JP4591683B2

JP4591683B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP4591683B2
Application number: JP2005007291A
Authority: JP
Inventors: 俊岩野; 宣貴中返
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: US8007574B2; JP2006098037A; EP1640671A3; AU2005205801B2; EP1640671A2; AU2005205801A1; US20060096459A1; KR20060050980A

Description

本発明は、室内機筐体の空気吸込口の内側に集塵用のエアフィルタが配置された空気調和機に関し、さらに詳しく言えば、エアフィルタに付着したゴミを除菌脱臭しながら回収することができる空気調和機に関する。

空気調和機（室内ユニット）には、空気吸込口から内部にゴミが流入するのを防止するための集塵用のフィルタが取り付けられている。通常、このフィルタは室内ユニットに着脱可能に取り付けられており、使用者が時期を見てフィルタを取り外して洗浄し、洗浄後は再び使用者によって取り付けられる。

しかしながら、空気調和機は室内の高所に設けられているため、フィルタの取り外し作業は面倒であり、特に高齢者や女性にとっては困難な作業となる。そこで、本出願人はフィルタの清掃作業を自動化した空気調和機を提案している。

その一例として特許文献１には、室内ユニットの一部に内部に清掃ブラシを有する箱状のフィルタ清掃部（ダストボックス）を有し、このダストボックスにはフィルタの表面側（空気吸込口側）を清掃する２つの清掃ブラシと、裏面側（熱交換器側）を清掃する１つ清掃ブラシの合計３箇所の清掃ブラシが設けられている。

これによれば、フィルタをダストボックス内を通って室内ユニットの内外に向けて往復的に移動させることにより、フィルタに付着したゴミをダストボックス内の清掃ブラシによって掻き取り、掻き取られたゴミは清掃部内に保管しておくことができる。

室内機ユニット内部は熱交換器によって生成されたドレン水によって多湿空間となりやすく、カビなどが発生しやすい。そこで、上記ダストボックスには防かび処理や抗菌処理などを施すようにしているが、これによると、もっぱらダストボックスの内壁面に接触したゴミだけが除菌され、ダストボックスに回収されたゴミの全体が除菌されるわけではない、という問題がある。

特開２００４−２８４８７号公報

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エアフィルタに付着したゴミを除菌・消臭処理しながらダストボックス内に回収することができる空気調和機を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明は、空気吸込口と空気吹出口とを有し、上記空気吸込口の内面側に沿ってエアフィルタが配置されているとともに、上記空気吸込口と上記空気吹出口とを結ぶ空気通路内に熱交換器が配置されている室内機筐体を備え、上記エアフィルタには光触媒が含まれており、上記室内機筐体内には、上記エアフィルタの一部分の表裏両面を囲むダストボックス内に清掃ブラシを備えたフィルタ清掃部と、上記フィルタ清掃部に対して上記エアフィルタ側を移動させる清掃時駆動手段と、上記エアフィルタに紫外線を照射して上記光触媒を励起する紫外線ランプとが設けられており、上記エアフィルタに紫外線を照射しながら上記清掃時駆動手段にて上記エアフィルタを移動させて上記エアフィルタを清掃する空気調和機において、スリーブ状に形成されたランプケースを有するランプホルダを備え、上記紫外線ランプが上記スリーブ状のランプケース内に収納された状態で上記フィルタ清掃部に入る前の上記エアフィルタの未清掃面の一部分に向けて紫外線を照射するように上記熱交換器側に配置され、上記エアフィルタを挟んで上記空気吸込口側には上記紫外線ランプから出た紫外線を反射する反射部が設けられていることを特徴としている。

本発明の好ましい態様によれば、上記ランプホルダには、通風冷却用の開口部が形成されてる。

本発明によれば、紫外線ランプがスリーブ状のランプケース内に収納され、清掃時駆動手段にてエアフィルタを移動させてフィルタ清掃部によりエアフィルタに付着しているゴミを除去する際、フィルタ清掃部に入る前のエアフィルタの未清掃面の一部分に紫外線ランプより紫外線を照射するようにしたことにより、フィルタ内の光触媒が励起され活性酸素を発生して、その酸化分解作用（光触媒作用）によってフィルタ上に付着したゴミに付着した細菌類や悪臭などが酸化分解された状態、すなわち除菌・消臭された状態のゴミをダストボックス内に回収することができる。したがって、そのゴミをダストボックス内に回収して保管する場合にはダストボックス内が清潔に保たれ、また、ゴミを排気管などを介して例えば屋外に廃棄するにしても、その排気経路内を清潔に保つことができる。

次に、本発明の空気調和機の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機（室内機ユニット）を示す要部断面図である。

この室内機ユニット１は、図示しない取付金具を介して壁面に据え付けられるベースパネル１００と、ベースパネル１００の上面から前面に掛けてを覆うようにベースパネル１００に取り付けられる上面パネル２００とを備えており、いずれも合成樹脂の成型品からなる。

ベースパネル１００は、壁面に沿って平行な背面パネル１１０と、背面パネル１１０の下端から前面に向けて張り出すように形成されたアンダーパネル１２０とを含み、全体が断面Ｌ字状に形成されている。

図示しないが、ベースパネル１００は左右一対の側板を備え、その側板間に送風ファンとしてのクロスフローファン２および熱交換器ユニット３が支持され、また、ドレンパン４が掛け渡されている。

この例において、熱交換器ユニット３は３つの熱交換器ユニット３１〜３３をほぼラムダ（Λ）型に組み合わせて連結することにより構成されていて、クロスフローファン２の上部を覆うように配置されている。

この場合、前面側熱交換器ユニット３１，３２と背面側熱交換器ユニット３３とは、その頂部が連結板３４によって連結されている。連結板３４は、吸い込まれる空気が熱交換器ユニット３をバイパスしないようにするための封止板としても機能している。ベースパネル１００の一方の側板の隣には、室内機ユニット１を駆動するための各種電源装置や電子部品などが格納された電装品箱（図示しない）が設けられている。

背面パネル１１０には、背面側熱交換器ユニット３２によって生成されるドレン水を受け止める露受け部１１１が形成されており、露受け部１１１の背面下部には、各種配管や電線などが収納される収納部１１２が設けられている。

アンダーパネル１２０には、クロスフローファン２の送風作用によって空気を室内に向けて送出するための空気吹出口１２１が形成されている。空気吹出口１２１には、空気の吹出方向を変えるための上下風向板および左右風向板のほかに、例えば急速暖房もしくは急速冷房運転時に床方向に向かって開くディフューザー（ともに図示しない）が設けられてよい。

上面パネル２００は、その後端側に設けられている図示しない係止爪を介してベースパネル１００の背面パネル１１０の上端に係止され、熱交換器ユニット３を覆うようにベースパネル１００の先端側に向かってアーチ状に掛け渡されている。

この例によると、上面パネル２００には、ほぼ全面にわたって空気吸込口２１０が設けられている。空気吸込口２１０はグリル桟状に形成されてよく、その開口面積は熱交換器ユニット３の上部投影面積よりも大きいことが好ましい。

この例において、上面パネル２００の前面には、室内ユニット１の外に向けて移動するエアフィルタ５によって押し開かれる開閉パネル２２０が設けられている。開閉パネル２２０は、その上端側を支点として回転可能であり、エアフィルタ５の往方向移動時（室内ユニット１の外に向けて排出される移動時）には、下端側がエアフィルタ５によって持ち上げられ、これによりエアフィルタ５が室内ユニット１の外に引き出される。

上面パネル２００の前面にはさらに、フィルタ駆動手段としての駆動モータが設けられており、上面パネル２００の一部には駆動モータに連結された駆動ギア（ともに図示しない）の一部が露出している。駆動モータは図示しない制御手段によって制御される。

上面パネル２００の内側（熱交換器３０側）には、空気中のゴミを捕捉するためのエアフィルタ５が空気吸込口２１０に沿って配置されている。図２に示すように、エアフィルタ５は、ゴミを捕捉する網目シート状のフィルタシート５１と、フィルタシート５１を支持するフレーム５２とを備えている。また、この例ではエアフィルタ５は熱交換器３を覆うように２枚設けられており、図２にはその一方のエアフィルタ５のみが示されている。

フィルタシート５１は、ポリプロピレンなどの合成樹脂製のシート体からなり、所定メッシュの網目状に形成されている。すくなくとも、フィルタシート５１には光触媒としてのチタンアパタイトが含有される。

チタンアパタイトとは、菌やウイルスの吸着に優れたアパタイトのカルシウムの一部を原子レベルでチタンに置き換えた素材であり、紫外線を照射することにより活性酸素を発生して、エアフィルタ５上に付着しているゴミを不活性化できる。通常、チタンアパタイトは粒子状であり、母材樹脂に対して所定量配合して用いられるが、フィルタシート５１やフレーム５２を予め成型しておき、そこにチタンアパタイトを含む塗布物を塗布したり、スプレーしたりして表面にチタンアパタイト層を形成するようにしてもよい。

このほかに、フィルタシート５１には防かび剤や抗菌剤などの添加剤がさらに添加されていてもよい。さらには、ブラシによる帯電を防止するため導電材材料などが添加されてもよい。また、この例ではポリプロピレン製であるが、材質やメッシュなどは仕様に応じて任意に変更可能である。また、チタンアパタイトの配合量も仕様に応じて任意である。

フレーム５２の中央には、レールフレーム５３がエアフィルタ５の移動方向（図２中の矢印方向）に沿って平行に形成されている。レールフレーム５３の裏面側には、室内機ユニット１側に設けられる駆動ギア（図示しない）と歯合されるラックギア５４が形成されている。このラックギアと駆動ギアの組み合わせによってエアフィルタ５が往復動する。

このフレーム５２やレールフレーム５３にも光触媒としてのチタンアパタイトが含有されていることが好ましい。より好ましくは、防かび剤や抗菌剤などの添加剤がさらに添加されるとよく、また、ブラシによる帯電を防止するため導電材などを添加してもよい。

フィルタシート５１は、フレーム５２とレールフレーム５３とに囲まれた２箇所の開口部（フィルタ面）に張設されている。フィルタシート５１はフレーム５２の成型時に、その金型内に一緒に入れてインジェクション成型によってフレーム５２とともに一体成型することができるが、通常のようにフレーム５２に対してフィルタシート５１を貼り付けてもよい。

上面パネル２００と開閉パネル２２０との間には、エアフィルタ５に付着したゴミを除去するフィルタ清掃部３００が設けられている。上記したように、この例では室内機ユニット１には２枚のエアフィルタ５が用いられることから、これに伴いフィルタ清掃部３００も２箇所に設置されているが、その構成は同じであってよい。

フィルタ清掃部３００は上面パネル２００に支持されるボトムカバー３１０と、同ボトムカバー３１０に開閉可能に被せられるトップカバー３３０とを含むダストボックスを備えている。ダストボックスを合成樹脂製とする場合には、その樹脂材に防かび剤や抗菌剤などを含有させることが好ましい。

ボトムカバー３１０とトップカバー３３０は、一端側がヒンジを介して連結され他端側が開閉可能であり、その両端にはエアフィルタ５をダストボックス３００の内外に出し入れするためのフィルタ出入口３５０ａ，３５０ｂが設けられている。

ダストボックス３００の一方のフィルタ出入口３５０ａ側には、エアフィルタ５を挟んで対向配置される一対の清掃ブラシを有する清掃ユニット３００Ａが配置されており、他方のフィルタ出入口３５０ｂ側にも、エアフィルタ５を挟んで対向配置される一対の清掃ブラシを有する清掃ユニット３００Ｂが配置されている。

清掃ユニット３００Ａ，３００Ｂの各清掃ブラシは、エアフィルタ５に対して所定角度で接触するように互いに向き合うように傾斜付けられていることが好ましい。例えば、清掃ユニット３００Ａの清掃ブラシは左斜め方向に傾斜させ、他方の清掃ユニット３００Ｂの清掃ブラシは右斜め方向に傾斜させることが好ましい。

この例においては、ダストボックス３００内に上下一対の清掃ブラシを有する清掃ユニット３００Ａ，３００Ｂが２つ設けられているが、本発明においては、基本的にエアフィルタ５上に付着したゴミを回収・保管できる構造であれば、その具体的な構成については任意である。

図３および図４を参照して、室内機ユニット１の内部には、エアフィルタ５に紫外線を照射して光触媒を励起させるための紫外線光源としての紫外線照射ユニット４００が設けられている。紫外線照射ユニット４００は、紫外線を発生する紫外線ランプ４１０と、紫外線ランプ４１０を保持するするランプホルダー４２０とからなる。

紫外線ランプ４１０は、特定波長の紫外線を発生する例えばダイアモンドＬＥＤなどの紫外線発光素子からなり、図示しない駆動回路によって駆動される。紫外線ランプ４１０は高寿命で高効率な紫外線発光素子が特に好ましく用いられるが、これ以外に一般的な紫外線ランプなどを用いてもよい。

この例において、ランプホルダー４２０は、上記熱交換器ユニット３の連結板３４の一部として一体的に形成されており、連結板３４の一端から前面側熱交換器３２に沿って形成されている。ランプホルダー４２０の先端には、紫外線ランプ４１０を保持するスリーブ状のランプケース４２１が形成されている。

このランプケース４２１は、清掃ユニット３００の一方のフィルタ出入口３５０ａの周辺部分に存在するエアフィルタ５の一部分、すなわち清掃ユニット３００内に入る前の未清掃部分に向けて紫外線を照射するように向けられている。ランプケース４２１の背面側には紫外線ランプ４１０のリード端子が引き出され、図示しない駆動回路に接続される端子部４２２が形成されている。

端子部４２２は内部が中空なボックス状に形成されており、結露などによって紫外線ランプ４１０がショートしたり、静電気の進入によって故障したりしないようにするため、その内部が樹脂によってモールドされている。

ランプホルダー４２０は、前面側熱交換器３２に対して浮いた状態で支持するための支持板４２３が設けられている。図４に示すように、支持板４２３は前面側熱交換器３２のフィン間に沿って差し込まれる板体からなり、その一部が切り欠かれており、その切欠部を冷却パイプ３２ａに引っ掛けることにより、ランプホルダー４２０を浮いた状態で支持している。

ランプホルダー４２０は、空気吸込口２１０と熱交換器ユニット３との間の空気通路の一部に設置されていることが好ましい。これによれば、紫外線ランプ４１０に風を当てて冷却でき、より高効率で高寿命となる。

ランプホルダー４２０には、さらに冷却効率を上げるため開口部４２４が形成されている。この例において、開口部４２４は２箇所であるが、その形状および数や位置は仕様に応じて任意に変更可能である。

この例において、紫外線照射ユニット４００は連結板３４に沿って所定の間隔をもって４箇所に設置されており、それぞれがエアフィルタ５の所定範囲内に紫外線を照射できるようになっている。なお、紫外線照射ユニット４００の設置位置および設置数は仕様に応じて任意に変更可能である。

再び図１を参照して、上面パネル２００の一部には紫外線ランプ４１０から発せられた紫外線をよりエアフィルタ５にまんべんなく照射するための反射部２３０が設けられている。反射部２３０には、アルミシートなどの鏡面加工が施された帯状シート体を用いることができ、上面パネル２００のエアフィルタ５を挟んで紫外線照射ユニット４００にほぼ対向する位置に設けられる。反射部２３０は、上面パネル２００の幅方向に沿って帯状に配置されてよい。

次に図１を参照して、フィルタ清掃部３００の動作の一例について説明する。エアフィルタ５は常にその一部分がフィルタ清掃部３００内に置かれるが、エアフィルタ５が図１のように室内機ユニット１内に引き込まれ上面パネル２００の空気吸込口２１０の全面を覆っているときを初期状態とする。

エアフィルタ５が図１の初期状態にあるとき、例えばリモコンからフィルタ清掃指示信号が出されると、まず制御部は紫外線駆動回路（図示しない）に指令を出し、これにより紫外線ランプ４１０はエアフィルタ５に向けて紫外線を照射する。

ほぼ同時に図示しないモータが駆動され、エアフィルタ５が往方向（排出方向：図１において左方向）に移動を開始する。このとき、一方のフィルタ出入口３５０ａが「入口側」となり、他方のフィルタ出入口３５０ｂは「出口側」となる。

紫外線ランプ４１０から出た紫外線はエアフィルタ５の裏面に照射されるとともに、その一部が網目を通って上面パネル２００側に透過し、反射部２３０によって反射されてエアフィルタ５の上面を照射する。また、紫外線の一部は熱交換器ユニット３のフィンによっても反射される。

エアフィルタ５に紫外線が照射されると、エアフィルタ５に含まれるチタンアパタイトが励起され活性酸素が生成される。この活性酸素によりエアフィルタ５に付着しているゴミが酸化分解されることにより、除菌・消臭される。

除菌・消臭処理されたゴミは、エアフィルタ５の移動に伴ってフィルタ清掃部３００の入口３５０ａ側の清掃ユニット３００Ａに含まれる清掃ブラシによって掻き取られ、フィルタ清掃部３００のダストボックス内に回収される。このようにして、除菌・消臭されたゴミがフィルタ清掃部３００のダストボックス内に回収されるため、ダストボックス内が清潔に保たれる。

他方、出口３５０ｂ側の清掃ユニット３００Ｂに含まれるブラシによってエアフィルタ５に残ったゴミが捕らえる。これにより、エアフィルタ５に付着しているゴミがほぼ完全に除去される。また、清掃ユニット３００Ｂに含まれるブラシはシャッタとしても機能するため、フィルタ清掃部３００のダストボックス内に溜められたゴミがエアフィルタ５によって室内に持ち出されることもない。

エアフィルタ５の往方向の移動が終了すると、図示しないモータが逆回転し、今度はエアフィルタ５が復方向（室内ユニット１内に引き込まれる方向）に移動を開始する。この復方向移動時にも、紫外線ランプ４１０を点灯し続けることにより、エアフィルタ５のゴミが除去された既清掃面を除菌・消臭し、エアフィルタ５を衛生的に保つことができる。

また、エアフィルタ５に含まれているチタンアパタイトなどの光触媒が、紫外線によって光触媒が再生されるため、その光触媒の効果を長期間にわたって維持させることができる。

フィルタ清掃部３００のダストボックス内がゴミで一杯になった場合には、上面パネル２００を開けてフィルタ清掃部３００を取り出して開き、中に溜まったゴミを掃除機などで吸引して回収すればよい。

フィルタ清掃モードに、第１清掃モードとしての「通常清掃モード」と第２清掃モードとしての「念入り清掃モード」の少なくとも２つのモードを用意し、「念入り清掃モード」時にはフィルタ５の移動速度を「通常清掃モード」時よりも遅くして、より長い時間にわたってフィルタ５に紫外線を照射させるようにすることが好ましい。

上記した例においては、紫外線ランプ４１０はフィルタ清掃時のみに点灯するようにしているが、例えば通常の空調運転時にも紫外線ランプ４１０を点灯させてエアフィルタ５に紫外線を照射してもよい。これによれば、エアフィルタ５を通過する空気やゴミを光触媒反応を利用して除菌・消臭することもできる。

また、上記した例では、フィルタ清掃部３００のダストボックス内にゴミを回収して保管するようにしているが、フィルタ清掃部３００に例えば屋外に連通する排気管を接続して、フィルタ清掃部３００にゴミを貯めることなく、上記排気管を介してゴミを廃棄するする場合にも、本発明を適用することにより、上記排気管を含む排気経路内を清潔に保つことができる。

以上、室外機と室内機とが分離されているスプリット型でシーリングウォール型の空気調和機の室内機ユニットを例にして本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば床起き式空気調和機，一つの筐体内に室内機と室外機とを収納した一体型空気調和機，また、熱源で言えばガス燃焼式空気調和機，温水循環式空気調和機など、エアフィルタを有する空気調和機に広く利用することができる。さらには、本発明のフィルタ清掃手段を有するものであれば、例えば空気清浄機や除湿器などに適用することも可能である。

本発明による空気調和機（室内機ユニット）の一例を示す要部断面図。上記空気調和機に取り付けられるエアフィルタの斜視図。上記空気調和機の紫外線照射ユニットの部分拡大斜視図。上記紫外線照射ユニットの部分拡大断面図。

１空気調和機（室内機ユニット）
２クロスフローファン
３熱交換器ユニット
４ドレンパン
５エアフィルタ
１００ベースパネル
２００上面パネル
２１０空気吸込口
２２０反射部
３００フィルタ清掃部
３００Ａ，３００Ｂ清掃ユニット
４００紫外線照射ユニット
４１０紫外線ランプ

Claims

空気吸込口と空気吹出口とを有し、上記空気吸込口の内面側に沿ってエアフィルタが配置されているとともに、上記空気吸込口と上記空気吹出口とを結ぶ空気通路内に熱交換器が配置されている室内機筐体を備え、
上記エアフィルタには光触媒が含まれており、上記室内機筐体内には、上記エアフィルタの一部分の表裏両面を囲むダストボックス内に清掃ブラシを備えたフィルタ清掃部と、上記フィルタ清掃部に対して上記エアフィルタ側を移動させる清掃時駆動手段と、上記エアフィルタに紫外線を照射して上記光触媒を励起する紫外線ランプとが設けられており、上記エアフィルタに紫外線を照射しながら上記清掃時駆動手段にて上記エアフィルタを移動させて上記エアフィルタを清掃する空気調和機において、
スリーブ状に形成されたランプケースを有するランプホルダを備え、上記紫外線ランプが上記スリーブ状のランプケース内に収納された状態で上記フィルタ清掃部に入る前の上記エアフィルタの未清掃面の一部分に向けて紫外線を照射するように上記熱交換器側に配置され、上記エアフィルタを挟んで上記空気吸込口側には上記紫外線ランプから出た紫外線を反射する反射部が設けられていることを特徴とする空気調和機。
上記ランプホルダには、通風冷却用の開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。