JP5659954B2 - 空気調和装置の室外機 - Google Patents

Description

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。

加湿ユニット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２００４−３５３８９８号公報）や特許文献２（特開２００８−２４１２１２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。

このような加湿ユニット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や特許文献２に記載の空気調和装置では、加湿ユニットの加湿ロータ（吸着回転体やデシカントローター）が水平に設置されている。

しかし、このような構成でも室外熱交換器のダウンサイジングが十分ではないため、加湿ユニットと熱交換器などとを仕切る仕切板を外して、加湿ユニットをさらに下方に下げて設置することが考えられる。

ところが、このような配置を行なうと、加湿ユニットが熱交換のための送風の邪魔をして熱交換の性能を十分に引き出せなくなる恐れがある。

本発明の課題は、加湿ユニットを有する室外機について、室外機の熱交換の性能の低下を防止しつつコンパクト化することにある。

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、送風機室に配置され、室外熱交換器に外気を送風する室外ファンと、送風機室に配置されている部分において、室外熱交換器の対向する面との間に所定隙間が形成され、外気から吸湿するための吸湿部及び放湿して空気を加湿するための放湿部を有し、加湿された空気を室内機に供給する加湿ユニットと、を備えるものである。

第１観点に係る室外機によれば、加湿ユニットの送風機室に配置されている部分においては所定隙間を通って外気が送風機室内に送風されるので、加湿ユニットの送風機室に配置されている部分の近傍の室外熱交換器を外気が前方に向けて通過することができる。

また、加湿ユニットは、室外熱交換器の上端よりも低い位置に配置されている。

それにより、室外熱交換器の上端で室外機の高さがほぼ決まるため、加湿ユニットによって室外機が高くなることがなく、十分なダウンサイジングを図ることができる。

また、加湿ユニットは、室外熱交換器の対向する面の前方に包囲壁を挟んで水平に配置されるとともに外気の水分を吸湿する機能と放湿する機能とを持ち、吸湿部と放湿部とを兼ねる円盤状の加湿ロータを有する。

それにより、円盤状の加湿ロータを水平に配置することによって、加湿ユニットの形状を上下方向に小さくでき、室外熱交換器の前にある加湿ユニットによる送風抵抗を小さくできる。

さらに、室外ファンは、加湿ユニットの下方に設置され、加湿ユニットは、前方から入り吸湿部を上下方向に通過して送風機室へと続く経路を通って室外ファンにより吸湿部に外気が送風されるように室外熱交換器の対向する面から所定隙間離れて包囲壁が形成されている。

それにより、室外ファンによって吸湿部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モータやファンを小型化或いはこれらを省くことができる。

本発明の第２観点に係る空気調和装置の室外機は、第１観点の室外機において、加湿ユニットは、加湿ロータに外気を導く吸湿用ダクト及び加湿ロータで加湿された空気を導く加湿用ダクトをさらに有し、吸湿用ダクト及び加湿用ダクトの少なくとも一部が室外熱交換器の対向する面の前方に位置する。

第２観点の室外機によれば、吸湿用ダクトや加湿用ダクトが室外熱交換器の対向する面の前方に位置することにより、吸湿用ダクトや加湿用ダクトの周囲にあった無駄な空間を省くことができる。

本発明の第３観点に係る空気調和装置の室外機は、第２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後面にかけて上面視略Ｌ字型に配置され、加湿ユニットは、機械室に配置され、加湿用ダクト内の空気を室内機に送風するための加湿ファンをさらに有する。

第３観点の室外機によれば、室外熱交換器をＬ字型にすることで他方の側面側においても熱交換が行われるため熱交換の性能の低下を防止できる。加えて、一方の側面側の機械室に加湿ファンを配置することで、加湿ファンによる送風抵抗の増加を防ぎつつ、加湿ファンを機械室に配置することで加湿ファンの周囲にあった無駄な空間を省くことができる。

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、加湿ユニットは、室外熱交換器に接触して所定隙間を形成するリブを有する。

第４観点の室外機によれば、リブによって確実に所定隙間を設けられる。それにより、加湿ユニットがずれて所定隙間がなくなるなどを原因とする熱交換の性能低下の防止を確実に行うことができる。

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、ケーシングは、室外ファンを設置するため、送風機室の室外熱交換器の前に室外熱交換器から離して取り付けられているファンモータ台を持ち、加湿ユニットは、ファンモータ台に取り付けられている。

第５観点の室外機によれば、加湿ユニットをファンモータ台に取り付けることにより、加湿ユニットと室外熱交との間の所定隙間を形成し易くなる。また、加湿ユニットを固定するための部材を別に設ける必要がなくなる。

本発明の第６観点に係る空気調和装置の室外機は、第１観点から第５観点のいずれかの室外機において、加湿ユニットは、室外熱交換器と対向する側の上部及び下部の少なくとも一方に前方へ傾斜した傾斜部を有する。

第６観点の室外機によれば、加湿ユニットの室外熱交換器と対向する側の傾斜部によって加湿ユニットによる送風抵抗を下げ、室外熱交換器での熱交換の性能の低下を抑制することができる。

本発明の第１観点に係る空気調和装置の室外機では、加湿ユニットの一部を室外熱交換器に対向して配置してコンパクト化を図りつつ、加湿ユニットの一部が室外熱交換器に対向して配置されることによる熱交換の性能低下を抑制することができる。それにより、室外機の熱交換の性能の低下を防止しつつコンパクト化することができる。

また、室外機の高さが加湿ユニットによって高くなることを抑制することで、室外機のコンパクト化を図ることができる。

また、加湿ユニットの形状を上下方向に小さくすると共に送風抵抗を小さくすることで、室外機のコンパクト化と熱交換性能の低下防止を同時に図ることができる。

さらに、専用のモータやファンの小型化或いはこれらを省くことによって加湿ユニットをコンパクト化して、室外機のコンパクト化と熱交換性能の低下防止を図ることができる。

本発明の第２観点に係る空気調和装置の室外機では、吸湿用ダクトや加湿用ダクトの周囲にあった無駄な空間を省き、室外機のコンパクト化が図れる。

本発明の第３観点に係る空気調和装置の室外機では、加湿ファンによる送風抵抗の増加を防ぐとともに加湿ファンの周囲にあった無駄な空間を省くことができ、室外機のコンパクト化と熱交換性能の低下防止を図ることができる。

本発明の第４観点に係る空気調和装置の室外機では、リブによって加湿ユニットと室外熱交換器と所定隙間を確保して、熱交換の性能の低下を防止することができる。

本発明の第５観点に係る空気調和装置の室外機では、加湿ユニットの固定専用の部材を省くことができる。

本発明の第６観点に係る空気調和装置の室外機では、室外熱交換器の前に加湿ユニットが配置されたことに起因して熱交換の性能が低下することを抑制することができる。

一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。 空気調和装置の室外機の概要を示す回路図。 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。 天板が取外された状態の室外機の平面図。 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１のＩ−Ｉ線断面図。 前方右斜め上から見た加湿ユニットの斜視図。 後方右斜め上から見た加湿ユニットの斜視図。 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。 加湿ロータとヒータを示す分解斜視図。 加湿ユニットのヒータ周辺の部材の底面図。 室外機の加湿ユニット周辺の部分拡大断面図。 一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。 天板が取外された状態の図１３の変形例に係る室外機の上面図。

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、本発明にかか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。

（１）空気調和装置の構成の概要
本発明の一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。

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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

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。

（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。

（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。

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。

（３−５−２）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。

（３−５−３）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。

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が吸湿用ダクト６８の上部に形成されており、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、吸気口６８ａから後面側に進む外気は、後面側に進むに従って上下に広がり、吸湿部６１の全体に行き渡り易くなる。吸湿用ダクト６８は、図４に示されているように吸湿部６１の全面を覆っており、下方に配置されている加湿ロータ６３を上から下に向けて外気が通過する。

（３−５−４）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によって吹き出して吸気口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。

（３−５−５）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。

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１０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。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。

（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、比較的占有容積の大きなターボファン７５は、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。

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に比べると加湿ユニット６０の高さ方向の大きさ分だけ下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。

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。

（３−５−７）加湿ユニットの固定
図１２は、加湿ユニット６０の断面形状を示すための室外機３０の部分断面図である。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。また、加湿ユニット６０の前方が前板４６にまで達している。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。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。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、吸湿用ダクト６８の後面側には、傾斜部６８ｃが形成され、図１２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を設けられて下方が図１２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。

上述のように隙間Ｉｓが形成されているため、図１２に示されている経路ｒ２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。

また、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。

（４）特徴
（４−１）
図１２に示されているように、加湿ユニット６０の後面６０ｂと室外熱交換器３３の前面３３ａ（室外熱交換器の対向する面）との間にある所定隙間Ｉｓによって、室外熱交換器３３のうち加湿ユニット６０の後面６０ｂの背後にある領域Ａｒ１を通過した外気が前面方向に向かって進み、送風機室４１の内部まで達することができる。所定隙間Ｉｓがない場合には、領域Ａｒ１の室外熱交換器３３が十分に熱交換を行うことができないので、所定隙間Ｉｓを設けることによって室外熱交換器３３の領域Ａｒ１の熱交換機能が低下するのを防止することができる。熱交換機能の低下を防ぐためには所定隙間Ｉｓが大きければ大きいほどよいが、室外機３０をコンパクト化するためにはできるだけ小さいほうが好ましく、これらの点を考慮して所定隙間Ｉｓは設計上の許容範囲に合わせて適宜設定される。

（４−２）
この室外機３０は、図１２に示されているように、加湿ユニット６０が送風機室４１に配置されているため、加湿ユニット６０の上端（吸湿用ダクト６８の上面６８ｄ）が室外熱交換器３３の上端３３ｂよりも低ければ、室外熱交換器３３の上端３３ｂの位置が、ほぼ室外機３０の上端になる。室外機３０の後面の高さ一杯まで室外熱交換器３３に割り当てることで、熱交換性能の低下を防ぎながら十分なダウンサイジングを図ることができる。

なお、上記実施形態では、加湿ユニット６０の上端が室外熱交換器３３の上端とほぼ等しい高さに位置する場合について説明したが、その全体が室外熱交換器の上端よりも低い位置に配置される場合には、加湿ユニット６０の大部分が室外熱交換器３３の下にあるものの加湿ユニット６０の上端部の一部が室外熱交換器３３の上端よりも高くなっている場合も含まれる。

（４−３）
図５や図１２に示されているように、吸湿部６１と放湿部６２を兼ねる円盤状の加湿ロータ６３が水平に配置されている。このような構成により、加湿ユニット６０は、上下方向よりも前後方向の方が大きい扁平な形状になる。それにより、前面から見た室外熱交換器３３の前面３３ａ（室外熱交換器の対向する面）に対する加湿ユニット６０の投影面積が小さくなり、加湿ユニット６０の送風抵抗を小さくすることができる。また、加湿ユニット６０の上下方向の大きさが小さくなることで、高さ方向のダウンサイジングも容易になる。

（４−４）
この空気調和装置１０では、吸湿部６１への外気の導入を室外ファン３９によって行ない、吸湿部６１に外気を導入するための専用ファンやその専用ファン用のモータを省いている。その結果、専用ファンを設ける場合に比べて、専用ファンやそのモータが省かれる分だけ加湿ユニット６０の占有容積が削減される。

（４−５）
加湿ユニット６０がファンモータ台５３にビス５３ａで固定されることにより（図１２参照）、加湿ユニット６０の後面５０ｂと室外熱交換器３３の前面３３ａ（室外熱交換器の対向する面）との間に所定隙間Ｉｓが設けられている。ファンモータ台５３は、２本の支柱部が底板４９から真直ぐ上に立ち上がっているので、重い加湿ユニット６０が振動したり傾いたりしないようにしっかりと支えられる。そのため、加湿ユニット６０と送風機室４１とを仕切っていた従来の仕切板を用いていないにも拘らず、加湿ユニット６０を室外ファン３９の上方に配置しながら所定隙間Ｉｓを一定に保つように固定することができる。

（４−６）
加湿ユニット６０だけでなく、吸湿用ダクト６８及び加湿用ダクト７３の一部が送風機室４１に配置されている。これら吸湿用ダクト６８及び加湿用ダクト７３の一部の周囲には空間がある。このような吸湿用ダクト６８及び加湿用ダクト７３の一部の周囲の空間は、室外熱交換器３３の前にあるため、室外熱交換器３３を通過した外気の経路となる。そのため、送風機室４１と吸湿用ダクト６８や加湿用ダクト７３が仕切板で仕切られている従来の構成では使用されていなかった吸湿用ダクト６８や加湿用ダクト７３の周囲の空間が外気の経路として使用できるため、無駄な空間を省いて室外機３０のコンパクト化を図ることができる。

（４−７）
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。

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。

（４−８）
上記実施形態では、室外熱交換器３３の前面３３ａに加湿ユニット６０の後面側のリブ６０ｃが当接するように配置されている。このリブ６０ｃによって、所定隙間Ｉｓが室外熱交換器３３の前面３３ａと加湿ユニット６０の後面６０ｂとの間に設けられる。このリブ６０ｃによって加湿ユニット６０がずれるなどして所定隙間Ｉｓがなくなり、室外熱交換器３３の前面３３ａが加湿ユニット６０の後面６０ｂで塞がれるのが防止される。その結果、所定隙間Ｉｓがなくなることに起因する熱交換の性能低下を防止することができる。

（４−９）
上記実施形態では、加湿ユニット６０の後面６０ｂ（室外熱交換器と対向する側）の下方に、傾斜部６５ｃを有している。一方後面６０ｂ（室外熱交換器と対向する側）の上方には、吸湿用ダクト６８の傾斜部６８ｃが設けられている。

これら加湿ユニット６０の後面の傾斜部６０ｃ、６８ｃによって加湿ユニット６０が室外熱交換器３３の前にあることで生じる送風抵抗を下げ、室外熱交換器３３での熱交換の性能の低下を抑制することができる。

（５）変形例
（５−１）
図１４に示すように、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の下方に傾斜部が設けられて、傾斜部８０ａによって送風抵抗が低下されるのが好ましい。

（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。

（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、例えば機械室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。

（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字型の形状を持つ室外熱交換器で構成することもできる。

（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。プロペラ型以外のタイプのプロペラ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。

（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。

（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小型化できる分だけ従来よりも室外機をコンパクト化できる。

（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１３及び図１４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１３及び図１４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。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。図１４において図示を省略しているが、室外熱交換器３３の前面と加湿ユニット６０との間には所定隙間Ｉｓが形成されている。所定隙間Ｉｓによって、室外熱交換器３３のうち加湿ユニット６０の後面６０ｂの背後にある領域Ａｒ１を通過した外気が前面方向に向かって進み、送風機室４１の内部まで達することができるのは、上記実施形態と同様である。

なお、図１３及び図１４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。

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１４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。

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

特開２００４−３５３８９８号公報 特開２００８−２４１２１２号公報

Claims (6)

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、
   前記送風機室に配置され、前記室外熱交換器に外気を送風する室外ファン（３９）と、
   前記送風機室に配置されている部分において、前記室外熱交換器の対向する面との間に所定隙間が形成され、外気から吸湿するための吸湿部（６１）及び放湿して空気を加湿するための放湿部（６２）を有し、加湿された空気を前記室内機に供給する加湿ユニット（６０）と、
   を備え、
   前記室外ファンは、前記加湿ユニットの下方に設置され、
   前記加湿ユニットは、前記室外熱交換器の上端よりも低い位置に配置され、前方から入り前記吸湿部を上下方向に通過して前記送風機室へと続く経路を通って前記室外ファンにより前記吸湿部に外気が送風されるように前記室外熱交換器の前記対向する面から所定隙間離れて包囲壁（６５）が形成され、前記室外熱交換器の前記対向する面の前方に前記包囲壁を挟んで水平に配置されるとともに外気の水分を吸湿する機能と放湿する機能とを持ち、前記吸湿部と前記放湿部とを兼ねる円盤状の加湿ロータ（６３）を有する、空気調和装置の室外機。
2. 前記加湿ユニットは、前記加湿ロータに外気を導く吸湿用ダクト（６８）及び前記加湿ロータで加湿された空気を導く加湿用ダクト（７３）をさらに有し、前記吸湿用ダクト及び前記加湿用ダクトの少なくとも一部が前記室外熱交換器の前記対向する面の前方に位置する、
   請求項１に記載の空気調和装置の室外機。
3. 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後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、前記送風機室及び前記機械室に配置され、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の加湿ファン（７５）をさらに有する、
   請求項２に記載の空気調和装置の室外機。
4. 前記加湿ユニットは、前記室外熱交換器に接触して前記所定隙間を形成するリブ（６０ｃ）を有する、
   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。
5. 前記ケーシングは、前記室外ファンを設置するため、前記送風機室の前記室外熱交換器の前に前記室外熱交換器から離して取り付けられているファンモータ台（５３）を持ち、
   前記加湿ユニットは、前記ファンモータ台に取り付けられている、
   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。
6. 前記加湿ユニットは、前記室外熱交換器と対向する側の上部及び下部の少なくとも一方に前方へ傾斜した傾斜部（６８ｃ，６５ｃ）を有する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の空気調和装置の室外機。

Images