JP7252867B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機に関する。

空気調和機は、例えば、加湿機能を備えた空気清浄機等がある。例えば、特許文献１には、空気清浄用フィルタを通過した空気を加湿手段で加湿して吹出口から放出する加湿空気流路と、空気清浄用フィルタを通過した空気を吹出口から放出する清浄空気流路とを備える空気清浄機が開示されている。

特開２００８－３９３２９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された空気清浄機では、高い加湿能力を得ようとする場合に、ファンの能力を上げると、加湿空気流路を通過する風量が増加する一方で、加湿手段を通過するための圧力が高いため清浄空気流路を通過する風量も増加しまい十分な加湿量を得られない可能性があった。また、常に２つの流路が開通することにより、空気清浄のみを行っても、加湿空気流路の間にある加湿手段に通気されるため、早く加湿手段が汚れてしまう問題もあった。本発明の一形態は、加湿機能や清浄機能時の風量を調整することができる空気調和機を提供することを目的とする。

（１）本発明の一形態の空気調和機は、空気を吸込口から取り込み、吹出口から送出する送風機と、空気を浄化するフィルタと、前記フィルタで浄化した空気が取り込まれる第１の室および第２の室と、前記第２の室に設けられ、前記第２の室に取り込まれる空気を加湿する加湿フィルタと、前記第１の室と前記第２の室とを連通する開口部を開閉し、前記第１の室から前記第２の室へ取り込まれる空気の風量を調節する仕切部と、を備え、前記第１の室から前記第２の室に取り込まれた空気又は／及び前記第２の室に取り込まれた空気が前記吹出口から送出される。

（２）本発明の一形態の空気調和機は、前記開口部が前記第１の室と前記第２の室との間において、前記第２の室における前記加湿フィルタよりも前記吹出口側を連通する。

（３）本発明の一形態の空気調和機は、前記第１の室は、前記第２の室の上方に設けられている。

（４）本発明の一形態の空気調和機は、前記送風機が前記第２の室よりも前記吹出口側に設けられる。

（５）本発明の一形態の空気調和機は、空気を加湿する加湿運転の場合には、前記仕切部を駆動することにより前記開口部を閉じる一方で、非加湿運転の場合には、前記仕切部を駆動することにより前記開口部を開く。

（６）本発明の一形態の空気調和機は、前記加湿運転の場合には、前記加湿フィルタが水を吸い上げる構成とする一方、前記非加湿運転の場合には、前記加湿フィルタが水を吸い上げない構成とする。

本開示の実施形態１に係る空気調和機の内部構成を示す側面断面図である。 空気調和機の仕切板を閉じた状態を示す簡略化した側面断面図である。 空気調和機の仕切板を開いた状態を示す簡略化した側面断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１の実施形態）
本開示の実施形態１の空気調和機の具体的構成の一例について説明する。本開示の実施形態１の空気調和機は、例えば室内の空気を本体内に吸込み加湿し、加湿した空気を吹出す加湿機能と、室内の空気を装置内に吸込み清浄化し、清浄化した空気を吹出す空気清浄機能を備えている。図１は本開示の実施形態１に係る空気調和機の内部構成を示す側面断面図である。図２は空気調和機の仕切板を閉じた状態を示す簡略化した側面断面図である。図３は空気調和機の仕切板を開いた状態を示す簡略化した側面断面図である。

図１に示すように、空気調和機１は、本体２の前面上部に吹出口３を有し、本体２の上面にスイッチ・ボタン等を含む操作部（図示しない）を有し、後述する仕切部の駆動制御、その他空気調和機の各種運転（加湿運転、空気清浄運転、自動運転など）を制御する制御部（図示しない）を有する。本体２の背面には、略凹状のフィルタ収納部１１が形成される。フィルタ収納部１１のフィルタ開口部１１ａには、背面パネル５が着脱可能に取り付けられる。背面パネル５には、吸込口４を有する。吸込口４は、例えば格子状の仕切板で形成される開口からなる。

図２に示すように、空気調和機１は、空気を吸込口４から取り込み、吹出口３から送出する送風機２１と、空気を浄化するフィルタ１２と、フィルタ１２で浄化した空気が取り込まれる第１の室１６および第２の室１７と、第２の室１７に設けられ、第２の室１７に取り込まれる空気を加湿する加湿フィルタ３２と、第１の室１６と第２の室１７とを連通する開口部１５－１を開閉し、第１の室１６から第２の室１７へ取り込まれる空気の風量を調節する仕切部１８と、を備え、第１の室１６から第２の室１７に取り込まれた空気又は／及び（第１の室１６を介さず、吸込口４から）第２の室１７に取り込まれた空気が吹出口３から送出される。

フィルタ収納部１１には、背面パネル５側から順に、プレフィルタ、脱臭フィルタ、集塵フィルタ等のフィルタ１２を重ね合わして収納する。

プレフィルタは、空気中の塵埃（粗塵）を捕集する。プレフィルタは、例えばポリプロピレン等のシート状のメッシュにより形成される。

脱臭フィルタは、空気中の臭気成分を吸着して空気を脱臭する。

集塵フィルタは、空気中の塵埃、具体的には、微細な塵埃や所定粒径（例えば、３μｍ）よりも小さい粒径のＰＭ２．５等の微小粒子を捕集する。集塵フィルタは、例えばＨＥＰＡフィルタからなり、濾材（図示しない）を覆うように枠材（図示しない）がホットメルトにより溶着される。

本体２は、フィルタ収納部１１の奥側を第１の隔壁１３と第２の隔壁１４とで仕切り、さらに、第１の隔壁１３と第２の隔壁１４の間の空間を上下に区画して、上段側の第１の室１６と下段側の第２の室１７を設けている。かかる第１の室１６が第２の室１７の上方に設けられるので、狭い本体２内のスペースを有効に利用することが可能となる。

第１の隔壁１３には、第１の室１６に連通する第１の連通孔１３－１および第２の室１７に連通する第２の連通孔１３－２がそれぞれ形成される。また、第２の連通孔１３－２は、後述する加湿フィルタ３２の略円形状の面に対向しており、第１の隔壁１３の下部に形成される。

第１の室１６と第２の室１７との間には、区画する区画壁１５を設けている。区画壁１５には、第１の室１６と第２の室１７とを連通する開口部１５－１が形成される。さらに、開口部１５－１は、開閉自在の略板状の仕切部１８で覆われている。具体的には開口部１５－１は、第１の室１６と第２の室１７との間において、第２の室１７内の加湿フィルタ３２よりも吹出口３側を連通する。かかる構成とすることで、第１の室１６から第２の室１７へ空気を送気することができると共に、この空気が第２の室内の加湿フィルタを通過することなく、第２の室１７内を経て、吹出口３に吹き出される。なお、開口部１５－１は、複数設けてもよい。

仕切部１８は、両端部を区画壁１５に軸支され、駆動モータ（図示しない）により略扇状に多段階に角度を変えるように駆動制御される。このように仕切部１８は、制御部による駆動制御により区画壁１５の開口部１５－１を開口し、または閉じることができる。仕切部１８の角度θは、例えば０°～９０°の範囲とすることができる。なお、仕切部の構成は、スライド方式或いはシャッタ式で構成してもよい。

具体的には、図２に示すように、仕切部１８の角度θを０°とした場合には開口部１５－１が仕切部１８で閉じられるため、第１の室１６から第２の室１７への空気の流入量は無くなる。仕切部１８の角度θを１５°とした場合には、開口部１５－１が開口するため、第１の室１６から第２の室１７への空気の流入量は少量となる。図３に示すように、仕切部１８の角度θを９０°とした場合には開口部１５－１が開口するため、第１の室１６から第２の室１７への空気の流入量は最大量となる。

図２及び図３に示すように、開口部１５－１は、第２の隔壁１４側に近接する区画壁１５に形成される。開口部１５－１の直下には、第２の室１７の後半部１７－２を臨むと共に、第２の室１７の前半部１７－１に位置する加湿フィルタ３２の後半部のフィルタ裏面３２－３を臨むことができる。開口部１５－１の開口位置は、区画壁１５の奥行方向において、加湿フィルタ３２の後半部のフィルタ裏面３２－３を臨むことができように区画壁１５に設けられる。

本体２の第２の室１７の奥側には、送風機２１を配置する送風機収納部２０が形成される。すなわち、送風機２１が第２の室よりも吹出口３側に設けられる。かかる構成によれば、第２の室１７に集められた加湿された空気及び／又は浄化された空気を短い距離で吹出口３まで送気することができる。第２の隔壁１４の下部には、第２の室１７と送風機収納部２０とを連通するための第３の連通孔１４－１が形成される。送風機収納部２０は、上方の吹出口３へ連通する風路２２に接続している。

送風機２１は、送風機モータにより駆動されるシロッコファン等の遠心ファンにより形成され、軸方向に空気を吸込んで周方向に空気を送り出す。送風機２１は、ファンの回転中心が第２の室１７に向くように配置されている。なお、送風機２１の出力（回転数）を大きくすることにより風量を大きくできる一方で、送風機２１の出力を小さくすることにより風量を小さくできる。

イオン発生装置２３は、高圧電圧の印加によりイオンを発生する。イオン発生装置２３は、本体２内の風路２２の終端部に設けることで、イオン発生装置２３により生成されるイオン、送風機２１の気流にのって、吹出口３からそれぞれ外部に吹き出される。なお、上記イオン発生部に限定されるものではなく、例えば電子、オゾン、ラジカル、活性種など、放電生成物を、放電により気体から生成する任意の放電部に適用することができる。

本体２の吹出口３の近傍には、表示部（図示しない）が設けられる。表示部は、例えば、空気中の汚れ度、温度、湿度等を表示するものである。また、空気中の汚れ度、温度、湿度等を検知する各種センサが設けられており、制御部（図示しない）は各種センサの検知信号に基づいて各種運転時の制御を行う。例えば、加湿運転や自動運転において制御部は湿度センサからの検知信号に基づいて適湿か否かを判断して加湿部３０や送風機２１等を制御する。

第２の室１７には、フィルタ１２で浄化した空気を加湿するための加湿部３０を設けている。加湿部３０は、送風機２１からの吸引力により、通過する空気を加湿するためのものである。加湿部３０は、水を溜めるトレイ３１と、トレイ３１内の水に下部を浸漬して配置される略円盤状の加湿フィルタ３２と、加湿フィルタ３２の周囲の一部を覆うカバー体３３とを備えている。

加湿部３０では、回転する加湿フィルタ３２がトレイ内の水に浸漬されて、加湿フィルタ３２に第１の隔壁１３の第２の連通孔１３－２を通過した空気が吹き付けられることで、加湿フィルタ３２に含まれた水が気化させて空気を加湿している。また、加湿フィルタ３２の下方の一部分には、トレイ３１内の水に接しない切り欠き部（図示しない）が設けられている。後述する非加湿運転時には、加湿部３０の加湿フィルタ３２の回転を停止する。かかる加湿フィルタ３２の切り欠き部を下方のトレイ３１内に位置することにより、加湿フィルタ３２がトレイ３１内の水を吸い上げなくなり、非加湿状態となる。

トレイ３１は、上面が開放した略箱型の水受け部３１－１と、貯水タンク（図示しない）を載置する載置部（図示しない）を有している。トレイ３１は、本体２の側部に形成された側部開口（図示しない）から出し入れ自在な構造としている。

載置部には、貯水タンク側の止水弁を開放する突起(図示しない)が形成され、貯水タンクを装着することでトレイ内に水を導く構造となっている。

加湿フィルタ３２は、吸水性のある所定厚みの不織布を蛇腹状に折り曲げて形成している。この加湿フィルタ３２は、枠体３２－１に保持されてトレイ３１の水受け部３１－１に着脱自在に収納される。

なお、加湿フィルタ３２は、例えば揚水用水車のように、水受け部３１－１に貯められた水を枠体３２－１に設ける複数のバケツで巻き上げて、同フィルタ面に掛ける構造であってもよく、その他、水受け部３１－１の水をポンプで汲み上げて上方から加湿フィルタ３２に強制的に吹き付ける方式であってもよい。

カバー体（図示しない）は、水受け部３１－１と載置部との間に立設しており、カバー体は、加湿フィルタ３２の表面３２－２の周縁の左半部を覆う構成としている。このように加湿フィルタ３２の周縁は、カバー体と第１の隔壁１３の下半部に設けた湾曲部（図示しない）で覆われるため、加湿運転時には加湿フィルタ３２のフィルタ面の表面３２－２から空気が通気することができる。

かかる構成とすることで、加湿フィルタ３２を通過する空気を増やすことができる一方で、加湿フィルタ３２の正面側の周縁から漏れる加湿されていない空気が第２の室１７の後半部１７－２に流れ込みを減少できる。

本体２の内部には、背面パネル５の吸込口４から空気が流通し、上記第１の室１６又は第２の室１７や送風機収納部２０を経由して、吹出口３に向けて、フィルタ１２により浄化された空気及び／又は加湿された空気が送気される送風路が設けられる。

具体的には、送風路は、図３に示すように、第１の風路と第２の風路の２つの風路が本体２に形成されている。以下、第１の風路に送気する空気を符号Ｗ１とし、第２の風路に送気する空気を符号Ｗ２と示す。第１の風路は、第１の室１６の仕切部１８を開くことで、外部の空気が背面パネル５の吸込口４から吸い込まれて、フィルタ１２、第１の隔壁１３の第１の連通孔１３－１を通過して、第１の室１６に導かれ、区画壁１５の開口部１５－１から、第２の室１７の後半部１７－２を通過して、さらに第２の隔壁１４の第３の連通孔１４－１を通過して、送風機収納部２０内の送風機２１に流れるまでの送風路である。

第２の風路は、空気が背面パネル５の吸込口４から吸い込まれて、フィルタ１２、第１の隔壁１３の第２の連通孔１３－２を通過して、第２の室１７の前半部１７－１から、加湿フィルタ３２を通過して、第２の室１７の後半部を通過して、第２の隔壁１４の第３の連通孔１４－１を通過して、送風機収納部２０内の送風機２１に流れるまでの送風路である。上記第１の風路と第２の風路を通過する各空気Ｗ１，Ｗ２は、第２の室１７を通過して、吹出口３から吹き出される。

空気調和機の空気清浄運転時と加湿運転時における仕切部の動作および第１の風路および第２の風路を流れる空気について説明する。

図３に示すように、空気調和機の非加湿運転の空気清浄運転時には、加湿フィルタ３２を通過する空気量を減らすために、第１の室１６の仕切部１８を駆動して、区画壁１５の開口部１５－１を開くことにより、第２の風路の他に第１の風路が形成される。

第1の風路を通る空気Ｗ１は、仕切部１８を開くことで開口部１５－１が開口することにより、第１の室１６から第２の室１７内の加湿フィルタ３２の後半部の裏面３２－３側に案内される。さらに加湿フィルタ３２を通過する第２の風路の空気Ｗ２と合流して、本体２の奥の送風機収納部２０に流入して、風路２２を経由して吹出口３から吹き出される。具体的には、第１の室１６から第２の室１７の後半部１７－２に流入する空気が加湿フィルタ３２を通過しないため、第２の室１７の前半部１７－１に位置する加湿フィルタ３２を清潔に保つことができる。なお、非加湿運転時には、加湿部３０の加湿フィルタ３２の回転を停止して、加湿フィルタ３２の切り欠き部（図示しない）を下方のトレイ３１内に位置している。加湿フィルタ３２の切り欠き部は、トレイ３１内の水を吸えないため、加湿フィルタ３２が非加湿状態となる。かかる乾燥した加湿フィルタ３２には、外部の空気の一部が加湿フィルタ３２の表面３２－２から通気して、非加湿状態の空気が第２の室１７の後半部１７－２に送出されている。

かかる構成によれば、加湿フィルタ３２を通気するには圧力が高くなるため、外部の空気の大半が第１の風路を通過することができる。また、外部の空気の一部が第２の風路を通過するものの少ない風量となるため、加湿フィルタ３２を長期にわたり清潔に保つことができる。

図２に示すように、空気調和機の加湿運転時には、第１の室１６の仕切部１８を駆動して、区画壁１５の開口部１５－１を閉じることにより、本体２に第２の風路のみが形成される。さらに、加湿部３０の加湿フィルタ３２が回転すると、加湿フィルタ３２の切り欠き部を除く部分がトレイ３１内の水を吸い上げるため、この加湿フィルタ３２の表面側から外部の空気が通過することにより加湿される。

具体的には第２の風路を通る空気Ｗ２は、第２の室１７内の加湿フィルタ３２を通過することで加湿されて、第２の室１７の後半部１７－２に流入して、第２の隔壁１４の下部の第３の連通孔１４－１を通過して、送風機収納部２０に流入して、風路２２を経由して吹出口３から吹き出される。

かかる構成によれば、仕切部１を駆動制御して開口部１５－１を閉じることで、外部の空気が第２の室１７に形成される第２の風路のみを通過することができる。具体的には、フィルタ１２を通過した空気は、全て第２の室１７に流入して、加湿フィルタ３２を通過して、全て加湿された空気として、第２の室１７の後半部１７－２に送られて、さらに、送風機収納部２０に流入して、風路２２を経由して吹出口３から吹き出される。フィルタ１２を通過した全ての空気が加湿されるため十分な加湿量を得ることができる。

上記開口部１５－１は、加湿フィルタ３２よりも吹出口３側に位置し、かつ、第１の室１６からの空気が第２の室１７に取り込まれるように、第１の室１６と第２の室１７を区画する区画壁１５に設けられるので、加湿運転から空気清浄運転に切り替えた際に、第１の風路を通過する空気Ｗ１と第２の風路を通過する空気Ｗ２とが第２の室１７の後半部１７－２で合流して、第２の室１７内をすばやく乾燥することができる。

また、加湿フィルタ３２の裏側に近接して、区画壁１５の開口部１５－１を設けているため、第１の風路を通過する空気Ｗ１は、第１の室１６の開口部１５－１から下方にある第２の室１７の加湿フィルタ３２の裏面３２－３に向かって下降気流として流入して、第２の室１７の後半部１７－２から第２の隔壁１４の第３の連通孔１４－１を通過して、さらに送風機収納部２０に流入して風路２２を経由して本体２の吹出口３から吹き出される。

仕切部１８を駆動制御して上記開口部１５－１を閉じることで、第１の室１６から第２の室１７に形成される第１の風路を簡単に閉鎖することができる。また、開口部１５－１は仕切部１８で密閉可能な構成とすることで、不用意に第１の風路が形成されないため、開口部１５－１を通過する空気の流入音を防ぐことができる。なお、加湿運転時には、開口部を閉じるようにしたが、風量を得るために、仕切部を動かして、第１の室から第２の室に取り込まれる空気の量を調整してもよい。

また、加湿フィルタを通過しない第１の風路を設けることにより、送風機の出力が一定な場合であっても空気清浄運転時の風量を増やすことができる。

また、空気清浄運転時において制御部は、仕切部１８が開口部１５－１を開放するように駆動モータを駆動制御し、加湿運転時において制御部は、仕切部１８が開口部１５－１を閉鎖するように駆動モータを駆動制御することにより、空気清浄運転時または加湿運転時の仕切部の切り替えを簡単に行うことができる。

なお、上述した加湿運転において、仕切部を駆動制御して開口部を閉じるようにしたが、加湿運転時においても風量を得るために、仕切部を駆動して開口部を開くようにしてもよい。かかる構成とすることで、送風機の出力が一定であっても風量を増やすことができる。

なお、空気調和機は、第１の室から第２の室に取り込まれた空気のみが吹出口から送出されるようにしてもよい。すなわち、第２の室の前半部の加湿部に流入する空気を止めるためのシャッタ機構を備えて、シャッタ機構は、第１の隔壁と加湿フィルタとの間に設けて、シャッタ機構の開閉制御により加湿部へ空気を流入させたり、または空気の流入を停止することができる。

上述した空気浄化運転や加湿運転の他に、自動運転を選択した場合において、室内が適湿を満たさないときは加湿運転となる。加湿運転時には、仕切部を駆動制御して開口部を閉じ、加湿部の加湿フィルタを回転し、加湿フィルタがトレイの水を吸い上げて、加湿フィルタを外部の空気が通気するようにしている。また、加湿運転時には、風量を得るために、開口部を一部開くようにしてもよい。さらに、室内が適湿を満たすときは空気清浄運転（非加湿運転）となる。非加湿運転時には、仕切部を駆動制御して開口部を開き、加湿部の加湿フィルタの回転を停止し、加湿フィルタの切り欠き部が下方に位置して、トレイの水を吸い上げないようにしている。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 空気調和機
２ 本体
３ 吹出口
４ 吸込口
５ 背面パネル
１１ フィルタ収納部
１１ａ フィルタ開口部
１２ フィルタ
１３ 第１の隔壁
１３－１ 第１の連通孔
１３－２ 第２の連通孔
１４ 第２の隔壁
１４－１ 第３の連通孔
１５ 区画壁
１５－１ 開口部
１６ 第１の室
１７ 第２の室
１８ 仕切部
２０ 送風機収納部
２１ 送風機
２２ 風路
２３ イオン発生装置
３０ 加湿部
３１ トレイ
３１－１ 水受け部
３２ 加湿フィルタ
３２－１ 枠体

Claims (12)

1. 空気を吸込口から取り込み、吹出口から送出する送風機と、
   空気を浄化するフィルタと、
   前記フィルタで浄化した空気が送気される、第１の風路および第２の風路と、
   前記第２の風路上に設けられ、前記第２の風路を通過する空気を加湿する加湿フィルタと、
   前記第１の風路上に設けられ、前記第１の風路から前記第２の風路に向かう空気を調節する仕切部と、
   前記第１の風路から前記第２の風路に向かう空気を通過させる開口部と、
   を備え、
   前記仕切部は、前記開口部を開閉可能に設けられ、回転軸を中心に回転することにより前記開口部を開閉させ、
   前記回転軸は、前記開口部に対して、前記フィルタとは反対側に位置し、
   前記仕切部は、前記開口部を閉じた状態から開いた状態にする場合に、前記回転軸とは反対の端部が、前記開口部における前記第１の風路の上流方向に変位し、
   前記開口部は、前記第２の風路上において、前記加湿フィルタよりも前記吹出口側で前記第１の風路から前記第２の風路に向かう空気を通過させる位置に配置される、
   空気調和機。
2. 前記仕切部は、前記開口部を開いた場合に前記第１の風路を形成させ、前記開口部を閉じた場合に前記第１の風路を閉鎖させる、請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記仕切部は、前記回転軸を中心とした前記開口部に対する開口角度を多段階に調整可能である、請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 前記開口部が前記仕切部により閉じられた状態において、空気を加湿する加湿運転が行われる、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和機。
5. 前記加湿運転の場合に、前記加湿フィルタが水を吸い上げる構成とする、請求項４に記載の空気調和機。
6. 空気の加湿量を増加させる運転を行う場合に、前記仕切部により前記開口部を閉じる、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和機。
7. 前記開口部を通過する前の前記第１の風路は、前記第２の風路の上方に設けられている、請求項１から６のいずれか１項に記載の空気調和機。
8. 前記送風機は、前記開口部よりも前記吹出口側に設けられる、請求項１から７のいずれか１項に記載の空気調和機。
9. 前記開口部を通過する前の前記第１の風路と、前記第２の風路と、を区画する区画壁をさらに備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の空気調和機。
10. 前記第１の風路を流れる空気は、第１の室及び第２の室を流れ、
    前記第２の風路を流れる空気は、前記第２の室を流れる、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の空気調和機。
11. 前記加湿フィルタは、回転式加湿フィルタである、請求項１から１０のいずれか１項に記載の空気調和機。
12. 前記送風機は、前記加湿フィルタに対して、前記フィルタとは反対側において、前記加湿フィルタに対向するように配置されている、請求項１から１１のいずれか１項に記載の空気調和機。
    

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