(57)【要約】【課題】空気調和機の通風路内に塵埃の捕集を目的として設けられている集塵フィルタにおいて、集塵フィルタを帯電させることにより、集塵フィルタの塵埃吸着能力を向上させ、熱交換器への塵埃の付着を防止し、熱交換性能の向上を図る。【解決手段】圧縮機と、四方切換弁と、室内熱交換器と、膨張弁と、室外熱交換器とを環状に接続してなる冷凍サイクルを備えるものであって、室内機内部の構造として、図１に示すように、室内空気吸い込み口１ａと吹き出し口１ｂを有する通風路１内に配置された室内熱交換器２と、通風路１内において室内熱交換器２に対して室内空気吸い込み口１ａ側に配置され、室内空気吸い込み口１ａから吸い込まれて通風路１を流れる空気に含まれる塵を捕集する集塵フィルタ３と、通風路１内において集塵フィルタ３に対して室内空気吸い込み口１ａ側に配置され、集塵フィルタ３に対して正極性又は負極性のイオン又はラジカルを当てて集塵フィルタ３を一方の極性に帯電させるプラズマ発生電極４とを備える。【選択図】図１
2013108701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内空気吸い込み口と吹き出し口を有する通風路内に配置された室内熱交換器と、
前記通風路内において前記室内熱交換器に対して前記室内空気吸い込み口側に配置され、前記室内空気吸い込み口から吸い込まれて前記通風路を流れる空気に含まれる塵を捕集する集塵フィルタと、
前記通風路内において前記集塵フィルタに対して前記室内空気吸い込み口側に配置され、前記集塵フィルタに対して正極性又は負極性のイオン又はラジカルを当てて前記集塵フィルタを一方の極性に帯電させるプラズマ発生電極とを備える空気調和機。
【請求項２】
前記プラズマ発生電極が、対向面の少なくとも一方に誘電体膜を設けた一対の電極と、各電極の対応する箇所にそれぞれ設けられて全体として貫通するように構成した流体流通孔とを備え、前記電極間に所定電圧が印加されてプラズマ放電するものであり、前記流体流通孔を流体が通過するときに前記プラズマと触れてイオン又はラジカルが発生するように構成したものである請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
前記プラズマ発生電極が、前記集塵フィルタに対向するように前記通風路の流路断面略全体に亘って設けられている請求項１又は２記載の空気調和機。
【請求項４】
前記プラズマ発生電極が、前記通風路の流路断面の一部に設けられている請求項１又は２記載の空気調和機。
【請求項５】
前記プラズマ発生電極が、前記通風路内において前記室内空気吸い込み口により吸い込まれた空気とは接触しないように設けられている請求項４記載の空気調和機。
【請求項６】
前記プラズマ発生電極を前記集塵フィルタに沿って移動させる移動機構をさらに備える請求項４又は５記載の空気調和機。
【請求項７】
前記プラズマ発生電極に印加される電圧に直流バイアス電圧を加えることにより、前記集塵フィルタの帯電極性が切り替えられる請求項１乃至６の何れかに記載の空気調和機。
【請求項８】
前記プラズマ発生電極に印加される電圧に直流バイアス電圧を加えることにより、前記集塵フィルタの帯電量が調整される請求項１乃至７の何れかに記載の空気調和機。
【請求項９】
室内空気吸い込み口と吹き出し口を有する通風路内に配置された室内熱交換器と、前記通風路内において前記室内熱交換器に対して前記室内空気吸い込み口側に配置され、前記室内空気吸い込み口から吸い込まれて前記通風路を流れる空気に含まれる塵を捕集する集塵フィルタとを備えた空気調和機において、
前記通風路内において前記集塵フィルタに対して前記室内空気吸い込み口側にプラズマ発生電極を配置し、当該プラズマ発生電極に生成される正極性又は負極性のイオン又はラジカルを前記集塵フィルタに当てて前記集塵フィルタを一方の極性に帯電させる空気調和機における集塵フィルタ帯電方法。
【請求項１０】
前記プラズマ発生電極が、対向面の少なくとも一方に誘電体膜を設けた一対の電極と、各電極の対応する箇所にそれぞれ設けられて全体として貫通するように構成した流体流通孔とを備え、前記電極間に所定電圧が印加されてプラズマ放電するものであり、前記流体流通孔を流体が通過するときに前記プラズマと触れてイオン又はラジカルが発生するように構成したものである請求項９記載の空気調和機における集塵フィルタ帯電方法。
【請求項１１】
前記プラズマ発生電極が、前記通風路の流路断面の一部に設けられているものであり、
前記プラズマ発生電極を前記集塵フィルタに沿って移動させることにより前記集塵フィルタの一部又は全部を一方の極性に帯電させる請求項９又は１０記載の集塵フィルタ帯電方法。
【請求項１２】
前記プラズマ発生電極に印加される電圧に直流バイアス電圧を加えることにより、前記集塵フィルタの帯電極性が切り替える請求項９乃至１１の何れかに記載の集塵フィルタ帯電方法。
【請求項１３】
前記プラズマ発生電極に印加される電圧に直流バイアス電圧を加えることにより、前記集塵フィルタの帯電量が調整される請求項９乃至１１の何れかに記載の集塵フィルタ帯電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ発生電極を備えた空気調和機に関し、特に空気調和機の室内機に設けられた集塵フィルタの帯電方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機の室内機において、塵埃を含む空気を吸気口より吸引した場合、エアフィルタにより大きな塵埃は捕集されるが、微細な塵埃等はエアフィルタを通過してしまい、熱交換器のフィンに付着して、堆積してしまう。そうすると、室内機の熱交換効率の低下や故障の原因となるという問題がある。
【０００３】
この対策として、特許文献１に示すように、室内熱交換器の表面に親水性機能を有するコーティングを施し、エアフィルタと前記室内熱交換器の間に、空気中の浮遊粒子に帯電させる電極を備えたマイナスイオン発生器を配置することで、マイナスイオン発生器が微細な塵埃を帯電させ、極性が中性である下流の前記室内熱交換器の表面に集塵させる装置が考えられている。
【０００４】
また、前記室内熱交換器の表面には親水性機能を有するコーティングが施されており、前記室内熱交換器が蒸発器として機能する場合に表面が結露することを利用して、前記室内熱交換器の表面に付着した塵埃を洗浄することができる。
【０００５】
しかしながら、冷房運転、除湿運転又は除霜運転を行う場合のみ室内熱交換器が蒸発器として機能するため、塵埃の洗浄を行える運転が限られる上、冷房運転又は除湿運転を行う際に、室内温度が低い場合など、室内負荷が小さいと結露水の発生量が十分得られず、塵埃の除去が不十分となり、室内熱交換器の表面が塵埃で覆われてしまい、熱交換性能が低下する恐れがある。
【０００６】
さらに、暖房時において室内熱交換器は凝縮器として機能するため、季節的に冷房運転又は除湿運転を行わない時期など、除霜運転でしか塵埃等の除去ができない場合は、通常除霜運転は数分しか運転しないため、塵埃の除去が不十分となり、室内熱交換器の表面が塵埃で覆われてしまい、熱交換性能が低下する恐れがある。
【０００７】
このように、エアフィルタの下流側にマイナスイオン発生器を設け、空気中の浮遊粒子を帯電させて室内熱交換器に集塵するアイデアでは、結露水による塵埃の除去が十分に行われない場合において、室内熱交換器の熱交換効率が低下してしまい、集塵能力は向上しても熱交換効率が低下してしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−５２８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、空気調和機の通風路内に塵埃の捕集を目的として設けられている集塵フィルタを帯電させることにより、当該集塵フィルタの塵埃吸着能力を向上させ、熱交換器への塵埃の付着を防止し、熱交換性能の向上を図ることを主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明に係る空気調和機は室内空気吸い込み口と吹き出し口を有する通風路内に配置された室内熱交換器と、前記通風路内において前記室内熱交換器に対して前記室内空気吸い込み口側に配置され、前記室内空気吸い込み口から吸い込まれて前記通風路を流れる空気に含まれる塵を捕集する集塵フィルタと、前記通風路内において前記集塵フィルタに対して前記室内空気吸い込み口側に配置され、前記集塵フィルタに対して正極性又は負極性のイオン又はラジカルを当てて前記集塵フィルタを一方の極性に帯電させるプラズマ発生電極とを備えることを特徴とする。
【００１１】
このようなものであれば、集塵フィルタよりも空気吸い込み側にプラズマ発生電極を配置し、前記集塵フィルタに対して正極性又は負極性のイオン又はラジカルを当てて前記集塵フィルタを一方の極性に帯電させることで、空気調和機の通風路内に塵埃の捕集を目的として設けられている集塵フィルタを帯電させることにより、当該集塵フィルタの塵埃吸着能力を向上させ、熱交換器への塵埃の付着を防止し、熱交換性能の向上を図ることができる。
【００１２】
前記集塵フィルタをより広範囲にわたって帯電させ、塵埃吸着能力を向上させるためには、前記プラズマ発生電極が、対向面の少なくとも一方に誘電体膜を設けた一対の電極と、各電極の対応する箇所にそれぞれ設けられて全体として貫通するように構成した流体流通孔とを備え、前記電極間に所定電圧が印加されてプラズマ放電するものであり、前記流体流通孔を流体が通過するときに前記プラズマと触れてイオン又はラジカルが発生するように構成することが望ましい。
【００１３】
前記集塵フィルタを全体にわたって帯電させ、塵埃吸着能力をさらに向上させるためには、前記プラズマ発生電極が、前記集塵フィルタに対向するように前記通風路の流路断面略全体に亘って設けられていることが望ましい。
【００１４】
前記プラズマ発生電極に接触する塵埃の量を可及的に少なくし、塵埃が前記集塵フィルタと同極性に帯電して、前記集塵フィルタにおける塵埃吸着能力の低下を防止するためには、前記プラズマ発生電極が、前記通風路の流路断面の一部に設けられていることが望ましい。
【００１５】
さらに、塵埃を帯電させず、前記集塵フィルタのみを帯電させるためには、前記プラズマ発生電極が、前記通風路内において前記室内空気吸い込み口により吸い込まれた空気とは接触しないように設けられていることが望ましい。
【００１６】
さらに、塵埃を帯電させず、前記集塵フィルタのみを帯電させるとともに、前記集塵フィルタをより広範囲にわたって帯電させるためには、前記プラズマ発生電極を前記集塵フィルタに沿って移動させる移動機構をさらに備えることが望ましい。
【００１７】
さらに、正極性又は負極性に帯電した塵埃を、選択的に前記集塵フィルタに吸着させるためには、前記プラズマ発生電極に印加される電圧に直流バイアス電圧を加えることにより、前記集塵フィルタの帯電極性が切り替えられることが望ましい。
【００１８】
空気に含まれる塵埃の量や種類に応じて、前記集塵フィルタに効率よく吸着させるためには、前記プラズマ発生電極に印加される電圧に直流バイアス電圧を加えることにより、前記集塵フィルタの帯電量が調整されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
このように構成した本発明によれば、集塵フィルタよりも空気吸い込み側にプラズマ発生電極を配置し、前記集塵フィルタに対して正極性又は負極性のイオン又はラジカルを当てて前記集塵フィルタを一方の極性に帯電させることで、空気調和機の通風路内に塵埃の捕集を目的として設けられている集塵フィルタを帯電させることにより、当該集塵フィルタの塵埃吸着能力を向上させ、熱交換器への塵埃の付着を防止し、熱交換性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係るプラズマ発生装置を備えた空気調和機を示す模式図。
【図２】同実施形態に係るプラズマ発生装置の構成を示す概略図。
【図３】他の実施形態に係るプラズマ発生装置を備えた空気調和機を示す模式図。
【図４】他の実施形態に係るプラズマ発生装置を備えた空気調和機を示す模式図。
【図５】他の実施形態に係る移動機構の構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
本実施形態に係る空気調和機１００は、圧縮機と、四方切換弁と、室内熱交換器と、膨張弁と、室外熱交換器とを環状に接続してなる冷凍サイクルを備えるものであって、室内機内部の構造として、図１に示すように、室内空気吸い込み口１ａと吹き出し口１ｂを有する通風路１内に配置された室内熱交換器２と、通風路１内において室内熱交換器２に対して室内空気吸い込み口１ａ側に配置され、室内空気吸い込み口１ａから吸い込まれて通風路１を流れる空気に含まれる塵を捕集する集塵フィルタ３と、通風路１内において集塵フィルタ３に対して室内空気吸い込み口１ａ側に配置され、集塵フィルタ３に対して正極性又は負極性のイオン又はラジカルを当てて集塵フィルタ３を一方の極性に帯電させるプラズマ発生電極４とを備えるものである。
【００２３】
集塵フィルタ３は、通風路１の流路断面略全体に亘って設けられ、例えば、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタなどのエアフィルタであり、室内空気吸い込み口１ａから吸入された空気に含まれる塵埃を捕集するものである。
【００２４】
プラズマ発生電極４は、集塵フィルタ３に対し対向して配置されるとともに、通風路１の流路断面略全体に亘って設けられており、例えばＳＵＳ４０３といったステンレス鋼から形成され、マイクロギャッププラズマ（Micro Gap Plasma）によりイオンやラジカル等の活性種を生成させるものである。
【００２５】
プラズマ発生電極４の構成としては、対向面に強誘電体膜を設けた一対の電極４１、４２を有し、それら電極４１、４２間に電圧印加手段５によって所定電圧が印加されてプラズマ放電するものである。各電極４１、４２は、平面視において（電極４１、４２の面板方向から見たときに）概略矩形状をなすものであり、通風路１を流れる空気の流れ方向と同一の方向で貫通している流体流通孔４３が設けられ、流体流通孔４３の開口端部がプラズマ発生部位となっている。なお、図示しないが、プラズマ発生電極４の縁部には、電圧印加手段５からの電圧が印加される印加端子が形成されている。
【００２６】
また、図示しないが、電極４１、４２の対向面には、例えばチタン酸バリウム等の強誘電体が塗布されて強誘電体膜が形成されている。この強誘電体膜の表面粗さ（本実施形態では算出平均粗さＲａ）は０．１μｍ以上１００μｍ以下である。この他表面粗さとしては、最大高さＲｙ、十点平均粗さＲｚを用いて規定しても良い。このように強誘電体膜の平面粗さを上記範囲内の値にすることによって、各電極４１、４２を重ね合わせるだけで、対向面間に空隙が形成されて、当該空隙内にプラズマが発生することになる。これにより、各電極４１、４２間にプラズマ形成用の空隙を形成するためのスペーサを不要としている。なお、前記強誘電体膜の表面粗さは、溶射法によって制御することが考えられる。
【００２７】
電圧印加手段５は、パルス形状の電圧を各電極４１、４２に印加し、そのピーク値を１００Ｖ以上５０００Ｖ以下の範囲内とし、且つパルス幅を０．１μ秒以上かつ３００μ秒以下の範囲内としている。
【００２８】
このように構成した通風路１において、プラズマ発生電極４に電圧印加手段５から電圧が印加されると、プラズマ発生電極４の流体流通孔４３の開口端部にプラズマが発生し、このプラズマにより発生した正極性又は負極性のイオン又はラジカルを、プラズマ発生電極４の下流に対向して設けられた集塵フィルタ３に対して当てることで、集塵フィルタ３が一方の極性に帯電する。なお、塵埃を含む空気が室内空気吸い込み口１ａから吸入されると、空気中の塵埃もプラズマ発生電極４の流体流通孔４３を通過するため、塵埃の一部が帯電することが考えられるが、集塵フィルタ３に到達するまでに中性化する。したがって、塵埃が集塵フィルタ３に到達する段階においては、帯電した集塵フィルタ３に対して塵埃の極性が中性であるため、塵埃が集塵フィルタ３に吸着される。
【００２９】
このように構成した本実施形態に係る空気調和機１００によれば、集塵フィルタ３よりも空気吸い込み口１ａ側にプラズマ発生電極４を配置し、集塵フィルタ３に対して正極性又は負極性のイオン又はラジカルを当てて集塵フィルタ３を一方の極性に帯電させることで、空気調和機の通風路１内に塵埃の捕集を目的として設けられている集塵フィルタ３を帯電させることにより、集塵フィルタ３の塵埃吸着能力を向上させ、室内熱交換器２への塵埃の付着を防止し、熱交換性能の向上を図ることができる。
【００３０】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、図３に示すように、プラズマ発生電極４が、通風路１内において室内空気吸い込み口１ａから吸入された空気とは接触しないように設けられていても良い。具体的には通風路１内に独立して設けられた配管内にプラズマ発生電極４を配置することが考えられる。この配管６は、室内空気吸い込み口１ａ側と、集塵フィルタ３側とに開口を有するものであり、配管６の集塵フィルタ側の開口から正極性又は負極性のイオン又はラジカルを集塵フィルタ３に向けて導入する。これにより、配管６の外側を通る塵埃は帯電しないため、塵埃と集塵フィルタ３が同極性に帯電することによる集塵能力の低下を防止することができる。
【００３１】
また、配管６の室内空気吸い込み口１ａ側の開口にフィルタを設けることで、配管６内に塵埃が侵入せず、プラズマ発生電極４に塵埃が接触しないため、塵埃と集塵フィルタ３が同極性に帯電することによる集塵能力の低下を防止することができる。
【００３２】
さらに、図４に示すように、プラズマ発生電極４を通風路１内において集塵フィルタ３の上流側表面に沿った方向に移動可能にする移動機構７を備えるものであっても良い。この移動機構７の構成としては、例えば、モータと歯車機構やボールねじ機構等によって構成することが考えられる。図５に示すように、通風路１が略矩形の流路断面をなし、プラズマ発生電極４が通風路１の流路断面に対して幅寸法がほぼ同等であり高さ寸法が小さい矩形である場合には、プラズマ発生電極４の幅方向両端部にプラズマ発生電極４を高さ方向に移動可能にする移動機構７を設ける。そしてこの移動機構７が、モータの駆動力を歯車機構やボールねじ機構等により直線運動に変換して、プラズマ発生電極４を高さ方向に移動させることにより、集塵フィルタ３の上流側表面全体を帯電させる。
【００３３】
また、直流バイアス印加手段を設け、電圧印加手段からプラズマ発生電極４に印加される電圧に直流バイアス電圧を加えることにより、集塵フィルタの帯電極性が切り替えられるものでも良い。
【００３４】
さらに、直流バイアス印加手段を設け、電圧印加手段からプラズマ発生電極４に印加される電圧に直流バイアス電圧を加えることにより、集塵フィルタの帯電量が調整されるものであっても良い。
【００３５】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３６】
１００・・・プラズマ発生装置
１    ・・・通風路
１ａ  ・・・室内空気吸い込み口
１ｂ  ・・・吹き出し口
２    ・・・室内熱交換器
３    ・・・集塵フィルタ
４    ・・・プラズマ発生電極
４１  ・・・電極
４２  ・・・電極
４３  ・・・流体流通孔
５    ・・・電圧印加手段
６    ・・・配管
７    ・・・移動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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