JP2021156512A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】未然に雑菌の増殖が抑えながら脱臭を効果的に実施することができる空気調和機を提供する。【解決手段】筐体内部の微生物の繁殖に影響する環境因子を検出する環境因子検出手段５１と、筐体内部に配置された光触媒脱臭装置４０と、室内機ファン２１及び光触媒脱臭装置４０を制御する制御装置１００とを備え、制御装置１００は、空調運転終了後の環境因子検出手段５１の検出値が所定の第１設定値以上の場合は、光触媒脱臭装置４０を駆動する。【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機の室内機に関する。

空気調和機は冷房運転を行うと、室内機に吸い込まれた空気中の水分が室内熱交換器のフィンに結露するため、室内機の筐体内部が高湿状態となり、室内機の筐体内部に存在する雑菌（カビ類を含む）が増殖して、悪臭が発生してしまうという問題がある。

その対策として、特許文献１では、吸入口および吹出口を有する室内機の筐体に、室内熱交換器と室内機ファンとイオンを発生するイオン発生器とが内装され、イオン発生器でイオンを発生させながら室内機ファンを回転させることで、発生したイオンを室内機の筐体内部に行き渡らせて、室内機の筐体内部での雑菌の増殖を抑制する、および、脱臭する内部清掃運転を行う制御装置を備えた空気調和機が提案されている。この空気調和機では、制御装置は、空調運転が行われていないときの室温と湿度が、雑菌などが増殖しやすい、例えば、２０℃以上かつ湿度が７０％以上であることを検知すると内部清掃運転を行い、内部清掃運転中に室温が２０℃未満、あるいは、湿度が７０％未満になると、制御装置は内部清掃運転を停止する。

すなわち、特許文献１の空気調和機は、室内機の筐体内部が雑菌の増殖しやすい増殖環境になったことを検知すると、上述したイオン発生器によりイオンを発生させて雑菌の増殖及び脱臭を行う内部清掃運転を行い、筐体内が増殖環境にないときには内部清掃運転が行われないため、未然に雑菌の増殖が抑えられると共に不要な内部清掃運転が行われることを防げるという効果を有している。

特開２０１６−１１８３７１号公報

しかし、特許文献１に開示された空気調和機は、イオン発生器でイオンを発生させ、発生させたイオンで室内機の筐体内部での雑菌の増殖を抑制する、および、脱臭する技術であるため、高湿環境では、イオンを発生させるための放電電極と接地電極との間の絶縁抵抗が著しく低下してイオン発生器が保護停止する、あるいは、イオン発生器が故障してイオンを発生させることができなくなるおそれがある。一方で、雑菌はイオン発生器を正常に動作させることができない高湿環境下で活発に繁殖し、この繁殖の際に臭気成分を放出するため、特許文献１に開示された空気調和機では、高湿環境下において脱臭を十分に行えないという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑み、室内機の筐体内部が高湿環境であっても室内機の筐体内部で発生した臭気を脱臭できる空気調和機を提供するものである。

本発明の一態様は、吸入口及び吹出口が形成された筐体と、前記吸入口から前記吹出口の間に形成された通風経路と、前記通風経路内に配置された室内熱交換器および室内機ファンと、前記筐体内部の微生物の繁殖に影響する環境因子を検出する環境因子検出手段と、前記筐体内部に配置された光触媒脱臭装置と、前記室内機ファン及び前記光触媒脱臭装置を制御する制御装置と、を備えた空気調和機であって、前記制御装置は、空調運転終了後の前記環境因子検出手段の検出値が所定の第１設定値以上の場合は、前記光触媒脱臭装置を駆動する空気調和機である。

本発明の空気調和機によれば、室内機の筐体内部が高湿環境であっても室内機の内部で発生した臭気を脱臭できる。

本発明の室内調和機における室内機の斜視図である。 本発明の室内調和機における室内機の横断面図である。 本発明の室内調和機の制御ブロック図である。 本発明の室内調和機における脱臭運転の制御フロー図である。 本発明の光触媒ユニットの配置を示した図である。 本発明の光触媒ユニットを示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、室内機が室外機に接続され、室内機の室内熱交換器で冷媒と室内空気とが熱交換され冷媒により冷却あるいは加熱された室内空気が室内機から吹き出されることで、室内機が設置された室内の冷房運転および暖房運転が行える空気調和機を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１は、本実施形態における空気調和機の室内機１の正面を右斜め下側から示す斜視図であり、図２は、空気調和機の室内機１の断面図であり、図３は、本発明の室内調和機の制御ブロック図であり、図４は、本発明の室内調和機における脱臭運転の制御フロー図であり、図５は、本発明の光触媒ユニットの位置を上面から示した図であり、図６は、本発明の光触媒ユニットを示す斜視図である。

本実施形態における空気調和機は、図示しない室外機と、室内機１と、空調運転の制御を行う制御装置１００とを有しており、室内機１は、室内機１が設置される室内の図示しない壁面に背面が固定されて設置されるタイプの室内機である。図１に示すように、室内機１は横長の直方体形状であって、正面側に配置された正面パネル２と、上面側に配置された上面パネル３と、左右の両端側に配置されたサイドパネル４と、底面側に配置された底面パネル６と、を備えた筐体７と、筐体７の背面に取付けられると共に室内の壁面に取付けられる据付板８と、を有している。

図２に示すように、上面パネル３には、室内空気を吸い込む吸込口９が室内機１の長手方向に渡って設けられており、底面パネル６と正面パネル２との間には、筐体７に吸い込まれた空気を筐体7の外部へと吹き出すための吹出口１２が設けられ、吹出口１２は室内機１の長手方向に渡って開口している。吹出口１０の両端側には後述する上下風向板１３と左右風向板１４の動作を行うステッピングモータ１３Ａ、１４Ａが納められた図示しないモータボックスの底面カバー部１１Ｒ，１１Ｌが配置されている。上面パネル３に設けられた吸入口９から底面側に設けられた吹出口１２の間に筐体７内部の通風経路１５が形成される。

吹出口１２には、上下風向板１３が筐体７に対して回動可能に取付けられており、上下風向板１３は、吹出口１２および底面カバー部１１Ｒ，１１Ｌを覆うことが可能な横長の矩形状に形成されている。上下風向板１３は、室内機１の運転時には吹出口１２を開き、角度を任意に変えることによって後述する室内熱交換器２０を通過した調和空気流の上下方向の向きを変えると共に、室内機１の運転停止時には吹出口１２を閉じる蓋としての機能を有しており、吹出口１２を閉じた状態では、底面カバー１１Ｒ、１１Ｌも覆われる。

また、吹出口１２には左右風向板１４が筐体７に対して回動可能に取付けられており、左右風向板１４は、室内機１の運転時には、角度を任意に変えることによって室内熱交換器２０を通過した調和空気流の左右方向の向きを変える。

図２に示すように、筐体７内部の通風経路１５には、図示しない空気調和機の室外機から送られてくる冷媒が流入して室内空気と熱交換する室内熱交換器２０と、室内熱交換器２０に通風する室内機ファン２１と、室内機ファン２１を駆動させるファンモータ２２（図５参照）と、室内熱交換器２０の下側に配置されて室内熱交換器２０で生じた結露水を集めるドレンパン２３とが配置されている。室内熱交換器２０は、正面側に位置する第１室内熱交換器２０Ｆと背面側に位置する第２室内熱交換器２０Ｂとを備えている。室内機ファン２１は、樹脂材で形成されたクロスフローファンであり、第１室内熱交換器２０Ｆと第２室内熱交換器２０Ｂとの間に配置されている。ファンモータ２２の駆動により室内機ファン２１が回転することで、吸込口９から通風経路１５に室内空気が取り込まれ、室内熱交換器２０を通過する際に冷媒と熱交換を行って、吹出口１２から吹き出される。

第１室内熱交換器２０Ｆの下側には、第１室内熱交換器２０Ｆで生成された凝縮水を受ける第１ドレパン２３Ｆが配置されている。ベース部３５は樹脂材で形成されており、室内熱交換器２０や室内機ファン２１が取り付けられる。ベース部３５における第２室内熱交換器２０Ｂの下方に位置する部分が、第２室内熱交換器２０Ｂで生成される凝縮水を受ける第２ドレパン２３Ｂとなっている。また、ベース部３５における室内機ファン２１の後方から吹出口１２にかけての部分が、通風経路１５の一部を形成している。

第１ドレパン２３Ｆの下側には、第１ドレパン２３Ｆと間隔をおいて略平行に前側ガイド壁３０が配置されており、前側ガイド壁３０は底壁３１と底壁３１の両端から立ち上がる側壁３２を備え、側壁３２それぞれは、第１ドレパン２３Ｆの正面側端壁と背面側端壁とに接続されている。このように、第１ドレパン２３Ｆと前側ガイド壁３０とが組み合わされることで、第１ドレパン２３Ｆと前側ガイド壁３０との間には空間が形成され、この空間が脱臭ダクト３６となる。そして、脱臭ダクト３６の内部には、筐体７の内部の脱臭を行う光触媒脱臭装置としての光触媒ユニット４０が配置されている。図５に示すように、前側ガイド壁３０の長手方向の長さは、第１ドレパン２３Ｆよりも長く形成されている。このため、第１ドレパン２３Ｆの両端部から前側ガイド壁３０それぞれの端部が突き出し、第１ドレパン２３Ｆの両端部から前側ガイド壁３０それぞれの端部が突き出した部分の上面側が、上方に向けて開口するダクト開口部３７であり、底面カバー１１Ｒ側が第１ダクト開口部３７ａ、底面カバー１１Ｌ側が第２ダクト開口部３７ｂである（図５を参照）。これら第１ダクト開口部３７ａおよび第２ダクト開口部３７ｂは、それぞれ通風経路１５と連通している。

図６に示すように、光触媒ユニット４０は、吸込口４１と排出口４２とを備えた光触媒ボックス４３と、光触媒ボックス４３の内部に配置された、光触媒が施された光触媒保持部材４４と、光触媒保持部材４４に紫外線を照射する紫外線光源４５と、空気を吸込口４１から吸込み光触媒保持部材４４を通過させ排出口４２へと送る光触媒用ファン４６と、備えている。

吸込口４１は光触媒ボックス４３における後述する光触媒用ファン４６の下方の面に設けられ、光触媒用ファン４６と吸込口４１の間に図示しないフィルタが設けられている。排出口４２は光触媒ボックス４３の底壁に配置され、光触媒ボックス４３の内部の吸込口４１と排出口４２との間に通風路４７が形成される。光触媒用ファン４６は例えばシロッコ型のファンであり、通風路４７における吸込口４１を臨む位置に配置されている。光触媒保持部材４４は、空気の透過が可能なように樹脂繊維をメッシュ状に編み上げて光触媒を施した構造であり、通風路４７の断面形状に応じた形状に形成されて光触媒用ファン４６と排出口４２との間に配置されている。紫外線光源４５は、光触媒保持部材４４に対向するように光触媒ボックス４３の側壁に配置されている。紫外線光源４５は、本実施形態では２つ設けられている。なお、紫外線光源４５は、例えば紫外線が照射可能なＬＥＤやＵＶランプなどである。

光触媒ユニット４０は、脱臭ダクト３６の長手方向において第１ダクト開口部３７ａ側に配置されており、光触媒ユニット４０が動作して脱臭運転が開始されると、筐体７の内部の空気は、第１ダクト開口部３７ａから吸い込まれて、光触媒ユニット４０の吸込口４１、光触媒用ファン４６、光触媒保持部材４４、排出口４２を順に通過する際に脱臭され、第２ダクト開口部３７ｂから通風経路１５に送り出されて、筐体７の内部を循環する。尚、光触媒ボックス４３の底壁と前側ガイド壁３０の底壁３１との間であって、吸入口４１と排出口４２のそれぞれには、第１ダクト開口部３７ａから吸い込まれた空気を吸込口４１へ導き、排出口４２から吹き出された空気を第２ダクト開口部３７ｂに導くための、例えば、それぞれのダクト開口部３７側に開口するＵ字状に立設した図示しないガイド手段が設けられている。

空気調和機１の図示しない室外機は、室内機２と配管および配線により接続され、図示しない圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁、室外ファンを備えており、室外機に備えた圧縮機、四方弁、室外熱交換器、及び、室内機１に備えた図示しない膨張弁、室内熱交換器２０によって冷凍サイクル５０が形成されている。

次に、図３に基づいて制御装置１００について説明する。制御装置１００は、冷凍サイクル５０を制御して、冷房運転、暖房運転、除湿運転などの空調運転、および、筐体７の内部を乾燥させる内部乾燥運転と、筐体７の内部の脱臭を行うために光触媒ユニット４０を駆動させる脱臭運転を行う。図３に示すように、制御装置１００には、冷凍サイクル５０、空調運転を行うための図示しない各種センサ、筐体内部の微生物の繁殖に影響する環境因子を検出する環境因子検出手段として筐体内部の温度を検出する温度センサ５１及び湿度を検出する湿度センサ５２、上下風向板１２を動作させる上下風向板用ステッピングモータ１３Ａ、左右風向板１３を動作させる左右風向板用ステッピングモータ１４Ａ、光触媒ユニット４０、室内機ファン２１が接続されている。なお、光触媒ユニット４０は、紫外線光源４５と光触媒用ファン４６と接続する図示しない制御基板を有している。尚、温度センサ５１及び湿度センサ５２は、筐体７の内部に配置されている。

ここで、内部乾燥運転とは、室内熱交換器２０に冷媒を流さずに室内機ファン２１を駆動する運転、もしくは、室内熱交換器２０を凝縮器として機能させるように高温の冷媒を流して室内機ファン２１を駆動させる運転である。また、脱臭運転は、上下風向板用ステッピングモータ１３Ａを動作させて上下風向板１３で吹出口１２を閉じ、光触媒ユニット４０を駆動させる。光触媒ユニット４０の図示しない制御基板は、制御装置１００の指示を受けて紫外線光源４５による紫外線の照射を行うとともに光触媒用ファン４６を駆動する。

次に、図４に基づき、脱臭運転の制御を説明する。脱臭運転は、微生物や雑菌の繁殖に影響する環境因子として、筐体７の内部の温度と湿度を検知して実行する。図４に示すように、冷房運転停止後（ＳＴ１）、内部乾燥運転を開始する（ＳＴ２）。また、内部乾燥運転の開始と同時に、温度センサ５１及び湿度センサ５２によって検知された筐体７の内部の温度と湿度が、微生物や雑菌などが増殖しやすい第１設定値（例えば、２０℃以上かつ湿度が８０％以上）になったかどうかを判断し（ＳＴ３）、検知された筐体７の内部の温度と湿度が、微生物や雑菌などが増殖しやすい第１設定値になった場合、制御装置１００は、脱臭運転を開始する（ＳＴ４）。

制御装置１００は、脱臭運転を開始した後、温度センサ５１及び湿度センサ５２によって検知された筐体内部の湿度が、第１設定値の設定値より低く微生物や雑菌などの増殖が止まる第２設定値（例えば、湿度が７０％以下）になったかどうかを判断し（ＳＴ５）、検知された筐体内部の温度と湿度が、第２設定値になった場合、脱臭運転と内部乾燥運転を停止する（ＳＴ６）。なお、制御装置１００は、温度センサ５１で検出した筐体７の内部の温度や、湿度センサ５２で検出した筐体７の内部の湿度を定期的（例えば、１分毎）に取り込んでいる。

イオン発生器によりイオンを発生させて脱臭運転を行っている従来技術はプラズマでイオンを生成する技術であるが、高湿環境下では、イオンを発生させるための放電電極と接地電極との間の絶縁抵抗が著しく低下してイオン発生器が保護停止する、あるいは、イオン発生器が故障してイオンを発生させることができなくなるおそれがある。これに対し、光触媒ユニット４０は、光触媒を用いて筐体７の内部の脱臭を行うものである。このため、雑菌などが増殖しやすくイオン発生器が稼働できない高湿度条件下でも駆動させることが可能である。つまり、本実施形態のように、光触媒ユニット４０を使用すれば、高湿度状態の時でも脱臭運転を行えるので、高湿度下での雑菌の増殖に伴って発生する臭気の脱臭を効果的に実施することができる。

また、本実施形態では、冷房運転の停止後に脱臭運転を行う際に、同時に内部乾燥運転を行っている。冷房運転の停止後に内部乾燥運転を行うことによって、筐体７の内部の湿度を、内部乾燥運転を行わない場合と比べて早く低くできる。このとき、筐体７の内部が上述した第２設定値に早く到達するため、雑菌が繁殖する時間も内部乾燥運転を行わない場合と比べて短くなる。つまり、冷房運転の停止後に内部乾燥運転を行えば、冷房運転を停止してから筐体７の内部が第２設定値に到達するまでの間だけ脱臭運転を行えばよいので、脱臭運転の時間を短くできる。このため、光触媒ユニット４０の消費電力を低減でき、また、光触媒ユニット４０の紫外線光源４５の寿命を延ばすことができる。

尚、本実施形態では、冷房運転の停止後、内部乾燥運転を行ってから脱臭運転を行っているが、内部乾燥運転を行うことなく脱臭運転を行っても構わない。

また、制御装置１００は、筐体７の内部の温度と湿度が、雑菌などが増殖しやすい第１設定値になった場合に脱臭運転を開始する。つまり、微生物や雑菌が増殖する環境下であるときのみ、光触媒ユニット４０を駆動させる。このため、冷房運転停止後に長時間光触媒ユニット４０を駆動させ続ける場合と比べて、微生物や雑菌が増殖する際に生成する臭気を脱臭しつつ、光触媒ユニット４０の消費電力を低減でき、また、光触媒ユニット４０の紫外線光源４５の寿命を延ばすことができる。

以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。

１…空気調和機用室内機、２…正面パネル、４…サイドパネル、６…底面パネル、７…筐体、９…据付板、１０…開口部、１１Ｒ、１１Ｌ…底面カバー、１２…吹出口、１３…上下風向板、１３Ａ…上下風向板用ステッピングモータ、１４…左右風向板、１４Ａ…左右風向板用ステッピングモータ、１５…通風経路、２０…室内熱交換器、２１…室内機ファン、２２…ファンモータ、２３…ドレパン、２３Ｆ…第１ドレパン、２３Ｂ…第２ドレパン、３０…前側ガイド壁、３１…底壁、３２…端壁、３５…ベース部、３６…脱臭ダクト、３７ａ…第１ダクト開口部、３７ｂ…第２ダクト開口部、４０…光触媒ユニット（光触媒脱臭装置）、４１…吸込口、４２…排出口、４３…光触媒ボックス、４４…光触媒保持部材、４５…紫外線光源、４６…光触媒用ファン、４７…通風路、５０…冷凍サイクル、５１…温度センサ（環境因子検出手段）、５２…湿度センサ（環境因子検出手段）、１００…制御装置

Claims (4)

1. 吸入口及び吹出口が形成された筐体と、
   前記吸入口から前記吹出口の間に形成された通風経路と、
   前記通風経路内に配置された室内熱交換器および室内機ファンと、
   前記筐体内部の微生物の繁殖に影響する環境因子を検出する環境因子検出手段と、
   前記筐体内部に配置された光触媒脱臭装置と、
   前記室内機ファン及び前記光触媒脱臭装置を制御する制御装置と、を備えた空気調和機であって、
   前記制御装置は、空調運転終了後の前記環境因子検出手段の検出値が所定の第１設定値以上の場合は、前記光触媒脱臭装置を駆動することを特徴とする空気調和機。
2. 前記制御装置は、前記光触媒脱臭装置を駆動しているときに、前記環境因子検出手段からの出力が前記第１設定値より小さい所定の第２設定値以下となった場合は、前記光触媒脱臭装置を停止させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記制御手段は、冷房運転終了後に前記筐体の内部を乾燥させる内部乾燥運転を行い、同内部乾燥運転中に前記環境因子検出手段の検出値が所定の第１設定値以上の場合は、前記光触媒脱臭装置を駆動する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
4. 前記制御手段は、前記内部乾燥運転中に前記光触媒脱臭装置を駆動しているときに、前記環境因子検出手段の検出値が前記第１設定値より小さい所定の第２設定値以下となった場合は、前記光触媒脱臭装置を停止させる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。

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