JP4987103B2 - 空気調節機 - Google Patents

Description

本発明は、空気清浄機、加湿機等の空気の清浄度、加湿度等を調節する空気調節機に関する。

室内の空気は、塵埃、煙草の煙、呼吸に伴って排出される二酸化炭素等のさまざまな物質で汚染されている。近年の住宅では気密性が高められて、このような汚染物質が室内に溜まりやすく、積極的に室内の空気の換気を行なう必要がある。ところが、大気汚染の比較的ひどい地域にある家屋やオフィス等では、窓を開けて換気することはかえって室内に汚れた空気を取り込むことになって好ましくない。また、大気汚染のひどくない地域の家屋等でも、季節によっては花粉を室内に取り込むことになって、この場合には、花粉症の人にとって好ましくない。

そこで、窓を開けずに室内の空気を清浄化するために、床やテーブル等の上に設置する形式の空気清浄機が使用されている。室内の空気を浄化する手法としては、室内の空気を吸引してフィルタで塵埃等を捕集し、活性炭等で汚染物質を吸着する手法が一般的である。そのため、空気清浄機には次のような基本的な構造が採用される。

すなわち、空気清浄機の本体内に送風機を有する送風通路が設けられ、その送風通路の入口に吸込口が配設される一方、送風通路の出口に吹出口が配設される。そして、送風通路の途中に集塵フィルタと脱臭フィルタとがそれぞれ配設され、塵埃や不快な臭い等が除去される。さらに、送風通路の途中にイオン発生器が配設され、そのイオン発生器で発生したイオンが清浄な空気とともに室内に放出される。室内に浮遊するカビ菌等は、放出されたイオンによって取囲まれて不活性化される。こうして、空気清浄機によって室内の空気が浄化される（例えば、特許文献１参照）。

一方で機器の静音化が進み、空気清浄機においても吸込口に関して様々の構造のものが存在する。特許文献１に示す機器は、空気の吸込口を機器の前面に設けた前面吸い込み型であるが、一般的な使用法として、空気清浄機は壁際床面上に設置されるとともに使用者は部屋の中央側に存在するため、使用者が感じる送風機の吸込み音を低減するために空気の吸込口を機器背面に設けた背面吸い込み型の機器も販売されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−１２１１１１号公報 特開２００９−０８５５１１号公報

上記従来技術において、前面吸込み型の機器では、室内の汚れた空気は機器前面の下側部分の空気も含めて良好に吸い込まれるが、送風機の吸込み音が使用者の耳に直接入るため、運転に伴う騒音レベルが大きく感じられる。これに対し、背面吸込み型の機器では、静粛性は有するものの、機器前面の下側部分の空気は吸い込まれにくく、周囲に室内の汚れた空気の滞留領域が発生する。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、騒音レベルの上昇を抑制し、前面下部側から後方への良好な気流形成を実現し、前面下部側における滞留空気の発生を防止するとともに、床面上の埃等に対する吸込み力を大きくすることができる空気調節機を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調節機は、ハウジングに、吸込口と、該吸込口から内部に空気を吸い込む送風機と、該送風機が吸い込んだ空気の状態を調節する調節部と、該調節部で調節された空気を外部に吹き出す吹出口とを備えた空気調節機において、前記吸込口は前記ハウジングの背面にのみ設けてあると共に、前記吹出口は前記ハウジングの上面に設けてあり、前記ハウジングは、底面と設置面との間に空気が通流可能であり、前面側の上下幅が背面側の上下幅より狭い間隙を形成する脚部を備えていることを特徴とする。

本発明においては、背面にのみ吸込口を備えたハウジングが脚部に支持され、ハウジングの底面と設置面との間に、前面側の上下幅が背面側の上下幅より狭く、空気が通流可能な間隙が形成される。送風機が作動してハウジングの背面の吸込口から内部に空気が吸い込まれ、吸込口に向かう気流が発生すると、ハウジングの前面下部の空気が底面と設置面との間の間隙を通流して背面へ流れ、周囲から回り込んだ空気と共に背面の吸込口から内部に空気が吸い込まれる。内部に空気が吸い込まれた空気は調節部によって状態が調節された後、ハウジングの上面に設けた吹出口から外部に吹き出される。以後、このような空気の吸い込み及び吹き出しを繰り返す。

本発明に係る空気調節機は、前記ハウジングは、前面の下端部又は底面の前端部の少なくとも一方が傾斜面又は曲面をなして他方に連なっていることを特徴とする。
本発明においては、ハウジングの前面の空気が、ハウジングの前面の下端部と底面の前端部との連なり部分がなす傾斜面又は曲面に沿って流れ、スムーズにハウジングの底面と設置面との間の間隙に流入する。

本発明に係る空気調節機は、前記脚部は、前記ハウジングの底面の少なくとも３箇所に設けてある複数の脚であることを特徴とする。
本発明においては、ハウジングの底面の少なくとも３箇所に設けた複数の脚によってハウジングの底面と設置面との間に間隙が形成され、ハウジングの前面下部の空気は各脚部の間を通って後方へ流れる。

本発明に係る空気調節機は、前記脚部は、前記傾斜面又は曲面の後端部における間隙の上下幅が最も狭い箇所を支持していることを特徴とする。

本発明によれば、ハウジングの前面下部の空気が底面と設置面との間の間隙を通流して後方へ流れ、背面にのみ設けた吸込口から吸い込まれた後、上面に設けた吹出口から吹き出されるので、前面吸い込み型のような騒音レベルの上昇を抑制しつつ、前面下部側から後方への良好な気流形成を実現し、前面下部側における滞留空気の発生を防止することができる空気調節機が提供される。
また、本発明によれば、ハウジングの底面と設置面との間の間隙の前面側の上下幅が背面側の上下幅より狭いので、前面側の狭い間隙がノズルのように働いて底面と設置面との間の間隙を流れる空気の流速が上がるため床面上の埃等に対する吸込み力が大きくなるとともに、ハウジングの底面に備えた脚部が前面側から見えにくく、美観を向上させることもできる空気調節機が提供される。

本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の前面側の斜視図である。 図１に示す空気清浄機の背面側の斜視図である。 図１に示す空気清浄機の内部構造を示す縦断面図である。 図１に示す空気清浄機の脚部付近の拡大断面図である。 本発明の空気清浄機の運転時の気流を示す図である。 参考例の空気清浄機の運転時の気流を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る空気清浄機の前面側の斜視図である。 図７に示す空気清浄機の背面側の斜視図である。 図７に示す空気清浄機の内部構造を示す縦断面図である。

以下、本発明に係る空気調節機の実施の形態について、空気清浄機を例に図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の前面側の斜視図、図２は図１に示す空気清浄機の背面側の斜視図、図３は図１に示す空気清浄機の内部構造を示す縦断面図、図４は図１に示す空気清浄機の脚部付近の拡大断面図である。図３において左側が前面側、右側が背面側である。

空気清浄機１０は、ハウジング１を有し、ハウジング１内に、送風機３１、ダクト２６、フィルタ１８、イオン発生装置４０，４６等を収容している。

ハウジング１は、縦長の略直方体形状をなし、後壁１ａ、天壁１ｂ、底壁１ｃ、前壁１ｄ及び側壁１ｅを有する。底壁１ｃは、平面視で略矩形状をなし、空気清浄機１０が床に設置された場合に床面（設置面）と対向するハウジング１の底面部となる。天壁１ｂは、平面視で底壁１ｃと同一形状をなし、後側部分が下方に傾斜している。後壁１ａと前壁１ｄとは略平行に対向配置され、後壁１ａはハウジング１の背面部となり、前壁１ｄはハウジング１の前面部となる。側壁１ｅはハウジング１の横側面部となる。尚、一般的に、空気清浄機１０は、後壁１ａを室内の壁に対向させて壁際に設置される。

ケーシング１の前壁１ｄの下端部１ｄ１は床面との距離ｈ３の位置から後方側へ折曲して傾斜面をなし、前側が低くなるように傾斜した底壁１ｃの前端部に連なっている。ハウジング１の後壁１ａには、室内の空気を吸い込むための複数の吸込口１６が形成されている。各吸込口１６は、長手方向が上下方向に沿った矩形状をなし、上下及び横方向に間隔を置いて２次元的に配列されている。

ハウジング１の天壁１ｂには、清浄空気を室内に向けて吹き出す吹出口１４が形成されている。本実施の形態では、吹出口１４は、後壁１ａと前壁１ｄとが対向する方向に短手方向が沿った略長円形状の開口から形成されている。尚、吹出口１４の開口形状は、上記長円形状に限られず、例えば、矩形であってもよく、あるいは、複数のスリットが並んだ形状であってもよい。また、吹出口１４を形成する位置は、天壁１ｂに限られず、例えば前壁１ｄであってもよい。

フィルタ１８は、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air ）フィルタであり、ハウジング１の内部に、吸込口１６と向い合って配置されている。吸込口１６を通じてハウジング１内部に導入された空気は、フィルタ１８を通過することによって、異物が除去され、清浄空気とされる。

送風機３１は、室内の空気をハウジング１内部に吸引するとともに、フィルタ１８により清浄された空気を、吹出口１４を通じて室内に送り出すために設けられている。以下、その構造について詳細に説明する。

送風機３１は、回転軸が前後方向に沿い、円筒形状をなす羽根車３６と、羽根車３６を回転自在に収容するケーシング３２とを有する遠心形ファン（シロッコファン）である。羽根車３６は、フィルタ１８の前方側に配置されている。羽根車３６は、外縁に対して回転中心側が回転方向に変位した複数の羽根３６ｆを有する多翼羽根車である。羽根車３６は回転軸方向の一端に軸受板を有し、軸受板の中心に開設されている軸孔に、ファン駆動用のモータ２８の出力軸が取り付けられている。モータ２８の駆動に伴って、羽根車３６は、回転軸方向の他端の開口から中心側の空洞部に空気を吸い込み、その空気を外周部の羽根３６ｆの間から放出するように構成されている。

ケーシング３２は、円弧形の誘導壁３２ａと、誘導壁３２ａの一部から誘導壁３２ａの接線方向の一方に突出し、上向きに開放された角筒形状の吹き出し部３２ｂとを有している。誘導壁３２ａは、羽根車３６の回転により発生する気流を羽根車３６の回転方向に誘導しつつ、気流の速度を増大させる。

ケーシング３２は、深皿形状のケーシング本体３３と、ケーシング本体３３の開放側を閉塞する蓋板３４とが組み合わさって構成されている。ケーシング本体３３は、誘導壁３２ａ及び吹き出し部３２ｂ用の開放部を形成する。蓋板３４は、複数本の雄螺子を用いてケーシング本体３３に取り付けられている。

ダクト２６は、送風機３１の上方に設けられて上端が開放された角筒形状をなし、上端で吹出口１４に連なり、下端で送風機３１の吹き出し部３２ｂに連なっている。ダクト２６は、ハウジング１の前壁１ｄと対向し、背面側に傾斜した前壁２６ａを有する。ダクト２６は、ケーシング本体３３及び蓋板３４と一体に成形されている。ダクト２６は、吹き出し部３２ｂから吹き出された清浄空気を吹出口１４に導く導風路として機能する。

本実施の形態では、ケーシング３２の誘導壁３２ａに、１つ目のイオン発生装置４０が取り付けられ、ダクト２６の前壁２６ａに、２つ目のイオン発生装置４６が取り付けられている。イオン発生装置４０，４６は、イオン発生器４１を備え、プラスイオン及びマイナスイオンを発生させる。

ケーシング１の底壁１ｃに脚部を設け、床面との間に空気が通流する間隙を形成している。具体的には、底壁１ｃの四隅に取り付ける４つの脚のうち、前側の脚５０の長さを後側の脚５１の長さより短く設定している。これにより、底壁１ｃの前端と床面との間隙ｈ１を底壁１ｃの後端と床面との間隙ｈ２よりも狭くしてある。

次に、空気清浄機１０の動作について説明する。図５は本発明の空気清浄機の運転時の気流を示す図、図６は参考例の空気清浄機の運転時の気流を示す図である。尚、参考例の空気清浄機では、床面への設置時にケーシングの底面と床面との間に空気が通流する間隙が形成されない。図５、図６において（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

送風機３１の駆動により、羽根車３６が回転し、室内の空気を吸込口１６からハウジング１内に吸い込む空気の流れが発生する。ハウジング１内に吸い込まれた空気に含まれる塵埃等の異物は、フィルタ１８により除去される。フィルタ１８を通過した清浄空気は、ケーシング３２内部に吸い込まれ、羽根車３６周りの誘導壁３２ａによって層流となる。層流とされた空気は、誘導壁３２ａに沿って吹き出し部３２ｂに誘導され、吹き出し部３２ｂからダクト２６内に送風される。

誘導壁３２ａに設けられているイオン発生装置４０が、誘導壁３２ａに沿って通流する清浄空気中にプラスイオン及びマイナスイオンを発生させ、また、ダクト２６の前壁２６ａに設けられているイオン発生装置４６が、ダクト２６中を流れる清浄空気中にプラスイオン及びマイナスイオンを発生させ、清浄空気中のプラスイオン及びマイナスイオンの量を増大させる。イオン発生装置４０，４６により発生したプラスイオン及びマイナスイオンは、清浄空気とともに吹出口１４から外部空間に向けて放出される。このとき、吹出口１４から外部への空気の流れが発生する。

ここで、通常、室内の空気は床面から３０ｃｍ程度から下は滞留域といわれてほとんど移動しない。床置き式の空気清浄機を設置した場合には、送風によって強制的に気流が形成され空気が循環するが、それでも床面のごく近傍数ｃｍ以内にある空気は床面との摩擦によって移動しにくい。このような条件下では先ず吸込口１６近傍の空気が吸引されて極わずかではあるが、周囲に対して負圧になり、この負圧が駆動力となって周辺空気を吸込口１６に向けて移動させる。

しかし、運転開始直後は、前述のように床面極近傍の領域に含まれる埃や花粉などは移動しない。運転開始後に空気清浄機１０の吸気及び送風によって室内に循環気流が形成された時点で床面近くの埃や花粉が空気清浄機１０に向けて移動を始め、周辺の気流に合流されて吸込口１６まで到達する。背面吸い込み型においては、背面側の壁と機器の間の空間が負圧になり、周囲の空気がこの空間に流れてくることになる。この場合、本発明の空気清浄機１０では、側面を回り込む気流の他に、前面下部側に淀んでいる滞留空気が底壁１ｃと床面との間隙を通流する気流によって背面側に移動し、淀みが解消され易い。一方、参考例の空気清浄機１００では、側面を回り込む気流しか存在しないので、前面下部側に淀んでいる滞留空気の淀みが解消され難い。

本発明の空気清浄機１０では、図４に示すように、ハウジング１の後壁１ａと底壁１ｃとが交差する位置から背面側の吸込口１６の下端までの距離Ｌが短いほどハウジング１の背面側の負圧の影響が底壁１ｃと床面との間隙を通流する気流に対して及び、床面からの吸い込み気流が流れ易くなる。また底壁１ｃと床面との間隙ｈ１、ｈ２が大きいほど底壁１ｃと床面との間隙を通流する気流が流れ易くなる。

一方で前面側の底壁１ｃと床面との間隙ｈ１が余り大きいと前側の脚５０が長くなり、外観上の安定感や美しさが損なわれるので、本発明の空気清浄機１０では、前面側の間隙ｈ１は小さく抑えながらも、背面側の間隙ｈ２は大きく取ることで、見た目の不安定さを無くし美観を保つと共に吸気効率を高くすることが可能である。また、前面側の床面との間隙ｈ１に至る前壁１ｄの下端部１ｄ１を傾斜面を形成しながら底壁１ｃに連なるように構成したので、空気清浄機１０の前面下部側から底面と床面との間隙に吸い込まれる空気に対する通流抵抗が小さくなり、空気がスムーズに流れ、滞留空気の淀みが解消され易くなる。さらに前面側の狭い間隙ｈ１がノズルのように働き流速が上がるため床面上の埃等を吸い込む吸込み力が大きくなり、埃が付着しにくい効果もある。前壁１ｄの下端部１ｄ１が底壁１ｃに向かって折れ曲がる稜線と床面との高さｈ３は滞留空気の上限高さよりも高い方が淀み解消のためには好ましいが、美観が優先される場合もあり、約１０ｃｍ程度を上限とすることが好ましい。

上記の実施の形態１では、ハウジング１の底面（底壁１ｃ）の四隅に４つの脚５０，５１を設けたが、これに限るものではない。例えば、前側の左右に２つの脚を設け、後側の中央に１つの脚を設ける如く、少なくとも３箇所に脚を設けるようにしてもよい。

（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２に係る空気清浄機の前面側の斜視図、図８は図７に示す空気清浄機の背面側の斜視図、図９は図７に示す空気清浄機の内部構造を示す縦断面図である。実施の形態２では、脚部の構造のみが実施の形態１と異なる。

実施の形態２の脚部は、ハウジング１の底壁１ｃと一体に形成された壁体５２である。壁体５２は底壁１ｃの周縁に沿って矩形環状をなして下向きに設けてあり、下側に突出した壁体５２の先端で床面に設置される。壁体５２には前面側と背面側との互いに対向する各壁部分５２ａ，５２ｂに、空気が流通する開口５０ｃを設けている。実施の形態１と同様に、ケーシング１の底壁１ｃの前端側と床面との間隙ｈ１が背面側の間隙ｈ２よりも狭くなるように前面側の壁部分５２ａの高さを後側の壁部分５２ｂの高さより低くし、また前面側の壁部分５２ａの開口５０ｃの上下幅を背面側の壁部分５２ｂの開口５２ｃの上下幅高さよりも短く設定している。

上記の実施の形態では、空気の吸込口１６をハウジング１の背面（後壁１ａ）に設けたが、これに限るものではなく、ハウジング１の横側面（側壁１ｅ）に設けてもよい。尚、実施の形態２において空気の吸込口をハウジング１の横側面（側壁１ｅ）に設ける場合は、壁体５２の前面及び横側面の各壁部分に、空気が流通する開口を設ける。

上記の実施の形態では、ケーシング１の前壁１ｄの下端部１ｄ１を傾斜面として底壁１ｃの前端に連なるように形成したが、前壁１ｄの下端部１ｄ１を傾斜面ではなく外側に凸の曲面として底壁１ｃの前端に連なるように形成してもよい。また、前壁１ｄの下端部ではなく、底壁１ｃの前端部を傾斜面又は曲面として前壁１ｄの下端に連なるように形成してもよく、あるいは、前壁１ｄの下端部及び底壁１ｃの前端部の両方を傾斜面又は曲面として両者が連なるように形成してもよい。これらのいずれの場合においても、上記の実施の形態と同様に、通流抵抗の低下効果が得られる。

上記の実施の形態では、本発明に係る空気調節機として空気清浄機の例を説明したが、これ以外に、床やテーブル等の上に設置される加湿機、エアコン等の各種の空気調節機に本発明を適用することが可能である。特に、空気の吸い込み音の静粛性を確保するために、空気の吸込口が使用者に対向しない箇所（ケーシングの背面や側面）に設けられる全ての空気調節機に好適に実施することができる。

１ ハウジング
１ａ 後壁（背面）
１ｃ 底壁（底面）
１ｄ 前壁（前面）
１ｄ１ 下端部
１ｅ 側壁（横側面）
１４ 吹出口
１６ 吸込口
１８ フィルタ（調節部）
３１ 送風機
４０，４６ イオン発生装置（調節部）
５０ 脚（脚部）
５１ 脚（脚部）
５２ 壁体（脚部）
５２ｃ 開口

Claims (4)

1. ハウジングに、吸込口と、該吸込口から内部に空気を吸い込む送風機と、該送風機が吸い込んだ空気の状態を調節する調節部と、該調節部で調節された空気を外部に吹き出す吹出口とを備えた空気調節機において、
   前記吸込口は前記ハウジングの背面にのみ設けてあると共に、前記吹出口は前記ハウジングの上面に設けてあり、
   前記ハウジングは、底面と設置面との間に空気が通流可能であり、前面側の上下幅が背面側の上下幅より狭い間隙を形成する脚部を備えていることを特徴とする空気調節機。
2. 前記ハウジングは、前面の下端部又は底面の前端部の少なくとも一方が傾斜面又は曲面をなして他方に連なっていることを特徴とする請求項１に記載の空気調節機。
3. 前記脚部は、前記ハウジングの底面の少なくとも３箇所に設けてある複数の脚であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調節機。
4. 前記脚部は、前記傾斜面又は曲面の後端部における間隙の上下幅が最も狭い箇所を支持していることを特徴とする請求項２又は３に記載の空気調節機。

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