JP5407357B2

JP5407357B2 - 空気清浄装置および加湿機能付空気清浄装置

Info

Publication number: JP5407357B2
Application number: JP2009012626A
Authority: JP
Inventors: 哲義山田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-01-23
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2029-01-23
Also published as: JP2010169321A

Description

本発明は、空気を浄化することのできる空気清浄装置と、空気を浄化しながら加湿することのできる加湿機能付空気清浄装置に関する。

従来のこの種の加湿機能付空気清浄装置の構成は以下のようになっていた。

すなわち、吸気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内で、前記吸気口から前記排気口に送風される送風路に集塵フィルターや脱臭フィルターを装着した空気清浄手段を設け、この空気清浄手段の前記送風路下流に加湿手段を設け、前記空気清浄手段と前記加湿手段との間に送風手段を設けた構成となっていた。例えば、これに類似する先行文献は下記特許文献１に記載されている。
特開２００８−２５８９８号公報

近年、集塵フィルターの高性能化、長寿命化を要望される中、さらに地球環境に配慮した消費電力の抑制が要望されている。

上記従来例における課題は、集塵フィルターの捕集効率または捕集寿命と圧力損失の間にトレードオフの関係があり、集塵フィルターの圧力損失および捕集効率および捕集寿命のすべての性能を満足させることは困難ということであった。

すなわち、従来の集塵フィルターにおいて、低圧力損失で空気抵抗が低く捕集効率が高い静電フィルターを用いた場合には、捕集寿命は５年以下と短いものであった。一方、捕集寿命が５年以上の長寿命化を可能にするガラスフィルターを用いた場合には静電フィルターと同等の捕集効率を確保するためには高圧力損失のガラスろ材が必要であった。

そこで本発明は、高い捕集効率と長寿命で、さらに低圧力損失の集塵フィルターによって、消費電力の抑制を実現することを目的とするものである。

そしてこの目的を達成するために本発明は、吸気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられた空気清浄手段とを備え、この空気清浄手段は１つのガラスフィルター部分と静電フィルター部分である第１の静電フィルター部分と第２の静電フィルター部分の３層から形成し、前記ガラスフィルター部分と前記静電フィルター部分とは並列に連結され、前記吸気口から前記本体ケース内に吸気した空気を前記空気清浄手段である前記ガラスフィルター部分または前記静電フィルター部分のどちらか一方だけを介して前記排気口へと送風する送風手段を前記空気清浄手段の下流側に設け、前記吸気口は前記本体ケースの上面に設けられた第１の吸気口と前記本体ケースの両側面に設けられた第２の吸気口と、前記本体ケースの前面下部に設けられた第３の吸気口とから形成され、この第１の吸気口の近傍に前記静電フィルター部分である第１の静電フィルター部分を設け、前記第３の吸気口の近傍に前記静電フィルター部分である第２の静電フィルター部分を設け、前記第１の静電フィルター部分と前記第２の静電フィルター部分との間に前記ガラスフィルター部分が連結した長方形状の前記空気清浄手段を備え、これにより、初期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、吸気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられた空気清浄手段とを備え、この空気清浄手段は１つのガラスフィルター部分と静電フィルター部分である第１の静電フィルター部分と第２の静電フィルター部分の３層から形成し、前記ガラスフィルター部分と前記静電フィルター部分とは並列に連結され、前記吸気口から前記本体ケース内に吸気した空気を前記空気清浄手段である前記ガラスフィルター部分または前記静電フィルター部分のどちらか一方だけを介して前記排気口へと送風する送風手段を前記空気清浄手段の下流側に設け、前記吸気口は前記本体ケースの上面に設けられた第１の吸気口と前記本体ケースの両側面に設けられた第２の吸気口と、前記本体ケースの前面下部に設けられた第３の吸気口とから形成され、この第１の吸気口の近傍に前記静電フィルター部分である第１の静電フィルター部分を設け、前記第３の吸気口の近傍に前記静電フィルター部分である第２の静電フィルター部分を設け、前記第１の静電フィルター部分と前記第２の静電フィルター部分との間に前記ガラスフィルター部分が連結した長方形状の前記空気清浄手段を備えたものであり、高い捕集効率と長寿命を備え、さらに低圧力損失の空気清浄手段によって、消費電力の抑制を実現することができるものである。

すなわち、空気清浄手段であるガラスフィルター部分と静電フィルター部分とは並列に連結され、吸気口から本体ケース内に吸気した空気を空気清浄手段であるガラスフィルター部分または静電フィルター部分のどちらか一方だけを介して排気口へと送風する送風手段を前記空気清浄手段の下流側に設け、前記吸気口は前記本体ケースの上面に設けられた第１の吸気口と前記本体ケースの両側面に設けられた第２の吸気口と、前記本体ケースの前面下部に設けられた第３の吸気口とから形成され、この第１の吸気口の近傍に前記静電フィルター部分である第１の静電フィルター部分を設け、前記第３の吸気口の近傍に前記静電フィルター部分である第２の静電フィルター部分を設け、前記第１の静電フィルター部分と前記第２の静電フィルター部分との間に前記ガラスフィルター部分が連結した長方形状の前記空気清浄手段を備えたものであり、それぞれのフィルターの特性は、ガラスフィルター部分が長寿命化の効果を発揮し、静電フィルター部分は低圧力損失化の効果を発揮する。低圧力損失の静電フィルター側の方が相対的に面風速が速くなることにより、ガラスフィルター側の面風速が相対的に遅くなってガラスフィルターの捕集効率が向上すると共に圧力損失を低くできる。一方、静電フィルターは低圧力損失で高捕集効率であるために相対的に面風速が早くなってもガラスフィルターよりも低圧力損失と高い捕集効率を維持できる。これらの作用により、長寿命かつ高い捕集効率で、さらに低圧力損失化の空気清浄手段によって、消費電力の抑制を実現することができ、静電フィルター側の面風速が相対的に速くなるために、第３の吸気口から本体ケースに吸い込まれる風量が増大し、空気中に存在する粉塵の内、床上約３０ｃｍ程度に存在するハウスダスト粉塵を効率的に捕集することが出来る。同様に、第１の吸気口から本体ケースに吸い込まれる風量が増大し、空気中に存在する粉塵の内、部屋の上方に浮遊しやすいタバコのような微細粉塵や臭い成分を効率よく捕集することができる。

以下、本実施形態を添付図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１から図５に示すように、本実施形態の加湿機能付空気清浄装置１は、吸気口２と排気口３を有する本体ケース４と、この本体ケース４内に設けられた空気清浄手段５と加湿手段６を備えている。この加湿手段６の下流側に設けた送風手段７によって、吸気口２から本体ケース４内に吸気した空気を、空気清浄手段５、加湿手段６を順次介して排気口３へと送風するものである。

加湿手段６は放湿部分８と水供給部分９と、この放湿部分８を回転させる回転手段１０とから形成されている。放湿部分８は円板状の加湿フィルター１１と、この加湿フィルター１１を固定し回転自在に設けられた加湿フィルター枠１２とから形成されており、加湿フィルター枠１２は外周部に給水部１３を備え、中央部に回転軸部１４を備えている。水供給部分９は、加湿フィルター１１の下部に設けた略椀状の水槽１５と、この水槽１５に一定の水を供給する水タンク１６とから形成されている。

以上のような構成での空気清浄および加湿動作について説明する。

まず、吸気口２から本体ケース４内に吸気した空気は、空気清浄手段５を通過することによって粉塵等が捕集される空気清浄処理が行われる。その空気清浄処理された空気が加湿手段６へ送られる。加湿手段６では、加湿フィルター枠１２の給水部１３と加湿フィルター１１の一部が水槽１５に供給された水に常時浸るように加湿フィルター枠１２を設けており、その状態で加湿フィルター枠１２を回転手段１０によって回転させる。その回転によって加湿フィルター枠１２の給水部１３で、水タンク１６から水槽１５へ一定量の水が供給され、その水を汲み上げ加湿フィルター１１上部に給水し、加湿フィルター１１に水分を含ませる。そして送風手段７によって吸気口２から本体ケース４内に吸気した空気を空気清浄手段５を介し加湿フィルター１１へ送風することにより空気を加湿し、その加湿した空気を排気口３へと送風するものである。

本実施形態における特徴は、空気清浄手段５にある。この空気清浄手段５は１つのガラスフィルター１７部分と静電フィルター１８部分である第１の静電フィルター１８ａ部分と第２の静電フィルター１８ｂ部分の３層から形成されており、ガラスフィルター１７部分と静電フィルター１８部分とは並列に連結されている。すなわち、送風手段７によって吸気口２から本体ケース４内に吸気した空気は、空気清浄手段５であるガラスフィルター１７部分または静電フィルター１８部分のどちらか一方を介して排気口３へと送風されるものである。

すなわち、空気清浄手段５であるガラスフィルター１７部分と静電フィルター１８部分とは並列に連結され、吸気口２から本体ケース４内に吸気した空気を空気清浄手段５であるガラスフィルター１７部分または静電フィルター１８部分のどちらか一方を介して排気口３へと送風するものであり、それぞれのフィルターの特性は、ガラスフィルター１７部分が長寿命化の効果を発揮し、静電フィルター１８部分は低圧力損失化の効果を発揮する。低圧力損失の静電フィルター側の方が相対的に面風速が速くなることにより、ガラスフィルター１７側の面風速が相対的に遅くなってガラスフィルター１７の捕集効率が向上すると共に圧力損失を低くできる。一方、静電フィルター１８は低圧力損失で高捕集効率であるために相対的に面風速が早くなってもガラスフィルター１７よりも低圧力損失と高い捕集効率を維持できる。これらの作用により、５年以上の長寿命かつ高い捕集効率を備え、さらに低圧力損失化の空気清浄手段によって、消費電力の抑制を実現することができる。

また、第１及び第３の吸気口からの吸い込み風量を増大させる効果もある。

ガラスフィルター１７部分のガラスフィルター１７は、ガラス繊維から成るシートをプリーツ加工したものである。静電フィルター１８部分の静電フィルター１８は、樹脂繊維から成る帯電性シートをプリーツ加工したものである。それぞれのフィルターの特性は、ガラスフィルター１７部分が面風速０．９ｍ／ｓで圧力損失５０Ｐａ前後、捕集効率９５％程度（０．３μｍ以上）を有し、静電フィルター１８部分は同一面風速で圧力損失２５Ｐａ前後、捕集効率９７％程度（０．３μｍ以上）を有するものであり、３つのフィルターを組み合わせて１つの空気清浄手段５として使用する。空気清浄手段５の上側と下側を静電フィルター１８とし、中間をガラスフィルター１７として構成し、面積比は静電：ガラス：静電＝１：６：１〜１：４：１とする。これにより、静電フィルター１８側の面風速が０．９ｍ／ｓより速くなりガラスフィルター１７側の面風速が０．９ｍ／ｓより遅くなる。その結果、ガラスフィルター１７の圧力損失が５０Ｐａより低くなり、捕集効率は９５％より高くなる。一方、静電フィルター１８は圧力損失が２５Ｐａよりも高くなるが５０Ｐａよりは低く、捕集効率は９７％より低くなるが９５％よりも高くすることができる。捕集寿命は１０年以上を確保でき、長寿命化を実現できる。すなわち長寿命かつ高い捕集効率を備え、さらに低圧力損失の空気清浄手段５を実現することができ、更に空気清浄手段５に上下指定の必要がなくなることにより、入れ間違いの指示や形状を設けなくて済む。

なお、ガラスフィルター１７と静電フィルター１８の性能、構成比は上記の通りでなくてもよい。

吸気口２は本体ケース４の上面に設けられた第１の吸気口２ａと本体ケース４の両側面に設けられた第２の吸気口２ｂと、本体ケース４の前面下部に設けられた第３の吸気口２ｃとから形成されている。

この第１の吸気口２ａの近傍に静電フィルター１８部分である第１の静電フィルター１８ａ部分を設け、第３の吸気口２ｃの近傍に静電フィルター１８部分である第２の静電フィルター１８ｂ部分を設け、第１の静電フィルター１８ａ部分と第２の静電フィルター１８ｂ部分との間にガラスフィルター１７部分が連結し、長方形状の空気清浄手段５を形成している。

すなわち、静電フィルター１８側の面風速が相対的に速くなるために、第３の吸気口２ｃから本体ケース４に吸い込まれる風量が増大し、空気中に存在する粉塵の内、床上約３０ｃｍ程度に存在するハウスダスト粉塵を効率的に捕集することが出来る。同様に、第１の吸気口２ａから本体ケース４に吸い込まれる風量が増大し、空気中に存在する粉塵の内、部屋の上方に浮遊しやすいタバコのような微細粉塵や臭い成分を効率よく捕集することができる。

なお、ガラスフィルター１７と静電フィルター１８の順番は、場合によって上記に限らない。

なお、上下３層としているが、左右など上下に限らない。

なお、３層としているが、４層以上でもよい。

また、空気清浄手段５の第２の静電フィルター１８ｂ部分は第３の吸気口２ｃに対向した位置にあるので、第３の吸気口２ｃから吸い込まれた空気は、静電フィルター１８部分に一直線に流れやすくなる。これにより、空気中に存在する粉塵の内、床上約３０ｃｍ程度に存在するハウスダスト粉塵を効率的に捕集することができる。

また、ガラスフィルター１７部分のガラスフィルター１７と静電フィルター１８部分の静電フィルター１８はプリーツ形状に折られているので、それぞれの表面積が大きくなり、低圧力損失化、高捕集効率化、長寿命化が可能となる。また、プリーツの形状維持としてホットメルトによるビード１９を設けると、形状変化による構造圧力損失を抑えることが可能となる。

なお、静電フィルター１８はプリーツ形状としているが、不織布２１などプリーツ形状でなくてもよい。

なお、ホットメルトによるビード１９を設けなくてもよい。

また、ガラスフィルター１７部分のガラスフィルター１７と静電フィルター１８部分の静電フィルター１８はプリーツ形状に折られ、折り目は垂直方向２５であるので、空気清浄手段５の上部と下部の静電フィルター１８において、上下方向の寸法を小さくでき、プリーツ両端部を枠材で固定し枠同士を接着するだけでホットメルトなどのビード１９が必要なくなる。また、３層フィルターの境界部２４の接合は枠同士を接着すれば容易になる。

なお、折り目は垂直方向２５としているが水平方向２３にしてもよく、その場合の性能については同様な効果を有することは言うまでもない。また、そのような場合、ろ材の幅寸法を同一にできるため、加工や製造上の管理がし易くなる。

なお、折り目は垂直方向２５と水平方向２３が混在してもよい。

また、ガラスフィルター１７部分のガラスフィルター１７がプリーツ形状に折られたピッチは静電フィルター１８部分の静電フィルター１８がプリーツ形状に折られたピッチより小さいので、ガラスフィルター１７と静電フィルター１８の識別が容易になる。

なお、ガラスフィルター１７のピッチを小さくするとしているが、静電フィルター１８も同様にピッチを小さくすれば、更なる低圧力損失化と高捕集効率化を可能にする。

また、静電フィルター１８部分とガラスフィルター１７部分の周囲を紙枠２０で接着して一体型とし分離可能な長方形状の空気清浄手段５とすることで、取り扱い性やメンテナンス性が向上する。

なお、紙枠２０で接着するとしているが、紙以外のものを使用してもよく、あるいは箱型の樹脂枠を使用して弁当箱方式で一体型としてもよい。

空気清浄手段５の上流側には抗菌剤を添着した不織布２１とプレフィルター２２を備えて一体とすることで付加機能を持たせることができ、粗塵はプレフィルター２２で捕集し、掃除機等でメンテナンスすることで目詰まりによる圧力損失上昇を抑制することが可能となる。

なお、不織布２１とプレフィルター２２はいずれか一方のみでもよい。

なお、抗菌剤以外にも防カビ、坑ウイルス、坑アレルゲンに効果のある添着剤としてもよい。

なお、不織布２１に抗菌剤を添着するとしているがプレフィルター２２やガラスフィルター１７あるいは静電フィルター１８に添着してもよい。

また、空気清浄手段５と送風手段７との間に加湿手段６を備えているので、清浄な空気を直に加湿フィルター１１に当てることができ、加湿した空気の清浄度も向上させることができるとともに、加湿フィルター１１を送風手段７の吸込口２６の直前に設置すれば略全風量を加湿フィルター１１へ通過させることが可能となり、加湿機能を向上させることができる。

また、第３の吸気口２ｃと加湿手段６と送風手段７の吸込口２６とをほぼ一直線に設けることにより、第３の吸気口２ｃから送風手段７の吸込口２６までの経路もほぼ一直線となるので、この経路での通風抵抗が小さくなり、本体の機内圧力損失が低減すると共に、加湿フィルター１１へ直線的に流れる風量の割合が増大することにより、加湿フィルター１１へ均一に風が通過することによって、効率良く加湿することが可能になる。

また、加湿手段６の略上部に、空気清浄手段５と送風手段７とを連通するバイパス風路２７を設けたものである。このバイパス風路２７には、空気清浄手段５の上部を通過した空気が流れる、つまり、空気清浄手段５の上部に位置する第１の静電フィルター１８ａ部分から主に流れやすくなる。これにより、第１の静電フィルター１８ａ部分の近傍にある第１の吸気口２ａから吸い込まれることとなり、空気中に存在する粉塵の内、部屋の上方に浮遊しやすいタバコのような微細粉塵や臭い成分を効率よく捕集することができると共に、バイパス風路２７には加湿フィルター１１が無いので、低圧力損失風路となっており、バイパス風路２７を通過する風量を増大させることができ、モーターの負荷低減を促進できることによって消費電力の抑制を実現することができる。

以上のように本発明は、吸気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられた空気清浄手段とを備え、この空気清浄手段は１つのガラスフィルター部分と静電フィルター部分である第１の静電フィルター部分と第２の静電フィルター部分の３層から形成し、前記ガラスフィルター部分と前記静電フィルター部分とは並列に連結され、前記吸気口から前記本体ケース内に吸気した空気を前記空気清浄手段である前記ガラスフィルター部分または前記静電フィルター部分のどちらか一方を介して前記排気口へと送風する送風手段を前記空気清浄手段の下流側に設けたものであり、高い捕集効率と長寿命を備え、さらに低圧力損失の空気清浄手段によって、消費電力の抑制を実現することができるものである。

すなわち、空気清浄手段であるガラスフィルター部分と静電フィルター部分とは並列に連結され、吸気口から本体ケース内に吸気した空気を空気清浄手段であるガラスフィルター部分または静電フィルター部分のどちらか一方を介して排気口へと送風するものであり、それぞれのフィルターの特性は、ガラスフィルター部分が長寿命化の効果を発揮し、静電フィルター部分は低圧力損失化の効果を発揮する。低圧力損失の静電フィルター側の方が相対的に面風速が速くなることにより、ガラスフィルター側の面風速が相対的に遅くなってガラスフィルターの捕集効率が向上すると共に圧力損失を低くできる。一方、静電フィルターは低圧力損失で高捕集効率であるために相対的に面風速が早くなってもガラスフィルターよりも低圧力損失と高い捕集効率を維持できる。これらの作用により、長寿命かつ高い捕集効率で、さらに低圧力損失化の空気清浄手段によって、消費電力の抑制を実現することができる。

従って、家庭用や事務所用などの、加湿機能付空気清浄装置として活用が期待されるものである。

本発明の実施の形態１の加湿機能付空気清浄装置の概略図同加湿機能付空気清浄装置の加湿手段の概略図同加湿機能付空気清浄装置の断面図同加湿機能付空気清浄装置の空気清浄手段を外した時の概略図同加湿機能付空気清浄装置の空気清浄手段の平面図

１加湿機能付空気清浄装置
２吸気口
２ａ第１の吸気口
２ｂ第２の吸気口
２ｃ第３の吸気口
３排気口
４本体ケース
５空気清浄手段
６加湿手段
７送風手段
８放湿部分
９水供給部分
１０回転手段
１１加湿フィルター
１２加湿フィルター枠
１３給水部
１４回転軸部
１５水槽
１６水タンク
１７ガラスフィルター
１８静電フィルター
１８ａ第１の静電フィルター
１８ｂ第２の静電フィルター
１９ビード
２０紙枠
２１不織布
２２プレフィルター
２３水平方向
２４境界部
２５垂直方向
２６吸込口
２７バイパス風路

Claims

吸気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられた空気清浄手段とを備え、この空気清浄手段は１つのガラスフィルター部分と静電フィルター部分である第１の静電フィルター部分と第２の静電フィルター部分の３層から形成し、前記ガラスフィルター部分と前記静電フィルター部分とは並列に連結され、前記吸気口から前記本体ケース内に吸気した空気を前記空気清浄手段である前記ガラスフィルター部分または前記静電フィルター部分のどちらか一方だけを介して前記排気口へと送風する送風手段を前記空気清浄手段の下流側に設け、前記吸気口は前記本体ケースの上面に設けられた第１の吸気口と前記本体ケースの両側面に設けられた第２の吸気口と、前記本体ケースの前面下部に設けられた第３の吸気口とから形成され、この第１の吸気口の近傍に前記静電フィルター部分である第１の静電フィルター部分を設け、前記第３の吸気口の近傍に前記静電フィルター部分である第２の静電フィルター部分を設け、前記第１の静電フィルター部分と前記第２の静電フィルター部分との間に前記ガラスフィルター部分が連結した長方形状の前記空気清浄手段を備えた空気清浄装置。
第２の静電フィルター部分は第３の吸気口に対向した位置にある請求項１記載の空気清浄装置。
ガラスフィルター部分のガラスフィルターと静電フィルター部分の静電フィルターはプリーツ形状に折られた、請求項１または２に記載の空気清浄装置。
ガラスフィルター部分のガラスフィルターと静電フィルター部分の静電フィルターはプリーツ形状に折られ、折り目は垂直方向である請求項３記載の空気清浄装置。
ガラスフィルター部分の前記ガラスフィルターがプリーツ形状に折られたピッチは静電フィルター部分の前記静電フィルターがプリーツ形状に折られたピッチより小さい請求項３または４に記載の空気清浄装置。
静電フィルター部分とガラスフィルター部分が分離可能な長方形状の前記空気清浄手段を備えた請求項１〜５のいずれかに記載の空気清浄装置。
空気清浄手段の上流側には抗菌剤を添着した不織布とプレフィルターを備えて一体型にした請求項６記載の空気清浄装置。
空気清浄手段と送風手段との間に加湿手段を備えた請求項１〜７のいずれかに記載の加湿機能付空気清浄装置。
第３の吸気口と前記加湿手段と前記送風手段とをほぼ一直線に設けた請求項８記載の加湿機能付空気清浄装置。
加湿手段の略上部に、空気清浄手段と送風手段とを連通するバイパス風路を設けた請求項７または８のいずれかに記載の加湿機能付空気清浄装置。