(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
調湿するための調湿用媒体液を保持する多孔質部材（１２）を挟んで一方の面に透湿性シート（１０）を、他方の面に伝熱シート（１１）をそれぞれ配置して、これら透湿性シート（１０）と伝熱シート（１１）とを袋状に形成して成る透湿性エレメント（５）と、この透湿性エレメント（５）における伝熱シート（１１）側の面に接してこの透湿性エレメント（５）を加熱または冷却する熱源体（６）とを設けて調湿モジュール（７）を形成し、この調湿モジュール（７）を複数並設した調湿ユニット（１）を設けた空気調和機であって、略平板状の外形を有する形状に上記熱源体（６）を形成し、上記透湿性エレメント（５）を、伝熱シート（１１）側の面を内側にして略Ｕ字状に屈曲させ、屈曲領域の両端からそれぞれ延びる平板部（５ｂ）（５ｂ）の領域が相対面する形状にこの透湿性エレメント（５）を形成すると共に、平板部（５ｂ）（５ｂ）間に熱源体（６）を挟み込んで調湿モジュール（７）を形成していることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
上記伝熱シートが金属製シート（１１）であることを特徴とする請求項１の空気調和機。
【請求項３】
金属製シート（１１）に接着性樹脂層（１３）を設け、この接着性樹脂層（１３）を介して多孔質部材（１２）を金属製シート（１１）に接着していることを特徴とする請求項２の空気調和機。
【請求項４】
透湿性シート（１０）を疎水性多孔体で形成すると共に、多孔質部材（１２）を、透湿性を有する熱可塑性エラストマーからなる不織布で形成していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの空気調和機。
【請求項５】
透湿性シート（１０）を、疎水性多孔体（１０ａ）と、透湿性を有する非多孔膜（１０ｂ）との積層体で形成していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの空気調和機。
【請求項６】
加熱または冷却用の熱媒体が流れる熱媒体流路管（１５）と、この熱媒体流路管（１５）を挟んで相対面する平面部を有するフィン部材（１６）とを設け、このフィン部材（１６）を熱媒体流路管（１５）に接合することによって上記熱源体（６）を形成していることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの空気調和機。
【請求項７】
フィン部材（１６）を、このフィン部材（１６）に接する透湿性エレメント（５）の形状よりも小さく形成していることを特徴とする請求項６の空気調和機。
【請求項８】
各調湿モジュール（７）における熱源体（６）を挟んで相対面する透湿性エレメント（５）（５）間と、隣合う調湿モジュール（７）（７）間との各端部側にそれぞれスペーサ部材（１７）（１８）を間装してこれら調湿モジュール（７）を並設すると共に、各透湿性エレメント（５）とスペーサ部材（１７）（１８）とが重なる領域を貫通する貫通孔（１４）（１７ａ）（１８ａ）を設けて、この貫通孔を調湿用媒体液の給液流路として形成していることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかの空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、湿度調節機能を有する空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空調機器としては室内の温度調節を行うための空気調和機の他、例えば冬場の乾燥時期に室内空気を加湿する空気調和機（加湿器）や、梅雨時期などに除湿する空気調和機（除湿器）、さらに室内空気から臭気成分を除去して清浄化する空気調和機（脱臭器）がある。加湿器や脱臭器では水を、除湿器では例えば塩化リチウム水溶液などの吸湿液体がそれぞれ使用される（以下、これら加湿や除湿、また脱臭を行って空気を調質するために用いられる液体を総称して調湿用媒体液という）。
【０００３】
これら調湿用媒体液の液面に沿って空気を送ることにより、例えば加湿器の場合には水面から水蒸気が送風空気に取り込まれて加湿され、脱臭器の場合には臭気成分が水に溶け込んで脱臭される。また除湿器の場合には、空気中の水蒸気が吸湿液体に吸収され除湿される。これらの機器において、透湿性、すなわち水に対しては不透過性で、水蒸気に対してはこれを透過する特性を有する袋に、調湿用媒体液を保持する多孔質部材を収納した透湿性エレメントを用いることで、性能がより向上した機器構成とすることが可能になっている。
【０００４】
例えば特開平８−２１９５０５号公報記載の加湿器を例に挙げて説明すると、この加湿器では、まず、図１１（ａ）に示すように、二枚の透湿性シート５１・５１間に、ポリエステル系不織布からなる多孔質部材５２を挟み込み、透湿性シート５１・５１の周縁を相互に接着して、透湿性を有する袋内に多孔質部材５２が封入された偏平形状の透湿性エレメント５３が作製される。この透湿性エレメント５３には、同図（ｂ）に示すように、下端側に通水孔５３ａが穿設される。上記透湿性シート５１は、厚さ５０μｍ程度の多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる疎水性多孔体で形成されている。
【０００５】
一方、同図（ｃ）には、別途設けられるスペーサ部材５４を示している。このスペーサ部材５４には、上記通水孔５３ａに対応する下端側の位置に給水孔５４ａが形成され、また、その上方に、複数の通気溝５４ｂ…が所定の間隔で形成されている。このスペーサ部材５４と、上記透湿性エレメント５３とを交互に重ねて固定することで、同図（ｄ）に示すように、全体が直方体形状の調湿ユニット５５が組立てられている。
【０００６】
この組立状態で、前記給水孔５４ａと通水孔５３ａとが一直線上に位置して給水通路が形成され、この給水通路に給水すると、各透湿性エレメント５３内に水が導入される。導入された水は各透湿性エレメント５３内の多孔質部材５２を含漬する状態になって内部に保持される。この状態で、調湿ユニット５５を通して空気を通風させることによって、各透湿性エレメント５３の外表面に透過してくる水蒸気が通風空気に含まれ、自然蒸発による加湿が行なわれる。
【０００７】
このように、上記構成の透湿性エレメント５３を用いると、多孔質部材５２に保持されている水と空気との境界を水平方向以外の任意方向に向けて位置させた構造にすることが可能であり、そして、複数の透湿性エレメント５３を並設することで、通風空気と水との境界面積、すなわち蒸発面積を広くすることができる。これによって、調湿ユニット５５の全体をよりコンパクトな形状として、より高い加湿能力を得ることが可能になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した加湿器は自然蒸発式であるために、加湿能力をさらに大きくしようとすると、より多くの透湿性エレメント５３を並べて構成することが必要になって、全体形状が大形化する。また、調湿ユニット５５を通過する空気から水の蒸発熱が奪われるために、加湿後の空気が吹出される室内の温度が低下するという問題もある。
【０００９】
このような不具合を解消するためには、例えば送風空気を温めて調湿ユニット５５を通過させることが考えられるが、この場合でも、送風空気をそれほど高い温度まで加熱することができないため、加湿能力の増加幅は小さなものしか得られない。一方、透湿性エレメント５３に沿わせて例えば電気ヒータ等を埋め込んだ熱板を配置し、この熱板で透湿性エレメント５３内の水を加熱する構成とすることも考えられる。しかしながら、この場合には、前記したＰＴＦＥからなる透湿性シート５１を介しての伝熱状態となるので、透湿性シート５１の変形に起因して熱板との間に隙間が生じて熱抵抗が大きくなり、このため、熱損失が大きくなって加熱のためのエネルギーコストが大きくなるという問題を生じる。
【００１０】
さらに、従来の透湿性エレメント５３では、図１２（ａ）に示すように、不織布からなる多孔質部材５２の両面に、数μｍ〜数十μｍの厚さの薄いＰＴＦＥ製のシート５１・５１が設けられているだけの構成であるので、内部に水が導入されると水圧で同図（ｂ）に示すような変形が生じ易い。これに伴い、透湿性エレメント５３の厚さ寸法がｔ０からｔ１のように変化し、この結果、隣合う透湿性エレメント５３間の間隔が狭くなって通風量が低下して、充分な加湿能力が得られなくなるという問題も有している。
【００１１】
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、全体をより小形のユニット形状にして高い加湿能力や除湿能力、或いは脱臭能力などの空調能力を得ることが可能な空気調和機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１の空気調和機は、調湿するための調湿用媒体液を保持する多孔質部材１２を挟んで一方の面に透湿性シート１０を、他方の面に伝熱シート１１をそれぞれ配置して、これら透湿性シート１０と伝熱シート１１とを袋状に形成して成る透湿性エレメント５と、この透湿性エレメント５における伝熱シート１１側の面に接してこの透湿性エレメント５を加熱または冷却する熱源体６とを設けて調湿モジュール７を形成し、この調湿モジュール７を複数並設した調湿ユニット１を設けた空気調和機であって、略平板状の外形を有する形状に上記熱源体６を形成し、上記透湿性エレメント５を、伝熱シート１１側の面を内側にして略Ｕ字状に屈曲させ、屈曲領域の両端からそれぞれ延びる平板部５ｂ、５ｂの領域が相対面する形状にこの透湿性エレメント５を形成すると共に、平板部５ｂ、５ｂ間に熱源体６を挟み込んで調湿モジュール７を形成していることを特徴としている。
【００１３】
上記空気調和機において用いる透湿性エレメントでは、袋の片面が伝熱シート１１で形成されているので、この伝熱シート１１を介して熱抵抗の小さな伝熱経路が確保され、したがって、この伝熱シート１１を通しての加熱や冷却を行うことにより、加湿や脱臭、或いは除湿などの各空調能力が向上し、この結果、より小形の装置構成でも性能に優れ、かつ熱損失の小さなものとすることができる。そして、このように構成された空気調和機では、各透湿性エレメント５内の調湿用媒体液を熱源体６によって加熱または冷却することで、前記のように加湿や脱臭、除湿などの空調能力が増大するので、調湿モジュール７の数をそれほど多くしなくとも全体的な空調能力が大きくなり、したがって、調湿ユニット１の全体形状をよりコンパクトなものとして、性能に優れた装置とすることができる。また、この構成では、一つの熱源体６でその両側に接触させた透湿性エレメント５の加熱や冷却が行われ、この場合、熱源体６における透湿性エレメント５との非接触領域を少なくして、この領域からの空気への放散熱量や吸熱量を極力小さなものにすることができる。
したがって、これによっても熱損失が小さく、経済性の向上した装置とすることができる。また、例えば個々の透湿性エレメント５毎に熱源体６を付設するような構成に比べ、熱源体６の数が半数で済むので、全体の形状をよりコンパクトにすることができる。しかも、このような構成によれば、透湿性エレメント５における屈曲領域側を、通風される空気の風上側とすることで、平板状の熱源体６の風上側の端部も通風空気に直接曝されない構成となる。したがって、この領域でも熱源体６から通風空気への放熱や吸熱を生じなくなっているので、さらに熱損失が小さな経済的な装置とすることができる。
【００１４】
請求項２の透湿性エレメントは請求項１の透湿性エレメントにおいて、伝熱シートが金属製シート１１であることを特徴としている。
【００１５】
このような構成によれば、透湿性エレメントの片面が金属製シート１１であることによって従来よりも全体の強度が大きくなり、この結果、内部に液圧が作用しても変形が生じることが抑えられる。これにより、このような透湿性エレメントを並べて間に通気させる際の通風抵抗の増加が抑制されて通風量の低下が抑えられると共に、変形量が少ないので熱源体との密着度が増加し、伝熱性能が改善されるので、安定した空調性能を維持することができる。
【００１６】
請求項３の透湿性エレメントは、請求項２の透湿性エレメントにおいて、金属製シート１１に接着性樹脂層１３を設け、この接着性樹脂層１３を介して多孔質部材１２を金属製シート１１に接着していることを特徴としている。
【００１７】
このような構成によれば、金属製シート１１が腐食することが防止される。つまり、透湿性エレメント内に供給される調湿用媒体液、例えば水が金属製シート１１に直接触れる構造では、この金属製シート１１が腐食劣化し易くなる。そこで、金属製シート１１に接着性樹脂層１３を設けることで、この樹脂層が金属製シート１１の保護膜としても機能して上記のような腐食が生じることが防止され、したがって、これによっても安定した空調性能が維持される。
【００１８】
請求項４の透湿性エレメントは、請求項１〜３の透湿性エレメントにおいて、透湿性シート１０を疎水性多孔体で形成すると共に、多孔質部材１２を、透湿性を有する熱可塑性エラストマーからなる不織布で形成していることを特徴としている。
【００１９】
このような構成によれば、透湿性シート１０と多孔質部材１２とを熱融着させて両者を相互に接合することができる。この際、疎水性多孔体からなる透湿性シート１０の一部の孔に溶融した多孔質部材１２が侵入して孔を塞いだとしても、この多孔質部材１２が透湿性を有しているので、全体的な透湿性が大きく損なわれることはなく、性能の低下が抑えられる。
【００２０】
請求項５の透湿性エレメントは、請求項１〜４の透湿性エレメントにおいて、透湿性シート１０を、疎水性多孔体１０ａと、透湿性を有する非多孔膜１０ｂとの積層体で形成していることを特徴としている。
【００２１】
このように構成された透湿性エレメントは、内部に供給される水などの調湿用媒体液の液圧が高くとも、これが疎水性多孔体１０ａの孔を通して漏出することが非多孔膜１０ｂで防止される。したがって耐液圧性が大きく、液漏れが防止された装置構成とすることができる。
【００２６】
請求項６の空気調和機は、請求項1〜請求項５の空気調和機において、加熱または冷却用の熱媒体が流れる熱媒体流路管１５と、この熱媒体流路管１５を挟んで相対面する平面部を有するフィン部材１６とを設け、このフィン部材１６を熱媒体流路管１５に接合することによって上記熱源体６を形成していることを特徴としている。
【００２７】
このような構成によれば、熱源体６のフィン部材１６における平面部に透湿性エレメント５の伝熱シート１１側の面を面接触させた状態とすることができるので、伝熱抵抗がより小さくなり、これによって、さらに熱損失が小さな経済的な装置とすることができる。
【００２８】
請求項７の空気調和機は、請求項６の空気調和機において、フィン部材１６を、このフィン部材１６に接する透湿性エレメント５の形状よりも小さく形成していることを特徴としている。
【００２９】
このような構成においては、隣合う透湿性エレメント５間を通過する空気にフィン部材１６が直接触れることがなく、したがって、熱源体６から通風空気への放熱や吸熱が抑えられて、殆どが透湿性エレメント５の加熱や冷却に費やされることになるので、これによっても、さらに熱損失の小さな装置とすることができる。
【００３２】
請求項８の空気調和機は、請求項１〜請求項７のいずれかの空気調和機において、各調湿モジュール７における熱源体６を挟んで相対面する透湿性エレメント５間と、隣合う調湿モジュール７間との各端部側にそれぞれスペーサ部材１７・１８を間装してこれら調湿モジュール７を並設すると共に、各透湿性エレメント５とスペーサ部材１７・１８とが重なる領域を貫通する貫通孔１４・１７ａ・１８ａを設けて、この貫通孔を調湿用媒体液の給液流路として形成していることを特徴としている。
【００３３】
この構成の空気調和機では、各調湿モジュール７において相対面する透湿性エレメント５間と、隣合う調湿モジュール７間との各間隔を規定するためのスペーサ部材１７・１８を通して給液流路を設けることで、各透湿性エレメント５に給液するための構成をより簡素なものとすることができ、したがって、全体の製作費をより安価なものとすることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図５に、本実施形態に係る空気調和機の要部構成を示している。この空気調和機は、全体が略直方体形状に形成された調湿ユニット１を備え、この調湿ユニット１には、その一端側に、水などの調湿用媒体液を貯留する貯留タンク２から延びる給液管３が接続され、他端側に排液管４が接続されている。調湿ユニット１は、後述する透湿性エレメント５と熱源体６とを相互に密着させて形成された略平板状の調湿モジュール７を、給液管３と排液管４とが各々接続された端板８・８間に所定の間隔で複数並設して構成されている。以下、これら透湿性エレメント５および熱源体６と調湿モジュール７との各構成について、その製作過程と共に説明する。
【００３５】
図１（ａ）は透湿性エレメント５の断面模式図であり、この透湿性エレメント５は、一方の面（図において左側の面）に透湿性シート１０を、他方の面（図において右側の面）に、伝熱シートとしての金属製シート１１をそれぞれ用いて形成した袋に、調湿用媒体液を保持するための多孔質部材１２を封入して形成されている。透湿性シート１１は、例えばＰＴＦＥなどのふっ素樹脂からなる疎水性多孔体を用いて、厚さ５〜１OOμｍに形成されている。多孔質部材１２は、例えばポリエステル系の不織布を用いて厚さ１ｍｍ程度に形成されている。金属製シート１１は、熱伝導率の大きな金属箔、例えばアルミニウム箔を用い、厚さ５〜１０００μｍで形成されている。
【００３６】
これらの積層構造で形成される透湿性エレメント５全体の厚さは、０．２〜３ｍｍ、好ましくは１ｍｍ前後で、当初は同図（ｂ）に示すように略長方形の形状に形成される。同図において紙面奥側に位置する金属製シート１１と紙面手前側に位置する透湿性シート１０とは互いにほぼ同形状に裁断され、多孔質部材１２は、図中で斜線を施して示す周縁側の領域Ｓを除いた分だけ、寸法の小さな長方形形状に形成されている。
【００３７】
このような透湿性エレメント５の作製に当たっては、まず、金属製シート１１の表面に、同図（ａ）に示すように、全面にわたって接着性樹脂層１３を設け、その上に多孔質部材１２と透湿性シート１０とを順次重ねて全面を加熱加圧する。これにより、金属製シート１１に多孔質部材１２がその全面にわたって接着性樹脂層１３を介して接着され、また、上記した周縁側領域Ｓでは、金属製シート１１と透湿性シート１０とが接着性樹脂層１３を介して相互に接着される。なお上記の製作過程で、多孔質部材１２と透湿性シート１０との間に、図示してはいないが、例えばポリウレタン系の接着剤が点在され、これによって、透湿性シート１０と多孔質部材１２とは点接着されている。
【００３８】
上記接着性樹脂層１３としては、例えばポリ酢酸ビニール、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）や、ポリエチワックス、酢酸ビニル（ＶＡ）、ウレタン等を用いることができる。金属製シート１１がアルミニウムの場合には接着力が大きいため、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、エチレン・アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、ＰＥＴ、ＰＢＴ等の各種のラミネート樹脂を用いることも可能であり、耐熱性と耐薬品性、接着強度等から材質が選定される。
【００３９】
こうして、多孔質部材１２を金属製シート１１と透湿性シート１０とからなる袋内に封入した偏平構造の透湿性エレメント５が形成された後、この透湿性エレメント５には、同図（ｂ）に示すように、底部側の左右２箇所に給液孔１４・１４が厚さ方向に貫通する形状で形成される。次いで、同図に付記している一対の破線に各々沿う位置で、金属製シート１１側を内側にして折り曲げられる。なお、上記一対の破線間の領域は断面円弧状もしくは半楕円形状にして、同図（ｃ）に示すように、平面視でＵ字状、全体としてはブックカバー状に形成される。すなわち、このような折り曲げによって、屈曲部５ａの両端から、一対の互いに同形状の矩形の平板部５ｂ・５ｂが、所定の間隔で互いに平行に位置して相対面する形状に形成される。この形状において、上記した各給液孔１４・１４は互いに同一直線上に位置するようになっている。
【００４０】
図２（ａ)(ｂ）には前記した熱源体６を示している。この熱源体６は、後述するように、ヒートポンプ回路における冷媒が流通する熱媒体流路管１５とフィン部材１６とを設けて構成されている。熱媒体流路管１５は、例えば外形４ｍｍ程度の銅管を用いて作製され、所定の間隔で平行に並ぶ複数本（図示の場合には４本）の直管１５ａ…をＵ字接続管１５ｂ…で順次接続することにより、一平面内を上下に蛇行する形状に形成されている。フィン部材１６は銅板製で、前記した透湿性エレメント５とほぼ同様に中央でＵ字状に折り曲げ全体がブックカバー状に形成されている。
【００４１】
このフィン部材１６の間に、熱媒体流路管１５を図中矢印で示すように挿入し、同図（ｂ）に示すように位置させて、この熱媒体流路管１５をフィン部材１６の内側の面にろう付けして、熱源体６が形成される。なお、同図（ｃ）には、熱媒体流路管１５を断面楕円状に偏平にして構成した変形例を示している。このような構成にすれば、この熱源体６の厚さｔをより薄くして形成することが可能になり、ひいては、前記した調湿ユニット１の全体形状をよりコンパクトなものにすることができる。
【００４２】
この熱源体６を、図３に示すように、透湿性エレメント５の互いに対面する平板部５ｂ・５ｂ間に挿入することによって、前記した調湿モジュール７が構成される。なお、フィン部材１６の高さおよび幅寸法は、平板部５ｂよりも幾分小さく設定されている。したがって、上記のように挿入した組立状態において、フィン部材１６は平板部５ｂ・５ｂで両側から覆われて露出しないように構成されている。このとき、各平板部５ｂ・５ｂにおける内側の各面に、熱源体６のフィン部材１６が内側から面接触するように、この熱源体６の厚さ寸法と、平板部５ｂ・５ｂ間の間隔とが設定されている。
【００４３】
このような構成を有する調湿モジュール７を所定の間隔で複数並べることによって前記調湿ユニット１が形成されるが、本実施形態においては、図４（ａ）に示すように、透湿性エレメント５における両平板部５ｂ・５ｂ間に中央スペーサ１７を、また、隣合う調湿モジュール７間に固定板１８をそれぞれスペーサ部材として間装させて複数の透湿性エレメント５を予め並設した状態とし、その後、各透湿性エレメント５の平板部５ｂ・５ｂ間に熱源体６が一括して挿入されるようになっている。
【００４４】
上記固定板１８は、隣合う調湿モジュール７間、すなわち通風路の幅が所定寸法となるようにその厚さが設定されている。また、この固定板１８には厚さ方向に貫通する給液穴１８ａが設けられている。中央スペーサ１７には、同図（ｂ）に示すように、厚さ方向に貫通する給液穴１７ａが上記同様に設けられ、また上面に一対の凹陥溝１７ｂ・１７ｂが形成されている。
【００４５】
これら中央スペーサ１７と固定板１８とを、各給液穴１７ａ・１８ａと、透湿性エレメント５の給液孔１４・１４とが同一直線上に位置するように各透湿性エレメント５の底部側に配置し、図５に示すように所定数の透湿性エレメント５…を並べ、両端には、前記給液管３・排液管４が各々接続された端板８・８を配置してこれらが固定される。この固定状態において、底部側では固定板１８と各透湿性エレメント５の平板部５ｂ・５ｂと中央スペーサ１７とが相互に密着した状態になる。これにより、これら固定板１８および中央スペーサ１７よりも上方領域における隣合う透湿性エレメント５間の間隔、および各透湿性エレメント５の平板部５ｂ・５ｂ間の間隔も、中央スペーサ１７と固定板１８との各厚さ寸法で保持される。以下、このように形成された組立体、すなわち、熱源体６がまだ組み込まれていない状態での組立体をエレメント組立体１９とも称する。
【００４６】
一方、前記した熱源体６については、上記のエレメント組立体１９における透湿性エレメント５…の数と同数の熱源体６…を並べ、これらを一体化した熱源側組立体２０が別途作製される。この熱源側組立体２０は、各熱源体６における両端側でそれぞれ上方に突出する熱媒体流路管の上端を一対のヘッダー管２１・２１に各々接合して形成されている。各熱源体６…は、両ヘッダー管２１・２１の下側で互いに平行に、また、透湿性エレメント５…と同一間隔で垂下する形状になっている。したがってこの場合には、この熱源側組立体２０を上方から下降させる操作により、各熱源体６が各透湿性エレメント５の平板部５ｂ・５ｂ間に一括して挿入される。
【００４７】
このとき、各熱源体６における下端側で、前記したフィン部材１６の下縁から下方に突出するＵ字接続管１５ｂ・１５ｂ（図３参照）が、中央スペーサ１７の上面に設けられている前記凹陥溝１７ｂ・１７ｂに上方から嵌入し、これによって、この熱源側組立体２０の全体がエレメント組立体１９に固定されるようにもなっている。この組立状態において、各透湿性エレメント５の平板部５ｂ・５ｂ間に挿入された熱源体６は、前記フィン部材１６の両面が平板部５ｂ・５ｂにおける内側の面、すなわち前記した金属製シート１１の内面に、前記したように面接触した状態となる。上記一対のヘッダー管２１・２１は、熱媒体流路管１５を通して冷媒が循環してこの熱媒体流路管１５内で冷媒の凝縮または蒸発が生じるように、図示しないヒートポンプ回路に接続される。なお、図５には白抜き矢印で空気の通風方向を示しているが、この通風方向は、各透湿性エレメント５…における前記屈曲部５ａが風上側になるように設定されている。
【００４８】
このように構成された調湿ユニット１を備える空気調和機では、貯留タンク２に調湿用媒体液として例えば水を入れて、給液管３に介設されている電磁弁２２を開弁すると、給液管３から、図４（ａ）に示した固定板１８の給液穴１８ａ、および、透湿性エレメント５の各給液孔１４・１４、中央スペーサ１７の給液穴１７ａからなる調湿用媒体液の給液流路を通して供給され、各透湿性エレメント５内部に進入する。進入した水は、不織布からなる多孔質部材１２を通して透湿性エレメント５内に入り込み、この多孔質部材１２を含浸した状態になって、透湿性エレメント５内に保持される。
【００４９】
この状態で調湿ユニット１を通して空気を通風させると、透湿性エレメント５内から、水蒸気が透湿性シート１０を通して通風空気に吸収される。これによって、加湿された空調空気が調湿ユニット１から吹き出される。このとき熱源体６の熱媒体流路管１５に、図示しないヒートポンプ回路で加圧されたガス冷媒を供給し、このガス冷媒が熱源体６を通過する際に凝縮するようにヒートポンプサイクルを制御することで、各透湿性エレメント５が加熱される。この結果、透湿性エレメント５内の水に冷媒の凝縮熱が吸収されて水温が上昇し、水蒸気分圧が高くなって、空気中の水蒸気分圧との圧力差が大きくなる。この結果、透湿性シート１０を通して通風空気に吸収される水蒸気量が増加し、したがって、加湿能力の増大した加湿運転が行われる。
【００５０】
また、通風空気に例えばアンモニアやトリメチルアミンなどの臭気成分が含まれていると、これは透湿性シート１０を通して透湿性エレメント５内の水に吸収される。このときの臭気成分の水への溶込みは水温が低いほど大きくなる。したがって、通風空気から臭気成分を除く脱臭運転時には、熱源体６の熱媒体流路管１５を通過する冷媒がこの熱媒体流路管１５内で蒸発するようにヒートポンプサイクルを制御して行われる。これにより、冷媒の蒸発熱に相当する熱量が透湿性エレメント５内から冷媒に吸熱され、この結果、水温が低下して、脱臭性能が向上した運転が行われる。
【００５１】
一方、調湿用媒体液として例えば塩化リチウム水溶液などの吸湿液体を使用すれば、通風空気中の水蒸気が透湿性エレメント５内の吸湿液体に吸収され、これによって除湿運転が行われる。この場合も、熱源体６の熱媒体流路管１５を通過する冷媒がこの熱媒体流路管１５を通過時に蒸発するようにし、吸湿液体の温度をより低温にすることで吸湿量が増加して、除湿能力が向上した運転を行わせることができる。
【００５２】
以上の説明のように、本実施形態の空気調和機においては、透湿性エレメント５に沿わせて熱源体６が設けられ、これによって、透湿性エレメント５内の空調用媒体液の加熱や冷却が行われるようになっているので、透湿性エレメント５の並設数をそれほど多くしなくとも、調湿ユニット１全体をより小形にして、加湿や脱臭また除湿の各能力を増大させた空調運転が可能である。また、熱源体６の加熱能力や冷却能力、すなわち前記した冷媒の循環量等を制御することで、加湿／脱臭、除湿の各能力を変化させることができる。
【００５３】
そして上記のような熱源体６で加熱や冷却を行うに際し、透湿性エレメント５はその片側の面が金属製シート１１で形成され、この金属製シート１１の面を熱源体６に密着させた組立状態になっているので、熱源体６から透湿性エレメント５内の調湿用媒体液に至る間の熱抵抗が小さく、これによって、損失の少ない熱伝達が行われて、加熱／冷却に係る熱損失の小さな経済的な装置とすることができる。
【００５４】
また、上記の透湿性エレメント５は金属製シート１１で裏打ちされて補強された構造ともなっている。このため、透湿性エレメント５内に水などの調湿用媒体液が導入されて液圧が作用しても、金属製シート１１の厚さを前述した範囲内で適宜設定することで、殆ど変形を生じさせないようにすることができる。したがって、この金属製シート１１に多孔質部材１２と透湿性シート１０とを順次接着して形成された透湿性エレメント５の全体に対し、その厚さ寸法が変化するような変形が生じることが抑えられる。これによって、隣合う調湿モジュール７間の間隔、すなわち通風路の幅が変化することが防止されて、所望の通風量が保持されるので、安定した加湿能力等の空調能力を維持することができる。
【００５５】
また上記透湿性エレメント５においては、金属製シート１１の表面は、その全面にわたって接着性樹脂層１３が設けられてこの樹脂層１３で覆われており、したがって、水などの調湿用媒体液が金属製シート１１に直接触れることはない。このように、金属製シート１１の内面全体が接着性樹脂層１３で覆われているので、調湿用媒体液に触れて生じる腐食が防止され、これによっても安定した性能が長期にわたって維持される。
【００５６】
一方、上記では、略平板状の外形を有する形状に熱源体６を形成し、この熱源体６の両面に、各透湿性エレメント５の平板部５ｂ・５ｂを面接触させているので、熱源体６における透湿性エレメント５との非接触領域を極力少なくして、この領域からの通風空気への放散熱量や吸熱量が小さなものになっている。したがって、これによっても熱損失が小さく、経済性の向上した装置になっている。さらに、上記の熱源体６は相対面する平面部を有するフィン部材１６を設けて形成され、このフィン部材１６は、透湿性エレメント５の平面部５ｂ・５ｂに全体にわたって面接触するようになっているので、この間の伝熱抵抗はさらに小さく、したがってこれによっても熱損失が小さなものになっている。
【００５７】
しかも、上記のフィン部材１６は、透湿性エレメント５の平面部５ｂ・５ｂよりもやや形状を小さくして、フィン部材１６の両面全体が平面部５ｂ・５ｂよって覆われた形状に形成されている。したがって、隣合う透湿性エレメント５・５間の通風路を流れる通風空気にフィン部材１６の周縁側も直接触れることがなく、したがって、熱源体６から通風空気への放熱や吸熱を生じずに、殆どが透湿性エレメントの加熱や冷却に費やされることになるので、これによってさらに加熱や冷却効率が向上する。加えて、上記では透湿性エレメント５を略Ｕ字状に屈曲させ、平板部５ｂ・ｂ間に挿入された熱源体６の風上側端部が、透湿性エレメント５の前記した屈曲部５ａで囲われた構成である。したがって、熱源体６における風上側の端部も送風空気に直接曝されずに、この領域でも熱源体６から送風空気への放熱や吸熱を生じなくなっているので、さらに熱損失の少ない装置構成になっている。
【００５８】
一方、上記では、各調湿ユニット１の底部側の領域に、透湿性エレメント５の平板部５ｂ・５ｂ間に中央スペーサ１７を、隣合う調湿モジュール７・７間に固定板１８それぞれスペーサ部材として間装して固定し、これによって、上記各間隔を規定するようになっているが、さらにこれらのスペーサ部材１７・１８を通して給液流路が形成されている。したがって、個々の透湿性エレメント５…に給液するための給液部材を別途設ける必要がなく、構成がより簡素なものになっている。これによって全体の製作費をより安価なものとすることができる。
【００５９】
なお、上記のような調湿ユニット１を設けて構成される空気調和機は、例えばこれに専用のヒートポンプ回路を設けて加湿／脱臭専用、或いは除湿専用の装置として構成することも可能であるが、例えば室内の冷暖房を行うための温調機能を有する空気調和機に上記の調湿ユニット１を組込み、ヒートポンプ回路を兼用した構成とすることによって、より経済性に優れた多機能の空気調和機とすることができる。この場合の調湿ユニット１の組込み例を図６に示している。
【００６０】
同図には、室内の冷暖房を行うセパレート形空気調和機における室内機を示しており、この室内機に調湿ユニット１を一体化して組込んで構成した例である。図中、３１は室内機の本体ケーシングであって、この本体ケーシング３１内には室内ファン３２と室内熱交換器３３とが内装されている。室内ファン３２を作動することによって、室内空気が室内熱交換器３３を通して前方（図において左方向）に吹き出される。そして、室内熱交換器３３の前方に隣接させて調湿ユニット１が組付けられている。したがって、室内熱交換器３３通過後の室内空気はさらにこの調湿ユニット１を通して室内に吹き出されることになる。
【００６１】
この場合、室内熱交換器３３は図示しない室外機に内装されている圧縮機や室外熱交換器に接続されてヒートポンプ回路が形成され、前記熱源体６の冷媒配管は、室内熱交換器３３に例えば並列接続されて上記ヒートポンプ回路に組込まれる。圧縮機で加圧された冷媒は、分流して室内熱交換器３３と熱源体６とを流れて循環し、これによって、室内の冷暖房に加え、加湿機能や脱臭機能、或いは除湿機能を備える多機能の空気調和機として構成される。
【００６２】
以上にこの発明の具体的な実施形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更することが可能である。例えば上記形態では、多孔質部材１２としてポリエステル系の不織布を使用した例を挙げたが、水などの調湿用媒体液を吸収して保持する機能を有するものであれば、その他任意の多孔質材料を用いて作製することができる。
【００６３】
例えば、上記においては、伝熱シートとして接着性樹脂層１３を設けた金属製シート１１を用いた例を示しているが、伝熱シートを非多孔の樹脂シートにて構成してもよい。このように非多孔性樹脂シートを用いるのは、伝熱シートとして疎水性多孔体シートを用いた場合には、伝熱性能の大幅低下や、液漏れによる腐食、強度低下等が考えられ、好ましくないためである。伝熱シートの構成態様としては、樹脂層のみから成る場合、樹脂層と金属層とから成る場合、金属層のみから成る場合、樹脂層、金属層、樹脂層の積層体から成る場合を挙げることができる。
【００６４】
特に、透湿性シート１０として前述した疎水性多孔体を用いる場合に、これに組合わせて、透湿性を有する熱可塑性エラストマーで作製した不織布を多孔性部材１２として用いれば、透湿性能が改善される。つまり、上記した実施形態のように、多孔性部材１２としてポリエステル系の不織布を使用する場合、この不織布の表面にポリウレタン系の接着剤を介在させて透湿性シート１０を不織布の表面に点接着して固定する必要がある。このような接着剤を用いると、この接着剤が疎水性多孔体からなる透湿性シート１０の一部の孔に侵入して孔を塞いでしまい、これによって、透湿性能が低下するおそれがある。そこで、多孔質部材１２を構成する不織布の材質を、透湿機能を有する熱可塑性エラストマー樹脂にすることで透湿性能が改善され、また、接着剤を介在させずとも、この多孔質部材１２に透湿性シート１０を熱融着で接合させることができるので、接着に伴うコストダウンを図ることができる。
【００６５】
このような透湿性を有する樹脂例を表１に示している。
【表１】
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【００６６】
一方、透湿性シート１０について、例えば図７に示すように、これを、前記同様のシート状の疎水性多孔体１０ａに、非多孔膜１０ｂを積層した構成としても良い。このような非多孔膜１０ｂは、上述した熱可塑性エラストマー樹脂を３〜２０μｍの厚さにフィルム化することで作製することができ、これを疎水性多孔体１０ａの表面に点または線接着して複合化する。これにより、耐液圧性に優れた透湿性エレメント５を構成することができ、液漏れが確実に防止される構成とすることができる。なお、上記のような非多孔膜１０ｂは、図のように疎水性多孔体１０ａの表面を覆うように設ける構成の他、疎水性多孔膜１０ａと多孔質部材１２との間に設けた構成にしても良い。
【００６７】
また、透湿性エレメント５をＵ字状に折り曲げる際に疎水性多孔体１０ａの強度が小さい場合には、別途、不織布やネットなどの強度部材を上記非多孔膜１０ｂの代わりに設けた構成としても良く、また、非多孔膜１０ｂと強度部材とを併設した構成としても良い。
【００６８】
さらに前記実施形態においては、透湿性エレメント５をＵ字状に屈曲させて、間に熱源体６を挿入して組立てる例を示したが、例えば図８に示すように、透湿性エレメント５を熱源体６のフィン部材１６よりもやや面積が大きな平板状に形成して、２枚の透湿性エレメント５・５を熱源体６の両側にそれぞれ密着させた構造にすることも可能である。なおこの場合、空気の通風方向風上側で熱源体６の端部が露出した状態では、この箇所での空気と熱源体６との熱交換に伴う熱損失が生じることになるので、上記端部領域に送風空気が直接当たらないように、端部のカバー部材を別途設けることが望ましい。
【００６９】
また、上記のような熱源体６におけるフィン部材１６について、前記実施形態では銅板をＵ字状に屈曲させて構成した例を示したが、例えば図９に示すように、前記熱媒体流路管１５が貫通するパイプ穴３４…を備えたアルミニウム押出材からなる平板状のブロック材を用いて構成することも可能である。この場合、各パイプ穴３４…に前記熱媒体流路管１５の直管部を貫通させて拡管することにより、これら熱媒体流路管１５がフィン部材１６に固定される。なお、各パイプ穴３４…の間に適宜形状の空隙孔３５を設けることによって、この場合の材料コストを削減することができる。
【００７０】
一方、図１０（ａ）には、複数の透湿性エレメント５の組立構造についての変形例を示している。この例では、偏平な直方体形状のヘッダー部材４１と、各透湿性エレメント５における平板部５ｂの下端に装着される給液部材４２とを設けて構成されている。ヘッダー部材４１には、一側面に給液管４１ａが取付けられ、内部にはこの給液管４１ａに連通する給液空間が形成されている。そして上面に、この給液空間に連通する短冊形状の複数の取付孔４１ｂ…が、所定の間隔で並べて形成されている。
【００７１】
上記給液部材４２には、同図（ｂ）に示すように、下端側に上記取付孔４１ｂ…に嵌挿される挿入突部４３が設けられ、その上方に、断面略コ字状のエレメント挟持部４４が形成されている。挿入突部４３には下端に開口する給液穴４３ａが形成され、エレメント挟持部４４の相対面する平面部４４ａ・４４ａにおける各内側の面に、図示してはいないが上記給液穴４３ａに連なる給液溝が形成されている。このエレメント挟持部４４に、透湿性エレメント５の平板部５ｂの下端側中央領域、すなわち、前記同様に給液孔１４が形成されている領域を挿入して接合することで、この給液孔１４の周囲がエレメント挟持部４４の各平面部４４ａ・４４ａに覆われてシールされ、かつ、この給液孔１４が、上記した給液溝を通して挿入突部４３の給液穴４３ａに連通する。
【００７２】
このように、各透湿性エレメント５の平板部５ｂにそれぞれ給液部材４２を取付けた後、同図（ａ）に示すように、給液部材４２の挿入突部４３をヘッダー部材４１の各取付孔４１ｂに挿入して接合することで、複数の透湿性エレメント５が所定の間隔で並設され、かつ、ヘッダー部材４１の給液管４１ａから、各透湿性エレメント５内に至る給液流路が形成されたエレメント組立体１９が組立てられる。その後に前記同様の熱源側組立体２０が上方から組付けられて、調湿ユニットが形成される。なお、透湿性エレメント５への給液部材４２の取付け、またヘッダー部材４１への給液部材４２の取付けは接着剤を用いて行うことも可能であるが、これらヘッダー部材４１や給液部材４２を例えばＰＢＴのような接着性の良い樹脂材料で形成し、熱融着にてそれぞれ接合することで接着コストを低減することができ、また、接着信頼性が向上した装置とすることができる。
【００７３】
一方、前記実施形態においては、各透湿性エレメント５を上下方向に沿うように配置して並べた縦型のユニット構成にした例を挙げたが、各透湿性エレメント５を例えば水平方向に沿うように配置して並べた横型のユニット構成にすること等も可能である。また上記では熱源体６として、ヒートポンプ回路において凝縮器や蒸発器として機能する熱交換器で構成した例を挙げたが、熱媒体流路管１５に例えば加熱蒸気などの熱媒体を送って加熱する構成や、さらに、例えば電気ヒータが埋め込まれた熱板などを熱源体として用いて構成すること等も可能である。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の空気調和機においては、透湿性エレメントが、多孔質部材を収納する袋の片面が伝熱シートで形成されているので、多孔質部材に保持される調湿用媒体液の加熱や冷却を、伝熱シートを介して効率的に行わせることができる。この結果、経済性に優れ、かつ、加湿や脱臭、或いは除湿などの各空調能力が向上した装置構成とすることができる。また、この空気調和機においては、上記のような透湿性エレメントと、これを加熱または冷却する熱源体とを設けて調湿モジュールを形成し、この調湿モジュールを複数並設した調湿ユニットを設けて構成されている。したがって、各透湿性エレメント内の調湿用媒体液を熱源体によって加熱または冷却することで、前記のように加湿や脱臭、或いは除湿などの各空調能力が増大するので、調湿モジュール数をそれほど多くしなくとも全体的な空調能力が大きくなり、したがって、全体形状をよりコンパクトなものとして性能に優れた装置とすることができる。さらに、この空気調和機は、略平板状の外形を有する熱源体の両面に、各々透湿性エレメントを接触させて調湿モジュールが形成されている。この構成では、熱源体における透湿性エレメントとの非接触領域を少なくして、この領域から通風空気への放散熱量や吸熱量を極力小さなものにすることができる。したがって、これによっても熱損失が小さく経済性の向上した装置とすることができ、また、全体の形状をよりコンパクトにすることができる。しかも、透湿性エレメントを略Ｕ字状に屈曲させて平板部間に熱源体を挟み込んだ形状に調湿モジュールを形成しているので、上記の屈曲領域側を通風空気の風上側とすることで、平板状の熱源体の風上側の端部も通風空気に直接曝されなくなる。したがって、この領域でも熱源体から通風空気への放熱や吸熱を生じなくなるので、さらに熱損失が小さな経済的な装置とすることができる。
【００７５】
また請求項２の透湿性エレメントにおいては、透湿性エレメントの片面が金属製シートであることによって従来よりも全体の強度が大きくなるので、内部に液圧が作用しても変形が生じることが抑えられる。この結果、このような透湿性エレメントを並べて通気させる際の通風抵抗の増加が抑制され、所望の通風量が確保されると共に、熱源体との密着度が向上して伝熱性能が改善され、安定した空調性能を維持することができる。
【００７６】
請求項３の透湿性エレメントにおいては、金属製シートに多孔質部材を接着するための接着性樹脂層が、金属製シートの保護膜としても機能するようになっているので、金属製シートに腐食が生じることが防止され、これによっても安定した空調性能が維持される。
【００７７】
請求項４の透湿性エレメントにおいては、疎水性多孔体で透湿性シートが、透湿性を有する熱可塑性エラストマーからなる不織布で多孔質部材が形成される。この場合、透湿性シートと多孔質部材とを熱融着させて相互に接合することができ、また、この際に疎水性多孔体の一部の孔に溶融した多孔質部材が侵入して孔を塞いだとしても、全体的な透湿性が大きく損なわれることはなく、性能の低下が防止される。
【００７８】
請求項５の透湿性エレメントおいては、透湿性シートが疎水性多孔体と透湿性を有する非多孔膜との積層体で形成されているので、内部に供給された調湿用媒体液の液圧が高くなっても、これが疎水性多孔体の孔を通して漏出することが非多孔膜で防止される。したがって耐液圧性が大きく、液漏れがより確実に防止される装置構成とすることができる。
【００８１】
請求項６の空気調和機においては、熱媒体流路管を挟んで相対面する平面部を有するフィン部材を設けて熱源体が形成されている。この場合、上記平面部に透湿性エレメントの伝熱シート側の面を面接触させた状態とすることができるので、伝熱抵抗がより小さくなって、さらに熱損失が小さな経済的な装置とすることができる。
【００８２】
請求項７の空気調和機においては、フィン部材をこれに接する透湿性エレメントの形状よりも小さく形成しており、したがって、隣合う透湿性エレメントを通風する空気にフィン部材が直接触れることがない。この結果、熱源体から通風空気への放熱や吸熱が生じず、殆どが透湿性エレメントの加熱や冷却に費やされることになるので、これによってもさらに熱損失の小さな装置とすることができる。
【００８４】
請求項８の空気調和機においては、各調湿モジュールにおいて相対面する透湿性エレメント間と、隣合う調湿モジュール間との各間隔を規定するためのスペーサ部材を通して給液流路が形成されている。したがって、各透湿性エレメントに給液するための専用の給液部材を別途設ける必要がなく、この結果、構成をより簡素なものとすることができるので、全体の製作費をより安価なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態における透湿性エレメントを示すもので、同図（ａ）は断面模式図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は折曲げ過程の説明図である。
【図２】上記透湿性エレメントに組付けられる熱源体を示すもので、同図（ａ）は分解斜視図、同図（ｂ）は平面模式図、同図（ｃ）は変形例の平面模式図である。
【図３】上記透湿性エレメントと熱源体との組付け過程を示す斜視図である。
【図４】上記透湿性エレメントの並設構造を示すものであって、同図（ａ）は透湿性エレメントの底部側にスペーサ部材を配置した状態を示す要部断面模式図、同図（ｂ）は透湿性エレメントの間に配置される中央スペーサの斜視図である。
【図５】上記透湿性エレメントを複数並設して形成される調湿ユニットの構成を示す説明図である。
【図６】上記調湿ユニットをヒートポンプ式空気調和機の室内機に組込んで構成した例を示す説明図である。
【図７】この発明の透湿性エレメントの変形態様を示す断面模式図である。
【図８】この発明の他の実施形態における透湿性エレメントと熱源体との組付け過程を示す斜視図である。
【図９】前記熱源体におけるフィン部材の変形態様を示す斜視図である。
【図１０】上記透湿性エレメントの並設構造の変形態様を示すものであって、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は透湿性エレメントと給液部材とを示す要部斜視図である。
【図１１】従来の調湿ユニットの構成を示すものであって、同図（ａ）は透湿性エレメントの分解斜視図、同図（ｂ）は透湿性エレメントの正面図、同図（ｃ）はスペーサ部材の斜視図、同図（ｄ）は複数の透湿性エレメントとスペーサ部材とを交互に重ねて形成された調湿ユニットの斜視図である。
【図１２】図１１に示す透湿性エレメントを示すものであって、同図（ａ）は内部に水が供給される前の状態を示す断面模式図、同図（ｂ）は内部に水が供給されたときの変形状態を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１    調湿ユニット
５    透湿性エレメント
５ｂ  平板部
６    熱源体
７    調湿モジュール
１０    透湿性シート
１０ａ  疎水性多孔体
１０ｂ  非多孔膜
１１    金属製シート（伝熱シート）
１２    多孔質部材
１３    接着性樹脂層
１５    熱媒体流路管
１６    フィン部材
１７    中央スペーサ（スペーサ部材）
１８    固定板（スペーサ部材）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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