JP5879479B2 - 空気清浄機及び加湿機能付空気清浄機 - Google Patents

Description

本発明は、室内空気の空気清浄、及び加湿を行う空気清浄機及び加湿機能付空気清浄機に関するものである。

従来、この種の空気清浄機及び加湿機能付空気清浄機は、ターボファンを使用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その加湿機能付空気清浄機について図７を参照しながら説明する。

図７に断面図を示すように、気化フィルタ１０１に水を供給するカートリッジ給水タンク１０２とを有する加湿機能付空気清浄機において、ファンモータは、ターボファン１０３と、ターボファン１０３を駆動し、かつターボファン１０３中央部内側に入り込むように置かれる電動機１０４と、ターボファン１０３の吸い込み口を設けた吸い込み板１０５と、ターボファン１０３の周りを囲い、かつ吐出口に向かってターボファン１０３外周との間隙が拡がるスクロール状のケーシング１０６とを有し、フィルタユニット１０７とファンモータとの間に置くカートリッジ給水タンク１０２は、ターボファン１０３外周との間隙が狭い方側に来るように配置し、気化フィルタ１０１は、カートリッジ給水タンク１０２の反対側に寄せて配置されることを特徴とするものである。

特開２００７‐１０２３０号公報

このような従来の加湿機能付空気清浄機においては、特に一方向へ空気を集めて送風される場合に用いられるが、ターボファンから回転しながら吹出される空気を効率的に集めるために、ターボファン回転方向への流れに沿って、ターボファン半径方向の幅が広がって断面積が大きくなるようなスクロール状のケーシングを備えていた。スクロール状のケーシングは、ターボファン直径に対して余裕のある大きさでないとターボファン部分で流路が閉塞し、空気の吐出が妨げられるため、ターボファン直径の１．３倍の最大幅を確保するのが一般的である。

しかし、限られた空間内にターボファンとケーシングを備えようとすると、ケーシングに対して１／１．３以下のターボファン直径になるため、ファンそのものが小さくなり、所望の風量を出すために高回転化が必要となって騒音増大を招き、高効率化と低騒音化の両立が困難という課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、限られた空間内において、スクロールケーシングを備えずにターボファン直径を大きくしても、騒音増大と効率の低下を避けることができる空気清浄機及び加湿機能付空気清浄機を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明の空気清浄機は、空気の吸込口と吹出口を有する本体と、前記吸込口と前記吹出口を連通する風路内に、空気浄化手段と、略直方体のケーシング内部に、ターボファンとこれを駆動する電動機を有し、前記電動機の回転軸を中心に回転される前記ターボファンは、電動機に固定される主板と、ターボファン吸入口を有する側板と、前記主板と前記側板間に固定されるブレードで構成され、前記ケーシングは、回転軸に垂直方向の面にターボファン吸入口に空気を流入させるためのオリフィスを有する吸入面と、前記吸入面と隣り合う一面に前記吹出口を有し、前記吹出口を有する面に平行なケーシング最大幅Ｗと前記ターボファン直径Ｄの関係がＷ＜１．３×Ｄであり、前記吹出口は前記本体上方に配置され、前記吹出口側から見て回転方向となる作用面に第一補助吐出口を、前記作用面に対向する反作用面に第二補助吐出口を有し、第一補助吐出口は第二補助吐出口より開口断面積が大きく、第二補助吐出口がターボファンの軸中心より下方に配置されることを特徴としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、空気清浄機は、空気の吸込口と吹出口を有する本体と、前記吸込口と前記吹出口を連通する風路内に、空気浄化手段と、略直方体のケーシング内部に、ターボファンとこれを駆動する電動機を有し、前記電動機の回転軸を中心に回転される前記ターボファンは、電動機に固定される主板と、ターボファン吸入口を有する側板と、前記主板と前記側板間に固定されるブレードで構成され、前記ケーシングは、回転軸に垂直方向の面にターボファン吸入口に空気を流入させるためのオリフィスを有する吸入面と、前記吸入面と隣り合う一面に前記吹出口を有し、前記吹出口を有する面に平行なケーシング最大幅Ｗと前記ターボファン直径Ｄの関係がＷ＜１．３×Ｄであり、前記吹出口は前記本体上方に配置され、前記吹出口側から見て回転方向となる作用面に第一補助吐出口を、前記作用面に対向する反作用面に第二補助吐出口を有し、第一補助吐出口は第二補助吐出口より開口断面積が大きい構成にしたことにより、一般的に作用面側ではケーシングの吹出口と反対側の空間に空気が集まるため反作用面側より圧力が高くなるが、第一補助吐出口の方が第二補助吐出口より開口断面積が大きいく、第二補助吐出口がターボファンの軸中心より下方に配置されることで、作用面側の方が反作用面側より圧力が高くなることを抑制できるという理由で、ケーシング内での圧力バランスを適切に保つことができるため、限られた空間内において、スクロールケーシングを備えずにターボファン直径を大きくしても、効率よくターボファンを使用することができ、空気清浄機の消費電力や騒音を低減することができる。

本発明の実施の形態１の空気清浄機の斜視図 同断面斜視図 同断面斜視図 本発明の実施の形態２の加湿機能付空気清浄機の分解斜視図 同断面斜視図 同断面斜視図 従来技術の一例を示す断面図

本発明の請求項１記載の空気清浄機は、空気の吸込口と吹出口を有する本体と、前記吸込口と前記吹出口を連通する風路内に、空気浄化手段と、略直方体のケーシング内部に、ターボファンとこれを駆動する電動機を有し、前記電動機の回転軸を中心に回転される前記ターボファンは、電動機に固定される主板と、ターボファン吸入口を有する側板と、前記主板と前記側板間に固定されるブレードで構成され、前記ケーシングは、回転軸に垂直方向の面にターボファン吸入口に空気を流入させるためのオリフィスを有する吸入面と、前記吸入面と隣り合う一面に前記吹出口を有し、前記吹出口を有する面に平行なケーシング最大幅Ｗと前記ターボファン直径Ｄの関係がＷ＜１．３×Ｄであり、前記吹出口は前記本体上方に配置され、前記吹出口側から見て回転方向となる作用面に第一補助吐出口を、前記作用面に対向する反作用面に第二補助吐出口を有し、第一補助吐出口は第二補助吐出口より開口断面積が大きいことを特徴としたものである。

これにより、一般的に作用面側ではケーシングの吹出口と反対側の空間に空気が集まるため反作用面側より圧力が高くなるが、第一補助吐出口は第二補助吐出口より開口断面積が大きいことで、作用面側の方が反作用面側より圧力が高くなることを抑制できるという理由で、ケーシング内での圧力バランスを適切に保つことができるため、限られた空間内において、スクロールケーシングを備えずにターボファン直径を大きくしても、効率よくターボファンを使用することができ、空気清浄機の消費電力や騒音を低減することができる。

また、吸込口が本体の前面にあってもよい。

これにより、吹出口、第一補助吐出口、第二補助吐出口から吹出す気流により、本体の前面側を負圧とできるため、吸込口が本体の前面にあることで本体の前面側から吸込口の方向へ誘引される気流が発生し、本体の前面側の空気を効率よく吸込口へ吸引することができる。

また、第一補助吐出口及び第二補助吐出口に吹出し気流を制御する風向ガイドを設けた構成としてもよい。

これにより、吹出し気流を制御する風向ガイドにより第一補助吐出口及び第二補助吐出口から吹出される空気の吹出し方向を制御できるため、効率よく室内の空気を撹拌する気流を実現することができる。

また、ターボファンと略水平位置に第一補助吐出口及び第二補助吐出口が配置される構成としてもよい。

これにより、一般的にターボファンと略水平位置においてターボファンとケーシング壁面の距離が短くなるため圧力が高まり、圧力勾配による気流の乱れにより損失の原因となるが、ターボファンと略水平位置に第一補助吐出口及び第二補助吐出口が配置されることで、圧力が高まることを抑制でき、ターボファンで生じたケーシング内での気流がケーシング内で乱れるのを抑制しつつ吹出口、第一補助吐出口及び第二補助吐出口から吹出すことができ、消費電力を低減することができる。

また、第二補助吐出口がターボファンの軸中心より下方に配置される構成としてもよい。

これにより、第二補助吐出口がターボファンの軸中心より下方に配置されることで、吹出口と反対側の空間でターボファンにより生じたケーシング内での気流がケーシング内で乱れるのを抑制しつつ第二補助吐出口から吹出すことができ、消費電力を低減することができる。

また、請求項１から５いずれかに記載の空気清浄機に、水を保持する気化フィルタと、前記気化フィルタに水を供給するトレイと、トレイに水を補給するタンクを備え、前記タンクを風路に配置し、前記タンクの周囲および／または前記タンクの一部を空気が通過できる構成としたことを特徴とする加湿機能付空気清浄機としてもよい。

これにより、効率よくターボファンを使用することができ、加湿機能付空気清浄機の消費電力を低減することができる。また、タンクの周囲および／またはタンクの一部を空気が通過できるため、タンクを加湿機能付空気清浄機の風路においても加湿機能付空気清浄機の機能が発揮できるため、タンクの配置自由度が向上し、加湿機能付空気清浄機をコンパクトにすることができる。

また、タンクが第一補助吐出口に隣接して配置され、前記第一補助吐出口から吹出される空気が前記タンクの周囲および／または前記タンクの一部の風路を経由して排出される構成としてもよい。

これにより、第一補助吐出口から吹出される空気は、ターボファンの回転方向から地面に向かって吹出すが、タンクの周囲および／またはタンクの一部に設けられた風路を経由することで吹出し方向を変更することができるため、地面に気流を当てることによる埃やチリの舞い上がりを抑制することができる。

また、ターボファンを、ケーシング内でタンクと反対方向に寄せて配置してもよい。

これにより、ケーシング内において、タンク側はタンクが障害となり圧力損失が大きいため、ケーシング内でタンクと反対方向に寄せて配置したことでケーシング内の圧力バランスが向上し、加湿機能付空気清浄機の消費電力を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
以下、本発明の一実施形態を、空気清浄機について添付図面を用いて説明する。

図１に空気清浄機の本体斜視図を、図２、図３にその断面斜視図を示すように、空気清浄機の本体１は、本体１の前面側の空気の吸込口２と、吹出口３を有し、前記吸込口２と前記吹出口３を連通する風路内に、空気浄化手段としての集塵フィルタ４と脱臭フィルタ５と、略直方体のケーシング６内部に、ターボファン７とこれを駆動する電動機８を有し、前記電動機８の回転軸を中心に回転される前記ターボファン７は、電動機８に固定される主板９と、ターボファン吸入口を有する側板１０と、前記主板９と前記側板１０間に固定されるブレード１１で構成され、前記ケーシング６は、回転軸に垂直方向の面にターボファン吸入口に空気を流入させるためのオリフィス１２を有する吸入面１３と、前記吸入面１３と隣り合う一面に前記吹出口３を有し、
前記吹出口３を有する面に平行なケーシング６最大幅Ｗと前記ターボファン７直径Ｄの関係がＷ＜１．３×Ｄであり、前記吹出口３は前記本体１の上方に配置され、前記吹出口３側から見て回転方向となる作用面１５に第一補助吐出口１６を、前記作用面１５に対向する反作用面１７に第二補助吐出口１８を有し、第一補助吐出口１６は第二補助吐出口１８より開口断面積が大きい構成となっている。

このような構成とすることにより、一般的に作用面１５側ではケーシング６の吹出口３と反対側の空間に空気が集まるため反作用面１７側より圧力が高くなるが、第一補助吐出口１６は第二補助吐出口１８より開口断面積が大きいことで、作用面１５側の方が反作用面１７側より圧力が高くなることを抑制できるという理由で、ケーシング６内での圧力バランスを適切に保つことができるため、限られた空間内において、スクロールケーシングを備えずにターボファン７直径を大きくしても、効率よくターボファン７を使用することができ、空気清浄機の消費電力や騒音を低減することができる。

また、図１に示すように吸込口２は空気清浄機の本体１の前面に位置しており、これにより、吹出口３、第一補助吐出口１６、第二補助吐出口１８から吹出す気流により、本体１の前面側を負圧とできるため、吸込口２が本体１の前面にあることで本体１の前面側から吸込口２の方向へ誘引される気流が発生し、本体１の前面側の空気を効率よく吸込口２へ吸引することができる。

また、図３に示すように、第一補助吐出口１６及び第二補助吐出口１８に吹出し気流を制御する風向ガイド１９を設けた構成となっており、これにより、風向ガイド１９により第一補助吐出口１６及び第二補助吐出口１８から吹出される空気の吹出し方向を制御できるため、効率よく室内の空気を撹拌する気流を実現することができる。また、作用面１５にある第一補助吐出口１６から吹出す気流は地面方向に向かう性質があるが、風向ガイド１９により気流方向を変えることで地面に気流がぶつかることによる埃の舞い上がりを防止することができる。

また、図３に示すように、ターボファン７と略水平位置に第一補助吐出口１６及び第二補助吐出口１８が配置され、第二補助吐出口１８はターボファン７の軸中心より下方に配置される構成となっており、これにより、一般的にターボファン７と略水平位置においてターボファン７とケーシング６壁面の距離が短くなるため圧力が高まり、圧力勾配による気流の乱れにより損失の原因となるが、上記構成により圧力が高まることを抑制でき、ターボファン７で生じたケーシング６内での気流がケーシング６内で乱れるのを抑制しつつ吹出口３、第一補助吐出口１６及び第二補助吐出口１８から吹出すことができ、消費電力を低減することができる。

（実施の形態２）
以下、本発明の一実施形態を、加湿機能付空気清浄機について添付図面を用いて説明する。

図４に加湿機能付空気清浄機の本体斜視図を、図５、図６にその断面斜視図を示すように、加湿機能付空気清浄機２０は、実施の形態１に記載の空気清浄機に、水を保持する気化フィルタ２１と、前記気化フィルタ２１に水を供給するトレイ２２と、トレイ２２に水を補給するタンク２３を備え、前記タンク２３を風路に配置し、前記タンク２３の周囲および／または前記タンク２３の一部を空気が通過できる構成であり、前記タンク２３は第一補助吐出口１６に隣接して配置され、前記第一補助吐出口１６から吹出される空気が前記タンク２３の周囲および／または前記タンク２３の一部の風路を経由して排出される構成となっている。ここで、気化フィルタ２１としては不織布や立体編物など既知のものを使用することができる。

これにより、効率よくターボファン７を使用することができ、加湿機能付空気清浄機２０の消費電力を低減することができる。また、タンク２３の周囲および／または前記タンク２３の一部に空気が通過できる風路を有するため、タンク２３を加湿機能付空気清浄機２０の風路においても加湿機能付空気清浄機２０の機能が発揮できるため、タンク２３の配置自由度が向上し、加湿機能付空気清浄機２０をコンパクトにすることができる。また、第一補助吐出口１６から吹出される空気は、ターボファン７の回転方向から地面に向かって吹出すが、タンク２３の周囲および／または前記タンク２３の一部に設けられた風路を経由することで吹出し方向を変更することができるため、地面に気流を当てることによる埃やチリの舞い上がりを抑制することができる。ここで、タンク２３の一部を空気が通過できる構成とはタンク２３に空気が通過できるよう穴を設けたものや、タンクと本体１との間の間隙を利用することを示すものである。例えば、図５に示すようなタンク内部風路２４や、図６に示すような間隙風路２５が挙げられる。

また、図６に示すようにターボファン７は、ケーシング６内でタンク２３と反対方向に寄せて配置される。

これにより、ケーシング６内において、タンク２３側はタンク２３が障害となり圧力損失が大きいため、ケーシング６内でタンク２３と反対方向に寄せて配置したことでケーシング６内の圧力バランスが向上し、加湿機能付空気清浄機２０の消費電力を低減することができる。

実施の形態１に示した構成の空気清浄機を用意し、ケーシング寸法Ｗ＝２６５ｍｍ、ターボファン直径Ｄ＝２３０ｍｍ、第一補助吐出口のファン径方向寸法１５０ｍｍ、第二補助吐出口のファン径方向寸法１０５ｍｍ、風量６．８ｍ３／ｍｉｎ、各種フィルタを含めた本体静圧１４０Ｐａの条件でファン効率の測定を実施した。試験結果、第一補助吐出口、第二補助吐出口がない場合と比較し、ファン効率が６％向上することを確認した。

本発明にかかる空気清浄機及び加湿機能付空気清浄機は、限られた空間内において、スクロールケーシングを備えずにターボファン直径を大きくしても、騒音増大と効率の低下を避けることができるので、空気清浄機、加湿機能付空気清浄機、空気調和装置等として有用である。

１ 本体
２ 吸込口
３ 吹出口
４ 集塵フィルタ
５ 脱臭フィルタ
６ ケーシング
７ ターボファン
８ 電動機
９ 主板
１０ 側板
１１ ブレード
１２ オリフィス
１３ 吸入面
１５ 作用面
１６ 第一補助吐出口
１７ 反作用面
１８ 第二補助吐出口
１９ 風向ガイド
２０ 加湿機能付空気清浄機
２１ 気化フィルタ
２２ トレイ
２３ タンク
２４ タンク内部風路
２５ 間隙風路
１０１ 気化フィルタ
１０２ カートリッジ給水タンク
１０３ ターボファン
１０４ 電動機
１０５ 吸い込み板
１０６ ケーシング
１０７ フィルタユニット

Claims (4)

1. 空気の吸込口と吹出口を有する本体と、
   前記吸込口と前記吹出口を連通する風路内に、空気浄化手段と、
   略直方体のケーシング内部に、ターボファンとこれを駆動する電動機を有し、前記電動機の回転軸を中心に回転される前記ターボファンは、電動機に固定される主板と、ターボファン吸入口を有する側板と、前記主板と前記側板間に固定されるブレードで構成され、
   前記ケーシングは、回転軸に垂直方向の面にターボファン吸入口に空気を流入させるためのオリフィスを有する吸入面と、前記吸入面と隣り合う一面に前記吹出口を有し、
   前記吹出口を有する面に平行なケーシング最大幅Ｗと前記ターボファン直径Ｄの関係がＷ＜１．３×Ｄであり、
   前記吹出口は前記本体上方に配置され、前記吹出口側から見て回転方向となる作用面に第一補助吐出口を、前記作用面に対向する反作用面に第二補助吐出口を有し、第一補助吐出口は第二補助吐出口より開口断面積が大きく、
   第二補助吐出口がターボファンの軸中心より下方に配置されることを特徴とする空気清浄機。
2. 請求項１に記載の空気清浄機に、水を保持する気化フィルタと、前記気化フィルタに水を供給するトレイと、トレイに水を補給するタンクを備え、前記タンクを風路に配置し、前記タンクの周囲および／または前記タンクの一部を空気が通過できる構成としたことを特徴とする加湿機能付空気清浄機。
3. タンクが第一補助吐出口に隣接して配置され、前記第一補助吐出口から吹出される空気が前記タンクの周囲および／または前記タンクの一部の風路を経由して排出されることを特徴とする請求項２に記載の加湿機能付空気清浄機。
4. ターボファンを、ケーシング内でタンクと反対方向に寄せて配置したことを特徴とする請求項３に記載の加湿機能付空気清浄機。
   

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