JPWO2019003511A1 - 空気調和機 - Google Patents

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Abstract

本発明に係る空気調和機は、吸込口(11)と、ファン(20)と、吹出口(12)と、空気清浄フィルタ(80)と、空気清浄フィルタと空気清浄フィルタの一部を覆う枠体(141)とを有する空気清浄フィルタユニット(140)と、空気清浄フィルタユニットの配置位置を移動させる移動装置(90)と、を備えている。移動装置は、空気清浄フィルタを屈伸させることなく、空気清浄フィルタの配置位置を移動させるように構成されている。これにより、空気清浄フィルタの耐久性が向上する。

Description

本発明は、空気清浄フィルタを備えた空気調和機に関するものである。
特許文献1は、気流の通風抵抗を増やさずに気流の清浄度を高めることができる空気調和機を提案している。
特許文献1に記載されている空気調和機は、気流の通路の横断面に開口面を区画する筐体と、第1区画に粗塵用フィルタを第2区画に空気清浄フィルタを有するエアフィルタと、開口面に空気清浄フィルタを配置する第1位置、および、開口面から少なくとも部分的に空気清浄フィルタをずらす第2位置との間でエアフィルタを駆動する駆動部材とを備えている。
そして、特許文献1の空気調和機によれば、開口面に空気清浄フィルタが位置すると、気流が空気清浄フィルタを通過することで空気清浄機能は実現される。
また、開口面から空気清浄フィルタがずらされると、開口面には粗塵用フィルタが位置し、粗塵用フィルタがエアフィルタとして機能するため、通風抵抗の増大が回避される。このように、必要なときにだけ空気清浄機能が実現されることで、空気調和機は通風抵抗の増加を抑制しつつ気流の清浄度を高めることができる。
特開2016−183794号公報
しかしながら、特許文献1の空気調和機では、粗塵用フィルタと空気清浄フィルタとがエアフィルタとして一体であるため、エアフィルタの移動に伴い空気清浄フィルタが屈伸されるため、空気清浄フィルタの劣化を早めてしまうという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、必要に応じて空気清浄機能を有効にさせることができ、空気清浄フィルタの耐久性も向上できる空気調和機を提供することを目的とする。
上記従来の問題を解決するために本発明の空気調和機は、吸込口と、前記吸込口から空気を吸い込ませるファンと、前記ファンの動作により発生する空気流が吹き出す吹出口と、前記空気流に含まれている塵埃を集塵する空気清浄フィルタと、前記空気清浄フィルタと前記空気清浄フィルタの一部を覆う枠体とを有する空気清浄フィルタユニットと、前記空気清浄フィルタユニットの配置位置を移動させる移動装置と、を備えている。前記移動装置は、前記空気清浄フィルタを屈伸させることなく、前記空気清浄フィルタの配置位置を移動させるように構成されている。
これによれば、空気清浄フィルタは枠体で覆われるため、空気清浄フィルタの移動時にも空気清浄フィルタは屈伸されることがない。これにより、空気清浄フィルタの耐久性を向上することができる。
本発明によれば、必要に応じて空気清浄機能を有効にさせることができ、空気清浄フィルタの耐久性も向上できる空気調和機を提供できる。
本発明の実施の形態1における空気調和機の室内機の第1の運転モードの縦断面図 同空気調和機の室内機の第2の運転モードの縦断面図 同空気調和機の室内機の第2の運転モードの縦断面図 同空気調和機のフィルタユニットの展開図 同空気調和機のフィルタユニットを室内機の筐体に取付ける状態を示す斜視図 同空気調和機の空気清浄フィルタユニットの分解図 同空気調和機の空気清浄フィルタユニットと移動装置とを連結した状態の縦断面図 同空気調和機のエアフィルタを着脱するときの状態を示す縦断面図
第1の発明に係る空気調和機は、吸込口と、前記吸込口から空気を吸い込ませるファンと、前記ファンの動作により発生する空気流が吹き出す吹出口と、前記空気流に含まれている塵埃を集塵する空気清浄フィルタと、前記空気清浄フィルタと前記空気清浄フィルタの一部を覆う枠体とを有する空気清浄フィルタユニットと、前記空気清浄フィルタユニットの配置位置を移動させる移動装置と、を備えている。前記移動装置は、前記空気清浄フィルタを屈伸させることなく、前記空気清浄フィルタの配置位置を移動させるように構成されている。
これによれば、空気清浄フィルタは枠体で覆われるため、空気清浄フィルタユニットの移動時にも、空気清浄フィルタは屈伸されることがない。これにより、空気清浄フィルタの耐久性を向上することができる。
第2の発明は、特に、第1の発明において、前記移動装置は、前記空気清浄フィルタユニットを直接的に移動させるように構成されている。
これによれば、移動装置は、空気清浄フィルタユニットを、他の部材等を介して移動させず、直接的に移動させる。したがって、低コスト化および小型化を実現できる。
第3の発明は、特に、第2発明において、前記枠体には、前記移動装置と係合する係合部が設けられている。
これによれば、空気清浄フィルタユニットの移動時にも、空気清浄フィルタは屈伸されることがなく、空気清浄フィルタユニットを移動性させることができる。
第4の発明は、特に、第1から第3のいずれかの発明において、前記枠体の少なくとも一部は、円弧状または湾曲状である。
これによれば、空気清浄フィルタユニットを、限られた空間に配置することができ、機器の小型化を実現できる。
第5の発明は、特に、第3の発明において、前記係合部の第1の歯車と前記移動装置の第2の歯車とが噛み合うとともに、前記移動装置の前記第2の歯車の歯の数より、前記係合部の前記第1の歯車の歯の数の方が多い。
これによれば、移動装置における第2の歯車が比較的小さくても、空気清浄フィルタユニットの移動距離を大きくすることができる。
第6の発明は、特に、第1から第5のいずれかの発明において、前記移動装置は、前記空気清浄フィルタユニットの少なくとも一部が、前記吸込口の外方側に突出する位置まで、前記空気清浄フィルタユニットを移動させるように構成されている。
これによれば、空気清浄フィルタユニットが移動したのを、使用者が機器の外方側から確認(すなわち、目視)できるため、機器の使用性を向上できる。
第7の発明は、特に、第1から第6のいずれかの発明において、前記空気清浄フィルタよりも通風抵抗が小さいエアフィルタと、をさらに備え、前記吸込口から吸い込まれた前記空気が、前記エアフィルタを通過する第1の運転モードと、前記吸込口から吸い込まれた前記空気が、前記エアフィルタと前記空気清浄フィルタとを通過する第2の運転モードと、を有している。
第8の発明は、特に、第1から第7のいずれかの発明において、前記空気に含まれる塵埃の有無を検知する塵埃検知センサと、制御部とをさらに備え、前記塵埃検知センサの検知結果に基づいて、前記制御部は、前記移動装置に前記空気清浄フィルタの配置位置を移動させる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1から図3は、本実施の形態による空気調和機の室内機の縦断面図である。
本実施の形態による空気調和機は、室内機と室外機とから構成される。室内機と室外機とは冷媒配管及び制御配線により接続され、室内機と室外機とによりヒートポンプが構成される。室外機にはコンプレッサが設けられている。室内機は、室内の壁面に取り付けられる。
本実施の形態による空気調和機の室内機は、吸込口11と吹出口12とが形成されている本体1と、本体1の前面に設ける前面パネル2とを備えている。
吸込口11は本体1の上面に形成され、吹出口12は本体1の下面に形成される。本体1の後面13は壁面に取り付けられる。本体1の内部には、吸込口11から空気を吸い込ませるファン20と、吸込口11から吸い込まれた空気と熱交換する熱交換器30とが設けられている。ファン20には、貫流ファン(クロスフローファン)が適している。ファン20においては、回転軸の左右両端のいずれかにファンモータが連結されている(図示せず)。ファン20の下流から吹出口12の上流に至る下流空気流路40は、ファン20の下流に配置されて空気の流れを案内するリアガイダ41と、リアガイダ41に対向して配置されたスタビライザ42と、本体1の両側壁(図示せず)とで形成されている。
吹出口12には、上下風向変更羽根51と左右風向変更羽根52とが設けられている。左右風向変更羽根52は上下風向変更羽根51より上流側に配置されている。上下風向変更羽根51は、吹出口12を開閉し、空気の吹き出しを上下方向に変更する。左右風向変更羽根52は、空気の吹き出しを左右方向に変更する。
ファン20の上流側の空気流路60には、熱交換器30とフィルタユニット120とが配置されている。フィルタユニット120は、エアフィルタユニット130と空気清浄フィルタユニット140とで構成されている。空気清浄フィルタユニット140は、図4に示しているように、移動装置90を介して、エアフィルタユニット130に連結されている。フィルタユニット120は、図5に示すように一つのユニットとして室内機の筐体内に収納されている。
エアフィルタユニット130は、図1に示すように、エアフィルタ70と、エアフィルタ70の一部を覆う枠体131と、エアフィルタ70を自動清掃するための駆動部132と、埃除去部133とで構成されている。
空気清浄フィルタユニット140は、図6に示すように、空気清浄フィルタ80と、空気清浄フィルタ80の一部を覆う枠体141とで構成されている。枠体141は、空気清浄フィルタ80に対して、空気流路の上流側に配置された前枠142、および、下流側に配置された後枠143の少なくとも一方とで構成されている。枠体141は、空気清浄フィルタ80を保持している。より詳細には、前枠142および後枠143は、空気清浄フィルタ80の一部を覆うとともに、空気清浄フィルタ80を保持する。枠体141は、吸込口11から吸い込まれた空気が空気清浄フィルタ80を通過できるように、空気清浄フィルタ80の一部を覆えばよく、例えば、枠体141は図6に示すように、格子状である。空気清浄フィルタ80は、樹脂性の材料で構成されていることが好ましい。
なお、この空気清浄フィルタユニット140に、脱臭フィルタ等の空気清浄フィルタ80と異なる空気浄化機能を有する部材が、さらに設けられていてもよい。
また、後枠143には、係合部144が別部材で設けられており、係合部144に形成されているラック81は、空気清浄フィルタユニット140を移動させるために回転する移動装置90の歯車(第2の歯車)92と係合している。
空気清浄フィルタ80は、エアフィルタ70とは別体として形成されている。エアフィルタ70は、比較的大きな塵埃を捕獲することを目的とした租塵用のフィルタである。一方、空気清浄フィルタ80は、エアフィルタ70より通風抵抗が大きく、エアフィルタ70を通過するような微粒子を捕獲することを目的としたフィルタであり、プリーツ式や不織布式が好ましい。
移動装置90は、空気清浄フィルタユニット140の形状を変形させることなく、配置されているそのままの形状で、空気清浄フィルタユニット140の配置位置を移動させる。移動装置90は、例えば、モータ91と歯車92とで構成されている。空気清浄フィルタユニット140の係合部144に形成されたラック81に歯車92が噛み合される。モータ91は歯車92を回転させる。これにより、移動装置90は空気清浄フィルタ80を直接的に回動させ、空気清浄フィルタ80の配置位置を移動させる。ここで、「直接的」とは、移動装置90が、他の部材等を介さずに、空気清浄フィルタユニット140を移動させることをいう。
図7は、空気清浄フィルタユニット140と移動装置90とを連結した状態の縦断面図である。これによれば、移動装置90の歯車92は平歯車(外歯車)であり、空気清浄フィルタユニット140の係合部144に形成されたラック81は内歯車で、それらが噛み合う構成である。なお、移動装置90の歯車(第2の歯車)92の歯の数より、空気清浄フィルタユニット140の係合部144に形成されたラック81の歯車(第1の歯車)810の歯の数の方が多く構成されている。また、空気清浄フィルタユニット140の前枠142、後枠143の少なくとも一部は、円弧状または湾曲状である。これにより、空気清浄フィルタユニット140を、限られた空間に配置することができる。
空気清浄フィルタ80は、前枠142、および、後枠143で覆われるため、空気清浄フィルタ80の形状を変形させずに、空気清浄フィルタ80の配置位置を移動させることができる。従って、空気清浄フィルタ80は、屈伸されることがなく、耐久性を向上することができる。
また、空気清浄フィルタユニット140の係合部144を、前枠142、後枠143と異なる潤滑性に優れた材料で形成することで、移動装置90との係合における摺動性を良くすることができる。このため、駆動の耐久性を向上させることができる。
なお、前枠142、および、後枠143は、潤滑性に優れた材料で形成する必要がないため、安価な材料を選定することができる。従って、空気清浄フィルタユニット140の低コスト化が図れる。
空気清浄フィルタ80は、エアフィルタ70より上流側の空気流路60に配置されている。空気清浄フィルタ80をエアフィルタ70より上流側の空気流路60に配置することで、空気清浄フィルタ80をエアフィルタ70と熱交換器30との間の空気流路60に配置する場合と比較して、冷房運転時における結露による空気清浄フィルタ80の性能低下を防止できる。
移動装置90は、エアフィルタ70より上流側の空気流路60に配置することが好ましい。移動装置90をエアフィルタ70より上流側の空気流路60に配置することで、移動装置90をエアフィルタ70と熱交換器30との間の空気流路60に配置する場合と比較して、冷房運転時における結露による移動装置90への影響を少なくでき、更に移動装置90による通風抵抗の増加を防止できる。
なお、空気清浄フィルタ80をエアフィルタ70より上流側の空気流路60に配置し、移動装置90をエアフィルタ70と熱交換器30との間の空気流路60に配置することもできる。
本実施の形態による空気調和機は、少なくとも冷房運転、暖房運転、及び空気清浄運転を行うことができ、これら運転切り替えは操作装置100にて使用者が指示を行える。
操作装置100は、冷房運転を指示する操作スイッチ101、暖房運転を指示する操作スイッチ102、空気清浄運転を指示する操作スイッチ103、および、空気清浄フィルタユニットのみを駆動する操作スイッチ104を備えている。空気清浄運転を指示する操作スイッチ103を使用者が操作した場合には、移動装置90は、空気清浄フィルタユニット140の配置位置を移動させる。
このように、移動装置90による空気清浄フィルタユニット140の配置位置の移動を指示する操作スイッチ103を備えることで、使用者は操作スイッチ103によって空気清浄機能を有効にさせる空気清浄運転を実行させることができる。
本実施の形態による空気調和機は、空気に含まれる塵埃の少なくとも有無を検知する塵埃検知センサ110を備えている。
塵埃検知センサ110が検知する空気の清浄度合いの結果に基づいて、制御部(図示せず)は、移動装置90に、空気清浄フィルタユニット140の配置位置を移動させてもよい。本実施の形態によれば、塵埃検知センサ110が「塵埃有」と検知した場合には、制御部は空気清浄機能を有効にさせる空気清浄運転を実行させることができる。
本実施の形態による空気調和機は、吸込口11から吸い込まれた空気が、エアフィルタ70を通過して熱交換器30と熱交換する第1の運転モードと、移動装置90が、空気清浄フィルタユニット140の配置位置を移動させ、吸込口11から吸い込まれた空気が、エアフィルタ70と空気清浄フィルタ80と熱交換器30とを通過する第2の運転モードとを少なくとも有している。なお、第1の運転モード時に第2の運転モードが動作しても構わない。
操作スイッチ101を使用者が操作した場合に行われる冷房運転、及び操作スイッチ102を使用者が操作した場合に行われる暖房運転は、第1の運転モードである。操作スイッチ103を使用者が操作した場合に行われる空気清浄運転は、第2の運転モードである。
第2の運転モードにおけるファン20の設定回転数は、第1の運転モードにおけるファン20の少なくとも最低設定回転数よりも大きい。例えば、第1の運転モードにおけるファン20が、「弱」「中」「強」の回転数に変更できる場合に、第2の運転モードにおけるファン20の設定回転数は、少なくとも「中」の回転数とするか、「弱」の回転数よりも大きく「中」の回転数よりも小さな回転数とする。
このように、第2の運転モードにおけるファン20の設定回転数を、第1の運転モードにおけるファン20の少なくとも最低設定回転数よりも大きくすることで、空気清浄フィルタ80による通風抵抗の増加による、吹出口12からの吹出風量低下を防止する。これにより、空気清浄機能を十分に発揮できる風量を確保することができる。
以上のように構成された空気調和機について、以下その動作について説明する。
なお、第1の運転モード及び第2の運転モードでは、いずれも上下風向変更羽根51は吹出口12を開いた状態にあるが、図1から図3では、いずれも空気清浄フィルタユニット140の動作だけを示している。
図1は、空気調和機の空調運転停止時及び第1の運転モード時を示している。空調運転停止時及び第1の運転モード時の状態においては、空気清浄フィルタユニット140は、本体1内、すなわち略空気流路60外に収納されている。収納状態では、空気清浄フィルタユニット140は、前面パネル2の内方に配置され、空気清浄フィルタユニット140の上端側に歯車92が位置する。従って、空気清浄フィルタユニット140は、エアフィルタ70の上流側の吸込口11、すなわち空気流路60を覆わない。この状態では、空気清浄機能は働かない。
図2及び図3は、空気調和機の第2の運転モード時を示している。図2では、空気清浄フィルタユニット140の一部が、エアフィルタ70の上流側の吸込口11、すなわち空気流路60の一部を覆い、図3では、空気清浄フィルタユニット140のほぼ全てが、エアフィルタ70の上流側の吸込口11、すなわち空気流路60の一部を覆っている。
図2の状態では、空気清浄フィルタユニット140の中央部分に歯車92が位置し、図3の状態では、空気清浄フィルタユニット140の下端側に歯車92が位置する。
モータ91を正回転させることで、空気清浄フィルタユニット140は、図1の状態から図2の状態に回動し、空気清浄フィルタ80および空気清浄フィルタユニット140が屈伸することなく、配置されているそのままの形状で配置位置が移動する。更にモータ91を正回転させることで、空気清浄フィルタユニット140は、図2の状態から図3の状態に回動し、空気清浄フィルタ80および空気清浄フィルタユニット140の形状が変形することなく、配置されているそのままの形状で配置位置が移動する。
つまり、吸込口11、すなわち、空気流路60を覆う流路面積が大きくなる方向に、空気清浄フィルタユニット140は配置位置を移動する。すなわち、空気清浄フィルタユニット140が、吸込口11、すなわち、空気流路60を覆う流路面積が次第に大きくなるように、空気清浄フィルタユニット140は配置位置を移動しているのである。このとき、図2や図3に示すように、空気清浄フィルタユニット140の少なくとも一部が、吸込口11の外方側まで突出するように、空気清浄フィルタユニット140の配置位置が移動される。
また、モータ91を逆回転させることで、空気清浄フィルタユニット140は、図3の状態から図2の状態に回動し、空気清浄フィルタ80および空気清浄フィルタユニット140が屈伸することなく、配置されているそのままの形状で配置位置が移動する。更にモータ91を逆回転させることで、空気清浄フィルタユニット140は、図2の状態から図1の状態に回動し、空気清浄フィルタ80および空気清浄フィルタユニット140の形状が変形することなく、配置されているそのままの形状で配置位置が移動する。
つまり、吸込口11、すなわち、空気流路60を覆う流路面積が小さくなる方向に、空気清浄フィルタユニット140は配置位置を移動する。すなわち、空気清浄フィルタユニット140が、吸込口11、すなわち、空気流路60を覆う流路面積が、次第に小さくなるように、空気清浄フィルタユニット140は配置位置を移動しているのである。
塵埃検知センサ110による検知結果で空気を清浄するか否かを制御部が判断して、移動装置90が、空気清浄フィルタユニット140の配置位置を図1の状態と図3の状態とで移動させるものであってもよい。また、塵埃検知センサ110による検知結果で、制御部が空気の清浄度合いを更に判断して、第2の運転モードにおいて、図2に示す空気清浄フィルタユニット140の配置位置と、図3に示す空気清浄フィルタユニット140の配置位置とを切り替えてもよい。
また、空気清浄運転を指示する操作スイッチ103で、強運転と弱運転との切り替えを指示できるようにして、強運転が指示された場合には、図3に示す空気清浄フィルタユニット140の配置位置とし、弱運転が指示された場合には、図2に示す空気清浄フィルタユニット140の配置位置としてもよい。
また、本実施の形態では、第2の運転モードにおける空気清浄フィルタユニット140の配置位置を、図2の状態と図3の状態との2段階で説明したが、3段階以上の配置位置とすることもできる。
本実施の形態によれば、空気清浄フィルタユニット140を、限られた空間に収納できるとともに、空気の清浄度合いに応じた空気清浄機能運転の実行の切り替えを行うことができる。
また、本実施の形態では、エアフィルタ70に付着した塵埃を自動で清掃する構成になっているが、使用者が手動で清掃することも可能である。その場合、使用者が操作装置100の操作スイッチ104を操作して、空気清浄フィルタユニット140が、図8に示す位置まで移動する。その後、使用者はエアフィルタユニット130に設けたカバー134を開口し、エアフィルタ70を取出して清掃する。また、上記の手順の逆を行うことにより、図1に示すような元の状態に戻すことができる。これらの構成により、エアフィルタ70の交換が不要となる。
なお、本実施の形態では、空気清浄フィルタユニット140の配置位置の移動を指示する操作スイッチ104を操作装置100に設けたが、本体1に設けてもよい。
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、必要に応じて空気清浄機能を有効にさせることができ、空気清浄フィルタの耐久性も向上できるため、家庭用のみならず業務用等の空気調和機にも適用できる。
1 本体
2 前面パネル
11 吸込口
12 吹出口
13 後面
20 ファン
30 熱交換器
40 下流空気流路
41 リアガイダ
42 スタビライザ
51 上下風向変更羽根
52 左右風向変更羽根
60 空気流路
70 エアフィルタ
80 空気清浄フィルタ
81 ラック
90 移動装置
91 モータ
92 歯車(第2の歯車)
100 操作装置
101、102、103、104 操作スイッチ
110 塵埃検知センサ
120 フィルタユニット
130 エアフィルタユニット
131 枠体
132 駆動部
133 埃除去部
134 カバー
140 空気清浄フィルタユニット
141 枠体
142 前枠
143 後枠
144 係合部
810 第1の歯車

Claims (8)

  1. 吸込口と、前記吸込口から空気を吸い込ませるファンと、
    前記ファンの動作により発生する空気流が吹き出す吹出口と、
    前記空気流に含まれている塵埃を集塵する空気清浄フィルタと、
    前記空気清浄フィルタと前記空気清浄フィルタの一部を覆う枠体とを有する空気清浄フィルタユニットと、
    前記空気清浄フィルタユニットの配置位置を移動させる移動装置と、を備え、
    前記移動装置は、前記空気清浄フィルタを屈伸させることなく、前記空気清浄フィルタの配置位置を移動させるように構成されている、
    空気調和機。
  2. 前記移動装置は、前記空気清浄フィルタユニットを直接的に移動させるように構成されている、
    請求項1に記載の空気調和機。
  3. 前記枠体には、前記移動装置と係合する係合部が設けられている、
    請求項2に記載の空気調和機。
  4. 前記枠体の少なくとも一部は、円弧状または湾曲状である、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気調和機。
  5. 前記係合部の第1の歯車と前記移動装置の第2の歯車とが噛み合うとともに、
    前記移動装置の前記第2の歯車の歯の数より、前記係合部の前記第1の歯車の歯の数の方が多い、
    請求項3に記載の空気調和機。
  6. 前記移動装置は、前記空気清浄フィルタユニットの少なくとも一部が、前記吸込口の外方側に突出する位置まで、前記空気清浄フィルタユニットを移動させるように構成されている
    請求項1〜5のいずれか1項に記載の空気調和機。
  7. 前記空気清浄フィルタよりも通風抵抗が小さいエアフィルタと、をさらに備え、
    前記吸込口から吸い込まれた前記空気が、前記エアフィルタを通過する第1の運転モードと、
    前記吸込口から吸い込まれた前記空気が、前記エアフィルタと前記空気清浄フィルタとを通過する第2の運転モードと、を有している、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の空気調和機。
  8. 前記空気に含まれる塵埃の有無を検知する塵埃検知センサと、
    制御部とをさらに備え、
    前記塵埃検知センサの検知結果に基づいて、前記制御部は、前記移動装置に前記空気清浄フィルタの配置位置を移動させる、
    請求項1〜7のいずれか1項に記載の空気調和機。
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