JPWO2020079790A1 - 空気清浄装置 - Google Patents

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玄 寺尾
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Abstract

空気清浄装置の意匠性を向上する。空気清浄装置10は、外部の空気を下部より取り入れ、フィルタユニット40にてフィルタリングした後、外部に排出する。本体ケーシング12の下部において貫通するトンネル状の通路として形成される吸気通路16と、吸気通路16に上方から接続され本体ケーシングの内部において上方に伸びる空気通路42と、吸気通路16の後方の上部に設けられ、吸気通路の横幅ほぼ全幅から光を下方および前方側に向けて照射する照明部34と、を含む。

Description

本発明は、フィルタユニットにより空気を清浄化する空気清浄装置に関する。
従来より、各種の空気清浄装置が販売されている。これらの空気清浄装置は、室内の空気中のハウスダスト、カビ、花粉、細菌、ウィルスなどの除去を主な目的としており、紫外線、光触媒、マイナスイオンを利用する空気清浄装置も知られているが、フィルタを用いて微粒子等を除去するものが主流である。
特許文献1では、2つのファンを用いフィルタを通過しない空気も取り入れて循環することで、サーキュレータとしての機能も付加し、より広範囲の空気を清浄化することの提案している。
特開2013−217580号公報
ここで、空気清浄機は、室内に人目につく場所におかれる場合が多く、機能的に優れたものであるだけでなく、意匠的にも美しいものであることが好ましい。また、空気中のほこりの状態を視認できることも好ましいと考えられる。
本発明は、外部の空気を下部より取り入れ、フィルタユニットにてフィルタリングした後、外部に排出する空気清浄装置であって、本体ケーシングの下部において貫通するトンネル状の通路として形成される吸気通路と、吸気通路に上方から接続され本体ケーシングの内部において上方に伸びる空気通路と、吸気通路の後方の上部に設けられ、吸気通路の横幅ほぼ全幅から光を下方および前方側に向けて照射する照明部と、を含む。
空気通路は、断面が四角形状であるとよい。
本体ケーシングは、四角柱状であり、吸気通路は前面から背面まで貫通する通路であるとよい。
照明部を点灯したとき、照明部への電力供給を制御して、照明部を徐々に明るくすることで、後方から前方に照明部からの光が移動することを模擬するとよい。
送風モードは、送風強度に応じて少なくとも3種類あり、送風強度が大きいほど照明部の発光強度が大きく制御され、送風モードが変更された際に、一旦発光強度が弱くなった後、そのモードに対応する発光強度に設定されるとよい。
本発明によれば、貫通する吸気通路に対し、照明部によって光を供給することができ、空気清浄装置の意匠性を向上することができる。
一実施形態に係る空気清浄装置の外観が示す図である。 空気清浄装置の内部構造を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)において一点鎖線(前後方向)を通る面で切った場合の正面図、(c)、(d)は同斜視図である。 空気清浄装置の内部構造を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)において一点鎖線(左右方向)を通る面で切った場合の正面図、(c)、(d)は同斜視図である。 空気清浄装置内の空気の流れ(空気流路)を示す図である。 照明部34の構成を示す図であり、(a)は前方から見た図、(b)は吸気通路16内から後上方を見た図(照明部の一部を示す)、(c)は前後方向の面で切った断面を示す図である。 照明部34による照明状態が示す図であり、(a)は消灯状態、(b)は点灯直後、(c)点灯後、少し経過した状態、(d)はフル点灯した(最大照度)状態を示す。 フィルタユニット40を取り出した状態を示す図であり、(a)は取り出したままの状態、(b)はフィルタユニットを分解した状態を示す。 フィルタユニット40の挿入部分および支持ユニット120の構成を示す図であり、(a)は本体ケーシング12内にフィルタユニット40が挿入された内部状態、(b)は本体ケーシング12内からフィルタユニット40が取り出された内部状態、(c)は本体ケーシング12内からフィルタユニット40が取り出された状態、(d)は支持ユニットの内部構造を示す図である。 回転羽根54の構成例を示す図である。 静翼60の構成を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は平面図である。 空気流の流線(解析結果)について示す図であり、(a)は静翼60がある場合、(b)は静翼60がない場合を示す。
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。
「全体構成」
図1は、一実施形態に係る空気清浄装置の外観が示してある。空気清浄装置10は、全体として四角柱状の形状を有する。本体ケーシング12は、側面および上面の周辺部分を覆う。
本体ケーシング12の前面下部には、前面吸気開口14が形成されている。後述するようにこの前面吸気開口14は、断面四角形のトンネル状の吸気通路16の前面の開口であり、吸気通路16は背面まで貫通しており、背面側(後方)には背面の背面吸気開口30(図2参照)が形成されている。
本体ケーシング12の上面には、円形のファンガード18が着脱可能に設けられており、ここが排気開口20を構成する。
なお、本体ケーシング12の左右側面の縦方向の中間部には、ユーザが手を掛けて持ち上げるための手掛け用の凹部22(図1では右側面のみ表示)が形成されている。また、本体ケーシング12の上面の前面側角部には、複数の操作用のスイッチボタン24が設けられている。
図2、3は空気清浄装置の内部構造を示す図であり、図2(a)は平面図、(b)は(a)において一点鎖線(前後方向)を通る面で切った場合の正面図、(c)、(d)は同斜視図、図3(a)は平面図、(b)は(a)において一点鎖線(左右方向)を通る面で切った場合の正面図、(c)、(d)は同斜視図である。
このように、吸気通路16の背面側には背面吸気開口30が形成されている。また、吸気通路16の上側は大きく開口しており、ここに縦方向の空気通路32が形成されている。また、吸気通路16の背面側上側には、照明部34が設けられている。この照明部34は、複数のLEDを左右幅方向ほぼほぼ全幅に渡って配置しており、斜め前方に向けて光を照射することで吸気通路16のほぼ全体に光を供給する。
空気通路32の上には、フィルタユニット40が配置されている。このフィルタユニット40は、空気通路32を塞ぐように設けられており、空気通路32からの空気はフィルタユニット40を通過することでフィルタリングされて浄化される。フィルタユニット40は、長尺の薄いフィルタ材を折り畳んで構成されたプリーツ状の集塵フィルタ(塵、ほこり等を除去するフィルタ)と、繊維材に活性炭や触媒物質など付着させた脱臭フィルタ(臭気発生物質を吸着するフィルタ)の2段構成になっており、両者が一体となって、取り外し可能になっている。すなわち、背面側の本体ケーシング12のフィルタユニット40に対応する部分は取り外し可能になっており(図2には、この部分を取り外した状態が示してある)、フィルタユニット40は背面側に引き出し可能である。なお、フィルタユニット40の最下部に簡易なフィルタリングを行うプレフィルタを設けることも好適である。
フィルタユニット40の上方(下流側)は、空気通路42となっているが、この空気通路42は、上方に向けてテーパ状に断面積が小さくなっている。すなわち、空気通路42を形成するパイプ状の壁44は、本体ケーシング12の内側で、段々に内側によっている。そして、狭くなったところ(小径部分)に、ファンガード48が設けられている。このファンガード48は、同心円状の板材を放射状の板材でつないだもので、空間を仕切ることで人の手などが下方から侵入しないようにガードする。
また、壁44と本体ケーシング12との間の空間には、回路基板46が配置されている。この回路基板46には、スイッチボタン24の操作に応じてファンモータ50への電力供給を制御する回路や、照明部34の照明を制御する回路が搭載される。また、この回路基板46には、ほこりセンサ、ガスセンサが取り付けられており、これらセンサの検出結果に応じてもファンモータ50や、照明部34を制御する。なお、本実施形態では、周辺の明るさを検出する照度センサも有しており、周辺が暗いときに、ファンモータの回転数を低めとして、静音化を図ることもできる。照度センサは、本体ケーシング12の上面に設けるとよい。
ファンガード48の上方の空気通路42はテーパ状に拡がっており、その上部には、ファンモータ50が設けられている。このファンモータ50は支持材52によって空気通路42の中心部に固定されている。なお、支持材52は開口を有し、基本的に空気の流通を妨げない。
ファンモータ50は、回転羽根54を回転させて空気流を生起する。ファンモータ50および回転羽根54とで、送風ファン56が構成される。回転羽根54は軸流型であり、送風ファン56は軸流ファンである。送風ファン56は、空気通路42からの空気を吸い込んで上方に供給する。すなわち、吸気通路16からの空気を、フィルタユニット40を通過させて上方に送風する。
回転羽根54の上方には、送風ファン56からの空気流を整流する静翼60が配置されている。この静翼60は、中心に上方に向けて膨出するドーム体と、このドーム体から放射方向に伸びる複数の羽根からなり、回転羽根54によって送られて来る空気流を中心方向に集中させる。
静翼60の上方の本体ケーシング12の上面には、ファンガード18が配置されている。このファンガード18は、全体形状が円形で、放射状のバーが多数設けられて、手や各種物体などが進入することを防止している。
このような空気清浄装置10において、ファンモータ50を駆動することで、回転羽根54が回転し、上方に向けた空気流が形成される。本体ケーシング12内には、吸気通路16、空気通路32、フィルタユニット40、回転羽根54、静翼60、ファンガード18を通る空気流路が形成されており、図4に示すように、前面吸気開口14、背面吸気開口30から吸い込まれた室内の空気が空気流路を通り、上方に向けて送出される。
「照明部34の構成」
図5には、照明部34の構成を示してある。図5(a)は前方から見た図、(b)は吸気通路16内から後上方を見た図(照明部の一部を示す)、(c)は前後方向の面で切った断面を示す図である。
照明部34は、半円筒状の透明カバー100を有し、これが吸気通路16の後上部において本体ケーシング12の背面部の固定されている。透明カバー100の内部空間には、板状のLED基板102が左右方向に伸びるように配置されている。このLED基板102はその表面が斜め前下方に向いている。そして、このLED基板102に複数のLED素子104が横方向に間隔をおいて配置されている。従って、複数のLED素子104を発光させることで、その下方および前方側に光が射出され、吸気通路16のほぼ全体に光を供給することができる。なお、このLED素子104には、回路基板46から電力が供給される。
「照明部34における照度制御」
照明部34は、回路基板46からの信号によって、LED素子104の発光強度が調整可能になっている。すなわち、吸気通路16に対する照明の明るさが変更できる。
図6(a)〜(d)には、照明部34による照明状態が示してある。(a)は消灯状態、(b)は点灯直後、(c)点灯後、少し経過した状態、(d)はフル点灯した(最大照度)状態である。従って、(a)〜(d)のように、照明強度を徐々に強めることによって、後方から前方に掛けて照明が移動しているような状態を模擬することができる。このように、機械的な移動手段を用いずに移動を模擬できるため、不要な音を発することなく、摩耗などの問題も生じない。そして、意匠としても優れたものとなる。
また、照明強度を徐々に変化させ、所定以上の照明範囲エリアを変動させることで、変動させた中の所定の明るさで吸気通路16内における空気中のほこりが視認しやすくなる。このため、ユーザにおいて、ほこりの状態を認識することが容易になる。
例えば、電源スイッチのオンによって、空気清浄装置10が起動された直後より照明部34の照明が開始され、消灯状態から最大照度までの照明状態の変動を1回または所定の複数回繰り返すとよい。
その後、ユーザの操作によって設定された送風ファンの送風強度(ファン強度)に応じた照度にて、動作中は継続して照明が継続される。
後述するようにファン強度は複数(少なくとも3つ)あり、ファン強度に応じて、ファン強度が大きいほど照明部34の照明強度が大きくするとよい。
また、送風モードが変更された際に、一旦発光強度が弱くなった後、そのモードに対応する発光強度に設定される。これによって、操作が行われたことを確実に認識できる。
なお、所定の点灯状態に留まっている状態が所定時間経過した場合に、上述したような照度変更を行ってもよい。さらに、所定時間運転を継続した場合には、消灯してもよく、消灯時間が所定時間経過した場合に、所定の強度で点灯したり、上述したような照度の変更を行ってもよい。
ここで、後述するように、送風モードについては、手動による「強」「中」「弱」というようなファン強度の設定の他、ファン強度を自動的で変更する「オートモード」がある。このオートモードにおいても、ファン強度が変更された場合に、一旦照明強度を下げた後、設定されたファン強度に対応する照明強度とするとよい。これによって、自動的にファン強度が変更されたことをユーザが容易に認識できる。ユーザが変化を楽しむことができる。
「フィルタユニット40の構成」
フィルタユニット40は、上述したように、外部へ取り出し可能になっている。図7には、フィルタユニット40を取り出した状態を示してあり、(a)は取り出したままの状態、(b)はフィルタユニット40から脱臭フィルタを取り出す動作を示す。
このように、集塵フィルタ110および脱臭フィルタ114は、フィルタ枠112内に収容される。そして、図7(a)に示すように、本体ケーシング12のフィルタユニット40に対応する背面部は、取り外し可能な蓋118となっており、この蓋118を取り外すことで、フィルタユニット40は一体として、本体ケーシング12内外に出し入れすることができる。従って、必要に応じてフィルタユニット40を取り外し、フィルタを清掃して戻したり、フィルタを交換することができる。ここで、図7(b)に示すように、脱臭フィルタ114は、その周辺がフィルタ枠112内壁の段差に支持される。そして、フィルタ枠112の手前側壁の上端部には、ストッパ116が回動自在に取り付けられている。ストッパ116を手前側から奥側に向けて回転することでその先端部が脱臭フィルタ114の手前側の上面に掛かり脱臭フィルタ114を挟み込む。一方、ストッパ116を奥側から手前側に回動させることで、ストッパ116の先端が脱臭フィルタ114から外れて、脱臭フィルタ114をフィルタ枠112内から取り出すことができる。
「フィルタユニット40の挿入部分の構成」
図8(a)〜(d)には、フィルタユニット40の挿入部分の構成を示してある。(a)は本体ケーシング12内にフィルタユニット40が挿入された内部状態、(b)は本体ケーシング12内からフィルタユニット40が取り出された内部状態、(c)は本体ケーシング12内からフィルタユニット40が取り出された状態の斜視図、(d)は支持ユニットの内部構造を示す図である。
フィルタユニット40が挿入される本体ケーシング12内のスペースは、フィルタユニット40に比べ若干大きくなっている。そして、フィルタユニット40の枠状の上端面(フィルタ枠112の上端)を上に押し付けることで、上方の空気通路42に対し気密に接続(シール)することができる。
このために、フィルタユニット40が挿入される本体ケーシング12内のスペースの下側の左右両端部には、支持ユニット120が配置されている。この支持ユニット120は、内部に上下方向のバネを含む一対のバネユニット122と、上下方向の移動を所定値以下に抑える一対の支持体124と、上面を形成する上面板126を含んでいる。
上面板126は、手前側および奥側において傾斜部となり、中間部が平坦部になっている。そこで、背面側からフィルタユニット40を挿入する場合に最初にフィルタユニット40の前部下端が上面板126の傾斜部に接し、その後フィルタユニット40を押し入れることで、支持ユニット120がバネ力に抗して下方に移動する。そこで、その状態でフィルタユニット40を前方側に押し入れることでフィルタユニット40の挿入が完了した場合に、フィルタユニット40を離すことで支持ユニット120のバネ力によってフィルタユニット40が上方に押し付けられることになる。
また、フィルタユニット40を取り出すときも、支持ユニット120が下に移動することができるため、容易に取り出すことができる。なお、フィルタユニット40の下方が吸気通路16に接続する外気の取り入れ口であり、シールする必要はない。
「回転羽根54および静翼60の構成」
図9には、回転羽根54の構成例を示してある。このように、中心の円筒状のコア材130の周縁に複数の羽根132が取り付けてある。羽根132は、内側端において、上端から斜め下に向かって伸び、外側端は円筒状通路の内周に対し、若干の間隙をおいて位置する。コア材130の中心部がファンモータ50の回転軸に固定される。この回転羽根54は軸流型であり、回転羽根54が回転することで、軸方向の空気流が生起される。
図10には、静翼60の構成を示してあり、(a)は斜視図、(b)は平面図である。円筒状の外壁140の中心に上方に向けて膨出する形状のドーム部142が配置され、外壁140とドーム部142の間に半径方向に伸びる複数の板材144が配置されている。各板材144の面は軸方向に対し所定角度傾斜(同方向に傾斜)して若干斜めになっている。これによって、回転羽根54の回転によって生じた回転流れを含む空気流は、静翼60によって回転流れが矯正され、直線的な流れになって上方に送られる。
図11には、静翼60がある場合と、ない場合における空気流の流線(解析結果)について示してある。静翼60によって円周方向の空気流れが抑制され、これによって上方に向けて、比較的真っ直ぐな空気流が生起される。
このように、回転流れを整流することにより、空気清浄機の送風量が増加し、より効率的な室内空気の清浄が行える。
「オートモード」
実施形態に係る空気清浄装置10では、オートモードを有している。このオートモードでは、各種センサの検出結果などに基づき、回転羽根54の回転数などを制御する。
ほこりセンサによって検出した周囲のほこり量が多い場合には、送風ファンの強度を大きくしたり、ガスセンサによって検出した所定のガス量(臭いの強さに対応)が多い場合には、送風ファンの強度を大きくしたりすることができる。
また、照度センサによって周囲が暗いことを検出した場合、就寝中と判断し、動作音低減のために、ファン強度に制限を掛ける(例えば、ファン強度が強になるのを禁止する)。
なお、マニュアルモードでは、ユーザはボタン操作によってファン強度を選択することができる。
ここで、ほこりセンサおよびガスセンサの検出値をそれぞれ得た場合、両方のセンサの検出値から得られるファン強度のうちの強度の高い方を採用するとよい。
また、脱臭フィルタ114は、ガスセンサに反応する全種類のにおいを脱臭できるわけではない。そこで、ガスセンサによる検出値が高く、ファン強度が高く設定される場合、一定時間経過した場合には、ファン強度を順次下げることが好適である。例えば、ガスセンサの検出値に対応するファン強度レベルが強であった場合に、所定時間毎に中、弱、アイドリングレベルなどに順次弱めることができる。
ファン強度は、例えば、強、中、弱の3レベルを設けることができる。
短時間で部屋の空気を清浄したい際には、ユーザの操作により、ジェットクリーニングモードを選択して、ファンを高速で所定時間動作させることも好適である。
10 空気清浄装置、12 本体ケーシング、14 前面吸気開口、16 吸気通路、18,48 ファンガード、20 排気開口、22 凹部、24 スイッチボタン、30 背面吸気開口、32 空気通路、34 照明部、40 フィルタユニット、42 空気通路、44 壁、46 回路基板、50 ファンモータ、52 支持材、54 回転羽根、56 送風ファン、60 静翼、100 透明カバー、102 基板、104 LED素子、110 集塵フィルタ、112 フィルタ枠、114 脱臭フィルタ、116 ストッパ、118 蓋、120 支持ユニット、122 バネユニット、124 支持体、126 上面板、130 コア材、132 羽根、140 外壁、142 ドーム部、144 板材。

Claims (5)

  1. 外部の空気を下部より取り入れ、フィルタユニットにてフィルタリングした後、外部に排出する空気清浄装置であって、
    本体ケーシングの下部において貫通するトンネル状の通路として形成される吸気通路と、
    本体ケーシングの前面下部に設けられた前面吸気開口から、本体ケーシングの背面下部に設けられた背面吸気開口まで貫通するトンネル状の吸気通路と、
    吸気通路に上方から接続され本体ケーシングの内部において上方に伸びる空気通路と、
    吸気通路の後方の上部に設けられ、吸気通路の横幅ほぼ全幅から光を下方および前方側に向けて照射する照明部と、
    を含む、
    空気清浄装置。
  2. 請求項1に記載の空気清浄装置であって、
    空気通路は、断面が四角形状である、
    空気清浄装置。
  3. 請求項1または2に記載の空気清浄装置であって、
    本体ケーシングは、四角柱状であり、吸気通路は前面から背面まで貫通する通路である、
    空気清浄装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1つに記載の空気清浄装置であって、
    照明部を点灯したとき、照明部への電力供給を制御して、照明部を徐々に明るくすることで、後方から前方に照明部からの光が移動することを模擬する、
    空気清浄装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1つに記載の空気清浄装置であって、
    送風モードは、送風強度に応じて少なくとも3種類あり、送風強度が大きいほど照明部の発光強度が大きく制御され、
    送風モードが変更された際に、一旦発光強度が弱くなった後、そのモードに対応する発光強度に設定される、
    空気清浄装置。
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