JP5174049B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍装置に関するものであり、更に詳しくは、熱交換器で発生したドレン水を受けるドレンパンの衛生性の向上を図る技術に関する。

空気調和装置やショーケース等の冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が冷媒配管によって接続されて成る冷媒回路を備えており、また、熱交換器で生成されたドレン水を受けるドレンパンと、ドレンパンのドレンパン貯水部に溜まった水を吸引するドレンポンプとを備えている。この種のドレンパンを備えた冷凍装置では、運転停止時にドレンパンに堆積される塵埃や、ドレンパン貯水部に設けられたドレンポンプからの戻り水などにより、ドレンパン内に菌やスライムが増殖し、ドレンパン内の水のオーバーフローや配管詰まりが生じていた。

このような菌やスライムの増殖抑制手段として、ドレンパン貯水部内に抗菌剤を具備するようにした技術がある（特許文献１参照）。また、ドレンパンの流水路の衛生性を維持するために、ドレンパンを、ドレンパン材料に抗菌剤を練りこんで形成するようにした技術もある（特許文献２参照）。

特開２００６−１６２２２２号公報（要約） 特開平１０−０７８２４０号公報（要約）

しかし、ドレンパン貯水部内に具備された抗菌剤は、ドレンパン貯水部内の菌繁殖を抑制するものであり、ドレンパンの流水路の抗菌は実施できていなかった。また、ドレンパン材料に練りこまれた抗菌剤では、塵埃などがドレンパン表面に堆積すると抗菌性能が得られない問題があった。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、流水路に活性酸素水を供給し、ドレンパン全体の衛生性を維持することを目的とするものである。

本発明に係る冷凍装置は、熱交換器と、熱交換器で生成されるドレン水を受けるドレンパンと、熱交換器とドレンパンとの間に配置された活性酸素生成装置とを備え、活性酸素生成装置は、熱交換器から流れ落ちたドレン水を貯水する貯水部と、陽極及びドレンパン側に配置され、ポリアニリンを含有する陰極を有する電極対とを備え、電極対が貯水部内に貯水されたドレン水に接触するように配置され、貯水部内のドレン水中に溶存する酸素に陰極から電子を供与することにより、ドレン水を、殺菌性を有する活性酸素を含有する活性酸素水としてドレンパンに供給するものである。

本発明の構成とすることにより、熱交換器で発生したドレン水を、ドレンパンに滴下する前に殺菌性を有する活性酸素水に代えるため、ドレン水が通過する通過流路を殺菌することができ、ドレンパン全体の衛生性を維持することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の断面図である。 図１の要部概略断面図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の要部の構成を示す概略断面図である。 図３の活性酸素生成装置を含む周辺部分の側面断面図である。 本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の要部の構成を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態４に係る空気調和装置の要部の構成を示す概略断面図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態に係る冷凍装置を図面に基づいて説明する。ここでは、冷凍装置の一例として、空気調和装置について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の断面図である。図２は、図１の要部概略断面図である。
空気調和装置１は、筐体内部に送風機２を備えており、室内空気を、吸入口３から吸い込んで熱交換器４を介して冷却又は加熱し、吹き出し口５から室内に吹き出すように構成されている。熱交換器４は、圧縮機や凝縮器（ともに図示省略）などと接続し冷凍サイクルを構成している。熱交換器４は、複数並設された板状のフィン４ａに複数の伝熱管が貫設された構成を有している。

熱交換器４の底部には、ドレンパン１１が配置されている。ドレンパン１１は、熱交換器４から滴下したドレン水を受け止めて後述のドレンパン貯水部１３に導く流水路１２と、流水路１２からのドレン水を溜めるドレンパン貯水部１３とを有している。流水路１２は、ドレンパン貯水部１３に向かって高さ位置が低くなるように傾斜が付与されている。また、ドレンパン貯水部１３内には、ドレン水を汲み上げてドレン配管１４を介して外部に排出するためのドレンポンプ１５を有する。

熱交換器４とドレンパン１１との間には、熱交換器４から滴下したドレン水を活性酸素水に変えるための活性酸素生成装置２０が配置されている。活性酸素生成装置２０は、ポリアニリンを含有する陰極２１と、ポリアニリンを含有する電極又は導電性電極で構成された陽極２２とを有し、陰極２１と陽極２２とが所定の間隔をおいて相対配置されている。陰極２１及び陽極２２は、熱交換器４の上下方向の投影面積と略同一の大きさを有する面板状を成しており、熱交換器４のフィン４ａに対して略垂直に配置されている。

陰極２１は導電材料を含有したポリアニリン担持電極であり、表面抵抗値が１０^-3〜１０⁵Ω／□であることとし、導電材料はカーボン又は金属粒子とする。陰極２１を構成する基材は、３次元的に水を保持できる材料、すなわち不織布、メッシュ体、発泡体などで構成された多孔体とすることが望ましい。陰極２１を構成する基材を多孔体とすることで、担持されるポリアニリンの量を増加することができ、また、ドレン水中の溶存酸素との接触確率を増大させることができるため、活性酸素生成量を増加させることができる。

また、陽極２２は、カーボン、白金、又は酸化タンタルなどの酸化されにくい金属、もしくは導電材料を含有したポリアニリン担持電極であり、ドレン水が通過するように例えば網状に構成されている。

また、陰極２１と陽極２２との電極対には、電源２３から例えば−２〜−３Ｖの電圧が印加されるようになっている。電源２３から印加される電圧は、図示しない制御装置の制御により印加されるようになっている。

また、活性酸素生成装置２０は、陰極２１と陽極２２との間に、絶縁材料からなる貯水部としてのフィルタ３０を備えている。フィルタ３０は不織布又はメッシュ材などの多孔体で構成され、一定時間ドレン水を保持できる保水性を有するものであり、電極対と略同一の外径形状に形成されている。フィルタ３０の保水量は、フィルタ３０の厚み又は繊維の目付け量によって調整可能であり、この例では、熱交換器４より滴下したドレン水を例えば少なくとも１時間保持してから流水路１２に滴下されるようにフィルタ３０の厚み又は目付け量が調整されている。すなわち、熱交換器４より滴下されるドレン水の滴下量に応じてフィルタ設計が成されている。なお、ドレン水の滴下量は、最大風量及び最大結露量などに基づいて算出可能である。

このように構成された活性酸素生成装置２０では、活性酸素発生能を有するポリアニリンを含有する陰極２１と陽極２２との間に電圧を印加して通電し、ポリアニリン膜を介して、フィルタ３０中のドレン水に溶け込んだ溶存酸素に電子を供与することにより、ヒドロキシルラジカル、過酸化水素などの殺菌性を有する活性酸素を発生させるものである。

次に動作を説明する。熱交換器４にて生成されたドレン水は熱交換器４から滴下し、熱交換器４のフィン４ａに対して略垂直に配置されたフィルタ３０上に保水される。

ここで、ポリアニリンを含有する陰極２１と陽極２２との間には、電源２３から−２〜−３Ｖの電圧が印加されて通電しており、陰極２１に担持されているポリアニリンの触媒作用により、フィルタ３０に保持されているドレン水中の溶存酸素に電子が与えられる。これにより、ドレン水中の溶存酸素は、ヒドロキシルラジカル、過酸化水素などの殺菌性を有する活性酸素となる。したがって、活性酸素生成装置２０のフィルタ３０に滴下したドレン水は、フィルタ３０で保水されている間に抗菌性を有する活性酸素水となり、流水路１２に滴下する。なお、活性酸素を含むドレン水が抗菌性を有する濃度になるまでフィルタ３０上で保水されるよう、フィルタ３０の保水量が調整されている。

そして、フィルタ３０に保水されている間に活性酸素水となったドレン水は、フィルタ３０の保水量を超えると、ドレンパン１１の流水路１２上に滴下する。流水路１２に滴下した活性酸素水は、流水路１２の傾斜に従ってドレンパン貯水部１３内へ導かれる。そして、ドレンパン貯水部１３に一定量水が溜まると、ドレンポンプ１５により汲み上げられて室外へ排出される。このように、抗菌性を有する活性酸素水となったドレン水が、ドレンパン１１の流水路１２、ドレンパン貯水部１３、ドレンポンプ１５及びドレン配管１４を流れる。このため、ドレン水の通過経路全体を殺菌でき、ドレンパン１１の衛生性を維持できる。

以上説明したように、本実施の形態１によれば、熱交換器４で発生したドレン水を活性酸素生成装置２０により殺菌性を有する活性酸素水に代えてからドレンパン１１に滴下するようにしたので、ドレン水によって、ドレン水の通過経路（流水路１２、ドレンパン貯水部１３、ドレンポンプ１５及びドレン配管１４）を殺菌することが可能となる。よって、ドレンパン１１上に塵埃の堆積があっても、活性酸素水となったドレン水により十分な殺菌を行うことができるため、菌やスライムの増殖を抑制することができ、ドレンパン１１全体の衛生性を維持することが可能である。このため、ゴミ詰まりによるドレンパン１１のオーバーフローを防ぐことができ、オーバーフローによる空気調和装置の異常停止を低減することができる。

また、電極対は面板状を成しており、熱交換器４のフィン４ａに対して略垂直方向に配置されているので、フィルタ３０に貯水されたドレン水中に効率良く活性酸素を発生させることができる。

また、陰極２１を構成する基材を不織布又は多孔体などの３次元的に水を保持できる形態とすることで、担持されるポリアニリンの量を増加することができ、また、ドレン水中の溶存酸素との接触確率を増大させることができるため、活性酸素生成量を増やすことができる。

また、電極対において、陰極２１をドレンパン１１側に配置することが好ましい。殺菌性を有する活性酸素のうち、最も強力であるヒドロキシラジカルは寿命が短いため、陰極２１をドレンパン１１側に配置して、生成したヒドロキシラジカルが直ぐに流水路１２に滴下される構成とすることにより、ドレンパン１１の殺菌性能を向上させることができる。

また、陰極２１だけでなく、陽極２２も導電材料を含有したポリアニリン電極としてもよい。この場合においては、所定時間毎に陰極２１と陽極２２を切り替える転極手段を有することとする。転極手段を有することで、ポリアニリン構造を可逆的に戻すことができるため、連続した活性酸素性性能が得られる。

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１の活性酸素生成装置２０に代えて、活性酸素生成装置４０を備えたもので、その他の構成は実施の形態１と同じである。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。また、実施の形態１と同様の構成部分について適用される変形例は、本実施の形態についても同様に適用される。後述の実施の形態についても同様である。

図３は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の要部の構成を示す概略断面図である。図４は、図３の活性酸素生成装置を含む周辺部分の側面断面図である。図３及び図４において、図１及び図２と同一部分には、同一符号を付す。
活性酸素生成装置４０は、上面が開口した箱状の貯水部４１を備えており、少なくとも熱交換器４の投影面積に相当する部分が上面開放されている。また、貯水部４１の底面には、貯水部４１に溜まった水が流水路１２上に滴下するように排水口４２が設けられている。排水口４２は少なくとも流水路１２の傾斜の最も高い位置に対向して形成されている。

貯水部４１内には、ポリアニリンを含有する電極が陰極２１となり、ポリアニリンを含有する電極又は導電性電極が陽極２２となるように電源２３が接続された電極対が１又は複数対、上下方向に等間隔で配列されている。ここでは、電極対が２対と、陽極２２とが配置された例を示している。陰極２１と陽極２２は上下方向に交互に配列されており、また、陰極２１と陽極２２は貯水部４１の互いに対向する側面にそれぞれ分けて接触するように配置され、電源２３に接続されている。また、陰極２１と陽極２２からなる電極対が、熱交換のフィン４ａに対して略垂直に配置されており、同方向に傾斜して配置されていることが望ましい。なお、陰極２１と陽極２２との間には、実施の形態１に示した絶縁性のフィルタ３０を挟んでいる構造としてもよい。その他、陰極２１及び陽極２２の形状や構成等の詳細は実施の形態１と同等である。なお、陽極２２は、実施の形態１ではドレン水が通過するように例えば網状に構成されていたが、実施の形態２では必ずしもドレン水が通過する形態でなくてもよく、ここでは、ドレン水が通過しない形態であるものとする。

次に動作を説明する。熱交換器４にて生成されたドレン水は、熱交換器４から活性酸素生成装置４０の貯水部４１内の電極対上に滴下する。図４を参照して説明すると、熱交換器４から滴下したドレン水は、まず、陽極２２上に滴下する。そして、陽極２２の傾斜によって下方に流され、陽極２２の自由端部から陰極２１上へと滴下する。ここで、陰極２１を構成する基材は、実施の形態１で述べたように多孔体で形成されているため、ドレン水を保持し、陰極２１全体の保水量を超えると、陰極２１の表面からその下方の陽極２２へとドレン水が滴下する。以上のようにして熱交換器４から滴下したドレン水が貯水部４１中に徐々に溜まっていき、貯水部４１内に一時的に貯水される。

そして、ドレン水は、貯水部４１に貯水されている間に、ドレン水に溶け込んだ溶存酸素にポリアニリン膜を介して陰極２１から電子が供与されることにより殺菌性を有する活性酸素水となる。そして、活性酸素水となったドレン水は、貯水部４１の底部に設けられている排水口４２からドレンパン１１の流水路１２中に排水され、流水路１２を通ってドレンパン貯水部１３に溜まる。ドレンパン貯水部１３に一定量以上、水が溜まると、ドレンポンプ１５により汲み上げられて室外へ排水される。

ここで、排水口４２の開口面積は、熱交換器４より滴下されるドレン水が貯水部４１内で満水にならないように調整されている。また、ドレン水が貯水部４１に貯水されている間に活性酸素水となることから、その濃度が抗菌性を有する濃度に達するように、ドレン水が貯水部４１に例えば少なくとも1時間以上貯水されてから排水されるように排水口４２の開口面積が調整されている。

以上説明したように、本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に熱交換器４から滴下したドレン水を活性酸素生成装置４０で殺菌性を有する活性酸素水に代えてからドレンパン１１に滴下するようにした。このため、ドレン水によって、ドレン水の通過経路を殺菌することが可能となる。よって、ドレンパン１１全体の衛生性を維持することが可能となる。

また、実施の形態１では、フィルタ３０の保水量によって活性酸素生成装置２０内におけるドレン水の貯水時間が左右される。一方、実施の形態２では、箱状の貯水部４１にドレン水を一時的に溜めるようにしたので、簡単な構成で、活性酸素生成装置４０内にドレン水を貯留させる時間を実施の形態１に比べて長くすることが可能である。よって、高濃度で殺菌性の高い活性酸素水を生成できる。よって、抗菌性を高めることができ、より衛生性の高い空気調和装置を得ることができる。

また、電極対を複数設けたので、一対の場合に比べて短時間で必要濃度の活性酸素水を生成できる。

実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１の活性酸素生成装置２０に代えて、活性酸素生成装置５０を備えたもので、その他の構成は実施の形態１と同じである。以下、実施の形態３が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。

図５は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の要部の構成を示す概略断面図である。実施の形態３の活性酸素生成装置５０は、熱交換器４の底面に接続される貯水部５１を備えている。貯水部５１は、上部のドレン水受け入れ口（上面開口）から下方に向かうにしたがって開口面積が徐々に小さくなるように形成された逆四角錐状の接続部５１ａと、接続部５１ａの下部に連設した中空の四角柱状の排出口部５１ｂとからなり、ドレン水受け入れ口で熱交換器４の底部を覆うように熱交換器４に接続されている。貯水部５１の排出口部５１ｂ内には、実施の形態１と同様の陰極２１、陽極２２及びフィルタ３０が配置されている。陰極２１及び陽極２２の形状や構成等の詳細は実施の形態１と同様である。

このように構成した実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、貯水部５１を直接、熱交換器４に接続する構成とすることで、室内機中に浮遊している塵埃が貯水部５１及び電極対部分に堆積することを抑制できる。このため、塵埃などの不純物による性能劣化が少ない。

また、貯水部５１において、上部のドレン水受け入れ口よりも狭く形成した排出口部５１ｂに電極対を設けることで、必要な電極面積を小さくすることができる。

実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４に係る空気調和装置の要部の構成を示す概略断面図である。図６において、図３に示した実施の形態１と同一部分には同一符号を付す。以下、実施の形態４が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態４の活性酸素生成装置６０は、実施の形態１の陽極２２を熱交換器４と共有化するとともに、陽極２２に離間して陰極２１を配置し、陽極２２と陰極２１との間に絶縁性のフィルタ３０を熱交換器４と接触するように配置したものである。熱交換器４は、アルミニウム製であり、活性酸素生成装置６０は、複数の板状のフィン４ａの下面にフィルタ３０を接触させ、フィン４ａを陽極２２として通電させる構成としたものである。

このような構成とすることで、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、熱交換器４と流水路１２との隙間が小さくても、活性酸素生成装置６０を配置することが可能である。また、フィルタ３０を直接熱交換器４に接触させるようにしたので、室内機中に浮遊している塵埃がフィルタ３０及び電極対部に堆積することを抑制できるため、塵埃などの不純物による性能劣化が少ない。また、堆積する塵埃などの不純物の影響を極力受けることなく常に安定した濃度の活性酸素水を流水路１２に供給することが可能となる。よって、活性酸素水が通過する、流水路１２、ドレンパン貯水部１３、ドレンポンプ１５及びドレン配管１４において、菌やスライムが増殖することを防止でき、衛生性を維持することができる。

なお、上記各実施の形態では、それぞれ別の実施の形態として説明したが、各実施の形態の特徴部分の構成を適宜組み合わせた構成としてもよい。例えば、図３に示した実施の形態２において、貯水部４１の上面開口を熱交換器４の底面に接続し、室内機中に浮遊している塵埃が貯水部４１及び電極対部分に堆積することを抑制する構成としてもよい。また、図５に示した実施の形態３において、排出口部５１ｂに、電極対を１つとフィルタ３０を設けた例を示したが、実施の形態２のように、複数の電極対を設け、各電極間にフィルタ３０を設けた構成としてもよい。

また、上記各実施の形態では、空気調和装置として説明しているが、熱交換器４と、熱交換器４で生成されるドレン水を受けるドレンパン１１とを備えるショーケース等の冷凍装置であれば、同様の効果を奏するものであり、空気調和装置に限るものではない。

１ 空気調和装置、２ 送風機、３ 吸入口、４ 熱交換器、４ａ フィン、５ 吹き出し口、１１ ドレンパン、１２ 流水路、１３ ドレンパン貯水部、１４ ドレン配管、１５ ドレンポンプ、２０ 活性酸素生成装置、２１ 陰極、２２ 陽極、２３ 電源、３０ フィルタ、４０ 活性酸素発生装置、４１ 貯水部、４２ 排水口、５０ 活性酸素発生装置、５１ 貯水部、５１ａ 接続部、５１ｂ 排出口部、６０ 活性酸素発生装置。

Claims (10)

1. 熱交換器と、
   熱交換器で生成されるドレン水を受けるドレンパンと、
   熱交換器とドレンパンとの間に配置された活性酸素生成装置とを備え、
   該活性酸素生成装置は、前記熱交換器から流れ落ちたドレン水を貯水する貯水部と、陽極及び前記ドレンパン側に配置され、ポリアニリンを含有する陰極を有する電極対とを備え、前記電極対が前記貯水部内に貯水されたドレン水に接触するように配置され、前記貯水部内のドレン水中に溶存する酸素に前記陰極から電子を供与することにより、ドレン水を、殺菌性を有する活性酸素を含有する活性酸素水として前記ドレンパンに供給することを特徴とする冷凍装置。
2. 前記電極対の各電極は面板状を成しており、熱交換器のフィンに対して略垂直方向に配置されていることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
3. 前記陰極の基材を、３次元的に水を保持できる不織布、メッシュ材又は発泡体を含む多孔体とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の冷凍装置。
4. 前記貯水部は、保水性を有する絶縁性のフィルタであり、前記電極対の両極に挟まれていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の冷凍装置。
5. 前記フィルタを前記熱交換器の底面に接触して配置すると共に、前記熱交換器を前記陽極として用いることを特徴とする請求項４記載の冷凍装置。
6. 前記貯水部は、前記熱交換器の投影面積に相当する部分に上面開口を有する箱状を成し、前記貯水部内に、前記電極対が前記熱交換器のフィンに対して略垂直方向に配置されており、前記熱交換器から流れ落ちたドレン水が前記貯水部に一時貯水され、前記貯水部内で活性酸素水とされたドレン水が、前記貯水部の下面に設けた排水口から前記ドレンパンへと排出されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の冷凍装置。
7. 前記貯水部は、前記熱交換器の底面に接続され、上面開口から下方に向かうにしたがって開口面積が徐々に小さくなるように形成した接続部と、該接続部の下部に連設した中空の排出口部とからなり、前記排出口部に、前記電極対を配置するとともに、該電極対の電極の間に、保水性を有する絶縁性のフィルタを挟んで配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の冷凍装置。
8. 前記熱交換器の底面を覆うように、前記熱交換器に前記貯水部の上面開口が接続されていることを特徴とする請求項６又は請求項７記載の冷凍装置。
9. 前記電極対を複数設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の冷凍装置。
10. 前記陽極をポリアニリンを含有する電極とし、所定時間毎に前記電極対における各電極の極性を転極手段により切り替えることを特徴とする請求項１乃至４、６乃至９の何れか一項に記載の冷凍装置。

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