JPH06101864A

JPH06101864A - 空気清浄機

Info

Publication number: JPH06101864A
Application number: JP4249910A
Authority: JP
Inventors: Reiji Naka; 礼司中; Hiroshi Yamazaki; 洋山崎; Shoichi Kitahata; 正一北畠; Masae Kawashima; 正栄川島; Hisao Yamashita; 寿生山下; Ryokichi Yamada; 良吉山田; Hiroshi Kawagoe; 博川越
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-09-18
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1994-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】室内の快適な環境を効率よく創生することの
できる空気清浄機を提供する。【構成】空気清浄部３を集塵部５と脱臭部６とこれら
に通風する第１の通風ファン７とで構成し、酸素富化部
４を酸素富化膜８と真空ポンプ９とそれらに通風する第
２の通風ファン１０とで構成し、前記酸素富化膜８の一
方側の表面に通風する第２の通風ファン１０の通風空気
を前記第１の通風ファン７の吸・排気する空間または別
の空間より取り込み、前記酸素富化膜８の他方側を減圧
して得た酸素富化空気を前記第１の通風ファン７の通風
路に放出し、前記酸素富化膜８を透過しない酸素濃度の
低下した空気を前記第１の通風ファン７の吸・排気する
空間とは別の空間に排出する。【効果】清浄化された空気の全量が室内に戻されるた
め、効率よく空気清浄を行うことができ、しかも、酸素
濃度の高くなった酸素富化空気が清浄空気と共に吐出さ
れるため、酸素濃度の維持あるいは向上を効率よく行う
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室内空気の浄化を行う
空気清浄機に係り、特に、室内空気の酸素濃度を維持あ
るいは向上させることのできる酸素富化装置付きの空気
清浄機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の酸素富化装置付き空気清浄機の
従来例として、特開平１−２３６９５５号公報に開示さ
れているように、室内の空気を通風ファンにより静電集
塵フィルターに通過させて、空気中の塵、バクテリア、
タバコの煙等の汚れを除去した後、浄化した空気の一部
を気体分離膜に通過させて、酸素量の多い空気と酸素量
の少ない空気に分離し、酸素量の多い空気を室内に供給
する方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術においては、室内の汚れた空気を静電集塵フ
ィルターで浄化し、その一部を気体分離膜に通して酸素
量の多い空気と、酸素量の少ない空気とに分離するよう
になっているため、室内の空気の浄化を重視すると、酸
素量の少ない空気を再び室内に戻すことになり、室内の
絶対酸素量としては増加しないという問題がある。反対
に、室内の絶対酸素量を上昇させようとすると、酸素量
の少ない空気を室外に排出する必要が生じるため、浄化
された空気が室外に排出されることになり、不経済で室
内の浄化に時間がかかるという問題がある。

【０００４】本発明は、上記した従来技術の実情に鑑み
てなされたもので、その目的は、室内の空気浄化におい
て粉塵と臭気とを効率良く除去し、さらに酸素濃度のコ
ントロールを効率よく行い、室内の快適な環境を作りだ
すと共に快適性の維持向上を図り得る空気清浄機を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、集塵部と脱臭部とに通風するための第１
の通風ファンと、酸素富化膜に通風するための第２の通
風ファンとを設置し、これら双方の通風ファンの通風路
を独立させた。また、酸素富化膜の一方側の表面に通風
する第２の通風ファンの空気を、第１の通風ファンの吸
・排気する空間または別の空間より取り込み、酸素富化
膜の他方側を減圧して得た酸素富化空気を第１の通風フ
ァンの通風路に放出し、酸素富化膜を透過しない酸素濃
度の低下した空気を第１の通風ファンの吸・排気する空
間とは別の空間に排出した。

【０００６】

【作用】上記の構成によれば、集塵部と脱臭部を通過し
て清浄化された空気は、他の空間に排出されることな
く、全量元の空間に戻されるので、効率良く空気清浄が
行われる。また、酸素富化膜に通風される空気を、空気
清浄される空間または別の空間より取り込み、酸素濃度
の高くなった酸素富化空気を、集塵部と脱臭部の通風路
に供給することで、吐出される清浄空気に酸素富化空気
が混合し、空気清浄している空間の酸素濃度の維持ある
いは向上を効率良く行うことができる。さらに、酸素富
化膜を透過しない酸素濃度の低下した空気を、空気清浄
している空間とは別の空間に排出することで、空気清浄
している空間の酸素濃度の維持あるいは向上をさらに効
率良く行うことができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の一実施例に係る空気清浄機の概略構
成を示す縦断面図である。同図において、１は空気清浄
機本体を示し、該空気清浄機本体１は仕切り板２によっ
て内部を空気清浄部３と酸素富化部４とに２分されてい
る。上方の空気清浄部３には集塵部５、脱臭部６、第１
の第１の通風ファン７、水分除去装置１５、制御部２０
等が設置され、下方の酸素富化部４には酸素富化膜８、
減圧ポンプ９、第２の第２の通風ファン１０、フィルタ
ー部１４等が設置されている。

【０００８】まず、空気清浄部３について説明すると、
集塵部５は空気清浄機本体１の側方の空気取り入れ口１
１に対向して設置され、空気清浄機本体１と着脱自在の
構造となっている。この集塵部５は、例えば図２の断面
図に示すように、第１の脱臭剤５ｂを静電集塵フィルタ
ー５ａと脱臭カバ−５ｃとでサンドイッチした構造で、
これらは集塵枠５ｄに一体化されている。静電集塵フィ
ルター５ａはポリプロピレン等のプラスチックの不織布
に永久帯電処理を施した帯電不織布をひだ織りにしたも
のからなり、第１の脱臭剤５ｂの形状としては図２の如
く粒状にするか、あるいはペレット状、ハニカム状、フ
ォーム状、板状、筒状等の形状にするとよい。また、図
３は前記集塵部５の変形例を示す断面図であり、同図に
示すように前記集塵部５は、帯電不織布をひだ織りにし
た静電集塵フィルター５ａと繊維状活性炭等をひだ織り
フィルターにした第１の脱臭剤５ｂとを集塵枠５ｄに一
体化してある。

【０００９】前記静電集塵フィルター５ａは、不織布を
永久帯電処理することにより空気中に浮遊している塵埃
を回収しやすくする効果があり、また、ひだ織りにする
ことにより、取り込まれた空気の圧力損失による流量低
下を抑制する効果と、その表面積を大きくして空気中の
粉塵を効率よく除去する効果とを有する。一方、静電集
塵フィルター５ａの下流側に設置した第１の脱臭剤５ｂ
は、空気中の臭気成分を物理的あるいは化学的に吸着除
去する吸着剤、例えば活性炭、ゼオライト、シリカゲ
ル、アルミナ等、または、それらに化学的な処理を施し
て特定成分の吸着性を向上させたもの、あるいは特定成
分を化学的に吸着する材料そのものを用いることによ
り、粉塵が除去された空気からさらに臭気成分を除去す
る効果を有する。なお、図示はしないが、静電集塵フィ
ルターの代わりに、コロナ放電を用いた電気集塵方式の
集塵部を設置してもよい。

【００１０】脱臭部６は前記集塵部５の下流側に設置さ
れている。すなわち、前記集塵部５を通過した空気は、
第１の脱臭剤５ｂにより臭気成分を吸着除去されている
が、第１の脱臭剤５ｂに使用される各種の物理的あるい
は化学的吸着剤には、それぞれ特徴があり万能なものは
少ない。例えば、第１の脱臭剤５ｂが、活性炭で構成さ
れた場合、活性炭ではアンモニア、アセトアルデヒド等
のガスが吸着されにくいため、これらのガスを選択的に
分解する脱臭部６を前記集塵部５の下流側に設置すると
よい。この脱臭部６は常温で活性化する脱臭触媒として
第２の脱臭剤６ａを有し、該第２の脱臭剤６ａの活性成
分としては、周知の白金族元素、または周期表の１Ｂ
族、あるいは遷移金属元素のＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗの少なくとも１種類以
上を有し、形状としてはハニカム状の多孔質担体に担持
されたものか、あるいは粘結材と前記活性成分を混合し
てハニカム状に成形されたものを用いることにより、良
好な脱臭性能を得ることができる。なお、第２の脱臭剤
６ａは、ハニカム状に限定する必要はなく、粒状、ペレ
ット状、筒状、板状、三次元網目構造体のフォーム状等
であってもよい。例えば、第２の脱臭剤６ａがペレット
状または粒状である場合は、図４の断面図に示すよう
に、網体付き触媒フィルターケース６ｂで第２の脱臭剤
６ａの両端を挟み込むように設置すればよい。また、第
２の脱臭剤６ａが板状である場合は、図５の断面図に示
すように、触媒フィルターケース６ｃで複数枚の第２の
脱臭剤６ａを空気の流れに沿って並行に支持すればよ
い。さらに、第２の脱臭剤６ａが筒状である場合は、図
示しないが、筒の内面に活性成分を有するようにし、そ
こを空気が通過するようにすればよい。

【００１１】図６は前記脱臭部６の変形例を示す断面図
であり、第２の脱臭剤６ａの活性化手段として紫外線光
源を用いている。同図に示すように、脱臭部６内には直
管タイプの紫外線ランプ６ｄが設置され、この紫外線ラ
ンプ６ｄの両側にハニカム状の第２の脱臭剤６ａが設置
されている。前記集塵部５を通過した空気は、図６中の
白抜き矢印の如く流れ、紫外線ランプ６ｄにより活性化
された第２の脱臭剤６ａの表面で脱臭処理される。この
ように活性化手段として紫外線光源を用いる場合、第２
の脱臭剤６ａの活性成分としては、特にＴｉ、Ｚｎ、Ｗ
の中の１種類以上を含有することが好ましい。紫外線光
源の紫外線波長は、使用する活性成分のバンドギャップ
以上のエネルギーを有すればよく、例えば活性成分とし
てＴｉを用い、ＴｉＯ₂の形で用いるとすれば、バンド
ギャップは３．０ｅＶであり、光の波長にすると４１３
ｎｍ以下の波長となる。なお、図示しないが、紫外線光
源として電球タイプの紫外線ランプあるいは他の紫外線
源を用いてもよい。前述の如く、第１の脱臭剤５ｂに活
性炭を用い、第２の脱臭剤６ａでアセトアルデヒドを特
に除去するような場合、第２の脱臭剤６ａの活性成分と
してはＣｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｉ等か、また
は紫外線ランプとＴｉＯ₂の組合せが好ましい。

【００１２】第１の通風ファン７は前記空気清浄機本体
１の上方の吹き出し口１２に対向して設置されている
が、この吹き出し口１２の位置は、室内の空気の循環を
考慮すると、空気清浄機本体１の上方、側方あるいは、
後方に設置することが好ましい。また、前記第１の通風
ファン７は、シロッコファン、ターボファン、プロペラ
ファン、貫流ファン等が一般の送風ファンとして使用さ
れるが、集塵部、脱臭部の圧力損失を考慮すると、シロ
ッコファン、ターボファン、プロペラファン等が好まし
い。

【００１３】空気浄化運転は、次の手順で行われる。す
なわち、第１の通風ファン７を回転させると吸引作用が
働き、図１の白抜き矢印の如く空気は流れ、これにより
室内の汚れた空気は、空気取り入れ口１１から取り込ま
れて集塵部５に導入され、該集塵部５の第１の脱臭剤５
ｂによって臭気成分が吸着除去される。なお、本実施例
に係る集塵部５は、第１の脱臭剤５ｂの前段に静電集塵
フィルター５ａを設置した構成となっているので、空気
中の粉塵等によって第１の脱臭剤５ｂの表面が汚染され
ることに起因する脱臭性能低下を防止することができ
る。また、静電集塵フィルター５ａは、使用に伴って徐
々に帯電が少なくなる性能の低下と、粉塵によるフィル
ターの目詰りに起因する濾過的な集塵効果の向上とがほ
ぼ同時に進行した後に、粉塵によるフィルターの目詰り
が進行して通風抵抗が大きくなり、その結果、十分な風
量が得られなくなり遂には寿命となる。通常使用される
環境下において、フィルターの大きさ、性能、風量によ
り、静電集塵フィルター５ａのおおよその寿命は経験的
にある程度は予想されるので、この予想される寿命の期
間は有効に働くだけの量の第１の脱臭剤５ｂを集塵部５
に一体化させておくことで、静電集塵フィルター５ａが
寿命となった時に同時に第１の脱臭剤５ｂもおおよそ寿
命となり、空気清浄機本体１に対して着脱自在としてあ
る集塵部５を簡単に取換えることができ、集塵、脱臭の
メンテナンスを効率良く行なうことができる。

【００１４】このようにして集塵部５を通過した空気
は、第１の通風ファン７により、第２の脱臭剤６ａを有
する脱臭部６に導入される。ここで、前述したように、
集塵部５の第１の脱臭剤５ｂによって吸着除去されなか
った臭気成分が脱臭部６の第２の脱臭剤６ａで脱臭処理
される。そして、脱臭部６を通過した空気は、第１の通
風ファン７に吸引された後、浄化された空気として吹き
出し口１２から室内に戻される。

【００１５】次に、酸素富化部４について説明すると、
図１に示すように、前記空気清浄機本体１の側面には酸
素富化部４内に原料空気を取り入れる原料空気取り入れ
口１３ａと、酸素富化に供された残り空気を排出する排
空気排気口１３ｂとが設けられている。このように前記
第１の通風ファン７の吸・排気する空間以外の空間から
原料空気を取り入れる場合は、原料空気取り入れ口１３
ａと排空気排気口１３ｂとを２本の配管とし、目的の空
間から原料空気の取り入れと排空気の排気とを行えばよ
い。また、図７の断面図に示すように、原料空気取り入
れ口１３ａと排空気排気口１３ｂとを一本にまとめて配
管１３ｃとしてもよく、図８の説明図に示すように、配
管１３ｃ内を上下に分割して原料空気取り入れ口１３ａ
と排空気排気口１３ｂの二つの空気の流路を形成しても
よい。さらに、これらの方法に限らず、図示しないが、
異なる太さの配管の一方を他方の内側に入れ、内側の配
管と外側の配管とで二つの空気の流路を構成する等、原
料空気の取り入れ口と排空気の排気口との異なった二つ
の流路を構成していれば、どのような方法でもよい。
酸素富化を行うための原料空気は、必ずしも上記の如く
第１の通風ファン７の吸・排気する空間以外の空間から
取り入れなくてもよく、集塵部５と脱臭部６に通風する
第１の通風ファン７の吸・排気する空間から取り入れる
ことも可能である。このように第１の通風ファン７の吸
・排気する空間から原料空気を取り入れる場合は、図９
の断面図に示すように、空気清浄部３の背面または側面
から原料空気を取り入れ、床面からの距離を所定以上、
具体的には床面から５０cm以上の空間から空気を取り入
れることが好ましく、それによって比較的大きな塵の量
を半減することができる。なお、原料空気取り入れ口１
３ａと排空気排気口１３ｂは、配管で延ばした先端にサ
イレンサを兼ねた異物混入防止用フィルターを備えるこ
とが好ましい。

【００１６】前記酸素富化部４の内部は酸素富化部仕切
り板１９によって２分されており、この酸素富化部仕切
り板１９に第２の通風ファン１０が設置されるととも
に、酸素富化部仕切り板１９の上方に前記原料空気取り
入れ口１３ａが、下方に前記排空気排気口１３ｂがそれ
ぞれ設置されている。なお、第２の通風ファン１０の設
置場所は酸素富化部仕切り板１９に限定されず、原料空
気取り入れ口１３ａと排空気排気口１３ｂとの間であれ
ばどこに設置してもよい。

【００１７】前記原料取り入れ口１３ａに対向してフィ
ルター部１４が設置され、さらにその後方に酸素富化膜
８が設置されており、前記第２の通風ファン１０を回転
させることにより原料空気がフィルター部１４と酸素富
化膜８を通過するようになっている。このフィルター部
１４は、前記静電集塵フィルター５ａと同様に、不織布
を永久帯電処理することにより、空気中に浮遊している
塵埃を回収しやすくしたものか、または簡単な濾過式の
フィルター等原料空気の性質に合わせるとよい。なお、
原料空気が非常に清浄である場合は、フィルター部１４
は特に設けなくてもよいが、その場合は、多孔質の板等
の空気が分散して流れるような分散板を酸素富化膜８の
直前に設置し、酸素富化膜８を通る空気が一ヵ所に集中
しないようにすることが好ましい。

【００１８】前記酸素富化膜８は、膜の両面に圧力差を
設けることにより、原料空気を無孔質の膜表面に溶解さ
せ、膜内を拡散するときの速度比により、原料空気を酸
素富化空気と酸素量の少ない排空気とに分離する。膜面
に圧力差を生じさせる方法としては、膜の一方側を大気
圧として他方側を大気圧以上にする方法と、膜の一方側
を大気圧として他方側を大気圧以下にする方法とがある
が、破裂等の破損を考慮するなら、後者の膜の他方側を
大気圧以下にするほうがよく、このときの真空度は１０
０〜３００（Ｔｏｒｒ）程度が好ましい。また、酸素富
化膜８の材料としては、シリコン系、シリコーン系、ポ
リサルホン系、イミド系、フッ素系、ポリオレフィン系
等が好ましい。

【００１９】前記酸素富化膜８には配管１６を介して真
空ポンプ９が接続され、さらにこの真空ポンプ９には配
管１７を介して水分除去装置１５が接続されている。こ
こで、真空ポンプ９は前記酸素富化部４内における酸素
富化部仕切り板１９の下方に、水分除去装置１５は前記
空気清浄部３内にそれぞれ設置されている。

【００２０】前記酸素富化膜８によって分離された酸素
富化空気は、図１中の実線矢印の如く、配管１６を通っ
て真空ポンプ９により吸引され、真空ポンプ９を通過
後、配管１７を通って水分除去装置１５へ送られる。な
お、真空ポンプ９は、オイルレスで作動するドライシー
ルの真空ポンプで、吸・排気される空気が酸素富化空気
であるため、内部が酸化しにくい材質のものがよい。ま
た、酸素富化膜を減圧して得られる酸素富化空気は、空
気中の水蒸気も富化されており、さらに真空ポンプ９に
より加熱されるので、水分除去装置１５は図１０の断面
図に示すように構成されている。すなわち、この水分除
去装置１５は、酸素富化空気の温度を下げ、かつ酸素富
化空気に過剰に含まれる水蒸気を凝縮させるための熱交
換器１５ａと、凝縮水分を酸素富化空気より分離する水
分分離器１５ｂと、分離された水分を定期的に排出する
弁１５ｃと、分離された水分の保持器１５ｄと、分離さ
れた水分を蒸発させる蒸発手段１５ｅとから構成され
る。この熱交換器１５ａは、銅、アルミ等の熱伝導性の
高いもので構成し、室内浄化用の第１の通風ファン７ま
たは酸素富化用の第２の通風ファン１０により酸素富化
空気を冷却する。前記熱交換器１５ａによって冷却され
た酸素富化空気は、水分分離器１５ｂに送られ、酸素富
化空気と凝縮水とに分けられ、酸素富化空気は第１の通
風ファン７により室内の浄化された空気と共に吹き出し
口１２から室内に吐出される。また、水分分離器１５ｂ
により分離された凝縮水は、定期的に弁１５ｃを作動さ
せることにより水分保持器１５ｄに排出され、さらに蒸
発手段１５ｅにより蒸発させられて第１または第２の通
風ファン７、１０により機外に排気される。この蒸発手
段１５ｅは、材質については特に限定はしないが、防黴
び処理が施された多孔質体で形成されたものが好まし
く、その多孔質体に第１の通風ファン７もしくは第２の
通風ファン１０により作られる空気の流れを通すことに
より前記凝縮水を蒸発させればよい。なお、これら熱交
換器１５ａ、水分分離器１５ｂ、水分保持器１５ｄおよ
び蒸発手段１５ｅは、それぞれ別々に設置することも可
能で、例えば熱交換器１５ａと水分分離器１５ｂを空気
清浄部３に設置し、受け皿１５ｄと蒸発手段１５ｅを酸
素富化部４に設置することにより、室外に凝縮水を排出
することができる。また、本実施例では水分除去装置１
５を空気清浄部３側に設置してあるが、要は第１の通風
ファン７もしくは第２の通風ファン１０の空気の流れの
中に設置すればよく、水分除去装置１５を酸素富化部４
側に設置することも可能である。ただし、水分除去装置
１５の設置場所を空気清浄部３側に限定した場合、水分
分離器１５ｂと弁１５ｃは特に設ける必要はない。さら
に、前記水分除去装置１５は上記実施例に限定されず、
図１１の断面図に示すような構成にすることも可能であ
る。この変形例の場合、配管１７を通った酸素富化空気
の中の既に結露した水分のみを水分保持器１５ｄに溜
め、蒸発手段１５ｅにより凝縮水を蒸発させる。なお、
配管１７から吐出する酸素富化空気は、相対湿度は非常
に高いものの、酸素富化空気に比べてはるかに流量の多
い室内の浄化された空気によって撹拌され、吹き出し口
１２より吐出するため、結露し水滴となることはない。

【００２１】一方、酸素富化に供された残りの排空気の
流れは、酸素富化膜８より第２の通風ファン１０に吸引
され、箱体１８に送られる。この排空気は、箱体１８の
内部に設置された前記真空ポンプ９に送られ、真空ポン
プ９を冷却する。前記箱体１８は、吸音材及び遮音材で
構成され、内部に設置された真空ポンプ９の駆動音を抑
制するためのものであるが、真空ポンプ９の駆動音を効
率的に下げるには箱体１８に開けてある通風路を出来る
だけ小さくすればよい。そこで、図１２の断面図に示す
ように、箱体１８の中を通り、真空ポンプ９の冷却を行
うための通風路と、箱体１８の中を通らず、排空気排気
口１３ｂへ直接流れる二つの通風路とを設置することに
より、箱体１８の通風路を小さくできる。なお、図示し
ないが、箱体１８の通風路に小型の通風ファンを設置す
ると、さらに効率的に真空ポンプ９の冷却と遮音とが行
える。

【００２２】なお、第２の通風ファン１０により吸引さ
れた原料空気の温度が低い等の理由で、酸素富化空気の
流量が減少することがある。そのようなことを想定し
て、自動または手動により、第２の通風ファン１０の回
転を逆方向にするか、第２の通風ファン１０の通風路を
変更可能にし、図１３の断面図に示す矢印の通風路を確
保できる構造にするとよい。この場合、原料取り入れ口
１３ａを通過した原料空気は、箱体１８の内部に設置さ
れた真空ポンプ９に送られ、真空ポンプ９を冷却するこ
とにより、原料空気の温度を上昇させることができる。
この温度の高い原料空気は、第２の通風ファン１０によ
りフィルター部１４ｂに送られ、このフィルター部１４
は前述の如く原料空気中に存在する塵埃を除去する。ま
た、酸素富化膜８を原料空気が通過する際に、酸素富化
膜８の表面温度を上昇させ酸素富化空気の流量を増加さ
せることができる。その後、酸素富化された空気は、配
管１７を通り水分除去装置１５より空気清浄部３に送ら
れ、一方の排空気は、フィルター部１４を通り排空気排
気口１３ｂにより、第１の通風ファン７の吸、排気する
空間とは別の空間に排気される。上記手段は、何らかの
理由により、酸素富化空気の流量が低下した場合にも有
効である。

【００２３】酸素富化運転は、次の手順で行われる。す
なわち、第２の通風ファン１０を回転させることにより
吸引作用が働き、これにより酸素富化を行うための原料
空気は図１の斜線矢印の如く流れ、原料取り入れ口１３
ａを経てフィルター部１４を通過する。原料空気は、フ
ィルター部１４で塵埃が除去された後、酸素富化膜８を
通過し、この酸素富化膜８によって酸素富化空気と酸素
量の少ない排空気とに分離される。前者の酸素富化空気
は、図１中の実線矢印で示すように、配管１６を通って
真空ポンプ９により吸引され、真空ポンプ９を通過後、
配管１７を通って水分除去装置１５へ送られる。酸素富
化空気は、この水分除去装置１５によって過剰に含まれ
る水蒸気が除去され、第１の通風ファン７により室内の
浄化された空気と共に吹き出し口１２から室内に吐出さ
れる。一方、後者の排空気は、第２の通風ファン１０に
吸引されて箱体１８に送られ、箱体１８の内部に設置さ
れた真空ポンプ９を冷却した後、排空気排気口１３ｂか
ら排気される。

【００２４】以上の如く構成された空気清浄機の運転方
法は、大きく分けると、(Ｉ)室内の酸素濃度を感知する
酸素センサ、および空気中の汚れを感知する汚れセンサ
等のセンサ制御によるによる自動運転、(II)手動スイッ
チによる連続運転、(III)連続運転または停止をタイマ
制御により行う運転、の３通りがある。これらの組合せ
により、例えば図１４のフローチャートに示す制御を行
う。なお、以下に説明する制御は制御部２０によって行
われるが、この制御部２０の設置場所は図１に示す空気
清浄機本体１の上面に限らず、空気清浄部３と酸素富化
部４の空気の流れにセンサが触れることがなければ、そ
れ以外の場所に設置してもよく、空気清浄機のできるだ
け高い位置に制御部２０を設置することにより、センサ
に塵埃等を付けにくくすることができる。

【００２５】図１４において、まずはじめに、ステップ
１で電源が投入されると、ステップ２で酸素センサ及び
汚れセンサにより自動運転が開始される。次に、ステッ
プ３で自動運転と手動運転の選択が行われ、手動スイッ
チがＯＦＦの場合はステップ４に行く。ステップ４で酸
素センサにより室内の酸素濃度が検出され、この酸素濃
度が設定値以下である場合、ステップ５で前述した空気
浄化運転と酸素富化運転とが開始される。これらの空気
浄化運転と酸素富化運転は、酸素センサが設定された上
限設定値になるまで続けられる。また、ステップ４で酸
素センサが設定された上限値の酸素濃度を確認した場
合、まず、ステップ６で酸素富化運転を停止する。次
に、ステップ７で汚れセンサにより室内の空気の汚れ状
態が検出され、室内空気が汚れていると判断された場合
は、ステップ８で空気浄化運転が行なわれ、室内の空気
が清浄だと判断された場合は、ステップ９で空気浄化運
転を停止する。

【００２６】また、手動運転を行う場合は、ステップ３
で手動スイッチをＯＮとし、ステップ１０で空気浄化運
転と酸素富化運転のいずれかを選択する。ステップ１０
で空気浄化運転が選択されるとステップ１１へ行き、ス
テップ１１で運転時間が指定されない場合は、ステップ
１２で空気浄化運転が行われる。ステップ１１で運転時
間が指定された場合は、ステップ１３で空気浄化運転が
行われ、この空気浄化運転は指定された時間に達するま
で続けられる。そして、指定された時間に達すると、ス
テップ１４からステップ１５へ行き空気浄化運転を停止
する。

【００２７】室内の酸素濃度を上げた時は、ステップ１
０で酸素富化運転が選択されてステップ１６へ行き、ス
テップ１６で運転時間が指定されない場合は、ステップ
１７で酸素富化運転と空気浄化運転とが行われる。ここ
で、酸素富化運転は空気清浄運転と共に行うのが好まし
い。その第１の理由は、酸素富化のみで運転しても吐出
した酸素富化空気を室内の空気と撹拌する手段がなくな
り、空気清浄機周辺にしか酸素富化が行えず、室内全体
を快適な空間にしずらいからである。第２の理由は、酸
素センサによる自動運転を行なう時、空気清浄機周辺部
だけに存在する酸素富化空気により酸素センサが誤動作
するのを防ぐためである。また、ステップ１６で運転時
間が指定された場合は、ステップ１８で酸素富化運転と
空気浄化運転とが行われ、これら酸素富化運転と空気浄
化運転は指定された時間に達するまで続けられる。そし
て、指定された時間に達すると、ステップ１９からステ
ップ２０へ行き、酸素富化運転と空気浄化運転とを停止
する。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の空気清浄
機によれば、室内の空気中に存在する塵埃や臭い等を効
率よく除去でき、さらに、清浄空気に酸素量の多い空気
が混合して室内に吐出されるため、短時間で快適な雰囲
気を創生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る空気清浄機の縦断面図
である。

【図２】図１の空気清浄機に備えられる集塵部の一例を
示す断面図である。

【図３】集塵部の変形例を示す断面図である。

【図４】図１の空気清浄機に備えられる脱臭部の一例を
示す断面図である。

【図５】脱臭部の変形例を示す断面図である。

【図６】脱臭部の他の変形例を示す断面図である。

【図７】図１の原料空気取り入れ口と排空気排気口の変
形例を示す断面図である。

【図８】原料空気取り入れ口と排空気排気口の他の変形
例を示す説明図である。

【図９】原料空気取り入れ口と排空気排気口のさらに他
の変形例を示す断面図である。

【図１０】図１の空気清浄機に備えられる水分除去装置
の一例を示す断面図である。

【図１１】水分除去装置の変形例を示す断面図である。

【図１２】図１の空気清浄機に備えられる真空ポンプ周
辺の通風路の変形例を示す断面図である。

【図１３】真空ポンプ周辺の通風路の他の変形例を示す
断面図である。

【図１４】図１の空気清浄機の運転制御を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１空気清浄機本体２仕切り板３空気清浄部４酸素富化部５集塵部５ａ静電集塵フィルター５ｂ第１の脱臭剤５ｃ脱臭剤集カバー５ｄ集塵部枠６脱臭部６ａ第２の脱臭剤６ｂ網体付き触媒フィルターケース６ｃ触媒フィルターケース６ｄ紫外線ランプ７第１の通風ファン８酸素富化膜９真空ポンプ１０第２の通風ファン１１空気取り入れ口１２吹き出し口１３ａ原料空気取り入れ口１３ｂ排空気排気口１３ｃ配管１４フィルター部１５水分除去装置１５ａ熱交換器１５ｂ水分分離器１５ｃ弁１５ｄ保持器１５ｅ蒸発手段１６、１７酸素富化空気配管１８箱体１９仕切り板２０制御部

フロントページの続き (72)発明者川島正栄栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所栃木工場内 (72)発明者山下寿生茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者山田良吉茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者川越博茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】集塵部と脱臭部とそれらに通風する第１
の通風ファン、および酸素富化膜とを備えた空気清浄機
において、前記酸素富化膜の一方側の表面に通風する第
２の通風ファンと、前記酸素富化膜の他方側を減圧する
ための減圧ポンプとを備え、前記第１の通風ファンと前
記第２の通風ファンのそれぞれの通風路を独立して設け
たことを特徴とする空気清浄機。
【請求項２】集塵部と脱臭部とそれらに通風する第１
の通風ファン、および酸素富化膜とを備えた空気清浄機
において、前記酸素富化膜の一方側の表面に通風する第
２の通風ファンを備え、この第２の通風ファンに通風す
る空気を前記第１の通風ファンの吸・排気する空間また
は別の空間より取り込み、前記酸素富化膜の他方側を減
圧して得た酸素富化空気を前記第１の通風ファンの通風
路に放出し、前記酸素富化膜を透過しない一方側の酸素
濃度の低下した空気を前記第１の通風ファンにより前記
第１の通風ファンの吸・排気する空間とは別の空間に排
出することを特徴とする空気清浄機。
【請求項３】前記酸素富化膜の他方側を減圧して得ら
れる酸素富化空気を、水分除去装置を通した後に前記第
１の通風ファンの通風路に放出することを特徴とする請
求項１または２記載の空気清浄機。
【請求項４】前記水分除去装置は、前記酸素富化膜の
他方側を減圧して得られる酸素富化空気の温度を下げ、
かつ酸素富化空気に過剰に含まれる濃縮水分を凝縮させ
る冷却手段と、凝縮水分を酸素富化空気より分離する水
分分離手段と、分離された凝縮水を保持する機能を持つ
部材または部位と、分離された水分を蒸発させる蒸発手
段とのうち、１つあるいは少なくとも２つ以上の組合せ
により構成されていることを特徴とする請求項３記載の
空気清浄機。
【請求項５】前記第１の通風ファンの取り込んだ空気
を、前記酸素富化膜を通過した後、前記真空ポンプの周
囲を通過させて排出する第１の手段と、前記第１の通風
ファンの取り込んだ空気を、前記真空ポンプの周囲を通
過した後、前記酸素富化膜を通過して排出する第２の手
段と、これら第１および第２の手段のいずれかを選択す
る変更手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載の
空気清浄機。
【請求項６】前記集塵部は、永久帯電処理を施した帯
電不織布をひだ織りにした静電集塵フィルターと、この
静電集塵フィルターの下流側に設置され、空気中の臭気
成分を除去する第１の脱臭剤とを有し、前記脱臭部は、
前記集塵部の下流側に設置され、前記第１の脱臭剤とは
異なる第２の脱臭剤を有することを特徴とする請求項１
または２記載の空気清浄機。
【請求項７】前記第１および第２の脱臭剤の形状はハ
ニカム状あるいは粒状、ペレット状、筒状、板状、フォ
ーム状であって、前記第１の脱臭剤が物理的あるいは化
学的に空気中の臭気成分を吸着除去する吸着剤であり、
前記第２の脱臭剤が活性成分として白金族元素または周
期表の１Ｂ族あるいは遷移金属元素のＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、
Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗの少なくとも
１種類以上を含有した脱臭触媒であることを特徴とする
請求項６記載の空気清浄機。