JP5526508B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、室内機の通風回路内に設置されて、室内空間の臭気成分を除去する目的で用いられる脱臭手段を備えた空気調和機に関するものである。

従来、空気調和機の脱臭方法は空気調和機本体の通風回路内に、活性炭やゼオライトなどの吸着機能を有する物質を備え、使用頻度や使用環境により異なるが、脱臭性能が低下したら交換をするタイプの脱臭フィルターが主流であったが、近年、酸化チタンを用いた光触媒などをハニカム形状やコルゲート形状に加工したフィルターを設置し、紫外線ラン
プにて光触媒を励起し脱臭を行う脱臭手段や、さらに換気ファンによる換気機能を同時に作用させることにより脱臭性能を向上させたものがある（例えば、特許文献１参照）。

図１２は、特許文献１に記載された従来の脱臭方法を示すもので、フィルタ部材の構成図である。図１２に示すように、光触媒フィルター５０と、紫外線ランプ５１と、リード線５３とから構成されている。
特開２００１−２０８４１８号公報

しかしながら、前記従来の活性炭やゼオライトなどの吸着剤を利用した脱臭方法では、高い脱臭性能を有するものの、吸着飽和状態になると脱臭手段として維持できなくなり交換する必要があった。また、光触媒に紫外線ランプを照射し光触媒を励起させて臭い物質を分解し脱臭する方法では、紫外線ランプによる光触媒の励起エネルギーが低く、さらにハニカム形状に加工されたフィルターの細部にまで紫外線ランプの光が届かないために光触媒の脱臭効果を充分に活用することができない。したがって換気機能と併用し脱臭性能を向上させる必要があるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、従来の高い脱臭性能を有する吸着方式の脱臭手段を用いながら、交換することなく高い脱臭性能を維持しつづけることが可能な脱臭手段を備えた空気調和機を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明空気調和機は、室内空気を浄化する吸着式の脱臭手段と、静電ミストを発生させる静電霧化装置とを備え、静電霧化装置は、吸込口から熱交換器、室内ファンを経由して吹出口に至る主流路をバイパスするバイパス経路に設けられているものとし、空気調和機の空気調和運転が停止している時に、室内ファンを低速で運転させ、前記上下羽根で前記吹出口を閉止した状態で、前記静電霧化装置を所定時間運転するように制御することを特徴とする。この構成により、空気調和機の運転停止中に、必要に応じて静電霧化装置を所定時間運転することにより、静電ミストにより生成されるＯＨラジカルが、吸着式の脱臭手段で吸着した臭い成分を分解し、脱臭手段の性能低下を防止したり性能を回復したりすることができる。

また、請求項２に記載の発明は、空気調和機の運転停止直後に、前記静電霧化装置を所定時間運転するように制御するもので、運転停止直後であれば静電霧化装置がそれまで運転中であればそのまま継続して運転すれば良く、静電ミストの発生が途切れることがなく効率がよい。

本発明によれば、空気調和機の運転停止直後または運転停止中など必要に応じて、静電霧化装置を所定時間運転することにより、静電ミストにより生成されるＯＨラジカルが、脱臭手段で吸着した臭い成分を分解し、脱臭手段の性能低下を防止したり性能を回復したりすることができ、従来の高い脱臭性能を有する吸着方式の脱臭手段を用いながら、交換することなく高い脱臭性能を維持し続けることが可能な脱臭手段を備えた空気調和機を提供することができる。

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。空気調和機は、通常冷媒配管で互いに接続された室外機と室内機とで構成されており、図１及び図２は、本発明にかかる空気調和機の室内機を示している。

図１及び図２に示されるように、室内機は、本体２と、本体２の前面吸込口２ａを開閉
自在の可動前面パネル（以下、単に前面パネルという）４を有しており、空気調和機停止時は、前面パネル４は本体２に密着して前面吸込口２ａを閉じているのに対し、空気調和機運転時は、前面パネル４は本体２から離反する方向に移動して前面吸込口２ａを開放する。

本体２の内部には、前面吸込口２ａ及び上面吸込口２ｂの下流側に設けられ空気中に含まれる塵埃を除去するためのプレフィルタ５と、このプレフィルタ５の下流側に設けられ前面吸込口２ａ及び上面吸込口２ｂから吸い込まれた室内空気と熱交換するための熱交換器６と、プレフィルタ５の下流で熱交換器６の上流に位置する位置に設けられた脱臭手段としての脱臭フィルター７と、熱交換器６で熱交換した空気を搬送するための室内ファン８と、室内ファン８から送出された空気を室内に吹き出す吹出口１０を開閉するとともに空気の吹き出し方向を上下に変更する上下羽根１２と、空気の吹き出し方向を左右に変更する左右羽根１４とを備えている。また、前面パネル４の上部は、その両端部に設けられた複数のアーム（図示せず）を介して本体２の上部に連結されており、複数のアームの一つに連結された駆動モータ（図示せず）を駆動制御することで、空気調和機運転時、前面パネル４は空気調和機停止時の位置（前面吸込口２ａの閉塞位置）から前方に向かって移動する。上下羽根１２も同様に、その両端部に設けられた複数のアーム（図示せず）を介して本体２の下部に連結されている。

また、室内機の一方の端部（室内機正面から見て左側端部）には、室内空気を換気するための換気ファン１６が設けられており、換気ファン１６の後方には、静電ミストを発生させて室内空気を浄化するための静電霧化装置１８が設けられている。

なお、図１は前面パネル４及び本体２の一部を取り除いた状態を示しており、図２は室内機本体２と静電霧化装置１８との接続位置を明確にするために本体２の内部に収容されている静電霧化装置１８を本体２とは分離した状態を示している。静電霧化装置１８は実際には図３に示される形状を呈し、図１あるいは図４に示されるように、本体２の左側部に取り付けられている。

図２乃至図４に示されるように、静電霧化装置１８は、前面吸込口２ａ及び上面吸込口２ｂから熱交換器６、室内ファン８等を経由して吹出口１０に至る送風路（主流路あるいは第１の流路）２０をバイパスするバイパス流路（第２の流路）２２の途中に設けられており、バイパス流路２２の上流側に高電圧トランス（高電圧電源）２４とバイパス送風ファン２６が設けられ、バイパス流路２２の下流側に放熱部（ヒートシンク）２８を有する静電霧化ユニット３０とサイレンサ３２が設けられている。したがって、上流側から順に高電圧トランス２４、バイパス送風ファン２６、静電霧化ユニット３０、及びサイレンサ３２が配置された状態で、バイパス流路２２の一部を構成するケーシング３４に収容されている。

また、ケーシング３４は、送風路２０を通過する空気流に平行に配置されており、室内機本体２の正面から見て換気ファン１６と重なる位置に隣接配置されることで省スペース化を達成している。

なお、高電圧トランス２４は必ずしもケーシング３４内に収容する必要はないが、温度上昇の抑制あるいは省スペース化の点で、ケーシング３４内に収容するのが好ましい。

ここで、従来公知の静電霧化ユニット３０について図５及び図６を参照しながら説明する。図５に示されるように、静電霧化ユニット３０は、放熱面３６ａと冷却面３６ｂとを有する複数のペルチェ素子３６と、放熱面３６ａに接続された上述した放熱部（例えば、放熱フィン）２８と、冷却面３６ｂ上に立設された放電電極３８と、この放電電極３８に
対し所定距離だけ離隔して配置された対向電極４０とで構成されている。

また、図６に示されるように、換気ファン１６の近傍に配置された制御部４２（図１参照）に、ペルチェ駆動電源４４と高電圧トランス２４は電気的に接続されており、ペルチェ素子３６及び放電電極３８はペルチェ駆動電源４４及び高電圧トランス２４にそれぞれ電気的に接続されている。

上記構成の静電霧化ユニット３０において、制御部４２によりペルチェ駆動電源４４を制御してペルチェ素子３６に電流を流すと、冷却面３６ｂから放熱面３６ａに向かって熱が移動し、放電電極３８の温度が低下することで放電電極３８に結露する。さらに、制御部４２により高電圧トランス２４を制御して、結露水が付着した放電電極３８に高電圧を印可すると、結露水に放電現象が発生して粒子径がナノメートルサイズの静電ミストが発生する。なお、本実施の形態においては、高電圧トランス２４としてマイナス高電圧電源を用いているので、静電ミストは負に帯電している。

また、図７に示されるように、送風路２０は、本体２を構成する台枠４６の後部壁４６ａと、この後部壁４６ａの両端部より前方に延びる両側壁（図７では左側壁のみ示す）４６ｂと、台枠４６の下方に形成されたリヤガイダ（送風ガイド）４８の後部壁４８ａと、この後部壁４８ａの両端部より前方に延びる両側壁（図７では左側壁のみ示す）４８ｂとで形成されており、台枠４６の一方の側壁（左側壁）４６ｂとリヤガイダ４８の一方の側壁（左側壁）４８ｂとで送風路２０とバイパス流路２２を分離する隔壁を構成している。さらに、台枠４６の一方の側壁４６ｂにバイパス流路２２の吸入口２２ａが形成される一方、リヤガイダ４８の一方の側壁４８ｂにバイパス流路２２の吹出口２２ｂが形成されている。

バイパス流路２２は、バイパス吸入管２２ｃとケーシング３４とバイパス吹出管２２ｄから構成されており、台枠側壁４６ｂに形成された吸入口２２ａに一端が接続されたバイパス吸入管２２ｃは左方（左側壁４６ｂに略直交し、前面パネル４に略平行な方向）に延びて、その他端はケーシング３４の一端に接続され、さらにケーシング３４の他端に一端が接続されたバイパス吹出管２２ｄは下方に延びて右方に折曲され、その他端はバイパス流路２２の吹出口２２ｂに接続されている。また、このようにバイパス流路２２の一部をケーシング３４で構成することで、省スペース化を達成している。

吸入口２２ａはプレフィルタ５の下流側で熱交換器６の上流側に位置しており、前面吸込口２ａ及び上面吸込口２ｂより吸い込まれた空気に含まれる塵埃はプレフィルタ５により除去されるので、静電霧化装置１８に塵埃が侵入することはない。

一方、吹出口２２ｂは熱交換器６及び室内ファン８の下流側で吹出口１０の近傍に位置しており、吹出口２２ｂから吐出された静電ミストが送風路２０の気流に乗って拡散し部屋全体に充満するように構成されている。また、吹出口２２ｂを熱交換器６の下流側に配置したのは、熱交換器６の上流側に配置すると、熱交換器６は金属製のため、荷電粒子である静電ミストは熱交換器６にその大部分（約８〜９割以上）が吸収されるからである。さらに、吹出口２２ｂを室内ファン８の下流側に配置したのは、室内ファン８の上流側に配置すると、室内ファン８の内部には乱流が存在し、室内ファン８の内部を通過する空気が室内ファン８の様々な部位に衝突する過程で静電ミストの一部（約５割程度）が吸収されるからである。

また、吹出口２２ｂの送風路２０側は、室内ファン８により気流に所定の速度が付与されることで、エジェクタ効果により負圧となっており、バイパス流路２２から送風路２０に向かって空気が誘引される。したがって、バイパス送風ファン２６は小容量のもので済
み、場合によってはバイパス送風ファン２６を設けなくてもよい。

さらに、バイパス吹出管２２ｄは、送風路２０との合流点（吹出口２２ｂ）において送風路２０内の気流に対し略直交する方向に指向するように隔壁（リヤガイダ４８の側壁４８ｂ）に接続されている。これは、静電霧化ユニット３０は、上述したように放電現象を利用して静電ミストを発生させていることから、必然的に放電音を伴い、放電音には指向性があるからである。したがって、バイパス流路２２と送風路２０の合流点（吹出口２２ｂ）において、バイパス流路２２を前面パネル４に略平行に接続することで、室内機の前方あるいは斜め前方にいる人に対して、放電音が極力指向しないように構成している。

また、図８に示されるように、バイパス吹出管２２ｄを送風路２０との合流点において隔壁に対し傾斜させ、送風路２０内の気流に対し上流側に指向するように接続すると、より一層放電音の低減に効果がある。

次に、図９を参照しながら換気ファン１６を説明すると、換気ファン１６は換気専用のファンであっても、プレフィルタ自動清掃装置を有する室内機に設けられた吸引装置のファンであってもよい。図９に示される換気ファン１６は、プレフィルタ自動清掃装置の吸引装置に組み込まれているが、プレフィルタ自動清掃装置は既に公知なので以下説明を省略する。

図１０はケーシング３４を持たない静電霧化装置１８Ａを示しており、この静電霧化装置１８Ａは、図９に示される静電霧化装置１８においてバイパス流路２２の下流側に設けられた静電霧化ユニット３０とサイレンサ３２と略同じ位置か、あるいは、図１２に示されるように室内機本体２に組み込まれる。

さらに詳述すると、図１０の静電霧化装置１８Ａは、放熱部２８を有する静電霧化ユニット３０とサイレンサ３２のみが一体的に取り付けられ、静電霧化ユニット３０とサイレンサ３２はそれぞれのハウジング（ユニットハウジング６６とサイレンサハウジング６８）に収容され、サイレンサハウジング６８にバイパス吹出管２２ｄは接続されている。この場合、隔壁により送風路２０から分離された換気ファン１６、静電霧化装置１８Ａ等の収容部がバイパス流路の一部を構成することになり、プレフィルタ５を介して本体２内に吸い込まれる空気は、プレフィルタ５の下流側の隙間を吸入口としてバイパス流路に吸い込まれ、主流路を通過する空気流に並行してバイパス流路内を流れることになる。このようにバイパス流路内を流れた空気により放熱部２８は冷却されるとともに、ユニットハウジング６６に形成された開口部より静電霧化ユニット３０に取り込まれる。

なお、この構成では、室内機の正面から見て換気ファン１６と重なる換気ファン１６の周囲空間がバイパス流路となり、高電圧トランス２４は換気ファン１６、静電霧化装置１８Ａ等の収容部における任意の部位に配置され、バイパス送風ファン２６は設けられない。

上述したように、吹出口２２ｂの送風路２０側は、室内ファン８により気流に所定の速度が付与されることで、エジェクタ効果により負圧となっているので、バイパス送風ファン２６は設けなくても、バイパス吹出管２２ｄを介してバイパス流路から送風路２０に向かって誘引される空気あるいは換気ファン１６の吸引空気により放熱部２８は冷却され、静電霧化ユニット３０により発生した静電ミストが送風路２０に吹き出される。

なお、図１１に示されるように、放熱部２８を吸引装置５８に設けられたダンパ６４に近接して配置することもでき、このように配置することで、ダンパ６４に吸い込まれる空気により放熱部２８がより冷却され、静電霧化ユニット３０からの放熱が促進される。ま
た、換気ファン１６として換気専用のファンを使用した場合、ダンパ６４は設けられることがないので、換気ファン１６の吸込口に放熱部２８を近接配置することで、放熱部２８は効率よく冷却される。

上記構成のような、脱臭フィルター７と静電霧化ユニット３０を設けた空気調和機において、除湿や冷房運転及び暖房運転の空気調和運転が停止している時、または空調運転が終了した停止直後に、室内ファン８を低速（例えば、約５００ｒｐｍ）で運転させ、前面吸込口２ａを前面パネル４で閉止するとともに上下羽根１２で吹出口１０を閉止した状態、又は前面パネル４及び上下羽根１２を若干開けた状態などの所定の状態で、静電霧化装置１８，１８Ａが所定時間（例えば、約３分）運転されるように制御する。

このような制御を行うことで、脱臭フィルター７が吸着した室内空気中の臭気成分を、運転終了後または運転終了直後にも静電霧化ユニット３０を運転することにより、脱臭フィルター７が吸着した臭気成分を静電ミスト（ＯＨラジカル）が分解することにより、脱臭フィルター７の脱臭性能は回復し、交換することなく常に脱臭フィルター７として高い能力を発揮することができる。特に、運転停止直後であれば静電霧化装置がそれまで運転中であればそのまま継続して運転すれば良く、静電ミストの発生が途切れることがなく効率がよい。

以上のように、本発明にかかる空気調和機の脱臭方法は、空気調和機の運転中または運転終了後、または運転終了直後などに静電ミストを発生されて脱臭フィルターにて吸着した臭い成分を分解することにより、脱臭性能を回復させて、交換不要で高い脱臭手段を維持することが可能となるので、室内の温度維持を図りながら空気質を向上することができるため、空調換気扇としての用途にも適用できる。

一部を取り除いた状態を示す本発明に係る空気調和機の室内機の斜視図 図１の室内機の概略縦断面図 図１の室内機に設けられた静電霧化装置の斜視図 図１の室内機の枠体の一部と静電霧化装置を示す正面図 静電霧化装置の概略構成図 静電霧化装置のブロック図 室内機本体に対する静電霧化装置の取付状態を示す斜視図 室内機本体に対する静電霧化装置の取付状態を示す変形例の斜視図 静電霧化装置と換気ファンとの位置関係を示す図１の室内機の側面図 静電霧化装置の変形例を示す斜視図 図１０の静電霧化装置と換気ファンとの位置関係を示す図１の室内機の側面図 従来の空気調和機のフィルタ部材の構成図

２ 室内機本体、 ２ａ 前面吸込口、２ｂ 上面吸込口、 ４ 前面パネル、
５ プレフィルタ、 ６ 熱交換器、 ７ 脱臭フィルター、 ８ 室内ファン、
１０ 吹出口、 １２ 上下羽根、 １４ 左右羽根、 １６ 換気ファン、
１８，１８Ａ 静電霧化装置、 ２０ 送風路、 ２２ バイパス流路、
２２ａ 吸入口、 ２２ｂ 吹出口、 ２２ｃ バイパス吸入管、
２２ｄ バイパス吹出管、 ２４ 高電圧トランス、 ２６ バイパス送風ファン、
２８ 放熱部、 ３０ 静電霧化ユニット、 ３２ サイレンサ、 ３４ ケーシング、３６ ペルチェ素子、 ３６ａ 放熱面、 ３６ｂ 冷却面、 ３８ 放電電極、
４０ 対向電極、 ４２ 制御部、 ４４ ペルチェ駆動電源、 ４６ 台枠、
４６ａ 後部壁、 ４６ｂ 側壁、 ４８ リヤガイダ、 ４８ａ 後部壁、
４８ｂ 側壁、 ５０ プレフィルタ自動清掃装置、 ５２ 吸引ノズル、
５４ ガイドレール、 ５６ 吸引ダクト、 ５８ 吸引装置、 ５８ａ 排気口、
６０ 排気ダクト、 ６２ 開口部、 ６４ ダンパ、 ６６ ユニットハウジング、
６８ サイレンサハウジング

Claims (2)

1. 室内空気を吸い込む吸込口と、吸い込んだ空気と熱交換する熱交換器と、該熱交換器で熱交換された空気を搬送する室内ファンと、該室内ファンから送風された空気を吹き出す吹出口と、該吹出口から吹き出される空気の送風方向を上下に変更する上下羽根と、室内空気を浄化する吸着式の脱臭手段と、静電ミストを発生させる静電霧化装置とを備え、
   前記静電霧化装置は、前記吸込口から前記熱交換器、前記室内ファンを経由して前記吹出口に至る主流路をバイパスするバイパス経路に設けられているものとし、
   空気調和機の空気調和運転が停止している時に、室内ファンを低速で運転させ、前記上下羽根で前記吹出口を閉止した状態で、前記静電霧化装置を所定時間運転するように制御することを特徴とする空気調和機。
2. 空気調和機の運転停止直後に、静電霧化装置を所定時間運転するように制御することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。