JP4918370B2 - 室内機ユニット及び空気調和装置 - Google Patents
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Description
上述の問題を解決するためには、エアフィルタに蓄積された塵埃を取り除く必要があった。
また、従来の天井埋込型室内機ユニットには、エアフィルタに捕捉された塵埃を貯留する塵埃箱と、塵埃箱内部の圧力を大気圧以下にする吸引ファンとを備え、塵埃箱と吸引ファンを化粧パネルの隣り合うコーナー部に配置した構成を開示したものがある。この室内機ユニットでは、エアフィルタを往復移動させて塵埃を吸い込み、デッドスペースを利用して配置した塵埃箱に貯留する。(たとえば、特許文献2参照)
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、捕集した塵埃を回収処理する作業間隔をできるだけ長く設定できるようにして、メンテナンス作業の負担軽減を可能にした室内機ユニット及び空気調和装置の提供を目的としている。
本発明の室内機ユニットは、天井に設置される筐体と、該筐体内に室内空気を流入させる吸入部と、該吸入部から流入する塵埃を捕集するエアフィルタと、該エアフィルタに付着した塵埃を取り除く塵埃除去部と、該塵埃除去部が取り除いた塵埃を容器内に捕集する捕集部とを具備し、前記塵埃除去部が、前記捕集部とともに前記エアフィルタに沿って往復移動しながら塵埃を取り除くとともに前記容器内に塵埃圧縮部材を具備し、前記捕集部が、前記容器内を往復移動可能な前記塵埃圧縮部材と、前記容器の移動方向後端側となる壁面との間で、前記容器内に捕集した塵埃を圧縮収納する塵埃圧縮手段を備え、前記塵埃圧縮手段が、前記捕集部の往復移動の両端近傍位置で、前記塵埃圧縮部材が前記筐体により移動が阻止され、前記捕集部が前記両端位置に向かうことで圧縮動作を行うことを特徴とするものである。
捕集部が所定位置にあることを検出することができれば、捕集部を初期位置に確実に戻した状態で空調運転を開始することができ、容器内の塵埃量が所定量になったことを検出することができれば、捕集部の容器内に溜まった塵埃を回収するメンテナンス時期を知ることができる。
冷媒が循環する冷媒回路を構成する室外機ユニットと、を有することを特徴とするものである。
特に、昇降部を備えている室内機ユニットは、塵埃除去部により取り除かれた塵埃が捕集部により捕集され、昇降部により捕集部ごと筐体から下ろすことができる。そのため、作業者が高所に上がる必要がなくなり、エアフィルタのメンテナンスに要する労力を大幅に軽減することができるという効果を奏する。
また、捕集部から塵埃を取り除くのは、複数回のエアフィルタの清掃に対して1回行えばよく、エアフィルタのメンテナンスに要する労力を軽減することができるという効果を奏する。
図1は、本実施形態に係る空気調和装置の全体構成を説明する図である。
図示の空気調和装置1は、天井に設置される室内機ユニット3と、室外に設置される室外機ユニット5と、室内機ユニット3と室外機ユニット5との間で冷媒を循環させる冷媒流路7と、から概略構成されている。
室外機ユニット5は、図1に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機9と、冷媒と室外空気との間で熱交換を行なう室外熱交換器11と、室外ファン13と、から概略構成されている。
室内機ユニット3は、図1及び図2に示すように、下部に天面パネル14を有し、天井に埋め込み設置される筐体15と、天面パネル14の空気吸入部16に設けられ、室内空気を吸込む吸込口17が形成された吸込みグリル(パネル)19と、室内空気を吸込み送り出す室内ファン21と、室内空気と冷媒との間で熱交換を行なう室内熱交換器23と、から概略構成されている。この室内機ユニット3には、塵埃(綿埃などのゴミ類)を捕集するエアフィルタ31用として清掃装置33が設けられている。
吸込みグリル19には、図3に示すように、吸入される空気に含まれる塵埃等を除去するエアフィルタ31と、エアフィルタ31を清掃する清掃装置33とが備えられている。エアフィルタ31は、吸込みグリル19の略中央領域に配置されている。吸込みグリル19の縁領域である枠部の四隅には、吸込みグリル19を昇降させるワイヤ63が配置されている。天面パネル14上には所定の厚さ寸法を有するスペーサ14aが配置され、該スペーサ14aによって形成される空間には、清掃装置33を駆動するための後述する回転駆動力を発生する駆動モータ(駆動部)35と、回転駆動力を往復駆動力に変換する往復動部37と、往復駆動力が伝達される上部伝達部(第1伝達部)39とが、たとえば図4に示すように、天面パネル14上に設置されたフレーム(筐体)41に保持されて配置されている。
スペーサ14aは、図4に示すように、矩形状の枠体から構成され、枠体内の空間には、駆動モータ35や往復動部37を保持するフレーム(筐体)41が配置されている。なお、スペーサ14aの枠体の中央に形成された貫通孔は、室内機ユニット3に流入する空気の流路であり、周囲に形成された4つの貫通孔は、室内機ユニッ3から流出する空気の流路である。
なお、上述のように、フレーム41に支持部43を設けて、支持部43により駆動モータ35や往復動部37などを支持してもよいし、支持部43を設けることなく、フレーム41が直接駆動モータ35や往復動部37などを支持するように構成してもよく、特に限定するものではない。
駆動用シャフト45は、断面が六角形などの多角形に形成された柱状部材であり、一対の支持部43の間に回転可能に支持されている。
上部伝達部39は、図4に示すように、ウォームギア47から往復駆動力が伝達される駆動力伝達部53と、駆動力伝達部53との間で駆動用ラックギア49を挟み込む規制部(外れ防止部)55と(図5参照)、駆動力伝達部53と規制部55とを結合させるネジ(外れ防止部)57と、を備えている。
駆動力伝達部53は、ウォームギア47から往復駆動力が伝達される天板59と、後述する下部伝達部75に往復駆動力を伝達する側板61とを備えている。
天板59には、矩形状に形成された貫通孔63と、貫通孔63に隣接して形成された略半円状部である接触部(外れ防止部)65と、ネジ57が取り付けられる一対のネジ孔67が形成されている。貫通孔63には、図6に示すように、上部伝達部39と往復動部37とが組み合わされた際に、ウォームギア47のギア部が配置される。接触部65は、図5に示すように、ウォームギア47の円筒部51と接触するように配置されている。
側板61の下方端部には、図4に示すように、後述する下部伝達部75と係合される上部係合部69が形成されている。上部係合部69には、下部伝達部75を挟み、往復駆動力を下部伝達部75に伝達する上部凹部71と、側板61から外側に延び、上部伝達部39及び下部伝達部75の間の相対姿勢を規定する押さえ73と、が設けられている。
吸込みグリル19上には、図7に示すように、吸入される空気に含まれる塵埃等を除去するエアフィルタ31と、エアフィルタ31を清掃する清掃装置33と、清掃装置33に往復駆動力を伝達する下部伝達部(第2伝達部)75と、清掃装置33で除去した塵埃を容器内に圧縮収納する塵埃圧縮機構部(塵埃圧縮手段)200と、が矩形状の枠体をなす台座19aを介して設置されている。すなわち、この場合の清掃装置33は、後述する塵埃圧縮機構部200を備えている。
吸込みグリル19上に設置される台座19aは、エアフィルタ31及び清掃装置33を支持する枠体である。台座19aには、図8に示すように、略中央にエアフィルタ31が配置される矩形状の貫通孔が形成され、後述する回転ブラシ85に回転駆動力を発生させる回転用ラックギア77と、清掃装置33を支持するガイド部79と、が形成されている。ガイド部79及び回転用ラックギア77は、上記貫通孔の対向する辺に沿って延びるように形成されている。
ガイド部79は、図10に示すように、後述するダストボックス87のコロ103の案内溝107と係合する凸部である案内部81と、コロ103を支持する支持面83とを備えている。
回転ブラシ85は、図10に示すように、回転駆動されるとともにエアフィルタ31の面に沿って駆動される回転軸89と、エアフィルタ31に捕集された塵埃などを掃き取るブラシ部91と、回転軸89を回転駆動させるピニオンギア93と、ダストボックス87と接触する摺動部95とを備えている。
なお、このブラシ部91の列の構成は、上述したように上記中心軸線に沿って延びるように直線状に形成されていてもよいし、回転軸89周りに螺旋状に延びるように形成されていてもよく、特に限定するものではない。また、ブラシ部91の列の数についても、上述した4列であってもよいし、あるいは、4列より多くても少なくてもよく、特に限定するものではない。
摺動部95は、ダストボックス87と接触することにより、ダストボックス87に伝達された往復駆動力を回転ブラシ85に伝達するものである。摺動部95には、ダストボックス87がはめ込まれる凹部が形成されている。その凹部とダストボックス87とが嵌め合わされることにより、回転ブラシ85とダストボックス87との相対位置関係が規定されている。摺動部95を構成する部材としては、摺動性を考慮してダストボックス87を構成する部材とは異なる部材であることが好ましい。たとえば、ダストボックス87がABS樹脂(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂)で形成されている場合には、摺動部95はジュラコン樹脂(ポリアセタール)で形成されていることが好ましい。
ダストボックス87は、図7に示すように、下部伝達部75から往復駆動力が伝達される本体97と、塵埃などを一時的に貯留する貯留部99と、ダストボックス87内に捕集した塵埃を圧縮して収納する塵埃圧縮機構部200と、を備えている。本体97と貯留部99とは、その間に回転ブラシ85を回転可能に保持するように構成されている。
本体97は、図10に示すように、下部伝達部75と係合されるブラケット101と、本体97を往復移動可能に支持するコロ103と、図11に示すように、ブラシ部91から塵埃などをすき取るすき歯105と、を備えている。
ブラケット101は、上記凹部が形成された両端部に、長手方向へ延びるように配置されている。ブラケット101の先端部は、エアフィルタ31の縁部よりも外側に延びている。ブラケット101の先端部は、エアフィルタ31の縁部よりも外側の領域で下部伝達部75と係合されている。
コロ101は、上記凹部が形成された両端部の外面に、回転可能に配置されている。コロ101は円柱状に形成され、その円柱面には、ガイド部79の案内部81と嵌め合わされる案内溝107が形成されている。
なお、すき歯105は、図11に示したように、平面視したときの形状が略三角状の板から形成されていてもよいし、あるいは、抵抗の低減を考慮して、平面視したときの形状が略棒状の板から形成されていてもよく、特に限定するものではない。
下部伝達部75の略中央部には、上部伝達部39の上部係合部69と係合される下部係合部111が形成されている。下部係合部111は、下部伝達部75における他の部分と比較して、棒状の部材の幅が狭く形成され、この部分が上部係合部69の上部凹部71と係合される。把持部109は、図10に示すように、その先端に清掃装置33と係合されブラケット101を把持する下部凹部13が形成されている。
なお、清掃装置33には、貯留部99などに小径の貫通孔などが形成され、外部から空気が流入するように形成されている。
H型部材202は、ブラシ部91によりエアフィルタ31から取り除いた塵埃を捕集して溜め込むダストボックス87の貯留部99内に配設された塵埃圧縮部材204と、塵埃圧縮部材204の両端部またはその近傍に、塵埃圧縮部材204と直交して一体に取り付けられた左右一対のアーム部材206とを具備してなる。
アーム部材206は、ダストボックス87の内部から捕集部往復移動方向の両方向外側へ向けて突出する部材であり、たとえばアルミニウムなど塵埃圧縮部材204と同様の素材が使用されている。
清掃装置33のダストボックス87は、本体97に下部伝達部75から往復駆動力が伝達されることにより、エアフィルタ31に沿う往復移動をして清掃する。この清掃によりエアフィルタ31から取り除いた塵埃は、貯留部99に落下することにより一時的に溜め込まれる。
すなわち、塵埃圧縮機構部200は、H型部材202を清掃装置33に追加設置した構成とされ、その塵埃圧縮動作は清掃と連動して行われる。
まず、空気調和装置1における冷房運転時の作用について説明する。
冷媒は、図1に示すように、圧縮機9により圧縮され高温高圧の状態で室外熱交換器11に送り出される。室外熱交換器11に流入した冷媒は、室外空気に対して熱を放出し、凝縮・液化する。液化した冷媒は、膨張弁を通過する際に減圧され室内熱交換器23に流入する。室内熱交換器23に流入した冷媒は、室内空気から熱を奪い、蒸発・気化する。気化した冷媒は再び圧縮機9に流入し、上述のサイクルを繰り返す。
冷媒は、圧縮機9により圧縮され室内熱交換器23に送り出される。室内熱交換器23に流入した冷媒は、室内空気に対して熱を放出し、凝縮・液化する。液化した冷媒は、膨張弁を通過する際に減圧され室外熱交換器11に流入する。室外熱交換器11に流入した冷媒は、室外熱交換器11から熱を奪い、蒸発・気化する。気化した冷媒は再び圧縮機9に流入し、上述のサイクルを繰り返す。
室内空気は、図2に示すように、ファンモータ25により室内ファン21が回転することにより、吸込口17から筐体15内に流入する。筐体15に流入した室内空気は、エアフィルタ31を通過し、室内空気に含まれる塵埃がエアフィルタ31に捕集される。エアフィルタ31を通過した室内空気は、ベルマウス27を通過して室内ファン21に吸込まれる。室内ファン21に吸込まれた室内空気は、室内ファン21の半径方向外側へ送り出され、室内熱交換器23を通過する。
室内熱交換器23を通過した室内空気は、吹出口29から室内へ流出する。
上述のように、室内機ユニット3の運転によりエアフィルタ31に付着した塵埃は、清掃装置33をエアフィルタ31の面に沿って往復動させることにより取り除かれる。
具体的には、駆動モータ35の回転駆動力が、図4に示すように、駆動用シャフト45に伝達され、ウォームギア47が回転駆動される。駆動用ラックギア49と係合されたウォームギア47は、回転駆動されることにより駆動用シャフトに沿って往復駆動される。ウォームギア47の駆動方向は、駆動モータ35の回転方向により制御される。ウォームギア47の往復動は上部伝達部39に伝達され、上部伝達部39は、ウォームギア47とともに往復動される。
ウォームギア47の円筒部51は、上部伝達部39の接触部65と接触しており、ウォームギア47が駆動用ラックギア49から所定間隔以上に離れることがない。上部伝達部39と規制部55との間には、駆動用ラックギア49が配置されているため、上部伝達部39が駆動用ラックギア49から所定間隔以上に離れることがない。
回転ブラシ85は、エアフィルタ31の下面側を往復動するとともに、ピニオンギア93と回転用ラックギア77との係合により回転駆動される。回転ブラシ85の往復動及び回転により、回転ブラシ85のブラシ部91は、エアフィルタ31における空気吸入側の面の全面を掃き、エアフィルタ31に捕集された塵埃などを取り除く。
なお、回転ブラシ85の往復動の速度と、ブラシ部91の先端部の回転速度と、の間には所定の速度差が設けられ、この速度差によりブラシ部91がエアフィルタ31の全面を掃くことができる。この速度差を設ける方法としては、たとえば、ピニオンギア93の直径とブラシ部91の直径とを所定の比率に設定する方法を挙げることができる。
ブラシ部91に付着した塵埃などは、ブラシ部91がすき歯105の隙間を通るときにブラシ部91からすき取られる。すき歯105にすき取られた塵埃などは、すき歯105の隙間から貯留部99内に落下する。
貯留部99内に貯留された塵埃は、上方にすき歯105及び回転ブラシ85が塞ぐように配置されているため、清掃装置33から外部にこぼれることがない。
図12は、清掃装置33が矢印方向へ移動し、アーム部206の先端部がフレーム41の壁面に当接する直前の状態を示している。この状態では、塵埃圧縮部材202が移動方向へ最もスライドし、塵埃Dを移動方向へ圧縮した位置にあるので、アーム部206は、移動方向先端側がダストボックス87から突出するとともに、移動方向後端側がダストボックス87の内部に入り込んで突出量がほとんどない位置にある。
具体的に説明すると、清掃装置33及びダストボックス87は、清掃中を除いて常に初期位置にて待機することが望ましい。この初期位置は、往復移動範囲の両端部に設定されており、いずれか一方の端部位置にあればよい。
しかし、清掃装置33が初期位置にない場合には、マイクロスイッチ208の検出部208aが押圧を受けないため検出状態の信号は出力されず、従って、清掃装置33を初期位置まで移動させる制御を実施する。
このような構成としても、上述した実施形態と同様に動作するので、清掃装置33の往復移動により横長部材202Aの両端部分210がストッパ部材212により形成された壁面に当接し、塵埃圧縮部材204Aによる塵埃Dの圧縮収納が行われる。
たとえば、上記の実施の形態においては、清掃装置33が回転しながら往復移動する回転ブラシ85を採用しているが、単純に往復移動するブラシを採用してもよい。また、上述した実施形態の説明では、室内機ユニットと室外機ユニットとが一対一に対応する空気調和装置に適用して説明したが、その他にも、複数台の室内機ユニットに対して一台の室外機ユニットが対応する空気調和装置や、複数台の室内機ユニットに対して複数台の室外機ユニットが対応する空気調和装置に適用してもよく、特に限定するものでない。
3 室内機ユニット
5 室外機ユニット
15 筐体
16 吸入部
17 吸込口
19 吸込みグリル(パネル)
31 エアフィルタ
33 清掃装置
85 回転ブラシ
87 ダストボックス
99 貯留部
99b 切欠部
200,200A 塵埃圧縮機構部
202 H型部材
202A 横長部材
204,204A 塵埃圧縮部材
206 アーム部材
208 マイクロスイッチ
210 両端部材
212 ストッパ部材
Claims (7)
- 天井に設置される筐体と、該筐体内に室内空気を流入させる吸入部と、該吸入部から流入する塵埃を捕集するエアフィルタと、該エアフィルタに付着した塵埃を取り除く塵埃除去部と、該塵埃除去部が取り除いた塵埃を容器内に捕集する捕集部とを具備し、
前記塵埃除去部が、前記捕集部とともに前記エアフィルタに沿って往復移動しながら塵埃を取り除くとともに前記容器内に塵埃圧縮部材を具備し、
前記捕集部が、前記容器内を往復移動可能な前記塵埃圧縮部材と、前記容器の移動方向後端側となる壁面との間で、前記容器内に捕集した塵埃を圧縮収納する塵埃圧縮手段を備え、
前記塵埃圧縮手段が、前記捕集部の往復移動の両端近傍位置で、前記塵埃圧縮部材が前記筐体により移動が阻止され、前記捕集部が前記両端位置に向かうことで圧縮動作を行うことを特徴とする室内機ユニット。 - 前記塵埃圧縮手段が、前記容器内に前記捕集部の往復移動方向へ往復移動可能に配設された前記塵埃圧縮部材と、前記塵埃圧縮部材の両端部またはその近傍に直交して取り付けられ、前記容器から前記捕集部の往復移動方向へ突出させた突出部を有するアーム部とを具備してなるH型部材とされ、
前記塵埃圧縮手段は、前記捕集部の往復移動方向に応じて、前記突出部の両端部に形成された面の移動方向前面側を前記筐体の壁面に当接させて移動が阻止されることを特徴とする請求項1に記載の室内機ユニット。 - 前記塵埃圧縮手段が、前記容器内に前記捕集部の往復移動方向へ往復移動可能に配設された前記塵埃圧縮部材と、前記容器の両側端から前記捕集部の往復移動方向と直交する方向へ突出させた前記塵埃圧縮部材の両端を当接させて、前記塵埃圧縮手段の往復移動の両端を規定するストッパ部材とを具備し、
前記塵埃圧縮手段は、前記捕集部の往復移動方向に応じて、前記塵埃圧縮部材の両端部を前記ストッパ部材の壁面に当接させて移動が阻止されることを特徴とする請求項1に記載の室内機ユニット。 - 前記塵埃圧縮部材の圧縮位置が、前記塵埃除去部の塵埃捕集軌道外に設定されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の室内機ユニット。
- 前記捕集部が所定位置にあること及び/または前記容器内の塵埃量が所定量になったことを検出する検出手段を備えていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の室内機ユニット。
- 前記捕集部を前記筐体から昇降可能に支持する昇降部を備えていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の室内機ユニット。
- 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の室内機ユニットと、
該室内機ユニットとともに冷媒が循環する冷媒回路を構成する室外機ユニットと、
を有することを特徴とする空気調和装置。
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