JP2019045108A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】空静運転時において、空気清浄フィルタを通過する空気流を発生させるファンの静圧を高めることで、集塵性能を向上させた空気調和機を提供すること。【解決手段】吸込口１１から吸い込まれた空気が吹き出す吹出口１２と、空気清浄フィルタ（８０Ａ、８０Ｂ）と、空気清浄フィルタ（８０Ａ、９０Ａ）の配置位置を移動させる移動装置（９０Ａ、９０Ｂ）と、ファンの下流側に配置され、吹出口１２へと空気を導く空気流路４０を形成するスタビライザ４２、リアガイダ４１とを備え、スタビライザ４２の一部および／またはリアガイダ４１の一部は動作するとともに、空気清浄フィルタ（８０Ａ、８０Ｂ）の配置位置によって、スタビライザ４２の一部および／またはリアガイダ４１の一部の動作が異なることを特徴とする空気調和機。【選択図】図４

Description

本発明は、空気清浄フィルタを備えた空気調和機に関するものである。

特許文献１は、気流の通風抵抗を増やさずに気流の清浄度を高めることができる空気調和機を提案している。

特許文献１は、気流の通路の横断面に開口面を区画する筐体と、第１区画に粗塵用フィルタを第２区画に空気清浄フィルタを有するエアフィルタと、開口面に空気清浄フィルタを配置する第１位置、および、開口面から少なくとも部分的に空気清浄フィルタをずらす第２位置との間でエアフィルタを駆動する駆動部材とを備えている。

そして、特許文献１の空気調和機によれば、開口面に空気清浄フィルタが位置すると、ファンの回転によって生じる気流は、空気清浄フィルタを通過することで、空気清浄機能は実現される。また、開口面から空気清浄フィルタがずらされると、開口面には粗塵用フィルタが位置し、粗塵用フィルタがエアフィルタとして機能するため、通風抵抗の増大は回避される。

特開２０１６−１８３７９４号公報

しかしながら、特許文献１の空気調和機においては、空気清浄フィルタは、エアフィルタに比べると通風抵抗が大きいため、空気清浄フィルタを通過させる空気流を発生させるファンの静圧が低いと、十分な空気が空気清浄フィルタを通過できず、集塵性能を低下させてしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、空静運転時において、空気清浄フィルタを通過する空気流を発生させるファンの静圧を高めることで、集塵性能を向上させた空気調和機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために本発明の空気調和機は、吸込口と、前記吸込口から吸い込まれる空気流を発生させるファンと、前記ファンを駆動させるモータと、前記吸込口から吸い込まれた空気と熱交換する熱交換器と、前記吸込口から吸い込まれた空気が吹き出す吹出口と、空気清浄フィルタと、前記空気清浄フィルタの配置位置を移動させる移動装置と、前記ファンの下流側に配置され、前記吹出口へと空気を導く空気流路を形成するスタビライザ、リアガイダと、制御装置と、を備え、前記スタビライザの一部および／または前記リアガイダの一部は動作するとともに、前記空気清浄フィルタの配置位置によって、前記スタビライザの一部および／または前記リアガイダの一部の動作が異なることを特徴とするものである。

これにより、スタビライザの一部および／またはリアガイダの一部は動作するとともに、空気清浄フィルタの配置位置によって、スタビライザの一部および／またはリアガイダの一部の動作が異なることで、吸込口から吸い込まれた空気、または、吸込口に吸い込まれる空気が、空気清浄フィルタを通過する位置に空気清浄フィルタが配置されている場合には、空気清浄フィルタを通過する空気流を発生させるファンの静圧を高めるように、スタビライザの一部および／またはリアガイダの一部を動作させることで、集塵性能を向上させた空気調和機を提供できる。

本発明によれば、空静運転時において、空気清浄フィルタを通過する空気流を発生させるファンの静圧を高めることで、集塵性能を向上させた空気調和機を提供できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の斜視図 同室内機の運転停止状態の縦断面図 同室内機の空調運転時の縦断面図 同室内機の空清運転時の縦断面図 同室内機の空清運転時の他の縦断面図 本発明の他の実施の形態における室内機の空清運転時の縦断面図

第１の発明は、吸込口と、前記吸込口から吸い込まれる空気流を発生させるファンと、前記ファンを駆動させるモータと、前記吸込口から吸い込まれた空気と熱交換する熱交換器と、前記吸込口から吸い込まれた空気が吹き出す吹出口と、空気清浄フィルタと、前記空気清浄フィルタの配置位置を移動させる移動装置と、前記ファンの下流側に配置され、前記吹出口へと空気を導く空気流路を形成するスタビライザ、リアガイダと、制御装置と、を備え、前記スタビライザの一部および／または前記リアガイダの一部は動作するとともに、前記空気清浄フィルタの配置位置によって、前記スタビライザの一部および／または前記リアガイダの一部の動作が異なることを特徴とする空気調和機である。

これにより、スタビライザの一部および／またはリアガイダの一部は動作するとともに、空気清浄フィルタの配置位置によって、スタビライザの一部および／またはリアガイダの一部の動作が異なることで、吸込口から吸い込まれた空気、または、吸込口に吸い込まれる空気が、空気清浄フィルタを通過する位置に空気清浄フィルタが配置されている場合には、空気清浄フィルタを通過する空気流を発生させるファンの静圧を高めるように、スタビライザの一部および／またはリアガイダの一部を動作させることで、集塵性能を向上させた空気調和機を提供できる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記熱交換器にて熱交換された空気が、前記吹出口より吹き出す空調運転と、前記移動装置が前記空気清浄フィルタの配置位置を移動させ、前記吸込口から吸い込まれた空気、または、前記吸込口に吸い込まれる空気が、前記空気清浄フィルタを通過する空清運転と、を備え、前記空清運転時には、前記空気が流れる前記空気流路の面積が、前記空調運転時よりも縮小するように、前記スタビライザの一部および／または前記リアガイダの一部が動作する構成としたことを特徴とするものである。

これにより、空気清浄時には、空気が流れる空気流路の面積が、空調運転時よりも縮小するように、スタビライザの一部および／またはリアガイダの一部は動作することで、ファンの静圧を上昇させた高静圧空気流路を形成でき、その結果、空気の流れを円滑にすることができるため、乱流が軽減されて、低騒音化が実現できる。さらに、ファンの静圧を上昇させて、流れ場を安定できることにより、バサバサという断続的異常音も防止することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明において、前記空調運転時には、前記吹出口から吹き出される空気の風量をＱ、前記モータへの入力をＷとしたとき、Ｑ／Ｗが略最大となるように、前記スタビライザの一部および／または前記リアガイダの一部が動作する構成としたことを特徴とするものである。

これにより、ファンの回転数から得られる風量を、略最大エネルギー効率にて発生させることができるため、モータ入力も略最小入力を実現できることから、空調運転時には、略最大限の省エネを実現できる。

第４の発明は、特に、第２の発明において、前記空清運転時には、前記空気清浄フィルタと遮蔽板とで、前記吸込口を覆うように構成したことを特徴とするものである。

これにより、空気清浄フィルタが吸込口の全域を覆えない場合に、遮蔽板にて吸込口の空気清浄フィルタにて覆えない箇所を覆う構成としたことで、空気の大部分が空気清浄フィルタを通過するようになることで、集塵性能を向上させた空気調和機を提供できる。

第５の発明は、特に、第１〜第３のいずれかの発明において、動作する前記スタビライザの一部および前記リアガイダの一部は、前記空気流路の上流側の一端が回転自在に支持され、前記空気流路の下流側の他端が回動する構成としたことを特徴とするものである。

これにより、空清運転時には、空気が流れる空気流路の面積が、空調運転時よりも縮小するように動作する構成を実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本実施の形態１における空気調和機は、室内機と室外機とから構成される。室内機と室外機とは冷媒配管により接続され、室内機と室外機とによりヒートポンプ（図示せず）が構成される。室外機にはコンプレッサ（図示せず）が設けられている。室内機は、室内の壁面に取り付けられる。なお、室内機と室外機には制御装置（図示せず）が配設されており、制御配線により接続されている。

図１は、本実施の形態１による空気調和機の室内機の斜視図である。
室内機は、吸込口１１と吹出口１２とを形成する本体１と、本体１の前面に設ける前面パネル２とを備えている。

図２は、本実施の形態１による空気調和機の室内機の運転停止状態の縦断面図である。

吸込口１１は本体１の上面に形成され、吹出口１２は本体１の下面に形成される。本体１の後面１３は壁面に取り付けられる。

本体１の内部には、吸込口１１から空気を吸い込ませるファン２０と、吸込口１１から吸い込まれた空気と、室外機に設けられているコンプレッサが圧縮した冷媒とが熱交換する熱交換器３０とが設けられている。なお、熱交換器３０が、コンプレッサが圧縮した冷媒の高圧側の冷媒と熱交換する場合には暖房運転、熱交換器３０が、コンプレッサが圧縮した冷媒の低圧側の冷媒と熱交換する場合には冷房運転になる。

ファン２０には、貫流ファン（クロスフローファン）が適している。ファン２０は、左右両端のいずれかの回転軸にファンモータ（図示せず）を連結している。

ファン２０の下流から吹出口１２の上流に至る下流空気流路４０は、ファン２０の下流に配置されて空気の流れを案内するリアガイダ４１と、このリアガイダ４１に対向して配置されたスタビライザ４２と、本体１の両側壁（図示せず）とで形成されている。

リアガイダ４１の一部は上下方向に回動する構成になっている。この可変リアガイダ４１ａは、下流空気流路４０の流路面積を縮小することにより、ファン２０の静圧を高めることで、通風抵抗が大きいながらも高風量を実現できる高圧型空気流路、また、下流空気流路４０の流路面積を拡大することにより、比較的通風抵抗が小さい場合に高風量を実現できる大風量型空気流路を形成することができる。

また、スタビライザ４２の一部も上下方向に回動する構成になっている。この可変スタビライザ４２ａは、下流空気流路４０の流路面積を縮小することにより、ファン２０の静圧を高めることで、通風抵抗が大きいながらも高風量を実現できる高圧型空気流路、また、下流空気流路４０の流路面積を拡大することにより、比較的通風抵抗が小さい場合に高風量を実現できる大風量型空気流路を形成することができる。

吹出口１２には、上下風向変更羽根５１と左右風向変更羽根５２とを設けている。左右風向変更羽根５２は上下風向変更羽根５１より上流側に配置している。上下風向変更羽根５１は、吹出口１２を開閉し、空気の吹き出しを上下方向に変更する。左右風向変更羽根５２は、空気の吹き出しを左右方向に変更する。

ファン２０の上流側の空気流路６０には、熱交換器３０とエアフィルタ７０と空気清浄フィルタ８０Ａとが配置されている。空気清浄フィルタ８０Ａは複数の空気清浄フィルタから構成されている。

そして、空気清浄フィルタ８０Ａはエアフィルタ７０とは別体として形成されている。エアフィルタ７０は、比較的大きな塵埃を捕獲することを目的とした租塵用のフィルタである。

一方、空気清浄フィルタ８０Ａは、前記エアフィルタ７０より通風抵抗が大きく、前記エアフィルタ７０を通過するような微粒子を捕獲することを目的としたフィルタであり、プリーツ式や不織布式が好ましい。

複数の空気清浄フィルタから構成される空気清浄フィルタ８０Ａにおいて、移動装置９０Ａはそれぞれの空気清浄フィルタの形状を変形させることなく、配置されているそのままの形状で、空気清浄フィルタ８０Ａの配置位置を移動させる構成である。なお、移動装置９０Ａは、モータ９１と歯車９２とで構成されている。

図３は、本実施の形態１による空気調和機の室内機の空調運転時の縦断面図である。

上下風向変更羽根５１は開き、ファンモータ（図示せず）の駆動によりファン２０が回転し、吸込口１１から吸い込まれた空気が熱交換器３０と熱交換され、吹出口１２から空気が吹き出される。

なお、熱交換器３０が、コンプレッサが圧縮した冷媒の高圧側の冷媒と熱交換する場合には暖房運転、熱交換器３０が、コンプレッサが圧縮した冷媒の低圧側の冷媒と熱交換する場合には冷房運転になる。

そのとき、ファン効率ηが略最大となるように、可変リアガイダ４１ａは下方側に回動し、可変スタビライザ４２ａは上方側に回動して、リアガイダ４１およびスタビライザ４２の形状に沿う位置に配置され、下流空気流路４０の流路面積は最大になり、大風量型空気流路を形成することができる。

このとき、空気清浄フィルタ８０Ａは、前面パネル２の背面側に通風抵抗にならないように配置されているため、ファンモータ入力は、最低限に抑制され省エネを実現することができる。

なお、ｄＰを圧力損失（吸込口から吹出口までの送風路の圧力損失）、Ｑを吸込口からの風量、ｎをファン回転数（ＮＬ、ＮＭ、ＮＨ）、Ｔをトルク（モータからファンに供給される出力）と定義すると、ファン効率ηは、η＝（ｄＰ＊Ｑ）／（ｎ＊Ｔ）≒Ｑ／Ｗ、と定義できる。

ここで、圧力損失ｄＰとトルクＴとは、計測するのが困難であるため、簡易的に、風量Ｑとモータ入力Ｗとを計測して、η≒Ｑ／Ｗによって評価することもできる。

図４は、本実施の形態１による空気調和機の室内機の空清運転時の縦断面図である。

複数の空気清浄フィルタから構成される空気清浄フィルタ８０Ａにおいて、それぞれの空気清浄フィルタの形状を変形させることなく、配置されているそのままの形状で一枚づつ、移動装置９０Ａのモータ９１と歯車９２によって、移動装置９０Ａは空気清浄フィルタ８０Ａが吸込口１１の全域を覆うように配置する。

また、上下風向変更羽根５１は開き、ファンモータ（図示せず）の駆動によりファン２０が回転し、吸込口１１から吸い込まれる空気に含まれている塵埃が、空気清浄フィルタ８０Ａを通過時に集塵され、熱交換器３０とは熱交換されず通過し、吹出口１２から空気が吹き出される。

このとき、下流空気流路４０の流路面積が縮小するように、可変リアガイダ４１ａは上方側に回動し、可変スタビライザ４２ａは下方側に回動することで、ファン２０の静圧を高めて、高圧型空気流路を形成することができる。

なお、可変リアガイダ４１ａまたは可変スタビライザ４２ａのどちらか一つのみが、上記のように回動するようにしてもよい。

図５は、本実施の形態１による空気調和機の室内機の空清運転時の他の縦断面図である。すなわち、空気清浄機能を抑制した場合の縦断面図である。

空気清浄フィルタ８０Ａのうちの一つを、移動装置９０Ａのモータ９１によって、吸込口１１の一部に配置する場合である。

このときも、下流空気流路４０の流路面積が縮小するように、可変リアガイダ４１ａは上方側に回動し、可変スタビライザ４２ａは下方側に回動することで、ファン２０の静圧を高めて、高圧型空気流路を形成することができる。

なお、このときも、可変リアガイダ４１ａまたは可変スタビライザ４２ａのどちらか一つのみが、上記のように回動するようにしてもよい。

次に、可変リアガイダ４１ａおよび可変スタビライザ４２ａの構成について、図５に基づき説明する。

可変リアガイダ４１ａおよび可変スタビライザ４２ａは、それぞれリアガイダ４１およびスタビライザ４２の一部に配置されている。

可変リアガイダ４１ａは、可変リアガイダ回転中心４１ｂを中心として上下方向に回動し、可変リアガイダ先端４１ｃが、下流空気流路４０の流路面積を縮小または拡大するように回動する。

可変スタビライザ４２ａは、可変スタビライザ回転中心４２ｂを中心として上下方向に回動し、可変スタビライザ先端４２ｃが、下流空気流路４０の流路面積を縮小または拡大するように回動する。

すなわち、いずれも上流部の一端が回転自在に支持され、下流部の一端が空気流路の流路面積を縮小または拡大するように、上方側または下方側に回動する構成である。

図６は、他の実施の形態による空気調和機の室内機の空清運転時の縦断面図である。

なお、空気清浄フィルタ８０Ｂの形状や移動装置９０Ｂの構成が、前記実施の形態に記載の空気調和機の室内機と異なる点であり、その他の構成や動作に関しては同一なので、その説明は省略する。

移動装置９０Ｂは、空気清浄フィルタ８０Ｂの形状を変形させることなく、配置されているそのままの形状で、空気清浄フィルタ８０Ｂの配置位置を、吸込口１１の一部を覆う位置へと移動させる。そして、それ以外の吸込口１１は、可動式の遮蔽板８５で覆う構成としている。

なお、空気清浄フィルタ８０Ｂは、一枚で、その少なくとも一部は、円弧状または湾曲状である。そして、移動装置９０Ｂは、空気清浄フィルタ８０Ｂの形状を変形させることなく、配置されているそのままの形状で、空気清浄フィルタ８０Ｂの配置位置を移動させる。

移動装置９０Ｂは、例えば、モータ９１と歯車９２とで構成され、空気清浄フィルタ８０Ｂの外枠に形成したラック８１に歯車９２を噛み合わせ、モータ９１で歯車９２を回転されることで空気清浄フィルタ８０Ｂを回転移動させる。

なお、遮蔽板８５は空気を通さない材質でできているため、吸込口１１へと吸い込まれる全ての空気が、空気清浄フィルタ８０Ｂを通過し、吸込口１１から吸い込まれる空気に含まれている塵埃が、空気清浄フィルタ８０Ａを通過時に集塵され、熱交換器３０とは熱交換されず通過し、吹出口１２から空気が吹き出されるため、集塵性能は向上する。

このときも、下流空気流路４０の流路面積が縮小するように、可変リアガイダ４１ａは上方側に回動することで、ファン２０の静圧を高めて、高圧型空気流路を形成することができる。

本発明の空気調和機は、空静運転時において、空気清浄フィルタを通過する空気流を発生させるファンの静圧を高めることで、集塵性能を向上させた空気調和機を提供できるので、家庭用のみならず、業務用の空気清浄フィルタを備えた空気調和機にも適用できる。

１ 本体
２ 前面パネル
１１ 吸込口
１２ 吹出口
１３ 後面
２０ ファン
３０ 熱交換器
４０ 下流空気流路
４１ リアガイダ
４１ａ 可変リアガイダ
４１ｂ 可変リアガイダ回転中心
４１ｃ 可変リアガイダ先端
４２ スタビライザ
４２ａ 可変スタビライザ
４２ｂ 可変スタビライザ回転中心
４２ｃ 可変スタビライザ先端
５１ 上下風向変更羽根
５２ 左右風向変更羽根
６０ 空気流路
７０ エアフィルタ
８０Ａ、８０Ｂ 空気清浄フィルタ
８１ ラック
９０Ａ、９０Ｂ 移動装置
９１ モータ
９２ 歯車

Claims (5)

1. 吸込口と、
   前記吸込口から吸い込まれる空気流を発生させるファンと、
   前記ファンを駆動させるモータと、
   前記吸込口から吸い込まれた空気と熱交換する熱交換器と、
   前記吸込口から吸い込まれた空気が吹き出す吹出口と、
   空気清浄フィルタと、
   前記空気清浄フィルタの配置位置を移動させる移動装置と、
   前記ファンの下流側に配置され、前記吹出口へと空気を導く空気流路を形成するスタビライザ、リアガイダと、
   制御装置と、を備え、
   前記スタビライザの一部および／または前記リアガイダの一部は動作するとともに、
   前記空気清浄フィルタの配置位置によって、
   前記スタビライザの一部および／または前記リアガイダの一部の動作が異なることを特徴とする空気調和機。
2. 前記熱交換器にて熱交換された空気が、前記吹出口より吹き出す空調運転と、前記移動装置が前記空気清浄フィルタの配置位置を移動させ、前記吸込口から吸い込まれた空気、または、前記吸込口に吸い込まれる空気が、前記空気清浄フィルタを通過する空清運転と、を備え、前記空清運転時には、前記空気が流れる前記空気流路の面積が、前記空調運転時よりも縮小するように、前記スタビライザの一部および／または前記リアガイダの一部が動作する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記空調運転時には、前記吹出口から吹き出される空気の風量をＱ、前記モータへの入力をＷとしたとき、Ｑ／Ｗが略最大となるように、前記スタビライザの一部および／または前記リアガイダの一部が動作する構成としたことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記空清運転時には、前記空気清浄フィルタと遮蔽板とで、前記吸込口を覆うように構成したことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
5. 動作する前記スタビライザの一部および前記リアガイダの一部は、前記空気流路の上流側の一端が回転自在に支持され、前記空気流路の下流側の他端が回動する構成としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。

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