JP2018077039A - 空調機 - Google Patents

Abstract

【課題】空調機の設置に付随する配管工事を簡素にして所期の個所に容易に設置できるようにした空調機を提供する。
【解決手段】空気が流通する開口部５，６を有する筐体２と、筐体２内に配設され熱媒と空気とを熱交換する熱交換器７と、熱交換器７で熱交換された空気を筐体２外に送出する送風機８と、熱交換器７の外面に生じる凝縮水をドレン水として集水する第１の集水部１１ａと、該ドレン水と同時に、筐体２内で空気の流れに沿って熱交換器７とは別に設けられた機器に生じるドレン水を集水する第２の集水部１２ａと、第１の集水部１１ａまたは第２の集水部１２ａのうち下方に位置する集水部１２ａに連通し、ドレン水を筐体２外に排出するドレン口１０と、を少なくとも備えた空調機であって、第１の集水部１１ａと第２の集水部１２ａとを連通するとともに、ドレン水をドレン口１０側に排出可能な連通路が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気を取り込む開口部を有する筐体の内部に、熱媒と空気とを熱交換する熱交換器と、該熱交換器に生じる凝縮水を集水する集水パンと、熱交換器とは別に生じるドレン水を集水するドレンパンと、ドレン水を前記筐体外部に排出するためのドレン口とを備えた空調機に関する。

従来の空調機は、例えば、熱媒と空気との熱交換により熱交換器の外面に生じる凝縮水など筐体内で生じるドレン水を、ドレン口を介し筐体外に排出するために、筐体に複数のドレン口を設け、当該筐体の設置後にドレン口に排水管を接続したものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２９４２６２号公報（第３頁、第３図）

このように筐体に複数のドレン口を設けた空調機として、例えば図６（ａ）に示される空調機５０のように、筐体５２内に複数の熱交換器５３、熱交換器５４が空気の流れ方向に沿って直列的に並設されたものがあり、熱交換器５３の外面に生じる凝縮水をドレン水としてドレンパン５５で集水し、第１のドレン口Ｄ１を介し筐体５２の外部に排出するとともに、隣接した熱交換器５４に生じるドレン水をドレンパン５７で集水して、第２のドレン口Ｄ２を介し筐体５２の外部に排出するものがある。

また例えば図６（ｂ）に示される空調機６０のように、筐体６２内に熱交換器６３、加熱器６４、そして加湿器６１が空気の流れ方向に沿って直列的に並設されたものがあり、熱交換器６３の外面に生じる凝縮水をドレン水としてドレンパン６５で集水し、第１のドレン口Ｄ１を介し筐体６２の外部に排出するとともに、同じく加湿器６１に生じる結露水をドレン水をドレンパン６７で集水して、第２のドレン口Ｄ２を介し筐体６２の外部に排出するものがある。

更に例えば、特に図示しないが、上記した熱交換器の外面に生じる凝縮水をドレン水としてドレンパンで集水して、第１のドレン口を介し筐体の外部に排出するほか、当該筐体内にて空気流を生成する送風ファンの外面に生じる凝縮水を別のドレン水として集水し、若しくは、筐体内に取り込んだ空調前の外気に含まれる雨水、結露水等の水分を別のドレン水として集水して、第２のドレン口を介し筐体の外部に排出するなど、これら複数のドレン口に排水管を接続したものがある。

このような空調機にあっては、その設置に伴う付帯工事として、臭気や害虫等の侵入を防止するため、各ドレン口に対し、トラップ用の貯留水を湛える排水トラップが接続され、更に下水管等の排水管に接続する配管工事が必要とされる。

しかしながら、従来の空調機にあっては、このように筐体に複数のドレン口が設けられている場合、これらのドレン口を集約する排水トラップを設けると、当該排水トラップよりも上流側（上方）で、各ドレン口に連通する筐体内の熱交換器、送風ファン、空調前空気の取り込み口などの内部空間同士で空気がバイパス流通してしまうという不具合が生じる。

よって、図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、この種の空調機の設置に伴う付帯工事として、筐体５２、６２に設けられた複数のドレン口Ｄ１，Ｄ２に対し、個別にドレン配管Ｌ１，Ｌ２及び排水トラップＴ１，Ｔ２を接続し、更に各々の排水トラップＴ１，Ｔ２を排水管Ｐに接続する配管工事が必要であり、更に寒冷地の場合、各々の配管全てに凍結防止用の追加施工を要するなど、付帯工事の工数が増加する虞が生じるという問題がある。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、空調機の設置に付随する配管工事を簡素にして所期の個所に容易に設置できるようにした空調機を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の空調機は、
空気が流通する開口部を有する筐体と、前記筐体内に配設され熱媒と空気とを熱交換する熱交換器と、該熱交換器で熱交換された空気を前記筐体外に送出する送風機と、前記熱交換器の外面に生じる凝縮水をドレン水として集水する第１の集水部と、該ドレン水と同時に、前記筐体内で前記空気の流れに沿って前記熱交換器とは別に設けられた機器に生じるドレン水を集水する第２の集水部と、前記第１の集水部または第２の集水部のうち下方に位置する集水部に連通し、ドレン水を前記筐体外に排出するドレン口と、を少なくとも備えた空調機であって、
前記第１の集水部と前記第２の集水部とを連通するとともに、ドレン水を前記ドレン口側に排出可能な連通路が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、熱交換により生じる凝縮水であるドレン水が、連通路を介し別のドレン水に合流され、これら凝縮水及び別のドレン水をまとめてドレン口より筐体外部に排水できるため、筐体に形成されるドレン口の数量を減らすことができ、空調機の設置に伴う付帯工事として、当該ドレン口に排水トラップ及び排水管を接続するのみの簡潔な配管工事で設置を完了することができる。

前記第１の集水部と前記第２の集水部とは、上下方向に並設されていることを特徴としている。
この特徴によれば、上方に位置する集水部のドレン水を下方に位置する集水部に容易に排出できる。

前記連通路は、該連通路内の空気の逆流を防止する逆止部を有することを特徴としている。
この特徴によれば、連通路が、その内部の空気の逆流を防止する逆止部を有するため、熱交換器を通過しない空気の流通を未然に防ぐことができる。

前記逆止部は、排水トラップ部であることを特徴としている。
この特徴によれば、逆止部を容易に形成できるばかりか、臭気や害虫の進入を抑止することができる。

前記送風機は、前記熱交換器に連通して前記第１の集水部の上方に配設されていることを特徴としている。
この特徴によれば、送風機の外面等に生じるドレン水が滴下することで、熱交換器に生じる凝縮水と併せ、これらのドレン水を第１の集水部にまとめて集水できる。

実施例における空調機を示す斜視図である。 空調機を示す一部断面正面図である。 空調機のシステムフロー図である。 排出管を示す正面図である。 空調機の流体の流れを示す拡大断面図である。 （ａ）、（ｂ）は従来の空調機を示す正面図である。

本発明に係る空調機を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例に係る空調機につき、図１から図５を参照して説明する。先ず図１の符号１は、本発明の適用された空調機であり、本実施例では熱媒の一種として冷媒（Ｒ４１０Ａ）が適用されているが、他の代替フロン、アンモニアや炭酸ガス等の冷媒のみならず、水やブラインなど全ての熱媒に適用可能である。

図１に示されるように、空調機１は、空調前の外気を取り込む開口部５及び空調済みの空気を送出する開口部６を有する筐体２と、熱源機３とが、ベース部材４に固定に組み付けられて構成される。

図２に示されるように、筐体２は、その内部に配設され冷媒と空気とを熱交換する熱交換器７と、熱交換器７で熱交換された空気を筐体２外に送出する送風機８と、熱交換器７の外面に生じる凝縮水を集水する第１の集水部としての集水パン１１ａと、筐体２内で熱交換器７とは別に生じるドレン水を集水する第２の集水部としてのドレンパン１２ａと、ドレンパン１２ａと筐体２の外部とを連通するドレン口１０と、を主として備える。

すなわち空調機１は、筐体２内に上記した熱交換器７等の機器一式が配設されたユニットとして構成されており、このユニットを運搬し所望の個所に設置するとともに、付帯工事として後述する配管工事、及び配線工事等を行うことで使用に供される。

以下、空調機１の構造について詳細に説明する。

図１及び２に示されるように、開口部５は、筐体２下部の図示左側の側面から外方に突出して開口形成されており、その開口面の略全面に配されたフィルタ５ａを介し筐体２の内外を連通している。開口部５の開口面は斜め下方を向いており、空調前の空気として取り込まれる外気に伴う雨水や結露水等の水分を筐体２内に比較的取り込み難い構造とされている。

図２に示されるように、開口部５に連通する筐体２下部の内部には、熱交換器７が固定に配設されている。熱交換器７は、紙面貫通方向に空気が流通する隙間を設け複数並べて配列されたフィン群７ａと、このフィン群７ａを貫通し内部に冷媒が流通する伝熱管１７と、冷媒を減圧させる膨張弁１７ａと、から主に構成される。

また筐体２の内部は、熱交換器７の前面に連通する開口１１ｂを有する仕切り部材１１が配設される。仕切り部材１１は、略水平方向に延びる上板、上板の一端から斜め下方に延びる傾斜板、そして傾斜板の下端から略水平方向に延びる底板から形成されており、当該底板が集水パン１１ａを構成している。

更に仕切り部材１１の傾斜板を熱交換器７との間で挟む箇所に、開口１１ｂを囲むようにダクト９が設けられ、このダクト９内部にはフィルタ９ａが配設されている。すなわち筐体２の内部は、仕切り部材１１の前後で内部空間Ｓ１と内部空間Ｓ２とに仕切られており、開口部５を介し筐体２の内部空間Ｓ１に流入した空気は、ダクト９、開口１１ｂ及び熱交換器７を通過するに伴い熱交換して内部空間Ｓ２に流通するようになっている。

筐体２の内部空間Ｓ１の最下部に設けられた底板１２の一部は、ドレンパン１２ａとしてとして構成されている。ドレンパン１２ａは、図示左右方向の中央部が最も低い底部である凹形状のテーパ面が形成されており、開口部５から内部空間Ｓ１に取り込まれる取り込み空気に伴い、筐体２内に流入する雨水や結露水等の水分Ｗ１をドレン水として受水可能とされている。

また筐体２の正面の下部に、ドレンパン１２ａの最も低い底部と筐体２外部とを連通するドレン口１０が形成されており、後述するように、空調機１の設置の際には付帯工事として、ドレン口１０に順次ドレン配管Ｌ、排水トラップＴを接続するとともに、この排水トラップＴを下水管等の排水管Ｐに接続する配管工事を要する。

また、集水パン１１ａには上下を貫通する貫通孔１１ｃが形成されており、内部空間Ｓ１を形成する集水パン１１ａの下面には、排出管１５の上端が貫通孔１１ｃに連結されている。図４に示されるように、排出管１５は、集水パン１１ａの貫通孔１１ｃに接続される接続部１５ａと、接続部１５ａから正面視で略Ｕ字状に延びる排水トラップ部１５ｂと、この排水トラップ部１５ｂに連続して内周が略水平に延びる水平部１５ｃを経て、下方に延設されドレンパン１２ａを向く下端開口１５ｅを有する排出部１５ｄと、を備える。すなわち排出管１５は本発明の連通路を構成する。

図５に示されるように、排出管１５は、排水トラップ部１５ｂ内に水平部１５ｃに至る所定量までの水分を貯留可能であって、この所定量を超えると当該水分の静水圧を利用して水平部１５ｃを越水した水分が排出部１５ｄから滴下する構造とされている。すなわちこの排水トラップ部１５ｂは、本発明の逆止部を構成するものであり、その内部に貯留水を湛えることで、臭気や害虫等の侵入若しくは内部空間Ｓ１から内部空間Ｓ２への空気の逆流を防止している。なお、排出管１５の下端開口１５ｅは、ドレンパン１２ａのテーパ面の最高位置よりも低い位置であって、且つ、ドレンパン１２ａのテーパ面に一時的に貯留される水分の設計上の最高水位よりも高い位置に配設されている。このようにすることで、排出管１５の存在により筐体２の高さ寸法が過大になることなく、またドレンパン１２に貯留される水量に影響されずに、排出管１５が排水トラップ機能を発揮することができる。

また図２に示されるように、内部空間Ｓ２に連通する筐体２上部の内部には、給気用の送風機８が固定に配設されている。送風機８は、熱交換器７の鉛直上方であって、筐体２内において開口部５から熱交換器７を介し筐体２上部の正面に開口形成された開口部６に向かう空気流を生成できる所定位置で固定されている。なお、特に図示しないが、開口部６には給気ダクトが接続可能とされている。

次に、空調機１のベース部材４には、筐体２の図示右側に隣接して、熱源機３が設けられている。熱源機３には、前述した熱交換器７の伝熱管１７が延設されており、熱交換器７にて気化された冷媒を凝縮し、再び液化した冷媒を熱交換器７に供給できるように構成されている。

図３に示されるように、熱源機３は、当該熱源機３を構成する筐体の内部に、熱交換器本体３ａ、気化した冷媒を圧縮する圧縮機３ｃ、及び熱交換後の排気を開口部３ｄから当該筐体外に排出するための排気送風機３ｂ等が固設されている。

また筐体２と熱源機３とは共通のベース部材４に固定に設置されており、このベース部材４の吊りピース４ａに、図示しない吊り具を接続し重機などで吊り上げることで、空調機１全体を単一のユニット体として搬出入や適所への設置など容易に取り扱うことができる。

図２に示されるように、適所に設置された空調機１は、その付帯工事として、ドレン口１０にドレン配管Ｌの上端を接続するとともに、ドレン配管Ｌの下端に排水トラップＴを接続し、さらに排水トラップＴを下水管等の排水管Ｐに接続する配管工事等を要する。

次に、空調機１の作動に伴う筐体２内の流体の流れについて、図２及び図３を参照して説明する。

空調機１が図示しない操作部により作動開始されると、送風機８のファンが回転するに従い、筐体２の外部空気（例えば大気）が開口部５を介し筐体２の内部空間Ｓ１に取り込まれ、内部空間Ｓ１の空気が熱交換器７を通過するに伴い熱交換して内部空間Ｓ２に移動し、空調済み空気として開口部６を介し筐体２の外部の適所に送出される。

特に空調機１が屋外に設置される場合、図５に示されるように、外部空気（気体）と共に例えば雨水や結露水等の水分Ｗ１（液体）が開口部５を介し内部空間Ｓ１に取り込まれる。内部空間Ｓ１の空気が熱交換器７を通過して内部空間Ｓ２に向け送出される一方で、当該内部空間Ｓ１に取り込まれた水分Ｗ１（液体）は、重力に従い内部空間Ｓ１を滴下し、ドレン水としてドレンパン１２ａの底面上に貯留され、ドレン口１０を介し筐体２外に排出される。

内部空間Ｓ１の空気中に含まれる水蒸気（気体）の一部は、熱交換器７における熱交換に伴い冷却されて凝縮水として水分Ｗ２（液体）に状態変化し、フィン群７ａを伝って内部空間Ｓ２を滴下して、仕切り部材１１の底板により構成される集水パン１１ａの上面に貯留される。さらに熱交換器７にて熱交換後の処理済み空気中に含まれる水蒸気（気体）の一部が、送風機８を通過するに伴い、急激な圧力変動により水分Ｗ３（液体）に状態変化し、内部空間Ｓ２を滴下して、上記した水分Ｗ２と合流して集水パン１１ａの上面に貯留される。

更に内部空間Ｓ２の集水パン１１ａ上で合流した水分Ｗ２、及び水分Ｗ３は、貫通孔１１ｃを介し排出管１５内の排水トラップ部１５ｂを通過して排出部１５ｄの下端開口１５ｅから内部空間Ｓ１に滴下し、ドレンパン１２ａの底面上に貯留され、すなわち上述した雨水や結露水等の水分Ｗ１と合流して、すなわちドレン水である水分Ｗ１、水分Ｗ２及び水分Ｗ３が合流してドレン口１０を介し筐体２外に排出される。

以上説明した本願発明に係る空調機１によれば、仕切り部材１１の集水パン１１ａ（第１の集水部）とドレンパン１２ａ（第２の集水部）とを連通するとともに、ドレン水をドレン口１０に向けて排出可能な排出管１５（連通路）が設けられていることで、熱交換器７での熱交換により生じる凝縮水である水分Ｗ２（ドレン水）が、排出管１５を介し別の水分Ｗ１（ドレン水）に合流され、これら凝縮水及び別のドレン水をまとめて１つのドレン口１０より筐体２外部に排水できるため、筐体２に形成されるドレン口１０の数量を減らすことができ、空調機１の設置に伴う付帯工事として、当該１つのドレン口１０にドレン配管Ｌ、排水トラップＴ及び排水管Ｐを接続する１配管系統のみの簡潔な配管工事で設置を完了することができる。特に空調機１を寒冷地等に設置する場合、これらドレン配管Ｌ排水トラップＴ等に断熱材を被覆するなど、凍結防止工事を更に要するが、本発明に係る空調機１によれば、このような凍結防止工事も１配管系統のみに軽減できる。

また、仕切り部材１１の集水パン１１ａ（第１の集水部）とドレンパン１２ａ（第２の集水部）とは、上下方向に並設されており、このようにすることで、上方に位置する集水パン１１ａ（第１の集水部）の水分Ｗ２，Ｗ３（ドレン水）を、静水圧を利用して下方に位置するドレンパン１２ａ（第２の集水部）に容易に排出できる。

また、排出管１５（連通路）は、該排出管１５内の空気の逆流を防止する逆止部を有していることで、熱交換器７を通過しない空気の流通を未然に防ぐことができる。更に逆止部が排水トラップ部１５ｂであることで、逆止部を容易に形成できるばかりか、臭気や害虫の進入を抑止することができる。

更に送風機８は、熱交換器７に連通して内部空間Ｓ２の仕切り部材１１の集水パン１１ａ（第１の集水部）の鉛直上方に配設されており、送風機８の外面等に生じる水分Ｗ３が滴下することで、熱交換器７に生じる凝縮水である水分Ｗ２と併せ、これらの水分Ｗ２，Ｗ３をドレン水として集水パン１１ａにまとめて集水できる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、第１の集水部として熱交換器７に生じる水分Ｗ２をドレン水として集水する集水パン１１ａが上方に配置され、第２の集水部として空調前の空気に含まれる水分Ｗ１を別のドレン水として集水するドレンパン１２ａが下方に配置されているが、必ずしも前記実施例に限られず、例えば第１の集水部が下方に配置され、第２の集水部が上方に配置されてもよいし、あるいは、第１の集水部及び第２の集水部が略同じ高さ位置に配置されてもよい。

また例えば、前記実施例では、第２の集水部として、空調前の空気に含まれる水分を集水するドレンパン１２ａが構成されているが、例えば第２の集水部は、図６（ａ）に示す筐体内に複数並設された熱交換器の１つに生じるドレン水を集水する集水部であってもよいし、または第２の集水部は、図６（ｂ）に示す筐体内に設けられた加湿器に生じるドレン水を集水する集水部であってもよい。

更に、本発明の集水部は、第１の集水部及び第２の集水部のほか、例えば第３の集水部など、３つ以上の集水部が構成されてもよい。この場合、３つ以上の集水部が上下方向に併設され、上下に隣接する集水部間にそれぞれ本発明に係る連通路が設けられることで、順次ドレン水を集水でき且つ空気のバイパスを防止することができる。

１ 空調機
２ 筐体
３ 熱源機
４ ベース部材
５ 開口部
６ 開口部
７ 熱交換器
８ 送風機
１０ ドレン口
１１ 仕切り部材
１１ａ 集水パン（第１の集水部）
１１ｃ 貫通孔
１２ａ ドレンパン（第２の集水部）
１５ 排出管（連通路）
１５ａ 接続部
１５ｂ 排水トラップ部（逆止部）
１５ｃ 水平部
１５ｄ 排出部
１５ｅ 下端開口
１７ 伝熱管
５０，６０ 空調機
５２，６２ 筐体
５３，５４，６３ 熱交換器
５５，５７ ドレンパン
６１ 加湿器
６４ 加熱器
６５，６７ ドレンパン

Claims (5)

1. 空気が流通する開口部を有する筐体と、前記筐体内に配設され熱媒と空気とを熱交換する熱交換器と、該熱交換器で熱交換された空気を前記筐体外に送出する送風機と、前記熱交換器の外面に生じる凝縮水をドレン水として集水する第１の集水部と、該ドレン水と同時に、前記筐体内で前記空気の流れに沿って前記熱交換器とは別に設けられた機器に生じるドレン水を集水する第２の集水部と、前記第１の集水部または第２の集水部のうち下方に位置する集水部に連通し、ドレン水を前記筐体外に排出するドレン口と、を少なくとも備えた空調機であって、
   前記第１の集水部と前記第２の集水部とを連通するとともに、ドレン水を前記ドレン口側に排出可能な連通路が設けられていることを特徴とする空調機。
2. 前記第１の集水部と前記第２の集水部とは、上下方向に並設されていることを特徴とする請求項１に記載の空調機。
3. 前記連通路は、該連通路内の空気の逆流を防止する逆止部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の空調機。
4. 前記逆止部は、排水トラップ部であることを特徴とする請求項３に記載の空調機。
5. 前記送風機は、前記熱交換器に連通して前記第１の集水部の上方に配設されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の空調機。

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