JP2004510118A - 空気清浄器 - Google Patents
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Abstract
空気清浄器(10)は、空気入口、空気出口、及び空気入口(36)と空気出口(37)を相互に連結する空気流路を支持するハウジング(12)を有する。空気流路はブロアー室の上流側に配置されたろ過室によって形成され、空気を空気入口から空気出口へと空気流路を通して付勢するための、モーターにより駆動されるファン(74)を有する。プレフィルター(66)と主フィルター(56)とが、大きさ0.3ミクロン(μm)以上の粒状物を捕捉するための空気ろ過室内に取り外し可能に支持されている。紫外線光源(86)は光室内に配置され、且つ空気出口の近傍に配置される。出口グリル(106)は、空気出口の近傍に支持され、実質的に紫外線の通過を防止しつつ、空気を通過させる。出口グリルは、複数の回旋状通路を画成する複数のブレード(136)を有するルーバーアセンブリを有する。出口安全スイッチ(210)は、出口グリルと選択的に係合可能とされ、出口グリルがハウジングに対して適切に配置されていないときに、紫外線及びブロアーアセンブリの作動を防止する。空気クオリティセンサー(180)はハウジングにより支持され、コントローラーに大気の質の示度を提供し、次いで、その指示された大気の質に基づいてブロアーアセンブリの運転を変更する。フィルター点検ゲージ(230)は、空気出口の近傍に取り外し可能に配置されて空気流量の示度を提供し、これによりプレフィルター又は主フィルターの交換が必要であることを知らせる。
Description
【0001】
発明の背景
1.発明の分野
本発明は、一般には、空気清浄器に関し、より詳細には、粒状物を除去し、かつ複数の段階の間、大気(外気)からの微生物を滅菌(消毒)又は殺すための空気清浄器に関するものである。
【0002】
2.関連技術の説明
花粉、黴、煙、塵、ペットのふけ、微生物又はその他の多数の既知の刺激物による空気の汚染は、一般的な長年の問題である。これらの汚染物質との接触は、殆ど避けることができず、かつ各個人の呼吸を不快にすることがよくある。その上、こうした汚染物質は、特に、アレルギー、喘息、気腫及び他の呼吸器に関連した疾病を患っている個人にとって、長期にわたる健康上の危険性をもたらすことがある。
【0003】
大気から汚染物質を取り除くための各種広汎な空気清浄器が現在市場に出回っている。これらの装置は、一般的に、空気を循環させるためのファン及び空気経路内に配設されて、そこを流れる空気をろ過処理する、或いは浄化する機械的フィルターを備えている。業界で広範囲に受け入れられている機械的フィルターの1つの形式に、一般的に大きさが0.3ミクロン(μm)より大きい粒子を捕捉する高効率粒状物空気(high efficiency particulate air:HEPA)フィルターがある。
【0004】
多くの生きている微生物は0.3ミクロンより小さいので、これらはこうした従来の機械的フィルターを容易に通過する。そこで、微生物を殺すか又はそれらが繁殖しないように微生物を滅菌するために、紫外線灯によって発生された紫外線(UV)光を利用することが知られている。
【0005】
空気を紫外線にさらすことでオゾンが発生することがある。その発生するオゾンの量とタイプは、そのエネルギー源の波長と強度によって左右される。オゾン自体は、効果的な滅菌又は微生物の駆除のために利用されてきているが、人間に対するオゾンの本来の健康上のリスクのために、その使用はしばしば阻まれる。従って、微生物を効果的に低減するために利用される如何なる放射源も、オゾンに対する人間の暴露を最小限にすることが重要である。
【0006】
紫外線光源は大気における微生物の数を減らすのに有効であることが判明しているが、皮膚の損傷、及び失明を含む目の損傷を生ぜしめることのある紫外線光線に長期にわたり直接さらされるのを回避するため、人は適切に遮蔽されなければならない。従って、従来の空気清浄器においては、通常、紫外線光源は空気入口及び空気出口から離れたハウジング内の位置に配置され、又は紫外線の透過を制限するための反射シールドを使用することが必要である。そのため、紫外線光源を用いた多くの従来の空気清浄器は、紫外線灯の交換を困難で且つ作業に時間がかかるものとする構造を有する。
【0007】
従って、大気を効果的に清浄化するための複数の段階を含む空気清浄器が必要とされている。その上、空気から粒状物を効果的に除去するためのフィルターアセンブリと、微生物を滅菌する又は殺す紫外線光源と、を有する上記空気清浄器が必要とされている。更に、フィルターアセンブリ及び紫外線光源の両者の効率的且つ簡便な交換を容易にするような構造を提供し、一方、潜在的に有害な紫外線光線に対する人間の暴露をも防止する上記空気清浄器が必要とされている。
【0008】
発明の概要
本発明の空気清浄器は、空気入口、空気出口、及び空気入口と空気出口とを相互に連結する空気流路を支持するハウジングを有する。ブロアーアセンブリは、ハウジング内に配置された隔壁により支持され、モーターにより回転駆動されるファンを有する。ブロアーアセンブリは、空気を空気入口から吸引し、次にその空気を、空気流路を通して空気入口から空気出口へと付勢する(強制的に送風する)。このハウジングは更に、空気清浄器の周りの適切な空気の流れを確保するために、後壁と、この後壁から外方向に延在するスペーサーとを有し、ハウジングを壁のような外部物体に対して間隔をおいて保持している。
【0009】
下流側の第1空気フィルター、即ち、主フィルターが、空気入口とブロアーアセンブリの中間の空気流路内に配設されている。弾性シールガスケットが主フィルターにより支持され、隔壁と密閉的に係合して空気の流れが主フィルターをバイパスするのを防止する。上流側の第2空気フィルター、即ち、プレ(前)フィルターが、主フィルターに取り外し可能に固定され、空気入口と主フィルターとの中間に配置されている。主フィルターは、好ましくは、大きさが0.3ミクロン(μm)以上の粒状物を除去するのに適した高効率粒状物空気(HEPA)フィルターを有する。プレフィルターは、好ましくは、このような粒状物が主フィルターに接触する前に、臭い及びより大きい粒状物を除去するのに適した炭素(カーボン)メッシュフィルターを有する。
【0010】
紫外線光源が主フィルター及びプレフィルターに下流側に配設され、且つ、空気出口の近傍の空気流路内に配置される。紫外線光源は、空気流路に対し実質的に垂直な面内に配向された紫外線灯を有し、その近くを流れている空気に対する紫外線の露光を最大にする。
【0011】
出口グリルが空気出口の近傍のハウジングにより支持され、これは空気に対して透過性があり、又実質的に紫外線に対して透過性がない。出口グリルは、好ましくは、複数の回旋状通路、即ち、チャネルを画成する、複数の相互に水平に間隔をおいて配置されかつ垂直に延在するブレードを備えるルーバーアセンブリを有し、空気出口を通る空気流路からの空気を通過させ、一方実質的に紫外線光源からの紫外線が空気出口を通過するのを防止する。各ブレードは、好ましくは、対向する凹状面及び凸状面と、長手方向に延在する側縁部と、横方向に延在する端縁部とを有する本体を備える。各ブレードの凹状面は、隣接するブレードの凸状面に隣接して配置され、ここで各ブレードの各側縁部は隣接するブレードの本体の一部と重なる。
【0012】
出口安全スイッチが、出口グリルと選択的に係合可能とされている。出口安全スイッチは、紫外線光源及びブロアーアセンブリに作動可能に接続され、出口グリルがハウジングに対して適切に配置されていない場合、両方を非作動状態とする。入口グリルは、空気入口の近傍に支持され、入口安全スイッチと選択的に係合可能とされている。入口安全スイッチも同様に、紫外線光源及びブロアーアセンブリに作動可能に接続され、入口グリルがハウジングに対して適切に配置されていない場合、両方を非作動状態とする。
【0013】
コントローラーが、ブロアーアセンブリのモーターに作動可能に接続され、空気流路を通した空気の移動量を制御する。空気クオリティセンサーがハウジング内に支持され、これはサンプリング室、サンプリング室に光を供給する光学的エミッター、及び光学的エミッターから出射された光を検出するためサンプリング室と連通する光学的レセプターを有する。空気クオリティセンサーは、サンプリング室内の空気の質を示す空気クオリティ信号をコントローラーに供給する。コントローラーは、空気クオリティ信号に応答してモーター速度を変えることによりブロアーアッセングリーの作動を調節する。
【0014】
光学的エミッター及び光学的レセプターを手動式に清掃するためクリーニング部材がサンプリング室内に取り外し可能に収容されている。クリーニング部材を、非使用時に取り外し可能に収容するための収納区画が入口グリルの後に設けられている。
【0015】
コントローラーは、複数のモーター作動速度の各々にて空気清浄器の累積作動時間を決定するためのカウンター又はタイマーを有する。第1の所定時間の各期間が経過した時点で、コントローラーは「プレフィルター点検(チェック)」インジケーター(指示)信号を提供する。同様に、第1の所定時間の各期間より長い第2の所定時間の各期間が経過すると、コントローラーは「HEPAフィルター点検」インジケーター信号を提供する。
【0016】
フィルター点検(チェック)ゲージが、空気の流量の示度を提供するために、空気出口の近傍に取り外し可能に配設される。フィルター点検ゲージは、それを通した空気流量の示度を提供するために空気出口の近傍に取り外し可能に支持され、更に詳細には、これは出口グリル内に形成された凹部内に支持される。フィルター点検ゲージは、端部の開いた透明な円筒管と、点検ゲージを通る空気の流れに応答して移動するように円筒管内に摺動自在に収容されたインジケーター(指示器)とを有する。収納区画が、フィルター点検ゲージを、非使用時に取り外し可能に収納するように、入口グリルの後ろに形成されている。
【0017】
ハウジング内に窓が設けられ、この窓を通して使用者が紫外線光源を見ることができ、紫外線光源が適切に機能していることの指示を使用者に提供する。この窓は、使用者を潜在的に有害な紫外線光線から保護するため半透明の紫外線フィルター(ろ過)カバーを有する。
【0018】
従って、本発明の目的は、内蔵型(自己内蔵型)のポータブル空気清浄器を提供することである。
【0019】
本発明の更に他の目的は、粒状物を除去するためのフィルターと、複数の段階の間に大気からの微生物を滅菌する或いは殺す紫外線灯と、を有する上記空気清浄器を提供することである。
【0020】
本発明の他の目的は、容易に交換可能なフィルター及び紫外線灯を有する空気清浄器を提供することである。
【0021】
本発明の他の目的は、比較的小さい粒状物を捕捉するための主フィルターと、大気からの比較的大きい粒状物をろ過(フィルター処理)し、それにより主フィルターの有効な寿命スパンを長くするためのプレフィルターと、を含む複数のフィルターを有する空気清浄器を提供することである。
【0022】
本発明の他の目的は、上流側のフィルターを通過する微生物を滅菌する又は殺すための紫外線光源を有する上記空気清浄器を提供することにある。
【0023】
本発明の更に他の目的は、空気の通過は許すが、実質的に紫外線の通過は阻止する出口グリルを有する空気清浄器を提供することである。
【0024】
本発明の他の目的は、入口グリル又は出口グリルが空気清浄器内で適切に装着されない場合に、不注意による、又潜在的に有害な紫外線に対する暴露を防止するための複数の連動(相互係止)安全スイッチを有する空気清浄器を提供することである。
【0025】
本発明の他の目的は、適切な作動を確認するために使用者が紫外線光源を見ることを可能とする、紫外線光源と視覚的な連通状態にある窓を提供することである。
【0026】
本発明の他の目的は、大気の質を感知し、それに応答して空気清浄器の作動を制御するための空気クオリティセンサーを提供することである。
【0027】
本発明の他の目的は、所定時間が経過した時点で自動フィルター点検インジケーター信号を提供することである。
【0028】
本発明の他の目的は、空気流量、及び空気フィルターの交換が必要なことを簡単且つ効率的に決定するためのフィルター点検ゲージを提供することである。
【0029】
本発明の他の諸目的と諸利点については、後述の説明、添付の図面及び添付の特許請求の範囲から明らかとなろう。
【0030】
好ましい実施例の説明
最初に図1〜図7を参照すると、本発明に従って製作された空気清浄器10が図示される。空気清浄器10は、図示の如く、ろ過室14、ブロアー(送風機)室16(図6及び図7)及び紫外線室18を備えるハウジング12を有している。更に、ハウジング12は、対向する第1及び第2側壁20、22を有し、これらは後壁24に接続されている。適切な空気の流れを提供するために、壁の如き外部の物体から適切な距離にこの空気清浄器10を保持するように半球状突出部、即ち、スペーサー25が後壁24から外方向に延在している。
【0031】
ここで、図2、図6及び図7を参照すると、ハウジング12内には仕切り、即ち、隔壁(分割壁)26が収容され、この隔壁は、それぞれの長手方向中心軸に近接して、対向する側壁20、22の間に延在している。複数のボルト27(図6)が、隔壁26を後壁24に実質的にそれに平行に固定する。隔壁26は、ろ過室14をブロアー室16から分離し、これによりろ過室14の後壁とブロアー室16の前壁とを画成する。隔壁26は、前方に延在している側壁28及び29、底壁30並びに上壁31(図7)を支持し、これらは全てハウジング12内に収容され、共にろ過室14を画成している。
【0032】
隔壁26は、ろ過室14とブロアー室16との間を連通させるようにそれに形成された複数の開口部32を有する。邪魔板(バッフル)、即ち、スクロール(渦巻き状)壁33が隔壁26から後方向に延在し、ハウジング12の後壁24に当接し、ブロアー室16を画成する。スクロール壁33は、実質的に弓形(アーチ形)であり、略270°周方向に延在し、これにより開口部34を画成して、ブロアー室16と紫外線室(光室)18との間を連通させる。
【0033】
引き続き図1、図2、図4、図6及び図7を参照すると、ろ過室14、ブロアー室16及び紫外線室18は、開口部32及び34と共に空気通路35を画成し、この空気通路35は、空気入口36から空気出口37へ下流方向に延在している。空気清浄器10のろ過室14内には、空気フィルターアセンブリ38が取り外し可能に支持されている。
【0034】
入口グリル39が、空気入口36の近傍の側壁28及び29により支持され、空気フィルターアセンブリ38をろ過室14内に固定している。空気入口グリル39は、実質的に相互に垂直方向に離間し、又水平に延在する複数のブレード、即ち、スラット(小割板)40を有し、これらは複数のスロット(溝穴)41を分離し、又周縁フレーム42により支持されている。フレーム42は、下方向に延在している各位置決めタブ43を有し、これは底壁30内に形成された各スロット44内に受容可能になっている(図2)。フレーム42と係合するように、各自己偏倚型弾性係止タブ46が側壁28及び29により支持され、これにより入口グリル39をハウジング12に対して固定する(図2及び図10)。ハウジング12の側壁20及び22内には、各凹部48が形成され、フレーム40内に形成された各タブ49と協働して、入口グリル39の取り外しを容易にする。
【0035】
側壁20及び22内には各ハンドル凹部50をも形成され、使用者が空気清浄器10を持ち運ぶときの助けとなる。空気清浄器10を支持するように、複数の脚部52がハウジング12の下壁54から下方向に延在する。
【0036】
ここで、図2及び図7を参照すると、空気フィルターアセンブリ38は、好ましくは、下流側第1フィルター、即ち、主フィルター56を有する。主フィルター56は、最も好ましくは、高効率粒状物(HEPA)フィルターを含み、このフィルターは、サブミクロン範囲の空気によって運ばれる粒状物を捕捉する手段として医療分野、健康管理分野及び製薬分野で広汎に利用されて来ている形式のものである。HEPAフィルター56は、ろ過材料60を支持するための実質的に堅固な支持フレーム58を有している。ろ過材料60は、大きさが0.3ミクロン(μm)の粒子に対して99.97%の最低効率をもたらすように規定されており、これにより、空気によって運ばれる微生物の濃度が危険性をもたらすような環境において高度のろ過が行われる。その上、HEPAフィルター56は、塵、花粉、黴胞子などといった他の空気によって運ばれる汚染物質を除去することができる。HEPAフィルター56は従来設計のものであり、オハイオ州アッシュビルのコロンバスインダストリーズ社(Columbus Industries, Inc.)を含む多数の供給業者から入手可能である。
【0037】
フィルターフレーム58の後面上には、弾性シールガスケット62が配置されており、これは隔壁26に形成された前方に面している肩部64と係合可能である。容易に理解される如く、シールガスケット62が肩部64と係合した状態でHEPAフィルター56をろ過室14内に適切に配置することにより、ろ過室14とブロアー室16との間が密封され、空気フィルターアセンブリ38の周縁部の周りの粒状物の望ましくない通過を防止する。
【0038】
空気入口36の直ぐ近くにてHEPAフィルター56の上流側に、第2フィルター、即ち、プレフィルター66が支持されている。プレフィルター66は、効率が比較的低いものであり、HEPAフィルター56に重なっている。また、プレフィルター66は、粒状物保持サイズがHEPAフィルター56の0.3ミクロン(μm)のサイズよりはるかに大きく、糸屑(長繊維)、塵、花粉などいった通常の空気によって運ばれる諸粒子を捕捉する。プレフィルター66は、好ましくは、流入して来る空気の流れの中に存在し得る臭い、煙霧及び他の有害蒸気を処理する炭素(カーボン)を有する。プレフィルター66は、大きい粒状物がHEPAフィルター56に入る前にそれらを除去してHEPAフィルター56の寿命を延ばすという重要な機能を果たす。そこで、プレフィルター66は、HEPAフィルター56よりも実質的により頻繁に交換されることが望まれる。プレフィルター66は、従来設計のものであり、オハイオ州アッシュビルのコロンバスインダストリーズ社を含む多数の供給業者から入手可能である。
【0039】
再び図2に移ると、主フィルター56のフレーム58の前面には、複数の固定手段68が固定されている。各固定手段68は、プレフィルター66を解放可能にHEPAフィルター56に固定する。各固定手段68は、好ましくは、複数のフックを有し、これらのフックは周知のVELCR(登録商標)フック及びループフアスナーの様式にて、プレフィルター66内に形成された複数の自然に発生するループと解放可能に係合する。容易に理解される如く、プレフィルター66は、フレーム58の前面上で単に伸張させ、次に、固定手段68により所定位置にて固定することができる。
【0040】
更に図2、図6及び図7を参照すると、ブロアーアセンブリ74が、ボルト76のような従来の締結具を介して隔壁26に固定される複数の従来の各ブラケット75により、ブロアー室16内に支持されている。ブロアーアセンブリ74は、遠心ファン78を回転駆動するための従来のモーター77を有する。ファン78は、空気入口36と実質的に同軸的に整列され、又モーター77により回転駆動される軸(シャフト)80を有し、軸80に対して実質的に半径方向外方に延在する複数の弓形(アーチ形)ブレード82に運動を与える。上述のように、隔壁26内には、ろ過室14とブロアー室16との間の空気の流れを可能にする各開口部32が形成されている(図2、図6及び図7)。図6及び図7において矢印84で示される如く、ブロアーアセンブリ74は、空気入口36を通し、空気フィルターアセンブリ38を通して、ブロアー室16内へと軸方向に空気を吸引する。ブロアーアセンブリ74は、空気をファン78の軸80から半径方向外方に排出する。次に、その排出された空気は、スクロール壁33により、開口部34を通して、紫外線室18内へと上方向に向けられる。
【0041】
ここで、図6〜図8に移ると、紫外線(UV)光源86が紫外線室18内に配置され、これは紫外線に対する空気流の露出を最大にすべく紫外線室18を通る空気通路35の一部分に対して実質的に垂直な面内に配向されている。この空気流に対して垂直な紫外線室18の断面積は、ファン78とスクロール壁33との中間にあって、その空気流に対して垂直なブロアー室16の断面積より大きくなっていることに注目されたい。そのため、空気流の速度は紫外線室18に入ると減少し、こうして光源86に対する露出時間が増加する。
【0042】
紫外線源86は、空気フィルターアセンブリ38により捕捉されなかった空気によって運ばれる微生物の実質的に全てを滅菌する又は殺す。更に詳細には、UV光源86は、好ましくは、紫外線C帯(UVC)灯88を備えており、これはスクロール壁33の上方に配置されている。UV灯88は、最も好ましくは、C帯領域内の254ナノメーター(nm)の波長を発生する。この波長はオゾン発生を最少にする一方、微生物を効果的に滅菌する又は殺すよう選択されている。最も好適な実施態様においては、紫外線灯88は型式G6T5と指定され、ここでGは殺菌灯を表し、6はワット数を指定し、T5は1インチの5/8と等しい紫外線灯88の相対的管状直径を指定する。UV灯88は、従来のバラスト(図示せず)を有し、スターター(始動器)89に接続されている(図2及び図14)。
【0043】
紫外線灯88は、斯界にて周知の如く、対向する2−ペグプラグ92、94を備える細長の管90を有する。各プラグ92、94は、各従来のランプソケット96、98内に受容される。斯界にて公知の如く、各プラグ92、94及び各ソケット96、98は、伝統的な家庭用照明器具と異なっており、これにより、使用者が不適当な器具において紫外線灯88を誤って使用することを防止する。各ソケット96、98は、スクロール壁26の上方部分に接続されたブラケット100により支持されている。ブラケット100は、紫外線灯88で発生される紫外線によって悪影響を受けないように金属で構成されることが好ましい。
【0044】
シールド(遮蔽体)102が、紫外線灯88の上方でブラケット100により支持されており、これは開口104(図7及び図8)を有している。この目的について以下に説明する。シールド102は、紫外線を紫外線室18に向けて内方向に、且つ、出口グリル106から離れる方向に向けるのを助ける。実質的に0.3ミクロン(μm)より大きい如何なる粒子をもHEPAフィルター56を通過しないので、フィルターアセンブリ38の下流側に紫外線灯88を配置することによって、紫外線灯88の定期的メンテナンスと清掃の必要がなくなることに注目されたい。
【0045】
図6〜図9を参照すると、空気出口37内でハウジング12により支持された出口グリル106は、紫外線灯88で発生された潜在的に有害な紫外線光線によって使用者が暴露することに対する保護を与える。更に、出口グリル106は、4時間の露出持続時間に対して平方センチメートル当り0.4マイクロワット(μW/cm2)の最大許容紫外線露出に対する米国国立労働安全衛生研究所(National Institute for Occupational Safety and Health:NIOSH)の規格に適合するように設計されている。
【0046】
出口グリル106は、複数のスロット110を分離する、従来設計の複数の実質的に相互に水平に間隔をおいて垂直に延在する各ブレード、即ち、各スラット109を支持するフレーム108を有する。フレーム108は、ハウジング12の上壁115内に形成された協働する各スロット114内に受容される複数の位置決めタブ112を有する(図8)。同様に、フレーム108に対して固定及び解放可能に係合するように、一対の係止タブ116がハウジング12により支持されている。ハンドル117が、フレーム108から外方向に延在しており、使用者がハウジング12から出口グリル106を取り外す際の手助けとなる。
【0047】
ルーバー(羽板、鎧窓)アセンブリ118がフレーム108の下方で支持され、これは空気を紫外線室18内から空気出口37を通して外へと通過可能とする点において、実質的に空気透過性である。しかしながら、ルーバーアセンブリ118は、空気出口37を通して紫外線灯88から供給される潜在的に有害なUV光の通過を実質的に阻止する点で、実質的に光不透過性である。
【0048】
ここで、図8及び図9を参照すると、ルーバーアセンブリ118は、一対のブラケット124、126を介してフレーム108に固定された前方側部支持レール120及び後方側部支持レール122を有する。各ブラケット124、126はボルト128のような従来の締結具によってフレーム108に固定されている。支持レール120及び122は、それぞれ、複数のブレード、即ち、スラット136の対向する端縁部132、134を受容するための複数の弓形(アーチ形)溝130を有する。各ブレード136は、それぞれの端縁部132、134から外方向に延在する一対の対向するタブ138、140を有する(図7)。各タブ138、140は、側部レール120及び122の各溝130内に形成された開口142内に受容され、次に、ブレード136を固定するために湾曲或いは変形される。
【0049】
各ブレード136は、一対の対向する側縁部144、146を有し、この側縁部144、146は、対向する端縁部132、134の間で長手方向に延在している。各ブレード136の中心、即ち、中央部分148は、対向する側縁部144、146の間に延在している。各ブレード136は、1つのブレード136の各側縁部144、146が少なくとも部分的に次の隣接するブレード136の中央部分148に重なるべく、重複するように配列されている。
【0050】
更に詳細には、各ブレード136は、対向する側縁部144、146の間に延在する凹状面150及び凸状面152を有する。各ブレード136は、各ブレードの凹状面150が隣接するブレードの凸状面152の直ぐ近くに配列されるように配置されている。容易に理解される如く、この重なり合う関係によって、ルーバーアセンブリ118を通して延在する複数の回旋状(入り組んだ)通路、即ち、チャネル(導管)153が画成され、これによって紫外線が直線状径路を通って通過するのが防止する。尚、ルーバーアセンブリ118の全体は、暗色の光吸収色で形成されるのが好ましい。
【0051】
各ブレード138は、好ましくは、金属で形成され、その結果、UV光線によるダメージに耐える。側部レール120及び122は、紫外線室18を形成するハウジング12、隔壁26及びスクロール壁33の各部分と共に、好ましくは、それに対する紫外線でのダメージを防止するため、従来の紫外線阻止体(インヒビター)を含む熱可塑性材料で構成される。
【0052】
ここで、図7及び図8に移ると、観察窓154がハウジング12の上壁115内に設置され、これはUV灯88と視覚的な連通状態にある。更に、観察チャネル158が観察窓154と紫外線室18との間に延在している。シールド102内の開口104は、紫外線灯88への直接の視覚的なアクセスを可能とする。潜在的に有害なUV光線から使用者を保護するため、UV光線をフィルター処理するようにカバー160が窓154内に設けられている。カバー160は、好ましくは、UV灯88の適切な作動を容易に視覚的に表示するように、染色されたポリカーボネート材料で形成される。
【0053】
図1、図3及び図15に図示の如く、運転制御盤162が、好ましくは、隔壁26により支持された前壁164内に設けられている。制御盤162は、ファンモーター76の速度を制御するための速度制御ノブ166、紫外線灯88を点灯(作動)及び消灯(停止)するための紫外線スイッチ168及び液晶表示装置(LCD)170を有する。紫外線指示灯172及び電源指示灯174も制御盤162内に設置され、UV灯88又はファン78がそれぞれ作動されている際に点灯する。
【0054】
プラグ178を有する従来の電力ケーブル176によって、電動モーター77及び紫外線灯88を含む空気清浄器10の各種電気部品に作動電流を供給する(図6及び図14)。
【0055】
液晶表示装置170は、空気クオリティセンサー180から受信して相対的な大気の質の示度を提供する。ここで、図1、図12及び図13に移ると、空気クオリティセンサー180は、好ましくは、ハウジング12の左側の側壁20内に支持され、空気入口184及び空気出口186内で流体的に連通状態にあるサンプリング室182を有する(図13)。サンプリング室182は、側壁20内に回動可能に支持されたアクセスドア188を介して使用者がアクセスできる。アクセスドア188は、側壁20内に形成された開口194と係合するための偏倚型タブ192を備える弾性ラッチ190を有する。
【0056】
赤外線エミッター196及び赤外線レセプター198が、サンプリング室182内で連通状態にて設けられている。赤外線エミッター196は、赤外線レセプター198に対して略90°の角度にて配設され、エミッター196から出射(放射)された赤外線光は、レセプター198により直接には受光されない。しかしながら、もしサンプリング室182内の空気が内部に浮遊した粒状物199を有すると、エミッター196により送出された赤外線光の一部が粒状物199で反射し、少なくとも一部分が赤外線レセプター198によって受光される。容易に理解される如く、サンプリング室182内に受容された空気内の粒状物199の数が増えるほど、より多くの赤外線光がレセプター198により受光される。
【0057】
暖かい空気の上昇による煙突効果によって、空気を、入口184を通してサンプリング室182内へ吸引する熱を発生させるために抵抗器(図示せず)が空気入口184の近傍に設けられている。この空気は、図13中の矢印201で図示される如く、サンプリング室182外へと上方向に、又空気出口186を通して流れ続ける。
【0058】
ここで、図14及び図15に移ると、空気クオリティセンサー180は、レセプター198により受光した赤外線光量を基に、大気の質を示す空気クオリティ信号をコントローラー200に提供する。コントローラー200は、液晶表示装置170と通信可能であり、この表示装置170は、次いで空気クオリティセンサー180からの空気クオリティ信号を液晶表示装置200内に表示される多数の指示バー202に変換する。表示される指示バー202の数は、大気の質の示度を提供する。好適な実施態様においては、表示される指示バー202の数が増えるほど、大気の質はより低い。
【0059】
更に、空気クオリティセンサー180により提供された空気クオリティ信号を基に、コントローラー200は、使用者によって速度制御ノブ166を介して自動モードが選択されているとき、ファンモーター77の動作を変更する。更に説明すると、速度制御ノブ166は、図15中の参照番号203a、203b、203c及び203dで示される如く、オフ、低速度、中間速度及び高速度に対する設定位置を有するだけでなく、コントローラー200に、センサー180により提供される空気クオリティ信号に基づいてファンモーター77の速度を自動的に変更するように指示するための自動設定位置203eを有する。
【0060】
更に表1を参照すると、センサー180により検出された空気の質が劣る場合には、表示される指示バー202の数は13〜18の範囲内にあるものと定められ、コントローラー200はファンモーター77の高速運転を自動的に選択する。空気クオリティセンサー180により提供される空気クオリティ信号が普通の大気の質を示す場合には、液晶表示装置170により表示される指示バー202の数は7〜12の範囲内にあり、コントローラー200はファンモーター77に対して中間の運転速度を選択する。最後に、センサー180により提供される空気クオリティ信号が良好な大気の質を示す場合には、液晶表示装置170により表示される指示バー202の数は1〜6の間にあり、コントローラー200はファンモーター77に対して低速運転を自動的に選択する。
【0061】
【表1】
【0062】
図2に図示される如く、赤外線エミッター196及び赤外線レセプター198のレンズから粒状物を手作業で清掃するために、好ましくは、クリーニング手段204が設けられている。クリーニング手段204は、最も好ましくは、フェルト材料で被覆した弾性スポンジを有し、サンプリング室182内に圧縮嵌合するように、サンプリング室182の横断面より僅かに大きい横断面を有する。
【0063】
クリーニング手段204は、非使用時には、右側壁29の縁部内に配置された収納区画(コンパートメント)206に収納される。収納区画206は、空気清浄器10が使用されているとき、入口グリル39により視野から隠されている。
【0064】
本発明の空気清浄器10の他の安全機構として、連動入口安全スイッチ208及び連動出口安全スイッチ210がある。更に説明すると、図2及び図10に図示される如く、タブ212が入口グリル39のフレーム42から内方向に延在し、これは入口安全スイッチ208のリーフ(バネ板、可動部)、即ち、接点214と選択的に係合可能である。入口安全スイッチ208は、側壁29の縁部内に形成されたスロット216の後に設けられ、それが不注意に接触するのを防止している。入口安全スイッチ208は従来設計のものであり、通常は開状態にある。従って、入口グリル39を取り外すと、接点214が動いて入口スイッチ208を開き、モーター77及び紫外線灯88の両者への電力を遮断する。入口グリル39がハウジング12に対してその適切な位置に再度取り付けられたときには、タブ212が接点214と係合し、これにより入口スイッチ208を閉じ、電力ケーブル176からファンモーター77及び紫外線灯88に電力を供給する。
【0065】
ここで、図8及び図11を参照すると、入口安全スイッチ208と同様に設計された出口安全スイッチ210が、出口グリル106のハウジング12に対する適切な配置を確実にするために設けられている。タブ218が、ルーバーアセンブリ118のブラケット126から下方向へ延在し、これは出口安全スイッチ210のリーフ、即ち、接点220と選択的に係合可能である。出口安全スイッチ210は、紫外線室18内に形成されたスロット222の後に設置されており、それが不注意に接触するのを防止している。ここでも、出口安全スイッチ210は従来設計のものであり、通常は開位置にある。従って、ルーバーアセンブリ118を有する出口グリル106を取り外すと、接点220が動いて出口スイッチ210を開き、紫外線灯88及びモーター77への電力を遮断する。
【0066】
図14に図示の如く、入口及び出口スイッチ208、210は、電力ケーブル176と回転式制御ノブ166との中間において直列に接続されている。各スイッチ208、210が閉じられ、UV光スイッチ168が閉じられている限り、電力は紫外線灯88に供給される。この電力は、コントローラー200に結合されているのが示してあり、このコントローラーの出力は各ランプソケット96、98及びスターター80に結合する。入口グリル39又は出口グリル106が取り外されることで入口スイッチ208と出口スイッチ210のいずれか一方が開いていると、紫外線灯88及びファンモーター77への全ての電力が断たれる。
【0067】
更に図14及び図15を参照すると、コントローラー200は更に、空気清浄器10の累積作動時間の計数を継続するカウンター、即ち、タイマー224を有する。第1の所定時間の各期間が経過した後に、液晶表示装置170内の「プレフィルター点検」インジケーター(指示)225が、交換のためにプレフィルター66を点検すべきとの信号(合図)を使用者に送る。第2の所定時間の各期間が経過した時点で、液晶表示装置170内の「HEPAフィルター点検」インジケーター226が、交換のためにHEPAフィルター56の点検をするように使用者に指示する。プレフィルター66は、HEPAフィルター56より一層頻繁な交換を要し、そのため第1の所定時間間隔は、第2の所定時間間隔より著しく短く規定されている。
【0068】
プレフィルターリセットボタン227及びHEPAフィルターリセットボタン228が、作動時間を経過したプレフィルター66と作動時間を経過したHEPAフィルター56に対してカウンター224をリセットするために、制御盤162内に設けられている。使用者がフィルター66及び56のいずれかを交換するときには、カウンター224をゼロにリセットするために適切なリセットボタン227及び228を押す。
【0069】
プレフィルター及びHEPAフィルターの点検インジケーター225、226の作動後におけるフィルター66及び56の点検を容易にするため、フィルター点検ゲージ230が、図2、図8及び図16に図示の如く設けられている。このフィルター点検ゲージ230は、実質的に透明の円筒管232と、この管232内に摺動可能に収容された円筒インジケーター(指示器)234とを有する。管232の対向する端部236、238は、好ましくは、開放されている。管232の各端部236、238に隣接して環状リップ(へり)240、242が配置され、インジケーター234が出るのを防止している。インジケーター234は、好ましくは、管232と共に配置した際に識別可能な色になっている。管232とインジケーター234は両方とも、好ましくは、熱可塑性材料で成形されている。
【0070】
作動中に、フィルター点検ゲージ230は、出口グリル106の上面246内に形成された凹部244の下部内に配置された環状肩部243により、取り外し可能に支持される。フィルター点検ゲージ230の端部236及び238のいずれでも凹部244内に配置され、フィルター66及び56が適切に作動している場合はインジケーター234はフィルター点検ゲージ230を上方へ浮動する。使用にあたり、ゲージ230は出口グリル106の上方に突出し、グリル106から出る空気はインジケーター234に対して圧力を加える。この空気圧は上昇力に変換され、この上昇力がインジケーター234の重量より大きい場合、インジケーター234を管232内で上昇させる。インジケーター234がゲージ230内で上昇しない場合は、フィルター66及び56は殆ど粒状物で詰まり、一方又は両方を交換するべきである。先述の如く、フィルター66及び56の交換は、入口グリル39を取り外し、ろ過室14内からフィルターを引っ張るという簡単な動作である。
【0071】
フィルター点検ゲージ230が使用されていないときには、これは入口グリル39の後のハウジング12内に形成された区画248内に簡便に収納される。収納区画248は、管232を所定位置に解放可能に固定するリップ254、256を有する複数対の弾性アーム250、252を備えている。
【0072】
本発明の特別の利点は、空気清浄器10による多段階の清浄化にある。第1のレベルでは、空気入口36の直ぐ近くに隣接するプレフィルター66が花粉、黴、煙、塵及びペットのふけといった比較的大きい空気によって運ばれる粒状物を捕捉し、一方、その内部の炭素(カーボン)が臭い、ガス及び化学物質を吸収し、又酸化する。プレフィルター66は、大きさが0.3ミクロン(μm)まで小さい粒状物を捕らえる主フィルター56のマイクロろ過HEPA媒体60を引き立たせる。HEPAフィルター56を通過する微小生物は、次に殺菌用の紫外線灯88により殺される又は滅菌される。
【0073】
作動に際し、使用者は、モーター速度制御ノブ166をオフ位置203aから所望の速度設定位置203b、203c、203dに回転させるか、或いは自動機能位置203eへ回転させることで空気清浄器10を起動する(図15)。使用者が自動機能位置203eを選択する場合は、空気クオリティセンサー180はサンプリング室182内に吸引された空気から大気の質を読み取る。更に詳細には、レセプター198により受光された赤外線量が、内部に含有されている粒状物199の数に基づいて空気の質の示度を提供する。次に、空気クオリティ信号が空気クオリティセンサー180からコントローラー200へ送られる。空気クオリティ信号を基に、コントローラー200はファン78を駆動するモーター77の速度を変更する。
【0074】
ファン78は、大気を、空気入口36を通して軸方向に吸引させ、又最初に比較的大きい粒状物を除去するためにプレフィルター66を通して流す。次の段階で、その空気は更に清浄にされ、ここで、大きさが0.3ミクロン(μm)まで小さい粒状物がHEPAフィルター56により除去される。こうして清浄化された空気は、ろ過室14からブロアー室16へハウジング12を通して流され、次いで、ファン78の作動により紫外線室18内へと流れる。紫外線室18内で、紫外線灯88はフィルターアセンブリ38を通過したかもしれない残りの微生物の実質的に全てを滅菌する又は殺す。次に、その清浄化された空気は、出口グリル106を通過する。先に詳細に説明した如く、出口グリル106は、空気を通過させるが、ダメージを与える紫外線は通過させない。
【0075】
従って、本発明の空気清浄器10は、潜在的にダメージを与える紫外線光線から使用者を保護する一方、ろ過と紫外線放射によって大気の多段階の清浄化をもたらすポータブルな内蔵型ユニットを提供することが理解されるであろう。
【0076】
本明細書で説明した装置の形態は、本発明の好適な実施態様を構成するが、本発明はこの厳密な装置の形態に限定されることはなく、添付の特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲から逸脱することなく本装置において変更をなし得ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は本発明の空気清浄器の上部、前部及び左側面から見た斜視図である。
【図2】
図2は本発明の空気清浄器の分解斜視図である。
【図3】
図3は本発明の空気清浄器の正面図である。
【図4】
図4は本発明の空気清浄器の右側面図である。
【図5】
図5は本発明の空気清浄器の平面図である。
【図6】
図6は本発明の空気清浄器の一部切欠き背面図である。
【図7】
図7は図3の線7−7に沿った断面図である。
【図8】
図8は本発明の空気清浄器上部の部分分解斜視図である。
【図9】
図9は図8の線9−9に沿った断面図である。
【図10】
図10は入口グリル安全スイッチを示す図4の一部切欠き詳細図である。
【図11】
図11は出口グリル安全スイッチを示す図8の詳細図である。
【図12】
図12は閉鎖位置にあって空気クオリティセンサーを覆うアクセスドアを示す本発明の空気清浄器の左側面の詳細図である。
【図13】
図13は開放位置にあって空気クオリティセンサーを露出させたアクセスドアを示す本発明の空気清浄器の左側面の詳細図である。
【図14】
図14は本発明の空気清浄器の好適な実施態様における各種電気部品の相互接続を図示したブロック図である。
【図15】
図15は本発明の空気清浄器の好適な実施態様における制御盤の詳細図である。
【図16】
図16はフィルター点検ゲージとフィルター点検ゲージ収納区画の部分分解斜視図である。
発明の背景
1.発明の分野
本発明は、一般には、空気清浄器に関し、より詳細には、粒状物を除去し、かつ複数の段階の間、大気(外気)からの微生物を滅菌(消毒)又は殺すための空気清浄器に関するものである。
【0002】
2.関連技術の説明
花粉、黴、煙、塵、ペットのふけ、微生物又はその他の多数の既知の刺激物による空気の汚染は、一般的な長年の問題である。これらの汚染物質との接触は、殆ど避けることができず、かつ各個人の呼吸を不快にすることがよくある。その上、こうした汚染物質は、特に、アレルギー、喘息、気腫及び他の呼吸器に関連した疾病を患っている個人にとって、長期にわたる健康上の危険性をもたらすことがある。
【0003】
大気から汚染物質を取り除くための各種広汎な空気清浄器が現在市場に出回っている。これらの装置は、一般的に、空気を循環させるためのファン及び空気経路内に配設されて、そこを流れる空気をろ過処理する、或いは浄化する機械的フィルターを備えている。業界で広範囲に受け入れられている機械的フィルターの1つの形式に、一般的に大きさが0.3ミクロン(μm)より大きい粒子を捕捉する高効率粒状物空気(high efficiency particulate air:HEPA)フィルターがある。
【0004】
多くの生きている微生物は0.3ミクロンより小さいので、これらはこうした従来の機械的フィルターを容易に通過する。そこで、微生物を殺すか又はそれらが繁殖しないように微生物を滅菌するために、紫外線灯によって発生された紫外線(UV)光を利用することが知られている。
【0005】
空気を紫外線にさらすことでオゾンが発生することがある。その発生するオゾンの量とタイプは、そのエネルギー源の波長と強度によって左右される。オゾン自体は、効果的な滅菌又は微生物の駆除のために利用されてきているが、人間に対するオゾンの本来の健康上のリスクのために、その使用はしばしば阻まれる。従って、微生物を効果的に低減するために利用される如何なる放射源も、オゾンに対する人間の暴露を最小限にすることが重要である。
【0006】
紫外線光源は大気における微生物の数を減らすのに有効であることが判明しているが、皮膚の損傷、及び失明を含む目の損傷を生ぜしめることのある紫外線光線に長期にわたり直接さらされるのを回避するため、人は適切に遮蔽されなければならない。従って、従来の空気清浄器においては、通常、紫外線光源は空気入口及び空気出口から離れたハウジング内の位置に配置され、又は紫外線の透過を制限するための反射シールドを使用することが必要である。そのため、紫外線光源を用いた多くの従来の空気清浄器は、紫外線灯の交換を困難で且つ作業に時間がかかるものとする構造を有する。
【0007】
従って、大気を効果的に清浄化するための複数の段階を含む空気清浄器が必要とされている。その上、空気から粒状物を効果的に除去するためのフィルターアセンブリと、微生物を滅菌する又は殺す紫外線光源と、を有する上記空気清浄器が必要とされている。更に、フィルターアセンブリ及び紫外線光源の両者の効率的且つ簡便な交換を容易にするような構造を提供し、一方、潜在的に有害な紫外線光線に対する人間の暴露をも防止する上記空気清浄器が必要とされている。
【0008】
発明の概要
本発明の空気清浄器は、空気入口、空気出口、及び空気入口と空気出口とを相互に連結する空気流路を支持するハウジングを有する。ブロアーアセンブリは、ハウジング内に配置された隔壁により支持され、モーターにより回転駆動されるファンを有する。ブロアーアセンブリは、空気を空気入口から吸引し、次にその空気を、空気流路を通して空気入口から空気出口へと付勢する(強制的に送風する)。このハウジングは更に、空気清浄器の周りの適切な空気の流れを確保するために、後壁と、この後壁から外方向に延在するスペーサーとを有し、ハウジングを壁のような外部物体に対して間隔をおいて保持している。
【0009】
下流側の第1空気フィルター、即ち、主フィルターが、空気入口とブロアーアセンブリの中間の空気流路内に配設されている。弾性シールガスケットが主フィルターにより支持され、隔壁と密閉的に係合して空気の流れが主フィルターをバイパスするのを防止する。上流側の第2空気フィルター、即ち、プレ(前)フィルターが、主フィルターに取り外し可能に固定され、空気入口と主フィルターとの中間に配置されている。主フィルターは、好ましくは、大きさが0.3ミクロン(μm)以上の粒状物を除去するのに適した高効率粒状物空気(HEPA)フィルターを有する。プレフィルターは、好ましくは、このような粒状物が主フィルターに接触する前に、臭い及びより大きい粒状物を除去するのに適した炭素(カーボン)メッシュフィルターを有する。
【0010】
紫外線光源が主フィルター及びプレフィルターに下流側に配設され、且つ、空気出口の近傍の空気流路内に配置される。紫外線光源は、空気流路に対し実質的に垂直な面内に配向された紫外線灯を有し、その近くを流れている空気に対する紫外線の露光を最大にする。
【0011】
出口グリルが空気出口の近傍のハウジングにより支持され、これは空気に対して透過性があり、又実質的に紫外線に対して透過性がない。出口グリルは、好ましくは、複数の回旋状通路、即ち、チャネルを画成する、複数の相互に水平に間隔をおいて配置されかつ垂直に延在するブレードを備えるルーバーアセンブリを有し、空気出口を通る空気流路からの空気を通過させ、一方実質的に紫外線光源からの紫外線が空気出口を通過するのを防止する。各ブレードは、好ましくは、対向する凹状面及び凸状面と、長手方向に延在する側縁部と、横方向に延在する端縁部とを有する本体を備える。各ブレードの凹状面は、隣接するブレードの凸状面に隣接して配置され、ここで各ブレードの各側縁部は隣接するブレードの本体の一部と重なる。
【0012】
出口安全スイッチが、出口グリルと選択的に係合可能とされている。出口安全スイッチは、紫外線光源及びブロアーアセンブリに作動可能に接続され、出口グリルがハウジングに対して適切に配置されていない場合、両方を非作動状態とする。入口グリルは、空気入口の近傍に支持され、入口安全スイッチと選択的に係合可能とされている。入口安全スイッチも同様に、紫外線光源及びブロアーアセンブリに作動可能に接続され、入口グリルがハウジングに対して適切に配置されていない場合、両方を非作動状態とする。
【0013】
コントローラーが、ブロアーアセンブリのモーターに作動可能に接続され、空気流路を通した空気の移動量を制御する。空気クオリティセンサーがハウジング内に支持され、これはサンプリング室、サンプリング室に光を供給する光学的エミッター、及び光学的エミッターから出射された光を検出するためサンプリング室と連通する光学的レセプターを有する。空気クオリティセンサーは、サンプリング室内の空気の質を示す空気クオリティ信号をコントローラーに供給する。コントローラーは、空気クオリティ信号に応答してモーター速度を変えることによりブロアーアッセングリーの作動を調節する。
【0014】
光学的エミッター及び光学的レセプターを手動式に清掃するためクリーニング部材がサンプリング室内に取り外し可能に収容されている。クリーニング部材を、非使用時に取り外し可能に収容するための収納区画が入口グリルの後に設けられている。
【0015】
コントローラーは、複数のモーター作動速度の各々にて空気清浄器の累積作動時間を決定するためのカウンター又はタイマーを有する。第1の所定時間の各期間が経過した時点で、コントローラーは「プレフィルター点検(チェック)」インジケーター(指示)信号を提供する。同様に、第1の所定時間の各期間より長い第2の所定時間の各期間が経過すると、コントローラーは「HEPAフィルター点検」インジケーター信号を提供する。
【0016】
フィルター点検(チェック)ゲージが、空気の流量の示度を提供するために、空気出口の近傍に取り外し可能に配設される。フィルター点検ゲージは、それを通した空気流量の示度を提供するために空気出口の近傍に取り外し可能に支持され、更に詳細には、これは出口グリル内に形成された凹部内に支持される。フィルター点検ゲージは、端部の開いた透明な円筒管と、点検ゲージを通る空気の流れに応答して移動するように円筒管内に摺動自在に収容されたインジケーター(指示器)とを有する。収納区画が、フィルター点検ゲージを、非使用時に取り外し可能に収納するように、入口グリルの後ろに形成されている。
【0017】
ハウジング内に窓が設けられ、この窓を通して使用者が紫外線光源を見ることができ、紫外線光源が適切に機能していることの指示を使用者に提供する。この窓は、使用者を潜在的に有害な紫外線光線から保護するため半透明の紫外線フィルター(ろ過)カバーを有する。
【0018】
従って、本発明の目的は、内蔵型(自己内蔵型)のポータブル空気清浄器を提供することである。
【0019】
本発明の更に他の目的は、粒状物を除去するためのフィルターと、複数の段階の間に大気からの微生物を滅菌する或いは殺す紫外線灯と、を有する上記空気清浄器を提供することである。
【0020】
本発明の他の目的は、容易に交換可能なフィルター及び紫外線灯を有する空気清浄器を提供することである。
【0021】
本発明の他の目的は、比較的小さい粒状物を捕捉するための主フィルターと、大気からの比較的大きい粒状物をろ過(フィルター処理)し、それにより主フィルターの有効な寿命スパンを長くするためのプレフィルターと、を含む複数のフィルターを有する空気清浄器を提供することである。
【0022】
本発明の他の目的は、上流側のフィルターを通過する微生物を滅菌する又は殺すための紫外線光源を有する上記空気清浄器を提供することにある。
【0023】
本発明の更に他の目的は、空気の通過は許すが、実質的に紫外線の通過は阻止する出口グリルを有する空気清浄器を提供することである。
【0024】
本発明の他の目的は、入口グリル又は出口グリルが空気清浄器内で適切に装着されない場合に、不注意による、又潜在的に有害な紫外線に対する暴露を防止するための複数の連動(相互係止)安全スイッチを有する空気清浄器を提供することである。
【0025】
本発明の他の目的は、適切な作動を確認するために使用者が紫外線光源を見ることを可能とする、紫外線光源と視覚的な連通状態にある窓を提供することである。
【0026】
本発明の他の目的は、大気の質を感知し、それに応答して空気清浄器の作動を制御するための空気クオリティセンサーを提供することである。
【0027】
本発明の他の目的は、所定時間が経過した時点で自動フィルター点検インジケーター信号を提供することである。
【0028】
本発明の他の目的は、空気流量、及び空気フィルターの交換が必要なことを簡単且つ効率的に決定するためのフィルター点検ゲージを提供することである。
【0029】
本発明の他の諸目的と諸利点については、後述の説明、添付の図面及び添付の特許請求の範囲から明らかとなろう。
【0030】
好ましい実施例の説明
最初に図1〜図7を参照すると、本発明に従って製作された空気清浄器10が図示される。空気清浄器10は、図示の如く、ろ過室14、ブロアー(送風機)室16(図6及び図7)及び紫外線室18を備えるハウジング12を有している。更に、ハウジング12は、対向する第1及び第2側壁20、22を有し、これらは後壁24に接続されている。適切な空気の流れを提供するために、壁の如き外部の物体から適切な距離にこの空気清浄器10を保持するように半球状突出部、即ち、スペーサー25が後壁24から外方向に延在している。
【0031】
ここで、図2、図6及び図7を参照すると、ハウジング12内には仕切り、即ち、隔壁(分割壁)26が収容され、この隔壁は、それぞれの長手方向中心軸に近接して、対向する側壁20、22の間に延在している。複数のボルト27(図6)が、隔壁26を後壁24に実質的にそれに平行に固定する。隔壁26は、ろ過室14をブロアー室16から分離し、これによりろ過室14の後壁とブロアー室16の前壁とを画成する。隔壁26は、前方に延在している側壁28及び29、底壁30並びに上壁31(図7)を支持し、これらは全てハウジング12内に収容され、共にろ過室14を画成している。
【0032】
隔壁26は、ろ過室14とブロアー室16との間を連通させるようにそれに形成された複数の開口部32を有する。邪魔板(バッフル)、即ち、スクロール(渦巻き状)壁33が隔壁26から後方向に延在し、ハウジング12の後壁24に当接し、ブロアー室16を画成する。スクロール壁33は、実質的に弓形(アーチ形)であり、略270°周方向に延在し、これにより開口部34を画成して、ブロアー室16と紫外線室(光室)18との間を連通させる。
【0033】
引き続き図1、図2、図4、図6及び図7を参照すると、ろ過室14、ブロアー室16及び紫外線室18は、開口部32及び34と共に空気通路35を画成し、この空気通路35は、空気入口36から空気出口37へ下流方向に延在している。空気清浄器10のろ過室14内には、空気フィルターアセンブリ38が取り外し可能に支持されている。
【0034】
入口グリル39が、空気入口36の近傍の側壁28及び29により支持され、空気フィルターアセンブリ38をろ過室14内に固定している。空気入口グリル39は、実質的に相互に垂直方向に離間し、又水平に延在する複数のブレード、即ち、スラット(小割板)40を有し、これらは複数のスロット(溝穴)41を分離し、又周縁フレーム42により支持されている。フレーム42は、下方向に延在している各位置決めタブ43を有し、これは底壁30内に形成された各スロット44内に受容可能になっている(図2)。フレーム42と係合するように、各自己偏倚型弾性係止タブ46が側壁28及び29により支持され、これにより入口グリル39をハウジング12に対して固定する(図2及び図10)。ハウジング12の側壁20及び22内には、各凹部48が形成され、フレーム40内に形成された各タブ49と協働して、入口グリル39の取り外しを容易にする。
【0035】
側壁20及び22内には各ハンドル凹部50をも形成され、使用者が空気清浄器10を持ち運ぶときの助けとなる。空気清浄器10を支持するように、複数の脚部52がハウジング12の下壁54から下方向に延在する。
【0036】
ここで、図2及び図7を参照すると、空気フィルターアセンブリ38は、好ましくは、下流側第1フィルター、即ち、主フィルター56を有する。主フィルター56は、最も好ましくは、高効率粒状物(HEPA)フィルターを含み、このフィルターは、サブミクロン範囲の空気によって運ばれる粒状物を捕捉する手段として医療分野、健康管理分野及び製薬分野で広汎に利用されて来ている形式のものである。HEPAフィルター56は、ろ過材料60を支持するための実質的に堅固な支持フレーム58を有している。ろ過材料60は、大きさが0.3ミクロン(μm)の粒子に対して99.97%の最低効率をもたらすように規定されており、これにより、空気によって運ばれる微生物の濃度が危険性をもたらすような環境において高度のろ過が行われる。その上、HEPAフィルター56は、塵、花粉、黴胞子などといった他の空気によって運ばれる汚染物質を除去することができる。HEPAフィルター56は従来設計のものであり、オハイオ州アッシュビルのコロンバスインダストリーズ社(Columbus Industries, Inc.)を含む多数の供給業者から入手可能である。
【0037】
フィルターフレーム58の後面上には、弾性シールガスケット62が配置されており、これは隔壁26に形成された前方に面している肩部64と係合可能である。容易に理解される如く、シールガスケット62が肩部64と係合した状態でHEPAフィルター56をろ過室14内に適切に配置することにより、ろ過室14とブロアー室16との間が密封され、空気フィルターアセンブリ38の周縁部の周りの粒状物の望ましくない通過を防止する。
【0038】
空気入口36の直ぐ近くにてHEPAフィルター56の上流側に、第2フィルター、即ち、プレフィルター66が支持されている。プレフィルター66は、効率が比較的低いものであり、HEPAフィルター56に重なっている。また、プレフィルター66は、粒状物保持サイズがHEPAフィルター56の0.3ミクロン(μm)のサイズよりはるかに大きく、糸屑(長繊維)、塵、花粉などいった通常の空気によって運ばれる諸粒子を捕捉する。プレフィルター66は、好ましくは、流入して来る空気の流れの中に存在し得る臭い、煙霧及び他の有害蒸気を処理する炭素(カーボン)を有する。プレフィルター66は、大きい粒状物がHEPAフィルター56に入る前にそれらを除去してHEPAフィルター56の寿命を延ばすという重要な機能を果たす。そこで、プレフィルター66は、HEPAフィルター56よりも実質的により頻繁に交換されることが望まれる。プレフィルター66は、従来設計のものであり、オハイオ州アッシュビルのコロンバスインダストリーズ社を含む多数の供給業者から入手可能である。
【0039】
再び図2に移ると、主フィルター56のフレーム58の前面には、複数の固定手段68が固定されている。各固定手段68は、プレフィルター66を解放可能にHEPAフィルター56に固定する。各固定手段68は、好ましくは、複数のフックを有し、これらのフックは周知のVELCR(登録商標)フック及びループフアスナーの様式にて、プレフィルター66内に形成された複数の自然に発生するループと解放可能に係合する。容易に理解される如く、プレフィルター66は、フレーム58の前面上で単に伸張させ、次に、固定手段68により所定位置にて固定することができる。
【0040】
更に図2、図6及び図7を参照すると、ブロアーアセンブリ74が、ボルト76のような従来の締結具を介して隔壁26に固定される複数の従来の各ブラケット75により、ブロアー室16内に支持されている。ブロアーアセンブリ74は、遠心ファン78を回転駆動するための従来のモーター77を有する。ファン78は、空気入口36と実質的に同軸的に整列され、又モーター77により回転駆動される軸(シャフト)80を有し、軸80に対して実質的に半径方向外方に延在する複数の弓形(アーチ形)ブレード82に運動を与える。上述のように、隔壁26内には、ろ過室14とブロアー室16との間の空気の流れを可能にする各開口部32が形成されている(図2、図6及び図7)。図6及び図7において矢印84で示される如く、ブロアーアセンブリ74は、空気入口36を通し、空気フィルターアセンブリ38を通して、ブロアー室16内へと軸方向に空気を吸引する。ブロアーアセンブリ74は、空気をファン78の軸80から半径方向外方に排出する。次に、その排出された空気は、スクロール壁33により、開口部34を通して、紫外線室18内へと上方向に向けられる。
【0041】
ここで、図6〜図8に移ると、紫外線(UV)光源86が紫外線室18内に配置され、これは紫外線に対する空気流の露出を最大にすべく紫外線室18を通る空気通路35の一部分に対して実質的に垂直な面内に配向されている。この空気流に対して垂直な紫外線室18の断面積は、ファン78とスクロール壁33との中間にあって、その空気流に対して垂直なブロアー室16の断面積より大きくなっていることに注目されたい。そのため、空気流の速度は紫外線室18に入ると減少し、こうして光源86に対する露出時間が増加する。
【0042】
紫外線源86は、空気フィルターアセンブリ38により捕捉されなかった空気によって運ばれる微生物の実質的に全てを滅菌する又は殺す。更に詳細には、UV光源86は、好ましくは、紫外線C帯(UVC)灯88を備えており、これはスクロール壁33の上方に配置されている。UV灯88は、最も好ましくは、C帯領域内の254ナノメーター(nm)の波長を発生する。この波長はオゾン発生を最少にする一方、微生物を効果的に滅菌する又は殺すよう選択されている。最も好適な実施態様においては、紫外線灯88は型式G6T5と指定され、ここでGは殺菌灯を表し、6はワット数を指定し、T5は1インチの5/8と等しい紫外線灯88の相対的管状直径を指定する。UV灯88は、従来のバラスト(図示せず)を有し、スターター(始動器)89に接続されている(図2及び図14)。
【0043】
紫外線灯88は、斯界にて周知の如く、対向する2−ペグプラグ92、94を備える細長の管90を有する。各プラグ92、94は、各従来のランプソケット96、98内に受容される。斯界にて公知の如く、各プラグ92、94及び各ソケット96、98は、伝統的な家庭用照明器具と異なっており、これにより、使用者が不適当な器具において紫外線灯88を誤って使用することを防止する。各ソケット96、98は、スクロール壁26の上方部分に接続されたブラケット100により支持されている。ブラケット100は、紫外線灯88で発生される紫外線によって悪影響を受けないように金属で構成されることが好ましい。
【0044】
シールド(遮蔽体)102が、紫外線灯88の上方でブラケット100により支持されており、これは開口104(図7及び図8)を有している。この目的について以下に説明する。シールド102は、紫外線を紫外線室18に向けて内方向に、且つ、出口グリル106から離れる方向に向けるのを助ける。実質的に0.3ミクロン(μm)より大きい如何なる粒子をもHEPAフィルター56を通過しないので、フィルターアセンブリ38の下流側に紫外線灯88を配置することによって、紫外線灯88の定期的メンテナンスと清掃の必要がなくなることに注目されたい。
【0045】
図6〜図9を参照すると、空気出口37内でハウジング12により支持された出口グリル106は、紫外線灯88で発生された潜在的に有害な紫外線光線によって使用者が暴露することに対する保護を与える。更に、出口グリル106は、4時間の露出持続時間に対して平方センチメートル当り0.4マイクロワット(μW/cm2)の最大許容紫外線露出に対する米国国立労働安全衛生研究所(National Institute for Occupational Safety and Health:NIOSH)の規格に適合するように設計されている。
【0046】
出口グリル106は、複数のスロット110を分離する、従来設計の複数の実質的に相互に水平に間隔をおいて垂直に延在する各ブレード、即ち、各スラット109を支持するフレーム108を有する。フレーム108は、ハウジング12の上壁115内に形成された協働する各スロット114内に受容される複数の位置決めタブ112を有する(図8)。同様に、フレーム108に対して固定及び解放可能に係合するように、一対の係止タブ116がハウジング12により支持されている。ハンドル117が、フレーム108から外方向に延在しており、使用者がハウジング12から出口グリル106を取り外す際の手助けとなる。
【0047】
ルーバー(羽板、鎧窓)アセンブリ118がフレーム108の下方で支持され、これは空気を紫外線室18内から空気出口37を通して外へと通過可能とする点において、実質的に空気透過性である。しかしながら、ルーバーアセンブリ118は、空気出口37を通して紫外線灯88から供給される潜在的に有害なUV光の通過を実質的に阻止する点で、実質的に光不透過性である。
【0048】
ここで、図8及び図9を参照すると、ルーバーアセンブリ118は、一対のブラケット124、126を介してフレーム108に固定された前方側部支持レール120及び後方側部支持レール122を有する。各ブラケット124、126はボルト128のような従来の締結具によってフレーム108に固定されている。支持レール120及び122は、それぞれ、複数のブレード、即ち、スラット136の対向する端縁部132、134を受容するための複数の弓形(アーチ形)溝130を有する。各ブレード136は、それぞれの端縁部132、134から外方向に延在する一対の対向するタブ138、140を有する(図7)。各タブ138、140は、側部レール120及び122の各溝130内に形成された開口142内に受容され、次に、ブレード136を固定するために湾曲或いは変形される。
【0049】
各ブレード136は、一対の対向する側縁部144、146を有し、この側縁部144、146は、対向する端縁部132、134の間で長手方向に延在している。各ブレード136の中心、即ち、中央部分148は、対向する側縁部144、146の間に延在している。各ブレード136は、1つのブレード136の各側縁部144、146が少なくとも部分的に次の隣接するブレード136の中央部分148に重なるべく、重複するように配列されている。
【0050】
更に詳細には、各ブレード136は、対向する側縁部144、146の間に延在する凹状面150及び凸状面152を有する。各ブレード136は、各ブレードの凹状面150が隣接するブレードの凸状面152の直ぐ近くに配列されるように配置されている。容易に理解される如く、この重なり合う関係によって、ルーバーアセンブリ118を通して延在する複数の回旋状(入り組んだ)通路、即ち、チャネル(導管)153が画成され、これによって紫外線が直線状径路を通って通過するのが防止する。尚、ルーバーアセンブリ118の全体は、暗色の光吸収色で形成されるのが好ましい。
【0051】
各ブレード138は、好ましくは、金属で形成され、その結果、UV光線によるダメージに耐える。側部レール120及び122は、紫外線室18を形成するハウジング12、隔壁26及びスクロール壁33の各部分と共に、好ましくは、それに対する紫外線でのダメージを防止するため、従来の紫外線阻止体(インヒビター)を含む熱可塑性材料で構成される。
【0052】
ここで、図7及び図8に移ると、観察窓154がハウジング12の上壁115内に設置され、これはUV灯88と視覚的な連通状態にある。更に、観察チャネル158が観察窓154と紫外線室18との間に延在している。シールド102内の開口104は、紫外線灯88への直接の視覚的なアクセスを可能とする。潜在的に有害なUV光線から使用者を保護するため、UV光線をフィルター処理するようにカバー160が窓154内に設けられている。カバー160は、好ましくは、UV灯88の適切な作動を容易に視覚的に表示するように、染色されたポリカーボネート材料で形成される。
【0053】
図1、図3及び図15に図示の如く、運転制御盤162が、好ましくは、隔壁26により支持された前壁164内に設けられている。制御盤162は、ファンモーター76の速度を制御するための速度制御ノブ166、紫外線灯88を点灯(作動)及び消灯(停止)するための紫外線スイッチ168及び液晶表示装置(LCD)170を有する。紫外線指示灯172及び電源指示灯174も制御盤162内に設置され、UV灯88又はファン78がそれぞれ作動されている際に点灯する。
【0054】
プラグ178を有する従来の電力ケーブル176によって、電動モーター77及び紫外線灯88を含む空気清浄器10の各種電気部品に作動電流を供給する(図6及び図14)。
【0055】
液晶表示装置170は、空気クオリティセンサー180から受信して相対的な大気の質の示度を提供する。ここで、図1、図12及び図13に移ると、空気クオリティセンサー180は、好ましくは、ハウジング12の左側の側壁20内に支持され、空気入口184及び空気出口186内で流体的に連通状態にあるサンプリング室182を有する(図13)。サンプリング室182は、側壁20内に回動可能に支持されたアクセスドア188を介して使用者がアクセスできる。アクセスドア188は、側壁20内に形成された開口194と係合するための偏倚型タブ192を備える弾性ラッチ190を有する。
【0056】
赤外線エミッター196及び赤外線レセプター198が、サンプリング室182内で連通状態にて設けられている。赤外線エミッター196は、赤外線レセプター198に対して略90°の角度にて配設され、エミッター196から出射(放射)された赤外線光は、レセプター198により直接には受光されない。しかしながら、もしサンプリング室182内の空気が内部に浮遊した粒状物199を有すると、エミッター196により送出された赤外線光の一部が粒状物199で反射し、少なくとも一部分が赤外線レセプター198によって受光される。容易に理解される如く、サンプリング室182内に受容された空気内の粒状物199の数が増えるほど、より多くの赤外線光がレセプター198により受光される。
【0057】
暖かい空気の上昇による煙突効果によって、空気を、入口184を通してサンプリング室182内へ吸引する熱を発生させるために抵抗器(図示せず)が空気入口184の近傍に設けられている。この空気は、図13中の矢印201で図示される如く、サンプリング室182外へと上方向に、又空気出口186を通して流れ続ける。
【0058】
ここで、図14及び図15に移ると、空気クオリティセンサー180は、レセプター198により受光した赤外線光量を基に、大気の質を示す空気クオリティ信号をコントローラー200に提供する。コントローラー200は、液晶表示装置170と通信可能であり、この表示装置170は、次いで空気クオリティセンサー180からの空気クオリティ信号を液晶表示装置200内に表示される多数の指示バー202に変換する。表示される指示バー202の数は、大気の質の示度を提供する。好適な実施態様においては、表示される指示バー202の数が増えるほど、大気の質はより低い。
【0059】
更に、空気クオリティセンサー180により提供された空気クオリティ信号を基に、コントローラー200は、使用者によって速度制御ノブ166を介して自動モードが選択されているとき、ファンモーター77の動作を変更する。更に説明すると、速度制御ノブ166は、図15中の参照番号203a、203b、203c及び203dで示される如く、オフ、低速度、中間速度及び高速度に対する設定位置を有するだけでなく、コントローラー200に、センサー180により提供される空気クオリティ信号に基づいてファンモーター77の速度を自動的に変更するように指示するための自動設定位置203eを有する。
【0060】
更に表1を参照すると、センサー180により検出された空気の質が劣る場合には、表示される指示バー202の数は13〜18の範囲内にあるものと定められ、コントローラー200はファンモーター77の高速運転を自動的に選択する。空気クオリティセンサー180により提供される空気クオリティ信号が普通の大気の質を示す場合には、液晶表示装置170により表示される指示バー202の数は7〜12の範囲内にあり、コントローラー200はファンモーター77に対して中間の運転速度を選択する。最後に、センサー180により提供される空気クオリティ信号が良好な大気の質を示す場合には、液晶表示装置170により表示される指示バー202の数は1〜6の間にあり、コントローラー200はファンモーター77に対して低速運転を自動的に選択する。
【0061】
【表1】
【0062】
図2に図示される如く、赤外線エミッター196及び赤外線レセプター198のレンズから粒状物を手作業で清掃するために、好ましくは、クリーニング手段204が設けられている。クリーニング手段204は、最も好ましくは、フェルト材料で被覆した弾性スポンジを有し、サンプリング室182内に圧縮嵌合するように、サンプリング室182の横断面より僅かに大きい横断面を有する。
【0063】
クリーニング手段204は、非使用時には、右側壁29の縁部内に配置された収納区画(コンパートメント)206に収納される。収納区画206は、空気清浄器10が使用されているとき、入口グリル39により視野から隠されている。
【0064】
本発明の空気清浄器10の他の安全機構として、連動入口安全スイッチ208及び連動出口安全スイッチ210がある。更に説明すると、図2及び図10に図示される如く、タブ212が入口グリル39のフレーム42から内方向に延在し、これは入口安全スイッチ208のリーフ(バネ板、可動部)、即ち、接点214と選択的に係合可能である。入口安全スイッチ208は、側壁29の縁部内に形成されたスロット216の後に設けられ、それが不注意に接触するのを防止している。入口安全スイッチ208は従来設計のものであり、通常は開状態にある。従って、入口グリル39を取り外すと、接点214が動いて入口スイッチ208を開き、モーター77及び紫外線灯88の両者への電力を遮断する。入口グリル39がハウジング12に対してその適切な位置に再度取り付けられたときには、タブ212が接点214と係合し、これにより入口スイッチ208を閉じ、電力ケーブル176からファンモーター77及び紫外線灯88に電力を供給する。
【0065】
ここで、図8及び図11を参照すると、入口安全スイッチ208と同様に設計された出口安全スイッチ210が、出口グリル106のハウジング12に対する適切な配置を確実にするために設けられている。タブ218が、ルーバーアセンブリ118のブラケット126から下方向へ延在し、これは出口安全スイッチ210のリーフ、即ち、接点220と選択的に係合可能である。出口安全スイッチ210は、紫外線室18内に形成されたスロット222の後に設置されており、それが不注意に接触するのを防止している。ここでも、出口安全スイッチ210は従来設計のものであり、通常は開位置にある。従って、ルーバーアセンブリ118を有する出口グリル106を取り外すと、接点220が動いて出口スイッチ210を開き、紫外線灯88及びモーター77への電力を遮断する。
【0066】
図14に図示の如く、入口及び出口スイッチ208、210は、電力ケーブル176と回転式制御ノブ166との中間において直列に接続されている。各スイッチ208、210が閉じられ、UV光スイッチ168が閉じられている限り、電力は紫外線灯88に供給される。この電力は、コントローラー200に結合されているのが示してあり、このコントローラーの出力は各ランプソケット96、98及びスターター80に結合する。入口グリル39又は出口グリル106が取り外されることで入口スイッチ208と出口スイッチ210のいずれか一方が開いていると、紫外線灯88及びファンモーター77への全ての電力が断たれる。
【0067】
更に図14及び図15を参照すると、コントローラー200は更に、空気清浄器10の累積作動時間の計数を継続するカウンター、即ち、タイマー224を有する。第1の所定時間の各期間が経過した後に、液晶表示装置170内の「プレフィルター点検」インジケーター(指示)225が、交換のためにプレフィルター66を点検すべきとの信号(合図)を使用者に送る。第2の所定時間の各期間が経過した時点で、液晶表示装置170内の「HEPAフィルター点検」インジケーター226が、交換のためにHEPAフィルター56の点検をするように使用者に指示する。プレフィルター66は、HEPAフィルター56より一層頻繁な交換を要し、そのため第1の所定時間間隔は、第2の所定時間間隔より著しく短く規定されている。
【0068】
プレフィルターリセットボタン227及びHEPAフィルターリセットボタン228が、作動時間を経過したプレフィルター66と作動時間を経過したHEPAフィルター56に対してカウンター224をリセットするために、制御盤162内に設けられている。使用者がフィルター66及び56のいずれかを交換するときには、カウンター224をゼロにリセットするために適切なリセットボタン227及び228を押す。
【0069】
プレフィルター及びHEPAフィルターの点検インジケーター225、226の作動後におけるフィルター66及び56の点検を容易にするため、フィルター点検ゲージ230が、図2、図8及び図16に図示の如く設けられている。このフィルター点検ゲージ230は、実質的に透明の円筒管232と、この管232内に摺動可能に収容された円筒インジケーター(指示器)234とを有する。管232の対向する端部236、238は、好ましくは、開放されている。管232の各端部236、238に隣接して環状リップ(へり)240、242が配置され、インジケーター234が出るのを防止している。インジケーター234は、好ましくは、管232と共に配置した際に識別可能な色になっている。管232とインジケーター234は両方とも、好ましくは、熱可塑性材料で成形されている。
【0070】
作動中に、フィルター点検ゲージ230は、出口グリル106の上面246内に形成された凹部244の下部内に配置された環状肩部243により、取り外し可能に支持される。フィルター点検ゲージ230の端部236及び238のいずれでも凹部244内に配置され、フィルター66及び56が適切に作動している場合はインジケーター234はフィルター点検ゲージ230を上方へ浮動する。使用にあたり、ゲージ230は出口グリル106の上方に突出し、グリル106から出る空気はインジケーター234に対して圧力を加える。この空気圧は上昇力に変換され、この上昇力がインジケーター234の重量より大きい場合、インジケーター234を管232内で上昇させる。インジケーター234がゲージ230内で上昇しない場合は、フィルター66及び56は殆ど粒状物で詰まり、一方又は両方を交換するべきである。先述の如く、フィルター66及び56の交換は、入口グリル39を取り外し、ろ過室14内からフィルターを引っ張るという簡単な動作である。
【0071】
フィルター点検ゲージ230が使用されていないときには、これは入口グリル39の後のハウジング12内に形成された区画248内に簡便に収納される。収納区画248は、管232を所定位置に解放可能に固定するリップ254、256を有する複数対の弾性アーム250、252を備えている。
【0072】
本発明の特別の利点は、空気清浄器10による多段階の清浄化にある。第1のレベルでは、空気入口36の直ぐ近くに隣接するプレフィルター66が花粉、黴、煙、塵及びペットのふけといった比較的大きい空気によって運ばれる粒状物を捕捉し、一方、その内部の炭素(カーボン)が臭い、ガス及び化学物質を吸収し、又酸化する。プレフィルター66は、大きさが0.3ミクロン(μm)まで小さい粒状物を捕らえる主フィルター56のマイクロろ過HEPA媒体60を引き立たせる。HEPAフィルター56を通過する微小生物は、次に殺菌用の紫外線灯88により殺される又は滅菌される。
【0073】
作動に際し、使用者は、モーター速度制御ノブ166をオフ位置203aから所望の速度設定位置203b、203c、203dに回転させるか、或いは自動機能位置203eへ回転させることで空気清浄器10を起動する(図15)。使用者が自動機能位置203eを選択する場合は、空気クオリティセンサー180はサンプリング室182内に吸引された空気から大気の質を読み取る。更に詳細には、レセプター198により受光された赤外線量が、内部に含有されている粒状物199の数に基づいて空気の質の示度を提供する。次に、空気クオリティ信号が空気クオリティセンサー180からコントローラー200へ送られる。空気クオリティ信号を基に、コントローラー200はファン78を駆動するモーター77の速度を変更する。
【0074】
ファン78は、大気を、空気入口36を通して軸方向に吸引させ、又最初に比較的大きい粒状物を除去するためにプレフィルター66を通して流す。次の段階で、その空気は更に清浄にされ、ここで、大きさが0.3ミクロン(μm)まで小さい粒状物がHEPAフィルター56により除去される。こうして清浄化された空気は、ろ過室14からブロアー室16へハウジング12を通して流され、次いで、ファン78の作動により紫外線室18内へと流れる。紫外線室18内で、紫外線灯88はフィルターアセンブリ38を通過したかもしれない残りの微生物の実質的に全てを滅菌する又は殺す。次に、その清浄化された空気は、出口グリル106を通過する。先に詳細に説明した如く、出口グリル106は、空気を通過させるが、ダメージを与える紫外線は通過させない。
【0075】
従って、本発明の空気清浄器10は、潜在的にダメージを与える紫外線光線から使用者を保護する一方、ろ過と紫外線放射によって大気の多段階の清浄化をもたらすポータブルな内蔵型ユニットを提供することが理解されるであろう。
【0076】
本明細書で説明した装置の形態は、本発明の好適な実施態様を構成するが、本発明はこの厳密な装置の形態に限定されることはなく、添付の特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲から逸脱することなく本装置において変更をなし得ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は本発明の空気清浄器の上部、前部及び左側面から見た斜視図である。
【図2】
図2は本発明の空気清浄器の分解斜視図である。
【図3】
図3は本発明の空気清浄器の正面図である。
【図4】
図4は本発明の空気清浄器の右側面図である。
【図5】
図5は本発明の空気清浄器の平面図である。
【図6】
図6は本発明の空気清浄器の一部切欠き背面図である。
【図7】
図7は図3の線7−7に沿った断面図である。
【図8】
図8は本発明の空気清浄器上部の部分分解斜視図である。
【図9】
図9は図8の線9−9に沿った断面図である。
【図10】
図10は入口グリル安全スイッチを示す図4の一部切欠き詳細図である。
【図11】
図11は出口グリル安全スイッチを示す図8の詳細図である。
【図12】
図12は閉鎖位置にあって空気クオリティセンサーを覆うアクセスドアを示す本発明の空気清浄器の左側面の詳細図である。
【図13】
図13は開放位置にあって空気クオリティセンサーを露出させたアクセスドアを示す本発明の空気清浄器の左側面の詳細図である。
【図14】
図14は本発明の空気清浄器の好適な実施態様における各種電気部品の相互接続を図示したブロック図である。
【図15】
図15は本発明の空気清浄器の好適な実施態様における制御盤の詳細図である。
【図16】
図16はフィルター点検ゲージとフィルター点検ゲージ収納区画の部分分解斜視図である。
Claims (25)
- 空気入口、空気出口、及び前記空気入口と前記空気出口とを相互に連結する空気流路を支持するハウジングと、
前記ハウジング内に支持され、前記空気入口から前記空気出口へ前記空気流路を通して空気を付勢するためのブロアーアセンブリと、
前記空気流路内に配設され、前記空気出口の近傍に配置された紫外線光源と、
前記空気入口と前記紫外線光源との中間の前記空気流路内に配設された第1空気フィルターと、
前記空気出口の近傍で前記ハウジングにより支持された出口グリルであって、空気に対して透過性であり、紫外線に対して実質的に不透過性である出口グリルと、
を有することを特徴とする空気清浄器。 - 前記出口グリルは、複数の実質的に整列されたブレードと、前記複数のブレードの中間に画成され、実質的に前記空気出口を通した前記紫外線光源からの紫外線の通過を阻止しつつ、前記空気出口を通した前記空気流路からの空気の通過を許す複数の回旋状通路と、を備えるルーバーアセンブリを有することを特徴とする請求項1の空気清浄器。
- 前記各ブレードは、対向する凹状外面及び凸状外面を備える本体を有し、前記凹状外面は、隣接するブレードの前記凸状面に隣接して配置されることを特徴とする請求項2の空気清浄器。
- 前記紫外線光源は、前記空気流路に対して実質的に垂直な面内に配向された紫外線灯を有することを特徴とする請求項1の空気清浄器。
- 更に、前記出口グリルと係合可能な出口安全スイッチを有し、前記出口安全スイッチは、前記紫外線光源を選択的に非作動とするために前記紫外線光源に作動可能に接続されることを特徴とする請求項1の空気清浄器。
- 更に、
前記空気入口の近傍に支持された入口グリルと、
前記入口グリルと係合可能な入口安全スイッチであって、前記ブロアーアセンブリを選択的に非作動とするために前記ブロアーアセンブリと作動可能に接続される入口安全スイッチと、
を有することを特徴とする請求項5の空気清浄器。 - 更に、
前記第1フィルターにより支持された固定手段と、
前記第1フィルターの前記固定手段により取り外し可能に支持された第2フィルターと、
を有することを特徴とする請求項1の空気清浄器。 - 前記第1フィルターはHEPAフィルターを有し、前記第2フィルターはカーボンメッシュフィルターを有し、前記HEPAフィルターは前記カーボンメッシュフィルターの下流に配置されることを特徴とする請求項1の空気清浄器。
- 前記ブロアーアセンブリは、モーターと、前記モーターに作動可能に接続された遠心ファンと、を有し、前記遠心ファンは、前記空気入口と実質的に同軸的に整列された回転軸を有することを特徴とする請求項1の空気清浄器。
- 更に、
前記ブロアーアセンブリに作動可能に接続され、前記空気流路を通した空気の移動を制御するためのコントローラーと、
前記ハウジングにより支持されたサンプリング室、前記サンプリング室と連通する光学的エミッター、及び前記サンプリング室と連通し、前記光学的エミッターから出射された光を検出するための光学的レセプターを備える空気クオリティセンサーと、
を有し、前記空気クオリティセンサーは、前記サンプリング室内の空気の質を示す信号を前記コントローラーに供給し、前記コントローラーは、前記信号に応答して前記ブロアーアセンブリの作動を選択的に調整することを特徴とする請求項1の空気清浄器。 - 更に、
前記サンプリング室内に取り外し可能に受容されるのに適合され、前記光学的エミッター及び前記光学的レセプターを清掃するためのクリーニング部材と、
前記ハウジングにより支持され、前記クリーニング部材を取り外し可能に収納するための収納区画と、
を有することを特徴とする請求項10の空気清浄器。 - 更に、前記空気出口の近傍に取り外し可能に配置され、空気の流れの示度を提供するフィルター点検ゲージを有することを特徴とする請求項1の空気清浄器。
- 更に、前記ハウジングにより支持され、前記フィルター点検ゲージを取り外し可能に収納するための収納区画を有することを特徴とする請求項12の空気清浄器。
- 前記ハウジングは、後壁と、前記ハウジングを外部物体から所定の距離に保持するための前記後壁から外方向に延在するスペーサーと、を有することを特徴とする請求項1の空気清浄器。
- 更に、前記紫外線光源と視覚的連通状態にある窓を有し、前記窓は紫外線をフィルター処理するためのカバーを有することを特徴とする請求項1の空気清浄器。
- 空気入口、空気出口、及び前記空気入口と前記空気出口とを相互に連結する空気流路を支持するハウジングと、
前記ハウジング内に支持され、前記空気入口から前記空気出口へ前記空気流路を通して空気を付勢するためのブロアーアセンブリと、
前記空気流路内に配設され、前記空気出口の近傍に配置された紫外線光源と、
前記空気出口の近傍で前記ハウジングにより支持された出口グリルであって、複数の実質的に整列されたブレードと、前記複数のブレードの中間に画成され、実質的に前記空気出口を通した前記紫外線光源からの紫外線の通過を阻止しつつ、前記空気出口を通した前記空気流路からの空気の通過を許す複数の回旋状通路と、を備える出口グリルと、
を有することを特徴とする空気清浄器。 - 前記各ブレードは、対向した長手方向に延在する側縁部と、前記側縁部の中間において長手方向に延在する中間部と、を備える本体を有し、
前記各ブレードの前記側縁部は、前記ブレード群のうち隣接する1つのブレードの前記中間部と横方向に重なることを特徴とする請求項16の空気清浄器。 - 前記出口グリルは更に、一対の実質的に平行な側部レールを有し、
前記各ブレードは、対向する端縁部を備える本体と、該各端縁部から外方向に延在し、前記各側部レールに固定されたタブと、を有することを特徴とする請求項16の空気清浄器。 - 空気入口、空気出口、及び前記空気入口と前記空気出口とを相互に連結する空気流路を支持するハウジングと、
前記ハウジング内に支持され、前記入口端部から前記出口端部へ前記空気流路を通して空気を付勢するためのブロアーアセンブリと、
前記空気流路内に配設された空気フィルターと、
前記空気出口の近傍に取り外し可能に配置され、空気流量の示度を提供するためのフィルター点検ゲージと、
を有することを特徴とする空気清浄器。 - 更に、前記ハウジングにより支持され、前記フィルター点検ゲージを収納するための収納区画を有することを特徴とする請求項19の空気清浄器。
- 更に、前記空気出口の近傍で前記ハウジングにより支持され、前記フィルター点検ゲージを取り外し可能に受容するための凹部を備える出口グリルを有することを特徴とする請求項19の空気清浄器。
- 前記フィルター点検ゲージは、円筒管と、前記円筒管内に摺動可能に収容され、前記フィルター点検ゲージを通した空気の流れに応答して移動するためのインジケーターと、を有することを特徴とする請求項19の空気清浄器。
- 空気入口、空気出口、及び前記空気入口と前記空気出口とを相互に連結する空気流路を支持するハウジングと、
前記ハウジング内に支持され、前記空気入口から前記空気出口へ前記空気流路を通して空気を付勢するためのブロアーアセンブリと、
前記空気流路内に配設された第1フィルターと、
前記第1フィルターにより支持された固定手段と、
前記第1フィルターの前記固定手段により取り外し可能に支持された第2フィルターと、
を有することを特徴とする空気清浄器。 - 前記固定手段は、前記第2フィルター内に形成されたループ群と係合するための複数のフックを有することを特徴とする請求項23の空気清浄器。
- 更に、前記第1フィルターの周りの空気の流れを阻止するための、前記第1フィルターにより支持された弾性ガスケットを有することを特徴とする請求項23の空気清浄器。
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