WO2018207531A1 - 空気調和装置 - Google Patents

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WO2018207531A1
WO2018207531A1 PCT/JP2018/015020 JP2018015020W WO2018207531A1 WO 2018207531 A1 WO2018207531 A1 WO 2018207531A1 JP 2018015020 W JP2018015020 W JP 2018015020W WO 2018207531 A1 WO2018207531 A1 WO 2018207531A1
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air
heater
cooler
air conditioner
flow path
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PCT/JP2018/015020
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English (en)
French (fr)
Inventor
卓也 石松
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伸和コントロールズ株式会社
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Priority to EP18798272.3A priority patent/EP3623718A4/en
Priority to US16/306,093 priority patent/US10866009B2/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/0008—Control or safety arrangements for air-humidification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/30—Arrangement or mounting of heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
    • F24F3/167—Clean rooms, i.e. enclosed spaces in which a uniform flow of filtered air is distributed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification
    • F24F6/02—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by evaporation of water in the air
    • F24F6/08—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by evaporation of water in the air using heated wet elements
    • F24F6/10—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by evaporation of water in the air using heated wet elements heated electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2221/00—Details or features not otherwise provided for
    • F24F2221/34—Heater, e.g. gas burner, electric air heater

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner.
  • JP 5886463B1 includes a cooling unit that cools and dehumidifies air introduced into an air conditioner, a heating unit that heats air that has passed through the cooling unit to a predetermined temperature, and humidification that humidifies air that has passed through the heating unit.
  • An air conditioner including a container (humidifying device) is disclosed.
  • the air conditioner is required to be further downsized.
  • the air that has been cooled and dehumidified through the cooling unit while rising is changed in the advancing direction to the heating unit and directed to the heating unit.
  • the air heated through the heating unit proceeds in the horizontal direction as it is and is humidified by the humidifier.
  • the air that has passed through the humidifier further proceeds in the horizontal direction as it is, and is sent to an external space such as a clean room by a blower.
  • the conventional air conditioner disclosed in JP5886463B1 has not been sufficiently downsized.
  • the conventional air conditioner has a problem with respect to further downsizing of the size of the device, that is, the footprint when viewed from above.
  • the present invention has been made in consideration of such points, and an object thereof is to provide a miniaturized air conditioner.
  • the air conditioner of the present invention is An air conditioner for adjusting the temperature and humidity of air introduced inside, A cooler for cooling the air introduced into the air conditioner and condensing moisture contained in the air; A heater for heating the air; A humidifier for humidifying the air, In a plan view of the air conditioner, at least a part of the humidifier overlaps at least a part of the cooler,
  • the heater includes a first heater and a second heater, and in a plan view, at least a part of the first heater and at least a part of the second heater are each at least a part of the cooler. And When viewed along the direction of air introduction into the air conditioner, at least a portion of the humidifier overlaps at least a portion of the heater.
  • the air inlet into the air conditioner opens toward one side in the first direction, and the humidifier is in the first direction with respect to the heater. It may be arranged on one side.
  • the cooler has a plurality of heat transfer fins, and the heat transfer fins extend in a direction inclined with respect to a horizontal direction and a vertical direction,
  • the air flowing through the cooler may travel in a direction inclined with respect to the horizontal direction and the vertical direction so as to be guided upward by the heat transfer fins and toward the downstream side from the upstream side.
  • a miniaturized air conditioner can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, and is a perspective view schematically showing an example of an air conditioner.
  • FIG. 2 is a diagram showing the air conditioner of FIG. 1 as viewed from the direction of arrow II.
  • FIG. 3 is a view showing a cross section corresponding to line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing the air conditioner as viewed from above.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the air conditioner 10
  • FIG. 2 is a view showing the air conditioner 10 of FIG. 1 as viewed from the direction of arrow II
  • FIG. FIG. 4 is a view showing a cross section corresponding to line III-III in FIG. 2
  • FIG. 4 is a view showing the air conditioner 10 as viewed from above.
  • the air conditioner 10 is a device that adjusts the temperature and humidity of air introduced therein.
  • the air conditioner 10 is installed in a facility that manufactures semiconductor elements, and the temperature and humidity are precisely adjusted. It can be used as a device for sending to a semiconductor device manufacturing apparatus installed in a clean room of a facility.
  • the air conditioner 10 includes a temperature and humidity control unit 20, a blower 12, and a chamber 14.
  • the temperature and humidity control unit 20 adjusts the temperature and humidity of air introduced from the outside.
  • the temperature control section 20 has a housing 22.
  • a humidifying unit 50 for adjusting the humidity by humidifying the adjusted air.
  • the housing 22 has an upstream opening 26 and a downstream opening 28, and the downstream opening 28 communicates with the blower 12 through the connection portion 18.
  • the blower 12 provides a driving force for allowing air to flow in the housing 22.
  • the blower 12 has a fan (not shown), and the fan is rotated by a drive source such as a motor (not shown).
  • the upstream opening 26 forms an air inlet for introducing external air into the air conditioner 10 (housing 22).
  • an air flow from the upstream side opening 26 to the downstream side opening 28 through the cooling unit 30, the heating unit 40, and the humidifying unit 50 is generated in the housing 22.
  • an air flow path 24 from the upstream opening 26 to the downstream opening 28 is formed in the housing 22.
  • the upstream side opening 26 opens toward one side of the first direction d1 parallel to the horizontal direction, and external air passes through the upstream side opening 26 substantially in the first direction d1.
  • upstream side refers to the upstream side of the air flow generated in the air flow path 24 by the operation of the blower 12
  • downstream side refers to the air flow by the operation of the blower 12. It refers to the downstream side of the air flow generated in the passage 24.
  • the direction of air flow in the air conditioner 10 is indicated by white arrows.
  • the air in the housing 22 sucked by the blower 12 is discharged toward a device such as a semiconductor element manufacturing apparatus through the chamber 14.
  • the chamber 14 agitates the air that has flowed into the chamber 14 from the blower 12 and makes the temperature and humidity of the air uniform.
  • one or more baffle plates are provided in the chamber 14. A part of the air flowing into the chamber 14 from the blower 12 collides with the baffle plate and generates turbulent flow downstream of the baffle plate. Thereby, the air which produced turbulent flow and the air which is going to pass through the chamber 14 without colliding with a baffle plate are mixed. That is, the baffle plate has a function of stirring the air flowing into the chamber 14.
  • the air stirred in the chamber 14 is discharged from a discharge port 16 of the chamber 14 toward a device such as a semiconductor device manufacturing apparatus through a blower pipe (not shown).
  • the temperature control and humidity control unit 20 includes a cooling unit 30 that cools the air introduced from the upstream opening 26 in the housing 22, and a heating unit 40 that heats the air cooled by the cooling unit 30 and adjusts the temperature. And a humidifying unit 50 that humidifies the air whose temperature is adjusted by the heating unit 40 and adjusts the humidity.
  • the cooling unit 30 includes a cooler 34 and an air mixing member 38 disposed on the downstream side of the cooler 34.
  • the cooler 34 is disposed in the housing 22 (air passage 24), cools the air introduced into the air passage 24, and condenses moisture contained in the air.
  • the cooler 34 of the present embodiment can be an evaporator in a cooling circuit in which a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator are connected by piping in this order so that the heat medium is circulated. .
  • the cooling unit 30 may have a variable cooling capacity. A part of the air introduced into the housing 22 through the upstream opening 26 is cooled by contacting a cooler 34, particularly a heat transfer fin 36 described later, and is located on the downstream side of the cooling unit 30. Proceed toward.
  • the cooler 34 is located on the lower side in the space between the upstream opening 26 and the air mixing member 38. Above the cooler 34, a passage is formed in which the outside air introduced from the upstream opening 26 goes to the air mixing member 38 without passing through the cooler 34.
  • the cooling section 30 has a first flow path 31 that goes from the upstream opening 26 through the cooler 34 to the air mixing member 38, and goes from the upstream opening 26 to the air mixing member 38 without going through the cooler 34.
  • the second flow path 32 is formed.
  • a part of the air flow path 24 in the cooling unit 30, particularly the downstream side of the upstream opening 26 and the upstream side of the air mixing member 38 in the illustrated example are the first flow path 31 and the second flow path 32.
  • a cooler 34 is disposed in the first flow path 31. In the illustrated example, the first flow path 31 is disposed below the second flow path 32.
  • the cooling unit 30 includes the first flow path 31 and the second flow path 32, the air cooled and dehumidified by the cooler 34 through the first flow path 31 and the second flow path 32.
  • the air that has passed through is mixed in the cooling unit 30 and flows into the heating unit 40 and the humidifying unit 50.
  • the amount of heating in the heating unit 40 and the amount of humidification in the humidifying unit 50 for imparting a desired temperature and humidity to the air introduced into the air passage 24 can be reduced. That is, the amount of energy consumed in the heating unit 40 and the humidifying unit 50 can be reduced. Therefore, the overall energy use efficiency of the air conditioner 10 can be effectively improved.
  • the air mixing member 38 promotes the mixing of the air that has passed through the first flow path 31 and the air that has passed through the second flow path 32, and makes the temperature and humidity of the air flowing into the heating unit 40 and the humidification unit 50 uniform. It is a member for aiming at.
  • the air mixing member 38 is provided on the downstream side of the first flow path 31 and the second flow path 32.
  • the air mixing member 38 is a plate-like member whose plate surface extends in a direction intersecting the air flow direction in the first flow path 31 and the air flow direction in the second flow path 32. Can be formed. In the example shown in FIG.
  • the plate-like members constituting the air mixing member 38 are arranged to be inclined with respect to the horizontal direction (first direction d1) and the vertical direction (third direction d3).
  • the plate-like member is disposed so as to be inclined with respect to the horizontal direction and the vertical direction so that the upper end thereof is positioned on the upstream side (one side of the first direction d1) in the cooling unit 30 compared to the lower end.
  • an air mixing member 38 for example, a plate-like member (punching panel) provided with a large number of holes can be used.
  • the cooling unit 30 has such an air mixing member 38, the temperature and humidity of the air flowing from the cooling unit 30 to the heating unit 40 are made uniform, so that the air in the heating unit 40 and the humidifying unit 50 is reduced. It becomes possible to adjust temperature and humidity more precisely.
  • the cooling unit 30 may be provided with a damper member for adjusting the opening degree of the first flow path 31 and / or a damper member for adjusting the opening degree of the second flow path 32. Moreover, you may provide one damper member which can adjust the opening degree of the 1st flow path 31 and the opening degree of the 2nd flow path 32 simultaneously. When such a damper member is provided, it is possible to adjust the amount of air passing through the first flow path 31 and / or the amount of air passing through the second flow path 32, and thereby the first flow path 31 can be adjusted. The mixing ratio of the air passing through and the air passing through the second flow path 32 can be effectively adjusted.
  • the cooler 34 includes a plurality of heat transfer fins 36 that are in contact with the air flowing through the first flow path 31.
  • the heat transfer fins 36 are provided so that heat exchange between the air flowing through the first flow path 31 and the heat medium flowing through the cooler 34 is possible. Therefore, the heat transfer fin 36 ensures a sufficient contact area between the air flowing through the first flow path 31 and the cooler 34, and the air flowing through the first flow path 31 and the inside of the cooler 34 are secured. The heat exchange with the flowing heat medium can be promoted.
  • the illustrated cooler 34 has a rectangular outer shape when viewed from a second direction d2 orthogonal to the first direction d1 and parallel to the horizontal direction.
  • the plurality of heat transfer fins 36 extend in parallel with each other and extend in parallel with one set of opposing sides of two sets of opposing sides that form a rectangular outer shape viewed from the second direction d2. ing.
  • the cooler 34 is configured such that each side forming a rectangular outer shape viewed from the second direction d2 is in the horizontal direction (first direction d1) and the vertical direction (third direction d3). It is arranged to be inclined. Accordingly, each heat transfer fin 36 also extends in a direction inclined with respect to the horizontal direction and the vertical direction.
  • each heat transfer fin 36 is located along the flow of air introduced into the housing 22 through the upstream opening 26, that is, along the first direction d1, from the upstream side to the downstream side. As it goes to, it extends so that its height increases.
  • each heat transfer fin 36 extends so as to increase in height from the upstream side to the downstream side along the air flow, thereby allowing the first flow path 31 (cooler 34) to pass.
  • the flowing air is guided by the heat transfer fins 36 and travels in a direction inclined with respect to the horizontal direction and the vertical direction so as to go upward as it goes from the upstream side to the downstream side.
  • the air that has flowed through the first flow path 31 (cooler 34) is guided upward so as to go to the heating unit 40 disposed above the cooling unit 30.
  • the angle ⁇ formed by the direction in which the heat transfer fins 36 extend and the horizontal direction (first direction d1) can be set to 5 degrees or more and 40 degrees or less as an example.
  • the angle ⁇ can be not less than 10 degrees and not more than 30 degrees.
  • the heating unit 40 has a function of adjusting the temperature by heating the air cooled and dehumidified by the cooling unit 30.
  • the heating unit 40 is provided above the cooling unit 30.
  • the heating unit 40 includes a first heater 42 and a second heater 44 in order from the upstream side of the air flow generated in the air passage 24.
  • a first heater 42 is provided above the cooling unit 30, and a second heater 44 is provided above the first heater 42.
  • the air cooled and dehumidified by the cooling unit 30 travels upward and is first heated by the first heater 42.
  • the air heated by the first heater 42 travels further upward and is then heated by the second heater 44.
  • the air heated by the second heater 44 is bent in the traveling direction, and particularly proceeds toward one side along the first direction d1 and flows into the humidifying unit 50.
  • the saturated water vapor amount of the heated air increases. Some humidity drops.
  • the first heater 42 may be, for example, a heater that uses at least part of the heat of the heat medium that has reached a high temperature in the above-described cooling circuit. Specifically, it can be a heater that applies heat to the air that flows through the first heater 42 from the heat medium that has passed through the compressor and has reached a high temperature in the above-described cooling circuit including the cooler 34. . When such a heater is used as a heater constituting the heating unit 40, the air can be heated using the heat generated in the cooling circuit as the cooling unit 30 cools and dehumidifies the air. The amount of energy consumed in the heating unit 40 can be reduced.
  • the second heater 44 can be, for example, an electric heater. The first heater 42 and / or the second heater 44 may have a variable heating capacity.
  • the second heater 44 may have a variable heating capacity.
  • a heater that uses at least part of the heat of the heat medium that has reached a high temperature in the above-described cooling circuit is used as the first heater 42, and an electric heater having a variable heating capability is used as the second heater 44.
  • the temperature of the air flowing through the heating unit 40 can be accurately adjusted while reducing the amount of energy consumed in the heating unit 40.
  • the heating part 40 demonstrated the example which had two heaters, the 1st heater 42 and the 2nd heater 44 here, it is not restricted to this, The heating part 40 is one, or three or more You may have a heater.
  • FIG. 4 is a diagram showing the air conditioner 10 as viewed from above.
  • at least a part of the heaters 42 and 44 overlaps at least a part of the cooler 34 in a plan view of the air conditioner 10.
  • at least a part of the heaters 42 and 44 is located above at least a part of the cooler 34, specifically, vertically above.
  • at least a part of the heaters 42 and 44 is located above at least a part of the cooler 34 when viewed from the first direction d1, and as viewed from the second direction d2 as shown in FIG. And located above at least a portion of the cooler 34.
  • At least a part of the first heater 42 and at least a part of the second heater 44 overlap with at least a part of the cooler 34.
  • the dimension of the horizontal direction of the air passage 24 can be made small. Therefore, it is possible to reduce the size of the air conditioner 10 in a plan view, that is, the footprint.
  • the humidification part 50 is provided in order to humidify the air which the heating part 40 heated and the humidity fell. For this reason, the humidification part 50 is arrange
  • the humidifying unit 50 includes a humidifier 52, and the humidifier 52 is opened in the air passage 24 toward the upper side, and a storage tank 54 for storing water W, And a heater 56 that is accommodated in the storage tank 54 and heats the water W in the storage tank 54.
  • the humidifying unit 50 is disposed on one side of the first direction d1 with respect to the heating unit 40.
  • the humidifier 52 is disposed on one side of the first direction d1 with respect to the heaters 42 and 44.
  • the air flow path 24 passes through the upstream opening 26 that opens toward one side in the first direction d1 and is generally directed along the first direction d1 from the one side to the other side in the air conditioner 10 (housing). 22)
  • the air introduced into the inside is bent in the traveling direction by the cooling unit 30 and the heating unit 40, respectively, and proceeds from the heating unit 40 to the humidifying unit 50 so as to go from the other side to the one side in the first direction d1. Configured.
  • the dimension along the 1st direction d1 of the temperature-control humidity control part 20 (housing
  • the storage tank 54 is a container for storing water W used for air humidification.
  • the storage tank 54 has a box shape with an open upper surface, and is formed of a plate material such as stainless steel.
  • a supply pipe for supplying water W into the storage tank 54 and / or a discharge pipe for discharging the water W may be connected to the storage tank 54.
  • a water level detector such as a float switch may be provided in the storage tank 54 in order to detect the height of the water level in the storage tank 54. In this case, the supply of water W into the storage tank 54 and / or the discharge of water W from the storage tank 54 can be controlled based on the detection signal of the water surface by the water level detector.
  • the heater 56 is, for example, an electric heater, and is used to generate water vapor by heating the water W in the storage tank 54.
  • the heater 56 is configured such that the heating amount can be adjusted, and the amount of water vapor generated from the water W stored in the storage tank 54 can be adjusted. Thereby, the humidity of the air which flows through the humidification part 50 can be adjusted to desired humidity.
  • the humidification unit 50 communicates with the blower 12 through the downstream opening 28 and the connection unit 18 of the housing 22.
  • the air flowing into the humidifying unit 50 from the heating unit 40 is mixed with water vapor generated from the water W in the storage tank 54 when flowing through the storage tank 54, and the humidity thereof is adjusted.
  • the air whose humidity has been adjusted passes through the downstream opening 28 and the connecting portion 18 in order, and flows into the blower 12.
  • At least a part of the humidifier 52 is at least a part of the cooler 34. It overlaps with. In other words, at least a part of the humidifier 52 is located above at least a part of the cooler 34, specifically, vertically above. In other words, as shown in FIG. 2, at least a part of the humidifier 52 is viewed from the direction in which air is introduced into the upstream opening 26 of the casing 22 of the temperature and humidity controller 20 (first direction d1). As shown in FIG. 3, the cooler 34 is located above the cooler 34 and viewed from a direction (second direction d2) perpendicular to the first direction d1 and parallel to the horizontal direction. It is located above at least a part of.
  • the air passage is generally L-shaped as a whole in a side view.
  • the air flow path was formed in a shape similar to what was made, and a cooler, a heater, and a humidifier were sequentially arranged in this air flow path. And the humidifier was arrange
  • the conventional air conditioning apparatus had the subject that the dimension of the horizontal direction of the air flow path became large.
  • the present inventors have found that it is possible to sufficiently reduce the horizontal dimension of the air passage 24 by studying the arrangement of the cooler 34 and the humidifier 52. did. That is, in the air conditioner 10 of the present embodiment, the air conditioner 10 is arranged so that at least a part of the humidifier 52 overlaps at least a part of the cooler 34 in a plan view of the air conditioner 10. Compared with the apparatus, the horizontal dimension of the air flow path 24 can be made sufficiently small, and the dimension of the air conditioner 10 in a plan view, that is, the footprint can be made sufficiently small. Therefore, the air conditioner 10 can be effectively downsized.
  • FIGS. 1 and 4 when viewed along the direction of air introduction into the air conditioner 10 (first direction d ⁇ b> 1), at least a part of the humidifier 52 is the heater 42. , 44 overlaps at least a part of. At this time, at least a part of the first heater 42 and at least a part of the second heater 44 are respectively humidified when viewed along the direction of introduction of air into the air conditioner 10 (first direction d1). You may make it overlap with at least one part of the container 52.
  • FIG. 1 when viewed along the direction of air introduction into the air conditioner 10 (first direction d ⁇ b> 1), at least a part of the humidifier 52 is the heater 42. , 44 overlaps at least a part of. At this time, at least a part of the first heater 42 and at least a part of the second heater 44 are respectively humidified when viewed along the direction of introduction of air into the air conditioner 10 (first direction d1). You may make it overlap with at least one part of the container 52.
  • the dimension along the 2nd direction d2 of the temperature control humidity control part 20 (housing
  • the air flowing through the first flow path 31 is cooled and dehumidified by the cooler 34.
  • the air flowing through the first flow path 31 flows along the heat transfer fins 36 in the cooler 34, and between the heat medium flowing in the cooling circuit via the heat transfer fins 36. It is cooled by exchanging heat. At this time, moisture contained in the air is condensed and becomes water droplets and adheres to the cooler 34 (heat transfer fins 36). This water droplet falls into a drain pan provided below the cooler 34.
  • the cooler 34 is arranged to be inclined with respect to the horizontal direction (first direction d1) and the vertical direction (third direction d3).
  • each heat transfer fin 36 moves along the flow of air introduced into the housing 22 through the upstream opening 26, that is, along the first direction d1, from the upstream side toward the downstream side. It extends to increase its height. Therefore, the air flowing through the first flow path 31 is guided by the heat transfer fins 36 and proceeds upward from the upstream side toward the downstream side. Thereby, the air cooled and dehumidified by the cooler 34 through the first flow path 31 is effectively suppressed from staying in the lower corner of the housing 22. In the second flow path 32, the air flows without being cooled.
  • the air passing through the first flow path 31 and the air passing through the second flow path 32 pass through the air mixing member 38 provided on the downstream side of the first flow path 31 and the second flow path 32.
  • the air mixing member 38 is, for example, a plate-like member (punching panel) provided with a large number of holes.
  • the air mixing member 38 passes the air that has passed through the first flow path 31 and the second flow path 32. Mixing with air is promoted. Thereby, the temperature and humidity of the air flowing from the cooling unit 30 into the heating unit 40 are made uniform.
  • the air flowing into the heating unit 40 passes through the first heater 42 and the second heater 44 in order and is heated.
  • the first heater 42 is, for example, a heater that uses at least part of the heat of the heat medium that has reached a high temperature in the cooling circuit. In this case, since the air can be heated using the heat generated in the cooling circuit as the cooling unit 30 cools and dehumidifies the air, the amount of energy consumed in the heating unit 40 can be reduced. it can.
  • the second heater 44 is, for example, an electric heater having a variable heating capability. In this case, the temperature of the air flowing through the heating unit 40 can be adjusted with high accuracy.
  • the air heated by the heating unit 40 and adjusted in temperature proceeds from the heating unit 40 to the humidifying unit 50 so as to go from the other side of the first direction d1 to the one side.
  • the water W stored in the storage tank 54 is heated by the heater 56.
  • the heater 56 is configured such that the heating amount can be adjusted, and the amount of water vapor generated from the water W stored in the storage tank 54 can be adjusted.
  • the humidity of the air which flows through the humidification part 50 can be adjusted to desired humidity.
  • the air whose humidity has been adjusted by the humidifying unit 50 is sucked by the blower 12, and then flows into the blower 12 through the connecting portion 18 from the downstream opening 28 that opens facing the humidifying unit 50.
  • the air sucked from the humidifying unit 50 by the blower 12 and sent to the chamber 14 is stirred by a baffle plate provided in the chamber 14. Thereby, the temperature and humidity of the air are made uniform.
  • the air stirred in the chamber 14 is discharged from the discharge port 16 of the chamber 14 toward a device such as a semiconductor element manufacturing apparatus through a blower pipe (not shown).
  • the air conditioner 10 of the present embodiment is an air conditioner 10 that adjusts the temperature and humidity of air introduced therein, and cools the air introduced into the air conditioner 10 to be included in the air.
  • a cooler 34 for condensing the water to be condensed, heaters 42 and 44 for heating the air, and a humidifier 52 for humidifying the air, and at least a part of the humidifier 52 in the plan view of the air conditioner 10 is ,
  • the heaters 42 and 44 include a first heater 42 and a second heater 44, and at least a part of the first heater 42 and the second heater 42 in a plan view.
  • At least a part of the heater 44 overlaps at least a part of the cooler 34, respectively, and at least a part of the humidifier 52 is heated when viewed along the direction of air introduction into the air conditioner 10.
  • Vessel 42,4 It overlaps at least part of the.
  • the horizontal dimension of the air passage 24 can be sufficiently reduced as compared with the conventional air conditioner, and the dimension of the air conditioner 10 in plan view, that is, The footprint can be made sufficiently small. Therefore, the air conditioner 10 can be effectively downsized.
  • the second direction d2 of the temperature and humidity control unit 20 (the casing 22, the air flow path 24) is orthogonal to the first direction d1 and parallel to the horizontal direction. Therefore, the size of the air conditioner 10 in a plan view, that is, the footprint can be further reduced.
  • the air inlet 26 into the air conditioner 10 is open toward one side in the first direction d1, and the humidifier 52 includes the heaters 42 and 44. Is disposed on one side of the first direction d1.
  • the dimension along the first direction d ⁇ b> 1 of the temperature and humidity control unit 20 (housing 22, air passage 24) can be reduced, and the plane of the air conditioner 10 can be reduced. It is possible to further reduce the visual dimension, that is, the footprint.
  • the cooler 34 has a plurality of heat transfer fins 36, and the heat transfer fins 36 extend in a direction inclined with respect to the horizontal direction and the vertical direction.
  • the flowing air is guided by the heat transfer fins 36 and proceeds in a direction inclined with respect to the horizontal direction and the vertical direction so as to go upward as it goes from the upstream side to the downstream side.
  • the air flowing through the first flow path 31 (cooler 34) is guided upward so as to go to the heating unit 40 disposed above the cooling unit 30.
  • the Therefore, the air cooled and dehumidified by the cooler 34 through the first flow path 31 is prevented from staying in the lower corner of the housing 22, and the air passing through the first flow path 31 and the first Mixing with air passing through the second flow path 32 located above the first flow path 31 can be promoted. Further, the mixed air can be smoothly guided toward the heating unit 40.

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Abstract

本発明は、小型化された空気調和装置を提供することを目的とする。本発明の空気調和装置（１０）は、内部に導入された空気の温度及び湿度を調整する空気調和装置（１０）であって、空気調和装置（１０）内に導入された空気を冷却して当該空気に含まれる水分を凝縮させる冷却器（３４）と、空気を加熱する加熱器（４２，４４）と、空気を加湿する加湿器（５２）と、を備え、空気調和装置（１０）の平面視において、加湿器（５２）の少なくとも一部が、冷却器（３４）の少なくとも一部と重なっており、加熱器（４２，４４）が、第１加熱器（４２）及び第２加熱器（４４）を含み、平面視において、第１加熱器（４２）の少なくとも一部及び第２加熱器（４４）の少なくとも一部が、それぞれ冷却器（３４）の少なくとも一部と重なっており、空気調和装置（１０）への空気の導入方向に沿って見たときに、加湿器（５２）の少なくとも一部が、加熱器（４２，４４）の少なくとも一部と重なっている。

Description

空気調和装置
　本発明は、空気調和装置に関する。
　従来、半導体素子の製造工程等において、雰囲気の温度及び湿度を精密に制御するために、空気調和装置が用いられている。例えばＪＰ５８８６４６３Ｂ１には、空気調和装置内に導入された空気を冷却及び除湿する冷却ユニットと、冷却ユニットを通過した空気を所定の温度まで加熱する加熱ユニットと、加熱ユニットを通過した空気を加湿する加湿器（加湿装置）と、を備えた空気調和装置が開示されている。
　狭い空間への設置を可能にすることや、設置場所の自由度の向上等の観点から、空気調和装置は、さらなる小型化が求められている。
　ＪＰ５８８６４６３Ｂ１に開示された従来の空気調和装置では、上昇しながら冷却ユニットを通過して冷却及び除湿された空気は、その進行方向を水平方向に変えられて加熱ユニットへ向かう。加熱ユニットを通過して加熱された空気は、そのまま水平方向へ進み加湿器で加湿される。加湿器を通過した空気は、さらにそのまま水平方向へ進み、送風機によりクリーンルーム等の外部空間へ送出される。このような装置構成にともなって、ＪＰ５８８６４６３Ｂ１に開示された従来の空気調和装置では、装置全体の小型化が十分ではなかった。とりわけ、従来の空気調和装置では、上方から見たときの装置の大きさすなわちフットプリントのさらなる小型化に関して課題を有していた。
　本発明は、このような点を考慮してなされたものであって、小型化された空気調和装置を提供することを目的とする。
　本発明の空気調和装置は、
　内部に導入された空気の温度及び湿度を調整する空気調和装置であって、
　前記空気調和装置内に導入された空気を冷却して当該空気に含まれる水分を凝縮させる冷却器と、
　前記空気を加熱する加熱器と、
　前記空気を加湿する加湿器と、を備え、
　前記空気調和装置の平面視において、前記加湿器の少なくとも一部が、前記冷却器の少なくとも一部と重なっており、
　前記加熱器が、第１加熱器及び第２加熱器を含み、平面視において、前記第１加熱器の少なくとも一部及び前記第２加熱器の少なくとも一部が、それぞれ前記冷却器の少なくとも一部と重なっており、
　前記空気調和装置への空気の導入方向に沿って見たときに、前記加湿器の少なくとも一部が、前記加熱器の少なくとも一部と重なっている。
　本発明の空気調和装置において、前記空気調和装置内への空気の導入口は、第１方向の一側に向かって開口しており、前記加湿器は、前記加熱器に対して前記第１方向の一側に配置されていてもよい。
　本発明の空気調和装置において、前記冷却器は複数の伝熱フィンを有し、前記伝熱フィンは水平方向及び垂直方向に対して傾斜した方向に延びており、
　前記冷却器を通流する空気は、前記伝熱フィンにガイドされて上流側から下流側へ向かうにつれて上方に向かうように、水平方向及び垂直方向に対して傾斜した方向に進行してもよい。
［発明の効果］
　本発明によれば、小型化された空気調和装置を提供することができる。
図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、空気調和装置の一例を概略的に示す斜視図である。 図２は、図１の空気調和装置を矢印ＩＩの方向から見て示す図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に対応する断面を示す図である。 図４は、空気調和装置を上方から見て示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
　また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
　図１～図４は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は、空気調和装置１０の一例を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１の空気調和装置１０を矢印ＩＩの方向から見て示す図であり、図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に対応する断面を示す図であり、図４は、空気調和装置１０を上方から見て示す図である。
　空気調和装置１０は、内部に導入された空気の温度及び湿度を調整する装置であり、一例として、半導体素子を製造する施設内に設置され、温度及び湿度が精密に調整された空気を、当該施設のクリーンルーム内に設置された半導体素子製造装置へ送出する装置として用いることができる。図１及び図２に示された例では、空気調和装置１０は、調温調湿部２０、送風機１２及びチャンバ１４を備えている。
　調温調湿部２０では、外部から導入された空気の温度及び湿度が調整される。調温調湿部２０は、筐体２２を有している。筐体２２内には、筐体２２内に導入された空気を冷却する冷却部３０と、冷却部３０で冷却された空気を加熱して温度を調整する加熱部４０と、加熱部４０で温度が調整された空気を加湿して湿度を調整する加湿部５０と、が設けられている。筐体２２は、上流側開口２６及び下流側開口２８を有しており、下流側開口２８は、接続部１８を介して送風機１２に連通している。送風機１２は、筐体２２内において空気を通流させるための駆動力を付与するものである。送風機１２は、図示しないファンを有しており、図示しないモータ等の駆動源によりファンが回転される。そして、送風機１２により、下流側開口２８を介して空気通流路２４内の空気が吸引されることで、上流側開口２６を介して外部の空気が筐体２２内に導入される。すなわち、上流側開口２６は、空気調和装置１０（筐体２２）内へ外部の空気を導入するための空気導入口をなしている。結果として、筐体２２内には、上流側開口２６から、冷却部３０、加熱部４０及び加湿部５０を順に通過して下流側開口２８へ向かう空気の流れが生じる。すなわち、筐体２２内には、上流側開口２６から下流側開口２８へ向かう空気通流路２４が形成される。図示された例では、上流側開口２６は水平方向と平行をなす第１方向ｄ１の一側に向かって開口しており、外部の空気は、上流側開口２６を介して概ね第１方向ｄ１に沿って一側から他側へ向かうように空気調和装置１０（筐体２２）内へ導入される。なお、上流側開口２６には、外部の空気中に含まれる塵埃等を除去するためのフィルタ装置が設けられていてもよい。また、本明細書において「上流側」とは、送風機１２の稼働によって空気通流路２４内に生じる空気の流れの上流側を指し、「下流側」とは、送風機１２の稼働によって空気通流路２４内に生じる空気の流れの下流側を指す。図１～図３には、空気調和装置１０における空気の流れる向きが白矢印で示されている。
　図１及び図２に示された例では、送風機１２で吸引された筐体２２内の空気は、チャンバ１４を介して半導体素子製造装置等の機器へ向けて吐出される。チャンバ１４は、送風機１２からチャンバ１４内に流入した空気を撹拌して、当該空気の温度及び湿度の均一化を図るものである。一例として、チャンバ１４内には、図示しない１以上の邪魔板が設けられる。送風機１２からチャンバ１４内に流入した空気の一部は、この邪魔板に衝突して邪魔板の下流側において乱流を生じるようになる。これにより、乱流を生じた空気と、邪魔板に衝突せずにチャンバ１４を通過しようとする空気とが混合される。すなわち、邪魔板は、チャンバ１４内に流入した空気を撹拌する機能を有する。チャンバ１４内で撹拌された空気は、チャンバ１４の吐出口１６から、図示しない送風管を通って半導体素子製造装置等の機器へ向けて吐出される。
　次に、主に図３を参照して、調温調湿部２０の詳細について説明する。調温調湿部２０は、筐体２２内に、上流側開口２６から導入された空気を冷却する冷却部３０と、冷却部３０で冷却された空気を加熱して温度を調整する加熱部４０と、加熱部４０で温度が調整された空気を加湿して湿度を調整する加湿部５０と、を有している。
　冷却部３０は、冷却器３４と、冷却器３４の下流側に配置された空気混合部材３８とを有している。冷却器３４は、筐体２２（空気通流路２４）内に配置され、空気通流路２４内に導入された空気を冷却してこの空気に含まれる水分を凝縮させる。本実施の形態の冷却器３４は、一例として、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が熱媒体を循環させるように当該順序で配管により接続された冷却回路における蒸発器とすることができる。冷却部３０は、可変の冷却能力を有していてもよい。上流側開口２６を介して筐体２２内に導入された空気の一部は、冷却器３４とりわけ後述の伝熱フィン３６に接触して冷却され、冷却部３０の下流側に位置する加熱部４０へ向けて進む。筐体２２内に導入された空気が冷却器３４で冷却される際には、空気中に含まれる水分が凝縮され、水滴となって冷却器３４（伝熱フィン３６）に付着する。本実施の形態では、冷却器３４（伝熱フィン３６）に付着した水滴は、冷却器３４の下方に設けられた図示しないドレインパン内に落下する。
　図３に示された例では、冷却器３４は、上流側開口２６と空気混合部材３８との間の空間における下側に位置している。冷却器３４の上方には、上流側開口２６から導入された外気が冷却器３４を経ることなく空気混合部材３８へ向かう通路が形成されている。これにより、冷却部３０には、上流側開口２６から冷却器３４を経て空気混合部材３８へ向かう第１流路３１と、上流側開口２６から冷却器３４を経ることなく空気混合部材３８へ向かう第２流路３２と、が形成されている。換言すると、冷却部３０における空気通流路２４の一部、とりわけ図示された例では上流側開口２６の下流側且つ空気混合部材３８の上流側、は第１流路３１と第２流路３２とに区画され、第１流路３１には冷却器３４が配置されている。図示された例では、第１流路３１は第２流路３２に対して下側に配置されている。
　冷却部３０がこのような第１流路３１及び第２流路３２を有していることにより、第１流路３１を通り冷却器３４で冷却及び除湿された空気と、第２流路３２を通った空気とが、冷却部３０内で混合されて加熱部４０及び加湿部５０に流入することになる。これにより、空気通流路２４内に導入された空気に所望の温度及び湿度を付与するための、加熱部４０における加熱量及び加湿部５０における加湿量を低減させることができる。すなわち、加熱部４０及び加湿部５０における消費エネルギー量を低減させることができる。したがって、空気調和装置１０の全体のエネルギー利用効率を効果的に向上させることができる。
　空気混合部材３８は、第１流路３１を通った空気と第２流路３２を通った空気との混合を促進し、加熱部４０及び加湿部５０に流入する空気の温度及び湿度の均一化を図るための部材である。空気混合部材３８は、第１流路３１及び第２流路３２の下流側に設けられる。とりわけ図示された例では、空気混合部材３８は、その板面が第１流路３１における空気の通流方向及び第２流路３２における空気の通流方向と交差する方向に延びる板状部材で形成され得る。図３に示された例では、空気混合部材３８を構成する板状部材は、水平方向（第１方向ｄ１）及び垂直方向（第３方向ｄ３）に対して傾斜して配置されている。とりわけ板状部材は、その上端が下端と比較して冷却部３０における上流側（第１方向ｄ１の一側）に位置するように、水平方向及び垂直方向に対して傾斜して配置されている。このような空気混合部材３８としては、例えば、多数の孔が設けられた板状部材（パンチングパネル）を用いることができる。冷却部３０がこのような空気混合部材３８を有していると、冷却部３０から加熱部４０に流入する空気の温度及び湿度が均一化され、これにより加熱部４０及び加湿部５０において空気の温度及び湿度をさらに精密に調整することが可能になる。
　なお、冷却部３０には、第１流路３１の開度を調整するためのダンパ部材及び／又は第２流路３２の開度を調整するためのダンパ部材が設けられてもよい。また、第１流路３１の開度及び第２流路３２の開度を同時に調整可能な一つのダンパ部材を設けてもよい。このようなダンパ部材が設けられていると、第１流路３１を通る空気の量及び／又は第２流路３２を通る空気の量を調整することができ、これにより第１流路３１を通る空気と第２流路３２を通る空気との混合比を効果的に調整することができる。
　図３に示された例では、冷却器３４は、第１流路３１を通流する空気と接触する複数の伝熱フィン３６を備えている。伝熱フィン３６は、第１流路３１を通流する空気と冷却器３４内を通流する熱媒体との間の熱交換が可能となるように設けられる。したがって、伝熱フィン３６は、第１流路３１を通流する空気と冷却器３４との間の接触面積を十分に確保し、第１流路３１を通流する空気と冷却器３４内を通流する熱媒体との間の熱交換を促進し得るように構成されている。
　図示された冷却器３４は、第１方向ｄ１と直交し且つ水平方向と平行をなす第２方向ｄ２から見て、矩形状の外形を有している。複数の伝熱フィン３６は、互いに平行に延び、且つ、第２方向ｄ２から見た矩形状の外形を形成する二組の対向する辺のうちの一組の対向する辺と平行をなして延びている。そして、図示された例では、冷却器３４は、第２方向ｄ２から見た矩形状の外形を形成する各辺がそれぞれ水平方向（第１方向ｄ１）及び垂直方向（第３方向ｄ３）に対して傾斜するように配置されている。これにより、各伝熱フィン３６も、水平方向及び垂直方向に対して傾斜した方向に延びている。とりわけ図示された例では、各伝熱フィン３６は、上流側開口２６を介して筐体２２内に導入された空気の流れに沿って、すなわち第１方向ｄ１に沿って、上流側から下流側へ向かうにつれて、その高さが高くなるように延びている。
　このように、各伝熱フィン３６が、空気の流れに沿った上流側から下流側へ向かうにつれてその高さが高くなるように延びていることにより、第１流路３１（冷却器３４）を通流する空気は、伝熱フィン３６にガイドされて、上流側から下流側へ向かうにつれて上方に向かうように、水平方向及び垂直方向に対して傾斜した方向に進行する。これにより、第１流路３１（冷却器３４）を通流した空気は、冷却部３０の上方に配置された加熱部４０へ向かうように上方に向けてガイドされる。したがって、第１流路３１を通り冷却器３４で冷却及び除湿された空気が、筐体２２内の下側隅部に滞留することを抑制し、第１流路３１を通った空気と、第１流路３１の上方に位置する第２流路３２を通った空気との混合をさらに促進することができる。また、この混合された空気を加熱部４０へ向かってスムーズに導くことができる。伝熱フィン３６が延びる方向と水平方向（第１方向ｄ１）とのなす角度θは、一例として、５度以上４０度以下とすることができる。好ましくは、角度θは、１０度以上３０度以下とすることができる。
　加熱部４０は、冷却部３０で冷却及び除湿された空気を加熱して温度を調整する機能を有する。図３に示された例では、加熱部４０は、冷却部３０の上方に設けられている。図示された例では、加熱部４０は、空気通流路２４内に生じる空気の流れの上流側から順に、第１加熱器４２及び第２加熱器４４を有している。とりわけ図示された例では、冷却部３０の上方に第１加熱器４２が設けられ、第１加熱器４２の上方に第２加熱器４４が設けられている。冷却部３０で冷却及び除湿された空気は上方へ進み、まず第１加熱器４２で加熱される。第１加熱器４２で加熱された空気はさらに上方へ進み、次に第２加熱器４４で加熱される。第２加熱器４４で加熱された空気は、その進行方向を曲げられ、とりわけ第１方向ｄ１に沿って一側へ向かって進み、加湿部５０へ流入する。ここで、冷却部３０を通過した空気が加熱部４０で加熱される際には、加熱された空気の飽和水蒸気量が増大することから、この飽和水蒸気量に対する実際に含まれる水蒸気量の割合である湿度は、低下する。
　第１加熱器４２は、例えば、上述の冷却回路において高温となった熱媒体が有する熱の少なくとも一部を利用する加熱器とすることができる。具体的には、冷却器３４を含む上述の冷却回路において圧縮機を通過し高温となった熱媒体から、第１加熱器４２を通流する空気に熱を付与する加熱器とすることができる。このような加熱器を加熱部４０を構成する加熱器として用いると、冷却部３０で空気を冷却及び除湿することにともなって冷却回路において生じた熱を利用して空気を加熱することができるので、加熱部４０において消費されるエネルギー量を低減させることができる。第２加熱器４４は、例えば、電気ヒータとすることができる。第１加熱器４２及び／又は第２加熱器４４は、可変の加熱能力を有していてもよい。例えば、第２加熱器４４が可変の加熱能力を有していてもよい。一例として、第１加熱器４２として上述の冷却回路において高温となった熱媒体が有する熱の少なくとも一部を利用する加熱器を用い、第２加熱器４４として可変の加熱能力を有した電気ヒータを用いると、加熱部４０において消費されるエネルギー量を低減させながらも、加熱部４０を通流する空気の温度を精度よく調整することができる。なお、ここでは加熱部４０が第１加熱器４２及び第２加熱器４４の二つの加熱器を有した例について説明したが、これに限られず、加熱部４０は、一つ又は三つ以上の加熱器を有していてもよい。
　図４は、空気調和装置１０を上方から見て示す図である。図１及び図４に示された例では、空気調和装置１０の平面視において、加熱器４２，４４の少なくとも一部が、冷却器３４の少なくとも一部と重なっている。換言すると、加熱器４２，４４の少なくとも一部は、冷却器３４の少なくとも一部の上方、詳細には鉛直上方、に位置している。さらに換言すると、加熱器４２，４４の少なくとも一部は、第１方向ｄ１から見て、冷却器３４の少なくとも一部の上方に位置するとともに、図３に示すように、第２方向ｄ２から見て、冷却器３４の少なくとも一部の上方に位置する。好ましくは、空気調和装置１０の平面視において、第１加熱器４２の少なくとも一部及び第２加熱器４４の少なくとも一部が、それぞれ冷却器３４の少なくとも一部と重なっている。これにより、空気通流路２４の水平方向の寸法を小さくすることができる。したがって、空気調和装置１０の平面視における寸法、すなわちフットプリントを小さくすることが可能となる。
　加湿部５０は、加熱部４０で加熱され湿度が低下した空気を加湿するために設けられる。このため、加湿部５０は、加熱部４０の下流側に配置される。図３に示された例では、加湿部５０は、空気通流路２４内に生じる空気の流れに沿った加熱部４０と下流側開口２８との間に位置するようにして配置される。図３に示された例では、加湿部５０は加湿器５２を備えており、加湿器５２は、上方に向けて空気通流路２４内に開放した、水Ｗを貯留する貯留槽５４と、貯留槽５４内に収容され、貯留槽５４内の水Ｗを加熱するヒータ５６と、を有している。
　図示された例では、加湿部５０は、加熱部４０に対して第１方向ｄ１の一側に配置されている。とりわけ加湿器５２は、加熱器４２，４４に対して第１方向ｄ１の一側に配置されている。空気通流路２４は、第１方向ｄ１の一側に向かって開口した上流側開口２６を介して概ね第１方向ｄ１に沿って一側から他側へ向かうように空気調和装置１０（筐体２２）内へ導入された空気が、冷却部３０及び加熱部４０でそれぞれ進行方向を曲げられ、第１方向ｄ１の他側から一側へ向かうようにして加熱部４０から加湿部５０へ進むように構成される。これにより、調温調湿部２０（筐体２２、空気通流路２４）の第１方向ｄ１に沿った寸法を小さくすることができ、空気調和装置１０の平面視における寸法、すなわちフットプリントを小さくすることが可能となる。
　貯留槽５４は、空気の加湿に利用される水Ｗを収容する容器である。貯留槽５４は、上面が開放された箱状の形状を有しており、ステンレス等の板材から形成されている。貯留槽５４には、貯留槽５４内へ水Ｗを供給するための供給管及び／又は水Ｗを排出するための排出管が接続されていてもよい。また、貯留槽５４内には、貯留槽５４内の水面の高さを検知するために、フロートスイッチ等の水面検知器が設けられていてもよい。この場合、水面検知器による水面の検知信号に基づいて、貯留槽５４内への水Ｗの供給及び／又は貯留槽５４内からの水Ｗの排出を制御することができる。
　ヒータ５６は、例えば電気ヒータであり、貯留槽５４内の水Ｗを加熱して水蒸気を発生させるために用いられる。ヒータ５６は、その加熱量が調節可能に構成されており、貯留槽５４に貯留された水Ｗから生じる水蒸気の量を調節することができる。これにより、加湿部５０を通流する空気の湿度を、所望の湿度に調節することが可能となっている。
　加湿部５０は、筐体２２の下流側開口２８及び接続部１８を介して送風機１２に連通している。加熱部４０から加湿部５０へ流入した空気は、貯留槽５４の上方を通流する際に、貯留槽５４内の水Ｗから発生した水蒸気と混合されて、その湿度が調整される。湿度が調整された空気は、下流側開口２８及び接続部１８を順に通過して、送風機１２へ流入する。
　図１及び図４に示された例では、空気調和装置１０を上方から見たときに、すなわち空気調和装置１０の平面視において、加湿器５２の少なくとも一部が、冷却器３４の少なくとも一部と重なっている。換言すると、加湿器５２の少なくとも一部は、冷却器３４の少なくとも一部の上方、詳細には鉛直上方、に位置している。さらに換言すると、加湿器５２の少なくとも一部は、図２に示すように、調温調湿部２０の筐体２２の上流側開口２６への空気の導入方向（第１方向ｄ１）から見て、冷却器３４の少なくとも一部の上方に位置するとともに、図３に示すように、第１方向ｄ１と直交し且つ水平方向と平行をなす方向（第２方向ｄ２）から見て、冷却器３４の少なくとも一部の上方に位置する。
　従来の空気調和装置では、例えば上述のＪＰ５８８６４６３Ｂ１に示されているように、空気通流路は、側面視において全体として略Ｌ字型、ＪＰ５８８６４６３Ｂ１の図１では「Ｌ」を時計回りに９０度回転させたものに類似した形状、に形成され、この空気通流路内に、冷却器、加熱器及び加湿器が順に配置されていた。そして、加湿器は冷却器の上方から外れた位置に配置されていた。これにより、従来の空気調和装置は、その空気通流路の水平方向の寸法が大きくなるという課題を有していた。しかしながら、このような課題を十分に解決できる空気調和装置は存在していなかった。とりわけＪＰ５８８６４６３Ｂ１に示されたような、全体として略Ｌ字型に形成された空気通流路を有する空気調和装置では、水平方向の寸法をある寸法以上に小さくすることは不可能と考えられていた。
　これに対して、本件発明者らは、冷却器３４及び加湿器５２の配置について鋭意検討することにより、空気通流路２４の水平方向の寸法を十分に小さくすることが可能であることを知見した。すなわち、本実施の形態の空気調和装置１０では、空気調和装置１０の平面視において、加湿器５２の少なくとも一部が、冷却器３４の少なくとも一部と重なるように配置したので、従来の空気調和装置と比較して空気通流路２４の水平方向の寸法を十分に小さくすることができ、空気調和装置１０の平面視における寸法、すなわちフットプリントを十分に小さくすることが可能となる。したがって、空気調和装置１０を効果的に小型化することができる。
　さらに、図１及び図４に示された例では、空気調和装置１０への空気の導入方向（第１方向ｄ１）に沿って見たときに、加湿器５２の少なくとも一部が、加熱器４２，４４の少なくとも一部と重なっている。このとき、空気調和装置１０への空気の導入方向（第１方向ｄ１）に沿って見たときに、第１加熱器４２の少なくとも一部及び第２加熱器４４の少なくとも一部が、それぞれ加湿器５２の少なくとも一部と重なるようにしてもよい。これにより、調温調湿部２０（筐体２２、空気通流路２４）の第２方向ｄ２に沿った寸法を小さくすることができ、空気調和装置１０の平面視における寸法、すなわちフットプリントをさらに小さくすることが可能となる。
　次に、空気調和装置１０の動作について説明する。
　送風機１２の図示しないファンが回転されると、接続部１８及び筐体２２の下流側開口２８を介して、筐体２２（空気通流路２４）内の空気が吸引されるとともに、吸引された空気がチャンバ１４へ送られる。送風機１２により筐体２２内の空気が吸引されることで、上流側開口（導入口）２６を介して外部の空気が筐体２２内に導入される。とりわけ、外部の空気は、第１方向ｄ１の一側に向かって開口した上流側開口２６を介して概ね第１方向ｄ１に沿って一側から他側へ向かうようにして、空気調和装置１０（筐体２２）内へ導入される。なお、上流側開口２６にフィルタ装置が設けられている場合、このフィルタ装置において外部の空気中に含まれ得る塵埃等が除去される。
　上流側開口（導入口）２６を介して筐体２２内に導入された空気は、冷却部３０に流入する。冷却部３０に流入した空気の一部は第１流路３１を通流し、流入した空気の他の一部は第２流路３２を通流する。第１流路３１を通流した空気は、冷却器３４で冷却及び除湿される。詳細には、第１流路３１を通流した空気は、冷却器３４内において伝熱フィン３６に沿って通流し、伝熱フィン３６を介して冷却回路内を通流する熱媒体との間で熱交換することにより冷却される。このとき、空気中に含まれる水分が凝縮され、水滴となって冷却器３４（伝熱フィン３６）に付着する。この水滴は、冷却器３４の下方に設けられたドレインパン内に落下する。本実施の形態では、図３に示すように、冷却器３４は、水平方向（第１方向ｄ１）及び垂直方向（第３方向ｄ３）に対して傾斜して配置されている。これにより、各伝熱フィン３６は、上流側開口２６を介して筐体２２内に導入された空気の流れに沿って、すなわち第１方向ｄ１に沿って、上流側から下流側へ向かうにつれて、その高さが高くなるように延びている。したがって、第１流路３１を通流する空気は、伝熱フィン３６にガイドされて、上流側から下流側へ向かうにつれて上方に向かうように進行する。これにより、第１流路３１を通り冷却器３４で冷却及び除湿された空気が、筐体２２内の下側隅部に滞留することが効果的に抑制される。なお、第２流路３２においては、空気は冷却されることなく通流する。
　第１流路３１を通った空気及び第２流路３２を通った空気は、第１流路３１及び第２流路３２の下流側に設けられた空気混合部材３８を通過する。空気混合部材３８は、例えば、多数の孔が設けられた板状部材（パンチングパネル）であり、この空気混合部材３８により、第１流路３１を通った空気と第２流路３２を通った空気との混合が促進される。これにより、冷却部３０から加熱部４０に流入する空気の温度及び湿度の均一化が図られる。
　加熱部４０に流入した空気は、第１加熱器４２及び第２加熱器４４を順に通過して加熱される。第１加熱器４２は、例えば、冷却回路において高温となった熱媒体が有する熱の少なくとも一部を利用する加熱器である。この場合、冷却部３０で空気を冷却及び除湿することにともなって冷却回路において生じた熱を利用して空気を加熱することができるので、加熱部４０において消費されるエネルギー量を低減させることができる。第２加熱器４４は、例えば、可変の加熱能力を有した電気ヒータである。この場合、加熱部４０を通流する空気の温度を精度よく調整することができる。
　加熱部４０で加熱されて温度が調整された空気は、第１方向ｄ１の他側から一側へ向かうようにして加熱部４０から加湿部５０へ進む。加湿部５０では、貯留槽５４内に貯留された水Ｗがヒータ５６により加熱される。これにより、水Ｗから水蒸気が発生する。加熱部４０から加湿部５０へ流入した空気は、貯留槽５４の上方を通流する際に、貯留槽５４内の水Ｗから発生した水蒸気と混合されることにより加湿される。ヒータ５６は、その加熱量が調節可能に構成されており、貯留槽５４に貯留された水Ｗから生じる水蒸気の量を調節することができる。これにより、加湿部５０を通流する空気の湿度を、所望の湿度に調節することが可能である。
　加湿部５０でその湿度が調整された空気は、送風機１２により吸引されることで、加湿部５０に面して開口した下流側開口２８から、接続部１８を介して送風機１２に流入する。送風機１２により加湿部５０から吸引されチャンバ１４へ送られた空気は、チャンバ１４内に設けられた邪魔板により撹拌される。これにより当該空気の温度及び湿度の均一化が図られる。チャンバ１４で撹拌された空気は、チャンバ１４の吐出口１６から、図示しない送風管を通って半導体素子製造装置等の機器へ向けて吐出される。
　本実施の形態の空気調和装置１０は、内部に導入された空気の温度及び湿度を調整する空気調和装置１０であって、空気調和装置１０内に導入された空気を冷却して当該空気に含まれる水分を凝縮させる冷却器３４と、空気を加熱する加熱器４２，４４と、空気を加湿する加湿器５２と、を備え、空気調和装置１０の平面視において、加湿器５２の少なくとも一部が、冷却器３４の少なくとも一部と重なっており、加熱器４２，４４が、第１加熱器４２及び第２加熱器４４を含み、平面視において、第１加熱器４２の少なくとも一部及び第２加熱器４４の少なくとも一部が、それぞれ冷却器３４の少なくとも一部と重なっており、空気調和装置１０への空気の導入方向に沿って見たときに、加湿器５２の少なくとも一部が、加熱器４２，４４の少なくとも一部と重なっている。
　このような空気調和装置１０によれば、従来の空気調和装置と比較して空気通流路２４の水平方向の寸法を十分に小さくすることができ、空気調和装置１０の平面視における寸法、すなわちフットプリントを十分に小さくすることが可能となる。したがって、空気調和装置１０を効果的に小型化することができる。
　また、このような空気調和装置１０によれば、調温調湿部２０（筐体２２、空気通流路２４）の、第１方向ｄ１と直交し且つ水平方向と平行をなす第２方向ｄ２に沿った寸法を小さくすることができ、空気調和装置１０の平面視における寸法、すなわちフットプリントをさらに小さくすることが可能となる。
　本実施の形態の空気調和装置１０では、空気調和装置１０内への空気の導入口２６は、第１方向ｄ１の一側に向かって開口しており、加湿器５２は、加熱器４２，４４に対して第１方向ｄ１の一側に配置されている。
　このような空気調和装置１０によれば、調温調湿部２０（筐体２２、空気通流路２４）の第１方向ｄ１に沿った寸法を小さくすることができ、空気調和装置１０の平面視における寸法、すなわちフットプリントをさらに小さくすることが可能となる。
　本実施の形態の空気調和装置１０では、冷却器３４は複数の伝熱フィン３６を有し、伝熱フィン３６は水平方向及び垂直方向に対して傾斜した方向に延びており、冷却器３４を通流する空気は、伝熱フィン３６にガイドされて上流側から下流側へ向かうにつれて上方に向かうように、水平方向及び垂直方向に対して傾斜した方向に進行する。
　このような空気調和装置１０によれば、第１流路３１（冷却器３４）を通流した空気は、冷却部３０の上方に配置された加熱部４０へ向かうように上方に向けてガイドされる。したがって、第１流路３１を通り冷却器３４で冷却及び除湿された空気が、筐体２２内の下側隅部に滞留することを抑制し、第１流路３１を通った空気と、第１流路３１の上方に位置する第２流路３２を通った空気との混合を促進することができる。また、この混合された空気を加熱部４０へ向かってスムーズに導くことができる。

Claims (3)

  1. 　内部に導入された空気の温度及び湿度を調整する空気調和装置であって、
    　前記空気調和装置内に導入された空気を冷却して当該空気に含まれる水分を凝縮させる冷却器と、
    　前記空気を加熱する加熱器と、
    　前記空気を加湿する加湿器と、を備え、
    　前記空気調和装置の平面視において、前記加湿器の少なくとも一部が、前記冷却器の少なくとも一部と重なっており、
    　前記加熱器が、第１加熱器及び第２加熱器を含み、平面視において、前記第１加熱器の少なくとも一部及び前記第２加熱器の少なくとも一部が、それぞれ前記冷却器の少なくとも一部と重なっており、
    　前記空気調和装置への空気の導入方向に沿って見たときに、前記加湿器の少なくとも一部が、前記加熱器の少なくとも一部と重なっている、空気調和装置。
  2. 　前記空気調和装置内への空気の導入口は、第１方向の一側に向かって開口しており、
    　前記加湿器は、前記加熱器に対して前記第１方向の一側に配置されている、請求項１に記載の空気調和装置。
  3. 　前記冷却器は複数の伝熱フィンを有し、
    　前記伝熱フィンは水平方向及び垂直方向に対して傾斜した方向に延びており、
    　前記冷却器を通流する空気は、前記伝熱フィンにガイドされて上流側から下流側へ向かうにつれて上方に向かうように、水平方向及び垂直方向に対して傾斜した方向に進行する、請求項１又は２のいずれかに記載の空気調和装置。
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