周が包囲壁65によって覆われ、放湿部62の外周が包囲壁66によって覆われている。
【0058】
包囲壁65のうち、図8に示された上部領域65aが板金部材で構成されている。この包囲壁65の上部領域65aは、その内壁が直接吸湿用ダクト68で吸湿部61に送られる空気に接するよう構成されている。そのため、包囲壁65が冷やされることにより加湿ロータ63に導かれる空気も冷やされる。なお、包囲壁65のうち領域65aの下の下部領域65bは、吸湿用ダクト68の内部の空気に触れることはないが、上部領域65aを冷やすのに役立つので、包囲壁65の下部領域65bも板金部材で構成されている。
【0059】
(3−5−4)吸湿用ダクト
吸湿部61の上部には、吸湿部61に外気を導くための吸湿用ダクト68が設けられている。吸湿用ダクト68を上から見ると、図4に示されているように、中心角αが180度より大きい扇形の吸湿部61の上を覆っている。
【0060】
吸湿用ダクト68は、前面側に向かって開口していて前面側から外気を吸い込む吸気口68aを有している。吸湿用ダクト68の上部には、図6に示されているように、吸気口68aに続く傾斜部68bが形成されており、そのため、側面から見ると吸湿用ダクト68が下方に向けて湾曲している形になる。このような下方に向け湾曲した構造を吸湿用ダクト68が持っているため、下方から上に向かって送風されてくる外気が吸湿用ダクト68の吸気口68aから入り易くなる。また、吸湿用ダクト68は、吸気口68aから後面側に進むに従って上下に広がっており、外気が上下に広がりながら吸気口68aから後面側に向かって進む。吸湿用ダクト68は、吸湿部61の全面を覆っているので、吸湿用ダクト68の下方に配置されている加湿ロータ63を、外気が上から下に向けて通過する。
【0061】
吸湿用ダクト68は、板金部材で形成されている。板金部材で構成することにより、吸湿用ダクト68の内部を流れる空気が吸湿用ダクト68によって冷やされる。吸湿部61に隣接する放湿部62では、ヒータ71による加熱が行われているので、吸湿部61と放湿部62とは断熱部材で断熱されてヒータ71の熱が吸湿用ダクト68に伝わらないようにすることが好ましい。
【0062】
吸湿用ダクト68の後部には傾斜部68cが設けられている。一方、放湿部62の側の上部カバー67は、このような傾斜構造を有しておらず、上部のアールの部分を除いて垂直な壁のような形状をしている。このように構成することで、吸湿部61の側に流れる外気の方が放湿部62の側に流れる外気よりも多くなるように構成されている。
【0063】
加湿ユニット60の上部の傾斜部68cがあることによって、室外熱交換器33を前方に向かって通過して傾斜部68cに当たる外気については、加湿ユニット60に当たって左側の前方に進む。図4に示されているように、左側面側に進んだ外気は、室外熱交換器33と加湿ユニット33との空間41aから下に向けて流れ、プロペラ39bの方に向かう経路r3が形成される。そのため、この経路r3が形成されない場合に比べて、送風抵抗が低下する。
【0064】
(3−5−5)排気口
排気口69は、加湿ロータ63の下方にある。そして、この排気口69は、吸湿用ダクト68の上面からの投影部分にほぼ等しい領域を占める。排気口69の下方には、図6や図9に示されているように、プロペラ39bが配置されている。つまり、この排気口69は、プロペラ39bが回転するときに負圧になる空間70に対向していることになる。このような構成によって、ベルマウス52からプロペラ39bにより吹き出されて吸気口68aに入った外気が、図9に二点鎖線で記されている経路を通って、負圧の空間70の方に引かれて排気口69から送風機室41に吹き出される。そのため、室外ファン39のみによって外気が吸湿部61に送られ、従来必要であった吸湿部61に外気を送るための専用のファンを省くことができる。
【0065】
(3−5−6)ターボファン及び加湿用ダクト
加湿用ダクト73は、上述のように、加湿ロータ63の下方後面側に位置していて室外熱交換器33の前方に位置するため、室外熱交換器33を通過する外気にとっての送風抵抗になる。また、ターボファン75も室外熱交換器33の前に配置されると送風抵抗を発生させる原因になるため、図2や図4に示されているように機械室42に設置されている。
【0066】
プロペラ39bが加湿ユニット60の下方に配置されており、プロペラ39bの回転する領域のうち最も高い位置でも、室外熱交換器33の上端33bから加湿ユニット60の大きさ分だけ下に下がったところに位置することになる。そのため、室外熱交換器33の上端近傍を通過した外気は、プロペラ39bに向かって斜め下に向かって流れる。このような外気の流路を加湿用ダクト73ができるだけ妨げないように、加湿用ダクト73はターボファン75に近い方が室外熱交換器33の上端33bの高さと同じ位置にくるように、ターボファン75に向かって斜めに配置されている。加湿用ダクト73には、図2に示されているようにダンパ78が取り付けられており、加湿運転時における加湿用ダクト73における逆流つまりターボファン75側から加湿ロータ63へ流れる空気の流れを防止している。
【0067】
ターボファン75は、図7に示されているように、前後方向に場所を取らない配置になっている。すなわち、ターボファン75の羽根車の回転軸が前後方向に伸びる縦置きの配置となっている。そして、ターボファン75の吸込口76は、加湿ユニット60の方を向いて水平に配置されている。また、ターボファン75の吐出口77は、下方に向けて斜めに配置されている。ダンパ78を加湿用ダクト73の側に設けるとともに吐出口76を斜め下方に向けて設けることによって、ターボファン75の吐出口77及び吐出口77近傍も室外機30の内部に収納されている。右側板47の開口部47aから露出しているターボファン75の吐出口77には、給気ダクト18が取り付けられる。
【0068】
(3−5−7)加湿ユニットの固定
図13には、加湿ユニット60の断面形状が示されている。加湿ユニット60は、ファンモータ台53の上にビス53aで固定されている。そのため、室外熱交換器33の前面33aと加湿ユニット60後面60bとの間に所定隙間Isが形成されている。固定された状態では、加湿ユニット60は前後左右に移動しない。さらに、この隙間Isは、後面60bに形成されているリブ60cによって確実に保たれる。また、加湿ユニット60の前方が前板46に嵌め込まれる。
【0069】
吸湿用ダクト68の後面側には、傾斜部68cが形成され、図13に示されている包囲壁65は下方に行くに従って前方に張り出すように傾斜している傾斜部65cが設けられている。傾斜部65cが設けられて下方が図9に示されているように傾斜していると、外気の通りが良くなる。
【0070】
上述のように隙間Isが形成されているため、図13に示されている経路r1のように外気が流れ、加湿ユニット60の後面側にある室外熱交換器33を外気が通過してこの通過する外気が熱交換されるので、熱交換効率が低下するのを抑制できる。
【0071】
<第2実施形態>
次に本発明の第2実施形態に係る空気調和装置について図14を用いて説明する。第1実施形態の空気調和装置10では、吸湿用ダクト68を板金部材で構成することにより、吸湿用ダクト68内の空気を冷却している。第2実施形態に係る空気調和装置10Aでは、板金部材製の吸湿用ダクト68の上に放熱フィン81を取り付けて、吸湿用ダクト68を放熱フィン81によって冷却するようにしている。それにより、吸湿用ダクト68内の空気が冷やされ、吸湿部61での吸湿が促進される。
【0072】
図14に示されるように、放熱フィン81の各フィンは、前後に向かって延びて鉛直に取り付けられている。そのため、2つのフィンの間に空気の流路r4が形成される。室外熱交換器33を通過し、この流路r4を通って吸湿用ダクト68の前方に達した外気は、吸湿用ダクト68の吸気口68aから吸湿用ダクト68内に入る。そのため、このような放熱フィン81を設けることで外気の流路r4は前後方向に限られるが、流路r4が限定されることによる送風抵抗の増加が緩和されている。
【0073】
(4)特徴
(4−1)
図2、図5及び図7などに示されているように、吸湿用ダクト68及び包囲壁65が室外熱交換器33の前に配置されている。吸湿用ダクト68及び包囲壁65が送風機室41内に配置されるということは、吸湿用ダクト68や包囲壁65がケーシング40の内部にあって、室外機30の外観を構成しないということである。そのため、吸湿用ダクト68や包囲壁65を有する加湿ユニット60は、図7や図8に示されているように、従来のような直方体の中に無理やり配置する必要がなく、比較的形状の設計が自由に行なえるようになる。つまり、外観による形状の拘束がなくなったことによって、加湿ユニット60の吸湿用ダクト68や包囲壁65には、できるだけ容積が小さくなるような形状が与えられるということである。また、吸湿用ダクト68や包囲壁65の形状が多少歪んでいてもその周囲は送風経路として用いることができる。そのため、吸湿用ダクト68や包囲壁65の周囲の空間は有効に活用され、無駄な空間が省かれることで室外機33のコンパクト化が図られる。
【0074】
また、吸湿用ダクト68及び包囲壁65には、室外熱交換器33を通過した外気が当たる構成になっている。暖房時に室内が乾燥するときにもっぱら加湿運転が行われるため、加湿運転時においては室外熱交換器33を通過した外気は、室外熱交換器33での熱交換によって冷やされている。その結果、室外熱交換器33を通過した外気によって、吸湿用ダクト68や包囲壁65が冷やされる。それにより、吸湿用ダクト68を通って吸湿部61に導かれる空気が冷やされることになり、加湿ロータ63(吸放湿材)の吸湿性能を向上させることができる。
【0075】
(4−2)
図14に示されているような放熱フィン81が用いられる場合には、吸湿用ダクト68や包囲壁65からの放熱効率を向上させることができる。そのため、放熱フィン81が用いられる場合には、吸湿部61に導かれる空気が十分に冷やされ、その結果、吸湿部61(加湿ロータ63)が冷やされて吸湿性能の向上が図られる。
【0076】
(4−3)
吸湿用ダクト68及び包囲壁65が板金部材などの金属材料で構成されている場合には、吸湿用ダクト68や包囲壁65の外部から内部への熱伝達の効率を上げることができる。そのため、吸湿用ダクト68及び包囲壁65が金属材料で構成されている場合には、吸湿部61に導かれる空気が十分に冷やされ、その結果、吸湿部61(加湿ロータ63)が冷やされて吸湿性能の向上が図られる。
【0077】
(4−4)
吸湿用ダクト68は、図9に示されているように、グリル56の領域Ar1に向けて開口して配置されている吸気口68aを有している。排気口69がプロペラ39bの回転により負圧になる空間70に対向しているため、吸湿用ダクト68を介して室外ファン39によって加湿ロータ63(吸放湿材)に外気を供給するための専用のファンやファンモータを小型化し或いは削減することができる。このような専用のファンやモータの小型化や削減によって。室外機30のコンパクト化が図れる。
【0078】
(4−5)
図4及び図13などに示されているように、吸湿用ダクト68の後側に傾斜部68cが設けられている。一方、放湿部62の後側にあたる上部カバー67には、このような傾斜が設けられていない。そのため、吸湿側61の包囲壁65(吸湿部側包囲壁)に当たった外気の一部は、この傾斜部68cに沿って前方へ進みながら室外ファン39の方へ抜ける経路r3が用意されている。そのため、放湿部62の包囲壁66(放湿部側包囲壁)に当たって前方に回りこむ外気流路の送風抵抗に比べて、包囲壁65に当たる方の外気流路の送風抵抗の方が小さくなる。その結果、吸湿側61の包囲壁65に当たる外気の量が放湿部62の包囲壁66に当たる外気の量よりも多くなり、吸湿側61の包囲壁65からの放熱量を多くできる一方、放湿部62の包囲壁66からの放熱量を抑えることができる。
【0079】
(4−6)
図4に示されているように、室外熱交換器33を上面視L字型にして左側面側(他方の側面側)に左側面部332を配置することで左側面側においても熱交換が行われる構成となっている。それにより、ケーシング40の後側だけに室外熱交換器33を配置する場合に比べて、熱交換の性能の低下を防止できる。また、右側面側(一方の側面側)の機械室42にターボファン75(加湿ファン)を配置することで、室外熱交換器33の前にターボファン75が配置されなくなり、ターボファン75による送風抵抗の増加を防ぐことができる。同時に、ターボファン75を機械室42に配置することでターボファン75の周囲にあった無駄な空間が機械室42に設置される他の部品の設置スペースとして利用され、このように空間の無駄が省かれることによってコンパクト化し易くなる。
【0080】
加湿ユニット60に対向する左側面部332の面と、左側面部332に対向する加湿ユニット60の面との間にも、所定隙間が設けられることが好ましい。それにより、左側面部332の熱交換機能の低下が防止される。
【0081】
(4−7)
図12に示されているように、上面部74aに断熱材74d(断熱構造)を貼り付けられているので、室外熱交換器33を通過した冷たい外気からヒータ71が断熱される。それにより、ヒータ71の消費電力の削減を図ることができる。
【0082】
また、図4に示されている上部カバー67でヒータ支持部材74が覆われている。つまり、ヒータ71がヒータ支持部材74と上部カバー67の両方で覆われた二重構造(断熱構造)となっている。それにより、ヒータ71の消費電力の削減を図ることができる。
【0083】
(5)変形例
(5−1)
図5及び図6に破線で示されているように、排気用ダクト80が設けられてもよい。このような排気用ダクトが設けられる場合にも、室外熱交換器33の前面33aから排気用ダクトの後面との間に所定隙間Is以上の隙間Is2が設けられることが好ましい。また、排気用ダクト80の下方に傾斜部80aが設けられて、傾斜部80aによって送風抵抗が低下されることが好ましい。
【0084】
(5−2)
上記実施形態では、1台の室内機20に1台の室外機30が接続されているペア型の空気調和装置10について説明したが、本発明が適用できる空気調和装置のタイプはペア型には限られない。例えば、1台の室外機に複数台の室内機が接続されているマルチ型の空気調和装置にも本発明を適用することができる。
【0085】
(5−3)
上記実施形態では、室外機30のケーシング40内が、送風機室41と機械室42の2つに分割されている場合について説明したが、内部に送風機室41が設けられているケーシング40であれば本発明の室外機を構成することができる。例えば、送風機室41と機械室42以外に仕切られた空間が形成されていてもよく、機械室42が他の機能も含む他の室として設けられていてもよい。
【0086】
(5−4)
上記実施形態では、室外熱交換器33が上面視L字型の形状を呈するものについて説明したが、本発明の室外機を構成する室外熱交換器は上述の形状には限られない。例えば、上面視I字型形状の室外熱交換器で構成することもできる。
【0087】
(5−5)
上記実施形態では、室外ファン39がプロペラ型のプロペラ39bを持つものについて説明したが、プロペラ型のプロペラ39bを持つものに限られない。プロペラ型以外のファンロータを持つ室外ファンでも本発明の室外機を構成することができる。
【0088】
(5−6)
上記実施形態では、吸湿部61が放湿部62よりも大きく、図4に示されているように、吸湿部61の中心角αが180度より大きい扇形になる場合について説明したが、吸湿部61と放湿部62の大きさは適宜設定できる。例えば。図14に示されるように、吸湿部61と放湿部62の大きさはほぼ等しくなるように、中心角をそれぞれ180度に設定することもできる。
【0089】
(5−7)
上記実施形態では、吸湿部61に外気を導くための専用のファンやそのファンを駆動するためのモータを省いているが、従来よりも小型化された専用ファンや専用ファン用のモータを取り付けてもよい。そのような場合であっても、室外ファン39によって吸湿部61に送風されるため、吸湿部61に外気を導くためだけの専用ファンや専用ファン用のモータを従来に比べて弧型かできる分だけ従来よりも室外機をコンパクト化できる。
【0090】
(5−8)
上記実施形態では、仕切板43によって放湿部62とターボファン75との間を仕切り場合について説明したが、図15及び図16に示されている仕切板43によって吸湿部61と放湿部62との間で仕切るように構成することもできる。図15及び図16に示されているように、吸湿部61と放湿部62との境に仕切板43を配置することによって、放湿部62と加湿用ダクト73とターボファン75とを機械室42に設置するように構成することができる。それにより、室外熱交換器33を通過した外気によって放湿部62が冷やされるのを防ぐことができる。つまりこの場合には、仕切板43が断熱構造としての役割を果たしている。また、ターボファン75と加湿用ダクト73の一部だけでなく、放湿部62及び加湿用ダクト73の全体が室外熱交換器33を通過した外気の通路から外れるので、これらによる通風抵抗の増加を低減することができる。
【0091】
なお、図15及び図16では、放湿部62の全体が機械室42に配置される例が示されているが、放湿部62の一部が機械室42に配置されるように構成することもできる。放湿部62の一部が機械室42に配置される場合には、全体が機械室42に配置される場合に比べて通風抵抗の増加を低減する効果や放湿部62が冷やされることを防ぐ効果は小さくなるが、第1実施形態に比べればこれらの効果は向上する。
【0092】
また、ターボファン75が、その回転軸の延びる方向を前後に向けて設置される場合を例に挙げて説明したが、ターボファン75の設置方向はこの例に限られるものではない。例えば、図16に示されているように、回転軸の延びる方向をケーシング40の長手方向である左右方向に一致させるように構成することもできる。このように回転軸の延びる方向をケーシング40の長手方向に一致させることにより、ケーシングの長手方向の長さを短縮し易くなる。
【符号の説明】
【0093】
10 空気調和装置
20 室内機
30 室外機
33 室外熱交換器
39 室外ファン
40 ケーシング
60 加湿ユニット
63 加湿ロータ
68 吸湿用ダクト
73 加湿用ダクト
75 ターボファン
【先行技術文献】
【特許文献】
【0094】
【特許文献1】特開2002−89902号公報
【特許文献2】特開2002−89896号公報
【特許請求の範囲】
【請求項1】
空気調和を行うために室内機(20)に接続される空気調和装置(10)の室外機(30)であって、
機械室(42)及び外気が通過する送風機室(41)を有するケーシング(40)と、
前記送風機室に設置され、外気との間で熱交換を行う室外熱交換器(33)と、
前記送風機室に設置され、前記室外熱交換器に外気を送風する室外ファン(39)と、
外気から吸湿し加熱されることにより吸湿した水分を放湿する吸放湿材(63)と、前記吸放湿材に外気を導く吸湿用ダクト(68)及び前記吸放湿材を囲う包囲壁(65)とを有し、前記ケーシング内に設置されている加湿ユニット(60)と、
を備え、
前記吸湿用ダクト及び前記包囲壁のうちの少なくとも一方は、前記送風機室内に配置され、前記室外熱交換器を通過した後の外気が当たる場所に設置されている、
空気調和装置の室外機。
【請求項2】
前記吸湿用ダクト及び前記包囲壁のうちの少なくとも一方は、前記室外熱交換器を通過した後の外気が当たる位置に配置されている放熱フィン(81)を有し、前記放熱フィンによって冷却される、
請求項1に記載の空気調和装置の室外機。
【請求項3】
前記吸湿用ダクト及び前記包囲壁のうちの少なくとも一方は、前記室外熱交換器を通過した後の外気が当たる部位が金属部材で構成され、前記金属部材が前記吸湿用ダクト及び前記包囲壁の内部を通過する空気に接触するように設置されている、
請求項1に記載の空気調和装置の室外機。
【請求項4】
前記吸湿用ダクトは、前記送風機室に設置され、前記室外ファンによって負圧になる領域に配置されている排気口(69)を有し、
前記加湿ユニットは、前記吸湿用ダクトを介して前記室外ファンによって前記吸放湿材に外気を供給するよう構成されている、
請求項1から3のいずれか一項に記載の空気調和装置の室外機。
【請求項5】
前記包囲壁は、前記吸放湿材のうち水分を吸湿する側を囲う吸湿側包囲壁(65)及び、前記吸放湿材のうち水分を放湿する側を囲う放湿側包囲壁(66)を含み、
前記室外熱交換器から前記吸湿側包囲壁に当たり前記ケーシング外に抜ける外気流路の送風抵抗よりも、前記室外熱交換器から前記放湿側包囲壁に当たり前記ケーシング外に抜ける外気流路の送風抵抗が大きい、
請求項1から4のいずれか一項に記載の空気調和装置の室外機。
【請求項6】
前記ケーシングは、一方の側面側に前記機械室が配置され、
前記室外熱交換器は、前記ケーシングの他方の側面側から背面にかけて上面視略L字型に配置され、
前記加湿ユニットは、前記吸放湿材から放湿された水分を含む空気を導く加湿用ダクト及び、前記加湿用ダクト内の空気を前記室内機に送風するため前記機械室に配置されている加湿ファン(75)をさらに有する、
請求項5に記載の空気調和装置の室外機。
【請求項7】
前記加湿ユニットは、前記吸放湿材のうち水分を放湿する側に供給される外気を加熱するためのヒータ(71)と、前記室外熱交換器を通過した後の外気から前記ヒータを断熱するための断熱構造(74d,67)とをさらに有する、請求項5又は請求項6に記載の空気調和装置の室外機。
【請求項1】
空気調和を行うために室内機(20)に接続される空気調和装置(10)の室外機(30)であって、
機械室(42)及び外気が通過する送風機室(41)を有するケーシング(40)と、
前記送風機室に設置され、外気との間で熱交換を行う室外熱交換器(33)と、
前記送風機室に設置され、前記室外熱交換器に外気を送風する室外ファン(39)と、
外気から吸湿し加熱されることにより吸湿した水分を放湿する吸放湿材(63)と、前記吸放湿材に外気を導く吸湿用ダクト(68)及び前記吸放湿材を囲う包囲壁(65)とを有し、前記ケーシング内に設置されている加湿ユニット(60)と、
を備え、
前記吸湿用ダクト及び前記包囲壁のうちの少なくとも一方は、前記送風機室内に配置され、前記室外熱交換器を通過した後の外気が当たる場所に設置されている、
空気調和装置の室外機。
【請求項2】
前記吸湿用ダクト及び前記包囲壁のうちの少なくとも一方は、前記室外熱交換器を通過した後の外気が当たる位置に配置されている放熱フィン(81)を有し、前記放熱フィンによって冷却される、
請求項1に記載の空気調和装置の室外機。
【請求項3】
前記吸湿用ダクト及び前記包囲壁のうちの少なくとも一方は、前記室外熱交換器を通過した後の外気が当たる部位が金属部材で構成され、前記金属部材が前記吸湿用ダクト及び前記包囲壁の内部を通過する空気に接触するように設置されている、
請求項1に記載の空気調和装置の室外機。
【請求項4】
前記吸湿用ダクトは、前記送風機室に設置され、前記室外ファンによって負圧になる領域に配置されている排気口(69)を有し、
前記加湿ユニットは、前記吸湿用ダクトを介して前記室外ファンによって前記吸放湿材に外気を供給するよう構成されている、
請求項1から3のいずれか一項に記載の空気調和装置の室外機。
【請求項5】
前記包囲壁は、前記吸放湿材のうち水分を吸湿する側を囲う吸湿側包囲壁(65)及び、前記吸放湿材のうち水分を放湿する側を囲う放湿側包囲壁(66)を含み、
前記室外熱交換器から前記吸湿側包囲壁に当たり前記ケーシング外に抜ける外気流路の送風抵抗よりも、前記室外熱交換器から前記放湿側包囲壁に当たり前記ケーシング外に抜ける外気流路の送風抵抗が大きい、
請求項1から4のいずれか一項に記載の空気調和装置の室外機。
【請求項6】
前記ケーシングは、一方の側面側に前記機械室が配置され、
前記室外熱交換器は、前記ケーシングの他方の側面側から背面にかけて上面視略L字型に配置され、
前記加湿ユニットは、前記吸放湿材から放湿された水分を含む空気を導く加湿用ダクト及び、前記加湿用ダクト内の空気を前記室内機に送風するため前記機械室に配置されている加湿ファン(75)をさらに有する、
請求項5に記載の空気調和装置の室外機。
【請求項7】
前記加湿ユニットは、前記吸放湿材のうち水分を放湿する側に供給される外気を加熱するためのヒータ(71)と、前記室外熱交換器を通過した後の外気から前記ヒータを断熱するための断熱構造(74d,67)とをさらに有する、請求項5又は請求項6に記載の空気調和装置の室外機。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【公開番号】特開2012−251688(P2012−251688A)
【公開日】平成24年12月20日(2012.12.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−123405(P2011−123405)
【出願日】平成23年6月1日(2011.6.1)
【出願人】(000002853)ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年12月20日(2012.12.20)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年6月1日(2011.6.1)
【出願人】(000002853)ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Fターム(参考)】
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