JP5227074B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は空気調和機に係り、特に内蔵する全熱交換器の外気導入口からの虫が侵入するのを防止する虫侵入防止手段を備えた空気調和機に関する。

近年、一般家庭用でありながら、家屋全館の全室に亘って空気調和を行う空気調和機が普及されつつある。

この種の空気調和機は、住宅の室内の各部屋をダクトにより連通させ、外気を流入し、その空気を冷却もしくは加熱して、室内の各部屋に供給し冷房あるいは暖房すると共に、室内の空気を排気ダクトにより室外に排気することで住宅全体を換気空調する。

この空気調和機は、空気調和機本体を住宅の室外の壁に面した場所などに設置し、室内機、室外機部分と、室内からの排出空気の熱エネルギーを室外流入空気に回収させるための全熱交換器を内蔵している（例えば、特許文献１参照）。

しかし、特許文献１に記載の空気調和機は、外気流入時、流入空気と共に、屋外にいる小さな虫が、外気導入口ダクトを通して室内に侵入してしまう問題がある。
このため、この虫の侵入を防止する手段として、以下の対策がなされていた。
（１）建物外壁に設置した外気導入口に直接フィルタを設ける。
（２）外気吸込ダクトを空調機に接続する部分にフィルタを設ける。
（３）全熱交換器に設置したフィルタにより虫の侵入を防ぐ。

しかしながら、これらの手段は、次のような欠点がある。
（１）の手段では、ユーザがメンテナンスを行うためには、外気導入口の高さを脚立等を使わずに手が届く高さに設置する必要があるため、外気吸込ダクトの工事が煩雑になり、また、空気調和機の設置場所に制約が発生し、さらに、メンテナンス時に外に出る必要がある。
（２）の手段では、フィルタのメンテナンスをするためには、空気調和機または全熱交換器の取り外しが必要になるため、ユーザでのメンテナンスが難しい。
（３）の手段では、全熱交換器のフィルタ部の隙間および、フィルタまでの経路の隙間から虫の侵入する可能性があるため、虫の侵入を防止することが難しい。

また、発泡断熱材で外気導入経路と室内空気の排出経路を仕切る内部構造体を構成させ、その内部に全熱交換器と送風ファンを配置した構造を持つ全熱交換換気ユニットの外気導入口と前記全熱交換器の間の通風路に、外気に含まれるごみが全熱交換器に送られないようにフィルタで集塵して溜めるようにした樹脂製の集塵ボックスを組み込む空気調和機が提案されている。この提案の空気調和機は集塵ボックス内に溜められたごみはユーザが捨てられるように、集塵ボックスの前面側に開閉蓋を取付け、この開閉蓋を開放することにより取り出せる構造としている。しかしながら樹脂製の集塵ボックスは外側の発泡断熱材の送風路に挿入された構成のため、集塵ボックス外周と送風路内面との間に隙間が生じ易い。この部分に隙間が生じると、送風ファンで外気を吸い込む力によって、外気を吸気するばかりでなく全熱交換換気ユニット内の隙間から室内空気も吸い込み、結果として、集塵ボックス内側の比較的冷たい空気と外側の比較的暖かい室内空気によって、集塵ボックス表面に結露が発生し、全熱交換換気ユニット内に水がたまるという問題点が発生する。
特開２００４−２９３９７７号公報

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、外気導入口からの虫の侵入を防止し、メンテナンス性を向上させかつ、集塵ボックスの内側に流れる外気と外側の内気の温度差により集塵ボックス表面に結露が発生しない空気調和機を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係る空気調和機は、ユニット筐体の外面に、外気導入口、外気流出口、室内空気導入口、室内空気流出口を設け、前記ユニット筐体内の略中央部に全熱交換器を収納し、前記外気導入口から前記全熱交換器に設ける一方の通風路を介して前記外気流出口に連通する外気通風路と、前記室内空気導入口から前記全熱交換器に設ける他方の通風路を介して前記室内空気流出口に連通する室内空気通風路とを形成し、前記双方の通風路を流れる通風空気が前記全熱交換器を介して熱交換されるようにした全熱交換換気ユニットを備えた空気調和機において、前記全熱交換換気ユニットは、前記ユニット筐体の背面に前記外気導入口を配置し、この外気導入口と対向する前記外気通風路の前記ユニット筐体前面に設けた前面開口部と、この前面開口部を適宜開閉し、閉止時はこの前面開口部を密封する蓋体と、前記ユニット筐体の前記前面開口部と前記外気導入口の間の外気通風路内に設置され、前後に前面開口部と外気導入口を有した筒状をなし、側面部に前記全熱交換器に連通する側面通気開口を有する集塵ボックスと、この集塵ボックス内側にこの集塵ボックスとの側面間に空気断熱層を形成するように収納され、前後に前面開口部と外気導入口を有した筒状をなし、側面部に前記集塵ボックスの前記側面通気開口と連通する側面通気開口を有する内側集塵ボックスとを備え、前記集塵ボックス側面の通気開口あるいは前記内側集塵ボックス側面の通気開口の少なくとも一方には、メッシュフィルタを形成させ、前記外気流入通風路内側面と前記集塵ボックス外側面との間には、クッション性のある断熱材を介在させたことを特徴とする。

本発明に係る空気調和機よれば、外気導入口からの虫の侵入を防止し、メンテナンス性を向上させかつ、集塵ボックスの内側に流れる外気と外側の内気の温度差によりケース表面に結露が発生しない空気調和機を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機について図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機の吸込パネルおよびエアフィルタを外して示す斜視図、図２はこの空気調和機の背面側を示す斜視図である。

図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係る空気調和機１は、屋内或いは住宅の壁面と一体的に設置され、室内の各部屋にダクトにより空調空気を導く構成である。この筐体２は金属薄板により形成してなり、高さ寸法がたとえば１８００ｍｍ程度、幅寸法がたとえば７５０ｍｍ程度、奥行き寸法がたとえば４４０ｍｍ程度で、前後に比較的薄型である。

空気調和機の筐体２の外面に、外気導入口２ａ、外気流入口２ｂ、室内空気導入口２ｃ、室内空気流出口２ｄを設け、筐体２内には、室内送風機３と、室内熱交換器４と、全熱交換換気ユニット５が収容される。

外気導入口２ａには外気吸込ダクト６が連通され、外気流入口２ｂには室内空気排出ダクト７が連通され、さらに、室内空気流出口２ｄには一端が室内に開放する空調空気吹出ダクト８が連通される。

室内送風機３は、筐体２内の最上部に配置され、筐体２の上面に開口する室内空気流出口２ｄに空調空気を送るよう構成する。

室内熱交換器４は、室内送風機３の下部側で、かつ筐体２の略中央部に配置される。この室内熱交換器４は、幅が筐体２の幅寸法と同程度に形成され、高さ方向が 前後方向にある程度の角度をもって傾いて配置される。室内熱交換器４の下端部には、室内熱交換器４で生成されるドレン水を受けるためのドレン皿９が設けられる。

従って、筐体２内に導かれる熱交換空気は、必ず室内熱交換器４内を流れ熱交換する。

さらに、全熱交換換気ユニット５は空気調和機の筐体２の最下部に配置される。

図３〜図６に示すように、全熱交換換気ユニット５は、幅が空気調和機の筐体２の幅寸法と同程度の横長形状で構成し、ユニット筐体の前面には、室内空気導入口５ａおよび集塵ボックス１０前面を開口する前面開口部５ｅが設けられ、背面には、外気導入口５ｂおよび室内空気流出口５ｃが設けられ、ユニット筐体の上面には、外気流出口５ｄが設けられる。筐体２の内部は、発泡断熱材で流入する外気が流通する外気通風路１２と排出する室内空気が流通する室内空気通風路１３の経路を仕切る内部構造体を構成させている。

集塵ボックス１０は、例えば樹脂の成型品或いはステンレス材などで構成される。発泡断熱材で形成された前記外気通風路１２の全熱交換器１４の入口側通路に設置され、前方から見た断面形状が外気導入口５ｂからの外気通風路１２側面形状と略々同様に前面側から見て略扇状の断面外形形状をなす前後が開口する無底筒状の集塵ボックス側面部１０ａを形成し、後端側に開口する集塵ボックス外気導入口１０ｂはユニット筐体５１の外気導入口５ｂに連通して開口し、前端側に開口する集塵ボックス前面開口部１０ｃはユニット筐体５１の前面開口部５ｅに露出し、通常は蓋体１０１によって閉止される。

また、この集塵ボックス１０は、発泡断熱材で形成された外気通風路１２に設置する際、外気通風路１２の内側面と集塵ボックス１０の外側面との間に生じる隙間に全熱交換換気ユニット５のユニット筐体５１の隙間から室内空気が侵入しないようにするため、外気流入通風路内側面と集塵ボックス１０外側面との間には、クッション性のある断熱材Ｍを介在させて密封状態としている。この断熱材Ｍにより、接合面に生じる隙間を埋め、隙間から室内空気が侵入することで集塵ボックス１０内側に流れる外気との温度差により、集塵ボックス１０の外側面が結露するといった不具合を未然に防止することが出来る。

蓋体１０１は集塵ボックス１０の断面外形形状と略同様の外周形状をなす枠部１０１ａとこの枠部１０１ａの内側に形成される透明窓部１０１ｂからなり、枠部１０１ａの周囲に設けた係止手段(図示せず)により集塵ボックス１０に開閉自在に取り付けられる。

図７に示すように、また、集塵ボックス１０には、集塵ボックス側面部１０ａの全熱交換器１４の対向面に集塵ボックス側面通気開口１０ｄが形成される。

図７及び図８に示すように、さらに、集塵ボックス１０内側には、内側集塵ボックス１１が集塵ボックス１０との内面間に空気断熱層Ａが形成れるように挿入されている。なお、この空気断熱層Ａは、蓋体１０１が閉じられた状態で集塵ボックス１０と内側集塵ボックス１１間で実質的に空気流がない空気層が形成される程度の気密性が有ればよい。

前記内側集塵ボックス１１は、前述の集塵ボックス１０と同様例えば樹脂の成型品或いはステンレス材などで構成される。集塵ボックス１０より小さい略々相似形状をなし、集塵ボックス１０と同様の前方から見た断面形状が略扇状の開口形状をなす前後が開口する無底筒状の内側集塵ボックス側面部１１ａを形成し、後端側に開口する内側集塵ボックス外気導入口１１ｂ、前端側に開口する内側集塵ボックス前面開口部１１ｃを備え、集塵ボックス１０と同等もしくはわずかに短い長さを有する。さらに、内側集塵ボックス１１には、集塵ボックス側面通気開口１０ｄに連通するように、内側集塵ボックス側面通気開口１１ｄが設けられ、この内側集塵ボックス側面通気開口１１ｄにメッシュフィルタ１１１が設けられ、このメッシュフィルタ１１１は空気を通過させるが、小さな虫の通過を阻止する網目の大きさである。

なお、このメッシュフィルタ１１１は、内側集塵ボックス側面通気開口１１ｄのみに設けるとともに、更に集塵ボックス１０の集塵ボックス側面通気開口１０ｄにも設けてもよい。

従って、全熱交換換気ユニット５では、ユニット筐体５１の外気導入口５ｂから流入された外気は内側集塵ボックス１１内を流れ、直角に曲がり内側集塵ボックス側面通気開口１１ｄのメッシュフィルタ１１１、集塵ボックス側面通気開口１０ｄを介して全熱交換器１４の一方の通風路側に流出する。

内側集塵ボックス前面開口部１１ｃはユニット筐体５１の前面開口部５ｅとともに蓋体１０１によって閉止される。

ユニット筐体５１の外気導入口５ｂは、図２に示すように、筐体２の外気導入口２ａに連設され、外気吸込ダクト６を介して全熱交換換気ユニット５に外気を流入する。ユニット筐体５１の室内空気流出口５ｃは筐体２の外気流入口２ｂに連設され、室内空気排出ダクト７を介して全熱交換換気ユニット５で外気吸込ダクト６から導入された外気と熱交換された空気を室外に排出する。

再び、図６に示すように、全熱交換換気ユニット５の略中央部には、熱交換器素子を離間積層してなる全熱交換器１４が配置され、この全熱交換器１４は平面視正方形状をなし、全熱交換器１４の第１、第２の空気流入面１４ａ、１４ｂ及び第１の空気流出面１４ｃ、第２の空気流出面１４ｄが全熱交換換気ユニット５の奥行方向と一致しかつ、４５°傾斜して配置される。

全熱交換換気ユニット５の一側には、外気導入用送風機１５が設けられ、他側には、室内空気排出用送風機１６が設けられる。

さらに、図７に示すように、全熱交換換気ユニット５には、ユニット筐体５１の前面開口部５ｅを介して集塵ボックス１０に近接して外気清浄フィルタ１７が着脱可能に組み込まれる。

外気清浄フィルタ１７は、いずれも図示しないフランジから突出する突条を設け、ユニット筐体５１の前面開口部５ｅ側から挿入される外気清浄フィルタ１７が周囲枠を密封された状態で固定される。これにより、外気通風路１２を流れる外気を確実に除塵できる。

上記のように内側集塵ボックス１１が遊嵌された集塵ボックス１０および全熱交換器１４を備える全熱交換換気ユニット５、および全熱交換換気ユニット５が組み込まれた空気調和機１は以下のようにして熱交換および空気調和が行われる。

図１、図２および図６に示すように、外気導入用送風機１５の回転により、外気吸込ダクト６、筐体２の外気導入口２ａを介して流入される外気は、全熱交換換気ユニット５の外気通風路１２に送られる。即ち、ユニット筐体５１の外気導入口５ｂから流入される外気は、外気通風路１２に設置した集塵ボックス１０内に遊嵌された内側集塵ボックス１１内に流入され、メッシュフィルタ１１１で除塵および除虫され、さらに外気清浄フィルタ１７で微細な塵埃が除塵された後、全熱交換器１４に送られる。この全熱交換器１４に形成される第１の空気流入面１４ａから一方の通気路を通り、第２の空気流入面１４ｂから他方の通気路を通る排出用の室内空気と熱交換し、第１の空気流出面１４ｃから外気流出口５ｄに送られて筐体２内に吹き出される。この外気は、空気調和機１の筐体２の吸込口前面パネル２ｅの左右側部からエアフィルタ１８を介して筐体２内に吸込まれた室内空気の一部と混合され、室内熱交換器４で冷却もしくは加熱されて、室内送風機３の運転により室内空気流出口２ｄから空調空気吹出ダクト８を通して、各室内に送風され、各室内の空気調和が行われる。

一方、室内空気は、室内空気排出用送風機１６の回転により、空気調和機１の筐体２の吸込口前面パネル２ｅの左右側部からエアフィルタ１８を介して筐体２内に吸込まれた室内空気の一部が全熱交換換気ユニット５の前面に形成する室内空気導入口５ａから室内空気通風路１３に送られる。即ち、室内空気導入口５ａから吸込まれた室内空気は、全熱交換器１４に形成される第２の空気流入面１４ｂから他方の通気路に流入し、第１の空気流入面１４ａから一方の通気路を通る外気と熱交換し、ユニット筐体５１の室内空気流出口５ｃから筐体２の外気流入口２ｂを介して室内空気排出ダクト７に送られ、屋外に排出される。

このような外気流入過程において、比較的低温の外気が内側集塵ボックス１１内を流れるが、集塵ボックス１０と内側集塵ボックス１１間には空気断熱層Ａが設けられており、この空気断熱層Ａの断熱作用により、集塵ボックス１０が冷却されることがなく、全熱交換換気ユニット５内の空気が室内集塵ボックス１０に接しても、その表面に結露が生じない。従って、全熱交換換気ユニット５内に水がたまるという問題は全く生じない。

また、外気流入過程において、流入外気に虫が含まれる場合には、虫は内側集塵ボックス１１内を流されて移動するが、メッシュフィルタ１１１により、全熱交換換気ユニット５の全熱交換器１４側への侵入が阻止され、また、集塵ボックス１０の前面側は、蓋体１０１で閉塞されているため、一時的に内側集塵ボックス１１内に留められる。

空気調和機１を長時間運転すると、集塵ボックス１０および外気清浄フィルタ１７のメンテナンスが必要となる。このメンテナンスは、筐体２の前面に設けた吸込口前面パネル２ｅおよびこの吸込口前面パネル２ｅの後方に配したエアフィルタ１８を外し、全熱交換換気ユニット５を露出させる。

外気清浄フィルタ１７を取り外し、除塵して再度組み込む。一方、内側集塵ボックス１１は、透明窓部１０１ｂから虫の死骸の存否およびゴミ溜まりを確認でき、死骸が存在し、あるいはゴミが溜まっていたら、係止部の係合をはずして、蓋体１０１を開き、全熱交換換気ユニット５から、内側集塵ボックス１１を取り外し、虫の死骸、ゴミを捨てた後、内側集塵ボックス１１を全熱交換換気ユニット５に組み込み、蓋体１０１を閉じる。

内側集塵ボックス１１を全熱交換換気ユニット５に着脱自由にしたので、室内側からのメンテナンスが容易になる。

また、外気に含まれる虫は内側集塵ボックス１１で捕捉されて収容されるので、内側集塵ボックス１１を取り外したときに、外気通風路１２内に虫の死骸が落下したり、虫の飛散を防止できる。

また、発泡断熱材で内部構造体を構成した外気通風路１２に集塵ボックスを設置する最、その接合面の隙間にクッション性のある断熱材Ｍを介在させたため、全熱交換換気ユニットの隙間から室内空気が内部に侵入しようとして集塵ボックス１０の外面に空気が侵入することを阻止でき、温度の異なる室内空気と外気との温度差で集塵ボックス側面１０に結露が生じることを防止できる。

本実施形態の空気調和機によれば、外気導入口からの虫の侵入を防止し、メンテナンス性を向上させかつ、集塵ボックスの内側に流れる外気と外側の内気の温度差により集塵ボックス表面に結露が発生しない空気調和機が実現する。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の吸込パネルおよびエアフィルタを外して示す斜視図。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の背面側を示す斜視図。 本発明の一実施形態に係る空気調和機に用いる全熱交換換気ユニットの左側斜視図。 本発明の一実施形態に係る空気調和機に用いる全熱交換換気ユニットの右側斜視図。 本発明の一実施形態に係る空気調和機に用いる全熱交換換気ユニットの背面図。 本発明の一実施形態に係る空気調和機に用いる全熱交換換気ユニットの縦断面図。 本発明の一実施形態に係る空気調和機に用いる集塵ボックス近傍の拡大図。 本発明の一実施形態に係る空気調和機に組み込む内側集塵ボックスの取り出し状態を示すように斜視図。 本発明の一実施形態に係る空気調和機に用いる集塵ボックス近傍の拡大図。

符号の説明

１…空気調和機、２…筐体、２ａ…外気導入口、２ｂ…外気流入口、２ｃ…室内空気導入口、２ｄ…室内空気流出口、２ｅ…吸込口前面パネル、３…室内送風機、４…室内熱交換器、５…全熱交換換気ユニット、５ａ…室内空気導入口、５ｂ…外気導入口、５ｃ…室内空気流出口、５ｄ…外気流出口、５ｅ…前面開口部、６…外気吸込ダクト、７…室内空気排出ダクト、８…空調空気吹出ダクト、９…ドレン皿、１０…集塵ボックス、１０ａ…集塵ボックス側面部、１０ｂ…集塵ボックス外気導入口、１０ｃ…集塵ボックス前面開口部、１０ｄ…集塵ボックス側面の通気開口、１０１…蓋体、１０１ａ…枠部、１０１ｂ…透明窓部、１１…内側集塵ボックス、１１ａ…内側集塵ボックス側面部、１１ｂ…内側集塵ボックス外気導入口、１１ｃ…内側集塵ボックス前面開口部、１１ｄ…内側集塵ボックス側面通気開口、１１１…メッシュフィルタ、１２…外気通風路、１３…室内空気通風路、１４…全熱交換器、１４ａ…第１の空気流入面、１４ｂ…第２の空気流入面、１４ｃ…第１の空気流出面、１４ｄ…第２の空気流出面、１５…外気導入用送風機、１６…室内空気排出用送風機、１７…外気清浄フィルタ、１８…エアフィルタ、Ａ…空気断熱層Ｍ…クッション性のある断熱材。

Claims (2)

1. ユニット筐体の外面に、外気導入口、外気流出口、室内空気導入口、室内空気流出口を設け、前記ユニット筐体内の略中央部に全熱交換器を収納し、前記外気導入口から前記全熱交換器に設ける一方の通風路を介して前記外気流出口に連通する外気通風路と、前記室内空気導入口から前記全熱交換器に設ける他方の通風路を介して前記室内空気流出口に連通する室内空気通風路とを形成し、前記双方の通風路を流れる通風空気が前記全熱交換器を介して熱交換されるようにした全熱交換換気ユニットを備えた空気調和機において、
   前記全熱交換換気ユニットは、前記ユニット筐体の背面に前記外気導入口を配置し、この外気導入口と対向する前記外気通風路の前記ユニット筐体前面に設けた前面開口部と、この前面開口部を適宜開閉し、閉止時はこの前面開口部を密封する蓋体と、
   前記ユニット筐体の前記前面開口部と前記外気導入口の間の外気通風路内に設置され、前後に前面開口部と外気導入口を有した筒状をなし、側面部に前記全熱交換器に連通する側面通気開口を有する集塵ボックスと、
   この集塵ボックス内側にこの集塵ボックスとの側面間に空気断熱層を形成するように収納され、前後に前面開口部と外気導入口を有した筒状をなし、側面部に前記集塵ボックスの前記側面通気開口と連通する側面通気開口を有する内側集塵ボックスとを備え、
   前記集塵ボックス側面の通気開口あるいは前記内側集塵ボックス側面の通気開口の少なくとも一方には、メッシュフィルタを形成させ、
   前記外気流入通風路内側面と前記集塵ボックス外側面との間には、クッション性のある断熱材を介在させたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記内側集塵ボックスは、前記全熱交換換気ユニットの前面開口部から着脱可能とした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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