(57)【要約】【課題】長寿命な酸化力の高いラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子を生成することで、脱臭、殺菌、有害物質除去を行う静電霧化装置を搭載した空気調和機を提供する。【解決手段】放電電極２と、放電電極２の対向に配置された対向電極３と、これらの電極間に高電圧を印加して放電させる高電圧印加手段６と、水発生手段として放熱面と冷却面とを有するペルチェ素子７とを有し、前記冷却面を放電電極２に熱的に密着して設け、ペルチェ素子７により放電電極２を露点以下の温度にして放電電極２の表面に結露水を発生させるとともに、高電圧印加手段６によって放電電極２と対向電極３との間に高電圧を印加するように構成した静電霧化装置を搭載した室内機において、ペルチェ素子７への印加電圧を所定の周期で変化させ、放電電極２への結露水の生成状態を所定の範囲内に抑える制御手段を施したものである。【選択図】図３
2010091227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電電極と、前記放電電極に高電圧を印加して放電させる高電圧印加手段と、水発生手段として放熱面と冷却面とを有するペルチェ素子とを有し、前記高電圧印加手段によって前記放電電極に高電圧を印加するように構成して、前記ペルチェ素子の冷却面による冷却によって得た結露水を前記放電電極の高電圧放電によって微細な水粒子として放出する静電霧化装置を搭載した室内機において、前記ペルチェ素子への印加電圧を所定の周期で変化させ、前記結露水の生成状態を所定の範囲内に抑える制御手段を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
室内機は、室内温度を検出する室内温度検出手段と、室内湿度を検出する室内湿度検出手段と、吹出気流の温度を間接的または直接的に検出する吹出温度検出手段とを有し、前記各検出手段によって検出された室内温度と室内湿度の情報に基づいて判断される室内の絶対湿度と前記吹出温度検出手段によって検出された吹出気流の温度との情報に応じて、前記ペルチェ素子の印加電圧および周期時間幅を変化させ、前記放電電極への結露水の生成状態を所定の範囲内に抑える制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
室内機は、室内温度を検出する室内温度検出手段と、室内湿度を検出する室内湿度検出手段と、送風機の回転数や風量を出力する送風機運転情報出力手段とを有し、前記各検出手段によって検出された室内温度と室内湿度の情報に基づいて判断される室内の絶対湿度と前記送風機運転情報出力手段から得られる風量とに応じて、前記ペルチェ素子の印加電圧および周期時間幅を変化させ、前記放電電極への結露水の生成状態を所定の範囲内に抑える制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項４】
静電霧化装置は、ペルチェ素子の冷却面に放電電極を熱的に密着して設け、前記ペルチェ素子により前記放電電極を露点以下の温度にして前記放電電極の表面に結露水を発生させるように構成したことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気調和機。
【請求項５】
静電霧化装置は、ペルチェ素子の冷却面を露点以下の温度にして発生させた結露水を放電電極に導くように構成したことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体、液体、固体などの浄化装置を搭載した空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、イオンやオゾン等の活性粒子を利用して、食品・調理用品などの食に関連する物体や公衆衛生上で微生物が問題となる物体の表面、これらの物体を収納する空間に存在する微生物の繁殖を防止する方法が知られている。
【０００３】
例えば、空気などの気体を電離室に導いてイオン化およびオゾン化させる際の放電電流を制御することにより、所定の低濃度のオゾンと高濃度のイオンを含む気体を発生させ、前記電離室あるいはそれに連通する空間内で、あるいは電離室で発生した気体を物体に吹き付けることによって、オゾンとイオンとの相乗効果で微生物の繁殖を防止するようにした微生物繁殖防止方法および装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上記した従来の微生物繁殖防止方法および装置は、物体の表面や収納空間に存在する微生物を処理対象とするものであるが、生成されたイオン等は非常に不安定なため、イオンとしての寿命が非常に短く、物体に吹き付けるまえに安定な物質に変化してしまい、十分に微生物の繁殖を防止することができない、という課題を有していた。
【０００５】
特に、広い空間を対象とする空気調和機等に備えられた浄化装置の場合、室内に放出されたイオン等の微粒子の寿命が短いために広い室内空間の浄化効果が十分得られない、という課題も有していた。
【０００６】
そこで、室内機の送風路に静電霧化装置を設け、静電霧化装置により発生した粒子径がナノメートルサイズの静電ミストを空気とともに室内に吹き出すことで、室内空気に含まれる臭気成分や、カーテンや壁等に付着した臭気成分を除去するようにした空気調和機も提案されている（例えば、特許文献２あるいは３参照）。
【０００７】
また、静電霧化装置としては、毛細管現象により水を搬送する水搬送部と、吸熱面で空気を冷却して発生した結露水を水搬送部に供給する熱交換部と、水搬送部が搬送する水に対して電圧を印加する印加電極と、水搬送部に対向する対向電極と、印加電極と対向電極との間に高電圧を印加する高電圧印加部とを備え、水を補給することなく継続的に使用可能なものが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平９−１０８３１３号公報
【特許文献２】特開２００５−２８２８７３号公報
【特許文献３】特開２００６−２３４２４５号公報
【特許文献４】特開２００５−１３１５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらに記載の空気調和機は、室内の湿度が高くて結露水の供給量が多すぎることによって、異音が発生したり所望の粒子径を有する静電ミストが発生しない問題や、逆に室内の湿度が低く、ペルチェ素子による結露水が不足してオゾンが発生する可能性がある問題や、露点温度が氷点下の領域でも静電霧化装置が不必要に動作し、静電霧化装置の寿命が短くなったり、省エネを達成できなかったりという問題がある。
【０００９】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、室内の湿度などによるペルチェ素子の結露状態によって印可電圧を適切に調整して、結露水を安定的に供給して静電霧化装置を適切に動作させるとともに、長寿命な酸化力の高いラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子を生成することで、脱臭、殺菌、有害物質除去を行う静電霧化装置を搭載して高い浄化性能を発揮する空気調和機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、放電電極、前記放電電極に高電圧を印加して放電させる高電圧印加手段、水発生手段として放熱面と冷却面とを有するペルチェ素子を有し、前記高電圧印加手段によって前記放電電極に高電圧を印加するように構成して、前記ペルチェ素子の冷却面による冷却によって得た結露水を前記放電電極の高電圧放電によって微細な水粒子として放出する静電霧化装置を搭載した室内機において、前記ペルチェ素子への印加電圧を所定の周期で変化させ、前記結露水の生成状態を所定の範囲内に抑える制御手段を備えたものであり、さらに詳細には、室内の温度、湿度条件及び、室内機が送風する気流に関する情報である室内機の配管温度または吹出温度、および送風機の運転情報等に応じて、電極から発生するラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子の生成のために最適な電極への水供給量および高電圧の印可量を与えることができる。また、水発生手段に、ペルチェ素子を利用したことにより、電極から発生するラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子の生成のために必要な水を無給水で供給することができ、居住者が給水する手間を要することなく浄化効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、最適な電極への水供給量および高電圧の印加量を与え、室内の環境条件や空気調和機の運転条件に応じてより効率的且つ効果の高い浄化を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、放電電極、前記放電電極に高電圧を印加して放電させる高電圧印加手段、水発生手段として放熱面と冷却面とを有するペルチェ素子を有し、前記高電圧印加手段によって前記放電電極に高電圧を印加するように構成して、前記ペルチェ素子の冷却面による冷却によって得た結露水を前記放電電極の高電圧放電によって微細な水粒子として放出する静電霧化装置を搭載した室内機において、前記ペルチェ素子への印加電圧を所定の周期で変化させ、前記結露水の生成状態を所定の範囲内に抑える制御手段を備えたものである。
【００１３】
この制御手段により放電電極への結露水の生成状態を所定の範囲内に抑えることが可能となり、放電電極から発生するラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子の生成のために最適な放電電極への水供給量および高電圧の印可量を与えることができ、室内の温度、湿度条件や空気調和機の送風条件の変化によらず結露水を安定的に供給して静電霧化装置を適切に動作させるとともに、常に高い浄化性能を発揮することができる。また、水発生手段に、ペルチェ素子を利用したことにより、電極から発生するラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子の生成のために必要な水を無給水で供給することができ、居住者が給水する手間を要することなく浄化効果を得ることができる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、室内機は、室内温度を検出する室内温度検出手段と、室内湿度を検出する室内湿度検出手段と、吹出気流の温度を間接的または直接的に検出する吹出温度検出手段とを有し、前記各検出手段によって検出された室内温度と室内湿度の情報に基づいて判断される室内の絶対湿度と前記吹出温度検出手段によって検出された吹出気流の温度とに応じて、前記ペルチェ素子への印加電圧および周期時間幅を変化さ
せて、前記放電電極への結露水の生成状態を所定の範囲内に抑える制御手段を備えたもので、放電電極の冷却度合を調整し、結露水の生成状態を最適に制御したものである。
【００１５】
これにより、室内の温度、湿度条件及び、室内機の送風する気流に関する情報である室内機の配管温度または吹出温度、および送風機の運転情報等に応じて、電極から発生するラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子の生成のために最適な電極への水供給量および高電圧の印可量を与えることができ、室内の温度、湿度条件や空気調和機の送風条件の変化によらず結露水を安定的に供給して静電霧化装置を適切に動作させて、常に高い浄化性能を発揮することができる。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明において、室内機は、室内温度を検出する室内温度検出手段と、室内湿度を検出する室内湿度検出手段と、送風機の回転数や風量を出力する送風機運転情報出力手段とを有し、前記各検出手段によって検出された室内温度と室内湿度の情報に基づいて判断される室内の絶対湿度と前記送風機運転情報出力手段から得られる風量とに応じて、前記ペルチェ素子への印加電圧量および周期時間幅を変化させて、前記放電電極への結露水の生成状態を所定の範囲内に抑える制御手段を備えたもので、前記放電電極の冷却度合を調整し、結露水の生成状態を最適に制御したものである。
【００１７】
これにより、電極をより冷却することで、静電霧化装置周辺を流れる風量の減少による電極表面での水の生成量の減少を抑制することができ、低風量の気流環境でも電極から発生するラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子を十分に放出することができる。
【００１８】
第４の発明は、第１〜３の発明において、静電霧化装置は、ペルチェ素子の冷却面を放電電極に密着して設け、前記ペルチェ素子により前記放電電極を露点以下の温度にして前記放電電極の表面に結露水を発生させるように構成したもので、これにより放電電極の冷却度合がペルチェ素子の冷却面の状態に敏感に反応するため、放電電極の結露状態を精度良く制御することができる。
【００１９】
第５の発明は、第１〜３の発明において、静電霧化装置は、ペルチェ素子の冷却面を露点以下の温度にして発生させた結露水を放電電極に導くように構成したもので、冷却面から放電電極に導くまでの間が結露水の保水部分として機能するため、安定的な制御を行うことができる。
【００２０】
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。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の静電霧化装置の構成図を示す一例である。浄化装置としての静電霧化装置における静電霧化ユニット１は、気体の流路内に配置されるものであり、導電性金属の放電電極２が配置され、放電電極２の対向に対向電極３が配置されていて、放電電極２と対向電極３との間に放電領域が形成される。４は静電霧化ユニット１に流れ込む上流側気流、５は静電霧化ユニット１の下流側気流を示す。
【００２２】
高電圧印加手段６は、放電電極２に接続する電極（プラスまたはマイナス）と対向電極３に接続するアース電極とを有し、放電電極２と対向電極３との間に放電を発生させ得る高電圧を印加するように構成されている。この高電圧印加手段６としては、高圧トランスで昇圧するようにした電装回路などが使用される。しかし所望の高電圧を印加できるものであれば、これに限定されず使用可能である。
【００２３】
なお、静電霧化ユニット１として放電電極２から高電圧放電させるためには、対向電極
３を設けなくても可能である。例えば、放電電極２に高圧印加手段６の電極を接続し、アース電極をフレーム接続するようにしておけば、フレーム接続された構造体の放電電極２に近接した部分と放電電極２との間で放電することとなる。そのような構成の場合には、そのフレーム接続された構造体を対向電極３と見なすことができる。
【００２４】
水発生手段７は、例えばペルチェ素子７など無給水で水を発生させるものであり、冷却面側に放電電極２を熱的に密着させて設ける。これにより、放電電極２が露点以下の温度になると放電電極２の表面に結露水が発生する。例えば、温度が２２℃で湿度が３０％のとき、放電電極２が露点すなわち３．６℃以下の温度になると放電電極２の表面に結露水が発生する。このように冷却面側に放電電極２を熱的に密着させて設けることにより、放電電極２の冷却度合がペルチェ素子７の冷却面の状態に敏感に反応するため、放電電極２の結露状態を精度良く制御することができる。
【００２５】
この構成に対して、図示はしないが、結露水はペルチェ素子７の冷却面で発生させて、発生した結露水を放電電極２に導くようにしても良い。この時の放電電極２は、内部に細い穴を開けたり、表面に細かい溝を形成したりしても良いし、材質そのものを金属ではなく、多孔質セラミックなどのような吸水性のある材料で構成しても良い。この構成によれば、冷却面から放電電極に導くまでの間が結露水の保水部分として機能するため、安定的な制御を行うことができる。
【００２６】
放電電極２に水が結露したり、吸水したりした状態において、高電圧印加手段６によって高電圧が印可されると、放電電極２の尖端から静電霧化（静電気力によって電極尖端から水が霧化してミストを放出する現象）が生じ、ラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子が対向電極３に向かって放出される。放出された微細な水粒子は、静電霧化ユニット１に流れ込む気流によって、浄化対象空間に放出される。
【００２７】
このように、ペルチェ素子７を利用することによって、電極から発生するラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子の生成のために必要な水を無給水で供給することができ、居住者がタンクに給水する手間を要することなく浄化効果を得ることができる。
【００２８】
また、放熱促進手段８は、例えばヒートシンクなどの放熱促進材であり、ペルチェ素子等の水発生手段７の放熱面に密着して設けられ、水発生手段（ペルチェ素子）７の放熱を促進し、電極の冷却効果を高めるものである。
【００２９】
図２は、本発明の実施の形態１における空気調和機の静電霧化装置のペルチェ素子７への印加電圧の状態を示す一例である。本実施例のようにペルチェ素子７への印加電圧を周期的に変動させることにより、放電電極２への水滴の付着状態を所定の量にコントロールすることが可能となり、安定した放電状態を得ることができる。なお、印加電圧の変動の波形は正弦波、三角波及び矩形波の他、任意の波形などどのような形状でも構わない。
【００３０】
放電電極２の水滴の所定の量というのは「多すぎず、少なすぎず」という微妙な量であるが、多すぎると水滴自体が放電電極２と対向電極３との距離を近づけたことになって異音が発生したり、所望の粒子径を有する静電ミストが発生しなかったり、滴になって滴下したりする問題があり、少なすぎると微細な水粒子の発生が少なくなるのはもちろんのこと、オゾンが発生する可能性がある問題がある。放電電極２の水滴量を適正にコントロールすることにより、これらの問題の発生を防ぐことができる。
【００３１】
次に、図３から図５を用いて、本発明の実施の形態１における空気調和機について説明する。図３は、本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の構成図を示す一例で
ある。図３において、静電霧化ユニット１は、室内機１１の吹出気流１２が流れる風路側に設けられている。また、室内温度検出手段９および室内湿度検出手段１０は、室内機の吸込気流１３が流れる風路内の熱交換器１４の上流側に設けられており、室内空気の温度、湿度が検出できるようになっている。
【００３２】
なお、室内温度検出手段９は静電霧化ユニット１に流れ込む上流側気流４の温度を検出する、つまり、静電霧化ユニット１が設置された室内空気の温度を検出し、室内湿度検出手段１０は同じく室内空気の湿度を検出するものであり、検出された室内空気の温度、湿度に応じて、水発生手段７や高電圧印可手段６の出力を制御するために設けている。
【００３３】
また、熱交換器１３には、配管温度を検出する配管温度検出手段１５を設け、ほぼ吹出気流の温度（吹出温度）に相当する温度が検出できるようになっており、検出された吹出温度に応じて、水発生手段７や高電圧印可手段６の出力を制御するために設けている。また、風量の大きい室内機の送風機１６は、静電霧化ユニット１の電極から発生するラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子を吹出気流にとともに室内に広範囲に放出することができ、室内の浄化性能を向上することができる。また、静電霧化ユニット１の放熱促進手段８に吹出気流が通風することで放熱が促進され、電極の冷却効果を高めることができるため、ペルチェ素子７への通電量を少なくして電極に必要な水を供給することができる。なお、本実施の形態においては、吹出温度を配管温度検出手段１５により、間接的に検出しているが、吹出温度を直接検出するよう温度センサを設けてもよい。
【００３４】
図４は、本発明の実施の形態１における空気調和機の静電霧化装置の制御ブロック図を示すものである。図４において、１７は、送風機１６の運転に関する情報、つまり送風機１６の回転数や風量を出力する送風機運転情報出力手段である。１８は、室内温度検出手段９、室内湿度検出手段１０、配管温度検出手段１５、送風機運転情報出力手段１７の各情報を基に、水発生手段７や高電圧印可手段６の出力を制御する静電霧化装置制御手段である。
【００３５】
図５は、本発明の実施の形態１における空気調和機の静電霧化装置のペルチェ素子７への印加電圧および印加電圧の変化を時間周期で示した一例である。
【００３６】
図４において、室内温度検出手段９と室内湿度検出手段１０との情報を基に判断される室内の絶対湿度と、配管温度検出手段１５の情報とに応じて決定される水発生手段７の信号により、図２又は図５のようにペルチェ素子７への印加電圧量および印加電圧の周期時間幅の双方またはどちらか一方を変化させて、最適なペルチェ素子７への印加電圧を静電霧化装置制御手段１８が判定し、放電電極２の冷却度合を調整し、結露水の生成状態を最適に制御することができる。
【００３７】
このように、室内の絶対湿度が低いときや配管温度（吹出し温度）が高いときは、放電電極２への水の結露が生じにくい環境であり、また、室内の絶対湿度が高いときや配管温度（吹出し温度）が低いときは、放電電極２への水の結露が生じ易い環境であり、それぞれの環境条件にあった制御を静電霧化装置制御手段１８にてペルチェ素子７への印加電圧（Ｖ１）を増減させるか、周期時間（Ｔ１）を早めるか遅らせるかなどの制御を行い、放電電極への水の結露促進、遅延することにより、放電電極２の水の生成量を最適に保つことができる。つまり、静電霧化によって生じるラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子の粒子径がより小さく且つ粒子の個数がより多くなるような放出状態を安定して保つことができ、室内機の送風機風量によらず常に高い浄化性能を得ることができる。
【００３８】
また、図４において、室内温度検出手段９と室内湿度検出手段１０との情報を基に判断される室内の絶対湿度と、送風機運転情報出力手段１７の情報による風量に応じて決定さ
れる水発生手段７の信号により、ペルチェ素子７への印加電圧量および印加電圧の周期時間幅の双方またはどちらか一方を変化させて、最適なペルチェ素子７への印加電圧を静電霧化装置制御手段１８が判定し、放電電極２の冷却度合を調整し、結露水の生成状態を最適に制御することも可能である。
【００３９】
このように、室内の絶対湿度が低いときや送風機風量が弱いとき（静電霧化ユニットへの湿気を含んだ空気の供給量が少ないとき）は、放電電極２への水の結露が生じにくい環境であり、また、室内の絶対湿度が高いときや送風機風量が強いときは、放電電極２への水の結露が生じ易い環境であり、それぞれの環境条件にあった制御を静電霧化装置制御手段１８にてペルチェ素子への印加電圧（Ｖ１）を増減させるか、周期時間（Ｔ１）を早めるか遅らせるかなどの制御を行い、放電電極２への水の結露促進、遅延することにより、放電電極２の水の生成量を最適に保つことができる。つまり、静電霧化によって生じるラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子の粒子径がより小さく且つ粒子の個数がより多くなるような放出状態を安定して保つことができ、室内機の送風機風量によらず常に高い浄化性能を得ることができる。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、静電霧化ユニット１を室内機１１の吹出気流１２が流れる風路側に設ける構成を示したが、このように吹出口近傍に備える構成に限らず、吸込口近傍に備えたり、室内機の側面に収納して静電霧化によって生じるラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子を、別に設けた流路で吹出口に導くようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、水と放電によって生成した長寿命な酸化力の高いラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子が、暖められた空気や冷やされた空気を媒体として放出された領域を脱臭、殺菌、有害物質除去を行うことが可能となるので、家庭用、業務用空調機を問わず展開を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の静電霧化装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における空気調和機の静電霧化装置のペルチェ素子への印加電圧を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の構成図
【図４】本発明の実施の形態１における空気調和機の静電霧化装置の制御ブロック図
【図５】本発明の実施の形態１における空気調和機の静電霧化装置のペルチェ素子への印加電圧を示す図
【符号の説明】
【００４３】
１  静電霧化ユニット
２  放電電極
３  対向電極
６  高電圧印可手段
７  ペルチェ素子（水発生手段）
９  室内温度検出手段
１０  室内湿度検出手段
１１  室内機
１２  吹出気流
１３  吸込気流
１５  配管温度検出手段（吹出温度検出手段）
１６  送風機
１７  送風機運転情報出力手段
１８  静電霧化装置制御手段
【図２】
2010091227.tif 000003
【図５】
2010091227.tif 000004
【図１】
2010091227.tif 000005
【図３】
2010091227.tif 000006
【図４】
2010091227.tif 000007