JP2013141882A

JP2013141882A - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2013141882A
Application number: JP2012002433A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Yamamoto; 佳史山本; Shigeru Yoshida; 茂吉田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2013-07-22
Also published as: CN203078266U; WO2013105380A1

Abstract

【課題】通流路の形状を適切にしておくことにより、帯電粒子を放出する効率を向上させた空気調和装置を提供する。
【解決手段】円筒状の空気調和装置は、中心軸から外れた位置に、長手方向に空気が流れる通流路を設けてあり、通流路内には、正及び負の帯電粒子を発生させる第１発生部及び第２発生部を有する帯電粒子発生部を配置している。通流路の断面及び流出口１１は、第１発生部及び第２発生部の並設方向に直交する方向の長さが、並設方向の端側部分よりも中央側部分で長くなっている。このため、通流路及び流出口１１の形状は、通流路及び流出口の断面を狭くして空気の流れを絞っている従来の空気調和装置に比べ、通流路の容積に対する内面積及び流出口１１の面積に対する縁の長さが縮小し、帯電粒子が通流路の内面又は流出口１１の縁に衝突する割合が減少し、帯電粒子が流出する割合が増加する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気中に帯電粒子を放出して空気調和を行う空気調和装置に関する。

従来、空気中で帯電粒子を発生させて放出することによって空気を清浄化する空気調和装置が用いられている。帯電粒子を発生させる方法としては、空気中で放電を行ってＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_m 及びＯ₂ ^-（Ｈ₂ Ｏ）_n 等の正及び負の空気イオンを発生させる方法がある。ここで、ｍ及びｎは任意の自然数である。空気中に放出された空気イオンは、空気中の細菌を不活性化させる等、空気を清浄化させる効果を奏する。

特許文献１には、車載用に小型化した空気調和装置が開示されている。特許文献１に開示された空気調和装置は、乗用車内のドリンクホルダに設置できる大きさの円筒形状に形成されている。空気の流出口が上端に形成され、空気が通過する通流路が内部に形成されており、空気イオンを発生させるイオン発生部が通流路の途中に配置されている。通流路を通過する空気にイオン発生部から空気イオンが放出され、空気イオンを含んだ空気が流出口から流出する。この空気調和装置は、卓上用としても利用することが可能である。

特開２００５−９６４９９号公報

従来の車載用の空気調和装置では、空気の流入口から流出口にかけての通流路の形状を、空気の流れを絞ることができる狭い形状に形成していた。特にイオン発生部が配置された付近で、通流路の断面を、長方形等の細長い形状に形成していた。狭い形状の通流路によって空気の流れが絞られ、流速が高くなり、空気イオンを遠くまで飛ばすことができる。しかしながら、通流路を狭い形状に形成してあることによって、通流路の容積に対する通流路の内壁の面積が広くなる。このため、通流路を流れる空気中に放出された空気イオンの内で通流路の内壁に衝突する空気イオンの割合が多くなる。空気イオンが内壁に衝突した場合、内壁への吸着又は消滅等によって空気中の空気イオンが減少するので、イオン発生部が発生させた空気イオンが流出口から流出するまでに減少してしまう。このように、従来の技術では、空気イオンを放出する効率が悪く、空気を清浄化する能力が低いという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、通流路の形状を適切にしておくことにより、帯電粒子を放出する効率を向上させた空気調和装置を提供することにある。

本発明に係る空気調和装置は、空気の通流路と、該通流路の途中に配置された帯電粒子発生部とを備え、該帯電粒子発生部が発生した帯電粒子を含む空気を前記通流路から流出させる筒状の空気調和装置において、前記帯電粒子発生部は、正の帯電粒子を発生させる第１発生部と、負の帯電粒子を発生させる第２発生部とを空気の流れに交差する方向に並設してあり、前記帯電粒子発生部が配置された位置から空気の流出口までの前記通流路の断面は、前記第１発生部及び前記第２発生部の並設方向の長さが他の方向よりも長く、前記並設方向に直交する方向の長さが前記並設の方向の端側部分よりも中央側部分で長いことを特徴とする。

本発明においては、筒状の空気調和装置は、空気の通流路を備え、正の帯電粒子を発生させる第１発生部と負の帯電粒子を発生させる第２発生部とを通流路内に並設してあり、通流路の断面は、第１発生部及び第２発生部の並設方向に直交する方向の長さが並設方向の端部分で短く中央部分で長くなっている。空気の流れを絞るために通流路の断面を長方形等の狭い形状にしている従来の空気調和装置に比べ、通流路の容積に対する内壁の面積が縮小し、帯電粒子が内壁に衝突する確率が減少する。

本発明に係る空気調和装置は、前記流出口は、前記並設方向の長さが他の方向よりも長く、前記並設方向に直交する方向の長さが前記並設方向の端側部分よりも中央側部分で長いことを特徴とする。

本発明においては、空気調和装置は一端に空気の流出口を設けてあり、流出口の特定方向の長さが他の方向よりも長く、特定方向に直交する方向の長さが特定方向の端部分で短く中央部分で長くなっている。従来の空気調和装置に比べ、流出口の面積に対する縁の長さが縮小し、帯電粒子が縁に衝突する確率が減少する。

本発明に係る空気調和装置は、前記帯電粒子発生部が配置された位置から前記流出口までの前記通流路の断面積が、空気の流入口よりも大きいことを特徴とする。

本発明においては、空気調和装置は通流路の途中にイオン発生部を配置してあり、通流路の断面積が、イオン発生部の位置から流出口までの部分において空気の流入口よりも広くなっている。イオン発生部が発生させた帯電粒子が含まれる空気が流れる部分において、通流路の容積に対する内壁の面積が縮小する。

本発明にあっては、イオン発生部が発生させた帯電粒子の内で通流路の内壁に衝突せずに外部へ流出する帯電粒子の割合が増加する。従って、空気調和装置は、従来に比べて帯電粒子を放出する効率が向上し、空気を清浄化する能力が向上する等、本発明は優れた効果を奏する。

空気調和装置の外観の例を示す斜視図である。図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。本発明の空気調和装置の中心軸に交差する断面を示す模式的断面図である。従来の空気調和装置の中心軸に交差する断面を示す模式的断面図である。本発明の空気調和装置の上端の平面図である。従来の空気調和装置の上端の平面図である。図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。従来の空気調和装置と本発明の空気調和装置とで放出される空気イオンの数を比較した実験結果を示す図表である。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は、空気調和装置の外観の例を示す斜視図である。空気調和装置は、全体的にほぼ円筒状に形成されている。空気調和装置は、乗用車内のドリンクホルダに設置できる大きさに形成されており、乗用車内又は卓上に設置される。空気調和装置の上端には、空気が流出する流出口１１が形成されており、更に、動作ボタン１２及び強弱ボタン１３が設けられている。動作ボタン１２は、使用者の押下操作に応じて空気調和装置の動作のオンとオフとを切り替えるための押下ボタンである。強弱ボタン１３は、使用者の押下操作に応じて、流出口１１から流出する空気の流速の強と弱とを切り替えるための押下ボタンである。流出口１１は、空気調和装置の中心軸から外れた位置に設けられている。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２には、空気調和装置の中心軸を含んだ模式的断面図を示している。空気調和装置の内部には、空気が流れる通流路２が形成されている。通流路２は、空気調和装置の長手方向に伸びる形状に形成されており、空気調和装置の中心軸から外れた位置に形成されている。通流路２の上端は流出口１１になっている。通流路２の下方には送風機３が配置されており、通流路２の下端は送風機３に連結した空気の流入口２３になっている。送風機３は、例えばシロッコファンである。送風機３は、外部から空気を吸入し、流入口２３から通流路２内へ空気を流入させる。通流路２内へ流入した空気は、空気調和装置の長手方向に流れ、流出口１１から外部へ流出する。図２中には、空気の流れを矢印で示している。通流路２は、空気調和装置の外形に沿った形状の第１内壁２１と、第１内壁２１に対向する第２内壁２２とを有する。

通流路２の途中にはイオン発生部（帯電粒子発生部）４が配置されている。空気イオン発生部４は、針状の放電電極と、放電電極の周囲を囲む円環状の誘導電極とを備えている。放電電極と誘電電極との間に電圧が印加されてコロナ放電が発生し、コロナ放電によって放電電極の周囲に空気イオンが発生する。空気イオン発生部４は、放電電極と誘電電極との組を二組備えており、通流路２内を流れる空気中に正イオンと負イオンとの両方の空気イオンを発生させる。空気イオン発生部４から流出口１１までの間では、空気イオンを含んだ空気が通流路２を流れ、空気イオンを含んだ空気が流出口１１から流出する。

図３は、本発明の空気調和装置の中心軸に交差する断面を示す模式的断面図である。図３には、イオン発生部４が配置された位置の断面を示している。第１内壁２１は、外側に向かって凸に、外形の一部に沿った弧状になっている。第２内壁２２は、断面内で直線状になっている。イオン発生部４は、第２内壁２２の側に配置されており、正イオンを発生させる正イオン発生部（第１発生部）４１と、負イオンを発生させる負イオン発生部（第２発生部）４２とを有している。正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２は空気の流れに交差する方向に並設されている。通流路２の断面は、正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２の並設方向の長さが他の方向よりも長くなっている。また正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２の並設方向に直交する方向の長さは、並設方向の両端に近い部分ほど短く、並設方向の中央に近い部分ほど長くなっており、両端で最短、中央で最長になっている。即ち、断面内での第１内壁２１上の各点から第２内壁２２までの最短距離は、第２内壁２２の端側部分よりも中央側部分で長くなっている。通流路２の断面は、少なくとも正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２が配置された位置から流出口１１までの範囲で、同様の形状を保っている。

図４は、従来の空気調和装置の中心軸に交差する断面を示す模式的断面図である。従来の通流路５の断面は、空気の流れを絞るために細長い形状になっており、正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２の並設方向に直交する方向の長さはほぼ均等になっている。本発明の空気調和装置では、図４に示す如き従来の空気調和装置に比べて、正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２の並設方向に直交する方向の長さが、並設方向の中央部分でより長くなっている。

図５は、本発明の空気調和装置の上端の平面図である。流出口１１が設けられ、動作ボタン１２及び強弱ボタン１３が配置されている。流出口１１の縁の一部は、空気調和装置の外形に沿った円弧状になっている。正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２の並設方向に対応する方向の長さは、他の方向よりも長くなっている。また、正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２の並設方向に対応する方向に直交する方向の長さは、正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２の並設方向に対応する方向の両端に近い部分ほど短く、中央に近い部分ほど長くなっており、両端で最短、中央で最長になっている。図６は、従来の空気調和装置の上端の平面図である。流出口６１が設けられ、動作ボタン６２及び強弱ボタン６３が配置されている。流出口６１は中心軸周りに細長い形状になっており、中心軸に交差する方向の流出口６１の幅はほぼ均等になっている。本発明の空気調和装置では、図６に示す如き従来の空気調和装置に比べて、正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２の並設方向に対応する方向に直交する方向の長さが、正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２の並設方向に対応する方向の中央部分でより長くなっている。

図７は、図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。図７中には、空気調和装置の中心軸に平行な面内の通流路２の形状を示している。流出口１１は流入口２３よりも広く形成されている。従って、空気の流れに交差する通流路２の断面積は、流入口２３から流出口１１へかけて徐々に広くなっている。特に、正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２が配置された位置から流出口１１までの部分では、通流路２の断面積は流入口２３の面積に比べて広くなっている。図７中には、空気の流れを矢印で示している。流入口２３から通流路２内へ流入した空気は、徐々に広がりながら通流路２内を流れる。イオン発生部４が発生させた空気イオンを含んだ空気は、流入口２３よりも広い通流路２を流れる。

以上説明したように、本発明の空気調和装置では、正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２の並設方向に直交する方向の長さは、並設方向の端側部分よりも中央側部分で長くなっている。図４に示す如き従来の空気調和装置に比べ、正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２が配置された位置から流出口１１までの範囲において、通流路２の断面形状が円により近くなり、通流路２の容積に対する内壁の面積がより縮小する。このため、イオン発生部４が通流路２内の空気中に発生させた空気イオンが通流路２の内壁に衝突する割合が減少し、空気イオンが通流路２の内壁に衝突せずに流出口１１まで到達する割合が増加する。また、流出口１１でも、正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２の並設方向に対応する方向に直交する方向の長さは、正イオン発生部４１及び負イオン発生部４２の並設方向に対応する方向の端側部分よりも中央側部分で長くなっている。図６に示す如き従来の空気調和装置に比べて、流出口１１の形状が円により近くなり、流出口１１の面積に対する縁の長さがより縮小する。このため、空気中に含まれる空気イオンが流出口１１の縁に衝突する割合が減少し、空気イオンが縁に衝突せずに外部へ流出する割合が増加する。従って、イオン発生部４が発生させた空気イオンの内で外部へ流出する空気イオンの割合が増加し、空気を清浄化する効果が高まる。このように、本発明の空気調和装置は、空気イオンを放出する効率が従来に比べて向上し、空気を清浄化する能力が向上する。

また、本発明の空気調和装置では、通流路２の断面及び流出口１１の形状が従来よりも円に近くなっているので、流出口１１から流出する空気は流出口１１の中心に集まり易い。このため、空気調和装置から放出される空気の流れの指向性が向上し、空気イオンの指向性も向上する。また、イオン発生部４が配置された位置から流出口１１までの部分では、通流路２の断面積は流入口２３の面積に比べて広くなっている。通流路２の断面積が広くなることで空気の抵抗が減少し、空気の流量が増加する。また、通流路２の断面積が広くなることによって、空気イオンを含む空気が流れる部分において、通流路２の容積に対する内壁の面積が縮小する。従って、空気イオンが外部へ流出する割合が増加し、空気調和装置の空気イオンを放出する効率がより向上する。

本発明の空気調和装置の効果を実証するために、従来の空気調和装置と本発明の空気調和装置とで、放出される空気イオンの数を比較する実験を行った。図８は、従来の空気調和装置と本発明の空気調和装置とで放出される空気イオンの数を比較した実験結果を示す図表である。従来の空気調和装置として、図４及び図６に示す如き、通流路の断面及び流出口を細長く形成した空気調和装置を用いた。実験では、送風機３の回転数を４０００ｒｐｍ（rotation per minute ）とした空気の流速が弱の状態と、送風機３の回転数を５８００ｒｐｍとした空気の流速が強の状態との両方で空気調和装置を動作させ、空気調和装置から放出された正イオン及び負イオンの夫々の空気イオンの数を計測した。空気イオンの数として、空気１ｃｃ（cubic centimeter）に含まれる空気イオンの数を計測した。図８には、２回行った実験の結果を示している。実験結果によれば、空気の流速が弱の状態と強の状態との何れの状態においても、正イオン及び負イオン共に、従来の空気調和装置よりも本発明の空気調和装置の方が空気イオンの数が多い。また、２回の実験とも同様の結果である。従って、本発明の空気調和装置が従来に比べて空気イオンを放出する効率が向上していることが明らかである。本発明の空気調和装置は、乗用車内又は卓上に設置されて動作することにより、乗用車内又は室内の空気を効果的に清浄化できる。

なお、本実施の形態においては、通流路２の断面積が流入口２３の面積よりも広くなる形態を示したが、空気調和装置は、通流路２の断面積が流入口２３の面積と同等である形態であってもよい。この形態においても、通流路２の断面及び流出口１１の形状が従来よりも円に近くすることにより、通流路２の断面積が流入口２３と変わらずとも、通流路２の容積に対する内壁の面積は従来よりも縮小する。このため、空気中に含まれる空気イオンが通流路２の内壁に衝突する割合が減少し、この形態においても空気調和装置が空気イオンを放出する効率は向上する。

また、本実施の形態においては、空気調和装置が円筒状であるとしたが、空気調和装置は角筒状であってもよい。例えば、空気調和装置は八角筒状であってもよい。空気調和装置の形状が角筒状であっても、通流路２の容積に対する内壁の面積は従来よりも縮小し、空気中に含まれる空気イオンが通流路２の内壁に衝突する割合は減少する。従って、この形態においても空気調和装置が空気イオンを放出する効率は向上する。また、本実施の形態においては、帯電粒子として空気イオンを発生させる形態を示したが、空気調和装置は、帯電水等の空気イオン以外の帯電粒子を発生させる形態であってもよい。

１１流出口
２通流路
２１第１内壁
２２第２内壁
２３流入口
３送風機
４イオン発生部（帯電粒子発生部）
４１正イオン発生部（第１発生部）
４２負イオン発生部（第２発生部）

Claims

空気の通流路と、該通流路の途中に配置された帯電粒子発生部とを備え、該帯電粒子発生部が発生した帯電粒子を含む空気を前記通流路から流出させる筒状の空気調和装置において、
前記帯電粒子発生部は、正の帯電粒子を発生させる第１発生部と、負の帯電粒子を発生させる第２発生部とを空気の流れに交差する方向に並設してあり、
前記帯電粒子発生部が配置された位置から空気の流出口までの前記通流路の断面は、前記第１発生部及び前記第２発生部の並設方向の長さが他の方向よりも長く、前記並設方向に直交する方向の長さが前記並設の方向の端側部分よりも中央側部分で長いこと
を特徴とする空気調和装置。
前記流出口は、前記並設方向の長さが他の方向よりも長く、前記並設方向に直交する方向の長さが前記並設方向の端側部分よりも中央側部分で長いこと
を特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
前記帯電粒子発生部が配置された位置から前記流出口までの前記通流路の断面積が、空気の流入口よりも大きいこと
を特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。