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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-27
(45)【発行日】2024-03-06
(54)【発明の名称】空気調和器
(51)【国際特許分類】
F24F 1/0284 20190101AFI20240228BHJP
F24F 1/0029 20190101ALI20240228BHJP
F24F 11/65 20180101ALI20240228BHJP
F24F 140/00 20180101ALN20240228BHJP
【ＦＩ】
F24F1/0284 311
F24F1/0029
F24F11/65
F24F140:00
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2022159777
(22)【出願日】2022-10-03
【審査請求日】2022-12-02
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】500032637
【氏名又は名称】株式会社オークローンマーケティング
(74)【代理人】
【識別番号】100095577
【弁理士】
【氏名又は名称】小西 富雅
(74)【代理人】
【識別番号】100100424
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 知公
(72)【発明者】
【氏名】石川 友義
【審査官】石田 佳久
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－２２９８４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第２００３－０００４５０４（ＫＲ，Ａ）
【文献】実開昭５４－１２１６５７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００４－１０１１５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭４８－００５２９８（ＪＰ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２４Ｆ １／０２８４
Ｆ２４Ｆ １／００２９
Ｆ２４Ｆ １１／００－１１／８９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
１つのケーシング内に、１つのファン、空気冷却部及び空気加熱部を備え、前記ファンの送風方向において、前記ファンを挟むように前記空気冷却部と前記空気加熱部とが配置され、
冷房モードにおいて前記ファンを正転させ、暖房モードにおいて前記ファンを逆転させる空気調和器であって、
前記ファンはプロペラからなり、前記空気冷却部と前記空気加熱部とは前記プロペラの回転軸の仮想延長線上に配置され、
前記プロペラの回転軸は水平方向であり、前記プロペラが正転するときの送風量はこれが逆転するときの送風量より大きい、空気調和器。
【請求項2】
前記空気加熱部を前記プロペラへ投影したときの影は、前記プロペラの外周で形成される円内に収まる、請求項１に記載の空気調和器。
【請求項3】
前記ケーシングにおいて前記空気加熱部の周囲を覆う部分に空気通り溝が形成されている、請求項２に記載の空気調和器。
【請求項4】
前記ファンは、その正転時と逆転時とにおいて、同じ回転数である、請求項１に記載の空気調和器。
【請求項5】
１つのケーシング内に、１つのファン、空気冷却部及び空気加熱部を備え、前記ファンの送風方向において、前記ファンを挟むように前記空気冷却部と前記空気加熱部とが配置される空気調和器の運転方法であって、
前記ファンを正転させて前記空気冷却部へ送風し、前記ファンを逆転させて前記空気加熱部へ送風する、運転方法であって、
前記ファンを逆転したときの該ファンから前記空気加熱部へ供給される風の一部が前記空気加熱部を回避する運転方法。
【請求項6】
前記ファンを正転させたときの風量が前記ファンを逆転させたときの風量より大きい、請求項５に記載の運転方法。
【請求項7】
前記ファンとしてプロペラを採用し、その正転時と逆転時とにおいて、同じ回転数とする、請求項６に記載の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は空気調和器、特に、卓上に設置可能な小型であって、空気の冷却及び加熱を可能とする空気調和器の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
卓上に設置可能な小型な空気調和器が例えば特許文献１に提案されている。
この空気調和器では、１つのケーシング内に、ファン、空気冷却部及び空気加熱部が収納されている。この空気調和器では、ファンの送風方向に、当該ファン側から順に空気加熱部と空気冷却部とが配置されている。室温に応じて、空気加熱部若しくは空気冷却部の一方を選択し動作させ、そこにファンの空気を通過させることで、冷風若しくは暖風を送出する。
その他、この発明に関連する先行文献として、特許文献２及び特許文献３を参照されたい。
この空気調和器では、１つのケーシング内に、ファン、空気冷却部及び空気加熱部が収納されている。この空気調和器では、ファンの送風方向に、当該ファン側から順に空気加熱部と空気冷却部とが配置されている。室温に応じて、空気加熱部若しくは空気冷却部の一方を選択し動作させ、そこにファンの空気を通過させることで、冷風若しくは暖風を送出する。
その他、この発明に関連する先行文献として、特許文献２及び特許文献３を参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】実開昭５８－１１９１１３号公報
【文献】特開２００７－１２７３７４号公報
【文献】特開平４－２２５７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
空気調和器における空気加熱部は電熱ヒータを備える。この電熱ヒータにファンからの空気を接触させてこれを加熱する。他方、空気冷却部は水を含んだフィルタへ空気を通過させるときの気化熱を利用して空気を冷却する。
空気加熱部及び空気冷却部において、空気を通す断面積が同じの場合、空気加熱部において効率よく空気を加熱するときに要する送風量に比べて、空気冷却部において効率よく空気を冷却するときに要する送風量が大きい。
ここに、ファンの送風先に空気加熱部と空気冷却部とを順に配置する特許文献１に開示の空気調和器では、大きな送風量が必量な空気冷却時に、ファンからの空気は一旦、休止状態の空気加熱部を通過するので、これが空気流れの抵抗となる。よって、ファンにかかる負荷が大きくなる。
空気加熱部及び空気冷却部において、空気を通す断面積が同じの場合、空気加熱部において効率よく空気を加熱するときに要する送風量に比べて、空気冷却部において効率よく空気を冷却するときに要する送風量が大きい。
ここに、ファンの送風先に空気加熱部と空気冷却部とを順に配置する特許文献１に開示の空気調和器では、大きな送風量が必量な空気冷却時に、ファンからの空気は一旦、休止状態の空気加熱部を通過するので、これが空気流れの抵抗となる。よって、ファンにかかる負荷が大きくなる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その第１局面は次のように規定される。即ち、
１つのケーシング内に、１つのファン、空気冷却部及び空気加熱部を備え、
ファンの送風方向において、前記ファンを挟むように前記空気冷却部と前記空気加熱部とが配置され、
冷房モードにおいて前記ファンを正転させ、暖房モードにおいて前記ファンを逆転させる空気調和器。
１つのケーシング内に、１つのファン、空気冷却部及び空気加熱部を備え、
ファンの送風方向において、前記ファンを挟むように前記空気冷却部と前記空気加熱部とが配置され、
冷房モードにおいて前記ファンを正転させ、暖房モードにおいて前記ファンを逆転させる空気調和器。
【0006】
このように規定される第１局面の空気調和器によれば、空気冷却部と空気加熱部との間にファンを配置し、ファンを正転させることで空気を空気冷却部へ供給する。他方、空気加熱部にはファンを逆転することで空気が供給される。空気冷却部へ送風する際、ファンと空気冷却部とは直接接続されて、その間に、空気流の抵抗となるものが無くなる。よって、ファンに大きな負荷がかからなくなる。
ここに、ファンとしてはモータの回転軸に連結されたプロペラ式のものを用いることができる。
ここに、ファンとしてはモータの回転軸に連結されたプロペラ式のものを用いることができる。
【0007】
この発明の第２局面は次のように規定される。即ち、
第１局面の空気調和器において、前記ファンはプロペラからなり、該プロペラの回転軸は水平方向であり、前記空気冷却部と前記空気加熱部とは前記回転軸の仮想延長線上に配置され、該プロペラが正転するときの送風量はこれが逆転するときの送風量より大きい。
このように規定される第２局面の空気調和器によれば、ファンとしてプロペラを採用することにより、装置を軽量化できる。
ここに、プロペラはこれを正転させたときに回転軸の前方へ送風するように設計されているが、これを逆転させたときにも、回転軸の逆方向に比較的小さな送風が生じる。
第１局面の空気調和器において、前記ファンはプロペラからなり、該プロペラの回転軸は水平方向であり、前記空気冷却部と前記空気加熱部とは前記回転軸の仮想延長線上に配置され、該プロペラが正転するときの送風量はこれが逆転するときの送風量より大きい。
このように規定される第２局面の空気調和器によれば、ファンとしてプロペラを採用することにより、装置を軽量化できる。
ここに、プロペラはこれを正転させたときに回転軸の前方へ送風するように設計されているが、これを逆転させたときにも、回転軸の逆方向に比較的小さな送風が生じる。
【0008】
従って、比較的大きな送風量が求められる空気冷却部に対してはプロペラを正転させて送風し、比較的小さな送風量が求められる空気加熱部に対してはプロペラを逆転させて送風する。これにより、単にファンの回転方向を変えるだけで、即ち、簡易な制御方法で、空気冷却部と空気加熱部とへそれぞれ好適な送風量を供給できる。
なお、プロペラの角度を調整することにより、また、プロペラの回転数を制御することで、前方（空気冷却部の方向）及び逆方向（空気加熱部の方向）への送風量を調整することができる。
なお、プロペラの角度を調整することにより、また、プロペラの回転数を制御することで、前方（空気冷却部の方向）及び逆方向（空気加熱部の方向）への送風量を調整することができる。
【0009】
この発明の第３局面は次のように規定される。即ち、
第２局面の空気調和器において、前記空気加熱部を前記プロペラへ投影したときの影は、前記プロペラの外周で形成される円内に収まる。
このように規定される第３局面の空気調和器によれば、プロペラの外周からの風を空気加熱部の外周の外側へ供給できる。よって、プロペラからの風の一部が空気加熱部を通過せずに送出される。
第２局面の空気調和器において、前記空気加熱部を前記プロペラへ投影したときの影は、前記プロペラの外周で形成される円内に収まる。
このように規定される第３局面の空気調和器によれば、プロペラの外周からの風を空気加熱部の外周の外側へ供給できる。よって、プロペラからの風の一部が空気加熱部を通過せずに送出される。
【0010】
本発明者らの検討によれば、逆転させて得られるプロペラからの風の全部を空気加熱部へ通過させることに比べ、その一部を空気加熱部から回避させて、その後、空気加熱部で加熱された風と合流させたとき、利用者にとって心地のよいものとなる。
空気加熱部を通過して加熱された風と空気加熱部を回避させた風とを効率よく合流させるには、空気加熱部を覆うケーシングにおいて、空気加熱部の周囲に空気通り溝を形成することが好ましい（第４局面）
空気加熱部を通過して加熱された風と空気加熱部を回避させた風とを効率よく合流させるには、空気加熱部を覆うケーシングにおいて、空気加熱部の周囲に空気通り溝を形成することが好ましい（第４局面）
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図１～３を参照しながら、実施形態の空気調和器１について更に詳細に説明をする。
図１（Ｂ）に示すように、この空気調和器１はほぼ立方体形状の樹脂製ケーシング３を備える。ケーシング３の左側面に冷風の吹出し口があり、符号３３は吹出し口カバーである。このカバー３３には水平に配置されたフィンがあり、このフィンの角度を調整することで、冷風の吹出し方法（上下方向）が調節される。
図１（Ｂ）に示すように、この空気調和器１はほぼ立方体形状の樹脂製ケーシング３を備える。ケーシング３の左側面に冷風の吹出し口があり、符号３３は吹出し口カバーである。このカバー３３には水平に配置されたフィンがあり、このフィンの角度を調整することで、冷風の吹出し方法（上下方向）が調節される。
【0013】
ケーシング３の右側面に暖風の吹出し口があり、符号３１はそのカバーである。このカバー３１にも、カバー３３と同様なフィンが備えられている。
ケーシング３の上面には水タンク４５（図２（Ａ）参照）の投入口、各種の制御ボタン及びモニタ装置が設けられている。ケーシング３の下面には水トレイ４７が設けられている（図２（Ｂ）参照）。
ケーシング３の上面には水タンク４５（図２（Ａ）参照）の投入口、各種の制御ボタン及びモニタ装置が設けられている。ケーシング３の下面には水トレイ４７が設けられている（図２（Ｂ）参照）。
【0014】
符号４は吸水フィルタ４であり、基体部４３と吸水フィルタ４１とからなる。
図１（Ｄ）に示すように、樹脂製の基体部４３はコ字状であり、その開口部に吸水フィルタ４１のリテーナが架設されている。
図１（Ｄ）に示すように、樹脂製の基体部４３はコ字状であり、その開口部に吸水フィルタ４１のリテーナが架設されている。
【0015】
基体部４３には複数の吸水フィルタ４１が保持されている。吸水フィルタ４１は、ファンからの空気流れ方向に沿って、小さな隙間１～５ｍｍを開けて、配列されている。吸水フィルタ４１は紙、不織布、スポンジ等の吸水性のキャリアで形成することができる。
吸水フィルタ４１の下縁部は基体部４３より突出し、水トレイ４７内の水に接触する。この水が吸水フィルタ４１を浸透して、ファンからの風で気化する。つまり、この吸水フィルタ４が空気冷却部となる。
吸水フィルタ４１の下縁部は基体部４３より突出し、水トレイ４７内の水に接触する。この水が吸水フィルタ４１を浸透して、ファンからの風で気化する。つまり、この吸水フィルタ４が空気冷却部となる。
【0016】
図２は、ケーシング３を省略して空気調和器１を構成する各機能部品の配置状態を示す。
図２（Ａ）において符号１０はファン、符号３５はヒータホルダー、符号４５は水タンクを示す。
ファン１０はプロペラ式であり、その軸心上にあるモータ（図示略）により回転される。ファン１０が正転するときの空気は空気冷却部４側に送られる。ファン１０が逆転するときはヒータホルダー３５側に送られる。
水タンク４５の水は水トレイ４７に供給され、もって吸水フィルタ４１を湿潤させる。水タンク４５には水トレイ４７の水位を一定に保つ、周知の調整弁が備えられる。
図２（Ａ）において符号１０はファン、符号３５はヒータホルダー、符号４５は水タンクを示す。
ファン１０はプロペラ式であり、その軸心上にあるモータ（図示略）により回転される。ファン１０が正転するときの空気は空気冷却部４側に送られる。ファン１０が逆転するときはヒータホルダー３５側に送られる。
水タンク４５の水は水トレイ４７に供給され、もって吸水フィルタ４１を湿潤させる。水タンク４５には水トレイ４７の水位を一定に保つ、周知の調整弁が備えられる。
【0017】
図２（Ｃ）に示すように、ファン１０の回転軸とヒータ２０の中心軸は実質的に一致している。ファン１０に対してヒータ２０は小径である。従って、逆転時のファン１０からの風の中心部分はヒータ２０を通過するが、風の外周部分はヒータ２０を回避する。
ヒータ２０を回避した風を確実に外部へ吹出させるために、ケーシング３において、ヒータ２０の周囲に空気通り溝３７を設けることが好ましい（図３参照）。
ヒータ２０を回避した風を確実に外部へ吹出させるために、ケーシング３において、ヒータ２０の周囲に空気通り溝３７を設けることが好ましい（図３参照）。
【0018】
この空気通り溝３７を設け、その空気抵抗を調節することで、ファン１０からヒータ２０への空気量を適量とすることができる。
気化熱の利用効率を高めるため空気冷却部４に対する空気量は大きい方が好ましい。よって、ファン１０の外径と空気冷却部４の吸水フィルタ４１の外周とはほぼ同じとしている。
ファン１０の中心軸と空気冷却部４の中心線も実質的に一致している。
気化熱の利用効率を高めるため空気冷却部４に対する空気量は大きい方が好ましい。よって、ファン１０の外径と空気冷却部４の吸水フィルタ４１の外周とはほぼ同じとしている。
ファン１０の中心軸と空気冷却部４の中心線も実質的に一致している。
【0019】
図３は、空気調和器１の動作を説明するための模式図である。
室内温度が高く、冷風が求められるとき、ケーシング３の上面にあるスイッチにより、冷房モードとその風量が選択される。
このとき、水タンク４５から水トレイ４７へ水が供給されていることが前提であり、ヒータ２０はオフの状態である。
室内温度が高く、冷風が求められるとき、ケーシング３の上面にあるスイッチにより、冷房モードとその風量が選択される。
このとき、水タンク４５から水トレイ４７へ水が供給されていることが前提であり、ヒータ２０はオフの状態である。
【0020】
冷房モードが選択されたき、ファン１０は正転し、その回転速度は選択された風量により予め定められている。例えば、風量：強のときの回転数はＡ１、風量：中のときの回転数はＡ２、風量：小のときの回転数はＡ３とする。
選択された回転数で正転するファン１０からの風は空気冷却部４の吸水フィルタ４１を通過するとき、気化熱をうばわれてその温度が低下する。
選択された回転数で正転するファン１０からの風は空気冷却部４の吸水フィルタ４１を通過するとき、気化熱をうばわれてその温度が低下する。
【0021】
室内温度が低く、暖風が求められるとき、ケーシング３の上面にあるスイッチにより、暖房モードとその風量が選択される。
このとき、水トレイ４７は空の状態であり、吸水フィルタ４１は乾燥している。若しくは、空気冷却部４を取り外した状態でもよい。
暖房モードが選択されたとき、ヒータがオンになるとともに、ファン１０は逆転し、その回転速度は選択された風量により予め定められている。この例では、風量：強のときの回転数はＡ１、風量：中のときの回転数はＡ２、風量：小のときの回転数はＡ３とし、冷房モードのときの同じ３段階の回転数とした。なお、ヒータ２０へ供給する電力は一定としている。
このとき、水トレイ４７は空の状態であり、吸水フィルタ４１は乾燥している。若しくは、空気冷却部４を取り外した状態でもよい。
暖房モードが選択されたとき、ヒータがオンになるとともに、ファン１０は逆転し、その回転速度は選択された風量により予め定められている。この例では、風量：強のときの回転数はＡ１、風量：中のときの回転数はＡ２、風量：小のときの回転数はＡ３とし、冷房モードのときの同じ３段階の回転数とした。なお、ヒータ２０へ供給する電力は一定としている。
【0022】
正転及び逆転の違いはあるが、その回転数を同じとすることにより、ファン１０を駆動するモータの制御が容易になる。
もちろん、冷房モードと暖房モードにおいて、それぞれ独自にファンの回転数を規定してもよい。
また、暖房モードでは、ファン１０の回転数に応じて（即ち、求められる風量に応じて）、ヒータ２０へ供給する電力を調整することもできる。
ヒータ２０には、セラミックヒータ、ニクロム線ヒータ、シーズヒータなど、汎用的なヒータを用いることができる。
もちろん、冷房モードと暖房モードにおいて、それぞれ独自にファンの回転数を規定してもよい。
また、暖房モードでは、ファン１０の回転数に応じて（即ち、求められる風量に応じて）、ヒータ２０へ供給する電力を調整することもできる。
ヒータ２０には、セラミックヒータ、ニクロム線ヒータ、シーズヒータなど、汎用的なヒータを用いることができる。
【0023】
以上、本開示の実施形態及び実施例について説明してきたが、本発明は上記開示の各局面や実施形態やその変形例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【符号の説明】
【0024】
１ 空気調和器
３ ケーシング
４ 空気冷却部
１０ ファン
２０ ヒータ（空気加熱部）
３７ 空気通り溝
３ ケーシング
４ 空気冷却部
１０ ファン
２０ ヒータ（空気加熱部）
３７ 空気通り溝
【要約】
【課題】１つのケーシング内に、１つのファン、空気冷却部及び空気加熱部を備える新規な空気調和器を提供する。
【解決手段】この発明の空気調和器は、１つのケーシング内に、１つのファン、空気冷却部及び空気加熱部を備え、ファンの送風方向において、ファンを挟むように空気冷却部と空気加熱部とが配置され、冷房モードにおいてファンを正転させ、暖房モードにおいてファンを逆転させる。
【選択図】図３
【解決手段】この発明の空気調和器は、１つのケーシング内に、１つのファン、空気冷却部及び空気加熱部を備え、ファンの送風方向において、ファンを挟むように空気冷却部と空気加熱部とが配置され、冷房モードにおいてファンを正転させ、暖房モードにおいてファンを逆転させる。
【選択図】図３
【図1】
【図2】
【図3】
