JP2013145084A - 掃除機能付きフィルタユニット - Google Patents

Abstract

【課題】特別の電源を要することなく、リターンエアの風力を利用してフィルタの清掃を自動的に行うことができるフィルタユニットを提供する。
【解決手段】ダクトを介して空調空間にエアを供給する室内機へのリターンエアの吸込口８であり、前記空調空間の天井又は壁に形成される吸込口８に配設されるフィルタユニットＦ。前記吸込口８からのリターンエアにより回転されるファン１０と、このファン１０の回転力により駆動可能なロール機構１１と、このロール機構１１に掛け渡されたエンドレスのフィルタ１２と、このフィルタ１２に付着した塵埃を除去する清掃手段１３とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は掃除機能付きフィルタユニットに関する。

Ｌ字形やコの字形の変形平面を有する店舗や、人や日照などの熱負荷が偏在する事務所などにおいて快適な空調を実現するとともに、模様替えによる居室の間仕切りの変更にも比較的柔軟に対応できるものとして、室内機で熱交換された調和空気を、ダクトを介して居室の所望の吹出口まで導き、当該吹出口から居室内に供給する空気調和システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

かかる空気調和システムでは、居室内に吹き出され当該居室の空気調和を行ったエアは、通常、天井に設けられた吸込口からチャンバやダクトを経由し、リターンエアとして室内機に戻ってくる。この場合、リターンエアには居室内の塵埃が含まれているので、この塵埃を取り除くためのフィルタが、例えば室内機の吸込口や、図３（特許文献１の図７）に示されるように、専用のフィルタチャンバ３０内に配置されている。このフィルタチャンバとしては、天井の吸込口に接続されるタイプのものや、室内機の吸込口に接続されるタイプのものがある。

特開平１０−１７００２６号公報

ところで、空気調和装置における前記のようなフィルタは、通風抵抗を小さくして所定の風量を確保するという観点や、衛生上の観点より、できるだけ頻繁に清掃することが望ましい。

しかし、室内機の吸込口に設けられたフィルタを清掃するためには、空気調和システムの運転を停止したうえで、天井に設けられた点検口から天井裏に配置された室内機の吸込口にアプローチする必要があり、作業が煩雑である。そのため、例えば毎日のように頻繁にフィルタの清掃作業を行うことは、現実問題として難しい。これに対し特許文献１記載の空気調和システムでは、天井の吸込グリル３７をはずすことで、フィルタチャンバ３０内に配設されたフィルタ４０に比較的容易にアプローチすることができるが、それでも脚立の上での作業となり、煩雑である。

一方、人手による清掃作業を省略又は簡略化するために、室内機の吸込口に設けられたフィルタの吸込側表面にブラシを当接させた状態で、当該ブラシ又はフィルタを移動させる掃除機構が種々提案されている。このような掃除機構によれば、タイマーやセンサーを利用することで、頻繁にフィルタ面を自動清掃することができる。

しかし、かかる自動掃除機構では、フィルタ又はブラシを駆動させるための機構及び電源が必要であり、装置の構造が複雑になるとともに、多くのエネルギーを消費していた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、特別の電源を要することなく、リターンエアの風力を利用してフィルタの清掃を自動的に行うことができるフィルタユニットを提供することを目的としている。

（１）本発明の掃除機能付きフィルタユニット（以下、単に「フィルタユニット」ともいう）は、ダクトを介して空調空間にエアを供給する室内機へのリターンエアの吸込口であり、前記空調空間の天井又は壁に形成される吸込口に配設されるフィルタユニットであって、
前記吸込口からのリターンエアにより回転されるファンと、
このファンの回転力により駆動可能なロール機構と、
このロール機構に掛け渡されたエンドレスのフィルタと、
このフィルタに付着した塵埃を除去する清掃手段と
を備えたことを特徴としている。

本発明のフィルタユニットでは、リターンエアの風力によりファンを回転させ、この回転力により、エンドレスのフィルタが掛け渡されたロール機構を回転させることができる。そして、清掃手段により、フィルタに付着した塵埃を除去することができる。したがって、空気調和システムを運転させるだけで、清掃のための特別な電源を用意することなく自動的にフィルタの清掃を行うことができる。
また、フィルタユニットは、空調空間からのリターンエアの吸込口に配設され、この吸込口の数は、その配置や大きさなどを適宜選定することにより、天井裏に配設される室内機の数よりも少なくすることができるので、フィルタ清掃のための機構の簡素化及びコストダウンを図ることができる。

（２）前記（１）のフィルタユニットにおいて、前記吸込口からのリターンエアをファンに導くエアガイドを有することが好ましい。この場合、エアガイドにより、ファンが効率よく回転するようにリターンエアを当該ファンに導くことができ、ロール機構の回転、ひいてはフィルタの回転を効率よく行うことができる。

（３）前記（１）又は（２）のフィルタユニットにおいて、前記清掃手段を、その先端が前記フィルタの外表面に接触するように配設されたブラシ体からなるものとすることができる。この場合、フィルタの外表面に接触するブラシ体の先端部分によってフィルタに付着した塵埃を当該フィルタから除去することができる。

（４）前記（３）のフィルタユニットにおいて、前記ブラシ体によりフィルタ表面から除去された塵埃を収容するダストボックスを有することが好ましい。この場合、ダストボックス内にフィルタ表面から除去された塵埃を収容することができる。この塵埃は、定期的にダストボックスを取り外して、廃棄するか、又は、クリーナーによりダストボックス内の塵埃を吸引することで処理することができる。

（５）前記（１）〜（４）のフィルタユニットにおいて、前記ファンがクロスフローファンであり、このクロスフローファンの回転軸と、前記ロール機構を構成する一のロールの軸とに駆動ベルトが掛け渡されていてもよい。この場合、駆動ベルトという簡単な構成により、クロスフローファンの回転力をロールに伝達することができる。

（６）前記（１）〜（４）のフィルタユニットにおいて、前記ファンの回転力により発電可能な発電機及び前記ロール機構を駆動させるモータを備えており、前記発電機により生成された電力により前記モータを回転駆動させてもよい。この場合、空気調和システムを運転させるだけで、フィルタが掛け渡されたロール機構のロールを回転させる電力を生成することができ、清掃のための特別な電源を用意することなく自動的にフィルタの清掃を行うことができる。

本発明のフィルタユニットによれば、特別の電源を要することなく、リターンエアの風力を利用してフィルタの清掃を自動的に行うことができる。

本発明のフィルタユニットが適用される空気調和システムの平面説明図である。 本発明のフィルタユニットの一実施の形態の断面説明図である。 従来のフィルタの断面説明図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明のフィルタユニットの実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明のフィルタユニットが適用される空気調和システムの平面説明図であり、図２は、本発明の一実施の形態に係るフィルタユニットＦの断面説明図である。

本実施の形態に係るフィルタユニットＦが適用される空気調和システムでは、天井裏に配設された室内機１からの調和空気がダクト２を介して空調空間である居室３内に供給される。各室内機１には、室内側熱交換器４及び送風機５が配設されており、送風機５により機内に吸引され室内側熱交換器４で熱交換された空気は、ダクト２により居室の所望箇所に導かれ、吹出口６から居室３内に供給される。室内機１は、図示しない室外機と冷媒配管７により接続されている。

居室３内に吹き出され当該居室３の空気調和を行った空気は、吸込口８からリターンエアとして天井裏のスペースＳ内に吸引され、さらに室内機１の吸込口から機内に吸引される。本実施の形態では、天井裏に４台の室内機１が配設されており、各室内機１には２本のダクト２が接続されており、それぞれのダクト２の先端部に吹出口６が設けられている。また、リターンエアの吸込口８は、矩形状平面の居室３のほぼ対角線上に位置する２つの隅部にそれぞれ配設されている。

各吸込口８には、吸込グリル９及びフィルタユニットＦが設けられており、このフィルタユニットＦは、ファン１０、ロール機構１１、フィルタ１２及びブラシ体（清掃手段）１３を備えている。ロール機構１１、フィルタ１２及びブラシ体１３は、鋼板や合成樹脂などで作製された下部ケーシング１４内に配設されており、一方、ファン１０は、同じく鋼板や合成樹脂などで作製された上部ケーシング１５内に配設されている。上部ケーシング１５は、ファン１０を回転可能に収容・支持するだけでなく、後述するエアガイドとしても機能する。上部ケーシング１５の下端部１５ａは、下部ケーシング１４の上面１４ａに形成された上部開口１４ｂに接続されており、この上部開口１４ｂを介して下部ケーシング１４と上部ケーシング１５は連通している。

本実施の形態におけるファン１０は、クロスフローファンであり、上部ケーシング１５の上部開口１５ｂに配設されている。この上部開口１５ｂの形状及びサイズは、ファン１０のブレード１０ａの先端と、当該上部開口１５ｂの縁部１５ｃとの間にわずかな隙間（５〜１０ｍｍ程度）だけが形成されるように設定されている。ファン１０の回転軸は、図示しない軸受を介して前記上部ケーシング１５に回転可能に支持されている。

ファン１０の回転軸には、当該ファン１０の回転力をロール機構１１に伝達する伝達手段の一部を構成するプーリー１６が固設されている。このプーリー１６と、ロール機構を構成する一対のロール１１ａ、１１ｂの一方のロール１１ａの回転軸に固設されたプーリー１７とに駆動ベルト１８が掛け渡されている。本実施の形態では、両プーリー１６、１７と、駆動ベルト１８とで前記伝達手段が構成されている。ファン１０の回転力は、プーリー１６、駆動ベルト１８及びプーリー１７を経由してロール１１ａに伝達され、当該ロール１１ａをファン１０と同じ回転方向に回転させる。

ロール１１ａ、１１ｂの回転軸は、図示しない軸受を介して前記下部ケーシング１４に回転可能に支持されている。そして、これらロール１１ａ、１１ｂには、エンドレスのフィルタ１２が掛け渡されている。吸込口８から吸い込まれたリターンエアのほとんどがフィルタ１２を通過するように前記ロール１１ａ、１１ｂの軸方向の長さや配置箇所が設定されている。フィルタ１２は、ファン１０及びロール１１ａの回転にしたがい、図２において矢印Ａで示される方向に回転する。

上部ケーシング１５は、吸込口８から吸い込まれたリターンエアをファン１０に導くエアガイドとして機能する。そして、上部ケーシング１５の下部体１５ｄは、フィルタ１２を通過したリターンエアを集めて、その風速を大きくするために、図２において下方から上方に向かうにしたがい細くなるないしは狭くなる形状を呈している。換言すれば、図２において下方に向かうにしたがい拡がる形状を呈している。一方、上部ケーシング１５の上部体１５ｅは、下部体１５ｄによって集められ、風速が大きくなったリターンエアを主としてファン１０のブレード１０ａの凹面側に集中して吹き付けることができるとともに、ファン１０と、当該ファン１０の回転力を伝達するロール１１ａとの距離ができるだけ小さくなる形状とされている。換言すれば、ファン１０の回転軸が、リターンエアの通路の中心線から片側に外れて位置するとともに、リターンエアの風向きが、図２において上方向から、斜め右方向に転換する形状とされている。

清掃手段としてのブラシ体１３は、円筒体又は円柱の周面に合成樹脂製のブラシが植設されたものであり、このブラシ体１３は、当該ブラシの先端がフィルタ１２の外表面１２ａに接触するように下部ケーシング１４に固定されている。ブラシ体１３は、フィルタ１２の外表面１２ａに接触するブラシをメンテナンス時に新しい部分と変更することができるように、回転可能な状態で下部ケーシング１４に固定されている。また、ブラシ体１３の軸方向の長さは、フィルタ１２の幅（図２における紙面貫通方向のサイズ）とほぼ等しく、フィルタ１２の全面をブラシ体１３により清掃することができる。

ブラシ体１３は、リターンエアが通過して当該リターンエアに含まれる塵埃が付着したフィルタ部分（フィルタの下側部分）がロール１１ａに巻回され、さらに、リターンエアが再度通過する領域（フィルタの上側部分）に至る直前のフィルタ部分と接触する位置に設けられている。フィルタ１２に付着した塵埃は、このブラシ体１３により除去されるので、一旦フィルタ１２に付着した塵埃が当該フィルタ１２の上側部分においてフィルタ１２から離れてリターンエア中に離散してしまうのを防ぐことができる。ブラシ体１３により除去された塵埃は、当該ブラシ体１３の下方に配設されたダストボックス１９内に落下する。ダストボックス１９内に集積された塵埃は、定期的にダストボックス１９を取り外して、廃棄するか、又は、クリーナーによりダストボックス内の塵埃を吸引することで処理することができる。この場合、ダストボックス１９を使い捨てタイプのものとしておけば、ダストボックスを定期的に新しいものと交換するだけで、簡単に塵埃の処理を行うことができる。

〔その他の変形例〕
なお、今回開示された実施の形態はすべての点において単なる例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、前述した実施の形態では、プーリー及び駆動ベルトからなる伝達手段によって、ファンの回転力がロールに伝達されているが、ファンの回転力で発電する発電機を設け、この発電機で生成した電力でモータを駆動回転し、このモータの駆動力でロール機構を構成するロールを回転させることもできる。この場合、発電機及びモータが、ファンの回転力をロールに伝達する伝達手段を構成する。

また、前述した実施の形態では、円筒体又は円柱の周面に合成樹脂製のブラシが植設されたブラシ体を用いているが、棒状の支持体にブラシが線状に植設されたものを用いることもできる。

また、前述した実施の形態では、リターンエアの風力により回転するファンとしてクロスフローファンを用いているが、シロッコファンや軸流ファンなど他のファンを用いることもできる。

また、前述した実施の形態では、ファンの回転力をロールに伝達するためにプーリー及び駆動ベルトからなる伝達手段を用いているが、ギアからなる伝達手段を用いることもできる。

また、前述した実施の形態では、リターンエアの吸込口を天井に形成し、この天井裏の空間にフィルタユニットを配設しているが、リターンエアの吸込口を壁に形成する場合は、この壁裏の空間にフィルタユニットを配設することもできる。

また、前述した実施の形態では、４台の室内機がカバーする空調空間からのリターンエアを天井に形成された２つの吸込口から室内機に戻しているが、吸込口の数は、吸込風量や吸込面積などを考慮して、１つ又は３つ以上とすることもできる。室内機の数に比べて吸込口の数が少ない場合、室内機毎にフィルタを配設していた従来技術に比べて、フィルタ清掃のための機構の簡素化及びコストダウンを図ることができる。

１ 室内機
２ ダクト
３ 居室
４ 熱交換器
５ 送風機
６ 吹出口
７ 冷媒配管
８ 吸込口
９ 吸込グリル
１０ ファン
１１ ロール機構
１１ａ ロール
１１ｂ ロール
１２ フィルタ
１３ ブラシ体（清掃手段）
１４ 下部ケーシング
１５ 上部ケーシング
１６ プーリー
１７ プーリー
１８ 駆動ベルト
１９ ダストボックス
Ｆ フィルタユニット

Claims (6)

1. ダクト（２）を介して空調空間にエアを供給する室内機（１）へのリターンエアの吸込口（８）であり、前記空調空間の天井又は壁に形成される吸込口（８）に配設されるフィルタユニット（Ｆ）であって、
   前記吸込口（８）からのリターンエアにより回転されるファン（１０）と、
   このファン（１０）の回転力により駆動可能なロール機構（１１）と、
   このロール機構（１１）に掛け渡されたエンドレスのフィルタ（１２）と、
   このフィルタ（１２）に付着した塵埃を除去する清掃手段と
   を備えたことを特徴とする、掃除機能付きフィルタユニット（Ｆ）。
2. 前記吸込口（８）からのリターンエアをファン（１０）に導くエアガイド（１５）を有する、請求項１に記載の掃除機能付きフィルタユニット（Ｆ）。
3. 前記清掃手段は、その先端が前記フィルタ（１２）の外表面（１２ａ）に接触するように配設されたブラシ体（１３）からなる、請求項１又は２に記載の掃除機能付きフィルタユニット（Ｆ）。
4. 前記ブラシ体（１３）によりフィルタ表面（１２ａ）から除去された塵埃を収容するダストボックス（１９）を有する、請求項３に記載の掃除機能付きフィルタユニット（Ｆ）。
5. 前記ファン（１０）がクロスフローファンであり、このクロスフローファンの回転軸と、前記ロール機構（１１）を構成する一のロール（１１ａ）の軸とに駆動ベルト（１８）が掛け渡されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の掃除機能付きフィルタユニット（Ｆ）。
6. 前記ファン（１０）の回転力により発電可能な発電機及び前記ロール機構（１１）を駆動させるモータを備えており、前記発電機により生成された電力により前記モータを回転駆動させる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の掃除機能付きフィルタユニット（Ｆ）。

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