JP2004361024A - 空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、室内機の小型化を保持して、酸素濃度の分布バラツキを防止し安定した高濃度酸素の供給と酸素富化の効率向上を図り、室外機の設置条件による影響を受けず安全性と快適性の向上化を得る空気調和機を提供する。
【解決手段】室内機1と室外機2との間に亘って設けられ、室内機を介して被空調室Rの空気を室外機近傍へ導く排気ダクト31と、室外機に備えられ排気ダクトによって導かれた室内空気を受けて酸素富化し高濃度酸素に換えて導出する酸素富化ユニット30と、この酸素富化ユニットに接続され酸素富化ユニットから導かれる高濃度酸素を室内機へ案内し被空調室へ導出させる案内機構32とを具備する。
【選択図】 図1
【解決手段】室内機1と室外機2との間に亘って設けられ、室内機を介して被空調室Rの空気を室外機近傍へ導く排気ダクト31と、室外機に備えられ排気ダクトによって導かれた室内空気を受けて酸素富化し高濃度酸素に換えて導出する酸素富化ユニット30と、この酸素富化ユニットに接続され酸素富化ユニットから導かれる高濃度酸素を室内機へ案内し被空調室へ導出させる案内機構32とを具備する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内機と室外機とからなる空気調和機に係り、特に、比較的高濃度の酸素を被空調室へ供給する酸素富化機能に関する。
【0002】
【従来の技術】
比較的濃度の高い酸素を含んだ空気を呼吸すれば人体に好影響を与えることは周知であり、実際に、高濃度酸素を供給する装置が、特に、医療用分野において提供されている。
この種の装置は、個人に対して言わばスポット的に用いられていて、部屋全体を対象にはできない。すなわち、従来から、被空調室全体の空気の組成比率(特に酸素)を可変制御する機能を備えた空気調和機は一般的ではない。
【0003】
ただし、提案はされていて、たとえば「特許文献1」には、空気中の酸素と窒素等を分離して酸素を透過する機能膜を備え、この機能膜の酸素透過側に圧力差を発生させるためのポンプを備え、上記機能膜の酸素の透過しない側には分離した窒素等を排気する送風手段を備えた空気調和機が開示されている。
なお説明すると、上記機能膜と、透過した酸素を所定部位に供給する真空ポンプとの組み合わせからなる酸素富化装置を、室内機もしくは室外機のいずれか一方に備えている。室内機に酸素富化装置を備えた場合は室内空気を導いて濾過し、室外機に備えた場合は外気を導いて濾過する。
【0004】
酸素富化装置が室内機にあれば、得られた高濃度酸素をそのまま室内へ供給し、窒素等は外部へ排出する。酸素富化装置が室外機にあれば、得られた高濃度酸素をポンプに接続したホースを介して室内機に導いて室内へ供給し、窒素等はそのまま外部へ排出する。
【0005】
【特許文献1】
特公平7−30927号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、実際に空気調和機の室内機に熱交換器と送風機を備えることの他に、電気集塵機と脱臭フィルタとからなる空気清浄機構を備えるタイプが一般化している。さらに、近時は換気機構を備え、室内の汚れた空気を外部に排出して新鮮外気の取り込みを容易化している。
その一方で、室内機は、本体を構成する筐体を壁面に取付けるタイプがほとんどであり、筐体のサイズをより小型化することによる圧迫感の軽減化の要望が大である。
【0007】
すなわち、現在、筐体は各種の機能を備えることから、サイズ的にほとんど最大許容限度に至っていて、設計的に他の装置、たとえば上述の酸素富化装置を収容するのは困難視されている。したがって、上記酸素富化装置を室外機に搭載すると都合がよい。
室外機に酸素富化装置を搭載した場合には、外気を導入して酸素富化装置に供給することになるが、外気は常に一定の酸素濃度であって、窒素等に比較して酸素の割合が特に多くはない。
【0008】
特に、冬季などの外気が低温化する条件下では、機能膜における酸素の分圧が下がって、高濃度酸素の供給量が低下してしまう。そのため、高機能で高耐久性が要求される機能膜を用いる必要があり、コスト的に極めて不利となる。
また、環境条件によっては、外気に窒素酸化物や硫化酸化鉄等の有害物質が多く含まれていて、酸素富化装置ではこのような有害物質を完全に濾過することは困難であり、そのまま室内に供給してしまう危険性がある。
【0009】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、室内機の小型化を保持して、酸素濃度の分布バラツキを防止し安定した比較的高濃度の酸素の供給と酸素富化の効率向上を図り、室外機の設置条件による影響を受けず安全性と快適性の向上化を得る空気調和機を提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明は、それぞれに熱交換器と送風機を備えた室内機および室外機から構成される空気調和機において、室内機と室外機との間に亘って設けられ室内機を介して被空調室の空気を室外機近傍へ導く排気ダクトと、室外機に備えられ排気ダクトによって導かれた室内空気を受けて酸素富化し高濃度酸素に換えて導出する酸素富化ユニットと、この酸素富化ユニットに接続され酸素富化ユニットから導かれる高濃度酸素を室内機へ案内し被空調室へ導出させる案内手段とを具備する。
【0011】
このような空気調和機であるので、室内機の小型化を保持して酸素濃度の分布バラツキを防止し安定した高濃度酸素の供給と酸素富化の効率向上を図り、室外機が汚染された場所に設置されても影響を受けずに安全性および快適性の向上化を得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は第1の実施の形態の酸素富化装置を備えた空気調和機の概略の構成図、図2は空気調和機を構成する室内機1の縦断面図、図3は空気調和機を構成する室外機2の横断平面図、図4は酸素富化装置Sを構成する酸素富化ユニット30の概略の構成を示す斜視図である。
【0013】
空気調和機は、被空調室Rの壁面a高所に取付けられる室内機1と、屋外Uに据付けられる室外機2とから構成されていて、これら室内機1と室外機2との間には、ここでは図示しない冷媒管と電気配線が接続される。
上記室内機1は、前面パネル3と後板4とからなる筐体5内に、略逆V字状に形成される室内熱交換器6を備えている。室内熱交換器6を構成する前側熱交換器部6Aは筐体5前面に形成される前部吸込み口7に対向し、後側熱交換器部6Bは筐体5上面に形成される上部吸込み口8に対向している。
【0014】
前側熱交換器部6Aの前面に空気清浄機構を構成する電気集塵機9と、図示しない脱臭フィルタが取付けられている。前側熱交換器部6Aと後側熱交換器部6Bとの間には横流ファン10が配置される。この横流ファン10の一端部にファンモータが連結され、これらで室内送風機が構成される。
上記後板4には、後側熱交換器部6Bの下端部を支持する後部ドレン皿4aが一体に形成され、この延長部分が上記横流ファン10の側部から筐体5下面部に亘り湾曲形成されている。
【0015】
後板4の両側部には図示しないドレン水案内樋が突設され、さらに前側熱交換器部6Aの下端部を受ける前部ドレン皿4bが一体に形成される。この前部ドレン皿4aから筐体5下面部に亘り延長されていて、前後ドレン皿4b,4aおよび延長部で横流ファン10に対する送風路11が形成されている。
上記送風路11は、筐体5下面部に開口する吹出し口12に連結される。この吹出し口12には、上下2枚の水平ルーバー13a,13bと複数枚の縦ルーバー13cとから構成されるルーバー機構13が取付けられる。
【0016】
後述するようにルーバー機構13において、上下水平ルーバー13a,13bは互いに別個に回動駆動され、縦ルーバー13cは全て一斉に回動方向が設定されるようになっている。
上記室外機2は、平面視で横長矩形状に成形される筐体15を備え、この筐体15内は仕切り板16により左右二室に仕切られている。仕切り板16で仕切られた一室を熱交換室17、他室を機械室18と呼ぶ。この機械室17には、圧縮機19と図示しない気液分離器、弁類および電気端子箱等が配置される。
【0017】
上記熱交換室17には、平面視でL字状の室外熱交換器20と、この室外熱交換器20と対向してプロペラファン型の室外送風機21が配置される。熱交換室17の室外熱交換器20と対向する筐体15背面と側面部位には図示しない外気吸込み口が設けられ、室外送風機21と対向する筐体15前面には外気吹出し口22が設けられる。
【0018】
上記酸素富化装置Sは、上記室外機2に収容される酸素富化ユニット30と、室内機1と室外機2とに亘って設けられる排気ダクト31および案内機構(案内手段)32から構成される。
はじめに酸素富化ユニット30から説明すると、これは室外機筐体15内の機械室18に圧縮機19とともに収容されていて、酸素富化膜33と真空ポンプ34との組み合わせからなる。
【0019】
上記酸素富化膜33は、矩形状で厚肉の板体を立て掛けたのと同様の形態で、上面と前後両側面に空気吸込み口35が設けられる。酸素富化膜33は、空気中の酸素と窒素等を分離して酸素のみ透過させ、窒素等は透過させない特性を備えている。
この酸素富化膜33の酸素透過側に入口管36を介して上記真空ポンプ34が連通され、酸素富化膜33を透過した酸素は入口管36に集められ真空ポンプ34に吸込まれるようになっている。
【0020】
真空ポンプ34の出口部には、上記案内機構32を構成する高濃度酸素供給管が接続される。上記高濃度酸素供給管32は室外機筐体15から出てから壁面a外部に沿って立上がり、所定部位において壁面を貫通して上記室内機1に挿入される。
室内機1における高濃度酸素供給管32の開口端部は、上記横流ファン10と吹出し口12とを連通する送風路11中に位置しており、この供給管32から導びかれる高濃度酸素を送風路11に沿って導かれる熱交換空気中に供出できるようになっている。
【0021】
また、室内機1の内部で、上記送風路11とは隔離された状態で上記排気ダクト31を構成する送風ファン37が収容される。この送風ファン37は、上記前部吸込み口7もしくは上部吸込み口8から室内空気を吸込む。
上記送風ファン37の吹出し部には内気導出管38が接続されていて、これは室内機1を出て壁面aを貫通し、上記高濃度酸素供給管32と並行して室外機2へ延出される。そして、室外機2の筐体15を貫通して、開口端が上記酸素富化ユニット30を構成する酸素富化膜33の吸込み口35に対向する。
【0022】
このようにして構成される空気調和機であり、冷房運転、暖房運転、除湿運転などの運転モードの設定に応じて冷凍サイクルが切換り、室内機1の吹出し口12からそれぞれに対応して熱交換した空気が吹出される。
酸素富化運転(あるいは、高濃度酸素供給運転とも呼ぶ)が選択されると、酸素富化ユニット30の真空ポンプ34が作動するとともに、排気ダクト31の送風ファン37が作動する。
【0023】
上記送風ファン37は室内機1を介して室内空気を吸込み内気導出管38へ送風する。すなわち、室内空気の一部を排出することになり、この排出された室内空気は酸素富化ユニット30へ供給される。
排出された室内空気は上記酸素富化膜33の吸込み口35から導びかれ、酸素富化膜33を透過する酸素と、透過しない窒素等に分離される。真空ポンプ34は酸素富化膜33の酸素透過側に圧力差を発生させ、入口管36を介して酸素を吸込む。酸素富化膜33を透過しない窒素等は外部へ排出される。
【0024】
酸素富化膜33を透過した酸素は、空気中から窒素等が除外されて残った酸素であるから、空気中の酸素濃度と比較して極めて濃度の高い酸素となる。この高濃度酸素は真空ポンプ34から案内機構を構成する高濃度酸素供給管32に導出され、ここから室内機1へ導かれる。
室内機1においては、室内熱交換器6と熱交換したあとの室内空気中に高濃度酸素供給管32を介して導かれた高濃度酸素が混在し、酸素量が増大した状態で吹出し口12から室内へ吹出される。
【0025】
このような酸素富化運転を継続すれば、被空調室Rにおいて消費される酸素量が多少多くても上記酸素富化装置Sから新たに室内へ供給される酸素により室内は比較的高濃度の酸素状態となり人体に好影響を与える。
同時に、室内機1の前部吸込み口7と上部吸込み口8とから吸込まれる室内空気の酸素含有量が徐々に上昇する。上記排気ダクト31は、このような酸素含有量が上昇する室内空気を酸素富化ユニット30に供給し続ける。
【0026】
したがって、酸素富化ユニット30は時間の経過とともに、より酸素含有量の大なる室内空気を導入し、より高濃度の酸素に換えて高濃度酸素供給管32を介して再び室内へ供給する。
特に、冬季など外気温が低い場合であっても、比較的温度が高く、かつ高濃度を保持した酸素を含有する室内空気が酸素富化ユニット30へ導かれる。酸素富化ユニット30における酸素の分圧が高められ、外気温の影響を受けずにより高濃度の酸素を室内へ供給できる。
【0027】
空気調和機を設置する場所の環境状況が悪い条件下にある、たとえば自動車の交通量が極めて大なる場合は、外部空気(外気)中に窒素酸化物や硫化酸化物が多く含まれる。しかしながら、上述したような酸素富化運転を選択すれば、外部の悪条件に全く影響されることはない。
【0028】
さらに、空気調和機を設置する場所が良環境条件下にあれば、排出された室内空気を酸素富化するばかりでなく、外気を酸素富化した方がより濃度の高い酸素を室内に供給することができる。以下、酸素富化ユニット30に外気を取入れ可能にした空気調和機について述べる。
【0029】
図5に第2の実施形態の室外機の概略の横断平面図を示す。この室外機2の基本的な構成は先に説明したものと同一であり、同一構成部品については同番号を付して新たな説明を省略する。(以下、同じ)
室外機2に収容される酸素富化装置Saは、排気ダクト31の吹出し部bと酸素富化ユニット30の酸素富化膜33における吸込み口35との間にダンパ機構40を備えたことを特徴としている。
【0030】
上記ダンパ機構40は、排気ダクト31を介して導かれる排出された室内空気と、室外機2周囲の外気のいずれか一方を任意に選択して酸素富化ユニット30に案内する。あるいは、上記排出された室内空気と外気の両方を酸素富化ユニット30へ案内することもできる。
具体的には、被空調室に二酸化炭素濃度を検知する装置を備えて、図示しない制御部(制御手段)を介してダンパ機構40に電気的に接続する。そして、被空調室R内の二酸化炭素濃度に応じてダンパ機構40を作動し、排出された室内空気もしくは外気を選択し、あるいはその両方を酸素富化ユニット30へ導く。
【0031】
あるいは、室外機2に外気温を測定する温度センサ41を取付ける、もしくは外気温を推測する温度推測センサを備えて、制御部(制御手段)を介してダンパ機構40に電気的に接続する。
いずれかのセンサによって外気温を検出もしくは推測し、外気温が設定値以下になった場合にダンパ機構40を所定状態に自動的に切換えるようにすれば、ユーザーの手間を軽減できる。
【0032】
図6に第3の実施の形態の室外機の概略の横断平面図を示す。酸素富化装置Sbは、室外機2の圧縮機19が収納される機械室18内に酸素富化ユニット30が配置され、かつ酸素富化ユニット30の吸込み部が室外熱交換器20の下流部に位置するように配置される。
上記酸素富化ユニット30に対向して排気ダクト31の開口端が配置され、かつこの開口端とユニット30との間に上述と同一構造のダンパ機構40が介在される。
【0033】
このような構成であれば、状況に応じて酸素富化ユニット30へ室外熱交換器20を通過し熱交換された室外空気と、排気ダクト31から導かれる排出された室内空気との供給を切換えることが可能となる。
また、外温度を検出する温度センサ41を配して外気温を検出し、外気温が所定値以下になった場合に、ダンパ機構40を外気側から排気ダクト31から排出された室内空気側に自動的に切換えるようにしてもよい。
【0034】
また、上記ダンパ機構40の切換えにより、比較的外気温度の低い冷房運転時は室外熱交換器20と熱交換した比較的高めの温度の外気を供給して、酸素富化ユニットの効率を高めることができる。暖房運転時は、比較的温度の高い室内空気を利用すれば、低温の外気を酸素富化ユニット30に供給することによる暖房能力の低下を抑制できる。
【0035】
図7は、第2の実施の形態と、第3の実施の形態で説明したダンパ機構40を操作する切換えスイッチ44を備えた室内機1の斜視図である。
図において、筐体5を構成する前面パネル3の一部を省略していて、室内熱交換器6と、この室内熱交換器6の前面に電気集塵機9が露出している。ルーバー機構13で閉成される吹込み口12の上部桟に、表示部42と受光フィルタ43および切換えスイッチ44が設けられる。
【0036】
上記切換えスイッチ44は、いわゆるスライドスイッチであって、スライド方向に応じて上記ダンパ機構40が作動し上記酸素富化ユニット30に排出された室内空気もしくは外気を供給するよう切換える。
たとえば、設置先の環境状況に応じて排出された室内空気のみを利用する、もしくは外気のみを利用する、もしくはその両方を利用するよう固定化できる。当然、このようなダンパ機構40の切換えスイッチ44を、上記室外機2に備えるようにしても支障がない。
【0037】
図8は、第2の実施の形態と、第3の実施の形態で説明したダンパ機構40の切換えスイッチ44の設置先の変形例で、リモコン45の正面図を示す。
上記リモコン45は時計表示部46や室内温度と運転モードの表示部47を備え、さらに温度設定ボタン、運転モード選択ボタン、各種機能ボタンなどのボタン類48と、運転開始スイッチ、運転停止スイッチ、予約スイッチ、取消スイッチなどのスイッチ類49が設けられる。
【0038】
上記切換えスイッチ44は、ボタン類48とスイッチ類49との間に設けられる、いわゆるスライドスイッチであって、スライド方向に応じて上記ダンパ機構40が作動して酸素富化ユニット30へ排出された室内空気もしくは外気を供給するよう切換える。
また、このリモコン45において上述の切換えスイッチ44のような専用スイッチを備えることなく、既設のメニューボタンに対する操作で切換えるようにしてもよい。この場合は、新たなスイッチ44を設ける必要がなく、他の機種とのリモコン共用化が図れてコストへの影響を抑制できる。
【0039】
また、リモコン45によるスイッチの押し間違え等で、不用意に切換えが行われてしまうことを事前に防止できる。このスイッチを、従来から備えている強制冷房や強制自動運転を行うスイッチを押す時間の長さによる切換えとすれば、新たにスイッチを配することがなくコストへの影響が少なくてすむ。
【0040】
なお、上下2枚の水平ルーバー13a,13bおよび複数枚の縦ルーバー13cから構成されるルーバー機構13と上記酸素富化装置Sとは、以下に述べるように関連付けて制御するとよい。
【0041】
図9は本発明の第4の実施の形態に係る、酸素富化運転とルーバー制御動作を表すフローチャート図である。
運転開始からはじまり、ステップS1で酸素富化運転が選択されるか否かが判断される。酸素富化運転が選択された(Yes)場合は、ステップS2へ進んでルーバー機構13を構成する上下水平ルーバー13a,13bが前回運転時に記憶したルーバ傾き位置が再起動で同じ状態に設定されることがリセットされる。また、酸素富化運転が選択されない(No)場合は、ルーバー機構13は前回動作のルーバ傾き記憶位置を保持する。
【0042】
ステップS2からステップS3に移って、ルーバー機構13を構成する縦ルーバー13cが前回の記憶位置をリセットされる。上下水平ルーバー13a,13bと縦ルーバー13cがリセットされたあと、ステップS4においてタイマのカウントが開始される。
【0043】
つぎに、ステップS5に移って冷房運転またはドライ運転が選択されるか否かが判断される。いずれかの運転が選択された(Yes)場合はステップS6へ移り、何れの運転も選択されない場合(No)、すなわち暖房運転であればステップ8へ進む。
【0044】
冷房・ドライ運転のステップS6では上水平ルーバー13aが水平位置に固定され、ついでステップS7で下水平ルーバー13bが水平位置に固定される。暖房運転のステップS8では上水平ルーバー13aが水平位置に固定され、ステップS9で下水平ルーバー13bが下限位置に固定される。
【0045】
何れの運転モードであってもステップS10に移って、縦ルーバー13cを正面位置に移動し固定する。そのあとステップ11において酸素富化運転を解除しているか否かが判断される。
このステップS11で意図的に酸素富化運転が解除(No)されていなければ、ステップS12へ進んで、ステップS4のタイマカウントが30分経過するのを待機する。
【0046】
30分が経過したら、ステップS13において上下水平ルーバー13a,13bと縦ルーバー13cが記憶位置に戻されて終了となる。また、ステップS11で酸素富化運転がクリア(Yes)されていれば、ステップS1に戻る。
【0047】
このようにして、酸素富化運転を選択すると、所定時間(ここでは30分)だけルーバー機構13を構成する上下水平・縦ルーバー13a〜13cが所定位置に固定される。
したがって、使用者が室内の空調を行うために意図的に設定した各ルーバーの位置よりも効率よく高濃度酸素を集中的に供給でき、高濃度酸素を被空調室Rの隅々で行き渡らせることが可能である。所定時間を経過したあとは、各ルーバー13a〜13cを記憶位置に戻して、使用者が意図する方向へ風が吹出すようにして、空調による快適性を高める。
【0048】
そして、冷房運転時およびドライ運転時は上下水平ルーバー13a,13bの両方を水平位置に向け、酸素富化された冷風を被空調室Rの上部に吹出させる。暖房運転時は上下水平ルーバー13a,13bを水平と下限の別々として、被空調室R全体に対して酸素富化供給を行うとともに足元を暖める。
いずれの運転であっても、縦ルーバー13cは最大風量運転を確保するため正面位置で固定する。ただし、各ルーバー13a〜13cの位置を固定する時間を制限することにより、長時間意図しない位置に固定することを避ける。
【0049】
図10は、第4の実施の形態の変形であり、図9と同一条件でかつルーバー制御の一部を変更したフローチャート図である。
ステップS1からステップS9までは先に図9で説明したフローと全く同一であるので、同図を適用して新たな説明を省略する。ここでは、ステップS7とステップS9からステップS14に移って、縦ルーバー13cがスイング運転するか否かが選択される。
【0050】
縦ルーバー13cのスイング運転が選択された(Yes)場合は、ステップS15で縦ルーバー13cのスイング運転が開始される。選択されない(No)場合は、先に説明したステップS10へ移る。ステップS15とステップS10からは先に説明したステップS11に移り、これ以降のステップS13までは変更がないので新たな説明は省略する。
【0051】
このように、ステップS14で縦ルーバー13cをスイング運転させれば、高濃度酸素を室内機の正面位置ばかりでなく、室内の左右隅部まで導くことができ、室内酸素分布のバラツキを防げる。
【0052】
なお、空気調和機の機種によっては、室内機1に換気機構を備えて、たとえば喫煙等により被空調室Rの空気が汚れた場合は換気機構を作動させて換気することができる。
このような機種におけるルーバー機構13と上記酸素富化装置Sおよび換気機構とは、以下に述べるように関連付けて制御される。
【0053】
図11は本発明の第5の実施の形態に係る、選択された冷凍サイクルの運転モードおよび酸素富化運転と、換気機構およびルーバー機構13に対する制御を示すフローチャート図である。
【0054】
運転開始からはじまり、ステップT1で酸素富化運転が選択されているか否かが判断される。酸素富化運転が選択された(Yes)場合はステップT2へ進み、上下水平ルーバー13a,13bがリセットされる。酸素富化運転が選択されない(No)場合は、ルーバー機構13は記憶位置を保持する。
【0055】
ステップT2からステップT3に移って、縦ルーバー13cがリセットされる。上下水平ルーバー13a,13bと縦ルーバー13cがリセットされたあと、ステップT4においてタイマ1のカウントが開始され、ステップT5においてタイマ2のカウントが開始される。
【0056】
そして、ステップT6に移って、冷房運転またはドライ運転が選択されているか否かが判断される。いずれかの運転が選択された(Yes)場合はステップT7へ移り、選択されない(No)場合、すなわち暖房運転であればステップT9へ進む。
【0057】
冷房・ドライ運転のステップT7では上水平ルーバー13aが水平位置に固定され、ついでステップT8で下水平ルーバー13bが水平位置に固定される。暖房運転のステップT9では上水平ルーバー13aが水平位置に固定され、ステップT10で下水平ルーバー13bが下限位置に固定される。
【0058】
何れの運転であってもステップT11に移って、縦ルーバー13cをスイング運転するか否かの選択をなす。スイング運転が選択された(Yes)場合は、ステップT12で縦ルーバー13cのスイング運転を開始する。スイング運転を選択しない(No)場合は、ステップT13へ進んで縦ルーバー13cを正面位置に固定する。
【0059】
いずれにしても、つぎにステップT14において図示しない換気機構を構成する換気ファンが運転中であるか否かが判断される。換気ファンが停止している(No)場合であれば、ステップT15に移って酸素富化運転を解除しているか否かが判断される。
【0060】
このステップT15で、意図的に酸素富化運転が解除されていなければ(No)、ステップT16へ進んで先にステップT4のタイマ1のタイマカウントが30分経過するのを待機する。30分が経過したら、ステップT17で上下水平・縦ルーバー13a〜13cを記憶位置へ戻して終了となる。
【0061】
一方、ステップT14で換気ファンが運転中である(Yes)ことを確認したら、ステップT18に移って換気ファンを停止する。さらに、ステップT19に進んで換気ファンの強制運転を選択しているか否か、すなわち換気ファンの運転が再開されているか否かが判断される。
【0062】
このステップT19で強制的に換気ファンの運転が再開されていなければ(No)、ステップT20でステップT5におけるタイマ2のタイマカウントが60分経過するのを待機する。60分が経過したら、ステップT21で換気ファンの運転再開をなし終了となる。
【0063】
ただし、ステップT19で強制的に換気ファンの運転が選択された(Yes)場合は、ステップT21へ直接進んで換気ファンの運転が再開され、その後終了となる。
ここでの制御は、酸素富化運転中であるときに換気ファンを運転して、それまで室内に供給された高濃度酸素を室外に排出してしまう誤動作を防止するようにしたものである。
【0064】
ただし、上記換気ファンの停止時間を制限することで、供給される酸素富化とのバランスをとる。所定時間経過後は、換気運転を再開することで室内の空気の汚れを抑える。酸素富化運転途中で強制換気を選択すれば、即、換気ファン運転を再開して換気運転をなす。
なお、酸素富化ユニット30を構成する酸素富化膜33は、酸素ばかりでなく、空気中に含まれる水分も透過する。このことから、長時間使用にともない、酸素富化ユニット30の導出側に備えられる高濃度酸素供給管(案内機構)32に水分が充満し、水滴となって供給管32内壁に付着してしまう。
【0065】
水滴が蒸発しないまま長期間放置されると、供給管32内にカビやバクテリア等の人体に有害な物質が発生する虞れがある。このような有害物質を含んだ排出室内空気を室内に供給することは避けなければならない。以下に、有害物質の発生防止対策を施した空気調和機の概略を説明する。
【0066】
図12は第6の実施の形態の空気調和機の概略の構成図であり、ここでの酸素富化装置Scは先に説明した排気ダクト31は省略して示している。
酸素富化ユニット30と高濃度酸素供給管32との連結部に、乾燥剤等を充填させてなる水分除去装置50が介設される。このことにより、酸素富化ユニット30から導出される高濃度酸素は水分除去装置50を流通して水分が除去され乾燥化する。
すなわち、酸素富化ユニット30の出口付近に水分除去装置50を備えたことで、高濃度酸素供給管内32を乾燥させて湿度の上昇を抑え、カビ、バクテリア等の人体に有害な物質の発生を抑制する。
【0067】
図13は第6の実施の形態と同一の目的を備えた、第7の実施の形態を示す室外機2内部の斜視図であり、機械室18のみ示し、熱交換室17の詳細については図示を省略する。
【0068】
圧縮機19の上部に酸素富化装置Sdを構成する酸素富化ユニット30が設けられる。圧縮機19の側部には気液分離器51が並設され、さらに電子自動膨張弁52が配置される。圧縮機19と気液分離器51および電子自動膨張弁52は、熱交換室17の図示しない室外熱交換器とともに冷凍サイクルを構成するよう冷媒管pを介して接続される。
【0069】
上記酸素富化ユニット30に接続される高濃度酸素供給管32は、電子自動膨張弁52に接続される冷媒管pに沿って密接状態にある。上記電子自動膨張弁52の代りにキャピラリーチューブを用いた場合は、高濃度酸素供給管32をキャピラリーチューブに沿わせて密着状態にすればよい。あるいは、別途、ペルチェ素子53を配置して高濃度酸素供給管32に沿わせるようにしてもよい。
【0070】
いずれにしても、高濃度酸素供給管32と冷媒管p等との添設部下方には水タンク55が設けられる。この水タンク55の上端部に高濃度酸素供給管32が挿入され、水タンク55の下端部には排水管56が接続される。
【0071】
このような構成を採用することにより、酸素富化ユニット30から供給される高濃度酸素と結露した水滴は、上記冷媒管p等に導かれる低温の冷媒と熱交換する。したがって、高濃度酸素と結露した水滴とが分離され、水滴は水タンク55に導かれて貯まる。
【0072】
高濃度酸素は一旦水タンク55に充満してから室内機1に送られる。水タンク55内の水は排水管56から排出される。ペルチェ素子53を利用しても水分を結露させて分離できる。あるいは、室内機入口パイプ(冷媒用)と直接または間接的に接触させて冷却し水分を結露させて分離するようにしてもよい。
【0073】
上述のように高濃度酸素に含まれる水分を分離する装置を備えたので、酸素富化単独運転時(空気調和機の冷房、暖房運転停止時)に高濃度酸素に含まれる水分を容易に水滴にすることができ、管32内の湿度を押えカビ、バクテリア等の人体に有害な物質の発生を抑制する。
【0074】
図14は第6の実施の形態と同一の目的を備えた、第8の実施の形態を示す空気調和機の概略の構成図である。酸素富化装置Seを構成する排気ダクト31は省略して示している。
【0075】
酸素富化ユニット30と高濃度酸素供給管32との接続部に三方切換え弁60が設けられる。この三方切換え弁60の残りのポートには、別途配置される送風装置61の吹出し部が接続される。
酸素富化運転が選択されると、三方切換え弁60は酸素富化ユニット30と高濃度酸素供給管32とを連通する。したがって、酸素富化ユニット30から供給される高濃度酸素は室内機1を介して室内へ供給される。
【0076】
酸素富化運転の終了後に、三方切換え弁60は自動的に酸素富化ユニット30から送風装置(送風手段)61側に切換える。タイミングをとって送風装置61の駆動が開始され、外気が三方切換え弁60を介して高濃度酸素供給管32内に導かれる。
酸素富化運転中は高濃度酸素供給管32内に水滴が付着し高湿度状態にあるが、酸素富化運転の終了とともに送風装置61から外気が送風されるので、結露した水分は早急に蒸発する。管32内は乾燥化して、カビやバクテリア等の人体に有害な物質の発生を抑制する。
【0077】
図15は第6の実施の形態と同一の目的を備えた、第9の実施の形態を示す空気調和機の概略の構成図である。やはり、酸素富化装置Sfを構成する排気ダクトは省略して示している。
【0078】
酸素富化ユニット30と高濃度酸素供給管32との接続部に、浄化機構(浄化手段)62を構成する殺菌装置または除菌フィルタが取付けられ、かつ高濃度酸素供給管32の室内機1に開口する出口部に逆流防止弁(逆流防止手段)63が設けられる。
【0079】
酸素富化運転中は、酸素富化ユニット30で生成された高濃度酸素が浄化機構62を通過して殺菌または除菌され、浄化された状態で室内へ供給される。酸素富化運転の停止中は、室内機1の高濃度酸素供給管32開口端から侵入しようとする室内空気を逆流防止弁63が阻止する。したがって、カビやバクテリア等の人体に有害な物質の発生を抑制する。
【0080】
図16は第6の実施の形態と同一の目的を備えた、第10の実施の形態を示す室内機1と室外機2を接続する冷媒管Pの一部斜視図である。
上記冷媒管Pに密接状態となって高濃度酸素供給管32が添設され、冷媒管Pとともに断熱材65が巻き付けられる。
【0081】
冷房シーズンは外気温が高いため、室外機2から供給される高濃度酸素の温度も高い状態で室内機1へ供給される。一方、室内熱交換器6の冷媒導入側冷媒管Pに流通する冷媒は低温であり、高温の高濃度酸素供給管32と熱交換する。室内機1に導かれる高濃度酸素は温度低下して室内機1に供給される。
【0082】
また、暖房運転時は、室内熱交換器6の冷媒導入側冷媒管Pに流通する冷媒は高温であり、高濃度酸素供給管32に導かれる高濃度酸素は温度上昇して室内機1に供給される。
したがって、冷房運転と暖房運転のいずれにおいても、室内熱交換器6の熱交換効率に影響を与えることなく、常に高濃度酸素の供給がなされる。
【0083】
さらに、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
【0084】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、室内機の小型化を保持して、酸素濃度の分布バラツキを防止し安定した高濃度酸素の供給と酸素富化の効率向上を図り、室外機の設置条件による影響を受けず安全性と快適性の向上化を得る等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す、酸素富化装置を搭載した空気調和機の概略の構成図。
【図2】同実施の形態に係る、空気調和機を構成する室内機の断面図。
【図3】同実施の形態に係る、空気調和機を構成する室外機の横断平面図。
【図4】同実施の形態に係る、酸素富化ユニットの概略の構成図。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る、室外機の横断平面図。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係る、室外機の横断平面図。
【図7】第2、第3の実施の形態に係る、前面パネルの一部を取外した室内機の斜視図。
【図8】第2、第3の実施の形態での変形例の、リモコンの正面図。
【図9】本発明の第4の実施の形態に係る、制御のフローチャート図。
【図10】同実施の形態の変形例に係る、制御のフローチャート図。
【図11】本発明の第5の実施の形態に係る、制御のフローチャート図。
【図12】本発明の第6の実施の形態に係る、空気調和機の概略の構成図。
【図13】本発明の第7の実施の形態に係る、室外機の一部を省略した斜視図。
【図14】本発明の第8の実施の形態に係る、空気調和機の概略の構成図。
【図15】本発明の第9の実施の形態に係る、空気調和機の概略の構成図。
【図16】本発明の第10の実施の形態に係る、室外機と室内機を接続する冷媒管の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
6…室内熱交換器、20…室外熱交換器、1…室内機、2…室外機、31…排気ダクト、30…酸素富化ユニット、32…案内機構(案内手段)、40…ダンパ機構、12…吹出し口、13…ルーバー機構、61…送風装置(送風手段)、62…浄化機構(浄化手段)、63…逆流防止弁(逆流防止手段)。
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内機と室外機とからなる空気調和機に係り、特に、比較的高濃度の酸素を被空調室へ供給する酸素富化機能に関する。
【0002】
【従来の技術】
比較的濃度の高い酸素を含んだ空気を呼吸すれば人体に好影響を与えることは周知であり、実際に、高濃度酸素を供給する装置が、特に、医療用分野において提供されている。
この種の装置は、個人に対して言わばスポット的に用いられていて、部屋全体を対象にはできない。すなわち、従来から、被空調室全体の空気の組成比率(特に酸素)を可変制御する機能を備えた空気調和機は一般的ではない。
【0003】
ただし、提案はされていて、たとえば「特許文献1」には、空気中の酸素と窒素等を分離して酸素を透過する機能膜を備え、この機能膜の酸素透過側に圧力差を発生させるためのポンプを備え、上記機能膜の酸素の透過しない側には分離した窒素等を排気する送風手段を備えた空気調和機が開示されている。
なお説明すると、上記機能膜と、透過した酸素を所定部位に供給する真空ポンプとの組み合わせからなる酸素富化装置を、室内機もしくは室外機のいずれか一方に備えている。室内機に酸素富化装置を備えた場合は室内空気を導いて濾過し、室外機に備えた場合は外気を導いて濾過する。
【0004】
酸素富化装置が室内機にあれば、得られた高濃度酸素をそのまま室内へ供給し、窒素等は外部へ排出する。酸素富化装置が室外機にあれば、得られた高濃度酸素をポンプに接続したホースを介して室内機に導いて室内へ供給し、窒素等はそのまま外部へ排出する。
【0005】
【特許文献1】
特公平7−30927号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、実際に空気調和機の室内機に熱交換器と送風機を備えることの他に、電気集塵機と脱臭フィルタとからなる空気清浄機構を備えるタイプが一般化している。さらに、近時は換気機構を備え、室内の汚れた空気を外部に排出して新鮮外気の取り込みを容易化している。
その一方で、室内機は、本体を構成する筐体を壁面に取付けるタイプがほとんどであり、筐体のサイズをより小型化することによる圧迫感の軽減化の要望が大である。
【0007】
すなわち、現在、筐体は各種の機能を備えることから、サイズ的にほとんど最大許容限度に至っていて、設計的に他の装置、たとえば上述の酸素富化装置を収容するのは困難視されている。したがって、上記酸素富化装置を室外機に搭載すると都合がよい。
室外機に酸素富化装置を搭載した場合には、外気を導入して酸素富化装置に供給することになるが、外気は常に一定の酸素濃度であって、窒素等に比較して酸素の割合が特に多くはない。
【0008】
特に、冬季などの外気が低温化する条件下では、機能膜における酸素の分圧が下がって、高濃度酸素の供給量が低下してしまう。そのため、高機能で高耐久性が要求される機能膜を用いる必要があり、コスト的に極めて不利となる。
また、環境条件によっては、外気に窒素酸化物や硫化酸化鉄等の有害物質が多く含まれていて、酸素富化装置ではこのような有害物質を完全に濾過することは困難であり、そのまま室内に供給してしまう危険性がある。
【0009】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、室内機の小型化を保持して、酸素濃度の分布バラツキを防止し安定した比較的高濃度の酸素の供給と酸素富化の効率向上を図り、室外機の設置条件による影響を受けず安全性と快適性の向上化を得る空気調和機を提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明は、それぞれに熱交換器と送風機を備えた室内機および室外機から構成される空気調和機において、室内機と室外機との間に亘って設けられ室内機を介して被空調室の空気を室外機近傍へ導く排気ダクトと、室外機に備えられ排気ダクトによって導かれた室内空気を受けて酸素富化し高濃度酸素に換えて導出する酸素富化ユニットと、この酸素富化ユニットに接続され酸素富化ユニットから導かれる高濃度酸素を室内機へ案内し被空調室へ導出させる案内手段とを具備する。
【0011】
このような空気調和機であるので、室内機の小型化を保持して酸素濃度の分布バラツキを防止し安定した高濃度酸素の供給と酸素富化の効率向上を図り、室外機が汚染された場所に設置されても影響を受けずに安全性および快適性の向上化を得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は第1の実施の形態の酸素富化装置を備えた空気調和機の概略の構成図、図2は空気調和機を構成する室内機1の縦断面図、図3は空気調和機を構成する室外機2の横断平面図、図4は酸素富化装置Sを構成する酸素富化ユニット30の概略の構成を示す斜視図である。
【0013】
空気調和機は、被空調室Rの壁面a高所に取付けられる室内機1と、屋外Uに据付けられる室外機2とから構成されていて、これら室内機1と室外機2との間には、ここでは図示しない冷媒管と電気配線が接続される。
上記室内機1は、前面パネル3と後板4とからなる筐体5内に、略逆V字状に形成される室内熱交換器6を備えている。室内熱交換器6を構成する前側熱交換器部6Aは筐体5前面に形成される前部吸込み口7に対向し、後側熱交換器部6Bは筐体5上面に形成される上部吸込み口8に対向している。
【0014】
前側熱交換器部6Aの前面に空気清浄機構を構成する電気集塵機9と、図示しない脱臭フィルタが取付けられている。前側熱交換器部6Aと後側熱交換器部6Bとの間には横流ファン10が配置される。この横流ファン10の一端部にファンモータが連結され、これらで室内送風機が構成される。
上記後板4には、後側熱交換器部6Bの下端部を支持する後部ドレン皿4aが一体に形成され、この延長部分が上記横流ファン10の側部から筐体5下面部に亘り湾曲形成されている。
【0015】
後板4の両側部には図示しないドレン水案内樋が突設され、さらに前側熱交換器部6Aの下端部を受ける前部ドレン皿4bが一体に形成される。この前部ドレン皿4aから筐体5下面部に亘り延長されていて、前後ドレン皿4b,4aおよび延長部で横流ファン10に対する送風路11が形成されている。
上記送風路11は、筐体5下面部に開口する吹出し口12に連結される。この吹出し口12には、上下2枚の水平ルーバー13a,13bと複数枚の縦ルーバー13cとから構成されるルーバー機構13が取付けられる。
【0016】
後述するようにルーバー機構13において、上下水平ルーバー13a,13bは互いに別個に回動駆動され、縦ルーバー13cは全て一斉に回動方向が設定されるようになっている。
上記室外機2は、平面視で横長矩形状に成形される筐体15を備え、この筐体15内は仕切り板16により左右二室に仕切られている。仕切り板16で仕切られた一室を熱交換室17、他室を機械室18と呼ぶ。この機械室17には、圧縮機19と図示しない気液分離器、弁類および電気端子箱等が配置される。
【0017】
上記熱交換室17には、平面視でL字状の室外熱交換器20と、この室外熱交換器20と対向してプロペラファン型の室外送風機21が配置される。熱交換室17の室外熱交換器20と対向する筐体15背面と側面部位には図示しない外気吸込み口が設けられ、室外送風機21と対向する筐体15前面には外気吹出し口22が設けられる。
【0018】
上記酸素富化装置Sは、上記室外機2に収容される酸素富化ユニット30と、室内機1と室外機2とに亘って設けられる排気ダクト31および案内機構(案内手段)32から構成される。
はじめに酸素富化ユニット30から説明すると、これは室外機筐体15内の機械室18に圧縮機19とともに収容されていて、酸素富化膜33と真空ポンプ34との組み合わせからなる。
【0019】
上記酸素富化膜33は、矩形状で厚肉の板体を立て掛けたのと同様の形態で、上面と前後両側面に空気吸込み口35が設けられる。酸素富化膜33は、空気中の酸素と窒素等を分離して酸素のみ透過させ、窒素等は透過させない特性を備えている。
この酸素富化膜33の酸素透過側に入口管36を介して上記真空ポンプ34が連通され、酸素富化膜33を透過した酸素は入口管36に集められ真空ポンプ34に吸込まれるようになっている。
【0020】
真空ポンプ34の出口部には、上記案内機構32を構成する高濃度酸素供給管が接続される。上記高濃度酸素供給管32は室外機筐体15から出てから壁面a外部に沿って立上がり、所定部位において壁面を貫通して上記室内機1に挿入される。
室内機1における高濃度酸素供給管32の開口端部は、上記横流ファン10と吹出し口12とを連通する送風路11中に位置しており、この供給管32から導びかれる高濃度酸素を送風路11に沿って導かれる熱交換空気中に供出できるようになっている。
【0021】
また、室内機1の内部で、上記送風路11とは隔離された状態で上記排気ダクト31を構成する送風ファン37が収容される。この送風ファン37は、上記前部吸込み口7もしくは上部吸込み口8から室内空気を吸込む。
上記送風ファン37の吹出し部には内気導出管38が接続されていて、これは室内機1を出て壁面aを貫通し、上記高濃度酸素供給管32と並行して室外機2へ延出される。そして、室外機2の筐体15を貫通して、開口端が上記酸素富化ユニット30を構成する酸素富化膜33の吸込み口35に対向する。
【0022】
このようにして構成される空気調和機であり、冷房運転、暖房運転、除湿運転などの運転モードの設定に応じて冷凍サイクルが切換り、室内機1の吹出し口12からそれぞれに対応して熱交換した空気が吹出される。
酸素富化運転(あるいは、高濃度酸素供給運転とも呼ぶ)が選択されると、酸素富化ユニット30の真空ポンプ34が作動するとともに、排気ダクト31の送風ファン37が作動する。
【0023】
上記送風ファン37は室内機1を介して室内空気を吸込み内気導出管38へ送風する。すなわち、室内空気の一部を排出することになり、この排出された室内空気は酸素富化ユニット30へ供給される。
排出された室内空気は上記酸素富化膜33の吸込み口35から導びかれ、酸素富化膜33を透過する酸素と、透過しない窒素等に分離される。真空ポンプ34は酸素富化膜33の酸素透過側に圧力差を発生させ、入口管36を介して酸素を吸込む。酸素富化膜33を透過しない窒素等は外部へ排出される。
【0024】
酸素富化膜33を透過した酸素は、空気中から窒素等が除外されて残った酸素であるから、空気中の酸素濃度と比較して極めて濃度の高い酸素となる。この高濃度酸素は真空ポンプ34から案内機構を構成する高濃度酸素供給管32に導出され、ここから室内機1へ導かれる。
室内機1においては、室内熱交換器6と熱交換したあとの室内空気中に高濃度酸素供給管32を介して導かれた高濃度酸素が混在し、酸素量が増大した状態で吹出し口12から室内へ吹出される。
【0025】
このような酸素富化運転を継続すれば、被空調室Rにおいて消費される酸素量が多少多くても上記酸素富化装置Sから新たに室内へ供給される酸素により室内は比較的高濃度の酸素状態となり人体に好影響を与える。
同時に、室内機1の前部吸込み口7と上部吸込み口8とから吸込まれる室内空気の酸素含有量が徐々に上昇する。上記排気ダクト31は、このような酸素含有量が上昇する室内空気を酸素富化ユニット30に供給し続ける。
【0026】
したがって、酸素富化ユニット30は時間の経過とともに、より酸素含有量の大なる室内空気を導入し、より高濃度の酸素に換えて高濃度酸素供給管32を介して再び室内へ供給する。
特に、冬季など外気温が低い場合であっても、比較的温度が高く、かつ高濃度を保持した酸素を含有する室内空気が酸素富化ユニット30へ導かれる。酸素富化ユニット30における酸素の分圧が高められ、外気温の影響を受けずにより高濃度の酸素を室内へ供給できる。
【0027】
空気調和機を設置する場所の環境状況が悪い条件下にある、たとえば自動車の交通量が極めて大なる場合は、外部空気(外気)中に窒素酸化物や硫化酸化物が多く含まれる。しかしながら、上述したような酸素富化運転を選択すれば、外部の悪条件に全く影響されることはない。
【0028】
さらに、空気調和機を設置する場所が良環境条件下にあれば、排出された室内空気を酸素富化するばかりでなく、外気を酸素富化した方がより濃度の高い酸素を室内に供給することができる。以下、酸素富化ユニット30に外気を取入れ可能にした空気調和機について述べる。
【0029】
図5に第2の実施形態の室外機の概略の横断平面図を示す。この室外機2の基本的な構成は先に説明したものと同一であり、同一構成部品については同番号を付して新たな説明を省略する。(以下、同じ)
室外機2に収容される酸素富化装置Saは、排気ダクト31の吹出し部bと酸素富化ユニット30の酸素富化膜33における吸込み口35との間にダンパ機構40を備えたことを特徴としている。
【0030】
上記ダンパ機構40は、排気ダクト31を介して導かれる排出された室内空気と、室外機2周囲の外気のいずれか一方を任意に選択して酸素富化ユニット30に案内する。あるいは、上記排出された室内空気と外気の両方を酸素富化ユニット30へ案内することもできる。
具体的には、被空調室に二酸化炭素濃度を検知する装置を備えて、図示しない制御部(制御手段)を介してダンパ機構40に電気的に接続する。そして、被空調室R内の二酸化炭素濃度に応じてダンパ機構40を作動し、排出された室内空気もしくは外気を選択し、あるいはその両方を酸素富化ユニット30へ導く。
【0031】
あるいは、室外機2に外気温を測定する温度センサ41を取付ける、もしくは外気温を推測する温度推測センサを備えて、制御部(制御手段)を介してダンパ機構40に電気的に接続する。
いずれかのセンサによって外気温を検出もしくは推測し、外気温が設定値以下になった場合にダンパ機構40を所定状態に自動的に切換えるようにすれば、ユーザーの手間を軽減できる。
【0032】
図6に第3の実施の形態の室外機の概略の横断平面図を示す。酸素富化装置Sbは、室外機2の圧縮機19が収納される機械室18内に酸素富化ユニット30が配置され、かつ酸素富化ユニット30の吸込み部が室外熱交換器20の下流部に位置するように配置される。
上記酸素富化ユニット30に対向して排気ダクト31の開口端が配置され、かつこの開口端とユニット30との間に上述と同一構造のダンパ機構40が介在される。
【0033】
このような構成であれば、状況に応じて酸素富化ユニット30へ室外熱交換器20を通過し熱交換された室外空気と、排気ダクト31から導かれる排出された室内空気との供給を切換えることが可能となる。
また、外温度を検出する温度センサ41を配して外気温を検出し、外気温が所定値以下になった場合に、ダンパ機構40を外気側から排気ダクト31から排出された室内空気側に自動的に切換えるようにしてもよい。
【0034】
また、上記ダンパ機構40の切換えにより、比較的外気温度の低い冷房運転時は室外熱交換器20と熱交換した比較的高めの温度の外気を供給して、酸素富化ユニットの効率を高めることができる。暖房運転時は、比較的温度の高い室内空気を利用すれば、低温の外気を酸素富化ユニット30に供給することによる暖房能力の低下を抑制できる。
【0035】
図7は、第2の実施の形態と、第3の実施の形態で説明したダンパ機構40を操作する切換えスイッチ44を備えた室内機1の斜視図である。
図において、筐体5を構成する前面パネル3の一部を省略していて、室内熱交換器6と、この室内熱交換器6の前面に電気集塵機9が露出している。ルーバー機構13で閉成される吹込み口12の上部桟に、表示部42と受光フィルタ43および切換えスイッチ44が設けられる。
【0036】
上記切換えスイッチ44は、いわゆるスライドスイッチであって、スライド方向に応じて上記ダンパ機構40が作動し上記酸素富化ユニット30に排出された室内空気もしくは外気を供給するよう切換える。
たとえば、設置先の環境状況に応じて排出された室内空気のみを利用する、もしくは外気のみを利用する、もしくはその両方を利用するよう固定化できる。当然、このようなダンパ機構40の切換えスイッチ44を、上記室外機2に備えるようにしても支障がない。
【0037】
図8は、第2の実施の形態と、第3の実施の形態で説明したダンパ機構40の切換えスイッチ44の設置先の変形例で、リモコン45の正面図を示す。
上記リモコン45は時計表示部46や室内温度と運転モードの表示部47を備え、さらに温度設定ボタン、運転モード選択ボタン、各種機能ボタンなどのボタン類48と、運転開始スイッチ、運転停止スイッチ、予約スイッチ、取消スイッチなどのスイッチ類49が設けられる。
【0038】
上記切換えスイッチ44は、ボタン類48とスイッチ類49との間に設けられる、いわゆるスライドスイッチであって、スライド方向に応じて上記ダンパ機構40が作動して酸素富化ユニット30へ排出された室内空気もしくは外気を供給するよう切換える。
また、このリモコン45において上述の切換えスイッチ44のような専用スイッチを備えることなく、既設のメニューボタンに対する操作で切換えるようにしてもよい。この場合は、新たなスイッチ44を設ける必要がなく、他の機種とのリモコン共用化が図れてコストへの影響を抑制できる。
【0039】
また、リモコン45によるスイッチの押し間違え等で、不用意に切換えが行われてしまうことを事前に防止できる。このスイッチを、従来から備えている強制冷房や強制自動運転を行うスイッチを押す時間の長さによる切換えとすれば、新たにスイッチを配することがなくコストへの影響が少なくてすむ。
【0040】
なお、上下2枚の水平ルーバー13a,13bおよび複数枚の縦ルーバー13cから構成されるルーバー機構13と上記酸素富化装置Sとは、以下に述べるように関連付けて制御するとよい。
【0041】
図9は本発明の第4の実施の形態に係る、酸素富化運転とルーバー制御動作を表すフローチャート図である。
運転開始からはじまり、ステップS1で酸素富化運転が選択されるか否かが判断される。酸素富化運転が選択された(Yes)場合は、ステップS2へ進んでルーバー機構13を構成する上下水平ルーバー13a,13bが前回運転時に記憶したルーバ傾き位置が再起動で同じ状態に設定されることがリセットされる。また、酸素富化運転が選択されない(No)場合は、ルーバー機構13は前回動作のルーバ傾き記憶位置を保持する。
【0042】
ステップS2からステップS3に移って、ルーバー機構13を構成する縦ルーバー13cが前回の記憶位置をリセットされる。上下水平ルーバー13a,13bと縦ルーバー13cがリセットされたあと、ステップS4においてタイマのカウントが開始される。
【0043】
つぎに、ステップS5に移って冷房運転またはドライ運転が選択されるか否かが判断される。いずれかの運転が選択された(Yes)場合はステップS6へ移り、何れの運転も選択されない場合(No)、すなわち暖房運転であればステップ8へ進む。
【0044】
冷房・ドライ運転のステップS6では上水平ルーバー13aが水平位置に固定され、ついでステップS7で下水平ルーバー13bが水平位置に固定される。暖房運転のステップS8では上水平ルーバー13aが水平位置に固定され、ステップS9で下水平ルーバー13bが下限位置に固定される。
【0045】
何れの運転モードであってもステップS10に移って、縦ルーバー13cを正面位置に移動し固定する。そのあとステップ11において酸素富化運転を解除しているか否かが判断される。
このステップS11で意図的に酸素富化運転が解除(No)されていなければ、ステップS12へ進んで、ステップS4のタイマカウントが30分経過するのを待機する。
【0046】
30分が経過したら、ステップS13において上下水平ルーバー13a,13bと縦ルーバー13cが記憶位置に戻されて終了となる。また、ステップS11で酸素富化運転がクリア(Yes)されていれば、ステップS1に戻る。
【0047】
このようにして、酸素富化運転を選択すると、所定時間(ここでは30分)だけルーバー機構13を構成する上下水平・縦ルーバー13a〜13cが所定位置に固定される。
したがって、使用者が室内の空調を行うために意図的に設定した各ルーバーの位置よりも効率よく高濃度酸素を集中的に供給でき、高濃度酸素を被空調室Rの隅々で行き渡らせることが可能である。所定時間を経過したあとは、各ルーバー13a〜13cを記憶位置に戻して、使用者が意図する方向へ風が吹出すようにして、空調による快適性を高める。
【0048】
そして、冷房運転時およびドライ運転時は上下水平ルーバー13a,13bの両方を水平位置に向け、酸素富化された冷風を被空調室Rの上部に吹出させる。暖房運転時は上下水平ルーバー13a,13bを水平と下限の別々として、被空調室R全体に対して酸素富化供給を行うとともに足元を暖める。
いずれの運転であっても、縦ルーバー13cは最大風量運転を確保するため正面位置で固定する。ただし、各ルーバー13a〜13cの位置を固定する時間を制限することにより、長時間意図しない位置に固定することを避ける。
【0049】
図10は、第4の実施の形態の変形であり、図9と同一条件でかつルーバー制御の一部を変更したフローチャート図である。
ステップS1からステップS9までは先に図9で説明したフローと全く同一であるので、同図を適用して新たな説明を省略する。ここでは、ステップS7とステップS9からステップS14に移って、縦ルーバー13cがスイング運転するか否かが選択される。
【0050】
縦ルーバー13cのスイング運転が選択された(Yes)場合は、ステップS15で縦ルーバー13cのスイング運転が開始される。選択されない(No)場合は、先に説明したステップS10へ移る。ステップS15とステップS10からは先に説明したステップS11に移り、これ以降のステップS13までは変更がないので新たな説明は省略する。
【0051】
このように、ステップS14で縦ルーバー13cをスイング運転させれば、高濃度酸素を室内機の正面位置ばかりでなく、室内の左右隅部まで導くことができ、室内酸素分布のバラツキを防げる。
【0052】
なお、空気調和機の機種によっては、室内機1に換気機構を備えて、たとえば喫煙等により被空調室Rの空気が汚れた場合は換気機構を作動させて換気することができる。
このような機種におけるルーバー機構13と上記酸素富化装置Sおよび換気機構とは、以下に述べるように関連付けて制御される。
【0053】
図11は本発明の第5の実施の形態に係る、選択された冷凍サイクルの運転モードおよび酸素富化運転と、換気機構およびルーバー機構13に対する制御を示すフローチャート図である。
【0054】
運転開始からはじまり、ステップT1で酸素富化運転が選択されているか否かが判断される。酸素富化運転が選択された(Yes)場合はステップT2へ進み、上下水平ルーバー13a,13bがリセットされる。酸素富化運転が選択されない(No)場合は、ルーバー機構13は記憶位置を保持する。
【0055】
ステップT2からステップT3に移って、縦ルーバー13cがリセットされる。上下水平ルーバー13a,13bと縦ルーバー13cがリセットされたあと、ステップT4においてタイマ1のカウントが開始され、ステップT5においてタイマ2のカウントが開始される。
【0056】
そして、ステップT6に移って、冷房運転またはドライ運転が選択されているか否かが判断される。いずれかの運転が選択された(Yes)場合はステップT7へ移り、選択されない(No)場合、すなわち暖房運転であればステップT9へ進む。
【0057】
冷房・ドライ運転のステップT7では上水平ルーバー13aが水平位置に固定され、ついでステップT8で下水平ルーバー13bが水平位置に固定される。暖房運転のステップT9では上水平ルーバー13aが水平位置に固定され、ステップT10で下水平ルーバー13bが下限位置に固定される。
【0058】
何れの運転であってもステップT11に移って、縦ルーバー13cをスイング運転するか否かの選択をなす。スイング運転が選択された(Yes)場合は、ステップT12で縦ルーバー13cのスイング運転を開始する。スイング運転を選択しない(No)場合は、ステップT13へ進んで縦ルーバー13cを正面位置に固定する。
【0059】
いずれにしても、つぎにステップT14において図示しない換気機構を構成する換気ファンが運転中であるか否かが判断される。換気ファンが停止している(No)場合であれば、ステップT15に移って酸素富化運転を解除しているか否かが判断される。
【0060】
このステップT15で、意図的に酸素富化運転が解除されていなければ(No)、ステップT16へ進んで先にステップT4のタイマ1のタイマカウントが30分経過するのを待機する。30分が経過したら、ステップT17で上下水平・縦ルーバー13a〜13cを記憶位置へ戻して終了となる。
【0061】
一方、ステップT14で換気ファンが運転中である(Yes)ことを確認したら、ステップT18に移って換気ファンを停止する。さらに、ステップT19に進んで換気ファンの強制運転を選択しているか否か、すなわち換気ファンの運転が再開されているか否かが判断される。
【0062】
このステップT19で強制的に換気ファンの運転が再開されていなければ(No)、ステップT20でステップT5におけるタイマ2のタイマカウントが60分経過するのを待機する。60分が経過したら、ステップT21で換気ファンの運転再開をなし終了となる。
【0063】
ただし、ステップT19で強制的に換気ファンの運転が選択された(Yes)場合は、ステップT21へ直接進んで換気ファンの運転が再開され、その後終了となる。
ここでの制御は、酸素富化運転中であるときに換気ファンを運転して、それまで室内に供給された高濃度酸素を室外に排出してしまう誤動作を防止するようにしたものである。
【0064】
ただし、上記換気ファンの停止時間を制限することで、供給される酸素富化とのバランスをとる。所定時間経過後は、換気運転を再開することで室内の空気の汚れを抑える。酸素富化運転途中で強制換気を選択すれば、即、換気ファン運転を再開して換気運転をなす。
なお、酸素富化ユニット30を構成する酸素富化膜33は、酸素ばかりでなく、空気中に含まれる水分も透過する。このことから、長時間使用にともない、酸素富化ユニット30の導出側に備えられる高濃度酸素供給管(案内機構)32に水分が充満し、水滴となって供給管32内壁に付着してしまう。
【0065】
水滴が蒸発しないまま長期間放置されると、供給管32内にカビやバクテリア等の人体に有害な物質が発生する虞れがある。このような有害物質を含んだ排出室内空気を室内に供給することは避けなければならない。以下に、有害物質の発生防止対策を施した空気調和機の概略を説明する。
【0066】
図12は第6の実施の形態の空気調和機の概略の構成図であり、ここでの酸素富化装置Scは先に説明した排気ダクト31は省略して示している。
酸素富化ユニット30と高濃度酸素供給管32との連結部に、乾燥剤等を充填させてなる水分除去装置50が介設される。このことにより、酸素富化ユニット30から導出される高濃度酸素は水分除去装置50を流通して水分が除去され乾燥化する。
すなわち、酸素富化ユニット30の出口付近に水分除去装置50を備えたことで、高濃度酸素供給管内32を乾燥させて湿度の上昇を抑え、カビ、バクテリア等の人体に有害な物質の発生を抑制する。
【0067】
図13は第6の実施の形態と同一の目的を備えた、第7の実施の形態を示す室外機2内部の斜視図であり、機械室18のみ示し、熱交換室17の詳細については図示を省略する。
【0068】
圧縮機19の上部に酸素富化装置Sdを構成する酸素富化ユニット30が設けられる。圧縮機19の側部には気液分離器51が並設され、さらに電子自動膨張弁52が配置される。圧縮機19と気液分離器51および電子自動膨張弁52は、熱交換室17の図示しない室外熱交換器とともに冷凍サイクルを構成するよう冷媒管pを介して接続される。
【0069】
上記酸素富化ユニット30に接続される高濃度酸素供給管32は、電子自動膨張弁52に接続される冷媒管pに沿って密接状態にある。上記電子自動膨張弁52の代りにキャピラリーチューブを用いた場合は、高濃度酸素供給管32をキャピラリーチューブに沿わせて密着状態にすればよい。あるいは、別途、ペルチェ素子53を配置して高濃度酸素供給管32に沿わせるようにしてもよい。
【0070】
いずれにしても、高濃度酸素供給管32と冷媒管p等との添設部下方には水タンク55が設けられる。この水タンク55の上端部に高濃度酸素供給管32が挿入され、水タンク55の下端部には排水管56が接続される。
【0071】
このような構成を採用することにより、酸素富化ユニット30から供給される高濃度酸素と結露した水滴は、上記冷媒管p等に導かれる低温の冷媒と熱交換する。したがって、高濃度酸素と結露した水滴とが分離され、水滴は水タンク55に導かれて貯まる。
【0072】
高濃度酸素は一旦水タンク55に充満してから室内機1に送られる。水タンク55内の水は排水管56から排出される。ペルチェ素子53を利用しても水分を結露させて分離できる。あるいは、室内機入口パイプ(冷媒用)と直接または間接的に接触させて冷却し水分を結露させて分離するようにしてもよい。
【0073】
上述のように高濃度酸素に含まれる水分を分離する装置を備えたので、酸素富化単独運転時(空気調和機の冷房、暖房運転停止時)に高濃度酸素に含まれる水分を容易に水滴にすることができ、管32内の湿度を押えカビ、バクテリア等の人体に有害な物質の発生を抑制する。
【0074】
図14は第6の実施の形態と同一の目的を備えた、第8の実施の形態を示す空気調和機の概略の構成図である。酸素富化装置Seを構成する排気ダクト31は省略して示している。
【0075】
酸素富化ユニット30と高濃度酸素供給管32との接続部に三方切換え弁60が設けられる。この三方切換え弁60の残りのポートには、別途配置される送風装置61の吹出し部が接続される。
酸素富化運転が選択されると、三方切換え弁60は酸素富化ユニット30と高濃度酸素供給管32とを連通する。したがって、酸素富化ユニット30から供給される高濃度酸素は室内機1を介して室内へ供給される。
【0076】
酸素富化運転の終了後に、三方切換え弁60は自動的に酸素富化ユニット30から送風装置(送風手段)61側に切換える。タイミングをとって送風装置61の駆動が開始され、外気が三方切換え弁60を介して高濃度酸素供給管32内に導かれる。
酸素富化運転中は高濃度酸素供給管32内に水滴が付着し高湿度状態にあるが、酸素富化運転の終了とともに送風装置61から外気が送風されるので、結露した水分は早急に蒸発する。管32内は乾燥化して、カビやバクテリア等の人体に有害な物質の発生を抑制する。
【0077】
図15は第6の実施の形態と同一の目的を備えた、第9の実施の形態を示す空気調和機の概略の構成図である。やはり、酸素富化装置Sfを構成する排気ダクトは省略して示している。
【0078】
酸素富化ユニット30と高濃度酸素供給管32との接続部に、浄化機構(浄化手段)62を構成する殺菌装置または除菌フィルタが取付けられ、かつ高濃度酸素供給管32の室内機1に開口する出口部に逆流防止弁(逆流防止手段)63が設けられる。
【0079】
酸素富化運転中は、酸素富化ユニット30で生成された高濃度酸素が浄化機構62を通過して殺菌または除菌され、浄化された状態で室内へ供給される。酸素富化運転の停止中は、室内機1の高濃度酸素供給管32開口端から侵入しようとする室内空気を逆流防止弁63が阻止する。したがって、カビやバクテリア等の人体に有害な物質の発生を抑制する。
【0080】
図16は第6の実施の形態と同一の目的を備えた、第10の実施の形態を示す室内機1と室外機2を接続する冷媒管Pの一部斜視図である。
上記冷媒管Pに密接状態となって高濃度酸素供給管32が添設され、冷媒管Pとともに断熱材65が巻き付けられる。
【0081】
冷房シーズンは外気温が高いため、室外機2から供給される高濃度酸素の温度も高い状態で室内機1へ供給される。一方、室内熱交換器6の冷媒導入側冷媒管Pに流通する冷媒は低温であり、高温の高濃度酸素供給管32と熱交換する。室内機1に導かれる高濃度酸素は温度低下して室内機1に供給される。
【0082】
また、暖房運転時は、室内熱交換器6の冷媒導入側冷媒管Pに流通する冷媒は高温であり、高濃度酸素供給管32に導かれる高濃度酸素は温度上昇して室内機1に供給される。
したがって、冷房運転と暖房運転のいずれにおいても、室内熱交換器6の熱交換効率に影響を与えることなく、常に高濃度酸素の供給がなされる。
【0083】
さらに、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
【0084】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、室内機の小型化を保持して、酸素濃度の分布バラツキを防止し安定した高濃度酸素の供給と酸素富化の効率向上を図り、室外機の設置条件による影響を受けず安全性と快適性の向上化を得る等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す、酸素富化装置を搭載した空気調和機の概略の構成図。
【図2】同実施の形態に係る、空気調和機を構成する室内機の断面図。
【図3】同実施の形態に係る、空気調和機を構成する室外機の横断平面図。
【図4】同実施の形態に係る、酸素富化ユニットの概略の構成図。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る、室外機の横断平面図。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係る、室外機の横断平面図。
【図7】第2、第3の実施の形態に係る、前面パネルの一部を取外した室内機の斜視図。
【図8】第2、第3の実施の形態での変形例の、リモコンの正面図。
【図9】本発明の第4の実施の形態に係る、制御のフローチャート図。
【図10】同実施の形態の変形例に係る、制御のフローチャート図。
【図11】本発明の第5の実施の形態に係る、制御のフローチャート図。
【図12】本発明の第6の実施の形態に係る、空気調和機の概略の構成図。
【図13】本発明の第7の実施の形態に係る、室外機の一部を省略した斜視図。
【図14】本発明の第8の実施の形態に係る、空気調和機の概略の構成図。
【図15】本発明の第9の実施の形態に係る、空気調和機の概略の構成図。
【図16】本発明の第10の実施の形態に係る、室外機と室内機を接続する冷媒管の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
6…室内熱交換器、20…室外熱交換器、1…室内機、2…室外機、31…排気ダクト、30…酸素富化ユニット、32…案内機構(案内手段)、40…ダンパ機構、12…吹出し口、13…ルーバー機構、61…送風装置(送風手段)、62…浄化機構(浄化手段)、63…逆流防止弁(逆流防止手段)。
Claims (6)
- それぞれに熱交換器と送風機を備えた室内機および室外機からなる空気調和機において、
上記室内機と上記室外機との間に亘って設けられ、室内機を介して被空調室の空気を上記室外機近傍へ導く排気ダクトと、
上記室外機に備えられ、上記排気ダクトによって導かれた室内空気を受けて酸素富化し高濃度酸素に換えて導出する酸素富化ユニットと、
この酸素富化ユニットに接続され、酸素富化ユニットから導かれる高濃度酸素を上記室内機へ案内し被空調室へ導出させる案内手段と
を具備すること特徴とする空気調和機。 - 上記室外機は、上記排気ダクトと上記酸素富化ユニットとの間に介設され、排気ダクトから導かれる室内空気と室外機内部に導かれる外気とを選択切換え、もしくは両方を酸素富化ユニットへ導くダンパ機構を備えたことを特徴とする請求項1記載の空気調和機。
- 上記室内機は、上記熱交換器と熱交換した空気を被空調室へ吹出し案内する吹出し口と、この吹出し口に設けられ運転モードに応じて吹出し方向を設定するルーバー機構を備え、
上記酸素富化ユニットの動作中は、運転モードの選択に係らず所定時間はルーバー機構の動作を停止するよう制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の空気調和機。 - 上記室内機は、被空調室内の空気の一部を外部へ排出する換気手段を備え、
上記酸素富化ユニットの動作中は、所定時間は上記換気手段の動作を中断するよう制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の空気調和機。 - 上記案内手段の高濃度酸素出口部に、案内手段内部へ送風して内部を乾燥する送風手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の空気調和機。
- 上記酸素富化ユニットと上記案内手段との連結部に、導かれる高濃度酸素を殺菌し、もしくは除菌する浄化手段が介設され、
上記案内手段の出口部に、案内手段の作用停止時において案内手段内部への空気の侵入を阻止する逆流防止手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の空気調和機。
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-
2003
- 2003-06-05 JP JP2003161149A patent/JP2004361024A/ja active Pending
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