JP2016090187A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】送風の方向及び強さを自動で変化させることにより空気清浄機能を高めることが可能な安全でより快適な空気清浄機を提供する。
【解決手段】上部及び下部に各々吸排気口３が形成される筐体２と、筐体２の内部に形成されて上部の吸排気口３ａと下部の吸排気口３ｂとを繋ぐ流路１４と、流路１４の内部に配設される電気集塵機６と、流路１４の内部に設けられて送風の向きを正逆切り替え可能なファン７と、を備え、上部の吸排気口３ａから空気を吸入して下部の吸排気口３ｂから吹き出す動作と、下部の吸排気口３ｂから空気を吸入して上部の吸排気口３ａから吹き出す動作と、を実行する。これにより、空気の滞留を減らして空気清浄機能を高めることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気清浄機に関し、特に、上部及び下部に吸排気口を有する空気清浄機に関する。

従来、空気清浄機として、電気集塵機やオゾン発生装置を備え、静電気やオゾンを利用して空気清浄を行うものが知られている。この種の空気清浄機においては、吸気口から空気を取り入れて清浄化し、その清浄化された空気を排気口から吹き出している。

例えば、特許文献１に開示された空気清浄機は、カラム状（円柱状）の形態を成すハウジングと、そのハウジングの内部に設けられる静電空気清浄化ユニットと、前記ハウジング内に清浄化する空気を流すためのファンユニットと、を有する。前記ハウジングに形成されるインレットノズルを介して吸入された空気は、静電空気清浄化ユニットに流入する。空気が静電空気清浄化ユニットを通過すると清浄化され、その清浄化された空気はアウトレット開口を介して空気清浄装置から吹き出される。

また、特許文献２に開示された空気清浄機は、ケース本体の正面部下部に長手方向に沿って吸気口が形成されており、この吸気口からケース本体内に空気を吸引する。ケース本体の正面上部には長手方向に沿って排気口が形成され、ケース本体内に吸引された空気は、前記排気口から排出される。また、同文献記載の空気清浄機には、直管形のオゾン管が横向きの状態でケース本体内に着脱自在に取り付けられている。オゾン管には、透明なガラス管の両端に電極コイルが対向するようにして封止されている。この両電極コイルに通電することにより交流電圧が印加され、これによりオゾン管から紫外線が照射されてケース本体内で空気中の酸素を吸収してオゾンが生成される。

特表平１１−５０４５６５号公報（第９頁、第１図） 特許第５３６６０２７号公報（第３〜４頁、第１図）

しかしながら、上記した従来技術では、空気清浄機能を高める観点から改善の余地があった。例えば、従来技術のように吸気口から吸気して排気口から吹き出す構成では、清浄化された空気が同じ方向へ吹き出されることになり、室内に空気の滞留が発生し易いという問題点があった。

また、オゾンを利用する場合、人体への健康被害を防止するため、オゾンの濃度を適切に管理することが必要である。また、高濃度のオゾンを含む風が人体に直接当たらないようにする等の配慮も必要である。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、送風の方向及び強さを自動で変化させることにより空気清浄機能を高めることが可能な快適で安全性の高い空気清浄機を提供することにある。

本発明の空気清浄機は、上部及び下部に各々吸排気口が形成される筐体と、前記筐体の内部に形成されて前記上部の吸排気口と前記下部の吸排気口とを繋ぐ流路と、前記流路の内部に配設される電気集塵機と、前記流路の内部に設けられて送風の向きを正逆切り替え可能なファンと、を備え、前記上部の吸排気口から空気を吸入して前記下部の吸排気口から吹き出す動作と、前記下部の吸排気口から空気を吸入して前記上部の吸排気口から吹き出す動作と、を実行することを特徴とする。

本発明の空気清浄機によれば、ファンを制御することにより空気の流れを正逆切り替える。即ち、上部の吸排気口から空気を吸入して下部の吸排気口から吹き出す動作と、下部の吸排気口から空気を吸入して上部の吸排気口から吹き出す動作と、を実行して空気の流れに変化を与える。これにより、空気の滞留を減らして空気清浄機能を高めることができる。

また、前記上部の吸排気口から空気を吸入して前記下部の吸排気口から吹き出す動作と、前記下部の吸排気口から空気を吸入して前記上部の吸排気口から吹き出す動作と、を交互に繰り返す。これにより、室内の空気清浄を素早く行うことができる。

また、本発明の空気清浄機は、空気清浄機内の空気の流路内部にオゾンを発生させるオゾン発生部を備えている。これにより、発生されたオゾンを室内に対流させて、空気の減菌及び脱臭を行うことができる。

また、前記オゾン発生部は、前記流路内を流れる空気を加熱するヒータ回路を備える。これにより、オゾンを熱拡散により室内にゆっくりと拡散させることができる。

また、空気清浄機には人体センサを備えていても良い。前記オゾン発生部を利用する運転を行い空気清浄機付近に人体を検知した場合、空気清浄機の運転方式を変化させて、上部の吸排気口から送風を行う動作に切り替えても良い。これにより、オゾンが含まれる空気が人体に直接当たることを抑えて、快適で安全性の高い空気清浄、減菌及び脱臭を行うことができる。

また、空気清浄機の上部及び下部に温度センサを備え、前記温度センサに基づき空気の流れを切り替えても良い。これにより、室内の上下の温度差を減らして快適な空間を提供することができる。

本発明の実施形態に係る空気清浄機の外観斜視図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄機の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄機の概略構成を示す断面略図である。 本発明の実施形態に係る空気清浄機の空気が（Ａ）上部の吸排気口より吸入され下部の吸排気口より吹き出される場合、（Ｂ）下部の吸排気口より吸入され上部の吸排気口より吹き出される場合の例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態に係る空気清浄機を図面に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る空気清浄機１の外観斜視図である。空気清浄機１は、上下方向に延在する略円筒状の形態を成す筐体２を備え、室内の床面等に設置され使用される。空気清浄機１は、設置される部屋の天井近傍に達する程度の高さを有しても良く、少なくとも、人の身長を超える程度の高さであることが好ましい。

筐体２の上部及び下部近傍の側面には、吸気及び送風を行うための吸排気口３が形成されている。詳しくは、上部の吸排気口３ａ及び下部の吸排気口３ｂは、各々が空気を吸入する吸気口としての機能と、空気を吹き出す排気口としての機能と、を併せ持つ。これにより、天井及び床面付近の広い範囲に亘って空気清浄を行うことができる。なお、本実施形態では、筐体２の上部側面及び下部側面に吸排気口３を設けているが、筐体２の側面ではなく上面若しくは下面に吸排気口３を形成しても良い。

筐体２の外面には、空気清浄機１の運転指示やその他設定を行うための操作パネル１３が設けられる。操作パネル１３は、各種指令を入力するスイッチ類等からなる入力部（図示せず）と、運転状況や各種設定値を表示する表示部（図示せず）と、を有する。
また、空気清浄機１は、筐体２の上部及び下部近傍にランプ１７を備えている。

図２は、本発明の実施形態に係る空気清浄機１の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、空気清浄機１は、電源回路４と、操作回路５と、制御回路１２と、電気集塵機６と、ファン７と、オゾン発生部８と、人体センサ９と、温度センサ１０と、オゾンセンサ１１と、を有する。

電源回路４は、外部電源１５に接続されて、外部電源１５の交流電圧を、電気集塵機６等を稼働させる操作回路５及び制御回路１２等で利用できる直流電圧に変換するものである。電源回路４の出力側には、操作回路５及び制御回路１２が接続される。

制御回路１２は、人体センサ９と、温度センサ１０と、オゾンセンサ１１と、操作パネル１３と、操作回路５と、に接続される。制御回路１２は、人体センサ９、温度センサ１０、オゾンセンサ１１及び操作パネル１３から信号を受信し、各種設定に基づき所定の演算を実行し、操作回路５の制御及び監視を行う。なお、制御回路１２は、リモコン１６からの操作信号を有線若しくは無線で受信することもできる。

人体センサ９は、例えば、赤外線式等のセンサであり、空気清浄機１周辺の人体の有無を検知する。人体センサ９によって得られた情報は、制御回路１２へと伝えられる。なお、本実施形態では人体センサ９で人体を検出するとしたが、ペット等を検知しても良い。

温度センサ１０は、筐体２（図１参照）の上部及び下部近傍に設けられ、空気清浄機１の上部及び下部近傍の温度を測定する。温度センサ１０によって得られた情報は、制御回路１２へと伝えられる。これにより、制御回路１２は、室内の状態を判断して、ファン７の回転方向、電気集塵機６、オゾン発生部８を制御しても良い。また、温度変化から、室内の熱負荷等を推測してファン７等の制御を行っても良い。

オゾンセンサ１１は、上部の吸排気口３ａ（図１参照）付近に備えられ、吸排気口３ａから吹き出される空気のオゾン濃度を測定するものである。これにより、吹き出される空気に含まれるオゾンの割合を測定し、オゾン濃度を管理することができる。

操作回路５は、制御回路１２と、電気集塵機６と、ファン７と、オゾン発生部８と、ランプ１７と、コイル１８と、に接続される。操作回路５は、制御回路１２から受けとった信号に基づき電気集塵機６、ファン７及びオゾン発生部８を稼働させ、ランプ１７を点灯させる。また、操作回路５は、コイル１８に脈流電圧を印加する。

電気集塵機６は、空気に高電圧を印加して空気中に含まれるほこり等を帯電させて集塵板に吸着させて取り除く装置であり、操作回路５に接続され、操作回路５からの命令を受けて作動する。電気集塵機６を利用することにより、フィルタを利用した場合よりもメンテナンスサイクルが長くなり、メンテナンスの回数を減らすことができる。

ファン７は、例えば、モータを一体的に備えた軸流式の送風機であり、操作回路５に接続される。操作回路５からの命令を受け、ファン７の回転の強弱及び回転の正逆を切り替えることにより空気の流れをコントロールすることができる。

オゾン発生部８は、例えば、沿面放電方式のオゾン発生器であり、操作回路５に接続される。オゾン発生部８は、操作回路５からの命令を受けオゾンを発生させる。また、オゾン発生部８は、図示しないヒータ回路を備え、空気を暖めることができる。

図３は、本発明の実施形態に係る空気清浄機１の概略構成を示す断面略図である。筐体２の内部には、上部の吸排気口３ａと下部の吸排気口３ｂとを繋ぐように空気が流れる流路１４が形成されている。流路１４内には、ファン７、電気集塵機６及びオゾン発生部８が配設される。なお、ファン７、電気集塵機６及びオゾン発生部８は、図３に示す並び方に限られるものではなく、また、夫々の数も１つに限定されない。

また、筐体２の上部に人体センサ９及び温度センサ１０ａを備え、筐体２の下部に温度センサ１０ｂを備える。なお、人体センサ９及び温度センサ１０の配置は、筐体２の上部及び下部に限定されるものではなく、また、個数も限定されない。

コイル１８は、流路１４内に配設される。コイル１８に脈流電流（例えば、パルス電圧等）を印加することにより、流路１４内に磁場が発生する。これにより、荷電粒子（帯電したほこり等）が、コイル１８によって生ずる磁界により動かされる。例えば、荷電粒子が螺旋状に移動する。荷電粒子が動かされることにより、帯電効果が高まり、集塵が促進される。つまり、電気集塵の効率が向上する。なお、コイル１８の巻き方は、空気の流れに対して図３のような横巻きに限定されるものではなく、縦巻きや斜め巻きであっても良い。また、コイル１８は、図３のように３つに限定されるものではなく、１つでも良いし、複数個所に設けられても良い。

また、電気集塵機６を構成する部材の少なくとも一部分を、非磁性材料（例えば、ステンレス鋼等）から形成しても良い。これにより、磁場による集塵促進効果を更に高めることができる。特に、磁性材料と非磁性材料とを好適に組み合わせることにより、荷電粒子を効率良く集塵板へと導くことができる。

オゾンセンサ１１は、流路１４内の上部の吸排気口３ａ付近に設けられる。なお、オゾンセンサ１１の配置は、筐体２の上部に限定されるものではなく、また、個数も１つに限定されるものではない。

また、流路１４内に、消臭剤若しくは芳香剤等を交換可能に載置する図示しない消臭ボックスを設けても良い。具体的には、筐体２に開閉自在な扉を設け、その扉を開けることにより、流路１４につながる前記消臭ボックス内に消臭剤等を出し入れする。これにより、脱臭効果を高めて快適性を向上させることができる。

次に、図４（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、空気清浄機１の動作について説明する。
図４（Ａ）は、空気清浄機１の上部の吸排気口３ａから空気が吸入されて下部の吸排気口３ｂより吹き出される場合、図４（Ｂ）は、下部の吸排気口３ｂから空気が吸入されて上部の吸排気口３ａより吹き出される場合の例を示す説明図である。

図４（Ａ）に示すように、空気清浄機１は、ファン７を稼働し、上部の吸排気口３ａから空気を吸入して電気集塵機６及びオゾン発生部８を順次通過させ、下部の吸排気口３ｂより吹き出す動作を実行する。
これにより、天井付近に集まりやすい暖気を吸入して下方に吹き出し、室内の自然対流を利用して効率的に空気を循環させることができる。

この状態で電気集塵機６を稼働することにより流路１４内の空気流からほこり等を取り除くことができ、これにより、室内の空気清浄を行うことができる。
また、オゾン発生部８を稼働させることにより流路１４内にオゾンを発生させて室内に拡散させ、室内の減菌及び脱臭を行うことができる。
また、電気集塵機６及びオゾン発生部８を同時に稼働させても良い。これにより、空気清浄、減菌及び脱臭を同時に行うことができる。
また更に、電気集塵機６及びオゾン発生部８を共に停止させ、ファン７のみを稼働させて空気循環のみを行っても良い。

図４（Ｂ）に示すように、空気清浄機１は、ファン７を逆回転させ、下部の吸排気口３ｂから空気を吸入してオゾン発生部８及び電気集塵機６を順次通過させて、上部の吸排気口３ａより吹き出す動作を実行する。即ち、本動作では、ファン７の回転方向を、前述の図４（Ａ）に示す上部の吸排気口３ａから吸入して下部の吸排気口３ｂから吹き出す場合におけるファン７の回転方向に対して逆方向にする。

このように下部の吸排気口３ｂから吸入して上部の吸排気口３ａから吹き出す動作を行うことにより、吹き出される空気が直接人体に当たることが少なくなり、不快感を減らすことができる。また、重力の作用によって床面付近に集まりやすいほこり等を効率的に吸い込むことができる。

上記のとおり、空気清浄機１は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す２種類の吹き出し動作を行うことができる。この動作を自動で交互に行うことにより、室内の空気の流れに変化を与え、空気の滞留を減らすことができる。これにより、空気清浄の機能を高め、より快適な空間を提供することができる。

なお、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す２種類の吹き出し動作を交互に実行する場合において、その動作を切り替えるタイミングは、図示しないタイマー手段等によって決定することができる。そして、夫々の動作を継続する時間は、操作パネル１３（図１参照）やリモコン１６（図２参照）からの入力により設定することができる。

また、人がいない深夜、例えば、０時から３時にオゾンを発生させる減菌及び脱臭運転を行い、その後、オゾンの発生を停止して、３時から５時まで、空気清浄及び攪拌運転を行っても良い。これにより、高濃度のオゾンを発生させて室内の減菌及び脱臭を効率的に行い、その後の空気清浄運転により、オゾン臭を除去することができる。

また、オゾンによる空気清浄を行う場合において、人体センサ９によって空気清浄機１付近に人体を感知した場合は、図４（Ｂ）に示す下部の吸排気口３ｂから吸入して上部の吸排気口３ａから吹き出す動作のみによる運転を行う。そのため、空気清浄機１より吹き出されるオゾンを含む空気が直接人体に当たらないようになる。これにより、高濃度のオゾンによる人体への悪影響を抑制し、安全性を高めることができる。

他方、人体を感知しない場合には、オゾンによる空気清浄を行う場合であっても、図４（Ａ）に示す上部の吸排気口３ａから吸入して下部の吸排気口３ｂから吹き出す動作及び図４（Ｂ）に示す下部の吸排気口３ｂから吸入して上部の吸排気口３ａから吹き出す動作を交互に行うことができる。これにより、空気の滞留が少ない効率的な空気循環によって短時間で室内の減菌及び脱臭を行うことができる。

また、オゾンを発生させる際に、オゾン発生部８内に設けられる図示しないヒータ回路により空気を暖め、図４（Ｂ）に示すよう下部の吸排気口３ｂから吸入して上部の吸排気口３ａから吹き出す運転を行っても良い。これにより、高濃度のオゾンを含む空気が熱拡散により室内にゆっくりと広がっていく。また、室内の温度に係わらず、常に高い拡散効果を発揮することができる。

また、オゾンを発生させる際にヒータ回路で流路１４内の空気を加熱することにより、オゾンを含む暖められた空気を、天井に沿って水平方向に広く拡げることができる。これは、暖められた空気が天井付近に留まり易いことを利用している。

また、オゾンを発生させてヒータ回路を利用する場合、ファン７は、低速で稼働される。つまり、少ない吹き出し量で吹き出し速度を抑えている。これにより、室内の空気の循環を抑え、暖かい空気を天井付近に留めておくことができる。

ヒータ回路を利用した運転を開始して所定の時間が経過したら、ファン７の回転数を上げて、室内の空気を循環させる。これにより、天井沿って水平方向に広く拡がったオゾンを室内に拡散させることができる。

また、オゾン発生時にヒータ回路によって空気を暖めることにより、室内のオゾンの濃度差を小さく抑え、略均等にオゾンを拡散させることができる。その結果、オゾン濃度の高い空間が発生することを抑制でき、オゾン発生時の安全性を更に高めることができる。

なお、オゾンを利用する動作を行っていない場合においても、人体を感知した場合には図４（Ｂ）に示す下部の吸排気口３ｂから吸入して上部の吸排気口３ａから吹き出す動作のみによる運転に切り替えても良い。これにより、人体に直接風が当たらないようにして、不快感を減らすことができる。

また、空気清浄機１は、上部及び下部近傍に温度センサ１０を備え、上部及び下部の温度差を測定する。そして、空気清浄機１は、温度センサ１０で測定される上下の温度差が小さくなるようにファン７による送風の向き及び強弱を切り替える。

例えば、上下の温度差が大きい場合は、ファン７の回転数を上げて空気の流れを強くしても良い。これにより、上下の温度差を素早く解消して室内の温度の均一化を図り、快適な空間を提供することができる。

また、流路１４を流れる空気の湿度を検出する湿度センサ（図示せず）を設けて、湿度センサで検出される湿度に基づいて、ファン７、電気集塵機６及びオゾン発生部８を制御しても良い。例えば、湿度に応じて、ファン７の回転数や電気集塵機６に印加する電圧を制御することにより、室内の湿度が変化しても、高い集塵能力を維持することができる。

また、流路１４を流れる空気の流量を検出する風量センサ（図示せず）を設けても良い。風量センサで検出される空気の流量に基づいて、ファン７、電気集塵機６及びオゾン発生部８を制御しても良い。例えば、検出される風量データによってファン７の回転数をフィードバック制御することにより、高精度の風量制御が可能になる。また、風量に応じて、電気集塵機６やオゾン発生部８に印加する電圧を制御しても良い。これらにより、空気清浄の効率を高めることができる。

また、空気清浄機１の周囲の照度を検出する照度センサ（図示せず）を備え、その照度センサによって検出される周囲の照度に基づき空気清浄機１の運転を制御しても良い。その場合、照度センサによって検出される照度情報と、前述した人体センサ９によって検出される人体有無の情報若しくは温度センサ１０によって検出される温度情報と、を組み合わせて運転動作を決定しても良い。これにより、周囲の状況に合わせて好適な運転を行うことができ、空気清浄機能及び快適性を更に高めることができる。

また、空気清浄の動作モードや室内の清浄度等に連動させて、筐体２の上部及び下部近傍に設けられるランプ１７を点灯させても良い。これにより、空気清浄機１の運転状態を容易に判別できると共に、多彩なイルミネーションの効果で快適な空間を演出することもできる。また、人体センサ９で検出される人体有無の情報に基づいてランプ１７を点灯させても良い。これにより、空気清浄機１に防犯警報効果を発揮させることも可能である。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

１ 空気清浄機
２ 筐体
３ 吸排気口
３ａ 上部の吸排気口
３ｂ 下部の吸排気口
４ 電源回路
５ 操作回路
６ 電気集塵機
７ ファン
８ オゾン発生部
９ 人体センサ
１０ 温度センサ
１０ａ 温度センサ
１０ｂ 温度センサ
１１ オゾンセンサ
１２ 制御回路
１４ 流路
１５ 外部電源
１７ ランプ
１８ コイル

Claims (5)

1. 上部及び下部に各々吸排気口が形成される筐体と、
   前記筐体の内部に形成されて前記上部の吸排気口と前記下部の吸排気口とを繋ぐ流路と、
   前記流路の内部に配設される電気集塵機と、
   前記流路の内部に設けられて送風の向きを正逆切り替え可能なファンと、を備え、
   前記上部の吸排気口から空気を吸入して前記下部の吸排気口から吹き出す動作と、前記下部の吸排気口から空気を吸入して前記上部の吸排気口から吹き出す動作と、を実行することを特徴とする空気清浄機。
2. 前記上部の吸排気口から空気を吸入して前記下部の吸排気口から吹き出す動作と、前記下部の吸排気口から空気を吸入して前記上部の吸排気口から吹き出す動作と、を交互に繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。
3. 前記流路の内部にオゾンを発生させるオゾン発生部と、
   前記流路の内部を流れる空気を加熱するヒータ回路と、を備え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. 前記筐体付近の人体を感知する人体センサを備え、
   空気清浄機がオゾンを発生させる場合、前記人体センサに基づき空気清浄機の運転方式を変化させることを特徴とする請求項３に記載の空気清浄機。
5. 前記筐体付近の上下の空気の温度を検出する温度センサを備え、
   前記温度センサによって検出される上下の温度差に基づき前記ファンを制御することを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の空気清浄機。
   

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