JP5388982B2 - 空気清浄装置及び建物 - Google Patents

Description

本発明は、循環ファンによって室内の空気を取り込み、空気清浄フィルタで空気清浄して室内に供給する空気清浄機能と、換気ファンによって室内の空気を取り込んで排気する換気機能を備えた空気清浄装置及びこの空気清浄装置を備えた建物に関する。

建物等に設置して使用される空気清浄装置は、通常、室内の空気を循環させながらフィルタにより清浄して、清浄された空気を室内に供給する構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

従来の空気清浄装置は、室内の空気を排気する換気機能は備えておらず、換気を行う場合は、別の換気装置を設置する必要があった。

これに対して、換気機能を搭載した空気清浄装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。換気機能を搭載した空気清浄装置では、室内の空気を循環させるための循環ファンと、室内の空気を排気するための換気ファンを備える。そして、循環ファンで室内の空気を循環させながらフィルタにより清浄して、清浄された空気を室内に供給すると共に、換気ファンで室内の空気を吸い込み、屋外に排気する構成となっている。

特開２０００−１７１０６６号公報 特開２００１−１５７８０７号公報

しかし、換気機能を搭載した空気清浄装置では、２個のファンを搭載する必要があるので、装置が大型化するという問題があった。このため、設置スペースが限られている建物の天井裏に、換気機能を併せ持つ空気清浄装置を設置することが困難であるという問題があった。

また、換気機能を搭載した空気清浄装置では、空気清浄動作と換気動作を空気の汚染状態に応じて行うことができないという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、小型でかつ空気清浄動作と換気動作を空気の汚染状態に応じて行うことができる空気清浄装置及びこの空気清浄装置を備えた建物を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、請求項１に係る発明の空気清浄装置は、室内の空気を取り込み、取り込んだ空気を室内に供給する循環ファンと、室内の空気を取り込み、取り込んだ空気を屋外に排気する換気ファンと、循環ファンで取り込んだ空気を清浄する空気清浄フィルタとを備え、循環ファンと換気ファンを、回転軸を縦向きとし、循環ファンを換気ファンの上側に配置すると共に、空気清浄フィルタを、下方に着脱可能に循環ファン及び換気ファンの側部に縦置きした空気清浄装置であって、循環ファンを制御して空気清浄動作を行うと共に、換気ファンを制御して換気動作を行う制御手段と、装置本体と独立した操作手段と、操作手段に取り付けられ、設置場所の空気の汚染状態を、空気の汚れの種類に合わせて検出する第１の環境検出手段及び第２の環境検出手段とを備え、第１の環境検出手段は、埃を検出する埃センサで、第２の環境検出手段は、臭いを検出する臭気センサであり、制御手段は、埃センサの出力に従って循環ファンの風量を制御して空気清浄動作を行い、臭気センサの出力に従って換気ファンの風量を制御して換気動作を行う特徴とする。

請求項２に係る発明の空気清浄装置は、請求項１に記載された発明の空気清浄装置において、循環ファンにより形成される風路中にイオン発生手段を備え、制御手段は、正イオンと負イオンの双方を循環ファンケース内に放出するイオン運転モードを備えたことを特徴とする。

また、請求項３に係る発明の建物は、請求項１乃至請求項２に何れか記載の空気清浄装置を天井に備えたことを特徴とする。

本発明の空気清浄装置によれば、回転軸を縦向きとして循環ファンが換気ファンの上側に配置され、かつ、空気清浄フィルタが循環ファンと換気ファンの側部に縦置きされるので、装置全体の幅を小さくすることができる。

これにより、設置スペースが限られている建物の天井裏に、換気機能を併せ持つ空気清浄装置を設置することができる。

また、室内の空気の汚染状態を、空気の汚れの種類に合わせて検出して、検出された室内の空気の汚染状態に応じて空気清浄動作及び換気動作が行われることで、室内の空気の汚染状態に応じて、静音運転で空気を清浄することができる。

更に、室内の空気の汚染状態に応じて、短時間で空気を清浄することができる。

本発明の建物によれば、上述した空気清浄装置を備えることで、室内の換気を行いながら、空気清浄を行うことができ、室内の空気を短時間で清浄することができる。

本実施の形態の空気清浄装置の構成の一例を示す断面図である。 本実施の形態の空気清浄装置の分解斜視図である。 本実施の形態の空気清浄装置の平面図である。 本実施の形態の空気清浄装置の制御系の一例を示す機能ブロック図である。 本実施の形態の空気清浄装置の運転モードと各部の動作の組み合わせを示すテーブル例である。 リモートコントロール装置の一例を示す構成図である。 本実施の形態の建物の一例を示す構成図である。 空気清浄装置の設置例を示す構成図である。

以下、図面を参照して本発明の空気清浄装置及び空気清浄装置を備えた建物の実施の形態について説明する。

＜本実施の形態の空気清浄装置の構成例＞
図１は本実施の形態の空気清浄装置１の構成の一例を示す断面図、図２は本実施の形態の空気清浄装置１の分解斜視図、図３は本実施の形態の空気清浄装置１の平面図である。ここで、図１（ａ）は、図３のＡ−Ａ断面図、図１（ｂ）は図３のＢ−Ｂ断面図である。

本実施の形態の空気清浄装置１は、室内の空気と外気を取り込み、取り込んだ空気を室内に給気する循環ファン２と、室内の空気を取り込み、取り込んだ空気を屋外に排気する換気ファン３と、循環ファン２で取り込む外気及び室内の空気を清浄する空気清浄フィルタ４を備える。

循環ファン２は、シロッコファンと称される多翼ファンで、多翼の羽根車５と、羽根車５を回転駆動する循環ファンモータ６と、風路を形成する循環ファンケース７を備え、回転軸を縦向きとして本体ケース１ａに取り付けられる。

循環ファンケース７は、羽根車５の軸方向に沿った上面を開口して形成された循環吸込口７ａと、羽根車５の接線方向に沿って形成される風路と連通し、本体ケース１ａの下面を開口して形成した循環吹出口７ｂを備える。

換気ファン３は、循環ファン２と同様にシロッコファンと称される多翼ファンで、多翼の羽根車９と、羽根車９を回転駆動する換気ファンモータ１０と、風路を形成する換気ファンケース１１を備え、回転軸を縦向きとして本体ケース１ａに取り付けられる。

換気ファンケース１１は、羽根車９の軸方向に沿った下面を開口して形成された換気吸込口１１ａと、羽根車９の接線方向に沿って形成される風路と連通し、本体ケース１ａの側面を開口して形成した換気吹出口１１ｂを備える。

循環ファン２と換気ファン３は、それぞれの羽根車がほぼ重なり合う位置関係で、循環ファン２を上側として上下に重ねて配置され、換気ファン３の換気吸込口１１ａは、本体ケース１ａの下面を開口して形成される。

また、循環ファン２の循環ファンケース７の上面と、本体ケース１ａの天井面との間に空間が形成され、循環ファン２の上部側方に、循環吸込口７ａと連通した循環吸込開口部１２が形成される。

循環ファン２はイオン発生器８を備える。イオン発生器８はイオン発生手段を構成し、イオンを発生する図示しない放電面が循環ファンケース７の内部に露出するように取り付けられ、循環ファンケース７によって形成される風路中にイオンが供給される。

イオン発生器８は、正イオンと負イオンの両方あるいは負イオンを発生する。正イオンと負イオンの発生の原理は、誘電体が介在するように対向させた一対の電極間に家庭用交流電源等から取った交流電圧を昇圧して印加することにより、コロナ放電を起こし、空気中の酸素ないしは水分が電離によりエネルギーを受けてイオン化し、Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m（ｍは任意の自然数）と、Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n（ｎは任意の自然数）が主体のイオンを放出するものである。

これらＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m及びＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_nは、浮遊菌の表面に付着し、化学反応して活性種であるＨ₂Ｏ₂または・ＯＨを生成する。Ｈ₂Ｏ₂または・ＯＨは、極めて強力な活性を示すため、これらにより、空気中の浮遊細菌を取り囲んで不活化することができる。ここで、・ＯＨは活性種の１種であり、ラジカルのＯＨを示している。

これにより、略同数の正イオンと負イオンを発生させる正負イオン発生モードを備えて、略同数の正イオンと負イオンを含む空気を吹き出すことで、空気中の浮遊細菌を不活化して、カビの発生を抑えることができる。

また、負イオンのみもしくは負イオンを正イオンより多く発生させるような負イオン発生モードを備えて、負イオンを含む空気を吹き出すと、精神を安定させ、呼吸器の機能を高める等のリラックス効果があると言われている。

本体ケース１ａは、循環ファン２及び換気ファン３の側部にフィルタ取付部１３が形成される。フィルタ取付部１３は、循環吸込開口部１２と連通すると共に、本体ケース１ａの下面に形成した取付開口部１４と連通した空間で構成され、空気清浄フィルタ４の着脱をガイドするガイド部材１５を備える。

ガイド部材１５は、空気清浄フィルタ４を垂直方向に移動可能に支持し、空気清浄フィルタ４の脱落を防止する脱落防止爪部１６を備える。脱落防止爪部１６は可撓性を有し、着脱途中の空気清浄フィルタ４を保持すると共に、空気清浄フィルタ４の着脱に伴って弾性変形して退避できる構成である。

空気清浄フィルタ４は、ＨＥＰＡフィルタ１７と、ＨＥＰＡフィルタ１７が取り付けられる枠体１８及び循環吸込グリル１９が形成されたパネル部材２０を備え、フィルタ取付部１３に着脱自在に取り付けられる。

ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタ１７は、シート状のフィルタ素材を蛇腹状に折り曲げられて構成され、表面積の拡大を図っている。そして、折り目を縦向きとして枠体１８に取り付けられる。

パネル部材２０は、枠体１８によってＨＥＰＡフィルタ１７が縦向きに取り付けられ、ＨＥＰＡフィルタ１７の取付位置の下方側部に循環吸込グリル１９が形成される。また、パネル部材２０は、着脱レバー２１を備えると共に、枠体１８に脱落防止突起２２を備える。

着脱レバー２１は、ユーザの操作でスライドできるように構成され、空気清浄フィルタ４をフィルタ取付部１３に取り付ける際に、脱落防止のためのロック及び着脱のためのロックの解除を行う。

脱落防止突起２２は、枠体１８の一部を凸状にして形成され、空気清浄フィルタ４側の脱落防止突起２２と、装置本体１ａ側の脱落防止爪部１６によって、脱落防止部材が形成される。

空気清浄フィルタ４は、枠体１８がフィルタ取付部１３のガイド部材１５にガイドされて、フィルタ取付部１３に取り付けられる。そして、空気清浄フィルタ４の着脱の途中で、枠体１８の脱落防止突起２２がガイド部材１５の脱落防止爪部１６に係止され、空気清浄フィルタ４の脱落を防ぐ。また、枠体１８の脱落防止突起２２がガイド部材１５の脱落防止爪部１６に係止した状態から、空気清浄フィルタ４を引き抜く方向に力を入れると、脱落防止突起２２が脱落防止爪部１６を押し、脱落防止爪部１６を弾性変形させて、空気清浄フィルタ４の着脱が可能となる。

空気清浄フィルタ４がフィルタ取付部１３に取り付けられると、パネル部材２０が取付開口部１４を塞ぎ、パネル部材２０の循環吸込グリル１９からフィルタ取付部１３に空気が取り入れられる。また、ＨＥＰＡフィルタ１７が、循環吸込開口部１２と対向して循環ファン２及び換気ファン３の側部に縦置きされる。

本体ケース１ａは、一の側面にフィルタ取付部１３を介して循環ファン２と連通した吸気ダクト取付部２３を備える。また、本体ケース１ａは、他の側面に換気吹出口１１ｂと連通した排気ダクト取付部２４を備える。

吸気ダクト取付部２３は外気吸込口を構成し、外気遮蔽ダンパ２５を備える。外気遮蔽ダンパ２５は、例えば後述するダンパモータに駆動されて開閉し、外気の取り入れの有無を切り換える。

また、排気ダクト取付部２４は逆流防止ダンパ２６を備える。逆流防止ダンパ２６は、例えば後述するダンパモータに駆動されて開閉し、換気停止時の外気の逆流を阻止する。なお、逆流防止ダンパ２６は、ダンパモータを用いずに、風圧により開閉するシャッタであっても良い。

本体ケース１ａは、下面にフロントパネル２７が取り付けられる。フロントパネル２７はパネル部を構成し、換気ファン３の換気吸込口１１ａの下面を覆うカバー部２８と、カバー部２８の側面に形成され、換気吸込口１１ａと連通した換気吸込開口部２９と、カバー部２８に形成され、循環ファン２の循環吹出口７ｂと連通した循環吹出グリル３０を備える。

換気吸込開口部２９は、例えば循環吹出グリル３０の風路の形成部位以外の３方向に形成され、図３に矢印ＲＡで示す３方向から空気の吸い込みが行われる。

また、フロントパネル２７は、フィルタ取付部１３の取付開口部１４と連通した開口部３１を備え、本体ケース１ａにフロントパネル２７を取り付けた状態で、フィルタ取付部１３に対して空気清浄フィルタ４の着脱ができるようになっている。

上述した構成を有する空気清浄装置１では、図１（ａ）に二点鎖線で示すように、循環吸込グリル１９及び吸気ダクト取付部２３から空気清浄フィルタ４を通り、循環吸込開口部１２から循環吸込口７ａ及び循環ファンケース７を通って循環吹出グリル３０へ連通した循環風路３２が形成される。

なお、吸気ダクト取付部２３において外気遮蔽ダンパ２５を閉じることで、外気を取り込まず室内の空気の循環のみを行う循環風路を形成することも可能である。

また、空気清浄装置１では、図１（ｂ）に二点鎖線で示すように、換気吸込開口部２９から換気吸込口１１ａ及び換気ファンケース１１を通り、排気ダクト取付部２４へ連通した換気風路３３が形成される。

さて、フロントパネル２７では、循環ファン２からの空気を吹き出す循環吹出グリル３０がカバー部２８の下面に形成されると共に、換気ファン３が空気を吸い込む換気吸込開口部２９は、循環吹出グリル３０より一段高いカバー部２８の側面に形成される。そして、循環吹出グリル３０と換気吸込開口部２９は非連通で、かつ、同一面に形成していない。これにより、循環吹出グリル３０から吹き出した空気が、直接換気吸込開口部２９から吸い込まれる所謂ショートカット現象の発生を防ぐ。

＜本実施の形態の空気清浄装置の制御機能例＞
図４は本実施の形態の空気清浄装置１の制御系の一例を示す機能ブロック図であり、次に、本実施の形態の空気清浄装置１の制御系の構成について説明する。

空気清浄装置１は、ＣＰＵ等で構成される制御部５１を備え、制御部５１に、リモートコントロール装置５２と、図１等で説明した循環ファンモータ６と、換気ファンモータ１０と、イオン発生器８等が接続される。また、制御部５１は、図１に示す外気遮蔽ダンパ２５を開閉駆動するダンパモータ２５ａと、逆流防止ダンパ２６を開閉駆動するダンパモータ２６ａが接続される。

リモートコントロール装置５２は操作手段を構成し、ユーザの操作を受ける操作部５３と、環境検出手段として、埃を検出する埃センサ５４と、臭いを検出する臭気センサ５５を備え、空気清浄装置１が設置された部屋の埃及び臭気の有無等の環境の状態を、リモートコントロール装置５２の設置場所で検出する。

制御部５１は制御手段を構成し、リモートコントロール装置５２の操作部５３の操作に応じて実行する空気清浄装置１の運転モードとして、空気清浄と換気を連動させる自動運転モードと、空気清浄と換気を選択的に行う手動運転モードを備える。また、空気清浄とイオンの発生を連動させるイオン発生モードを備える。

制御部５１は、自動運転モードでは、埃センサ５４及び臭気センサ５５等の出力に応じて循環ファンモータ６と換気ファンモータ１０等を駆動して、風量の制御を行う。また、手動運転モードでは、ユーザの操作に応じて循環ファンモータ６と換気ファンモータ１０等を駆動して、運転の有無の制御及び風量の制御を行う。

すなわち、制御部５１は、選択された運転モードに従い、循環ファンモータ６を駆動して、循環ファン２の運転及び運転停止、運転時のファン風量の切り換え等の制御を行う。また、換気ファンモータ１０を駆動して、換気ファン３の運転及び運転停止、運転時のファン風量の切り換え等の制御を行う。

更に、制御部５１は、ダンパモータ２５ａを駆動して、外気の給気の有無を切り換える制御を行う。また、ダンパモータ２６ａを駆動して、換気ファン３の停止時の逆流防止制御を行う。

また、制御部５１は、イオン発生器８を駆動して、イオンの発生の有無を切り換える制御を行う。

図５は空気清浄装置１の運転モードと各部の動作の組み合わせを示すテーブル例である。なお、空気清浄装置１の運転モードとして図５に記載のものは一例である。

制御部５１は、循環ファン２のファン風量を、例えば、「弱」、「中」、「強」、「急速」の４段階に切り換える。なお、ファン風量は一例であり、例えば、「弱」の風量を、予め設定されている風量の中から選択できるようにしても良い。

また、制御部５１は、換気ファン４のファン風量を、例えば、「弱換気（２４時間換気）」と「強換気」の２段階に切り換える。

図５（ａ）は、自動運転モードの一例として、制御部５１は、埃センサ５４及び臭気センサ５５の出力から、室内の空気の汚れの度合いを判断して、汚れの度合いに応じて循環ファン２及び換気ファン３のファン風量を制御する例を示す。

図５（ａ）に示す自動運転モードでは、埃センサ５４及び臭気センサ５５の出力から、所定の検知レベルを超える埃及び臭気が検出されず、室内の空気が汚れていない通常の状態であると判断した場合は、循環ファン２のファン風量を「弱」とし、換気ファン３のファン風量を「弱換気」として運転を行う。

また、埃センサ５４及び臭気センサ５５の出力から、室内の空気の状態が通常より汚れており、汚れの度合いが弱いと判断した場合は、循環ファン２のファン風量を「中」とし、換気ファン３のファン風量を「弱換気」として運転を行う。

更に、埃センサ５４及び臭気センサ５５の出力から、室内の空気の状態が通常より汚れており、汚れの度合いが強いと判断した場合は、循環ファン２のファン風量を「強」とし、換気ファン３のファン風量を「強換気」として運転を行う。

手動運転モードでは、ユーザの選択に応じたファン風量が得られるように、循環ファン２及び換気ファン３の運転を行う。

図５（ｂ），図５（ｃ）は、自動運転モードの他の例として、埃センサ５４及び臭気センサ５５の出力に従って循環ファン２及び換気ファン３の風量を制御する例を示す。

埃センサ５４は、空気中の埃の量に応じて出力が変化する。本例では、埃センサ５４における埃の検知レベルを、「無」、「少」、「多」の３段階に設定する。臭気センサ５５は、空気中の臭いの強弱に応じて出力が変化する。本例では、臭気センサ５５における臭いの検知レベルを、「無」、「少」、「多」の３段階に設定する。

そして、制御部５１は、埃の検知レベルに応じた埃センサ５４の出力と、臭いの検知レベルに応じた臭気センサ５５の出力との組み合わせに従い、循環ファン２及び換気ファン３の風量を制御する。

例えば、埃センサ５４における埃の検知レベルが「無」で、臭気センサ５５における臭いの検知レベルが「無」であると、循環ファン２の風量を、図５（ｂ）に示すように「弱」とし、換気ファン３の風量を、図５（ｃ）に示すように「弱換気」として運転を行う。

埃センサ５４における埃の検知レベルが「無」で、臭気センサ５５における臭いの検知レベルが「少」であると、循環ファン２の風量を、図５（ｂ）に示すように「中」とし、換気ファン３の風量を、図５（ｃ）に示すように「弱換気」として運転を行う。

埃センサ５４における埃の検知レベルが「無」で、臭気センサ５５における臭いの検知レベルが「多」であると、循環ファン２の風量を、図５（ｂ）に示すように「強」とし、換気ファン３の風量を、図５（ｃ）に示すように「強換気」として運転を行う。

また、埃センサ５４における埃の検知レベルが「少」で、臭気センサ５５における臭いの検知レベルが「無」であると、循環ファン２の風量を、図５（ｂ）に示すように「中」とし、換気ファン３の風量を、図５（ｃ）に示すように「弱換気」として運転を行う。

埃センサ５４における埃の検知レベルが「少」で、臭気センサ５５における臭いの検知レベルが「少」であると、循環ファン２の風量を、図５（ｂ）に示すように「中」とし、換気ファン３の風量を、図５（ｃ）に示すように「弱換気」として運転を行う。

埃センサ５４における埃の検知レベルが「少」で、臭気センサ５５における臭いの検知レベルが「多」であると、循環ファン２の風量を、図５（ｂ）に示すように「強」とし、換気ファン３の風量を、図５（ｃ）に示すように「強換気」として運転を行う。

更に、埃センサ５４における埃の検知レベルが「多」で、臭気センサ５５における臭いの検知レベルが「無」であると、循環ファン２の風量を、図５（ｂ）に示すように「強」とし、換気ファン３の風量を、図５（ｃ）に示すように「強換気」として運転を行う。

埃センサ５４における埃の検知レベルが「多」で、臭気センサ５５における臭いの検知レベルが「少」であると、循環ファン２の風量を、図５（ｂ）に示すように「強」とし、換気ファン３の風量を、図５（ｃ）に示すように「強換気」として運転を行う。

埃センサ５４における埃の検知レベルが「多」で、臭気センサ５５における臭いの検知レベルが「多」であると、循環ファン２の風量を、図５（ｂ）に示すように「強」とし、換気ファン３の風量を、図５（ｃ）に示すように「強換気」として運転を行う。

なお、手動運転モードでは、ユーザの選択に応じたファン風量が得られるように、例えば図５（ａ）に示す動作の組み合わせで循環ファン２及び換気ファン３の運転を行う。

図６はリモートコントロール装置５２の一例を示す構成図である。リモートコントロール装置５２は、自動運転モードを選択する自動運転モードボタン５６と、自動運転モードが選択されたことを示すランプ５６ａを備える。

また、リモートコントロール装置５２は、手動運転モードとして２４時間換気運転モードを選択する２４時間換気運転モードボタン５７と、手動運転モードとして２４時間換気運転モードが選択されたことを示すランプ５７ａを備える。

更に、リモートコントロール装置５２は、手動運転モードとして換気運転モードを選択する換気運転モードボタン５８と、手動運転モードとして換気運転モードが選択されたことを示すランプ５８ａを備える。

ここで、換気運転モードでは、ファン風量が選択できるように設定されており、選択したファン風量を識別できるように、選択できるファン風量に応じて複数個のランプ５８ａが備えられている。なお、本例では、ファン風量として、「弱」と「強」の２種類のランプ５８ａが備えられている。

また、リモートコントロール装置５２は、手動運転モードとして空気清浄運転モードを選択する空気清浄運転モードボタン５９と、手動運転モードとして空気清浄運転モードが選択されたことを示すランプ５９ａを備える。

ここで、空気清浄運転モードでは、ファン風量が選択できるように設定されており、選択したファン風量を識別できるように、選択できるファン風量に応じて複数個のランプ５９ａが備えられている。なお、本例では、ファン風量として、「弱」、「中」、「強」及び「急速」の４種類のランプ５９ａが備えられている。

更に、リモートコントロール装置５２は、イオン運転モードを選択するイオン運転モードボタン６０と、イオン運転モードが選択されたことを示すランプ６０ａを備える。

また、リモートコントロール装置５２は、図４に示す埃センサ５４の検出位置に空気を取り込む埃センサ空気入口６１と、埃センサ５４を通過した空気を排気する埃センサ空気出口６２を備える。

更に、埃センサ５４は光学式のセンサを利用しており、レンズを清掃できるようにするため、埃センサ掃除口６３を備える。埃センサ掃除口６３は、開閉可能な扉で構成され、埃センサ５４の掃除時は、扉を開けて清掃ができるようになっている。

また、リモートコントロール装置５２には、図４に示す臭気センサ５５の検出口６４を備える。

リモートコントロール装置５２と空気清浄装置１は、本例では電気ケーブルにより有線で接続されるが、ケーブルとして、電話線に利用されるモジュラーケーブルを利用している。これにより、所望の長さのケーブルの入手が容易となり、施工を容易にしている。

＜建物の構成例＞
図７は空気清浄装置１が設置される本実施の形態の建物７０の一例を示す構成図である。建物７０は、居室７１の天井７２に空気清浄装置１が設置される。空気清浄装置１は、フロントパネル２７が天井７２に露出しており、清浄した空気ＳＡを図１等に示す循環吹出グリル３０から居室７１に給気すると共に、換気吸込開口部２９から居室７１内の空気ＲＡを吸気する。更に、循環吸込グリル１９から、居室７１内の空気ＲＡを吸気する。

建物７０は、外壁に吸気グリル７３と排気グリル７４が取り付けられる。空気清浄装置１は、図１に示す吸気ダクト取付部２３が吸気ダクト７５を介して吸気グリル７３と接続され、外気ＯＡを吸い込む。また、排気ダクト取付部２４が排気ダクト７６を介して排気グリル７４と接続され、吸い込んだ室内の空気を排気ＥＡとして排気する。

また、空気清浄装置１のリモートコントロール装置５２は、空気清浄装置１が設置される居室７１の壁面に取り付けられ、図４に示す埃センサ５４と臭気センサ５５によって、居室７１内の空気の状態を検出する。

なお、建物７０は、例えば、浴室７７に２４時間換気機能を備えた浴室乾燥換気装置７８を備え、建物７０の全体の換気は、浴室乾燥換気装置７８で行うと共に、居室７１の換気を空気清浄装置１で補助的に行う。

浴室乾燥換気装置７８は、フロントパネル７９に空気の吸込口と吹出口を備える。また、浴室乾燥換気装置７８は、浴室７７と隣接する洗面脱衣所８０の天井に取り付けられた吸込口８１と吸気ダクト８２を介して接続され、また、外壁に取り付けられた排気グリル８３と排気ダクト８４を介して接続される。

浴室乾燥換気装置７８は、浴室７７内の空気を吸い込み、送風として浴室７７内に吹き出す循環送風機能及び温風として吹き出す循環暖房機能を備える。また、浴室７７内の空気を吸い込み、屋外へ排気する換気機能を備える。

浴室乾燥換気装置７８により換気を行うと、浴室７７及び洗面脱衣所８０から吸気が行われると共に、ドア８５のアンダーカット部８６等から、居室７１の空気が吸気され、屋外に排気される。そして、浴室乾燥換気装置７８は、建物７０の全体において、２４時間換気を行うための所定換気回数を満たす換気風量を備えている。

＜空気清浄装置の設置例＞
図８は空気清浄装置１の設置例を示す構成図である。空気清浄装置１は、建物の天井パネル８７に形成された開口部８７ａに装置本体１ａを入れ、フロントパネル２７を天井パネル８７から露出させた形態で、図示しない天吊金具等によって固定される。

さて、建物の天井裏には、梁８８や野縁８９が設けられ、空気清浄装置１の設置スペースは、梁８８の間の空間となる。すなわち、空気清浄装置１の装置本体１ａの幅をＷ１、梁８８の間の寸法をＷ２とすると、Ｗ１＜Ｗ２である必要がある。

また、上階がある構造では、空気清浄装置１の装置本体１ａの高さＨ１、天井パネル８７から上階の床材９０までの寸法をＨ２とすると、Ｈ１＜Ｈ２である必要がある。

本実施の形態の空気清浄装置１では、図１に示すように、循環ファン２と換気ファン３を上下に重ねて配置したので、循環ファン２と換気ファン３を横に並べて配置した場合と比較して、装置本体１ａの幅Ｗ１を短く抑えることができる。また、空気清浄フィルタ４もＨＥＰＡフィルタ１７を縦置きにしたことで、フィルタを横置きにした場合と比較して、装置本体１ａの幅を短く抑えることができる。

これにより、図８に示すように、天井裏の梁８８の間隔が狭くても、空気清浄装置１を設置することができる。具体的には、梁８８の間隔は４５ｃｍ程度であるのに対して、空気清浄装置１の装置本体１ａの幅を４０ｃｍ程度に収めることができた。

また、各ファンを回転軸を縦向きとすることで横に寝かせた形態で重ねているので、高さ方向の寸法も短く抑えることができ、具体的には、天井裏の高さは２３ｃｍ程度であるのに対して、装置本体１ａの高さを２０ｃｍ程度に収めることができた。

＜空気清浄装置の動作例＞
次に、各図を参照して空気清浄装置１の動作について説明する。図６に示すリモートコントロール装置５２で例えば自動運転モードボタン５６が押されると、図４に示す制御部５１は、自動運転モードが選択されたと判断して、リモートコントロール装置５２のランプ５６ａを点灯させる。また、制御部５１は、図５に示すテーブルに従って所定の風量が得られるように循環ファンモータ６等を駆動して空気清浄動作を実行すると共に、所定の風量が得られるように換気ファンモータ１０等を駆動して換気動作を実行する。

空気清浄動作では、ダンパモータ２５ａによって外気遮断ダンパ２５を開とする。空気清浄装置１は、循環ファンモータ６が回転することで循環ファン２が駆動されると、図７に示す吸気グリル７３から吸気ダクト７５を介して外気が吸い込まれる。また、循環吸込グリル１９から室内の空気が吸い込まれる。

循環ファン２で吸い込まれた外気及び室内の空気は、空気清浄フィルタ４のＨＥＰＡフィルタ１７を通過する。ここで、循環ファン２により吸い込まれる空気は、装置本体１ａの上部に位置する循環ファン２の上部側方の循環吸込開口部１２から吸い込まれる。また、循環吸込グリル１９は、ＨＥＰＡフィルタ１７の側方下部に形成されている。

これにより、図１（ａ）に二点鎖線で示すように、ＨＥＰＡフィルタ１７を下方から上方へ斜めに横切るような空気の流れが発生し、ＨＥＰＡフィルタ１７の全面に空気を通すことができる。

ＨＥＰＡフィルタ１７を通過して清浄された空気は、循環ファンケース７の循環吸込口７ａから吸い込まれ、循環ファンケース７を通り、循環ファンケース７の循環吹出口７ｂを介してフロントパネル２７の循環吹出グリル３０から吹き出す。

これにより、空気清浄動作では、外気及び室内の空気を清浄して、室内に吹き出すことができる。なお、空気清浄動作では、外気遮蔽ダンパ２５を閉じることで、外気の取り込みを行わず、室内の空気だけを循環させて空気清浄を行うことも可能である。

換気動作では、ダンパモータ２６ａによって逆流防止ダンパ２６を開とする。空気清浄装置１は、換気ファンモータ１０が回転することで換気ファン３が駆動されると、フロントパネル２７の換気吸込開口部２９から室内の空気が吸い込まれる。換気吸込開口部２９から吸い込まれた空気は、換気ファンケース１１の換気吸込口１１ａから吸い込まれ、換気ファンケース１１を通り、換気ファンケース１１の換気吹出口１１ｂから排気ダクト取付部２４に取り付けられた排気ダクト７６を介して排気グリル７４から屋外へ排気される。

これにより、換気動作では、室内の空気を屋外に排気することができる。

よって、自動運転モードでは、循環ファン２で外気及び室内の空気を取り込み、空気清浄フィルタ４で清浄して室内に給気すると共に、室内の空気を換気ファン３で吸い込んで屋外に排気することになり、空気清浄を行いながら室内の換気が行われる。

ここで、上述したように、フロントパネル２７では、循環吹出グリル３０と換気吸込開口部２９は同一面に形成していない。これにより、循環吹出グリル３０から吹き出した清浄された空気が、直接換気吸込開口部２９から吸い込まれて排気されてしまう所謂ショートカット現象の発生を防ぎ、空気清浄の効率の低下を防ぐことができる。

また、縦置きにしたＨＥＰＡフィルタ１７に対して、空気の取り入れ口は下方側部とすると共に、循環ファン２による空気の吸込口は上方側部とすることで、ＨＥＰＡフィルタ１７を下方から上方へ斜めに横切るような空気の流れを発生させることができる。これにより、ＨＥＰＡフィルタ１７の全面が有効に活用され、通気抵抗を減らすことができる。そして、通気抵抗を減らすことで、ファン風量を増加することなく、循環風量を確保することができ、清浄された空気の供給量を確保できる。また、ファン風量を増加させる必要がないので、静音化を図ることができる。

自動運転モードでは、埃センサ５４及び臭気センサ５５によって室内の空気の状態を検出して、例えば図５（ａ）のテーブルに従ってファン風量を制御する。例えば、埃センサ５４及び臭気センサ５５で検出した室内の空気の汚れが所定値以下で、室内の空気の状態が通常であると判断した場合は、制御部５１は、循環ファン２のファン風量を「弱」とし、換気ファン３のファン風量を「弱換気」として運転を行う。室内の空気の汚れが所定値以下である場合は、ファン風量を低く抑えることで、ファンの回転数を落とし、静音運転を実現することができる。

また、埃センサ５４及び臭気センサ５５の出力から、室内の空気の状態が通常より汚れており、汚れの度合いが弱いと判断した場合は、制御部５１は、循環ファン２のファン風量を「中」とし、換気ファン３のファン風量を「弱換気」として運転を行う。室内の空気が多少汚れている場合は、循環ファン２のファン風量を上げることで、空気清浄を促進し、汚れを短時間で除去することができる。

更に、埃センサ５４及び臭気センサ５５の出力から、室内の空気の状態が通常より汚れており、汚れの度合いが強いと判断した場合は、制御部５１は、循環ファン２のファン風量を「強」とし、換気ファン３のファン風量を「強換気」として運転を行う。室内の空気の汚れの度合いが強い場合は、循環ファン２のファン風量を更に上げることで、空気清浄を一層促進する。また、換気ファン３のファン風量を上げることで、短時間で室内の空気の入れ換えを行う。これにより、室内の空気の汚れを短時間で除去することができる。

なお、本動作例では、埃センサ５４と臭気センサ５５の双方の出力から空気の状態を判断しているが、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、埃センサ５４と臭気センサ５５のそれぞれで空気の状態を検出して、各センサの出力に応じてファン風量を制御しても良い。また、空気の状態を検出するセンサとして他のセンサを利用しても良い。

ここで、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す各センサ出力とファン風量の組み合わせでも、埃及び臭いが共に少ない場合は、循環ファン２及び換気ファン３のファン風量を低く抑えることで、静音運転を実現することができる。

また、埃の増加に伴い循環ファン２のファン風量を上げることで、空気清浄を促進し、汚れ（埃等）を短時間で除去することができる。更に、臭いの増加に伴い換気ファン３のファン風量を上げることで、短時間で室内の空気の入れ換えを行う。これにより、室内の空気の臭いも短時間で除去することができる。

上述した自動運転モードで、図６に示すリモートコントロール装置５２でイオン運転モードボタン６０が押されると、図４に示す制御部５１は、イオン運転モードが選択されたと判断して、リモートコントロール装置５２のランプ６０ａを点灯させる。また、制御部５１は、イオン発生器８を駆動して、略同数の正イオンと負イオンを発生させる。

イオン発生器８で正イオンと負イオンを発生させると、正イオンと負イオンの双方が循環ファンケース７内に放出される。これにより、自動運転モードとイオン運転モードを連動させることで、循環ファン２による空気の流れによって、循環吹出グリル３０から正イオンと負イオンを含む清浄された空気が室内に供給される。

従って、自動運転モードとイオン運転モードを連動させることで、空気清浄に加えて、空気中の浮遊細菌を不活性化して、カビの発生等を抑えることができる。なお、本例では、イオン運転モードとして、イオン発生器８で正イオンと負イオンの双方を発生させることとしたが、負イオンを発生させる運転モードを選択できるようにしても良い。自動運転モードと負イオンを発生させるイオン運転モードを連動させることで、循環吹出グリル３０から負イオンを含む清浄された空気を室内に供給することができる。

手動運転モードでは、ユーザによるリモートコントロール装置５２の操作に従い、空気清浄動作あるいは換気動作を行う。また、手動運転モードでは、ユーザにより選択されたファン風量が得られるように、各ファンモータを駆動する。なお、換気動作のみを実行した場合は、室内の空気清浄は行われない。また、手動運転モード時には、イオン発生モードは空気清浄運転と連動させる。

次に、空気清浄フィルタの交換動作について説明する。空気清浄フィルタ４は、定期的な交換が必要であり、ユーザによる交換が可能となっている。空気清浄フィルタ４を交換する場合は、ユーザは、図２及び図３に示す着脱レバー２１を操作して、空気清浄フィルタ４の装置本体１ａに対するロックを解除する。

着脱レバー２１のロックを解除すると、空気清浄フィルタ４は、下方へ引き抜くことができる。空気清浄フィルタ４を下方へ引くと、途中で枠体１８の脱落防止突起２２が装置本体１ａ側のガイド部材１５の脱落防止爪部１６に係止される。これにより、空気清浄フィルタ４から手を離した場合等の空気清浄フィルタ４の脱落を防ぐ。

また、枠体１８の脱落防止突起２２がガイド部材１５の脱落防止爪部１６に係止した状態から、空気清浄フィルタ４を引き抜く場合は、空気清浄フィルタ４を引き抜く方向に力を入れると、脱落防止突起２２が脱落防止爪部１６を押し、脱落防止爪部１６を弾性変形させて退避させる。これにより、空気清浄フィルタ４の取り外しが可能となる。

空気清浄フィルタ４を取り付ける場合は、フロントパネル２７の開口部３１から所定の向きで空気清浄フィルタ４を押し上げて挿入する。挿入の途中で枠体１８の脱落防止突起２２がガイド部材１５の脱落防止爪部１６に突き当たるが、空気清浄フィルタ４を押し上げる方向に力を入れると、脱落防止突起２２が脱落防止爪部１６を押し、脱落防止爪部１６を弾性変形させて退避させる。これにより、空気清浄フィルタ４の挿入が可能となる。そして、空気清浄フィルタ４を所定の位置まで押し上げ、着脱レバー２１を操作してロックすることで、空気清浄フィルタ４は装置本体１ａに取り付けられる。

本発明は、居室の天井に設置される換気機能を備えた空気清浄装置に適用される。

１・・・空気清浄装置、１ａ・・・本体ケース、２・・・循環ファン、３・・・換気ファン、４・・・空気清浄フィルタ、５・・・羽根車、６・・・循環ファンモータ、７・・・循環ファンケース、７ａ・・・循環吸込口、７ｂ・・・循環吹出口、８・・・イオン発生器、９・・・羽根車、１０・・・換気ファンモータ、１１・・・換気ファンケース、１１ａ・・・換気吸込口、１１ｂ・・・換気吹出口、１２・・・循環吸込開口部、１３・・・フィルタ取付部、１４・・・取付開口部、１５・・・ガイド部材、１６・・・脱落防止爪部、１７・・・ＨＥＰＡフィルタ、１８・・・枠体、１９・・・循環吸込グリル、２０・・・パネル部材、２１・・・着脱レバー、２２・・・脱落防止突起、２３・・・吸気ダクト取付部、２４・・・排気ダクト取付部、２５・・・外気遮蔽ダンパ、２６・・・逆流防止ダンパ、２７・・・フロントパネル、２８・・・カバー部、２９・・・換気吸込開口部、３０・・・循環吹出グリル、３１・・・開口部、３２・・・循環風路、３３・・・換気風路

Claims (3)

1. 室内の空気を取り込み、取り込んだ空気を室内に供給する循環ファンと、
   室内の空気を取り込み、取り込んだ空気を屋外に排気する換気ファンと、
   前記循環ファンで取り込んだ空気を清浄する空気清浄フィルタとを備え、
   前記循環ファンと前記換気ファンを、回転軸を縦向きとし、前記循環ファンを前記換気ファンの上側に配置すると共に、
   前記空気清浄フィルタを、下方に着脱可能に前記循環ファン及び前記換気ファンの側部に縦置きした空気清浄装置であって、
   前記循環ファンを制御して空気清浄動作を行うと共に、前記換気ファンを制御して換気動作を行う制御手段と、
   装置本体と独立した操作手段と、
   前記操作手段に取り付けられ、設置場所の空気の汚染状態を、空気の汚れの種類に合わせて検出する第１の環境検出手段及び第２の環境検出手段とを備え、
   前記第１の環境検出手段は、埃を検出する埃センサで、前記第２の環境検出手段は、臭いを検出する臭気センサであり、
   前記制御手段は、前記埃センサの出力に従って前記循環ファンの風量を制御して空気清浄動作を行い、前記臭気センサの出力に従って前記換気ファンの風量を制御して換気動作を行う
   ことを特徴とする空気清浄装置。
2. 前記循環ファンにより形成される風路中にイオン発生手段を備え、
   前記制御手段は、正イオンと負イオンの双方を循環ファンケース内に放出するイオン運転モードを備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
3. 請求項１乃至請求項２に何れか記載の空気清浄装置を天井に備えた
   ことを特徴とする建物。

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