(57)【要約】【課題】酸素富化空気と空調空気の少なくとも一部が重畳して吹出される空調系において、空調運転時にエネルギ消費が小さい酸素富化装置により使用者が呼吸する空気の酸素濃度を大気中の酸素濃度よりも高くして、使用者が呼吸する空気の酸素濃度を局所的に高めるとともに、冷暖房手段の運転モードにかかわらず酸素富化装置からの酸素富化空気を確実に使用者の呼吸系に供給する空気調和装置の運転方法を提供すること。【解決手段】閉空間に大気中の酸素濃度より高い酸素濃度の酸素富化空気を供給する酸素富化手段１１と、閉空間における温度空調を行う冷暖房手段２１とを備え、酸素富化手段１１の酸素富化空気吐出口１７と冷暖房手段２１の空調空気吐出口２４、２５とを一体に配置した空気調和装置の運転方法であって、酸素富化手段１１の運転モードと冷暖房手段２１の運転モードとを択一的に動作させることで、酸素富化手段１１による酸素富化空気と冷暖房手段２１による空調空気とを交互に吹出すことを特徴とする空気調和装置の運転方法。【選択図】        図１
2006118774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉空間に大気中の酸素濃度より高い酸素濃度の酸素富化空気を供給する酸素富化手段と、前記閉空間における温度空調を行う冷暖房手段とを備え、前記酸素富化手段の酸素富化空気吐出口と前記冷暖房手段の空調空気吐出口とを一体に配置した空気調和装置の運転方法であって、前記酸素富化手段の運転モードと前記冷暖房手段の運転モードとを択一的に動作させることで、前記酸素富化手段による酸素富化空気と前記冷暖房手段による空調空気とを交互に吹出すことを特徴とする空気調和装置の運転方法。
【請求項２】
前記酸素富化手段による運転モードが設定された場合には、前記酸素富化空気吐出口の風向を、あらかじめ設定した方向に動作させることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置の運転方法。
【請求項３】
前記酸素富化空気吐出口の設定方向を、使用者の顔向きとしたことを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置の運転方法。
【請求項４】
前記酸素富化手段による運転モードが設定された場合には、前記閉空間内の空気を吸入する内気循環運転に切り換えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の空気調和装置の運転方法。
【請求項５】
前記酸素富化手段の吸入口を前記冷暖房手段の吸入口と同一としたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の空気調和装置の運転方法。
【請求項６】
前記酸素富化手段は、前記冷暖房手段で熱交換された後の空調空気を吸入することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の空気調和装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素富化手段と温度調整手段を備えた空気調和装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車室などの閉空間に長時間居住していると酸素濃度が低下して息苦しくなったり、眠気が襲ったりすることがある。たとえば、自動車の車内は冬季や夏季には窓を閉め切って冷暖房手段を作動させるので酸素濃度が低下する。これを防止するために、自動車の車室内に酸素濃度の高い酸素富化空気を吹出して室内の酸素濃度を大気中の酸素濃度よりも高める構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
また、自動車の空調運転時に使用者の呼吸器系近辺の酸素濃度を測定して、酸素濃度が低下したときに使用者の呼吸器系に外気や酸素濃度を高めた酸素富化空気をスポット的に供給する構成も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭５９−２１２６３２号公報（特許請求の範囲、図１、図４など）
【特許文献２】特開平６−１７１３５３号公報（（０００５）、（０００７）、（００１３）、図１、図２など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の構成においては、車室内全体の酸素濃度を高める構成であるため、車室が狭いといっても使用者が数人は乗車する空間があるので、酸素富化空気を供給する酸素富化装置に対しては広い空間であり、酸素富化装置の酸素供給能力が大きいものが必要である。したがってエネルギ消費が大きい課題がある。
特許文献２の構成においては、使用者の呼吸器系にスポット的に酸素富化空気を供給するので、エネルギ消費は小さくすることができる。しかし、特許文献２の構成は、内気循環による空調運転などで酸素濃度が低下した際に使用者の呼吸器系にスポット的に酸素富化空気を供給して大気中の酸素濃度を維持するものであり、使用者に大気中の酸素濃度よりも高い空気を与えて心身をリフレッシュさせたり、爽快感を与えたりするものではない。また、酸素富化空気の吹出方向は空調空気の吹出方向とは異なっており、酸素富化空気と空調空気の少なくとも一部が重畳して吹出される構成についての配慮がなされていない。
【０００４】
そこで本発明は、酸素富化空気と空調空気の少なくとも一部が重畳して吹出される空調系において、空調運転時にエネルギ消費が小さい酸素富化装置により使用者が呼吸する空気の酸素濃度を大気中の酸素濃度よりも高くして、使用者が呼吸する空気の酸素濃度を局所的に高めるとともに、冷暖房手段の運転モードにかかわらず酸素富化装置からの酸素富化空気を確実に使用者の呼吸系に供給する空気調和装置の運転方法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】
【０００５】
請求項１記載の本発明の空気調和装置の運転方法は、閉空間に大気中の酸素濃度より高い酸素濃度の酸素富化空気を供給する酸素富化手段と、前記閉空間における温度空調を行う冷暖房手段とを備え、前記酸素富化手段の酸素富化空気吐出口と前記冷暖房手段の空調空気吐出口とを一体に配置した空気調和装置の運転方法であって、前記酸素富化手段の運転モードと前記冷暖房手段の運転モードとを択一的に動作させることで、前記酸素富化手段による酸素富化空気と前記冷暖房手段による空調空気とを交互に吹出すことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の空気調和装置の運転方法において、前記酸素富化手段による運転モードが設定された場合には、前記酸素富化空気吐出口の風向を、あらかじめ設定した方向に動作させることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の空気調和装置の運転方法において、前記酸素富化空気吐出口の設定方向を、使用者の顔向きとしたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の空気調和装置の運転方法において、前記酸素富化手段による運転モードが設定された場合には、前記閉空間内の空気を吸入する内気循環運転に切り換えることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の空気調和装置の運転方法において、前記酸素富化手段の吸入口を前記冷暖房手段の吸入口と同一としたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の空気調和装置の運転方法において、前記酸素富化手段は、前記冷暖房手段で熱交換された後の空調空気を吸入することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、酸素富化空気と空調空気の少なくとも一部が重畳して吹出される空調系において、空調運転時にエネルギ消費が小さい酸素富化装置により使用者が呼吸する空気の酸素濃度を大気中の酸素濃度よりも高くして、使用者が呼吸する空気の酸素濃度を局所的に高めることにより脳や心身をリフレッシュさせたり爽快感を与えることができる。
また、酸素富化装置の運転モードと冷暖房手段の運転モードを交互に動作させるので、冷暖房手段の運転モードにかかわらず酸素富化手段からの酸素富化空気を確実に使用者に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の第１の実施の形態による空気調和装置の運転方法は、酸素富化手段の運転モードと冷暖房手段の運転モードとを択一的に動作させることで、酸素富化手段による酸素富化空気と冷暖房手段による空調空気とを交互に吹出すものである。本実施の形態によれば、エネルギ消費が小さい運転で、使用者が呼吸する空気の酸素濃度を大気中の酸素濃度よりも高くして、使用者が呼吸する空気の酸素濃度を局所的に高めることにより脳や心身をリフレッシュさせたり爽快感を与えることができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による空気調和装置の運転方法において、酸素富化手段による運転モードが設定された場合には、酸素富化空気吐出口の風向を、あらかじめ設定した方向に動作させるものである。本実施の形態によれば、酸素富化空気が吐出されたときに、使用者に確実に酸素富化空気を供給することができる。
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態による空気調和装置の運転方法において、酸素富化空気吐出口の設定方向を、使用者の顔向きとしたものである。本実施の形態によれば、酸素富化空気が吐出されたときに、使用者に確実に酸素富化空気を供給することができる。
本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態による空気調和装置の運転方法において、酸素富化手段による運転モードが設定された場合には、閉空間内の空気を吸入する内気循環運転に切り換えるものである。本実施の形態によれば、内気循環運転とすることで、酸素富化空気が吐出されたときに、外気から排気ガスや臭気を導入することを防止する。したがって、酸素富化空気の効果を低下させることを防止することができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による空気調和装置の運転方法において、酸素富化手段の吸入口を冷暖房手段の吸入口と同一としたものである。本実施の形態によれば、酸素富化装置および冷暖房手段の吸入口が共通であるので、両者の外気導入運転および内気循環運転を完全に連動させることができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１から第４の実施の形態による空気調和装置の運転方法において、酸素富化手段は、冷暖房手段で熱交換された後の空調空気を吸入するものである。本実施の形態によれば、酸素富化空気の温度や湿度を空調空気の温度や湿度と同一にすることができるので、空調環境の状態を変化させずに使用者に酸素富化空気を供給することができる。
【実施例１】
【０００８】
以下本発明の実施例について閉空間が自動車の車室である場合を例に図面とともに詳細に説明する。
図１は本発明の実施例１による空気調和装置の構成図である。酸素富化手段１１は、真空ポンプ１２により酸素濃縮膜モジュール１３に負圧を与えて大気より酸素濃度が高い酸素富化空気を発生させる。この酸素富化空気は、ファン１４により送風路１５を通りダッシュボード１６に設けられた酸素富化空気吐出口１７から車室１８内に吹出される。
一方、冷暖房手段２１は、ヒートポンプ式の熱交換器２２、外気または車室１８内の空気を導入するファン２３、乗員である使用者１９方向へ空調空気を吐出する空調空気吐出口２４、使用者１９の足下方向へ空調空気を吐出する空調空気吐出口２５、ファン２３で導入する空気を外気と車室１８内の空気に切り換える内外気切換弁２６、および空調空気の流路を空調空気吐出口２４、２５間で切り換える空調空気切換弁２７で構成されている。
空調空気吐出口２４と酸素富化空気吐出口１７は一体に構成されている。ここで、一体に構成されているとは、空調空気吐出口２４と酸素富化空気吐出口１７とが共通の吐出口で構成されている場合の他、酸素富化空気吐出口１７から吐出された酸素富化空気の風路が空調空気吐出口２４から吐出された空調空気の風路に対して少なくとも一部が重畳するように配置されている関係をいう。すなわち、酸素富化空気吐出口１７から吐出された酸素富化空気と空調空気吐出口２４から吐出された空調空気が実質的に同一方向に進行し、その進行路の全体または一部が重畳するように配置されており、一方の風向を変えると他方の風向もそれに影響されて同一方向に切り換えられる。
【０００９】
つぎに図２のフローチャートとともに動作を説明する。
まず、使用者１９が酸素富化手段１１を運転させるか否かを判定し（ステップ１）、運転させる場合はスイッチをオンにして酸素富化手段１１の運転をスタンバイ状態にする(ステップ２)。つぎに、冷暖房手段２１が運転中にあるか否かを判定し（ステップ３）、運転中である場合は冷暖房手段２１の運転モードを切り換えた後（ステップ４）、酸素富化手段１１が運転を開始する（ステップ５）。ここで、冷暖房手段２１の運転モードの切り換えは、空調空気の風向を変化させるか、冷暖房手段の運転を停止するかのいずれかのモードであり、いずれかが選択される。この選択は冷暖房手段２１の運転状態に応じてあらかじめ設定したり、ステップ４において運転モード切り換えの選択表示をして使用者１９が選択することで行われる。なお、ステップ３で冷暖房手段２１が運転中でない場合は直接ステップ５に進む。
【００１０】
空調空気の風向を変化させる場合は、空調空気切換弁２７を動作させることにより空調空気の流路を空調空気吐出口２４と空調空気吐出口２５とに切り換える。特に、ステップ３で冷暖房手段２１が運転中であり、冷暖房手段２１が吐出する空調空気の風路が使用者１９の顔向き方向である場合には、使用者１９の足下方向の風路に切り換えることが好ましい。冷暖房手段２１の運転を停止させる場合は、冷暖房手段２１の運転を停止したり、ファン２３の回転を停止する。
ステップ５で酸素富化手段１１が運転を開始すると、吐出口１７から酸素富化空気が使用者１９の顔あるいは呼吸器に向けて吹出される。このとき空調空気はステップ４で切り換えられた運転モードに従って空調空気の風向がたとえば使用者１９の足下方向に向いているが、冷暖房手段２１の運転が停止されているので、酸素富化空気は使用者１９に確実に供給される。したがって、使用者１９は酸素富化空気を呼吸することにより脳や心身をリフレッシュさせたり爽快感を得ることができる。
【００１１】
酸素富化手段１１の運転により酸素富化空気が使用者１９に供給され、所定時間ｔ１が経過すると、使用者１９は十分リフレッシュすることができるので、酸素富化空気の供給後の経過時間ｔを酸素富化手段１１の運転を制御するタイマーにより積算計時し（ステップ６）、積算計時した時間が所定時間ｔ１を経過したか否かを判定する（ステップ７）。所定時間ｔ１を経過した場合は酸素富化手段１１の運転を停止する（ステップ８）。
酸素富化手段１１の運転を停止した後、冷暖房手段２１が運転中であったか否かを判定し（ステップ９）、運転中であった場合は運転を再開し（ステップ１０）、運転中でなかった場合はそのまま終了する。
【実施例２】
【００１２】
図３は本発明の実施例２による空気調和装置の構成図である。図３において、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、酸素富化手段１１を車室１８の床下２０に配置して空気を車室１８の床面から吸入するようにし、酸素富化手段１１の送風路１５を冷暖房手段２１の吸入口側に連結した点である。本実施例における酸素富化手段１１および冷暖房手段２１の動作は、酸素富化手段１１の空気吸入位置が異なる以外は図２で説明したフローチャートと本質的に同一である。
【００１３】
本実施例においては、酸素富化手段１１の空気吸入口が使用者の足下に配置されているので、冷暖房手段２１が内気循環運転である場合には酸素富化手段１１の空気吸入口が冷暖房手段２１の吸入口と同一となって酸素富化手段１１も内気循環運転となる。また、冷暖房手段２１が外気導入運転である場合には内外気切換弁２６により酸素富化手段１１の送風路１５が閉じられるので、車室１８内には酸素富化空気は導入されない。したがって、酸素富化手段１１を運転して車室１８内には酸素富化空気を導入するには、冷暖房手段１５を内気循環運転に切り換える必要がある。この切り換えは酸素富化手段１１の運転スイッチをオンにしたときに、内外気切換弁２６を内気循環運転に切り換えるようにすればよい。
また、本実施例においては、冷暖房手段２１および酸素富化手段１１を交互に切り換えて運転する場合、冷暖房手段２１を自動的に内気循環運転に切り換えるので、外気から排気ガスや臭気を導入して酸素富化空気に排気ガスや臭気が混入することを防止することができる。
また、本実施例によれば、酸素富化空気が冷暖房手段２１の吸入口に供給されるので、酸素富化空気の温度や湿度を空調空気の温度や湿度と同一にすることができる。したがって、空調環境の状態を変化させずに使用者１９に酸素富化空気を供給することができる。
【実施例３】
【００１４】
図４は本発明の実施例３による空気調和装置の構成図である。図４において、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、酸素富化手段１１の吸入口を冷暖房手段２１の吸入口側（熱交換器２２よりも上流側）に連結して両者の吸入口を同一とした点である。本実施例における酸素富化手段１１および冷暖房手段２１の動作は、酸素富化手段１１の空気吸入位置が異なる以外は図２で説明したフローチャートと本質的に同一である。
【００１５】
本実施例によれば、酸素富化手段１１および冷暖房手段２１の吸入口が共通であるので、内外気切換弁２６により内気循環運転の状態として、酸素富化手段１１と冷暖房手段２１から交互に吹出すことができる。
【実施例４】
【００１６】
図５は本発明の実施例４による空気調和装置の構成図である。図５において、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、酸素富化手段１１の吸入口を冷暖房手段２１の出口側（熱交換器２２よりも下流側）に連結して酸素富化手段１１が冷暖房手段２１からの空調空気を吸入して酸素富化空気を発生させる点である。本実施例における酸素富化手段１１および冷暖房手段２１の動作は、酸素富化手段１１の空気吸入位置が異なることおよび酸素富化空気が空調されていること以外は図２で説明したフローチャートと本質的に同一である。
【００１７】
本実施例においては、酸素富化手段１１の空気吸入口が冷暖房手段２１の出口に連結し、実施例３と同様に、酸素富化手段１１および冷暖房手段２１の吸入口が共通であるので、内外気切換弁２６により内気循環運転の状態として、酸素富化手段１１と冷暖房手段２１から交互に吹出すことができる。
さらに、酸素富化手段１１が冷暖房手段２１からの空調空気を吸入して酸素富化空気を発生させるので、酸素富化空気の温度や湿度を空調空気の温度や湿度と同一にすることができる。したがって、空調環境の状態を変化させずに使用者１９に酸素富化空気を供給することができる。
なお、本実施例における冷暖房手段は、温度空調を行う機能を有するものとして説明したが、温度空調以外の、例えば湿度空調機能を有するものや、単に送風機能を有するものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明の空気調和装置は、自動車の車室や作業場などの閉空間において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１による空気調和装置の構成図
【図２】本発明の実施例１〜実施例４による空気調和装置の運転動作を説明するフローチャート
【図３】本発明の実施例２による空気調和装置の構成図
【図４】本発明の実施例３による空気調和装置の構成図
【図５】本発明の実施例４による空気調和装置の構成図
【符号の説明】
【００２０】
１１  酸素富化手段
１２  真空ポンプ
１３  酸素濃縮膜モジュール
１４  ファン
１５  送風路
１６  ダッシュボード
１７  酸素富化空気吐出口
１８  車室
１９  使用者
２０  床下
２１  冷暖房手段
２２  熱交換器
２３  ファン
２４、２５  空調空気吐出口
２６  内外気切換弁
２７  空調空気切換弁
【図１】
2006118774.tif 000003
【図２】
2006118774.tif 000004
【図３】
2006118774.tif 000005
【図４】
2006118774.tif 000006
【図５】
2006118774.tif 000007