JP3871610B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機、特に空気調和機の室内機の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の室内機では、冷房運転時や除湿運転時に、室内空気中に含まれる水分が、室内機の熱交換器に結露した後、ドレンパンを経てドレン水として室外へと排出されている。この室内機においては、特に夏場に、室内空間に雑菌が浮遊しており、この菌が運転時に熱交換器の金属（アルミニウム合金）製のフィンに捕らえられてドレンパンに至り、ドレンパン上に溜まった結露水が梅雨時の多湿雰囲気のために、なかなか乾燥せずにそこで次第に腐敗して繁殖する場合がある。この場合には、繁殖した雑菌のためにドレンパンの箇所から悪臭を発生し、ひどい時にはドレンパイプ内につまりを引き起こす場合もあった。
【０００３】
このような問題の対策として、抗菌剤を添加した塗料をドレンパン上に塗布したり、ドレンパンの表面の樹脂に抗菌剤を練り込んで製造したり、ドレンパンに棒状の抗菌剤を配置したりすることが従来から行われてきた。例えば、特開昭６２−２８８４２７号公報においてはドレンパンの表面に抗菌剤入り塗料を塗布することが提案されており、特開平８−２３３３０３号公報においては抗菌剤混入の樹脂でドレンパンの表面層を構成することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、抗菌剤を用いる上記従来の手法は、何れもドレンパンの表面樹脂材料へ抗菌剤を含ませる方式であるため、抗菌剤が有効に作用するのは表面近傍の限られた部分でしかなく、また長期的な寿命を保証できないため高価な抗菌剤もかなり無駄にしていた。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するもので、空気調和機の室内機に取り込まれた空中浮遊菌によってドレンパン上で菌が繁殖することを長期にわたって良好に抑えることができ、雑菌によるドレンパイプのつまりを防止することができる空気調和機を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、少なくとも吸込み口から吹き出し口に至る通風路内に金属製のフィンを有する熱交換器と、前記熱交換器により温度調節された風を室内へ吹出す室内送風ファンと、前記熱交換器から滴下した結露水を受けるドレンパンとを具備した室内機を有する空気調和機において、結露水が前記熱交換器のフィンからドレンパンに至る経路に前記フィンよりもイオン化傾向の大きい金属より構成される金属材を配置し、前記金属材と前記熱交換器とを電気的に導通させ、前記金属材の少なくとも一方の表面に化成処理皮膜層を設けたことを特徴とする。
【０００７】
上記構成において、空気中に浮遊している菌は熱交換器のフィンに結露水と一緒に捕らえられ、フィンを経てドレンパン上に滴下する。金属材はフィンと電気的に導通されているため、ドレンパンに結露水が溜まって結露水中に金属材とフィンの下部とが浸かった状態では、フィンよりもイオン化傾向の大きい金属からなる金属材の一部がプラス金属イオンとして結露水中に溶出しようとする。この際に、結露水中に混入した菌は菌自体がある程度マイナスの電荷を帯びているため、金属材の前記プラス金属イオンに引き付けられる。すなわち、熱交換器のフィンと金属材とのイオン化傾向の差により、マイナスの電荷を帯びた菌が、プラス金属イオンを放出して低電位となる金属材側に電気泳動して次々と集められ、この結果、菌の自由な活動が抑制される。このようにして新陳代謝機能を不活化された菌は弱り、やがて死滅してしまう。さらに、金属材の金属種によっては、溶出する金属イオン自体にも抗菌作用があるため、溶出する金属イオンによっても結露水中に混入した菌の繁殖を抑制することができる。また、金属材の少なくとも一方の表面に化成処理皮膜層を設けたことにより、金属材が金属陽イオンとして溶出する量をコントロールすることができるとともに、金属材の表面が酸化して粒状金属酸化物に覆われてしまうことを防止できて、長期間にわたる金属陽イオンの溶出が可能となる。したがって、ドレンパン上の雑菌の繁殖を長期にわたって良好に抑えることができて、雑菌によるドレンパイプのつまりを防止することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の空気調和機において、化成処置皮膜層がリン酸処理皮膜を含むことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の空気調和機において、前記金属材の一方の面に保護膜を設けたことを特徴とする。
【０００９】
この構成により、保護膜を設けることで、金属イオンの溶出量をさらに減らすことができるため、金属材を一層長寿命化することができる。
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の空気調和機において、金属材に水抜き孔を設けたことを特徴とする。
【００１０】
金属材に水抜き孔が設けられていない構造にすると、金属材上に結露水が長時間溜まることが多くなるため、金属材の端面近傍や面積の小さな部分に腐食が集中する不具合を生じてしまう。これに対して、上記のように金属材に水抜き孔を設ける構造を採用すると、結露水は金属材上から水抜き孔を通ってドレンパン上に流れるので、金属材において腐食が集中することを抑制できる。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の空気調和機において、金属材が亜鉛板、亜鉛メッキ鋼鈑、または亜鉛合金であることを特徴とする。
この構成によれば、金属材として亜鉛板、亜鉛メッキ鋼鈑、亜鉛合金を選ぶことによって低コスト化を図ることができる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、少なくとも吸込み口から吹き出し口に至る通風路内に金属製のフィンを有する熱交換器と、前記熱交換器により温度調節された風を室内へ吹出す室内送風ファンと、前記熱交換器から滴下した結露水を受けるドレンパンとを具備した室内機を有する空気調和機において、結露水が前記熱交換器のフィンからドレンパンに至る経路に前記フィンよりもイオン化傾向の大きい金属より構成される金属材を配置し、前記金属材と前記熱交換器とを電気的に導通させ、ドレンパンからドレン排出口までの結露水の通路上に凹部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によっても、熱交換器のフィンと金属材とのイオン化傾向の差により、マイナスの電荷を帯びた菌が、プラス金属イオンを放出して低電位となる金属材側に電気泳動して次々と集められ、この結果、菌の自由な活動が抑制され、新陳代謝機能を不活化された菌は弱り、やがて死滅してしまう。また、ドレンパンからドレン排出口までの結露水の通路上に凹部を形成することにより、溶出した金属イオンが粒状金属酸化物等の固形物となった場合でも、この固形物が凹部に溜まって、室内機外へ流出することが少なくなり、菌数を減らす効果を保ちつつ、粒状金属酸化物等の固形物によるドレン詰まりも起こり難くできる。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の空気調和機において、凹部に着脱可能な栓を有することを特徴とする。
この構成により、凹部に取り付けた栓を適宜抜くことで、生成して凹部に溜まった金属酸化物等固形物を取り除くことができる。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の空気調和機において、着脱可能な栓の断面積が凹部の底面の面積にほぼ等しいことを特徴とする。
この構成によれば、栓を外すことで凹部の底面全体に溜まった金属酸化物等固形物を容易に除去することができる。
【００１６】
請求項９記載の発明は、請求項７または８に記載の空気調和機において、着脱可能な栓が凹部の裏面から脱着可能に構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、吹き出し口などから手を突っ込んで栓を外すことができる。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、請求項７〜９の何れかに記載の空気調和機において、着脱可能な栓と凹部との接合部にОリングを配置してなることを特徴とする。この構成によれば、Оリングにより凹部と栓との密閉性を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る空気調和機における室内機の概略的な側面断面図、図１（ｂ）は同室内機の亜鉛合金板およびその近傍箇所の拡大側面断面図、図２は同室内機の概略的な正面図である。
【００１９】
図１（ａ）、図２に示すように、空気調和機の室内機２０には、室内空気を吸い込む吸い込みグリル１と、前面側および背面側にそれぞれ配設され、冷却、除湿運転時に、吸い込みグリル１から吸い込んだ空気をアルミニウム合金製のフィン２ａにより冷却、除湿する熱交換器２と、熱交換器２にて冷却、除湿された空気を最終の吹き出し口４に送る室内送風ファンとしてのクロスフローファン３と、前面側の熱交換器２から流下する結露水を受ける樹脂製のドレンパン５と、背面側の熱交換器２から流下する結露水を受ける樹脂製のドレンパン６とが備えられている。なお、図示しないが、室内機２０の両側部内面箇所には、背面側のドレンパン６に溜まった結露水を、このドレンパン６よりも下方に配置されている前面側のドレンパン５へ流す連通流路が設けられている。また、前面側のドレンパン５の底面両側部にはそれぞれドレン排出口５ａが設けられており、一方のドレン排出口５ａには、結露水を外部へ排出するドレンホース１６が接続され、他方のドレン排出口５ａには、ドレンホース１６が接続されずに、ドレンキャップ（図示せず）がねじ込まれている。
【００２０】
ここで特に、この室内機２０においては、前面側の熱交換器２の下端面とドレンパン５との間、すなわち、結露水が熱交換器２のフィン２ａからドレンパン５に至る経路に、金属材としての亜鉛合金板７が配設されている。熱交換器２のフィン２ａは、例えば、Ｆｅ ０．２９ｗｔ％、Ｍｎ ０．２６ｗｔ％、Ｓｉ ０．０７ｗｔ％、Ｔｌ ０．０７ｗｔ％、Ｃｕ ０．０１ｗｔ％、残部Ａｌである材料から形成されたアルミニウム合金で構成されており、この材料のイオン化傾向は、純粋なアルミニウムおよび純粋な亜鉛よりも小さく、かつ純粋な鉄よりも大きい。そして、金属材としての亜鉛合金板７は、熱交換器２のフィン２ａよりもイオン化傾向の大きい材質のものが用いられ、この実施の形態においては、Ｚｎ９９．５７７％，Ｃｕ０．３５％，Ｔｉ０．０７％，Ａｌ０．００３％のものが用いられている。
【００２１】
なお、図示しないが、各フィン２ａには、熱交換性能の高効率化を図るために縦スリットが設けられて結露水を保持しやすい構造を有している。また、亜鉛合金板７は、熱交換器２から滴下する結露水の通り道が全域にわたってカバーできるように設けられており、その全長ならびに幅は、熱交換器２のフィン２ａの底面部と同程度とされている。
【００２２】
図２に示すように、亜鉛合金板７の左右両側端部は上方に折り曲げられており、これらの両側端部で熱交換器２にネジ止めにより取り付けられている。これにより、亜鉛合金板７はその両側端部で熱交換器２に物理的に安定して支持されているとともに、電気的にも接続されている。なお、上記ネジ止め部分は、ドレン水の中に浸からない高さとされ、この結合部の接点が腐食して導通不良に至ることを防止している。なお、ネジ止めによる結合構造に代えて、嵌め込みや、かしめ、溶着などにより結合する構造にしてもよく、また、ジャンパ線などを用いて亜鉛合金板７と熱交換器２とを電気的に導通させてもよい。
【００２３】
また、図１（ｂ）に拡大して示すように、亜鉛合金板７の表面（この実施の形態においては亜鉛合金板７の裏表両面）には、化成処理皮膜層８が形成されている。この化成処理皮膜層８は、硫化や酸化などの化学反応を利用して溶液中で金属材としての亜鉛合金板７の表面に薄い硫化物や酸化物の皮膜を作成するものである。この化成処理皮膜層８により、過度の亜鉛の酸化物の生成を抑えて、亜鉛合金板７の表面が粒状金属酸化物に覆われてしまうことを防止している。なお、化成処理は硫化や酸化などの化学反応を利用するため色々な種類がある。イオン化傾向をかえずに金属イオンの溶出を抑えるものであれば、リン酸皮膜処理、クロメート処理などどのようなものを使用してもよい。リン酸皮膜による化成処理が簡単であり地球環境に対する負荷も比較的少ないために好ましい。また、化成処理皮膜層８の厚みに関しては特に規定をしないが、厚すぎると金属イオンの溶出が少なくなり抗菌性が落ちるので好ましくなく、１μｍ程度の厚みが最適である。
【００２４】
また、亜鉛合金板７における熱交換器２のフィン２ａと向き合わない下面側には、亜鉛合金板７の表面にとらえた菌の繁殖を抑制する保護膜９を設けている。この場合に、保護膜９の厚みとしては、１０μｍよりも薄くなると亜鉛イオンの溶出が生じるために好ましくなく、１０μｍよりも厚い方が好ましい。また、保護膜９に関しては亜鉛イオンの溶出を抑えるものであればその組成を問わないものであり、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等、公知の樹脂組成の保護膜９を用いる。
【００２５】
さらに、亜鉛合金板７の上面側全面には、この亜鉛合金板７が熱交換器２のフィン２ａと短絡しないようにスペーサーとして機能して絶縁する（接触して傷つくことも防止する）とともに水を保持する親水性を有する厚み１ｍｍの木綿製不織布シートからなる絶縁体１０が接着されている。ここで亜鉛合金板７上に設ける絶縁体１０は、熱交換器２のフィン２ａと亜鉛合金板７との接触を防ぐものでなおかつ、親水性のものであればどのようなものでも構わない。絶縁体１０として親水性のものを用いることで結露水を亜鉛合金板７上で長時間保持することが可能になり、亜鉛合金板７上での接触時間増大により抗菌効果をより高めることが可能になる。より具体的には、絶縁体１０として、綿やポリエステルの不織布、ポリウレタン、ナイロン、ポリビニルアルコールなどを用いることができる。
【００２６】
また、図２に示すように、またドレンパン５には、ドレン排出口５ａまでの結露水の通路上に凹部１１を設けている。そして、この凹部１１に、亜鉛と空気中の酸素や二酸化炭素とが反応して形成される酸化亜鉛や二酸化亜鉛を溜めるようになっている。ここで、凹部１１の大きさは特に指定しないが空気調和機の設計寿命内で生成する酸化亜鉛や二酸化亜鉛の量よりも大きくなるように形成されている。
【００２７】
日本冷凍空調工業会が発行している「ルームエアコンディショナーの期間消費電力量算出基準」（ＪＲＡ４０４６）によれば、空気調和機における冷房通算使用時間は１年で平均１９９８時間なので、設計寿命を１０年とすれば約２万時間の冷房運転が行われることとなる。温度４０℃、相対湿度５０％の部屋に空気調和機を設置し、亜鉛合金板７の減少量を測定したところ、６５ｇの亜鉛合金板７を使用して、合計１０００時間の運転で０．５％の重量減少があった。これを２万時間使用すると概算した場合には、減少する重量が６．５ｇとなる。また、この亜鉛が全部炭酸亜鉛になったとして炭酸亜鉛の密度を４．４４とするとその体積は２．６ｃｍ3となる。したがって、凹部１１の形状が直径１０ｍｍの円柱状であり、この凹部１１が１つだけである場合には、３ｃｍの深さが必要となる。図２に示すように２箇所に凹部１１を設けた場合は１箇所につき１．５ｃｍの深さでよい。また凹部１１よりもドレン水の流れで下流側に位置するドレンパン５上に突起を設けてもよい。突起を設けることによってここでドレン水の流れを乱し、効率よく亜鉛化合物等の固形物を凹部１１に捕集することが可能になる。突起はドレンパン５の成形時に金型に初めから形成しておいてもよいし、ドレンパン５の形成後に突起物をあとから接着しても構わない。また、凹部１１の底面に不織布等を貼付して捕集した固形物が簡単に脱離しないようにすることも可能である。
【００２８】
また、この凹部１１の底面には着脱可能な栓１２が設けられている。つまり、凹部１１は、栓１２を外した状態では、その凹部１１の底面全体が貫通するように孔部が形成されており、着脱可能な栓１２の断面積が凹部１１の底面の面積に等しくなるように構成されている。また、この栓１２はそれ自体にタップが切っており、凹部１１の裏面からこのねじ部分をねじ込むことで栓１２を凹部１１に固定する構造とされている。したがって、吹き出し口４から指を差し込んで栓１２を回すことで取り外し可能とされている。さらに、この栓１２は凹部１１との接合部にＯリング１３を有しており、このＯリング１３により密閉状態が良好に保たれている。
【００２９】
上記構成において、冷房運転時において室内機２０が駆動されると、吸い込みグリル１を通して室内空気が吸い込まれ、吸い込んだ空気が熱交換器２のフィン２ａによって冷却、除湿された後、クロスフローファン３によって吸い込まれて送風され、吹き出し口４から室内へ冷風が排出される。この時、熱交換器２によって除湿される際に生じた結露水は各ドレンパン５、６に流れ込み、背面側のドレンパン６に集まった結露水は、連通流路を介して前面側のドレンパン５側に流れ込み、前面側のドレンパン５に溜まった結露水と合流する。ドレンパン５に溜まった結露水は最終的には、ドレンキャップがされていないドレン排出口５ａからドレンホース１６を経て外部へ排出されるが、ドレンキャップがされている側では、ドレンパン５上で結露水の溜まりを生じている。
【００３０】
ここで、結露水は、熱交換器２のフィン２ａからドレンパン５上に滴下する際に、その通り道に設けられた亜鉛合金板７の配置箇所を通る。そして、ドレンパン５に結露水が溜まって、結露水中にフィン２ａの下端部と亜鉛合金板７とが浸かった状態では、電気的に導通されたフィン２ａと亜鉛合金板７との間には、そのイオン化傾向の差により０．４Ｖの起電力を生じる。つまり、熱交換器２のフィン２ａよりもイオン化傾向の大きな亜鉛合金板７から溶出した亜鉛イオンが放出される。空気中に漂っていた雑菌が結露水に混入している場合、このような菌は菌自体がある程度マイナスの電荷を帯びているため、フィン２ａから亜鉛合金板７の箇所を通って滴下する際に、亜鉛イオンが放出される亜鉛合金板７に引き付けられて電気泳動しながら次々と集められ、この結果、菌の自由な活動が抑制され、新陳代謝機能を不活化された菌は弱り、やがて死滅してしまう。さらに、亜鉛合金板７から溶出される亜鉛イオン自体にも抗菌作用がある（特に黄色ブドウ球菌に対する抗菌作用がある）ため、これによっても、制菌、殺菌される。
【００３１】
また、上記構成によれば、亜鉛合金板７の表面に化成処理皮膜層８を設けたことにより、亜鉛合金板７から亜鉛イオンが溶出する量をコントロールすることができるとともに、亜鉛合金板７の表面が酸化されて亜鉛酸化物などの粒状金属酸化物により覆われてしまうような不具合を防止できる。さらに、亜鉛合金板７における熱交換器２のフィン２ａと向き合わない裏面側に保護膜９を設けたことにより、亜鉛合金板７の裏面から亜鉛イオンなどの金属陽イオンが溶出することを防止することができるので、亜鉛合金板７による制菌、殺菌機能をさらに長期にわたって維持することができる。
【００３２】
また、亜鉛合金板７と熱交換器２のフィン２ａとの間に絶縁体１０を介装することで、ドレンパン５に滞留した結露水に浸かっている箇所で亜鉛合金板７と熱交換器２のフィン２ａとが直接接触することを防止できて、亜鉛合金板７と熱交換器２のフィン２ａとの間の内部起電力による電位差を良好に維持することができる。また、亜鉛合金板７と熱交換器２のフィン２ａとが直接接触することによる各部材の損傷も防止できる。また、絶縁体１０として親水性のものを用いることで結露水の亜鉛合金板７上での接触時間増大により抗菌効果をより高めることが可能になる。
【００３３】
さらに、ドレンパン５からドレン排出口５ａまでの結露水の通路上に凹部１１を形成したことにより、溶出した亜鉛イオンが空気中の酸素や二酸化炭素と反応して酸化亜鉛や二酸化亜鉛となった場合でも、これらの酸化亜鉛や二酸化亜鉛が凹部１１に溜まって、室内機外へ流出することが少なくなり、菌数を減らす効果を保ちつつ、酸化亜鉛や二酸化亜鉛などの固形物によるドレン詰まりも起こり難くできる。
【００３４】
また、凹部１１に溜まった酸化亜鉛や二酸化亜鉛などの固形物を取り除く場合には、吹き出し口４から指を差し込んで栓１２を取り外すことで、この栓１２の上に溜まった前記固形物を容易に除去することができる。この場合に、栓１２の断面積が凹部１１の底面の面積にほぼ等しいので、栓１２を取り外すことで前記固形物のほぼ全量を良好に除去することができる。さらに、栓１２を凹部１１の裏面から脱着できるため、室内機２０を分解するなどの多くの手間や時間をかけなくても、吹き出し口４から手を突っ込んで栓１２を容易に外すことができる。さらに、栓１２と凹部１１との接合部にОリング１３を配置しているため、前記接合部の密閉性を向上させることができて、固形物や結露水が洩れることを確実に防止できる。
【００３５】
このような集菌、死滅化機能を有する空気調和機の実証的な評価として下記のような試験を行った。
まず、第１の実証評価試験として、ＮＢ培地組成（ペプトン１０ｇ、塩化ナトリウム５ｇ、肉エキス３ｇ、純水１Ｌ）を１０００倍に希釈し、グラム陰性の大腸菌を濃度３０個／Ｌ程度で含んだ調製水を用意した。この調整水を、前面の熱交換器２の１０ｃｍ幅に対して均一に１ｍｌ／ｍｉｎの速度でマイクロポンプにより送液し、ドレン排出口５ａから排出された水を時間経過とともに０．２ｍｌずつ採取し、平板混釈法に準じて寒天培地にて２４時間培養してドレン水中の菌数を調べて亜鉛合金板７による集菌の効果を評価した。その結果、ドレンパン上に亜鉛合金板７などの金属材を有しない従来方式のものと比較して、大腸菌数が約１／１００に減少しており、大腸菌を明らかに集菌して、死滅化させたことを確認できた。
【００３６】
次に、第２の実証評価試験として、壁掛け型の空気調和機を２台用意し、１台は上記第１の実施の形態に係る構成のものを設置し、１台は亜鉛合金板７などの金属材を有しないものを用いた。これらの空気調和機を室内機と室外機共に温度４０℃、絶対湿度５０％ＲＨの雰囲気に設置し、設定温度２７℃にて冷房連続運転を３日間行った。ここで、室内機２０のドレンホース１６の出口から排出されてきた水を５０ｍｌ採取し、日本ミリポア株式会社製マイクロステインメンブレン（表示孔径０．４５μｍ）にて微生物をろ過した。このメンブレンを日水製薬製普通寒天培地（肉エキス５ｇ、ペプトン１０ｇ、塩化ナトリウム５ｇ、寒天１５ｇを水１Ｌに溶解して培地上に固めたもの）上にのせて３７℃で１６時間培養した。その後、培養したものを、日本ミリポア株式会社製マイクロステイン染色液にて染色して菌数を測定した。その結果、亜鉛合金板７などの金属材を有しない従来の構造のものでは菌数が３００個／ｍｌ前後であったのに比較して、本実施の形態のものでは菌数が３個／ｍｌであり、明らかにドレン水中の菌数の減少が見られた。
【００３７】
第３の実証評価試験として、第２の実証評価試験と同様の壁掛け型の空気調和機を３台用いて、温度４０℃、絶対湿度５０％ＲＨの雰囲気で冷房運転を１０００時間、連続で行った。このうちの２台はドレンパン５上に上記実施の形態で述べたように、亜鉛合金板７を有するが、そのうち１台は、ドレンパン５上に凹部１１を設けたものであり、もう１台は、ドレンパン５上に凹部１１が設けられていないものを用いた。なお、ドレンパン５上に凹部１１を設けたものの底面にはねじ込み式の栓１２をはめて密閉した。また、３台目は亜鉛合金板７自体を配置しなかった。また、亜鉛合金板７を有する２台のものは、亜鉛合金板７の重量はどちらも６５ｇである。
【００３８】
まず、菌の繁殖抑制効果の確認として上記第２の実証評価試験と同様に、ドレン水中の菌数評価を行った。その結果、亜鉛合金板７を有しないものに対して、亜鉛合金板７を有するものの菌数が１／１００となり、菌数の減少がみられた。また、試験後の亜鉛合金板７の重量減少を確認したところ、凹部１１を配置したものが０．２７ｇ、凹部１１を配置しないものが０．２１ｇでありほぼ同等だった。さらに亜鉛合金板７を有する２台についてドレンホース１６の先端からドレン水を取り出して目視確認したところ、ドレンパン５上に凹部１１を形成しなかったものでは白い粉状のものが水中に分散していた。この粉を集めて、粉末Ｘ線回折により分析したところ、この白い粉状のものは、ヒドロキシ炭酸亜鉛、酸化亜鉛、炭酸亜鉛、水酸化亜鉛の混合物であった。この結果から、凹部１１の形成により、室内機２０外への亜鉛酸化物等の流出が少なくなったことを確認できた。したがって、このように凹部１１を有する亜鉛合金板７を用いることで、菌数を減らす効果を保ちつつドレン詰まりを起こり難くして長寿命化できることも確認できた。なお、凹部１１の底面のねじ込み式の栓１２を取り外してその表面を調べたところ、白色の粉状のものが生成していた。この粉はドレンパン５上に凹部１１を設けない空気調和機のドレン水中に含まれたものと同様の亜鉛化合物であった。
【００３９】
第４の実証評価試験として、壁掛け型の空気調和機を３台用いて、温度４０℃、絶対湿度５０％ＲＨの雰囲気で冷房運転を１０００時間、連続で行った。このうちの２台はドレンパン５上に亜鉛合金板７を有するが、そのうち１台は、上記実施の形態で述べたように、亜鉛合金板７の両面に化成処理皮膜層８を形成しているとともに、亜鉛合金板７におけるフィン２ａに対向しない裏面に保護膜９をゆうしている。この試験では、化成処理皮膜層８としてリン酸処理皮膜を有しており、また、裏面にはアクリル樹脂塗料で１００μｍの塗膜からなる保護膜９を形成した。一方、もう一台の亜鉛合金板７を有するものは、亜鉛合金板７に化成処理皮膜層８や保護膜９が形成されていないものを用いた。また、残りの１台には、亜鉛合金板７自体を配置しなかった。
【００４０】
まず、集菌および殺菌効果の確認として、上記第２の実証評価試験と同様に、ドレン水中の菌数評価を行った。その結果、亜鉛合金板７を有しないものに対する、亜鉛合金板７を有する２台のものの菌数が１／１００となり、菌数の減少が確認できた。また、亜鉛合金板７を有する２台のものにおける試験後の亜鉛合金板７の減少重量を確認したところ、亜鉛合金板７に化成処理皮膜層８や保護膜９が形成されているものは、化成処理皮膜層８や保護膜９が形成されていないものに比べて重量減少が少ないことを確認できた。このように亜鉛合金板７に化成処理皮膜層８や保護膜９を形成することで、菌数を減らす効果を保ちつつ長寿命化できる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、図３に示すように、熱交換器２のフィン２ａの下方に配置する亜鉛合金板７の結露水の通り道に直径５ｍｍの水抜き孔１４が２個設けられている。この水抜き孔１４によって、亜鉛合金板７上に流れ落ちた結露水は、水抜き孔１４を通ってドレンパン５上へ流れるようになる。このような水の流れを作ることによって、結露水が亜鉛合金板７上から溢れることがなくなるため、亜鉛合金板７の熱交換器２への結合部分や結線部分のように、亜鉛合金板７の幅の細い部分が濡れ難くなり、この箇所に対する過度の腐食を防ぐことができる。この結果、亜鉛合金板７の信頼性が向上する。
【００４１】
より具体的には、上記実施の形態で用いた、リン酸化成処理による化成処理皮膜層８とアクリル樹脂塗装による保護膜９とを施し、かつ水抜き孔１４を直径５ｍｍで２箇所設けた亜鉛合金板７を、壁掛け型の空気調和機の室内機２０に設置し、上記第４の実証評価試験と同様の試験を行った。その結果、十分な菌数減少を確認できただけでなく、化成処理皮膜層８と保護膜９とを施しながら水抜き孔１４を有しないものに比べて、水抜き孔１４を有する上記構造のものは、亜鉛合金の重量減少がさらに少なくなったことを確認できた。したがって、このように水抜き孔１４を有する構造のものによるとさらに長寿命化できる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、ドレンパン５と熱交換器２との間に金属材として亜鉛鉄板を配置した。亜鉛鉄板の構造は実施の形態１と同様に構成し、亜鉛鉄板の表面にはリン酸化成処理を施したものを用いた。なお、亜鉛鉄板としては、熱交換器２のフィン２ａよりもイオン化傾向が大きいものを用いている。
【００４２】
この構成によっても、熱交換器２のフィン２ａと亜鉛鉄板との間に０．４Ｖの電位差を生じた。上記第２の実証評価試験２と同様の試験を実施したところ、ドレンパン５と熱交換器２との間に何も入れないものと比べて菌数が１／１００以下となり、金属材として亜鉛鉄板を用いた場合でも十分な菌数減少効果を発揮できることを確認できた。
【００４３】
なお、上記実施の形態において、結露水が熱交換器２のフィン２ａからドレンパン５に至る経路に配設した金属材として、亜鉛合金板７や亜鉛鉄板を用いた場合を述べたが、これに限るものではなく、フィン２ａの材料よりもイオン化傾向の大きい金属であればどのようなものでも使うことができる。たとえば亜鉛、マグネシウム、チタンまたはそれらの合金を用いることができる。亜鉛板、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛合金板が最も安価であり使いやすい。なお、亜鉛合金板を使用する場合は、腐食しにくい亜鉛合金組成を用いるべきである。腐食しやすいと長期間使用することで亜鉛が溶出してなくなってしまい、菌の繁殖を抑制する効果を得られなくなってしまうからである。溶出しにくい組成として、０．１％未満のチタンを添加するなどの方法を用いてもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態１において、亜鉛合金板７などの金属材と熱交換器２のフィン２ａとの短絡を防止する絶縁体（スペーサ機能も有する）１０として、不織布シートを用いた場合を述べたが、これに限るものではなく、亜鉛合金板７などの金属材上に設ける絶縁体１０は金属材と熱交換器２のフィン２ａとの接触を防ぐもので、かつ親水性のものであればどのようなものでも使うことができる。たとえば綿やポリエステルの不織布、ポリウレタン、ナイロン、ポリビニルアルコールなどを用いることができる。絶縁体８を親水性のものにすることで亜鉛合金板７などの金属材上に結露水が長時間溜まるようになるので、より多くの菌を集めて活動を抑制し、死滅化させることができる。
【００４５】
また、上記実施の形態では壁掛け型の空気調和機における室内機２０のドレンパン５上に、熱交換器２と接続した亜鉛合金板７などの金属材を設置した場合を述べたが、壁掛け型の空気調和機に限定するものではなく、天井ビルトインタイプや天吊り型などの空気調和機室内機のドレンパンに本発明の金属材を設けてもよい。なお、その場合、結露水の溜まる部分に金属板が浸かるように配置する方が常に除菌効果を発揮することができて好ましい。
【００４６】
【発明の効果】
上記実施の形態から明らかなように、結露水が熱交換器のフィンからドレンパンに至る経路に前記フィンよりもイオン化傾向の大きい金属より構成される金属材を配置したことにより、金属材側に菌を次々と集めて菌の自由な活動を抑制できて、菌を死滅化させることができる。また、この場合に、金属材の表面に化成処理皮膜層を設けたので、金属材が金属陽イオンとして溶出する量をコントロールすることができるとともに、金属材の表面が酸化して粒状金属酸化物に覆われてしまうことを防止できる。そのため長期間にわたる金属イオンの溶出が可能となり菌の繁殖抑制効果を長期間保つことができる。
【００４７】
また、化成処置皮膜層としてリン酸処理皮膜を用いることで、多量の金属酸化物の生成を良好に防止することができる。
また、金属材の一方の面に保護膜を設けることで、金属イオンの溶出量を減らすことができ、金属材を長寿命化することができ、菌の繁殖抑制効果をさらに長期間保つことができる。
【００４８】
また、金属材に水抜き孔を設けることにより、金属材の過度の腐食を防止することができて、金属材を長寿命化することができる。
また、金属板として亜鉛板、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛合金を選ぶことによって低コスト化を図ることができる。
【００４９】
また、ドレンパンからドレン排出口までの結露水の通路上に凹部を設けたことにより、溶出した金属イオンが粒状金属酸化物等の固形物となった場合でも、この固形物が凹部に溜まって、室内機外へ流出することが少なくなり、菌数を減らす効果を保ちつつ、粒状金属酸化物等の固形物によるドレン詰まりも起こり難くでき、これによっても長寿命化できる。
【００５０】
また、凹部に着脱可能な栓をもうけることで、生成して凹部に溜まった金属酸化物等固形物を容易に取り除くことができる。
また、着脱可能な栓の断面積が凹部の底面の面積にほぼ等しいように構成することで、栓を外すことで凹部の底面全体に溜まった金属酸化物等の固形物を良好に除去することができ、これによってもドレン詰まりを起こり難くでき、長寿命化できる。
【００５１】
また、着脱可能な栓を、凹部の裏面から脱着可能に構成することで、吹き出し口などから手を突っ込んで栓を外すことができ、メンテナンス性が向上する。
さらに、着脱可能な栓と凹部との接合部にОリングを配置することで凹部と栓との密閉性を向上させることができて高信頼性を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る空気調和機における室内機の概略的な側面断面図
（ｂ）は同室内機の亜鉛合金板およびその近傍箇所の拡大側面断面図
【図２】同室内機の概略的な正面図
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る空気調和機の室内機内に設置する亜鉛合金板に水抜き孔を設けた状態を示す斜視図
【符号の説明】
１ 吸い込みグリル
２ 熱交換器
２ａ フィン
３ クロスフローファン（室内送風ファン）
４ 吹き出し口
５、６ ドレンパン
５ａ ドレン排出口
７ 亜鉛合金板（金属材）
８ 化成処理皮膜層
９ 保護膜
１０ 絶縁体
１１ 凹部
１２ 栓
１３ Ｏリング
１４ 水抜き孔
１６ ドレンホース
２０ 室内機
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機、特に空気調和機の室内機の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の室内機では、冷房運転時や除湿運転時に、室内空気中に含まれる水分が、室内機の熱交換器に結露した後、ドレンパンを経てドレン水として室外へと排出されている。この室内機においては、特に夏場に、室内空間に雑菌が浮遊しており、この菌が運転時に熱交換器の金属（アルミニウム合金）製のフィンに捕らえられてドレンパンに至り、ドレンパン上に溜まった結露水が梅雨時の多湿雰囲気のために、なかなか乾燥せずにそこで次第に腐敗して繁殖する場合がある。この場合には、繁殖した雑菌のためにドレンパンの箇所から悪臭を発生し、ひどい時にはドレンパイプ内につまりを引き起こす場合もあった。
【０００３】
このような問題の対策として、抗菌剤を添加した塗料をドレンパン上に塗布したり、ドレンパンの表面の樹脂に抗菌剤を練り込んで製造したり、ドレンパンに棒状の抗菌剤を配置したりすることが従来から行われてきた。例えば、特開昭６２−２８８４２７号公報においてはドレンパンの表面に抗菌剤入り塗料を塗布することが提案されており、特開平８−２３３３０３号公報においては抗菌剤混入の樹脂でドレンパンの表面層を構成することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、抗菌剤を用いる上記従来の手法は、何れもドレンパンの表面樹脂材料へ抗菌剤を含ませる方式であるため、抗菌剤が有効に作用するのは表面近傍の限られた部分でしかなく、また長期的な寿命を保証できないため高価な抗菌剤もかなり無駄にしていた。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するもので、空気調和機の室内機に取り込まれた空中浮遊菌によってドレンパン上で菌が繁殖することを長期にわたって良好に抑えることができ、雑菌によるドレンパイプのつまりを防止することができる空気調和機を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、少なくとも吸込み口から吹き出し口に至る通風路内に金属製のフィンを有する熱交換器と、前記熱交換器により温度調節された風を室内へ吹出す室内送風ファンと、前記熱交換器から滴下した結露水を受けるドレンパンとを具備した室内機を有する空気調和機において、結露水が前記熱交換器のフィンからドレンパンに至る経路に前記フィンよりもイオン化傾向の大きい金属より構成される金属材を配置し、前記金属材と前記熱交換器とを電気的に導通させ、前記金属材の少なくとも一方の表面に化成処理皮膜層を設けたことを特徴とする。
【０００７】
上記構成において、空気中に浮遊している菌は熱交換器のフィンに結露水と一緒に捕らえられ、フィンを経てドレンパン上に滴下する。金属材はフィンと電気的に導通されているため、ドレンパンに結露水が溜まって結露水中に金属材とフィンの下部とが浸かった状態では、フィンよりもイオン化傾向の大きい金属からなる金属材の一部がプラス金属イオンとして結露水中に溶出しようとする。この際に、結露水中に混入した菌は菌自体がある程度マイナスの電荷を帯びているため、金属材の前記プラス金属イオンに引き付けられる。すなわち、熱交換器のフィンと金属材とのイオン化傾向の差により、マイナスの電荷を帯びた菌が、プラス金属イオンを放出して低電位となる金属材側に電気泳動して次々と集められ、この結果、菌の自由な活動が抑制される。このようにして新陳代謝機能を不活化された菌は弱り、やがて死滅してしまう。さらに、金属材の金属種によっては、溶出する金属イオン自体にも抗菌作用があるため、溶出する金属イオンによっても結露水中に混入した菌の繁殖を抑制することができる。また、金属材の少なくとも一方の表面に化成処理皮膜層を設けたことにより、金属材が金属陽イオンとして溶出する量をコントロールすることができるとともに、金属材の表面が酸化して粒状金属酸化物に覆われてしまうことを防止できて、長期間にわたる金属陽イオンの溶出が可能となる。したがって、ドレンパン上の雑菌の繁殖を長期にわたって良好に抑えることができて、雑菌によるドレンパイプのつまりを防止することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の空気調和機において、化成処置皮膜層がリン酸処理皮膜を含むことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の空気調和機において、前記金属材の一方の面に保護膜を設けたことを特徴とする。
【０００９】
この構成により、保護膜を設けることで、金属イオンの溶出量をさらに減らすことができるため、金属材を一層長寿命化することができる。
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の空気調和機において、金属材に水抜き孔を設けたことを特徴とする。
【００１０】
金属材に水抜き孔が設けられていない構造にすると、金属材上に結露水が長時間溜まることが多くなるため、金属材の端面近傍や面積の小さな部分に腐食が集中する不具合を生じてしまう。これに対して、上記のように金属材に水抜き孔を設ける構造を採用すると、結露水は金属材上から水抜き孔を通ってドレンパン上に流れるので、金属材において腐食が集中することを抑制できる。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の空気調和機において、金属材が亜鉛板、亜鉛メッキ鋼鈑、または亜鉛合金であることを特徴とする。
この構成によれば、金属材として亜鉛板、亜鉛メッキ鋼鈑、亜鉛合金を選ぶことによって低コスト化を図ることができる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、少なくとも吸込み口から吹き出し口に至る通風路内に金属製のフィンを有する熱交換器と、前記熱交換器により温度調節された風を室内へ吹出す室内送風ファンと、前記熱交換器から滴下した結露水を受けるドレンパンとを具備した室内機を有する空気調和機において、結露水が前記熱交換器のフィンからドレンパンに至る経路に前記フィンよりもイオン化傾向の大きい金属より構成される金属材を配置し、前記金属材と前記熱交換器とを電気的に導通させ、ドレンパンからドレン排出口までの結露水の通路上に凹部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によっても、熱交換器のフィンと金属材とのイオン化傾向の差により、マイナスの電荷を帯びた菌が、プラス金属イオンを放出して低電位となる金属材側に電気泳動して次々と集められ、この結果、菌の自由な活動が抑制され、新陳代謝機能を不活化された菌は弱り、やがて死滅してしまう。また、ドレンパンからドレン排出口までの結露水の通路上に凹部を形成することにより、溶出した金属イオンが粒状金属酸化物等の固形物となった場合でも、この固形物が凹部に溜まって、室内機外へ流出することが少なくなり、菌数を減らす効果を保ちつつ、粒状金属酸化物等の固形物によるドレン詰まりも起こり難くできる。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の空気調和機において、凹部に着脱可能な栓を有することを特徴とする。
この構成により、凹部に取り付けた栓を適宜抜くことで、生成して凹部に溜まった金属酸化物等固形物を取り除くことができる。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の空気調和機において、着脱可能な栓の断面積が凹部の底面の面積にほぼ等しいことを特徴とする。
この構成によれば、栓を外すことで凹部の底面全体に溜まった金属酸化物等固形物を容易に除去することができる。
【００１６】
請求項９記載の発明は、請求項７または８に記載の空気調和機において、着脱可能な栓が凹部の裏面から脱着可能に構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、吹き出し口などから手を突っ込んで栓を外すことができる。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、請求項７〜９の何れかに記載の空気調和機において、着脱可能な栓と凹部との接合部にОリングを配置してなることを特徴とする。この構成によれば、Оリングにより凹部と栓との密閉性を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る空気調和機における室内機の概略的な側面断面図、図１（ｂ）は同室内機の亜鉛合金板およびその近傍箇所の拡大側面断面図、図２は同室内機の概略的な正面図である。
【００１９】
図１（ａ）、図２に示すように、空気調和機の室内機２０には、室内空気を吸い込む吸い込みグリル１と、前面側および背面側にそれぞれ配設され、冷却、除湿運転時に、吸い込みグリル１から吸い込んだ空気をアルミニウム合金製のフィン２ａにより冷却、除湿する熱交換器２と、熱交換器２にて冷却、除湿された空気を最終の吹き出し口４に送る室内送風ファンとしてのクロスフローファン３と、前面側の熱交換器２から流下する結露水を受ける樹脂製のドレンパン５と、背面側の熱交換器２から流下する結露水を受ける樹脂製のドレンパン６とが備えられている。なお、図示しないが、室内機２０の両側部内面箇所には、背面側のドレンパン６に溜まった結露水を、このドレンパン６よりも下方に配置されている前面側のドレンパン５へ流す連通流路が設けられている。また、前面側のドレンパン５の底面両側部にはそれぞれドレン排出口５ａが設けられており、一方のドレン排出口５ａには、結露水を外部へ排出するドレンホース１６が接続され、他方のドレン排出口５ａには、ドレンホース１６が接続されずに、ドレンキャップ（図示せず）がねじ込まれている。
【００２０】
ここで特に、この室内機２０においては、前面側の熱交換器２の下端面とドレンパン５との間、すなわち、結露水が熱交換器２のフィン２ａからドレンパン５に至る経路に、金属材としての亜鉛合金板７が配設されている。熱交換器２のフィン２ａは、例えば、Ｆｅ ０．２９ｗｔ％、Ｍｎ ０．２６ｗｔ％、Ｓｉ ０．０７ｗｔ％、Ｔｌ ０．０７ｗｔ％、Ｃｕ ０．０１ｗｔ％、残部Ａｌである材料から形成されたアルミニウム合金で構成されており、この材料のイオン化傾向は、純粋なアルミニウムおよび純粋な亜鉛よりも小さく、かつ純粋な鉄よりも大きい。そして、金属材としての亜鉛合金板７は、熱交換器２のフィン２ａよりもイオン化傾向の大きい材質のものが用いられ、この実施の形態においては、Ｚｎ９９．５７７％，Ｃｕ０．３５％，Ｔｉ０．０７％，Ａｌ０．００３％のものが用いられている。
【００２１】
なお、図示しないが、各フィン２ａには、熱交換性能の高効率化を図るために縦スリットが設けられて結露水を保持しやすい構造を有している。また、亜鉛合金板７は、熱交換器２から滴下する結露水の通り道が全域にわたってカバーできるように設けられており、その全長ならびに幅は、熱交換器２のフィン２ａの底面部と同程度とされている。
【００２２】
図２に示すように、亜鉛合金板７の左右両側端部は上方に折り曲げられており、これらの両側端部で熱交換器２にネジ止めにより取り付けられている。これにより、亜鉛合金板７はその両側端部で熱交換器２に物理的に安定して支持されているとともに、電気的にも接続されている。なお、上記ネジ止め部分は、ドレン水の中に浸からない高さとされ、この結合部の接点が腐食して導通不良に至ることを防止している。なお、ネジ止めによる結合構造に代えて、嵌め込みや、かしめ、溶着などにより結合する構造にしてもよく、また、ジャンパ線などを用いて亜鉛合金板７と熱交換器２とを電気的に導通させてもよい。
【００２３】
また、図１（ｂ）に拡大して示すように、亜鉛合金板７の表面（この実施の形態においては亜鉛合金板７の裏表両面）には、化成処理皮膜層８が形成されている。この化成処理皮膜層８は、硫化や酸化などの化学反応を利用して溶液中で金属材としての亜鉛合金板７の表面に薄い硫化物や酸化物の皮膜を作成するものである。この化成処理皮膜層８により、過度の亜鉛の酸化物の生成を抑えて、亜鉛合金板７の表面が粒状金属酸化物に覆われてしまうことを防止している。なお、化成処理は硫化や酸化などの化学反応を利用するため色々な種類がある。イオン化傾向をかえずに金属イオンの溶出を抑えるものであれば、リン酸皮膜処理、クロメート処理などどのようなものを使用してもよい。リン酸皮膜による化成処理が簡単であり地球環境に対する負荷も比較的少ないために好ましい。また、化成処理皮膜層８の厚みに関しては特に規定をしないが、厚すぎると金属イオンの溶出が少なくなり抗菌性が落ちるので好ましくなく、１μｍ程度の厚みが最適である。
【００２４】
また、亜鉛合金板７における熱交換器２のフィン２ａと向き合わない下面側には、亜鉛合金板７の表面にとらえた菌の繁殖を抑制する保護膜９を設けている。この場合に、保護膜９の厚みとしては、１０μｍよりも薄くなると亜鉛イオンの溶出が生じるために好ましくなく、１０μｍよりも厚い方が好ましい。また、保護膜９に関しては亜鉛イオンの溶出を抑えるものであればその組成を問わないものであり、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等、公知の樹脂組成の保護膜９を用いる。
【００２５】
さらに、亜鉛合金板７の上面側全面には、この亜鉛合金板７が熱交換器２のフィン２ａと短絡しないようにスペーサーとして機能して絶縁する（接触して傷つくことも防止する）とともに水を保持する親水性を有する厚み１ｍｍの木綿製不織布シートからなる絶縁体１０が接着されている。ここで亜鉛合金板７上に設ける絶縁体１０は、熱交換器２のフィン２ａと亜鉛合金板７との接触を防ぐものでなおかつ、親水性のものであればどのようなものでも構わない。絶縁体１０として親水性のものを用いることで結露水を亜鉛合金板７上で長時間保持することが可能になり、亜鉛合金板７上での接触時間増大により抗菌効果をより高めることが可能になる。より具体的には、絶縁体１０として、綿やポリエステルの不織布、ポリウレタン、ナイロン、ポリビニルアルコールなどを用いることができる。
【００２６】
また、図２に示すように、またドレンパン５には、ドレン排出口５ａまでの結露水の通路上に凹部１１を設けている。そして、この凹部１１に、亜鉛と空気中の酸素や二酸化炭素とが反応して形成される酸化亜鉛や二酸化亜鉛を溜めるようになっている。ここで、凹部１１の大きさは特に指定しないが空気調和機の設計寿命内で生成する酸化亜鉛や二酸化亜鉛の量よりも大きくなるように形成されている。
【００２７】
日本冷凍空調工業会が発行している「ルームエアコンディショナーの期間消費電力量算出基準」（ＪＲＡ４０４６）によれば、空気調和機における冷房通算使用時間は１年で平均１９９８時間なので、設計寿命を１０年とすれば約２万時間の冷房運転が行われることとなる。温度４０℃、相対湿度５０％の部屋に空気調和機を設置し、亜鉛合金板７の減少量を測定したところ、６５ｇの亜鉛合金板７を使用して、合計１０００時間の運転で０．５％の重量減少があった。これを２万時間使用すると概算した場合には、減少する重量が６．５ｇとなる。また、この亜鉛が全部炭酸亜鉛になったとして炭酸亜鉛の密度を４．４４とするとその体積は２．６ｃｍ3となる。したがって、凹部１１の形状が直径１０ｍｍの円柱状であり、この凹部１１が１つだけである場合には、３ｃｍの深さが必要となる。図２に示すように２箇所に凹部１１を設けた場合は１箇所につき１．５ｃｍの深さでよい。また凹部１１よりもドレン水の流れで下流側に位置するドレンパン５上に突起を設けてもよい。突起を設けることによってここでドレン水の流れを乱し、効率よく亜鉛化合物等の固形物を凹部１１に捕集することが可能になる。突起はドレンパン５の成形時に金型に初めから形成しておいてもよいし、ドレンパン５の形成後に突起物をあとから接着しても構わない。また、凹部１１の底面に不織布等を貼付して捕集した固形物が簡単に脱離しないようにすることも可能である。
【００２８】
また、この凹部１１の底面には着脱可能な栓１２が設けられている。つまり、凹部１１は、栓１２を外した状態では、その凹部１１の底面全体が貫通するように孔部が形成されており、着脱可能な栓１２の断面積が凹部１１の底面の面積に等しくなるように構成されている。また、この栓１２はそれ自体にタップが切っており、凹部１１の裏面からこのねじ部分をねじ込むことで栓１２を凹部１１に固定する構造とされている。したがって、吹き出し口４から指を差し込んで栓１２を回すことで取り外し可能とされている。さらに、この栓１２は凹部１１との接合部にＯリング１３を有しており、このＯリング１３により密閉状態が良好に保たれている。
【００２９】
上記構成において、冷房運転時において室内機２０が駆動されると、吸い込みグリル１を通して室内空気が吸い込まれ、吸い込んだ空気が熱交換器２のフィン２ａによって冷却、除湿された後、クロスフローファン３によって吸い込まれて送風され、吹き出し口４から室内へ冷風が排出される。この時、熱交換器２によって除湿される際に生じた結露水は各ドレンパン５、６に流れ込み、背面側のドレンパン６に集まった結露水は、連通流路を介して前面側のドレンパン５側に流れ込み、前面側のドレンパン５に溜まった結露水と合流する。ドレンパン５に溜まった結露水は最終的には、ドレンキャップがされていないドレン排出口５ａからドレンホース１６を経て外部へ排出されるが、ドレンキャップがされている側では、ドレンパン５上で結露水の溜まりを生じている。
【００３０】
ここで、結露水は、熱交換器２のフィン２ａからドレンパン５上に滴下する際に、その通り道に設けられた亜鉛合金板７の配置箇所を通る。そして、ドレンパン５に結露水が溜まって、結露水中にフィン２ａの下端部と亜鉛合金板７とが浸かった状態では、電気的に導通されたフィン２ａと亜鉛合金板７との間には、そのイオン化傾向の差により０．４Ｖの起電力を生じる。つまり、熱交換器２のフィン２ａよりもイオン化傾向の大きな亜鉛合金板７から溶出した亜鉛イオンが放出される。空気中に漂っていた雑菌が結露水に混入している場合、このような菌は菌自体がある程度マイナスの電荷を帯びているため、フィン２ａから亜鉛合金板７の箇所を通って滴下する際に、亜鉛イオンが放出される亜鉛合金板７に引き付けられて電気泳動しながら次々と集められ、この結果、菌の自由な活動が抑制され、新陳代謝機能を不活化された菌は弱り、やがて死滅してしまう。さらに、亜鉛合金板７から溶出される亜鉛イオン自体にも抗菌作用がある（特に黄色ブドウ球菌に対する抗菌作用がある）ため、これによっても、制菌、殺菌される。
【００３１】
また、上記構成によれば、亜鉛合金板７の表面に化成処理皮膜層８を設けたことにより、亜鉛合金板７から亜鉛イオンが溶出する量をコントロールすることができるとともに、亜鉛合金板７の表面が酸化されて亜鉛酸化物などの粒状金属酸化物により覆われてしまうような不具合を防止できる。さらに、亜鉛合金板７における熱交換器２のフィン２ａと向き合わない裏面側に保護膜９を設けたことにより、亜鉛合金板７の裏面から亜鉛イオンなどの金属陽イオンが溶出することを防止することができるので、亜鉛合金板７による制菌、殺菌機能をさらに長期にわたって維持することができる。
【００３２】
また、亜鉛合金板７と熱交換器２のフィン２ａとの間に絶縁体１０を介装することで、ドレンパン５に滞留した結露水に浸かっている箇所で亜鉛合金板７と熱交換器２のフィン２ａとが直接接触することを防止できて、亜鉛合金板７と熱交換器２のフィン２ａとの間の内部起電力による電位差を良好に維持することができる。また、亜鉛合金板７と熱交換器２のフィン２ａとが直接接触することによる各部材の損傷も防止できる。また、絶縁体１０として親水性のものを用いることで結露水の亜鉛合金板７上での接触時間増大により抗菌効果をより高めることが可能になる。
【００３３】
さらに、ドレンパン５からドレン排出口５ａまでの結露水の通路上に凹部１１を形成したことにより、溶出した亜鉛イオンが空気中の酸素や二酸化炭素と反応して酸化亜鉛や二酸化亜鉛となった場合でも、これらの酸化亜鉛や二酸化亜鉛が凹部１１に溜まって、室内機外へ流出することが少なくなり、菌数を減らす効果を保ちつつ、酸化亜鉛や二酸化亜鉛などの固形物によるドレン詰まりも起こり難くできる。
【００３４】
また、凹部１１に溜まった酸化亜鉛や二酸化亜鉛などの固形物を取り除く場合には、吹き出し口４から指を差し込んで栓１２を取り外すことで、この栓１２の上に溜まった前記固形物を容易に除去することができる。この場合に、栓１２の断面積が凹部１１の底面の面積にほぼ等しいので、栓１２を取り外すことで前記固形物のほぼ全量を良好に除去することができる。さらに、栓１２を凹部１１の裏面から脱着できるため、室内機２０を分解するなどの多くの手間や時間をかけなくても、吹き出し口４から手を突っ込んで栓１２を容易に外すことができる。さらに、栓１２と凹部１１との接合部にОリング１３を配置しているため、前記接合部の密閉性を向上させることができて、固形物や結露水が洩れることを確実に防止できる。
【００３５】
このような集菌、死滅化機能を有する空気調和機の実証的な評価として下記のような試験を行った。
まず、第１の実証評価試験として、ＮＢ培地組成（ペプトン１０ｇ、塩化ナトリウム５ｇ、肉エキス３ｇ、純水１Ｌ）を１０００倍に希釈し、グラム陰性の大腸菌を濃度３０個／Ｌ程度で含んだ調製水を用意した。この調整水を、前面の熱交換器２の１０ｃｍ幅に対して均一に１ｍｌ／ｍｉｎの速度でマイクロポンプにより送液し、ドレン排出口５ａから排出された水を時間経過とともに０．２ｍｌずつ採取し、平板混釈法に準じて寒天培地にて２４時間培養してドレン水中の菌数を調べて亜鉛合金板７による集菌の効果を評価した。その結果、ドレンパン上に亜鉛合金板７などの金属材を有しない従来方式のものと比較して、大腸菌数が約１／１００に減少しており、大腸菌を明らかに集菌して、死滅化させたことを確認できた。
【００３６】
次に、第２の実証評価試験として、壁掛け型の空気調和機を２台用意し、１台は上記第１の実施の形態に係る構成のものを設置し、１台は亜鉛合金板７などの金属材を有しないものを用いた。これらの空気調和機を室内機と室外機共に温度４０℃、絶対湿度５０％ＲＨの雰囲気に設置し、設定温度２７℃にて冷房連続運転を３日間行った。ここで、室内機２０のドレンホース１６の出口から排出されてきた水を５０ｍｌ採取し、日本ミリポア株式会社製マイクロステインメンブレン（表示孔径０．４５μｍ）にて微生物をろ過した。このメンブレンを日水製薬製普通寒天培地（肉エキス５ｇ、ペプトン１０ｇ、塩化ナトリウム５ｇ、寒天１５ｇを水１Ｌに溶解して培地上に固めたもの）上にのせて３７℃で１６時間培養した。その後、培養したものを、日本ミリポア株式会社製マイクロステイン染色液にて染色して菌数を測定した。その結果、亜鉛合金板７などの金属材を有しない従来の構造のものでは菌数が３００個／ｍｌ前後であったのに比較して、本実施の形態のものでは菌数が３個／ｍｌであり、明らかにドレン水中の菌数の減少が見られた。
【００３７】
第３の実証評価試験として、第２の実証評価試験と同様の壁掛け型の空気調和機を３台用いて、温度４０℃、絶対湿度５０％ＲＨの雰囲気で冷房運転を１０００時間、連続で行った。このうちの２台はドレンパン５上に上記実施の形態で述べたように、亜鉛合金板７を有するが、そのうち１台は、ドレンパン５上に凹部１１を設けたものであり、もう１台は、ドレンパン５上に凹部１１が設けられていないものを用いた。なお、ドレンパン５上に凹部１１を設けたものの底面にはねじ込み式の栓１２をはめて密閉した。また、３台目は亜鉛合金板７自体を配置しなかった。また、亜鉛合金板７を有する２台のものは、亜鉛合金板７の重量はどちらも６５ｇである。
【００３８】
まず、菌の繁殖抑制効果の確認として上記第２の実証評価試験と同様に、ドレン水中の菌数評価を行った。その結果、亜鉛合金板７を有しないものに対して、亜鉛合金板７を有するものの菌数が１／１００となり、菌数の減少がみられた。また、試験後の亜鉛合金板７の重量減少を確認したところ、凹部１１を配置したものが０．２７ｇ、凹部１１を配置しないものが０．２１ｇでありほぼ同等だった。さらに亜鉛合金板７を有する２台についてドレンホース１６の先端からドレン水を取り出して目視確認したところ、ドレンパン５上に凹部１１を形成しなかったものでは白い粉状のものが水中に分散していた。この粉を集めて、粉末Ｘ線回折により分析したところ、この白い粉状のものは、ヒドロキシ炭酸亜鉛、酸化亜鉛、炭酸亜鉛、水酸化亜鉛の混合物であった。この結果から、凹部１１の形成により、室内機２０外への亜鉛酸化物等の流出が少なくなったことを確認できた。したがって、このように凹部１１を有する亜鉛合金板７を用いることで、菌数を減らす効果を保ちつつドレン詰まりを起こり難くして長寿命化できることも確認できた。なお、凹部１１の底面のねじ込み式の栓１２を取り外してその表面を調べたところ、白色の粉状のものが生成していた。この粉はドレンパン５上に凹部１１を設けない空気調和機のドレン水中に含まれたものと同様の亜鉛化合物であった。
【００３９】
第４の実証評価試験として、壁掛け型の空気調和機を３台用いて、温度４０℃、絶対湿度５０％ＲＨの雰囲気で冷房運転を１０００時間、連続で行った。このうちの２台はドレンパン５上に亜鉛合金板７を有するが、そのうち１台は、上記実施の形態で述べたように、亜鉛合金板７の両面に化成処理皮膜層８を形成しているとともに、亜鉛合金板７におけるフィン２ａに対向しない裏面に保護膜９をゆうしている。この試験では、化成処理皮膜層８としてリン酸処理皮膜を有しており、また、裏面にはアクリル樹脂塗料で１００μｍの塗膜からなる保護膜９を形成した。一方、もう一台の亜鉛合金板７を有するものは、亜鉛合金板７に化成処理皮膜層８や保護膜９が形成されていないものを用いた。また、残りの１台には、亜鉛合金板７自体を配置しなかった。
【００４０】
まず、集菌および殺菌効果の確認として、上記第２の実証評価試験と同様に、ドレン水中の菌数評価を行った。その結果、亜鉛合金板７を有しないものに対する、亜鉛合金板７を有する２台のものの菌数が１／１００となり、菌数の減少が確認できた。また、亜鉛合金板７を有する２台のものにおける試験後の亜鉛合金板７の減少重量を確認したところ、亜鉛合金板７に化成処理皮膜層８や保護膜９が形成されているものは、化成処理皮膜層８や保護膜９が形成されていないものに比べて重量減少が少ないことを確認できた。このように亜鉛合金板７に化成処理皮膜層８や保護膜９を形成することで、菌数を減らす効果を保ちつつ長寿命化できる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、図３に示すように、熱交換器２のフィン２ａの下方に配置する亜鉛合金板７の結露水の通り道に直径５ｍｍの水抜き孔１４が２個設けられている。この水抜き孔１４によって、亜鉛合金板７上に流れ落ちた結露水は、水抜き孔１４を通ってドレンパン５上へ流れるようになる。このような水の流れを作ることによって、結露水が亜鉛合金板７上から溢れることがなくなるため、亜鉛合金板７の熱交換器２への結合部分や結線部分のように、亜鉛合金板７の幅の細い部分が濡れ難くなり、この箇所に対する過度の腐食を防ぐことができる。この結果、亜鉛合金板７の信頼性が向上する。
【００４１】
より具体的には、上記実施の形態で用いた、リン酸化成処理による化成処理皮膜層８とアクリル樹脂塗装による保護膜９とを施し、かつ水抜き孔１４を直径５ｍｍで２箇所設けた亜鉛合金板７を、壁掛け型の空気調和機の室内機２０に設置し、上記第４の実証評価試験と同様の試験を行った。その結果、十分な菌数減少を確認できただけでなく、化成処理皮膜層８と保護膜９とを施しながら水抜き孔１４を有しないものに比べて、水抜き孔１４を有する上記構造のものは、亜鉛合金の重量減少がさらに少なくなったことを確認できた。したがって、このように水抜き孔１４を有する構造のものによるとさらに長寿命化できる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、ドレンパン５と熱交換器２との間に金属材として亜鉛鉄板を配置した。亜鉛鉄板の構造は実施の形態１と同様に構成し、亜鉛鉄板の表面にはリン酸化成処理を施したものを用いた。なお、亜鉛鉄板としては、熱交換器２のフィン２ａよりもイオン化傾向が大きいものを用いている。
【００４２】
この構成によっても、熱交換器２のフィン２ａと亜鉛鉄板との間に０．４Ｖの電位差を生じた。上記第２の実証評価試験２と同様の試験を実施したところ、ドレンパン５と熱交換器２との間に何も入れないものと比べて菌数が１／１００以下となり、金属材として亜鉛鉄板を用いた場合でも十分な菌数減少効果を発揮できることを確認できた。
【００４３】
なお、上記実施の形態において、結露水が熱交換器２のフィン２ａからドレンパン５に至る経路に配設した金属材として、亜鉛合金板７や亜鉛鉄板を用いた場合を述べたが、これに限るものではなく、フィン２ａの材料よりもイオン化傾向の大きい金属であればどのようなものでも使うことができる。たとえば亜鉛、マグネシウム、チタンまたはそれらの合金を用いることができる。亜鉛板、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛合金板が最も安価であり使いやすい。なお、亜鉛合金板を使用する場合は、腐食しにくい亜鉛合金組成を用いるべきである。腐食しやすいと長期間使用することで亜鉛が溶出してなくなってしまい、菌の繁殖を抑制する効果を得られなくなってしまうからである。溶出しにくい組成として、０．１％未満のチタンを添加するなどの方法を用いてもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態１において、亜鉛合金板７などの金属材と熱交換器２のフィン２ａとの短絡を防止する絶縁体（スペーサ機能も有する）１０として、不織布シートを用いた場合を述べたが、これに限るものではなく、亜鉛合金板７などの金属材上に設ける絶縁体１０は金属材と熱交換器２のフィン２ａとの接触を防ぐもので、かつ親水性のものであればどのようなものでも使うことができる。たとえば綿やポリエステルの不織布、ポリウレタン、ナイロン、ポリビニルアルコールなどを用いることができる。絶縁体８を親水性のものにすることで亜鉛合金板７などの金属材上に結露水が長時間溜まるようになるので、より多くの菌を集めて活動を抑制し、死滅化させることができる。
【００４５】
また、上記実施の形態では壁掛け型の空気調和機における室内機２０のドレンパン５上に、熱交換器２と接続した亜鉛合金板７などの金属材を設置した場合を述べたが、壁掛け型の空気調和機に限定するものではなく、天井ビルトインタイプや天吊り型などの空気調和機室内機のドレンパンに本発明の金属材を設けてもよい。なお、その場合、結露水の溜まる部分に金属板が浸かるように配置する方が常に除菌効果を発揮することができて好ましい。
【００４６】
【発明の効果】
上記実施の形態から明らかなように、結露水が熱交換器のフィンからドレンパンに至る経路に前記フィンよりもイオン化傾向の大きい金属より構成される金属材を配置したことにより、金属材側に菌を次々と集めて菌の自由な活動を抑制できて、菌を死滅化させることができる。また、この場合に、金属材の表面に化成処理皮膜層を設けたので、金属材が金属陽イオンとして溶出する量をコントロールすることができるとともに、金属材の表面が酸化して粒状金属酸化物に覆われてしまうことを防止できる。そのため長期間にわたる金属イオンの溶出が可能となり菌の繁殖抑制効果を長期間保つことができる。
【００４７】
また、化成処置皮膜層としてリン酸処理皮膜を用いることで、多量の金属酸化物の生成を良好に防止することができる。
また、金属材の一方の面に保護膜を設けることで、金属イオンの溶出量を減らすことができ、金属材を長寿命化することができ、菌の繁殖抑制効果をさらに長期間保つことができる。
【００４８】
また、金属材に水抜き孔を設けることにより、金属材の過度の腐食を防止することができて、金属材を長寿命化することができる。
また、金属板として亜鉛板、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛合金を選ぶことによって低コスト化を図ることができる。
【００４９】
また、ドレンパンからドレン排出口までの結露水の通路上に凹部を設けたことにより、溶出した金属イオンが粒状金属酸化物等の固形物となった場合でも、この固形物が凹部に溜まって、室内機外へ流出することが少なくなり、菌数を減らす効果を保ちつつ、粒状金属酸化物等の固形物によるドレン詰まりも起こり難くでき、これによっても長寿命化できる。
【００５０】
また、凹部に着脱可能な栓をもうけることで、生成して凹部に溜まった金属酸化物等固形物を容易に取り除くことができる。
また、着脱可能な栓の断面積が凹部の底面の面積にほぼ等しいように構成することで、栓を外すことで凹部の底面全体に溜まった金属酸化物等の固形物を良好に除去することができ、これによってもドレン詰まりを起こり難くでき、長寿命化できる。
【００５１】
また、着脱可能な栓を、凹部の裏面から脱着可能に構成することで、吹き出し口などから手を突っ込んで栓を外すことができ、メンテナンス性が向上する。
さらに、着脱可能な栓と凹部との接合部にОリングを配置することで凹部と栓との密閉性を向上させることができて高信頼性を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る空気調和機における室内機の概略的な側面断面図
（ｂ）は同室内機の亜鉛合金板およびその近傍箇所の拡大側面断面図
【図２】同室内機の概略的な正面図
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る空気調和機の室内機内に設置する亜鉛合金板に水抜き孔を設けた状態を示す斜視図
【符号の説明】
１ 吸い込みグリル
２ 熱交換器
２ａ フィン
３ クロスフローファン（室内送風ファン）
４ 吹き出し口
５、６ ドレンパン
５ａ ドレン排出口
７ 亜鉛合金板（金属材）
８ 化成処理皮膜層
９ 保護膜
１０ 絶縁体
１１ 凹部
１２ 栓
１３ Ｏリング
１４ 水抜き孔
１６ ドレンホース
２０ 室内機
Claims (10)
- 少なくとも吸込み口から吹き出し口に至る通風路内に金属製のフィンを有する熱交換器と、前記熱交換器により温度調節された風を室内へ吹出す室内送風ファンと、前記熱交換器から滴下した結露水を受けるドレンパンとを具備した室内機を有する空気調和機において、結露水が前記熱交換器のフィンからドレンパンに至る経路に前記フィンよりもイオン化傾向の大きい金属より構成される金属材を配置し、前記金属材と前記熱交換器とを電気的に導通させ、前記金属材の少なくとも一方の表面に化成処理皮膜層を設けたことを特徴とする空気調和機。
- 化成処置皮膜層がリン酸処理皮膜を含むことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
- 前記金属材の一方の面に保護膜を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
- 金属材に水抜き孔を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気調和機。
- 金属材が亜鉛板、亜鉛メッキ鋼鈑、または亜鉛合金であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気調和機。
- 少なくとも吸込み口から吹き出し口に至る通風路内に金属製のフィンを有する熱交換器と、前記熱交換器により温度調節された風を室内へ吹出す室内送風ファンと、前記熱交換器から滴下した結露水を受けるドレンパンとを具備した室内機を有する空気調和機において、結露水が前記熱交換器のフィンからドレンパンに至る経路に前記フィンよりもイオン化傾向の大きい金属より構成される金属材を配置し、前記金属材と前記熱交換器とを電気的に導通させ、ドレンパンからドレン排出口までの結露水の通路上に凹部を設けたことを特徴とする空気調和機。
- 凹部に着脱可能な栓を有することを特徴とする請求項６記載の空気調和機。
- 着脱可能な栓の断面積が凹部の底面の面積にほぼ等しいことを特徴とする請求項７記載の空気調和機。
- 着脱可能な栓が凹部の裏面から脱着可能に構成されていることを特徴とする請求項７または８に記載の空気調和機。
- 着脱可能な栓と凹部との接合部にОリングを配置してなることを特徴とする請求項７〜９の何れかに記載の空気調和機。
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