JP2009300030A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の表面に十分な量の水分を付着させて洗浄することを容易にする空気調和機を提供する。
【解決手段】空気調和機１は、空気との間で熱交換を行う熱交換器１１と、加湿された空気を生成するとともに、熱交換器１１に当該加湿された空気を供給する加湿空気供給手段４と、熱交換器１１を振動させるための加振手段６０と、加湿空気供給手段４を所定時間運転させる水分供給運転を行った後、加振手段６０により熱交換器１１を振動させる制御手段７０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換器の洗浄機能を備えた空気調和機に関する。

従来、熱交換器の洗浄機能を備えた空気調和機として、特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１に記載の空気調和機は、蒸発側熱交換器の表面に結露による水滴を発生させ、超音波振動子により当該蒸発側熱交換器を振動させることにより、水滴が蒸発側熱交換器に付着した汚れ等と共に滴下するように構成されている。そのため、当該空気調和機によれば、蒸発側熱交換器に付着した汚れ等を洗浄することができる。

特開２００４−３７０３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の空気調和機においては、蒸発側熱交換器の周囲の空気を露点まで冷却して当該蒸発側熱交換器の表面に当該空気に含まれる水分を結露させる構成である。そのため、空気が乾燥している場合は、露点温度に達するまでの温度差は大きいため、空気を露点温度まで冷却することができず、結露を発生させることができなくなる虞がある。この場合、蒸発側熱交換器の洗浄を行うことができない。また、乾燥した空気を露点温度まで冷却できたとしても、空気の冷却に大きなエネルギーを必要とし、非効率的である。特に、冬場など、気温が低く空気中に含まれる水分の量が少ない場合は、当該空気の結露によって発生できる水分量には限界があり、蒸発側熱交換器の表面に十分な量の水分を付着できずに洗浄が不十分になる虞がある。

そこで、この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、熱交換器の表面に十分な量の水分を付着させて洗浄することを容易にする空気調和機を提供することを目的とする。

第１の発明にかかる空気調和機は、空気との間で熱交換を行う熱交換器と、加湿された空気を生成するとともに、前記熱交換器に当該加湿された空気を供給する加湿空気供給手段と、前記熱交換器を振動させるための加振手段と、前記加湿空気供給手段を所定時間運転させる水分供給運転を行った後、前記加振手段により前記熱交換器を振動させる制御手段と、を備える。

この空気調和機では、加湿空気供給手段を所定時間運転させた後に、加振手段により熱交換器が加振され、熱交換器の表面に付着した水分で、当該熱交換器の表面の洗浄を行うことができる。この場合、加湿空気供給手段により加湿された空気が熱交換器に供給されるので、熱交換器の表面の温度を過度に低下させなくても、空気中の水分を熱交換器の表面に結露させることができる。従って、熱交換器の表面に十分な量の水分を付着させて洗浄することが容易になる。

第２の発明にかかる空気調和機は、第１の発明にかかる空気調和機において、前記加振手段は、超音波振動子である。

この空気調和機では、熱交換器に超音波振動が加えられる。このため、超音波洗浄の効果により、熱交換器の表面に付着した汚れ等が流され易い。これにより、熱交換器に付着した汚れ等に対する洗浄効果をさらに高めることができる。

第３の発明にかかる空気調和機は、第１又は第２の発明にかかる空気調和機において、前記制御手段は、前記水分供給運転を行っている間、前記加湿空気供給手段により供給される空気中の水分が前記熱交換器の表面に結露するように前記熱交換器の温度を制御する。

この空気調和機では、熱交換器の温度が高い場合は、加湿空気供給手段により供給される空気中の水分が当該熱交換器の表面に結露する適切な温度に制御されるため、より確実に当該熱交換器の表面に空気中の水分を結露させることができる。

第４の発明にかかる空気調和機は、第１〜３の発明のいずれかにかかる空気調和機において、室内機に形成された、空気を吹出すための吹出口と、前記室内機に形成された、空気を吸込むための吸込口と、を備え、前記熱交換器は、前記室内機に設けられた室内熱交換器であって、前記制御手段は、前記水分供給運転を行っている間、前記吹出口から吹出された空気が前記吸込口に向かうように、前記吹出口からの吹出方向を制御する。

この空気調和機では、吹出口から漏れた加湿空気を吸込口から吸込んで、当該加湿空気を室内熱交換器の表面に結露させることができる。これにより、室内に放出される加湿空気の量を少なくして、室内の湿度が過度に高くなることを抑制できる。

第５の発明にかかる空気調和機は、第４の発明にかかる空気調和機において、前記吸込口は、前記吹出口よりも上方に形成されており、前記制御手段は、前記水分供給運転を行っている間、前記吹出口からの吹出方向を、冷暖房運転時における最も上向きの吹出方向となるように、又は、冷暖房運転時における最も上向きの吹出方向よりも上に向けるように、制御する。

この空気調和機では、吹出口から吹出された空気が吸込口に向かうように吹出方向を制御する構成を、簡易な構成で実現できる。

第６の発明にかかる空気調和機は、第１〜第３の発明にかかる空気調和機において、前記室内機に形成された、空気を吹出すための吹出口と、前記吹出口を開閉する開閉手段と、を備え、前記熱交換器は、前記室内機に設けられた室内熱交換器であって、前記制御手段は、前記水分供給運転を行っている間、前記吹出口を閉じるように前記開閉手段を制御する。

この空気調和機では、水分供給運転中は、吹出口が閉じられるため、室内機外に加湿された空気が漏れることを抑制することができる。これにより、室内熱交換器において結露し易くなるとともに、室内の湿度が過度に高くなることを抑制できる。

第７の発明にかかる空気調和機は、第１〜第６の発明にかかる空気調和機において、前記熱交換器との間で熱交換された空気を送風するための送風手段を備え、前記制御手段は、前記水分供給運転を行っている間、送風量が、冷暖房運転時における最低の送風量以下になるように前記送風手段を制御する。

この空気調和機では、水分供給運転中は、送風手段による送風量が大きい場合に比べ、熱交換器の温度が上昇しにくいため、熱交換器において結露し易くなる。

第８の発明にかかる空気調和機は、第７の発明にかかる空気調和機において、前記制御手段は、前記水分供給運転を行っている間、前記送風手段の駆動を停止する。

この空気調和機では、水分供給運転中は、送風手段が停止されるため、熱交換器においてより結露し易くなるとともに、室内の湿度が過度に高くなることを顕著に抑制できる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、加湿空気供給手段により加湿された空気が熱交換器に供給されるので、熱交換器の表面の温度を過度に低下させなくても、空気中の水分を熱交換器の表面に結露させることができる。従って、熱交換器の表面に十分な量の水分を付着させて洗浄することが容易になる。

第２の発明では、超音波洗浄の効果により、熱交換器の表面に付着した汚れ等が流され易い。これにより、熱交換器に付着した汚れ等に対する洗浄効果をさらに高めることができる。

第３の発明では、より確実に当該熱交換器の表面に空気中の水分を結露させることができる。

第４の発明では、室内に放出される加湿空気の量を少なくして、室内の湿度が過度に高くなることを抑制できる。

第５の発明では、吹出口から吹出された空気が吸込口に向かうように吹出方向を制御する構成を、簡易な構成で実現できる。

第６の発明では、熱交換器において結露し易くなるとともに、室内の湿度が過度に高くなることを抑制できる。

第７、第８の発明では、熱交換器において更に結露し易くなる。

以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和機の実施形態について説明する。

［第１実施形態］
＜空気調和機の概略構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る空気調和機１を示す外観図である。
この空気調和機１は、室内の壁面などに取り付けられる室内機２と、室外に設置される室外機３とを備えている。

室外機３は、加湿ユニット４（加湿空気供給手段）と、室外空調ユニット５と、を備えている。加湿ユニット４は、室外から空気を取り込み、当該空気を加湿して室内へ送る。室外空調ユニット５は、室外熱交換器やプロペラファンなどを収納し室内の冷暖房を行う。

室内機２には室内熱交換器１１（図２参照）が収納される。室外機３には室外熱交換器２４（図２参照）が収納される。そして、室内熱交換器１１及び室外熱交換器２４を接続する冷媒配管３１，３２が、冷媒回路を構成している。また、室外機３と室内機２との間には、加湿ユニット４からの加湿空気を室内機２側に供給するときや、室内の空気を室外に排出するときに用いられる給排気ホース６が設けられている。

＜冷媒回路の全体構成＞
図２は、空気調和機１で用いられる冷媒回路の構成図に空気の流れの概略を付加したものである。

室内機２には、室内熱交換器１１が設けられている。この室内熱交換器１１は、長さ方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管が挿通される複数のフィンとからなり、接触する空気との間で熱交換を行う。

また、室内機２には、クロスフローファン１２（送風手段）と、クロスフローファン１２を回転駆動する室内ファンモータ１３（送風手段）とが設けられている。クロスフローファン１２は、円筒形状に構成され、周面には多数の羽根が設けられており、回転軸と交わる方向に空気流を生成する。このクロスフローファン１２は、室内の空気を室内機２内に吸込ませるとともに、室内熱交換器１１との間で熱交換を行った後の空気を室内に吹き出させる。

図３（ａ）は、加湿ダクト８０の設置状態を示す室内機２の平面図であり、図３（ｂ）は、加湿ダクト８０の設置状態を示す室内機２の正面図である。図３に示すように、室内機２には、給排気ホース６を介して室外機３の加湿ユニット４と接続される加湿ダクト８０が設けられている。加湿ダクト８０は、室内機２の正面視において、左側に設けられており、室内熱交換器１１の正面側（室内熱交換器１１に対するクロスフローファン１２の配置と反対側）に位置している。これにより、加湿ダクト８０から吹き出された加湿空気は、室内熱交換器１１を通過して冷媒との間で熱交換され、加湿調和空気となって室内に吹き出される。

図２に示すように、室外空調ユニット５には、圧縮機２１と、圧縮機２１の吐出側に接続される四路切換弁２２と、圧縮機２１の吸入側に接続されるアキュムレータ２３と、四路切換弁２２に接続された室外熱交換器２４と、室外熱交換器２４に接続された電動弁２５とが設けられている。電動弁２５は、フィルタ２６及び液閉鎖弁２７を介して冷媒配管３２に接続されており、この冷媒配管３２を介して室内熱交換器１１の一端と接続される。また、四路切換弁２２は、ガス閉鎖弁２８を介して冷媒配管３１に接続されており、この冷媒配管３１を介して室内熱交換器１１の他端と接続されている。これらの冷媒配管３１及び冷媒配管３２は、上述した給排気ホース６とともに集合連絡管７を形成する。

また、室外空調ユニット５内には、室外熱交換器２４での熱交換後の空気を外部に排出するためのプロペラファン２９が設けられている。このプロペラファン２９は、室外ファンモータ３０によって回転駆動される。

＜室外機の構成＞
図１に示すように、室外機３は、下部の室外空調ユニット５及び上部の加湿ユニット４とが一体となって構成されている。

＜室外空調ユニット＞
室外空調ユニット５は、主として、室外空調ユニットケーシングと、室外空調ユニットケーシングの内部に収容される冷媒回路構成部品とにより構成されている。

室外空調ユニットケーシングは、前面パネル５１と、右側板５２と、左側板５３とを有して構成されている。前面パネル５１は、室外空調ユニット５の前面を覆う樹脂製の部材である。前面パネル５１には、複数のスリット状の開口からなる室外空調ユニット吹出口５１ａが設けられている。室外熱交換器２４（図２参照）を通った空気は、室外空調ユニット５の内部からこの室外空調ユニット吹出口５１ａを通って室外機３の外部へと吹き出される。

右側板５２及び左側板５３は室外空調ユニット５の側方を覆う金属製の部材である。ここでは、室外機３の正面視において右側に右側板５２、左側に左側板５３が設けられている。右側板５２には、液閉鎖弁２７及びガス閉鎖弁２８（図２参照）を保護するための閉鎖弁カバー５５が取り付けられる。また、室外空調ユニット５の背面には、図示しない保護金網が設けられている。

図２に示すように、冷媒回路構成部品には、上述した室外熱交換器２４、圧縮機２１、アキュムレータ２３、四路切換弁２２、電動弁２５等がある。室外熱交換器２４の前方には、室外ファンモータ３０とプロペラファン２９とが設けられている。プロペラファン２９は、室外空調ユニット５内に取り入れた空気を、室外熱交換器２４を通過するように送風する。プロペラファン２９によって生成される空気流は、室外熱交換器２４とプロペラファン２９との間を通る室外機空気経路Ｒ３を通り、室外空調ユニット吹出口５１ａから前面パネル５１の前方に排気される。

＜室内機の構成＞
図４は、図１に示す室内機２のＸ−Ｘ断面模式図である。前述した室内熱交換器１１とクロスフローファン１２とは、室内機２の室内機ケーシング２０内に収容されている。

室内機ケーシング２０の上部には、複数のスリット状の開口からなる吸込口２００が設けられている。室内機ケーシング２０の下部には室内機２の長手方向に長い開口からなる吹出口２０１が設けられている。また、吹出口２０１には、室内へと吹出す空気が案内されるフラップ２０２が設けられている。このフラップ２０２は、室内機２の長手方向に平行な軸を中心に回動自在に設けられている。フラップ２０２は、フラップモータ２０３（図７参照）によって回動することにより、吹出方向の調整、及び、吹出口２０１の開閉を行うことができる。

室内熱交換器１１はクロスフローファン１２の前方、上方および後部上方を取り囲むように取り付けられている。また、室内熱交換器１１は、クロスフローファン１２の駆動により、吸込口２００から吸い込まれた空気をクロスフローファン１２側に通過させ、伝熱管内部を通過する冷媒との間で熱交換を行わせる。

また、室内熱交換器１１の下方には、熱交換時に室内熱交換器の表面に発生する水滴を受け取るためのドレンパン２０４が設けられている。このドレンパン２０４には、受け取った水滴を外部に排出するためのドレンホース（図示せず）が取り付けられている。冷房運転時には、室内熱交換器１１は蒸発側熱交換器として作用するため、室内熱交換器１１と接触する空気中に含まれる水分が凝縮して水滴となって滴下する。ドレンパン２０４は、このような水滴を受け取ってドレンホースによって排水するように構成されている。

図５は、超音波振動子６０の配置を示す図である。図５に示すように、室内熱交換器１１の側面には超音波振動子６０が設けられている。超音波振動子６０は、室内熱交換器１１に直接接触するように設けられており、超音波振動子６０が振動することにより、その振動を室内熱交換器１１へと伝えて室内熱交換器１１を振動させる。超音波振動子６０は、約１００ｋＨｚの周波数を有する超音波振動を発振する。

＜加湿ユニット＞
加湿ユニット４は、室外から取り込まれた空気を加湿して室内へと供給する加湿空気供給運転と、室内の空気を室外へと排出させる排気運転とを行うことができる。

図１及び図２に示すように、加湿ユニット４は、加湿ユニットケーシング４０と、加湿ユニットケーシング４０内に収容される加湿ロータ４１と、ヒータ組立体４２と、ラジアルファン組立体４３と、切換ダンパ４４と、排出用ファン４６とを備えている。

−加湿ユニットケーシング−
加湿ユニットケーシング４０は、加湿ユニット４の前方、後方、及び両側方を覆っており、室外空調ユニット５の上部に接するように配置される。尚、加湿ユニットケーシング４０の上部は天板４９により覆われている。

加湿ユニットケーシング４０の内部の空間は、室外から取り込まれ室内機２へと送られる空気が通る空間と、室外から取り込まれ再び室外へと排出される空気が通る空間とに分けられている。室外から取り込まれ室内機２へと送られる空気が通る空間は、加湿ユニットケーシング４０の正面視における右側に位置している。また、室外から取り込まれ再び室外へと排出される空気が通る空間は、左側に位置している。加湿ユニットケーシング４０の前面の左側には、空気吹出口４０ａが設けられている。また、加湿ユニットケーシング４０の背面には、複数のスリット状の開口からなる空気取込口４０ｂ及び給排気口４０ｃが左右方向に並んで設けられている。

給排気口４０ｃは、室内機２へと送るために取り込まれる空気が通る開口である。給排気口４０ｃには、通過する空気から塵や埃等を取り除く集塵フィルタ４５が取り付けられている。
空気取込口４０ｂは、加湿ロータ４１に水分を吸着させるために、室外の空気を加湿ユニットケーシング４０内に取り込むための開口である。
空気吹出口４０ａは、水分を吸着されて乾燥した空気が加湿ユニットケーシング４０内から排出される際に通る開口である。

−加湿ロータ−
加湿ロータ４１は、概ね円板形状を有するハニカム構造のセラミックであり、ゼオライト、シリカゲル、あるいはアルミナといった吸着剤から焼成されている。加湿ロータ４１は、水平面で切った断面において細かいハニカム（蜂の巣）状になっており、空気が容易に通過できる構造となっている。そして、これらの断面が多角形である加湿ロータ４１の多数の筒部分を、空気が通過する。このゼオライト等の吸着剤は、接触する空気中の水分を吸着し、加熱されることによって含有する水分を脱離する性質を有している。

図６に示すように、加湿ロータ４１は、加湿ユニットケーシング４０内で回動可能に支持されている。加湿ロータ４１は、右半分の部分が給排気経路Ｒ１中に、左半分の部分が排出経路Ｒ２中に位置するように配置されている。給排気経路Ｒ１は、加湿ユニット４を通っており、室外から取り込まれ加湿ロータ４１によって加湿されて室内へと送られる空気が通る。排出経路Ｒ２は、加湿ユニット４を通っており、室外から取り込まれ再び室外へと排出される空気が通る。加湿ロータ４１は、加湿ロータ４１の各部分が給排気経路Ｒ１と排出経路Ｒ２とを行き来するように、ロータ駆動モータ４７により回転駆動される。

尚、加湿ロータ４１は、複数の大きさの細孔を有するゼオライトが用いられる。例えば、加湿ロータ４１では、３Åの径の細孔と、それ以上の径の細孔とを有するゼオライトが用いられる。これにより空気中の水分を容易に吸着することができる。また、給排気経路Ｒ１と排出経路Ｒ２とは、図２に示す室外機空気経路Ｒ３とは別の経路となっている。

−ラジアルファン組立体−
図２に示すように、ラジアルファン組立体４３は、加湿ロータ４１の側方に配置されている。ラジアルファン組立体４３は、加湿ユニットケーシング４０に設けられた給排気口４０ｃ（図１参照）からヒータ組立体４２、加湿ロータ４１及び切換ダンパ４４を経て室内機２へと至る空気の流れを生成して、室外から取り入れられた空気を加湿ロータ４１に通し室内へと送る。また、ラジアルファン組立体４３は、室内機２から取り入れた空気を給排気口４０ｃから室外へと排出することもできる。ラジアルファン組立体４３は、切換ダンパ４４が切り換わることにより、これらの動作を切り換える。

ラジアルファン組立体４３は、室外から取り入れた空気を室内機２へと送る場合には、加湿ロータ４１の右側の略半分を通過した空気を、切換ダンパ４４及び給排気ホース６を介して室内機２へと供給する。

ラジアルファン組立体４３は、室内機２から取り入れた室内の空気を室外へと排出する場合には、給排気ホース６を通って送られてきた空気を加湿ユニットケーシング４０の背面に設けられた給排気口４０ｃから室外へと排出する。

−切換ダンパ−
図２に示すように、切換ダンパ４４は、ラジアルファン組立体４３と共に配置される回転式の空気流路切換手段であり、第１状態、第２状態及び第３状態に切り換わる。

第１状態においては、ラジアルファン組立体４３から吹き出された空気は、給排気ホース６を通って室内機２へと供給されるようになる。これにより、第１状態では、図２及び図６（ｂ）の矢印Ａ１で示す矢印の向きに空気が流れ、加湿空気が給排気ホース６を通って室内機２へと供給されるようになる。

第２状態では、図２の破線矢印Ａ２で示す矢印の向きに空気が流れ、室内機２から給排気ホース６を通ってきた空気が、ラジアルファン組立体４３から給排気口４０ｃを経て室外へと排出される。

第３状態では、切換ダンパ４４と給排気ホース６とを繋ぐ経路が閉じられ、室外機３と室内機２との間の空気の流れが遮断される。

−ヒータ組立体−
図２に示すように、加湿用のヒータ組立体４２は、給排気経路Ｒ１の途中に設けられており、加湿ロータ４１の上面の略半分（右側の半分）を覆うように配置されている。このヒータ組立体４２の熱を使って、加湿ロータ４１の略半分を加熱することで、当該加湿ロータ４１の水分を取り出すことができる。

−排出用ファン−
図２に示すように、排出用ファン４６は、排出ファンモータ４８によって回転する遠心ファンである。そして、この排出用ファン４６は、空気取込口４０ｂ（図１参照）から、加湿ロータ４１を介して空気吹出口４０ａへと流れる気流（図２及び図６（ａ）の矢印Ａ３で示す矢印の向きの気流）を生成する。排出用ファン４６は、空気取込口４０ｂから室外の空気を加湿ユニットケーシング４０内に取り込む。加湿ユニットケーシング４０内に取り込まれた空気は、加湿ロータ４１を通る。このため、加湿ロータ４１は、通過する空気から水分を吸着する。水分を吸着されて乾燥した空気は、空気吹出口４０ａから加湿ユニットケーシング４０の前方へ向けて排出される。

＜加湿ユニットの動作＞
空気調和機１における加湿ユニット４の動作を図１及び図２に基づいて説明する。

（加湿空気供給運転時の動作）
空気調和機１において、加湿空気供給運転を行うときには、切換ダンパ４４が、上述した第１状態に切り換えられる。

加湿ユニット４は、排出用ファン４６を回転駆動することによって、室外の空気を空気取込口４０ｂから加湿ユニットケーシング４０内に取り入れる。加湿ユニットケーシング４０内に入ってきた空気は、図６（ａ）に示すように、加湿ロータ４１の左側の略半分の部分を通過して、排出用ファン４６を介して空気吹出口４０ａを通って室外機３の前方へと排出される。この際、室外から取り込まれた空気に含まれる水分は、加湿ロータ４１の左側の略半分の部分を通過する際に吸着されて空気から取り除かれる。

このように、室外から取り込まれた空気は、空気取込口４０ｂ、加湿ロータ４１、排出用ファン４６及び空気吹出口４０ａを通る排出経路Ｒ２により、再び室外へと排出される。

加湿ロータ４１の左側の略半分の部分は、加湿ロータ４１が回転することによって、加湿ロータ４１の右側の略半分の部分となる。即ち、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、排出経路Ｒ２中に位置していた加湿ロータ４１の部分（図６（ａ）のハッチングを施した部分）が加湿ロータ４１が回転することによって、給排気経路Ｒ１中に移動することになる。加湿ロータ４１に吸着された水分は、加湿ロータ４１の回転に伴い、ヒータ組立体４２の下方に位置する加湿ロータ４１の右側の部分に移動してくる。

ラジアルファン組立体４３が駆動されると、給排気口４０ｃから加湿ユニットケーシング４０内に室外の空気が取り込まれる。このとき、取り込まれた室外の空気に含有される塵や埃等は、集塵フィルタ４５により除去される。そして、図６（ｂ）に示すように、ヒータ組立体４２により加熱されて水分を放出する加湿ロータ４１の右側の略半分の部分を、加湿ユニットケーシング４０内に取り込まれた空気が通過することで加湿空気が生成される。そして、この加湿空気は、図２に示す切換ダンパ４４の内部を通ってラジアルファン組立体４３へと至る。このような空気流は、ラジアルファン組立体４３が生成するものである。また、ラジアルファン組立体４３は、上記のように加湿ロータ４１及び切換ダンパ４４を通り抜けてきた加湿空気を、給排気ホース６へと送る。そして、この加湿空気は、給排気ホース６を介して室内機２へと送られ、室内熱交換器１１を経て室内に吹き出される。

このように、室外から取り込まれた空気は、給排気口４０ｃ、集塵フィルタ４５、ヒータ組立体４２、加湿ロータ４１、ラジアルファン組立体４３及び切換ダンパ４４を通る給排気経路Ｒ１により室内機２へと導かれる。そして、加湿空気が室内へと吹き出される。

（排気運転時の動作）
排気運転を行うときには、上記の切換ダンパ４４は、上述した第２状態に切り換えられる。

ラジアルファン組立体４３が駆動されると、室内機２から取り込まれた室内の空気が給排気ホース６から切換ダンパ４４の内部を通ってラジアルファン組立体４３へと至る。ラジアルファン組立体４３へと至った空気は、再び切換ダンパ４４の内部を通って、加湿ロータ４１の右側の略半分の部分及びヒータ組立体４２を通過し、給排気口４０ｃから室外へと排出される。

このように室内機２から取り込まれた室内の空気は、給排気経路Ｒ１を加湿空気供給運転時とは逆向きに通過し、加湿ユニット４から室外へと排出される。

尚、空気調和機１の運転停止時には、切換ダンパ４４は上述の第３状態とする。第３状態では、上述したように切換ダンパ４４と給排気ホース６とを繋ぐ経路が閉じられ、室内と室外とが連通しない状態となる。

以下、室内熱交換器１１の洗浄に関する制御について説明する。

＜制御部の構成＞
図７は、空気調和機１の制御ブロック図である。
図７に示すように、空気調和機１には、マイコン等により構成される制御部７０が設けられている。この制御部７０は、圧縮機２１、四路切換弁２２、電動弁２５、プロペラファン２９、室内ファンモータ１３、フラップモータ２０３、超音波振動子６０、リモコン５０、加湿ユニット４等と有線又は無線により通信可能に構成される。例えば、ユーザー等によりリモコン５０に入力された空気調和機１の運転指令は、制御部７０へと送られ、制御部７０は、当該運転指令に基づいて各構成に対して制御信号を出力することにより空気調和機１の運転を制御する。

＜室内熱交換器の洗浄に関する制御＞
制御部７０は、加湿ユニット４を制御して加湿空気供給運転を所定時間行わせた後、超音波振動子６０を制御して室内熱交換器１１を所定時間振動させる。これにより、室内熱交換器１１の洗浄がなされる。図８は、室内熱交換器１１の洗浄に関する制御における各構成の制御のタイミングチャートを示す図である。尚、冷房運転が開始される場合について説明する。

リモコン５０から空気調和機１の運転の開始が入力されると制御部７０は、圧縮機２１を起動させる。圧縮機２１が起動されると室内熱交換器１１及び室外熱交換器２４において熱交換が行われる。このとき、室内熱交換器１１を蒸発側熱交換器として機能させる。

また、制御部７０は、圧縮機２１の起動と同時に、加湿ユニット４による加湿空気供給運転（水分供給運転）を開始する。そして、図８において矢印Ｄ１で示される期間だけ遅らせてから室内ファンモータ１３の駆動を開始させる。ここで、この期間は約２分程度の時間である。冷房運転時には室内熱交換器１１の表面の温度が低下するため、空気中の水分が冷やされて室内熱交換器１１の表面で結露することにより水滴が生じる。制御部７０により、加湿ユニット４による加湿空気供給運転が行われてから約２分ほど、室内ファンモータ１３が停止され、クロスフローファン１２による送風が停止されるので、室内熱交換器１１の表面の温度をより低下させることができる。これにより、室内熱交換器１１の表面に結露した水滴をより成長させることができる。

制御部７０は、上記のように意図的に水滴を成長させ、加湿ユニット４による加湿空気供給運転が行われてから約２分経過した後、超音波振動子６０を駆動して室内熱交換器１１に超音波振動を加える。制御部７０は、図８の矢印Ｄ２で示される期間だけ超音波振動子６０を駆動する。ここで、この超音波振動子６０を駆動する期間は、約１０秒である。室内熱交換器１１の表面に生じている水滴は、超音波振動により室内熱交換器１１の表面から滴下する。このとき、水滴は、室内熱交換器１１に付着した汚れやカビ等を洗い流し、ドレンパン２０４により回収される。

制御部７０は、約１０秒間、超音波振動子６０を駆動して室内熱交換器１１を振動させると共に、振動の開始と概ね同時に室内ファンモータ１３の駆動を開始させて徐々にクロスフローファン１２の回転数を上昇させる（図中矢印Ｄ３で示される期間）。そして、制御部７０は、室内熱交換器１１の振動を終了させた後に室内ファンモータ１３を完全に駆動させてクロスフローファン１２による送風を完全に機能させる（図中矢印Ｄ４で示される期間）。クロスフローファン１２が完全に回転し始めると室内熱交換器１１と空気との熱交換が促進されて室内熱交換器１１の温度が若干上昇する。

尚、空気調和機１の運転の開始から超音波振動子６０の振動が停止するまでの間、制御部７０は、フラップモータ２０３を駆動してフラップ２０２により吹出口２０１を閉じる。あるいは、空気調和機１の運転を開始した際に吹出口２０１がフラップ２０２により閉じられた状態の場合は、超音波振動子６０の振動が停止するまで吹出口２０１を閉じた状態のままにしておき、超音波振動子６０の振動が停止した後に吹出口２０１を開く。

また、超音波振動子６０の振動が停止するのとほぼ同時に、加湿ユニット４による加湿空気供給運転が停止される。尚、所定量の水滴が室内熱交換器１１に付着した時点で、加湿空気供給運転を停止してもよい。

図９は、上記の制御内容を表すフローチャートを示す図である。
まず、ステップＳ１において、リモコン５０から空気調和機１の運転開始が制御部７０へ入力されて、空気調和機１の運転が開始される。そして、ステップＳ２において直ちに圧縮機２１及び加湿ユニット４が起動される。
圧縮機２１及び加湿ユニット４が起動された後、室内ファンモータ１３は、直ちに起動されるのではなく、ステップＳ３において約２分ほど停止した状態で抑制される。この間、クロスフローファン１２による送風は停止している。

室内ファンモータ１３の抑制が開始されてから約２分後に、ステップＳ４において、超音波振動子６０が駆動されて室内熱交換器１１に超音波振動が加えられる。また、超音波振動の開始と概ね同時にステップＳ５において室内ファンモータ１３の駆動が開始される。
その後、ステップＳ６において、超音波振動は、開始から約１０秒後に停止されるとともに、加湿ユニット４による加湿空気供給運転が停止される。

超音波振動の停止後に、室内ファンモータ１３の回転は通常の回転数に達して、ステップＳ７において通常運転が行われる。
尚、上記の室内熱交換器１１の洗浄に関する制御においては、空気調和機１の運転を開始した当初に洗浄を行う場合について説明したが、空気調和機１の運転を行っている途中で室内熱交換器１１の洗浄を行わせることもできる。例えば、空気調和機１の運転を行っているときに、リモコン５０等の操作により洗浄指令がなされた場合には、制御部７０は、圧縮機２１を駆動させたままで、室内ファンモータ１３のみを停止させて、加湿ユニット４により加湿空気供給運転を所定時間行わせる。そして、室内熱交換器１１の表面に水滴が成長した後に、当該室内熱交換器１１を振動させる。これにより、室内熱交換器１１の洗浄を空気調和機１の運転中に行うことができる。

また、上記の制御では冷房運転について説明しているが、暖房運転においても四路切換弁２２を冷房側に切り替えることにより室内熱交換器１１の温度を低下させて上記と同様の洗浄を行うことができる。

以上説明したように、第１実施形態に係る空気調和機１は、空気との間で熱交換を行う室内熱交換器１１と、加湿された空気を生成するとともに、室内熱交換器１１に当該加湿された空気を供給する加湿ユニット４と、室内熱交換器１１を振動させるための超音波振動子６０と、加湿ユニット４を所定時間（約２分）運転させる水分供給運転を行った後、超音波振動子６０により室内熱交換器１１を振動させる制御部７０と、を備える。

この空気調和機１では、加湿ユニット４を所定時間運転させた後に、超音波振動子６０により室内熱交換器１１が加振され、室内熱交換器１１の表面に付着した水分で、室内熱交換器１１の表面の洗浄を行うことができる。この場合、加湿ユニット４により加湿された空気が室内熱交換器１１に供給されるので、室内熱交換器１１の表面の温度を過度に低下させなくても、空気中の水分を室内熱交換器１１の表面に結露させることができる。従って、室内熱交換器１１の表面に十分な量の水分を付着させて洗浄することが容易になる。

また、空気調和機１において、超音波振動子６０により室内熱交換器１１が加振される。

この空気調和機１では、室内熱交換器１１に超音波振動が加えられる。このため、超音波洗浄の効果により、室内熱交換器１１の表面に付着した汚れ等が流され易い。これにより、室内熱交換器１１に付着した汚れ等に対する洗浄効果をさらに高めることができる。

また、空気調和機１において、制御部７０は、水分供給運転を行っている間、加湿ユニット４により供給される空気中の水分が室内熱交換器１１の表面に結露するように、室内熱交換器１１を蒸発側熱交換器として駆動させ、室内熱交換器１１の温度を露点以下まで下げる。

この空気調和機１では、室内熱交換器１１の温度が高い場合は、加湿ユニット４により供給される空気中の水分が室内熱交換器１１の表面に結露する適切な温度に制御されるため、より確実に室内熱交換器１１の表面に空気中の水分を結露させることができる。

尚、室内熱交換器１１の表面温度を測定する温度計、及び、室内熱交換器１１の周辺の空気の温度及び湿度を測定する温湿度計を設置して、当該温湿度計の測定結果に基づいて、加湿ユニット４により供給される空気中の水分が室内熱交換器１１の表面に結露するように、室内熱交換器１１の温度を制御してもよい。この場合、更に確実に、室内熱交換器１１の表面に空気中の水分を結露させることができる。

また、空気調和機１において、吹出口２０１を開閉するフラップ２０２を備え、制御部７０は、加湿ユニット４による水分供給運転を行っている間、吹出口２０１を閉じるようにフラップ２０２を制御する。

この空気調和機１では、水分供給運転中は、吹出口２０１が閉じられるため、室内機２外に加湿された空気が漏れることを抑制することができる。これにより、室内熱交換器１１において結露し易くなるとともに、室内の湿度が過度に高くなることを抑制できる。

また、空気調和機１において、制御部７０は、加湿ユニット４による水分供給運転を行っている間、室内ファンモータ１３の駆動を停止する。

この空気調和機１では、水分供給運転中は、室内ファンモータ１３が停止されるため、室内機２外に加湿された空気が漏れたり、室内機２外から乾燥した空気が侵入したりすることを顕著に抑制できる。これにより、室内熱交換器１１においてより結露し易くなるとともに、室内の湿度が過度に高くなることを顕著に抑制できる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る空気調和機について説明する。第２実施形態に係る空気調和機は、室内熱交換器１１の洗浄時における制御方法が異なる点で、第１実施形態と異なる。その他の点は、第１実施形態と同様である。第１実施形態と同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。

＜室内熱交換器の洗浄に関する制御＞
図１０は、室内熱交換器１１の洗浄に関する制御における各構成の制御のタイミングチャートを示す図である。尚、冷房運転が開始される場合について説明する。

リモコン５０から空気調和機の運転の開始が入力されると制御部７０は、圧縮機２１を起動させる。圧縮機２１が起動されると室内熱交換器１１及び室外熱交換器２４において熱交換が行われる。このとき、室内熱交換器１１を蒸発側熱交換器として機能させる。

また、制御部７０は、圧縮機２１の起動と同時に、加湿ユニット４による加湿空気供給運転（水分供給運転）を開始する。そして、図１０において矢印Ｄ１で示される期間は、室内ファンモータ１３を、冷暖房運転時における最低の送風量となるように駆動させる。ここで、この最低の送風量は、室内機２内全体に加湿空気を充満させることができる程度の風量であり、具体的には、例えば、室内ファンモータ１３を約３００ｒｐｍで駆動させたときの送風量である。また、この期間は約２分程度の時間である。このように、加湿ユニット４の運転が開始されてから約２分は、室内機２内全体に加湿空気を充満させるのに足りる風量で、クロスフローファン１２が駆動される。これにより、室内機２内全体に加湿空気を充満することができ、室内熱交換器１１の表面に結露した水滴をより成長させることができる。

制御部７０は、上記のように意図的に水滴を成長させ、加湿ユニット４による加湿空気供給運転が行われてから約２分経過した後、超音波振動子６０を駆動して室内熱交換器１１に超音波振動を加える。制御部７０は、図１０の矢印Ｄ２で示される期間だけ超音波振動子６０を駆動する。ここで、この超音波振動子６０を駆動する期間は、約１０秒である。室内熱交換器１１の表面に生じている水滴は、超音波振動により室内熱交換器１１の表面から滴下する。このとき、水滴は、室内熱交換器１１に付着した汚れやカビ等を洗い流し、ドレンパン２０４により回収される。

制御部７０は、約１０秒間、超音波振動子６０を駆動して室内熱交換器１１を振動させると共に、振動の開始から徐々に室内ファンモータ１３の回転数を上昇させて、クロスフローファン１２の回転数を上昇させる（図中矢印Ｄ３で示される期間）。そして、制御部７０は、室内熱交換器１１の振動を終了させた後に室内ファンモータ１３を通常運転時の回転数で駆動させてクロスフローファン１２による送風を完全に機能させる（図中矢印Ｄ４で示される期間）。クロスフローファン１２が通常運転時の回転数で回転し始めると室内熱交換器１１と空気との熱交換が促進されて室内熱交換器１１の温度が若干上昇する。

尚、上記のように空気調和機１の運転の開始から超音波振動子６０の振動が停止するまでの間、制御部７０は、フラップモータ２０３を駆動してフラップ２０２により吹出口２０１を閉じる。あるいは、空気調和機１の運転を開始した際に吹出口２０１がフラップ２０２により閉じられた状態の場合は、超音波振動子６０の振動が停止するまで吹出口２０１を閉じた状態のままにしておき、超音波振動子６０の振動が停止した後に吹出口２０１を開く。

また、超音波振動子６０の振動が停止するのと略同時に、加湿ユニット４による加湿空気供給運転が停止される。

以上説明したように、第２実施形態に係る空気調和機において、制御部７０は、水分供給運転を行っている間、送風量が、冷暖房運転時における最低の送風量になるように室内ファンモータ１３を制御する。

この空気調和機では、水分供給運転中は、送風手段による送風量が高い場合に比べ、室内熱交換器１１の温度が上昇しにくいため、室内熱交換器１１において結露し易くなる。また、水分供給運転中は、クロスフローファン１２による送風量が低くなるため、室内機２外に加湿された空気が漏れたり、室内機２外から乾燥した空気が侵入したりすることを抑制できる。これにより、室内熱交換器１１において結露し易くなるとともに、室内の湿度が過度に高くなることを抑制できる。

また、フラップ２０２を閉めた状態で、室内ファンモータ１３を回転させることで、上記室内機２外への加湿空気の漏れや、室内機２外から乾燥した空気の侵入を更に抑制できる。また、室内機２内全体に加湿空気を充満させ易く、結露を助長させることができる。

尚、水分供給運転を行っている間、送風量が、冷暖房運転時における最低の送風量になるように室内ファンモータ１３を制御する場合に限らず、冷暖房運転時における最低の送風量よりも低い送風量となるように室内ファンモータ１３を制御してもよい。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る空気調和機について説明する。第３実施形態に係る空気調和機は、洗浄時におけるフラップ２０２の制御方法が異なる点で、第２実施形態と異なる。その他の点は、第２実施形態と同様である。第２実施形態と同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。

第３実施形態に係る空気調和機においては、制御部７０は、加湿ユニット４による加湿空気供給運転（水分供給運転）を開始するのと概ね同時に、フラップモータ２０３を駆動して吹出口２０１からの吹出方向が、冷暖房運転時における最も上向きの吹出方向となるように制御する。即ち、加湿ユニット４の運転が開始されてから約２分は、吹出口２０１からの吹出方向が、冷暖房運転時における最も上向きの吹出方向となるように制御される。

この場合、図１１に模式的に示すように、吹出口２０１から吹き出された加湿空気が室内機２の上部の吸込口２００から吸込まれ易くなる。即ち、吹出口２０１と吸込口２００との間でショートサーキットを起こすような気流が発生する。これにより、吹出口２０１から漏れた加湿空気を吸込口２００から吸込んで、当該加湿空気を室内熱交換器１１の表面に結露させることができ、室内熱交換器１１の表面の水滴をより成長させることができる。

また、超音波振動子６０の振動が停止した後、制御部７０は、フラップモータ２０３を駆動して吹出口２０１からの吹出方向が、冷暖房運転時において設定された吹出方向となるようにフラップ２０２を制御する。

以上説明したように、第３実施形態に係る空気調和機において、制御部７０は、加湿ユニット４による水分供給運転を行っている間、吹出口２０１から吹出された空気が吸込口２００に向かうように、フラップ２０２を制御する。

この空気調和機では、吹出口２０１から漏れた加湿空気を吸込口２００から吸込んで、当該加湿空気を室内熱交換器１１の表面に結露させることができる。これにより、室内に広がるように放出される加湿空気の量を少なくして、室内の湿度が過度に高くなることを抑制できる。

また、制御部７０は、水分供給運転を行っている間、吹出口２０１からの吹出方向が、冷暖房運転時における最も上向きの吹出方向となるようにフラップ２０２を制御する。

この空気調和機では、吹出口２０１から吹出された空気が吸込口２００に向かうように吹出方向を制御する構成を、簡易な構成で実現できる。

尚、水分供給運転を行っている間、吹出口２０１からの吹出方向が、冷暖房運転時における最も上向きの吹出方向よりも上に向けるように、フラップ２０２を制御する構成であってもよい。

また、水分供給運転を行っている間、フラップ２０２を制御することで、吹出口２０１から吹出された空気を、吸込口２００に向かわせる場合に限らず、例えば、配管等により吹出口２０１から吸込口２００に向かう空気の通路を設けて、当該空気通路を加湿空気が流れるように構成してもよい。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

（１）上記の実施形態においては、室内熱交換器１１の洗浄について説明しているが、室外熱交換器２４の洗浄に応用してもよい。即ち、室外熱交換器２４を振動させるための超音波振動子６０（加振手段）を設置するとともに、加湿ユニット４からの加湿空気を室外熱交換器２４に供給できるように構成し、当該室外熱交換器２４への加湿空気供給運転を所定時間行い、室外熱交換器２４の表面に水滴を成長させた後に室外熱交換器２４に超音波振動を加えることにより、室外熱交換器２４の洗浄を行ってもよい。この場合も上記と同様の効果が得られる。

（２）上記の実施形態においては、超音波振動子６０による超音波振動の周波数を約１００ｋＨｚとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、２０ｋＨｚや４０ｋＨｚ等の周波数のように超音波洗浄による高い洗浄効果が得られる周波数であればよい。また、超音波の周波数に限らず、それよりも低い周波数の振動であっても、水滴の滴下の促進については上記と同様の効果が得られる。

（３）上記の実施形態においては、洗浄の際に、圧縮機２１を駆動して室内熱交換器１１を蒸発側熱交換器として制御しているが、この場合に限定されない。例えば、室内熱交換器１１の温度を低下させなくても、加湿ユニット４からの加湿空気の供給により、室内熱交換器１１の表面に結露させることが可能な場合は、圧縮機２１の駆動を停止してもよい。
この場合、フラップ２０２を閉め、且つ、室内機２内全体に加湿空気を充満させるために、例えば３００ｒｐｍ以下の低回転で室内ファンモータ１３を回転させることで、結露を助長させることができる。

（４）超音波振動子６０により室内熱交換器１１を振動させる前に行われる加湿ユニット４による水分供給運転の時間は、２分とする場合に限らず、汚れ具合や、前回洗浄したときから経過した時間等に基づいて、適宜変更して実施することができる。

本発明を利用すれば、熱交換器の表面に十分な量の水分を付着させて洗浄することが容易になる。

本発明の第１実施形態に係る空気調和機を示す外観図。 冷媒回路の構成図。 （ａ）加湿ダクトの設置状態を示す室内機の平面図。（ｂ）加湿ダクトの設置状態を示す室内機の正面図。 図１に示す室内機のＸ−Ｘ断面模式図。 超音波振動子の配置を示す図。 加湿ロータ及び空気の流れを示す図。 空気調和機の制御ブロック図。 室内熱交換器の洗浄に関する制御における各構成の制御のタイミングチャートを示す図。 制御内容を表すフローチャートを示す図。 第２実施形態に係る空気調和機における室内熱交換器の洗浄に関する制御における各構成の制御のタイミングチャートを示す図。 室内機の吹出口から吸込口への気流を模式的に示す図。

符号の説明

１ 空気調和機
２ 室内機
３ 室外機
４ 加湿ユニット（加湿空気供給手段）
１１ 室内熱交換器
１２ クロスフローファン（送風手段）
１３ 室内ファンモータ（送風手段）
６０ 超音波振動子（加振手段）
７０ 制御部（制御手段）
２００ 吸込口
２０１ 吹出口
２０２ フラップ（開閉手段）

Claims (8)

1. 空気との間で熱交換を行う熱交換器（１１）と、
   加湿された空気を生成するとともに、前記熱交換器に当該加湿された空気を供給する加湿空気供給手段（４）と、
   前記熱交換器を振動させるための加振手段（６０）と、
   前記加湿空気供給手段を所定時間運転させる水分供給運転を行った後、前記加振手段により前記熱交換器を振動させる制御手段（７０）と、
   を備える空気調和機（１）。
2. 前記加振手段は、超音波振動子（６０）である請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記制御手段は、前記水分供給運転を行っている間、前記加湿空気供給手段により供給される空気中の水分が前記熱交換器の表面に結露するように前記熱交換器の温度を制御する請求項１又は請求項２に記載の空気調和機。
4. 室内機に形成された、空気を吹出すための吹出口（２０１）と、
   前記室内機に形成された、空気を吸込むための吸込口（２００）と、
   を備え、
   前記熱交換器は、前記室内機に設けられた室内熱交換器（１１）であって、
   前記制御手段は、前記水分供給運転を行っている間、前記吹出口から吹出された空気が前記吸込口に向かうように、前記吹出口からの吹出方向を制御する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の空気調和機。
5. 前記吸込口は、前記吹出口よりも上方に形成されており、
   前記制御手段は、前記水分供給運転を行っている間、前記吹出口からの吹出方向を、冷暖房運転時における最も上向きの吹出方向となるように、又は、冷暖房運転時における最も上向きの吹出方向よりも上に向けるように、制御する請求項４に記載の空気調和機。
6. 前記室内機に形成された、空気を吹出すための吹出口（２０１）と、
   前記吹出口を開閉する開閉手段（２０２）と、
   を備え、
   前記熱交換器は、前記室内機に設けられた室内熱交換器（１１）であって、
   前記制御手段は、前記水分供給運転を行っている間、前記吹出口を閉じるように前記開閉手段を制御する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の空気調和機。
7. 前記熱交換器との間で熱交換された空気を送風するための送風手段（１２、１３）を備え、
   前記制御手段は、前記水分供給運転を行っている間、送風量が、冷暖房運転時における最低の送風量以下になるように前記送風手段を制御する請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の空気調和機。
8. 前記制御手段は、前記水分供給運転を行っている間、前記送風手段の駆動を停止する請求項７に記載の空気調和機。

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