JP2015190640A

JP2015190640A - 空気調和機

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Publication number: JP2015190640A
Application number: JP2014066208A
Authority: JP
Inventors: 俊岩野; Takashi Iwano; 大樹奥野; Hiroki Okuno
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2015-11-02
Anticipated expiration: 2034-03-27
Also published as: JP6292390B2

Abstract

【課題】フィルタの清掃にあたって動作電力の消費を低減することができる空気調和機を提供する。【解決手段】空気調和機１１の筐体２６は気流の通路８１を形成する。帯電電極の下流で通路８１を横切る横断面８２に沿って第１フィルタ３５は配置される。第１フィルタ３５は、第１領域ＦＲおよび第２領域ＳＲを有して少なくとも第１領域ＦＲの表面に導電材を有するメッシュシートで形成される。第２フィルタ７４は、第１フィルタ３５の下流で横断面８２に沿って配置され、第１領域ＦＲの導電材に向き合わせられる面に沿って帯電電極と同極性の電気的な障壁を形成する導電材を有するメッシュシートで形成される。制御部８４は、第１領域ＦＲおよび第２領域ＳＲを清掃する第１清掃モード、および、第１領域ＦＲを清掃する第２清掃モードの間で清掃ブラシの動作モードを切り替える。【選択図】図８

Description

本発明は空気調和機に関する。

特許文献１に開示されるように、フィルタ清掃ユニットを備える空気調和機が一般に知られている。フィルタの清掃にあたってフィルタの表面には清掃ブラシが接触する。気流の通路を横切る横断面に沿ってフィルタが移動すると、フィルタと清掃ブラシとは相対的に移動し、清掃ブラシはフィルタの表面に付着した塵埃を絡め捕ることができる。

特開２０１２−１４９８２２号公報

フィルタは空気調和機の吸込口の全面にわたって形成される。清掃のたびにフィルタの全面が清掃される。塵埃の付着量が大きい部位と小さい部位とは区別されず、清掃の頻度は設定される。その結果、塵埃の付着量が少ない部位では過剰に清掃動作が行われた。

本発明のいくつかの態様によれば、フィルタの清掃にあたって過剰な清掃動作を行わないようにすることで、消費電力を低減することができる空気調和機を提供することができる。

本発明の一形態は、気流の通路を形成する筐体と、前記通路内に配置されて前記気流に放電して前記気流中の物質を帯電させる帯電電極と、前記帯電電極の下流で前記通路を横切る横断面に沿って配置され、第１領域および第２領域を有して少なくとも前記第１領域の表面に導電材を有するメッシュシートで形成される第１フィルタと、前記第１フィルタの下流で前記横断面に沿って配置され、前記第１領域の前記導電材に向き合わせられる面に沿って前記帯電電極と同極性の電気的な障壁を形成する導電材を有するメッシュシートで形成される第２フィルタと、前記第１フィルタを清掃する清掃ブラシと、前記清掃ブラシの動作モードとして、前記第１領域および前記第２領域を清掃する第１清掃モード、および、前記第１領域を清掃する第２清掃モードを有し、前記動作モードを切り替える制御部とを備える空気調和機に関する。

帯電電極から放電が行われると、気流中の塵埃などの微粒子は特定の極性に帯電する。気流は相次いで第１フィルタのメッシュシートおよび第２フィルタのメッシュシートを通過する。帯電した微粒子は気流に乗って第１フィルタのメッシュを通過する。帯電した微粒子は電気的な障壁に衝突する。帯電した微粒子と電気的な障壁とは同極性を有することから、帯電した微粒子は電気的な障壁で跳ね返される。これによって微粒子の進行速度は減じられるとともに進行方向が逆方向となり、帯電した微粒子は容易く第１フィルタの導電材に付着する。こうして微細な塵埃などの微粒子は第１フィルタに捕獲される。いわゆるメッシュシートは樹脂繊維を格子状に組み合わせたもので、第１フィルタのメッシュシートおよび第２フィルタのメッシュシートの圧力損失は著しく抑制される。空気調和機は圧力損失を回避しながら効果的に微粒子を捕獲することができる。

このとき、メッシュシートのメッシュよりも大きいサイズの埃は第１フィルタの第１領域および第２領域でメッシュシートに絡め捕られる。第１領域ではさらに帯電した微粒子が付着する。こうして第１フィルタでは第２領域に比べて第１領域で塵埃が蓄積しやすい。したがって、第１清掃モードだけではなく第２清掃モードが利用されることで第１領域では清掃の頻度は高められる。これに対して第２領域では第１領域に比べて少ない頻度で十分に第１フィルタは清掃されることができる。こうして効率的に第１フィルタの清掃は実施される。フィルタの清掃にあたって消費電力は低減される。

前記清掃ブラシは前記第１領域および前記第２領域の間に配置されるとよい。こうして簡単に第１領域の清掃および第２領域の清掃は分離されることができる。第２清掃モードは簡単に確立されることができる。

空気調和機は、前記通路を横切る横断面に沿って前記第１フィルタの移動を案内する案内部材と、前記横断面に沿って前記第１フィルタを駆動する駆動部材とをさらに備えてもよい。第１領域の清掃にあたって清掃ブラシは第２領域に接触せずに第１領域内で第１フィルタに対して相対的に移動する。第２領域の清掃にあたって清掃ブラシは第１領域に接触せずに第２領域内で第１フィルタに対して相対的に移動する。こうして第１領域の清掃および第２領域の清掃は確実に分離される。効率的な第１フィルタの移動は達成される。

空気調和機では、前記第１清掃モードでは前記第１領域の清掃回数に比べて前記第２領域の清掃回数は少なくてもよい。第１清掃モードで第１フィルタは効果的に清掃されることができる。

空気調和機の清掃ブラシの前記動作モードは、前記第１領域、前記第２領域、前記第１領域の順に前記第１フィルタの清掃を行うようにしてもよい。第１領域を第２領域よりも多数回清掃するにあたって、フィルタから剥離しやすい微粒子を先に除去することができる。

前記第１フィルタの前記導電材はグラウンドに接続されればよい。塵埃などの微粒子が第１フィルタの導電材に付着すると、微粒子とグランドとの間で電荷がやりとりされる。導電材の帯電した状態は解消される。こうして第１フィルタが帯電電極と同極性の電位となることを防止できる。微粒子の付着量が増加しても、確実に新たな微粒子は第１フィルタに付着していくことができる。仮に第１フィルタでグラウンドと電荷をやりとりする経路が設けられていないと、電荷の付着量の増加に伴って第１フィルタ上で帯電電極と同極性の電位が生成され、同極性の反発力に応じて微粒子の付着は妨げられてしまう。

前記第２フィルタの導電材は前記第１フィルタの導電材と等間隔で向き合わせられればよい。こうして電気的な障壁では電位の分布の偏りはできる限り抑制されることができる。その結果、第１フィルタ上に満遍なく微粒子は付着することができる。微粒子がフィルタ上に偏在しないため、第１フィルタの第２フィルタに向き合う箇所の全体で効率的に微粒子を捕獲することができる。

前記第１フィルタの前記メッシュシートおよび前記第２フィルタの前記メッシュシートは絶縁材で形成されてもよく、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタで相互に向き合う面の反対側の面に前記絶縁材が配置されてもよい。第１フィルタの下流に第２フィルタが配置されると、第１フィルタ上の導電材に第２フィルタ上の導電材は向き合わせられる。こうして第１フィルタの導電材および第２フィルタの導電材は絶縁材同士の間に配置される。高電圧が供給される導電材に対して、ユーザーが外側から直接接触することは防止できる。

以上のように開示の空気調和機によれば、フィルタの清掃にあたって消費電力を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の構成を概略的に示す概念図である。一実施形態に係る室内機の外観を概略的に示す斜視図である。室内機の本体の構成を概略的に示す斜視図である。室内機の構造を概略的に示す分解斜視図である。エアフィルタの構造を概略的に示す拡大斜視図である。図５のＡ−Ａ線に沿った断面図である。室内機の本体の拡大垂直断面図である。図７に対応し、気流の通路の様子を概略的に示す室内機の本体の拡大垂直断面図である。図８に対応し、エアフィルタの上限位置を示す本体の拡大垂直断面図である。図８に対応し、エアフィルタの下限位置を示す本体の拡大垂直断面図である。電気集塵の原理を概略的に示す拡大断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

（１）空気調和機の構成
図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機１１の構成を概略的に示す。空気調和機１１は室内機１２および室外機１３を備える。室内機１２は例えば建物内の室内空間に設置される。その他、室内機１２は室内空間に相当する空間に設置されればよい。室内機１２には室内熱交換器１４が組み込まれる。室外機１３には圧縮機１５、室外熱交換器１６、膨張弁１７および四方弁１８が組み込まれる。室内熱交換器１４、圧縮機１５、室外熱交換器１６、膨張弁１７および四方弁１８は冷凍回路１９を形成する。

冷凍回路１９は第１循環経路２１を備える。第１循環経路２１は四方弁１８の第１口１８ａおよび第２口１８ｂを相互に結ぶ。第１循環経路２１には、圧縮機１５が設けられている。圧縮機１５の吸入管１５ａは四方弁１８の第１口１８ａに冷媒配管を介して接続される。第１口１８ａからガス冷媒は圧縮機１５の吸入管１５ａに供給される。圧縮機１５は低圧のガス冷媒を所定の圧力まで圧縮する。圧縮機１５の吐出管１５ｂは四方弁１８の第２口１８ｂに冷媒配管を介して接続される。圧縮機１５の吐出管１５ｂからガス冷媒は四方弁１８の第２口１８ｂに供給される。冷媒配管は例えば銅管であればよい。

冷凍回路１９は第２循環経路２２をさらに備える。第２循環経路２２は四方弁１８の第３口１８ｃおよび第４口１８ｄを相互に結ぶ。第２循環経路２２には、第３口１８ｃ側から順番に室外熱交換器１６、膨張弁１７および室内熱交換器１４が組み込まれる。室外熱交換器１６は、通過する冷媒と周囲の空気との間で熱エネルギーを交換する。室内熱交換器１４は、通過する冷媒と周囲の空気との間で熱エネルギーを交換する。第２循環経路２２は例えば銅管などの冷媒配管で形成されればよい。

室外機１３には送風ファン２３が組み込まれる。送風ファン２３は室外熱交換器１６に通風する。送風ファン２３は例えば羽根車の回転に応じて気流を生成する。気流は室外熱交換器１６を通り抜ける。通り抜ける気流の流量は羽根車の回転数に応じて調整される。

室内機１２には送風ファン２４が組み込まれる。送風ファン２４は室内熱交換器１４に通風する。送風ファン２４は羽根車の回転に応じて気流を生成する。送風ファン２４の働きで室内機１２には室内空気が吸い込まれる。室内空気は室内熱交換器１４を通り抜け冷媒と熱交換する。熱交換された冷気または暖気の気流は室内機１２から吹き出される。通り抜ける気流の流量は羽根車の回転数に応じて調整される。

冷凍回路１９で冷房運転が実施される場合には、四方弁１８は第２口１８ｂおよび第３口１８ｃを相互に接続し第１口１８ａおよび第４口１８ｄを相互に接続する。したがって、圧縮機１５の吐出管１５ｂから高温高圧の冷媒が室外熱交換器１６に供給される。冷媒は室外熱交換器１６、膨張弁１７および室内熱交換器１４を順番に流通する。室外熱交換器１６では冷媒から外気に放熱する。膨張弁１７で冷媒は低圧まで減圧される。減圧された冷媒は室内熱交換器１４で周囲の空気から吸熱する。冷気が生成される。冷気は送風ファン２４の働きで室内空間に吹き出される。

冷凍回路１９で暖房運転が実施される場合には、四方弁１８は第２口１８ｂおよび第４口１８ｄを相互に接続し第１口１８ａおよび第３口１８ｃを相互に接続する。圧縮機１５から高温高圧の冷媒が室内熱交換器１４に供給される。冷媒は室内熱交換器１４、膨張弁１７および室外熱交換器１６を順番に流通する。室内熱交換器１４では冷媒から周囲の空気に放熱する。暖気が生成される。暖気は送風ファン２４の働きで室内空間に吹き出される。膨張弁１７で冷媒は低圧まで減圧される。減圧された冷媒は室外熱交換器１６で周囲の空気から吸熱する。その後、冷媒は圧縮機１５に戻る。

（２）室内機の構成
図２は一実施形態に係る室内機１２の外観を概略的に示す。室内機１２の本体（筐体）２６にはアウターパネル２７が覆い被さる。本体２６の下面には吹出口２８が形成される。吹出口２８は室内に向けて開口される。本体２６は例えば室内の壁面に固定されることができる。吹出口２８は、室内熱交換器１４で生成される冷気または暖気の気流を吹き出す。

吹出口２８には前後１対の上下風向板３１ａ、３１ｂが配置される。上下風向板３１ａ、３１ｂはそれぞれ水平軸線３２ａ、３２ｂ回りに回転することができる。回転に応じて上下風向板３１ａ、３１ｂは吹出口２８を開閉することができる。上下風向板３１ａ、３１ｂの角度に応じて、吹き出される気流の方向は変えられる。

図３に示されるように、本体２６には吸込口３３が形成される。吸込口３３は本体２６の正面および上面で開口する。アウターパネル２７は本体２６の正面で吸込口３３に覆い被さることができる。室内熱交換器１４に流入する空気は吸込口３３から取り込まれる。

吸込口３３には、吸込口３３の長手方向にわたって同形状のエアフィルタアセンブリ３４が複数配置される。エアフィルタアセンブリ３４はエアフィルタ（第１フィルタ）３５および保持部３６を備える。エアフィルタ３５は保持部３６に保持される。保持部３６は枠体３７を有する。保持部３６は枠体３７で本体２６に固定される。保持部３６が本体２６にセットされると、エアフィルタ３５は吸込口３３の全面にわたって配置される。

保持部３６の枠体３７には後述するエアフィルタ３５の枠部を保持する前側のフィルタレール３８が設けられる。前側のフィルタレール３８に対応して本体２６には後側のフィルタレール３９が設けられる。フィルタレール３８、３９は一続きの経路を形成する。フィルタレール３８、３９は、エアフィルタ３５の左右両端をスライド可能に保持するよう、水平軸線３２ａ、３２ｂに直交する垂直面に沿って設けられる。エアフィルタ３５はフィルタレール３８、３９に沿って移動する。

図４に示されるように、本体２６には送風ファン２４が回転自在に支持される。送風ファン２４には例えばクロスフローファンが用いられる。送風ファン２４は水平軸線３２ａ、３２ｂに平行な回転軸４１回りで回転することができる。送風ファン２４の回転軸４１は本体２６の設置時の水平方向に延びる。送風ファン２４は吹出口２８に平行に配置される。送風ファン２４には駆動源（図示せず）から回転軸４１回りの駆動力が伝達される。駆動源は本体２６に支持される。送風ファン２４の回転に応じて気流は室内熱交換器１４を通過する。その結果、冷気または暖気の気流が生成される。冷気または暖気の気流は吹出口２８から吹き出される。

室内熱交換器１４は前側体１４ａおよび後側体１４ｂを備える。前側体１４ａは送風ファン２４の前側から送風ファン２４に向き合わせられる。後側体１４ｂは送風ファン２４の後側から送風ファン２４に向き合わせられる。前側体１４ａおよび後側体１４ｂは上端で相互に連結される。前側体１４ａおよび後側体１４ｂは冷媒管４２ａを有する。冷媒管４２ａは水平方向に往復する。すなわち、冷媒管４２ａは、水平軸線３２ａ、３２ｂに平行に延び、本体２６の正面視左右端で折り返され、再び水平軸線３２ａ、３２ｂに平行に延び、再び本体２６の正面視左右端で折り返され、これらが繰り返される。冷媒管４２ａは第２循環経路２２の一部を構成する。冷媒管４２ａには複数の放熱フィン４２ｂが結合される。放熱フィン４２ｂは水平軸線３２ａ、３２ｂに直交しつつ相互に平行に広がる。冷媒管４２ａおよび放熱フィン４２ｂは例えば銅やアルミニウムといった金属材料から成形されることができる。冷媒管４２ａおよび放熱フィン４２ｂを通じて冷媒と空気との間で熱交換が実現される。

図４に示されるように、エアフィルタアセンブリ３４はフィルタ清掃ユニット４３および電気集塵ユニット（電気集塵装置）４４を含む。フィルタ清掃ユニット４３は上ダストボックス４５および下ダストボックス４６を備える。上ダストボックス４５および下ダストボックス４６は保持部３６の枠体３７を有する。上ダストボックス４５はエアフィルタ３５の前面側に配置される。上ダストボックス４５はカバー４７を有する。カバー４７はボックス本体４８の塵埃貯留部４９を開閉可能に覆うように設けられている。下ダストボックス４６はエアフィルタ３５の後面側に配置される。上ダストボックス４５および下ダストボックス４６はエアフィルタ３５に対して水平方向に配置されている。エアフィルタ３５の清掃時、概ねエアフィルタ３５の前面の塵埃は上ダストボックス４５のボックス本体４８に回収され、エアフィルタ３５の後面の塵埃は下ダストボックス４６に回収される。

フィルタ清掃ユニット４３は第１従動ギア５１および第２従動ギア（駆動部材）５２を備える。第１従動ギア５１は上ダストボックス４５に取り付けられる。第１従動ギア５１は水平軸５３回りで回転する。第１従動ギア５１は上ダストボックス４５内の後述する清掃ブラシを回転させる。第１従動ギア５１の歯は上ダストボックス４５の外面から少なくとも部分的に露出する。同様に、第２従動ギア５２は下ダストボックス４６に取り付けられる。第２従動ギア５２は水平軸５４回りで回転する。第２従動ギア５２は下ダストボックス４６の両端側に設けられており、後述するようにエアフィルタ３５を駆動する。第２従動ギア５２の歯は下ダストボックス４６の外面から部分的に露出する。エアフィルタアセンブリ３４が本体２６にセットされると、第１従動ギア５１は本体２６に搭載の第１駆動ギア（図示されず）に噛み合い、同様に第２従動ギア５２は本体２６に搭載の第２駆動ギア（図示されず）に噛み合う。第１駆動ギアおよび第２駆動ギアには個別に電動モータといった駆動源（図示されず）が連結される。個々の駆動源から供給される駆動力に応じて第１従動ギア５１および第２従動ギア５２は個別に回転する。

電気集塵ユニット４４は、イオナイザ５５と、後述する帯電電極と、後述する集塵電極とを備える。イオナイザ５５は上ダストボックス４５に設けられる。イオナイザ５５の筐体５６は上ダストボックス４５のカバー４７に一体的に設けられればよい。イオナイザ５５の筐体５６には上下に開口５７が形成される。開口５７からイオンおよびオゾンが放出される。放出されたイオンおよびオゾンはアウターパネル２７とエアフィルタ３５との間の空間に分散する。イオナイザ５５は配線（図示されず）で本体２６内の図示しない制御部に電気的に接続される。イオナイザ５５の配線は着脱可能な電気接点を有しており、エアフィルタアセンブリ３４の取り付けおよび取り外しの際には、配線の結合および分断が行われる。配線を通じてイオナイザ５５には動作電力が供給される。

図５に示されるように、エアフィルタ３５はフレーム５８およびメッシュシート５９を備える。メッシュシート５９は例えばポリエチレンテレフタラートの繊維（樹脂繊維）を格子状に組み合わせて構成される。メッシュシート５９はフレーム５８に支持される。フレーム５８はメッシュシート５９の形状を保持する機能を有する。フレーム５８は樹脂材料（例えばポリプロピレン）から成形される。フレーム５８およびメッシュシート５９は第１絶縁体６１を構成する。メッシュシート５９のメッシュは気流に対して交差するように設けられ、通気路を区画する。エアフィルタ３５の後面側でフレーム５８にはラック６２が形成される。ラック６２は、水平軸線３２ａ、３２ｂに直交する垂直面に沿って直線状に延びる。

図６に示されるように、エアフィルタ３５の気流に対して下流側となる第２面（後面）には導電材の被膜６３が形成される。導電材には例えばアルミニウムといった金属材料が用いられることができる。被膜６３はエアフィルタ３５の後述する反発フィルタ７４側の面でメッシュシート５９の表面に積層される。被膜６３の形成には例えばスパッタリング法が用いられればよい。メッシュシート５９によって格子状に区画された通気路はそのまま確保される。エアフィルタ３５の室内側の第１面（前面）には一面に絶縁材（第１絶縁体６１）が維持される。被膜６３は本体２６のグラウンドに接続される。こうした接続にあたって、本体２６には被膜６３の一部に接触する電気的な接点（図示されず）が形成されればよい。接点から被膜６３の電位はグラウンドに落とされればよい。被膜６３に接触する電気的接点は保持部３６の枠体３７に形成されてもよく、その場合には、枠体の接点から延びる配線が本体２６上の接点に接続されればよい。

図７に示されるように、フィルタ清掃ユニット４３はピニオン（駆動部材）６４を備える。ピニオン６４は例えば下ダストボックス４６に回転自在に支持される。ピニオン６４の外周は、例えば枠体３７に形成される押さえ板（案内部材）６５の湾曲面に所定の間隔で向き合わせられる。湾曲面はピニオン６４の回転軸に平行な母線で形成される。エアフィルタ３５が保持部３６に装着されると、フレーム５８およびラック６２はピニオン６４の外周と押さえ板６５の湾曲面とに挟まれる。こうしてラック６２はピニオン６４に噛み合う。押さえ板６５はピニオン６４からラック６２の離脱を防止する。ピニオン６４および押さえ板６５でエアフィルタ３５の移動は案内される。

ピニオン６４は第２従動ギア５２に連結される。第２従動ギア５２の回転はピニオン６４に伝達される。ピニオン６４の回転はピニオン６４の接線方向にラック６２の移動を引き起こす。こうして第２従動ギア５２の回転に応じて水平軸線３２ａ、３２ｂに直交する垂直面に沿った方向に上ダストボックス４５および下ダストボックス４６に対してエアフィルタ３５の相対移動は実現される。

フィルタ清掃ユニット４３は、エアフィルタ３５に関連づけられて配置される清掃ブラシ６６を備える。清掃ブラシ６６は上ダストボックス４５内に収納される。清掃ブラシ６６はブラシ台座６７を備える。ブラシ台座６７は第１従動ギア５１からの駆動力により水平軸６８回りに回転することができる。ブラシ毛６９はブラシ台座６７の筒面上に所定の中心角範囲にわたって配置される。ブラシ毛６９の植毛範囲はブラシ台座６７の軸方向にエアフィルタ３５を横切る広がりを有する。清掃ブラシ６６は所定の回転位置でブラシ毛６９をエアフィルタ３５に接触させ当該回転位置以外ではブラシ毛６９をエアフィルタ３５から離脱させる。ブラシ毛６９がエアフィルタ３５に接触する状態で水平軸線３２ａ、３２ｂに直交する垂直面に沿った方向にエアフィルタ３５が移動すると、エアフィルタ３５の前面に付着した塵埃はブラシ毛６９に絡め捕られることができる。

フィルタ清掃ユニット４３はブラシ受け７１を備える。ブラシ受け７１は下ダストボックス４６内に収納される。ブラシ受け７１は受け面７２を有する。受け面７２は清掃ブラシ６６に向き合わせられる。ブラシ毛６９がエアフィルタ３５に接触する際に受け面７２はブラシ毛６９との間にエアフィルタ３５を挟み込む。その他、受け面７２にはブラシ毛が植毛されてもよい。

電気集塵ユニット４４のイオナイザ５５は帯電電極７３を有する。イオナイザ５５は本体２６の帯電電極用高電圧電源７９から高電圧の供給を受けて空気中に放電する。放電によりイオンおよびオゾンが生成される。こうして生成されたイオンおよびオゾンがイオナイザ５５の開口５７から放出される。

電気集塵ユニット４４は反発フィルタ（第２フィルタ）７４をさらに備える。反発フィルタ７４はエアフィルタ３５と同様な構造を有すればよい。すなわち、反発フィルタ７４はフレーム７５およびメッシュシート７６を備える。メッシュシート７６は例えばポリエチレンテレフタラートの繊維（樹脂繊維）を格子状に組み合わせて構成される。メッシュシート７６はフレーム７５に支持される。フレーム７５はメッシュシート７６の形状を保持する機能を有する。フレーム７５は樹脂材料（例えばポリプロピレン）から成形される。フレーム７５およびメッシュシート７６は第２絶縁体７７を構成する。メッシュシート７６のメッシュは気流に対して交差するように設けられ、通気路を区画する。

反発フィルタ７４の集塵電極側（ここではエアフィルタ３５側）の面は導電材の被膜７８で覆われる。導電材には例えばアルミニウムといった金属材料が用いられることができる。被膜７８は反発フィルタ７４の帯電電極７３側の面でメッシュシート７６の表面に積層される。被膜７８の形成には例えばスパッタリング法が用いられればよい。メッシュシート７６によって格子状に区画された通気路はそのまま確保される。反発フィルタ７４の室内熱交換器１４側の面には一面に絶縁材（第２絶縁体７７）が維持される。

反発フィルタ７４は下ダストボックス４６に一体的に設けられたフィルタレール３８の室内熱交換器１４側に固定されればよい。前面の被膜７８とエアフィルタ３５の被膜６３との間には空間が形成される。すなわち、被膜７８と被膜６３との間には距離が確保される。ここでは、被膜７８は被膜６３に等間隔で向き合わせられる。こうして電気集塵ユニット４４は集塵電極としてエアフィルタ３５を利用する。

被膜７８は本体２６の反発電極用高電圧電源９２に接続される。反発フィルタ７４と反発電極用高電圧電源９２とを接続する配線は着脱可能な電気接点を有しており、エアフィルタアセンブリ３４の取り付けおよび取り外しの際には、配線の結合および分断が行われる。配線を通じて被膜７８には高電圧が供給される。ここでは、反発フィルタ７４の被膜７８には帯電電極７３と同極性の電圧が供給される。したがって、高電圧の供給を受けて反発フィルタ７４は前面の被膜７８に沿って帯電電極７３と同極性の電気的な障壁を形成する。

図８に示されるように、本体２６内では吸込口３３から吹出口２８に向かって気流の通路８１が形成される。通路８１内に室内熱交換器１４は配置される。室内熱交換器１４の上流には通路８１を横切る横断面８２（後述するＳＲの後端側から後述するＦＲの下端側）に沿ってエアフィルタ３５が配置される。エアフィルタ３５の上流側にはイオナイザ５５が配置される。

エアフィルタ３５のメッシュシート５９は第１領域ＦＲおよび第２領域ＳＲを有する。エアフィルタ３５が基準位置に位置している場合（図８の位置）、エアフィルタ３５の上端は横断面８２の上端（第２領域ＳＲの奥側）に配置される。このとき、エアフィルタ３５のメッシュシート５９は横断面８２に沿って通路８１を遮る。メッシュシート５９の第１領域ＦＲは上ダストボックス４５および下ダストボックス４６の下側で横断面８２に沿って通路８１を遮る。メッシュシート５９の第２領域ＳＲは上ダストボックス４５および下ダストボックス４６の上側で横断面８２に沿って通路８１を遮る。エアフィルタ３５の基準位置では第１領域ＦＲおよび第２領域ＳＲの間に清掃ブラシ６６は配置される。

エアフィルタ３５の下流側に反発フィルタ７４が配置される。反発フィルタ７４のメッシュシート７６は上ダストボックス４５および下ダストボックス４６の下側で気流の通路８１を遮る。反発フィルタ７４は上ダストボックス４５および下ダストボックス４６の上側には配置されない。こうして反発フィルタ７４のメッシュシート７６は基準位置のエアフィルタ３５の第１領域ＦＲに対向する。

前述のように、ピニオン６４には第２従動ギア５２その他の駆動機構を通じて電動モータ８３といった駆動源が連結される。電動モータ８３には制御部８４が接続される。制御部８４は電動モータ８３の動作を制御する。電動モータ８３の動作に応じてエアフィルタ３５は横断面８２に沿って移動することができる。制御部８４は例えばＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）といった演算処理回路で形成されればよい。

図９に示されるように、エアフィルタ３５が上限位置に位置すると、エアフィルタ３５の下端はピニオン６４の位置まで上昇する。エアフィルタ３５の上端は通路８１の内壁面に沿って案内され第１規定位置ＵＰまで達する。このとき、エアフィルタ３５のメッシュシート５９は横断面８２に沿って第１領域ＦＲから待避する。こうしてエアフィルタ３５が基準位置と上限位置との間で移動する間に清掃ブラシ６６はエアフィルタ３５の第１領域ＦＲに接触する。メッシュシート５９の第１領域ＦＲは清掃ブラシ６６で清掃される。

図１０に示されるように、エアフィルタ３５が下限位置に位置すると、エアフィルタ３５の上端は清掃ブラシ６６の位置まで下降する。エアフィルタ３５の下端は横断面８２の延長線上で第２規定位置ＬＰまで下降する。エアフィルタ３５の一部３５ａは第１領域ＦＲで大きく外側に湾曲する。このとき、エアフィルタ３５のメッシュシート５９は横断面８２に沿って第２領域ＳＲから待避する。こうしてエアフィルタ３５が基準位置と下限位置との間で移動する間に清掃ブラシ６６はエアフィルタ３５の第２領域ＳＲに接触する。メッシュシート５９の第２領域ＳＲは清掃される。

（３）室内機の動作
通常の冷房運転時や暖房運転時にはエアフィルタ３５は基準位置に位置する。送風ファン２４が動作すると、本体２６内では吸込口３３から吹出口２８に向かって通路８１に沿って気流が生成される。吸込口３３から吸引された空気はエアフィルタ３５を通過して室内熱交換器１４を通過する。室内熱交換器１４は気流と冷媒との間で熱交換を実施する。冷房運転時には空気は室内熱交換器１４で冷却されて吹出口２８から吹き出される。暖房運転時には空気は室内熱交換器１４で暖められて吹出口２８から吹き出される。こうして冷気や暖気は生成される。

気流がエアフィルタ３５を通過する際にメッシュシート５９のメッシュの大きさよりも大きい塵埃はメッシュを通過することができない。大きい塵埃はエアフィルタ３５の前面に捕獲される。メッシュの大きさよりも小さい塵埃などの微粒子は、後述する電気集塵の原理によりエアフィルタ３５の後面に付着する。こうして室内熱交換器１４に向かって流れる気流から塵埃などは除去される。室内熱交換器１４には清浄な気流が流れ込む。吹出口２８から清浄な空気の冷気または暖気は吹き出される。

エアフィルタ３５の清掃が行われる際のフィルタ清掃ユニット４３の動作について説明する。ブラシ台座６７の回転動作に応じて清掃ブラシ６６のブラシ毛６９はエアフィルタ３５の前面に接触する。このとき、エアフィルタ３５の後面はブラシ受け７１の受け面７２に受け止められる。エアフィルタ３５はブラシ毛６９と受け面７２との間に挟まれる。第２従動ギア５２が駆動されると、エアフィルタ３５はフィルタレール３８、３９に沿って前後に移動する。エアフィルタ３５の移動に応じてブラシ毛６９はエアフィルタ３５の前面をなぞる。こうしてブラシ毛６９はエアフィルタ３５の前面から大きな塵埃を絡め捕る。絡め捕られた塵埃は上ダストボックス４５に回収される。エアフィルタ３５の後面では電荷はグラウンドに逃げることから、受け面７２とエアフィルタ３５とが接触することで微粒子はエアフィルタ３５の後面から落下する。落下した微粒子は下ダストボックス４６に回収される。

エアフィルタ３５の清掃が行われる際には制御部８４は、清掃ブラシ６６の動作モードとして、第１清掃モードおよび第２清掃モードを有する。第１清掃モードでは清掃ブラシ６６はエアフィルタ３５の第１領域ＦＲおよび第２領域ＳＲを清掃する。このとき、制御部８４は、基準位置と上限位置との間でエアフィルタ３５を往復動させ、併せて、基準位置と下限位置との間でエアフィルタ３５を往復動させる。こうしてエアフィルタ３５全体は清掃される。ここでは、特に、第１領域ＦＲの往復回数に比べて第２領域ＳＲの清掃回数は少なく設定される。こうして第１領域ＦＲは第２領域ＳＲに比べて回数が多く清掃される。第１領域ＦＲの集塵量は第２領域ＳＲに比べて多いことから、第１領域ＦＲが第２領域ＳＲに比べてより多く清掃されることでエアフィルタ３５は効果的に清掃されることができる。第２清掃モードでは清掃ブラシ６６は第２領域ＳＲを除き第１領域ＦＲのみを清掃する。第２清掃モードでは第２領域ＳＲの清掃は回避される。このとき、制御部８４は基準位置と上限位置との間でエアフィルタ３５を往復動させる。エアフィルタ３５は下限位置に向かって移動しない。こうしてエアフィルタ３５の第１領域ＦＲのみ清掃される。制御部８４は第１清掃モードと第２清掃モードとを混在させる。

清掃ブラシ６６の動作モードは、第１領域ＦＲ、第２領域ＳＲ、第１領域ＦＲの順にエアフィルタ３５の清掃を行うようにすればよい。第１領域ＦＲを第２領域ＳＲよりも先に清掃するため、フィルタから剥離しやすい微粒子を先に除去することができる。

冷房運転中や暖房運転中、エアフィルタ３５ではメッシュシート５９のメッシュよりも大きいサイズの埃はエアフィルタ３５の第１領域ＦＲおよび第２領域ＳＲでメッシュシート５９に絡め捕られる。第１領域ＦＲではさらに帯電した微粒子が付着する。こうしてエアフィルタ３５では第２領域ＳＲに比べて第１領域ＦＲで塵埃が蓄積しやすい。したがって、第１清掃モードだけではなく第２清掃モードが利用されることで第１領域ＦＲでは清掃の頻度は高められる。これに対して第２領域ＳＲでは第１領域ＦＲに比べて少ない頻度で十分にエアフィルタ３５は清掃されることができる。こうして効率的にエアフィルタ３５の清掃は実施される。エアフィルタ３５の清掃にあたって消費電力は低減される。

基準位置のエアフィルタ３５に対して清掃ブラシ６６は第１領域ＦＲおよび第２領域ＳＲの間に配置される。その結果、第１領域ＦＲの清掃および第２領域ＳＲの清掃は分離されることができる。第１領域ＦＲの清掃にあたって清掃ブラシ６６は第２領域ＳＲに接触せずに第１領域ＦＲ内でエアフィルタ３５に対して相対的に移動する。第２領域ＳＲの清掃にあたって清掃ブラシ６６は第１領域ＦＲに接触せずに第２領域ＳＲ内でエアフィルタ３５に対して相対的に移動する。こうして第１領域ＦＲの清掃および第２領域ＳＲの清掃は確実に分離される。

（４）電気集塵の原理
図１１に示されるように、送風ファン２４で生成される気流中に、帯電電極７３、エアフィルタ３５および反発フィルタ７４が配置される。気流の流通方向に沿って、帯電電極７３の下流にエアフィルタ３５が配置され、エアフィルタ３５の下流に反発フィルタ７４が配置される。帯電電極７３は気流に放電する。ここでは、放電により気流中に正のイオン８６が生成される。正のイオン８６は気流中の塵埃などの微粒子８７に付着する。こうして微粒子８７は正極に帯電する（以下、帯電した微粒子を「帯電微粒子８８」という）。

反発フィルタ７４の被膜７８に高電圧が供給されると、反発フィルタ７４のメッシュシート７６の表面は正に帯電する。正に帯電したメッシュシート７６は、気流の流通方向に交差する姿勢の電気的な障壁８９を形成する。ここでは、電気的な障壁８９は気流の流通方向に直交する。電気的な障壁８９はメッシュシート７６の表面に沿って連続する。ここで、電気的な障壁８９は帯電電極７３と同極性すなわち正極性としている。

気流は、メッシュシート５９のメッシュで区画される通気路を通過する。気流に乗った帯電微粒子８８は、メッシュシート５９のメッシュよりも小さいことからエアフィルタ３５のメッシュシート５９を通過する。帯電微粒子８８は電気的な障壁８９に衝突する。帯電微粒子８８と電気的な障壁８９とは同極性を有することから、帯電微粒子８８は電気的な障壁８９で跳ね返される。これによって帯電微粒子８８の進行速度が減じられるとともに進行方向が逆方向となり、帯電微粒子８８はエアフィルタ３５に向かって移動し被膜６３に付着する。

エアフィルタ３５の被膜６３はグラウンド９１に接続される。帯電微粒子８８がエアフィルタ３５の被膜６３に付着すると、帯電微粒子８８とグラウンド９１との間で電荷がやりとりされる。帯電微粒子８８の帯電した状態は解消される。こうしてエアフィルタ３５が帯電電極７３と同極性の電位となることを防止できる。帯電微粒子８８の付着量が増加しても、確実に新たな帯電微粒子８８はエアフィルタ３５に付着していくことができる。なお、ここでは、集塵電極としてのエアフィルタ３５の極性をグラウンドとしたが、帯電微粒子８８を付着させられる極性を持っていればよく、帯電微粒子８８と逆の極性すなわち負の極性となるようにしてもよい。

反発フィルタ７４の被膜７８はエアフィルタ３５の被膜６３に等間隔に向き合わせられることが望ましい。そうすれば電気的な障壁８９では電位の分布の偏りが抑制される。その結果、エアフィルタ３５上に満遍なく帯電微粒子８８は付着することができる。帯電微粒子８８がエアフィルタ３５上に偏在しないため、エアフィルタ３５の電気的な障壁８９に向き合う箇所の全体で効率的に帯電微粒子８８を捕獲することができる。ここで、被膜７８と被膜６３との距離が一定でない場合には、エアフィルタ３５上に付着する帯電微粒子８８の量に偏りが生じてしまい、エアフィルタ３５が効率的に帯電微粒子８８を捕獲することができない。さらに、近接した個所でスパークが生じる可能性がある。しかし、上述のように等間隔とすることで、反発フィルタ７４の被膜７８とエアフィルタ３５の被膜６３との間でスパークが発生することを防止できる。

ここでは、エアフィルタ３５では第１絶縁体６１は前面（第１面）で気流を受け後面（当該第１面の反対側の第２面）で被膜６３を支持する。同様に、反発フィルタ７４では第２絶縁体７７はエアフィルタ３５の被膜６３に向き合わせられる面で被膜７８を支持する。こうしてエアフィルタ３５上の被膜６３に反発フィルタ７４上の被膜７８は向き合わせられる。エアフィルタ３５の被膜６３および反発フィルタ７４の被膜７８は第１絶縁体６１および第２絶縁体７７の間に配置される。これにより、高電圧が供給される被膜７８に対して、ユーザーが外側から直接接触することを防止できる。また、金属材料により被覆された面（被膜６３）は樹脂材料からなる絶縁体（第１絶縁体６１）の表面より凹凸が少ない。そのため、帯電微粒子８８が付着する面を反発フィルタ７４側とすることで、エアフィルタ３５の清掃が容易となる。

なお、図１１ではイオナイザ５５から正のイオンを放出する例を示したが、他の実施形態として、負のイオンを放出するようにしてもよい。その場合は、反発フィルタ７４の極性が負となるようにし、集塵電極（エアフィルタ３５）の極性を正またはグラウンドとすればよい。

１１空気調和機、２６筐体（本体）、３５第１フィルタ（エアフィルタ）、５９メッシュシート、６３導電材（被膜）、６４駆動部材（ピニオン）、６５案内部材（押さえ板）、６６清掃ブラシ、７３帯電電極、７４第２フィルタ（反発フィルタ）、７６メッシュシート、７８導電材（被膜）、８１通路、８２横断面、８４制御部、８９障壁、９１グラウンド、ＦＲ第１領域、ＳＲ第２領域。

Claims

気流の通路を形成する筐体と、
前記通路内に配置されて前記気流に放電して前記気流中の物質を帯電させる帯電電極と、
前記帯電電極の下流で前記通路を横切る横断面に沿って配置され、第１領域および第２領域を有して少なくとも前記第１領域の表面に導電材を有するメッシュシートで形成される第１フィルタと、
前記第１フィルタの下流で前記横断面に沿って配置され、前記第１領域の前記導電材に向き合わせられる面に沿って前記帯電電極と同極性の電気的な障壁を形成する導電材を有するメッシュシートで形成される第２フィルタと、
前記第１フィルタを清掃する清掃ブラシと、
前記清掃ブラシの動作モードとして、前記第１領域および前記第２領域を清掃する第１清掃モード、および、前記第１領域を清掃する第２清掃モードを有し、前記動作モードを切り替える制御部と
を備えることを特徴とする空気調和機。
請求項１に記載の空気調和機において、前記清掃ブラシは前記第１領域および前記第２領域の間に配置されることを特徴とする空気調和機。
請求項１または２に記載の空気調和機において、前記第１清掃モードでは前記第１領域の清掃回数に比べて前記第２領域の清掃回数は少ないことを特徴とする空気調和機。
請求項２または３に記載の空気調和機において、前記動作モードは、前記第１領域、前記第２領域、前記第１領域の順に前記第１フィルタの清掃を行うことを特徴とする空気調和機。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機において、前記第１フィルタの前記導電材はグラウンドに接続されることを特徴とする空気調和機。