JP2018089106A - 空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気に対して紫外光を十分に照射して、当該空気に含まれる対象物質を十分に除去することができる空気清浄装置を提供する。【解決手段】空気清浄装置１００は、ダクト１０１と、紫外光を照射して粒子を発生させる紫外光照射装置１０２と、紫外光照射装置１０２によって発生させられた粒子を除去する粒子除去部１０３と、を備える。ダクト１０１の内部には、第１風路１０４ａと第１風路１０４ａの下流側に連続する第２風路１０４ｂとが形成される。第２風路１０４ｂは、第１風路１０４ａが沿う方向と異なる方向に沿う。紫外光照射装置１０２は、第２風路１０４ｂに紫外光を照射する。【選択図】図１

Description

本発明は、空気清浄装置に関するものである。

特許文献１および特許文献２には、空気中の対象物質を除去することによって当該空気を清浄する方法および装置が記載されている。上記の方法および装置は、空気に紫外光を照射することによって対象物質を粒子に変化させ、この粒子をフィルタ等によって除去するものである。

特許第３２０２２５０号公報 特許第３２１７５６２号公報

上記の各特許文献においては、空気に対して紫外光を十分に照射するための構成が開示されておらず、空気中の対象物質の粒子化を十分に発生させることができない。各特許文献に記載された方法および装置では、空気を十分に清浄することができない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、空気に対して紫外光を十分に照射して、当該空気に含まれる対象物質を十分に除去することができる空気清浄装置を提供することである。

本発明に係る空気清浄装置は、ダクトと、紫外光を照射して粒子を発生させる紫外光照射装置と、紫外光照射装置によって発生させられた粒子を除去する粒子除去部と、を備える。ダクトの内部には、第１風路とこの第１風路の下流側に連続する第２風路とが形成される。第２風路は、第１風路が沿う方向と異なる方向に沿う。紫外光照射装置は、第２風路に紫外光を照射する。

本発明に係る空気清浄装置は、流入側ダクトと、流入側ダクトの下流側に接続されてこの流入側ダクトを支持する支持部と、紫外光を照射して粒子を発生させる紫外光照射装置と、紫外光照射装置によって発生させられた粒子を除去する粒子除去部と、を備える。流入側ダクトの内部には、第１風路が形成され、支持部の内部には、第１風路に連通する第２風路が形成される。第１風路の流路断面積は、第２風路の流路断面積と異なっており、紫外光照射装置は、第２風路に紫外光を照射する。

本発明に係る空気清浄装置は、ダクトと、紫外光を照射して粒子を発生させる紫外光照射装置と、紫外光照射装置によって発生させられた粒子を除去する粒子除去部と、を備える。ダクトには、このダクトの内方に向けて突出する突出部が形成される。紫外光照射装置は、ダクトの内部に形成された風路に対し、突出部よりも下流に紫外光を照射する。

本発明に係る空気清浄装置は、熱交換器と、熱交換器の流出口に接続されたダクトと、ダクトの内部に形成された風路に紫外光を照射する紫外光照射装置と、紫外光照射装置によって発生させられた粒子を除去する粒子除去部と、を備える。

本発明に係る空気清浄装置には、ダクト内の流れを乱す構成が含まれる。また、本発明に係る空気清浄装置は、流れが乱された空気に紫外光を照射する紫外光照射装置と、紫外光照射装置によって発生させられた粒子を除去する粒子除去部と、を備える。このため、本発明によれば、空気に対して紫外光を十分に照射して、当該空気に含まれる対象物質を十分に除去することができる空気清浄装置が提供される。

実施の形態１の空気清浄装置の断面図である。 実施の形態２の空気清浄装置の斜視図である。 実施の形態２の第１の変形例を示す斜視図である。 実施の形態２の第２の変形例を示す斜視図である。 実施の形態３の空気清浄装置の断面図である。 図５の視点Ｄでの矢視図である。 実施の形態３の変形例を示す矢視図である。 実施の形態４の空気清浄装置を示す図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。各図における同一の符号は、同一の部分または相当する部分を示す。本開示では、重複する説明については適宜に簡略化または省略する。なお本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含み得るものである。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１の空気清浄装置１００の断面図である。図１は、水平面に平行な断面を示している。以下、本実施の形態においては、図１の上下方向を左右方向とする。また、図１の左方向を手前方向、図１の右方向を奥方向とする。

空気清浄装置１００は、手前方向から空気を取り込み、当該空気を清浄して奥方向へ放出する装置である。空気清浄装置１００は、空気に含まれる対象物質を除去することによって、当該空気を清浄する装置である。空気清浄装置１００は、例えば、家庭およびオフィス等に設けられた換気ダクトを構成する装置として使用される。また、空気清浄装置１００は、例えば、空調機を構成する装置であってもよい。

空気清浄装置１００は、図１に示すように、例えば、ダクト１０１、紫外光照射装置１０２および粒子除去部１０３を備える。ダクト１０１は、空気を搬送するためのものである。紫外光照射装置１０２は、紫外光を照射する装置である。紫外光照射装置１０２は、空気中の対象物質を粒子化させる装置である。粒子除去部１０３は、紫外光照射装置１０２によって発生した粒子を除去するものである。

本実施の形態のダクト１０１には、図１に示すように、例えば、第１部分１０１ａおよび第２部分１０１ｂが含まれる。第１部分１０１ａは、第１の方向に沿って形成される。一例として、第１部分１０１ａは、図１に示すように、手前方向から奥方向へむけて、直線状に形成される。

第２部分１０１ｂは、第２の方向に沿って形成される。第２の方向は、上記の第１の方向と異なる方向である。一例として、第２部分１０１ｂは、左右方向に沿って直線状に形成される。第２部分１０１ｂは、第１部分１０１ａに連続している。すなわち、空気清浄装置１００が備えるダクト１０１は、途中で曲がっている。ダクト１０１は、一例として、第１部分１０１ａから第２部分１０１ｂにかけて直角に曲がっている。

また、本実施の形態のダクト１０１には、図１に示すように、例えば、第３部分１０１ｃがさらに含まれる。第３部分１０１ｃは、第３の方向に沿って形成される。第３の方向は、上記の第２の方向と異なる方向である。一例として、第３部分１０１ｃは、図１に示すように、手前方向から奥方向へむけて、直線状に形成される。すなわち、本実施の形態において、第３の方向は第１の方向と同じ方向に設定される。

第３部分１０１ｃは、第２部分１０１ｂに連続している。第２部分１０１ｂは、第１部分１０１ａと第３部分１０１ｃとの間にある。すなわち、第１部分１０１ａ、第２部分１０１ｂおよび第３部分１０１ｃは、順に連続している。ダクト１０１は、一例として、第２部分１０１ｂから第３部分１０１ｃにかけて直角に曲がっている。本実施の形態のダクト１０１は、図１に示すように、第１部分１０１ａ、第２部分１０１ｂおよび第３部分１０１ｃによって形成されたＳ字型の部分を有する。

ダクト１０１の内部には、風路１０４が形成される。風路１０４は、ダクト１０１によって囲われている。風路１０４の断面形状は、例えば、円形または矩形である。なお、風路１０４の断面形状は、本例に限定されるものではない。風路１０４には、例えば図示しない送風機等によって、空気が流れる。図１中の白抜き矢印は、風路１０４内の空気の流れを示すものである。

風路１０４には、例えば、図１に示すように、第１風路１０４ａ、第２風路１０４ｂおよび第３風路１０４ｃが含まれる。第１風路１０４ａ、第２風路１０４ｂおよび第３風路１０４ｃは、順に連続する。

第１風路１０４ａは、第１部分１０１ａの内部に形成される。第１風路１０４ａは、第１部分１０１ａによって囲われている。言い換えると、第１風路１０４ａを取り囲む壁面は、第１部分１０１ａによって形成されている。第１風路１０４ａは、上記した第１の方向に沿っている。すなわち、本実施の形態の第１風路１０４ａは、手前方向から奥方向へ向く方向に沿っている。

第２風路１０４ｂは、第２部分１０１ｂの内部に形成される。第２風路１０４ｂは、第２部分１０１ｂによって囲われている。言い換えると、第２風路１０４ｂを取り囲む壁面は、第２部分１０１ｂによって形成されている。第２風路１０４ｂは、上記した第２の方向に沿っている。すなわち、本実施の形態の第２風路１０４ｂは、左右方向に沿っている。第２風路１０４ｂが沿う方向は、第１風路１０４ａが沿う方向と異なっている。風路１０４は、一例として、第１風路１０４ａから第２風路１０４ｂにかけて直角に曲がっている。

第３風路１０４ｃは、第３部分１０１ｃの内部に形成される。第３風路１０４ｃは、第３部分１０１ｃによって囲われている。言い換えると、第３風路１０４ｃを取り囲む壁面は、第３部分１０１ｃによって形成されている。第３風路１０４ｃは、上記した第３の方向に沿っている。すなわち、本実施の形態の第３風路１０４ｃは、手前方向から奥方向へ向く方向に沿っている。第３風路１０４ｃが沿う方向は、第２風路１０４ｂが沿う方向と異なっている。風路１０４は、一例として、第２風路１０４ｂから第３風路１０４ｃにかけて直角に曲がっている。本実施の形態の風路１０４は、図１に示すように、第１風路１０４ａ、第２風路１０４ｂおよび第３風路１０４ｃによって形成されたＳ字型の部分を有する。

本実施の形態の空気清浄装置１００内を流れる空気は、第１風路１０４ａ、第２風路１０４ｂおよび第３風路１０４ｃの順に流れる。すなわち、第１風路１０４ａ、第２風路１０４ｂおよび第３風路１０４ｃは上流から下流に向かって並んでいる。第２風路１０４ｂは、第１風路１０４ａの下流側に連続する。第３風路１０４ｃは、第２風路１０４ｂの下流側に連続する。また、第２部分１０１ｂは、第１部分１０１ａの下流側端部に連続する。第３部分１０１ｃは、第２部分１０１ｂの下流側端部に連続する。

図１に示すように、第１風路１０４ａには、第１の方向、すなわち手前方向から奥方向に向かって空気が流れる。第２風路１０４ｂには、左右方向に空気が流れる。ダクト１０１内の風路１０４を流れる空気の進行方向は、第１風路１０４ａから第２風路１０４ｂにかけて曲がっている。一例として、風路１０４を流れる空気の進行方向は、第１風路１０４ａから第２風路１０４ｂにかけて直角に曲がっている。

また、第３風路１０４ｃには、第３の方向、すなわち手前方向から奥方向に向かって空気が流れる。ダクト１０１内の風路１０４を流れる空気の進行方向は、第２風路１０４ｂから第３風路１０４ｃにかけて曲がっている。一例として、風路１０４を流れる空気の進行方向は、第２風路１０４ｂから第３風路１０４ｃにかけて直角に曲がっている。

上記のように構成された風路１０４内に空気が流れた場合、第１風路１０４ａから第２風路１０４ｂにかけて空気の流れが乱される。また、上記のように構成された風路１０４内に空気が流れた場合、第２風路１０４ｂから第３風路１０４ｃにかけて空気の流れが乱される。例えば、第２風路１０４ｂには、渦が発生する。第２風路１０４ｂ内の空気の流れは、例えば、層流ではなく乱流となる。

紫外光照射装置１０２は、上記のように構成された第２風路１０４ｂに紫外光を照射する。すなわち、紫外光照射装置１０２は、流れが乱れた状態の空気に紫外光を照射する。紫外光照射装置１０２は、例えばダクト１０１の第２部分１０１ｂに取り付けられる。本実施の形態の紫外光照射装置１０２は、第２の方向に向けて設けられる。本実施の形態の紫外光照射装置１０２は、第２の方向に向けて紫外光を照射する。例えば、図１に示すように、紫外光照射装置１０２は、第２部分１０１ｂのうち、第２風路１０４ｂを左方から囲う壁面と第２風路１０４ｂを右方から囲う壁面とに配置される。

なお、紫外光照射装置１０２の配置および紫外光照射装置１０２が紫外光を照射する方向は、上記した例に限定されない。紫外光照射装置１０２は、第２風路１０４ｂに紫外光を照射するものであればよい。例えば、紫外光照射装置１０２は、第２風路１０４ｂに向けて、第１部分１０１ａに取り付けられてもよい。また、紫外光照射装置１０２は、例えば、第１の方向に向けて紫外光を照射してもよい。例えば、紫外光照射装置１０２は、第２部分１０１ｂのうち、第２風路１０４ｂを手前方向から囲う壁面と第２風路１０４ｂを奥方向から囲う壁面とに配置されてもよい。

紫外光照射装置１０２によって発生した粒子を除去する粒子除去部１０３は、紫外光照射装置１０２によって紫外光が照射される位置よりも下流に配置される。粒子除去部１０３は、例えば、図１に示すように、第３風路１０４ｃに配置される。なお、粒子除去部１０３の配置は、本実施の形態に限定されない。例えば、粒子除去部１０３は、第２風路１０４ｂに配置されていてもよい。

粒子除去部１０３は、例えば粒子捕集フィルタ１０３ａとオゾン分解フィルタ１０３ｂとによって形成される。粒子捕集フィルタ１０３ａは、空気中の粒子を捕集するフィルタである。オゾン分解フィルタ１０３ｂは、空気中のオゾンを分解するフィルタである。

上述したように、紫外光照射装置１０２は、第２風路１０４ｂに紫外光を照射する。紫外光照射装置１０２が紫外光を照射することにより、第２風路１０４ｂを流れる空気中の対象物質は、例えば光化学反応によって粒子に変化する。対象物質が変化した粒子を含む空気は、第２風路１０４ｂから第３風路１０４ｃへ流れる。

例えば、第３風路１０４ｃに空気が流れると、当該空気中に含まれる粒子が粒子捕集フィルタ１０３ａに捕集される。これにより、空気中の粒子が除去される。また、空気中に紫外光が照射された場合、当該空気中にオゾンが発生する場合がある。すなわち、第２風路１０４ｂから第３風路１０４ｃへと流れる空気には、オゾンが含まれる場合がある。第３風路１０４ｃを流れる空気に含まれるオゾンは、オゾン分解フィルタ１０３ｂによって分解される。粒子除去部１０３は、上記のようにして、空気を清浄する。清浄な空気は、粒子除去部１０３を通過して、第３風路１０４ｃのさらに下流へ放出される。

本実施の形態の空気清浄装置１００は、ダクト１０１、紫外光照射装置１０２および粒子除去部１０３を備える。ダクト１０１の内部には、第１風路１０４ａと第２風路１０４ｂとが形成されている。第２風路１０４ｂは、第１風路１０４ａの下流側に連続し、第１風路１０４ａが沿う方向と異なる方向に沿っている。紫外光照射装置１０２は、第２風路１０４ｂに紫外光を照射し、対象物質を粒子化させる。粒子除去部１０３は、紫外光照射装置１０２によって粒子化した対象物質を除去する。

本実施の形態のダクト１０１の内部に空気が流れる場合、第１風路１０４ａから第２風路１０４ｂにかけて空気の流れの乱れが生じる。第１風路１０４ａから第２風路１０４ｂにかけて生じた空気の流れの乱れは、第２風路１０４ｂ内に空気が滞留する時間を長くさせる。このため、紫外光照射装置１０２は、第２風路１０４ｂを流れる空気に対し、紫外光を十分に長い時間照射することができる。紫外光照射装置１０２は、対象物質を十分に粒子に変化させることができる。粒子除去部１０３は、紫外光照射装置１０２によって十分に粒子化した対象物質を除去する。本実施の形態であれば、空気に対して紫外光を十分に照射して、当該空気に含まれる対象物質を十分に除去することができる空気清浄装置１００が得られる。

また、本実施の形態のダクト１０１の内部には、第２風路１０４ｂが沿う方向と異なる方向に沿う第３風路１０４ｃが形成されている。このため、ダクト１０１の内部に空気が流れる場合、第２風路１０４ｂから第３風路１０４ｃにかけて空気の流れの乱れが生じる。本実施の形態であれば、第２風路１０４ｂ内に空気が滞留する時間をより長くすることができる。これにより、空気に対して紫外光をより十分に照射して、当該空気に含まれる対象物質をより十分に除去することができる空気清浄装置１００が得られる。

本実施の形態の粒子除去部１０３は、第３風路１０４ｃに配置されている。これにより、遮蔽板等を必要とせずに、紫外光照射装置１０２から照射された紫外光が粒子除去部１０３に当たることを防止できる。本実施の形態であれば、紫外光を原因とした粒子除去部１０３の劣化が抑制される。

なお、ダクト１０１および風路１０４の形状は、本実施の形態と異なる形状であってもよい。例えば、ダクト１０１および風路１０４は、Ｌ字型またはＵ字型等に曲げられた部分を有するものであってもよい。例えば、第１の方向と第３の方向とは異なっていても良い。また、図１は、鉛直方向と平行な断面を示していてもよい。すなわち、第２部分１０２ｂおよび第２風路１０４ｂは、上下方向に沿っていてもよい。風路１０４の形状は、途中で曲がっていればよい。

また、第１風路１０４ａと第２風路１０４ｂとがなす角度は、例えば、直角でなくてもよい。第１風路１０４ａと第２風路１０４ｂとがなす角度は、第１風路１０４ａから第２風路１０４ｂにかけて空気の流れの乱れが十分生じるように設定されればよい。第１風路１０４ａと第２風路１０４ｂとがなす角度は、例えば、第２風路１０４ｂ内の空気の流れが乱流になるように設定される。第１風路１０４ａと第２風路１０４ｂとがなす角度は、例えば、第２風路１０４ｂ内に空気が滞留する時間が十分に長くなるように設定される。第１風路１０４ａと第２風路１０４ｂとがなす角度は、例えば、第２風路１０４ｂ内での圧力損失が第１風路１０４ａ内での圧力損失に対して十分に大きくなるように設定される。また、第２風路１０４ｂと第３風路１０４ｃとがなす角度も、同様に、本実施の形態に限定されない。

本実施の形態の空気清浄装置１００が除去する対象物質には、例えばＶＯＣが含まれる。ＶＯＣは、Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓの略称である。ＶＯＣは、揮発性有機化合物を意味する。ＶＯＣには、例えば、トルエン、キシレンおよび酢酸エチル等が含まれる。

空気中のＶＯＣは、紫外光が照射されると、光化学反応によって、凝縮して粒子に変化する。また、空気中のＶＯＣは、紫外光が照射されると、光化学反応によって、空気中に既に存在する粒子に吸着または吸収される。これにより、二次生成粒子が生成される。二次生成粒子とは、気体として放出された物質が、空気中であらためて粒子として生成されたものである。このようにして、空気中のＶＯＣは、二次生成粒子となる。

また、空気中のＶＯＣは、ラジカル、オゾン等と化学反応を起こして、揮発性の低い第１の有機化合物に変化する。この揮発性の低い第１の有機化合物は、空気中に既に存在する粒子上で凝縮する。これにより、二次生成粒子が生成される。

化学反応を起こしたＶＯＣから生成された揮発性の低い第１の有機化合物は、空気中に既に存在する粒子に吸着または吸収されることもある。粒子に吸着または吸収された第１の有機化合物は、化学反応によってさらに揮発性の低い第２の有機化合物に変化する。その結果、粒子上または粒子中において第１の有機化合物が減る。粒子上または粒子中において第１の有機化合物が減ると、空気中の第１の有機化合物がさらに粒子に吸着または吸収される。このように、粒子への有機化合物の吸着および吸収と化学反応とが繰り返されることによって、二次生成粒子が生成される。

紫外光照射装置１０２によって照射される紫外光には、例えば、１８５ｎｍの波長の紫外光が含まれていてもよい。１８５ｎｍの波長の紫外光は、空気中の酸素からオゾン発生させる。これにより、空気中のＶＯＣの化学反応が促進される。空気中のＶＯＣの化学反応が促進されることによって、効率よく二次生成粒子が生成される。紫外光照射装置１０２によって照射される紫外光に１８５ｎｍの波長の紫外光が含まれている場合、空気中のＶＯＣが効率よく除去される。また、紫外光照射装置１０２によって発生したオゾンは、オゾン分解フィルタ１０３ｂによって十分に分解される。

空気清浄装置１００が備える紫外光照射装置１０２は、例えば、紫外光を発する光源として紫外光発光ダイオードを有していてもよい。紫外光照射装置１０２の光源が紫外光発光ダイオードである場合、この紫外光照射装置１０２によって照射される紫外光の波長は、任意の波長として容易に設定可能である。

紫外光発光ダイオードは、指向性の高い光源である。紫外光照射装置１０２の光源が紫外光発光ダイオードである場合、この紫外光照射装置１０２によって照射される紫外光の方向は、例えば反射板等を必要とすることなく容易に設定される。なお、紫外光照射装置１０２の光源は、紫外光発光ダイオードに限定されない。紫外光照射装置１０２の光源は、例えば水銀灯等であってもよい。

紫外光照射装置１０２によって照射される紫外光には、例えば、２５４ｎｍの波長の紫外光が含まれていてもよい。紫外光照射装置１０２によって照射される紫外光に２５４ｎｍの波長の紫外光が含まれている場合、空気清浄装置１００は、風路１０４内の空気中に浮遊する微生物および菌を不活性化させることができる。不活性化した菌および微生物は、例えば、粒子捕集フィルタ１０３ａによって捕集される。粒子捕集フィルタ１０３ａによって捕集された微生物および菌は、不活性化しているため、粒子捕集フィルタ１０３ａ上で増殖しない。

本実施の形態の粒子除去部１０３は、粒子捕集フィルタ１０３ａとオゾン分解フィルタ１０３ｂとによって形成される。粒子捕集フィルタ１０３ａは、例えば難燃性の材料で形成される。オゾン分解フィルタ１０３ｂは、例えば、金属またはセラミック等の不燃性の基材と二酸化マンガン等の無機触媒とによって形成される。粒子除去部１０３は、このように、例えば、難燃性の部材として形成される。本実施の形態の空気清浄装置１００は、難燃性が要求される場所にも配置可能である。なお、空気清浄装置１００が配置される場所に難燃性が要求されない場合には、例えば活性炭等によって粒子除去部１０３が形成されていてもよい。

また、紫外光照射装置１０２によって照射される紫外光には、例えば、１８５ｎｍの波長の紫外光が含まれていなくてもよい。紫外光照射装置１０２によって照射される紫外光に１８５ｎｍの波長の紫外光が含まれていない場合には、空気中にオゾンが生成されない。例えば、空気清浄装置１００によって除去する対象物質には、オゾンが含まれない場合がある。この場合、紫外光照射装置１０２によって照射される紫外光に１８５ｎｍの波長の紫外光が含まれていなければ、粒子除去部１０３はオゾン分解フィルタ１０３ｂを有していなくてもよい。本例であれば、１種類の部材から形成される粒子除去部１０３によって、空気を清浄することができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。図２は、実施の形態２の空気清浄装置２００の斜視図である。実施の形態１との相違点を中心に、実施の形態２の空気清浄装置２００について説明する。実施の形態１と同一または相当する部分については、同じ符号を付し、説明を簡略化または省略する。

本実施の形態の空気清浄装置２００は、実施の形態１の空気清浄装置１００と同様、手前方向から空気を取り込み、当該空気を清浄して奥方向へ放出する装置である。空気清浄装置２００は、例えば、流入側ダクト２０１ａ、支持部２０１ｂおよび流出側ダクト２０１ｃを備える。また、空気清浄装置２００は、実施の形態１の空気清浄装置１００と同様、紫外光照射装置１０２および粒子除去部１０３を備える。

一例として、流入側ダクト２０１ａは、手前方向から奥方向へむけて、直線状に形成される。また、流入側ダクト２０１ａは、一例として、手前方向から奥方向へむけて、直線状に形成される。支持部２０１ｂは、流入側ダクト２０１ａと流出側ダクト２０１ｃとを支持する。支持部２０１ｂは、流入側ダクト２０１ａと流出側ダクト２０１ｃとの間に配置される。

流入側ダクト２０１ａの内部には、実施の形態１の第１風路１０４ａに対応する第１風路２０４ａが形成される。支持部２０１ｂの内部には、第１風路２０４ａに連通する第２風路２０４ｂが形成される。流出側ダクト２０１ｃの内部には、第２風路２０４ｂに連通する第３風路２０４ｃが形成される。第１風路２０４ａ、第２風路２０４ｂおよび第３風路２０４ｃは、順に連続する。図２中の白抜き矢印は、第１風路２０４ａ、第２風路２０４ｂおよび第３風路２０４ｃ内の空気の流れを示す。

本実施の形態の空気清浄装置１００内を流れる空気は、第１風路２０４ａ、第２風路２０４ｂおよび第３風路２０４ｃの順に流れる。すなわち、第１風路２０４ａ、第２風路２０４ｂおよび第３風路２０４ｃは上流から下流に向かって並んでいる。第２風路２０４ｂは、第１風路２０４ａの下流側に連続する。第３風路２０４ｃは、第２風路２０４ｂの下流側に連続する。また、支持部２０１ｂは、流入側ダクト２０１ａの下流側に接続される。流出側ダクト２０１ｃは、支持部２０１ｂの下流側に接続される。

支持部２０１ｂは、例えば箱型の部材である。なお支持部２０１の形状は、例えば、球状等であってもよい。支持部２０１ｂには、例えば、ダクトを支持するための部材、ダクトを分岐させるための部材または内部にフィルターボックスが設けられた部材等の、汎用性のある部材が該当する。

支持部２０１ｂは、例えば、図２に示すように、流入側ダクト２０１ａに対して垂直な壁部２０５ａを有する。流入側ダクト２０１ａと支持部２０１ｂとは、壁部２０５ａを介して接続される。支持部２０１ｂの内部に形成された第２風路２０４ｂの流路断面積Ｂは、第１風路２０４ａの流路断面積Ａよりも大きくなっている。

また、支持部２０１ｂは、例えば、図２に示すように、流出側ダクト２０１ｃに対して垂直な壁部２０５ｂを有する。流出側ダクト２０１ｃと支持部２０１ｂとは、壁部２０５ｂを介して接続される。流出側ダクト２０１ｃの内部に形成された第３風路２０４ｃの流路断面積Ｃは、第２風路２０４ｂの流路断面積Ｂよりも小さくなっている。例えば、第１風路２０４ａの流路断面積Ａは、第３風路２０４ｃの流路断面積Ｃと同じである。例えば、流入側ダクト２０１ａおよび流出側ダクト２０１ｃは、互いに同様の寸法として設計されたダクトである。

ここで、第１風路２０４ａ、第２風路２０４ｂおよび第３風路２０４ｃを、まとめて空気清浄風路と呼ぶ。すなわち、空気清浄装置２００の内部には、この空気清浄風路が形成される。本実施の形態において、空気清浄風路の流路断面積は、例えば、図２に示すように、第１風路２０４ａから第２風路２０４ｂにかけて急激に変化する。空気清浄風路の流路断面積は、例えば、第１風路２０４ａから第２風路２０４ｂにかけて不連続に変化する。

また、本実施の形態において空気清浄風路の流路断面積は、例えば、図２に示すように、第２風路２０４ｂから第３風路２０４ｃにかけて急激に変化する。空気清浄風路の流路断面積は、例えば、第２風路２０４ｂから第３風路２０４ｃにかけて不連続に変化する。

上記のように構成された空気清浄風路内に空気が流れた場合、第１風路２０４ａから第２風路２０４ｂにかけて空気の流れが乱される。また、上記のように構成された空気清浄装置風路内に空気が流れた場合、第２風路２０４ｂから第３風路２０４ｃにかけて空気の流れが乱される。例えば、第２風路２０４ｂには、渦が発生する。第２風路２０４ｂ内の空気の流れは、例えば、層流ではなく乱流となる。

本実施の形態の紫外光照射装置１０２は、上記のように構成された第２風路２０４ｂに紫外光を照射する。すなわち、紫外光照射装置１０２は、実施の形態１と同様、流れが乱れた状態の空気に紫外光を照射する。紫外光照射装置１０２は、例えば支持部２０１ｂに取り付けられる。本実施の形態の紫外光照射装置１０２は、例えば、図２に示すように、空気清浄風路内に空気が流れる方向に対して垂直な方向に紫外光を照射する。紫外光照射装置１０２は、例えば、図２に示すように、流出側ダクト２０１ｃおよび第３風路２０４ｃが沿う方向と垂直な方向を向く。

粒子除去部１０３は、実施の形態１と同様、紫外光照射装置１０２によって紫外光が照射される位置よりも下流に配置される。粒子除去部１０３は、例えば、図２に示すように、第３風路２０４ｃに配置される。

上述したように、本実施の形態の空気清浄装置２００の内部の空気清浄風路に空気が流れる場合、第１風路２０４ａから第２風路２０４ｂにかけて空気の流れの乱れが生じる。第１風路２０４ａから第２風路２０４ｂにかけて生じた空気の流れの乱れは、第２風路２０４ｂ内に空気が滞留する時間を長くさせる。本実施の形態であれば、実施の形態１と同様に、空気に対して紫外光を十分に照射して、当該空気に含まれる対象物質を十分に除去することができる空気清浄装置１００が得られる。

なお、第２風路２０４ｂの流路断面積Ｂは、第１風路２０４ａの流路断面積Ａより小さくてもよい。本例においても、空気清浄装置２００の内部の空気清浄風路に空気が流れる場合、第１風路２０４ａから第２風路２０４ｂにかけて空気の流れの乱れが生じる。すなわち、第１風路２０４ａの流路断面積Ａが第２風路２０４ｂの流路断面積Ｂと異なることによって、第１風路２０４ａから第２風路２０４ｂにかけて空気の流れの乱れが生じる。第１風路２０４ａの流路断面積Ａが第２風路２０４ｂの流路断面積Ｂと異なり、かつこの第２風路２０４ｂに対して紫外光が照射されることにより、第２風路２０４ｂ内の空気に含まれる対象物質が十分に粒子化される。

本実施の形態において、第２風路２０４ｂの流路断面積Ｂは、第１風路２０４ａの流路断面積Ａより大きい。空気清浄装置２００の内部の空気清浄風路を流れる空気の速度は、第１風路２０４ａから第２風路２０４ｂにかけて小さくなる。これにより、本実施の形態であれば、第２風路２０４ｂ内に空気が滞留する時間がより長くなる。本実施の形態の空気清浄装置２００は、空気に対して紫外光をより十分に照射することができる。

本実施の形態において粒子除去部１０３は、第３風路２０４ｃに配置されている。これにより、実施の形態１と同様、遮蔽板等を必要とせずに、紫外光照射装置１０２から照射された紫外光が粒子除去部１０３に当たることを防止できる。

本実施の形態の空気清浄装置２００の内部の空気清浄風路には、第３風路２０４ｃが含まれる。第３風路２０４ｃの流路断面積Ｃは、第２風路２０４ｂの流路断面積Ｂよりも小さい。このため、空気清浄風路には、第２風路２０４ｂから第３風路２０４ｃにかけて空気の流れの乱れが生じる。本実施の形態であれば、第２風路２０４ｂ内に空気が滞留する時間をより長くすることができる。本実施の形態であれば、空気に対して紫外光をより十分に照射して、当該空気に含まれる対象物質をより十分に除去することができる空気清浄装置２００が得られる。

図３は、実施の形態２の第１の変形例を示す斜視図である。図４は、実施の形態２の第２の変形例を示す斜視図である。図３に示す空気清浄装置２００ａにおいて、粒子除去部１０３は、第２風路２０４ｂに配置されている。上述したとおり、本実施の形態であれば、第２風路２０４ｂ内に空気が滞留する時間がより長くなる。この第２風路２０４ｂに配置された粒子除去部１０３は、より多くの粒子を除去することができる。

また、図４に示す変形例の空気清浄装置２００ｂは、複数の流出側ダクト２０１ｃを備える。このように、支持部２０１ｂは、空気清浄装置１００の内部の空気の流れを分岐させる部材であってもよい。また、複数の流出側ダクト２０１ｃのうち、少なくとも１つの中心軸は、流入側ダクト２０１ａの中心軸に対してずれて配置される。また、複数の第３風路２０４ｃのうち、少なくとも１つの中心軸は、第１風路２０４ａの中心軸および第２風路２０４ｂの中心軸に対してずれて配置される。これにより、支持部２０１ｂの内部では、より強い流れの乱れが生じる。なお、図２に示す空気清浄装置２００においても、本変形例のように、流出側ダクト２０１ｃの中心軸が流入側ダクト２０１ａの中心軸に対してずれていてもよい。

実施の形態３．
次に、実施の形態３について説明する。図５は、実施の形態３の空気清浄装置３００の断面図である。図６は、図５の視点Ｄでの矢視図である。実施の形態１および実施の形態２との相違点を中心に、空気清浄装置３００について説明する。実施の形態１および実施の形態２と同一または相当する部分については、同じ符号を付し、説明を簡略化または省略する。

本実施の形態の空気清浄装置３００は、実施の形態１の空気清浄装置１００および実施の形態２の空気清浄装置２００と同様、手前方向から空気を取り込み、当該空気を清浄して奥方向へ放出する装置である。空気清浄装置３００は、例えば、ダクト３０１を備える。一例として、ダクト３０１は、手前方向から奥方向へむけて、直線状に形成される。また、空気清浄装置３００は、実施の形態１および実施の形態２と同様、紫外光照射装置１０２および粒子除去部１０３を備える。

ダクト３０１の内部には、風路３０４が形成される。図２中の白抜き矢印は、風路３０４内の空気の流れを示す。また、ダクト３０１には、図５および図６に示すように、突出部３０５が形成されている。突出部３０５は、ダクト３０１の内方に向けて突出する。一例として、突出部３０５は、図５および図６に示すように、ダクト３０１の内周面に形成される。突出部３０５は、例えば、ダクト３０１の内周面の全周に渡って形成される。突出部３０５は、例えば板状である。風路３０４の流路断面積は、突出部３０５によって不連続に変化する。

本実施の形態の紫外光照射装置１０２は、風路３０４に対し、突出部３０５よりも下流に紫外光を照射する。紫外光照射装置１０２は、例えば、突出部３０５よりも下流で、ダクト３０１に取り付けられる。また、粒子除去部１０３は、例えば、紫外光照射装置１０２よりも下流で、風路３０４内に配置される。

本実施の形態の空気清浄装置２００の内部の空気清浄風路に空気が流れる場合、突出部３０５によって空気の流れの乱れが生じる。例えば、風路３０４内には、突出部３０５の周囲で渦が発生する。本実施の形態によれば、突出部３０５の下流側に、より空気がより長い時間滞留する。これにより、実施の形態１及び実施の形態２と同様に、空気に対して紫外光を十分に照射して、当該空気に含まれる対象物質を十分に除去することができる空気清浄装置２００が得られる。

また、紫外光照射装置１０２は、例えば図６に示すように、風路３０４が沿う方向に平行な視点において突出部３０５と重なる位置に配置されていることが望ましい。これにより、紫外光照射装置１０２から照射された紫外光は、突出部３５よりも上流側に漏れ出しにくくなる。本例であれば、空気に対して紫外光がより十分に照射される。

また、図７は、実施の形態３の変形例を示す矢視図である。図７の矢視図は、図６の矢視図に対応する。本変形例の空気清浄装置３００ａにおいて、突出部３０５は、ダクト３０１の周方向に対して分割されている。別の言い方をすると、本変形例においては、ダクト３０１に複数の突出部３０５が形成されている。突出部３０５は、ダクト３０１の周方向に対して、間欠的に形成されている。これにより、風路３０４での圧力損失が低減される。

なお、突出部３０５の形状及び配置等は、上記の実施の形態および変形例に限定されない。突出部３０５は、例えば棒状の部位であってもよい。また、ダクト３０１は、蛇腹状の部材であってもよい。突出部３０５は、蛇腹によって形成されてもよい。

実施の形態４．
次に、実施の形態４について説明する。図８は、実施の形態４の空気清浄装置４００を示す図である。実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３との相違点を中心に、空気清浄装置４００について説明する。実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３と同一または相当する部分については、同じ符号を付し、説明を簡略化または省略する。

空気清浄装置４００は、熱交換器４０１を備えることを特徴としている。また、空気清浄装置４００は、実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３と同様、紫外光照射装置１０２および粒子除去部１０３を備える。

熱交換器４０１は、例えば２つの流入口を有する。また熱交換器４０１は、例えば２つの流出口を有する。熱交換器４０１の２つの流入口の一方には、第１流入ダクト４０２ａが接続される。熱交換器４０１の２つの流入口の他方には、第２流入ダクト４０２ｂが接続される。また、熱交換器４０１の２つの流出入口の一方には、第１流出ダクト４０３ａが接続される。熱交換器４０１の２つの流入口の他方には、第２流出ダクト４０３ｂが接続される。

熱交換器４０１には、第１流入ダクト４０２ａ内の風路から空気が流れ込む。また熱交換器４０１には、第２流入ダクト４０２ｂ内の流路から冷媒が流れ込む。熱交換器４０１の内部では、第１流入ダクト４０２ａ内の風路から流れ込んだ空気と第２流入ダクト４０２ｂ内の流路から流れ込んだ冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換器４０１によって熱交換された空気は、第１流出ダクト４０３ａの内部に形成された風路へ流れる。熱交換器４０１によって熱交換された冷媒は、第２流出ダクト４０３ｂの内部に形成された流路へ流れる。

熱交換器４０１内の空気の流れは、当該空気と冷媒との温度差によって乱される。本実施の形態では、流れが乱された状態の空気が第１流出ダクト４０３ａの内部の風路を流れる。また、本実施の形態において、紫外光照射装置１０２は、第１流出ダクト４０３ａの内部の風路に紫外光を照射する。紫外光照射装置１０２は、例えば、空気の流れが十分に乱されている場所に、紫外光を照射する。紫外光照射装置１０２は、例えば、第１流出ダクト４０３ａの内部の風路のうち、空気の流れが十分に乱されている場所に配置される。紫外光照射装置１０２は、例えば、第１流出ダクト４０３ａに取り付けられる。本実施の形態によれば、実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３と同様に、空気に対して紫外光を十分に照射して、当該空気に含まれる対象物質を十分に除去することができる空気清浄装置４００が得られる。

１００ 空気清浄装置、 １０１ ダクト、 １０１ａ 第１部分、 １０１ｂ 第２部分、 １０１ｃ 第３部分、 １０２ 紫外光照射装置、 １０３ 粒子除去部、 １０３ａ 粒子捕集フィルタ、 １０３ｂ オゾン分解フィルタ、 １０４ 風路、 １０４ａ 第１風路、 １０４ｂ 第２風路、 １０４ｃ 第３風路、 ２００ 空気清浄装置、 ２００ａ 空気清浄装置、 ２００ｂ 空気清浄装置、 ２０１ａ 流入側ダクト、 ２０１ｂ 支持部、 ２０１ｃ 流出側ダクト、 ２０４ａ 第１風路、 ２０４ｂ 第２風路、 ２０４ｃ 第３風路、 ２０５ａ 壁部、 ２０５ｂ 壁部、 ３００ 空気清浄装置、 ３００ａ 空気清浄装置、 ３０１ ダクト、 ３０４ 風路、 ３０５ 突出部、 ４００ 空気清浄装置、 ４０１ 熱交換器、 ４０２ａ 第１流入ダクト、 ４０２ｂ 第２流入ダクト、 ４０３ａ 第１流出ダクト、 ４０３ｂ 第２流出ダクト

Claims (11)

1. ダクトと、
   紫外光を照射して粒子を発生させる紫外光照射装置と、
   前記紫外光照射装置によって発生させられた粒子を除去する粒子除去部と、
   を備え、
   前記ダクトの内部には、第１風路と前記第１風路の下流側に連続する第２風路とが形成され、
   前記第２風路は、前記第１風路が沿う方向と異なる方向に沿い、
   前記紫外光照射装置は、前記第２風路に紫外光を照射する空気清浄装置。
2. 前記ダクトの内部には、前記第２風路が沿う方向と異なる方向に沿う第３風路が前記第２風路の下流側に連続して形成される請求項１に記載の空気清浄装置。
3. 前記粒子除去部は、前記第３風路に配置されている請求項２に記載の空気清浄装置。
4. 流入側ダクトと、
   前記流入側ダクトの下流側に接続され、前記流入側ダクトを支持する支持部と、
   紫外光を照射して粒子を発生させる紫外光照射装置と、
   前記紫外光照射装置によって発生させられた粒子を除去する粒子除去部と、
   を備え、
   前記流入側ダクトの内部には、第１風路が形成され、
   前記支持部の内部には、前記第１風路に連通する第２風路が形成され、
   前記第１風路の流路断面積は、前記第２風路の流路断面積と異なっており、
   前記紫外光照射装置は、前記第２風路に紫外光を照射する空気清浄装置。
5. 前記第２風路の流路断面積は、前記第１風路の流路断面積よりも大きい請求項４に記載の空気清浄装置。
6. 前記支持部の下流側に接続された流出側ダクトをさらに備え、
   前記流出側ダクトの内部には、前記第２風路に連通する第３風路が形成され、
   前記第３風路の流路断面積は、前記第２風路の流路断面積よりも小さい請求項５に記載の空気清浄装置。
7. 前記粒子除去部は、前記第２風路に配置されている請求項５または請求項６に記載の空気清浄装置。
8. 前記粒子除去部は、前記第３風路に配置されている請求項６に記載の空気清浄装置。
9. ダクトと、
   紫外光を照射して粒子を発生させる紫外光照射装置と、
   前記紫外光照射装置によって発生させられた粒子を除去する粒子除去部と、
   を備え、
   前記ダクトには、前記ダクトの内方に向けて突出する突出部が形成され、
   前記紫外光照射装置は、前記ダクトの内部に形成された風路に対し、前記突出部よりも下流に紫外光を照射する空気清浄装置。
10. 前記紫外光照射装置は、前記風路が沿う方向に平行な視点において前記突出部と重なる位置で前記突出部よりも下流に配置されている請求項９に記載の空気清浄装置。
    
11. 熱交換器と、
    前記熱交換器の流出口に接続されたダクトと、
    前記ダクトの内部に形成された風路に紫外光を照射する紫外光照射装置と、
    前記紫外光照射装置によって発生させられた粒子を除去する粒子除去部と、
    を備える空気清浄装置。

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