JP2023163889A - 空気処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の放熱性および絶縁性を確保できる空気処理装置を提供する。【解決手段】空気処理装置は、筐体と、光源６０と、第１部材６１と、第２部材６３と、を備える。筐体は、内部に空気が取り込まれる。光源６０は、筐体内に配設され、筐体内に取り込まれた空気が流通する領域に少なくとも紫外領域の光を照射する発光素子６７を有する。第１部材６１は、金属製で、筐体内に配設され、光源６０が配設される。第２部材６３は、金属製で、筐体内に配設され、第１部材６１を筐体に対して絶縁状態に支持する。【選択図】図７

Description

本発明の実施形態は、空気処理装置に関する。

従来、紫外領域の光を発光する発光素子を有する光源を備え、内部に流通する空気に紫外領域の光を照射して清浄化する処理を行う空気処理装置が知られている。

このような空気処理装置では、紫外領域の光を発光する発光素子から発生する熱をどのように放熱するのか、および、光源の周囲には紫外領域の光による劣化の影響が少ない金属部品が用いられることが多く、電力が供給される光源の周囲を、空気処理装置の筐体に対してどのように絶縁するのか、考慮することが求められる。

特開２０２０－９７８号公報

本発明が解決しようとする課題は、絶縁性を確保しつつ光源から発生する熱の放熱性を高めることが可能な空気処理装置を提供することにある。

実施形態の空気処理装置は、筐体と、光源と、第１部材と、第２部材と、を備える。筐体は、内部に空気が取り込まれる。光源は、筐体内に配設され、筐体内に取り込まれた空気が流通する領域に少なくとも紫外領域の光を照射する発光素子を有する。第１部材は、金属製で、筐体内に配設され、光源が配設される。第２部材は、金属製で、筐体内に配設され、第１部材を筐体に対して絶縁状態に支持する。

実施形態の空気処理装置によれば、絶縁性を確保しつつ光源から発生する熱の放熱性を高めることが期待できる。

一実施形態を示す空気処理装置の斜視図である。 同上空気処理装置の分解斜視図である。 同上空気処理装置の空気処理ユニットの分解斜視図である。 同上空気処理装置の内部構造を示す正面図である。 同上空気処理装置の排気側ユニットの分解斜視図である。 同上排気側ユニットの斜視図である。 同上排気側ユニットの側面図である。 同上排気側ユニットの絶縁支持部の分解斜視図である。 同上排気側ユニットの絶縁支持部の断面図である。

以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。

なお、以下の実施形態における空気処理装置は、空気処理装置の内部に流通する空気に対して、所定の手法により、殺菌、除菌、滅菌、減菌、脱臭、消臭のいずれかの清浄化する処理を行う装置である。以下では、空気処理装置の処理としては殺菌処理として説明を行うが、殺菌処理は、除菌処理、滅菌処理、減菌処理、脱臭処理、消臭処理、などに置き換えて解釈可能である。また、ここでの所定の手法とは、光照射、光触媒などである。光照射は、ＵＶ－Ｃ領域、ＵＶ－Ｂ領域、ＵＶ－Ａ領域、可視光領域、赤外領域などの波長の光を照射することをいう。光触媒は、空気処理装置の内部に配設された、酸化チタンなどの光触媒に光（紫外光や可視光）を照射することで生成される活性酵素やＯＨラジカルによって、空気中に浮遊する菌、ウイルス、においの元などの活動を抑制したり、水と二酸化炭素に分解したりすることをいう。

図１に、床置きタイプの空気処理装置１０の斜視図を示す。空気処理装置１０は、筐体１１と、床面に対して筐体１１を立位姿勢に支持する脚部材１２と、を備える。筐体１１は、前後方向の奥行よりも左右方向の幅が広く、前後および左右方向よりも上下方向の長さが長い縦型形状に形成される。

筐体１１は、本体部１４と、この本体部１４の前面側に着脱可能に配設される前面パネル１５と、を備える。筐体１１の下端側に通気口である第１通気口１６が設けられ、上端側に通気口である第２通気口１７が設けられる。本実施形態では、第１通気口１６は外部から筐体１１の内部に空気を吸い込む吸込口、第２通気口１７は筐体１１の内部から空気を外部に排気する排気口とされる。本体部１４の上面で第２通気口１７の前側には、空気処理装置１０を操作する操作部および動作状態などを表示する表示部を有する操作パネル部１８が設けられる。なお、筐体１１は、四角形筒状（略直方体形状）の四角形筐体や、円筒状（略円柱形状）の円筒形筐体に形成されていてもよい。

脚部材１２は、床面に配置され、筐体１１を立位姿勢に支持する。脚部材１２は、筐体１１の下面の第１通気口１６と床面との間に隙間を形成し、第１通気口１６からの空気の吸い込みを可能とする。

図２に示すように、筐体１１は、外郭をなす外部筐体２０と、この外部筐体２０内に配置されるように、外部筐体２０によって覆われる内部筐体２１と、を備える。

外部筐体２０は、内部筐体２１の左右両側に取り付けられる一対のサイドパネル２３と、内部筐体２１の背面側に取り付けられる背面カバー２４と、内部筐体２１（第２部材６３）の上面側に取り付けられる上面カバー２５と、内部筐体２１の前面側に着脱可能に配置される前面パネル１５と、を備える。サイドパネル２３、背面カバー２４、上面カバー２５、および内部筐体２１などで本体部１４が構成され、この本体部１４の前面側に前面パネル１５が着脱可能に取り付けられる。上面カバー２５の上面前側に操作パネル部１８が配設され、上面後側には第２通気口１７が形成される。第２通気口１７には排気する空気の方向を例えば斜め前方とするように整流するルーバー２６が配設される。そして、外部筐体２０は、前面パネル１５、サイドパネル２３、背面カバー２４および上面カバー２５のいずれも樹脂材料で形成された樹脂筐体である。

図２および図３に示すように、内部筐体２１は、上下方向に開口する反射筒２８と、この反射筒２８の左右両側に取り付けられる一対の側面フレーム２９と、を備える。反射筒２８は、前面反射板３０と、左右両側の側面反射板３１と、背面反射板３２と、を備え、左右方向の幅が広い四角形筒状に形成される。両側の側面反射板３１および背面反射板３２は一体に折曲形成され、前面反射板３０は別体で両側の側面反射板３１に取り付けられた両側の側面フレーム２９の前縁部に取り付けられる。そして、内部筐体２１は、反射筒２８の各反射板３０、３１、３２および側面フレーム２９のいずれも金属材料で形成された金属筐体である。なお、反射筒２８は、両側の側面反射板３１、背面反射板３２、前面反射板３０が一体に折曲形成される構造であってもよい。

反射筒２８の下端側であって、両側の側面フレーム２９の下端間には、内部筐体２１の内部下端側に配設される第１ユニットである吸気側ユニット３４が取り付けられ、また、反射筒２８の上端側であって、両側の側面フレーム２９の上端間には、内部筐体２１の内部上端側に配設される第２ユニットである排気側ユニット３５が取り付けられる。側面フレーム２９のそれぞれの下端には、吸気側ユニット３４を取り付ける下側取付部３６が設けられ、また、側面フレーム２９のそれぞれの上端には、排気側ユニット３５を取り付ける上側取付部３７が設けられる。一側の側面フレーム２９にはファン用電源部３８が取り付けられ、他側の側面フレーム２９には光源用電源部３９が取り付けられる。

そして、内部筐体２１、吸気側ユニット３４、排気側ユニット３５および各電源部３８，３９によって、本体ユニットである空気処理ユニット４０が構成される。空気処理ユニット４０は、筐体１１（外部筐体２０）の内部に配設される。

また、図４に、空気処理装置１０の内部構造を示す。

筐体１１の下端側の第１通気口１６に内部筐体２１（反射筒２８）の下端側が連通され、第２通気口１７に内部筐体２１（反射筒２８）の上端側が連通される。内部筐体２１（反射筒２８）の内部には、第１通気口１６と第２通気口１７との間で空気が流通する処理空間４２が形成される。処理空間４２は、空気が流通しその空気に紫外領域の光を照射する処理部４３の領域と、第１通気口１６側の第１処理開口４４の領域と、第２通気口１７側の第２処理開口４５の領域と、を備える。第１処理間口４４から処理部４３に空気を吸気し、第２処理間口４５から処理部４３外に空気を排気する。第１処理間口４４と、第２処理間口４５と、は略平行に構成されることが好ましい。処理空間４２は、前後面および左右面が紫外領域の光を反射する金属製の反射板３０，３１，３２で囲まれて形成される。

また、図３および図４に示すように、吸気側ユニット３４は、内部筐体２１の下端側に取り付けられ、処理空間４２の第１処理開口４４に配設される。吸気側ユニット３４は、遮光部である第１遮光部５０と、異物捕捉フィルタ５１と、光触媒フィルタ５２と、を備える。空気の流通方向の上流側から、第１遮光部５０、異物捕捉フィルタ５１、光触媒フィルタ５２の順に配設される。なお、空気の流通方向の上流側から、異物捕捉フィルタ５１、第１遮光部５０、光触媒フィルタ５２の順に配設されていてもよい。

第１遮光部５０は、上下面が開口された枠部５４と、この枠部５４の内側に上下面の開口に沿って複数配設された板状の遮光部材５５と、を備える。枠部５４は、金属材料で形成される。遮光部材５５は、特に紫外線に対する耐光性が高く、紫外線や可視領域の光の反射率が低いものが好ましく、例えば、鉄、亜鉛メッキ鋼板、ステンレスのような金属、あるいはフッ化物樹脂、ＡＢＳ樹脂などによって形成される。遮光部材５５は、所定の角度に折曲された頂点部５６と、この頂点部５６から所定の角度の方向に向けて延びる一対の遮光板部５７と、を有する断面略「く」の字形に形成される。

第１遮光部５０に隣接する遮光部材５５は、上面視で、隣接する一方の遮光部材５５の頂点部５６または遮光板部５７と隣接する他方の遮光部材５５の遮光板部５７または頂点部５６とが重なり合うピッチに配置される。

第１遮光部５０の左右方向の中央を境とした左右の各領域に配設される遮光部材５５は、頂点部５６が互いに対向する向きとして同一間隔で複数配設される。これにより、第１遮光部５０の遮光部材５５間を通じて処理部４３に吸い込まれる空気が処理部４３の左右方向に広がるように流れ、処理部４３内を流通する空気が偏ることなく拡散されて流れる。なお、遮光部材５５は、頂点部５６が全て同じ向きとなるように配設されてもよく、あるいは頂点部５６が前方向および後方向に向くように配設されてもよく、あるいは筐体１１が円筒状や四角筒状などの筒状の場合には周方向に頂点部５６が向くように円周上に配設されてもよい。

異物捕捉フィルタ５１は、第１通気口１６の略全体、もしくは、第１遮光部５０の枠部５４の第１通気口１６と対向する面を覆うように配置される。異物捕捉フィルタ５１は、第１通気口１６から空気とともに吸い込まれる塵埃や紙片などの異物を捕捉する。異物捕捉フィルタ５１は、金属材料で網状の金網が用いられる。異物捕捉フィルタ５１は、前面パネル１５を外した本体部１４の前面側から着脱可能とし、清掃や交換が可能となっている。なお、異物捕捉フィルタ５１は、非金属であり、紫外線への耐光性が低い材料（例えば、樹脂、布材、紙材など）で形成されてもよいが、この場合には、第１遮光部５０よりも空気の流通方向の上流側に配置することで、紫外線の照射による劣化を防止して長期間使用することが可能となる。

光触媒フィルタ５２は、通気孔が複数設けられた担持体に酸化チタンなどの光触媒が保持・塗布されて担持されており、排気側ユニット３５に配設される光源、もしくはこの光源とは別の光源から、少なくとも３６０ｎｍから４２０ｎｍのＵＶ－Ａの波長成分の紫外線もしくは可視光を受けることで、活性酵素とＯＨラジカルを生成し、生成された活性酵素やＯＨラジカルによって、空気中のにおい成分を分解して脱臭、消臭したり、ウイルスの活動を抑制したりする。光触媒フィルタ５２は、前面パネル１５を外した本体部１４の前面側から着脱可能とし、清掃や交換が可能となっている。

例えば、異物捕捉フィルタ５１と光触媒フィルタ５２とは一体に組み合わせてフィルタユニットとして構成し、前面パネル１５を外した本体部１４の前面側から一体に着脱可能とする。第１遮光部５０の枠部５４の左右両側には、このフィルタユニットを本体部１４の前面側から着脱可能に保持するフィルタ保持部５４ａが配設される。

図２および図３に示すように、第１遮光部５０の枠部５４には、吸気側ユニット３４に装着された異物捕捉フィルタ５１および光触媒フィルタ５２を前面側から押える金属製の開閉扉５８が開閉可能に取り付けられる。

また、図２ないし図７に排気側ユニット３５を示す。排気側ユニット３５は、内部筐体２１の上端側に取り付けられ、処理空間４２の第２処理開口４５側に配設される。排気側ユニット３５は、光源６０と、この光源６０を配設する第１部材６１を有する遮光部である第２遮光部６２と、第１部材６１（第２遮光部６２）を絶縁状態に支持する第２部材６３と、この第２部材６３に配設された２台のファン６４と、を備える。ここでの絶縁状態とは、例えば、２つの部材間の絶縁抵抗が所定の値以上であったり、２つの部材間の距離が所定の距離以上であったり、２つの部材間に絶縁性部材が介在したり、することによって所定の絶縁規格や安全性規格を満たしていることをいう。空気の流通方向の上流側から、光源６０、第２遮光部６２、第２部材６３、ファン６４の順に配設される。

光源６０は、長尺状の基板６６の表面の長手方向に沿ってＬＥＤや有機ＥＬ、レーザーダイオードなどの発光素子６７が１つないし複数実装された光源モジュールを備える。本実施形態においては、光源６０の光源モジュールは、２つ用いられ、第２遮光部６２の第１部材６１の下面側で前後方向に間隔を空けた２箇所に取り付けられ、下方の処理部４３内に向けて紫外領域の光を照射する。なお、光源６０が備える光源モジュールは、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

基板６６は、例えばアルミニウムなどの金属材料や、ガラスエポキシなどの樹脂材料や、例えば酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックスなどの無機材料で形成されたベース板を有し、ベース板が金属の場合はこのベース板の前面側に絶縁層が形成され、ベース板や絶縁層上に発光素子６７を実装する複数のパッドやこれらパッドを直列または直並列に接続する配線部を含む配線パターンが形成される。

発光素子６７には、空気を殺菌するためのピーク波長が３００ｎｍ以下のＵＶ－Ｃの波長成分の紫外線であって、好ましくは２６０～２８０ｎｍの波長成分の紫外線を放射する第１ＬＥＤ（殺菌ＬＥＤ）と、光触媒フィルタ５２に担持された光触媒を励起するための少なくとも３６０ｎｍから４２０ｎｍのＵＶ－Ａもしくは可視領域の波長成分の光を放射する第２ＬＥＤ（光触媒ＬＥＤ）と、が用いられる。第１ＬＥＤ（殺菌ＬＥＤ）が放射する光の波長は、第２ＬＥＤ（光触媒ＬＥＤ）が放射する光の波長よりも短い。ＵＶ－Ｃの発光素子６７とＵＶ－Ａの発光素子６７とは、基板６６の長手方向に混合した状態で配置され、例えば交互に配置される。発光素子６７は、光源用電源部３９から所定の点灯電力が供給されて点灯する。なお、光源６０が２つ以上の光源モジュールを備える場合は、殺菌ＬＥＤのみを備える光源モジュールと、光触媒ＬＥＤのみを備える光源モジュールと、を備えていてもよい。また、空気処理装置１０が、光源６０外に、第２ＬＥＤ（光触媒ＬＥＤ）を備える構造の場合、光源６０は、第１ＬＥＤ（殺菌ＬＥＤ）のみを備える構成であってもよい。

第２遮光部６２は、上下面が開口された第１部材６１である枠部５４と、この枠部５４の内側に上下面の開口に沿って複数配設された遮光部材５５と、を備える。なお、第２遮光部６２は、第１遮光部５０と基本的な構成が共通であるため、枠部５４および遮光部材５５について同一符号を用いて説明する。

第２遮光部６２の枠部５４は、複数の遮光部材５５を介して前後方向に間隔を空けて対向配置される前後一対の枠部材６９を備える。枠部材６９は、側枠部７０と、この側枠部７０の上端側から折曲された上枠部７１と、側枠部７０の下端側から折曲された下枠部７２と、を備え、断面略コの字形に形成される。枠部材６９は、アルミニウムなどの金属材料で形成される。前後の枠部材６９の下枠部７２が四角形枠状の連結部材７３で一体に連結される。

枠部材６９の側枠部７０には、各遮光部材５５を枠部材６９に保持するための複数の保持孔７４が設けられるとともに、長手方向である左右方向の２箇所に係合孔７５が設けられる。上枠部７１には、第２遮光部６２を第２部材６３にねじ止めするための複数の取付孔７６が設けられるとともに、第２部材６３上にねじ止めされる上面カバー２５およびファン６４の各ねじ止め位置に対応してねじとの絶縁距離を確保するための切欠き部７７が複数設けられる。取付孔７６は、枠部材６９の長手方向である左右方向の両端側および中央の３箇所に設けられる。切欠き部７７についても、取付孔７６が設けられる３箇所の各領域付近に設けられる。

各枠部材６９の下面側には光源６０が取り付けられる。光源６０は、基板６６が枠部材６９の下枠部７２に複数のねじ７８で取り付けられる。基板６６と枠部材６９の下枠部７２との間には、放熱効果を高めるための放熱ブロック７９が介在される。放熱ブロック７９は、アルミニウムなどの金属製で、基板６６と略同じ長さおよび幅の角柱状に形成される。なお、光源６０は、放熱ブロック７９を用いずに、基板６６を枠部材６９の下枠部７２に直接取り付けてもよい。なお、放熱ブロック７９を絶縁部材で構成したり、放熱ブロック７９を用いない場合に、基板６６と下枠部７２との間に絶縁性の接合材料を介在させることで、光源６０から発生した熱の放熱性能は若干低下する虞があるが、光源６０を、第２遮光部６２に対して絶縁状態に配設することが可能となる。

遮光部材５５は、上述した第１遮光部５０の遮光部材５５と同様に、所定の角度に折曲された頂点部５６と、この頂点部５６から所定の角度の方向に向けて延びる一対の遮光板部５７と、を有する断面略「く」の字形に形成される。遮光部材５５は、特に紫外線に対する耐光性が高く、紫外線反射率が低いものが好ましく、例えば、鉄、亜鉛メッキ鋼板、ステンレスのような金属、あるいはフッ化物樹脂、ＡＢＳ樹脂などによって形成される。なお、第２遮光部６２は、紫外線を照射する光源６０の光照射方向と反対方向に配設されており、第２遮光部６２まで到達する紫外線量（例えば、単位時間あたりの紫外線強度）は、第１遮光部５０へ到達する紫外線量より小さいため、第２遮光部６２は、第１遮光部５０を構成する材料よりも紫外線に対する耐光性が低いものであってもよい。例えば、第２遮光部６２は、絶縁性を備える樹脂材料で構成されていてもよい。

遮光部材５５は、各遮光板部５７の両端から突設された突起部５７ａが枠部材６９の側枠部７０に設けられた保持孔７４に差し込まれて所定の位置に保持される。なお、第１遮光部５０の遮光部材５５も枠部５４に対して同様の構成で保持される。

隣接する遮光部材５５は、上面視で、隣接する一方の遮光部材５５の頂点部５６または遮光板部５７と隣接する他方の遮光部材５５の遮光板部５７または頂点部５６とが重なり合うピッチに配置される。

第２遮光部６２の左右方向の中央を境とした左右の各領域に配設される遮光部材５５は、頂点部５６が互いに対向する向きとして同一間隔で複数配設される。これにより、第２遮光部６２の遮光部材５５間を通じて処理部４３から吸い込む空気が処理部４３の左右方向に広い範囲から流れ込み、処理部４３内を流通する空気が偏ることなく拡散されて流れる。第２遮光部６２の左右方向の中央で隣接する２つの遮光部材５５は頂点部５６が互いに対向して配置され、この２つの遮光部材５５が配置される領域が空気の流通が停滞する領域であり、この領域に連結部材７３が配置されることで、連結部材７３による空気の流通への影響を低減できる。なお、遮光部材５５は、頂点部５６が全て同じ向きとなるように配設されてもよく、あるいは頂点部５６が前方向および後方向に向くように配設されてもよく、あるいは筐体１１が円筒状や四角筒状などの筒状の場合には周方向に頂点部５６が向くように円周上に配設されてもよい。

また、第２部材６３は、ファン６４を取り付けるファン台座である。第２部材６３は、ファン６４を取り付ける上面部８１と、この上面部８１の前後部から折曲された前後の側面部８２と、を備え、断面略コの字形に形成される。第２部材６３は、アルミニウムなどの金属材料で形成される。第２部材６３は、上面部８１の前後方向の幅、および前後の側面部８２の対向間隔が、第２遮光部６２の前後方向の幅よりも大きく、第２部材６３の内側に第２遮光部６２を配置可能とする。

上面部８１の長手方向である左右方向の両端から取付片部８３が突出され、後側の側面部８２の下端側から取付片部８４が突出される。両端の取付片部８３が内部筐体２１の左右方向の両端の上側取付部３７上に配置されてねじ止めされ、後側の取付片部８４が内部筐体２１の背面反射板３２にねじ止めされることで、第２部材６３が内部筐体２１に取り付けられる。第２部材６３は、内部筐体２１の一部としても機能する。

上面部８１には、各ファン６４に連通する２つの開口部８５が左右方向に並んで設けられるとともに、各ファン６４をねじ止めするための複数の取付孔８６、および上面カバー２５をねじ止めするための複数の取付孔８７が設けられる。さらに、上面部８１には、第２遮光部６２の第１部材６１を取り付けるための複数の係合孔８８が設けられる。係合孔８８の内径は枠部材６９の係合孔７５の内径と略同じに設けられる。

また、排気側ユニット３５は、第２部材６３に対して第１部材６１を絶縁状態に支持する絶縁支持部９０を備える。図５ないし図９に示すように、絶縁支持部９０は、ねじ９１と、絶縁部材９２と、を有する。

ねじ９１は、金属製で、第２部材６３側から係合孔８８に挿通されて第１部材６１の取付孔７６に螺着される。

絶縁部材９２は、第１部材６１の上面部８１と第２部材６３の上枠部７１との間に介在される第１絶縁部材９３と、第２部材６３側から係合孔８８に挿通されて第１絶縁部材９３内に挿入され、内側にねじ９１が挿通される第２絶縁部材９４と、を有する。

第１絶縁部材９３は、ポリブチレンテレフタレートなどの樹脂製で、内側が上下方向に貫通開口された円筒状のカラーで構成される。第１絶縁部材９３は、上下方向の中央にこの第１絶縁部材９３を成形する成形型の型合わせ面に対応したパーティングライン９５を有する。第１絶縁部材９３の内面は、パーティングライン９５の位置で内径が最も小さく、成型時の型抜きを可能とするためにパーティングライン９５の位置から上下の開口側に向って内径が大きい。これにより、第１絶縁部材９３は、上下方向の方向性がなく組み立てに使用することができる。

第２絶縁部材９４は、ポリブチレンテレフタレートなどの樹脂製で、ねじ９１が挿通可能とする略円筒状に形成される。第２絶縁部材９４は、第２部材６３の係合孔８８を挿通して第１絶縁部材９３内に挿入される挿入部９６と、第２部材６３上に配置される受部９７と、を備える。なお、第２絶縁部材９４は、複数の挿入部９６を備えていて、受部９７が、複数のねじ９１が挿通可能な大きさに構成されていてもよい。この場合、受部９７を枠部材６９の側枠部７０と同等の寸法、もしくは側枠部７０より大きな寸法に構成してもよい。

挿入部９６は、ねじ９１のねじ軸部が挿通可能とする円筒状で、外径が軸方向の先端側に向って小さくなるとともに内径が軸方向の先端側に向って大きくなるように形成される。挿入部９６の先端側と反対の受部９７側に最小内径となる箇所があって、その挿入部９６の最小内径はねじ９１のねじ軸部の最大外径よりも小さい関係にあり、第２絶縁部材９４内に挿通されるねじ９１を仮止め可能とする。挿入部９６の軸方向の長さは、第２部材６３の板厚と第１絶縁部材９３の軸方向の長さとを合わせた寸法に対して、略同じか短い関係にある。

挿入部９６の外周面には、周方向の例えば９０°毎に、軸方向に沿って突出される複数のリブ部９８を備える。径方向に対向するリブ部９８の外側面間の幅は、挿入部９６の外周面形状に倣って、先端側に向って小さくなるように形成される。径方向に対向するリブ部９８の外側面間の幅は、先端側が第２部材６３の係合孔８８の内径寸法および第２部材６３の係合孔８８の内径寸法よりも小さく、先端側と反対の受部９７側が第２部材６３の係合孔８８の内径寸法よりも大きく、先端側と受部９７側との中間から受部９７側の領域の内径が第１絶縁部材９４のパーティングライン９５から上側の内径寸法よりも大きい関係にある。これにより、挿入部９６は、第２部材６３の係合孔８８および第１絶縁部材９３内に容易に挿入可能とするとともに、さらに圧入することで第２部材６３の係合孔８８および第１絶縁部材９３に仮止めされる。

受部９７は、挿入部９６の最大外径よりも大きく、第２部材６３の係合孔８８の内径よりも大きい関係にある。受部９７には、ねじ９１の頭部が係合配置される凹部９９が形成される。

また、第２絶縁部材９４は、第１部材６１である枠部材６９の側枠部７０と第２部材６３の側面部８２との間に配置されて、これらの間に絶縁に必要な空間距離を確保する絶縁スペーサとしても用いられる。第２絶縁部材９４の挿入部９６が枠部材６９の係合孔７５に挿入され、受部９７が枠部材６９の側枠部７０と第２部材６３の側面部８２との間に配置される。枠部材６９の係合孔７５は第２部材６３の係合孔８８の内径と略同じであるため、上述した寸法関係により、挿入部９６を枠部材６９の係合孔７５に挿入し、さらに圧入することで仮止めされる。

また、ファン６４は、排気ファンであり、軸流ファンが用いられる。ファン６４は、軸方向に空気を送る羽根車１０１と、この羽根車１０１を回転させるモータ１０２と、このモータ１０２を支持し、羽根車１０１が配置される通風口１０３を有するフレーム１０４と、を備える。ファン６４の羽根車１０１およびフレーム１０４は非金属の材料であって樹脂材料で形成される。ファン６４は、羽根車１０１の回転軸を鉛直方向とし、羽根車１０１が上面視時計回り方向に回転することにより、筐体１１の下端側の第１通気口１６から外部の空気を処理部４３に吸い込み、筐体１１の上端側の第２通気口１７から処理部４３内の空気を外部に排気し、筐体１１内の処理部４３に外部からの空気を循環させる気流を発生させる。

ファン６４は、通風口１０３が第２部材６３の開口部８５に連通するように第２部材６３上に配置され、フレーム１０４の四隅を挿通するねじ１０５が第２部材６３の取付孔８６に螺着して取り付けられる。ファン６４は、ファン用電源部３８から所定の動作電力が供給されて回転する。

なお、ファン６４は、１台でもよく、あるいは３台以上用いてもよい。また、ファン６４は、軸流ファンに限らず、遠心ファン、シロッコファンなどの他のファン形式のものを用いてもよい。

ここで、排気側ユニット３５の組み立てについて説明する。

前後の枠部材６９の各係合孔７５に第２絶縁部材９４を挿入して仮止めし、前後の枠部材６９間に複数の遮光部材５５を取り付け、前後の枠部材６９を連結部材７３で連結し、第２遮光部６２を組み立てる。

第２部材６３の各係合孔８８に第２絶縁部材９４の挿入部９６を挿入して仮止めするとともに、第１絶縁部材９３内に係合孔８８を挿通した第２絶縁部材９４の挿入部９６を挿入して仮止めし、さらに、各第２絶縁部材９４内にねじ９１を挿通して仮止めし、第２部材６３を組み立てる。

第２遮光部６２の前後の枠部材６９に第２部材６３の前後の側面部８２が対向するように、第２遮光部６２に第２部材６３を被せ、各ねじ９１の先端側を枠部材６９の取付孔７６に螺着し、第１絶縁部材９３を介して第２遮光部６２と第２部材６３とを固定する。

ファン６４を第２部材６３にねじ１０５で取り付け、光源６０を第２遮光部６２の枠部材６９に放熱ブロック７９を介してねじ７８で固定する。

排気側ユニット３５の組立状態では、第２遮光部６２の枠部材６９の上枠部７１と第２部材６３の上面部８１との間に第１絶縁部材９３が介在して絶縁に必要な空間距離を確保するとともに、第２遮光部６２の枠部材６９の側枠部７０と第２部材６３の側面部８２との間に第２絶縁部材９４の受部９７が介在して絶縁に必要な空間距離を確保し、さらに、第２絶縁部材９４の受部９７によって第２遮光部６２の枠部材６９に螺着されるねじ９１の頭部と第２部材６３との間の絶縁に必要な沿面距離を確保する。これにより、光源６０の基板６６が金属製で、基板６６とこの基板６６が取り付けられる第２遮光部６２の枠部材６９とが同電位にあっても、第２遮光部６２と内部筐体２１に取り付けられる第２部材６３との絶縁性を確保できる。

ファン６４を第２部材６３に取り付けるねじ１０５の先端側は第２部材６３を貫通して第２遮光部６２の枠部材６９に向けて突出するが、このねじ１０５の先端側の突出位置に対応して枠部材６９に切欠き部７７を設けているため、ねじ１０５と枠部材６９との絶縁に必要な空間距離を確保できる。なお、第２部材６３には上面カバー２５がねじ止めされ、そのねじが第２部材６３を貫通して第２遮光部６２の枠部材６９に向けて突出するが、そのねじの先端側の突出位置に対応して枠部材６９に切欠き部７７を設けているため、そのねじと枠部材６９との絶縁に必要な空間距離を確保できる。

そして、空気処理装置１０の動作を説明する。

ファン６４の回転により、外部の空気を筐体１１の下端側の第１通気口１６から第１遮光部５０、異物捕捉フィルタ５１および光触媒フィルタ５２を通じて処理空間４２の処理部４３に吸い込むとともに、処理部４３内の空気を筐体１１の上端側の第２遮光部６２およびファン６４を通じて上端側の第２通気口１７から外部に排気し、処理部４３内に外部からの空気が循環する。

光源６０の発光素子６７が処理部４３に向けて紫外領域の光を発光し、処理部４３内を流通する空気に紫外領域の光を照射して殺菌する。紫外領域の光が照射された空気は、第２遮光部６２を通じて上端側の第２通気口１７から筐体１１の外部に排気する。

また、第１遮光部５０では、複数の遮光部材５５間の間隙を通じて、第１通気口１６から外部の空気が処理部４３に吸い込まれる。さらに、第１遮光部５０では、光触媒フィルタ５２の開口領域、および異物捕捉フィルタ５１を通過してくる紫外領域の光を遮光し、第１通気口１６からの光漏れを防止する。第１遮光部５０では、断面略「く」の字形の遮光部材５５を同一間隔で複数配設することで、隣り合う遮光部材５５間を紫外線が一直線上に通過することを不可能とするため、第１通気口１６からの光漏れを防止できる。

異物捕捉フィルタ５１では、下端側の第１通気口１６から空気とともに吸い込まれる塵埃や紙片などの異物を捕捉する。異物捕捉フィルタ５１は、第１通気口１６から光触媒フィルタ５２へ到達するまでの空気の経路上に配設されることが好ましい。異物捕捉フィルタ５１は、例えば、第１通気口１６、第１遮光部５０との間に配設されたり、第１遮光部５０と、光触媒フィルタ５２との間に配設されたりする。異物捕捉フィルタ５１は、金属材料で形成されるため、第１遮光部５０よりも空気の流通方向の下流側に光触媒フィルタ５２とともに配置しても、紫外領域の光の照射による劣化を防止できる。

光触媒フィルタ５２では、光源６０から照射される少なくとも３６０ｎｍから４２０ｎｍのＵＶ－Ａの波長成分の紫外領域の光もしくは可視光が照射されることで、活性酵素とＯＨラジカルを生成し、生成された活性酵素やＯＨラジカルによって、空気中のにおい成分を分解して脱臭、消臭したり、ウイルスの活動を抑制したりする。

また、第２遮光部６２では、複数の遮光部材５５間の間隙を通じて、処理部４３内の空気がファン６４に吸い込まれる。さらに、第２遮光部６２では、処理部４３内から向ってくる紫外領域の光を遮光し、第２通気口１７からの光漏れを防止する。第２遮光部６２では、断面略「く」の字形の遮光部材５５を同一間隔で複数配設することで、隣り合う遮光部材５５間を紫外領域の光が一直線上に通過することを不可能とするため、第２通気口１７からの光漏れを防止できる。

ファン６４は、羽根車１０１およびフレーム１０４が非金属である樹脂材料で形成されるが、処理部４３に対して第２遮光部６２よりも空気の流通方向の下流側に配設されるため、紫外領域の光が照射されるのが防止され、紫外領域の光による樹脂部品の劣化を防止できる。

また、光源６０の点灯時、発光素子６７が発生する熱は、基板６６から放熱ブロック７９に伝達され、さらに放熱ブロック７９から第２遮光部６２の枠部材６９、連結部材７３および複数の遮光部材５５に伝達されて放熱される。第２遮光部６２は、第２通気口１７からの光漏れを防止するととともに、光源６０が発生する熱を放熱する放熱構造として兼用できる。さらに、光源６０、放熱ブロック７９、第２遮光部６２は、第２通気口１７へ向けた処理部４３からの空気の通気路中に配置されるため、各箇所に伝達される熱が空気中に効率的に放熱され、発光素子６７の温度上昇が抑制され、発光素子６７の出力維持および長寿命化が得られる。

以上のように、実施形態の空気処理装置１０では、発光素子６７を有する光源６０を金属製の第１部材６１に配設し、この第１部材６１を金属製の第２部材６３で絶縁状態に支持することで、光源６０の放熱性の向上と絶縁性の確保ができる。

また、第１部材６１によって所定の角度の頂点部５６を有する遮光部材５５を同一間隔で複数配設した第２遮光部６２に光源６０を配設し、さらに、第２部材６３に筐体１１内に空気を取り込んで流通させるファン６４を配設することで、光源６０の熱を第２遮光部６２に伝達し、空気の流通路中に配置される光源６０および第２遮光部６２から効率的に放熱できる。

また、絶縁部材９２により、第１部材６１と第２部材６３との間を絶縁できる。

絶縁部材９２は、第１部材６１と第２部材６３との間に介在される第１絶縁部材９３と、第２部材６３から第１絶縁部材９３に挿入される第２絶縁部材９４と、を有し、ねじ９１が第２部材６３から挿通されて第１部材６１に螺着されることで、第１部材６１と第２部材６３との間の絶縁に必要な空間距離を維持した状態で、第１部材６１と第２部材６３とを取り付けることができる。

第１絶縁部材９３に挿入される第２絶縁部材９４の挿入部分の最大外径は、第１絶縁部材９３の最小内径よりも大きく、第１絶縁部材９３に第２絶縁部材９４が挿入された状態で互いに保持されることで、第２部材６３に第１絶縁部材９３と第２絶縁部材９４を組み合わせた状態に仮止めできるため、第１部材６１と第２部材６３との組立性を向上できる。

なお、筐体１１の下端側の第１通気口１６は吸気口、上端側の第２通気口１７は排気口のまま、ファン６４を吸気ファンとして下端側の第１通気口１６側に配設してもよい。

また、筐体１１の下端側の第１通気口１６は排気口、上端側の第２通気口１７は吸込口であってもよい。この場合、ファン６４を逆回転させてもよいし、ファン６４を第１通気口１６側に配設してもよい。

また、ファン６４は、遮光部５０，６２間の外側に配設することが好ましいが、ファン６４を金属部品で構成し、遮光部５０，６２間の内側に配設してもよい。

また、空気処理装置１０は、床置きタイプに限らず、壁面取付タイプとしても使用できる。壁面取付タイプとする場合には、脚部材１２が用いられず、代わりに第１通気口１６に配設される通気カバーが用いられる。そして、壁面に取り付けられる壁面取付部材が別途用いられ、壁面に取り付けられた壁面取付部材に対して空気処理装置１０の背面側が取り付けられる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 空気処理装置
１１ 筐体
６０ 光源
６１ 第１部材
６２ 遮光部である第２遮光部
６３ 第２部材
６４ ファン
６７ 発光素子
９１ ねじ
９２ 絶縁部材
９３ 第１絶縁部材
９４ 第２絶縁部材

Claims (5)

1. 内部に空気が取り込まれる筐体と；
   前記筐体内に配設され、前記筐体内に取り込まれた空気が流通する領域に少なくとも紫外領域の光を照射する発光素子を有する光源と；
   前記筐体内に配設され、前記光源が配設された金属製の第１部材と；
   前記筐体内に配設され、前記第１部材を前記筐体に対して絶縁状態に支持する金属製の第２部材と；
   を備えることを特徴とする空気処理装置。
2. 前記第２部材は、前記第１部材と前記筐体との間に配設され、
   前記第１部材と前記第２部材の間に配設される前記第１部材と前記第２部材との間を絶縁する絶縁部材を備える
   ことを特徴とする請求項１記載の空気処理装置。
3. 前記第１部材および前記第２部材のいずれか一方側から挿通されて他方側に螺着されるねじを備え、
   前記絶縁部材は、前記第１部材と前記第２部材との間に介在される第１絶縁部材と、前記第１部材および前記第２部材のいずれか一方側から前記第１絶縁部材に挿入され、前記ねじが挿通される第２絶縁部材と、を有する
   ことを特徴とする請求項２記載の空気処理装置。
4. 前記第１絶縁部材に挿入される前記第２絶縁部材の挿入部分の最大外径は、前記第１絶縁部材の最小内径よりも大きく、前記第１絶縁部材に前記第２絶縁部材が挿入された状態で互いに保持される
   ことを特徴とする請求項３記載の空気処理装置。
5. 前記第１部材を有し、前記第１部材によって所定の角度の頂点部を有する遮光部材を同一間隔で複数配設した遮光部と；
   前記第２部材に配設され、前記筐体内に空気を取り込んで流通させるファンと；
   を備えることを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載の空気処理装置。

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