【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のガス成分の濃度を高める機能を備えた選択性ガス富化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、選択性ガス透過膜を用いた酸素富化装置や窒素富化装置など、特定のガス濃度を相対的に向上させる装置が医療用の酸素富化装置、空気調和機、空気清浄機などの機器として提案されている。
【０００３】
例えば酸素濃度を向上させるものとして、分離型空気調和機の室外機に酸素富化手段を設け、その酸素が富化された空気を、送出配管を介して室内機に送り、室内側に放出して被空調空間である室内の酸素濃度を向上させて、居住者の快適性の用に供するものがある（例えば特許文献１）。
【０００４】
一方、特許文献１においても課題として取り上げられているように、酸素富化膜を用いた酸素富化装置では、酸素富化膜は空気成分の大半を占める窒素と分離させ選択的に酸素を透過させるものの、現在実用化されている酸素富化膜は酸素と同時に少なくとも空気中の水分も透過させる特徴を持っている。
【０００５】
即ち、酸素富化膜の１次側の空気に対して、膜を透過した２次側では窒素が分離された分だけ相対的に湿度が高くなり露点が１次側の空気に比べて上昇するため、膜の２次側配管中でしばしば結露水を発生させてしまうことが知られている。
【０００６】
上記結露水が外気温の影響を受けないように特許文献１では、冷媒配管と熱交換可能することで２次配管内の水を流れ易くしている。
【０００７】
このように選択性ガス透過膜や、ＰＳＡ法など吸着材を用いた選択性ガス富化装置では、分離装置の２次側では必然的に相対湿度が上がり、空気の露点が上昇するために結露を発生しやすい。
【０００８】
【特許文献１】
特開平３−７５４２３号公報（図１等）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、次のような課題が発生する可能性がある。即ち、少なくとも選択性ガス透過膜の２次側、特にポンプの吐き出し側送気管路において水滴が発生してしまい、富化空気の送気中にこの水滴が送気により破裂して破裂音を発生することがありユーザが不快に感じることになる。
【００１０】
この水滴は、送気される流速、送気管路の引き回し状態などによって、送気管路内に貯留してしまい、上記のような騒音の原因や送気の抵抗になるばかりか、場合によっては送気管路内部での菌類などの繁殖につながってしまう可能性もある。
【００１１】
そこで本発明は、ポンプからの騒音や吐出口に至る通風路で発生する結露水の排出を容易にするか、または破裂音が発生しにくようにして、上記課題を解決しうる選択性ガス富化装置、及びそれを用いた送風装置、好適には空気調和装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項記載の本発明の選択性ガス富化装置は、所定のガス成分の濃度を高める機能を有するガス富化ユニットと、前記ガス成分を送出するポンプと、前記ポンプから送出した前記ガス成分を吐出する吐出口とを備えた選択性ガス富化装置であって、前記ポンプから前記吐出口に至る通風路の内面に結露水排出容易手段を設けたことを特徴とする。ここで、結露水排出容易手段は親水性被膜や撥水性皮膜で構成することが好適である。または、通風路そのものを親水性または撥水性の材料で構成してもよい。
【００１３】
これにより、ポンプからの騒音や吐出口に至る通風路で発生する結露水溜まりを極力抑制することができる。
【００１４】
なお、結露水排出容易手段はポンプから吐出口までの全通風路に渡って具備されていると好適であるが、流速が早いなどで水滴が貯留しにくい部分に具備されていてもよい。
【００１５】
また本発明は、前記ガス富化ユニットを、空気中の酸素を優先的に通過させる酸素富化膜によって構成したことを特徴とする。これによれば、結露水溜まりによる抵抗を減少させポンプへの負担を低減し、酸素富化の空気を取り出すことができる。
【００１６】
また本発明は、前記ガス富化ユニットと前記ポンプとを室外空間に配置し、前記吐出口を室内空間に配置したことを特徴とする。これにによれば、室外から酸素富化の空気を取り出し、室内にこの酸素富化の空気を放出することができるので室内を酸素富化の状態とすることができる。
【００１７】
また本発明の空気調和装置は、上記構成の選択性ガス富化装置を備え、室外ユニットと室内ユニットから構成される空気調和装置であって、前記ガス富化ユニットと前記ポンプとを前記室外ユニットに配置し、前記吐出口を前記室内ユニットに配置したことを特徴とする。これによれば、空気調和機能に酸素富化の機能を追加した空気調和装置を実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態による選択性ガス富化装置を、室外ユニットと室内ユニットから構成される空気調和装置に適用した場合について説明する。
【００１９】
図１は本実施の形態による空気調和装置の構成図である。
【００２０】
同図において、空気調和装置は室外ユニット１０と室内ユニット２０から構成され、冷媒ガスが循環するように接続配管（図示せず）で接続されている。室外ユニット１０は、圧縮機１１、熱交換器１２、及びファン１３を有するとともに、一室を隔してガス富化ユニット３１、減圧ポンプ３２等の選択性ガス富化装置の主な構成部材が設けられている。室内ユニット２０は、ファン２１や熱交換器２２を有するとともに、選択性ガス富化装置の吐出口３３が設けられている。
【００２１】
選択性ガス富化装置は、選択性ガス透過膜である酸素富化膜を備えたガス富化ユニット３１と、ガス富化ユニット３１の二次側を減圧する減圧ポンプ３２と、ガス富化ユニット３１と減圧ポンプ３２とを通気可能に連結する酸素供給主管３４と、減圧ポンプ３２の吐出側に連結された吐出主管３６を備えている。
【００２２】
送風管４０は、吐出主管３６と吐出口３３とを接続する配管であり、室外ユニット１０から導出し室内ユニット２０内に導入されている。また送風管４０の一部はトラップ構成をしている。
【００２３】
送風管４０の内面には、結露水排出容易手段５０が設けられている。この結露水排出手段５０は、管内面に親水性または撥水性のコーティングを施されている。このようにすることで、親水性のコーティングが施されていれば、送風管４０の管路内では結露した水分が管壁において濡れて拡散し、水滴を作りにくくなるため水滴が破裂するときの騒音が低減できる。一方、撥水性のコーティングが施された場合ならば、結露した水分は粘性を有して管壁に留まりにくくなるため、重力のかかる方向に落下するか、小さい水滴ならば通気される富化ガスの風速により吐出口の方へ押し出されて排出されることになる。なお、落下する場合を考えてトラップ部には結露水貯留部（図示せず）等を設けて、送風管４０において富化ガスの通気を水滴が妨げないように構成するとよい。
【００２４】
いずれにしても水滴が送風管を閉塞することがないため、通気による破裂音の発生は極小に抑えられ、低外気温時などでも凍結しないかまたは送風路を閉塞しにくい。
【００２５】
なお、ガス富化ユニット３１の１次側（大気側）には、滞留する窒素富化空気を掃気するためのファン（図示せず）を配置しておき、選択性ガス富化装置の運転に連動して動作させるとよい。また、ガス富化ユニット３１を、室外ユニット１０のファン１３を有する送風回路内に配置し、ファン１３の送風によってガス富化ユニット３１の１次側の窒素富化空気を掃気するようにしてもよい。またガス富化ユニット３１、減圧ポンプ３２、酸素供給主管３４及び吐出主管３６は、独立したユニットとして構成して、室外ユニット１０の枠体に装着する構成としてもよい。
【００２６】
一方、吐出口３３は、室内ユニット２０の筐体内部またはその付近に配置され、室内ユニット２０内の送風回路中に配置される場合には、ファン２１の動作により吹き出される送風に酸素富化空気が添加されて吹き出し口より室内空間に送出される。また吐出口３３は、その近傍に拡管部を有することが好ましく、本実施例では吐出口３３を拡管部とした構成を示している。
【００２７】
上記構成において、減圧ポンプ３２が運転されると、ガス富化ユニット３１内で酸素富化膜を通過した空気は、酸素供給主管３４を通過して減圧ポンプ３２に吸い込まれ、酸素富化された空気が吐出主管３６、送風管４０を順次通過して吐出口３３から室内ユニット２０内に送出される。
【００２８】
なお、本実施の形態では、選択性ガス富化装置を居住空間の空気調和に用いる分離型の空気調和装置に適用した場合について説明したが、例えば車両用空気調和装置、一体形空気調和装置に用いてもよく、その他空気清浄機や医療用酸素富化装置、携帯用酸素富化装置、燃焼機器用酸素富化装置、冷蔵庫など鮮度保持に用いる窒素富化装置などに適用してもよい。
【００２９】
また、本実施例では酸素富化膜を用いたガス富化ユニットを用いて説明したが、例えば中空糸膜などの酸素富化を実現できる機能を有すればよく、この場合には、減圧ポンプに代えて加圧ポンプを用い、又は送風装置をポンプとして用いることもできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、減圧ポンプからの騒音や吐出口に至る通風路で発生する結露水の排出を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による空気調和装置の構成図
【符号の説明】
１０ 室外ユニット
２０ 室内ユニット
３１ ガス富化ユニット
３２ 減圧ポンプ
３３ 吐出口
３４ 酸素供給主管
３６ 吐出主管
４０ 送風管
５０ 親水性コーティング（被膜）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a selective gas enrichment device having a function of increasing the concentration of a predetermined gas component.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, devices that relatively improve specific gas concentrations, such as oxygen enrichment devices and nitrogen enrichment devices using selective gas permeable membranes, have been used in medical oxygen enrichment devices, air conditioners, air purifiers, etc. It has been proposed as a device.
[0003]
For example, as a means for improving the oxygen concentration, an oxygen-enriching means is provided in an outdoor unit of a separation-type air conditioner, and the oxygen-enriched air is sent to an indoor unit via a delivery pipe and discharged to the indoor side. There is one that improves the oxygen concentration in a room, which is an air-conditioned space, for the comfort of occupants (for example, Patent Document 1).
[0004]
On the other hand, as described in Patent Document 1, in an oxygen enrichment apparatus using an oxygen-enriched membrane, the oxygen-enriched membrane is separated from nitrogen, which occupies most of the air component, to selectively transmit oxygen. Nevertheless, the oxygen-enriched membrane currently in practical use has the characteristic of transmitting at least moisture in the air simultaneously with oxygen.
[0005]
That is, relative to the air on the primary side of the oxygen-enriched membrane, the humidity on the secondary side that has permeated the membrane is relatively high due to the separation of nitrogen, and the dew point is higher than that on the primary side. Therefore, it is known that dew water is often generated in the secondary pipe of the membrane.
[0006]
In Patent Literature 1, the water in the secondary pipe is easily flown by exchanging heat with the refrigerant pipe so that the dew condensation water is not affected by the outside air temperature.
[0007]
As described above, in a selective gas enrichment apparatus using a selective gas permeable membrane or an adsorbent such as a PSA method, the relative humidity inevitably rises on the secondary side of the separation apparatus, and the dew point of air rises. Easy to occur.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-3-75423 (FIG. 1 and the like)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional technology, the following problem may occur. That is, water droplets are generated at least on the secondary side of the selective gas permeable membrane, particularly on the discharge side air supply line of the pump, and during the air supply of the enriched air, the water droplets explode due to the air supply and generate a popping sound. The user may feel uncomfortable.
[0010]
These water droplets accumulate in the air supply line depending on the flow speed of the air supply, the state of the air supply line, and the like, which not only causes the above-mentioned noise and resistance to the air supply, but also in some cases, causes the air supply. It may lead to the propagation of fungi and the like inside the airway.
[0011]
Therefore, the present invention provides a selective gas that can easily solve the above-mentioned problems by facilitating the discharge of dew condensation water generated in the ventilation path leading to the noise from the pump and the discharge port, or by preventing the occurrence of popping noise. An object of the present invention is to provide an enrichment device and a blower using the same, preferably an air conditioner.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The selective gas enrichment device of the present invention according to the claims is a gas enrichment unit having a function of increasing the concentration of a predetermined gas component, a pump for sending the gas component, and a gas component sent from the pump. A selective gas enrichment device having a discharge port for discharging, wherein a means for easily discharging condensed water is provided on an inner surface of a ventilation path from the pump to the discharge port. Here, it is preferable that the means for easily discharging the condensed water is composed of a hydrophilic film or a water-repellent film. Alternatively, the ventilation passage itself may be made of a hydrophilic or water-repellent material.
[0013]
Thereby, it is possible to minimize the noise from the pump and the accumulation of dew condensation water generated in the ventilation path to the discharge port.
[0014]
The dew condensation water discharging means is preferably provided over the entire ventilation path from the pump to the discharge port, but may be provided at a portion where water droplets are difficult to accumulate due to a high flow velocity.
[0015]
Further, the present invention is characterized in that the gas enrichment unit is constituted by an oxygen-enriched film that allows oxygen in air to pass preferentially. According to this, it is possible to reduce the resistance due to the condensation water pool, reduce the load on the pump, and take out oxygen-enriched air.
[0016]
Further, the invention is characterized in that the gas enrichment unit and the pump are arranged in an outdoor space, and the discharge port is arranged in an indoor space. According to this, since the oxygen-enriched air can be taken out from the outdoor and the oxygen-enriched air can be discharged into the room, the room can be brought into an oxygen-enriched state.
[0017]
Further, the air conditioner of the present invention is an air conditioner including the selective gas enrichment device having the above-described configuration and including an outdoor unit and an indoor unit, wherein the gas enrichment unit and the pump are connected to the outdoor unit. And the discharge port is disposed in the indoor unit. According to this, it is possible to realize an air conditioner in which an oxygen enrichment function is added to the air conditioning function.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a case in which the selective gas enrichment device according to an embodiment of the present invention is applied to an air conditioner including an outdoor unit and an indoor unit will be described.
[0019]
FIG. 1 is a configuration diagram of an air conditioner according to the present embodiment.
[0020]
In FIG. 1, the air conditioner includes an outdoor unit 10 and an indoor unit 20, and is connected by a connection pipe (not shown) so that refrigerant gas circulates. The outdoor unit 10 includes a compressor 11, a heat exchanger 12, and a fan 13, and main constituent members of a selective gas enrichment device such as a gas enrichment unit 31, a decompression pump 32, etc. are separated from each other. Is provided. The indoor unit 20 has a fan 21 and a heat exchanger 22, and is provided with a discharge port 33 of a selective gas enrichment device.
[0021]
The selective gas enrichment device includes a gas enrichment unit 31 having an oxygen enrichment membrane that is a selective gas permeable membrane, a decompression pump 32 for reducing the pressure on the secondary side of the gas enrichment unit 31, and a gas enrichment unit. An oxygen supply main pipe 34 is connected to the decompression pump 32 so as to allow ventilation, and a discharge main pipe 36 connected to the discharge side of the decompression pump 32.
[0022]
The blower pipe 40 is a pipe connecting the main discharge pipe 36 and the discharge port 33, and is led out of the outdoor unit 10 and introduced into the indoor unit 20. A part of the blower tube 40 has a trap configuration.
[0023]
On the inner surface of the blower tube 40, a dew condensation water discharging means 50 is provided. The dew condensation water discharging means 50 has a hydrophilic or water-repellent coating on the inner surface of the tube. In this way, if a hydrophilic coating is applied, the water condensed in the duct of the blower pipe 40 will be wet and diffuse on the pipe wall, and it will be difficult to form water drops. Noise can be reduced. On the other hand, if a water-repellent coating is applied, the condensed water has viscosity and is difficult to stay on the tube wall. And is discharged toward the discharge port by the wind speed. In consideration of the case of falling, the trap section may be provided with a dew condensation water storage section (not shown) or the like so that the air drops do not hinder the ventilation of the enriched gas in the blower tube 40.
[0024]
In any case, since water droplets do not block the blower tube, the generation of explosive noise due to ventilation is minimized, and it does not freeze or block the blower passage even at low outside temperatures.
[0025]
In addition, a fan (not shown) for scavenging the staying nitrogen-enriched air is disposed on the primary side (atmosphere side) of the gas enrichment unit 31 to operate the selective gas enrichment apparatus. It is good to operate in conjunction. Further, the gas enrichment unit 31 may be disposed in a ventilation circuit having the fan 13 of the outdoor unit 10 so that the air blown by the fan 13 scavenges the nitrogen-enriched air on the primary side of the gas enrichment unit 31. Good. Further, the gas enrichment unit 31, the decompression pump 32, the oxygen supply main pipe 34, and the discharge main pipe 36 may be configured as independent units and mounted on the frame of the outdoor unit 10.
[0026]
On the other hand, when the discharge port 33 is disposed inside or near the housing of the indoor unit 20 and is disposed in a blower circuit in the indoor unit 20, the air blown by the operation of the fan 21 is enriched with oxygen. The air is added and is sent out from the outlet into the indoor space. Further, the discharge port 33 preferably has an expanded portion in the vicinity thereof, and this embodiment shows a configuration in which the discharge port 33 is an expanded portion.
[0027]
In the above configuration, when the decompression pump 32 is operated, the air that has passed through the oxygen-enriched membrane in the gas enrichment unit 31 passes through the oxygen supply main pipe 34 and is sucked into the decompression pump 32 to be enriched in oxygen. The air sequentially passes through the discharge main pipe 36 and the blower pipe 40 and is discharged from the discharge port 33 into the indoor unit 20.
[0028]
In the present embodiment, the case where the selective gas enrichment device is applied to a separation type air conditioner used for air conditioning of a living space has been described. It may be applied to an air purifier, a medical oxygen enrichment device, a portable oxygen enrichment device, a combustion device oxygen enrichment device, a refrigerator and a nitrogen enrichment device used for maintaining freshness.
[0029]
In this embodiment, the gas enrichment unit using the oxygen-enriched membrane has been described.However, it is only necessary that the gas-enrichment unit has a function of realizing oxygen enrichment such as a hollow fiber membrane. Alternatively, a pressurized pump may be used, or a blower may be used as a pump.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to easily discharge noise from the decompression pump and dew water generated in the ventilation path to the discharge port.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
Reference Signs List 10 outdoor unit 20 indoor unit 31 gas enrichment unit 32 pressure reducing pump 33 discharge port 34 oxygen supply main pipe 36 discharge main pipe 40 blower pipe 50 hydrophilic coating (coating)
