JP6577677B2 - 空気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダクトと連通されて、汚染空気内の異物を捕集した後、浄化された空気を排出する空気浄化装置に関する。

一般的に、家庭または店舗には、室内の汚染空気を強制に吸い込んで、室外に排出するための空調システムが基本的に備えられている。具体的には、調理台の上部に装着されたフードや、天井または壁面に装着された吸入ファンを通じて室内の汚染空気を吸い込み、該吸い込まれた汚染空気をダクトを通じて室外に排出させる。

一方、ダクトの内部には、プレフィルター、炭素フィルター、ＨＥＰＡフィルターなど多重の板状フィルターが順次に配された空気浄化装置が設けられて、吸い込まれた汚染空気中に含まれた異物を除去するように構成されている。

しかし、前述した各種フィルターの構成を見れば、既存のダクト内部に設けられたフィルター型空気浄化装置は、汚染空気中に含まれたホコリなどを濾過させることに集中されている傾向が大きい。したがって、このようなフィルター型空気浄化装置によれば、汚染空気中に含まれた煤煙、臭い、バクテリアなどの浄化はなされないと見られる。そして、フィルター型空気浄化装置は、定期的にフィルターを掃除及び交換しなければならないので、保持管理コストが多く入り、掃除状態が不良である場合、空気浄化効率が急激に落ちるなどの問題点がある。

本発明の課題は、煤煙などの異物を含んだ汚染空気を浄化できるだけではなく、空気浄化効率を高めうる空気浄化装置を提供するところにある。

前記課題を果たすための本発明による空気浄化装置は、ハウジングと、第１、２開閉部材と、第１フィルター部と、循環管と、第３開閉部材と、第１ヒーターと、送風機と、を含む。ハウジングは、内部空間を有し、一部に室内から汚染空気を流入する流入口が形成され、他部に浄化された空気を室外に排出する排出口が形成される。第１開閉部材は、流入口を開閉する。第２開閉部材は、排出口を開閉する。第１フィルター部は、ハウジング内で汚染空気から異物を捕集して分離し、外側周り部位がハウジングの内側周り部位と気密を保持した状態で両端部が流入口と排出口とをそれぞれ向かうように配される。循環管は、第１端部が流入口側に配されてハウジングと連通され、第２端部が排出口側に配されてハウジングと連通される。第３開閉部材は、循環管を開閉する。第１ヒーターは、循環管内の空気を加熱するように循環管内に設けられる。送風機は、循環管内の空気をハウジング内に送出するように循環管内に設けられる。

本発明によれば、循環管内で汚染空気を加熱し、該加熱された空気を第１フィルター部を経て循環させる方式で浄化処理するので、汚染空気中に含まれたホコリだけではなく、煤煙などの異物を除去し、汚染空気中の臭いも除去することができる。同時に、第１フィルター部の全体領域に加熱空気が循環供給されることによって、第１フィルター部に捕集された異物を均一に除去することができるので、空気浄化効率を高め、第１フィルター部を頻繁に交換する煩わしさを減らしうる。

また、本発明によれば、異物の燃焼温度を低める触媒がコーティングされた第２フィルター部を循環管内に配置する場合、不完全燃焼された煙などを燃消させて除去することができる。

本発明の一実施形態による空気浄化装置が第１、２ダクトに採用された例を示す構成図である。 本発明の一実施形態による空気浄化装置についての斜視図である。 図２についての断面図である。 図３において、循環管内で汚染空気を加熱し、該加熱された空気を第１フィルター部を経て循環させる過程を説明する図面である。 図２において、第２フィルター部がさらに備えられた例を示す断面図である。 図２において、一例による第２ヒーターがさらに備えられた状態を示す断面図である。 図２において、他の例による第２ヒーターがさらに備えられた状態を示す断面図である。

本発明について添付図面を参照して詳しく説明すれば、次の通りである。ここで、同一構成に対しては同一符号を使用し、反復される説明、本発明の要旨を不明にする恐れがある公知機能及び構成についての詳細な説明は省略する。本発明の実施形態は、当業者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での要素の形状及び大きさなどは、より明確な説明のために誇張されうる。

図１は、本発明の一実施形態による空気浄化装置が第１、２ダクトに採用された例を示す構成図である。図２は、本発明の一実施形態による空気浄化装置についての斜視図である。図３は、図２についての断面図である。図４は、図３において、循環管内で汚染空気を加熱し、該加熱された空気を第１フィルター部を経て循環させる過程を説明する図面である。

まず、図１に示したように、本発明の一実施形態による空気浄化装置１００は、第１ダクト１０と第２ダクト２０との間に設けられることもある。一般的に、家庭または店舗の調理台の上部に装着されたフード３０や、天井または壁面に装着された換気機を通じて室内の汚染空気を吸い込んで排出する。この際、吸入力は、第２ダクト２０に設けられた吸入ファン４０によって提供され、第１、２ダクト１０、２０を通じて移動通路が確保されて、吸い込まれた室内空気が室外に排出される。

本発明の一実施形態による空気浄化装置１００は、室内から第１ダクト１０を通じて流入される汚染空気から異物を除去した後、浄化された空気を第２ダクト２０を通じて室外に排出することができる。もちろん、空気浄化装置１００は、第１、２ダクト１０、２０のような空気移送通路上に設けられて使われず、単独で設けられて使われることもある。
図２ないし図４に示したように、本発明の一実施形態による空気浄化装置１００は、ハウジング１１０と、第１、２開閉部材１２０、１３０と、第１フィルター部１４０と、循環管１５０と、第３開閉部材１５３と、第１ヒーター１６０と、送風機１７０と、を含む。
ハウジング１１０は、内部空間を有し、一部に室内から汚染空気を流入する流入口１１１が形成され、他部に浄化された空気を室外に排出する排出口１１２が形成される。ハウジング１１０が、第１ダクト１０と第２ダクト２０との間に設けられる場合、流入口１１１は、第１ダクト１０と連通されて汚染空気を流入することができる。排出口１１２は、第２ダクト２０と連通されて浄化された空気を排出することができる。排出口１１２は、第２ダクト２０と連結されず、直ちに室外に露出されることもある。

ハウジング１１０の中央部位は、円柱状からなる。したがって、ハウジング１１０は、長手方向に沿って一定サイズの中空が延びた構造からなる。ハウジング１１０の両端部は、それぞれ中央部位よりも小さな直径を有し、延びた形状からなって、第１、２ダクト１０、２０と連結されうる。ハウジング１１０は、円状断面ではない角状断面を有する形状からなることもある。

第１開閉部材１２０は、流入口１１１を開閉する。第１開閉部材１２０は、流入口１１１を開放させて、汚染空気をハウジング１１０内に流入させる。汚染空気がハウジング１１０内で循環管１５０を通じて循環しながら浄化処理される間に、第１開閉部材１２０は、流入口１１１を閉鎖させた状態に保持する。第１開閉部材１２０は、流入口１１１の周辺にヒンジ軸によって回転自在に結合され、図示されていない回転アクチュエータによって流入口１１１を開閉するように動作することができる。

第２開閉部材１３０は、排出口１１２を開閉する。汚染空気がハウジング１１０内で循環管１５０を通じて循環しながら浄化処理される間に、第２開閉部材１３０は、排出口１１２を閉鎖した状態に保持する。第２開閉部材１３０は、排出口１１２を開放させて、浄化処理された空気を排出させる。第２開閉部材１３０は、排出口１１２の周辺にヒンジ軸によって回転自在に結合され、図示されていない回転アクチュエータによって排出口１１２を開閉するように動作することができる。

第１フィルター部１４０は、ハウジング１１０内で汚染空気から異物を捕集して分離する。第１フィルター部１４０は、外側周り部位がハウジング１１０の内側周り部位と気密を保持した状態で両端部が流入口１１１と排出口１１２とをそれぞれ向かうように配される。

第１フィルター部１４０は、ハウジング１１０の中央部位形状に相応する形状からなる。ハウジング１１０の中央部位が円柱状である場合、第１フィルター部１４０は、円柱状からなる。第１フィルター部１４０は、ハウジング１１０内に流入された汚染空気が通過される複数の流路１４１を備えることができる。ここで、流路１４１は、第１フィルター部１４０の長手方向に平行に配列される。流路１４１は、隔壁１４２によって区画されうる。

第１フィルター部１４０は、多孔性材質で形成されて汚染空気中に含まれた微粒子を捕集することができる。例えば、第１フィルター部１４０は、多孔性セラミック材質である炭化ケイ素（ＳｉＣ）、コーディエライト（ｃｏｄｉｅｒｉｔｅ）、アルミナ（ａｌｕｍｉｎａ）のうち少なくとも何れか１つの素材を含むセラミックハニカム（ｃｅｒａｍｉｃ ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）で構成することができる。または、第１フィルター部１４０は、前記の同一素材からなるセラミックファイバーで構成されたセラミック不織布フィルターからなる。

循環管１５０は、第１端部１５１が流入口１１１側に配されてハウジング１１０と連通され、第２端部１５２が排出口１１２側に配されてハウジング１１０と連通される。ハウジング１１０内に流入された空気は、ハウジング１１０と循環管１５０とを循環可能にする。

第３開閉部材１５３は、循環管１５０を開閉する。第３開閉部材１５３は、循環管１５０の第２端部１５２を開閉するように配置される。第３開閉部材１５３は、循環管１５０の第２端部１５２の開口の周辺にヒンジ軸によって回転自在に結合され、図示されていない回転アクチュエータによって循環管１５０の第２端部１５２を開閉するように動作することができる。

第１ヒーター１６０は、循環管１５０内の空気を加熱するように循環管１５０内に設けられる。第１ヒーター１６０は、電気熱線を利用したヒーターからなる。第１ヒーター１６０は、循環管１５０内の空気をほぼ５５０℃に加熱するように構成することができる。第１ヒーター１６０によって加熱された空気は、後述される送風機１７０によってハウジング１１０内に送り出され、第１フィルター部１４０を通過しながら第１フィルター部１４０を加熱することができる。したがって、第１フィルター部１４０に捕集された煤煙などの異物が燃焼されて除去され、汚染空気中の臭いも除去される。

送風機１７０は、循環管１５０内の空気をハウジング１１０内に送出するように循環管１５０内に設けられる。送風機１７０は、循環管１５０内で第１ヒーター１６０によって加熱された空気をハウジング１１０内に送出し、ハウジング１１０内の空気を循環管１５０内に吸い込むように作用する。

したがって、第１ヒーター１６０によって加熱された空気は、ハウジング１１０と循環管１５０とを循環することができる。この過程において、第１フィルター部１４０の全体領域に加熱空気が循環供給されることによって、第１フィルター部１４０に捕集された異物を均一に除去し、第１フィルター部１４０を再生処理し、それにより、第１フィルター部１４０を頻繁に交換する煩わしさを減らしうる。送風機１７０は、循環管１５０の第１端部１５１と第１ヒーター１６０との間に配されたと例示されているが、循環管１５０の第２端部１５２と第１ヒーター１６０との間に配置されることもある。

送風機１７０は、循環管１５０の第１端部１５１から循環管１５０内に空気を吸い込んで、循環管１５０の第２端部１５２を通じてハウジング１１０内に送出することができる。第１開閉部材１２０が流入口１１１を閉鎖した状態で、室内側の圧力がハウジング１１０内の流入口１１１側の圧力よりも低いことがあるが、ハウジング１１０内に流入された空気が循環管１５０の第１端部１５１を通じて循環管１５０内に吸い込まれれば、ハウジング１１０内の流入口１１１側の圧力を低めうる。

したがって、室内側の圧力とハウジング１１０内の流入口１１１側の圧力との差を減らすことによって、ハウジング１１０内の空気が室内への漏れを防止することができる。一方、汚染空気を循環管１５０を通じて循環させて浄化処理する間に、送風機１７０は、たまに循環管１５０の第２端部１５２から空気を吸い込んで、循環管１５０の第１端部１５１を通じて送出するように作動することによって、空気循環方向を逆にすることができる。

前述した構成の空気浄化装置１００の作用例を説明すれば、次の通りである。

まず、室内に汚染空気が比較的多く発生する昼時間帯には、図３に示したように、ハウジング１１０の流入口１１１が第１開閉部材１２０によって開放され、ハウジング１１０の排出口１１２が第２開閉部材１３０によって開放され、循環管１５０が第３開閉部材１５３によって閉鎖された状態で、室内の汚染空気は、図１に示された吸入ファン４０によって流入口１１１を通じてハウジング１１０内に流入される。ハウジング１１０内に流入された汚染空気は、第１フィルター部１４０を経て濾過された後、排出口１１２を通じて排出される。

一方、室内に汚染空気が比較的少なく発生する夜時間帯には、図４に示したように、ハウジング１１０の流入口１１１が第１開閉部材１２０によって閉鎖され、ハウジング１１０の排出口１１２が第２開閉部材１３０によって閉鎖され、循環管１５０が第３開閉部材１５３によって開放される。この状態で、ハウジング１１０内の空気は、送風機１７０によって循環管１５０の第１端部１５１を通じて循環管１５０内に吸い込まれた後、循環管１５０の第２端部１５２を通じてハウジング１１０内に送り出される。この際、循環管１５０内に吸い込まれた空気は、第１ヒーター１６０によって加熱されてハウジング１１０内に送り出される。ハウジング１１０内に送り出された空気は、第１フィルター部１４０を通過しながら第１フィルター部１４０を高温に加熱する。この際、昼時間帯の間に、第１フィルター部１４０に捕集された煤煙などの異物が燃焼されながら除去され、汚染空気中の臭いも除去される。また、ハウジング１１０内の空気も、再び浄化処理されうる。
第１フィルター部１４０を通過した空気は、前述した移動経路に沿って循環しながら第１フィルター部１４０を加熱して、第１フィルター部１４０の異物を燃消させ、浄化処理されうる。ハウジング１１０内の空気に対する浄化処理が完了すれば、排出口１１２が第２開閉部材１３０によって開放されて、浄化された空気が室外に排出される。

このような空気浄化装置１００によれば、循環管１５０内で汚染空気を加熱し、該加熱された空気を第１フィルター部１４０を経て循環させる方式で浄化処理するので、汚染空気中に含まれたホコリだけではなく、煤煙などの異物を除去し、汚染空気中の臭いも除去することができる。また、第１フィルター部１４０の全体領域に加熱空気が循環供給されることによって、第１フィルター部１４０に捕集された異物を均一に除去することができるので、空気浄化効率を高め、第１フィルター部１４０を頻繁に交換する煩わしさを減らしうる。

図５に示したように、循環管１５０内には、第２フィルター部１８０がさらに備えられうる。第２フィルター部１８０は、循環管１５０内で汚染空気から異物を捕集して分離する。第２フィルター部１８０は、第１フィルター部１４０と同様にセラミックハニカムで構成することができる。第２フィルター部１８０は、循環管１５０の第２端部１５２と第１ヒーター１６０との間に配されたと例示されているが、これに限定されるものではない。
第２フィルター部１８０には、捕集された異物の燃焼温度を低めるための触媒がコーティングされうる。ここで、触媒は、第２フィルター部１８０に捕集された異物をほぼ２２０℃で燃消させるように作用する。触媒は、酸化触媒などからなる。酸化触媒は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）のような金属酸化物からなる。第２フィルター部１８０に前述した触媒がコーティングされるので、不完全燃焼された煙などが第２フィルター部１８０で捕集されても、捕集された煙を燃消させて除去することができる。第１フィルター部１４０にも、前述した触媒がコーティングされてもよい。

図６に示したように、ハウジング１１０内には、第２ヒーター１９０がさらに備えられうる。第２ヒーター１９０は、第１フィルター部１４０の両端部をそれぞれ加熱するようにハウジング内に設けられる。第２ヒーター１９０は、第１フィルター部１４０の両端部にそれぞれ隣接して配置される。第２ヒーター１９０のうち何れか１つは、省略されることも可能である。第２ヒーター１９０は、電気熱線を利用したヒーターからなるか、マイクロウェーブを利用したヒーターなどからなる。

図７に示したように、他の例として、第２ヒーター１９０′は、面状発熱方式からなる。第２ヒーター１９０′は、第１フィルター部１４０の外周り部位を加熱するように第１フィルター部１４０の外周り部位とハウジング１１０の内側周り部位との間に設けられる。第１フィルター部１４０が円柱状からなる場合、第２ヒーター１９０′は、第１フィルター部１４０の曲率と同じ曲率で曲線状に形成されうる。したがって、第２ヒーター１９０′は、第１フィルター部１４０と面接触されて第１フィルター部１４０を均一に加熱することができる。第２ヒーター１９０′は、複数個に分割されて円周方向に沿って配列されてもよい。一方、図６に示された例のような第２ヒーター１９０が、第１フィルター部１４０の少なくとも一端部を加熱するようにハウジング１１０内に追加設けられることも可能である。

本発明は、添付図面に示された一実施形態を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の保護範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ決定されるべきである。

本発明は、空気浄化装置関連の技術分野に適用可能である。

Claims (4)

1. 内部空間を有し、一部に室内から汚染空気を流入する流入口が形成され、他部に浄化された空気を室外に排出する排出口が形成されたハウジングと、
   前記流入口を開閉する第１開閉部材と、
   前記排出口を開閉する第２開閉部材と、
   前記ハウジング内で汚染空気から異物を捕集して分離し、外側周り部位が、前記ハウジングの内側周り部位と気密を保持した状態で両端部が前記流入口と前記排出口とをそれぞれ向かうように配される第１フィルター部と、
   第１端部が、前記流入口側に配されて、前記ハウジングと連通され、第２端部が、前記排出口側に配されて、前記ハウジングと連通される循環管と、
   前記循環管を開閉する第３開閉部材と、
   前記循環管内の空気を加熱するように、前記循環管内に設けられる第１ヒーターと、
   前記循環管内の空気を、前記ハウジング内に送出するように、前記循環管内に設けられる送風機と、
   前記循環管内で汚染空気から異物を捕集して分離する第２フィルター部と、を含み、
   前記第２フィルター部には、捕集された異物の燃焼温度を低めるための触媒がコーティングされたことを特徴とする空気浄化装置。
2. 前記送風機は、
   前記循環管の第１端部から前記循環管内に空気を吸い込んで、前記循環管の第２端部を通じて前記ハウジング内に送出することを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
3. 前記第１フィルター部の両端部のうち少なくとも一端部を加熱するように、前記ハウジング内に設けられる第２ヒーターをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
4. 前記第１フィルター部の外周り部位を加熱するように、前記第１フィルター部の外周り部位と前記ハウジングの内側周り部位との間に設けられる面状発熱方式の第２ヒーターをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。

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