(57)【要約】【課題】空気調和機内の衛生性を保つことと、金属製ドレンパンの腐食を防止することとの両立を図ることが可能な空気調和機を提供する。【解決手段】空気調和機は、空気と冷媒との間で熱を交換する室内熱交換器１１と、室内熱交換器１１で発生した凝縮水を受ける金属製のドレンパン１３と、抗菌剤３３と、抗菌剤３３を収納する抗菌剤収納容器３１とを備える。室内熱交換器１１及びドレンパン１３と、抗菌剤３３とが絶縁して設置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気と冷媒との間で熱を交換する熱交換器と、
前記熱交換器で発生した凝縮水を受ける金属製のドレンパンと、
抗菌剤と、
前記抗菌剤を収納する抗菌剤収納容器とを備え、
前記熱交換器及び前記ドレンパンと、前記抗菌剤とが絶縁して設置されている
空気調和機。
【請求項２】
前記抗菌剤収納容器は、熱伝導性樹脂で作られている請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記抗菌剤収納容器は、金属製であり、
前記熱交換器及び前記ドレンパンと、前記抗菌剤収納容器との間が絶縁されている請求項１に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記抗菌剤収納容器は、前記熱交換器と熱的に接続されており、
前記熱交換器及び前記ドレンパンと、前記抗菌剤収納容器との間が絶縁されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記抗菌剤収納容器は、前記熱交換器と熱的に接続されており、
前記抗菌剤収納容器が前記熱交換器によって冷やされることで前記抗菌剤収納容器の表面に凝縮水が発生する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記抗菌剤は、銀及び銅の少なくとも一方を含む請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項７】
前記熱交換器の表面に、前記ドレンパンを構成する金属よりもイオン化傾向の高い金属を含む抗菌剤層を有する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記抗菌剤収納容器を前記熱交換器に取り付けるための取付部を有し、
前記取付部は、絶縁性を有する材料で作られている請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項９】
前記抗菌剤収納容器は、前記熱交換器の側面に対して隣り合って配置されている請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項１０】
前記抗菌剤収納容器は、前記熱交換器から滴り落ちる凝縮水が降りかからない位置に配置されている請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項１１】
前記抗菌剤収納容器は、前記熱交換器から滴り落ちる凝縮水を受ける位置に配置されている請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項１２】
前記ドレンパンに対して前記抗菌剤収納容器が接触しないように配置されている請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項１３】
前記熱交換器に対して、工具を用いることなく前記抗菌剤収納容器を着脱可能である請求項１から請求項１２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、空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機において、熱交換器から滴下する凝縮水を受けるドレンパンに溜まるドレン水に雑菌が繁殖することがある。ドレン水に雑菌が繁殖すると、排水管の閉塞、あるいは異臭の発生等のトラブルが起こる可能性がある。下記特許文献１に開示された従来の空気調和機では、発泡樹脂材料製のドレンパンの内側表面に、防水用の樹脂製シートと抗菌剤含有の抗菌性フィルムとをその順に積層するとともに、抗菌性フィルムの上で、かつ熱交換器からの凝縮水に接する表層に、抗菌性フィルムの抗菌剤を透過可能な結晶性ポリオレフィン製のシートあるいはフィルムが積層されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６６３０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
何らかの理由により、空気調和機において、金属製ドレンパンが使用される場合がある。金属製ドレンパンの材質は、多くの場合、鉄を主成分とするステンレス鋼であり、本来他の金属イオンが接触しても表面に不動態膜が発生するため腐食は発生しない。このため、微量で抗菌効果の高い銀及び銅の少なくとも一方を含む抗菌剤を設置し、ドレン水中に発生する微生物を抑制することができる。しかしながら、環境中で不動態膜を破壊するイオン（たとえば塩化物イオン）が存在するとともに、ドレンパン上に樹脂ネット等に入れて抗菌剤を設置した場合は抗菌剤周囲の金属イオンが高濃度で存在する部位が発生し、腐食が発生する場合がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、空気調和機内の衛生性を保ち微生物による異臭発生や排水詰まりを抑制することと、金属製ドレンパンの腐食を防止することとの両立を図ることが可能な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】
【０００６】
本発明に係る空気調和機は、空気と冷媒との間で熱を交換する熱交換器と、熱交換器で発生した凝縮水を受ける金属製のドレンパンと、抗菌剤と、抗菌剤を収納する抗菌剤収納容器とを備え、熱交換器及びドレンパンと、抗菌剤とが絶縁して設置されているものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、空気と冷媒との間で熱を交換する熱交換器と、熱交換器で発生した凝縮水を受ける金属製のドレンパンと、抗菌剤と、抗菌剤を収納する抗菌剤収納容器とを備え、熱交換器及びドレンパンと、抗菌剤とが絶縁して設置されていることで、空気調和機内の衛生性を保ち微生物による異臭発生や排水詰まりを抑制することと、金属製ドレンパンの腐食を防止することとの両立を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１による空気調和機を示す平面図である。
【図２】図１に示す空気調和機が取り付けられた鉄道車両を示す側面図である。
【図３】実施の形態１の空気調和機が備える室内熱交換器、ドレンパン、及び抗菌手段を、室内熱交換器の長手方向に平行な方向から見た図である。
【図４】図３に示す室内熱交換器及び抗菌手段を、室内熱交換器の長手方向に垂直な方向から見た図である。
【図５】図３及び図４に示す抗菌手段の側面図である。
【図６】実施の形態２の空気調和機が備える室内熱交換器、ドレンパン、及び抗菌手段を、室内熱交換器の長手方向に平行な方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含み得る。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による空気調和機１を示す平面図である。図２は、図１に示す空気調和機１が取り付けられた鉄道車両２を示す側面図である。図２に示すように、本実施の形態の空気調和機１は、鉄道車両２の天井に取り付けられている。空気調和機１は、鉄道車両２の室内を冷房する冷房運転を行うことができる。空気調和機１は、除湿運転あるいは暖房運転をさらに行うことができるものでもよい。以下の説明では、空気調和機１が冷房運転を行う場合について説明する。
【００１１】
図１は、空気調和機１の内部を透視した透視図である。図１に示すように、空気調和機１は、室内機１０及び室外機２０を備える。室内機１０は、室内熱交換器１１、ドレンパン１３、室内送風機１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ、リターン口１５、排水口１６、圧縮機１７及びダクト１９を備える。室内熱交換器１１は、鉄道車両２の車室内から吸い込まれた空気と、冷媒との間で熱を交換する。室外機２０は、室外熱交換器２１及び室外送風機２５を備える。室外熱交換器２１は、室外の空気と、冷媒との間で熱を交換する。
【００１２】
圧縮機１７で圧縮された高圧冷媒は、室外熱交換器２１において外気へ放熱する。室外熱交換器２１を通過した高圧冷媒は、膨張弁（図示省略）を通って減圧される。減圧された低圧冷媒は、室内熱交換器１１にて、車室内から吸い込まれた空気と熱を交換する。
【００１３】
リターン口１５には、プレフィルタが設けられている。車室内の空気は、リターン口１５を通って室内機１０に吸入される。リターン口１５から吸い込まれた空気は、室内熱交換器１１を通過する際に冷却される。室内熱交換器１１を通過した空気は、室内送風機１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄにより、車室内へつながるダクト１９へ送風され、車室内へ戻される。
【００１４】
図示の例では、空気調和機１は、二つの室内熱交換器１１と、二つのドレンパン１３と、４台の室内送風機１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄと、二つの室外熱交換器２１と、一つの室外送風機２５とを備える。一方の室内熱交換器１１に対して室内送風機１４ａ，１４ｂが送風し、他方の室内熱交換器１１に対して室内送風機１４ｃ，１４ｄが送風する。
【００１５】
ドレンパン１３は、室内熱交換器１１の下に配置されている。空気が室内熱交換器１１を通過する際に冷却されると、空気中の余剰の水蒸気が室内熱交換器１１の表面で凝縮する。この凝縮した水を「凝縮水」と称する。凝縮水は、室内熱交換器１１からドレンパン１３へ落下する。すなわち、ドレンパン１３は、室内熱交換器１１で発生した凝縮水を受ける。ドレンパン１３に排水口１６が接続されており、ドレンパン１３に溜まった凝縮水は、排水口１６から室内機１０の外部へ排出される。鉄道車両２に設置される空気調和機１では、安全規格により、ドレンパン１３を金属製にすることが求められる。本実施の形態におけるドレンパン１３は、例えば、ステンレス鋼製である。
【００１６】
室内熱交換器１１には、抗菌手段３０が取り付けられている。図示の例では、一つの室内熱交換器１１につき、二つの抗菌手段３０が取り付けられている。
【００１７】
図３は、実施の形態１の空気調和機１が備える一方の室内熱交換器１１、ドレンパン１３、及び抗菌手段３０を、室内熱交換器１１の長手方向に平行な方向から見た図である。なお、図３は、ドレンパン１３については断面図としている。図４は、図３に示す室内熱交換器１１及び抗菌手段３０を、室内熱交換器１１の長手方向に垂直な方向から見た図である。図５は、図３及び図４に示す抗菌手段３０の側面図である。
【００１８】
抗菌手段３０は、ドレンパン１３に溜まった凝縮水すなわちドレン水の中で、細菌等が繁殖することを防止するためのものである。図３及び図４に示すように、抗菌手段３０は、抗菌剤３３を収納した抗菌剤収納容器３１と、抗菌剤収納容器３１を室内熱交換器１１に取り付けるための取付部３２とを有する。抗菌手段３０は、抗菌剤３３の抗菌成分を溶出した凝縮水がドレンパン１３に供給されるように配置されている。抗菌剤３３としては、例えば、水に溶解する水ガラスを主成分とし、抗菌成分を担持させた抗菌ガラスが用いられる。この場合、抗菌剤３３の基材の水ガラスが溶解するとともに、担持してある抗菌成分も溶解する。
【００１９】
抗菌剤３３は、銀及び銅の少なくとも一方を抗菌成分として含む。これにより、微量でも優れた抗菌性が得られる。銀、あるいは銅は、ドレンパン１３を構成するステンレス鋼のような金属よりも低いイオン化傾向を有するため、ドレンパン１３を構成する金属よりも低いイオン化傾向を有する抗菌成分が高濃度でドレンパン１３に接触すると、ドレンパン１３の電食（異種金属接触腐食を含む。以下同じ。）が発生する可能性がある。これに対し、抗菌手段３０では、ドレンパン１３と、抗菌剤３３との間は電気的に絶縁されており、凝縮水が発生することで溶出した抗菌成分をドレンパンに供給することができる。これにより、高濃度の抗菌成分とドレンパン１３との接触を防止できるので、ドレンパン１３の腐食を確実に防止しつつ、空気調和機１における衛生性を保つことができる。
【００２０】
また、室内熱交換器１１と、抗菌剤３３との間も電気的に絶縁されており、室内熱交換器１１が抗菌成分により腐食することを確実に防止できる。
【００２１】
図３及び図４に示すように、室内熱交換器１１は、内部に冷媒が通る冷媒管１１ａと、互いに平行に並ぶ複数の伝熱フィン１１ｂとを備える。各々の伝熱フィン１１ｂは、鉛直方向に沿って延びるように配置されている。冷媒管１１ａは、複数の伝熱フィン１１ｂを貫くように、水平方向に沿って配置されている。抗菌手段３０の取付部３２は、冷媒管１１ａに対して係合することで、抗菌剤収納容器３１を室内熱交換器１１に取り付けている。図４に示すように、本実施の形態では、室内熱交換器１１の端部の伝熱フィン１１ｂよりも外側へ突出する冷媒管１１ａに対して取付部３２が係合している。変形例として、隣り合う伝熱フィン１１ｂ同士の間に挿入した取付部３２が冷媒管１１ａに対して係合するように構成してもよい。
【００２２】
図５に示すように、取付部３２は、抗菌剤収納容器３１からアーム状に突出している。取付部３２は、冷媒管１１ａに対して係合可能なフックを有する。このような取付部３２を備えたことで、本実施の形態の抗菌手段３０は、室内熱交換器１１に対して、工具を用いることなく着脱可能である。抗菌手段３０は、定期的に交換される。本実施の形態であれば、抗菌手段３０を室内熱交換器１１に対して容易に着脱できるので、交換作業を簡単に行うことができる。また、抗菌剤収納容器３１を交換することなく、抗菌剤３３のみを交換するようにしてもよい。
【００２３】
取付部３２は、電気的絶縁性を有する樹脂材料で作られている。取付部３２が電気的絶縁性を有することで、抗菌剤３３と室内熱交換器１１との間をより確実に電気的に絶縁することができる。なお、取付部３２のうち、室内熱交換器１１に接触する部分が、電気的絶縁性を有する材料で構成されていればよく、取付部３２のうち、室内熱交換器１１に接触しない部分は、金属製でもよい。
【００２４】
本実施の形態では、取付部３２のみが室内熱交換器１１に対して接触しており、抗菌剤収納容器３１は室内熱交換器１１に対して接触していない。これにより、抗菌剤３３と室内熱交換器１１との間をより確実に電気的に絶縁することができる。
【００２５】
図３に示すように、抗菌剤収納容器３１は、ドレンパン１３に対して接触しないように配置されている。これにより、抗菌剤３３とドレンパン１３との間をより確実に電気的に絶縁することができる。抗菌剤収納容器３１とドレンパン１３との間には、ドレン水が流れることのできる空間４０が形成されている。このため、抗菌剤収納容器３１とドレンパン１３との間に異物などが詰まることを確実に防止できる。
【００２６】
取付部３２は、熱伝導性樹脂で作られている。熱伝導性樹脂としては、例えば、熱伝導性ポリカーボネート樹脂、熱伝導性ポリブチレンテレフタレート樹脂、熱伝導性ポリアミド樹脂などを用いることができる。熱伝導性樹脂は、熱伝導性フィラーを樹脂に配合したものでもよい。
【００２７】
抗菌剤収納容器３１は、冷媒管１１ａに設置されており、室内熱交換器１１で発生する凝縮水はほとんど供給されない。しかしながら抗菌剤収納容器３１は熱伝導性樹脂で形成された取付部３２を介して冷媒管１１ａに接続されているため、冷房運転により冷却されて抗菌剤収納容器３１の表面に凝縮水が発生する。この凝縮水により抗菌剤３３が溶出し、ドレンパン１３へ供給することができる。これによりドレンパン１３内部の微生物を抑制することができ、空気調和機１の衛生性を保つことができる。また、冷媒管１１ａに抗菌剤収納容器３１を設置することで室内熱交換器１１の通風部を閉塞しないため、室内熱交換器１１の性能に影響を与えない。
【００２８】
本実施の形態において、抗菌剤収納容器３１は、金属製である。抗菌剤収納容器３１は、例えば、板金材で構成され、その底面及び側面の少なくとも一方に、１つ以上の穴を有する構成でもよい。または、抗菌剤収納容器３１は、金属メッシュで構成されてもよい。抗菌剤３３は、例えば、粒径が数ｍｍ〜８ｍｍ程度の粒状の形態を有する。抗菌剤収納容器３１に形成される穴は、抗菌剤３３の抗菌成分を溶出した凝縮水が通過可能であり、かつ、抗菌剤３３が通り抜けられないような大きさであればよい。また、抗菌剤３３を樹脂製のメッシュに入れて抗菌剤収納容器３１に設置してもよい。金属製の抗菌剤収納容器３１は、室内熱交換器１１及びドレンパン１３に対して接触していない。このため、抗菌剤収納容器３１と、室内熱交換器１１及びドレンパン１３との間は、電気的に絶縁されている。
【００２９】
本実施の形態によれば、金属製の抗菌剤収納容器３１により室内熱交換器１１との熱伝導性が向上し、抗菌剤収納容器３１がより低温になり、抗菌剤収納容器３１の表面で凝縮水をより効率良く発生させ、抗菌剤３３の抗菌成分をドレンパン１３に供給することができる。これにより空気調和機１で発生する微生物を抑制し、空気調和機１の衛生性を保ち異臭や排水詰まりを抑制することができる。また、抗菌剤収納容器３１が難燃性となるので、鉄道車両等の安全規格に適合する。金属製の抗菌剤収納容器３１には、高濃度の抗菌成分との接触による電食が発生するが、抗菌手段３０は定期的に交換できる。
【００３０】
抗菌剤収納容器３１は、全体を電気的絶縁性を有する熱伝導性樹脂で作られていてもよい。この場合には、以下の効果が得られる。室内熱交換器１１による抗菌剤収納容器３１の冷却を促進しつつ、抗菌剤３３と、室内熱交換器１１及びドレンパン１３との間の電気的絶縁性をさらに高くすることができる。抗菌剤収納容器３１が電気的絶縁性を有する場合には、抗菌剤収納容器３１が室内熱交換器１１に接触していてもよい。抗菌剤収納容器３１を室内熱交換器１１に接触させることで、抗菌剤収納容器３１の熱伝導効率を向上させ、凝縮水を効率よく発生させ抗菌成分を供給することができる。抗菌剤収納容器３１が電気的絶縁性を有する場合には、取付部３２は金属製でもよい。
【００３１】
図３に示すように、本実施の形態では、抗菌剤収納容器３１は、室内熱交換器１１の側面に対して隣り合って配置されている。本実施の形態であれば、室内熱交換器１１の下に抗菌剤収納容器３１を配置する必要はないので、室内熱交換器１１とドレンパン１３との間の空間が狭くても、抗菌手段３０を取付可能である。
【００３２】
室内熱交換器１１の表面に、ドレンパン１３を構成する金属よりもイオン化傾向の高い金属を含む抗菌剤層が設けられていてもよい。これにより、以下の効果が得られる。室内熱交換器１１の表面で繁殖する細菌の増殖を抑制することができる。当該抗菌剤層から、ドレンパン１３を構成する金属よりもイオン化傾向の高い金属がドレン水へ溶出する。ドレンパン１３を構成する金属よりもイオン化傾向の高い金属がドレンパン１３内にあると、ドレンパン１３の腐食をより確実に抑制することができる。ドレンパン１３を構成する金属がステンレス鋼であるとすると、これよりもイオン化傾向の高い金属とは、具体的には、カリウム、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛が挙げられる。これらの金属を含む抗菌剤としては、例えば、ナトリウムピリチオン、ジンクピリチオンが挙げられる。ジンクピリチオンは亜鉛のピリチオン塩錯イオンであるが、銀と併用することで抗菌効果が相乗的に向上することが分かっている。上記のような抗菌剤を室内熱交換器１１の表面に塗布することで抗菌剤層を形成し、室内熱交換器１１の表面にも抗菌性を付与することができる。
【００３３】
実施の形態２．
次に、図６を参照して、実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。
【００３４】
図６は、実施の形態２の空気調和機が備える室内熱交換器１１、ドレンパン１３、及び抗菌手段３０’を、室内熱交換器１１の長手方向に平行な方向から見た図である。本実施の形態の空気調和機は、実施の形態１の抗菌手段３０に代えて、抗菌手段３０’を備える。抗菌手段３０’は、抗菌剤３３を収納した抗菌剤収納容器３４を有する。抗菌剤収納容器３４は、電気的絶縁性を有する樹脂材料で作られている。抗菌剤収納容器３４は、脚３５により、ドレンパン１３の内部で支持されている。抗菌剤収納容器３４が電気的絶縁性を有することで、室内熱交換器１１及びドレンパン１３と、抗菌剤３３との間は電気的に絶縁されている。なお、図６では、ドレンパン１３及び抗菌剤収納容器３４を断面図としている。
【００３５】
抗菌剤収納容器３４は、室内熱交換器１１の下に配置されている。抗菌剤収納容器３４は、ドレンパン１３の底面と、室内熱交換器１１下端との間の空間に配置されている。抗菌剤収納容器３４は、室内熱交換器１１から滴り落ちる凝縮水を受ける位置に配置されている。抗菌剤収納容器３４には、抗菌剤３３の抗菌成分を溶出した凝縮水が通過可能であり、かつ、抗菌剤３３が通り抜けられないような大きさの穴が形成されている。室内熱交換器１１から抗菌剤収納容器３４へ供給された凝縮水は、抗菌剤３３の抗菌成分を溶出して、ドレンパン１３内へ供給される。これにより、高濃度の抗菌成分とドレンパン１３との接触を防止できるので、金属製のドレンパン１３の電食を確実に防止しつつ、空気調和機における衛生性を保つことができる。
【００３６】
本実施の形態であれば、抗菌剤収納容器３４の表面で凝縮水を発生させる必要がないので、抗菌剤収納容器３４を室内熱交換器１１と熱的に接続する必要がないという利点がある。
【符号の説明】
【００３７】
１  空気調和機、  ２  鉄道車両、  １０  室内機、  １１  室内熱交換器、  １１ａ  冷媒管、  １１ｂ  伝熱フィン、  １３  ドレンパン、  １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ  室内送風機、  １５  リターン口、  １６  排水口、  １７  圧縮機、  １９  ダクト、  ２０  室外機、  ２１  室外熱交換器、  ２５  室外送風機、  ３０，３０’  抗菌手段、  ３１，３４  抗菌剤収納容器、  ３２  取付部、  ３３  抗菌剤、  ３５  脚、  ４０  空間
【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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【図６】
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