(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温の熱を発する凝縮器と、
外部の熱を吸収し、外部空気との温度差によって表面に凝縮水が生成される蒸発器と、
前記蒸発器の表面で生成された凝縮水を前記凝縮器側へ伝達して、前記凝縮器の高温熱によって凝縮器の表面から自体蒸発除去させる凝縮水自体除去手段であって、前記蒸発器で生成された凝縮水を前記凝縮器側に案内するガイド流路と、前記凝縮器側に備えられ前記ガイド流路から案内された凝縮水を前記凝縮器の表面に飛散させる凝縮水飛散ユニットと、から構成された凝縮水自体除去手段と、を備えてなり、
前記凝縮水飛散ユニットは、前記凝縮器の上部に備えられ、回転及び直線往復運動を行う軸を有する２自由度モータと、前記モータ軸上に軸結合され、前記モータ動作時に回転運動を行う放熱ファンと、前記モータ軸の端部に備えられ前記モータ動作時にモータ軸の直線往復運動によって前記凝縮水を前記ガイド流路へ流入させると共に前記放熱ファンの上部に供給させるポンプ部と、からなることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記ポンプ部は、
前記ガイド流路と連結され、凝縮水を供給されると共に、前記モータ軸の端部が移動可能に挿入される中空型のボディーと、
前記モータ軸の先端に備えられ、モータ動作時に前記モータ軸と共に直線往復運動を行って、前記ガイド流路の凝縮水を吸入し且つ圧縮するピストンと、
前記ボディーに連結され、前記ピストンの圧縮力によって前記放熱ファンの上部に凝縮水を供給する供給管と、
からなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
前記ピストンには凝縮水を通過させ得る貫通ホールが形成され、ピストンの上／下運動方向に従ってポンピング力が発生するように、前記貫通ホールを開放させたり閉鎖させる開閉部材が含まれることを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
【請求項４】
前記開閉部材は、前記ピストンが上方向運動時には前記貫通ホールを開放させ、前記ピストンが下方向運動時には前記貫通ホールを閉鎖させるように前記ピストンの下面にヒンジ結合されることを特徴とする請求項３記載の空気調和機。
【請求項５】
前記ガイド流路は前記ボディーの中、前記ピストンの上死点より上方に連結され、前記供給管は前記ボディーの中、前記ピストンの下死点より下方に連結されることを特徴とする請求項４記載の空気調和機。
【請求項６】
前記開閉部材は、前記ピストンが上方向運動時には前記貫通ホールを閉鎖させ、前記ピストンが下方向運動時には前記貫通ホールを開放させるように前記ピストンの上面にヒンジ結合されることを特徴とする請求項３記載の空気調和機。
【請求項７】
前記ガイド流路は前記ボディーの中、前記ピストンの下死点より下方に連結され、前記供給管は前記ボディーの中、前記ピストンの上死点より上方に連結されることを特徴とする請求項６記載の空気調和機。
【請求項８】
前記放熱ファンは圧縮機の上部に位置し、前記放熱ファン及び圧縮機の周りに前記凝縮器が屈曲されて位置することを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項９】
前記圧縮機の上部に備えられる電装部に前記凝縮水が流入されないように、前記圧縮機の上部に防水カバーが更に備えられることを特徴とする請求項８記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機に関し、特に、蒸発器から生成される凝縮水を機器内で自体除去する一方、空調効率を向上させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空気調和機は、図５に示すように、圧縮機１、凝縮器２、毛細管３、蒸発器４、からなり、圧縮機１で圧縮された冷媒が凝縮器２で等圧凝縮され、毛細管３で断熱膨張され、蒸発器４で等圧蒸発する一連の冷凍サイクルを形成する器機である。
【０００３】
一方、外部との温度差によって蒸発器４の表面には凝縮水が発生するが、これを外部に排出させるために、前記空気調和機には別の凝縮水処理装置が更に備えられる。ここで、凝縮水処理装置は、図示していないが、周知のように、器機内に別の凝縮水格納チャンバーを備えて、前記蒸発器４から発生する凝縮水を集めて、一定の時間ごとに凝縮水格納チャンバーの凝縮水を外部に排出させる方式を取っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の凝縮水処理装置は次のような問題がある。
蒸発器４から発生する凝縮水を器機内自体で処理できず、器機外へ流出させることにより、設置上の不具合及び使用上の不具合が生ずる。
すなわち、蒸発器４から発生する凝縮水を室外に案内するための別の排水ホースを要し、前記排水ホースが室外に露出されるように壁を穿つような設置上の不具合や、器機の位置を移動させる場合、再設置を行わなければならない等の使用上の不具合がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、空気調和機の構造を改善して、凝縮水を外部に排出せずに器機内自体で除去できるようにする一方、空調効率を向上させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の空気調和機は、高温の熱を発する凝縮器と、外部の熱を吸収し、外部空気との温度差によって表面に凝縮水が生成される蒸発器と、前記蒸発器の表面で生成された凝縮水を前記凝縮器側へ伝達して、前記凝縮器の高温熱によって凝縮器の表面から自体蒸発除去させる凝縮水自体除去手段とを含むことを特徴とする。
【０００７】
ここで、本発明の第１実施形態による前記凝縮水自体除去手段は、前記蒸発器から生成された凝縮水を前記凝縮器側に案内するガイド流路と、前記凝縮器側に備えられ、前記ガイド流路から案内された凝縮水を前記凝縮器の表面に飛散させる凝縮水飛散ユニットとからなることを特徴とする。
【０００８】
一方、本発明の第２実施形態による凝縮水自体除去手段は、前記蒸発器から発生した凝縮水が前記凝縮器へ伝達されるための手段として、別の装置無しで前記蒸発器を前記凝縮器の上部に備えさせ、前記蒸発器の凝縮水が重力によって前記凝縮器の表面に自由落下しつつ、前記凝縮器から発生する高温熱によって蒸発除去されるようにしたものであることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に沿って詳細に説明する。
本発明による空気調和機は、図１及び図４に示すように、高温の熱を発する凝縮器２０，２２０と、外部の熱を吸水し、外部空気との温度差によって表面に凝縮水が生成される蒸発器４０，２４０と、その蒸発器の表面から生成された凝縮水を前記凝縮器側へ伝達して、前記凝縮器の高温熱によって凝縮器の表面自体から蒸発除去させる凝縮水自体除去手段とが含まれている。
【００１０】
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態による凝縮水自体除去手段を具体的に説明する。
【００１１】
前記凝縮水自体除去手段は、前記蒸発器４０から生成された凝縮水を前記凝縮器２０側に案内するためのガイド流路５０が蒸発器側と凝縮器側とを相互に連結させ、前記ガイド流路により案内された凝縮水を前記凝縮器の表面に飛散させる凝縮水飛散ユニット１００が前記凝縮器側に設けられている。
この際、前記凝縮水飛散ユニット１００は、前記凝縮器２０の上部に備えられ、回転及び並進運動を行うモータ軸１１４を有する２自由度モータ１１０と、前記モータ軸上に軸結合され、前記モータ動作時に回転運動を行う放熱ファン１２０と、前記モータ軸の端部に備えられて、前記モータ動作時にモータ軸の直線往復運動によって前記凝縮水を前記ガイド流路５０へ流入させると共に、前記放熱ファンの上部に供給させるポンプ部１３０とからなることが好ましい。
【００１２】
まず、前記凝縮水飛散ユニットの中、前記２自由度モータ１１０をより具体的に説明する。
【００１３】
前記２自由度モータ１１０は、円筒形の固定子１１１と、その固定子に対して上／下移動可能であるように前記固定子の周りを囲む直線運動部材１１２と、前記固定子の内周に回転可能に備えられると共に、前記直線運動部材１１２に回転可能に支持される回転子１１３と、前記回転子から所定の長さに延長されるモータ軸１１４とからなることが好ましい。
【００１４】
これと共に、前記固定子１１１には前記回転子１１３と隣接して巻線される回転運動用コイル１１１ａ及び、前記直線運動部材１１２と隣接して巻線される直線運動用コイル１１１ｂが含まれてなり、前記直線運動部材１１２には、前記直線運動用コイル１１１ｂに対応する磁性体１１２ａが取り付けられている。
したがって、電源が印加されると、回転子１１３と回転運動用コイル１１１ａとの間の起電力によって回転子１１３及びモータ軸１１４が回転を行い、磁性体１１２ａと直線運動用コイル１１１ｂとの間の起電力によって直線運動部材１１２及びモータ軸１１４が直線往復運動を行うことになる。
【００１５】
そして、前記凝縮水飛散ユニットの中前記放熱ファン１２０は、圧縮機１０の上部に位置することが好ましく、前記放熱ファン１２０及び圧縮機１０の周囲には、前記凝縮器２０が屈曲されて位置することが好ましい。何故なら、放熱ファン１２０へ供給された凝縮水を前記凝縮器２０及び圧縮機１０に正確に飛散させ、蒸発除去させるためである。
そして、前記圧縮機１０の上部に備えられる電装部に前記凝縮水が流入されないように、前記圧縮機の上部に放水カバー１０ａが更に備えられることが好ましい。
【００１６】
また、前記凝縮水飛散ユニットの中ポンプ部１３０は、前記ガイド流路５０と連結され凝縮水を供給されると共に、前記モータ軸１１４の端部が移動可能に挿入されるように挿入ホールが形成された中空型のボディー１３１と、前記モータ軸１１４の先端に備えられ、モータ動作時に前記モータ軸と共に直線往復運動を行い、前記ガイド流路の凝縮水を吸入し且つ圧縮するピストン１３２と、前記ボディー１３１に連結され、前記ピストンの圧縮力によって前記放熱ファン１２０の上部に凝縮水を供給する供給管１３３とからなることが好ましい。
【００１７】
ここで、前記ピストン１３２には凝縮水を通過させ得る貫通ホール（図２の１３２ａ参照）が形成され、ピストンの上／下運動方向に従ってポンピング力が発生するように、前記貫通ホールを開放させたり閉鎖させる開閉部材（図２の１３２ｂ参照）が更に備えられることが好ましい。
【００１８】
そして、前記開閉部材１３２ｂは、前記ピストン１３２が上方向運動時には前記貫通ホール１３２ａを開放させ、前記ピストン１３２が下方向運動時には前記貫通ホールを閉鎖させるように前記ピストン１３２の下面にヒンジ結合され得る。この際、前記ガイド流路５０は、前記ボディー１３１の中前記ピストン１３２の上死点より上方に連結され、前記供給管１３３は、前記ボディー１３１の中前記ピストン１３２の下死点より下方に連結されることが好ましい。
【００１９】
また、図示していないが、前記開閉部材１３２ｂは、前記ピストン１３２が上方向運動時には前記貫通ホール１３２ａを閉鎖させ、前記ピストン１３２が下方向運動時には前記貫通ホールを開放させるように前記ピストン１３２の上面にヒンジ結合されることもある。この際、前記ガイド流路５０は、前記ボディー１３１の中前記ピストン１３２の下死点より下方に連結され、前記供給管１３３は、前記ボディー１３１の中前記ピストン１３２の上死点より上方に連結されることが好ましい。
そして、３０（説明せず）は冷媒を膨張させるための毛細管である。
【００２０】
以下、図２と図３を参照して、本発明の第１実施形態による空気調和機の動作を説明する。
【００２１】
外部との温度差によって蒸発器４０の表面で生成された凝縮水は、ガイド流路５０を介してまずポンプ部のボディー１３１へ流入される。ここで、ポンプ部のピストン１３２は、前述したように、２自由度モータ１１０によって直線往復運動を行う。
すなわち、図２に示すように、ピストン１３２の下降運動時、閉鎖部材１３２ｂは慣性によって前記貫通ホール１３２ａを閉鎖させる。これにより、閉鎖されたピストン１３２は下死点まで下降しつつ、凝縮水を供給管１３３へ押し出すことになる。これと共に、ピストン１３２を基準にボディー１３１の上部にはピストンの下降運動により発生する圧力差によって凝縮水がガイド流路５０を介して流入される。
【００２２】
そして、図３に示す前記ピストン１３２の上昇運動時、閉鎖部材１３２ｂ及び流入された凝縮水の自重によって貫通ホール１３２ａが開放される。これにより、上部にある凝縮水は、次のピストン１３２の下降運動時に排出され得るように、貫通孔１３２ａを介してボディー１３１の下部へ流入される。
これにより、凝縮器２０が蒸発器４０より高い位置に設けられても、前記蒸発器から生成された凝縮水はポンプ部１３０のポンピング力によって凝縮器側へ流入され得る。
【００２３】
その後、ピストン１３２の直線往復運動に従って、凝縮水は供給管１３３を介して放熱ファン１２０の外周上に供給され、且つ回転運動を兼ねる２自由度モータ１１０によって放熱ファンが回転しつつ、放熱ファンの半径方向の外側に凝縮水を撒水させる。この際、凝縮水は放熱ファン１２０のブレードによって微細な液晶状態に変化して、圧縮機１０及び放熱ファン１２０の周りを囲むようにベンディング形成された凝縮器２０の表面に飛散する。結局、凝縮水は凝縮器２０の表面にぶつかりつつ蒸発除去される一方、前記凝縮水によって凝縮器が冷却されるに従い、空調効率の冷凍効率が向上する。
また、凝縮器が室内に設けられる場合、凝縮水が蒸発しつつ室内に適切な水分を供給することにより、室内が快適となる。
【００２４】
また、このような凝縮水の飛散過程の中、一部の凝縮水が前記圧縮機１０に落下する場合、放水カバー１０ａに沿って流れ、圧縮機１０の表面に沿って流れることになる。したがって、前記凝縮水は比較的高温（８０〜１００℃）の圧縮機の表面から蒸発して除去する一方、前記凝縮水によって凝縮器が冷却されるに従い、空調効率の冷凍効率が向上する。
また、凝縮器が室内に設けられる場合、凝縮水が蒸発しつつ室内に適した水分を供給することにより、室内が快適となる。
【００２５】
一方、図４を参照して、本発明の第２実施形態による凝縮水自体除去手段を具体的に説明する。
【００２６】
前記凝縮水自体除去手段は、前記蒸発器２４０から発生した凝縮水が前記凝縮器２２０へ伝達されるための手段として、別の装置無しで前記蒸発器２４０を前記凝縮器２２０の上部に備えさせ、前記蒸発器の凝縮水が重力によって前記凝縮器の表面に自由落下しつつ、前記凝縮器から発生する高温熱によって蒸発除去されるようにしたものである。
この際、前記蒸発器２４０の下部は前記凝縮器２２０の上部に隣接して備えられることもあり、前記蒸発器２４０の下部は前記凝縮器２２０の上部に一体に備えられることもある。
【００２７】
ここで、前記蒸発器２４０と前記凝縮器２２０とが相互一体に成されると、構造且つ製作が非常に簡単となり、蒸発器２４０から発生する凝縮水が凝縮器２２０に直ぐ流れ落ちることにより、凝縮器から発生する高温熱によって凝縮水が蒸発され除去される。
【００２８】
そして、前記蒸発器２４０と前記凝縮器２２０間に発生する熱損失を減らすためには、凝縮器２２０に形成される冷媒入口２２０ａより相対的に温度が低い凝縮器の冷媒出口２２０ｂが蒸発器２４０側に位置することが好ましい。
その理由は、凝縮器の冷媒出口温度（４０〜５０℃）が凝縮器の冷媒入口温度（６０〜８０℃）より低いので、凝縮器の冷媒入口が蒸発器に備えられることに比べて、蒸発器の低い温度を維持し続けるからである。したがって、空調効率の冷凍効率が向上する。そして、蒸発器２４０と外部との温度差が大きくなって、蒸発器の表面には更に多量の凝縮水が生成され、このように生成された凝縮水が蒸発しつつ、室内に十分な水分を供給することにより、室内が快適となる。
【００２９】
また、前記凝縮器２２０と前記蒸発器２４０間に発生する熱損失を減らすためには、蒸発器２４０に形成される冷媒入口２４０ａより相対的に温度が高い蒸発器の冷媒出口２４０ｂが凝縮器２２０側に位置することが好ましい。
その理由は、蒸発器の冷媒出口温度（１０〜１５℃）が蒸発器の冷媒入口温度（８〜１０℃）より高いので、蒸発器の冷媒入口が凝縮器に備えられることに比べて、蒸発器の低い温度を維持し続けるからである。したがって、前記のように、空調効率の冷凍効率が向上する。そして、蒸発器２４０と外部との温度差が大きくなって、蒸発器の表面には更に多量の凝縮水が生成され、このように生成された凝縮水が蒸発しつつ、室内に十分な水分を供給することにより、室内が快適となる。
【００３０】
以上の内容をまとめると、前記凝縮器２２０と前記蒸発器２４０の間に発生する熱損失を更に効果的に減らして、空調効率と快適性を倍加させるためには、前記凝縮器の冷媒出口２２０ｂと前記蒸発器の冷媒出口２４０ｂとが互いに隣接して備えられることが好ましい。
【００３１】
これと共に、前記蒸発器２４０の表面に生成される凝縮水が前記凝縮器２２０から全部蒸発できない場合に備えて、蒸発せずに残った微量の凝縮水を受ける凝縮水受部２５０が前記凝縮器２２０の最下部に更に備えることができる。
この際、前記凝縮器２２０に形成される冷媒入口２２０ａ側が前記凝縮水受部２５０に溜まる凝縮水に浸るようにして、凝縮器２２０を冷却させると共に、凝縮器から発生する高温熱によって凝縮水が蒸発されるようにすることが好ましい。
そして、２１０（説明せず）は冷媒を圧縮させる圧縮機であり、２３０は冷媒を膨張させる毛細管である。
【００３２】
以下、添付の図４を参照して、本発明による空気調和機の動作を詳細に説明する。
【００３３】
圧縮機２１０で圧縮された高温の冷媒が凝縮水に浸っている凝縮器の冷媒入口２２０ａへ流入されつつ、凝縮水によって凝縮器２２０が自然冷却されると共に、凝縮器の高温熱によって凝縮水が蒸発して除去される。そして、凝縮器の冷媒入口２２０ａへ流入された冷媒は温度がますます低くなりつつ凝縮器の冷媒出口２２０ｂへ流出された後、毛細管２３０へ流入される。
【００３４】
そして、毛細管２３０で温度が下降した後、蒸発器の冷媒入口２４０ａを介して蒸発器２４０へ流入された冷たくなった冷媒は、流動空気と熱交換を行いつつ温度がますます高くなって、蒸発器の冷媒出口２４０ｂへ流出される。この際、蒸発器２４０から発生する凝縮水は、重力によって重力方向に流れ落ちつつ、下部に位置した高温の凝縮器２２０により蒸発するが、凝縮水が凝縮器の高温熱によって全て蒸発して除去され得るし、仮に、除去されてない微量の凝縮水は凝縮水受部２５０に集まることにより、凝縮器の冷媒入口２２０ａ側の高温熱によって完全に除去される。
その後、凝縮器の冷媒出口２２０ｂに流出された冷媒は再び圧縮機２１０へ流入されて循環を繰り返すことになる。
【００３５】
以上で本発明の好適な一実施形態について説明したが、前記実施形態のものに限定されるわけではなく、本発明の技術思想に基づいて種々の変形且つ変更が可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の効果は次の通りである。
まず、本発明によれば、蒸発器で生成された凝縮水を外部に排出せずに空気調和機自体で蒸発させることができる。すなわち、排水のためのホースを室外に露出させる必要がなく、壁などを穿つ必要がないので、設置が便利であり且つ外観が美麗であるというメリットがある。また、蒸発器から発生する凝縮水によって凝縮器が冷却されるので、圧縮機の作動を減らすことができ、空調効率が向上する。
そして、凝縮器又は圧縮機が室内に設けられる場合、凝縮水が蒸発しつつ発生する水分が室内に十分に供給されて、室内が快適となるという長所がある。
尚、本発明の詳細な説明で触れた全ての効果を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による空気調和機を示す要部詳細図である。
【図２】図１の凝縮水飛散手段の動作状態を示す要部詳細図である。
【図３】図１の凝縮水飛散手段の動作状態を示す要部詳細図である。
【図４】本発明の第２実施形態による空気調和機を示す要部詳細図ある。
【図５】一般的な空気調和機の構成要素を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…圧縮機
１０ａ…防水カバー
４０，２４０…蒸発器
２０，２２０…凝縮器
５０…ガイド流路
１００…凝縮水飛散ユニット
１１０…２自由度モータ
１１４…モータ軸
１２０…放熱ファン
１３０…ポンプ部
１３１…ボディー
１３２…ピストン
１３２ａ…貫通ホール
１３２ｂ…開閉部材
１３３…供給管
２２０ｂ…凝縮器の冷媒出口
２４０ｂ…蒸発器の冷媒出口
２５０…凝縮水受部
【図１】
0003996392.tif 000002
【図２】
0003996392.tif 000003
【図３】
0003996392.tif 000004
【図４】
0003996392.tif 000005
【図５】
0003996392.tif 000006