(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸湿部材と、
吸気口及び排気口が室外に位置し、その途中に前記吸湿部材が配置される吸湿用空気流路と、
吸気口及び排気口が室内に位置し、その途中に前記吸湿部材が配置される加湿用空気流路と、
加湿用空気流路上に位置する加熱装置とを有し、
吸湿部材よりも上流側の吸湿用空気流路と吸湿部材よりも下流側の加湿用空気流路とが連通可能である無給水加湿器を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
吸湿用空気流路及び加湿用空気流路に空気付勢手段を設けた請求項１記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は室外空気中に含む水分を利用し無給水で室内空気を加湿する加湿器を備えた空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱交換式の空気調和機で暖房を行うと、顕熱だけを増大させるので室内の相対湿度が低下して、喉が乾いたり、肌にかさつきが生じることがある。この不快感を解消するために、無給水加湿機能を備えた空気調和機が提案されている。
【０００３】
無給水加湿は吸湿部材を利用して行われており、以下その加湿原理を図３に基づき説明する。
図３において、１はモータ等の回転手段により回転可能な吸湿部材（例えば、ゼオライト、シリカゲル等の吸湿材を含むもの）、２は加熱装置としてのヒータ、３は吸湿側の空気の流れ、４は加湿側（再生側）の空気の流れを示している。
水分を含んだ吸湿側の空気３は吸湿部材１の断面積のおよそ３／４を占める吸湿領域１ａを通過する。この際に空気３に含まれている水分は吸湿部材１に吸着される。なお、吸着にともない吸着熱が発生し、吸湿部材１通過後の空気３は吸着熱を有する乾燥空気となる。
【０００４】
吸湿部材１は低速度で回転しており、水分を吸着した吸湿領域１ａは吸湿領域１ａを除いた加湿領域（再生領域）１ｂに回ってくる。ヒータ２で約１００℃に加熱された加湿側空気４がこの加湿領域（再生領域）１ｂを通過する。この加湿空気４の熱が吸湿部材１に吸着された水分の離脱を促進し、離脱された水分は加湿側空気４とともに吸湿部材１外部へ放出され、当該雰囲気が加湿される。なお、水分を含んだ吸湿側の空気３を室外から取り入れることにより無給水で加湿を行うことができる。
【０００５】
以上の加湿原理を利用した空気調和機の１例が特開平９−６０９２５号公報に開示されている。この空気調和機は、無給水加湿器を室内機の室内空気循環系路以外の位置に配置するとともに加湿器の室内空気吸気口（加湿空気４の吸気口）を熱交換機の空気出口側に配置することにより、室内送風機の送風負荷を低減し、かつ熱交換機で空気を予熱するので加熱装置の電力節約、小型化を計ったものである。
【０００６】
図４に従来の無給水加湿器の構造の概念を示す。図４において、１は吸湿部材、２は加熱装置、１１は吸湿部材１を矢印方向に回転する回転手段、１２は吸湿用ファン、１３は加湿用ファン、４１は室内、４２は室外、４４は室外４２からダクト等で導入された水分を含む空気の流れ、４５及び４６は吸湿部材１で減湿された空気の流れ、４７は加熱装置２で加熱される空気の流れ、４８及び４９は加熱された空気が吸湿部材１中の水分を加熱して放出された水分を含む加湿された空気の流れを示している。なお、４４、４５及び４６で示される一連の流路がが吸湿用空気流路を構成し、また４７、４８及び４９で示される一連の流路が加湿用空気流路を構成し、この吸湿用空気流路と加湿用空気流路とは独立している。
【０００７】
図４の装置において、吸湿用ファン１２の駆動により室外４２から湿気を含んだ空気４４を導入し、この空気４４は吸湿部材１を通過した後に吸湿用ファン１２を経由して室外４２へと放出される。吸湿部材１を通過する際に空気４４中の水分が吸湿部材１に吸着される。一方、室内４１内の空気は加湿用ファン１３の駆動によりヒータ２で加熱された後に吸湿部材１の水分を吸湿した部分を通過して、当該水分を蒸発させるとともに加湿用ファン１３を経由して室内４１に放出され、室内の空気を加湿する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示した従来の無給水加湿器を有する空気調和機は、換気機能を備えていない。そのため、閉め切った室内で長時間暖房運転を行うと時間の経過とともに空気が汚染するという問題があった。
そこで本発明は、換気機能を備えた無給水加湿器を有する空気調和機の提供を課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、吸湿部材と、吸気口及び排気口が室外に位置し、その途中に前記吸湿部材が配置される吸湿用空気流路と、吸気口及び排気口が室内に位置し、その途中に前記吸湿部材が配置される加湿用空気流路と、加湿用空気流路上に位置する加熱装置とを有し、吸湿部材よりも上流側の吸湿用空気流路と吸湿部材よりも下流側の加湿用空気流路とが連通可能である無給水加湿器を備えた空気調和機により前記課題を解決した。
【００１０】
本発明は、室外から取り入れる空気を換気用空気として利用するものであり、具体的には、吸湿用空気流路と加湿用空気流路とを、加湿運転時には従来と同様に独立の状態とするが、換気運転時には吸湿用空気流路を流れる換気用空気が加湿用空気流路に流れ込むことが可能なように連通させるものである。吸湿用空気流路と加湿用空気流路とを連通すれば、室外から導入した空気を吸湿用空気流路、加湿用空気流路を経由して室内に供給する換気運転を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態にかかる空気調和機の加湿器の構造を示し、図２は本実施形態にかかる空気調和機の外観構造を示している。
図１、図２において、１は吸湿部材、２はヒータ（加熱装置）、１１は吸湿部材１の回転手段であるモータ、１４は換気用ダンパ、１５、１６、１９及び２０はダクト、３１は室内機本体、３２は室内機吸込口、３３は室内機吹出口、３４は室内と室外との仕切壁であり、図１に示す加湿器１０は室内機本体３１内に配置されている。
【００１２】
吸湿部材１、ヒータ２、モータ１１及び換気用ダンパ１４は加湿処理が行われる加湿処理室２６内に配置されている。
ダクト１５の一方の開口端である吸湿用空気吸気口１７は室外に配置され、また他方の開口端は加湿処理室２６に接続されている。また、ダクト１６の一方の開口端である吸湿用排気口１８は室外に配置され、他方の開口端は加湿処理室２６に連接する吸湿用ファン１２に接続されている。そして、ダクト１５、加湿処理室２６、吸湿用ファン１２及びダクト１６により吸湿用空気流路を構成する。
【００１３】
ダクト１９の一方の開口端である加湿用空気吸気口２１は室内機本体３１、つまり室内に配置され、また他方の開口端は加湿処理室２６に接続されている。また、ダクト２０の一方の開口端である加湿用空気排気口２２は室内機本体３１、つまり室内に配置され、他方の開口端は加湿処理室２６に連接する加湿用ファン１３に接続されている。そして、ダクト１９、加湿処理室２６、加湿用ファン１３及びダクト２０により加湿用空気流路を構成する。
【００１４】
換気用ダンパ１４は、加湿処理室２６の幅方向中央に位置しており、これが開状態（図１は開状態を示している）となると吸湿用空気流路と加湿用空気流路とは加湿処理室２６において連通状態となる。連通状態となると、ダクト１５を流れてきた空気は、加湿用ファン１３を駆動させことにより矢印２５に示すように、加湿用ファン１３及びダクト２０を経由して室内機本体３１に設けられた加湿用空気排気口２２から室内に放出される。逆に、閉状態となると吸湿用空気流路と加湿用空気流路とは独立の流路を構成し、ダクト１５を流れてきた空気は、吸湿用ファン１２の駆動に伴い、湿用ファン１２及びダクト１６を経由して室外へ放出される。
【００１５】
室内機本体３１内には熱交換機、送風ファンが配置され、室内の空気は矢印３５に示すように室内機吸気口３２から室内機本体３１内に導入され、熱交換機により加熱（暖房時）後送風ファンにより室内機排気口３３より矢印３６に示すように室内へ放出される。この空気の流路が室内空気循環流路となる。
【００１６】
以上の構成からなる空気調和機の加湿運転について先ず説明する。
加湿運転時には、換気用ダンパ１４は閉状態となり、吸湿用空気流路と加湿用空気流路とは独立の流路を構成する。
吸湿用ファン１２を駆動することにより、湿気を含んだ室外の空気はダクト１５を経由して加湿処理室２６に流入する。ついで吸湿手段１を通過した後吸湿用ファン１２により付勢されてダクト１６の吸湿用空気出口１８から室外に放出される。この際、吸湿手段１は通過する空気中の水分を吸着する。なお、矢印２３で示す一連の空気の流路が吸湿用空気流路を構成する。
【００１７】
一方、加湿用ファン１３を駆動することにより、室内の空気は室内機本体３１に設けられた加湿用空気吸気口２１を介してダクト１９に流入する。流入した空気は、ダクト１９を進み加湿処理室２６へ到達した後、ヒータ２により約１００℃に加熱され、次いで吸湿部材１を通過して、ダクト２０を経由して室内機本体３１に設けられた加湿用空気排気口２２より室内へ放出される。
【００１８】
吸湿部材１の回転に伴い、加熱された空気は吸湿部材１の水分吸着部分を通過するので、吸湿部材１に含まれる水分は吸湿部材１から離脱し、離脱した水分は空気とともに室内へ放出される。放出された加湿空気は、室内機本体３１の室内機排気口３４から吹出される調和空気に誘引されて室内に拡散される。なお、矢印２４で示す一連の空気の流路が、加湿用空気流路を構成する。
【００１９】
以上の通りであるから、本実施の形態の空気調和機によれば、加湿用の空気をダクト１５の吸湿用空気入口１７から導入し、この空気中に含まれる水分を利用しているので、気密性の良い部屋でも無給水で加湿を行うことができる。また、加湿用空気流路と吸湿用空気流路とは加湿運転時には独立しているので、室外から取り入れた空気の温度に依存して室内の温度が変化することはない。
【００２０】
次に換気運転について説明する。
換気運転時には換気用ダンパ１４を図１に示す開状態の位置とし、加湿処理室２６内で吸湿用空気流路と加湿用空気経路とを連通させる。
吸湿用ファン１２を駆動することにより、加湿運転時と同様に室外の空気はダクト１５を経由して加湿処理室２６に流入する。同時に加湿用ファン１３を駆動すれば、ダクト１５を経由して加湿処理室２６に流入した空気の一部は換気用ダクト１４の部分を通過し、加湿用ファン１３及びダクト２０を経由して加湿用空気排気口２２より室内に放出される。この空気の流れを矢印２５で示してある。
【００２１】
以上の空気調和機によれば、加湿用空気流路と吸湿用空気流路との間に換気用ダンパ１４を設けているので、換気用ダンパの開閉を操作することにより加湿運転と換気運転を容易に切換えることができる。
【００２２】
なお、以上の実施形態では、加湿処理室２６内に換気用ダンパ１４を設けることにより加湿用空気流路と吸湿用空気流路とを連通可能としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、加湿用空気流路と吸湿用空気流路とが独立した状態と連通した状態との両者を形成することができれば、どのような構造を採用しても構わない。例えば、ダクト１５とダクト２０とを他のダクトで連通し、そのダクト内にダンパを設けてもよい。
【００２３】
また、以上の実施形態では加湿用空気流路の室内空気吸気口２１を室内機の室内空気循環系路以外の位置に配置しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、室内機内部の室内空気循環経路内でかつ熱交換器の空気出口側に配置することもできる。このようにすれば、加湿用空気は熱交換機を通過して予熱されるので、加熱装置に必要となるエネルギを節約することができる。
【００２４】
さらに、以上の実施形態では加湿用空気出口流路の室内空気出口２２を室内機本体３１の室内機吹出口３３とは独立した位置に配置したが、室内空気出口２２を室内機吹出口３３と一体化させることもできる。このようにすれば、湿った空気は熱交換機により暖められた調和空気とともに室内に広く拡散し、室内の温度、湿度の均一性を向上させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明のように、本発明の空気調和機によれば、加湿を室外の空気中に含まれる水分を利用するとともに、加湿用空気流路と吸湿用空気流路が独立した構造を有するので、無給水で室内の温度変化を生ずることなく室内の加湿が行うことができる。さらに、吸湿用空気流路と加湿用空気流路を連通可能としたので、加湿運転に加えて換気運転を行うことができるので、室内の空気汚染を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の加湿器の構造を示す図である。
【図２】  本発明の実施形態に係る空気調和機の室内機を示す図である。
【図３】  加湿方法の原理を説明するための図である。
【図４】  従来の加湿器の構造を示す図である。
【符号の説明】
１  吸湿部材
２  ヒータ（加熱装置）
１４  換気用ダンパ
１５，１６，１９，２０  ダクト
２６  加湿処理室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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