JP2015087021A - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】マイナスイオン発生器のマイナスイオン電極の近傍に十分な量の空気を導いて、塵埃類の集塵効率を向上する。【解決手段】本実施形態の空気調和機の室内機は、空気吸込み口と、通風路と、マイナスイオン発生器と、熱交換器とを備える。空気吸込み口は、室内の空気を吸い込む。空気吸込み口から吸い込まれた空気は通風路を流れる。マイナスイオン発生器は、通風路内に配置され、マイナス電位の高電圧が印加されるマイナスイオン電極を有し、通風路内を流れる空気に含まれる塵埃類をマイナス電位に荷電する。熱交換器は、通風路内において、マイナスイオン発生器よりも下流側に配置され、導電性を有し、マイナスイオン電極の対向電極としてアース電位が印加されることにより、マイナス電位に荷電した塵埃類を捕捉する。マイナスイオン発生器の前面側を構成するカバー部材は、その一部が塞がれている。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、空気調和機の室内機に関する。

空気調和機を構成する室内機は、内部に熱交換器を有しており、この熱交換器に室内から吸い込んだ空気を流通させて熱交換し、空気調和作用を得る。しかしながら、近時の空気調和機には、このような空気調和機能ばかりでなく、付加的な機能として、室内から吸い込む空気に含まれる不純物を積極的に捕捉し除去する機能を備えたものがある。一般に、室内から吸い込む空気には、極微細な埃、塵、花粉、雑菌類など（以下、これらを総括して「塵埃類」と称する）が含まれている。そのため、室内から吸い込む空気に含まれる塵埃類を室内機で除去して空気を清浄化する機能を備えることは極めて有効である。
例えば特許文献１に開示されている空気調和機の室内機は、内部にマイナスイオン発生器を備えている。このマイナスイオン発生器は、マイナス電位の高電圧が印加されるマイナスイオン電極を有しており、マイナスイオンを発生して、室内から吸い込まれる空気に含まれる塵埃類をマイナス電位に荷電する。一方、熱交換器は、導電性を有しており、マイナスイオン発生器の対向電極としてアース電位が印加される。これにより、熱交換器は、マイナス電位に荷電した塵埃類を吸引し捕捉する。

しかし、このマイナスイオン発生器には、室内機の前面を開放した際に、露出されたマイナスイオン電極に人が誤って触れないよう保護するために、その前面側を構成するカバー部材が設けられており、このカバー部材には、前面からの空気の流通を行うように全体にわたって複数の比較的大きな開口部が形成されている。そのため、マイナスイオン発生器に向かって流れる空気が開口部を介して熱交換器に送られる際、極めて通過しやすい構成となっている。このため、マイナスイオン発生器部分に向かって流れる空気は、開口部を介してほぼ直線的に熱交換器側に送られるため、送られる空気の一部のみがマイナスイオン電極近傍を通ることになっていた。しかしながら、マイナスイオン発生器において、マイナスイオンの発生量は、マイナスイオン電極の近傍部分が多いことが確認されており、このため、このマイナスイオン電極の近傍部分に十分な量の空気を集中させて導くことができれば、さらに室内機に吸い込まれた空気に含まれる塵埃類をマイナス電位に荷電する作用を高めることができ、熱交換器に吸引し捕捉させる集塵効果が高められるのではないかと考えられていた。

国際公開第２００９／０２８６３４号

本実施形態は、マイナスイオン発生器のマイナスイオン電極の近傍に十分な量の空気を集中させて導くことができ、塵埃類の集塵効率を向上することができる空気調和機の室内機を提供する。

本実施形態の空気調和機の室内機は、空気吸込み口と、通風路と、マイナスイオン発生器と、熱交換器と、を備える。空気吸込み口は、室内の空気を吸い込む。空気吸込み口から吸い込まれた空気は通風路を流れる。マイナスイオン発生器は、通風路内に配置され、マイナス電位の高電圧が印加されるマイナスイオン電極を有し、通風路内を流れる空気に含まれる塵埃類をマイナス電位に荷電する。熱交換器は、通風路内において、マイナスイオン発生器よりも下流側に配置され、導電性を有する。この熱交換器は、マイナスイオン電極の対向電極としてアース電位が印加されることにより、マイナス電位に荷電した塵埃類を捕捉する。そして、マイナスイオン発生器の前面側を構成するカバー部材は、その一部が塞がれている。

本実施形態に係る空気調和機の室内機の内部構造の一例を示す縦断側面図 マイナスイオン発生器の外観の一例を示す斜視図 マイナスイオン発生器の正面図 マイナスイオン発生器の一部を拡大して示す正面図 マイナスイオン発生器の縦断側面図 マイナスイオン電極及び熱交換器を概略的に示す図 マイナスイオン発生器の下半部に向かう空気の流れを模式的に示す図５相当図 マイナスイオン電極と閉塞部との間の距離関係の一例を示す図５相当図 マイナスイオン電極と閉塞部との間の距離と集塵効率との関係の一例を示す図

以下、空気調和機の室内機の一実施形態について図面を参照しながら説明する。例えば図１に示す空気調和機の室内機１０は、上下方向の寸法に対して幅方向の寸法が長い横長状をなす室内機本体１１の内部に、熱交換器１２や横流ファン１３などを備えて構成されている。また、室内機本体１１の上部には、その上面のほぼ全体にわたって、室内の空気を室内機本体１１内に吸い込むための空気吸込み口１４が設けられている。また、室内機本体１１の下部には、室内機本体１１内に吸い込まれた空気を室内に吹き出すための空気吹出し口１５が設けられている。

室内機本体１１の内部には、これら空気吸込み口１４から空気吹出し口１５にわたって通風路１６が形成されている。熱交換器１２及び横流ファン１３は、この通風路１６内に配置されている。室内機１０は、横流ファン１３による送風作用により、室内の空気を空気吸込み口１４から吸い込む。そして、空気吸込み口１４から吸い込まれた空気は、通風路１６内を流れる過程で熱交換器１２によって熱交換され、温風あるいは冷風として空気吹出し口１５から室内に吹き出されるようになっている。

空気吸込み口１４には、エアフィルタ１７が着脱可能に取り付けられている。このエアフィルタ１７は、側面視で湾曲状をなしており、熱交換器１２の上方から前方にわたって当該熱交換器１２と間隔を有した状態で配置されている。一方、空気吹出し口１５には、当該空気吹出し口１５から吹き出される空気の方向を上下方向或いは左右方向に変更するためのルーバが回動可能に設けられている。

この場合、熱交換器１２は、前側熱交換部１２ａ及び後側熱交換部１２ｂを有しており、これら前側熱交換部１２ａ及び後側熱交換部１２ｂが側面視でほぼ逆Ｖ字状に配列された構成となっている。前側熱交換部１２ａは、側面視で湾曲状をなしており、その一部である上部側が、傾斜した状態で空気吸込み口１４に対向している。また、後側熱交換部１２ｂは、側面視で直線状をなしており、その全体が、傾斜した状態で空気吸込み口１４に対向している。

また、この室内機１０は、当該室内機１０の動作全般を制御する図示しない制御装置を備えており、この制御装置による制御に基づいて、冷房、暖房、除湿などの空気調和運転、室内の空気の除菌及び脱臭を行う空気清浄運転、室内機１０の内部を清掃するクリーニング運転など種々の運転を実行可能に構成されている。

また、この室内機１０は、通風路１６内にマイナスイオン発生器３０を備えている。本実施形態では、このマイナスイオン発生器３０は、通風路１６の内部において熱交換器１２の前部、この場合、前側熱交換部１２ａの前部の近傍に着脱可能に設置されている。よって、熱交換器１２は、空気吸込み口１４を上流側とし空気吹出し口１５を下流側とする通風路１６内において、マイナスイオン発生器３０よりも下流側に配置された構成となっている。次に、このマイナスイオン発生器３０及びその周辺部分の構成について説明する。なお、このマイナスイオン発生器３０は、その裏面側が熱交換器１２（前側熱交換部１２ａ）の前面に対向するようにして取り付けられている。

例えば図２及び図３に示すように、マイナスイオン発生器３０は、熱交換器１２の幅方向に沿って延びる横長状をなしており、例えばＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ：Acrylonitrile-Butadiene-Styrene）などの難燃性の合成樹脂からなるケース体３１の内部に、マイナスイオン電極３２を有して構成されている。このマイナスイオン電極３２は、熱交換器１２の幅方向に沿って延びる横長状をなしている。そして、例えば図４及び図５に示すように、マイナスイオン電極３２は、その上部において上方に突出する複数の針電極部３２ａを一体的に有している。また、マイナスイオン電極３２は、その下部において下方に突出する複数の針電極部３２ｂを一体的に有している。複数の針電極部３２ａは、マイナスイオン電極３２の長手方向に沿って所定間隔を有しており、また、複数の針電極部３２ｂも、マイナスイオン電極３２の長手方向に沿って所定間隔を有している。

例えば図６には、マイナスイオン電極３２及び当該マイナスイオン電極３２の対向電極として機能する熱交換器１２の構成を概略的に示している。即ち、マイナスイオン発生器３０のマイナスイオン電極３２には、図示しない高電圧印加装置からマイナス電位の高電圧が印加されるようになっている。なお、マイナスイオン電極３２に印加する電圧値は適宜変更して実施することができるが、本実施形態では、例えば−６ｋＶほどのマイナス電位の高電圧がマイナスイオン電極３２に印加される。

一方、熱交換器１２は、導電性を有しており、マイナスイオン電極３２に対する対向電極としてアース電位が印加されるようになっている。具体的には、熱交換器１２の前側熱交換部１２ａ及び後側熱交換部１２ｂをそれぞれ構成するフィンは、導電性を有する例えばアルミニウムなどの導電性材料で構成されている。そして、熱交換器１２は、アース電位が印加されることにより、マイナス電位の高電圧が印加されるマイナスイオン電極３２に対する対向電極として機能するようになっている。

このような構成のマイナスイオン発生器３０によれば、マイナスイオン電極３２にマイナス電位の高電圧が印加され、且つ、熱交換器１２がアース電位に維持されて対向電極として機能することにより、マイナスイオンが発生する。そして、発生したマイナスイオンは、通風路１６内を流れる空気に含まれる塵埃類をマイナス電位に荷電する。マイナス電位に荷電された塵埃類は、マイナス電位よりも高い電位、この場合、アース電位に維持されている熱交換器１２に引き寄せられるようになる。これにより、マイナス電位に荷電した塵埃類が熱交換器１２に捕捉されるようになる。

ところで、マイナスイオン電極３２にマイナス電位の高電圧を印加することにより発生したマイナスイオンは、通風路１６内を徐々に拡散していくが、その殆どはマイナスイオン電極３２の針電極部３２ａ及び針電極部３２ｂの近傍に残存する傾向がある。そのため、空気吸込み口１４から吸い込まれた空気を効率良く針電極部３２ａ及び針電極部３２ｂの近傍に導くことにより、当該空気に含まれる塵埃類を効率良く荷電することができ、ひいては、塵埃類の集塵効率を向上することができる。

そこで、本実施形態では、マイナスイオン発生器３０は、空気吸込み口１４から吸い込まれた空気を効率良く針電極部３２ａ及び針電極部３２ｂの近傍に導くための独自の構成を採用している。即ち、例えば図２から図５に示すように、マイナスイオン電極３２の前面側を構成するカバー部材３３は、ケース体３１の一部を構成するものである。このカバー部材３３は、マイナスイオン電極３２の複数の針電極部３２ａ及び針電極部３２ｂの間に位置して縦方向に延びる複数の縦桟３３ａを備える。また、カバー部材３３は、マイナスイオン電極３２の上方及び下方に位置して横方向に延びる複数の横桟３３ｂを備える。

この場合、カバー部材３３の上部側においては、１本の横桟３３ｂが設けられており、カバー部材３３の下部側においては、２本の横桟３３ｂが設けられている。また、この場合、例えば図５に示すように、縦桟３３ａは、カバー部材３３の上部側及び下部側の何れにおいても、マイナスイオン電極３２よりも前方に位置して設けられている。また、カバー部材３３の上部側に形成された１本の横桟３３ｂは、マイナスイオン電極３２よりも上方であって、且つ、マイナスイオン電極３２よりも前方に位置して設けられている。また、カバー部材３３の下部側に形成された２本の横桟３３ｂは、何れも、マイナスイオン電極３２よりも下方であって、且つ、マイナスイオン電極３２よりも前方に位置して設けられている。

そして、カバー部材３３は、その一部が塞がれた構成となっている。即ち、カバー部材３３は、この場合、室内機本体１１の上面に設けられた空気吸込み口１４から遠い側の部分となる下部に閉塞部３３ｃが設けられた構成となっている。この場合、閉塞部３３ｃは、カバー部材３３の下部側に形成された２本の横桟３３ｂの間に一体的に設けられている。これにより、カバー部材３３は、空気吸込み口１４から遠い側となる下部が塞がれた構成となっている。

また、カバー部材３３は、空気吸込み口１４から遠い側の部分である下半部において開口する下側開口部３３ｄと、空気吸込み口１４に近い側の部分である上半部において開口する上側開口部３３ｅと、を有する。そして、カバー部材３３は、その下半部に上記した閉塞部３３ｃが形成されていることにより、下側開口部３３ｄの開口面積が上側開口部３３ｅの開口面積よりも狭くなっている構成となっている。なお、下側開口部３３ｄは、遠側開口部の一例であり、上側開口部３３ｅは、近側開口部の一例である。

このような構成のマイナスイオン発生器３０によれば、マイナスイオン発生器３０の上半部においては、針電極部３２ａは縦桟３３ａの間に位置していることから、通風路１６内を流れる空気が縦桟３３ａに遮られることなく針電極部３２ａに導かれる。また、縦桟３３ａ間に存在する横桟３３ｂによって上側開口部３３ｅの開口面積が狭められていることから、当該上側開口部３３ｅを通過する空気の流速が速くなり、針電極部３２ａに向かう風量が増加する。これにより、通風路１６内を流れる空気が針電極部３２ａに効率良く導かれるようになり、集塵効率を向上させることができる。

また、マイナスイオン発生器３０の下半部においても、針電極部３２ｂは縦桟３３ａの間に位置していることから、通風路１６内を流れる空気が縦桟３３ａに遮られることなく針電極部３２ｂに導かれる。また、縦桟３３ａ間に存在する横桟３３ｂ（この場合、上側の横桟３３ｂ）によって下側開口部３３ｄの開口面積が狭められていることから、当該下側開口部３３ｄを通過する空気の流速が速くなり、針電極部３２ｂに向かう風量が増加する。これにより、通風路１６内を流れる空気が針電極部３２ｂに効率良く導かれるようになり、集塵効率を向上させることができる。

ところで、空気吸込み口１４から吸い込まれて通風路１６内を流れる空気は、マイナスイオン発生器３０に対して概ね前部上方から後部下方に向かう方向に流れる。そのため、従来のマイナスイオン発生器、つまり、閉塞部３３ｃを有しないマイナスイオン発生器では、特に、当該マイナスイオン発生器の下半部に向かう空気が針電極部３２ｂ側に接近することなく通過してしまい、針電極部３２ｂに導かれにくい構成となっていた。

本実施形態に係るマイナスイオン発生器３０によれば、その下部にさらに閉塞部３３ｃを備えている。そのため、例えば図７に矢印Ｗで示すように、マイナスイオン発生器３０の下半部に向かう空気は、この閉塞部３３ｃにガイドされて針電極部３２ｂの近傍に導かれるようになる。従って、このマイナスイオン発生器３０によれば、特にその下半部においても効率良く空気を針電極部３２ｂの近傍に導くことができ、集塵効率の一層の向上を図ることができる。

なお、マイナスイオン発生器３０は、例えば図８に示すように、マイナスイオン電極３２において下側（空気吸込み口１４から遠い側）に突出する針電極部３２ｂの先端から閉塞部３３ｃの上側（空気吸込み口１４に近い側）の端部までの距離Ｄを、概ね８ｍｍから１０ｍｍまでの範囲で設定するとよい。例えば図９には、本出願人によって確かめられた距離Ｄと集塵効率との関係の一例を示している。なお、集塵効率としては、マイナスイオン発生器３０の駆動開始から、通風路１６内を流れる空気に含まれる塵埃類が概ね９９パーセント除去されるまでに要した時間で示している。

即ち、閉塞部を設けない従来の構成では、塵埃類の除去に７９分ほどを有した。これに対して、本実施形態に係る閉塞部３３ｃを有するマイナスイオン発生器３０において距離Ｄを１０ｍｍほどに設定した構成では、塵埃類の除去に要する時間が７２分ほどに短縮されることが確認された。なお、距離Ｄを７ｍｍあるいは１３ｍｍに設定した場合の試験結果から考察すると、閉塞部を有する構成であっても距離Ｄが上記の範囲から外れる場合には、集塵効率の向上を図ることができない可能性があることが確認された。

本実施形態に係る空気調和機の室内機によれば、マイナスイオン発生器３０の前面側を構成するカバー部材３３の一部が塞がれている。特に、本実施形態では、カバー部材３３は、室内機本体１１の上面に設けられる空気吸込み口１４から遠い側の部分となる下部が塞がれている。これにより、マイナスイオン発生器３０のマイナスイオン電極３２の近傍、特に、従来では十分な空気を導くことができなかった下部側の針電極部３２ｂの近傍にも十分な量の空気を導くことができ、塵埃類の集塵効率を向上することができる。

なお、マイナスイオン発生器３０は、マイナスイオン電極３２に対する専用の対向電極を備えてもよい。また、エアフィルタ１７に導電性を付与して、当該エアフィルタ１７も、マイナスイオン電極３２に対する対向電極として機能させる構成としてもよい。なお、エアフィルタ１７は、例えばフィルタ素材としてＰＥＴ樹脂材料（ポリエチレンテレフタレート）を使用するとともに、その表面にステンレスなどの導電性材料をコーティングすることにより、あるいは、導電性塗料を塗布することにより、導電性を付与することができる。

本実施形態に係る空気調和機の室内機は、空気吸込み口と、通風路と、マイナスイオン発生器と、熱交換器と、を備える。空気吸込み口は、室内の空気を吸い込む。空気吸込み口から吸い込まれた空気は通風路を流れる。マイナスイオン発生器は、通風路内に配置され、マイナス電位の高電圧が印加されるマイナスイオン電極を有し、通風路内を流れる空気に含まれる塵埃類をマイナス電位に荷電する。熱交換器は、通風路内において、マイナスイオン発生器よりも下流側に配置され、導電性を有する。この熱交換器は、マイナスイオン電極の対向電極としてアース電位が印加されることにより、マイナス電位に荷電した塵埃類を捕捉する。そして、マイナスイオン発生器の前面側を構成するカバー部材は、その一部が塞がれている。この構成によれば、マイナスイオン発生器のマイナスイオン電極の近傍に十分な量の空気を導くことができ、塵埃類の集塵効率を向上することができる。

本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１０は空気調和機の室内機、１１は室内機本体、１２は熱交換器、１４は空気吸込み口、１６は通風路、３０はマイナスイオン発生器、３２はマイナスイオン電極、３２ａ，３２ｂは針電極部、３３はカバー部材、３３ａは縦桟、３３ｂは横桟、３３ｄは下側開口部（遠側開口部）、３３ｅは上側開口部（近側開口部）を示す。

Claims (5)

1. 室内の空気を吸い込む空気吸込み口と、
   前記空気吸込み口から吸い込まれた空気が流れる通風路と、
   前記通風路内に配置され、マイナス電位の高電圧が印加されるマイナスイオン電極を有し、前記通風路内を流れる空気に含まれる塵埃類をマイナス電位に荷電するマイナスイオン発生器と、
   前記通風路内において、前記マイナスイオン発生器よりも下流側に配置される導電性を有する熱交換器と、を備え、
   前記熱交換器は、前記マイナスイオン電極の対向電極としてアース電位が印加されることにより、マイナス電位に荷電した塵埃類を捕捉するように構成された空気調和機の室内機であって、
   前記マイナスイオン発生器の前面側を構成するカバー部材の一部が塞がれていることを特徴とする空気調和機の室内機。
2. 前記空気吸込み口は、室内機本体の上面に設けられ、
   前記カバー部材は、前記空気吸込み口から遠い側の部分が塞がれている請求項１に記載の空気調和機の室内機。
3. 前記マイナスイオン電極から前記カバー部材のうち塞がれている部分までの距離は８ｍｍから１０ｍｍまでの範囲で設定されている請求項１または２に記載の空気調和機の室内機。
4. 前記カバー部材は、
   前記マイナスイオン電極が有する複数の針電極部の間に位置して縦方向に延びる縦桟と、
   前記マイナスイオン電極の上方に位置して横方向に延びる横桟と、
   を備える請求項１から３の何れか１項に記載の空気調和機の室内機。
5. 前記カバー部材は、
   前記空気吸込み口に近い側の部分において開口する近側開口部と、
   前記空気吸込み口から遠い側の部分において開口する遠側開口部と、
   を有し、
   前記遠側開口部の開口面積は、前記近側開口部の開口面積よりも狭くなっている請求項１から４の何れか１項に記載の空気調和機の室内機。

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