JP5772890B2 - 空気清浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気清浄装置に関するものである。

下記特許文献１には、空気清浄装置に搭載するための空気清浄用フィルターユニットが記載されている。この空気清浄用フィルターユニットは、空気中の塵埃を除去するための高性能集塵フィルタを備えている。

特許第４０１９１２０号公報 特開２００８−１５７５５６号公報 特開２００９−２５０４４９号公報 特開２０１１−２００８２７号公報 特開２０１２−１４５２５６号公報 特許第４５８６９７３号公報

特許文献１に記載の高性能集塵フィルタを搭載した空気清浄装置は、高性能集塵フィルタによる圧損が高いため、大風量で運転すると運転音が増大する。その一方で、風量を低下させると、室内の空気清浄度を十分に維持できない。

本発明は、上記の課題を解決するためになされた。その目的は、運転音を抑制しつつ大風量で運転可能な空気清浄装置を得ることである。

本発明に係る空気清浄装置は、吸気部から排気部に至る風路が内部に形成された筐体と、筐体の内部に設けられ、風路に空気の流れを発生させる送風ファンと、風路に設けられ、通過する空気から塵埃を取り除く塵埃除去手段と、風路を流れる空気の圧力損失が低減するように塵埃除去手段を筐体の内部で風路外に移動させる稼動部と、送風ファン及び稼動部の動作を制御する制御回路と、を備え、制御回路は、稼動部により塵埃除去手段が移動された状態で送風ファンを駆動させる機能を有するものである。

本発明によれば、空気清浄装置において、運転音を抑制しつつ大風量で運転を行うことができる。

本発明の実施の形態１における空気清浄装置１の外観斜視図である。 本発明の実施の形態１における空気清浄装置１の水平断面図である。 本発明の実施の形態１における制御回路４０の構成図である。

添付の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。各図では、同一又は相当する部分に同一の符号を付している。重複する説明は、適宜簡略化あるいは省略する。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態における空気清浄装置１の外観斜視図である。本明細書では、特に断りがない限り、図１における前面、背面、左、右を示す矢印に基づいて前後方向及び左右方向を指定する。

図１に示すように、空気清浄装置１は、筐体２を備えている。筐体２の左側には、吸気部パネル４が着脱自在に取り付けられている。吸気部パネル４には、吸気部３が設けられている。筐体２の右側には、排気部５が設けられている。筐体２の内部は、吸気部３及び排気部５を介して筐体２の外部と通じている。なお、筐体２は、吸気部パネル４を取り外すことで、容易にその内部に触れることができる状態となる。筐体２の天面には、操作部６が設けられている。操作部６には、図示しない表示部４３及び操作スイッチ４４が設けられている。筐体２の前面には、外部センサー部７が設けられている。外部センサー部７は、例えば、筐体２の外部の湿度及び塵埃濃度をセンシングする機能を有している。筐体２の背面には、取っ手８及び電源コード１０が設けられている。また、筐体２の背面には、図示しない取っ手収納部及び電源コード収納部が設けられている。筐体２は、床面側で支持部９により支持されている。筐体２と支持部９との間には、筐体回動部１３が設けられている。筐体回動部１３は、床面から天面に向かう方向を軸として、筐体２を一定の角度範囲内で左右に回転させる。これにより、排気部５から放出される空気の風向きが変更される。

図２は、本実施の形態における空気清浄装置１の水平断面図である。図２に示すように、筐体２の内部には、吸気部３から排気部５に至る風路２０が形成されている。風路２０内には、吸気部３側から順に、プレフィルタ２１、荷電部２２、脱臭フィルタ２３、集塵フィルタ２４、送風ファン２５、風向制御羽２６及び加湿空気放出部２７が設けられている。風向制御羽２６は、その向きを変更可能に形成されている。

風路２０内には、レール部２８が設けられている。レール部２８は、送風ファン２５の左側及び背面側に位置するように、曲線状に配置されている。送風ファン２５とレール部２８との間には、稼動部２９が回転可能に設けられている。風路２０の背面側の壁面には、可動壁部３０が設けられている。

集塵フィルタ２４は、プリーツ状に形成され、枠体に取り付けられている。枠体の端部は、レール部２８に取り付けられる。枠体には、レール部２８に固定された状態で稼動部２９と噛み合う複数の凹凸が形成されている。これにより、稼動部２９の回転動作に伴い、集塵フィルタ２４がレール部２８に沿って水平に移動する機構が実現されている。枠体がレール部２８に取り付けられると、集塵フィルタ２４の前面側端部は、風路２０の前面側の壁面に接する。また、集塵フィルタ２４の背面側端部は、可動壁部３０に接する。可動壁部３０は、集塵フィルタ２４が停止している間は、風路２０と集塵フィルタ２４との隙間を埋める位置にある。可動壁部３０は、集塵フィルタ２４が移動する際は、集塵フィルタ２４の移動の妨げとならないように、一時的に動くように形成されている。

このような構成により、稼動部２９が一方に回転すると、集塵フィルタ２４は、その背面側端部が可動壁部３０から離れるように移動する。つまり、集塵フィルタ２４は、風路２０を開くように移動する。また、稼動部２９が他方に回転すると、集塵フィルタ２４は、その背面側端部が可動壁部３０に近づくように移動する。つまり、集塵フィルタ２４は、風路２０を閉じるように移動する。なお、集塵フィルタ２４は、段階的に移動することが可能である。このため、風路２０が完全に閉じられた状態から可能な限り開かれた状態に至るまでの途中の状態で、集塵フィルタ２４を停止させることも可能である。

図２に示すように、筐体２の外形をなす側壁と風路２０との間には複数のスペースが存在している。左背面側のスペースには、制御回路４０が設けられている。前面側のスペースには、加湿機能として加湿空気生成部１１が設けられている。また、前面側のスペースには、内部センサー部１２が設けられている。

加湿空気生成部１１は、ヒータによるスチーム式で加湿空気の生成を行う。加湿空気生成部１１は、図示しないパイプにより加湿空気放出部２７と接続されている。加湿空気生成部１１にて生成された加湿空気は、パイプを経て加湿空気放出部２７から風路２０内に放出される。

内部センサー部１２は、例えば、風速、音、画像、温度及び湿度等をセンシングする機能を有している。内部センサー部１２は、その一部が、加湿空気生成部１１及び風路２０に接している。

図３は、本実施の形態における制御回路４０の構成図である。図３に示すように、制御回路４０は、主計算部４１及び主制御部４２を備えている。主計算部４１及び主制御部４２は、互いに信号の入出力を行う。主計算部４１は、表示部４３、操作スイッチ４４、外部センサー部７及び内部センサー部１２と接続されている。主制御部４２は、加湿空気生成部１１、筐体回動部１３、荷電部２２、送風ファン２５、風向制御羽２６及び稼動部２９と接続されている。主計算部４１は、操作スイッチ４４、外部センサー部７及び内部センサー部１２から受信した信号に基づいて、表示部４３に信号を送信し、主制御部４２に信号を入力する。表示部４３は、主計算部４１から受信した信号に基づいて情報を表示する。この情報は、例えば、周囲の温度、湿度、空気の清浄度、消費電力及び電気代等である。主制御部４２は、主計算部４１から入力された信号を解析する。さらに、主制御部４２は、解析結果に基づいて、加湿空気生成部１１、筐体回動部１３、荷電部２２、送風ファン２５、風向制御羽２６及び稼動部２９の動作を制御する。なお、主制御部４２は、集塵フィルタ２４により風路２０が完全に閉じられた状態だけでなく、稼動部２９により集塵フィルタ２４が移動された状態においても送風ファン２５を駆動させることが可能である。

以下、本実施の形態における空気清浄装置１の動作について説明する。空気清浄装置１は、使用者により操作スイッチ４４が操作されると運転を開始する。空気清浄装置１の運転が開始されると、送風ファン２５が駆動する。送風ファン２５の駆動により、吸気部３から風路２０内に空気が吸い込まれる。吸気部３から吸込まれた空気は、プレフィルタ２１、荷電部２２、脱臭フィルタ２３及び集塵フィルタ２４を順番に通過して清浄化される。このとき、プレフィルタ２１では、空気に含まれる大きな塵埃が捕集される。荷電部２２では、プレフィルタ２１を通過した菌、ウィルス及びアレルゲン等が除去又は不活化される。脱臭フィルタ２３では、空気に含まれる臭気成分が除去される。そして、集塵フィルタ２４では、空気中に残存した微細な塵埃が取り除かれる。集塵フィルタ２４を通過した空気は、風向制御羽２６により風向を制御される。風向制御羽２６により風向を制御された空気は、加湿空気放出部２７から放出される加湿空気と混合される。加湿空気と混合された空気は、排気部５から筐体２の外部へ放出される。

操作部６に設けられた操作スイッチ４４は、空気清浄装置１の運転開始の他にも、各部の動作を変更するために用いられる。例えば、操作スイッチ４４により、風量調節、加湿機能のＯＮ／ＯＦＦ、加湿度合の調整及び集塵フィルタ２４の風路開閉切り替え等が可能である。さらに、操作スイッチ４４は、空気清浄装置１の自動運転のＯＮ／ＯＦＦにも用いられる。

例えば、風量調節の場合は、操作スイッチ４４が操作されると、目標とする風量を示す信号が主計算部４１に送信される。主計算部４１は、操作スイッチ４４から受信した信号に基づいて、主制御部４２に信号を入力する。主制御部４２は、主計算部４１から受信した信号を入力強さに変換し、送風ファン２５の動作を制御する。

同様に、加湿機能のＯＮ／ＯＦＦ及び加湿度合の調整の場合は、操作スイッチ４４が操作されると、主制御部４２により加湿空気生成部１１の動作が制御される。また、集塵フィルタ２４の風路開閉切り替えの場合は、操作スイッチ４４が操作されると、主制御部４２により稼動部２９の動作が制御される。

他の機能と異なり、自動運転では、外部センサー部７及び内部センサー部１２から得られる情報を元にした主計算部４１の判定に基づいて、主制御部４２に接続されている全ての機器に対して入力調整が行われる。例えば、外部センサー部７からの塵埃濃度を示す信号に基づいて、主計算部４１により室内空間が埃っぽいと判定された場合、主制御部４２は、集塵フィルタ２４が風路２０内に設置されるように稼動部２９を回転させる。つまり、主制御部４２は、集塵フィルタ２４が風路２０を閉じるように稼動部２９の動作を制御する。そして、外部センサー部７からの塵埃濃度を示す信号に基づいて、主計算部４１により室内空間の埃っぽさが無くなったと判定された場合、主制御部４２は、集塵フィルタ２４が風路２０を開くように稼動部２９の動作を制御する。

なお、自動運転については、外部センサー部７及び内部センサー部１２のセンシング内容に基づいて制御を行う複数のモードを設けてもよい。例えば、外部センサー部７により検出された湿度に基づいて、室内の湿度を一定に保つ制御を行うこととしてもよい。また、内部センサー部１２により風量低下及び運転音増大等が検出された場合に、プレフィルタ２１、脱臭フィルタ２３又は集塵フィルタ２４の目詰まりが発生したと判定することとしてもよい。フィルタの目詰まりが発生したと判定されたときは、フィルタ交換が必要であることを表示部４３により報知することとしてもよい。さらに、目詰まりした集塵フィルタ２４の自動清掃を行う機能を設けてもよい。

上述したとおり、本実施の形態における空気清浄装置１では、稼動部２９の回転動作に伴って集塵フィルタ２４が移動することで、風路２０が開閉可能となっている。このため、室内の塵埃が十分に少ない状態を維持するだけのときは、風路２０を開放して集塵フィルタ２４に通気しないことで圧損を低減することができる。これにより、運転音を抑制しつつ、大風量で空気清浄装置１を動作させることが可能となる。その結果、使用者が不快に感じない程度の運転音を維持した状態で、室内空気を清浄に保つことができる。また、本実施の形態では、集塵フィルタ２４に通気しない状態であっても、脱臭フィルタ２３には通気を行う。このため、脱臭性能を保ちつつ、運転音を抑制することができる。

上述したとおり、本実施の形態における空気清浄装置１では、集塵フィルタ２４を段階的に移動することが可能である。このため、段階的に風路２０を開くことで、風路２０の開放面積を調整することができる。これにより、室内の状態に応じて、運転音と除塵性能のどちらを優先するかの割合を使用者が任意に制御することが可能となる。その結果、使用者の不快感を低減することができる。

上述したとおり、本実施の形態における空気清浄装置１では、集塵フィルタ２４がプリーツ状に形成されている。このため、稼動部２９を動作させた際に集塵フィルタ２４を可動壁部３０に衝突させ、集塵フィルタ２４に付着した塵埃を叩き落す効果が望める。これは、集塵フィルタ２４の自動清掃機能の一例である。このような自動清掃機能によれば、塵埃が付着による集塵フィルタ２４の目詰まりを防止することで、圧損を低減できる。また、集塵フィルタ２４がプリーツ状であることで、空気の通過する箇所が擬似的に増加するため、圧損を低減できる。その結果、運転音を抑制し、使用者の不快感を低減することができる。

なお、集塵フィルタ２４の目詰まりは運転音の増大に繋がるものであるから、集塵フィルタ２４がプリーツ状でなくとも、空気清浄装置１は自動清掃機能を備えていることが望ましい。ただし、集塵フィルタ２４がプリーツ状である方が、自動清掃機能は効率良く働く。また、集塵フィルタ２４にフッ素膜等を形成することとしてもよい。これにより、ゴミ離れを向上させることで、さらに自動清掃機能の効率を向上することができる。その結果、さらに使用者の不快感を低減する効果を向上することができる。

さらに、目詰まりの状態に応じて自動清掃機能を複数回動作させることで、集塵フィルタ２４の目詰まり防止効果をより高めることとしてもよい。集塵フィルタ２４が目詰まりしているか否かは、内部センサー部１２により風速、音、画像等を検出することで判定することができる。

上述したとおり、本実施の形態における空気清浄装置１では、外部センサー部７は、筐体２の外部の塵埃濃度をセンシングする。そして、制御回路４０は、外部センサー部７からの信号に基づいて、室内空間の埃っぽさが無くなったことを自動で認識し、自動で集塵フィルタ２４を移動させる。これにより、運転音が大きい状態での動作時間を短く抑えることができる。その結果、使用者の不快感をより低減することが可能となる。

上述したとおり、本実施の形態では、１枚の集塵フィルタ２４を移動することで、風路２０を開閉している。しかし、複数枚の集塵フィルタ２４を風路２０内で重なるように設け、個々の集塵フィルタ２４を個別に移動させることとしてもよい。この場合、風路２０内で重ね合わせる集塵フィルタ２４の枚数を変更することで、圧損の制御と運転音の制御を行うことができる。これにより、使用者の選択の幅を広げて、使用者の不快感を低減することができる。

上述したとおり、本実施の形態では、風路２０内に荷電部２２が設けられている。荷電部２２は細かい塵埃を帯電させる効果があるため、荷電部２２自身が集塵性能を有している。このため、例えば、脱臭フィルタ２３及び集塵フィルタ２４をアースする構成とすることで、荷電部２２の集塵性能を向上することができる。また、脱臭フィルタ２３及び集塵フィルタ２４において荷電部２２と逆電界を発生させても同様の効果が得られる。このような構成によれば、集塵フィルタ２４の圧損を高めないことで運転音を抑制しつつ、大風量で空気清浄装置１を動作させることが可能となる。

上述したとおり、本実施の形態では、加湿空気生成部１１は、ヒータによるスチーム式で加湿空気の生成を行う。加湿空気生成部１１の加湿方式は、スチーム式に限られるものではない。ただし、本実施の形態では、加湿方式がスチーム式であるため、加湿空気生成部１１は、ヒータの加熱温度により湿度調整を行うことができる。このため、加湿空気生成部１１は、風量により湿度調整を行う気化式と違って、湿度調整の際に運転音に影響を与えない。その結果、運転音を抑制し、使用者の不快感を低減することができる。

１ 空気清浄装置、２ 筐体、３ 吸気部、４ 吸気部パネル、５ 排気部、６ 操作部、７ 外部センサー部、８ 取っ手、９ 支持部、１０ 電源コード、１１ 加湿空気生成部、１２ 内部センサー部、１３ 筐体回動部、２０ 風路、２１ プレフィルタ、２２ 荷電部、２３ 脱臭フィルタ、２４ 集塵フィルタ、２５ 送風ファン、２６ 風向制御羽、２７ 加湿空気放出部、２８ レール部、２９ 稼動部、３０ 可動壁部、４０ 制御回路、４１ 主計算部、４２ 主制御部、４３ 表示部、４４ 操作スイッチ

Claims (10)

1. 吸気部から排気部に至る風路が内部に形成された筐体と、
   前記筐体の内部に設けられ、前記風路に空気の流れを発生させる送風ファンと、
   前記風路に設けられ、通過する空気から塵埃を取り除く塵埃除去手段と、
   前記風路を流れる空気の圧力損失が低減するように前記塵埃除去手段を前記筐体の内部で風路外に移動させる稼動部と、
   前記送風ファン及び前記稼動部の動作を制御する制御回路と、
   を備え、
   前記制御回路は、前記稼動部により前記塵埃除去手段が移動された状態で前記送風ファンを駆動させる機能を有する空気清浄装置。
2. 前記稼動部は、前記風路を流れる空気の圧力損失が低減するように、段階的に前記塵埃除去手段を移動させる請求項１に記載の空気清浄装置。
3. 前記稼動部は、前記風路を段階的に開くように前記塵埃除去手段を移動させることで、前記風路の開放面積を調整する請求項２に記載の空気清浄装置。
4. 前記塵埃除去手段は、プリーツ状に形成された請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
5. 前記塵埃除去手段は、第１のフィルタ及び第２のフィルタを備え、
   前記稼動部は、前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタを個別に移動させる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
6. 前記稼動部は、前記第１のフィルタは前記風路を閉じる位置から移動させず、前記第２のフィルタは前記風路を開くように移動させる請求項５に記載の空気清浄装置。
7. 塵埃の濃度を検出する第１のセンサーを備え、
   前記制御回路は、前記第１のセンサーの検出結果に基づいて、前記稼動部により前記塵埃除去手段を移動させる請求項１乃至６のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
8. 前記塵埃除去手段の目詰まり状態を検出する第２のセンサーを備え、
   前記制御回路は、前記第２のセンサーの検出結果に基づいて、前記稼動部により前記塵埃除去手段を移動させる請求項１乃至７のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
9. 前記稼動部による前記塵埃除去手段の移動に伴って前記塵埃除去手段の清掃を行う自動清掃機能を備えた請求項１乃至８のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
10. 前記風路に設けられ、通過する空気から臭気成分を取り除く脱臭フィルタを備えた請求項１乃至９のいずれか１項に記載の空気清浄装置。

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