JP3888027B2 - 空気清浄器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内空気中に含まれている粉塵を捕集したり、臭気を脱臭したりして空気を清浄化する空気清浄器の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の家庭の室内で発生する粉塵や臭気を捕集したり脱臭したりするための空気清浄器において、本体ケースの一面に本体吸込口、他面に本体吐出口をそれぞれ設け、本体ケース内面から突出した壁面により形成される１乃至複数の渦巻き形状の風洞を設け、各風洞は風洞吸込口と風洞吐出口とを有し、空気を送るための送風部が、駆動用モータと各風洞内に同一軸上に設置される１乃至複数の多翼ファン（所謂シロッコファンと称されるファン）とを有すると共に、多翼ファンのファン吸込口を風洞吸込口に近接配置し、風洞吸込口と本体吸込口との間に送風部により吸込まれた空気を浄化するフィルターを備えているものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような家庭の室内で発生する粉塵や臭気を捕集したり脱臭したりするための空気清浄器において、送風部によって吸込まれる空気は、風洞と本体吸込口との間にある空気浄化用フィルターを通って、本体吐出口から吐き出されるが、その時に、風洞厚み幅と風洞吐出口の流路幅との関係や多翼ファンの位置により風洞吐出口付近で空気の流れが乱れる乱流が発生したり、複数の多翼ファンが同一軸上に設置されているものにあっては、ファンとファンとの間の空気の流れが混流したりして、性能低下や騒音増加になるという問題がある。
【０００４】
本発明は叙述の点に鑑みてなされたものであって、風洞厚み幅と風洞吐出口の流路幅の関係や多翼ファンの位置を最適化することで乱流を低減し、また複数の多翼ファンを同一軸上に設置した構造でありながら、ファンとファンとが互いに影響し合う混流を低減し、性能低下や騒音増加を防止することができる空気清浄器を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の請求項１の空気清浄器は、本体ケース２の一面に本体吸込口１０、他面に本体吐出口１２を夫々設け、本体ケース２内面から突出した壁面１１により形成される１乃至複数の渦巻き形状の風洞９を設け、風洞９は風洞吸込口１３と風洞吐出口１４とを有し、空気を送るための送風部が駆動用モータ１５と、各風洞９内に同一軸受上に設置される風洞厚み幅Ｗとファンの外径Ｄが０．５５＜Ｄ／Ｗ＜０．７０の関係にある１乃至複数の多翼ファン８とを有していると共に、多翼ファン８のファン吸込口が風洞吸込口１３に近接し、風洞吸込口１３と本体吸込口１０との間に送風部に吸込まれる空気を浄化するフィルターを備えた空気清浄器において、風洞厚み幅Ｗと風洞出口流路幅Ａが０．１５＜Ａ／Ｗ＜０．２７の関係になるように風洞形状を形成したことを特徴とする。上記のように構成することにより、本体吐出口１２から流出する空気の流れが直線的になり、風洞９の巻き始め舌部２０を巻き込むことで発生する本体吐出口１２付近の乱流を減少させ、空気清浄器１から発生する騒音値を低減させることができる。
【０００６】
また本発明の請求項２の空気清浄器は、請求項１において、風洞９内に設置される多翼ファン８の中心が、風洞厚み幅Ｗにおいては多翼ファン８と風洞壁面の距離が狭い側ａと広い側ｂとで０．７０＜ａ／ｂ＜０．７８の位置となり、風洞縦幅Ｖにおいては多翼ファン８と風洞壁面の距離が狭い側ｃと広い側ｄとで０．７０＜ｃ／ｄ＜０．８０の位置になるように配置したことを特徴とする。上記のように構成することにより、多翼ファン８から吐出された空気が風洞９の巻き始め舌部２０から再び風洞９内に循環することなく、スムーズに本体吐出口１２から吐出されるので、ロスの低減と騒音低減とが図られる。
【０００７】
また本発明の請求項３の空気清浄器は、請求項１において、風洞９の巻き始め舌部２０から風洞吐出口１４までの壁面と巻き始め舌部２０の先端から風洞吐出口１４まで垂直に延ばした直線の角度ｅが、多翼ファン８の中心から風洞吐出口１４方向に垂直に延ばした直線と多翼ファン８の中心から巻き始め舌部２０の円弧始点まで延ばした直線との角度ｆに対して０．３０＜ｅ／ｆ＜０．８５の関係になるように構成したことを特徴とする。上記のように構成することにより、巻き始め舌部２０より後流での流れの剥離や本体吐出口１２付近の乱流を減少させ、本体から発生する騒音を低減させることができる。
【０００８】
また本発明の請求項４の空気清浄器は、請求項１において、同一軸上に２個以上の多翼ファン８が設置されている時に、対向しているファン吸込口側の風洞吸込口１３間の幅Ｂと多翼ファン８のファン幅ＬがＢ／Ｌ＞０．６５の関係になるように構成したことを特徴とする。多翼ファン８と多翼ファン８との間の空気の混流が減少し、騒音が低減される。
【０００９】
また本発明の請求項５の空気清浄器は、請求項１において、同一軸上に２個以上の多翼ファン８が設置されている時に、少なくとも対向しているファン吸込口側の風洞吸込口１３に、ベルマウス構造の空気導入部材２４を配設したことを特徴とする。上記のように構成することにより多翼ファン８のファン吸込口への空気の流れがスムーズとなり、ロスの低減と騒音の低減とが図られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
空気清浄器１は、図１〜図３に示すように、前面が開口した箱状の本体ケース２が表ケース３と裏ケース４とで構成されている。本体ケース２の前面及び下面には本体吸込口１０が夫々設けられ、本体ケース２の上面には本体吐出口１２が設けられている。本体ケースの前面の本体吸込み口１０の上方の前面開口部は前カバー７により閉じられている。
【００１１】
本体ケース２内には、図２に示すように表ケース３と裏ケース４から突出した壁面１１により形成される渦巻き形状の風洞９が２つ設けられている。各風洞９はそれぞれ風洞吸込口１３と風洞吐出口１４とを有している。本例では図３に示すように風洞吐出口１４は本体吐出口１２と同一となっている。本体ケース２内に空気を送るための送風部は、駆動用モータ１５と、各風洞９内に同一軸上に設置される２個の多翼ファン８とからなる。この多翼ファン８は所謂シロッコファンと称されるものである。多翼ファン８のファン吸込口は風洞吸込口１３に近接して配置されている。
【００１２】
本体ケース２内における本体吸込口１０と風洞吸込口１３との間にはプレフィルタ５と、電気的に粉塵を捕集する放電極ブロックと機械的に粉塵を捕集する集塵フィルタが収納されているプラズマブロック６があり、図３の矢印に示すように本体吸込口１０から流入した室内空気はプレフィルタ５、プラズマブロックを順に通過して除塵、脱臭され、送風部を通過して浄化された空気が本体吐出口１２から流出するようになっている。
【００１３】
同一軸に設置される２つの多翼ファン８は、駆動用モータ１５の回転軸１６にカップリング１７を介して連結された１つの軸１８に対して並べて固着されており、これらの２つの多翼ファン８を囲むように渦巻き形状の風洞９が夫々形成されており、風洞厚み幅Ｗと多翼ファン８の外径Ｄとは図４に示すように０．５５＜Ｄ／Ｗ＜０．７０の関係になっている。なお、上記軸１８の先端部はベアリング１９を介して本体ケース２に回転自在に支持されている。
【００１４】
上記のような風洞厚み幅Ｗと多翼ファン８の外径Ｄの関係において、風洞厚み幅Ｗと、風洞９の巻き始め舌部２０の先端と風洞の巻き終わりから風洞吐出口１４に向かう壁面２１との距離である風洞出口流路幅Ａとは図４に示すように０．１５＜Ａ／Ｗ＜０．２７の関係になるように構成されている。この関係にすることにより本体吐出口１２から流出する空気の流れが直線的になり、巻き始め舌部２０を巻き込むことで発生する本体吐出口１２付近の乱流を減少させ、空気清浄器１から発生する騒音値を低減させることができる。
【００１５】
ここで、図５は本発明の風洞厚み幅Ｗと風洞出口流路幅Ａの関係による性能の違いを示したものである。ここでは、風洞厚み幅Ｗが１７０．０ｍｍに対して、外径１００．０ｍｍ、内径８７．０ｍｍの多翼ファン８における風洞出口流路幅Ａを変えた時のデータを示しており、横軸が風洞厚み幅Ｗと風洞出口流路幅Ａとの比で、縦軸が騒音値になっている。このグラフから本発明の０．１５＜Ａ／Ｗ＜０．２７の間ならば騒音値が最も低いことが判る。
【００１６】
また図６に示すように風洞９内に設置される多翼ファン８の中心２２が、風洞厚み幅Ｗにおいてはファンと風洞壁面との距離が狭い側ａと広い側ｂとで０．７０＜ａ／ｂ＜０．７８の関係となり、風洞縦幅Ｖにおいてはファンと風洞壁面の距離が狭い側ｃと広い側ｄとで０．７０＜ｃ／ｄ＜０．８０の関係となる位置に配置されていることが望ましい。このような位置関係になるように多翼ファン８の中心２２を配置することにより、ファンから吐出された空気が風洞９の巻き始め舌部２０から再び風洞９に循環することなく、スムーズに本体吐出口１２から吐出されるので、ロスの低減と騒音低減とが図られる。
【００１７】
ここで、図７は風洞９内に設置される多翼ファン８の中心位置による性能の違いを示したものである。ここでは、風洞厚み幅Ｗが１７０．０ｍｍに対して、外径１００．０ｍｍ、内径８７．０ｍｍの多翼ファン８の中心位置を変えたときのデータを示しており、横軸がファンの中心と風洞壁面とのそれぞれの比で、縦軸が騒音値になっている。このグラフから、本発明のように０．７０＜ａ／ｂ＜０．７８、０．７０＜ｃ／ｄ＜０．８０の間ならば、騒音値が低いことが判る。
【００１８】
また図８に示すように風洞９の巻き始め舌部２０から風洞吐出口１４まで壁面２３と巻き始め舌部２０の先端から本体吐出口１２まで延ばした直線の角度ｅが、多翼ファン８の中心２２から本体吐出口１２に延ばした直線と多翼ファン８の中心２２から巻き始め舌部２０の円弧始点まで延ばした直線との角度ｆに対して、０．３０＜ｅ／ｆ＜０．８５の関係になるようにしてあることが望ましい。このように構成すると、巻き始め舌部２０の後流での流れの剥離や本体吐出口１２付近の乱流を減少させ、本体から発生する騒音を低減させることができる。
【００１９】
ここで、図９は角度ｅと角度ｆの関係による性能の違いを示したものである。ここでは、風洞厚み幅Ｗが１７０．０ｍｍに対して、外径１００．０ｍｍ、内径８７．０ｍｍの多翼ファン８におけるデータを示しており、横軸はｅ／ｆ、縦軸は騒音値になっている。このグラフから本発明のように０．３０＜ｅ／ｆ＜０．８５の間ならば騒音値が低いことが判る。
【００２０】
また上記実施の形態の例のように複数の多翼ファン８が同一軸上に設置されているものにあっては、ファンとファンとの間の空気の流れが混流したりして騒音増加の要因となっている。そこで、同一軸上に複数の多翼ファン８が設置されている時には、図１０に示すように対向しているファン吸込口側の風洞吸込口幅Ｂとファン幅ＬがＢ／Ｌ＞０．６５の関係になるように構成されることが望ましい。このようにＢ／Ｌ＞０．６５の関係にすることで、ファンとフアンとの間の空気の混流が減少し、騒音が低減される。
【００２１】
ここで、図１１に風洞吸込口幅Ｂとファン幅Ｌの関係のグラフを示し、横軸はＢ／Ｌ、縦軸は騒音値である。Ｂ／Ｌは０．６５付近に変曲点があり、Ｂ／Ｌが０．６５以下ならば急激に騒音値が上がっていることが判る。
【００２２】
また上記の実施の形態の例のように同一軸上に２個以上の多翼ファン８が設置されている時に、少なくとも対向してファン吸込口側の風洞吸込口１３に図１２に示すようなベルマウス構造の空気導入部材２４を図１３に示すように配設することが望ましい。このようにベルマウス構造の空気導入部材２４を配設することによって、ファン吸込口への空気の流れがスムーズとなり、流れのロスの低減と騒音の低減とが図られる。
【００２３】
ここで、図１４はベルマウス構造の空気導入部材２４の有無による性能を比較したものである。ここでは、外径１００．０ｍｍ、内径８７．０ｍｍの多翼ファン８に対し、外径８１．０ｍｍ、内径７７．０ｍｍの空気導入部材２４を風洞吸込口１３に設置したときとしなかったときのデータを示しており、横軸が風量、縦軸が騒音値になっている。このグラフからベルマウス構造の空気導入部材２４を設置することで、同一風量で約１〜２ｄＢ騒音値が下がっていることが判る。
【００２４】
【発明の効果】
上述のように本発明の請求項１の発明は、本体ケースの一面に本体吸込口、他面に本体吐出口を夫々設け、本体ケース内面から突出した壁面により形成される１乃至複数の渦巻き形状の風洞を設け、風洞は風洞吸込口と風洞吐出口とを有し、空気を送るための送風部が駆動用モータと、各風洞内に同一軸受上に設置される風洞厚み幅Ｗとファンが外径Ｄが０．５５＜Ｄ／Ｗ＜０．７０の関係にある１乃至複数の多翼ファンとを有していると共に、多翼ファンのファン吸込口が風洞吸込口に近接し、風洞吸込口と本体吸込口との間に送風部に吸込まれる空気を浄化するフィルターを備えた空気清浄器において、風洞厚み幅Ｗと風洞出口流路幅Ａが０．１５＜Ａ／Ｗ＜０．２７の関係になるように風洞形状を形成したので、本体吐出口から流出する空気の流れが直線的になり、風洞の巻き始め舌部を巻き込むことで発生する本体吐出口付近の乱流を減少させ、空気清浄器から発生する騒音値を低減させることができるものである。
【００２５】
また本発明の請求項２の発明は、請求項１記載の効果に加えて、風洞内に設置される多翼ファンの中心が、風洞厚み幅Ｗおいては多翼ファンと風洞壁面の距離が狭い側ａと広い側ｂとで０．７０＜ａ／ｂ＜０．７８の位置となり、風洞縦幅Ｖにおいては多翼ファン８と風洞壁面の距離が狭い側ｃと広い側ｄとで０．７０＜ｃ／ｄ＜０．８０の位置になるように配置したので、多翼ファンから吐出された空気が風洞の巻き始め舌部から再び風洞内に循環することなく、スムーズに本体吐出口から吐出されるものであって、ロスの低減と騒音低減とが図られるものである。
【００２６】
また本発明の請求項３の発明は、請求項１記載の効果に加えて、風洞の巻き始め舌部から風洞吐出口までの壁面と巻き始め舌部の先端から風洞吐出口まで垂直に延ばした直線の角度ｅが、多翼ファンの中心から風洞吐出口方向に垂直に延ばした直線と多翼ファンの中心から巻き始め舌部の円弧始点まで延ばした直線との角度ｆに対して０．３０＜ｅ／ｆ＜０．８５の関係になるように構成したので、巻き始め舌部より後流での流れの剥離や本体吐出口付近の乱流を減少させ、本体から発生する騒音を低減させることができるものである。
【００２７】
また本発明の請求項４の発明は、請求項１記載の効果に加えて、同一軸上に２個以上の多翼ファンが設置されている時に、対向しているファン吸込口側の風洞吸込口間の幅Ｂと多翼ファンのファン幅ＬがＢ／Ｌ＞０．６５の関係になるように構成したので、多翼ファンと多翼ファンとの間の空気の混流が減少し、騒音が低減されるものである。
【００２８】
また本発明の請求項５の発明は、請求項１記載の効果に加えて、同一軸上に２個以上の多翼ファンが設置されている時に、少なくとも対向しているファン吸込口側の風洞吸込口に、ベルマウス構造の空気導入部材を配設したので、多翼ファンのファン吸込口への空気の流れがスムーズとなり、ロスの低減と騒音の低減とが図られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気清浄器の実施の形態の一例の分解斜視図である。
【図２】同上の２個の多翼ファンを同一軸上に設置した状態の説明図である。
【図３】同上の空気清浄器の空気の流れを説明する断面図である。
【図４】同上の風洞部を説明する断面図である。
【図５】同上のＡ／Ｗの比と騒音の関係を示すグラフである。
【図６】同上の風洞部を説明する断面図である。
【図７】同上のａ／ｂ、ｃ／ｄの比と騒音の関係を示すグラフである。
【図８】同上の風洞部を説明する断面図である。
【図９】同上のｅ／ｆ比と騒音の関係を示すグラフである。
【図１０】同上のファン幅と吸込幅の関係を示す説明図である。
【図１１】同上のＢ／Ｌ比と騒音の関係を示すグラフである。
【図１２】（ａ）（ｂ）は同上の空気導入部材の正面図及び側面図である。
【図１３】同上の空気導入部材の取り付け状態を説明する断面図である。
【図１４】同上の空気導入部材を取り付けた場合と取り付けない場合の風量と騒音の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 空気清浄器
２ 本体ケース
８ 多翼ファン
９ 風洞
１０ 本体吸込口
１２ 本体吐出口
１３ 風洞吸込口
１４ 風洞吐出口
１５ 駆動用モータ
２０ 巻き始め舌部
２４ 空気導入部材

Claims (5)

1. 本体ケースの一面に本体吸込口、他面に本体吐出口を夫々設け、本体ケース内面から突出した壁面により形成される１乃至複数の渦巻き形状の風洞を設け、風洞は風洞吸込口と風洞吐出口とを有し、空気を送るための送風部が駆動用モータと、各風洞内に同一軸受上に設置される風洞厚み幅Ｗとファンの外径Ｄが０．５５＜Ｄ／Ｗ＜０．７０の関係にある１乃至複数の多翼ファンとを有していると共に、多翼ファンのファン吸込口が風洞吸込口に近接し、風洞吸込口と本体吸込口との間に送風部に吸込まれる空気を浄化するフィルターを備えた空気清浄器において、風洞厚み幅Ｗと風洞出口流路幅Ａが０．１５＜Ａ／Ｗ＜０．２７の関係になるように風洞形状を形成したことを特徴とする空気清浄器。
2. 風洞内に設置される多翼ファンの中心が、風洞厚み幅Ｗにおいては多翼ファンと風洞壁面の距離が狭い側ａと広い側ｂとで０．７０＜ａ／ｂ＜０．７８の位置となり、風洞縦幅Ｖにおいては多翼ファンと風洞壁面の距離が狭い側ｃと広い側ｄとで０．７０＜ｃ／ｄ＜０．８０の位置になるように配置したことを特徴とする請求項１記載の空気清浄器。
3. 風洞の巻き始め舌部から風洞吐出口までの壁面と巻き始め舌部の先端から風洞吐出口まで垂直に延ばした直線の角度ｅが、多翼ファンの中心から風洞吐出口方向に垂直に延ばした直線と多翼ファンの中心から巻き始め舌部の円弧始点まで延ばした直線との角度ｆに対して０．３０＜ｅ／ｆ＜０．８５の関係になるように構成したことを特徴とする請求項１記載の空気清浄器。
4. 同一軸上に２個以上の多翼ファンが設置されている時に、対向しているファン吸込口側の風洞吸込口間の幅Ｂと多翼ファンのファン幅ＬがＢ／Ｌ＞０．６５の関係になるように構成したことを特徴とする請求項１記載の空気清浄器。
5. 同一軸上に２個以上の多翼ファンが設置されている時に、少なくとも対向しているファン吸込口側の風洞吸込口に、ベルマウス構造の空気導入部材を配設したことを特徴とする請求項１記載の空気清浄器。

Images