JP4988126B2 - 家屋に清浄空気を供給する方法および前記方法を遂行する装置 - Google Patents
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Description
本発明は家屋内に清浄もしくは純粋空気を供給する方法に関するものであり、綺麗でない或いは不純な空気を家屋の下部から空気処理デバイスに受入れると共にそこで清浄もしくは精製する。本発明はさらに、前記方法を遂行するデバイスに関するものである。
【0002】
スウェーデン特許第2500707号明細書(特許文献1)には、空気を家屋における処理領域に供給するためのデバイスが記載されている。しかしながら、このデバイスは家屋に清浄空気の特定帯域を発生させず、同時に清浄空気を前記家屋の残余部分に供給する。
【0003】
【特許文献1】
スウェーデン特許第2500707号明細書
【0004】
本発明の目的はこの問題を解消するものであり、これは本発明による方法に請求項1の特徴手段を与えることにより行われる。
【0005】
前記方法を遂行するデバイスは請求項22の特徴手段により示される。
【0006】
本発明の方法およびデバイスにより家屋内に清浄空気の少なくとも1つの特定帯域を発生させることができ、同時に清浄空気を家屋の残部に供給することができる。
【0007】
以下、添付図面を参照して本発明をさらに説明する。
【0008】
図1には空気処理デバイスが示され、これは空気処理デバイス1を家屋内の床4にて移動させるための駆動ホイール3を持ったシャッシ2を有する。シャッシ2に設けられたカラム5は、頂部にて横方向部材7まで変化する垂直部材6を備える。垂直部材6は、家屋における床レベルからスラム5における空気通路10まで不純空気ORを導入するための2個の空気取入れ開口部8、9を有する。
【0009】
空気通路10には空気取入開口部8、9に最も近接して適する種類の空気清浄用もしくは精製デバイス11が位置する。たとえば2個のフィルタデバイス11a、11bが取入空気に所望程度の純度を与える。空気通路10には空気清浄デバイス11の後に空気を吸入するためのファンデバイス12が設けられて、空気を吸入すると共に空気通路10およびさらに空気処理デバイス1に流過させる。
【0010】
空気通路10を少なくとも第1および第2通路分枝10a、10bに分割する。精製空気RLの第1部分流DS1を通路分枝10aに流過させると共に、精製空気RLの第2部分流DS2を通路分枝10bに流過させる。第1通路分枝10aには冷却デバイス13が位置して第1部分流DS1を冷却すると共に冷却空気KLを横部材7の下側に位置する少なくとも1個の空気放出ユニット15まで案内するよう前記通路分枝10aを設ける。第2通路分枝10bには加熱デバイス14が位置して第2部分流DS2を加熱すると共に、加熱空気VLを加熱デバイス14から少なくとも1個の空気放出開口部16または加熱空気VL放出のための対応手段まで案内するよう第2通路分枝10bを設ける。
【0011】
図1および図2から明らかなように、空気放出ユニット15および空気放出開口部16は空気処理デバイス1の対向部分に互いに相当な間隔で設けられ、すなわち冷却空気および加熱空気が家屋の異なる部分に流出するようにする。すなわち空気放出ユニット15は冷却空気KLを放出して、空気処理デバイス1の一方の側に前記空気放出ユニット15の下で清浄もしくは純粋空気RZの少なくとも1つの帯域を発生すると共に、空気放出開口部16を空気処理デバイス1の反対側部に設けて加熱空気VLを清浄空気帯域RZから相当な間隔にて家屋における天井領域TRの方向へ上方向に放出するようにする。
【0012】
冷却デバイス13を設けて第1部分流DS1を、冷却空気KLを放出すべき家屋における空気の温度に比べ前記冷却空気KLが空気放出ユニット15の部分を形成する多孔質セル体部材17を通してゆっくり下降するような温度まで冷却して、周囲から清浄空気の帯域RZまで不純空気を実質的に同時注入することなく、好ましくは家屋における空気に実質的な乱流を発生させることなく、清浄空気RZの帯域を発生させる。
【0013】
加熱デバイス14を設けて第2部分流DS2を、加熱空気VLを放出すべき家屋における空気の温度に比べ前記加熱空気VLが家屋の天井領域KLの方向へ上方向にゆっくり上昇するような温度まで加熱するが、これにより前記家屋内の空気に実質的な乱流を生ぜしめない。
【0014】
清浄もしくは純粋空気の帯域RZはたとえばベッド19などに横たわる人間18のための呼吸帯域Aの部分を構成または画定することもできるが、清浄空気の前記帯域RZは清浄空気が必要とされる他の帯域(たとえば作業を行う作業帯域)とすることもできる。
【0015】
冷却デバイス13はペルチエール効果(すなわち電流を互いに接触する2つの金属を通して送る際に発生する効果)を持った熱電デバイスとすることができる。接触表面にて冷却が得られる。図3には冷却部材13aと熱発生もしくは発熱性部材14aとを備えた熱電デバイスが図示されている。冷却部材13aはこの場合は冷却空気KLを放出する冷却デバイス13であり、熱発生部材14aは加熱空気VLを放出する加熱デバイス14により画定される。
【0016】
冷却デバイス13は、呼吸帯域Aなどと同じまたは実質的に同じレベル(好ましくは前記帯域の外側の位置もしくはポイント)に位置するトランスミッタ20と連携する制御デバイスRCにより制御することができる。
【0017】
制御デバイスRCは、冷却デバイス13の下流における空気通路分枝10aに位置するトランスミッタ21と連携する。トランスミッタ21は前記レベルにおける温度を測定するのに適し、測定結果に基づいて信号を制御デバイスRCに送信する。制御デバイスは、前記レベルにおける温度に基づき冷却デバイス13を制御する。トランスミッタ21は好ましくは設定点トランスミッタであって、処理空気のための所定設定点温度に設定もしくは調整される。
【0018】
ファンデバイス12は処理空気を空気処理デバイス1に流過させて空気流が内部の抵抗を克服するようにするが、空気流は空気放出ユニット15を通して圧出もしくは押出されないようにする。これにより空気放出ユニット15から放出された空気が実質的に乱流とならず、不純空気を周囲から同時注入しないよう保証される。
【0019】
空気放出ユニット15の多孔質セル体部材17は好ましくは外側多孔質セル体層17aと内側多孔質セル体層17bとを有する。外側多孔質セル体層17aは好ましくは内側多孔質セル体層17bよりも硬くかつ大きい気孔を有して、前記外側多孔質セル体層17aが多孔質セル体部材17の支持部分を規定すると共に内側多孔質セル体層17bよりも小さい通過処理空気のための圧力低下を与えるようにする。
【0020】
多孔質セル体部材17には好ましくは空気案内手段22を設け、これは処理空気の流入流に対し横方向部材を有すると共に多孔質セル体部材17に対し垂直調整自在である。この空気案内手段22は、前記多孔質セル体部材17の種々の部分に対し多孔質セル体部材17中へ流入する空気を案内するのに適する。
【0021】
空気放出ユニット15をバヨネット固定(図示せず)または他の連結デバイスによりカラム5の横方向部材7に装着することができる。
【0022】
上記デバイスは次のように操作される:
【0023】
第1部分流DS1を冷却デバイス13にて呼吸帯域Aなどのレベルにおけるトランスミッタ20により測定された温度よりも低い(たとえば1〜3℃低い)温度まで冷却し,冷却空気KLの降下速度が低くなるよう空気放出ユニット15の多孔質セル体部材17に流過させる。この冷却空気KLは、外側帯域RZYが不純空気を実質的に同時注入しないような程度または範囲を得ると共に、不純空気が清浄空気帯域RZ、特にその中央部分RZZと混合しないよう防止する。これにより、清浄空気帯域RZの前記中央部分RZZにおける空気は、空気清浄デバイス11の直後または下流における清浄空気RLと実質的に同程度の純度を有することができる。すなわち、清浄空気RZの帯域における空気の純度は、空気清浄もしくは空気精製デバイス11の直後と実質的に同じとなるが、ただし空気は家屋内の不純空気に流過される。
【0024】
清浄空気RZの帯域における空気流は好ましくは100〜300m3/hであり、空気放出ユニット15は好ましくは呼吸帯域Aなどよりも0.5〜1.5m高い高さに位置する。空気放出ユニット15の多孔質セル体部材17は好ましくは、層状部分空気流で構成される空気を放出もしくは流出させるよう設計される。必要に応じ水分および/またはガス状薬物を、清浄空気帯域RZを画定する第1部分流DS1における空気に添加することができる。
【0025】
さらに加熱空気VLを上方向に流動させて天井に最も近い空気の上側層L1を形成させることにも言及すべきであり、この上側空気層L1は好ましくは約22℃の温度を保つようにする。同時に、空気を床4に最も近くかつ上側空気層L1よりも低い温度を有する空気の下側層L2から空気処理デバイス1に吸入し、前記下側空気層L2は好ましくは約20℃の温度を有する。
【0026】
空気を低速度で下降させるが、上側空気層L1から下側空気層L2まで乱流を伴わず好ましくは約21℃の温度を有する中間空気層L3を流過させる。
【0027】
これにより温(「より軽い」)空気を天井に沿って展開させるため家屋に存在する制御帯域を用いることができ、同時に一層冷たい/不純な空気を床レベルから空気処理デバイス1に吸入することができる。この結果、乱流を含まない空気流は精製空気がゆっくり家屋内で下降する際に発生する。この作用は、家屋における粒子床レベルの方向へゆっくり落下もしくは下降する沈降の自然原理を強化するが、前記家屋は乱流発生デバイス(たとえば空気混合用空気供給ユニットなど)を欠如するものとする。
【0028】
上記方法および上記デバイスは本発明の範囲内で変化することができる。上記しなかった代案実施例は、空気精製デバイス11が濾過によらずに他の方法で空気を精製しうることを包含し、内部の空気は放射線で処理し或いはイオン化させ或いは水分および/または薬物を供給することもできる。空気処理デバイス1に取込まれた空気の約半分を冷却空気KLとして、および約半分を加熱空気VLとして放出させる。冷却デバイス13は熱電デバイス以外の他の冷却デバイスとすることもできる。空気放出ユニット15は、上記しかつおよび図示したものとは異なる形態を有することができ、1つもしくはそれ以上の多孔質セル体部材17および/または多孔質セル体層を含むことができる。さらに2個以上の空気放出ユニット15を存在させることもできる。呼吸帯域Aなどは清浄空気を必要とすると共に空気の代わりに或いは空気と一緒に保護ガスを使用しうる他の領域とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のデバイスを有する家屋の略図である。
【図2】 本発明によるデバイスの部分断面側面図である。
【図3】 図1のデバイスの部分を形成する空気放出もしくは空気流出ユニットの断面図である。
【図4】 図1のデバイスの部分を形成する冷却デバイスの略図である。
Claims (38)
- 不純空気が家屋の下部から空気処理デバイス(1)中へ受入れまたは取入れられてそこで清浄もしくは精製される家屋における清浄空気の供給方法において、
空気処理デバイス(1)に受入れまたは取込まれた空気の第1部分流(DS1)を空気処理デバイス(1)の外部で測定された温度よりも低い温度まで冷却すると共に、前記空気処理デバイス(1)に受入れまたは取込まれた空気の第2部分流(DS2)を加熱し、
第1部分流(DS1)における冷却空気(KL)を少なくとも1つの空気放出ユニット(15)における少なくとも1個の多孔質セル体部材(17)を通して冷却空気の速度が低くなって包囲不純空気の実質的な同時注入が回避されるように流過させて、空気放出ユニット(15)の下で家屋内に清浄空気の少なくとも1つの帯域(RZ)を画定し、放出された冷却空気及び包囲不純空気の温度差に基づき、前記多孔質セル体部材(17)により層状部分空気流動よりなる冷却空気(KL)を放出もしくは流出させると共に、空気放出ユニット(15)に対し下方向に流動させ、さらに
空気放出開口部(16)を通して第2部分流(DS2)における加熱空気(VL)を上方向へ前記加熱空気(VL)が低速度にて家屋内で上昇するよう放出させることを特徴とする清浄空気の供給方法。 - 少なくとも一人の人間(18)につき呼吸帯域(A)の形態で冷却空気(KL)により清浄空気(LZ)の帯域を画定させることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 冷却空気(KL)により呼吸帯域(A)における人間(18)から粒子および/またはダニを除去させることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 空気精製デバイス(11)で空気を清浄もしくは精製して、その直後に所望の精製度を有するようにし、さらに冷却空気(KL)が呼吸帯域(A)の中央部分(RZZ)にて空気清浄デバイス(11)直後の清浄空気と同じまたは実質的に同じ精製度を有するようにすることを特徴とする請求項2または3に記載の方法。
- 呼吸帯域(A)を有するレベルにて家屋内の空気温度を測定すると共に、前記レベルにおける空気温度に応じて空気を冷却するため冷却デバイス(13)を制御することを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 人間(18)の呼吸帯域(A)より0.5〜1.5m上方のレベルに空気放出ユニット(15)を位置せしめることを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 呼気帯域(A)を画定させる冷却空気(KL)に水分および/または薬物を添加することを特徴とする請求項2〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 加熱空気(VL)を上方向に流動させて天井に最も近い空気の上層(L1)を画定するようにし、これにより前記空気の上層(L1)によって好ましくは約22℃の温度を保持させ、空気の上層(L1)よりも低い温度を有する家屋の床(4)に最も近い空気の下層(L2)から空気を空気処理デバイス(1)に吸入させ、これにより前記空気の下層(L2)が好ましくは約20℃の温度を保持するようにし、さらに空気を低速度で下降させると共に空気の上層(L1)から空気の下層(L2)への乱流を好ましくは空気の中間層(L3)を通してかつ下降空気に実質的乱流を付与することなく除去することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 操作に際し熱を発生する冷却デバイス(13)における部分流(DS1)の空気(KL)を冷却すると共に、冷却デバイス(13)により発生した熱により第2部分流(DS2)の空気(VL)を加熱することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 不純空気(OR)を家屋の下部から空気処理デバイス(1)中へその部分を形成するファンデバイス(12)により吸入し、空気処理デバイス(1)における前記不純空気(OR)を濾過により精製し、さらに前記精製空気を一方(DS1)が冷却されると共に他方(DS2)が加熱される2つの部分流(DS1およびDS2)に分割することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 空気放出ユニット(15)により冷却空気(KL)を家屋内の1位置にて放出させると共に、加熱空気(VL)を家屋内の他の位置にて放出させることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 冷却空気(KL)を、清浄空気の帯域(RZ)の周囲にて家屋内の空気の温度よりも1〜3℃低い温度まで冷却することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 冷却空気(KL)を空気放出ユニット(15)により100〜300m3/hの空気流動にて放出させることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 不純空気(OR)を、清浄空気の帯域(RZ)より低いレベルに位置する家屋の部分から空気処理デバイス(1)中へ取入れることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 加熱空気(VL)を清浄空気帯域(RZ)に並びかつ上方のレベルにて放出することを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 不純空気(OR)を空気処理デバイス(1)にて濾過により精製することを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。
- 空気処理デバイス(1)にて空気を放射線処理することを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 空気処理デバイス(1)にて空気をイオン化させることを特徴とする請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 空気処理デバイス(1)に取込まれた空気の約半分を冷却空気(KL)として、および約半分を加熱空気(VL)として放出させることを特徴とする請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 加熱空気(VL)と共に清浄空気の帯域(RZ)を作業領域の形態で発生させることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 空気処理デバイス(1)が不純空気(OR)を家屋の下部から取入れる手段(8、9)を備え、
空気処理デバイス(1)がさらに前記不純空気(OR)を清浄するための空気精製デバイス(11)と、冷却空気(KL)を家屋中で下方向に流出もしくは放出させるよう設けた少なくとも1個の多孔質セル体部材(17)を有する少なくとも1個の空気放出ユニット(15)とを備えてなる空気処理デバイスにおいて、
空気処理デバイス(1)はさらに空気処理デバイス(1)中へ取込まれた空気の第1および第2部分流(DS1およびDS2)のための少なくとも第1および第2通路分枝(10a、10b)に少なくとも部分的に分割される空気通路(10)をも備え、
第1通路分枝(10a)には前記第1通路分枝(10a)を流過する第1部分流(DS1)を冷却するための冷却デバイス(13)が設けられ、
前記第1通路分枝(10a)は空気放出ユニット(15)に連通して冷却空気(KL)をそこに案内し、
第2通路分枝(10b)には前記第2通路分枝(10b)を流過する第2部分流(DS2)を加熱するための加熱デバイス(14)が設けられ、
前記第2通路分枝(10b)は温空気(VL)を加熱デバイス(14)から放出させるための手段(16)に連通し、
温空気(VL)を放出させる前記手段(16)は、空気放出ユニット(15)から流出する冷却空気(KL)と前記手段(16)から流出する熱もしくは温空気(VL)とが家屋の異なる部分に放出されるよう空気放出ユニット(15)から実質的距離にて位置し、
放出された冷却空気及び包囲不純空気の温度差に基づき、冷却デバイス(13)は冷却空気(KL)を放出させるべき家屋における空気の温度に比べ前記冷却空気(KL)が包囲不純空気の実質的な同時注入なしにゆっくり下降して空気放出ユニット(15)の下に清浄空気帯域(RZ)を画定するような温度まで空気を冷却し、さらに
加熱デバイス(14)は熱空気(VL)を放出させる家屋における空気の温度に比べ前記温空気(VL)がゆっくり家屋の天井領域(TR)の方向へ上方向に上昇するような温度まで空気を加熱する
ことを特徴とする空気処理デバイス。 - 加熱デバイス(14)が、冷却デバイス(13)により放出された熱を利用して第2通路分枝(10b)における空気を加温するデバイスで有ることを特徴とする請求項21に記載の空気処理デバイス。
- 少なくとも1個のトランスミッタ(20)が設けられて清浄空気帯域(RZ)により画定される呼吸帯域(A)などのレベルまたは実質的なレベルにて家屋内の空気温度を測定し、制御デバイス(RC)が設けられて冷却デバイス(13)を制御することにより前記レベルにてトランスミッタ(20)により測定された温度に応じて空気(KL)を冷却することを特徴とする請求項21または22に記載の空気処理デバイス。
- 制御デバイス(RC)が冷却デバイス(13)を制御して、空気(KL)を家屋内のトランスミッタ(20)により測定された空気温度よりも1〜3℃低い温度まで冷却することを特徴とする請求項23に記載の空気処理デバイス。
- 空気処理デバイス(1)が冷却部分流(KL)を100〜300m3/hの空気流量にて放出するようにされることを特徴とする請求項21〜24のいずれか一項に記載の空気処理デバイス。
- 空気放出ユニット(15)が呼吸帯域(A)などより0.5〜1.5m上方の高さもしくはレベルに位置することを特徴とする請求項21〜25のいずれか一項に記載の空気処理デバイス。
- 空気放出ユニット(15)の多孔質セル体部材(17)が、層状空気流を下方向に放出もしくは流出させるよう設計されることを特徴とする請求項21〜26のいずれか一項に記載の空気処理デバイス。
- 空気放出ユニット(15)の多孔質セル体部材(17)が実質的に半球形状を有し、前記多孔質セル体部材(17)が外側多孔質セル体層(17a)と内側多孔質セル体層(17b)とを有し、さらに前記外側多孔質セル体層(17a)が前記内側多孔質セル体層(17b)よりも硬質であると共により大きい気孔を有することを特徴とする請求項21〜27のいずれか一項に記載の空気処理デバイス。
- 不純空気(OR)を家屋の床レベルから冷却デバイス(13)まで取入れる少なくとも1個の空気取入部(8および/または9)を有することを特徴とする請求項21〜28のいずれか一項に記載の空気処理デバイス。
- 不純空気(OR)を精製する空気精製デバイスがフィルタデバイス(11aおよび/または11b)であることを特徴とする請求項21〜29のいずれか一項に記載の空気処理デバイス。
- 空気を放射線により処理するようにしたことを特徴とする請求項21〜30のいずれか一項に記載の空気処理デバイス。
- 空気をイオン化するようにしたことを特徴とする請求項21〜31のいずれか一項に記載の空気処理デバイス。
- 清浄空気の帯域(RZ)を一人の人間(18)のための呼吸帯域(A)の形態で発生させるようにしたことを特徴とする請求項21〜32のいずれか一項に記載の空気処理デバイス。
- 水分および/または薬物が、呼吸帯域(A)を画定する冷却空気(KL)に添加されることを特徴とする請求項33に記載の空気処理デバイス。
- 空気を吸入してこれを空気処理デバイス(1)に流過させるファンデバイス(12)を備えることを特徴とする請求項21〜34のいずれか一項に記載の空気処理デバイス。
- 垂直部材(6)と横方向部材(7)とを有するカラム(5)を備え、
カラム(5)の垂直部材(6)が冷却デバイス(13)と加熱デバイス(14)と空気精製デバイス(11)とファンデバイス(12)とを備え、
カラム(5)の横方向部材(7)が空気放出ユニット(15)を備え、
空気を空気精製デバイス(11)、ファンデバイス(12)、冷却デバイス(13)および加熱デバイス(14)に取込むための空気取込開口部(8および/または9)が垂直部材(6)の下に位置し、さらに
温空気(VL)を放出させる前記手段が垂直部材(6)における頂部および空気放出ユニット(15)に対しその反対側に位置する少なくとも1個の空気放出開口部(16)である
ことを特徴とする請求項21〜35のいずれか一項に記載の空気処理デバイス。 - 家屋内で移動しうるようなモバイルであることを特徴とする請求項21〜36のいずれか一項に記載の空気処理デバイス。
- 冷却デバイス(13)がペルチエール効果を有する熱電デバイスであることを特徴とする請求項21〜37のいずれか一項に記載の空気処理デバイス。
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