(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内から吸入した空気をそのまま室外へと排出させたり、加湿・除湿したうえで室内へと吹き出させる加湿・換気・除湿ユニットであって、
室内に面した吸込口から室内空気を吸入するファンと、吸入した空気の一部を暖めるヒータと、飽和状態になるまで空気を吸湿する一方でこの吸湿した水分を前記ヒータで暖めた空気に放出し加湿する全熱交換器と、該全熱交換器をそのまま又は加湿・除湿されながら通過した空気を室内に面した吹出口または室外に面した吹出口へと選択的に導くダンパとを備え、
前記ダンパは、前記全熱交換器の下流側流路を遮断するように配される円盤状の切換ダンパと、該切換ダンパの下流側に配され周方向に回転可能な円盤状の回転ダンパとを備えてなり、
前記切換ダンパには、前記ヒータおよび前記全熱交換器を通過した一部の吸入空気を通す２つの加湿側通風孔と、前記ヒータを通過せずに前記全熱交換器を通過した他の吸入空気を通す２つの除湿側通風孔とが周方向に等しい間隔をおいて形成され、
前記回転ダンパには、その周方向回転により、前記加湿側通風孔の１つ及び該加湿側通風孔に対し径方向反対側に位置する前記除湿側通風孔の１つに連通可能な２つの連通切換孔が形成されるとともに、この連通時において当該回転ダンパの下流側流路を、前記一方の吹出口を介して室内に連通する流路と、他方の吹出口を介して室外に連通する流路とに区画する仕切壁が設けられていることを特徴とする加湿・換気・除湿ユニット。
【請求項２】
冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器と、吸入したガス冷媒を圧縮して吐出する圧縮機とを具備してなる室外機と、
前記室外機から供給された冷媒と室内から吸入した空気との間で熱交換を行わせる室内熱交換器と、室内から吸入した空気をそのまま室外へと排出させたり、加湿・除湿したうえで室内へと吹き出させる加湿・換気・除湿ユニットとを具備してなる室内機とを備えた空気調和機であって、
前記加湿・換気・除湿ユニットは、室内に面した吸込口から室内空気を吸入するファンと、吸入した空気の一部を暖めるヒータと、飽和状態になるまで空気を吸湿する一方でこの吸湿した水分を前記ヒータで暖めた空気に放出し加湿する全熱交換器と、該全熱交換器をそのまま又は加湿・除湿されながら通過した空気を室内に面した吹出口または室外に面した吹出口へと選択的に導くダンパとを備え、
前記ダンパは、前記全熱交換器の下流側流路を遮断するように配される円盤状の切換ダンパと、該切換ダンパの下流側に配され周方向に回転可能な円盤状の回転ダンパとを備えてなり、
前記切換ダンパには、前記ヒータおよび前記全熱交換器を通過した一部の吸入空気を通す２つの加湿側通風孔と、前記ヒータを通過せずに前記全熱交換器を通過した他の吸入空気を通す２つの除湿側通風孔とが周方向に等しい間隔をおいて形成され、
前記回転ダンパには、その周方向回転により、前記加湿側通風孔の１つ及び該加湿側通風孔に対し径方向反対側に位置する前記除湿側通風孔の１つに連通可能な２つの連通切換孔が形成されるとともに、この連通時において当該回転ダンパの下流側流路を、前記一方の吹出口を介して室内に連通する流路と、他方の吹出口を介して室外に連通する流路とに区画する仕切壁が設けられていることを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷暖運転に加えて加湿・換気・除湿運転の行える空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷暖運転に加えて加湿、換気および除湿運転のできる空気調和機として、特開昭６３−４１７４３号公報、および特開平２−２１１３７号公報に開示されたものが知られている。
前者の空気調和機は、図４に示すように、本体１の内部に仕切板２を設けて空調室３および換気室４を区画形成したもので、この空調室３には室内熱交換器５及び空気循環用ファン６が設けられている。
【０００３】
また、換気室４の後部には、図５に示すように、壁７を貫通するスリーブ８が設けられ、このスリーブ８の中には全熱交換器９が配置されている。
さらに、換気室４の内部に第２の仕切板１０を設けることで全熱交換器９を通る排気流路１１および吸気流路１２が形成されていて、排気流路１１には排気用ファン１３が、吸気流路１２には吸気用ファン１４が設けられている。
【０００４】
この空気調和機においては、空調室３を作動させれば、通常の冷房・除湿・暖房を行うことができるし、また、換気室４を作動させれば、排気用ファン１３および吸気用ファン１４が作動して換気が可能であり、この換気運転の際には、全熱交換器９の作用によって排気の顕熱および潜熱が吸気に伝達されるため、室温と湿度のあまり変わらない空気を吹き出させて快適な換気を行うことが可能である。
【０００５】
他方、後者の空気調和機は、図６および図７に示すように、図示しない圧縮機，室外熱交換器，キャビラリーチューブおよび室内熱交換器等に冷媒配管で接続されることで冷凍サイクルを形成する室内機２１に、吸排気を可能とする換気扇２２，２３と全熱交換素子２４とが内蔵されたものである。
【０００６】
この空気調和機においては、室内空気を全熱交換素子２４に経由させて室外へと放出するとともに（排気）、この全熱交換素子２５に室外から取り込んだ空気を経由させ、これに排気の顕熱と潜熱を伝達させて室内へと吹き出せることで、室外から室内に取り込む空気の温度および湿度が室内空気のそれらとあまり差のない、快適な換気を行うことが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の空気調和機では加湿ができないうえに、給排気用のファンとして排気用ファン１３および吸気用ファン１４の２つが必要になるため、高価になる等の問題がある。
また、後者の空気調和機においても、加湿ができないこと、および給排気用のファンとして換気扇２２，２３の２つが必要なことは前者の空気調和機と同様で、高価になる等の問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、加湿・換気・除湿運転を低コストにて実現することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
すなわち、請求項１記載の加湿・換気・除湿ユニットは、室内から吸入した空気をそのまま室外へと排出させたり、加湿・除湿したうえで室内へと吹き出させる加湿・換気・除湿ユニットであって、
室内に面した吸込口から室内空気を吸入するファンと、吸入した空気の一部を暖めるヒータと、飽和状態になるまで空気を吸湿する一方でこの吸湿した水分を前記ヒータで暖めた空気に放出し加湿する全熱交換器と、該全熱交換器をそのまま又は加湿・除湿されながら通過した空気を室内に面した吹出口または室外に面した吹出口へと選択的に導くダンパとを備えることを特徴とするものである。
【００１０】
この加湿・換気・除湿ユニットでは、まず、ファンによって吸い込まれた室内空気の一部は全熱交換器を通る間に吸湿されてダンパへと送られる。一方、他の空気はヒータによって暖められ、全熱交換器を通る間に加湿されてダンパへと送られる。そして、除湿運転時には、全熱交換機に吸湿された空気のみが選択的に室内へと吹き出され、また、加湿運転時には、全熱交換機に加湿された空気のみが選択的に室内へと吹き出される。
【００１１】
また、換気運転時には、ヒータの通電を停止させて少し経てば、全熱交換器での吸湿量が飽和するため、新たに吸入された室内空気は吸湿されずにそのままの状態でダンパへと送り込まれ、加湿も除湿もなされていない空気が室内へと吹き出される。
【００１２】
請求項２記載の空気調和機は、冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器と、吸入したガス冷媒を圧縮して吐出する圧縮機とを具備してなる室外機と、
前記室外機から供給された冷媒と室内から吸入した空気との間で熱交換を行わせる室内熱交換器と、室内から吸入した空気をそのまま室外へと排出させたり、加湿・除湿したうえで室内へと吹き出させる加湿・換気・除湿ユニットとを具備してなる室内機とを備えた空気調和機であって、
前記加湿・換気・除湿ユニットは、室内に面した吸込口から室内空気を吸入するファンと、吸入した空気の一部を暖めるヒータと、飽和状態になるまで空気を吸湿する一方でこの吸湿した水分を前記ヒータで暖めた空気に放出し加湿する全熱交換器と、該全熱交換器をそのまま又は加湿・除湿されながら通過した空気を室内に面した吹出口または室外に面した吹出口へと選択的に導くダンパとを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
この空気調和機では、従来からの冷暖房・換気・除湿運転に加えて加湿運転が可能になるとともに、加湿され、除湿されあるいは加湿も除湿もされなかった空気の吹き出し先がダンパによって選択的に切り換えられるため、加湿・換気・除湿運転時に使用する給排気用のファンを１つで済ますことができる。
【００１４】
請求項１記載の加湿・換気・除湿ユニットおよび請求項２記載の空気調和機は、上記構成に加えてさらに、以下の点を特徴としている。
すなわち、前記ダンパは、前記全熱交換器の下流側流路を遮断するように配される円盤状の切換ダンパと、該切換ダンパの下流側に配され周方向に回転可能な円盤状の回転ダンパとを備えてなり、
前記切換ダンパには、前記ヒータおよび前記全熱交換器を通過した一部の吸入空気を通す２つの加湿側通風孔と、前記ヒータを通過せずに前記全熱交換器を通過した他の吸入空気を通す２つの除湿側通風孔とが周方向に等しい間隔をおいて形成され、
前記回転ダンパには、その周方向回転により、前記加湿側通風孔の１つ及び該加湿側通風孔に対し径方向反対側に位置する前記除湿側通風孔の１つに連通可能な２つの連通切換孔が形成されるとともに、この連通時において当該回転ダンパの下流側流路を、前記一方の吹出口を介して室内に連通する流路と、他方の吹出口を介して室外に連通する流路とに区画する仕切壁が設けられていることを特徴としている。
【００１５】
この構成では、回転ダンパを切換ダンパに対して周方向に相対回転させ、切換ダンパ側の一方の加湿側通風孔に回転ダンパ側の一方の連通切換孔を対応させれば、ヒータを通らずに全熱交換器に吸湿された空気が吹出口から室内へと排出され、除湿運転がなされる。
【００１６】
また、この状態から回転ダンパをさらに９０゜回転させ、切換ダンパ側の他方の加湿側通風孔に回転ダンパ側の他方の連通切換孔を対応させれば、ヒータを通って全熱交換器で加湿された空気が吹出口から室内へと排出され、除湿運転がなされる。
さらに、これらいずれの状態からも、ヒータへの通電を停止させれば、換気運転がなされる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第一の実施形態について、図１および図２を参照しながら説明する。
図１（ａ）は加湿又は換気運転時における空気の流れを示す加湿・換気・除湿ユニット（以下、単にユニットという。）３１の断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すダンパ３２のＡ−Ａ断面矢視図、図１（ｃ）は図１（ａ）に示すダンパ３２のＡ−Ａ断面図である。
【００１８】
また、図２（ａ）は除湿又は換気運転時おける空気の流れを示すユニット３１の断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すダンパ３２のＢ−Ｂ断面矢視図、図２（ｃ）は図２（ａ）に示すダンパ３２のＢ−Ｂ断面図であって、切換ダンパ３２ａに対して回転ダンパ３２ｂが図１（ｃ）の状態から９０゜左に回転した状態を示している。
【００１９】
ユニット３１には、室内側に面して駆動モータ付シロッコファン３３が設けられ、室内の空気はこのファン３３によって吸込口３４から吸入される。
このファン３３の下流側には、ヒータ３５，駆動モータ付全熱交換器３６およびダンパ３２が、吸入空気の流方向に沿ってこの順に配設されている。
【００２０】
ヒータ３５は、吸入空気の流方向上流側から下流側を見たときに、全熱交換器３６の略半分と重なるように配置されている。
ダンパ３２は、ともに円盤状をなす切換ダンパ３２ａと回転ダンパ３２ｂとが、互いの軸線を一致させた状態で、全熱交換器３６の下流側流路を遮断するように配されている。
【００２１】
切換ダンパ３２ａには、図１（ｂ）に示すように、周方向に等しい間隔をおいて４つの通風孔４１，４２，４３，４４が形成されている。
これらのうち、通風孔（除湿側通風孔）４１，４３は、ヒータ３５を通ることなく全熱交換器３６を通過した空気が通り得る位置に形成され、通風孔（加湿側通風孔）４２，４４は、ヒータ３５および全熱交換器３６を通過した空気が通り得る位置に形成されている。
【００２２】
回転ダンパ３２ｂには、切換ダンパ３２ａ側の通風孔４１〜４４のうち、径方向反対側に位置する２つの通風孔４３，４４（あるいは通風孔４１，４２）に対応して、２つの通風孔（連通切換孔）５１，５２が形成されているとともに、切換ダンパ３２ａに対し周方向に相対回転可能となっている。
【００２３】
さらに、回転ダンパ３２ｂには、図１（ｃ）に示すように、流方向下流側に面した円形面から起立する仕切壁５３が、当該回転ダンパ３２ｂの下流側流路を２分割すべく直径方向に延びるように設けられていて、これにより、通風孔５１，５２は仕切壁５３を挟んで別々の流路に開口するようになっている。
【００２４】
また、この仕切壁５３は、回転ダンパ３２ｂの周方向回転によって、その下流側流路を図１（ｃ）に示すように縦分割したり、図２（ｃ）に示すように横分割することができ、これにより、各通風孔５１，５２を通過した空気は、吹出口６１，６２からそれぞれ選択的に吹き出されるようになっている。
【００２５】
このようにして構成されたユニット３１に吸入された空気の一部は、全熱交換器３６を通過した後、ダンパ３２を介して、室外に面した吹出口６１または室内に面した吹出口６２のいずれか一方から吹き出され、また、他の空気はヒータ３５を通って暖められた後、全熱交換器３６を通過し、ダンパ３２を介して他方の吹出口６１，６２から吹き出される。
【００２６】
以下、図１（ａ）〜図１（ｃ）を参照しながら、加湿運転時の作用について詳細に説明する。
ファン３３によって吸込口３４から吸い込まれた室内空気の一部は、駆動モータによって周方向に回転駆動される全熱交換器３６を通る間に、この全熱交換器３６を構成する多孔質媒体（例えば、塩化カルシウム，シリカゲル，ゼオライト等のいずれかがハニカム形状をなす材料の表面に形成されたもの）に吸湿され、ダンパ３２を通って吹出口６１から室外へと排出される。
【００２７】
すなわち、回転ダンパ３２ｂを切換ダンパ３２ａに対して周方向に相対回転させ、切換ダンパ３２ａ側の通風孔４１〜４４のうち、通風孔４３に通風孔５１を合わせることによって、これらの通風孔４３，５１が連通し、全熱交換器３６に吸湿され乾燥状態となった空気は通風孔４３と５１を通って下流側へと送られて、吹出口６１から室外へと排出される。
このとき、回転ダンパ３２ｂの下流側流路は、仕切壁５３によって間仕切りされた状態であるため、前記乾燥状態の空気が吹出口６２側から室内へと吹き出されることはない。
【００２８】
一方、他の吸入空気はヒータ３５によって暖められ、全熱交換器３６を通る間に、上述のようにして吸湿した水分を全熱交換器３６から放出させることで加湿され、連通状態にある切換ダンパ３２ａ側の通風孔４４および回転ダンパ３２ｂ側の通風孔５２を通って吹出口６２から室内へと放出されることで、室内空気を加湿する。
このとき、回転ダンパ３２ｂの下流側流路は、仕切壁５３によって間仕切りされた状態であるため、前記加湿された空気が吹出口６１側から室外へと吹き出されることはない。
【００２９】
なお、換気運転の場合には、ヒータ３５の通電を停止させ、あとは上述の加湿運転と同じ動作を行わせればよい。
すなわち、吸込口３４から吸い込まれた室内空気は全熱交換器３６を通るときに吸湿されるが、少し時間がたつと全熱交換器３６での吸湿量が飽和する。
【００３０】
この状態になると、全熱交換器３６での吸湿が行われなくなるため、新たに吸入された室内空気は吸湿されずにそのままの状態でダンパ３２へと送り込まれ、加湿も除湿もされなかった空気の一部は吹出口６２から室内へと排出され、これにより室内空気の換気が行われる。
【００３１】
次に、図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照しながら、除湿運転時の作用について詳細に説明する。
除湿運転の場合、図２（ａ）に示すように、ファン３３によって室内空気が吸込口３４から吸入され、一部の空気は全熱交換器３６で吸湿され、切換ダンパ３２ａに入る。
【００３２】
このとき、あらかじめ回転ダンパ３２ｂを切換ダンパ３２ａに対して図１（ｃ）の状態から９０゜左に回転させて図２（ｃ）の状態にしておけば、通風孔５１と切換ダンパ３２ａの通風孔４１とが、図２（ｂ）に示すように連通するため、全熱交換器３６によって除湿され乾燥状態となった空気は吹出口６２から室内へと吹き出される。
【００３３】
他方、ヒータ３５によって暖められた空気は、全熱交換器３６を通る間に、上述のようにして吸湿した水分を全熱交換器３６から放出させることで加湿され、連通状態にある切換ダンパ３２ａ側の通風孔４２および回転ダンパ３２ｂ側の通風孔５２を通って吹出口６１から室外へと放出され、除湿運転が行われる。
【００３４】
以上説明したように、本ユニット３１によれば、従来の空気調和機ではなし得なかった加湿運転が可能になる。
また、全熱交換器３６によって加湿され、除湿されあるいは加湿も除湿もされなかった空気の吹き出し先を上述のように簡単に構成されたダンパ３２によって選択的に切り換えることで、加湿・換気・除湿運転時における給排気用のファンを１つの駆動モータ付シロッコファン３３のみで済ますことができるため、低コスト化を図ることもできる。
【００３５】
次に、本発明の第二の実施形態について、図３（ａ）および図３（ｂ）を参照しながら説明する。
図３（ａ）は本実施形態に係る空気調和機を構成する室内機７１の断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す室内機７１のＣ−Ｃ断面矢視図である。
【００３６】
本実施形態の室内機７１は、図３（ａ）に示すように、仕切壁７２を介在させてその左側に室内熱交換器７３，駆動モータ付ファン７４，制御用のコントローラ７５が配置されるとともに、その右側に上述の第一実施形態に係るユニット３１が一体に構成されてなるものである。
よって、以下では、図１および図２に示した要素と同一の構成要素については同一の符号を付すとともにその説明を省略する。
【００３７】
この室内機７１は、室外に設置された室外機（図示略）と冷媒配管によって接続されている。
この室外機には、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機，冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室外熱交換器，外気を吸入するファン等が設けられている。
【００３８】
室内機７１は、図３（ａ）に示すように、室内機本体の右側面に吸込口３４が形成され、その左側には駆動モータ付ファン３３，ヒータ３５，全熱交換器３６，ダンパ３２がこの順に配置されている。
また、室外に面した吹出口６１は、図３（ａ）に示すように、壁８１に穿孔された排気孔８２を介して室外に連通している。
【００３９】
そして、吸込口３４からユニット３１内へと吸い込まれた空気は、そのままの状態あるいは加湿・除湿されたうえでダンパ３２内に導入され、吹出口６１から室外へ、あるいは吹出口６２から室内へと選択的に吹き出されるようになっている。
【００４０】
このように構成された空気調和機によれば、ファン７４，室内熱交換器７３および室外機を作動させることによって、室内空気を冷却，除湿または加熱することができる。
また、仕切壁７２の右側にユニット３１が一体に構成されているため、右側面の吸込口３４から室内の空気を吸入し、ユニット３１内で全熱交換器３６とヒータ３５とによって一部の空気を吸湿するとともに残りの空気に水分を放出させ、回転ダンパ３２ｂを切換ダンパ３２ａに対して相対回転させることで、吹出口６２から室内へと加湿または除湿した空気を選択的に吹き出させることが可能である。
さらに、ヒータ３５の通電を停止することによって、換気運転も可能である。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態の空気調和機は、１つの駆動モータ付シロッコファン３３のみで加湿・換気・除湿運転を可能にするものであるから、室内空気を換気しながらの冷暖運転や、加湿しながらの暖房運転が低コストにて可能になる。
【００４２】
なお、本実施形態では、ユニット３１を仕切壁７２の右側に配置したものについて説明したが、左右逆にして左側に取り付けることも可能であることはもちろんであり、かかる場合には、室内空気の吸込口３４は室内機本体の左側面に形成されることになる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（ａ）請求項１記載の発明によれば、全熱交換器によって加湿され、除湿されあるいは加湿も除湿もされなかった空気の吹き出し先をダンパによって選択的に切り換えることで、１つの給排気用ファンで換気・除湿運転だけでなく加湿運転も可能な加湿・換気・除湿ユニットを低コストにて提供することができる。
さらに、１つの給排気用ファンで加湿・換気・除湿運転を可能にするダンパを簡単な構造にて構成したため、冷暖・除湿に加えて加湿も行える加湿・換気・除湿ユニットをより一層低コストにて提供することができる。
【００４４】
（ｂ）請求項２記載の発明によれば、冷暖房・換気・除湿運転に加えて加湿運転が可能になるとともに、加湿・換気・除湿運転時に使用する給排気用のファンを１つで済ますことができるため、室内空気を換気しながらの冷暖運転や、加湿しながらの暖房運転が可能な空気調和機を低コストにて提供することができる。
さらに、１つの給排気用ファンで加湿・換気・除湿運転を可能にするダンパを簡単な構造にて構成したため、冷暖・除湿に加えて加湿も行える空気調和機をより一層低コストにて提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第一実施形態を示す加湿・換気・除湿ユニットにおいて加湿又は換気運転が行われている際の空気の流れを示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面矢視図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示す加湿・換気・除湿ユニットにおいて除湿又は換気運転が行われている際の空気の流れを示す断面図、（ｂ）は（ａ）に示すダンパのＢ−Ｂ断面矢視図、（ｃ）は（ａ）に示すダンパのＢ−Ｂ断面図である。
【図３】（ａ）は本実施形態の第二実施形態を示す空気調和機を構成している室内機の断面図、（ｂ）は（ａ）に示す室内機のＣ−Ｃ断面矢視図である。
【図４】室内機の従来例を示す一部を断面にした斜視図である。
【図５】図４に示す室内機に形成された換気室の断面図である。
【図６】室内機の他の従来例を示す斜視図である。
【図７】図６に示す室内機の断面図である。
【符号の説明】
３１  ユニット（加湿・換気・除湿ユニット）
３２  ダンパ
３２ａ  切換ダンパ
３２ｂ  回転ダンパ
３３  ファン
３４  吸込口
３５  ヒータ
３６  全熱交換器
４１、４３  通風孔（加湿側通風孔）
４２、４４  通風孔（除湿側通風孔）
５１、５２  通風孔（連通切換孔）
６１、６２  吹出口
７１  室内機
７３  室内熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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