JP2008517740A

JP2008517740A - ファンユニット

Info

Publication number: JP2008517740A
Application number: JP2007537404A
Authority: JP
Inventors: ジョセランド，オリビエ，ピエール; ヘンリオ，オリビエ
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 2004-10-21
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2008-05-29
Also published as: EP1802355A1; WO2006043124A1; CN101415448A; US20080131331A1; EP1802355B1; ATE511864T1; ES2363773T3

Abstract

空気清浄用ファンユニット（１０）は、ファンハウジング（２０）、ハウジング（２０）内に位置し、かつ流れ入口キャビティ（３６）を備えた回転可能なファンボディ（３０）および流れ入口キャビティ（３６）内に少なくとも一部が位置する空気清浄ランプ（４０）を備え、流れ入口キャビティ（３６）を介してハウジング（２０）内に吸入した空気は、ランプ（４０）の放射によって清浄される。

Description

本発明はファンユニット、特に空気清浄ランプを用いて空気が清浄されるファンユニットに関する。

空気、特に空調装置の空気を移送し、循環させるファンユニットは、一般的に空気をハウジング内を通してダクトに移送、分配するために、ハウジング内に配置された回転可能なファンボディを備えている。一般的にバクテリア、カビ、胞子や細菌などを含む、臭気、揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）やバイオエアロゾルのような種々の不純物を空気が含み得る。従って、ダクトによって空気が排出される前に空気を清浄することが望ましい。

従来技術の空調装置では、空気がファンユニットを通過する前あるいは後の、装置の別のステージ内で空気清浄が実施されている。粉塵や粒子状物体を除去するようなメディアタイプフィルタのようなフィルタを通して空気を流すことで一般的に空気は清浄される。さらに、殺菌作用または光触媒作用で空気は清浄され得る。殺菌装置では、例えば、生物学上の不純物を破壊するのに適当な波長を備えた紫外線に空気がさらされる。光触媒清浄装置は、ＥＰ−Ａ−１２８１４３１に記述されている。ここでは、ファンの上流にある空調ユニット内の光触媒清浄モジュールを用いて空気が洗浄されている。清浄モジュールは、フィルタ上に配置された光触媒と、光触媒を活性化し、不純物を酸化するような紫外線（ＵＶ）光源とを含んでいる。この装置は、従来のメディアタイプフィルタシステムより効率的に清浄できる。しかし、清浄効率を向上させるために、大きな容積を占め、ユニット全体の大きさを増加させ得る２つ以上の光触媒フィルタおよびこれに対応する紫外線ランプが必要になり得る。

空調ユニットが広範囲に利用されるほど、換気扇や他のファンユニットでは、より小さくコンパクトなユニットが必要となり、ユニットのモジュールはできるだけ小さく、モジュール数は最小限となることが望ましい。

本発明の目的は、限定はしないが、空調装置で利用するのに特に適した空気を清浄するコンパクトな装置を提供することである。

本発明の第１の形態によると、ファンユニットは、ファンハウジング、ハウジング内に位置する回転可能なファンボディ、流れ入口キャビティを備えたファンボディおよび流れ入口キャビティ内に少なくとも一部が位置する空気清浄ランプを備え、使用時に、流れ入口キャビティを通ってハウジング内に吸入された空気はランプの放射によって清浄される。

従って、バクテリアやカビのような空気中のバイオエアロゾル不純物を破壊できるが、大きさが非常にかさむようなハウジングまたはファンボディを必要としないファンユニットが提供される。さらに、ファンボディの流れ入口キャビティ内にランプの少なくとも一部を配置することによって、ファンユニットの（あるいは、ファンユニットが取り付けられている装置の）他の部品が、ランプの放射にさらされることが大いに減少する。これは、放射の損害を被り得るプラスチック部品に特に有利である。

本発明の好ましい実施例では、ランプは紫外線（ＵＶ）光源を含んでいる。紫外線の光は、約４０〜約４００ｎｍの範囲の波長で放射されることが望ましい。約１００〜約２８０ｎｍ、さらに好ましくは約２５０〜約２６０ｎｍの範囲の波長を備えた光のようなＵＶ−Ｃ光を、紫外線光源が放射することがさらに望ましい。このような範囲の波長を備えた光は、バクテリアやカビを不活性化させる即ち殺すのに特に効果的である。特に好ましい実施例では、光は約２５３．７ｎｍである。

ファンボディの流れ入口キャビティは、実質的にファンボディの回転軸上即ち同軸上に整列することが望ましい。従って、キャビティは、ファンボディの回転軸に概ね同軸に整列した円筒形即ち環状のキャビティであり得る。入口キャビティは、適切ないかなる形および大きさでも良く、キャビティの寸法は、例えばファンユニット内のファンボディの形式やランプの大きさと形に依存し得る。

上述したように、空気清浄ランプは、ファンユニット内の空気を清浄するのに適したいかなるランプでも良い。多くの紫外線ランプが本技術分野で知られており、本発明のファンユニット内で利用するのに適している。好ましい実施例では、ランプは細長く、ファンボディの回転軸に概ね沿ってまたは平行に整列し得る。このようなランプは、円筒形のキャビティを備えたブロワファンのような遠心型ファンで利用するのに特に適している。代替の好ましい実施例では、ランプは概ね環状で、好ましくはファンボディの回転軸に概ね同軸であり得る。このようなランプは、ファンボディ内に環状のキャビティを備えた半径方向のファンで利用されるのに特に適している。

本発明のファンユニットの空気清浄器は、ファンを通して送風することにより空気を清浄することを要する幅広い種々の用途に利用され得る。特に好ましい実施例では、暖房空調（ＨＶＡＣ）ユニット内または、冷蔵庫、コンテナ、トラック、トレーラ、展示用ケースなどのような冷凍ユニット内にファンが配置されている。

ファンボディは、半径方向のファンを含んでいることが望ましく、ブロワホイールを含んでいることがさらに望ましい。好ましい実施例では、低い静圧ファンに特に適していて、ブロワホイールはプリーツ状フィルタを含み得る。この実施例では、フィルタはランプの殺菌作用を補完するために粒子状不純物を除去でき、これにより分配される空気の清浄度が向上する。

しかし、高い静圧を備えたファンでは、プリーツ状フィルタは、高圧に耐え得るほど強くはなく、他の好ましい実施例では、ブロワホイールは、複数の半径方向に延びるファンを備えている。必要であれば、例えばランプの放射による劣化を防止するように、適切にコーティングされたアルミニウムやプラスチックのような適切な材料をファンが含み得る。

ハウジングは、適切ないかなる形状、大きさおよび構造とすることができ、寸法はファンユニットの目的に依存し得る。好ましい実施例では、特にファンユニットは、ＨＶＡＣユニット内のブロワファンであり、例えば、ハウジングが渦巻き型である。

空気清浄ランプ、特に紫外線の光の放射は、特定のバクテリアやカビを破壊する即ち不活性化させるのに効果的であり得るが、特定の条件下では、ライトのみによる空気の清浄では、空気中から除去する必要のある不純物を全て破壊することができない。従って、好ましい実施例では、ファンユニットの少なくとも一部の上に設けられた光触媒コーティングファンをファンユニットがさらに備えている。光触媒コーティングはランプの光によって活性化され、空気中の臭気、揮発性有機化合物およびバイオエアロゾルのような不純物を酸化させる。

これ自体広い意味で新しい考え方であり、他の形態では、本発明は、ファンハウジングおよびファンハウジング内に位置する回転可能なファンボディを備えたファンユニットと、ファンハウジング上または回転可能なファンボディ上に位置する光触媒媒体と、前記媒体を照らすように配置したランプとを有する空気清浄器を提供している。

ランプは紫外線（ＵＶ）光源を備えることが望ましい。紫外線の光は、約４０〜約４００ｎｍの範囲の波長で放射されることが望ましい。約１００〜約２８０ｎｍ、さらに好ましくは約２５０〜約２６０ｎｍの範囲の波長を備えた光のようなＵＶ−Ｃ光を紫外線光源が放射することが望ましい。これらの範囲の波長を備えた光は、バクテリアやカビを不活性化させる即ち殺すことと、さらに光触媒コーティングを活性化させることに特に効果的である。特に好ましい実施例では、光は約２５３．７ｎｍの波長を有する。代替的に好ましい実施例では、ランプはＵＶ−ＡやＵＶ−Ｂ光源を備えている。約２６０〜約４００ｎｍ、さらに好ましくは約３２０〜約４００ｎｍまたは約２６０〜約３００ｎｍの範囲の波長、またはこれらの範囲の適切な波長の範囲を備えた光をランプが放射することが望ましい。ＵＶ−Ａ／Ｂ光は、光触媒媒体を活性化させるのに特に効果的で、これによりファンハウジング内で空気中の不純物を退化させることができる。

前述した低い静圧ファンでは、光触媒コーティングは、少なくともプリーツ状フィルタ上に位置し得る。

前述した高い静圧ファンでは、光触媒コーティングは、複数の半径方向に延びるファンの少なくとも一つの面上に位置し得る。コーティングは、実質的に全てのフィンの両面に適用されることが望ましい。代りに、コーティングは、フィンの一部のみに適用され得る。

上述したように、ファンユニットの空気浄化効率は、光触媒ランプとファンユニットを通って流れる空気とにさらされる光触媒コーティングの表面積に関係し得る。活性化された光触媒と空気中の不純物との間の反応によって、空気が少なくとも部分的に清浄されるので、ランプと空気にさらされるコーティングの表面積を増やすことで空気清浄も向上する。従って、本発明の好ましい実施例では、ハウジングの内側面上に光触媒コーティングを備え得る。

ハウジング内の表面積を拡大させるような形状の面を備えたハウジングを設けることで、ファンユニット内にある光触媒コーティングの面はさらに拡大できる。従って、光触媒コーティングが施された溝形内側面をハウジングは備え得る。

本技術分野では、多くの光触媒コーティングが知られている。好ましい実施例では、光触媒コーティングは二酸化チタンＴｉＯ₂を含んでいる。紫外線光源、特にＵＶ−Ｃ光源で活性化される場合、二酸化チタンは不純物を酸化するのに特に効果的である。

装置のランプは、使用者にとって容易に見えないことがあり、従って、ランプが適切に機能しているか容易に確認できない。よって、好ましい実施例では、ランプの作動状態を離れて監視するための手段が提供され得る。このような手段は光ファイバを含み得る。光ファイバは、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような表示手段に適切に連結され得る。使用者がユニットを起動させたときに、ランプが作動しているか容易に目視できるように、発光ダイオードは、例えばユニットのスイッチに隣接して置かれ得る。利便性を図るため、スイッチからユニットへのワイヤに光ファイバが連結され得る。離れて監視する手段は、代替的に光依存抵抗器（ＬＤＲ）を含み得る。光依存抵抗器は入力変換器である。光依存抵抗器の面上へライトが発する明るさを変化させると抵抗が変化する。一般に、ライトが点いた状態で、光依存抵抗器は比較的低い抵抗（例えば、数ｋΩ）をもたらし、ライトが消えた状態で比較的高い抵抗（例えば、数千ｋΩ）をもたらす。この光依存抵抗器が、コントローラの入力部に接続されている場合、コントローラは自動温度調節器（例えば、自動温度調節器上で発光ダイオードを発光させることによって）上に、またはコミュニケーションバス（例えば、作動しないランプを交換するようにシステムにメッセージを送信することによって）を介してビル管理システムに警告を出し得る。

図１は、本発明の第１の実施例に基づくブロワファンユニット１０を示す。

ファンユニットは、概ね渦巻き型でメインボディ２２と空気の出口ダクト２４を備えたハウジング２０を有する。空気は、本技術分野で知られるように、ハウジング２０の側面にある開口部２１（図３に示す）を通ってハウジング２０内に吸入され、出口ダクト２４を通ってハウジング２０から送風される。ファンボディ３０は、ハウジング内にあり、回転中心軸３２を中心に回転するように取り付けられている。簡潔にするために、図１に取り付け部は示さない。

図１のブロワファンユニットにおいて、ファンボディは、複数のプリーツ３４を備えたフィルタ３０を備え、運転中にファンボディ３０は、回転中心軸３２を中心に回転し、空気をファンボディの流れ入口キャビティ３６内に吸入する。流れ入口キャビティは、プリーツの内側先端３５の内側に画定され、概ね円筒形状である。

さらに、ファンユニットは、本技術分野でよく知られるように、２つの間隔が空いた細長いバルブ部分４２から構成された紫外線ランプ４０を備えている。紫外線ランプ４０は、入口キャビティ３６内に突出するように取り付けられている。図３に最もよく見られるように、紫外線ランプ４０は、長さのほとんどが入口キャビティ３６内に位置し、紫外線ランプ４０の一部とその取付部およびパワーユニット４４は、入口キャビティ３６の外部に位置している。紫外線ランプ４０は、ファンボディ３０の回転中心軸３２に概ね平行に整列している。紫外線ランプ４０は、また、細長いバルブ部分４２がファンボディ３０の回転中心軸３２のそれぞれの側に整列し、回転中心軸３２から概ね等距離にあるように配列されている。

さらに、ファンボディ３０は、プリーツ状のフィルタ上に位置する光触媒コーティング６０を備えている。本実施例の光触媒コーティング６０は、プリーツ状のフィルタの内面６２および外面６４上に位置している。

運転中に、ファンボディ３０は回転し、紫外線ランプ４０は起動し、光触媒コーティング６０を照射し、これにより触媒を活性化させる。ハウジング２０内へ吸い込まれた空気は、流れ入口キャビティ３６を通って、ファンボディ３０の中央に吸入され、ファンボディ３０から送風され、出口ダクト２４を通ってハウジング２０外へ排出される。空気中の不純物は、不純物に入射する紫外線の殺菌効果により最初に破壊され、次に光触媒の活性化による不純物の酸化により破壊される。従って、出口ダクト２４から出ている空気は、実質的に浄化されており、バイオエアロゾル、臭気、カビなどの不純物が比較的存在しない。

図２は、ブロワファンユニット１００の第２の実施例を示す。図１の実施例と同じ構造を備える部品に対しては、図２でも同じ参照番号が使用される。

図２の実施例は、ファンボディ３００が、本技術分野で知られるような通常の形に整列させた複数の半径方向に延びたベーン３４０を備えるという点で図１の実施例と異なる。図１の実施例は、低い静圧を備えたブロワファンユニット１０に適合しており、図２の実施例は、高い静圧を備えたブロワファンユニット１００に適合している。光触媒コーティング６００は、ベーン３４０の両面に利用されている。

図２の実施例は、ハウジング２００がハウジング２００の内面に複数の溝２６０を備えているという点でも図１の実施例と異なる。さらに、ハウジング２００の内面も光触媒コーティング６００が施されている。光触媒の層を増やしたことで、紫外線との反応面はより拡大し、これにより空気に対する浄化面が広くなる。

図３は、図１の本発明の実施例を示す。しかし、図３の描写は、図２の実施例にも応用される。図３は、図１または図２のブロワの背面図である。ユニット内に隠されている形を破線で示す。

ファンボディ３０は、概ね円筒形であり、円筒の軸と一致した回転中心軸３２を備える。ファンボディ３０は、通常の手段３１によって、シャフト３３に取り付けられる。シャフト３３は、モータ５０によって動力を供給される。モータは、ハウジング２０と他の部品を支持している支持ブラケット７０に取り付けられる。

ファンユニットの紫外線ランプ４０も、パワーユニット４４により、支持ブラケット７０に取り付けられている。紫外線ランプ４０は、上述したように、ファンボディ３０の流れ入口キャビティ３６内に突出している。

光ファイバケーブル８２は、ファンボディ３０の入口キャビティ３６内に配置した第１の端部８３と、発光ダイオード８０に連結された第２の端部と、を備えている。発光ダイオード８０は、ランプの状態を監視するのに便利な場所に、ハウジング２０から離れて位置している。図４に示すように、発光ダイオード８０は、ユニットのスイッチ９２に隣接して配置できる。これにより、ファンユニットのオペレータは、要求通りにランプが作動しているか容易に確認できる。

ＨＶＡＣシステムの文脈で上述したが、本発明の原理は、種々の空気移行システムに組み込むことができる。用途は、航空機キャビンや鉄道客車のシステム、吊天井や喫煙室内に設置するシステムを含み得る。本発明に用いられた小型構造は、これらの用途に特に有利である。

前述の実施例の詳細は、制限的なものではなく、例示的なものである。例えば、光ファイバケーブルは、空調装置のコントローラのように、ファンユニットが配置されるシステムのコントローラ内に位置し得るセンサに代替的または付加的に連結され得る。このコントローラは、コントローラに供給される情報をビル管理システムに転送する。代替の実施例では、光ファイバケーブルの代わりに、光依存抵抗器（ＬＤＲ）が要求通りにランプが作動しているか発見するために使用され得る。本発明の実施例を少しだけ上述してきたが、当業者は、請求項で画定された本発明の範囲を逸脱することなければ、多くの修正が可能であることが容易に理解できるであろう。

本発明のファンユニットの実施例の断面図。本発明のファンユニットの代替の実施例の断面図。図１または図２のファンユニットの背面図。図１または図２と図３のファンユニットとともに利用されるコントロールパネを示す図。

Claims

ファンハウジングと、
前記ハウジング内に位置し、かつ流れ入口キャビティを備えた回転可能なファンボディと、
前記流れ入口キャビティ内に少なくとも一部が位置する空気清浄ランプと、
を備え、使用時に前記流れ入口キャビティを通って前記ハウジング内に吸入された空気が前記ランプの放射によって清浄される空気清浄用ファンユニット。
前記ランプが、紫外線ランプを備えることを特徴とする請求項１記載のファンユニット。
前記紫外線ランプが、約１００〜約２８０ｎｍの範囲の波長を備えた光を放射することを特徴とする請求項２記載のファンユニット。
前記紫外線ランプが、約２５３．７ｎｍの波長を備えた光を放射することを特徴とする請求項２記載のファンユニット。
前記ランプが、細長いことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のファンユニット。
前記ランプが、前記ファンボディの回転軸に概ね沿ってまたは平行に整列することを特徴とする請求項５記載のファンユニット。
前記空気清浄ランプが、環状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のファンユニット。
前記ファンボディが、半径方向のファンホイールであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のファンユニット。
前記ファンボディが、ブロワホイールであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のファンユニット。
前記ブロワホイールが、プリーツ状フィルタを備えることを特徴とする請求項９記載のファンユニット。
前記ブロワホイールが、複数の半径方向に延びたフィンを備えることを特徴とする請求項９記載のファンユニット。
前記ファンユニットの少なくとも一部の上に設けられた光触媒物質をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のファンユニット。
ファンハウジングと該ファンハウジング内に位置する回転可能なファンボディとを備えたファンユニットと、
前記ファンハウジング上または前記回転可能なファンボディ上に設けられた光触媒媒体と、
前記媒体を照射するように整列したランプと、
を備えた空気清浄器。
前記ランプが、約２６０〜約４００ｎｍの範囲の波長を備えた紫外線の光を放射することを特徴とする請求項１３記載の空気清浄器。
前記ランプが、約２００〜約２６０ｎｍの範囲、好ましくは２５３．７ｎｍの波長の紫外線の光を放射することを特徴とする請求項１３記載の空気清浄器。
前記媒体が、前記ファンボディ上に設けられることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載の装置。
前記媒体が、前記ファンハウジングの内側面上に設けられることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載の装置。
前記ファンハウジングの内側面に溝が形成されていることを特徴とする請求項１７記載の装置。
前記光触媒コーティングが、二酸化チタンを備えることを特徴とする請求項１２〜１８のいずれかに記載の装置。
作動状態を確認するように前記ランプを離れて監視する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の装置。
前記監視手段が、前記ユニット内に延びている光ファイバを備えることを特徴とする請求項２０記載の装置。
前記監視手段が、光依存抵抗器を備えることを特徴とする請求項２０記載の装置。
前記ランプの作動状態を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項２０〜２２のいずれかに記載の装置。
前記表示手段が、発光ダイオードを備えることを特徴とする請求項２３記載の装置。
前記ハウジングが、渦巻き形状のハウジングであることを特徴とする請求項１〜２４のいずれかに記載の装置。
ファンハウジングと、該ハウジング内に位置する回転可能なファンボディと、該回転可能なファンボディ内に少なくとも一部が延びている空気清浄ランプとを備えた空気清浄用のファンユニット。