JP6827168B2

JP6827168B2 - 脱臭装置

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Publication number: JP6827168B2
Application number: JP2016182493A
Authority: JP
Inventors: 柴田　洋; 洋柴田; 大輔小河; 中曽根　孝昭; 孝昭中曽根
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2016-09-20
Publication date: 2021-02-10
Anticipated expiration: 2036-09-20
Also published as: JP2018046888A

Description

本発明は、室内の上部や壁面に設置され、室内空気を浄化する脱臭装置に関するものである。

従来の脱臭装置は、ケーシング内に室内ファンと空気清浄ユニットを有し、化粧パネルに形成された吸込口から室内ファンの作用により吸い込まれた被処理空気を空気清浄ユニットで浄化した後、化粧パネルに形成された吹出口から室内に再び吹き出すものであった。（例えば下記特許文献１）。

従来の脱臭装置の構成を図１３に示す。

図１３に示す脱臭装置１０１は、ケーシング本体１０２と化粧パネル１０３とを有するケーシング１０４を備えている。ケーシング１０４内には、室内ファン１０５、空気清浄ユニット１０６などが設けられている。

ケーシング本体１０２は下側が開放された略直方体の箱状に形成されている。

化粧パネル１０３は、矩形の板状に形成されており、ケーシング本体１０２の下側を覆うように取り付けられる。

化粧パネル１０３には、１つの吸込口１０７と４つ吹出口１０８が形成されている。

吸込口１０７は矩形状に形成され、化粧パネル１０３の中央部に形成されている。

吸込口１０７にはスリット状に形成された吸込グリル１０９が嵌め込まれている。

吹出口１０８は、化粧パネル１０３の各辺に沿うように形成されている。

室内ファン１０５はケーシング本体１０２の中央付近に配置され、吸込口１０７の上側に位置している。

空気清浄ユニット１０６は、吸込グリル１０９と室内ファン１０５の間の空間に収納されている。

空気清浄ユニット１０６は、吸込グリル１０９を通じて吸い込まれた被処理空気を浄化する。

上記構成により、吸込グリル１０９を通過した被処理空気は空気清浄ユニット１０６に流入し、空気清浄ユニット１０６にて浄化される。

空気清浄ユニット１０６で浄化された被処理空気は室内ファン１０５に吸い込まれ、清浄化された空気が室内へ供給される。

特開２０１３−１３８９８０号公報

このような空気清浄ユニット等を本体内に備える従来の脱臭装置においては、機器の設置スペースの制約等から、化粧パネルに形成された吸込口と空気清浄ユニットの流入部との距離が近くなる。これに伴い空気清浄ユニットへの流入面積に対して、実際に空気が流入する面積が小さくなるため、流入部での圧力損失が大きくなる傾向があるという課題を有していた。

また、流入面積が小さいため、流入した空気が空気清浄ユニット内部全域に行き渡らず、一部分のみを空気が通過することにより、圧力損失が大きくなるという課題と、空気清浄効率が低下する傾向があるという課題を有していた。

そこで、本発明は上記課題を解決するものであり、圧力損失を抑制し、空気清浄効果である吸着効率の低下を抑制した脱臭装置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、本発明に係る脱臭装置は、外郭を形成する筐体と、中央に設けられた円形平面部と前記円形平面の外周に設けられた吸込口と前記吸込口のさらに外周に設けられた吹出口とを有し前記筐体の一面に配されるルーバーと、前記吸込口を介して前記筐体の内部に空気を吸い込むと共に前記吹出口を介して前記吸込んだ空気を筐体外に排出する送風機と、前記ルーバーと前記送風機との間に設けられ前記吸込口から吸込まれた空気を浄化するフィルターユニットと、前記ルーバーと前記フィルターユニットとの間に前記吸込口から吸込まれた空気を攪拌する攪拌空間とを備え、前記フィルターユニットは、逆円錐台形状を有し、前記逆円錐台形状の底面を前記ルーバーにおける円形平面部に対向させ、前記逆円錐台形状の天面を前記送風機側に配置し、前記逆円錐台形状の側面を前記攪拌空間に対面させて配置し、前記側面に流入部を、前記天面に流出部を形成し、吸着剤と、前記吸着剤を覆って収納するメッシュ袋と、を備え、前記攪拌空間は、前記逆円錐台形状の側面周囲に渡って略ドーナツ形状を有して設けられ、前記メッシュ袋は、少なくとも前記フィルターユニットの流入部の面に配置されたものであり、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、前記攪拌空間で前記フィルターユニットへの流入する空気の流入面積を確保でき、圧力損失を抑制できるという効果を得ることができる。

本発明に係る脱臭装置の外観斜視図。本発明の係る脱臭装置のルーバーを示す外観斜視図。本発明に係る脱臭装置のフレーム内部を示す概略図。本発明に係る脱臭装置のフィルターユニットを取り外した状態のフレーム内部を示す概略図。本発明に係る脱臭装置のフィルターユニットを示す概略図。本発明に係る脱臭装置のフィルターユニットの分解状態を示す概略図。本発明に係る脱臭装置の吸着フィルター（１枚）を示す概略図。本発明に係る脱臭装置の内部構造を示す概略断面図。本発明に係る脱臭装置のルーバーを取り外した状態の内部構造を示す概略図本発明に係る脱臭装置のルーバー側からみた概略図。本発明に係る脱臭装置のフィルターユニットの内部に円筒状の風路を設けた場合の内部構造を示す概略断面図。本発明に係る脱臭装置のフィルターユニットの内部に上下を貫通する円筒状の風路を設けた場合の内部構造を示す概略断面図。従来の脱臭装置の構成を示す概略断面図。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。
（実施の形態）
図１に示すように、脱臭装置１は、外郭を形成する筐体としてのフレーム２とフレーム２の下面にルーバー３を備えている。脱臭装置１は、設置時には例えば天井に配置され、フレーム２を天井板から上方に格納し、ルーバー３を室内側に対向させて天井板と略同一平面上に設けられる。天井のみでなく、壁に配置される場合もある。壁に配置される場合には、室内を基準としてフレーム２を壁板の外側に格納し、壁板と略同一平面上にルーバー３が設けられる。

まず、図２を用いてルーバー３の概略構成について説明する。なお、図２（ａ）はルーバー３の表面側、図２（ｂ）はルーバー３の内側を示している。ここで表面側とは室内側に対向する面を、内側とはフレーム２側に対向する面を指す。

ルーバー３は、円形平面部４と、変向部８と、吸込口５と、外周ルーバー３ｂと、吹出口６とを備える。

円形平面部４は、ルーバー３の中央に円形の平面板として設けられる。円形平面部４は、スリット等は設けられておらず、すなわち空気を通過させない。円形平面部４の外周側には、変向部８が設けられている。

変向部８は、円形平面部４と同軸に形成され、ドーナツ形状を有する。変向部８は、中央の開口部に円形平面部４を位置させることで変向部８と円形平面部４の外周との間に吸込口５を形成する。変向部８は、外周端を形成する平面が円形平面部４とほぼ同一平面上に設けられ、内周端を形成する平面は円形平面部４よりもフレーム２側に位置して構成されている。つまり、変向部８と円形平面部４の外周との間に形成される吸込口５は、円形平面部４と同一平面状ではなく、円形平面部４の外周端を内周側の基準として、外周方向に向かうにつれて漸次フレーム２側に向かう傾斜構造を有している。変向部８は、内周端にてフレーム２側に向けて起立する円形の仕切部７が設けられている。

仕切部７は、変向部８の内周端部全周にわたって設けられている。仕切部７は、後述のフレーム２に設けられた仕切壁に接続することで、ルーバー３近傍での吸込口５と吹出口６との空間的独立を維持する。仕切部７には複数の連結リブ９（連結リブ９ａ）が放射状に形成されている。変向部８の外周には、外周ルーバー３ｂが設けられている。

連結リブ９ａは円形平面部４の外周端と仕切部７の内周端とを連結している。

吸込口５は、円形平面部４の外周に、円形平面部４から外周側に向けて同一幅で全周にわたって設けられている。吸込口５は、上述のように開口として設けられており、さらに連結リブ９ａによって等間隔で複数の開口に分割されている。変向部８の傾斜構造によって、吸い込む空気が変向部８の外周から内周に向かって導かれ、吸込口５の吸い込み面に対して略垂直に、フレーム２内部に吸い込まれる。

外周ルーバー３ｂは、円形平面部４と同軸に形成され、ドーナツ形状を有する。外周ルーバー３ｂは、中央の開口部に円形平面部４と変向部８とを位置させることで変向部８の外周との間に吹出口６を形成する。外周ルーバー３ｂは、平面が円形平面部４とほぼ同一平面上に設けられている。外周ルーバー３ｂは、内周端からフレーム２側に向けて傾斜して起立する外周仕切部７ｂを備える。

外周仕切部７ｂは、外周ルーバー３ｂの内周部全周にわたって設けられている。外周仕切部７ｂは、起立した先端に向かうほどに円形平面部４に傾斜して設けられている。外周仕切部７ｂは、後述のフレーム２の外周壁に接続することで、フレーム２内部からの空気をスムーズに外部に排出する。外周仕切部７ｂには、複数の連結リブ９ｂが放射状に形成されており、変向部８と外周ルーバー３ｂとを連結する。

吹出口６は、変向部８の外周側、すなわち吸込口５の外周に開口として設けられ、連結リブ９ｂによって等間隔で複数の開口に分割されている。吹出口６は、変向部８の傾斜構造と、外周仕切部７ｂの傾斜とにより、吹き出す空気を円形平面部４の中心軸に対して外周側に向けて導く外広がり構造を有している。

以上がルーバー３の概略構成である。

次に図３、図４を用いてフレーム２内部の概略構成について説明する。

なお、図３はフレーム２からルーバー３を取り外した状態、図４はフレーム２内部に取り付けられているフィルターユニット１０を取り外した状態を示している。

フレーム２の内部には吸込口５から流入した空気が流れる流入風路１３と吹出口６から排出される空気が流れる吹出風路１４をそれぞれ独立して形成するための仕切壁１１が備えられており、仕切壁１１の内側の区画にフィルターユニット１０が取り付けられる。なお、仕切壁１１は、フレーム２にルーバー３が取り付けられた際、仕切壁１１の端面とルーバー３の仕切部７が当接する位置に設けられている。

フィルターユニット１０の上方、すなわち空気の流れにおける下流側には送風機１２が配置されている。

送風機１２はターボファンである。送風機１２としては、シロッコファンなど、他の遠心送風機を用いても良い。送風機１２は、モータに給電されてモータの回転軸が回転することにより、この回転軸に固定されたファンが回転する。ファンの回転により、ファン中央から給気を行い外周側に排気を行う。つまり、吸込口５、流入風路１３を介してフレーム２内に空気を吸い込み、吹出風路１４、吹出口６を介して空気を排出する。

フィルターユニット１０が取り付けられている仕切壁１１の内側の区画は、ルーバー３の吸込口５から吸込まれ送風機１２へ流入する空気が流れる流入風路１３、仕切壁１１の外側の区画は、送風機１２から吹出されルーバー３の吹出口６から排出される空気が流れる吹出風路１４が形成される。

また、流入風路１３の一画には脱臭装置１の操作部１５が、吹出風路１４の一画には脱臭装置１の運転状態等を表示するための表示部１６が設けられている。

表示部１６は、ＬＥＤ１７を備えており、停止時には消灯し、運転時には点灯する。ＬＥＤ１７は、例えば所定の運転時間が経過し、フィルターユニット１０の掃除など、メンテナンス時期を知らせる際に点滅する。

操作部１５は、脱臭装置１の運転、停止を切り替えるスイッチ１８、フィルターユニット１０のお手入れなどを行った後、ＬＥＤ１７の点滅をリセットするためのボタン１９を備えている。

また、脱臭装置１の内部には図示しない静電霧化手段を備えている。

静電霧化手段は、放電電極と、放電電極に対向して配置された対向電極と、放電電極と対向電極との間に高電圧を印加する高圧印加部と、放電電極を冷却する冷却部を備えている。放電電極を冷却部によって冷却することにより、放電電極の先端に空気中の水分を結露させ、その結露させた水に高電圧を印加しマイナスの電荷を集中させることにより、マイナスに帯電した帯電微粒子水を生成し霧化するものであり、除菌効果や脱臭効果を有する帯電微粒子水を得る手段である。

脱臭装置１の内部の静電霧化手段で生成されたマイナスに帯電した帯電微粒子水の放出口２０は吹出風路１４に配置されており、静電霧化手段で生成され、放出口２０より放出されたマイナスに帯電した帯電微粒子水は吹出口６から室内に供給される。

次に図５、図６、図７を用いてフィルターユニット１０の概略構成について説明する。

なお、図５（ａ）はフィルターユニット１０の上方からの斜視図、（ｂ）は下方からの斜視図、図６はフィルターユニット１０の分解図、図７は１枚の吸着フィルター２１の斜視図である。

フィルターユニット１０は、図５に示すように、その天面の面積が大きく、底面の面積が小さい逆円錐台形状を有する。フィルターユニット１０は、図６に示すように、外郭を形成し、天面が開放されたケース２２と、ケース２２の天面に取り付けられるふた２３と、ケース２２の内部に収納される吸着フィルター２１から構成される。

ケース２２は、フレーム２に取り付けられる際、操作部１５に位置する逆円錐台形状の一部が窪んでおり、側面には流入部２４としての複数の開口を備え、底面にも複数の開口を備えている。ケース２２の外周部には、つめ２５ａ、つめ２５ｂが設けてあり、フレーム２に取り付けられる際、つめ２５ａ、つめ２５ｂがフレーム２と勘合することでフレーム２に固定される。つめ２５ａが設けてあるケース２２の外周面２６は、つめ２５ａの左右に切り込み２７が設けられているため、外周面２６を内側に押し込むことでつめ２５ａが内側に移動し、フレーム２との勘合が解除され、フィルターユニット１０が取り外しできる構造となっている。

ふた２３は、円盤状であり、中央部にフィルターユニット１０の内側に窪んだ凹部２８と凹部２８の外周に流出部２９としての複数の開口を備えている。

凹部２８は、フィルターユニット１０が装着された際、上方に位置する送風機１２の羽根ボス部分との干渉を避けるように形成されている。凹部２８の底面はメッシュ状に構成されており、凹部２８の底面を介してフィルターユニット１０と連通している。

吸着フィルター２１は、５層の吸着フィルター２１ａがメッシュ袋３０に包まれて構成される。１枚の吸着フィルター２１ａは、図７に示すように、格子状の樹脂製ネットからなる基材３１に吸着剤として光再生可能な粒状の活性炭３２が接着剤にて接着固定されている。基材３１が格子状であるため活性炭３２は互いに間隔を有した状態で基材３１に固定されている。

活性炭３２は、光再生可能であるものを利用する。フィルターユニット１０内部に活性炭３２を充填しすぎると圧力損失が高くなるため、所定の通風量が確保できるよう、活性炭３２の充填量が調整されている。光再生可能である活性炭３２の利用は、所定の運転時間が経過した際、フィルターユニット１０を取り外し、天日干し等により光で活性炭３２の再生を行うことで吸着性能を回復させ、脱臭装置としての機能を継続維持させるためである。

吸着剤として光再生可能な活性炭を用いたが、光再生ができない活性炭を用いても脱臭装置としての効果に差異はなく、使用環境等に応じて、吸着フィルターの交換等を行うことで脱臭装置としての機能は継続できる。また、活性炭３２に代えて、ゼオライトなどの高い吸着作用を示す粒状材料を用いても良い。

上述のように構成されたフィルターユニット１０は、逆円錐台形状における底面をルーバー３における円形平面部４に対向させ、天面を送風機１２側に向け、側面を攪拌空間に対向させて配置される。なお、攪拌空間については後述する。

続いて、フィルターユニット１０及びルーバー３がフレーム２に取り付けられた状態における脱臭装置１の動作について説明する。

脱臭装置１は、図８、図９に示すように、逆円錐台形状をなすフィルターユニット１０がフレーム２に取り付けられることで、フィルターユニット１０の側面と、円形平面部４と、仕切壁１１とに囲まれた攪拌空間３３が形成される。

攪拌空間３３は、円形平面部４と同軸に形成され、フィルターユニット１０の側面周囲にフィルターユニット１０の側面と仕切壁１１によって略ドーナツ状に形成される。なお、攪拌空間３３を略ドーナツ状と表現したのは、流入風路１３の一部をなす攪拌風路に操作部１５が設けられているため、ドーナツ形状の一部が分断された状態であるためである。よって、操作部１５を備えない場合、或いは他の位置に設けた場合には、攪拌空間３３はドーナツ状となる。攪拌空間３３は、複数に分割された吸込口５から脱臭装置１の内部に吸込まれた空気を混合、攪拌するために設けられた空間である。なお、ルーバー３に設けた吸込口５の幅に対して、フィルターユニット１０の側面に設けた流入部２４の高さが大きいため、吸込口５から吸い込まれた空気は攪拌空間３３にて広がり、流入部２４へ流れることにもなる。

図８、図９、図１０の破線矢印は空気の流れを示しており、ルーバー３の複数に分割された吸込口５から脱臭装置１の内部に吸込まれた空気は、攪拌空間３３で混合、攪拌され、また攪拌空間３３内に広がる。そして混合、攪拌された空気は、フィルターユニット１０の側面の流入部２４全面からフィルターユニット１０内に流入し、フィルターユニット１０内で空気中の臭気等が活性炭３２に吸着除去される。

フィルターユニット１０を通過、流出した空気は送風機１２に吸い込まれた後、送風機１２の吹出部から吹出風路１４へ送風され、ルーバー３の吹出口６より室内に供給される。

上記空気の流れにおいて、ルーバー３の吸込口５から脱臭装置１の内部に吸込まれた空気は、攪拌空間３３で混合、攪拌されて広がるため、フィルターユニット１０の流入部２４の全面を利用してフィルターユニット１０内に吸い込まれる。つまり、フィルターユニット１０内部全域を通過することになるため、フィルターユニット１０流入時、通過時の圧力損失を抑制することができる。

また、送風機１２として遠心送風機を搭載しているため、ルーバー３の複数に分割された吸込口５から吸込まれる空気は旋回成分をもった気流となって吸い込まれる。ここで複数に分割された吸込口５から吸い込まれた空気は、攪拌空間３３が吸込口５と同心円状の略ドーナツ状をなしているため、攪拌空間３３にてその風向が変向されることなく旋回成分を保持したままフィルターユニット１０へと流入し、通過することになる。このため、フィルターユニット１０流入時の圧力損失を抑制することができ、また、フィルターユニット１０内部を垂直方向に空気が流れる場合よりも、通過距離が長くなるため、フィルターユニット１０内を通過する空気に含まれる臭気成分等の吸着効率を向上させることができる。

また、吸着フィルター２１を覆うメッシュ袋３０がフィルターユニット１０の流入部２４に面するため、フィルターユニット１０に流入する空気に含まれる埃などはメッシュ袋３０で捕集され、フィルターユニット１０内部の吸着剤への付着が抑制され、吸着剤の吸着効率の低下を抑制することができる。

また、図１１に示すように、ふた２３の中央部に設けた凹部２８の底面を開放とし、フィルターユニット１０内部に円筒状の風路３４を形成している。このため、フィルターユニット１０内部においても旋回成分が阻害されることなく、円筒状の風路３４を通過し、フィルターユニット１０から流出することができるため、圧力損失を抑制することができる。

なお、図１２に示すように、フィルターユニット１０の下面から上面に貫通した円筒状の風路３４を設けることでも同様の作用効果を得ることができる。

本発明に係る脱臭装置は、圧力損失を抑制し、空気清浄効果である吸着効率の低下を抑制することができるので、室内空気の脱臭、除菌などに広く使用される脱臭装置等として有用である。

１脱臭装置
２フレーム
３ルーバー
３ｂ外周ルーバー
４円形平面部
５吸込口
６吹出口
７仕切部
７ｂ外周仕切部
８変向部
９，９ａ，９ｂ連結リブ
１０フィルターユニット
１１仕切壁
１２送風機
１３流入風路
１４吹出風路
１５操作部
１６表示部
１７ＬＥＤ
１８スイッチ
１９ボタン
２０放出口
２１，２１ａ吸着フィルター
２２ケース
２３ふた
２４流入部
２５つめ
２５ａつめ
２５ｂつめ
２６外周面
２７切り込み
２８凹部
２９流出部
３０メッシュ袋
３１基材
３２活性炭
３３攪拌空間
３４円筒状の風路

Claims

外郭を形成する筐体と、
中央に設けられた円形平面部と前記円形平面の外周に設けられた吸込口と前記吸込口のさらに外周に設けられた吹出口とを有し前記筐体の一面に配されるルーバーと、
前記吸込口を介して前記筐体の内部に空気を吸い込むと共に前記吹出口を介して前記吸込んだ空気を筐体外に排出する送風機と、
前記ルーバーと前記送風機との間に設けられ前記吸込口から吸込まれた空気を浄化するフィルターユニットと、
前記ルーバーと前記フィルターユニットとの間に前記吸込口から吸込まれた空気を攪拌する攪拌空間とを備え、
前記フィルターユニットは、
逆円錐台形状を有し、
前記逆円錐台形状の底面を前記ルーバーにおける円形平面部に対向させ、
前記逆円錐台形状の天面を前記送風機側に配置し、
前記逆円錐台形状の側面を前記攪拌空間に対面させて配置し、
前記側面に流入部を、
前記天面に流出部を形成し、
吸着剤と、
前記吸着剤を覆って収納するメッシュ袋と、を備え、
前記攪拌空間は、
前記逆円錐台形状の側面周囲に渡って略ドーナツ形状を有して設けられ、
前記メッシュ袋は、
少なくとも前記フィルターユニットの流入部の面に配置された脱臭装置。
前記フィルターユニットは、
前記天面から前記底面方向に向けて窪んだ凹部を有し、前記凹部の底面は開放されている請求項１に記載の脱臭装置。
前記フィルターユニットは、
前記天面から前記底面に貫通した貫通孔を有する請求項１または２に記載の脱臭装置。