JP4651424B2 - 空気清浄機 - Google Patents

Description

本発明は室内空気から塵埃やタバコの煙などの汚染物質を除去する空気清浄機に関する。

現代生活において、家屋には、各所の開口部を通じ、花粉や煤塵など、健康に影響をもたらす種類の微粒子が侵入する。そのため、空気清浄機のニーズは年々高まる傾向を見せている。

空気清浄機は室内空気を循環させつつ、空気中に浮遊する塵埃や汚染物質をフィルターで捕集する。空気中に浮遊する物体にはその大きさにおいて様々なレベルのものがあり、大きなものから順に、段階的に捕集するのが通常の構成である。その中でも綿埃など「粗塵」と呼ばれるレベルのものは、ネット状の「プレフィルター」で捕集することが多かった。

空気清浄機を長期間使用していると、フィルターに粗塵が堆積し、悪臭が発生したり、通気抵抗の増加により捕集能力が低下したりする。このため、粗塵の堆積度合いを見計らってフィルターを清掃し、場合によってはフィルターを交換する必要があった。そこで、フィルター清掃の手間を少なくするため、粗塵の捕集をサイクロン装置で行おうという考えが生まれてきた。特許文献１にサイクロン装置を備えた空気清浄機の例を見ることができる。
特開２００２−３４９９１８号公報（第３頁−第４頁、図１−図３）

サイクロン装置において、塵埃捕集能力を追求しようと思えば、大量の空気を吸い込み、高速で旋回させる必要があり、騒音レベルが高まることを防げなかった。掃除機のように使用時間が限られているものであればまだしも、空気清浄機は長時間連続運転するものであり、騒音レベルの高さは商品として致命的である。本発明はこの点に鑑みなされたものであり、空気中の粗塵をフィルターによらずに捕集でき、しかも、サイクロン装置のような騒音を伴うことのない空気清浄機を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するために本発明は、室内空気を循環させる送風機と、前記室内空気の循環気流中に配置され、垂直な塵埃捕捉面で空気中の塵埃を捕捉するフィルターユニットと、このフィルターユニットの前面を覆うフロントパネルとを備えた空気清浄機において、前記フィルターユニットとフロントパネルの間の通風路に室内空気を導入する吸込口をフロントパネルの下部に設け、この吸込口の奥には気流を上方に急転回させてフィルターユニット前面に誘導する急転回部を形成するとともに、フロントパネルにはさらに、フィルターユニットに吸い込まれる気流から離脱した粗塵を受けるダストボックスを、吸込口よりも上の位置に配置したことを特徴としている。

この構成によると、上方に急転回した気流は、フィルターユニットに沿って上方に直線的に進みながら、少しずつフィルターユニットに吸い込まれて行く。気流はフィルターユニットに吸い込まれるとき直角に向きを変えるが、気流に含まれる粗塵は、慣性により、通風路の上部にまで進んだ後、フロントパネルとフィルターユニットの間に形成されている旋回流によって、フィルターユニットに吸い込まれる気流から離脱し、重力によってダストボックスに落下する。これにより、気流中の粗塵をフィルターユニットに吸着させることなくダストボックスに捕集することができる。サイクロン装置のように空気を旋回させ続けないので騒音レベルが低く、室内で連続使用する空気清浄機に適するものである。

（２）また本発明は、上記構成の空気清浄機において、前記吸込口が、室内空気を斜め下方向に誘導する上下の導風板により構成されることを特徴としている。

この構成によると、気流は斜め下に進んでから鋭角に転回して上昇することになり、気流の進入速度が増して粗塵の慣性力が増し、粗塵分離性能を向上させることができる。

（３）また本発明は、上記構成の空気清浄機において、下側の導風板が正面から見て下方に凸に湾曲していることを特徴としている。

この構成によると、吸込口の中で送風機に近い部位と遠い部位との間の圧力が均一化され、気流は正面から見て真っ直ぐに進むため進入速度大となり、粗塵分離性能を向上させることができる。

（４）また本発明は、上記構成の空気清浄機において、前記吸込口の断面積と前記フィルターユニットの最上流部における通風路の断面積とが略同一であることを特徴としている。

この構成によると、吸込口からの気流はフィルターユニット最上流部における通風路を真っ直ぐに通り抜けるため進入速度大となり、粗塵分離性能を向上させることができる。

本発明によると、室内空気をフロントパネルの下部の吸込口から吸い込んだ後、急激に上方に転回させ、その後気流の速度が落ちたところで気流から分離した粗塵をダストボックスで受け止めるようにしたものであり、空気中の粗塵をフィルターユニットに吸着させることなくダストボックスに捕集することができる。そしてこの粗塵分離メカニズムはサイクロン装置ほど騒音レベルが高くなく、空気清浄機の商品価値を損なうものではない。

以下本発明の一実施形態を図１−図３に基づき説明する。図１は空気清浄機の正面図、図２は空気清浄機の上面図、図３は空気清浄機の垂直断面図である。

空気清浄機１の外殻部分は、平らな箱を垂直に立てた形の本体１０と、本体１０の前面に着脱自在に取り付けられるフロントパネル１１を主たる構成要素とする。本体１０の正面側にはフィルターユニット収納凹所１２が形成され（図３参照）、その中に、脱臭フィルター２１と集塵フィルター２２を前後に重ねた構成のフィルターユニット２０が収納される。脱臭フィルター２１は活性炭などにより空気中の臭い成分を吸着し、集塵フィルター２２は空気中の細塵を濾過する。フィルターユニット２０は塵埃捕捉面が垂直になるように保持され、その状態で、フロントパネル１１によって前面を覆われている。

フィルターユニット収納凹所１２の背後にはフィルターユニット２０を通じて空気を吸引する送風機３０が設置されている。送風機３０は本体１０の内部に形成したファンケーシング３１と、ファンケーシング３１の内部に配置されたシロッコファン３２と、シロッコファン３２を回転させる電動機３３からなる。本体１０の上面にファンケーシング３１の吹出口３４が開口する。吹出口３４には格子状のグリル３５（図２参照）が設けられている。

フロントパネル１１とフィルターユニット２０の間の空間は、フィルターユニット２０に気流を届けるための通風路１３となる。フロントパネル１１の下部には、通風路１３に室内空気を導入する吸込口４０が形成されている。吸込口４０は上下の導風板４１、４２により構成される。導風板４１、４２は斜め下に向かって下がっており、室内空気は斜め下方向に誘導される。

下の導風板４２は、図１に見られるように、正面から見ると下方に凸に湾曲した形状となっている。このため吸込口４０は、正面から見るとあたかも上弦の月のような形状を呈していて、上下方向の幅が、中央において広く、左右両端において狭くなっている。

吸込口４０の奥には、気流を上方に急転回させる急転回部４３が形成されている。急転回部４３に続く通風路１３の断面積は、フィルターユニット２０の最上流部においては、吸込口４０の断面積と略同一になっている。

フロントパネル１１には、吸込口４０よりも上の位置にダストボックス５０が配置される。ダストボックス５０は通風路１３に引き出しのように挿入されるものであり、上面が開口し、正面にはつまみ５１が設けられている。急転回部４３で急転回した気流はダストボックス５０とフィルターユニット２０の間を通って上昇する。ダストボックス５０とフィルターユニット２０の間はそれより上の通風路１３より幅が狭く、ボトルネックを形成している。

空気清浄機１の動作は次の通りである。送風機３０を駆動するとフィルターユニット２０の背後に負圧が生じる。これにより、吸込口４０から吸い込まれ、フィルターユニット２０を通過して吹出口３４から吹き出される気流が形成される。吸込口４０から吸い込まれた気流は、斜め下に誘導された後、急転回部４３で急激に転回し、上昇して通風路１３に入る。

通風路１３に入った気流は、フィルターユニット２０に沿って上方に直線的に進みながら、少しずつフィルターユニット２０に吸い込まれて行く。気流はフィルターユニット２０に吸い込まれるとき直角に向きを変えるが、気流に含まれる粗塵Ｐは、慣性によりそのまま上方への直進を続ける。通風路１３の上部に達した粗塵Ｐは、前記ボトルネックよりも上の通風路１３に形成されている旋回流によって、フィルターユニット２０に吸い込まれる気流から離脱し、重力によってダストボックス５０に落下する。これにより、空気中の粗塵Ｐをフィルターユニット２０に吸着させることなくダストボックス５０に捕集することができる。

そして、吸込口４０は気流を斜め下方向に誘導するので、気流は斜め下に進んでから鋭角に転回して上昇することになり、気流の進入速度が増して粗塵Ｐの慣性力が増し、粗塵分離性能が向上する。

また、下側の導風板４２が正面から見て下方に凸に湾曲しているので、吸込口４０の中で送風機３０に近い部位と遠い部位との間の圧力が均一化され、気流は正面から見て真っ直ぐに進むため進入速度大となり、粗塵分離性能が向上する。

さらに、吸込口４０の断面積とフィルターユニット２０の最上流部における通風路１３の断面積とが略同一であるため、吸込口４０からの気流はフィルターユニット２０の最上流部における通風路１３を真っ直ぐに通り抜けることとなって進入速度大となり、粗塵分離性能が向上する。

粗塵Ｐを分離した気流はフィルターユニット２０を抜けて送風機３０に吸い込まれる。その過程で空気中の臭い成分は脱臭フィルター２１に吸着され、細塵は集塵フィルター２２に捕集される。フィルターユニット２０で清浄化された空気は吹出口３４から吹き出される。これにより室内には、吸込口４０から斜め下方向に吸い込まれ、吹出口３４から上向きに吹き出されるという、気流の循環が生じる。

空気清浄機１の運転を続けていると、ダストボックス５０に次第に粗塵Ｐが集積する。粗塵集積量が多くなったら空気清浄機１の運転を止め、ダストボックス５０を取り出して中の粗塵Ｐを捨てる。空になったダストボックス５０を空気清浄機１にセットし、運転を再開する。なおダストボックス５０は、粗塵集積量が一目で判るよう、少なくとも一部を透明材料で形成し、内部を透視できるようにしておくとよい。

空気清浄機１は、気流を急転回させて粗塵Ｐを分離するという分離メカニズムにより、空気中の粗塵Ｐを捕集するのに十分な分離性能を得ることができる。サイクロン装置のように空気を旋回させ続けないので騒音レベルが低く、室内で連続使用する空気清浄機に適するものである。また粗塵Ｐの捕集はフロントパネル１１の背後で行われるものであり、フロントパネル１１は空気清浄機に通常設けられる部材なので機構的に無理がなく、デザイン的に違和感はない。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は室内空気を清浄化する空気清浄機、空気調和機、電気セラミックファンヒータ、石油ファンヒータなどに広く利用可能である。

空気清浄機の正面図 空気清浄機の上面図 空気清浄機の垂直断面図

符号の説明

１ 空気清浄機
１０ 本体部
１１ フロントパネル
１３ 通風路
２０ フィルターユニット
３０ 送風機
４０ 吸込口
４１、４２ 導風板
４３ 急転回部
５０ ダストボックス

Claims (2)

1. 室内空気を循環させる送風機と、前記室内空気の循環気流中に配置され、垂直な塵埃捕捉面で空気中の塵埃を捕捉するフィルターユニットと、このフィルターユニットの前面を覆うフロントパネルとを備えた空気清浄機において、
   前記フィルターユニットと前記フロントパネルとの間に設けられた通風路と、
   前記フロントパネルの下部に設けられ、前記通風路に室内空気を導入する吸込口と、
   前記吸込口の奥に形成され、気流を上方に急転回させて前記フィルターユニット前面に誘導する急転回部と、
   前記吸込口よりも上の位置の前記フロントパネルに配置され、前記フィルターユニットに吸い込まれる気流から離脱した粗塵を受けるダストボックスと、
   を備え、前記吸込口は室内空気を斜め下方向に誘導する上下の導風板により構成されるとともに、下側の導風板が正面から見て下方に凸に湾曲していることを特徴とする空気清浄機。
2. 前記吸込口の断面積と前記フィルターユニットの最上流部における通風路の断面積とが略同一であることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。

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