JP2022148461A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】有機物から成る内部構成物の劣化を抑制しつつ、高い殺菌効果を持つ空気清浄機を提供する。
【解決手段】空気清浄機１００は、筐体１０と、筐体１０内に設けられ、紫外線を照射する光源２０と、光源２０から照射される紫外線を反射するリフレクター３０と、光源２０及びリフレクター３０を内包するように設けられ、側壁の一部に通気孔５１が開いた金属製の筒体（金属製シリンダー５０）と、筒体の側壁の外周面に接するように設けられる有機物製のフィルター６０と、筒体の内部の空気を、筐体１０の外部に送出する送出ファン７０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気清浄機に関する。

従来、ウィルスの感染抑止等を目的とする除菌機能を有する空気清浄機であって、紫外線光源を内蔵し、吸気口から取り込んだ空気に対して紫外線を照射することで空気を除菌する装置が存在する。

これに関して、特許文献１に記載の発明では、表面に光触媒が担持された光触媒フィルターと、この光触媒フィルターの一方の面に対して紫外線又は可視光の光を照射する光照射部と、他方の面に対面する側に設けられ、光照射部から照射されて光触媒フィルターの光通過穴を通過した光を、他方の面に向けて反射させる反射壁とを備えた光触媒装置が開示される。

特開２０１９－１０３９６３号公報

このような空気を除菌する機能を有する空気清浄機において、除菌効果を高めようとする場合、出力の大きい紫外線光源を用いることが有効である。
しかしながら、出力の大きい紫外線光源と有機物から成るフィルターを用いる場合、紫外線が照射されるフィルターの面が劣化しやすいという問題があった。
かかる問題に対し、特許文献１では、そもそも紫外線強度を高めることを目的としたものではないため、有機物フィルターの劣化を解決することはできない。

本発明の課題は、有機物から成る内部構成物の劣化を抑制しつつ、高い除菌効果を持つ空気清浄機を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の空気洗浄機の発明は、
筐体と、
前記筐体内に設けられ、紫外線を照射する光源と、
前記光源から照射される紫外線を反射するリフレクターと、
前記光源及び前記リフレクターを内包するように設けられ、側壁の一部に通気孔が開いた金属製の筒体と、
前記筒体の側壁の外周面に接するように設けられる有機物製のフィルターと、
前記筒体の内部の空気を、前記筐体の外部に送出する送出ファンと、
を備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気清浄機において、
前記筒体の側壁において、前記リフレクターが反射した紫外線が照射されない部分以外に前記通気孔が開いている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の空気清浄機において、
前記筒体は、アルミニウムにより構成される。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の空気清浄機において、
前記光源は、ＵＶＣ領域の波長を有する紫外線を照射する。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の空気清浄機において、
前記筒体は、側壁の内外に光触媒を担持する。

本発明によれば、有機物から成る内部構成物の劣化を抑制しつつ、高い除菌効果を持つ空気清浄機を提供することができる。

本発明に係る空気清浄機の一実施例の概略斜視図である。 図１のＩＩ－ＩＩ概略断面図である。 本発明に係る金属製シリンダーの斜視図である。 図３Ａの矩形領域Ａの拡大図である。

本発明に係る空気清浄機１００の実施形態につき、適宜図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は、模式的に図示されたものである。

図１は、本発明に係る空気清浄機１００の一実施例の概略斜視図である。
図１に示すように、空気清浄機１００は、本体１１と、これに固着される蓋部１２から成る筐体１０を有する。
本体１１は、本体１１の下部に外部の空気を筐体１０内に流入させるための流入部１１ａを有する。
また、蓋部１２は、筐体１０内の空気を外部に排出するための流出部１２ａ、電源ＳＷや風量調整ＳＷなどを備える操作部１２ｂを有する。

図２は、図１のＩＩ－ＩＩ概略断面図である。
筐体１０は、内部に光源２０と、リフレクター３０と、取付部４０と、筒体としての金属製シリンダー５０と、金属製床板５０Ａと、フィルター６０と、送出ファン７０と、ヒートシンク８０と、支持部９０を有する。

光源２０は、取付部４０により紙面下方向に向いて、筐体１０の中心軸上に設置される。
また、光源２０は、紫外線を放射する。光源２０は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、本実施形態においては、ＵＶＣ領域の波長の紫外線を放射する。具体的には、紫外線の波長は２００～３００ｎｍであり、この波長領域の紫外線は除菌作用を持つため、この波長領域の紫外線を空気に照射することで、空気を除菌して、清浄することができる。
また、本実施形態において、光源２０は、高出力ＬＥＤユニットであって、例えば出力は１００ｍＷから２５０ｍＷである。光源２０として高出力ＬＥＤを用いることで、高い除菌効果を実現することができる。

ヒートシンク８０は、光源２０の上部に設置され、光源２０の点灯によって発生する熱を放散させる。

リフレクター３０は、紙面下方向に向かって径が広がる笠形状であって、取付部４０により光源２０の外周に設置される。
リフレクター３０は、反射拡散効果が高い素材で構成されており、例えばアルミニウムである。リフレクター３０を反射拡散効果が高い素材で構成することにより、光源２０から放射された紫外線がリフレクター３０により乱反射されることで、光源２０から放射された紫外線の照射強度をより長く保ち、金属製シリンダー５０内部全体に紫外線を照射することができる。

金属製シリンダー５０は、光源２０及びリフレクター３０を内包するように、かつフィルター６０の内周面に接するように設置される。
図３Ａに、金属製シリンダー５０を上方向から見た斜視図を示す。また、図３Ｂに、図３Ａにおける矩形領域Ａの拡大図を示す。
図３Ａに示すように、金属製シリンダー５０は、円筒状体である。
金属製シリンダー５０の側壁部の一部には、金属製シリンダー５０外部の空気を内部に流入させるための通気孔５１が開けられている。通気孔５１は、例えば直径１ｍｍであり、１ｍｍ間隔で開けられている。
金属製シリンダー５０の通気孔５１が開けられている部分は、図２に示すように、光源２０から放射された紫外線が照射される部分である。金属製シリンダー５０の上部の通気孔５１が開けられていない部分は、光源２０から放射された紫外線がリフレクター３０によって遮られるため、照射されない。したがって、金属製シリンダー５０内のリフレクター３０で反射した紫外線が照射される位置にだけ空気を流入することができる。

また、本実施形態において、金属製シリンダー５０は、反射拡散効果が高い素材で構成されており、例えばアルミニウムである。金属製シリンダー５０を反射拡散効果が高い素材で構成することにより、光源２０から放射された紫外線、及びリフレクター３０により反射された紫外線が金属製シリンダー５０より乱反射されることで、金属製シリンダー５０内部全体に紫外線を照射することができる。
また、金属製シリンダー５０がステンレスで構成されている場合は、反射拡散効果は弱いが、耐久性を向上させることができる。

また、金属製シリンダー５０は、側壁部の内外に光触媒を担持する。金属製シリンダー５０内に照射された紫外線がこの光触媒に当たることよって強力な酸化力が生まれる。したがって、金属製シリンダー５０外部から通気孔５１を通過し、金属製シリンダー５０内部に流入する空気を、この紫外線と光触媒による酸化力によって、消臭及び除菌することができる。

金属製床板５０Ａは、略円形の板材であり、直径は金属製シリンダー５０の直径と略同じである。金属製床板５０Ａは、金属製シリンダー５０の通気孔５１が開けられている側、つまり下端の開口部を塞ぐように構成される。
また、金属製床板５０Ａは、金属製シリンダー５０と同様の素材で構成される。

フィルター６０は、金属製シリンダー５０の側壁部の外周面に接するように、且つ支持部９０の内周面に接するように設けられる。
フィルター６０は、円筒状形状であって、有機物である合成樹脂繊維によって構成され、筐体１０の外部から取り入れられた空気中の塵を除去する。

支持部９０は、フィルター６０の外周面に接するように設けられる。
支持部９０は、円筒状形状であって、有機物である合成樹脂によって構成される。また、支持部９０は、側壁の全面に筐体１０の外部から取り入れられた空気を通過させる通気口９１を備える。

フィルター６０及び支持部９０は、有機物で構成されているため、光源２０から放射された紫外線が照射されると、劣化し黄変し得る。しかし、フィルター６０と光源２０の間に金属製シリンダー５０を設置することで、紫外線が通気孔５１を通過して照射される部分以外においてはフィルター６０及び支持部９０の劣化を抑えることができる。

送出ファン７０は、蓋部１２の下面中央部に設置され、図示しない電源に接続される。そして、操作部１２ｂの操作により送出ファン７０が回転することで金属製シリンダー５０内の空気を筐体１０外部に排出する。

ここで、空気清浄機１００を通過する空気の流れを説明する。
送出ファン７０によって、筐体１０外部から空気を筐体１０内部に流入させ、筐体１０内部から筐体１０外部へ空気を排出する。
この場合、筐体１０外部の空気は、本体１１の流入部１１ａを通過して筐体１０内部に取り込まれる。次に、取り込まれた空気は、支持部９０の通気口９１を通過して、次に、フィルター６０を通過することで空気中の塵が除去される。次に、空気は、金属製シリンダー５０の通気孔５１を通過することで、紫外線と光触媒によって消臭及び除菌される。次に、金属製シリンダー５０内に取り込まれた空気は、紫外線によって除菌される。次に、空気は、金属製シリンダー５０上部から蓋部１２の流出部１２ａを通過して、筐体１０外部に排出される。
このように、空気清浄機１００を通過する空気は、消臭、除菌されることで、洗浄される。

以上、上記実施形態の空気清浄機１００は、筐体１０と、筐体１０内に設けられ、紫外線を照射する光源２０と、光源２０から照射される紫外線を反射するリフレクター３０と、光源２０及びリフレクター３０を内包するように設けられ、側壁の一部に通気孔５１が開いた金属製の筒体（金属製シリンダー５０）と、筒体の側壁の外周面に接するように設けられる有機物製のフィルター６０と、筒体の内部の空気を、筐体１０の外部に送出する送出ファン７０と、を備える。
金属製シリンダー５０により、有機物から成る内部構成物の紫外線による劣化を抑制しつつ、高い除菌効果を持つ空気清浄機を提供できる。
より具体的には、空気清浄機１００は、空気清浄機能と殺菌灯としての機能を一装置に融合させたものである。
空気清浄機１００は、円筒形のフィルター６０内部に強い紫外線を照射させるため、本来はフィルター６０が劣化しやすいが、金属製シリンダー５０を介在させることでフィルター６０の劣化を抑えることができる。
また、空気清浄機１００は、空気を吸込み、上部より排気することで、部屋の空気循環が効率的であり、金属製シリンダー５０を用いることで、取り込んだ空気をフィルター６０中で効率的に除菌ができるとともに、紫外線を１面から照射できる構造とすることができる。
さらに、リフレクター３０で紫外線照射エネルギー強度を高めることができる。

また、上記実施形態の空気清浄機１００は、筒体の側壁において、リフレクター３０が反射した紫外線が照射されない部分以外に通気孔５１が開いている。
これにより、リフレクター３０で反射した紫外線が照射される位置にだけ空気を流入することができ、より確実に除菌することができる。

また、上記実施形態の空気清浄機１００において、筒体は、アルミニウムにより構成される。
これによって、金属製シリンダー５０は高い反射拡散効果を持つため、金属製シリンダー５０内部全体に紫外線を照射することができる。
また、フィルター６０と金属製シリンダー５０の内部に紫外線を照射するとイオン（オゾン系）発生も期待できる。

また、上記実施形態の空気清浄機１００において、光源２０は、ＵＶＣ領域の波長を有する紫外線を照射する。
これによって、高い除菌効果を実現することができる。

また、上記実施形態の空気清浄機１００において、筒体は、側壁の内外に光触媒を担持する。
これにより、空気清浄機１００を通過する空気を消臭し、除菌することができる。

なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る空気清浄機の例であり、これに限定されるものではない。その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
例えば、上記実施形態において、空気清浄機１００はヒートシンク８０を有するとしたがこれに限らない。送出ファン７０によって作られる空気の流れにより、光源２０が発生させる熱を十分に空冷することができれば、空気清浄機１００はヒートシンク８０を備えない構成であってもよい。

また、上記実施形態において、通気孔５１は、直径１ｍｍであり、１ｍｍ間隔で開けられているとしたがこれに限らない。通気孔５１は、空気が通過することができる程度の直径の大きさと間隔であればよい。通気孔５１の直径を小さくする、または間隔を大きくして通気孔５１の数を減らすことで、通気孔５１を通過する紫外線量が減少するため、フィルター６０及び支持部９０の劣化をより抑制することができる。

また、上記実施形態において、金属製シリンダー５０と金属製床板５０Ａは別部材であるとしたがこれに限らない。金属製シリンダー５０と金属製床板５０Ａを接合し、金属製床板５０Ａを含めて金属製シリンダー５０としてもよい。

１００ 空気清浄機
１０ 筐体
１１ 本体
１１ａ 流入部
１２ 蓋部
１２ａ 流出部
１２ｂ 操作部
２０ 光源
３０ リフレクター
４０ 取付部
５０ 金属製シリンダー
５０Ａ 金属製床板
５１ 通気孔
６０ フィルター
７０ 送出ファン
８０ ヒートシンク
９０ 支持部
９１ 通気口

Claims (5)

1. 筐体と、
   前記筐体内に設けられ、紫外線を照射する光源と、
   前記光源から照射される紫外線を反射するリフレクターと、
   前記光源及び前記リフレクターを内包するように設けられ、側壁の一部に通気孔が開いた金属製の筒体と、
   前記筒体の側壁の外周面に接するように設けられる有機物製のフィルターと、
   前記筒体の内部の空気を、前記筐体の外部に送出する送出ファンと、
   を備える空気清浄機。
2. 前記筒体の側壁において、前記リフレクターが反射した紫外線が照射されない部分以外に前記通気孔が開いている請求項１に記載の空気清浄機。
3. 前記筒体は、アルミニウムにより構成される請求項１又は２に記載の空気清浄機。
4. 前記光源は、ＵＶＣ領域の波長を有する紫外線を照射する請求項１から３のいずれか一項に記載の空気清浄機。
5. 前記筒体は、側壁の内外に光触媒を担持する請求項１から４のいずれか一項に記載の空気清浄機。

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