JP5659944B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機に関する。

近年、室内の空気中に浮遊している臭気成分、塵埃、菌、およびウィルス等を除去したり、分解したりすることで空気を浄化する空気清浄機能を備えた空気調和機が広く普及している。

例えば、特許文献１（特開２００５−３００１１１号公報）に記載の空気清浄機では、放電部を通過することによって帯電した空気中の浮遊物を吸着フィルタが吸着し、その浮遊物を吸着フィルタに担持された触媒が分解する。また、放電部では吸着フィルタに担持された触媒を活性化させる活性種が生成される。

しかしながら、特許文献１に記載の空気清浄機では、活性種を発生させる部分を通過する空気は塵埃等の汚れ成分を含有したままであるので、活性種を発生させる放電電極の表面は汚れ成分が付着し、放電の発生が阻害され清浄機能が低下するおそれがある。

本発明の課題は、空気中の汚れ成分による清浄機能の低下が抑制される空気清浄機を提供することにある。

本発明の第１観点に係る空気調和機は、少なくとも第１吸込口と第２吸込口とを有し、第１吸込口及び第２吸込口から吸い込んだ吸込空気をフィルタに通して空気清浄する空気調和機であって、触媒と活性種生成ユニットとを備えている。触媒は、フィルタに担持され、活性化されることによって吸込空気に含まれる浮遊物を分解する。活性種生成ユニットは、触媒を活性化させる活性種を生成する。活性種生成ユニットは、放電部と風路部とを有している。放電部は、活性種を生成する。風路部は、フィルタを通過した空気の一部を放電部に導く。また、風路部の一部は、内部に放電部が設けられた状態で第１吸込口及び第２吸込口の長手方向に沿って配置される。さらに風路部の一部には、フィルタに向かう吸込空気に対して活性種を放出する複数の放出口が、第１吸込口および第２吸込口の両方に長手方向に沿って形成されている。

この空気調和機では、複数の放出口が第１吸込口および第２吸込口の両方に長手方向に沿って形成されているので、吸込空気が通過する広範囲にわたって活性種が放出されるようになり、活性種がフィルタ全体に行き渡り、フィルタに担持された触媒が活性化され、清浄機能の低下が抑制される。

本発明の第２観点に係る空気調和機は、第１観点に係る空気調和機であって、吸込空気の流れを乱す乱流生成部が、放出口の近傍に設けられている。

この空気調和機では、乱流生成部によって、活性種が放出口からフィルタに至るまでの間に吸込空気と混ざり合い易くなり、活性種がフィルタ全体に行き渡るようになる。

本発明の第３観点に係る空気調和機は、第２観点に係る空気調和機であって、乱流生成部が、放出口の周縁を囲み、吸込空気の通路内に突出する筒である。

この空気調和機では、乱流の発生ポイントに向けて活性種を放出することができるので、放出口から放出された活性種と効率よく混ざり合う。

本発明の第４観点に係る空気調和機は、第２観点に係る空気調和機であって、乱流生成部が、第１吸込口および第２吸込口からフィルタに至る吸込空気の通路内に突出する壁である。

この空気調和機では、壁に当たった吸込空気は乱流となるので、放出口から放出された活性種と効率よく混ざり合う。

本発明の第５観点に係る空気調和機は、第１観点または第２観点に係る空気調和機であって、第１吸込口および第２吸込口が、フィルタの長辺に沿って配置されている。

この空気調和機では、複数の放出口がフィルタの長辺に沿って配置されることになるので、活性種がフィルタの両側から且つ長い範囲で放出され、フィルタ全体に行き渡るようになる。

本発明の第１観点に係る空気調和機では、活性種がフィルタ全体に行き渡り、フィルタに担持された触媒が活性化され、清浄機能の低下が抑制される。

本発明の第２観点に係る空気調和機では、乱流生成部によって、活性種が放出口からフィルタに至るまでの間に吸込空気と混ざり合い易くなり、活性種がフィルタ全体に行き渡るようになる。

本発明の第３観点に係る空気調和機では、乱流の発生ポイントに向けて活性種を放出することができるので、放出口から放出された活性種と効率よく混ざり合う。

本発明の第４観点に係る空気調和機では、壁に当たった吸込空気は乱流となるので、放出口から放出された活性種と効率よく混ざり合う。

本発明の第５観点に係る空気調和機では、複数の放出口がフィルタの長辺に沿って配置されることになるので、活性種がフィルタの両側から且つ長い範囲で放出され、フィルタ全体に行き渡るようになる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の背面に向かって左上方から見たときの当該空気調和機の外観斜視図。 空気清浄機能における塵埃の除去および分解の概念を説明するための概念図。 ストリーマ放電ユニットの放電部の斜視図。 図１の仮想水平面Ｐ１における空気調和装置断面の概略図。 一つの放出口およびその周辺の斜視図。 図４に示す空気調和装置の第１変形例の断面の概略図。 第１変形例における一つの放出口およびその周辺の斜視図。 第２変形例におけるストリーマ放電ユニットの風路部の斜視図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。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。

（１）空気調和機の構成
（１−１）外観
図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和機の背面に向かって左上方から見たときの当該空気調和機の外観斜視図である。図１において、空気調和機１０は空気清浄機であって、室内空気を取り込む第１吸込口１１および第２吸込口１２が左右両側面の前方に設けられている。

（１−２）空気の流れ
図２は、空気清浄機能における塵埃の除去および分解の概念を説明するための概念図である。図２において、シロッコファン１６によって第１吸込口１１及び第２吸込口１２から吹出口５１に至る空気の流れ１３が発生する。第１吸込口１１及び第２吸込口１２から吸込まれた室内空気は、フィルタ部４０で塵埃や臭い成分などが取り除かれ、シロッコファン１６から清浄な空気が吹き出される。

（２）詳細構成
（２−１）フィルタ部４０
フィルタ部４０は、プレフィルタ４１、イオン化部４２、第１吸着フィルタ４３、第２吸着フィルタ４４で構成されている。

（２−１―１）プレフィルタ４１
プレフィルタ４１は、ポリプロピレン製の糸状の樹脂網からなるネットと、ネットを保持するフレームとから構成されており、正面パネル２１の後方に位置し、比較的大きなホコリや塵を除去する。プレフィルタ４１のネットを構成する繊維には、可視光線型の光触媒とカテキンとが空気側に露出するように担持されている。可視光線型の光触媒は、可視光線により光触媒作用が活性化される酸化チタン等を含んでおり、繊維に付着する塵埃などに含まれるカビ菌や細菌などの菌やウィルスを除去する。また、カテキンは、ポリフェノールの一種であって、繊維に付着する塵埃などに含まれるカビ菌や細菌などの菌の繁殖を抑制したりウィルスを不活化したりする。

（２−１−２）イオン化部４２
イオン化部４２は、プレフィルタ４１の後方に設けられ、プレフィルタ４１を通過した空気の中に浮遊している比較的小さな塵埃を帯電させる。イオン化部４２は、一対の対向電極とその対向電極の間に配置されるイオン化線との間で放電を発生させることによって、塵埃を帯電させる。

（２−１−３）第１吸着フィルタ４３
第１吸着フィルタ４３は、プリーツ状に形成されており、静電フィルタおよび触媒担持フィルタを張り合わせて形成されている。静電フィルタは、イオン化部４２を通過する際に帯電させられた塵埃などを吸着する。触媒担持フィルタは、静電フィルタを通過した塵埃などを吸着する。触媒担持フィルタは、チタンアパタイトを担持させたＰＰの繊維から形成されている。なお、チタンアパタイトとは、カルシウムヒドロキシアパタイトの一部のカルシウム原子がイオン交換などの手法によってチタン原子に置換されたアパタイトであり、塵埃などに含まれるウィルスやカビ菌、細菌などを特異的に吸着する性質を有する。また、チタンアパタイトは、活性種により触媒機能が活性化され、ウィルスやカビ菌、細菌などを不活化または死滅させる。

（２−１−４）第２吸着フィルタ４４
第２吸着フィルタ４４は、シロッコファン１６と第１吸着フィルタ４３との間に配置されている。第２吸着フィルタ４４には、アナターゼ型の二酸化チタンが担持されており、第１吸着フィルタ４３に吸着されなかった空気中のウィルスや菌などを吸着する。第２吸着フィルタ４４では、吸着された菌やウィルスなどが活性種により活性化された二酸化チタンによって死滅あるいは不活化される。

（２−２）ストリーマ放電ユニット
シロッコファン１６から吹き出される空気のうちの一部が、支流１３ａとしてストリーマ放電ユニット６３に送られる。この支流１３ａがストリーマ放電ユニット６３を通過するときに、ストリーマ放電によって活性種が供給される。活性種の供給された支流１３ａは、複数の分流１３ｂとなって放出口６４からプレフィルタ４１の前に吹き出される。

複数の分流１３ｂは、プレフィルタ４１から吸い込まれる室内空気に合流して第１吸着フィルタ４３及び第２吸着フィルタ４４にまで到達する。

（２−２−１）放電部６６
図３は、ストリーマ放電ユニットの放電部の斜視図である。図２及び図３において、放電部６６は、ストリーマ放電ユニット６３（図２）の内部に設置されている。放電部６６は、ストリーマ放電を生じさせることによって、第１吸着フィルタ４３及び第２吸着フィルタ４４に供給する活性種を生成する。

放電部６６は、放電電極７０とアース板７３とを有している。放電電極７０は、２つの絶縁支柱７１に螺着されている。２つの絶縁支柱７１のうちの一方には放電電極７０に電気的に接続される接触子が設けられており、この接触子を介して放電電極７０に高電圧が印可されることによってアース板７３との間にストリーマ放電が生じる。

アース板７３は放電電極７０よりも大きな略長方形の金属部材であり、放電電極７０に対して平行に近接するように配置されている。アース板７３は、２つの絶縁支柱８１に螺着されている。２つの絶縁支柱８１のうちの一方には、アース板７３と電気的に接続される接触子が設けられている。

（２−２−２）風路部６８
図４は、図１の仮想水平面Ｐ１における空気調和装置断面の概略図である。図２、図３及び図４において、ストリーマ放電ユニット６３は、図２に示す吹き出し空気の支流１３ａが導入され通過する風路部６８と、図３に示す放電部６６とによって構成される。

図２に示すように、風路部６８は２つの鉛直風路６８１，６８２と１つの水平風路６８３とがコの字状に連結されており、一方の鉛直風路６８１に導入された吹き出し空気の支流１３ａは、水平風路６８３を経て他方の鉛直風路６８２に至る。

空気調和機１０の第１吸込口１１及び第２吸込口１２は鉛直方向に長い開口であり、２つの鉛直風路６８１，６８２は第１吸込口１１及び第２吸込口１２に沿って配置されている。以後、説明の便宜上、第１吸込口１１に沿って配置されている鉛直風路を第１鉛直風路６８１とよび、第２吸込口１２に沿って配置されている鉛直風路を第２鉛直風路６８２とよぶ。

また、本実施形態に係る空気調和機１０では、吹き出し空気の支流１３ａが第１鉛直風路６８１に導入されるので、放電部６６は第１鉛直風路６８１内に配置される。

また、第１鉛直風路６８１には、複数の放出口６４が第１吸込口１１の長手方向に沿うように形成されている。同様に、第２鉛直風路６８２にも、複数の放出口６４が第２吸込口１２の長手方向に沿うように形成されている。

図５は、一つの放出口およびその周辺の斜視図である。放出口６４は、放電部６６のストリーマ放電によって生成した活性種を放出するための開口であるので、単純な孔でもよいが、図５に示すような放出口６４の周縁を囲み吸込空気に向かって突出する筒部６５を設けることが好ましい。なぜなら、筒部６５の壁に当たった吸込空気は乱流となり、さらに、その乱流の発生ポイントに向けて筒部６５から活性種を放出することができるからである。それゆえ、放出された活性種は、フィルタ部４０に至るまでの間に吸込空気とよく混ざり合い、活性種がフィルタ部４０全体に行き渡るようになる。

（３）空気清浄動作
ここでは、空気調和機１０による空気清浄作用について説明する。図１，図２において、第１吸込口１１及び第２吸込口１２から吸い込まれた空気は、プレフィルタ４１を通り、その際、比較的大きなホコリや塵が空気中から除去される。また、プレフィルタ４１に含まれる光触媒とカテキンとの作用により、プレフィルタ４１の繊維に付着した塵埃などに含まれるカビ菌や細菌などの菌やウィルスの繁殖が抑制されるとともに、ウィルスが不活化される。

プレフィルタ４１を通過した空気は、イオン化部４２を通り、その際、空気に含まれる塵埃等がプラス電荷に帯電する。帯電した塵埃等は、第１吸着フィルタ４３及び第２吸着フィルタ４４に吸着される。

フィルタ部４０を通過して清浄された空気は、吹出口５１から室内へと吹き出される。また、清浄された空気の一部は、室内へと吹き出されることなく支流１３ａなって、ストリーマ放電ユニット６３の風路部６８の第１鉛直風路６８１に導入される。

第１鉛直風路６８１には、放電部６６が設けられている。放電部６６において、放電電極７０とアース板７３との間に直流、交流、またはパルスの放電電圧が印加され、放電電極７０とアース板７３との間にストリーマ放電が生じる。

ストリーマ放電が生じたとき、放電場に低温プラズマが生成され、第１鉛直風路６８１内に活性種が生起する。活性種を含む支流１３ａは、第１鉛直風路６８１及び第２鉛直風路６８２に形成された複数の放出口６４から放出され、吸込空気と混ざり合ってフィルタ部４０内に吸い込まれる。

これらの活性種を含んだ空気は、第１吸着フィルタ４３に担持されているチタンアパタイト触媒、及び第２吸着フィルタ４４に担持されている二酸化チタン触媒も機能を活性化し、ウィルスやカビ菌、細菌などを不活化または死滅させる。

（４）特徴
（４−１）
空気調和機１０では、ストリーマ放電ユニットに、活性種を放出するための複数の放出口６４が第１吸込口１１及び第２吸込口１２の長手方向に沿って形成されている。それゆえ、吸込空気が通過する広範囲にわたって活性種が放出されるようになり、活性種がフィルタ部４０全体に行き渡り、フィルタ部４０に担持された触媒が活性化され、清浄機能の低下が抑制される。

（４−２）
また、放出口６４を囲むように筒部６５が設けられているので、筒部６５の壁によって吸込空気の流れが乱流となり、その乱流の発生ポイントに向けて活性種が放出される。それゆえ、放出口から放出された活性種と効率よく混ざり合う。

（４−３）
第１吸込口１１及び第２吸込口１２が、フィルタ部４０の長辺に沿って配置されているので、複数の放出口６４がフィルタ部４０の長辺に沿って配置されることになる。そうなると、活性種がフィルタ部４０の両側から且つ長い範囲で放出されるので、フィルタ部４０全体に行き渡るようになる。

（５）変形例
（５−１）第１変形例
上記実施形態では、放出口６４を筒部６５で囲むことによって、吸込空気の流れに乱流を発生させ、その乱流の発生ポイントに向けて活性種が放出される形態であるが、この形態に限定される必要はない。

例えば、図６は、図４に示す空気調和装置の変形例の断面の概略図である。また、図７は、変形例に係る一つの放出口およびその周辺の斜視図である。図６及び図７において、放出口６４の下流側に空気の流れを阻害するような壁１６５が設けられている。壁１６５に当たった吸込空気は乱流となり、さらに、その乱流の発生ポイントに向けて放出口６４から活性種が放出される。それゆえ、放出された活性種は、フィルタ部４０に至るまでの間に吸込空気とよく混ざり合い、活性種がフィルタ部４０全体に行き渡るようになる。

（５−２）第２変形例
また、上記実施形態では、放出口６４が水平風路６８３に形成されていなかったが、これは、水平風路６８３の近傍に吸込口がないためである。仮に、水平風路６８３の近傍にも水平風路６８３と平行に吸込口が設けられているならば、図８（風路部の斜視図）に示すように、第１鉛直風路６８１、第２鉛直風路６８２、及ぶ水平風路６８３それぞれに複数の放出口６４が設けられることが好ましい。

以上のように、本発明によれば、吸込口から吸い込まれた室内空気と放出口から放出された活性種がよく混ざり合ってフィルタ全体に行き渡るようになるので、空気調和機のなかでもフィルタを囲むように吸込口が設けられている空気清浄機に有用である。

１１ 第１吸込口
１２ 第２吸込口
４０ フィルタ部
６３ ストリーマ放電ユニット（活性種生成部）
６４ 放出口
６５ 筒部（乱流生成部）
１６５ 壁（乱流生成部）

特開２００５−３００１１１号公報

Claims (5)

1. 少なくとも第１吸込口（１１）と第２吸込口（１２）とを有し、前記第１吸込口（１１）及び前記第２吸込口（１２）から吸い込んだ吸込空気をフィルタ（４０）に通して空気清浄する空気調和機であって、
   前記フィルタ（４０）に担持され、活性化されることによって前記吸込空気に含まれる浮遊物を分解する触媒と、
   前記触媒を活性化させる活性種を生成する活性種生成ユニット（６３）と、
   を備え
   活性種生成ユニット（６３）は、
   前記活性種を生成する放電部（６６）と、
   前記フィルタ（４０）を通過した空気の一部を前記放電部（６６）に導く風路部（６８）と、
   を有し、
   前記風路部（６８）の一部は、内部に前記放電部（６６）が設けられた状態で前記第１吸込口（１１）及び前記第２吸込口（１２）の長手方向に沿って配置され、
   さらに前記風路部（６８）の一部には、前記フィルタ（４０）に向かう前記吸込空気に対して前記活性種を放出する複数の放出口（６４）が、前記第１吸込口（１１）及び前記第２吸込口（１２）の両方に長手方向に沿って形成されている、
   空気調和機。
2. 前記吸込空気の流れを乱す乱流生成部（６５，１６５）が、前記放出口（６４）の近傍に設けられている、
   請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記乱流生成部（６５）は、前記放出口（６４）の周縁を囲み、前記吸込空気の通路内に突出する筒である、
   請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記乱流生成部（６５，１６５）は、前記第１吸込口（１１）および前記第２吸込口（１２）から前記フィルタ（４０）に至る前記吸込空気の通路内に突出する壁である、
   請求項２に記載の空気調和機。
5. 前記第１吸込口（１１）及び前記第２吸込口（１２）は、前記フィルタ（４０）の長辺に沿って配置されている、
   請求項１又は請求項２に記載の空気調和機。

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