JP2007046802A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間清掃作業を行わなくても集塵能力が低下せず，しかも送風能力の低下を伴わない集塵装置（集塵手段）を備えた空気調和機を提供すること。
【課題を解決するための手段】 空気を吸引することによって旋回気流を発生させ，この旋回気流により生じる遠心力によって塵埃と空気とを分離して集塵するサイクロン集塵方式を採用したサイクロン式の集塵装置３０（集塵手段の一例に相当）を空気調和機Ｘに設ける。これにより，従来のフィルタや電気集塵装置のように短いサイクルで清掃を行わなくても，集塵能力及び送風能力を低下させることなく長時間一定の集塵力を維持することが可能となる。また，遠心力の強さ如何によっては，塵埃のサイズの大小を問わず収集することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は，吸引した空気に含まれる塵埃を収集する集塵装置が備えられた空気調和機に関するものである。

従来から，吸入された室内の空気を熱交換器や加熱器などにより熱交換し，そして熱交換された空気を室内に送り出すことにより室内温度を調節する空気調和機が知られている。
以下に，図２及び図３を参照しながら従来の空気調和機Ｙの概要について説明する。ここに，図２は上記空気調和機Ｙの外観を示す全体斜視図，図３は上記空気調和機Ｙの側断面図である。
上記空気調和機Ｙは，図２に示すように，キャビネット６，ドレンパン７，オープンパネル９などからなる横長の本体筐体１と，この本体筐体１の上面及び上記オープンパネル９の上部に設けられた空気吸込口３と，上記オープンパネルの下部（当該空気調和機Ｙの前面側下部）に設けられた空気吹出口１０と，該空気吹出口１０の近傍に着脱可能に装着された上下ルーバ２ａ及び左右ルーバ２ｂと，を具備してその外観が構成されている。
上記上下ルーバ２ａは，空気の吹出方向を上下に変更する複数の横方向に長い板状に形成されており，その両端に設けられた揺動軸（不図示）に連結されたモータが駆動されることにより上記上下ルーバ２ａが上下方向に揺動される。

上記空気調和機Ｙの内部は，図３に示すように，上記空気吸込口３から室内空気を吸い込むとともに熱交換された空気を室内に送り出す幅方向に長いクロスフローファンなどの送風ファン５と，上記空気吸込口３から吸込まれた室内空気に含まれる塵埃を除去するフィルタ８（集塵装置の一例）と，上記送風ファン５により内部に吸込まれた室内空気を熱媒体として該室内空気と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器４と，結露により上記熱交換器４に生じた凝縮水を受ける前面側ドレンパン７ａ及び背面側ドレンパン７ｂとを具備して構成されている。
上記熱交換器４は，送風効率や熱交換効率等を考慮して上記送風ファン５と略同長さの幅方向に長い形状をしており，更に，側断面方向から見て上記送風ファン５を湾曲状に囲むように３つの熱交換体４ａが連結されて構成されている。
また，上記フィルタ８は，上記空気吸込口３と上記熱交換器４との間に配設されている。

このように構成された上記空気調和機Ｙにおいては，上記送風ファン５が回転されることによって上記空気吸込口３から室内の空気が吸込まれる。上記空気吸込口３から吸込まれた室内空気は，上記フィルタ８を通過することにより，室内空気に含まれている塵埃が除去され，比較的きれいな空気が上記熱交換器４に送り込まれる。上記熱交換器４では，該熱交換器４を通過する室内空気と内部を流動する冷媒との間で熱交換が行われ，そして，熱交換された空気が上記送風ファン５によって空気流路１１へ送り出される。上記空気流路１１を空気吹出口１０に向かって流れる空気は，上記上下ルーバ２ａ及び左右ルーバ２ｂ周囲を通って空気吹出口１０から室内に送り出される。このとき，上記空気吹出口１０から吹き出される空気の吹出方向が上記左右ルーバ２ｂによって左右に変更され，上下ルーバ２ａによって上下に変更される。

ところで，上述の如く構成された空気調和機Ｙには，機内への塵埃の流入及び空気の清浄化を目的として，室内空気中の塵埃を除去するフィルタが設けられているが，一般に，空気調和機に用いられるフィルタは，花粉や煙などのような微小な塵埃を除去し得る程度のメッシュ密度（フィルタ密度とも言う）を有していない。これは，メッシュ密度を大きくすれば花粉などの微小な塵埃を除去することが可能となるが，その反面，すぐに目詰まりを起こすという問題を招くからである。
一方，メッシュ密度の低いフィルタを用いると，微小な塵埃を十分に除去することができないという問題がある。
また，いずれにしても，時間の経過と共に上記フィルタに塵埃が蓄積され，徐々に空気調和機の送風効率が低下するという問題がある。
上述した各問題は，上記フィルタを頻繁に清掃すれば解消されるが，その清掃作業が煩わしく，面倒である。

一方，近年，図４及び図５に示すように，供給された高電圧（数ｋＶ）を放電（コロナ放電）させて空気中に漂う塵埃を帯電させた上で，この帯電された塵埃を電極に吸着させることにより塵埃を集塵するいわゆる電気集塵機２０が搭載された空気調和機Ｚが知られている（特許文献１参照）。ここに，図４は電気集塵機２０が搭載された空気調和機Ｚの側断面図，図５はオープンパネル９及びフィルタ８を取り外した状態を示す図である。なお，図中において上記空気調和機Ｙと共通する構成要素には上記空気調和機Ｙの構成要素と同符号を付して表している。
このような電気集塵機２０を用いれば，比較的微小な塵埃を除去することができるため，上記空気調和機Ｚにおいては，上記フィルタと上記電気集塵機２０とを併用することで，上記フィルタで比較的大きな塵埃を除去し，上記電気集塵機で微小な塵埃を除去するようにしている。
特開平１１−１５１４５３号公報

しかしながら，上述した電気集塵機といえども，時間の経過に伴って電極に付着する塵埃が増加すると，集塵能力の低下や送風効率の低下という問題が生じる。また，これらの問題を解消するため，上記電極に蓄積した塵埃を除去するべく，空気調和機から上記電気集塵機を取り外して上記電極を洗浄しなければならない。このような電極の洗浄は，上記フィルタの清掃と同様に非常に煩雑である。
したがって，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，長期間清掃作業を行わなくても集塵能力が低下せず，しかも送風能力の低下を伴わない集塵装置（集塵手段）を備えた空気調和機を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は，空気を吸引することによって旋回気流を発生させ，この旋回気流による遠心力によって塵埃と空気とを分離して集塵するサイクロン式集塵装置を含んでなる集塵手段を具備する空気調和機として構成されている。
上記サイクロン式集塵装置は，遠心力によって分離された空気を熱交換器などの所定の構成要素に送り出し，遠心力によって分離された空気を機外（屋外）へ排出し或いは機内に設けられた集塵ボックスに溜めるものである。そのため，従来のフィルタや電気集塵装置のように短いサイクルで清掃を行わなくても，集塵能力及び送風能力を低下させることなく長時間一定の集塵能力を維持することが可能となる。また，遠心力の強さ如何によっては，塵埃のサイズを問わず収集することができ，好適である。
ここで，上記集塵手段が，空気を通過させることにより該空気に含まれる塵埃を付着させて除去するフィルタを更に備え，上記サイクロン式集塵装置が上記フィルタを通過した空気に含まれる微小塵埃を集塵するものであることが好ましい。このように，上記サイクロン式集塵装置に加え上記フィルタを併用することで，集塵能力をより一層高めることが可能となる。

本発明によれば，空気調和機に上記サイクロン式集塵装置が備えられているため，従来のフィルタや電気集塵装置のように短いサイクルで清掃を行わなくても，集塵能力及び送風能力を低下させることなく長時間一定の集塵能力を維持することが可能となる。また，遠心力の強さ如何によっては，塵埃のサイズの大小を問わず収集することができ，好適である。
また，上記サイクロン式集塵装置に加え上記フィルタを併用することで，集塵能力をより一層高めることが可能となる。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る空気調和機Ｘにおける空気の流れを説明するブロック図，図２は従来の空気調和機Ｙの外観を示す全体斜視図，図３は上記空気調和機Ｙの側断面図である。なお，以下の説明では，上記空気調和機Ｙと共通する上記空気調和機Ｘの構成要素に上記空気調和機Ｙの構成要素と同じ符号を付して表すことで，その詳細な説明を省略する。

上記空気調和機Ｘは，上記従来の空気調和機Ｙと略同様に構成されており，キャビネット６，ドレンパン７，オープンパネル９などからなる横長の本体筐体１と，この本体筐体１の上面及び上記オープンパネル９の上部に設けられた空気吸込口３と，上記オープンパネルの下部に設けられた空気吹出口１０と，該空気吹出口１０の近傍に着脱可能に装着された上下ルーバ２ａ及び左右ルーバ２ｂと，を具備してその外観が構成されている（図２参照）。

また，上記空気調和機Ｘの内部は，上記空気吸込口３から室内空気を吸い込むとともに熱交換された空気を室内に送り出す幅方向に長い送風ファン５と，上記送風ファン５により吸込まれた室内空気と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器４と，上記熱交換器４に生じた凝縮水を受ける前面側ドレンパン７ａ及び背面側ドレンパン７ｂとが適宜配設された構成されている（図３参照）。

また，図１のブロック図に示すように，本発明の実施の形態に係る上記空気調和機Ｘには，従来の空気調和機には設けられていないサイクロン式の集塵装置３０（集塵手段の一例に相当）が配設されている。なお，以下においては，上記サイクロン式の集塵装置３０を集塵装置３０と略称する。
上記集塵装置３０は，空気を吸引することによって旋回気流を発生させ，この旋回気流により生じる遠心力によって塵埃と空気とを分離して集塵する，いわゆるサイクロン集塵方式を採用するものである。このようなサイクロン集塵方式によれば，集塵装置３０内の空気流を阻害するようなものがほとんどないため，当該空気調和機Ｘの送風能力を常時一定に維持することができる。
上記集塵装置３０は，例えば，モータなどの回転駆動器，該回転駆動器により回転される円筒形状の遠心分離室，分離された塵埃を溜める集塵室（集塵ボックス）などを備え，回転する上記遠心分離室に送られた空気を、その回転により生じた高速の旋回気流によって、空気と塵埃とに遠心分離させ，分離した塵埃を集塵室に送り，分離した清浄な空気を後述するように熱交換器４に送り出すように構成されたものが考えられる。また，上記モータなどの回転駆動器を設けずに，上記空気調和機Ｘに備えられた送風ファン５が回転されることによりその空気の吸引力によって上記円筒形状の遠心分離室を回転する構成のものであってもよい。なお，このような方式の集塵装置は従来周知であるため，ここでの詳しい説明は割愛する。

ここで，図１のブロック図を用いて，本空気調和機Ｘにおいて，上記空気吸込口３から吸込まれた空気が上記空気吹出口１０から室内へ吹き出されるまでの空気の流れについて説明する。
まず，空気調和機Ｘ内の図示しないモータが回転され，送風ファン５が回転駆動されると，上記空気吸込口３から室内空気が吸い込まれる。

上記空気吸込口３の本体筐体１の裏側（機内側）には，吸い込まれた空気を上記集塵装置３０へ導く吸気流路３１が形成されている。したがって，上記空気吸込口３から吸い込まれた空気は，上記吸気流路３１を経て上記集塵装置３０へ送り込まれる。
なお，上記空気調和機Ｘは，上述したように横長形状をしているため，上記空気吸込口３も当該空気調和機Ｘの幅方向に長く開口されている。そのため，上記吸気流路３１は上記空気吸込口３から吸引した空気を漏れなく上記集塵装置３０へ導くため，上記空気吸込口３の全域を機内側から覆うように形成されている。具体的には，上記吸気流路３１は，上記集塵装置３０への空気の送風効率を良くするため，上記空気吸込口３から吸い込まれた空気を集約するために幅方向に長く（広く）開口された集約開口部と，該集約開口部で集約された空気を上記集塵装置３０へ導く空気配管とにより形成されている。

上記吸気流路３１を通って上記集塵装置３０に空気が送り込まれると，該集塵装置３０において，空気と塵埃とが遠心分離されて，分離された清浄な空気のみが上記集塵装置３０から排気流路３２に排出される。
上記排気流路３２は，上記集塵装置３０で塵埃が除去された空気を熱交換器４に導く空気流路であって，例えば，上記集塵装置３０に連結された空気配管と，上記集塵装置３０から上記空気配管を通ってきた空気を幅方向に長い熱交換器４の全域へ導くように，空気流の方向に向かって末広がり形状或いはラッパ形状の開放部とを有して形成されている。

上記集塵装置３０から上記排気流路３２を通って熱交換器４に送られた空気は，該熱交換器４によって熱交換され，送風ファン５の内部を通過した後に，上下ルーバ１１ａ及び左右ルーバ１１ｂの周りを通って，空気吹出口１０から室内に吹き出される。
このように，本空気調和機Ｘには上記サイクロン方式の集塵装置３０が配設されているため，従来のフィルタや電気集塵装置のように短いサイクルで清掃を行わなくても，集塵能力及び送風能力を低下させることなく長時間一定の集塵能力を維持することが可能となる。また，遠心力の強さ如何によっては，塵埃のサイズを問わず収集することができ，好適である。

ここで，上述した実施の形態では，従来の空気調和機Ｙに設けられていたフィルタに代えて上記集塵装置３０を設けた例について説明してきたが，もちろん，上記空気調和機Ｘに上記集塵装置３０及び上記フィルタの両方が設けられた実施例も考えられる。このように，上記集塵装置３０に加えてフィルタを設ければ，集塵能力をより一層高めることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る空気調和機Ｘにおける空気の流れを説明するブロック図。 従来の空気調和機Ｙの外観を示す全体斜視図。 従来の空気調和機Ｙの側断面図。 電気集塵機が搭載された従来の空気調和機Ｚの側断面図。 従来の空気調和機Ｚのオープンパネル及びフィルタを取り外した状態を示す図。

符号の説明

２ａ…上下ルーバ
２ｂ…左右ルーバ
３…空気吸込口
４…熱交換器
５…送風ファン
６…キャビネット
７ａ…前面側ドレンパン
７ｂ…背面側ドレンパン
９…オープンパネル
１０…空気吹出口
１１…空気流路
２０…電気集塵機
３０…サイクロン式集塵装置
３１…吸気流路
３２…排気流路

Claims (2)

1. 送風機により吸引された空気に含まれる塵埃を収集する集塵手段を備えた空気調和機であって，
   上記集塵手段が，空気を吸引することによって旋回気流を発生させ，該旋回気流による遠心力によって塵埃と空気とを分離して集塵するサイクロン式集塵装置を含んでなることを特徴とする空気調和機。
2. 上記集塵手段が，空気を通過させることにより該空気に含まれる塵埃を付着させて除去するフィルタを更に備え，
   上記サイクロン式集塵装置が上記フィルタを通過した空気に含まれる微小塵埃を集塵するものである請求項１に記載の空気調和機。

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