JP2013138980A - 空気清浄ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】集塵機能と除菌機能と脱臭分解機能とを充分に発揮させながらも、コンパクトな空気清浄ユニットを提供すること。
【解決手段】空気清浄ユニット（30）は、室内ユニット（12）における室内ファン（8）の上流側に配置されるケーシング（31）と、被処理空気中の塵埃を帯電させるイオン化部（40）と、イオン化部（40）で帯電させた塵埃を電気的に捕捉する集塵部（50）と、該集塵部（50）に捕捉された塵埃を除菌する活性種を生成する放電部（80）と、被処理空気中の臭気成分を捕捉し、且つ、放電部（80）で生成した活性種を分解する脱臭分解部（70）とを備えている。ケーシング（31）内では、被処理空気の流れ方向の上流側から順に、イオン化部（40）、集塵部（50）、脱臭分解部（70）が配置されると共に、放電部（80）がイオン化部（40）と同一平面に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、被処理空気を清浄化する空気清浄ユニットに関する。

例えば特許文献１に開示されているように、被処理空気を清浄する空気清浄機として、空気調和装置の室内ユニットに収納されるものが知られている。特許文献１の空気清浄機は、電気集塵部と、オゾン発生部と、オゾン分解部とを備えている。室内ユニット内において、電気集塵部とオゾン発生部は送風機の上流側に配置され、オゾン分解部は送風機の下流側に配置されている。この空気清浄機では、被処理空気中の塵埃が電気集塵部に捕捉され（集塵機能）、被処理空気中の臭気成分がオゾン発生部のオゾンによって分解される（脱臭機能）。また、電気集塵部に捕捉された塵埃は、オゾン発生部のオゾンによって除菌される（除菌機能）。オゾン発生部のオゾンは、オゾン分解部で分解される（オゾン分解機能）。

特開平９−１７３７６２号公報

ところで、上述した特許文献１の空気清浄機では、オゾン発生部が送風機の上流側に配置される一方、オゾン分解部が送風機の下流側に配置されているので、オゾンを含んだ被処理空気が送風機や熱交換器などを通過することになる。そうすると、送風機やその周辺の樹脂部分がオゾンと接触して劣化してしまうという問題があった。そこで、このような樹脂部分の劣化を抑制するためにオゾンの発生量を抑制すると、本来の機能である脱臭機能や除菌機能が損なわれてしまう。

また、上記特許文献１の空気清浄機では、オゾン分解部が室内ユニットの各吹出口の近傍に配置されているので、部品点数が多くなるという問題もあった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、集塵機能と除菌機能と脱臭分解機能（脱臭機能と活性種分解機能）とを充分に発揮させながらも、コンパクトな空気清浄ユニットを提供することにある。

第１の発明は、空気調和装置（10）の天井埋込型の室内ユニット（12）に収納され、該室内ユニット（12）に吸い込まれた被処理空気を清浄する空気清浄ユニット（30）を対象としている。そして、本発明は、上記室内ユニット（12）における室内ファン（8）の上流側に配置され、内部を上記被処理空気が流通するケーシング（31）と、上記被処理空気中の塵埃を帯電させる荷電部（40）と、該荷電部（31）で帯電させた塵埃を電気的に捕捉する集塵部（50）と、該集塵部（50）に捕捉された塵埃を除菌する活性種を生成する放電部（80）と、上記被処理空気中の臭気成分を捕捉し、且つ、放電部（80）で生成した活性種を分解する脱臭分解部（70）とを備えている。さらに、上記ケーシング（31）内では、上記被処理空気の流れ方向の上流側から順に、上記荷電部（40）、上記集塵部（50）、上記脱臭分解部（70）が配置されると共に、上記放電部（80）が上記荷電部（40）と同一平面に配置されている。

上記第１の発明では、図３に示すように、被処理空気の清浄化機能として、集塵機能、除菌機能、脱臭分解機能が発揮される。集塵機能は、荷電部（40）と集塵部（50）とによって発揮され、被処理空気中の塵埃が集塵部（50）に捕捉される機能である。除菌機能は、集塵部（50）と放電部（80）とによって発揮され、集塵部（50）に捕捉された塵埃が放電部（80）の活性種によって除菌される機能である。脱臭分解機能は、脱臭分解部（70）と放電部（80）とによって発揮され、被処理空気中の臭気成分が脱臭分解部（70）に捕捉されると共に、放電部（80）の活性種が脱臭分解部（70）で分解される機能である。

さらに、放電部（80）が荷電部（40）と同一平面（同列）に配置されているため、被処理空気の流れ方向において荷電部（40）と放電部（80）とを順に配置する場合に比べて、空気清浄ユニット（30）全体が薄型となる。

また、脱臭分解部（70）が被処理空気の流れ方向において最下流に配置され、放電部（80）で生成された活性種が脱臭分解部（70）で分解されるので、室内ファン（8）ひいては室内へ活性種を含まない空気が供給される。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記放電部（80）が、上記集塵部（50）に捕捉された塵埃を除菌すると共に、上記脱臭分解部（70）に捕捉された臭気成分を分解する活性種を生成する。

上記第２の発明では、放電部（80）で生成された活性種が、脱臭分解部（70）に捕捉された臭気成分と接触することで、臭気成分が分解される。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記集塵部（50）が、上記被処理空気の流れ方向に沿った多数の通気口（57,67）が形成された格子状の基台部（52,62）と、該基台部（52,62）から通気口（57,67）の軸方向と平行に延びる多数の突起部（53,63）とを有する第１および第２の電極（51,61）を備え、該第１電極（51）の突起部（53）が第２電極（61）の通気口（67）の内部に延び、第２電極（61）の突起部（63）が第１電極（51）の通気口（57）の内部に延びるように構成されている。

上記第３の発明では、集塵部（50）に第１電極（51）と第２電極（61）とが設けられる。これらの電極（51,61）は、基台部（52,62）と突起部（53,63）とをそれぞれ有している。第１電極（51）の基台部（52）の通気口（57）には、第２電極（61）の突起部（63）が挿入され、第２電極（61）の基台部（62）の通気口（67）には、第１電極（51）の突起部（53）が挿入される。これにより、第１電極（51）の基台部（52）の通気口（57）の内周壁と第２電極（61）の突起部（63）との間には、電界が形成される。また、第２電極（61）の基台部（62）の通気口（67）の内周壁と第１電極（51）の突起部（53）との間にも、電界が形成される。被処理空気は、第１および第２電極（51,61）の各基台部（52,62）の通気口（57,67）の内部を流れる。その結果、荷電部（40）で帯電した塵埃が通気口（57,67）の内周壁又は突起部（53,63）の外周に誘引されて付着する。これにより、被処理空気中の塵埃が除去される。以上のような構成の第１及び第２電極（51,61）では、塵埃を捕集するための集塵面積を増大する。また、空気流れに沿うように通気口（57,67）を形成しているため、長期の運転を行っても圧力損失が増大しにくい。

以上のように、本発明によれば、集塵機能と除菌機能と脱臭分解機能を有しながらも、被処理空気の流れ方向において薄型となる空気清浄ユニット（30）を提供することができる。また、これに伴って、空気清浄ユニット（30）が収納される室内ユニット（12）も薄型化させることができる。

また、放電部（80）で生成された活性種が脱臭分解部（70）で分解されるので、空気清浄ユニット（30）の下流側に位置する室内ファン（8）などの樹脂部分が活性種によって劣化するのを確実に防止することができる。そのため、放電部（80）において充分な量の活性種を生成することができる。これによって、除菌機能を向上させることが可能である。

また、第２の発明によれば、脱臭分解部（70）に捕捉された臭気成分が放電部（80）の活性種によって分解されるので、脱臭分解部（70）における臭気成分の捕捉能力を回復させることができる。これにより、脱臭分解部（70）を小型にでき、その結果、空気清浄ユニット（30）全体を一層薄型にできる。また、脱臭分解部（70）の捕捉能力を回復させることができることから、脱臭分解部（70）の交換等のメンテナンスの頻度を低減することができる。

また、第３の発明によれば、格子状の基台部（52,62）と、基台部（52,62）の通気口（57,67）内に延出する突起部（53,63）とから成る第１と第２の電極（51,61）を組み合わせて集塵部（50）を構成している。このため、塵埃を捕集するための集塵面積を増大させることができるので、集塵部（50）引いては空気清浄ユニット（30）全体を一層薄型にできる。また、通気口（57,67）は空気流れに沿うように形成されているので、圧力損失も低減できる。その結果、メンテナンスの頻度を少なくできる。

図１は、空気調和装置の構成を示す配管系統図である。 図２は、実施形態１に係る室内ユニットの縦断面図である。 図３は、実施形態１に係る空気清浄ユニットの機能を説明するための模式図である。 図４は、実施形態に係る空気清浄ユニットの構成をフィルタを省略し底板側から視て示す斜視図である。 図５は、実施形態に係る空気清浄ユニットの構成をフィルタを省略し底板側から視て示す平面図である。 図６は、実施形態１に係る空気清浄ユニットの構成を示す横断面図である。 図７は、集塵部の構成を示す斜視図である。 図８は、集塵部の要部を拡大した斜視図である。 図９は、集塵部の要部を拡大した縦断面図である。 図１０は、実施形態２に係る室内ユニットの縦断面図である。 図１１は、実施形態２に係る空気清浄ユニットの構成をフィルタを省略して示す平面図である。 図１２は、実施形態２に係る空気清浄ユニットの構成を示す横断面図である。 図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、その他の実施形態１に係るイオン化部の概略構成図である。 図１４（Ａ）、（Ｂ）は、その他の実施形態に係るイオン化部の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態は、室内ユニット（12）に本発明に係る空気清浄ユニット（30）が設けられた空気調和装置（10）である。この空気調和装置（10）の室内ユニット（12）は、室内空間の天井に設置される、いわゆる天井埋込型のものである。なお、以下では、先ず空気調和装置（10）について説明し、次に本発明に係る空気清浄ユニット（30）について説明する。

〈空気調和装置の全体構成〉
図１に示すように、本実施形態の空気調和装置（10）は、室外ユニット（11）と室内ユニット（12）とを備えている。室外ユニット（11）には、圧縮機（14）、室外熱交換器（16）、膨張弁（17）、四路切換弁（15）および室外ファン（6）が設けられている。室内ユニット（12）には、室内熱交換器（18）および室内ファン（8）が設けられている。

室外ユニット（11）において、圧縮機（14）の吐出側は、四路切換弁（15）の第１ポート（P1）に接続されている。圧縮機（14）の吸入側は、四路切換弁（15）の第３ポート（P3）に接続されている。

室外熱交換器（16）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器として構成されている。室外熱交換器（16）の一端は、四路切換弁（15）の第４ポート（P4）に接続されている。室外熱交換器（16）の他端は、閉鎖弁（19）に接続されている。

室外ファン（6）は、室外熱交換器（16）の近傍に設けられている。室外熱交換器（16）では、室外ファン（6）によって送られる室外空気と流通する冷媒との間で熱交換が行われる。室外熱交換器（16）と閉鎖弁（19）との間には、開度可変の膨張弁（17）が設けられている。また、四路切換弁（15）の第２ポート（P2）は閉鎖弁（19）に接続されている。

四路切換弁（15）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が互いに連通し且つ第３ポート（P3）と第４ポート（P4）が互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が互いに連通し且つ第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とが切り換え可能になっている。

この空気調和装置（10）では、四路切換弁（15）が第１状態の場合、暖房運転が行われ、四路切換弁（15）が第２状態の場合、冷房運転が行われる。暖房運転では、冷媒回路（18）において、室外熱交換器（16）が蒸発器として機能し且つ室内熱交換器（18）が凝縮器として機能する蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。一方、冷房運転では、冷媒回路（18）において、室外熱交換器（16）が凝縮器として機能し且つ室内熱交換器（18）が蒸発器として機能する蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。

〈室内ユニットの構成〉
図２に示すように、室内ユニット（12）は、ケーシング本体（21）と化粧パネル（27）とを有するケーシング（20）を備えている。ケーシング（20）内には、室内熱交換器（18）、ドレンパン（28）、室内ファン（8）および空気清浄ユニット（30）が設けられている。

ケーシング本体（21）は、下側が開放された略直方体の箱状に形成されている。ケーシング本体（21）の内面には、断熱材（24）が積層されている。ケーシング本体（21）は、下部が天井板の開口に挿通する状態で設置される。

化粧パネル（27）は、矩形の板状に形成されている。化粧パネル（27）の平面視形状は、ケーシング本体（21）の平面視形状よりも一回り大きくなっている。化粧パネル（27）は、シール部材（26）を間に挟んだ状態でケーシング本体（21）の下側を覆うように取り付けられる。化粧パネル（27）がケーシング本体（21）に取り付けられた状態では、化粧パネル（27）が室内に露出する。

化粧パネル（27）には、１つの吸込口（22）と４つの吹出口（23）とが形成されている。吸込口（22）は、矩形状に形成され、化粧パネル（27）の中央部に形成されている。吸込口（22）には、スリット状に形成された吸込グリル（29）が嵌め込まれている。各吹出口（23）は、細長い矩形状に形成されている。各吹出口（23）は、化粧パネル（27）の各辺に沿うように形成されている。そして、各吹出口（23）には、風向調整板（23a）が設けられている。この風向調整板（23a）は、回動して風向（吹出方向）を調整するものである。

室内ファン（8）は、いわゆるターボファンである。室内ファン（8）は、ケーシング本体（21）の中央付近に配置され、吸込口（22）の上側に位置している。室内ファン（8）は、ファンモータ（8a）と羽根車（8b）とを備えている。ファンモータ（8a）は、ケーシング本体（21）の天板に固定されている。羽根車（8b）は、ファンモータ（8a）の回転軸に連結されている。室内ファン（8）の下側には、吸込口（22）に連通するベルマウス（25）が設けられている。このベルマウス（25）は、ケーシング（20）内において、室内熱交換器（18）の上流側の空間を室内ファン（8）側と吸込グリル（29）側とに区画している。室内ファン（8）は、ベルマウス（25）を介して下側から吸い込んだ空気を周方向へ吹き出すように構成されている。

室内熱交換器（18）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器として構成されている。室内熱交換器（18）は、平面視でロ字状に形成され、室内ファン（8）の周囲を囲むように配置されている。室内熱交換器（18）では、室内ファン（8）によって送られる室内空気（吹出空気）と流通する冷媒との間で熱交換が行われる。

ドレンパン（28）は、室内熱交換器（18）の下側に設けられている。ドレンパン（28）は、室内熱交換器（18）において空気中の水分が凝縮して生じるドレン水を受けるためのものである。ドレンパン（28）には、ドレン水を排水するためのドレンポンプが設けられている（図示省略）。ドレンパン（28）は、ドレンポンプを設置した箇所にドレン水が集まるように勾配がつけられている。

〈空気清浄ユニットの構成〉
空気清浄ユニット（30）の構成について、図２〜図１０を参照しながら説明する。

図２に示すように、空気清浄ユニット（30）は、室内ユニット（12）のケーシング（20）内において、吸込グリル（29）とベルマウス（25）の間の空間に着脱自在に収納されている。空気清浄ユニット（30）は、吸込グリル（29）を通じて吸い込まれた被処理空気を浄化するものである。

図３〜図６にも示すように、空気清浄ユニット（30）は、ケーシング（31）と、該ケーシング（31）内に収納されたイオン化部（40）、集塵部（50）、脱臭分解部（70）および放電部（80）とを備えている。

ケーシング（31）は、直方体状に形成されており、底板（33）が吸込グリル（29）側に位置し、上板（図示省略）がベルマウス（25）側に位置する状態で配置される。底板（33）には主吸込口（35）および放電部用吸込口（36）が形成され、上板には吹出口（図示省略）が形成されている。つまり、空気清浄ユニット（30）のケーシング（31）内は、被処理空気の空気通路となっており、吸込グリル（29）から吸い込まれた被処理空気が、下側の主吸込口（35）および放電部用吸込口（36）から流入して、上側の吹出口から流出する空気流れが形成される（図２の中央に示す矢印）。なお、主吸込口（35）は、底板（33）の大部分に形成されている。また、図２に示すように、ケーシング（31）の底板（33）には、主吸込口（35）および放電部用吸込口（36）を覆うフィルタ（39）が設けられている。

本実施形態では、フィルタ（39）、イオン化部（40）、集塵部（50）、脱臭分解部（70）および放電部（80）は、ケーシング（31）内を流通する被処理空気の清浄化手段を構成している。フィルタ（39）は、被処理空気中の比較的大きな塵埃を物理的に捕捉するものである。

イオン化部（40）は、本発明に係る荷電部を構成し、被処理空気中の塵埃を帯電させるものである。集塵部（50）は、イオン化部（40）で帯電した塵埃を電気的に誘引して捕捉するものである。脱臭分解部（70）は、被処理空気中の臭気成分（無臭の有害成分を含む）を吸着すると共に、放電部（80）によって生成された活性種を分解するものである。放電部（80）は、ストリーマ放電を行うことによって、被処理空気中の塵埃を殺菌したり、被処理空気中の臭気成分を分解する活性種を生成するものである。これらイオン化部（40）や集塵部（50）の具体的な構成については後述する。

ケーシング（31）内では、空気流れの上流側（即ち、フィルタ（39）側）から、イオン化部（40）、集塵部（50）および脱臭分解部（70）の順に配置されている。そして、放電部（80）は、イオン化部（40）と同一平面（同列）に配置されている。具体的に、イオン化部（40）と放電部（80）は、ケーシング（31）内の空気通路における大部分にイオン化部（40）が配置され、空気通路における外側に放電部（80）が配置されている。つまり、イオン化部（40）の隣りに放電部（80）が配置されている。このように、ケーシング（31）内では、フィルタ（39）を除いて、イオン化部（40）および放電部（80）と、集塵部（50）と、脱臭分解部（70）とが空気流れに沿って配列される３層構造となっている。

図３に示すように、本実施形態の空気清浄ユニット（30）は、被処理空気の清浄化機能として、集塵機能、除菌機能、脱臭分解機能の３つを有する。集塵機能は、イオン化部（40）と集塵部（50）とによって発揮されるものであり、被処理空気中の塵埃が集塵部（50）に捕捉される機能である。除菌機能は、集塵部（50）と放電部（80）とによって発揮されるものであり、集塵部（50）に捕捉された塵埃が放電部（80）の活性種によって除菌される機能である。脱臭分解機能は、脱臭分解部（70）と放電部（80）とによって発揮されるものであり、被処理空気中の臭気成分が、脱臭分解部（70）に吸着され放電部（80）の活性種によって分解されると共に、放電部（80）の活性種が脱臭分解部（70）で分解される機能である。

図４および図５に示すように、ケーシング（31）では、イオン化部（40）に対応する範囲に上記主吸込口（35）が形成され、放電部（80）に対応する位置に上記放電部用吸込口（36）が形成されている。放電部用吸込口（36）は、主吸込口（35）に比べて開口面積が著しく小さいものとなっており、底板（33）の角部に２箇所設けられている。つまり、被処理空気は、大部分が主吸込口（35）からイオン化部（40）へ流れ、残りが放電部用吸込口（36）から放電部（80）へ流れる。

さらに、ケーシング（31）の底板（33）には、放電部（80）で生成された活性種を搬送する複数（本実施形態では、３つ）のダクト（37）が設けられている。図５に示すように、イオン化部（40）と放電部（80）とは、後述するイオン化線（41）および対向電極（42）の伸長方向に並んでいる。ダクト（37）は、イオン化線（41）および対向電極（42）の伸長方向に沿って延びており、主吸込口（35）と略同じ長さを有する。ダクト（37）の一端（図５における右側）は放電部（80）の空間（活性種が生成される空間）に接続されており、他端（図５における左側）は閉塞されている。また、図６にも示すように、ダクト（37）は、イオン化部（40）と同一平面（同列）に配置されており、イオン化線（41）および対向電極（42）の配列方向に所定間隔を置いて複数設けられている。ダクト（37）の上部（集塵部（50）側）には、ダクト（37）の伸長方向に沿って多数の吹出孔（38）が形成されている。つまり、空気清浄ユニット（30）では、図５および図６に矢印で示すように、放電部用吸込口（36）から放電部（80）に流入した被処理空気が、各ダクト（37）へ流入して多数の吹出孔（38）から流出するように構成されている。この被処理空気の流れによって、放電部（80）で生成された活性種は、各ダクト（37）を通じて集塵部（50）の上流側全域に搬送（拡散）される。なお、ダクト（37）の数量は３つに限らない。また、図４および図５では、ダクト（37）の底板（図６における下側の部分）を省略して示している。

イオン化部（40）は、フィルタ（39）を通過した比較的小さな塵埃を帯電させる。イオン化部（40）は、図５および図６に示すように、複数のイオン化線（41）と、複数の対向電極（42）と、直流の高圧電源（図示省略）とを備えている。イオン化部（40）は、高圧電源によって、イオン化線（41）と対向電極（42）との間に直流電圧が印可されるように構成されている。具体的に、イオン化線（41）は高圧電源のプラス側と接続し、対向電極（42）は高圧電源のマイナス側と接続している。また、高圧電源のマイナス側は接地されている。これにより、対向電極（42）がゼロ電位となり、イオン化線（41）がプラス電位となっている。

ケーシング（31）内の空気通路では、複数の上記イオン化線（41）が互いに平行に配列されている。イオン化線（41）は、空気流れの方向（図６に白抜きの矢印で示す方向）と直交するように水平に延びている。また、イオン化線（41）は、少なくとも１本あれば良いが、２本以上であることが好ましい。対向電極（42）は、平板状に形成されている。対向電極（42）は、複数のイオン化線（41）の間の中間位置に配置され、イオン化線（41）と平行となるように延びている。つまり、対向電極（42）は、空気流れと直交するように水平に延びている。また、対向電極（42）は、その厚さ方向が空気流れの方向と直交する状態となっている。

図７〜図９に示すように、集塵部（50）は、集塵用電極（51）と電界形成用電極（61）とを備えている。集塵用電極（51）と電界形成用電極（61）とでは、いずれか一方が第１電極を構成し、他方が第２電極を構成している。集塵用電極（51）は直流高圧電源（図示省略）のプラス側に接続され、電界形成用電極（61）が直流高圧電源のマイナス側に接続されている。また、直流高圧電源のプラス側は接地されており、集塵用電極（51）がゼロ電位となり、電界形成用電極（61）がマイナス電位となっている。

集塵用電極（51）と電界形成用電極（61）とは、一体的に成形された導電性樹脂で構成されている。集塵用電極（51）と電界形成用電極（61）とは何れも微導電性の樹脂であることが好ましく、更には、樹脂の体積抵抗率が１０^８Ωcm以上で１０^１３Ωcm未満であることが好ましい。

集塵用電極（51）と電界形成用電極（61）とは、１つの基台部（52,62）と、該基台部（52,62）から突出する多数の突起部（53,63）とをそれぞれ備えている。基台部（52,62）は、枠体（54,64）と、枠体（54,64）の内部に設けられた複数の縦仕切部材（55,65）および横仕切部材（56,66）とが一体的に形成されている。

枠体（54,64）は、矩形状に形成されている。集塵用電極（51）の枠体（54）と電界形成用電極（61）の枠体（64）とは、各々の基台部（52,62）が対向する姿勢となるように、枠体（54,64）の四隅の角部が互いに固定される。また、各基台部（52,62）は、空気流れと直交する姿勢となっており、集塵用電極（51）の基台部（52）が上流側寄りに、電界形成用電極（61）の基台部（62）が下流側寄りに位置している。

集塵用電極（51）および電界形成用電極（61）では、縦仕切部材（55,65）が鉛直に延び、横仕切部材（56,66）が水平に延び、縦仕切部材（55,65）および横仕切部材（56,66）とが縦横に交差するように配列されている。そして、基台部（52,62）には、枠体（54,64）と縦仕切部材（55,65）と横仕切部材（56,66）とによって囲まれる多数の通気口（57,67）が形成されている。つまり、基台部（52,62）は、空気流れに沿った多数の通気口（57,67）が形成された四角格子構造となっている。

集塵用電極（51）と電界形成用電極（61）の縦仕切部材（55,65）は、両者の電極（51,61）を固定した組立て状態において、互いに離間しながら同一平面上に位置するように構成されている。これに対し、集塵用電極（51）と電界形成用電極（61）の横仕切部材（56,66）は、両者の電極（51,61）の組立て状態において、上下方向に千鳥配列となるように構成されている（図８および図９を参照）。

集塵用電極（51）および電界形成用電極（61）では、上記突起部（53,63）が横仕切部材（56,66）から軸方向に突出している。突起部（53,63）は、横仕切部材（56,66）と厚さが等しい平板状の突出片で構成され、相対する電極（51,61）の通気口（57,67）の内部へ延びている。そして、隣り合う突起部（53,63）の横方向の隙間には、相対する電極（51,61）の横仕切部材（56,66）が位置している。また、突起部（53,63）は、相対する基台部（52,62）の内部中央に位置している。これにより、通気口（57,67）では、突起部（53,63）の上方と下方とを空気が流れる。集塵用電極（51）の突起部（53）と電界形成用電極（61）の突起部（63）とは、相互の間隔が１．０mm〜２．０mmであることが好ましく、更には１．６mmであることが好ましい。

集塵用電極（51）の突起部（53）は、電界形成用電極（61）の縦仕切部材（65）と横仕切部材（66）とによって囲まれている。集塵用電極（51）の突起部（53）と、各仕切部材（65,66）との間の距離は概ね等しくなっている。集塵用電極（51）の突起部（53）と各仕切部材（65,66）との間には、通気口（67）の横断面において、放射状の電界が形成される。同様に、電界形成用電極（61）の突起部（63）は、集塵用電極（51）の縦仕切部材（55）と横仕切部材（56）とによって囲まれている。電界形成用電極（61）の突起部（63）と、各仕切部材（55,56）との間の距離は概ね等しくなっている。電界形成用電極（61）の突起部（63）と各仕切部材（55,56）との間には、通気口（57）の横断面において、放射状の電界が形成される。

脱臭分解部（70）は、触媒フィルタ（図示省略）を有している。触媒フィルタは、複数の通気孔が形成されたメッシュ状、ハニカム状、格子状等の基材の表面に、触媒や吸着剤等の機能材料が担持されて構成されている。触媒としては、マンガン系触媒や貴金属系触媒等が用いられ、吸着剤としてはゼオライトや活性炭等が用いられる。つまり、触媒フィルタでは、被処理空気中の臭気成分が吸着されて除去される。触媒フィルタに吸着された臭気成分は、放電部（80）で生成した活性種によって徐々に分解されていく。また、触媒フィルタでは、放電部（80）で生成した活性種が分解される。

放電部（80）は、高圧の直流電圧が印加される一対の電極を有している。例えば放電部（80）では、線状ないし棒状の放電電極が、平板状の対向電極と実質的に平行となるように配置されている。放電部（80）では、放電電極の先端から対向電極に向かってストリーマ放電が進展し、低温プラズマが生成される。これにより、放電部（80）では、臭気成分などと反応性の高い活性種（電子、イオン、オゾン、ラジカルなど）が生成される。

〈空気調和装置の運転動作〉
空気調和装置（10）の運転動作について説明する。空気調和装置（10）は、冷房運転と暖房運転が切り換えて行われる。

何れの運転においても、先ず、圧縮機（14）、室外ファン（6）および室内ファン（8）が駆動される。室内ユニット（12）では、室内空気（以下、被処理空気という。）が吸込グリル（29）から吸い込まれた後、空気清浄ユニット（30）およびベルマウス（25）を順に通過した後、室内ファン（8）から吹き出される。この吹出空気は、室内熱交換器（18）の冷媒と熱交換して冷却（冷房運転の場合）または加熱（暖房運転の場合）された後、各吹出口（23）から室内へ供給される。

〈空気清浄ユニットの清浄動作〉
上述した冷暖房運転時の空気清浄ユニット（30）の清浄動作について説明する。空気清浄ユニット（30）では、吸込グリル（29）を通過した被処理空気の大部分が主吸込口（35）から流入し、残りが放電部用吸込口（36）から流入する。その際、被処理空気中の比較的大きな塵埃がフィルタ（39）に捕捉される。

主吸込口（35）から流入した被処理空気は、イオン化部（40）を流れる。ここで、イオン化部（40）では、イオン化線（41）と対向電極（42）との間に直流電圧が印加されている。これにより、イオン化部（40）では、イオン化線（41）が対向電極（42）よりも高電位となりながら、これらの電極（42b,41）の間に電界が形成される。その結果、イオン化線（41）から対向電極（42）へ向かってプラスイオン等が移動し、これらのプラスイオン等が対向電極（42）へ衝突する。被処理空気が、これらの電極（42b,41）の間を流れると、被処理空気中の塵埃がプラスに帯電される。

一方、放電部用吸込口（36）から流入した被処理空気は、放電部（80）を流れる。ここで、放電部（80）では、放電電極と対向電極との間でストリーマ放電が行われて活性種が生成されている。放電部（80）を流れる被処理空気は、活性種と共に、各ダクト（37）へ流入して吹出孔（38）から流出する（図５および図６を参照）。これにより、各ダクト（37）から活性種を含んだ被処理空気が集塵部（50）の上流側全域に吹き出す。ダクト（37）から吹き出した被処理空気は、イオン化部（40）を通過した被処理空気と合流する。その際、ダクト（37）から吹き出した被処理空気に含まれる活性種は、イオン化部（40）を通過した被処理空気の流れによって、集塵部（50）の上流側全域により拡散される。合流した被処理空気は、集塵部（50）を流れる。

集塵部（50）では、集塵用電極（51）と電界形成用電極（61）との間に直流電圧が印加されている。被処理空気が、集塵用電極（51）の基台部（52）の通気口（57）を流れると、プラスに帯電した塵埃は通気口（57）の内周壁に誘引され、この内周壁に付着する。その後、被処理空気が電界形成用電極（61）の基台部（62）の通気口（67）を流れると、プラスに帯電した塵埃は突起部（53）の外周面に付着する。このようにして、集塵用電極（51）の表面に塵埃が捕捉される。このように、イオン化部（40）と集塵部（50）とによって集塵機能が発揮される。

また、集塵部（50）では、集塵用電極（51）の表面に捕捉された塵埃が、被処理空気中に含まれる活性種と接触することによって除菌される。このように、集塵部（50）と放電部（80）とによって除菌機能が発揮される。

集塵部（50）を通過した被処理空気は、脱臭分解部（70）を流れる。脱臭分解部（70）では、被処理空気中の臭気成分が触媒フィルタに吸着されて除去される。触媒フィルタに吸着された臭気成分は、被処理空気中に含まれる活性種によって徐々に分解されていく。これにより、触媒フィルタにおける臭気成分の捕捉能力（吸着能力）が回復することになる。また、脱臭分解部（70）では、被処理空気中に含まれる活性種が触媒フィルタで分解される。このように、脱臭分解部（70）と放電部（80）とによって脱臭分解機能が発揮される。

脱臭分解部（70）において臭気成分が除去され且つ活性種が分解された被処理空気は、ベルマウス（25）を通過して室内ファン（8）に吸い込まれる。これにより、清浄化された空気が室内へ供給される。

−実施形態１の効果−
上記実施形態１の空気清浄ユニット（30）によれば、空気流れの上流側から順に、イオン化部（40）、集塵部（50）および脱臭分解部（70）を配置すると共に、イオン化部（40）と同一平面（同列）に放電部（80）を配置するようにした。これにより、集塵機能と除菌機能と脱臭分解機能を有しながらも、空気流れの方向において薄型となる空気清浄ユニット（30）を提供することができる。また、これに伴って、空気清浄ユニット（30）が収納される室内ユニット（12）も薄型化させることができる。

また、脱臭分解部（70）において活性種が分解されるので、空気清浄ユニット（30）の下流側に位置する室内ファン（8）や断熱材（17）などの樹脂部分が活性種によって劣化するのを確実に防止することができる。そして、空気清浄ユニット（30）の最下流に位置する脱臭分解部（70）で活性種が分解されるため、放電部（80）において充分に活性種を生成することができる。これにより、除菌機能や脱臭機能を充分に発揮させることが可能である。

また、放電部（80）を空気通路における外側に配置するようにしたので、例えば放電部を空気通路における中央に配置した場合に比べて、被処理空気の流れをそれ程阻害することはない。これにより、室内ファン（8）の動力が無駄に嵩むのを防止することができる。また、集塵部（50）全体に満遍なく被処理空気を供給することができるので、集塵部（50）全体を有効に活用することができる。その結果、集塵機能を充分に発揮させることができる。

また、放電部（80）を空気通路における外側に配置することによって、活性種を集塵部（50）全体に行き渡らせることが困難となる。ところが、上記実施形態によれば、イオン化部（40）の配置領域まで、即ち被処理空気の大部分が流れる領域まで活性種を搬送するダクト（37）を設けるようにした。これにより、集塵部（50）の上流側全域に活性種を供給する（拡散させる）ことができる。したがって、除菌機能を確実に発揮させることができる。なお、放電部（80）が空気通路における外側に配置されることで放電部（80）に流入する被処理空気の量が比較的少なくなるが、少量の空気量でも活性種を充分に搬送し得るので問題ない。

また、集塵部（50）では、格子構造の基台部（52,62）と突起部（53,63）とを組み合わせることにより、塵埃を捕集するための集塵面積を比較的広く取ることができる。これにより、集塵機能を向上させつつ、集塵部（50）引いては空気清浄ユニット（30）全体を一層薄型にできる。また、基台部（52,62）の通気口（67）は、空気流れに沿うように形成されているので、圧力損失の低減を図ることができる。したがって、室内ファン（8）の動力の低減を図ることができる。

また、上記実施形態では、触媒フィルタに臭気成分を吸着させた後、この臭気成分をストリーマ放電により発生させた活性種によって分解・除去するようにしている。このため、触媒フィルタの吸着性能を回復させること（吸着性能の低下を防止すること）ができるので、触媒フィルタ引いては脱臭分解部（70）を小型にできる。その結果、空気清浄ユニット（30）全体を薄型にできる。また、触媒フィルタの吸着性能を回復させることができることから、触媒フィルタの交換等のメンテナンスの頻度を低減することができる。

《実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態は、上記実施形態１の空気清浄ユニット（30）において放電部（80）の配置を変更したものである。ここでは、上記実施形態１と異なる箇所について説明する。

図１０〜図１２に示すように、本実施形態の空気清浄ユニット（30）では、上記実施形態１と同様、放電部（80）がイオン化部（40）と同一平面（同列）に配置されている。本実施形態の放電部（80）は、ケーシング（31）内の空気通路における中央に配置され、その放電部（80）の両隣りにイオン化部（40）が配置されている。つまり、本実施形態において、イオン化部（40）は２箇所に分かれて配置されている。放電部（80）は、イオン化線（41）および対向電極（42）の伸長方向に沿って延びるように配置されている。なお、本実施形態の空気清浄ユニット（30）では、上記実施形態１で説明したダクト（37）は設けられていない。本実施形態の放電部（80）は、放電部用吸込口（36）から流入した被処理空気がそのまま下流側の集塵部（50）へ向かって通過するように構成されている。また、ケーシング（31）内の空気通路において放電部（80）の占有面積はイオン化部（40）の占有面積に比べて小さい。

本実施形態では、フィルタ（39）を通過した被処理空気の大部分が主吸込口（35）から流入してイオン化部（40）へ流れ、残りが放電部用吸込口（36）から流入して放電部（80）へ流れる。イオン化部（40）では、上記実施形態１と同様、被処理空気中の塵埃がプラスに帯電される。そして、被処理空気はイオン化部（40）から集塵部（50）へ向かって流れる。一方、放電部（80）では、上記実施形態１と同様、ストリーマ放電が行われて活性種が生成されている。放電部（80）を流れる被処理空気は、活性種と共に、集塵部（50）へ向かって流れる。その際、被処理空気に含まれる活性種は、イオン化部（40）を通過した被処理空気の流れによって、集塵部（50）の上流側全域に拡散される。このように、活性種と帯電した塵埃とを含んだ被処理空気が集塵部（50）を流れる。集塵部（50）以降の清浄動作は上記実施形態１と同様である。

本実施形態においても、集塵機能と除菌機能と脱臭分解機能を有しながらも、空気流れの方向において薄型となる空気清浄ユニット（30）を提供することができる。また、これに伴って、空気清浄ユニット（30）が収納される室内ユニット（12）も薄型化させることができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態は、以下のように構成してもよい。

例えば、上記実施形態の空気清浄ユニット（30）において、イオン化部（40）を図１３や図１４に示すように構成してもよい。先ず、図１３に示す形態では、イオン化部（40）は、棒状電極（41）と鋸歯状電極（42）と電源（43）とを有している。電源（43）は、直流の高圧電源である。棒状電極（41）は電源（43）のプラス側と接続し、鋸歯状電極（42）は電源（43）のマイナス側と接続している。また、電源（43）のプラス側は接地されている。これにより、棒状電極（41）がゼロ電位となり、鋸歯状電極（42）がマイナス電位となっている。つまり、イオン化部（40）では、鋸歯状電極（42）の電位が棒状電極（41）の電位がよりも低くなっている。

ケーシング（31）内の空気通路では、複数の上記棒状電極（41）が互いに平行に配列される。棒状電極（41）は、空気流れの方向と直交するように水平に延びている。ここでは、棒状電極（41）の横断面は略円形状をしているが、これに限らず例えば略矩形状であってもよい。また、棒状電極（41）は、少なくとも１本あれば良いが、２本以上であることが好ましい。また、鉛直方向に延びる棒状電極（41）を左右方向（水平方向）に配列しても良い。鋸歯状電極（42）は、基板部（42a）と針状電極（42b）とで構成されている。基板部（42a）は、複数の棒状電極（41）の間の中間位置に配置され、棒状電極（41）と平行となるように延びている。つまり、基板部（42a）は、空気流れと直交するように水平に延びている。また、基板部（42a）は、平板状に形成されて、その厚さ方向が空気流れの方向と直交する状態となっている。基板部（42a）の幅方向の両端には、複数の針状電極（42b）がそれぞれ形成されている。針状電極（42b）は、先鋭な針状ないし突起状に形成されている。

この場合のイオン化部（40）では、棒状電極（41）と鋸歯状電極（42）との間に直流電圧が印加されると、針状電極（42b）が棒状電極（41）よりも低電位となりながら、これらの電極（42b,41）の間に電界が形成される。その結果、針状電極（42b）の先端から棒状電極（41）へ向かって電子やマイナスイオン等が移動し、これらの電子等が棒状電極（41）へ衝突する。被処理空気が、これらの電極（42b,41）の間を流れると、被処理空気中の塵埃がマイナスに帯電される。

図１４に示すイオン化部（40）は、図１３に示す形態において鋸歯状電極（42）の配置状態を変更したものである。つまり、図１４に示す形態では、鋸歯状電極（42）を基板部（42a）の厚さ方向が空気流れの方向と略一致する状態となるように配置される。この形態において、鋸歯状電極（42）の針状電極（42b）は、先鋭な針状ないし突起状に形成されて、各棒状電極（41）に向かって突出している。つまり、棒状電極（41）は、針状電極（42b）に対向する対向電極を構成している。塵埃の帯電作用については図１３に示す形態と同様である。

以上説明したように、本発明は、被処理空気を清浄化する空気清浄ユニットについて有用である。

8 室内ファン
10 空気調和装置
12 室内ユニット
30 空気清浄ユニット
31 ケーシング
40 イオン化部（荷電部）
50 集塵部
51 集塵用電極（第１電極,第２電極）
52 基台部
53 突起部
57 通気口
61 電界形成用電極（第２電極，第１電極）
62 基台部
63 突起部
67 通気口
70 脱臭分解部
80 放電部

Claims (3)

1. 空気調和装置（10）の天井埋込型の室内ユニット（12）に収納され、該室内ユニット（12）に吸い込まれた被処理空気を清浄する空気清浄ユニット（30）であって、
   上記室内ユニット（12）における室内ファン（8）の上流側に配置され、内部を上記被処理空気が流通するケーシング（31）と、上記被処理空気中の塵埃を帯電させる荷電部（40）と、該荷電部（31）で帯電させた塵埃を電気的に捕捉する集塵部（50）と、該集塵部（50）に捕捉された塵埃を除菌する活性種を生成する放電部（80）と、上記被処理空気中の臭気成分を捕捉し、且つ、放電部（80）で生成した活性種を分解する脱臭分解部（70）とを備え、
   上記ケーシング（31）内では、上記被処理空気の流れ方向の上流側から順に、上記荷電部（40）、上記集塵部（50）、上記脱臭分解部（70）が配置されると共に、上記放電部（80）が上記荷電部（40）と同一平面に配置されている
   ことを特徴とする空気清浄ユニット。
2. 請求項１において、
   上記放電部（80）は、上記集塵部（50）に捕捉された塵埃を除菌すると共に、上記脱臭分解部（70）に捕捉された臭気成分を分解する活性種を生成する
   ことを特徴とする空気清浄ユニット。
3. 請求項１または２において、
   上記集塵部（50）は、上記被処理空気の流れ方向に沿った多数の通気口（57,67）が形成された格子状の基台部（52,62）と、該基台部（52,62）から通気口（57,67）の軸方向と平行に延びる多数の突起部（53,63）とを有する第１および第２の電極（51,61）を備え、該第１電極（51）の突起部（53）が第２電極（61）の通気口（67）の内部に延び、第２電極（61）の突起部（63）が第１電極（51）の通気口（57）の内部に延びるように構成されている
   ことを特徴とする空気清浄ユニット。

Images