JPH0692840B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、空気の温度を変更するための熱源と送風機と
をケーシング内に設け、送風機の作動によってケーシン
グ内に吸い込まれる空気を吹き出す空気調和機に関し、
特にケーシングの吸込口に空気を浄化するためのフィル
タを備えたものに係る。

［従来の技術］ 空気調和機として、例えば、加熱した空気を室内へ吹き
出す温風暖房機では、室内の塵が機器を通過して吹き出
されると不快感を感じるため、塵等が機器内を通過しな
いにうにするため、機器のケーシング内にフィルタが備
えられている。

また、最近では、空気調和機の運転時に、単に塵だけで
なく、たばこの煙等の分子や、花粉等の微粒子を同時に
捕集してしまう空気清浄機能を有するものがあり、その
ために、吸込口等に活性炭フィルタが備えられている。

この場合、空気調和機では一般に加熱あるいは冷却した
空気を多量に吹き出す必要があるため、活性炭フィルタ
は、空気が通過しやすいように、ハニカム形状等の空気
通路が形成されたものが用いられている。

また、このような空気浄化機能を有する空気調和機で
は、機器のケーシング内には、室内の温度を調節するた
めのバーナあるいは冷却装置等が収容されていて、空気
の浄化機能は、基本的には補助的な機能として考えられ
る場合が多いため、安全に使用できる活性炭フィルタが
空気を浄化するためのフィルタとして備えられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、活性炭フィルタでは、埃等の大きな粒子を捕集
することができないため、空気調和機の運転に伴って空
気流が室内に発生すると、埃等の粒子が散乱して、快適
性が損なわれるという問題がある。

本発明は、機器のケーシングの吸込口等の限られた場所
にフィルタ部材が設けられる空気調和機において、安全
でかつ浄化性能の優れた空気浄化機能を備えることを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、吸込口と吹出口とを有するケーシング内に熱
源と送風機とを設け、該送風機の作動によって前記吸込
口より前記ケーシング内に空気を吸い込み、前記熱源に
よって温度を変更して前記吹出口から吹き出す空気調和
機において、前記吸込口には活性炭フィルタを収容した
フィルタ収容部材が嵌め込まれるとともに、前記活性炭
フィルタを集塵極とする電気集塵装置が設けられ、該電
気集塵装置は、前記活性炭フィルタが前記フィルタ収容
部材に収容されたことを検出する収容検出手段と、前記
フィルタ収容部材が前記吸込口に嵌め込まれたことを検
出する嵌め込み検出手段とを備え、前記活性炭フィルタ
が前記フィルタ収容部材に収容され、該フィルタ収容部
材が前記吸込口に嵌め込まれた場合にのみ作動すること
を技術的手段とする。

［作用］ 本発明では、空気調和機が作動すると、吸込口から空気
がケーシング内へ吸い込まれて、加熱あるいは冷却され
て吹出口から吹き出される。このとき、活性炭フィルタ
がフィルタ収容部材内に正しく収容され、フィルタ部材
が吸込口に正しく嵌め込まれていると、電気集塵装置が
作動する。

空気が吸込口を通過するとき、空気中の埃等は電気集塵
装置によって帯電され、活性炭フィルタは電気集塵装置
の集塵極となっているため、帯電された粒子は、活性炭
フィルタを通過するときたばこの煙の分子等とともに吸
着される。

［発明の効果］ 本発明では、活性炭フィルタがフィルタ収容部材内に正
しく収容されていなかったり、フィルタ収容部材が吸込
口に正しく嵌め込まれていなかったりすると、電気集塵
装置が作動しない。

従って、活性炭フィルタの交換の後等に、誤って活性炭
フィルタに触れても、高電圧が加わることがなく安全で
ある。

また、これらが正しく収められている場合には、空気中
の粒子が帯電されて活性炭フィルタに吸着あるいは捕集
されるため、浄化性能が優れる。

［実施例］ 次に本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図に示すガス温風暖房機１は、冬季等の冷寒時には
暖房装置として使用し、暖房が不要な場合には空気清浄
機として使用することができるように改良されたもの
で、複数の金属部材によって板金加工された床置き型の
本体ケース10内の下部には加熱手段としてのバーナ20が
配され、本体ケース10の表面には、室内空気が吸い込ま
れる吸込口11とバーナ20により加熱された空気を吹き出
す温風吹出口12とが、それぞれ本体ケース10の後面と前
面に設けられ、さらに本体ケース10の上部には、本体ケ
ース10の上面を覆うため樹脂によって形成され、空気清
浄機として用いる場合に空気が吹き出される上方吹出口
13を備えた覆い部材14が備えられている。

本体ケース10内には、吸込口11と温風吹出口12とを連通
するとともに、室内空気を循環させるための貫流型の対
流用ファン15のファンケーシングを形成する対流ダクト
16が設けられ、対流用ファン15の作動によって吸込口11
から空気が吸い込まれて温風吹出口12から吹き出され
る。

対流ダクト16は、上方吹出口13とも連通するために対流
用ファン15の羽根車15aの下流で分岐した上方ダクト16a
が備えられ、対流ダクト16の分岐部分には、対流用ファ
ン15による気流の進行方向を変更して、温風吹出口12と
上方吹出口13とを選択するための切替ダンパ17が設けら
れている。

切替ダンパ17には、減速機構を備えた駆動用モータ17a
が備えられ、暖房装置として用いる場合には上方吹出口
13側の上方ダクト16aを閉じ、空気清浄機として用いる
場合には、温風吹出口12側の対流ダクト16を閉じる。

バーナ20は、燃焼室21を形成する燃焼ダクト22の下端
に、セラミックス製のバーナプレート23を備えた混合箱
24を設け、さらに燃焼ダクト22内のバーナプレート23の
周囲には、バーナプレート23を取り囲むようにして保炎
壁22aが設けられ、バーナ20には、第２図にも示すとお
り、燃焼用空気を供給するための燃焼用ファン25が備え
られている。

混合箱24には、燃料ガスおよび燃焼用空気を供給される
供給口24aに、混合箱24内に供給される空気を制御する
ための略円錐形状の給気管26が備えられ、給気管26の中
央部分には、燃料ガスを噴出するノズル30が給気管26と
間隔をおいて配されている。

給気管26は、燃焼用ファン25の作動状態に応じて、バー
ナ20の燃焼状態を全一次空気燃焼とブンゼン燃焼とに自
動的に変更できるようにしたもので、これに対応して、
燃焼ダクト22の外側には、燃焼ファン25によって供給さ
れる燃焼用空気を燃焼室21内へ直接供給するための送風
ダクトが設けられ、燃焼ダクト22には、保炎壁22aに対
応する外側部分に燃焼室21と送風ダクト27とを連通する
複数の給気穴22bが形成されている。

燃焼用ファン25は、遠心送風機を用いたもので、本体ケ
ース10の後面の吸込口11の下方には、給気ダクト28を介
して連通された給気口28aが設けられている。なお、給
気ダクト28には、樹脂フィルタ29と樹脂綿29aとが備え
られ、混合箱24へ供給する空気を過する。

燃焼ダクト22は、バーナ20から上方へ向かって延長さ
れ、上方端は対流用ファン15の上流部分の対流ダクト16
と接続されていて、燃焼室21は吸込口11と連通してい
る。

ノズル30の上流には、二重に設けられた電磁弁と、燃料
供給量を調節するための比例弁とを一体に構成した弁機
構31が設けられ、弁機構31の制御状態に応じた燃料ガス
が供給される。

以上の構成を有するガス温風暖房機１において、上記吸
込口11には、通過する空気中の塵、たばこの煙、花粉等
の埃を取り除くためのフィルタユニット40が備えられて
いる。

フィルタユニット40は、第３図にも示すとおり、吸込口
11内に嵌め合せられるように、吸込口11よりやや小さめ
にされ、その下端を本体ケース10に回動自在に支持され
て、本体ケース10の外側へ向かって揺動できるように設
けられている。

フィルタユニット40は、第４図に示すとおり、上方が開
放されたユニットケース41内に複数のフィルタ構成部材
を配したもので、フィルタ構成部材としては、外側から
順に金網42、樹脂網43、正電極44、樹脂枠45、負電極4
6、活性炭フィルタ47があり、これらのフィルタ構成部
材はユニットケース41の内側の各嵌合溝41a、41bに嵌め
合わせられ、ユニットケース41の上端には押え蓋48が嵌
められる。

金網42は、金属枠内に比較的細かい網を張り、室内の綿
埃等の比較的大きな埃を捕集するもので、通常の使用に
おいて清掃、手入れが簡単にできるように、上端には、
ユニットケースス41内から金網42を引き上げるための取
り出し部42aが外側へ向かって折り曲げられるようにし
て形成されている。

また、この取り出し部42aに対応して、押え蓋48には金
網42を覆わないようにするための切欠部48aが形成され
ている。

樹脂網43は、金網42をユニットケース41から取り出した
ときに、後述する正電極44に使用者等が直接触れないよ
うにするための保護用の網で、年少者等の指が通過でき
ないような程度の目になっている。

正電極44は、フィルタユニット40を通過する塵、埃を帯
電させて、後述する負電極46および活性炭フィルタ47へ
の吸着を容易にさせるための放電電極である。

正電極44は、周囲が本体ケース10の外側方向へ折り曲げ
られて皿状にされた鉄等の金属板に略矩形の複数の開口
44aを設けたもので、各開口44aには、第５図に示すとお
り、尖端を備えた突起44bが開口44aの内側へ向かって形
成されている。

一方、負電極46は、上記の正電極44に対応する集塵極の
一部として設けられたもので、アルミ製等の金属板から
なり、上部には本体ケース10が外側方向へ折り曲げられ
た上部折り曲げ部46aが、左右方向には、本体ケースの
内側方向へ折り曲げられた側折り曲げ部46b、46cが、さ
らに、正電極44の各開口44aに対応して、開口44a内を貫
通するように本体ケース10の外側へ向かって折り曲げ加
工されたルーバー部46bが設けられている。

正電極44は樹脂枠45の内側に配され、さらに上述の保護
用の金網42が樹脂枠45に嵌め合わせられることによって
正電極44は樹脂枠45内に固定される。

一方、負電極46は、樹脂枠45が嵌め合わせられる嵌合溝
41aより大きな嵌合溝41bに嵌め合わせられてユニットケ
ース41に設けられ、正電極44に対しては樹脂枠45によっ
て絶縁される。

この結果、正電極44と負電極46とは、第５図に示すとお
り、平行に配された負電極46のルーバー部46dの周りに
正電極44の開口44aが位置し、ルーバー部46dに対して正
電極44が直角方向に配され、さらにルーバー部46dの両
側には尖端を備えた突起44bがルーバー部46dと所定の間
隔を置いて配されるため、これらの各電極44、46間に直
流高電圧（約4.0k〜6.0kV）の電圧が印加されると、通
過する埃、塵等の粒子が容易に帯電される。

なおこのとき、負電極46は、図示しない爪を樹脂枠45の
図示しない嵌合穴に取り付けることによって位置決めが
行われ、正電極44の突起44bとの間に、適切な間隔が確
保される。

活性炭フィルタ47は、多数の貫通穴47aを有するハニカ
ム構造を呈するフィルタ部材47bの表面に、粘着剤によ
って多数の活性炭粒子を粘着させたもので、フィルタ部
材47b自体に導電性が与えられている。

活性炭フィルタ47は、フィルタ部材47bが金属製のフィ
ルタ枠47cによって固定され、フィルタ枠47cの上端に
は、活性炭フィルタ47を容易に取り出すことができるよ
うに、取り出し部47bが形成されている。

活性炭47は、負電極46が嵌め合わせられたユニットケー
ス41内において、負電極46の側折り曲げ部46b、46cの間
に嵌め合わせられる。

これによって、活性炭フィルタ47は、負電極46を介して
図示しない高電圧回路の負極と接続されることになり、
正電荷に帯電した各粒子が活性炭フィルタ47に引き付け
られるため、これらの粒子を容易に捕集することができ
る。

なお、本体ケース10には、ユニットケース41が装着され
たことを検出するために、吸込口11の上部内側に、ユニ
ット検出スイッチ49が備えられ、また、活性炭フィルタ
47がユニットケース41内に収容されているか否かを検出
するために、ユニットケース41の下端の中央部には、フ
ィルタ検出用の開口部41cがあり、この開口部41c内に
は、フィルタ検出スイッチ49aが備えられている。

以上の構成からなるこのガス温風暖房機１では、対流用
ファン15によって室内空気を循環させて、対流ダクト16
内を循環する空気をバーナ20によって加熱する暖房運転
と、バーナ20による加熱を行わないで、対流用ファン15
のみを作動させて空気清浄機として用いる浄化運転とが
あり、制御装置50によって、暖房スイッチ51あるいは浄
化スイッチ52の操作状態に応じてそれぞれの運転が制御
される。

制御装置50は、マイクロコンピュータを中心として、各
ファン15、25、切替ダンパ17の駆動用モータ17aあるい
は弁機構31の各弁をそれぞれ駆動する駆動回路、活性炭
フィルタ47による埃、たばこの煙、花粉等の粒子の吸着
性を向上させるために高電圧を発生する高電圧発生回路
等からなり、さらに、暖房運転において希望の室内温度
を設定するための温度設定器51a、室内温度を検出する
ための温度センサ53が備えられ、他に、バーナ20の点火
のための点火電極54、バーナ20の着火を検出するための
サーモカップル55等が備えられている。

また、浄化運転において、対流用ファン15による風量を
変更するために、対流ファン15の回転数を設定するため
の風量設定器52aが備えられている。

制御装置50においては、上記暖房スイッチ51あるいは浄
化スイッチ52への操作に応じて制御を行うために、シー
ケンス制御部57、燃焼制御部58、対流制御部59、帯電部
60の各機能部が設けられている。

シーケンス制御部57は、浄化スイッチ52あるいは暖房ス
イッチ51から操作信号が与えられたときの条件に応じ
て、あらかじめ決められた順序で各部を制御する。

特にここで、活性炭フィルタ47に関する装着確認の判別
制御が行われ、浄化スイッチ52あるいは暖房スイッチ51
が操作されたときに、ユニット検出スイッチ49とフィル
タ検出スイッチ49aとがともに接点を閉じていない場合
には、一切の運転の開始を行わず、運転中に、上記各検
出スイッチ49、49aが接点を開いた場合には、運転を停
止する。

なお、対流ダクト16内および燃焼ダクト22内には、それ
ぞれ所定温度になると作動する温度スイッチが、さらに
対流ダクト16内には高温になると溶断する温度ヒューズ
が設けられ、フィルタユニット40の目詰りや、温風吹出
口12が閉塞されてしまって各ダクト内の温度が上昇した
ことが検知された場合に、暖房運転を停止する。

また、本体ケース10内には、転倒スイッチが備えられ、
本体ケース10の設置状態が適切でなく傾いている場合に
は、すべての運転を停止する。

以下、それぞれの運転状態における制御動作を説明す
る。

（１）暖房単独運転 暖房スイッチ51が操作され、暖房運転が指示されると、
上記の装着確認の判別制御を行った後、正しく装着され
ていれば燃焼制御部58を制御して、所定のシーケンスで
バーナ20の点火制御を行い、点火電極54および燃焼用フ
ァン25の作動を開始するとともに、弁機構31における各
電磁弁および比例弁を開いてバーナ20の点火動作を行
い、バーナ20を燃焼させる。

また、バーナ20の点火制御に対応して対流制御部59によ
り対流用ファン15を駆動し、室内空気の循環を行う。

このとき、切替ダンパ17によって、上方吹出口13側の上
方ダクト16aを閉じて、吸込口11と温風吹出口12とを連
通させる。

この結果、バーナ20の燃焼ガスは、対流用ファン15によ
って吸い込まれた室内空気と混合されて温風吹出口12か
ら吹き出される。

暖房運転の停止が指示されると、所定の消火制御によっ
てバーナ20の燃焼が停止され、その後、対流ダクト16内
の温度が低下すると、対流用ファン15が停止する。

なお暖房運転の場合には、対流用ファン15は、燃焼制御
部58における燃焼制御状態に対応して制御され、風量設
定器52aによる設定を受け付けない。

（２）浄化単独運転 浄化スイッチ52が操作され、浄化運転が指示されると、
上記の装着確認の判別制御を行い、異常がなければ、対
流制御部59を制御して対流用ファン15を駆動し、このと
き切替ダンパ17によって温風吹出口12側の対流ダクト16
を閉じて、吸込口11と上方吹出口13とを連通させる。

また、対流用ファン15の回転数は風量設定器52aによっ
て設定され、それに応じた風量で、上方吹出口13から空
気が吹き出される。

（３）浄化兼暖房運転 暖房スイッチ51と浄化スイッチ52とが操作され、暖房運
転と浄化運転とが指示されると、浄化兼暖房運転を行
う。このとき、切替ダンパ17によって上方吹出口13側の
上方ダクト16aを閉じて吸込口11と温風吹出口12とを連
通させる。またこの場合、風量設定器52aによる設定は
受け付けない。

（４）暖房運転から浄化単独運転への変更 暖房運転が行われていて、浄化運転へ変更された場合に
は、対流用ファン15のみを駆動したまま、バーナ20の燃
焼を停止し、切替ダンパ17を駆動して温風吹出口12側の
対流ダクト16を閉じ、上方吹出口13から室内へ空気を吹
き出す。

このとき、バーナ20の燃焼が停止されても、バーナ20の
温度は直ぐに下がらないため、そのまま上方吹出口13か
ら空気を吹き出すと、上方吹出口13を形成する覆い部材
14が熱によって変形あるいは損傷する虞があるため、こ
こでは、吹き出される空気の温度が樹脂製の覆い部材14
に影響を与えない程度に下がるまでの所要時間が経過す
るまで、切替ダンパ17によるダクトの切替を遅らせて、
覆い部材14を保護している。

（５）浄化運転から暖房単独運転への変更 この場合には、浄化運転を停止して、上記のとおり、暖
房運転を開始する。

以上の各運転において、対流用ファン15の作動によって
室内空気が吸込口11を通過するとき、フィルタユニット
40の各電極44、46間に印加された高電圧によって、たば
この煙、花粉等の粒子や埃が帯電されて正電荷を帯び、
負電極46に接続された活性炭フィルタ47によって吸着さ
れて埃等が取り除かれる。

以上のとおり、本実施例では、ユニットケース41および
活性炭フィルタ47の装着を検出するスイッチ49、49aが
備えられていて、これらのスイッチによってフィルタユ
ニット40が装着されたことが確認されない場合には暖房
運転あるいは浄化運転が一切行われないため、安全であ
る。

また、バーナによる加熱を行わない浄化単独運転の場合
には、空気が上方吹出口から吹き出されるため、空気が
人に直接当たることが少なくなり、冷風感を感じさせる
ことがない。従って、浄化運転を感じさせることがな
く、快適に過ごすことができる。

上記の実施例では、熱源としてガスバーナを示したが、
バーナの燃料は石油でもよく、また熱交換器を備えたFF
式暖房機でもよい。熱源はバーナ以外に電熱によるもの
でもよく、また、熱源としては加熱のみでなく冷房を行
うための冷却源でもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すガス温風暖房機の側面断
面図、第２図はガス温風暖房機の破断正面図、第３図は
本実施例のフィルタユニットの構造を示す断面図、第４
図はフィルタユニットの拡散分解図、第５図は正電極と
負電極との関係を示すフィルタユニットの正面断面図、
第６図は本実施例の制御装置の説明のための機能ブロッ
ク図である。 図中、１……ガス温風暖房機（空気調和機）、10……本
体ケース（ケーシング）、11……吸込口、12……温風吹
出口（吹出口）、13……上方吹出口（吹出口）、15……
対流用ファン（送風機）、20……バーナ（熱源）、41…
…ユニットケース（フィルタ収容部材）、47……活性炭
フィルタ、49……ユニット検出スイッチ（嵌め込み検出
手段）、49a……フィルタ検出スイッチ（収容検出手
段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸込口と吹出口とを有するケーシング内に
   熱源と送風機とを設け、該送風機の作動によって前記吸
   込口より前記ケーシング内に空気を吸い込み、前記熱源
   によって温度を変更して前記吹出口から吹き出す空気調
   和機において、 前記吸込口には活性炭フィルタを収容したフィルタ収容
   部材が嵌め込まれるとともに、前記活性炭フィルタを集
   塵極とする電気集塵装置が設けられ、該電気集塵装置
   は、前記活性炭フィルタが前記フィルタ収容部材に収容
   されたことを検出する収容検出手段と、前記フィルタ収
   容部材が前記吸込口に嵌め込まれたことを検出する嵌め
   込み検出手段とを備え、前記活性炭フィルタが前記フィ
   ルタ収容部材に収容され、該フィルタ収容部材が前記吸
   込口に嵌め込まれた場合にのみ作動することを特徴とす
   る空気調和機。