JP5176575B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置に関し、特に、噴霧装置内の溶液の汚染対策に係るものである。

従来、空気調和装置より送られる調和空気（例えば温風または冷風）に湿度を付与することを目的として、ファンの空気流路に噴霧装置（例えば加湿器等）を設置して、該加湿器から噴霧される霧状の溶液を調和空気に付与する技術が知られている。

特許文献１に示された空気調和装置は、ファンの上流側にスプレー式の加湿器を設置して、該加湿器から噴霧される霧状の水と調和空気とを接触させている。これにより、空気調和空気からは、湿気を帯びた調和空気が送られることになる。
特開平９−３０３８３３号公報

しかしながら、従来の噴霧装置を備える空気調和装置においては、空気調和装置の本体内部に噴霧装置が収容されている。このため、一旦噴霧装置が空気調和装置に設置されると、容易に噴霧装置内の溶液を交換することができない。これにより、長期間に亘って放置された噴霧装置内の溶液が汚染されるという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、噴霧装置内の溶液を容易に交換可能にすることを目的とする。

第１の発明は、ケーシング（10）と、該ケーシング（10）内に取り付けられて噴霧溶液を噴霧する静電噴霧装置（20）とを備えた空気調和装置であって、上記静電噴霧装置（20）は、上記ケーシング（10）内に収容され、且つ液体が充填された容器（22）と、該容器（22）に取り付けられ、且つ先端が上記ケーシング（10）の外部に開口して後端が容器（22）の内部に開口するノズル（23）とを有する噴霧カートリッジ（21）と、定荷重ゼンマイ（33）と、加圧ステージ（31）と、仕切板（32）とを有してケーシング（10）内に配置され、該ケーシング（10）の内部で、上記定荷重ゼンマイ（33）が、上記加圧ステージ（31）を上記仕切板（32）側に移動させて、上記加圧ステージ（31）と上記仕切板（32）との間で上記容器（22）を挟み込んで圧迫させて上記ノズル（23）の先端に液体を供給する液搬送機構（30）と、所定の電圧を容器（22）内の液体に印加する電圧印加手段（24）とを備え、上記噴霧カートリッジ（21）は、上記ケーシング（10）に対して着脱可能に構成されている。

上記第１の発明では、電圧印加手段（24）によって容器（22）内の噴霧溶液である液体に荷電する。この状態で容器（22）を圧迫すると、容器（22）内の液体がノズル（23）の内部に向かって流れ、該ノズル（23）の先端から微細な液体となって吹き出る。ここで、容器（22）内の液体が少なくなる、または無くなると、容器（22）をケーシング（10）から取り外す。そして、新たに液体が充填された容器（22）をケーシング（10）に取り付ける。つまり、本発明では、容器（22）がケーシング（10）に対して着脱・交換可能に構成されている。

第２の発明は、第１の発明において、上記容器（22）は、絶縁部材によって形成されている。

上記第２の発明では、液体を噴霧する際、電圧印加手段（24）によって容器（22）内の液体に荷電する。ここで、容器（22）内の液体が少なくなる、または無くなると、ケーシング（10）から容器（22）を使用者が取り外す。使用者が容器（22）に直接触れても、容器（22）が絶縁部材で形成されているため、容器（22）を介して使用者が感電しない。そして、新たに液体が充填された容器（22）をケーシング（10）に取り付ける。

第３の発明は、第１の発明において、上記容器（22）は、上記ノズル（23）が一体に組み付けられている。

上記第３の発明では、容器（22）内の液体が少なくなる、または無くなると、容器（22）をノズルと一体でケーシング（10）から取り外す。そして、新たに液体が充填された容器（22）およびノズル（23）を一体でケーシング（10）に取り付ける。

上記本発明によれば、液体が充填された容器（22）をケーシング（10）に対して着脱可能にしたため、静電噴霧装置（20）自体をケーシング（10）から取り出すことなく、容器（22）を取り外すことができる。したがって、容器（22）内の液体を容易に交換することができる。これにより、容器（22）内に液体が長期間放置されるのを確実に防止することができる。

上記第２の発明によれば、液体が充填された容器（22）を絶縁性の部材で形成したため、容器（22）内の液体が帯電した状態で、使用者が容器（22）に触れても、容器（22）から使用者に電気が流れない。つまり、使用者が感電するのを確実に防止することができる。

上記第３の発明によれば、容器（22）にノズル（23）が一体に組み付けられているため、容器（22）をノズル（23）と一体に取り外すことができる。このため、液体の入ったノズル（23）が、ケーシング（10）に残されることがない。これにより、容器（22）を交換する際、ノズル（23）内の掃除等が行えるため、ノズル（23）内に液体が長期間放置されるのを確実に防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施形態は、図１に示すように、空気調和装置に係る室内機（1）を示している。この空気調和装置は、冷房と暖房とを切り換えて行うよう構成されている。この空気調和装置は、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成すると共に、冷媒循環が可逆な冷媒回路を有している。

上記室内機（1）は、室内の空気の空気調和を行うためのものである。室内機（1）は、ケーシング（10）と、該ケーシング（10）内に、熱交換器（11）と、送風ファン（12）と、静電噴霧機構（20）とを備えている。

上記ケーシング（10）は、横長の直方体状の箱体に形成され、室内の例えば壁面に取り付けられる。ケーシング（10）は、その前面に室内の空気を取り込む吸入口（16）がその長手方向に亘って形成され、吸入口（16）の下部には、ケーシング（10）内部で熱交換された調和空気を室内に吹き出すための吹出口（13）がその長手方向に亘って形成されている。

上記熱交換器（11）は、吸入口（16）から吸入した室内空気と、冷媒との間で熱交換を行うためのものである。熱交換器（11）は、ケーシング（10）の長手方向に向かって延びる多数の冷媒配管と、該冷媒配管の周りに形成される多数のフィンとで形成されている。尚、この冷媒配管には、内部に冷媒が循環するよう構成されている。熱交換器（11）は、ケーシング（10）内で上下２箇所に設けられ、上記ケーシング（10）の吸入口（16）の背面側に吸入口（16）の長手方向に沿って設けられる一方、該熱交換器の上側に設けられている。

上記送風ファン（12）は、吸入口（16）を介して上記熱交換器（11）に室内空気を導く一方、熱交換された調和空気を吹出口（13）から室内に向かって吹き出すよう構成されている。

次に、本発明の特徴部分である静電噴霧装置である静電噴霧機構（20）について説明する。

上記静電噴霧機構（20）は、図１〜３に示すように、噴霧溶液である液体を霧化し、且つ帯電させて、上記室内機（1）から送られる調和空気と共に、室内に吹き出すためのものである。静電噴霧機構（20）は、上記ケーシング（10）の前面の吹出口（13）の一つ側方に設けられ、後述する噴霧カートリッジ（21）が取り付けられる取付孔（21a）が形成されている。そして上記取付孔（21a）は、噴霧カートリッジ（21）が取り付けおよび取り外し自在となるよう構成されている。静電噴霧機構（20）は、噴霧カートリッジ（21）と、加圧手段である液搬送機構（30）と、電源部とを備えている。

上記噴霧カートリッジ（21）は、図２に示すように、噴霧溶液である液体が充填された容器（22）と、該容器（22）に挿入されるノズル（23）と、容器（22）内の液体に電圧を付与する導電部材（24）と、上記ノズル（23）を保護するノズルベース（25）とを備えている。この噴霧カートリッジ（21）は、容器（22）が圧迫されることで、容器（22）内の内圧が上昇して、内部の液体がノズル（23）に供給されるよう構成されている。尚、噴霧カートリッジ（21）は、容器（22）の内部の液体が少なくなる、または無くなると交換される。

上記容器（22）は、液体を浸透させない比較的柔軟で、且つ絶縁性の材料によって形成された２枚の矩形状のシートを重ね合わせることによって形成されている。上記２枚の矩形状シートは、それぞれの４辺を互いに貼り合わせることで中空の容器が形成されている。この容器（22）の一面の中央部には、容器（22）の内部と外部とを連通させる開口部（22a）が、形成されている。開口部（22a）は円形状に形成され、後述する導電部材（24）およびノズル（23）が挿入される。容器（22）の内部には、保湿成分や抗酸化成分を含んだ液体が充填されている。この液体は、電気抵抗率が１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^７以下の範囲の値になるよう濃度が調節されている。

上記導電部材（24）は、容器（22）内に充填された液体に電荷を付与するためものである。導電部材（24）は、導電性樹脂で形成され、容器（22）内の液体に接触する一方で、電源部と接続されている。具体的に、導電部材（24）は、容器（22）内に挿入する円筒状の挿入部（24a）と、該挿入部（24a）の一端に形成されるフランジ（24b）とを備えている。この導電部材（24）が容器（22）に挿入されると、フランジ（24b）が容器（22）の開口部（22a）を覆うため、容器（22）に液体が封入される。

上記ノズルベース（25）は、容器（22）および導電部材（24）に固定され、ノズル（23）を保護するためのものである。ノズルベース（25）は、その内側端に導電部材（24）が収容される取付凹部（25a）が形成され、その外側端には、ノズル（23）の先端が収容されるノズル凹部（25b）が設けられている。ノズル（23）の先端は、ノズル凹部（25b）から突出しないようになっている。このノズル凹部（25b）の底部には、取付凹部（25a）と連通する貫通孔（25c）が形成されていて、該貫通孔（25c）をノズル（23）が貫通している。つまり、ノズル（23）は、導電部材（24）およびノズルベース（25）と共に、容器（22）に一体に組み付けられている。また、上記ノズルベース（25）は、ケーシング（10）のシュラウド部（26）の一部を構成している。つまり、ノズルベース（25）のノズル凹部（25b）がシュラウド部（26）の凹部の一部となるよう、ノズルベース（25）がシュラウド部（26）に、はめこまれている。ノズルベース（25）の両端部には、取出し用つまみ（25d）が形成されている。したがって、噴霧カートリッジ（21）を交換する際には、ノズルベース（25）の取出し用つまみ（25d）を引っ張ることで、ノズルベース（25）を含む噴霧カートリッジ（21）が一体でケーシング（10）から取り出される。そして、ノズルベース（25）を含む新たな噴霧カートリッジ（21）が装着される。つまり、噴霧カートリッジ（21）は、室内機（1）のケーシング（10）に対して着脱・交換可能に構成されている。

上記ノズル（23）は、後端から先端に亘って内径が一様なチューブ状に形成され、後端が容器（22）の内部で開口する一方、先端がケーシング（10）の外部で開口している。ノズル（23）は、外径が、０．３５ｍｍに形成され、内径が、０．１ｍｍに形成される。ノズル（23）は、例えば可撓性の樹脂材料であるポリエーテルイミド（ＰＥＩ）によって針状に形成され、導電部材（24）に挿入されている。尚、ノズル（23）には、容器（22）から送り込まれる液体の単位時間あたりの液体量を調整するために、先端に向かう液体の流路抵抗となる抵抗体を設けるようにしてもよい。

上記液搬送機構（30）は、噴霧カートリッジ（21）の容器（22）を圧迫して、容器（22）内の液体をノズル（23）の先端に搬送するためのものである。液搬送機構（30）は、図３に示すように、定荷重ゼンマイ（33）と、加圧ステージ（31）と、仕切板（32）とを備え、ケーシング（10）の内部で、定荷重ゼンマイ（33）が、加圧ステージ（31）を仕切板（32）側に移動させて、加圧ステージ（31）と仕切板（32）との間で容器（22）を挟み込んで圧迫する。

上記加圧ステージ（31）は、有底の円筒形状に形成されている。

上記仕切板（32）は、平板状の板部材で形成され、加圧ステージ（31）に、噴霧カートリッジ（21）の容器（22）を挟んで対向するよう設置されている。

上記定荷重ゼンマイ（33）は、一定の曲率に形成された帯状の金属板が渦巻状に巻かれているゼンマイである。定荷重ゼンマイ（33）は、ストロークが所定値を超えると、それ以上ストロークが大きくなっても復元力が一定になるという特性を有している。また、定荷重ゼンマイ（33）の回転軸には、軸受け部（34）が設けられている。

上記電源部は、図示はしないが、ケーシング（10）内に収納された電池からの出力電圧を、例えば６ｋＶの高電圧に変換する。変換した高電圧は、導電部材（24）を介して噴霧カートリッジ（21）の容器（22）内の液体に印加される。つまり、導電部材（24）は、電圧印加手段を構成している。

−運転動作−
本実施形態の室内機（1）および静電噴霧機構（20）の動作について説明する。まず、上記室内機（1）は、暖房または冷房といった調和された空気を室内に向かって吹き出す。

次に、上記静電噴霧機構（20）の動作について説明する。この静電噴霧機構（20）では、いわゆるコーンジェットモードのＥＨＤ噴霧が行われる。

この静電噴霧機構（20）は、使用者が噴霧カートリッジ（21）をケーシング（10）内に挿入すると運転可能な状態となる。

まず、使用者が静電噴霧機構（20）の電源をＯＮすると、加圧ステージ（31）に、定荷重ゼンマイ（33）のバネ力が加わり、加圧ステージ（31）が仕切板（32）に向かって移動する。移動した加圧ステージ（31）と仕切板（32）とで、液体の充填された容器（22）を圧迫する。圧迫された容器（22）内の液体は、ノズル（23）の内部に流入する。そして、ノズル（23）の内部に流入した液体は、ノズル（23）の先端に移動する。その一方で、上記電源部より導電部材（24）を介して容器（22）内の液体に電荷を付与するため、電荷を帯びた液体が分極し、ノズル（23）の先端の気液界面の近傍に＋（プラス）の電荷を帯びた液体が集まる。そして、ノズル（23）の先端では、気液界面が引き延ばされて円錐状となり、この円錐状となった気液界面の頂部から一部の液体が引きちぎられて液滴化する。ここで、容器（22）内の液体が、少なくなる、または無くなると、室内機（1）のケーシング（10）から噴霧カートリッジ（21）が取り出される。そして、容器（22）に液体が充填されると、再び噴霧カートリッジ（21）をケーシング（10）に取り付ける。このとき、容器（22）は新しいものに交換してもよい。尚、上記静電噴霧機構（20）による噴霧は、上記室内機（1）から送られる調和空気と共に吹き出してもよいし、噴霧のみを行ってもよい。

−実施形態の効果−
上記本実施形態によれば、噴霧カートリッジ（21）を室内機（1）のケーシング（10）に対して着脱可能にしたため、静電噴霧機構（20）をケーシング（10）から取り外すことなく、容器（22）およびノズル（23）を取り外すことができる。したがって、容器（22）内の液体を容易に交換することができる一方、その際にノズル（23）内の掃除等を行うことができる。これにより、容器（22）およびノズル（23）がケーシング（10）内に長期間放置されるのを確実に防止することができる。

また、容器（22）を絶縁性の部材で形成したため、容器（22）内の液体が帯電した状態で、使用者が容器（22）に触れても、容器（22）から使用者に電気が流れない。つまり、使用者が感電するのを確実に防止することができる。

〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

本発明は、本実施形態に係る空気調和装置の室内機（1）に限らず、例えば空気清浄機等を含む空気調和装置全般において用いることができる。

本実施形態は、静電噴霧機構（20）の噴霧位置を室内機（1）の吹出口（13）の側部に設置したが、本発明に係る静電噴霧機構（20）は、図４に示すように、例えばケーシング（10）の内部において、送風ファン（12）の排気側に設置（図４（Ａ））したり、送風ファン（12）の吸気側に設置（図４（Ｂ））することもできる。また、室内機が、主気流を吹き出す吹出口（13）の他に副気流を吹き出す第２の吹出部（14）や、送風源（15）を有する場合は、第２の吹出部（14）を通る調和空気に対して噴霧するようにしてもよい（図４（Ｃ）、図４（Ｄ））。また、静電噴霧機構（20）をケーシング（10）に取り付けて噴霧するようにしてもよい（図４（Ｅ））。

また、噴霧する液体としてヒアルロン酸を含有した水溶液やテアニンの水溶液を用いてもよい。その他、カテキンやプロアントシアニジン等の抗酸化剤の水溶液を用いてもよい。また、微生物の繁殖を抑制する機能や微生物を死滅させる機能を有する物質を含んだ液体や、空気中の臭気分子を中和などによる化学変化で無臭化する物質を含んだ液体を用いてもよい。また、各種の香料や害虫の忌避剤等を含んだ液体を用いてもよい。

尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、噴霧装置内の溶液の汚染対策について有用である。

本実施形態に係る室内機を示す概略斜視図である。 本実施形態に係る噴霧カートリッジを示す概略断面図である。 本実施形態に係る静電噴霧機構を示す概略模式図である 本実施形態の別形態を示す模式図である。

１０ ケーシング
２０ 静電噴霧機構
２２ 容器
２３ ノズル
２４ 導電部材
３０ 液搬送機構

Claims (3)

1. ケーシング（10）と、該ケーシング（10）内に取り付けられて噴霧溶液を噴霧する静電噴霧装置（20）とを備えた空気調和装置であって、
   上記静電噴霧装置（20）は、上記ケーシング（10）内に収容され、且つ液体が充填された容器（22）と、該容器（22）に取り付けられ、且つ先端が上記ケーシング（10）の外部に開口して後端が容器（22）の内部に開口するノズル（23）とを有する噴霧カートリッジ（21）と、
   定荷重ゼンマイ（33）と、加圧ステージ（31）と、仕切板（32）とを有してケーシング（10）内に配置され、該ケーシング（10）の内部で、上記定荷重ゼンマイ（33）が、上記加圧ステージ（31）を上記仕切板（32）側に移動させて、上記加圧ステージ（31）と上記仕切板（32）との間で上記容器（22）を挟み込んで圧迫させて上記ノズル（23）の先端に液体を供給する液搬送機構（30）と、
   所定の電圧を容器（22）内の液体に印加する電圧印加手段（24）とを備え、
   上記噴霧カートリッジ（21）は、上記ケーシング（10）に対して着脱可能に構成されている
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 請求項１において、
   上記容器（22）は、絶縁部材によって形成されている
   ことを特徴とする空気調和装置。
3. 請求項１において、
   上記容器（22）は、上記ノズル（23）が一体に組み付けられている
   ことを特徴とする空気調和装置。

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