JP4756888B2 - 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て空気中に浮遊する塵埃や汚染物質を捕捉する。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、段階的に捕捉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」で捕捉することが多かったが、ここにおいて、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に室内空気を誘導する誘導路とを備えた空気清浄機において、前記誘導路に連続して、気流の急転回部と、急転回した気流より分離された粗塵を受ける粗塵集積部とを設け、前記誘導路は、前記フィルターユニットの前面に配置されるフロントパネルの背後に形成されるものであり、このフロントパネルには、左右両側に後ろ向きの吸込口、この吸込口を入ったところに前記急転回部が、それぞれ形成されるとともに、下部には前記粗塵集積部として機能する着脱可能なダストボックスが設けられており、前記急転回した気流が分離されて、一部の気流が粗塵と共に前記粗塵集積部を有する空間部に送り込まれるとともに他の気流は前記空間部を経由せずに前記フィルターユニットに誘導される構造としたことを特徴としている。

この構成によると、気流を急転回させて粗塵を分離するという分離メカニズムにより、空気中の粗塵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、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ことになり、機構的に無理がなく、デザイン的に違和感を感じることもない空気清浄機が得られる。また粗塵は着脱可能なダストボックスに集積されるので、手を汚すことなく簡単に廃棄することができる。

（２）また本発明は、上記構成の空気清浄機において、前記フロントパネルとフィルターユニットの間の空間が垂直な仕切板によりフロントパネル背後空間とフィルターユニット前面空間に仕切られるものであり、この仕切板は、その左右両端が前記急転回部に向き合い、且つ、前記フロントパネルとの間隔が、左右両端においては狭く、中央部においては広くなっているとともに、フロントパネル背後空間とフィルターユニット前面空間を連通させる複数個の通気口が上部に横並びに形成されていることを特徴としている。

この構成によると、急転回部からフロントパネル背後空間に入り込む気流は、仕切板の中央に進むにつれ空間の幅が広くなって気流速度が落ち、粗塵が良く分離される。気流は粗塵を置き去りにする形で通気口からフィルターユニット前面空間に抜けるので、粗塵は落下して粗塵集積部に入る。落下する粗塵とフィルターユニットとの間に仕切板が存在するので、粗塵はフィルターユニットに吸着されることなくダストボックスに落ち込むことになり、粗塵を確実にダストボックスに捕集できる。

（３）また本発明は、前記フロントパネルとフィルターユニットの間の空間が垂直な仕切板によりフロントパネル背後空間とフィルターユニット前面空間に仕切られるものであり、この仕切板は、その左右両端が前記急転回部に向き合い、且つ、前記フロントパネルとの間隔が、左右両端においては狭く、中央部においては広くなっているとともに、フロントパネル背後空間に入った空気をフィルターユニット前面空間に回り込ませる迂回誘導路が左右両端にそれぞれ設けられ、この迂回誘導路に第２の急転回部と第２の粗塵集積部が形成されていることを特徴としている。

この構成によると、急転回部からフロントパネル背後空間に入り込む気流は、仕切板の中央に進むにつれ空間の幅が広くなって気流速度が落ち、粗塵が良く分離される。気流は粗塵を置き去りにする形で迂回誘導路からフィルターユニット前面空間に抜けるので、粗塵は落下して粗塵集積部に入る。落下する粗塵とフィルターユニットとの間に仕切板が存在するので、粗塵はフィルターユニットに吸着されることなくダストボックスに落ち込むことになり、粗塵を確実にダストボックスに捕集できる。さらに、フロントパネル背後空間の空気をフィルターユニット前面空間に導く過程で第２の急転回部と第２の粗塵集積部により再度粗塵を捕集するから、一層粗塵量の少ない空気をフィルターユニットに供給し、フィルターユニットの目詰まりを抑制することができる。

（４）また本発明は、上記構成の空気清浄機において、前記フィルターユニット前面空間の前記誘導路に面した入口部にネット状フィルターを張ったことを特徴としている。

この構成によると、誘導路から直接フィルターユニット前面空間に入る空気はネット状フィルターを通過することになり、空気の中に粗塵が混じっていたとしてもネット状フィルターで捕捉され、フィルターユニットに達することがない。

（５）また本発明は、上記構成の空気清浄機において、前記フロントパネル背後空間とフィルターユニット前面空間の間の空気通路にネット状フィルターを張ったことを特徴としている。

この構成によると、フロントパネル背後空間からフィルターユニット前面空間に移動する空気はネット状フィルターを通過することになり、空気の中に粗塵が残存していたとしてもネット状フィルターで捕捉され、フィルターユニットに達することがない。

本発明によると、吸い込んだ空気をフィルターユニットに届かせる前に急転回部で急激に転回させて粗塵を分離するから、フィルターを用いることなく、空気中の粗塵を必要且つ十分なレベルで捕集できる。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。

以下本発明の第１実施形態を図１−図４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は空気清浄機の一部破断した正面断面図、図４は図３のＡ−Ａ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４参照）、その中に、集塵フィルター２１と脱臭フィルター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。集塵フィルター２１は空気中の細塵を濾過し、脱臭フィルター２２は活性炭などにより空気中の臭い成分を吸着する。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（図２参照）。吹出口３４には格子状のグリル３５が設けられている。

フロントパネル１１の背後には、フィルターユニット２０に室内空気を誘導する誘導路４０が次のようにして形成される。すなわちフロントパネル１１の左右両端に、後方に向けほぼ直角に折れ曲がり、且つ外側が凸となるように湾曲した形の導風板４１を一体形成する（図４参照）。導風板４１は本体１０の側面と間隔を置いて向かい合い、この間隔が誘導路４０となる。誘導路４０の入口の吸込口４２は後ろを向く。誘導路４０は吸込口４２から前方に延び、フロントパネル１１と導風板４１の結合箇所である急転回部４３まで続く。誘導路４０を進んできた気流は、急転回部４３でほぼ直角に急激に向きを変える。

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、垂直な仕切板４４により二つに仕切られる。その一は仕切板４４とフロントパネル１１の間のフロントパネル背後空間４５であり、その二は仕切板４４とフィルターユニット２０の間のフィルターユニット前面空間４６である。図４に見られるように、仕切板４４は、左右両端で急転回部４３に向き合うものであり、中央で「く」の字状に折れ曲がっている。これにより仕切板４４とフロントパネル１１との間隔は、仕切板４４の左右両端においては狭く、中央部においては広くなっている。

仕切板４４の上部には、フロントパネル背後空間４５とフィルターユニット前面空間４６を連通させる通気口４７が複数個、横一列に並ぶ形で形成されている。フィルターユニット前面空間４６の、誘導路４０に面した入口部には、ネット状のフィルター４８が張られている。

フロントパネル背後空間４５の底部には、気流より分離された粗塵を受ける粗塵集積部として機能する、着脱可能なダストボックス４９が配置される。ダストボックス４９は引出形状であって、仕切板４４とほぼ同じ正面幅を備え、つまみ５０をつまんで使用者の方に引き出せるようになっている。ダストボックス４９の平面形状はフロントパネル背後空間４５の平面形状とほぼ等しい。すなわち中央部がフィルターユニット２０の方に膨らんだ形になっている。この形状はダストボックス４９の容量を大きくするのに役立つ。

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４２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４２から吸い込まれた気流のうち、一部はフィルター４８を通ってフィルターユニット前面空間４６に入る。誘導路４０を流れる気流は急激に転回してフィルターユニット前面空間４６に入るので、気流に含まれる粗塵Ｐの多くは慣性でそのまま直進する。フィルターユニット前面空間４６に入ろうとする粗塵Ｐがあっても、それはフィルター４８で阻止される。

フィルターユニット前面空間４６に入らなかった残りの気流は、急転回部４３で急激に転回してフロントパネル背後空間４５に入る。気流中の粗塵Ｐも気流と共にフロントパネル背後空間４５に入る。前述の通り導風板４１は外側が凸となった湾曲形状を備えているので、気流は導風板４１の内面に沿って進む間にフロントパネル背後空間４５の方へ寄せられ、急転回部４３に達するまでに層流となる。この層流は急転回部４３でスムーズに転回するので、粗塵を効率よく分離できる。

フロントパネル背後空間４５に入り込んだ気流は、仕切板４４の中央に進むにつれフロントパネル背後空間４５の幅が広くなるため気流速度が落ちる。これにより気流から粗塵Ｐが分離し、ダストボックス４９に落下する。粗塵Ｐを落とした気流は通気口４７からフィルターユニット前面空間４６に抜ける。通気口４７は仕切板４４の上部にのみ形成されており、仕切板４４の下部には通気口４７がないので、落下する粗塵Ｐがフィルターユニット２０の方に引き寄せられるようなことがなく、粗塵Ｐは確実にダストボックス４９に落下する。

フィルターユニット前面空間４６に入った空気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細塵は集塵フィルター２１に捕捉され、臭い成分は脱臭フィルター２２に吸着される。なお仕切板４４は、フィルターユニット２０との間隔に関しては、両端部において間隔が広く、中央に行くほど間隔が狭くなっており、この形状により、フィルターユニット２０に作用する吸込圧を均等化する均圧板としての役割も果たす。

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４２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４９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４９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４９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４９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。

続いて本発明の第２実施形態を図５−図７に基づき説明する。図５は空気清浄機の一部破断した正面図、図６は一部破断した側面図、図７は図５のＢ−Ｂ断面図である。なお第１実施形態と機能的に共通する構成要素には第１実施形態と同じ符号を付し、説明は省略する。

第１実施形態で仕切板４４の上部に存在した通気口４７は、第２実施形態では存在しない。その代わり、仕切板４４の上部の左右両端には、フロントパネル背後空間４５に入った空気をフィルターユニット前面空間４６に回り込ませる迂回誘導路６０が設けられている。迂回誘導路６０は、誘導路４０の上部を水平な仕切板６１で区画して形成される。

迂回誘導路６０には、フロントパネル１１と導風板４１の結合箇所である第２の急転回部６２と、第２の急転回部６２で気流から分離された粗塵を受け止める、ポケット状の第２の粗塵集積部６３が形成されている。またフィルターユニット前面空間４６の迂回誘導路６０に面した入口部にはネット状フィルター６４が張られている。

第２実施形態の空気清浄機１の動作は次の通りである。送風機３０を駆動すると吸込口４２から室内空気が吸い込まれる。吸込口４２から吸い込まれた気流のうち、一部はフィルター４８を通ってフィルターユニット前面空間４６に入る。フィルターユニット前面空間４６に入ろうとする粗塵Ｐはフィルター４８で阻止される。フィルターユニット前面空間４６に入らなかった残りの気流は、粗塵Ｐと共に急転回部４３で急激に転回してフロントパネル背後空間４５に入る。

フロントパネル背後空間４５に入り込んだ気流は、粗塵Ｐを落としたうえで、迂回誘導路６０を経由してフィルターユニット前面空間４６に入る。迂回誘導路６０からフィルターユニット前面空間４６に入るとき、気流は第２の急転回部６２で急転回する。このため、この時点で気流に含まれる粗塵Ｐがあったとしても、それは慣性で直進して気流から離れ、第２の粗塵集積部６３に受け止められる。急転回する気流に残っていた粗塵はネット状フィルター６４で捕捉される。

このように第２実施形態の空気清浄機１は、フロントパネル背後空間４５からフィルターユニット前面空間４６へと空気を導く過程で、第２の急転回部６２と第２の粗塵集積部６３により再度粗塵Ｐを捕集するから、一層粗塵量の少ない空気をフィルターユニット２０に供給し、フィルターユニット２０の目詰まりを抑制することができる。

また、フロントパネル背後空間４５とフィルターユニット前面空間４６の間の空気通路にネット状フィルター６４が張られているので、フロントパネル背後空間４５からフィルターユニット前面空間４６に移動する空気の中に粗塵Ｐが残存していたとしても、それはネット状フィルター６４で捕捉され、フィルターユニット２０に達することがない。

フロントパネル背後空間４５とフィルターユニット前面空間４６の間の空気通路にネット状フィルターを張るという考えは、第１実施形態にも適用できる。この場合は通気口４７にネット状フィルターを張ることになる。

以上、本発明の各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。

本発明の第１実施形態に係る空気清浄機の正面図 第１実施形態の空気清浄機の上面図 第１実施形態の空気清浄機の一部破断した正面図 図３のＡ−Ａ断面図 本発明の第２実施形態に係る空気清浄機の一部破断した正面図 第２実施形態の空気清浄機の一部破断した側面図 図５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 誘導路
４３ 急転回部
４４ 仕切板
４５ フロントパネル背後空間
４６ フィルターユニット前面空間
４７ 通気口
４８ ネット状フィルター
４９ ダストボックス（粗塵集積部）
６０ 迂回誘導路
６２ 第２の急転回部
６３ 第２の粗塵集積部
６４ ネット状フィルター

Claims (5)

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に室内空気を誘導する誘導路とを備えた空気清浄機において、
   前記誘導路に連続して、気流の急転回部と、急転回した気流より分離された粗塵を受ける粗塵集積部とを設け、
   前記誘導路は、前記フィルターユニットの前面に配置されるフロントパネルの背後に形成されるものであり、このフロントパネルには、左右両側に後ろ向きの吸込口、この吸込口を入ったところに前記急転回部が、それぞれ形成されるとともに、下部には前記粗塵集積部として機能する着脱可能なダストボックスが設けられており、
   前記急転回した気流が分離されて、一部の気流が粗塵と共に前記粗塵集積部を有する空間部に送り込まれるとともに他の気流は前記空間部を経由せずに前記フィルターユニットに誘導される構造としたことを特徴とする空気清浄機。
2. 前記フロントパネルとフィルターユニットの間の空間が垂直な仕切板によりフロントパネル背後空間とフィルターユニット前面空間に仕切られるものであり、この仕切板は、その左右両端が前記急転回部に向き合い、且つ、前記フロントパネルとの間隔が、左右両端においては狭く、中央部においては広くなっているとともに、フロントパネル背後空間とフィルターユニット前面空間を連通させる複数個の通気口が上部に横並びに形成さ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. 前記フロントパネルとフィルターユニットの間の空間が垂直な仕切板によりフロントパネル背後空間とフィルターユニット前面空間に仕切られるものであり、この仕切板は、その左右両端が前記急転回部に向き合い、且つ、前記フロントパネルとの間隔が、左右両端においては狭く、中央部においては広くなっているとともに、フロントパネル背後空間に入った空気をフィルターユニット前面空間に回り込ませる迂回誘導路が左右両端にそれぞれ設けられ、この迂回誘導路に第２の急転回部と第２の粗塵集積部が形成さ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。
4. 前記フィルターユニット前面空間の前記誘導路に面した入口部にネット状フィルターを張ったことを特徴とする請求項２又は３に記載の空気清浄機。
5. 前記フロントパネル背後空間とフィルターユニット前面空間の間の空気通路にネット状フィルターを張ったことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の空気清浄機。

Images