JP2007107803A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】高性能な荷電ユニットＢ２０と自動清掃機能とを搭載した空気調和機１を提供する。
【解決手段】荷電部と集じん部とに高電圧を印可する２段荷電方式の電気集じん方式であって、荷電部は高電圧が印加される針状放電電極１２と、アース電極１３と、これらを保護する外枠１４とから構成された荷電ユニットＢ２０を吹出部に設け、前記集じん部は高電圧を印可する高圧リード線９を吸入部のプレフィルター１１近傍に設け、プレフィルター１１を集じんフィルターとし、荷電部と集じん部とをそれぞれ分離した構造にするとともに、吸引ノズル３にて集じんフィルター１１の上流側表面を掃引することにより、集じんフィルター１１で捕集した綿埃などの粗塵も花粉やタバコの煙などの微細な塵埃を、吸引ノズル３が自動的に吸引して取り除くことができる自動清掃機能とを搭載することによりメンテナンスが不要な空気調和機１を提供できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気中の塵埃などを効率よく捕集する空気清浄機能と、捕集した塵埃を自動清掃する機能の少なくともどちらか一方を搭載した空気調和機に関するものであり、より詳しくは、空気清浄機能の構造を、空気調和機の構造的な特徴に最大限に活かし、高い集じん能力を実現する方式と、少なくとも吸引ノズルか集じんフィルターのどちらか一方を駆動させて集じんフィルターを自動清掃する機能を搭載し、使用者のお手入れなどの負担を軽減させた空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機の室内ユニットは、ユニット本体内に熱交換器と送風機を収容し、送風機の作動によりユニット本体内に室内空気を吸込んで上記熱交換器を通過させて熱交換し、さらに送風機を介して吹き出し口より室内へ吹き出す。

近年このような室内空気に対する熱交換作用だけでなく、付加機能として、室内空気に含まれる塵埃などの不純物を除去して清浄化する機能を搭載した室内ユニットが提供されている。

前記付加機能は、室内空気中にはごく微細な塵埃がふくまれていて、これらを原因として花粉症やアレルギーなどが引き起こされる可能性が指摘され、またホコリ堆積により室内のダニなどの発生原因となっていることに対し、空気中の塵埃の除去等を通じ、清浄な空気を供給することを目的としている。

特許文献１などに記載されている従来の空気調和機に搭載されている空気清浄機能は、室内熱交換器の空気吸込み側に設けられたプレフィルターと呼ばれる綿埃などの比較的粗い塵埃を除去する目的のエアーフィルターの下流側で、かつ熱交換器の上流側に位置する場の一部に電気集じんユニットが配置されている。

この電気集塵ユニットは、荷電電極とアース電極および集じん部とが一体化されており、空気調和機の室内ユニットの吸込み口より吸い込まれた室内空気は、プレフィルターで粗塵が除去され、更に電気集じんユニットにて花粉やタバコの煙などの微細な塵埃などの不純物を除去して清浄化し、熱交換器、送風機を介して清浄空気として吹出し口より室内へ放出される。

このような空気調和機は、長期間使用しているとプレフィルターに綿埃などが堆積するため定期的にプレフィルターを掃除する必要があり、さらに粗い塵埃しか除去できないプレフィルターの直下に電気集じんユニットが配置されているために荷電電極やアース電極もタバコのタール分や油煙などで汚れ易く集じん性能の低下を招き易い。

このため、特許文献２などに記載されている電極部の自動清掃を行うことを目的として、移動式スクレーパーが放電電極の表面をこすりながら移動し、放電電極の汚れを落とす構成を持つものもなどが提案されている。

また特許文献３や特許文献４には、マイナスイオン発生器を組み込んだ空気調和機が開示され、居住室内にマイナスイオンを直接、もしくは熱交換した空気とともに供給する。供給されたマイナスイオンは人体に吸収され細胞組織の活性化を図り、老廃物の排出を促進して新陳代謝を良好化することが知られている。
特開２００１−７４２６５号公報 特開２００１−６２３４５号公報 実開昭６２−１２４４２１号公報 特開平１１−７２２４０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、放電電極とアース電極および集じん部とが電気集じんユニットとして一体化されているために通風抵抗が高くなるために、空気調和機本来の基本性能を確保するためには、空気調和機の室内ユニットの吸込み口の一部にしか電気集じんユニットを設けられず、空気調和機の室内ユニットの吸込み風量に対して充分な集じん性能を得ることが出来ていないと言った課題を有していた。

また、従来の構成においては、集じんフィルターの定期的な清掃作業が必要であり使用者にとって、大きな負担になるという課題や、自動的に汚れをこすり落としても、こすり落とす為の部品がまた汚れ、それらを清掃するための手間が増大してしまうという課題を有していた。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、荷電部と集じん部とに高電圧を印加する２段荷電方式の電気集じん方式であって、前記荷電部は高電圧が印加される針状放電電極と、アース電極と、これらを保護する外枠とから構成された荷電ユニットを設け、前記集じん部は高電圧を印加するリード線を吸入部のプレフィルター近傍に配置し、プレフィルターを集じんフィルター（以下、集じんフィルターと呼ぶ）とした、荷電部と集じん部とをそれぞれ分離した構造の電気集じんユニットを搭載するとともに、少なくとも吸引ノズルまたは集じんフィルターのどちらか一方が移動可能な自動清掃機能とを具備し、前記吸引ノズルが前記集じんフィルターを清掃する構造としたものである。

そして上記の構造とすることにより、空気調和機の吸入口に吸い込まれようとする空気中に含まれる微細な塵埃に荷電部からの電荷を与えることが可能となり、従来は綿埃などの粗塵の除去を目的として吸入口全体を覆う構造で設けられていたプレフィルターを高機能化した集じんフィルターにて花粉やタバコの煙と言った微細な塵埃までも捕集することが可能な構造の電気集じんユニットを空気調和機の付加機能として搭載することができ、高い集塵性能で、快適な住空間を創造することが可能となる。

さらに、集じんフィルターで捕集した塵埃を、吸引ノズルが自動的に吸引して塵埃を取り除くことができる自動清掃機能を搭載しているため、利用者が集じんフィルターを定期的に清掃すると言ったメンテナンス作業の負担を大幅に低減することができるとともに、自動的に集じんフィルターの清掃を行うため、集じんフィルターの目詰まりによる消費電力の増加や冷暖房能力の低下と言ったことも防止することができ、使い勝手のよい空気清浄機能を搭載した空気調和機を提供することが可能となる。

また、本発明の請求項２においては、針状放電電極と、アース電極と、これらを保護する外枠とから構成された荷電ユニットを、吹出し口付近に設けたものである。

そしてこの構成によって、室内全体に漂う微細な塵埃に電荷を与えることが可能となり、吸入部全体を被うように配置された集じんフィルターを兼ねるエアーフィルターでの集じん性能が向上するとともに、マイナスイオンの効果により細胞組織の活性化や、老廃物の排出を促進して新陳代謝を良好化などの効果を得ることが出来るとともに、空気調和機の最下流に荷電ユニットを設置することにより電極の汚れが大幅に低減でき電極部の清掃などのメンテナンスもほぼ不要とすることができる。

また、本発明の請求項３においては、集じんフィルターの繊維の一部あるいは全体を導電性の材料で構成したものである。

そしてこの構成によって、請求項１や請求項２の方式で荷電した微細な塵埃との電位差を大きくでき、集じん性能をさらに向上することができる。

また、本発明の請求項４においては、請求項３で導電性を施した集じんフィルターを、本体接地アースと連結したものである。

そしてこの構成によって、導電性を有した集じんフィルターはアースされているため、請求項１や請求項２の方式で荷電した微細な塵埃との電位差は常に確保されており、集じん性能をさらに向上することができる。

本発明の空気調和機は上述したように、室内ユニットの吸込み口より吸い込まれる室内空気全体の集じんを実現し、高い集じん能力を有する電気集じんユニットを搭載するとともに、捕集した塵埃を自動的に清掃する、フィルター自動清掃機能とを搭載した空気調和機を提供することができるものである。

第１の発明は、室内ユニット本体内に室内空気を吸込んで熱交換器と熱交換させ、送風機を介して室内へ吹出す空気調和機において、荷電部を高電圧が印加される針状放電電極と、アース電極と、これらを保護する外枠とから構成とからなる電気集じんユニットを、室内ユニットの通風回路内吸入側の集じんフィルターより上流側に設置し、室内ユニットの吸込み口より吸い込まれる室内空気全体を荷電し、空気中に含まれる塵埃に電荷を与えると共に、集じんフィルターの背面側に高圧を印加する高圧リード線を配置し、高圧リード線への通電により高圧リード線周辺に形成する電界を集じんフィルターに与え、電界を持った集じんフィルターにて綿埃などの粗塵も花粉やタバコの煙などの微細な塵埃も捕集する構造であり、高い集じん能力を有する電気集じんユニットを搭載するとともに、合わせて移動可能な吸引ノズルと前記吸入ノズル内部の空気を吸引する吸引装置とを具備し、前記吸引ノズルが前記集じんフィルター上流側表面を掃引することにより、集じんフィルターで捕集した綿埃などの粗塵も花粉やタバコの煙などの微細な塵埃を、吸引ノズルが自動的に吸引して取り除くことができる自動清掃機能とを搭載することにより、利用者が集じんフィルターを定期的に清掃すると言ったメンテナンス作業の負担を大幅に低減することができるとともに、自動的に集じんフィルターの清掃を行うため、集じんフィルターの目詰まりによる消費電力の増加や冷暖房能力の低下と言ったことも防止することができ、使い勝手のよい空気清浄機能を搭載した空気調和機を提供することが可能となる。

第２の発明は、特に、荷電部を高電圧が印加される針状放電電極と、アース電極と、これらを保護する外枠とから構成とからなる荷電ユニットを、室内ユニットの吹出し口近辺に設けたものであり、空気中に吹出される空気全体に電荷を与え、荷電した塵埃を室内ユニットの吸入部より吸込み、電界を持った集じんフィルターにて捕集する構造とすることにより集じん性能を向上することができるとともに、空気調和機の最下流に荷電ユニットを設置することにより電極の汚れが大幅に低減でき電極部の清掃などのメンテナンスもほぼ不要とすることができる。

第３の発明は、特に、室内ユニットの通風回路内吸入側に設けた集じんフィルターの一部分または全体に導電性を持たせたものであり、高圧リード線周辺に形成された電界を集じんフィルター全体に行き渡らせることにより、電気集じんユニットにて荷電された空気
中の塵埃との電位差を広げ、クーロン力や誘電力の作用により、荷電された塵埃を集じんフィルター全体で捕集することが可能となり、集じん性能の向上を図ることができる。

第４の発明は、特に、室内ユニットの通風回路内吸入側に設けた集じんフィルターの一部分または全体に導電性を持たせ、上記導電性の材料を空気調和機の本体を通じて接地アースへと導いたものであり、電気集じんユニットにて荷電された空気中の塵埃との電位差により、荷電された塵埃の集じんフィルターでの捕集性能を高めることが可能となる。

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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下、図１と図２を用い、第１の発明について説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機室内ユニット１の側面断面図を示すものである。

図１において、１は空気調和機室内ユニット、２は吸入パネル、３は吸引ノズル、４は熱交換器、５は送風ファン、６は吹出し口、７は通風経路、１０は荷電ユニットＡ、１１は集じんフィルターである。

図２は、本発明の第１の実施の形態における荷電ユニットＡ１０の概略図である。

図２において、９は高圧リード線、１２は針状放電電極、１３はアース電極、１４は外枠、１５は放電域の一部を示すものである。

空気調和機室内ユニット１は、吸入部より吸い込んだ室内空気を、集じんフィルター１１を通り、熱交換器４にて熱交換を行い、送風ファン５を介して、吹出し口６より室内に放出される。

このような空気調和機室内ユニット１において、図１からも明らかなように、荷電ユニットＡ１０は、空気調和機室内ユニット１の通風経路７内の熱交換器４および集じんフィルター１１よりも上流に位置する吸入部側に設けられており、吸入部より吸い込まれる室内空気中に含まれる塵埃に対し電荷を与え、帯電した塵埃を集じんフィルター１１にて捕集する構造である。

集じん部となる集じんフィルター１１には、間接的または直接的に接触する近傍位置に高圧リード線９が設けてあり、高圧リード線９には荷電ユニットＡ１０と逆電位の高圧が印加される構造となっている。

荷電ユニットＡ１０は、例えばマイナス電位の高電圧が印加される針状放電電極１２と、アース電極１３と、これらを保護する外枠１４と、針状電極にマイナスの高電圧を送電する高圧トランス（図示せず）とから構成されている。高圧トランスにて昇圧された数キロボルトのマイナス電位の高電圧が針状放電電極１２に印加され、アース電極１３との間でコロナ放電が発生し、針状放電電極１２の先端方向に対し電界１５が発生する。

この電界１５は、空気調和機室内ユニット１の吸入部方向に向けて形成するよう荷電ユニットＡ１０を配置することにより、吸入側より吸い込まれる室内空気中に含まれる塵埃に対し電荷を与えることができる。

また、集じんフィルター１１には間接的または直接的に接触する位置にプラスの電位の高電圧を印加する高圧リード線９が設けてあり、高圧リード線９のコンデンサー効果により集じんフィルター１１はプラスの電荷を有する構造となっている。

この方法により荷電された塵埃は集じんフィルター１１にクーロン力や誘引力の作用で引き付けられて集じんフィルター１１で捕集することができる。

なお、針状放電電極１２に印加される電圧が陰極の場合は、高圧リード線９は陽極となり、針状放電電極１２に印加される電圧が陽極の場合は、高圧リード線９は陰極とすることにより同様の効果を得ることができる。

また、集じんフィルター１１の上流側で、荷電ユニットＡ１の下流側の位置には、集じんフィルター１１で捕集した綿埃などの粗塵も花粉やタバコの煙などの微細な塵埃を吸引する吸引ノズル３が設けられている。

吸引ノズル３には集じんフィルター１１と向き合う側の面に吸引口（図示せず）が設けられており、この吸引口や吸引ノズル３が上下や左右に移動することより集じんフィルター１１全体で捕集した塵埃を隈なく吸引ノズル３の吸引口より吸込み、吸引ノズル３と接続された排気ホース（図示せず）より排出し、集じんフィルター１１を掃除する。

なお、図示はしていないが、当然のことながら、吸引ノズル３や排気ホースに接続する位置には吸引排気するためのファンなどの送風装置（図示せず）が設けられており、この送風装置の吸排機能により集じんフィルター１１で捕集した塵埃を吸込み排出するものである。

さらに、本発明においては、吸引ノズル３や吸引口が上下左右に移動し、集じんフィルター１１全体を掃除する手段について説明をしたが、集じんフィルター１１と吸引口が上下左右に移動する手段でも同様に集じんフィルター１１全体を隈なく掃除することができる。

以上のように、本実施の形態においては空気調和機室内ユニット１の吸入側より吸い込まれる空気全体が、荷電ユニットＡ１０から生じる電界を介して通風経路７より吸い込まれ集じんフィルター１１にて荷電された塵埃を捕集するために、高い集塵性能を有する空気清浄機能を空気調和機に付加することが可能となるとともに、吸引ノズル３にて集じんフィルター１１の上流側表面を掃引することにより、集じんフィルター１１で捕集した綿埃などの粗塵も花粉やタバコの煙などの微細な塵埃を、吸引ノズル３が自動的に吸引して取り除くことができる自動清掃機能とを搭載することにより、利用者が集じんフィルター１１を定期的に清掃すると言ったメンテナンス作業の負担を大幅に低減することができるとともに、自動的に集じんフィルター１１の清掃を行うため、集じんフィルター１１の目詰まりによる消費電力の増加や冷暖房能力の低下と言ったことも防止することができ、使い勝手のよい空気清浄機能を搭載した空気調和機を提供することができる。

（実施の形態２）
以下、図３を用い第２の発明について説明する。

図３は、本発明の第２の実施の形態における荷電ユニットＢ２０を搭載した空気調和機室内ユニット１の側面断面図を示すものである。

図３において、２０は荷電ユニットＢである。なお、前述の部位と同一の要素を示す場合には同じ符号を付して、その説明は省略する。

図３の、荷電ユニットＢ２０は、空気調和機室内ユニット１の吹出し口６に設置されており、吹出し口６より室内に吹出される空気は吹出し口６の設けられた荷電ユニット２０の電界域１５の一部で、空気中に存在する酸素や水分に電荷を与え、室内空間に放出される。室内空間に放出された電荷を有する酸素や水分は、室内空気中に浮遊する塵埃と接触や一体化して塵埃が帯電粒子となり、空気調和機室内ユニット１の吸入側へとサーキュレーション効果により導かれ、集じんフィルター１１で捕集される。

以上のように、本実施の形態においては、室内空間にて塵埃に電荷を与え、空気調和機室内ユニット１の集じんフィルター１１にて塵埃を捕集する構成であるため、広い範囲で高い集じん性能を得ることが出来るとともに、空気中に浮遊する真菌や細菌、ウィルスなどについても高い捕集効果を得ることができる。

（実施の形態３）
以下、図４を用い第３の発明について説明する。

図４は本発明の第３の実施の形態を示す集じんフィルター１１の概略外観図である。

図４において、３０は導電性樹脂繊維である。なお、前述の部位と同一の要素を示す場合には同じ符号を付して、その説明は省略する。

従来のプレフィルター１１Ｂは２００ミクロン程度のＰＰ樹脂やＰＥＴ樹脂から成る繊維を編みこみ、周囲全体を樹脂枠で固定したものが主流であるが、本発明の集じんフィルター１１は、例えばＰＥＴ繊維の繊維径を６０〜８０ミクロン程度まで細くし、繊維密度を高めることによりフィルターとしての開口率は同程度に保ち、通風抵抗は変化させずに細メッシュ化したフィルターとし、そのフィルターの例えば数ｍｍ間隔といったような所定の間隔で導電性を有する樹脂繊維３０を編みこみフィルター全体として導電性を有する集じんフィルター１１としたものである。

そしてこの構成の集じんフィルター１１を荷電ユニットＡ１０や荷電ユニットＢ２０を有する通風経路７内に設けることにより、荷電ユニットＡ１０や荷電ユニットＢ２０で帯電された塵埃などの粒子との間には電位差が生じるため、クーロン力や誘引力により引き付ける力が高くなり、集じん性能を向上させることができる。

なお、本実施例においては導電性樹脂繊維３０を従来のフィルターに所定の間隔で編みこむ構成としたが、全てのフィルターを導電性樹脂繊維３０とする構造や、ランダムな間隔で編みこむと言った方法でも同様の効果を得ることができる。

（実施の形態４）
以下、図５を用い第４の発明について説明する。

図５は本発明の第４の実施の形態を示す集じんフィルター１１の概略外観図である。

図５において、３１は本体接地アース接続部である。

導電性樹脂繊維３０と連結した本体接地アース接続部３１は、例えば空気調和機室内ユニット１の熱交換器４に接続可能な構造となっている。熱交換器４は、全体がアルミニウムや銅管などの金属材料から構成されており、また一般的には本体アースと接続されているため、熱交換器４に本体接地アース接続部３１を接続することにより、本体接地アースに接続されるようになる。

以上のように集じんフィルター１１を、熱交換器４と接続可能な構造とすることにより、空気調和機本体の設置アースと接続が可能となり、荷電ユニットＡ１０や荷電ユニットＢ２０で帯電された塵埃などの粒子と、集じんフィルター１１の間には大きな電位差を形成できるため、クーロン力や誘引力により引き付ける力がより高くなり、高い集じん性能を実現できる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、高い集塵性能を有する空気清浄機能を付加するとともに、集じんフィルターで捕集した綿埃などの粗塵も花粉やタバコの煙などの微細な塵埃を自動清掃機能とを搭載することにより、利用者が集じんフィルターを定期的に清掃すると言ったメンテナンス作業の負担を大幅に低減することができ、さらに自動的に集じんフィルターの清掃を行うため、集じんフィルターの目詰まりによる消費電力の増加や冷暖房能力の低下と言ったことも防止できるため、各種のサーキュレーション機能を有する機器などの用途にも適用できる。

本発明の第１の実施形態を示す荷電ユニットＡ１０を搭載した空気調和機室内ユニット１の側面断面図 本発明の第１の実施形態を示す荷電ユニットＡ１０の概略図 本発明の第２の実施形態を示す荷電ユニットＢ２０を搭載した空気調和機室内ユニット１の側面断面図 本発明の第３の実施形態を示すプレフィルター１１の概略外観図 本発明の第４の実施形態を示すプレフィルター１１の概略外観図 従来の実施形態を示す電気集塵ユニットを搭載した空気調和機室内ユニットの側面断面図

符号の説明

１ 空気調和機室内ユニット
２ 吸入パネル
３ 吸引ノズル
４ 熱交換器
５ 送風ファン
６ 吹出し口
７ 通風回路
９ 高圧リード線
１０ 荷電ユニットＡ
１１ 集じんフィルター
１２ 針状放電電極
１３ アース電極
１４ 外枠
１５ 電界
２０ 荷電ユニットＢ
３０ 導電性樹脂繊維
３１ 本体接地アース接続部

Claims (4)

1. 荷電部と集じん部が分離し、各々に高電圧を印加する２段荷電方式の電気集じんを搭載した空気調和機であって、前記荷電部は高電圧が印加される針状放電電極と、アース電極と、これらを保護する外枠とから構成された荷電ユニットと、前記集じん部は高電圧を印可するリード線を吸入部のプレフィルター近傍に設け、プレフィルターを集じんフィルターとした電気集じんユニットと、少なくとも吸引ノズルまたは集じんフィルターのどちらか一方が移動可能な自動清掃機能とを具備し、前記吸引ノズルが前記集じんフィルターを清掃する構造としたことを特徴とする空気調和機。
2. 電気集じんユニットを通風回路内の吹出し部に設置したことを特徴とする、請求項１記載の空気調和機。
3. 通風回路内吸入側に設けた集じんフィルターの一部分以上に導電性を持たせたことを特徴とする、請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 通風回路内吸入側に設けた集じんフィルターの一部分以上に導電性を持たせ、前記導電性部を本体設置アースと連結したことを特徴とする、請求項１または２に記載の空気調和機。

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