JP4655858B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機に関するもので、特に、フィルターの清掃を自動的に行うようにした空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機では、熱交換器の前面に、空気調和機の本体内部へ塵埃が侵入することを防ぐためのエアーフィルターが設けられており、このエアーフィルターは、それに付着した塵埃を手で清掃できるように着脱自在に構成されている。このような空気調和機においては、エアーフィルターは、頻繁なメンテナンスが必要となるだけでなく、メンテナンスが行われるまでの間に、エアーフィルターが徐々に目詰まりしていき、その結果、熱交換器を通過する風量が低下して空調能力が低下して消費電力の増大につながるといった問題がある。

そこで、エアーフィルターのメンテナンスの手間を低減することを目的に、そのエアーフィルターの上を自走する吸引ノズルを有する自動清掃装置を設け、それが複数回往復することで、エアーフィルター全面の清掃を自動的に実施するようにしたものがある。このように構成された空気調和機で、一日に一度エアコンの運転停止の際に、決められた往復回数でエアーフィルター上を自走し、そこに付着している塵埃を清掃し、複数回にわけてエアーフィルター全面を清掃する制御装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、従来の空気調和機のエアーフィルターの清掃運転時のアルゴリズムを示すフローチャートである。

図５において、通常運転が行われている状態（ステップ８０１）において、リモコン（図示せず）より空気調和機本体停止信号が発信される（ステップ８０２）と、空気調和機に内蔵された室内ファン及び圧縮機（Ｃｏｍｐ）が停止される。その時点で、前回のエアーフィルター清掃からの経過時間を計時する計時手段により、前回エアーフィルター清掃が実施されてから２４時間以上経過しているかチェックし（ステップ８０３）、それが２４時間以上経過していると、フィルター清掃モード（ステップ８０４）に移行し、エアーフィルター上を吸引ノズルが移動する。そしてステップ８０５にて吸引ノズルが所定の２往復動作を終了すると、エアーフィルターの清掃は終了し、掃除機能を全てＯＦＦ（ステップ８０６）し、空気調和機の運転が全て停止するようになっている（ステップ８０７）。
特開２００４−３６０９９５号公報

しかしながら上記従来の空気調和機では、一日に一度エアコン停止の際に清掃を実施するようになっているため、空気調和機が短時間しか運転されない場合、必要以上に清掃を実施してしまったり、空気調和機を長時間運転する場合は、エアーフィルターの掃除の回数が不足がちとなり、想定以上に塵埃が堆積してしまうことで、所定の風量から低下してしまい、冷房や暖房効率を悪化させてしまうという不具合があった。つまり空気調和機の運転時間にかかわらず、一日一度の掃除回数で、しかも吸引ノズルの往復移動回数を予め定めていた為、塵埃の蓄積量とは全く相関が無い中での掃除回数となっており、非常に非効率的であった。

またユーザーが使用する空気調和機の運転モードにより、衣類や部屋の状態が異なることで空気調和機のエアーフィルターに蓄積する塵埃の種類が異なることへの配慮もなされていなかったり、また空気調和機としても使用する風量帯域が異なることへの配慮も不十分であった。

また塵埃の蓄積量は、空気調和機自身の風量との相関があり、つまり高い風量の際は塵埃が多く、逆に低い風量の際は、塵埃が少ないということに対する配慮も不足しており、ファンモータの運転時間のみでしか往復回数を決めておらず、埃の蓄積量との相関が不十分な点があった。

またユーザーの選択しているファン速タップのみを考慮していても、空気調和機自身でも、同じファン速タップであっても回転数を変化させている。例えばサーモオフ時や空気調和機の安定時は、ファンモータの回転数を大幅に低下させることを実施している。従ってファン速タップのみの考慮ではまだまだ塵埃の蓄積量との相関が不十分であるという課題があった。

また実際のファンモータの回転数により、補正を実施していても、上下あるいは左右の風向設定によっても大きくその空気調和機の風量は変化する。従って空気調和機の回転数＝塵埃の蓄積量というわけにはいかないという課題もあった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、定期的なメンテナンスを要せず、エアーフィルターの清掃が容易で、しかも清掃時の吸引ノズルの往復移動回数を、空気調和機の実際の使用状態に応じてかえることで、エアーフィルターを無駄なく、効率よく清掃することができる空気調和機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の空気調和機は、熱交換器と、前記熱交換器に空気を通すファンと、前記ファンを回転駆動するファンモータと、前記熱交換器の上流側に配され前記熱交換器を通過する空気中の塵埃を捕集するエアーフィルターと、前記エアーフィルターに沿って往復移動すると共に前記エアーフィルター上の塵埃を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルに連通接続された吸引装置とを備え、本体の運転停止の際に、前記吸引ノズルを往復移動させて前記エアーフィルターの全面を清掃する空気調和機において、１回の清掃時の前記吸引ノズルの往復移動の回数を、前記ファンモータの前回の清掃時からの累積運転時間に応じて決定するようにしたもので、吸引ノズルによる自動清掃でエアーフィルターのメンテナンスが容易で、また、ファンモータの累積運転時間が長くなると、エアーフィルター上により多くの塵埃が堆積しているので、吸引ノズルの往復移動回数を多くして、確実にその塵埃を除去し、逆にファンモータの累積運転時間が短い時は、エアーフィルター上の塵埃が少ないので、吸引ノズルによる清掃をやめたり、或いは、１回のみの往復移動だけを行うようにすれば、エアーフィルターを無駄なく、効率よく清掃することができる。

本発明の空気調和機は、定期的なメンテナンスを要せず、エアーフィルターの清掃が容易で、しかも清掃時の吸引ノズルの往復移動回数を、空気調和機の実際の使用状態に応じてかえることで、エアーフィルターを無駄なく、効率よく清掃することができる。

第１の発明は、熱交換器と、前記熱交換器に空気を通すファンと、前記ファンを回転駆動するファンモータと、前記熱交換器の上流側に配され前記熱交換器を通過する空気中の塵埃を捕集するエアーフィルターと、前記エアーフィルターに沿って往復移動すると共に
前記エアーフィルター上の塵埃を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルに連通接続された吸引装置とを備え、本体の運転停止の際に、前記吸引ノズルを往復移動させて前記エアーフィルターの全面を清掃する空気調和機において、１回の清掃時の前記吸引ノズルの往復移動の回数を、前記ファンモータの前回の清掃時からの累積運転時間に応じて決定するようにしたもので、吸引ノズルによる自動清掃でエアーフィルターのメンテナンスが容易で、また、ファンモータの累積運転時間が長くなると、エアーフィルター上により多くの塵埃が堆積しているので、吸引ノズルの往復移動回数を多くして、確実にその塵埃を除去し、逆にファンモータの累積運転時間が短い時は、エアーフィルター上の塵埃が少ないので、吸引ノズルによる清掃をやめたり、或いは、１回のみの往復移動だけを行うようにすれば、エアーフィルターを無駄なく、効率よく清掃することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の吸引ノズルの往復移動回数を決定するファンモータの累積運転時間を、ユーザーが選択した運転モードにより補正するもので、吸引ノズルの往復移動回数を、より精度の良い埃の量に合致させて、エアーフィルターの清掃を実施することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明の吸引ノズルの往復移動回数を決定するファンモータの累積運転時間を、ユーザーが選択した風量に対応する前記ファンモータの巻線のファン速タップにより補正するもので、吸引ノズルの往復移動回数を、より精度の良い埃の量に合致させて、エアーフィルターの清掃を実施することができる。

第４の発明は、特に、第１の発明の吸引ノズルの往復移動回数を決定するファンモータの累積運転時間を、ファンモータの実際の回転数に応じて補正するもので、吸引ノズルの往復移動回数を、より精度の良い埃の量に合致させて、エアーフィルターの清掃を実施することができる。

第５の発明は、特に、第１の発明の吸引ノズルの往復移動回数を決定するファンモータの累積運転時間を、ユーザーが選択した吹き出し風の風向により補正するもので、吸引ノズルの往復移動回数を、より精度の良い埃の量に合致させて、エアーフィルターの清掃を実施することができる。

以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。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）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の断面図である。

図１において、本実施の形態における空気調和機の空気調和機本体１は、熱交換器３と、熱交換器３の風上側に配されたエアーフィルター２と、ファンモータ（図示せず）によって回転駆動されるファン４を内蔵し、通常の空気調和機の運転時には、ファン４が運転されることで、エアーフィルター２を通して室内の空気が吸引され熱交換器３で熱交換され、吹き出し口５から熱交換された空気が室内に吹き出される。空気がエアーフィルター２を通過する際に、その空気に含まれていた塵埃がエアーフィルター２にて捕集され、エアーフィルタ２上に蓄積される。６は、吹き出し口５から吹き出される空気の向きを自動的に変更する上下羽根であり、７は可動パネルを示している。

図２は、本実施の形態における空気調和機のエアーフィルター清掃機構を示した図である。この図において、エアーフィルター２は、フィルタ枠１１と、フィルター網１２から構成され、そのエアーフィルター２の表面に沿って、かつエアーフィルター２と一定の距離を保って左右方向に移動可能な吸引ノズル１３が設けられている。吸引ノズル１３のエ
アーフィルター２と対向する面には、吸引口（図示せず）が設けられている。

吸引ノズル１３は、可撓性ホース１６を介して吸引装置１４に連結されており、その吸引装置１４の排気側には、室外と連通する排気ホース１７が接続されている。

本実施の形態では、吸引ノズル１３は、上述のように左右方向に往復移動するようになっており、その往復動作は、リミットＳＷ１５のＯＮ／ＯＦＦにて確認され、移動方向が切換えられるようになっている。

上記構成により、吸引装置１４を運転しながら、吸引ノズル１３を左右方向に移動させることにより、エアーフィルター２上に付着した塵埃が、吸引ノズル１３の吸引口より吸引され、可撓性ホース１６、吸引装置１４、排気ホース１７を通って、室外に排出されるようになっており、エアーフィルター２のメンテナンスが極めて容易である。

図３は、エアーフィルター２の清掃運転時のフローチャートを示すもので、同図において、リモコンにより空気調和機本体１の運転を停止させると（ステップ１０２）、空気調和機本体１内のファンモータ、ファン４及び室外機（図示せず）に内設されたファン（図示せず）、圧縮機（Ｃｏｍｐ、図示せず）が停止する。そしてその時点で、前回のエアーフィルター２の清掃から（今回の運転開始時からでも可）のファンモータの累積運転時間が算出される（ステップ１０３）。

その累積運転時間に基づき、吸引ノズル往復回数決定手段（図示せず）により、１回の清掃時に吸引ノズル１３を往復させる回数が決定される（ステップ１０４）。この決定の詳細を示したものが表１である。

すなわち、前回のエアーフィルター２の清掃からのファンモータの累積運転時間に基づき、吸引ノズル１３の一回の清掃あたりの往復回数が決定される。例えば、ファンモータの累積運転時間が１時間未満と少ない場合は清掃を実施せず、６時間以内は１往復、１２時間以内は２往復と運転時間が長いほど、その往復移動回数を多くするようにする。

そして、吸引装置１４の運転を開始し（ステップ１０５）、吸引ノズル１３を、吸引ノズル往復回数決定手段により決定された回数往復させ（ステップ１０６）、吸引ノズル１
３の往復回数が規定の回数を終了していることが確認されると清掃終了に基づいて、吸引ノズル１３及び吸引装置１４の運転を停止し（ステップ１０７）、最後に空気調和機の運転を全停止する。

以上のように本実施の形態によれば、空気調和機のファンモータの累積運転時間に基づき、エアーフィルター２の清掃時の吸引ノズル１３の往復回数を決定するようにしているので、吸引ノズル１３の往復移動回数を、想定される埃の量に合致させて、エアーフィルターの清掃を無駄なく、効率的に行うことができる。

（実施の形態２）
表２は、本発明の第２の実施の形態における空気調和機の運転モードに基づくファンモータ累積運転時間の補正表である。なお、上記実施の形態における空気調和機と同一部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。

ファンモータの累積運転時間にて吸引ノズル１３の往復回数の決定を行うが、ユーザーの選択している運転モードにより埃の蓄積量にも差が生じる。つまり暖房運転が行われる冬場だと、着衣等で毛を含んだ物が使用されることが多く、埃の蓄積量としては増加傾向にある。また除湿運転時は、空気調和機運転時の風量も低く、結果として埃の蓄積量としては少ない傾向にある。

そこで、本実施の形態は、運転モードが異なることでの埃の種類、堆積量を想定し、ユーザーの選択される運転モードにより前述の往復回数を決定するファンモータの累積運転時間に、表２に示す様な補正率をかけるようにしたものである。例えば、冷房運転での実際の累積運転時間が２０時間の場合、吸引ノズル１３の往復回数を決定する際のファンモータの総累積運転時間は、１４時間（＝２０時間ｘ７０％）とするものである。

以上のように、本実施の形態によれば、吸引ノズルの往復移動回数を、より精度の良い埃の量に合致させて、エアーフィルターの清掃を実施することができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態における空気調和機の風量とエアーフィルター上に捕集された塵埃の蓄積量の割合（埃量割合）を示したグラフ、表３は、同空気調和機のファン速タップによるファンモータ累積運転時間の補正表である。なお、上記実施の形態における空気調和機と同一部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。

空気調和機の冷房又は暖房運転時にユーザーが選択する風量によって、エアーフィルター２上に捕集される塵埃の蓄積量に差が生じる。風量は、ファンモータの巻線（図示せず
）から取り出されたタップ（図示せず、以下「ファン速タップ」という）を切り替えることにより変えられる。

すなわち風量が高いファン速タップを選択している場合は、埃の蓄積量は増加し、また風量が低いファン速タップを選択している場合は、埃の蓄積量は少ない。図４は、ある環境下での風量に対する埃蓄積量の割合（埃量割合）を示したもので、同図に示すように、その関係には相関が有り、風量が高ければ埃の蓄積量も多く、風量が低ければ埃の蓄積量も少なくなる。

そこで本実施の形態は、ファン速タップが異なることでの埃の堆積量を想定し、表３に示すように、ユーザーによって選択されるファン速タップにより、清掃時の吸引ノズル１３の往復回数を決定するファンモータの運転時間を補正するようにしたものである。たとえば、風量が中間程度のＭｅのファン速タップで１０時間運転した場合、吸引ノズル１３の往復回数を決定する際のファンモータの総累積運転時間を、７時間（＝１０時間ｘ７０％）とするものである。

以上のように本実施の形態によれば、吸引ノズルの往復移動回数を、より精度の良い埃の量に合致させて、エアーフィルターの清掃を実施することができる。

（実施の形態４）
表４は、本発明の第４の実施の形態における空気調和機のファンモータ回転数によるファンモータ累積運転時間の補正表である。なお、上記実施の形態における空気調和機と同一部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。

ユーザーが選択しているファン速タップ（実施の形態３参照）が一定であっても、実際には所定の温度到達後、空気調和機本体１の方でファンモータの回転数を落としたりと、必ずしも一定ではない。

そこで、本実施の形態は、表４に示すように、実際に空気調和機を運転している時のファン４の回転数に応じて、清掃時の吸引ノズル１３の往復回数を決定するファンモータの累積運転時間を補正するようにしたもので、たとえば、ファン４を９００〜１１００ｒｐｍの回転数で２０時間運転した場合、吸引ノズル１３の往復回数を決定する際のファンモ
ータの総累積運転時間を、１４時間（＝２０時間ｘ７０％）とするものである。

以上のように、本実施の形態によれば、吸引ノズルの往復移動回数を、より精度の良い埃の量に合致させて、エアーフィルターの清掃を実施することができる。

（実施の形態５）
表５は、本発明の第５の実施の形態における空気調和機の吹き出し風の風向によるファンモータ累積運転時間の補正表である。なお、上記実施の形態における空気調和機と同一部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。

ユーザーが選択している吹き出し口５からの吹き出し風の風向によって、ファン４が同じ回転数で運転されても、実際運転されている風量に差が生じてくる。その為に風向によっても、エアーフィルター２で捕集される埃の量にも差が生じてくる。

そこで本実施の形態は、表５に示すように、空気調和機が運転されているときの吹き出し風の上下方向での風向きと、左右方向での風向の両方を加味して、吸引ノズル１３の清掃時の往復回数を決定するファンモータの運転時間を補正するようにしたものである。

例えば、上下方向での風向を「風向１」で、左右方向で風向を「風向３」として２０時間運転した場合の、往復回数を決定するファンモータの累積運転時間を、２０時間ｘ８５％ｘ９０％、すなわち１５時間とするものである。

以上のように、本実施の形態によれば、吸引ノズルの往復移動回数を、より精度の良い埃の量に合致させて、エアーフィルターの清掃を実施することができる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、定期的なメンテナンスを要せず、容易にエアーフィルターの清掃ができると共に、吸引ノズルの清掃時の往復移動回数が実際の埃の量に対応しているのでエアーフィルターの清掃を無駄なく、効率的に実施することができるもので、空気調和機に限らず、空気清浄機、換気扇などエアーフィルターを有する各種機器に適用できる。

本発明の第１の実施の形態における空気調和機の断面図 同空気調和機のエアーフィルター清掃機構を示す図 同空気調和機のエアーフィルターの清掃運転時のフローチャート 本発明の第３の実施の形態における空気調和機の風量とエアーフィルター上に捕集された塵埃の蓄積量の割合（埃量割合）との関係を示したグラフ 従来の空気調和機のエアーフィルターの清掃運転時のアルゴリズムを示すフローチャート

符号の説明

１ 空気調和機本体
２ エアーフィルター
３ 熱交換器
５ ファン
１１ フィルター枠
１２ フィルター網
１３ 吸引ノズル
１４ 吸引装置

Claims (5)

1. 熱交換器と、前記熱交換器に空気を通すファンと、前記ファンを回転駆動するファンモータと、前記熱交換器の上流側に配され前記熱交換器を通過する空気中の塵埃を捕集するエアーフィルターと、前記エアーフィルターに沿って往復移動すると共に前記エアーフィルター上の塵埃を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルに連通接続された吸引装置とを備え、本体の運転停止の際に、前記吸引ノズルを往復移動させて前記エアーフィルターの全面を清掃する空気調和機において、１回の清掃時の前記吸引ノズルの往復移動の回数を、前記ファンモータの前回の清掃時からの累積運転時間に応じて決定するようにした空気調和機。
2. 吸引ノズルの往復移動回数を決定するファンモータの累積運転時間を、ユーザーが選択した運転モードにより補正することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 吸引ノズルの往復移動回数を決定するファンモータの累積運転時間を、ユーザーが選択した風量に対応する前記ファンモータの巻線のファン速タップにより補正することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
4. 吸引ノズルの往復移動回数を決定するファンモータの累積運転時間を、ファンモータの実際の回転数に応じて補正することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
5. 吸引ノズルの往復移動回数を決定するファンモータの累積運転時間を、ユーザーが選択した吹き出し風の風向により補正することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。

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