JP2007285563A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】特別なお手入れを要せずに、メンテナンスフリーで脱臭性能を維持継続できる空気調和機を提供する。
【解決手段】室内熱交換器５と、吸込部２０から空気を吸引し前記室内熱交換器５にその空気を通す室内ファン６と、前記室内熱交換器５で熱交換された空気を吹き出す吹出部１４と、前記吸込部２０と前記吹出部１４とを連通する通風路１６を備え、前記通風路１６中に、酸化還元能を有する金属錯体を坦持した担体（図示せず）からなるフイルタ１２を配置したもので、室内に存在する臭気成分の少なくとも一部が酸化分解され、室内の臭気を継続的に脱臭することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、脱臭作用を備えた空気調和機に関するもので、特に室内機に関するものである。

従来の空気調和機の室内機には、一般に室内熱交換器と、前記室内熱交換器の上流に配され吸引される空気中に含まれる塵埃を捕集するプレフィルタが設けられていて、その間には、脱臭フィルタや集塵ユニット、除菌・アレルゲンの失活などの機能を付与したフィルタが配置される。そして、空気調和機の空調運転時に、まずプレフィルタにおいて、主に数１００μｍ以上の綿埃などの大きな塵埃を除去し、次いで集塵ユニットにより花粉やたばこの煙などの微少な塵埃を集塵し、および除菌・アレルゲン対策フィルタによる除去・失活をおこない、さらには脱臭フィルタによりたばこ臭、生活臭など室内に存在する各種の不快な臭いを除去し、室内空気の浄化、快適性の向上をおこなっている。

これらの構成では、空気調和機の室内機の通風路に備えられている脱臭フィルタは、例えば酸化チタンなどの光触媒を用いた光再生脱臭や活性炭を用いて構成されていた（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
実開昭４７−２２５６６号公報（実願昭４６−０１５６３３号のマイクロフイルム） 特開平１−１８９３２２号公報

しかしながら、前記従来の光触媒を用いた脱臭フィルタを搭載した空気調和機の構成では、常にあるいは少なくとも一定時間毎に太陽光を照射する必要があり、また紫外線光源を有するものでは、ランプの交換が必要で、かつ紫外線による樹脂劣化のため構成上の自由度が低いなど問題点があった。

さらに活性炭を用いた脱臭フィルタを搭載した空気調和機の構成では、物理吸着作用により各種の臭気ガスを吸着し飽和吸着するため、一定期間毎に新しい脱臭フィルタに交換する必要があった。また、活性炭に光触媒を配合した構成の脱臭フィルタについては、再生作用を有しているものの、フィルタの天日干し等の手入れが必要であり、脱臭性能維持のためには一定期間毎のメンテナンスの手間が不可欠であった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、メンテナンスフリーで、優れた脱臭性能を維持継続できる空気調和機を提供することを目的とする。

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、室内熱交換器と、吸込部から空気を吸引し前記室内熱交換器にその空気を通す室内ファンと、前記室内熱交換器で熱交換された空気を吹き出す吹出部と、前記吸込部と前記吹出部とを連通する通風路を備え、前記通風路中に、酸化還元能を有する金属錯体を坦持した担体を配置したもので、室内に存在する臭気成分の少なくとも一部が酸化分解され、室内の臭気を継続的に脱臭することができる。

本発明の空気調和機は、メンテナンスフリーで、脱臭性能を維持継続できるものである
。

第１の発明は、室内熱交換器と、吸込部から空気を吸引し前記室内熱交換器にその空気を通す室内ファンと、前記室内熱交換器で熱交換された空気を吹き出す吹出部と、前記吸込部と前記吹出部とを連通する通風路を備え、前記通風路中に、酸化還元能を有する金属錯体を坦持した担体を配置したもので、室内に存在する臭気成分の少なくとも一部が酸化分解され、室内の臭気を継続的に脱臭することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の担体に、さらに物理吸着作用を有する物理吸着剤を担持したもので、物理吸着剤により臭気成分を急速に除去した上で、吸着した臭気成分の少なくとも一部を触媒成分により酸化分解し、脱臭性能を維持継続することができる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の金属錯体が少なくとも金属フタロシアニン誘導体を含むもので、金属フタロシアニン誘導体は、臭気物質に対する分解反応速度が速いため、より迅速に臭気成分の除去をおこなうことができる。

第４の発明は、特に、第２又は第３の発明の物理吸着剤が疎水性ゼオライトであることを特徴とするもので、シリカ分を高めたゼオライトは極性が小さくなるため、非極性の臭気分子を吸着できるようになり、また雰囲気の湿度に依存することなく臭気成分の吸脱着がおこなえるため、冷房運転時に高湿度環境となる空気調和機の室内機においても、脱臭性能の低下がなく臭着成分の吸着除去をおこなうことができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明の担体が有機繊維から構成されるハニカム構造体であることを特徴とするもので、通気抵抗が小さく、比表面積が大きいため、低圧損で臭気の吸脱着効率が高い担体を空気調和機に搭載することができる。

第６の発明は、特に、第２〜５のいずれか一つの発明の担体を室内熱交換器の上流側に配すると共に、空気調和機の空調運転停止中に、前記室内熱交換器を加熱し、室内ファンを運転するクリーニング運転機能をそなえたもので、物理吸着剤により吸着された各種の臭気成分は、酸化還元能を有する金属錯体により、その大半は分解されるものの、分解されない一部の臭気は吸着剤に蓄積されていくが、クリーニング運転により、室内熱交換機の上流に配設された担体が加熱され、また担体中を通気することとなり、吸着していた臭気成分が脱着することにより吸着性能が再生し、繰り返し使用することができる。

第７の発明は、特に、第６の発明のクリーニング運転時に、室内熱交換器で暖められた空気の少なくとも一部が、通風路内を循環するもので、吸着剤を担持した担体に高温の空気を確実に通気することができ、物理吸着剤からの臭気がより脱着しやすくなり、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭機能を備えた空気調和機を実現できる。

第８の発明は、特に、第６又は第７の発明の通風路内の空気を室外に排気する排気手段を備え、クリーニング運転の実施中又は／及び実施後に、前記排気手段を動作させるもので、物理吸着剤を担持した担体に高温の空気を通気させ、物理吸着剤から脱着した臭気を室外に排気することで、脱着した臭気成分により室内環境を著しく損ねることを更に緩和、あるいは防ぐことができる。

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。なお、本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）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の冷凍サイクル構成図、図２は、同空気調和機の室内機の構成を示す概略断面図、図３は、同空気調和機のフィルタの外観模式図である。

図１、２において、本実施の形態における空気調和機は、室内に設置される室内機１３と、室外に設置される室外機１８から構成され、室内機１３は、室内熱交換器５と、吸込部２０から空気を吸引し室内熱交換器５に通風する送風手段となる室内ファン６と、室内熱交換器５で熱交換された空気を吹き出す吹出部１４と、吸込部２０と吹出部１４を連通する通風路１６を形成するケーシング１０と、吹出部１４に設けられ吹き出される風の向きを変える風向偏向羽根１１と、室内と室外とを連通するダクト（図示せず）を介して室内機１３内の通風路１６中の空気を室外に排出するための排気手段となる排気ファン９と、通風路１６を通過する空気の臭気を除去する脱臭体のフィルタ１２から構成されている。

室外機１８には、圧縮機１と、四方弁２と、室外熱交換器３と、室外熱交換器３に通風する室外ファン８が内蔵されている。

圧縮機１と、四方弁２と、室外熱交換器３と、減圧機４と、室内熱交換器５は、順次冷媒を通す冷媒配管１７で接続されてヒートポンプ式の冷凍サイクルが形成されている。

７は、室内熱交換器５を構成する配管（図示せず）の温度を検知する配管温センサ、８は、室外熱交換器３に通風する室外ファンである。また、１５は、空気調和機の運転をリモートコントロールするためのリモコンであり、ユーザがリモコン１５上で様々な操作をおこなうことが可能となっている。

次に、上記構成による空気調和機の空調作用について説明する。

暖房運転時には、圧縮機１で吸入し圧縮された冷媒は、四方弁２を経て室内熱交換器５に送られ、ここで凝縮液化する。室内熱交換器５を出た冷媒は減圧機４で減圧され室外熱交換器３に導かれ、ここで冷媒が蒸発して室外空気（外気）から蒸発潜熱を奪い気化する。そして室外熱交換器３を経た冷媒は、再び四方弁２を経て圧縮機１に吸入される。

次に、フィルタ１２の詳細について説明する。

図３は、フィルタ１２を示す外観模式図である。フィルタ１２は、平板１２ａおよび波形板１２ｂが交互に積層されたハニカム構造体状の担体１２ｃに、酸化還元能を有する金属錯体を主成分とし、生体酵素類似の反応機構を示す触媒成分を担持して形成している。担体１２ｃは、低い通風抵抗で通気することができるようになっていると共に、例えばレーヨン等の再生繊維、ポリビニルアルコール繊維等の合成繊維、綿などの天然繊維などの有機繊維を基材としている。

この金属錯体としては、金属フタロシアニン誘導体は、室温で反応が進行し、臭気物質に対する分解反応速度が速く、かつ反応機構がサイクル反応であり長期間にわたり触媒性能を維持できるため最も好ましいが、これに限定するものではなく、例えば金属ポルフィリン類や金属ポルフィラジン類を用いても良いことはいうまでもない。

また金属フタロシアニン誘導体は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ錯体が活性の高い人工の活性中心であり好ましいが、これに限定するものではない。

臭気物質のうち、例えば、特に嗅覚閾値の低い、メルカプタン、硫化水素、アルデヒド
、スカトール、フェノールなどは、金属フタロシアニン誘導体の酵素反応により容易に酸化され、二量化反応や水溶性の増大などにより、臭気が消失ないしは緩和されることとなる。

また、アンモニアやアミン類は、以下の（１）〜（３）に示す反応により、イオン錯体を形成し揮発性を押さえ、臭気を除去することができる。

（１）：ＲＮＨ２ ＋ Ｈ２Ｏ → ＲＮＨ３＋ ＋ ＯＨ−
（２）：―ＣＯＯＨ ＋ ＯＨ− → ―ＣＯＯ− ＋ Ｈ２Ｏ
（３）：―ＣＯＯ− ＋ ＲＮＨ３ → ―ＣＯＯＮＨ３Ｒ
図２は空気調和機の室内機１３が空調運転をしている様子を概略断面図に示したものである。

ユーザがリモコン１５を操作し、空気調和機の空調運転を指示すると、該指令を受け室内機１３に内蔵された制御装置（図示せず）により、配管温センサ７で室内熱交換器５の温度を検知しながら圧縮機１や四方弁２、室内ファン６、風向偏向羽根１１などに必要に応じて制御信号が送られ空調運転を開始する。

このとき室内機１３が据え付けられた室内に各種の臭気が存在している場合、吸込部２０から吹出部１４に至る通風路１６中に配置されているフィルタ１２によって室内の臭気成分を除去することができる。

このように、酸化還元能を有する金属錯体は、室温で触媒機能を発揮するため、特にお手入れの必要がなく、メンテナンスフリーで空気調和機の脱臭機能を長期間にわたって維持継続ができる。

（実施の形態２）
上記第１の実施の形態では、フィルタ１２を構成する担体１２ｃに、酸化還元能を有する金属錯体のみを担持させたが、本実施の形態は、担体１２ｃの外面に、酸化還元能を有する金属錯体と物理吸着剤（図示せず）の両方を担持したものである。なお、上記第１の実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

また、空気調和機の空調運転時における、触媒成分による脱臭作用については実施の形態１と同様であるので、ここでは省略する。

フィルタ１２に、触媒成分と物理吸着剤をともに塗布することにより、先ず物理吸着剤により室内の臭気成分を急速に除去した上で、触媒成分により分解することができ、迅速な脱臭が望まれる室内臭気の除去にあたって、もっとも望ましい形態である。

なお、空気調和機においては冷房運転中は室内機１３内部が多湿環境となるため、フィルタ１２を構成する物理吸着剤は、疎水性ゼオライトがもっとも望ましいが、物理吸着剤の種類はこれに限定するものではない。

各種の臭気成分は、フィルタ１２に塗布された物理吸着剤により迅速に吸着され、金属フタロシアニン誘導体を主成分とする触媒成分により分解され、長期間にわたり、特にお手入れの必要がなく、メンテナンスフリーな脱臭機能を空気調和機に付加することができる。

ところで、室内に存在し得る各種の臭気成分は、その大半は前記触媒成分により分解されるものの、分解されない一部の臭気が発生した場合、その臭気成分は分解されずに吸着
剤に蓄積されていくことになる。

そこで、本実施の形態では、空気調和機の空調運転停止中に、室内熱交換器５を加熱し、室内ファン６を運転するクリーニング機能を備えている。

次に、上記クリーニング運転機能について詳述する。

室内機１３に内蔵された制御装置（図示せず）は、室内熱交換器５を加熱する暖房運転をおこなうことにより、前記室内熱交換機５に付着した臭気の脱着乃至は室内機１３の内部の乾燥もしくはヒートショックによりカビ類の繁殖を抑制するクリーニング運転をおこなわせる、クリーニング運転指示手段（図示せず）を備えている。制御装置からは、圧縮機１、室内ファン６、排気ファン９、風向偏向羽根１１に必要に応じて制御信号が送られる。

空気調和機の運転中にリモコン１５から停止指令が出されたとき、該指令を受けクリーニング運転指示手段により、所定の温度Ｔ［℃］（例えば４０℃）を、クリーニング運転における室内熱交換器５の目標温度に設定し、配管温センサ７で室内熱交換器５の温度を検知しながら圧縮機１や室内ファン６を制御し、室内熱交換器５の温度を目標温度Ｔ［℃］に調節し、クリーニング運転を所定の時間Ｍ［分］（例えば６０分）おこなう。

このとき、室内熱交換機５の温度上昇に応じて、前記室内熱交換器５の上流側に配設されたフィルタ１２が加熱され、また室内ファン６の運転により、フィルタ１２中を通気することとなる。

このため、フィルタ１２を構成している物理吸着剤に吸着していた臭気成分が脱落するので、フィルタ１２のもつ吸着性能が再生し、繰り返し使用可能とすることができる。

このように、酸化還元能を有する金属錯体では分解できない臭気成分が発生した場合においても、その臭気成分を物理吸着剤が吸着し、かつクリーニング運転を実施することによって、前記物理吸着剤の吸着作用が再生するので、特にお手入れの必要がなく、メンテナンスフリーで空気調和機の脱臭機能を長期間にわたって維持継続ができる。

なお、ここで示したのは、リモコン１５から発せられた空気調和機の空調運転停止指令を受けて自動的にクリーニング運転としての暖房運転を実施する形態であるが、クリーニング運転の開始をユーザが手動で指示する形態や空調運転開始前にクリーニング運転を自動的に実施する形態など、クリーニング運転を実施するタイミングを任意に定めても同様の効果が期待できるのはいうまでもない。

またこのとき同時に、クリーニング運転指示手段により、吹出部１４から吹き出される空気をショートサーキットさせる位置へ風向偏向羽根１１の位置の制御をおこなってもよい。

そうすれば、室内機１３の通風路１６内を、室内熱交換機５により加熱された空気が循環し、フィルタ１２を高温の空気が確実に通気することとなり、フィルタ１２を構成する飽和吸着した物理吸着作用を有する物理吸着剤から臭気をより容易に脱落させることができる。こうしてクリーニング運転により、フィルタ１２から臭気成分発生量が徐々に増加してくるが、このとき同時にクリーニング運転指示手段により排気ファン９に運転指令を出し、室内機１３の通風路１６内の空気をダクトを介して室外に排気するようにすると、吹出部１４から吹き出される空気は、風向偏向羽根１１によりショートサーキットしており、また排気ファン９の動作により臭気成分が室外に放出され、臭気成分の室内への放出
を低下させることができるため、室内環境の快適性を損なうことなく、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭機能を空気調和機に付加することができる。

以上のように、本発明に係る空気調和機は、室内に発生しうるタバコ臭や調理臭、ペット臭やホルムアルデヒドなど、不快な臭気および有毒なガス成分を吸着除去し、清浄で快適な室内環境を実現することができると共に、酸化還元能を有する金属錯体を担持する担体を脱臭フィルタとして用いることにより、特にお手入れの必要がなく、メンテナンスフリーで脱臭機能を長期間にわたって維持継続ができるもので、空気調和機に限らず、空気清浄機、換気装置などにも広く適用できるものである。

本発明の実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクル構成図 同空気調和機の室内機の構成を示す概略断面図 同空気調和機のフィルタの外観模式図

符号の説明

１ 圧縮機
３ 室外熱交換機
５ 室内熱交換機
６ 室内ファン
７ 配管温センサ
８ 室外ファン
９ 排気ファン（排気手段）
１０ ケーシング
１１ 風向偏向羽根
１２ フィルタ
１２ｃ 担体
１３ 室内機
１４ 吹出部
１５ リモコン
１６ 通風路
２０ 吸込部

Claims (8)

1. 室内熱交換器と、吸込部から空気を吸引し前記室内熱交換器にその空気を通す室内ファンと、前記室内熱交換器で熱交換された空気を吹き出す吹出部と、前記吸込部と前記吹出部とを連通する通風路を備え、前記通風路中に、酸化還元能を有する金属錯体を坦持した担体を配置したことを特徴とする空気調和機。
2. 担体に、さらに物理吸着作用を有する物理吸着剤を担持した請求項１に記載の空気調和機。
3. 金属錯体が少なくとも金属フタロシアニン誘導体を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
4. 物理吸着剤が疎水性ゼオライトであることを特徴とする請求項２又は３に記載の空気調和機。
5. 担体が有機繊維から構成されるハニカム構造体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。
6. 担体を室内熱交換器の上流側に配すると共に、空気調和機の空調運転停止中に、前記室内熱交換器を加熱し、室内ファンを運転するクリーニング運転機能をそなえたことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の空気調和機。
7. クリーニング運転時に、室内熱交換器で暖められた空気の少なくとも一部が、通風路内を循環することを特徴とする請求項６に記載の空気調和機。
8. 通風路内の空気を室外に排気する排気手段を備え、クリーニング運転の実施中又は／及び実施後に、前記排気手段を動作させることを特徴とする請求項６又７に記載の空気調和機。

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