JP6563156B1 - 空気調和機 - Google Patents

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Abstract

空気調和機は、室内熱交換器と、室内ファンと、室内熱交換器の下方に配置される露受皿と、室内熱交換器と室内ファンとの間に配置され、室内ファンを清掃するファン清掃部(24b)とを備えている。室内ファンのファンブレード(50)のファン清掃部(24b)と接触する外側端部(50a)は、先端が凹凸している凹凸形状(50c)が長手方向に連続的に形成されている。

Description

本発明は、空気調和機に関する。
本技術分野の背景技術として、特開2007−71210号公報(特許4046755号の公開公報)(特許文献1)がある。この公報には、「流体送り装置のファンケーシング部にファンに付着する塵埃を除去するための可動式のファン清掃装置が設置されている」と記載されている(要約参照)。
特開2007−71210号公報
前記特許文献1には、ファン清掃装置と清掃装置を制御する制御装置とが開示されている。制御装置による動作には、調和空気を室内に吹出す通常運転モードと、ファンを低速で回転させるとともにファン清掃装置を可動するファン清掃運転モードとが存在する。ファン清掃装置は先端にファン清掃部を含み、ファン清掃運転モード時にはファン清掃部を退避させる位置に可動する。
しかし、ファン清掃部とその保持部によって構成されるファン清掃装置において、清掃はファンの清掃部が干渉可能な部分についてのみ行われるため、ファンの清掃部が干渉できないファンの部分に堆積した塵埃は除去することが困難である。
そこで、本発明は、室内ファンをファン清掃部によって従来に比べて効果的に清掃できる空気調和機を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明の一形態である空気調和機は、室内熱交換器と、室内ファンと、前記室内ファンを清掃するファン清掃部と、前記ファン清掃部を支持する軸受け部とを備え、前記室内ファンのファンブレードの前記ファン清掃部と接触する外側端部は、先端が凹凸している凹凸形状が長手方向に連続的に形成されていて、前記ファン清掃部と前記軸受け部との間には前記室内ファンの長手方向に空間があり、前記ファン清掃部は、前記空間の範囲内で前記室内ファンの長手方向に所定距離だけ移動自在に前記軸受け部に支持される
本発明によれば、室内ファンをファン清掃部によって従来に比べて効果的に清掃できる空気調和機を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
本発明の一実施例に係る空気調和機の冷媒回路の系統図である。 本発明の一実施例に係る空気調和機の室内機の縦断面図である。 本発明の一実施例に係る空気調和機の室内機の一部を切り欠いた斜視図である。 本発明の一実施例に係る空気調和機の制御系を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施例に係る空気調和機における室内ファンの複数枚のファンブレードにおける外側端部部分の一部の拡大斜視図である。 本発明の一実施例に係る空気調和機の1枚のファンブレードにおける外側端部の一部を斜め上側から視た斜視図である。 本発明の一実施例に係る空気調和機の1枚のファンブレードの他の例における外側端部の一部を斜め上側から視た斜視図である。 本発明の一実施例に係る空気調和機の他の構成例である室内ファンにおける複数枚のファンブレードの一部の拡大斜視図である。 (a)は、本発明の一実施例に係る空気調和機の他の構成例である室内ファンにおける複数枚のファンブレードの一部の拡大斜視図である。(b)は、同1枚のファンブレードの上面図である。 本発明の一実施例に係る空気調和機のファンブレードとファン清掃部との当接状況を示す斜視図である。 本発明の一実施例に係る空気調和機のファン清掃装置支持軸の支持構造を示す概念図である。 本発明の一実施例に係る空気調和機の先端が波形形状をしている例を示すファンブレードの一部の斜視図である。 本発明の一実施例に係る空気調和機の制御部が実行する処理のフローチャートである。 本発明の一実施例に係る空気調和機における室内ファンの清掃中の状態を示す説明図である。 本発明の一実施例に係る空気調和機における室内熱交換器15の解凍中の状態を示す説明図である。 本発明の一実施例に係る空気調和機の回転速度制御部が実行する処理を説明するフローチャートである。 本発明の一実施例の変形例に係る空気調和機の室内機の縦断面図である。 本発明の一実施例の別の変形例に係る空気調和機が備える室内ファン及びファン清掃部の模式的な斜視図である。
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図1は、本実施例に係る空気調和機100の冷媒回路Qの系統図である。なお、図1の実線矢印は、暖房運転時における冷媒の流れを示している。また、図1の破線矢印は、冷房運転時における冷媒の流れを示している。
図1に示すように、空気調和機100は、圧縮機11と、室外熱交換器12と、室外ファン13と、膨張弁14と、を備えている。また、空気調和機100は、前記した構成の他に、室内熱交換器15と、室内ファン16と、四方弁17と、を備えている。
圧縮機11は、圧縮機モータ11aの駆動によって、低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒として吐出する機器である。
室外熱交換器12は、その伝熱管(図示せず)を通流する冷媒と、室外ファン13から送り込まれる外気との間で熱交換を行う熱交換器である。
室外ファン13は、室外ファンモータ13aの駆動によって、室外熱交換器12に外気を送り込むファンであり、室外熱交換器12の近傍に設置されている。
膨張弁14は、「凝縮器」(空調運転の種類に応じて室外熱交換器12及び室内熱交換器15の一方)で凝縮した冷媒を減圧する弁である。なお、膨張弁14において減圧された冷媒は、「蒸発器」(空調運転の種類に応じて室外熱交換器12及び室内熱交換器15の他方)に導かれる。
室内熱交換器15は、その伝熱管g(図2参照)を通流する冷媒と、室内ファン16から送り込まれる室内空気(空調対象空間の空気)との間で熱交換を行う熱交換器である。
室内ファン16は、室内ファンモータ16c(図4参照)の駆動によって、室内熱交換器15に室内空気を送り込むファンであり、室内熱交換器15の近傍に設置されている。より詳しく説明すると、室内ファン16が正回転している場合の空気の流れにおいて、室内ファン16は室内熱交換器15の下流側に設置されている。
四方弁17は、空気調和機100の運転モードに応じて、冷媒の流路を切り替える弁である。例えば、冷房運転時(図1の破線矢印を参照)には、圧縮機11、室外熱交換器12(凝縮器)、膨張弁14、及び室内熱交換器15(蒸発器)が、四方弁17を介して環状に順次接続されてなる冷媒回路Qにおいて、冷凍サイクルで冷媒が循環する。
一方、暖房運転時(図1の実線矢印を参照)には、圧縮機11、室内熱交換器15(凝縮器)、膨張弁14、及び室外熱交換器12(蒸発器)が、四方弁17を介して環状に順次接続されてなる冷媒回路Qにおいて、冷凍サイクルで冷媒が循環する。
なお、図1に示す例では、圧縮機11、室外熱交換器12、室外ファン13、膨張弁14、及び四方弁17が、室外機Uoに設置されている。一方、室内熱交換器15及び室内ファン16は、室内機Uiに設置されている。
図2は、室内機Uiの縦断面図である。なお、図2では、ファン清掃装置24による室内ファン16の清掃が行われていない状態を図示している。室内機Uiは、前記した室内熱交換器15や室内ファン16の他に、露受皿18と、筐体ベース19と、フィルタ20a,20bと、前面パネル21と、左右風向板22と、上下風向板23と、ファン清掃装置24とを備えている。
室内熱交換器15は、複数枚のフィンfと、それらのフィンfを貫通する複数本の伝熱管gとを有している。また、別の観点から説明すると、室内熱交換器15は、前側室内熱交換器15aと、後側室内熱交換器15bとを有している。前側室内熱交換器15aは、室内ファン16の前側(室内側)に配置されている。一方、後側室内熱交換器15bは、室内ファン16の後側(壁側)に配置されている。そして、前側室内熱交換器15aの上端部と、後側室内熱交換器15bの上端部とが接続されている。
露受皿18は、室内熱交換器15の凝縮水を受けるものであり、室内熱交換器15(図2に示す例では、前側室内熱交換器15a)の下方に配置されている。
室内ファン16は、例えば、円筒状のクロスフローファンであり、室内熱交換器15の付近に配置されている。室内ファン16は、複数のファンブレード50と、これらのファンブレード50が設置される仕切板16aと、駆動源である室内ファンモータ16c(図4参照)とを備えている。
なお、室内ファン16は、親水性のコーティング剤でコーティングされていることが好ましい。このようなコーティング材として、例えば、親水性材料であるイソプロピルアルコール分散シリカゾルに、バインダー(加水分解性基を有するケイ素化合物)、ブタノール、テトラヒドロフラン、及び抗菌剤を添加したものを用いてもよい。
これによって、室内ファン16の表面に親水性膜が形成されるため、室内ファン16の表面の電気抵抗値が小さくなり、室内ファン16に塵埃が付着しにくくなる。つまり、室内ファン16の駆動中、空気との摩擦に伴う静電気が室内ファン16の表面に生じにくくなるため、室内ファン16への塵埃の付着を抑制できる。このように、前記したコーティング剤は、室内ファン16の帯電防止剤としても機能する。
図2に示す筐体ベース19は、室内熱交換器15や室内ファン16等の機器が設置される筐体である。
フィルタ20aは、前側の空気吸込口h1に向かう空気から塵埃を除去するものであり、室内熱交換器15の前側に設置されている。
フィルタ20bは、上側の空気吸込口h2に向かう空気から塵埃を除去するものであり、室内熱交換器15の上側に設置されている。
前面パネル21は、前側のフィルタ20aを覆うように設置されるパネルであり、下端に回転軸(図示せず)が設けられていて前側に回動可能になっている。なお、前面パネル21が回動しない構成であってもよい。
左右風向板22は、室内ファン16の回転に伴って室内に吹き出される空気の左右方向の流れを調整する板状部材である。左右風向板22は、吹出風路h3に配置され、左右風向板用モータ25(図5参照)によって左右方向に回動するようになっている。
上下風向板23は、室内ファン16の回転に伴って室内に吹き出される空気の上下方向の流れを調整する板状部材である。上下風向板23は、空気吹出口h4の近傍に配置され、上下風向板用モータ26(図5参照)によって上下方向に回動するようになっている。
空気吸込口h1,h2を介して吸い込まれた空気は、室内熱交換器15の伝熱管gを通流する冷媒と熱交換し、熱交換した空気が吹出風路h3に導かれる。この吹出風路h3を通流する空気は、左右風向板22及び上下風向板23によって所定方向に導かれ、さらに、空気吹出口h4を介して室内に吹き出される。
なお、空気の流れに伴って空気吸込口h1,h2に向かう塵埃の多くは、フィルタ20a,20bで捕集される。しかしながら、細かい塵埃がフィルタ20a,20bを通り抜けて、室内熱交換器15や室内ファン16に付着することがある。したがって、室内熱交換器15や室内ファン16を定期的に清掃することが望ましい。そこで、本実施例では、次に説明するファン清掃装置24を用いて室内ファン16を清掃した後、室内熱交換器15を水で洗い流すようにしている。
図2に示すファン清掃装置24は、室内ファン16を清掃するものであり、室内熱交換器15と室内ファン16との間に配置されている。より詳しく説明すると、縦断面視で<字状を呈する前側室内熱交換器15aの凹部rよりも室内ファン16側の位置に、ファン清掃装置24が配置されている。図2に示す例では、ファン清掃装置24の下方に、室内熱交換器15(前側室内熱交換器15aの下部)が存在するとともに、露受皿18が存在している。
図3は、室内機Uiの一部を切り欠いた斜視図である。ファン清掃装置24は、図3に示す支持軸24a及びファン清掃部24bの他に、ファン清掃用モータ24c(図4参照)を備えている。支持軸24aは、室内ファン16の軸方向に平行な軸状の部材であり、その両端は軸支されている(図3で図示せず)。
ファン清掃部24bは、ファンブレード50に付着した塵埃を除去するものであり、支持軸24aに基端部が支持されている。ファン清掃部24bは、ブラシや、ゴム製で可撓性のブレード等で構成することができる。すなわち、ファン清掃部24bは、ファンブレード50に付着した塵埃を掻き落とすことができる部材であれば様々な部材を用いてよい。
ファン清掃用モータ24c(図4参照)は、例えば、ステッピングモータであり、支持軸24aを所定角度だけ回転させる機能を有している。
ファン清掃装置24によって室内ファン16を清掃する際には、室内ファン16にファン清掃部24bが接触するように(図14A参照)、ファン清掃用モータ24c(図4参照)が駆動されるとともに、室内ファン16が逆回転される。そして、ファン清掃装置24による室内ファン16の清掃が終了すると、ファン清掃用モータ24cが再び駆動されてファン清掃部24bが回動し、室内ファン16からファン清掃部24bが離間した状態になる(図2参照)。
本実施例では、室内ファン16の清掃時以外では、図2、図3に示すように、ファン清掃部24bの先端が鉛直下方を向くようにしている。具体的には、室内ファン16の清掃時以外(通常の空調運転中も含む)では、ファン清掃部24bの先端が略鉛直下方を向いた状態で、室内ファン16から離間している。なお、室内ファン16の清掃時以外では、ファン清掃部24bの先端が鉛直下方を向くことに限定されない。例えば、ファン清掃部24bの先端が前側室内熱交換器15aに向かって長手方向を略水平として位置していてもよい。あるいは、ファン清掃部24bの長手方向が鉛直上下方向と鋭角をなすように位置してもよい。この場合、ファン清掃部24bの先端側が前側室内熱交換器15a側に寄っていても、室内ファン16側に寄っていてもよい。以下では、室内ファン16の清掃時以外では、ファン清掃部24bの先端が略鉛直下方を向いた状態で、室内ファン16から離間しているとして説明する。
図4は、空気調和機100の制御系を示す機能ブロック図である。図4に示す室内機Uiは、前記した構成の他に、リモコン送受信部27と、室内制御回路31と、を備えている。
リモコン送受信部27は、リモコン40との間で所定の情報をやり取りする。
室内制御回路31は、図示はしないが、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成されている。そして、ROMに記憶されたプログラムを読み出してRAMに展開し、CPUが各種処理を実行するようになっている。
図4に示すように、室内制御回路31は、記憶部31aと、室内制御部31bと、を備えている。
記憶部31aには、所定のプログラムの他、リモコン送受信部27を介して受信したデータや、各種センサ(図示せず)の検出値等が記憶される。
室内制御部31bは、記憶部31aに記憶されたデータに基づいて、ファン清掃用モータ24c、室内ファンモータ16c、左右風向板用モータ25、上下風向板用モータ26等を制御する。
室外機Uoは、前記した構成の他に、室外制御回路32を備えている。室外制御回路32は、図示はしないが、CPU、ROM、RAM、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成され、通信線を介して室内制御回路31に接続されている。図4に示すように、室外制御回路32は、記憶部32aと、室外制御部32bとを備えている。
記憶部32aには、所定のプログラムの他、室内制御回路31から受信したデータ等が記憶される。室外制御部32bは、記憶部32aに記憶されたデータに基づいて、圧縮機モータ11a、室外ファンモータ13a、膨張弁14等を制御する。以下では、室内制御回路31及び室外制御回路32を一括して「制御部30」という。
ところで、前記した特許文献1には、ファン清掃装置と清掃装置を制御する制御装置とが開示されている。制御装置による動作には、調和空気を室内に吹出す通常運転モードと、ファンを低速で回転させるとともにファン清掃装置を可動するファン清掃運転モードとが存在する。ファン清掃装置は先端にファン清掃部を含み、ファン清掃運転モード時にはファン清掃部を退避させる位置に可動する。
しかし、ファン清掃部とその保持部によって構成されるファン清掃装置において、清掃はファンの清掃部が干渉可能な部分についてのみ行われるため、ファン清掃部が干渉できないファンの部分に堆積した塵埃は除去することが困難である。
本実施例の空気調和機100においても、ファン清掃部24bが接触するのは円筒状の室内ファン16における各ファンブレード50の外側端部50a(図2参照)に限られる。各ファンブレード50の内側50k(図2参照)にまでファン清掃部24bが入り込んで各ファンブレード50に付着した塵埃を掻き落とすことはできない。
そこで、本実施例では、各ファンブレード50の外側端部50aの構造等を工夫した。これにより、本実施例では、室内ファン16に侵入してくる塵埃を、極力、各ファンブレード50の外側端部50aに集中させること等によって、従来に比べて効果的に室内ファン16を清掃できるようにした。以下では、係る構成について説明する。
図5は、室内ファン16の複数枚のファンブレード50における外側端部50a部分の一部の拡大斜視図である。矢印aは、ファンブレード50の長手方向を示す。矢印bは、室内ファン16の回転方向を示す。
図6は、1枚のファンブレード50における外側端部50aの一部を斜め上側から視た斜視図である。
まず、室内ファン16のファンブレード50のファン清掃部24bと接触する外側端部50aは、先端50bが凹凸している凹凸形状50cが長手方向(矢印a方向)に連続的に形成されている。図5、図6の例に示す凹凸形状50cは比較的角ばっているが、凹凸形状50cを波形、のこぎり形に凹凸させるなど、様々な凹凸形状とすることができる。
この凹凸形状50cは、先端縁表面50dが、凹の部分50eよりも曲率が大きい部分を凸の部分50fに含んでいるようにしてもよい。図6の例で具体的に説明すると、凹凸形状50cは、凹凸形状50cの一つの凸の部分50fで各2つの角部50gが形成されている。一方、凹の部分50eは略円弧形状である。この凸の部分50fと凹の部分50eとの形状の違いにより、凹凸形状50cは、先端表面50dが、凹の部分50eよりも曲率が大きい部分を凸の部分50fに含んでいる。
また、図6に示すように、外側端部50aの表面粗さはファンブレード50の他の部分(内側50k)における表面粗さより粗いようにしてもよい。具体的には、図6の例では、細かな凸部50hが外側端部50aの表面全体に形成されていて、これに対して、内側50kには、凹凸がほとんどないため、外側端部50aの表面粗さは内側50kにおける表面粗さより粗くなっている。なお、図7に示すように、細かな凸部50hの代わりにディンプル50iを外側端部50aに複数形成するようにしてもよいし、外側端部50aの表面粗さを高める手段としては、様々な手段を用いることができる。また、図6、図7の例では、細かな凸部50hやディンプル50iをファンブレード50の側面のみに図示しているが、先端縁表面50dに形成してよいのは言うまでもない。
図8は、他の構成例である室内ファン16における複数枚のファンブレード50の一部の拡大斜視図である。図8に示すように、室内ファン16の各ファンブレード50は回転方向(矢印b方向)に隣り合うもの同士で凹凸形状50cが回転方向(矢印b方向)に視てファンブレード50の長手方向にずれているようにしてもよい。図8の例では、室内ファン16におけるファンブレード50の並びの凹凸形状50cを矢印b方向に視ていくと、凹の部分50eが出現した隣には凸の部分50fが出現し、さらに隣には再度凹の部分50eが出現する。つまり、凹の部分50eと凸の部分50fが交互に出現する。図8の例では、凹凸形状50cが回転方向(矢印b方向)に視てファンブレード50の長手方向に完全にずれている。しかし、これを部分的にずれているようにしてもよい。すなわち、凹凸形状50cを矢印b方向に視て、隣り合うファンブレード50同士で、凹の部分50eが一部だけ重なっていてもよいし、凸の部分50fが一部だけ重なっていてもよい。
さらに、隣り合うファンブレード50同士で必ず凹凸形状50cがファンブレード50の長手方向にずれていなくてもよい。すなわち、連続して隣り合うファンブレード50(例えば、2枚とか3枚とか)では凹凸形状50cがファンブレード50の長手方向に一致していてよい。そして、次の連続して隣り合うファンブレード50(例えば、2枚とか3枚とか)になると、凹凸形状50cがファンブレード50の長手方向にずれているようにしてよい。
図9(a)は、本発明の一実施例に係る空気調和機の他の構成例である室内ファンにおける複数枚のファンブレードの一部の拡大斜視図である。図9(b)は、同1枚のファンブレードの上面図である。図9に示すように、凹凸形状50cは、凸の部分50fの側部50jにおける先端縁表面50dの面方向がファンブレード50の長手方向と鋭角又は鈍角をなしているようにしてもよい。図9の例では、側部50jにおける先端縁表面50dの面方向がファンブレード50の長手方向と鋭角θをなしている。
図10は、ファンブレード50とファン清掃部24bとの当接状況を示す斜視図である。図10に示すように、ファン清掃部24bは、その先端24b1が凹凸形状50cにおける凹の部分50eの少なくとも下端(破線cで示す)まで届くようにすることが望ましい。図10の例では、ファン清掃部24bは、その先端24a1が凹の部分50eの破線cで示す下端よりも更にファンブレード50の内側50kまで届いている例を示している。
図11は、ファン清掃装置24の支持軸24aの支持構造を示す概念図である。ファン清掃装置24の支持軸24aの両端は、空気調和機100の筐体ベース19の所定位置に設けられた一対の軸受け部材24dにそれぞれ回転自在に軸支されている。また、この軸受け部材24d内には符号dで示す遊びがあり、支持軸24a、ひいてはファン清掃部24bは、この遊びの範囲で所定距離だけ室内ファン16の長手方向に移動自在に軸受け部材24dに支持されていてもよい。
図12は、先端が波形形状をしている例を示すファンブレード50の一部の斜視図である。すなわち、前記した通り、ファンブレード50の外側端部50a部分が図5以下の例とは異なり、角ばった形状をしていなくて、図12のように波形形状をしていてもよい。外側端部50a部分の表面にはファンブレード50の長手方向と略直交する方向を長さ方向とする複数本の凹溝50lが形成されている。
なお、図5〜図10に示す各例でも、各凸の部分50fの先端縁表面50dをつなげていくと、図6に破線eで示すように、波形形状をしている。
図4に戻り、室内制御部31bは、回転速度制御部31b1を備えている。回転速度制御部31b1は、ファン清掃装置24で清掃を行うときに、室内ファンモータ16cの回転速度を制御する(後述する)。
次に、空気調和機100の作用効果について説明する。
図13は、制御部30が実行する処理のフローチャートである(適宜、図2を参照)。なお、図13の「START」時には空調運転が行われておらず、また、ファン清掃部24bの先端が略鉛直下方を向いた状態(図2、図3に示す状態)にあるものとする。
図13のステップS101において制御部30は、ファン清掃装置24によって、室内ファン16を清掃する。なお、室内ファン16の清掃を開始するトリガとして、例えば、前回清掃時からの空調運転の積算時間が所定時間に達するという条件が挙げられる。
図14Aは、室内ファン16の清掃中の状態を示す説明図である。なお、図14Aでは、室内熱交換器15、室内ファン16、及び露受皿18を図示し、他の部材については図示を省略している。
制御部30は、ファン清掃部24bを室内ファン16に接触させ、通常の空調運転時とは逆向きに室内ファン16を回転(逆回転)させる。
つまり、制御部30は、ファン清掃部24bの先端が鉛直下方を向いた状態(図2、図3参照)から、支持軸24aを中心に約90°回動させ、ファン清掃部24bの先端が室内ファン16に臨むようにする(図14A参照)。これによって、室内ファン16のファンブレード50にファン清掃部24bが接触する。
なお、図14Aの例では、一点鎖線Lで示すように、ファン清掃部24bが室内ファン16に接触した状態での接触位置Kの下方に、室内熱交換器15(前側室内熱交換器15a)が存在するとともに、露受皿18も存在している。
室内ファン16は逆回転しているため、ファンブレード50の移動に伴ってファン清掃部24bの先端がたわみ、ファンブレード50の背面をなでるようにファン清掃部24bが押し付けられる。そして、ファンブレード50の外側端部50a(径方向の端部)に溜まった塵埃が、ファン清掃部24bによって除去される。
本実施例では、前記したように、ファンブレード50にファン清掃部24bを接触させ、室内ファン16を逆回転させるようにしている。これによって、ファンブレード50の背面の外側端部50aにファン清掃部24bが接触し、ファンブレード50の腹・背面の両方の外側端部50aに溜まった塵埃が、一体となって除去される。
ここで、室内ファン16内には、細かな糸屑等の塵埃が侵入する。そして、ファンブレード50に当該塵埃が付着するのをファン清掃部24bで清掃するわけだが、ファン清掃部24bはファンブレード50の表面全体に届くわけではない。ファンブレード50のファン清掃部24bが届かない部分も極力塵埃が付着しないようにしたい。
そこで、図5、図6に示すように、本実施例では、ファンブレード50のファン清掃部24bと接触する外側端部50aは次のような構成とした。すなわち、ファンブレード50の先端50bが凹凸している凹凸形状50cが長手方向(矢印a方向)に連続的に形成されているようにした。これにより、室内ファン16内に侵入する塵埃は多くが凹凸形状50cに絡めとられ、相対的に、ファンブレード50の内側50kには付着しにくくなる。すなわち、室内ファン16内に侵入する塵埃は、まず、ファンブレード50の外側端部50aを通過する。そこで、外側端部50aに凹凸形状50cを形成して、凹凸形状50cにおいて極力多くの塵埃を絡め取るようにする。よって、室内ファン16内に侵入する塵埃は多くをファン清掃部24bで除去することが可能となって、ファンブレード50のファン清掃部24bが届かない部分も効果的に清掃することができる。
前記のとおり、凹凸形状50cは、先端縁表面50dが、凹の部分50eよりも曲率が大きい部分を凸の部分50fに含んでいるようにしている。これによって、凹の部分50eよりも角ばった部分を含んでいる凸の部分50fに塵埃が捕捉され易くなり、効果的に凹凸形状50cを凹凸形状50cで捕捉することが可能となる。
例えば、図6に示すように、凹凸形状50cの凸の部分50fに、一つの凸の部分50fで各2つの角部50gが形成されている。一方、凹の部分50eは略円弧形状である。この角部50gに塵埃が引っ掛かりやすくなって、効果的に塵埃を捕捉することが可能となる。
また、図6に示すように、外側端部50aの表面粗さはファンブレード50の他の部分(内側50k)における表面粗さより粗くしている。すなわち、図6の例では、細かな凸部50hが外側端部50aの表面全体に形成されていて、これに対して、内側50kには、凹凸がほとんどないため、外側端部50aの表面粗さは内側50kにおける表面粗さより粗くなっている。このように、ファンブレード50の外側端部50aの表面粗さより粗くすることで、外側端部50aに塵埃が引っ掛かりやすくなって、効果的に塵埃を捕捉することが可能となる。また、ファンブレード50の外側端部50aの表面粗さより粗くするために、図7し示すように、ディンプル50iの形成によって、ファンブレード50の外側端部50aの表面粗さより粗くしてもよい。
さらに、図8に示すように、室内ファン16の各ファンブレード50は回転方向(矢印b方向)に隣あうもの同士で凹凸形状50cが回転方向(矢印b方向)に視てファンブレード50の長手方向にずれている。
すなわち、室内ファン16を回転して風を起こすときに凹凸形状50cの凹の部分50eでは空気が抜けて風が起こせない。すなわち、ファンブレード50の外側端部50aに凹凸形状50cを設けることで、室内ファン16の送風能力を低減させる恐れがある。
しかし、図8の例では、回転方向に隣あうもの同士で凹凸形状50cが回転方向に視てファンブレード50の長手方向にずれている。そのため、回転する室内ファン16の1枚目のファンブレード50の凹の部分50eで風が抜けても、同じ位置に次のファンブレード50の凸の部分50fがやってくるので、風を起こすことができる。そのため、室内ファン16の送風能力の低減を抑制することができる。
図8の例では、凹凸形状50cが回転方向に視てファンブレード50の長手方向に完全にずれている。しかし、これを部分的にずれているようにしてもよい。すなわち、凹凸形状50cを矢印b方向に視て、隣り合うファンブレード50同士で、凹の部分50eが一部だけ重なっていてもよいし、凸の部分50fが一部だけ重なっていてもよい。この場合であっても、室内ファン16の送風能力の低減を抑制することができる。
さらに、連続して隣り合うファンブレード50(例えば、2枚とか3枚とか)では凹凸形状50cがファンブレード50の長手方向に一致していてよい。そして、次の連続して隣り合うファンブレード50(例えば、2枚とか3枚とか)になると、凹凸形状50cがファンブレード50の長手方向にずれているようにしてもよい。この場合であっても、室内ファン16の送風能力の低減を抑制することができる。
その上、図9に示すように、凹凸形状50cは、凸の部分50fの側部50jにおける先端縁表面50dの面方向がファンブレード50の長手方向と鋭角又は鈍角をなしている。図9の例では、側部50jにおける先端縁表面50dの面方向がファンブレード50の長手方向と鋭角θをなしている。
このように構成することで、凸の部分50fの先端上部から視た形状は略ひし形になり、凸の部分50fの側方(ファンブレード50の長手方向)における幅を拡げて、凸の部分50fの面積を広くすることができる。そのため、凸の部分50fが風を掻く面積を広くすることができるので、室内ファン16の送風能力の低減を抑制することができる。
また、図10に示すように、ファン清掃部24bは、その先端24a1が凹凸形状50cにおける凹の部分50eの少なくとも下端(破線cで示す)まで届く。これによって、凹凸形状50cで絡め取った塵埃を効果的に除去することができる。
さらに、図11に示すように、ファン清掃装置24の支持軸24aの両端は、一対の軸受け部材24dにそれぞれ回転自在に軸支されているが、この軸受け部材24d内には符号dで示す遊びがある。
すなわち、この遊びがないと、凹凸形状50cの各部に当接するファン清掃部24bの部分は常に一定となり、経年変化によって、ファン清掃部24bに特定の形状の曲がりが生じてしまって、ファン清掃部24bによるファンブレード50の清掃効果が低減してしまう。つまりは、ファン清掃装置24を早期に交換する必要が生じる。
これに対して、軸受け部材24d内に符号dで示す遊びがあると、室内ファン16の清掃中にファン清掃部24bは支持軸24aの軸方向にある程度動く。そのため、凹凸形状50cの各部に当接するファン清掃部24bの部分は常に一定というわけではなくなり、経年変化によって、ファン清掃部24bに特定の形状の曲がりが生じにくい。よって、ファン清掃装置24を長期に使用できて、早期に交換する可能性が低くなる。
なお、凹凸形状50cは、図5〜図10に示すような角ばった凹凸形状でなくてもよく、図12に示すように、波型形状をしていても図5、図6の凹凸形状50cと同様の効果を奏することができる。
この場合に、図12に示すように、外側端部50a部分の表面にはファンブレード50の長手方向と略直交する方向を長さ方向とする複数本の凹溝50lが形成されていてもよい。すなわち、この凹溝50lによって、塵埃が引っ掛かり易くなって、塵埃を絡め取り易くなる。
さらに、図4に示すように、室内制御部31bは、回転速度制御部31b1を備えている。図15は、回転速度制御部31b1が実行する処理を説明するフローチャートである。図15に示すように、係る処理は、S101で示して前記した室内ファン16を清掃中に行われる(S111のYes)。すなわち、室内ファン16の清掃中には、前記のように室内ファン16を逆回転させる。室内制御部31bは、この清掃中の室内ファン16の回転速度を、空調運転時の最低回転速度よりも高速とする(S112)。ここで、「空調運転時」とは、冷房運転、暖房運転、除湿運転等を行っているときである。つまり、これらの運転を行うときに予め設定されている最低回転速度が存在するが、清掃中の室内ファン16の回転速度を当該速度より高速とする。
このように、清掃中の室内ファン16の回転速度をある程度高速に保つことで、室内ファン16回転時に凹凸形状50cが風を切るときに発生する風切り音及び室内ファン16がファン清掃部24bに接触することで発生する断続音を抑制することができる。
また、室内ファン16を逆回転させることによって、室内機Ui(図2参照)の内部で、正回転時(図4参照)とは逆向きの緩やかな空気の流れが生じる。したがって、室内ファン16から除去された塵埃jが空気吹出口h4(図2参照)には向かわず、図14Aに示すように、前側室内熱交換器15aと室内ファン16との間の隙間を介して、露受皿18に導かれる。
より詳しく説明すると、ファン清掃部24bによって室内ファン16から除去された塵埃jが、風圧で前側室内熱交換器15aに軽く押し付けられる。さらに、前記した塵埃jは、前側室内熱交換器15aの傾斜面(フィンfの縁)に沿って、露受皿18に落下する(図14Aの矢印を参照)。したがって、室内ファン16と露受皿18との間の微少な隙間を介して、上下風向板23(図2参照)の裏面に塵埃jが付着することは、ほとんどない。これによって、次回の空調運転中に塵埃jが室内に吹き出されることを防止できる。
なお、室内ファン16から除去された塵埃jの一部が、露受皿18に落下せずに、前側室内熱交換器15aに付着する可能性もある。このように前側室内熱交換器15aに付着した塵埃jは、後記するステップS103の処理で洗い流される。
図13のステップS101の処理が終わった後、ステップS102において制御部30は、ファン清掃装置24を移動させる。すなわち、制御部30は、ファン清掃部24bの先端が室内ファン16に臨んだ状態(図14A参照)から、支持軸24aを中心にファン清掃部24bを90°回動させ、ファン清掃部24bの先端が略鉛直下方を向くようにする(図14B参照)。
次に、ステップS103において制御部30は、室内熱交換器15の凍結・解凍を順次に行う。まず、制御部30は、室内熱交換器15を蒸発器として機能させ、室内機Uiに取り込まれた空気に含まれる水分を室内熱交換器15に着霜させて凍結させる。
室内熱交換器15を凍結させているとき、制御部30は、室内熱交換器15に流入する冷媒の蒸発温度を低くすることが好ましい。すなわち、制御部30は、室内熱交換器15を蒸発器として機能させ、この室内熱交換器15を凍結(凝縮水を付着)させているとき、通常の空調運転時よりも冷媒の蒸発温度が低くなるように、室内熱交換器15に流入する冷媒の圧力を調整する。
例えば、制御部30は、膨張弁14(図1参照)の開度を小さくすることによって、低圧で蒸発温度が低い冷媒を室内熱交換器15に流入させる。これによって、室内熱交換器15で霜や氷(図14Bに示す符号i)が成長しやすくなるため、その後の解凍中、室内熱交換器15を多量の水で洗い流すことができる。
また、室内熱交換器15において、ファン清掃装置24の下方に位置する領域は、室内熱交換器15を通流する冷媒の流れの下流域ではない(つまり、上流域又は中流域である)ことが好ましい。これによって、少なくともファン清掃装置24の下方(下側)には、低温の気液二相冷媒が流れるため、室内熱交換器15に付着する霜や氷の厚さを厚くすることができる。したがって、その後の解凍中、室内熱交換器15を多量の水で洗い流すことができる。
なお、室内熱交換器15においてファン清掃装置24の下方に位置する領域は、ファン清掃装置24によって室内ファン16から掻き落とされた塵埃が付着しやすい。そこで、室内熱交換器15においてファン清掃装置24の下方に位置する領域に低温の気液二相冷媒を流すことで、霜や氷が成長しやすくなり、さらに、これらの霜や氷を溶かすことで室内熱交換器15の塵埃を適切に洗い流すことができる。
また、室内熱交換器15を蒸発器として機能させ、この室内熱交換器15を凍結(凝縮水を付着)させているとき、制御部30は、上下風向板23(図2参照)を閉じるか、又は、上下風向板23の角度を水平よりも上向きにすることが好ましい。これによって、室内熱交換器15で冷やされた低温の空気が室内に漏れ出ることを抑制し、ユーザにとって快適な状態で室内熱交換器15の凍結等を行うことができる。
このようにして室内熱交換器15を凍結(図13のS103)させた後、制御部30は、室内熱交換器15を解凍する(S103)。例えば、制御部30は、各機器の停止状態を維持することで、室内熱交換器15を室温で自然解凍させる。なお、制御部30が暖房運転又は送風運転を行うことによって、室内熱交換器15に付着した霜や氷を溶かすようにしてもよい。
図14Bは、室内熱交換器15の解凍中の状態を示す説明図である。室内熱交換器15が解凍されることで、室内熱交換器15に付着した霜や氷が溶け、フィンfを伝って露受皿18に多量の水wが流れ落ちる。これによって、空調運転中に室内熱交換器15に付着した塵埃jを洗い流すことができる。
また、ファン清掃部24bによる室内ファン16の清掃に伴って、前側室内熱交換器15aに付着した塵埃jも一緒に洗い流され、露受皿18に流れ落ちる(図14Bの矢印を参照)。このようにして露受皿18に流れ落ちた水wは、室内ファン16の清掃中に露受皿18に直接的に落下した塵埃j(図14A参照)とともに、ドレンホース(図示せず)を介して外部に排出される。解凍中に室内熱交換器15から多量の水が流れ落ちる、ドレンホース等(図示せず)が塵埃jで詰まるおそれはほとんどない。
なお、図13では省略しているが、室内熱交換器15の凍結・解凍(S103)を行った後、制御部30が暖房運転又は送風運転を行うことで、室内機Uiの内部を乾燥させてもよい。これによって、室内熱交換器15等に菌が繁殖することを抑制できる。
本実施例によれば、ファン清掃装置24によって室内ファン16が清掃されるため(図13のS101)、室内に塵埃jが吹き出されることを抑制できる。また、前側室内熱交換器15aと室内ファン16との間にファン清掃装置24が配置されるため、室内ファン16からファン清掃部24bで掻き落とされた塵埃jを露受皿18に導くことができる。
また、室内ファン16の清掃中、制御部30は、室内ファン16を逆回転させる。これによって、前記した塵埃jが空気吹出口h4に向かうことを防止できる。
ちなみに、室内ファン16に多量の塵埃が付着すると、場合によっては、冷房運転中、室内ファン16の性能低下を補うように空気の吹出温度が低くされて、室内への露垂れが生じる可能性がある。これに対して本実施例では、前記したように、室内ファン16が適切に清掃されるため、塵埃の付着に伴う室内ファン16の風量低下が抑制される。したがって、本実施例によれば、室内ファン16の塵埃に起因する露垂れを防止できる。
また、制御部30が室内熱交換器15の凍結・解凍を順次に行うことで(図13のS103)、室内熱交換器15に付着していた塵埃jが水wで洗い流され、露受皿18に流れ落ちる。このように本実施例によれば、室内ファン16を清潔な状態にすることができるとともに、室内熱交換器15も清潔な状態にすることができる。したがって、空気調和機100によって、快適な空調を行うことができる。また、室内熱交換器15や室内ファン16の清掃に要するユーザの手間やメンテナンス時の出費を低減できる。
以上、本発明に係る空気調和機100について実施例で説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
図16は、本実施例の変形例に係る空気調和機の室内機UAiの縦断面図である。図16に示す変形例では、縦断面視で凹状を呈する溝部材Mが、前側室内熱交換器15aの下方に設置されている。また、溝部材Mの底面から上側に延びるリブ28が、溝部材Mに設置されている。なお、その他の点については実施例と同様である。
図16に示す溝部材Mにおいて、リブ28の前側の部分は、室内熱交換器15の凝縮水を受ける露受部18Aとして機能する。また、溝部材Mにおいて、リブ28の後側の部分は、室内熱交換器15や室内ファン16から落下した塵埃を受ける塵埃受け部29として機能する。この塵埃受け部29は、室内熱交換器15の下方に配置されている。
さらに、ファン清掃部24bの下方には、室内熱交換器15(前側室内熱交換器15aの下部)が存在しているとともに、塵埃受け部29も存在している。より詳しく説明すると、図示は省略するが、ファン清掃部24bが室内ファン16に接触した状態での接触位置の下方に、室内熱交換器15が存在しているとともに、塵埃受け部29も存在している。このような構成であっても、前記した実施例と同様の効果が奏される。
なお、室内熱交換器15の解凍時には、露受部18Aに水が流れ落ちるとともに、塵埃受け部29にも水が流れ落ちる。したがって、塵埃受け部29に溜まった塵埃の排出に支障が生じるおそれはない。
また、図16に示す例では、リブ28の上端が前側室内熱交換器15aに接触していないが、これに限らない。すなわち、リブ28の上端が前側室内熱交換器15aに接触していてもよい。
図17は、本実施例の別の変形例に係る空気調和機が備える室内ファン16及びファン清掃部24Aの模式的な斜視図である。図17に示す変形例では、室内ファン16の軸方向と平行な方向におけるファン清掃部24Aの長さは、室内ファン16自体の軸方向の長さよりも短い。この点で前記のファン清掃部24bと異なる。その他、図11と同一符号の部材は、図11を参照して前記した部材に相当する。そして、室内ファン16の清掃中、ファン清掃部24Aが、室内ファン16の軸方向(室内機の正面から見て左右方向)に移動するようになっている。つまり、室内ファン16の軸方向において、ファン清掃部24Aの長さに相当する所定領域ごとに、室内ファン16が順次に清掃されるようになっている。このように、その長さが比較的短いファン清掃部24Aを移動させる構成にすることで、前記の実施例に比べて、空気調和機の製造コストを削減できる。
なお、支持軸24aと平行に延びる棒(図示せず)をファン清掃部24Aの付近(例えば、支持軸24aの上側)に設け、所定の移動機構(図示せず)が、この棒に沿ってファン清掃部24Aを移動させるようにしてもよい。また、ファン清掃部24Aによる清掃後、移動機構(図示せず)がファン清掃部24Aを適宜に回動又は平行移動させ、ファン清掃部24Aを室内ファン16から退避させるようにしてもよい。
前記実施例では、制御部30が、ファン清掃装置24を室内ファン16に接触させ、通常の空調運転時とは逆向きに室内ファン16を回転(逆回転)させる処理について説明したが、これに限らない。すなわち、制御部30が、ファン清掃装置24を室内ファン16に接触させ、通常の空調運転時と同一の向きに室内ファン16を回転(正回転)させるようにしてもよい。
このように室内ファン16にファン清掃部24bを接触させて、室内ファン16を正回転させることで、ファンブレード50の腹の先端付近に付着した塵埃が効果的に除去される。また、室内ファン16を逆回転させるための回路素子が不要になるため、空気調和機100の製造コストを削減できる。
また、前記実施例では、ファン清掃装置24の支持軸24aを中心にファン清掃部24bが回動する構成について説明したが、これに限らない。例えば、室内ファン16を清掃する際には、制御部30が、支持軸24aを室内ファン16の方に移動させ、ファン清掃部24bを室内ファン16に接触させるようにしてもよい。そして、室内ファン16の清掃終了後は、制御部30が、支持軸24aを退避させ、ファン清掃部24bを室内ファン16から離間させるようにしてもよい。
また、前記実施例では、室内熱交換器15において、ファン清掃装置24の下方に位置する領域が、冷媒の流れの下流域ではない構成について説明したが、これに限らない。例えば、室内熱交換器15において、その高さがファン清掃装置24よりも高い領域が、室内熱交換器15を通流する冷媒の流れの下流域ではない(つまり、上流域又は中流域である)という構成であってもよい。より詳しく説明すると、前側室内熱交換器15aにおいて、通常の空調運転時に空気の流れの下流側に位置する領域であって、その高さがファン清掃装置24よりも高い領域は、室内熱交換器15を通流する冷媒の流れの下流域ではないことが好ましい。このような構成によれば、前側室内熱交換器15aにおいて通常の空調運転時に空気の流れの下流側に位置する領域(図2に示す前側室内熱交換器15aの紙面右部)であって、その高さがファン清掃装置24よりも高い領域には、室内熱交換器15の凍結に伴って、厚さが厚い霜が付着する。そして、その後に室内熱交換器15を解凍させると、フィンfを伝って多量の水が流れ落ちる。その結果、室内熱交換器15に付着した塵埃(室内ファン16から除去された塵埃を含む)を露受皿18に洗い落とすことができる。
また、前記実施例では室内熱交換器15の凍結等によって、室内熱交換器15を洗浄する処理について説明したが、これに限らない。例えば、室内熱交換器15を結露させ、その結露水(凝縮水)で室内熱交換器15を洗浄するようにしてもよい。例えば、制御部30は、室内空気の温度及び相対湿に基づいて、室内空気の露点を算出する。そして、制御部30は、室内熱交換器15の温度が、前記した露点以下であり、かつ、所定の凍結温度よりも高くなるように、膨張弁14の開度等を制御する。
前記した「凍結温度」とは、室内空気の温度を低下させたとき、室内空気に含まれる水分が、室内熱交換器15で凍結し始める温度である。このように室内熱交換器15を結露させることによって、その結露水(凝縮水)で室内熱交換器15の塵埃を洗い落とすことができる。
また、制御部30が、冷房運転や除湿運転を行うことによって、室内熱交換器15を結露させ、その結露水(凝縮水)で室内熱交換器15を洗浄するようにしてもよい。
また、前記実施例(図2参照)では、ファン清掃装置24の下方に室内熱交換器15及び露受皿18が存在する構成について説明したが、これに限らない。すなわち、ファン清掃装置24の下方に、室内熱交換器15及び露受皿18のうち少なくとも一方が存在している構成であってもよい。例えば、縦断面視で<字状を呈する室内熱交換器15の下部が鉛直方向に延びている構成において、ファン清掃装置24の下方(真下)に露受皿18が存在していてもよい。
また、本実施例(図2参照)では、ファン清掃装置24を室内熱交換器15と室内ファン16との間に配置する構成について説明したが、これに限らない。すなわち、ファン清掃装置24を吹出風路h3に配置してもよい。
また、実施例では、室内機Ui(図1参照)及び室外機Uo(同図参照)が一台ずつ設けられる構成について説明したが、これに限らない。すなわち、並列接続された複数台の室内機を設けてもよいし、また、並列接続された複数台の室外機を設けてもよい。
また、実施例では、壁掛型の空気調和機100について説明したが、他の種類の空気調和機にも適用することが可能である。
また、各実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。
12 室外空気熱交換器
16 室内ファン
24b ファン清掃部
24d 軸受け部材(軸受け部)
31b1 回転速度制御部
50 ファンブレード
50a 外側端部
50c 凹凸形状
50d 先端縁表面
50e 凹の部分
50f 凸の部分
50g 角部
50i ディンプル
50j 側部
100 空気調和機
b 回転方向
a ファンブレードの長手方向
c 下端
θ 鋭角
d 遊び(所定距離)

Claims (4)

  1. 室内熱交換器と、
    室内ファンと、
    前記室内ファンを清掃するファン清掃部と
    前記ファン清掃部を支持する軸受け部とを備え、
    前記室内ファンのファンブレードの前記ファン清掃部と接触する外側端部は、先端が凹凸している凹凸形状が長手方向に連続的に形成されていて、
    前記ファン清掃部と前記軸受け部との間には前記室内ファンの長手方向に空間があり、
    前記ファン清掃部は、前記空間の範囲内で前記室内ファンの長手方向に所定距離だけ移動自在に前記軸受け部に支持される空気調和機。
  2. 前記凹凸形状は、先端縁表面が凹の部分よりも凸の部分に曲率が大きい部分を含む請求項1に記載の空気調和機。
  3. 前記凹凸形状は、前記凸の部分に角部が形成されていて当該角部の曲率が前記凹の部分より大きい請求項に記載の空気調和機。
  4. 前記凹凸形状は、凸の部分の側部における先端縁表面の面方向が前記ファンブレードの長手方向と鋭角又は鈍角をなしている請求項1に記載の空気調和機。
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