JP2022126293A - 空気調和機 - Google Patents

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Abstract

【課題】フィルタを効率よく除菌できる空気調和機を提案する。【解決手段】空気調和機(１)は、フィルタ(３１)と、フィルタ(３１)に紫外線を照射する照射ユニット(７０)とを備える。照射ユニット(７０)から出射される紫外線の光軸(Ｌ２)が、フィルタ(３１)の厚さ方向に直交する平面に対して傾斜している。【選択図】図６

Description

本開示は、空気調和機に関する。
従来、空気調和機としては、有害ガス成分および臭気成分を分解する光触媒を有するプリーツ構造のフィルタと、フィルタの光触媒に紫外線を照射する複数の光源モジュールとを備えたものがある(例えば、特開２００６－２８０４２８号公報(特許文献１)参照)。
上記空気調和機では、フィルタの背面に、水平方向に所定の間隔をあけて縦長の光源モジュールを複数配置している。光源モジュールは、紫外線を出射する多数のＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード)が上下方向に間隔をあけて配置されている。
特開２００６－２８０４２８号公報(図１,図５)
上記空気調和機では、フィルタと光源モジュールとの距離が制約され、フィルタ全体に紫外線を照射するのに多数のＬＥＤが必要となるため、コストや消費電力を増大させることなくフィルタを効率よく除菌できない。
本開示では、フィルタを効率よく除菌できる空気調和機を提案する。
本開示の空気調和機は、
フィルタと、
上記フィルタに紫外線を照射する照射ユニットと
を備え、
上記照射ユニットから出射される紫外線の光軸が、上記フィルタの厚さ方向に直交する平面に対して傾斜している。
本開示によれば、照射ユニットとフィルタとの距離を広げることなく、フィルタにおける紫外線の照射領域を広げることができ、フィルタを効率よく除菌できる。ここで、殺菌、除菌とは、ウィルスの不活性化を含むものとする。
また、本開示の１つの態様に係る空気調和機では、
上記フィルタに空気を送る送風ファンを備え、
上記フィルタの上流かつ上記送風ファンの下流側に仕切部材が設けられ、
上記仕切部材の下流側の表面に上記照射ユニットが取り付けられている。
本開示によれば、仕切部材の下流側の表面に照射ユニットが取り付けられ、送風ファンからの風が照射ユニットに直接当たらないので、照射ユニットへの埃の付着を抑制できる。
また、本開示の１つの態様に係る空気調和機では、
上記仕切部材の上記フィルタに対向する面に、上記照射ユニットが取り付けられた傾斜面を有する台座を設けている。
本開示によれば、仕切部材のフィルタに対向する面に台座を設け、照射ユニットを台座の傾斜面に取り付けることによって、照射ユニットの光軸がフィルタの厚さ方向に直交する平面に対して傾斜するように照射ユニットを取り付けることが容易にできる。
また、本開示の１つの態様に係る空気調和機では、
上記仕切部材には、上記送風ファンからの空気を上記フィルタに向かって吹き出す開口が設けられている。
本開示によれば、仕切部材に設けられた開口から、送風ファンからの空気をフィルタに向かって吹き出すことによって、送風ファンからの風が照射ユニットに直接当たらないので、照射ユニットへの埃の付着を抑制できる。
また、本開示の１つの態様に係る空気調和機では、
上記照射ユニットから出射される紫外線の光軸が上記フィルタの中央部を通る。
本開示によれば、照射ユニットから出射される紫外線がフィルタの中央部を通ることによって、フィルタの一方に偏ることなくフィルタ全体またはフィルタのほぼ全体に紫外線を照射できる。
また、本開示の１つの態様に係る空気調和機では、
上記照射ユニットは、上記フィルタの中心を通りかつ上記フィルタに直交する中心線に対してずれて配置されている。
本開示によれば、フィルタの中心を通りかつフィルタに直交する中心線に対してずれて照射ユニットを配置することによって、フィルタに流れる空気の流れを照射ユニットが妨げるのを抑制できる。
また、本開示の１つの態様に係る空気調和機では、
上記照射ユニットの指向特性における相対光度が５０％以上の照射領域に上記フィルタの中心が含まれている。
本開示によれば照射ユニットの指向特性における相対光度が５０％以上の照射領域にフィルタの中心が含まれることによって、フィルタの一方に偏ることなくフィルタ全体またはフィルタのほぼ全体に紫外線を照射できる。
また、本開示の１つの態様に係る空気調和機では、
上記照射ユニットが１つである。
本開示によれば、照射ユニットとフィルタとの距離を広げることなく、１つの照射ユニットでフィルタ全体またはフィルタのほぼ全体に紫外線を照射することが可能となるので、複数の照射ユニットを用いた場合に比べてコストや消費電力を低減できる。
本開示の実施の一形態の空気清浄機の外観斜視図である。 図１のII－II線から見た断面の斜視図である。 空気清浄機の要部の構成を示す分解斜視図である。 図１のII－II線から見た断面図である。 図４のＶ－Ｖ線から見た断面図である。 照射ユニットの照射領域を示す模式図である。
以下、実施形態を説明する。なお、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の図面上の寸法は、図面の明瞭化と簡略化のために実際の尺度から適宜変更されており、実際の相対寸法を表してはいない。図面において、左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とする。
図１は、本開示の実施の一形態の空気清浄機１の前方かつ斜め上方から見た外観斜視図であり、図２は、図１のII－II線から見た断面の斜視図である。この実施形態の空気清浄機１は、空気調和機の一例である。
この空気清浄機１は、図１,図２に示すように、右吸込口２１,左吸込口２２と吹出口２３とを有する風通路Ｐ１が設けられた直方体形状のケーシング１０と、風通路Ｐ１に配置され、右吸込口２１,左吸込口２２から吸い込んだ空気を吹出口２３を介して吹き出す送風ファンＦと、風通路Ｐ１に配置された１次フィルタ３１と、風通路Ｐ１の１次フィルタ３１の下流に配置された２次フィルタ３２とを備えている。
また、空気清浄機１は、１次フィルタ３１の上流側の表面に紫外線を照射する照射ユニット７０と、風通路Ｐ１の１次フィルタ３１の上流に配置されたストリーマユニット８０とを備えている。ストリーマユニット８０は、活性種を発生する発生部の一例である。
ケーシング１０は、前面パネル１１と、左右に設けられた側面パネル１２と、天面パネル１３と、背面パネル１４(図５に示す)、右の側面パネル１２の下方に着脱可能に取り付けられた右吸込グリル１５と、左の側面パネル１２の下方に着脱可能に取り付けられた左吸込グリル１６と、天面パネル１３に着脱可能に取り付けられた吹出グリル１７とを備えている。
右吸込口２１は、格子状の右吸込グリル１５によって通気可能に覆われている。左吹出口２２は、格子状の左吸込グリル１６によって通気可能に覆われている。吹出口２３は、格子状の吹出グリル１７によって通気可能に覆われている。
ケーシング１０には、脱臭フィルタ(図示せず)が取り付け可能な樹脂ケース４０がケーシング１０に着脱可能に取り付けられている。さらに、ケーシング１０の樹脂ケース４０上には、上部フレーム５０が嵌め込まれている。
なお、ケーシング１０は、内部の照射ユニット７０から紫外線が外部に漏れないように構成されている(ＩＥＣ規格６０３３５－２－４０準拠(外郭から０．３ｍの距離で照度０．２μＷ／ｃｍ２以下))。
送風ファンＦは、軸方向両側から空気を吸い込んで径方向外側に吹き出すシロッコファンである。送風ファンＦは、左右に吸込口１８ａ,１８ｂ(図３,図４に示す)とスクロール１８ｃとを有するファンハウジング１８内に収納されている。ファンハウジング１８には、吸込口１８ａ,１８ｂから吸い込まれた空気を上方に吹き出す吹出口１８ｄが設けられている。また、送風ファンＦの左側に回転軸１９(図４に示す)を介して連結されたモータＭを備えている。
ケーシング１０内には、ファンハウジング１８よりも上側に、上方が開口した箱状の下部フレーム６０を配置している。下部フレーム６０と上部フレーム５０とで樹脂ケース４０を収納する空間を形成している。
下部フレーム６０の底部６１に、１次フィルタ３１の上流側の表面に紫外線を照射する照射ユニット７０を取り付けている。下部フレーム６０の底部６１は、仕切部材の一例である。
１次フィルタ３１は、粒径１０μｍ～５０μｍの粒子を除去できるフィルタである。１次フィルタ３１の厚さは、照射ユニット７０からの紫外線が１次フィルタ３１の下流側の表面に到達可能に設定されている(例えば５ｍｍ～１０ｍｍ程度の厚さ)。ここで、照射ユニット７０は、１００ｎｍ～２８０ｎｍの波長域の深紫外線ＵＶ－Ｃを出射するＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード)を備えている。
なお、この実施の形態では、１００ｎｍ～２８０ｎｍの波長域の深紫外線ＵＶ－Ｃを照射する照射ユニット７０を用いたが、１００ｎｍ～４００ｎｍの波長域範囲内で紫外線を照射する照射ユニットであればよい。また、照射ユニットに紫外線ランプなどを用いてもよい。
２次フィルタ３２は、プリーツ構造のフィルタであり、粒径０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の粒子捕集率を有するＨＥＰＡ(High Efficiency Particulate Air)フィルタである。２次フィルタ３２には、抗ウィルス性を発揮させる薬剤を含浸させている。例えば、薬剤として、ウィルスのエンベロープを破壊して不活性化する溶菌酵素が用いられる。
なお、２次フィルタには、細菌の増殖を抑制する抗菌性を発揮させる薬剤を含浸させてもよく、抗ウィルス性を発揮させる薬剤と抗菌性を発揮させる薬剤の両方を用いてもよい。抗ウィルス性および抗菌性を発揮させる薬剤としては、Ａｇ、酵素、アンモニアなどを含み、Ａｇ、酵素、アンモニアなどを２以上組み合わせた薬剤でもよい。
右吸込グリル１５,左吸込グリル１６の風下側の面に、比較的大きな塵埃を取り除くための網状のプレフィルタ２４,２５が取り付けられている。プレフィルタ２４,２５は、風通路Ｐ１の１次フィルタ３１の上流に配置されている。
右吸込口２１,左吸込口２２から吸い込まれた空気が、送風ファンＦと１次フィルタ３１と２次フィルタ３２とを介して吹出口２３から吹き出す風通路Ｐ１がケーシング１０内に形成されている。
図３は、空気清浄機１の要部の構成を示す分解斜視図である。なお、図３では、下部フレーム６０とファンハウジング１８とは、図１のII－II線から見た断面を示す。
図３に示すように、下部フレーム６０は、ファンハウジング１８の吹出口１８ｄが接続された開口６１ａを有する底部６１と、底部６１の外周縁から上方に延びる壁部６２とを有する。この壁部６２には、底部６１から間隔をあけて環状の段差６３が形成されている。この環状の段差６３の上面によって、１次フィルタ３１と２次フィルタ３２とが重ねられた状態で支持される。
下部フレーム６０の底部６１の１次フィルタ３１に対向する面に、傾斜面７１ａを有する台座７１を設けている。台座７１の傾斜面７１ａに照射ユニット７０が取り付けられている。
図４は、図１のII－II線から見た断面図である。図４において、矢印は風通路Ｐ１の空気の流れを示している。
図４に示すように、モータＭにより送風ファンＦが駆動されると、右吸込口２１,左吸込口２２から送風ファンＦにより吸い込まれた空気は、送風ファンＦから上方に吹き出し、１次フィルタ３１と２次フィルタ３２とを通って吹出口２３から上方に吹き出す。
図５は、図４のＶ－Ｖ線から見た断面図を示しており、図５において、送風ファンＦは時計方向(矢印Ｒ１)に回転することにより、紙面に対して垂直方向の両方から吸い込まれた空気が、送風ファンＦの径方向外側に向かって吹き出して、ファンハウジング１８のスクロール１８ｃにより整流されて吹出口１８ｄから上方に吹き出す。
図６は、照射ユニット７０の照射領域を示しており、図６に示すように、照射ユニット７０は、１次フィルタ３１の中心Ｏ１を通りかつ１次フィルタ３１に直交する中心線Ｌ１に対して、Ｘ軸方向に間隔をあけて配置されている。
照射ユニット７０から出射される紫外線の光軸Ｌ２が、１次フィルタ３１の厚さ方向に直交する平面に対して傾斜している。この実施の形態では、照射ユニット７０から出射される紫外線の光軸Ｌ２と１次フィルタ３１の厚さ方向に直交する平面とのなす角度θは約６０ｄｅｇである。
照射ユニット７０から出射される紫外線の光軸Ｌ２は、１次フィルタ３１の中央部を通っている。ここで、１次フィルタ３１の中央部とは、１次フィルタ３１の中心Ｏ１から外縁までの距離の１／２以下の領域である。
照射ユニット７０の指向特性における相対光度が５０％以上の照射領域Ｓ１に１次フィルタ３１の中心Ｏ１が含まれている。なお、照射領域Ｓ１よりも外側の１次フィルタ３１の領域にも、照射ユニット７０の指向特性の範囲内で相対光度が５０％未満の紫外線は照射される。照射ユニット７０は、照射領域Ｓ１での指向角は例えば±６５ｄｅｇであり、照射可能な領域はさらに広い。
ここで、照射ユニット７０の照射領域Ｓ１における１次フィルタ３１の照射面積をＡとすると、照射ユニット７０の光軸Ｌ２が１次フィルタ３１に直交する中心線Ｌ１と一致する位置に照射ユニット７０を配置した場合、照射ユニット７０の照射領域Ｓ２における１次フィルタ３１の照射面積Ｂは、照射面積Ａよりも小さくなる。この実施の形態では、１次フィルタ３１の照射面積Ａは、照射面積Ｂの約１．６倍である。
このように、上記構成の空気清浄機１では、照射ユニット７０から出射される紫外線の光軸Ｌ２を１次フィルタ３１の厚さ方向に直交する平面に対して傾斜させることにより、照射ユニット７０と１次フィルタ３１とのＺ軸方向の距離を広げることなく、１次フィルタ３１における紫外線の照射領域を広げることができ、１次フィルタ３１を効率よく除菌できる。
また、１次フィルタ３１の上流かつ送風ファンＦの下流側に下部フレーム６０の底部６１(仕切部材)が設けられ、下部フレーム６０の底部６１の下流側の表面に照射ユニット７０が取り付けられているので、送風ファンＦからの風が照射ユニット７０に直接当たらないので、照射ユニット７０への埃の付着を抑制できる。
また、下部フレーム６０の底部６１の１次フィルタ３１に対向する面に台座７１を設け、照射ユニット７０を台座７１の傾斜面７１ａに取り付けることによって、照射ユニット７０の光軸Ｌ２が１次フィルタ３１の厚さ方向に直交する平面に対して傾斜するように照射ユニット７０を取り付けることが容易にできる。
また、下部フレーム６０の底部６１に設けられた開口から、送風ファンＦからの空気を１次フィルタ３１に向かって吹き出すことによって、送風ファンＦからの風が照射ユニット７０に直接当たらないので、照射ユニット７０への埃の付着を抑制できる。
また、照射ユニット７０から出射される紫外線が１次フィルタ３１の中央部を通ることによって、１次フィルタ３１の一方に偏ることなく１次フィルタ３１全体または１次フィルタ３１のほぼ全体に紫外線を照射できる。
また、１次フィルタ３１の中心Ｏ１を通りかつ１次フィルタ３１に直交する中心線Ｌ１に対してずれて照射ユニット７０を配置することによって、１次フィルタ３１に流れる空気の流れを照射ユニット７０が妨げるのを抑制できる。
また、照射ユニット７０の指向特性における相対光度が５０％以上の照射領域に１次フィルタ３１の中心Ｏ１が含まれることによって、１次フィルタ３１の一方に偏ることなく１次フィルタ３１全体または１次フィルタ３１のほぼ全体に紫外線を照射できる。
また、照射ユニット７０と１次フィルタ３１との距離を広げることなく、１つの照射ユニット７０で１次フィルタ３１全体または１次フィルタ３１のほぼ全体に紫外線を照射することが可能となるので、複数の照射ユニット７０を用いた場合に比べてコストや消費電力を低減することができる。
上記実施の形態では、空気調和機の一例として空気清浄機１について説明したが、冷房機能や暖房機能を有する空気調和機などに本開示を適用してもよい。
上記実施の形態では、１次フィルタ３１および２次フィルタ３２の上流に送風ファンＦを配置した空気清浄機１について説明したが、１次フィルタおよび２次フィルタの下流に送風ファンを配置してもよい。
本開示の具体的な実施の形態について説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々変更して実施することができる。
１…空気清浄機
１０…ケーシング
１１…前面パネル
１２…側面パネル
１３…天面パネル
１４…背面パネル
１５…右吸込グリル
１６…左吸込グリル
１７…吹出グリル
１８…ファンハウジング
１８ａ,１８ｂ…吸込口
１８ｃ…スクロール
１８ｄ…吹出口
１９…回転軸
２１…右吸込口
２２…左吸込口
２３…吹出口
２４,２５…プレフィルタ
３１…１次フィルタ
３２…２次フィルタ
４０…樹脂ケース
５０…上部フレーム
６０…下部フレーム
６１…底部(仕切部材)
６１ａ…開口
６２…壁部
６３…環状の段差
７０…照射ユニット
７１…台座
７１ａ…傾斜面
８０…ストリーマユニット
Ｆ…送風ファン
Ｍ…モータ
Ｐ１…風通路
右吸込口２１は、格子状の右吸込グリル１５によって通気可能に覆われている。左吸込口２２は、格子状の左吸込グリル１６によって通気可能に覆われている。吹出口２３は、格子状の吹出グリル１７によって通気可能に覆われている。

Claims (8)

  1. フィルタ(３１)と、
    上記フィルタ(３１)に紫外線を照射する照射ユニット(７０)と
    を備え、
    上記照射ユニット(７０)から出射される紫外線の光軸(Ｌ２)が、上記フィルタ(３１)の厚さ方向に直交する平面に対して傾斜している、空気調和機。
  2. 請求項１に記載の空気調和機において、
    上記フィルタ(３１)に空気を送る送風ファン(Ｆ)を備え、
    上記フィルタ(３１)の上流かつ上記送風ファン(Ｆ)の下流側に仕切部材(６１)が設けられ、
    上記仕切部材(６１)の下流側の表面に上記照射ユニット(７０)が取り付けられている、空気調和機。
  3. 請求項２に記載された空気調和機において、
    上記仕切部材(６１)の上記フィルタ(３１)に対向する面に、上記照射ユニット(７０)が取り付けられた傾斜面(７１ａ)を有する台座(７１)を設けている、空気調和機。
  4. 請求項２または３に記載の空気調和機において、
    上記仕切部材(６１)には、上記送風ファン(Ｆ)からの空気を上記フィルタ(３１)に向かって吹き出す開口(６１ａ)が設けられている、空気調和機。
  5. 請求項１から４までのいずれか１つに記載の空気調和機において、
    上記照射ユニット(７０)から出射される紫外線の光軸(Ｌ２)が上記フィルタ(３１)の中央部を通る、空気調和機。
  6. 請求項１から５までのいずれか１つに記載の空気調和機において、
    上記照射ユニット(７０)は、上記フィルタ(３１)の中心(Ｏ１)を通りかつ上記フィルタ(３１)に直交する中心線(Ｌ１)に対してずれて配置されている、空気調和機。
  7. 請求項１から６のいずれか１つに記載された空気調和機において、
    上記照射ユニット(７０)の指向特性における相対光度が５０％以上の照射領域(Ｓ１)に上記フィルタ(３１)の中心(Ｏ１)が含まれている、空気調和機。
  8. 請求項１から７のいずれか１つに記載された空気調和機において、
    上記照射ユニット(７０)が１つである、空気調和機。
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