JP2014020701A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、空気調和機の室内機内部の帯電を除去することで、埃付着を防止し、且つ室内機内部におけるカビ、菌の繁殖を抑制し清潔に保つ空気調和機を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明の空気調和機は、空気吸込口及び空気吹出口を有する筐体と、室内空気と熱交換する熱交換器と、熱交換器の空気吸込口側に配置されたフィルタと、空気吸込口から吸い込み、フィルタを通過後、熱交換器と熱交換した室内空気を、空気吹出口より吹き出す送風ファンと、プラスイオンを発生するプラスイオン電極及びマイナスイオンを発生するマイナスイオン電極を有する除電機構と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は空気調和機に関する。

空気調和機は、室内空気を熱交換器に循環させて、加熱、冷却、除湿された空気（調和空気）として室内に吹き出すことにより室内を空気調和する。空気調和機の室内機の内部は、送風ファンによって発生する流入空気と室内機を構成する樹脂部品との摩擦により静電気が発生し帯電する。帯電した樹脂部品は流入空気に含まれる埃を引き付け、長期の使用により埃が堆積し、堆積した埃に含まれる菌、カビ類などの増殖により室内機の内部が汚れる。その結果、送風ファンの性能を低下させたり、騒音を増大させるなど、冷房暖房の基本性能を低下させてしまう。また、室内機内部は、使用者の安全上、手の入りにくい構造となっており、汚れた送風ファンや風路に付着した汚れを掃除することは非常に困難である。

これに対して、従来の空気調和機は、エアコン内部を清潔に保ち、性能を維持するため、シリカ微粒子とフッ素微粒子とを含有する親水、疎水性コーティング材を室内機を構成する樹脂基材へコーティングし、埃付着を防止させるものや、イオンを放出して空気中の埃を除電するものがある（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００８−２９２０６９号公報 特開２００５−４２９８８号公報

空気調和機室内機に埃が付着する原因としては、運転時に室内循環空気と樹脂部品との摩擦によって発生する静電気により、樹脂部品が帯電し埃が付着するものと考えられる。
これに対しては、樹脂部品の帯電を防止するため、樹脂が帯電しないとされる１０¹⁰Ω程度まで表面抵抗値を下げることが有効である。しかしながら特許文献１においては、疎水性で表面抵抗値が１０¹⁸Ω程度と高いフッ素樹脂微粒子が含まれることから、樹脂部品表面が帯電しやすく、埃が付着・堆積しやすく、堆積した埃により冷暖房性能の低下、騒音増大を引き起こすおそれがある。また埃の中にはカビ等の細菌も含まれており、これらが増殖し、送風により胞子や菌が原因となる悪臭を室内に拡散させるおそれがある。

特許文献２では、室内空間内を漂う埃などの帯電を除去するものであり、空気調和機やそれを構成する部品そのものの帯電を除去することはできないため、空気調和機の室内機内部を清潔に保つことは難しい。
本発明は、空気調和機の室内機内部の帯電を除去することで、塵埃の付着を防止し、且つ室内機内部におけるカビ、菌の繁殖を抑制し清潔に保つ空気調和機を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため本発明の空気調和機は、空気吸込口及び空気吹出口を有する筐体と、室内空気と熱交換する熱交換器と、熱交換器の空気吸込口側に配置されたフィルタと、空気吸込口から吸い込み、フィルタを通過後、熱交換器と熱交換した室内空気を、空気吹出口より吹き出す送風ファンと、プラスイオンを発生するプラスイオン電極及びマイナスイオンを発生するマイナスイオン電極を有する除電機構と、を備える。

本発明によれば、空気調和機の室内機内部の帯電を除去して、塵埃の付着を防止し、且つ室内機内部におけるカビ、菌の繁殖を抑制し、空気調和機の室内機内部を清潔に保つことができる。

空気調和機の構成図 図１の室内機の側断面図 イオン放出電極を備えた筐体 イオン放出電極を備えた室内機の側断面図 針状電極が２本場合のイオン放出範囲の例１ 針状電極が２本場合のイオン放出範囲の例２ 針状電極が４本場合のイオン放出範囲 イオン発生器を備えた室内機の運転停止後の側断面図 イオン発生器を備えた室内機の埃付着抑制効果

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。まず、本実施例の空気調和機１の全体構成を、図１〜２を用いて説明する。図１は本実施例の空気調和機１の構成図、図２は図１の室内機２の側断面図である。

図１において、空気調和機１は、室内機２と室外機３とを接続配管５で繋いで構成され、室内を空気調和する。室内機２の筐体９には送風ファン１４、フィルタ１５、１５’、熱交換器１６、露受皿１７、上下風向板１８、左右風向板１９等の基本的な内部構造体が取付けられる。熱交換器１６は送風ファン１４の吸込側に配置され、略逆Ｖ字状に形成される。筐体９の内側に取付けられた送風ファン１４等の基本的な内部構造体は、化粧枠８を取付けることにより室内機２内に内包される。

化粧枠８の前面には前面パネル７が取付けられる。前面パネル７の下方には運転状況を表示する表示部１１と、別体のリモコン１２からの赤外線の操作信号を受ける受光部１０とが配置される。

図２において、送風ファン１４を作動することにより空気は白抜き矢印のように流れ、通過する空気中の塵埃はフィルタ１５、１５’に捕集される。フィルタ１５、１５’は熱交換器１６の吸込側を覆うように配置され、空気吸込口６から吸い込まれた室内空気中に含まれる塵埃を取り除く。送風ファン１４は室内機２内の中央に配置され、空気吸込口から吸い込んで熱交換器と熱交換した室内空気を空気吹出口１３より送風する。

空気調和機１は、室内空気を熱交換器１６に循環させて、加熱、冷却または除湿した調和空気にし、これを室内に吹出すことにより室内環境を快適なものとする。このとき、循環空気中の塵埃を除去するフィルタ１５、１５’を熱交換器１６の吸込側に配置するので、循環空気中の塵埃はフィルタ１５、１５’で大半が捕集される。しかしながら、循環空気中の塵埃の一部はフィルタ１５、１５’の網目を潜って空気調和機１の内部に入る。この塵埃は、空気調和機１内の風路に面した壁に衝突し、跳ね返されて再び気流中に戻る。
気流中に戻った塵埃は空気調和機１の吹出口から室内に戻る。

しかし、塵埃中の一部は、静電気的な力、重力の作用、化学的な親和力などの影響で跳ね返されずに空気調和機１の内壁に付着する。特に低湿度環境では静電気的な力が主に作用し、低湿度の冬に塵埃が付着しやすくなる。

壁に付着した塵埃の一部は比較的短時間のうちに気流その他の影響で壁から剥離し、気流に乗って空気調和機１の外に運び出されるが、他の一部は比較的長時間壁に付着したままとなる。

このように、付着してから長時間が経過すると、塵埃の種類によっては、物理化学的に変化し、含まれるカビなどの菌類が成長し、その分泌物や菌糸などで壁に強固に付着する。このようになると、付着した塵埃で送風ファンは目詰まりし、送風性能に悪影響を与える。さらに、送風路を形成するケーシング部２１や室内機を形成する樹脂部品のいたるところに埃が堆積し、堆積した埃に含まれるカビ胞子が成長し、室内空気を汚染したり、悪臭を放つ。また、分泌物の粘性で空気中の塵埃が更に壁に付着し易くなる。その結果、菌類から悪臭が生じたり、カビ等の胞子が飛散するなどして室内の環境を悪化させる。

従って、本実施例おいては、塵埃を空気調和機内部に付着させないようにする。塵埃は前述の通り空気調和運転中の送風による空気と室内機２を構成する樹脂部品との摩擦により静電気が発生し、電気的に付着するものが多い。このため、空気中に含まれる塵埃及び室内機２を構成する樹脂部品の静電気を取り除く手段（除電機構）を室内機２内部に設ける。具体的には、室内機２内部の静電気を取り除くために除電機構としてイオン発生器２３を筐体９に備える。

図３はイオン放出電極を備えた筐体９、図４はイオン放出電極を備えた室内機２の側断面図を示す。静電気を取り除く原理を以下に説明する。通常、空気や空気に含まれる塵埃はプラス電位、樹脂部品はマイナス電位となる。この２つの物質が互いに擦れ合うとプラス電位のものは、よりプラスに帯電し、電位を増す。マイナス電位のものも同様に、よりマイナス電位を増加させる。このように時間の経過とともに徐々に電位が増加する（静電気の発生）。そこで空気調和機の運転中に、プラスに帯電した物質にマイナスイオン、マイナスに帯電した物質にプラスイオンを当てることにより、電位を中和させ、物質の静電気を除去することができる。ここで、空気や塵埃はプラス、樹脂部品はマイナスに帯電すると説明したが、使用環境や塵埃の種類などによって帯電する状態は変化する可能性がある。このため、どのような帯電状態にも対応できるよう、プラス、マイナスイオンを同時に放出することが有効である。室内機内部でプラス、マイナスイオンを同時に放出することにより、通過する空気、構成する樹脂部品の帯電を中和させ、静電気を除去することが可能となり、塵埃の付着を防止することが可能となる。

本実施例のイオン発生器２２は、マイナスイオンを発生するマイナスイオン発生電極２３及びプラスイオンを発生するプラスイオン発生電極２４二組（４本）備え、これらマイナスイオン発生針状電極２３及びプラスイオン発生針状電極２４は交互に筐体９の長手方向に配置される。イオン発生器２２はフィルタ１５、１５‘の下流で且つ送風ファン１４の上流に位置する筐体９背面に取り付けられる。このような配置とすることで、埃付着防止に特に有効な送風ファン１４やケーシング部２１にイオンを接触させることが可能となる。

次に、針状電極の配列について図５−７を用いて説明する。図５及び図６はマイナスイオン発生針状電極２３及びプラスイオン発生針状電極２４が各１本
（計２本）の場合、図７はマイナスイオン発生針状電極２３及びプラスイオン発生針状電極２４が各２本（計４本）の場合のイオン放出範囲を示す図であり、それぞれ室内機２の正面から見た図である。マイナスイオン発生針状電極２３及びプラスイオン発生針状電極２４が取付けられる筐体９は一般的な室内機２の大きさとして概ね長手方向８００ｍｍ（図中ａ）、短手方向３００ｍｍ（図中ｂ）とされている。プラスイオン及びマイナスイオンは針状電極で発生後、放射状に放出される。プラスイオン及びマイナスイオンが当たる範囲は図中の三角形の範囲内で、針状電極１本での三角形底辺の長さは概ね４００ｍｍである。

図５のように針状電極を２本配置した場合、プラスイオン及びマイナスそれぞれのイオンの当たる範囲が独立してしまうため、筐体９の左側がプラスに、右側がマイナスに帯電してしまう。樹脂部品の帯電を中和して除電するにはププラスイオン及びマイナスイオンを同時に当て、帯電を中和する必要があり、従って、図５における三角形の重なり部を大きくすることが重要である。

図６では針状電極を近づけてプラスイオン及びマイナスイオンの重なりを設けているが、重なりの範囲が筐体９の中心部に偏ってしまい、室内機２内部全体の帯電を除去することはできない。

従って、図７のように、室内機２内部に均一にプラスイオン及びマイナスイオンを当てるには、プラスイオン及びマイナスの針状電極を一対として二対（計４本の針状電極）以上が必要であり、４００ｍｍ以下とすることが好ましい。また、マイナスイオン発生電極２３及びプラスイオン発生電極２４を近づけすぎても図６のように重なりの範囲が筐体９の中心部に偏ってしまうため、マイナスイオン発生電極２３及びプラスイオン発生電極２４の間隔は５ｍｍ以上とすることが好ましい。

次に空気調和機運転停止後の動作について説明する。図８は運転停止後の室内機２の側断面図である。空気調和機の運転停止後、上下風向板１８、前面パネル７のどちらか少なくとも一方を閉じ、送風ファンを動作させ、イオン発生器２２を動作させる。このとき、イオン発生器２２からは空気中の水分子や酸素が電子の衝突によって解離し、Ｏ^2-ラジカルやＯＨ^-ラジカル、Ｈ⁺ラジカルなどの反応性の高い物質が発生する。これらのラジカルは図７斜線部に示すごとく室内機２内に充満し内部に残存したカビや菌に接触することで、これらカビや菌の増殖を抑制して、室内機２内部を清潔に保つことが可能となる。

動作させるイオン電極は、マイナスイオン発生針状電極２３の場合はＯ^2-ラジカル、ＯＨ^-ラジカルが発生し、プラスイオン発生針状電極２４の場合はＨ⁺ラジカルが発生する。
どちらのラジカルもカビや菌の抑制に有効であるから、マイナスイオン発生電極２３及びプラスイオン発生電極２４の両方を動作させてもよいし、マイナスイオン発生電極２３又はプラスイオン発生電極２４のどちらか少なくとも一方を動作させるか交互に動作させてもよい。

イオン発生器２２を備えた室内機２の埃付着抑制効果について、図９を用いて説明する。埃付着抑制効果の試験は、１ｍ³の密閉されたボックス内に、イオン発生器２２を備えた室内機２、関東ローム層ＪＩＳ粉体１１種、及び、糸埃コットンリンタを混合した２０ｇの擬似埃を設置して、１時間、室内機２を弱風運転しながら、強制的にホコリを充満させ室内機２に埃を付着させることにより行った。試験前後の送風ファン１４の重量差を埃付着量とし、イオン発生器２２の動作ＯＮ／ＯＦＦによる埃付着量を測定して比較した（ｎ＝３）。尚、マイナスイオン発生電極２３を２本、プラスイオン発生電極２４を２本の計４本を備えたイオン発生器２２で試験を行った。試験の結果、イオン発生器２２がＯＦＦの場合の送風ファン１４の埃付着量比率を１００とすると、イオン発生器２２をＯＮした場合には送風ファン１４への埃付着量は１２であり、８８％埃付着量を抑制できた。

以上説明したように、本実施例の空気調和機は、空気吸込口及び空気吹出口を有する筐体と、室内空気と熱交換する熱交換器と、熱交換器の空気吸込口側に配置されたフィルタと、空気吸込口から吸い込み、フィルタを通過後、熱交換器と熱交換した室内空気を、空気吹出口より吹き出す送風ファンと、プラスイオンを発生するプラスイオン電極及びマイナスイオンを発生するマイナスイオン電極を有する除電機構と、を備えるので、空気調和機の室内機内部の帯電を除去して、塵埃の付着を防止し、且つ室内機内部におけるカビ、菌の繁殖を抑制し、空気調和機の室内機内部を清潔に保つことができる。具体的には、空気調和機の運転中に、プラスイオン及びマイナスイオンを同時に室内機内部に向かって放出させることにより、空気調和機内部を構成する樹脂部品が静電気による帯電を抑制し、埃付着を防止することができる。また、カビや菌の増殖を抑制し、室内機内部を清潔に保つことができる。さらに、室内機内部を清潔に保つことで送風が清潔になるとともに、塵埃による送風ファンなどの目詰まりも抑制できるので、冷暖房性能の低下や騒音増大を抑制することが可能である。

１…空気調和機、２…室内機、３…室外機、５…接続配管、６…空気吸込口、７…前面パネル、８…化粧枠、９…筐体、１０…受光部、１１…表示部、１２…リモコン、１３…空気吹出口、１４…送風ファン、１５…フィルタ、１５‘…フィルタ、１６…熱交換器、１７…露受皿、１８…上下風向板、１９…左右風向板、２１…ケーシング部、２２…イオン発生器、２３…マイナスイオン発生針状電極、２４…プラスイオン発生針状電極

Claims (8)

1. 空気吸込口及び空気吹出口を有する筐体と、
   室内空気と熱交換する熱交換器と、
   前記熱交換器の前記空気吸込口側に配置されたフィルタと、
   前記空気吸込口から吸い込み、前記フィルタを通過後、前記熱交換器と熱交換した室内空気を、前記空気吹出口より吹き出す送風ファンと、
   プラスイオンを発生するプラスイオン電極及びマイナスイオンを発生するマイナスイオン電極を有する除電機構と、
   を備えた空気調和機。
2. 請求項１において、空気調和運転中に、前記プラスイオン電極及び前記マイナスイオン電極からそれぞれプラスイオン及びマイナスイオンを同時に放出する空気調和機。
3. 請求項１又は２において、前記空気吸込口からの流入空気の流れ方向に対して、前記フィルタの下流側で且つ前記送風ファンの上流側の位置に前記プラスイオン電極及び前記マイナスイオン電極を配置した空気調和機。
4. 請求項３において、前記プラスイオン電極及び前記マイナスイオン電極を、前記筐体の背面側に配置した空気調和機。
5. 請求項４において、前記除電機構は、２つの前記プラスイオン電極と２つの前記マイナスイオン電極を有し、
   前記プラスイオン電極及び前記マイナスイオン電極が前記空気調和機の長手方向に交互に配置され、
   前記プラスイオン電極及び前記マイナスイオン電極の間隔は４００ｍｍ以下である空気調和機。
6. 請求項５において、前記プラスイオン電極及び前記マイナスイオン電極の間隔は５ｍｍ以上である空気調和機。
7. 請求項１乃至６の何れかにおいて、空気調和運転終了後に、少なくとも前記プラスイオン電極又は前記マイナスイオン電極からプラスイオン又はマイナスイオンを放出する空気調和機。
8. 請求項７において、空気調和運転停止後、少なくとも前記空気吸込口又は前記空気吹出口を閉じ、且つ、前記送風ファンを動作させる空気調和機。