JP7442040B2 - 空気清浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気を浄化することのできる空気清浄装置に関するものである。

従来、この種の空気清浄装置の構成は以下のようになっていた（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、吸気口と排気口を有する本体ケースと、吸気口に着脱自在な化粧板と、粉塵を捕集する集塵フィルターと、吸気口から本体ケース外の空気を本体ケース内に送風する送風ユニットと、送風ユニットによって吸気口から吸い込んだ空気を、集塵フィルターと、送風ユニットと、を順次介して排気口へ送風する風路と、を備えている。排気口は、本体ケースにおける上面に設けられ、吸気口は、本体ケースにおける前面に設けられ、化粧板の下部には横長形状の下部開口を有している。

特開２０１５－１０７３６号公報

このような従来の空気清浄装置においては、本体ケース外の空気を化粧板の下部の下部開口から吸い込み、集塵フィルターによって清浄した空気を本体ケースの上面の排気口から略上方へ前方方向に傾斜させ送風する構成である。化粧板の下部の下部開口から吸い込むと、下部開口部に向かって引き寄せられた一部の空気が、下部開口部に吸い込まれることなく、化粧板に沿って上方へ流れ、この空気の一部が、本体ケースの上面の排気口から送風される清浄に誘引されることで、空気の一部に含まれた粒子汚れが、空気清浄装置により清浄にされることなく、そのまま拡散される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、下部開口部に向かって引き寄せられた空気に含まれる粒子汚れを、再度飛散させることを低減させる、つまり、粒子汚れを効率よく除去することができる空気清浄装置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、吸気口と排気口を有する本体ケースと、前記吸気口を覆うように着脱自在な化粧板と、前記吸気口に着脱自在な粉塵を捕集する集塵フィルターと、前記吸気口から前記本体ケース外の空気を前記本体ケース内に送風する送風ユニットと、前記送風ユニットによって前記吸気口から吸い込んだ空気を、前記集塵フィルターと、前記送風ユニットと、を順次介して前記排気口へ送風する風路とを備え、前記排気口は、前記本体ケースにおける上面に設けられ、前記吸気口は、前記本体ケースにおける前面に設けられ、前記排気口からは、前方方向に傾斜した状態で空気が排出され、前記化粧板の下部には横長形状の下部開口を有し、前記化粧板の中央部には横長形状の中央部開口を有し、前記集塵フィルターの上端は前記中央部開口より上方に、前記集塵フィルターの下端は前記中央部開口より下方に設けられ、前記化粧板は、前記中央部開口の下端縁から前記吸気口側へ斜め上方に延びる中央風向板のみと、前記下部開口の下端縁から前記吸気口側へ斜め上方に延びる下風向板と、を有する構成にしたものであり、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、化粧板の下部の下部開口に追加し、中央部に中央部開口を有することで、下部開口部に吸い込まれることなく、化粧板に沿って上方に流れた空気が、中央部開口から吸引されることになるため、その空気に含まれた粒子汚れが、空気清浄装置により清浄することができるようになり、空間中の粒子汚れを効率よく除去することができるようになるものである。

本発明の実施の形態１の空気清浄装置の斜視図 同空気清浄装置の分解図 同空気清浄装置の断面図 同空気清浄装置の前面化粧板の斜視図 同空気清浄装置の脱臭フィルターの断面図 同空気清浄装置の脱臭フィルターの概略図 同空気清浄装置の加湿ユニットの概略図 同空気清浄装置のフィルター枠部の分解図 同空気清浄装置の加湿ユニットの断面図 同空気清浄装置を動かしたときの概念図 同空気清浄機の第１の風向板の斜視図

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）
図１は、本発明の実施の形態１の空気清浄装置の斜視図である。図１は、空気清浄装置が停止している状態を示す図である。図２は、本発明の実施の形態１の空気清浄装置の分解図である。図２は、空気清浄装置から化粧板４を外した状態を示す図である。図３は、本発明の実施の形態１の空気清浄装置の断面図である。図３は、第１の風向板５と第２の風向板６を回動させ、排気口２が全開した状態を示す図である。

図１、２、３に示すように、本実施の形態の空気清浄装置は、略箱形状の本体ケース１を備えている。本体ケース１は、本体ケース１の天面には排気口２を備え、本体ケース１の前面には吸気口３を備え、この吸気口３を覆うように着脱自在な化粧板４を備えている。

吸気口３には、四角筒形状のフィルター装着部８を備えている。フィルター装着部８には、後述する空気清浄部９が装着されている。

図４は化粧板４の斜視図である。図４に示すように、化粧板４は、水平断面形状が、略コの字形状であり、本体ケース１の前面と、両側面の一部となる。化粧板４における本体ケース１の前面側の下部には、横長四角形状の下部開口１０を有し、化粧板４における本体ケース１の前面側の中央部には横長四角形状の中央部開口１１を有している。化粧板４における本体ケース１の右側面（一方側面）には、縦長四角形状に切り欠きである一方側開口１２を有し、本体ケース１の左側面（他方側面）には、縦長四角形状に切り欠きである他方側開口１３を有している。下部開口１０と、中央部開口１１と、一方側開口１２と、他方側開口１３とは、吸気口３と連通している。

図３に示すように、吸気口３と排気口２とを連通する風路１４には、吸気口３側から順に、空気清浄部９、加湿ユニット１５の加湿フィルター部１６、送風ユニット７を設けている。送風ユニット７によって、吸気口３から本体ケース１内に吸込まれた空気は、空気清浄部９、加湿ユニット１５の加湿フィルター部１６、送風ユニット７を介して、排気口２から本体ケース１外へ送風される。

送風ユニット７は、スクロール形状のケーシング部４７と、ケーシング部４７に固定されたモータ部４８と、モータ部４８によって回転する羽根部４９と、ケーシング部４７と排気口２とを連通する吹出風路５０を備えている。

排気口２には、上下方向に回動する第１の風向板５と、第２の風向板６とを備えている。これらの第１の風向板５と、第２の風向板６との回動方向と、吹出風路５０の形状によって、排気口２から本体ケース１の外に送風される空気の吹出し方向が決まる。

空気清浄部９は、プレフィルター１７と、集じんフィルター１８と、脱臭フィルター１９と、を有している。

プレフィルター１７は、薄板形状で、ネット２３ａと、保持枠２３ｂで形成され、吸気口３のフィルター装着部８に装着され、化粧板４に対向する位置に設けられている。ネット２３ａは線径０．１～０．３ｍｍの線で、形成された、正四角形状の開口を備えており、この線の間隔は、０．６～０．９ｍｍである。

集じんフィルター１８は、縦長箱形状で、濾材が蛇腹形状に折られたものであり、吸気口３のフィルター装着部８に装着され、プレフィルター１７に対向する位置に設けられている。

脱臭フィルター１９は、縦長板形状で、吸気口３のフィルター装着部８に装着され、集じんフィルター１８に対向する位置に設けられている。図５は、脱臭フィルター１９の断面図で、図６はその概略図である。図５、６に示すように、脱臭フィルター１９は、活性炭保持体２０と、活性炭２１と、カバー部２２とからなる。活性炭保持体２０は、格子形状のネット２０ａで、正四角形状の開口２０ｂを備えている。この開口２０ｂの大きさは、５～１２ｍｍである。ネット２０ａの線径は、０．５～２．０ｍｍである。活性炭保持体２０であるネット２０ａの表面には、ホットメルトによって、活性炭が接着されている。活性炭保持体は、袋形状のカバー部２２によって包まれている。カバー部２２は、活性炭２１を通過させない目のサイズのネット状で、活性炭保持体２０を挟んで折り曲げ、３辺を縫い合わせて閉じる。

図７は、加湿ユニット１５の概略図で、図９は断面図である。図７、９に示すように、加湿ユニット１５は、水槽部２５と、水タンク部２６と、フィルター枠部２７と、加湿フィルター部１６と、支持部２８と、回転部２９と、を備えている。

水槽部２５は、上面が開口した略横長箱形状で、本体ケース１の下部に着脱自在に設けられている。水槽部２５は、内部に水タンク部２６から一定量の水が供給され、その水を貯水する。

水タンク部２６は、水槽部２５の端部には装着され、水タンク部２６の下部から水槽部２５に水が供給され、これにより水槽部２５内の水位は略一定状態が保たれる様になっている。

図８は、フィルター枠部２７の分解図である。図８に示すように、フィルター枠部２７は、内部に加湿フィルター部１６を固定し、支持部２８に回転自在に装着されている。フィルター枠部２７は、第１フィルター枠３０と第２フィルター枠３１とで構成されている。

第１フィルター枠３０は、第１回転軸３２と、多数の第１桟部３３と、第１リング部３４とを有している。

第１回転軸３２は、円筒形状であり、第１フィルター枠３０の中央部から風路における風上側（本体ケース１における背面側から前面側）へ延びている。第１回転軸３２は、水槽部２５に設けた支持部２８の一方側（本体ケース１における前面側、風路における上流側）に回動自在に装着される。

第１桟部３３は、細長板形状であり、第１回転軸３２を中心として第１回転軸３２から放射状に多数延びている。

第１リング部３４は、円筒形状であり、多数の第１桟部３３の先端を接続し、風路における風上側（本体ケース１における背面側から前面側）へ延びている。第１回転軸３２と、多数の第１桟部３３と、第１リング部３４とは、一体に形成されている。第１リング部３４の中心軸は、フィルター枠部２７の回転軸上に配置されている。

第２フィルター枠３１は、第２回転軸３５と、多数の第２内桟部３６と、第２内リング部３７と、多数の第２外桟部３８と、第２外リング部３９とを有している。

第２回転軸３５は、円筒形状であり、第２フィルター枠３１の中央部から風路における風下側（本体ケース１における前面側から背面側）へ延びている。第２回転軸３５は、水槽部２５に設けた支持部２８の他方側（本体ケース１における背面側）に回動自在に装着される。

第２内桟部３６は、細長板形状であり、第２回転軸３５を中心として第２回転軸３５から放射状に多数延びている。

第２内リング部３７は、円筒形状であり、多数の第２内桟部３６の先端を接続し、風路１４における風下側（本体ケース１における前面側から背面側）へ延びている。第２内リング部３７の中心軸は、フィルター枠部２７の回転軸上に配置されている。

第２外桟部３８は、細長板形状であり、第２回転軸３５を中心として第２内リング部３７から放射状に多数延びている。

第２外リング部３９は、円筒形状であり、多数の第２外桟部３８の先端を接続し、風路１４における風上側（本体ケース１における背面側から前面側）へ延びている。第２回転軸３５と、多数の第２内桟部３６と、第２内リング部３７と、多数の第２外桟部３８と、第２外リング部３９とは一体に形成されている。第２外リング部３９の中心軸は、フィルター枠部２７の回転軸上に配置されている。

第２フィルター枠３１の第２外リング部３９は、第１フィルター枠３０の第１リング部３４より一回り大きい寸法である。第２フィルター枠３１の第２外リング部３９の内側に、第１フィルター枠３０の第１リング部３４が嵌る構成である。第１フィルター枠３０と第２フィルター枠３１との間には、加湿フィルター部が配置されている。

加湿フィルター部１６は、円板形状をしており、水槽部２５の水に周縁部の一部が常に浸漬し、毛細管現象を利用して水を吸上げている。毛細管現象で吸い上げられた水は、連結糸につたわり水を保持し、ここを空気が通過することで加湿を行う。

支持部２８は、第１支持部分４０と、第２支持部分４１とを有し、吸気口３と排気口２とを連通する風路１４において、第１支持部分４０は、第２支持部分４１より上流側に配置されている。第１支持部分４０と第２支持部分４１とによって、フィルター枠部２７を回動自在に支持する。

第１支持部分４０は、第１支持板４２と、第１軸受４３とを有している。第１支持板４２は、縦長板形状であり、水槽部２５の上端から上方に延び、第１支持板４２の上部には、第１軸受４３を有している。第１軸受４３が、第１フィルター枠３０の第１回転軸３２を回動自在に支持する。

第２支持部分４１は、第２支持板４４と、第２軸受４５とを有している。第２支持板４４は、縦長板形状であり、水槽部２５の上端から上方に延び、第２支持板４４の上部には、第２軸受４５を有している。第２軸受４５が、第２フィルター枠３１の第２回転軸３５を回動自在に支持する。

第１支持板４２は、第２支持板４４と対向するように配置され、第１軸受４３は、第２軸受４５と対向するように配置されている。なお、水槽部２５と、第１支持板４２と、第１軸受４３と、第２支持板４４と、第２軸受４５とは、一体に形成され、一例としては、樹脂材料で一体に形成されている。

回転部２９は、第２フィルター枠３１の第２内リング部３７に配置されたギア部４６と連結しており、回転部２９が動くことで、フィルター枠部２７が、加湿フィルター部１６と共に回転するものである。

このような構成における空気清浄および、加湿動作について説明する。

停止状態で、水タンク部２６より水槽部２５に常時一定の水位となるように水が供給され、この水に加湿ユニット１５の加湿フィルター部１６の一部が常時浸かった状態となる。そして、空気清浄装置を運転させると、第１の風向板５と第２の風向板６とを回動することで、排気口２が出現する。同時に、回転部２９によってフィルター枠部２７を回転させることで、加湿フィルター部１６が回転し、加湿フィルター部１６全体を湿らせる。そして、送風ユニット７を動かすことにより、吸気口３から本体ケース１内に空気が吸込まれ、その後、空気は本体ケース１内に備えられたプレフィルター１７と、集じんフィルター１８と、脱臭フィルター１９と、水を保持した状態の加湿フィルター部１６と、を通順次過し加湿清浄空気となり、排気口２から室内に排出される。

本実施形態における特徴は、化粧板４の構成である。化粧板４の下部には横長形状の下部開口１０を有し、化粧板４の中央部には横長形状の中央部開口１１を有していることである。吹出風路５０が本体ケース１の前方に傾いた形状であり、第１の風向板５と第２の風向板６を全開から前方方向に倒した時、空気は排気口２より前方方向に傾斜した状態で排出される。図１０に示すように、この状態の空気清浄装置を長方形形状の空間の短辺側側壁近傍に設置して利用した場合、上方から前方方向に傾斜した状態で排気口２から排出された空気は、天井、本体を反対側の壁面、床面に沿って吸気口３に向かって流れることとなる。この床面に沿った空気で、床上に溜まった１μｍ以上の比較的大きな粒子汚れを空気清浄装置に吸い込み、空気清浄部９の集じんフィルター１８で除去することで空間の粒子汚れを除去することを目的としている。床上の粒子汚れを除去するためには、床上の空気の吸い込み力を強める必要があり、従来では、本体ケース１の前面下部に下部開口１０を有し、この形状は横長形状とすることで対応していた。しかし、床上３０ｃｍ程度まで舞い上がる床上の粒子に対して、床上から３０ｃｍ未満に存在する下部開口１０だけでは、引き寄せられた粒子汚れが全て下部開口１０から吸い込まれることなく、排気口２からの空気の流れに誘引され、化粧板４に沿って上に持ち上がり、再度空間に飛散されることとなっていた。下部開口１０に追加し、化粧板４の中央部に横長形状の中央部開口１１を有することで、化粧板４に沿って持ち上がった空気と、そこに含まれる粒子汚れは、中央部開口１１から吸気口３に吸い込まれることになるため、床上粒子をより効率よく回収することができるという効果を得ることができる。

また、中央部開口１１の横幅は、下部開口１０の横幅と同じか、より大きい。具体的には、化粧板４の前面の幅は上下で一致しており、中央部開口１１と下部開口１０の横幅（本体ケースにおける左右方向）寸法は同じである。これにより、下部開口１０に吸引される空気に引き寄せられたが、下部開口１０に吸い込まれずに、化粧板４に沿って上に持ち上がった空気に含まれる粒子汚れをより多く回収できることができるという効果を得ることができる。

また、中央部開口１１の開口面積は、下部開口１０の開口面積より小さい。具体的には、上下寸法は、中央部開口より下部開口の方が大きい。これにより、本体ケース１に吸い込まれる空気は、中央部開口１１より、下部開口１０の方が多くなる。より床面に近い開口部の方が風量が多くなることで、床上の汚れた空気をより多く回収できるという効果を得ることができる。

また、化粧板は、中央風向板５１と、下風向板５２と、を有する。

中央風向板５１は、横長の平板形状であって、中央部開口の下端縁から吸気口側へ斜め上方に延びている。中央風向板の下方の長辺が、中央部開口の下端縁に固定されている。

下風向板５２は、横長の平板形状であって、下部開口の下端縁から吸気口側へ斜め上方に延びている。下風向板の下方の長辺が、中央部開口の下端縁に固定されている。

床上に沿った空気の流れに対し、開口部の下端側から板を設けることで、空気の流れのガイドの役割となり、本体ケース１内にスムーズに空気が吸い込まれることとなるため、床上の粒子汚れをより効率よく回収できるとうい効果を得ることができる。

また、前記中央部開口１１の開口横幅は、前記排気口２の開口横幅と同じかより大きい。化粧板４に沿って上に持ち上がる粒子汚れを含んだ空気は、排気口２からの空気の流れに誘引されるものであるが、その横幅は、排気口２の横幅に依存する。つまり、排気口２の横幅より、中央部開口１１の開口横幅をより広くすることで、化粧板４に沿って上に持ち上がった粒子汚れをより多く回収できるという効果を得ることができる。

また、排気口２からは、前方、左前方、右前方の大きく３方向に空気が排出され、化粧板４は、一方側側面パネルと、他方側側面パネルと、を有している。

一方側側面パネルは、縦長の平板形状であって、化粧板の一方側の側端部から本体ケースにおける後面側に延びる。一方側側面パネルは、縦長形状の切り欠きである一方側開口１２を有している。

他方側側面パネルは、縦長の平板形状であって、化粧板の他方側の側端部から前記本体ケースにおける後面側に延びる。他方側側面パネルは、縦長形状の切り欠きである他方側開口１３を有している。

具体的には、図１１に示すように、第１の風向板５および、第２の風向板６にリブを設けることで、排気口２から排出される空気の流れを大きく、前方、左前方、右前方の３方向に分けることができる。本体ケース１の前方に排出された空気は、空間を巡り、本体ケース１前面の下部開口１０および中央部開口１１から本体ケース１内に吸引される。一方、左前方、右前方に排出された空気は、床上の本体側方から戻ってくることになる。側面パネルに一方側開口１２、および他方側開口１３を設けることで、この空気に含まれる粒子汚れも回収することができるようになることから、粒子汚れをよりおおく回収できるという効果を得ることができる。

また、本体ケースの左右方向における中央風向板５１の一方側端部は、一方側側面パネル５３に固定され、本体ケースの左右方向における中央風向板５１の他方側端部は、他方側側面パネル５４に固定されている。また、本体ケースの左右方向における下風向板５２の一方側端部は、一方側側面パネル５３に固定され、体ケースの左右方向における下風向板５２の他方側端部は、他方側側面パネル５４に固定されている。一例は、一方側側面パネルと、他方側側面パネル５４と、中央風向板と、下風向板とは、樹脂材料で一体成型されている。

本発明による空気清浄機は、本体前面に、下部開口部と、中央部開口部を設けられた状態で構成することで、床上粒子汚れの回収効率を向上したものであり、家庭用や事務所用などの空気清浄機装置として活用が期待されるものである。

１ 本体ケース
２ 排気口
３ 吸気口
４ 化粧板
５ 第１の風向板
６ 第２の風向板
７ 送風ユニット
８ フィルター装着部
９ 空気清浄部
１０ 下部開口
１１ 中央部開口
１２ 一方側開口
１３ 他方側開口
１４ 風路
１５ 加湿ユニット
１６ 加湿フィルター部
１７ プレフィルター
１８ 集じんフィルター
１９ 脱臭フィルター
２０ 活性炭保持体
２０ａ ネット
２０ｂ 開口
２１ 活性炭
２２ カバー部
２３ａ ネット
２３ｂ 保持枠
２５ 水槽部
２６ 水タンク部
２７ フィルター枠部
２８ 支持部
２９ 回転部
３０ 第１フィルター枠
３１ 第２フィルター枠
３２ 第１回転軸
３３ 第１桟部
３４ 第１リング部
３５ 第２回転軸
３６ 第２内桟部
３７ 第２内リング部
３８ 第２外桟部
３９ 第２外リング部
４０ 第１支持部分
４１ 第２支持部分
４２ 第１支持板
４３ 第１軸受
４４ 第２支持板
４５ 第２軸受
４６ ギア部
４７ ケーシング部
４８ モータ部
４９ 羽根部
５０ 吹出風路
５１ 中央風向板
５２ 下風向板
５３ 一方側側面パネル
５４ 他方側側面パネル

Claims (5)

1. 吸気口と排気口を有する本体ケースと、
   前記吸気口を覆うように着脱自在な化粧板と、
   前記吸気口に着脱自在な粉塵を捕集する集塵フィルターと、
   前記吸気口から前記本体ケース外の空気を前記本体ケース内に送風する送風ユニットと、
   前記送風ユニットによって前記吸気口から吸い込んだ空気を、前記集塵フィルターと、前記送風ユニットと、を順次介して前記排気口へ送風する風路と、を備え、
   前記排気口は、前記本体ケースにおける上面に設けられ、
   前記吸気口は、前記本体ケースにおける前面に設けられ、
   前記排気口からは、前方方向に傾斜した状態で空気が排出され、
   前記化粧板の下部には横長形状の下部開口を有し、
   前記化粧板の中央部には横長形状の中央部開口を有し、
   前記集塵フィルターの上端は前記中央部開口より上方に、前記集塵フィルターの下端は前記中央部開口より下方に設けられ、
   前記化粧板は、
   前記中央部開口の下端縁から前記吸気口側へ斜め上方に延びる中央風向板のみと、
   前記下部開口の下端縁から前記吸気口側へ斜め上方に延びる下風向板と、を有することを特徴とする空気清浄装置。
2. 前記中央部開口の横幅は、前記下部開口の横幅と同じか、より大きいことを特徴とする請求項１に記載の空気清浄装置。
3. 前記中央部開口の開口面積は、前記下部開口の開口面積より小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の空気清浄装置。
4. 前記中央部開口の開口横幅は、前記排気口の開口横幅と同じか、より大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の空気清浄装置。
5. 前記排気口からは、前方、左前方、右前方の大きく３方向に空気が排出され、
   前記化粧板は、
   前記化粧板の一方側の側端部から前記本体ケースにおける後面側に延びる一方側側面パネルと、
   前記化粧板の他方側の側端部から前記本体ケースにおける後面側に延びる他方側側面パネルとを有し、
   前記一方側側面パネルは、縦長形状の切り欠きである一方側開口を有し、
   前記他方側側面パネルは、縦長形状の切り欠きである他方側開口を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の空気清浄装置。

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