(57)【要約】【課題】噴霧された霧が再びドレン水となって排出されることを有効に防止して十分な加湿機能を確保すると同時に、ケース全体のコンパクト化に十分寄与することができる新規な空調装置を提供する。【解決手段】空気が吸い込まれる吸込口２ａ，２ｂと空気が吹出される吹出口２ｃを有するケース２内にファン３と熱交換器４が設置されるとともに、上記ケース２内には、上記ファン３の駆動により生ずる気流の経路中に平均粒子径１５ミクロン以下の霧を噴霧する二流体ノズル１０が配置されてなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が吸い込まれる吸込口と空気が吹出される吹出口を有するケース内にファンと熱交換器が設置されるとともに、上記ケース内には、上記ファンの駆動により生ずる気流の経路中に平均粒子径１５ミクロン以下の霧を噴霧する二流体ノズルが配置されてなることを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記二流体ノズルは、この熱交換器を通過した気流の経路中に配置されてなることを特徴とする請求項１記載の空調装置。
【請求項３】
前記二流体ノズルは、前記ケース内において、前記ファンの駆動により生ずる気流の方向とは逆方向に又は逆方向の成分をもって噴霧するよう配置されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の空調装置。
【請求項４】
前記二流体ノズルに供給される水は純水であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば、事務所，ホテル，病院等の室内の空気を加熱及び／又は冷却する空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、事務所，ホテル，病院等において、空調装置は広く使用されているが、空調装置が作動している場合であっても、湿度との関係が極めて重要であり、この湿度が十分でない場合には、以下に述べる種々の悪影響がある。例えば、空調装置により暖房運転がされている場合であっても、室内の空気が乾燥している（湿度が低下している）場合には、人体からの水分の蒸発により、暖かさは感じられない。また、人の健康管理上、相対温度５０％ＲＨ以下である場合には、風邪のウイルスが存在する可能性が高くなる。また、冬場における静電気も湿度が低下している場合に発生しやすく、また、コンタクトレンズを使用している者にとっては、空気の乾燥が目に与える悪影響は大きい。また、こうした湿度の低下は、暖房運転時ばかりではなく、冷房運転時においても、冷房運転時の除湿作用により室内の空気が乾燥し静電気の発生によりＯＡ機器の誤作動も発生する。したがって、室内における湿度は、上述した理由から適度に調整されていることが好ましく、一定の範囲においては、法律により所定の湿度とされていることが決められている。
【０００３】
ところで、こうした要請の中、室内を加湿する手段としては、蒸気式，気化式，水噴霧式の３つの方式に分けることができる。しかしながら、蒸気式では、ボイラ設備が必要であり一般の室内用空調装置には適さない。また、上記気化式を採用する場合には、設備が複雑となるばかりではなく、暖房運転時においては、運転開始時から十分な湿度となるまでに時間がかかり、一方、冷房運転時のような低温域においては、気化効率が悪く、十分な湿度を確保することができない。換言すれば、気化式を採用する場合には、気化効率が室内の空気温度に左右される。特に、近年では、建物の断熱性能の向上（高気密，高断熱）とＯＡ化による機器の発熱により空調装置の暖房運転が減少する傾向にあり、空調装置内部を通過する空気の温度が低下し、適正な加湿能力が発揮できないことから、加湿手段として気化式を採用した場合には、相対湿度の悪化は避けられない。また、水噴霧式を採用する場合には、暖房運転時においても冷房運転時においても、蒸気式や気化式に比べて高い加湿機能を期待できる。なお、このような水噴霧式を採用した空調用加湿装置としては、液加圧式の対向する二流体ノズルを用いる空調用加湿装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭６３−３５８９９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この水噴霧式を採用する場合であっても、空調装置内の部材に噴霧された霧が凝結し、再びドレン水となって排出されてしまい、湿度を効率良く上げることができないことの原因となる霧の凝結を避けるためには、ケース全体の大きさを大型とし、該ケースの内側面や該ケース内に配置された部材と二流体ノズルとの距離をかなり離間させなければならない。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した従来の空調装置が有する課題を解決するために提案されたものであって、噴霧された霧が再びドレン水となって排出されることを有効に防止して十分な加湿機能を確保すると同時に、ケース全体のコンパクト化に十分寄与することができる新規な空調装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであって、第１の発明（請求項１記載の発明）は、空気が吸い込まれる吸込口と空気が吹出される吹出口を有するケース内にファンと熱交換器が設置されるとともに、上記ケース内には、上記ファンの駆動により生ずる気流の経路中に平均粒子径１５ミクロン以下の霧を噴霧する二流体ノズルが配置されてなることを特徴とするものである。
【０００８】
この第１の発明では、ファンの駆動による生ずる気流の経路中に平均粒子径１５ミクロン以下の霧を噴霧する二流体ノズルが配置されてなることから、気化式の加湿手段に比べて３倍の加湿機能を有し、極めて効率良く加湿することができるばかりではなく、噴霧された霧が気化するために必要な空間を著しく狭めることができ、この結果、ケース全体の大きさを十分コンパクトなものとすることができる。なお、この空調装置は、中央式空調方式が採用された場合に使用され、吹出口からダクトを介して各ゾーンや各室に処理空気を送風するエアハンドリングユニット（ＡＨＵ）型と称される空調装置や、ファンコイルユニット型、或いは、パッケージ型の空調装置を含むものであり、これらファンコイルユニット型又はパッケージ型の空調装置は、床置き型であると、天井吊り下げ型であるとを問わない。
【０００９】
上記平均粒子径１５ミクロン以下の霧を噴霧する二流体ノズルは、狭められた空間においてもケースの内側面や該ケース内に配置された各部材の表面において噴霧された霧が凝結し再び水となることを避けることができる。ケースの小型化を達成する点から、平均粒子径は可能な限り細かい（例えば、１０ミクロン以下）ことが好ましい。この二流体ノズルの配設位置、とりわけ、該二流体ノズルの先端と該二流体ノズルからの霧の噴霧方向に位置する他の部材との距離は、噴霧される霧の平均粒子径によって異なるが、この平均粒子径が細かい場合であっても、二流体ノズルの先端と他の部材との距離が余り短い場合には、霧が他の部材に付着して再び水となる可能性があることから、ある程度（例えば、１５ｃｍ以上）離間していることが好ましく、より霧が水となる可能性を避けるためには、装置内の部材に対して２０ｃｍ以上離間されていることが好ましい。なお、こうした他の部材との距離は、二流体ノズルの先端と該二流体ノズルからの霧の噴霧方向に位置する部材との距離であり、二流体ノズルから放射方向に存在する部材との距離ではない。なお、二流体ノズルから噴霧される霧の噴霧量（Ｌ／ｈ）は、噴霧される霧の平均粒子径や装置内の部材との離間距離を考慮して決定される。
【００１０】
また、第２の発明（請求項２記載の発明）は、上記第１の発明において、前記二流体ノズルは、この熱交換器を通過した気流の経路中に配置されてなることを特徴とするものである。
【００１１】
この第２の発明では、二流体ノズルは、熱交換器を通過した気流の経路中に配置されてなることから、二流体ノズルから噴霧された霧が、熱交換器に付着した後に凝結し、再び水となる危険性を防止することができる。また、暖房運転をする場合においては、上記熱交換器により加熱された空気に二流体ノズルからの霧が噴霧されることから、より一層気化し易いため、より効率良く加湿することができる。
【００１２】
また、第３の発明（請求項３記載の発明）は、上記第１又は第２の発明において、前記二流体ノズルは、前記ケース内において、前記ファンの駆動により生ずる気流の方向とは逆方向に又は逆方向の成分をもって噴霧するよう配置されてなることを特徴とするものである。
【００１３】
この第３の発明では、二流体ノズルは、前記ケース内において、前記ファンの駆動により生ずる気流の方向とは逆方向に又は逆方向の成分をもって噴霧するよう配置されてなることから、二流体ノズルから噴霧された霧は、先ず、気流の上流方向に移動し、その後に、気流の方向と同じ方向に移動されることとなり、噴霧された霧の気化効率をより向上させることができ、ファンの駆動開始時点から早い段階で湿度を上げることが可能となる。また、この第３の発明によれば、二流体ノズルから噴霧された霧が気化に要する空間をさらに狭めることができ、この結果、より一層ケースの小型化を実現することができる。
【００１４】
また、第４の発明（請求項４記載の発明）は、上記第１，第２又は第３の何れかの発明において、前記二流体ノズルに供給される水は純水であることを特徴とするものである。
【００１５】
この第４の発明では、二流体ノズルに供給される水は純水であることから、水道水に含まれるカルシウム等の不純物により、該二流体ノズルに形成された微細な噴霧孔が詰まったり、或いは、その不純物が室内に拡散され、例えば、パーソナルコンピュータのモニター画面に付着する等の悪影響を有効に防止することができる。なお、上記平均粒子径はレーザー光拡散法により測定したザウター平均粒子径である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態に係る空調装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、第１の実施の形態として、本発明をエアハンドリングユニット（ＡＨＵ）型の空調装置１に適用したものを説明する。
【００１７】
この実施の形態に係る空調装置１は、図１に示すように、ケース２内に、送風機（ファン）３と、熱交換器としての冷温水コイル４が設置されている。上記ケース２は、本実施の形態においては、Ｌ字状に折曲されてなるものであり、一端側には、外気を導入する第１の管路５に接続されてなる第１の吸込口２ａと、室内の空気を導入する第２の管路６に接続されてなる第２の吸込口２ｂとが形成されている。また、このケース２の他端は、内部で加温され又は冷却された空気を外部（室内）に吹き出す第３の管路７に接続された吹出口２ｃが形成されている。そして、上記ケース２の内部であって、上記吹出口２ｃの近傍には、上記送風機３が設置されている。したがって、この送風機３の駆動により、上記第１の管路５からは外気が、また、上記第２の管路６からは室内の空気がそれぞれケース２内に流入し、上記第３の管路７を介して室内に供給される。
【００１８】
また、上記ケース２内に設置された上記冷温水コイル４は、この空調装置１が設置される図示しない建物内又は地域内の熱源装置に接続されてなるものであり、この熱源装置から供給される冷水，温水，蒸気又は水等が流入するものである。また、上記ケース２内であって、上記冷温水コイル４の側方（気流の上流側）には、フィルター８が設置されている。
【００１９】
そして、上記ケース２内であって、上記冷温水コイル４と送風機３との間には、本発明を構成する二流体ノズル１０が配置されている。本発明における二流体ノズル１０は、水を誘引するサクション方式の外部混合型であり、単一のノズルから構成されている。この二流体ノズル１０は、先端に図示しない噴霧孔が形成されてなるとともに、水（純水）が流入する第１の導管１１と、圧縮空気が流入する第２の導管１２とに接続されており、該第２の導管１２から流入した圧縮空気により第１の導管１１から内部に流入した純水が微細な霧となって先端に形成された上記噴霧孔から噴霧されるものである。すなわち、この二流体ノズル１０は、図２に示すように、ノズルボディー１３と、このノズルボディー１３の先端側から内部に挿入されてなるフルイドキャップ１４と、上記ノズルボディー１３内であってこのフルイドキャップ１４の外側に装着されたパッキン１５と、上記ノズルボディー１３の先端に装着されたエアーキャップ１６とを備えている。
【００２０】
上記ノズルボディー１３の中心には、上記水（純水）が流入する第１の水流入管部１３ａと、圧縮空気が流入する空気流入管部１３ｂとが形成されている。上記第１の水流入管部１３ａは、上記第１の導管１１が接続される部位であり、上記空気流入管部１３ｂは、上記第２の導管１２が接続される部位である。また、上記フルイドキャップ１４は、上記第１の水流入管部１３ａ内に挿入された軸部１４ａを有し、この軸部１４ａの中心には、第２の水流入管部１４ｂが形成されている。なお、この第２の水流入管部１４ｂの先端側は小径化されている。また、このフルイドキャップ１４の先端側であって上記第２の水流入管部１４ｂの外周側には、空気が流入する第１の空気流入孔１４ｃが多数形成されている。また、上記パッキン１５は、ゴムによりリング状に成形されてなるとともに、上記軸部１４ａに外嵌挿されてなるものである。そして、このパッキン１５には、ノズルボディー１３に形成された上記空気流入管部１３ｂと、上記フルイドキャップ１４に形成された第１の空気流入孔１４ｃとにそれぞれ連通してなる第２の空気流入孔１５ａが形成されている。また、上記エアーキャップ１６の中心には、上記第２の水流入管部１４ｂに連通し、水（純水）が外部に噴射される噴霧孔１６ａが形成されている。なお、この噴霧孔１６ａは、エアーキャップ１６の先端側にかけて徐々に大径化されてなるものであり、該噴霧孔１６ａの周囲には、上記フルイドキャップ１４に形成された第１の空気流入孔１４ｃと該噴霧孔１６ａとに連通する第３の空気流入孔１６ｂが複数形成されている。
【００２１】
したがって、二流体ノズル１０を構成する上記エアーキャップ１６の噴霧孔１６ａからは、上記ノズルボディー１３の第１の水流入管部１３ａ内に流入した水（純水）と、空気流入管部１３ｂから流入した圧縮空気とが混ざり合い、細かい霧となって放出される。なお、この実施の形態に係る空調装置１においては、この二流体ノズル１０からは平均粒子径が約１５ミクロン以下の超微霧が噴霧される。また、この実施の形態においては、上記二流体ノズル１０は、図１に示すように、上記ケース２の角部に設置され、該二流体ノズル１０により霧が上記冷温水コイル４に対してやや斜めから該冷温水コイル４に噴霧されるように配置されている。
【００２２】
したがって、上述した第１の実施の形態に係る空調装置１によれば、送風機３の駆動により、上記第１及び第２の管路５，６からケース２内に流入した（吸い込まれた）空気は、上記フィルター８を通過した後に、上記冷温水コイル４により加熱（又は冷却）され、上記第３の管路７から室内に排出される（吹き出される。）このとき、上記冷温水コイル４により加熱（又は冷却）された空気には、上記二流体ノズル１０から噴射された霧が混合され、この混合した霧はやがて気化した状態で上記第３の管路７から室内に排出される。したがって、この空調装置１によれば、上記二流体ノズル１０により噴霧された霧が装置内で凝縮し再び水のなることを防止することができるとともに、湿度を効率良く上げることができる。特に、この空調装置１では、熱交換器である冷温水コイル４を通過した気流に霧が噴霧される位置に二流体ノズル１０が配置されているばかりではなく、該二流体ノズル１０から噴霧された霧は、冷温水コイル４を通過した気流に対して斜めから噴霧されることから、噴霧された霧が気流の方向と逆方向の成分を持つこととなり、より噴霧された霧が気化され易い。したがって、この空調装置１によれば、極めて効率良く湿度を上げることができる。
【００２３】
次に、第２の実施の形態に係る空調装置２１について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この空調装置２１は、本発明をパッケージ型の空調装置に適用したものである。
【００２４】
この空調装置２１は、室の床上に設置されてなるものであり、図３に示すように、ケース２２内に、送風機（ファン）２３と、熱交換器２４が配置されてなるものである。上記ケース２２は、正面側に室内の空気が吸い込まれる吸込口２２ａが形成され、上部には、該ケース２２の内部で加熱又は冷却された空気が吹き出される吹出口２２ｂが形成されている。そして、上記送風機２３は、上記ケース２２内であって上記吹出口２２ｂの形成位置に対応した位置に配置されており、この送風機２３の駆動により、上記吸込口２２ａから吸い込まれた室内の空気は、上記吹出口２２ｂから室内に供給される。
【００２５】
そして、上記送風機２３の下方には、上記熱交換器２４が（ケース２２の天板に対して）斜めに配置され、さらに下方（ケース２２の底板上）には、この熱交換器２４に接続されるとともに室外に設置された図示しない室外機に接続された圧縮機２６が設置されている。この圧縮機２６は、上記熱交換器２４に冷媒を圧縮して供給するものである。また、上記熱交換器２４は、冷房運転の際には、蒸発器として機能し、暖房運転の際には、凝縮器として機能するものである。すなわち、冷房運転の際には、上記圧縮機２６により供給された冷媒が熱交換器２４において気化することにより冷風を室内に供給するものであり、暖房運転の際には、室外機が蒸発器として機能する一方、上記熱交換器２４は凝縮器として機能することにより室内に温風を供給するものである。また、上記熱交換器２４の下方には、フィルター２７が配置されている。そして、このフィルター２７の下方には、本発明を構成する二流体ノズル２８が斜めに（気流の方向に対して逆方向の成分を持って）配置されており、この二流体ノズル２８の下方には、ドレンパン２９が設置されている。
【００２６】
上記二流体ノズル２８は、前記第１の実施の形態に係る空調装置１を構成する二流体ノズル１０と同じ構成に係るものであり、本実施の形態に係る空調装置２１では、上記熱交換器２４の配置位置よりも気流の上流側に配置されている。
【００２７】
上述した第２の実施の形態に係る空調装置２１によれば、上記ケース２２に形成された吸込口２２ａから吸い込まれた室内の空気には、上記フィルター２７を介して熱交換器２４に到る前段階において、上記二流体ノズル２８により噴霧された霧が混入され、この霧が混入された空気が上記熱交換器２４により冷却又は加熱された上で上記吹出口２２ｂから室内に供給される。この第２の実施の形態に係る空調装置２１による場合であっても、上記二流体ノズル２８により噴霧された霧が装置内で水となることを防止することができるとともに、湿度を効率良く上げることができる。また、上記二流体ノズル２８は、気流に対して斜めに（対向した成分を持って）配置されていることから、ケース２２を小型化することができる。
【００２８】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る空調装置３１について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この空調装置３１は、本発明をファンコイルユニット型の空調装置に適用したものである。
【００２９】
この空調装置３１は、室の床上に設置されてなるものであり、図４に示すように、ケース３２内に、送風機（ファン）３３と、熱交換器としての冷温水コイル３４が配置されてなるものである。上記ケース３２は、正面側下方に室内の空気が吸い込まれる吸込口３２ａが形成され、上部には、該ケース３２の内部で加熱又は冷却された空気が吹き出される吹出口３２ｂが形成されている。そして、上記吸込口３２ａの近傍には、該吸込口３２ａから吸い込まれた空気を濾過するフィルター３５が配置され、上記送風機３３は、このフィルター３５の上方に配置されている。したがって、この空調装置３１では、上記送風機３３の駆動により、上記吸込口３２ａから吸い込まれた室内の空気は、上記吹出口３２ｂから室内に供給されるように構成されている。
【００３０】
また、この第３の実施の形態に係る空調装置３１では、上記送風機３３の上方に、熱交換器としての上記冷温水コイル３４が斜めに配置されており、この冷温水コイル３４の上方に、本発明を構成する二流体ノズル３６が配置されている。この二流体ノズル３４は、前述した第１の実施の形態に係る空調装置１を構成する二流体ノズル１０と同じ構成であり、本実施の形態に係る空調装置３１では、この二流体ノズル３６は、上記冷温水コイル３４を通過した気流に対向した成分（逆方向の成分）を持って霧が噴霧されるように、先端が該冷温水コイル３４方向に向いた状態で配置されている。
【００３１】
したがって、上述した第３の実施の形態に係る空調装置３１によれば、送風機３３の駆動により、上記吸込口３２ａからケース３２内に流入した（吸い込まれた）空気は、上記フィルター３５を通過した後に、上記冷温水コイル３４により加熱（又は冷却）され、上記吹出口３２ｂから室内に排出される（吹き出される。）このとき、上記冷温水コイル３４により加熱（又は冷却）された空気には、上記二流体ノズル３６から噴射された霧が混合され、この混合した霧はやがて気化した状態で上記噴出口３２ｂから室内に排出される。したがって、前記第１の実施の形態に係る空調装置１と同じように、この空調装置３１によれば、上記二流体ノズル３６により噴霧された霧が装置内で凝縮し水となることを防止することができるとともに、湿度を効率良く上げることができる。特に、この空調装置３１では、熱交換器である冷温水コイル３４を通過した気流に霧が噴霧される位置に二流体ノズル３６が配置されているばかりではなく、該二流体ノズル３６から噴霧された霧は、冷温水コイル３４を通過した気流に対向した成分（気流に対して逆方向の成分）を持って噴霧されることから、より噴霧された霧が気化され易い。したがって、この空調装置３１によれば、極めて効率良く湿度を上げることができる。
【００３２】
【発明の効果】
上述した本発明の各実施の形態の説明からも明らかなように、本発明（請求項１記載の発明）では、ファンの駆動による生ずる気流の経路中に平均粒子径１５ミクロン以下の霧を噴霧する二流体ノズルが配置されてなることから、気化式の加湿手段に比べて３倍の加湿機能を有し、極めて効率良く加湿することができるばかりではなく、噴霧された霧が気化するために必要な空間を著しく狭めることができ、この結果、ケース全体の大きさを十分コンパクトなものとすることができる。また、この発明によれば、上記二流体ノズルからは、平均粒子径１５ミクロン以下の霧が噴霧されることから、狭められた空間においてもケースの内側面や該ケース内に配置された各部材の表面において噴霧された霧が凝結し再び水となることを避けることができる。
【００３３】
また、第２の発明（請求項２記載の発明）では、二流体ノズルは、熱交換器を通過した気流の経路中に配置されてなることから、二流体ノズルから噴霧された霧が、熱交換器に付着した後に凝結し、再び水となる危険性を防止することができる。また、暖房運転をする場合においては、上記熱交換器により加熱された空気に二流体ノズルからの霧が噴霧されることから、より一層気化し易いため、より効率良く加湿することができる。
【００３４】
また、第３の発明（請求項３記載の発明）では、二流体ノズルは、前記ケース内において、前記ファンの駆動により生ずる気流の方向とは逆方向に又は逆方向の成分をもって噴霧するよう配置されてなることから、二流体ノズルから噴霧された霧は、先ず、気流の上流方向に移動し、その後に、気流の方向と同じ方向に移動されることとなり、噴霧された霧の気化効率をより向上させることができ、ファンの駆動開始時点から早い段階で湿度を上げることが可能となる。また、この第３の発明によれば、二流体ノズルから噴霧された霧が気化に要する空間をさらに狭めることができ、この結果、より一層ケースの小型化を実現することができる。一例として、対向流（逆方向）の方が平行流（順方向）に比べて３割程度のコンパクト化が図られている（空気条件：摂氏１６〜１７度、相対湿度５０〜５５％ＲＨ、風速３ｍ／ｓ）。
【００３５】
また、第４の発明（請求項４記載の発明）では、二流体ノズルに供給される水は純水であることから、水道水に含まれるカルシウム等の不純物により、該二流体ノズルに形成された微細な噴霧孔が詰まったり、或いは、その不純物が室内に拡散され、例えば、パーソナルコンピュータのモニター画面に付着する等の悪影響を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る空調装置を示す平断面図である。
【図２】二流体ノズルの一例を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る空調装置を示す側断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る空調装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
１    空調装置
２    ケース
２ａ    第１の吸込口
２ｂ    第２の吸込口
２ｃ    吹出口
３    送風機
４    冷温水コイル
１０    二流体ノズル
２１    空調装置
２２    ケース
２２ａ    吸込口
２２ｂ    吹出口
２３    送風機
２４    熱交換器
２８    二流体ノズル
３１    空調装置
３２    ケース
３２ａ    吸込口
３２ｂ    吹出口
３３    送風機
３４    冷温水コイル
３６    二流体ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005069496.tif 000005
【図４】
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