JP6396179B2 - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Description

本実施形態は、空気調和機の室内機に関する。

空気調和機の室内機は、内部に熱交換器を備えており、室内から吸い込んだ空気をその熱交換器に流通させて熱交換し、空気調和作用を得る。近年の室内機においては、このような空気調和機能ばかりでなく、付加機能として、室内から吸い込む空気に含まれる不純物を積極的に捕捉して除去する機能を備えたものが提案されている。一般に、室内から吸い込む空気には、極微細な埃、塵、花粉、雑菌類などといった塵挨類が含まれている。そのため、室内から吸い込まれる空気に含まれる塵挨類を室内機で捕獲除去して空気を清浄化する機能を備えることは極めて有効である。

例えば特許文献１に開示されている空気調和機の室内機は、室内機本体の内部にマイナスイオン発生器を備えている。このマイナスイオン発生器は、マイナス電位の高電位が印加されるマイナスイオン電極を有しており、マイナスイオンを発生して、室内から吸い込まれる空気に含まれる塵挨類をマイナス電位に荷電する。一方、熱交換器は、導電性を有する多数枚の板状のフィンを相互に間隔を有して配列した構成であり、各フィンには、マイナスイオン発生器の対向電極としてアース電位が印加される。これにより、熱交換器は、マイナス電位に荷電した塵挨類を各フィンに吸引して捕捉する。

国際公開第２００９／０２８６３４号

上記構成の室内機においては、マイナス電位に荷電した塵挨類が熱交換器の各フィンに吸引され易くなるようにした構成を実現することで、空気清浄能力の一層の向上を図ることができる。

本実施形態は、マイナス電位に荷電した塵挨類が熱交換器のフィンに吸引され易くなるようにした空気調和機の室内機を提供する。

本実施形態に係る空気調和機の室内機は、室内機本体と、送風機と、エアフィルタと、マイナスイオン発生器と、熱交換器と、を備える。室内機本体は、上面部に吸込み口、下面部に吹出し口、内部に前記吸込み口と前記吹出し口との間を連通させる通風路を有している。送風機は、前記通風路中に設けられており、前記室内機本体外の空気を前記吸込み口から前記通風路内へ吸い込むとともに、前記通風路内の空気を前記吹出し口から前記室内機本体外へ吹き出す。エアフィルタは、前記通風路中に設けられおり、前記吸込み口から前記通風路内に吸い込まれる空気中の塵挨類を捕獲する。マイナスイオン発生器は、前記通風路中にあって前記エアフィルタの下流側に設けられており、マイナス電位の高電圧が印加されるマイナスイオン電極を有し、前記通風路内を流れる空気中の塵挨類をマイナス電位に荷電する。熱交換器は、前記通風路中にあって前記マイナスイオン発生器の下流側に設けられており、導電性を有する板状のフィンで構成されており、前記マイナスイオン発生器の対向電極としてのアース電位が印加される。また、熱交換器は、前記通風路を流れる空気と熱交換する。そして、前記マイナスイオン電極は、三角形状に突出する電極針部を有しており、前記電極針部の先端部を二等分する二等分線の方向が前記フィンの法線方向に対して傾斜している。

本実施形態に係る空気調和機の室内機の構成を概略的に示す縦断側面図 マイナスイオン発生器を背面側から見た斜視図 マイナスイオン電極と熱交換器との間に形成される電界を示す図 電極針部の先端部を二等分する二等分線の方向と熱交換器のフィンの法線方向との関係を示す図 マイナスイオン電極の一部を拡大して示す図（その１） マイナスイオン電極の組み合わせ例を示す図（その１） マイナスイオン電極の一部を拡大して示す図（その２） マイナスイオン電極の組み合わせ例を示す図（その２） 従来の構成における電極針部の先端部を二等分する二等分線の方向と熱交換器のフィンの法線方向との関係を示す図

以下、空気調和機の室内機に係る一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に例示するように、空気調和機の室内機１は、上下方向の高さ寸法に対して左右方向の幅寸法が長い横長の箱状をなす室内機本体２の内部に、熱交換器３や送風機４などを備える。室内機本体２の上面部には、その上面のほぼ全体にわたって開口部からなる吸込み口５が設けられている。室内機本体２の下面部には、開口部からなる吹出し口６が設けられている。室内機本体２の内部には、吸込み口５から吹出し口６にわたってこれらの間を連通させる通風路７が形成されている。

吸込み口５には、エアフィルタ８を支持するフィルタ支持枠９が取り付けられている。このフィルタ支持枠９は、側面視で上方へ向けて凸となる湾曲状をなしており、熱交換器３の上方から前方にわたって当該熱交換器３を覆う形態で配設されている。このフィルタ支持枠９に支持されたエアフィルタ８は、通気性を有している。そして、エアフィルタ８は、フィルタ支持枠９に対して着脱可能に取り付けられており、フィルタ支持枠９に沿って熱交換器３の上方から前方にわたって当該熱交換器３を覆う形態で配置されている。エアフィルタ８と熱交換器３との間には、隙間が形成されている。フィルタ支持枠９及びエアフィルタ８も、正面から見て左右方向に長く形成されている。

室内機本体２の前面部には、当該前面部を開閉するための化粧パネル１０が取り付けられている。この化粧パネル１０は、例えば合成樹脂製であり、その左右の両端部が室内機本体２の側面部に回動可能に支持されている。

室内機本体２の下面部には、２枚の上下用ルーバー１１が設けられている。この上下用ルーバー１１は、後端部が回動可能に支持されており、前端部が上下方向に揺動されることで、吹出し口６から吹き出される風を上下方向に案内する。室内機本体２において、上下用ルーバー１１の上方の奥側には、複数枚の左右用ルーバー１２が設けられている。これら左右用ルーバー１２は、相互に連動して先端部が左右方向に揺動されることで、吹出し口６から吹き出される風を左右方向に案内する。

送風機４は、正面から見て左右方向に長い横流ファンにより構成されている。この送風機４は、吹出し口６の上方に位置させて、室内機本体２のほぼ中央部に配置されている。この送風機４が駆動されると、室内機本体２外の空気が吸込み口５から通風路７内に吸い込まれるとともに、通風路７内の空気が吹出し口６から室内機本体２外へ吹き出される。

熱交換器３は、この場合、前側熱交換部１３ａ及び後側熱交換部１３ｂに分割されている。これら前側熱交換部１３ａ及び後側熱交換部１３ｂは、送風機４の上方部位で相互に連結されており、側面から見て山形状に配置されている。また、前側熱交換部１３ａは、送風機４の前方部位で前側に凸となるように折れ曲がっており、側面から見て屈曲した形態となっている。前側熱交換部１３ａ及び後側熱交換部１３ｂも、送風機４と同様に、正面から見て左右方向に長く形成されている。これら前側熱交換部１３ａ及び後側熱交換部１３ｂは、送風機４を上方及び前方から覆う形態で配置されている。

前側熱交換部１３ａ及び後側熱交換部１３ｂは、それぞれ所定の間隔をおいて対向した状態で配列された多数枚の板状のフィン１４を、冷媒が通る配管１５が貫通した形態となっている。この場合、各フィン１４は、アルミニウムなどの導電性を有する材料で構成されている。従って、熱交換器３は、導電性を有する構成とされている。熱交換器３の配管１５は、図示しない圧縮機を備えた冷凍サイクルに接続されている。

フィルタ支持枠９の裏面側には、熱交換器３の前方に位置させて、マイナスイオン発生器１６が取り付けられている。従って、マイナスイオン発生器１６は、室内機本体２内の通風路７中におけるエアフィルタ８の下流側であって、且つ、熱交換器３の上流側である部位に配置されている。このマイナスイオン発生器１６の構成については後述する。

室内機本体２の前面部には、制御基板収納部２７が設けられている。この制御基板収納部２７の内部には、室内機１の動作を制御するための各種の電気部品が実装された制御基板が収納されている。化粧パネル１０が室内機本体２の前面部を閉塞した状態では、制御基板収納部２７は、その化粧パネル１０により前方から覆われるようになっている。

この制御基板収納部２７は、マイナスイオン発生器１６の前方に位置している。また、制御基板収納部２７は、マイナスイオン発生器１６の前面との間に所定の間隔を有して配置されている。この場合、マイナスイオン発生器１６におけるマイナスイオン電極１８と制御基板収納部２７の裏面との間の距離は、マイナスイオン電極１８と熱交換器３における前側熱交換部１３ａの前面との間の距離よりも大きくなるように設定されている。この場合、マイナスイオン発生器１６は、マイナスイオン電極１８と熱交換器３における前側熱交換部１３ａの前面との間の距離が２０ｍｍ〜２８ｍｍの範囲内である２２ｍｍとなる位置に配置されている。

次に、マイナスイオン発生器１６の構成について説明する。即ち、マイナスイオン発生器１６は、電極支持枠１７と、この電極支持枠１７の裏面側に取り付けられたマイナスイオン電極１８を備える。

電極支持枠１７は、合成樹脂製であり、図２に示すように、正面側或いは裏面側から見て左右方向に長く形成されている。この電極支持枠１７は、上下方向の中央部に左右方向に延びる電極支持部１９を有している。この電極支持部１９の裏面には、正面側或いは裏面側から見て左右方向に長く形成されているマイナスイオン電極１８が取り付けられている。このように、電極支持枠１７及びマイナスイオン電極１８のユニットからなるマイナスイオン発生器１６は、その長手方向が室内機１の幅方向に沿うようにして室内機本体２の内部に取り付けられるようになっている。

マイナスイオン電極１８は、その全体が金属板により形成されたもので、正面側或いは裏面側から見て左右方向に直線状に延びるベース部２０と、複数の電極針部２１と、を備える。ベース部２０は、マイナスイオン発生器１６が室内機本体２内に取り付けられた状態では、室内機本体２の幅方向、換言すれば長手方向に沿って直線状に延びる状態となる。

電極針部２１は、ベース部２０から三角形状に突出する形状をなす。この場合、電極針部２１は、ベース部２０の上下にそれぞれ設けられている。また、電極針部２１は、相互に左右方向に所定の間隔を有して配列されている。ベース部２０の上側に設けられる電極針部２１は、ベース部２０の上辺から斜め上方に向かって突出している。ベース部２０の下側に設けられる電極針部２１は、ベース部２０の下辺から斜め下方に向かって突出している。この場合、マイナスイオン電極１８は、マイナスイオン発生器１６の左部と右部とにそれぞれ取り付けられている。即ち、マイナスイオン発生器１６は、２枚のマイナスイオン電極１８を備えている。

電極支持部１９の前部には、上下方向に延びる複数の縦桟２２が一体に設けられている。各縦桟２２は、左右に隣り合った電極針部２１間に配置されている。また、各縦桟２２の先端部は、後方に向けて屈曲している。各縦桟２２のうち屈曲した部分には、隣り合う縦桟２２間を連結するように横桟２３が設けられている。各縦桟２２には、上下方向の中央部付近に他の部位よりも幅が広くなる幅広部が一体に形成されている。これに伴い、隣り合った縦桟２２間の開口間隔は、部分的に狭くなっている。

このような構成のマイナスイオン発生器１６のマイナスイオン電極１８には、図示しない電源から、マイナス電位の高電位として、例えば−９．５ｋＶが印加される構成となっている。そして、導電性を有する熱交換器３の各フィン１４には、マイナスイオン発生器１６の対向電極としてアース電位が印加される構成となっている。このようにマイナスイオン電極１８及び熱交換器３の各フィン１４に電位が印加されることにより、マイナスイオン発生器１６及び熱交換器３は、空気清浄機として機能する。

例えば図３には、マイナスイオン電極１８にマイナスの高電位が印加され、且つ、熱交換器３にアース電位が印加された場合に、マイナスイオン電極１８と熱交換器３との間に形成される電界Ｅを視覚的に示している。即ち、マイナスイオン電極１８にマイナスの高電位が印加され、且つ、熱交換器３にアース電位が印加された場合には、マイナスイオン電極１８の電極針部２１と熱交換器３の各フィン１４との間に電界Ｅが三次元的に広がるように形成される。なお、図３（ａ）は、マイナスイオン電極１８と熱交換器３との間のギャップを例えば１０ｍｍとした場合を示しており、図３（ｂ）は、マイナスイオン電極１８と熱交換器３との間のギャップを例えば２０ｍｍとした場合を示している。

上記構成の室内機１においては、その運転が開始されると、吹出し口６に位置する上下用ルーバー１１が下向きに回動して吹出し口６が開放された状態で、送風機４が駆動されるとともに、熱交換器３が接続された冷凍サイクルの圧縮機が駆動され、さらに、マイナスイオン発生器１６には高電圧電源が通電される。

このうち、送風機４が駆動されることに伴い、室内機本体２外の室内空気が吸込み口５から通風路７内に吸い込まれるとともに、通風路７内の空気が吹出し口６から室内機本体２外の室内へ吹き出される。このとき、通風路７内を通過する空気が熱交換器３と熱交換することに伴い、吹出し口６からは熱交換後の冷却あるいは加温された空気が吹き出される。また、このとき、吸込み口５から通風路７内に吸い込まれる空気に含まれる比較的大きな塵挨などは、エアフィルタ８にて捕獲される。

さらに、この場合、マイナスイオン発生器１６におけるマイナスイオン電極１８にマイナス電位の高電位が印加され、熱交換器３の各フィン１４には、マイナスイオン発生器１６の対向電極としてアース電位が印加される。これにより、マイナスイオンが発生する。そして、発生したマイナスイオンは、通風路７内を流れる空気に含まれた塵挨類をマイナス電位に荷電する。マイナス電位に荷電された塵挨類は、マイナス電位より高い電位、この場合、アース電位に維持されている熱交換器３の各フィン１４に引き寄せられるようになる。これにより、マイナス電位に荷電した塵埃類が熱交換器３に捕捉されるようになる。従って、通風路７内を流れる空気に含まれる微細な粒子の塵埃類、即ちエアフィルタ８では捕獲しきれない塵埃類も熱交換器３にて捕獲されるようになる。

ところで、上記構成の室内機１においては、マイナス電位に荷電した塵挨類が熱交換器３の各フィン１４に吸引され易くなるようにした構成を実現することで、空気清浄能力の一層の向上を図ることができる。そこで、本実施形態に係る室内機１では、マイナス電位に荷電した塵挨類を熱交換器３の各フィン１４に吸引され易くするための工夫が施されている。

即ち、例えば図９に示す構成では、マイナスイオン発生器が備えるマイナスイオン電極の電極針部１２１は、当該電極針部１２１の先端部を二等分する二等分線Ｌ１の方向が、熱交換器３の各フィン１４の法線方向Ｌ２、つまりフィン１４の側面から垂直に延びる方向に対して垂直となっている。この構成では、電極針部１２１によりマイナス電位に荷電した塵埃類の粒子が、各フィン１４の側面に沿う方向と平行に移動する傾向が強くなり、従って、一部の粒子が熱交換器３の各フィン１４間の隙間を通り抜けてしまう可能性があり空気清浄能力の向上を図る場合の課題点となっている。

そこで、本実施形態に係る室内機１では、例えば図４に示す構成を採用している。即ち、この構成では、マイナスイオン発生器１６が備えるマイナスイオン電極１８の電極針部２１は、当該電極針部２１の先端部を二等分する二等分線Ｌ１の方向が熱交換器３の各フィン１４の法線方向Ｌ２に対して傾斜している。この構成では、電極針部２１によりマイナス電位に荷電した塵埃類の粒子が、各フィン１４の側面に対して傾斜した方向に移動する傾向が強くなり、従って、熱交換器３の各フィン１４間の隙間を通り抜け難くなる。従って、本実施形態に係る室内機１によれば、荷電した粒子が各フィン１４の側面に捕集され易くなり、空気清浄能力の向上を図ることができる。なお、実験の結果、電極針部２１の先端部を二等分する二等分線Ｌ１の方向を熱交換器３のフィン１４の法線方向Ｌ２に対して４０〜６０度の範囲、特に４９度前後の角度で傾斜させた場合に、最も空気清浄能力の向上を図ることができた。

ところで、上述したマイナスイオン電極１８は、例えば図５に示すように、ベース部２０の上側の電極針部２１とベース部２０の下側の電極針部２１とが、ベース部２０の長手方向に沿う中心線Ｌｃを対象軸とする線対称となっている。そのため、例えば図６（ａ）に示すように２つのマイナスイオン電極１８を組み合わせた構成では、各電極針部２１の先端部が、それぞれ２つのマイナスイオン電極１８の連結部分１８ｊ側に向かうようになっている。従って、マイナスイオン発生器１６全体としては、２つのマイナスイオン電極１８の連結部分１８ｊが位置する中央部側では空気清浄能力が高められるが、連結部分とは反対側となるマイナスイオン発生器１６の両端部側では中央部側に比べ空気清浄能力が低くなる。即ち、マイナスイオン発生器１６全体として空気清浄能力に偏りが発生する。

また、例えば図６（ｂ）に示すように２つのマイナスイオン電極１８を組み合わせた構成では、一方のマイナスイオン電極１８の電極針部２１の先端部が向かう方向と、他方のマイナスイオン電極１８の電極針部２１の先端部が向かう方向とが同じである。そのため、マイナスイオン発生器１６全体としては、各電極針部２１の先端部が向かう一端部側、即ち図６（ｂ）では左側の空気清浄能力が高められるが、各電極針部２１の先端部が向かう方向とは反対側である他端部側、即ち図６（ｂ）では右側の空気清浄能力が左側に比べ低くなる。即ち、この場合も、マイナスイオン発生器１６全体として空気清浄能力に偏りが発生する。

また、例えば図６（ｃ）に示すように２つのマイナスイオン電極１８を組み合わせた構成では、各電極針部２１の先端部が、それぞれ２つのマイナスイオン電極１８の連結部分１８ｊとは反対側に向かうようになっている。そのため、マイナスイオン発生器１６全体としては、両端部側では空気清浄能力が高められるが、中央部側では空気清浄能力が両端部側に比べ低くなる。即ち、この場合も、マイナスイオン発生器１６全体として空気清浄能力に偏りが発生する。

そこで、例えば図７に示すように、マイナスイオン電極１８は、当該マイナスイオン電極１８の中心点Ｐｃを対象点とする点対称となるように構成するとよい。このように構成された２つのマイナスイオン電極１８を、例えば図８に示すように組み合わせれば、各電極針部２１の先端部が向かう方向が、偏ることなく分散する。従って、マイナスイオン発生器１６の全体において均一な空気清浄能力を発揮することができる。

また、マイナスイオン発生器１６を製造する際には、電極支持枠１７に対してマイナスイオン電極１８を回転させたり反転させたりしなくとも、図８に示す態様でマイナスイオン電極１８を組み込むことができる。従って、マイナスイオン発生器１６を製造する際の作業負荷を低減することができる。

なお、本実施形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように拡張または変形することができる。
例えば、マイナスイオン電極１８の長さ、マイナスイオン電極１８に印加する電圧の大きさや極性、マイナスイオン電極１８と熱交換器３との間の距離、熱交換器３の各フィン１４の法線方向Ｌ２に対する電極針部２１の先端部の二等分線Ｌ１傾斜角度、相互に隣り合う２つの電極針部２１間の間隔などは、マイナスイオン発生器１６に求められる空気清浄能力などに応じて適宜変更して実施することができる。

また、マイナスイオン発生器１６は、当該マイナスイオン発生器１６の全長に対応する１つのマイナスイオン電極１８を備える構成としてもよい。また、マイナスイオン発生器１６は、当該マイナスイオン発生器１６の長手方向に沿って、３つ以上の複数のマイナスイオン電極１８を連結した構成としてもよい。

本実施形態に係る空気調和機の室内機は、室内機本体と、送風機と、エアフィルタと、マイナスイオン発生器と、熱交換器と、を備える。室内機本体は、上面部に吸込み口、下面部に吹出し口、内部に前記吸込み口と前記吹出し口との間を連通させる通風路を有している。送風機は、前記通風路中に設けられており、前記室内機本体外の空気を前記吸込み口から前記通風路内へ吸い込むとともに、前記通風路内の空気を前記吹出し口から前記室内機本体外へ吹き出す。エアフィルタは、前記通風路中に設けられおり、前記吸込み口から前記通風路内に吸い込まれる空気中の塵挨類を捕獲する。マイナスイオン発生器は、前記通風路中にあって前記エアフィルタの下流側に設けられており、マイナス電位の高電圧が印加されるマイナスイオン電極を有し、前記通風路内を流れる空気中の塵挨類をマイナス電位に荷電する。熱交換器は、前記通風路中にあって前記マイナスイオン発生器の下流側に設けられており、導電性を有する板状のフィンで構成されており、前記マイナスイオン発生器の対向電極としてのアース電位が印加される。また、熱交換器は、前記通風路を流れる空気と熱交換する。そして、前記マイナスイオン電極は、三角形状に突出する電極針部を有しており、前記電極針部の先端部を二等分する二等分線の方向が前記フィンの法線方向に対して傾斜している。
この構成によれば、マイナス電位に荷電した塵挨類が熱交換器のフィンに吸引され易くなり、空気清浄能力の一層の向上を図ることができる。

本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１は空気調和機の室内機、２は室内機本体、３は熱交換器、４は送風機、５は吸込み口、６は吹出し口、７は通風路、８はエアフィルタ、１４はフィン、１６はマイナスイオン発生器、１８はマイナスイオン電極、２０はベース部、２１は電極針部を示す。

Claims (3)

1. 上面部に吸込み口、下面部に吹出し口、内部に前記吸込み口と前記吹出し口との間を連通させる通風路を有した室内機本体と、
   前記通風路中に設けられ、前記室内機本体外の空気を前記吸込み口から前記通風路内へ吸い込むとともに、前記通風路内の空気を前記吹出し口から前記室内機本体外へ吹き出す送風機と、
   前記通風路中に設けられ、前記吸込み口から前記通風路内に吸い込まれる空気中の塵挨類を捕獲するエアフィルタと、
   前記通風路中にあって前記エアフィルタの下流側に設けられ、マイナス電位の高電圧が印加されるマイナスイオン電極を有し、前記通風路内を流れる空気中の塵挨類をマイナス電位に荷電するマイナスイオン発生器と、
   前記通風路中にあって前記マイナスイオン発生器の下流側に設けられ、導電性を有する板状のフィンで構成されており、前記マイナスイオン発生器の対向電極としてのアース電位が印加されるとともに、前記通風路を流れる空気と熱交換する熱交換器と、を備え、
   前記マイナスイオン電極は、三角形状に突出する電極針部を有しており、前記電極針部の先端部を二等分する二等分線の方向が前記フィンの法線方向に対して傾斜している空気調和機の室内機。
2. 前記電極針部の先端部を二等分する二等分線の方向は、前記フィンの法線方向に対して４０〜６０度の範囲で傾斜している請求項１に記載の空気調和機の室内機。
3. 前記マイナスイオン電極は、直線状に延びるベース部の上下に、それぞれ前記電極針部を有しており、
   前記ベース部の上側に設けられる前記電極針部と前記ベース部の下側に設けられる前記電極針部が点対称となっている請求項１または２に記載の空気調和機の室内機。

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