JP6405524B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は送風性能を向上させることができ、かつ空気清浄が可能な空気調和機に関するものである。

従来、空気清浄が可能な空気調和機としては図６に示すようなものがある（例えば、特許文献１参照）。図６において、室内機の本体１０１内には送風ファンと熱交換器（いずれも図示せず）と熱交換器の上流に配置されたフィルタ１０２と電装ユニット１０３と電装ユニット１０３を載置するベース基板１０４と空気清浄フィルタ１０５が設けられている。

またベース基板１０４は、本体の内部幅のほぼ全幅に渡って横長に配置されていて、ベース基板１０４のうち電装ユニット１０３が載置された以外の部分には、通風抵抗を下げるために開口部１０６が設けられている。

ここで、空気清浄フィルタ１０５は、フィルタ１０２に設けられたフォルダ１０７に備えられていて、ここを通過する空気に含まれる比較的粒子の小さな塵埃がこの空気清浄フィルタ１０５によって捕捉されるため、本体１０１の吸い込み部分から吸い込んだ空気が浄化された上で吹き出し口から吹き出される構成となっている。

特開２０１２−２０７９１０号公報

しかしながら前記従来の構成では、空気清浄フィルタが本体の吸い込み部分の隅に設けられていて、居室の空気を効率良く浄化することが困難であった。また、ベース基板のうち電装ユニットが載置された以外の部分に開口部が設けられているため、長手方向における空気調和機本体への空気の吸い込み時の風速バランスが、開口部のある部分とそれ以外の部分とで崩れていたため、送風性能を悪化させていた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、効率の良い浄化を実現すると共に、送風性能を向上させることを目的とする。また、空気清浄フィルタの着脱や交換をより容易に行えるようにした空気調和機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、本体内に設けられたファンと、前記ファンの上流に配置された熱交換器と、電装ユニットと、空気を浄化するための空気清浄フィルタとを備え、前記電装ユニットは前記本体の幅方向に横長に配置されるとともに、前記空気清浄フィルタは前記本体の内部幅のうち前記電装ユニットが載置された以外の部分に設けられたものである。

これにより、より風が通り易い所に空気清浄フィルタが配置されていて、効率的な集塵、浄化が可能となる。また、従来、この開口部が設けられていることによって長手方向における空気調和機本体への空気の吸い込み時の風速バランスが崩れていたのが、開口部上方に空気清浄フィルタを配置することで改善でき、送風性能を向上させることが可能とな
る。

本発明の空気調和機は、効率の良い浄化を実現するとともに、送風性能を向上させることができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の断面図 本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の前面パネルを開いた状態を示す斜視図 本発明の実施の形態１における空気調和機の前面パネルを取り外した状態を示す斜視図 本発明の実施の形態１における空気調和機の空気清浄フィルタを取り外した状態を示す斜視図 本発明の実施の形態１における電源ユニットの分解斜視図 本発明の実施の形態１における電源ユニットの要部断面図 本発明の実施の形態１におけるフィルタ台の断面図 本発明の実施の形態１の変形例におけるフィルタ台の断面図 従来の空気調和機の室内機の内部の部品配置を説明する正面図

第１の発明は、本体内に設けられたファンと、前記ファンの上流に配置された熱交換器と、電装ユニットと、空気を浄化するための空気清浄フィルタとを備え、前記電装ユニットは前記本体の幅方向に横長に配置されるとともに、前記空気清浄フィルタは前記本体の内部幅のうち前記電装ユニットが載置された以外の部分に設けられたものである。

これにより、より風が通り易い所に配置されていて効率的な集塵、浄化が可能となる。また、電装ユニットが設けられていることによって本体の長手方向における本体への空気の吸い込み時の風速バランスが崩れていたことが改善でき、送風性能を向上させることが可能である。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記本体の内部幅のほぼ全幅に渡って横長に配置され前記電装ユニットを載置するベース基板を備え、前記ベース基板は、前記電装ユニットを載置する部分以外の部分に開口部を備え、前記空気清浄フィルタを前記開口部に設けたものである。従来、通風抵抗を下げるために設けていたベース基板の開口部の上流側に空気清浄フィルタを配置することで、より風が通り易い所に配置されていて効率的な集塵、浄化が可能となる。また、開口部が設けられていることによって本体の長手方向における本体への空気の吸い込み時の風速バランスが崩れていたことが改善でき、送風性能を向上させることが可能である。

第３の発明は、特に、第２の発明において、前記空気清浄フィルタは、フィルタ台を介して前記ベース基板に固定されたものである。これにより、空気清浄フィルタを新しいものと交換したり、もしくは、本体から一度外して水洗いなどの洗浄を行った後再びフィルタ台に戻したりするなど、空気清浄フィルタをフィルタ台から取り外したりフィルタ台に取り付けを行ったりする場合に、フィルタ台が従来よりも手前に設けられているため、これを容易に実施できる。

第４の発明は、特に、第３の発明において、前記フィルタ台は、前記空気清浄フィルタを保持する桟部と、前記桟部を前記ベース基板に固定する枠部とを備え、前記桟部の周囲と前記枠部との間に隙間を設けたものである。

これにより、空気清浄の効果は低減するものの、送風性能を向上させてファンモータの入力を低減し省エネとすることができるため、空気清浄フィルタをベース基板開口部上方に配置したことで浄化を効率的に行えるようになった分、空気清浄機能を多少低下させても省エネ性を向上させたい場合に、これを実現することが可能となる。

第５の発明は、特に、第４の発明において、前記桟部を前記枠部に移動可能に設けたものである。これにより、前記隙間が可変可能となり、空気清浄機能と省エネ性とのバランスを任意に可変することが可能となる。

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）
実施の形態１の空気調和機は、室内機と室外機が冷媒配管及び制御用配線等により互いに接続された、所謂セパレータ型の空気調和機である。室内機と室外機によりヒートポンプが構成されており、室外機にはコンプレッサが設けられている。実施の形態１の空気調和機における室内機は、室内の壁面に取り付ける壁掛け式室内機である。

図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の室内機の概略構成を示す縦断面図である。図２は、同室内機の前面パネルを開いた状態を示す斜視図であり、図３は、前面パネルを取り外した状態を示す斜視図であり、図４は、空気清浄フィルタを取り外した状態を示す斜視図である。

図１、図２において、室内機の外観を構成する本体１は、空気を吸い込む吸い込み口２と、熱交換された空気を吹き出す吹き出し口３とを備えている。吸い込み口２は、本体１の天面部分の吸い込み口２ａと前面部分の２ｂを合わせた部分である。また、本体１は、本体１の前面を覆うように構成される前面パネル１０を備えている。なお、図１では、前面パネルを閉じた通常の運転状態を示し、図３では、前面パネルを上方に開いた、本体１内部に設けられた部品をメンテナンスする状態を示している。

本体１の内部には、室内空気に含まれる比較的粒子の大きな塵埃を捕捉するためのフィルタ４と、取り入れた室内空気を熱交換する熱交換器２０と、吸い込み口２からフィルタ４を通して取り入れた室内空気を熱交換器２０で熱交換して吹き出し口３から室内に吹き出すための気流を発生させる貫流ファンであるファン２１とが設けられている。ファン２１は、左右両端のいずれかの回転軸において、送風用ファンモータの回転軸に連結されている（図示せず）。

吹き出し口３には、当該吹き出し口３を開閉するとともに、空気の吹き出し方向を上下方向に変更することができる上下羽根２２が設けられている。上下羽根２２は、上羽根２２ａと、この上羽根２２ａの下方に設けられた下羽根２２ｂとを備えている。上羽根２２ａ、下羽根２２ｂはそれぞれ、左右両端のいずれかの回転軸において、ステッピングモータ等からなる駆動モータの回転軸に連結されている（図示せず）。そして、この駆動モータの動作により、上羽根２２ａ、下羽根２２ｂは、それぞれ上下方向に回動する。

また、ファン２１の下流側から吹き出し口３の上流側に至る通風路２３には、空気の吹き出し方向を左右に変更することができる複数枚の左右羽根２４が設けられている。複数枚の左右羽根２４は、羽根の動きを連動させる連結桟により連結されている。連結桟はステッピングモータ等からなる駆動モータの回転軸に連結されている（図示せず）。そして、この駆動モータの動作により、複数枚の左右羽根２４は、それぞれ左右方向に回動する
。

熱交換器２０は前側熱交換器２０ａと後側熱交換器２０ｂとを、ファン２１の上部で逆Ｖ字状に組み合わせて構成されている。前側熱交換器２０ａは、本体１の長手方向に水平に配置したファン２１の回転軸よりも前方に配置されている。前側熱交換器２０ａは本体１の前方に向かって突出するように断面略く字状に折れ曲がって形成され、前側熱交換器２０ａの下端部はファン２１の下部よりも下方に位置している。前側熱交換器２０ａの上部は、一定の傾斜角をもった傾斜面２０ｃを形成している。

フィルタ４は、本体１のベースである台枠に設けられたフィルタ枠に取り付けられている。フィルタ４は、前側熱交換器２０ａと後側熱交換器２０ｂの風上側となる上部から、前側熱交換器２０ａの傾斜面２０ｃに沿って熱交換器２０を囲むように配設されている。フィルタ４のうち、熱交換器２０の傾斜面２０ｃに対向する箇所は、熱交換器２０の傾斜面２０ｃと同じもしくは同程度の傾斜角をもった傾斜面４ａで形成されている。

前面パネル１０と本体１の天面とフィルタ４とで、本体１の内部に、機能部品が配置されない空間である角部３１を、本体１の長手方向に形成している。角部３１は、前側熱交換器２０ａと熱交換するために室内を循環した空気を吸い込む風回路の一部となる。角部３１はファン２１よりも上部に形成されている。

角部３１には、ファン２１を駆動するために用いられる電気部品等を備えた電装ユニット５と、空気を浄化するための空気清浄フィルタ６とが、長手方向に並べて配置されている。電装ユニット５、空気清浄フィルタ６は、図１に示すように、フィルタ４の傾斜面４ａに対して略平行に設けられている。これによって電装ユニット５と前側熱交換器２０ａとの間に通風抵抗の少ない風回路を形成することができる。

電装ユニット５について、図５、図６を用いて説明する。図５は、電装ユニット５の分解斜視図であり、図６は、電装ユニット５の図４のＡＡ断面における要部断面図である。電装ユニット５は、各種電気部品を実装する電装基板５ａと、電装基板５ａを収納する収納箱５ｂとを備えている。電装基板５ａは収納箱５ｂの底板となる樹脂性の電装基板保持部５ｅにより保持されている。

電装基板５ａに実装された各種電気部品は角部３１方向に向かって実装されており、その実装面は、蓋部５ｃで覆われている。蓋部５ｃは、上角部と下角部を面取りした、横断面が台形形状となっている。蓋部５ｃの主要面と電装基板保持部５ｅとを、フィルタ４の傾斜面４ａと略平行に配置し、蓋部５ｃの上角部を形成する面を、図１に示すように、本体１の天面と略平行となるように配置することで、本体１の前縁部高さを低くすることができ、本体１のコンパクト化を図ることができる。

収納箱５ｂと蓋部５ｃとは、難燃性の樹脂で形成されている。蓋部５ｃはさらに、金属製のカバー５ｄで覆われている。収納箱５ｂは、金属製のベース基板７に載置されている。つまり、電装基板保持部５ｅの本体１内部側は、ベース基板７で覆われている。これにより、仮に電装ユニットで発火した場合でも、本体１の外部や、本体１の内部の構成部品への延焼を防ぐことができる。

ベース基板７は、本体１の内部幅のほぼ全幅に渡って横長に配置構成するために端部が補強された板状の部材である。ベース基板７は長手方向の両端は、フィルタ４を固定するフィルタ枠、または、本体１の側面部、または、本体１のベースであり熱交換器２０が固定された台枠のいずれかに固定されている。

ベース基板７は、一端側（本実施の形態では、ベース基板７の本体１の正面から向かって右端側）に電装ユニット５を保持しており、電装ユニット５とベース基板７の他端との間には、開口部８が設けられている。開口部８により、吸い込み口２から吸い込んだ空気を、フィルタ４や熱交換器２０に導く通風路の通風抵抗を下げることができる。

ベース基板７の短手方向の両端には、電装ユニット５を載せる方向に突出する外側リブ７ａが設けられている。また、開口部８の周囲には、内側リブ７ｂが設けられている。外側リブ７ａ、内側リブ７ｂは、ベース基板７の形成時にプレス加工により形成されることが望ましい。外側リブ７ａや内側リブ７ｂを設けることで、ベース基板７の変形や、開口部８を設けたことによるベース基板７の強度低下を防止できる。また、図６に示すように、収納箱５ｂの側壁の外側には、外側側壁５ｆが形成され２重構造にし、その間にベース基板７の外側リブ７ａを差し込むことで、電装ユニット５をベース基板７に確実に保持できるとともに、収納箱５ｂの側壁を金属製のベース基板７で覆うことができる。

空気清浄フィルタ６について、図４、図７を用いて説明する。空気清浄フィルタ６は、フィルタ４が捕捉する塵埃より小さい塵埃を捕捉し、吹き出し口３から吹き出す空気を浄化するものである。図７は、空気清浄フィルタ６の取付を説明するための、図４のＢＢ断面における要部断面図である。

空気清浄フィルタ６は、樹脂製のフィルタ台９を介してベース基板７に載置されている。フィルタ台９は、開口部８の周囲に位置するベース基板７を覆う枠部９ａと、枠部９ａの内側に設けられ、複数の開口を形成する桟部９ｂとを備えている。また、枠部９ａの前面側（空気の流れ方向の上流側）には枠部９ａの内側に突出する複数のつめ９ｃを備えている。

図７に示すように、枠部９ａの背面側には、ベース基板７の外側リブ７ａと内側リブを差し込む２つの溝を備えている。これにより、フィルタ台９はベース基板７に確実に保持されている。

空気清浄フィルタ６は、側面をフィルタ台９の枠部９ａに覆われ、背面を桟部９ｂの桟に載せられることにより保持されている。また、空気清浄フィルタ６の前面側は複数のつめにより、フィルタ台９からの脱落が防止されている。

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、作用を説明する。

ファンが回転駆動すると吸い込み口２から空気が吸い込まれ、熱交換器２０で熱交換された後、所定の温度となって吹き出し口３から吹き出される。これにより室内機が設置された空間の温度や湿度をコントロールすることができる。

このとき、この空気に含まれる比較的粒子の大きな塵埃は、吸い込み口２に設けられたフィルタ４によって捕捉されるが、比較的粒子の小さな塵埃はこのフィルタを通過するため捕捉されない。一方、空気清浄フィルタ６を通過する空気に含まれる比較的粒子の小さな塵埃は、空気清浄フィルタ６で捕捉される

空気清浄フィルタ６を通過する空気の風量が増すと浄化の能力も向上する。本実施の形態では、ベース基板７の開口部８の上流側に空気清浄フィルタ６を配置することで、より空気が通り易い位置に配置できるため浄化能力が向上し、効率的な集塵、浄化が可能となる。

また、ファン２１としてクロスフローファン（貫流ファン）を用いる場合には、空気が
吸い込み口２から本体１の内部に吸い込まれた後、通風路２３を経て吹き出し口３から吹き出されるまでの間において、長手方向（本体横方向）の通風抵抗は均一の方が望ましい。

この理由について以下に説明する。長手方向の通風路の圧損が均一な場合、長手方向のいずれの断面においてもほぼ同様の風の流れとなる２次元流になる。一方、通風路長手方向の圧損の均一性が著しく崩れた場合は、この２次元流が崩れ、風が上流側から下流側に向かって２次元的に流れるのではなく長手方向にも風が流れることとなり、この結果、送風性能が悪化する。また、２次元流が崩れると送風性能悪化するだけでなく、送風量を小さくしたときに吹き出し口３から吹き出される風がバサバサといった脈動音が発生することもある。このような理由から、吸い込み口２から吹き出し口３までの通風路の長手方向の圧損は均一な方が望ましい。

本実施の形態によれば、開口部８の上流側に、空気清浄フィルタ６を配置することで、本体１の長手方向において、電装ユニット５が配置された側と、開口部８が設けられた側とで生じる通風抵抗の不均一性を改善することが可能となり、送風性能を向上させることができる。また、同一の風量を実現するために必要なファンモータ入力を低減することが可能となって省エネとなる。

また、空気清浄フィルタ６はフィルタ台９を介してベース基板７に保持されているため、必要に応じてフィルタ台９から取り外すことができる。普段は閉じている前面パネル１０を図３に示すように開いた状態にして、フィルタ台９に配置されている空気清浄フィルタ６を、フィルタ台９にある複数のつめから外すようにして手前に引き出すと、空気清浄フィルタ６はフィルタ台９から取り外すことができる。そして、汚れを水洗いなどで洗浄したり、新しいものと交換したりすることができる。このとき、空気清浄フィルタ６はベース基板７の上流側に配置しているため、使用者にとって手前にせり出した位置にあるため、取り外しや取り付けが容易に行える。

また、空気清浄フィルタ６を通風路内のファン２１の高さ方向の中心位置（回転軸の位置）より上側に配置することにより、ファン２１による送風性能への悪影響を最大限に低減することができる。

また、空気清浄フィルタ６を通風路内のファン２１の外周上部位置より上側の角部３１に配置することにより、特に風速の遅い領域への配置となり、送風性能への悪影響をさらに低減することができ、また前側熱交換器２０ａでの熱交換効率の低下を防止することができるものである。

＜変形例１＞
次に、フィルタ台９の変形例について、図８を用いて説明する。図８は、変形例におけるフィルタ台の断面図である。図８のフィルタ台９は、桟部９ｂを、枠部９ａの前面より上流側に設けている。そして、桟部９ｂの周囲と枠部９ａとの間に、長手方向の風速バランスを崩さない程度に隙間１１を設けている。

これによれば、空気清浄フィルタ６を通過するべき空気の一部を隙間１１に流すことができて、浄化の効率は低減するものの送風性能を向上させてファンモータの入力を低減し省エネとすることができる。このため、空気清浄フィルタ６をベース基板７の開口部８上方に配置したことで浄化を効率的に行えるようになった分、空気清浄機能を多少低下させても省エネ性を向上させたい場合に、これを実現することが可能となる。

また、枠部９ａと桟部９ｂとを別体で構成し、桟部９ｂを枠部９ａの内側に挿入するこ
とで、桟部９ｂの空気清浄フィルタ６の保持面を、枠部９ａの前面に対して平行移動可能に設けてもよい。または、枠部９ａと桟部９ｂとを別体で構成し、桟部９ｂの上部または下部に回転軸を設けて枠部９ａに回転可能に設けてもよい。これによれば、隙間１１の大きさを変えられることができ、空気清浄機能の浄化性能を高めたいときは隙間１１を通過する空気の風量を小さめにして空気清浄フィルタ６を通過する空気の風量を大きくし、逆に、省エネ性を高めたい場合は隙間１１を大きくすることで隙間１１を通過する空気の風量を大きくして空気清浄フィルタ６を通過する空気の風量を小さくすることができる。このため、空気清浄機能の浄化性能と空気調和機の省エネ性のバランスを任意に決定することが可能となる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、比較的粒子の小さな塵埃を効率的に集塵できる空気清浄フィルタに関わるもので、空気清浄フィルタを備えた空気調和機などの送風関連技術ならびに商品、設備、部品に適用できる。

１、１０１ 本体
２、２ａ、２ｂ 吸い込み口
３ 吹き出し口
４、１０２ フィルタ
５、１０３ 電装ユニット
５ａ 電装基板
５ｂ 収納箱
５ｃ 蓋部
５ｄ カバー
５ｅ 電装基板保持部
５ｆ 外側側壁
６、１０５ 空気清浄フィルタ
７、１０４ ベース基板
７ａ 外側リブ
７ｂ 内側リブ
８、１０６ 開口部
９ フィルタ台
９ａ 枠部
９ｂ 桟部
９ｃ つめ
１０ 前面パネル
１１ 隙間
２０ 熱交換器
２１ ファン
２２ 上下羽根
２２ａ 上羽根
２２ｂ 下羽根
２３ 通風路
２４ 左右羽根
１０７ フォルダ

Claims (5)

1. 本体内に設けられたファンと、前記ファンの上流に配置された熱交換器と、前記熱交換器の風上側に設置されたフィルタと、前記本体の幅方向に横長に配置された電装ユニットと、前記フィルタが捕捉する塵埃よりも小さい塵埃を捕捉し、空気を浄化するための空気清浄フィルタと、前記電装ユニットが載置されるベース基板とを備え、前記ベース基板は、前記本体の内部幅のうち前記電装ユニットが載置された以外の部分に前記空気清浄フィルタを設けることを特徴とする空気調和機。
   
2. 前記本体の内部幅のほぼ全幅に渡って横長に配置され前記電装ユニットを載置する前記ベース基板を備え、前記ベース基板は、前記本体の内部幅のほぼ全幅に渡って横長に配置され、前記電装ユニットを載置する部分以外の部分に開口部を備え、前記空気清浄フィルタを前記開口部に設けたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
   
3. 前記空気清浄フィルタは、フィルタ台を介して前記ベース基板に固定されたことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
   
4. 前記フィルタ台は、前記空気清浄フィルタを保持する桟部と、前記桟部を前記ベース基板に固定する枠部とを備え、前記桟部の周囲と前記枠部との間に隙間を設けたことを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
   
5. 前記桟部を前記枠部に移動可能に設けたことを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。