JPH03217732A - 酸素富化機付空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は空気調和装置、詳しくは、利用側熱交換器を収
容する室内側室と、熱源側熱交換器を収容する室外側室
とを備え、室内の酸素濃度を高くすることができる酸素
富化機付空気調和装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種酸素富化機付空気調和装置は、特開昭８４
−４　１７３２号公報に開示され、第４，５図に示すよ
うに、一体形空気調和機（Ａ）の室内側（Ｂ）に室内熱
交換器（Ｃ）及び室内送風機（Ｄ）を、又、室外側（Ｅ
）に冷凍用圧縮機（Ｆ）、室外送風機（Ｇ）及び室外熱
交換器（Ｈ）を配置する一方、前記室外側（Ｅ）に、高
圧下で窒素を吸着するゼオライト（Ｉ）を充填した二つ
の吸着筒（Ｊ）（Ｋ）と空気圧縮機（Ｌ）とを配設し、
前記空気圧縮機（Ｌ）を介装した空気取入配管（Ｍ）と
前記吸着筒（Ｊ）（Ｋ）とを切替弁（Ｎ）を介して接続
して、酸素富化手段（０）を構成している。そして、前
記切替弁（Ｎ）の切り替え操作と、前記吸着筒（Ｊ）（
Ｋ）の出口側に設けた第１バルブ（Ｐ）（Ｑ）及び前記
ゼオライト（１）に吸着した窒素を排出するための第２
バルブ（Ｒ）（Ｓ）の開閉操作により、二つの吸着筒（
Ｊ）（Ｋ）を交互に使用することにより、これら二つの
吸着筒（Ｊ）（Ｋ）から配管（Ｔ）を介して酸素富化空
気を前記室内側（Ｂ）に連続して供給するようにしてい
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、以上のごとき酸素富化機付空気調和装置では
、二つの吸着筒（Ｊ）（Ｋ）や前記空気圧縮機（Ｌ）の
他に、切替弁（Ｎ）や四つのバルブ（Ｐ）（Ｑ）（Ｒ）
（Ｓ）を設ける必要があり、部品点数が多くて省スペー
スができなク、シかも切換操作が面倒な問題があった。

本発明は以上のような問題に鑑みてなしたもので、その
目的は、簡単な構成で部品点数少なく省スペースができ
る酸素富化機付空気調和装置を提供しようとするもので
ある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、室内側室（４）
に室内送風機（８）と利用側熱交換器（９）とを収容す
ると共に、室外側室（７）に室外空気を室外吸込口（５
）から室外吹出口（６）へ流通させる室外送風機（１０
）と前記室外空気と熱交換する熱源側熱交換器（１１）
とを収容した空気調和装置であって、前記室外側室（７
）に、大気を酸素富化空気と窒素富化空気とに分離する
酸素富化膜（１６）をもった分離膜モジュール（１７）
、真空ポンプ（１８）、前記酸素富化膜（１６）の二次
側から酸素富化空気を取出して前記室内側室（４）に供
給する酸素富化空気供給管（１９）から成る酸素富化機
（１５）を内装し、前記分離膜モジュール（１７）を室
外空気の流通経路（１２）の途中に配設したのである。

又、熱源側熱交換器（１１）の空気入口側に、真空ポン
プ（１８）を配設するのが好ましい。

（作用） 室外送風機（１０）により室外吸込口（５）から室外吹
出口（６）へ流通する室外空気が自然に分離膜モジュー
ル（１７）に沿って流れる一方、真空ポンプ（１８）の
運転により酸素富化膜（１６）の二次側が吸引されて、
窒素分子が前記酸素富化膜（１６）を通過しないので酸
素富化空気が該酸素富化膜（１６）の二次側に連続的に
分離され、この酸素富化空気が酸素富化空気供給管（１
９）を介して室内側室（４）に連続して供給できる。従
って、強制的に室外空気を前記分離膜モジュール（１７
）に供給することなく前記真空ポンプ（１８）の吸引に
より連続して酸素富化空気が得られ、この酸素富化空気
を室内側室（４）に供給でき、簡単な構成で部品点数少
なく省スペースができ、かつ、面倒な弁操作を行うこと
なく簡単に酸素富化空気を供給できる。

又、熱源側熱交換器（１１）の空気入口側に、真空ポン
プ（１８）を配設する場合には、熱交換する前の室外空
気により真空ポンプ（１８）を冷却でき、真空ポンプ（
１８）の性能低下を防止することかできる。

（実施例） 第１図に示した酸素富化機付空気調和装置は一体型空気
調和装置で、空気調和装置本体（１）を備え、該本体（
１）には室内吸込口（２）及び室内吹出口（３）をもっ
た室内側室（４）と、室外吸込口（５）及び室外吹出口
（６）をもった室外側室（７）とを設けて、前記室内側
室（４）には室内送風機（８）と利用側熱交換器（９）
とを収容すると共に、前記室外側室（７）には室外空気
を前記室外吸込口（５）から前記室外吹出口（６）へ流
通させる室外送風機（１０）と、室外空気と熱交換する
熱源側熱交換器（１１）とを収容して、該熱源側熱交換
器（１１）を、前記室外送風機（１０）の運転により流
通する室外空気の流通経路（１２）の途中に配設してい
る。

又、前記室外側室（７）には圧縮機（１３）を収容して
おり、該圧縮機（１３）から冷媒を熱源側熱交換器（１
１）及び利用側熱交換器（９）に循環させるようにして
いる。

そして、前記圧縮機（１３）と前記室内送風機（８）及
び室外送風機（１０）の運転により、前記室外吸込口（
５）から室外吹出口（６）へ流通する室外空気を熱源側
熱交換器（１１）で熱交換させると共に、前記室内吸込
口（２）から前記室内側室（４）に吸い込む室内空気を
利用側熱交換器（９）で熱交換させ、熱交換した後の室
内空気を室内吹出口（３）から吹き出させ、室内を空調
できるようにしている。

尚、（１４）はフィルタである。

しかして、前記室外側室（７）に、次の構成から成る酸
素富化機（１５）、即ち大気を酸素富化空気と窒素富化
空気とに分離する酸素富化膜（１６）をもった分離膜モ
ジュール（１７），真空ポンプ（１８）、前記酸素富化
膜（１６）の二次側から酸素富化空気を取出して前記室
内側室（４）に供給する酸素富化空気供給管（１９）か
ら成る酸素富化機（１５）を内装し、前記分離膜モジュ
ール（１７）を室外空気の流通経路（１２）の途中に配
設したのである。

詳しくは、例えば所定厚さをもつ枠組状フレーム（図示
しない）の厚さ方向前後外面にシリコン系或は弗素系の
高分子樹脂フィルムから成る酸素富化膜（１６）を張り
付けて、箱状の分離膜モジュール（１７）を形成すると
共に、前記枠組状フレームの一側には、前記分離膜モジ
ュール（１７）を構成する前記各酸素富化膜（１６）の
内側に設ける二次側空間と連通ずる酸素富化空気の取出
し口（２０）を設けるのである。そしてこのように形成
した分離膜モジュール（１７）を、第２図に示したよう
に、両端が開放し、かつ、断面を長方形とした角筒状の
モジュールケース（２１）内に平行状に間隔を置いて多
数揃えて配置するのであって、前記ケース（２１）の開
放側一側から室外空気を供給し、前記酸素富化膜（１６
）により、室外空気を酸素富化空気と窒素富化空気とに
分離するのである。

そして、前記取出し口（２０）には、酸素富化空気供給
管（１９）（以下供給管と称する）を接続するのであり
、この供給管（１９）には前記真空ポンプ（１８）を介
装するのである。尚、該真空ポンプ（１８）の吸入側は
前記取出し口（２０）に連通しており、該真空ポンプ（
１８）の駆動により前記酸素富化膜（１６）の二次側を
一次側より低圧にして、一次側と二次側とに圧力差を生
じさせて、前記分離膜モジュール（１７）を内装した前
記ケース（２１）内に供給される室外空気を酸素富化空
気と窒素富化空気とに分離するのである。

そして、前記分離膜モジュール（１７）を多数内装した
前記モジュールケース（２１）を、第１図に示したよう
に、前記熱源側熱交換器（１１）の空気入口側直前に配
置すると共に、前記供給管（１９）に介装する前記真空
ポンプ（１８）を、前記室外吸込口（５）と前記室外送
風機（１０）との間に配置すると共に、前記供給管（１
９）を室内側室（４）に収容した前記室内送風機（８）
の吹き出し側に開口させて、前記真空ポンプ（１８）の
駆動により前記酸素富化膜（１６）の二次側から酸素富
化空気を取り出し、この酸素富化空気を室内空気と合流
させて前記室内吹出口（３）から室内に供給するように
している。

しかして、以上のように構成して、前記圧縮機（１３）
及び室内及び室外送風機（８）（１０）を駆動させると
、前記圧縮機（１３）から各熱交換器（９）（１１）に
冷媒が供給されると共に前記室内送風機（８）の回転に
より室内空気は前記室内吸込口（２）からフィルタ（１
４）を通過し前記室内側室（４）に吸い込まれ、利用側
熱交換器（９）を通過して熱交換され、熱交換されて後
前記室内吹出口（３）から室内に吹き出す一方、前記室
外送風機（１０）の回転により室外空気は前記室外吸込
口（５）から室外側室（７）に吸い込まれ、前記真空ポ
ンプ（１８）を冷却して後、前記分離膜モジュール（１
７）を多数内装したモジュールケース（２１）内を通過
してから熱源側熱交換器（１１）で熱交換して、前記室
外吹出口（６）から外部に吹き出すのである。そして室
外空気が前記ケース（２１）内を通過するとき、前記真
空ポンプ（１８）の駆動により、前記酸素富化膜（１６
）の二次側圧力が一次側圧力より低くなっているから、
前記酸素富化膜（１６）の一次側を通過する室外空気中
の酸素分子や水蒸気分子が前記酸素冨化膜（１６）を通
過し、該富化膜（１６）の二次側に酸素富化空気が得ら
れるのであって、この酸素富化空気が前記取出し口（２
０）から前記供給管（１９）を経て前記室内送風機（８
）の吹き出し側に供給され、利用側熱交換器（９）と熱
交換した室内空気と合流し、前記室内吹出口（３）から
室内に供給され、室内の酸素濃度を向上させるの、であ
る。

一方、窒素分子は酸素分子よりも酸素富化膜（１６）を
通過する量が小さいので、前記酸素富化膜（１６）の一
次側には窒素富化空気が得られるが、この空気は前記熱
源側熱交換器（１１）を通過して前記室外吹出口（６）
から外部に吹き出すのである。

また、前記真空ポンプ（１８）は前記酸素富化膜（１６
）の二次側を吸引することにより発熱して高温になるが
、前記したように、熱交換する前の室外空気により冷却
され、外気温が高く冷房が必要な夏期においても６０℃
程度に維持でき、真空ポンプ（１８）の性能が低下しな
いようにできる。

更に、前記酸素富化膜（１６）は酸素と共に水蒸気を通
過させる一方窒素及び雑菌類を通過させない特性を有し
ているから、酸素富化空気の湿度は窒素富化空気の分離
に伴い上昇することになり、加湿器を設けることなく室
内空気を加湿でき、空気が特に乾燥する冬季等において
は、室内に吹き出す室内空気の湿度低下による不快感を
招くことはないし、また、酸素富化空気中への雑菌の混
入がなく、清浄な空気を室内に供給できるので衛生的で
ある。

したがって、以上説明した酸素富化機付空気調和装置に
よれば、前記室外側室（７）における室外空気の流通経
路（１２）の途中に前記モジュールケース（２１）と、
前記真空ポンプ（１８）を介装した前記供給管（１９）
を配置する簡単な構成で、清浄な酸素富化空気を連続的
に前記室内側室（４）に供給できるのであって、簡単な
構成で部品点数少なく省スペースができながら、面倒な
弁操作を行うことなく酸素富化空気を室内に連続的に供
給することができるのである。

従って、部品点数少なく場所を取らない酸素富化機（１
５）を前記室外側室（７）に組み込むことができ、全体
きして小形な酸素富化機付空気調和装置を提供できる。

又、前記熱源側熱交換器（１１）と熱交換する前の室外
空気により前記真空ポンプ（１８）を冷却することがで
き、真空ポンプ（１８）の温度が一定温度例えば６０℃
以上に上昇しなく、該真空ポンプ（１８）の性能低下を
防止することができる。

以上室内側室（４）と室外側室（７）とを一体にした一
体型空気調和装置について説明したが、セパレート型に
して、室内に配置する室内ユニット（図示しない）と室
外に配置する室外ユニット（７１）とから空気調和装置
を構成してもよいのであって、この場合、前記室外ユニ
ット（７１）の上方側には、第３図に示したように、室
外吸込口（５）から室外吹出口（６）に至る室外空気の
流通経路（１２）を区画する仕切板（３０）を内装して
、前記流通経路（１２）の中央部には室外空気を流通さ
せる室外送風機（１０）を配置すると共に、前記室外ユ
ニット（７１）の下方側には真空ポンプ（１８）と圧縮
機（１３）を内装している。更に、前記流通経路（１２
）における前記室外吸込口（５）側端部には前記熱源側
熱交換器（１１）を配置する一方、前記室外吹出口（６
）側端部には、前記した箱状の分離膜モジュール（１７
）を多数内装した前記モジュールケース（２１）を配設
している。そして、前記分離膜モジュール（１７）を形
成する前記枠組状フレームの一側に設けた酸素富化空気
の取出し口（２０）を前記供給管（１９）に連通させ、
該供給管（１９）には前記真空ポンプ（１８）を介装し
ている。

このようにして、該真空ポンプ（１８）の運転により前
記供給管（１９）を介して前記酸素富化膜（１６）の二
次側において得られる酸素富化空気を前記室内ユニット
内に供給できるようにしている。尚，第３図において、
（３１）は冷媒吐出配管、（３２）は冷媒吸入配管、（
３３）は前記圧縮機（１３）と熱源側熱交換器（１１）
を接続する接続管で、前記冷媒吐出配管（３１）により
冷媒を前記室内ユニット側に送り、また、前記冷媒吸入
配管（３３）により冷媒を前記圧縮機（１３）に戻すよ
うにしている。

（発明の効果） 以上のごとく、本発明によれば、室内側室（４）に室内
送風機（８）と利用側熱交換器（９）とを収容すると共
に、室外側室（７）に室外空気を室外吸込口（５）から
室外吹出口（６）へ流通させる室外送風機（１０）と前
記室外空気と熱交換する熱源側熱交換器（１１）とを収
容した空気調和装置であって、前記室外側室（７）に、
大気を酸素富化空気と窒素富化空気とに分離する酸素富
化膜（１６）をもった分離膜モジュール（１７）、真空
ポンプ（１８）、前記酸素富化膜（ｌ６）の二次側から
酸素富化空気を取出して前記室内側室（４）に供給する
酸素富化空気供給管（１９）から成る酸素富化機（１５
）を内装し、前記分離膜モジュール（１７）を室外空気
の流通経路（１２）の途中に配設したから、室外送風機
（１０）により室外吸込口（５）から室外吹出口（６）
へ流通する室外空気が分離膜モジュール（１７）に供給
され、真空ポンプ（１８）の運転により酸素富化膜（１
６）の二次側が吸引されて、酸素富化空気が該酸素富化
膜（１６）の二次側に連続的に分離され、この酸素富化
空気が酸素富化空気供給管（１９）を介して室内側室（
４）に連続して供給できる。従って、室外空気を前記分
離膜モジュール（１７）に供給するための特別な送風機
を省略できるし、また、前記真空ポンプ（１８）の吸引
により連続して酸素富化空気が得られ、この酸素富化空
気を室内側室（４）に供給できるから、簡単な構成で部
品点数少なく省スペースができ、かつ、面倒な弁操作を
行うことなく簡単に酸素富化空気を供給できる酸素富化
機付空気調和装置を提供できる。

また、前記酸素富化膜（１６）は、酸素と共に水蒸気を
通過させる一方、雑菌類を通過させない特性を有するか
ら、酸素富化空気の湿度は窒素富化空気の分離に伴い上
昇して、加湿器を設けることなく室内空気を加湿でき、
空気が特に乾燥する冬季等においては、室内に吹き出す
室内空気の湿度低下による不快感を招くことはないし、
また、酸素富化空気中への雑菌の混入がなく、清浄な空
気を室内に供給できるので衛生的である。

又、熱源側熱交換器（１１）の空気入口側に、真空ポン
プ（１８）を配設する場合には、熱交換する前の室外空
気により真空ポンプ（１８）を冷却でき、真空ポンプ（
１８）の性能低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る酸素富化機付空気調和装置の一実
施例を示す概略説明図、第２図は分離膜モジュールを多
数内装したモジュールケースの斜視図、第３図は他の実
施例を示す説明図、第４図及び第５図は従来例を示す説
明図である。 （４）・・・・・・・・・・・・・・・・・・室内側室
（５）・・・・・・・・・・・・・・・・・・室外吸込
口（６）・・・・・・・・・・・・・・・・・・室外吹
出口（７）・・・・・・・・・・・・・・・・・・室外
側室（８）・・・・・・・・・・・・・・・・・・室内
送風機（９）・・・・・・・・・・・・・・・・・・利
用側熱交換器（１０）・・・・・・・・・・・・・・・
室外送風機（１１）・・・・・・・・・・・・・・・熱
源側熱交換器（１２）・・・・・・・・・・・・・・・
流通経路（１５）・・・・・・・・・・・・・・・酸素
富化機（１６）・・・・・・・・・・・・・・・酸素富
化膜（１７）・・・・・・・・・・・・・・・分離膜モ
ジュール（１８）・・・・・・・・・・・・・・・真空
ポンプ（工９）・・・・・・・・・・・・・・・酸素富
化空気供給管９：ｔ４渕１ ８：覧ｔ４蓮番へ ９＝ｉｐｌ和軒訃鉛栓５ １０：　１４送らへ ｌＩ：訃鑞刷熱九粋へ ｌ２：汰為雄易 ／ｑ：　ＩＶＬＩｌｔ化左：ｆＩ仮蛤管第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）室内側室（４）に室内送風機（８）と利用側熱交換
   器（９）とを収容すると共に、室外側室（７）に室外空
   気を室外吸込口（５）から室外吹出口（６）へ流通させ
   る室外送風機（１０）と前記室外空気と熱交換する熱源
   側熱交換器（１１）とを収容した空気調和装置であって
   、前記室外側室（４）に、大気を酸素富化空気と窒素富
   化空気とに分離する酸素富化膜（１６）をもった分離膜
   モジュール（１７）、真空ポンプ（１８）、前記酸素富
   化膜（１６）の二次側から酸素富化空気を取出して前記
   室内側室（４）に供給する酸素富化空気供給管（１９）
   から成る酸素富化機（１５）を内装し、前記分離膜モジ
   ュール（１７）を室外空気の流通経路（１２）の途中に
   配設したことを特徴とする酸素富化機付空気調和装置。 ２）熱源側熱交換器（１１）の空気入口側に、真空ポン
   プ（１８）を配設した請求項１記載の酸素富化機付空気
   調和装置。