JP5312203B2 - 集塵装置 - Google Patents

Description

本発明は、集塵装置に係り、より詳しくは、室内に沈降している塵埃を効率的に捕集することのできる集塵装置に関するものである。

室内の塵埃を除去する集塵装置は、本体に設けた吸気口から室内空気を吸引し、フィルタを通過させて塵埃を捕捉し、浄化した空気を排気口から放出する形態がよく知られている。そして、排気口から放出された空気は室内を循環し、浮遊している塵埃を取り込んで再び本体の吸気口から吸引されて塵埃が除去され、室内空間の清浄を行うように構成されている。この場合、浮遊している塵埃に対しては装置の風量を上げることで除去性能を向上させることができるが、一度床に沈降した塵埃は、前述のような循環気流では除去することが困難であった。

ところで、人体に対して影響を及ぼすことの多い花粉、ダニの死骸や真菌などのアレルゲンは粒子が大きいため、浮遊せずに床に沈降していることが多い。そして、床に沈降しているアレルゲンは、人の通過などによって舞い上げられ、人体に吸い込まれることがある。また、生後１年にも満たない乳幼児などは床に手を突くことが多い上に、鼻の位置と床との距離が近く、床上のアレルゲンを吸引する可能性が高い。

このような床に沈降したアレルゲンを除去するために、本体ケース内に送風機とフィルタを設け、送風機の駆動により本体ケースに設けた吸気口から外気を吸引してフィルタに通し、浄化したのち上部排気口から放出すると共に、本体ケースの下端部に上部排出口から放出される前の空気の一部をシャッタを介して床面に吹き付ける下部排気口を設け、この下部排気口から吹き出した空気により床上の塵埃を舞い上らせて、吸気口から吸引するようにした空気清浄機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１３６８０４号公報（第４，５頁、図１，２）

特許文献１の空気清浄機では、本体ケースの下部においては高い風速が得られるが、床面に吹き付けられた空気は床面に衝突すると同時に拡散してしまうため、舞い上ることのできるのは本体ケース近傍の床面の塵埃のみであり、本体ケースから離れた床面の塵埃を舞い上げることができず、このため床面の塵埃を効果的に吸引することができない。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、室内に浮遊している塵埃は勿論、床に沈降している塵埃も確実に吸引して捕集することのできる集塵装置を提供することを目的としたものである。

本発明に係る集塵装置は、本体ケース内に制御部、送風機及びフィルタが設けられ、前記送風機の駆動により吸気口から吸引した外気を前記フィルタによって浄化し、浄化した排気流を第１、第２の排気口から排出するように構成され、室内に設置した際に前記第１、第２の排気口から排出された排気流を床面又はその付近で衝突させるように動作し、前記第１、第２の排気口の両者又はいずれか一方に、これら排気口から排出される排気流の流出方向を制御する風向板を設け、前記制御部は、前記第１、第２の排気口から排出された排気流の衝突する位置を、徐々に前記本体ケースに近い場所に移動するように前記風向板を制御するように構成したものである。

本発明によれば、空中に浮遊する塵埃は勿論、床に沈降した塵埃も確実に吸引して捕集できるので、常に清浄な室内環境を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る集塵装置の断面説明図である。 図１の集塵装置を設置した室内の排気流の状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る集塵装置の断面説明図である。 図３の集塵装置を設置した室内の排気流の状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係る集塵装置の断面説明図である。 図５の集塵装置を設置した室内の排気流の状態を示す説明図である。

［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る集塵装置の断面説明図、図２は図１の集塵装置を設置した室内の排気流の状態を示す説明図である。なお、以下の説明では、図１の左側を前面側、右側を後面側という。
集塵装置を構成するほぼ直方体状の本体ケース１の側面には、室内の空気を吸引する吸気口２が設けられており、また、天面には第１の排気口３が設けられ、前面側の下部には第２の排気口４が設けられている。

本体ケース１内の後面側には送風機５が設置されており、その前面側には吸気口２及び送風機５と連通するフィルタ６が設けられている。そして、送風機５と第１の排気口３との間には第１の風路７が設けられており、送風機５と第２の排気口４との間には第２の風路８が設けられている。なお、図示してないが、本体ケース１内には集塵装置の運転を制御する制御部が設けられており、また、本体ケース１の上面又は前面には、操作部が設けられている。

上記のように構成した集塵装置において、室内に浮遊している塵埃を含む室内空気ａ（外気）は、送風機５の駆動によって形成された気流により吸気口２から吸引され、フィルタ６を通過して塵埃が捕捉され、清浄化されてその一部は第１の風路７を経て第１の排気口３から室内に排出される。また、一部は第２の風路８を経て第２の排気口４から室内に排出される。

そして、第１の排気口３から排出された排気（以下、第１の排気流ｅ₁又は単に排気流ｅ₁という）は、天井及び壁面２１に沿って流れたのち床面２０に至り、浮遊する塵埃を含む室内空気ａとなって集塵装置の吸気口２から吸引される。また、第２の排気口４から排出された排気（以下、第２の排気流ｅ₂又は単に排気流ｅ₂という）は、床面２０に沿って流れるが、床面２０上において第１の排気流ｅ₁と衝突し、床面２０に沈降している塵埃２５を舞い上げる。そして、舞い上げられた塵埃２５は、室内空気ａと共に集塵装置の吸気口２から吸引される。

このとき、第１の排気流ｅ₁と第２の排気流ｅ₂とは、床面２０上で衝突するように、第１、第２の排気口３，４の位置及び角度（排気流ｅ₁，ｅ₂の流出方向）が調整されている。この場合、第１の排気口３からの排気流ｅ₁の風量を、第２の排気口４からの排気流ｅ₂の風量より大きく設定することにより、両排気流ｅ₁，ｅ₂の衝突によって舞い上って塵埃２５は、第１の排気流ｅ₁に押されて集塵装置側に移動するため、吸気口２による吸引が容易になり、舞い上った塵埃を確実に吸引してフィルタ６により捕捉し、除去することができる。

また、第１、第２の排気口３，４の両者又はいずれか一方に、制御部によって自動的に角度が制御される風向板９を設けることにより、第１、第２の排気流ｅ₁，ｅ₂の衝突によって塵埃２５が舞い上る床面２０の範囲を変えることができるので、床面２０の広範囲に亘って沈降している塵埃２５を除去することができる。
さらに、風向板９を制御することにより、第１、第２の排気流ｅ₁，ｅ₂が衝突する位置を、集塵装置から離れた場所から徐々に近い場所に移動させることができ、これにより、舞い上げた塵埃２５を集塵装置側へ移動させ、より確実に集塵装置に吸引して捕捉し、除去することができる。

また、第２の排気口４から排出される排気流ｅ₂を、第２の風路８に設けたヒータ等の加熱手段（図示せず）で加熱して温風とすることにより、排気流ｅ₂は床面２０に吹き付けられたのち上昇気流となり、床面２０に沈降した塵埃がこの上昇気流によって舞い上るようにしてもよい。

［実施の形態２］
図３は本発明の実施の形態２に係る集塵装置の断面説明図、図４は図３の集塵装置を設置した室内に排気流の状態を示す説明図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、第２の風路８の第２の排気口４側に加圧室１０を設けると共に、この加圧室１０内に第２の排気流ｅ₂を加圧する加圧手段１１を設けたものである。

上記のように構成した本実施の形態において、送風機５の駆動によって吸気口２から吸引された室内空気ａは、フィルタ６により清浄化され、その一部は排気流ｅ₁となって第１の排気口３から上方に排出される。一方、第２の風路８から加圧室１０に送られた第２の排気流ｅ₂は加圧手段１１により加圧され、第２の排気口４によって渦輪ｅ₃が生成されて第２の排気口４から吹き出し、床面２０に向って並進する。並進した渦輪ｅ₃は床面２０に衝突して四方に拡散され、同時に床面２０に沈降している塵埃２５を舞い上らせる。

このとき、第１の排気口３から排出された排気流ｅ₁は天井及び壁面２１に沿って流れ、第２の排気口４から吹き出した渦輪ｅ₃によって舞い上った塵埃２５を含む室内空気ａと衝突し、塵埃２５を運びながら吸気口２に吸引される。

上記のような本実施の形態において、第２の排気口４から吹き出した渦輪ｅ₃は、小さい循環気流が輪を形成して並進している状態であり、固定平面との衝突時には大きな拡散流が得られるので、床面２０と衝突したときに、この拡散流により沈降している塵埃２５を多量かつ確実に舞い上らせることができる。なお、図示してないが、第１、第２の排気口３，４の両者又はいずれか一方に、自動的に制御される風向板９を設けてもよい。

［実施の形態３］
図５は本発明の実施の形態３に係る集塵装置の断面説明図、図６は図５の集塵装置を設置した室内の排気流の状態を示す説明図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、実施の形態１の集塵装置において、第１の排気口３を本体ケース１の前面側上部に設け、第１、第２の排気口３，４を床面２０に向けて開口したもので、第１、第２の排気口３，４から排気した排気流ｅ₁，ｅ₂は、床面２０又はその付近で衝突するように構成されている。

上記のように構成した本実施の形態においては、第１の排気口３からは大きな風量の排気流ｅ₁が排出され、第２の排気口４からは小さい風量の排気流ｅ₂が排出されて床面２０又はその付近で衝突し、衝突によって乱気流が生成されて床面２０に沈降している塵埃が舞い上げられ、室内空気ａと共に第１の排気流ｅ₁に押されて吸気口２から集塵装置に吸引される。

この場合、第１、第２の排気口３，４に自動的に角度を調整することのできる風向板９を設けることにより、塵埃２５を舞い上げさせる床面２０の範囲（排気流ｅ₁，ｅ₂の衝突位置）を変えることができるので、床面２０に沈降している塵埃を広範囲に亘って除去することができる。また、風向板９を調整することにより、床面２０の集塵装置から離れた位置に排気流ｅ₁，ｅ₂を吹き付け、ついでその位置を徐々に集塵装置側に移動させて、舞い上げた塵埃２５を集塵装置側に移動させることにより、塵埃２５をより確実に吸引して捕捉し、除去することができる。

また、本実施の形態においては、第１、第２の排気口３，４は高低差を有して設けられているため、第１、第２の排気流ｅ₁，ｅ₂が衝突する角度を大きくすることができ、これにより衝突によって生成される乱流も大きくなるため、床面２０の塵埃２５を大きく（高く）舞い上らせることができる。なお、前述のように、第１、第２の排気流ｅ₁，ｅ₂に風量差を設ける場合は、第１、第２の排気口３，４に容量の異なる送風機をそれぞれ設けてもよい。

さらに、下方に設けた第２の排気口４から排出される排気流ｅ₂を、前述のように加熱手段で加熱して床面２０に温風を吹き付けるように構成すると共に、上方に設けた第１の排気口３を床面２０と平行に、又は第２の排気口４からの温風である排気流ｅ₂と衝突しないように、冷風である排気流ｅ₁を排出するように構成してもよい。

このように構成することにより、第２の排気口４から排出された温風である排気流ｅ₂は、床面２０に吹き付けられて上昇気流を生じ、さらに、第１の排気口３から排出された冷風である排気流ｅ₁により、床面との温度差が一層拡大されてさらに大きな上昇気流が生成され、この大きな上昇気流により床面２０に沈降した塵埃２５を舞い上らせ、より確実に塵埃を吸引し、捕捉、除去することができる。

［実施の形態４］
本実施の形態は、実施の形態１〜３のいずれかの本体ケース１の前面側に、人の存在を検知するセンサ（以下、人感センサという）を設けたもので、この人感センサは、人の存在を検知して検知信号を出力する例えば、赤外線センサ、振動センサ、マイクロ波センサのうち、少なくとも１つ以上のセンサによって構成される。

本実施の形態においては、人感センサにより集塵装置が設置された室内（空間）に人が存在するかどうかを検知し、人が存在しないときは掃除モードとし、第１の排気口３から排出される排気流ｅ₁の風量を大きくして、床面２０に沈降している塵埃２５の舞い上げを積極的に行い、大風量で舞い上った塵埃及び浮遊している塵埃を高速で短時間に除去する。
本実施の形態によれば、室内に人が居ない時間帯に床面２０を含む室内の塵埃を除去し、人が入室するときは常に清浄な室内環境を提供することができる。

［実施の形態５］
本実施の形態は、実施の形態１〜３のいずれかの集塵装置の本体ケース１に、時間帯により運転状態を制御するタイマーを設けたものである。
本実施の形態においては、室内に人が居ない時間帯をタイマーに設定しておき、設定した時間帯になったときは、掃除モードとして実施の形態４の場合と同様に、第１の排気流ｅ₁の風量を大きくして塵埃を除去するようにしたものである。

この場合、実施の形態４に係る人感センサと組み合わせることにより、人の居ない時間帯のデータを蓄積して記憶させ、このデータに基づいて人の居ない時間帯を掃除モードとし、実施の形態４の場合と同様に室内の塵埃を除去するようにしてもよい。

本発明によれば、室内空間の塵埃を除去するばかりでなく、床面２０に沈降している塵埃２５も効率的に捕集して快適な室内環境が得られるばかりでなく、掃除機による掃除回数を減らすことができる。

１ 本体ケース、２ 吸気口、３ 第１の排気口、４ 第２の排気口、５ 送風機、６ フィルタ、９ 風向板、１０ 加圧室、１１ 加圧手段、２０ 床面、２１ 壁、２５ 塵埃、ａ 室内空気、ｅ₁ 第１の排気流、ｅ₂ 第２の排気流、ｅ₃ 渦輪。

Claims (8)

1. 本体ケース内に制御部、送風機及びフィルタが設けられ、前記送風機の駆動により吸気口から吸引した外気を前記フィルタによって浄化し、浄化した排気流を第１、第２の排気口から排出するように構成され、
   室内に設置した際に前記第１、第２の排気口から排出された排気流を床面又はその付近で衝突させるように動作し、
   前記第１、第２の排気口の両者又はいずれか一方に、これら排気口から排出される排気流の流出方向を制御する風向板を設け、
   前記制御部は、
   前記第１、第２の排気口から排出された排気流の衝突する位置を、徐々に前記本体ケースに近い場所に移動するように前記風向板を制御する
   ことを特徴とする集塵装置。
2. 前記第１の排気口を前記本体ケースの天面に設け、前記第２の排気口を該本体ケースの前面側下部に設けたことを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
3. 前記第１の排気口を前記本体ケースの前面側上部に設け、前記第２の排気口を該本体ケースの前面側下部に設けたことを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
4. 前記第１の排気口から排出される排気流の風量を、前記第２の排気口から排出される排気流の風量より大きくしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の集塵装置。
5. 前記送風機から第２の排気口に至る風路に、該風路を流れる排気流を加圧する加圧手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の集塵装置。
6. 前記送風機から第２の排気口に至る風路に、該風路を流れる排気流を加熱する加熱手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の集塵装置。
7. 前記本体ケースの前面側に人感センサを設けたことを特徴とする請求項１〜６記載の集塵装置。
8. 前記本体ケースに、該本体ケースが設置されている空間に人が居ない時間帯を記録又は記憶するタイマーを設けたことを特徴とする請求項７記載の集塵装置。

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