JP2005214538A - 空気調和機の排水構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷凍サイクルを備える空気調和機において、ドレン水の少量化機能と除湿機能の両方を備えた冷風機を実現する。
【解決手段】 枠体１内に圧縮機２とコンデンサ３と減圧器４とエバポレータ５とを設けて冷凍サイクルを構成し、枠体１内の高所からエバポレータ５・ドレンパン６・コンデンサ３・ドレンタンク７の順に配置する。ドレンパン６にはドレン水をコンデンサ３に送るための下部ドレン水排水経路６ａと、ドレンタンク７へ送るための上部ドレン水排水経路６ｂを設け、下部ドレン水排水経路６ａにはドレン水の排水経路を切替える開閉弁８を設ける。開閉弁８によってドレン水の排水経路を切替えることで冷風運転と除湿運転が選択でき、冷風運転時にはコンデンサ３でドレン水を蒸発させ、コンデンサ３の冷却とドレン水の少量化を可能とし、除湿運転時にはドレン水を直接ドレンタンク７に送ることができる。
【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。

このような空気調和機において、コンデンサの性能は製品の能力を向上させるためには重要な役目を担っており、コンデンサでの冷媒の冷却効率が良いほど省電力、高能力、過負荷性能が向上するものであり、このコンデンサの高効率化の一手段として、エバポレータで発生するドレン水をコンデンサに散布したりコンデンサを水没させたりして水冷する技術がある。

また、コンデンサの水冷はコンデンサの高効率化のみでなく、エバポレータで発生したドレン水がコンデンサで再蒸発することで、ドレンタンクに収納するドレン水の量を低減させ、ノンドレン、省ドレンといったドレン水の少量化機能を持つことも成されている。

一般的な冷風機は空気中の水分がエバポレータで除湿されているから、除湿機としても使用できるが、上記のようなノンドレンや省ドレンといったドレン水少量化機能を備えた冷風機はエバポレータで除湿した水分をコンデンサで再蒸発させているから、製品としての除湿能力を捨てることになり、除湿を期待する使用者にはこのような機能のない冷風機や専用の除湿機を提供していた。

また、このようなドレン水の少量化機能を備えた製品は、コンデンサが特殊な形状をしていたり、ドレン水をコンデンサに散水するための装置としてポンプや散水羽根などの部品を追加していたりしていたため、高価な製品となってしまっていた。

この発明は上記課題を解決するもので、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構成する一体形の空気調和機において、前記エバポレータ５を枠体１内の高所に設置し、前記コンデンサ３をこのエバポレータ５の下方に設け、エバポレータ５とコンデンサ３の間にはエバポレータ５のドレン水を集めるドレンパン６を配置し、前記コンデンサ３よりも下部にはドレンタンク７を配置すると共に、前記ドレンパン６の下部にはコンデンサ３の上部へドレン水を流す下部ドレン水排水経路６ａを設け、ドレンパン６の上部にはドレンタンク７へドレン水を流す上部ドレン水排水経路６ｂを設け、該下部ドレン水排水経路６ａには開閉弁８を設置し、該開閉弁８の開閉によってドレンパン６に集められたドレン水の排水経路が選択できることを特徴とするものである。

また、コンデンサ３の下方には、コンデンサ３の最低一部が水没可能な中間タンク９を形成し、該中間タンク９には中間タンク排水経路９を設け、該中間タンク排水経路９ａの位置によりコンデンサ３の水没部分が作られることにより、コンデンサ３を効率良く冷却することができる。

また、コンデンサ３はドレンパン６側が高くなるように傾斜して設置すれば、枠体１の全体の高さを低く抑えることができると共に、ドレンパン６から落下したドレン水はコンデンサ３をゆっくり流れることができ、コンデンサ３を効率良く冷却することができる。

更に、コンデンサ３の上部で、下部ドレン水排水経路６ａと連通された部分には吸水力の高い吸水材１０を装着し、下部ドレン水排水経路６ａから滴下されたドレン水は一旦前記吸水材１０に含まれた後、広範囲にコンデンサ３に広がるから、コンデンサ３の冷却とドレン水の蒸発力が向上されるものである。

上記課題を解決するこの発明は、エバポレータ５の下方にコンデンサ３を配置し、エバポレータ５とコンデンサ３の間にドレンパン６を設け、ドレンパン６にはエバポレータ５で発生するドレン水をコンデンサ３の上部へ送る下部ドレン水排水経路６ａと、ドレンタンク７へ排水する上部ドレン水排水経路６ｂとを設け、下部ドレン水排水経路６ａには開閉弁８を設け、開閉弁８を開閉することによってドレン水の排水経路を切替えることができるから、ドレン水をコンデンサ３に送る冷風運転と、ドレン水をドレンタンク７に排水する除湿運転が任意に選択できるものとなった。

また、ドレンパン６がコンデンサ３の上方に位置しているから、散水羽根やポンプ等の部品を組み込まなくてもドレン水をコンデンサ３の上部に送ることができ、低コストでドレン水の少量化機能を構成することができるものとなった。

また、コンデンサ３の下方には中間タンク１０を形成し、中間タンク９にはドレン水をドレンタンク７に排水する中間タンク排水経路９ａを設け、中間タンク９にドレン水を溜めてコンデンサ３の一部が水没するようにしたから、中間タンク９に溜まるドレン水によってコンデンサ３を冷却することができ、冷風能力や過負荷性能の向上、消費電力の削減が可能となった。

また、コンデンサ３を傾斜して設置することで、エバポレータ５の下方にコンデンサ３を配置し、コンデンサ３の下に中間タンク９とドレンタンク７を配置した構成であっても、枠体１の全体の高さは低く抑えることができるものとなった。

更に、コンデンサ３の上部で下部ドレン水排水経路６ａと連通された部分には吸水力の高い吸水材１０を装着したから、下部ドレン水排水経路６ａから滴下するドレン水は一旦吸水材１０に吸収され、吸水材１０から流れ出すドレン水はコンデンサ３の広範囲に広がることができ、下部ドレン水排水経路６ａから滴下するドレン水がコンデンサ３の一部分に集中して早い速度で流れてしまうことはなく、ドレン水が蒸発しやすくなるから、ドレン水の少量化機能が向上でき、ノンドレン、省ドレンといったドレン水の少量化機能を備えた空気調和機が安価に実現できた。

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。

３ｂは枠体１の背面側に配置した温風吹出し口、３ａはコンデンサ３に空気を送風する温風ファンであり、該温風ファン３ａによって送風される空気はコンデンサ３を通過し、この時圧縮機２から送られる高温高圧のガス状冷媒が冷却されて液化する。そして、コンデンサ３を通過して高温となった空気は温風吹出し口３ｂから排出される。

５ｂは枠体１の正面に配置した冷風吹出し口、５ａはエバポレータ５を通過した空気を冷風吹出し口５ｂから吹出す冷風ファンであり、減圧器４で減圧された液体の冷媒はエバポレータ５に送られて気化し、冷風ファン５ａによってエバポレータ５に送られる空気は冷媒の気化熱によって冷却され、冷風となって冷風吹し口５ｂから吹出す。

６はエバポレータ５の下方に配置したドレンパンであり、エバポレータ５で冷却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。

７は枠体１内の下部に装置したドレンタンク、１ａはドレンタンク７の側方の枠体１の壁面に形成したタンク取出し口であり、エバポレータ５で発生するドレン水はドレンタンク７に集められ、タンク取出し口１ａを開いてドレンタンク７を枠体１内から取出し、ドレンタンク７の排水を行うことができるようになっている。

この発明はエバポレータ５を枠体１内の高所に配置し、コンデンサ３をエバポレータ５の下方に配置したものであり、ドレンパン６はエバポレータ５とコンデンサ３の間に位置し、ドレンタンク７はコンデンサ３よりも下方に位置している。

６ａはドレンパン６の底面からコンデンサ３の上方に伸ばした下部ドレン水排水経路、６ｂはドレンパン６の底面からドレンタンク７の上方に伸ばした上部ドレン水排水経路であり、下部ドレン水排水経路６ａの排水口は上部ドレン水排水経路６ｂの排水口よりも低位置に開口している。

８は下部ドレン水排水経路６ａに設けた開閉弁であり、開閉弁８を開いたときは、エバポレータ５で発生してドレンパン６に滴下したドレン水は下部ドレン水排水経路６ａに流れ込み、下部ドレン水排水経路６ａからコンデンサ３の上部に落下する。その結果、コンデンサ３がドレン水によって冷却されるので熱交換効率が上昇すると同時に、ドレン水をコンデンサ３の熱によって蒸発させることができる。

一方、開閉弁８を閉じたときは、ドレンパン６に落下したドレン水は下部ドレン水排水経路６ａから流れずドレンパン６に溜まる。そして、上部ドレン水排水経路６ｂの開口位置まで水位が上昇すると、ドレン水は上部ドレン水排水経路６ｂに流れ込み、上部ドレン水排水経路６ｂから直接ドレンタンク７に送られており、コンデンサ３でドレン水の蒸発は行われないから、エバポレータ５で除湿された水分は全てドレンタンク７に溜まるものとなる。

従来、ドレン水をコンデンサ３の冷却に利用する構造の空気調和機は、冷風専用の空気調和機としての性能は高いものの、コンデンサ３で蒸発したドレン水が温風と一緒に温風吹出口３ｂから吹出すため、せっかくエバポレータ５で除湿した水分が室内に戻ってしまうものであり、除湿能力が低いため除湿の要求には対応できないものであったが、この発明では、開閉弁８を開閉してドレン水排水経路を変更することによって、ドレン水によってコンデンサ３を冷却する冷風運転と、ドレン水を直接ドレンタンク７に送る除湿運転が可能となり、使用者の希望によって機能を選択できるものとなった。

また、ドレン水はコンデンサ３の上方に位置するドレンパン６から直接コンデンサ３に流すことができるから、従来のようにドレン水をかきあげるための散水羽根やドレン水を汲み上げるためのポンプ等の部品を組み込む必要がなく、コンデンサ３の冷却構造とドレン水の少量化機能を備える空気調和機が低コストで実現できるものとなった。

また、ドレンパン６のドレン水を下部ドレン水排水経路６ａからコンデンサ３に送るときにおいて、室内空気の相対湿度が高いときは期待した蒸発量が得られない場合があり、このようなときにはコンデンサ３で蒸発できなかったドレン水がコンデンサ３から滴下してしまうことがある。

この発明の実施例において、９はコンデンサ３の下方に配置した中間タンク、９ａは中間タンク９に設けた中間タンク排水経路であり、中間タンク９はドレンタンク７よりも上方に位置しており、中間タンク排水経路９ａは中間タンク９の側壁上部に開口し、ドレンタンク７の上方にのぞませてある。コンデンサ３で蒸発できずに落下するドレン水は中間タンク９に溜まり、中間タンク９の水位が上昇して中間タンク排水経路９ａの開口位置まで達すると、中間タンク排水経路９ａにドレン水が流れ込み、中間タンク排水経路９ａからドレンタンク７に送ることができる。

このとき、中間タンク９には一定量のドレン水が溜まり、中間タンク９に溜まるドレン水によってコンデンサ３の下部が水没するので、コンデンサ３を水冷することができ、ドレン水によるコンデンサ３の冷却とドレン水の一部を蒸発させる機能を得ることができ、製品の冷風能力や過負荷性能、省電力性能が向上できるものとなった。

また、エバポレータ５の下方にコンデンサ３を配置し、コンデンサ３の下方に中間タンク９とドレンタンク７を配置すると枠体１の高さ寸法が大きくなるが、この発明ではコンデンサ３をドレンパン６側が高くなるように傾斜して取付けたので、枠体１の全体の高さを抑えることができると共に、コンデンサ３を傾斜させることによってドレン水がゆっくり流れるようになるから、コンデンサ３の冷却効率やドレン水の蒸発の向上も可能となった。

また、この発明の他の実施例において、１０は下部ドレン水排水経路６ａと対向するコンデンサ３の上部に設けた吸水材であり、下部ドレン水排水経路６ａから滴下するドレン水は吸水材１０に吸収され、吸水材１０全体に広がって保水される。吸水材１０の保水が限界となったとき、吸水材１０からしみだしたドレン水はコンデンサ３の上部からコンデンサ３全体に沿って落下をはじめる。コンデンサ３の広範囲にわたってドレン水が流れることができるから、コンデンサ３の冷却効率を高めると共にドレン水の蒸発を促進することができる。

したがって、下部ドレン水排水経路６ａから落下するドレン水がコンデンサ３の一部だけに集中して流れることはなく、コンデンサ３の全体をゆっくりと流れることができるようになったので、充分なコンデンサ３の冷却とドレン水の蒸発機能を持つことが可能となり、冷風能力や過負荷性能、省電力性能が向上すると共に、ドレン水の低減による排水作業回数の削減、運転の長時間化が可能となった。

また、最近では空気調和機の洗浄スプレーが市販されており、洗浄スプレーをエバポレータやコンデンサに吹付けて洗浄することができるが、冷風機や除湿機のような一体型の空気調和機の多くは洗浄液が届かない位置にコンデンサが配置されており、コンデンサ３の洗浄ができない構造となっていた。また、コンデンサ３の洗浄ができるものでも、ドレン水少量化機能によりドレンタンクを備えていない製品では、枠体１内に洗浄液と汚れが残ってしまうため洗浄効果が十分発揮できず、また、枠体１内に残った洗浄液はドレンパンなどの部品を劣化させて故障の原因となるため、洗浄液の処理が問題となっていた。

この発明では、エバポレータ５から流れ落ちる洗浄液がコンデンサ３にも流れるから、洗浄スプレーを利用してのエバポレータ５、コンデンサ３の双方の洗浄が可能となると共に、コンデンサ３から流れ落ちる洗浄液は中間タンク９から中間タンク排水経路９ａを通ってドレンタンク７に排出できるので、洗浄液の処理が可能となり、メンテナンス性にも優れた空気調和機を提供できるものとなった。

この発明の実施例を示す空気調和機の側面断面図である。 この発明の実施例を示す空気調和機の背面断面図である。

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 下部ドレン水排水経路
６ｂ 上部ドレン水排水経路
７ ドレンタンク
８ 開閉弁
９ 中間タンク
９ａ 中間タンク排水経路
１０ 吸水材

Claims (4)

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構成する一体形の空気調和機において、
   前記エバポレータ５を枠体１内の高所に設置し、前記コンデンサ３をこのエバポレータ５の下方に設け、エバポレータ５とコンデンサ３の間にはエバポレータ５のドレン水を集めるドレンパン６を配置し、前記コンデンサ３よりも下部にはドレンタンク７を配置すると共に、
   前記ドレンパン６の下部にはコンデンサ３の上部へドレン水を流す下部ドレン水排水経路６ａを設け、ドレンパン６の上部にはドレンタンク７へドレン水を流す上部ドレン水排水経路６ｂを設け、
   該下部ドレン水排水経路６ａには開閉弁８を設置し、該開閉弁８の開閉によってドレンパン６に集められたドレン水の排水経路が選択できることを特徴とする空気調和機の排水構造。
2. 前記コンデンサ３の下方には、コンデンサ３の最低一部が水没可能な中間タンク９を形成し、該中間タンク９には中間タンク排水経路９を設け、該中間タンク排水経路９ａの位置によりコンデンサ３の水没部分が作られることを特徴とする請求項１に記載した空気調和機の排水構造。
3. 前記コンデンサ３はドレンパン６側が高くなるように傾斜して設置したことを特徴とする請求項１に記載した空気調和機の排水構造。
4. 前記コンデンサ３の上部で、下部ドレン水排水経路６ａと連通された部分には吸水力の高い吸水材１０を装着し、下部ドレン水排水経路６ａから滴下されたドレン水は一旦前記吸水材１０に含まれた後、広範囲にコンデンサ３に広がることを特徴とする請求項１に記載した空気調和機の排水構造。
   
   

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