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発明の名称 空調装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−116298(P2001−116298A)
公開日 平成13年4月27日(2001.4.27)
出願番号 特願平11−292057
出願日 平成11年10月14日(1999.10.14)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄 (外2名)
発明者 臼井 慈美
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 屋外から取入れた外気を圧縮する空気圧縮機と、除塵、除湿、除油および冷却を行う屋外機と、屋内に設けられた吹出口と、前記屋外機と前記吹出口を接続する圧縮空気流路とからなる空調装置。
【請求項2】 屋外機と吹出口の間に2次冷却装置を設けた請求項1記載の空調装置。
【請求項3】 圧縮空気流路を2重管構造とした請求項1または2記載の空調装置。
【請求項4】 屋内に送風する吹出口を複数個設けた請求項1記載の空調装置。
【請求項5】 屋外機に空気圧縮機の圧縮熱用の温水蓄熱槽を設けた請求項1または2記載の空調装置。
【請求項6】 屋外機に蓄熱機器を設けた請求項1または2記載の空調装置。
【請求項7】 冷却に自然冷媒を用いる請求項1記載の空調装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、可燃性や高圧化、その他による危険性のある自然冷媒を使用した熱源機器を屋外に設置使用する空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の空調装置は、フロン系冷媒を使用した直膨方式の他に、機械室や屋外で作られた熱エネルギーの輸送に水または空気を利用しているセントラル方式がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の空調装置は、直膨方式の空調装置で主流のフロン系冷媒は、オゾン層破壊作用や地球温暖化作用についての課題があり、地球環境に悪影響を与えないアンモニア、炭酸ガス、空気などの自然冷媒を利用した冷凍サイクルが注目を集めている。
【0004】また、自然冷媒は可燃・高圧など保管、取扱いに注意を要し屋内で使用するには危険であるという課題があり、居住空間に影響を及ぼさずに、安心して使用できることが要求されている。
【0005】また、水を熱媒体としたものはポンプと熱交換器が必要で、空気の場合は送風機を必要とする上、熱輸送には効率が悪く大風量を必要とし、小規模な空調には不向きという課題があり、漏水事故をなくし効率よく熱輸送することが要求されている。
【0006】本発明はこのような従来の課題を解決するもので、圧縮空気を利用し熱輸送を行うようにしたものであり、高圧空気の特性を利用し、搬送のためのポンプや送風機など、補機や動力としてのモータを排除すると共に、2次冷却空気生成も行い、効率のよい熱輸送をおこなう空調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】本発明の空調装置は上記目的を達成するために、屋外空気を圧縮する空気圧縮機と、この圧縮空気の除塵、除湿、除油および冷却を行う屋外機と、屋内に設けられた吹出口と、屋外機と吹出口を接続する圧縮空気流路とからなる構成としたものである。
【0008】本発明によれば、必要量の空調用空気として外気を圧縮し、調質し、屋内に設けられた吹出口から吹き込むもので効率のよい熱輸送をおこなう空調装置が得られる。
【0009】また、屋外機と吹出口の間にボルテックスチューブなどの2次冷却装置を設けた構成としたものである。
【0010】本発明によれば、別途に動力を用いないで2次冷却をすることができる空調装置が得られる。
【0011】また、圧縮空気流路を2重管構造としたものである。
【0012】本発明によれば、圧力や温度などの性質や移動方向の異なる気流を一体にする配管システムが得られる。
【0013】また、屋内に送風する吹出口を複数個設けた構成としたものである。
【0014】本発明によれば、複数の部屋を空気調和できる空調装置が得られる。
【0015】また、屋外機に空気圧縮機用の温水蓄熱槽を設けたものである。
【0016】本発明によれば、空気を圧縮したときに生じる圧縮熱を蓄え温水として利用することができるものである。
【0017】また、屋外機に蓄熱機器を設けたものである。
【0018】本発明によれば、空調負荷変動を吸収することができる。
【0019】また、冷却は自然冷媒を用いる構成としたものである。
【0020】本発明によれば、地球環境に悪影響を与えない空調装置が得られる。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明は、屋外から取入れた外気を圧縮する空気圧縮機と、除塵、除湿、除油および冷却を行う屋外機と、屋内に設けられた吹出口と、屋外機と吹出口を接続する圧縮空気流路を備えたものであり、空気圧縮機が圧縮した外気を屋外機が浄化して冷却し、圧縮空気流路を経て吹出口から屋内へ供給することができる。
【0022】また、屋外機と吹出口の間にボルテックスチューブなどの2次冷却装置を設けたものであり、屋外機で作られた高圧の冷却空気を2次冷却装置に通すことで、更に冷却した冷風と、温風を得ることができる。
【0023】また、他の手段は、圧縮空気流路を2重管構造としたものである。
【0024】本発明によれば、中心部を高圧冷風流路とし、外周部を低圧冷風流路または低圧排気流路とするボルテックスチューブなど2次冷却装置の廃熱配管システムとすることができる。
【0025】また、他の手段は、屋内に送風する吹出口を複数個設けたものであり、複数の部屋へ、それぞれに異なる調和空気を供給することができる。
【0026】また、他の手段は、屋外機に空気を圧縮したときに生じる圧縮機用の温水蓄熱槽を設けたものであり、圧縮熱を温水供給等に利用することができる。
【0027】また、他の手段は、屋外機に蓄熱部を設けたものであり、冷房運転時間外にも冷却装置を運転し冷熱を蓄熱することによりそれを冷房時に利用することができる。
【0028】また、他の手段は冷却に自然冷媒を用いるものであり、環境破壊に悪影響を及ぼさない空気調和ができる。
【0029】以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【0030】
【実施例】(実施例1)図1に示すように、屋外機1は内部に空気圧縮機2と自然冷媒による冷却装置3を有し、室内機4とは低圧空気配管5および高圧空気配管6で接続されている。空気圧縮機2の空気の取り入れ口としては外気取入口7および室内戻り空気取入口8と連通しており、圧縮空気吐出管9は冷却装置3を経て調整弁10を介して高圧空気配管6と連通する。また、調整弁10の下流側は誘引口11を経て低圧空気配管5と連通している。室内機4は高圧空気配管6に接続される誘引吹出口12と冷風吹出口14とを設けている。
【0031】上記構成において、屋外機1を運転すると、空気圧縮機2は外気取入口7および室内戻り空気取入口8からの吸気を圧縮して、冷却装置3を通る圧縮空気吐出管9で高圧冷却空気にして調整弁10へ送出する。調整弁10では高圧空気配管6および誘引口11へ分流する。誘引口11では高圧冷却空気の一部を誘引圧として外気取入口7から外気を誘引して低圧冷却空気とし、低圧空気配管5を経て室内機4のなかで室内空気吸込口13からの室内空気と混合して吹出す。一方高圧空気配管6は誘引吹出口12で噴出し減圧膨張によりさらに低温化され、さきの低圧冷却空気と室内空気と混合した空調空気すなわち冷風を冷風吹出口14から室内へ吹き出すものである。室内へ吹き出す空調空気は調整弁10における高圧空気配管6および誘引口11への分流比率を変えることで風量および温湿度の調節を行う。また、吸引外気の除塵や除湿ならびに圧縮空気の除塵、除湿および除油を要所に各種フイルタ(図示なし)を設けて行う。
【0032】なお、複数の部屋を空調する場合は、並列に室内機を設け、それぞれで風量調節をすることで各室の空調ができる。
【0033】(実施例2)図2に示すように、実施例1に示す給気空調システムに2次冷却装置を設けたものであり、実施例1と同一箇所には同一符号を付しその説明は省略する。
【0034】屋外機21は内部に空気圧縮機2と、自然冷媒による冷却装置3と、ドライヤー22を有し、室内機4とは低圧空気配管5および高圧空気配管6とボルテックスチューブ23と2次冷却配管24を介して接続されている。ドライヤー22は高熱排気管25を介しボルテックスチューブ23の高熱排気部に接続され下流に排気口26を有する。空気圧縮機2の空気の取り入れ口としては外気取入口7および室内戻り空気取入口8と連通しており、圧縮空気吐出管9はドライヤー22、冷却装置3を経て調整弁10を介して高圧空気配管6からボルテックスチューブ23へと連通し、2次冷却された冷風は2次冷却配管24へ、排熱は高熱排気管25からドライヤー22へと連通する。調整弁10の下流側は誘引口11を経て低圧空気配管5から室内機4へと連通している。室内機4は室内空気吸込口13と2次冷却配管24に接続される誘引吹出口12と冷風吹出口14とを内部に設けている。
【0035】上記構成において、屋外機21を運転すると、空気圧縮機2は外気取入口7および室内戻り空気取入口8からの吸気を圧縮して高圧空気とし、冷却装置3で高圧冷却空気にする圧縮空気吐出管9を通って調整弁10へ送出する。調整弁10では高圧空気配管6および誘引口11へ分流する。誘引口11では高圧冷却空気の一部を誘引圧として外気取入口7から外気を誘引して低圧冷却空気とし、低圧空気配管5を経て室内機4へ吹き出す。一方高圧空気配管6の高圧冷却空気はボルテックスチューブ23に入り2次冷却されて室内機4の誘引吹出口12から吹き出す。このときの室内空気吸込口13からの誘引気流とともに、さきの低圧冷却空気と混合して空調空気すなわち冷風を冷風吹出口14から室内へ吹き出すものである。室内へ吹き出す空調空気は調整弁10における高圧空気配管6および誘引口11への分流比率を変えることで風量および温湿度の調節を行う。ボルテックスチューブ23からの排熱は高熱排気管25でドライヤー22に導かれ必要に応じてドライヤーの再生に使用される。
【0036】(実施例3)図3に示すように、実施例2に示す給気空調システムの屋外機28に温水蓄熱槽27を設けたものであり、実施例1および2と同一箇所には同一符号を付しその説明は省略する。
【0037】空気圧縮機2の運転中に生じる圧縮熱を温水蓄熱槽27に蓄熱することにより、温水供給する機能が得られる。
【0038】(実施例4)図4に示すように、実施例3に示す給気空調システムの屋外機30に蓄熱部29を設けたものであり、実施例1、2および3と同一箇所には同一符号を付しその説明は省略する。
【0039】冷房運転時間外も冷却装置3を運転し、蓄熱部29に蓄熱し、その蓄熱を利用して、24時間の空調負荷変動に伴う電力消費を平準化する機能が得られる。
【0040】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明によれば、自然冷媒を使用した冷却装置を屋外に設置し、そこで1次処理された圧縮空気を使用し、冷風または温風を作り出すようにしたので、従来の冷凍回路一体型室内機の空調装置において問題となっていた騒音を低減すると共に、屋内へ持込むには安全上の課題があるが環境破壊の恐れがない自然冷媒を用いた空調装置を普及することができるという効果がある。
【0041】また、圧縮空気は送風、搬送に小面積の経路で行えると共に、冷気生成にも使用でき、送風機および熱交換器を必要としないから構造が簡単で製作費が低減できるという効果のある空調装置を提供できる。
【0042】また、屋内機から電動機を排除することができるから、室内機の小型化と騒音の低減および非居住区間における特殊環境の空気調和に適しているという効果のある空調装置を提供できる。




 

 


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