JP4320136B2

JP4320136B2 - 空気清浄化装置

Info

Publication number: JP4320136B2
Application number: JP2001213725A
Authority: JP
Inventors: 洋子清水; 雄二遠山
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2021-07-13
Also published as: JP2003028486A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業空間、居住空間などにおいて、煙、臭気、ガス、細菌などにより汚染された空気を清浄化する空気清浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平９−２９９７４２号公報には、センサで検出した室内空気の汚染度が設定レベル以下の場合は制御により、空気流路上の切換弁を内気循環モード位置にしておき、汚染度が設定レベルを超える場合は該切換弁の位置を換気モード位置に自動的に切換える構成が記載され、特開平１１−２１１１６７号公報には、送風機の室内空気吐出側に形成する排気経路と環気経路との分岐点にダンパを設け、該ダンパで排気口を開状態または閉状態にすることにより、排気パターンと環気パターンのいずれかを選択して、室内の有害ガスを除去する構成が記載されている。また、特開平１１−２０１５１０号公報には、外気と室内を隔絶する壁を貫通して設置されるケーシングの内部に、送風ファン、ダンパー（ダンパ）、メインフィルター、及びスライドダンパーを設け、ダンパー（ダンパ）で送風ファンの吐出側空気流路を室内側と外気側の２位置に切換え、スライドダンパーでは吸込側空気流路を室内側と外気側の２位置に切換えて、両ダンパー（ダンパ）の位置の組合せによって、室内空気の浄化循環モード、外気の室内への浄化導入モード、及び室内空気の直接排気モードを形成するようにした構成が記載されている。さらに、特開２００１−６５９４０号公報には、連通部で連通した吸気流路と排気流路のそれぞれに、回動可能なダンパー（ダンパ）（吸気用ダンパー（ダンパ）、排気用ダンパー（ダンパ））を設け、該連通部と該吸気流路、または該連通部と該排気流路を各ダンパー（ダンパ）で閉塞状態、開放状態、または中間状態にして、室内空気の浄化を行う構成が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のうち、特開平９−２９９７４２号公報、特開平１１−２１１１６７号公報、及び特開平１１−２０１５１０号公報に記載された技術は、ダンパの変位を２位置に制御するものであり、内気循環モードと排気モードのいずれかを選択する構成であり、両モードの同時併用はできない。このため、例えば、室内空気の汚染度が中間レベルの場合、内気循環モードか排気モードのいずれかで空気清浄化が行われることになり、内気循環モードで対応した場合は、清浄化のために時間がかかるし、排気モードで対応した場合は、例えば冬季などは室内温度が急速に下がるためそのための対策が別途必要となる。また、特開２００１−６５９４０号公報に記載された技術は、吸気用ダンパー（ダンパ）と排気用ダンパー（ダンパ）とを必要とするものである。
本発明の課題点は、かかる従来技術に鑑み、１つのダンパを用いた構成において、内気循環モードと排気モードの同時併用化を可能にすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、（１）室内の空気を清浄化する空気清浄化装置として、室内の空気を吸い込むファンと、該ファンで吸い込んだ空気を再び室内に導く第１の流路部と、吸い込んだ空気を室外に排出する第２の流路部と、該第１の流路部に配され、空気を清浄化する清浄化手段と、上記第１、第２の流路部間を接続し、該清浄化手段で清浄化された空気を該第１の流路部側から該第２の流路部側に導く第３の流路部と、変位により上記第２の流路部への空気流入状態を変えるダンパと、該ダンパを回転変位させる駆動部と、室内または該装置内の空気の汚染状態を検知するセンサと、該センサの出力に基づき、上記駆動部を介し上記ダンパの変位を制御するための制御信号を形成する制御部と、を備え、室内または該装置内の空気の汚染状態により、上記ダンパの変位量を制御し、上記ファン側からの上記第１、第２の流路部への空気流入量を制御するとともに、上記清浄化手段で清浄化された空気を上記第３の流路により上記第２の流路側に導くようにした構成とする。
（２）上記（１）において、上記ダンパが、上記第３の流路部から上記第２の流路部に放出される空気量を変える構成も備えるようにする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施例を示す。
図１において、１は装置カバー、２は室内の空気の吸込み口、３はファン、４は清浄化手段としてのフィルタ、５は室内への空気吐出し口、室内の空気の、煙、臭気、有害ガス、細菌などによる汚染状態を検出するセンサ、８は第１の流路部としての循環流路、９はダンパ、１０は第２の流路部としての排気流路、１１は制御部、１２はチャンバ、１３はダンパを駆動するモータ、２０はチャンバ１２からフィルタ４への空気の流れを絞るための部材または部分である。かかる構成において、センサ７の検出信号は制御部１１に送られる。該制御部１１では、マイコンが、プログラムに基づき、センサ７からの検出出力を、予め設定した基準レベルと比較し、該比較結果に基づき上記モータ１３を駆動するための駆動信号を駆動信号形成部に形成させる。モータ１３により、ダンパ９は、室内の空気の汚染状態に対応して排気流路の開度を異ならせるように３つ以上の位置に駆動変位される。図１に示すダンパ９の変位位置は、排気流路の開度を中間レベルにしている場合である。汚染された室内の空気は、ファン３により吸込み口２から空気清浄化装置内に導入される。導入された空気はファン３からチャンバ１２内に吐出される。チャンバ１２内に吐出された空気は、循環流路８と排気流路１０とに分配されて流入する。循環流路８に流入した空気は、フィルタ４により塵埃、煙、有害ガス等の汚染物が除去され、清浄化空気として空気吐出し口５から、再び室内に戻される。一方、ダンパ９変位により形成されたすき間から排気流路１０内に流入した空気は汚染状態のまま室外に排気される。このように、循環モードに排気モードを同時併用することで、室内空気を清浄化する。室内空気の汚染度が低い場合はセンサ７の検出信号レベルが低く、制御部１１は、モータ１３を制御してダンパ９を、排気流路１０が閉塞状態またはそれに近い状態となる位置に変位させる。つまり、室内空気の汚染度が低い場合は、ファン３から吐出される空気の全部または大部分を循環流路８に流入させ、フィルタ４で清浄化して室内に戻す。反対に、室内空気の汚染度が高い場合は、センサ７の検出信号レベルが高く、制御部１１は、モータ１３を制御してダンパ９を、排気流路１０が全開状態またはそれに近い状態となる位置に変位させる。つまり、排気流路１０への汚染空気の流入量を増やすように制御する。さらに、制御部１１は、ファン３における空気の、吸込み速度や吸込み量、及び吐出し速度や吐出し量を制御可能な構成を備え、循環モード、循環モード＋排気モードのいずれの場合にも、空気の循環速度や循環量及び排気速度や排気量を変えられるようになっている。該ファン３をも制御して運転する場合は、例えば、室内空気の汚染度が高いときは、モータ１３を介しダンパ９の変位を制御して排気流路１０の開度を増やすようにするとともに、ファン３の羽根車等の回転数を上げて空気の吸込み速度や吸込み量、及び吐出し速度や吐出し量を増大させ、排気流路１０内での空気の排気速度、排気量を増大させ、反対に、汚染度が問題にならないような低レベルの場合は、モータ１３を介しダンパ９の変位を制御して排気流路１０を閉塞状態にして、循環モードのみにするとともに、ファン３の羽根車等の回転数を下げるかまたは停止させて、空気の吸込み速度や吸込み量、及び吐出し速度や吐出し量を減らすかまたはゼロにし、消費電力や騒音等も減らすようにする。また、室内空気の汚染度が中間レベルのときには、排気流路１０の開度を中間状態にし、ファン３の羽根車等の回転数も中間速度にする。
【０００６】
上記第１の実施例によれば、室内空気の汚染状態に対応して少なくとも排気能力を３段階以上に調節した状態で清浄化運転を行うことができ、汚染度が高い場合は短時間の清浄化が、また、汚染度が低い場合は騒音や消費電力の低減化が可能となる。１つのダンパ９を用いた簡易構成において、循環モードと排気モードの同時併用化が可能となり、室内の温度変化や湿度変化を緩和できる。また、チャンバ１２を設けてあるため、ファン３からの吐出し空気が加圧される結果、該吐出し空気の排気流路１０への分配も容易に行われる。
【０００７】
なお、上記第１の実施例では、汚染空気として、たばこの煙等で汚染した空気を想定し、空気の吸込み口２を装置の上部側、フィルタ４を装置の下部側に、排気流路１０の排気口を上方に配した構成としたが、本発明は、これに限定されない。
【０００８】
また、上記図１の構成にさらに、センサとして、室内空気の温度または湿度を検出するセンサを追加し、温度情報または湿度情報も併せた状態で上記排気流路１０の開度制御を行うようにする装置構成もある。かかる装置構成の場合は、例えば、排気によって室温が大きく変化するとき、汚染度情報と併せ、温度情報からも排気流路１０の開度制御を行うようにして室温の大きな変化を防ぐことが可能である。
【０００９】
図２は、本発明の第２の実施例を示す。
本第２の実施例は、空気の吸込み口２を装置の上部側、ファン３を装置の下部側に配し、装置中央部に縦貫状に、チャンバ１２と、循環流路８の一部と、排気流路１０の一部を形成した場合の構成例である。上記第１の実施例と同様の構成要素には同じ符号を付し個々の説明を略す。図２に示すダンパ９の変位位置も、排気流路の開度を中間レベルにしている場合の位置を示す。
【００１０】
図２において、ファン３は装置の上部側から室内空気を吸込み、装置下部のチャンバ１２に吐出す。吐出された空気はチャンバ１２で加圧されて一部は、左方の循環流路８内のフィルタ４に流入され、一部は右方のダンパ９の部分を介して排気流路１０に流入される。この場合、左方の循環流路８と右方の排気流路１０への流入される空気量は、ほぼ、フィルタ４とダンパ９の部分における圧力損失の比に対応して分配される。循環流路８の空気はフィルタ４で清浄化されて吐出し口５から再び室内に戻される。排気流路１０に流入した空気はそのまま室外に排気される。センサ７、制御部１１、モータ１３及びダンパ９の構成及び作用については、上記第１の実施例の場合と同様である。
【００１１】
本第２の実施例によれば、ファン３の空気吐出し方向の前部にチャンバ１２用の壁部を設けてあるため、チャンバ１２での空気の加圧作用が高められる。また、装置中央部に縦貫状に、チャンバ１２と、循環流路８の一部と、排気流路１０の一部を形成し、該縦貫状流路の両側に、フィルタ４、ファン３、ダンパ９、制御部１１、吸込み口２、吐出し口５等を分けて配置するため、装置全体をコンパクトな構成にすることができる。他の作用・効果については、上記第１の実施例の場合と同様である。
【００１２】
図３は本発明の第３の実施例を示す。
本第３の実施例は、空気の吸込み口２を装置の側面側、ファン３を装置の下部側に配し、かつ、チャンバ１２に対し、循環流路８と排気流路１０とを互いに並列状に配した場合の構成例である。上記第１、第２の実施例と同様の構成要素には同じ符号を付し個々の説明を略す。図３に示すダンパ９の変位位置も、排気流路の開度を中間レベルにしている場合の位置を示す。
【００１３】
図３において、ファン３は装置の側面側から室内空気を吸込み、装置中央部のチャンバ１２に吐出す。吐出された空気はチャンバ１２で加圧され、一部は循環流路８内のフィルタ４に流入され、一部はダンパ９の部分を介して排気流路１０に流入される。循環流路８の空気はフィルタ４で清浄化されて吐出し口５から再び室内に戻される。排気流路１０に流入した空気はそのまま室外に排気される。図中、２０は室内の壁である。センサ７、制御部１１、モータ１３及びダンパ９の構成及び作用については、上記第１の実施例の場合と同様である。
【００１４】
本第３の実施例によれば、チャンバ１２に対し、循環流路８と排気流路１０を並列状に同方向に形成してあるため、装置の一部特に該排気流路側を室の壁等に埋込み状にして装置を設置できるため、室内での装置の設置スペースを減らすことができる。他の作用・効果については、上記第１の実施例の場合と同様である。
【００１５】
図４は本発明の第４の実施例を示す。
本第４の実施例は、循環流路８のフィルタ４から出た清浄化された空気の一部を排気流路１０に供給して室外に排気する場合の構成例である。図４に示すダンパ９の変位位置も、排気流路の開度を中間レベルにしている場合の位置を示す。上記第１、第２の実施例と同様の構成要素には同じ符号を付し個々の説明を略す。
【００１６】
図４において、ファン３は装置の側面側から室内空気を吸込み、装置中央部のチャンバ１２に吐出す。吐出された空気はチャンバ１２で加圧され、一部は循環流路８内のフィルタ４に流入され、一部はダンパ９の部分を介して排気流路１０に流入される。循環流路８の空気はフィルタ４で清浄化された後、一部は吐出し口５から再び室内に戻され、一部は接続流路１５から排気流路１０に供給される。排気流路１０に供給された空気は、ダンパ９側から該排気流路に流入した汚染空気といっしょになって室外に排気される。つまり、ダンパ９側からの汚染空気の汚染度を、接続流路１５側からの清浄化された空気によって低減させた状態で室外に排気されるようにする。接続流路１５の入口２１は、例えば、ダンパ９が排気流路１０を閉塞状態にする場合には閉じるようにしてもよい。センサ７、制御部１１、モータ１３及びダンパ９等の構成及び作用については、上記第１、第２及び第３の実施例の場合と同様である。
【００１７】
本第４の実施例によれば、チャンバ１２に対し、排気流路１０から室外に排気される空気の汚染度を低減化することができ、環境浄化等の一助となる。他の作用・効果については、上記第１の実施例の場合と同様である。
【００１８】
なお、上記各実施例では、センサ７を装置カバーの外部に設ける構成としたが、本発明はこれに限定されず、装置カバーの内部等に設けるようにしてもよい。また、装置から分離して室内の壁や天井等に設けてもよい。また、上記各実施例では、ダンパ９の設置位置を排気流路１０の内部または入口のいずれかとしたが、排気流路１０への空気の流入状態を変えられる位置であれば、他の位置であってもよい。さらに、排気流路１０への空気の流入状態を変える手段として、ダンパ以外の手段を用いてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、１つのダンパを用いた構成において、内気循環モードと排気モードの同時併用化が可能となり、室内の温度変化や湿度変化等を緩和した状態で、迅速な室内空気の清浄化を行うことができる。また、装置の騒音や消費電力も低減化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１…装置カバー、２…吸込み口、３…ファン、４…フィルタ、５…空気吐出し口、７…センサ、８…循環流路、９…ダンパ、１０…排気流路、１５…接続流路、１１…制御部、１２…チャンバ、１３…モータ。

Claims

室内の空気を清浄化する空気清浄化装置であって、
室内の空気を吸い込むファンと、
該ファンで吸い込んだ空気を再び室内に導く第１の流路部と、
吸い込んだ空気を室外に排出する第２の流路部と、
該第１の流路部に配され、空気を清浄化する清浄化手段と、
上記第１、第２の流路部間を接続し、該清浄化手段で清浄化された空気を該第１の流路部側から該第２の流路部側に導く第３の流路部と、
変位により上記第２の流路部への空気流入状態を変えるダンパと、
該ダンパを回転変位させる駆動部と、
室内または該装置内の空気の汚染状態を検知するセンサと、
該センサの出力に基づき、上記駆動部を介し上記ダンパの変位を制御するための制御信号を形成する制御部と、
を備え、室内または該装置内の空気の汚染状態により、上記ダンパの変位量を制御し、上記ファン側からの上記第１、第２の流路部への空気流入量を制御するとともに、上記清浄化手段で清浄化された空気を上記第３の流路により上記第２の流路側に導くようにしたことを特徴とする空気清浄化装置。
上記ダンパは、上記第３の流路部から上記第２の流路部に放出される空気量を変える構成を備える請求項１に記載の空気清浄化装置。