JP5921642B2 - フィルタ装置及びこのフィルタ装置を備えた空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置や加湿器などに用いられるフィルタ装置及びこのフィルタ装置を備えた空気調和装置に関するものである。

例えば、空気調和装置の室内機の吸込み口側には、吸込み空気中に含まれる異物を捕集し除去するフィルタが設けられており、運転が長期にわたるとこのフィルタを構成するメッシュが塵埃等で目詰りし、吸込み能力の低下などの支障を来たす。また、メッシュに付着した塵埃などに細菌が繁殖して不快な臭を発生することがあるため、フィルタを適宜清掃して付着した塵埃を除去することが必要である。

このようなフィルタの清掃にあたっては、通常フィルタを装置から取り外してメッシュに付着した塵埃を除去したり、水洗したりしているが、煩しいばかりでなく、高所に設置した室内機からフィルタを取り外すため、安全上問題がある。
そのため、フィルタを装置から取り外すことなく、装置に設置したままで自動的に清掃する技術が提案されている。この場合、フィルタの表面を清掃するだけでは裏面に清掃残りが生じて塵埃が装置内に留ることになるので、表裏両面を自動的に清掃することが望ましい。

このようなフィルタの自動清掃装置を備えた加湿器に、金属性コイル素材をコイル径方向から押し付けてコイル素材どうしを厚み方向に重ねることにより、コイル素材どうしの間に多数の空隙部を有する帯状体を形成して、その両端部を連結した無端帯状の多孔質体を構成し、これを外周に凸部を有する駆動回転体と従動回転体との間に懸架し、凸部を空隙部内に入り込ませて付着したスケールを除去するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、エアフィルタを往復的に駆動するモータと、エアフィルタの移動経路上に設けたダストボックス内にエアフィルタの表裏両面を擦るブラシを備えた清掃手段とを有し、所定の運転積算時間が経過したときは、エアフィルタを往復動させ、ブラシによりエアフィルタの両面に付着したゴミをダストボックス内にかき落すようにした空気調和機がある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８−２９２０７８号公報（第４、５頁、図１−図３） 特開２００４−１０１１０１号公報（第５−７頁、図２、図３）

特許文献１に記載された発明は、金属製のコイル素材を二重にしてフィルタを形成しているため、フィルタの有効面積が狭いのでフィルタ自体を大型化する必要があり、高価になるばかりでなく、無終端のフィルタを上下の回転体の間で回転させる装置が必要なため装置全体が大型になってしまい、狭いスペースで使用することができず、このため使用範囲が限られていた。

また、特許文献２に記載された発明は、フィルタの両面にブラシを設ける必要があるため、特許文献１の発明と同様に大型になって設置には広いスペースが必要であり、やはり使用範囲が限られていた。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、薄くて小形化することができるため広範囲に使用することができ、また、フィルタの清掃手段を設けることにより、フィルタの表裏両面に堆積した塵埃を自動的かつ確実に除去することのできるフィルタ装置、及びこのフィルタ装置を備えた空気調和装置を提供することを目的としたものである。

本発明に係るフィルタ装置は、空気中の塵埃を捕集するフィルタと、フィルタが複数本のローラのうちの少なくとも１本の駆動ローラの駆動を受けて移動することにより接触してフィルタに付着した塵埃を除去する清掃手段と、を備え、フィルタは、１８０度の奇数倍捻り両端部を連結して無端帯状としてあり、且つローラの表側から引き出されたフィルタが、該フィルタの進行方向における次のローラの裏側から引き込まれるようにローラに掛けられることで表裏のない平面状に形成したものである。

本発明に係る空気調和装置は、上記のフィルタ装置を備えたものである。

本発明によれば、フィルタ装置の使用範囲を拡大することができ、またフィルタの清掃手段を設けた場合はフィルタの両面に堆積した塵埃を自動的にかつ確実に除去することができる。

本発明の実施の形態１に係るフィルタ装置を備えた空気調和装置の室内機の断面説明図である。 図１のフィルタ装置の平面説明図である。 図１のフィルタ装置の要部を示す斜視説明図である。 フィルタの清掃手段を設けたフィルタ装置の要部の説明図である。 図４のフィルタ装置の作用説明図である。 本発明の実施の形態３に係るフィルタ装置の平面説明図である。

［実施の形態１］
本発明の実施の形態１に係るフィルタ装置を備えた空気調和装置の室内機を示す図１において、１は下部が開口された室内機の本体（以下、室内機本体という）で、内部の中央部には電動送風機２が設置されており、その外周（吹出し側）には熱交換器３が配設されている。４は熱交換器３の下部に設置されて熱交換器３に発生した凝縮水を受けるドレンパンである。そして、熱交換器３の外周（下流側）には、熱交換器３を通過した調和空気を室内に導く風路５が設けられている。

また、室内機本体１の室内に露出する部分（下部開口部）には化粧パネル６が装着されており、この化粧パネル６の中央部には、吸込みグリル８を有し室内の空気を吸込む吸込み口７が設けられて、その外周には風路５と連通する調和空気の吹出し口９が設けられている。９ａは吹出し口９に設けられた風向板である。

室内機本体１と化粧パネル６との間にはフィルタ装置１０が配設されており、このフィルタ装置１０は、吸込み空気中の塵埃を捕集するフィルタ１１と、フィルタ１１の幅とほぼ等しい長さで両端部外周にギア１６（図４参照）が設けられて、駆動モータ（図示せず）に駆動される駆動ローラ１５、及び回転自在に支持された従動ローラ１７ａ，１７ｂとからなり、必要に応じて、フィルタ１１に堆積した塵埃を除去して清掃するフィルタ清掃手段２０（以下、清掃手段という）が設けられている。

フィルタ１１は、例えば、エラストマーなどの可撓性を有する材料からなるフィルタ枠１２に、空気の流通に対して大きな抵抗とならず、かつ塵埃を捕集できるメッシュ１３をインサートしてほぼ四角形状に形成したもので、フィルタ枠１２の両側縁部の上面及び下面には、駆動ローラ１５のギア１６と噛合うラック状のギア（図示せず）が設けられている。

フィルタ装置１０は、図２に示すように、フィルタ１１を１８０度の奇数倍捻り、両端部を連結して無端帯状として例えばメビウスの帯やヘキサフレクサゴンのように形成し、このフィルタ１１を１本の駆動ローラ１５と２本の従動ローラ１７ａ，１７ｂに掛けて、表裏のない平面状に形成したものである。なお、１８は駆動ローラ１５の外周の一部を覆うフィルタガイドで、フィルタ１１は駆動ローラ１５とフィルタガイド１８との間を通過する。

フィルタの清掃手段２０は、図４に示すように、駆動ローラ１５の近傍にダストボックス２１が配設され、このダストボックス２１内には挿脱可能なダスト回収箱２２が設けられている。また、ダストボックス２１の上部には、駆動ローラ１５と平行に、かつ両端部がダストボックス２１に回転自在に支持され、駆動モータ（図示せず）によって回転駆動されるブラシ軸２５が設けられており、その外周には、フィルタガイド１８内において駆動ローラ１５に巻き取られたフィルタ１１の面と接触するように、毛足が例えば１５ｍｍ程度の植毛テープを螺旋状に巻き付けたブラシ２６が形成されている。

２７はブラシ２６の斜め下方において、ブラシ２６の植毛を梳くようにブラシ２６と交差してダストボックス２１に設けられた櫛部で、ブラシ２６の植毛に付着した塵埃を除去する。なお、上記の説明では、ブラシ軸２５に植毛テープを螺旋状に巻き付けてブラシ２６を形成した場合を示したが、ブラシ軸２５に複数本の植毛テープを直線状に取付けてブラシ２６を構成してもよく、あるいはブラシ軸２５の外周全体に植毛を取付けてブラシ２６を構成してもよい。

次に、上記のような清掃手段２０を備えたフィルタ装置１０を組込んだ空気調和装置の室内機の作用について説明する。
空気調和装置が運転を開始すると、室内機の電動送風機２が駆動されて吸込み口７から室内空気が吸込まれる。吸込まれた空気は停止しているフィルタ装置１０のフィルタ１１に捕集されて清浄な空気となり、熱交換器３に導かれて冷却又は加熱されて冷風又は温風の調和空気となって、風路５を経て吹出し口９から室内に吹出され、室内を空気調和する。

空気調和装置の運転を停止すると、駆動ローラ１５の駆動モータに通電され、図５に示すように、駆動ローラ１５を矢印ａ方向に回転させる。これにより、ラック状のギアが駆動ローラ１５のギア１６と噛合うフィルタ１１は、駆動ローラ１５に巻き取られて矢印ｂ方向に移動する。

このとき、ブラシ軸２５は駆動モータにより矢印ｃ方向に回転し、これに設けたブラシ２６の植毛が巻き取られたフィルタ１１の一方の面に接触し、フィルタ１１に付着している塵埃を掻き落す。フィルタ１１が１周して再び駆動ローラ１５に到達したときはフィルタ１１は反転しており、他方の面がブラシ２６の植毛と接触し、フィルタ１１に付着している塵埃が掻き落される。

このようにして、フィルタ１１が２回転する間に、両面に堆積した塵埃がブラシ２６によって除去されて清掃され、清掃が終ると駆動ローラが停止し、ブラシ２６の回転も停止する。これにより、フィルタ１１の両面に堆積した塵埃は自動的に除去され、清掃される。なお、このような作用は、図示しない制御部の指令により行われる。
除去された塵埃はダストボックス２１のダスト回収箱２２内に落下し、ダスト回収箱２２が塵埃で一杯になったときは、ダスト回収箱２２をダストボックス２１から引き出して、塵埃を捨てる。

本実施の形態に係るフィルタ装置１０によれば、フィルタ１１を１８０度の奇数倍捻って端部を連結して無端帯状にし、少なくとも３本のローラ１５，１７ａ，１７ｂに懸けてほぼ平面状に形成したのでメッシュ１３の重なる部分を少くしてフィルタ１１の有効面積を広くすることができ、その上薄型にすることができるので、使用範囲を大幅に拡大することができる。

また、フィルタ装置１０に清掃手段２０を設けた場合は、可撓性を有するフィルタ１１が駆動ローラ１５に巻き取られる間に、フィルタ１１の両面に堆積した塵埃がブラシ２６により自動的に除去されて清掃されるので、使用者を煩わすことなく容易かつ確実に塵埃を除去することができ、安全でフィルタ１１の除塵効率を高めることができる。

さらに、図１に示すように、吸込み口７が下面にある室内機の吸込み口７にフィルタ装置１０が設置された場合は、フィルタ１１の裏面に付着した塵埃は除去しにくく清掃残りが生じ易いが、本実施の形態によれば、フィルタ１１の両面に堆積した塵埃を自動的に除去することができるので清掃残りがなく、塵埃が室内機内に留ることがない。

また、このように、フィルタ１１を自動清掃することにより、空気調和装置の長期使用が可能で耐久性を向上することができ、その上、エネルギーの消費量を節減することができる。さらに、省エネルギー化を達成できるため、空気調和装置のライフサイクルにおける各段階での環境負荷軽減効果を得ることができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、空気調和装置の室内機本体１と化粧パネル６との間に、清掃手段２０を備えたフィルタ装置１０を設置した場合を示したが、本実施の形態は、化粧パネル６内にフィルタ装置１０又は清掃手段２０を有するフィルタ装置１０を配置したものである。

本実施の形態によれば、フィルタ装置１０を設置するための余分なスペースが不必要となるため、空気調和装置の室内機をより省スペース化、小形化することができる。
その他の構成、作用、効果は実施の形態１の場合と同様である。

［実施の形態３］
実施の形態１では、フィルタ１１を駆動ローラ１５と２本の従動ローラ１７ａ，１７ｂに掛けてフィルタ装置１０を構成した場合を示したが、本実施の形態は、１本の駆動ローラ１５と多数の従動ローラ（図には、７本の従動ローラ１７ａ〜１７ｇが示してある）に、１８０度捻って両端部を連結した無端帯状のフィルタ１１を掛けて、フィルタ装置１０を構成したものである。なお、駆動ローラ１５は２本又はそれ以上設けてもよい。

本実施の形態によれば、フィルタ装置１０の形状を適宜変更できるため、設置する風路の形状に対応した形状に形成することができるので、適用範囲を拡大することができる。

上記の説明では、本発明に係るフィルタ装置１０を、空気調和装置の天井埋込型室内機に実施した場合を示したが、これに限定するものではなく、壁掛型の室内機等にも実施することができ、さらに、加湿器、冷蔵庫、送風機、空冷装置などのフィルタ装置にも実施することができる。

１ 室内機本体、２ 電動送風機、３ 熱交換器、５ 風路、６ 化粧パネル、７ 吸込み口、９ 吹出し口、１０ フィルタ装置、１１ フィルタ、１２ フィルタ枠、１３ メッシュ、１５ 駆動ローラ、１６ ギア、１７ 従動ローラ、２０ 清掃手段、２１ ダストボックス、２２ ダスト回収箱、２５ ブラシ軸、２６ ブラシ、２７ 櫛部。

Claims (7)

1. 空気中の塵埃を捕集するフィルタと、
   前記フィルタが複数本のローラのうちの少なくとも１本の駆動ローラの駆動を受けて移動することにより接触して前記フィルタに付着した塵埃を除去する清掃手段と、を備え、
   前記フィルタは、１８０度の奇数倍捻り両端部を連結して無端帯状としてあり、且つ前記ローラの表側から引き出されたフィルタが、該フィルタの進行方向における次のローラの裏側から引き込まれるように前記ローラに掛けられることで表裏のない平面状に形成したことを特徴とするフィルタ装置。
2. 前記フィルタを３本のローラに３回掛けたことを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
3. 空気中の塵埃を捕集するフィルタと、
   前記フィルタが複数本のローラのうちの少なくとも１本の駆動ローラの駆動を受けて移動することにより接触して前記フィルタに付着した塵埃を除去する清掃手段と、を備え、
   前記フィルタは１８０度の奇数倍捻り両端部を連結して無端帯状とすることにより表裏のない平面状に形成してあり、
   前記フィルタを８本のローラに９回掛けたことを特徴とするフィルタ装置。
4. 前記複数本のローラのうちの少なくとも１本の駆動ローラは駆動手段によって回転駆動されるとともに、前記フィルタは前記複数本のローラに掛けられて回転移動して前記清掃手段を通過することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
5. 前記清掃手段は、前記駆動ローラに近接して設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
6. 前記清掃手段は、前記駆動ローラの近傍に設けたダストボックスと、前記駆動ローラと平行に配置されて外周に前記フィルタと接触するブラシが取付けられ、前記ダストボックスに回転自在に支持されて駆動手段により回転駆動されるブラシ軸と、該ブラシ軸に近接して配置され該ブラシ軸のブラシに付着した塵埃を除去する櫛部とによって構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィルタ装置を備えたことを特徴とする空気調和装置。

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