JPWO2005005892A1 - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

本発明は、室外側から新鮮な酸素を取り入れて、人が居室していても酸素濃度減少がない室内環境をつくる空気調和機を提供する。室内機と室外機とを接続し、固体電解質体の両面に電極膜を設けた固体電解質型酸素ポンプを室外機に配設する。そして、固体電解質型酸素ポンプによって発生した酸素を室内機側へ供給する。

Description

本発明は、室内機側での酸素富化機能を有する空気調和機に関する。

従来から酸素富化手段としては、酸素富化膜を用いるものと吸着材を用いるものとが知られている。酸素富化膜を用いる例が特開平５−１１３２２７号公報に開示されている。
酸素富化膜として、一般に多孔質材料支持膜層表面にシリコーン系有機膜を構成した例が知られている。
この構成は、片側から真空ポンプにて減圧して、酸素富化膜の両側に圧力差を、たとえば５００ｍｍＨｇ設けることで酸素がシリコーン系有機膜へと浸透拡散、離脱して反対側が酸素富化されるものである。
しかし酸素／窒素の分離比率に対して、水蒸気／窒素および二酸化炭素／窒素の分離比率のほうが大きいため、酸素富化された流路側での結露等を起こしやすいという課題を有している。
また、酸素富化膜の両側に圧力差を設けるために、真空ポンプを使用しているので、真空ポンプを駆動させるための騒音対策も課題となっている。 さらに、雰囲気温度、特に低温になるにしたがって通過空気量が低下するという課題を有している。
一方、吸着材を用いる圧力スイング吸着法（ＰＳＡ法）もよく知られた酸素富化手段である。 二系統のゼオライトを充填した吸着部へ流路を配設して、ゼオライトの吸着特性を利用するものである。 しかし、自然大気をゼオライトへ吸着させると、大気中の水分吸着によって酸素吸着特性が低下してくる。
そして大気中の汚染臭気を吸着した場合には、それらの汚染臭気が脱着されて酸素富化側へと同様に供給されるという課題を有している。
上記従来の構成では、目的とする酸素富化空気に随伴して大気中の水蒸気も同様に富化してしまう。 その結果、室外機から室内機へと酸素富化された空気を搬送する途上経路で、結露したり、凍結したりするという課題を有している。
本発明は、このような従来の課題に対して、目的とする酸素だけを選択的に窒素と分離して室内機側へと供給できる機能を有する空気調和機を提供する。

本発明は、室内機と室外機を備えた空気調和機であって、固体電解質体の両面に電極膜を設けた固体電解質型酸素ポンプを室外機に配設し、固体電解質型酸素ポンプによって発生した酸素を室内機側へ供給することを特徴とする空気調和機を提供する。

図１は、本発明の実施の形態１における固体電解質型酸素ポンプ素子の固体電解質体の断面構成図である。
図２は、本発明の実施の形態１における固体電解質型酸素ポンプ素子の構成断面図である。
図３は、本発明の実施の形態１における酸素富化機能を有する空気調和機の構成図である。
図４は、本発明の実施の形態２における固体電解質型酸素ポンプ素子の構成断面図である。

以下図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。 なお、図面は模式図であり、各寸法位置を正しく示すものではない。
本発明における固体電解質型酸素ポンプとは、固体電解質に印加電圧を与えることによって酸素を供給できるデバイスをいう。
（実施の形態１）
図１は固体電解質型酸素ポンプ素子（以後酸素ポンプ素子という）の固体電解質体の断面構成図である。
固体電解質体１は、ランタンガレート系の（Ｌａ_０．８Ｓｒ_０．２）（Ｇａ_０．８Ｍｇ_０．２）Ｏ_３から構成され、その厚み０．３ｍｍである。
固体電解質体１の上面に設けた下層電極膜２は、ペロブスカイト型複合酸化膜、具体的にはＳｍ_０．５Ｓｒ_０．５ＣｏＯ_３、から構成され、その厚みは２０μｍである。
固体電解質体１の上面に設けた上層電極膜３は、Ａｕ多孔質膜から構成され、その厚みは３μｍである。
固体電解質体１の下面に設けた下層電極膜４は、ペロブスカイト型複合酸化膜、Ｓｍ_０．５Ｓｒ_０．５ＣｏＯ_３、から構成され、その厚みは２０μｍである。 固体電解質体１の下面に設けた上層電極膜５は、Ａｕ多孔質膜から構成され、その厚みは３μｍである。
さらに、絶縁物６とＡｕリード接続電極７を備えている。
絶縁物６はガラスセラミック層からなるものである。 具体的な一例として、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−ＭｇＯ−ＢａＯ系でアルカリ土類金属の酸化物を１５〜２５重量％含有し、アルカリ金属の酸化物を２重量％以下含有するガラスセラミックがあげられる。
図２は、固体電解質型酸素ポンプ素子の構成断面図を示す。
電極膜を形成した固体電解質体８には、図１で説明した電極膜が形成されている。 さらに上記固体電解質体８に電流を通ずるためのリード線９が設けられている。
ヒータ線１０は、上記固体電解質体８を所定の温度に加熱するために設けられる。 その構成は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系フェライトステンレス鋼製シートからなり エッチング法により３０μｍ厚としたものである。 上部断熱材１１と下部断熱材１２は、シリカ・アルミナ系材料で構成されている。 上部断熱材１１は通気性を有する多孔質な材料であるが、一方下部断熱材１２は、実質上通気性がない材料を使用する。 上部空間部１３と下部空間部１４を備えている。 マイカ系のシール部材１５が、上部断熱材１１と下部断熱材１２との通気性を遮断している。
Ａｕ多孔質膜２と５との間に直流電圧が印加、たとえばＡｕ多孔質膜５にプラス印加されると、以下の現象が起こる。
すなわち、負電極側となるＡｕ多孔質膜２側に、酸素分子が吸引、吸着され、ペロブスカイト型複合酸化膜３を介して固体電解質体１を酸素イオン伝動しながら移動し、正電極側を構成するペロブスカイト型複合酸化膜４を介してＡｕ多孔質膜５から酸素分子が放出される。このような酸素イオン伝動は固体電解質１を約５００〜６００℃に加熱することによって安定的におこる。
したがって、電極膜が形成された固体電解質体８の近傍に設けられたヒータ線１０にも直流電圧を印加することによって上記固体電解質体８を所定温度に加熱維持する。 また加熱に使用する熱量を極力抑えるために、上部断熱材１１と下部断熱材１２とで、電極膜が形成された固体電解質８とヒータ線１０とを囲んでいる。
上部断熱材１１は、外部から新しい空気を取り入れてＡｕ多孔質膜２へと酸素を供給する必要があるので、通気性のよい多孔質材料を用いる。
なお、印加する直流電圧は１〜５Ｖ程度であればよい。
シール部材１５は、電極膜が形成された固体電解質体８をはさんで上部空間部１３側から下部空間部１４側へ空気漏れがないようにしている。下部空間部１４側には、発生した酸素ガスを室内機側へと誘導するための流路（図示せず）が配設されている。
次に、空気調和機としての酸素富化機能構成について説明する。
図３は、酸素富化機能を有した空気調和機の構成図を示す。
室内機１６と室外機１７は、冷凍サイクルを構成するために接続配管（図示せず）と接続電線（図示せず）で接続されている。 酸素富化機構部は室外機１７の上部に配置されている。
酸素ポンプ素子１８と、シロッコファンからなる送風ファン１９とを備えている。 そして、酸素ポンプ素子１８で発生した酸素ガスを室内機側へと誘導している。ダクト２０は酸素ポンプ素子１８と送風ファン１９とを繋いでいる。
ダクト２２は、送風ファン１９と室外機接合部２１とを繋いでいる。 酸素搬送用チューブ２３は、室外機接合部２１と室内機接合部２４とを繋いでいる。
酸素供給用ダクト２５とクロスフローファン２６とから、室内機１６の送風回路が構成される。 酸素ポンプ素子１８で発生した酸素はダクト２０、送風ファン１９、ダクト２２、室外機接合部２１、チューブ２３、室外機接合部２１、ダクト２２を介して室内機へと送風され、最終的に室内機の送風回路空気中に混入され、吹出し口２７より室内へと供給される。
酸素ポンプ素子１８は、室外機１７本体のカバー内部に配置され、外気が自然対流しているため酸素ポンプ素子１８によって酸素不足となるようなことは起こらない。
電極膜を形成した固体電解質体８の寸法を、縦２７０ｍｍ、横１５０ｍｍとした場合（面積 約４００ｃｍ^２）、毎分７００ｍｌの酸素ガスを室内送風回路へと供給することができる。
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２で使用する酸素ポンプ素子の構成断面図を示す。ヒータ線２８は、実施の形態１と同様なものを使用する。
電極膜が形成された固体電解質体２９と３０における固体電解質体および断面材料構成は、実施の形態１と同様なものを使用する。
電極膜が形成された固体電解質体２９と３０は、ヒータ線２８の両側に配置されている。リード線３１は、上記固体電解質体に電流を通ずるためのものである。
シール材３８は、上部断熱材３２と中間断熱材３３との通気性を遮断する。 そしてシール材３９は、下部断熱材３４と中間断熱材３３との通気性を遮断している。 ヒータ線２８によって、電極膜が形成された固体電解質体２９と３０とを、約６００℃に加熱維持する。 その後、上部空間部３５側の、上記固体電解質体２９の電極膜が負電極となるように直流電圧を印加するとともに、下部空間部３７側の上記固体電解質体３０の電極膜が電極となるように直流電圧を印加する。 その結果、酸素は上部空間部３５側と下部空間部３７側とから、上記固体電解質体２９と３０を介して中間空間部３６へと酸素イオン伝動し、中間空間部３６に酸素ガスが発生する。 このようにして発生した酸素ガスを室内送風回路へと誘導することで、室内環境を酸素富化することができる。
本実施の形態では、上記固体電解質体２９と３０の寸法を、それぞれ縦１５０ｍｍ、横１３０ｍｍと小型にした場合でも（合計面積 約４００ｃｍ^２）、毎分７００ｍｌの酸素ガスを室内送風回路へと供給することができる。
実施の形態の例では、酸素ポンプ素子で発生した酸素ガスを室内機に配設した送風ファンで室内機へ誘導したが、本発明で使用できる構成はこれに限定されるものではない。
固体電解質型酸素ポンプから室内機までの経路に、吸引ポンプと送風ファンのうちいずれかを配設してもよい。
また、室内機内部に、吸引ポンプと送風ファンのうちいずれかを配設してもよい。
実施の形態の例では、固体電解質体としてランタンガレート系の（Ｌａ_０．８Ｓｒ_０．２）（Ｇａ_０．８Ｍｇ_０．２）Ｏ_３を使用したが、本発明で使用できる構成はこれに限定されるものではない。本発明に使用できる固体電解質体としてはなるべく消費電力量を低減するため、低温で酸素イオン伝導ができるものが望ましい。
ランタンガレート系固体電解質が、６００℃において十分な酸素イオン伝導特性を得ることができる材料として好ましい。
実施の形態の例では、固体電解質体の両面に電極膜として下層がペロブスカイト型複合酸化膜であり、上層がＡｕ多孔質膜である構成のものを使用した。 このような電極膜構成によって、Ａｕ多孔質膜だけで電極膜を構成した場合よりも、酸素ガスの吸着、解離性能を向上させることができ、酸素ポンプとして好ましい酸素イオン伝導性能を得ることができる。
実施の形態の例では、酸素ポンプ素子を室外機の本体上部に配置した。 本発明では、酸素ポンプ素子を配設する場所はこれに限定されるものではなく、室外機内部のいずれかの場所であればよい。
本発明の空気調和機は、人が居室していても酸素濃度減少がないか、あるいは酸素富化された室内環境を提供できる。また発生する酸素ガス量は、雰囲気温度には依存せず、固体電解質体への電気量に依存するため制御が容易である。
本発明の空気調和機は、加熱用ヒータの熱量で効率的に固体電解質体を加熱でき、コンパクトな構成で酸素富化機能を提供することができる。

本発明の空気調和機は、室外機に配設した酸素ポンプ素子によって外気側から固体電解質体を介して酸素ガスが室内機導入流路側に移行し、その酸素ガスを室内機本体送風回路へと供給することができる。
そして、コンパクトな構成で酸素富化機能を提供することができるので、空気調和機の他に医療用の酸素富化装置、空気清浄機などに適用できる。
図面の参照符号の一覧表
１ 固体電解質体
２ 固体電解質体上面の下層電極膜
３ 固体電解質体上面の上層電極膜
４ 固体電解質体下面の下層電極膜
５ 固体電解質体下面の上層電極膜
６ 絶縁物
７ Ａｕリード接続電極
８ 電極膜が形成された固体電解質
９、３１ リード線
１０、２８ ヒータ線
１１、３２ 上部断熱材
１２、３４ 下部断熱材
１３、３５ 上部空間部
１４、３７ 下部空間部
１５、３８、３９ シール部材
１６ 室内機
１７ 室外機
１８ 酸素ポンプ素子
１９ 送風ファン
２０、２２ ダクト
２１ 室外機接合部
２３ 酸素用チューブ
２４ 室内機接合部
２５ 酸素供給用ダクト
２６ クロスフローファン
２７ 吹出し口
２９、３０ 電極膜が形成された固体電解質体
３３ 中間断熱材
３６ 中間空間部

本発明は、室内機側での酸素富化機能を有する空気調和機に関する。

従来から酸素富化手段としては、酸素富化膜を用いるものと吸着材を用いるものとが知られている。酸素富化膜を用いる例が特開平５−１１３２２７号公報に開示されている。

酸素富化膜として、一般に多孔質材料支持膜層表面にシリコーン系有機膜を構成した例が知られている。

この構成は、片側から真空ポンプにて減圧して、酸素富化膜の両側に圧力差を、たとえば５００ｍｍＨｇ設けることで酸素がシリコーン系有機膜へと浸透拡散、離脱して反対側が酸素富化されるものである。

しかし酸素／窒素の分離比率に対して、水蒸気／窒素および二酸化炭素／窒素の分離比率のほうが大きいため、酸素富化された流路側での結露等を起こしやすいという課題を有している。

また、酸素富化膜の両側に圧力差を設けるために、真空ポンプを使用しているので、真空ポンプを駆動させるための騒音対策も課題となっている。さらに、雰囲気温度、特に低温になるにしたがって通過空気量が低下するという課題を有している。

一方、吸着材を用いる圧力スイング吸着法（ＰＳＡ法）もよく知られた酸素富化手段である。二系統のゼオライトを充填した吸着部へ流路を配設して、ゼオライトの吸着特性を利用するものである。しかし、自然大気をゼオライトへ吸着させると、大気中の水分吸着によって酸素吸着特性が低下してくる。

そして大気中の汚染臭気を吸着した場合には、それらの汚染臭気が脱着されて酸素富化側へと同様に供給されるという課題を有している。

上記従来の構成では、目的とする酸素富化空気に随伴して大気中の水蒸気も同様に富化してしまう。その結果、室外機から室内機へと酸素富化された空気を搬送する途上経路で、結露したり、凍結したりするという課題を有している。

本発明は、このような従来の課題に対して、目的とする酸素だけを選択的に窒素と分離して室内機側へと供給できる機能を有する空気調和機を提供する。

本発明は、室内機と室外機を備えた空気調和機であって、固体電解質体の両面に電極膜を設けた固体電解質型酸素ポンプを室外機に配設し、固体電解質型酸素ポンプによって発生した酸素を室内機側へ供給することを特徴とする空気調和機を提供する。

本発明の空気調和機は、室外機に配設した酸素ポンプ素子によって外気側から固体電解質体を介して酸素ガスが室内機導入流路側に移行し、その酸素ガスを室内機本体送風回路へと供給することができる。

そして、コンパクトな構成で酸素富化機能を提供することができるので、空気調和機の他に医療用の酸素富化装置、空気清浄機などに適用できる。

以下図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。なお、図面は模式図であり、各寸法位置を正しく示すものではない。

本発明における固体電解質型酸素ポンプとは、固体電解質に印加電圧を与えることによって酸素を供給できるデバイスをいう。

（実施の形態１）
図１は固体電解質型酸素ポンプ素子（以後酸素ポンプ素子という）の固体電解質体の断面構成図である。

固体電解質体１は、ランタンガレート系の（Ｌａ_0.8Ｓｒ_0.2）（Ｇａ_0.8Ｍｇ_0.2）Ｏ₃ から構成され、その厚み０．３ｍｍである。

固体電解質体１の上面に設けた下層電極膜２は、ペロブスカイト型複合酸化膜、具体的にはＳｍ_0.5Ｓｒ_0.5ＣｏＯ₃、から構成され、その厚みは２０μｍである。

固体電解質体１の上面に設けた上層電極膜３は、Ａｕ多孔質膜から構成され、その厚みは３μｍである。

固体電解質体１の下面に設けた下層電極膜４は、ペロブスカイト型複合酸化膜、Ｓｍ_0.5Ｓｒ_0.5ＣｏＯ₃、から構成され、その厚みは２０μｍである。固体電解質体１の下面に設けた上層電極膜５は、Ａｕ多孔質膜から構成され、その厚みは３μｍである。

さらに、絶縁物６とＡｕリード接続電極７を備えている。

絶縁物６はガラスセラミック層からなるものである。具体的な一例として、ＳｉＯ₂―Ｂ₂Ｏ₃―ＭｇＯ−ＢａＯ系でアルカリ土類金属の酸化物を１５〜２５重量％含有し、アルカリ金属の酸化物を２重量％以下含有するガラスセラミックがあげられる。

図２は、固体電解質型酸素ポンプ素子の構成断面図を示す。

電極膜を形成した固体電解質体８には、図１で説明した電極膜が形成されている。さらに上記固体電解質体８に電流を通ずるためのリード線９が設けられている。

ヒータ線１０は、上記固体電解質体８を所定の温度に加熱するために設けられる。その構成は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系フェライトステンレス鋼製シートからなりエッチング法により３０μｍ厚としたものである。上部断熱材１１と下部断熱材１２は、シリカ・アルミナ系材料で構成されている。上部断熱材１１は通気性を有する多孔質な材料であるが、一方下部断熱材１２は、実質上通気性がない材料を使用する。上部空間部１３と下部空間部１４を備えている。マイカ系のシール部材１５が、上部断熱材１１と下部断熱材１２との通気性を遮断している。

Ａｕ多孔質膜２と５との間に直流電圧が印加、たとえばＡｕ多孔質膜５にプラス印加されると、以下の現象が起こる。

すなわち、負電極側となるＡｕ多孔質膜２側に、酸素分子が吸引、吸着され、ペロブスカイト型複合酸化膜３を介して固体電解質体１を酸素イオン伝動しながら移動し、正電極側を構成するペロブスカイト型複合酸化膜４を介してＡｕ多孔質膜５から酸素分子が放出される。このような酸素イオン伝動は固体電解質１を約５００〜６００℃に加熱することによって安定的におこる。

したがって、電極膜が形成された固体電解質体８の近傍に設けられたヒータ線１０にも直流電圧を印加することによって上記固体電解質体８を所定温度に加熱維持する。また加熱に使用する熱量を極力抑えるために、上部断熱材１１と下部断熱材１２とで、電極膜が形成された固体電解質８とヒータ線１０とを囲んでいる。

上部断熱材１１は、外部から新しい空気を取り入れてＡｕ多孔質膜２へと酸素を供給する必要があるので、通気性のよい多孔質材料を用いる。

なお、印加する直流電圧は１〜５Ｖ程度であればよい。

シール部材１５は、電極膜が形成された固体電解質体８をはさんで上部空間部１３側から下部空間部１４側へ空気漏れがないようにしている。下部空間部１４側には、発生した酸素ガスを室内機側へと誘導するための流路（図示せず）が配設されている。

次に、空気調和機としての酸素富化機能構成について説明する。

図３は、酸素富化機能を有した空気調和機の構成図を示す。

室内機１６と室外機１７は、冷凍サイクルを構成するために接続配管（図示せず）と接続電線（図示せず）で接続されている。酸素富化機構部は室外機１７の上部に配置されている。

酸素ポンプ素子１８と、シロッコファンからなる送風ファン１９とを備えている。そして、酸素ポンプ素子１８で発生した酸素ガスを室内機側へと誘導している。ダクト２０は酸素ポンプ素子１８と送風ファン１９とを繋いでいる。

ダクト２２は、送風ファン１９と室外機接合部２１とを繋いでいる。酸素搬送用チューブ２３は、室外機接合部２１と室内機接合部２４とを繋いでいる。

酸素供給用ダクト２５とクロスフローファン２６とから、室内機１６の送風回路が構成される。酸素ポンプ素子１８で発生した酸素はダクト２０、送風ファン１９、ダクト２２、室外機接合部２１、チューブ２３、室外機接合部２１、ダクト２２を介して室内機へと送風され、最終的に室内機の送風回路空気中に混入され、吹出し口２７より室内へと供給される。

酸素ポンプ素子１８は、室外機１７本体のカバー内部に配置され、外気が自然対流しているため酸素ポンプ素子１８によって酸素不足となるようなことは起こらない。

電極膜を形成した固体電解質体８の寸法を、縦２７０ｍｍ、横１５０ｍｍとした場合（面積 約４００ｃｍ² ）、毎分７００ｍｌの酸素ガスを室内送風回路へと供給することができる。

（実施の形態２）
図４は、実施の形態２で使用する酸素ポンプ素子の構成断面図を示す。ヒータ線２８は、実施の形態１と同様なものを使用する。

電極膜が形成された固体電解質体２９と３０における固体電解質体および断面材料構成は、実施の形態１と同様なものを使用する。

電極膜が形成された固体電解質体２９と３０は、ヒータ線２８の両側に配置されている。リード線３１は、上記固体電解質体に電流を通ずるためのものである。

シール材３８は、上部断熱材３２と中間断熱材３３との通気性を遮断する。そしてシール材３９は、下部断熱材３４と中間断熱材３３との通気性を遮断している。ヒータ線２８によって、電極膜が形成された固体電解質体２９と３０とを、約６００℃に加熱維持する。その後、上部空間部３５側の、上記固体電解質体２９の電極膜が負電極となるように直流電圧を印加するとともに、下部空間部３７側の上記固体電解質体３０の電極膜が電極となるように直流電圧を印加する。その結果、酸素は上部空間部３５側と下部空間部３７側とから、上記固体電解質体２９と３０を介して中間空間部３６へと酸素イオン伝動し、中間空間部３６に酸素ガスが発生する。このようにして発生した酸素ガスを室内送風回路へと誘導することで、室内環境を酸素富化することができる。

本実施の形態では、上記固体電解質体２９と３０の寸法を、それぞれ縦１５０ｍｍ、横１３０ｍｍと小型にした場合でも（合計面積 約４００ｃｍ²）、毎分７００ｍｌの酸素ガスを室内送風回路へと供給することができる。

実施の形態の例では、酸素ポンプ素子で発生した酸素ガスを室内機に配設した送風ファンで室内機へ誘導したが、本発明で使用できる構成はこれに限定されるものではない。

固体電解質型酸素ポンプから室内機までの経路に、吸引ポンプと送風ファンのうちいずれかを配設してもよい。

また、室内機内部に、吸引ポンプと送風ファンのうちいずれかを配設してもよい。

実施の形態の例では、固体電解質体としてランタンガレート系の（Ｌａ_0.8Ｓｒ_0.2）（Ｇａ_0.8Ｍｇ_0.2）Ｏ₃を使用したが、本発明で使用できる構成はこれに限定されるものではない。本発明に使用できる固体電解質体としてはなるべく消費電力量を低減するため、低温で酸素イオン伝導ができるものが望ましい。

ランタンガレート系固体電解質が、６００℃において十分な酸素イオン伝導特性を得ることができる材料として好ましい。

実施の形態の例では、固体電解質体の両面に電極膜として下層がペロブスカイト型複合酸化膜であり、上層がＡｕ多孔質膜である構成のものを使用した。このような電極膜構成によって、Ａｕ多孔質膜だけで電極膜を構成した場合よりも、酸素ガスの吸着、解離性能を向上させることができ、酸素ポンプとして好ましい酸素イオン伝導性能を得ることができる。

実施の形態の例では、酸素ポンプ素子を室外機の本体上部に配置した。本発明では、酸素ポンプ素子を配設する場所はこれに限定されるものではなく、室外機内部のいずれかの場所であればよい。

本発明の空気調和機は、人が居室していても酸素濃度減少がないか、あるいは酸素富化された室内環境を提供できる。また発生する酸素ガス量は、雰囲気温度には依存せず、固体電解質体への電気量に依存するため制御が容易である。

本発明の空気調和機は、加熱用ヒータの熱量で効率的に固体電解質体を加熱でき、コンパクトな構成で酸素富化機能を提供することができる。

本発明の空気調和機は、室外機に配設した酸素ポンプ素子によって外気側から固体電解質体を介して酸素ガスが室内機導入流路側に移行し、その酸素ガスを室内機本体送風回路へと供給することができる。

そして、コンパクトな構成で酸素富化機能を提供することができるので、空気調和機の他に医療用の酸素富化装置、空気清浄機などに適用できる。

本発明の実施の形態１における固体電解質型酸素ポンプ素子の固体電解質体の断面構成図 本発明の実施の形態１における固体電解質型酸素ポンプ素子の構成断面図 本発明の実施の形態１における酸素富化機能を有する空気調和機の構成図 本発明の実施の形態２における固体電解質型酸素ポンプ素子の構成断面図

符号の説明

１ 固体電解質体
２ 固体電解質体上面の下層電極膜
３ 固体電解質体上面の上層電極膜
４ 固体電解質体下面の下層電極膜
５ 固体電解質体下面の上層電極膜
６ 絶縁物
７ Ａｕリード接続電極
８ 電極膜が形成された固体電解質
９、３１ リード線
１０、２８ ヒータ線
１１、３２ 上部断熱材
１２、３４ 下部断熱材
１３、３５ 上部空間部
１４、３７ 下部空間部
１５、３８、３９ シール部材
１６ 室内機
１７ 室外機
１８ 酸素ポンプ素子
１９ 送風ファン
２０、２２ ダクト
２１ 室外機接合部
２３ 酸素用チューブ
２４ 室内機接合部
２５ 酸素供給用ダクト
２６ クロスフローファン
２７ 吹出し口
２９、３０ 電極膜が形成された固体電解質体
３３ 中間断熱材
３６ 中間空間部

Claims (7)

1. 室内機と室外機とを備えた空気調和機であって、固体電解質体の両面に電極膜を設けた固体電解質型酸素ポンプを前記室外機に配設し、前記固体電解質型酸素ポンプによって発生した酸素を前記室内機側へ供給することを特徴とする空気調和機。
2. 前記固体電解質型酸素ポンプは、前記固体電解質の両面に前記電極膜を設け、前記固体電解質体の近傍に加熱用ヒータを配置し、前記固体電解質と前記加熱用ヒータとを断熱材容器内部に配置したことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記固体電解質型酸素ポンプは、両面へ電極膜を設けた前記固体電解質体を加熱用ヒータの両面近傍に配置し、前記固体電解質体と前記加熱用ヒータとを断熱材容器内部に配置したことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
4. 前記固体電解質型酸素ポンプから前記室内機までの経路に、吸引ポンプと送風ファンのうちいずれかを配設することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和機。
5. 前記室内機内部に、吸引ポンプと送風ファンのうちいずれかを配設することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和機。
6. 前記固体電解質体がランタンガレート系複合酸化物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和機。
7. 前記電極膜は、下層がペロブスカイト型複合酸化物であり、上層がＡｕ多孔質膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和機。

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