JPS60132615A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は自動車用や住宅用等の空気清浄機に関するも
のである。

〔背景技術〕

室内の汚れた空気を機内に循環させることによシ、粉塵
除去と消臭とを行なうことを目的とした空気清浄機にお
いて、機内循環風量はシロッコファンの回転により得る
ことができる。汚れた空気は空気清浄機上面の吹込口か
ら吸込み、プレフィルタ、粉塵除去フィルタ、消臭フィ
ルタを通過させて、シロッコファンの回転により左右両
側面の吐出口から吹出し、室内に循環させる。

風の吐出し風量と室内の汚れた空気や臭の除去能力は関
係があって、粉塵除去に対しては、粉塵除去フィルタの
Ｆ紙の密度が高い程粉塵除去能力（粉塵除去効率）が高
い。この粉塵除去フィルタの粉塵除去効率をηとすると
、粉塵を除去する処理能力は、風量（Ｑｌ　Ｘ粉塵除去
効率（η）の積となる。

しかし、空気清浄機の体格が決定されると、シロッコフ
ァン等の形状も決められるため、ファン能力の向上を図
ること′ができない。よって、空気清浄機の性能向上を
図るには、必要風量と集塵効率の関係につき最適バラン
スを得ることが必要である。

なお、消臭フィルタについては、消臭能力は消臭剤の除
去能力に関係する方が大きいが、空気清浄機としては、
消臭フィルタの圧損増加による風量低下を最小限度に設
定したいという課題がある。

一般に、空気清浄機の空気循環と空気清浄能力の設定に
ついては、性能を満足させる風量を得られるように、粉
塵除去フィルタの圧損と、消臭フィルタの圧損と、空気
清浄機本体の圧損を設定する。しかし、たばこ等の粒子
の小さい粉塵を除去するためＫは、粉塵除去フィルタと
して密度の高いν紙フィルタを使用しなければ集塵効率
が上らず、また密度の高いｐ紙フィルタを使用するとｐ
紙フィルタの圧損が高く風量が満足しＫくいというあい
反する現象となシやすい。

また、特に自動車用の空気清浄機においては、急速に空
気を清浄化するという課題もある。

〔発明の目的〕

この発明は、風量とフィルタ効果の適正なバランスが得
られ、空気清浄能力の優れた空気清浄機を提供すること
を目的とする。

〔発明の開示〕

この発明の空気清浄機は、フィルタの取付部に風路バイ
パス部を設けたものである。すなわち、集塵効率の高い
フィルタを用いて粉塵除去能力を高くしておいて、これ
により風量が不足する分のみフィルタを通過させずにバ
イパスして全体の圧損を下げ、目標の風量を得るもので
ある。なお当然ながら、風量は空気清浄機全体からは増
加しても、バイパスが大きくて粉塵除去能力が目標より
低下する範囲は設計しないという前提になる。

実施例 この発明の一実施例を第１図ないし第１８図に示す。図
において、１１は本体ケースであｐ１１両の略全体が流
線形状の格子状の吸込口１８とを銭両側面に格子状の吐
出口２４を有する。本体ケース１１は上ケース１６と下
ケース１７を化粧ねじ１９および角ナツト１９′で固定
したものである。本体ケース１１内には下部に遠心ファ
ン９のインペラ１２が収容され、上部に粗大粉塵除去用
のプレフィルタ１３と、粉塵除去フィルタ１４と、消臭
フィルタ１５とが収容されている。下ケース１７はアル
キメデス曲線の風洞周壁２０が一体に形成サレ、ファン
カバー２１とでシロッコファンの風洞部２２を構成して
いる。風洞周壁２０は本体ケース１１の両側面の吐出口
２４に吐出路２３で開通している。吐出口２４は傾斜し
た吐出口格子２４ａを有し、空気は斜め上方に吐出され
る。インペラ１２はモータ２５の出力軸に平ワツシヤ２
６とナツト２７とで固定しである。モータ出力軸のイン
ペラ取付座とインペラ１２との間には、Ｄカットされた
ワッシャ２８を入れてあシ、インペラ１２のモータ出力
軸に対する垂直面を出すようにしている。モータ２５は
下ケース１７に固定しである。

ファンカバー２１は格子状のファン吸込口２９を有し、
そのインペラ１２の中心部と対応する部分に、インペラ
１２の出力軸のナツト２７が遊嵌するキャップ状の蓋体
部３０が設けである。ファンカバー２１は下ケース１７
に突設した取付部にタッピンねじて固定される。消臭フ
ィルタ１５はファンカバー２１の蓋体部３０が嵌合する
中央穴３１を有し、粉塵除去フィルタ１４とファン力・
く−２１との間に着脱自在に配置される。消臭フィルタ
１５は２枚のパンチングメタル３２．３３からなるフィ
ルタケース３４に、シガホンと活性炭とでなる粒状の消
臭剤３５を、消臭剤押えスポンジ３６とともに挾み込ん
だものである１両−くンチングメタル３２．３３は、外
周部と中央穴３１の周縁とを溶接またはかしめ等により
相互に固定される。フィルタケース３４は取手部３７が
両側に形成しである。なお、フィルタケース３４として
不織布等の紙を使用してもよく、その場合も中央穴３１
の周縁と外周部とを熱かしめ等によシ閉じる。粉塵除去
フィルター４は全体表面積を広く取れるように所定ピッ
チで波形に折曲げたｐ紙５０と、この濾紙５０と同時成
形または接着により一体化した樹脂製のフィルタ枠５１
とで構成される。

３８は吐出口２４の近傍に設けた芳香剤ケースであ）、
芳香剤３９が収納しである。芳香剤３９は吐出口２４か
らの風の流れでここちよい香シを室内に発散させる。

４０は、モータ入力電源供給用の電源コードブロックで
ある。４１はファン回転数を高と低に切換える分圧抵抗
であり、モータ２５のコイルと直列に結線されて、切換
スイッチで切換えられる。

４２はモータ２５のリード心理え用の鉄片である。

風洞部２２中にリード線を配設するので、風洞部２２の
底面の一部を四部にしてこの凹部内にリ一＼ ド線全通し、鉄片４２で押えている。４３は下ケース１
７に埋込んである埋込ナツトであり、モータ２５の固定
用ねじを取付ける（１４４は分圧抵抗４１の固定用鉄片
である。４５はプリント基板であシ、通電表示用の発光
ダイオード４６を取付けている。発光ダイオード４６は
正常通電時は点灯し、電源端子を逆接続すると点灯しな
い。４７は発光ダイオード４６の捕獲用抵抗である。

風路バイパス部等につき説明する。風路バ〜イパス部は
、次のように第１ないし第５のものがある。

消臭フィルタ１５はファンカバー２１の消臭フィルタ取
付部に配置し、その上に粉塵除去フィルタ１４を乗せ、
さらにプレフィルタ１３を配設してフィルタ群を構成す
る。このフィルタ群において、粉塵除去フィルタ１４と
消臭フィルタ１５は、空気清浄を行うと汚れてきてその
機能を満足しなくなるので、ある一定期間毎に変換する
必要がある。

そのため、使用者が簡単に交換できるように、粉塵除去
フィルタ１４および消臭フィルタ１５０両側に取手部７
４．３７をそれぞれ突設しである。

これら取手部７４．３７は、ファンカバー２１の壁の一
部に設けた切欠凹部５３に配置しているが、この切欠凹
部５３内の空隙が第１の風路バイパス部となっている。

また、消臭フィルタ１５は粉塵除去フィルタ１４よシも
若干短く形成してあシ、そのため消臭フィルタ１５とフ
ァンカバー２１の内面との間に空隙５４が構成される。

この空隙５４はパンチングメタルで形成された消臭フィ
ルタ３１の外周フランジのパンチング小孔５５を通じて
、ファンカバー２１のファン吸込口２９に開通してお９
、前記空隙５１およびパンチング小孔５５がそれぞれ第
２お２び第３の風路バイパス部となっている。粉塵除去
フィルタ１４のフィルタ枠５１は２重壁構造となってい
て、その底壁に通気スリット５６．５７が設けてあシ、
この通気スリット５６．５７が第４の風路バイパス部と
なっている。

この通気スリット５６．５７は、フィルタ枠５１をＰ紙
５０と一体成形するときに、金型によシ簡単に形成でき
る。フィルタ枠５１は、第６図のように格子または多孔
板状の通気底壁５８を有するが、この通気底壁５８に第
４の風路バイパス部となる通気開口５９を設けである。

通気開口５９には蓋６０をガイド枠６１で開閉スライド
自在に取付けである。

なお、本体ケース１１には第１０図のように補助フィル
タ装置６２が接続バイブロ３で着脱自在に取付けられる
ようになっており、自動車の後部座席に本体ケース１１
を取付け、補助フィルタ装置６２を前部座席に設置する
ことで、前部座席のたばこの煙も効果的に除去できるよ
うになる。補助フィルタ装置６２は、補助フィルタケー
ス６４と補助フィルタ枠６４内に、フィルタ６５．６６
を収容したものである。接続バイブロ３は、本体ケース
１１に突設した筒状の補助吸込口６７に先端の接続筒６
８金外庶させて接続される。補助吸込口６７の外面には
係合突起６９が設けられ、接続筒６８にはバヨネット溝
６９が設けられている。

本体ケース１１の吐出口２４の近傍には二酸化塩素溶液
の入ったタンク７Ｏが設けられ、吐出口２４に設けた紙
フィルタ７１を毛細管フェルト７２を通じて二１酸化酸
素溶液で濡らしておくようにしである。また、本体ケー
ス１１のモータ取付部の内側には環状突壁７３が設けて
あシ、モータ２５の軸受部から流出した油がモータねじ
止め部４３′に到達するのを防止し、油によシモータね
じ止め部４３′における劣化をなくしてモータねじ止め
部４３′が破壊しないようにしている。

第１３図ないし第１８図はモータ２５の駆動用の回路お
よびその動作を示す。これについては後述する。

動作 本体ケース１１の吸込口１８から吸込まれた空気は、プ
レフィルタ１３で粗大粉塵が除去され、かつ除塵フィル
タ１４で細かな粉塵が除去された後、消臭フィルタ１５
で消臭され、遠心ファン９の風洞部２２を経て吐出口２
４から吐出される。

空気清浄機の清浄処理能力については、各フィルタ１３
〜１５そのものの集塵効率と吐出した風量との間に、 集塵効率（η）×風量（Ｑ）＝処理能力という関係があ
るが、次のように風路バイパス部によって風量が増え、
そのため風量と集塵効率のバランスが良くなって処理能
力が向上する。

まず、粉塵除去フィルタ１４および消臭フィルタ１５の
取手部７４．３７を嵌合する切欠凹部５３がファンカバ
ー２１に一対設けられているため、遠心ファン９による
風の流れは、一部が粉塵除去フィルタ１４および消臭フ
ィルタ１５を通らずに切欠凹部５３を通過して遠心ファ
ン１９に入る。そのため、風量が増加して風量とフィル
タ効率のバランスが良くなシ、清浄能力が向上する。こ
のように、フィルタ１４．１５の取手部７４．３７を嵌
合するために必要な切欠凹部５３を利用して清浄処理能
力の向上が図れそのため構造も簡単ですむ。また、消臭
フィルタ１５とファンカバー２１との間の空隙５３と、
消臭フィルタ１５の周縁フランジのパンチング小孔５５
とを通る経路によっても、風が各フィルタ１４．１５を
通らずに遠心７アン９に流入する。さらに、粉塵除去フ
ィルタ１４のフィルタ枠５１の通気スリット５６．５７
からも風が漏れて遠心ファン９に入る。これらによって
も風量が増加し、風量とフィルタ効率のバランスが最良
となって清浄能力が向上する。

粉塵除去フィルタ１４には蓋６０を有する通気開口５９
が設けられているが、蓋６０によシ開ロ面積を変えるこ
とによって風ｔを調節することができる。通気開口５９
の面積を手動あるいは自動的に可変にすることで風量を
調節することによシ、今までモーターの回転数を変えて
風量の強弱を行っていたのが、行わなくてすむようにな
る。よって、モータ２５の分圧抵抗やスイッチ等が省略
可能となる。また、粉塵除去効果の調節も開孔面積を変
えることでできる。

吐出口２４にはタンク７０の二酸化塩素溶液で濡らして
おいた紙フィルタ７１が設けであるが、風が吐出口２４
から出るときに、紙フィルタ７１から二酸化塩素が空気
中に拡散する。そのため、二酸化塩素の作用によシ、空
気中の殺菌と消臭が行われる。

モータ２５の回転数制御につき説明する。第１４図のよ
うな階段波形のパルス電圧をモータにかけて、遠心７ア
ン９の回転数を変え、風量を自動的に増減させる。第１
３図は第１５図の三角波形の入力電圧または第１６図の
サイン波形の入力電圧によシ、第１４図の階段波を発生
する回路であり、ツートン型ア／プを用いたフリー−ラ
ニングの段階波発生器からなる。Ａ−ＬはＲ工全通して
階段波を形成する入カバルスの発振回路で、Ａ２は８ｆ
分とホールドの機能を持ち出力に階段波が得られる積分
回路である。Ａ３は比較回路、Ａ４はワンショット・マ
ルチバイブレータである。抵抗Ｒ２は階段波の出力をサ
ンプリングして、抵抗Ｒ３を通した電源電圧■１と比較
するものである。そして積分回路Ａ２の出力゛電圧が■
の約８０％を越えたときに、比較回路Ａ３とワンショッ
ト・マルチバイブレータＡ４は１００／Ｉｓのリセット
パルスを発生し、抵抗Ｒ４＆通して積分回路Ａ２の出力
を０Ｖにリセットする。

このようにして、モータ２５の回転数を自動的に制御す
ることで第１８図のように風量が一定であった状態から
、第１７図のように風量が時間的に変わるようになる。

空気ｆｆ抄機内の各フィルタ１４．１５で消臭・油塵を
行うが、時間的に風量が変わった時でも平均風量は一定
である。風量がピークになった時に消臭・油塵効果は上
がシ、時間的にみても平均風量は同一だが消臭・油塵能
力はよくなる。また、空気清浄機の芳香剤３９から流れ
る香りも、風量が高くなるとよい香シがし、低くなると
香シがしなくなる。この繰シ返しによって常時香シが意
識され、香りの効果が上がる。

このように、モータ回転数（ファン回転数）を自動的に
増減することで風量を変化させフィルタ１４１５による
消臭、粉塵除却能力をあげ、芳香剤３９から発せられる
香９の効果を＾めることかできる。

第１９図ないし第２１図は粉塵除去フィルタ１４の変形
例を示す。この粉塵除去フィルタ１４’は粉塵除去用の
Ｆ紙５０の一部に、風路バイパス部となる切取部７５を
設けたものである。この例では切取部７５を原紙５０の
中央部の両側に設けているか、済紙５０のどの部分に設
けてもよい。

〔発明の効果〕

この発明の空気清浄機は、風量とフィルタ効果の適正な
バランスが得られ、空気清浄能力の向上が図れるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の破断平面図、第２図はそ
の破断正面図、第３図は同じくその破断側面図、第４図
は同じくその粉塵除去フィルタの斜視図、第５図は同じ
くその粉塵除去フィルタの平面図、第６図は第５図の■
−■線断面図、第７図は第５図の■−■線断面図、第８
図は同じくその消臭フィルタの斜視図、第９図は第８図
のＩＸ−■線断面図、第１０図は同じくその全体の斜視
図、第１１図は同じくその補助フィルタ装置の分解斜視
図、第１２図は同じくその補助フィルタ装置と本体ケー
スとの接続部の側面図、第１３図は同じくそのモータ駆
動用回路の回路図、第１４図は同じくそのモータ駆動用
回路の出力波形図、第１５図および第１６図はそれぞれ
同じくそのモータ駆動回路の入力波形図、第１７図は同
じくそのノ虱址の時間変化を示すグラフ、第１８図ｆ′
ｉ風量の一定状態を示すグラフ、第１９図は粉塵除去フ
ィルタの変形例の斜視図、第２０図はその平面図、第２
１図は第２０図のＸＸＩ　−ＸＸＩ　線断面図である。 ９・・・遠心ファン、１１・・・本体ケース、１２・・
・インペラ、１３・・・プレフィルタ、１４．１４’・
・・粉塵除去フィルタ、１５・・・消臭フィルタ、１８
・・・吸込口、２１・・・ファンカバー、２４・・・吐
出口、２５・・・モータ、２９・・・ファン吸込口、３
７・・・取手部、５０・・・戸紙、５１・・・フィルタ
枠、５３・・・切欠凹部（風路バイパス部）、５４・・
・空隙（風路パイ・くス部）、５５・・・パンチング小
孔（風路バイパス部）、５６゜５７・・・通気スリット
（風路バイパス部）、５９・・・通気開口、７５・・・
切取部（風路パイ・（ス部）第５図 ５１５７ 第　６　図 Ａ３ 第１３図 ｍ　１４図 第１５図 第１６図 −Ｍ　問 第１８０

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）送風機を収容した本体ケースと、この本体ケース
   の風路に介装したフィルタと、このフィルタの取付部分
   に設けた風路バイパス部とを備えた空気清浄機。
2. （２）　前記風路バイパス部を、前記本体ケースに設け
   られて前記フィルタの取手部を嵌め込む凹部内の空間で
   形成した特許請求の範囲第（１）項記載の空気清浄機。
3. （３）前記風路バイパス部を、前記フィルタの枠に形成
   した小孔で形成した特許請求の範囲第（１）項記載の空
   気清浄機。
4. （４）　前記フィルタが互いに重なる消臭フィルタと粉
   塵除去フィルタからなシ、前記消臭フィルタの長さを前
   記粉塵除去フィルタよシも短くして前記消臭フィルタと
   前記本体ケースとの間に前記風路バイパス部となる空間
   部を形成した特許請求の範囲第（１）項記載の空気清浄
   機。 （５ン　前記フィルタが互いに重なる消臭フィルタと粉
   塵除去フィルタとからなり、この粉塵除去フィルタのｐ
   紙の一部に前記風路バイパス部となる切取部を設けた特
   許請求の範囲第（１）項記載の空気清浄機。