(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と水冷凝縮器と減圧機構と蒸発器と送風機からなる本体と、前記水冷凝縮器の冷却水を収める冷却水容器と、前記冷却水を前記冷却水容器から配管を通して前記水冷凝縮器に送り、再び前記冷却水容器に返す冷却水用の循環ポンプからなる水冷式空気調和装置であって、前記循環ポンプの駆動用電源端子を、空気調和装置本体の外面に備えたことを特徴とする水冷式空気調和装置。
【請求項２】
圧縮機の上部で、かつ圧縮機の直径の略２倍の投影面内に湾曲した水冷凝縮器を配置したことを特徴とする請求項１記載の水冷式空気調和装置。
【請求項３】
圧縮機の上部で、かつ圧縮機の直径の略２倍の投影面内に湾曲した蒸発器を配置したことを特徴とする請求項１または２記載の水冷式空気調和装置。
【請求項４】
水冷凝縮器を、対向流型熱交換器で構成した請求項１〜３のいずれかに記載の水冷式空気調和装置。
【請求項５】
蒸発器に付着した結露水を貯める容器と、この容器内の水量を検出する手段を備え、水量が所定量を越えた時、運転を停止する制御手段を備えた請求項１〜４のいずれかに記載の水冷式空気調和装置。
【請求項６】
蒸発器に付着した結露水を、冷却水用容器に排水する手段を備えた請求項１〜５のいずれかに記載の水冷式空気調和装置。
【請求項７】
蒸発器を通過した冷気が吹き出す吹き出し口に風向羽根を備え、前記吹き出し口の中心付近の高さを、床面から略７００ｍｍ〜９００ｍｍの間に設けた請求項１〜６のいずれかに記載の水冷式空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてトイレなどの設置スペースの小さい部屋に用いる空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の空気調和装置としては、特開昭５８−２６９４１号公報に開示されているように、シスターン内の水で凝縮器を冷却するトイレ用空気調和装置がある。空調装置本体は
、シスターンの上部に設置され、蒸発器の冷熱は送風機により吹き出し口より室内に吹き出され、室内を冷房する。一方、凝縮器の熱は、ポンプによって汲み上げられたシスターン内の水を散水することで、顕熱及び蒸発潜熱によって奪われ、高温多湿となった空気は排水管を介して便器に排水される。
【０００３】
他の例としては、実開平４−１０３５２５号公報があげられる。これは凝縮器を水冷する冷却水貯留用タンクを空気調和装置本体に一体的に取り付け、シスターンの予備の給水口から水道水を汲みだし、この冷却水貯留用タンクに冷却水を給水するための給水設備部を設ける構成とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の構成では、シスターン上部に設置し、しかも高温多湿の空気を便器に排水する構成であることから、１．タンクと一体構成が前提で、後付けの場合は構造が非常に複雑になる、２．後付けの場合は空調機本体が多種多様の便器に適する形状が求められる、３．シスターン上部以外の設置場所に取り付けることが困難、など多くの課題を有する。
【０００５】
また、後者の構成では、シスターン側部に大きな給水設備の設置が必要であることから、１．空気調和装置本体の設置が低い位置になってしまい、吹き出し口も低い位置になり、冷風感が伝わりにくい、２．空気調和装置本体を高くすると、シスターン側部には設置不可能で、狭いトイレ内に設置した場合、非常に邪魔になる、などの課題を有していた。
【０００６】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、後付けが容易で、しかも小スペースな場所に取り付けられる水冷式空気調和装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、圧縮機と水冷凝縮器と減圧機構と蒸発器と送風機からなる本体と、前記水冷凝縮器の冷却水を収める冷却水容器と、前記冷却水を前記冷却水容器から配管を通して前記水冷凝縮器に送り、再び前記冷却水容器に返す冷却水用の循環ポンプからなる水冷式空気調和装置であって、前記循環ポンプの駆動用電源端子を、空気調和装置本体の外面に備えたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、圧縮機と水冷凝縮器と減圧機構と蒸発器と送風機からなる本体と、前記水冷凝縮器の冷却水を収める冷却水容器と、前記冷却水を前記冷却水容器から配管を通して前記水冷凝縮器に送り、再び前記冷却水容器に返す冷却水用の循環ポンプからなる水冷式空気調和装置であって、前記循環ポンプの駆動用電源端子を、空気調和装置本体の外面に備えたもので、既に設置された冷却水タンク（例えばトイレの水洗タンク）であっても、循環ポンプのみを冷却水タンクに浸漬し、冷却水用の配管を接続するだけで、呼び水などは必要なく、容易に空気調和装置を取り付けることができると共に、循環ポンプの駆動用電源端子を、空気調和装置本体の外面に備えたもので、設置が容易であり、ポンプが破損した際の交換も簡単に行うことができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、圧縮機の上部で、かつ圧縮機の直径の略２倍の投影面内に湾曲した水冷凝縮器を配置したもので、水冷凝縮器の長さを長く取り、凝縮能力を引き出しながらコンパクトに収納でき、上から見た空気調和装置本体の面積を小さくでき、設置面積を小さくすることができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、圧縮機の上部で、かつ圧縮機の直径の略２倍の投影面内に湾曲した蒸発器を配置したもので、蒸発器の吸い込み面積を大きくとりながらコンパクトに収
納でき、冷却能力を引き出すとともに、上から見た空気調和装置本体の面積を小さくでき、設置面積を小さくすることができる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、水冷凝縮器を、対向流型熱交換器で構成するもので、凝縮能力を最大限に引き出すことができ、コンパクトに収納できる。
【００１２】
請求項５記載の発明は、蒸発器に付着した結露水を容器に貯め、この容器内の水量を検出する手段を備え、水量が一定量を越えた時、運転を停止する制御手段を備えたもので、設置する際、冷却水用の配管接続以外の工事を必要とせず、満水状態で運転を停止することで、結露水を漏らすことを防止できる。
【００１３】
請求項６記載の発明は、蒸発器に付着した結露水を、冷却水用容器に排水する手段を備えたもので、結露水の処理のわずらわしさから開放される。
【００１４】
請求項７記載の発明は、蒸発器を通過した冷気が吹き出す吹き出し口に風向羽根を備え、前記吹き出し口の中心付近の高さを、床面から７００ｍｍ〜９００ｍｍ付近に設けたものである。そしてこの構成によれば、トイレの洋式便座に座った際、大人でも小人でも吹き出し口の高さを変えることなく、風向羽だけで冷気の気流を肩付近に当てることができる。
【００１５】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明である水冷式空気調和装置の基本構成を示す。図２は図１のＡ−Ａ面における断面図である。
【００１６】
水冷式空気調和機本体１は、圧縮機１１の上部に螺旋状に湾曲する水冷凝縮器１２を配置され、その上部にＵ字状に湾曲させた蒸発器１３を配置し、さらにその上部に送風機１４を配置する。つまり水冷式空気調和機を構成する主要部品（圧縮機、水冷凝縮器、蒸発器、送風機）を、重量の重い順に配置することで、水冷式空気調和機本体の重心を最も低い位置にすることができ、倒れにくく、安定して床面に置くことが可能な構成になっている。
【００１７】
また送風機１４と蒸発器１３と水冷凝縮器１２は、水冷式空気調和機本体１を上から見た場合、圧縮機１１と重なるように配置され、圧縮機の直径の略２倍の円３１の投影面内に配置している。つまり蒸発器１３や水冷凝縮器１２を湾曲させることで長さを長く取ることができ、能力を引き出しながらコンパクトに収納でき、上から見た水冷式空気調和機本体の面積を小さくでき、設置面積を小さくすることができるようになっている。この実施例では水冷凝縮器１２を円状に湾曲させているが、長円状であっても同様の効果が得られる。同様に、この実施例では蒸発器１３はＵ字状に湾曲させているが、Ｌ字状に湾曲させても同様の効果が得られる。
【００１８】
冷凍サイクルは、圧縮機１１から吐出された冷媒は水冷凝縮器１２に入り、熱交換した後、絞り２３を介して蒸発器１３に入り、熱交換して圧縮機１１に戻るという周知のサイクルとなっている。
【００１９】
また水冷凝縮器１２を冷却する冷却水１８は、水冷式空気調和機本体１の外部に設けた冷却水容器１７内に蓄えられており、その冷却容器１７内に循環ポンプ１５が備えられている。冷却水１８は循環ポンプ１５により矢印の向きに配管２１ａを通り、配管接続口１９ａを介して配管２１ｂを通り、水冷凝縮器１２に入る。水冷凝縮器１２内で冷媒を冷却した後、暖められた冷却水は配管２２ｂを通り、配管接続口１９ｂを介し、配管２２ａを通り、矢印の向きに流出し、再び冷却水容器１７内へ戻る。
【００２０】
上記のような基本構成としているので、既に設置された冷却水タンク（例えばトイレの水洗タンク）であっても、循環ポンプのみを冷却水タンクに浸漬し、冷却水用の配管を接続するだけで、呼び水などは必要なく、容易に空気調和装置を取り付けることができるようになっている。
【００２１】
なお、水冷式空気調和機本体１の外郭に、循環ポンプの駆動用電源端子８１を備えており、容易に接続できるようにして、循環ポンプが破損した際の交換も簡単に行うことができるようになっている。
【００２２】
なお、空気は、蒸発器１３の風上側のＷ１側から流入し、蒸発器１３を通過し、冷やされ、吹き出し口よりＷ２側へ流出する。
【００２３】
つぎに水冷凝縮器１２について、図３、図４をもとに説明する。水冷凝縮器１２は二重管熱交換方式となっており、内管５２と外管５５とからなり、内管５２内は冷媒が矢印Ａ１のように流れ、外管５５と内管５２で作られたドーナッツ状の流路には矢印Ｂ２の向きに冷却水が流れる。この管を湾曲に曲げながら螺旋状にしたものが水冷凝縮器１２となる。５３は冷却水の入口管、５４は出口管である。
【００２４】
図４は、水冷凝縮器内の冷媒および冷却水の温度分布を示している。実線が対向流の場合で、破線は並行流の場合の冷却水の温度分布である。並行流の流れの場合、冷媒側入口付近の冷媒と冷却水の温度差ΔＴは、ΔＴ１＝Ｔrin−Ｔ2outとなり大きな温度差が期待できるが、出口付近ではΔＴ２＝Ｔrout−Ｔ1outと温度差が小さくなり熱交換効率が悪い。一方、対向流の場合、冷媒の入口付近ではΔＴ３＝Ｔrin−Ｔ1outで、出口付近ではΔＴ４＝Ｔrout−Ｔ1inとなり入口から出口まで平均して温度差が期待でき、効率がよくなる。そのため凝縮能力を最大限に引き出すことができ、コンパクトに収納できる。
【００２５】
次に蒸発器で発生する結露水の処理について説明する。図５は結露水回収部の詳細図である。蒸発器１３に付着した結露水は、水受け皿６３で一旦受け、排水穴６４から容器６１に貯められる。この容器６１内には水に浮くフロート６２ａ、６２ｂが備えられており、結露水６５が貯まると、フロートは水によりフロート６２ａの位置から６２ｂに押し上げられ、これにより水量を検出する。一方、水量が一定量を越えた時、結露水６５は、排水用ポンプ７１により配管７２へ排水される。配管７２のＤ１側には水冷凝縮器１２があり、水冷凝縮器１２を冷却した冷却水がＤ１側より流入し、Ｄ２側へ流出し、その後水洗タンク内へ流出する。したがって、結露水は冷却水と共に水洗タンクへ排水される。この構成により、結露水の処理のわずらわしさから開放される。
【００２６】
なお、この実施例では排水用ポンプを用いているが、排水用ポンプを用いずとも、水量が一定量を超えたとき運転を停止するようにすれば、コストをかけずに結露水を漏らすことを防止することもできる。
【００２７】
次に冷風の吹き出し口について説明する。図６は、トイレの便器に座ったときの人との関係を示したものである。水冷式空気調和機本体１を人９６ａ、９６ｂの背面に設置し、肩付近９７ａ、９７ｂに冷風を当てる。吹き出し口９１の高さＨ１を床面からの高さで７００ｍｍ〜９００ｍｍの間になるようにしている。図７は吹き出し口９１の詳細図であり、風向羽根９２は回転中心９３を支点に上下に回転し、風向９８や９９のように向きを変更できる。この構成により、トイレの洋式便座に座った際、大人でも小人でも吹き出し口の高さを変えることなく、風向羽根だけで冷気の気流を、涼しいと感じる場所、例えば肩付近に容易に当てることができる。
【００２８】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、圧縮機と水冷凝縮器と減圧機構と蒸発器と送風機からなる本体と、前記水冷凝縮器の冷却水を収める冷却水容器と、前記冷却水を前記冷却水容器から配管を通して前記水冷凝縮器に送り、再び前記冷却水容器に返す冷却水用の循環ポンプからなる水冷式空気調和装置であって、前記循環ポンプの駆動用電源端子を、空気調和装置本体の外面に備えたもので、既に設置された冷却水タンク（例えばトイレの水洗タンク）であっても、循環ポンプのみを冷却水タンクに浸漬し、冷却水用の配管を接続するだけで、呼び水などは必要なく、容易に空気調和装置を取り付けることができると共に、循環ポンプの駆動用電源端子を、空気調和装置本体の外面に備えたもので、設置が容易であり、ポンプが破損した際の交換も簡単に行うことができる。
【００２９】
さらに圧縮機の直径の２倍で作られる円の投影面内に水冷凝縮器と蒸発器を配置するようにしたので、長さを長く取れ、凝縮または蒸発能力を引き出しながらコンパクトに収納でき、上から見た空気調和装置本体の面積を小さくでき、設置面積を小さくすることができる。
【００３０】
また、水冷凝縮器を対向流型熱交換器で構成するようにすれば効率が上がり、凝縮能力を最大限に引き出すことができる。また蒸発器に付着した結露水を容器に貯め、水量が一定量を越えた時、運転を停止するようにすれば、設置する際、冷却水用の配管接続以外の工事を必要とせず、満水状態で運転を停止することで、結露水を漏らすことを防止できる。さらに結露水を冷却水用容器に排水する手段を設ければ、結露水の処理のわずらわしさから開放され、使用者の利便性が向上する。
【００３１】
また、循環ポンプの駆動用電源端子を本体の外面に備えたので、設置が容易にでき、ポンプが破損した際の交換も簡単に行うことができる。
【００３２】
また、冷気が吹き出す吹き出し口に風向羽根を備え、吹き出し口中心付近の高さを、床面から７００ｍｍ〜９００ｍｍ付近に設けたので、トイレの洋式便座に座った際、大人でも小人でも吹き出し口の高さを変えることなく、風向羽根だけで冷気の気流を肩付近に当てることができ、使用者の快適性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示す水冷式空気調和装置の構成図
【図２】  図１のＡ−Ａ断面を上方から見た図
【図３】  本発明の実施例における水冷凝縮器の長手方向の断面図
【図４】  同上水冷凝縮器内の温度分布図
【図５】  本発明の実施例における結露水回収部の詳細図
【図６】  本発明の実施例における空気調和機本体とトイレの便器に座った人との寸法関係を示す図
【図７】  本発明の実施例の吹き出し口の詳細図
【符号の説明】
１  水冷式空気調和機本体
１１  圧縮機
１２  水冷凝縮器
１３  蒸発器
１４  送風機
１５  循環ポンプ
１８  冷却水
【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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【図７】
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