(57)【要約】【課題】構造が簡単で耐久性等に優れた供給ヘッダ等を提供する。【解決手段】水等の流体を外部に出すためのノズル１３となる貫通穴を１又は複数有する外管１０と、外管の管内にあって、内側を通過する流体を外管１０側に送り出すための内側貫通穴１４を１又は複数有し、外管と同一金属材料の内管１１と、外管１０と内管１１との間にあって、内側貫通穴１４からノズル１３に流体を導く流路となる溝とを備えるものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を外部に出すためのノズルとなる貫通穴を１又は複数有する外管と、
該外管の管内にあって、内側を通過する流体を前記外管側に送り出すための内側貫通穴を１又は複数有し、前記外管と同一金属材料の内管と、
前記外管と前記内管との間にあって、前記内側貫通穴から前記ノズルに前記流体を導く流路となる溝と
を備えることを特徴とする供給ヘッダ。
【請求項２】
前記外管は、側壁内面に前記溝を有することを特徴とする請求項１に記載の供給ヘッダ。
【請求項３】
前記外管及び／又は前記内管を加熱するためのヘッダ加熱手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の供給ヘッダ。
【請求項４】
前記供給ヘッダ設置時に上向きとなる位置に前記内側貫通穴を設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の供給ヘッダ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載した供給ヘッダと、
対象空間に送り出す空気の流れを形成する送風機と、
前記供給ヘッダの供給に係る水分を前記送風機による空気に含ませるための加湿モジュールと
を備えることを特徴とする加湿装置。
【請求項６】
前記空気を加熱して前記加湿モジュールを通過させるための空気加熱手段をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の加湿装置。
【請求項７】
前記加湿モジュールを設ける代わりに、
前記供給ヘッダから前記空気加熱手段に散水して気化させた水分を前記空気に含ませることを特徴とする請求項６に記載の加湿装置。
【請求項８】
前記空気加熱手段は、冷媒を凝縮して前記空気に放熱させる熱交換器であることを特徴とする請求項６又は７に記載の加湿装置。
【請求項９】
前記熱交換器を構成する複数のフィンに前記供給ヘッダを接触させて前記供給ヘッダと前記熱交換器とを一体形成することを特徴とする請求項８に記載の加湿装置。
【請求項１０】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機、外気と冷媒の熱交換を行う熱源側熱交換器及び冷媒の流路切換を行うための四方弁を有する室外機と、
冷媒の圧力を調整するための絞り装置及び請求項８又は９のいずれかに記載の加湿装置とを有する室内機と
を備えることを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水等の流体を供給するための供給ヘッダ等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
加湿器には様々な種類がある。この中で、例えば給水管から導いた水（一般的に上水を使用する。以下、加湿用水という）を供給用のヘッダ（以下、給水ヘッダという）から加湿モジュールに供給し、さらに加湿モジュールを通過する空気に加湿用水による気化した水分を含ませて加湿を行う滴下浸透式加湿器は単独又は空気調和装置に組み込んだ状態で使用する。
【０００３】
給水ヘッダについては、凍結によって損傷することで漏水などが懸念されることから、銅などの金属管をヘッダ管として用いることが多い。一方、ヘッダ管内の水を加湿モジュールに滴下するためのノズルについては樹脂製のものを用いることが多い。これは、ヘッダの長さと給水量とに関係している。例えば、天井裏に設置する場合を考えると加湿器の高さが制限されることになる。その分、給水ヘッダを長くして、給水量を抑え気味にする必要がある。
【０００４】
このような場合、先端部まで最適な滴下量を確保するためには、ノズル入口部分の径を０．１〜０．５ｍｍ程度に精度よく加工する必要がある。銅管ではこの精度で加工することが難しく、また、加工した穴は温度等により容易に変形する。また、加工精度を高めるために硬度の高い金属を使用するとコストが高くなる。以上のことから、ヘッダ管とは別に、精度よく径を加工した樹脂等をノズルとして作成してヘッダ管に付す。
【０００５】
そして、水圧が低い（給水量が少ない）場合でも加湿モジュール全体に加湿用水を供給して均等に湿らせることができるよう、ノズル入口部分の径を非常に細くしている。逆に、ノズル出口部分に向かって内径を広げる（テーパ状の構造となる）ようにし、ノズルの流入口部部分における水圧を減らすことで、加湿用水がノズルからスプレー状に飛散するのを抑制し、雫状に滴下させるようにしている。さらに、入口部分がヘッダ管内の空間に突出するようにヘッダ管にノズルを配置することで、加湿用水と共に給水ヘッダに運ばれる不純物をヘッダ管下部に堆積させてノズル入口部分が詰るのを抑制する効果がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３４５０４７号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のように給水ヘッダの材料として、ヘッダ管には金属管を用いる一方で、ノズルに樹脂を用いると、部品数が多くなってしまう。また、品質にばらつきが生じやすく、給水ヘッダの組み立てにノズルの作成、組み込み工程が必要となるため、工数が増えてコストがかかるというような問題があった。
【０００８】
また、金属と樹脂とでは膨張係数が異なる。このため、特に加湿器の１次側（空気流入側）に熱交換器を配置して加熱した空気を加湿モジュールに送り込むような使用形態においては、温度差によってノズルが抜ける、凍結によってノズルが割れる等によって水漏れが生じる可能性がある。
【０００９】
さらに、部品管理、コスト面等から、ノズルの種類は１種類であることが多い。例えば、ヘッダ管内において、給水口から遠くなるほど水圧が低くなるため、給水口付近にあるノズルに比べて給水口から遠いノズルの滴下量が減少することになる。また、樹脂の耐熱温度は銅の耐熱温度より低いため、樹脂性ノズルの耐熱温度以下に使用環境を限定せざるを得ない。また、異なる材料を用いることにより、それぞれの耐薬品性に対応した流体等を用いる必要がある等、制限が多くなる。
【００１０】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、構造が簡単で耐久性に優れた供給ヘッダ等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る供給ヘッダは、流体を外部に出すためのノズルとなる貫通穴を１又は複数有する外管と、外管の管内にあって、内側を通過する流体を外管側に送り出すための内側貫通穴を１又は複数有する外管と同一金属材料の内管と、外管と内管との間にあって、内側貫通穴からノズルに流体を導く流路となる溝とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ノズルを有する外管と外管に流体を送り出す内管との間に流路となる溝を形成することにより供給ヘッダを構成するようにしたので、例えば滴下浸透式加湿器において、加湿モジュールに給水を行うためのヘッダ等、簡素な構造で安価に製造することができる。また、製造に係る工数を減らすことができる。また、外管にノズルとなる貫通穴を形成することで、別途ノズルを設けることで生じうる凍結、ヒートショック（温度の急激な変化）等による抜け、割れ等がなく、耐環境性能、信頼性を向上させることができる。さらに、銅等、同一金属材料で構成しているため、耐熱温度を高くし、また、耐薬品性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１における滴下浸透式加湿器の構成を示す図である。
【図２】給水ヘッダ１の構成を表す図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置を表す図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における滴下浸透式加湿器の構成を示す図である。本実施の形態における加湿器は、加湿加熱した空気を加湿モジュールに送る加熱手段を設けた構成にしている。
【００１５】
図１の加湿器は、給水ヘッダ１、加湿モジュール２、減圧弁３、電磁弁４、給水管５、送風機６、熱交換器７及びドレンパン８を有している。給水ヘッダ１は加湿モジュール２に流体である加湿用水を供給する供給ヘッダである。本実施の形態では、給水ヘッダ１を加湿モジュール２よりも上側に配置し、加湿モジュール２に加湿用水を滴下（散水）等することにより供給する。加湿モジュール２全体に斑なく滴下した加湿用水が行き渡るようにするため、加湿モジュール２の形状（上辺）に沿った管となっている。給水ヘッダ１の構造等については後述する。
【００１６】
加湿モジュール２は、送風機６により送り込まれた空気に、給水ヘッダ１が滴下する加湿用水による水分を含ませて加湿する。このため、例えば吸水性、通気性が高い構造、素材で構成し、送風機６が送り込む空気の風路上に設置する。また、減圧弁３は、給水管５を通過した加湿用水を所定の圧力に減らす流量制御弁である。電磁弁４は、開閉することにより給水ヘッダ１に加湿用水を流す又は遮断する。減圧弁３及び電磁弁４における流量制御、開閉制御は、例えば制御装置（図示せず）が行う。
【００１７】
給水管５は、加湿用水を給水ヘッダ１に供給するための配管である。送風機６は、熱交換器７、加湿モジュール２を通過させて加湿対象空間へ送り出す空気の流れをつくりだす。
【００１８】
加熱手段となる熱交換器７は、例えば冷媒と送風機６により送り込まれた空気との熱交換を行う。空気を加湿する際は冷媒に対して凝縮器として機能し、熱交換器７を通過した空気を加熱する。加熱により空気の相対湿度を下げて空気が水分を吸収しやすくする。また、ドレンパン８は、加湿モジュール２、熱交換器７の下部となる位置に設けられる。加湿モジュール２、熱交換器７から滴下する水を受け、例えば排水管（図示せず）等を介して加湿器外に排水する。
【００１９】
図２は給水ヘッダ１の構成を表す図である。本実施の形態１の給水ヘッダ１は、外管１０と内管１１（銅製）とにより二重管の構成とする。外管１０は、例えば熱交換器の伝熱管に用いられるような、内壁側に複数条の螺旋状溝を有する銅管である。外管１０は、加湿モジュール２と対向する部分となる位置（例えば鉛直下向きとなる位置）に、加湿用水を加湿モジュール２に滴下するためのノズル１３となる貫通穴を有している。
【００２０】
また、内管１１は外管１０の内壁側と接するように設けた内壁が平滑な銅管である。外管１０とを密着させるため、給水ヘッダ１を形成する際には、外管１０内に内管１１を挿入した後、内管１１内に拡管玉を押し込んでいって内部から拡管する。内管１１は、管内を通過した加湿用水が外管１０側に流出する内側貫通穴１４を上部に有している。ここではノズル１３が設けられた位置に対して、１８０°を成す位置に設ける。内側貫通穴１４が上部に位置し、流出方向が上向きになることで、例えば給水管５から加湿用水と共に給水ヘッダ１に流入した不純物が内側貫通穴１４から流出することを防ぐことができる。
【００２１】
ここで、給水ヘッダ１を製造する際、内管１１にあらかじめ内側貫通穴１４を形成しておいてから拡管することになる。このとき、例えば内側貫通穴１４とノズル１３との対応関係がうまくいかなければ、内側貫通穴１４とノズル１３とが溝により連通せず、加湿用水がノズル１３からでないことがあり得る。そこで、ノズル１３の数を内側貫通穴１４よりも多く形成しておき、連通する可能性を高めるようにしてもよい。
【００２２】
外管１０の内壁には螺旋状溝を形成しているため、溝の山となる部分は内管１１と接する（密着する）が、谷部分は内管１１と接しないため、空間ができる。この空間が加湿用水の流路となる。内管１１を通過した加湿用水は、内側貫通穴１４から流出し、螺旋状溝を通過してノズル１３に到達し、ノズル１３から加湿モジュール２に滴下する。
【００２３】
次に本実施の形態における加湿器の動作について説明する。電磁弁４の弁を開いた状態にして、給水ヘッダ１に加湿用水が流れるようにする。加湿用水が流れる際、給水管５からの加湿用水を、減圧弁３は例えば０．０７Ｍｐａ程度に減圧して給水ヘッダ１に供給する。給水ヘッダ１から加湿用水を均等に滴下して加湿モジュール２全体を湿らせる。
【００２４】
一方、送風機６により送り込まれた空気を熱交換器７が加熱する。空気を加熱することにより、空気の乾球温度が上がると同時に相対湿度が下がる。熱交換器７により加熱された空気は加湿モジュール２を通過して加湿対象空間に送られる。相対湿度の低い空気は加湿モジュール２を通過する際、水分を多く吸収する。
【００２５】
ここで、給水ヘッダ１のすべてのノズル１３において加湿用水を均等に滴下するためには、給水ヘッダ１におけるＣＶ値を小さくするか、給水ヘッダ１に供給する加湿用水の圧力を高くする必要がある。
【００２６】
しかし、給水圧を高くすると、滴下する加湿用水が多くなるため、加湿に寄与しない排水（捨て水）が多くなる。逆に給水圧を低くすると、給水ヘッダ１の先端における水圧が低くなってしまうため、給水ヘッダ１の先端部分における加湿用水の滴下量が減少し、滴下量にムラが生じる。このため、加湿用水が加湿モジュール２全体に行き渡らなくなって濡れ斑が生じる。濡れ斑が生じると、加湿モジュール２の表面にシリカなどの不純物成分が析出しやすくなり、素材が硬化してしまうことによって、吸水力の低下（加湿性能の低下）、白粉が飛散するなどの問題が生じる。
【００２７】
このため、給水ヘッダ１におけるＣＶ値を小さくする方がよい。本実施の形態の給水ヘッダ１では、外管１０の溝と内管１１とによってできる流路となる部分が狭く加湿用水に対する流路抵抗を大きくすることができる。このため、ノズル１３の流入口に到るまでに水圧が低減し、ノズル１３からは加湿用水がスプレー状に飛散しない。
【００２８】
以上のように、実施の形態１の加湿器によれば、加湿モジュール２に給水する給水ヘッダ１を、側壁内面に螺旋状の溝を有する外管１０と内管１１とで構成するようにしたので、簡素な構造で安価に製造することができる。また、製造に係る工数を減らすことができる。また、外管１１にノズル１３となる貫通穴を形成することで、別途ノズルを設けることで生じうる凍結、ヒートショック（温度の急激な変化）等による抜け、割れ等がなく、耐環境性能、信頼性を向上させることができる。さらに、同一材料である銅で構成しているため、耐熱温度を高くし、また、耐薬品性を向上させることができる。
【００２９】
そして、ノズル１３の径の大きさを任意に形成することができるため、例えば給水管５から加湿用水が流入する流入口からの位置に基づいてノズル１３の径の大きさを調整することができ、加湿用水の滴下量をさらに均一にすることができる。このため、給水ヘッダ１に供給する加湿用水の圧力を高くすることができ、給水ヘッダ１を長くすることもできる。また、内管１１の上側に内側貫通穴１４を設けているので、加湿用水と共に給水ヘッダ１に流入した不純物が内側貫通穴１４を通過させないようにすることができる。
【００３０】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２に係る空気調和装置を表す図である。本実施の形態では、実施の形態１で説明した加湿器２０を室内機（負荷側ユニット）１００に備える空気調和装置について説明する。本実施の形態では、室内機（負荷側ユニット）１００と室外機（熱源側ユニット）２００とを配管接続して冷媒回路を構成している。図１では１台の室内機１００と１台の室外機２００とを配管接続しているが、例えば複数台の室内機１００を室外機２００と並列に接続するようにしてもよい。
【００３１】
室内機１００は、加湿器２０と流量制御弁（膨張弁）３０を有している。流量制御弁３０は、熱交換器７を流れる冷媒の流量、圧力を調整する流量制御手段である。また、加湿器２０の構成については、実施の形態１で説明した図１等と同様である。ここで、本実施の形態における熱交換器７は、冷房時には冷媒の蒸発器として機能し、暖房時には冷媒の凝縮器として機能する。このため、加湿器２０は基本的に暖房時に利用することになる。そして、対象空間の空気を冷却、加熱する。
【００３２】
一方、室外機２００は、圧縮機４０、室外熱交換器５０、四方弁６０及び室外機ファン７０を有している。圧縮機４０は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する（送り出す）。室外熱交換器５０は、空気（外気）と冷媒との熱交換を行う。室外熱交換器５０は、冷房時には凝縮器として機能し、暖房時には蒸発器として機能する。四方弁６０は、暖房時と冷房時との冷媒流路の切換を行う流路切換手段である。室外機ファン７０は、室外熱交換器５０における冷媒と空気との熱交換を促進するために室外熱交換器５０に空気を送り込む。リモートコントローラ８０は例えば利用者の操作指示に係る信号を室内機１００に送信する。また、表示手段を有している場合には室内機１００から送られる信号に基づく状態表示を行う。
【００３３】
次に図３の空気調和装置の動作について、冷媒回路における冷媒の流れに基づいて説明する。まず、冷房の場合について説明する。圧縮機４０により圧縮されて吐出した高温、高圧の気体の冷媒（以下、ガス冷媒と称す）は、四方弁６０から室外熱交換器５０内を通過して、室外の空気と熱交換することで凝縮、液化し、たとえば液体の冷媒（以下、液冷媒という）として室外機２００から流出する。
【００３４】
室外機２００を流出した冷媒は、配管を通過して室内機１００に流入する。室内機１００に流入した冷媒は、流量制御弁３０で減圧され、熱交換器７を通過して室内機１００から流出する。このとき、熱交換器７において、熱交換により冷媒は蒸発して気化（ガス化）するとともに、たとえば空調対象空間の空気を冷却する。これにより空調対象空間の冷房を行う。
【００３５】
室内機１００から流出した冷媒は配管を通過して室外機２００に流入する。室外機２００に流入した冷媒は、四方弁６０を介して圧縮機４０に吸入され、前述したように圧縮され吐出することで循環する。
【００３６】
次に暖房の場合について説明する。圧縮機４０により圧縮されて吐出した高温、高圧のガス（気体）冷媒は、四方弁６０を通過して室外機２００から流出する。室外機２００から流出した冷媒は、配管を通過して室内機１００に流入する。
【００３７】
室内機１００へ流入した冷媒は熱交換器７を通過する。このとき、熱交換器７において、熱交換により冷媒は凝縮して液化するとともに、たとえば空調対象空間の空気を加熱する。これにより空調対象空間の暖房を行う。そして熱交換器７を通過した冷媒は流量制御弁３０で減圧され、室内機１００から流出する。
【００３８】
室内ユニット５２から流出した冷媒は配管を通過して室外機２００に流入する。室外機２００へ流入した冷媒は、室外熱交換器５０内を通過し、たとえば室外空気と熱交換することで蒸発、気化する。その後、四方弁６０を介して圧縮機４０に吸入され、前述したように圧縮され吐出することで循環する。
【００３９】
以上のように実施の形態２のような加湿機能を有する空気調和装置において、実施の形態１で説明した加湿器を備えることで、耐久性能を向上して信頼性を高め、また、小型化を実現することができる。
【００４０】
実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３に係る空気調和装置を表す図である。上述の実施の形態では、給水ヘッダ１から加湿モジュール２に加湿用水を滴下するようにしたが、これに限定するものではない。例えば、熱交換器７に直接散水するためのヘッダとして利用することができる。そして、熱交換器７に散水することで、加湿用水は冷媒と熱交換することで気化し、水分を含み、加熱された空気を送り出すようにする。
【００４１】
また、加湿用水と冷媒との熱交換により、冷媒が空気に供給する能力を減らすことができる。このため、例えば室内機の運転容量（例えば複数の場合には総容量）が小さい、外気温度が高い時期（中間期）等の場合においては能力が過多になるような場合に散水することで、空調対象空間に送り出す空気の温度を抑えることができる。
【００４２】
また、図３では給水ヘッダ１を熱交換器７の上部に設けるようにしているが、特に限定するものではない。給水ヘッダ１は突起部分のない管形状である。そこで、例えば熱交換器７を構成する冷媒が通過する伝熱管の代わりに、給水ヘッダ１を複数のフィンの貫通穴の一部に通過させるようにし、熱交換器７と一体的に、小型化して構成することができる。また、給水ヘッダ１を固定させるための部材を設置等する必要がないため、コスト削減等をはかることができる。
【００４３】
実施の形態４．
上述の実施の形態１等では特に示さなかったが、例えばヒータ等により給水ヘッダ１を加熱することにより、加湿用水の温度を上げておくようにしてもよい。これにより、加熱モジュール２を通過する空気の温度の低下を防ぐことができる。また、ヒータ等の代わりに熱交換器７からの放熱により加湿用水の温度を上げるようにしてもよい。
【００４４】
さらに、給水ヘッダ１は銅等の金属材料だけで構成しているので、給水ヘッダ１をさらに加熱することにより、加湿用水による水蒸気を発生させるようにしてもよい。これにより、加湿モジュール２を設けなくとも空気を加湿して対象空間に送り出すことができる。このとき、外管１０、内管１１の厚さを調整することで、加熱による膨張等の調整を行うようにすればよい。
【００４５】
実施の形態５．
上述の実施の形態１においては、外管１０が側壁内面に有する溝を利用して、内側貫通穴１４からノズル１３に到る流路を形成するようにしたが、例えば、内管１１の側壁内面に溝を有していてもよい。また、溝についても、内側貫通穴１４からノズル１３に到る所望する流路抵抗を確保して流路を形成できれば螺旋状溝に限定するものではない。
【００４６】
また、上述の実施の形態では、図２（ｂ）等に示すように、ノズル１３に対し、１８０°異なる位置に内側貫通穴１４を配設するようにしたが、１８０°に限定せず、他の角度にしてもよい。これにより、内側貫通穴１４とノズル１３との間の流路となる溝の距離を調整することができ、流路抵抗を調整することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、加湿器、空気調和装置に係る給水ヘッダ１について、加湿用水が通過する場合について説明したが、本発明のように、外管１０、内管１１で構成するヘッダの構造については、他の液体を通過させる際に適用することもできる。液体の種類にもよるが、給水ヘッダ１のように、単一の材料（銅管）で構成することで、耐薬品性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  給水ヘッダ、２  加湿モジュール、３  減圧弁、４  電磁弁、５  給水管、６  送風機、７  熱交換器、８  ドレンパン、１０  外管、１１  内管、１３  ノズル、１４  内側貫通穴、２０  加湿器、３０  流量制御弁、４０  圧縮機、５０  室外熱交換器、６０  四方弁、７０  室外機ファン、８０  リモートコントローラ、１００  室内機、２００  室外機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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