JP2005195256A - 空気調和機のドレン水処理機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドレンタンクを備えた空気調和機において、ドレンタンクの排水時に枠体内をドレン水で濡らさないようにする。
【解決手段】 枠体１内に設けた圧縮機２とコンデンサ３と減圧器４とエバポレータ５で冷凍サイクルを構成し、エバポレータ５で発生したドレン水はドレンパン６に落下する。ドレンパン６には回転支点６ｂとドレン水排水経路６ａと予備ドレンパン６ｃとタンク接触部６ｄを設け、ドレンタンク７の装着時はドレンタンク６のタンク接触部６ｄが持ち上げられ、ドレンパン６は回転支点６ｂを支点に可動して予備ドレンパン６ｃがドレン水排水経路６ａより高く位置し、ドレン水をドレン水排水経路６ａからドレンタンク７に排水する。一方、ドレンタンク７の非装着時はドレンパン６が回転支点６ｂを支点に可動して予備ドレンパン６ｃがドレン水排水経路６ａより低く位置し、ドレン水は予備ドレンパン６ｃに溜まるものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は冷凍サイクルを利用して空気調和を行う空気調和機の構造に関するものである。

冷風機や除湿機とよばれる空気調和機は、枠体内に冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された高温のガス状冷媒が送られるコンデンサと、コンデンサで液化した冷媒が減圧器を介して送られるエバポレータとを備え、該エバポレータで気化した冷媒が圧縮機に戻されることによって冷凍サイクルを構成している。

前記コンデンサとエバポレータには送風ファンを備えて送風されており、前記冷媒が圧縮機で加圧されると高温高圧になり、この冷媒はコンデンサを通過する空気流と熱交換して液化する。そして、この液化した高圧の冷媒は減圧器を経て圧力を下げてエバポレータに送られ、エバポレータを通過する空気を冷却することで冷媒はエバポレータ内部で気化し、この気化した冷媒は再び圧縮機で加圧されてコンデンサに送られる。

低温になったエバポレータを通過して冷却される空気に含まれる水分はエバポレータの表面に結露してドレン水となり、エバポレータの下方に設けられたドレンパンに落下し、枠体内に装置したドレンタンクに収納されている。

そして、ドレンタンクを有する空気調和機においては、発生したドレン水が製品からオーバーフローする以前に安全に停止する必要があり、その為に満水検知手段が搭載されている。満水検知手段はドレンタンクが満水になると圧縮機を停止してオーバーフローを防止し、同時に使用者に排水を促すサインを発するものであり、使用者はドレンタンクを枠体から取り出してドレン水を捨てた後、再度ドレンタンクを枠体に装着すると運転を再開することができるようになっている（特許文献１参照）。
特開平６−３４１５８号公報

従来の空気調和機は、ドレン水の排水を行うためにドレンタンクを取り出すと、ドレンパンのドレン水排水経路が開放された状態となるが、制御装置によって運転を停止しても、エバポレータやドレンパンに付着したドレン水はすぐにはなくならず、このドレン水はドレンタンクを取り出している間もドレン水排水経路から排水される。このため、ドレン水排水経路が開放された状態のままドレンタンクの排水を行うと、ドレン水排水経路から落下するドレン水によって枠体内の底面に見苦しい水垂れを作り出し、製品価値を大きく低下させるものであった。

この水垂れの問題を解決するため、特許文献１の発明ではドレンタンクを取り出した際にドレン水排水経路を閉塞する構造を有する空気調和機の提案を行っているが、このドレン水排水経路を閉塞するための構造はレバーとパッキンとバネの最低３部品が必要となるため、部品代や組み付け工数等の問題から安価に提供できないものであった。また、長年の使用によるパッキンの劣化やバネの作動不良等が発生する心配があり、動作の信頼性も低いものであった。

また、満水検知手段が作動して圧縮機が停止し、ドレン水の排水後に運転を再開するときには圧縮機が起動するが、この圧縮機の停止時と起動時には大きな音と振動が発生するため、使用者にとっては不快な動作となっていた。

この発明は上記課題を解決するためのものであり、空気調和機の枠体１内には、冷媒を圧縮する圧縮機２と、高温のガス状冷媒が送られるコンデンサ３と、液化した冷媒が減圧器４を介して送られるエバポレータ５とを設け、該エバポレータ５で気化した冷媒が圧縮機２に戻される冷凍サイクルを有し、かつ、エバポレータ５の下方にはドレンパン６が構成され、該ドレンパン６の下部にはドレン水排水経路６ａを設け、該ドレン水排水経路６ａはドレン水を最終的に収納するドレンタンク７に連通する排水経路を有する一体形の空気調和機において、前記ドレンパン６は一端に回転支点６ｂを有し、該回転支点６ｂの傍らにドレン水排水経路６ａを配置し、遠方には充分な容量を持つ予備ドレンパン６ｃを形成すると共に、ドレンパン６の下部にはタンク接触部６ｄを形成し、ドレンタンク７の装着時はドレンタンク７上部がタンク接触部６ｄを持ち上げ、ドレンパン６が回転支点６ｂを支点に可動して予備ドレンパン６ｃがドレン水排水経路６ａより高く位置し、ドレン水をドレン水排水経路６ａからドレンタンク７に排水すると共に、ドレンタンク７の非装着時はドレンパン６が回転支点６ｂを支点に可動して予備ドレンパン６ｃがドレン水排水経路６ａより低く位置し、ドレン水を予備ドレンパン６ｃに溜めることを特徴とするものである。

また、枠体１内にはドレンタンク７の満水時に作動する満水検知手段８を設けると共に、該満水検知手段８が満水検出したときから所定時間経過後に前記圧縮機２を停止する制御装置９を備えており、ドレンタンク７の排水作業を行う間にエバポレータ５で発生するドレン水は予備ドレンパン６ｃに溜めておくことができるから、圧縮機２を停止することなくドレンタンク７の排水作業を行うことができ、所定時間内にドレンタンク７の排水作業が完了しないときはドレン水が溢れる前に圧縮機２が停止するものである。

また、ドレンタンク７の有無によって可動するドレンパン６の位置を検出する検出スイッチ１０を設け、前記満水検知手段８が満水検出してから所定時間経過前に検出スイッチ１０の作動があったときは、更に第２の所定時間経過後に圧縮機２を停止する構成にすることにより、満水検知手段８がドレンタンク７の満水を検知してから圧縮機２が停止するまでの時間を長く設定することができる。

上記課題を解決するこの発明は、ドレンタンク７が枠体１内に装着された状態のときは、ドレンパン６はドレンタンク７の上部によってタンク接触部６ｄが持ち上げられ、予備ドレンパン６ｃがドレン水排水経路６ａより高く位置している。このため、エバポレータ５からドレンパン６に落下するドレン水はドレン水排水経路６ａに向かって流れ、ドレン水排水経路６ａから排水されてドレンタンク７に収納することができる。

ドレンタンク７のドレン水を排水するためにドレンタンク７を枠体１内から取り出したときは、ドレンタンク７の上部によって持ち上げられていたタンク接触部６ｄが開放され、ドレンパン６は回転支点６ｂを支点に可動し、予備ドレンパン６ｃがドレン水排水経路６ａより低く位置する。このため、エバポレータ５からドレンパン６に落下したドレン水は予備ドレンパン６ｃに向かって流れ、予備ドレンパン６ｃに溜まるので、ドレンタンク７を取り出している間のドレン水排水経路６ａからのドレン水の落下を防止することができ、枠体１内の底面に見苦しい水垂れを作り出すことがなくなった。

そして、ドレンパン６はドレンパン６自体の重さによって可動するので、ドレンパン６は確実に作動するものであり、また、ドレンパン６の予備ドレンパン６ｃにドレン水を溜める構成であるので、従来のようなドレン水排水経路６ａの閉塞構造は不要となり、動作の信頼性が高いドレン水落下防止構造を安価に提供できるものとなった。

また、予備ドレンパン６ｃを設けたことにより、ドレンタンク７を取り出したときに圧縮機２の運転を継続しても、エバポレータ５で発生するドレン水は予備ドレンパン６ｃに溜めることができるから、満水検知手段８がドレンタンク７の満水を検出してから所定時間経過後に圧縮機２を停止する構成とすれば、所定時間内であれば圧縮機２を停止させることなくドレンタンク７の排水を行うことができ、圧縮機２の停止と起動による騒音と振動の発生を防止できるものとなった。また、ドレンタンク７の排水が完了する前に所定時間が経過したときは圧縮機２が停止するのでドレン水のオーバーフローを発生させることもないものである。

また、ドレンタンク７の有無によって可動するドレンパン６の位置を検出する検出スイッチ１０を設け、満水検知手段８がドレンタンク７の満水を検出してから所定時間が経過する前にドレンタンク７を取り出したときは、予備ドレンパン６ｃの検出スイッチ１０が作動し、この検出スイッチ１０の作動から第２の所定時間経過後に圧縮機２が停止するようにしてもよく、このときは満水検知手段８が満水を検出してから圧縮機２が停止するまでの時間を長く設定することができるから、ドレンタンク７の満水時の圧縮機２の停止と起動による騒音と振動の発生はほとんどなくなった。

図に示す実施例によってこの発明を説明すると、１は空気調和機を構成する枠体、２は枠体１内に収納された冷媒圧縮用の圧縮機、３は圧縮機２で圧縮された冷媒が高温高圧ガスとなって送られるコンデンサ、４はコンデンサ３で放熱して液化した冷媒が減圧される減圧器、５は減圧器４で減圧された冷媒が送られるエバポレータであり、冷媒はエバポレータ５に送られて気化し、冷媒の気化熱によって周囲を冷却する。その後エバポレータ５で気化した冷媒ガスは圧縮機２に戻され、再び圧縮機２で加圧された冷媒がコンデンサ３に送られて循環している。

実施例の空気調和機は除湿機とよばれるタイプの空気調和機であり、１１は前記コンデンサ３とエバポレータ５が配置される枠体１内に形成した送風経路、１１ａはコンデンサ３とエバポレータ５に送風する送風経路１１内に設けた送風ファン、１１ｂは枠体１の背面に配置した空気吸込み口、１１ｃは枠体１の上面に配置した空気吹出し口であり、送風ファン１１ａによって送風される空気の上流側にエバポレータ５が配置され、下流側にコンデンサ３が配置されている。

送風ファン１１ａによって送風される空気は始めにエバポレータ５を通過して除湿され、除湿されて水分が除去された空気はコンデンサ３に送られ、圧縮機２から送られる高温高圧のガス状冷媒を冷却して液化させる。そして、コンデンサ３を通過して高温となった空気は空気吹出し口１１ｃから排出されて室内を除湿する。

６はエバポレータ５の下方に設けたドレンパン、６ａはドレンパン６の下部に設けたドレン水排水経路、７は枠体１内の下部に設けたドレンタンク、１ａはドレンタンク７の側方に位置するタンク取出し口であり、エバポレータ５で除湿される空気に含まれる水分はエバポレータ５の表面に結露してドレン水となり、ドレンパン６に滴下する。ドレンパン６に滴下したドレン水はドレン水排水経路６ａから排水されてドレンタンク７に溜まり、枠体１のタンク取出し口１ａを開いてドレンタンク７を枠体１内から取り出して捨て水する。

８はドレンタンク７が満水になったときに作動する満水検知手段、８ａは満水検知手段８に連動するスイッチであり、該スイッチ８ａは圧縮機２の回路に接続されており、閉路のときに圧縮機２が運転し、開路のときに圧縮機２が停止する。ドレンタンク７が満水になっていない状態で枠体１内に収納するとスイッチ８ａが閉路となり、圧縮機２に通電するから空気調和機が運転する。また、ドレンタンク７を装着していないときとドレンタンク７の満水時にはスイッチ８ａが開路となるので、圧縮機２が停止するものである。

ドレンタンク７が満水となって満水検知手段８が作動すると圧縮機２が停止し、ドレン水がオーバーフローする前に空気調和機の運転が停止する。そして、使用者がドレンタンク７を枠体１内から取り出して捨て水した後、ドレンタンク７を枠体１内に戻して空気調和機の運転を再開することができる。

ところで、空気調和機の運転が停止しても、エバポレータ５やドレンパン６のドレン水はすぐには無くならず、運転停止後も暫くの間はドレン水排水経路６ａからドレン水が落下するものである。従って、ドレンタンク７の排水をしている間にドレン水排水経路６ａからドレン水が落下し、枠体１内の底面に見苦しい水垂れを作り出して製品価値を大きく低下させる問題がある。

このための対策として従来では、ドレンタンク７を取り出したときにドレン水排水経路６ａを閉塞する構造を持った空気調和機が存在するが、この従来構造はドレン水排水経路６ａを閉塞するためのレバーと、レバーに設けたパッキンと、レバーを作動するためのバネの最低３部品が必要であり、部品点数や組立て工程数が増加して安価に提供できないものであった。また、パッキンの劣化やバネの動作不良等の心配があり、動作の信頼性も低いものであった。

この発明はこの課題を解決するもので、６ｂはドレンパン６の端部に設けた回転支点であり、ドレンパン６は回転支点６ｂによって回動可能に枠体１内に取付けられており、前記ドレン水排水経路６ａは回転支点６ｂの付近に形成されている。６ｃはドレン水排水経路６ａを挟んで回転支点６ｂとは反対側のドレンパン６の端部に形成した受皿形状をした予備ドレンパン、６ｄは予備ドレンパン６ｃ側のドレンパン６の下面から下方に伸ばしたタンク接触部であり、ドレンパン６はドレンタンク７の非装着時に予備ドレンパン６ｃがドレン水排水経路６ａより低く位置するように傾斜した状態で保持され、エバポレータ５がドレン水排水経路６ａと予備ドレンパン６ｄとの間に位置するように配置されている。

そして、ドレンタンク７を枠体１内に装着すると、ドレンタンク７の上面がドレンパン６のタンク接触部６ｄを上方に持ち上げ、ドレンパン６は回転支点６ｂを中心に可動し、予備ドレンパン６ｃがドレン水排水経路６ａよりも高い位置に保持される。従って、この状態で空気調和機の運転を開始すると、エバポレータ５からドレンパン６に落下したドレン水が最下部に位置するドレン水排水経路６ａに向かって流れ、ドレン水排水経路６ａから排水されてドレンタンク７に溜まる。

この状態で運転を継続してドレンタンク７が満水になると、満水検知手段８のスイッチ８ａが開路となり圧縮機２が停止するので、使用者はドレンタンク７を取り出して捨て水を行う。ドレンパン６を持ち上げていたドレンタンク７が取り出されると、ドレンパン６はその自重によって回転支点６ｂを中心に可動して傾斜し、予備ドレンパン６ｃがドレン水排水経路６ａより低く位置した状態になり、ドレンタンク７が取り出されている間にエバポレータ５から落下するドレン水はドレン水排水経路６ａよりも低い位置に落下し、最下部に位置する予備ドレンパン６ｃに流れて予備ドレンパン６ｃに集められる。

この場合、予備ドレンパン６ｃの容量は、満水検知手段８の作動による運転停止後にエバポレータ５に付着して残るドレン水の量よりも大きく設定しておけばよく、ドレンタンク７を取り出して排水作業を行う間は圧縮機２が停止したままであり、この間にエバポレータ５でドレン水が発生することはないから、ドレンタンク７を取り出したままにしておいてもドレン水がドレンパン６からオーバーフローすることはない。

そして、ドレンタンク７のドレン水を捨てた後、ドレンタンク７を枠体１内に装着すると、ドレンパン６はドレンタンク７によって上方に持ち上げられ、予備ドレンパン６ｃがドレン水排水経路６ａよりも高い位置に保持される。そして、ドレンタンク７を取り出している間に予備ドレンパン６ｃに溜められたドレン水はドレン水排水経路６ａに流れ、ドレン水排水経路６ａから排水されてドレンパン７に溜まる。

このように、ドレンタンク７が取り出されている間にエバポレータ５から落下するドレン水は予備ドレンパン６ｃに収納され、ドレン水排水経路６ａからドレン水が落下することがなくなったから、枠体１内の底面にドレン水による見苦しい水垂れを作り出すことがなくなった。

従来のドレン水排水経路６ａを塞ぐ構造では、長期間の使用によるパッキンの劣化やバネの作動不良等の心配があるため、ドレン水の落下防止構造としての信頼性は今一歩の感があり、部品点数や組立工程数の増加によるコストアップにつながるものであった。

この発明は、ドレンタンク７を取り出したときはドレンパン６がその自重によって回動すると共に、エバポレータ５から落下したドレン水はドレンパン６の予備ドレンパン６ｃに集められる構成であるから、空気調和機を長期間にわたって使用してもドレンパン６は確実に作動するものであり、また、ドレン水排水経路６ａを塞ぐための構造が不要となり部品点数や組立工程数の増加もほとんどなくできるので、信頼性の高いドレン水落下防止構造を安価に実現することができるものとなった。

また、予備ドレンパン６ｃのない従来構造においては、満水検知手段８の作動時はドレン水のオーバーフローを防止するために即座に圧縮機２を停止する必要があるが、圧縮機２は起動時と停止時に大きな音と振動が発生するものであり、ドレンタンク７の満水時と、ドレンタンク７の排水後の空気調和機の運転再開時には常に大きな音と振動を発生させるため、使用者にとって非常な不快な動作となっていた。

図３に示す実施例において、９は空気調和機の運転を制御する制御装置であり、該制御装置９は満水検知手段８がドレンタンク７の満水を検出してスイッチ８ａが開路となると、満水検知手段８の満水検出から所定時間経過後に圧縮機２を停止する構成となっている。

満水検知手段８はドレンタンク７の満量より少し余裕を持たせて作動し、満水検出時のドレンタンク７の空き容量が予備ドレンパン６ｃの容量とほぼ同じになるように設定し、制御装置９が満水検知手段８の作動から圧縮機２を停止するまでの時間は、満水検出後に発生するドレン水がドレンタンク７の空き容量及び予備ドレンパン６ｃの容量よりも少なくなるように設定する。

１２は満水検知手段８の作動時にランプを点灯したりブザーを鳴らしたりする報知手段であり、制御装置９は満水検知手段８が満水を検出すると報知手段１２を作動し、使用者にドレンタンク７の満水を知らせる。

そして、前記した所定時間内に使用者がドレンタンク７の満水に気付き、満水となったドレンタンク７の排水を行うために枠体１内からドレンタンク７を取り出すと、ドレンパン６は回転支点６ｂを中心に可動して傾斜する。このとき圧縮機２は運転を継続しており、ドレンタンク７の排水中もエバポレータ５でドレン水が発生するが、このドレン水はドレンパン６に落下して予備ドレンパン６ｃに溜まるので、圧縮機２が運転したままドレンタンク７を取り出しても枠体１内の底面をドレン水で濡らすことはない。

ドレンタンク７の排水後、空になったドレンタンク７を枠体１内に装着すると満水検知手段８は閉路となるから、空気調和機は通常運転に戻る。従って、所定時間内にドレン水の排水作業を完了すれば圧縮機２を停止させることがないから、騒音や振動の発生を防止することができる。

また、使用者が満水に気付かず、ドレンタンク７の排水が完了する前に所定時間が経過したときは圧縮機２が停止するので、この間に発生するドレン水の量はドレンタンク７の空き容量や予備ドレンパン６ｃの容量よりも少ないから、ドレン水がオーバーフローする心配はなく、圧縮機２の停止後にドレンタンク７を枠体１内から取り出してドレン水の排水を行い、ドレンタンク７を装着して運転を再開すれば、圧縮機２が起動して運転を開始する。

また、図４に示すこの発明の他の実施例において、１０はドレンタンク７を取り出してドレンパン６が傾斜したときにドレンパン６の端部と接触する位置に設けた検出スイッチであり、枠体１内にドレンタンク７がないときはドレンパン６によって検出スイッチ１０が押されて開路となり、ドレンタンク７を装着したときはドレンパン６が上方に移動して検出スイッチ１０から離開するから閉路となるものであり、この検出スイッチ１０によってドレンタンク７の有無を検出することができる。

そして、制御装置９は満水検知手段８がドレンタンク７の満水を検出すると、所定時間経過後に圧縮機２を停止する動作を行うが、この所定時間内に検出スイッチ１０が開路となったときは、検出スイッチ１０の作動から第２の所定時間経過後に圧縮機２を停止する構成となっている。

そして、満水検知手段８の作動から圧縮機２が停止するまでの時間はこの間に発生するドレン水の量がドレンタンク７の空き容量よりも少なくなるように設定し、検出スイッチ１０の作動から圧縮機２が停止するまでの第２の所定時間はこの間に発生するドレン水の量がドレンパン６ｃの容量よりも少なくなるように設定してある。

この構成では、満水検知手段８の満水検出から所定時間が経過する前に使用者がドレンタンク７の満水に気付き、満水となったドレンタンク７の排水を行うために枠体１内からドレンタンク７を取り出すと、ドレンパン６は回転支点６ｂを中心に可動して検出スイッチ１０が押されて開路となるから、このときから更に第２の所定時間が経過するまでは圧縮機２の運転を継続することができる。

従って、満水検知手段８が満水を検出してから所定時間内にドレンタンク７を取り出したときは、圧縮機２が停止するまでの時間を長く設定できるものとなり、使用者にとって不快な動作となっていた騒音と振動を発生させることがほとんどなくなった。

また、使用者が満水に気付かず、ドレンタンク７を取出す前に所定時間が経過したときは圧縮機２が停止し、この間に発生するドレン水の量はドレンタンク７の空き容量よりも少ないから、ドレン水がオーバーフローする心配はない。

更に、所定時間が経過する前にドレンタンク７を取出し、ドレンタンク７を装着する前に第２の所定時間が経過したときも圧縮機２が停止し、この間に発生するドレン水の量は予備ドレンパン６ｃの容量よりも少ないから、この場合もドレン水がオーバーフローする心配はないものであり、枠体１内の底面をドレン水で濡らすことはないものである。

この発明の実施例を示す空気調和機の断面図である。 図１に示す実施例において、ドレンタンクを取り出した状態を示す要部の断面図である。 この発明の実施例の構成を示すブロック図である。 この発明の他の実施例を示す空気調和機の断面図である。

符号の説明

１ 枠体
２ 圧縮機
３ コンデンサ
４ 減圧器
５ エバポレータ
６ ドレンパン
６ａ ドレン水排水経路
６ｂ 回転支点
６ｃ 予備ドレンパン
６ｄ タンク接触部
７ ドレンタンク
８ 満水検知手段
９ 制御装置
１０ 検出スイッチ

Claims (3)

1. 空気調和機の枠体１内には、冷媒を圧縮する圧縮機２と、高温のガス状冷媒が送られるコンデンサ３と、液化した冷媒が減圧器４を介して送られるエバポレータ５とを設け、
   該エバポレータ５で気化した冷媒が圧縮機２に戻される冷凍サイクルを有し、
   かつ、エバポレータ５の下方にはドレンパン６が構成され、該ドレンパン６の下部にはドレン水排水経路６ａを設け、該ドレン水排水経路６ａはドレン水を最終的に収納するドレンタンク７に連通する排水経路を有する一体形の空気調和機において、
   前記ドレンパン６は一端に回転支点６ｂを有し、該回転支点６ｂの傍らにドレン水排水経路６ａを配置し、遠方には充分な容量を持つ予備ドレンパン６ｃを形成すると共に、
   ドレンパン６の下部にはタンク接触部６ｄを形成し、
   ドレンタンク７の装着時はドレンタンク７上部がタンク接触部６ｄを持ち上げ、ドレンパン６が回転支点６ｂを支点に可動して予備ドレンパン６ｃがドレン水排水経路６ａより高く位置し、ドレン水をドレン水排水経路６ａからドレンタンク７に排水すると共に、
   ドレンタンク７の非装着時はドレンパン６が回転支点６ｂを支点に可動して予備ドレンパン６ｃがドレン水排水経路６ａより低く位置し、ドレン水を予備ドレンパン６ｃに溜めることを特徴とする空気調和機のドレン水処理機構。
2. 前記枠体１内にはドレンタンク７の満水時に作動する満水検知手段８を設けると共に、該満水検知手段８が満水検出したときから所定時間経過後に前記圧縮機２を停止する制御装置９を備えたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機のドレン水処理機構。
3. ドレンタンク７の有無によって可動するドレンパン６の位置を検出する検出スイッチ１０を設け、
   前記満水検知手段８が満水検出してから所定時間経過前に検出スイッチ１０の作動があったときは、更に第２の所定時間経過後に圧縮機２を停止することを特徴とする請求項１記載の空気調和機のドレン水処理機構。
   
   

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