(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に装着される部品を収納する後本体と前面側を覆う吸込口と吹出口が開口された前面パネルからなり内部に前記吸込口と前記吹出口を連通する通風路を備えた筐体と、
前記通風路内の前記吸込口に対向して設けられたエアフィルタと、
前記通風路内に設けられ、側断面が逆Ｖ字状をなし、冷凍サイクル配管経路の中間部に弁閉時に絞り機能を行なわせる電磁弁を介設し、冷房運転時は双方が蒸発作用、暖房運転時は双方が凝縮作用を行うと共に、除湿運転時に、前面上方部と上面後方部が凝縮作用を行う加熱部として機能する第１の熱交換器と、前面下方部が蒸発作用を行なう除湿部として機能する第２の熱交換器とからなり、親水性機能を有するコーティングを施した導電性材料のプレートアルミフィンを用いアース電位とされる室内熱交換器と、
前記通風路内に前記室内熱交換器に囲われるように配置された室内送風機と、
前記エアフィルタの裏側スペースで前記第２の熱交換器の上流側前面に対向した位置に配置され、室内熱交換器４の幅方向横長に配置形成されマイナス電位の高圧電源が印加される多数の針状電極を並設したマイナスイオン電極とその上流側に対向して設けられ、マイナスイオンの発生を促すアース電位となる対向電極とを有し、周囲の空気中の浮遊粒子をマイナス荷電するマイナスイオン発生器と、
暖房運転あるいは単独空気清浄運転終了後に、除湿運転あるいは冷房運転により前記プレートアルミフィンの表面を結露させる表面結露運転を行う手段を備えた制御装置と、を備えたことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和機に係り、特に電気集塵手段を搭載する空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
部屋に設置される空気調和機は、空気と共に含まれる塵埃が、機内に吸引された際、エアフィルタにより埃などの大きな塵埃は捕集されるが、空気に含まれる微細な塵埃や、カビ等の胞子は、エアフィルタの網目を通過してしまい、熱交換器のフィン表面や送風機のブレード表面に付着したり、吹出口より室内に再び送出されるといった不具合が生じる。
【０００３】
そして、長期間の使用により、熱交換器のフィンの表面に塵埃が堆積し、空気調和機の運転効率を低下させる原因となる。
【０００４】
この対策として、エアフィルタと熱交換器の間に、電気集塵機を配置し、この電気集塵機によりエアフィルタを通過した微細な塵埃や、カビ等の胞子を吸着集塵して、熱交換器側に送られないようにしていた。
【０００５】
しかしながら、空気調和機を長時間使用すると、エアフィルタと共に電気集塵機に微細な塵埃や、カビ等の胞子が、電気集塵機の集塵電極に蓄積されてくる。近年は、エアフィルタ表面に付着した塵埃を、自動で除去して排出するエアフィルタ自動清掃装置を搭載し、使用者の手を煩わすことなく清掃する空気調和機が製品化されてきたが、エアフィルタの裏側に配置されている電気集塵機を自動で清掃する手段はなかった。このため、エアフィルタは常に埃のない状態にキープできるが、電気集塵機は、埃が堆積し、集塵性能が低下してしまうため、エアフィルタの清掃ほど頻度は少ないものの、空気調和機を、効率的に使用するためには、使用者が、定期的に電気集塵機を室内機より取り出し清掃することが望まれていた。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１５１４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、電気集塵機の機能を有しながら、メンテナンスフリーで空気中のあらゆる汚れ成分を捕集すると共に、電気集塵機室内熱交換器表面を清浄な状態に保つことができる空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するため、本発明に係る空気調和機は、内部に装着される部品を収納する後本体と前面側を覆う吸込口と吹出口が開口された前面パネルからなり内部に前記吸込口と前記吹出口を連通する通風路を備えた筐体と、前記通風路内の前記吸込口に対向して設けられたエアフィルタと、前記通風路内に設けられ、側断面が逆Ｖ字状をなし、冷凍サイクル配管経路の中間部に弁閉時に絞り機能を行なわせる電磁弁を介設し、冷房運転時は双方が蒸発作用、暖房運転時は双方が凝縮作用を行うと共に、除湿運転時に、前面上方部と上面後方部が凝縮作用を行う加熱部として機能する第１の熱交換器と、前面下方部が蒸発作用を行なう除湿部として機能する第２の熱交換器とからなり、親水性機能を有するコーティングを施した導電性材料のプレートアルミフィンを用いアース電位とされる室内熱交換器と、前記通風路内に前記室内熱交換器に囲われるように配置された室内送風機と、前記エアフィルタの裏側スペースで前記第２の熱交換器の上流側前面に対向した位置に配置され、室内熱交換器４の幅方向横長に配置形成されマイナス電位の高圧電源が印加される多数の針状電極を並設したマイナスイオン電極とその上流側に対向して設けられ、マイナスイオンの発生を促すアース電位となる対向電極とを有し、周囲の空気中の浮遊粒子をマイナス荷電するマイナスイオン発生器と、暖房運転あるいは単独空気清浄運転終了後に、除湿運転あるいは冷房運転により前記プレートアルミフィンの表面を結露させる表面結露運転を行う手段を備えた制御装置と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る空気調和機によれば、室内熱交換器表面を電気集塵機の機能を持たせる事で空気中の微細な汚れ成分を捕集すると共にメンテナンスフリーで室内熱交換器表面を清浄な状態に保つことができる空気調和機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の第１実施形態に係る空気調和機について添付図面を参照して説明する。
【００１０】
まず、空気調和機１の室内側に設置される室内機本体２の構成を図１により説明する。
【００１１】
図１に示すように、室内機本体２は、内部に装着される部品を収納する後本体と前面側を覆う前面パネルからなる筐体１８を構成する。この筐体１８の前面及び上面には、吸込口１８ａ、１８ｂが開口され、さらに、下部に吹出口１８ｃが開口され、吹出口１８ｃには回動式のルーバ１８ｄが設けられる。
【００１２】
両吸込口１８ａ、１８ｂと吹出口１８ｃを連通する送風路１９には、各吸込口１８ａ、１８ｂに夫々対向して、上下方向に分割したエアフィルタ２０ａ、２０ｂと、略逆Ｖ字状の室内熱交換器４が配され、この室内熱交換器４に囲われるように室内送風機３が配される。
【００１３】
また、室内機本体２の前面上部には、上下のエアフィルタ２０ａ、２０ｂの対向する端辺間に位置してフィルタ清掃装置２１が収容され、前記制御装置１１のエアフィルタ清掃運転モード作動時に、このフィルタ清掃装置２１にエアフィルタ２０ａ、２０ｂを交互に往復移動させることで、エアフィルタ２０ａ、２０ｂ表面に付着した塵埃を除去するよう構成する。
【００１４】
さらに、室内機本体２の前面下部の前記室内熱交換器４と前面側のエアフィルタ２０ａ間には、室内熱交換器４の前面下部表面に対向して設けられたマイナス電位の高圧電源が印加されることで空気中にマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器２２が備えられる。
【００１５】
このマイナスイオン発生器２２は、室内熱交換器４の幅方向横長に配置形成されマイナス電位の高圧電源が印加される多数の針状電極を並設したマイナスイオン電極２２ａとその上流側に対向して設けられ、マイナスイオンの発生を促すアース電位となる対向電極２２ｂとを有している。
【００１６】
また、室内熱交換器４の下方には、凝縮水を受けるドレンパン２３が設けられ、このドレンパン２３で受けた露水はドレンホースから室外へ排出される。
【００１７】
前記室内熱交換器４は、図２に示すように、冷凍サイクル配管経路の中間部に弁閉時に絞り機能を備えた電磁弁で構成する絞り弁４ｃを介設して、前面上方部と上面後方部とから構成し除湿運転時に加熱部として機能する第１の熱交換器４ｂと、前面下方部から構成し除湿運転時に除湿部として機能する第２の熱交換器４ａとを備えたサイクル除湿機能を備え、除湿運転時に冷媒を第１の熱交換器４ｂから流通させてこの第１の熱交換器４ｂ凝縮作用を行い、絞り弁４ｃを介して第２の熱交換器４ａに送りこの第２の熱交換器４ａで蒸発作用を行なう構成としている。前記マイナスイオン発生器２２は、熱交換器４の前面下部、すなわちエアフィルタ２０ａの裏側スペースでこの第２の熱交換器４ａの前面に対向して配置される。
【００１８】
本発明の空気調和機１は、前記エアフィルタ２０ａ、マイナスイオン発生器２２、室内熱交換器４により、電気集塵装置を構成する。
【００１９】
即ち、図３、図４に示すように、この電気集塵装置を構成する、エアフィルタ２０ａは、表面に金属蒸着を施した導電性を有し、室内熱交換器４は、導電性材料のプレートアルミフィンで構成する。エアフィルタ２０ａと室内熱交換器４間に配される前記マイナスイオン発生器２２は、マイナスの高電圧が印加されるマイナスイオン電極２２ａとマイナスイオンの発生を促進させるためのアース電位が接続された対向電極２２ｂから構成する。さらに、前記エアフィルタ２０ａと、室内熱交換器４とは対向電極２２ｂと共にアースＧＮＤ接続され、対向電極２２ｂと同電位とされている。従って、マイナスイオン発生器２２で発生させ、周囲に放出させたマイナスイオンは、周囲の空気中に含有される塵埃をマイナス荷電し、マイナス荷電された塵埃を導電性で対向電極２２ｂと同電位となるエアフィルタ２０ａおよび室内熱交換器４で捕集することで、高い集塵性が得られるように構成する。
【００２０】
次に空気調和機１の制御装置について、図５に示す制御系統図で説明する。図５に示すように、空気調和機１の制御装置１１は、室内機本体２に収容され、室内制御回路１３と、室内制御回路１３と通信可能なリモコン１４と、室外機５に収容された室外制御回路１５とを備える。
【００２１】
室内制御回路１３は、フィルタ自動運転清掃制御、室内ファンモータ、ルーバ回動モータを含む室内機制御対象要素１２の制御を実行する手段を備える。
【００２２】
また、室内制御回路１３には、室内温度センサＳｔ、室内湿度センサＳｈが設けられ、室内温度および室内湿度を検知し、記憶する。表面結露運転の実施を判定する判定手段は、室内温度センサＳｔ、室内湿度センサＳｈと、これら両センサＳｔ、Ｓｈから得られる温度情報および湿度情報から露点温度を演算する演算手段により実現される。
【００２３】
リモコン１４は、空気調和機１の運転／停止、運転条件選択を行い、その指令信号を室内機本体２に送信する手段を備える。
【００２４】
室外制御回路１５は、空気調和機１全体を制御する室内制御回路１３に接続され、室外機５のインバータ出力周波数制御、圧縮機再起動制御、除霜運転制御、外気温推定などを行ない、圧縮機７を含む室外制御対象要素１７の制御を実行する手段を備える。
【００２５】
また、制御装置１１は、空気調和機運転終了後に、室内機本体１内に設置されたエアフィルタ２０ａ、室内熱交換器４などを清潔な状態に維持するため、冷房運転終了時に熱交換器などに付着している結露水などの水分によるカビの発生を抑えるため送風運転や暖房運転などの機内乾燥運転モード、後述するエアフィルタ清掃運転モードおよび熱交換器クリーン運転モード、などの運転を所定時間ごと或いは任意に実行させる機内クリーン運転モードを備えている。
【００２６】
また、制御装置１１は、暖房運転モードにおいて、暖房運転後に室内熱交換器４のプレートアルミフィン４ｆ表面に水を付着させてプレートアルミフィン４ｆ表面の油分などを除去する熱交換器クリーン運転モードを実行する手段を備える。このクリーン運転モードは、暖房運転後に、四方切換弁６を切り換えて、室内熱交換器４を蒸発器として作用させる運転モードであり、室内熱交換器４に水分を付着させることが可能な冷房運転あるいは除湿運転である。
【００２７】
図６に示すように、室内熱交換器４のプレートアルミフィン４ｆの表面には、コーティング表面を水が隙間に浸透できる微細な凹凸面として親水性を有し、かつその表面をフッ素樹脂などの撥水・撥油性を備えた防汚作用を有する構成とした樹脂コーティング４ｆ１による防汚性の処理が施される。
【００２８】
この微細で密な凹凸面を形成することにより、プレートアルミフィン４ｆ表面に空気中に含まれる油分が付着するが、撥油性のある表面により微細な凹凸面内には浸み込むことがなく、この状態で、室内熱交換器４の蒸発作用によりプレートアルミフィン４ｆ表面に水滴が生じこの水滴が微細な凹凸面隙間に浸透すると共に、水滴が増加して水が流下すると、油面と樹脂コーティング表面の凹凸面の隙間に浸み込んだ水が、油分を内側から浮かせて水と共に油分を下方向に押し流す作用を得ることができる。
【００２９】
次に本実施形態の空気調和機の電気集塵運転について説明する。図５に示す制御装置１１のリモコン１４の運転操作で、リモコンにより設定された運転条件に基き、室内制御回路１３を介して室外制御回路１５により、冷房運転、除湿運転、暖房運転或いは、空気清浄運転などの運転モードによる空調運転が行なわれる。
【００３０】
この空調運転が行われると、図１に示すように、エアフィルタ２０ａ、２０ｂを通過した室内空気は、室内熱交換器４を通過して冷却除湿もしくは加熱され吹出口より室内に向かって送風されることで室内の空調が行われる。この際、室内前面側のエアフィルタ２０ａを通過した室内空気は、室内熱交換器４の前方に配置されたマイナスイオン発生器２２を通過する。
【００３１】
このマイナスイオン発生器２２は、マイナスイオン発生電極２２ａにマイナス電位の高電圧が印加されているため、アース設置された対向電極２２ｂとの間及び同様にアース設置された導電性のエアフィルタ２０ａ、室内熱交換器４との間にマイナスイオンが放出される。従って、このスペースを通過する空気に含まれる塵埃は、マイナスに荷電されるため、室内熱交換器４のアルミプレートフィン４ｆの表面に吸引され付着する。また、マイナスイオン発生電極２２ａにより放出するマイナスイオンの一部は、エアフィルタ２０ａ前方に送られ、エアフィルタ２０ａを通過する空気に含まれる塵埃をマイナスに荷電するため、表面を導電性材料で構成するエアフィルタ２０ａ表面においても塵埃の捕集効果を高めることが出来る。
【００３２】
このエアフィルタ２０ａに付着した塵埃は、図１に示すフィルタ清掃装置２１を所定運転時間間隔、或いは使用者がリモコン１４により任意で動作させて、エアフィルタ２０ａをフィルタ清掃装置２１に往復移動させてフィルタ清掃装置２１に内蔵されたブラシで掻き取り、フィルタ清掃装置２１に連結された図示しない排気装置によりフィルタ清掃装置２１内に収集した塵埃を吸引し、機外に排出させるように構成する。なお、このフィルタ清掃装置は、上記手段に限るものではなく、フィルタ清掃装置を移動させる方式、吸引によるエアフィルタ表面の埃を除去する方式などでも良い。
【００３３】
また、第２の室内熱交換器４ａのアルミプレートフィン４ｆの表面に吸引され付着した塵埃は、運転の継続で、表面にほこりが蓄積される事になるが、夏季などにおいて、冷房運転により、室内の冷房を運転している期間は、室内熱交換器４の全体が、蒸発器として作用しているため、アルミプレートフィン４ｆ表面に結露が生じる。
【００３４】
図６および図８に示すように、プレートアルミフィン４ｆの表面は樹脂コーティング４ｆ１を施してあるので、プレートアルミフィン４ｆに付着する汚れ（油やヤニ）は点接触で付着しているが、冷房時のドレン水が樹脂に浸透し、汚れを滑り落とすドレン水での自己洗浄作用で、プレートアルミフィン４ｆの表面は洗浄化される。滑り落とされた油分は、水分とともにドレンパン２３で受けられ、ドレンホースを介して室外へ排出される。
【００３５】
ただし、冷房運転を行なう季節でない時期、即ち冬季や中間期などにおける暖房運転、除湿運転、送風による空気清浄運転などでは、室内熱交換器４の一部もしくは全体においてプレートアルミフィン４ｆ表面に結露が生じないため、集塵した塵埃が堆積してしまう。暖房運転が継続すると、捕捉された油分を主成分とする塵埃が、プレートアルミフィン４ｆ表面の樹脂コーティング４ｆ１およびエアフィルタ２０ａ、２０ｂに付着、堆積する。そこで、熱交換器クリーン運転を実行する。
【００３６】
この熱交換器クリーン運転は、室内制御回路１３のＲＯＭに記憶されている制御プログラムを実行することで行われ、例えば、所定時間の暖房運転後、少なくともマイナスイオン発生器２２が配置される位置に対向する第２の室内熱交換器４ａが蒸発器として機能し、プレートアルミフィン４ｆに水分が結露する表面結露運転を行う。
【００３７】
この表面結露運転には、室内熱交換器４全体が蒸発器として機能する冷房運転と、マイナスイオン発生器２２が配置される位置に対向する第２の室内熱交換器４ａのみが蒸発器として機能する除湿運転があるが、ここでは、除湿運転を例にとり説明する。
【００３８】
表面結露運転の実行に先行して、下記のような表面結露運転実行判定アルゴリズムにより実行の判定を行う。
【００３９】
図７に示すように、室内制御回路１３は室内温度センサＳｔ、室内湿度センサＳｈが検知した室内温度および室内湿度とから、露点温度を演算する（Ｓ１）。
露点温度が所定の温度以下かを判断する（Ｓ２）。
所定の温度以下なら（Ｙｅｓ）、制御装置１１の指令により、プレートアルミフィン４ｆの表面に結露する表面結露運転を行う（Ｓ３）。
所定の温度以下でないなら（Ｎｏ）、表面結露運転を行わない（Ｓ４）。
【００４０】
Ｓ３において、表面結露運転は、四方切換弁６を冷房運転位置に切り換え、絞り弁４ｃを絞って、除湿運転を行い、第２の室内熱交換器４ａを蒸発器として作用させる。第２の室内熱交換器４ａが蒸発器として作用することで、水分が凝縮してプレートアルミフィン４ｆに付着する。
【００４１】
図６および図８に示すように、プレートアルミフィン４ｆの表面に樹脂コーティング４ｆ１を施してあるので、プレートアルミフィン４ｆに付着する汚れ（油やヤニ）は点接触で付着しているが、冷房・除湿時のドレン水が樹脂に浸透し、汚れを滑り落とすドレン水での自己洗浄作用で、プレートアルミフィン４ｆの表面は洗浄化される。
【００４２】
また、この表面結露運転（除霜運転）において、集塵手段は第２の室内熱交換器４ａとエアフィルタ２０ａ間に配するマイナスイオン発生器２２とで構成されるので、除霜運転を行うことで、塵埃が付着しやすい第２の室内熱交換器４ａの清浄化が可能となり、また室内が冷えることがない。
【００４３】
また、プレートアルミフィン４ｆの表面は、抗菌処理を施すことで、菌、黴、ウィルス、アレルゲンの発生を抑えることが出来、メンテナンスフリーになる。
【００４４】
このような作用を有する表面が微細な凹凸面が密に形成されかつフッ素樹脂などの撥水・撥油性を備えた防汚作用のある樹脂コーティングによる防汚性の処理をプレートアルミフィンに施し、このプレートアルミフィン表面に水分を付与することで、常に清潔な状態に室内熱交換器を維持でき、暖房運転時、省エネ運転が長期に渡り可能である。
【００４５】
表面結露運転を除湿運転で行う場合には、暖房運転を行なう季節において、室内が冷えることがないので、使用者に不快感を与えることがなく、室内の快適性を保持したまま、室内熱交換器の清浄運転を行うことができる。
【００４６】
表面結露運転の実行に先行して、表面結露運転の実行の判定を行うので、乾燥して結露しにくい条件下で、表面結露運転を行わず、省エネルギー化が実現する。
【００４７】
また、表面結露運転を冷房運転で行う場合には、圧縮機を制御し、本空気調和機の冷房定格能力以下で行うのが好ましい。これにより、暖房運転を行なう季節においても、被空調室内が冷えることがないので、使用者に不快感を与えることがなく、室内の快適性を保持したまま、室内熱交換器の清浄運転を行うことができる。
【００４８】
本実施形態の空気調和機によれば、メンテナンスフリーで空気中の汚れ成分を捕集する室内熱交換器表面を清浄な状態に保つことができる空気調和機が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和機の室内機の側断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る空気調和機に用いる室内熱交換器の構成図。
【図３】本発明の一実施形態に係る空気調和機に用いる電気集塵装置の構成図。
【図４】本発明の一実施形態に係る空気調和機に用いる電気集塵装置の概念図。
【図５】本発明の一実施形態に係る空気調和機の電気制御装置の構成図。
【図６】本発明の一実施形態に係る空気調和機に用いる室内熱交換器のプレートアルミフィンの構成を示す断面図。
【図７】本発明の一実施形態に係る空気調和機に用いる室内熱交換器の表面結露運転実行判定フローチャート図。
【図８】本発明の一実施形態に係る空気調和機に用いる室内熱交換器のプレートアルミフィンの汚れ除去過程の説明図。
【符号の説明】
【００５０】
１…空気調和機、２…室内機本体、３…室内送風機、４…室内側熱交換器、４ａ…第２の熱交換器、４ｂ…第１の熱交換器、４ｃ…絞り弁、４ｆ…プレートアルミフィン、４ｆ１…樹脂コーティング、１１…制御装置、１３…室内制御回路、１４…リモコン、１５…室外制御回路、１８…筐体、１８ａ…前面吸込口、１８ｂ…上面吸込口、１８ｃ…吹出口、２０ａ…エアフィルタ、２０ｂ…エアフィルタ、２１…フィルタ清掃装置、２２…マイナスイオン発生器、２２ａ…マイナスイオン電極、２２ｂ…対向電極。
【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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【図８】
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