WO2015056465A1 - 空気調和機 - Google Patents

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WO2015056465A1
WO2015056465A1 PCT/JP2014/065923 JP2014065923W WO2015056465A1 WO 2015056465 A1 WO2015056465 A1 WO 2015056465A1 JP 2014065923 W JP2014065923 W JP 2014065923W WO 2015056465 A1 WO2015056465 A1 WO 2015056465A1
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air
capturing
wind speed
air conditioner
unit
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PCT/JP2014/065923
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English (en)
French (fr)
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太田　幸治
稲永　康隆
谷村　泰宏
渉 岩竹
潔 吉村
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三菱電機株式会社
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Publication date
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Priority to JP2015542527A priority Critical patent/JP6120981B2/ja
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    • F24F1/0047—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by mounting arrangements mounted in the ceiling or at the ceiling

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner.
  • Patent Document 1 discloses an ion generator including a blower and an ion generator.
  • the blower device includes a sirocco fan, a casing that surrounds the sirocco fan, and a blower passage that is connected to the outlet of the casing and expands the fan blower outlet of the sirocco fan in a plane perpendicular to the rotation axis of the sirocco fan.
  • the casing includes a spiral portion surrounding the sirocco fan, a straight portion extending from the outer peripheral portion of the spiral portion in a tangential direction to the fan air outlet, and a throat portion formed in the inner peripheral portion to the fan air outlet. The straight portion is installed at a predetermined angle with respect to the center line in the flow direction of the blowing path.
  • the air supply path connected to the fan outlet of the sirocco fan has a first air supply path that is gradually widened in a plane perpendicular to the rotation axis of the sirocco fan, and a widened second air supply path that is widened.
  • An ion generator is disposed in the second air blowing path.
  • a blower capable of suppressing the deviation of the air flow and uniformly circulating in the blower path, and further, uniformly generating ions generated by the ion generator. It is described that an ion generator having a blower structure that can be efficiently diffused by being sent out from the main body outlet as a contained airflow is described. In addition, in the same document, positive and negative ions can be diffused more efficiently in the space than in the past, so that the fungicides of floating mold and bacteria, the inactivation of viruses and allergens, and the neutralization effect of spaces and articles are good. It is described that it is obtained.
  • the ion generator as described above has a problem in that a stable air cleaning effect cannot be obtained because the air speed of the air passage is not uniform depending on the rotational speed of the fan of the air blower.
  • the ion generator as described above since it is necessary to distribute the air flow in the ion generator uniformly, the distance from the fan to the ion generator becomes long, and the entire apparatus becomes large. There was a point.
  • the present invention has been made to solve at least one of the above-described problems, and an object thereof is to provide an air conditioner that can obtain a stable air cleaning effect while avoiding an increase in size of the apparatus.
  • An air conditioner includes an air flow path formed between a suction port that sucks air and a blow-out port that blows out the sucked air, and a trapping target that is provided in the air flow channel and floats in the air
  • a first portion that is fast and a second portion that is slower in wind speed than the first portion are formed, and in the first portion, the capturing target in at least one of the charging unit and the capturing unit The thing capture efficiency is higher than that of the second portion.
  • the capture efficiency of the capture target in the first portion with a high wind speed is higher than that in the second portion with a low wind speed, the capture target in the first portion with a high wind speed is obtained. Can be approximated to the capture rate of the capture target in the second portion where the wind speed is slow. Therefore, a stable air cleaning effect can be obtained.
  • FIG. 4 is a graph showing a wind speed distribution when the suction port 51 shown in FIG. 3 is divided into 16 regions (1) to (16). It is a graph which shows the relationship between the wind speed of the air which passes the air purifying unit 30, and a particle removal rate in the air conditioner 1 which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of an air conditioner in which a charging module 34 is installed only in the central portion of the air passage in the suction port 51 as a first modification of the first embodiment of the present invention. It is a bottom view which shows schematic structure of the suction inlet 51 of the air conditioner 1 shown in FIG. It is a graph which shows the power consumption and cost required in order to obtain a particle removal rate of 85%.
  • the air conditioner 2 which concerns on Embodiment 2 of this invention, it is a bottom view which shows the structure using the electrostatic filter from which a cell density differs by the capture part 33a of a part with a fast wind speed, and the capture part 33b of a part with a slow wind speed. is there.
  • it is sectional drawing which shows the structure using the electrostatic filter from which thickness differs by the capture part 33a of a part with a fast wind speed, and the capture part 33b of a part with a slow wind speed. .
  • the configuration A in which the cell density of the electrostatic filter in the capturing unit 33 is all uniform 200 cells / square inch, and the cell density of the electrostatic filter is 400 cells / square inch in the central portion where the wind speed is high, and the surroundings where the wind speed is low It is a graph which compares the particle removal rate with the structure B which was 200 cells / square inch in a part. It is sectional drawing which shows the structure of the air conditioner which concerns on the modification of Embodiment 2 of this invention. It is a graph which shows the relationship between the cell number of an electrostatic filter, and the wall surface area of a cell. It is sectional drawing which shows the structure of the air conditioner 3 which concerns on Embodiment 3 of this invention.
  • FIG. 4 It is a top view which shows the structure of the pre filter 31 used for the air conditioner which concerns on Embodiment 4 of this invention. It is sectional drawing which shows an example of the structure which applied this invention to the wall-hanging type air conditioner. It is sectional drawing which shows an example of the structure which applied this invention to the floor-standing type air conditioner. It is sectional drawing which shows an example of the structure which applied this invention to the floor-mounted air conditioner which has a dehumidification function. It is sectional drawing which shows another example of the structure which applied this invention to the floor-mounted air conditioner which has a dehumidification function.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an air conditioner 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the air conditioner 1 according to the present embodiment.
  • the broken line arrows in FIGS. 1 and 2 represent the flow of air.
  • the air conditioner 1 a four-direction blowout ceiling cassette type indoor unit is illustrated.
  • the dimensional relationship and shape of each component may be different from the actual ones.
  • the air conditioner 1 has a case 50 (outer box) whose bottom surface is opened.
  • a suction port 51 for sucking indoor air is provided at the center of the lower surface of the case 50, and an air outlet 52 for blowing air into the room is provided around the suction port 51 on the lower surface of the case 50.
  • the air outlets 52 are provided on the four sides around the air inlet 51.
  • circulates air from the suction inlet 51 toward each blower outlet 52 is formed.
  • FIG.1 and FIG.2 the example of an air flow path is shown with the broken-line arrow.
  • the air cleaning unit 30 for cleaning the indoor air sucked from the suction port 51 and the indoor air cleaned by the air cleaning unit 30 are introduced, and the temperature of the introduced indoor air is adjusted.
  • An air conditioning unit 10 that generates conditioned air is accommodated. From the air outlet 52 provided in the case 50, the conditioned air cleaned by the air cleaning unit 30 and temperature-controlled by the air conditioning unit 10 is blown into the room.
  • the air conditioning unit 10 is attached to the fan motor 11 attached to the top plate of the case 50, and the output shaft of the fan motor 11, and the air flow from the inlet 51 toward the outlet 52 is used as an air flow path in the case 50. And a centrifugal fan 12 to be generated.
  • the air conditioning unit 10 is disposed on the outer peripheral side of the fan 12 and is provided below the heat exchanger 13 and a heat exchanger 13 that cools or heats indoor air by heat exchange with the refrigerant.
  • a drain pan 14 for receiving drain water from.
  • the heat exchanger 13 constitutes a refrigeration cycle together with a compressor (not shown), a four-way valve, an outdoor heat exchanger, an expansion device, and the like.
  • At least the compressor and outdoor heat exchanger of the refrigeration cycle are mounted on an outdoor unit (not shown) together with an outdoor fan that blows outside air to the outdoor heat exchanger.
  • the heat exchanger 13 functions as an evaporator.
  • the indoor air blown by the fan 12 and passing through the heat exchanger 13 is cooled by heat exchange with the refrigerant.
  • the heat exchanger 13 functions as a condenser by switching the four-way valve. At this time, the indoor air that is blown by the fan 12 and passes through the heat exchanger 13 is heated by heat exchange with the refrigerant.
  • the air cleaning unit 30 is provided on the upstream side of the air flow (on the suction port 51 side) than the air conditioning unit 10.
  • the air cleaning unit 30 captures and removes particles such as dust, microorganisms, and viruses (hereinafter sometimes referred to as “capture target”) floating in the air sucked through the suction port 51, and removes the air. Is to clean.
  • the air cleaning unit 30 includes a prefilter 31 provided in the vicinity of the suction port 51 which is the most upstream side in the air flow, a charging unit 32 (charging unit) provided on the downstream side of the prefilter 31, And a capturing section 33 (capturing filter) provided on the downstream side.
  • the prefilter 31 removes a trapping object having a relatively large particle size contained in the air.
  • the charging unit 32 charges the captured object that has not been removed by the prefilter 31 and has passed through the prefilter 31.
  • the capturing unit 33 captures and removes the capturing target charged by the charging unit 32.
  • the pre-filter 31, the charging unit 32, the capturing unit 33, the fan 12, and the heat exchanger 13 are mainly provided in the air flow path formed between the suction port 51 and the air outlet 52 in the case 50. These are arranged in this order in the air flow direction.
  • the charging unit 32 includes a plurality of charging modules 34.
  • the plurality of charging modules 34 includes a high voltage electrode 35, a ground electrode 36 (opposite electrode) disposed opposite to the high voltage electrode 35, a power source 37 that applies a voltage between the high voltage electrode 35 and the ground electrode 36, Respectively.
  • the high-voltage electrode 35 is composed of a wire wire having a diameter of about 0.1 to 1 mm (see FIGS. 1 and 2), a ribbon-like wire wire having a rectangular cross section, or a flat plate processed into a sawtooth shape. Yes.
  • the ground electrode 36 is made of a flat or mesh metal.
  • each of the charging modules 34 includes a plurality of parallel plate-like ground electrodes arranged along the air flow direction and arranged in parallel with each other in a plane intersecting (for example, orthogonal to) the air flow direction. 36 and a plurality of wire-line high-voltage electrodes 35 disposed between adjacent ground electrodes 36. Further, since the power source 37 is provided for each charging module 34, the charging modules 34 can be driven independently of each other (for example, independently) under the control of the control unit.
  • the capturing unit 33 is configured by an electrostatic filter or the like that has a static charge on the surface and is permanently charged.
  • a filter having a filter medium partition wall structure having a thickness of 0.1 to 1 mm, such as a honeycomb structure is used.
  • the number of cells of the filter medium partition in the electrostatic filter is 100 to 600 per square inch (cell width is 1 to 3 mm).
  • polypropylene is used as the material of the electrostatic filter, but other easily charged substances (for example, fluororesins such as Teflon (registered trademark), silicon, polypropylene, polyurethane, glass fiber, etc.) can also be used.
  • the trapping rate of the particles increases as the thickness of the electrostatic filter in the wind flow direction increases. However, since the pressure loss increases as the thickness increases, the thickness of the electrostatic filter is preferably about 5 to 30 mm.
  • the pre-filter 31 captures and removes the capture object having a relatively large particle size from the sucked room air.
  • the captured object that has not been removed by the pre-filter 31 then passes through the charging unit 32.
  • ions generated between the high-voltage electrode 35 and the ground electrode 36 of each charging module 34 adhere to the capture object, or the capture object is generated by an electric field formed between the high-voltage electrode 35 and the ground electrode 36. Inductive electrification occurs, the captured object that has not been removed by the prefilter 31 is charged.
  • the capturing object charged by the charging unit 32 is removed by being attached to the electrostatic filter and captured by the Coulomb force acting between the capturing unit 33 and the electrostatic filter.
  • the room air that has been cleaned by removing the trapped object is taken into the air conditioning unit 10, the temperature thereof is adjusted by heat exchange with the refrigerant in the heat exchanger 13, and the air is blown out into the room again from the air outlet 52.
  • the air conditioner 1 generally blows air by rotationally driving blades. Therefore, the wind speed in the air flow path (for example, the suction inlet 51) is not uniform.
  • a turbo fan or a sirocco fan is used in an air conditioner that sucks air from the center and blows out air-conditioned air in four directions. The wind speed distribution at the suction port 51 at this time will be described below.
  • FIG. 3 is a bottom view showing a schematic configuration of the suction port 51 of the air conditioner 1.
  • the suction port 51 shown in FIG. 3 is divided into 16 regions (1) to (16) of 4 rows (“1” to “4”) ⁇ 4 columns (“s1” to “s4”).
  • It is a graph which shows wind speed distribution at the time.
  • the vertical axis of the graph represents the wind speed (m / s).
  • the wind speed distribution shown in FIG. 4 is obtained when the air volume is 20 m 3 / min.
  • the wind speed of the air sucked by the fan 12 through the suction port 51 is relatively high in the central regions (6), (7), (10) and (11).
  • the peripheral regions (1) to (5), (8), (9) and (12) to (16) are relatively slow.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the wind speed of the air passing through the air cleaning unit 30 and the removal rate of particles (capture target) in the air conditioner 1.
  • the horizontal axis of the graph represents the wind speed (m / s), and the vertical axis represents the particle removal rate (%).
  • the applied voltage at the charging unit 32 was set to a constant value.
  • a 0.05 mm ⁇ 0.3 mm tungsten ribbon was used for the high-voltage electrode 35
  • a stainless steel flat plate electrode was used for the ground electrode 36.
  • the distance (interval) between the high voltage electrode 35 and the ground electrode 36 was 6 mm.
  • a voltage of 5.7 kV was applied to the high voltage electrode 35, and the current flowing at that time was 60 ⁇ A.
  • For the capturing part 33 only one type of polypropylene electrostatic filter having a thickness of 10 mm and a cell density of 200 cells / square inch was used.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the applied voltage at the charging unit 32 and the particle removal rate in the air conditioner 1.
  • the horizontal axis of the graph represents the applied voltage (kV), and the vertical axis represents the particle removal rate (%).
  • FIG. 6 shows the relationship between the applied voltage and the particle removal rate at wind speeds of 0.8 m / s, 1.3 m / s, 1.7 m / s, and 2.5 m / s.
  • the higher the applied voltage the higher the particle removal rate.
  • 0.8 m / s or 1.3 m / s a particle removal rate of 90% or more can be obtained by setting the applied voltage to about 5.5 kV or more.
  • a particle removal rate of 90% or more can be obtained by setting the applied voltage to about 5.8 kV or more.
  • a particle removal rate of 90% or more can be obtained by setting the applied voltage to about 6.4 kV or more.
  • FIG. 7 is a graph showing the discharge characteristics of the charging unit 32.
  • the horizontal axis of the graph represents the applied voltage (kV), and the vertical axis represents the discharge current ( ⁇ A) flowing between the high voltage electrode 35 and the ground electrode 36.
  • the applied voltage reaches 5.0 kV
  • the discharge current starts to flow.
  • the applied voltage exceeds 5.0 kV
  • the discharge current increases exponentially due to the influence of avalanche. Therefore, when the applied voltage is increased, the flowing current is greatly increased, and the power consumption is increased.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the power consumption (discharge power) in the charging unit 32 and the particle removal rate.
  • the horizontal axis of the graph represents discharge power (mW), and the vertical axis represents particle removal rate (%).
  • FIG. 8 shows the relationship between the discharge power and the particle removal rate at wind speeds of 0.8 m / s, 1.3 m / s, 1.7 m / s, and 2.5 m / s. As shown in FIG. 8, when the wind speed is fast, the power consumption greatly increases when trying to improve the particle removal rate.
  • the applied voltage is set according to the wind speed in the region corresponding to each charging module 34. Specifically, in the charging module 34 at a portion where the wind speed is low, a sufficiently high particle removal rate can be obtained as shown in FIG. On the other hand, in the charging module 34 at a portion where the wind speed is fast, a high particle removal rate cannot be obtained with the same applied voltage as that at the portion where the wind speed is slow. Therefore, the applied voltage is set higher than that in the charging module 34 where the wind speed is slow.
  • the particle removal efficiency changes based on at least the electric field strength of the charged portion 32 (charge module 34), and therefore, the applied voltage is set high in the charge module 34 in the portion where the wind speed is high. As a result, the electric field strength is made higher than that of the portion where the wind speed is slow. As a result, the particle removal rate (capture rate of the capture target) at the portion where the wind speed is fast is increased to the same level as the portion where the wind speed is slow. Therefore, for example, a particle removal rate of 90% or more can be obtained in all regions of the suction port 51 without applying an unnecessarily high voltage.
  • FIG. 9 is a bottom view showing an example of the arrangement of the charging module 34 in the air conditioner 1.
  • the charging unit 32 is divided into nine (3 ⁇ 3) charging modules 34.
  • the nine charging modules 34 are arranged with almost no gap with respect to the entire suction port 51.
  • the positions of nine charging modules 34 are represented by (1) to (9).
  • the charging modules 34 arranged at the respective positions (1) to (9) may be expressed as charging modules (1) to (9), respectively.
  • the applied voltage of the charging module (5) in the center is set to 6.4 kV
  • the charging modules (1) to (4) and (6) in the peripheral are set.
  • the applied voltage of (9) to (9) is set to 5.5 kV.
  • FIG. 10 shows an example of power consumption for obtaining a particle removal rate of 90% in a single pass (one pass) when the discharge is uniformly performed over the entire surface of the air passage (“overall discharge”) and divided into 9 parts.
  • 6 is a graph showing a comparison between the case where the voltage is controlled for each individual charging module 34 (“divided”). The vertical axis of the graph represents power consumption (mW). As shown in FIG. 10, by controlling the voltage for each charging module 34, the power consumption can be reduced to about 48% when the entire air path is discharged.
  • the charging unit 32 (charging module 34) is divided according to the wind speed distribution.
  • an air conditioner can set a plurality of air volume levels.
  • the air volume setting of the air conditioner is different, the wind speed distribution at the suction port 51 also changes. Therefore, by subdividing the charging module 34 and adjusting the applied voltage of each charging module 34 based on the airflow setting value, it becomes possible to efficiently remove the capture target without wasting power. .
  • the finer the charging module 34 is the more finely the wind speed distribution can be handled.
  • the outer periphery of each charging module 34 is covered with an insulating material such as resin, and adjacent charging modules 34 are electrically insulated from each other. Further, each charging module 34 can be individually attached and detached. Thereby, the assembly of the charging unit 32 is facilitated, and maintenance such as cleaning is also facilitated.
  • the charging module (5) since the charging module (5) has a faster passing wind speed than other charging modules, the amount of particle processing increases. Therefore, by installing only the charging module (5) without installing the charging modules (1) to (4) and (6) to (9), it is possible to efficiently remove particles with low energy.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of the air conditioner 1 in which the charging module 34 is installed only in the central part (center part) of the air passage in the suction port 51 as a first modification of the present embodiment.
  • FIG. 12 is a bottom view illustrating a schematic configuration of the suction port 51 of the air conditioner 1 illustrated in FIG. 11. As shown in FIGS. 11 and 12, in the air conditioner 1 of this modification, when the suction port 51 is divided into 16 regions (1) to (16), regions (2), (3), (5) , (8), (9), (12), (14) and (15), one charging module 34 is installed at a position within a rectangular thick broken line passing through the center.
  • the area ratio between the inside and outside of the thick broken line in the suction port 51 is about 6: 4, the wind speed inside the thick broken line is 2.2 m / s, and the wind speed outside the thick broken line is 0.2 m / s. did.
  • FIG. 13 shows a case where the entire air path having the configuration shown in FIG. 9 is discharged uniformly (“full-surface discharge”) and a case where the voltage is controlled for each charging module 34 with the configuration shown in FIG. 11) and a case where one charging module 34 is installed only in the central portion of the air passage in the configuration of the present modification shown in FIG. 11 (“center only”)
  • the vertical axis of the graph represents the power consumption ratio and the initial cost ratio normalized so that the power consumption and the initial cost of “full-surface discharge” are 1, respectively.
  • a plurality of charging modules 34 may be installed only in the center. That is, the portion within the thick broken line in FIG. 12 may be divided into a plurality of regions, a charging module 34 may be installed in each region, and an individual power source may be connected to each charging module 34.
  • the charging module 34 is installed only in the center part of the air path, but other than the center part of the air path When the wind speed is relatively high, the charging module 34 may be installed only in a portion where the wind speed is high.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an air conditioner according to a second modification of the present embodiment.
  • the air conditioner 1 of the present modification has a bell mouth structure 70 at the suction portion of the fan 12 (for example, downstream of the capturing portion 33 and upstream of the fan 12). .
  • the bell mouth structure 70 By providing the bell mouth structure 70, it is possible to suppress the spread of the wind and actively collect the wind on the charging unit 32. For this reason, it becomes possible to narrow down the area
  • FIG. 15 is an exploded perspective view showing a configuration of an air conditioner according to a third modification of the present embodiment.
  • the particle sensor 60 is provided in the air conditioner of this modification.
  • the particle sensor 60 detects the concentration of particles in room air (for example, air that has passed through the air cleaning unit 30), and outputs a detection signal to the control unit 100.
  • the particle sensor 60 is disposed downstream of the air cleaning unit 30 (prefilter 31, charging unit 32, capturing unit 33) and upstream of the heat exchanger 13 in the air flow.
  • the charging unit 32 is divided into two charging modules 34a and 34b.
  • the charging module 34a is provided in a portion where the wind speed is fast (for example, the central portion of the suction port 51), and the charging module 34b is provided in a portion where the wind speed is slow (for example, the peripheral portion of the suction port 51). That is, a space (opening) is formed at the center of the charging module 34b, and the charging module 34a is disposed in the space. Since the charging modules 34 a and 34 b are respectively provided with power supplies 37 a and 37 b, the charging modules 34 a and 34 b can be driven independently from each other under the control of the control unit 100.
  • the control unit 100 is a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, a timer, an input / output port, and the like.
  • FIG. 16 is a schematic flowchart for explaining the operation of the air conditioner of the present modification.
  • step S1 when the air conditioner is turned on (step S1) and the fan 12 is activated (step S2), a timer provided in the control unit 100 is activated at the same time, and measurement of the time T is started. (Step S3). Further, when the fan 12 is operated, the particle concentration of the indoor air is detected by the particle sensor 60 (step S4).
  • the control unit 100 selects one of N control patterns 1 to N stored in advance in the ROM based on the detected particle concentration (steps S5 and S6). Each control pattern includes information on the voltage applied to the charging modules 34a and 34b, for example.
  • the control unit 100 determines the applied voltages of the charging modules 34a and 34b according to the selected control pattern, and applies the determined voltages to the charging modules 34a and 34b (steps S7 and S8). Thereby, each output of charge module 34a, 34b is adjusted.
  • step S9 the particle sensor 60 detects again the indoor air particle concentration, selects a control pattern based on the particle concentration, and the charging module 34a according to the selected control pattern. , 34b. These controls are repeatedly executed at predetermined time intervals until the air conditioner is turned off.
  • the control pattern is determined by the particle concentration attenuation ratio C T / C 0 and the time T. It is determined.
  • the relationship between the time T and the reference attenuation ratio C T / C 0 is stored in advance. Raising the voltage according to the attenuation ratio is higher than the particle concentration C TN particles becomes the reference concentration C T at time T N, if it is lower than the particle density C T control to lower the voltage in accordance with the damping ratio I do.
  • the applied voltage is V and the damping ratio C T / C 0 is a value ⁇ 2 smaller than the reference value ⁇ 1 at time T
  • the applied voltage is V ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 1 / ⁇ 2 ( ⁇ Is a variable that can be set arbitrarily, with the exception that ⁇ > 0).
  • the applied voltage is V at time T and the damping ratio C T / C 0 is a value ⁇ 3 larger than the reference value ⁇ 1
  • the applied voltage is V ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 1 / ⁇ 3 ( ⁇ Is a variable that can be arbitrarily set, but it is controlled to reduce ⁇ > 0). This makes it possible to reduce the particle concentration of indoor air to the target concentration with stability and energy saving.
  • the air conditioner can be configured as in the following fourth modification.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a configuration of an air conditioner according to a fourth modification of the present embodiment.
  • the distance between the high voltage electrode 35 and the ground electrode 36 is varied according to the wind speed distribution.
  • the distance between the high voltage electrode 35 and the ground electrode 36 is set short.
  • the distance between the high-voltage electrode 35 and the ground electrode 36 is set to be long in the portion where the wind speed is slow (for example, the peripheral portion of the suction port 51).
  • the electric field strength between the high voltage electrode 35 and the ground electrode 36 is lowered, the charge rate of the captured object passing between the high voltage electrode 35 and the ground electrode 36 is lowered.
  • the capture rate of the capture target in the portion where the wind speed is fast is increased to the same level as the portion where the wind speed is slow. Therefore, it is possible to efficiently remove the capture target in the entire suction port 51.
  • the electric field strength can be changed with the same applied voltage, so that the voltage can be applied to the plurality of charging modules 34 with one high-voltage power supply.
  • the whole charging part 32 can be made into one charging module.
  • the charging unit 32 is provided in the entire air flow path.
  • the charging unit 32 may be provided only in a portion where the wind speed is high (for example, the central portion of the suction port 51). According to this configuration, the configuration of the air conditioner is simplified, and it is possible to efficiently remove the capture target without wasting power.
  • the capturing unit 33 is not limited to an electrostatic filter as long as it can capture a charged capturing target.
  • the capturing unit 33 uses a system in which a voltage is applied to parallel plates to form an electric field, and a capturing target charged by the electric field is captured. Can be obtained.
  • the trapping efficiency of the trapping object in the portion where the wind speed is fast is higher than that in the portion where the wind speed is slow.
  • the capture rate of the capture object at the portion where the wind speed is fast can be brought close to the capture rate of the capture object at the portion where the wind speed is slow. Therefore, a stable air cleaning effect can be obtained.
  • FIG. An air conditioner according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
  • the first embodiment by changing the applied voltage of each charging module 34 or the distance between the high-voltage electrode 35 and the ground electrode 36 according to the wind speed distribution, in the flow of air having a non-uniform wind speed distribution.
  • the configuration that can capture the capture object efficiently has been described.
  • an air conditioner in which the charging unit 32 has a uniform configuration and the configuration of the capturing unit 33 is changed according to the wind speed distribution will be described. Even if the configuration of the capturing unit 33 is changed between a portion where the wind speed is fast and a portion where the wind speed is slow as in the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing the configuration of the air conditioner 2 according to the present embodiment.
  • a capturing portion 33a is provided in a portion where the wind speed is fast (for example, the central portion of the suction port 51), and a charge amount is provided in a portion where the wind speed is slow (for example, the peripheral portion of the suction port 51).
  • the capture part 33b from which the shape etc. differ from the capture part 33a is provided.
  • the capturing object charged by the charging unit 32 is attracted and captured by the Coulomb force. That is, the trapping efficiency of the trapping object varies depending on at least the charge amount of the electrostatic filter of the trapping unit 33. Therefore, when an electrostatic filter is used for the capturing unit 33, an electrostatic filter having a large charge amount is used for the capturing unit 33a at a portion where the wind speed is fast, and an electrostatic filter having a small charge amount is used for the capturing unit 33b at the portion where the wind speed is slow. Is used. Thereby, as a result, the capture rate of the capture target in the portion where the wind speed is fast is increased to the same level as the portion where the wind speed is slow. Therefore, the capture rate of the capture target is made uniform between the capture unit 33a and the capture unit 33b, and the capture rate of the capture target in the entire capture unit 33 is improved.
  • FIG. 19 shows that in the air conditioner 2 according to the present embodiment, electrostatic filters having different cell densities (hole diameters) are used for the trapping portion 33a at the high wind speed and the trapping portion 33b at the low wind speed. It is a bottom view which shows a structure. As shown in FIG. 19, an electrostatic filter having a large number of cells and fine cells (that is, an electrostatic filter having a high cell density and a small hole diameter) is used for the capturing part 33a at a portion where the wind speed is high. . On the other hand, an electrostatic filter having a small number of cells and coarse cells (that is, an electrostatic filter having a low cell density and a large hole diameter) is used for the capturing portion 33b in the portion where the wind speed is low.
  • an electrostatic filter having a large number of cells and fine cells that is, an electrostatic filter having a high cell density and a small hole diameter
  • an electrostatic filter having a small number of cells and coarse cells that is, an electrostatic filter having a low cell
  • FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a configuration in which electrostatic filters having different thicknesses are used for the capturing unit 33a at a portion where the wind speed is fast and the capturing unit 33b at a portion where the wind speed is slow in the air conditioner 2 according to the present embodiment. It is. As shown in FIG. 20, an electrostatic filter having a large thickness is used for the capturing part 33a at a portion where the wind speed is high. On the other hand, an electrostatic filter having a small thickness is used for the capturing portion 33b in the portion where the wind speed is low.
  • the thickness of the electrostatic filter When the thickness of the electrostatic filter is increased, the passing distance of the charged trapping object becomes long and the number of collisions between the trapping object and the cell wall increases, so that the trapping object is easily trapped. That is, the trapping efficiency of the trapping object changes at least depending on the thickness of the electrostatic filter. Therefore, by using an electrostatic filter having a large thickness for the capturing portion 33a in the portion where the wind speed is fast, the capture rate of the capturing object in the portion where the wind speed is fast can be increased.
  • electrostatic filters having different thicknesses may be used for the capturing part 33a and the capturing part 33b. A plurality of electrostatic filters may be stacked on the part 33a.
  • the pressure loss of the electrostatic filter changes.
  • the pressure loss of the electrostatic filter in the portion where the wind speed is high increases. Therefore, it is easier for the wind to flow in the portion where the wind speed is slower than the portion where the wind speed is fast. Thereby, since the air volume is made uniform as a whole, an effect of improving the capture rate of the capture object can be obtained.
  • FIG. 21 shows a configuration A in which the cell density of the electrostatic filter in the capturing unit 33 is all uniform 200 cells / square inch, and the cell density of the electrostatic filter is 400 cells / square inch in the central portion where the wind speed is high. It is a graph which compares a particle removal rate with the structure B which was 200 cells / square inch in the peripheral part with a slow wind speed. As shown in FIG. 21, in the configuration A, the particle removal rate is a little less than 70%, but in the configuration B in which the cell density at the center is increased, the particle removal rate can be improved to about 90%.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing a configuration of an air conditioner according to a modification of the present embodiment.
  • an electrostatic filter in which a partition wall 61 of the cell is formed perpendicular to the suction port 51 is used for the capturing portion 33 a at the center of the suction port 51.
  • an electrostatic filter in which the partition wall 61 of the cell is formed to be inclined is used for the capturing part 33b around the suction port 51.
  • the partition wall 61 of the electrostatic filter of the capturing part 33b is formed such that the downstream side of each airflow is inclined toward the central part of the suction port 51 (the central part of the fan 12).
  • FIG. 23 is a graph showing the relationship between the number of cells (cell density) of the electrostatic filter and the wall surface area of the cells.
  • the horizontal axis of the graph represents the number of cells per unit area (cell / square inch), and the vertical axis represents the wall surface area (wall surface area / thickness t) (cm 2 / cm) of the electrostatic filter per unit thickness. ing.
  • the wall area of the cell is proportional to the 1/2 power of the number of cells. Since the capture target is captured by collision with the cell wall surface of the electrostatic filter, the capture rate of the capture target is proportional to the cell wall area. For this reason, the wall surface area of the cell may be made equal between the portion where the wind speed is fast and the portion where the wind speed is slow. Since the wall surface area is proportional to the 1/2 power of the number of cells, the number of cells that is the square of the wind speed ratio is required at a portion where the wind speed is high.
  • the number of cells in the fast wind portion is (wind speed ratio ⁇ 1/2) times ( What is necessary is just to set in the range of wind speed ratio x2) times.
  • the wind speed ratio is about 5.
  • the number of cells in the portion where the wind speed is slow is 100 cells / square inch
  • the number of cells in the portion where the wind speed is fast is 250 to 1000 cells / square inch (2.5 times the number of cells in the portion where the wind speed is slow). (10 times) may be set.
  • the capturing efficiency of the capturing object in the portion where the wind speed is fast is higher than that in the portion where the wind speed is slow.
  • the capture rate of the capture object at the portion where the wind speed is fast can be brought close to the capture rate of the capture object at the portion where the wind speed is slow. Therefore, a stable air cleaning effect can be obtained.
  • Embodiment 3 An air conditioner according to Embodiment 3 of the present invention will be described.
  • the configuration using the electrostatic filter for the capturing unit 33 has been described.
  • the present embodiment a configuration in which the capturing part 33 is formed of a metal parallel plate electrode and a voltage is applied from the outside by a power source will be described.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing a configuration of the air conditioner 3 according to the present embodiment.
  • the present embodiment is characterized in that the capturing unit 33 includes a plurality of capturing unit modules 38a and 38b.
  • the capturing unit 33 includes two capturing unit modules: a capturing unit module 38a provided at a portion where the wind speed is high, and a capturing unit module 38b provided at a portion where the wind speed is low.
  • the capturing module 38a is provided with a power supply 39a
  • the capturing module 38b is provided with a power supply 39b. Accordingly, the capturing unit modules 38a and 38b can be driven independently from each other under the control of the control unit.
  • each of the capturing unit modules 38 a and 38 b includes a high voltage electrode 40 and a ground electrode 41 (counter electrode) disposed to face the high voltage electrode 40.
  • the high-voltage electrode 40 and the ground electrode 41 are parallel plate electrodes that are arranged along the air flow direction and are alternately arranged in a plane that intersects (for example, intersects with) the air flow direction.
  • a parallel electric field is formed between the adjacent high-voltage electrode 40 and the ground electrode 41.
  • the capture efficiency of the capture object varies depending on at least the electric field strength of the capture unit modules 38a and 38b.
  • the charging unit 32 can be finely controlled and subdivided into a plurality of charging modules to improve capture efficiency, but is not necessarily divided into a plurality of charging modules.
  • a predetermined voltage is applied between the high-voltage electrode 40 and the ground electrode 41 of the capturing module 38a by the power source 39a, and between the high-voltage electrode 40 and the ground electrode 41 of the capturing module 38b.
  • a predetermined voltage independent of the voltage applied to the capturing module 38a is applied by the power source 39b.
  • the applied voltage of the capturing unit module 38a provided in the portion where the wind speed is high is made larger than the applied voltage of the capturing unit module 38b provided in the portion where the wind speed is slow. Thereby, the capture rate of the capture object at the portion where the wind speed is high can be improved.
  • the distance (electrode spacing) between the high voltage electrode 40 and the ground electrode 41 of the capturing unit module 38a may be shorter than the distance between the high voltage electrode 40 and the ground electrode 41 of the capturing unit module 38b.
  • the electric field strength of the capturing module 38a can be made higher than the electric field strength of the capturing module 38b. Therefore, one capturing module 38a, 38b is provided. It can be driven by a high-voltage power source.
  • the ratio of the electrode interval of the capturing unit module 38b to the electrode interval of the capturing unit module 38a is (wind speed ratio ⁇ 1/2) to You may make it set in the range of (wind speed ratio x2).
  • the capturing efficiency of the capturing object in the portion where the wind speed is fast is higher than that in the portion where the wind speed is slow.
  • the capture rate of the capture object at the portion where the wind speed is fast can be brought close to the capture rate of the capture object at the portion where the wind speed is slow. Therefore, a stable air cleaning effect can be obtained.
  • FIG. 25 is a plan view showing the configuration of the pre-filter 31 used in the air conditioner according to the present embodiment.
  • the prefilter 31 is provided on the upstream side of the charging unit 32 and the capturing unit 33, and also serves as a rectifying plate that suppresses variation in the wind speed of the air flowing through the charging unit 32 and the capturing unit 33.
  • the prefilter 31 has a configuration in which a plurality of circular through holes 62a and 62b are formed in a flat plate member.
  • the through holes 62a and 62b allow the passage of air, but portions other than the through holes 62a and 62b do not substantially allow air to pass.
  • a mesh or the like is attached to each of the through holes 62a and 62b to capture and remove a capturing object having a relatively large particle size.
  • a plurality of through holes 62a having relatively small diameters are formed in the central portion of the prefilter 31.
  • a plurality of through-holes 62b having a diameter larger than that of the through-holes 62a are formed in a peripheral portion of the pre-filter 31 other than the central portion.
  • the area density of the through holes 62a in the central portion is smaller than the area density of the through holes 62b in the peripheral portion (area of the through holes 62b per unit area).
  • the air conditioner according to each of the above embodiments can be summarized as follows.
  • the air flow path formed between the air inlet 51 for sucking air and the air outlet 52 for blowing out the sucked air, and the air flow path (for example, the air inlet 51).
  • a charging unit 32 that is provided and charges a capturing target floating in the air; and a capturing unit 33 that is provided downstream of the charging unit 32 in the air flow path and captures the charged capturing target.
  • the air flow path includes a first portion having a high wind speed (for example, a central portion of the air passage) and a second portion having a wind speed slower than that of the first portion (for example, a peripheral portion of the air passage).
  • the trapping efficiency of the trapping object in at least one of the charging part 32 and the trapping part 33 is higher than that in the second part.
  • the charging unit 32 includes the first high-voltage electrode 35 and the first ground electrode 36 disposed so as to face the first high-voltage electrode 35.
  • the trapping efficiency varies based on at least the electric field strength between the first high-voltage electrode 35 and the first ground electrode 36.
  • the first high-voltage electrode 35 and the first high-voltage electrode 35 The electric field strength between the ground electrodes 36 is higher than that of the second portion.
  • the applied voltage between the first high-voltage electrode 35 and the first ground electrode 36 is higher than that in the second part.
  • the distance between the first high-voltage electrode 35 and the first ground electrode 36 is shorter in the first part than in the second part.
  • the charging unit 32 is provided only in the first part of the first part and the second part.
  • the capturing unit 33 includes an electrostatic filter, and the capturing efficiency changes based on at least the charge amount of the electrostatic filter. In the portion, the charge amount of the electrostatic filter is larger than that in the second portion.
  • the capturing unit 33 includes an electrostatic filter having a filter medium partition wall structure, and the capturing efficiency changes based on at least the cell density of the electrostatic filter.
  • the cell density of the electrostatic filter is higher than in the second part.
  • the capturing unit 33 includes an electrostatic filter, and the capturing efficiency changes based on at least the thickness of the electrostatic filter. Then, the thickness of the electrostatic filter is larger than that of the second portion.
  • the capturing unit 33 includes the second high-voltage electrode 40 and the second ground electrode 41 disposed to face the second high-voltage electrode 40.
  • the trapping efficiency changes based on at least the electric field strength between the second high-voltage electrode 40 and the second ground electrode 41.
  • the second high-voltage electrode 40 and the second high-voltage electrode 40 The electric field strength between the ground electrodes 41 is higher than that of the second portion.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
  • the ceiling cassette type indoor unit is given as an example of the air conditioner 1, but the present invention is also applicable to indoor units having other structures such as a ceiling type, a wall hanging type, and a floor type. it can.
  • this invention is applicable also to the air conditioner (for example, air cleaner) which does not have an air conditioning unit.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing an example of a configuration in which the present invention is applied to a wall-hanging air conditioner (indoor unit).
  • the left side shows the indoor side (front side), and the right side shows the wall side.
  • an example of the air flow is indicated by broken-line arrows.
  • the air conditioner of this example includes a case 50 in which the top surface and the bottom surface (or the lower front surface) are opened.
  • a suction port 51 for sucking indoor air is provided on the top surface of the case 50.
  • An air outlet 52 that blows air into the room is provided on the lower surface (or lower portion of the front surface) of the case 50.
  • the blower outlet 52 is provided with a movable vane 52a for changing the wind direction. Between the suction port 51 and the blower outlet 52 in the case 50, an air flow path for allowing air to flow from the suction port 51 toward the blower outlet 52 is formed.
  • the air cleaning unit 30 for cleaning the indoor air sucked from the suction port 51 and the indoor air cleaned by the air cleaning unit 30 are introduced, and the temperature of the introduced indoor air is adjusted.
  • An air conditioning unit 10 that generates conditioned air is accommodated. From the air outlet 52 provided in the case 50, the conditioned air cleaned by the air cleaning unit 30 and temperature-controlled by the air conditioning unit 10 is blown into the room.
  • the air conditioning unit 10 is attached to a fan motor 11 and an output shaft of the fan motor 11, and an axial flow fan 12 that generates an air flow from the suction port 51 toward the blowout port 52 in an air flow path in the case 50. (Impeller).
  • the plurality of fans 12 are arranged in parallel along the longitudinal direction of the case 50 (the depth direction in FIG. 26).
  • the air conditioning unit 10 is disposed below (downstream) the fan 12 and is provided below the heat exchanger 13 for cooling or heating indoor air by heat exchange with the refrigerant, and below the heat exchanger 13. And a drain pan 14 for receiving drain water from the exchanger 13.
  • the heat exchanger 13 of this example has a V-shape when viewed from the side.
  • the heat exchanger 13 constitutes a refrigeration cycle together with a compressor (not shown), a four-way valve, an outdoor heat exchanger, an expansion device, and the like. At least the compressor and outdoor heat exchanger of the refrigeration cycle are mounted on an outdoor unit (not shown) together with an outdoor fan that blows outside air to the outdoor heat exchanger.
  • the heat exchanger 13 functions as an evaporator. At this time, the indoor air blown by the fan 12 and passing through the heat exchanger 13 is cooled by heat exchange with the refrigerant.
  • the heat exchanger 13 functions as a condenser by switching the four-way valve. At this time, the indoor air that is blown by the fan 12 and passes through the heat exchanger 13 is heated by heat exchange with the refrigerant.
  • the air cleaning unit 30 is provided on the upstream side of the air flow (on the suction port 51 side) than the air conditioning unit 10.
  • the air cleaning unit 30 cleans the air by capturing and removing the capturing object in the air sucked through the suction port 51.
  • the air cleaning unit 30 is provided on the downstream side of the pre-filter 31 provided near the suction port 51 that is the most upstream side in the air flow, the filter 31a provided on the downstream side of the pre-filter 31, and the filter 31a.
  • the charging unit 32 and the capturing unit 33 provided on the downstream side of the charging unit 32 are provided.
  • the pre-filter 31 and the filter 31a are intended to remove trapped objects having a relatively large particle size contained in the air.
  • the charging unit 32 charges the captured object that has not been removed by the prefilter 31 and the filter 31a and has passed through the prefilter 31 and the filter 31a.
  • the charging unit 32 of this example includes a plurality of charging modules 34 as in the configuration shown in FIGS. 1, 2, 9, and the like.
  • the capturing unit 33 captures and removes the capturing target charged by the charging unit 32.
  • the air flow path formed between the suction port 51 and the air outlet 52 in the case 50 mainly includes the prefilter 31, the filter 31a, the charging unit 32, the capturing unit 33, the fan 12, and the heat exchange.
  • the containers 13 are arranged in this order in the air flow direction.
  • the wall-hanging air conditioner (indoor unit) can have the same configuration as that of the above embodiment.
  • a centrifugal fan may be used instead of the axial flow fan, or the fan 12 may be arranged on the downstream side of the heat exchanger 13 in the air flow.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing an example of a configuration in which the present invention is applied to a floor-standing air conditioner (for example, an air purifier).
  • the right side indicates the indoor side (front side).
  • the air conditioner of the present example includes a case 50 whose front surface and top surface are opened.
  • a suction port 51 for sucking indoor air is provided in the lower part of the front surface of the case 50.
  • an air outlet 52 for blowing air into the room is provided.
  • an air flow path for allowing air to flow from the suction port 51 toward the blower outlet 52 is formed.
  • an air cleaning unit 30 that cleans the indoor air sucked from the suction port 51, a filter having a high capture rate disposed on the downstream side of the air cleaning unit 30, and an air flow are generated.
  • the fan unit 10a is accommodated.
  • a HEPA (High Efficiency Particulate Air) filter 80 capable of capturing 99.97% or more of 0.3 ⁇ m particles is used as a filter disposed on the downstream side of the air cleaning unit 30. Air purified by the air cleaning unit 30 and the HEPA filter 80 is blown out from the air outlet 52 provided in the case 50 into the room.
  • the fan unit 10 a is attached to the fan motor 11, the output shaft of the fan motor 11, and the centrifugal fan 12 that generates an air flow from the suction port 51 toward the blowout port 52 in the air flow path in the case 50, have.
  • the air cleaning unit 30 is provided on the upstream side of the air flow (the suction port 51 side) from the HEPA filter 80.
  • the air cleaning unit 30 cleans the air by capturing and removing the capturing object in the air sucked through the suction port 51.
  • the air cleaning unit 30 includes a prefilter 31 provided near the suction port 51 that is the most upstream side in the air flow, a charging unit 32 provided on the downstream side of the prefilter 31, and a downstream side of the charging unit 32. And the captured part 33.
  • the prefilter 31 removes a trapping object having a relatively large particle size contained in the air.
  • the charging unit 32 charges the captured object that has not been removed by the prefilter 31 and has passed through the prefilter 31.
  • the charging unit 32 of this example includes a plurality of charging modules 34 as in the configuration shown in FIGS. 1, 2, 9, and the like.
  • the capturing unit 33 captures and removes the capturing target charged by the charging unit 32.
  • the trapping object can be captured even with the HEPA filter 80 alone without the air cleaning unit 30.
  • the air cleaning unit 30 it is possible to prevent the captured virus or bacteria from being released into the room due to the charge of the capturing unit 33 (electrostatic filter) when the fan is stopped.
  • the trapped virus and fungus can be inactivated by ozone generated in the charging unit 32. Therefore, according to the configuration of this example, a cleaner indoor space can be obtained.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing an example of a configuration in which the present invention is applied to a floor-standing air conditioner having a dehumidifying function.
  • the right side indicates the indoor side (front side).
  • the air conditioner of the present example includes a case 50 whose front and top surfaces are opened.
  • a suction port 51 for sucking indoor air is provided in the lower part of the front surface of the case 50.
  • an air outlet 52 for blowing air into the room is provided.
  • an air flow path for allowing air to flow from the suction port 51 toward the blower outlet 52 is formed.
  • the air cleaning unit 30 for cleaning the indoor air sucked from the suction port 51 and the indoor air cleaned by the air cleaning unit 30 are introduced, and the temperature of the introduced indoor air is adjusted.
  • An air conditioning unit 10 that generates conditioned air is accommodated. From the air outlet 52 provided in the case 50, the conditioned air cleaned by the air cleaning unit 30 and adjusted in humidity by the air conditioning unit 10 is blown into the room.
  • the air conditioning unit 10 is attached to a fan motor 11, an output shaft of the fan motor 11, and a centrifugal fan 12 that generates an air flow from the suction port 51 toward the blowout port 52 in an air flow path in the case 50. ,have.
  • the air conditioning unit 10 is disposed in front (upstream side) of the fan 12 and has an evaporator 13a (heat exchanger) that cools indoor air by heat exchange with the refrigerant, and a fan 12 on the downstream side of the evaporator 13a.
  • the condenser 13b heat exchanger that heats the air cooled by the evaporator 13a by heat exchange with the refrigerant, and is provided below the evaporator 13a, and drain water from the evaporator 13a is It has a drain pan 14 for receiving and a drain tank 14 a for storing drain water received by the drain pan 14.
  • the evaporator 13a and the condenser 13b constitute a refrigeration cycle together with a compressor, an expansion device and the like (not shown).
  • the room air flowing into the air conditioning unit 10 is first cooled by the evaporator 13a. Thereby, the saturated vapor pressure of air falls and the water
  • the drain water condensed in the evaporator 13a is dropped on the drain pan 14 and stored in the drain tank 14a.
  • the air cooled by the evaporator 13a is heated by the condenser 13b and then blown into the room. Thereby, it can dehumidify, maintaining the temperature of indoor air.
  • the air cleaning unit 30 is provided on the upstream side of the air flow (on the suction port 51 side) than the air conditioning unit 10.
  • the air cleaning unit 30 cleans the air by capturing and removing the capturing object in the air sucked through the suction port 51.
  • the air cleaning unit 30 includes a prefilter 31 provided near the suction port 51 that is the most upstream side in the air flow, a charging unit 32 provided on the downstream side of the prefilter 31, and a downstream side of the charging unit 32. And the captured part 33.
  • the prefilter 31 removes a trapping object having a relatively large particle size contained in the air.
  • the charging unit 32 charges the captured object that has not been removed by the prefilter 31 and has passed through the prefilter 31.
  • the charging unit 32 of this example includes a plurality of charging modules 34 as in the configuration shown in FIGS. 1, 2, 9, and the like.
  • the capturing unit 33 captures and removes the capturing target charged by the charging unit 32.
  • the air flow path formed between the suction port 51 and the air outlet 52 in the case 50 mainly includes a prefilter 31, a charging unit 32, a capturing unit 33, an evaporator 13a, a condenser 13b, and The fans 12 are arranged in this order in the air flow direction.
  • an air conditioner having a dehumidifying function can have the same configuration as that of the above embodiment.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view showing another example of a configuration in which the present invention is applied to a floor-standing air conditioner having a dehumidifying function.
  • the air purification unit 30 is disposed on the downstream side of the fan 12 (for example, near the air outlet 52). According to this configuration, even when bacteria are generated in the drain tank 14a, the bacteria can be prevented from scattering into the room.
  • the position of the air cleaning unit 30 may be upstream of the fan 12 as long as it is downstream of the evaporator 13a and the drain pan 14 in the air flow.
  • the pre filter 31 of the air purifying unit 30 may be provided in the upstream (for example, suction inlet 51 vicinity) rather than the evaporator 13a.
  • an air conditioner having a dehumidifying function exemplify an air conditioner having a dehumidifying function, but similar effects can be obtained by similarly configuring an air conditioner having a humidifying function.
  • an air conditioner having a humidifying function if the air purifying unit 30 is disposed on the downstream side of the humidifier (for example, downstream of the fan 12), the germs are generated even when the germs are generated in the humidified water. It can be prevented from being scattered indoors.
  • air conditioner 10 air conditioner unit, 10a fan unit, 11 fan motor, 12 fan, 13 heat exchanger, 13a evaporator, 13b condenser, 14 drain pan, 14a drain tank, 30 air cleaning unit, 31 pre-filter, 31a filter, 32 charging unit, 33, 33a, 33b capturing unit, 34, 34a, 34b charging module, 35 high voltage electrode, 36 ground electrode, 37, 37a, 37b power supply, 38a, 38b capturing unit module, 39a , 39b power supply, 40 high voltage electrode, 41 ground electrode, 50 case, 51 inlet, 52 outlet, 52a vane, 60 particle sensor, 61 partition, 62a, 62b through hole, 70 bellmouth structure, 80 HEPA filter, 100 control Department.

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Abstract

　空気調和機１は、空気を吸い込む吸込口５１と、吸い込んだ空気を吹き出す吹出口５２との間に形成される空気流路と、空気流路に設けられ、空気中に浮遊する捕捉対象物を帯電させる荷電部３２と、空気流路のうち荷電部３２よりも下流側に設けられ、帯電した捕捉対象物を捕捉する捕捉部３３と、を備え、空気流路には、風速の速い第１の部分と、第１の部分よりも風速の遅い第２の部分と、が形成されており、第１の部分では、荷電部３２及び捕捉部３３の少なくとも一方における捕捉対象物の捕捉効率が第２の部分よりも高められている。

Description

空気調和機
　本発明は、空気調和機に関するものである。
　特許文献１には、送風装置とイオン発生装置とを備えたイオン発生機が開示されている。送風装置は、シロッコファンと、このシロッコファンを囲むケーシングと、ケーシングの出口に接続されシロッコファンのファン吹出口をシロッコファンの回転軸に垂直な面内に拡大する送風経路と、を備えている。ケーシングは、シロッコファンを囲む渦巻き部と、この渦巻き部の外周部から接線方向に延設されファン吹出口に至る直線部と内周部に形成されファン吹出口に至るのど部と、を備えるとともに、直線部を、送風経路の流通方向の中心線に対して所定角度傾斜して設置している。また、シロッコファンのファン吹出口に連なる送風経路が、シロッコファンの回転軸に垂直な面内に徐々に拡幅される第一送風経路と拡幅された広幅の第二送風経路とを有し、この第二送風経路にイオン発生装置を配設している。
　同文献には、上記構成によると、気流の片寄りを抑制して送風経路内を均一に流通させることが可能な送風装置を得ることができ、さらに、イオン発生装置で発生したイオンを均一に含んだ気流として本体吹出口から送出して効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機を得ることができることが記載されている。また、同文献には、従来よりも効率よく空間に正負のイオンを拡散させることができるため、浮遊カビ菌や細菌の殺菌、ウイルスやアレルゲンの不活性化、空間や物品の除電効果が良好に得られることが記載されている。
特開２０１３－９３１７３号公報
　しかしながら、上記のようなイオン発生機では、送風装置のファンの回転速度によっては送風経路の風速が均一にならないため、安定した空気清浄効果が得られないという問題点があった。また、上記のようなイオン発生機では、イオン発生装置での気流を均一に流通させる必要があるため、ファンからイオン発生装置までの距離が長くなってしまい、装置全体が大型化してしまうという問題点があった。
　本発明は、上述のような問題点の少なくとも１つを解決するためになされたものであり、装置の大型化を回避しつつ安定した空気清浄効果が得られる空気調和機を提供することを目的とする。
　本発明に係る空気調和機は、空気を吸い込む吸込口と、吸い込んだ空気を吹き出す吹出口との間に形成される空気流路と、前記空気流路に設けられ、空気中に浮遊する捕捉対象物を帯電させる荷電部と、前記空気流路のうち前記荷電部よりも下流側に設けられ、帯電した前記捕捉対象物を捕捉する捕捉部と、を備え、前記空気流路には、風速の速い第１の部分と、前記第１の部分よりも風速の遅い第２の部分と、が形成されており、前記第１の部分では、前記荷電部及び前記捕捉部の少なくとも一方における前記捕捉対象物の捕捉効率が前記第２の部分よりも高められているものである。
　本発明によれば、風速の速い第１の部分での捕捉対象物の捕捉効率が風速の遅い第２の部分よりも高められていることにより、風速の速い第１の部分での捕捉対象物の捕捉率を風速の遅い第２の部分での捕捉対象物の捕捉率に近づけることができる。したがって、安定した空気清浄効果を得ることができる。また、本発明によれば、空気流路における風速分布を必ずしも均一にする必要がないため、装置の大型化を回避することができる。
本発明の実施の形態１に係る空気調和機１の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機１の構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機１の吸込口５１の概略構成を示す下面図である。 図３に示す吸込口５１を１６個の領域（１）～（１６）に区画したときの風速分布を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機１において空気清浄ユニット３０を通過する空気の風速と粒子除去率との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機１において荷電部３２での印加電圧と粒子除去率との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機１における荷電部３２の放電特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機１における荷電部３２での消費電力と粒子除去率との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機１における荷電モジュール３４の配置の例を示す下面図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機１において、９０％の粒子除去率を得るための消費電力の一例を全面放電と分割とで比較して示すグラフである。 本発明の実施の形態１の第１変形例として、吸込口５１における風路の中央部のみに荷電モジュール３４を設置した空気調和機の構成を示す断面図である。 図１１に示す空気調和機１の吸込口５１の概略構成を示す下面図である。 ８５％の粒子除去率を得るために必要な消費電力及びコストを示すグラフである。 本発明の実施の形態１の第２変形例に係る空気調和機の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１の第３変形例に係る空気調和機の構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１の第３変形例に係る空気調和機の動作を説明するための概略のフローチャートである。 本発明の実施の形態１の第４変形例に係る空気調和機の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機２の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機２において、風速の速い部分の捕捉部３３ａと風速の遅い部分の捕捉部３３ｂとでセル密度の異なる静電フィルタを用いた構成を示す下面図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機２において、風速の速い部分の捕捉部３３ａと風速の遅い部分の捕捉部３３ｂとで厚みの異なる静電フィルタを用いた構成を示す断面図である。 捕捉部３３における静電フィルタのセル密度を全て一様な２００セル／平方インチとした構成Ａと、静電フィルタのセル密度を風速の速い中央部で４００セル／平方インチとし、風速の遅い周辺部で２００セル／平方インチとした構成Ｂとの粒子除去率を比較するグラフである。 本発明の実施の形態２の変形例に係る空気調和機の構成を示す断面図である。 静電フィルタのセル数とセルの壁面面積との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態３に係る空気調和機３の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態４に係る空気調和機に用いられるプレフィルタ３１の構成を示す平面図である。 本発明を壁掛形の空気調和機に適用した構成の一例を示す断面図である。 本発明を床置形の空気調和機に適用した構成の一例を示す断面図である。 除湿機能を有する床置形の空気調和機に本発明を適用した構成の一例を示す断面図である。 除湿機能を有する床置形の空気調和機に本発明を適用した構成の別の例を示す断面図である。
実施の形態１．
　本発明の実施の形態１に係る空気調和機について説明する。図１は、本実施の形態に係る空気調和機１の構成を示す断面図である。図２は、本実施の形態に係る空気調和機１の構成を示す分解斜視図である。図１及び図２中の破線矢印は、空気の流れを表している。なお、本実施の形態では、空気調和機１として、４方向吹出し式天井カセット形の室内機を例示している。また、図１及び図２を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係や形状等が実際のものとは異なる場合がある。
　図１及び図２に示すように、空気調和機１は、下面が開口されたケース５０（外箱）を有している。ケース５０の下面のうち中央部には室内の空気を吸い込む吸込口５１が設けられており、ケース５０の下面のうち吸込口５１の周囲には室内に空気を吹き出す吹出口５２が設けられている。本例では、吹出口５２は吸込口５１の周囲の４辺に設けられている。ケース５０内における吸込口５１と各吹出口５２との間には、吸込口５１から各吹出口５２に向かって空気を流通させる空気流路が形成されている。図１及び図２では、空気流路の例を破線矢印で示している。
　ケース５０内には、吸込口５１から吸い込まれた室内空気を清浄化する空気清浄ユニット３０と、空気清浄ユニット３０で清浄化された室内空気を導入し、導入した室内空気の温度を調節して空調空気を生成する空気調和ユニット１０と、が収容されている。ケース５０に設けられた吹出口５２からは、空気清浄ユニット３０で清浄化されて空気調和ユニット１０で温度調節された空調空気が室内に吹き出される。
　空気調和ユニット１０は、ケース５０の天板に取り付けられたファンモータ１１と、ファンモータ１１の出力軸に取り付けられ、吸込口５１から吹出口５２に向かう空気の流れをケース５０内の空気流路に生成する遠心式のファン１２と、を有している。また、空気調和ユニット１０は、ファン１２の外周側に配置され、冷媒との熱交換により室内空気を冷却又は加熱する熱交換器１３と、熱交換器１３の下方に設けられ、熱交換器１３からのドレン水を受けるドレンパン１４と、を有している。熱交換器１３は、不図示の圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張装置等と共に冷凍サイクルを構成するものである。少なくとも冷凍サイクルの圧縮機及び室外熱交換器は、室外熱交換器に外気を送風する室外送風機と共に、不図示の室外機に搭載されている。冷房運転時には、熱交換器１３は蒸発器として機能する。このとき、ファン１２により送風されて熱交換器１３を通過する室内空気は、冷媒との熱交換により冷却される。一方、暖房運転時には、熱交換器１３は、四方弁が切り替えられることにより凝縮器として機能する。このとき、ファン１２により送風されて熱交換器１３を通過する室内空気は、冷媒との熱交換により加熱される。
　空気清浄ユニット３０は、空気調和ユニット１０よりも空気流れ上流側（吸込口５１側）に設けられている。空気清浄ユニット３０は、吸込口５１を介して吸い込まれた空気中に浮遊する塵埃などの粒子、微生物及びウイルス等（以下、「捕捉対象物」という場合がある）を捕捉して除去し、空気を清浄化するものである。空気清浄ユニット３０は、空気流れにおいて最も上流側となる吸込口５１付近に設けられたプレフィルタ３１と、プレフィルタ３１の下流側に設けられた荷電部３２（荷電ユニット）と、荷電部３２の下流側に設けられた捕捉部３３（捕捉フィルタ）と、を有している。プレフィルタ３１は、空気中に含まれる粒径の比較的大きい捕捉対象物を取り除くものである。荷電部３２は、プレフィルタ３１で取り除かれずプレフィルタ３１を通過した捕捉対象物を帯電させるものである。捕捉部３３は、荷電部３２により帯電した捕捉対象物を捕捉して取り除くものである。
　ここで、ケース５０内において吸込口５１と吹出口５２との間に形成される空気流路には、主に、プレフィルタ３１、荷電部３２、捕捉部３３、ファン１２及び熱交換器１３が、空気の流れ方向においてこの順に配置されている。
　荷電部３２は、複数の荷電モジュール３４を備えている。本例では、９個の荷電モジュール３４が縦横３×３のマトリクス状に配置されている。複数の荷電モジュール３４は、高圧電極３５と、高圧電極３５に対向して配置される接地電極３６（対向電極）と、高圧電極３５と接地電極３６との間に電圧を印加する電源３７と、をそれぞれ有している。高圧電極３５は、φ０．１～１ｍｍ程度のワイヤー線（図１及び図２参照）、長方形状の断面を有するリボン状ワイヤー線、又は、平板を鋸歯状に加工したもの、等により構成されている。接地電極３６は、平板状又はメッシュ状の金属で構成されている。本例では、荷電モジュール３４のそれぞれは、空気の流れ方向に沿って配置されかつ空気の流れ方向と交差（例えば、直交）する面内で互いに並列して配列する複数の平行平板状の接地電極３６と、隣り合う接地電極３６の間に配置された複数のワイヤー線状の高圧電極３５と、を有している。また、荷電モジュール３４毎に電源３７が設けられているため、各荷電モジュール３４は、制御部の制御によって互いに独立して（例えば、単独で）駆動できるようになっている。
　捕捉部３３は、表面に静電気を帯びて永久帯電している静電フィルタ等により構成されている。静電フィルタとしては、ハニカム構造等の、厚み０．１～１ｍｍのろ材隔壁構造を有するものが用いられる。例えば、静電フィルタ内のろ材隔壁のセル数は、１平方インチ当たり１００～６００個（セル幅が１～３ｍｍ）となっている。静電フィルタの素材には、例えばポリプロピレンが用いられるが、それ以外の帯電し易い物質（例えば、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂、シリコン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ガラス繊維など）を用いることもできる。また、静電フィルタとしての風の流れ方向の厚みが厚いほど粒子の捕捉率が高くなる。しかし、厚みの増加に伴って圧力損失が増加するため、静電フィルタの厚みは５～３０ｍｍ程度が望ましい。
　この空気調和機１では、ファン１２が駆動することにより吸込口５１から室内空気が吸い込まれる。吸い込まれた室内空気からは、まず最初にプレフィルタ３１によって、粒径の比較的大きい捕捉対象物が捕捉されて取り除かれる。プレフィルタ３１で取り除かれなかった捕捉対象物は、次に荷電部３２を通過する。荷電部３２では、各荷電モジュール３４の高圧電極３５及び接地電極３６の間で発生するイオンが捕捉対象物に付着したり、高圧電極３５及び接地電極３６の間に形成された電界によって捕捉対象物に誘導帯電が生じたりすることによって、プレフィルタ３１で取り除かれなかった捕捉対象物が帯電する。荷電部３２で帯電した捕捉対象物は、捕捉部３３の静電フィルタとの間に働くクーロン力により、静電フィルタに付着して捕捉されることによって取り除かれる。捕捉対象物が取り除かれて清浄化した室内空気は、空気調和ユニット１０に取り込まれ、熱交換器１３での冷媒との熱交換により温度調節され、吹出口５２から再び室内に吹き出される。
　ここで、空気調和機１は、一般に羽根を回転駆動することによって送風している。そのため、空気流路（例えば、吸込口５１）における風速は一様ではない。例えば、中心部から空気を吸い込み、空気調和した空気を４方向に吹き出す空気調和機では、ターボファン又はシロッコファン等が用いられる。このときの吸込口５１における風速分布について以下に説明する。
　図３は、空気調和機１の吸込口５１の概略構成を示す下面図である。図４は、図３に示す吸込口５１を４行（「１」～「４」）×４列（「ｓ１」～「ｓ４」）の１６個の領域（１）～（１６）に区画したときの風速分布を示すグラフである。グラフの縦軸は風速（ｍ／ｓ）を表している。ここで、図４に示す風速分布は、風量を２０ｍ３／ｍｉｎとしたときのものである。図３及び図４に示すように、ファン１２によって吸込口５１を介して吸い込まれる空気の風速は、中央部の領域（６）、（７）、（１０）及び（１１）で相対的に速く、周辺部の領域（１）～（５）、（８）、（９）及び（１２）～（１６）で相対的に遅くなっている。
　図５は、空気調和機１において空気清浄ユニット３０を通過する空気の風速と粒子（捕捉対象物）の除去率との関係を示すグラフである。グラフの横軸は風速（ｍ／ｓ）を表し、縦軸は粒子除去率（％）を表している。ここで、荷電部３２での印加電圧は一定の値とした。また、高圧電極３５には０．０５ｍｍ×０．３ｍｍのタングステンリボンを用い、接地電極３６にはステンレス製の平板電極を用いた。高圧電極３５と接地電極３６との間の距離（間隔）は６ｍｍとした。高圧電極３５には５．７ｋＶの電圧を印加し、そのときに流れる電流は６０μＡであった。捕捉部３３には、厚み１０ｍｍ、セル密度２００セル／平方インチのポリプロピレン製静電フィルタを１種類のみ用いた。
　図５に示すように、風速が１．５ｍ／ｓ以下である場合には９０％以上の粒子除去率が得られているが、風速が１．５ｍ／ｓより速くなると粒子除去率は９０％未満となり、風速が速くなるほど粒子除去率が低下している。このように、荷電部３２を通過する空気の風速が速くなると、言い換えれば、荷電部３２での粒子の滞在時間が短くなると、粒子除去率は低下する。これは、風速が速くなると、荷電部３２においてコロナ放電により発生するイオンが粒子に衝突し難くなり、粒子の帯電が不十分になるためであると思われる。
　これらのことから、空気調和機１の吸込口５１における中央部では通過風量が多く粒子除去率が低くなっており、吸込口５１における周辺部では通過風量が少なく粒子除去率が高くなっていることが分かる。
　図６は、空気調和機１において荷電部３２での印加電圧と粒子除去率との関係を示すグラフである。グラフの横軸は印加電圧（ｋＶ）を表し、縦軸は粒子除去率（％）を表している。図６では、０．８ｍ／ｓ、１．３ｍ／ｓ、１．７ｍ／ｓ、２．５ｍ／ｓの各風速における印加電圧と粒子除去率との関係を示している。図６に示すように、いずれの風速においても、印加電圧が高くなるほど粒子除去率が高くなっている。風速が比較的遅い０．８ｍ／ｓ又は１．３ｍ／ｓのときには、印加電圧を約５．５ｋＶ以上とすることによって９０％以上の粒子除去率が得られる。風速がそれより速い１．７ｍ／ｓのときには、印加電圧を約５．８ｋＶ以上とすることによって９０％以上の粒子除去率が得られる。風速がさらに速い２．５ｍ／ｓのときには、印加電圧を約６．４ｋＶ以上とすることによって９０％以上の粒子除去率が得られる。
　図７は、荷電部３２の放電特性を示すグラフである。グラフの横軸は印加電圧（ｋＶ）を表し、縦軸は高圧電極３５と接地電極３６との間に流れる放電電流（μＡ）を表している。図７に示すように、印加電圧が５．０ｋＶになると放電電流が流れ始める。印加電圧が５．０ｋＶを超えると、放電電流は電子なだれの影響により指数関数的に増加する。よって、印加電圧が高くなると流れる電流が大幅に増加し、消費電力が増加することになる。
　図８は、荷電部３２での消費電力（放電電力）と粒子除去率との関係を示すグラフである。グラフの横軸は放電電力（ｍＷ）を表し、縦軸は粒子除去率（％）を表している。図８では、０．８ｍ／ｓ、１．３ｍ／ｓ、１．７ｍ／ｓ、２．５ｍ／ｓの各風速における放電電力と粒子除去率との関係を示している。図８に示すように、風速が速い場合には、粒子除去率を向上しようとすると消費電力が大きく増加する。
　本実施の形態の構成では、複数の荷電モジュール３４のそれぞれに電源３７が設けられているため、各荷電モジュール３４に対してそれぞれ個別に電圧を印加できるようになっている。したがって、各荷電モジュール３４に対応する領域での風速に応じて印加電圧を設定する。具体的には、風速の遅い部分の荷電モジュール３４では、図５に示したように十分に高い粒子除去率が得られるため、相対的に低い印加電圧に設定する。一方、風速の速い部分の荷電モジュール３４では、風速の遅い部分と同じ印加電圧では高い粒子除去率が得られないため、風速の遅い部分の荷電モジュール３４よりも印加電圧を高く設定する。すなわち、粒子の除去効率（捕捉対象物の捕捉効率）は少なくとも荷電部３２（荷電モジュール３４）の電界強度に基づいて変化するため、風速の速い部分の荷電モジュール３４では、印加電圧を高く設定することによって電界強度を風速の遅い部分よりも高くする。結果として、風速の速い部分での粒子の除去率（捕捉対象物の捕捉率）は、風速の遅い部分と同程度まで高められる。したがって、必要以上の高電圧を印加することなく、吸込口５１の全ての領域で例えば９０％以上の粒子除去率を得ることができる。
　図９は、空気調和機１における荷電モジュール３４の配置の例を示す下面図である。図９に示すように、荷電部３２は９個（縦３×横３）の荷電モジュール３４に分割されている。９個の荷電モジュール３４は、吸込口５１の全体に対してほぼ隙間なく配置されている。図９では、９個の荷電モジュール３４の位置を（１）～（９）で表している。以下の説明では、各位置（１）～（９）に配置された荷電モジュール３４をそれぞれ荷電モジュール（１）～（９）と表現する場合がある。複数の荷電モジュール３４がこのように配置されている場合、例えば、中央部の荷電モジュール（５）の印加電圧を６．４ｋＶとし、周辺部の荷電モジュール（１）～（４）及び（６）～（９）の印加電圧を５．５ｋＶとする。これにより、全ての荷電モジュール（１）～（９）、すなわち吸込口５１の全ての領域で９０％以上の粒子除去率を得ることが可能となる。また、周辺部の荷電モジュール（１）～（４）及び（６）～（９）の印加電圧を必要以上に高めてしまうこともない。
　図１０は、一過（一度の通過）で９０％の粒子除去率を得るための消費電力の一例を、風路全面で一様に放電させた場合（「全面放電」）と、９分割された個々の荷電モジュール３４毎に電圧を制御した場合（「分割」）と、で比較して示すグラフである。グラフの縦軸は消費電力（ｍＷ）を表している。図１０に示すように、各荷電モジュール３４毎に電圧を制御することによって、風路全面で一様に放電させた場合の約４８％まで消費電力を減らすことができる。
　このように、本実施の形態では、吸込口５１における風速分布が不均一である場合、風速分布に合わせて荷電部３２（荷電モジュール３４）を分割する。一般に、空気調和機は複数段階の風量設定が可能である。空気調和機の風量設定が異なると、吸込口５１における風速分布も変化する。そのため、荷電モジュール３４を細分化し、風量設定値に基づいて各荷電モジュール３４の印加電圧を調整することによって、無駄に電力を投入することなく、捕捉対象物を効率良く除去することが可能になる。なお、荷電モジュール３４を細かく分割するほど、風速分布に対してより細やかに対応することができる。また、各荷電モジュール３４の外周は樹脂等の絶縁材で覆われており、隣り合う荷電モジュール３４同士は電気的に絶縁されている。さらに、各荷電モジュール３４はそれぞれ個別での着脱が可能になっている。これにより、荷電部３２の組立てが容易になっており、また清掃等のメンテナンスも容易になっている。
　なお、荷電モジュール（５）は、他の荷電モジュールより通過風速が速いため、粒子処理量が多くなる。よって、荷電モジュール（１）～（４）、（６）～（９）を設置せず荷電モジュール（５）のみを設置することで、低エネルギーで効率良く粒子除去することが可能になる。
　図１１は、本実施の形態の第１変形例として、吸込口５１における風路の中央部（中心部）のみに荷電モジュール３４を設置した空気調和機１の構成を示す断面図である。図１２は、図１１に示す空気調和機１の吸込口５１の概略構成を示す下面図である。図１１及び図１２に示すように、本変形例の空気調和機１では、吸込口５１を領域（１）～（１６）に１６分割したとき、領域（２）、（３）、（５）、（８）、（９）、（１２）、（１４）及び（１５）の中心を通る四角形状の太破線内の位置に、１つの荷電モジュール３４が設置されている。吸込口５１において太破線の内側と外側の面積比は約６：４であり、太破線の内側での風速を２．２ｍ／ｓとし、太破線の外側での風速を０．２ｍ／ｓとした。
　図１３は、図９に示した構成の風路全面で一様に放電させた場合（「全面放電」）と、図９に示した構成で個々の荷電モジュール３４毎に電圧を制御した場合（「分割」）と、図１１に示す本変形例の構成で風路の中央部のみに１つの荷電モジュール３４を設置した場合（「中心のみ」）と、のそれぞれについて、一過で８５％の粒子除去率を得るために必要な消費電力及び初期コストを示すグラフである。グラフの縦軸は、「全面放電」の消費電力及び初期コストがそれぞれ１となるように正規化した消費電力比及び初期コスト比を表している。図１３に示すように、「分割」においては、個々の荷電モジュール毎に電圧を制御することによって「全面放電」と比較して消費電力が低下するが、使用する部材は変わらないため初期コストは「全面放電」と同じになる。一方、「中心のみ」においては、一過での粒子除去率が「分割」と比較して若干低下するため、一定の粒子除去率を得るための消費電力は「分割」よりも増加する。しかしながら、「中心のみ」では、荷電部３２（荷電モジュール３４）及び電源を風路の一部のみに用いるため、初期コストが「分割」よりも低下するというメリットが得られる。なお、ここでは中心部のみに１つの荷電モジュール３４を設置する場合について説明したが、中心部のみに複数の荷電モジュール３４を設置してもよい。すなわち、図１２における太破線内の部分を複数の領域に分割し、各領域のそれぞれに荷電モジュール３４を設置し、各荷電モジュール３４に個別の電源を接続してもよい。
　また、本例の構成では、吸込口５１における風路の中央部の風速が相対的に速いため、風路の中央部のみに荷電モジュール３４を設置しているが、風路の中央部以外の風速が相対的に速い場合には、その風速の速い部分のみに荷電モジュール３４を設置してもよい。
　図１４は、本実施の形態の第２変形例に係る空気調和機の構成を示す断面図である。図１４に示すように、本変形例の空気調和機１は、ファン１２の吸込部（例えば、捕捉部３３よりも下流側でファン１２よりも上流側）にベルマウス構造７０を有している。ベルマウス構造７０を備えることにより、風の広がりを抑えて、荷電部３２に積極的に風を集めることができる。このため、荷電部３２（荷電モジュール３４）を設置する領域をより小さく絞ることが可能になる。また、ベルマウス構造７０を備えることにより、圧力損失の増加を抑えつつ、一過での粒子除去率を向上することが可能となる。
　図１５は、本実施の形態の第３変形例に係る空気調和機の構成を示す分解斜視図である。図１５に示すように、本変形例の空気調和機には、粒子センサ６０が設けられている。粒子センサ６０は、室内空気（例えば、空気清浄ユニット３０を通過した空気）の粒子濃度を検出し、制御部１００に検出信号を出力するようになっている。粒子センサ６０は、空気の流れにおいて空気清浄ユニット３０（プレフィルタ３１、荷電部３２、捕捉部３３）よりも下流側で熱交換器１３よりも上流側に配置されている。
　また、本変形例では、荷電部３２が２つの荷電モジュール３４ａ、３４ｂに分割されている。荷電モジュール３４ａは風速が速い部分（例えば、吸込口５１の中央部）に設けられており、荷電モジュール３４ｂは風速が遅い部分（例えば、吸込口５１の周辺部）に設けられている。すなわち、荷電モジュール３４ｂの中央部には空間（開口部）が形成されており、当該空間には荷電モジュール３４ａが配置されている。荷電モジュール３４ａ、３４ｂにはそれぞれ電源３７ａ、３７ｂが設けられているため、各荷電モジュール３４ａ、３４ｂは、制御部１００の制御によって互いに独立して駆動できるようになっている。制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマー、入出力ポート等を備えたマイコンである。
　図１６は、本変形例の空気調和機の動作を説明するための概略のフローチャートである。図１６に示すように、空気調和機がオン状態となり（ステップＳ１）、ファン１２が作動すると（ステップＳ２）、同時に、制御部１００に設けられたタイマーが作動し、時間Ｔの計測を開始する（ステップＳ３）。また、ファン１２が作動することにより、粒子センサ６０によって室内空気の粒子濃度が検出される（ステップＳ４）。次に、制御部１００は、検出された粒子濃度に基づき、予めＲＯＭに記憶されているＮ個の制御パターン１～Ｎのうちのいずれかを選択する（ステップＳ５、Ｓ６）。各制御パターンは、例えば、荷電モジュール３４ａ、３４ｂの印加電圧の情報を含んでいる。制御部１００は、選択した制御パターンに従って荷電モジュール３４ａ、３４ｂのそれぞれの印加電圧を決定し、決定した電圧を荷電モジュール３４ａ、３４ｂに印加する（ステップＳ７、Ｓ８）。これにより、荷電モジュール３４ａ、３４ｂのそれぞれの出力が調整される。
　その後、空気調和機がまだオン状態であれば（ステップＳ９）、粒子センサ６０によって室内空気の粒子濃度を再度検出し、粒子濃度に基づいて制御パターンを選択し、選択した制御パターンに従って荷電モジュール３４ａ、３４ｂに電圧を印加する。これらの制御は、空気調和機がオフ状態になるまで所定の時間間隔で繰り返して実行される。
　なお、タイマーにより計測される時間Ｔにおける粒子濃度をＣＴとし、時間０における粒子濃度をＣ０としたとき、制御パターンは、粒子濃度の減衰比ＣＴ／Ｃ０と、時間Ｔと、により決定される。制御部１００のＲＯＭには、時間Ｔと、基準となる減衰比ＣＴ／Ｃ０との関係が予め記憶されている。時間ＴＮにおける粒子濃度ＣＴＮが基準となる粒子濃度ＣＴよりも高い場合には減衰比に応じて電圧を上げ、粒子濃度ＣＴよりも低い場合には減衰比に応じて電圧を下げる制御を行う。例えば、時間Ｔにおいて、印加電圧がＶであり、減衰比ＣＴ／Ｃ０が基準となる値η１よりも小さい値η２であった場合には、印加電圧をＶ×α×η１／η２（αは任意に設定可能な変数。ただし、α＞０）に上げる制御を行う。また、時間Ｔにおいて、印加電圧がＶであり、減衰比ＣＴ／Ｃ０が基準となる値η１よりも大きい値η３であった場合には、印加電圧をＶ×α×η１／η３（αは任意に設定可能な変数。ただし、α＞０）に下げる制御を行う。これにより、安定かつ省エネルギーで、室内空気の粒子濃度を目標濃度まで低下させることが可能になる。
　上記の例では、各荷電モジュール３４の印加電圧を調整することで、全体的な捕捉対象物の捕捉率を向上させている。しかしながら、吸込口５１における風速分布が一定であること（例えば、空気調和機の風量設定等の条件に関わらず風速の速い部分と風速の遅い部分とが大きく変動しないこと）が予め分かっている場合には、空気調和機を下記の第４変形例のような構成にすることもできる。
　図１７は、本実施の形態の第４変形例に係る空気調和機の構成を示す断面図である。図１７に示すように、本変形例の空気調和機では、高圧電極３５と接地電極３６との間の距離を風速分布に応じて異ならせている。風速の速い部分（例えば、吸込口５１の中央部）では、高圧電極３５と接地電極３６との間の距離を短く設定する。これにより、高圧電極３５と接地電極３６との間の電界強度が高められるため、高圧電極３５と接地電極３６との間を通過する捕捉対象物の帯電率が向上する。一方、風速の遅い部分（例えば、吸込口５１の周辺部）では、高圧電極３５と接地電極３６との間の距離を長く設定する。これにより、高圧電極３５と接地電極３６との間の電界強度が低められるため、高圧電極３５と接地電極３６との間を通過する捕捉対象物の帯電率が低下する。これにより、結果として、風速の速い部分での捕捉対象物の捕捉率は、風速の遅い部分と同程度まで高められる。したがって、吸込口５１の全体において捕捉対象物を効率良く除去することが可能となる。また、本変形例の構成では、同一の印加電圧で電界強度を変化させることができるため、１台の高圧電源で複数の荷電モジュール３４に電圧を印加することができる。また、荷電部３２の全体を１つの荷電モジュールとすることができる。
　図１７に示す構成では、空気流路の全体に荷電部３２を設けているが、風速の速い部分（例えば、吸込口５１の中央部）のみに荷電部３２を設けるようにしてもよい。この構成によれば、空気調和機の構成が簡素化するとともに、無駄に電力を投入することなく捕捉対象物を効率良く除去することが可能になる。
　本実施の形態では、捕捉部３３として静電フィルタを用いた例を説明したが、捕捉部３３は、帯電した捕捉対象物を捕捉できるものであれば静電フィルタには限られない。例えば、捕捉部３３には、図２４を用いて後述するように、平行平板に電圧を印加して電界を形成し、この電界によって帯電した捕捉対象物を捕捉する方式を用いても同様の効果を得ることができる。
　以上のように、本実施の形態では、荷電部３２において、風速の速い部分での捕捉対象物の捕捉効率が風速の遅い部分よりも高められている。これにより、風速の速い部分での捕捉対象物の捕捉率を風速の遅い部分での捕捉対象物の捕捉率に近づけることができる。したがって、安定した空気清浄効果を得ることができる。また、本実施の形態によれば、空気流路における風速分布を必ずしも均一にする必要がないため、装置の大型化を回避することができる。
実施の形態２．
　本発明の実施の形態２に係る空気調和機について説明する。上記実施の形態１では、各荷電モジュール３４の印加電圧、又は高圧電極３５と接地電極３６との間の距離を風速分布に応じて変更することで、不均一な風速分布を有する空気の流れにおいても効率よく捕捉対象物を捕捉できる構成について説明した。本実施の形態では、荷電部３２を一様な構成とし、捕捉部３３の構成を風速分布に応じて変更した空気調和機について説明する。本実施の形態のように、風速の速い部分と風速の遅い部分とで捕捉部３３の構成を変更しても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
　図１８は、本実施の形態に係る空気調和機２の構成を示す断面図である。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施の形態では、風速の速い部分（例えば、吸込口５１の中央部）には捕捉部３３ａが設けられており、風速の遅い部分（例えば、吸込口５１の周辺部）には、帯電量又は形状等が捕捉部３３ａとは異なる捕捉部３３ｂが設けられている。
　捕捉部３３（捕捉部３３ａ、３３ｂ）では、荷電部３２で帯電した捕捉対象物がクーロン力により引き寄せられて捕捉される。すなわち、捕捉対象物の捕捉効率は、少なくとも捕捉部３３の静電フィルタの帯電量によって変化する。よって、捕捉部３３に静電フィルタを用いる場合、風速の速い部分の捕捉部３３ａには帯電量の大きい静電フィルタを用い、風速の遅い部分の捕捉部３３ｂには帯電量の小さい静電フィルタを用いる。これにより、結果として、風速の速い部分での捕捉対象物の捕捉率は、風速の遅い部分と同程度まで高められる。したがって、捕捉対象物の捕捉率が捕捉部３３ａと捕捉部３３ｂとの間で均一化し、捕捉部３３の全体での捕捉対象物の捕捉率が向上する。
　静電フィルタの帯電率の大小だけでなく、風速分布に合わせて静電フィルタの形状を変えることでも、風速分布に起因する捕捉対象物の捕捉率低下を防ぐことが可能になる。図１９は、本実施の形態に係る空気調和機２において、風速の速い部分の捕捉部３３ａと風速の遅い部分の捕捉部３３ｂとで、セル密度（穴径）が異なる静電フィルタを用いた構成を示す下面図である。図１９に示すように、風速の速い部分の捕捉部３３ａには、セル数が多くセルの目が細かい静電フィルタ（すなわち、セル密度が高く穴径の小さい静電フィルタ）が用いられている。一方、風速の遅い部分の捕捉部３３ｂには、セル数が少なくセルの目が粗い静電フィルタ（すなわち、セル密度が低く穴径の大きい静電フィルタ）が用いられている。
　静電フィルタのセルの目が細かい場合、セルを通過する帯電した捕捉対象物と、電荷を持つセル壁との距離が短くなる。そのため、（１／４πε０）ｑ１ｑ２／ｒ２（ここで、ε０は真空中の誘電率、ｑ１は捕捉対象物の電荷量、ｑ２はセル壁の電荷量、ｒは捕捉対象物とセル壁との距離）で表されるクーロン力が大きくなる。すなわち、捕捉対象物の捕捉効率は、少なくとも捕捉部３３の静電フィルタのセル密度によって変化する。したがって、風速の速い部分の捕捉部３３ａにセル密度の高い静電フィルタ（セルの目が細かい静電フィルタ）を用いることにより、風速の速い部分での捕捉対象物の捕捉率が高められる。
　図２０は、本実施の形態に係る空気調和機２において、風速の速い部分の捕捉部３３ａと風速の遅い部分の捕捉部３３ｂとで、厚みが異なる静電フィルタを用いた構成を示す断面図である。図２０に示すように、風速の速い部分の捕捉部３３ａには、厚みの大きい静電フィルタが用いられている。一方、風速の遅い部分の捕捉部３３ｂには、厚みの小さい静電フィルタが用いられている。
　静電フィルタの厚みを大きくすると、帯電した捕捉対象物の通過距離が長くなり、捕捉対象物とセル壁との衝突回数が増加するため、捕捉対象物が捕捉されやすくなる。すなわち、捕捉対象物の捕捉効率は、少なくとも静電フィルタの厚みによって変化する。したがって、風速の速い部分の捕捉部３３ａに厚みの大きい静電フィルタを用いることにより、風速の速い部分での捕捉対象物の捕捉率が高められる。捕捉部３３ａの静電フィルタの厚みを捕捉部３３ｂの静電フィルタの厚みよりも大きくする方法としては、捕捉部３３ａと捕捉部３３ｂとで厚みの異なる静電フィルタを用いてもよいし、捕捉部３３ａで複数枚の静電フィルタを重ねるようにしてもよい。
　なお、上記のように静電フィルタのセル密度（セルの目の細かさ）又は厚みを変えると、静電フィルタの圧力損失が変化する。この場合、風速の速い部分にセル密度の高い静電フィルタ又は厚みの大きい静電フィルタを設けることによって、風速の速い部分の静電フィルタの圧力損失が増加する。そのため、風速の速い部分よりも風速の遅い部分の方が風が流れやすくなる。これにより、全体的に風量が均一化することにより、捕捉対象物の捕捉率が向上する効果も得られる。
　図２１は、捕捉部３３における静電フィルタのセル密度を全て一様な２００セル／平方インチとした構成Ａと、静電フィルタのセル密度を風速の速い中央部で４００セル／平方インチとし、風速の遅い周辺部で２００セル／平方インチとした構成Ｂとの粒子除去率を比較するグラフである。図２１に示すように、構成Ａでは粒子除去率が７０％弱であるが、中央部のセル密度を高くした構成Ｂでは、粒子除去率を９０％程度まで向上させることができた。
　図２２は、本実施の形態の変形例に係る空気調和機の構成を示す断面図である。図２２に示すように、本変形例の構成では、吸込口５１の中央部の捕捉部３３ａには、セルの隔壁６１が吸込口５１に対して垂直に形成された静電フィルタが用いられており、吸込口５１の周辺部の捕捉部３３ｂには、セルの隔壁６１が傾斜して形成された静電フィルタが用いられている。捕捉部３３ｂの静電フィルタの隔壁６１は、それぞれの空気流れ下流側が吸込口５１の中央部（ファン１２の中心部）寄りに傾くように形成されている。これにより、周辺部の捕捉部３３ｂの静電フィルタには、ファン１２の中心部に向かってセルの風路が形成される。吸込口５１ではファン１２の中心部に向かって空気が流れるため、上記のように構成することによって、風の乱れを少なくすることができ、圧力損失の低減を図ることができる。
　一定の断面積を通過する空気の風量は、風速に比例する。図２３は、静電フィルタのセル数（セル密度）とセルの壁面面積との関係を示すグラフである。グラフの横軸は単位面積当たりのセル数（セル／平方インチ）を表し、縦軸は静電フィルタの単位厚み当たりのセルの壁面面積（壁面面積／厚みｔ）（ｃｍ２／ｃｍ）を表している。図２３に示すように、単位面積当たりのセル数をｘとし、単位厚み当たりのセルの壁面面積をｙとすると、ｘ及びｙの関係はｙ＝１０．１６ｘ０．５となる。すなわち、セルの壁面面積はセル数の１／２乗に比例する。捕捉対象物は静電フィルタのセル壁面との衝突により捕捉されるため、捕捉対象物の捕捉率はセルの壁面面積に比例する。そのため、風速の速い部分と風速の遅い部分とでセルの壁面面積を同等にすればよい。壁面面積はセル数の１／２乗に比例するため、風速の速い部分では風速比の２乗のセル数が必要となる。
　しかし、実際は、セル数の違いにより生じる圧力損失によって風速の均一化が図られるため、風速の速い部分のセル数は、風速の遅い部分のセル数の（風速比×１／２）倍～（風速比×２）倍の範囲で設定すればよい。例えば、図４に示したように、風速が速い部分の風速が約２．５ｍ／ｓであり、風速が遅い部分の風速が約０．５ｍ／ｓであるものとする。このとき、風速比は約５である。したがって、風速が遅い部分のセル数を１００セル／平方インチとした場合には、風速が速い部分のセル数を２５０～１０００セル／平方インチ（風速が遅い部分のセル数の２．５倍～１０倍）の範囲で設定すればよい。
　以上のように、本実施の形態では、捕捉部３３において、風速の速い部分での捕捉対象物の捕捉効率が風速の遅い部分よりも高められている。これにより、風速の速い部分での捕捉対象物の捕捉率を風速の遅い部分での捕捉対象物の捕捉率に近づけることができる。したがって、安定した空気清浄効果を得ることができる。また、本実施の形態によれば、空気流路における風速分布を必ずしも均一にする必要がないため、装置の大型化を回避することができる。
実施の形態３．
　本発明の実施の形態３に係る空気調和機について説明する。上記実施の形態１及び２では、捕捉部３３に静電フィルタを用いた構成について述べた。本実施の形態では、捕捉部３３を金属製の平行平板電極で形成し、外部から電源で電圧を印加する構成について述べる。
　図２４は、本実施の形態に係る空気調和機３の構成を示す断面図である。図２４に示すように、本実施の形態は、捕捉部３３が複数の捕捉部モジュール３８ａ、３８ｂを備えている点に特徴を有している。例えば、捕捉部３３は、風速の速い部分に設けられた捕捉部モジュール３８ａと、風速の遅い部分に設けられた捕捉部モジュール３８ｂと、の２つの捕捉部モジュールを備えている。捕捉部モジュール３８ａには電源３９ａが設けられており、捕捉部モジュール３８ｂには電源３９ｂが設けられている。これにより、捕捉部モジュール３８ａ、３８ｂは、制御部の制御によって互いに独立して駆動できるようになっている。また、捕捉部モジュール３８ａ、３８ｂのそれぞれは、高圧電極４０と、高圧電極４０に対向して配置される接地電極４１（対向電極）と、を有している。高圧電極４０及び接地電極４１は、空気の流れ方向に沿って配置されかつ空気の流れ方向と交差（例えば、直交）する面内で交互に配列した平行平板電極である。隣り合う高圧電極４０及び接地電極４１の間には、平行電界が形成される。荷電部３２で帯電した捕捉対象物は、高圧電極４０及び接地電極４１の間に入り込むと、クーロン力により一方の平板電極に引き寄せられて捕捉される。すなわち、捕捉対象物の捕捉効率は、少なくとも捕捉部モジュール３８ａ、３８ｂの電界強度によって変化する。なお、荷電部３２は、複数の荷電モジュールに細分化した方が細やかな制御ができて捕捉効率が向上するが、必ずしも複数の荷電モジュールに分割する必要はない。
　このような構成において、捕捉部モジュール３８ａの高圧電極４０と接地電極４１との間には電源３９ａによって所定の電圧が印加され、捕捉部モジュール３８ｂの高圧電極４０と接地電極４１との間には電源３９ｂによって捕捉部モジュール３８ａの印加電圧とは独立した所定の電圧が印加される。風速の速い部分に設けられた捕捉部モジュール３８ａの印加電圧は、風速の遅い部分に設けられた捕捉部モジュール３８ｂの印加電圧よりも大きくする。これにより、風速の速い部分での捕捉対象物の捕捉率を向上させることができる。
　なお、捕捉部モジュール３８ａの高圧電極４０と接地電極４１との距離（電極間隔）を、捕捉部モジュール３８ｂの高圧電極４０と接地電極４１との距離よりも短くしてもよい。これにより、捕捉部モジュール３８ａ、３８ｂの印加電圧を共通にしても、捕捉部モジュール３８ａの電界強度を捕捉部モジュール３８ｂの電界強度よりも高めることができるため、捕捉部モジュール３８ａ、３８ｂを１台の高圧電源で駆動することができる。また、実施の形態２で説明した静電フィルタのセル数と同様の考え方に基づき、捕捉部モジュール３８ａの電極間隔に対する捕捉部モジュール３８ｂの電極間隔の比は、（風速比×１／２）～（風速比×２）の範囲で設定するようにしてもよい。
　以上のように、本実施の形態では、捕捉部３３において、風速の速い部分での捕捉対象物の捕捉効率が風速の遅い部分よりも高められている。これにより、風速の速い部分での捕捉対象物の捕捉率を風速の遅い部分での捕捉対象物の捕捉率に近づけることができる。したがって、安定した空気清浄効果を得ることができる。また、本実施の形態によれば、空気流路における風速分布を必ずしも均一にする必要がないため、装置の大型化を回避することができる。
実施の形態４．
　本発明の実施の形態４に係る空気調和機について説明する。上記実施の形態１～３では、風速のばらつきによって捕捉対象物の捕捉率が変わることを示した。本実施の形態では、空気調和機に整流板等を設けて風速のばらつきを抑えることにより、捕捉対象物の捕捉率を向上させる。図２５は、本実施の形態に係る空気調和機に用いられるプレフィルタ３１の構成を示す平面図である。プレフィルタ３１は、荷電部３２及び捕捉部３３よりも上流側に設けられており、荷電部３２及び捕捉部３３を流れる空気の風速ばらつきを抑制する整流板を兼ねている。プレフィルタ３１は、平板状の部材に複数の円形の貫通孔６２ａ、６２ｂが形成された構成を有している。各貫通孔６２ａ、６２ｂは空気の通過を許容するが、貫通孔６２ａ、６２ｂ以外の部分は空気を実質的に通過させないようになっている。各貫通孔６２ａ、６２ｂには、粒径の比較的大きい捕捉対象物を捕捉して取り除くメッシュ等が貼られている。
　プレフィルタ３１のうちの中央部には、相対的に径の小さい複数の貫通孔６２ａが形成されている。プレフィルタ３１のうちの中央部以外の周辺部には、貫通孔６２ａよりも径の大きい複数の貫通孔６２ｂが形成されている。中央部における貫通孔６２ａの面積密度（単位面積当たりの貫通孔６２ａの面積）は、周辺部における貫通孔６２ｂの面積密度（単位面積当たりの貫通孔６２ｂの面積）よりも小さくなっている。これにより、プレフィルタ３１の中央部を通過する空気の風速を低下させることができるため、荷電部３２及び捕捉部３３での風速のばらつきを抑制することができる。したがって、捕捉部３３での捕捉対象物の捕捉率を改善することができる。
　以上説明したように、上記の各実施の形態に係る空気調和機は、以下のようにまとめられる。
　上記実施の形態に係る空気調和機は、空気を吸い込む吸込口５１と、吸い込んだ空気を吹き出す吹出口５２との間に形成される空気流路と、空気流路（例えば、吸込口５１）に設けられ、空気中に浮遊する捕捉対象物を帯電させる荷電部３２と、空気流路のうち荷電部３２よりも下流側に設けられ、帯電した捕捉対象物を捕捉する捕捉部３３と、を備え、空気流路には、風速の速い第１の部分（例えば、風路の中央部）と、第１の部分よりも風速の遅い第２の部分（例えば、風路の周辺部）と、が形成されており、第１の部分では、荷電部３２及び捕捉部３３の少なくとも一方における捕捉対象物の捕捉効率が第２の部分よりも高められている。
　また、上記実施の形態に係る空気調和機は、荷電部３２は、第１の高圧電極３５と、第１の高圧電極３５に対向して配置される第１の接地電極３６とを有しており、捕捉効率は、少なくとも第１の高圧電極３５及び第１の接地電極３６の間の電界強度に基づいて変化するものであり、第１の部分では、第１の高圧電極３５及び第１の接地電極３６の間の電界強度が第２の部分よりも高い。
　また、上記実施の形態に係る空気調和機は、第１の部分では、第１の高圧電極３５及び第１の接地電極３６の間の印加電圧が第２の部分よりも高い。
　また、上記実施の形態に係る空気調和機は、第１の部分では、第１の高圧電極３５及び第１の接地電極３６の間の距離が第２の部分よりも短い。
　また、上記実施の形態に係る空気調和機は、荷電部３２は、第１の部分及び第２の部分のうち第１の部分のみに設けられている。
　また、上記実施の形態に係る空気調和機は、捕捉部３３は、静電フィルタを有しており、捕捉効率は、少なくとも静電フィルタの帯電量に基づいて変化するものであり、第１の部分では、静電フィルタの帯電量が第２の部分よりも大きい。
　また、上記実施の形態に係る空気調和機は、捕捉部３３は、ろ材隔壁構造を備えた静電フィルタを有しており、捕捉効率は、少なくとも静電フィルタのセル密度に基づいて変化するものであり、第１の部分では、静電フィルタのセル密度が第２の部分よりも高い。
　また、上記実施の形態に係る空気調和機は、捕捉部３３は、静電フィルタを有しており、捕捉効率は、少なくとも静電フィルタの厚みに基づいて変化するものであり、第１の部分では、静電フィルタの厚みが第２の部分よりも大きい。
　また、上記実施の形態に係る空気調和機は、捕捉部３３は、第２の高圧電極４０と、第２の高圧電極４０に対向して配置される第２の接地電極４１とを有しており、捕捉効率は、少なくとも第２の高圧電極４０及び第２の接地電極４１の間の電界強度に基づいて変化するものであり、第１の部分では、第２の高圧電極４０及び第２の接地電極４１の間の電界強度が第２の部分よりも高い。
その他の実施の形態．
　本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
　例えば、上記実施の形態では、空気調和機１として天井カセット形の室内機を例に挙げたが、本発明は、天吊形、壁掛形、床置形等の他の構造の室内機にも適用できる。また、本発明は、空気調和ユニットを有しない空気調和機（例えば、空気清浄機）にも適用できる。
　図２６は、本発明を壁掛形の空気調和機（室内機）に適用した構成の一例を示す断面図である。図中において左側は室内側（前面側）を示しており、右側は壁側を示している。図２６では、空気の流れの例を破線矢印で示している。図２６に示すように、本例の空気調和機は、天面及び下面（又は前面下部）が開口されたケース５０を有している。ケース５０の天面には、室内の空気を吸い込む吸込口５１が設けられている。ケース５０の下面（又は前面下部）には、室内に空気を吹き出す吹出口５２が設けられている。吹出口５２には、風向を変えるための可動式のベーン５２ａが設けられている。ケース５０内における吸込口５１と吹出口５２との間には、吸込口５１から吹出口５２に向かって空気を流通させる空気流路が形成されている。
　ケース５０内には、吸込口５１から吸い込まれた室内空気を清浄化する空気清浄ユニット３０と、空気清浄ユニット３０で清浄化された室内空気を導入し、導入した室内空気の温度を調節して空調空気を生成する空気調和ユニット１０と、が収容されている。ケース５０に設けられた吹出口５２からは、空気清浄ユニット３０で清浄化されて空気調和ユニット１０で温度調節された空調空気が室内に吹き出される。
　空気調和ユニット１０は、ファンモータ１１と、ファンモータ１１の出力軸に取り付けられ、吸込口５１から吹出口５２に向かう空気の流れをケース５０内の空気流路に生成する軸流式のファン１２（羽根車）と、を有している。本例では、ケース５０の長手方向（図２６の奥行方向）に沿って複数のファン１２が並列配置されている。また、空気調和ユニット１０は、ファン１２の下方（下流側）に配置され、冷媒との熱交換により室内空気を冷却又は加熱する熱交換器１３と、熱交換器１３の下方に設けられ、熱交換器１３からのドレン水を受けるドレンパン１４と、を有している。本例の熱交換器１３は、側面視でＶ字型の形状を有している。熱交換器１３は、不図示の圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張装置等と共に冷凍サイクルを構成するものである。少なくとも冷凍サイクルの圧縮機及び室外熱交換器は、室外熱交換器に外気を送風する室外送風機と共に、不図示の室外機に搭載されている。冷房運転時には、熱交換器１３は蒸発器として機能する。このとき、ファン１２により送風されて熱交換器１３を通過する室内空気は、冷媒との熱交換により冷却される。一方、暖房運転時には、熱交換器１３は、四方弁が切り替えられることにより凝縮器として機能する。このとき、ファン１２により送風されて熱交換器１３を通過する室内空気は、冷媒との熱交換により加熱される。
　空気清浄ユニット３０は、空気調和ユニット１０よりも空気流れ上流側（吸込口５１側）に設けられている。空気清浄ユニット３０は、吸込口５１を介して吸い込まれた空気中の捕捉対象物を捕捉して除去し、空気を清浄化するものである。空気清浄ユニット３０は、空気流れにおいて最も上流側となる吸込口５１付近に設けられたプレフィルタ３１と、プレフィルタ３１の下流側に設けられたフィルタ３１ａと、フィルタ３１ａの下流側に設けられた荷電部３２と、荷電部３２の下流側に設けられた捕捉部３３と、を有している。プレフィルタ３１及びフィルタ３１ａは、空気中に含まれる粒径の比較的大きい捕捉対象物を取り除くものである。荷電部３２は、プレフィルタ３１及びフィルタ３１ａで取り除かれずプレフィルタ３１及びフィルタ３１ａを通過した捕捉対象物を帯電させるものである。本例の荷電部３２は、図１、図２及び図９等に示した構成と同様に、複数の荷電モジュール３４を備えている。捕捉部３３は、荷電部３２により帯電した捕捉対象物を捕捉して取り除くものである。
　ここで、ケース５０内において吸込口５１と吹出口５２との間に形成される空気流路には、主に、プレフィルタ３１、フィルタ３１ａ、荷電部３２、捕捉部３３、ファン１２及び熱交換器１３が、空気の流れ方向においてこの順に配置されている。
　このように、壁掛形の空気調和機（室内機）においても、上記実施の形態と同様の構成とすることが可能である。なお、軸流式のファンに代えて遠心式のファンを用いてもよいし、ファン１２を熱交換器１３の空気流れ下流側に配置してもよい。
　図２７は、本発明を床置形の空気調和機（例えば、空気清浄機）に適用した構成の一例を示す断面図である。図中において右側は室内側（前面側）を示している。図２７に示すように、本例の空気調和機は、前面及び天面が開口されたケース５０を有している。ケース５０の前面のうち下部には、室内の空気を吸い込む吸込口５１が設けられている。ケース５０の天面には、室内に空気を吹き出す吹出口５２が設けられている。ケース５０内における吸込口５１と吹出口５２との間には、吸込口５１から吹出口５２に向かって空気を流通させる空気流路が形成されている。
　ケース５０内には、吸込口５１から吸い込まれた室内空気を清浄化する空気清浄ユニット３０と、空気清浄ユニット３０の下流側に配置された高い捕捉率をもつフィルタと、空気の流れを生成するファンユニット１０ａと、が収容されている。本例では、空気清浄ユニット３０の下流側に配置されるフィルタとして、０．３μｍの粒子を９９．９７％以上捕捉可能なＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ａｉｒ）フィルタ８０が用いられている。ケース５０に設けられた吹出口５２からは、空気清浄ユニット３０及びＨＥＰＡフィルタ８０で清浄化された空気が室内に吹き出される。
　ファンユニット１０ａは、ファンモータ１１と、ファンモータ１１の出力軸に取り付けられ、吸込口５１から吹出口５２に向かう空気の流れをケース５０内の空気流路に生成する遠心式のファン１２と、を有している。
　空気清浄ユニット３０は、ＨＥＰＡフィルタ８０よりも空気流れ上流側（吸込口５１側）に設けられている。空気清浄ユニット３０は、吸込口５１を介して吸い込まれた空気中の捕捉対象物を捕捉して除去し、空気を清浄化するものである。空気清浄ユニット３０は、空気流れにおいて最も上流側となる吸込口５１付近に設けられたプレフィルタ３１と、プレフィルタ３１の下流側に設けられた荷電部３２と、荷電部３２の下流側に設けられた捕捉部３３と、を有している。プレフィルタ３１は、空気中に含まれる粒径の比較的大きい捕捉対象物を取り除くものである。荷電部３２は、プレフィルタ３１で取り除かれずプレフィルタ３１を通過した捕捉対象物を帯電させるものである。本例の荷電部３２は、図１、図２及び図９等に示した構成と同様に、複数の荷電モジュール３４を備えている。捕捉部３３は、荷電部３２により帯電した捕捉対象物を捕捉して取り除くものである。
　空気清浄ユニット３０がなく、ＨＥＰＡフィルタ８０だけでも捕捉対象物の捕捉は可能である。しかし、ファン１２が停止したときや、ＨＥＰＡフィルタ８０の捕捉容量を超えたときには、ＨＥＰＡフィルタ８０で捕捉したウイルスや菌が再度、室内に放出される可能性がある。そのため、空気清浄ユニット３０を設けることによって、捕捉部３３（静電フィルタ）の電荷により、捕捉したウイルスや菌がファン停止時などに室内に放出されるのを防ぐことができる。また、荷電部３２で発生するオゾンによって、捕捉したウイルスや菌を不活化することもできる。したがって、本例の構成によれば、より清浄な室内空間を得ることができる。
　図２８は、除湿機能を有する床置形の空気調和機に本発明を適用した構成の一例を示す断面図である。図中において右側は室内側（前面側）を示している。図２８に示すように、本例の空気調和機は、前面及び天面が開口されたケース５０を有している。ケース５０の前面のうち下部には、室内の空気を吸い込む吸込口５１が設けられている。ケース５０の天面には、室内に空気を吹き出す吹出口５２が設けられている。ケース５０内における吸込口５１と吹出口５２との間には、吸込口５１から吹出口５２に向かって空気を流通させる空気流路が形成されている。
　ケース５０内には、吸込口５１から吸い込まれた室内空気を清浄化する空気清浄ユニット３０と、空気清浄ユニット３０で清浄化された室内空気を導入し、導入した室内空気の温度を調節して空調空気を生成する空気調和ユニット１０と、が収容されている。ケース５０に設けられた吹出口５２からは、空気清浄ユニット３０で清浄化されて空気調和ユニット１０で湿度調節された空調空気が室内に吹き出される。
　空気調和ユニット１０は、ファンモータ１１と、ファンモータ１１の出力軸に取り付けられ、吸込口５１から吹出口５２に向かう空気の流れをケース５０内の空気流路に生成する遠心式のファン１２と、を有している。また、空気調和ユニット１０は、ファン１２の前方（上流側）に配置され、冷媒との熱交換により室内空気を冷却する蒸発器１３ａ（熱交換器）と、蒸発器１３ａの下流側でファン１２の上流側に配置され、蒸発器１３ａで冷却した空気を冷媒との熱交換により加熱する凝縮器１３ｂ（熱交換器）と、蒸発器１３ａの下方に設けられ、蒸発器１３ａからのドレン水を受けるドレンパン１４と、ドレンパン１４で受けたドレン水を貯めておくドレンタンク１４ａと、を有している。蒸発器１３ａ及び凝縮器１３ｂは、不図示の圧縮機、膨張装置等と共に冷凍サイクルを構成するものである。空気調和ユニット１０に流入した室内空気は、まず蒸発器１３ａにより冷却される。これにより、空気の飽和蒸気圧が低下し、空気中に含まれる水分が蒸発器１３ａの表面で凝縮する。蒸発器１３ａで凝縮したドレン水は、ドレンパン１４に滴下し、ドレンタンク１４ａに貯留される。蒸発器１３ａで冷却された空気は、凝縮器１３ｂで加熱されてから室内に吹き出される。これにより、室内空気の温度を維持したまま除湿することができる。
　空気清浄ユニット３０は、空気調和ユニット１０よりも空気流れ上流側（吸込口５１側）に設けられている。空気清浄ユニット３０は、吸込口５１を介して吸い込まれた空気中の捕捉対象物を捕捉して除去し、空気を清浄化するものである。空気清浄ユニット３０は、空気流れにおいて最も上流側となる吸込口５１付近に設けられたプレフィルタ３１と、プレフィルタ３１の下流側に設けられた荷電部３２と、荷電部３２の下流側に設けられた捕捉部３３と、を有している。プレフィルタ３１は、空気中に含まれる粒径の比較的大きい捕捉対象物を取り除くものである。荷電部３２は、プレフィルタ３１で取り除かれずプレフィルタ３１を通過した捕捉対象物を帯電させるものである。本例の荷電部３２は、図１、図２及び図９等に示した構成と同様に、複数の荷電モジュール３４を備えている。捕捉部３３は、荷電部３２により帯電した捕捉対象物を捕捉して取り除くものである。
　ここで、ケース５０内において吸込口５１と吹出口５２との間に形成される空気流路には、主に、プレフィルタ３１、荷電部３２、捕捉部３３、蒸発器１３ａ、凝縮器１３ｂ及びファン１２が、空気の流れ方向においてこの順に配置されている。
　このように、除湿機能を有する空気調和機においても、上記実施の形態と同様の構成とすることが可能である。
　図２９は、除湿機能を有する床置形の空気調和機に本発明を適用した構成の別の例を示す断面図である。図２９に示す例では、空気清浄ユニット３０がファン１２の下流側（例えば、吹出口５２付近）に配置されている。この構成によれば、ドレンタンク１４ａ内で菌が生じた場合であっても、その菌が室内に飛散してしまうことを防ぐことができる。なお、空気清浄ユニット３０の位置は、空気流れにおいて蒸発器１３ａ及びドレンパン１４の下流側であれば、ファン１２の上流側であってもよい。また、図２９では図示を省略しているが、空気清浄ユニット３０のうちのプレフィルタ３１は、蒸発器１３ａよりも上流側（例えば、吸込口５１付近）に設けられていてもよい。
　図２８及び図２９では、除湿機能を有する空気調和機を例に挙げたが、加湿機能を有する空気調和機においても同様に構成することにより、同様の効果を得ることができる。例えば、加湿機能を有する空気調和機において、空気清浄ユニット３０を加湿器の下流側（例えば、ファン１２の下流側）に配置すれば、加湿水に菌が生じた場合であってもその菌が室内に飛散してしまうことを防ぐことができる。
　また、上記の各実施の形態や変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
　１、２、３　空気調和機、１０　空気調和ユニット、１０ａ　ファンユニット、１１　ファンモータ、１２　ファン、１３　熱交換器、１３ａ　蒸発器、１３ｂ　凝縮器、１４　ドレンパン、１４ａ　ドレンタンク、３０　空気清浄ユニット、３１　プレフィルタ、３１ａ　フィルタ、３２　荷電部、３３、３３ａ、３３ｂ　捕捉部、３４、３４ａ、３４ｂ　荷電モジュール、３５　高圧電極、３６　接地電極、３７、３７ａ、３７ｂ　電源、３８ａ、３８ｂ　捕捉部モジュール、３９ａ、３９ｂ　電源、４０　高圧電極、４１　接地電極、５０　ケース、５１　吸込口、５２　吹出口、５２ａ　ベーン、６０　粒子センサ、６１　隔壁、６２ａ、６２ｂ　貫通孔、７０　ベルマウス構造、８０　ＨＥＰＡフィルタ、１００　制御部。

Claims (9)

  1. 　空気を吸い込む吸込口と、吸い込んだ空気を吹き出す吹出口との間に形成される空気流路と、
    　前記空気流路に設けられ、空気中に浮遊する捕捉対象物を帯電させる荷電部と、
    　前記空気流路のうち前記荷電部よりも下流側に設けられ、帯電した前記捕捉対象物を捕捉する捕捉部と、を備え、
    　前記空気流路には、風速の速い第１の部分と、前記第１の部分よりも風速の遅い第２の部分と、が形成されており、
    　前記第１の部分では、前記荷電部及び前記捕捉部の少なくとも一方における前記捕捉対象物の捕捉効率が前記第２の部分よりも高められている空気調和機。
  2. 　前記荷電部は、第１の高圧電極と、前記第１の高圧電極に対向して配置される第１の接地電極とを有しており、
    　前記捕捉効率は、少なくとも前記第１の高圧電極及び前記第１の接地電極の間の電界強度に基づいて変化するものであり、
    　前記第１の部分では、前記第１の高圧電極及び前記第１の接地電極の間の電界強度が前記第２の部分よりも高い請求項１に記載の空気調和機。
  3. 　前記第１の部分では、前記第１の高圧電極及び前記第１の接地電極の間の印加電圧が前記第２の部分よりも高い請求項２に記載の空気調和機。
  4. 　前記第１の部分では、前記第１の高圧電極及び前記第１の接地電極の間の距離が前記第２の部分よりも短い請求項２又は請求項３に記載の空気調和機。
  5. 　前記荷電部は、前記第１の部分及び前記第２の部分のうち前記第１の部分のみに設けられている請求項１に記載の空気調和機。
  6. 　前記捕捉部は、静電フィルタを有しており、
    　前記捕捉効率は、少なくとも前記静電フィルタの帯電量に基づいて変化するものであり、
    　前記第１の部分では、前記静電フィルタの帯電量が前記第２の部分よりも大きい請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機。
  7. 　前記捕捉部は、ろ材隔壁構造を備えた静電フィルタを有しており、
    　前記捕捉効率は、少なくとも前記静電フィルタのセル密度に基づいて変化するものであり、
    　前記第１の部分では、前記静電フィルタのセル密度が前記第２の部分よりも高い請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機。
  8. 　前記捕捉部は、静電フィルタを有しており、
    　前記捕捉効率は、少なくとも前記静電フィルタの厚みに基づいて変化するものであり、
    　前記第１の部分では、前記静電フィルタの厚みが前記第２の部分よりも大きい請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機。
  9. 　前記捕捉部は、第２の高圧電極と、前記第２の高圧電極に対向して配置される第２の接地電極とを有しており、
    　前記捕捉効率は、少なくとも前記第２の高圧電極及び前記第２の接地電極の間の電界強度に基づいて変化するものであり、
    　前記第１の部分では、前記第２の高圧電極及び前記第２の接地電極の間の電界強度が前記第２の部分よりも高い請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機。
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