JP2006149538A - 空気調和機の空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無給水で、静電霧化による脱臭機能を有する空気浄化装置を提供する。
【解決手段】静電霧化してミストを発生させる静電霧化ユニット１２と、高電圧電源ユニット１４と、周辺空気の温度を検出する吸い込み温度検出手段４と、同空気の湿度を検出する湿度検出手段３０と、ペルチェ素子駆動電源１５を備え、静電霧化ユニット１２は、ペルチェ素子駆動電源１５で駆動されるペルチェ素子６と、ペルチェ素子６の冷却面６ａの温度を測定する冷却面温度測定手段７と、冷却面６ａに配された高電圧電極８と、高電圧電極８に対向して設けられた対向電極３２を有し、高電圧電源ユニット１４は、高電圧電極８と対向電極３２間に高電圧を印加する高電圧電源１４ｃと、前記ミストの発生状況を検出する静電霧化状態検出手段１３を有し、吸い込み温度検出手段４と湿度検出手段３０の検出結果に基づいて、ペルチェ素子駆動電源１５及び高電圧電源１４ｃを制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、室内空気の脱臭や室内壁面等の付着物の脱臭を行うことができる空気調和機の空気清浄装置に関するものである。

従来の、空気調和機の空気清浄装置としては、臭い分子を吸着する活性炭等のフィルタや空気中の埃や臭い分子を帯電させてフィルタに吸着させる空気清浄機などが提供されている。しかしながら、フィルタに吸着させる空気清浄機では、空気清浄機内に取り込んだ空気を浄化するだけで室内壁面などの付着物は脱臭できなかった。これを解決するために、静電霧化の技術を利用して脱臭を行うものも提供されている（例えば、特許文献１及び２参照）。静電霧化とは、水などの液体に高電圧を印加すると液体が霧化するという現象であり、この現象は、古くから知られている。

図１５は、上記特許文献１に記載された従来の静電霧化式空気浄化装置を示すもので、静電霧化式空気浄化装置には、汚染空気の中心部に向け、細水柱を噴出せしめる噴水ノズル１８が設けられ、高圧電極１３と細水注の間に直流バイアスを付与した交流高電圧１９を印加し、微細水滴を霧状に有する静電霧化雰囲気を形成せしめるものである。

また、図１６は、上記特許文献２に開示された従来の空気清浄機を示すもので、内部に静電霧化装置９が配され、その静電霧化装置９は、水溜め部５と、水溜め部５の水を水溜め部５の外部に位置する先端側へ搬送する搬送部（図示せず）と、搬送部に対向するように配置された電極（図示せず）とを備え、搬送部と電極との間に高電圧を印加することにより搬送部の水が霧化してミストを発生せしめるものである。
特開昭５３−１４１１６７号公報 特開２００４−８５１８５号公報

しかしながら、このような静電霧化により室内空気の脱臭や室内壁面等の付着物の脱臭を行う空気清浄装置を一般空気調和機に搭載する場合、人手あるいは、水道配管により静電霧化に必要な水を供給しなければならないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、空気中より静電霧化に必要な水を得て、無給水で静電霧化による脱臭を実現する空気調和機の空気清浄装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機の空気清浄装置は、空気調和機内に配され静電霧化してミストを発生させる静電霧化ユニットと、高電圧電源ユニットと、空気調和機周辺の空気の温度を検出する吸い込み温度検出手段と、同空気の湿度を検出する湿度検出手段と、ペルチェ素子駆動電源とを備え、前記静電霧化ユニットは、前記ペルチェ素子駆動電源で駆動されるペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の冷却面の温度を測定する冷却面温度測定手段と、前記冷却面に配された高電圧電極と、前記高電圧電極に対向して設けられた対向電極を有し、前記高電圧電源ユニットは、前記ペルチェ素子を駆動するペルチェ素子駆動電源と、前記高電圧電極と前記対向電極間に高電圧を印加する高電圧電源と、前記ミストの発生状況を検出する静電霧化状態検出手段を有し、前記吸い込み温度検出手段と前記湿度検出手段の検出結果に基づいて、前記ペルチェ素子駆動電源及び
前記高電圧電源を制御するもので、ペルチェ素子により空気中から静電霧化に必要な水を無給水で安定して得られ、それを静電霧化によりミストを発生させ室内空気の脱臭や室内壁面等の付着物の脱臭を行うことができる。

本発明の空気調和機の空気清浄装置は、無給水で静電霧化による室内空気の脱臭や室内壁面等の付着物の脱臭を行うことができる。

第１の発明は、空気調和機内に配され静電霧化してミストを発生させる静電霧化ユニットと、高電圧電源ユニットと、空気調和機周辺の空気の温度を検出する吸い込み温度検出手段と、同空気の湿度を検出する湿度検出手段と、ペルチェ素子駆動電源とを備え、前記静電霧化ユニットは、前記ペルチェ素子駆動電源で駆動されるペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の冷却面の温度を測定する冷却面温度測定手段と、前記冷却面に配された高電圧電極と、前記高電圧電極に対向して設けられた対向電極を有し、前記高電圧電源ユニットは、前記ペルチェ素子を駆動するペルチェ素子駆動電源と、前記高電圧電極と前記対向電極間に高電圧を印加する高電圧電源と、前記ミストの発生状況を検出する静電霧化状態検出手段を有し、前記吸い込み温度検出手段と前記湿度検出手段の検出結果に基づいて、前記ペルチェ素子駆動電源及び前記高電圧電源を制御するもので、ペルチェ素子により空気中から静電霧化に必要な水を無給水で安定して得られ、それを静電霧化によりミストを発生させ室内空気の脱臭や室内壁面等の付着物の脱臭を行うことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明のペルチェ素子駆動電源の出力電圧を一定とし、吸い込み温度検出手段及び湿度検出手段の検出結果から求められた空気調和機周辺の空気の露点温度に対応した電圧印加時間デューティーで、ペルチェ素子に高電圧を印加するようにしたもので、比較的簡単なペルチェ素子駆動電源の構成で静電霧化に必要な水を安定して生成することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明のペルチェ素子の冷却面の露点温度制御開始から一定時間経過後に、高電圧電源ユニットを駆動すると共に、静電霧化状態検出手段により放電の正常あるいは不良の判定を行い、放電不良時に、前記露点温度及び前記露点温度に対応した電圧印加時間デューティーを補正するもので、ペルチェ素子の冷却能力個体差や各検出手段の個体差に関わらず、静電霧化に必要な水を安定して生成することができる。

第４の発明は、特に、第１の発明のペルチェ素子に印加されるペルチェ素子駆動電源の出力電圧を、吸い込み温度検出手段及び湿度検出手段から求められた空気調和機周辺の空気の露点温度に応じて変えて前記ペルチェ素子の冷却面の露点温度制御を行うようにしたもので、静電霧化に必要な水を安定して生成することができる。

第５の発明は、特に、第４の発明のペルチェ素子の冷却面の露点温度制御開始から一定時間経過後に、高電圧電源ユニットを駆動すると共に静電霧化状態検出手段により放電の正常あるいは不良の判定を行い、放電不良時に、前記露点温度及び前記露点温度に対応した前記ペルチェ素子の駆動電圧を補正するもので、静電霧化に必要な水を安定して生成することができる。

第６の発明は、特に、第４又は第５の発明の空気調和機の運転状態に応じてペルチェ素子に供給する最大電力に上限を設け、前記最大電力内で、前記ペルチェ素子の露点温度制御が可能な場合のみ、前記ペルチェ素子への電圧印加を継続するもので、空気清浄装置の運転よりも空気調和機の運転を優先させることができる。

第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか一つの発明の高電圧電源ユニットに、高電圧電極と対向電極間の短絡を防止する短絡保護装置を設けたもので、空気清浄装置の安全性を保つことができる。

第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか一つの発明の高電圧電源ユニットに、高電圧電極と対向電極間の短絡等の異常を検出する異常検出手段を設けたもので、空気調和機の安全性を保つことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気清浄装置を搭載した空気調和機の断面図、図２は、同空気清浄装置の静電霧化ユニットの断面図、図３は、同空気清浄装置のブロックダイアグラム、図４は、空気の温度及び相対湿度と露点温度の相関関係を示すテーブルを示すものである。

空気調和機２は、熱交換された空気を吹出す吹き出し口４５と、吹き出し風の向きを変える上下羽根４６とフイルタ３を備えている。

本実施の形態における空気調和機の空気清浄装置１は、図１〜３に示すように、空気調和機２の吹出し口４５に配設されると共に、後述の高電圧電極８に結露した水を霧化してミストを発生させる静電霧化ユニット１２と、空気調和機の吸い込み側に配され空気調和機周辺の空気の露点温度を求めるための吸い込み温度検出手段４と湿度検出手段３０と、高電圧電源ユニット１４と、ペルチェ素子駆動電源１５と、制御手段１６から構成されている。

静電霧化ユニット１２から発生したミスト１１は、空気調和機２の吹出し流れに乗って、室内空間に拡散し、室内空気や室内壁面等の付着物の脱臭を行う。

図２において、６は、ペルチェ素子であり、ペルチェ素子６の上面側は、冷却面６ａであり、冷却面６ａの温度を測定する冷却面温度検出手段７と高電圧電極８が配され、ペルチェ素子６に電圧が印加され、高電圧電極８が露点温度以下に冷却されると高電圧電極８に結露水３１が生じ、対向電極３２との間に高電圧を印加されると、結露水３１は、静電霧化して、ミスト１１となり、空気調和機２の吹出し流れに乗って、居室内に拡散していく。

１４は、高電圧電源ユニットで、高電圧電極８と対向電極３２に高電圧を印加する高電圧電源１４ｃと、ミスト１１の発生状況を検出する静電霧化状態検出手段１３を備えている。

１６は、空気調和機２に設けられた空気清浄装置１の制御手段であり、吸い込み温度検出手段４、湿度検出手段３０、静電霧化状態検出手段１３、ペルチェ素子６の冷却面温度検出手段７など各検出手段の検出情報が入力され、前記検出情報や制御系の応答時間に応じて、高電圧電源ユニット１４やペルチェ素子駆動電源１５の制御を行うものである。

以上のように構成された空気調和機の空気清浄装置について、以下その動作、作用を説明する。

空気調和機２の空気清浄装置１の制御手段１６は、吸い込み温度検出手段４と湿度検出
手段３０から得られた空気の温度及び相対湿度により、演算あるいは、テーブル参照により、空気調和機周辺の空気の露点温度を求める。ここで、制御手段１６は、空気調和機２の制御手段（図示せず）の一部であっても、空気清浄装置１専用の制御装置であってもよい。

テーブル参照の場合は、図４のように、空気の温度及び相対湿度と露点温度の相関関係を示すテーブルを設け、空気清浄装置１の使用温度・湿度範囲を複数領域に分割し、分割された各領域内における露点温度の最小値を湿り空気線図から求め、分割された各領域の露点温度とする。図４において、太線で囲まれた領域３３が、空気清浄装置１の使用温度・湿度範囲であり、領域３３は、空気調和機２から空気清浄装置１に対して供給可能電力や空気調和機２の実使用範囲や露点温度などにより定められている。

制御手段１６は、吸い込み温度検出手段４で得られた空気温度Ｔ１と湿度検出手段３０で得られた空気の相対湿度ＲＨ１から図４のテーブルに基づいて、露点温度ＴＯが求められる。制御手段１６は、冷却面温度測定手段７で検出される冷却面６ａの温度を露点温度ＴＯに近づけるようにペルチェ素子駆動電源１５の電圧の制御を行う。ペルチェ素子駆動電源１５の制御開始からしばらく時間が経過すると、冷却面６ａに配された高電圧電極８も露点温度に達し、高電圧電極８の表面に結露水３１が生じる。

この状態で制御手段１６により高電圧電源ユニット１４を駆動し、静電霧化ユニット１２の高電圧電極８と対向電極３２間に高電圧を印加すると、高電圧電極８の表面の結露水３１は、静電霧化現象によりミスト１１となり、空気調和機２の吹出し流れに乗って、居室に拡散していく。静電霧化によりミスト１１が良好に発生しているかどうかは、静電霧化状態検出手段２１から得られる放電電流の状況から判断できる。

これにより、無給水で静電霧化による室内空気の脱臭や室内壁面等の付着物の脱臭を行うことができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態における空気調和機の空気清浄装置におけるペルチェ素子の冷却面の露点温度制御方法を示すタイミングチャート、図６は、同空気清浄装置における空気の温度及び相対湿度とペルチェ素子電圧印加時間Ｔｏｎ／Ｔｏｆｆのデューティーの相関関係を示すテーブルである。なお、上記実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

図５において、ペルチェ素子駆動電源１５は、制御手段１６からの指示により、ｔ１周期で、Ｔｏｎ／Ｔｏｆｆの任意のデューティーでペルチェ素子６に電圧を印加する。ｔ１周期が、ペルチェ素子６の熱時定数に対して、十分に短い範囲なら、Ｔｏｎ／Ｔｏｆｆのデューティーでの電圧制御によって、ペルチェ素子６の冷却が可能であり、ペルチェ素子６の熱的耐久性にも大きな影響を与えない。

２０は、ペルチェ素子駆動電源１５の出力波形を示したものであり、一定電圧Ｖｃｏｎｓｔが出力される。２４は、ペルチェ素子６の冷却面６ａの温度の目標となる露点温度ＴＯであり、２５は、ペルチェ素子６の冷却面温度である。

以上のように構成されたペルチェ素子６の冷却面６ａの露点温度制御方法について、以下その動作、作用を説明する。

制御手段１６は、吸い込み温度検出手段４と湿度検出手段５で得られた空気の温度と相対湿度から空気調和機周辺の空気の露点温度ＴＯ２４を求め、ペルチェ素子６の冷却面温
度２５と露点温度ＴＯ２４の温度差によって、ペルチェ素子駆動電源１５のＴｏｎ／Ｔｏｆｆのデューティーを変更して、ペルチェ素子６の冷却面６ａの温度を制御する。

ペルチェ素子駆動電源１５の制御開始から高電圧電極８に結露水が発生していると考えられる時間ｔａ経過後より、ペルチェ素子６の冷却面温度２５と露点温度ＴＯ２４の差が±△Ｔａの領域では、空気の温度、相対湿度から予め実験で求められた一定のＴｏｎ／Ｔｏｆｆのデューティーサイクルでペルチェ素子駆動電源１５の制御を行う。

空気の温度、相対湿度から実験によって得られたＴｏｎ／Ｔｏｆｆのデューティーは、図６のようなテーブルを有する。例えば、制御手段１６は、吸い込み温度検出手段４で得られた空気温度Ｔ１と湿度検出手段５で得られた空気の相対湿度ＲＨ１から図６のテーブルに基づいて、Ｔｏｎ／Ｔｏｆｆのデューティー５０：５０が求められる。

高電圧電極８に過不足なく結露を発生させるためには、空気の温度、湿度と静電霧化の状態を確認しながら求められたＴｏｎ／Ｔｏｆｆのデューティーサイクルを維持することが必要であり、図６のテーブルは、図４のテーブルと対応して、空気清浄装置１の使用温度、湿度範囲を複数領域に分割され、分割された各領域内には、実験にて求められたＴｏｎ／Ｔｏｆｆデューティーが各領域の代表値として代入されている。

ペルチェ素子駆動電源１５によるペルチェ素子６の冷却面温度２５の制御開始からｔａの時間が経過すると、冷却面６ａに配された高電圧電極８も冷却され、高電圧電極８の表面に結露水３１が生じる。この状態で制御手段１６により高電圧電源ユニット１４を制御して、静電霧化ユニット１２の高電圧電極８と対向電極３２間に高電圧を印加すると、高電圧電極８の表面の結露水は、静電霧化によりミスト１１となり、空気中に拡散していく。静電霧化によりミスト１１が良好に発生しているかどうかは、静電霧化状態検出手段２１から得られる放電電流の状況から判断できる。

これにより、比較的簡単なペルチェ素子駆動電源１５で、無給水で静電霧化による室内空気の脱臭や室内壁面等の付着物の脱臭を行うことができる。

（実施の形態３）
図７は、本発明の第３の実施の形態における空気調和機の空気清浄装置のペルチェ素子の冷却面の露点温度制御方法を示すタイミングチャートである。なお、上記実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

ペルチェ素子駆動電源１５は、制御手段１６からの指示により、ｔ１周期で、Ｔｏｎ／Ｔｏｆｆの任意のデューティーでペルチェ素子６に電圧を印加する。ｔ１周期が、ペルチェ素子６の熱時定数に対して、十分に短い範囲なら、Ｔｏｎ／Ｔｏｆｆのデューティーサイクルでの電圧制御によって、ペルチェ素子６の冷却が可能となる。一旦、ペルチェ素子６の冷却面温度２５が露点温度の±Ｔａ範囲内に入ると、図６で示される空気の温度、相対湿度から予め実験で求められた一定のＴｏｎ／Ｔｏｆｆのデューティーサイクルでペルチェ素子駆動電源１５が制御される。

２７は、高電圧電源１４ｃの出力状態を示し、図７では、高電圧電極８と対向電極３２間には、高電圧が印加された状態となっている。また、２６は、静電霧化状態検出手段２１から得られたミスト発生状況である。

以上のように構成されたペルチェ素子の冷却面の露点温度制御方法について、以下その動作、作用を説明する。

ペルチェ素子６の冷却面温度２５を吸い込み温度検出手段４と湿度検出手段５で得られた空気の温度、相対湿度から空気調和機周辺の空気の露点温度ＴＯとペルチェ素子駆動電源１５のＴｏｎ／Ｔｏｆｆのデューティーにより、理想的には、図７のＡ区間において、高電圧電極８に結露水が生じ、静電霧化によりミストが発生することになるが、吸い込み温度検出手段４と湿度検出手段５の個体差や検出誤差、冷却面温度測定手段７の個体差や検出誤差及びペルチェ素子６自体の冷却能力の個体差により図６のように予め定められたペルチェ素子駆動電源１５のＴｏｎ／Ｔｏｆｆのデューティーでは、図７の区間Ａのようにペルチェ素子６の冷却面温度２５が見かけ上、露点温度以下に達しているにも関わらず、静電霧化状態検出手段２１で、ミストが良好でないことが検出される可能性がある。

したがって、高電圧電極８に高電圧を印加してから、一定時間経過しても、静電霧化状態検出手段２１により、良好なミストが検出されない場合には、図７の区間Ｂのように冷却面６ａの温度目標である露点温度ＴＯ２４を下げるとともに、予め定められたペルチェ素子駆動電源１５のＴｏｎ／Ｔｏｆｆデュ−ティーをＴｏｎが増加する方向に補正する。これにより、ペルチェ素子６の冷却能力を向上させ、ペルチェ素子６の冷却面温度２５を露点温度ＴＯ２４以下に到達させることができる。この制御における露点温度ＴＯ２４の変更値及びＴｏｎの補正値については、空気清浄装置１の使用温度、湿度範囲を複数領域に分割し、分割された各領域毎に、露点温度変更値及びＴｏｎの補正値を定めてもよいし、全ての領域において、一律に変更させてもよい。

冷却面６ａが真の露点温度に達すると、冷却面６ａに配された高電圧電極８も冷却され、高電圧電極８の表面に結露水３１が生じ、静電霧化ユニット１２の高電圧電極８と対向電極３２間に高電圧を印加すると、高電圧電極８の表面の結露水３１は、静電霧化によりミスト１１となり、空気中に拡散していく。

これにより、比較的簡単なペルチェ素子駆動電源１５及び制御方法で、無給水で静電霧化による室内空気の脱臭や室内壁面等の付着物の脱臭を行うことができる。

（実施の形態４）
図８は、本発明の第４の実施の形態における空気調和機の空気清浄装置のペルチェ素子の冷却面の露点温度制御方法を示すタイミングチャート、図９は、空気の温度及び相対湿度とペルチェ素子印加電圧のデューティーの相関関係を示すテーブルである。なお、上記実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

ペルチェ素子駆動電源１５は、制御手段１６からの指示された任意の電圧をペルチェ素子６に対して印加することができる構成となっている。図８において、２０は、ペルチェ素子駆動電源１５の出力波形、２４は、ペルチェ素子６の冷却面温度の目標となる露点温度ＴＯであり、２５は、ペルチェ素子６の冷却面温度である。

以上のように構成されたペルチェ素子６の冷却面の露点温度制御方法について、以下その動作、作用を説明する。

制御手段１６は、ペルチェ素子６の冷却面温度２５を、吸い込み温度検出手段４と湿度検出手段５で得られた空気の温度と相対湿度から空気調和機周辺の空気の露点温度ＴＯ２４を求め、ペルチェ素子６の冷却面温度２５と露点温度ＴＯ２４との温度差によって、ペルチェ素子駆動電源１５の電圧を変えて、ペルチェ素子６の冷却面６ａの露点温度制御を行う。

また、ペルチェ素子６の冷却面温度２５と露点温度ＴＯ２４の差が±△Ｔａの領域では、空気の温度と相対湿度から予め実験で求められた一定の電圧となるようにペルチェ素子
駆動電源１５を制御する。空気の温度と相対湿度から実験によって得られた露点温度制御に必要なペルチェ素子駆動電圧は、図９のようなテーブルを有する。

例えば、制御手段１６は、吸い込み温度検出手段４で得られた空気温度Ｔ１と湿度検出手段５で得られた空気の相対湿度ＲＨ１から図９のテーブルに基づいて、１．４Ｖが求められる。高電圧電極８に過不足なく結露を発生させるためには、空気の温度と湿度と静電霧化の状態を確認しながら求められたペルチェ素子印加電圧を維持することが必要であり、図９のテーブルは、図４のテーブルと対応して、空気清浄装置１の使用温度・湿度範囲を複数領域に分割され、分割された領域毎に印加すべき電圧が割り当てられている。

ペルチェ素子駆動電源１５による冷却面６ａの露点温度の制御開始からしばらく時間が経過すると、冷却面６ａに配された高電圧電極８も冷却され、高電圧電極８の表面に結露水３１が生じる。この状態で制御手段１６により高電圧電源ユニット１４を制御して、静電霧化ユニット１２の高電圧電極８と対向電極３２間に高電圧を印加すると、高電圧電極８の表面の結露水３１は、静電霧化によりミスト１１となり、空気中に拡散していく。静電霧化によりミスト１１が良好に発生しているかどうかは、静電霧化状態検出手段２１から得られる放電電流の状況から判断できる。

以上のように、ペルチェ素子駆動電源１５の電圧を細かく制御することで、無給水で静電霧化による室内空気の脱臭や室内壁面等の付着物の脱臭を行うことができる。

（実施の形態５）
図１０は、本発明の第５の実施の形態における空気調和機の空気清浄装置のペルチェ素子の冷却面の露点温度制御方法を示すタイミングチャートである。なお、上記実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

ペルチェ素子駆動電源１５は、制御手段１６からの指示により、任意の電圧をペルチェ素子６に印加し、ペルチェ素子６の冷却を行う。一旦、ペルチェ素子６の冷却面温度２５が露点温度ＴＯ２４の±Ｔａ範囲内に入ると、図９で示される空気の温度・相対湿度から予め実験で求められた電圧をペルチェ素子６に印加する。

２７は、高電圧電源１４ｃの出力状態を示し、高電圧電極８と対向電極３２間に、高電圧が印加された状態となっている。また、２６は、静電霧化状態検出手段２１から得られたミスト発生状況である。

以上のように構成された空気清浄装置１の冷却面６ａの温度制御方法について、以下その動作、作用を説明する。

ペルチェ素子６の冷却面温度２５を、吸い込み温度検出手段４と湿度検出手段５で得られた空気の温度と相対湿度から、空気調和機２周辺の空気の露点温度ＴＯ２４とペルチェ素子駆動電源１５の電圧により、理想的には、図１０のＡ区間において、高電圧電極８に結露水３１が生じ、静電霧化によりミストが発生することになる。

しかしながら、吸い込み温度検出手段４と湿度検出手段５の個体差や検出誤差や冷却面温度測定手段７の個体差や検出誤差及びペルチェ素子６自体の冷却能力の個体差により予め定められたペルチェ素子６への印加電圧では、図１０の区間Ａのようにペルチェ素子６の冷却面温度２５が見かけ上、露点温度ＴＯ２４以下に達しているにも関わらず、静電霧化状態検出手段２１で良好なミストが検出されないことも考えられる。

したがって、高電圧電極８に高電圧を印加してから、一定時間経過しても、静電霧化状
態検出手段２１で、ミストが良好に発生していないと検出された場合には、図１０の区間Ｂのようにペルチェ素子６の冷却面６ａの温度目標である露点温度ＴＯ２４を補正するとともに、予め定められたペルチェ素子駆動電源１５の電圧も増加する方向に補正する。

これにより、ペルチェ素子６の冷却能力を増大させ、ペルチェ素子６の冷却面温度２５が露点温度ＴＯ２４以下に到達させることができる。この制御における露点温度ＴＯ２４の変更値及び印加電圧の補正値については、空気清浄装置１の使用温度、湿度範囲を複数領域に分割し、分割各領域毎に露点温度変更値及び印加電圧の補正値を定めてもよいし、全ての領域において、一律に変更させてもよい。

ペルチェ素子の冷却面６ａが真の露点温度に達すると、冷却面６ａに配された高電圧電極８も冷却され、高電圧電極８の表面に結露水３１が生じ、静電霧化ユニット１２の高電圧電極８と対向電極３２間に高電圧が印加されると、高電圧電極８の表面の結露水３１は、静電霧化によりミスト１１となり、空気中に拡散していく。

これにより、比較的簡単なペルチェ素子駆動電源１５及び制御方法で、無給水で静電霧化による室内空気の脱臭や室内壁面等の付着物の脱臭を行うことができる。

（実施の形態６）
図１１は、本発明の第６の実施の形態における空気調和機の空気清浄装置を搭載した空気調和機の各部の消費電力を示す関係図、図１２は、空気の温度及び相対湿度とペルチェ素子の消費電力の相関関係を示すテーブルである。なお、上記実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

当然のことながら、空気調和機２の各機能動作は、電源の許容電力内で行なうことが必要となる。

図１１において、空気調和機２の電源許容出力は、１８Ｗであり、マイコンなどの定常的に消費される電力は１０Ｗ、残された８Ｗを用いて、空気清浄装置１やその他の機能を並列運転させなければならない。したがって、空気調和機２の運転状態によって、ペルチェ素子６に対する最大供給電力に上限を設けることが必要となり、例えば、空気調和機２の上下羽根４６が動作している場合には、これに要する２Ｗと高電圧電源ユニット１４の消費電力２Ｗが差し引かれ、ペルチェ素子６への最大供給電力は、４Ｗとなる。

図１２は、吸い込み温度検出手段４と湿度検出手段５から得られた空気の温度及び相対湿度と冷却面６ａの露点温度制御を行った時のペルチェ素子６の消費電力を示すもので、空気清浄装置１の使用温度、湿度範囲を複数領域に分割し、各領域内におけるペルチェ素子６の消費電力が収められてある。制御手段１６は、上記図１２のテーブルを有し、上記のような例では、空気温度及び相対湿度が図１２の斜線部の領域にあるときのみ、空気清浄装置１を動作させるようにする。

これにより、空気調和機２の安定運転を確保できるとともに、空気調和機２の電源容量を小さくすることができ、空気調和機２の電源コストを抑えることができる。

（実施の形７）
図１３は、本発明の第７の実施の形態における空気調和機の空気清浄装置の高電圧電源の垂下特性を示したものである。なお、上記実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態は、図１３に示すように、正常な静電霧化状態で高電圧電源１４ｃの２次
側を流れる電流を基準に、垂下点負荷電流４０を設定し、垂下点を超える負荷電流が流れると急激に出力電圧及び電流を低下させる特性を持たせたものである。

以上のように構成された空気調和機２の空気清浄装置１について、以下その動作、作用を説明する。

第１の実施の形態で述べたように、高電圧電極８に結露した水を霧化してミストを発生させる静電霧化ユニット１２を空気調和機２の吹き出し口４５に配設しているため、高電圧電極８と対向電極３２間は塵埃に晒され、前記２つの電極間で異常放電が発生する恐れがある。さらに、高電圧電極８は、ペルチェ素子６で冷却され、結露水３１が発生することを考えると、高電圧電極８と対向電極間３２は、塵埃の積層により短絡異常あるいは、異常放電が発生する恐れがある。短絡異常や異常放電を放置しておくと最悪、静電霧化ユニット１２あるいは、空気調和機２から発火・発煙に至るケースが考えられるが、高電圧電源１４ｃに、短絡異常あるいは、異常放電に対して、負荷電流の垂下特性４１を持たせる事により、短絡異常及び異常放電の継続を防止することができる。

すなわち、高電圧電源１４ｃに、負荷電流が所定の値を超えたときに出力電圧及び電流を低下させる垂下特性を持たせて、短絡保護装置としたものである。

これにより、静電霧化ユニット１２の高電圧電極８と対向電極間３２間に異常放電や短絡異常が発生しても、高電圧電源１４ｃにて、前記２つの異常を継続させないため、静電霧化ユニット１２及び空気調和機２の発火・発煙を防止、空気清浄装置１の安全性を向上させることができる。

（実施の形態８）
図１４は、本発明の第８の実施の形態における空気調和機の空気清浄装置の高電圧電源ユニット１４のブロックダイアグラムを示したものである。

本実施の形態は、高電圧電源ユニット１４に、垂下特性を有する高電圧発生回路１４ａと短絡異常や放電異常を検出する異常検出回路１４ｂを備え、高電圧電源ユニット１４への電力供給を入り切りするスイッチ４３と、ユーザーに対して、短絡や放電等の異常発生を表示する異常表示手段４２を設けたものである。

以上のように構成された空気調和機の空気清浄装置について、以下その動作、作用を説明する。

高電圧電極８に結露した水を霧化してミストを発生させる静電霧化ユニット１２が、空気調和機２の吹き出し口４５に配設されているため、高電圧電極８と対向電極３２間が塵埃で短絡され、前記２つの電極間で異常放電が発生したり、高電圧電極８は、ペルチェ素子６で冷却され、結露水が発生することを考えると、高電圧電極８と対向電極３２間に、短絡異常あるいは、異常放電が発生する恐れがある。また、短絡異常や異常放電を放置しておくと最悪、発火発煙に至るケースが考えられるが、本実施の形態では、高電圧電源ユニット１４の高電圧発生回路１４ａは、短絡異常あるいは、異常放電の際に流れる負荷電流の垂下特性を有しているので、短絡異常及び異常放電の継続を防止することができる。さらに、異常検出回路１４ｂで短絡異常や放電異常が検出された時に、その発生状況を制御手段１６に伝達することにより、制御手段１６により高電圧電源ユニット１４への電力供給をスイッチ４３で切ったり、ユーザーに対して、異常表示手段４２にて、静電霧化ユニット１２の保守・点検を知らしめることができる。

これにより、静電霧化ユニット１２の高電圧電極８と対向電極３２間に異常放電や短絡
異常が発生しても、高電圧電源１４ｃにて前記２つの異常を継続させないため、静電霧化ユニット１２及び空気調和機２の発火・発煙を防止、空気清浄装置１及び空気調和機２の安全性を向上させることができる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機の空気清浄装置は、安全性が高く、しかも無給水で放電霧化による脱臭を実現することが可能であり、居室やトイレや車室内などの空間の脱臭用途に適用できる。また、生ゴミ処理機や洗濯機や掃除機など機器から発生する臭気の脱臭の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気清浄装置を搭載した空気調和機の断面図 同空気清浄装置の静電霧化ユニットの断面図 同空気清浄装置のブロックダイアグラムを示す図 同空気清浄装置における空気の温度及び相対湿度と露点温度の相関関係を示すテーブルを示す図 本発明の実施の形態２における空気調和機の空気清浄装置のペルチェ素子の冷却面の露点温度制御方法を示すタイミングチャート 同空気清浄装置における空気の温度及び相対湿度とペルチェ素子電圧印加時間Ｔｏｎ／Ｔｏｆｆのデューティーの相関関係を示すテーブルを示す図 本発明の実施の形態３における空気調和機の空気清浄装置のペルチェ素子の冷却面の露点温度制御方法を示すタイミングチャート 本発明の実施の形態４における空気調和機の空気清浄装置のペルチェ素子の冷却面の露点温度制御方法を示すタイミングチャート 同空気清浄装置における空気の温度及び相対湿度とペルチェ素子印加電圧のデューティーの相関関係を示すテーブルを示す図 本発明の実施の形態５における空気調和機の空気清浄装置のペルチェ素子の冷却面の露点温度制御方法を示すタイミングチャート 本発明の実施の形態６における空気調和機の空気清浄装置を搭載した空気調和機の各部の消費電力を示す関係図 同空気清浄装置における空気の温度及び相対湿度とペルチェ素子の消費電力の相関関係を示すテーブルを示す図 本発明の実施の形態７における空気調和機の空気浄化装置の高電圧電源の垂下特性を示す図 本発明の実施の形態８における空気調和機の空気清浄装置の一部の回路を示すブロックダイアグラムを示す図 従来の空気調和機の静電霧化式空気浄化装置の具体的構造を示す正面図 従来の空気清浄機の断面図

符号の説明

１ 空気清浄装置
２ 空気調和機
４ 吸い込み温度検出手段
６ ペルチェ素子
７ 冷却面温度検出手段
８ 高電圧電極
１１ ミスト
１２ 放電霧化ユニット
１３ 静電霧化状態検出手段
１４ 高電圧電源ユニット
１４ｃ 高電圧電源
１５ ペルチェ素子駆動電源
３０ 湿度検出手段
３１ 結露水
３２ 対向電極

Claims (8)

1. 空気調和機内に配され静電霧化してミストを発生させる静電霧化ユニットと、高電圧電源ユニットと、空気調和機周辺の空気の温度を検出する吸い込み温度検出手段と、同空気の湿度を検出する湿度検出手段と、ペルチェ素子駆動電源とを備え、前記静電霧化ユニットは、前記ペルチェ素子駆動電源で駆動されるペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の冷却面の温度を測定する冷却面温度測定手段と、前記冷却面に配された高電圧電極と、前記高電圧電極に対向して設けられた対向電極を有し、前記高電圧電源ユニットは、前記高電圧電極と前記対向電極間に高電圧を印加する高電圧電源と、前記ミストの発生状況を検出する静電霧化状態検出手段を有し、前記吸い込み温度検出手段と前記湿度検出手段の検出結果に基づいて、前記ペルチェ素子駆動電源及び高電圧電源を制御することを特徴とする空気調和機の空気清浄装置。
2. ペルチェ素子駆動電源の出力電圧を一定とし、吸い込み温度検出手段及び湿度検出手段の検出結果から求められた空気調和機周辺の空気の露点温度に対応した電圧印加時間デューティーで、ペルチェ素子に高電圧を印加するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の空気清浄装置。
3. ペルチェ素子の冷却面の露点温度制御開始から一定時間経過後に、高電圧電源ユニットを駆動すると共に、静電霧化状態検出手段により放電の正常あるいは不良の判定を行い、放電不良時に、前記露点温度及び前記露点温度に対応した電圧印加時間デューティーを補正することを特徴とする請求項２に記載の空気調和機の空気清浄装置。
4. ペルチェ素子に印加されるペルチェ素子駆動電源の出力電圧を、吸い込み温度検出手段及び湿度検出手段から求められた空気調和機周辺の空気の露点温度に応じて変えて前記ペルチェ素子の冷却面の露点温度制御を行うようにした請求項１に記載の空気調和機の空気清浄装置。
5. ペルチェ素子の冷却面の露点温度制御開始から一定時間経過後に、高電圧電源ユニットを駆動すると共に静電霧化状態検出手段により放電の正常あるいは不良の判定を行い、放電不良時に、前記露点温度及び前記露点温度に対応した前記ペルチェ素子の駆動電圧を補正することを特徴とする請求４に記載の空気調和機の空気浄化装置。
6. 空気調和機の運転状態に応じてペルチェ素子に供給する最大電力に上限を設け、前記最大電力内で、前記ペルチェ素子の露点温度制御が可能な場合のみ、前記ペルチェ素子への電圧印加を継続することを特徴とする請求項４又は５に記載の空気調和機の空気清浄装置。
7. 高電圧電源ユニットに、高電圧電極と対向電極間の短絡を防止する短絡保護装置を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気調和機の空気清浄装置。
8. 高電圧電源ユニットに、高電圧電極と対向電極間の短絡等の異常を検出する異常検出手段を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気調和機の空気清浄装置。

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