JP4708069B2 - 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塵埃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）

特許文献１に記載の空気清浄機は、上流側のサイクロン装置が垂直軸線まわりに空気を旋回させるものであるとともに、下流側の集塵手段は、集塵面を水平にする形でサイクロン装置の下に配置されている。集塵手段の上にサイクロン装置が重なっているため、集塵手段の面積はサイクロン装置の平面投影面積に左右されることになり、あまり広くすることができない。それにもかかわらず、集塵手段を水平に配置したため空気清浄機がかなりの奥行きを要するものとなり、床を効率良く使用する上での妨げとなる。また、壁に掛けて使用するにもなじみにくい形状である。

本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、空気中の粗塵をサイクロン方式で捕集する空気清浄機において、粗塵捕集後の空気から細塵を捕集するフィルターユニットの面積を十分に確保でき、しかも比較的薄型の形状とすることが可能で、壁掛け方式で用いても違和感のない構造とした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、前記フロントパネルの裏面に、内周面の接線方向に吸込口より室内空気を導入して垂直面内で気流を旋回させるとともに、その気流を中心部の吸気ダクトより前記フィルターユニットの前面側に流出させる旋回室と、気流旋回の軸線方向において前記旋回室と隣接する形で配置され、旋回室の内周面部とスリットを介して連通した粗塵集積室とを形成したことを特徴としている。

この構成によると、室内空気をまず旋回室で旋回させ、粗塵を遠心力で空気から分離して旋回室に隣接する粗塵集積室に集めたうえで、粗塵を含まなくなった空気をフィルターユニットに供給することができる。これにより、フィルターユニットに粗塵が堆積して悪臭が発生したり、通気抵抗の増加により塵埃捕集能力が低下したりすることを防ぐことができる。空気は垂直面内で旋回し、フィルターユニットも垂直な塵埃捕捉面で塵埃を捕捉するものであるから、フィルターユニットの面積を十分に確保したとしてもなお、全体を薄型に構成することが可能であり、床を広く効率良く使用することが可能になる。また空気清浄機に通常設けられるフロントパネルの背後で粗塵の捕集が行われるので、デザイン的に違和感がなく、壁掛け状態で使用しても部屋の雰囲気を損なわない。

（２）また本発明は、上記構成の空気清浄機において、前記旋回室の内周面は、前記スリットに向かってテーパ状に広がることを特徴としている。

この構成によると、粗塵は遠心力で自然にスリットの方向に誘導され、スリットから粗塵集積室に入るものであり、粗塵捕集効率を高めることができる。

（３）また本発明は、上記構成の空気清浄機において、前記吸込口に、吸込風量に比例して開度が増大するダンパーが設けられていることを特徴としている。

この構成によると、吸込風量が少なければそれだけダンパーの開度が小さくなるから、吸込風量の多寡にかかわらず、吸い込まれる気流の風速そのものは一定化する。これにより、粗塵を遠心分離するのに必要な風速を常に確保して、粗塵を安定して分離することができる。

（４）また本発明は、上記構成の空気清浄機において、前記吸込口が角度的に間隔を置いて複数個設けられていることを特徴としている。

この構成によると、複数個の吸込口から室内空気を大量に吸い込み、室内空気を効率良く浄化できる。

（５）また本発明は、上記構成の空気清浄機において、前記塵埃集積室の下部に、着脱可能なダストボックスが配置されていることを特徴としている。

この構成によると、ダストボックスを取り出すことにより、集積した粗塵を手を汚すことなく簡単に捨てることができる。

本発明によると、旋回室とフィルターユニットの配置の工夫により、フィルターユニットの面積を十分に確保しつつ、全体を薄型に構成して、床を広く効率良く使用することが可能な空気清浄機を提供できる。また空気清浄機に通常設けられるフロントパネルの背後で粗塵の捕集が行われるので、デザイン的に違和感がなく、壁掛け状態で使用しても部屋の雰囲気を損なわない。

以下本発明の一実施形態を図１−図５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は空気清浄機の水平断面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５は図３のＢ−Ｂ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フィルターユニット収納凹所１２の中に保持される。このフィルターユニット収納凹所１２の前面開口部をフロントパネル１１が閉ざし、フィルターユニット前面空間１３を形成する。

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の裏面には旋回室４０と粗塵集積室５０が形成される。旋回室４０は図４に示す構造を有し、粗塵集積室５０は図５に示す構造を有する。

旋回室４０はフロントパネル１１のすぐ裏に形成され、正面形状は円形である。旋回室４０は空気を垂直面内で旋回させるためのものであり、外周部には室内空気を導入するための吸込口４１が上下に２箇所、内周面４２の接線方向に設けられている。吸込口４１には一端を支点として回動するダンパー４３が設けられている。ダンパー４３は常時は引張コイルバネ４４により閉位置に引き寄せられているが、吸込風量が増大するとそれに比例して開度が上がるものである。

旋回室４０の中心には排気筒４５が配置されている。排気筒４５は円筒形の枠にネット状フィルター４６を張ったものであって、粗塵集積室５０の中心の通気ダクト５１を介してフィルターユニット前面空間１３に連通している。

旋回室４０の内周面４２は、環状のスリット４７を介して粗塵集積室５０に連通する。内周面４２は、図３に見られるようにスリット４７に向かってテーパ状に広がっている。

粗塵集積室５０は旋回室４０とフィルターユニット前面空間１３の間に形成される。粗塵集積室５０は、上半分はスリット４７にならって円弧状になっているが、下半分は方形で、下方に向かって開口している。粗塵集積室５０の下部開口は引出状のダストボックス５２で閉ざされる。ダストボックス５２は、つまみ５３を持って引くことにより、空気清浄機１の側面方向（右側）に引き出すことができる。

空気清浄機１の動作は次の通りである。送風機３０を駆動すると旋回室４０の内部に負圧が生じ、吸込口４１から室内空気が吸い込まれる。室内空気の気流はダンパー４３を押し開けて旋回室４０に入った後、旋回室４０の内周面４２に沿って、垂直面内で高速旋回する。その時の遠心力で、室内空気に含まれていた粗塵Ｐは空気から離脱し、スリット４７から粗塵集積室５０に入る。前述のように、内周面４２はスリット４７に向かってテーパ状に広がっているので、粗塵Ｐは遠心力で自然にスリット４７の方向に誘導され、スムーズにスリット４７から粗塵集積室５０に入る。

粗塵集積室５０に入った粗塵Ｐは重力により落下し、ダストボックス５２に受け止められる。これにより、気流中の粗塵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５２に捕集することができる。

旋回室４０の中を旋回する気流は次第に中心側に移動し、排気筒４５の中に吸い込まれる。この時、気流に粗塵Ｐが残存していたとしても、それはネット状フィルター４６で捕捉される。排気筒４５に吸い込まれた気流は通気ダクト５１を通ってフィルターユニット前面空間１３に入り、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４１から水平に吸い込まれ、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５２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５２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５２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５２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。

吸込口４１のダンパー４３は吸込風量に比例して開度が増大する。このため、吸込風量が少なければそれだけダンパー４３の開度が小さくなるから、吸込風量の多寡にかかわらず、吸い込まれる気流の風速そのものは一定化する。これにより、粗塵Ｐを遠心分離するのに必要な風速を常に確保し、粗塵Ｐを安定して分離することができる。

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 空気清浄機の水平断面図 図３のＡ−Ａ断面図 図３のＢ−Ｂ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
２０ フィルターユニット
３０ 送風機
４０ 旋回室
４１ 吸込口
４２ 内周面
４３ ダンパー
４７ スリット
５０ 粗塵集積室
５１ 通気ダクト
５２ ダストボックス

Claims (4)

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、
   前記フロントパネルの裏面に、内周面の接線方向に吸込口より室内空気を導入して垂直面内で気流を旋回させるとともに、その気流を中心部の吸気ダクトより前記フィルターユニットの前面側に流出させる旋回室と、気流旋回の軸線方向において前記旋回室と隣接する形で前記旋回室と前記フィルターユニットとの間に配置され、前記旋回室の内周面部とスリットを介して連通した粗塵集積室とを形成し、
   前記旋回室の内周面は、前記スリットに向かってテーパ状に広がることを特徴とする空気清浄機。
2. 前記吸込口に、吸込風量に比例して開度が増大するダンパーが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。
3. 前記吸込口が角度的に間隔を置いて複数個設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気清浄機。
4. 前記粗塵集積室の下部に、着脱可能なダストボックスが配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気清浄機。

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