(57)【要約】【課題】快適度の高い全館空調を行う際の空気清浄に関し、風量が増加する場合でも低い消費電力で清浄化を行い、かつ、冷暖房能力が低下せず、メンテナンスの手間を少なくする。【解決手段】空気循環させて住居の空気環境を調整する空気環境調整システムＳ１〜Ｓ３であって、空気を取り込む取込口１と、この取込口１から取り込んだ空気Ａｒを調整するシステム本体２と、システム本体で調整された空気Ａｃを住居内に送り出す送出口３とを備え、システム本体２は、空気清浄部１０と空調部２０とを備え、空気清浄部は、取り込んだ空気Ａｒを第１清浄手段１１とその第１清浄手段よりも清浄化に伴う空気の圧力損失が低い第２清浄手段１２に分配してその清浄度を調整し、空調部２０は、取り込んだ空気Ａｒの温度及び湿度のいずれか又は両方を調整する、空気環境調整システムＳ１〜Ｓ３。【選択図】図１
2020193723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を循環させて住居の空気環境を調整する空気環境調整システム（Ｓ１〜Ｓ３）であって、
空気を取り込む取込口（１）と、この取込口（１）から取り込んだ空気（Ａｒ）を調整るシステム本体（２）と、前記システム本体で調整された空気（Ａｃ）を住居内に送り出す送出口（３）とを備え、
前記システム本体（２）は、空気清浄部（１０）と空調部（２０）とを備え、
前記空気清浄部は、前記取り込んだ空気を第１清浄手段（１１）とその第１清浄手段よりも清浄化に伴う空気の圧力損失が低い第２清浄手段（１２）に分配してその空気清浄能力を調整し、
前記空調部（２０）は、前記取り込んだ空気の温度及び湿度のいずれか又は両方を調整する、空気環境調整システム（Ｓ１〜Ｓ３）。
【請求項２】
前記第１清浄手段（１１）は、少なくとも電気式集塵機（１１ｂ）を備え、
前記受けた空気（Ａｒ）は、その一部（Ａｒ１）が前記第１清浄手段（１１）を通過して集塵され、その残り（Ａｒ２）が前記第２清浄手段（１２）を通過するように分配されてその空気清浄能力が調節される、請求項１に記載の空気環境調整システム（Ｓ１〜Ｓ３）。
【請求項３】
さらに、前記空気清浄部（１０）は、前記第２清浄手段（１２）の開口（１０ｂ）の開度を調整する開度調整機構（１５）を備え、
前記開度調整機構（１５）は、前記開度を調整して前記受けた空気（Ａｒ）の風量を前記第１清浄手段と前記第２清浄手段に分配する、請求項１又は２に記載の空気環境調整システム（Ｓ１〜Ｓ３）。
【請求項４】
前記空気清浄部（１０）は、集塵の強度を段階的に変動させて集塵作用を継続する、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気環境調整システム（Ｓ１〜Ｓ３）。
【請求項５】
さらに、前記取り込んだ空気（Ａｒ）の粉塵濃度を計測する粉塵濃度センサーを備え、
前記粉塵濃度の値に基づいて前記開度を決定する、請求項１から４のいずれか１項に記載の空気環境調整システム（Ｓ１〜Ｓ３）。
【請求項６】
請求項１から５に記載の空気環境調整システム（Ｓ１、Ｓ２）を備えた住居（Ｒ１）であって、
前記住居はさらに、調整室（３１）を備えるとともに各住居域に吹出口（４２）と吸込口（４１）を備え、
前記システム本体（２）は、前記調整室に設けられ、
前記取込口（１）は、前記吸込口に接続され、
前記送出口（３）は、前記吹出口にダクト（３０）を介して接続された、
空気環境を調整することができる住居（Ｒ１）。
【請求項７】
請求項１から５に記載の空気環境調整システム（Ｓ３）を備えた住居（Ｒ２）であって、
前記住居はさらに、各住居域に吹出口（４２）と吸込口（４１）を備え、
前記取込口（１）は、前記吸込口にダクト（３０）を介して接続され、
前記送出口（３）は、前記吹出口にダクトを介して接続された、
空気環境を調整することができる住居（Ｒ２）。
【請求項８】
調整した空気を循環させる空気環境調整システム（Ｓ１〜Ｓ３）に用いる空気清浄ユニット（１０、１００）であって、
筐体（１０ａ）と、筐体（１０ａ）に収納された第１清浄手段（１１）と第２清浄手段（１２）を備え、
前記第１清浄手段（１１）は、少なくとも電気式集塵機（１１ｂ）を備え、
前記第２清浄手段（１２）は、前記第１清浄手段（１１）よりも清浄化に伴う空気の圧力損失が低い手段を備え、
前記第１清浄手段（１１）又は前記第２清浄手段（１２）のいずれかを通過するように分配された空気（Ａｒ１、Ａｒ２）の清浄度を調整して送り出す、空気清浄ユニット（１０、１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅の空気環境調整システム、特に循環空気による空調を伴う空気環境調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の住宅の冷暖房方式は、部屋ごとに個別の空調機を設置し人が在室する部屋だけを冷暖房することが一般的であった。一方で近年冷暖房に対するエネルギー消費を減少させるために住宅の気密性能や断熱性能の向上が図られるようになってきた。このため、このような高気密・高断熱住宅では複数の住居域を備える住宅全体の空調負荷を１台から２台の空調機で賄うことが可能となってきた。
【０００３】
また、住宅全体を冷暖房すると、たとえば風呂場やトイレ、廊下、洗面所などの人が常時いない場所でも快適さを保つことができる。これらのことから、高気密・高断熱住宅においては住居全体の冷暖房を１台〜２台の空調機で集中的に行う「全館空調」が広く採用されるようになった。
【０００４】
このような全館空調を行うにはダクト接続タイプの空調機を使用して、空調機から直接ダクトなどの通風経路を通して各部屋に空調空気を供給する方式（特許文献１）がある。また、調整室を設けて調整室の中に空調機を設置し、調整室から各部屋にダクトや床下、天井裏、階間などの通風経路を通して空調空気を供給する方式がある（特許文献２）。いずれの方式も供給された空調空気は循環されて各部屋から廊下などを経由して調整室や空調機に戻り再び各部屋に分配される。
【０００５】
そのため、いずれかの部屋で発生した粉塵やにおいは、住宅全体に容易に拡散する。例えば調理や、寝具の上げ下げ、掃除、着替え、また、ペットを飼うなどによって、その部屋で発生する粉塵は住宅全体に広がっていく。したがって、全館空調は空気の循環を伴うため、各居住スペースでローカルに空気清浄を行っても粉塵の拡散を完全に防ぐことができない。そこで、各居住スペースに供給される空気をまとめて清浄する必要がある（要請１）。
【０００６】
また、近年の空調では、空調の際に、「快適度」を要求されることが多い。すなわち、全館空調を行う場合、各部屋に供給される空気の温度（供給温度）は、各部屋の目標とする空気の温度（目標温度）にするために、各部屋の実際の温度より高く、又は、低く設定される。この「供給温度」と「目標温度」との温度差は、なるべく小さくすると、快適度が高いとされるようになってきた。この理由は、温度差が大きいと、供給空気の吹出口近くで直接空調された空気に吹かれると寒く感じたり暑く感じたりして快適度が低いと感じられる場合があるからである。また、冷暖房しやすい部屋と冷暖房しにくい部屋などの各部屋の冷暖房負荷は異なる場合があり、そうすると、さらに温度差が大きくなりがちで、快適度が異なる部屋ができてくるからである。
しかしながら、各部屋に必要な熱量を供給する観点からは、快適度の要求を考慮して「供給温度」と「目標温度」の温度差を小さくすると、供給風量を大きくすることが要請される（要請２）。
【０００７】
以上のような要請があるため、全館空調に供給される空気を清浄化するには、供給風量の増加に対応した空気清浄装置が必要になるが、清浄化のためにＨＥＰＡフィルター（High Efficiency Particulate Air Filter）などの目の細かいろ紙を通過させるフィルターを採用すると、その通風抵抗のため圧力損失が増加し、送風に必要な消費電力が大きくなるという課題があった。加えて、風量が多いことから目詰まりの頻度も高くなり、フィルター交換などのメンテナンスに手間がかかるという課題があった。また、清浄化のために電気集塵式の集塵機を用いると、圧力損失は小さくできるが、風量が大きい場合は、集塵性能を確保するために消費電力を低く抑えることが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−２０２４６０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７４６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来事情に鑑みてなされたもので、その目的は、快適度の高い全館空調を行う際の空気清浄に関し、風量が増加する場合でも低い消費電力で清浄化を行い、かつ、冷暖房能力が低下せず、メンテナンスの手間を少なくする空気環境調整システム及びこれに適した空気清浄ユニットを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記のような課題の下、発明者が鋭意検討を行って、第１清浄手段と第２清浄手段とを備えることによって、集塵効率は見かけ上低下するが、空気清浄能力は低下せず、消費電力の増加がわずかで供給風量を増加することができる空気清浄を行う空気清浄技術を見出したことに基づくものである。
【００１１】
（動作原理）
空調に際し、「供給温度」と「目標温度」の温度差が小さい場合でも効率的な冷暖房を可能にするためには、供給風量を大きくする必要があるのは前述のとおりである。具体的には、快適度を考慮して、空調を施した冷暖房空気の温度と目標温度の差が５℃〜１０℃の範囲内とすることが多い。このようにすると、床面積１ｍ２あたり１０ｍ３／ｈ〜２０ｍ３／ｈ程度の供給風量が必要となる。そうすると、床面積１００〜１５０ｍ２前後の一般住宅で全館空調する場合の供給する空気の必要風量は１，０００〜３，０００ｍ３／ｈ程度となる。
【００１２】
（ろ紙フィルターによる集塵の問題）
この必要風量をＨＥＰＡフィルターなどのろ紙でできたフィルターで空気清浄しようとすると、通風抵抗が大きいため、送風ファンの消費電力が大きくなる。たとえば、通風寸法６１０ｍｍ×６１０ｍｍのＨＥＰＡフィルターにおける風量１，０００〜３，０００ｍ３／ｈの通風抵抗による初期圧力損失は１００Ｐａ〜３００Ｐａ程度であると考えられるため、必要となる送風ファンの消費電力はおおよそ１００Ｗ〜３００Ｗになる。
加えて、ろ紙フィルターは、性質上汚れが堆積するため目詰まりが起こりやすく、目詰まりが発生するとその分の通風量（単位時間当たり）が低下する。通風量が低下すると、冷暖房性能も低下することになる。これを防止するには、頻繁にメンテナンスやろ紙の交換などの作業が必要になり、これは煩雑である。
【００１３】
（電気式集塵機による集塵の検討）
そこで、ろ紙フィルターに代えて、電気式集塵機による集塵を検討したが、前提とした必要風量１，０００〜３，０００ｍ３／ｈでは、上述のＨＥＰＡフィルターの圧力損失は１００Ｐａ〜３００Ｐａであるのに対し、電気式集塵機では、１０分の１以下とすることができる。したがって、送風ファンの消費電力を小さくすることができ、さらに、集塵方式の点からＨＥＰＡフィルターのような目詰まりは起きないため冷暖房性能を低下させない。
しかしながら、圧力損失については、供給風量が３，０００ｍ３／ｈのときの圧力損失は、１，０００ｍ３／ｈのときの圧力損失の９倍になるため、さらに装置の消費電力の低下及び小型化の観点から圧力損失を抑える工夫が必要となった。
【００１４】
そこで、風量を確保しながら、圧力損失を抑え、送風ファンの負荷を上げずに低い消費電力で、冷暖房能力が低下しない空調を伴う空気環境調整システムを検討し、以下のような発明に至った。
【００１５】
（解決手段１）
本発明は、上記課題を達成するために提案されたものであって、下記の構成からなる。すなわち、
空気を循環させて住居の空気環境を調整する空気環境調整システムであって、空気を取り込む取込口と、この取込口から取り込んだ空気を調整するシステム本体と、システム本体で調整された空気を住居内に送り出す送出口とを備え、システム本体は、空気清浄部と空調部とを備え、空気清浄部は、取り込んだ空気を第１清浄手段とその第１清浄手段よりも清浄化に伴う空気の圧力損失が低い第２清浄手段に分配してその空気清浄能力を調整し、空調部は、取り込んだ空気の温度及び湿度のいずれか又は両方を調整することを特徴とする。
【００１６】
これにより、第２清浄手段は、第１清浄手段よりも空気の圧力損失が低いため、第１清浄手段と第２清浄手段と合わせて必要な風量を確保することができる。
この場合に、たとえば、第１清浄手段は電気式集塵機とプレフィルター（２０〜５０メッシュの金属製または樹脂製のフィルターで、ＳＵＳ製又はポリプロピレン製のものなど）の組合せとして集塵能力を高め、第２清浄手段をプレフィルターのみとして電気式集塵機を使わず大きな粉塵を除去するようにすれば、プレフィルターによる圧力損失の増加はわずかであるため、第１清浄手段と第２清浄手段を合わせた空気清浄部全体としては、風量が増加することで集塵効率は若干低下するとしても空気清浄能力（＝風量×集塵効率）は所定の能力を確保できる。
【００１７】
（解決手段２）
また、第１清浄手段は少なくとも電気式集塵機を備え、受けた空気は、その一部が第１清浄手段を通過して集塵され、その残りが第２清浄手段を通過するように分配されてその空気清浄能力が調節されることが好ましい。
【００１８】
これにより、第１清浄手段と第２清浄手段を合わせた空気清浄部全体としては、集塵効率は若干低下するとしても空気清浄能力（＝風量×集塵効率）は風量に比例するので一定の能力を確保できることに加えて、電気式集塵機は高電圧を印加するときだけ集塵し、高電圧を印加しなければ集塵しないため、必要に応じ電気式集塵機の負荷を軽減しメンテナンス間隔を伸ばすことができる。
【００１９】
（解決手段３）
さらに、空気清浄部は、第２清浄手段の開口の開度を調整する開度調整機構を備え、開度調整機構は、この開度を調整して受けた空気の風量を分配することが好ましい。
【００２０】
これにより、必要に応じ、第１清浄手段と第２清浄手段に空気の風量の分配をすることができるため、さらにきめの細かい空気清浄が可能になる。
【００２１】
（解決手段４）
空気清浄部は、集塵の強度を段階的に変動させて集塵作用を継続することが好ましい。
【００２２】
これにより、可能な限り集塵作用が継続されるため、集塵ができない時間を最小限にすることができ、全体として集塵作用を高効率で運用でき、メンテナンス頻度を減らすことができる
【００２３】
（解決手段５）
さらに、取り込んだ空気の粉塵濃度を計測する粉塵濃度センサーを備え、粉塵濃度の値に基づいて前記開度を決定することが望ましい。
【００２４】
これにより、粉塵濃度に応じた空気清浄を行うことができる。
【００２５】
（解決手段６）
本発明は、前記記載の空気環境調整システムを備えた住居であって、この住居はさらに、調整室を備えるとともに各住居域に吹出口と吸込口を備え、システム本体は、調整室に設けられ、取込口は、吸込口に接続され、送出口は、吹出口にダクトを介して接続された、空気環境を調整することができる住居である。
【００２６】
これにより、空気環境システム本体のメンテナスが容易になるとともに、調整室内がエアだまりとすることができるため、風量が多い場合であっても空調効果が低下しにくくすることができる。
【００２７】
（解決手段７）
前記記載の空気環境調整システムを備えた住居であって、空気環境システム本体は、屋根裏に設けられ、取込口は、前記吸込口にダクトを介して接続され、送出口は、吹出口にダクトを介して接続された、空気環境を調整することができる住居である。
【００２８】
これにより、コンパクトな設備で住居内に空気を調整して循環させ、快適に住まうことができる。
【００２９】
（解決手段８）
本発明は、調整した空気を循環させる空気環境調整システムに用いる空気清浄ユニットであって、筐体と、筐体に収納された第１清浄手段と第２清浄手段を備え、第１清浄手段は、少なくとも電気式集塵機を備え、第２清浄手段は、第１清浄手段よりも清浄化に伴う空気の圧力損失が低い手段を備え、第１清浄手段又は前記第２清浄手段のいずれかを通過するように分配された空気（Ａｒ１、Ａｒ２）の清浄度を調整して送り出す、ことを特徴とする。
【００３０】
これにより、調整した空気を循環させる空気環境調整システムに適した空気清浄ユニットを提供することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、以上のような構成により、調整した空気を循環させるに際し、快適度の高い全館空調を行う際の空気清浄に関し、風量が増加する場合でも低い消費電力で清浄化を行い、かつ、冷暖房能力が低下せず、メンテナンスの手間を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の空気環境調整システムの一例である。
【図２】本発明の空気清浄ユニットの斜視図である。
【図３】本発明の空気清浄ユニットの空気清浄部のハードウェア構成例である。
【図４】本発明の空気環境調整システムの他の例である。
【図５】本発明の空気環境調整システムを用いた住居の例を示す模式図である。
【図６】本発明の空気環境調整システムのさらに他の例である。
【図７】本発明の空気環境調整システムのさらに他の例を用いた住居の例を示す模式図である。
【図８】本発明の空気清浄ユニットの機能ブロック図である。
【図９】本発明の空気清浄ユニットの開度調整機構の一例の斜視図である。環境システムの第２清浄手段の開閉機構を示す模式図である。
【図１０】本発明の空気環境調整システムの構成概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００３４】
（空気環境調機システム）
図１０に、本例の空気環境調機システム（以下、「本システム」ともいう）Ｓ１〜Ｓ３のシステム構成概念図を示す。
本例の空気環境調整システムＳ１〜Ｓ３は、同図に示すように、空気を取り込む取込口１と、この取込口１から取り込んだ空気Ａｒを調整するシステム本体２と、このシステム本体２で調整した空気Ａｃを送り出す送出口３で構成される。このシステム本体２は、空気清浄部１０、１００と空調部２０、２００とを備えている。
【実施例１】
【００３５】
図１に本システムＳ１の一例（実施例１）を示す。本例では、調整室３１にシステム本体２が備えられている。システム本体２は、空気清浄部１０と空調部２０で構成されており、本例ではまず空気清浄部１０で空気清浄を行ってから空調部２０で空気の温度調整（湿度調整も含む場合もある、以下、同じ。）を行う。
空気清浄部１０は、空気清浄ユニットで構成されている。空気清浄ユニット１０は、後述のように第１清浄手段１１であるプレフィルター１１ａと電気式集塵機１１ｂ、及び第２清浄手段１２であるプレフィルター１２ａを備えている。
空調部２０は、空調した空気の吹出し口が調整室３１に設けられている。調整室３１は、調整室３１から各部屋に送出した空気の戻りＡｒを取り込むエアだまりであり、ここで、温度及び／または湿度が調整される。
調整室３１に設けられた送出口３に送風機５０が設けられて各住居域（部屋）の吹出口４２に至る空気送出機構（ダクト）３０が接続されている。調整室３１は、その温度調整効果を高めるために断熱材で内壁を被覆してもよい。
【００３６】
本システムＳ１の取込口１は、空気清浄部１０の第１清浄手段１１のエア入口１１ｄと第２清浄手段１２のエア入り口１２ｄである。取込口１から取り込んだ住居内のリターンエアである空気Ａｒは、まず、空気清浄部１０を通過する。空気清浄部１０は、第１清浄手段であるプレフィルター１１ａ及び電気集塵フィルター１１ｂと第２清浄手段１２であるプレフィルター１２ａから構成される。
戻ってきた空気Ａｒは、第１清浄手段１１を通過する空気Ａｒ１と第２清浄手段１２を通過する空気Ａｒ２に分かれて、その清浄度が調整される。
【００３７】
第１清浄手段１１と第２清浄手段１２を通過して調整室３１内に清浄化した空気が取り込まれると、空調部２０は、所定の設定温度および／または設定湿度の空調を施し、所望の温度となるように調整が整った空気Ａｃを送出口３から送出して、各部屋の吹出口４２から供給する。後述するように、供給風量が多くなっても集塵機能を落とすことがなく、消費電力を低く抑えることができる。加えて、第２清浄手段１２に後述のの開度調整機構１５を用いるとその調整をきめ細かく行うことが可能になる。
【００３８】
（空気清浄部）
図２は、本例の空気清浄部１０である空気清浄ユニット１０の外観を示す模式斜視図である。金属製の筐体１０ａに開口１０ｂが開けられている。開口１０ｂに続き筐体１０ａの内部に第１清浄手段１１のプレフィルター１１ａとこれに続く電気式清浄機１１ｂが設けられている。また、同様に開口１０ｂに続き第２清浄手段１２のプレフィルター１２ａとこれに続く空気通路１２ｂが設けられている。空気清浄ユニット１０の内部のメンテナンスができるように開閉自在の扉１０ｃが開口１０ｂが設けられている側に備えられている。
空気清浄ユニット１０が受けた空気Ａｒは、第１清浄手段１１に分配される空気Ａｒ１と第２清浄手段１２に分配される空気Ａｒ２に分かれてそれぞれ清浄化されて第１清浄手段１１で清浄化された空気Ａｆ１と第２清浄手段で清浄化された空気Ａｆ２となる。空気清浄ユニット１０で清浄化された空気Ａｆは、これらを足し合わせたものである。このようにして、取り込んだ空気Ａｒの清浄度が調整される。
【００３９】
（第１清浄手段、第２清浄手段：プレフィルター）
第１清浄手段１１のプレフィルター１１ａ及び第２清浄手段１２のプレフィルター１２ａは、開口１０ｂから吸込んだ空気Ａｒ１、Ａｒ２に浮遊する主として、目視可能な程度の粗い粒子を除去するものである。おおむね粒子径が１０〜２０μｍ以上のものをターゲットとしている。
プレフィルター１１ａ、１２ａは、２０〜５０メッシュ程度の荒い網目のフィルターである。金属製、たとえばＳＵＳ製が用いられるが、用途によりポリプロピレンなどの樹脂製であってもよい。
なお、このプレフィルター１１ａ、１２ａはメンテナンスのため交換可能である。このため、扉１０ｃはラッチ機構１１ｅ，１２ｅが備えられており、開閉自在に閉鎖することができる。
【００４０】
（第１清浄手段：電気式集塵機）
第１清浄手段１１では、プレフィルター１１ａにより浮遊する粗い粒子を除去した後、次段の電気式集塵機１１ｂにより、さらに細かい粒子を除去する。主として、粒子径が０．３μｍ以上のものをターゲットとしている。たとえば、空気中の土埃、花粉、黄砂やＰＭ２．５などの浮遊粒子である。
なお、第２清浄手段１２は、プレフィルター１２ａの後は空気通路１２ｂが設けられている。このため、第１清浄手段１１に比較して通過の際の空気抵抗を少なくすることができる。
【００４１】
図３に電気式集塵機１１ｂのシステム構成図を示す。この電気集塵機１１ｂは、周知の２段荷電型電気集塵機と呼ばれるものであり、イオン化部５３と、集塵部５４と、その電源５５を主として構成される。イオン化部５３で空気Ａｒ中の浮遊粒子を帯電させ、帯電した浮遊粒子を集塵部５４の電極でクーロン力によりひきつけて集塵を行う。
このような電気集塵機１１ｂは、イオン化線６０とイオン化電極５１との間、及び集塵電極板６２と集塵対電極板６３との間の空間を空気Ａｒが通過できるので、ろ紙フィルターに比較して圧力損失が少なく、空気中の浮遊粒子を効率よく除去できる。
加えて、電源５５とイオン化部５３との間に定電流制御部５６を設けるとともに、電源５５と集塵部５４との間に測定部５７を備えた電圧段階制御部５８および電圧変更部５９を設け、後述のような集塵の強度を段階的に変動させて集塵作用を継続する制御を行うことができる。
さらに詳細は、以下に記載するが、日本国特許第５５４５５５９を参照されたい。
【００４２】
（イオン化部）
イオン化部５３は、コロナ放電を発生させて空気中の浮遊粒子を帯電するためのイオン化線６０およびイオン化電極５１からなり、イオン化線６０は定電流制御部５６を介して電源５５のプラス極５５ａに、イオン化電極５１は電源５５のマイナス極５５ｂに、それぞれ電気的に接続している。
【００４３】
（集塵部）
この電気式集塵機１１ｂの集塵部５４は、イオン化部５３で帯電した浮遊粒子を捕集するための集塵電極板６２および集塵対電極板６３を交互に配置し、かつ、これらを交互にスペーサを用いて等間隔に配置している（不図示）。集塵電極板６２と集塵対電極板６３は電源５５に電気的に接続され、その間に所定電圧が印加されて電界が形成される。
また、集塵電極板６２と電源５５との間に高抵抗体６４を接続している。そして、集塵電極板６２は電源５５のプラス極５５ａに、集塵対電極板６３は電源５５のマイナス極５５ｂにそれぞれ接続している。
【００４４】
電源５５は、電気集塵機１１ｂのイオン化部５３および集塵部５４に対して、必要な電圧値及び電流値を有する電力を供給する。電源５５とイオン化部５３および集塵部５４との接続をオン・オフするためのスイッチ６５が設けられている。
【００４５】
（定電流制御部）
イオン化部５３の電流を制御する定電流制御部５６は、イオン化部５３のイオン化線６０に電源５５から一定電流を送るためのものである。例えば、０．３〜２．０ｍＡの範囲内の一定電流を送り、この際の適正電圧は、５，０００Ｖ〜８，０００Ｖの範囲内である。なお、この０．３〜２．０ｍＡの範囲内の一定電流を送るため、５，０００Ｖ〜８，０００Ｖの範囲の電圧を著しく逸脱するような電圧、例えば、１０，０００Ｖ以上の電圧になることを防ぐための公知の機能を備えている。
【００４６】
（電圧段階制御部）
集塵部の印加電圧を制御する電圧段階制御部５８は、集塵部５４の集塵電極板６２に電源５５から所定電圧、例えば、１，５００Ｖ〜４，８００Ｖの範囲内の所定電圧を印加するための指令を出すものである。この際の電流は、０．０５ｍＡ〜０．１ｍＡの範囲である。
【００４７】
（測定部）
測定部５７は、集塵部５４に対し印加している電圧値及び電流値の急激な変動を招く異常放電を測定し検知するものである。例えば、集塵部５４の電圧値が通常モードの３，９００Ｖ〜４，１００Ｖで、電流値が０．１ｍＡで正常な電界形成がなされている場合、何らかの原因、例えば、湿気、結露、異物の混入など又は集塵物の堆積などにより、電圧値が急に低下したり、電流値が急に増加したりする場合を検知する。例えば、電圧値が１，０００Ｖ〜１，５００Ｖ、又は電流値が０．３ｍＡに変動するような場合に、異常放電が発生したことを検知する。
【００４８】
（段階制御）
このような異常放電の発生を測定部５７が検知すると、その異常放電情報を電圧段階制御部５８が受信し、その異常放電情報を受信した電圧段階制御部５８は、集塵部５４と電源５５とをスイッチ６５により一旦遮断した後、電圧変更部５９に対し、集塵部４に印加する所定電圧が低くなれば、異常放電を回避できる事実に着目して、異常放電しない段階まで所定電圧を変更する指令を発信し、この電圧変更指令を受信した電圧変更部５９は、異常放電しない段階の所定電圧、例えば、上記の３，９００Ｖ〜４，１００Ｖから下限値を７００Ｖ、上限値を６００Ｖ引き下げて、３，２００Ｖ〜３，５００Ｖに変更する。以下、再び集塵部５４に異常放電が発生した場合は、上記の手順で順次所定電圧をさらに、例えば、２，２００Ｖ〜２，６００Ｖに引き下げて対応する。
【００４９】
この変更した所定電圧３，２００Ｖ〜３，５００Ｖで集塵作用を継続し、その際の電圧値及び電流値が一定範囲内での変動、例えば、電圧値で１，０００Ｖ〜１，５００Ｖの範囲の変動や電流値で異常放電と判断される０．３ｍＡに到達しなかったり、到達してもその回数が例えば５回に満たない変動を、設定時間、例えば、２分間〜１０分間継続した場合、異常放電の原因が解消したと判定して、電圧段階制御部５８の指令により、電圧変更部５９から所定電圧を上記通常モードの３，９００Ｖ〜４，１００Ｖに昇圧して集塵部５４に印加し集塵作用を継続する。
【００５０】
上記のような電圧段階制御部５８および電圧変更部５９による所定電圧の変更は、例えば、以下のようにしてもよい。（１）異常放電情報を受信した電圧段階制御部５８のＣＰＵ（不図示）が、受信した異常放電情報と予め記憶している情報とを対比して、集塵部４が異常放電しない段階の所定電圧を決め、その電圧変更指令をＰＷＭ（パルス幅変調）信号として電圧段階制御部５８の増幅回路（不図示）に発信する。（２）ＰＷＭ信号を受信した増幅回路は、電圧変更部５９に増幅した信号を送る。電圧変更部５９の昇圧トランス（不図示）および昇圧回路（不図示）を経て、上記したＰＷＭ信号に沿う所定電圧を集塵部５４に印加する。
【００５１】
また、電圧段階制御部５８および電圧変更部５９による所定電圧の変更は、例えば、以下のようにしてもよい。（１）電圧段階制御部５８が、集塵部５４と電源５５の間に並列に配置したｎ個の抵抗（Ｒ１＜Ｒ２…＜Ｒｎ−１＜Ｒｎ、不図示）を有してなる電圧変更部５９に指令を出すことで、集塵部５４と電源５５との間に抵抗Ｒ１を接続している時に、測定部５７が異常放電を検知した際、集塵部５４と電源５５とをスイッチ６５により一旦遮断する。その後、抵抗Ｒ１より抵抗値の大きい抵抗Ｒ２に切り替えた後に集塵部５４と電源を接続する。そうして異常放電しない段階の所定電圧を印加すると、集塵部５４における異常放電後に正常な集塵を回復させることができる。抵抗Ｒ２で異常放電が発生する場合は、以後設置したｎ−２個の抵抗Ｒについて順次抵抗値の大なる抵抗Ｒ３〜Ｒｎに切り替えて、段階的に所定電圧を下方変更し集塵部４に印加するようにする。このようにして異常放電が起きない電圧で集塵作用を継続することができる。
【００５２】
なお、ｎ個の抵抗Ｒの抵抗値は、数ＭΩの範囲内にある。抵抗Ｒの数量ｎは特に限定がないが、たとえば３個から５個を選ぶことができる。
【００５３】
電気式集塵機１１ｂは、以上のような構成であるため、イオン化部５３におけるコロナ放電などを安定して継続でき、集塵部に湿気などの環境の変動や集塵の継続による集塵物などにより、火花放電などの異常放電が起きても、印加電圧を下げて速やかに正常な電界形成を再開して集塵作用を継続し、異常放電の原因が解消されると、印加電圧を上げて速やかに集塵作用を継続する。このため、集塵の強度を段階的に変動させて集塵作用を継続することができる。したがって、湿気や結露などの自然回復可能な場合のみならず、集塵物の堆積などの自然回復の困難な場合も含めて、全体として、集塵作用を高効率で運用でき、その上メンテナンス頻度を減らすことができる。
なお、このような第１清浄部１１と第２清浄部１２が筐体１０ａに収納された空気清浄部１０は、空気環境調整システムＳ１〜Ｓ３に用いる空気清浄ユニット１０ととして単体で装置を構成することも可能である。
【００５４】
（空調機）
図１に示す調整室３１の空調機２０は、熱交換を行う室外機（不図示）と接続された室内機でよく、空気温度及び／又は湿度が調整された空気を調整室３１内に送出する。空調機２０の空調能力は、冷暖房負荷計算により適宜決定することができる。たとえば、断熱区分４地域の１４０ｍ２程度の住宅では空調機２０の能力は１台（５ｋｗ相当）で足りるであろう。
空調機２０から吹出された冷気や暖気は調整室３１内の空気の温度や湿度を調整する。前述のように調整室３１は、調整された空気Ａｃのエアだまりとなり、調整された空気Ａｃは、送風機５０により送出口３から送出される。
【００５５】
（送風機）
送風機５０は、調整室３１内の調整された空気Ａｃを送出口３に接続されたダクト３０内に押し込んで送出先の吹出口４２に送風するファンである。送風機５０が送風すると、調整室３１内は負圧になるため、空気清浄部１０の第１清浄手段１１と第２清浄手段１２を通って調整室３１内に戻り空気Ａｒが流れ込むことができる。
【００５６】
（開度調整機構）
図９に本システムＳ１に用いる開度調整機構６を示す。開度調整機構６は、図２に示す空気清浄部１０の第２清浄手段１２の上部を覆うように配置されるものである。
開度調整機構６は、矩形の枠６ｄの中央部に開口６ｆが開けられており、４つの開閉羽根６ｂが回動してこの開口６ｆの開度を調整する。開閉羽根６ｂの回動は、モータ６ｃの回転によって行われる。各開閉羽根６ｂは、連結棒６ａに連結され、この連結棒６ａは、その中央部が紐部材６ｅでモータ６ｃにより巻き取られると各開閉羽根６ｂは連結棒６ａの動きに連動して開き、緩められると自重により連動して閉じる。開閉羽根６ｂがすべて閉じると開口６ｆは全閉する。
モータ６ｃは、ポテンショメータが付属するものを用いることができる。このようにすると、後述の制御部４により開閉羽根６ｂの位置制御ができ、開口６ｆが所望の開度になるように開閉させることができる。
開度調整機構６により、前述のように第１清浄手段１１よりも第２清浄手段１２は圧力損失が低い構造となっているところ、第２清浄手段１２を通過する空気を絞ることができ、その結果、第１清浄手段１１と第２清浄手段の空気の分配比率を変えることができ、空気清浄部１０の供給風量の調整をすることができる。
なお、開度調整機構６は、使用しないことも可能である。その場合は、風量の分配比率は固定される。
【００５７】
（粉塵濃度センサー）
本システムＳ１は粉塵濃度センサー５を備えることができる。粉塵濃度センサーはたとえば、取込口１周辺に設置でき、取り込んだ空気Ａｒの粉塵濃度を測定する。測定された粉塵濃度の値は、後述の制御部４に送り、この信号に基づいて制御部４は第２清浄手段１２の開口１０ｂの開度を決定することができる。
【００５８】
（制御部及び操作部）
図８に本システムＳ１の機能ブロック図を示す。制御部４は、本システムＳ１を制御する。操作部７は、開度調整機構６及び電気式集塵機１１ｂに対するオン・オフや開度調整機構の開度の設定、開閉のオンオフ、電気式集塵機１１ｂの段階設定などの入力設定操作信号を制御部４に渡すことができる。操作部７は、必要に応じ、制御部４から本システムＳ１のステータスを示す情報を受け取り、表示することができる。たとえば、温度、湿度、粉塵濃度センサー５の出力状況などである。
また、制御部４は、粉塵濃度に応じ開度調整機構６の開閉羽根６ｃの開閉を制御して、第１清浄手段１１と第２清浄手段１２について所望の風量で空気を分配し、供給空気量を決定することができる。
また、制御部４は、電気式集塵機１１ｂの集塵部５４の電圧段階制御を行い、異常放電が生じた場合であっても 段階的に所定電圧を下方変更して印加し、異常放電が起きない電圧で集塵作用を継続するようにすることができる。
【実施例２】
【００５９】
次に、図４に実施例２を示す。実施例１との違いは、空調部２０で取込口１から吸い込んだ空気Ａｒの温度調整を行ってから空気清浄部１０で空気清浄を行う点であり、他の点は基本的に同様である。すなわち、調整室３１にシステム本体２が備えられている点、システム本体２は、空気清浄部１０と空調部２０で構成されている点、空気清浄部１０は、空気清浄ユニット１０で構成されており、空気清浄ユニット１０は、第１清浄手段１１であるプレフィルター１１ａと電気式集塵機１１ｂ、及び第２清浄手段１２であるプレフィルター１２ａ及び空気通路１２ｂを備えている点、調整室３１の送出口３に送風機５０が設けられて送出先の吹出口４２に至る空気送出機構（ダクト）３０が接続可能である点は同様である。このため、特に断らない限り、実施例１と同じ部材は同じ参照番号で示す。
【００６０】
先述のように、本例では空調と清浄の作用を施す順番が実施例１とは逆であるため、調整室３１は戻り空気Ａｒの入側の部屋３１ａと調整した空気Ａｃの出側の部屋３１ｂの２つに分かれている。図４に示すように入側の部屋３１ａに取込口１として開口が開けられるとともにその内部に空調機２０と空気清浄ユニット１０が設置されている。空調機２０から吹出された冷気や暖気は調整室３１の入側の部屋３１ａの空気の温度や湿度を調整する。
【００６１】
入側の部屋３１ａの床に空気清浄部１０である空気清浄ユニットが設けられている。このため、入側の部屋３１ａの空調された空気は第１清浄手段１１と第２清浄手段１２に分けられて空気清浄ユニット１０を通過して、出側の部屋３１ｂに送られる。出側の部屋３１ｂは送出口３を備えており、送出口３には送風機５０が設けられている。調整室３１は、調整された空気Ａｃのエアだまりとなり、調整された空気Ａｃは、送出口３から送出される。
【００６２】
（本システムを備えた住居）
図５は実施例１の空気環境調整システムＳ１又は実施例２の空気環境調整システムＳ２を備えた住居Ｒ１である。
本システムＳ１、Ｓ２は調整室３１に備えられており、調整室３１は、２階建ての住居Ｒ１の屋根裏７３に設けられている。取込口１は、吹き抜け９５の天井７１に設けられており、送出口３は後述の空気送出機構３０を介して各部屋２１０、２１１、２２１、２２２の吹出口４２などに接続されている。
【００６３】
（空気送出機構）
空気送出機構３０は、調整室３１内の空調された空気Ａｃを各室に送出するものであり、送出口３に接続されて、各室に延びるダクト３０を備える。ダクト３０に代えて住居の躯体に設けられた竪孔・シャフトなどの空間でも密閉性があれば差し支えない。
【００６４】
（ダクト）
ダクト３０が送出口３と各室の吹出口４２に接続されており、この吹出口４２から、調整された空気Ａｃが各室の内部に向けて吹き出す。
【００６５】
（住居）
図５に示すように、本例の空気環境調整システムＳ１、Ｓ２が用いられる住居Ｒ１は、高気密・高断熱の２階建て住居である。各階に区画された複数の住居域を有し、各住居域８１、８２、９１、９２を本例の空気環境調整システムＳ１、Ｓ２を用いて空気環境の調整をする。
【００６６】
（住居域）
住居Ｒ１は、１階に住居域８１、８２を備え、２階に住居域９１、９２を備える。１階と２階の間には、階間９６がある。住居Ｒ１の中央部には、１階から２階まで達する吹き抜け９５がある。１階の住居域８１、８２の下には、床を隔てて床下空間７４がある。
これら住居域８１、８２、９１、９２は、住居内外壁および各住居域の天井で区画されており、浴室や洗面所等を含むものとしてもよい。
【００６７】
（空調の目標温度と、総風量）
空調機２０は、調整室３１の室内の目標温度と、空調対象である上記した住居空間の目標温度とが、冷房空調の際には、５℃以内の温度差、暖房空調の際には摂氏１０℃以内の温度差で、調整室３１の室内の空気を空調することが望ましい。
空気環境調整システムＳ１、Ｓ２は、送風機５０により、調整済みの調整室３１内の空気Ａｃを１，０００〜３，０００ｍ３／ｈの流量で送り出す。このように大流量での空調済み空気Ａｃの送風により、各住居域の温度を適度に維持して快適性を確保することができる。
【００６８】
この場合の各階の構成と調整室３１へのリターンエアＡｒ、及び各住居域での空気の吹出し・回収の様子について説明する。
【００６９】
（住居域への空気）
住居域８１、８２、９１、９２は、その天井に吹出口４２を備え、その床に近い壁際に回収口４３を備えている。取込口１すなわち空気清浄部１０の入側は、吹き抜け９５の天井７１を貫いて吹き抜け９５に接続されており、調整室３１内に戻り空気Ａｒとして循環され、この際に空気清浄部１０で清浄化される。この際、外気と混合させることもできる。また、住居域８１、８２、９１、９２に吹出口４２を設置したが、送風能力によっては、吹出口４２に吸引送風機を加えても差し支えない。
【００７０】
（吹き抜け部）
床下空間７４に送出された調整室３１内の調整済み空気Ａｃは、吹き抜け９５の床下の吹出口４２から吹き抜け９５に流入する。
【実施例３】
【００７１】
次に、図６に実施例３を示す。実施例１、２のシステムＳ１、Ｓ２は調整室３１に備えられたが、本システムＳ３は、調整室３１を省略する構成であり、さらにコンパクトに収納が可能である。
本例においてシステム本体２は、空気清浄部１００と空調部２００を主体に構成され、取り込んだ空気Ａｒの調整を行う。本例では空気清浄部１００で空気清浄を行い、空気清浄後の空気を直接、空調部２００にダクト１３を介して送る。図６は、屋根裏や階間の空間に収納する天井隠蔽型のエアコンを用いる想定で、床側から天井を透視する視点で示したものである。特に断らない限り、実施例１、２と同じ部材は同じ参照番号で示す。
【００７２】
（空気清浄ユニット）
本例の空気清浄ユニット１００は、第１清浄手段１１であるプレフィルター１１ａと電気式集塵機１１ｂ、及び第２清浄手段１２であるプレフィルター１２ａを備えている。空気清浄部１００は、先述の空気清浄部１０と同様に、第１清浄手段１１と第２清浄手段１２で構成されているが、異なる点は、空気清浄部１００の清浄後の空気の出力が空気清浄部１００内で集合し、ダクト１３に接続されており、空調部２００に渡されている点である。また、空調部２００は空気溜まりである調整室を介さず清浄化された空気を送出口３に接続されたダクト３０を介して送出先の吹出口４２から吹出す点である。
【００７３】
（空調機）
本例の空調機２００は、天井隠蔽型の室内機であり、ダクト１３から送られる空気清浄ユニット１００で清浄化した空気を取り込む。実施例１、２と同様に、室外機と接続された室内機を用いることができ、温度及び又は湿度が調整された空気Ａｃを送出口３から送出する。送出口３はダクト３０に接続されて、送出先の吹出口４２から調整された空気Ａｃを吹出す。なお、図６の吹出口の記載を省略したダクト３０も、吹出口４２に接続される。
【００７４】
（本システムを備えた住居）
図７は本例の空気環境調整システムＳ３を備えた住居Ｒ２である。
本システムＳ３は２階の天井裏７３及び階間９６に設けられている。吸込口４１は、１階及び２階の中央の部屋２１２、２２２の天井に設けられており、送出口３は後述の空気送出機構３０を介して各部屋２１１〜２１３、２２１〜２２３の吹出口４２に設けられている。
【００７５】
（空気送出機構）
空気送出機構３０は、本システムＳ３で調整された空気Ａｃを各室に送出するものであり、送出口３に接続されて、各室に延びるダクト３０を備える。
【００７６】
（ダクト）
ダクト３０が送出口３と各室の吹出口４２に接続されており、この吹出口４２から、調整された空気Ａｃが各室の内部に向けて吹き出す。
【００７７】
（住居）
図７に示すように、本例の空気環境調整システムＳ３が用いられる住居Ｒ２は、高気密・高断熱の２階建て住居である。各階に区画された複数の住居域を有し、１階住居域２１１〜２１３、及び２階住居域２２１〜２２３を本例の空気環境調整システムＳ３がそれぞれ空気環境の調整をする。
【００７８】
（住居域）
住居Ｒ２は、１階に住居域２１１、２１２、２１３を備え、２階に住居域２２１、２２２、２２３を備える。１階と２階の間には、階間９６がある。住居Ｒ２の各階は中央部の部屋２１２、２２２で戻りエアＡｒをシステムＳ３にもどしており、その両隣の部屋は、壁に設けられた回収口４３から空気を中央の部屋２１２、２２２に戻している。１階の住居域２１１〜２１３の下には、床を隔てて床下空間７４がある。
なお、住居Ｒ１と同様、これら住居域２１１〜２１３、２２１〜２２３は、住居内外壁および各住居域の天井で区画され、住居域２１１〜２１３、２２１〜２２３は、浴室や洗面所等を含むものとしてもよい。
【００７９】
（空調の目標温度と、総風量）
本例の空調機２０は、送出口３での目標温度と、空調対象である住居空間の目標温度とが、冷房空調の際には、５℃以内の温度差、暖房空調の際には摂氏１０℃以内の温度差になるように、送出口の空気Ａｃを空調することが望ましい。
空気環境調整システムＳ３は、調整済み調整室内空気Ａｃを１，０００〜３，０００ｍ３／ｈの流量で送り出す。このように大流量での空調済み空気の送風により、各住居域の温度を適度に維持して快適性を確保することができる。
【００８０】
本例の制御システム構成は、実施例１、２のシステムＳ１，Ｓ２と同様である。また、開度調整機構も同様である。
【００８１】
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。その場合でも、本発明の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本例のシステムＳ１、Ｓ２、Ｓ３は住居のみならず、事業所、事務所等の業務用住居にも適用できる。
【符号の説明】
【００８３】
Ａｃ  調整された空気、調整済の空気、調整済みの調整室内の空気
Ａｆ  清浄化された空気
Ａｒ  戻った空気、リターンエア
Ａｒ１  第１清浄手段（１１）を通過する空気
Ａｒ２  第２清浄手段（１２）を通過する空気
Ｒ１、Ｒ２…住居
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３  空気環境調整システム
１  取込口
２  システム本体
３  送出口
４  制御部
５  粉塵濃度センサー
６  開度調整機構、６ａ  連結棒、６ｂ  開閉羽根、６ｃ  開閉モータ、６ｄ  枠、６ｅ  紐部材、６ｆ  開口
７  操作部
１０、１００  空気清浄部、空気清浄ユニット
１０ａ  筐体、１０ｂ  開口、１０ｃ  扉、１０ｄラッチ機構、
１１  第１清浄手段
１１ａ  プレフィルター、１１ｂ  電気式集塵機、
１２  第２清浄手段
１２ａ  プレフィルター、１２ｂ  空気通路
１３  ダクト
２０、２００  空調部 、
３０  空気送出機構、ダクト
３１  調整室、３１ａ  入側の部屋、３１ｂ出側の部屋
４１  吸込口
４２  吹出口
４３  回収口
５０  送風機
５３  イオン化部
５４  集塵部
５５  電源、５５ａ  プラス極、５５ｂ  マイナス極
５６  定電流制御部
５７  測定部
５８  電圧段階制御部
５９  電圧変更部
６０  イオン化線
６１  イオン化電極
６２  集塵電極板
６３  集塵対電極板
６４  高抵抗体
６５  スイッチ
７１  天井
７２  屋根
７３  屋根裏
７４  床下空間
８１、８２、８３、８４  住居域、部屋
９５  吹き抜け
９６  階間
２１１、２１２、２１３、２２１、２２２、２２３  住居域、部屋
【図１】
2020193723.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2020193723.tif 000010
【図９】
2020193723.tif 000011
【図１０】
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