JP5205099B2

JP5205099B2 - 空気調和装置

Info

Publication number: JP5205099B2
Application number: JP2008084192A
Authority: JP
Inventors: 正純牧野; 大輔鈴木; 賢二小林; 誠一古賀; 信博小倉; 貴一林; 宏明薄井
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-03-27
Also published as: CN101545656A; JP2009236422A; CN101545656B

Description

本発明は、ドレン水を受けるドレンパンを備えた空気調和装置に関する。

一般に、熱交換器と、この熱交換器から流下するドレン水を受けるドレンパンと、このドレンパンに溜まったドレン水を汲み上げて排出するドレンポンプとを備える空気調和装置が知られている。この種のものでは、ドレンパンに貯溜したドレン水に半固形状のヌメリ（以下、スライムという）が発生することがあり、このスライムがドレンポンプやドレンホースを詰まらせるおそれがあった。
これを解消するため、従来、ドレンパンに、スライムの発生を抑制する抗菌剤を含有する抗菌剤ユニットを配置したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１９４４９１号公報

しかし、従来の構成では、ドレン水に抗菌剤を混合させて化学的にスライムの発生を抑えるようにしているため、抗菌剤ユニットに含有された抗菌剤がなくなれば効果はなくなり、結局、スライムの発生を抑制する持続性に難があるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、ドレン水もしくはドレンパンにスライムが発生することを恒久的に抑えることができる空気調和装置を提供することにある。

本発明は、熱交換器と、この熱交換器から流下するドレン水を受けるドレンパンと、このドレンパンに溜まったドレン水を汲み上げて排出するドレンポンプとを備える空気調和装置において、前記ドレンポンプに接続され、上方向に延びる立ち上げ部を有するドレンホースと、前記ドレンポンプの動作を制御するための電極式の水位センサと、を備え、前記水位センサは、コモン電極と、このコモン電極に対向して配置される下限検知電極及び上限検知電極とを備え、前記コモン電極及び前記下限検知電極を、前記ドレンポンプの運転を停止させた際に前記立ち上げ部からの戻り水によって前記ドレン水中に浸る位置に配置し、前記コモン電極及び前記下限検知電極の間であって、当該コモン電極及び下限検知電極の下方近傍に抗菌作用を有する所定の金属イオン種を含有する金属体を配置し、前記ドレン水を介して前記電極間に流れる電流の一部を当該電極と前記金属体との間に流し、前記金属イオン種を前記ドレン水に溶出させることを特徴とする。

また、前記金属体は、この金属体と前記下限検知電極との距離が、当該下限検知電極と前記コモン電極との距離と略同一の距離となる位置に配置される構成としても良い。

また、前記金属体は、前記所定の金属イオン種として、銀イオン、亜鉛イオンもしくは銅イオンのいずれかを溶出する構成としても良い。

本発明によれば、水位センサの電極の近傍に抗菌作用を有する所定の金属イオン種を含有する金属体を配置することにより、ドレン水を介して電極から金属体に電流が流れ、この金属体の金属イオン化が促進されるため、この金属イオンがドレン水中に拡散される。このため、ドレン水に雑菌が繁殖することが抑制され、ドレン水もしくはドレンパンへのスライムの発生を恒久的に抑えることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は空気調和装置本体と化粧パネルとを示す断面図であり、図２は空気調和装置本体を示す底面図である。
これら図１及び図２において、符号１は空気調和装置を示し、この空気調和装置１は、図示しない室外機と組み合わされて、圧縮機、室外熱交換器等で構成される冷凍サイクルを備えており、図１に示すように、建屋４０の天井空間４１内に吊り下げて固定されている。図１及び図２における形態は、４方向天井カセット形の空気調和装置１の一例であり、空気調和装置本体２と化粧パネル３とを有し、この化粧パネル３の中央には吸込口４が開口し、化粧パネル３の吸込口４の周囲には吹出口５が開口している。建屋４０からは４本のボルト４２が垂直下方に設定されており、これら４本のボルト４２は、空気調和装置本体２の吊り金具４３に夫々止着されている。

空気調和装置本体２内には、ファンモータ６、室内ファン７（ターボファン）、仕切板８、ドレンポンプ１２、ドレン排水口１３、冷媒配管１４、ドレンポンプ制御手段などの制御装置を有する電装箱１５、熱交換器１６などが配置され、この熱交換器１６の下方には、当該熱交換器１６から流下するドレン水を受けるドレンパン２２が配置されている。
室内ファン７は、ファンノズル１７に対応して配置されている。熱交換器１６は、ほぼ矩形状に曲げられ、室内ファン７を囲むように四方の吹出口５の近くに配置されている。仕切板８は、熱交換器１６の管板２１、２１間をつなぎ、この仕切板８で仕切られた熱交換器１６の外側の空間２０にはドレンポンプ１２、ドレン排水口１３、室内メカ弁１８等が収容されている。仕切板８は、運転時に、室内ファン７からの空気が漏れ出るのを防いでおり、この仕切板８の存在により、四方の吹出口５から熱交換された空気が室内Ｒに確実に吹き出されるようになっている。

図３は、ドレンパンの図である。
この図３において、熱交換器１６の下方にはドレンパン２２が設けられている。このドレンパン２２の底部には、一段低くなったドレン溜まり２２Ａが形成され、このドレン溜まり２２Ａにドレンパン２２に流下したドレン水が流入する。そして、ドレン溜まり２２Ａにドレン水の水位を検知する水位検知手段としての水位センサ３０とドレンポンプ１２とが配置されている。このドレンポンプ１２には、例えばＤＣモータ等のドレンポンプ駆動手段２３が接続され、さらに、このドレンポンプ駆動手段２３には、当該ドレンポンプ１２の発停及び回転数を制御できるドレンポンプ制御手段２４が接続されている。このドレンポンプ制御手段２４は、水位センサ３０の検知した水位に基づいてドレンポンプ１２を動作させる。
具体的には、水位センサ３０は、コモン電極３１と、このコモン電極３１に対向する下限検知電極３２及び上限検知電極３３とを備え、ドレンポンプ制御手段２４は、ドレン水の水位が上限検知電極３３の位置まで増加した場合にドレンポンプ１２を運転し、水位が下限検知電極３２の下端３２Ａ（図５）よりも下方位置まで低下した場合にドレンポンプ１２を停止する。
コモン電極３１と下限検知電極３２及び上限検知電極３３との間には、それぞれ電圧が印加されており、コモン電極３１と下限検知電極３２または上限検知電極３３間にドレン水があるときは、ドレン水を介して所定の電流（例えば、５０ｍＡ）が流れるため、その電流を検知して水有りと判定される。一方、所定の電流が流れないときは水無しと判定される。
本実施形態は、コモン電極３１は、ドレン溜まり２２Ａの底面付近まで延び、下限検知電極３２は、ドレンポンプ１２の吸込口１２Ａと略同等の高さ位置まで延び、上限検知電極３３は、熱交換器１６の底面１６Ａよりも低い位置まで延びるように配置される。これにより、ドレンポンプ１２で排水できない位置まで低下した場合には、即座にドレンポンプ１２を停止し、このドレンポンプ１２の空転を防止するとともに、熱交換器１６の底面１６Ａに水面が接近した場合には、ドレンポンプ１２を運転することにより、熱交換器１６がドレン水に浸ることが防止される。

また、ドレンポンプ制御手段２４は、室内ファン７が運転しているかどうかを検知する室内ファン運転停止検知手段２６（以下単にファン運転検知手段という）と、ドレンポンプ１２の回転数を設定する回転数設定手段２７とを備えている。
ドレンポンプ１２の運転中に、回転数設定手段２７がファン運転検知手段２６が室内ファン７の運転中であることを検知しているときは、ドレンポンプ１２の回転数を最大回転数に設定してドレンポンプ駆動手段２３に出力し、ファン運転検知手段２６が室内ファン７の停止を検知した後は、排水可能な最小回転数をドレンポンプ駆動手段２３に出力する。そして、ドレンポンプ駆動手段２３は、回転数設定手段２７から出力された回転数でドレンポンプ１２を運転する。

また、ドレンポンプ１２のドレン排水口１３には、ドレン水を機外に排水するドレンホース１９が接続されている。このドレンホース１９は、上方向に延びる立ち上げ部１９Ａを備え、この立ち上げ部１９Ａに残存したドレン水は、ドレンポンプ１２の運転が停止されると、ドレンパン２２上に戻されるようになっている。このため、この戻り水によって、水位センサ３０のコモン電極３１及び下限検知電極３２は、ドレンポンプ１２の運転停止後もドレン水中に浸るため、当該電極間に電流が流れる。

このように、ドレンポンプ１２の運転を停止すると、ドレンホース１９の立ち上げ部１９Ａに残存したドレン水は自重によってドレンパン２２に戻されるため、ドレンポンプ１２の吸込口１２Ａをドレン溜まり２２Ａの底面近くに設けたとしても、ドレンパン２２上のドレン水をすべて排出することはできず、冷房運転後にはドレンパン２２にドレン水が溜まった状態にある。ドレンパン２２に長時間ドレン水が貯留されると、このドレン水中の雑菌が増殖してスライムを発生することがあり、このスライムがドレンポンプ１２やドレンホース１９を詰まらせるおそれがある。
本実施形態では、スライムの発生を防止するため、図３に示すように、ドレンパン２２のドレン溜まり２２Ａには、水位センサ３０の下方近傍に抗菌作用を有する所定の金属イオン種としての銀イオン（Ａｇ⁺）を含有する金属体としての銀（Ａｇ）体５０が配置されている。
一般に、銀体５０を水中に配置すると、この銀体５０の表面では水中の酸素分子（Ｏ₂）によって酸化されて銀イオン化し、この銀イオンが水中に拡散される。しかしながら、銀はイオン化傾向の比較的小さな金属であるため、単に水中に配置しただけでは、短時間でスライムの発生を抑制するに十分な濃度（例えば５０ｐｐｍ）の銀イオンを含む水を生成することは難しい。このため、水位センサ３０の下方近傍に配置することにより、この水位センサ３０の電極間を流れる電流の一部が銀体５０に流れ、この銀体５０の表面における酸化反応が促進され、多量の銀イオンが水中に拡散されるようになっている。
特に、例えば、夜間のように空気調和装置１が停止している時間には、新たなドレン水が生じないため、ドレンポンプ１２が運転されてドレン水が機外に排出されることもない。このため、この停止している間に、水位センサ３０の電極間を流れる電流の一部が銀体５０に流れることにより、銀体５０から多量の銀イオンがドレン水中に溶出されるため、スライムの発生を抑制するに十分な濃度の銀イオンを含んだ水が生成される。

次に、銀体５０の配置構成について説明する。
コモン電極３１及び下限検知電極３２がドレン水に浸ると、図４に破線で示すように、下限検知電極３２からコモン電極３１へと電流の流線６１に沿って電流が流れる。また、この図４において、符号６２は、コモン電極３１及び下限検知電極３２の周囲に設けられる等電位線である。
銀体５０が酸化して銀イオン化する量は、この銀体５０に流れる電流量に依存する。このため、より多量の銀イオン化を促すといった観点からは、電流の流線６１の密度が高い位置Ａ（例えば、コモン電極３１と下限検知電極３２との中間）に銀体５０を配置することが望ましい。一方、水位センサ３０は、本来ドレン水の水位を検知するものであり、銀体５０をコモン電極３１と下限検知電極３２との間に配置することにより、水位を検知する機能を阻害することは避けなければならない。
このため、本実施形態では、図５に示すように、コモン電極３１及び下限検知電極３２の間であって、当該コモン電極３１及び下限検知電極３２の下方近傍に銀体５０が配置されている。ここで、コモン電極３１及び下限検知電極３２は、ドレンポンプ１２の運転停止後も戻り水によってドレン水中に浸っているため、ドレン水に接触している時間が長く、ドレン水に接触している間は、このドレン水を介して当該電極間に電流が流れている。このため、銀体５０をコモン電極３１及び下限検知電極３２の間であって、当該コモン電極３１及び下限検知電極３２の下方近傍に配置することにより、これらコモン電極３１と下限検知電極３２との間を流れる電流の一部が長時間にわたって銀体５０に流れるため、銀イオン化の促進を図ることができる。また、ドレン水の水位が下限検知電極３２の下端３２Ａよりも低下すると、当該電極間及び銀体５０に電流が流れなくなるため、この銀体５０の銀イオン化が停止する。これによれば、ドレンパン２２上に水が無いときには、銀イオン化が抑制されるため、銀体５０の長寿命化が期待できる。

更に、銀体５０は、下限検知電極３２から銀体５０までの距離ｒ１が、この下限検知電極３２からコモン電極３１までの距離ｒ２と略同一となるように、銀体５０はドレン溜まり２２Ａの底面に配置された台座５１上に配置されている。この台座５１には、ドレン水の流れにより銀体５０が移動しないように当該銀体５０が嵌る凹部５１Ａを備える。
これにより、下限検知電極３２から銀体５０またはコモン電極３１までの距離を略均等に保つことができるため、下限検知電極３２から銀体５０及びコモン電極３１に略均等に電流を流すことができ、抗菌作用を有する銀イオンを発生させるとともに、ドレンポンプ１２を正常に動作させることが可能となる。
また、この銀体５０は、水との接触面積が大きいほど、酸化反応がしやすくなり、銀イオン化しやすくなる。このため、本実施形態では、接触面積の拡大を図るべく、銀糸を綿状に丸めて銀体５０を形成するのが望ましい。

次に、銀イオン水の生成される反応メカニズムについて説明する。
図６は、電極と銀体との反応を説明するための模式図である。
銀体５０をコモン電極３１と及び下限検知電極３２との間に配置すると、この下限検知電極３２からコモン電極３１へ流れる電流によって、銀体５０の表面が陽極部５０Ａと陰極部５０Ｂとに分極する。
すると、銀体５０の陽極部５０Ａでは（１）の反応が生じ、陰極部５０Ｂでは（２）の反応が生じ、銀体５０の陽極部５０Ａから銀イオンがドレン水中に溶出する。
（１）２Ａｇ→２Ａｇ⁺＋２ｅ^-
（２）１／２Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→２ＯＨ^-
２Ｈ⁺＋２ｅ^-→Ｈ₂
このように、銀体５０の陽極部５０Ａでは、銀体５０が銀イオン化して、この銀イオンがドレン水中に拡散するため、ドレン水及びドレンパン２２上にスライムが発生することが防止される。

次に、ドレンポンプ制御手段２４の動作について説明する。
空気調和装置１の冷房運転が開始されると、圧縮機および室内ファン７が運転を開始する。室内ファン７が運転を開始したとき、ドレンポンプ制御手段２４のファン運転検知手段２６が室内ファン７の運転中であることを検知し、回転数設定手段２７がドレンポンプ１２を最大回転数に設定する。
ドレンポンプ制御手段２４は、水位センサ３０の検出結果に基づきドレンポンプ１２の運転を制御する。すなわち、ドレン水の水位が上限検知電極３３の位置まで上昇した場合には、ドレンポンプ制御手段２４は、ドレンポンプ駆動手段２３が最大回転数となるようにドレンポンプ１２を運転する。ドレンポンプ１２が運転することによって、ドレンパン２２に溜まったドレン水が汲み上げられてドレンホース１９を介して機外に排水される。

また、ドレンポンプ１２の運転中に、冷房運転が停止され、圧縮機および室内ファン７が運転を停止すると、ファン運転検知手段２６が室内ファン７の運転の停止を検知する。室内ファン７が停止されたことによって回転数設定手段２７がドレンポンプ駆動手段２３の回転数を排水可能な最小回転数に設定し、ドレンポンプ駆動手段２３がこの回転数でドレンポンプ１２を作動する。このように、ドレンポンプ１２を排水可能な最小回転数で運転することで、ドレンポンプ１２の水かき音等の騒音を最小限にするとともに、圧縮機および室内ファン７停止後も熱交換器１６等に付着し流れ落ちてドレンパン２２に溜まるドレン水を排水する。
一方、ドレン水の水位が下限検知電極３２の位置まで低下した場合には、ドレンポンプ１２は排水できなくなるので、ドレンポンプ制御手段２４は、ドレンポンプ駆動手段２３を停止し、ドレンポンプ１２の運転を停止する。

この停止している間は、ドレン水がドレンパン２２上に貯留されるため、水位センサ３０の電極間を流れる電流の一部が銀体５０に流れることにより、銀体５０から多量の銀イオンがドレン水中に溶出される。これにより、スライムの発生を抑制するに十分な濃度の銀イオンを含んだ水が生成される。
この場合、銀イオンの濃度は、銀体５０の周囲が高く、この銀体５０から離れるほど低くなる。このため、定期的にドレン水を移動させることにより、銀イオン濃度の均一化を図ることが望ましい。
具体的には、ドレンポンプ制御手段２４は、空気調和装置１が停止され、かつ、深夜時間帯（例えば０時〜５時）に該当する場合には、水位センサ３０の検出結果に関係なく、ドレンポンプ１２を動作させて、このドレンパン２２上のドレン水を汲み上げる。
この場合、汲み上げられたドレン水は、ドレンホース１９の立ち上げ部１９Ａを越えて排出されることはなく、ドレンポンプ１２の停止とともに、この水は再びドレンパン２２上に戻される。このため、この戻り水によってドレン水が攪拌されることにより、ドレンパン２２上に銀イオンが均等に拡散されることになる。本実施形態では、ドレンポンプ制御手段２４とドレンポンプ駆動手段２３とドレンポンプ１２とが拡散手段として機能する。

以上、説明したように、本実施形態によれば、熱交換器１６と、この熱交換器１６から流下するドレン水を受けるドレンパン２２と、このドレンパン２２に溜まったドレン水を汲み上げて排出するドレンポンプ１２とを備え、ドレンポンプ１２の動作を制御するための電極式の水位センサ３０を備え、この水位センサ３０の電極の近傍に、抗菌作用を有する銀イオンを含有する銀体５０を配置したため、ドレン水を介して電極間に流れる電流の一部が当該電極と銀体５０との間に流れることにより、銀イオンのドレン水への溶出が促進され、この銀イオンがドレン水中に拡散される。このため、水位センサ３０の電極の近傍に銀体５０を配置するといった簡単な構成で、ドレン水に雑菌が繁殖することが抑制され、ドレン水もしくはドレンパン２２へのスライムの発生を恒久的に抑えることができる。また、ドレンポンプ１２の運転により、抗菌作用を有するドレン水が排出されるが、このドレン水がドレンホース１９を通じることにより、このドレンホース１９内のスライムの発生も恒久的に抑制できる。これらにより、ドレンパン２２のメンテナンスフリーが達成される。
従って、本実施形態の空気調和装置では、排水系のトラブルを低減し、メンテナンスを容易とするだけでなく、空調機器内部の浄化を行うため、より快適な空調実現に貢献するものであり、特に、学校や病院、コンビニエンスストアなど、不特定多数の多くの人が集まる建物に設置されて有効である。

また、本実施形態では、コモン電極３１及び下限検知電極３２は、ドレン水に接触している時間が長く、ドレン水に接触している間は、このドレン水を介して当該電極間に電流が流れている。このため、銀体５０をコモン電極３１及び下限検知電極３２の下方に配置することにより、これらコモン電極３１と下限検知電極３２との間を流れる電流の一部が長時間にわたって銀体５０に流れるため、銀イオン化の促進を図ることができる。

また、本実施形態によれば、銀体５０は、この銀体５０と下限検知電極３２との距離ｒ１が、当該下限検知電極３２とコモン電極３１との距離ｒ２と略同一の距離となる位置に配置されているため、下限検知電極３２から銀体５０及びコモン電極３１に略均等に電流を流すことができ、抗菌作用を有する銀イオンを発生させるとともに、ドレンポンプ１２を正常に動作させることが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、金属体として銀体５０を配置する構成としたが、抗菌作用を有するものであれば、銅（Ｃｕ）体や亜鉛（Ｚｎ）体を配置する構成としても良い。ここで、銀イオンは、銅イオン（Ｃｕ²⁺）に比べて約４０倍、亜鉛イオン（Ｚｎ²⁺）に比べて約１００００倍の抗菌作用を有することが知られている。このため、銀体を設ける構成がより効果的である。
また、本実施形態では、水位センサ３０による水位検知を常時実施する構成としていたが、この水位検知を所定時間毎に実施する構成としても良い。この構成によれば、水位を検知しつつ、銀イオンの溶出量をコントロールすることができ、銀体５０の長寿命化を図ることができる。
また、本実施形態では、銀体５０をコモン電極３１と下限検知電極３２との中間となる位置、すなわち電流の流線６１の密度が高い位置Ａに配置した構成を説明したが、電流の流線６１の範囲内であれば、銀体５０を何処に配置しても構わない。

本発明の空気調和装置の一実施形態を示す断面図である。同じく底面図である。ドレンパン上の機器配置を示す構成図である。電極間の電流の流線を示す図である。水位センサの電極と銀体との配置関係を示す構成図である。電極と銀体との反応を説明するための模式図である。

符号の説明

１空気調和装置
１２ドレンポンプ
１２Ａ吸込口
１３ドレン排水口
１６熱交換器
１９ドレンホース
１９Ａ立ち上げ部
２２ドレンパン
２４ドレンポンプ制御手段
３０水位センサ
３１コモン電極
３２下限検知電極
３３上限検知電極
４２ボルト
４３金具
５０銀体（金属体）
５１台座
５１Ａ凹部
ｒ１距離
ｒ２距離

Claims

熱交換器と、この熱交換器から流下するドレン水を受けるドレンパンと、このドレンパンに溜まったドレン水を汲み上げて排出するドレンポンプとを備える空気調和装置において、
前記ドレンポンプに接続され、上方向に延びる立ち上げ部を有するドレンホースと、
前記ドレンポンプの動作を制御するための電極式の水位センサと、を備え、
前記水位センサは、コモン電極と、このコモン電極に対向して配置される下限検知電極及び上限検知電極とを備え、
前記コモン電極及び前記下限検知電極を、前記ドレンポンプの運転を停止させた際に前記立ち上げ部からの戻り水によって前記ドレン水中に浸る位置に配置し、
前記コモン電極及び前記下限検知電極の間であって、当該コモン電極及び下限検知電極の下方近傍に抗菌作用を有する所定の金属イオン種を含有する金属体を配置し、前記ドレン水を介して前記電極間に流れる電流の一部を当該電極と前記金属体との間に流し、前記金属イオン種を前記ドレン水に溶出させることを特徴とする空気調和装置。
前記金属体は、この金属体と前記下限検知電極との距離が、当該下限検知電極と前記コモン電極との距離と略同一の距離となる位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
前記金属体は、前記所定の金属イオン種として、銀イオン、亜鉛イオンもしくは銅イオンのいずれかを溶出するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。