脱臭装置、脱臭装置を用いたトイレ装置、脱臭装置を用いた空調装置、脱臭装置を用いた空調装置の運転方法、プログラム、並びに記録媒体
【課題】 より簡易にメンテナンスが可能な、又、エネルギー消費量がより少ない脱臭装置を提供すること。
【解決手段】 冷媒が流通する冷媒流路３３上に設けられた圧縮機６、蒸発部、膨張手段７、及び凝縮部を有するヒートポンプサイクル３４と、水を加熱する加熱部２、及び臭気を含む空気が流入する空気流入部３０を有する水蒸気発生室１と、水蒸気発生室１で発生した水蒸気を冷却するための冷却部４、及び空気を排出する空気排出部３１を有する水蒸気凝縮室３と、水蒸気発生室１から水蒸気凝縮室３へと空気を導入するための連通部３２とを備え、加熱部２は、凝縮部で構成され、冷却部４は、蒸発部で構成された、脱臭装置。
【解決手段】 冷媒が流通する冷媒流路３３上に設けられた圧縮機６、蒸発部、膨張手段７、及び凝縮部を有するヒートポンプサイクル３４と、水を加熱する加熱部２、及び臭気を含む空気が流入する空気流入部３０を有する水蒸気発生室１と、水蒸気発生室１で発生した水蒸気を冷却するための冷却部４、及び空気を排出する空気排出部３１を有する水蒸気凝縮室３と、水蒸気発生室１から水蒸気凝縮室３へと空気を導入するための連通部３２とを備え、加熱部２は、凝縮部で構成され、冷却部４は、蒸発部で構成された、脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省エネ性、利便性に優れ、高い脱臭性能を有する脱臭装置、これを用いたトイレ装置ならびに空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の脱臭装置では、活性炭等の吸着剤の充填層内を臭気成分を含んだ空気を流通させることにより臭気成分を吸着、除去するものがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
又、触媒層内を流通させることにより、臭気成分を酸化、分解するものがあった（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２では、小便臭を金を含んだ触媒で分解し、大便臭を二酸化マンガンを含んだ触媒で酸化分解している。又、これらの触媒に芳香剤の臭い成分や煙草の煙などが吸着し、性能が低下するのを防ぐために中性能集塵フィルタや活性炭等が設置されている。
【特許文献１】特開平６−１０８５０９号公報
【特許文献２】特開２００４−４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の脱臭装置では、活性炭等の吸着剤を用いる場合には、飽和吸着量に達すると、吸着剤を再生、又は交換する必要があり、メンテナンス上、不便であった。
【０００５】
また、特許文献２の脱臭装置では、中性能集塵フィルタや活性炭は、ある程度の時間使用すると性能が劣化するため、交換する必要があった。また、金を含んだ触媒や二酸化マンガンを含んだ触媒についても、中性能集塵フィルタで大半が除去されてはいるが、長時間の使用によって、芳香族の臭い成分や煙草の煙等によって劣化するため、交換する必要があった。さらに、臭気成分によっては、触媒を数１００℃以上の高温にする必要があるため、エネルギー消費量が大きいという課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来の課題を考慮して、より簡易にメンテナンスが可能な、又、エネルギー消費量がより少ない脱臭装置、脱臭装置を用いたトイレ装置、及び脱臭装置を用いた空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の本発明は、
冷媒が流通する冷媒流路上に設けられた圧縮機、蒸発部、膨張手段、及び凝縮部を有するヒートポンプサイクルと、
水を加熱する加熱部、及び臭気を含む空気が流入する空気流入部を有する水蒸気発生室と、
前記水蒸気発生室で発生した水蒸気を冷却するための冷却部、及び前記空気を排出する空気排出部を有する水蒸気凝縮室と、
前記水蒸気発生室から前記水蒸気凝縮室へと前記空気を導入するための連通部とを備え、
前記加熱部は、前記凝縮部で構成され、
前記冷却部は、前記蒸発部で構成された、脱臭装置である。
【０００８】
又、第２の本発明は、
前記冷媒は、二酸化炭素である、第１の本発明の脱臭装置である。
【０００９】
又、第３の本発明は、
第１の本発明の脱臭装置と、
便器と、
前記便器の洗浄を行うための水を貯蔵する水タンクと、
前記水蒸気発生室へと水を供給する水供給経路と、
前記水蒸気凝縮室で発生した凝縮水を排出する凝縮水排出経路とを備えた、トイレ装置である。
【００１０】
又、第４の本発明は、
前記凝縮水排出経路は、前記水タンクへと前記凝縮水を排出するために前記水タンクに接続されている、第３の本発明のトイレ装置である。
【００１１】
又、第５の本発明は、
前記水供給経路は、水道管に接続されている、第３の本発明のトイレ装置である。
【００１２】
又、第６の本発明は、
前記水供給経路は、前記水タンクから前記水を供給するために前記水タンクに接続されている、第３の本発明のトイレ装置である。
【００１３】
又、第７の本発明は、
前記水蒸気発生室は、前記便器の縁に沿って設けられており、
前記空気流入部は、前記便器の内側に向かって開口している、第３の本発明のトイレ装置である。
【００１４】
又、第８の本発明は、
便座を更に備え、
前記水蒸気発生室は、前記便座の裏面に設けられている、第７の本発明のトイレ装置である。
【００１５】
又、第９の本発明は、
前記空気流出口は、前記便器の方向に向けて前記空気を排出するように設置されている、第３の本発明のトイレ装置である。
【００１６】
又、第１０の本発明は、
前記水蒸気発生室と前記便座の間に設けた温度調節部と、
前記水タンク内の水と熱交換可能に設置された加熱量調節部と、
前記温度調節部と前記加熱量調節部の間に設置され、温度調節用冷媒が循環する循環経路と、
前記循環経路内を流れる前記温度調節用冷媒の量を制御することにより、前記便座の温度を制御する制御手段とを備えた、第８の本発明のトイレ装置である。
【００１７】
又、第１１の本発明は、
第１の本発明の脱臭装置と、
前記水蒸気凝縮室を流通した後の前記臭気を含んだ空気を加熱又は冷却する室内熱交換器と、
大気と熱交換を行う室外熱交換器と、
前記室外熱交換器と前記室内熱交換器の間を結ぶ、第２の冷媒が流通する第２の冷媒流路とを備えた、空調装置である。
【００１８】
又、第１２の本発明は、
冷房時の前記第２の冷媒流路及び前記第２の冷媒の流通方向を基準にして、
前記室内熱交換器の下流側且つ前記室外熱交換器の上流側に設けられた第２の圧縮機と、
前記室外熱交換器の下流側且つ前記室内熱交換器の上流側に設けられた第２の膨張手段と、
前記水蒸気発生室に供給するための水を、大気から吸熱することによって生成する、前記第２の膨張弁の下流側且つ前記室内熱交換器の上流側に設けられた大気凝縮部と、
前記大気凝縮部と前記水蒸気蒸発室の間に設けられている凝縮水供給経路と、
前記室内熱交換器の下流側且つ前記第２の圧縮器の上流側の前記第２の冷媒流路と、前記室外熱交換器の下流側且つ前記第２の膨張手段の上流側の前記第２の冷媒流路との間に設置された第１の四方弁と、
前記第２の圧縮機の下流側且つ前記室外熱交換器の上流側の前記第２の冷媒流路と、前記大気凝縮部の下流側且つ前記室内熱交換器の上流側の間の前記第２の冷媒流路との間に設置された第２の四方弁と、
暖房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の膨張手段、前記大気凝縮部、前記室外熱交換器、及び前記第２の圧縮機の順に流通するように、前記第１の四方弁及び前記第２の四方弁を切り替える制御手段とを備えた、第１１の本発明の空調装置である。
【００１９】
又、第１３の本発明は、
請求項１２記載の空調装置を用いた空調装置の運転方法であって、
冷房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の圧縮機、前記室外熱交換器、前記第２の膨張手段、及び前記大気凝縮部の順に流通し、
暖房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の膨張手段、前記大気凝縮部、前記室外熱交換器、及び前記第２の圧縮機の順に流通するように、
前記第１の四方弁及び前記第２の四方弁を切り替える制御工程を備えた空調装置の運転方法である。
【００２０】
又、第１４の本発明は、
第１３の本発明の空調装置の運転方法の、
冷房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の圧縮機、前記室外熱交換器、前記第２の膨張手段、及び前記大気凝縮部の順に流通し、
暖房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の膨張手段、前記大気凝縮部、前記室外熱交換器、及び前記第２の圧縮機の順に流通するように、前記第１の四方弁及び前記第２の四方弁を切り替える制御工程をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００２１】
又、第１５の本発明は、
第１４の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、より簡易にメンテナンスが可能な、又、エネルギー消費量がより少ない脱臭装置、脱臭装置を用いたトイレ装置、及び脱臭装置を用いた空調装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、従来から広く採用されている公知の手段については、詳細な説明を省略する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１における脱臭装置の構成図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施の形態１の脱臭装置は、臭気成分を含む空気が流入する空気流入部３０と、水蒸気を発生させるために水を加熱するための加熱部２とを有する水蒸気発生室１を備えている。又、臭気成分が吸着された水蒸気を冷却し凝縮するための冷却部４と、脱臭後の空気を排出する空気排出部３１とを有する水蒸気凝縮室３が設置されている。さらに、水蒸気発生室１と水蒸気凝縮室３を連通させるための、本発明の連通部の一例である連通管３２が設置されている。又、凝縮した水を排出するための凝縮水排出手段５が設置されている。
【００２６】
又、本実施の形態１の脱臭装置は、冷媒の流通する冷媒流路３３上に、圧縮機６、加熱部２、膨張手段７、及び冷却部４を有するヒートポンプ回路３４（ここでは、冷媒として二酸化炭素を使用）を備えている。この加熱部２がヒートポンプ回路３４の冷媒の凝縮器として機能し、冷却部４が冷媒の蒸発器として機能する。
【００２７】
以下に、図１に示す本実施の形態１の脱臭装置について、その動作を説明する。
【００２８】
最初に、ヒートポンプ回路３４を動作させることにより、水蒸気発生室１に設けた加熱部２で、水が約８０℃まで加熱され水蒸気が発生する。そして、空気流入部３０から供給された臭気成分を含むガスが、水蒸気中に溶解される。
【００２９】
次に、溶解した臭気成分を含む水蒸気は連通管３２を通って水蒸気凝縮室３に供給され、冷却部４で冷却されて凝縮する。このとき、臭気成分は凝縮水に含まれたままである。この凝縮水は、凝縮水排出手段５から排出される。
【００３０】
このように、ヒートポンプ回路３４を用いて水を蒸発させるため、小さい電力消費量で運転することができ、また装置の構成要素を交換する必要もない。このことから、脱臭性能を確保しつつ、優れた省エネ性とメンテナンスの際の利便性とを実現することができる。
【００３１】
さらに、ヒートポンプ回路３４の冷媒として二酸化炭素を用いているため、水の加熱温度を高くすることができる。これによって、水の蒸発量が多くなり、溶解する臭気成分量も増加するため、高い脱臭性能を実現することができる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、ヒートポンプ回路の冷媒として二酸化炭素を使用しているが、これに限定されるものではなく、ＨＦＣ、炭化水素等の冷媒を使用しても良い。ただし、高温に加熱できる二酸化炭素を使用すると、最も大きな効果が得られる。
【００３３】
さらに、臭気成分としては水溶性のものに特に適しており、アンモニア、硫化水素やアセトアルデヒド、ホルムアルデヒド等の低級アルデヒド等に対して高い脱臭性能を有する。
【００３４】
（実施の形態２）
図２、図３は、それぞれ本実施の形態２における脱臭装置を用いたトイレ装置の構成図、側断面図である。本実施の形態２におけるトイレ装置に用いられている脱臭装置は、実施の形態１と同じ構成である。尚、実施の形態１と同一の構成要素については同一符号を付している。
【００３５】
図２に示すように、本実施の形態２のトイレ装置は、便座１３、便器１４、及び水タンク１５を備えている。又、水蒸気発生室１は、便座１３の下側に設けられており、本発明の空気流入部の一例に相当する吸い込み口９が、便座１３の内側に向かって開口している。この水蒸気発生室１へと水道水を供給するための水道水供給部８が設置されている。又、水蒸気凝縮室３は、水タンク１５の近傍に設置されており、凝縮水排出手段５は水タンク１５へと接続されている。更に、水蒸気凝縮室３に、本発明の空気排出部の一例に相当する吹き出し口１０が設けられており、吹き出し口１０は便座１３の方向に空気を排出するように開口されている。
【００３６】
又、図３に示すように、本実施の形態２のトイレ装置は、便座１３と水蒸気発生室１の間に設けられた温度調節部１２と、水タンク１５内の底部近傍に水と熱交換可能に設置された加熱量調節部１１とを備えている。これら温度調節部１２と加熱量調節部１１を連結し、水が流通する水循環経路４２が設置されており、水を循環させるための熱交換用ポンプ２４が水循環経路４２上に設置されている。さらに、便座１３には温度センサー４３が配置されており、この温度センサー４３の値に基づいて熱交換用ポンプ２４を制御する制御手段４４が設置されている。
【００３７】
尚、冷媒流路３３を流通する冷媒としては、実施の形態１と同様に二酸化炭素を用いている。又、本発明の水供給経路の一例は、本実施の形態２の水道水供給部８に相当し、本発明の凝縮水排出経路の一例は、本実施の形態２の凝縮水排出手段５に相当する。又、本発明の循環経路の一例は、本実施の形態２の水循環経路４２に相当し、本発明の温度調節用冷媒の一例は、本実施の形態２では水に相当するが、これに限定されるものではなく、ＨＦＣ、炭化水素等の冷媒を使用しても良い。
【００３８】
以下に、図２、図３に示す本実施の形態２における脱臭装置を用いたトイレ装置について、その動作を説明する。
【００３９】
最初に、水蒸気発生室１に設けた加熱部２で、水が約８０℃まで加熱され水蒸気が発生する。ここに水蒸気発生室１に備えられ、便器１４の内側に向けて開口した吸い込み口９から取り込んだ空気が供給され、臭気成分が水蒸気中に溶解される。ここで、加熱部２で蒸発させる水は、水道水供給部８から水道水を供給したものである。
【００４０】
このとき、加熱部２で発生した熱の一部は便座１３の加熱に利用され、便座１３の暖房が行われる。便座１３の温度調整は、温度センサー４３に基づいて制御手段４４が熱交換用ポンプ２４を制御し、水タンク１５から温度調節部１２に循環する水の流量を調節することで行われる。具体的には、温度調節部１２での熱交換量は一定に保ちながら、夏場には流量を多くして便座１３の表面温度を低くし、冬場には流量を少なくして便座１３の温度を高くなるように制御する。
【００４１】
次に、溶解した臭気成分を含む水蒸気は水蒸気凝縮室３に供給され、冷却部４で冷却されて凝縮する。このとき、臭気成分は凝縮水に含まれたままである。この凝縮水は、凝縮水排出手段５から水タンク１５内に排出される。
【００４２】
最終的に、臭気成分を取り除いた空気は、吹き出し口１０から便座１３に座っている人の方向に向けて吹き出される。
【００４３】
なお、上記の動作は人が便座１３に着座していることを検出して行われるものである。
【００４４】
このようにヒートポンプ回路３４を利用して加熱、冷却を行っているため、エネルギー効率が高くなり、省エネ性に優れる。
【００４５】
上記構成によって、水は水道管から供給され、凝縮水もトイレに流す水として再利用される。このことから、水を供給する手間がなく、また水を無駄なく有効に利用することができる。また、水を供給し続けさえすれば、脱臭性能は維持されるため、メンテナンスを行う必要がなく、利便性が高い。さらに、水道水を供給し、凝縮水を水タンク１５に排出するため、水周りがまとまっており、構成が簡便である。尚、本実施の形態２では外部から水道水供給部８を介して、水道水を供給しているが、水タンク１５から供給しても良い。
【００４６】
また、加熱量調節部１１で加熱量を制御しているため、余った熱量はトイレ空間内ではなく、水タンク内の水に放熱される。このことから、トイレ空間内の温度を快適に維持することができる。
【００４７】
また、便座１３の裏面に水蒸気発生室１を配置し、便器１４の内側から吸い込み口９を介して臭気成分を含んだ空気を吸い込むため、臭気成分を確実に取り込むことができ、高い脱臭性能を実現することができる。また、便座１３の暖房も兼用して行うことができる。
【００４８】
また、脱臭後の空気を吹き出し口１０から便座に座っている人の方向に向けて吹き出しているため、トイレ利用者が清涼感を得ることができる。
【００４９】
さらに、ヒートポンプ回路３４の冷媒として二酸化炭素を用いているため、水の加熱温度を高くすることができる。これによって、水の蒸発量が多くなり、溶解する臭気成分量も増加するため、高い脱臭性能を実現することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、ヒートポンプ回路３４の冷媒として二酸化炭素を使用しているが、これに限定されるものではなく、ＨＦＣ、炭化水素等の冷媒を使用しても良い。ただし、高温に加熱できる二酸化炭素を使用すると、最も大きな効果が得られる。
【００５１】
また、臭気成分としては、便から発生するアンモニアや硫化水素等のように水溶性のものに特に適しており、高い脱臭性能を有し、室内空間を快適に維持することができる。
【００５２】
また、本実施の形態２のトイレ装置は便座１３を備えた洋式トイレであるが、和式トイレにも適用可能である。この場合、便座１３がないため、水蒸気発生室１は便器１４の縁に沿って設けられていればよい。
【００５３】
また、図２及び図３では、加熱量調節部１１は水タンク１５の底部近傍設けられているが、水タンク１５の上部に設けても良い。しかしながら、加熱によって温められた水は対流によって上昇するため、水タンク１５の底部に加熱量調節部１１を設けた方が、加熱量調節部１１近傍に冷たい水（加熱されていない水）が存在することとなり、放熱効率が良いためより好ましい。
【００５４】
（実施の形態３）
図４は、本実施の形態３における脱臭装置を用いた空調装置の冷房時の構成図である。本実施の形態３における空調装置に用いられている脱臭装置は、実施の形態１と同じ構成である。そのため、脱臭装置の詳細については説明を省略する。尚、実施の形態１と同一の構成要素については同一符号を付している。
【００５５】
図４に示すように、本実施の形態３の空調装置は、室内機１６と室外機１８を備えている。この室内機１６は、実施の形態１の脱臭装置３５と、脱臭装置３５の水蒸気凝縮室３と連通し、脱臭された空気の加熱又は冷却を行うための室内熱交換器１７を有している。
【００５６】
又、室外機１８は、室外熱交換器１９と、大気凝縮部２０、凝縮水ポンプ２１、第２の圧縮機２２、及び第２の膨張手段２３とを有している。この大気凝縮部２０から水蒸気発生室１へと水を供給するための凝縮水供給経路３６が設置されており、凝縮水供給経路３６上に凝縮水ポンプ２１が設置されている。
【００５７】
又、室内熱交換器１７と室外熱交換器１９を結ぶ第２の冷媒が流通する第２の冷媒流路３７が設置されている。
【００５８】
ここで、第２の冷媒流路３７は、冷房時と暖房時によって切り替え弁によって流路構成が異なるため、冷房時を基準にして第２の冷媒流路上に設置されている構成の説明を行う。
【００５９】
第２の冷媒の流通方向を基準として、室内熱交換器１７の下流側且つ室外熱交換器１９の上流側に第２の圧縮機２２が設置されており、室外熱交換器１９の下流側であって室内熱交換器１７の上流側に第２の膨張手段２３が設置されている。この第２の膨張手段２３の下流側であって室内熱交換器１７の上流側に、大気を冷却することによって水蒸気発生室１に供給するための凝縮水を生成する大気凝縮部２０が設置されている。
【００６０】
又、第２の冷媒流路３７の室内熱交換器１７の下流側であって第２の圧縮機２２の上流側の部分と、室外熱交換器１９の下流側であって第２の膨張手段２３の上流側の部分に流路を切り替えるための四方弁３８が設置されている。更に、第２の冷媒流路３７の、第２の圧縮機２２の下流側であって室外熱交換器１９の上流側の部分と、大気凝縮部２０の下流側であって室内熱交換器１７の上流側の部分に流路を切り替えるための四方弁３９が設置されている。なお、第２の冷媒としては二酸化炭素が使用されている。又、四方弁３８、３９を切り替えるための制御手段４０が設置されている。
【００６１】
すなわち、冷房時には、第２の冷媒は、室内熱交換器１７、第２の圧縮機２２、室外熱交換器１９、第２の膨張手段２３、及び大気凝縮部２０の順に第２の冷媒流路３７内を流通することになり、これらによって第２のヒートポンプ回路４１が構成されている。尚、図４の実線の矢印は、第２の冷媒の流通方向を示している。
【００６２】
又、図５は、暖房時における本実施の形態３の空調装置の構成図である。暖房時には、図５に示すように四方弁３８、３９が切り替えられ、第２の冷媒は、室内熱交換器１７、第２の膨張手段２３、大気凝縮部２０、室外熱交換器１９、及び第２の圧縮機２２の順に第２の冷媒流路３７内を流通する。尚、図５の実線の矢印は、第２の冷媒の流通方向を示している。尚、本発明の第１の四方弁の一例は、本実施の形態２の四方弁３８に相当し、本発明の第２の四方弁の一例は、本実施の形態２の四方弁３９に相当する。
【００６３】
すなわち、本実施の形態３では、ヒートポンプ回路３４と第２のヒートポンプ回路４１の２つのヒートポンプ回路を使用している。ヒートポンプ回路３４は加熱部２、冷却部４等から構成されるものであり、冷房、暖房運転に関わらず、加熱部２が冷媒の凝縮器として機能し、冷却部４が冷媒の蒸発器として機能する。
【００６４】
又、第２のヒートポンプ回路４１は、室内熱交換器１７、室外熱交換器１９、大気凝縮部２０等から構成されるものであり、冷房運転時には、室外熱交換器１９が第２の冷媒の凝縮器として機能し、室内熱交換器１７、大気凝縮部２０が第２の冷媒の蒸発部として機能する。また、暖房運転時には、室内熱交換器１７が第２の冷媒の凝縮器として機能し、室外熱交換器１９、大気凝縮部２０が第２の冷媒の蒸発部として機能する。
【００６５】
以下に、図４及び図５に示す脱臭装置を用いた空調装置について、その動作を説明する。
【００６６】
最初に、ヒートポンプ回路３４及び第２のヒートポンプ回路４１を動作させることにより、水蒸気発生室１に設けた加熱部２で、水が約８０℃まで加熱され水蒸気が発生する。そして、室内から空気流入部３０を介して取り込まれた臭気成分を含む空気が水蒸気発生室１に供給され、臭気成分が水蒸気中に溶解される。ここで、加熱部２で蒸発させる水は、大気凝縮部２０で大気を冷却することにより水分が凝縮し、この水分が凝縮水ポンプ２１によって凝縮水供給経路３６を通って供給されたものである。
【００６７】
次に、溶解した臭気成分を含む水蒸気は連通管３２を通って水蒸気凝縮室３に供給され、冷却部４で冷却されて凝縮する。このとき、臭気成分は凝縮水に含まれたままである。この凝縮水は、室外機１８を経て、凝縮水排出手段５から屋外に排出される。
【００６８】
最終的に、水蒸気を取り除いた空気は、冷房運転時には室内熱交換器１７で冷却され、暖房運転時には室内熱交換器１７で加熱され、再度室内に送り出される。
【００６９】
又、上述したように、ヒートポンプ回路３４を用いて水を蒸発させるため、小さい電力消費量で運転することができ、また装置の構成要素を交換する必要もない。このことから、脱臭性能を確保しつつ、優れた省エネ性と利便性とを実現することができる。
【００７０】
また、室外機１８に室外熱交換器１９と、大気を冷却して水分を凝縮させる大気凝縮部２０とを備え、大気凝縮部２０で生じた凝縮水を加熱部２に供給し、冷却部４で生じた凝縮水を屋外に排出しているために、空調装置を水道と接続したり、都度水を供給したりする必要がなくなる。また、屋外に凝縮水を排出しても、臭気成分が揮発するほど高温にならないため、臭いも問題にならない。このことから、水を供給する手間のない、優れた利便性を実現することができる。
【００７１】
また、室内熱交換器１７と、加熱部２と、冷却部４とを有する室内機１６を備え、室内から吸い込んだ空気を加熱部２、冷却部４、室内熱交換器１７の順に流通させており、空調性能を確保しつつ、高い脱臭性能を実現することができる。
【００７２】
また、冷房運転時には、大気凝縮部２０、室内熱交換器１７、第２の圧縮機２２、室外熱交換器１９、第２の膨張手段２３の順に第２の冷媒が循環し、暖房運転時には、大気凝縮部２０、室外熱交換器１９、第２の圧縮機２２、室内熱交換器１７、第２の膨張手段２３の順に第２の冷媒が循環する。このため、大気凝縮部２０は、冷房時、暖房時のともに、第２の冷媒の蒸発器として機能し、大気凝縮部２０の冷媒温度を低温にすることができ、多くの水を凝縮させることができる。このことから、確実に脱臭に必要な水量を確保することができる。なお、上記のような冷房時、暖房時の流路構成となるように四方弁３８、３９の切り替えを行うことが、本発明の空調装置の運転方法における制御工程の一例に相当する。
【００７３】
さらに、ヒートポンプ回路３４の冷媒として二酸化炭素を用いているため、水の加熱温度を高くすることができる。これによって、水の蒸発量が多くなり、溶解する臭気成分量も増加するため、高い脱臭性能を実現することができる。
【００７４】
なお、本実施の形態３では、ヒートポンプ回路３４、及び第２のヒートポンプ回路４１の冷媒として二酸化炭素を使用しているが、これに限定されるものではなく、ＨＦＣ、炭化水素等の冷媒を使用しても良い。ただし、高温に加熱できる二酸化炭素を使用すると、最も大きな効果が得られる。
【００７５】
また、臭気成分としては、人間の皮膚等から発生するアンモニアや建材等から発生するホルムアルデヒド等の低級アルデヒド等のように水溶性のものに特に適しており、高い脱臭性能を有し、室内空間を快適に維持することができる。
【００７６】
さらに、脱臭用のヒートポンプ回路３４と空調用の第２のヒートポンプ回路４１を並列に設置し、各々のヒートポンプ回路に圧縮機６、第２の圧縮機２２を設けているが、圧縮機を共用しても良い。また、２つのヒートポンプ回路を直列に設置しても良い。ただし、並列に設置すると、構成をより簡便にすることができる。
【００７７】
尚、本発明のプログラムは、上述した本発明の空調装置の運転方法の制御工程の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【００７８】
又、本発明のプログラムは、上述した本発明の空調装置の運転方法の制御工程の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【００７９】
又、本発明の上記「制御工程の動作」とは、前記制御工程の全部又は一部の動作を意味する。
【００８０】
又、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【００８１】
又、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【００８２】
又、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
【００８３】
又、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【００８４】
尚、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明にかかる脱臭装置およびこれを用いたトイレ装置ならびに空調装置は、より簡易にメンテナンス出来、又、よりエネルギー消費量が少ない効果を有し、住宅用機器等として有用であるが、ごみや屎尿処理施設等にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１における脱臭装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２における脱臭装置を用いたトイレ装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態２における脱臭装置を用いたトイレ装置の側断面図
【図４】本発明の実施の形態３における脱臭装置を用いた空調装置の冷房時の構成図
【図５】本発明の実施の形態３における脱臭装置を用いた空調装置の暖房時の構成図
【符号の説明】
【００８７】
１ 水蒸気発生室
２ 加熱部
３ 水蒸気凝縮室
４ 冷却部
５ 凝縮水排出手段
６ 圧縮機
７ 膨張手段
８ 水道水供給部
９ 吸い込み口
１０ 吹き出し口
１１ 加熱量調節部
１２ 温度調節部
１３ 便座
１４ 便器
１５ 水タンク
１６ 室内機
１７ 室内熱交換器
１８ 室外機
１９ 室外熱交換器
２０ 大気凝縮部
２１ 凝縮水ポンプ
２２ 第２の圧縮機
２３ 第２の膨張手段
２４ 熱交換用ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省エネ性、利便性に優れ、高い脱臭性能を有する脱臭装置、これを用いたトイレ装置ならびに空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の脱臭装置では、活性炭等の吸着剤の充填層内を臭気成分を含んだ空気を流通させることにより臭気成分を吸着、除去するものがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
又、触媒層内を流通させることにより、臭気成分を酸化、分解するものがあった（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２では、小便臭を金を含んだ触媒で分解し、大便臭を二酸化マンガンを含んだ触媒で酸化分解している。又、これらの触媒に芳香剤の臭い成分や煙草の煙などが吸着し、性能が低下するのを防ぐために中性能集塵フィルタや活性炭等が設置されている。
【特許文献１】特開平６−１０８５０９号公報
【特許文献２】特開２００４−４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の脱臭装置では、活性炭等の吸着剤を用いる場合には、飽和吸着量に達すると、吸着剤を再生、又は交換する必要があり、メンテナンス上、不便であった。
【０００５】
また、特許文献２の脱臭装置では、中性能集塵フィルタや活性炭は、ある程度の時間使用すると性能が劣化するため、交換する必要があった。また、金を含んだ触媒や二酸化マンガンを含んだ触媒についても、中性能集塵フィルタで大半が除去されてはいるが、長時間の使用によって、芳香族の臭い成分や煙草の煙等によって劣化するため、交換する必要があった。さらに、臭気成分によっては、触媒を数１００℃以上の高温にする必要があるため、エネルギー消費量が大きいという課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来の課題を考慮して、より簡易にメンテナンスが可能な、又、エネルギー消費量がより少ない脱臭装置、脱臭装置を用いたトイレ装置、及び脱臭装置を用いた空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の本発明は、
冷媒が流通する冷媒流路上に設けられた圧縮機、蒸発部、膨張手段、及び凝縮部を有するヒートポンプサイクルと、
水を加熱する加熱部、及び臭気を含む空気が流入する空気流入部を有する水蒸気発生室と、
前記水蒸気発生室で発生した水蒸気を冷却するための冷却部、及び前記空気を排出する空気排出部を有する水蒸気凝縮室と、
前記水蒸気発生室から前記水蒸気凝縮室へと前記空気を導入するための連通部とを備え、
前記加熱部は、前記凝縮部で構成され、
前記冷却部は、前記蒸発部で構成された、脱臭装置である。
【０００８】
又、第２の本発明は、
前記冷媒は、二酸化炭素である、第１の本発明の脱臭装置である。
【０００９】
又、第３の本発明は、
第１の本発明の脱臭装置と、
便器と、
前記便器の洗浄を行うための水を貯蔵する水タンクと、
前記水蒸気発生室へと水を供給する水供給経路と、
前記水蒸気凝縮室で発生した凝縮水を排出する凝縮水排出経路とを備えた、トイレ装置である。
【００１０】
又、第４の本発明は、
前記凝縮水排出経路は、前記水タンクへと前記凝縮水を排出するために前記水タンクに接続されている、第３の本発明のトイレ装置である。
【００１１】
又、第５の本発明は、
前記水供給経路は、水道管に接続されている、第３の本発明のトイレ装置である。
【００１２】
又、第６の本発明は、
前記水供給経路は、前記水タンクから前記水を供給するために前記水タンクに接続されている、第３の本発明のトイレ装置である。
【００１３】
又、第７の本発明は、
前記水蒸気発生室は、前記便器の縁に沿って設けられており、
前記空気流入部は、前記便器の内側に向かって開口している、第３の本発明のトイレ装置である。
【００１４】
又、第８の本発明は、
便座を更に備え、
前記水蒸気発生室は、前記便座の裏面に設けられている、第７の本発明のトイレ装置である。
【００１５】
又、第９の本発明は、
前記空気流出口は、前記便器の方向に向けて前記空気を排出するように設置されている、第３の本発明のトイレ装置である。
【００１６】
又、第１０の本発明は、
前記水蒸気発生室と前記便座の間に設けた温度調節部と、
前記水タンク内の水と熱交換可能に設置された加熱量調節部と、
前記温度調節部と前記加熱量調節部の間に設置され、温度調節用冷媒が循環する循環経路と、
前記循環経路内を流れる前記温度調節用冷媒の量を制御することにより、前記便座の温度を制御する制御手段とを備えた、第８の本発明のトイレ装置である。
【００１７】
又、第１１の本発明は、
第１の本発明の脱臭装置と、
前記水蒸気凝縮室を流通した後の前記臭気を含んだ空気を加熱又は冷却する室内熱交換器と、
大気と熱交換を行う室外熱交換器と、
前記室外熱交換器と前記室内熱交換器の間を結ぶ、第２の冷媒が流通する第２の冷媒流路とを備えた、空調装置である。
【００１８】
又、第１２の本発明は、
冷房時の前記第２の冷媒流路及び前記第２の冷媒の流通方向を基準にして、
前記室内熱交換器の下流側且つ前記室外熱交換器の上流側に設けられた第２の圧縮機と、
前記室外熱交換器の下流側且つ前記室内熱交換器の上流側に設けられた第２の膨張手段と、
前記水蒸気発生室に供給するための水を、大気から吸熱することによって生成する、前記第２の膨張弁の下流側且つ前記室内熱交換器の上流側に設けられた大気凝縮部と、
前記大気凝縮部と前記水蒸気蒸発室の間に設けられている凝縮水供給経路と、
前記室内熱交換器の下流側且つ前記第２の圧縮器の上流側の前記第２の冷媒流路と、前記室外熱交換器の下流側且つ前記第２の膨張手段の上流側の前記第２の冷媒流路との間に設置された第１の四方弁と、
前記第２の圧縮機の下流側且つ前記室外熱交換器の上流側の前記第２の冷媒流路と、前記大気凝縮部の下流側且つ前記室内熱交換器の上流側の間の前記第２の冷媒流路との間に設置された第２の四方弁と、
暖房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の膨張手段、前記大気凝縮部、前記室外熱交換器、及び前記第２の圧縮機の順に流通するように、前記第１の四方弁及び前記第２の四方弁を切り替える制御手段とを備えた、第１１の本発明の空調装置である。
【００１９】
又、第１３の本発明は、
請求項１２記載の空調装置を用いた空調装置の運転方法であって、
冷房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の圧縮機、前記室外熱交換器、前記第２の膨張手段、及び前記大気凝縮部の順に流通し、
暖房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の膨張手段、前記大気凝縮部、前記室外熱交換器、及び前記第２の圧縮機の順に流通するように、
前記第１の四方弁及び前記第２の四方弁を切り替える制御工程を備えた空調装置の運転方法である。
【００２０】
又、第１４の本発明は、
第１３の本発明の空調装置の運転方法の、
冷房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の圧縮機、前記室外熱交換器、前記第２の膨張手段、及び前記大気凝縮部の順に流通し、
暖房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の膨張手段、前記大気凝縮部、前記室外熱交換器、及び前記第２の圧縮機の順に流通するように、前記第１の四方弁及び前記第２の四方弁を切り替える制御工程をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００２１】
又、第１５の本発明は、
第１４の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、より簡易にメンテナンスが可能な、又、エネルギー消費量がより少ない脱臭装置、脱臭装置を用いたトイレ装置、及び脱臭装置を用いた空調装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、従来から広く採用されている公知の手段については、詳細な説明を省略する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１における脱臭装置の構成図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施の形態１の脱臭装置は、臭気成分を含む空気が流入する空気流入部３０と、水蒸気を発生させるために水を加熱するための加熱部２とを有する水蒸気発生室１を備えている。又、臭気成分が吸着された水蒸気を冷却し凝縮するための冷却部４と、脱臭後の空気を排出する空気排出部３１とを有する水蒸気凝縮室３が設置されている。さらに、水蒸気発生室１と水蒸気凝縮室３を連通させるための、本発明の連通部の一例である連通管３２が設置されている。又、凝縮した水を排出するための凝縮水排出手段５が設置されている。
【００２６】
又、本実施の形態１の脱臭装置は、冷媒の流通する冷媒流路３３上に、圧縮機６、加熱部２、膨張手段７、及び冷却部４を有するヒートポンプ回路３４（ここでは、冷媒として二酸化炭素を使用）を備えている。この加熱部２がヒートポンプ回路３４の冷媒の凝縮器として機能し、冷却部４が冷媒の蒸発器として機能する。
【００２７】
以下に、図１に示す本実施の形態１の脱臭装置について、その動作を説明する。
【００２８】
最初に、ヒートポンプ回路３４を動作させることにより、水蒸気発生室１に設けた加熱部２で、水が約８０℃まで加熱され水蒸気が発生する。そして、空気流入部３０から供給された臭気成分を含むガスが、水蒸気中に溶解される。
【００２９】
次に、溶解した臭気成分を含む水蒸気は連通管３２を通って水蒸気凝縮室３に供給され、冷却部４で冷却されて凝縮する。このとき、臭気成分は凝縮水に含まれたままである。この凝縮水は、凝縮水排出手段５から排出される。
【００３０】
このように、ヒートポンプ回路３４を用いて水を蒸発させるため、小さい電力消費量で運転することができ、また装置の構成要素を交換する必要もない。このことから、脱臭性能を確保しつつ、優れた省エネ性とメンテナンスの際の利便性とを実現することができる。
【００３１】
さらに、ヒートポンプ回路３４の冷媒として二酸化炭素を用いているため、水の加熱温度を高くすることができる。これによって、水の蒸発量が多くなり、溶解する臭気成分量も増加するため、高い脱臭性能を実現することができる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、ヒートポンプ回路の冷媒として二酸化炭素を使用しているが、これに限定されるものではなく、ＨＦＣ、炭化水素等の冷媒を使用しても良い。ただし、高温に加熱できる二酸化炭素を使用すると、最も大きな効果が得られる。
【００３３】
さらに、臭気成分としては水溶性のものに特に適しており、アンモニア、硫化水素やアセトアルデヒド、ホルムアルデヒド等の低級アルデヒド等に対して高い脱臭性能を有する。
【００３４】
（実施の形態２）
図２、図３は、それぞれ本実施の形態２における脱臭装置を用いたトイレ装置の構成図、側断面図である。本実施の形態２におけるトイレ装置に用いられている脱臭装置は、実施の形態１と同じ構成である。尚、実施の形態１と同一の構成要素については同一符号を付している。
【００３５】
図２に示すように、本実施の形態２のトイレ装置は、便座１３、便器１４、及び水タンク１５を備えている。又、水蒸気発生室１は、便座１３の下側に設けられており、本発明の空気流入部の一例に相当する吸い込み口９が、便座１３の内側に向かって開口している。この水蒸気発生室１へと水道水を供給するための水道水供給部８が設置されている。又、水蒸気凝縮室３は、水タンク１５の近傍に設置されており、凝縮水排出手段５は水タンク１５へと接続されている。更に、水蒸気凝縮室３に、本発明の空気排出部の一例に相当する吹き出し口１０が設けられており、吹き出し口１０は便座１３の方向に空気を排出するように開口されている。
【００３６】
又、図３に示すように、本実施の形態２のトイレ装置は、便座１３と水蒸気発生室１の間に設けられた温度調節部１２と、水タンク１５内の底部近傍に水と熱交換可能に設置された加熱量調節部１１とを備えている。これら温度調節部１２と加熱量調節部１１を連結し、水が流通する水循環経路４２が設置されており、水を循環させるための熱交換用ポンプ２４が水循環経路４２上に設置されている。さらに、便座１３には温度センサー４３が配置されており、この温度センサー４３の値に基づいて熱交換用ポンプ２４を制御する制御手段４４が設置されている。
【００３７】
尚、冷媒流路３３を流通する冷媒としては、実施の形態１と同様に二酸化炭素を用いている。又、本発明の水供給経路の一例は、本実施の形態２の水道水供給部８に相当し、本発明の凝縮水排出経路の一例は、本実施の形態２の凝縮水排出手段５に相当する。又、本発明の循環経路の一例は、本実施の形態２の水循環経路４２に相当し、本発明の温度調節用冷媒の一例は、本実施の形態２では水に相当するが、これに限定されるものではなく、ＨＦＣ、炭化水素等の冷媒を使用しても良い。
【００３８】
以下に、図２、図３に示す本実施の形態２における脱臭装置を用いたトイレ装置について、その動作を説明する。
【００３９】
最初に、水蒸気発生室１に設けた加熱部２で、水が約８０℃まで加熱され水蒸気が発生する。ここに水蒸気発生室１に備えられ、便器１４の内側に向けて開口した吸い込み口９から取り込んだ空気が供給され、臭気成分が水蒸気中に溶解される。ここで、加熱部２で蒸発させる水は、水道水供給部８から水道水を供給したものである。
【００４０】
このとき、加熱部２で発生した熱の一部は便座１３の加熱に利用され、便座１３の暖房が行われる。便座１３の温度調整は、温度センサー４３に基づいて制御手段４４が熱交換用ポンプ２４を制御し、水タンク１５から温度調節部１２に循環する水の流量を調節することで行われる。具体的には、温度調節部１２での熱交換量は一定に保ちながら、夏場には流量を多くして便座１３の表面温度を低くし、冬場には流量を少なくして便座１３の温度を高くなるように制御する。
【００４１】
次に、溶解した臭気成分を含む水蒸気は水蒸気凝縮室３に供給され、冷却部４で冷却されて凝縮する。このとき、臭気成分は凝縮水に含まれたままである。この凝縮水は、凝縮水排出手段５から水タンク１５内に排出される。
【００４２】
最終的に、臭気成分を取り除いた空気は、吹き出し口１０から便座１３に座っている人の方向に向けて吹き出される。
【００４３】
なお、上記の動作は人が便座１３に着座していることを検出して行われるものである。
【００４４】
このようにヒートポンプ回路３４を利用して加熱、冷却を行っているため、エネルギー効率が高くなり、省エネ性に優れる。
【００４５】
上記構成によって、水は水道管から供給され、凝縮水もトイレに流す水として再利用される。このことから、水を供給する手間がなく、また水を無駄なく有効に利用することができる。また、水を供給し続けさえすれば、脱臭性能は維持されるため、メンテナンスを行う必要がなく、利便性が高い。さらに、水道水を供給し、凝縮水を水タンク１５に排出するため、水周りがまとまっており、構成が簡便である。尚、本実施の形態２では外部から水道水供給部８を介して、水道水を供給しているが、水タンク１５から供給しても良い。
【００４６】
また、加熱量調節部１１で加熱量を制御しているため、余った熱量はトイレ空間内ではなく、水タンク内の水に放熱される。このことから、トイレ空間内の温度を快適に維持することができる。
【００４７】
また、便座１３の裏面に水蒸気発生室１を配置し、便器１４の内側から吸い込み口９を介して臭気成分を含んだ空気を吸い込むため、臭気成分を確実に取り込むことができ、高い脱臭性能を実現することができる。また、便座１３の暖房も兼用して行うことができる。
【００４８】
また、脱臭後の空気を吹き出し口１０から便座に座っている人の方向に向けて吹き出しているため、トイレ利用者が清涼感を得ることができる。
【００４９】
さらに、ヒートポンプ回路３４の冷媒として二酸化炭素を用いているため、水の加熱温度を高くすることができる。これによって、水の蒸発量が多くなり、溶解する臭気成分量も増加するため、高い脱臭性能を実現することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、ヒートポンプ回路３４の冷媒として二酸化炭素を使用しているが、これに限定されるものではなく、ＨＦＣ、炭化水素等の冷媒を使用しても良い。ただし、高温に加熱できる二酸化炭素を使用すると、最も大きな効果が得られる。
【００５１】
また、臭気成分としては、便から発生するアンモニアや硫化水素等のように水溶性のものに特に適しており、高い脱臭性能を有し、室内空間を快適に維持することができる。
【００５２】
また、本実施の形態２のトイレ装置は便座１３を備えた洋式トイレであるが、和式トイレにも適用可能である。この場合、便座１３がないため、水蒸気発生室１は便器１４の縁に沿って設けられていればよい。
【００５３】
また、図２及び図３では、加熱量調節部１１は水タンク１５の底部近傍設けられているが、水タンク１５の上部に設けても良い。しかしながら、加熱によって温められた水は対流によって上昇するため、水タンク１５の底部に加熱量調節部１１を設けた方が、加熱量調節部１１近傍に冷たい水（加熱されていない水）が存在することとなり、放熱効率が良いためより好ましい。
【００５４】
（実施の形態３）
図４は、本実施の形態３における脱臭装置を用いた空調装置の冷房時の構成図である。本実施の形態３における空調装置に用いられている脱臭装置は、実施の形態１と同じ構成である。そのため、脱臭装置の詳細については説明を省略する。尚、実施の形態１と同一の構成要素については同一符号を付している。
【００５５】
図４に示すように、本実施の形態３の空調装置は、室内機１６と室外機１８を備えている。この室内機１６は、実施の形態１の脱臭装置３５と、脱臭装置３５の水蒸気凝縮室３と連通し、脱臭された空気の加熱又は冷却を行うための室内熱交換器１７を有している。
【００５６】
又、室外機１８は、室外熱交換器１９と、大気凝縮部２０、凝縮水ポンプ２１、第２の圧縮機２２、及び第２の膨張手段２３とを有している。この大気凝縮部２０から水蒸気発生室１へと水を供給するための凝縮水供給経路３６が設置されており、凝縮水供給経路３６上に凝縮水ポンプ２１が設置されている。
【００５７】
又、室内熱交換器１７と室外熱交換器１９を結ぶ第２の冷媒が流通する第２の冷媒流路３７が設置されている。
【００５８】
ここで、第２の冷媒流路３７は、冷房時と暖房時によって切り替え弁によって流路構成が異なるため、冷房時を基準にして第２の冷媒流路上に設置されている構成の説明を行う。
【００５９】
第２の冷媒の流通方向を基準として、室内熱交換器１７の下流側且つ室外熱交換器１９の上流側に第２の圧縮機２２が設置されており、室外熱交換器１９の下流側であって室内熱交換器１７の上流側に第２の膨張手段２３が設置されている。この第２の膨張手段２３の下流側であって室内熱交換器１７の上流側に、大気を冷却することによって水蒸気発生室１に供給するための凝縮水を生成する大気凝縮部２０が設置されている。
【００６０】
又、第２の冷媒流路３７の室内熱交換器１７の下流側であって第２の圧縮機２２の上流側の部分と、室外熱交換器１９の下流側であって第２の膨張手段２３の上流側の部分に流路を切り替えるための四方弁３８が設置されている。更に、第２の冷媒流路３７の、第２の圧縮機２２の下流側であって室外熱交換器１９の上流側の部分と、大気凝縮部２０の下流側であって室内熱交換器１７の上流側の部分に流路を切り替えるための四方弁３９が設置されている。なお、第２の冷媒としては二酸化炭素が使用されている。又、四方弁３８、３９を切り替えるための制御手段４０が設置されている。
【００６１】
すなわち、冷房時には、第２の冷媒は、室内熱交換器１７、第２の圧縮機２２、室外熱交換器１９、第２の膨張手段２３、及び大気凝縮部２０の順に第２の冷媒流路３７内を流通することになり、これらによって第２のヒートポンプ回路４１が構成されている。尚、図４の実線の矢印は、第２の冷媒の流通方向を示している。
【００６２】
又、図５は、暖房時における本実施の形態３の空調装置の構成図である。暖房時には、図５に示すように四方弁３８、３９が切り替えられ、第２の冷媒は、室内熱交換器１７、第２の膨張手段２３、大気凝縮部２０、室外熱交換器１９、及び第２の圧縮機２２の順に第２の冷媒流路３７内を流通する。尚、図５の実線の矢印は、第２の冷媒の流通方向を示している。尚、本発明の第１の四方弁の一例は、本実施の形態２の四方弁３８に相当し、本発明の第２の四方弁の一例は、本実施の形態２の四方弁３９に相当する。
【００６３】
すなわち、本実施の形態３では、ヒートポンプ回路３４と第２のヒートポンプ回路４１の２つのヒートポンプ回路を使用している。ヒートポンプ回路３４は加熱部２、冷却部４等から構成されるものであり、冷房、暖房運転に関わらず、加熱部２が冷媒の凝縮器として機能し、冷却部４が冷媒の蒸発器として機能する。
【００６４】
又、第２のヒートポンプ回路４１は、室内熱交換器１７、室外熱交換器１９、大気凝縮部２０等から構成されるものであり、冷房運転時には、室外熱交換器１９が第２の冷媒の凝縮器として機能し、室内熱交換器１７、大気凝縮部２０が第２の冷媒の蒸発部として機能する。また、暖房運転時には、室内熱交換器１７が第２の冷媒の凝縮器として機能し、室外熱交換器１９、大気凝縮部２０が第２の冷媒の蒸発部として機能する。
【００６５】
以下に、図４及び図５に示す脱臭装置を用いた空調装置について、その動作を説明する。
【００６６】
最初に、ヒートポンプ回路３４及び第２のヒートポンプ回路４１を動作させることにより、水蒸気発生室１に設けた加熱部２で、水が約８０℃まで加熱され水蒸気が発生する。そして、室内から空気流入部３０を介して取り込まれた臭気成分を含む空気が水蒸気発生室１に供給され、臭気成分が水蒸気中に溶解される。ここで、加熱部２で蒸発させる水は、大気凝縮部２０で大気を冷却することにより水分が凝縮し、この水分が凝縮水ポンプ２１によって凝縮水供給経路３６を通って供給されたものである。
【００６７】
次に、溶解した臭気成分を含む水蒸気は連通管３２を通って水蒸気凝縮室３に供給され、冷却部４で冷却されて凝縮する。このとき、臭気成分は凝縮水に含まれたままである。この凝縮水は、室外機１８を経て、凝縮水排出手段５から屋外に排出される。
【００６８】
最終的に、水蒸気を取り除いた空気は、冷房運転時には室内熱交換器１７で冷却され、暖房運転時には室内熱交換器１７で加熱され、再度室内に送り出される。
【００６９】
又、上述したように、ヒートポンプ回路３４を用いて水を蒸発させるため、小さい電力消費量で運転することができ、また装置の構成要素を交換する必要もない。このことから、脱臭性能を確保しつつ、優れた省エネ性と利便性とを実現することができる。
【００７０】
また、室外機１８に室外熱交換器１９と、大気を冷却して水分を凝縮させる大気凝縮部２０とを備え、大気凝縮部２０で生じた凝縮水を加熱部２に供給し、冷却部４で生じた凝縮水を屋外に排出しているために、空調装置を水道と接続したり、都度水を供給したりする必要がなくなる。また、屋外に凝縮水を排出しても、臭気成分が揮発するほど高温にならないため、臭いも問題にならない。このことから、水を供給する手間のない、優れた利便性を実現することができる。
【００７１】
また、室内熱交換器１７と、加熱部２と、冷却部４とを有する室内機１６を備え、室内から吸い込んだ空気を加熱部２、冷却部４、室内熱交換器１７の順に流通させており、空調性能を確保しつつ、高い脱臭性能を実現することができる。
【００７２】
また、冷房運転時には、大気凝縮部２０、室内熱交換器１７、第２の圧縮機２２、室外熱交換器１９、第２の膨張手段２３の順に第２の冷媒が循環し、暖房運転時には、大気凝縮部２０、室外熱交換器１９、第２の圧縮機２２、室内熱交換器１７、第２の膨張手段２３の順に第２の冷媒が循環する。このため、大気凝縮部２０は、冷房時、暖房時のともに、第２の冷媒の蒸発器として機能し、大気凝縮部２０の冷媒温度を低温にすることができ、多くの水を凝縮させることができる。このことから、確実に脱臭に必要な水量を確保することができる。なお、上記のような冷房時、暖房時の流路構成となるように四方弁３８、３９の切り替えを行うことが、本発明の空調装置の運転方法における制御工程の一例に相当する。
【００７３】
さらに、ヒートポンプ回路３４の冷媒として二酸化炭素を用いているため、水の加熱温度を高くすることができる。これによって、水の蒸発量が多くなり、溶解する臭気成分量も増加するため、高い脱臭性能を実現することができる。
【００７４】
なお、本実施の形態３では、ヒートポンプ回路３４、及び第２のヒートポンプ回路４１の冷媒として二酸化炭素を使用しているが、これに限定されるものではなく、ＨＦＣ、炭化水素等の冷媒を使用しても良い。ただし、高温に加熱できる二酸化炭素を使用すると、最も大きな効果が得られる。
【００７５】
また、臭気成分としては、人間の皮膚等から発生するアンモニアや建材等から発生するホルムアルデヒド等の低級アルデヒド等のように水溶性のものに特に適しており、高い脱臭性能を有し、室内空間を快適に維持することができる。
【００７６】
さらに、脱臭用のヒートポンプ回路３４と空調用の第２のヒートポンプ回路４１を並列に設置し、各々のヒートポンプ回路に圧縮機６、第２の圧縮機２２を設けているが、圧縮機を共用しても良い。また、２つのヒートポンプ回路を直列に設置しても良い。ただし、並列に設置すると、構成をより簡便にすることができる。
【００７７】
尚、本発明のプログラムは、上述した本発明の空調装置の運転方法の制御工程の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【００７８】
又、本発明のプログラムは、上述した本発明の空調装置の運転方法の制御工程の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【００７９】
又、本発明の上記「制御工程の動作」とは、前記制御工程の全部又は一部の動作を意味する。
【００８０】
又、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【００８１】
又、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【００８２】
又、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
【００８３】
又、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【００８４】
尚、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明にかかる脱臭装置およびこれを用いたトイレ装置ならびに空調装置は、より簡易にメンテナンス出来、又、よりエネルギー消費量が少ない効果を有し、住宅用機器等として有用であるが、ごみや屎尿処理施設等にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１における脱臭装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２における脱臭装置を用いたトイレ装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態２における脱臭装置を用いたトイレ装置の側断面図
【図４】本発明の実施の形態３における脱臭装置を用いた空調装置の冷房時の構成図
【図５】本発明の実施の形態３における脱臭装置を用いた空調装置の暖房時の構成図
【符号の説明】
【００８７】
１ 水蒸気発生室
２ 加熱部
３ 水蒸気凝縮室
４ 冷却部
５ 凝縮水排出手段
６ 圧縮機
７ 膨張手段
８ 水道水供給部
９ 吸い込み口
１０ 吹き出し口
１１ 加熱量調節部
１２ 温度調節部
１３ 便座
１４ 便器
１５ 水タンク
１６ 室内機
１７ 室内熱交換器
１８ 室外機
１９ 室外熱交換器
２０ 大気凝縮部
２１ 凝縮水ポンプ
２２ 第２の圧縮機
２３ 第２の膨張手段
２４ 熱交換用ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が流通する冷媒流路上に設けられた圧縮機、蒸発部、膨張手段、及び凝縮部を有するヒートポンプサイクルと、
水を加熱する加熱部、及び臭気を含む空気が流入する空気流入部を有する水蒸気発生室と、
前記水蒸気発生室で発生した水蒸気を冷却するための冷却部、及び前記空気を排出する空気排出部を有する水蒸気凝縮室と、
前記水蒸気発生室から前記水蒸気凝縮室へと前記空気を導入するための連通部とを備え、
前記加熱部は、前記凝縮部で構成され、
前記冷却部は、前記蒸発部で構成された、脱臭装置。
【請求項２】
前記冷媒は、二酸化炭素である、請求項１記載の脱臭装置。
【請求項３】
請求項１記載の脱臭装置と、
便器と、
前記便器の洗浄を行うための水を貯蔵する水タンクと、
前記水蒸気発生室へと水を供給する水供給経路と、
前記水蒸気凝縮室で発生した凝縮水を排出する凝縮水排出経路とを備えた、トイレ装置。
【請求項４】
前記凝縮水排出経路は、前記水タンクへと前記凝縮水を排出するために前記水タンクに接続されている、請求項３記載のトイレ装置。
【請求項５】
前記水供給経路は、水道管に接続されている、請求項３記載のトイレ装置。
【請求項６】
前記水供給経路は、前記水タンクから前記水を供給するために前記水タンクに接続されている、請求項３記載のトイレ装置。
【請求項７】
前記水蒸気発生室は、前記便器の縁に沿って設けられており、
前記空気流入部は、前記便器の内側に向かって開口している、請求項３記載のトイレ装置。
【請求項８】
便座を更に備え、
前記水蒸気発生室は、前記便座の裏面に設けられている、請求項７記載のトイレ装置。
【請求項９】
前記空気流出口は、前記便器の方向に向けて前記空気を排出するように設置されている、請求項３記載のトイレ装置。
【請求項１０】
前記水蒸気発生室と前記便座の間に設けた温度調節部と、
前記水タンク内の水と熱交換可能に設置された加熱量調節部と、
前記温度調節部と前記加熱量調節部の間に設置され、温度調節用冷媒が循環する循環経路と、
前記循環経路内を流れる前記温度調節用冷媒の量を制御することにより、前記便座の温度を制御する制御手段とを備えた、請求項８記載のトイレ装置。
【請求項１１】
請求項１記載の脱臭装置と、
前記水蒸気凝縮室を流通した後の前記臭気を含んだ空気を加熱又は冷却する室内熱交換器と、
大気と熱交換を行う室外熱交換器と、
前記室外熱交換器と前記室内熱交換器の間を結ぶ、第２の冷媒が流通する第２の冷媒流路とを備えた、空調装置。
【請求項１２】
冷房時の前記第２の冷媒流路及び前記第２の冷媒の流通方向を基準にして、
前記室内熱交換器の下流側且つ前記室外熱交換器の上流側に設けられた第２の圧縮機と、
前記室外熱交換器の下流側且つ前記室内熱交換器の上流側に設けられた第２の膨張手段と、
前記水蒸気発生室に供給するための水を、大気から吸熱することによって生成する、前記第２の膨張弁の下流側且つ前記室内熱交換器の上流側に設けられた大気凝縮部と、
前記大気凝縮部と前記水蒸気蒸発室の間に設けられている凝縮水供給経路と、
前記室内熱交換器の下流側且つ前記第２の圧縮器の上流側の前記第２の冷媒流路と、前記室外熱交換器の下流側且つ前記第２の膨張手段の上流側の前記第２の冷媒流路との間に設置された第１の四方弁と、
前記第２の圧縮機の下流側且つ前記室外熱交換器の上流側の前記第２の冷媒流路と、前記大気凝縮部の下流側且つ前記室内熱交換器の上流側の間の前記第２の冷媒流路との間に設置された第２の四方弁と、
暖房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の膨張手段、前記大気凝縮部、前記室外熱交換器、及び前記第２の圧縮機の順に流通するように、前記第１の四方弁及び前記第２の四方弁を切り替える制御手段とを備えた、請求項１１記載の空調装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の空調装置を用いた空調装置の運転方法であって、
冷房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の圧縮機、前記室外熱交換器、前記第２の膨張手段、及び前記大気凝縮部の順に流通し、
暖房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の膨張手段、前記大気凝縮部、前記室外熱交換器、及び前記第２の圧縮機の順に流通するように、
前記第１の四方弁及び前記第２の四方弁を切り替える制御工程を備えた空調装置の運転方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の空調装置の運転方法の、
冷房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の圧縮機、前記室外熱交換器、前記第２の膨張手段、及び前記大気凝縮部の順に流通し、
暖房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の膨張手段、前記大気凝縮部、前記室外熱交換器、及び前記第２の圧縮機の順に流通するように、前記第１の四方弁及び前記第２の四方弁を切り替える制御工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１５】
請求項１４記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【請求項１】
冷媒が流通する冷媒流路上に設けられた圧縮機、蒸発部、膨張手段、及び凝縮部を有するヒートポンプサイクルと、
水を加熱する加熱部、及び臭気を含む空気が流入する空気流入部を有する水蒸気発生室と、
前記水蒸気発生室で発生した水蒸気を冷却するための冷却部、及び前記空気を排出する空気排出部を有する水蒸気凝縮室と、
前記水蒸気発生室から前記水蒸気凝縮室へと前記空気を導入するための連通部とを備え、
前記加熱部は、前記凝縮部で構成され、
前記冷却部は、前記蒸発部で構成された、脱臭装置。
【請求項２】
前記冷媒は、二酸化炭素である、請求項１記載の脱臭装置。
【請求項３】
請求項１記載の脱臭装置と、
便器と、
前記便器の洗浄を行うための水を貯蔵する水タンクと、
前記水蒸気発生室へと水を供給する水供給経路と、
前記水蒸気凝縮室で発生した凝縮水を排出する凝縮水排出経路とを備えた、トイレ装置。
【請求項４】
前記凝縮水排出経路は、前記水タンクへと前記凝縮水を排出するために前記水タンクに接続されている、請求項３記載のトイレ装置。
【請求項５】
前記水供給経路は、水道管に接続されている、請求項３記載のトイレ装置。
【請求項６】
前記水供給経路は、前記水タンクから前記水を供給するために前記水タンクに接続されている、請求項３記載のトイレ装置。
【請求項７】
前記水蒸気発生室は、前記便器の縁に沿って設けられており、
前記空気流入部は、前記便器の内側に向かって開口している、請求項３記載のトイレ装置。
【請求項８】
便座を更に備え、
前記水蒸気発生室は、前記便座の裏面に設けられている、請求項７記載のトイレ装置。
【請求項９】
前記空気流出口は、前記便器の方向に向けて前記空気を排出するように設置されている、請求項３記載のトイレ装置。
【請求項１０】
前記水蒸気発生室と前記便座の間に設けた温度調節部と、
前記水タンク内の水と熱交換可能に設置された加熱量調節部と、
前記温度調節部と前記加熱量調節部の間に設置され、温度調節用冷媒が循環する循環経路と、
前記循環経路内を流れる前記温度調節用冷媒の量を制御することにより、前記便座の温度を制御する制御手段とを備えた、請求項８記載のトイレ装置。
【請求項１１】
請求項１記載の脱臭装置と、
前記水蒸気凝縮室を流通した後の前記臭気を含んだ空気を加熱又は冷却する室内熱交換器と、
大気と熱交換を行う室外熱交換器と、
前記室外熱交換器と前記室内熱交換器の間を結ぶ、第２の冷媒が流通する第２の冷媒流路とを備えた、空調装置。
【請求項１２】
冷房時の前記第２の冷媒流路及び前記第２の冷媒の流通方向を基準にして、
前記室内熱交換器の下流側且つ前記室外熱交換器の上流側に設けられた第２の圧縮機と、
前記室外熱交換器の下流側且つ前記室内熱交換器の上流側に設けられた第２の膨張手段と、
前記水蒸気発生室に供給するための水を、大気から吸熱することによって生成する、前記第２の膨張弁の下流側且つ前記室内熱交換器の上流側に設けられた大気凝縮部と、
前記大気凝縮部と前記水蒸気蒸発室の間に設けられている凝縮水供給経路と、
前記室内熱交換器の下流側且つ前記第２の圧縮器の上流側の前記第２の冷媒流路と、前記室外熱交換器の下流側且つ前記第２の膨張手段の上流側の前記第２の冷媒流路との間に設置された第１の四方弁と、
前記第２の圧縮機の下流側且つ前記室外熱交換器の上流側の前記第２の冷媒流路と、前記大気凝縮部の下流側且つ前記室内熱交換器の上流側の間の前記第２の冷媒流路との間に設置された第２の四方弁と、
暖房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の膨張手段、前記大気凝縮部、前記室外熱交換器、及び前記第２の圧縮機の順に流通するように、前記第１の四方弁及び前記第２の四方弁を切り替える制御手段とを備えた、請求項１１記載の空調装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の空調装置を用いた空調装置の運転方法であって、
冷房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の圧縮機、前記室外熱交換器、前記第２の膨張手段、及び前記大気凝縮部の順に流通し、
暖房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の膨張手段、前記大気凝縮部、前記室外熱交換器、及び前記第２の圧縮機の順に流通するように、
前記第１の四方弁及び前記第２の四方弁を切り替える制御工程を備えた空調装置の運転方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の空調装置の運転方法の、
冷房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の圧縮機、前記室外熱交換器、前記第２の膨張手段、及び前記大気凝縮部の順に流通し、
暖房時には、前記第２の冷媒が、前記室内熱交換器、前記第２の膨張手段、前記大気凝縮部、前記室外熱交換器、及び前記第２の圧縮機の順に流通するように、前記第１の四方弁及び前記第２の四方弁を切り替える制御工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１５】
請求項１４記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１２９９４１（Ｐ２００６−１２９９４１Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１９６５４（Ｐ２００４−３１９６５４）
【出願日】平成１６年１１月２日（２００４．１１．２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２日（２００４．１１．２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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