CN101169269A - 空调机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，廉价地提供一种空调机，该空调机能够在确保过滤器的通风孔的孔径的状态下，降低压力损失，并且，能够以最小的过滤器容积，使空调机的消耗电量降低和最大限度的空气清洁能力并存。本发明的特征在于，流入空气清洁过滤器2的室内空气向过滤器的风流入角度θ1小于等于70°，并且，使空气清洁过滤器的通风孔向流入空气清洁过滤器的室内空气的流入方向倾斜20－70°(过滤器通风孔的倾斜角度θ2)。

Description

空调机

技术领域

本发明涉及设置有空气清洁过滤器的空调机。详细地说，涉及具有使向空气清洁过滤器的风流入角度和空气清洁过滤器的通风孔的通风角度接近，提高了空气清洁能力的空气清洁过滤器的空调机。

背景技术

以往的空调机所使用的空气清洁过滤器为了抑制空调机的制冷和制热这样的基本性能的恶化，大多使用比无纺布等通风阻力低的蜂窝构造的过滤器。

这样的蜂窝构造的空气清洁装置过滤器的通风阻力为风速1m/s时，3-10Pa(帕斯卡)左右。为了进一步降低通风阻力，容易并且希望扩大通风孔的孔径(例如，参照专利文献1)。

[专利文献1]特开平5-337313号公报(第4页，图1以及图7)

以往的空调机所使用的空气清洁过滤器是通过扩大通风孔的孔径来减小通风阻力，抑制空调机的制冷和制热这样的基本性能的恶化。

但是，近年来，在空调机的领域中也要求高的空气清洁能力，一般，集尘、除臭这样的空气清洁能力是由通过处理风量和暂时性除去效率的积来表示，但是，因为扩大通风孔的孔径减小了过滤器和污浊空气的接触面积，所以暂时性除去效率明显恶化。其结果为，存在空气清洁能力恶化的课题。

另外，为了避免过滤器壁面的压力损失，希望空气清洁过滤器的相对于水平面的风流入角度为垂直方向(90°)。但是，在近年的空调机中，以提高外观性为目的，不是从前格栅的正面进行风的吸入，主要是从顶面板方向吸入风。因此，安装在热交换器的上游侧的空气清洁过滤器相对于水平面的风流入角度小于90°，与通风孔8的通风角度不一致。

在空气清洁过滤器相对于水平面的风流入角度和空气清洁过滤器的通风孔的通风角度的差异大于等于20°的情况下，过滤器的压力损失增加到不可忽视的程度。若过滤器的压力损失增加，则空调机自身的消耗电量恶化。另外，通过过滤器的风量降低。因此，其结果为，存在空气清洁能力降低的课题。

另外，在空气清洁过滤器相对于水平面的风流入角度小于45°这样严酷的条件下，还存在风掠过过滤器的表面，风难以流入过滤器自身的课题。

如上所述，为了得到最高的空气清洁能力，只要减小空气清洁过滤器的通风孔的孔径，并且，使空气清洁过滤器的通风孔的通风角度倾斜，以便与相对于空气清洁过滤器的风流入角度吻合即可。但是，因为使过滤器的通风角度倾斜，在空气清洁过滤器的上面以及下面产生了风不通过的不通部，所以，为了得到一定的性能，必须使过滤器增大这部分的量。因为通常是根据过滤器的容积决定过滤器的价格，所以，存在过滤器价格高的课题。

本发明是为了解决上述那样的课题的发明，其目的在于，廉价地提供一种空调机，该空调机能够在确保过滤器的通风孔的孔径的状态下，降低压力损失，并且，能够以最小的过滤器容积，使空调机的消耗电量降低和最大限度的空气清洁能力并存。

发明内容

有关本发明的空调机具有进行室内空气的调和的热交换器和蜂窝构造的空气清洁过滤器，该蜂窝构造的空气清洁过滤器被设置在该热交换器的上游侧，通过连结多个通风孔构成，其特征在于，流入空气清洁过滤器的室内空气的流入角度为锐角，并且，使空气清洁过滤器的通风孔向流入空气清洁过滤器的室内空气的流入方向倾斜。

发明效果

有关本发明的空调机通过使空气清洁过滤器的通风孔向流入空气清洁过滤器的室内空气的流入方向倾斜，达到降低空气清洁过滤器的压力损失的效果。

附图说明

图1是表示实施方式1的图，是空调机50的剖视图。

图2是表示实施方式1的图，是空调机50的主视图。

图3是表示实施方式1的图，是空气清洁过滤器2的剖视图(侧视)。

图4是为了比较而示出的以往的空气清洁过滤器20的剖视图(侧视)。

图5是表示实施方式1的图，是向过滤器的风流入角度θ1为30°，空调机50的整体风量为16.9m³/min时，过滤器通风孔的倾斜角度θ2和空调机50的消耗电量增加量的关系图。

图6是表示实施方式1的图，是空气清洁过滤器2的风不通部30的剖视图。

图7是表示实施方式1的图，是在相同的过滤器容积下，过滤器通风孔的倾斜角度θ2＝45°时的过滤器上部10以及过滤器下部9的倾斜角度与空气清洁能力的关系图。

图8是表示实施方式1的图，是空气清洁过滤器保持框3的剖视图。

图9是表示实施方式1的图，是空气清洁过滤器2的通风孔8的放大主视图。

符号说明

1热交换器、2空气清洁过滤器、3空气清洁过滤器保持框、4前格栅、5顶面板、6风扇、7吹出口、8通风孔、9过滤器下部、10过滤器上部、20以往的空气清洁过滤器、21通风孔、22过滤器下部、23过滤器上部、30不通部、31过滤器保持框下部、32过滤器保持框上部、θ1向过滤器的风流入角度、θ2过滤器通风孔的倾斜角度、θ2a过滤器上部的倾斜角度、θ2b过滤器下部的倾斜角度、θ3过滤器保持框的倾斜角度。

具体实施方式

实施方式1

图1至图9中，除图4以外，是表示实施方式1的图，图1是空调机50的剖视图，图2是空调机50的主视图，图3是空气清洁过滤器2的剖视图(侧视)，图5是向过滤器的风流入角度θ1为30°，空调机50的整体风量为16.9m³/min时，过滤器通风孔的倾斜角度θ2和空调机50的消耗电量增加量的关系图，图6是空气清洁过滤器2的风不通部30的剖视图，图7是在相同的过滤器容积下，过滤器通风孔的倾斜角度θ2＝45°时的过滤器上部10以及过滤器下部9的倾斜角度与空气清洁能力的关系图，图8是空气清洁过滤器保持框3的剖视图，图9是空气清洁过滤器2的通风孔8的放大主视图。图4是为了比较而示出的以往的空气清洁过滤器20的剖视图(侧视)。

如图1所示，空调机50(室内机)在倒V字形状的热交换器1的上游侧，具有空气清洁过滤器2(下面有时也单称为过滤器)和对其进行保持的空气清洁过滤器保持框3，该空气清洁过滤器2具有蜂窝构造。

空气清洁过滤器2如例如图2的空调机50的全体主视图所示，被单独设置在热交换器1的上游侧的空气清洁过滤器保持框3或者在面板一体地形成的空气清洁过滤器保持框3保持在空调机50的内部。

另外，以提高外观性为目的，不是从前格栅4的正面进行室内的空气的吸入，主要是从顶面板5方向吸入室内的空气。然后，通过风扇6，使吸入的室内空气通过空气清洁过滤器2、热交换器1进行调和(冷却、加热等)，从吹出口7吹出到室内。

室内的空气从空气清洁过滤器2的上游侧以向过滤器的风流入角度θ1，流入空气清洁过滤器2。空气清洁过滤器2的通风孔8在相对于空气清洁过滤器2的水平面的过滤器通风孔的倾斜角度θ2方向贯穿。

如图3所示，空气清洁过滤器2的过滤器上部10相对于空气清洁过滤器2的水平面，倾斜过滤器上部的倾斜角度θ2a。另外，空气清洁过滤器2的过滤器下部9倾斜过滤器下部的倾斜角度θ2b。

因此，空气清洁过滤器保持框3如图1所示，与空气清洁过滤器2的过滤器上部10以及过滤器下部9的形状吻合，空气清洁过滤器2的过滤器上部10相对于空气清洁过滤器2的水平面，倾斜过滤器保持框的倾斜角度θ3。

接着，说明动作。

空气清洁过滤器2所承担的作用是，对从上游向下游方向通过空气清洁过滤器2的空气进行净化。

为了抑制空调机50的压力损失，空气清洁过滤器2为将贯穿的多个通风孔8(参照图2、图9)连结所构成的蜂窝构造。通风孔8例如成为三角形、四角形或者六角形的形状。

构成空气清洁过滤器2的蜂窝构造的蜂窝过滤器，使用例如陶瓷纸、玻璃纤维、铝、聚丙烯、聚烯烃、活性炭纤维、日本纸、各种无纺布这样的无机类或有机类的基材。

为了对空气清洁过滤器2附加除臭作用、抗菌作用，在基材表面附带例如钛、锰、银、钯、铂、钴、铜这样的触媒。

另外，为了对空气清洁过滤器2附加吸附作用、吸水作用，在基材表面附带沸石、硅、氧化铝、活性炭这样的吸附剂。

另外，为了对空气清洁过滤器2附加集尘作用，也有揉入电荷成为驻极体过滤器的情况。

另外，为了对空气清洁过滤器2附加过敏性物质的低减化作用，也有附带酵素、无机盐、有机盐的情况。

在图3中，空气清洁过滤器2安装在热交换器1(在这里是前面上部热交换器)的上游侧，在近年的空调机50中，室内空气不是从前格栅4，主要是从顶面板5方向被吸入。据此，空气清洁过滤器2配置在前面上部热交换器、背面上部热交换器、前面下部热交换器的任意一个的上游侧。风的流入方向在任何一种情况下都是从空气清洁过滤器2的上部方向，向过滤器的风流入角度θ1小于90°。

为了比较，将以往的空气清洁过滤器20表示在图4中。如图4所示，以往的空气清洁过滤器20的过滤器通风孔的倾斜角度θ2为90°。因此，从降低压力损失的观点出发，希望向过滤器的风流入角度θ1也是90°。但是，如上所述，在向过滤器的风流入角度θ1不足90°，特别是过滤器通风孔的倾斜角度θ2和向过滤器的风流入角度θ1的差异比20°大的情况下，由于空气清洁过滤器20的壁面的压力损失，空调机50的消耗电量恶化。

在以往的空气清洁过滤器20中，在向过滤器的风流入角度θ1小于等于70°的情况下，若扩大通风孔21的孔径，则能够减轻压力损失。

但是，因为一般集尘、除臭这样的空气清洁能力是由通过处理风量和暂时性除去效率的积来表示，所以扩大通风孔21的孔径减少了过滤器和污浊空气的接触面积，暂时性除去效率显著恶化。其结果为，因为空气清洁能力恶化，所以不好。

因此，最好象本实施方式这样，使过滤器通风孔的倾斜角度θ2和向过滤器的风流入角度θ1相等。但是，在向过滤器的风流入角度θ1过度小，由于过滤器制造上的原因，不能将过滤器通风孔的倾斜角度θ2减小至向过滤器的风流入角度θ1的情况下，只要使过滤器通风孔的倾斜角度θ2尽力接近向过滤器的风流入角度θ1即可。另外，若使向过滤器的风流入角度θ1和过滤器通风孔的倾斜角度θ2的差异在20°以内，则可以基本忽视压力损失的影响。

如图5的向过滤器的风流入角度θ1为30°，空调机50的整体风量为16.9m³/min时，过滤器通风孔的倾斜角度θ2和空调机50的消耗电量增加量的关系图所示，在过滤器通风孔的倾斜角度θ2为90°的情况下，因为风与过滤器壁面碰撞或风掠过过滤器表面，所以在空气清洁过滤器2的压力损失增大。因此，为了得到同样的风量，需要的电多，可以看出，与没有空气清洁过滤器2的情况相比，增加了约5.0W的消耗电量。但是，通过使过滤器通风孔的倾斜角度θ2为45°，与向过滤器的风流入角度θ1的差异小于等于20°，可以将因空气清洁过滤器2设置所造成的消耗电量的增加降低至1.0W强。

另外，若使空气清洁过滤器2倾斜过滤器通风孔的倾斜角度θ2，则空气向过滤器的流入得到改善。但是，在空气清洁过滤器2为长方体的情况下，例如如图6所示，在空气清洁过滤器2的两端部(在图6中，上部和下部)形成倾斜部分的量的风不通过的不通部30。

例如，若过滤器厚度为A(mm)，则截面积为A²(mm²)，但由于风不能通过通风孔8，所以成为无助于空气清洁功能的损耗部分。

如图3所示，通过使过滤器上部的倾斜角度θ2a在与过滤器通风孔的倾斜角度θ2同样的方向倾斜20-70°，可以消除有风出口但没有流入口的通风孔8，可以削减一个不通部30。此时，因为过滤器下部9没有倾斜，所以空气清洁过滤器2的截面形状为梯形。

另外，通过使过滤器下部的倾斜角度θ2b在与过滤器通风孔的倾斜角度θ2同样的方向倾斜20-70°，可以消除有流入口但没有风出口的通风孔8，流入到过滤器的风均向后方排出，因此，可以削减另一个不通部30。此时，因为过滤器上部10没有倾斜，所以空气清洁过滤器2的截面形状为梯形。

通过使过滤器上部的倾斜角度θ2a以及过滤器下部的倾斜角度θ2b为θ2a＝θ2b，因为成为了切割方向相同的加工，所以有效利用率好，制造效率好。另外，通过使过滤器上部的倾斜角度θ2a以及过滤器下部的倾斜角度θ2b分别与过滤器通风孔的倾斜角度θ2一致，从而使外形和通风角度一致，成为最没有损失的形状。此时，空气清洁过滤器2的截面形状为平行四边形。

图7是在相同的过滤器容积下，过滤器通风孔的倾斜角度θ2＝45°时的过滤器上部10以及过滤器下部9的倾斜角度与空气清洁能力的关系图，使过滤器上部的倾斜角度θ2a以及过滤器下部的倾斜角度θ2b为45°时的空气清洁能力为100％。在图7中，在使过滤器上部的倾斜角度θ2a以及过滤器下部的倾斜角度θ2b为90°时，因为形成图6所示的空气不会通过的不通部30，所以，与使过滤器上部的倾斜角度θ2a以及过滤器下部的倾斜角度θ2b为45°时相比，空气清洁能力约降低至75％。

因此，通过使过滤器上部10以及过滤器下部9的两端部也与空气清洁过滤器2的通风孔8一起倾斜，最能提高效果。

但是，由于空气清洁过滤器2的加工场所所拥有的加工设备的原因，难以使空气清洁过滤器2倾斜进行切割，与通常在垂直方向切割的情况相比，也存在过滤器加工费为高额的情况。在希望削减加工费的情况下，也可以使过滤器上部的倾斜角度θ2a或者过滤器下部的倾斜角度θ2b的任意一个为90°，或使任意一个为20-70°。在制造这样的空气清洁过滤器2的情况下，制造宽度是所要求的尺寸的2倍，并且，倾斜加工过滤器上部10以及过滤器下部9的过滤器，在中央垂直地一分为二进行切割。据此，能够削减一个倾斜加工，同时，能够制造两个过滤器，也存在得到削减加工费的效果的情况。

另外，空气清洁过滤器2如图8的空气清洁过滤器保持框3的剖视图所示，被单独设置在热交换器1的上游侧的空气清洁过滤器保持框3或者在面板一体地形成的空气清洁保持框3保持在空调机50的内部。以往的空气清洁过滤器保持框相对于热交换器1在垂直方向进行通风，并且，为了在垂直方向保持外形被切割的以往的空气清洁过滤器20(参照图4)，通过在垂直方向设置的壁或者加强肋保持空气清洁过滤器2。

本实施方式中，因为空气清洁过滤器2的过滤器通风孔的倾斜角度为20-70°，并且，空气清洁过滤器2的过滤器上部10或者过滤器下部9的任意一个的端部相对于相对的热交换器1倾斜20-70°，所以，最好空气清洁过滤器保持框3的过滤器保持框上部32或者过滤器保持框下部31的端部也与空气清洁过滤器2的过滤器上部10或者过滤器下部9的端部相吻合，倾斜20-70°地被保持。据此，因为风不会受到空气清洁过滤器保持框3造成的压力损失，而流入空气清洁过滤器2，所以，不会损害因使空气清洁过滤器2的两端部(过滤器上部10、过滤器下部9)倾斜而产生的损失部分削减效果。另外，特别是在过滤器保持框上部32中，通过在热交换器1和空气清洁过滤器2之间，设置过滤器保持框的倾斜角度θ3的三角空隙，潜入到空气清洁过滤器2下的风不会受到空气清洁过滤器保持框3造成的压力损失，能顺畅地流入热交换器1。

另外，通过使空气清洁过滤器2的过滤器上部的倾斜角度θ2a以及过滤器下部的倾斜角度θ2b和过滤器保持框的倾斜角度θ3一致，可以避免风流入空气清洁过滤器2以外的部位。但是，由于模具等制造上的原因，在不能使空气清洁过滤器保持框3倾斜的情况下，也可以并非使之一定一致。但是，在该情况下，为了通过空气清洁过滤器保持框3尽量不会阻塞空气清洁过滤器2的通风孔8，要进行各种研究，例如过滤器的表面和里面的抑制加强肋不是用直线状加强肋保持，而是局部地进行限定，设置成凸状等。

图9是空气清洁过滤器2的通风孔8的放大主视图。如上所述，因为空气清洁能力是由通过处理风量和暂时性除去效率的积来表示，所以，就空气清洁过滤器2的通风孔8的孔径而言，从提高暂时性除去效率的观点出发，希望孔径小。但是，在向过滤器的风流入角度θ1小于70°的空调机50中，在根据风路形态，使用孔径大于等于300网眼(每平方英寸)的情况下，大多是风掠过过滤器表面，通过风量降低。反之，在孔径不足120网眼(每平方英寸)的情况下，因为过滤器和空气的接触面积不足，所以，暂时性除去效率明显降低。特别是，在向过滤器的风流入角度θ1小于45°的情况下，这些现象明显，在向过滤器的风流入角度θ1为倾斜地入射的空调机50中，最好使孔径为120-300网眼(每平方英寸)。

如上所述，在相对于空气清洁过滤器2的向过滤器的风流入角度θ1小于等于70°的情况下，是通过与向过滤器的风流入角度θ1相吻合，使通风孔8的过滤器通风孔的倾斜角度θ2为20-70°，来使风不会与空气清洁过滤器2的壁面碰撞地穿过空气清洁过滤器2，所以具有降低空气清洁过滤器2的压力损失的效果。此时，若使过滤器通风孔的倾斜角度θ2和相对于空气清洁过滤器2的向过滤器的风流入角度θ1一致，则能够使在空气清洁过滤器2的压力损失最小，使空调机50的消耗电量为最小。

再有，本实施方式的空气清洁过滤器2因为过滤器上部的倾斜角度θ2a以及过滤器下部的倾斜角度θ2b都与过滤器通风孔的倾斜角度θ2吻合为20-70°，所以，能够极力减少风不通过的不通部30，减少压力损失，同时，具有能够以最小的容积得到最大的空气清洁能力的效果。因为在空气清洁过滤器2没有制作风不通过的部分，所以，没有必要增加过滤器的不必要的容积，可以廉价地构成。虽然该空气清洁过滤器2的截面形状是梯形或平行四边形，但是，通过使过滤器通风孔的倾斜角度θ2、过滤器上部的倾斜角度θ2a以及过滤器下部的倾斜角度θ2b一致，成为平行四边形，可以最有效地使用过滤器。

再有，通过使空气清洁过滤器保持框3的两端部的过滤器保持框的倾斜角度θ3也同样地与空气清洁过滤器2的外形相吻合地倾斜，具有能够将空气清洁过滤器保持框3造成的压力损失抑制在最小限度的效果。

Claims (6)

1.一种空调机，该空调机具有进行室内空气的调和的热交换器和蜂窝构造的空气清洁过滤器，该蜂窝构造的空气清洁过滤器被设置在该热交换器的上游侧，通过连结多个通风孔构成，其特征在于，

流入上述空气清洁过滤器的上述室内空气的流入角度为锐角，并且，使上述空气清洁过滤器的上述通风孔向流入上述空气清洁过滤器的上述室内空气的流入方向倾斜。

2.如权利要求1所述的空调机，其特征在于，使上述空气清洁过滤器的、与所流入的上述室内空气相对的两端部的至少一个与上述通风孔同样地倾斜。

3.如权利要求1或2所述的空调机，其特征在于，流入上述空气清洁过滤器的上述室内空气的流入角度小于等于70°，并且，使上述空气清洁过滤器的上述通风孔倾斜20-70°。

4.如权利要求1或2所述的空调机，其特征在于，流入上述空气清洁过滤器的上述室内空气的流入角度和上述空气清洁过滤器的上述通风孔的倾斜角度的差在20°以内。

5.如权利要求1或2所述的空调机，其特征在于，上述空气清洁过滤器的上述通风孔的孔径为每平方英寸120-300网眼。

6.如权利要求2所述的空调机，其特征在于，具有保持上述空气清洁过滤器的空气清洁过滤器保持框，使上述空气清洁过滤器保持框的、与所流入的上述室内空气相对的两端部的形状与上述空气清洁过滤器的形状相吻合。

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