JP2004074859A - 空気浄化機能付き負イオン発生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】負イオン発生装置に効率の高い空気清浄器を併設する。
【解決手段】ケーシング3内の空気流路9の下流側部分を第1の空気流路部分9aと第2の空気流路部分9bに分岐させて、それらのいずれか一方を択一的に開通させ得る流路切り替え用のダンパー6を設ける。空気流路9にイオン発生電極1と粉塵センサ7を設け、第1の空気流路部分9aにフィルタ5を設ける。第2の空気流路部分9bは空気流路9を直接に吹き出し口4へ接続する。粉塵濃度の検出値が高いとき、ダンパー6は第2の空気流路部分9bを閉塞すると共に、第1の空気流路部分9aを開通させる。この場合は、イオン発生電極1によって帯電した粉塵がフィルタ5によって効率良く捕集される。粉塵濃度の検出値が低いときは第2の空気流路部分9bが開通して、イオン発生電極1によって負イオンとなった空気が第2の吹き出し口部分4bから抵抗なく放出される。
【選択図】 図1
【解決手段】ケーシング3内の空気流路9の下流側部分を第1の空気流路部分9aと第2の空気流路部分9bに分岐させて、それらのいずれか一方を択一的に開通させ得る流路切り替え用のダンパー6を設ける。空気流路9にイオン発生電極1と粉塵センサ7を設け、第1の空気流路部分9aにフィルタ5を設ける。第2の空気流路部分9bは空気流路9を直接に吹き出し口4へ接続する。粉塵濃度の検出値が高いとき、ダンパー6は第2の空気流路部分9bを閉塞すると共に、第1の空気流路部分9aを開通させる。この場合は、イオン発生電極1によって帯電した粉塵がフィルタ5によって効率良く捕集される。粉塵濃度の検出値が低いときは第2の空気流路部分9bが開通して、イオン発生電極1によって負イオンとなった空気が第2の吹き出し口部分4bから抵抗なく放出される。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気浄化機能をも備えている負イオン発生装置に係り、特に自動車のような車両に搭載するのに適した負イオン発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、自動車のような車両に搭載するための負イオン発生装置は知られている。通常の車載用の負イオン発生装置は、高電圧を印加されることによって周辺の空気の一部をイオン化するイオン発生電極と、モータ等によって回転駆動されることにより車室内の空気を吸い込んでイオン発生電極の周辺へ送り込むと共に、イオン発生電極により一部イオン化された空気を車室内へ放出するブロワ(送風機)とを、一端部に空気の吹き出し口と他端部に吸い込み口を備えていて内部に空気流路を形成する1個のケーシング内に収容したものである。
【0003】
通常の負イオン発生装置はこのように吸い込み口と吹き出し口とを備えているケーシング内にブロワとイオン発生電極が設けられているだけであるが、それよりも進んだ従来装置には、イオン発生電極の他に、ケーシング内に空気浄化用のフィルタを設けて、フィルタによって車室内の空気を濾過して浄化すると共に、イオン発生電極によって空気の分子をイオン化するという本来の作用をするように構成されているものもある。
【0004】
このように空気浄化機能をも有する従来の負イオン発生装置には、イオン発生電極の上流側にフィルタを設けて、ブロワから先にフィルタへ空気を送り込むことによって、濾過された空気をイオン発生電極の周辺へ送るようになっているものと、フィルタの上流側にイオン発生電極を設けて、ブロワから先にイオン発生電極の周辺へ空気を送り込むことによって、空気の一部をイオン化してからフィルタを通過させて車室内へ放出するものとの2種類がある。
【0005】
前者の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、車室内の空気が十分に清浄な場合でも、空気流がフィルタを通過する時に受ける抵抗によってブロワの消費電力が大きくなるという問題がある。それと反対に、フィルタの上流側にイオン発生電極を設けた空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、同じ問題に加えて、イオン発生電極によりイオン化されることによって負の電荷を与えられた空気の分子が、イオン発生電極の下流側に設けられたフィルタを通過する時に電荷を失うために負イオンの放出量が減少するので、本来の負イオン発生装置としての機能が低下するという恐れがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における前述のような問題に鑑み、新規な手段によってその問題を解消することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項1に記載されているような構成を有する空気浄化機能付き負イオン発生装置を提供する。
【0008】
本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、下流側において二つの部分に分岐している空気流路がケーシングの内部に形成されていて、その下流側端部が外部に向かって開口して少なくとも一個の吹き出し口を形成している。空気流路の分岐した下流側部分の一方である第1の空気流路部分には、それを完全に横断するフィルタが設けられる。これに対して、空気流路の分岐した他方の下流側部分である第2の空気流路部分は吹き出し口に直接に接続している。分岐する前の空気流路には粉塵センサとイオン発生電極が設けられる。また、第1の空気流路部分と第2の空気流路部分との間には、それらを択一的に開通させる流路切り替え用のダンパーが設けられる。
【0009】
本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置はこのような構成を有するから、粉塵センサが所定値以上の高い粉塵濃度を検出すると流路切り替え用のダンパーが第2の空気流路部分を閉塞させると共に、第1の空気流路部分を開通させる。それによって、ケーシング内の空気が全て第1の空気流路部分に設けられたフィルタを通って吹き出し口へ流れるので、空気中の粉塵はフィルタによって濾過されて空気が浄化される。つまり、本発明の装置は空気清浄器として作動する。本発明の装置においてはこの状態においてもイオン発生電極を作動させることができるから、粉塵はイオン発生電極によって電荷を受けて帯電するので、フィルタによって効率よく捕集される。
【0010】
これに対して、粉塵センサが所定値以上の粉塵濃度を検出していない場合は、流路切り替え用のダンパーが第1の空気流路部分を閉塞させると共に、第2の空気流路部分を開通させる。この時は、イオン発生電極によって空気の一部が電離されて負イオンとなり、フィルタによる抵抗を受けることなく第1の空気流路部分から吹き出し口へ流出する。従って、この状態では本発明の装置が負イオン発生装置として作動し、フィルタによる抵抗を受けないので、空気を送るブロワ等の動力を節減することができる。
【0011】
本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、流路切り替え用のダンパーをフィルタの上流側又は下流側に設けることができる。また、フィルタを同一平面内の左右いずれかに偏って設けるか、或いは同一垂直面内の上下いずれかに偏って設けることができる。更に、空気流路の下流側の分岐した2つの空気流路部分を、ケーシングの同一の面上に並んで開口させてもよいし、ケーシングの異なる2つの面に分かれて開口させてもよい。
【0012】
本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、フィルタを製造するのに最適の材料として、所謂「エレクトレット繊維」を使用することができる。エレクトレット繊維をフィルタに使用すると、イオン発生電極によって帯電した粉塵を容易に捕集することができる。
【0013】
本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、ケーシング或いは流路切り替え用のダンパーのための好適な材料として、表面抵抗値が1011Ω以下のアクリルニトリルブタジエンスチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネイトのいずれかを使用することができる。また、それらのうち少なくとも1つを含む混合材も使用することができる。それによって、優れた機械的強度が得られるだけでなく、イオンによる帯電が防止される。
【0014】
本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、ケーシング内の空気流路の上流側にブロワを設けて、それによって空気を吸い込むように構成することができる。この場合は、ケーシングの一部にブロワのための吸い込み口となる開口を形成することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について説明をする前に、先に簡単に説明した3つの従来技術の構成と作用、及びそれらの問題点について、添付の図3乃至図5を使用してより詳細に説明する。これらの図面はいずれも概念的な平面図であって、これらの図面に描かれた従来の装置や、後述の本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置は、いずれも車両の天井部分に収容することができるように、全体として扁平な形状にまとめられている。
【0016】
従来から知られている車載用の負イオン発生装置(第1の従来例)は、概念的には図3に示したような構成を有する。即ち、図示しない電源から高電圧を印加されるイオン発生電極1と、図示しないモータによって回転駆動されて空気を送るブロワ(送風機)2は共通のケーシング3内に設けられており、ブロワ2によって発生するケーシング3内の空気流の下流側となる端部には、吹き出し口4となる開口が形成されている。ブロワ2によってケーシング3内へ吸い込まれた車室内の空気は、イオン発生電極1の周辺を通過した後に吹き出し口4から再び車室内へ放出されるので、イオン発生電極1に印加された高圧の電力によって負の電荷を与えられて、空気の分子の一部が負の電荷を帯びたマイナスイオンとなることにより、車室内の空気を森の中のようなイオンバランスの空気に近づけることができる。
【0017】
図3に示すような基本的な負イオン発生装置には空気の浄化機能はないので、負イオン発生装置に空気の浄化機能をも持たせたものが図4に示す空気浄化機能付き負イオン発生装置である。図4に示す第2の従来例では、ブロワ2の下流側で且つイオン発生電極1の上流側に、ケーシング3内の空気流路を完全に横断するように不織布等の濾紙からなるフィルタ5が設けられている。フィルタ5は通過する空気を濾過することにより、車室内の空気に含まれている粉塵等を捕集して空気を浄化する。従って、第2の従来例では、フィルタ5によって粉塵等を捕集除去された清浄な空気が、イオン発生電極1によってイオン化されて車室内へ放出される。本来これは好ましいことではあるが、空気流が常時フィルタ5を通過することになるので、空気流がフィルタ5によって抵抗を受けることから、空気が清浄で濾過する必要がない時には無駄な電力(動力)消費を伴う。
【0018】
これと反対に、図5に示す第3の従来例としての空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、ケーシング3内の空気流路を完全に横断するフィルタ5の上流側にイオン発生電極1が設けられている。従って、イオン発生電極1によってイオン化された空気流がフィルタ5によって濾過されることになるので、負の電荷を有する空気の分子が、イオン発生電極1の下流側に設けられたフィルタ5を通過する時に電荷を失うことによって負イオンの放出量が減少するために、全体として装置のイオン化効率が低下する恐れがある。
【0019】
本発明はこれら第1から第3の従来例に見られる問題を解消するために、以下に述べる幾つかの実施例のような解決手段を提供する。
【0020】
図1及び図2によって本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置の第1実施例を説明する。本発明の実施例においても、前述の従来例の場合と同様に、参照符号1はイオン発生電極を、2はブロワを示しており、これらは内部に空気流路9を形成するケーシング3の中に設けられている。イオン発生電極1の形状は、針状、平面状、円筒状、線状等のうちから適当なものを選択する。参照符号4はケーシング3内の空気流路9の下流側端部に開口している吹き出し口、5は不織布のような濾紙からなるフィルタを示している。
【0021】
第1実施例の空気浄化機能付き負イオン発生装置においてはフィルタ5が吹き出し口4の開口のおよそ半分程度を覆うように設けられている。従って、吹き出し口4の残りの半分は空気流路9の直接の開口として開放されている。そこで、第1実施例の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、吹き出し口4のうちでフィルタ5が開口している部分を第1の吹き出し口部分4aと呼ぶと共に、空気流路9がフィルタ5を通らないで直接に吹き出し口4に開口している部分を第2の吹き出し口部分4bと呼ぶことにする。なお、8は、空気流路9の上流側端部となるケーシング3の一端側に設けられたブロワ2のための空気の吸い込み口である。
【0022】
第1実施例の場合はこのような構造によって、空気流路9の下流側の部分がケーシング3の内部で実質的に分岐して、フィルタ5を経由した後に第1の吹き出し口部分4aに接続する第1の空気流路部分9aと、フィルタ5を経由しないで直接に第2の吹き出し口部分4bに接続する第2の空気流路部分9bとの2つの流路部分から構成されることになる。具体的には第1の空気流路部分9aと第2の空気流路部分9bとを区画するための隔壁が設けられ、フィルタ5が第1の空気流路部分9aの断面を完全に覆う大きさのものとして製作される。
【0023】
そして、空気流路9の下流側部分を構成する2つの空気流路部分9a,9bのいずれか一方を図1又は図2に示すように択一的に開通させるように、フィルタ5の上流側の面の付近には、そのフィルタ5の上流側の面と、それ以外の第2の空気流路部分9bとを択一的に遮蔽することができるダンパー6が設けられる。この流路切り替え用のダンパー6は、ケーシング3に軸承された枢軸6aによって、図1に示したようにフィルタ5を含む第1の空気流路部分9aが開通している状態と、図2に示したように第2の空気流路部分9bが開通している状態との間で、反転して回動することができるようになっている。ダンパー6の枢軸6aは図示しないアクチュエータのような手段によって回動操作される。このアクチュエータとしては、電動式、電磁式、空圧式、或いは油圧式等の一般的なアクチュエータを利用することができる。
【0024】
7はフィルタ5の上流側の空気流路9に設けられた粉塵センサであって、ケーシング3内を流れる空気に含まれている粉塵の濃度を監視している。そして、粉塵の濃度を示す信号を発生して、図示しない電子式制御装置のような制御手段へ入力する。そして粉塵センサ7の検出する粉塵の濃度が所定値を上回った時は、ダンパー6が図1に示す位置をとるように、制御手段が制御信号を発生して前述のアクチュエータ等を介してダンパー6の枢軸6aを回動させる。また、粉塵センサ7の検出する粉塵の濃度が所定値を下回った時は、ダンパー6が図2に示す位置をとるように、制御手段が制御信号を発生して前述のアクチュエータ等を介してダンパー6の枢軸6aを反対方向に回動させる。このようにしてダンパー6は空気流路部分9a及び9bの一方を択一的に開通させることができる。なお、イオン発生電極1は、ケーシング3内の空気流路9の中でも2つの空気流路部分9a,9bに分岐する前の部分に設けられるが、どちらかというと、第2の空気流路部分9bに近い位置に設ける方がよい。
【0025】
第1実施例の空気浄化機能付き負イオン発生装置はこのように構成されているので、これを自動車のような車両に搭載した場合には、ブロワ2の運転によって吸い込み口8からケーシング3内へ吸い込まれて空気流路9を通って吹き出し口4へ流れる車室内の空気の一部は、イオン発生電極1の近傍を流れる時に高電圧の電界によって電離してイオン化する。
【0026】
その時の空気流に粉塵が多量に含まれていると、粉塵センサ7が制御手段へ出力する信号のレベルが高くなるので、そのレベルが所定値を超えた時に制御手段はダンパー6を回動させて図1に示す位置を与える。それによって第2の空気流路部分9bが閉じると共に第1の空気流路部分9aが開通する結果、ケーシング3内を流れる空気が全てフィルタ5を通過して流れるようになる。従って、粉塵がフィルタ5によって捕集され、浄化された空気が吹き出し口4のうちの第1の吹き出し口部分4aから流出するから、粉塵が車室内へ放出されるのを防止することができる。
【0027】
しかもこの場合には、粉塵がイオン発生電極1によって電荷を与えられて帯電するため、電荷を帯びた粉塵がフィルタ5に付着しやすくなって、フィルタ5によって効率よく捕集することができる。
【0028】
第1実施例の空気浄化機能付き負イオン発生装置において、粉塵センサ7の検出する粉塵の濃度が所定値以下の時は、図示しない制御手段がアクチュエータを介してダンパー6の枢軸6aを回動させて、ダンパー6に図2に示した位置を与える。それによって、ダンパー6はフィルタ5が設けられていない第2の空気流路部分9bを開通させるので、ケーシング3内の空気流はイオン発生電極1によってイオン化されて、吹き出し口4のうちの第2の吹き出し口部分4bから抵抗なく車室内へ放出される。この場合は空気流が、流れに対して多少とも抵抗を与えるフィルタ5を通過しないので、ブロワ2を駆動するのに必要なトルクが小さくなって、無駄な電力消費が防止される。
【0029】
このように、第1実施例の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、車室内の空気中の粉塵濃度が高い時には、この装置を集塵効率の高い空気清浄器として車室内の空気の浄化のために活用する一方、粉塵の濃度が低い通常の状態においては、この装置を本来の負イオン発生装置として、消費電力の少ない状態で使用することができる。また、これら2つの機能を流路切り替え用のダンパー6によってきわめて簡単に切り替えることができ、いずれも高い効率において運転することができる。
【0030】
以下、第1実施例の変形例として、第2実施例以下の幾つかの他の実施例について説明する。なお、第2実施例以下の実施例においても、第1実施例や先に説明した従来例と実質的に同じ構成部分については、同じ参照符号を付すことによって重複する詳細な説明を省略する。
【0031】
まず、図6に本発明の第2実施例としての空気浄化機能付き負イオン発生装置の概略構成を示す。第1実施例の装置に比べて第2実施例のそれが異なる点は、空気流路9の下流側の第1の空気流路部分9aと第2の空気流路部分9bを択一的に切り替えるダンパー6が、フィルタ5の上流側の面ではなくて、その下流側の面に設けられていることである。しかし、フィルタ5がケーシング3内の空気流路9の分岐した下流側部分の一方である第1の空気流路部分9aに設けられていると共に、他方の第2の空気流路部分9bが空気流路9を直接に吹き出し口4へ接続していることは第1実施例の場合と同じである。ダンパー6がフィルタ5の下流側にあっても2つの空気流路部分9a及び9bを択一的に切り替えることができるから、第2実施例は第1実施例と実質的に同様な作用効果を奏する。
【0032】
図7に本発明の第3実施例としての空気浄化機能付き負イオン発生装置の概略構成を示す。図7と対比すべき第1実施例の図1は平面図であるから、第1実施例におけるフィルタ5は、ケーシング3の内部の空気流路を上方から見た時に左右の一側に偏って設けられている。これに対して第3実施例を示す図7は側面図であるから、第3実施例におけるフィルタ5は、ケーシング3内の空気流路を側面から見た時に下半分に偏って設けられている点に特徴がある。それ以外の点は第1実施例の場合と同じであるから、第3実施例の空気浄化機能付き負イオン発生装置は第1実施例のそれと同じ作用効果を奏する。この場合に、フィルタ5をケーシング3内の上半分に偏って設けてもよいことは言うまでもない。
【0033】
図8に本発明の第4実施例としての空気浄化機能付き負イオン発生装置の概略構成を示す。第4実施例においてはフィルタ5が、ケーシング3の一端部に開口している吹き出し口4の全面を覆うように設けられる。従って、この場合の吹き出し口4は、全体として前述の各実施例における第1の吹き出し口部分に対応している。そして、フィルタ5の上流側の面よりも更に上流側の空気流路9から車室内に向かって開口するように、ケーシング3に第2の吹き出し口10が開口している。この場合は、第2の空気流路部分9bが空気流路9のうちの実質的に第2の吹き出し口10の付近だけに限られている。そして、流路切り替え用のダンパー6がフィルタ5の上流側の面と第2の吹き出し口10のいずれか一方を択一的に覆うことができるように、ダンパー6の枢軸6aが位置決めされている。
【0034】
従って、粉塵センサ7の検出値が低レベルであって第4実施例の空気浄化機能付き負イオン発生装置が負イオン発生装置として使用される場合には、流路切り替え用のダンパー6は図8に示すような位置を与えられる。この場合はイオン発生電極1によってイオン化された空気が第2の吹き出し口10から直接に車室内へ放出されるので、空気流がフィルタ5によって抵抗を受けることがなく、ブロワ2を駆動する電力に無駄が生じない。また、粉塵センサ7の検出値が所定値以上の場合にはダンパー6が回動して第2の吹き出し口10を閉塞する。それによって、ケーシング3内の空気流は全て第1の空気流路部分9aのフィルタ5を通過して第1の吹き出し口部分である吹き出し口4から車室内へ放出されるので、イオン発生電極1によって帯電した粉塵がフィルタ5によって効率よく捕集された後に、清浄な空気が吹き出し口4から車室内へ放出される。
【0035】
前述の各実施例においてはフィルタ5として一般的な不織布の濾紙を使用することを予定しているが、本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置の第5実施例においては、フィルタ5に最適のものとして、エレクトレット繊維を使用したフィルタを使用する。エレクトレット繊維は常に静電気を帯びているので、きわめて微細な粉塵でも通過させることなく吸着して捕集する。特に本発明においては、イオン発生電極1をフィルタ5の上流側に設けて空気の分子を負のイオンに変化させるので、同時に粉塵も帯電することから、電荷を帯びたエレクトレット繊維からなるフィルタ5によって粉塵を捕集するのに好都合である。
【0036】
本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置の第6実施例においては、前述の各実施例におけるケーシング3や流路切り替え用のダンパー6を製作するための最適の材料として、アクリルニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)が適用可能であり、これらのうち少なくとも1つを含む混合材も適用可能である。特に、帯電を防止するために表面抵抗値が1011Ω以下の材料を使用することが望ましく、それによって粉塵の付着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係る装置の1つの作動状態を概念的に示す平面図である。
【図2】第1実施例に係る装置の他の作動状態を概念的に示す平面図である。
【図3】第1の従来例を概念的に示す平面図である。
【図4】第2の従来例を概念的に示す平面図である。
【図5】第3の従来例を概念的に示す平面図である。
【図6】第2実施例に係る装置を概念的に示す平面図である。
【図7】第3実施例に係る装置を概念的に示す側面図である。
【図8】第4実施例に係る装置を概念的に示す側面図である。
【符号の説明】
1…イオン発生電極
2…ブロワ
3…ケーシング
4…吹き出し口
4a…第1の吹き出し口部分
4b…第2の吹き出し口部分
5…フィルタ
6…流路切り替え用のダンパー
7…粉塵センサ
8…吸い込み口
9…空気流路
9a…第1の空気流路部分
9b…第2の空気流路部分
10…第2の吹き出し口
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気浄化機能をも備えている負イオン発生装置に係り、特に自動車のような車両に搭載するのに適した負イオン発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、自動車のような車両に搭載するための負イオン発生装置は知られている。通常の車載用の負イオン発生装置は、高電圧を印加されることによって周辺の空気の一部をイオン化するイオン発生電極と、モータ等によって回転駆動されることにより車室内の空気を吸い込んでイオン発生電極の周辺へ送り込むと共に、イオン発生電極により一部イオン化された空気を車室内へ放出するブロワ(送風機)とを、一端部に空気の吹き出し口と他端部に吸い込み口を備えていて内部に空気流路を形成する1個のケーシング内に収容したものである。
【0003】
通常の負イオン発生装置はこのように吸い込み口と吹き出し口とを備えているケーシング内にブロワとイオン発生電極が設けられているだけであるが、それよりも進んだ従来装置には、イオン発生電極の他に、ケーシング内に空気浄化用のフィルタを設けて、フィルタによって車室内の空気を濾過して浄化すると共に、イオン発生電極によって空気の分子をイオン化するという本来の作用をするように構成されているものもある。
【0004】
このように空気浄化機能をも有する従来の負イオン発生装置には、イオン発生電極の上流側にフィルタを設けて、ブロワから先にフィルタへ空気を送り込むことによって、濾過された空気をイオン発生電極の周辺へ送るようになっているものと、フィルタの上流側にイオン発生電極を設けて、ブロワから先にイオン発生電極の周辺へ空気を送り込むことによって、空気の一部をイオン化してからフィルタを通過させて車室内へ放出するものとの2種類がある。
【0005】
前者の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、車室内の空気が十分に清浄な場合でも、空気流がフィルタを通過する時に受ける抵抗によってブロワの消費電力が大きくなるという問題がある。それと反対に、フィルタの上流側にイオン発生電極を設けた空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、同じ問題に加えて、イオン発生電極によりイオン化されることによって負の電荷を与えられた空気の分子が、イオン発生電極の下流側に設けられたフィルタを通過する時に電荷を失うために負イオンの放出量が減少するので、本来の負イオン発生装置としての機能が低下するという恐れがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における前述のような問題に鑑み、新規な手段によってその問題を解消することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項1に記載されているような構成を有する空気浄化機能付き負イオン発生装置を提供する。
【0008】
本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、下流側において二つの部分に分岐している空気流路がケーシングの内部に形成されていて、その下流側端部が外部に向かって開口して少なくとも一個の吹き出し口を形成している。空気流路の分岐した下流側部分の一方である第1の空気流路部分には、それを完全に横断するフィルタが設けられる。これに対して、空気流路の分岐した他方の下流側部分である第2の空気流路部分は吹き出し口に直接に接続している。分岐する前の空気流路には粉塵センサとイオン発生電極が設けられる。また、第1の空気流路部分と第2の空気流路部分との間には、それらを択一的に開通させる流路切り替え用のダンパーが設けられる。
【0009】
本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置はこのような構成を有するから、粉塵センサが所定値以上の高い粉塵濃度を検出すると流路切り替え用のダンパーが第2の空気流路部分を閉塞させると共に、第1の空気流路部分を開通させる。それによって、ケーシング内の空気が全て第1の空気流路部分に設けられたフィルタを通って吹き出し口へ流れるので、空気中の粉塵はフィルタによって濾過されて空気が浄化される。つまり、本発明の装置は空気清浄器として作動する。本発明の装置においてはこの状態においてもイオン発生電極を作動させることができるから、粉塵はイオン発生電極によって電荷を受けて帯電するので、フィルタによって効率よく捕集される。
【0010】
これに対して、粉塵センサが所定値以上の粉塵濃度を検出していない場合は、流路切り替え用のダンパーが第1の空気流路部分を閉塞させると共に、第2の空気流路部分を開通させる。この時は、イオン発生電極によって空気の一部が電離されて負イオンとなり、フィルタによる抵抗を受けることなく第1の空気流路部分から吹き出し口へ流出する。従って、この状態では本発明の装置が負イオン発生装置として作動し、フィルタによる抵抗を受けないので、空気を送るブロワ等の動力を節減することができる。
【0011】
本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、流路切り替え用のダンパーをフィルタの上流側又は下流側に設けることができる。また、フィルタを同一平面内の左右いずれかに偏って設けるか、或いは同一垂直面内の上下いずれかに偏って設けることができる。更に、空気流路の下流側の分岐した2つの空気流路部分を、ケーシングの同一の面上に並んで開口させてもよいし、ケーシングの異なる2つの面に分かれて開口させてもよい。
【0012】
本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、フィルタを製造するのに最適の材料として、所謂「エレクトレット繊維」を使用することができる。エレクトレット繊維をフィルタに使用すると、イオン発生電極によって帯電した粉塵を容易に捕集することができる。
【0013】
本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、ケーシング或いは流路切り替え用のダンパーのための好適な材料として、表面抵抗値が1011Ω以下のアクリルニトリルブタジエンスチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネイトのいずれかを使用することができる。また、それらのうち少なくとも1つを含む混合材も使用することができる。それによって、優れた機械的強度が得られるだけでなく、イオンによる帯電が防止される。
【0014】
本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、ケーシング内の空気流路の上流側にブロワを設けて、それによって空気を吸い込むように構成することができる。この場合は、ケーシングの一部にブロワのための吸い込み口となる開口を形成することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について説明をする前に、先に簡単に説明した3つの従来技術の構成と作用、及びそれらの問題点について、添付の図3乃至図5を使用してより詳細に説明する。これらの図面はいずれも概念的な平面図であって、これらの図面に描かれた従来の装置や、後述の本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置は、いずれも車両の天井部分に収容することができるように、全体として扁平な形状にまとめられている。
【0016】
従来から知られている車載用の負イオン発生装置(第1の従来例)は、概念的には図3に示したような構成を有する。即ち、図示しない電源から高電圧を印加されるイオン発生電極1と、図示しないモータによって回転駆動されて空気を送るブロワ(送風機)2は共通のケーシング3内に設けられており、ブロワ2によって発生するケーシング3内の空気流の下流側となる端部には、吹き出し口4となる開口が形成されている。ブロワ2によってケーシング3内へ吸い込まれた車室内の空気は、イオン発生電極1の周辺を通過した後に吹き出し口4から再び車室内へ放出されるので、イオン発生電極1に印加された高圧の電力によって負の電荷を与えられて、空気の分子の一部が負の電荷を帯びたマイナスイオンとなることにより、車室内の空気を森の中のようなイオンバランスの空気に近づけることができる。
【0017】
図3に示すような基本的な負イオン発生装置には空気の浄化機能はないので、負イオン発生装置に空気の浄化機能をも持たせたものが図4に示す空気浄化機能付き負イオン発生装置である。図4に示す第2の従来例では、ブロワ2の下流側で且つイオン発生電極1の上流側に、ケーシング3内の空気流路を完全に横断するように不織布等の濾紙からなるフィルタ5が設けられている。フィルタ5は通過する空気を濾過することにより、車室内の空気に含まれている粉塵等を捕集して空気を浄化する。従って、第2の従来例では、フィルタ5によって粉塵等を捕集除去された清浄な空気が、イオン発生電極1によってイオン化されて車室内へ放出される。本来これは好ましいことではあるが、空気流が常時フィルタ5を通過することになるので、空気流がフィルタ5によって抵抗を受けることから、空気が清浄で濾過する必要がない時には無駄な電力(動力)消費を伴う。
【0018】
これと反対に、図5に示す第3の従来例としての空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、ケーシング3内の空気流路を完全に横断するフィルタ5の上流側にイオン発生電極1が設けられている。従って、イオン発生電極1によってイオン化された空気流がフィルタ5によって濾過されることになるので、負の電荷を有する空気の分子が、イオン発生電極1の下流側に設けられたフィルタ5を通過する時に電荷を失うことによって負イオンの放出量が減少するために、全体として装置のイオン化効率が低下する恐れがある。
【0019】
本発明はこれら第1から第3の従来例に見られる問題を解消するために、以下に述べる幾つかの実施例のような解決手段を提供する。
【0020】
図1及び図2によって本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置の第1実施例を説明する。本発明の実施例においても、前述の従来例の場合と同様に、参照符号1はイオン発生電極を、2はブロワを示しており、これらは内部に空気流路9を形成するケーシング3の中に設けられている。イオン発生電極1の形状は、針状、平面状、円筒状、線状等のうちから適当なものを選択する。参照符号4はケーシング3内の空気流路9の下流側端部に開口している吹き出し口、5は不織布のような濾紙からなるフィルタを示している。
【0021】
第1実施例の空気浄化機能付き負イオン発生装置においてはフィルタ5が吹き出し口4の開口のおよそ半分程度を覆うように設けられている。従って、吹き出し口4の残りの半分は空気流路9の直接の開口として開放されている。そこで、第1実施例の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、吹き出し口4のうちでフィルタ5が開口している部分を第1の吹き出し口部分4aと呼ぶと共に、空気流路9がフィルタ5を通らないで直接に吹き出し口4に開口している部分を第2の吹き出し口部分4bと呼ぶことにする。なお、8は、空気流路9の上流側端部となるケーシング3の一端側に設けられたブロワ2のための空気の吸い込み口である。
【0022】
第1実施例の場合はこのような構造によって、空気流路9の下流側の部分がケーシング3の内部で実質的に分岐して、フィルタ5を経由した後に第1の吹き出し口部分4aに接続する第1の空気流路部分9aと、フィルタ5を経由しないで直接に第2の吹き出し口部分4bに接続する第2の空気流路部分9bとの2つの流路部分から構成されることになる。具体的には第1の空気流路部分9aと第2の空気流路部分9bとを区画するための隔壁が設けられ、フィルタ5が第1の空気流路部分9aの断面を完全に覆う大きさのものとして製作される。
【0023】
そして、空気流路9の下流側部分を構成する2つの空気流路部分9a,9bのいずれか一方を図1又は図2に示すように択一的に開通させるように、フィルタ5の上流側の面の付近には、そのフィルタ5の上流側の面と、それ以外の第2の空気流路部分9bとを択一的に遮蔽することができるダンパー6が設けられる。この流路切り替え用のダンパー6は、ケーシング3に軸承された枢軸6aによって、図1に示したようにフィルタ5を含む第1の空気流路部分9aが開通している状態と、図2に示したように第2の空気流路部分9bが開通している状態との間で、反転して回動することができるようになっている。ダンパー6の枢軸6aは図示しないアクチュエータのような手段によって回動操作される。このアクチュエータとしては、電動式、電磁式、空圧式、或いは油圧式等の一般的なアクチュエータを利用することができる。
【0024】
7はフィルタ5の上流側の空気流路9に設けられた粉塵センサであって、ケーシング3内を流れる空気に含まれている粉塵の濃度を監視している。そして、粉塵の濃度を示す信号を発生して、図示しない電子式制御装置のような制御手段へ入力する。そして粉塵センサ7の検出する粉塵の濃度が所定値を上回った時は、ダンパー6が図1に示す位置をとるように、制御手段が制御信号を発生して前述のアクチュエータ等を介してダンパー6の枢軸6aを回動させる。また、粉塵センサ7の検出する粉塵の濃度が所定値を下回った時は、ダンパー6が図2に示す位置をとるように、制御手段が制御信号を発生して前述のアクチュエータ等を介してダンパー6の枢軸6aを反対方向に回動させる。このようにしてダンパー6は空気流路部分9a及び9bの一方を択一的に開通させることができる。なお、イオン発生電極1は、ケーシング3内の空気流路9の中でも2つの空気流路部分9a,9bに分岐する前の部分に設けられるが、どちらかというと、第2の空気流路部分9bに近い位置に設ける方がよい。
【0025】
第1実施例の空気浄化機能付き負イオン発生装置はこのように構成されているので、これを自動車のような車両に搭載した場合には、ブロワ2の運転によって吸い込み口8からケーシング3内へ吸い込まれて空気流路9を通って吹き出し口4へ流れる車室内の空気の一部は、イオン発生電極1の近傍を流れる時に高電圧の電界によって電離してイオン化する。
【0026】
その時の空気流に粉塵が多量に含まれていると、粉塵センサ7が制御手段へ出力する信号のレベルが高くなるので、そのレベルが所定値を超えた時に制御手段はダンパー6を回動させて図1に示す位置を与える。それによって第2の空気流路部分9bが閉じると共に第1の空気流路部分9aが開通する結果、ケーシング3内を流れる空気が全てフィルタ5を通過して流れるようになる。従って、粉塵がフィルタ5によって捕集され、浄化された空気が吹き出し口4のうちの第1の吹き出し口部分4aから流出するから、粉塵が車室内へ放出されるのを防止することができる。
【0027】
しかもこの場合には、粉塵がイオン発生電極1によって電荷を与えられて帯電するため、電荷を帯びた粉塵がフィルタ5に付着しやすくなって、フィルタ5によって効率よく捕集することができる。
【0028】
第1実施例の空気浄化機能付き負イオン発生装置において、粉塵センサ7の検出する粉塵の濃度が所定値以下の時は、図示しない制御手段がアクチュエータを介してダンパー6の枢軸6aを回動させて、ダンパー6に図2に示した位置を与える。それによって、ダンパー6はフィルタ5が設けられていない第2の空気流路部分9bを開通させるので、ケーシング3内の空気流はイオン発生電極1によってイオン化されて、吹き出し口4のうちの第2の吹き出し口部分4bから抵抗なく車室内へ放出される。この場合は空気流が、流れに対して多少とも抵抗を与えるフィルタ5を通過しないので、ブロワ2を駆動するのに必要なトルクが小さくなって、無駄な電力消費が防止される。
【0029】
このように、第1実施例の空気浄化機能付き負イオン発生装置においては、車室内の空気中の粉塵濃度が高い時には、この装置を集塵効率の高い空気清浄器として車室内の空気の浄化のために活用する一方、粉塵の濃度が低い通常の状態においては、この装置を本来の負イオン発生装置として、消費電力の少ない状態で使用することができる。また、これら2つの機能を流路切り替え用のダンパー6によってきわめて簡単に切り替えることができ、いずれも高い効率において運転することができる。
【0030】
以下、第1実施例の変形例として、第2実施例以下の幾つかの他の実施例について説明する。なお、第2実施例以下の実施例においても、第1実施例や先に説明した従来例と実質的に同じ構成部分については、同じ参照符号を付すことによって重複する詳細な説明を省略する。
【0031】
まず、図6に本発明の第2実施例としての空気浄化機能付き負イオン発生装置の概略構成を示す。第1実施例の装置に比べて第2実施例のそれが異なる点は、空気流路9の下流側の第1の空気流路部分9aと第2の空気流路部分9bを択一的に切り替えるダンパー6が、フィルタ5の上流側の面ではなくて、その下流側の面に設けられていることである。しかし、フィルタ5がケーシング3内の空気流路9の分岐した下流側部分の一方である第1の空気流路部分9aに設けられていると共に、他方の第2の空気流路部分9bが空気流路9を直接に吹き出し口4へ接続していることは第1実施例の場合と同じである。ダンパー6がフィルタ5の下流側にあっても2つの空気流路部分9a及び9bを択一的に切り替えることができるから、第2実施例は第1実施例と実質的に同様な作用効果を奏する。
【0032】
図7に本発明の第3実施例としての空気浄化機能付き負イオン発生装置の概略構成を示す。図7と対比すべき第1実施例の図1は平面図であるから、第1実施例におけるフィルタ5は、ケーシング3の内部の空気流路を上方から見た時に左右の一側に偏って設けられている。これに対して第3実施例を示す図7は側面図であるから、第3実施例におけるフィルタ5は、ケーシング3内の空気流路を側面から見た時に下半分に偏って設けられている点に特徴がある。それ以外の点は第1実施例の場合と同じであるから、第3実施例の空気浄化機能付き負イオン発生装置は第1実施例のそれと同じ作用効果を奏する。この場合に、フィルタ5をケーシング3内の上半分に偏って設けてもよいことは言うまでもない。
【0033】
図8に本発明の第4実施例としての空気浄化機能付き負イオン発生装置の概略構成を示す。第4実施例においてはフィルタ5が、ケーシング3の一端部に開口している吹き出し口4の全面を覆うように設けられる。従って、この場合の吹き出し口4は、全体として前述の各実施例における第1の吹き出し口部分に対応している。そして、フィルタ5の上流側の面よりも更に上流側の空気流路9から車室内に向かって開口するように、ケーシング3に第2の吹き出し口10が開口している。この場合は、第2の空気流路部分9bが空気流路9のうちの実質的に第2の吹き出し口10の付近だけに限られている。そして、流路切り替え用のダンパー6がフィルタ5の上流側の面と第2の吹き出し口10のいずれか一方を択一的に覆うことができるように、ダンパー6の枢軸6aが位置決めされている。
【0034】
従って、粉塵センサ7の検出値が低レベルであって第4実施例の空気浄化機能付き負イオン発生装置が負イオン発生装置として使用される場合には、流路切り替え用のダンパー6は図8に示すような位置を与えられる。この場合はイオン発生電極1によってイオン化された空気が第2の吹き出し口10から直接に車室内へ放出されるので、空気流がフィルタ5によって抵抗を受けることがなく、ブロワ2を駆動する電力に無駄が生じない。また、粉塵センサ7の検出値が所定値以上の場合にはダンパー6が回動して第2の吹き出し口10を閉塞する。それによって、ケーシング3内の空気流は全て第1の空気流路部分9aのフィルタ5を通過して第1の吹き出し口部分である吹き出し口4から車室内へ放出されるので、イオン発生電極1によって帯電した粉塵がフィルタ5によって効率よく捕集された後に、清浄な空気が吹き出し口4から車室内へ放出される。
【0035】
前述の各実施例においてはフィルタ5として一般的な不織布の濾紙を使用することを予定しているが、本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置の第5実施例においては、フィルタ5に最適のものとして、エレクトレット繊維を使用したフィルタを使用する。エレクトレット繊維は常に静電気を帯びているので、きわめて微細な粉塵でも通過させることなく吸着して捕集する。特に本発明においては、イオン発生電極1をフィルタ5の上流側に設けて空気の分子を負のイオンに変化させるので、同時に粉塵も帯電することから、電荷を帯びたエレクトレット繊維からなるフィルタ5によって粉塵を捕集するのに好都合である。
【0036】
本発明の空気浄化機能付き負イオン発生装置の第6実施例においては、前述の各実施例におけるケーシング3や流路切り替え用のダンパー6を製作するための最適の材料として、アクリルニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)が適用可能であり、これらのうち少なくとも1つを含む混合材も適用可能である。特に、帯電を防止するために表面抵抗値が1011Ω以下の材料を使用することが望ましく、それによって粉塵の付着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係る装置の1つの作動状態を概念的に示す平面図である。
【図2】第1実施例に係る装置の他の作動状態を概念的に示す平面図である。
【図3】第1の従来例を概念的に示す平面図である。
【図4】第2の従来例を概念的に示す平面図である。
【図5】第3の従来例を概念的に示す平面図である。
【図6】第2実施例に係る装置を概念的に示す平面図である。
【図7】第3実施例に係る装置を概念的に示す側面図である。
【図8】第4実施例に係る装置を概念的に示す側面図である。
【符号の説明】
1…イオン発生電極
2…ブロワ
3…ケーシング
4…吹き出し口
4a…第1の吹き出し口部分
4b…第2の吹き出し口部分
5…フィルタ
6…流路切り替え用のダンパー
7…粉塵センサ
8…吸い込み口
9…空気流路
9a…第1の空気流路部分
9b…第2の空気流路部分
10…第2の吹き出し口
Claims (11)
- 下流側において二つの部分に分岐している空気流路を内部に形成されたケーシングと、
前記空気流路の下流側端部において前記ケーシングの一部に開口して空気流を外部へ導出する少なくとも一個の吹き出し口と、
前記空気流路の分岐した下流側部分の一方であって流路を横断するフィルタを介して前記吹き出し口に接続する第1の空気流路部分と、
前記空気流路の分岐した下流側部分の他方であって前記吹き出し口に直接に接続する第2の空気流路部分と、
分岐する前の前記空気流路に設けられた粉塵センサと、
同じく分岐する前の前記空気流路に設けられたイオン発生電極と、
前記第1の空気流路部分と前記第2の空気流路部分とを択一的に開通させる流路切り替え用のダンパーと
を備えていることを特徴とする空気浄化機能付き負イオン発生装置。 - 請求項1において、前記流路切り替え用のダンパーが前記フィルタの上流側に設けられていることを特徴とする空気浄化機能付き負イオン発生装置。
- 請求項1において、前記流路切り替え用のダンパーが前記フィルタの下流側に設けられていることを特徴とする空気浄化機能付き負イオン発生装置。
- 請求項1ないし3のいずれかにおいて、前記フィルタが同一平面内の左右いずれかに偏って設けられていることを特徴とする空気浄化機能付き負イオン発生装置。
- 請求項1ないし3のいずれかにおいて、前記フィルタが同一垂直面内の上下いずれかに偏って設けられていることを特徴とする空気浄化機能付き負イオン発生装置。
- 請求項1ないし5のいずれかにおいて、前記空気流路の下流側の分岐した2つの空気流路部分が、前記ケーシングの同一の面上に並んで開口していることを特徴とする空気浄化機能付き負イオン発生装置。
- 請求項1ないし5のいずれかにおいて、前記空気流路の下流側の分岐した2つの空気流路部分が、前記ケーシングの異なる2つの面に分かれて開口していることを特徴とする空気浄化機能付き負イオン発生装置。
- 請求項1ないし7のいずれかにおいて、前記フィルタとしてエレクトレット繊維を使用したことを特徴とする空気浄化機能付き負イオン発生装置。
- 請求項1ないし8のいずれかにおいて、前記ケーシング或いは前記流路切り替え用のダンパーの材料として、表面抵抗値が1011Ω以下のアクリルニトリルブタジエンスチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネイトのいずれか、もしくはこれらのうち少なくとも1つを含む混合材が使用されていることを特徴とする空気浄化機能付き負イオン発生装置。
- 請求項1ないし9のいずれかにおいて、前記ケーシング内の空気流路の上流側に空気を吸い込むブロワが設けられていることを特徴とする空気浄化機能付き負イオン発生装置。
- 請求項10において、前記ブロワが前記ケーシングの一部に吸い込み口となる開口を備えていることを特徴とする空気浄化機能付き負イオン発生装置。
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