JP2018047446A - 空気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構造によって空気の浄化性能を維持する空気浄化装置を提供すること。
【解決手段】空気を浄化する空気浄化装置１００であって、空気中にイオンを発生する放電電極５０と、イオンによって帯電した空気中の微粒子を捕集する捕集部１６と、捕集部１６を通過するように空気を流す送風機１７と、を備え、送風機１７は、空気流を放電電極５０に堆積した微粒子に当てるような流れを発生させる構成とした。
【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、経時的に粉塵が放電電極に堆積すると、放電電極の出力が低下して空気の浄化性能が低下するおそれがある。

この対処方法として、特許文献２では、放電電極を清掃するクリーニング装置が提案されている。このクリーニング装置は、放電電極にブラシ（清掃部材）を摺接させて、放電電極に堆積した粉塵を掻き落とすようになっている。

特開２０１５−１８８８５１号公報 特開２０００−２４５４８号公報

しかしながら、特許文献２のクリーニング装置は、放電電極を清掃するのに、放電電極に摺接するブラシを必要とする。このため、特許文献２のクリーニング装置を特許文献１の空気浄化装置に適用した場合には、空気浄化装置の構造が複雑になるおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡便な構造によって空気の浄化性能を維持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、空気を浄化する空気浄化装置であって、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空気中の微粒子を捕集する捕集部と、前記捕集部を通過するように空気を流す送風機と、を備え、前記送風機は、空気流を前記放電電極に堆積した微粒子に当てるような流れを発生させ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、空気流を放電電極に当てることによって、放電電極に堆積した微粒子が除去される。こうして、放電電極では、ブラシ等を用いることなく、堆積した微粒子が除去される。よって、簡便な構造によって空気の浄化性能を維持する空気浄化装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る空気浄化装置を示す概略構成図である。 図２（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれイオン発生量劣化マップを示す線図である。 図３は、イオン発生量回復マップを示す線図である。 図４は、制御内容を示すフローチャートである。 図５は、経過時間に応じてイオン発生量が変化する様子を示す線図である。 図６は、空気流速に応じてイオン発生量の低下代が変化する様子を示す特性図である。 図７は、イオン発生量劣化マップを示す線図である。 図８は、制御内容を示すフローチャートである。 図９は、経過時間に応じてイオン発生量が変化する様子を示す線図である。 図１０は、図１２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。 図１２は、図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。 図１３は、ブラケット等を示す断面図である。 図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。

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１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１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、空気を導く筐体１０（ケース）と、送風機１７（ブロワファン）と、を備える。送風機１７は、電動機２０によって駆動され、筐体１０の内部で空気を送る。送風機１７の送風量(単位時間あたりの吐出空気流量)は、制御部５（コントローラ）によって多段階に切り換えられる。

筐体１０内の流路２９（送風路）において送風機１７より上流側には、外気導入口１１、内気導入口１２、及び上流側流路１４が設けられる。外気導入口１１は、車両１の外部から空気を矢印Ａ１で示すように導入する流路である。内気導入口１２は、室内２から空気を矢印Ａ２で示すように導入する流路である。内気導入口１２は、外気導入口１１に比べて、流路長が短く、かつ流路抵抗が小さい。

外気導入口１１と内気導入口１２の合流部には、これらを開閉するインテークドア１３が設けられる。インテークドア１３は、制御部５によってその角度（開度）を変えられる。インテークドア１３は、外気導入位置と、図１に示す内気導入位置とに切り換えられ、もしくは、その角度に応じて、内気、外気の混合率を調整する。

上流側流路１４には、放電電極５０（イオナイザ）、微粒子濃度センサ６（塵埃濃度センサ）、及び捕集部１６（静電フィルタ）、が設けられる。

微粒子濃度センサ６は、空気中の微粒子の濃度を検出する。微粒子濃度センサ６の検出信号は、制御部５に送られる。

放電電極５０は、制御部５によって通電され、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５０から発生するイオンは、上流側流路１４を矢印Ａ３で示すように流れる空気中の微粒子を帯電させる。

捕集部１６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、放電電極５０で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１６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。こうして、筐体１０内の流路２９を流れる空気は、捕集部１６を通過することで浄化された後に、送風機１７に吸い込まれる。

筐体１０内の流路２９において送風機１７より下流側には、下流側流路１５、デフロスト吹き出し口２５、ベント吹き出し口２６、及びフット吹き出し口２７が設けられる。デフロスト吹き出し口２５からは、空気が室内２の窓３に向けて吹き出される。ベント吹き出し口２６からは、空気が室内２の座席（図示省略）に向けて吹き出される。フット吹き出し口２７からは、空気が室内２の床（図示省略）に向けて吹き出される。

下流側流路１５には、エバポレータ１８（空気冷却用の熱交換器）、及びヒーターコア１９（空気加熱用の熱交換器）、及びエアミックスドア２１が設けられる。送風機１７から矢印Ａ４で示すように吐出される空気は、エバポレータ１８を通過した後、エアミックスドア２１を介してヒーターコア１９を通って温度調整される。

エアミックスドア２１は、制御部５によってその角度（開度）を変えられ、ヒーターコア１９を通過する空気流量を調整する。

デフロスト吹き出し口２５、ベント吹き出し口２６、及びフット吹き出し口２７には、それぞれドア２２〜２４が設けられる。ドア２２〜２４は、制御部５によってそれぞれの角度（開度）が変えられ、室内２に吹き出される空気流量の分布が変えられる。

インテークドア１３、エアミックスドア２１、及びドア２２〜２４は、空気が流れる流路２９（経路）を切り換える流路切換機構３０を構成する。空気浄化装置１００は、流路切換機構３０の作動によって流路の長さや曲率、あるいはヒーターコア１９を通過する流量が変化すると、空気流に与える流路抵抗が増減する。なお、流路抵抗は、外気導入口１１が開通する外気導入状態よりも、内気導入口１２が開通する内気循環状態の方が小さくなる。流路抵抗は、室内２の空気が、矢印Ａ２〜Ａ６で示すように、内気導入口１２、上流側流路１４、下流側流路１５、及びデフロスト吹き出し口２５を通って循環する内気循環状態で最も小さくなる。

ところで、空気浄化装置１００では、放電電極５０が微粒子を含む空気に露出しているため、微粒子が放電電極５０に付着する。放電電極５０に付着した微粒子が放電電極５０から離脱せずに放電電極５０に堆積すると、放電電極５０のイオン発生量Ｎ（出力）が低下して、空気の浄化性能が低下する。

この対処方法として、空気浄化装置１００は、送風機１７に吸い込まれる空気流を放電電極５０に当てて微粒子を除去する構成とする。微粒子が堆積する稼働状態より流速を高めた空気流を放電電極５０に当てることにより、堆積した微粒子が放電電極５０から離脱して除去される。

制御部５は、浄化モードにおける稼働状態に応じて放電電極５０を清掃する清掃タイミングを判定し、清掃タイミングにて放電電極５０に当てられる空気流の流速を高める清掃モードに切り換える。

制御部５は、各部の動作を制御するＣＰＵと、制御プログラムや例えば、図２（Ａ）、（Ｂ）、図３に示すマップ等が記憶されたＲＯＭと、微粒子濃度センサ６等の検出信号及び各種の情報を一時的に記憶するＲＡＭとを備える。

制御部５は、予め設定されたマップに基づき、少なくとも送風機１７の送風量と、微粒子濃度センサ６によって検出される微粒子濃度と、経過時間ｔと、に応じて清掃タイミングを判定する。

図２（Ａ）、（Ｂ）は、放電電極５０のイオン発生量Ｎが経過時間ｔに応じて低下する劣化特性を示すイオン発生量劣化マップである。なお、イオン発生量Ｎの単位は、例えば、「個／ｃｃ」である。

図２（Ａ）のイオン発生量劣化マップは、送風機１７の送風量が中間値より高いＨｉｇｈ（高い値）であって、微粒子濃度が低、中、高の一定値である３つの稼働状態においてイオン発生量Ｎが経過時間ｔに応じて変化する特性を示している。図２（Ｂ）のイオン発生量劣化マップは、送風機１７の送風量が中間値より低いＬｏw（低い値）であって、微粒子濃度が低、中、高の一定値である３つの稼働状態においてイオン発生量Ｎが経過時間ｔに応じて変化する特性を示している。こうした浄化モードで稼働しているときには、微粒子が放電電極５０に堆積することで、放電電極５０のイオン発生量Ｎが次第に低下する。イオン発生量Ｎが低下する度合いは、送風量が低い程大きくなり、微粒子濃度が高い程大きくなる。なお、実際のイオン発生量劣化マップには、３つの稼働状態に限らず、多数の稼働状態における特性が記憶される。

制御部５は、上記イオン発生量劣化マップに基づいて、空気浄化装置１００の各稼働状態における稼働時間ｔｎとイオン発生量Ｎが所定値に低下する基準時間Ｔとの劣化時間比Ｆｎ（＝ｔｎ／Ｔ）を求め、これらの求められた劣化時間比Ｆｎの積算値ΣＦｎが「１」になったときに、清掃モードに切り換える清掃タイミングと判定する。

例えば、制御部５は、イオン発生量が５％低下した時点を、清掃タイミングと判定する。空気浄化装置１００がある稼働状態で３０分間稼働することで、イオン発生量が５％低下する場合には、基準時間Ｔが３０分となる。この稼働状態が１５分稼働した場合に、稼働時間ｔｎが１５分となり、劣化時間比Ｆｎは次式で求められる。
Ｆｎ＝ｔｎ／Ｔ＝１５／３０＝０．５
こうしてＦｎが０．５になった後に、更にある稼働状態で稼働するのに伴ってＦｎが積算され、やがてΣＦｎ＝１になった時点で、清掃タイミングと判定する。

また、制御部５は、清掃モードを実行する際に、予め設定されたイオン発生量回復マップに基づき、微粒子濃度に応じて清掃モードを実行する実行時間を算出する。

図３のイオン発生量回復マップは、微粒子濃度が低、中、高の一定値である３つの稼働状態において清掃モードが行われる経過時間ｔに応じてイオン発生量Ｎが高まって回復する特性を示している。なお、実際のイオン発生量劣化マップには、３つの稼働状態に限らず、多数の稼働状態における特性が記憶される。

次に、図４に示すフローチャートを参照して、制御部５の上記制御内容を説明する。

まず、ステップＳ１では、以下の情報及び信号を読み込む。
・既に算出された積算値ΣＦｎ。なお、空気浄化装置１００の稼働開始時には、ΣＦｎ＝０になっている。
・微粒子濃度信号。これは、微粒子濃度センサ６によって検出される微粒子濃度の信号である。
・送風機１７の作動信号。これは、送風機１７の送風量に対応する、電動機２０の作動信号（例えば、電動機２０に供給される電力の電圧または周波数）である。
・流路切り換え信号。これは、インテークドア１３、エアミックスドア２１及びドア２３〜２４の角度に対応する作動信号である。

続いて、ステップＳ２に進んで、電動機２０の作動信号がオンであるか否かを判定する。ここで、作動信号がオフである空気浄化装置１００の停止時には、スタートに戻る。一方、作動信号がオンである空気浄化装置１００の稼働時には、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、図２（Ａ）、（Ｂ）等に示すイオン発生量劣化マップに基づいて求められる基準時間Ｔ及び稼働時間ｔｎから劣化時間比ＦｎをＦｎ＝ｔｎ／Ｔとして算出する。

ステップＳ４では、算出された劣化時間比Ｆｎに基づいて、積算値ΣＦｎを算出する。

続いて、ステップＳ５に進んで、積算値ΣＦｎが「１」以上になったか否かを判定する。ここで、積算値ΣＦｎが「１」よりも小さい場合には、スタートに戻る。一方、積算値ΣＦｎが「１」以上になった場合には、清掃タイミングが来たことを判定して、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、図３に示すイオン発生量回復マップに基づいて、微粒子濃度に応じて清掃モードを実行する実行時間を算出する。

続くステップＳ７では、清掃モードに切り換え、算出された清掃モードにわたって清掃モードを実行する。そして、積算値ΣＦｎの値をリセットして「０」にし、スタートに戻る。

清掃モードでは、以下の制御が行われる。
・送風機１７の送風量が、浄化モードで設定される最大送風量より更に高い設定風量に切り換えられる。
・流路切換機構３０は、空気流に与える流路抵抗が小さくなるように各ドア１３、２１〜２４の角度が切り換えられる。例えば、インテークドア１３は、外気導入口１１を閉じ、かつ内気導入口１２を開く内気導入位置に切り換えられる。エアミックスドア２１は、ヒーターコア１９が介装されるヒーター流路２８を閉じる最大冷房位置に切り換えられる。ドア２３は、デフロスト吹き出し口２５を開く位置に切り換えられる。

こうして、清掃モードでは、送風機１７の送風量を大きくするとともに、流路抵抗を小さくすることによって、放電電極５０に当たる空気流速を高められる。これにより、放電電極５０に堆積した微粒子がこれに当たる空気流によって放電電極５０から離脱して除去される。

図５は、空気浄化装置１００の稼働時に経過時間ｔに応じてイオン発生量Ｎが変化する様子を示す線図である。

図５に２点鎖線で示す特性は、放電電極５０の清掃が行われない場合のものであり、経過時間ｔが長くなるのに伴って放電電極５０に微粒子が堆積することで、イオン発生量Ｎが次第に低下している。

これに対して、空気浄化装置１００では、図５に実線で示すように、経過時間ｔが経過するのに伴ってやがて積算値ΣＦｎが「１」以上になる清掃タイミングが来ると、清掃モードが実行される。清掃モードにて、空気流速を高めて放電電極５０の清掃が行われることにより、イオン発生量Ｎが回復する。こうして、浄化モードの合間に清掃モードが実行されることで、イオン発生量Ｎが所定値以上の範囲に保たれる。なお、清掃モードが実行されてから再び清掃モードが実行される間隔は、微粒子濃度及び送風量に応じて変化する。

以上にように、制御部５が図４に示すフローチャートを実行することで、浄化モードにおいて空気中の微粒子が放電電極５０に堆積する稼働時間ｔｎの積算値ΣＦｎに応じて清掃タイミングが決められる。清掃モードでは、浄化モードより空気流の流速を高める清掃モードにて空気流を放電電極５０に当てる。これにより、放電電極５０に堆積した微粒子が除去されることで、イオン発生量Ｎが回復する。

ところで、浄化モードにおいてもイオン発生量Ｎが回復する稼働状態がある。空気中の微粒子濃度がある程度低く、かつ空気流速がある程度高い稼働状態では、放電電極５０に当たる空気流によって放電電極５０に堆積した微粒子が離脱して除去されることで、イオン発生量Ｎが回復する。

上記浄化モードにおいてもイオン発生量Ｎが回復する稼働状態があることに対応して、制御部５は、図４に示すフローチャートにかえて、図８に示すフローチャートを実行してもよい。図８に示すフローチャートを実行することで、後述するように、浄化モードにおいてイオン発生量Ｎが回復する稼働時間（回復時間ｔｃｎ）に応じて清掃タイミングを遅らせる制御が行われる。以下、図６〜９を参照してこの制御内容について説明する。

図６は、空気流速が高まるのに応じてイオン発生量Ｎの低下代（単位時間当たりに放電電極５０のイオン発生量Ｎが低下する率）が変化する様子を示す特性図である。イオン発生量Ｎの低下代は、微粒子濃度がＡ、Ｂ、Ｃ（低、中、高）の稼働状態において空気流速が高まるのに応じて小さくなる。微粒子濃度がＢの稼働状態より低く、かつ空気流速が高まる稼働状態が、イオン発生量Ｎの低下代が０より小さくなる回復領域Ｄ１、Ｄ２となる。回復領域Ｄ１、Ｄ２では、放電電極５０に当たる空気流に伴って放電電極５０から微粒子が除去されることで、イオン発生量Ｎが回復する。制御部５は、回復領域Ｄ１において浄化モードを実行し、イオン発生量Ｎが回復するのに応じて清掃タイミングを遅らせる制御を行う。制御部５は、回復領域Ｄ２において清掃モードを実行し、イオン発生量Ｎを回復させる制御を行う。

図７は、放電電極５０のイオン発生量Ｎが経過時間ｔに応じて低下する劣化特性を示すイオン発生量劣化マップである。送風機１７の送風量がＬｏw、またはＨｉｇｈであって、微粒子濃度が低、中、または高の一定値である稼働状態では、イオン発生量Ｎが経過時間ｔに応じて次第に低下する。送風量がＨｉｇｈであって、微粒子濃度が上記稼働状態より低い回復領域Ｄ１が継続する場合には、放電電極５０から微粒子が除去されることで、イオン発生量Ｎが経過時間ｔに応じて低下せずに最大値に保たれる。

制御部５は、図７に示すイオン発生量劣化マップに基づいて、放電電極５０から微粒子が除去される回復領域Ｄ１において稼働する回復時間ｔｃｎとイオン発生量Ｎが所定値に回復する基準回復時間Ｔｃとの回復時間比Ｆｃｎ（＝ｔｃｎ／Ｔｃ）を求める。

空気浄化装置１００が回復領域Ｄ１で３０分間稼働することで、イオン発生量が５％（所定値）だけ回復する場合には、基準回復時間Ｔｃが３０分とする。回復領域Ｄ１において１５分稼働した場合に、回復時間ｔｃｎが１５分となり、回復時間比Ｆｃｎは次式で求められる。
Ｆｃｎ＝ｔｃｎ／Ｔｃ＝１５／３０＝０．５
制御部５は、イオン発生量が５％所定値）だけ低下した時点を、清掃モードに切り換える清掃タイミングと判定する。制御部５は、図７に示すイオン発生量劣化マップに基づいて、放電電極５０に微粒子が堆積する稼働時間ｔｎとイオン発生量Ｎが５％（所定値）だけ低下する基準時間Ｔとの劣化時間比Ｆｎ（＝ｔｎ／Ｔ）を求める。そして、求められた劣化時間比Ｆｎから回復領域Ｄ１の回復時間ｔｃｎの回復時間比Ｆｃｎを減算した値の積算値Σ（Ｆｎ-Ｆｃｎ）が「１」になったときに、清掃タイミングと判定する。

次に、図８に示すフローチャートを参照して、上記制御内容を説明する。

まず、ステップＳ１１では、以下の情報及び信号を読み込む。
・既に算出された積算値ΣＦｎ-Ｆｃｎ。なお、空気浄化装置１００の稼働開始時には、ΣＦｎ-Ｆｃｎ＝０になっている。
・微粒子濃度信号。
・送風機１７の作動信号。
・流路切り換え信号。

続いて、ステップＳ１２に進んで、電動機２０の作動信号がオンであるか否かを判定する。ここで、作動信号がオフである空気浄化装置１００の停止時には、スタートに戻る。一方、作動信号がオンである空気浄化装置１００の稼働時には、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、図７等に示すイオン発生量劣化マップに基づいて求められる稼働時間ｔｎ、回復時間ｔｃｎを求める。稼働時間ｔｎに応じて劣化時間比ＦｎをＦｎ＝ｔｎ／Ｔとして算出する。回復時間ｔｃｎに応じて回復時間比ＦｃｎをＦｃｎ＝ｔｃｎ／Ｔｃとして算出する。そして、劣化時間比Ｆｎから回復時間比Ｆｃｎを減算した値（Ｆｎ-Ｆｃｎ）を求める。

ステップＳ１４では、求められた値（Ｆｎ-Ｆｃｎ）を単位時間毎に積算した積算値Σ（Ｆｎ-Ｆｃｎ）を算出する。

続いて、ステップＳ１５に進んで、積算値Σ（Ｆｎ-Ｆｃｎ）が「０」より大きいか否かを判定する。ここで、積算値Σ（Ｆｎ-Ｆｃｎ）が「０」になった場合には、イオン発生量Ｎが最大値に回復しているものとみなしてステップＳ１９に進み、積算値Σ（Ｆｎ-Ｆｃｎ）の値を「０」にリセットし、スタートに戻る。

一方、積算値ΣＦｎが「０」より大きくなった場合には、ステップＳ１６に進んで、積算値Σ（Ｆｎ-Ｆｃｎ）が「１」以上になったか否かを判定する。ここで、積算値ΣＦｎが「１」よりも小さい場合には、スタートに戻る。一方、積算値ΣＦｎが「１」以上になった場合には、清掃タイミングが来たことを判定して、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、図３に示すイオン発生量回復マップに基づいて、微粒子濃度に応じて清掃モードを実行する実行時間を算出する。

続くステップＳ１８では、清掃モードに切り換え、算出された実行時間にわたって清掃モードを実行する。そして、積算値Σ（Ｆｎ-Ｆｃｎ）の値を「０」にリセットし、スタートに戻る。

図９は、空気浄化装置１００の稼働時に経過時間ｔに応じてイオン発生量Ｎが変化する様子を示す線図である。

図９に破線で囲む区間は、回復領域Ｄ１にあり、この区間で微粒子が堆積する劣化時間比Ｆｎから微粒子が除去される回復時間比Ｆｃｎが減算される。これにより、回復領域Ｄ１にある回復時間ｔｃｎが増えるのに伴って、清掃モードに移行するまでの時間ｔが延長される。こうして、清掃モード実行される頻度が減らされることで、浄化モードが実行される稼働時間を長くして、空気の浄化が図られる。

次に、図１０〜図１4に示す空気浄化装置１００の具体例を説明する。

図１０、図１１に示すように、放電電極５０は、送風機１７に吸い込まれる空気流に対向するように設けられる。放電電極５０は、捕集部１６より上流側の上流側流路１４の中央部に設けられ、送風機１７の回転中心軸Ｏ１７に略直交するように配置される。

空気浄化装置１００の稼働時に、空気流が放電電極５０に略直交して当たることにより、微粒子が放電電極５０に堆積することが抑えられる。浄化モードにおいて、空気流速が低い状態で微粒子が放電電極５０に堆積しても、空気流速が高められる状態で一旦堆積した微粒子が放電電極５０から離脱して除去される。これにより、清掃モードを実行する頻度を減らすことができ、あるいは清掃モードを実行しなくて済む。

送風機１７は、筒状に並ぶ多数の羽根をもったファン４１と、ファン４１を収容するケーシング４２と、を備える。ファン４１は、回転中心軸Ｏ１７を中心に回転し、遠心方向に送風する。ケーシング４２は、空気をファン４１の内側に導くベルマウス状の吸い込み口４２Ａと、ファン４１から送られる空気を集める巻き貝状の整流部４２Ｂと、集められた空気を吐出する吐出口４２Ｃ（図１２参照）と、を有する。なお、ケーシング４２は、筐体１０と一体に形成されてもよい。

捕集部１６は、吸い込み口４２Ａの上流側に設けられ、ケーシング４２に対峙するように配置される。捕集部１６のフィルタ中心線Ｏ１６は、送風機１７の回転中心軸Ｏ１７に対して略平行に延び、かつ回転中心軸Ｏ１７に対してオフセットされる。

インテークドア１３は、ヒンジ軸４３を中心に回動する。ヒンジ軸４３は、送風機１７の回転中心軸Ｏ１７に対して回転中心軸Ｏ１７に略直交する面上に延びる。

板状のインテークドア１３の先端１３Ａは、ヒンジ軸４３を中心とする円弧状の軌跡Ｑをもって回動する。放電電極５０は、軌跡Ｑと捕集部１６の間の領域に配置される。これにより、放電電極５０がインテークドア１３の作動に干渉することが回避され、かつ捕集部１６の上流側に設けられる。

上流側流路１４において、内気導入口１２の開口端と吸い込み口４２Ａの開口端との間に挟まれて両者の間に形成される領域を内気導入領域１４Ａとする。内気導入領域１４Ａは、内気導入口１２の開口縁部と吸い込み口４２Ａの開口縁部とを結ぶ複数の直線Ｌの内側に形成される空間である。

インテークドア１３が外気導入口１１を閉じて内気導入口１２を開く内気導入位置にある作動状態（内気循環状態）では、室内２からの空気が矢印Ａ１で示すように内気導入口１２から上流側流路１４に流入する。このとき、上流側流路１４では、内気導入口１２から吸い込み口４２Ａに向かう空気流の主流が内気導入領域１４Ａを流れるため、内気導入領域１４Ａの空気流速は他の領域よりも高くなる。

放電電極５０は、内気導入領域１４Ａに配置される。これにより、放電電極５０に当たる空気流速が高められ、放電電極５０に堆積した微粒子を除去する効果が得られる。

図１２において、第１ヒンジ平行線Ｓ１７は、送風機１７の回転中心軸Ｏ１７を含みインテークドア１３のヒンジ軸４３と略平行に延びる直線である。第２ヒンジ平行線Ｓ１６は、捕集部１６のフィルタ中心線Ｏ１６を含み、かつインテークドア１３のヒンジ軸４３と略平行に延びる直線である。中央横断領域１４Ｂは、第１ヒンジ平行線Ｓ１７と第２ヒンジ平行線Ｓ１６に挟まれる領域である。中央横断領域１４Ｂは、筐体１０の互いに対向する内壁面１０Ａ、１０Ｃの双方からヒンジ軸４３と直交方向（図１２において左右方向）に離れた領域である。このため、中央横断領域１４Ｂを流れる空気流は、流速が内壁面１０Ａ、１０Ｃ近傍の領域よりも高くなるとともに、空気流が放電電極５０に対向する速度成分（送風機１７の回転中心軸Ｏ１７に沿って送風機１７に向かう速度成分）が高まる。

放電電極５０は、中央横断領域１４Ｂに配置される。これにより、放電電極５０に当たる空気流速が高められるとともに、空気流の速度方向が放電電極５０に略直交して対向するため、放電電極５０に堆積した微粒子を除去する効果を高められる。

図１２において、第１ヒンジ直交線Ｐ１７は、送風機１７の回転中心軸Ｏ１７を含み、かつインテークドア１３のヒンジ軸４３と略直交する方向に延びる直線である。第２ヒンジ直交線Ｐ１６は、捕集部１６のフィルタ中心線Ｏ１６を含みインテークドア１３のヒンジ軸４３と略直交する方向に延びる直線である。中央縦断領域１４Ｃは、第１ヒンジ直交線Ｐ１７と第２ヒンジ直交線Ｐ１６に挟まれた領域である。中央縦断領域１４Ｃは、筐体１０の互いに対向する内壁面１０Ｂ、１０Ｄの双方からヒンジ軸４３と平行方向（図１２において上下方向）に離れた領域である。このため、中央縦断領域１４Ｃを流れる空気流は、流速が内壁面１０Ｂ、１０Ｄ近傍の領域よりも高くなるとともに、空気流が放電電極５０に対向する速度成分が高まる。

放電電極５０は、中央縦断領域１４Ｃに配置される。これにより、放電電極５０に当たる空気流速が高められるとともに、空気流の速度成分が放電電極５０に略直交して対向するため、放電電極５０に堆積した微粒子を除去する効果を高められる。

中央領域１４Ｄは、中央横断領域１４Ｂと中央縦断領域１４Ｃが交わる領域である。中央領域１４Ｄは、筐体１０の四方の内壁面１０Ａ〜１０Ｄから離れ、かつ送風機１７の中央部に対峙する。このため、空気流が放電電極５０に対向する速度成分は、中央領域１４Ｄにて最も高まる。

放電電極５０は、中央領域１４Ｄに配置される。これにより、放電電極５０に当たる空気流速が高められるとともに、放電電極５０に対向する空気流の速度成分が高められるため、放電電極５０に堆積した微粒子を除去する効果を最も高められる。更に、帯電した微粒子が捕集部１６の広い範囲に拡散することで、捕集部１６による浄化性能を高められる。

次に、図１３、図１４を参照して放電電極５０の取り付け構造について説明する。

図１３に示すように、放電電極５０は、棒状のブラケット５１を介して筐体１０に支持される。ブラケット５１は、ヒンジ軸４３と略平行に延びるように配置される。放電電極５０は、ブラケット５１の先端部に設けられ、上流側流路１４の中央部に配置される。

図１４に示すように、ブラケット５１には、２本のハーネス５５が収容される。放電電極５０は、２本のハーネス５５を介して通電される。

図１３に示すように、ブラケット５１の基端部は、環状のグロメット５２、５３及び２本のネジ５４を介して筐体１０の取り付け部６０に取り付けられる。

取り付け部６０は、ブラケット５１が貫通する貫通孔６１と、２本のネジ５４をそれぞれ螺合させる対のボス部６２と、を有する。

図１０に示すように、筐体１０には、ブラケット５１を取り付ける複数（３つ）の取り付け部６０が設けられる。各取り付け部６０は、ヒンジ軸４３に略直交する方向（図１０において左右方向）に並ぶように配置される。

筐体１０は、取り付け部６０を挟む上下の部材８、９が分割して形成される。筐体１０の上側の部材９は、例えば、ハンドルの位置が左右に異なる車両に対応した形状のものが選択して設けられる。こうして車両（車種）に応じて筐体１０の形状が異なる場合に、ブラケット５１が取り付けられる取り付け部６０が変更される。こうして、放電電極５０の取り付け位置が車両の幅方向に変えられる。これにより、異なる車両の筐体１０に対して放電電極５０を適切な位置に設けることが可能になる。

また、筐体１０の形状に応じて、ブラケット５１の長さを変えるか、あるいはグロメット５２、５３の形状を変えることにより、放電電極５０の取り付け位置が車両の前後方向に変えられる。

次に、本実施形態の効果について説明する。

本実施形態によれば、空気を浄化する空気浄化装置１００であって、空気中にイオンを発生する放電電極５０と、イオンによって帯電した空気中の微粒子を捕集する捕集部１６と、捕集部１６を通過するように空気を流す送風機１７と、を備え、送風機１７は、空気流を放電電極５０に堆積した微粒子に当てるような流れを発生させる構成とした。

このように構成することで、空気流を放電電極５０に堆積した微粒子に当てることによって、放電電極５０に堆積した微粒子が除去される。こうして、放電電極５０では、ブラシ等を用いることなく、堆積した微粒子が除去される。よって、空気浄化装置１００は、簡便な構造によって空気の浄化性能を維持することができる。

空気浄化装置１００は、放電電極５０からイオンを発生して空気を浄化する浄化モードと、放電電極５０に当たる空気流の流速を高める清掃モードと、に切り換える構成とした。

このように構成することで、空気流の流速の低い浄化モードにて放電電極５０に微粒子が堆積した場合に、浄化モードより空気流の流速を高める清掃モードにて空気流を放電電極５０に当てることによって、放電電極５０に堆積した微粒子が除去される。

なお、浄化モードと清掃モードとの切り換えは、制御部５によって行われる構成に限らず、手動で行われる構成としてもよい。

また、空気浄化装置１００は、制御部５を備え、制御部５は、浄化モードにおける稼働状態に応じて清掃モードに切り換える清掃タイミングを判定する構成とした。

このように構成することで、浄化モードにおける稼働状態に応じて例えば放電電極５０のイオン発生量Ｎ（微粒子堆積量）等を計測することで、清掃タイミングが判定される。こうして、清掃モードが適切な時期に実行されることにより、浄化モードが実行される稼働時間を長くすることができる。

また、制御部５は、予め設定されたマップに基づき、少なくとも、経過時間ｔと、送風機１７の送風量と、微粒子濃度と、のパラメータ応じて放電電極５０のイオン発生量Ｎ（微粒子堆積量）等を計測することで、清掃タイミングを的確に判定することができる。なお、上述した構成に限らず、マップを用いずに、回帰式に基づき同様のパラメータに応じてイオン発生量Ｎを算出する構成としてもよい。

また、制御部５は、浄化モードが実行される稼働状態における放電電極５０のイオン発生量Ｎが上昇（回復）する回復時間ｔｃｎ（稼働時間）が増えるのに応じて清掃モードが実行される清掃タイミングを遅らせる構成とした。

そして、制御部５は、放電電極５０のイオン発生量Ｎが低下する稼働時間ｔｎとイオン発生量Ｎが所定値に低下する基準時間Ｔとの劣化時間比Ｆｎ（＝ｔｎ／Ｔ）と、イオン発生量Ｎが上昇（回復）する回復時間ｔｃｎとイオン発生量Ｎが所定値に回復する基準回復時間Ｔｃとの回復時間比Ｆｃｎ（＝ｔｃｎ／Ｔｃ）と、劣化時間比Ｆｎから回復時間比Ｆｃｎを減算した値の積算値Σ（Ｆｎ-Ｆｃｎ）と、を求め、積算値Σ（Ｆｎ-Ｆｃｎ）が所定値「１」になったときに清掃タイミングと判定する構成とした。

このように構成することで、浄化モードにおいて放電電極５０に一旦堆積した粒子が放電電極５０に当たる空気流によって放電電極５０から除去されることに応じて清掃タイミングが遅れる。こうして、清掃モードが実行される頻度を減らすことにより、浄化モードが実行される稼働時間を長くして空気の浄化が図られる。

また、清掃モードでは、送風機１７の送風量を、浄化モードで設定される最大風量より更に高い設定風量に切り換える構成とした。これにより、放電電極５０に堆積した微粒子が速やかに除去される。

また、清掃モードでは、流路切換機構３０によって送風機１７によって送られる空気流の流路抵抗を小さくするように流路２９を切り換える構成とした。

また、清掃モードでは、流路切換機構３０のインテークドア１３によって外気導入口１１を閉じ、内気導入口１２を開くように流路２９を切り換える構成とした。

このように構成することで、清掃モードでは、送風機１７によって送られる空気流の流路抵抗を小さくして、放電電極５０に当たる空気流速を高められる。これにより、放電電極５０に堆積した微粒子が速やかに除去される。

なお、上記構成に限らず、浄化モードにおける送風量の高い状態で放電電極５０に堆積した微粒子が除去される構成としてもよい。

また、流路２９は、内気導入口１２の開口端と吸い込み口４２Ａの開口端との間で形成される内気導入領域１４Ａを有する。放電電極５０は、内気導入領域１４Ａに配置される構成とした。

このように構成することで、流路１４では、内気導入口１２から吸い込み口４２Ａに向かう空気流の主流が内気導入領域１４Ａを流れるため、放電電極５０に当たる空気流速が高められ、放電電極５０に堆積した微粒子を除去する効果が得られる。

また、流路２９は、送風機１７の回転中心軸Ｏ１７を含みインテークドア１３のヒンジ軸４３と略平行に延びる第１ヒンジ平行線Ｓ１７と、捕集部１６のフィルタ中心線Ｏ１６を含み、かつインテークドア１３のヒンジ軸４３と略平行に延びる第２ヒンジ平行線Ｓ１６と、の間に挟まれる中央横断領域１４Ｂを有する。放電電極５０は、中央横断領域１４Ｂに配置される構成とした。

このように構成することで、流路１４では、放電電極５０に当たる空気流速が高められるとともに、空気流の速度方向が放電電極５０に略直交して対向するため、放電電極５０に堆積した微粒子を除去する効果を高められる。

また、流路２９は、送風機１７の回転中心軸Ｏ１７を含み、かつインテークドア１３のヒンジ軸４３と略直交する方向に延びる第１ヒンジ直交線Ｐ１７と、捕集部１６のフィルタ中心線Ｏ１６を含みインテークドア１３のヒンジ軸４３と略直交する方向に延びる第２ヒンジ直交線Ｐ１６と、の間に挟まれる中央縦断領域１４Ｃを有する。放電電極５０は、中央縦断領域１４Ｃに配置される構成とした。

このように構成することで、流路１４では、放電電極５０に当たる空気流速が高められるとともに、空気流の速度方向が放電電極５０に略直交して対向するため、放電電極５０に堆積した微粒子を除去する効果を高められる。

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。

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 外気導入口
１２ 内気導入口
１３ インテークドア
１４Ａ 内気導入領域
１４Ｂ 中央横断領域
１４Ｃ 中央縦断領域
１４Ｄ 中央領域
１６ 捕集部
Ｏ１６ フィルタ中心線
Ｓ１６ 第２ヒンジ平行線
Ｐ１６ 第２ヒンジ直交線
１７ 送風機
Ｏ１７ 回転中心軸
Ｓ１７ 第１ヒンジ平行線
Ｐ１７ 第１ヒンジ直交線
２９ 流路
３０ 流路切換機構
４１ ファン
４２Ａ 吸い込み口
４３ ヒンジ軸
５０ 放電電極
１００ 空気浄化装置

Claims (12)

1. 空気を浄化する空気浄化装置であって、
   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空気中の微粒子を捕集する捕集部と、
   前記捕集部を通過するように空気を流す送風機と、を備え、
   前記送風機は、空気流を前記放電電極に堆積した微粒子に当てるような流れを発生させ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、
   空気を浄化する浄化モードと、
   前記放電電極に当たる空気流の流速を高める清掃モードと、に切り換えられることを特徴とする空気浄化装置。
3. 請求項２に記載の空気浄化装置であって、
   制御部を更に備え、
   前記制御部は、前記浄化モードの稼働状態に応じて前記清掃モードに切り換える清掃タイミングを判定す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、
   前記制御部は、少なくとも前記送風機が稼働する経過時間と、前記送風機の送風量と、前記捕集部に流入する空気の微粒子濃度と、に応じて前記清掃タイミングを判定することを特徴とする空気浄化装置。
5. 請求項４に記載の空気浄化装置であって、
   前記制御部は、前記浄化モードにおける前記放電電極のイオン発生量が上昇する稼働時間が増えるのに応じて前記清掃タイミングを遅らせ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、
   前記制御部は、
   前記放電電極のイオン発生量が低下する稼働時間とイオン発生量が所定値に低下する基準時間との劣化時間比と、
   前記放電電極のイオン発生量が上昇する回復時間とイオン発生量が所定値に回復する基準回復時間との回復時間比と、
   前記劣化時間比から前記回復時間比を減算した値の積算値と、を求め、
   前記積算値が所定値になったときに清掃タイミングと判定することを特徴とする空気浄化装置。
7. 請求項２から６のいずれか一つに記載の空気浄化装置であって、
   前記清掃モードでは、前記送風機の送風量を、前記浄化モードで設定される最大風量より更に高い設定風量に切り換えることを特徴とする空気浄化装置。
8. 請求項２から７のいずれか一つに記載の空気浄化装置であって、
   空気が流れる流路を切り換える流路切換機構を更に備え、
   前記清掃モードでは、空気流の流路抵抗を小さくするように前記流路切換機構が前記流路を切り換えることを特徴とする空気浄化装置。
9. 請求項８に記載の空気浄化装置であって、
   前記流路切換機構は、
   車両の室内から空気を導入する内気導入口と、
   前記車両の外部から空気を導入する外気導入口と、
   前記外気導入口及び前記内気導入口を開閉するインテークドアと、を備え、
   前記清掃モードでは、前記外気導入口を閉じ、前記内気導入口を開くことを特徴とする空気浄化装置。
10. 請求項９に記載の空気浄化装置であって、
    前記流路は、前記内気導入口の開口端と前記送風機の吸い込み口の開口端との間で形成される内気導入領域を有し、
    前記放電電極は、前記内気導入領域に配置されることを特徴とする空気浄化装置。
11. 請求項１０に記載の空気浄化装置であって、
    前記送風機は、回転中心軸を中心に回転するファンを備え、
    前記インテークドアは、前記回転中心軸に略直交する面上に配置されるヒンジ軸を中心に回動し、
    前記流路は、前記回転中心軸を含み前記ヒンジ軸と略平行に延びる第１ヒンジ平行線と、前記捕集部のフィルタ中心線を含み前記ヒンジ軸と略平行に延びる第２ヒンジ平行線と、の間に挟まれる中央横断領域を有し、
    前記放電電極は、前記中央横断領域に配置されることを特徴とする空気浄化装置。
12. 請求項１０に記載の空気浄化装置であって、
    前記送風機は、回転中心軸を中心に回転するファンを備え、
    前記インテークドアは、前記回転中心軸に略直交する面上に配置されるヒンジ軸を中心に回動し、
    前記流路は、前記回転中心軸を含み前記ヒンジ軸と略直交する方向に延びる第１ヒンジ直交線と、前記捕集部のフィルタ中心線を含み前記ヒンジ軸と略直交する方向に延びる第２ヒンジ直交線と、の間に挟まれる中央縦断領域を有し、
    前記放電電極は、前記中央縦断領域に配置されることを特徴とする空気浄化装置。

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