JP3274054B2

JP3274054B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP3274054B2
Application number: JP00849796A
Authority: JP
Inventors: 隆雄服部
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 1996-01-22
Filing date: 1996-01-22
Publication date: 2002-04-15
Anticipated expiration: 2016-01-22
Also published as: JPH09196399A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、脱臭効果を有する
光触媒層を備えた空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機の室内ユニットは、いわゆる
壁掛け形と呼ばれるものが多用されていて、被空調室壁
面の高所に取付けるようになっている。この種の室内ユ
ニットは、そのユニット本体が前面パネルと後板から構
成されており、ここには室内に対して開口する吸込み部
と吹出し部が設けられるとともに、内部に室内熱交換器
と送風機とが配置される。

【０００３】上記送風機は、ファンモータの回転軸に横
流ファンが嵌着されており、この送風作用で室内から吸
込み部を介して吸込んだ室内空気を室内熱交換器に導い
て熱交換をしたあと、吹出し部を介して再び室内に吹出
すようになっている。

【０００４】したがって、上記室内ユニットは、空気吸
込み部と、エアーフィルタと、熱交換器と、後板と、横
流ファンおよび吹出し部などで構成される空気流通路構
成部材を備えている。

【０００５】ところで、被空調室には種々の臭いが発生
し、あるいは外部から持ち込まれて発散し充満すること
が多い。普通、このような臭いは、扉部の開閉にともな
って外部に放散され、自然的に消滅する。

【０００６】しかるに、扉部開閉の頻度が少なければ、
密閉度の高い近時の被空調室において、臭いの充満度も
高い状態で保持されてしまう。上記空気調和機が作用中
であれば、熱交換空気とともに臭いも室内に循環し、か
つその臭いが室内各部および室内ユニットの空気流通路
構成部材に染み込む。

【０００７】そして今度は、室内各部および室内ユニッ
トの空気流通路構成部材が臭いの発生源となり、快適空
調が妨げられる。そのため、脱臭機能を備えた室内ユニ
ットが提供されるようになった。これは、活性炭など臭
いの吸着剤を添着した脱臭フィルタを成形し、たとえば
空気吸込み部などの空気流通路内に配置する。

【０００８】上記脱臭フィルタの存在により、室内ユニ
ットの熱交換作用にともなって、極めて効果的な脱臭作
用が行われることになり、これまでの臭いの問題が一挙
に解決されるに至った。なお、脱臭機能のメンテナンス
としては、吸着機能を失効した脱臭フィルタを取付け部
位から取外し、代って未吸着の新品脱臭フィルタと交換
する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このようにして、被空
調室内に臭いがこもることがなく、快適空調がなされる
ようになったが、臭いの吸着剤を用いての脱臭作用であ
るところから、その効果は飽和吸着量をもって限界とな
る。

【００１０】すなわち、吸着剤が飽和吸着量に到達した
ならば、それ以上の脱臭効果を原則的には発揮しなくな
る。吸着剤が飽和吸着量に到達したことを具体的に報知
する手段は開発されていないから、新品の脱臭フィルタ
と交換する時期を誤ってしまいがちになる。また、その
脱臭有効期間自体、決して長いとは言えず、実際の使用
上は不十分なものであった。

【００１１】さらに、空気流通路に上記脱臭フィルタを
配置するので、その分、空気流の妨げとなって圧力損失
が増大するとともに、室内ユニットの厚さが増すことと
なり、室内への突出感、および存在感が増大するなどの
不具合がある。

【００１２】本発明は上記事情にもとづきなされたもの
であり、その目的とするところは、室内ユニットに脱臭
機能を備えることは勿論、その有効期間の大幅な延長を
得て、有効性の増大とメンテナンス性の向上を図った空
気調和機を提供しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を満足するた
め、本発明の空気調和機は、室内ユニットと、この室内
ユニットに備えられ空気流通路を構成する部材とを具備
し、一次粒子径５０nm以下のアナターゼ型酸化チタン粒
子をシリコーン樹脂バインダ液に分散して形成されたス
ラリを、室内ユニット内部の空気流通路構成部材表面に
塗布して固形表層化させ、さらに酸化チタン半導体のバ
ンドキャップに近い波長の光を照射する光源からの光を
受けることによって励起する光触媒層を具備するととも
に、室内ユニット内部に、光源および光源からの光を光
触媒層へ導くための反射、導光機構を備えた。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】上述の課題を解決する手段を採用すること
により、光触媒層を室内ユニットの空気流通路構成部材
に形成するため、脱臭の再生効果を有し、長期間に亘り
その効果が維持される。

【００１９】また、臭気成分が光触媒層で分解除去され
て無臭気成分となるため、メンテナンス性に優れる。従
来の脱臭フィルタ装着構造とは異なり、空気流の妨げと
なることがなく、既存の室内ユニットの空気流通路にそ
のまま脱臭機能を付与できて、圧力損失のごとき不具合
の発生がなく、加えて奥行きサイズの変更も不要であ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図１に示すように、空気調和機
の室内ユニットが構成される。空気調和機本体であるユ
ニット本体１は、前面パネル２と後板３とから構成され
る。前面パネル２の前面側にはグリル４が嵌め込まれ、
前部吸込み口２ａが開口される。上面にはグリル５が嵌
め込まれ、上部吸込み口２ｂが開口される。

【００２１】このようにして、前面グリル４に設けられ
る前部吸込み口２ａおよび上面グリル５に設けられる上
部吸込み口２ｂとで空気吸込み部１０が構成される。ユ
ニット本体１内には、各吸込口２ａ，２ｂに亘って対向
するよう緩やかな円弧状に曲成されるエアーフイルタ６
と、逆Ｖ字状に形成される熱交換器７とが配置される。

【００２２】上記熱交換器７は、前部吸込み口２ａに対
向する前側熱交換器７Ａと、上部吸込み口２ｂに対向す
る後側熱交換器７Ｂとから構成される。特に、後側熱交
換器７Ｂの上面に沿って補助熱交換器８が配置されてい
て、上部吸込み口２ｂとの間に介在される。

【００２３】この熱交換器７を構成する前側熱交換器７
Ａ下端部は低い位置にあり、下部には前ドレンパン９Ａ
が配置される一方、後側熱交換器７Ｂ下端部は高い位置
にあり、この下部には後ドレンパン９Ｂが配置される。
これら前，後ドレンパン９Ａ，９Ｂは、上記後板３に一
体に設けられる。

【００２４】逆Ｖ字状に形成される上記熱交換器７の内
部位置、すなわちこの前側熱交換器７Ａと後側熱交換器
７Ｂとの間に配置され、これら熱交換器に覆われるよう
にして室内送風機１１が配置される。

【００２５】上記室内送風機１１は、上記熱交換器７の
幅寸法と同一の軸方向寸法の横流ファン１２と、この横
流ファン１２の一側部に回転軸を介して連結されるファ
ンモータ（図示しない）とから構成される。

【００２６】上記横流ファン１２の吹出し側には、後板
３一部と前ドレンパン９Ａとからなる送風路１８が形成
されており、上記送風路１８の手前側端部に沿って、吹
出し口２０が開口される。上記前ドレンパン９Ａは、こ
の吹出し口２０の手前側端部に沿って設けられ、上記後
ドレンパン９Ｂは、上記送風路１８の上部側に沿って設
けられることになる。

【００２７】上記吹出し口２０には、ここから吹出され
る熱交換空気の風向を設定するためのルーバ２１が設け
られる。これら吹出し口２０とルーバ２１とで、熱交換
空気の吹出し部２２が構成される。

【００２８】そして、室内送風機１１の作動によって、
被空調室空気が空気吸込み部１０を介してユニット本体
１内に吸込まれ、エアーフィルタ６および熱交換器７を
通過し、吹出し部２２から再び被空調室へ吹出されるよ
うになっている。

【００２９】このように被空調室空気は、空気吸込み部
１０、エアーフィルタ６、熱交換器７、後板３、横流フ
ァン１２および吹出し部２２に沿って順次吹出されると
ころから、これら部材で空気流通路Ｓを構成することと
なる。

【００３０】そして、上記空気流通路Ｓの構成部材であ
る、空気吸込み部１０と、エアーフィルタ６と、熱交換
器７と、後板３と、横流ファン１２および空気吹出し部
２２のうちの少なくとも一つの部材の表面に光触媒層ｎ
が形成される。

【００３１】ここでは、図２（Ａ），（Ｂ）に拡大して
示すように、空気吸込み部１０を構成する前面グリル４
に設けられる前部吸込み口２ａ周面および上面グリル５
に設けられる上部吸込み口２ｂ周面に上記光触媒層ｎが
形成される。

【００３２】上記光触媒層ｎは、一次粒子径５０nm以下
のアナターゼ型酸化チタン粒子からなる。すなわち、光
触媒層ｎの成形工程を説明すれば、はじめに、一次粒子
径５０nm以下のアナターゼ型酸化チタン粒子をシリコー
ン樹脂バインダ液に分散して、スラリを形成する。

【００３３】そしてこのスラリを、空気流通路構成部材
である前面グリル４に設けられる前部吸込み口２ａ表面
および上面グリル５に設けられる上部吸込み口２ｂ表面
に塗布する。

【００３４】ついで、各グリル４，５を焼成することで
スラリが固形化し、前部吸込み口２ａ表面および上部吸
込み口２ｂ表面に沿って表層化される。このようなグリ
ル４，５をユニット本体１の所定位置に組み込んで、冷
凍サイクル運転を行う。上述したように、被空調室空気
は空気吸込み部１０を介してユニット本体１内に吸込ま
れ、熱交換されて吹出し部２２から再び室内に吹出され
る。

【００３５】その一方で、被空調室Ｒには照明灯Ｈが設
けられていて、ここから照射される光が室内ユニットＹ
に到達する。光は室内ユニットＹ表面である吸込み部１
０を照射するところから、この表面に形成される光触媒
層ｎに吸収される。光触媒層ｎでは、光を吸収して活性
化し励起される。

【００３６】吸込み部１０を介してユニット本体１内に
吸込まれる被空調室空気は、光触媒層ｎに接触する。励
起した光触媒層ｎは、空気に含まれる臭いの成分粒子、
あるいは空気に含まれる水蒸気や細かい油粒などを確実
に捕捉して分解する。

【００３７】すなわち、臭気成分などは光触媒層ｎに接
触して酸化分解除去され、無臭気成分に換る。同時に、
臭気成分などとともに空気に含まれる有機汚染物質も酸
化分解除去される。

【００３８】被空調室空気は吸込み部１０を通過する際
に光触媒層ｎによって脱臭され、さらには殺菌がなされ
る。熱交換器７を介して吹出し部２２から吹出される熱
交換空気は完全に脱臭・防菌・清浄化されたものとな
る。

【００３９】このようにして、熱交換空気は光触媒層ｎ
の触媒作用によって、高い衛生度を有した状態に変換さ
れ、被空調室Ｒ内へ吹出される。しかも、光触媒はそれ
自体が光を受けて励起、再生する特性があるので、長期
の使用に亘っても少しの劣化もなく、その作用効果は半
永久的に継続保持され、何らのメンテナンスも不要であ
る。

【００４０】さらに、従来のフィルタ挿入方式とは異な
り、空気流の妨げとなる構造を追加せずにすみ、既存の
室内ユニットＹの空気流通路Ｓ途中に脱臭機能を付与で
きるため、圧力損失の問題が生じることがなく、加えて
脱臭機構付与にともなう室内ユニットＹの奥行きサイズ
を増大することもなく、コンパクトを保持できる。

【００４１】以下は、実際に行った実験例である。すな
わち、前面パネル４の吸込み口２ａを構成するグリルと
して、ステンレス製のパンチングメタル板（１８０mm×
５４０mm、開口率５０％）で形成し、その表面に一次粒
子径１０nmのアナターゼ型酸化チタンＴｉＯ₂ 粒子を分
散させたスラリ液を塗布し、そのあと焼き付けして膜厚
３〜４μm のＴｉＯ₂ 光触媒コーティング層を設けた。

【００４２】このような前面パネル４を備えた室内ユニ
ットＹを、濃度１００ppm のイソプレンガスを注入し
た、容積０．７ｍ³ の試験室内に設置する。そして、同
試験室に備えた２００Ｗの蛍光灯を点灯し、かつその状
態で１２時間継続して送風運転を行う。

【００４３】時間が経過したら送風運転を一旦停止し
て、試験室内における第１回目のイソプレンガス残存率
を測定した。つぎに、試験室内に再び１００ppm のイソ
プレンガスを注入し、上記蛍光灯は点灯したまま１２時
間継続して送風運転を行い、そのあと第２回目のイソプ
レンガス残存率を測定した。

【００４４】また、比較例として、同じ室内ユニットの
エアーフィルタと熱交換器との間に、粒径７０〜２００
メッシュの活性炭をハニカム状コアに添着した４０mm×
２００mm×５mmｔのフィルタを介設したものについて
も、同様の条件下で測定した。

【００４５】第１回目の脱臭実験におけるイソプレン残
存率（％）は、光触媒塗布品では６１であるのに対し
て、活性炭品では５９であり、光触媒塗布品および活性
炭品はともに、ほぼ同等の残存率であった。

【００４６】ただし、第２回目の脱臭実験におけるイソ
プレン残存率（％）は、光触媒塗布品が６０であるのに
対して、活性炭品では９８であった。すなわち、光触媒
塗布品の残存率は第１回目とほとんど変わりがなく、同
等の脱臭効果を奏するのに対して、活性炭品ではイソプ
レンガスがほとんど吸着されない飽和吸着状態となって
いる。

【００４７】このようにして実験結果によれば、光触媒
品が活性炭品よりも長期間に亘り、その効果発現を維持
できることが確認された。なお、上記光触媒層ｎは、上
述した空気吸込み部１０以外に、空気流通路Ｓを構成す
る部材として、エアーフィルタ６、熱交換器７、後板
３、横流ファン１２および吹出し部２２の、少なくとも
一つの構成部材の表面に形成してもよい。

【００４８】また、上記光触媒層ｎを形成する手段とし
て、空気流通路Ｓを構成する部材の成形時に、一次粒子
径５０nm以下のアナターゼ型酸化チタン粒子を、部材素
材中に練りこみ固定化することであってもよい。

【００４９】さらに、光触媒を励起するための光源とし
て、蛍光灯などの単なる照明灯ばかりでなく、光触媒を
より効率よく励起して活性分解作用を行わせる酸化チタ
ン半導体のバンドキャップ（基底状態から励起状態のエ
ネルギの値の差）に近い波長の光を照射する光源を用意
するとよい。

【００５０】空気流通路Ｓを構成する部材として、特
に、横流ファン１２など室内ユニットＹ内部に配置さ
れ、外部光源からの光が到達し難い部材に光触媒層ｎを
設けた場合は、この光触媒層ｎにより効果的に光を導く
ための反射、導光機構を室内ユニット内に備えることに
より、高い脱臭効果を得られる。

【００５１】たとえば図３に示すように、熱交換器７お
よび横流ファン１２の表面に光触媒層ｎを設けた場合
は、外部の照明灯の光が到達し難いので、ユニット本体
１内部の必要箇所に光源Ｈａ，Ｈｂを備える。

【００５２】なお、ここでは２本の光源を備えたが、１
本の光源のみとし、反射機構を備えることによって他の
光源に代えることもできる。あるいは図４に示すよう
に、横流ファン１２の表面に光触媒層ｎを設けた場合
は、空気通風路Ｓから外れた位置に光源Ｈｃを配置し、
この投光部ａに対向して導光機構である光ファイバ束Ｆ
を設ける。

【００５３】すなわち、上記光ファイバ束Ｆは、その一
端部が光源Ｈｃの投光部ａに対向しており、かつ可能な
限り空気通風路Ｓの通風上の支障とならない位置を選択
し屈曲して延出される。その他端部は、横流ファン１２
の軸方向に沿って所定間隔を存して対向する。

【００５４】このように、光ファイバ束Ｆを用いて導光
機構を構成すれば、光源Ｈｃの位置の選択自由度が増し
て設計上有利となり、しかも空気通風路Ｓの通風抵抗を
抑制できる。

【００５５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、室
内ユニットに脱臭機能を備えることは勿論、その有効期
間の大幅な延長を得て、有効性の増大およびメンテナン
ス性の向上を図れ、快適居住空間の保持に極めて有効で
ある効果を奏する。

【００５６】

【００５７】

【００５８】

【００５９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す、空気調和機室内ユ
ニットの概略の縦断面図。

【図２】（Ａ），（Ｂ）は、同実施の形態の、吸込み部
の拡大した縦断面図。

【図３】他の実施の形態を示す、空気調和機室内ユニッ
トの概略の縦断面図。

【図４】さらに他の実施の形態を示す、光源からの光を
光触媒層へ導くための導光機構の説明図。

【符号の説明】

Ｙ…室内ユニット、Ｓ…空気流通路、１０…空気吸込み
部、６…エアーフィルタ、７…熱交換器、３…後板、１
２…横流ファン、２２…吹出し部、ｎ…光触媒層、Ｆ…
光ファイバ。

フロントページの続き (56)参考文献特開平９−133408（ＪＰ，Ａ) 特開平１−159033（ＪＰ，Ａ) 特開平７−171408（ＪＰ，Ａ) 特開平１−189321（ＪＰ，Ａ) 特開平１−218635（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−255741（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−80833（ＪＰ，Ａ) 特開平８−296992（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】室内ユニットと、この室内ユニットに備え
られ空気流通路を構成する部材とを具備した空気調和機
において、一次粒子径５０nm以下のアナターゼ型酸化チタン粒子を
シリコーン樹脂バインダ液に分散して形成されたスラリ
を、上記室内ユニット内部の上記空気流通路構成部材表
面に塗布して固形表層化させ、さらに酸化チタン半導体
のバンドキャップに近い波長の光を照射する光源からの
光を受けることによって励起する光触媒層を具備すると
ともに、上記室内ユニット内部に、上記光源および上記光源から
の光を光触媒層へ導くための反射、導光機構を備えたこ
とを特徴とする空気調和機。