JP2018096657A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】室内へ吹き出す風量を増やすことなく集塵効率を高めることができる空気清浄機を得ること。【解決手段】空気清浄機５０は、吸込口９及び吹出口１０を備えた本体１と、本体１の内部に設置され、吸込口９から空気１８を吸い込んで吹出口１０へ向かって気流２０を送り出す多翼式送風機２と、多翼式送風機２よりも上流側に配置される一段式の電気集塵装置４とを備え、本体１は、吸込口９から多翼式送風機２までの給気風路２４と、多翼式送風機２から吹出口１０までの排気風路２５とを隔て、給気風路２４と排気風路２５とを接続する開口２７が形成された仕切り壁２６と、多翼式送風機２よりも下流側に配置され、気流の一部２０ａを開口２７を通じて給気風路２４に導くダンパー６とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、建物内の空気を清浄化された状態に維持する空気清浄機に関する。

近年、建物内の空気を清浄化された状態に維持するために、空気清浄機が広く用いられている。

空気清浄機の形態の一つに、機械的集塵式空気清浄機がある。機械的集塵式空気清浄機は、微小粒子を含む空気をＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）と呼ばれるフィルタに通し、微小粒子を機械的に漉し取る。

機械的集塵式空気清浄機は、送風機を動作させるだけで良いという手軽さがある半面、圧力損失が大きいという問題がある。機械的集塵式空気清浄機は、圧力損失が大きいため、清浄化して吹き出す風量を多くするために電動機の回転数を上げると、騒音が大きくなる。よって、清浄化して吹き出す風量を多くしつつ騒音を小さく抑えるためには、ファン自体を大きくする必要があるため、空気清浄機が大型化してしまう。

また、空気清浄機の形態の一つに、電気式空気清浄機がある。電気式空気清浄機は、空気中に浮遊する微細な固体を、静電力を利用して除去する装置である。電気式空気清浄機は、空気中の浮遊粒子である塵埃をコロナ放電によって帯電させる荷電部と、帯電された塵埃をクーロン力で集塵板に付着させる集塵部とを有する二段式のものと、荷電と集塵とを同時に行う一段式のものとがある。

一般的に、一段式の空気清浄機よりも二段式の空気清浄機の方が集塵効率は高いが、集塵装置が大きくなる。電気式の集塵では、集塵されたほこりを定期的に取り除く清掃作業が必要であるが、集塵装置が大きくなると、清掃作業を行いにくい。

このため、設置スペースの小型化が要求される場合には、一段式の空気清浄機が選択される。

特許文献１には、一段式の電気式空気清浄機が開示されている。

特開平４−１８９４４号公報

一段式の空気清浄機は、二段式の空気清浄機よりも集塵効率が低いため、二段式の空気清浄機と同等の空気清浄効果を得るためには、処理風量を多くする必要がある。しかし、処理風量を多くすると、室内へ吹き出される空気の量が増え、室内の人が気流を不快に感じやすくなるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、室内へ吹き出す風量を増やすことなく集塵効率を高めることができる空気清浄機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、吸込口及び吹出口を備えた本体と、本体の内部に設置され、吸込口から空気を吸い込んで吹出口にむけて気流を送り出す多翼式送風機と、多翼式送風機よりも上流側に配置される一段式の電気集塵装置とを備える。本体は、吸込口から多翼式送風機までの給気風路と、多翼式送風機から吹出口までの排気風路とを隔て、給気風路と排気風路とを接続する開口が形成された仕切り壁と、多翼式送風機よりも下流側に配置され、気流の一部を開口を通じて給気風路に導く導風手段とを有する。

本発明によれば、室内へ吹き出す風量を増やすことなく集塵効率を高めることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の正面図 実施の形態１に係る空気清浄機の断面図 実施の形態１に係る空気清浄機のコントローラの機能をソフトウェアで実現した構成を示す図 実施の形態１に係る空気清浄機の電気集塵装置の構成を示す図 本発明の実施の形態２に係る空気清浄機の正面図 実施の形態２に係る空気清浄機の断面図

以下に、本発明の実施の形態に係る空気清浄機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の正面図である。図２は、実施の形態１に係る空気清浄機の断面図であり、図１中のII-II線に沿った断面を示す。実施の形態１に係る空気清浄機５０は、室内の床面上に置かれて使用される。実施の形態１に係る空気清浄機５０は、吸込口９及び吹出口１０を有する本体１と、吸込口９から空気を吸い込み吹出口１０へ向けて気流２０を送り出す多翼式送風機２と、多翼式送風機２を収納するファンケーシング３と、多翼式送風機２の上流側に配置される電気集塵装置４と、吸込口９を覆うグリル５と、多翼式送風機２の下流側に配置されるダンパー６とを備えている。以下、吸込口９から多翼式送風機２までの風路を給気風路２４といい、多翼式送風機２から吹出口１０までの風路を排気風路２５という。ダンパー６は、給気風路２４と排気風路２５とを隔てる仕切り壁２６に形成されている開口２７に気流の一部２０ａを案内する導風手段である。

多翼式送風機２は、モータ７と、モータ７のシャフトに差込結合されたファン８とを備えている。

吸込口９から吸い込まれた空気１８は、給気風路２４に設置されている電気集塵装置４を通り、多翼式送風機２に取り込まれる。多翼式送風機２から送り出された気流２０は排気風路２５へ送られる。仕切り壁２６の開口２７がダンパー６によって塞がれていない場合、気流の一部２０ａはダンパー６によって開口２７を通じて電気集塵装置４の上流の給気風路２４へ戻され、残りは吹出口１０から室内へ吹き出す。

電気集塵装置４の下流には、ほこりセンサ２１が配置されている。また、ファンケーシング３の外には、ほこりセンサ２１の検出結果に基づいて、開口２７を通じてダンパ−６が給気風路２４に導く気流の一部２０ａの割合を変更させるコントローラ２２が設置されている。なお、図面が煩雑にならないようにするために、ほこりセンサ２１とコントローラ２２とを接続する配線及びコントローラ２２とダンパー６とを接続する配線の図示は省略している。

コントローラ２２は、ほこりセンサ２１の検出結果に基づいて開口２７を通じてダンパー６が給気風路２４に導く気流の一部２０ａの割合を変更させる処理を行う処理回路２３を備える。

処理回路２３は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。図３は、実施の形態１に係る空気清浄機のコントローラの機能をソフトウェアで実現した構成を示す図である。処理回路２３は、プログラム１９ｂを実行する演算装置１９１と、演算装置１９１がワークエリアに用いるランダムアクセスメモリ１９２と、プログラム１９ｂを記憶する記憶装置１９３を有する。記憶装置１９３に記憶されているプログラム１９ｂを演算装置１９１がランダムアクセスメモリ１９２上に展開し、ほこりセンサ２１の検出結果に基づいて開口２７を通じてダンパー６が給気風路２４に案内する気流の一部２０ａの割合を変更させる機能が実現される。すなわち、コントローラ２２は、ほこりセンサ２１の検出結果に基づいて、開口２７を通じてダンパー６が給気風路２４に導く気流の一部２０ａの割合を変更させる処理が結果的に実行されることになるプログラム１９ｂを格納するための記憶装置１９３を備える。また、プログラム１９ｂは、ほこりセンサ２１の検出結果に基づいて、開口２７を通じてダンパー６が給気風路２４に導く気流の一部２０ａの割合を変更させる手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

図４は、実施の形態１に係る空気清浄機の電気集塵装置の構成を示す図である。電気集塵装置４は、一段式の電気集塵装置であり、グリル５を外し、電気集塵装置４を本体１から取外すことで、対向電極１１に付着したほこり及び放電エネルギーによって空気中のガスから放電電極１２に析出した析出物を、掃除機による吸引、水洗い又は拭き取りによって除去することができる。

電気集塵装置４は、放電電極１２と、対向電極１１と、樹脂製の外郭１３とを備えている。放電電極１２は、ワイヤ状で強度がある電気伝導体とし、対向電極１１は、耐水性のある電気伝導体とする。放電電極１２の材料には、タングステンを例示できるがこれに限定されない。対向電極１１の材料には、ステンレスを例示できるがこれに限定されない。対向電極１１は、金属めっきを施した樹脂成型品でもよい。放電電極１２及び対向電極１１はほこり付着時に水洗いにより流せるよう水で錆びることがない材料で形成する。電気集塵装置４は、放電電極１２を両側から挟む形で対向電極１１を配置する構造とする。放電電極１２と対向電極１１との間に電圧をかけ、放電電界空間を生成する。

電気集塵装置４の一過性集塵効率をη、ダンパー６によって電気集塵装置４の上流に戻される空気が電気集塵装置４に取り込まれる空気に占める割合をνとすると、実施の形態１に係る空気清浄機５０の集塵効率はη／[１−ν(１−η)]となる。[１−ν(１−η)]は１未満の値になることから、ダンパー６を設けて電気集塵装置４の上流に空気を戻すことにより、電気集塵装置４の集塵効率は、一過性集塵効率ηよりも高くなることが分かる。

ほこりセンサ２１で検出したほこりの量に応じてダンパー６の角度を調整することで、上流に戻る空気の量を調整し、ほこりの濃度が高いときにも、室内へ吹出す気流２０中に含まれるほこりの量を制限することができる。ほこりの量に応じたダンパー６の角度調整の例には、ほこりの量が多いほど開口２７を通じてダンパー６が給気風路２４に導く気流の一部２０ａの割合を多くする制御を挙げることができる。ただし、室内へ送る気流２０が少なくなりすぎると、室内の空気を清浄に保つ効果が小さくなるため、開口２７を通じて給気風路２４に導く気流の一部２０ａの割合に上限を設け、ほこりの量にかかわらず一定量の気流２０が室内へ送られるようにするとよい。

上記の説明においては、可動式のダンパー６を導風手段にしているが、ダンパー６の代わりに姿勢が変化しない案内板を設けて導風手段とし、開口２７を通じて給気風路２４に導く気流の一部２０ａの割合を一定値にしても良い。ダンパー６の代わりに案内板を設ける場合には、ほこりセンサ２１及びダンパー６の角度を変更するコントローラ２２を省略することができる。また、ダンパー６は、必ずしもコントローラ２２によって制御される必要はなく、手動で姿勢を変化させる構造であってもよい。したがって、ほこりセンサ２１及びコントローラ２２を省略し、ダンパー６だけを設けてもよい。

実施の形態１に係る空気清浄機５０は、機械的集塵式空気清浄機よりも低騒音にできる。また、実施の形態１に係る空気清浄機５０は、二段式の電気式空気清浄機よりも集塵装置を小さくできるため、清掃作業が容易となる。さらに、実施の形態１に係る空気清浄機５０は、特許文献１に開示される一段式の電気式空気清浄機よりも機外に排出する空気量が少なくなるため、人に与える気流感を抑えることができる。したがって、実施の形態１に係る空気清浄機５０は、室内へ吹き出す風量を増やすことなく集塵効率を高めることができる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る空気清浄機の正面図である。図６は、実施の形態２に係る空気清浄機の断面図である。実施の形態２に係る空気清浄機５１は、室内の天井１６に取付けて使用される。実施の形態２に係る空気清浄機５１は、部品の構成は実施の形態１に係る空気清浄機５０と同様であるが、本体１には天井裏に取り付けるためのフランジ１７が形成されている。風路構成も実施の形態１に係る空気清浄機５０と同様であるが、吸込口９及び吹出口１０は、本体１の同じ面に形成されている。

フランジ１７を天井１６に当接させた際、吸込口９及び吹出口１０は、室内に露出する。したがって、実施の形態２に係る空気清浄機５１は、天井裏に設置しても、室内からの空気の吸い込み及び室内への空気の吹き出しを行うことができる。

実施の形態２に係る空気清浄機５１は、天井裏に設置できるため、室内に設置スペースを設ける必要がない。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 本体、２ 多翼式送風機、３ ファンケーシング、４ 電気集塵装置、５ グリル、６ ダンパー、７ モータ、８ ファン、９ 吸込口、１０ 吹出口、１１ 対向電極、１２ 放電電極、１３ 外郭、１６ 天井、１７ フランジ、１８ 空気、１９ｂ プログラム、２０ 気流、２０ａ 気流の一部、２１ ほこりセンサ、２２ コントローラ、２３ 処理回路、２４ 給気風路、２５ 排気風路、２６ 仕切り壁、２７ 開口、５０，５１ 空気清浄機、１９１ 演算装置、１９２ ランダムアクセスメモリ、１９３ 記憶装置。

Claims (4)

1. 吸込口及び吹出口を備えた本体と、
   前記本体の内部に設置され、前記吸込口から空気を吸い込んで前記吹出口に向かって気流を送り出す多翼式送風機と、
   前記多翼式送風機よりも上流側に配置される一段式の電気集塵装置とを備え、
   前記本体は、
   前記吸込口から前記多翼式送風機までの給気風路と、前記多翼式送風機から前記吹出口までの排気風路とを隔て、前記給気風路と前記排気風路とを接続する開口が形成された仕切り壁と、
   前記多翼式送風機よりも下流側に配置され、前記気流の一部を前記開口を通じて前記給気風路に導く導風手段とを有することを特徴とする空気清浄機。
2. 前記導風手段は、前記開口を通じて前記給気風路に導く気流の一部の割合が可変のダンパーであることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。
3. 前記電気集塵装置の下流に配置されたほこりセンサと、
   前記ほこりセンサの検出結果に基づいて、前記ダンパーが前記開口を通じて前記給気風路に導く気流の一部の割合を変更するコントローラとを有することを特徴とする請求項２に記載の空気清浄機。
4. 前記本体は、前記吸込口及び前記吹出口が同じ面に形成されているとともに、前記吸込口及び前記吹出口が室内に露出した状態で天井に当接するフランジを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の空気清浄機。

Images