JP2015230145A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】集塵能力や脱臭能力を損なうことなく騒音を抑制した空気清浄機を提供する。【解決手段】空気清浄機１は、空気抵抗が小さい２台の電気集塵機からなる集塵ユニット２２と、２枚の放熱板２３ｃが脱臭フィルタ２３ａの一部のみを覆うよう構成したことによって空気抵抗を小さくした脱臭ユニット２３と、騒音の少ないターボファン２５ａを有する送風機２５とを有する。そして、本体部内部において、上面吸込口１３ａ、右側面吸込口および左側面吸込口１３ｃから上面吹出口１４ａ、右側面吹出口および左側面吹出口１４ｃに向かう方向に、集塵ユニット２２、脱臭ユニット２３、送風機２５の順に配置される。このとき、ファンモータ２５ｂの中心の高さを、集塵ユニット２２の第１電気集塵機２２ａと第２電気集塵機２２ｂとの間の空間の高さに合せるように、集塵ユニット２２および送風機２５を配置するのが望ましい。【選択図】図３

Description

本発明は、集塵ユニットおよび脱臭ユニットを備えた空気清浄機に関する。

従来、空気清浄機として、本体筐体内に設けられた送風機の駆動によって本体筐体内に吸い込んだ空気を、集塵フィルタと加湿ユニットと脱臭ユニットとに順次通過させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の空気清浄機は、空気吸込口から本体筐体内に吸い込んだ空気を空気吹出口へ導く送風路を有し、空気吸込口から空気吹出口へ向かう方向に順に、プレフィルタ、集塵フィルタ、脱臭ユニット、加湿ユニット、送風機が配置されている。

プレフィルタは、例えば糸状のＰＥＴ材を編み込んで網目構造に形成されている。集塵フィルタは、例えば不織布をプリーツ形状に形成してなる。加湿ユニットは、プリーツ形状を有する加湿フィルタと加湿フィルタに水を供給する貯水タンクとで構成される。脱臭ユニットは、臭気成分を吸着して分解する触媒フィルタと、この触媒フィルタ全体を覆う加熱部とで構成され、加熱部で触媒フィルタを加熱して触媒フィルタの脱臭能力を再生する。送風機は、回転数可変のファンモータと、ファンモータの出力軸に接続されたシロッコファンとで構成される。

送風機の駆動により空気吸込口から送風路に吸い込まれた空気は、プレフィルタおよび集塵フィルタを通過する際に空気に含まれる塵埃が除去され、加湿ユニットを通過する際に加湿され、脱臭ユニットを通過する際に空気に含まれる臭気成分が除去される。このようにして浄化された空気は、送風機の駆動により空気吹出口から室内に吹き出される。

特開２０１４−５２０８４号公報

特許文献１に記載の空気清浄機では、静圧が高いシロッコファンを採用しているので、空気抵抗の大きい集塵フィルタや脱臭ユニットを用いても空気の浄化に必要な風量を確保できる。しかし、上述したように、シロッコファンは静圧が高いため、空気清浄機の静粛性を高めるには限界があった。一方、静圧が低いファンでは集塵フィルタや脱臭ユニットの空気抵抗によって、空気の浄化に必要な風量を確保できず、必要な集塵能力や脱臭能力が得られない虞があった。

本発明は以上述べた問題点を解決し、必要な集塵能力や脱臭能力を得るとともに騒音を抑制した空気清浄機を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するものであって、本発明の空気清浄機は、筐体内に空気を吸い込む空気吸込口と、筐体内から外部へ空気を吹き出す空気吹出口と、空気吸込口と空気吹出口とを連通させる通風路を備える本体部とを有する。本体部内には、取り込んだ空気を除塵する集塵ユニットと、取り込んだ空気を脱臭する脱臭ユニットと、送風機とを備えている。そして、集塵ユニットは、電気集塵機で構成され、脱臭ユニットは、多孔構造を有する基材に臭気成分を分解および／または吸着する脱臭層が設けられている脱臭フィルタを有し、脱臭フィルタが本体部内に露出するように配置され、送風機は、ターボファンとこのターボファンを回転させるファンモータとを有する。

本発明の空気清浄機は、空気抵抗の小さい電気集塵機からなる集塵ユニットと、多孔構造とすることで空気抵抗を小さくした脱臭ユニットと、ターボファンを有する送風機とを備えている。このため、シロッコファンより静圧が低い、つまり、同じ空気抵抗がある場合においてシロッコファンより風量が小さいターボファンを用いても、空気清浄機内部での空気流量を十分確保できるので、必要な集塵能力や脱臭能力を得ることができる。また、ターボファンを用いることによって、シロッコファンを用いる場合と比べて騒音を抑制でき、空気清浄機の静粛性を改善できる。

本発明の実施形態における、空気清浄機の外観斜視図である。 本発明の実施形態における、空気清浄機の上面図である。 図１におけるＸ−Ｘ断面図である。 図１におけるＹ−Ｙ断面図である。 本発明の実施形態における要部斜視図であり、集塵ユニットの配置説明図である。 本発明の実施形態における要部斜視図であり、脱臭ユニットおよび加湿ユニットの配置説明図である。 本発明の実施形態における要部斜視図であり、送風機の配置説明図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１および図２に示すように、本発明の一実施形態である空気清浄機１は、各々合成樹脂材で成形された天面パネル１１ａ、右側面パネル１１ｂ、左側面パネル１１ｃ、底部１１ｄで略直方体状に形成された本体部１１を有し、本体部１１の一方の面に合成樹脂材で成形された前面パネル１２が配置され、他方の面に合成樹脂材で成形されたリアパネル１４が配置されている。尚、以降の説明において、必要に応じ本体部１１の前面パネル１２配置側を本体部前面側、本体部１１のリアパネル１４配置側を本体部背面側と称する。

前面パネル１２の前方には、合成樹脂材で成形されたフロントパネル１３が配置され、このフロントパネル１３と前面パネル１２との間に、本発明の空気吸込口である上面吸込口１３ａ、右側面吸込口１３ｂ、および左側面吸込口１３ｃが形成される。また、本体部１１とリアパネル１４との間に、本発明の空気吹出口である上面吹出口１４ａ、右側面吹出口１４ｂ、および左側面吹出口１４ｃが形成される。空気清浄機１では、上面吸込口１３ａ、右側面吸込口１３ｂ、および左側面吸込口１３ｃから本体部１１に吸い込んだ空気を、上面吹出口１４ａ、右側面吹出口１４ｂ、および左側面吹出口１４ｃから室内に吹き出す間に、空気の除塵・加湿および脱臭処理が行われるようになっている。
尚、図３および図４に示すように、上面吸込口１３ａ、右側面吸込口１３ｂ、および左側面吸込口１３ｃと、上面吹出口１４ａ、右側面吹出口１４ｂ、および左側面吹出口１４ｃとを連通する本体部１１内部の空間が、本発明の空気清浄機１における通風路１０となる。

空気清浄機１の上面部には、上面吸込口１３ａの一部を覆うように操作部１５が設けられている。操作部１５は、電源ボタンや運転モード切り換えボタン等の空気清浄機１を操作するボタンが配置されるとともに、空気清浄機１の運転状態や図示しない塵埃センサ等の検出器における検出結果を表示する表示部が配置されている。

図３に示すように、空気清浄機１の本体部１１内部の通風路１０には、上面吸込口１３ａ、右側面吸込口１３ｂ、および左側面吸込口１３ｃから上面吹出口１４ａ、右側面吹出口１４ｂ、および左側面吹出口１４ｃに向かって順に、プレフィルタ２１、集塵ユニット２２、脱臭ユニット２３、加湿ユニット２４、送風機２５が配置されている。

プレフィルタ２１は、例えば糸状のＰＥＴ材を編みこんで網目構造としたものであり、本体部１１内部に吸い込まれる空気に含まれる塵埃を捕集する。図４に示すように、プレフィルタ２１は、本体部前面側に向かって凸となるようなアーチ形状に形成されているので、プレフィルタ２１を平坦な形状とする場合と比べて、上面吸込口１３ａ、右側面吸込口１３ｂ、および左側面吸込口１３ｃから本体部１１内部に吸い込まれた空気がプレフィルタ２１を通過する面積が大きくなるので、より多くの塵埃を捕集することができる。

図３および図５に示すように、集塵ユニット２２は、第１電気集塵機２２ａと第２電気集塵機２２ｂとで構成されており、第１電気集塵機２２ａと第２電気集塵機２２ｂとは上下方向に並べて配置されている。第１電気集塵機２２ａおよび第２電気集塵機２２ｂは、図示しない放電電極と集塵電極とを有し、放電電極によるコロナ放電によりプレフィルタ２１で捕集できなかった細かな塵埃や花粉等を帯電させ、帯電した塵埃や花粉等を集塵電極で捕集する。第１電気集塵機２２ａおよび第２電気集塵機２２ｂは、主に上述した放電電極や集塵電極、および、これらを保持する筐体で形成されているので、集塵ユニット２２は、背景技術で説明した不織布をプリーツ形状に形成した集塵フィルタに比べて空気抵抗が小さい。尚、図５においては、集塵ユニット２２（第１電気集塵機２２ａおよび第２電気集塵機２２ｂ）が視認しやすいようにするために、フロントパネル１３の描画を省略している。

図３、図４および図６に示すように、脱臭ユニット２３は、脱臭フィルタ２３ａと加熱手段である加熱部２３ｆとを有する。図６に示すように、脱臭フィルタ２３ａは、例えば、平板材と波形に連続屈曲した屈曲材とを交互に積層してなる波形構造やハニカム構造のような多孔構造の基材を円板形状に形成してなり、その基材２３ａａに臭気成分を吸着して分解する触媒層２３ａｂを設けたものである。図３および図４に示すように、加熱部２３ｆは、ＰＴＣヒータ２３ｂと、２枚の放熱板２３ｃと、２個の断熱材２３ｄと、２個のケース２３ｅとで構成される。ＰＴＣヒータ２３ｂは、２枚の放熱板２３ｃのうち本体部前面側に配置された放熱板２３ｃに取り付けられて、２枚の放熱板２３ｃを加熱する。２枚の放熱板２３ｃは、各々が略三角形状に形成された金属板であり、図３および図４に示すように、脱臭フィルタ２３ａの一部を覆うように配置される。２枚の放熱板２３ｃは、脱臭フィルタ２３ａの中央部に位置する箇所や脱臭フィルタ２３ａの外径側で接触するように構成されているので、ＰＴＣヒータ２３ｂにより本体前面側に配置された放熱板２３ｃだけではなく、本体背面側の放熱板２３ｃも加熱される。断熱材２３ｄは、ＰＴＣヒータ２３ｂや放熱板２３ｃを覆うように配置されてＰＴＣヒータ２３ｂや放熱板２３ｃからの熱が外部に逃げることを抑制する。ケース２３ｅは、ＰＴＣヒータ２３ｂや放熱板２３ｃや断熱材２３ｄを保持できる形状に形成されている。
このように、脱臭フィルタ２３ａは多孔構造を有しており、また、加熱部２３ｆが脱臭フィルタ２３ａの一部のみ覆う構造となっているので、脱臭フィルタ２３ａの空気抵抗は小さい。

脱臭フィルタ２３ａの脱臭能力を再生するときは、ＰＴＣヒータ２３ｂにより２枚の放熱板２３ｃを加熱し、２枚の放熱板２３ｃにより覆われた脱臭フィルタ２３ａの一部を加熱する。図示しないモータによって脱臭フィルタ２３ａを回転させながら脱臭フィルタ２３ａを加熱することによって、脱臭フィルタ２３ａの触媒層２３ａｂに吸着されていた臭気成分の分解が促進され、脱臭フィルタ２３ａの脱臭能力が再生される。尚、脱臭フィルタ２３ａが回転するのではなく、放熱板２３ｃが移動することによって脱臭フィルタ２３ａを加熱してもよい。また、脱臭ユニット２３は上記に限らず、加熱手段（ＰＴＣヒータ２３ｂおよび放熱板２３ｃ）を設けず、触媒層の代わりに活性炭のような臭気成分の吸着材を基材に添加した脱臭フィルタで脱臭ユニットを構成し、吸着能力が低下すれば新しい脱臭フィルタに交換するようにしてもよい。

図３、図４および図６に示すように、加湿ユニット２４は、加湿フィルタ２４ａと水を貯留する貯水タンク２４ｂとを有する。加湿フィルタ２４ａは、円板形状に形成されてその一部が貯水タンク２４ｂに溜められた水に浸った状態で回転軸により回転可能に支持されており、図示しないモータにより回転するようになっている。尚、加湿ユニット２４は上記に限らず、回転によって水分を吸い上げる加湿フィルタ２４ａに代えて、毛細管現象によって水分を吸い上げる加湿フィルタであってもよい。また、図６においては、脱臭ユニット２３や加湿ユニット２４が視認しやすいようにするために、フロントパネル１３や底部１１ｄ以外の本体部１１を構成する部材、集塵ユニット２２等の描画を適宜省略している。

図３、図４および図７に示すように、送風機２５は、ターボファン２５ａとファンモータ２５ｂとを有する。ターボファン２５ａは、合成樹脂材で形成されており、ファンモータ２５ｂの出力軸に接続されている。ファンモータ２５ｂは回転数可変であり、ファンモータ２５ｂが回転することでターボファン２５ａも回転し、ターボファン２５ａの回転によって、空気清浄機１内部へ空気が流入あるいは空気清浄機１内部から空気が流出する。尚、図７においては、送風機２５が視認しやすいようにするために、フロントパネル１３や底部１１ｄ以外の本体部１１を構成する部材、集塵ユニット２２、脱臭機集ユニット２３、加湿ユニット２４等の描画を適宜省略している。

以上説明した構成を有する空気清浄機１において、使用者が操作部１５を操作して空気清浄機１の運転を開始すると、送風機２５が駆動するとともに、集塵ユニット２２の第１電気集塵機２２ａおよび第２電気集塵機２２ｂに通電が開始され、加湿ユニット２４の加湿フィルタ２４ａが回転を開始する。送風機２５が駆動すると、上面吸込口１３ａ、右側面吸込口１３ｂ、および左側面吸込口１３ｃから本体部１１内部に空気が吸い込まれる。

本体部１１内部に吸い込まれた空気は、１）通風路１０における脱臭ユニット２３の下部と加湿ユニット２４の上部とが前後方向に重なって配置される箇所では、プレフィルタ２１→集塵ユニット２２→脱臭ユニット２３→加湿ユニット２４の順に、２）通風路１０における脱臭ユニット２３の下部と加湿ユニット２４の上部とが前後方向に重なって配置されていない箇所では、プレフィルタ２１→集塵ユニット２２→脱臭ユニット２３の順に、または、プレフィルタ２１→集塵ユニット２２→加湿ユニット２４の順に、それぞれ流れて、上面吹出口１４ａ、右側面吹出口１４ｂ、および左側面吹出口１４ｃから空気清浄機１が設置された室内に吹き出される。

上記のように空気清浄機１内部の通風路１０を空気が通過する際に、プレフィルタ２１および通電されている集塵ユニット２２で塵埃や花粉が除去される。また、脱臭ユニット２３で臭気成分が除去されるとともに、加湿ユニット２４で加湿される。尚、上述したように、脱臭ユニット２３より各空気吸込口側に集塵ユニット２２が配置されているので、脱臭ユニット２３に流入する空気は塵埃や花粉等が除去されており、塵埃や花粉等によって脱臭ユニット２３の脱臭フィルタ２３ａが目詰まりすることがない。

以上説明したように、本実施形態の空気清浄機１は、２台の電気集塵機からなる集塵ユニット２２と、２枚の放熱板２３ｃが脱臭フィルタ２３ａの一部のみを覆うよう構成された脱臭ユニット２３と、ターボファン２５ａを有する送風機２５とを有する。そして、前述したように、集塵ユニット２２は、背景技術で説明した不織布をプリーツ形状に形成した集塵フィルタに比べて空気抵抗が小さく、また、脱臭ユニット２３も、背景技術で説明した触媒フィルタとほぼ同面積となるよう形成された板形状の加熱部を有する脱臭ユニットに比べて空気抵抗が小さい。これにより、シロッコファンと比べて静圧が低い、つまり、同じ空気抵抗がある場合においてシロッコファンより風量が小さいが、シロッコファンと比べて効率が高く騒音が小さいターボファン２５ａを送風機２５に用いることができるので、必要な集塵能力や脱臭能力を確保しつつ騒音を抑制した空気清浄機１を実現できる。尚、ターボファン２５ａは、シロッコファンが備えるスクロールハウジングが不要なことから、シロッコファンより小型化と薄型化ができる。このため、上述した距離Ｌを確保しつつ、必要以上に空気清浄機１の筐体寸法が大きくなることを防ぐことができる。

また、集塵ユニット２２や脱臭ユニット２３の空気抵抗が小さいので、図３乃至図７に示したように、上面吸込口１３ａ、右側面吸込口１３ｂ、および左側面吸込口１３ｃから上面吹出口１４ａ、右側面吹出口１４ｂ、および左側面吹出口１４ｃに向かって、集塵ユニット２２、脱臭ユニット２３、加湿ユニット２４、送風機２５の順に並べて配置しても空気抵抗がさほど大きくならないので、送風機２５の駆動によって本体部１１内部の通風路１０を流れる空気量が低下しない。そして、上記のように各構成を並べて配置することによって、本体部１１が前後（奥行き）方向の寸法が長くなり、かつ、本体部１１の前面側に各空気吸込口を配置し本体部１１の背面側に各空気吹出口を配置しているので、図４に示す各空気吸込口と各空気吹出口との距離Ｌを大きくすることができる。これにより、各空気吹出口から室内に吹き出された空気がすぐに各空気吸込口から空気清浄機１内部に吸い込まれる、所謂空気吸込口と空気吹出口との間のショートサーキットの発生が抑制される。

上述したショートサーキットが発生しづらい距離Ｌを実現できるので、本体部１１前方の上端部、右側端部、左側端部の３方向から空気清浄機１内部に空気を吸込むための上面吸込口１３ａ、右側面吸込口１３ｂ、および左側面吸込口１３ｃを備えることができ、また、本体部１１後方の上端部、右側端部、左側端部から３方向へ空気を吹き出すための上面吹出口１４ａ、右側面吹出口１４ｂ、および左側面吹出口１４ｃを備えることができる。従って、空気吸込口および空気吹出口の面積を大きくでき、空気の吸い込み量や吹き出し量を十分に確保できるとともに、３方向からの空気の吸い込みおよび吹き出しを行うことで、空気清浄機１が設置された室内の空気をまんべんなく吸い込んで集塵・加湿および脱臭し、浄化した空気を吹き出して室内に行き渡らせることができる。

尚、図３の線分Ｐに示すように、ファンモータ２５ｂの中心の高さを、集塵ユニット２２の第１電気集塵機２２ａと第２電気集塵機２２ｂとの間の空間の高さに合せるように、集塵ユニット２２および送風機２５を配置することが望ましい。ファンモータ２５ｂの中心付近には、ターボファン２５ａの回転による空気の流れが少ないため、本体部１１内部におけるファンモータ２５ｂの中心付近の空間での空気の流れは少ない。そこで、集塵ユニット２２のうち空気が通過しても集塵能力のない第１電気集塵機２２ａと第２電気集塵機２２ｂとの間の空間の高さを、ファンモータ２５ｂの中心の高さに合わせることによって、空気の流れが多いターボファン２５ａの羽根が存在する空間に第１電気集塵機２２ａと第２電気集塵機２２ｂとを配置することとなるので、効率的に集塵ユニット２２での除塵が行える。

以上説明した通り、本発明の空気清浄機は、空気抵抗の小さい電気集塵機からなる集塵ユニットと、多孔構造の基材に触媒層を設けた脱臭フィルタ２３ａを送風路内に露出させることで空気抵抗を小さくした脱臭ユニットと、ターボファンを有する送風機とを備えている。このため、シロッコファンより静圧が低い、つまり、同じ空気抵抗がある場合においてシロッコファンより風量が小さいターボファンを用いても、空気清浄機内部での空気流量を十分確保できるので、必要な集塵能力や脱臭能力を得ることができる。また、ターボファンを用いることによって、シロッコファンを用いる場合と比べて騒音を抑制でき、空気清浄機の静粛性を改善できる。

１ 空気清浄機
１０ 通風路
１１ 本体部
１２ 前面パネル
１３ フロントパネル
１３ａ 上面吸込口
１３ｂ 右側面吸込口
１３ｃ 左側面吸込口
１４ リアパネル
１４ａ 上面吹出口
１４ｂ 右側面吹出口
１４ｃ 左側面吹出口
１５ 操作部
２１ プレフィルタ
２２ 集塵ユニット
２２ａ 第１電気集塵機
２２ｂ 第２電気集塵機
２３ 脱臭ユニット
２３ａ 脱臭フィルタ
２３ａａ 基材
２３ａｂ 触媒層
２３ｂ ＰＴＣヒータ
２３ｃ 放熱板
２３ｆ 加熱部
２４ 加湿ユニット
２４ａ 加湿フィルタ
２４ｂ 貯水タンク
２５ 送風機
２５ａ ターボファン
２５ｂ ファンモータ

Claims (5)

1. 筐体内に空気を吸い込む空気吸込口と、筐体内から外部へ空気を吹き出す空気吹出口と、前記空気吸込口と前記空気吹出口とを連通させる通風路を備える本体部とを有し、
   前記本体部内に、取り込んだ空気を除塵する集塵ユニットと、取り込んだ空気を脱臭する脱臭ユニットと、送風機とを備えた空気清浄機であって、
   前記集塵ユニットは電気集塵機で構成され、
   前記脱臭ユニットは、多孔構造を有する基材に臭気成分を分解および／または吸着する脱臭層が設けられている脱臭フィルタを有し、同脱臭フィルタが前記本体部内に露出するように配置され、
   前記送風機は、ターボファンと、同ターボファンを回転させるファンモータとを有する、
   ことを特徴とする空気清浄機。
2. 前記本体部内において、前記空気吸込口から前記空気吹出口に向かう方向に、前記集塵ユニット、前記脱臭ユニット、前記送風機の順に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。
3. 前記脱臭層は、加熱により臭気成分の分解が促進される触媒層であり、
   前記脱臭ユニットは、前記脱臭フィルタの一部を覆うように形成され同脱臭フィルタを加熱する加熱手段を有する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気清浄機。
4. 前記脱臭フィルタは、円板形状に形成されて前記本体部内に回転可能に支持されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至３に記載の空気清浄機。
5. 前記空気吸込口は、本体部前面側に配置される上面吸込口、右側面吸込口、および、左側面吸込口とで構成され、
   前記空気吹出口は、本体部背面側に配置される上面吹出口、右側面吹出口、および、左側面吹出口とで構成される、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の空気清浄機。

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