JP2005207645A

JP2005207645A - 空気調和装置の室外ユニット

Info

Publication number: JP2005207645A
Application number: JP2004013169A
Authority: JP
Inventors: Junichi Sakamoto; 純一坂本; Yasushi Sasaki; 術佐々木
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2005-08-04

Abstract

【課題】酸素富化膜ユニットの組立作業及び酸素富化膜ユニットのサービス作業が容易な空気調和装置の室外ユニットを提供する。
【解決手段】本空気調和機の室外ユニットは、このユニット上部を上下に仕切る仕切板で区画し上部に収納部を形成し、この収納部に室外空気を導入し、透過膜により酸素を分離して高濃度の酸素を得るための酸素富化膜ユニットと、この酸素富化膜ユニットから得られた酸素を室内側に供給するためのポンプと、酸素富化膜ユニットに空気を供給し窒素を室外側に排気するためのブローファンとを仕切板上に配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は空気調和装置の室外ユニットに係わり、特に酸素富化膜装置を備えた空気調和装置の室外ユニットに関する。

従来、密閉構造の室内で空調を行うので、室内空気中の酸素が消費され、室内の酸素濃度が低下するため、室内に酸素を多く含む空気を室内に供給する酸素富化膜装置を搭載した空気調和装置の室外ユニットが提案されている。このような従来の酸素富化膜ユニットは、雨水にぬれないように、ポンプ及び管内乾燥用切換弁が圧縮機のある機械室側に配置され、酸素富化膜がプロペラファンのある送風室側に配置されている。

しかしながら、従来の室外ユニットは、酸素富化膜ユニットの組立も室外ユニットの組立ライン上で行う必要があり、組立時間がかかりその組立効率も悪く、また、サービス作業については、酸素富化膜の点検時一度運転を停止する必要があり、前キャビネットを外さないとシステム点検できないため、プロペラファンがむきだしになり危険であるという問題があった。

また、特許文献１に記載の酸素富化膜ユニットを備えた空気調和装置の室外ユニットは、酸素富化膜ユニットを室外ユニット用キャビネットとは別個のキャビネットに収納し、これを室外ユニット用キャビネットに取付けているが、このような構造では、組立が複雑になり、また、点検にも手間を要し、さらに、電気部品箱を室外ユニット用キャビネットに収納するため、電気部品の点検にも手間を要する。
特開平５−９９４５７号公報（段落［０００８］、［０００９］、図２、図３）

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、酸素富化膜ユニットの組立作業及び酸素富化膜ユニットのサービス作業が容易な空気調和装置の室外ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、周囲をキャビネットで覆い、底板上に載置された熱交換器と送風機を収納した熱交換室と、圧縮機を収納した機械室とを仕切板を介して左右に区画して配置し、電気部品箱をこの熱交換室と機械室の上部に跨って配置した空気調和機の室外ユニットにおいて、このユニット上部を上下に仕切る仕切板で区画し上部に収納部を形成し、この収納部に室外空気を導入し、透過膜により酸素を分離して高濃度の酸素を得るための酸素富化膜ユニットと、この酸素富化膜ユニットから得られた酸素を室内側に供給するためのポンプと、前記酸素富化膜ユニットに空気を供給し窒素を室外側に排気するためのブローファンとを仕切板上に配置したことを特徴とする空気調和機の室外ユニットが提供される。

本発明に係わる空気調和機の室外ユニットによれば、酸素富化膜ユニットの組立作業及びサービス作業が容易な空気調和装置の室外ユニットを提供することができる。

以下、本発明に係わる空気調和装置の室外ユニットの一実施形態について添付図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る空気調和機の室外ユニットの斜視図、図２はその内部を示す斜視図である。

図１及び図２に示すように、本発明に係る空気調和機の室外ユニット１はキャビネット２を有し、このキャビネット２内を縦仕切板３により区画して、熱交換室４と機械室５をその左右に形成し、熱交換室４には底板６上に載置して熱交換器７及び送風機８を収納し、機械室５には圧縮機９を収納し、さらに、熱交換室４と機械室５の上部に跨って電気部品箱１０を配置している。

また、キャビネット２内の上部を上下に仕切る横仕切板１１で区画し上部に収納部１２を形成し、この収納部１２には酸素富化膜ユニット１３を収納している。

さらに、キャビネット２は、コ字状の前キャビネト板２ａと、この前キャビネト板２ａの上方に配置され高さの低いコ字状の前上部キャビネット板２ｂと、前キャビネット板２ａに対向し平板状の後キャビネット板２ｃと、この後キャビネット板２ｃの上方に配置され平板状の後上部キャビネット板２ｄと、前上部キャビネット板２ｂと後上部キャビネット板２ｄによって形成される開口部２ｅを閉塞する天板２ｆで構成され、これら各々を螺着し、さらに、前キャビネット板２ａと後キャビネット２ｃを底板６に螺着して、上記熱交換室４、機械室５及び収納部１２を形成している。

上記酸素富化膜ユニット１３は、収納部１２に室外空気を導入し高濃度の酸素を得るためのものであり、さらに、この収納部１２に酸素富化膜ユニット１３から得られた酸素富化空気を吸引し室内側に供給するためのポンプ１４と、酸素富化膜ユニット１３に空気を供給し窒素を室外側に排気するためのブローファン１５とを横仕切板１０上に配置した状態で収納している。

図２及び図３に示すように、酸素富化膜ユニット１３は、外筒体１３ａの内部に後述し図４に示す酸素富化膜モジュール１３ｍを内装し、図２中左側（図３中右側）に設けた吸気口１３ｂから空気を吸込み、酸素富化膜モジュール１３ｍを通過させて、酸素濃度を高めて酸素富化膜空気とし、外筒体１３ａの中心部に酸素富化膜空気を集め、ポンプ１４により乾燥運転用二方弁１６を具備する給気管１７へ吸引し、さらに、ポンプ１４により加圧して、送気管１８を介して室内に給気するようになっている。一方、窒素濃度が高くなった空気を右側に設けた排気口１３ｃから排気し、ブローファン１５により、前上部キャビネット板２ｂに設けられた右側の取手透孔２ａ_２から収納部１２外に排出するようになっている。なお、収納部１２へ外部空気の導入は、ブローファン１５によって、前上部キャビネット板２ｂに設けられた左側の取手透孔２ａ_１を介して吸込まれ、吸気口１３ｂに送気されるようになっている。

図４に示す酸素富化膜モジュール１３ｍは、中心に円筒管１３ｍ_１を配置し、この円筒管１３ｍ_１の長手方向の側面に連続して多数の富化酸素吸込み透孔を穿設し、袋状に形成された２枚の透過膜１３ｍ_２の内側に酸素が通るスペースを設けるための膜間透過側スペーサ１３ｍ_３を介在させて帯状に形成し、さらに、帯状の長手方向の一端部を開口し内部が筒状管１３ｍ_１の透孔に連通するよう接合し、円筒管１３ｍ_１の周囲に透過膜１３ｍ_２の外表面側に長手方向に空気の流通路が形成されるように空気側スペーサ１３ｍ_４を介在させて渦巻状に巻回させて円筒状に形成して構成されている。この酸素富化膜ユニット１３ｍの長手方向一側面側に空気流通路の隙間に強制的に空気を流すためのファンを連結し、吸引運転することで、反対方向から空気が導入されて、透過膜１３ｍ_２の外表面間を通過する。この際、袋状の透過膜１２ｍ_２外表面から酸素が内側に透過され、膜間透過側スペーサ１３ｍ_３の溝を介して、中心側に送られ、袋状透過膜１２ｍ_２の端部に連結した部分に形成する筒状管１３ｍ_１の透孔から、円筒管１３ｍ_１に入り、円筒管１３ｍ_１の一端に連結する真空ポンプと連結した吸引パイプにより、吸引されて、ポンプにより、室内側に送られる。また、透過膜１２ｍ_２外表面の酸素が透過し、透過されない窒素を多く含んだ空気は、上述し図２に示すように、ブローファン１５に吸引されて、反対側の排気口１３ｃから排気し、キャビネット２に形成された把手透孔２ａ_２より、収納部１２外に排気される。

なお、一般に酸素富化膜モジュールの流量、酸素濃度の温度特性は図７に示すように、酸素富化膜モジュールに供給される空気温度が低いときに酸素富化膜モジュール通過後の空気流が大幅に減少する。そこで、ブローファン１５の吸気容量を適宜変化させることでこれに対応させるのが好ましい。

また、酸素富化膜ユニット１３の室外ユニット１への組込みは、予め酸素富化膜ユニット１３と、ポンプ１４及びブローファン１５を横仕切板１０上に取付け、配管して酸素富化膜ユニットを完成状態に組立てておく。

一方、熱交換器７、送風機８及び圧縮機９を底板６に取付け、前上部キャビネット板２ｂを取付けた前キャビネット板２ａと、後上部キャビネット板２ｄを取付けた後キャビネット板２ｃを底板６に取付け、さらに、電気部品箱１０を縦仕切板３に取付けることで組込む。しかる後、別工程で予め組立てられた酸素富化膜ユニット１３を室外ユニット（キャビネット）内に組込む。このとき、横仕切板には電気部品箱１０の平面視形状と同様の形状の切欠部１１ａを形成しているので、電気部品箱１０をこの切欠部１１ａに収容することができ、電気部品箱１０が邪魔になることなく、酸素富化膜ユニット１３のキャビネット２内への組込みを容易に行うことができる。酸素富化膜ユニット１３の組込み後、天板２ｆを取付けて開口部２ｅを塞ぎ、組立は完了する。

従って、サービス時、天板２ｆ、前上部キャビネット板２ｂを外せば酸素富化膜ユニット全体が見えサービスが可能になり、また電気部品サービスは、横仕切板１１に切欠部１１ａを設けているので、電気部品箱１０の天井部（上蓋）を外すことで行える。

次に本発明に係る空気調和機の室外ユニットの働きについて説明する。

図２に示すように、例えば暖房運転時、圧縮機９で圧縮された高温の冷媒ガスは、室内機の熱交換器で室内空気と熱交換してこれを加熱し、冷媒自身は冷却されて、液冷媒になり室外機ユニット１の熱交換器７に戻る。一方、ブローファン１５の作用により、取手透孔２ａ_１、吸気口１３ｂを介して、酸素富化膜ユニット１３に吸込まれた空気は、ポンプ１４の吸引作用により、酸素富化膜モジュールを通過し、酸素富化膜空気となって、中心部の円筒管１３ｍ_１に集まり、さらに、ポンプ１４により加圧して、送気管１８を介して室内に給気するようになっている。一方、窒素濃度が高くなった空気を右側に設けた排気口１３ｃから排気し、ブローファン１５により、前上部キャビネット板２ｂに設けられた右側の取手透孔２ａ_２から収納部１２外に排出するようになっている。

上記のような酸素富化膜過程において、酸素富化膜ユニット１３をキャビネット２内上部に形成された収納部１２に収納しているので、熱交換器７からの空気流の流路を妨げることがない。また、電気部品箱１０の天井部が横仕切板１１の上面とほぼ同一面となっているので、窒素高濃度の空気の流れを妨げることなく、右側の取手透孔２ａ_２から収納部１２外に効率よく排出できる。さらに、収納部１２に収納されたブローファン１５により、酸素富化膜ユニット１３へ送気するが、この送気は熱交換器７を通過して低温に冷却された空気を導入することなく、取手透孔２ａ_１から吸込まれた室外空気を用いるので、この外気の温度が低くとも、酸素富化膜モジュール通過後の空気流量の減少はなく、室内に供給される酸素量を従来に比べ上昇させることができ、暖房運転中でも十分な酸素量を室内に供給可能となる。

上記のように本実施形態によれば、酸素富化膜ユニットの構成部品を横仕切板上に取付ける構造になっているので、酸素富化膜ユニットの室外ユニットへの組込みが容易になり、また、天板、前上部キャビネット板を外せば酸素富化膜ユニット全体が見えてサービスが容易に可能になる。さらに、横仕切板に切欠部を設けているので、電気部品サービスは、電気部品箱の天井部（上蓋）を外すことで行える。

なお、図７に示し、上述した酸素富化膜モジュールの流量、酸素濃度の温度特性に対処するため、図５に示すように、収納部１２に収納されたファン１９に酸素富化膜モジュールの冷却を兼ねさせることにより、酸素富化膜は、富化膜に供給される空気の温度が低いときに、酸素富化膜モジュール通過後の空気流量が減少し、室内に供給される酸素量が減少するが、酸素富化膜モジュールを熱交換後の空気の影響を受けない収納部に設置することにより、暖房運転時の酸素富化膜モジュールに供給される空気の温度を従来に比べ上昇させることができるため、暖房運転中でも十分な酸素量を室内に供給可能となる。

また、図６に示すように、酸素富化膜ユニット１３に送気するためのファン２０を空気流路中にポンプ１４を配設し、このポンプ１４を冷却することにより、高温になった空気を酸素富化膜ユニット１３に供給し、外気温が低い場合にも高濃度の酸素富化膜空気が得られ、十分な酸素を室内に供給することが可能になる。

本発明に係わる空気調和機の室外ユニットの斜視図。本発明に係わる空気調和機の室外ユニットの分解斜視図。本発明に係わる空気調和機の室外ユニットに用いられる酸素富化膜ユニットの斜視図。本発明に係わる空気調和機の室外ユニットに用いられる酸素富化膜ユニットの酸素富化膜モジュールの概念図。本発明に係わる空気調和機の室外ユニットの他の実施形態の概念図。本発明に係わる空気調和機の室外ユニットの他の実施形態の概念図。一般的な酸素富化膜モジュールの流量、酸素濃度の温度特性線図。

符号の説明

１…空気調和機の室外ユニット、２…キャビネット、３…縦仕切板、４…熱交換室、５…機械室、６…底板、７…熱交換器、８…送風機、９…圧縮機、１０…電気部品箱、１１…横仕切板、１１ａ…切欠部、１２…収納部、１３…酸素富化膜ユニット、１４…ポンプ、１５…ブローファン、１９…ファン。

Claims

周囲をキャビネットで覆い、底板上に載置された熱交換器と送風機を収納した熱交換室と、圧縮機を収納した機械室とを仕切板を介して左右に区画して配置し、電気部品箱をこの熱交換室と機械室の上部に跨って配置した空気調和機の室外ユニットにおいて、このユニット上部を上下に仕切る仕切板で区画し上部に収納部を形成し、この収納部に室外空気を導入し、透過膜により酸素を分離して高濃度の酸素を得るための酸素富化膜ユニットと、この酸素富化膜ユニットから得られた酸素を室内側に供給するためのポンプと、前記酸素富化膜ユニットに空気を供給し窒素を室外側に排気するためのブローファンとを仕切板上に配置したことを特徴とする空気調和機の室外ユニット。
前記上下を仕切る仕切板は、電気部品が配置される部分を切り欠き、電気部品箱の天井部が仕切板の上面とほぼ同一面となるように構成したことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の室外ユニット。