JPH0676859B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、空気の温度を変更するための熱源と送風機と
をケーシング内に設け、送風機の作動によってケーシン
グ内に吸い込まれる空気を吹き出す空気調和機に関し、
特にケーシングの吸込口に空気を浄化するためのフィル
タを備えたものに係る。

［従来の技術］ 空気調和機として、例えば、加熱した空気を室内へ吹き
出す温風暖房機では、室内の塵が機器を通過して吹き出
されると不快感を感じるため、塵等が機器内を通過しな
いようにするために、機器のケーシング内にフィルタが
備えられている。

また、最近では、空気調和機の運転時に、単に塵だけで
なく、たばこの煙、花粉等の微粒子、ガスを捕集してし
まう空気浄化機能を有するものがあり、そのために、吸
込口等に活性炭フィルタが備えられている。

この場合、空気調和機では一般に加熱あるいは冷却した
空気を多量に吹き出す必要があるため、活性炭フィルタ
は、空気が通過しやすいように、ハニカム形状等の空気
通路が形成されたものが用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ このように、活性炭フィルタを備えた空気調和機におい
ては、空気が活性炭フィルタを通過するときに、活性炭
フィルタの吸着力によってガス等を吸着させることによ
って取り除いているため、フィルタとしての効果に限界
があり、例えば専用の空気清浄機と比較すると、必ずし
も十分な浄化作用が得られていないという問題がある。

本発明は、通過する空気を加熱あるいは冷却する空気調
和機において、冷暖房効果を損なうことなく機器を通過
する空気量を十分に確保しつつ、通過する空気中の微粒
子を取り除く空気浄化作用を向上させることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、吸込口と吹出口とを有するケーシング内に熱
源と送風機とを設け、該送風機の作動によって前記吸込
口よリ前記ケーシング内に空気を吸い込み、前記熱源に
よって温度を変更して前記吹出口から吹き出す空気調和
機において、前記吸込口には、活性炭フィルタを配する
とともに、該多数の対向部を有する２種の電極部材間に
直流高電圧が印加される電気集塵装置と、多数の空気通
路を形成した多数の貫通穴を有する活性炭フィルタとを
配するとともに、前記電気集塵装置の集塵側の電極部材
に印加される電圧を前記活性炭フィルタに印加したこと
を技術的手段とする。

［作用］ 本発明では、空気調和機が作動すると、吸込口から空気
がケーシング内へ吸い込まれて、加熱あるいは冷却され
て吹出口から吹き出される。

空気が吸込口を通過するとき、空気中の埃等は高電圧が
印加された電気集塵装置の２種の電極部材間を通過して
帯電される。また、活性炭フィルタには、集塵側の電極
部材と同じ電圧が印加されるため、活性炭フィルタは電
気集塵装置の集塵極として作用し、空気中の埃等は、活
性炭フィルタの多数の空気通路を通過するときに、活性
炭フィルタに吸着される。

［発明の効果］ 本発明では、活性炭フィルタに、多数の空気通路を形成
した多数の貫通穴があるため、吸込口から空気を容易に
吸い込むことができ、吸い込みの際の抵抗が少ない。従
って、送風機の能力を大きくすることなく多量の空気を
吸い込み、それを吹き出すことができるため、吹き出さ
れる空気の吹き出し量を多くすることができ、あるい
は、吹出し力を強くすることができる。この結果、活性
炭フィルタ等を吸込口に設けたことによって室内空気の
温度分布を低下させることがなく、活性炭フィルタを設
けない従来の空気調和機と同等の温度分布を得ることが
容易である。

また、吸い込まれる空気中の埃等の微粒子は帯電される
ため、活性炭フィルタを通過するときに吸着されやすく
なるとともに、高電圧により発生するO₃の吸着もできる
ため、単に電気集塵装置が組み込まれた場合と比較して
浄化効果が向上する。

［実施例］ 次に本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図に示すガス温風暖房機１は、冬季等の冷寒時には
暖房装置として使用し、暖房が不要な場合には空気清浄
機として使用することができるように改良されたもの
で、複数の金属部材によって板金加工された床置き型の
本体ケース10内の下部には加熱手段としてのバーナ20が
配され、本体ケース10の表面には、室内空気が吸い込ま
れる吸込口11とバーナ20により加熱された空気を吹き出
す温風吹出口12とが、それぞれ本体ケース10の後面と前
面に設けられ、さらに本体ケース10の上部には、本体ケ
ース10の上面を覆うために樹脂によって形成され、空気
清浄機として用いる場合に空気が吹き出される上方吹出
口13を備えた覆い部材14が備えられている。

本体ケース10内には、吸込口11と温風吹出口12とを連通
するとともに、室内空気を循環させるための貫流型の対
流用ファン15のファンケーシングを形成する対流ダクト
16が設けられ、対流用ファン15の作動によって吸込口11
から空気が吸い込まれて温風吹出口12から吹き出され
る。

対流ダクト16は、上方吹出口13とも連通するために対流
用ファン15の羽根車15aの下流で分岐した上方ダクト16a
が備えられ、対流ダクト16の分岐部分には、対流用ファ
ン15による気流の進行方向を変更して、温風吹出口12と
上方吹出口13とを選択するための切替ダンパ17が設けら
れている。

切替ダンパ17には、減速機構を備えた駆動用モータ17a
が備えられ、暖房装置として用いる場合には上方吹出口
13側の上方ダクト16aを閉じ、空気清浄機として用いる
場合には、温風吹出口12側の対流ダクト16を閉じる。

バーナ20は、燃焼室21を形成する燃焼ダクト22の下端
に、セラミックス製のバーナプレート23を備えた混合箱
24を設け、さらに燃焼ダクト22内のバーナプレート23の
周囲には、バーナプレート23を取り囲むようにして保炎
壁22aが設けられ、バーナ20には、第２図にも示すとお
り、燃焼用空気を供給するための燃焼用ファン25が備え
られている。

混合箱24には、燃料ガスおよび燃焼用空気を供給される
供給口24aに、混合箱24内に供給される空気を制御する
ための略円錐形状の給気管26が備えられ、給気管26の中
央部分には、燃料ガスを噴出するノズル30が給気管26と
間隔をおいて配されている。

給気管26は、燃焼用ファン25の作動状態に応じて、バー
ナ20の燃焼状態を全一次空気燃焼どブンゼン燃焼とに自
動的に変更できるようにしたもので、これに対応して、
燃焼ダクト22の外側には、燃焼用ファン25によって供給
される燃焼用空気を燃焼室21内へ直接供給するための送
風ダクト27が設けられ、燃焼ダクト22には、保炎壁22a
に対応する外側部分に燃焼室21と送風ダクト27とを連通
する複数の給気穴22bが形成されている。

燃焼用ファン25は、遠心送風機を用いたもので、本体ケ
ース10の後面の吸込口11の下方には、給気ダクト28を介
して連通された給気口28aが設けられている。なお、給
気ダクト28には、樹脂フィルタ29と樹脂綿29aとが備え
られ、混合箱24へ供給する空気を過する。

燃焼ダクト22は、バーナ20から上方へ向かって延長さ
れ、上方端は対流用ファン15の上流部分の対流ダクト16
と接続されていて、燃焼室21は吸込口11と連通してい
る。

ノズル30の上流には、二重に設けられた電磁弁と、燃料
供給量を調節するための比例弁とを一体に構成した弁機
構31が設けられ、弁機構31の制御状態に応じた燃料ガス
が供給される。

以上の構成を有するガス温風暖房機１において、上記吸
込口11には、通過する空気中の塵、たばこの煙、花粉等
の埃を取り除くためのフィルタユニット40が備えられて
いる。

フィルタユニット40は、第３図にも示すとおり、吸込口
11内に嵌め合わせられるように、吸込口11よりやや小さ
めにされ、その下端を本体ケース10に回動自在に支持さ
れて、本体ケース10の外側へ向かって揺動できるように
設けられている。

フィルタユニット40は、第４図に示すとおり、上方が開
放されたユニットケース41内に複数のフィルタ構成部材
を配したもので、フィルタ構成部材としては、外側から
順に金網40、樹脂網43、正電極44、樹脂枠45、負電極4
6、活性炭フィルタ47があり、これらのフィルタ構成部
材はユニットケース41の内側の各嵌合溝41a、41bに嵌め
合わせられ、ユニットケース41の上端には押え蓋48が嵌
められる。

金網42は、金属枠内に比較的細かい網を張り、室内の綿
埃等の比較的大きな埃を捕集するもので、通常の使用に
おいて清掃、手入れが簡単にできるように、上端には、
ユニットケース41内から金網42を引き上げるための取り
出し部42aが外側へ向かって折り曲げられるようにして
形成されている。

また、この取り出し部42aに対応して、押え蓋48には金
網42を覆わないようにするための切欠部48aが形成され
ている。

樹脂網43は、金網42をユニットケース41から取り出した
ときに、後述する正電極44に使用者等が直接触れないよ
うにするための保護用の網で、年少者等の指が通過でき
ないような程度の目になっている。

正電極44は、フィルタユニット40を通過する塵、埃を帯
電させて、後述する負電極46および活性炭フィルタ47へ
の吸着を容易にさせるための放電電極である。

正電極44は、周囲が本体ケース10の外側方向に折り曲げ
られて皿状にされた鉄等の金属板に略矩形の複数の開口
44aを設けたもので、各開口44aには、第５図に示すとお
り、尖端を備えた突起44bが開口44aの内側へ向かって形
成されている。

一方、負電極46は、上記の正電極44に対応する集塵極の
一部として設けられたもので、アルミ製等の金属板から
なり、上部には本体ケース10の外側方向へ折り曲げられ
た上部折り曲げ部46aが、左右方向には、本体ケースの
内側方向へ折り曲げられた側折り曲げ部46b、46cが、さ
らに、正電極44の各開口44aに対応して、開口44a内を貫
通するように本体ケース10の外側へ向かって折り曲げ加
工されたルーバー部46dが設けられている。

正電極44は樹脂枠45の内側に配され、さらに上述の保護
用の金網42が樹脂枠45に嵌め合わせられることによって
正電極44は樹脂枠45内に固定される。

一方、負電極46は、樹脂枠45が嵌め合わせられる嵌合溝
41aより大きな嵌合溝41bに嵌め合わせられてユニットケ
ース41に設けられ、正電極44に対しては樹脂枠45によっ
て絶縁される。

この結果、正電極44と負電極46とは、第５図に示すとお
り、平行に配された負電極46のルーバー部46dの周りに
正電極44の開口44aが位置し、ルーバー部46dに対して正
電極44が直角方向に配され、さらにルーバー部46dの両
側には尖端を備えた突起44bがルーバー部46dと所定の間
隔を置いて配されるため、これらの各電極44、46間に直
流高電圧（約4.0k〜6.0kV）の電圧が印加されると、通
過する埃、塵等の粒子が容易に帯電される。

なおこのとき、負電極46は、図示しない爪を樹脂枠45の
図示しない嵌合穴に取り付けることによって位置決めが
行われ、正電極44の突起44bとの間に、適切な間隔が確
保される。

活性炭フィルタ47は、第４図に示すとおり、本体ケース
10の外側と内側とを連通する多数の空気通路を形成した
多数の貫通穴47aを有するハニカム構造を呈するフィル
タ部材47bの表面に、粘着剤によって多数の活性炭粒子
を粘着させたもので、フィルタ部材47b自体に導電性が
与えられている。

活性炭フィルタ47は、フィルタ部材47bが金属製のフィ
ルタ枠47cによって固定され、フィルタ枠47cの上端に
は、活性炭フィルタ47を容易に取り出すことができるよ
うに、取り出し部47dが形成されている。

活性炭フィルタ47は、負電極46が嵌め合わせられたユニ
ットケース41内において、負電極46の側折り曲げ部46
b、46cの間に嵌め合わせられる。

これによって、活性炭フィルタ47は、負電極46を介して
図示しない高電圧回路の負極と接続されることになり、
正電荷に帯電した各粒子が活性炭フィルタ47に引き付け
られるため、これらの粒子を容易に捕集することができ
る。

なお、本体ケース10には、ユニットケース41が装着され
たことを検出するために、吸込口11の上部内側に、ユニ
ット検出スイッチ49が備えられ、また、活性炭フィルタ
47がユニットケース41内に収容されているか否かを検出
するために、ユニットケース41の下端の中央部には、フ
ィルタ検出用の開口部41cがあり、この開口部41c内に
は、フィルタ検出スイッチ49aが備えられている。

以上の構成からなるこのガス温風暖房機１では、対流用
ファン15によって室内空気を循環させて、対流ダクト16
内を循環する空気をバーナ20によって加熱する暖房運転
と、バーナ20による加熱を行わないで、対流用ファン15
のみを作動させて空気清浄機として用いる浄化運転とが
あり、制御装置50によって、暖房スイッチ51あるいは浄
化スイッチ52の操作状態に応じてそれぞれの運転が制御
される。

制御装置50は、マイクロコンピュータを中心として、各
ファン15、25、切替ダンパ17の駆動用モータ17aあるい
は弁機構31の各弁をそれぞれ駆動する駆動回路、活性炭
フィルタ47による埃、たばこの煙、花粉等の粒子の吸着
性を向上させるたに高電圧を発生する高電圧発生回路等
からなり、さらに、暖房運転において希望の室内温度を
設定するための温度設定器51a、室内温度を検出するた
めの温度センサ53が備えられ、他に、バーナ20の点火の
ための点火電極54、バーナ20の着火を検出するためのサ
ーモカップル55等が備えられている。

また、浄化運転において、対流用ファン15による風量を
変更するために、対流用ファン15の回転数を設定するた
めの風量設定器52aが備えられている。

制御装置50においては、上記の暖房スイッチ51あるいは
浄化スイッチ52への操作に応じて制御を行うために、シ
ーケンス制御部57、燃焼制御部58、対流制御部59、帯電
部60の各機能部が設けられている。

シーケンス制御部57は、浄化スイッチ52あるいは暖房ス
イッチ51から操作信号が与えられたときの条件に応じ
て、あらかじめ決められた順序で各部を制御する。

特にここでは、活性炭フィルタ47に関する装着確認の判
別制御が行われ、浄化スイッチ52あるいは暖房スイッチ
51が操作されたときに、ユニット検出スイッチ49とフィ
ルタ検出スイッチ49aとがともに接点を閉じていない場
合には、一切の運転の開始を行わず、運転中に、上記各
検出スイッチ49、49aが接点を開いた場合には、運転を
停止する。

なお、対流ダクト16内および燃焼ダクト22内には、それ
ぞれ所定温度になると作動する温度スイッチが、さらに
対流ダクト16内には高温になると溶断する温度ヒューズ
が設けられ、フィルタユニット40の目詰りや、温風吹出
口12が閉塞されてしまって各ダクト内の温度が上昇した
ことが検知された場合に、暖房運転を停止する。

また、本体ケース10内には、転倒スイッチが備えられ、
本体ケース10の設置状態が適切でなく傾いている場合に
は、すべての運転を停止する。

以下、それぞれの運転状態における制御動作を説明す
る。

（１）暖房単独運転 暖房スイッチ51が操作され、暖房運転が指示されると、
上記の装着確認の判別制御を行った後、正しく装着され
ていれば燃焼制御部58を制御して、所定のシーケンスで
バーナ20の点火制御を行い、点火電極54および燃焼用フ
ァン25の作動を開始するとともに、弁機構31における各
電磁弁および比例弁を開いてバーナ20の点火動作を行
い、バーナ20を燃焼させる。

また、バーナ20の点火制御に対応して対流制御部59によ
り対流用ファン15を駆動し、室内空気の循環を行う。

このとき、切替ダンパ17によって、上方吹出口13側の上
方ダクト16aを閉じて、吸込口11と温風吹出口12とを連
通させる。

この結果、バーナ20の燃焼ガスは、対流用ファン15によ
って吹い込まれた室内空気と混合されて温風吹出口12か
ら吹き出される。

暖房運転の停止が指示されると、所定の消火制御によっ
てバーナ20の燃焼が停止され、その後、対流ダクト16内
の温度が低下すると、対流用ファン15が停止する。

なお暖房運転の場合には、対流用ファン15は、燃焼制御
部58における燃焼制御状態に対応して制御され、風量設
定器52aによる設定を受け付けない。

（２）浄化単独運転 浄化スイッチ52が操作され、浄化運転が指示されると、
上記の装着確認の判別制御を行い、異常がなければ、対
流制御部59を制御して対流用ファン15を駆動し、このと
き切替ダンパ17によって温風吹出口12側の対流ダクト16
を閉じて、吸込口11と上方吹出口13とを連通させる。

また、対流用ファン15の回転数は風量設定器52aによっ
て設定され、それに応じた風量で、上方吹出口13から空
気が吹き出される。

（３）浄化兼暖房運転 暖房スイッチ51と浄化スイッチ52とが操作され、暖房運
転と浄化運転とが指示されると浄化兼暖房運転を行う。
このとき切替ダンパ17によって上方吹出口13側の上方ダ
クト16aを閉じて吸込口11温風吹出口12とを連通させ
る。またこの場合、風量設定器52aによる設定は受け付
けない。

（４）暖房運転から浄化単独運転への変更 暖房運転が行われていて、浄化単独運転へ変更された場
合には、対流用ファン15のみを駆動したまま、バーナ20
の燃焼を停止し、切替ダンパ17を駆動して温風吹出口12
側の対流ダクト16を閉じ、上方吹出口13から室内へ空気
を吹き出す。

このとき、バーナ20の燃焼が停止されても、バーナ20の
温度は直ぐに下がらないため、そのまま上方吹出口13か
ら空気を吹き出すと、上方吹出口13を形成する覆い部材
14が熱によって変形あるいは損傷する虞があるため、こ
こでは、吹き出される空気の温度が樹脂製の覆い部材14
に影響を与えない程度に下がるまでの所定時間が経過す
るまで、切替ダンパ17によるダクトの切替を遅らせて、
覆い部材14を保護している。

（５）浄化運転から暖房単独運転への変更 この場合には、浄化運転を停止して、上記のとおり、暖
房運転を開始する。

以上の各運転において、対流用ファン15の作動によって
室内空気が吸込口11を通過するとき、フィルタユニット
40の各電極44、46間に印加された高電圧によって、たば
この煙、花粉等の粒子や埃が帯電されて正電荷を帯び、
負電極46に接続された活性炭フィルタ47によって吸着さ
れて埃等が取り除かれる。

以上のとおり、本実施例では、吸込口11に金網42、樹脂
網43、正電極44、負電極46、活性炭フィルタ47が順に設
けられているためフィルタ効果がよく、また金網42を清
掃する場合にも、各電極が樹脂網43によって覆われるた
め、安全である。

また、バーナによる加熱を行わない浄化単独運転の場合
には、空気が上方吹出口から吹き出されるため、空気が
人に直接当たることが少なくなり、冷風感を感じさせる
ことがない。従って、浄化運転を感じさせることがな
く、快適に過ごすことができる。

上記の実施例では、熱源としてガスバーナを示したが、
バーナの燃料が石油でもよく、また熱交換器を備えたFF
式暖房機でもよい。熱源はバーナ以外に電熱によるもの
でもよく、また、熱源としては加熱のみでなく冷房を行
うための冷却源でもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すガス温風暖房機の側面断
面図、第２図はガス温風暖房機の破断正面図、第３図は
本実施例のフィルタユニットの構造を示す断面図、第４
図はフィルタユニットの拡散分解図、第５図は正電極と
負電極との関係を示すフィルタユニットの正面断面図、
第６図は本実施例の制御装置の説明のための機能ブロッ
ク図である。 図中、１……ガス温風暖房機（空気調和機）、10……本
体ケース（ケーシング）、11……吸込口、12……温風吹
出口（吹出口）、13……上方吹出口（吹出口）、15……
対流用ファン（送風機）、20……バーナ（熱源）、44…
…正電極（電極部材）、46……負電極（集塵側の電極部
材）、47……活性炭フィルタ、47a……貫通穴、60……
帯電部（電気集塵装置）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸込口と吹出口とを有するケーシング内に
   熱源と送風機とを設け、該送風機の作動によって前記吸
   込口よリ前記ケーシング内に空気を吸い込み、前記熱源
   によって温度を変更して前記吹出口から吹き出す空気調
   和機において、 前記吸込口には、多数の対向部を有する２種の電極部材
   間に直流高電圧が印加される電気集塵装置と、多数の空
   気通路を形成した多数の貫通穴を有する活性炭フィルタ
   とを配するとともに、前記電気集塵装置の集塵側の電極
   部材に印加される電圧を前記活性炭フィルタに印加した
   ことを特徴とする空気調和機。