JP2018043192A - 空気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】イオンの拡散を促して空気を浄化する空気浄化装置を提供すること。
【解決手段】流路１１を流れる空気を浄化する空気浄化装置１００であって、流路１１に空気を流す送風機３０と、流路１１の空気中にイオンを発生する放電電極４１と、イオンによって帯電した微粒子を捕集する捕集部４２と、流路１１を流れる空気流が当てられる放熱フィン２１(導電体)と、を備える。放熱フィン２１は、流路１１を流れる空気流によってイオンが放射状に拡散する拡散領域４５の外側に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気を浄化する空気浄化装置に関する。

特許文献１には、放電電極（イオナイザ）を用いて空気中の粉塵を帯電させて捕集する空気浄化装置（電気集塵装置）が開示されている。

上記空気浄化装置では、送風機（送風ファン）によって空気が流れる空気流路に放電電極が設けられる。放電電極から発生するイオンは、空気中の微粒子を帯電させる。

空気流路の放電電極の下流側には、捕集部（エアフィルタ）が設けられる。捕集部は、帯電された空気中の微粒子を静電気力によって捕集する。こうして空気中から微粒子が取り除かれ、空気が浄化される。

特開２０１５−１８８８５１号公報

ところで、車両に搭載される空気浄化装置（空調装置）にあっては、空気流路に放熱フィンが設けられ、放熱フィンを介して電装部品の冷却が行われるようになっている。

しかし、上記放熱フィン等の導電体が空気流路において放電電極の近傍に設けられる場合に、放電電極から発生するイオンが静電気力によって導電体に吸着されることがある。こうして、放電電極から発生して拡散するイオンの多くが導電体に吸着されると、空気中の微粒子を帯電させるイオンが不足し、空気の浄化性能が悪化するおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、イオンの拡散を促して空気を浄化する空気浄化装置を提供することを目的とする。

本発明のある態様によれば、流路を流れる空気を浄化する空気浄化装置であって、前記流路に空気を流す送風機と、前記流路の空気中にイオンを発生する放電電極と、イオンによって帯電した微粒子を捕集する捕集部と、前記流路を流れる空気流が当てられる導電体と、を備え、前記流路を流れる空気流によってイオンが放射状に拡散する拡散領域が設定され、前記導電体は、前記拡散領域の外側に配置されることを特徴とする空気浄化装置が提供される。

上記態様によれば、放電電極から発生したイオンが空気流によって放射状に拡散する過程で導電体に吸着されることが防止される。よって、空気浄化装置は、イオンの拡散を促して空気を浄化することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る空気浄化装置を示す構成図である。 図２は、図１の一部を拡大した構成図である。 図３は、図２のIII−III線に沿う断面を示す構成図である。 図４は、イオンの拡散角度と送風量との関係を示す線図である。 図５は、空気浄化装置の他の変形例を示す構成図である。 図６は、図５のＶI−ＶI線に沿う断面を示す構成図である。 図７は、空気浄化装置の他の変形例を示す構成図である。 図８は、図７のＶIII−ＶIII線に沿う断面を示す構成図である。 図９は、空気浄化装置の他の変形例を示す図である。 図１０は、空気浄化装置の他の変形例を示す構成図である。 図１１は、図１０のＸI−ＸI線に沿う断面を示す構成図である。 図１２は、空気浄化装置の他の変形例を示す構成図である。 図１３は、図１２のＸIII−ＸIII線に沿う断面を示す構成図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る車両に搭載される空気浄化装置１００が適用される空調装置１０１の概略構成を示す図である。空気浄化装置１００は、浄化された空気を車両の室内２に供給する。空気浄化装置１００は、空調装置１０１に含まれる。

空気浄化装置１００は、流路１１（送風路）を形成する筐体１０（ケース）と、流路１１に空気を流す送風機３０（ブロワファン）と、を備える。

送風機３０は、筒状に並ぶ多数の羽根をもったファン３１と、ファン３１を駆動する電動機２０と、を備える。ファン３１は、回転中心軸Ｆを中心に回転し、遠心方向に送風する。送風機３０の送風量(単位時間あたりの吐出空気流量)は、制御部（図示省略）によって多段階に切り換えられる。

筐体１０は、図中矢印で示すように、空気をファン３１の内側に導く吸い込み口３２と、ファン３１から送られる空気を集める巻き貝状の整流部３３と、集められた空気を吐出する吐出口３４と、吐出口３４に接続される流路１１と、を有する。筐体１０は、樹脂材からなる複数の部材を有し、各部材を連結して形成される。

送風機３０より下流側の流路１１には、放電電極４１（イオナイザ）が設けられ、放電電極４１の下流側に捕集部４２（静電フィルタ）が設けられる。

放電電極４１は、制御部（図示省略）によって通電され、流路１１の空気中にプラスイオンもしくはマイナスイオンを発生する。放電電極４１から発生するイオンは、空気中の微粒子を帯電させる。

捕集部４２は、プラスもしくはマイナスの静電気を帯びるように通電され、流路１１で放電電極４１によって帯電された空気中の微粒子（例えば、ＰＭ(Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ)２.５）を静電気力によって捕集する。また、捕集部４２は、車体に導通されることで、接地電位(車体のグランド電位)に固定されるようにしてもよい。

捕集部４２を通過して浄化された空気は、筐体１０内を通じて車室内に供給される。筐体１０内には、エバポレータ１２（空気冷却用の熱交換器）、ヒーターコア１３（空気加熱用の熱交換器）、及びエアミックスドア１４が設けられる。エアミックスドア１４の角度（開度）が変えられることで、図中矢印で示すようにエバポレータ１２又はヒーターコア１９を通過する空気流の流量比が調整され、車室内に供給される空気の温度が変えられる。

筐体１０には、ドア１８、ベント吹き出し口１６、フット吹き出し口１７、及びデフロスト吹き出し口(図示省略)等が設けられる。ドア１８の角度（開度）が変えられることで、図中矢印で示すように室内に吹き出される空気流量の分布が変えられる。

筐体１０には、流路１１を流れる空気流が当てられる金属製の放熱フィン２１が設けられる。放熱フィン２１は、後述するように送風機３０の制御部（例えばＭＯＳモジュール、図示省略）を冷却する。

しかし、金属製の放熱フィン２１は、導電体であるため、静電気力によって空気中のイオンを吸着することがある。これにより、空気浄化装置１００は、放電電極４１から発生するイオンの多くが放熱フィン２１に吸着されると、空気中の微粒子を帯電させるイオンが不足し、空気の浄化性能が悪化する。

この対処方法として、空気浄化装置１００は、放電電極４１から発生するイオンが空気流によって放熱フィン２１に当たらないように構成される。

以下、図２、図３を参照して、放電電極４１及び放熱フィン２１が筐体１０内の流路１１に配置される構成について説明する。

筐体１０は、互いに対向する前後の壁部１０Ａ、１０Ｂと、左右の側壁部１０Ｃ、１０Ｄと、を有する。これらによって形成される流路１１は、略矩形の断面形状を有する。

放熱フィン２１は、筐体１０の壁部１０Ａに取り付けられる基部２３と、基部２３から筐体１０内に突出する複数の放熱板２２(フィン)と、を有する。放熱板２２は、互いに間隔をもって並び、そのまわりに空気流が流れるようになっている。

送風機３０の制御部は、基部２３に取り付けられるか、あるいは一体に設けられる。発熱体である制御部に発生する熱は、基部２３から放熱板２２に伝えられ、放熱板２２から空気流に逃がされる。こうして、制御部の冷却が行われる。

放電電極４１は、樹脂製のブラケット４３を介して筐体１０の側壁部１０Ｃに取り付けられる。ブラケット４３には、放電電極５０を通電するハーネス(図示省略)が設けられる。

放電電極４１は、流路１１の幅方向(図２、図３において左右方向)について放熱フィン２１と並んで設けられる。これにより、吐出口３４から流路１１に吐出される空気流が放電電極４１及び放熱フィン２１に当たる。

流路中心線Ｏは、流路１１の断面形状の中心を通る線である。放電電極４１は、流路中心線Ｏと交差するように配置され、流路１１の中央部に設けられる。

放電電極４１は、放熱フィン２１の下流端部２１Ｂより流路１１の上流側(図２において上方向)に配置される。こうして、放電電極４１がその下流側に設けられる捕集部４２に対して十分な距離をもって配置され、放電電極４１に発生するイオンが空気流によって拡散する流路長が確保される。これにより、放電電極４１に発生するイオンが空気流によって十分に拡散し、捕集部４２の広い範囲(全域)に到達する。

空気浄化装置１００では、図１、図２に２点鎖線で示すように、流路１１を流れる空気流によって放電電極４１から発生するイオンが放射状に拡散する拡散領域４５が設定される。

図４は、イオンの拡散角度θと、流路１１における送風量(風速)と、の関係を示す線図である。イオンの拡散角度θは、風速が低くなるほど大きくなる。最大拡散角度θｍａｘは、図４の線図に基づいて送風機３０の送風量が最低値に切り換えられた状態で得られる拡散角度θである。拡散領域４５は、流路中心線Ｏに対する最大拡散角度θｍａｘをもつ略円錐状の空間である。

こうして、本実施形態によれば、流路１１を流れる空気流によってイオンが放射状に拡散する拡散領域４５が設定され、放熱フィン２１は拡散領域４５の外側に配置される構成とした。

このように構成することで、放電電極４１から発生したイオンが空気流によって拡散する過程で放熱フィン２１に吸着されることが防止される。これにより、放電電極４１から発生するイオンの多くが空気中の微粒子を帯電させることで、帯電した微粒子が捕集部４２に捕集されることが促される。よって、空気浄化装置１００は、イオンの拡散を促して空気を浄化することができる。

また、本実施形態によれば、拡散領域４５は、送風機３０によって流路１１を流れる送風量が最も低い状態でイオンが拡散する略円錐状の空間とした。

このように構成することで、送風機３０の吐出流量が切り換えられても、イオンが放熱フィン２１に吸着されることが防止される。

また、本実施形態によれば、放電電極４１が放熱フィン２１(導電体)の下流端部２１Ｂより空気流の上流側(図２の上方向)に配置される構成とした。

このように構成することで、筐体１０内の限られたスペースにおいて、放電電極４１から発生したイオンが空気流によって拡散して捕集部４２の所定範囲に到達する流路長が確保され、かつイオンが放熱フィン２１に吸着されることが防止される。よって、空気浄化装置１００は、装置の大型化を招くことなく、イオンの拡散を促して空気を浄化することができる。

なお、上記した構成に限らず、図２に２点鎖線で示すように、放電電極４１が放熱フィン２１の下流端部２１Ｂより空気流の下流側(図２の下方向)に配置される構成としてもよい。

このように構成することで、イオンが放熱フィン２１に吸着されることが防止される。しかし、この場合に、放電電極４１から発生したイオンが空気流によって拡散して捕集部４２の所定範囲に到達する流路長を確保すると、放熱フィン２１と捕集部４２との距離が大きくなるため、装置の大型化の招くおそれがある。

これに対して、空気浄化装置１００は、放電電極４１が放熱フィン２１の下流端部２１Ｂより空気流の上流側に配置されることで、放熱フィン２１と捕集部４２との距離が大きくなることが抑えられ、装置の小型化が図れる。

また、本実施形態によれば、放電電極４１は、流路１１の断面中央部（流路中心線Ｏ上）に設けられる構成とした。

このように構成することで、筐体１０内の限られたスペースにおいて、放電電極４１から発生したイオンが筐体１０の内壁面に当たることが抑えられる。これにより、イオンが十分に拡散して、捕集部４２の広い範囲に捕集される。

次に、図５、図６に示す空気浄化装置１００の変形例について説明する。

本変形例に係る放電電極４１は、流路中心線Ｏに対して放熱フィン２１から遠ざかる方向(図５、図６において左方向)にオフセットされる。そして、放電電極４１は、放熱フィン２１の上流端部２１Ａより上流側に配置される。

この場合に、イオンの拡散領域４５が図５、図６において左方向にオフセットされることにより、放電電極４１が放熱フィン２１に対して上流側に配置されても、放熱フィン２１が拡散領域４５の外側に配置される。

このように構成することで、イオンが放熱フィン２１に吸着されることが防止されるとともに、放電電極４１と捕集部４２との流路長が更に長くなる。よって、空気浄化装置１００は、装置の大型化を招くことなく、イオンの拡散を促して空気を浄化することができる。

次に、図７、図８に示す空気浄化装置１００の他の変形例について説明する。

本変形例に係る空気浄化装置１００は、イオンが拡散する拡散領域４５と放熱フィン２１との間を遮蔽する遮蔽部６１を更に備える。遮蔽部６１は、拡散領域４５を区画し、かつ放熱フィン２１を覆うように設けられる。

放電電極４１は、遮蔽部６１が設けられない場合に放熱フィン２１からイオンが拡散する拡散領域内に配置される。

遮蔽部６１は、絶縁材(樹脂材)によって形成される。これにより、イオンが遮蔽部６１に触れても、遮蔽部６１に吸着されない。

平板状の遮蔽部６１は、放電電極４１に対向する放熱フィン２１の先端部２１Ｃ（突出端部）の全部を覆うように形成される。遮蔽部６１の上端６１Ａは、放熱フィン２１の上流端部２１Ａより上流側に突出される。遮蔽部６１の下端６１Ｂは、放熱フィン２１の下流端部２１Ｂより下流側に突出される。

このように構成することで、遮蔽部６１は、放電電極４１から発生したイオンが放熱フィン２１に触れないように、拡散領域４５を区画する。これにより、放電電極４１から発生したイオンが空気流によって拡散して捕集部４２の所定範囲に到達する流路長が更に長くなり、かつイオンが放熱フィン２１に吸着されることが防止される。よって、空気浄化装置１００は、装置の大型化を招くことなく、イオンの拡散を促して空気を浄化することができる。

また、図９に示すように、平板状の遮蔽部６１は、放熱フィン２１の先端部２１Ｃの一部を覆うものであってもよい。遮蔽部６１の上端６１Ａは、放熱フィン２１の先端部２１Ｃの中程に対峙している。

このように構成することで、遮蔽部６１の上端６１Ａの上流側の部位が流路１１に露出するため、放熱板２２から空気流に逃がされる放熱量が増加する。

また、図１０、図１１に示すように、遮蔽部６１は、流路１１の上流側(図１０の上側)から見てＬ字形の断面形状を有するものであってもよい。遮蔽部６１は、放熱フィン２１の先端部２１Ｃの一部を覆う先端部遮蔽部６２と、放熱フィン２１の片方の(図１１の下側)の側端部２１Ｄの一部を覆う側方遮蔽部６３と、を有する。側端部２１Ｄは、放熱フィン２１の先端部２１Ｃの側端から流路１１に沿って延在する部位であり、流路中心線Ｏと略平行に延びている。

放電電極４１は、流路中心線Ｏに対して側方遮蔽部６３が設けられる方向(図１１において下方向)にオフセットされる。

この場合に、イオンの拡散領域４５が図１１において下方向にオフセットされることに対応して、側方遮蔽部６３は、放電電極４１から発生したイオンが放熱フィン２１の側端部に触れないように、拡散領域４５を区画する。これにより、イオンが放熱フィン２１に吸着されることが防止される。よって、空気浄化装置１００は、放電電極４１の配置自由度が高められ、装置の小型化が図れる。

また、図１２、図１３に示すように、遮蔽部６１は、流路１１の側方から見てＬ字形の断面形状を有するものであってもよい。遮蔽部６１は、放熱フィン２１の先端部２１Ｃの一部を覆う先端部遮蔽部６２と、放熱フィン２１の上流端部２１Ａの一部を覆う上流端部遮蔽部６４と、を有する。なお、上流端部２１Ａは、放熱フィン２１の先端部２１Ｃの上流端から流路１１の上流側に延在する部位であり、流路中心線Ｏと交差（略直交）する方向に延びている。

放電電極４１は、流路中心線Ｏに対して放熱フィン２１が設けられる方向(図１２において右方向)にオフセットされる。そして、放電電極４１は、放熱フィン２１の上流端部２１Ａより上流側に設けられる。

この場合に、イオンの拡散領域４５が図１２において右方向にオフセットされることに対応して、上流端部遮蔽部６４は、放電電極４１から発生したイオンが放熱フィン２１の上流端部２１Ａに触れないように、拡散領域４５を区画する。これにより、イオンが放熱フィン２１に吸着されることが防止される。よって、空気浄化装置１００は、放電電極４１の配置自由度が高められ、装置の小型化が図れる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

流路１１に設けられる導電体は、放熱フィン２１に限らず、例えば電装部品、あるいは構造部材であってもよい。

本発明は、車両に搭載される空気浄化装置として好適であるが、車両以外に使用される空気浄化装置にも適用できる。

１１ 流路
２１ 放熱フィン(導電体)
２１Ａ 上流端部
２１Ｂ 下流端部
２１Ｃ 先端部
２１Ｄ 側端部
３０ 送風機
４１ 放電電極
４２ 捕集部
４５ 拡散領域
６１ 遮蔽部
１００ 空気浄化装置

Claims (9)

1. 流路を流れる空気を浄化する空気浄化装置であって、
   前記流路に空気を流す送風機と、
   前記流路の空気中にイオンを発生する放電電極と、
   イオンによって帯電した微粒子を捕集する捕集部と、
   前記流路を流れる空気流が当てられる導電体と、を備え、
   前記流路を流れる空気流によってイオンが放射状に拡散する拡散領域が設定され、
   前記導電体は、前記拡散領域の外側に配置されることを特徴とする空気浄化装置。
2. 請求項１に記載の空気浄化装置であって、
   前記拡散領域は、前記送風機の送風量が最も低い状態で前記放電電極からイオンが拡散する略円錐状の空間であることを特徴とする空気浄化装置。
3. 請求項１又は２に記載の空気浄化装置であって、
   前記放電電極が前記導電体の下流端部より上流側に配置されることを特徴とする空気浄化装置。
4. 請求項３に記載の空気浄化装置であって、
   前記放電電極は、前記流路の中心線に対して前記導電体から遠ざかる方向にオフセットされることを特徴とする空気浄化装置。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の空気浄化装置であって、
   絶縁材によって形成され、前記拡散領域と前記導電体との間を遮蔽する遮蔽部を更に備えることを特徴とする空気浄化装置。
6. 請求項５に記載の空気浄化装置であって、
   前記遮蔽部は、前記導電体の前記放電電極に対向する先端部を覆うことを特徴とする空気浄化装置。
7. 請求項５に記載の空気浄化装置であって、
   前記遮蔽部は、前記導電体の前記放電電極に対向する先端部から前記流路に沿って延在する側端部を覆うことを特徴とする空気浄化装置。
8. 請求項５に記載の空気浄化装置であって、
   前記遮蔽部は、前記導電体の前記放電電極に対向する先端部から前記流路の上流側に延在する上流端部を覆うことを特徴とする空気浄化装置。
9. 請求項１又は２に記載の空気浄化装置であって、
   前記放電電極が前記導電体より下流側に配置されることを特徴とする空気浄化装置。