JP5693658B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

この発明は、ドレンパン内のドレン水の静菌を行うことができる空気調和機に関する。

従来の空気調和機として、ドレンパン部分において、抗菌部材をドレン溝部の最小水位および最大水位に応じた長さよりも長い所定の長さに形成し、下端側をドレン水の最小水位に対応して浸漬できるところに位置させる一方、上端側を最大水位よりも所定寸法だけ高いところに位置させた状態で設置した構成のものがある。このように構成されたものは、水位に応じた抗菌剤の消耗量を考慮して、最大水位よりも上方に延びる抗菌部材の寸法を適切に設定して置くと、所望の期間内において連続した一定の濃度での使用が可能になることが開示されている。（例えば、特許文献１参照。）

特開２００６−１７０４７８号公報

従来の空気調和機の構成では、浸漬している抗菌剤の部位から浸漬していない部位まで水が吸い上げられて、抗菌成分が溶出してしまうので、抗菌剤の静菌効果の長寿命化を図ることができないという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ドレン水に非浸漬の抗菌剤からの抗菌成分の溶出を防止し、抗菌剤の静菌効果の長寿命化を図ることができる空気調和機を得るものである。

この発明に係る空気調和機においては、熱交換器と、前記熱交換器に生じた凝縮水をドレン水として貯留するドレンパンと、前記ドレン水と接触して水溶性の抗菌成分を溶出する抗菌剤、前記抗菌剤を前記ドレン水の水面方向に上下に区分する抗菌剤分離手段、および前記抗菌剤と前記抗菌剤分離手段を収納する、前記ドレン水が通水可能な収納容器を有し、下位部分に位置する抗菌剤をドレン水に浸漬するように配置される抗菌部材とを備え、前記抗菌剤分離手段は、前記収納容器内で前記ドレン水の水面に鉛直な方向に対して可動に設けられているものである。

この発明は、抗菌剤を必要なときに必要な量だけ溶出させ、長期間に亘って安定して効率的に静菌効果を持続させることができ、しかも設置も容易な空気調和機のドレン水の坑菌構造を提供することができるため、ヌメリやスライムが原因で発生するドレン水の排水不良を防止することが可能となる。

この発明の実施の形態１を示す空気調和機の斜視図である。 この発明の実施の形態１を示す空気調和機の上面図である。 この発明の実施の形態１を示す空気調和機の縦断面図である。 この発明の実施の形態１に係る空気調和機のドレンポンプ付近の構成を示す縦断面図である。 この発明の実施の形態１に係る空気調和機の抗菌部材を示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る空気調和機の抗菌部材の使用経過状態を示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る空気調和機の別の抗菌部材を示す断面図である。 この発明の実施の形態２に係る空気調和機の抗菌部材を示す断面図である。 この発明の実施の形態２に係る空気調和機のドレンポンプ付近の構成を示す縦断面図である。 この発明の実施の形態３に係る空気調和機の抗菌部材の断面図である。 この発明の実施の形態３に係る空気調和機のドレンポンプ付近の構成を示す縦断面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について、図１〜図７を用いて説明する。

まず、本実施の形態における空気調和機の概要を説明する。
本実施の形態における空気調和機は、熱交換器と、熱交換器から発生する凝縮水をドレン水として受けるドレンパンと、ドレンパンに溜まったドレン水を排出するドレンポンプとを備えた空気調和機である。具体的には、天井埋込型空気調和機（化粧パネルを有し該化粧パネルが室内に露出するタイプであって、本体全体が天井裏に設置される。）、オプションとしてドレンポンプが取り付けられる天吊型空気調和機及び壁掛け型空気調和機等もある。

本実施の形態では、天井埋込型空気調和機、すなわち化粧パネルを有し該化粧パネルが室内に露出するタイプを例に以下の説明を行う。但し、天井埋込型空気調和機はあくまでも一例であり、これに限定されるものではない。なお、以下の説明では天井埋込型空気調和機を空気調和機と略して説明する。

次に、空気調和機の構成について、図１〜図５を用いて説明する。

図１は、この発明を実施するための実施の形態１における空気調和機を天井に取り付けた状態を下方から見た斜視図を示すものである。
図１において、空気調和機１００は室内機であり、部屋４５の天井に、空気調和機１００の下部に設けられた略四角形状の化粧パネル４７が見える状態で埋設されている。化粧パネル４７の中央付近には、空気調和機１００への空気の吸込口へ連通する略四角形のグリル３８があり、吸込口となっている。吹出口４８は、図３の説明で後述する筐体２０の各辺に沿って形成された本体吹出口４０と連通される。さらに各吹出口４８には、吹き出し風の風向を制御するベーン４９を備える。

図２は、この発明を実施するための実施の形態１における空気調和機の上面図を示すものである。図２は、図１に図示していない空気調和機１００の上面カバーを外し、上方から内部の構成を見た状態を示す図である。
図２において、筐体２０も化粧パネル４７と同様に断面形状が略四角形である。筐体２０の各辺に沿って本体吹出口４０が形成されている。筐体２０の略中央部に遠心送風機３０が設置される。遠心送風機３０を囲むように略環状に熱交換器２１が配置される。

また、断面形状が略四角形の筐体２０の一隅にドレンポンプ４が配置される。ドレンポンプ４は、熱交換器２１から発生する凝縮水をドレン水として受けるドレンパン５に溜まったドレン水を筐体２０外へ排出する。ドレン水６を静菌するため、抗菌部材１０をドレンポンプ４の付近に配置している。

図３は、この発明を実施するための実施の形態１における空気調和機の縦断面図を示すものである。図３は、図１のＡ−Ａ部の断面図である。
図３において、筐体２０内の略中央部に、下側を吸込口とするターボファンであるファン３０ａと、このファン３０ａを駆動するファンモータ３０ｂとを備える遠心送風機３０が配置される。
ファンモータ３０ｂが、筐体２０の天面側に取り付けられているとともに、ファン３０ａの下部に、ファン３０ａへ空気を導入するためのベルマウス５０が配置されている。

また、ファン３０ａを囲むように略環状に熱交換器２１が配置され、熱交換器２１の下部にドレンパン５が設置されている。熱交換器２１は、図示しない室外機の冷媒を圧縮する圧縮機等とともに冷凍サイクルを構成する。熱交換器２１では、ファン３０ａによりグリル３８から吸い込まれる室内の空気と冷凍サイクルの冷媒とが熱交換を行い冷風又は温風を生成する。

ドレンパン５の各辺に沿う外側には、室内空気と接する部分になる熱交換器２１の２次側と室内とを連通させる本体吹出口４０があり、化粧パネル４７の吹出口４８と連通している。

吹出口４８にはベーン４９が取り付けられ、熱交換器２１で生成された冷風又は温風空気の吹出方向の調整が可能となっている。ベーン４９の形状は、吹出口４８と略同形状であり、ベーン４９が閉じた状態で吹出口４８を略塞ぐ意匠性を考慮した設計になっている。

化粧パネル４７の略中央の開口部に、略四角形のグリル３８が取り付けられている。グリル３８は、例えば爪等により化粧パネル４７に係合している。

図４は、この発明を実施するための実施の形態１におけるドレンポンプ４付近の縦断面図を示すものである。図４は、図２のＢ−Ｂ部の断面図である。但し、ドレンポンプ４は外形を示している。
図４において、ドレンパン５に、熱交換器２１にて凝縮された水分がドレン水６となって貯留される。このドレン水６は、ドレンポンプ４の吸込口４ａから吸い込まれ排出される。
熱交換器２１の下方に設置されるドレンパン５の材質は、発泡スチロールで、表面にＡＢＳ樹脂からなるスキン層５ａが一体成形されている。スキン層５ａの厚さは、略０．５ｍｍ程度である。

ドレンパン５の材質を発泡スチロールにする理由は、以下のとおりである。ドレンパン５の上方に熱交換器２１があり、例えば、空気調和機１００の冷房運転時には、熱交換器２１の温度が室内空気よりも低くなり、ドレンパン５も熱交換器２１からの伝熱等により冷却される。従って結露を抑制するために断熱する必要があり、材質を発泡スチロールにしている。

発泡スチロールの表面にＡＢＳ樹脂からなるスキン層５ａを一体成形する理由は、以下のとおりである。発泡スチロールは、断熱性はあるが、ドレン水６が漏れる欠点がある。そこで、ドレンパン５からドレン水６が漏れないようにするために、表面にＡＢＳ樹脂からなるスキン層５ａを一体成形する。

ドレンポンプ４の略真下の部分となるドレンパン５の最深部には、ドレンポンプ４故障時に使用するドレン排水口２ａが開けられたポリフェニレンオキサイド樹脂からなるドレンソケット２（別部品）がインサート成形されている。ドレンソケット２のドレン排水口２ａは、ドレンポンプ４が正常であれば不要なため、常時はドレンプラグ３で塞がれている。

ドレンソケット２の材質をポリフェニレンオキサイド樹脂にする理由は、以下のとおりである。ドレンソケット２の部分をスキン層５ａと同じＡＢＳ樹脂で成形すると、耐熱性が不足するためドレン排水口２ａの部分の精度が十分ではない。そのため、ドレンプラグ３で塞いでもドレン水６が漏れる恐れがある。そこで、ドレンソケット２の材質は、発泡スチロールより耐熱性があるポリフェニレンオキサイド樹脂とする。

但し、将来発泡スチロールの成形技術が改良されれば、ドレンソケット２の部分も耐熱性の低いＡＢＳ樹脂などで一体に形成することも可能である。

抗菌部材１０は、ドレンパン５内に抗菌部材保持部８ａによって保持され、後述する抗菌剤によってドレン水６内の雑菌の繁殖を防止する。抗菌部材保持部８ａは、例えば疎水性の材料からなり、容易に抗菌部材１０をドレンパン５内に固定可能な保持具を使用する。

次に抗菌部材１０の構成について説明する。
図５は、この発明を実施するための実施の形態１における空気調和機の抗菌部材の断面図を示すものである。使用初期の状態を示している。
図５において、抗菌部材１０は、抗菌剤１、抗菌剤分離手段７ａ及び収納容器１１で構成されている。
抗菌剤分離手段７aは、抗菌剤１をドレン水６の水面方向（換言すれば、ドレン水の水面に対して垂直方向）に上位部分９ａと下位部分９ｂに区分するように設けられている。抗菌部材１０の使用状態においては、図５に示すように、上位部分９ａの抗菌剤１がドレン水の水面の上方に位置する。

抗菌剤１は、収納容器１１に内包されており、少量ずつ抗菌剤分離手段７ａにて抗菌剤１同士が分離され、ドレン水６の水面に対して水平位置に配置される。
抗菌剤１は、水への溶解性が高い材料であり、燐酸カルシウム、燐酸マグネシウム、ホウ素のうち１つを含有するケイ酸塩化合物に抗菌性能を有する銀や銅、鉄、亜鉛のうち少なくとも１つ以上を主成分とする金属錯体を混合して構成されている。

抗菌剤分離手段７ａの形状は板状であって、収納容器１１の内面に沿って摺動可能に収納容器１１内に組込まれており、抗菌剤分離手段７ａの上下に配置される抗菌剤１が互いに接することがないように配置される。抗菌剤分離手段７ａの材料は、疎水性、またはシリカ等の吸湿性を有している。

また、抗菌剤分離手段７ａによって分離されている抗菌剤１は、想定される標準の使用状態において所定期間の静菌効果が得られる量ごとに区分けされている。

抗菌剤１を包袋する収納容器１１は耐水性を有しており、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロンなどの樹脂繊維からなり、保持する抗菌成分の溶出を妨げず、抗菌剤１が脱落しない開口径の開口部１１aを有する通水可能な構造である。また、開口径は細か過ぎないものとする。
収納容器１１は、ネット状の材料で構成されてもよい。

次に空気調和機１００の動作について、図１〜図４を用いて説明する。
図１において、空気調和機１００はグリル３８より室内の暖かい空気を吸込み、熱交換器２１にて冷却されて吹出し口４８より冷たい空気を室内に戻す構成となっている。
図２及び図３において、暖かい空気が熱交換器２１を通過して冷却されるときに熱交換器２１上に凝縮水が生成される。該凝縮水は熱交換器２１の下部に配置されているドレンパン５内に滴下しドレン水として貯留される。ドレンパン５の一隅に配置されたドレンポンプ４は、遠心送風機３０が運転時には作動しており、ドレンパン５内に貯留されているドレン水６を吸い上げて筐体２０外へ排出する。ドレンポンプ４が運転している間は、ドレンパン５内の水は少ないが、ドレンポンプ４を停止すると、ドレンパン５のドレン水６の水位はドレンポンプ４の運転中よりも高くなる。

その理由は、ドレンポンプ４に接続している図示していないドレン配管の立ち上がり部分の水は、ドレンポンプ４を停止するとドレンポンプ４を逆流してドレンパン５に戻るためである。例えば、ドレンポンプ４を停止すると、空調機の設置状況によるが、約２００ｃｃ〜約１０００ｃｃ程度の水が、ドレン配管の立ち上がり部分からドレンポンプ４を逆流してドレンパン５に戻る。

冷房運転停止後には天井部の温度は３５〜４０℃にも昇るため、ドレンパン５中のドレン水６の温度は、周囲の温度に近づき、２０〜３０℃程度まで温度が上がる。この２０〜３０℃の温度は、細菌の繁殖に適した温度である。一方で、空気調和機１００の冷房運転中に発生するドレン水６は、温度も低く（約１０℃程度）細菌は繁殖しにくい。

上記事象より、冷房運転停止後のドレン水の静菌を行なうことが菌の繁殖抑制に対して有効である。そのため、図５に示すように、ドレンポンプ４を停止すると、抗菌部材１０内にある抗菌剤１の一部はドレン水６に漬かり、一部はドレン水から突出する構成とする。このとき、抗菌剤分離手段７ａはドレン水６に浸からない位置に配置されていることで、水に浸かっていない、水面に最も近い抗菌剤分離手段７ａより上方にある抗菌剤１にはドレン水が伝うことがなく、浸漬部のみの抗菌剤成分が溶出するため、必要最小量の溶出でドレン水中の細菌繁殖を抑制することができる。

次に抗菌部材１０が、ドレン水に浸漬され一定時間経過した状態について説明する。
図６は、この発明を実施するための実施の形態１における空気調和機の抗菌部材を長時間に亘ってドレイン水６に浸漬した状態の断面図を示すものである。
図６に示すように、抗菌剤１から抗菌成分が溶出すると、外周から均一に小さくなり、浸漬している抗菌剤１の容積が減少していき、抗菌剤分離手段７ａとその上に配置される抗菌剤１は下方に沈降して徐々に浸漬する。このように水に浸漬していない抗菌剤１が徐々に浸漬する構成により、水中に浸漬している抗菌剤量を常に一定に保つことができるため、必要最小量で静菌効果を長期間持続することができる。

また、抗菌剤分離手段７ａは複数設けられていてもよく、区分けされている一つの単位が、想定される標準の使用状態において所定期間の静菌効果が得られる量とすることで、メンテナンス時に消費されている抗菌剤量が把握できるため、設置場所の環境負荷が試算できる。

さらに、抗菌剤分離手段７ａが疎水性材料で構成される場合には、浸漬部の抗菌剤１により吸い上げられた水を抗菌剤分離手段７ａにて確実に止めることができる。また、抗菌剤分離手段７ａがシリカなどの吸水性材料で構成される場合には、浸漬している抗菌剤１により吸い上げられた水分を第１の抗菌剤分離手段７ａにより吸水し、上方の抗菌剤１に水分が亘らないように構成することができる。このとき、抗菌剤１はほぼ均一な粒径で形成されるため、浸漬している粒はほぼ同等に容積が減少するため、第１の抗菌剤分離手段７ａは水面に対してほぼ水平に沈降する。

なお、上述した実施の形態では、抗菌剤分離手段７ａが収納容器１１に摺動可能に設けたものについて説明したが、抗菌剤分離手段７ａを抗菌剤１の区分ごとに収納容器１１に固定して設け、あらかじめ定められた使用時間経過ごとに抗菌部材１０を区分単位ごとに移動させるように構成してもよい。

次に、実施の形態１の変形例を、図７を用いて説明する。
図７は、この発明を実施するための実施の形態１における空気調和機の別の抗菌部材の断面図を示すものである。上述した抗菌部材と異なる点は、抗菌剤分離手段の形状が粒状となっていることである。
図７において、抗菌部材１０は、複数の粒状体で構成された抗菌剤分離手段７ｂ（図において層状に配置されている白色の粒状部分）を有している。この抗菌剤分離手段７ｂは、抗菌剤１を区分けするように設けられ、前述した抗菌剤分離手段７ａと同様に、疎水性、またはシリカ等の吸湿性を有する材料からなる。また、容器１１はネット状の材料で構成されても、同様な効果を有する。
浸漬している抗菌剤１により吸い上げられた水分を、抗菌剤分離手段７ｂにより、上方の抗菌剤１に水分が亘らないように構成することができる。

実施の形態２
以下、この発明の実施の形態２について、図８と図９を用いて説明する。
本実施の形態２は、実施の形態１の図４と同様に、ドレンポンプ付近が図９の通り構成される。なお、実施の形態１と同様な箇所は、同じ番号を付しており、説明は省略する。
実施の形態１と異なる点は、抗菌部材の構成とドレンパン内への実装形態である。

図８は、この発明を実施するための実施の形態２における空気調和機の抗菌部材の断面図を示すものである。
図８において、抗菌部材１０には、抗菌剤１を包装している収納容器１１の外周であって、抗菌剤分離手段７ａより少し下の位置に発泡体などの浮遊体であるフロート１２を設けていている。実施の形態１で説明した抗菌部材１０では、ドレンパンへの取り付け位置によっては、ドレン水６の水位に対して最適ではない場合がある。フロート１２を設けることで、抗菌部材１０をドレンパン内に設置したときに、常に抗菌剤分離手段７ａがドレン水６の最大水位よりも高い位置に配置されるために、確実に抗菌剤分離手段７ａよりも上方に位置する抗菌剤１への水の浸漬及び吸い上げを抑止することができ、静菌効果を長期間持続することができる。

図９は、この発明を実施するための実施の形態２における空気調和機の抗菌部材を配置した断面図を示すものである。但し、ドレンポンプ４は外形を示している。
図９において、抗菌部材１０はドレン水６に浮いた状態で配置され、ドレン水６の水位に応じて上下左右に適宜移動できるように、抗菌部材保持部８ｂによってドレンパン５に固定されている。抗菌部材保持部８ｂは、例えば疎水性の材料からなる紐状の保持具を使用する。

実施の形態３
以下、この発明の実施の形態３について、図１０と図１１を用いて説明する。
本実施の形態３は、実施の形態１の図４と同様に、ドレンポンプ付近が図１１の通り構成される。なお、実施の形態１と同様な箇所は、同じ番号を付しており、説明は省略する。
実施の形態１と異なる点は、抗菌部材の構成とドレンパン内への実装形態である。

図１０は、この発明を実施するための実施の形態３における空気調和機の抗菌部材の断面図を示すものである。
図１０において、抗菌剤分離手段７ｃは、天秤形状をしており天秤棒としての機能を有し、両端に収納容器１１に内包された抗菌剤１が配置される。抗菌剤分離手段７ｃの両端に設けられた抗菌剤１の重量は異なり、使用当初は図１０に示すように重量の大きい側の抗菌剤１がドレン水に浸漬する。使用経過時間によって、浸漬している抗菌剤１から抗菌成分が徐々に溶出して、浸漬している側の抗菌剤１の重量が減少する。浸漬している抗菌剤１の重量が減少すると、抗菌剤分離手段７ｃが支点を中心に左回転するので、他端にある抗菌剤１が徐々に水面に近づき、一定期間後にドレン水６に両端の抗菌剤１が浸漬する。

図１１は、この発明を実施するための実施の形態３における空気調和機のドレンポンプ付近の縦断面図を示すものである。但し、ドレンポンプ４は外形を示している。
図１１において、本構成ではドレン水６に浸漬している重量を常に一定にでき、一定期間後に他端にある抗菌剤１が浸漬する構造であるため、長期間の静菌効果が得られる。

以上の構成により、必要最小量の抗菌剤１をドレン水に浸漬し、水に浸漬していない抗菌剤１への水の吸い上げを抑止することで長期間に亘って静菌効果が得られる空気調和機を提供できる。

なお、以上の実施の形態１から実施の形態３においては、樹脂等からなる収納容器を用いた場合について説明したが、ネット状の収納容器を用いても同様な効果を有する。

１ 抗菌剤、５ ドレンパン、６ ドレン水、７ａ〜７ｃ 抗菌剤分離手段、１０ 抗菌部材

Claims (11)

1. 熱交換器と、
   前記熱交換器に生じた凝縮水をドレン水として貯留するドレンパンと、
   前記ドレン水と接触して水溶性の抗菌成分を溶出する抗菌剤、前記抗菌剤を前記ドレン水の水面方向に上下に区分する抗菌剤分離手段、および前記抗菌剤と前記抗菌剤分離手段を収納する、前記ドレン水が通水可能な収納容器を有し、下位部分に位置する前記抗菌剤を前記ドレン水に浸漬するように配置される抗菌部材と、
   を備え、前記抗菌剤分離手段は、前記収納容器内で前記ドレン水の水面に鉛直な方向に対して可動に設けられていることを特徴とする空気調和機。
2. 前記収納容器には、前記抗菌剤分離手段で区分された部分ごとにあらかじめ定められた期間において静菌効果が得られる量の前記抗菌剤が収納されていること
   を特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記抗菌剤分離手段は、上位部分の前記抗菌剤が前記ドレンパン内に貯留する前記ドレン水の水面の上方に位置するよう設けられていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
4. 前記抗菌部材は前記ドレンパンに保持されていること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気調和機。
5. 前記抗菌剤分離手段は、前記抗菌剤の間に介在させた板状体であること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気調和機。
6. 前記抗菌剤分離手段は、前記抗菌剤の間に介在させた粒状体であること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気調和機。
7. 前記抗菌剤分離手段は、疎水性を有する材料からなること
   を特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の空気調和機。
8. 前記抗菌剤分離手段は、吸湿性を有する材料からなること
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の空気調和機。
9. 前記収納容器の外周に浮遊体が設けられ、前記浮遊体によって前記ドレン水の水位に応じて前記抗菌部材が可動であること
   を特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の空気調和機。
10. 熱交換器と、
    前記熱交換器に生じた凝縮水をドレン水として貯留するドレンパンと、
    前記ドレン水と接触して水溶性の抗菌成分を溶出する抗菌剤および前記抗菌剤を前記ドレン水の水面方向に上下に区分する抗菌剤分離手段を有し、下位部分に位置する前記抗菌剤を前記ドレン水に浸漬するように配置される抗菌部材と、
    を備え、前記抗菌剤分離手段は天秤構造であって、前記抗菌剤分離手段の両端には重量が互いに異なっている前記抗菌剤を配置したこと
    を特徴とする空気調和機。
11. 前記ドレンパン内に貯留する前記ドレン水を排出するためのドレンポンプを備えること
    を特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の空気調和機。

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