JP5928229B2

JP5928229B2 - 脱臭機

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Publication number: JP5928229B2
Application number: JP2012170527A
Authority: JP
Inventors: 喜内　一彰; 一彰喜内; 克弘大野; 陽平中村
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2032-07-31
Also published as: JP2014028078A

Description

本発明は、加熱再生型の触媒フィルタを用いて空気を脱臭する脱臭機に関する。

従来、室内などの閉塞空間内の空気を脱臭フィルタに通して脱臭し浄化を行う脱臭機が用いられている。特に、近年では、この脱臭フィルタに加熱再生型の触媒フィルタが用いられ、触媒フィルタをヒータで加熱することにより、吸着した臭気成分を分解して臭気吸着機能を再生できるようにしたものがある。また、使用される触媒フィルタの面積に比べて小型ヒータを用いる場合は、ヒータと接する触媒フィルタを回転させることで触媒フィルタ全体を加熱するフィルタ回転機構を備えた脱臭機が用いられている。

この種の脱臭機能を備えた装置には、空気中の臭気成分や有害成分を吸着し、加熱されることにより臭気成分や有害成分を離脱させて吸着能力を再生させる吸着ロータを回転駆動させ、吸着ロータの回転に伴って周方向の各部分を発熱体により順次加熱する空気脱臭装置があった。この空気脱臭装置の吸着ロータは、傾斜させて、その下面側に電気ヒータを、また上面側に触媒をそれぞれ配置し、電気ヒータ周りに自然に発生する上昇気流によって、吸着ロータから離脱した臭気成分や有害成分を触媒へ運ぶように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の空気清浄装置には、光触媒および脱臭剤を担持してなるハニカム状の脱臭ロータを回転させ、その脱臭ロータに脱臭されるべき空気を通す送風手段、および、その脱臭ロータに光を照射する光再生部を備え、その光再生部にさらに加熱装置を備えたものがあった（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−２９９８８２号公報特開２００２−３０６５７９号公報

しかしながら、上記特許文献１および２に示す装置にあっては、いずれも触媒フィルタを加熱して臭気成分を分解して再生を行うヒータが触媒フィルタに比べて小さいことから、ヒータに対して触媒フィルタを回転させる回転機構を具備する必要があった。このため、従来の加熱再生型の触媒フィルタを用いた脱臭機は、回転機構の採用により部品点数が多くなり、構造が複雑化することから製造コストがかかる上、故障の発生頻度が高くなるという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、触媒フィルタを回転させる回転機構を搭載することなく、小型のヒータで大きな触媒フィルタ全体を効率良く加熱することが可能な、安価で故障の少ない脱臭機を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の脱臭機は、臭気成分を吸着分解する触媒フィルタと、前記触媒フィルタを加熱して臭気成分の分解を促進する加熱部とを備えた脱臭機であって、前記加熱部は、リード線から供給される電力により発熱する直方体状のヒータと、前記ヒータが当接する被当接部を備えると共に、前記触媒フィルタに面対向して同ヒータから前記被当接部を介して伝達された熱を放熱する放熱板と、前記ヒータを前記被当接部に当接した状態で保持するヒータ保持部とを備え、前記ヒータ保持部は、前記ヒータの面のうち、前記放熱板と当接する当接面と、前記当接面と略直交するヒータ側面のうちリード線が引き出されるリード線引出面及び前記リード線引出面と対向する面を除くヒータ側面と、前記当接面と対向する面とを少なくとも覆う覆い部と、前記ヒータ側面及び前記当接面と対向する面から放出される熱を前記覆い部を介して前記放熱板に伝熱する伝熱部とを備え、前記触媒フィルタは、金属性の基材表面に触媒層が形成され、前記放熱板は、前記ヒータが収容される凹み部を備えると共に、前記覆い部の一部を前記触媒フィルタに当接させることにより、前記ヒータの熱を前記覆い部から前記触媒フィルタに伝熱させることを特徴とする。

また、このように構成された脱臭機にあって、前記ヒータは、ＰＴＣヒータであることを特徴とする。

また、このように構成された脱臭機にあって、前記覆い部は、前記リード線引出面と対向する面をさらに覆うことを特徴とする。

また、このように構成された脱臭機にあって、前記覆い部は、前記リード線引出面をさらに覆うことを特徴とする。

本発明の脱臭機によれば、触媒フィルタを加熱する加熱部が放熱板と、ヒータと、ヒータ保持部とを備え、ヒータ保持部は、ヒータ側面のうち放熱板と当接する当接面と、リード線が引き出されるリード線引出面とを除くヒータ側面を覆う覆い部と、ヒータ側面から放出される熱を覆い部を介して放熱板に伝熱する伝熱部とを備えている。これにより、ヒータからの熱を放熱板に有効に伝えられることから、触媒フィルタを回転させる回転機構を搭載する必要がなく、小型のヒータでも触媒フィルタ全体を効率良く加熱することが可能となり、安価で故障を少なくすることができる。

また、触媒フィルタは、金属性の基材表面に触媒を塗布して構成され、放熱板は、ヒータが収容される凹み部を備え、覆い部の一部を触媒フィルタに当接させることで、ヒータの熱をさらに触媒フィルタに伝熱させるようにする。これにより、ヒータからの熱をさらに放熱板に有効に伝えられることから、小型のヒータでも触媒フィルタ全体をより効率良く加熱することができる。

さらに、ヒータにＰＴＣヒータを用いたことにより、周囲温度を自己判断して温度制御を行うことができるため、サーミスタなどの温度検出手段が不要となり、より安価にできる。

また、覆い部は、リード線引出面の反対側の側面をさらに覆うことで、ヒータからの熱を放熱板、あるいは触媒フィルタに有効に伝えられることから、小型のヒータでも触媒フィルタ全体を効率良く加熱することができる。

また、覆い部は、リード線引出面をさらに覆うことで、ヒータからの熱を放熱板、あるいは触媒フィルタに一層有効に伝えられることから、小型のヒータでも触媒フィルタ全体を効率良く加熱することができる。

図１は、本発明の一実施形態を示す脱臭機を正面斜め上方から見た斜視図である。図２は、図１に示す脱臭機の中央部から縦断したＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図３は、図２に示す脱臭機の触媒フィルタを含む脱臭ユニットの分解斜視図である。図４は、図３に示す脱臭ユニットの触媒フィルタを加熱する加熱部の分解斜視図である。図５は、図２に示す脱臭機内のプレフィルタから加湿ユニットまでの各部の分解斜視図である。図６は、図２に示す脱臭機の脱臭ユニットの要部拡大断面図である。

以下、本発明にかかる脱臭機の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。本実施形態では、加湿機能付脱臭機を例にあげて説明しているが、加湿機能は必ずしも必要ではなく、脱臭機能を有するものであれば実施可能である。

まず、図１から図６は本発明にかかる脱臭機１の一実施形態を示している。図１は、本発明の一実施形態を示す脱臭機を正面斜め上方から見た斜視図である。この脱臭機１は、図１に示すように、合成樹脂パネルで成形された直方体状の筺体を有し、この筺体の前面パネル１７に設けられた空気吸込口１１から導入した空気を、上面に設けられた空気吹出口１２から放出する間に、空気の脱臭処理と加湿処理とが行われるようになっている。空気吹出口１２の上方には、回動可能なルーバ１３が配置され、ルーバ１３の開閉角度を変えることで空気の吹き出し方向を適宜調節することができる。図１および図２に示すルーバ１３は、閉じた位置にあるが、この状態でも空気吹出口１２が開口しているため、上方へは空気を吹き出すことができる。吹き出し方向に角度を付けたい場合は、ルーバ１３を所望の角度まで引き上げることにより、ルーバ１３の下面に沿って空気を吹き出すことができる。

また、脱臭機１の筺体の上面部には、空気吹出口１２の側方に位置して脱臭機１を操作する操作パネル１９が設けられている。さらに、脱臭機１の筺体の側面側は、前面パネル１７と辺で接する側面パネル１８で覆われている。

図２は、図１に示す脱臭機の中央部から縦断したＸ−Ｘ線に沿った断面図である。脱臭機１の筺体の内部は、図２に示すように、空気吸込口１１から導入した空気を空気吹出口１２まで案内する送風路１０が形成され、この送風路１０の途中には、送風路１０内の空気を空気吸込口１１から空気吹出口１２に向かって流通させるための送風機５０が設けられている。送風機５０は、ファンモータ５０ａとシロッコファン５０ｂとで構成されている。もちろん、この送風機５０には、シロッコファン５０ｂを用いることが好ましいが、これに限定されず、空気を流通させる機能を有するものであればよい。例えば、ラジアルファンや軸流ファン、もしくはそれ以外のファンを用いてもよい。

また、空気吸込口１１と送風機５０との間の送風路１０には、プレフィルタ２０、集塵フィルタ２１、脱臭ユニット３０、ユニットガイド３９、および加湿ユニット４０などが配置されている。さらに、送風機５０と空気吹出口１２との間の送風路１０には、オゾンを発生させて空気の殺菌と脱臭を行うオゾナイザ６０が配置されている。

本実施形態における脱臭機１の特徴的な構成は、図２に示す脱臭ユニット３０の構成にある。この脱臭ユニット３０の構成については、後述する図３〜図６を用いて詳細に説明するが、触媒フィルタ３３とそれを加熱する加熱部３５に対し、風上側と風下側から挟んで断熱を行う通気性を備えた板状断熱材３２，３６が配置されると共に、外周面を環状に囲って断熱行う環状断熱材３４が配置されている。

図３は、図２に示す脱臭機の触媒フィルタを含む脱臭ユニットの分解斜視図であり、図２に示す脱臭ユニット３０は、図３に示すように、各部の組み合わせによって構成されている。脱臭ユニット３０は、図３に示すように、臭気成分を吸着して分解する触媒フィルタ３３と、この触媒フィルタ３３を加熱して吸着した臭気成分の分解を促進する加熱部３５と、これら触媒フィルタ３３および加熱部３５を挟むように両側に配置された通気性を有する一対の板状断熱材３２，３６と、これら触媒フィルタ３３と加熱部３５と板状断熱材３２，３６の外周を囲って配置される環状断熱材３４と、板状断熱材３２，３６および環状断熱材３４の通風方向両側を覆って配置される一対の遮熱板３１とにより構成されている。この遮熱板３１は、多数の透孔によって通気性が確保された金属製のパンチングプレートで形成されている。

触媒フィルタ３３は、心材部分に蜂の巣（ハニカム）構造を取り入れて板状に形成した通気性を有するハニカムコアボードであり、ここではアルミ合金で構成され、その表面に、酸化マンガンなどの金属酸化物やプラチナなどの貴金属の触媒を所定の厚さに形成（触媒層）されている。なお、吸着材としては、活性炭や各種セラミックス粉末などをさらに添加することが好ましい。さらには、抗菌剤や防かび剤などが添加されることも好ましい。そして、触媒フィルタ３３は、基本的に吸着した臭気成分の分解を加熱により促進できる構造（加熱再生型）であればよく、その他の加熱再生構造を有する触媒フィルタであってもよい。

このように、脱臭ユニット３０は、触媒フィルタ３３と加熱部３５との周囲を板状遮熱材３２，３６と環状断熱材３４とで覆われ、さらにその外側を多数の透孔によって通気性が確保された遮熱板３１で覆われているため、加熱部３５による加熱時の熱が他の部材に影響を与えることを極力防止することができると共に、触媒フィルタ３３全体を効率良く加熱することが可能となり、加熱再生時間を短縮することができる。

図４は、図３に示す脱臭ユニットの触媒フィルタを加熱する加熱部の分解斜視図である。脱臭ユニット３０の加熱部３５は、図４に示すように、放熱板３５１と、ヒータとしてのＰＴＣヒータ３５２と、ヒータ保持部３５３とを備えている。放熱板３５１は、遮熱板３１と同様に多数の透孔によって通気性が確保された金属製のパンチングプレートで形成されている。この放熱板３５１は、触媒フィルタ３３を加熱して触媒フィルタ３３が吸着した臭気成分の分解を促進する際に、ＰＴＣヒータ３５２からの熱が全体に伝わり易いように、ここでは鋼板を用いているが、これ以外にも熱伝導率の高い銅やアルミなどの金属で構成しても良い。放熱板３５１の中央部には、ＰＴＣヒータ３５２が収容される凹み部３５１ａが設けられ、この凹み部３５１ａを被当接部としてＰＴＣヒータ３５２の一側面（当接面３５２ａ）を当接させて固定する。このＰＴＣヒータ３５２の固定には、ヒータ保持部３５３が用いられる。ヒータ保持部３５３は、図４に示すように、ＰＴＣヒータ３５２からリード線３５２ｃを引き出すリード線引出面３５２ｂおよびその反対側の側面である反対面３５２ｄを除くＰＴＣヒータ３５２の側面を覆う覆い部３５３ａと、ＰＴＣヒータ３５２の側面から放出される熱を覆い部３５３ａを介して放熱板３５１に伝熱させる伝熱部３５３ｂとを備えている。ヒータ保持部３５３で保持されたＰＴＣヒータ３５２は、伝熱部３５３ｂに設けたビス穴３５３ｂ１を使って放熱板３５１の凹み部３５１ａに当接された状態で図示しないビスによりビス止め固定される。ＰＴＣヒータ３５２のリード線３５２ｃは、図４および図６に示すように、放熱板３５１の凹み部３５１ａの上部に設けられたリード線引出孔３５１ｂから引き出されて、図示しない本体制御部と接続されている。

このように、本実施形態にかかる脱臭機１の加熱部３５は、小型のＰＴＣヒータ３５２を用いて触媒フィルタ３３全体を加熱するため、放熱板３５１の中央部に凹み部３５１ａを設けてＰＴＣヒータ３５２を直接当接させ、ＰＴＣヒータ３５２の当接面３５２ａから放熱板３５１に対して中央部から周囲に向かって熱を伝える。また、ＰＴＣヒータ３５２のリード線引出面３５２ｂとその反対側の側面である反対面３５２ｄを除くＰＴＣヒータ３５２の側面を覆うヒータ保持部３５３の覆い部３５３ａは、ＰＴＣヒータ３５２の当接面３５２ａ以外の側面からの熱を伝熱部３５３ｂを介して放熱板３５１に伝えるため、より効率的にＰＴＣヒータ３５２の熱を放熱板３５１に伝えることができる。さらに、ヒータ保持部３５３の覆い部３５３ａと直接接する触媒フィルタ３３は、放熱板３５１からの熱に加えて、この覆い部３５３ａからの熱によって加熱することができるため、触媒フィルタ全体を一層効率良く加熱することができる。

本実施形態で用いられるＰＴＣヒータ（Positive Temperature Coefficient:正温度係数）３５２は、温度が上がるにつれて電気抵抗値が上がる特性を利用して自己の温度を制御する素子である。このため、ＰＴＣヒータ３５２は、これまでヒータ温度を検出していたサーミスタが不要になることから、コストを低減することができる。

図５は、図２に示す脱臭機内のプレフィルタから加湿ユニットまでの各部の分解斜視図である。上記のように構成された脱臭ユニット３０は、図５に示すように、集塵フィルタ２１とユニットガイド３９との間に配置され、脱臭機本体に組み込まれる。このため、脱臭機の前面パネル１７の上下左右にそれぞれ設けられた空気吸込口１１から流入した空気は（図２の矢印Ａ参照）、プレフィルタ２０を通って集塵フィルタ２１で塵埃が除かれ（図２の矢印Ｂ参照）、脱臭ユニット３０の触媒フィルタでアンモニアやメチルメルカプタン等の臭気成分や例えばホルムアルデヒド等の有害成分が取り除かれる脱臭処理が行われた後、ユニットガイド３９を通って加湿ユニット４０へ送られる。加湿ユニット４０では、湿潤した加湿フィルタの中を空気が通過する間に水が気化することで、空気の加湿処理が行われる。

臭気成分や有害成分が取り除かれ加湿された空気は、図２に示すように、送風機５０のシロッコファン５０ｂにより上方の送風路１０に送られる（矢印Ｃ参照）。送風路１０の途中に設けられたオゾナイザ６０は、脱臭処理と加湿処理が行われた後の空気にオゾンを発生させる機能を有し、空気の除菌消臭処理を行うことができる。このように、脱臭処理、加湿処理、およびオゾン生成処理された空気は、空気吹出口１２から室内に放出される。

図６は、図２に示す脱臭機の脱臭ユニットの要部拡大断面図である。本実施形態における加湿機能付脱臭機は、上記したような順序で空気の脱臭処理と加湿処理が行われるが、触媒フィルタ３３が吸着した臭気成分を加熱部３５により定期的に分解処理を行って、触媒フィルタ３３を加熱再生することができる。本実施形態における加熱部３５は、図６に示すように、放熱板３５１の凹み部３５１ａの深さｄ_１がＰＴＣヒータ３５２とヒータ保持部３５３を加えた高さｎ_１よりも所定量小さく形成されている。これにより、触媒フィルタ３３を放熱板３５１に配置した際に、ＰＴＣヒータ３５２と接して保持するヒータ保持部３５３の一側（覆い部３５３ａ）が触媒フィルタ３３に直接接触されると共に、他側の当接面３５２ａが放熱板３５１の凹み部３５１ａの底面、つまり、放熱板３５１に直接接触されるように構成されている。そして、放熱板３５１と触媒フィルタ３３との間には、凹み部３５１ａの深さｄ_１とＰＴＣヒータ３５２とヒータ保持部３５３を加えた高さｎ_１との差分に相当する空隙部δが設けられている。

このように、放熱板３５１と触媒フィルタ３３との間に空隙部δ設けられることにより、触媒フィルタ３３の通気性がより高められるようになっている。つまり、放熱板３５１がパンチングプレートで形成されているとはいえ、このパンチングプレートの多孔間には閉塞面が存在し、上記空隙部δが設けられていない場合は、その閉塞面が触媒フィルタ３３に直接接すると触媒フィルタの通気性が低下することになる。

また、このように、ＰＴＣヒータ３５２の一側（実際に接触するのはヒータ保持部３５３の覆い部３５３ａ）が触媒フィルタ３３に直接接触され、かつ、ＰＴＣヒータ３５２の他側（当接面３５２ａ）が放熱板３５１の被当接部（凹み部３５１ａの底面）に直接接触されることにより、触媒フィルタ３３には、ＰＴＣヒータ３５２からヒータ保持部３５３を介して直接に伝熱されると共に、放熱板３５１からも空隙部δを介して間接に伝熱（輻射熱）されるようになっている。

以上述べたように、本実施形態の脱臭機によれば、ＰＴＣヒータ３５２などの小型のヒータを用いて加熱再生型の触媒フィルタを加熱する場合であっても、ヒータ保持部３５３を介して直接接触、あるいは、放熱板３５１を介して間接的に触媒フィルタ３３全体を効率良く加熱することができる。このため、従来のような触媒フィルタを回転させる回転機構などを搭載する必要がなく、ＰＴＣヒータのような小型のヒータであっても大きな触媒フィルタ全体を効率良く加熱することが可能となり、安価で故障の少ない脱臭機を提供することができる。

なお、本実施形態にかかる脱臭ユニット３５のヒータ保持部３５３は、図４および図６に示すように、ＰＴＣヒータ３５２からリード線３５２ｃを引き出すリード線引出面３５２ｂを覆うリード線引出面覆い３５３ｄと、その反対側の側面である反対面３５２ｄを覆う反対面覆い３５３ｃの少なくとも一方を覆うように構成しても良い。これにより、ＰＴＣヒータ３５２から発せられる熱を無駄にすることなく、触媒フィルタ３３あるいは放熱板３５１に伝熱することが可能となるため、触媒フィルタ全体をより一層効率良く加熱することができる。また、リード線引出面覆い３５３ｄは、反対面３５２ｄと対向するように配置されているので、リード線３５２ｃが引っ張られた際に、ＰＴＣヒータ３５２が飛び出すのを防止する機能も持たせることができる。

なお、本発明の脱臭機は上述した一実施形態を例にとって説明したが、これらの実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能である。たとえば、加湿機能付脱臭機から加湿ユニットを削除したり、あるいは、本実施形態で採用したオゾナイザ６０以外にもマイナスイオンを発生させるイオナイザを設けた脱臭機としても、本発明を適用することができる。

１脱臭機
１０送風路
１１空気吸込口
１２空気吹出口
１３ルーバ
１７前面パネル
１８側面パネル
１９操作パネル
２０プレフィルタ
２１集塵フィルタ
３０脱臭ユニット
３１遮熱板
３２板状断熱材
３３触媒フィルタ
３４環状断熱材
３５加熱部
３５１放熱板
３５１ａ凹み部（被当接部）
３５１ｂリード線引出孔
３５２ＰＴＣヒータ
３５２ａ当接面
３５２ｂリード線引出面
３５２ｃリード線
３５２ｄ反対面
３５３ヒータ保持部
３５３ａ覆い部
３５３ｂ伝熱部
３５３ｃ反対面覆い
３５３ｄリード線引出面覆い
３６板状断熱材
３９ユニットガイド
４０加湿ユニット
５０送風機
５０ａ送風ファン
５０ｂシロッコファン
６０オゾナイザ

Claims

臭気成分を吸着分解する触媒フィルタと、前記触媒フィルタを加熱して臭気成分の分解を促進する加熱部とを備えた脱臭機であって、
前記加熱部は、リード線から供給される電力により発熱する直方体状のヒータと、前記ヒータが当接する被当接部を備えると共に、前記触媒フィルタに面対向して同ヒータから前記被当接部を介して伝達された熱を放熱する放熱板と、前記ヒータを前記被当接部に当接した状態で保持するヒータ保持部とを備え、
前記ヒータ保持部は、前記ヒータの面のうち、前記放熱板と当接する当接面と、前記当接面と略直交するヒータ側面のうちリード線が引き出されるリード線引出面及び前記リード線引出面と対向する面を除くヒータ側面と、前記当接面と対向する面とを少なくとも覆う覆い部と、前記ヒータ側面及び前記当接面と対向する面から放出される熱を前記覆い部を介して前記放熱板に伝熱する伝熱部とを備え、
前記触媒フィルタは、金属性の基材表面に触媒層が形成され、
前記放熱板は、前記ヒータが収容される凹み部を備えると共に、前記覆い部の一部を前記触媒フィルタに当接させることにより、前記ヒータの熱を前記覆い部から前記触媒フィルタに伝熱させる
ことを特徴とする脱臭機。
前記ヒータは、ＰＴＣヒータであることを特徴とする請求項１に記載の脱臭機。
前記覆い部は、前記リード線引出面と対向する面をさらに覆うことを特徴とする請求項１または２に記載の脱臭機。
前記覆い部は、前記リード線引出面をさらに覆うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の脱臭機。