JP6503939B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
図1には、空調室内機100を正面右斜め上から見た外観が示されている。図2及び図3は、I−I線で切断した空調室内機100の断面図であって、図2には水平フラップ23aが開いた状態が示され、図3には水平フラップ23aが閉じた状態が示されている。図2には、自動清掃機構70の備える塵埃除去ユニット73が初期位置にある状態が描かれており、図3には、自動清掃機構70の備える塵埃除去ユニット73がフィルタ押え部材300の前側端部301にある状態が描かれている。図4は、制御装置が制御する対象の一部を示すブロック図である。空調室内機100は、室内の壁面等に取り付けられ、室外に設置されている室外機(図示せず)に冷媒配管(図示せず)を介して接続されている。
空気調和機の空調室内機100は、ケーシング11と、室内熱交換器13と、室内ファン15と、エアフィルタ25と、本体フレーム19と、ガイド部材14と、自動清掃機構70とを備えている(図1乃至図3参照)。
ケーシング11は、横方向(空調室内機100の左右方向(図4参照))に細長くかつ複数の開口を持つ箱のような形状を呈する。ケーシング11は、図2及び図3に示すように、天面部11a、前面板11b、背面板11c、右側板11d及び左側板11eによって囲まれた立体空間を内部に有し、その立体空間内に室内熱交換器13、室内ファン15、本体フレーム19、エアフィルタ25、ガイド部材14、底フレーム17及び自動清掃機構70が収納されている。
室内熱交換器13は、複数のフィンと複数の伝熱管とで構成されている。室内熱交換器13は、ケーシング11内部において、底フレーム17の一部分に取り付けられている。室内熱交換器13は、空調室内機100の運転状態に応じて蒸発器または凝縮器として機能し、伝熱管の中を流れる冷媒と室内熱交換器13を通過する空気との間で熱交換を行わせる。
室内ファン15は、ケーシング11の内部に位置しており、空調室内機100の長手方向(左右方向)に細長い略円筒形状のファンロータ15aを有するクロスフローファンである。室内ファン15が稼働することによって、室内空気が天面吸込口21及び下面吸込口22それぞれから吸い込まれて室内熱交換器13を通過した後に、室内熱交換器13を通過することで生成された調和空気が吹出口23から室内へと供給される(図2の破線の矢印A,B,Cを参照)。室内ファン15では、ファンロータ15aがモータM4(図4参照)によって回転し、制御装置40によってモータM4の回転が制御されており、制御装置40からの指令に応じて送風量を変化させることができる。
底フレーム17は、底部17aと流路形成壁17bとで構成されている。底部17aは、ケーシング11の下面の少なくとも一部を構成する要素であって、底フレーム17のうちの空調室内機100の外部に露出する部分である。
図4は、ケーシング11及び底フレーム17を取り外した状態の空調室内機100の斜視図である。図6は、ガイドフレーム191を内側(図4に示す矢印a方向)から見た図である。なお、図4では、エアフィルタ25の一部、及び室内ファン15を省略して描いている。また、図6では、ダストボックス72及び塵埃除去ユニット73が配置された状態を描いている。
図7及び図8は、エアフィルタ25を装着した状態のフィルタ押え部材300が固定された本体フレーム19の一部を斜め方向から見た図である。また、図7及び図8では、空調室内機100の正面視において右側に位置するエアフィルタ25のみがフィルタ押え部材300に装着された状態を描いており、特に、図8では、エアフィルタ25のフィルタ本体251を省略して描いている。
図9は、エアフィルタ25の後側端部25bとガイド部材14との位置関係を説明するための図である。
自動清掃機構70は、空調室内機100の制御装置40(図5参照)によって制御される。自動清掃機構70は、塵埃除去ユニット73と、駆動機構71と、塵埃貯留部としてのダストボックス72とを含んでいる。駆動機構71は、制御装置により制御され、塵埃除去ユニット73を所定の軌道上で往復移動させる。塵埃除去ユニット73は、エアフィルタ25に付着した塵埃を除去する。ダストボックス72には、塵埃除去ユニット73がエアフィルタ25から除去した塵埃が溜められる。
開閉板30は、下面吸込口22の開閉を行うためにケーシング11の下面に配置されている。開閉板30は、ステッピングモータM3(図4参照)により回動する。開閉板30が開いている状態では、下面吸込口22から室内空気が吸込まれ、上方の出口16aからエアフィルタ12の上方に室内空気が吹出される。
制御装置40は、ケーシング11の内部に設置されている電装品箱(図示せず)に収納されている。制御装置40は、例えばメモリ42に記憶されている指示及びリモートコントローラ41からの指示に従って空調室内機10の制御を行う。図4には、制御装置40によって制御される器材のうちの一部が示されている。制御装置40は、上述のステッピングモータM1〜M3以外に、室内ファン15のモータM4及び後述する駆動機構71の駆動モータ74を制御する。
(3−1)塵埃除去ユニット73
図10(a)及び図10(b)には、斜め上から見た塵埃除去ユニット73の左側端部付近が描かれている。図10(a)は、近接状態を採る塵埃除去ユニット73の斜視図であり、図10(b)は、離反状態を採る塵埃除去ユニット73の斜視図である。図11(a)は、塵埃除去ユニット73を塵埃除去ユニット73の長手方向に対して直交する方向で切断した断面を描いた図である。図11(a)には、塵埃除去ユニット73が離反し且つエアフィルタ25が間にある状態の塵埃除去ユニット73の断面が描かれている。図11(b)には、後述する近接状態と離反状態にある左右の風上部741、及び風下部731の断面が示されている。なお、図11(b)に示されている状態は説明を分かり易くするためのものであって、実際の動作中のものではない。図12(a)は、図10(a)に示されている塵埃除去ユニット73のII−II線矢視断面図である。図12(b)は、図10(b)に示されている塵埃除去ユニット73のIII−III線矢視断面図である。
風下部731は、空調室内機100の長手方向に沿った細長い部材である(図10参照)。風下部731は、ローラ733と、風下側ブラシ734とを有する。
風上部741は、風下部731と同様に、空調室内機100の長手方向に沿った細長い形状を成している(図10参照)。風上部741は、塵埃除去ユニット73の近接状態においてエアフィルタ25の風上側面25f2に接触する除去ブラシ742を有する。
塵埃除去ユニット73は、風下側ブラシ734と除去ブラシ742とが近接している近接状態(図10(a)参照)と、風下側ブラシ734と除去ブラシ742とが離反している離反状態(図10(b)参照)とを採ることができるように構成されている。
図13には、駆動機構71が拡大して示されている。図4及び図13に示されている駆動機構71は、エアフィルタ25の風上側面25f2及び風下側面25f1に沿わせながら、塵埃除去ユニット73を、移動経路195の一方の端部と他方の端部との間を往復して移動させる。駆動機構71は、例えば、駆動モータ74と、駆動モータ74の回転力を塵埃除去ユニット73に伝達する駆動ベルト75とを有している。
駆動モータ74は、ガイドフレーム191,193の外側面に設けられており、専用のギアケース内に収納されている。駆動モータ74は、1又は複数のギアを介して駆動ベルト75近傍に位置する駆動ギア77を回転させる。この駆動ギア77は例えばピニオンギアである。
図14(a)及び図14(b)には、駆動ベルト75がベルトガイド85に支持されている状態が示されている。図14(c)には、駆動ベルト75が部分的に示され、駆動ベルト75の表側と裏側が見えるように描かれている。なお、図14(a)及び図14(b)においてベルトガイド85を支持する回転軸及び回転軸が挿入される軸穴の記載は省略されている。駆動ベルト75は、ガイドフレーム191,193の前側端部に設けられた前側プーリ76と、ガイドフレーム191,193の後側端部に設けられた後側プーリ(図示せず)との間に掛け回された環状のベルトである。
複数のベルトガイド85は、それぞれ、駆動ベルト75の当接部81に当接して駆動ベルト75を支持する支持リング部87と、駆動ベルト75の歯79に当接しないようにして歯79を逃がすための凹部86と、駆動ベルト75の端部に当接して駆動ベルト75がベルトガイド85から外れないように規制する鍔部88とを有している。
周長調整機構90は、周長調整機構90は、本体フレーム19の固定部91に固定された一端と前側プーリ76に他端を固定された弾性部材を有している。弾性部材としては、例えばバネやゴムがある。周長調整機構90は、弾性部材が伸びようとする弾性変形の力によって、前側プーリ76を弾性部材で駆動ベルト75の周の外側に押出すように付勢する。その結果、駆動ベルト75に安定したテンションが与えられ、駆動ベルト75は、駆動ギア77、後側プーリ及び複数のベルトガイド85に安定した圧力で押し付けられる。
図15は、自動清掃機構70の前側端部に位置するダストボックス72及びその近傍に移動してきた塵埃除去ユニット73の断面図である。ダストボックス72は、塵埃除去ユニット73とは別体として、ケーシング11の正面側において、塵埃除去ユニット73の移動方向(ここでは、塵埃除去ユニット73の移動方向は上下方向)の延長線上に配置されている。より詳しくは、ダストボックス72は、ケーシング11においてフィルタ押え部材300の前側端部301よりも下方に、すなわち、エアフィルタ25の前側端部25aの下方に固定されている。
ダストボックス72の本体721は、空調室内機100の長手方向に沿った細長い部材である。本体721は、図15に示すように、上方に開口した箱状を呈している。また、本体721は、風下側ブラシ734及び除去ブラシ742が保持している塵埃を剥離させて回収するための塵埃回収ブラシとしての第1剥離ブラシ725及び第2剥離ブラシ726を有している。
ダストボックス72の蓋722は、空調室内機100の長手方向に沿った細長い板状の部材であって、本体721の開口721aを覆うことができる。蓋722は、中央で前後に分かれており、開口721aのうちの後部を覆う第1蓋部723と開口721aのうちの前部を覆う第2蓋部724とからなる。
図16は、エアフィルタ25の前側端部25aに位置する塵埃除去ユニット73を側面から見た図である。図17は、エアフィルタ25の前側端部25aよりも下方に位置する塵埃除去ユニット73を側面から見た図であって、図16の塵埃除去ユニット73が矢印X2の方向にさらに移動した状態を描いている。図18は、エアフィルタ25の後側端部25b近傍に位置する塵埃除去ユニット73を側面から見た図である。図19は、エアフィルタ25の後側端部25bよりも後方に位置する塵埃除去ユニット73を側面から見た図であって、図18の塵埃除去ユニット73が矢印Y2の方向にさらに移動した状態を描いている。
風下側ブラシ734は、エアフィルタ25の空気流れ下流側(風下側)に配置されており、塵埃除去ユニット73のエアフィルタ25に対する往復移動動作時には常に、すなわち塵埃除去ユニット73の往路移動動作時及び復路移動動作時共に、毛材734cの毛先がエアフィルタ25の風下側面25f1に接触している。これに対して、エアフィルタ25の空気流れ上流側(風上側)に配置されている除去ブラシ742は、塵埃除去ユニット73の往復移動動作時において、一方向移動動作時(ここでは、塵埃除去ユニット73の往路移動動作時)には、毛材742c(織物基布のパイル糸)がエアフィルタ25の風上側面25f2に接触し、他方向移動動作時(ここでは、塵埃除去ユニット73の復路移動動作時)には、毛材742cがエアフィルタ25の風上側面25f2には接触しない。つまり、除去ブラシ742を有する風上部741は、塵埃除去ユニット73の離反状態のときにエアフィルタ25の表面から離反し、近接状態のときにエアフィルタ25の表面に接触する。
図20は、風下側ブラシ734及び除去ブラシ742とエアフィルタ25の表面との関係を説明するための図である。図20に示すように、除去ブラシ742の毛材742cがエアフィルタ25の風上側面25f2に向かって延びる方向と、エアフィルタ25の風上側面25f2とによって形成される角度である第2角度θ2は、90度より小さい角度であり、例えば15度≦θ2≦75度の範囲で設定され、本実施形態では第2角度θ2が約40度となるように除去ブラシ742が設計されている。したがって、除去ブラシ742の毛材742cの延びる向きは、エアフィルタ25の風上側面25f2に対して傾斜している、いわゆる傾斜ブラシといえる。なお、第2角度θ2は、除去ブラシ742の毛材742cがエアフィルタ25の風上側面25f2に向かって延びる方向と、エアフィルタ25の風上側面25f2において除去ブラシ742によって塵埃が取り除かれた後の部分であって除去ブラシ742の毛材742cの接触部分近傍の部分とによって形成される角度である。換言すると、除去ブラシ742の毛材742cは、塵埃除去ユニット73の往路移動動作時に塵埃除去ユニット73の移動方向に逆らう方向を向くようにエアフィルタ25の風上側面25f2に対して傾斜している。
図21(a)及び図21(b)は、塵埃回収動作時の塵埃除去ユニット73とダストボックス72との位置関係を示す概念図である。
空調室内機100の運転停止時や通常運転(暖房運転や冷房運転)時には、塵埃除去ユニット73は、図9に示すように、エアフィルタ25の後側端部25bよりも背面側のガイド部材14の主部142に位置しており、ここが清掃運転開始時の初期位置DP1となっている。このため、塵埃除去ユニット73が初期位置DP1にある場合、風下側ブラシ734及び除去ブラシ742は、エアフィルタ25の後側端部25bよりも背面側に位置しており、かつ塵埃除去ユニット73がエアフィルタ25とは重ならないようになっている。さらに、塵埃除去ユニット73が初期位置DP1にある場合、塵埃除去ユニット73は風下部731と風上部741とが近接した近接状態を採っている。したがって、本実施形態では、自動清掃機構70による清掃運転の開始とほぼ同時にエアフィルタ25の塵埃除去動作が開始されることになる。つまり、この初期位置DP1が待機位置でもある。
フィルタ押え部材300の前側端部301まで移動した塵埃除去ユニット73は、離反状態を採った状態のまま塵埃回収動作を行う。塵埃回収動作では、第1剥離ブラシ725及び第2剥離ブラシ726の近傍で塵埃除去ユニット73が複数回往復移動される。ここでは、風下側ブラシ734及び除去ブラシ742が第1剥離ブラシ725及び第2剥離ブラシ726に対して直線に沿った軌道を描くように複数回(例えば、3回)往復移動する。ここでいう直線に沿った軌道とは、直線に対して全く湾曲していない軌道であってもよく、大きな曲線の軌道であってもよい。
塵埃回収動作の終了後、フィルタ押え部材300の前側端部301に位置する塵埃除去ユニット73が往路移動動作時とは反対方向に移動する復路移動動作(矢印Y1,Y2の方向への移動動作)が行われる。往路移動動作開始時には、塵埃除去ユニット73は離反状態を採っているため、風下側ブラシ734はエアフィルタ25の風下側面25f1に接触しているが、除去ブラシ742はエアフィルタ25の風上側面25f2には接触していない。このため、復路移動動作の際にも、エアフィルタ25の風下側面25f1から風上側面25f2へと塵埃が押し出される。一方で、エアフィルタ25の風上側面25f2には除去ブラシ742が接触していないので、ダストボックス72に捨てきれなかった塵埃が除去ブラシ742に残っていたとしても、エアフィルタ25の風上側面25f2への塵埃の付着を防止することができる。
メンテナンス作業には、エアフィルタ25の清掃、塵埃除去ユニット73の清掃及びダストボックス72に溜まった塵埃の廃棄が含まれる。これらのメンテナンス作業は、空調室内機100の運転停止時に行われる。なお、前述以外のメンテナンス作業については説明を省略する。エアフィルタ25、塵埃除去ユニット73及びダストボックス72のメンテナンスのためには、ヒンジで支持されている前面板11bを回動させて、まず前面側に本体フレーム19を露出させる。エアフィルタ25をメンテナンスするためには、エアフィルタ25が後述するように固定されているので、この固定を解除して前側に引き出すことによって行われる。エアフィルタ25のメンテナンスは運転停止時に行なわれ、エアフィルタ25のメンテナンス時には、塵埃除去ユニット73は待機位置である初期位置DP1(図9参照)に位置している。従って、塵埃除去ユニット73がエアフィルタ25の着脱の邪魔になることはない。
図22には、本体フレーム19にエアフィルタ25を載置して、まさにフィルタ押え部材300でエアフィルタ25を本体フレーム19に固定しようとしている場面が示されている。なお、図22には、本体フレーム19のうちの右側部分の部材が示されている。エアフィルタ25は、フィルタ押え部材300によって本体フレーム19に固定される。
ダストボックス72は、上述の(3−3)のダストボックス72の説明箇所で述べたように、前面板11bを回動させて本体フレーム19を露出させた状態では、本体フレーム19に着脱することができる。ダストボックス72に溜まった塵埃は、ダストボックス72を本体フレーム19から前方に引き出してダストボックス72を本体フレーム19から外した状態でダストボックス72から廃棄される。塵埃の廃棄後は、ダストボックス72を本体フレーム19に押し込むことでダストボックス72の装着が完了する。
塵埃除去ユニット73のメンテナンスも空調室内機100の運転停止時に行なわれる。しかし、空調室内機100の運転停止直後には、塵埃除去ユニット73は、初期位置DP1で待機している状態である。そこで、ユーザは、例えばリモートコントローラ41を使って、制御装置40に塵埃除去ユニット73を移動させるように指示を出す。例えば、リモートコントローラ41で制御装置40にメンテナンスモードに切り換えるように指示を出す。この指示を受けた制御装置40は、メンテナンスモードにおいて、駆動モータ74を制御して塵埃除去ユニット73をメンテナンス位置MP1(図15参照)に移動させる。駆動モータ74は、例えばステッピングモータであり、制御装置40から指示された回転数だけ回転することによって、初期位置DP1からメンテナンス位置MP1に移動する。風上部741と風下部731を離した離反状態でメンテナンス位置MP1に移動するには、一旦離反用ガイド部302のところまで移動して風上部741と風下部731を離反させてから後方に向かって移動させる。また、初期位置DP1からメンテナンス位置MP1に直接移動してもよく、その場合には風上部741と風下部731を近接状態のままにすることができる。
(6−1)変形例A
上記実施形態のメンテナンス位置MP1は、室内熱交換器13の前方かつダストボックス72の上方の位置であったが、図24に示されているようなメンテナンス位置MP2を用いることもできる。メンテナンス位置MP2は、ダストボックス72の上方かつ室内熱交換器13の上方の位置である。メンテナンス位置MP2に移動させる方法は、メンテナンス位置MP1に移動させる方法と同様に構成できるので説明を省略する。
上記実施形態及び変形例Aでは、待機位置がエアフィルタ25の後側端部25bの後の初期位置DP1にある場合について説明したが、待機位置は、前側熱交換部13aと後側熱交換部13cの境界近傍あるいは境界近傍よりも後ろであって初期位置DP1以外の場所に設定することもできる。
(7−1)
本実施形態の空気調和機の空調室内機100では、例えばリモートコントローラ41を用いて制御装置40にメンテナンスモードに切り換える指示を出して塵埃除去ユニット73のメンテナンス操作を行ったときに、制御装置40は、駆動モータ74を制御して、塵埃除去ユニット73を待機位置から境界近傍よりも前側に設けられているメンテナンス位置MP1,MP2まで移動させる。このような制御により、メンテナンス時には塵埃除去ユニット73が前側に存在し、塵埃除去ユニット73のメンテナンスが容易になる。空調運転時に境界近傍又は境界近傍よりも後ろにある初期位置DP1,DP2に塵埃除去ユニット73を待機させると塵埃除去ユニット73に当たる気流が減少し空調室内機100の機能の向上を図ることができる。このように、通常時の空気調和機の空調室内機100の性能向上とメンテナンス時の塵埃除去ユニット73に対する作業の行ない易さの両立を図ることができる。
空調室内機100では、除去ブラシ742をエアフィルタ25から離して前側熱交換部13a,13bの上方で停止されることから、エアフィルタ25を取り外したり、除去ブラシ742のメンテナンスをしたりするときにエアフィルタ25をつけたままでも除去ブラシ742をエアフィルタ25に接触させずに作業することができるようになる。また、前側熱交換部13a,13bの上方に塵埃除去ユニット73があると除去ブラシ742が離れた状況を見ながら作業できる位置であるため、塵埃除去ユニット73のメンテナンスも行ない易くなる。そして、除去ブラシ742やエアフィルタ25に付着した塵埃がメンテナンス時に飛散することを抑制することができる。
空調室内機100では、メンテナンス位置MP1,MP2が境界より前のダストボックス72の上方であってダストボックス72を取り外し可能な位置であることから、塵埃除去ユニット73の取り扱いと同時にダストボックス72の取り扱いも容易になる。このように塵埃除去ユニット73に対するメンテナンスの作業と同時にダストボックス72に対する作業も行ない易くなり、メンテナンス作業の行ない易さが向上する。
本実施形態の空気調和機の空調室内機100では、待機位置である初期位置DP1,DP2が低流量域であることから、低流量域以外の比較的流量が多い領域で塵埃除去ユニット73を待機させる場合に比べて塵埃除去ユニット73が室内空気を取り込む際の邪魔にならずに済む。室内熱交換器13を通過させる室内空気の風量を確保し易くなり、また塵埃除去ユニット73に気流が当たって発生する騒音を抑制することができる。
13a,13b 前側熱交換部
13c 後側熱交換部
19 本体フレーム
25 エアフィルタ
70 自動清掃機構
72 ダストボックス
73 塵埃除去ユニット
74 駆動モータ
100 空調室内機
742 除去ブラシ
DP1,DP2 初期位置(待機位置)
MP1,MP2 メンテナンス位置
Claims (4)
- 前側熱交換部及び後側熱交換部を有する熱交換器(13)と、
前記熱交換器の風上側に配置され、前記熱交換器で熱交換される室内空気が通過するときに、通過する室内空気から塵埃を除去するエアフィルタ(25)と、
前記エアフィルタに対して前後に相対移動可能な塵埃除去ユニット(73)を有し、前記塵埃除去ユニットを前後に相対移動させて前記エアフィルタから塵埃を自動的に除去する自動清掃機構(70)と、
を備え、
前記自動清掃機構は、空調運転時に前記塵埃除去ユニットを前記前側熱交換部と前記後側熱交換部の境界近傍あるいは前記境界近傍よりも後ろにある待機位置(DP1,DP2)に待機させ、前記塵埃除去ユニットのメンテナンス操作を行ったときに前記塵埃除去ユニットを前記待機位置から前記境界近傍よりも前側のメンテナンス位置(MP1,MP2)まで移動させる、空気調和機。 - 前記塵埃除去ユニットは、除去ブラシ(742)を有し、前記エアフィルタの清掃時に前記除去ブラシを前記エアフィルタに当接して移動させ、清掃後に前記待機位置に戻るときに前記エアフィルタから前記除去ブラシを離して移動させ、
前記自動清掃機構は、前記メンテナンス位置が前記前側熱交換部の上方であり、前記除去ブラシを前記エアフィルタから離して前記メンテナンス位置で停止させる、
請求項1に記載の空気調和機。 - 前記自動清掃機構は、前記塵埃除去ユニットとは別体のダストボックス(72)を前記塵埃除去ユニットから移しかえた塵埃を溜めておくために前記エアフィルタの前端部の下方に有し、前記メンテナンス位置が、前記ダストボックスの上方かつ前記境界近傍よりも前側であって前記ダストボックスを取り外し可能な位置である、
請求項1又は請求項2に記載の空気調和機。 - 前記自動清掃機構は、前記境界近傍又は前記境界近傍よりも後ろにおいて前記熱交換器に向かう室内空気の流量が周囲よりも低い低流量域に前記待機位置が設定されている、
請求項1から3のいずれか一項に記載の空気調和機。
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