JPH11182918A - 空気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の大型化を抑制しつつ、効率良く空気の
浄化が可能な空気浄化装置を提供する。 【解決手段】 空気を通過させるための円筒状のダクト
３と、ダクト３内部に設けられ、モータ１０によって回
転されて、ダクト３内に空気流を発生させるプロペラフ
ァン６と、空気中の有害ガスや塵埃等を吸着して、空気
中から除去するためのフィルタ８とを備えた空気浄化装
置において、ダクト３の一方の開口端を閉鎖面４ａにて
閉塞すると共に、その近傍でダクト３の側壁に空気孔４
ｂを形成し、この空気孔４ｂを覆うようにフィルタ８を
筒状に設ける。この結果、ダクト３の径（断面積）を拡
大させることなく、フィルター８の面積を広げて、圧力
損失を低減・抑制でき、空気浄化装置２の小型化、消費
電力の低減を図ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸流ファンにより
空気流を発生させてフィルタを通過させることにより空
気を浄化する空気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図５（ａ）に示すように、筒
状のダクト５４の一方の開口端に空気浄化用のフィルタ
５８を設け、ダクト５４内に同軸に設けられた軸流ファ
ンとしてのプロペラファン５６の回転により、フィルタ
５８を介してダクト５４内に空気を吸入し、ダクト５４
のもう一方の開口端側から、フィルタ５８を通過したき
れいな空気を排出するように構成された空気浄化装置５
２が知られている。そして、この種の空気浄化装置５２
によれば、フィルタ５８によって、空気中の塵，有害ガ
ス等の汚染物質が、吸着或いは分解により除去され、空
気が浄化される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の空
気浄化装置では、空気の浄化処理量を増やすために、プ
ロペラファンによる空気流速を上げると、フィルタにお
ける圧力損失（即ちエネルギーの損失）が大きくなるこ
とが知られている。これは、一般に、圧力損失は流体の
速さの２乗に比例するからである。また、汚染物質の除
去能力を高めるために、フィルタを多層化して厚くした
場合にも、フィルタと空気との間の摩擦が増加すること
から、圧力損失が増加する。

【０００４】一方、こうした圧力損失を低減するには、
空気が通過するフィルタの面積を大きくすればよい。つ
まり、フィルタの面積を大きくすれば、フィルタ通過時
の空気の流速を下げることができ、圧力損失を抑制でき
る。このため、従来の空気浄化装置において、上記圧力
損失を低減して、空気浄化を効率よく行う方法として、
ダクト全体を太くするとか、或いは、図５（ｂ）に示す
ように、フィルタ５８が設けられるダクト５４の開口端
側に、端部程径が大きくなるように所定角度θで傾斜し
たテーパ６２を形成し、このテーパ６２の先端部分にフ
ィルタ５８を設けることが考えられている。

【０００５】つまり、ダクト全体、或いはダクトにおい
てフィルタが取り付けられる開口端の径を大きくするこ
とにより、空気の通過面積が大きいフィルタを使用でき
るようにし、上記圧力損失を低減するのである。しか
し、このような対策では、フィルタの面積を大きくして
圧力損失を低減することはできるが、空気浄化装置の外
形を構成するダクトの径が大きくなるため、装置が大型
になり、その設置場所が制限されるといった問題があ
る。また、特に、ダクト全体の径を大きくした場合に
は、内部に設けるプロペラファンもダクトの内径に合わ
せて大きくする必要があり、プロペラファンの回転に消
費される電力が増大するといった問題もある。

【０００６】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、装置の大型化を抑制しつつ、効率良く空気の
浄化が可能な空気浄化装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】かかる目
的を達成するためになされた請求項１に記載の空気浄化
装置は、筒状に形成され、空気を通過させるためのダク
トと、該ダクトを通過する空気を浄化するフィルタと、
前記ダクト内に設けられ、前記ダクトの一方の開口端側
から他方の開口端側へと空気を流す軸流ファンとを備え
た空気浄化装置において、前記ダクトの側壁の少なくと
も一部を前記フィルタにて構成したことを特徴とする。

【０００８】このように、本発明（請求項１）の空気浄
化装置によれば、筒状のダクトの側壁の少なくとも一部
を、フィルタにて構成していることから、ダクトの径
（換言すれば断面積）を拡大させることなく、空気が通
過するフィルタの面積を増やし、圧力損失を抑制でき
る。そして、圧力損失を抑えるために、ダクトの断面積
を大きくする必要がないので、装置の大型化を抑制しつ
つ、空気の浄化効率を向上できる。また、このように空
気がフィルタを通過する際の圧力損失を抑えることがで
きるので、装置の大きさが同じであれば、従来のものに
比べて、軸流ファンの電力消費量を低減でき、軸流ファ
ンの駆動系（駆動モータ等）には、出力が小さいものを
使用できるという効果もある。

【０００９】ここで、フィルタは、軸流ファンにて形成
される空気流の上流側（換言すれば吸気側）及び下流側
（換言すれば排気側）のどちらに設けても良く、両側に
設けても良い。そして、ダクトの側壁にのみフィルタを
備えるようにする場合には、請求項２に記載のように、
少なくともダクトの開口端の一方を閉塞し、その閉塞さ
れた開口端と前記軸流ファンとの間の側壁の少なくとも
一部を前記フィルタにて構成するようにすると良い。

【００１０】また、フィルタは、ダクトの側壁だけでな
く、請求項３に記載のように、ダクトの開口端にも設け
るようにしてもよい。例えば、空気の上流側或いは下流
側にのみフィルタを設ける場合には、ダクトの開口端に
フィルタを設け、その設けられたフィルタと軸流ファン
との間の側壁の少なくとも一部をフィルタにて構成する
ようにしてもよい。また、例えば、ダクト内に空気を吸
入するダクトの上流側では、図５に示した従来の装置の
ように、ダクトの開口端にフィルタを設け、空気を排出
するダクトの下流側では、請求項２に記載のように、少
なくともダクトの開口端の一方を閉塞し、その閉塞され
た開口端と軸流ファンとの間の側壁の少なくとも一部を
フィルタにて構成するようにしてもよい。

【００１１】このように、ダクトの側壁の少なくとも一
部をフィルタにて構成し、更に、ダクトの開口端に、フ
ィルタを設けるようにした場合には、ダクトに対するフ
ィルタの面積をより大きくすることが可能になり、空気
浄化効率をより向上させることができ、延いては、装置
の小型化を図ることができる。

【００１２】また、請求項４に記載のように、フィルタ
を筒状に形成し、ダクトの側壁の少なくとも一部を、そ
の筒状に形成されたフィルタにて構成するようにすれ
ば、ダクトに対するフィルタの面積をより拡大させて、
圧力損失を抑制できる。また、フィルタの面積を同じと
すれば、その分、装置を小型化できる。

【００１３】このように、フィルタを、ダクトの全周に
亘って設けた場合には、その配置位置がダクトの上流側
であれば、空気浄化装置を中心とした周囲全体から、空
気を効率良く吸入でき、その配置位置がダクトの下流側
であれば、空気浄化装置を中心とした周囲全体に向け
て、清浄な空気を供給することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施例を図面
と共に説明する。図１は、本実施例の空気浄化装置２の
構造を示す説明図である。本実施例の空気浄化装置２
は、筒状に形成されたダクト３と、ダクト３内を流れる
空気流を発生させるための軸流ファンとしてのプロペラ
ファン６とを備えている。ダクト３の側壁は、側壁部材
４とフィルタ８とから構成され、プロペラファン６は、
ダクト３内部にダクト３と同軸に設けられ、図示しない
電源装置に接続されたモータ１０によって回転される。

【００１５】側壁部材４は、円筒形に形成され、その一
方の開口端が閉鎖面４ａによって閉塞され、しかもその
閉鎖面４ａ近傍には、外気吸入用の空気孔４ｂが側壁部
材４の全周に亘って形成されている。一方、フィルタ８
は、閉鎖面４ａとプロペラファン６との間の側壁部材４
に、上記空気孔４ｂを外から覆うように、筒状に設けら
れている。このフィルタ８は、静電フィルタ８ａと活性
炭ペレット充填層８ｂとを重ね合わせて構成されたフィ
ルタ（所謂、多層フィルタ）である。

【００１６】静電フィルタ８ａは、プリーツ状に形成さ
れたものであって、その表面は、製造時に帯電され、花
粉、ダニ、たばこの煙の粒子、ウイルス等の、空気中を
浮遊する固体や液体の粒子（以下、「塵埃等」という）
を静電吸着する。このように、プリーツ状とすること
で、空気の通過に伴う圧力損失を低く抑えることができ
る。

【００１７】活性炭ペレット充填層８ｂは、ペレット状
の活性炭を内部に有するフィルタであり、ベンゼン、ト
ルエン等の非極性分子のガスを空気中から除去する。こ
のように構成された本実施例の空気浄化装置２におい
て、電源装置からの電力供給を受けてモータ１０が駆動
されると、プロペラファン６が回転して、ダクト３内に
空気流が発生する。そして、この空気流により、フィル
タ８，空気孔４ｂを通って、ダクト３内に空気が吸入さ
れ、空気がフィルタ８を通過する際に、空気中から上記
塵埃等やガスが除去される。そして、フィルタ８を通過
してダクト３内に吸入された空気は、ダクト３内部を通
過した後、空気浄化装置２の外部へ排出される。

【００１８】以上のように構成された本実施例の空気浄
化装置２によれば、ダクト３の側面にフィルタ８を備え
ているので、圧力損失を抑えるためにダクト３の空気孔
４ｂの開口面積を大きくし、それを覆うフィルタ８の面
積を拡大しても、ダクト３の径（断面積）が拡大しな
い。その結果、装置を小型化でき、設置場所が制限され
る可能性を減らすことができると共に、消費電力の抑制
も可能となる。

【００１９】また、側壁部材４の全周に亘って空気孔４
ｂを形成し、その空気孔４ｂの周囲に筒状にフィルタ８
を設けたので、フィルタ８の面積を更に増加でき、圧力
損失を減少させることができる。そして、このことによ
り、更なる装置の小型化が可能で、省スペース化を図る
ことができる。

【００２０】例えば、フィルタの外気に触れる総面積が
１５７１（ｃｍ２）必要であるとする。図５（ｂ）に示
す従来の空気浄化装置５２において、テーパ６２の角度
θを３０°、ダクト５４の直径ｄ１を２０（ｃｍ）とす
ると、フィルタ５８の直径ｄ２は４４．７（ｃｍ２）、
テーパ６２部の高さｈは２１．４（ｃｍ）となって、フ
ィルタ５８を設ける為に増加が必要となるダクト５４の
容積（即ち、テーパ６２の設けられた範囲の容積）は１
８４３２（ｃｍ３）となる。一方、図１に示す本実施例
の空気浄化装置２によれば、フィルタ８の面積を１５７
１（ｃｍ２）とするには、ダクト３の直径Ｄを同じく２
０（ｃｍ）とすると、フィルタ８を設けるために必要な
高さＨが２５ｃｍとなって、フィルタ８を設ける為に増
加が必要となるダクト３の容積は７８５４（ｃｍ３）と
なる。この値は、従来の空気浄化装置５２の場合の、
０．４２倍である。このように、本実施例によれば、ダ
クト３（換言すれば、空気浄化装置）の容積を充分小さ
くすることができる。

【００２１】また、ダクト３の側壁において筒状にフィ
ルタ８を設けたことで、空気浄化装置２の周囲全体から
効率良く空気を吸入することができるという効果も奏す
る。以上、本発明の一実施例について説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様
を採ることができる。

【００２２】例えば、上記実施例では、ダクト３を円筒
形状のものとして説明したが、これに限らず、ダクト３
は、筒形状のものであれば、その断面形状は、三角形，
四角形等、どのような形状でも良い。また、上記実施例
では、フィルタ８として、静電フィルタ８ａと活性炭ペ
レット充填層８ｂとを重ね合わせた多層フィルタを使用
したが、これに限られるものではない。例えば、ガラス
ファイバーフィルタ、ＨＥＰＡフィルタ、電気集塵フィ
ルタ等を用いると上記塵埃等を除去できる。また、繊維
状活性炭フィルタ、水の膜、ゼオライトペレット充填
層、シリカゲル充填層、ミスト層（微細水滴層）等を用
いると、ガス状のものを除去することができる。これら
の、フィルタの形状は、板状、プリーツ状、ハニカム状
の何れの形状でも良く、特にプリーツ状とすると、圧力
損失を抑制・低減できる。

【００２３】また、上記実施例では、フィルタ８から、
空気浄化装置２内に空気を吸入しているが、これに限ら
れず、図２（ａ）に示すように、フィルタ８から空気を
排出するようにしてもよい。そして、この場合にも、フ
ィルタ８をダクト３の側面に筒状に設けるようにすれ
ば、浄化された空気を効率良く、速やかに周囲に供給で
きるという効果を奏する。尚、フィルタ８を吸気側およ
び排気側の両方に設けても良いことは明らかである。

【００２４】また、図２（ｂ）に示すように、フィルタ
８に覆われる部分の側壁部材４として、パンチングメタ
ル、網、穴空き樹脂等の多数の***を有するものを用い
れば、空気孔４ｂを形成しつつ、フィルタ８を支持する
ことができるので、柔らかいフィルタであっても、確実
にダクトの側壁を構成することができる。

【００２５】また、上記実施例の空気浄化装置２におい
ては、側壁部材４の外側から空気孔４ｂをフィルタ８で
覆うものとして説明したが、図２（ｂ）に示すように、
側壁部材４の内側から空気孔４ｂを覆うようにしても良
い。また、上記実施例の空気浄化装置２においては、ダ
クト３の一方の開口端を閉鎖面４ａにて閉塞し、この開
口端側からダクト３内の空気の吸入は、ダクト３の側壁
に形成した空気孔４ｂを介して行うものとして説明した
が、図３（ａ）に示すように、その開口端に閉鎖面４ａ
を形成することなく、外部にそのまま開口させ、その開
口端部分にも従来と同様にフィルタ８を設けるようにし
てもよい。そして、このようにすれば、更にフィルタ全
体の面積を拡大でき、圧力損失を低減できるという効果
を奏し、装置の小型化、消費電力の低減等を図ることが
できる。

【００２６】また、上記実施例の空気浄化装置２におい
ては、側壁部材４に形成された空気孔４ｂを、フィルタ
８で覆うようにしたが、図３（ｂ）に示す様に、側壁部
材４の端部にフィルタ８を接続して、ダクト３の側壁の
一部を構成するようにしても良いし、図３（ｃ）に示す
様に、ダクト３の側壁の全部をフィルタ８で構成するよ
うにしても良い。これらの場合においても、ダクト３の
開口端に、図３（ｂ）に示す様にフィルタ８を設けるよ
うにしても良いし、図３（ｃ）に示す様に閉鎖面４ａを
形成するようにしても良い。

【００２７】また、プロペラファン６がダクト３の径よ
りも過度に小さい場合には、フィルタ８を通過するよう
な空気流を発生させるのが困難となる可能性があるの
で、その場合には、図３（ｄ）に示す様に、プロペラフ
ァン６の大きさに適合した流通孔１２ａを有する制限面
１２を設けて、空気の流れを制限するようにするとよ
い。こうすれば、ダクト３の径よりも小さいプロペラフ
ァン６であっても、フィルタ８を通過する空気流を発生
させることができる。そして更に、プロペラファン６に
適した内径の筒状に形成された第２のダクト１４を、プ
ロペラファン６の側周に設けるようにすると、より効率
的に空気を流通させることができるので好ましい。

【００２８】また、上記実施例の空気浄化装置２におい
ては、図４（ａ）に示すように、ダクト３の側壁に全周
に亘って筒状のフィルタ８を設けるようにしたが、図４
（ｂ）及び（ｃ）に示すように、フィルタを分割して側
壁部材４により支持するようにして設けても良い。

【００２９】なお、本発明の空気浄化装置は、建物の壁
面に設置して、大気中の塵埃やガス（例えば排気ガス）
等を除去しつつ、外部の空気を吸入するようにしてもよ
いし、部屋の内部に据え置いて、室内の空気を循環しつ
つ浄化するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の空気浄化装置の構成を示す説明図で
ある。

【図２】 図１に示した空気浄化装置の変形例を示す説
明図である。

【図３】 図１に示した空気浄化装置の変形例を示す説
明図である。

【図４】 （ａ）は、図１のＸ−Ｘ断面におけるフィル
タの断面形状を示す説明図である。（ｂ）、及び（ｃ）
は、図４（ａ）に示したフィルタの断面形状の変形例を
示す説明図である。

【図５】 従来の空気浄化装置の構成を示す説明図であ
る。

【符号の説明】 ２…空気浄化装置、３…ダクト、４…側壁部材、４ａ…
閉鎖面、４ｂ…空気孔、６…プロペラファン（軸流ファ
ン）、８…フィルタ、８ａ…静電フィルタ、８ｂ…活性
炭ペレット充填層。

フロントページの続き (72)発明者 加藤 晴一 静岡県浜松市寺島町200番地 株式会社河 合楽器製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状に形成され、空気を通過させるため
   のダクトと、 該ダクトを通過する空気を浄化するフィルタと、 前記ダクト内に設けられ、前記ダクトの一方の開口端側
   から他方の開口端側へと空気を流す軸流ファンと、 を備えた空気浄化装置において、 前記ダクトの側壁の少なくとも一部を前記フィルタにて
   構成したことを特徴とする空気浄化装置。
2. 【請求項２】 少なくとも前記ダクトの開口端の一方を
   閉塞し、該閉塞された開口端と前記軸流ファンとの間の
   側壁の少なくとも一部を前記フィルタにて構成したこと
   を特徴とする請求項１記載の空気浄化装置。
3. 【請求項３】 前記ダクトの開口端に、前記フィルタを
   設けたことを特徴とする請求項１記載の空気浄化装置。
4. 【請求項４】 前記フィルタを筒状に形成し、前記ダク
   トの側壁の少なくとも一部を、該筒状に形成されたフィ
   ルタにて構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３
   いずれか記載の空気浄化装置。