JP2015182000A - 空気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気中の塵埃や、床面に付着する塵埃を除去する空気浄化装置に関して、空気浄化装置の底面と設置床面との間の空隙において、塵埃が静電気力によって床面に付着して溜まりやすくなるという課題があった。
【解決手段】空気浄化装置１は、送風手段５のケーシング１３に開口部９、底面に第二の排気口８を設けて風路を形成したもので、その風路に放電手段７を設けることで、そこを通過する空気中の気体分子を帯電させ、床面上に静電気力で付着する塵埃を電気的に中和して除電することによって塵埃を床面から離し、第二の排気口８と下面吸気口３との間に発生する気流で塵埃を誘引して回収することで、高い捕集効果を有した空気浄化装置１を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は空気中の塵埃を除去する空気浄化装置に関する。

家庭用空気清浄機などの空気浄化装置は、送風ファンによって吸気口から空気を吸い込み、空気中の塵埃を集塵フィルタでろ過して清浄化した空気を排気口から排出するものである。吸気口は空気浄化装置本体の前面、背面、側面に配置されるが、本体底面にキャスターを設けることによって室内を移動させることを可能にした空気浄化装置では、本体底面にも吸気口を設けることが可能である。これにより、本体底面と室内床面との空間に浮遊する塵埃や室内床面上に滞留した塵埃を回収する効果がある。

以下、従来の空気浄化装置の例を、図６を参照しながら説明する。

空気浄化装置１０１は、吸気口１０２、集塵フィルタ１０３、送風ファン１０４、排気口１０５、キャスター１０６を備えている。送風ファン１０４によって、吸気口１０２から排気口１０５へ抜ける気流が発生し、その気流によって吸気口１０２から導入された空気が集塵フィルタ１０３を通過するときに、空気中に含まれる塵埃がろ過され、清浄化された空気が排気口１０５から排出されるものである。空気浄化装置１０１の底面にはキャスター１０６を備えていて、空気浄化装置１０１を持ち上げることなく床面上を移動させることが可能である。また、据え置き型の空気浄化装置とは異なり、設置場所の床面と本体底面との間に空隙があるため、本体底面にも吸気口を設けることで、床面上に滞留する塵埃を回収する効果が期待できる。

このような従来の空気浄化装置として、特許文献１がある。

特開２０１３−７２５８６号公報

従来の空気浄化装置では、設置場所の床面と空気浄化装置本体の底面との間に空隙を設けることで、床面上の塵埃を吸気口から吸い込むことで回収可能となるが、床面上の塵埃は静電気力によって床面に付着しているため、送風ファンの吸引力で塵埃を吸い上げるのは実際には困難である。むしろ、空気浄化装置の底面と床面との間に入り込んだ塵埃が、そのままその間所に溜まりやすくなるという課題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、床面上に静電気力で付着する塵埃を回収する、集塵効果の高い空気浄化装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の空気浄化装置は、空気を取り込むための吸気口と、空気中の塵埃を除去する集塵手段と、気流を発生させるための、ケーシングを有した送風手段と、空気を機外に排出するための第一の排気口を備えた空気浄化装置であって、前記空気浄化装置の底部に放電手段と、前記空気浄化装置の底面において、前記放電手段の下方に第二の排気口を備え、気流の一部を、前記第二の排気口に供給するための開口部を前記ケーシングに設けたもので、これにより所期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、空気を取り込むための吸気口と、空気中の塵埃を除去する集塵手段と、気流を発生させるための、ケーシングを有した送風手段と、空気を機外に排出するための第一の排気口を備えた空気浄化装置であって、前記空気浄化装置の底部に放電手段と、前記空気浄化装置の底面において、前記放電手段の下方に第二の排気口を備え、気流の一部を、前記第二の排気口に供給するための開口部を前記ケーシングに設けた空気浄化装置である。

この構成により、空気浄化装置の内部には送風手段のケーシングの開口部から第二の排気口につながる風路が形成され、その風路を通る空気が、第二の排気口の手前に設けた放電手段を通過するときに、空気中の気体分子や粒子を放電手段によって帯電させ、それらを第二の排気口から機外に排出するという作用をもたらす。

この作用により、帯電した気体分子や粒子が第二の排気口から排出されてすぐに床面に到達し、静電気力で床面に付着している塵埃と接触することによって、床面の塵埃を電気的に中和して除電させることができる。その結果、床面との付着力を失った塵埃は、空気浄化装置の吸い込み気流に誘引されて床面から離れるため、従来、空気浄化装置の下に溜まりやすかった塵埃を除去して回収するという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１における空気浄化装置の透視図 同空気浄化装置の側面からの内部構成を示す図 同空気浄化装置の送風手段の位置における、正面からの内部構成を示す図 同放電手段の斜視図 同空気浄化装置の放電手段の位置における、動作を示す側面からの図 従来の空気浄化装置の側面からの内部構成を示す図

本発明の請求項１記載の集塵装置は、空気を取り込むための吸気口と、空気中の塵埃を除去する集塵手段と、気流を発生させるための、ケーシングを有した送風手段と、空気を機外に排出するための第一の排気口を備えた空気浄化装置であって、前記空気浄化装置の底部に放電手段と、前記空気浄化装置の底面において、前記放電手段の下方に第二の排気口を備え、気流の一部を、前記第二の排気口に供給するための開口部を前記ケーシングに設けたものである。

この構成により、空気浄化装置の内部には送風手段のケーシングの開口部から第二の排気口につながる風路が形成され、その風路を通る空気が、第二の排気口の手前に設けた放電手段を通過するときに、空気中の気体分子や粒子を放電手段によって帯電させ、それらを第二の排気口から機外に排出するという作用をもたらす。

この作用により、帯電した気体分子や粒子が第二の排気口から排出されてすぐに床面に到達し、静電気力で床面に付着している塵埃と接触することによって、床面の塵埃を電気的に中和して除電させることができる。その結果、床面との付着力を失った塵埃は、空気浄化装置の吸い込み気流に誘引されて床面から離れるため、従来、空気浄化装置の下に溜まりやすかった塵埃を除去して回収するという効果を奏する。

（実施の形態１）
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。

図１〜図３に示すように、空気浄化装置１は、両側面に側面吸気口２と底面に下面吸気口３を備え、空気中の塵埃を除去する集塵手段４と、気流を発生させるための送風手段５と、空気を機外に排出するための第一の排気口６を備えている。空気浄化装置１の底部には放電手段７と、空気浄化装置１の底面において、放電手段７の下方に第二の排気口８を備え、送風手段５のケーシング１３には、気流の一部を第二の排気口８に供給するための開口部９を備えている。

また、空気浄化装置１を持ち上げることなく設置床面を移動させることが可能となるように、空気浄化装置１の底面にはキャスター１０を設けている。これにより、空気浄化装置１の底面と設置床面との間に一定高さの空間を確保することができる。

次に、空気浄化装置１の気流について説明する。送風手段５が動作することによって、空気浄化装置１の内部には気流が発生し、それによって、側面吸気口２及び下面吸気口３から空気浄化装置１の内部に空気が導入される。空気中に含まれる塵埃は、集塵手段４によって除去され、空気は浄化される。浄化された空気は送風手段５を通過し、その空気の大部分は第一の排気口６から機外に排出され、残りの一部の空気は、開口部９から放電手段７を通過し、第二の排気口８から機外に排出される。

次に空気浄化装置１の各部位の説明をする。側面吸気口２と下面吸気口３は、外気を空気浄化装置１に吸い込むための空気導入口であり、複数の穴を連続的にグリッド状又はスリット状に並べた形態である。仕切りのないひとつの開口であっても空気の吸引には差し支えないが、筐体の強度を保つためには仕切りがある方がよい。

集塵手段４は、例えばＨＥＰＡなどのプリーツ状の集塵フィルタや、平板状の不織布フィルタが有効で、円筒状のサイクロン集塵器をひとつ又は複数並べて構成したものも有効である。

送風手段５は、図３に示すような、羽根１１、モータ１２、ケーシング１３で構成される一般的な送風ファンを指すもので、シロッコファンやターボファンなどがそれに当てはまる。それらのファンであれば、集塵フィルタなどの静圧の高い集塵手段４を搭載した場合においても十分な風量を確保することができる。

第一の排気口６は、浄化した空気を機外に排出するための吹き出し口の役割であり、送風手段５のケーシング１３と接続している。第一の排気口６には複数の小さな穴又は細いスリットを並べて形成することで、人為的に異物を空気浄化装置１の中に投入されないようにしている。

本発明においては、送風手段５のケーシング１３に開口部９を設けていて、開口部９と第二の排気口８を結ぶ風路を形成している。送風手段５を通過する気流の一部は開口部９から第二の排気口８から機外に排出されるとき、放電手段７を通過する。開口部９は、ケーシングの任意の場所に設けたスリット状又は、ノズル形状を持つ吹き出し口であり、第二の排気口８から空気を排出させるものであれば、形状や穴の大きさに制約はなく、第一の排気口６と第二の排気口８から排出される空気量の比率に応じて任意に設計されるものである。

気体分子や粒子は放電手段７によって帯電するが、空気が機外に排出されて広い空間に拡散していくときに、他の気体分子や粒子と接触することによって気体分子や粒子の帯電は消失する。第二の排気口８は、放電手段７によって帯電した気体分子や粒子が、機外に排出された後、すぐに床面の塵埃と接触することを意図して、空気浄化装置１の底面に配置されるものである。

放電手段７は、放電電極１４とアース電極１５を一対にした構成で、両電極を電源１６と接続し、両電極間に高電圧を印加することによってコロナ放電を発生させるものである。図３において、放電手段７は空気浄化装置１の底部に、横に長い形状として描いているが、これは、第二の排気口８から排出される空気が、より大きな面となって外部に吹き出るように設計されたものであり、放電手段７の大きさや形状は任意に設計してよい。

コロナ放電が起こる空間では、空気を構成する気体分子又は空気中の浮遊粒子が電子を失う又は電子を受けることによって正又は負に帯電する。帯電した気体分子又は粒子は、気流に乗って第二の排気口８から空気浄化装置１の外に排出されると、空気浄化装置１の下の床面において、静電気力によって床面に付着している塵埃と接触する。その接触によって気体分子又は粒子、及び床面の塵埃は電気的に中和して除電されるため、床面の塵埃は付着力を失う。空気浄化装置１の運転中は、その周囲の空間内に、側面吸気口２又は下面吸気口３へ吸い込まれる気流が存在するため、空気浄化装置１の下の床面では、除電された塵埃が気流に誘引されて床面から離れ、空気浄化装置１に取り込まれ、集塵手段４によって除去される。

下面吸気口３は、図５に示すように、第二の排気口８と同じく空気浄化装置１の底面に設けていて、空気浄化装置１と床面との空間において、第二の排気口８から下面吸気口３に向かう気流が発生するように考慮した配置である。また、下面吸気口３、放電手段７、第二の排気口８は、空気浄化装置の横幅方向に長い形状としている。この配置で得られる気流と形状によって、第二の排気口８から、広い幅を有して機外に排出された空気が、帯電した気体分子や粒子を伴って空気浄化装置１の下の床面全体を走査しながら下面吸気口３の方向に流れるため、塵埃の除電効果が床面全体に行き渡り、空気浄化装置１の下に溜まりやすい塵埃を効果的に回収することができる。

電源１６は交流と直流のいずれでもよいが、交流であれば、コロナ放電領域１７において、正に帯電した気体分子と負に帯電した気体分子の両方が発生するため、床面上に付着する塵埃が正、負いずれに帯電していても、逆の極性に帯電した気体分子との接触によって電気的に中和し、除電される。

電源１６が直流であれば、印加する極性を一定時間毎に交互に切り替える仕様とすることによって、電源１６が交流である場合と同じように、床面上の塵埃を除電する効果を得ることができる。

放電手段７に用いる電極の具体的な構成例として、図４に示すように、先端が針状に尖った複数の放電電極１４を一定間隔で並列させて支持体１８に固定し、薄い金属板をアース電極１５として配したものが考えられる。放電電極１４の先端とアース電極との間には、両電極間にコロナ放電が発生するように、適切な距離を設ける必要があるが、電源１６の電圧によっては両極間に火花放電が生じるため、電圧も考慮にいれなければならない。例えば電源１６の電圧が５ｋＶである場合、両電極間の距離は５〜１０ｍｍにするのが適当である。また、放電電極１４は耐摩耗性に優れた導電性の材質がよく、ＳＵＳ３０４やセラミックスなどが適する。一方、アース電極は導電性の材質がよく、ＳＵＳ３０４やアルミニウム製などが適する。

図４におけるアース電極１５には、それぞれの放電電極１４の先端の延長線上に円形の孔１９を設けている。これにより、気流の通気抵抗を小さくすることができるとともに、放電電極１４の先端が向いている方向に発生して流れるイオン風を、孔１９から通過させて、第二の排気口８から機外に出すという作用ももたらす。したがって、送風手段５が停止しているときでも、放電手段７において帯電する気体分子を、同じく放電手段７で発生するイオン風に乗せて空気浄化装置１の下の床面に行き届かせることができる。コロナ放電領域１７では、活性エネルギーの高い気体分子も発生するため、床面上の微生物に対して殺菌作用をもたらすという効果も得られる。

孔１９の大きさは、大きいほど通気抵抗を減らす効果が得られて好都合であるが、放電電極１４からの距離が大きくなると、コロナ放電をはっせいさせるために、より高い電圧が必要となるため、限度がある。電源１６の電圧が例えば５ｋＶである場合は、孔１９の半径は１０ｍｍ以下が望ましい。

本発明の空気浄化装置は、家庭の居室空間における空気中の塵埃を捕集することで、浄化された空気を室内に供給するもので、床面に付着する塵埃を除電することで、より集塵効果を高め、また、床面に殺菌作用をもたらす空気清浄機に適用することができる。

１ 空気浄化装置
２ 側面吸気口
３ 下面吸気口
４ 集塵手段
５ 送風手段
６ 第一の排気口
７ 放電手段
８ 第二の排気口
９ 開口部
１０ キャスター
１１ 羽根
１２ モータ
１３ ケーシング
１４ 放電電極
１５ アース電極
１６ 電源
１７ コロナ放電領域
１８ 支持体
１９ 孔
１０１ 空気浄化装置
１０２ 吸気口
１０３ 集塵フィルタ
１０４ 送風ファン
１０５ 排気口
１０６ キャスター

Claims (1)

1. 空気を取り込むための吸気口と、
   空気中の塵埃を除去する集塵手段と、
   気流を発生させるための、ケーシングを有した送風手段と、
   空気を機外に排出するための第一の排気口を備えた空気浄化装置であって、
   前記空気浄化装置の底部に放電手段と、
   前記空気浄化装置の底面において、前記放電手段の下方に第二の排気口を備え、
   気流の一部を、前記第二の排気口に供給するための開口部を前記ケーシングに設けたことを特徴とする空気浄化装置。

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