JP7298938B2 - 空気清浄器及び空気清浄器ユニット - Google Patents
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Description
ところが、こうしたフィルタにより空気中の粒子等の塵埃を集塵、濾過するものでは、捕捉される粒子サイズはフィルタの目のサイズに依存することから、微細な粒子を捕捉可能な目の細かなフィルタを使用すると、圧力損失が大きくなる。このため、目の細かなフィルタを用いて微細な粒子を捕捉する捕集効率を高めるためには、ファンによる吸引力を高める必要があり、捕集効率と小型化の両立が困難である。
しかしながら、この電気集塵式の空気清浄器においては、集塵に放電や高電圧を使用するものであるから、大型で重いものにならざるを得ない。また、ファン式に比べると安全性や電極のメンテンナンスを含め取扱性にも難がある。
特許文献1は、平行に複数設けた集塵手段と、前記集塵手段の外面を摩擦して静電気を帯電させる摩擦手段と、前記摩擦手段を集塵手段の外面に沿って摩擦移動させる駆動手段と、前記集塵手段を保持する保持手段とを備えた集塵装置を開示している。
また、特許文献2は、空気が通過する風路が形成されるように互いに間隔をあけて配列された、摩擦により帯電する複数の集塵体と、前記集塵体を摩擦して帯電させる1以上の摩擦体とを備え、前記風路を挟んで対向する前記集塵体のうち少なくとも一方は、前記風路に向かって突出する1以上の突起部を有する集塵デバイスを開示している。
なお、上記塵埃とは、空気中に浮遊している花粉、タバコの煙、臭ガス成分等の固体状または液体状の粒子や空気中に浮遊している微生物等を含むものである。
上記ファンは、回転駆動により空気の流れを発生させるものであり、例えば、軸流ファン、遠心ファン、シロッコファン等が使用できる。
なお、上記塵埃とは、空気中に浮遊している花粉、タバコの煙、臭ガス成分等の固体状または液体状の粒子や空気中に浮遊している微生物等を含むものである。
上記濾過式のフィルタとは、空気中に含まれる塵埃の通過を物理的に遮断して濾過、集塵する機能があればよく、例えば、網状、筋状のもの、不織布、フェルト、織物、編物等が使用される。
なお、上記塵埃とは、空気中に浮遊している花粉、タバコの煙、臭ガス成分等の固体状または液体状の粒子や空気中に浮遊している微生物等を含むものである。
特に、捕集部に濾過式のフィルタを使用した場合、フィルタの目を細かくしなくとも、捕集部に接触若しくは近接して設けられまたは捕集部を構成し捕集部と一体に設けられた対向摩擦部の帯電した静電気力によって、フィルタに対しフィルタの目より微細な帯電粒子を吸着させることが可能となり、フィルタの目による粒子の捕捉に加え、対向摩擦部の帯電した静電気力によっても微細な粒子を捕捉できるから、低圧損で高い集塵効率が得られ、小型化と高い集塵効率が両立する。
特に、捕集部に濾過式のフィルタを使用した場合、フィルタの目を細かくしなくとも、捕集部に接触若しくは近接して設けられまたは捕集部を構成し捕集部と一体に設けられた対向摩擦部の帯電した静電気力によって、フィルタに対しフィルタの目より微細な帯電粒子を吸着させることが可能となり、フィルタの目による粒子の捕捉に加え、対向摩擦部の帯電した静電気力によっても微細な粒子を捕捉できるから、低圧損で高い集塵効率が得られ、小型化と高い集塵効率が両立する。
そして、請求項2の発明の空気清浄器によれば、ファン等がケーシングに収められているため、持ち運びしやすく、見栄えもよい。
特に、捕集部に濾過式のフィルタを使用した場合、フィルタの目を細かくしなくとも、捕集部に接触若しくは近接して設けられまたは捕集部を構成し捕集部と一体に設けられた対向摩擦部の帯電した静電気力によって、フィルタに対しフィルタの目より微細な帯電粒子を吸着させることが可能となり、フィルタの目による粒子の捕捉に加え、対向摩擦部の帯電した静電気力によっても微細な粒子を捕捉できるから、低圧損で高い集塵効率が得られ、小型化と高い集塵効率が両立する。
なお、各実施の形態及び変形例において、同一の記号及び同一の符号は同一または相当する機能部分を意味し、各実施の形態及び変形例の相互の同一の記号及び同一の符号は、それら実施の形態及び変形例に共通する機能部分であるから、ここでは重複する詳細な説明を省略する。
まず、本発明の実施の形態に係る空気清浄器1について、図1乃至図8を参照して、説明する。
本実施の形態の空気清浄器1は、回転駆動により空気の流れを発生させるファン20と、ファン20の前方の吸気側に配設し空気の流通、即ち、通気を許容するフィルタ41と、ファン20とフィルタ41の間に配設されファン20の中央のファン摩擦部25に接触させる対向摩擦部としての突起部35を設けた摩擦体31と、ファン20を回転駆動させるモータ46及びモータ46に電力を供給する電源部としての電池41と、が容器本体11及び蓋体12からなるケーシング10に収容されて構成されている携帯可能な小型のものである。
図1、図6及び図7等で示すように、略直方体状の容器本体11は、底面部11a及び底面部11aに立設した4面の側壁部11bからなり、それら底面部11a及び4面の側壁部11bで画成された内部には、底面部11aに立設した整流仕切部13によって、ファン20を収容してファン20の回転駆動で生じる空気流を整流するファン収容空間14が区画されている。
なお、容器本体11内において、ファン収容空間14側の底面部11aは、図7に示すように、略凹状に形成され、駆動軸46aによってファン20に直結されてファン20を回転駆動するモータ46が収容されるモータ収容空間16を形成しており、ファン20の背面側にモータ46が配設される。図7に示す容器本体11においては、モータ46を収容するモータ収容空間16内にモータ46の移動を規制する複数の規制部16aが放射状に形成されており、放射状に配置した複数の規制部16aに囲まれた中央部分にモータ46が嵌合している。
そして、この容器本体11には、電池41からモータ46に電力を供給するリード線42の電気回路のON/OFFを行うスイッチ部43が取付けられており、電池41に接続されているリード線42は、スイッチ部43を経由してモータ46に接続されている。
ケーシング10の容器本体11及び蓋体12は、プラスチック、セラミックス、金属、ガラス等の任意の材料から形成することができるが、携帯性、軽量性、取扱性の観点から、更には、静電気を効率的に帯電させる観点から、プラスチック製が好ましい。
この摩擦体31は、例えば、軽量で取扱性がよいプラスチック製のものからなり、突起部35によるファン20のファン摩擦部25との摩擦で静電気を帯電する材質である。
また、本実施の形態の突起部35は、平板状の基板32の補強リブ34からファン20側に向かって延びるように突出形成したものであるが、板状の基板32の面の垂直方向に対して傾斜して補強リブ34に設けられており、特に、ファン20の回転方向とは逆方向の向きで傾かせていることで、空気流との抵抗を少なくし負荷を少なくしている。
例えば、摩擦体31を、ファン20の材質よりもマイナス(ー)に帯電しやすい材質、具体的には、マイナスへの帯電傾向が強いポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、アクリル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ゴム、シリコーン等で形成する一方、ファン20を、摩擦体31の材質よりもプラス(+)に帯電しやすい材質、具体的には、プラスへの帯電傾向が強いナイロン、ポリアミド等により形成することで、ファン20のファン摩擦部25に対する摩擦体31の突起部35による摩擦によって、ファン摩擦部25やファン摩擦部25を有するファン20がプラスに帯電し、突起部35や突起部35を有する摩擦体31がマイナスに帯電する。
こうしたプラス(+)に帯電しやすいナイロン等と、マイナス(-)に帯電しやすいポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、アクリル、ポリエステル、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)等の組み合わせによれば帯電列の位置関係が遠いことで帯電量、即ち、静電気の発生量を大きくし、強い静電気力を得ることが可能となる。
したがって、ファン摩擦部25やファン摩擦部25を有するファン20の全体(全面)、また、突起部35や突起部35を有する摩擦体31の全体(全面)に帯電した負または正の静電気力によって、摩擦体31に接触または近設配置したフィルタ41や摩擦体31やファン20に空気中の帯電した塵埃を吸着させ捕捉することが可能である。特に、ファン20のファン摩擦部25と摩擦体31の突起部35との摩擦で帯電させた静電気力によれば、フィルタ41の目よりも細かな塵埃の帯電粒子であっても、摩擦体31に接触または近設配置したフィルタ41に吸着させフィルタ41で捕捉することも可能となる。また、摩擦体31及びファン20の間に静電界が形成されるから、フィルタ41を通過した微細な帯電粒子であっても、また、それが正負の何れに帯電していても、摩擦体31やファン20で吸着、捕集することが可能である。
更に、摩擦体31についてもケーシング10内に取換自在に収容しており、ケーシング10から取り外し自在な構成である。加えて、ファン20についても、モータ46の回転駆動軸46aに対して取付け及び取り外し自在な構成である。よって、ファン20や摩擦体31の突起部35が摩擦により摩耗し摩擦効率の低下、静電気力の低下が生じてきても、ファン20や摩擦体31を交換すれば集塵効果の回復を可能とし、低コストで長く使用できる。しかし、本発明を実施する場合には、一体に組付けられ交換を前提としないものであってもよい。
そして、上記実施の形態に係る空気清浄器1によれば、ファン摩擦部25を有するファン20、フィルタ41、突起部35を有する摩擦体31の全体がケーシング10内に収められているため、小型で持ち運びしやすく、見栄えもよい。
更に、本発明を実施する場合には、例えば、図9に示したように、ファン20のファン摩擦部25の環状の全周に亘って接触させる突起部35の構成としてもよい。例えば、図9に示したように摩擦体31の放射線状に配置した補強リブ34に囲まれた中央部に設けられ、下側に向かって拡径した筒状とし先端部を鋸状とした突起部35としてもよいし、一定の径の筒状の突起部35であってもよい。また、先端部を鋸状とせずに、平坦なものとしてもよい。
次に、上記実施の形態の変形例1に係る空気清浄器1について、図10を参照して説明する。
上記実施の形態においては、ファン20に対して突起部35を有する摩擦体31を対向配置し、その突起部35をファン20を構成する円形基板21の中央部であるハブ部に相当する環状のファン摩擦部25に接触させることで、ファン20の回転駆動で、ファン20の中心部の円筒部26の周囲のファン摩擦部25の表面と摩擦体31の突起部35とが摩擦し、ファン摩擦部25を構成するファン20及び突起部35を構成する摩擦体31が静電気を帯電するものである。
この摩擦回転体351は、好ましくはファン20と同じ材質で形成され、ファン20の中心部に設けた円筒部26の取付孔26aに挿入される軸部352または円筒部26が装着される中空状の軸部352と、軸部352から一体に形成されてその径方向に延びた突起部350とから構成されている。突起部350は、例えば、四角錐台形状を呈し、摩擦体31の対向摩擦部250に接触する上端部が略平坦状に形成されたものである。なお、図10において、突起部350は軸部352を対称軸として等間隔に4個設けているが、本発明を実施する場合には、その個数は特に限定されない。回転バランスからすれば、2個以上が好ましい。
したがって、ファン20の突起部350や回転摩擦体351やファン20全体、また、対向摩擦部250や対向摩擦部250を有する摩擦体31全体に帯電した負または正の静電気力によって、摩擦体31に接触または近設配置したフィルタ41や摩擦体31やファン20に空気中の帯電した塵埃を吸着させ捕捉することが可能である。特に、ファン20の突起部350と摩擦体31の対向摩擦部250との摩擦で帯電させた静電気力によれば、フィルタ41の目よりも細かな塵埃の帯電粒子であっても、摩擦体31に接触または近設配置したフィルタ41に吸着させフィルタ41で捕捉することも可能となる。更に、摩擦体31及びファン20の間に静電界が形成されるから、フィルタ41を通過した微細な帯電粒子であっても、また、それが正負の何れに帯電していても、摩擦体31やファン20で吸着、捕集することが可能である。
更に、上記実施の形態の空気清浄器1の別の変形例2について、図11を参照して説明する。
上記変形例1では、ファン20に対向配置した摩擦体31の対向摩擦部250に当接する突起部350をファン20の中心部の円筒部26に取付けた摩擦回転体351に設けたものである。
これに対し、変形例2では、ファン20に対向配置した摩擦体31の対向摩擦部250に当接する突起部350をファン20の中心部の円筒部26の周囲に形成したものである。即ち、ファン20を構成する円形基板21に突起部350を一体に形成したものである。その他の構成は、変形例1と同じであるから重複する説明は省略する。
本発明の実施の形態に係る空気清浄器ユニットは、上述の実施の形態や変形例で説明した空気清浄器1の2台(2体)を1組として構成するものである。
また、変形例に係る空気清浄器1を用いた空気清浄器ユニットにおいては、ファン20に設けたファン摩擦部としての突起部350と摩擦体31の対向摩擦部250との摩擦により対向摩擦部250や対向摩擦部250を有する摩擦体31がプラスに帯電する空気清浄器1と、ファン20に設けたファン摩擦部としての突起部350と摩擦体31の対向摩擦部250との摩擦により対向摩擦部250や対向摩擦部250を有する摩擦体31がマイナスに帯電する空気清浄器1の1組から構成される。
更に、本発明を実施する場合には、フィルタ41を省略し静電気を帯電する板状の摩擦体31を捕集部としてもよいし、フィルタ41と摩擦体31の両方を捕集部としてもよい。また、摩擦体31は通気を許容する構造であれば、放射線状に配設された開口の形状に限定されず、桟を縦または横に平行に配置した柵状や、網状や、格子状等であってもよい。
また、上記実施の形態及び変形例では、ケーシング10にファン等を収容する構成としたが、本発明を実施する場合には、ケーシング10を専用のハウジングとして設定するものだけではなく、例えば、室内等の壁や、テーブル、机、下駄箱、椅子、ソファ等の家具、壁掛等の枠体またはハウジングとして、その一部に組み込む構成としてもよい。
10 ケーシング
15A 吸気口
15B 排気口
20 ファン
25 ファン摩擦部
35 突起部(対向摩擦部)
41 フィルタ(捕集部)
250 対向摩擦部
350 突起部(ファン摩擦部)
Claims (6)
- 回転駆動により空気の流れを発生させるファンと、
前記ファンの吸気側に配設し、前記空気の流通を許容して前記空気中の塵埃を捕集する捕集部と、
前記ファンの回転駆動で摩擦され静電気を帯電する、前記ファンと一体に形成したファン摩擦部と、
前記捕集部を構成し、または、前記捕集部に接触若しくは近接して設けられ、前記ファン摩擦部と接触し前記ファンの回転駆動で前記ファン摩擦部と摩擦し静電気を帯電する、前記ファンに対向した対向摩擦部と
を具備し、
前記ファン及び前記ファンと一体に形成したファン摩擦部はナイロン樹脂で形成され、前記対向摩擦部は前記ナイロン樹脂よりマイナスに帯電しやすい樹脂で形成され、
或いは、前記対向摩擦部はナイロン樹脂で形成され、前記ファン及び前記ファンと一体に形成したファン摩擦部は前記ナイロン樹脂よりマイナスに帯電しやすい樹脂で形成され、
前記ファン及び前記ファンと一体に形成したファン摩擦部を前記摩擦によりマイナスまたはプラスの極性に帯電させ、前記対向摩擦部を前記摩擦により前記ファン及び前記ファンと一体に形成したファン摩擦部とは反対側の極性に帯電させることを特徴とする空気清浄器。 - 所定容積の収容空間を画成する周囲面に空気の吸気口及び排気口を有するケーシングと、
前記ケーシング内に収納され、前記吸気口から吸気し前記排気口に排気する空気の流れを回転駆動により発生させるファンと、
前記ケーシングの内側または外側で前記ファンの吸気側に配設され、前記空気の流通を許容して前記空気中の塵埃を捕集する捕集部と、
前記ファンの回転駆動で摩擦され静電気を帯電する、前記ファンと一体に形成したファン摩擦部と、
前記捕集部を構成し、または、前記捕集部に接触若しくは近接して設けられ、前記ファン摩擦部と接触し前記ファンの回転駆動で前記ファン摩擦部と摩擦し静電気を帯電する、前記ファンに対向した対向摩擦部と
を具備し、
前記ファン及び前記ファンと一体に形成したファン摩擦部はナイロン樹脂で形成され、前記対向摩擦部は前記ナイロン樹脂よりマイナスに帯電しやすい樹脂で形成され、
或いは、前記対向摩擦部はナイロン樹脂で形成され、前記ファン及び前記ファンと一体に形成したファン摩擦部は前記ナイロン樹脂よりマイナスに帯電しやすい樹脂で形成され、
前記ファン及び前記ファンと一体に形成したファン摩擦部を前記摩擦によりマイナスまたはプラスの極性に帯電させ、前記対向摩擦部を前記摩擦により前記ファン及び前記ファンと一体に形成したファン摩擦部とは反対側の極性に帯電させることを特徴とする空気清浄器。 - 前記捕集部は、フィルタで構成したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気清浄器。
- 前記ファン摩擦部は、前記ファンを構成する一部とし、前記対向摩擦部よりも摩擦面積を広くしたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1つに記載の空気清浄器。
- 前記対向摩擦部は、前記ファン摩擦部よりも摩擦面積を広くしたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1つに記載の空気清浄器。
- 回転駆動により空気の流れを発生させるファンと、前記ファンの吸気側に配設し、前記空気の流通を許容して前記空気中の塵埃を捕集する捕集部と、前記ファンの回転駆動で摩擦され静電気を帯電する前記ファンと一体のファン摩擦部と、前記捕集部を構成し、または、前記捕集部に接触若しくは近接して設けられ、前記ファン摩擦部と接触し前記ファンの回転駆動で前記ファン摩擦部と摩擦し静電気を帯電する、前記ファンに対向した対向摩擦部とを有する第1の空気清浄器と、
回転駆動により空気の流れを発生させるファンと、前記ファンの吸気側に配設し、前記空気の流通を許容して前記空気中の塵埃を捕集する捕集部と、前記ファンの回転駆動で摩擦され静電気を帯電する前記ファンと一体のファン摩擦部と、前記捕集部を構成し、または、前記捕集部に接触若しくは近接して設けられ、前記ファン摩擦部と接触し前記ファンの回転駆動で前記ファン摩擦部と摩擦し前記第1の空気清浄器の対向摩擦部の帯電極性とは反対極性の静電気を帯電する、前記ファンに対向した対向摩擦部とを有する第2の空気清浄器と
を具備することを特徴とする空気清浄器ユニット。
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