JP4674616B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、酸化力の高い水微粒子（水クラスター）を室内に放出することで、殺菌、脱臭、有害物質除去を行う、空気調和機の構成に関する。

近年の空気調和機は冷房や暖房を行うに留まらず、室内空気の質向上を図るべく、浮遊塵埃やアレルゲンの除去、脱臭、抗菌などの各種機能が付与されている。しかし、基本的にはこれらの手段としては、空気吸入口に各種のフィルタ類を設けて濾し採るあるいは吸着するといった方式を採っており、これらフィルタ類の汚損が進行すると通風抵抗が増加して冷暖房時のエネルギー消費を増大させるばかりでなく、適宜、清掃・手入れを行わないと塵埃や臭いがフィルタに堆積するためにかえって逆効果となる可能性もある。

また、上記のような方式で脱臭を行う場合、室内空気中の臭い成分は比較的速やかに除
去されるが、室内の壁やカーテン等に付着している臭い成分までは除去できず、室内には臭いが残ってしまうという課題があった。

これに対して、例えば、図６のように空調装置類内部から吹き出される冷・暖空気に対して脱臭殺菌性ガスを適宜量混合せしめることにより、悪臭や細菌・バクテリア・黴類等の発生ならび拡散を防止することができる脱臭殺菌性ガス供給手段を具備する空調装置類が発明されている（例えば、特許文献１参照）。

この従来例は、図６に示すように、薬剤容器１１２と、該薬剤容器１１２に対して気化促進作用を行う気化促進部１１４とを備えた脱臭殺菌性ガス供給手段１１０を、空気流通路の一部に配設した、脱臭殺菌性ガス供給手段を具備する空調装置類であって、適用される薬剤としては、ホルマリン、クレゾール等があげられるが、特に安定化二酸化塩素が殺菌脱臭性に優れ取り扱い上安全性が高いとされている。

また、上記脱臭殺菌性ガス供給手段１１０は、空調装置類の空気採り入れ口１と熱交換器（冷・暖空気形成部）２との間の空気流通路に配設することが望ましいとしている。

このような構成により、気化促進部１１４による気化促進作用によって、薬剤容器１１２に収納された安定化二酸化塩素から二酸化塩素が適宜量ずつ気化せしめられ、このようにして得られる二酸化塩素ガスは、種々な方式の冷熱源や加熱源から熱交換された冷風や温風内に適宜量混合されて、エアコン設備の内部、ダクト等を順次通過し、エアコン等の吹き出し口４から空調対象空間としての室内に吹き出される。

こうして、脱臭殺菌性ガスの混在した冷・暖空気が室内に吹き出されることになり、適用室内雰囲気を清浄かつ安全な状態に維持することができるというものである。
特開２００１−３１４４９２号公報

しかしながら、前記従来の構成では、脱臭殺菌性のガスとして二酸化塩素等の化学物質使用を想定しており、特に家庭用として広く用いる場合に、放出量の管理が不十分になると、完全に安全とは言い切れない、放出物質自体に臭いがある等の課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、安全性が高く、酸化力の高い水微粒子を効率的に且つ安定して発生させ、室内の壁やカーテン等に付着している臭い成分まで除去できる機能、さらにアレルゲン、ウィルス等の不活化やカビ、細菌等を殺菌できる機能を有する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、熱交換器と、送風機と、吸入口から前記熱交換器、前記送風機を通って吹出口に至る送風回路と、ペルチェ素子を有し、その冷却面側に放電電極、放熱面側に放熱フィンを備えるとともに、前記冷却面側に生成した水を放電電極の放電によって酸化力の高いラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子として空気中に放出させる水クラスター発生装置と、室内の空気を前記放熱フィンに通風する通風路を備え、前記放熱フィンは鉛直方向に設けて前記放熱フィンで温められた空気が上昇気流を伴ってフィンと平行に流れる構成にするとともに、前記水クラスター発生装置からの微細な水粒子を吹出風に誘引して室内に放出させる構成としてある。

これによって、空気調和機の運転状況によらず酸化力が高い水微粒子を空気調和機の吹出し風に乗せて室内に拡散させ、室内の壁やカーテン等に付着している臭い成分の除去、
さらに室内に浮遊または付着しているアレルゲン、ウィルス等の不活化やカビ、細菌等の殺菌に対して高い性能が発揮されるものである。また、放出成分が水であるために、高い安全性が確保されるものである。また、開口部からの空気によって放熱を促進し、冷却面の温度を効率良く下げて、結露に要するペルチェ素子への入力を低めることができる。

本発明は、室内の壁やカーテン等に付着している臭い成分まで除去できるとともに、室内に浮遊または付着しているアレルゲン、ウィルス等の不活化やカビ、細菌等を殺菌できる機能を有する空気調和機を提供することができる。

第１の発明は、熱交換器と、送風機と、吸入口から前記熱交換器、前記送風機を通って吹出口に至る送風回路と、ペルチェ素子を有し、その冷却面側に放電電極、放熱面側に放熱フィンを備えるとともに、前記冷却面側に生成した水を放電電極の放電によって酸化力の高いラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子として空気中に放出させる水クラスター発生装置と、室内の空気を前記放熱フィンに通風する通風路を備え、前記放熱フィンは鉛直方向に設けて前記放熱フィンで温められた空気が上昇気流を伴ってフィンと平行に流れる構成にするとともに、前記水クラスター発生装置からの微細な水粒子を吹出風に誘引して室内に放出させる構成としてあり、酸化力が高い水微粒子を安定して発生できるとともに、空気調和機の吹出風に乗せて室内に拡散させ、室内の壁やカーテン等に付着している臭い成分の除去、さらに室内に浮遊または付着しているアレルゲン、ウィルス等の不活化やカビ、細菌等の殺菌に対して高い性能が発揮され、また、高い安全性が確保される。また、開口部からの空気によって放熱を促進し、冷却面の温度を効率良く下げて、結露に要するペルチェ素子への入力を低めることができる。

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）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機室内機の縦断面図、図２は吹出口を正面から見た図で、図３は、取り付けられる水クラスター発生装置の拡大斜視図、図４は水クラスター発生装置の縦断面図、図５は水微粒子による脱臭効果を示すグラフである。

図１〜２において、吸入口１から熱交換器２、送風機３を通って吹出口４に至る送風回路があり、吹出口４の右側内部に水クラスター発生装置５を固定する。

図３〜４において、水クラスター発生装置５にはペルチェ素子６があり、その冷却面側７に接して放電電極８、放熱面側９に接して放熱フィン１０を固定する。また、放電電極の対抗側には接地電極１１を設け、この両電極間に高電圧を印加する。

また、水クラスター発生装置５の近傍下部に開口部１２を設けるとともに、開口部１２から送風機３に吸込み誘引される空気を水クラスター発生装置５の放熱フィン１０のみに通風する通風路１３を設ける。

以上のように構成された空気調和機室内機について、以下その動作、作用を説明する。

ペルチェ素子６に通電すると、その両面に温度差が生ずる。この場合、冷却面側７に接する冷却面での冷却量、放熱面側９に接する放熱フィン１０からの放熱量を適切に設計すれば、その上の放電電極８に結露を生じる。

ここで、放電電極８と接地電極１１に高電圧を印加すると、放電が起こり、直径が約１８ｎｍ程度の微細な水微粒子（クラスター）が放出される（水微粒子の直径及び放出量は、高電圧の印加量や水の結露量によって変化するため、最も効果的な粒子径及びその放出量がより多くなるように印加量およびペルチェ素子の入力を調整する。）。

この水微粒子は反応性が高く、臭い成分に作用して無臭成分に分解する能力を持っており、その効果を図５に示す。ここでは、カーテン生地にタバコ臭を付着させ、２時間後に、水クラスター放出の有無による臭気減衰の差を官能試験（６段階臭気表示法）にて評価した結果で、図５の通り、自然減衰の場合に比べ明らかに効果が見られる。

なお、この水クラスターは安全性が高いとともに、酸化力が高いことから、室内に浮遊または付着しているアレルゲン、ウィルス等の不活化やカビ、細菌等の殺菌に対して高い効果が見られる。

また、暖房時、吹出口４内の空気温度は高く、一方で通常は絶対湿度が下がっているため、冷却面７及び放電電極８を吹出口４内に置いていたのでは、冷却面７及び放電電極８の温度を露点以下に下げることは容易ではない。しかし、本発明のように冷却面７及び放電電極８を吹出口４の外に置くことで、空気温度が低く、しかも送風路外なので風速も遅いため、冷却面８に容易に結露することができる。さらに、冷却面７及び放電電極８を吹出口４の近傍に置くことで、放出された水微粒子が吹出風に誘引されて室内に広く拡散させることができる。

また、冷房、暖房運転によって温度が変化する吹出風とは違い、空調された比較的温度が安定した室内の空気を開口部１２から通風路１３を通って放熱フィン１０のみに通風するため、効率的且つ安定的に放熱フィン１０の放熱ができる。よって、ペルチェ素子６への入力を高めることなく低入力で結露が可能になるとともに、放電電極８での結露が安定し、放電状態も安定し、酸化力が高い水微粒子を安定して発生させることができる。

また、図３〜４に示すように、通風路１３へ空気を吸込む開口部１２が水クラスター発生装置５の近傍に設けることにより、通風路１３の長さが短くなり、吸込んだ空気が通風路１３で風速をほとんど減じることなく放熱フィン１０に通風されるため、放熱を促進し、冷却面７の温度を効率良く下げて、結露に要するペルチェ素子６への入力を低めることができる。

さらに、開口部１２を水クラスター発生装置５の下部に配し、また、放熱フィン１０は、鉛直方向に並ぶ平行フィンを有することにより、放熱フィン１０で温められた空気が上昇気流を伴ってフィンに平行して流れ、通風抵抗なく放熱フィンを通過し、放熱フィン１０の下方の開口部１２から吸込まれる空気が上方に向かって通風しやすくなり風速が増すため、放熱フィン１０の放熱を促進し、冷却面７の温度を効率良く下げて、結露に要するペルチェ素子６への入力を低めることができる。なお、開口部１２の位置は上記に限定するものではなく、空気調和機の設置形態や内部の構造に応じて、放熱フィンへの通風が最適になるように開口部を配するものである。

また、図４に示すように、水クラスター発生装置５は、放電電極８が設けられた空間と通風路１３との空気の連通がないように仕切りを設けることにより、放電電極８から発生する水微粒子が、通風路１３に誘引されることがなく、吹出風に誘引されるため、室内に放出されるまでの送風経路で酸化力を減じることなく、強い酸化力を保ったまま吹出風に乗せて室内に拡散させることができる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、一般の住宅用の空気調和機の壁掛け室内機だけでなく、事務所等の大空間用の空気調和機など設置場所を問わず様々な形態の空気調和機の空気清浄機能としても広く適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機室内機の縦断面図 本発明の実施の形態１における空気調和機室内機の正面図 本発明の実施の形態１における水クラスター発生装置の拡大斜視図 本発明の実施の形態１における水クラスター発生装置の縦断面図 本発明の実施の形態１における脱臭効果を示すグラフ 従来の空気調和機を示す模式図

１ 吸入口
２ 熱交換器
３ 送風機
４ 吹出口
５ 水クラスター発生装置
６ ペルチェ素子
７ ペルチェ素子冷却面
８ 放電電極
９ ペルチェ素子放熱面
１０ 放熱フィン
１１ 接地電極
１２ 開口部
１３ 通風路
１１０ 脱臭殺菌性ガス（二酸化塩素ガス）供給手段
１１２ 薬剤（安定化二酸化塩素）容器
１１４ 気化促進部

Claims (1)

1. 熱交換器と、送風機と、吸入口から前記熱交換器、前記送風機を通って吹出口に至る送風回路と、ペルチェ素子を有し、その冷却面側に放電電極、放熱面側に放熱フィンを備えるとともに、前記冷却面側に生成した水を放電電極の放電によって酸化力の高いラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子として空気中に放出させる水クラスター発生装置と、室内の空気を前記放熱フィンに通風する通風路を備え、前記放熱フィンは鉛直方向に設けて前記放熱フィンで温められた空気が上昇気流を伴ってフィンと平行に流れる構成にするとともに、前記水クラスター発生装置からの微細な水粒子を吹出風に誘引して室内に放出させる空気調和機。