JP2006314365A - 空気調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 人が室外から室内に入ってきたとき、衣類に付着した花粉等の浮遊物質を確実に除去して、空間内への浮遊物質が拡散するのを防ぐ。
【解決手段】 除菌シャワー運転モードを開始すると、送風機は、初め高い回転数で一定時間駆動され、その後低い回転数で一定時間駆動され、さらに低い低い回転数で一定時間駆動される。イオンを含んだ空気は、吹出口から上方に向かって吹き出され、空気清浄機の前方にいる人に向かって流れる。特定領域に達したイオンは、衣類等に付着した花粉、細菌を不活化、除去する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、イオンを含んだ空気や清浄な空気を空間内に供給する空気調節装置に関する。

空気調節装置として、例えば特許文献１に記載の空気清浄機がある。プラスイオンおよびマイナスイオンを発生するイオン発生装置を備え、プラスイオンとマイナスイオンの双方を空間に放出して、空気中に浮遊する細菌を除去したり、ウイルスを不活化する。

一般に、換気が少なく、密閉化された部屋、事務所、会議室、家庭内などでは、人が多いと、呼吸と共に排出される二酸化炭素、煙草の煙、埃などの汚染微粒子が増加する。この場合、空間内全体にイオンを含んだ空気を循環させればよい。

一方、人が外部より室内に入ってきたとき、衣類にウイルスや花粉が付着している。この状態で動き回ると、衣類に付着したウイルスや花粉が離れ、室内に拡散する。そこで、人体等に向かって局所的に清浄する空気清浄機として、例えば、特許文献２では、清浄な空気を斜め下に向かって吹き出すことが記載されている。特許文献３では、吹出口の前方の所定の領域の清浄度を高めるように風速を設定することが記載されている。
特開２００２−７８７８８号公報 特開平１１−７２２４７号公報 特開２０００−１８６５７号公報

しかしながら、上記の空気清浄機では、特定領域に向かって清浄な空気を直接吹き出している。そのため、衣類に付着したウイルスや花粉が風によって舞い上がってしまい、室内に拡散する。ウイルスや花粉が分散して存在するので、イオンを含んだ空気を吹き出しても、イオンの除菌効果が十分に発揮されなくなる。

本発明は、上記に鑑み、衣類に付着した花粉等の浮遊物質を確実に除去して、空間内への浮遊物質が拡散するのを防げる空気調節装置の提供を目的とする。

本発明は、キャビネットに、外部から空気を吸い込むための吸込口と、外部に空気を吹き出すための吹出口と、イオンを発生するイオン発生装置と、イオンを含むように調節された空気を前記吹出口から吹き出す送風機と、該送風機を駆動制御する制御装置とが設けられ、該制御装置は、前記キャビネット前方の特定領域にイオンが到達するように前記送風機の風量制御を行うものである。

ここで、調節された空気は、イオン発生装置により発生されたマイナスイオンおよびプラスイオンを含む空気、フィルタ、集塵機等によって汚染物質を除去した清浄な空気、熱交換により加熱あるいは冷却された空気、あるいはこれらを組み合わせた空気である。

特定領域は、キャビネットの前方に位置しており、その距離に応じて風量の強弱が決定される。したがって、イオンや調節された空気が、特定領域に集中的に流れ込み、特定領域内の人や物に作用する。例えば、イオンであれば、細菌や花粉を不活化して除去する。

キャビネットの前面に吸込口が設けられ、前記キャビネットの上面に吹出口が設けられる。吹出口から空気は上方に吹き出されるので、イオン等が特定領域に対しては上方からシャワーのように降りかかる。そのため、風が人や物に当たっても、細菌、花粉等の浮遊物質が舞い上がらず、これらが拡散するのを防げる。

特定領域は、キャビネット前方の予め決められた位置とされる場合、その位置は固定であるが、人や動物のように移動する物体に対してイオン等を到達するようにする場合、特定領域の位置を確定できない。そこで、物体の位置を検出する物体センサを設け、制御装置は、物体の位置を特定領域に設定して、該特定領域に調節された空気が到達するように前記送風機の風量制御を行う。

これによって、特定領域がどこにあっても、風量の強弱を変化させることにより、その位置に追従して、イオンや調節された空気を特定領域に集中させることができる。

イオンや調節された空気を特定領域に到達させるために、制御装置は、初めは高い回転数で次第に低い回転数で送風機を駆動制御する。回転数は、段階的に下げても、連続的に下げてもよい。このように、初めに風量が強く、次第に風量を弱くすることにより、すばやくイオンや調節された空気が特定領域に到達する。そのため、汚染物質が拡散する前に除去することが可能となる。また、送風機のオンオフを繰り返しながら、所定の回転数で送風機を駆動制御する。これにより、イオンや調節された空気が特定領域に到達したとき、それ以上遠くにいくことはなく、特定領域に集中させることができる。

本発明によると、人のいる位置である特定領域にイオンや調節された空気を集中的に送り込むことができる。そのため、衣類に付着した花粉等の浮遊物質が拡散する前に確実に浮遊物質を除去でき、空間内に浮遊物質が拡散するのを防止できる。したがって、本来ならば外部からの浮遊物質の侵入により、空間内の汚染が進むところ、この汚染を未然に防ぐことができ、快適な空間環境を実現できる。

本発明の空気調節装置の一実施形態であるイオン発生装置を搭載した空気清浄機を図１〜３に示す。図中、１はキャビネット、２は前板、３はフィルタ、４は送風機のファン、５はファンモータ、６は吹出口、７はイオン発生装置、８はベース、９は操作部である。

キャビネット１は、前後に２分割され、キャビネット１の前面を覆うように、前板２が設けられている。キャビネット１の前側に、フィルタ３を収納する収納部１０が配されている。収納部１０は、前面が開口した凹部として形成され、収納部１０の背面に、吸い込んだ空気の通過孔が放射状に形成されている。そして、背面の通過孔の中央部分に送風機が取り付けられている。

前板２は、キャビネット１の前面から一定の隙間をあけて配されている。前板２の中央に、上下方向に前面吸込口１１が形成され、前板２とキャビネット１との四方の隙間が側面吸込口１２とされる。したがって、キャビネット１の前面から内部に空気が吸い込まれる。

フィルタ３は、プレフィルタ、脱臭フィルタ、集塵フィルタの３種類から構成される。吸込口側からプレフィルタ、脱臭フィルタ、集塵フィルタの順に配置され、着脱自在に装着されている。

プレフィルタは、空気の通過抵抗の大きいポリプロピレン製とされ、室内から吸い込んだ空気中の塵や埃等の大きい異物を捕集する。脱臭フィルタは、長方形をした外周枠に、上、下面にポリエステルの不織布を接着し、上、下面の不織布の間に活性炭を均一に入れたものであり、空気中の臭いの成分のアセトアルデヒド、アンモニア、酢酸などを吸着する。集塵フィルタは、トレミクロン、骨材を含浸した瀘材を折りたたんだ状態でＨＡＰシートを上、下側に熱圧着したものを枠材に挿入し、枠材を溶着した構造とされ、空気中の塵や埃を捕集する。

このようなフィルタ構成において、プレフィルタにより、室内から吸い込んだ空気中の塵や埃を捕集し、脱臭フィルタにより、空気中の臭いの成分であるアセトアルデヒド、アンモニア、酢酸などを吸着し、最後に集塵フィルタにより、プレフィルタを通過した微細な塵や埃を捕集する。したがって、フィルタを通過した空気は臭いや塵、埃のない清浄な空気となる。

キャビネット１の背面側に送風機が配され、送風機はフィルタ３の下流側に位置する。送風機のファン４の形態はターボ状をなし、ファン径より厚みを大きくして、静音効果を発揮するようにしている。また、ファンモータ５は、制御性を重視した直流モータを使用している。ファン４の上方に、吹出口６が設けられている。

吹出口６は、キャビネット１の上面の背面側に位置している。吹出口６には、ルーバが設けられ、吹き出す空気の向きを変えることができる。送風機を駆動することにより、吸込口１１、１２からフィルタ３を通じて吸い込んだ空気は、吹出口６から上方に向かって吹き出される。なお、図示しないが、キャビネットの前面上部にも前吹出口が設けられている。前吹出口と吹出口６との切換えはダンパによって行われる。

イオン発生装置７は、イオン発生素子２０と、イオン発生素子２０に高電圧を供給する電圧印加回路とから構成される。イオン発生素子２０は、ファン４と吹出口６との間に設けられ、ファン４から吹出口６に至る送風経路に面して配置されている。

図４に示すように、イオン発生素子２０は、平板状の誘電体２１の表面に設けられた放電電極２２と、放電電極２２に電力を供給するための放電電極接点２３と、誘電体２０の内部に埋設されかつ放電電極２２と平行に設けられた誘導電極２４と、誘導電極２４に電力を供給するための誘導電極接点２５と、抵抗を溶着する抵抗接点を有している。

誘電体２１の材料について、有機物としては、耐酸化性に優れた材料が用いられる。例えばポリイミド又はガラスエポキシ等の樹脂を使用できる。また、無機物としては、純度の高いアルミナ、結晶化ガラス、フォルステライト、ステアタイト等のセラミックが使用される。耐食性の面を考えれば、無機系の材料が適している。更に成形性や後述する電極の構成の容易性を考えれば、セラミックを用いて成形するのが好適である。また、材料内部の密度ばらつきが少なく、誘電体２１の絶縁率が均一であると、放電電極２２と誘導電極２４との間の絶縁抵抗が均一となる。

誘電体２１の形状は、円板や楕円板、多角形板等の他の形状であってもよく、更には円柱状であってもよい。生産性を考えると、図４に示すように板状とするのが好適である。この板状としては、円板状および直方体状のいずれをも含む。なお、誘電体２１は、２枚の板を積層して形成される。

放電電極２２は、導電性を有する金属等の導電材料からなる。このとき、放電によって溶融する等の変形を起こさないものであることが条件となる。放電電極２２は、誘電体２１の表面に誘電体２１と一体に形成される。誘電体２１の表面より誘導電極２４側に放電電極２２を設ける場合、表面からの深さを均一とし、あるいは誘電体２１の表面より突出して放電電極２２を設ける場合、厚みを均一とする。

放電電極２２の形状は、面状、格子状、線状等の何れの形状であってもよい。格子状や線状のように電界の集中が起こりやすい形状にすれば、放電電極２２と誘導電極２４との間に印加する電圧が低くても放電させることができる。

誘導電極２４は、放電電極２２と同様、導電性を有する材料からなる。また、放電電極２２と誘導電極２４との間の絶縁抵抗を均一にするため、誘導電極２４は、放電電極２２と平行とする。すなわち、誘電体２１の内部において、誘導電極２４は、放電電極２２と対向させて平行に配置し、放電電極２２と誘導電極２４との距離（以下、電極間距離と称す）が一定になるように設ける。これにより、放電電極２２と誘導電極２４との間の放電状態が安定し、プラスイオンおよびマイナスイオンを効率よく発生させることができる。

したがって、誘電体２１を板状にする場合、放電電極２２を平面状に形成して、誘導電極２４を放電電極２２と平行の平面状に形成する。誘電体２１を円柱状とする場合、放電電極２２を円柱の外周表面に形成するとともに、誘導電極２４を軸状に形成する。これによって、電極間距離を一定とすることができる。

放電電極接点２３は、放電電極２２と導通する接点であり、この接点２３に銅線、アルミ線等のリード線の一端を結線し、リード線の他端は電圧印加回路の接点に接続される。放電電極接点２３は、リード線との接続の容易性から誘電体２１の表面に設けるとよい。放電電極２２と同じ電位となるものであるため、誘導電極２４と放電電極接点２３との距離が電極間距離よりも長くなるようにする。このように構成することにより、安定した放電状態を得ることができる。

誘導電極接点２５は、誘導電極２４と導通する接点であり、この接点２５に銅線等からなるリード線の一端を結線し、リード線の他端は電圧印加回路の接点に接続される。誘導電極接点２５は、リード線との接続の容易性から誘電体２１の表面に設けるとよい。誘導電極２４と同じ電位となるものであるため、放電電極２２と誘導電極接点２５との距離が電極間距離よりも長くなるようにする。このように構成することにより、安定した放電状態を得ることができる。

また、放電電極接点２３と誘導電極接点２５との距離についても、電極間距離よりも長く形成する。さらに、放電電極接点２３および誘導電極接点２５を共に放電電極２２を設けた面（以下、上面と称す）と相対する面（以下、下面と称す）に設けると、プラスイオンおよびマイナスイオンが発生する放電電極２２を設けた上面にリード線等の配線は存在しない。この上面に空気を送風する構成とした場合に、リード線によって空気の流れが乱れるようなことはない。このような効果は、放電電極接点２３および誘導電極接点２５を上面以外の位置に設けることによっても同様に得ることが可能である。

なお、放電電極２２、誘電電極２４、電圧印加回路の接続は、放電電極２２と誘導電極２４とを共に電圧印加回路に接続して、両電極２２、２４に電圧を印加する形態以外に、放電電極２２をグランドに接続して接地電位とし、誘導電極２４を電圧印加回路に接続する形態、放電電極２２を電圧印加回路に接続し、誘導電極２４をグランドに接続して接地電位とする形態がある。

イオン発生素子２０が１つの場合に、プラスイオンとマイナスイオンの両方を発生させるためには、電圧印加回路による放電電極２２と誘導電極２４との間の印加電圧は、交番電圧であることが必要である。この交番電圧は、一般的に商用電源に用いられているような正弦波状の交番電圧（以下、正弦波状の交番電圧を交流電圧と称す）に限られるものではなく、矩形波状の交番電圧であってもよく、他の波形を用いて交番電圧を印加してもよい。

具体的には、イオン発生素子２０の誘電体２１は、幅１５ｍｍ×長さ３７ｍｍ×厚み０．９ｍｍの直方体状とされる。誘電電極２４は、誘電体２１の上面と平行に、約６．０ｍｍ×１０ｍｍのニ字形状に形成され、幅５ｍｍの２本の誘電電極２４が対向して配される。誘電体２１の上面には、２本の誘導電極２４に対してヨ字形状（幅９ｍｍ、横手方向９ｍｍ）の放電電極２２が配置されている。放電電極２２の電界集中部の形状は、誘導電極２４の上に交点になるようにヨ字形状の各辺より内側に向かって三角状に突出した形状とされる。

放電電極接点２３は、誘電体２１の下面に設けられている。放電電極接点２３の一端は放電電極２２に導通され、他端は誘電体２１の上面の放電電極２２のコーナ内側に形成された位置において放電電極２２と導通している。

誘導電極接点２５は、誘電体２１の下面であって誘導電極２４と対向する放電電極２２が形成されていない任意の個所に設けられている。放電電極接点２３と誘導電極接点２５の距離は、電極間距離より長く形成される。

上記のイオン発生素子２０に電圧を印加した場合について説明する。電圧印加回路が作動すると、放電電極２２と誘導電極２４との間にピーク電圧約３．５ｋＶの交流高電圧が印加され、プラスイオンとマイナスイオンを略同等量発生する。送風機により、除菌したい空間にプラスイオンとしてのＨ^＋（Ｈ_２Ｏ）_ｎ（ｎは自然数）と、マイナスイオンとしてのＯ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｍ（ｍは自然数）を送出すると、上記のイオンが空気中の浮遊細菌に付着して化学反応し、そのとき発生する活性種である過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）および／または水酸基ラジカル（・ＯＨ）の分解作用をもって、空間中の浮遊細菌を除去することができる。また、印加する電圧波形を変えることにより、各イオンの発生比率を変えることができ、マイナスイオンがプラスイオンに比べて多く発生する。

操作部９には、運転切換ボタン、除菌シャワーボタン、切タイマボタン、表示ランプおよびリモコンからの信号を受ける受光部が設けられている。表示ランプは、切タイマ表示ランプ、自動運転ランプ、花粉運転ランプ、風量ランプから構成されている。リモコンにも操作部９と同様に運転切換ボタンが設けられている。なお、表示ランプは設けられていない。

運転切換ボタンは、運転を入／切するものであり、このボタンを押すと、運転を開始し、自動運転モードでの運転になり、自動運転ランプが点灯する。運転切換ボタンを押すごとに、自動運転⇒静音運転⇒急速運転⇒花粉運転⇒１５分間運転⇒自動運転と順々に運転モードが切換わる。これに合わせて表示ランプも、自動運転ランプ⇒静音ランプ⇒中〜強〜急速運転ランプ⇒花粉運転ランプ⇒１５分間運転ランプ⇒自動運転ランプと運転モードに応じて消灯、点灯が切換わる。

切タイマボタンは、運転を自動的に停止させるために運転時間の設定を行うものである。切タイマボタンを押すごとに、１時間⇒４時間⇒８時間⇒取消し⇒１時間と設定時間が切換わる。これに応じて、表示ランプも１時間ランプ⇒４時間ランプ⇒８時間ランプ⇒消灯⇒１時間ランプと切換わる。タイマにより設定された時間が経過すると、運転は停止する。

除菌シャワーボタンは、各センサの出力に関係なく、除菌シャワー運転モードを行うための入力スイッチである。

そして、空気清浄機は、操作部９およびセンサからの入力に応じて空気清浄機の運転を制御する制御装置３０を備えている。図５に示すように、マイコンからなる制御装置３０には、イオン発生駆動回路３１、送風駆動回路３２、リモコン受信回路３３、埃センサ３４、臭いセンサ３５、人体センサ３６が接続されている。また、電源回路、電源クロック回路を備えている。

電源回路は、商用電源を電流ヒューズおよび温度ヒューズを経てダイオードブリッジで整流、平滑して、ファンモータ用電源およびスイッチング電源の入力として供給する。

電源クロック回路は、電源回路の一次側電圧波形を方波形信号に変換する。出力が一定時間以上Ｈｉｇｈ信号またはＬｏｗ信号を継続すると、制御装置３０は停電と判定し、臭いセンサ３５、埃センサ３４、人体センサ３６の駆動および表示出力を停止する。

イオン発生駆動回路３１は、電圧印加回路を駆動するものである。制御装置３０からの指令により、クラスターイオン自動、クリーン、イオンコントロール、クラスターイオン切の各イオン運転モードに切り換えられ、イオン運転モードに応じたイオンが発生する。

送風駆動回路３２は、送風機の運転中、制御装置３０からの出力に基づいて、制御電源とＰＷＭパルスを供給して、ファンモータ５の回転制御を行う速度指令直流電圧を作成し、電圧の大きさに応じてファンモータ５を回転駆動する。すなわち、風量が静音、弱〜強の複数段階の強さとなるように送風機の回転数が設定されており、送風駆動回路３２は、制御装置３０からの指令に応じて回転数を選択する。回転数が低いほど風量は少なく、また騒音も低い。逆に回転数が高いと、風量は多く、騒音が大きくなる。

リモコン受信回路３３は、リモコンから送られてきた赤外線信号を受光ユニットにより受信して、Ｈｉｇｈ信号またはＬｏｗ信号に変換し、制御装置３０に出力する。

埃センサ３４は、発光素子と受光素子の組み合わせた光センサとされ、室内の埃の量を検出する。埃の量が多いほど出力電圧が上昇する。出力電圧は制御装置３０に入力され、制御装置３０は、予め設定した値との差に応じて汚れ度を判定し、汚れ度に応じて運転モードを変える。埃センサ３４は、運転中のみ駆動され、停止中は駆動停止される。

また、埃センサ３４で検出される粒子が大きいと、出力が高くなる。つまり、たばこの煙では連続的に出力し、埃では高い出力が不連続に出力する。花粉等の粒子は、埃より大きい出力で不連続に出力するので、たばこの煙、埃、花粉を区分けすることができる。

臭いセンサ３５は、金属酸化物半導体からなるセンサを用い、センサ表面にガス成分が吸着すると抵抗値が変化することを利用して、たばこ、生活臭などの臭いを検出する。臭いセンサ３５の出力電圧は制御装置３０に入力され、制御装置３０は、予め設定した値との差に応じて汚れ度を判定し、運転モードを変える。臭いセンサ３５は、運転中は常時駆動され、停止中も間欠的に一定時間駆動される。

人体センサ３６は、赤外線等の光や超音波を照射して、その反射の状態により人の有無、動き、距離を検出する。あるいはＣＣＤカメラのように画像から人体を検出してもよい。人体センサ３６の検知信号は制御装置３０に入力され、制御装置３０は、検知信号に基づいて人の有無、動き、位置を判断して、運転モードを変える。人体センサ３６は、運転中は常時駆動され、停止中も間欠的に一定時間駆動される。

各運転モードにおいて、自動運転モードは、各センサ３４、３５が検知した空気の汚れ度に応じて、風量を強〜弱・静音に自動的に切換える。花粉運転モードは、風量強の運転を一定時間した後、風量を弱、強にした運転を一定時間繰り返す。１５分間運転モードは、風量強の運転を一定時間した後、その後は自動運転をする。除菌シャワー運転モードは、弱〜静音で風量の変化を繰り返しながら一定時間運転する。

上記構成の空気清浄機の運転動作を説明する。操作部９の運転切換ボタンにより自動運転モードを選択して、運転を開始すると、制御装置３０は、臭いセンサ３５や埃センサ３４や人体センサ３６の出力に基づいて空気の汚れを判断し、予め設定した汚れ度、人の有無に応じて、送風機の風量を強〜弱・静音のいずれかに設定して、送風機を駆動する。室内の空気が、送風機により前面吸込口１１や側面吸込口１２から吸い込まれる。プレフィルタにより、室内から吸い込んだ空気中の塵や埃の大きいものが捕集され、さらに脱臭フィルタにより、プレフィルタを通過した空気の臭いの成分であるアセトアルデヒド、アンモニア、酢酸などが吸着され、最後に集塵フィルタにより、プレフィルタや脱臭フィルタを通過した空気中の微細な塵や埃が捕集される。プレフィルタ、脱臭フィルタ、集塵フィルタの３種類のフィルタ３を通過した空気は、臭いや塵、埃のない清浄な空気となって、送風機により吹出口６から室内に放出される。

イオン発生装置７では、自動運転スタートと同時に、制御装置３０は、各センサ３４、３５、３６の出力に基づいて、イオン運転モードを選択する。臭いセンサ３５の出力が一定値以下、埃センサ３４の出力が一定値以下、人が無のとき、制御装置３０からの指令は第１運転モードとされ、イオン発生駆動回路３１を通じて電圧印加回路に通電され、所定の電圧がイオン発生素子２０に印加される。このイオン運転モードでは、マイナスイオンとしてのＯ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｍが最も安定に生成される。発生したマイナスイオンが３種類のフィルタ３を通過した臭いや塵、埃のない清浄な空気と混合され、調節された空気としてマイナスイオンを３万個／ＣＣ（吹出口から１０ｃｍの距離でイオンカウンタにより測定したイオン量、以下同様）含む空気流となって、吹出口６から室内に放出される。このマイナスイオンにより、リラックス効果が得られる。

臭いセンサ３５の出力が一定値以下、埃センサ３４の出力が一定値以下、人が有のとき、制御装置３０からの指令は第２運転モードとされる。このイオン運転モードでも、マイナスイオンが多く発生され、マイナスイオンが３種類のフィルタ３を通過した臭いや塵、埃のない清浄な空気と混合され、調節された空気としてマイナスイオンを３万個／ＣＣ含む空気流となって、前吹出口から室内に放出される。このマイナスイオンが人の周囲に素早く到達し、快適な空間ができる。

臭いセンサ３５および埃センサ３４の少なくともいずれか一方の出力が一定値より大、人が無のとき、制御装置３０からの指令は第３運転モードとされる。このイオン運転モードでは、プラスイオンとしてのＨ^＋（Ｈ_２Ｏ）_ｎ（ｎは自然数）と、マイナスイオンとしてのＯ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｍ（ｍは自然数）が最も安定に生成される。清浄な空気と調節されたプラスイオンとマイナスイオンをそれぞれ約３万個／ＣＣ含んだ空気流が吹出口６から室内に放出される。空気中の浮遊細菌に付着させて化学反応させ、そのとき発生する活性種である過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）および／または水酸基ラジカル（・ＯＨ）の分解作用をもって、空間中の浮遊細菌を殺菌、除去する。

臭いセンサ３５および埃センサ３４の少なくともいずれか一方の出力が一定値より大、人が有のとき、同様にマイナスイオンとプラスイオンを含んだ空気流が前吹出口から室内に放出される。キャビネット１前方の空間の浮遊細菌を殺菌、除去することができる。

また、運転初期には、臭いセンサ３５、埃センサ３４の出力に関係なく、人体センサ３６の出力に基づいて、人が有のときには、プラスイオンとしてのＨ^＋（Ｈ_２Ｏ）_ｎ（ｎは自然数）と、マイナスイオンとしてのＯ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｍ（ｍは自然数）が最も安定に生成される。同様にマイナスイオンとプラスイオンを含んだ空気流が吹出口６から室内に放出される。室内の浮遊細菌を殺菌、除去することができる。

人が無のときには、マイナスイオンとしてのＯ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｍが最も安定に生成される。同様にマイナスイオンを含んだ空気流が吹出口６から室内に放出される。このマイナスイオンにより、リラックス効果が得られる。

このように、室内の汚れ具合と人の有無に応じてイオンを含んだ空気を選択された吹出口６から吹き出すことにより、素早く浮遊する細菌を不活化し、快適な空間を創出することができる。

次に、除菌シャワー運転モードについて説明する。除菌シャワーボタンを押すと、この運転モードが行われる。制御装置３０は、弱以下の風量でイオンを含んだ空気を吹出口６から送出するように、送風機を初めは高い回転数で駆動し、次第に低い回転数で駆動する運転を行う。

具体的には、除菌シャワーボタンを押したときから、回転数を５００ｒｐｍで１０秒間→３００ｒｐｍで１０秒間→２００ｒｐｍで１０秒間、送風機を駆動する。その後、再び５００ｒｐｍにして、以下同様のサイクルで送風機を駆動する。このサイクルを３回繰り返して、９０秒間駆動した後、除菌シャワーボタンを押す前の運転モードに戻って、その運転を行う。なお、最初に除菌シャワーボタンが押されたときは、運転を停止する。

外出していた人が、室内に入り、空気清浄機の除菌シャワーボタンを押すと、除菌シャワー運転が実行される。ボタンを押す人は、空気清浄機の前方の約５０〜６０ｃｍ付近に位置しており、この位置が特定領域となる。そこで、この特定領域に正負イオンが到達するように送風機の回転数および駆動時間が設定される。

上記の除菌シャワー運転を行うと、図６の実線の矢印で示すように、吹出口６からイオンを含んだ空気が吹き出され、空気清浄機前方の近い位置に立っている人に向かって流れる。マイナスイオンとプラスイオン（正負イオン）を多量に含んだ空気が特定領域に到達する。そして、正負イオンにより、身体や衣類に付着あるいは離れる寸前のウイルス、細菌、花粉などを不活化し、これらを除去する。

足元に達した空気は、吸込口１１、１２から吸い込まれる。一般的に足元のほうが上方よりも花粉等の付着が多い。足元には上方からイオンがシャワーのように降りかかってくるので、舞い上がる花粉等を捉えて除去できる。除去できなかった花粉等は空気清浄機に吸い込まれるので、室内に花粉等が拡散することを防げる。そして、吸い込んだ空気からフィルタ３によって花粉等が捕集され、清浄な空気となって、再び循環する。

送風によって正負イオンは運ばれるが、風量が弱いので正負イオンの到達距離は短くなり、空気より比重の重い正負イオンは、空気の流れの途中から自重によって落下する。そして、空気清浄機の前方における人のいる特定領域に到達する。例えば、体形１７０ｃｍ前後の人の胸付近におけるマイナスイオン量、プラスイオン量は、それぞれ約２５０００個／ｃｃとなっている。これは、急速運転時のイオン量と比べて、大幅にイオン量が増加している。

なお、通常の運転モードでは、図６の一点鎖線の矢印で示すように、吹出口６から吹き出されたイオンを含んだ空気は、天井に沿って流れ、空気清浄機から遠く離れた位置まで達する。そして、室内全体の浮遊細菌を殺菌、除去する。

したがって、特定領域にイオンが集中することになり、正負イオンを含んだ空気が人を覆う状態となり、身の回りに存在するウイルス、細菌、花粉などを不活化、除去できる。このようにして、特定領域を短時間で殺菌することができる。

しかも、人に正負イオンが降りかかるような状況となり、直接風が当たらないので、身体や衣類に付着しているウイルス、細菌、花粉が舞い上がって、室内に飛散することが防げる。これにより、室内の浮遊細菌は減少するので、室内空間の汚れを解消する時間が早くなる。

また、除菌シャワー運転の他の形態としては、送風機の回転数を５００ｒｐｍで１０秒間→５００ｒｐｍで１０秒間→５００ｒｐｍで１０秒間といったように、送風機のオンオフを繰り返しながら所定の回転数で送風機を駆動する。これを１サイクルとして、このサイクルを３回繰り返し運転する。その後は、除菌シャワーボタンを押す前の運転モードに戻って、その運転を行う。なお、最初に除菌シャワーボタンが押されたときは、運転を停止する。この回転数は、通常の運転モードの風量が静音、弱の低い回転数に相当するものである。

したがって、除菌シャワー運転モードでは、騒音レベルの低い運転が行われ、人が空気清浄機の近くにいても許容できる範囲内の騒音となり、人を不快にすることはない。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。空気調節装置としては、空気清浄機以外に、空気調和機、除湿機、加湿器、冷蔵庫、ファンヒータ等があり、これらに本発明を適用可能である。特に家屋の室内、ビル内の一室、病院の病室若しくは手術室、車内、飛行機内、船内、倉庫内等に用いられる空気調節装置に用いるとよい。

特定領域は固定された位置だけではなく、任意の位置としてもよい。すなわち、特定領域は人がいる位置とされるが、人が移動するのに応じて特定領域も変える。人体センサによって人の位置、例えば空気清浄機からの距離と方向を検出し、特定領域を設定する。そして、この特定領域に合わせて送風機の回転数を決める。特定領域が空気清浄機から遠いときは、回転数を高くして、風量を大とする。近いときは、回転数を低くして、風量を小とする。その後は、回転数を段階的に下げていく。さらに、吹き出し方向を可変してもよい。これによって、人が動き回っても、それに追従してイオンを集中的に供給することができ、室内のどこにいても除菌シャワーの効果を得ることができる。また、人が室内に入ってきたことを人体センサにより検知して、自動的に除菌シャワー運転モードを開始してもよい。

なお、特定領域は、人のいる位置に限らず、椅子やテーブル、ベッド等の室内にある物体の位置としてもよい。この場合、特定領域をどこにするか予め設定しておく。制御装置は、設定された特定領域に応じて送風機の回転数や駆動時間を決定する。

本発明の空気清浄機の平面図 空気清浄機の正面図 空気清浄機の断面図 イオン発生素子の断面図 空気清浄機の制御ブロック図 除菌シャワー運転モードおよび通常の運転モードにおけるイオンの流れを示す図

符号の説明

１ キャビネット
３ フィルタ
４ ファン
５ ファンモータ
６ 吹出口
７ イオン発生装置
９ 操作部
２０ イオン発生素子
３０ 制御装置
３４ 埃センサ
３５ 臭いセンサ
３６ 人体センサ

Claims (7)

1. キャビネットに、外部から空気を吸い込むための吸込口と、外部に空気を吹き出すための吹出口と、イオンを発生するイオン発生装置と、イオンを含むように調節された空気を前記吹出口から吹き出す送風機と、該送風機を駆動制御する制御装置とが設けられ、該制御装置は、前記キャビネット前方の特定領域にイオンが到達するように前記送風機の風量制御を行うことを特徴とする空気調節装置。
2. キャビネットに、外部から空気を吸い込むための吸込口と、上向きに空気を吹き出すための吹出口と、吸い込んで調節された空気を前記吹出口から吹き出す送風機と、該送風機を駆動制御する制御装置とが設けられ、該制御装置は、前記キャビネット前方の特定領域に調節された空気が到達するように前記送風機の風量制御を行うことを特徴とする空気調節装置。
3. キャビネットの前面に吸込口が設けられ、前記キャビネットの上面に吹出口が設けられ、特定領域は、前記キャビネット前方の予め決められた位置とされ、前記特定領域に対して上方から送風されることを特徴とする請求項１または２記載の空気調節装置。
4. キャビネットに、外部から空気を吸い込むための吸込口と、上向きに空気を吹き出すための吹出口と、吸い込んで調節された空気を前記吹出口から吹き出す送風機と、物体の位置を検出する物体センサと、前記送風機を駆動制御する制御装置とが設けられ、該制御装置は、物体の位置を特定領域に設定して、該特定領域に調節された空気が到達するように前記送風機の風量制御を行うことを特徴とする空気調節装置。
5. 制御装置は、初めは高い回転数で次第に低い回転数で送風機を駆動制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調節装置。
6. 制御装置は、送風機のオンオフを繰り返しながら、所定の回転数で送風機を駆動制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調節装置。
7. 特定領域への送風を行う運転モードを選択する入力スイッチが設けられ、制御装置は、前記運転モードが選択されたとき、一定時間運転を行うことを特徴とする請求項５または６記載の空気調節装置。

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