JP2005249363A - 酸素富化給気ユニットおよび空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成によって酸素富化された空気を室内へと給気することができる酸素富化給気ユニットおよび空気調和機の室外機を提供する。
【解決手段】 酸素富化給気ユニット４ａは、吸着ロータ４１とラジアルファン組立体４３とを備える。吸着ロータ４１は、室外から取り込まれた空気に含まれる窒素成分を吸着させるための部材である。ラジアルファン組立体４３は、室外から取り込まれた空気を吸着ロータ４１に通して室内へと送る。
【選択図】 図２

Description

本発明は、酸素富化給気ユニットおよび空気調和機の室外機に関する。

従来、酸素富化膜によって室内空気を酸素富化することが可能な酸素富化装置を備えた空気調和装置がある（特許文献１参照）。このような空気調和装置は、室外ユニットと、室内ユニットと、これらのユニット間を接続するための冷媒配管とを備えており、主として、室内の冷暖房を行っている。酸素富化装置は、室外に設けられており、酸素富化膜によって室外空気から酸素富化空気を得て、得られた酸素富化空気を酸素富化空気供給管を通じて室内に供給する装置である。これにより、この空気調和装置では、室内を冷暖房するとともに、室内を酸素富化することが可能である。
特開平３−２１７７３１号公報

しかし、上記のように、酸素富化膜を利用した酸素富化装置では、圧力差を利用して酸素富化空気と窒素富化空気とを分離するため、圧力容器や圧縮機が必要となり、酸素富化のためのシステムが大きくなるか或いは複雑なものとなり易い。
本発明の課題は、簡易な構成によって酸素富化された空気を室内へと給気することができる酸素富化給気ユニットおよび空気調和機の室外機を提供することにある。

請求項１に記載の酸素富化給気ユニットは、窒素成分吸着部材と送風装置とを備える。窒素成分吸着部材は、室外から取り込まれた空気に含まれる窒素成分を吸着させるための部材である。送風装置は、室外から取り込まれた空気を窒素成分吸着部材に通して室内へと送る。
この酸素富化給気ユニットでは、室外から取り込まれた空気に含まれる窒素成分が窒素成分吸着部材によって吸着されることによって、酸素富化された空気が生成され、酸素富化された空気が送風装置によって室内へと送られる。このため、この酸素富化給気ユニットでは、簡易な構成によって酸素富化された空気を室内へと給気することができる。

請求項２に記載の酸素富化給気ユニットは、請求項１に記載の酸素富化給気ユニットであって、窒素成分吸着部材から窒素成分を脱着させる脱着部をさらに備える。
窒素成分吸着部材に窒素成分が吸着され続けると窒素成分吸着部材の吸着能力が落ちていくが、この酸素富化給気ユニットでは、窒素成分吸着部材に吸着された窒素成分が、脱着部によって、窒素成分吸着部材から脱着される。このため、窒素成分の吸着能力を維持しながら、窒素成分の吸着を繰り返し行うことができる。

請求項３に記載の酸素富化給気ユニットは、請求項２に記載の酸素富化給気ユニットであって、給気経路と、排気経路と、駆動部とをさらに備える。給気経路には、室外から取り込まれ室内へと送られる空気が通る。排気経路には、室外から取り込まれ再び室外へと排出される空気が通る。駆動部は、窒素成分吸着部材の各部分が給気経路と排気経路とを行き来するように窒素成分吸着部材を移動させる。そして、窒素成分吸着部材は、給気経路を通る空気から窒素成分を吸着し、吸着した窒素成分を排気経路を通る空気へと脱着する。

この酸素富化給気ユニットでは、窒素成分吸着部材の一部が、給気経路を通る空気から窒素成分を吸着して酸素富化を行うと共に、窒素成分吸着部材の他の部分が、排気経路を通過する空気へと窒素成分を脱着する。そして、窒素成分吸着部材の各部分が給気経路と排気経路とを行き来するように窒素成分吸着部材が駆動部によって移動して、再び窒素成分の吸着と脱着とが行われる。このように、この酸素富化給気ユニットでは、窒素成分吸着部材の移動によって窒素成分の吸着と脱着とを同時に繰り返し行うことができる。従って、この酸素富化給気ユニットでは、簡易な構成によって、酸素富化を連続的に行うことができる。

請求項４に記載の酸素富化給気ユニットは、請求項２または３に記載の酸素富化給気ユニットであって、窒素成分吸着部材は、加熱されることにより吸着した窒素成分を脱着する性質を有する。そして、脱着部は、窒素成分吸着部材を加熱する。
この酸素富化給気ユニットでは、窒素成分吸着部材が脱着部によって加熱されることによって、窒素成分に吸着された窒素成分が窒素成分吸着部材から脱着される。このため、この酸素富化給気ユニットでは、簡易に窒素成分の脱着を行うことができる。

請求項５に記載の酸素富化給気ユニットは、請求項１から４のいずれかに記載の酸素富化給気ユニットであって、窒素成分吸着部材は、ゼオライトを有する。
この酸素富化給気ユニットでは、ゼオライトによって、窒素の吸着および脱着を行うことができる。また、窒素成分吸着部材は、窒素成分吸着部材に窒素成分と共に吸着された水分を容易に脱着することができる。このため、水分の脱着のために必要なメンテナンスを簡易化することができる。

請求項６に記載の酸素富化給気ユニットは、請求項１から５のいずれかに記載の酸素富化給気ユニットであって、窒素成分吸着部材は、室外から取り込まれた空気に含まれる不要ガス成分を吸脱着可能である。
この酸素富化給気ユニットでは、窒素成分吸着部材によって不要ガス成分を吸着することができ、不要ガス成分が低減された空気を室内へと給気することができる。このため、酸素富化されると共に清浄化された空気を室内へと給気することができる。

請求項７に記載の空気調和機の室外機は、室内の冷暖房を行うための室外空調ユニットと、請求項１から６のいずれかに記載の酸素富化給気ユニットとを備える。
この空気調和機の室外機では、室外から取り込まれた空気に含まれる窒素成分が窒素成分吸着部材によって吸着されることによって、酸素富化された空気が生成され、酸素富化された空気が送風装置によって室内へと送られる。このため、この空気調和機の室外機では、簡易な構成によって酸素富化された空気を室内へと給気することができる。

請求項１に記載の酸素富化給気ユニットでは、室外から取り込まれた空気に含まれる窒素成分が窒素成分吸着部材によって吸着されることによって、酸素富化された空気が生成され、酸素富化された空気が送風装置によって室内へと送られる。このため、この酸素富化給気ユニットでは、簡易な構成によって酸素富化された空気を室内へと給気することができる。

請求項２に記載の酸素富化給気ユニットでは、窒素成分吸着部材に吸着された窒素成分が、脱着部によって、窒素成分吸着部材から脱着される。このため、窒素成分の吸着能力を維持しながら、窒素成分の吸着を繰り返し行うことができる。
請求項３に記載の酸素富化給気ユニットでは、窒素成分吸着部材の移動によって窒素成分の吸着と脱着とを同時に繰り返し行うことができる。従って、この酸素富化給気ユニットでは、簡易な構成によって、酸素富化を連続的に行うことができる。

請求項４に記載の酸素富化給気ユニットでは、窒素成分吸着部材が脱着部によって加熱されることによって、窒素成分に吸着された窒素成分が窒素成分吸着部材から脱着される。このため、この酸素富化給気ユニットでは、簡易に窒素成分の脱着を行うことができる。
請求項５に記載の酸素富化給気ユニットでは、ゼオライトによって、窒素の吸着および脱着を行うことができる。また、窒素成分吸着部材は、窒素成分吸着部材に窒素成分と共に吸着された水分を容易に脱着することができる。このため、水分の脱着のために必要なメンテナンスを簡易化することができる。

請求項６に記載の酸素富化給気ユニットでは、窒素成分吸着部材によって不要ガス成分を吸着することができ、不要ガス成分が低減された空気を室内へと給気することができる。このため、酸素富化されると共に清浄化された空気を室内へと給気することができる。
請求項７に記載の空気調和機の室外機では、室外から取り込まれた空気に含まれる窒素成分が窒素成分吸着部材によって吸着されることによって、酸素富化された空気が生成され、酸素富化された空気が送風装置によって室内へと送られる。このため、この空気調和機の室外機では、簡易な構成によって酸素富化された空気を室内へと給気することができる。

［第１実施形態］
＜空気調和機の概略構成＞
本発明の第１実施形態に係る空気調和機１ａの外観を図１に示す。
この空気調和機１ａは、室内の壁面などに取り付けられる室内機２と、室外に設置される室外機３ａとに分かれて構成されている。

室外機３ａは、それぞれ別ユニット化された室外空調ユニット５と酸素富化給気ユニット４ａとを備えている。室外空調ユニット５は、室外熱交換器やプロペラファンなどを収納し室内の冷暖房を行う。酸素富化給気ユニット４ａは、室外から取り込まれた空気を酸素富化して室内へと送る。
室内機２には室内熱交換器が収納され、室外機３ａ内には室外熱交換器が収納されている。そして、各熱交換器およびこれらの熱交換器を接続する冷媒配管３１，３２が、冷媒回路を構成している。また、室外機３ａと室内機２との間には、酸素富化給気ユニット４ａからの酸素富化された酸素富化空気を室内機２側に供給するときや室内の空気を室外に排出するときに用いられる給排気ホース６が設けられている。

＜冷媒回路の全体構成＞
図２は、空気調和機１ａで用いられる冷媒回路の構成図に空気の流れの概略を付加したものである。
室内機２には、室内熱交換器１１が設けられている。この室内熱交換器１１は、長さ方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管が挿通される複数のフィンとからなり、接触する空気との間で熱交換を行う。

また、室内機２内には、クロスフローファン１２と、クロスフローファン１２を回転駆動する室内ファンモータ１３とが設けられている。クロスフローファン１２は、円筒形状に構成され、周面には多数の羽根が設けられており、回転軸と交わる方向に空気流を生成する。このクロスフローファン１２は、室内空気を室内機２内に吸い込ませるとともに、室内熱交換器１１との間で熱交換を行った後の空気を室内に吹き出させる。

室外空調ユニット５には、圧縮機２１と、圧縮機２１の吐出側に接続される四路切換弁２２と、圧縮機２１の吸入側に接続されるアキュムレータ２３と、四路切換弁２２に接続された室外熱交換器２４と、室外熱交換器２４に接続された電動弁２５とが設けられている。電動弁２５は、フィルタ２６および液閉鎖弁２７を介して冷媒配管３２に接続されており、この冷媒配管３２を介して室内熱交換器１１の一端と接続される。また、四路切換弁２２は、ガス閉鎖弁２８を介して冷媒配管３１に接続されており、この冷媒配管３１を介して室内熱交換器１１の他端と接続されている。これらの冷媒配管３１，３２は、上述した給排気ホース６とともに集合連絡管７を形成する。

また、室外空調ユニット５内には、室外熱交換器２４での熱交換後の空気を外部に排出するためのプロペラファン２９が設けられている。このプロペラファン２９は、室外ファンモータ３０によって回転駆動される。
＜室外機の構成＞
室外機３ａは、図１に示すように、下部の室外空調ユニット５および上部の酸素富化給気ユニット４ａが一体となって構成されている。

〔室外空調ユニットに係る構成〕
室外空調ユニット５は、主として、室外空調ユニットケーシングと、室外空調ユニットケーシングの内部に収容される冷媒回路構成部品とにより構成されている。
室外空調ユニットケーシングは、図１に示すように、主として前面パネル５１と側板５２，５３とにより構成されている。前面パネル５１は、室外空調ユニット５の前面を覆う樹脂製の部材である。前面パネル５１には、複数のスリット状の開口からなる室外空調ユニット吹出口５１ａが設けられており、室外熱交換器２４（図２参照）を通った空気は、室外空調ユニット５の内部からこの室外空調ユニット吹出口５１ａを通って室外機３ａの外部へと吹き出す。

側板５２，５３には右側板５２および左側板５３があり、これらは室外空調ユニット５の側方を覆う金属製の部材である。ここでは、室外機３ａの正面視において右側に右側板５２、左側に左側板５３が設けられている。右側板５２には、液閉鎖弁２７およびガス閉鎖弁２８（図２参照）を保護するための閉鎖弁カバー５５が取り付けられる。また、室外空調ユニット５の背面には、図示しない保護金網が設けられている。

冷媒回路構成部品には、上述した、室外熱交換器２４、圧縮機２１、アキュムレータ２３、四路切換弁２２、電動弁２５等がある。室外熱交換器２４の前方には、室外ファンモータ３０とプロペラファン２９とが設けられている。プロペラファン２９は、室外空調ユニット５内に取り入れた空気を室外熱交換器２４に通して接触させる。プロペラファン２９によって生成される空気流は、室外熱交換器２４とプロペラファン２９との間を通る室外機空気経路Ｒ３を通り、室外空調ユニット吹出口５１ａから前面パネル５１の前方に排気される（図２参照）。

〔酸素富化給気ユニットに係る構成〕
酸素富化給気ユニット４ａは、室外から取り込まれた空気を酸素富化して室内へと供給する酸素富化給気運転と、室内の空気を室外へと排出させる排気運転とを行うことができる。
酸素富化給気ユニット４ａは、図１及び図２に示すように、酸素富化給気ユニットケーシング４０と、酸素富化給気ユニットケーシング４０内に収容される、吸着ロータ４１（窒素成分吸着部材）、ヒータ組立体４２（脱着部）、ラジアルファン組立体４３（送風装置）、切換ダンパ４４及び排出用ファン４６とを備えている。

（酸素富化給気ユニットケーシング）
酸素富化給気ユニットケーシング４０は、酸素富化給気ユニット４ａの前方、後方および両側方を覆っており、室外空調ユニット５の上部に接するように配置される。
酸素富化給気ユニットケーシング４０の内部の空間は、室外から取り込まれ室内機２へと送られる空気が通る空間と、室外から取り込まれ窒素成分と共に再び室外へと排出される空気が通る空間とに分けられている。室外から取り込まれ室内機２へと送られる空気が通る空間は、酸素富化給気ユニットケーシング４０の正面視における右側に位置しており、室外から取り込まれ窒素成分と共に再び室外へと排出される空気が通る空間は、左側に位置している。酸素富化給気ユニットケーシング４０の背面には、複数のスリット状の開口からなる給排気口４０ｃ及び空気取込み口４０ｂが左右方向に並んで設けられており、酸素富化給気ユニットケーシング４０の前面の左側には、空気吹出し口４０ａが設けられている。

給排気口４０ｃは、室内機２へと送られるために取り込まれる空気が通る開口である。給排気口４０ｃには、通過する空気から塵や埃等を取り除く集塵フィルタ４５が取り付けられている。
空気取込み口４０ｂは、吸着ロータ４１に吸着された窒素成分を脱着させる空気が酸素富化給気ユニットケーシング４０内に取り込まれる際に通る開口である。

空気吹出し口４０ａは、吸着ロータ４１から脱着した窒素成分が酸素富化給気ユニットケーシング４０内から排出される際に通る開口である。
なお、酸素富化給気ユニットケーシング４０の上部は、天板４９により覆われている。
（吸着ロータ）
吸着ロータ４１は、概ね円板形状を有するハニカム構造のセラミックロータであり、室外から取り込まれた空気に含まれる窒素成分を吸着させるためのものである。吸着ロータ４１は、水平面で切った断面において細かいハニカム（蜂の巣）状になっており、空気が容易に通過できる構造となっている。そして、これらの断面が多角形である吸着ロータ４１の多数の筒部分を、空気が通過する。

吸着ロータ４１の主たる部分は、Ｃａ−Ａ型ゼオライトから焼成されている。このため、この吸着ロータ４１は、窒素成分をよく吸着することができる。このゼオライトは、接触する空気に含まれる窒素成分を吸着し、加熱されることによって吸着した窒素成分を脱着する性質を有している。また、このゼオライトは、窒素成分と共に空気中の水分を吸着するが、加熱されることによって吸着した水分を脱着する性質を有している。

吸着ロータ４１は、酸素富化給気ユニットケーシング４０内で回動可能に支持されている。吸着ロータ４１は、図３に示すように、右半分の部分が給排気経路Ｒ１（給気経路）中に、左半分の部分が窒素成分排出経路Ｒ２（排気経路）中に位置するように配置されている。給排気経路Ｒ１は、室外から取り込まれ吸着ロータにより含有する窒素成分を吸着され室内へと送られる空気が通る経路であり、窒素成分排出経路Ｒ２は、室外から取り込まれ再び室外へと排出される空気が通る経路である。吸着ロータ４１は、吸着ロータ４１の各部分が給排気経路Ｒ１と窒素成分排出経路Ｒ２とを行き来するように、ロータ駆動モータ４７（駆動部）（図２および図４参照）により回転駆動される。

なお、吸着ロータ４１によって、空気中の不要ガス成分を吸着することによって、清浄化された空気を室内へと吸気することもできる。不要ガス成分とは、ＮＯｘやＳＯｘなどの有害ガス成分や悪臭の原因となる臭気成分などである。
また、給排気経路Ｒ１と窒素成分排出経路Ｒ２とは、図２に示す室外機空気経路Ｒ３とは別の経路となっている。

（ラジアルファン組立体）
ラジアルファン組立体４３は、吸着ロータ４１の側方に配置されている。ラジアルファン組立体４３は、給排気口４０ｃから吸着ロータ４１および切換ダンパ４４を経て室内機２へと到る空気の流れを生成して、室外から取り入れた空気を吸着ロータ４１に通して室内へと送る。また、ラジアルファン組立体４３は、室内機２から取り入れた空気を給排気口４０ｃから室外へと排出することもできる。ラジアルファン組立体４３は、切換ダンパ４４が切り換わることにより、これらの動作を切り換える。

ラジアルファン組立体４３は、室外から取り入れた空気を室内機２へと送る場合には、吸着ロータ４１の右側の略半分を通過した空気を、切換ダンパ４４及び給排気ホース６を介して空気を室内機２へと供給する。
ラジアルファン組立体４３は、室内機２から取り入れた室内の空気を室外へと排出する場合には、給排気ホース６を通って送られてきた空気を酸素富化給気ユニットケーシング４０の背面に設けられた給排気口４０ｃから室外へと排出する。

（切換ダンパ）
切換ダンパ４４は、ラジアルファン組立体４３と共に配置される回転式の空気流路切換手段であり、第１状態、第２状態及び第３状態に切り替わる。
第１状態においては、ラジアルファン組立体４３から吹き出された空気は、給排気ホース６を通って室内機２へと供給されるようになる。これにより、第１状態では、図２の実線矢印Ａ１で示す矢印の向きに空気が流れ、酸素富化空気が給排気ホース６を通って室内機２へと供給されるようになる。

第２状態では、図２の破線矢印Ａ２で示す矢印の向きに空気が流れ、室内機２から給排気ホース６を通ってきた空気が、ラジアルファン組立体４３から給排気口４０ｃを経て室外へと排出される。
第３状態では、切換ダンパ４４と給排気ホース６とを繋ぐ経路が閉じられ、室外機３ａと室内機２との間の空気の流れが遮断される。

（ヒータ組立体）
ヒータ組立体４２は、窒素成分排出経路Ｒ２の途中に吸着ロータ４１の上流に設けられており、空気取込み口４０ｂから取り込まれて吸着ロータ４１へ送られる室外の空気を加熱する。この加熱された空気が吸着ロータ４１を通ることにより、吸着ロータ４１が加熱される。ヒータ組立体４２は、吸着ロータ４１の上面の略半分（左側の半分）を覆うように配置されている。

（排出用ファン）
排出用ファン４６は、排出用ファンモータ４８によって回転する遠心ファンであり、空気取込み口４０ｂからヒータ組立体４２及び吸着ロータ４１を介して空気吹出し口４０ａへと流れる気流を生成する（図２の矢印Ａ３参照）。排出用ファン４６は、空気取込み口４０ｂから室外の空気を酸素富化給気ユニットケーシング４０内に取り込む。酸素富化給気ユニットケーシング４０内に取り込まれた空気は、ヒータ組立体４２により加熱された後に吸着ロータ４１を通る。このため、吸着ロータ４１は、吸着している窒素成分および水分を空気中へと脱着する。窒素成分を含む空気は、空気吹出し口４０ａから酸素富化給気ユニットケーシング４０の前方へ向けて排出される。

（制御部）
図４に示す制御部１００は、空気調和機１ａの室内機２、室外空調ユニット５、および酸素富化給気ユニット４ａに配置される電装品箱などに分かれて存在している。この制御部１００は、室外温度を検出する室外温度サーミスタ１０１、室内機２や室外機３ａのその他の各機器と接続されており、リモコン１０２等からの運転指令に基づいて暖房運転、冷房運転、酸素富化給気運転、排気運転などの各運転モードに応じて各機器の運転制御を行う。

＜酸素富化給気ユニットの動作＞
本実施形態にかかる空気調和機１ａにおける酸素富化給気ユニット４ａの動作を図１及び図２に基づいて説明する。
〔酸素富化給気運転時の動作〕
本実施形態にかかる空気調和機１ａにおいて酸素富化給気運転を行うときには、切換ダンパ４４が第１状態に切り換えられる。

ラジアルファン組立体４３が駆動されると、給排気口４０ｃから酸素富化給気ユニットケーシング４０内に室外の空気が取り込まれる。このとき、取り込まれた室外の空気に含有される塵や埃等は、集塵フィルタ４５により除去される。そして、酸素富化給気ユニットケーシング４０内に取り込まれた空気は、図３（ａ）に示すように吸着ロータ４１の右側の略半分の部分を通過し、図２に示す切換ダンパ４４の内部を通ってラジアルファン組立体４３へと至る。このような空気流は、ラジアルファン組立体４３が生成するものである。室外から取り込まれた空気に含まれる窒素成分は、吸着ロータ４１の右側の略半分の部分を通過する際に吸着されて空気から取り除かれる。これにより、吸着ロータ４１を通過した空気は、酸素成分の比率の高い酸素富化空気となる。また、ラジアルファン組立体４３は、上記のように吸着ロータ４１および切換ダンパ４４を通り抜けてきた空気を、再び切換ダンパ４４を通して給排気ホース６へと送る。そして、この空気は、給排気ホース６を介して室内機２へと送られ、室内熱交換器１１を経て室内に吹き出される。

このように、室外から取り込まれた空気は、給排気口４０ｃ、吸着ロータ４１、ラジアルファン組立体４３及び切換ダンパ４４を通る給排気経路Ｒ１により室内機２へと導かれる。そして、窒素成分が低減され酸素富化された空気が室内へと吹き出される。
吸着ロータ４１の右側の略半分の部分は、吸着ロータ４１が回転することによって、吸着ロータ４１の左側の略半分の部分となる。すなわち、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、給排気経路Ｒ１中に位置していた吸着ロータ４１の部分（図３（ａ）のハッチングを施した部分）が、吸着ロータ４１が回転することによって、窒素成分排出経路Ｒ２中に移動することになる。吸着ロータ４１に吸着された窒素成分は、吸着ロータ４１の回転に伴い、ヒータ組立体４２の下方に位置する吸着ロータ４１の左側の部分に移動してくる。酸素富化給気ユニット４ａは、排出用ファン４６を回転駆動することによって、室外からの空気を空気取込み口４０ｂから酸素富化給気ユニットケーシング４０内に取り入れる。酸素富化給気ユニットケーシング４０内に入ってきた空気は、ヒータ組立体４２へと導入される。そして、ヒータ組立体４２により加熱された空気は、吸着ロータ４１の左側の略半分の部分を通過して、排出用ファン４６を介して空気吹出し口４０ａを通って室外機３ａの前方へと排出される。吸着ロータ４１に吸着した窒素成分は、ヒータ組立体４２からの熱により吸着ロータ４１から脱着する。このため、吸着ロータ４１に吸着された窒素成分は、室外から取り入れられた空気が吸着ロータ４１の左側の略半分の部分を通過する際に、空気中へと脱着される。そして、脱着された窒素成分は、排出用ファン４６によって生成される空気流にのって機外へと排出される。また、窒素成分と共に吸着ロータ４１に吸着されていた水分も窒素成分排出経路Ｒ２を通る空気へと脱着され、窒素成分と共に機外へと排出される。

このように、室外から取り込まれた空気は、空気取込み口４０ｂ、ヒータ組立体４２、吸着ロータ４１、排出用ファン４６及び空気吹出し口４０ａを通る窒素成分排出経路Ｒ２により、再び室外へと排出される。そして、これに伴って、室内へと送られる空気から吸着された窒素成分が、吸着ロータから脱着されて室外へと排出される。
〔排気運転時の動作〕
排気運転を行うときには、上記の切換ダンパ４４は、第２状態に切り換えられる。

ラジアルファン組立体４３が駆動されると、室内機２から取り込まれた室内の空気が、給排気ホース６から切換ダンパ４４の内部を通ってラジアルファン組立体４３へと到る。ラジアルファン組立体４３へと到った空気は、再び切換ダンパ４４の内部を通って、吸着ロータ４１の右側の略半分の部分を通過し、給排気口４０ｃから室外へと排出される。
このように室内機２から取り込まれた室内の空気は、給排気経路Ｒ１を酸素富化給気運転時とは逆向きに通過し、酸素富化給気ユニット４ａから室外へと排出される。

なお、空気調和機１ａの運転停止時には、制御部１００は切換ダンパ４４を第３状態とする。第３状態では、上述したように切換ダンパ４４と給排気ホース６とを繋ぐ経路が閉じられ、室内と室外とが連通しない状態となる。
＜特徴＞
（１）
上記のような酸素富化給気ユニット４ａによれば、酸素富化膜方式による場合と比べて、圧力容器や圧縮機が不要であり、酸素富化のためのシステムを小型化することが容易である。このため、酸素富化給気ユニット４ａでは、比較的簡易な構成で酸素富化を行うことができる。

（２）
酸素富化給気ユニット４ａでは、上記のような吸着ロータ４１の回転を利用したロータ方式を用いることによって、窒素成分の脱着が容易である。また、窒素成分と共に吸着ロータに吸着される水分の脱着も容易であるため、吸着された水分の処理のためのメンテナンスを省略することができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態にかかる空気調和機１ｂを図５に示す。図５は、空気調和機１ｂで用いられる冷媒回路の構成図に空気の流れの概略を付加したものである。
この空気調和機１ｂでは、室外機３ｂは、それぞれ別ユニット化された室外空調ユニット５と酸素富化給気ユニット４ｂと加湿ユニット８とを備えている。

室外空調ユニット５は、第１実施形態と同様の構成である。
酸素富化給気ユニット４ｂは、室外から取り込まれた空気を酸素富化して室内へと供給する酸素富化給気運転を行うことができる。酸素富化給気ユニット４ｂは、第１実施形態にかかる酸素富化給気ユニット４ａと略同様の構成であるが、給排気経路Ｒ１を通る空気流を生成するためのラジアルファン組立体４３、給排気を切り換えるための切換ダンパ４４、窒素成分排出経路Ｒ２を通る空気流を生成するための排出用ファン４６などは、加湿ユニット８と共用されており、加湿ユニット８内に備えられている。また、給排気経路Ｒ１、窒素成分排出経路Ｒ２も、酸素富化給気ユニット４ｂと加湿ユニット８とで共用されており、酸素富化給気ユニット４ｂおよび加湿ユニット８を通るように構成されている。酸素富化給気ユニット４ｂは、吸着ロータ４１、ヒータ組立体４２、ロータ駆動モータ４７などを備えている。

加湿ユニット８は、室内から取り込まれた空気を室外へと排出させる排気運転と室外から取り込まれた空気を室内へと供給する加湿運転とを行うことができるユニットである。加湿ユニット８は、加湿ロータ８１、加湿用ヒータ組立体８２、ラジアルファン組立体４３、切換ダンパ４４及び排出用ファン４６などを備えており、これらは加湿ユニットケーシング（図示せず）に収容されている。

加湿ロータ８１は、ゼオライト、シリカゲル、あるいはアルミナといった吸着剤から焼成されている。このゼオライト等の吸着剤は、接触する空気中の水分を吸着し、加熱されることによって吸着して含有する水分を脱着する性質を有している。加湿ロータ８１は、右半分の部分が給排気経路Ｒ１中に、左半分の部分が窒素成分排出経路Ｒ２中に位置するように配置されている。給排気経路Ｒ１は、酸素富化給気ユニット４ｂおよび加湿ユニット８との両方を通っており、室外から取り込まれ吸着ロータ４１により含有する窒素成分を吸着されると共に加湿ロータ８１によって水分を加湿されて室内へと送られる空気が通る。窒素成分排出経路Ｒ２は、酸素富化給気ユニット４ｂおよび加湿ユニット８との両方を通っており、室外から取り込まれ再び室外へと排出される空気が通る。加湿ロータ８１は、加湿ロータ８１の各部分が給排気経路Ｒ１と窒素成分排出経路Ｒ２とを行き来するように、ロータ駆動モータ４７により回転駆動される（図３参照）。なお、加湿ロータ８１と吸着ロータ４１とは、ゼオライトの細孔の大きさが異なるものが用いられる。例えば、加湿ロータでは、３Åの径の細孔を有するものが用いられ、吸着ロータ４１では、それ以上の径の細孔を有するものが用いられる。これらは、吸着する対象、すなわち、水分子と窒素分子との分子径の差異によるものである。

ラジアルファン組立体４３は、加湿ロータ８１の側方に配置されている。ラジアルファン組立体４３は、酸素富化給気ユニットケーシングに設けられた給排気口４０ｃ（図１参照）から吸着ロータ４１、加湿用ヒータ組立体８２、加湿ロータ８１および切換ダンパ４４を経て室内機２へと到る空気の流れを生成して、室外から取り入れた空気を吸着ロータ４１および加湿ロータ８１に通して室内へと送る。

切換ダンパ４４については、第１実施形態と同様である。
加湿用ヒータ組立体８２は、加湿ロータ８１へ送られる室外の空気を加熱する。この加熱された空気が加湿ロータ８１を通ることにより、加湿ロータ８１が加熱される。加湿用ヒータ組立体８２は、給排気経路Ｒ１の途中に設けられており、加湿ロータ８１の上面の略半分（右側の半分）を覆うように配置されている。

排出用ファン４６は、排出用ファンモータ４８によって回転する遠心ファンであり、空気取込み口４０ｂ（図１参照）からヒータ組立体４２、吸着ロータ４１および加湿ロータ８１を介して空気吹出し口４０ａへと流れる気流を生成する。排出用ファン４６は、空気取込み口４０ｂから室外の空気を酸素富化給気ユニットケーシング内に取り込む。酸素富化給気ユニットケーシング内に取り込まれた空気は、ヒータ組立体４２により加熱された後に吸着ロータ４１を通る。このため、吸着ロータ４１は、吸着している窒素成分を空気中へと脱着する。そして、吸着ロータ４１を通った空気は、加湿ユニット８へと送られ加湿ロータ８１を通る。このため、加湿ロータ８１は、通過する空気から水分を吸着する。水分を吸着され窒素成分を含む空気は、空気吹出し口４０ａから酸素富化給気ユニットケーシングの前方へ向けて排出される。

他の構成については、第１実施形態と同様である。
＜特徴＞
（１）
上記のような空気調和機１ｂによれば、酸素富化給気ユニット４ｂおよび加湿ユニット８によって、酸素富化および加湿された空気を室内へと吸気することができ、室内の居住者等の快適感を向上させることができる。

（２）
空気調和機１ｂによれば、ラジアルファン組立体４３や排出用ファン４６などが、酸素富化給気ユニット４ｂと加湿ユニット８とで共通化されているため、各ユニット４ｂ、８の小型化やコスト削減が可能である。
［他の実施形態］
（１）
上記の実施形態では、加湿ユニット８と、酸素富化給気ユニット４ｂとが、それぞれ加湿ロータ８１と吸着ロータ４１とを備えており、別のロータが使用されている。しかし、加湿ロータ８１と吸着ロータ４１とが共通化されて、一つのロータが加湿機能および酸素富化機能に兼用されてもよい。

（２）
上記の第２実施形態では、加湿と酸素富化との両方が同時に行われているが、加湿機能か酸素富化かの選択が行われ、いずれか１つの機能を実行するように構成されてもよい。

本発明は、簡易な構成によって酸素富化された空気を室内へと給気することができる効果を有し、酸素富化給気ユニットおよび空気調和機の室外機として有用である。

第１実施形態にかかる空気調和機の外観図。 第１実施形態にかかる空気調和機の冷媒回路図。 吸着ロータおよび空気の流れを示す図。 制御ブロック図。 第２実施形態にかかる空気調和機の冷媒回路図。

符号の説明

１ａ，１ｂ 空気調和機
３ａ，３ｂ 室外機
４ａ，４ｂ 酸素富化給気ユニット
５ 室外空調ユニット
４１ 吸着ロータ（窒素成分吸着部材）
４３ ラジアルファン組立体（送風装置）
４２ ヒータ組立体（脱着部）
４７ ロータ駆動モータ（駆動部）
Ｒ１ 給排気経路（給気経路）
Ｒ２ 窒素成分排出経路（排気経路）

Claims (7)

1. 室外から取り込まれた空気に含まれる窒素成分を吸着させるための窒素成分吸着部材（４１）と、
   室外から取り込まれた空気を前記窒素成分吸着部材（４１）に通して室内へと送る送風装置（４３）と、
   を備える酸素富化給気ユニット（４ａ，４ｂ）。
2. 前記窒素成分吸着部材（４１）から前記窒素成分を脱着させる脱着部（４２）をさらに備える、
   請求項１に記載の酸素富化給気ユニット（４ａ，４ｂ）。
3. 室外から取り込まれ室内へと送られる空気が通る給気経路（Ｒ１）と、
   室外から取り込まれ再び室外へと排出される空気が通る排気経路（Ｒ２）と、
   前記窒素成分吸着部材（４１）の各部分が前記給気経路（Ｒ１）と前記排気経路（Ｒ２）とを行き来するように前記窒素成分吸着部材（４１）を移動させる駆動部（４７）と、
   をさらに備え、
   前記窒素成分吸着部材（４１）は、前記給気経路（Ｒ１）を通る空気から前記窒素成分を吸着し、吸着した前記窒素成分を前記排気経路（Ｒ２）を通る空気へと脱着する、
   請求項２に記載の酸素富化給気ユニット（４ａ，４ｂ）。
4. 前記窒素成分吸着部材（４１）は、加熱されることにより吸着した前記窒素成分を脱着する性質を有し、
   前記脱着部（４２）は、前記窒素成分吸着部材（４１）を加熱する、
   請求項２または３に記載の酸素富化給気ユニット（４ａ，４ｂ）。
5. 前記窒素成分吸着部材（４１）は、ゼオライトを有する、
   請求項１から４のいずれかに記載の酸素富化給気ユニット（４ａ，４ｂ）。
6. 前記窒素成分吸着部材（４１）は、室外から取り込まれた空気に含まれる不要ガス成分を吸脱着可能である、
   請求項１から５のいずれかに記載の酸素富化給気ユニット（４ａ，４ｂ）。
7. 室内の冷暖房を行うための室外空調ユニット（５）と、
   請求項１から６のいずれかに記載の酸素富化給気ユニット（４ａ，４ｂ）と、
   を備える空気調和機（１ａ，１ｂ）の室外機（３ａ，３ｂ）。

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