(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面に酸素富化機能膜を配した板状の枠体を積層して構成した酸素富化手段と、前記酸素富化手段に差圧を発生させる差圧発生手段と、前記酸素富化手段に流入する空気を流動させる送風手段とを室外ユニットに具備し、前記酸素富化手段は前記送風手段により形成される通気流路に配設されるとともに前記送風手段の運転により空気が流入する流入部を有し、少なくとも前記通気流路の上流側に面する前記流入部を全体的に覆うように近接して対向した仕切り部を有することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
少なくとも表面に酸素富化機能膜を配した板状の枠体を積層して構成した酸素富化手段と、前記酸素富化手段に差圧を発生させる差圧発生手段と、前記酸素富化手段に流入する空気を流動させる送風手段とを室外ユニットに具備し、前記酸素富化手段は前記送風手段により形成される通気流路に配設されるとともに前記送風手段の運転により空気が流入する流入部を有し、少なくとも前記通気流路の上流側に面する前記流入部からの空気の流入を遮蔽する遮蔽部を有することを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
前記遮蔽部は前記酸素富化手段において一体に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記酸素富化手段は室外ユニットの筐体に固定される固定面部を有し、前記仕切り部は前記固定面部から遠ざかる側に開口していることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項５】
前記酸素富化手段は取り付け手段を介して室外ユニットの筐体に固定されるとともに、前記仕切り部は、前記酸素富化手段の前記通気流路の上流側に面する前記流入部に対向する対向部と、前記酸素富化手段と取り付け手段に挟持されて固定される固定部とより構成されていることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項６】
前記酸素富化手段は取り付け手段を介して室外ユニットの筐体に固定されるとともに、前記遮蔽部は、前記酸素富化手段の前記通気流路の上流側に面する前記流入部を遮蔽する遮蔽片部と、前記酸素富化手段と取り付け手段に挟持されて固定される固定部とにより構成されていることを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
【請求項７】
前記酸素富化手段は略矩形の形状を有し、前記通気流路の上流側に位置する前記流入部側の辺に対して、これと交差する辺が長辺となるように配置構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
【請求項８】
熱交換器と、前記熱交換器に大気を通風させる送風ファンとを室外ユニットに有し、前記送風ファンが前記送風手段を兼ねることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項９】
圧縮機と、前記送風ファンにより空気が流動される送風回路と前記圧縮機が配置される空間とを仕切る仕切り板とを有し、前記酸素富化手段は取付け手段を介して前記仕切り板に固定されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項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、空気中の酸素濃度を高める機能を有する空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸素富化を行う空気調和機についての発明が開示されている（特許文献１）。従来のこの様な酸素富化を行う空気調和機では、酸素富化を行うための構成として、ガス富化手段である酸素富化膜と、この酸素富化膜に差圧を発生させる減圧ポンプが室外ユニット内に配置され、酸素富化膜は室外ユニットの送風回路に設けられている。
【０００３】
そして、減圧ポンプが運転されると、送風回路を流れて酸素富化膜に吸込まれた空気が分離されて酸素富化され、減圧ポンプから室内ユニット側に導かれ、室内送風ファンにより流動される空気に混合される。
【０００４】
ところで、酸素富化膜に新鮮な空気が供給され、酸素富化膜によって分離された窒素が多く含まれる空気が滞留しない様にするために、少なくとも酸素富化運転中は室外ユニットの送風ファンを運転している。無論空気調和機が運転されているときには、室外ユニットの熱交換器での放熱または吸熱のために送風ファンが運転されている。
【０００５】
送風ファンが運転されると、室外ユニット周囲の大気に砂埃などが舞っている場合、熱交換器を通って砂塵を含んだ空気が送風回路に導かれる可能性がある。特に風速の大きい場合や、室外ユニットが砂塵の多い場所に設置されている場合には室外ユニットへの砂塵の吸込みが多くなることがある。
【特許文献１】特開平２−１３６６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、送風ファンの運転に伴い、送風ファンの送風回路内に配設されている酸素富化膜にも砂塵を含んだ大気が直接導入され、酸素富化膜面を通過する可能性がある。そうすると砂塵の通過時に酸素富化膜が損傷を受ける可能性があり、場合によっては酸素富化膜の交換が必要となる場合もおこりうるという課題を有してい
た。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、砂塵などの通過による酸素富化手段の劣化を極力防止し、酸素富化手段の性能低下を抑制することができる空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来の課題を解決するため、本願発明の空気調和機は、少なくとも表面に酸素富化機能膜を配した板状の枠体を積層して構成した酸素富化手段と、前記酸素富化手段に差圧を発生させる差圧発生手段と、前記酸素富化手段に流入する空気を流動させる送風手段とを室外ユニットに具備し、前記酸素富化手段は前記送風手段により形成される通気流路に配設されるとともに前記送風手段の運転により空気が流入する流入部を有し、少なくとも前記通気流路の上流側に面する前記流入部を全体的に覆うように近接して対向した仕切り部を有している。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明の空気調和機によれば、酸素富化手段へ外気の砂塵などを吸込むことを抑制し、酸素富化手段の性能低下や信頼性低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本願発明の空気調和機は、構成要素として少なくとも表面に酸素富化機能膜を配した板状の枠体を積層して構成した酸素富化手段と、この酸素富化手段に差圧を発生させる差圧発生手段と、酸素富化手段に流入する空気を流動させる送風手段とを室外ユニットに有する。
【００１１】
そしてさらに本願発明の空気調和機は、酸素富化手段は送風手段により形成される通気流路に配設されるとともに被分離気体である空気が流入する流入部を有し、少なくとも通気流路の上流側に面する前記流入部に近接して対向した仕切り部を配置している。仕切り部は酸素富化手段の被分離気体の上流側流入部を全体的に覆うがごとく構成されているとよい。そうすれば被分離気体に対して慣性の大きい砂塵などの酸素富化手段を損傷させる可能性のある物質が酸素富化手段に導入されにくくなり、酸素富化手段の損傷の可能性を低減することができる。
【００１２】
さらには、被分離気体に油脂などが混入している場合にも好適である。酸素富化手段の表面に油脂が多量に付着するとガス分離性能の低下を引き起こす可能性があるが、これについても抑制させることが可能となる。
【００１３】
なお、酸素富化手段に上記仕切り部や遮蔽部を設けるのではなく、酸素富化手段を固定する構造物を変形して構成するなど、構造上の工夫により酸素富化手段の上流側流入部から砂塵を含んだ空気が高速で流入しないように構成しても同様の効果を奏する。
【００１４】
また、仕切り部は、酸素富化手段が固定される装置筐体の固定面側から遠ざかる方向に対して開口するように構成するとよい。固定面側に開口されると、固定面に沿う送風に含まれる砂塵等を吸い込む可能性が高くなるからである。
【００１５】
また、酸素富化手段は取り付け手段を介して装置筐体に固定されるとともに、仕切り部は酸素富化手段への被分離気体の通気上流側面に対向する対向部と、酸素富化手段と取り付け手段に挟持されて固定される固定部を有する。そうすれば仕切り部を砂塵などに対して侵食されにくい金属板などで構成し、容易に酸素富化手段に対して取りつけることができ好適である。
【００１６】
同様に、酸素富化手段の流入部を遮蔽する遮蔽部の場合には、酸素富化手段への被分離気体が流入する流入部を遮蔽する遮蔽片部と、酸素富化手段と取り付け手段に侠持されて固定される固定部を有して構成するようにすれば上記と同様である。
【００１７】
なお、仕切り部や遮蔽部は酸素富化手段に一体に構成しても、別部品で形成して取りつけてもよいし、空気調和機に用いた場合など、酸素富化手段を固定する仕切り壁や電源箱などから延出・変形して構成してもよい。
【００１８】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、ここでは酸素富化を行う分離型の空気調和機を例に挙げるが、本願発明の適用はこれに留まらず、例えば車両用酸素富化装置や車両用空気調和装置、あるいは一体形空気調和装置に用いた場合も対象となりうるものであり、このような機器において本願発明を適用すると同様の効果を期待できるものである。特に車両用として用いた場合には、車両自体が多かれ少なかれ砂塵を巻き上げながら走行し、また車両自体が高速で移動するため、家庭用空気調和機などに比べて砂塵がより高速で飛び交う可能性があることから、本願発明の適用効果がより一層期待できる。
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１、２、３、４を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における酸素富化機能を備えた空気調和機の斜視図、図２は図１における室外ユニットの上面図、図３は図２におけるＡ部拡大図、図４は酸素富化膜の固定構造を示す斜視図である。
【００２０】
図１に示すように、酸素富化を行う空気調和機は室内ユニット２０と室外ユニット３０が冷媒配管（図示せず）により連通されて冷凍サイクルを構成している。室外ユニット３０にはこの冷凍サイクルを構成する要素として熱交換器３と、熱交換器３に大気を流通させる送風ファン４と、圧縮機２が具備されており、送風ファン４により空気が流動される通気流路である送風回路１２と、圧縮機２が配置されている圧縮機室１１とは仕切り板１３により隔てられている。
【００２１】
一方、酸素富化を行うための構成として、ガス富化手段である酸素富化膜７と、この酸素富化膜７に差圧を発生させる差圧発生手段である減圧ポンプ８を室外ユニット３０内に有し、酸素富化膜７は送風回路１２内に、また減圧ポンプ８は圧縮機室１１の圧縮機２上方において固定台に固定されて配置されている。
【００２２】
そして、減圧ポンプ８が運転されると、送風回路１２を流れる被分離気体である空気が酸素富化膜７に吸込まれ、窒素と酸素が分離されて酸素富化された空気が減圧ポンプ８、チューブ９（送気流路）を介して、室内ユニット２０側に導かれ、室内送風ファン２１により流動される室内空気に混合されるように吐出口１０より吐出される。
【００２３】
ところで、酸素富化膜７へ被分離気体である空気が入り込む一次側では、新鮮な空気が供給されるようにするため、少なくとも酸素富化運転中は送風手段である送風ファン４を運転している。また、この送風ファン４は、酸素富化されることによって発生する窒素富化された空気を滞留させない様に攪拌する作用も果たしている。また、この送風ファン４は熱交換用の送風ファンも兼ね、無論空気調和機が運転されているときには、熱交換器３の放熱または吸熱のために送風ファン４が運転されている。
【００２４】
図２に示すように、酸素富化膜７は送風ファン４で流動され、熱交換器３を通過して室外ユニット３０の前方に吹出される送風回路１２内に配置されている。また、酸素富化膜
７は取り付け手段である取り付け部材１４を介して送風回路１２と圧縮機室１１との仕切り板１３に対して固定され、さらに仕切り部１５を有している。
【００２５】
図３、図４を用いて酸素富化膜７の構造について説明する。酸素富化膜７は板状の枠体７ｇの表面にシリコン系等の酸素富化機能膜７ｅを構成する材料を塗布して構成されており、複数の枠体７ｇが機能膜７ｅ面に通風されるように所定間隔の隙間７ｆをあけて積層して構成され、この隙間７ｆが通風のための開口になる。したがって、図４に示すように酸素富化膜７は略矩形形状の積層体構造であり、その４辺に隙間７ｆの流入部を有し、図４において辺７ａ、７ｂ、７ｃが流入部を形成し、辺７ｄが流出部を形成している。
【００２６】
図３に示されるように、まず取り付け部材１４は固定面部４０を有して仕切り板１３に固定されており、そしてこの取り付け部材１４に設けられた係止爪１４ａにより酸素富化膜７が着脱可能に固定されている。また図３、図４に示すように、通気流路となる送風回路１２の上流側に位置する流入部７ａに対向して仕切り部１５が設けられている。仕切り部１５は対向部１５ａと固定部１５ｂとを有して構成され、対向部１５ａが送風方向に面した流入部７ａ側を覆うように、流入部７ａと対向し、固定部１５ｂが酸素富化膜７と取り付け部材１４に狭持されて固定されている。なお、仕切り部１５の対向部１５ａは、酸素富化膜７が固定されている固定面部４０から遠ざかる方向に間隔が大きくなる開口部１５ｃを有するように構成されている。
【００２７】
送風ファン４が運転されると、送風に含まれて飛散する砂塵１６は図３の矢印で示す送風方向に流され酸素富化膜７に向かって真っ直ぐ進んでくるが、仕切り部１５の対向部１５ａにより、直進成分はその進路を妨害される。また、仕切り部１５に妨げられ流路変更した送風に含まれる砂塵１６は、送風が酸素富化膜７の開口部７ａに流入しても、気流に対して慣性が大きいのでこの気流と同様に酸素富化膜に導かれる可能性が低くなる。無論、粒径の小さい砂塵などは送風に含まれて酸素富化膜７の機能膜面を通過するが、損傷を与える可能性は低い。酸素富化膜７の隙間７ｆを通過した気流は、送風の下流側にある流出部７ｄから流出し、送風ファン４に吸い込まれて室外ユニットから吹出される。
【００２８】
なお、気流は酸素富化膜７の流入部７ｂや７ｄからも酸素富化膜７に対して流入するが、送風の流れ方向の主流が本実施の形態では流入部７ａから流出部７ｄの向きであるので、砂塵の侵入の可能性は低い。しかしながら、周囲の筐体や部品の配置構造により、気流が乱れて砂塵が入り得る可能性があれば、流入部７ａと同様に流入部７ｂ、７ｄにも仕切り部１５を施すと好適である。このとき、流入部７ａに対向して設けた対向部１５ａから上下に延出した気流を流入部７ｂ、７ｄから遠ざける方向に偏向する翼片（図示せず）を構成してもよい。
【００２９】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における酸素富化膜の固定構造を示す斜視図である。実施の形態１と同様に、仕切り板１３に取り付け部材１４を介して酸素富化膜７が固定されている。
【００３０】
実施の形態１と異なる点は、仕切り部１５の代わりに、流入部７ａを遮蔽する遮蔽部１７が設けられている点である。このように送風主流方向に面する流入部７ａからの送風流入を遮蔽することでより確実に砂塵の侵入を防止することができる。
【００３１】
ただし、この場合には流入部７ａの中央部の機能膜７ｅ面では気流が淀み、窒素富化状態の空気が滞留する可能性があるので、酸素富化膜７の形態を送風の主流方向が長手方向となるように構成して配置するとよい。即ち、同じ機能膜面積とするならば、図５において流入部７ｂと７ｃの辺の長さを長くし、流入部７開ａと流出部７ｄの辺の長さを短くし
た形状とする。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本願発明にかかる空気調和機は、酸素富化手段である酸素富化膜の長期信頼性を確保して運転できるので、酸素富化手段を配置する室外ユニットを有する酸素富化機能を有する機器や、砂塵の通過により表面が損傷を受ける可能性のある部品を備えた機器等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の斜視図
【図２】図１に示す空気調和機（室外ユニット）の構成を示す上面図
【図３】図２におけるＡ部拡大構成模式図
【図４】本発明の実施の形態１を示す酸素富化膜の固定構造を示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態２を示す酸素富化膜の固定構造を示す斜視図
【符号の説明】
【００３４】
４  送風ファン
７  酸素富化膜
７ａ  流入部
７ｅ  機能膜
１４  取り付け部材
１５  仕切り部
１５ａ  対向部
１５ｃ  開口部
１６  砂塵
３０  室外ユニット
４０  固定面部
【要約】
【課題】砂塵などの通過によるガス富化手段の劣化を極力防止し、ガス富化手段の性能低下を抑制することができるガス富化装置およびそれを備えた空気調和機を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のガス富化装置は、少なくともガス富化手段７と、ガス富化手段に差圧を発生させる差圧発生手段８と、ガス富化手段に流入する被分離気体を流動させる送風手段４とを具備し、ガス富化手段は送風手段により形成される通気流路に配設されるとともに被分離気体が流入する流入部を有し、少なくとも通気流路の上流側に位置する流入部に対向して通気流路に仕切り部１５を配置している。
【選択図】図２
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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