JP2008281337A

JP2008281337A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2008281337A
Application number: JP2008214958A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Jinno; 寧神野
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2008-11-20

Abstract

【課題】小型、小出力の吸引装置でエアーフィルターの吸引清掃と換気ができる空気調和機を提供する。
【解決手段】エアーフィルター１の上流側表面に沿って移動可能な吸引ノズル３と、吸引ノズル３に連結された吸引装置６とを備え、吸引ノズル３は、塵埃吸引用の吸引孔２１と、吸引孔２１の開口面積を変える吸引孔開閉板（図示せず）を有するもので、吸引孔開閉板で前記吸引孔２１の一部だけ開口させて、吸引ノズル３を移動させながら吸引することで、強い吸引力を確保しながら、吸引風量が低下することで、小さな動力の吸引装置でエアフィルター１の吸引清掃を行うことができ、吸引孔２１を全開させて吸引することで、通風抵抗が大幅に低減し、風量が増加するので部屋の空気の換気にも利用できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィルターの清掃を自動的に行う空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機では、熱交換器の前面に、空気調和機の本体内部へ埃が侵入することを防ぐためのエアフィルターが設けられており、このエアフィルターは付着した塵埃を手や外部の電気掃除機などで清掃できるように、空気調和機本体に着脱自在に設けられていた。このようなエアフィルターは頻繁なメンテナンスが必要となるだけでなく、メンテナンスが行われるまでの間にはエアフィルターが徐々に目詰まりしていき、その結果、熱交換器を通過する風量が低下して空調能力が低下して消費電力の増大につながることとなる。

このため、エアフィルターのメンテナンスの手間を低減する目的で、駆動軸に張架したベルト状のエアフィルターと、前記エアフィルターの表面に接する回転ブラシを設け、前記駆動軸を回転させてエアフィルターを移動させながら、その表面に堆積した塵埃を回転ブラシを回転させて掻きとるようにした空気調和機がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−７４５２１号公報

しかしながら、上記のブラシでエアフィルターに付着した塵埃を掻きとる空気調和機では、ブラシとエアフィルターがお互いにこすられるためブラシに塵埃が絡みついたり、ブラシが摩耗もしくは変形して集塵性能が低下するなどの問題があった。また、ブラシがエアフィルターの全幅に渡って設けられるため、ブラシを回転させるのに高トルクを要し、そのためブラシの駆動手段が大きなものになり、その収納スペースの確保のために空気調和機本体が大型化するという問題があった。

こうした観点から、エアフィルターを自動清掃する方法としては、エアフィルターに付着した塵埃を吸引ノズルにて吸引し、吸引された塵埃を集塵装置に集塵もしくは室外へ排出するのが好ましい。

しかし、この方法において、エアフィルター全面を清掃するために吸引ノズルにエアフィルター全長に相当する長いスリット状の吸引孔を設けて、吸引孔よりエアフィルターに付着した塵埃を吸引清掃するのが良いが、吸引孔全域から吸引しようとした場合には吸引風量が多くなるため吸引装置の出力が非常に大きくなり、電力を消費するだけでなく空気調和機本体内部への吸引装置の内蔵が困難となる課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、小出力・小型の吸引装置でエアフィルターの吸引清掃ができると共に、換気機能も備えた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、熱交換器と、前記熱交換器に流入する空気に含まれる塵埃を捕集するエアフィルターと、前記エアーフィルターの上流に設けられ塵埃を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルに連結された吸引装置と、前記吸引装置の排気側に接続され屋外と連通する排気ダクトと、前記吸引装置が停止している状態の時に前記排気ダクトから吸引ノズルに向けて屋外からの風が逆流するのを防止す
る開閉板とを備えたもので、前記開閉板を全閉することで、吸引装置の待機時に吸引ノズル側に空気の逆流が発生することを防止することができる。

本発明の空気調和機は、極めて小型かつ小出力の吸引装置でエアフィルターに付着した塵埃を自動的に吸引清掃してメンテナンスの手間を大幅に軽減するとともに、吸引ノズルを利用して換気を行い、室内の空気を常に清浄に維持することができるものである。さらに、吸引装置の待機時に空気の逆流防止の効果を有する。

第１の発明は、熱交換器と、前記熱交換器に流入する空気に含まれる塵埃を捕集するエアフィルターと、前記エアーフィルターの上流に設けられ塵埃を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルに連結された吸引装置と、前記吸引装置の排気側に接続され屋外と連通する排気ダクトと、前記吸引装置が停止している状態の時に前記排気ダクトから吸引ノズルに向けて屋外からの風が逆流するのを防止する開閉板とを備えたもので、前記開閉板を全閉することで、吸引装置の待機時に吸引ノズル側に空気の逆流が発生することを防止することができる。

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、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）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機のエアフィルターの取り付け部を示す斜視図である。

図において、１は、熱交換器（図示せず）に流入する空気に含まれる塵埃を捕集するエアフィルターで、フィルター枠１ａと、フィルター網１ｂから構成され、そのエアフィルター１の上流側表面に沿って移動可能な吸引ノズル３が設けられている。吸引ノズル３はフィルター枠１ａの上下端に設置されたガイドレール４で支持され、エアフィルター１の表面と極めて狭い間隙を保って円滑に左右に移動することができる。

また、吸引ノズル３のエアフィルター１側の面には、２〜３ｍｍの幅のスリット状の吸引孔２１が設けてあり、エアフィルター１上に付着した塵埃はこの吸引孔２１より吸引される。さらに、吸引ノズル３には吸引ダクト５の一端が連結され、吸引ダクト５の他端は、吸引風を生成する電動送風機（図示せず）を内蔵した吸引装置６に連結されている。吸引ダクト５は吸引ノズル３の左右の移動に差し支えないように可撓性に優れた蛇腹ホースなどからなり、折り曲げ可能に形成されている。

さらに、吸引装置６の排気側は、室外と連通する排気ダクト７に接続されている。吸引ノズル３により吸引されたエアフィルター１の塵埃は吸引ダクト５、吸引装置６、排気ダクト７を経由して室外へ排出される。

図２は、前記吸引ノズル３の内部構造を示す概略透視図である。なお、吸引ノズル３は、図１に示されるように、エアフィルター１に沿って折れ曲がった構造をとるが、説明を容易にする為に、図２においては吸引ノズル３を真直に伸ばした状態で記載している。吸引ノズル３にはエアフィルター１に付着した塵埃を吸引するスリット状の吸引孔２１が設けられており、この吸引孔２１は吸引孔Ａ２１ａ、吸引孔Ｂ２１ｂ、吸引孔Ｃ２１ｃ、吸引孔Ｄ２１ｄに４分割されている。

吸引ノズル３内には、各々の吸引孔Ａ〜Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）に対応して設けられると
共に水平方向に往復移動して前記吸引孔Ａ〜Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）を開閉する吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄが設けられている。

図２は、吸引孔Ａ〜Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）のうち、吸引口Ａ２１ａのみを開として、他の吸引孔Ｂ〜Ｄ（２１ｂ〜２１ｄ）が閉じられている状態を示している。この状態で吸引装置６を運転して吸引を行った場合、吸引される風の流れは図中の白矢印のようになり、吸引孔Ａ２１ａのみで吸引されることとなる。図３は吸引孔Ｂ２１ｂのみを開として、他の吸引孔Ａ、Ｃ、Ｄ（２１ａ、２１ｃ、２１ｄ）は閉じられ、吸引孔Ｂ２１ｂのみで吸引されることとなる。同様にして吸引孔Ｃ２１ｃ、吸引孔Ｄ２１ｄを順次開の状態がつくれる。

次に、上記構成の吸引ノズル３にてエアフィルター１の全面を吸引清掃を行う際の具体的動作について説明する。

まず、図２に示すように、吸引孔開閉板２２ａを右方に移動させて吸引孔Ａ２１ａのみを開き、吸引装置６を運転しながら吸引ノズル３をガイドレール４に沿って往復移動させることで、吸引口Ａ２１ａに対応するエアフィルター１の（１）の範囲で全幅に渡って吸引清掃が行なわれる。次に、図３に示すように、吸引孔開閉板２２ａを左方に移動させて、吸引孔Ａ２１ａを閉じると共に、吸引孔開閉板２２ｂを右方に移動させて、吸引孔Ｂ２１ｂを開き、吸引装置６を運転しながら吸引ノズル３をガイドレール４に沿って往復移動させて、吸引口Ｂ２１ｂに対応するエアフィルター１の（２）の範囲で全幅に渡って吸引清掃を行う。同様にして順番に、吸引孔Ｂ２１ｂを閉じて吸引孔Ｃ２１ｃを開き、吸引孔Ｃ２１ｃを閉じて吸引孔Ｄ２１ｄを開いて、吸引運転を行うことにより、エアフィルター１の（３）、（４）の範囲を吸引清掃し、エアフィルター１の全面の吸引清掃を終える。

このようにすることで、各吸引孔を通過する風量は、全吸引孔で吸引した場合（吸引孔Ａ〜Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）を全て開で運転した場合）の１／４に減少するが、吸引開口面積が絞られることになるので、各吸引孔Ａ〜Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）での風速は必要風速を確保でき、十分な吸引力が得られる。

ここで、全吸引孔Ａ〜Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）を全て開き、必要風速にて同時吸引する場合の必要動力と、吸引孔Ａ〜Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）を１つづつ開いて吸引した場合のそれと比較すると、（必要動力は風量の３乗に比例するので）必要動力は１／６４まで低減できることになる。このように吸引装置６に必要とされる動力は極めて小さいもので済ますことができ、その分吸引装置６の小型化が図れるものである。

また、吸引孔Ａ〜Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）を全て開けて全体の開口面積を広げると、その部分での風速が落ちることにより通風抵抗を大幅に低減することができるので、吸引装置６の出力は同じでも風量は大きく増加する（当然吸引力は大幅に低下しているので、この状態では吸引清掃はしない）。これを利用して、部屋の換気に必要な風量を吸引ノズル３から流すことが可能となり、吸引ノズル３を利用して空気調和機に換気のモードを持たせることができる。

さらに、吸引装置６が停止している状態（待機状態）の時、屋外に強風が吹くと屋外に連通している排気ダクト７から吸引ノズル３へ向けて風が逆流し、吸引ノズル３内部に付着した塵埃が噴出すことがあるが、この場合は吸引孔Ａ〜Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）を全て閉じることでこうした逆流を防止できる。

このように本実施の形態によれば、吸引装置６の小型化が図れるだけでなく、吸引ノズル３に換気機能を付加したり、逆流防止の機能を持たせることも可能となる。

また、本実施の形態に示すように、吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄを吸引ノズル３内に内蔵し、なおかつ吸引孔Ａ〜Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）に対し水平方向に往復移動させる構成により、吸引ノズル３を薄く構成することが可能であり、空気調和機本体が大きくなることを極力抑制することも可能となる。加えて、図１に示されるように、吸引ノズル３がＬ字状に曲がっていても問題なく構成することができ、吸引ノズル３の設計に自由度を持たせることができる。

図４は本実施の形態における吸引ノズル３の内部構造を示す概略斜視図である（分かり易くするため吸引孔Ｃ２１ｃ、吸引孔Ｄ２１ｄを代表して示す）。

この図では、吸引孔Ｃ２１ｃは閉、吸引孔Ｄ２１ｄは開の状態にある。（吸引孔Ａ〜Ｄにも同様の機構を設ける）。吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄのそれぞれに、吸引孔Ａ〜Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）のそれぞれを閉じる方向に付勢する１対のバネ４１と、前記バネ４１の付勢力に抗して引っ張るためのワイヤー４２を設け、吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄはバネ４１の力によって通常は閉の位置に固定されている（図中では、吸引孔Ｃ２１ｃの状態）。

各吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄを開にする時は、ワイヤー４２をバネ４１の力に抗して引っ張ることで行う（図中吸引孔Ｄ２１ｄの状態）。ワイヤー４２を引っ張る方法としてはモーター（図示せず）で巻き上げたり、ワイヤー４２にアクチュエータ・ワイヤー（ワイヤーに通電することでワイヤーが収縮し、引っ張る作用を得る）を用いる方法などがある。この方法によれば、駆動力伝達に細いワイヤー４２を用いることで、吸引ノズル３を薄く構成することができ、吸引ノズル３の付加により空気調和機本体が大きくなることを抑制することができる。

また、吸引ノズル３が真直（フラット）な仕様においては、図５に示すように、各吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄの一端を中心に各吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａから２１ｄ）に対し水平方向に回転させる機構にしても良い。こうした構成をとることで、より簡易な構成となり、コストを抑えることが可能になるとともに、塵埃の流通路の障害物も減るので通風抵抗を低減させることが可能となる。

上述のバネ４１とワイヤー４２を用いた吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄの駆動方法の他にも、図６に示すように、各吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄに鋸状歯６１を設け、この鋸状歯６１にかみ合わせた歯車６２をモーター６３で駆動することで吸引孔開閉板２２を駆動するようにしたり、図７に示すように、各吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄにねじ溝を切った立て板７１（図中には表れていないが、内部にねじ溝を切ってある）を設け、この立て板７１のねじ溝にかみ合う回転シャフト７２を貫通し、回転シャフト７２をモーター７３にて駆動するようにしても良い（図５〜図７においても図４同様に吸引孔Ｃ、Ｄを代表して示している）。これらの方法によれば、吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄの開閉動作を強い力で確実に行え、吸引孔２１ａ〜２１ｄの開閉動作不良により、吸引清掃性能が低下することを防止することができる。あるいは、特に図示しないが、電磁石やサーボモーターを用いて各吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄを駆動する方法なども容易に考えられのはいうまでもない。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における空気調和機の吸引ノズル３の部分斜視図である。なお、上記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。

上記実施の形態１においては、吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄの動作は、いずれも吸引孔
Ａ−Ｄ（２１ａから２１ｄ）に対し水平方向に往復移動、もしくは回転させるようにした。これに対し、本実施の形態では、各吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄをバネ４１で各吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）を閉じる方向に付勢するとともに、ワイヤー４２で吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄを各吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）に対し垂直方向に往復（図中では、上下に移動）させて、各吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）を開閉するようにしたものである。

あるいは、図９に示すように、各吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄの一側（図中では左側）を回動自在に支持し、さらに、ねじり型のバネ４２で各吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）を閉じる方向に付勢し、ワイヤー４２で、前記バネ４２の付勢力に抗して各吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄを回動させて、各吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）を開閉するようにしても良い。

図８、図９に示した形態では、いずれも、各吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄの開閉駆動にバネとワイヤーを用いているが、実施の形態１の図６、図７にて説明した鋸状歯や回転シャフトを用いる方法、さらには電磁石を用いた方法も応用できるのは容易である。

上記構成によれば、各吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄを、各吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）に対し垂直方向の動きにすることにより、水平動作させる場合に比して各吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄの往復動作分のスペースが不要になり、吸引ノズル３の横幅を小さく形成でき、吸引ノズル３によって空気調和機の熱交換器を通る流通風量が妨害されて風量低下を招くことを抑制することができ、吸引ノズル３の内蔵と、空気調和機の性能を両立させることが可能となる。

（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３における空気調和機の吸引ノズル３の断面図（図８のＥ−Ｅ断面図）である。なお、上記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。

各吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄで各吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）を閉じる時には、完全にシールされるのが好ましい。もし、吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）に異物が付着していて、閉じた時に吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄが若干でも浮いた状態となると、そこから吸引漏れが発生し、吸引清掃用に吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）のひとつが開いている時に、その部分での吸引力が大きく低下してしまうこととなる。

本実施の形態は、上記のような吸引漏れが発生しないようにするもので、図１０に示すように、各吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄの各吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）の周縁と接する部分に弾性材料からなるシール材９１を貼付したものである。

以上の構成により、図１０（ａ）に示すように、吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）に異物が付着していても、図１０（ｂ）に示されるように、吸引孔開閉板２２ａ〜２２ｄで閉じた時にシール材９１が弾性をもって変形することで隙間を塞ぎ、吸引漏れを防止し、開となっている吸引孔で充分な吸引性能を確保することが可能となる。

（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４における空気調和機の吸引ノズル３の概略透視図である。なお、上記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。

上記実施の形態１において説明したように、吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）の全てを
開とすることで部屋の換気に必要な風量を吸引ノズル３から流すことが可能となる。この場合、換気風量をより増大させるには、各吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）での風速を出来るだけ低減したほうが良いので、各吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）の幅を大きくし開口面積を広げた方がよい。しかしながら、その開口面積を単に大きくしてしまうと、今度は吸引清掃を行う場合の風速が低下してしまい、清掃性能が低下してしまう。そこで本実施の形態では、吸引清掃時と換気時で、吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）の各開口面積を調整できるようにしたものである。

図１１において、各吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）の全開口幅は広めに、例えば１０ｍｍに形成されている。そしてエアフイルター１の吸引清掃時には、図１１（ａ）に示すように、例えば吸引孔開閉板２２ｂで吸引孔Ｂ２１ｂを３ｍｍのみ開けるようにする（他の吸引孔Ａ、Ｃ、Ｄ（２１ａ、２１ｃ、２１ｄ）を開ける時も同様に行なう）。こうすることにより、吸引風量を絞り込み、風速を上昇させて吸引性能を上げることができる。

次に、吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）の全部を開けて行なう換気の時は、各吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）を幅１０ｍｍまで全開することにより、大きく吸引風速を低下させることになる。これにより、通風抵抗は大幅に低減し、吸引装置６の出力を上げることなく、大きな換気風量を得ることができる。また、風速が低下することにより、吸引孔Ａ−Ｄ（２１ａ〜２１ｄ）で発生する笛音も低下し、長時間使用する換気モードには好ましいものとすることができる。このように、吸引清掃性能と換気性能を両立させることが可能となる。

なお、上記実施の形態では、吸引ノズル３の具体的な移動機構について触れなかったが、たとえば、吸引ノズル３を一方向に付勢する弾性体と、前記弾性体の付勢力に抗する方向に引き出されたワイヤー又は紐をそれぞれ吸引ノズル３に連結し、そのワイヤー又は紐を駆動モーターで巻き上げたり、緩めたりする事で、吸引ノズル３を左右に移動させるようにすれば良い。或いは、ガイドレール４の一方を長尺のボルトで形成し、吸引ノズル３側に前記ボルトにねじ嵌合するナットを取り付け、前記ボルトを駆動モータで正転、反転させて、吸引ノズル３を左右に移動させるようにしてもよい。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、内蔵された極めて小型かつ小出力の吸引装置でエアフィルターに付着した塵埃を自動的に吸引清掃することができるとともに、吸引装置の待機時に空気の逆流を防止することができるので、空気調和機以外にもエアフィルターを有する各種送風機器、空気清浄機器、電源装置などにも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エアフィルターの取り付け部の斜視図同空気調和機の吸引ノズルの内部を示す概略透視図同吸引ノズルの内部を示す概略透視図同吸引ノズルの内部構成を示す部分概略斜視図他の例を示す吸引ノズルの内部構成を示す部分概略斜視図さらに他の例を示す吸引ノズルの内部構成を示す部分概略斜視図さらに他の例を示す吸引ノズルの内部構成を示す部分概略斜視図本発明の実施の形態２における空気調和機の吸引ノズルの内部構成を示す部分概略斜視図他の例を示す吸引ノズルの内部構成を示す部分概略斜視図（ａ）本発明の実施の形態３における空気調和機の吸引ノズルの断面図、（ｂ）同吸引ノズルの断面図（ａ）本発明の実施の形態４における空気調和機の吸引ノズルの内部構成を示す概略透視図、（ｂ）同吸引ノズルの動作をを示す概略透視図

符号の説明

１エアーフィルター
３吸引ノズル
６吸引装置
２１吸引孔
２２吸引孔開閉板
４１バネ
４２ワイヤー
６１鋸状歯
９１シール材

Claims

熱交換器と、前記熱交換器に流入する空気に含まれる塵埃を捕集するエアフィルターと、前記エアーフィルターの上流に設けられ塵埃を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルに連結された吸引装置と、前記吸引装置の排気側に接続され屋外と連通する排気ダクトと、前記吸引装置が停止している状態の時に前記排気ダクトから吸引ノズルに向けて屋外からの風が逆流するのを防止する開閉板とを備えたことを特徴とする空気調和機。