JP2006090570A - 空調機及び空調機の運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はロール状フィルターを効率よく使い従来の空調機に比べ空調機に負担をかけない通気性を有し、除塵性能に優れ、菌・かび臭が少なくメンテナンスが簡便な空調機を提供することを目的とする。
【解決手段】空気を取り入れる開口部及び排出する他の開口部があり、内部に塵埃捕集用フィルターを設けた空調機において、
１．該塵埃捕集用フィルターがリーラー兼アンリーラー部と、もう一方のリーラー兼アンリーラー部との間で自在に一方から他方に巻き取り可能な様に設置され、
２．塵埃捕集用フィルターはその一方の面及び他方の面からそれぞれ少なくとも１回空気流を通す様に設置され、
３．塵埃捕集用フィルターの空気流と接する部分を塵埃付着状況に応じて２つの該リーラー兼アンリーラー部の動作により塵埃捕集用フィルターを移動させ、塵埃付着の無い又は少ない塵埃捕集用フィルター部分から空気流を通す様に制御可能な事を特徴とする空調機。
【選択図】 図２

Description

本発明は、室内の空気浄化に関する空調機及び空調機の運転方法に関する。

近年、社会全体で環境と健康に関する関心が高まり、室内等の生活空間の環境にも強い関心が持たれている。自動車、鉄道車両、船舶、飛行機なども例外ではなく、利用客により良い車内環境を提供することが重要な課題となっている。従来から空気清浄に関する機器、製品は数多く開発され、製品化されている。さらに、塵埃捕集用フィルターがリーラー兼アンリーラー部と、もう一方のリーラー兼アンリーラー部に設置されている様なロール状フィルター（例えば特許文献１参照）を有する装置も家庭用空気清浄機、鉄道車両用空調機などに使われている。

従来のロール状フィルターを有する家庭用空気清浄機、鉄道車両用空調機などでは、塵埃を捕集する為の面積が少なく、塵埃を捕集するのには限界があった。
また、従来塵埃捕集用に使用していた空調機用フィルターは薄手の塩化ビニリデン性のモノフィラメントで平織り等の基本組織からなる織布ネットが多く使用されている。この様なネットは必然的に貫通孔があり、除塵性能は劣るため、空調機部品であるファンやフィンの汚れを防止することには限界がある。

また、この空調用フィルターは耐久性もあるが、織布であり価格も高いことから、定期的に取り外した後、清掃されて何年も繰り返し使用されている。清掃にて汚れを全て落とすことは難しく、長年の汚れが堆積し、高湿度状況では、まれに臭いが発生する問題がある。さらには室内の天井に取り付けるタイプの空調機では、フィルターの交換時にフィルター表面に堆積した塵埃が室内に落下し室内汚れの原因にもなっていた。空調機の長寿命化、メンテナンスの簡素化を同時に満足させる空調機及び、空調機の運転方法はないのが現状である。
特開平１０−１９３６６号公報

本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、塵埃捕集用フィルターがリーラー兼アンリーラー部と、もう一方のリーラー兼アンリーラー部に設置されている様なロール状フィルターを効率よく使い従来の空調機に比べ空調機に負担をかけない通気性を有し、除塵性能に優れ、菌・かび臭が少なくメンテナンスが簡便な空調機を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、空調機におけるフィルターの順路を構造的にする事により上記課題を解決できることを見いだし、本発明に到達した。

第１の発明は、空気を取り入れる開口部及び排出する他の開口部があり、内部に塵埃捕集用フィルターを設けた空調機において、
１．該塵埃捕集用フィルターがリーラー兼アンリーラー部と、もう一方のリーラー兼アンリーラー部との間で自在に一方から他方に巻き取り可能な様に設置され、
２．塵埃捕集用フィルターはその一方の面及び他方の面からそれぞれ少なくとも１回空気流を通す様に設置され、
３．塵埃捕集用フィルターの空気流と接する部分を塵埃付着状況に応じて２つの該リーラー兼アンリーラー部の動作により塵埃捕集用フィルターを移動させ、塵埃付着の無い又は少ない塵埃捕集用フィルター部分から空気流を通す様に制御可能な事を特徴とする空調機に関するものである。

第２の発明は、第１の発明において、該塵埃捕集用フィルターが帯電性素材からなる事を特徴とする空調機に関するものである。

第３の発明は、第２の発明に於いて該塵埃捕集用フィルターが不織布からなる事を特徴とする空調機に関するものである。

第４の発明は、第１〜３の発明に記載の厚み０．２〜１．０ｍｍ、ＪＩＳ Ｂ９９０８記載の方法にて面風速５．３ｃｍ／秒において測定される圧力損失が２Ｐａ以下である塵埃捕集用フィルター（濾材）を使用することを特徴とする空調機に関するものである。

第５の発明は、第１〜３の発明に於いて鉄道車両空調機用に使用する事を特徴とする空調機に関するものである。

第６の発明は、第１の発明に於いて塵埃捕集用フィルターの空気流と接する部分を塵埃付着状況に応じて２つの該リーラー兼アンリーラー部の動作により塵埃捕集用フィルターを移動させ、塵埃付着の無い又は少ない塵埃捕集用フィルター部分から空気流を通す事を特徴とする空調機の運転方法に関するものである。

第７の発明は、第６の発明に於いて塵埃捕集用フィルターの移動方向を一方方向から反対方向に切り替える空調機の運転方法に関するものである。

第８の発明は、第６の発明に於いて塵埃捕集用フィルターの移動が連続的である空調機の運転方法に関するものである。

第９の発明は、第６の発明に於いて塵埃捕集用フィルターの移動が非連続的である空調機の運転方法に関するものである。

本発明は、塵埃捕集用フィルターがリーラー兼アンリーラー部と、もう一方のリーラー兼アンリーラー部との間で自在に一方から他方に巻き取り可能な様に設置され、塵埃捕集用フィルターはその一方の面及び他方の面からそれぞれ少なくとも１回空気流を通す様に設置され塵埃捕集用フィルターの空気流と接する部分を塵埃付着状況に応じて２つの該リーラー兼アンリーラー部の動作により塵埃捕集用フィルターを移動させ、塵埃付着の無い又は少ない塵埃捕集用フィルター部分から空気流を通す様に制御する事により、菌、かび等による不快な臭いが少なく空調機の寿命を延長することができる効果的な空調機及び空調機の運転方法である。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

図１は濾材１、巻き芯２及び３からなる空調機の巻き取り濾材フィルター（以下ロール状フィルターと略する）である。ロール状フィルターの一端は巻き芯に固定され、ロール状フィルターの他の一端は別の巻き芯に固定されて巻き取られる。

図２は空調機の基本構成で図１のロール状フィルターの濾材１が巻き芯２から巻き出され、空調機内に複数設けられた押さえロール４を経由して巻き芯３まで移動する。符号５は循環空気の流れを示し、符号６は濾材１の走行する方向を示す。

符号５で示す循環空気は巻き芯３に巻かれる濾材１の表側を通り、次に濾材１の裏側、更に濾材１の表側の順で通り循環空気に含まれる塵埃を捕集する構造となっている。符号６で示される濾材１の動く方向は巻き芯２と巻き芯３を入れ替えることにより対応できる。

図３は図２に示す空調機と同じ構造である。図３は濾材１の走行する方向が図２とは異なり、符号６で示される様に巻き芯２から巻き出された濾材１が直ぐに循環空気を受ける構造となっている。

符号５で示す循環空気は巻き芯２から巻き出された濾材１の表側を通り、次に濾材１の裏側、更に濾材１の表側を通り循環空気に含まれる塵埃を捕集する構造となっている。図２同様に符号６で示される濾材１の動く方向は巻き芯２と巻き芯３を入れ替えることにより対応できる。

図４は巻き芯２と巻き芯３が同一側に設置した場合の空調機である。巻き芯２から巻き出された濾材１が空調機内に複数設けられた押さえロール４を経由して巻き芯３まで移動する。

符号５で示す循環空気は巻き芯３で巻かれる濾材１の表側を通り、次に濾材１の裏側の順で通り循環空気に含まれる塵埃を捕集する構造となっている。符号６で示される濾材１の動く方向は巻き芯２と巻き芯３を入れ替えることにより対応できる。

空調機の片側が構造的に巻き芯２あるいは３を設置できない場合に適している。

図５は図４を更にコンパクトにした場合の空調機である。空調機全体の大きさに制約がある場合には有効である。図４同様に符号６で示される濾材１の動く方向は巻き芯２と巻き芯３を入れ替えることにより対応できる。

図６は図４のパスラインを拡大した場合の空調機である。符号５で示される循環空気が濾材１を４回通過することにより循環空気に含まれる塵埃の捕集効率が格段に上昇する。空調機の設置場所に余裕がある場合に適している。

図７は、図２〜図６の空調機の符号５で示される循環空気が空気経路から漏れない為の符号７で示されるガイドを設置したときの図を示す。

空調機のフィルター構成図、図４、図５に於いて、図２、図３及び、図６に比べ、コンパクトな空調機を構成することが可能である。

さらに、空調機の性能としては、濾材の層が多ければ通気抵抗が高くなり圧力損失は悪くなるが、捕集効率は良くなる傾向にある。

また、空調機のフィルター構成図、図２、図３は、図４、図５、図６に比べ、最上流側に当たる面が循環空気の上流側として巻芯に巻かれることから塵埃の脱落が少ない。

さらに、空調機のフィルター構成図、図２と、図３を比較した場合、図２の方が、塵埃の脱落が少なく効率よく塵埃を捕集できることから塵埃捕集効率がよい。

以下、本発明の空調機及び空調機の運転方法の構成要素について詳細に説明する。

本発明で用いる濾材１は不織布が好ましい。不織布は、織布やネットと異なり繊維配列がランダムなため、ねじれた構造の孔が多数形成されるので、貫通孔を小さくかつ少なくすることができる。従って、同じ通気度でも、空気が複雑な経路を通過するため、その通過過程で塵埃が補足されやすく、除塵性能が優れたものになる。

本発明で用いる不織布を構成する繊維としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、およびこれらのコポリマー等のポリエステル系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のポリオレフィン系繊維、ポリアクリロニトリル、モダクリル等のアクリル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２等のポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ウレタン繊維、フェノール繊維等の合成繊維、トリアセテート繊維、ジアセテート繊維等の半合成繊維、ビスコースレーヨン、銅アンモニアレーヨン、ポリノジックレーヨン、リヨセル等の再生セルロース系繊維、コラーゲン、アルギン酸、キチン質などを溶液にしたものを紡糸した再生繊維が好ましい。これらの繊維を構成するポリマーは、ホモポリマー、変性ポリマー、ブレンド、共重合体などの形でも利用できる。当然ではあるが、これら複数の材質からなる複合繊維を用いてもよい。また、芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリベンザゾール、ポリベンズイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン等のエンプラ繊維、ガラス、カーボン、活性炭、ステンレス、銅などの金属等の無機繊維も好ましい材料である。

また、これらの繊維は吸水性、吸湿性、抗菌性、難燃性、保温性、抗アレルギー性、脱臭性などの機能を付与したものであってもよい。ここで用いる繊維の断面形状に特に制限はなく、円形、楕円形のみならず偏平、三角、Ｙ型、Ｔ型、Ｕ型、星型、ドッグボーン型など、いわゆる異型断面形状をとるもの、中空状のもの、枝別れ状のもの、パルプ状のものであってもよい。

不織布の製造方法については特に制限はなく、目的および用途に応じて、乾式法、湿式抄造法、メルトブロー法、スパンボンド法などで得られたウェブを水流交絡法、ニードルパンチ法、ステッチボンド法などの物理的方法、サーマルボンド法などの熱による接着方法、レジンボンドなどの接着剤による接着方法で強度を発現させる方法を適宜組み合わせて製造することができる。

本発明に用いる濾材の表面形状は平面状、クレープ状、メッシュ状シートあるいはコルゲート状の形状であって、巻き取り形状に加工できることが好ましい。クレープ状、コルゲート状である場合、濾過面積を増やすことが出来るため、圧力損失が小さくなり、ダスト保持量を大きくすることができる。

メッシュ状シートとは、ステンレス、アルミ等の金属、プラスチックなどの比較的硬度のあるシート状のもので、平織り状に加工したものや、円柱をつなぎ合わせたもの、平板をパンチングなどで穴をあけたものなど、シートに加工を施し、メッシュ状になったものを言う。厚さは０．１〜２ｍｍが好ましい。

メッシュ状シートは比較的硬いものが好ましく、シートを通過する流量が増した場合でも風圧に容易に対応が出来る。

本発明の濾材の性能はＪＩＳ Ｂ９９０８記載の方法で測定される面風速５．３ｃｍ／秒における圧力損失が、２Ｐａ以下であることが好ましい。２Ｐａを超えると、除塵効率の良い濾材ではあるが、通気性が悪くなり、取り付け初期は良いが、本発明に用いると、濾材上に堆積したダストにより、目詰まりが起こりやすく、吸い込み音が大きくなるばかりか、空調機器に負荷がかかる為、好ましくない傾向にある。

また、本発明の濾材の厚みは、０．２〜１．０ｍｍの範囲が好ましい。０．２〜１．０ｍｍの範囲であれば、濾材のしわ、濾材走行性、巻き取りの巻長を長くとれ、経済性の面からも好ましい。

濾材の目付けは１５〜１００ｇ／ｍ²のものが好ましく、３０〜７０ｇ／ｍ²のものがさらに好ましい。

本発明における帯状不織布は、帯電によりエレクトレット不織布として、大気中の塵埃等の浮遊粒子を電気的に捕捉することにより、除塵効率を向上させることも好ましい方法の一つである。

さらに、自動車、鉄道車両、船舶、飛行機など難燃性が要求される設置場所、あるいはビル空調、家電用などでも難燃性が必要である場合には難燃性不織布を用いることが好ましい。

難燃性不織布を得る方法としては、繊維自体が難燃性を有するものを使用する方法、難燃性物質を繊維もしくは不織布に添着する方法、不織布を構成する繊維が溶断し延焼がしないもの等が一例として挙げられる。

難燃性の物質としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリクラール、モダクリルあるいはこれらの共重合物からなるハロゲン系等の有機物、リン系、アンチモン系等の無機物系樹脂に、これらの複合系の物質を単独あるいは適宜組み合わせて用いることができる。

必要に応じて、本発明の趣旨を逸脱せず、他の性能を付加する目的において、脱臭、抗菌、防黴、抗ウイルス、防虫、殺虫、消臭、芳香、感温、保温、畜温、蓄熱、発熱、吸熱、防水、耐水、撥水、疎水、親水、除湿、調湿、吸湿、撥油、親油、油などの吸着、および水や揮発性薬剤などの蒸散または徐放などの各種機能を付加したものでも良い。

本発明で使用する巻き芯について説明する。巻き芯は、空調機にあわせて適切な形状のものを使用することが好ましく、中空円筒形状の物が一般的である。巻き芯の材質は、アルミ、ステンレス等の金属製のもの、樹脂製または紙製のものを使用することができる。但し、樹脂製または紙製のものは難燃処理を施すことが好ましい。

ロール状フィルターの巻径は、フィルターを使用する日数すなわちフィルターのライフと空調機の取り付けスペースによってほぼ決定する。空調機のフィルター移動速度が同じ場合、フィルターの巻径が大きくなればフィルターのライフが長くなるが空調機に大きなスペースが必要となり、フィルターの巻径が小さくなればフィルターのライフが短くなるが空調機をコンパクトにすることが可能となる。

本発明で使用するフィルター押さえロールについて説明する。フィルター押さえロールの役割は濾材を一定量づつ走行させる時に濾材が依れたりねじれたりするのを防止することと、循環空気が通過する時に空調機外への流出を抑える事である。フィルター押さえロールは、中空円筒形状のアルミ、ステンレス等の金属製のもの、または樹脂製のものを使用することができる。さらに、濾材がスムーズに送れるように、フィルター押さえロールの表面に滑り防止の為の表面加工が必要である。

フィルター押さえロールの表面加工として、フィルター押さえロールにエンボス加工を施す方法、フィルター押さえロール表面に凹凸材料を貼り付ける方法、フィルター押さえロール表面に樹脂加工、弱粘着加工、フッ素加工、シリコン加工などを施せば良い。また、ここに挙げた加工方法以外でもフィルター押さえロールと濾材が適度に密着し、濾材の走行がスムーズに行えるような加工であれば良い。

本発明で使用するガイドについて説明する。ガイドの役割は循環空気が空調機の空気流路から外れないようにするためのものである。材質はアルミ、ステンレス等の金属製のもの、または樹脂製のものを使用することができる。

本発明で使用する主な構成材料の説明を行ったが、当然の事ながらこれら構成材料は本発明基幹部分であることを前提としており、ロール状フィルターを使用するタイプの空調機として本来必要な動力、機能、部品などは説明から除外している。

本発明のロール状フィルターの概略図である。 本発明の第１の実施の形態に係る空調機の構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係る空調機の構成図である。 本発明の第３の実施の形態に係る空調機の構成図である。 本発明の第４の実施の形態に係る空調機の構成図である。 本発明の第５の実施の形態に係る空調機の構成図である。 本発明の第１〜第５の実施の形態に係るガイドの一例を示す構成図である。

符号の説明

１ 濾材
２ 巻き芯
３ 巻き芯
４ フィルター押さえロール
５ 循環空気
６ ロールフィルターの移動方向
７ ガイド

Claims (9)

1. 空気を取り入れる開口部及び排出する他の開口部があり、内部に塵埃捕集用フィルターを設けた空調機において、
   １．該塵埃捕集用フィルターがリーラー兼アンリーラー部と、もう一方のリーラー兼アンリーラー部との間で自在に一方から他方に巻き取り可能な様に設置され、
   ２．塵埃捕集用フィルターはその一方の面及び他方の面からそれぞれ少なくとも１回空気流を通す様に設置され、
   ３．塵埃捕集用フィルターの空気流と接する部分を塵埃付着状況に応じて２つの該リーラー兼アンリーラー部の動作により塵埃捕集用フィルターを移動させ、塵埃付着の無い又は少ない塵埃捕集用フィルター部分から空気流を通す様に制御可能な事を特徴とする空調機。
2. 該塵埃捕集用フィルターが帯電性素材からなる事を特徴とする請求項１記載の空調機。
3. 該塵埃捕集用フィルターが不織布からなる事を特徴とする請求項２記載の空調機。
4. 厚み０．２〜１．０ｍｍ、ＪＩＳ Ｂ９９０８記載の方法にて面風速５．３ｃｍ／秒において測定される圧力損失が２Ｐａ以下である塵埃捕集用フィルターを使用することを特徴とする請求項1、２又は３記載の空調機。
5. 鉄道車両空調機用に使用する事を特徴とする請求項1、２又は３記載の空調機。
6. 塵埃捕集用フィルターの空気流と接する部分を塵埃付着状況に応じて２つの該リーラー兼アンリーラー部の動作により塵埃捕集用フィルターを移動させ、塵埃付着の無い又は少ない塵埃捕集用フィルター部分から空気流を通す事を特徴とする請求項１記載の空調機の運転方法。
7. 塵埃捕集用フィルターの移動方向を一方方向から反対方向に切り替える請求項６記載の空調機の運転方法。
8. 塵埃捕集用フィルターの移動が連続的である請求項６記載の空調機の運転方法。
9. 塵埃捕集用フィルターの移動が非連続的である請求項６記載の空調機の運転方法。

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