JP3616626B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のガス成分の濃度を高める機能を備えた空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、選択性ガス透過膜を用いてする酸素富化装置や窒素富化装置など特定のガス濃度を相対的に向上させる装置については医療用の酸素富化装置、空気調和機、空気清浄機などの機器について種々の提案がなされている。
例えば酸素濃度を向上させるものとして、分離型空気調和機の室外機に酸素富化手段を設け、その酸素が富化された空気を、送出配管を介して室内機に送り、室内側に放出して被空調空間である室内の酸素濃度を向上させて、居住者の快適性の用に供するものがある（例えば特許文献１）。
一方、特許文献１においても課題として取り上げられているように、選択性ガス透過膜のひとつである酸素富化膜を用いてする酸素富化装置では、酸素富化膜は空気成分の大半を占める窒素と分離させ選択的に酸素を透過させるものの、現在実用化されている酸素富化膜は酸素と同時に少なくとも空気中の水分も透過させる特徴を持っている。
即ち、酸素富化膜の１次側の空気に対して、膜を透過した２次側では窒素が分離された分だけ相対的に湿度が高くなり露点が１次側の空気に比べて上昇するため、膜の２次側配管中でしばしば結露水を発生させてしまうことが知られている。
上記結露水が空気調和機の室内機で放散されて、室内を濡らしたり、ユーザに降りかかって不快感を与えたりしないように特許文献１では、室内機において、酸素富化空気の輸送流路に酸素富化空気を冷却して含有水分を結露させる熱交換器とその後流側に水分離器を介装して、水分が室内に飛散するのを未然に防止している。
このように選択性ガス透過膜や、ＰＳＡ法など吸着材を用いてする選択性ガス富化装置では、分離装置の２次側では必然的に相対湿度が上がり、空気の露点が上昇するために結露を発生しやすい。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１１３２２７号公報（図１等）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、次のような課題が発生する可能性がある。
即ち、まず第一に少なくとも選択性ガス透過膜の２次側において富化空気の輸送流路が低温雰囲気に暴露される場合（例えば、輸送流路が屋外大気に暴露されており、大気温度が低くなる場合）輸送流路の内部で結露水が凍結して酸素富化した空気が室内に搬送できなくなる可能性がある。また、第二には輸送流路中に結露水が発生し、それが富化空気の流れによって室内に運ばれる際に「コポコポ」や「コンコン」というような空気脈動や破裂音が発生することがあり、それがユーザの居住する室内側に伝播してユーザに不快感を与える可能性がある。更にはこの結露水が減圧ポンプに逆流すると、内部部品の寿命に影響を及ぼすと共に、万一ポンプが結露水を多量に圧縮すれば、液圧縮により圧縮機構が破損する可能性もある。
また、結露水を吹き出し口より室内空間にまき散らすことは好ましくない。
【０００５】
そこで本発明は、結露水を吹き出し口より室内空間にまき散らすことを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の空気調和装置は、所定のガス成分の濃度を高める機能を有するガス富化ユニットと、前記ガス成分を送出するポンプと、前記ポンプから送出した前記ガス成分を吐出する吐出口とを備え、前記吐出口を拡管部としたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態による空気調和装置は、吐出口を拡管部としたものである。本実施の形態によれば、このように吐出口を拡管部としたことで、押し出された氷結や結露水を吐出口からまき散らすことなく、拡管部で一旦受けることで融解・蒸発を促すことができる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例による選択性ガス富化装置を、室外ユニットと室内ユニットから構成される空気調和装置に適用した場合について説明する。
図１は本実施例による空気調和装置の構成図である。
同図において、空気調和装置は室外ユニット１０と室内ユニット２０から構成され、冷媒ガスが循環するように接続配管（図示せず）で接続されている。室外ユニット１０は、圧縮機１１、熱交換器１２、及びファン１３を有するとともに、一室を隔してガス富化ユニット３１、減圧ポンプ３２等の選択性ガス富化装置の主な構成部材が設けられている。室内ユニット２０は、ファン２１や熱交換器２２を有するとともに、選択性ガス富化装置の吐出口３３が設けられている。
【０００９】
選択性ガス富化装置は、選択性ガス透過膜である酸素富化膜を備えたガス富化ユニット３１と、ガス富化ユニット３１の二次側を減圧する減圧ポンプ３２と、ガス富化ユニット３１と減圧ポンプ３２とを通気可能に連結する酸素供給主管３４と、減圧ポンプ３２の吐出側に連結された吐出主管３６を備えている。
送風管４０は、吐出主管３６と吐出口３３とを接続する配管であり、室外ユニット１０から導出し室内ユニット２０内に導入されている。また送風管４０の一部はトラップ部４１を構成している。このトラップ部４１は、吐出主管３６との連結部に構成され、室外ユニット１０の内部に配置されている。
なお、ガス富化ユニット３１の１次側（大気側）には、滞留する窒素富化空気を掃気するためのファン（図示せず）を配置しておき、選択性ガス富化装置の運転に連動して動作させるとよい。また、ガス富化ユニット３１を、室外ユニット１０のファン１３を有する送風回路内に配置し、ファン１３の送風によってガス富化ユニット３１の１次側の窒素富化空気を掃気するようにしてもよい。またガス富化ユニット３１、減圧ポンプ３２、酸素供給主管３４及び吐出主管３６は、独立したユニットとして構成して、室外ユニット１０の枠体に装着する構成としてもよい。
【００１０】
一方、吐出口３３は、室内ユニット２０の筐体内部またはその付近に配置され、室内ユニット２０内の送風回路中に配置される場合には、ファン２１の動作により吹き出される送風に酸素富化空気が添加されて吹き出し口より室内空間に送出される。また吐出口３３は、その近傍に拡管部を有することが好ましく、本実施例では吐出口３３を拡管部とした構成を示している。このように拡管部を設けることで、押し出された氷結や結露水を吐出口３３からまき散らすことなく、拡管部で一旦受けることで融解・蒸発を促すことができる。なお本実施例に示すように、熱交換器２２の風回路の上流側で、熱交換器２２の上方に吐出口３３を設けることでも結露水などの飛散を防止することができる。
【００１１】
次に、本発明の他の実施例による空気調和装置について説明する。
図２は本実施例による空気調和装置の要部構成図である。なお同一機能同一構成の部材には同一番号を付して説明を省略する。
本実施例においては、送風管４０の一部に結露水を溜める容積部４２を設けている。容積部４２の容積は、減圧ポンプ３２から吐出口３３に至る通風路の容積以上とすることが好ましい。また容積部４２は、減圧ポンプ３２よりも低い位置に設けることが好ましく、トラップ４１に設けている。
本実施例のように容積部４２を設けることで、結露水が多量に発生してもこの容積部４２内に溜められることで、減圧ポンプ３２に逆流することがない。
【００１２】
次に、本発明の他の実施例による空気調和装置について説明する。
図３は本実施例による空気調和装置の要部構成図である。なお同一機能同一構成の部材には同一番号を付して説明を省略する。
本実施例においては、送風管４０の一部に結露水の逆流を防止する逆止弁４３を設けている。この逆止弁４３は、減圧ポンプ３２側に設けることが好ましく、本実施例ではトラップ４１に設けている。
本実施例のように逆止弁４３を設けることで、結露水が多量に発生してもこの逆止弁４３によって逆流することがなく、減圧ポンプ３２内への結露水が浸入することがない。
【００１３】
上記構成において、減圧ポンプ３２が運転されると、ガス富化ユニット３１内で酸素富化膜を通過した空気は、酸素供給主管３４を通過して減圧ポンプ３２に吸い込まれ、酸素富化された空気が吐出主管３６、送風管４０を順次通過して吐出口３３から室内ユニット２０内に送出される。
なお、本実施例では、選択性ガス富化装置を居住空間の空気調和に用いる分離型の空気調和装置に適用した場合について説明したが、例えば車両用空気調和装置、一体形空気調和装置に用いてもよく、その他空気清浄機や医療用酸素富化装置、携帯用酸素富化装置、燃焼機器用酸素富化装置、冷蔵庫など鮮度保持に用いる窒素富化装置などに適用してもよい。
また、本実施例では酸素富化膜を用いたガス富化ユニットを用いて説明したが、例えば中空糸膜などの酸素富化を実現できる機能を有すればよく、この場合には、減圧ポンプに代えて加圧ポンプを用い、又は送風装置をポンプとして用いることもできる。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、拡管部を設けることで、押し出された氷結や結露水を吐出口からまき散らすことなく、拡管部で一旦受けることで融解・蒸発を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による空気調和装置の構成図
【図２】本発明の他の実施例による空気調和装置の要部構成図
【図３】本発明の他の実施例による空気調和装置の要部構成図
【符号の説明】
１０ 室外ユニット
２０ 室内ユニット
３１ ガス富化ユニット
３２ 減圧ポンプ
３３ 吐出口
３４ 酸素供給主管
３６ 吐出主管
４０ 送風管
４１ トラップ
４２ 容積部
４３ 逆止弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のガス成分の濃度を高める機能を備えた空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、選択性ガス透過膜を用いてする酸素富化装置や窒素富化装置など特定のガス濃度を相対的に向上させる装置については医療用の酸素富化装置、空気調和機、空気清浄機などの機器について種々の提案がなされている。
例えば酸素濃度を向上させるものとして、分離型空気調和機の室外機に酸素富化手段を設け、その酸素が富化された空気を、送出配管を介して室内機に送り、室内側に放出して被空調空間である室内の酸素濃度を向上させて、居住者の快適性の用に供するものがある（例えば特許文献１）。
一方、特許文献１においても課題として取り上げられているように、選択性ガス透過膜のひとつである酸素富化膜を用いてする酸素富化装置では、酸素富化膜は空気成分の大半を占める窒素と分離させ選択的に酸素を透過させるものの、現在実用化されている酸素富化膜は酸素と同時に少なくとも空気中の水分も透過させる特徴を持っている。
即ち、酸素富化膜の１次側の空気に対して、膜を透過した２次側では窒素が分離された分だけ相対的に湿度が高くなり露点が１次側の空気に比べて上昇するため、膜の２次側配管中でしばしば結露水を発生させてしまうことが知られている。
上記結露水が空気調和機の室内機で放散されて、室内を濡らしたり、ユーザに降りかかって不快感を与えたりしないように特許文献１では、室内機において、酸素富化空気の輸送流路に酸素富化空気を冷却して含有水分を結露させる熱交換器とその後流側に水分離器を介装して、水分が室内に飛散するのを未然に防止している。
このように選択性ガス透過膜や、ＰＳＡ法など吸着材を用いてする選択性ガス富化装置では、分離装置の２次側では必然的に相対湿度が上がり、空気の露点が上昇するために結露を発生しやすい。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１１３２２７号公報（図１等）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、次のような課題が発生する可能性がある。
即ち、まず第一に少なくとも選択性ガス透過膜の２次側において富化空気の輸送流路が低温雰囲気に暴露される場合（例えば、輸送流路が屋外大気に暴露されており、大気温度が低くなる場合）輸送流路の内部で結露水が凍結して酸素富化した空気が室内に搬送できなくなる可能性がある。また、第二には輸送流路中に結露水が発生し、それが富化空気の流れによって室内に運ばれる際に「コポコポ」や「コンコン」というような空気脈動や破裂音が発生することがあり、それがユーザの居住する室内側に伝播してユーザに不快感を与える可能性がある。更にはこの結露水が減圧ポンプに逆流すると、内部部品の寿命に影響を及ぼすと共に、万一ポンプが結露水を多量に圧縮すれば、液圧縮により圧縮機構が破損する可能性もある。
また、結露水を吹き出し口より室内空間にまき散らすことは好ましくない。
【０００５】
そこで本発明は、結露水を吹き出し口より室内空間にまき散らすことを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の空気調和装置は、所定のガス成分の濃度を高める機能を有するガス富化ユニットと、前記ガス成分を送出するポンプと、前記ポンプから送出した前記ガス成分を吐出する吐出口とを備え、前記吐出口を拡管部としたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態による空気調和装置は、吐出口を拡管部としたものである。本実施の形態によれば、このように吐出口を拡管部としたことで、押し出された氷結や結露水を吐出口からまき散らすことなく、拡管部で一旦受けることで融解・蒸発を促すことができる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例による選択性ガス富化装置を、室外ユニットと室内ユニットから構成される空気調和装置に適用した場合について説明する。
図１は本実施例による空気調和装置の構成図である。
同図において、空気調和装置は室外ユニット１０と室内ユニット２０から構成され、冷媒ガスが循環するように接続配管（図示せず）で接続されている。室外ユニット１０は、圧縮機１１、熱交換器１２、及びファン１３を有するとともに、一室を隔してガス富化ユニット３１、減圧ポンプ３２等の選択性ガス富化装置の主な構成部材が設けられている。室内ユニット２０は、ファン２１や熱交換器２２を有するとともに、選択性ガス富化装置の吐出口３３が設けられている。
【０００９】
選択性ガス富化装置は、選択性ガス透過膜である酸素富化膜を備えたガス富化ユニット３１と、ガス富化ユニット３１の二次側を減圧する減圧ポンプ３２と、ガス富化ユニット３１と減圧ポンプ３２とを通気可能に連結する酸素供給主管３４と、減圧ポンプ３２の吐出側に連結された吐出主管３６を備えている。
送風管４０は、吐出主管３６と吐出口３３とを接続する配管であり、室外ユニット１０から導出し室内ユニット２０内に導入されている。また送風管４０の一部はトラップ部４１を構成している。このトラップ部４１は、吐出主管３６との連結部に構成され、室外ユニット１０の内部に配置されている。
なお、ガス富化ユニット３１の１次側（大気側）には、滞留する窒素富化空気を掃気するためのファン（図示せず）を配置しておき、選択性ガス富化装置の運転に連動して動作させるとよい。また、ガス富化ユニット３１を、室外ユニット１０のファン１３を有する送風回路内に配置し、ファン１３の送風によってガス富化ユニット３１の１次側の窒素富化空気を掃気するようにしてもよい。またガス富化ユニット３１、減圧ポンプ３２、酸素供給主管３４及び吐出主管３６は、独立したユニットとして構成して、室外ユニット１０の枠体に装着する構成としてもよい。
【００１０】
一方、吐出口３３は、室内ユニット２０の筐体内部またはその付近に配置され、室内ユニット２０内の送風回路中に配置される場合には、ファン２１の動作により吹き出される送風に酸素富化空気が添加されて吹き出し口より室内空間に送出される。また吐出口３３は、その近傍に拡管部を有することが好ましく、本実施例では吐出口３３を拡管部とした構成を示している。このように拡管部を設けることで、押し出された氷結や結露水を吐出口３３からまき散らすことなく、拡管部で一旦受けることで融解・蒸発を促すことができる。なお本実施例に示すように、熱交換器２２の風回路の上流側で、熱交換器２２の上方に吐出口３３を設けることでも結露水などの飛散を防止することができる。
【００１１】
次に、本発明の他の実施例による空気調和装置について説明する。
図２は本実施例による空気調和装置の要部構成図である。なお同一機能同一構成の部材には同一番号を付して説明を省略する。
本実施例においては、送風管４０の一部に結露水を溜める容積部４２を設けている。容積部４２の容積は、減圧ポンプ３２から吐出口３３に至る通風路の容積以上とすることが好ましい。また容積部４２は、減圧ポンプ３２よりも低い位置に設けることが好ましく、トラップ４１に設けている。
本実施例のように容積部４２を設けることで、結露水が多量に発生してもこの容積部４２内に溜められることで、減圧ポンプ３２に逆流することがない。
【００１２】
次に、本発明の他の実施例による空気調和装置について説明する。
図３は本実施例による空気調和装置の要部構成図である。なお同一機能同一構成の部材には同一番号を付して説明を省略する。
本実施例においては、送風管４０の一部に結露水の逆流を防止する逆止弁４３を設けている。この逆止弁４３は、減圧ポンプ３２側に設けることが好ましく、本実施例ではトラップ４１に設けている。
本実施例のように逆止弁４３を設けることで、結露水が多量に発生してもこの逆止弁４３によって逆流することがなく、減圧ポンプ３２内への結露水が浸入することがない。
【００１３】
上記構成において、減圧ポンプ３２が運転されると、ガス富化ユニット３１内で酸素富化膜を通過した空気は、酸素供給主管３４を通過して減圧ポンプ３２に吸い込まれ、酸素富化された空気が吐出主管３６、送風管４０を順次通過して吐出口３３から室内ユニット２０内に送出される。
なお、本実施例では、選択性ガス富化装置を居住空間の空気調和に用いる分離型の空気調和装置に適用した場合について説明したが、例えば車両用空気調和装置、一体形空気調和装置に用いてもよく、その他空気清浄機や医療用酸素富化装置、携帯用酸素富化装置、燃焼機器用酸素富化装置、冷蔵庫など鮮度保持に用いる窒素富化装置などに適用してもよい。
また、本実施例では酸素富化膜を用いたガス富化ユニットを用いて説明したが、例えば中空糸膜などの酸素富化を実現できる機能を有すればよく、この場合には、減圧ポンプに代えて加圧ポンプを用い、又は送風装置をポンプとして用いることもできる。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、拡管部を設けることで、押し出された氷結や結露水を吐出口からまき散らすことなく、拡管部で一旦受けることで融解・蒸発を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による空気調和装置の構成図
【図２】本発明の他の実施例による空気調和装置の要部構成図
【図３】本発明の他の実施例による空気調和装置の要部構成図
【符号の説明】
１０ 室外ユニット
２０ 室内ユニット
３１ ガス富化ユニット
３２ 減圧ポンプ
３３ 吐出口
３４ 酸素供給主管
３６ 吐出主管
４０ 送風管
４１ トラップ
４２ 容積部
４３ 逆止弁
Claims (1)
- 所定のガス成分の濃度を高める機能を有するガス富化ユニットと、前記ガス成分を送出するポンプと、前記ポンプから送出した前記ガス成分を吐出する吐出口とを備え、前記吐出口を拡管部としたことを特徴とする空気調和装置。
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| JP2002318134A JP3616626B2 (ja) | 2002-10-31 | 2002-10-31 | 空気調和装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2002318134A JP3616626B2 (ja) | 2002-10-31 | 2002-10-31 | 空気調和装置 |
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| JP2002318134A Expired - Fee Related JP3616626B2 (ja) | 2002-10-31 | 2002-10-31 | 空気調和装置 |
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| KR (1) | KR100954893B1 (ja) |
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- 2002-10-31 JP JP2002318134A patent/JP3616626B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 2003-08-13 KR KR1020030055987A patent/KR100954893B1/ko not_active IP Right Cessation
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