JP2945904B1 - 可搬式冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 空気の冷えすぎ、熱くなりすぎることのな
い、体にやさしい調和空気が得られる可搬式冷暖房装置
を提供する。 【解決手段】 本体１内部に貯水槽１０と、送風機２０
と、この送風機２０からの空気の流路内に配置され貯水
槽１０中の水を循環させる循環パイプ１４と、貯水槽１
０に付設された冷却器２７および加熱器２８とを備え
て、これらの冷却器２７および加熱器２８により、貯水
槽１０中の水をそれぞれ冷却または加熱し、循環パイプ
１４を循環させる。送風機２０からこの循環パイプ１４
へ空気を送り込み、循環パイプ１４内の冷水または温水
と空気との熱交換により、冷風または温風を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、任意の場所に移動
させることができ、移動先で特別な据付工事、配管工事
を要することなくそのまま冷暖房装置として用いること
ができる可搬式冷暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、部屋の間取り等の関係で室内
機と室外機で構成されるセパレート型の冷暖房装置が設
置できないときや、手軽にスポット的に冷風や温風に当
たりたいとの要望に応えて、任意の場所に移動させるこ
とができ、移動先で特別な据付工事、配管工事を要する
ことなくそのまま冷暖房装置として用いることができる
可搬式冷暖房装置がある。

【０００３】従来の可搬式冷暖房装置の例を図１０及び
図１１に示す。図１０に示すように、可搬式冷暖房装置
１０１はその本体１０２の下部に取り付けられた車輪１
０３によって移動できるようになっており、本体１０２
の側面には室内空気吸入口１０４が配設され、正面には
空気吹出口１０５及び操作盤１０６が配設され、上面に
は排気口１１６が配設されている。この本体１０２内に
は図１１に示す機器が内蔵されている。

【０００４】冷房運転時、圧縮機１０７から吐出された
高温・高圧の冷媒ガスは、実線矢印で示すように、四方
弁１０８を経て室外側熱交換器１０９に入り、ここでモ
ータ１１０によって駆動される室外側ファン１１１から
送風される室内空気に放熱することによって凝縮液化す
る。この液冷媒はキャピラリチューブ１１２で絞られる
ことによって断熱膨張した後、室内側熱交換器１１３に
入り、ここでモータ１１４によって駆動される室内側フ
ァン１１５から送風される室内空気を冷却することによ
って蒸発気化する。そして、この冷媒ガスは四方弁１０
８を経て再び圧縮機１０７に吸入され、以後上記を繰り
返す。室内空気は室内側ファン１１５によって室内空気
吸入口１０４から本体１０２内に吸入され、室内側熱交
換器１１３を流過することによって冷却されて調和空気
となり、調和空気吹出口１０５から吹き出される。

【０００５】暖房運転時、四方切換弁１０８が切り換え
られるので、圧縮機１０７から吐出された冷媒は、破線
矢印で示すように、四方弁１０８、室内側熱交換器１１
３、キャピラリチューブ１１２、室外側熱交換器１０
９、四方弁１０８をこの順に経て圧縮機１０７に循環す
る。また、室外側熱交換器１０９を流過する室内空気は
本体１０２の底面又は背面の下部に設けられた図示しな
い空気取入口から本体１０２内に吸入されて室外ファン
１１１によって付勢され、室外側熱交換器１０９を流過
することによって昇温した後、排気口１１６から室内に
吹き出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この可搬式冷暖房装置
においては、その冷房運転時、室内側熱交換器１１３を
流過することによって冷却された調和空気が調和空気吹
出口１０５から室内に吹き出されるが、調和空気の温度
は圧縮機の大きさ、回転数により決定されるため、この
ように冷媒ガスを室内側熱交換器１１３にて蒸発気化さ
せて空気と直接熱交換する方法によると、微妙な温度調
整が難しく、空気が冷えすぎることがある。同様に、暖
房運転時においても、室外側熱交換器１０９にて凝縮液
化させて空気と直接熱交換する方法によると、空気が熱
くなりすぎることがある。

【０００７】そこで、本発明は空気の冷えすぎ、熱くな
りすぎることのない、体にやさしい調和空気が得られる
可搬式冷暖房装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の可搬式冷暖房装
置は、貯水槽と、送風機と、この送風機からの空気の流
路内に配置され前記貯水槽中の水を循環させる循環パイ
プと、前記貯水槽に付設された冷却器および加熱器とを
備えたものである。

【０００９】このような構成とすることにより、冷房時
には貯水槽に付設された冷却器で貯水槽中の水を冷却し
て循環パイプ内を循環させ、送風機からの空気をこの冷
却水との対流伝熱によって冷却して冷風が得られる。一
方、暖房時には貯水槽に付設された加熱器で貯水槽中の
水を加熱して循環パイプ内を循環させ、送風機からの空
気をこの加熱水との対流伝熱によって加熱して温風が得
られる。

【００１０】貯水槽には、熱伝導率の高い金属材料を用
いれば、冷却器および加熱器により貯水槽中の水を効率
良く冷却または加熱できる。同様に、循環パイプにも熱
伝導率の高い金属材料を用いれば効率良く空気を冷却ま
たは加熱できる。また、貯水槽および循環パイプは内部
に水を保持するため、水に対して耐腐食性の高い金属を
用いれば、耐久年数を長くできる。

【００１１】ここで、前記循環パイプは、伝熱フィンを
備え、前記送風機からの空気の流れ方向に対して垂直に
蛇行し、かつ前記送風機からの空気の流れ方向に対して
千鳥配列となるように重層的に配置することができる。
このような循環パイプ経路とすることにより、送風機か
らの空気の流れが千鳥配列とした循環パイプによって攪
拌されて、伝熱フィンに接触する。また、冷却または加
熱された水が何度も空気の流れに対して何度も蛇行させ
ることによって、冷却水の冷気または加熱水の熱気を余
すところなく、空気へと伝えることができ、効率良く対
流伝熱がおこるようになる。

【００１２】なお、前記冷却器は、圧縮機、凝縮器、キ
ャピラリチューブ、および蒸発器などで構成されるガス
圧縮式のものであり、前記蒸発器のガスパイプを前記貯
水槽側面に螺旋状に囲むように形成したとすれば、貯水
槽の側面四方から貯水槽内の水をガスパイプ内のガスと
熱交換するようになり、貯水槽内の水を均一に冷却する
ことができるようになる。

【００１３】また、前記貯水槽上位に自動開閉弁を備え
て前記貯水槽へ水を補給する予備タンクを設けることも
できる。これにより、貯水槽の水位が下がったときは、
自動的に弁を開閉して予備タンクから水を補給すること
ができるようになる。ここで、自動開閉弁は水位センサ
などを用いて貯水槽内の水位を検知し、その水位に応じ
て弁を開閉するものである。

【００１４】さらに、前記貯水槽中の蒸気を外部に排出
する蒸気抜きパイプを前記予備タンク内を貫通させて設
けることもできる。これにより、暖房運転時に発生する
貯水槽中の蒸気を予備タンク内の水によって冷却して水
滴とし、貯水槽内に戻すことで貯水槽の水位を保つこと
ができるようになり、また、予備タンク内の水を予熱す
る効果もある。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１（ａ）に本発明の実施の形態
における可搬式冷暖房装置の正面図、同図（ｂ）に側面
図、同図（ｃ）に背面図、図２に図１のＡ−Ａ線断面
図、図３に図１のＢ−Ｂ線断面図、図４に図１のＣ−Ｃ
線断面図、図５に図３のＤ−Ｄ線断面図を示す。

【００１６】図１に示すように、本発明の実施の形態に
おける可搬式冷暖房装置は、その本体１の下部に取り付
けられたキャスタ２によって移動できるようになってい
る。本体１の前面下部パネル３ａには集塵フィルタ４を
備えた吸入口５を設け、前面上部パネル３ｂには任意の
角度に変化可能な送風扇６を備えた排出口７および操作
盤８を設けている。一方、背面パネル３ｄ上部には、本
体１内部の熱を排出するための排気口９を設けている。

【００１７】図２に示すように、本体１内部には冷却器
２７および加熱器２８を付設した貯水槽１０を設け、そ
の前方に伝熱フィン１５付き循環パイプ１４を設けて、
その一方を貯水槽１０下部の吸水口１３に、もう一方を
放水口１２を備えて吸水用モータ１１ａによって駆動さ
れる吸水ポンプ１１に連通している。吸水用モータ１１
ａを回転させて吸水ポンプ１１により吸水口１３から吸
い上げた貯水槽１０内の水は循環パイプ１４および吸水
ポンプ１１を通って放水口１２から貯水槽１０内に放出
されて、貯水槽１０および循環パイプ１４内を循環す
る。

【００１８】冷却器２７は、図６に示すように、貯水槽
１０の側面四方に螺旋状に形成した蒸発器としての冷却
用ガスパイプ２７ａ、その周りを覆う発泡スチロールな
どの断熱保温材２７ｂ、凝縮器としての放熱用ガスパイ
プ２７ｃ、および圧縮機やキャピラリチューブなどを収
納した冷却機器室２９ａ（図３参照）等により構成され
ている。また、図３に示すように、放熱用ガスパイプ２
７ｃは別室１ａ内に設けており、さらにこの別室１ａ下
部には冷却扇３２を設けている。そして、後述するよう
に別室入口１ｂから導入される冷風と冷却扇３２によっ
て放熱用ガスパイプ２７ｃを冷却する。

【００１９】圧縮機で圧縮された冷媒ガスは放熱用ガス
パイプ２７ｃを通るときに空気で冷やされて液化し、さ
らにキャピラリチューブで断熱膨張し、低温低圧とな
る。次に冷却用ガスパイプ２７ａの中で、液体から気体
に蒸発気化しながら貯水槽１０内の水の熱を大量に奪
い、水を冷却する。この後冷媒ガスは、圧縮機へと戻
る。

【００２０】加熱器２８は、貯水槽１０の底面に備えた
電熱板２８ａ、電力を熱に変換する電熱器２８ｂにより
構成されており、貯水槽１０中の水を電熱板２８ａによ
って加熱する。

【００２１】図７は循環パイプの前面図、図８は循環パ
イプの側面断面図、図９（ａ）は図８のＷ−Ｗ線断面
図、（ｂ）はＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）はＹ−Ｙ線断面
図、（ｄ）はＺ−Ｚ線断面図である。

【００２２】図７から図９に示すように、循環パイプ１
４は長さ約４００ｍｍの金属パイプ４７本を重層的に配
置して次のように接続している。吸水口１３に連通した
循環パイプ入口１４ａから始めて、空気の流れ方向Ｖに
対して垂直に蛇行して本体１前面側に進み、接続口１４
ｂから１段上がって接続口１４ｃに連通している。そし
て、接続口１４ｃから空気の流れ方向Ｖに対して垂直に
蛇行して本体１背面側へ進み、接続口１４ｄから１段上
がって接続口１４ｅに連通している。このとき、空気の
流れ方向Ｖに対して千鳥配列となるように重層的に配置
している。さらに、接続口１４ｅから空気の流れ方向Ｖ
に対して垂直に本体１前面側に蛇行し、接続口１４ｆか
ら１段上がっている。これを繰り返して最上段の接続口
１４ｇに連通して、接続口１４ｇから空気の流れ方向Ｖ
に対して垂直に本体１背面側に蛇行し、循環パイプ出口
１４ｈから吸水ポンプ１１に連通している。このよう
に、循環パイプ１４中の水を空気の流れに対して何度も
蛇行させることによって、冷却水の冷気または加熱水の
熱気を余すところなく、空気へと伝えることができる。

【００２３】この循環パイプ１４には、図７に示すよう
に、薄い金属板を約２．５ｍｍ間隔で１６０枚取り付け
て伝熱フィン１５を形成し、この金属板の隙間に空気を
吹き込むことで、循環パイプ１４の対流伝熱をさらに高
めている。そして、冷房時には伝熱フィン１５によって
空気が冷却されて結露し、空気中の水分を除去すること
ができる。この除去水分は伝熱フィン１５下部に設けら
れた水滴受皿１６で受けられて、水滴パイプ１７を通っ
て水滴貯蔵タンク１８に溜められる。この水滴貯蔵タン
ク１８内に溜まった水分はその下位に設けた取り外し可
能な水滴排出タンク１９にその間に設けた弁を開閉して
適宜取り出し、本体１から水滴排出タンク１９を取り外
して捨てることができる。

【００２４】循環パイプ１４および伝熱フィン１５の下
位には、送風機２０を設けており、送風機モータ２３を
回転させて、吸入口５から集塵フィルタ４を通して吸入
した空気を空気吸込口２１から送風機２０内に吸い込
み、空気吹出口２２から循環パイプ１４および伝熱フィ
ン１５に吹き付けて冷却または加熱する。

【００２５】貯水槽１０上位には、貯水槽１０内の水位
を保つための予備タンク２４を設けており、この予備タ
ンク２４と貯水槽１０とは自動開閉弁を備えた補給パイ
プ２４ａによって接続している。また、貯水槽１０には
水位センサを取り付けている。この水位センサによって
貯水槽１０内の水位を検知し、貯水槽１０内の水位が規
定位置より下がった場合には、補給パイプ２４ａに備え
た自動開閉弁を開いて、貯水槽１０に水を補給する。

【００２６】また、暖房運転時に発生する貯水槽中の蒸
気を本体１の上面パネル３ｃに備えた蒸気抜き口２６か
ら外部に排出する蒸気抜きパイプ２５を貯水槽１０上部
より予備タンク２４内を貫通させて設けている。蒸気抜
きパイプ２５内を通過するときに貯水槽中の蒸気の一部
は予備タンク２４内の水によって冷却されて水滴とな
り、貯水槽１０内に戻る。すなわち、貯水槽１０の水位
をできるだけ保つようになっている。逆に、予備タンク
２４内を貫通した蒸気抜きパイプ２５中を熱い蒸気が通
過するため、予備タンク２４内の水が温められ、貯水槽
へ補給する水の予熱にもなる。

【００２７】本体１内には、これらのほか、暖房運転用
の電気機器などを収めた加熱機器室２９ｂ、冷却機器室
２９ａ及び加熱機器室２９ｂ内の機器を制御する配電盤
を収納した配電盤室３０を設けている。

【００２８】このような構成において、冷房運転時には
貯水槽１０側面四方に備えた冷却器２７により水温が１
０℃前後になるように冷却し、暖房運転時には貯水槽１
０底面に備えた加熱器２８により水温が５０℃前後にな
るように加熱する。そして、吸水ポンプ１１により貯水
槽１０および循環パイプ１４内をこれらの冷水または温
水を循環させて、循環パイプ１４および伝熱フィン１５
を冷却または加熱しておく。

【００２９】循環パイプ１４および伝熱フィン１５が十
分に冷却または加熱された時点で、送風機２０を運転し
て吸入口５から集塵フィルタ４により埃などを除去した
空気を吸い込み、循環パイプ１４および伝熱フィン１５
に吹き付ける。循環パイプ１４および伝熱フィン１５で
は、空気と対流伝熱がなされて、空気が冷却または加熱
される。この冷却または加熱された空気は、排出口７よ
り外部へ排出される。ここで、送風扇６を任意の角度に
変えることによって、好みの角度に冷却または加熱され
た空気を排出することもできる。

【００３０】このように、空気を直接、冷却器２７また
は加熱器２８を用いてそれぞれ冷却または加熱せずに、
一旦、水を加熱または冷却し、この水と空気とを間接的
に熱交換することで、空気が冷えすぎたり、熱くなりす
ぎたりすることなく、体に優しく心地良い、冷風または
温風が得られる。

【００３１】冷房運転時、循環パイプ１４によって冷却
された空気の一部は、別室入口１ｂから別室１ａに矢印
Ｐのように導入されて放熱用ガスパイプ２７ｃを冷却す
る。このとき、冷風は別室１ａ内に設けられた受け板３
１に導かれて放熱用ガスパイプ２７ｃに沿うように矢印
Ｑ方向へ下降し、別室１ａ下部に設けられた冷却扇３２
によって受け板３１の反対側へ矢印Ｒのように送られ、
矢印Ｓ方向へ進み排気口９より外部へ排出される。

【００３２】

【発明の効果】本発明により、以下の効果を奏すること
ができる。

【００３３】（１）貯水槽と、送風機と、この送風機か
らの空気の流路内に配置され前記貯水槽中の水を循環さ
せる循環パイプと、前記貯水槽に付設された冷却器およ
び加熱器とを備えた可搬式冷暖房装置とすることによ
り、貯水槽中の水を冷却または加熱して循環パイプを循
環させて空気と熱交換し、空気を冷却または加熱するの
で、空気が冷えすぎたり、熱くなりすぎたりすることな
く、体に優しく心地良い冷風または温風が得られる。

【００３４】（２）循環パイプは、伝熱フィンを備え、
送風機からの空気の流れ方向に対して垂直に蛇行し、か
つ前記送風機からの空気の流れ方向に対して千鳥配列と
なるように重層的に配置することにより、効率良く対流
伝熱がなされて、無駄なエネルギを省くことができる。

【００３５】（３）冷却器は、圧縮機、凝縮器、キャピ
ラリチューブ、および蒸発器などで構成されるガス圧縮
式のものであり、前記蒸発器のガスパイプを前記貯水槽
側面に螺旋状に囲むように形成したことにより、貯水槽
内の水を均一に冷却することができるようになり、送風
機からの空気を効率良く冷却することが可能となる。

【００３６】（４）貯水槽上位に自動開閉弁を備えて前
記貯水槽へ水を補給する予備タンクを設けることによ
り、貯水槽の水位が下がっても自動的に予備タンクから
水を補給することができるようになり、省メンテナンス
化が実現できる。

【００３７】（５）貯水槽中の蒸気を外部に排出する蒸
気抜きパイプを予備タンク内を貫通させて設けることに
より、貯水槽の水位を保つことができ、貯水槽の水を補
給する手間が省けるようになり、さらに予備タンク内の
水を予熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は本発明の実施の形態における可搬式
冷暖房装置の正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図
である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】 図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】 図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図５】 図３のＤ−Ｄ線断面図である。

【図６】 （ａ）は貯水槽の上面断面図、（ｂ）は前面
断面図、（ｃ）は側面断面図である。

【図７】 循環パイプの前面図である。

【図８】 循環パイプの側面断面図である。

【図９】 （ａ）は図８のＷ−Ｗ線断面図、（ｂ）はＸ
−Ｘ線断面図、（ｃ）はＹ−Ｙ線断面図、（ｄ）はＺ−
Ｚ線断面図である。

【図１０】 従来の可搬式冷暖房装置の斜視図である。

【図１１】 従来の可搬式冷暖房装置の系統図である。

【符号の説明】

１ 本体 １ａ 別室 １ｂ 別室入口 ２ キャスタ ３ａ 前面下部パネル ３ｂ 前面上部パネル ３ｃ 上面パネル ３ｄ 背面パネル ４ 集塵フィルタ ５ 吸入口 ６ 送風扇 ７ 排出口 ８ 操作盤 ９ 排気口 １０ 貯水槽 １１ 吸水ポンプ １１ａ 吸水用モータ １２ 放水口 １３ 吸水口 １４ 循環パイプ １４ａ 循環パイプ入口 １４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ 接
続口 １４ｈ 循環パイプ出口 １５ 伝熱フィン １６ 水滴受皿 １７ 水滴パイプ １８ 水滴貯蔵タンク １９ 水滴排出タンク ２０ 送風機 ２１ 空気吸込口 ２２ 空気吹出口 ２３ 送風機モータ ２４ 予備タンク ２４ａ 補給パイプ ２５ 蒸気抜きパイプ ２６ 蒸気抜き口 ２７ 冷却器 ２７ａ 冷却用ガスパイプ ２７ｂ 断熱保温材 ２７ｃ 放熱用ガスパイプ ２８ 加熱器 ２８ａ 電熱板 ２８ｂ 電熱器 ２９ａ 冷却機器室 ２９ｂ 加熱機器室 ３０ 配電盤室 ３１ 受け板 ３２ 冷却扇

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯水槽と、送風機と、この送風機からの
   空気の流路内に配置され前記貯水槽中の水を循環させる
   循環パイプと、前記貯水槽に付設された冷却器および加
   熱器とを備えた可搬式冷暖房装置。
2. 【請求項２】 前記循環パイプは、伝熱フィンを備え、
   前記送風機からの空気の流れ方向に対して垂直に蛇行
   し、かつ前記送風機からの空気の流れ方向に対して千鳥
   配列となるように重層的に配置した請求項１記載の可搬
   式冷暖房装置。
3. 【請求項３】 前記冷却器は、圧縮機、凝縮器、キャピ
   ラリチューブ、および蒸発器などで構成されるガス圧縮
   式のものであり、前記蒸発器のガスパイプを前記貯水槽
   側面に螺旋状に囲むように形成した請求項１または２記
   載の可搬式冷暖房装置。
4. 【請求項４】 前記貯水槽上位に自動開閉弁を備えて前
   記貯水槽へ水を補給する予備タンクを設けた請求項１か
   ら３のいずれかに記載の可搬式冷暖房装置。
5. 【請求項５】 前記貯水槽中の蒸気を外部に排出する蒸
   気抜きパイプを前記予備タンク内を貫通させて設けた請
   求項４記載の可搬式冷暖房装置。