專利名稱：氣體富化裝置和使用該裝置的送風(fēng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高空氣中的給定氣體濃度的氣體富化裝置，和具有該裝置的送風(fēng)裝置。
背景技術(shù)：
使給定氣體通過的選擇性氣體透過膜的氧富化裝置和氮富化裝置等增加特定氣體濃度的裝置，提出的有作為醫(yī)療用的氧富化裝置、空調(diào)機(jī)、空氣清凈機(jī)等設(shè)備。
在特開平5-113227號(hào)公報(bào)中所述的具有室外機(jī)和室內(nèi)機(jī)的分離式空調(diào)機(jī)中，設(shè)在室外機(jī)中的、利用氧富化膜的氧富化裝置可提高空氣中的氧的濃度。氧濃度提高后的空氣，通過送出管路從室外機(jī)送至室內(nèi)機(jī)，再向室內(nèi)放出，使作為空氣被調(diào)節(jié)的空間的室內(nèi)的氧的濃度增加，提高居住者的舒適性。
但是，在上述氧富化裝置中，雖然現(xiàn)在實(shí)用的氧富化膜是從與占空氣成份大半的氮中有選擇地使氧透過，但同時(shí)也使空氣中的水分透過。即相對(duì)于氧富化膜的初級(jí)側(cè)的空氣，在透過膜的次級(jí)側(cè)的空氣的僅氮分離的部分濕度提高，露點(diǎn)比初級(jí)側(cè)的空氣升高。因此，在膜的次級(jí)側(cè)的管路中經(jīng)常產(chǎn)生結(jié)露水。
在上述分離式空調(diào)機(jī)中，結(jié)露的水由室內(nèi)機(jī)放散出來，弄濕室內(nèi)。為了不使用戶有下雨的不舒適感覺，室內(nèi)機(jī)具有使空氣在富含氧的空氣輸送流路中冷卻、并使含有的水分結(jié)露的熱交換器，和分離水分的分離器，以防止水分在室內(nèi)飛散。
這樣，利用使用選擇性氣體透過膜或壓力旋轉(zhuǎn)吸收法(PSA)等吸附材料的選擇性氣體富化裝置，氧濃度增加的空氣的相對(duì)濕度必然提高。由于空氣的露點(diǎn)升高，容易產(chǎn)生結(jié)露。
在選擇性氣體透過膜的次級(jí)側(cè)，富含氧的空氣的輸送管路暴露在溫度低的外界氣體下，而使其溫度降低的情況下，在輸送管路內(nèi)部，結(jié)露水凍結(jié)，富含氧的空氣有可能不能輸送至室內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的氣體富化裝置具有提高初級(jí)側(cè)空氣的給定氣體成份的濃度，從次級(jí)側(cè)輸出的氣體富化機(jī)構(gòu)；使氣體富化機(jī)構(gòu)的次級(jí)側(cè)的氣壓，比初級(jí)側(cè)的氣壓低的差壓機(jī)構(gòu)；檢測(cè)大氣溫度的溫度傳感器；以及根據(jù)檢測(cè)的溫度，控制差壓機(jī)構(gòu)的控制部。
該氣體富化裝置，在氣體富化機(jī)構(gòu)的次級(jí)側(cè)的輸送管路中，即使外界氣溫低，富含氧的空氣中的結(jié)露水也不凍結(jié)。


圖1為具有本發(fā)明實(shí)施方式的氧富化裝置的空調(diào)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖；圖2表示本實(shí)施方式的氧富化裝置的控制方法；圖3為表示本實(shí)施方式的氧富化裝置的工作的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為具有本發(fā)明實(shí)施方式的氧富化裝置的空調(diào)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖?？照{(diào)機(jī)具有室內(nèi)機(jī)11、室外機(jī)1和連接它們并使冷卻氣體循環(huán)的連接管路(圖中沒有示出)。室內(nèi)機(jī)11具有作為送風(fēng)機(jī)的風(fēng)扇13。室外機(jī)1具有壓縮機(jī)20、熱交換器22、風(fēng)扇21和安裝在另一個(gè)區(qū)域中的氧富化裝置30。
氧富化裝置30具有帶有使空氣中的氧透過的氧富化膜的氧富化機(jī)構(gòu)2、減壓泵3、以及將通入室內(nèi)機(jī)11的、從減壓泵3排出的空氣通過的排出主管6。另外，為了去除滯留在氧富化機(jī)構(gòu)2的初級(jí)側(cè)(大氣側(cè))的氮濃度高的空氣，可配置與氧富化裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)連動(dòng)工作的風(fēng)扇(圖中沒有示出)。氧富化機(jī)構(gòu)2可配置在室外機(jī)1的送風(fēng)回路內(nèi)，利用風(fēng)扇21去除氧富化機(jī)構(gòu)2的初級(jí)側(cè)的氮濃度高的空氣。
控制裝置12具有檢測(cè)室外機(jī)1周圍的外界氣體的溫度的溫度傳感器10。
氧濃度提高后的空氣，通過排出主管6，送入室內(nèi)機(jī)11中。在室內(nèi)機(jī)11的框體內(nèi)部或其附近，設(shè)有吹出空氣的排出口7。在具有面向框體內(nèi)的送風(fēng)回路配置的排出口7的室內(nèi)機(jī)11中，將從排出口7輸出的空氣添加在風(fēng)扇13吹出的送風(fēng)中，再?gòu)拇党隹?4送入被調(diào)節(jié)空氣的空間中。
這里，關(guān)于空調(diào)機(jī)的冷凍循環(huán)的構(gòu)成及動(dòng)作，因與本發(fā)明無關(guān)，故省略其詳細(xì)說明。
其次，利用圖1-圖3來說明上述結(jié)構(gòu)的氧富化裝置的工作。圖2表示本實(shí)施方式的氧富化裝置的控制方法。圖3為表示本實(shí)施方式的氧富化裝置工作的時(shí)序圖。
當(dāng)減壓泵3運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過氧富化機(jī)構(gòu)2的箭頭15a所示的空氣，通過氧供給主管4，被減壓泵3吸入，氧濃度提高后的空氣，則通過排出主管6，送至室內(nèi)機(jī)11。減壓泵3的運(yùn)轉(zhuǎn)能力，即每單位時(shí)間的送風(fēng)量為可變。
當(dāng)減壓泵3運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制裝置12將由溫度傳感器10檢測(cè)的外界氣體的溫度，與預(yù)先設(shè)定的溫度T1和T2進(jìn)行比較，根據(jù)圖2所示的控制方法，如圖3所示那樣，控制減壓泵3的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。
在圖2中，上方檢測(cè)的外界氣體溫度高，越向下方，則外界氣體的溫度降低。首先，在檢測(cè)的外界氣體的溫度比設(shè)定溫度T1高的溫度Ta的情況下，控制部12控制減壓泵3的運(yùn)轉(zhuǎn)能力，在包含比最大運(yùn)轉(zhuǎn)能力低的運(yùn)轉(zhuǎn)能力下運(yùn)轉(zhuǎn)。在外界氣體溫度降低，比設(shè)定溫度T1低的溫度Tb的情況下，由于減壓泵3的運(yùn)轉(zhuǎn)能力降低，在排出主管6上的結(jié)露產(chǎn)生的水凍結(jié)的可能性大。因此，控制部分12使減壓泵3在其最大運(yùn)轉(zhuǎn)能力下運(yùn)轉(zhuǎn)，使水不凍結(jié)，從排出口7排出。
在外界氣體溫度再次升高的情況下，控制部分12，在設(shè)定溫度下，以T2-T1的滯后控制減壓泵3。即使外界氣體溫度為溫度Tc，控制部12，也可以最大運(yùn)轉(zhuǎn)能力，使減壓泵3運(yùn)轉(zhuǎn)。此后，在外界氣體溫度上升時(shí)，控制部分12控制減壓泵3的運(yùn)轉(zhuǎn)能力，使它在最大運(yùn)轉(zhuǎn)能力以下運(yùn)轉(zhuǎn)，直至溫度Td。在圖2的區(qū)域A中，控制部分12控制減壓泵3的運(yùn)轉(zhuǎn)能力，進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)；在區(qū)域B中，控制部分12以最大能力使減壓泵3運(yùn)轉(zhuǎn)。雖然溫度T1和溫度T2相同也可以，但通過溫度T1和溫度T2不同所產(chǎn)生的滯后影響，減壓泵3頻繁地在溫度T1附近以最大運(yùn)轉(zhuǎn)能力運(yùn)轉(zhuǎn)，和包含比最大能力低的停止的運(yùn)轉(zhuǎn)之間反復(fù)進(jìn)行變換，則泵3的可靠性降低。
減壓泵3可以為其運(yùn)轉(zhuǎn)能力連續(xù)可變的變換器形式，也可以是能力不可以連續(xù)改變，但反復(fù)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)和停止，通過每單位時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間(即運(yùn)轉(zhuǎn)率)，改變其能力的形式。
在本實(shí)施方式中，減壓泵3使具有氧富化膜的氧富化機(jī)構(gòu)2的次級(jí)側(cè)減壓，使空氣通過氧富化機(jī)構(gòu)2。但是，也可以使氧富化機(jī)構(gòu)2的初級(jí)側(cè)的空氣加壓，使空氣通過氧富化機(jī)構(gòu)2。即使次級(jí)側(cè)的氣壓比氧富化機(jī)構(gòu)2的初級(jí)側(cè)的氣壓低，利用使初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)產(chǎn)生差壓的差壓機(jī)構(gòu)，可以使空氣通過氧富化機(jī)構(gòu)2。
在圖1中，溫度傳感器10裝在室外機(jī)1上。溫度傳感器10也可裝在結(jié)露水容易凍結(jié)的、露出在排出主管6的外部的部分的附近。
為了延長(zhǎng)減壓泵3的壽命，可以根據(jù)裝在室內(nèi)機(jī)11中的二氧化碳傳感器(圖中沒有示出)檢測(cè)的空氣被調(diào)節(jié)的空間中的二氧化碳的濃度，控制部分12控制減壓泵3的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。
另外，在將本實(shí)施方式的氧富化裝置用在空調(diào)機(jī)等情況下，也可共用空調(diào)機(jī)自身原來有的溫度傳感器代替溫度傳感器10，檢測(cè)外界氣體的溫度?？刂蒲b置12也可以安裝在空調(diào)機(jī)的室外機(jī)的控制裝置中。
本實(shí)施方式的氧富化裝置，適用于具有用于居住空間的空氣調(diào)節(jié)的室外機(jī)和室內(nèi)機(jī)的分離式空調(diào)機(jī)。然而，氧富化裝置也可用在車輛用的空調(diào)機(jī)、整體空調(diào)機(jī)、空氣清凈機(jī)等送風(fēng)裝置中。本實(shí)施方式的氧富化裝置，不但可適用于醫(yī)療用的氧富化裝置、便攜式的氧富化裝置、燃燒機(jī)器用的氧富化裝置，而且適用于用于冷藏庫(kù)等保鮮的氮富化裝置等提高氧以外的空氣的成份濃度的氣體富化裝置，都具有同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種氣體富化裝置，其特征在于，具有提高初級(jí)側(cè)的空氣的給定氣體成份的濃度，并從次級(jí)側(cè)輸出的氣體富化機(jī)構(gòu)；使所述氣體富化機(jī)構(gòu)的所述次級(jí)側(cè)的氣壓，比所述初級(jí)側(cè)的氣壓低的差壓機(jī)構(gòu)；檢測(cè)大氣溫度的溫度傳感器；以及根據(jù)所述檢測(cè)出的溫度，控制所述差壓機(jī)構(gòu)的控制部。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體富化裝置，其特征在于，所述差壓機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力可以改變，所述控制部，根據(jù)所述檢測(cè)的溫度，控制所述差壓機(jī)構(gòu)的所述運(yùn)轉(zhuǎn)能力。
3.如權(quán)利要求2所述的氣體富化裝置，其特征在于，所述控制部，在所述檢測(cè)出的溫度在設(shè)定溫度以下時(shí)，使所述差壓機(jī)構(gòu)以設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)能力運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的氣體富化裝置，其特征在于，所述控制部，在所述檢測(cè)的溫度比所述設(shè)定溫度低時(shí)，使所述差壓機(jī)構(gòu)，以比所述設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)能力低的運(yùn)轉(zhuǎn)能力運(yùn)轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求3所述的氣體富化裝置，其特征在于，所述差壓機(jī)構(gòu)的所述設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)能力，為所述差壓機(jī)構(gòu)的最大運(yùn)轉(zhuǎn)能力。
6.如權(quán)利要求1所述的氣體富化裝置，其特征在于，所述控制部，根據(jù)所述檢測(cè)出的溫度，使所述差壓機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)、停止。
7.如權(quán)利要求6所述的氣體富化裝置，其特征在于，所述控制部，在所述檢測(cè)出的溫度在設(shè)定的溫度以下時(shí)，使所述差壓機(jī)構(gòu)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
8.一種送風(fēng)裝置，其特征在于，具有如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的氣體富化裝置；與所述差壓機(jī)構(gòu)的所述次級(jí)側(cè)連接，輸出來自所述次級(jí)側(cè)的空氣的排出口；以及輸送從所述排出口送出的空氣的送風(fēng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明的氣體富化裝置，具有提高初級(jí)側(cè)空氣的給定氣體成分的濃度，并從次級(jí)側(cè)輸出的氣體富化機(jī)構(gòu)；使氣體富化機(jī)構(gòu)的次級(jí)側(cè)的氣壓，比初級(jí)側(cè)的氣壓低的差壓機(jī)構(gòu)；檢測(cè)大氣溫度的溫度傳感器；以及根據(jù)檢測(cè)的溫度，控制差壓機(jī)構(gòu)的控制部。在這種氣體富化裝置中，在氣體富化機(jī)構(gòu)的次級(jí)側(cè)的輸送管路中，即使外界氣溫低，富含氧的空氣中的結(jié)露水也不凍結(jié)。
文檔編號(hào)F24F1/00GK1499140SQ03154500
公開日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月31日
發(fā)明者荒島博, 竹內(nèi)淳, 嵨伸起, 中村康裕, 裕 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社