JP2011110162A - 空気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】限られたスペースにおいて、フィルタの面積を大きくすることができ、ウイルス等の除去性能を高めることができる空気浄化装置を提供する。
【解決手段】バスの空調ダクト内に配置される空気浄化装置１であって、集塵フィルタ１２と、放電部１３とを備える。集塵フィルタ１２は、空気流路内に配置され、塵埃を捕集する。放電部１３は、集塵フィルタ１２の空気流の上流側に配置され、放電により活性種を生成する。また、集塵フィルタ１２は、空気流の流れ方向に対して開き縦断面視においてＶ字をなすように配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気浄化装置に関する。

従来、特許文献１（特開２００５−２１８９６７号公報）に開示の車両用空調機のように、空気流路内に、花粉等のアレルゲンを不活性化することができる不活性化フィルタを配置することで、室内に清浄した空気を供給する車両用空調機が提案されている。

また、近年、空気清浄機のように、不活性化フィルタに類似するフィルタとして塵埃等を捕集する集塵フィルタが空気流路内に設けられ、集塵フィルタで捕集した塵埃等に対して放電することにより塵埃等に付着したウイルスや菌を分解して除去する除菌技術が用いられているものがある。

ここで、人が集まり密閉空間となるような空間（例えば、バス等の公共車両空間）においては、家庭等のような小空間に比べると、ウイルス等の感染の危険が高まると言われていることにより、除菌に対するニーズが特に高い。

そして、上記のような除菌技術を用いてウイルス等の除去性能を高めようとすると、集塵フィルタにおけるウイルス等の捕集効率を高める必要があり、このために集塵フィルタの面積を大きく確保することが望ましい。

ここで、上記のような密閉空間の一例として挙げられるバス内においては、集塵フィルタは、特許文献１（特開２００５−２１８９６７号公報）に開示のように、空気を取り込むための空調ダクト内に配置されることがある。しかし、バスの空調ダクト内という限られたスペースにおいては、集塵フィルタの面積の確保が問題になると考えられる。例えば、特許文献１（特開２００５−２１８９６７号公報）に記載のフィルタのような配置では、フィルタの面積の確保のためにフィルタの厚みを大きくすることが考えられる。しかし、フィルタの厚みを大きくすると、フィルタを通過する空気の通風抵抗が増大してしまうことが懸念される。よって、フィルタを通過する空気の通風抵抗の増大を抑制しながらフィルタの面積を大きくすることが望ましい。

そこで、本発明の課題は、限られたスペースにおいて、フィルタの面積を大きくすることができ、ウイルス等の除去性能を高めることができる空気浄化装置を提供することにある。

本発明の第１観点に係る空気浄化装置は、バスの空調ダクト内に配置される空気浄化装置であって、第１集塵フィルタと、放電部とを備える。第１集塵フィルタは、空気流路内に配置され、帯電により塵埃を捕集する。放電部は、第１集塵フィルタの空気流の上流側に配置され、放電により活性種を生成する。また、第１集塵フィルタは、空気流の流れ方向に対して開き縦断面視においてＶ字をなすように配置される。

本発明の第１観点に係る空気浄化装置では、第１集塵フィルタの配置により通風抵抗の増大を抑制しながら第１集塵フィルタの面積を大きくすることができる。よって、第１集塵フィルタを通過する空気流の風速分布をできるだけ均一にしながら風速を低下させることができ、これにより、第１集塵フィルタでの塵埃等の捕集効率が高まる。従って、ウイルス等の除去効率を高めることができる。

本発明の第２観点に係る空気浄化装置は、第１観点に係る空気浄化装置であって、第１集塵フィルタは、静電フィルタと、脱臭フィルタとから成る。

本発明の第２観点に係る空気浄化装置では、ウイルス等だけでなくニオイ等も除去することができる。

本発明の第３観点に係る空気浄化装置は、第１観点又は第２観点に係る空気浄化装置であって、第２集塵フィルタをさらに備える。第２集塵フィルタは、放電部の空気流の上流側に配置され、空気中の塵埃を捕集する。

本発明の第３観点に係る空気浄化装置では、第２フィルタをさらに備えることにより、第２フィルタで比較的大きな塵埃等を除去することができる。これにより、第１フィルタへ送られる空気中に、比較的大きな塵埃等が含まれることを抑制することができる。

本発明の第１観点に係る空気浄化装置では、第１集塵フィルタの配置により通風抵抗の増大を抑制しながら第１集塵フィルタの面積を大きくすることができる。よって、第１集塵フィルタを通過する空気流の風速分布をできるだけ均一にしながら風速を低下させることができ、これにより、第１集塵フィルタでの塵埃等の捕集効率が高まる。従って、ウイルス等の除去効率を高めることができる。

本発明の第２観点に係る空気浄化装置では、ウイルス等だけでなくニオイ等も除去することができる。

本発明の第３観点に係る空気浄化装置では、第１フィルタへ送られる空気中に、比較的大きな塵埃等が含まれることを抑制することができる。

空気浄化装置の配置を示す概略斜視図。 メンテナンス用蓋を開けたときの空調ダクト及びバス用空調機の概略右側面図。 空気浄化装置の、前面を切断した場合の正面図。 空気浄化装置の内部を示すための空気浄化装置及び空調ダクトの概略斜視図。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る空気浄化装置１について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜空気浄化装置１の構成＞
以下、空気浄化装置１の構成について説明する。なお、以下の説明において、正面、背面、前、上下、右といった方向を示す語句を適宜用いるが、これらの方向は、図１に示す方向を意味するものとする。ここで、図１に示す正面（前面）に向かう方向は、バスの進行方向であり、バスの進行方向から見て右を「右」とし、バスの進行方向から見て左を「左」とする。

図１は、空気浄化装置１の配置を示す概略斜視図である。図２は、メンテナンス用蓋５０を開けたときの空調ダクト３０及びバス用空調機２０の概略右側面図である。図３は、空気浄化装置１の、前面１０ａを切断した場合の正面図である。図４は、空気浄化装置１の内部を示すための空気浄化装置１及び空調ダクト３０の概略斜視図である。

空気浄化装置１は、図１に示すように、バスの車内の空気を還気ＲＡとして取り込むための空調ダクト３０（バスの空調ダクトに相当）内（すなわち、空気流路内）に配置され、空調ダクト３０内に流入する還気ＲＡを浄化するための装置である。なお、空調ダクト３０は、バス内に、バスの側面に面して配置されている。そして、バスの側面であって、空調ダクト３０の近傍には、管理者等が空調ダクト３０内に配置される空気浄化装置１のメンテナンスを容易に行うことができるように、メンテナンス用蓋５０が設けられている。

空気浄化装置１で浄化された空気は、冷暖房運転が可能なバス用空調機２０において温度調整され、バスの車内の座席に設けられる複数の車内用吹出口（図示せず）を介して、バスの車内に給気ＳＡとして供給されることになる。具体的には、バス用空調機２０において温度調整された空気は、車内用吹出口に連通する給気ダクト（図示せず）へと流れて車内用吹出口に流れる。ここで、本実施形態での空気流路とは、還気ＲＡとして空調ダクト３０を介して空気浄化装置１へ流入し、給気ＳＡとしてバスの車内に流出する空気の循環経路を意味する。そして、以下の説明においては、適宜空気流路内を流れる空気を空気流と呼ぶ。

なお、バス用空調機２０は、バス内に設けられる荷物置場の近傍に配置されており、図１や図２に示すように、空調ダクト３０の下方に配置されている。また、図２に示すように、バス用空調機２０を構成する空調機本体２００には、その側面（本実施形態においては、右側面）に外気ＯＡを取り込むための外気取込口２００ａが形成されている。よって、空気浄化装置１は、外気取込口２００ａよりも空気流の上流側に配置されている。従って、空気浄化装置１では、還気ＲＡとしてバスの車内から流入してくる空気のみを浄化することができ、空気浄化装置１の負荷を抑制できる。

空気浄化装置１は、図１〜図３に示すように、主として、略直方体形状を有するケーシング１０を備える。空気浄化装置１は、ケーシング１０の上面１０ｂや下面１０ｃが空気流の流れ方向に対して垂直に延びるように配置されている。

ケーシング１０内には、図３に示すように、主として、プレフィルタ１１（第２集塵フィルタに相当）と、集塵フィルタ１２（第１集塵フィルタに相当）と、放電部１３とが設けられる。

プレフィルタ１１は、樹脂メッシュ等から構成されており、ケーシング１０の空気流の上流側（具体的には、上端部）に配置される。プレフィルタ１１は、空調ダクト３０を通って空気浄化装置１のケーシング１０内に流入する空気中に含まれる比較的大きい塵埃や塵埃に付着したウイルスや菌を捕集する機能を有する。

集塵フィルタ１２は、プレフィルタ１１を通過した空気中の塵埃や塵埃に付着したウイルスや菌を捕集するフィルタである。集塵フィルタ１２は、図４に示すように、ケーシング１０の前面側部分から背面側部分に向かって（以下、ケーシング１０の長手方向とする）延びるように計４枚が配置される。集塵フィルタ１２は、空気流の流れ方向に対向するように開いて配置される。集塵フィルタ１２は、図３に示すように、縦断面視においては（具体的には、ケーシング１０の長手方向に直交する断面視においては）、Ｖ字となるように２枚配置されている。また、ここで、集塵フィルタ１２の空気流に対する開き角度θは、５０°である。これにより、集塵フィルタ１２の両端部は、それぞれ、ケーシング１０の対応する上側端部の近傍に位置し、その中央部は、ケーシング１０の下端部であって略中央部の近傍に位置する。なお、集塵フィルタ１２のＶ字配置については、後に詳述する。

集塵フィルタ１２は、静電フィルタ１２１と、脱臭フィルタ１２２とのから成る２層構造を有する。

静電フィルタ１２１は、樹脂繊維から構成されており、プレフィルタ１１を通過した空気中の塵埃、塵埃に付着したウイルスや菌等を捕集する機能を有する。この静電フィルタ１２１では、花粉等のアレルゲン物質も捕集することができる。

脱臭フィルタ１２２は、脱臭触媒等から構成され、プレフィルタ１１を通過した空気中のニオイ分子（例えば、アンモニア）等を吸着する機能を有する。

放電部１３は、集塵フィルタ１２の空気流の上流側に配置される。また、放電部１３は、集塵フィルタ１２の開口部分に配置され、集塵フィルタ１２に挟まれるように、ケーシング１０の短手（ケーシング１０の右側面から左側面に向かう方向を短手方向という）に対して略中央部に位置するように配置されている。また、放電部１３は、図４に示すように、ケーシング１０の長手方向に延びるように２つ配置されており、１つの放電部１３の前面側から背面側にかけての長さは、１枚の集塵フィルタ１２の前面側から背面側にかけて（長手という）の長さの略半分である。また、１つの放電部１３は、１枚の集塵フィルタ１２の長手の略中央部に配置される。

放電部１３は、放電によって、ウイルスや菌、ニオイ分子を酸化分解する活性種を生成する。活性種には、励起窒素分子、酸素ラジカル、水素ラジカル等が含まれる。

放電部１３には、主として、放電極１３１と、放電極１３１に対向し且つ平行に配置される対向極１３２とが収容されている。放電極１３１は、その先端が、対向極１３２に向くように配置されている。そして、放電極１３１と対向極１３２とに電圧を印加することによって、放電極１３１と対向極１３２との間に、放電が発生する。この放電部１３の放電により、生成された活性種は、集塵フィルタ１２に捕集された塵埃等へと流れ、塵埃等に付着したウイルスや菌、ニオイ分子に衝突して結合することで、これらを酸化分解する。

よって、集塵フィルタ１２を通過した空気は、ウイルスや菌、ニオイ成分、アレルゲン物質が除去されて浄化された空気となっている。

ここで、本実施形態での放電は、通常の放電技術と比べて高い酸化分解力を有する。よって、ウイルスや菌、ニオイ分子の分解力が高まり、これらの除去効率が高まっている。

以上のように、空調ダクト３０を介して流入した空気は、プレフィルタ１１、集塵フィルタ１２を通過することにより、塵埃、ウイルス、菌、アレルゲン物質、ニオイ分子等が除去され、浄化された空気となってバス用空調機２０へと流入する。

＜集塵フィルタ１２のＶ字配置について＞
一般に、ウイルスや菌は、時間が経過するにつれて自然に減衰していくものが多い。しかし、バスの車内のように、人が集まり密閉となるような空間においては、家庭のような小空間に比べると、ウイルス等の感染の危険が高まると言われていることにより、除菌に対するニーズが高い。このニーズを受けて、本実施形態では、上述してきたように、空気浄化装置１をバスの空調ダクト３０内に設けている。

ここで、ウイルス等の除去効率を高めようとすると、ウイルス等の捕集効率を高めるために、極力集塵フィルタ１２の面積を大きく確保することが望ましいが、バスの空調ダクト３０内のように限られたスペースにおいては、集塵フィルタ１２の面積の確保に工夫が必要になると考えられる。例えば、特許文献１（特開２００５−２１８９６７号公報）に開示のようなフィルタの配置では、フィルタの面積を増大しようとするとフィルタの厚みを大きくすることが考えられる。しかし、フィルタの厚みを大きくすると、フィルタを通過する空気の通風抵抗が増大してしまうことが懸念される。

そこで、本実施形態の空気浄化装置１では、上述したように、集塵フィルタ１２を、ケーシング１０内において、空気流の流れ方向に対向するように開くように、且つ、ケーシング１０の長手方向に直交する断面視においてＶ字となるように配置している。そして、本実施形態においては、空気流に対する開き角度θが５０°となるように集塵フィルタ１２を配置している。

これにより、集塵フィルタ１２の厚みを大きくしなくても集塵フィルタ１２の面積を大きくすることができ、空気流の通風抵抗の増大を抑制することができる。よって、集塵フィルタ１２を通過する空気流の風速分布をできるだけ均一にしながら風速を低下させることができ、これにより、集塵フィルタ１２での、塵埃や塵埃に付着したウイルスや菌の捕集効率が高まる。従って、塵埃や塵埃に付着したウイルスや菌の除去効率を高めることができる。

しかも、放電部１３は、集塵フィルタ１２の長手の略中央部であって、ケーシング１０の短手に対して略中央部に配置されているので、放電部１３の放電により生成される活性種を均等に集塵フィルタ１２に送ることができる。

ここで、本発明の発明者は、本実施形態における空気浄化装置１の性能確認実験を行っている。以下に、実験内容及び実験結果について説明する。

なお、本実験は、バスの車内において、乗客５名が数十秒間動作を行い、その後全員が座席に着席したことをもって菌等の数の測定の開始条件としている。よって、バス用空調機２０及び空気浄化装置１の動作を開始した場合のバスの車内における菌等の数を測定する場合は、菌等の数の測定の開始と同時にバス用空調機２０及び空気浄化装置１の動作を開始している（なお、この実験においてのバス用空調機２０の動作は送風のみ、すなわち、ファン２１（図１を参照）の動作のみである）。

そして、以上のような条件の下で、発明者は、バス用空調機２０及び空気浄化装置１を動作した場合の、所定時間（５分）の経過毎のバスの車内における菌等の数を測定と、バス用空調機２０及び空気浄化装置１を動作しない場合（すなわち、菌等の数が自然に減衰する場合）の、所定時間（５分）の経過毎のバスの車内における菌等の数の測定とを行った。

この実験の結果、測定の開始から１０分経過後の菌等の数の除去率は、前述の場合は、９６％であり、後述の場合は、６６％であった。また、測定の開始から１５分経過後の菌等の数の除去率は、前述の場合は、９７％であり、後述の場合は、８３％であった。

このように、本実施形態における空気浄化装置１の菌等の除去率は高く、バスの車内の菌等の除去効率の向上に有用であることが確認されている。

＜本実施形態に係る空気浄化装置１の特徴＞
（１）
本実施形態の空気浄化装置１は、バスの空調ダクト３０内に配置されている。そして、集塵フィルタ１２は、空気流の流れ方向に対向するように開き、且つ、ケーシング１０の長手方向に直交する断面視においてＶ字となるように配置されている。

以上に説明したように、この集塵フィルタ１２のＶ字配置により、集塵フィルタ１２の面積の増大の確保と、空気の通風抵抗の抑制とを両立することができる。

（２）
本実施形態では、集塵フィルタ１２は、静電フィルタ１２１と、脱臭フィルタ１２２とから構成されている。よって、空気浄化装置１では、ウイルスや菌だけでなく、ニオイ、花粉等も除去することができる。従って、バスの車内には、これらが除去された浄化された空気を供給することができる。

（３）
本実施形態では、バスの空調ダクト３０内に放電部１３を含む空気浄化装置１を配置しているため、省スペース化を図ることができる。

（４）
本実施形態では、空調ダクト３０を介してバスの車内の空気が還気ＲＡとして空気浄化装置１内に流入し、バスの車内に設けられる複数の吹出口から、空気浄化装置１で浄化されてバス用空調機２０で温度調整された空気が給気ＳＡとして供給される。よって、車内空気を循環させて、浄化された空気をバスの車内へと効率良く供給することができる。

（５）
本実施形態では、バスの側面に、メンテナンス用蓋５０が設けられている。これにより、管理者等は、空気浄化装置１のメンテナンスを容易に行うことができる。また、本実施形態では、空気浄化装置１のメンテナンスは、年に１回、集塵フィルタ１２の交換と、プレフィルタ１１及び放電部１３の洗浄とを行うだけで済み、一つの場所から、一括で行うことができるので、管理者等の手間が抑制される。また、メンテナンス用蓋５０は車外から開けることができるので、すなわち、空気浄化装置１に対して車外から容易にアクセスできるので、バスの車内に乗客がいる場合であってもメンテナンスをすることができる。また、車外から空気浄化装置１のメンテナンスを行うことができるので、メンテナンスによって室内を汚すことを防止できる。

＜本実施形態に係る空気浄化装置１の変形例＞
（Ａ）
上記実施形態では、空気浄化装置１は、バスの車内の空気を還気ＲＡとして取り込むための空調ダクト３０内に配置されていると説明したが、これに限られるものではない。

例えば、車内用吹出口に連通する給気ダクト内に配置されてもよいし、給気ダクトから複数の車内用吹出口へ分岐する分岐ダクト（図示せず）内に配置されてもよい。

（Ｂ）
上記実施形態では、放電部１３の前面側から背面側にかけての長さは、１枚の集塵フィルタ１２の長手の長さの略半分であると説明したが、これに限られるものではなく、１枚の集塵フィルタ１２の長手の長さと略同じであってもよい。

本発明では、限られたスペースに配置される空気浄化装置に広く適用可能である。

１ 空気浄化装置
１１ プレフィルタ（第２集塵フィルタ）
１２ 集塵フィルタ（第１集塵フィルタ）
１３ 放電部
３０ バスの空調ダクト
１２１ 静電フィルタ
１２２ 脱臭フィルタ

特開平２００５−２１８９６７号公報

Claims (3)

1. バスの空調ダクト（３０）内に配置される空気浄化装置（１）であって、
   空気流路内に配置され、塵埃を捕集する第１集塵フィルタ（１２）と、
   前記第１集塵フィルタ（１２）の空気流の上流側に配置され、放電により活性種を生成する放電部（１３）と、
   を備え、
   前記第１集塵フィルタ（１２）は、空気流の流れ方向に対向して開き縦断面視においてＶ字をなすように配置される、
   空気浄化装置（１）。
2. 前記第１集塵フィルタ（１２）は、静電フィルタ（１２１）と、脱臭フィルタ（１２２）とから成る、
   請求項１に記載の空気浄化装置（１）。
3. 前記放電部（１３）の空気流の上流側に配置され、空気中の塵埃を捕集する第２集塵フィルタ（１１）をさらに備える、
   請求項１又は２に記載の空気浄化装置（１）。

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