JP3870126B2 - 気液排出装置及びこれを備えた空気調和機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気用空気等の気体とドレン水等の液体とを共通の通路を介して排出する気液排出装置、及びこれを備えた空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の気液排出装置を備えた空気調和機として、実公平7-37072号公報記載のものが知られている。この空気調和機は、ドレンパンの一側端面に隣接して排気ダクトが形成され、この排気ダクトの一側面に開口が形成されている。室内空気を吸込んで室内に循環する室内送風ファンによる風の流れの一部を、排気ダクトの開口部に導き、この開口部に導いた風を排気ダクトを通して室外へ排出させるようにしている。また、ドレンパンと排気ダクトの隣接部分に穴が開いており、ドレン水は、この穴から排気ダクトを通り、室外へ排出される構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の空気調和機では、室外への排気の一部がドレンパン側に逆流し、室内側に逆戻りするおそれがある。ドレン水が溜まっている状況で、上記排気の逆流が起こると、ドレン水の泡立ちによる不快な音や漏水が発生するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑み、排気がドレンパン側に逆流するのを防止し、排気と排水を共用のダクトで行える気液排出装置及びこれを備えた空気調和機の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、排気用空気等の気体とドレン水等の液体とを共通の通路を介して排出する気液排出装置において、前記排気用空気等の気体を排出する排気路の一部を構成する排気部と、前記ドレン水等の液体を一時的に貯める貯水部とを形設し、該貯水部内のドレン水等の液体を排気部に合流させるための開口部を設け、気液排出時に気体が液体側に逆流するのを防止する逆止弁を排気による風圧が加わるよう前記開口部の排気部側に設けてなり、前記貯水部内に前記ドレン水等の液体で上下するフロートを設け、該フロートの上下動により前記逆止弁を接圧して開閉させることにより、気体より液体を優先して強制的に排出する液体排出手段を備えたことを特徴としている。この構成によると、貯水部の水位の変動に伴うフロートの上下動を利用して逆流防止手段の開閉動作を確実に行うことができる。
【００１６】
さらに、逆流防止手段は、専用ファンの静圧に相当する深さ以上の液体が貯水部に溜まったときに開口するように構成することができる。この構成によると、専用ファンの静圧と、貯水部に貯まった液体の水圧との力関係を利用して逆流防止手段を確実に開口することができる。
【００１７】
また、本発明においては、貯水部の異常水位を検出する水位検出手段と、該水位検出手段からの信号により運転を制御する制御部とが設けられ、該制御部は、前記水位検出手段が一定水位を検出したときに運転を停止することを特徴とする気液排出装置も提供することもできる。この構成によると、水位検出手段が一定水位を検出したときに運転を停止するので、貯水部からの漏水を防止でき、安全な運転が確保できる。
【００１８】
さらに、上記構成に付加して、前記制御部は、水位検出手段が一定水位を検出したときに、運転を停止すると共に表示部に表示することもできる。この構成によると、運転の停止を使用者に知らせることができる。
【００１９】
なお、水位検出手段は、光センサ、磁気センサ、圧力センサなど、種々のセンサを利用することができるが、ドレン水等の液体で上下するフロートを利用して検出するのが最も簡単である。
【００２０】
また、液体排出手段のフロートは、気液排出装置本体に一端が軸支され、他端に前記逆流防止手段の逆止弁を回動させる突起部が形成された構成とすることができる。この構成によると、フロートの上下動を軸周りの回動動作に変換して逆流防止手段の逆止弁を強制的に開閉することができる。
【００２１】
また、本発明においては、逆流防止手段の逆止弁に排気の風圧を受ける受圧部が設け、排気の風圧を利用して逆止弁を確実に閉止することができる。
【００２２】
さらに、本発明においては、上記気液排出装置を空気調和機に組み込むことによって、熱交換器からのドレン水を排気用空気と共に排出することができる。すなわち、本発明においては、熱交換器と、排気用空気等の気体と前記熱交換器からのドレン水等の液体とを共通の通路を介して排出する気液排出装置とを備えた室内機において、前記熱交換器で発生するドレン水の通路が前記気液排出装置に連通していることを特徴とする空気調和機も提供することができる。
【００２３】
勿論、本発明に係る空気調和機においては、熱交換器で発生するドレン水を貯める貯水部と、該貯水部の水位を検出する水位検出手段と、該水位検出手段からの信号により空調運転を制御する制御部とを備え、制御部は、貯水部の水位が異常水位になったときに空調運転を停止したり、あるいは空調運転を停止し、表示部に表示する構成も採用可能である。
【００２４】
【発明の実施形態】
以下、本発明に係る空気調和機の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態である空気調和機の室内機において、前面パネルを取り外して主要部品を示す分解斜視図である。図１において、１は室内機、２は背面パネル、３は室内熱交換器、４は室内ファン、５は前面パネルや背面パネルに形成される吸込口、６は室内機１の下面に形成される吹出口、７はドレンパン、８は換気用排気ファン、９は合流ボックスである。
【００２５】
室内機１は、図示しない前面パネルと背面パネルとからユニットケースが構成され、室内の壁面に取付板（図示略）により取り付けられる。このユニットケース内には、室内空気を前面パネルや背面パネル上面の吸込口５から吸い込み、かつ吹出口６から吹き出すための室内ファン４と、室内空気と室外ユニット（図示略）から供給された冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器３と、室内熱交換器３に発生するドレン水を受け止めるドレンパン７とを備えている。
【００２６】
室内ファン４はクロスフローファンであり、室内熱交換器３の背面側に配置され、吸込口５から吸込んだ空気を室内熱交換器３を流れる冷媒との間で熱交換し、その空気を室内機下方の吹出口６から吹出すようにしている。
【００２７】
冷房運転時や除湿運転時に室内熱交換器３で発生するドレン水を受け止めるドレンパン７は、室内熱交換器３の下方に室内ファン４の回転軸の軸方向に長く形成され、その一側に配置された後述する排気路１０の合流ボックス９に連通接続されている。
【００２８】
図２は図１の室内ファンの一側の排気路に設けられた気液排出装置を背面側からみた斜視図、図３は同じく気液排出装置を前面側からみた斜視図、図４は同じく気液排出装置の側面断面図、図５は同じく気液排出装置の背面断面図である。本発明に係る気液排出装置は、以下にように構成されている。すなわち、図において、９は合流ボックス、１０は排気路、１１は排気ファンを覆うファンケース、１２は合流ボックス内の仕切壁、１３はドレンパン側の貯水部、１４は排気路側の排気部、１５は合流ボックスの排気・排水兼用の出口、１６は仕切壁に設けられた逆止弁、１７は共用ダクトである。
【００２９】
図２及び図３に示すように、室内ファン４の回転軸の軸方向一側には、室内機１の前面側から吸込んだ、汚れた室内空気等の気体とドレン水等の液体を共通の通路を介して排出する気液排出装置が設けられている。この気液排出装置は、室内の汚れた空気を室外に排出する排気路１０に、室内空気を室内機前面側から背面側に導く換気用排気ファン８と、ドレンパン７からのドレン水等の液体を排気路１０に合流させる機能を有する合流ボックス９と、該合流ボックス９の出口１５側に接続され、室内壁に形成された貫通穴（図示略）を貫通可能な径を有する排気・排水共用ダクト１７とが設けられている。
【００３０】
換気用排気ファン８は、図２〜図４に示すように、空気調和機の室内ファン４とは別に設けられた専用のファンであって、円筒状のファンケース１１に覆われて合流ボックス９の上方に配置され、室内機１の前面から吸込んだ空気を合流ボックス９のファンケース１１の入口から換気用排気ファン８により排気部１４に導き、排気部１４からボックス出口１５に排出するものである。
【００３１】
共用ダクト１７は、図２に示すように、排気用空気等の気体とドレン水等の液体の両方を排出する共通の通路となるホース等の管から構成されており、一側端が筒状のボックス出口１５に外嵌接続され、他側端が壁穴（図示略）を通り室外に設置されている。この共用ダクト１７は断熱材２２で覆われ、低温のドレン水が流れてもダクト表面の結露を防止できるようになっている。
【００３２】
合流ボックス９は、図５に示すように、排気ファンで吸込んだ室内空気を共用出口に導く排気部１４と、ドレンパン７からのドレン水を貯水する貯水部１３とを備え、貯水部１３と排気部１４とは仕切壁１２を挟んで互いに隣接配置されている。仕切壁１２の下部にドレン水を排気部１４側に合流させるための開口部２０が形成され、この開口部２０の排気部１４側に、気体が液体側に逆流するのを防止する逆流防止手段としての逆止弁１６が配設されている。
【００３３】
貯水部１３は、図５に示すように、ドレンパン７の一側端部と連通接続される第１の貯水容器１３ａと、第１の貯水容器１３ａより一段低く連続して形成され後述のフロート２４，２５を内装する第２の貯水容器１３ｂと、第２の貯水容器１３ｂよりも一段低く連続して形成された第３の貯水容器１３ｃとを備えており、前記換気用排気ファン８の静圧に相当する深さ以上に設定されている。また、第１の貯水容器１３ａの上面には、ドレンパン７からのドレン水を流入する入口１８が形成されている。
【００３４】
そして、第３の貯水容器１３ｃが最も小さい通過面積に形成されている。つまり、逆止弁１６の近傍に位置する第３の貯水容器１３ｃは、その液体流路断面積がその他の部位（第1の貯水容器１３ａや第２の貯水容器１３ｂ）よりも小さく形成され、この第３の貯水容器１３ｃの容器壁の一部を構成する前記側面仕切壁１２に逆止弁１６を配置する開口部２０が形成されている。
【００３５】
ここで、第３の貯水部１３ｃの流路断面積をその他の部位よりも小さく形成したのは、ドレン水が大きい通過面積の第１及び第２の貯水部１３ａ，１３ｂから小さい通過面積の第３の貯水容器１３ｃを通ることで、ドレン水の流速が速くなり、ドレン水に含まれる塵などの滞留を防止できるようになるからである。
【００３６】
第３の貯水容器１３ｃに隣接して開口部２０の排気部１４側周縁には、リブ状に突出した弁座２１が形成され、この弁座２１に離着座自在に逆止弁１６が取り付けられている。逆止弁１６は、合成樹脂、ゴム、又は金属などの各種素材で略笠型状に形成することができ、排気運転時に開口部２０を閉じるだけの大きさを有している。この逆止弁１６は，後述する受圧部２６の受圧側壁２７の裏面（貯水部側面）に配置され、その中心部には側壁２７の取付穴に挿入する先端が傘状のピン１６ｂが形成されている。
【００３７】
受圧側壁２７は、その上端の両側に支点の軸孔２７ａが形成され、該軸孔に仕切壁１２の軸受１２ａに回転自在に軸支された回転軸１６ａが挿通され、この受圧側壁２７と一体となった逆止弁１６が開口部２０に対して開閉自在に軸支されている。
【００３８】
逆止弁１６には、その排気側に風圧を受けるための受圧部２６が設けられ、排気運転時に確実に閉弁するように設定されている。受圧部２６は、逆止弁１６を形設している平坦な面の受圧側壁２７と、排気路１０に沿った鈍角状の三面からなる側壁２８とから略Ｌ字状に形成されてなる。側壁２８の最も入口側の壁面は垂直壁に設定され、ボックス入口１９からの空気を換気用排気ファン８側に導くようになっている。また、側壁２８の最も出口１５側の壁面は、水平壁に設定され、ボックス出口１５に空気を導くやすくしている。
【００３９】
一方、逆止弁１６は、冷房運転使用期間外にドレン水の水垢や埃が付着して乾燥し、開口部２１を開放できないおそれがあるため、逆止弁１６を強制的に開放して液体を排出する手段を付設するのが望ましい。本実施形態では、この液体排出手段として、排気部１４と隣接した貯水部にドレン水の水位により上下するフロート２４を設け、このフロート２４の上下動を利用して逆止弁１６を開放するようにしている。なお、この液体排出手段は、換気用排気ファン８が停止して排出空気等の気体を排出しないときでも、排出空気等の気体に優先して液体を排出することができるものであるため、気体より液体を優先的に排出する液体優先排出手段としても機能している。
【００４０】
上記フロート２４は、上面を開放状態の断面Ｕ字状をなして第２の貯水容器１３ｂに内装され、第１貯水容器１３ａ側の一端がボックス本体に軸支２４ａされ、第３貯水容器側の他端に前記逆止弁１６を左右方向に回動させる突起部２４ｂが形成されている。また、フロート２４の下面には第２の貯水容器１３ｂの底面に当接してフロート２４の下方への回動を規制するストッパ２４ｃが形成されている。
【００４１】
突起部２４ｂは、第２の貯水容器１３ｂから下方の第３の貯水容器１３ｃに入り込み、かつ側方の逆止弁１６を接圧可能なＬ字形に形成され、リブ２４ｄにより補強されている。突起部２４ｂの先端は、逆止弁１６の閉弁状態では、逆止弁１６と接触するか、または僅かに間隔をおいた状態に設定され、フロート２４の上昇と共に、逆止弁１６に接圧してこれを開弁方向に回動させるようにしている。
【００４２】
本実施形態では、第２貯水容器１３ｂの上記フロート２４の上方に貯水部１３の水位が異常に上昇したときに、運転を停止するための水位検出手段３０が設けられている。この水位検出手段３０は、フロート２４の上方に第１貯水容器１３ａ側の軸２５ａ回りに回動自在に支持された第２のフロート２５と、このフロート２５が一定水位に達したときにフロート２５の上動を検知するマイクロスイッチやリードスイッチなどの近接スイッチ等の水位検出センサ３１とから構成されている。
【００４３】
そして、図５に示すように、水位検出手段３０からの信号により運転を制御する制御部３２が設けられ、該制御部３２は、水位検出手段３０が一定水位を検出したときに運転を停止するよう、室外ユニットの圧縮機（図示略）に停止信号を出力すると共に、室内ファン４の運転を停止する制御を行う。さらに、制御部３２は、運転停止状況や合流ボックスのドレン水が満水状態であることを室内機１の表示部３３に表示し、使用者に知らせる機能も兼ね備えている。
【００４４】
第２のフロート２５は、第１のフロート２４の上方において、第１のフロート２４の動作を干渉しないように配置され、また、水位検出センサ３１は、合流ボックス９の上面に設置され、例えばマイクロスイッチで構成する場合には、その可動子が第２の貯水容器１３ｂ側に突出するように取り付けられている。
【００４５】
図６に冷房運転時の気液排出装置の動作状態を示す。空気調和機が冷房もしくは除湿運転すると、室内熱交換器３からドレン水がドレンパン７に流れ込み、合流ボックス９のドレン水の貯水部１３に流れ込む。ドレン水の貯水部１３に流れ込んだドレン水が溜まり、その水位が上昇すると、併せて貯水部１３のフロート２４も上昇するが、フロート２４は、その上昇によって支点２４ａを軸に上方に回動する。そうすると、フロート２４の先端部に形成されている突起部２４ｂが逆止弁１６を押圧する。
【００４６】
フロート２４の突起部２４ｂの押圧により、逆止弁１６は、受圧側壁２７の軸２７ａを支点とし、開口部２０と反対方向に回動し、開口部２０と逆止弁１６との間に隙間が発生し、その隙間から貯水部１３に溜まったドレン水が排気部１４側に流れる。
【００４７】
つまり、貯水部１３に溜まったドレン水の水位により、フロートが受ける力が逆止弁１６の自重に打ち勝つ時点で、ドレン水は逆止弁１６を押し開き、排気部１４、出口１５、共用ダクト１７の順に通って室外に排出される。
【００４８】
図５は冷房停止かつ排気運転時および運転停止時の気液排出装置の動作状態を示すものであるが、図に示すように、冷房停止かつ排気運転時においては、換気用排気ファン８によって押し出された室内の空気は、合流ボックス９の排気部１４、出口１５、排気・排水兼用の共用ダクト１７の順に通って室外に排出される。
【００４９】
このとき、逆止弁１６は、換気用排気ファン８からの風圧が受圧側壁２８の周壁に加わり、これと一体に形成されている側壁２７が開口部２０方向に押圧され、開口部２０が逆止弁１６で閉塞されるので、排気がドレン水貯水部１３に流れ込むことは無く、室内へ逆流することは無い。
【００５０】
図７は冷房運転かつ排気運転時の気液排出装置の動作状態を示す。図に示すように、冷房運転かつ排気運転時においては、排気は前記排気のみ運転時と同様の流れによって室外に排出される。一方、ドレン水は合流ボックス９のドレン水貯水部１３に流れ込んだ後、貯水部１３に溜まったドレン水による水圧、及び上昇するフロート２４による逆止弁１６への押圧力と、排気による風圧とが逆止弁１６に加わる力関係で逆止弁１６の開閉動作が決定され、ドレン水によるフロート２４への水圧が打ち勝った時点で、ドレン水は逆止弁１６を押し開き、開口部２０との隙間から排気部１４側に流れ、排気とともに排気部１４、出口１５、排気排水兼用の共用ダクト１７の順に通って室外に排出される。貯水部１３の水位は、図７に示すように、換気用排気ファン８の能力に相当する深さ（Ａ）となり、貯水部１３の水位がＡ以上になると、フロート２４も上昇してフロート２４の突起部２４ｂが逆止弁１６を押圧し、開口部２０が開口されてドレン水が貯水部１３より流出する。
【００５１】
ドレン水が逆止弁１６を押し開いたとき、排気が貯水部１３側に入ろうとする力より、ドレン水が排気部１４側に出ようとする力のほうが大きいため、排気が逆止弁１６と開口部２０との間隙から逆流することなく、ドレン水のみが間隙から排気部１４側に流れる。
【００５２】
図８は冷房運転あるいは除湿運転中にドレン水の水位が異常に上昇したときの気液排出装置の動作状態を示す断面図である。図に示すように、逆止弁１６が何らかの理由で開口部２０を閉塞状態を維持し、ドレン水の水位が異常に上昇した場合に第２のフロート２５が動作して運転を停止する。逆止弁１６が閉塞状態となるのは、逆止弁１６に水垢や埃が付着して開口部２０から開口しないとき、排気部からの逆風が強く、ドレン水の水圧で押し開かないとき、逆止弁１６を押し開くフロート２４がドレン水の水位の上昇に伴い回動しないときなどが考えられる。このような場合、そのまま運転を継続すると、ドレン水が異常上昇し、漏水などの心配がある。
【００５３】
そこで、本実施形態では、第２のフロート２５を設け、貯水部１３に貯水するドレン水の水位が異常上昇した場合、第２のフロート２５の上昇により水位検出センサ３１で一定水位を検出したときに、異常信号を制御部３２に送り、制御部３２では、圧縮機などの運転を停止すると共に表示部３３にその旨を表示する。従って、ドレン水が逆流して漏水するなどのおそれがなく、安全で快適な空気調和機を提供することができる。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施形態では、気液排出装置を空気調和機に搭載した例を示したが、これに限らず、単独で又は他の機器に搭載する態様であってもよい。また、上記実施形態では、貯水部の水位が異常水位になったときに、空調運転を停止し、表示部に表示する構成を例示したが、これに限らず、異常水位あるいは空調運転の停止を表示部に表示しない構成であってもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、ドレン水を一時的に貯める貯水部にフロート等の液体排出手段を設け、フロートの上下動で開閉させるようにしているので、逆止弁などの逆流防止手段を確実に開口させることができる。さらに、ドレン水等の液体の貯水部の異常水位を検出する水位検出手段を設け、一定水位を検出したときに運転を停止及び表示させるので、ドレン水等の液体が貯水部から溢れ出すことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である空気調和機の室内機において前面パネルを取り外して主要部品を示す分解斜視図
【図２】図１の気液排出装置を背面側からみた斜視図
【図３】図１の気液排出装置を前面側からみた斜視図
【図４】図１の気液排出装置の側面断面図
【図５】図１の気液排出装置の背面断面図
【図６】冷房運転時の気液排出装置の動作状態を示す断面図
【図７】冷房運転かつ排気運転時の気液排出装置の動作状態を示す断面図
【図８】冷房運転あるいは除湿運転中にドレン水が異常に上昇したときの気液排出装置の動作状態を示す断面図
【符号の説明】
１ 室内機
２ 背面パネル
３ 室内熱交換器
４ 室内ファン
５ 吸込口
６ 吹出口
７ ドレンパン
８ 排気ファン
９ 合流ボックス
１２ 仕切壁
１３ 貯水部
１４ 排気部
１５ 出口
１６ 逆止弁
１７ 共用ダクト
１８ ドレン水入口
１９ 排気入口
２０ 開口部
２４ 第１のフロート
２５ 第２のフロート
２６ 受圧部
２７ 側壁
２８ 側壁
３０ 水位検出手段
３１ 水位検出センサ
３２ 制御部
３３ 表示部

Claims (7)

1. 排気用空気等の気体とドレン水等の液体とを共通の通路を介して排出する気液排出装置において、
   前記排気用空気等の気体を排出する排気路の一部を構成する排気部と、前記ドレン水等の液体を一時的に貯める貯水部とを形設し、該貯水部内のドレン水等の液体を排気部に合流させるための開口部を設け、気液排出時に気体が液体側に逆流するのを防止する逆止弁を排気による風圧が加わるよう前記開口部の排気部側に設けてなり、前記貯水部内に前記ドレン水等の液体で上下するフロートを設け、該フロートの上下動により前記逆止弁を接圧して開閉させることにより、気体より液体を優先して強制的に排出する液体排出手段を備えたことを特徴とする気液排出装置。
2. 前記貯水部の異常水位を検出する水位検出手段と、該水位検出手段からの信号により運転を制御する制御部とが設けられ、該制御部は、前記水位検出手段が一定水位を検出したときに運転を停止することを特徴とする請求項１に記載の気液排出装置。
3. 前記制御部は、水位検出手段が一定水位を検出したときに、運転を停止すると共に表示部に表示することを特徴とする請求項２に記載の気液排出装置。
4. 前記水位検出手段は、ドレン水等の液体で上下するフロートの上下動を利用して検出するものであることを特徴とする請求項２または３に記載の気液排出装置。
5. 前記液体排出手段のフロートは、気液排出装置本体に一端が軸支され、他端に前記逆止弁を回動させる突起部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の気液排出装置。
6. 前記逆止弁には、前記排気の風圧を受ける受圧部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の気液排出装置。
7. 熱交換器と、排気用空気等の気体と前記熱交換器からのドレン水等の液体とを共通の通路を介して排出する気液排出装置とを備えた室内機において、前記熱交換器で発生するドレン水の通路が請求項１〜６のいずれかに記載の気液排出装置に連通していることを特徴とする空気調和機。

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