JP5082478B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機に係わり、特に、フィルタ上のホコリを自動的に清掃するフィルタ清掃機能を有する空気調和機に関するものである。

従来のこの種の空気調和機として、図７に示すようなフィルタ清掃装置を備えたものがあった（例えば、特許文献１参照）。

図７は、上記特許文献１に記載された従来の空気調和機に搭載されたフィルタ清掃装置の斜視図、図８は、同フィルタ清掃装置の吸引排気装置の平面図である。

図７、図８において、従来の空気調和機に搭載されたフィルタ清掃装置２９は、移動可能で、フィルタ３１の風上側に配された吸い込みノズル３０と、前記吸い込みノズル３０を通してフィルタ３１に付着したホコリを吸引・排気する吸引排気装置３２を備え、この吸引排気装置３２は、モータ（図示せず）を内蔵したシロッコファン３５と前記シロッコファン３５を囲むケーシング３６とから形成され、前記ケーシング３６の吸い込み口３７を、前記吸い込みノズル３０に連通する吸い込みダクト３８と繋ぎ、前記ケーシング３６の吹き出し口（図示せず）を室外へ排気する排気ダクト３９に連通させて、ホコリを排出できるようにしている。
特開２００４−３５３９６６号公報

しかしながら、前記従来の空気調和機の構成は、以下のような課題を有していた。

すなわち、フィルタ３１から除去されたホコリは、シロッコファン３５に直接吸引される。たとえば、電気掃除機においては、電動送風機の直前に、紙袋などからなるホコリ除去装置があり、ホコリ除去装置にたまったホコリをユーザーが捨てるようになっているが、上記フィルタ清掃装置２９はフィルタ３１の自動清掃を目的としたものであるため、電気掃除機に用いられるようなホコリ除去装置を設ければ、本来の目的を果たせないことになる。

ここで、シロッコファン３５に直接ホコリが流入すれば、シロッコファン３５の翼３５ａの前縁等にホコリが堆積し、吸引性能を低下させ、最終的には翼３５ａ間が目詰まりして、ホコリの除去ができなくなるという課題がある。そこで、翼３５へのホコリの堆積を防止するために、翼３５ａの枚数を減らしたり、翼３５ａの形状をホコリが堆積しにくい形状に設計することも可能だが、それでは、シロッコファン３５の吸引性能の低下につながるという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、フィルタ上のホコリを自動的に清掃、吸引する吸引排気装置のファン翼へのホコリの堆積を防ぐことができ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、本発明の空気調和機は、熱交換器と、前記熱交換器
の上流側に配され流入する空気中のホコリを捕獲するフィルタと、前記フィルタに付着したホコリを除去するホコリ除去手段と、ホコリ除去手段で除去されたホコリを吸引・排気する吸引排気装置とを備え、前記吸引排気装置は、渦流ファンと、前記渦流ファンを駆動するモータと、前記渦流ファンを収納すると共に吸入口と排出口を有する略Ｕ字形のケーシングとから形成され、前記吸入口と前記ホコリ除去手段とを連通し、前記排出口を、排気ダクトを介して室外と連通させたもので、渦流ファンは、一般のファンのようにファン内部翼間を流れが通過することが少なく、ファンの回転にともなうようにファン周辺部を流れが通過するのみで、流れとファンの相対速度も小さいため、渦流ファンへのホコリの堆積がなく、吸引性能に優れ、しかもフィルタのメンテナンスが容易な空気調和機を提供することができる。

本発明の空気調和機は、フィルタ上のホコリを自動的に清掃、吸引する吸引排気装置のファン翼へのホコリの堆積を防ぐことができる。

第１の発明は、熱交換器と、前記熱交換器の上流側に配され流入する空気中のホコリを捕獲するフィルタと、前記フィルタに付着したホコリを除去するホコリ除去手段と、ホコリ除去手段で除去されたホコリを吸引・排気する吸引排気装置とを備え、前記吸引排気装置は、渦流ファンと、前記渦流ファンを駆動するモータと、前記渦流ファンを収納すると共に吸入口と排出口を有する略Ｕ字形のケーシングとから形成され、前記吸入口と前記ホコリ除去手段とを連通し、前記排出口を、排気ダクトを介して室外と連通させたもので、渦流ファンは、一般のファンのようにファン内部翼間を流れが通過することが少なく、ファンの回転にともなうようにファン周辺部を流れが通過するのみで、流れとファンの相対速度も小さいため、渦流ファンへのホコリの堆積がなく、吸引性能に優れ、しかもフィルタのメンテナンスが容易な空気調和機を提供することができる。

さらに、前記渦流ファンは正転と逆転の両方の動作を可能とし、前記渦流ファンの正転動作の前後何れかまたは両方で正転時よりも低い回転数による逆転動作をさせ、逆転動作時は前記排出口をダンパなどで閉鎖することで、ケーシングと渦流ファンとの隙間に入り込んだホコリを、渦流ファンを逆転させることにより、ホコリの逆流を防止しながら、追い出すことが可能となり、ホコリが内部に堆積することのない排気換気可能な空気調和機が実現できる。

第２の発明は、特に、第１の発明のホコリ除去手段を、フィルタの風上側で移動可能で、前記フィルタに付着したホコリを吸引する吸い込みノズルで形成したもので、フィルタに付着したホコリを確実に除去できると共に、そのホコリが自動的に室外に排出されるので、メンテナンスが容易である。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明のホコリ除去手段より下流側で、かつ渦流ファンより上流側に、室内空気を取り入れるための開口部およびその開口部を開閉するダンパ機構を設けたもので、フィルタを清掃するときは、開口部をダンパ機構で閉じることにより、ホコリ除去手段で除去されたホコリを確実に吸引し、室外に排出でき、また、ダンパ機構で開口部を開くと、開口部より室内の空気が吸引され、それが排気ダクトを経て室外に排出されるので室内の空気の換気もでき、使用勝手が良い。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の渦流ファンは、流入した空気を搬送昇圧する複数枚の羽根から構成され、吸引排気装置は、ケーシングの吸入口と排出口を隔離するストリッパ部を有するもので、ケーシングの吸入口と排出口間で空気が洩れないので、吸引排気装置の吸引性能が良い。

第５の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の渦流ファンは、流入した空気を搬送昇圧する複数枚の羽根から構成され、且つ外周部に複数個の凹部または凸部を有し、吸引排気装置は、ケーシングの吸入口と排出口を隔離するストリッパ部を有するもので、吸引性能が向上すると共に、ケーシングと羽根との隙間へのホコリの入り込みを防止し、さらに吸引排気装置の羽根などへのホコリの堆積も防止できる。

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の断面図、図２は、同空気調和機のフィルタ清掃装置の斜視図、図３は、同フィルタ清掃装置の吸引排気装置の斜視図、図４は、同吸引排気装置の渦流ファンの断面図である。

図１〜図４において、本実施の形態における空気調和機の室内機１の内部には、熱交換器２と、本体送風ファン３と、熱交換器２の上流側に配されたフィルタ４と、フィルタ４に付着したホコリを吸引清掃するフィルタ清掃装置２０が備えられている。

フィルタ清掃装置２０は、フィルタ４の風上側に配されると共に、左右に動いてフィルタ４に付着したホコリを吸引するホコリ除去手段である吸い込みノズル５と、室内機１の側面に配置され、吸い込みダクト７を介して吸い込みノズル５と連通し、吸い込みノズル５を通してホコリを吸引し、排気する吸引排気装置６を備えている。

８は、一端が屋外に開放し、他端が吸引排気装置６の排気側に接続された排気ダクトである。

吸引排気装置６は、空気が流入する吸入口９と、空気を流出させる排出口１０を備えた略Ｕ字形のケーシング１１と、流入した空気を搬送昇圧する複数枚の羽根１４を有する渦流ファン１２と、渦流ファン１２を回転駆動するモータ１９と、前記吸入口９と排出口１０を隔離するストリッパ部１３から形成されており、渦流ファン１２の外周部には数箇所の凹部１８が設けられている。

また、吸入口９が、吸い込みノズル５と連通する吸い込みダクト７に接続され、排出口１０が排気ダクト８に接続される。

次に、本実施の形態における空気調和機の動作について説明する。

吸引排気装置６を運転すると、フィルタ４上のホコリは、フィルタ４の上流側にある吸い込みノズル５のフィルタ４側に面して開いた吸引口５ａを通って、吸い込みノズル５内に吸い込まれ、以後、吸い込みダクト７を通って、吸入口９から吸引排気装置６内に吸い込まれる。

その後、ホコリは、吸引排気装置６内で、渦流ファン１２の回転で昇圧され、排出口１０から排気ダクト８を通って屋外に排出される。

吸い込みノズル５は、フィルタ４に沿って、左右に動き、フィルタ４の全面を清掃することができる。

吸い込みノズル５より下流側で、かつ渦流ファン１２より上流側には、室内空気を取り
入れるための開口部１７およびその開口部１７を開閉するダンパ機構１６が設けられ、開口部１７は、ホコリ吸引排出時はダンパ機構１６で閉じられており、上記のようなホコリの流れ経路を形成する。また、室内の空気の換気を行う時には、ダンパ機構１６により、開口部１７が開き、ここから、大量の空気が流入し、換気風量を増やすことができる。

次に渦流ファン１２の動作について説明する。

すなわち、図４において、前記吸入口９から流入した空気は、前記ケーシング１１内の流路１５に沿って流れる間に、複数枚の羽根１４を有する渦流ファン１２の作用で徐々に昇圧され、前記排出口１０から排出される。

このような渦流ファン１２において、ホコリが図のように吸入口９から流入した場合、空気より重いホコリは遠心力により、流路１５の外側に沿って流れ、一部のホコリが一時的に流れの乱れによって、渦流ファン１２内部に侵入しても、短時間で渦流ファン１２の外部に排出されるため、渦流ファン１２を形成する羽根１４へのホコリの付着が起きにくい効果がある。

また、渦流ファン１２とストリッパ部１３との隙間には、微細なホコリが入り込み易いが、渦流ファン１２の外周部に設けた凹部１８により入り込んだホコリも少し堆積すると凹部１８に引っ掛かり隙間から排出され排出口１０から外に排出されるため、渦流ファン１２内部でのホコリの堆積を抑える効果がある。

尚、上記実施の形態では、渦流ファン１２の外周部に凹部１８を設けたが、凸部でもかまわない。

また、凹部１８の形状は、□や▽やＵ字形状など、また、凸部の形状も□や△、半丸形状など形状は様々で、大きさや深さ（高さ）についても、本発明は特に限定するものではない。

（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態における空気調和機の渦流ファンの動作を説明する図である。尚、上記第１の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。

吸引排気装置６の送風手段としての渦流ファン１２は、室内機１からの制御信号（図示せず）により、通常は、図４の矢印で示す方向（正転方向）に回転しホコリを排気するが、例えば、ホコリの排出制御の最後に、数十秒間のみ図５の矢印が示す方向（逆転方向）に回転させる制御にし、ケーシング１１やストリッパ部１３と、渦流ファン１２の隙間に入り込んだホコリを掻き出し、次回の吸引排気装置６の動作時に、排出口１０より掻き出したホコリを排出する。逆転方向の回転は、ホコリの逆流を防止するため、例えば回転数を低減するとか、排出口１０をダンパなど（図示せず）で閉鎖するなどの手段を用いるとよい。

以上のように、渦流ファン１２を正転と逆転との両方の動作が可能とすることにより、渦流ファン１２内でのホコリの堆積を防止する方法として効果がある。

（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態における空気調和機の渦流ファンの正転、逆転動作の制御方法を示す概略図である。尚、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。

第３の実施の形態の内容は、図６に示すように、吸引排気装置６の送風手段としての渦流ファン１２を、室内機１からのフィルタ清掃装置２０の動作信号（図示せず）により、正転方向に高い回転数にて回転し、フィルタ４に付着したホコリを、吸い込みノズル５にて吸引し、吸い込みダクト７、渦流ファン１２、排気ダクト８を介して屋外に排出し、フィルタ清掃作業は終了するが、この後第１の所定時間（Ｔ１）後に、渦流ファン１２の回転数を正回転時より低い回転数にて、第２の所定時間（Ｔ２）逆転運転を行うものである。

この正回転時停止後、第１の所定時間（Ｔ１）後に、第２の所定時間（Ｔ２）、正回転時より低い回転数にて渦流ファン１２を逆転動作させることにより、吸い込んだホコリが、何らかの原因で吸い込みダクト７や排気ダクト８内で引っ掛かり残存した場合においても、渦流ファン１２を低い回転数で逆転運転させることにより、ホコリの引っ掛かりが外れ、次回のフィルタ清掃装置２０の動作時に残存していたホコリを屋外に排出させることができ、吸い込みダクト７や排気ダクト８内でホコリが詰まることを防止できる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機の渦流ファンは、一般のファンのようにファン内部翼間を流れが通過することが少なく、渦流ファンの回転にともなうようにファン周辺部を流れが通過し、流れとファンの相対速度も小さいため、渦流ファンへのホコリの堆積が無く、吸引性能に優れたもので、家庭用、業務用の各種空気調和機に適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の断面図 同空気調和機のフィルタ清掃装置の斜視図 同フィルタ清掃装置の吸引排気装置の斜視図 （ａ）同吸引排気装置の渦流ファンの断面図（ｂ）図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図（ｃ）図４（ａ）のＡ−Ａ断面図 本発明の実施の形態２における空気調和機の渦流ファンの動作を説明する図 本発明の実施の形態３における空気調和機の渦流ファンの正転、逆転動作の制御方法を示す概略図 従来の空気調和機に搭載されたフィルタ清掃装置の斜視図 同フィルタ清掃装置の吸引排気装置の平面図

１ 室内機
２ 熱交換器
３ 本体送風ファン
４ フィルタ
５ 吸い込みノズル（ホコリ除去手段）
５ａ 吸引口
６ 吸引排気装置
７ 吸い込みダクト
８ 排気ダクト
９ 吸入口
１０ 排出口
１１ ケーシング
１２ 渦流ファン
１３ ストリッパ部
１４ 羽根
１５ 流路
１６ ダンパ機構
１７ 開口部
１８ 凹部
１９ モータ

Claims (5)

1. 熱交換器と、前記熱交換器の上流側に配され流入する空気中のホコリを捕獲するフィルタと、前記フィルタに付着したホコリを除去するホコリ除去手段と、ホコリ除去手段で除去されたホコリを吸引・排気する吸引排気装置とを備え、前記吸引排気装置は、渦流ファンと、前記渦流ファンを駆動するモータと、前記渦流ファンを収納すると共に吸入口と排出口を有する略Ｕ字形のケーシングとから形成され、前記吸入口と前記ホコリ除去手段とを連通し、前記排出口を、排気ダクトを介して室外と連通させ、かつ、前記渦流ファンは正転と逆転の両方の動作を可能とし、前記渦流ファンの正転動作の前後何れかまたは両方で正転時よりも低い回転数による逆転動作をさせ、逆転動作時は前記排出口をダンパなどで閉鎖することを特徴とする空気調和機。
2. ホコリ除去手段を、フィルタの風上側で移動可能で、前記フィルタに付着したホコリを吸引する吸い込みノズルで形成したことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. ホコリ除去手段より下流側で、かつ渦流ファンより上流側に、室内空気を取り入れるための開口部およびその開口部を開閉するダンパ機構を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
4. 渦流ファンは、流入した空気を搬送昇圧する複数枚の羽根から構成され、吸引排気装置は、ケーシングの吸入口と排出口を隔離するストリッパ部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
5. 渦流ファンは、流入した空気を搬送昇圧する複数枚の羽根から構成され、且つ外周部に複数個の凹部または凸部を有し、吸引排気装置は、ケーシングの吸入口と排出口を隔離するストリッパ部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。

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