CN1333208C - 空调机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种空调机，能够从室外吸取新鲜的氧气，制造出即使有人在居室内居住氧气浓度也不会降低的室内环境。将室内机和室外机连接，在室外机中配设在固体电解质体的两面设有电极膜的固体电解质型氧泵。然后，将由固体电解质型氧泵产生的氧气供给到室内机一侧。

Description

空调机
技术领域
本发明涉及在室内机一侧具有氧富化功能的空调机。
背景技术
目前，作为氧富化装置来说，使用氧富化膜的装置和使用吸附材料的装置都是已知的。在特开平5-113227中公报公开了使用氧富化膜的例子。
作为氧富化膜，通常使用在多孔材料支持膜层表面上构成硅酮类有机膜的例子是已知的。
这种结构是从一侧用真空泵减压，在氧富化膜的两侧造成例如500mmHg的压力差，此时氧气浸透硅酮类有机膜进行扩散、脱离，使相反一侧达到氧富化。
但是，由于水蒸气/氮及二氧化碳/氮的分离比率要比氧/氮的分离比率大，所以有在氧富化了的流路一侧会容易产生结露等这样的问题。
为了在氧富化膜的两侧形成压力差，要使用真空泵，对于因驱动真空泵而产生的噪音的对策也成为问题。而且，还存在随着环境气氛温度降低、特别是在低温下、所通过的空气量降低这样的问题。
另一方面，使用吸附材料的变压吸附法(PSA法)也是已知的氧富化方法。这是配置流路使其通向填充了二体系沸石的吸附部、利用沸石的吸附特性的方法。但是，当在沸石上吸附天然大气时，由于吸附了大气中的水份而使氧吸附特性降低。
而且在吸附了大气中的污染臭气的情况下，存在将这些污染臭气同样供给到氧富化一侧的问题。
在上述现有的结构中，伴随着作为所要的氧富化空气，大气中的水蒸气同样也被富化。其结果是，在将氧富化了的空气从室外机输送到室内机所经过的线路中，存在结露或者结冻的问题。
发明内容
对于这些现有的问题，本发明提供一种具有如下功能的空调机，即，能够选择性地只将所要的氧气与氮气分离，并供给至室内机一侧。
本发明提供一种空调机，该空调机包括室内机和室外机，其特征在于：在室外机中配设在固体电解质体的两面设有电极膜的固体电解质型氧泵，将由固体电解质型氧泵产生的氧供给到室内机一侧，
上述电极膜，下层是钙钛矿型复合氧化物，上层是Au多孔膜。
附图说明
图1是本发明的实施方式1中的固体电解质型氧泵元件的固体电解质体的剖面结构图。
图2是本发明的实施方式1中的固体电解质型氧泵元件的结构剖面图。
图3是本发明的实施方式1中的具有氧富化功能的空调机的结构图。
图4是本发明的实施方式2中的固体电解质型氧泵元件的结构剖面图。
具体实施方式
使用下面的附图说明本发明的实施方式。这些附图都是示意图，各尺寸位置并非准确表示的。
本发明中的所谓固体电解质型氧泵，指的是通过在固体电解质上施加电压能够供给氧的装置。
(实施方式1)
图1是固体电解质型氧泵元件(以后称为氧泵元件)的固体电解质体的剖面结构图。
固体电解质体1由镧镓氧(Lanthanum gallate)类的(La0.8Sr0.2)(Ga0.8Mg0.2)O3构成，其厚度是0.3mm。
在固体电解质体1的上面设置的下层电极膜2，是钙钛矿型复合氧化膜，具体地说，由Sm0.5Sr0.5CoO3构成，其厚度是20μm。
在固体电解质体1的上面设置的上层电极膜3，由Au多孔膜构成，其厚度为3μm。
在固体电解质体1的下面设置的下层电极膜4，是钙钛矿型复合氧化膜，由Sm0.5Sr0.5CoO3构成，其厚度是20μm。在固体电解质体1的下面设置的上层电极膜5，由Au多孔膜构成，其厚度是3μm。
还包括绝缘物6和Au导线连接电极7。
绝缘物6是由玻璃陶瓷层构成的。作为一个具体的例子，可以举出在SiO2-B2O3-MgO-BaO系中含有15～25重量％的碱土类金属氧化物和含有2重量％以下的碱金属氧化物的玻璃陶瓷。
图2表示固体电解质型氧泵元件的结构剖面图。
在形成了电极膜的固体电解质体8上形成如图1中所说明的电极膜。而且有在上述固体电解质体8中设置用于通入电流的导线9。
设置有加热线10，用来将上述固体电解质体8加热到规定的温度。其结构由Fe-Cr-Al系铁氧体不锈钢片构成，通过蚀刻法制成30μm的厚度。上部隔热材料11和下部隔热材料12是由氧化硅-氧化铝材料构成的。上部隔热材料11是具有通气性的多孔材料，而下部隔热材料12使用实质上没有通气性的材料。还具有上部空间部13和下部空间部14。云母系的密封件15隔断上部隔热材料11和下部隔热材料12的通气性。
在Au多孔膜3和5之间施加直流电压，例如在Au多孔膜5上施加正电压时，就会引起如下的现象。
即，在成为负电极侧的Au多孔膜3一侧，会吸引、吸附氧分子，通过钙钛矿型复合氧化膜2，使固体电解质体1将氧离子边传动边移动，再经过构成正电极侧的钙钛矿型复合氧化膜4，从Au多孔膜5中释放出氧分子。通过将固体电解质1加热到大约500～600℃，就能够稳定地进行这样的氧离子的传动。
因此，通过在设置在形成电极膜的固体电解质体8附近的加热线10上施加直流电压，将上述固体电解质体8加热维持在规定温度。为了极力地抑制加热时使用的热量，用上部隔热材料11和下部隔热材料12包围住形成了电极膜的固体电解质8和加热线10。
由于上部隔热材料11需要从空气中取入新鲜的空气并将氧供给至Au多孔膜3，因此使用了通气性好的多孔材料。
所施加的直流电压可以是1～5V左右。
密封件15夹持着形成了电极膜的固体电解质体8，使得空气不会从上部空间部13侧泄漏到下部空间部14中。在下部空间部14侧配设有用来将所产生的氧气导入到室内机侧的流路(图中未显示)。
下面说明作为空调机的具有氧富化功能的结构。
图3表示具有氧富化功能的空调机的结构图。
室内机16和室外机17，为了构成冷冻循环而用连接配管(图中未显示)和连接电线(图中未显示)连接着。氧富化机构部配置在室外机17的上部。
包括氧泵元件18和由多叶片风扇构成的送风扇19。而且，将在氧泵元件18中产生的氧气送入到室内机侧。导管20连接着氧泵元件18和送风扇19。
导管22连接着送风扇19和室外机接合部21。输送氧用的管子23连接着室外机接合部21和室内机接合部24。
由氧供给管25和横流式风扇26构成室内机16的送风回路。在氧泵元件18处产生的氧，经过导管20、送风扇19、导管22、室外机接合部21、管子23、室内机接合部24和氧供给管25送至室内机，最后混入室内机的送风回路空气中，由排出口27供给到室内。
氧泵元件18配置在室外机17本体的盖子内部，由于外部空气的自然对流，所以不会因氧泵元件18而引起氧气不足。
在将形成了电极膜的固体电解质体8的尺寸设为长270mm、宽150mm的情况下(面积约为400cm2)，每分钟能够向室内送风回路供给700ml的氧气。
(实施方式2)
图4表示在实施方式2中使用的氧泵元件的结构剖面图。加热线28使用的是与实施方式1中同样的。
形成了电极膜的固体电解质体29和30中的固体电解质体及剖面材料结构，使用的都与实施方式1是同样的。
形成了电极膜的固体电解质体29和30，配置在加热线28的两侧。导线31用来在上述固体电解质体中通入电流。
密封件38隔断上部隔热材料32和中间隔热材料33的通气性，而密封件39，隔断下部隔热材料34和中间隔热材料33的通气性。由加热线28将形成有电极膜的固体电解质体29和30加热并维持在约600℃的温度。然后，上部空间部35侧的上述固体电解质体29的电极膜施加直流电压成为负电极，同时下部空间部37侧的上述固体电解质体30的电极膜施加直流电压成为正电极。其结果是，氧就从上部空间部35侧和下部空间部37侧经过上述固体电解质体29和30到中间空间部36进行氧离子传动，在中间空间部36产生氧气。这样产生的氧气被送入室内送风回路中，这就使室内环境进行氧富化。
在本实施方式中，即使在将上述固体电解质体29和30的尺寸分别设为长150mm、宽130mm这种小型的情况下(合计面积约为400cm2)，每分钟能够向室内送风回路中供给700ml的氧气。
在实施方式的例子中，将在氧泵元件中产生的氧气用配置在室外机中的送风扇导入室内机中，但在本发明中可以使用的结构并不限于此。
在从固体电解质型氧泵到室内机的线路中，也可以配吸引泵和送风扇之中的任一种。
在室内机内部，也可以配置吸引泵和送风扇之中的任一种。
在实施方式的例子中，作为固体电解质体，使用了由镧镓氧类的(La0.8Sr0.2)(Ga0.8Mg0.2)O3，但在本发明中可以使用的结构并不限于此。作为在本发明中可以使用的固体电解质体来说，为了尽可能地减少消耗电力，希望能够在低温下传导氧离子。
镧镓氧类固体电解质，作为在600℃温度下能够得到充分的氧离子传导特性的材料，是优选的。
在实施方式的例子中，在固体电解质体的两面，作为电极膜，下层使用的是钙钛矿型复合氧化膜，上层使用的是Au多孔膜。按照这样的电极膜结构，与只由Au多孔膜构成电极膜的情况相比，能够提高氧气的吸附、离解性能，作为氧泵，能够得到最佳的氧离子传导性能。
在实施方式的例子中，将氧泵元件配置在室外机的本体上部。在本发明中，配置氧泵元件的场所，并不限于此，在室外机内部的任何场所也都是可以的。
本发明的空调机，能够提供即使在有人居住的居室也不减少氧气浓度、或者氧富化了的室内环境。而由于所产生的氧气量并不依存于环境温度而依存于通入固体电解质体中的电量，所以很容易控制。
本发明的空调机，能够用加热用的加热器有效地加热固体电解质体，能够以紧密的结构提供氧富化功能。
产业上的可利用性
本发明的空调机，由配设在室外机中的氧泵元件，从外界的大气经过固体电解质体将氧气移到室内机导入流路中，能够将该氧气供给到室内机本体送风回路中。
而且，由于能够以紧密的结构提供氧富化功能，可以适用于空调机以外的医疗用氧富化装置、空气清净机等当中。

Claims (6)

1.一种空调机，包括室内机和室外机，其特征在于：
在所述室外机中配设在固体电解质体的两面设有电极膜的固体电解质型氧泵，将由所述固体电解质型氧泵产生的氧供给到所述室内机一侧，
所述电极膜，下层是钙钛矿型复合氧化物，上层是Au多孔膜。
2.如权利要求1所述的空调机，其特征在于：
所述固体电解质型氧泵，在所述固体电解质的两面设有所述电极膜，在所述固体电解质体附近配置加热用加热器，将所述固体电解质和所述加热用加热器配置在隔热材料容器内部。
3.如权利要求1所述的空调机，其特征在于：
所述固体电解质型氧泵，将在两面设有电极膜的所述固体电解质体配置在加热用加热器的两面附近，将所述固体电解质体和所述加热用加热器配置在隔热材料容器内部。
4.如权利要求1～3中任一项所述的空调机，其特征在于：在从所述固体电解质型氧泵到所述室内机的线路中，配设吸引泵和送风扇之中的任一种。
5.如权利要求1～3中任一项所述的空调机，其特征在于：在所述室内机内部配设吸引泵和送风扇之中的任一种。
6.如权利要求1～3中任一项所述的空调机，其特征在于：所述固体电解质体是镧镓氧类复合氧化物。
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