JP5720819B2

JP5720819B2 - 空気調和機の室内機

Info

Publication number: JP5720819B2
Application number: JP2014042901A
Authority: JP
Inventors: 平川　誠司; 誠司平川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2030-10-14
Also published as: JP2014098553A

Description

本発明は空気調和機の室内機に関するものである。

従来、空気調和機の室内機は、吸込パネルに軸支されて第一の状態で吸込口を隠蔽し、第二の状態で半開し、第三の状態で全開し、第四の状態で背面が前面側斜め上方に向くまで回動するように複数の吸込ルーバを上下に配置し、同吸込ルーバの背面に収容部を連続形成して、前記第二の状態により前記吸込口を閉じるようにフィルタを挿脱可能に収容し、空気清浄運転をする際、前記吸込ルーバを前記第二の状態とし、冷房運転または暖房運転をする際、前記吸込ルーバを前記第三の状態とし、前記フィルタの挿脱をする際、前記吸込ルーバを前記第四の状態としてなる発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１４７０３０号公報（第５頁、第２図）

しかしながら、従来の空気調和機の室内機では、空気清浄運転をする際は吸込口の開口面積が狭くなることから、吸込口を通過する時の通風抵抗が増大し、ファンモータ入力が増加して省エネ効率が悪化するという問題があった。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、空気調和機の室内機の構成と空気清浄フィルタの配置位置により、効率よく除塵できる室内機を得るものである。

本発明に係る空気調和機の室内機は、前面側に設けられた意匠パネルと、上面側に設けられた吸込口を覆う第１のフィルタと、前記意匠パネル側に向かって凸となる屈曲部が設けられた前面側熱交換器と、前記前面側熱交換器の下流側に設けられたクロスフローファンと、前記吸込口より吸込まれた空気が前記屈曲部と前記意匠パネルとの間で略鉛直方向に縮流される位置に設置され、通風孔の貫通方向が略鉛直方向である第２のフィルタとを有することを特徴とする。

本発明の空気調和機の室内機は、前記吸込口より吸込まれた空気が前記屈曲部と前記意匠パネルとの間で略鉛直方向に縮流される位置に設置され、通風孔の貫通方向が略鉛直方向である第２のフィルタを有することにより、縮流して風速が増した空気が第２のフィルタを通過するので、効率よく空気清浄することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機の全体を示す断面図。本発明の実施の形態１に係る空気調和機の空気清浄フィルタを構成するハニカムフィルタを示す図。本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室内機の全体を示す断面図。本発明の実施の形態２に係る空気調和機の空気清浄フィルタを構成するハニカムフィルタを示す図。本発明の実施の形態２に係る空気清浄フィルタを示す斜視図。本発明の実施の形態２に係る空気清浄フィルタの空気調和機の室内機への固定位置を示す斜視図。本発明の実施の形態２に係る空気清浄フィルタを室内機から取り外した状態の斜視図。

［実施の形態１］
図１〜図３は本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機を説明するものであって、図１は空気調和機の室内機を示す断面図、図２は空気清浄フィルタを構成するハニカムフィルタを示す図で、図２（ａ）は図１に示す空気清浄フィルタの拡大図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示している。なお、各図は模式的に描いたものであって、各部材の形状や大きさは図示する形態に限定するものではない。また、各図において同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。

図１に示す空気調和機の室内機１は主に設置された室内の壁に取り付けられて、室内空気を空調する。室内機１の前面は意匠パネル２で覆われており、上面はグリル３で覆われ、室内機１の前面上部から上面に渡ってグリル３で覆われた吸込口４が設けられている。室内機１の正面下段から下面に渡って上下風向可変ベーン６にてその開口の方向と大きさとを制御される吹出口５が設けられており、室内機１の内部に吸込口４から吹出口５に至る風路を形成している。室内機１の上面の吸込口４を覆うようには室内機１に吸入される通過室内空気の塵埃を除去するプレフィルタ７が設けられている。室内機１の内部において通過室内空気のプレフィルタ７よりも下流側には、プレフィルタ７よりも細かい細孔を有して、プレフィルタ７が捕捉する塵埃よりも小さい塵埃を捕捉して通過室内空気を清浄化する空気清浄フィルタ８と、通過室内空気と熱交換する熱交換器９と、熱交換器９の下流側にクロスフローファン１０が配置されている。熱交換器９と意匠パネル２との間にはプレフィルタ７の清掃を行うプレフィルタ清掃装置１１が意匠パネル２に沿って配置されている。クロスフローファン１０の上流側は通過室内空気の吸込風路を形成し、クロスフローファン１０の下流側はノズル部１２とボックス部１３で区画された吹出風路を形成している。

プレフィルタ７は、吸込口４の全面を覆うように配置されており、プレフィルタ枠体７ａにより支持されている。プレフィルタ枠体７ａは柔軟性のある材料で成形されているので、プレフィルタ７は成形時は平板状で形成されるが、室内機１に搭載されると図１のように逆Ｕ字状の縦断面を有するような湾曲した形状で保持される。

熱交換器９はクロスフローファン１０の前方から上方にかけて配置された前面側熱交換器９ａと、前面側熱交換器９ａの後方に位置しクロスフローファン１０の上方に配置された背面側熱交換器９ｂとで構成されている。前面側熱交換器９ａは上下方向の中央付近に設けられた屈曲部１４にて、クロスフローファン１０とは反対側、つまり意匠パネル２側が凸になるように屈曲しており、屈曲部１４より下側の熱交換器は略垂直に配置され、屈曲部１４より上側の熱交換器は前方から後方上方向けて傾斜して配置されている。背面側熱交換器９ｂは前面側熱交換器９ａの上方の先端部分から背面下方に向けて配置されている。
尚、屈曲部１４は一つの前熱交換器９ａを折り曲げて形成するものに限らず、複数の熱交換器をクロスフローファン側が谷、その反対側が山となるように配置して構成してもよく、或いは、クロスフローファン側が平らで、その反対側が隆起するような配置でもよい。

プレフィルタ清掃装置１１は、モータを内蔵し、プレフィルタ７の横方向での間に位置するように設けられた回転出力装置（図示せず）と、プレフィルタ７から塵埃を除去し、この塵埃を溜める塵埃回収部１１ａとから構成される。塵埃回収部１１ａは上部にブラシ１１ｂが設けられており、そのブラシ１１ｂの周囲は開口している。
回転出力装置にはモータとギヤなどの伝達機構によるフィルタ駆動歯車１１ｃの回転と連動して１８０度を往復揺動する機構が内蔵されている。これは例えば、正転用ギヤの連結と反転用ギヤの切り離しによる往動と、正転用ギヤの切り離しと反転用ギヤの連結による復動を繰り返す機構、あるいは往動用ギヤの連結による往動とこのギヤの切り離しおよび予め設けられているフライホイールによる反転力を利用した復動を繰り返す機構などである。回転出力装置が駆動するとフィルタ駆動歯車１１ｃが回転する。これによりプレフィルタ７がフィルタ駆動歯車１１ｃを中心として図１中の破線矢印の方向へ移動する。
プレフィルタ７が回転出力装置により図１に破線矢印方向に移動する際に、ブラシ１１ｂとプレフィルタ７の外側の面が接触することによって、プレフィルタ７に捕捉されていた塵埃が塵埃回収部１１ａに落下して回収される。
塵埃回収部１１ａは意匠パネル２のすぐ背面に設けられており、意匠パネル２を取り外すと塵埃回収部１１ａが露出して取り出せる構造となっている。使用者は塵埃回収部１１ａに塵埃が溜まるとこれを取り外して中に溜まった塵埃を定期的に廃棄することができる。
このように、定期的にプレフィルタ７に付着した粉塵を除去するので、室内機１の内部を清潔に保つとともに、使用者がプレフィルタ７を清掃する手間を省くことができる。さらに、プレフィルタ清掃装置１１により、プレフィルタ７に塵埃が堆積することを防ぐので、塵埃の堆積によりプレフィルタ７が目詰まりしてエネルギーロスが生じるのを防止することができる。

空気清浄フィルタ８は、前面側の熱交換器９ａのうち最も前方に位置する箇所と、前面側の熱交換器９ａのすぐ前方にある構造物である塵埃回収部１１ａとの間に略水平方向に保持されている。前面側の熱交換器９ａのうち最も前方に位置する箇所とは、本実施の形態１においては前面側熱交換器９ａの屈曲部１４の近傍のことである。
また、空気清浄フィルタ８を塵埃回収部１１ａ、特にブラシ１１ｂよりも下方に配置すると、ブラシ１１ｂがプレフィルタ７に捕捉された塵埃を取払う際にこぼれ落ちる塵埃を空気清浄フィルタ８で捕捉することができる。

尚、本実施の形態１においては塵埃回収部１１ａを設けた室内機１について説明しているが、空気清浄フィルタ８の配置場所は塵埃回収部１１ａがない室内機１の場合は、前面側熱交換器９ａの屈曲部１４と意匠パネル２の間に設ける構成とする。つまり、前面側熱交換器９ａの前方に位置する構造物とは、塵埃回収部１１ａ若しくは意匠パネル２又は図示しない制御基板などのことを指し、塵埃回収部１１ａに限定しない。

図２（ａ）は図１に示す空気清浄フィルタ８の拡大図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。空気清浄フィルタ８は、通風抵抗を抑制する為に、貫通する複数の通風孔８ａを連結して構成されるハニカム構造となっている。通風孔８ａは、図２（ｃ）の断面図では三角形をしているが、その他にも例えば四角形または六角形といった多角形状や円形状でもよい。ここで、空気清浄フィルタ８の通風孔８ａは、室内機１に保持された状態にて、略鉛直方向に貫通している。空気清浄フィルタ８は、空気清浄フィルタ８を上流から下流方向に通過する空気を清浄化する役割を担っており、特に本実施の形態１では鉛直上方から下方に流れる空気を清浄化する。

空気清浄フィルタ８のハニカム構造を構成するハニカムフィルタ８ｂには、例えば、セラミックペーパー、ガラス繊維、アルミニウム、ポリプロピレン、ポリオレフィン、活性炭繊維、和紙、各種不織布といった無機系又は有機系の基材が用いられる。ハニカムフィルタ８ｂの表面にはプレフィルタ７の孔よりも細かい細孔が形成されており、通過する空気に含まれる塵埃がこの細孔に吸着される。
空気清浄フィルタ８に脱臭作用・抗菌作用を付加するために、例えば、チタン、マンガン、銀、パラジウム、プラチナ、コバルト、銅といった触媒がハニカムフィルタ８ｂ表面に付帯されている。また、ハニカムフィルタ８ｂに吸着作用・吸水作用を付加するために、ゼオライト、シリカ、アルミナ、活性炭といった吸着剤が基材表面に付帯されている。また、ハニカムフィルタ８ｂに集塵作用を付加するために、電荷を練りこんでエレクトレットフィルタとする場合もある。また、ハニカムフィルタ８ｂにアレル物質の低減化作用を付加するために、酵素や無機塩、有機塩を付帯する場合もある。

次に、動作について説明する。このように構成された空気調和機においては、まず、電源が投入され、圧縮機（図示せず）が冷媒を圧縮して吐出すると、室内機１の熱交換器９に冷媒が流れ、クロスフローファン１０が回転すると、吸込口４から吸い込まれた室内空気はプレフィルタ７を介して塵埃を除去したのち、一部の空気は前面側熱交換器９ａのうち屈曲部１４より上方に位置する部分や背面側熱交換器９ｂを通過してクロスフローファン１０に到達し、残りの空気はプレフィルタ７を通過した後、さらに空気清浄フィルタ８を通過して除塵された後、屈曲部１４より下方の前面側熱交換器９ａを通過してクロスフローファン１０に到達する。

吸込口４から吸い込まれたこれら空気は熱交換器９を流れる冷媒と熱交換された後、空気吹出口５から室内へ吹き出される。このとき、上下風向可変ベーン６の位置に応じた方向に空気が吹き出される。使用者は上下風向可変ベーン６の位置をリモコンにて設定することができる。また、室内の温度分布や人の位置を赤外線センサー（図示せず）で検出することにより、室内機が自動的に上下風向可変ベーン６の位置を決めることもできる。その後、室内空気は再び吸込口４から吸い込まれる。この一連の動作が繰り返されるので、その結果、室内空気は塵埃を除去される。

ここで、空気清浄フィルタ８を通過する空気の流れに着目する。図１に示すように、ノズル部１２は室内機１の意匠パネル２の下部からクロスフローファン１０の前方下方直前まで延びている。また、ボックス部１３はクロスフローファン１０の後方上方から風路を広げながらノズル部１２の下方まで設けられている。このようにノズル部１２とボックス部１３を配置することによって、クロスフローファン１０の内部における下部に低気圧の中心を発生させることができ、熱交換器９を通過した空気が低気圧の中心を時計回りに通過してノズル部１２とボックス部１３が区画する吹出風路から吹出される。このように、空気調和機の室内機１の吸込口４から吸込まれた空気は熱交換器９へと向かうが、前面熱交換器９ａの外側を下部に向かって流れる空気は、前面熱交換器９ａと塵埃回収部１１ａとの距離が最も狭くなる領域Ａ、本実施の形態１においては屈曲部１４の近傍にて縮流し、風速を増しながら略鉛直方向に整流される。図１において領域Ａを通過する空気を実線矢印で示している。尚、意匠パネル２を吹出口５まで覆う構成とし、室内機１の前面下部に吸込口を設けない構成であるので、外部から前面側熱交換器９ａの下部に向けて直接室内空気が吸い込まれることもない。

以上のように、本実施の形態１の空気調和機の室内機１では、前面熱交換器９ａと塵埃回収部１１ａとの距離が最も狭くなる領域Ａに空気清浄フィルタ８を配置することにより、縮流して風速が増した空気が空気清浄フィルタ８を通過するので、効率よく除塵することができる。また、空気清浄フィルタ８の小型化も可能である。

さらに、空気清浄フィルタ８をハニカム構造とし、通風孔８ａの貫通方向を略鉛直方向とすることにより、通風孔８ａの向きと空気の流れ方向が完全に一致するため、通風抵抗が非常に小さくすることができる。この領域Ａにて縮流され整流された空気は速度が増加するが、通風孔８ａと空気の流れの向きが一致しているため、空気清浄フィルタ８を空気が通過するときの通風抵抗はほとんど増加しない。空気清浄フィルタ８の空気清浄能力は通過風速に関係するが、上記配置であれば速度が増加しても通風抵抗の増加を抑えることができるため、通風抵抗増加によるエネルギーロスを押えつつ、空気清浄能力を増大させることができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では空気清浄フィルタ８を略水平に配置した構成について説明したが、本実施の形態２では空気清浄フィルタを傾斜させて配置することによって、使用者が空気清浄フィルタを容易に取り出すことができ、空気清浄フィルタの除塵能力を増大できる構成について説明する。

図３乃至図７は本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室内機を説明するものであって、図３は本実施の形態２の空気調和機の室内機の全体を示す断面図、図４は空気清浄フィルタを構成するハニカムフィルタを示す図であって、図４（ａ）は図３に示す空気清浄フィルタ８の拡大図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）は図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、図５は空気清浄フィルタを示す斜視図、図６は空気清浄フィルタの空気調和機の室内機への固定位置を示す斜視図、図７は空気清浄フィルタを室内機１から取り外した状態の斜視図である。なお、各図は模式的に描いたものであって、各部材の形状や大きさは図示する形態に限定するものではない。また、各図において実施の形態１と同一の構成部分には同じを付して説明を省略する。

本実施の形態２では、実施の形態１とほぼ同様の構成をしているが、図３に示すように、空気清浄フィルタ１５が領域Ａにおいて前方下方に傾斜して室内機１内に保持されている。領域Ａは実施の形態１と同様に屈曲部１４の近傍であって、前面側熱交換器９ａと塵埃回収部１１ａとの間の風路が最も狭くなる領域である。この領域Ａでは吸込口４とプレフィルタ７を通過した空気の一部が縮流されて垂直下方向の風速が増す。図３において領域Ａを通過する空気を実線矢印で示している。

また、図４に示すように、空気清浄フィルタ１５は、通風抵抗を抑制する為に、貫通する複数の通風孔１５ａを連結して構成されるハニカム構造となっている。図５（ａ）、図５（ｃ）に示すように通風孔１５ａは傾斜して複数設けられており、それぞれの通風孔１５ａが上下方向に貫通している。空気清浄フィルタ１５の通風孔１５ａは、室内機１に保持された状態にて、略鉛直方向に貫通するような向きに固定される。
また、図６に示すように、空気清浄フィルタ１５はハニカムフィルタ１５ｂと空気清浄フィルタ枠体１５ｃから構成されている。空気清浄フィルタ枠体１５ｃの前方側端には、使用者が保持できるツマミ１５ｄが設けられている。また、空気清浄フィルタ枠体８ａの左右両端には突起部１５ｅが設けられている。

本実施の形態２の室内機１は長手方向の左右に塵埃回収部１１ａと空気清浄フィルタ１５をそれぞれ２つ備えており、図７には意匠パネル２と、左右にある塵埃回収部１１ａのうち左側の塵埃回収部１１ａを取り外した状態を図示している。図７では塵埃回収部１１ａの後方に配置される空気清浄フィルタ１５のツマミ１５ｄを含む前方端部が露出している。意匠パネル２、塵埃回収部１１ａを取り外すことによって、ツマミ１５ｄが露出するので、使用者はこのツマミ１５ｄを把持して斜め前方下方向に引っ張ることによって空気清浄フィルタ１５を室内機１から取り外すことができる。

図７には空気清浄フィルタ１５を室内機１から取り外した状態を示している。室内機１の長手方向の端部の側壁と室内機１の長手方向中央部には空気清浄フィルタ１５を固定するための空気清浄フィルタ保持レール１６が室内機１の前後方向に設けられている。空気清浄フィルタ保持レール１６は後方から前方に向けて傾斜して設けれており、前方端部は開口した形状となっている。空気清浄フィルタ枠体１５ｃの左右両側端面に設けられた突起部８ｅが空気清浄フィルタ固定レール１６に挿入されて空気清浄フィルタ１５が固定されている。空気清浄フィルタ１５は熱交換器９の上流側に設けられた空気清浄フィルタ保持レール１６によって室内機１の内部に保持されている。使用者はツマミ１５ｄを持って空気清浄フィルタ枠体１５ｃの突起部１５ｅを空気清浄フィルタ保持レール１６に沿って室内機１の前面側から空気清浄フィルタ１５を斜め方向に出し入れすることができる。

以上のように、実施の形態２の室内機では、使用者が空気清浄フィルタ１５のツマミ１５ｄを持って斜め下方向に引っ張ると、容易に室内機１から取り外し、取り付けられる構成となっている。一般的に室内機は壁面の高さ１．８ｍ程度の位置に設置されるため、斜め下方向への動作は容易に行うことができる。そのため、上記の構成であればメンテナンスやフィルタ交換が容易であり、使い勝手が向上する。また、空気清浄フィルタ１５が下方に傾斜して室内機１に固定されているため、空気清浄フィルタ１５を水平方向にして室内機１に固定したときよりも空気清浄フィルタの面積を大きくとることができ、空気清浄能力をより増大させることができる。また、空気清浄フィルタ１５は、前面側の熱交換器９ａのうち最も前方に位置する箇所と、前面側の熱交換器９ａのすぐ前方にある構造物である塵埃回収部１１ａとの間に保持され、空気清浄フィルタ１５の通風孔１５ａが略鉛直方向に貫通するように室内機１に固定されているため、実施の形態１と同様に、通風抵抗増加によるエネルギーロスを押えつつ、空気清浄能力を増大させることができる。

この発明は、室内の壁に取り付ける空気調和機の室内機に利用することができる。

１室内機、２意匠パネル、３グリル、４吸込口、５吹出口、６上下風向可変ベーン、７プレフィルタ７、７ａプレフィルタ枠体、８空気清浄フィルタ、８ａ通風孔、９熱交換器、１０クロスフローファン、１１プレフィルタ清掃装置、１１ａ塵埃回収部、１１ｂブラシ、１１ｃフィルタ駆動歯車、１２ノズル部、１３ボックス部、１４屈曲部、１５空気清浄フィルタ、１５ａ通風孔、１５ｂハニカムフィルタ、１５ｃ空気清浄フィルタ枠体、１５ｄツマミ、１５ｅ突起部、１６空気清浄フィルタ保持レール。

Claims

前面側に設けられた意匠パネルと、
上面側に設けられた吸込口を覆う第１のフィルタと、
前記意匠パネル側に向かって凸となる屈曲部が設けられた前面側熱交換器と、
前記前面側熱交換器の下流側に設けられたクロスフローファンと、
前記吸込口より吸込まれた空気が前記屈曲部と前記意匠パネルとの間で略鉛直方向に縮流される位置に設置され、通風孔の貫通方向が略鉛直方向である第２のフィルタとを有する空気調和機の室内機。
前記屈曲部が前記前面側熱交換器の最も前方に位置することを特徴とする請求項１記載の空気調和機の室内機。
前記意匠パネルと前記第２のフィルタの間に制御基板が設置され、
前記第２のフィルタは、前記吸込口より吸込まれた空気が前記屈曲部と前記制御基板との間で略鉛直方向に縮流される位置に設置されることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機の室内機。
前記意匠パネルと前記第２のフィルタの間に塵埃回収部が設置され、
前記第２のフィルタは、前記吸込口より吸込まれた空気が前記屈曲部と前記塵埃回収部との間で略鉛直方向に縮流される位置に設置されることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機の室内機。
前記第２のフィルタは前記第１のフィルタよりも小さい塵埃を補足することを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の空気調和装置の室内機。
前記第２のフィルタはハニカム構造をしていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の空気調和機の室内機。
前記第２のフィルタは前記前面側熱交換器の前記屈曲部から前記意匠パネルに向かって下向きに傾斜するよう設置されていることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の空気調和装置の室内機。
前記意匠パネルに向かって下向きに傾斜する前記第２のフィルタを固定するレールを備えたことを特徴とする請求項７記載の空気調和装置の室内機。