JP4341376B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、酸素富化機能を備えた空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機では、室外機の装置構成を上部から室外ファン室、酸素富化し有効成分を付加する有効成分付加装置を備えた室内空気調和部、そして機械室の３つに上下方向に区分した構成が示されている。この室内空気調和部は、室内リターン空気又は外気を酸素富化する有効成分付加装置と室内熱交換器へ通過させ、通気ダクトを介して室内へ送風する構成で、室内熱交換器の前後に設けた有効成分付加装置が正しく動作するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

また、従来の空気清浄機では、集塵部と脱臭部とこれらに通風する第１の通風ファンで構成した空気清浄部から下部に分離し、酸素富化膜と真空ポンプとそれらに通風する第２の通風ファンから構成した酸素富化部が示されている。酸素富化空気は第１の通風ファンの通風路に配管を介して放出し、酸素富化膜を透過しない酸素濃度の低下した空気は第２の通風ファンにより第１の通風ファンによる吸排気空間とは別の空間に排出する構成である（例えば、特許文献２参照。）。

特開平５−３４０５５７号公報（第３−４頁、第１−３図） 特開平６−１０１８６４号公報（第３−６頁、第1図）

上述のように従来の空気調和機は室外機の室外ファン室から分離した室内空気調和部に酸素富化し有効成分を付加する有効成分付加装置を配設して外気をそこへ導入するので雨水が酸素富化する有効成分付加装置にかかることにより、その表面の汚れや目詰まり、水分の吸入等の問題があった。または空気清浄機は、新鮮な空気と酸素富化膜通過後の酸素濃度の低下した空気とが分離されず、酸素富化作用の効率が悪くなるなどの問題があった。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、新鮮な空気と酸素富化膜通過後の空気を分離することにより、新鮮な空気のみ酸素富化膜を通過させ酸素富化の効率を高めることが可能となり、また酸素富化膜に雨水がかからないことで、酸素富化膜の汚れや目詰まり、水分の吸入を防止することができる酸素富化膜装置を有した空気調和機を
得ることを目的としている。

この発明に係る空気調和機は、室外機に酸素富化膜を具備する空気調和機であって、前記室外機のファン室と機械室を仕切り凹部を形成する仕切板と向かい合わせてダクト状の風路を形成して前記酸素富化膜を収納するダクト構成板と、前記ファン室に取り付けられ冷凍サイクルの室外熱交換器と熱交換する空気の流れを発生させる送風ファンの中心近傍の高さに位置し前記仕切板の凹部またはダクト構成板に設けた前記風路の通風入口部と、前記仕切板の凹部に設けられ前記送風ファンのベルマウス近傍の負圧部分に向かって開口した前記風路の通風出口部とを備えたものである。

この発明に係る空気調和機によれば、室外機に酸素富化膜を具備する空気調和機であって、前記室外機のファン室と機械室を仕切り凹部を形成する仕切板と向かい合わせてダクト状の風路を形成して前記酸素富化膜を収納するダクト構成板と、前記ファン室に取り付けられ冷凍サイクルの室外熱交換器と熱交換する空気の流れを発生させる送風ファンの中心近傍の高さに位置し前記仕切板の凹部またはダクト構成板に設けた前記風路の通風入口部と、前記仕切板の凹部に設けられ前記送風ファンのベルマウス近傍の負圧部分に向かって開口した前記風路の通風出口部とを備えたので、雨水による汚れや目詰まりを防止でき、さらに水分の酸素高濃度空気側への抑制することができ、酸素富化の効率を高める効果を奏する。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る空気調和機について、 図１から図７を用いて説明する。図１は空気調和機に設けた酸素富化膜装置への風路構成を示す室外機平面図、図２は図１の酸素富化膜装置への風路構成を示す室外機正面図、図３は酸素富化膜装置への風路構成を説明する要部斜視図、図４は酸素富化膜装置の斜視図、図５は酸素富化膜装置を収納するダクト風路内断面図、図６と図７は酸素富化膜装置を収納した風路内に活性炭またはセオライトを配置した構成を示す室外機平面図である。

図１および図２において、空気調和機の室外機２０は、外気を室外側熱交換器３２と熱交換させるために空気の流れを発生させる送風ファン３０およびベルマウス３１とを配設したファン室２１と、圧縮機２４、室外側熱交換器３２、減圧装置（図示せず）および室内側熱交換器（図示せず）を冷媒配管で接続して構成する冷凍サイクルの圧縮機２４および減圧装置や、さらに室内機側との運転情報を送受信して圧縮機２４や送風ファン３０の運転指令を行う制御装置を配設した機械室２２とから構成され、ファン室側と機械室側との空間を区分けして仕切る遮音性の高い材料からなる仕切板２３を有している。そして、新鮮外気から真空ポンプにより酸素高濃度空気をつくりだし、室内側熱交換器を有した室内機を介して室内空間へ供給する酸素富化膜装置１は、この仕切板２３の機械室側に収納配置され、機械室側から仕切板２３と対向して組み合わせてダクト状風路を形成するダクト構成板２によりこのダクト状風路内に保持固定される。

また、仕切板２３には酸素富化膜装置１を収納したダクト状風路の通風入口部（穴）３と通風出口部（穴）４を設けている。通風入口穴３は室外機のファン室２１内の熱交換器３２近くに位置して送風ファン３０の回転駆動による空気の流れの上流側に開口している。一方、通風出口穴４はファン室２１内の送風ファン３０の外周側にあって送風ファンの空気流入側と流出側間で圧力差を生じさせて空気の流れを発生させるベルマウス３１の近傍の負圧部分３３となる位置に向かって開口している。図１中には、ファン室２１内および酸素富化膜装置１を収納したダクト状風路における空気の流れを矢印で示している。室外側熱交換器３２を通過した外気の新鮮空気の一部は、仕切板２３の通風入口穴３から仕切板２３とダクト構成板２からなるダクト状風路に流入し、そこに収納された酸素富化膜装置１を通過しながら酸素低濃度空気となり、送風ファン３０のベルマウス３１と室外機２０の外郭により覆われた負圧部分３３に面した通風出口穴４から流出する。そして、流出した酸素低濃度空気は送風ファン３０に吸引されて室外機２０から外気へ放出される。

図２に示すように、仕切板２３とダクト構成板２により保持固定された酸素富化膜装置１は室外機の高さ方向では送風ファン３０の中心近傍高さに配設され、室外機底面から所定の空間を保って取付られているので、室外機底板に溜まったドレン水や雨水が酸素富化膜１に飛散して掛からなにように保護されている。

仕切板２３は、図３の酸素富化膜装置１への風路構成を示す要部斜視図に示すように、酸素富化膜装置１の形状とその周りの空気流路を含めた空間を持つような凹部を形成し、その凹部の空気の流れに並行な対向した側面に通風入口穴３および通風出口穴４を備える。一方、仕切板２３の前記凹部を覆うように対向し組合わせて酸素富化膜装置への風路を構成するダクト構成板２には、組み立て時の内側面に酸素富化膜装置１の角部を保持固定するための固定用リブ６と、この風路内を酸素富化膜装置１への新鮮空気の流入空間と酸素富化膜装置１を通過した後の流出空間とに区画分けするためのダクト塞ぎ部５が設けてある。そして、酸素富化膜装置１は仕切板２３の凹部にダクト構成板２から押し付けられて保持固定させる構成となっている。図３では、仕切板２３に設けたネジ穴にダクト構成板２のネジ貫通穴を介してネジ止めする例で示しているが、これに限定するものではなく係止片を有した係合構造でもよい。

ここで、図４の酸素富化膜装置の斜視図を用いて、酸素富化膜装置の動作を説明する。酸素富化膜装置は並列に互いに空間を持って複数並べられた酸素富化膜を有し、その空間へ新鮮空気を通風させると酸素を透過しやすい酸素富化膜の一次側から二次側空間へ真空ポンプ（図示せず）によりつくられる圧力差により酸素を透過させて酸素濃度を高めた空気を生成する。その酸素高濃度空気は取出し口１Ａから真空ポンプにより室内機を介して室内空間へ提供される。そして、酸素富化膜を透過せずに一次側を通過した酸素低濃度空気は酸素富化膜装置１から流出して周りの空気と混合する。平板形状の酸素富化膜を空間を持って重ねた構造の４つの側面のうち１つの側面から新鮮空気を流入させ、残りの３つの側面から膜の１次側表面を通過した空気を流出させる構成にすることにより効率の良い酸素高濃度空気が得られる。

図５の酸素富化膜装置を収納するダクト状風路内断面図において、上述説明の動作を行う酸素富化膜装置１へ通風入口穴３から新鮮空気を流入させ、その新鮮空気と酸素富化膜の１次側表面を通過した酸素低濃度空気とを区分けするように、ダクト塞ぎ部５は酸素富化膜装置１の新鮮空気流入側で装置外周の風路を塞ぐ構成となっている。このような構成により、新鮮な空気と酸素低濃度空気とを分離して、酸素富化膜装置１を通過しない新鮮空気を無くすことができ、全ての新鮮空気を酸素富化膜装置１を通過させることができ、効率良く酸素富化空気の生成率を高める効果が得られる。

また、酸素富化膜装置１を収納したダクト状風路の通風入口穴３と通風出口穴４は室外機２０の高さ方向の送風ファン３０の中心近傍で室外機底面から所定の空間を保って設けられており、さらに通風入口穴３は室外側熱交換器３２の風路二次側に位置しているので、雨水や室外機底面に溜まったドレン水が酸素富化膜の表面に掛かることを防止する構成のため、酸素富化膜表面の汚れや目詰まり、また水分の吸入を防止できる効果を有する。

また、本実施の形態１の図中では、通風入口穴３および通風出口穴４の開口端面には雨水進入防止部材等を備えていないが、開口上面から下方斜めに傾斜したひさしや、通風入口穴３や通風出口穴４を覆う複数の斜めグリルを設けても良く、さらに汚れや目詰まり防止の効果が得られる。

また、酸素富化膜装置１を収納したダクト状風路の通風出口穴４をベルマウス３１近傍の負圧部分に面して設け、一方、通風入口穴３を送風ファン３０の回転駆動による空気流れのさらに上流側に位置するように配設したので、酸素富化膜装置１へ新鮮空気を送風するための別な送風機を設けることなく、室外側熱交換器３２と熱交換させる外気を通過させるための送風ファン３０の回転駆動だけで兼用して新鮮空気を上記ダクト状風路へ流通できるので、部品点数も少なく安価な構成とできる効果も得られる。

図６は図１の仕切板２３とダクト構成板２とを向かい合わせて形成したダクト状風路の酸素富化膜装置１の空気上流側に脱臭材である活性炭（または脱臭フィルタ）４０を設けた点が異なるだけである。図６に示すように、ダクト状風路内の酸素富化膜装置１の新鮮空気流入側前面に活性炭（または脱臭フィルタ）を備えたので、室内機を介して室内空間へ供給する酸素高濃度空気は臭いが除去され、室内空間をさらに快適にできる効果がある。

また、 図７は図１の仕切板２３とダクト構成板２とを向かい合わせて形成したダクト状風路の酸素富化膜装置１の空気上流側に吸湿材であるゼオライト５０を設けた点が異なるだけである。図７に示すように、ダクト状風路内の酸素富化膜装置１の新鮮空気流入側前面に結晶中に空洞を多くもつ多孔質の物質で吸水作用があるゼオライトを備えたので、室内機を介して室内空間へ供給する酸素高濃度空気中の水分が除去され、室内空間をさらに快適にできる効果がある。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について、図８を用いて説明する。図８の図１と異なる点は、仕切板２３とダクト構成板２とから成り、酸素富化膜装置１を収納するダクト状風路だけである。その他の部分は図１と同じなので詳細の説明は省略する。図８において、仕切板２３には上記ダクト状風路の通風出口穴４は送風ファン３０の外周に配設されたベルマウス３１近傍に設けられているが、通風入口穴３は設けられていない。その代わりに、ダクト構成板２側に通風入口穴３Ａが設けられている。新鮮外気は機械室２２を介してダクト構成板２の通風入口穴３Ａからダクト状風路に流入し、その内部に収納された酸素富化膜装置１を通過後、酸素低濃度空気となった空気は仕切板２３の通風出口穴４からベルマウス３１近傍の負圧部分へ流出して、送風ファンにより室外機から周囲空間へ出て行く。

このダクト状風路構成により、酸素富化膜装置１へ流入する新鮮外気は防水構造の機械室２２側空間を通過するので、通風入口穴３Ａへの雨水の進入はなく、上述の実施の形態１と同様に、室外機底面に溜まったドレン水が掛かることもないので、酸素富化膜表面の汚れや目詰まり、また水分の吸入を防止できる効果を有する。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の酸素富化膜装置への風路構成を示す室外機平面図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の酸素富化膜装置への風路構成を示す室外機正面図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の酸素富化膜装置への風路構成を示す要部斜視図である。 本発明の実施の形態１に係わり、酸素富化膜装置の斜視図である。 本発明の実施の形態１に係わり、酸素富化膜装置を収納するダクト風路内断面図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の酸素富化膜装置風路の活性炭配置を示す室外機平面図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の酸素富化膜装置風路のゼオライト配置を示す室外機平面図である。 本発明の実施の形態２に係る別の空気調和機の酸素富化膜装置への風路構成を示す室外機平面図である。

符号の説明

１ 酸素富化膜装置、 １Ａ 酸素高濃度空気の取出し口、 ２ ダクト構成板、 ３，３Ａ 通風入口穴、 ４ 通風出口穴、 ５ ダクト塞ぎ部、 ６ 固定用リブ、 ２０ 空気調和機室外機、 ２１ ファン室、 ２２ 機械室、 ２３ 仕切板、 ２４ 圧縮機、 ３０ 送風ファン、 ３１ ベルマウス、 ３２ 熱交換器、 ３３ 負圧部分、 ４０ 活性炭、 ５０ ゼオライト。

Claims (6)

1. 室外機に酸素富化膜を具備する空気調和機において、前記室外機のファン室と機械室を仕切り凹部を形成する仕切板と向かい合わせてダクト状の風路を形成して前記酸素富化膜を収納するダクト構成板と、前記ファン室に取り付けられ冷凍サイクルの室外熱交換器と熱交換する空気の流れを発生させる送風ファンの中心近傍の高さに位置し前記仕切板の凹部またはダクト構成板に設けた前記風路の通風入口部と、前記仕切板の凹部に設けられ前記送風ファンのベルマウス近傍の負圧部分に向かって開口した前記風路の通風出口部とを備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記通風入口部は前記室外熱交換器の風路二次側に位置したことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記通風入口部は前記機械室に面した前記ダクト構成板に設けたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
4. 前記ダクト構成板の前記風路側面に前記酸素富化膜に流入する空気と通過後の空気とを区画するダクト塞ぎ部とを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の空気調和機。
5. 前記ダクト状風路の通風入口部に脱臭材を備えたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
6. 前記ダクト状風路の通風入口部に吸湿材を備えたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。

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