JP2003065595A

JP2003065595A - 空気浄化装置

Info

Publication number: JP2003065595A
Application number: JP2001254295A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Fukumoto; 明美福本; Yoshifumi Moriya; 好文守屋; Koichi Nakano; 幸一中野; Junichi Nawama; 潤一縄間; Kunikazu Kuchino; 邦和口野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2003-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】使用者の呼吸域に快適な空気環境を提供する
こと。【解決手段】空気を浄化するフィルタ（浄化手段）７
と、空気を冷却するペルチェ素子（冷却手段）１０と、
空気の湿度を調節する調湿手段１１と、浄化およびまた
は冷却およびまたは調湿された空気を装置の外部へ送風
するファン（送風手段）９とを備え、ファン（送風手
段）９は空気を使用者の呼吸域より低位置に送風する構
成とした。したがって、呼吸に使用する清浄空気量を増
加して、使用者の呼吸域に快適な空気環境を提供するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用者の呼吸域に
快適な空気環境を提供する空気浄化装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、室内空気環境の良化に用いられる
機器として、空気清浄機や空気調和機があげられる。一
般に、室内空気の浄化には空気清浄機、室内温湿度環境
の調節には空気調和機が用いられる。一部の空気調和機
には空気浄化機能が付加されているものもある。

【０００３】従来の空気清浄機や空気調和機は、室内空
気を本体へ吸い込み、各種フィルタを通過させて塵埃や
臭気物質を除去する。塵埃や臭気物質が除去された後の
清浄空気は、吹出口を介して室内へ吹き出される。

【０００４】塵埃を除去するためには、ＨＥＰＡフィル
タやＵＬＰＡフィルタなどが用いられ、臭気物質の除去
には活性炭やゼオライトなどが用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
空気清浄機や空気調和機は室内空気の浄化を目的として
いるため、室内空気全体を浄化するには非常に高性能の
フィルタが必要で、大風量の空調機ではフィルタ通過１
回あたりの汚染物の除去率が低くなるので、除去率を上
げるためにはフィルタに何度も空気を通過させたり、複
雑な構成を必要とする。また、室内に吹き出される清浄
空気に対して、使用者が吹出口の付近に存在しなけれ
ば、吹出口からの清浄空気と室内の汚染空気が混合して
しまい、使用者は清浄空気を吸うことができない。

【０００６】さらに、空気調和機で室内の温湿度環境を
調節する場合は、特定の使用者にとって快適な状態で
も、同室の他の人にとっては不快になる場合がある。そ
こで、特開平７−２６５１７３号公報や特開平１１−７
２２４７号公報、特開２０００−１４６２３５号公報で
開示されているように、個人対応の局所用空気清浄機が
提案されている。

【０００７】特開平７−２６５１７３号公報では冷風、
特開２０００−１４６２３５号公報では清浄空気を使用
者の頭部から吹き出す構成が示されている。しかし、呼
吸に使用される空気の流れについて人体生理学的知見か
ら考慮すると、人体付近の空気が体温によって温めら
れ、上昇気流となった空気が呼吸に使用されており、頭
部に清浄空気を吹き出しても使用者の呼吸域に清浄空気
が到達せず、必ずしも清浄空気が呼吸には使用されない
という課題がある。

【０００８】また、特開平１１−７２２４７号公報で
は、斜め下方向に清浄空気を吹き出す構成が示されてい
る。しかし、呼吸域付近とは明示されておらず、呼吸時
に効果的な吹き出し方向を使用者が設定することが困難
である。

【０００９】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、浄化した空気を冷却、調湿し、使用者の呼吸域より
低位置に送風して、使用者への快適な空気環境の提供を
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】従来の課題を解決するた
めに、本発明の空気浄化装置は、空気を浄化する浄化手
段と、空気を冷却する冷却手段と、空気の湿度を調節す
る調湿手段と、空気を装置の外部へ送風する送風手段
と、制御手段と、空気の状態を検知する検知手段とを備
え、制御手段は検知手段の信号に基づいて冷却手段と調
湿手段と送風手段の少なくとも１つを制御するととも
に、送風手段は空気を使用者の呼吸域より低位置に送風
する空気浄化装置とした。これにより、浄化手段と冷却
手段と調湿手段により浄化した空気を冷却、調湿して、
使用者の呼吸域に快適な空気環境を提供できるものであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、空気を
浄化する浄化手段と、空気を冷却する冷却手段と、空気
の湿度を調節する調湿手段と、浄化およびまたは冷却お
よびまたは調湿された空気を装置の外部へ送風する送風
手段とを備え、前記送風手段は空気を使用者の呼吸域よ
り低位置に送風する構成とした。これにより、呼吸に使
用する清浄空気量を増加して、使用者の呼吸域に快適な
空気環境を提供することができる。

【００１２】請求項２に記載の発明は、特に、請求項１
記載の発明に加えて、制御手段と、空気の状態を検知す
る検知手段とを備え、前記制御手段は前記検知手段の信
号に基づいて冷却手段と調湿手段と送風手段の少なくと
も１つを制御する構成としたので、周囲の空気温度ある
いは湿度の状態に応じて少ないエネルギーで快適な空気
環境を提供できる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、特に、請求項２
記載の送風手段が、風量を５〜２００Ｌ／分の範囲で送
風することにより、人体の運動量の変化に伴う呼吸量の
変化に対応した快適な空気を供給することができる。

【００１４】請求項４に記載の発明は、特に、請求項２
に記載の冷却手段が、空気温度を１０〜３０℃の範囲で
調節することにより、少ないエネルギーで快適な空気環
境を提供できる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、特に、請求項２
に記載の調湿手段が、空気湿度３０〜６０％の範囲で調
節することにより、室内温度に応じて湿度を調節でき、
快適な空気環境を提供できる。

【００１６】請求項６に記載の発明は、特に、請求項５
に記載の調湿手段が、結露した水分を蒸発させる加熱手
段を有した構成にすることにより、乾燥時に吹出空気の
湿度を上昇させて快適な空気環境を提供することができ
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１〜９を
参照しながら説明する。

【００１８】（実施例１）図１は、本発明の実施例１に
おける空気浄化装置の外観斜視図、図２は図１のＡ−
Ａ’断面図、図３は図１のＢ−Ｂ’断面図である。

【００１９】図１、２、３において、１は空気浄化装置
である。空気浄化装置１は支持台２によって安定に設置
され、また支持台２には回転軸を設け本体が前後に傾斜
できるものである。３は空気浄化装置１に空気を取り入
れるための吸込口、４は清浄空気を空気浄化装置１から
吹き出すための吹出口である。吸込口３と吹出口４に
は、それぞれ空気中の塵埃を除去するためのフィルタ
５、６が配設されている。吹出口４は空気の吹き出す方
向を可変できる構成を有している。７はフィルタ５で除
去することのできない、さらに細かい塵埃を除去するた
めのフィルタである。８は空気中の臭気物質を除去する
ための脱臭用フィルタである。フィルタ７と脱臭用フィ
ルタ８をあわせて浄化手段とする。脱臭用フィルタ８に
は活性炭やゼオライト、光触媒等の脱臭効果を有する物
質であればどんな物質を用いてもかまわない。また、フ
ィルタ７と脱臭用フィルタ８は一体成型としてもよい
し、フィルタ７には脱臭用の物質を付加してもかまわな
い。

【００２０】９はファン（送風手段）、１０は冷却手段
である。冷却手段１０は本実施例ではペルチェ素子から
構成される。ペルチェ素子は電流を流すことで、金属板
を冷却または発熱させることができる。電流の向きを変
化させて、冷却、発熱の切り替えを行なう。本実施例で
は冷却面１０ａとする。冷却する場合は発熱面を冷却す
るほど冷却面の冷却性能は上昇し、発熱させる場合は冷
却面を温めるほど発熱面の発熱性能は上昇する。そのた
め、本実施例では発熱面からの熱を放熱し、また発熱面
を冷却する冷却部１０ｂが配設されている。

【００２１】なお、冷却手段１０にはコンプレッサなど
を使用してもかまわない。調湿手段１１は、冷却手段１
０で冷却された空気の湿度を調節する。調湿手段１１は
ゼオライトや塩化カルシウムなどの吸湿材や吸湿性の高
い繊維などを使用する。１２は調湿手段１１によって除
湿された水分を貯水する貯水手段である。１３は制御手
段、１４は空気浄化装置１の操作部１５に配設された電
源スイッチである。操作部１５には電源スイッチ１４だ
けでなく、温度や湿度を設定する設定ボタンが配設され
る。制御手段１３は操作部１５の信号に基づいてファン
９、冷却手段１０、調湿手段１１を制御する。１６は風
向を可変するためのルーバーで、吹出口４に配設されて
いる。

【００２２】以上のように構成された空気浄化装置につ
いて、以下その動作を説明する。

【００２３】空気浄化装置１の電源１４を通電状態に
し、空気浄化装置１の本体表面に設けた操作部１５の操
作ボタン等によって動作状態にすると、制御手段１３に
よりファン９、冷却手段１０が作動する。ファン９によ
り、吸込口３を介して外部の空気が空気浄化装置１に取
り入れられる。吸込口３から取り入れられた空気中の塵
埃は、フィルタ５により除去される。フィルタ５を通過
した空気はフィルタ７を通過する時にさらに小さな塵埃
が除去される。塵埃が除去された空気は脱臭用フィルタ
８を通過し、空気中に含まれる臭気成分が除去され清浄
空気となる。

【００２４】浄化手段を通過後の清浄空気は冷却手段１
０へ送風される。冷却手段１０を通過するときに冷却面
１０ａにて清浄空気は冷却される。このとき、発熱面を
冷却するための冷却部１０ｂは動作している。冷却手段
１０の冷却面１０ａの温度が周囲の空気の露点温度より
も低温になると、ファン９によって送風された清浄空気
は冷却され、空気中の水分の一部は冷却面１０ａ上で結
露する。結露した水分は調湿手段１１で除湿され、空気
中の湿度を下げる。調湿手段１１で除湿しきれなかった
場合、水分はパイプ等（図示していない）を介して本体
から取り外し可能な貯水容器１２へ送水され貯水され
る。調湿手段１１を通過後の空気は、吹出口４を介して
空気浄化装置１から吹き出される。ルーバー１６により
吹出口４からの風向は可変できる。

【００２５】温度と湿度は人間の快・不快の感覚に大き
な影響を与えることがわかっており、呼吸に用いられる
空気も同様である。

【００２６】デンマーク工科大学ファンガー教授の、エ
ンタルピーと不快度またはｄｅｃｉｐｏｌ値との相関を
表したグラフをもとに、本実施例の効果について検討し
た。

【００２７】温度２８℃、室内湿度５０％の室内環境下
のエンタルピーは５８ｋＪ／ｋｇ、ｄｅｃｉｐｏｌ値は
４．１で、不快度は４０％であった。ここで、エンタル
ピーとは空気が有しているエネルギー量、ｄｅｃｉｐｏ
ｌ値とは換気０．５回／時間の室内で一人の人間から発
生する汚染物質量を指す。ｄｅｃｉｐｏｌ値が高いほど
汚染度が高いとみなすことができる。

【００２８】本実施例の空気浄化装置を６０分動作させ
たところ、吹出口４付近の空気は温度２３℃、湿度４８
％となり、エンタルピーは４４ｋＪ／ｋｇであった。ｄ
ｅｃｉｐｏｌ値は１．４、不快度は２０％となり、快適
な空気環境を提供することができた。

【００２９】以上のように、清浄空気を冷却し、調湿し
て送風することにより、快適な空気環境を提供すること
ができた。

【００３０】なお、本実施例では吸込口３は空気浄化装
置本体１の前面に配設したが、背面に配設してもかまわ
ない。また、吹出口４からの清浄空気は風量を可変でき
る。風量は使用者が可変してもよいし、自動的に変化す
るようにしてもかまわない。

【００３１】また、本実施例では、フィルタ７と脱臭用
フィルタ８をあわせて浄化手段としたが、どちらか一つ
で、浄化手段を構成してもかまわない。

【００３２】（実施例２）次に、本発明の実施例２につ
いて図面を用いて説明する。図４は実施例２における空
気浄化装置の外観斜視図、図５は図４のＢ−Ｂ’断面図
である。ここで、図４、５において、図１、３と同じ番
号のものは作用も同じとして、説明は省略する。

【００３３】１７は可動式の吹出口である。図示してい
ないが操作部１５により清浄空気の吹き出し方向可変信
号が制御手段１３に送られると、制御手段１３は使用者
の呼吸域である呼吸器官あるいは呼吸器官より下方に清
浄空気を送風する動作を行なう。

【００３４】吹出口１７は取り付け部１８によって空気
浄化装置１に配設されている。取り付け部１８は吹出口
１７が清浄空気を送風する際に吹き出し方向を決定する
際も使用される。吹出口１７は取り付け部１８を支点と
して清浄空気の吹き出し方向を上下に可変できる。

【００３５】次に、吹出口１７の動作について説明す
る。吹出口１７は空気浄化装置１が設置面に対して垂直
に設置された場合、清浄空気の吹き出し方向を角度θの
範囲で可変できるものである。図５において、ｈ₀は設
置面から吹出口１７の高さ方向の中間点までの長さ、ｈ
は吹出口１７の高さ方向の中間点から清浄空気が吹き出
される目標点までの長さである。本実施例では、使用者
から本体の設置位置までの距離が０〜５００ｍｍのと
き、好ましくは（ｈ＋ｈ０）が０〜４００ｍｍの範囲に
なるよう吹出口１７の角度を決定する。この範囲で制御
すると、多くの場合において、使用者の呼吸域に清浄空
気を送風できるものである。使用者がさらに精度高く位
置を決定したい場合は、操作部１５の高さ調整ボタン
（図示していない）により上下の位置を調節する。

【００３６】なお、吹出口１７は常時吹出し位置を可変
してもよいし、使用者が希望する位置に清浄空気が吹き
出されるように固定して使用してもかまわない。また、
使用者自身が吹き出し位置を決定してもかまわない。

【００３７】（実施例３）次に、本発明の実施例３につ
いて図面を用いて説明する。図６は実施例３における空
気浄化装置の外観斜視図、図７は図６のＡ−Ａ’断面図
である。

【００３８】１９は周囲の空気の状態を検知するための
検知手段である。検知手段１９は温度センサ、湿度セン
サなどから構成される。検知手段１９の検知信号は制御
手段１３に出力される。制御手段１３は検知手段１９の
信号に基づいてファン９、冷却手段１０、調湿手段１
１、吹出口１７を制御する。

【００３９】検知手段１９と操作部１５の信号から、冷
却手段１０は空気温度を１０〜３０℃に自動調節し、調
湿手段１１は空気湿度を３０〜６０％に自動調節する。
空気温度または空気湿度が低下するとエンタルピーは減
少し、それに伴ってｄｅｃｉｐｏｌ値や不快感も低下す
る。例えば、低湿度で高温時は冷却手段１０を重点的に
動作させ、高湿度で低温時は調湿手段１１を重点的に動
作させる。周囲空気の状態が高湿度で高温の場合は、冷
却手段１０と調湿手段１１を同程度に動作させる。この
ことより、それぞれの手段を最大駆動電力で動作させず
とも不快感を減少させることができるものである。

【００４０】例えば、眠気覚ましなど鼻腔粘膜を刺激す
るためには冷却手段１０を重点的に使用し１０℃の冷風
を送風する。一方、少ないエネルギーで不快感を減少さ
せるには周囲温度よりも低温の空気を送風すればよい。
日本の夏期の気温は約３５℃といわれており、３０℃以
上の空気を送風すると周囲の空気温度と差がなくなるた
め、不快感を減少させることができなくなる。

【００４１】また、湿度７０％のような高湿度の空気を
呼吸すると清浄空気を呼吸してもｄｅｃｉｐｏｌ値が上
昇し新鮮に感じることは少ない。一方、湿度が３０％以
下になると乾燥感が高くなる。

【００４２】また、日本の気候の特徴として、夏期は湿
度が高く、冬期は湿度が低い。このため、夏期は調湿手
段１１を中心に動作させるが、冬期は使用しない。

【００４３】以上のように、周囲空気の状態に応じて送
風手段や冷却手段あるいは調湿手段を制御することで、
少ないエネルギーで快適な空気環境を提供できるもので
ある。

【００４４】なお、本実施例では冷却手段１０、調湿手
段１１を併用しているが、それぞれを単独で使用しても
かまわない。

【００４５】（実施例４）次に、本発明の実施例４につ
いて説明する。

【００４６】ファン９は風量を５〜２００Ｌ／分の範囲
内で送風するものである。

【００４７】臥位での呼吸量は５Ｌ／分、静座位での呼
吸量は８Ｌ／分、歩行時の呼吸量は２４Ｌ／分であり、
呼吸量は運動量が多くなるほど多くなる。人間の運動量
に応じて吹出口１７からの風量を可変することにより、
呼吸に使用するに充分な清浄空気を供給できるものであ
る。

【００４８】また、冷風感を希望する場合は風量を大き
くする必要があるが、常に気流を感じると不快になるこ
とがある。図８は、風量と気流感の関係を示したグラフ
である。２００Ｌ／分では気流感は低いが、供給風量に
は充分な量であることがわかった。

【００４９】以上のことから人間の運動量と気流感に基
づき、風量を５〜２００Ｌ／分の範囲で送風することに
より、不快感なく清浄空気を供給できるものである。

【００５０】（実施例５）次に、本発明の実施例５につ
いて図９を用いて説明する。実施例５が他の実施例と異
なる点は加熱手段２０を設けたことである。

【００５１】加熱手段２０は調湿手段１１の結露水を蒸
発させるために調湿手段１１に近接あるいは密着して配
設している。周囲空気の湿度が低いことを検知手段１７
が検知すると、制御手段１３に信号を送る。制御手段１
３はその信号に基づき、加熱手段２０のヒータ等（図示
していない）に電流を流し、調湿手段１１を加熱する。
調湿手段１１に吸湿された水分は加熱手段２０によって
蒸発するので、周囲空気の湿度を上げることができるも
のである。検知手段１７によって湿度が上昇したことが
検知されると、制御手段１３は加熱手段２０の加熱を停
止する。

【００５２】なお、調湿手段１１だけでは湿度の上昇が
緩やかである場合は、加熱手段２０は調湿手段１１と同
時に貯水容器１２を加熱し、貯水容器１２に貯水された
水を蒸発させて湿度を上げるようにしてもかまわない。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明の空気浄化装置に
よれば、呼吸に使用する清浄空気量を増加して、使用者
の呼吸域に快適な空気環境を提供することができる。

【００５４】また、空気の状態を検知する検知手段に基
づいて冷却手段と調湿手段と送風手段の少なくとも１つ
を制御することにより、少ないエネルギーで快適な空気
環境を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における空気浄化装置の外観
斜視図

【図２】図１のＡ−Ａ’部分の縦断面図

【図３】図１のＢ−Ｂ’部分の縦断面図

【図４】本発明の実施例２における空気浄化装置の外観
斜視図

【図５】図４のＢ−Ｂ’部分の縦断面図

【図６】本発明の実施例３における空気浄化装置の外観
斜視図

【図７】図６のＡ−Ａ’部分の縦断面図

【図８】本発明の実施例４における風量と気流感の関係
を示すグラフ

【図９】本発明の実施例５における空気浄化装置の縦断
面図

【符号の説明】

１空気浄化装置７フィルタ（浄化手段）８脱臭用フィルタ（浄化手段）９ファン（送風手段）１０ペルチェ素子（冷却手段）１１調湿手段１３制御手段１９検知手段２０加熱手段

フロントページの続き (72)発明者中野幸一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者縄間潤一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者口野邦和大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3L050 BC05 3L051 BA00 BB00 BC00 3L060 AA05 CC02 CC07 CC09 DD02 EE02 EE05 3L061 BE02 BF02 BF05 BF07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気を浄化する浄化手段と、空気を冷却
する冷却手段と、空気の湿度を調節する調湿手段と、浄
化およびまたは冷却およびまたは調湿された空気を装置
の外部へ送風する送風手段とを備え、前記送風手段は空
気を使用者の呼吸域より低位置に送風する構成とした空
気浄化装置。
【請求項２】制御手段と、空気の状態を検知する検知
手段とを備え、前記制御手段は前記検知手段の信号に基
づいて冷却手段と調湿手段と送風手段の少なくとも１つ
を制御する請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項３】送風手段は、風量を５〜２００Ｌ／分の
範囲で送風する請求項２に記載の空気浄化装置。
【請求項４】冷却手段は、空気温度を１０〜３０℃の
範囲で調節する請求項２に記載の空気浄化装置。
【請求項５】調湿手段は、空気湿度を３０〜６０％の
範囲で調節する請求項２に記載の空気浄化装置。
【請求項６】調湿手段は、結露した水分を蒸発させる
加熱手段を備えた請求項５に記載の空気浄化装置。