(57)【要約】【課題】簡素かつ低コストの構成にて電池を冷却できるようにする。【解決手段】空気調和機は、空気調和動作を行う空気調和部（５１）と、空気調和部（５１）の電源となる電池（２１）と、電池（２１）と接触して設けられ、空気調和部（５１）から生じたドレイン水（２６）を内部に貯留するドレインタンク（２２）とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気調和動作を行う空気調和部と、
前記空気調和部の電源となる電池と、
前記電池と接触して設けられ、前記空気調和部から生じたドレイン水を内部に貯留しまたは内部に流すドレイン水処理部とを備えていることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記ドレイン水処理部は、前記ドレイン水を貯留するドレインタンクであることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記ドレイン水処理部は、前記ドレイン水が流れるドレイン配管であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記空気調和部が含む蒸発器に空気を吹き付ける蒸発器送風ファンと、
前記電池と接触して設けられ、少なくとも一部が前記蒸発器と前記蒸発器送風ファンとの間の風路に存在する放熱フィンとを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記空気調和部が含む蒸発器に空気を吹き付ける蒸発器送風ファンと、
前記電池と接触して設けられ、少なくとも一部が前記蒸発器と前記蒸発器送風ファンとの間の風路に存在する放熱フィンとを備え、
前記ドレイン配管は前記放熱フィンの内部を通るように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記電池の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサにて検出される温度が所定の閾値を超えた場合に、前記蒸発器送風ファンを回転させるファン制御部とを備えていることを特徴とする請求項４または５に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を電源とする空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池、特に蓄電池を電源とする空気調和機が知られている。電池は、温度特性を有しており、所定の性能を発揮するために、電池の種類に応じた適正な動作温度範囲にて使用することが推奨されている。一方、電池は充放電の際に発熱して高温になったり、寒冷地では低温になったりするなど、使用環境下によっては適正な動作温度範囲から外れた状態となり易い。そこで、電池の充放電時に、電池を適宜強制的に冷却あるいは加熱することが行われている。
【０００３】
例えば特許文献１には、電気自動車において、搭載している電池の温度が車室内の温度よりも低く、且つ予め設定した所定温度以下のときに、車室内の空気を電池に供給することにより、電池の低温化による性能低下を防止するようにしている。このために、特許文献１に記載の構成では、電池の温度を検出する温度センサ、車室内の温度を検出する温度センサ、車室内の空気を電池に供給する送風機構、および前記送風機構の動作を制御する制御部を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４４６３０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
寒冷地を除き、温暖な地域および熱帯の地域では、電池は低温化よりも充放電時の発熱による高温化が問題となり易い。一方、上記従来の送風機構を備えた構成は、構成が複雑である。このため、電池の高温化の防止対策に上記従来の送風機構を適用した場合、構成が大型化し、かつ高コストとなる。特に、空気調和機がキャンプやスポーツ観戦などに使用するアウトドア用の可搬型の空気調和機である場合には、小型化が要求されるため、上記問題が顕著となる。
【０００６】
本発明の一態様は、簡素かつ低コストの構成にて電池を冷却することができる空気調和機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る空気調和機は、空気調和動作を行う空気調和部と、前記空気調和部の電源となる電池と、前記電池と接触して設けられ、前記空気調和部から生じたドレイン水を内部に貯留しまたは内部に流すドレイン水処理部とを備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、簡素かつ低コストの構成にて電池を冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る空気調和機の外観を示す側面図である。
【図２】図１に示した空気調和機の内部の構成を示す模式図である。
【図３】図１に示した空気調和機の空気調和部の冷房運転状態を示す説明図である。
【図４】図１に示した空気調和機の空気調和部の暖房運転を示す説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態の空気調和機の内部の構成を示す模式図である。
【図６】図５に示したドレイン配管の具体的な構成例を示す斜視図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態の空気調和機の内部の構成を示す模式図である。
【図８】図７に示した放熱フィンの正面図である。
【図９】図７に示したドレイン配管の具体的な構成例を示す斜視図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態の空気調和機が備えるファン制御システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔実施形態１〕
本発明の実施形態について以下に説明する。図１は、本実施形態に係る空気調和機１の外観を示す側面図である。図２は、図１に示した空気調和機１の内部の構成を示す模式図である。
【００１１】
（空気調和機１の構成）
図１に示すように、空気調和機１は、可搬型の装置であり、外面を覆う筐体１１を有している。筐体１１は、円筒形状を成す側面、底面および上面を有し、上面は上方へ膨らむように曲面状に形成されている。なお、筐体１１の形状は、上記形状に限定されず、例えば用途に応じて適宜設定される。
【００１２】
筐体１１の側面には、上側に第１吸気口１２が形成され、下側に第２吸気口１３が形成されている。筐体１１の側面のこれら第１および第２吸気口１２，１３の位置とは反対側の位置には、吹出し口１４が形成されている。また、筐体１１の上面には排熱口１５が形成されている。
【００１３】
図２に示すように、筐体１１の内部には、最下部から最上部へ向かって、電池２１、ドレインタンク（ドレイン水処理部）２２、蒸発器２３および蒸発器送風ファン２４、並びに凝縮器２５がこの順序に設けられている。このうち、蒸発器２３、蒸発器送風ファン２４および凝縮器２５は後述する空気調和部５１に含まれる。
【００１４】
第１吸気口１２は、凝縮器２５へ送風するための外気を取り込む開口である。第２吸気口１３は、蒸発器２３へ送風するための外気を取り込む開口である。吹出し口１４は、上記の空気調和動作で生じた冷気または暖気を放出するための開口である。排熱口１５は、空気調和機１での空気調和動作により生じた熱を排出する開口である。
【００１５】
（ドレインタンク２２と電池２１との位置関係）
電池２１は、充放電可能な二次電池すなわち蓄電池であり、従来周知のものを使用可能である。ドレインタンク２２は、蒸発器２３にて生じたドレイン水２６を貯留するタンクである。蒸発器２３にて生じた水すなわちドレイン水２６は、ドレインタンク２２と接続されたドレイン水トレイ２７によって受け止められる。したがって、ドレイン水トレイ２７のドレイン水２６は、ドレイン水トレイ２７からドレインタンク２２へ流れ込む。ドレインタンク２２は、下面が電池の上面と接触するように、電池２１の上に設けられている。
【００１６】
なお、ドレインタンク２２の位置は、電池２１の上に限定されず、電池２１の外面と接触するように配置されていればよい。例えば、ドレインタンク２２は、電池２１の側面と接触するように、電池２１の横に配置されていてもよい。
【００１７】
（空気調和機１の空気調和部５１の構成）
図３は、空気調和機１の空気調和部５１の冷房運転状態を示す説明図である。図４は、空気調和機１の空気調和部５１の暖房運転を示す説明図である。
【００１８】
空気調和機１は、詳細には図３および図４に示す空気調和部５１を備えている。空気調和部５１は、空気調和動作である冷房運転および暖房運転を行う冷凍サイクルによって構成されている。
【００１９】
空気調和部５１の冷房運転では、図３に示すように、圧縮機３１によって圧縮された高温かつ高圧の冷媒は、四方弁３２を介して凝縮器２５に送られる。冷媒は、凝縮器２５において、凝縮器ファン３３が第２吸気口１３から吸い込んだ空気を凝縮器２５に向けて送ることによって冷却されると液化する。凝縮器２５を通過した空気は、凝縮器２５内の冷媒が液化することで放出した熱を含んだ状態で、排熱口１５から排出される。
【００２０】
液化した冷媒は、膨張弁３４の微小なノズル穴から蒸発器２３内へ噴射されることで一気に気化する。気化した冷媒が蒸発器２３の周囲の熱を奪っていくことにより、蒸発器２３が冷やされる。そして、蒸発器送風ファン２４が第１吸気口１２から取り入れた空気は、蒸発器２３を通過することで冷却される。蒸発器２３からの冷気は、吹出し口１４から放出される。蒸発器２３を出た冷媒は、圧縮機３１に戻って再び圧縮される。
【００２１】
空気調和部５１の暖房運転では、図４に示すように、圧縮機３１によって圧縮された高温かつ高圧の冷媒は、四方弁３２を介して凝縮器２５に送られる。冷媒は、凝縮器２５において、凝縮器ファン３３が第２吸気口１３から吸い込んだ空気を凝縮器２５に向けて送ることによって冷却されると液化する。凝縮器２５を通過した空気は、凝縮器２５内の冷媒が液化することで放出した熱を含んだ状態で、吹出し口１４から暖気として放出される。
【００２２】
液化した冷媒は、膨張弁３４に送られて、膨張弁３４の微小なノズル穴から蒸発器２３内へ噴射されることで一気に気化する。気化した冷媒が蒸発器２３の周囲の熱を奪っていくことにより、蒸発器２３が冷やされる。そして、蒸発器送風ファン２４が第１吸気口１２から取り入れた空気は、蒸発器２３を通過することで冷却される。蒸発器２３からの冷気は、排熱口１５から排出される。蒸発器２３を出た冷媒は、圧縮機３１に戻って再び圧縮される。
【００２３】
（空気調和機１の利点）
本実施形態の空気調和機１は、電池２１に接触するようにドレインタンク２２を設けているので、空気調和機１の運転時に電池２１が放電によって発熱した場合に、ドレインタンク２２内のドレイン水２６によって電池２１を冷却することができる。すなわち、空気調和機１は、空気調和機能の低下を来すことなく、また、簡素かつ低コストの構成にて電池を冷却することができる。これにより、電池２１の温度上昇による性能低下を防止して空気調和機１の運転時間を延ばすことができる。
【００２４】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【００２５】
（空気調和機２の構成）
図５は、本実施形態の空気調和機２の内部の構成を示す模式図である。図５に示すように、空気調和機２は、空気調和機１のドレインタンク２２に代えて、ドレイン配管（ドレイン水処理部）４１を備えている。ドレイン配管４１は、上流側端部がドレイン水トレイ２７と接続されており、下流側端部に開閉弁４２が設けられている。ドレイン配管４１は、熱伝導率の良好な材料、例えばアルミニウムを主成分とする材料にて形成されていることが好ましい。開閉弁４２は例えば手動操作にて開閉する。空気調和機２のその他の構成は、前述した空気調和機１と同様である。
【００２６】
（ドレイン配管４１と電池２１との位置関係）
ドレイン配管４１は、蒸発器２３にて生じたドレイン水２６を機外へ排出する配管である。蒸発器２３にて生じたドレイン水２６は、ドレイン水トレイ２７によって受け止められてドレイン配管４１内を流れ、開閉弁４２を開放することにより、機外へ排出される。ドレイン配管４１は、電池２１と接触するように、電池２１の上面に設けられている。したがって、電池２１の上面は、ドレイン配管４１の上流側から下流側へ向かって下方へ緩やかに傾斜していることが好ましい。
【００２７】
なお、ドレイン配管４１の位置は、電池２１の上面に限定されず、電池２１の外面と接触するように配置されていればよい。例えば、ドレイン配管４１は、電池２１の側面と接触するように、電池２１の周りに配置されていてもよい。以上の構成は、後述する空気調和機３においても同様である。
【００２８】
（空気調和機２の利点）
本実施形態の空気調和機２は、電池２１に接触するようにドレイン配管４１を設けているので、空気調和機２の運転時に電池２１が放電によって発熱した場合に、ドレイン配管４１内を流れるドレイン水２６によって電池２１を冷却することができる。すなわち、空気調和機１は、空気調和機能の低下を来すことなく、また、簡素かつ低コストの構成にて電池を冷却することができる。これにより、電池２１の温度上昇による性能低下を防止して空気調和機２の運転時間を延ばすことができる。このようなドレイン配管４１を有する空気調和機２の構成は、ドレインタンク２２を備えていない小型の空気調和機に対して好適である。
【００２９】
（ドレイン配管４１の具体的な構成例）
図６は、ドレイン配管４１の具体的な構成例を示す斜視図である。図６に示すように、ドレイン配管４１は、電池２１の上面に蛇行した状態にて設けられていてもよい。このような構成では、ドレイン配管４１と電池２１との接触面積が多くなり、ドレイン配管４１を流れるドレイン水２６による電池２１の冷却機能を高めることができる。
【００３０】
〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【００３１】
（空気調和機３の構成）
図７は、本実施形態の空気調和機３の内部の構成を示す模式図である。図８は、図７に示した放熱フィン４３の正面図である。
【００３２】
図７に示すように、空気調和機３は、空気調和機２と同様、空気調和機１のドレインタンク２２に代えてドレイン配管４１を備えている。空気調和機３は、さらに放熱フィン４３を備えている。
【００３３】
放熱フィン４３は電池２１の上面に固定されている。放熱フィン４３は、ドレイン配管４１と同様、熱伝導率の良好な材料、例えばアルミニウムを主成分とする材料にて形成されていることが好ましい。放熱フィン４３は、図８に示すように、下部である基部４３ａに貫通孔４３ｃを有し、この貫通孔４３ｃをドレイン配管４１が貫通している。放熱フィン４３の上部はフィン部４３ｂであり、フィン部４３ｂは、少なくとも一部が蒸発器２３と蒸発器送風ファン２４との間の風の風路に存在する。
【００３４】
蒸発器送風ファン２４は、空気調和機３の運転時に回転し、蒸発器２３と蒸発器送風ファン２４との間には、第２吸気口１３から吹出し口１４へ向かう風の流れ、すなわち蒸発器２３から蒸発器送風ファン２４へ向かう風の流れが生じる。ただし、放熱フィン４３は、蒸発器２３と蒸発器送風ファン２４との間の本来の風の流れに大きく影響しない位置に配置されている。空気調和機３のその他の構成は、前述した空気調和機１および２と同様である。
【００３５】
（空気調和機３の利点）
本実施形態の空気調和機３は、空気調和機２の場合と同様、電池２１に接触するようにドレイン配管４１を設けているので、空気調和機２の運転時に電池２１が放電によって発熱した場合に、ドレイン配管４１内を流れるドレイン水２６によって電池２１を冷却することができる。すなわち、空気調和機１は、空気調和機能の低下を来すことなく、また、簡素かつ低コストの構成にて電池を冷却することができる。これにより、電池２１の温度上昇による性能低下を防止して空気調和機２の運転時間を延ばすことができる。
【００３６】
また、放熱フィン４３は電池２１の上面に固定されており、フィン部４３ｂの少なくとも一部が蒸発器２３と蒸発器送風ファン２４との間の風の風路に存在するので、蒸発器２３と蒸発器送風ファン２４との間の風を利用して、電池２１の冷却を促進することができる。また、ドレイン配管４１にドレイン水が流れていない場合にも電池２１を冷却することができる。
【００３７】
また、ドレイン配管４１は放熱フィン４３を貫通するように、すなわち放熱フィン４３の内部を通るように設けられているので、放熱フィン４３によってドレイン配管４１内のドレイン水２６を冷却することができる。これにより、ドレイン配管４１内のドレイン水２６による電池２１の冷却機能をさらに高めることができる。
【００３８】
なお、ドレイン配管４１は、放熱フィン４３を貫通している構成に限定されず、放熱フィン４３とは独立して配置されていてもよい。
【００３９】
（ドレイン配管４１の具体的な構成例）
図９は、ドレイン配管４１の具体的な構成例を示す斜視図である。図９に示すように、ドレイン配管４１は、図６の場合と同様、電池２１の上面に蛇行した状態にて設けられており、ドレイン配管４１を流れるドレイン水２６による電池２１の冷却機能を高めることができるようになっている。
【００４０】
放熱フィン４４は、放熱フィン４３と同様、基部４４ａ、フィン部４４ｂおよび貫通孔４４ｃを有する。放熱フィン４４の貫通孔４４ｃの方向は、放熱フィン４３とは異なり、放熱フィン４４の長手方向となっている。したがって、放熱フィン４４の長手方向は、蛇行するドレイン配管４１の方向と平行である。それ以外の放熱フィン４４の配置状態は、放熱フィン４３と同様である。
【００４１】
放熱フィン４４を有すること、および放熱フィン４４をドレイン配管４１が貫通していることによる利点は、図７に示した構成の場合と同様である。
【００４２】
〔実施形態４〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【００４３】
（ファン制御システム５２の構成）
図１０は、本実施形態の空気調和機４が備えるファン制御システム５２の構成を示すブロック図である。空気調和機４は、空気調和機３に、さらにファン制御システム５２を備えた構成である。
【００４４】
図１０に示すように、ファン制御システム５２は、温度センサ５３およびファン制御部５４を備えている。温度センサ５３は電池２１の温度を測定する。
【００４５】
ファン制御部５４は、例えばマイクロコンピュータからなり、温度センサ５３にて検出される電池２１の温度が所定の閾値を超えた場合に、蒸発器送風ファン２４を回転させる。所定の閾値は、例えば電池の種類に応じた適正な動作温度範囲の上限値である。
【００４６】
（ファン制御システム５２の動作および空気調和機４の利点）
電池２１は、電源部からの直流の電力（例えば２４Ｖ）の供給を受けて充電される。電源部は、空気調和機４が備えている内部の電源部であっても、外部の電源部であってもよい。
【００４７】
電池２１は、充電中には温度が上昇し、温度が適正な動作温度範囲の上限値（閾値）を超えやすい。そこで、ファン制御部５４は、温度センサ５３にて検出される電池２１の温度が閾値を超えると、蒸発器送風ファン２４を例えば低速度にて回転させる。これにより、放熱フィン４３（４４）に風が当たり、放熱フィン４３（４４）による電池２１の冷却を促進することができる。この結果、電池２１の充電時の温度上昇を抑制し、電池２１の高速充電が可能となる。また、充電時の温度上昇による電池２１の劣化を抑制することができる。
【００４８】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る空気調和機は、空気調和動作を行う空気調和部と、前記空気調和部の電源となる電池と、前記電池と接触して設けられ、前記空気調和部から生じたドレイン水を内部に貯留しまたは内部に流すドレイン水処理部とを備えている。
【００４９】
本発明の態様２に係る空気調和機は、上記態様１において、前記ドレイン水処理部は、前記ドレイン水を貯留するドレインタンクである構成としてもよい。
【００５０】
本発明の態様３に係る空気調和機は、上記態様１において、前記ドレイン水処理部は、前記ドレイン水が流れるドレイン配管である構成としてもよい。
【００５１】
本発明の態様４に係る空気調和機は、上記態様１から３のいずれか１態様において、前記空気調和部が含む蒸発器に空気を吹き付ける蒸発器送風ファンと、前記電池と接触して設けられ、少なくとも一部が前記蒸発器と前記蒸発器送風ファンとの間の風路に存在する放熱フィンとを備えている構成としてもよい。
【００５２】
本発明の態様５に係る空気調和機は、上記態様３において、前記空気調和部が含む蒸発器に空気を吹き付ける蒸発器送風ファンと、前記電池と接触して設けられ、少なくとも一部が前記蒸発器と前記蒸発器送風ファンとの間の風路に存在する放熱フィンとを備え、前記ドレイン配管は前記放熱フィンの内部を通るように設けられている構成としてもよい。
【００５３】
本発明の態様６に係る空気調和機は、上記態様４または５において、前記電池の温度を検出する温度センサと、前記温度センサにて検出される温度が所定の閾値を超えた場合に、前記蒸発器送風ファンを回転させるファン制御部とを備えている構成としてもよい。
【００５４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１〜４    空気調和機
１１    筐体
１２    第１吸気口
１３    第２吸気口
１４    吹出し口
１５    排熱口
２１    電池
２２    ドレインタンク（ドレイン水処理部）
２３    蒸発器
２４    蒸発器送風ファン
２６    ドレイン水
２７    ドレイン水トレイ
４１    ドレイン配管（ドレイン水処理部）
４３，４４    放熱フィン
４３ａ，４４ａ    基部
４３ｂ，４４ｂ    フィン部
４３ｃ、４４ｃ    貫通孔
５１    空気調和部
５２    ファン制御システム
５３    温度センサ
５４    ファン制御部
【図１】
2020046102.tif 000003
【図２】
2020046102.tif 000004
【図３】
2020046102.tif 000005
【図４】
2020046102.tif 000006
【図５】
2020046102.tif 000007
【図６】
2020046102.tif 000008
【図７】
2020046102.tif 000009
【図８】
2020046102.tif 000010
【図９】
2020046102.tif 000011
【図１０】
2020046102.tif 000012