JP5321674B2 - エレベータの換気装置 - Google Patents

Description

この発明は、エレベータの換気装置に関するものである。

従来におけるエレベータにおいては、乗りかご内に霧状の帯電水滴を放出する静電霧化装置を設けたものがある。そして、この静電霧化装置内に、専用の霧化用ファンを設けて、静電霧化装置に内蔵されたペルチェ素子の放熱等を行うものや、霧化用ファンの代わりに乗りかごの空調用ファンを用いたものが、従来知られている。また、静電霧化装置の動作を、エレベータのドアの開閉時間に応じて制御するものも従来において知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１８４３２２号公報

しかしながら、特許文献１に示された従来技術においては、専用の霧化用ファンを設ける必要があり、設置性が悪く既設のエレベータへの設置や保守作業等が困難であるという課題がある。また、霧化用ファンの代わりに乗りかごの空調用ファンを用いた場合においては、空調装置から乗りかご内へと通じる風路内に静電霧化装置を配設する必要があり、設置や保守作業等が困難であるという同様の課題がある。

さらに、静電霧化装置をドアの開閉動作を連動して制御するために、エレベータのドアの開閉を制御する制御装置と静電霧化装置とを通信線等で接続する必要があり、設置作業が煩雑であるという課題もある。

この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、静電霧化装置の設置や保守作業をかご上から容易に行うことができ、乗りかご内を効果的に清浄化できるエレベータの換気装置を得るものである。

この発明に係るエレベータの換気装置においては、エレベータの乗りかごのかご上に設けられ、この乗りかごの外部から内部に空気を導入するための換気装置であって、前記換気装置の上側に設けられ、前記乗りかごの外部から空気を取り込むための給気口と、前記給気口に設けられた吸込メッシュと、前記給気口から取り込んだ空気を乗りかご内へと送り出すため吹出口と、前記換気装置内の、前記給気口と前記吹出口との間に設けられ、前記給気口から前記吹出口へと向かう空気流を作り出すための横断流送風機からなる送風ファンと、帯電水滴を生成して放出する静電霧化装置と、を備え、前記静電霧化装置は、前記送風ファンの回転軸に対して前記空気流の上流側であって、前記回転軸から半径方向に前記送風ファンの半径よりも長い所定の距離だけ離れ、かつ、前記換気装置内の前記空気流に対して前記吸込メッシュを挟んだ位置に配置された構成とする。

この発明に係るエレベータの換気装置においては、静電霧化装置の設置や保守作業をかご上から容易に行うことができ、乗りかご内を効果的に清浄化できるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係るエレベータの換気装置を備えた乗りかごの構成を模式的に示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る図１に示す乗りかごの要部を拡大した断面図である。 この発明の実施の形態１に係る図２に示す換気装置が備える静電霧化装置を拡大した断面図である。 この発明の実施の形態１に係る図３に示す静電霧化装置が備えるペルチェ素子の構造を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る図３に示す静電霧化装置の電極部分の分解斜視図である。

この発明を添付の図面に従い説明する。各図を通じて同符号は同一部分又は相当部分を示しており、その重複説明は適宜に簡略化又は省略する。

実施の形態１．
図１から図５は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１はエレベータの換気装置を備えた乗りかごの構成を模式的に示す断面図、図２は図１に示す乗りかごの要部を拡大した断面図、図３は図２に示す換気装置が備える静電霧化装置を拡大した断面図、図４は図３に示す静電霧化装置が備えるペルチェ素子の構造を説明する図、図５は図３に示す静電霧化装置の電極部分の分解斜視図である。

図１において、１は、エレベータの乗りかごである。この乗りかご１のかご室の天井部には、かご室内を照らすための照明を収容する照明ボックス２が取り付けられている。乗りかご１の上面（かご上）には、例えば照明ボックス２内の照明の点灯制御を行うための電装機器３や、保守作業員等がかご上で作業する際に用いる手すり４が設置されている。さらに、乗りかご１の上面には、乗りかご１の外部から乗りかご１の内部へと空気を導入するための換気装置５が設けられている。

この換気装置５の構成を図２に示す。換気装置５は、換気装置５の上側に設けられ、乗りかご１の外部から空気を取り込むための開口部である給気口５ａと、この給気口５ａから取り込んだ空気を乗りかご１内へと送り出すための開口部である吹出口５ｂとを備えている。ここでは、吹出口５ｂは、乗りかご１のかご室の天井部における照明ボックス２と、かご室内壁との間に形成されている。

換気装置５内には、ラインフローファン等の横断流送風機からなる送風ファン６が設けられている。この送風ファン６は横断流送風機であるので、この送風ファン６により作られる空気流の流向は、送風ファン６の回転軸６ａを横切るようなものとなる。そして、この送風ファン６により、給気口５ａから乗りかご１内へと通じる吹出口５ｂへと向かう、図２中の矢印で示すような空気流が作り出される。

また、換気装置５には、霧状の微細な帯電水滴を生成するための静電霧化装置７が取り付けられている。この静電霧化装置７は、送風ファン６の回転軸６ａに対して空気流の上流側であって、回転軸６ａから半径方向（遠心方向）に送風ファン６の半径よりも長い所定の距離だけ離れた位置に配置されている。さらに言うと、静電霧化装置７が配置される位置は、図２の紙面に向かって送風ファン６の回転軸６ａから見て、時計の１２時から３時の方向である。

この静電霧化装置７の構成を図３に示す。静電霧化装置７は、ペルチェ素子８、放電電極９及び対向電極１０、並びに、放電電極９及び対向電極１０を所定の位置関係で保持するための上部ケース１１及び下部ケース１２を備えている。

ペルチェ素子８は、周囲の空気中から水を捕捉し、放電電極９に水を供給するためのものである。このペルチェ素子８は、ペルチェ素子８用の電源である低圧電源１３により通電されると、一端側（発熱側）の温度が上昇し他端側（冷却側）の温度が低下する。そして、ペルチェ素子８における、この通電により温度が上昇する前記一端側には、放熱フィン８ａが取り付けられており、逆に通電により温度が低下する前記他端側には凝縮フィン８ｂが取り付けられている（図４）。

ペルチェ素子８の放熱フィン８ａは、換気装置５内の空気流路側へと突出して一定間隔毎に設けられた複数の平板状体から構成されている。放熱フィン８ａの各平板状体は、送風ファン６の上流側の空気流に対して略平行に設けられており、前記空気流は各平板状体間の間隙を通過するため、前記空気流が妨げられないようになっている。

低圧電源１３により通電されると、ペルチェ素子８の凝縮フィン８ｂの温度が低下する。すると、ペルチェ素子８の周囲の空気中に含まれる水分は、この凝縮フィン８ｂで冷やされて凝縮し、凝縮フィン８ｂの表面に水滴となって付着する。この凝縮フィン８ｂは、付着した水滴が滴下しやすいように表面処理されている。ペルチェ素子８の凝縮フィン８ｂにおいて捕捉された空気中の水分は凝縮し水滴となって凝縮フィン８ｂの下方へと重力により滴下する。

一方、低圧電源１３の通電によりペルチェ素子８の放熱フィン８ａが加熱される。前述したように、放熱フィン８ａは、換気装置５内の空気流路側へと突出し、送風ファン６の上流側の空気流に対して略平行に設けられている。このため、この放熱フィン８ａに発生した熱は、換気装置５の送風ファン６により生成された空気流を利用して放熱フィン８ａから効率的に放熱される。

なお、凝縮フィン８ｂも、放熱フィン８ａと同じように一定間隔毎に略平行に配置して設けられた複数の平板状体から構成されている。これは主に凝縮フィン８ｂが周囲の空気と接する表面積を大きくすることで、凝縮フィン８ｂの表面に凝縮する水分量を多くするためである。

ペルチェ素子８の凝縮フィン８ｂの下方には、放電電極９が配置されている。放電電極９は、一端側に先端が尖った突起部９ａが形成されている。そして、放電電極９の他端側には、ペルチェ素子８の凝縮フィン８ｂから滴下した水滴を受け止める平板部９ｂが形成されている。

放電電極９の材質は、チタン等の発泡金属（金属多孔質体）である。この金属多孔質体における孔径は５０〜１５０μｍで、空隙率は７０〜８０％である。このような孔径、空隙率とすることで、凝縮フィン８ｂから平板部９ｂに滴下された水が金属全体に行き渡り、放電電極９の全体（特に突起部９ａ）に水を含浸することが可能となる。

対向電極１０は、略円形の円形孔１０ａが設けられた金属板で形成されている。この対向電極１０の材質は、導電性をもったものであればよい。ここでは、例えば、ステンレスを用いる。対向電極１０は、放電電極９の突起部９ａ側に、該突起部９ａの先端から所定の間隔をあけて対向して設置されている。この際、放電電極９の突起部９ａの先端の延長線上に、対向電極１０の円形孔１０ａの中心が位置するように配置される。

放電電極９及び対向電極１０は、上部ケース１１及び下部ケース１２によって、前述したような位置関係で保持されている。放電電極９にはステンレス等の金属製の給電部１５が接続される。そして、この給電部１５を介して高圧電源１４が電気的に接続されている。この高圧電源１４は、放電電極９に高電圧（接地電圧に対して３〜７ｋＶ）の正又は負の直流電圧を印加する。対向電極１０は接地されており、放電電極９と対向電極１０との間には高圧電源１４により前記高電圧（３〜７ｋＶ）が印加されることになる。

換気装置５の給気口５ａには、乗りかご１の外から導入される空気中の異物を取り除くための吸込メッシュ１６が取り付けられている。そして、静電霧化装置７は、換気装置５内の空気流路に対して吸込メッシュ１６を挟んだ箇所に配設されている。

また、放電電極９の突起部９ａの先端と対向電極１０の円形孔１０ａの中心とを結ぶ延長線は、換気装置５内の送風ファン６に対する上流側（すなわち、給気口５ａ側）の空気流に対して、略垂直に交わるように配置されている。

このように構成された静電霧化装置７においては、ペルチェ素子８の凝縮フィン８ｂの表面で凝結・捕捉された水が、放電電極９に滴下されて放電電極９の突起部９ａにまで含浸されている。この状態で、高圧電源１４により放電電極９及び対向電極１０間に３〜７ｋＶの正又は負の直流電圧が印加されると、放電電極９の先端に保持された水と対向電極１０との間にクーロン力が働き、水の表面が局所的に盛り上がってテイラーコーンが生成される。そして、クーロン力が水の表面張力を超えると、テイラーコーンが分裂し、直径数ｎｍ程度の帯電水滴となり空気中に放出される。こうして、静電霧化装置７から霧状の帯電水滴が生成・放出される。

なお、放電電極９の有する突起部９ａの数は、１個でもよいし複数個でもよい。放電電極９に突起部９ａを複数個設けることにより、設けた突起部９ａの数だけに応じて放出される帯電水滴の量を増加させることができる。

ここで、前述したように、静電霧化装置７は、送風ファン６の回転軸６ａに対して空気流の上流側（給気口５ａ側）であって、回転軸６ａから半径方向（遠心方向）に送風ファン６の半径よりも長い所定の距離だけ離れた位置に配置されている。従って、静電霧化装置７の放電電極９及び対向電極１０も、送風ファン６の回転軸６ａに対して給気口５ａ側にあり、かつ、前述したように、放電電極９の突起部９ａの先端と対向電極１０の円形孔１０ａの中心とを結ぶ延長線は、空気流に対して略直交している。

従って、静電霧化装置７から放出される帯電水滴の放出方向は、空気流に対して略垂直となる。換気装置５内において送風ファン６により作り出される空気流は、図２及び図３中に示す矢印のように、紙面に向かって右上から左下へと向かうものである。静電霧化装置７から放出された帯電水滴は、この空気流にのり、送風ファン６の内部を通過することなく、吹出口５ｂから乗りかご１内へと吹き出される。

帯電水滴は送風ファン６に衝突すると消失し吹出口５ｂまで到達しないため、空気の流れにのり、送風ファン６の内部を通過することなく吹き出すことが必要である。以上のような構成により、それを実現することが可能となり、静電霧化装置７から放出された帯電水滴の消失を抑制し乗りかご１内に帯電水滴を十分に供給することができる。

以上のようにして、乗りかご１内に微細な帯電水滴を放出することで、乗りかご１内に浮遊する細菌・かび・アレルゲン・ウイルス等に作用しこれらを不活化する。また、乗りかご１内の乗客の衣類や乗りかご１内のカーペットや壁紙材等の繊維の内部にまで浸透し、乗客の体臭やタバコ臭、エレベータかご内に付着した臭いを脱臭する。

さらに、このように構成された静電霧化装置７においては、低圧電源１３及び高圧電源１４の動作が、換気装置５の送風ファン６の動作状態と連動するように構成されている。具体的には、まず、送風ファン６が停止している状態においては、低圧電源１３からペルチェ素子８への通電及び高圧電源１４から放電電極９への通電の双方も停止される。そして、送風ファン６が動作すると、低圧電源１３からペルチェ素子８への通電及び高圧電源１４から放電電極９への通電の双方が開始され、静電霧化装置７から帯電水滴の放出が開始される。

また、さらに、動作中の送風ファン６の回転数が可変である場合には、低圧電源１３からペルチェ素子８へと入力される電圧の大きさも、この送風ファン６の回転数に応じて変化させるように制御される。

具体的に例えば、送風ファン６の動作モードに強（回転数高）と弱（回転数低）の２つのモードが存在するとした場合、送風ファン６の動作モードが強のときは、低圧電源１３はペルチェ素子８への入力電圧を相対的に低下させ、送風ファン６の動作モードが弱のときは、低圧電源１３はペルチェ素子８への入力電圧を相対的に上昇させる。なお、この際、高圧電源１４が放電電極９に印加する電圧は一定である。

一般に、送風ファン６の運転モードが強にされる場合は夏場の相対湿度が高いときが多い。空気中に含まれる水分量が多い条件では、同じ低下温度であっても凝縮フィン８ｂにおける水滴の生成量が多くなる。そのため、凝縮フィン８ｂから放電電極９へと滴下される水量が、放電電極９の吸水可能量を超えた場合、超えた分の水をドレン水として処理することが必要となる。

そこで、送風ファン６の運転モードが強の場合には、相対湿度が高い条件下であると推定してペルチェ素子８への入力電圧を相対的に低下させることで、凝縮フィン８ｂにおける水滴の生成能力を低下させて、ドレン水の生成を抑制することが可能となる。

これに対し、逆に送風ファン６の運転モードが弱にされる場合は冬場の相対湿度が低いときが多い。空気中に含まれる水分量が少ない条件では、同じ低下温度であっても凝縮フィン８ｂにおける水滴の生成量が少なくなる。

そこで、送風ファン６の運転モードが弱の場合には、相対湿度が低い条件下であると推定してペルチェ素子８への入力電圧を相対的に上昇させることで、凝縮フィン８ｂにおける水滴の生成能力を上げて、放電電極９及び対向電極１０による帯電水滴の生成に十分な量の量を供給することができるようにする。

以上のように構成されたエレベータの換気装置は、エレベータの乗りかごのかご上に設けられ、この乗りかごの外部から内部に空気を導入するための換気装置であって、換気装置の上側に設けられ、乗りかごの外部から空気を取り込むための給気口と、給気口から取り込んだ空気を乗りかご内へと送り出すため吹出口と、換気装置内の、給気口と吹出口との間に設けられ、給気口から吹出口へと向かう空気流を作り出すための横断流送風機からなる送風ファンと、帯電水滴を生成して放出する静電霧化装置と、を備えたものである。そして、静電霧化装置は、送風ファンの回転軸に対して給気口側であって、回転軸から半径方向に送風ファンの半径よりも長い所定の距離だけ離れた位置に配置されている。

このため、静電霧化装置の設置や保守作業をかご上から容易に行うことができ、乗りかご内を効果的に清浄化することが可能である。

また、静電霧化装置の動作を、静電霧化装置に近接している送風ファンの動作と連動させて制御することで、状況に応じて効率的に帯電水滴を生成することが可能であるとともに、当該制御のための配線は静電霧化装置と送風ファンとの比較的短い距離で済ませることができ、設置性や保守性が良好である。

１ 乗りかご
２ 照明ボックス
３ 電装機器
４ 手すり
５ 換気装置
５ａ 給気口
５ｂ 吹出口
６ 送風ファン
６ａ 回転軸
７ 静電霧化装置
８ ペルチェ素子
８ａ 放熱フィン
８ｂ 凝縮フィン
９ 放電電極
９ａ 突起部
９ｂ 平板部
１０ 対向電極
１０ａ 円形孔
１１ 上部ケース
１２ 下部ケース
１３ 低圧電源
１４ 高圧電源
１５ 給電部
１６ 吸込メッシュ

Claims (6)

1. エレベータの乗りかごのかご上に設けられ、この乗りかごの外部から内部に空気を導入するための換気装置であって、
   前記換気装置の上側に設けられ、前記乗りかごの外部から空気を取り込むための給気口と、
   前記給気口に設けられた吸込メッシュと、
   前記給気口から取り込んだ空気を乗りかご内へと送り出すため吹出口と、
   前記換気装置内の、前記給気口と前記吹出口との間に設けられ、前記給気口から前記吹出口へと向かう空気流を作り出すための横断流送風機からなる送風ファンと、
   帯電水滴を生成して放出する静電霧化装置と、を備え、
   前記静電霧化装置は、前記送風ファンの回転軸に対して前記空気流の上流側であって、前記回転軸から半径方向に前記送風ファンの半径よりも長い所定の距離だけ離れ、かつ、前記換気装置内の前記空気流に対して前記吸込メッシュを挟んだ位置に配置されたことを特徴とするエレベータの換気装置。
2. 前記静電霧化装置は、
   孔部を有する対向電極と、
   前記孔部に向けて先端が突出した突起部を有し、前記対向電極に対して所定の電圧が印加された放電電極と、を備え、
   前記放電電極の前記突起部の先端を突出方向に延長した線が、前記換気装置内の前記空気流と略直交するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のエレベータの換気装置。
3. 前記静電霧化装置に設けられたペルチェ素子を備え、
   前記ペルチェ素子は、発熱側に設けられた放熱フィンと、冷却側に設けられた凝縮フィンとを備え、
   前記放熱フィンは、前記換気装置内の前記空気流の流路側へと突出して一定間隔毎に設けられ、かつ、前記空気流に対して略平行に配置された複数の平板状体を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のエレベータの換気装置。
4. 前記放電電極に、前記対向電極に対して所定の電圧を印加する第１の電源を備え、
   前記第１の電源は、前記送風ファンの動作状態に連動して動作することを特徴とする請求項２に記載のエレベータの換気装置。
5. 前記ペルチェ素子に電圧を印加する第２の電源を備え、
   前記第２の電源は、前記送風ファンの動作状態に連動して動作することを特徴とする請求項３に記載のエレベータの換気装置。
6. 前記第２の電源は、前記送風ファンの回転数が高いほど前記ペルチェ素子への入力電圧を低くすることを特徴とする請求項５に記載のエレベータの換気装置。

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