(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機の筐体に形成された空気吸込部と空気吹出部とを結ぶ空気通路内に、熱交換器および送風機とともに電気集塵ユニットを配置してなる空気調和機において、
上記電気集塵ユニットは、プラスの高電圧が印加されるプラス放電電極およびマイナスの高電圧が印加されるマイナス放電電極と、上記各放電電極により帯電された塵埃を捕捉する集塵電極とを備え、
上記集塵電極は、上記空気通路内の空気流れ方向に対して上流側に配置される上流側集塵電極と、その下流側に配置される下流側集塵電極とを有し、上記上流側集塵電極間に、上記プラス放電電極および上記マイナス放電電極がそれぞれ配置され、上記下流側集塵電極には、上記プラス放電電極と対向するプラス対向電極と、上記マイナス放電電極に対向するマイナス対向電極とが設けられていることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
上記筐体にはユニット保持枠が設けられ、上記電気集塵ユニットが上記ユニット保持枠に着脱自在に保持されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
上記上流側集塵電極と上記下流側集塵電極とが一体に形成されているとともに、上記下流側集塵電極間の間隔が上記上流側集塵電極間の間隔よりも狭く設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
【請求項４】
上記ユニット保持枠には、上記プラス放電電極もしくは上記マイナス放電電極のいずれか一方の放電電極に高電圧を印加する第１電源ユニットが設けられ、上記筐体側に上記いずれか他方の放電電極に高電圧を印加する第２電源ユニットが設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の空気調和機。
【請求項５】
上記電気集塵ユニットの空気吸込側の開口面を仮想的に２つの開口領域に等分して、上記プラス放電電極と上記マイナス放電電極とが各開口領域に分けて配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項６】
上記空気通路内の上記電気集塵ユニットより下流側に、同電気集塵ユニットで生成されたオゾンを分解するためのオゾン分解手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気中に含まれている塵埃を荷電して除去するイオン式の電気集塵ユニットを備えた空気調和機に関し、さらに詳しくいえば、集塵ユニットに捕捉されずに通過した荷電粒子による汚れを防止する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の空気調和機（エアコン）の一部機種には、空気清浄機能が備えられている。エアコン用の空気清浄機は、一般的に「電気集塵式」と「機械フィルタ式」の２種類に大別される。
【０００３】
両者は一長一短的なところがあるが、電気集塵式は、例えばタングステンなどの線状や針状の放電電極に高電圧を印加することにより、空気中に含まれている塵埃（浮遊粒子）に電荷を持たせ、それを接地された集塵電極で吸着する方法であるため、機械フィルタ式に比べて空気抵抗が少なく、エアコンの場合、送風機に余計な負担がかからないという点で有利である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気集塵式の場合、その構造上集塵電極間の隙間がｍｍ単位であるため、集塵電極に捕捉されずにすり抜けてしまう荷電粒子が多く、実際の集塵効率はよくても８０〜８５％程度であると言われている。
【０００５】
さらに、集塵電極に捕捉されずに室内機の外側に吹き出された荷電粒子の多くは、周辺の壁や天井（とりわけ、室内機の周り）に付着するため、汚れ発生の原因となっている。
【０００６】
したがって、本発明の課題は、室内機に電気集塵ユニットを搭載した空気調和機において、集塵電極に捕捉されずに室内機から放出された荷電粒子による汚れの発生を防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、室内機の筐体に形成された空気吸込部と空気吹出部とを結ぶ空気通路内に、熱交換器および送風機とともに電気集塵ユニットを配置してなる空気調和機において、上記電気集塵ユニットは、プラスの高電圧が印加されるプラス放電電極およびマイナスの高電圧が印加されるマイナス放電電極と、上記各放電電極により帯電された塵埃を捕捉する集塵電極とを備え、上記集塵電極は、上記空気通路内の空気流れ方向に対して上流側に配置される上流側集塵電極と、その下流側に配置される下流側集塵電極とを有し、上記上流側集塵電極間に、上記プラス放電電極および上記マイナス放電電極がそれぞれ配置され、上記下流側集塵電極には、上記プラス放電電極と対向するプラス対向電極と、上記マイナス放電電極に対向するマイナス対向電極とが設けられていることを特徴としている。
【０００８】
これによれば、電気集塵ユニットでプラス荷電粒子とマイナス荷電粒子とが同時に発生し、集塵電極で捕捉されなかった荷電粒子は、その下流側で送風機によりかき混ぜられ、プラス荷電粒子とマイナス荷電粒子とが互いに付着して、帯電電荷が電気的に中和されるため、荷電粒子による汚れが効果的に抑制される。また、上流側集塵電極に捕捉されずに通過した塵埃は、下流側の同極の対向電極の反発作用によって、下流側集塵電極に押し付けられて捕捉される。
【０００９】
本発明には、次に説明する種々の態様が含まれる。まず、電気集塵ユニットのメンテナンスを容易とするため、上記筐体にはユニット保持枠が設けられ、上記電気集塵ユニットが上記ユニット保持枠に着脱自在に保持される。
【００１１】
本発明において、構造の簡素化の観点から、上記上流側集塵電極と上記下流側集塵電極とが一体に形成され、また、集塵効率を高めるうえで、上記下流側集塵電極間の間隔が上記上流側集塵電極間の間隔よりも狭く設定されていることが好ましい。
【００１２】
また、上記ユニット保持枠には、上記プラス放電電極もしくは上記マイナス放電電極のいずれか一方の放電電極に高電圧を印加する第１電源ユニットが設けられ、上記筐体側に上記いずれか他方の放電電極に高電圧を印加する第２電源ユニットが設けられることが好ましい。
【００１３】
これによれば、電気集塵ユニットがプラス放電電極およびマイナス放電電極の異種の放電電極を有するものの、ユニット側の電源を小さくでき、本体側の電源の一部と共有することにより、電気集塵ユニットの集塵能力を低下させることなく、全体を小型化できる。
【００１４】
また、上記送風機がクロスフローファンからなり、上記電気集塵ユニットが、その回転軸方向に沿った横長形状として上記空気吸込部に配置されていることが好ましく、これによれば、空気の吸込抵抗を低くできる。
【００１５】
また、組立性および電極の消耗を少なくするため、上記プラス放電電極および上記マイナス放電電極には、ほぼＵ字状に配線されたワイヤが用いられるとよい。この場合、上記ワイヤの少なくとも一端には、同ワイヤに所定の張力を付与するための引っ張りバネが介装されることが好ましい。
【００１６】
各放電電極の配置に関しては、その電源線などの配線作業を容易にするため、上記電気集塵ユニットの空気吸込側の開口面を仮想的に２つの開口領域に等分して、上記プラス放電電極と上記マイナス放電電極とが各開口領域に分けて配置されることが好ましい。
【００１７】
ところで、電気集塵ユニットからは電気集塵の副生成物としてオゾンが発生する。オゾンは強力な脱臭・除菌効果を備える反面、酸化未反応のまま空気調和機から放出される余剰オゾンはその濃度（量）によっては人体に害を与える場合がある。
【００１８】
そのため、上記空気通路内の上記電気集塵ユニットより下流側に、同電気集塵ユニットで生成されたオゾンを分解するためのオゾン分解手段が設けられることが好ましい。
【００１９】
具体的には、オゾン分解手段としての活性炭および／または光触媒を含有するハニカム構造体を電気集塵ユニットの裏面側に配置する態様が挙げられるが、上記空気通路内の上記電気集塵ユニットより下流側の所定構造物（例えば、空気通路壁や風向板）に光触媒を塗布したものでもよい。
【００２０】
上記所定構造物には、例えば空気通路壁や風向板が該当するが、特に、光触媒を風向板に塗布した場合には、室内に差し込む太陽光や蛍光灯の光により触媒が促進されるので好ましい。
【００２１】
また、放電電極に対する給電を制御することによっても、余剰オゾンを減らすことができる。そのため、本発明は、上記プラス放電電極および上記マイナス放電電極に対する給電を所定時間間隔で間欠的に同時にＯＮ／ＯＦＦすることを特徴としている。
【００２２】
また、上記プラス放電電極もしくは上記マイナス放電電極のいずれか一方を連続給電とし、いずれか他方の給電を所定時間間隔で間欠的にＯＮ／ＯＦＦするこによっても余剰オゾンを減らすことができる。いずれの場合においても、上記間欠給電のＯＮ／ＯＦＦ比は５０：５０であることが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１はこの空気調和機１の室内機の内部構造を模式的に示した断面図である。これによると、この空気調和機１（室内機）の筐体２内には、熱交換器３、送風ファン４および電気集塵ユニット５とが設けられている。
【００２４】
筐体２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２１と、同ベース２１の上端側の上面から前面にかけて内部の各構成要素を覆うように、いわゆる逆Ｌ字状に形成された前面パネル２２とを備えている。前面パネル２２の下端側には、熱交換器３で生成された結露水を受けるドレンパン２３が設けられている。
【００２５】
なお、筐体２は図１の切断面に対して直交する方向、すなわち紙面に対して垂直方向に延在する横長の箱体からなり（図６参照）、図示されていないが、筐体２内には、送風ファン３の支持部や制御用の電装品箱などが設けられている。
【００２６】
この実施形態において、ベース２１の内面（反壁面）側には、ベース２１側に配置された熱交換器ユニット３１の結露水を受け取るドレン溝２１１と、送風ファン４から空気吹出部２５に向けて空気を吹き出す空気通路２４の一部を構成する送風ガイド面２１２とが設けられている。
【００２７】
空気吹出部２５内には、空気の吹出方向を変える風向板２５１が設けられている。図１には作図の都合上、空気の吹出方向を上下方向に変える上下風向板２５１しか示されていないが、実際には空気の吹出方向を左右方向に変える左右風向板も設けられている。
【００２８】
この実施形態において、前面パネル２２は、その前面から上面にかけてグリル状に形成された空気吸込部２２１を備えている。図示されていないが、空気吸込部２２１の内面側には、粗大な塵埃を除去するための簡易フィルターが着脱自在に取り付けられている。
【００２９】
また、熱交換器３は、ほぼΛ（ラムダ）型に連結された３つの熱交換ユニット３１〜３３を含み、送風ファン４を上方側から覆うようにしてベース２１に固定されている。送風ファン４はクロスフローファンからなり、送風ファン４を駆動すると、室内空気が前面パネル２２の空気吸込部２２１から吸い込まれ、熱交換器３にて所定温度に調温されて、空気吹出部２５から吹き出される。
【００３０】
図２は電気集塵ユニット５の要部拡大断面図で、図３は電気集塵ユニット５を正面側から見た図２のＡ−Ａ線断面図である。この実施形態において、電気集塵ユニット５は、熱交換ユニット３１〜３３の内の中央の熱交換ユニット、すなわち筐体２の前面上部に配置された熱交換ユニット３２の吸込側面に沿って平行に配置されており、筐体２に対してネジ止め固定されたユニット保持枠５１と、同ユニット保持枠５１に対して着脱自在に保持されるユニット本体５２とから構成されている。
【００３１】
ユニット本体５２は、内部に電極部６を有する電気集塵部５３と、同電気集塵部５３に被せられる蓋体５４とを備え、この場合、蓋部５４は電気集塵部５３に対して凹凸嵌合によって着脱自在とされ、上面側に電気集塵部５３に空気を取り入れるための空気取入孔５４１が多数穿設されている。
【００３２】
図４の結線図を併せて参照すると、電極部６は、それぞれ異なる極性の高電圧が印加される放電電極６１１，６１２と、この放電電極６１１，６１２により帯電された塵埃（浮遊粒子）を捕捉する集塵電極６２と、放電電極６１１，６１２の下流側に配置され、対向する放電電極と同じ極性の高電圧が印加される対向電極６３１，６３２とを備えている。
【００３３】
集塵電極６２には、上流側集塵電極６２１と下流側集塵電極６２２とが含まれている。この実施形態において、上流側集塵電極６２１は互いに平行かつ等間隔に配置された平板電極からなり、この平板電極によって電極部６は複数の空気流路に区画されている。
【００３４】
下流側集塵電極６２２は、上流側集塵電極６２１よりも間隔が狭くされた電極板からなる。この例では、下流側集塵電極６２２の間隔は上流側集塵電極６２１の１／２とされており、上流側集塵電極６２１によって区画された空気流路の下流側は、下流側集塵電極６２２により２つに分割されている。
【００３５】
この実施形態において、下流側集塵電極６２２の一部は上流側集塵電極６２１と共用されており、この共用電極間に別途に形成された電極板がそれぞれ配置されている。すなわち、下流側集塵電極６２２は上流側集塵電極６２１と一体に形成されており、ともに接地に接続されている。なお、下流側集塵電極６２２は格子状に形成されてもよく、その場合には、空気流路の下流側が例えば４分割されることになる。
【００３６】
一方の放電電極６１１は、プラスの高電圧が印加されるプラス放電電極で、この放電電極６１１と対向するようにその下流側に配置された対向電極６３１にもプラスの高電圧が印加される。
【００３７】
これに対して、他方の放電電極６１２は、マイナスの高電圧が印加されるマイナス放電電極で、この放電電極６１２と対向するようにその下流側に配置された対向電極６３２にもマイナスの高電圧が印加される。
【００３８】
プラス放電電極６１１およびマイナス放電電極６１２は、上流側集塵電極６２１間に配置され、プラス対向電極６３１およびマイナス対向電極６３２は下流側集塵電極６２２間に配置されている。
【００３９】
これにより、プラス放電電極６１１にてプラスに帯電されながらも上流側集塵電極６２１で捕捉されずに通過したプラス帯電粒子は、下流側のプラス対向電極６３１との間で生ずる電気的反発作用により下流側集塵電極６２２に押し付けられて捕捉される。
【００４０】
同様、マイナス放電電極６１２にてマイナスに帯電されながらも上流側集塵電極６２１で捕捉されずに通過したマイナス帯電粒子は、下流側のマイナス対向電極６３２との間で生ずる電気的反発作用により下流側集塵電極６２２に押し付けられて捕捉される。
【００４１】
この下流側集塵電極６２２によっても捕捉されずに通過したプラスイオンおよびマイナスイオンは、送風ファン４のかき混ぜ効果によって互い付着し合い、その多くが電気的に中和される。したがって、帯電した塵埃による壁や天井などの汚れを低減することができる。
【００４２】
この実施形態において、プラス放電電極６１１およびマイナス放電電極６１２には、例えばタングステン線などからなる１本のワイヤが用いられ、図３に示すように、各放電電極６１１，６１２は、それぞれ１本のワイヤを電気集塵部５３の左側から右側に向かって張り上げ、半円状の絶縁ブロック５３１を介して右側から左側に折り返して張設するように配線されている。
【００４３】
また、各放電電極６１１，６１２の両端は、円筒状の絶縁ブロック５３２を介してそれぞれほぼ直角に折り曲げられ電気集塵部５３の所定の接続端子に固定されているが、この場合、放電電極６１１，６１２の各一端側には、導電性の引っ張りバネ６１３，６１３が介装され、これにより各放電電極６１１，６１２に所定のテンションを付与している。
【００４４】
このように、各放電電極６１１，６１２にワイヤを用いることにより、放電電極の消耗を少なくすることができるとともに、組立作業性が改善される。なお、対向電極６３１，６３２は板状電極もしくは針状電極のいずれであってもよい。
【００４５】
図５に示すように、ユニット保持枠５１は合成樹脂などの電気絶縁材によって形成された扁平な枠体からなり、この枠体には例えば２つの窓部５１１が設けられている。なお、ユニット保持枠５１の四隅と中央下部には、筐体２にネジ止めするための固定孔５１４を有する舌片が形成されている。
【００４６】
また、ユニット保持枠５１の側方には、電源収納部５１２が一体に設けられている。図６を併せて参照して、ユニット保持枠５１の電源収納部５１２には、例えば放電電極６１１にプラスの高電圧を印加する一方の電源ユニット５１３が収納され、放電電極６１２にマイナスの高電圧を印加する他方の電源ユニット７は筐体２内に設けられている。
【００４７】
この他方の電源ユニット７は、空気吹出部２５に設置されているマイナスイオン発生器８の電源としても使われている。マイナスイオン発生器８は、人に対して森林浴効果（リラックス効果）を生むと言われるマイナスイオンを発生する。
【００４８】
このように、一方の電源ユニット５１３と他方の電源ユニット７とを分割することにより、集塵効率が低下することなく、電気集塵ユニット５の小型化が図れる。
【００４９】
ところで、電気集塵ユニット５からは電気集塵の副生成物としてオゾンが発生する。オゾンは強力な脱臭・除菌効果を備える反面、酸化未反応のまま空気調和機から放出される余剰オゾンはその濃度（量）によっては人体に害を与える場合がある。
【００５０】
生成されたオゾン濃度を低減させるため、図７に示すように、電気集塵ユニット５の背面側（下流側）にオゾンを分解するオゾン分解触媒９を介装することが好ましい。
【００５１】
このオゾン分解触媒９の一例として、例えば活性炭や光触媒などのオゾン分解成分を一体的に練り込んだハニカム構造体を用いることができる。この実施形態において、オゾン分解触媒９は、電気集塵ユニット５と熱交換ユニット３２との間に配置されているが、これ以外の箇所に設けられてもよい。
【００５２】
また、別の例として、オゾン分解能を有する光触媒を光が当たる風向板２５１や送風ガイド面２１２に塗布してもよい。これによれば、室内に差し込む太陽光や蛍光灯の光により触媒が促進され、オゾンがより効果的に分解される。
【００５３】
なお、別の観点からオゾンの発生量を抑える方法もある。例えば、プラス放電電極６１１とマイナス放電電極６１２とに対する給電を、所定時間間隔で間欠的に同時にＯＮ／ＯＦＦする。別の方法として、例えばプラス放電電極６１１は常時給電状態とし、マイナス放電電極６１２については、その給電を所定時間間隔で間欠的にＯＮ／ＯＦＦする。
【００５４】
いずれの場合においても、ＯＮ／ＯＦＦ比（ディーティ比）は５０：５０であることが好ましい。このように、放電電極６１１，６１２に対する給電を制御することによっても、オゾンの発生量を人体に対して有害とされる基準値以下に抑えることができる。なお、この給電制御方式とオゾン分解触媒とを併用してもよいことはもちろんである。
【００５５】
上記実施形態は、室内機と室外機とを分離したいわゆるセパレート型の空気調和機についてのものであるが、本発明はこれに限定されず、室内機と室外機とを同一筐体内に収納した一体型にも当然に適用可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基本的に次のような効果が奏される。すなわち、空気調和機に搭載される電気集塵ユニットに、プラスの高電圧が印加されるプラス放電電極およびマイナスの高電圧が印加されるマイナス放電電極を設けたことにより、集塵電極で捕捉されなかった荷電粒子が、その下流側で送風機によりかき混ぜられ、プラス荷電粒子とマイナス荷電粒子とが互いに付着して帯電電荷が電気的に中和されるため、集塵電極に捕捉されずに室内機から放出される荷電粒子の付着による汚れを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る空気調和機（室内機）の内部構造を示す模式的断面図。
【図２】上記実施形態における電気集塵ユニットの要部拡大断面図。
【図３】電気集塵ユニットを正面側から見た図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】上記電気集塵ユニットの電極部の結線状態を説明する模式図。
【図５】上記電気集塵ユニットのユニット保持枠の構造を示す正面図。
【図６】上記室内機の全体的なレイアウトを模式的に示す正面図。
【図７】上記室内機に対するオゾン分解触媒の取付例を模式的に示した断面図。
【符号の説明】
１  空気調和機
２  筐体
２１  ベース
２２  前面パネル
２２１  空気吸込部
２３  ドレンパン
２４  空気通路
２５  空気吹出部
３  熱交換器
３１〜３３  熱交換ユニット
４  送風ファン（クロスフローファン）
５  電気集塵ユニット
５１  ユニット保持枠
５１３  電源ユニット（プラス側）
５２  ユニット本体
５３  電気集塵部
５４  蓋部
６  電極部
６１１  プラス放電電極
６１２  マイナス放電電極
６２  集塵電極
６２１  上流側集塵電極
６２２  下流側集塵電極
６３１  プラス対向電極
６３２  マイナス対向電極
７  電源ユニット（マイナス側）
８  マイナスイオン発生器
９  オゾン分解触媒
【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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【図６】
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【図７】
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