(57)【要約】【課題】加湿器の直後に設ける検出器の検出精度を高めることが可能な空気調和機を提供することにある。【解決手段】加湿器と検出器とを備え、前記加湿器により加湿された空気の温度または湿度を前記検出器により測定し、前記加湿器の運転を制御する空気調和機において、前記加湿器の下流側に配置した複数のサンプリングホッパと、前記複数のサンプリングホッパを取り付けた導入管と、前記導入管を取り付けるとともに前記検出器を取り付けた検出容器と、前記検出容器の底部側と前記加湿器より下流側に位置する機器の下流側空間とを結ぶ導出管とを備え、前記検出容器は、前記加湿器の下流側の空気を、前記加湿器の下流側と前記機器の下流側空間との差圧により前記導入管を介して導入し、前記導出管を介して前記機器の下流側空間に導出することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加湿器と検出器とを備え、前記加湿器により加湿された空気の温度または湿度を前記検出器により測定し、前記加湿器の運転を制御する空気調和機において、
前記加湿器の下流側に配置した複数のサンプリングホッパと、
前記複数のサンプリングホッパを取り付けた導入管と、
前記導入管を取り付けるとともに前記検出器を取り付けた検出容器と、
前記検出容器の底部側と前記加湿器より下流側に位置する機器の下流側空間とを結ぶ導出管と
を備え、
前記検出容器は、前記加湿器の下流側の空気を、前記加湿器の下流側と前記機器の下流側空間との差圧により前記導入管を介して導入し、前記導出管を介して前記機器の下流側空間に導出する
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
請求項１記載の空気調和機において、
前記複数のサンプリングホッパは、前記加湿器に対し所定間隔で配置されている
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項１記載の空気調和機において、
前記加湿器は、蒸気加湿器、水加湿器、気化式加湿器である
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
請求項１記載の空気調和機において、
前記検出器は、露点温度検出器、乾球温度計、湿球計、関係湿度センサである
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、加湿器と検出器とを備えた空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、産業空調など精密な空調では、外気の温調と循環空気の温調とを分けて行っており、これらに蒸気加湿器を備えた空気調和機が用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
蒸気加湿器は、空気調和機内の空気流路に蒸気を噴出して空気を加湿するものである（例えば、特許文献３参照）。
図３および図４は、蒸気加湿器と検出器とを備えた従来の空気調和機の一例を示す。
【０００３】
空気調和機１は、外気導入口３と処理空気導出口４とを備えた筐体２内に、外気導入口３から処理空気導出口４に向かって、プレフィルタ５，蒸気コイル６，蒸気加湿器７，ケミカルフィルタ８，中性能フィルタ９，ＨＥＰＡフィルタ１０，冷水コイル１１，蒸気コイル１２，蒸気加湿器１３，送風機１４を順に設置している。
【０００４】
そして、蒸気加湿器７とケミカルフィルタ８との間の筐体２の天井部に露点温度検出器（加湿センサ）１５が取り付けられている。蒸気加湿器７は、２段になっており、下流に向かって蒸気を噴出するようになっている。
露点温度検出器（加湿センサ）１５には、露点温度調節器１６が連絡し、露点温度調節器１６は、蒸気加湿器７に蒸気を送る配管１７に取り付けた加湿蒸気調節弁１８に連絡している。
【０００５】
このように構成された従来の空気調和機１によれば、外気導入口３から流入した外気は、プレフィルタ５により塵埃が除去され、蒸気コイル６により加温され、蒸気加湿器７により噴出される蒸気により所定の湿度に加湿されて、後段のケミカルフィルタ８，中性能フィルタ９，ＨＥＰＡフィルタ１０，冷水コイル１１，蒸気コイル１２，蒸気加湿器１３により所定の処理が施された後、送風機１４によって負荷側へ送り出される。
【０００６】
そして、露点温度検出器（加湿センサ）１５は、蒸気加湿器７により噴出される蒸気により加湿された空気の露点温度を検出し、露点温度調節器１６がその検出値に基づいて露点温度が所定値になるように加湿蒸気調節弁１８を調節し、蒸気加湿器７の運転を制御する。
【特許文献１】
特開昭６４−１４５３９号公報
【特許文献２】
特開平２−３７２３７号公報
【特許文献３】
特許第３１２００２１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、露点温度検出器（加湿センサ）１５は、その検出部１５ａの長さが短いため、検出したい箇所まで届かず、検出部１５ａの近傍しか測定できなかった。特に、蒸気加湿器７を内蔵した筐体部分は結露防止のため、空気調和機１の外板の断熱厚さが厚くなり、測定点まで届き難くなるという問題があった。
また、蒸気加湿器７は、空気の流れに直交した断面において、局所的な加湿のため、噴出後方の断面部分にムラが出やすく、露点温度検出器（加湿センサ）１５の適切な設置位置を決めることが困難であり、下流側の湿度分布を均一にし難いという問題があった。
【０００８】
従って、空気調和機１内の湿度（露点温度）を満遍なく均一に測定することが困難であった。
そのため、加湿過多、加湿過少を起こしやすいという問題がった。
また、加湿過多によって、後段のケミカルフィルタ８，中性能フィルタ９，ＨＥＰＡフィルタ１０など性能不良を起こしやすくなるという問題もあった。
【０００９】
なお、空気調和機１内湿度（露点温度）の検出値を均等化するため、複数の露点温度検出器（加湿センサ）１５を設置することが提案されているが、これでは、コストが高くなる上に、メンテナンスが大変になるという問題があり、本質的な改善とは成り得ていない。
ここでは、露点温度検出器（加湿センサ）１５について説明したが、乾球温度計、湿球計、関係湿度センサについても同様の問題点がある。
【００１０】
本発明は、斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、加湿器の直後に設ける検出器の検出精度を高めることが可能な空気調和機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、加湿器と検出器とを備え、前記加湿器により加湿された空気の温度または湿度を前記検出器により測定し、前記加湿器の運転を制御する空気調和機において、前記加湿器の下流側に配置した複数のサンプリングホッパと、前記複数のサンプリングホッパを取り付けた導入管と、前記導入管を取り付けるとともに前記検出器を取り付けた検出容器と、前記検出容器の底部側と前記加湿器より下流側に位置する機器の下流側空間とを結ぶ導出管とを備え、前記検出容器は、前記加湿器の下流側の空気を、前記加湿器の下流側と前記機器の下流側空間との差圧により前記導入管を介して導入し、前記導出管を介して前記機器の下流側空間に導出することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の空気調和機において、前記複数のサンプリングホッパは、前記加湿器に対し所定間隔で配置されていることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１記載の空気調和機において、前記加湿器は、蒸気加湿器、水加湿器、気化式加湿器であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１記載の空気調和機において、前記検出器は、露点温度検出器、乾球温度計、湿球計、関係湿度センサであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る空気調和機２０を示す。
本実施形態では、図３，図４に示す従来の空気調和機１と同様に、外気導入口３と処理空気導出口４とを備えた筐体２内に、外気導入口３から処理空気導出口４に向かって、プレフィルタ５，蒸気コイル６，蒸気加湿器７，ケミカルフィルタ８，中性能フィルタ９，ＨＥＰＡフィルタ１０，冷水コイル１１，蒸気コイル１２，蒸気加湿器１３，送風機１４を順に設置した空気調和機に適用した場合について説明する。
【００１５】
本実施形態に係る空気調和機２０では、露点温度検出器（加湿センサ）２１は、図３，図４に示す従来の空気調和機１のように、筐体２の天井部に取り付けられていない。
露点温度検出器（加湿センサ）２１は、筐体２に別に取り付けられる検出容器２２内に取り付けられている。露点温度検出器（加湿センサ）２１には、露点温度調節器１６が連絡し、露点温度調節器１６は、蒸気加湿器７に蒸気を送る配管１７に取り付けた加湿蒸気調節弁１８に連絡している。
【００１６】
検出容器２２には、蒸気加湿器７の下流側に配置した複数（例えば、１６個）のサンプリングホッパ２４を取り付けた導入管２３と、検出容器２２の底部側と蒸気加湿器７より下流側に位置する中性能フィルタ９の下流側に位置する空間３０とを結ぶ導出管２５とを備えている。
サンプリングホッパ２４は、空気の流れに直交する断面では加湿部および非加湿部に対して同数設けてある。ここでは、上段の蒸気加湿器７ａと下段の蒸気加湿器７ｂに対し、等間隔でそれぞれ８個設け、上段のサンプリングホッパ２４ａが非加湿部用、下段のサンプリングホッパ２４ｂが加湿部用としてある。なお、サンプリングホッパ２４ａ、サンプリングホッパ２４ｂの個数および配置は任意であり、露点温度検出器（加湿センサ）２１による検出が確実に行われる限り、その配置および個数を特に限定するものではない。
【００１７】
サンプリングホッパ２４は、導入管２３と導出管２５との差圧により、その場の空気を吸入することができる。ここでの差圧は、筐体２内の通気抵抗、サンプリングホッパ２４、導入管２３，導出管２５の口径などにより異なり、特に限定するものではないが、例えば、５０〜１００Ｐａ程度あればよい。
サンプリングホッパ２４、導入管２３，導出管２５は、塩化ビニルなどの合成樹脂管やＳＵＳ管などを使用する。
【００１８】
導出管２５には、流量調節弁２６が設けてある。導出管２５から空間３０に対して検出済みの加湿された空気と結露した水とが排出される。流量調整弁２６を調整することによって、サンプリングホッパ２４からの空気量を調整することができる。
検出容器２２の底部には、内部に溜まった水を排出するためのドレンが設けてある。
【００１９】
次に、斯くして構成された本実施形態に係る空気調和機２０の作用を説明する。
外気導入口３から流入した外気は、プレフィルタ５により塵埃が除去され、蒸気コイル６により加温され、蒸気加湿器７により噴出される蒸気により所定の湿度に加湿されて、後段のケミカルフィルタ８，中性能フィルタ９，ＨＥＰＡフィルタ１０，冷水コイル１１，蒸気コイル１２，蒸気加湿器１３により所定の処理が施された後、送風機１４によって負荷側へ送り出される。
【００２０】
一方、蒸気加湿器７の下流側においては、蒸気加湿器７から噴出される加湿蒸気の法線はほぼ並行に流れる。そして、サンプリングホッパ２４と導出管２５との差圧によって、蒸気加湿器７から噴出される蒸気と導入された空気とが、上段の非加湿部用のサンプリングホッパ２４ａと、下段の加湿部用のサンプリングホッパ２４ｂとからそれぞれ吸引され、検出容器２２内に導入される。
【００２１】
検出容器２２内では、導入された蒸気と空気とが、平均化した空気状態を形成し、露点温度検出器（加湿センサ）２１がその平均化された空気状態を検出する。
そして、露点温度検出器（加湿センサ）２１が、検出容器２２内の平均化された空気の湿度を検出すると、露点温度調節器１６がその検出値に基づいて湿度が所定値になるように加湿蒸気調節弁１８を調節し、蒸気加湿器７の運転を制御する。
【００２２】
また、検出容器２２内の結露水は、導出管２５を介して下流側の空間３０内に排出される。
以上のように、本実施形態に係る空気調和機２０によれば、導入された外気が蒸気加湿器７から噴出された蒸気により加湿されると、蒸気加湿器７の下流側において、蒸気加湿器７の加湿部と非加湿部にそれぞれ設けたサンプリングホッパ２４ａ，２４ｂにより吸引され、導入管２３を介して検出容器２２内に流入し、検出容器２２内において加湿された空気と加湿されていない空気とが混合されて平均化された状態となり、その平均化された状態の空気の湿度を露点温度検出器（加湿センサ）２１が検出し、露点温度調節器１６がその検出値に基づいて湿度が所定値になるように加湿蒸気調節弁１８を調節し、蒸気加湿器７の運転を制御するので、蒸気加湿器７の下流側の加湿された湿度（露点温度）の検出が、従来の検出器１５による検出に比して大幅に精度を向上する。
【００２３】
また、露点温度検出器（加湿センサ）２１は、検出容器２２内に取り付けられ、加湿された空気と加湿されていない空気とが混合されて平均化された状態となった場内の湿度を検出できるので、露点温度検出器（加湿センサ）２１が短い場合でも確実に検出することができる。
また、露点温度検出器（加湿センサ）２１の交換は、流量調節弁２６を閉じることで塵埃汚染が少なく、空気調和機２０を停止しなくても可能となった。
【００２４】
また、露点温度検出器（加湿センサ）２１の検出精度向上のため、後段のケミカルフィルタ８，中性能フィルタ９，ＨＥＰＡフィルタ１０が性能不良を起こす加湿過多のおそれがなくなった。
また、本実施形態では、差圧を利用して加湿された空気と加湿されていない空気とを取り込むようにしたので、検出対象空気を取り込むために別電源を設ける必要がない。また、検出済みの空気および水を空気調和機２０内に戻すため、これらを回収する容器なども不要である。
【００２５】
なお、上記実施形態では、図３，図４に示す従来の空気調和機１と同様に、外気導入口３と処理空気導出口４とを備えた筐体２内に、外気導入口３から処理空気導出口４に向かって、プレフィルタ５，蒸気コイル６，蒸気加湿器７，ケミカルフィルタ８，中性能フィルタ９，ＨＥＰＡフィルタ１０，冷水コイル１１，蒸気コイル１２，蒸気加湿器１３，送風機１４を順に設置した空気調和機に適用した場合について説明したが、筐体２内の機器構成は任意である。
【００２６】
また、上記実施形態では、加湿器の一例として蒸気加湿器７を用いた場合について説明したが、例えば、高圧水スプレー式水加湿器、超音波式水加湿器、滴下浸透気化式加湿器などのように、加湿に適用できるものであれば、特に限定するものではない。
また、上記実施形態では、露点温度検出器（加湿センサ）２１を用いた場合について説明したが、検出器は、乾球温度計、湿球計、関係湿度センサであっても良い。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、加湿器の直後に設ける検出器の検出値の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和機の内部を示す側面図である。
【図２】図１の空気調和機の内部を示す平面図である。
【図３】従来の空気調和機の内部を示す側面図である。
【図４】図３の空気調和機の内部を示す平面図である。
【符号の説明】
２  筐体
３  外気導入口
４  処理空気導出口
５  プレフィルタ５
６  蒸気コイル
７  蒸気加湿器
７ａ  上段の蒸気加湿器
７ｂ  下段の蒸気加湿器
８  ケミカルフィルタ
９  中性能フィルタ
１０  ＨＥＰＡフィルタ
１１  冷水コイル
１２  蒸気コイル
１３  蒸気加湿器
１４  送風機
２０  空気調和機
２１  露点温度検出器（加湿センサ）
２２  検出容器
２３  導入管
２４  サンプリングホッパ
２４ａ  上段のサンプリングホッパ
２４ｂ  下段のサンプリングホッパ２４ｂ
２５  導出管
２６  流量調節弁
３０  空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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