(57)【要約】  集塵デバイスは、空気が通過する風路内に空気の通過方向と交差する方向に間隔を空けて配列され、摩擦により帯電する複数の捕集板と、捕集板間の空気が通過する隙間に差し込まれて配置され、捕集板の表面を摩擦するとともに、捕集板で捕集した塵埃を払い落とす複数のブラシとを備えている。ブラシは、空気の通過方向に沿った姿勢で捕集板間の隙間に差し込まれている。
2019229797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が通過する風路内に前記空気の通過方向と交差する方向に間隔を空けて配列され、摩擦により帯電する複数の捕集板と、
前記捕集板間の前記空気が通過する隙間に差し込まれて配置され、前記捕集板の表面を摩擦するとともに、前記捕集板で捕集した塵埃を払い落とす複数のブラシとを備え、
前記ブラシは、前記空気の通過方向に沿った姿勢で前記捕集板間の前記隙間に差し込まれている集塵デバイス。
【請求項２】
前記ブラシは、前記捕集板の配列方向を軸とした軸回りの回転角度であって、空気の通過方向を０°としたとき−４５°から＋４５°の角度範囲内の姿勢で配置されている請求項１記載の集塵デバイス。
【請求項３】
前記捕集板を挟んで対向するように配置され、前記風路内の空気が前記捕集板を通過するように整流する第１バッフル材および第２バッフル材を備えた請求項１または請求項２に記載の集塵デバイス。
【請求項４】
前記捕集板の下流に、エアフィルタを備える請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項５】
前記捕集板を回転させて前記捕集板と前記ブラシとの間で摩擦を生じさせるモーターと、
前記モーターを制御して前記捕集板を回転させる駆動制御部とを備え、
前記駆動制御部は、前記捕集板を回転させ、この回転により前記捕集板を摩擦帯電させて空気中の塵埃の捕集を行わせる請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項６】
前記駆動制御部は、前記捕集板を回転させ、前記ブラシとの摩擦により前記捕集板に付着した塵埃を除去するとともに前記捕集板の表面を帯電させ、その後、前記捕集板を逆回転させ、前記捕集板間の隙間の塵埃を除去する、清掃兼帯電動作を行う請求項５記載の集塵デバイス。
【請求項７】
予め設定された設定時間が経過すると信号を出力するタイマーを備え、
前記駆動制御部は、前記タイマーが前記信号を出力すると、前記清掃兼帯電動作を行う請求項６記載の集塵デバイス。
【請求項８】
前記モーターの負荷を測定する負荷センサを備え、
前記駆動制御部は、前記負荷センサで測定された測定負荷が予め設定された設定負荷以上となると、前記清掃兼帯電動作とは異なる動作であって、前記捕集板と前記ブラシとの間の塵埃の詰まりを解消する動作を前記捕集板に行わせる請求項６または請求項７に記載の集塵デバイス。
【請求項９】
前記負荷センサは、前記モーターに流れる電流を測定する電流測定素子または前記モーターのトルクを検出するトルクセンサである請求項８記載の集塵デバイス。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の集塵デバイスを備えた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦によって静電気を発生させ空気中の塵埃を捕集する集塵デバイスおよび集塵デバイスを搭載した空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の集塵デバイスとして、空気の通過方向と交差する方向に互いに間隔を空けて配列された複数の捕集板と、捕集板間の隙間に差し込まれ、捕集板の表面に接触するように配置されたブラシとを備えたものがある（例えば特許文献１参照）。特許文献１では、捕集板を回転させてブラシと摩擦させることにより捕集板の表面に静電気を発生させ、捕集板間を通過する空気中に含まれる塵埃を静電的に捕集している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２２７８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、ブラシが捕集板間に差し込まれて配置されているが、捕集板に対するブラシの姿勢が明確にされていない。よって、ブラシの姿勢によっては、捕集板間の風路が狭められて通風抵抗が増大し、十分な集塵性能が得られない可能性があった。【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、通風抵抗が小さく、集塵性能が高い集塵デバイスおよび集塵デバイスを搭載した空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る集塵デバイスは、空気が通過する風路内に空気の通過方向と交差する方向に間隔を空けて配列され、摩擦により帯電する複数の捕集板と、捕集板間の空気が通過する隙間に差し込まれて配置され、捕集板の表面を摩擦するとともに、捕集板で捕集した塵埃を払い落とす複数のブラシとを備え、ブラシは、空気の通過方向に沿った姿勢で捕集板間の隙間に差し込まれているものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ブラシが空気の通過方向に沿った姿勢にあるため、捕集板間の風路の狭まりが抑制され、通風抵抗が小さく、集塵性能が高い集塵デバイスを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る集塵デバイスを搭載した空気調和機の概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る集塵デバイスの斜視図である。
【図３】図２のブラシの斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る集塵デバイスを搭載した空気調和機の動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２に係る集塵デバイスの構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る集塵デバイスを備えた空気調和機の動作を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態３に係る集塵デバイスの構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る集塵デバイスを備えた空気調和機の動作を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態４に係る集塵デバイスの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る集塵デバイスの好適な実施の形態について図面を用いて説明する。また、各図において同一または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１から図４を参照して、実施の形態１に係る集塵デバイスおよび集塵デバイスを搭載した空気調和機について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態１に係る集塵デバイスを搭載した空気調和機の概略断面図である。なお、図１および後述の各図に図示された白抜き矢印は、空気の流れを示している。
空気調和機は、集塵デバイス１と、熱交換換気装置１０とを備えており、家屋の室内の下がり天井２０内に収納されている。下がり天井２０とは、図１に示すように天井の一部が下がっている領域を指す。室内美観の点から、図１のように下がり天井２０内に空気調和機およびその他の空調機器をまとめて収納する家屋も多い。設置スペースとして下がり天井２０を用いる場合、一般に室内に設置する場合と比較して、広い設置スペースを確保できる。
【００１２】
図１において、室外の壁面には、室外給気口２１と室外排気口２２とが設けられている。また、室内の下がり天井２０に室内給気口２３と室内排気口２４とが設けられている。そして、下がり天井２０内には給気風路３０と排気風路４０とが形成されている。給気風路３０は、室外空気を室外給気口２１から下がり天井２０内に取り入れて、室内給気口２３から室内に送風する風路である。排気風路４０は、室内空気を室内排気口２４から下がり天井２０内に取り入れて室外排気口２２から室外に排気する風路である。
【００１３】
そして、給気風路３０には、上流側から順に、集塵デバイス１と熱交換換気装置１０とが配置されている。また、排気風路４０に、熱交換換気装置１０が配置されている。給気風路３０において、室外給気口２１と室内給気口２３とは、集塵デバイス１と熱交換換気装置１０とを介してダクト３１で接続されている。また、排気風路４０において、室内排気口２４と室外排気口２２とは、熱交換換気装置１０を介してダクト４１で接続されている。
【００１４】
熱交換換気装置１０は、換気機能と空調補助機能とを有する換気装置である。換気機能とは、室外空気を室内へ給気し、室内空気を室外に排気する機能である。この換気機能を実現する構成として、熱交換換気装置１０は、給気風路３０において室外から室内に向けて空気を送風するファン（図示せず）と、排気風路４０において室内から室外に向けて空気を送風するファン（図示せず）とを有している。
【００１５】
また、空調補助機能とは、排気する室内空気から熱を回収し、回収した熱を、給気する空気へ与えることで、エアコンなどの室内温度を調整する機器の空調動作を補助する機能である。空調補助機機能は、機器におけるエネルギー負担を軽減する機能であることから省エネ機能とも言える。この空調補助機能を実現する構成として、熱交換換気装置１０は排気風路４０を通過する空気と給気風路３０を通過する空気とを熱交換する熱交換器（図示せず）を備えている。
【００１６】
集塵デバイス１は、室外給気口２１から下がり天井２０内に流入した室外空気中の塵埃を捕集するデバイスである。集塵デバイス１の詳細については改めて説明する。集塵デバイス１の上流側と下流側にはそれぞれ、空気の塵埃濃度をセンシングするパーティクルセンサ１１ａおよびパーティクルセンサ１１ｂが設けられている。上流側のパーティクルセンサ１１ａは、室外空気中の塵埃濃度を検出し、下流側のパーティクルセンサ１１ｂは、塵埃除去後の空気中の塵埃濃度を検出する。パーティクルセンサ１１ａおよびパーティクルセンサ１１ｂのそれぞれの検出信号は後述の連携制御部２５に出力される。
【００１７】
空気調和機はさらに、集塵デバイス１と熱交換換気装置１０との運転を連携させる連携制御部２５を備えている。連携制御部２５は、集塵デバイス１および熱交換換気装置１０のそれぞれと電気的に接続されている。また、連携制御部２５は、パーティクルセンサ１１ａおよびパーティクルセンサ１１ｂからの検出信号に基づいて集塵デバイス１および熱交換換気装置１０の運転を制御する。連携制御部２５は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコンまたはＣＰＵのような演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態１に係る集塵デバイスの斜視図である。図３は、図２のブラシの斜視図である。
集塵デバイス１は、筐体１５内に、回転駆動される複数の捕集板２と、複数のブラシ３と、ダストボックス４とが収納された構成を有する。筐体１５は、吸入口１３と、排出口１４とを有し、吸入口１３から吸入された空気が排出口１４から排気される風路１６が筐体１５内に形成されている。集塵デバイス１は、図１に示したように給気風路３０に設けられているため、室外給気口２１から流入した室外空気が通過するようになっている。
【００１９】
捕集板２は、例えば厚さ１ｍｍ、例えば直径３００ｍｍ、負の摩擦帯電傾向を有するＰＰ（Ｐｏｌｙ  Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）の円状のプラスチック板である。捕集板２は、筐体１５における室外空気の通過方向と交差する方向に例えば３ｍｍの間隔を開けて複数配列され、捕集板２の中央部を貫通する第１シャフト８によって結合されて全体が一体化されている。
【００２０】
ブラシ３は、捕集板２の表面を摩擦して捕集板２の表面に静電気を帯電させるとともに、捕集板２で捕集した塵埃を払い落とすものである。ブラシ３は、例えば厚さ１ｍｍのアルミニウムの長方形状の支持板３ａに、正の摩擦帯電傾向を有する例えばＰＡ６（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ６）繊維の不織布３ｂを貼り付けた構成を有する。支持板３ａには、２つの取付穴３ｃが空けられており、各取付穴３ｃに第２シャフト９がそれぞれ挿入されて各ブラシ３が結合するとともに動かないように固定化されている。
【００２１】
ブラシ３は、不織布３ｂが捕集板２の表面に接触するように捕集板２間の隙間に差し込まれ、捕集板２の下流側に配置されている。また、ブラシ３は、筐体１５内を通過する室外空気に対する通風抵抗が少なくなるように、室外空気の通過方向に沿った姿勢で捕集板２間に配置されている。この例では、ブラシ３は水平姿勢で配置されている。このようにブラシ３を配置することにより、通風抵抗の低減に効果的である。また、各ブラシ３はすべてアースと接続されている。
【００２２】
筐体１５内において、ブラシ３の下方には、捕集板２に付着してブラシ３で除去された塵埃等の塊である凝集体１７を回収するダストボックス４が配置されている。
【００２３】
筐体１５内にはさらに、捕集板２を挟んで対向するように第１バッフル材１８および第２バッフル材１９が配置されている。第１バッフル材１８および第２バッフル材１９は、筐体１５内に流入した室外空気が捕集板２を通過するように整流するものである。第１バッフル材１８は、筐体１５の上面１５ａの内面側に配置され、捕集板２の外周面に沿う面形状を有する。第２バッフル材１９は、筐体１５の下面１５ｂの内面側に配置され、平坦な面形状を有する。また、第２バッフル材１９は、ダストボックス４へ空気が衝突することによるがたつき音を阻止するとともに、ダストボックス４内に回収した塵埃が、ダストボックス４内部への空気流入によって舞い上がるのを阻止する役割も担う。このため、第２バッフル材１９の配置位置は、ダストボックス４の先端部４ａと同等以上の高さであることが望ましい。
【００２４】
また、集塵デバイス１は、筐体１５外にモーター６とモーター６の制御を行う駆動制御部７とを備える。モーター６は第１シャフト８にギアを介して連結されており、モーター６の回転により第１シャフト８が回転する。第１シャフト８が回転すると、第１シャフト８に固定された捕集板２も回転する。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態１に係る集塵デバイス１の動作について説明する。
集塵デバイス１を初めて或いは１ケ月以上の長期間停止した後、運転する場合、捕集板２の表面に静電気を帯電させるための摩擦帯電動作を行う。すなわち、集塵デバイス１の駆動制御部７からモーター６への命令により、捕集板２を回転させる。ここでは、捕集板２を１ｒｐｍの速さで２０秒間、正回転（図２の矢印１２方向の回転）させる。捕集板２が回転して捕集板２の表面がブラシ３と擦れることで、捕集板２の表面に負の静電気が発生する。捕集板２の回転が停止すると摩擦帯電が完了し、摩擦帯電動作が終了する。捕集板２の回転は、静電気が発生するように行えばよく、ここで示した回転速度および回転時間等は一例を示したに過ぎず、それらは実使用条件等に応じて適宜設定すれば良い。
【００２６】
そして、摩擦帯電動作後、室外空気が集塵デバイス１内に取り込まれると、室外空気は、第１バッフル材１８および第２バッフル材１９により整流されて捕集板２間の中心部を通過する。捕集板２間を室外空気が通過する際、室外空気中の塵埃５が、捕集板２の表面に発生した静電気によって捕集板２の表面に捕集される。
【００２７】
ここで、ブラシ３は空気の通過方向に沿った姿勢で、例えば空気の通過方向に平行な姿勢で捕集板２間に配置されているため、捕集板２間を通過する室外空気の流れを大きく阻害せず、通風抵抗が小さい。よって、高い集塵性能を得ることができる。
【００２８】
また、集塵デバイス１の動作として、捕集板２の自動表面清掃および自動再帯電動作（以下、清掃兼帯電動作という）がある。清掃兼帯電動作では、まず、前述した初期の摩擦帯電動作と同様、集塵デバイス１の駆動制御部７からモーター６への命令により、捕集板２を１ｒｐｍの速さで２０秒間、正回転させる。捕集板２が回転して捕集板２の表面がブラシ３と擦れることで、捕集板２の表面に付着した塵埃がブラシ３により払い落とされるとともに、捕集板２が摩擦帯電する。つまり、捕集板２の回転により、付着した塵埃の払い落としと捕集板２の摩擦帯電との両方が行われる。なお、ブラシ３の下部には塵埃の一部が凝集体１７となって付着し、凝集体１７が一定以上の大きさになると、重力で落下し、ブラシ３の下部に備えられたダストボックス４に回収される。
【００２９】
清掃兼帯電動作ではさらに、捕集板２とブラシ３との間に詰まった凝集体１７を除去するため、捕集板２を１ｒｐｍの速さで逆方向に半回転（以下、逆半回転という）させる。捕集板２の逆半回転により、捕集板２とブラシ３との間に詰まった凝集体１７に下向き方向の摩擦力がかかり、凝集体１７が落下してダストボックス４に回収される。
【００３０】
以上の清掃兼帯電動作における捕集板２の回転速度および回転時間等は、一例を示したに過ぎず、それらは実使用条件等に応じて適宜設定すれば良い。
【００３１】
図４は、本発明の実施の形態１に係る集塵デバイスを搭載した空気調和機の動作を説明するフローチャートである。以下、図４を参照して空気調和機の動作について説明する。
連携制御部２５は、集塵デバイス１の上述の初期の摩擦帯電動作が必要な場合（ステップＳ１）、熱交換換気装置１０のファン（図示せず）を停止させた状態で、駆動制御部７に命令して、上述した初期の摩擦帯電動作を行わせる（ステップＳ２）。そして、初期の摩擦帯電動作が終了すると、換気を開始する。つまり、連携制御部２５は、熱交換換気装置１０のファン（図示せず）を運転させる（ステップＳ３）。これにより、室外から取り込まれた室外空気が集塵デバイス１を通過して室外空気中の塵埃が除去される。塵埃が除去された空気は、熱交換換気装置１０に供給される。熱交換換気装置１０に供給された室外空気は、室内排気口２４を介して熱交換換気装置１０に流入した室内空気と熱交換して熱回収し、室内給気口２３から室内に供給される。
【００３２】
連携制御部２５は、集塵デバイス１に配置されたパーティクルセンサ１１ａおよびパーティクルセンサ１１ｂのそれぞれからの検出信号に基づいて、集塵デバイス１の集塵性能の低下をチェックしている（ステップＳ４）。そして、連携制御部２５は、各検出信号に基づいて集塵デバイス１の集塵性能の低下を検知すると、熱交換換気装置１０のファン（図示せず）を停止させる（ステップＳ５）。このように、空気の流れを停止した状態で、集塵デバイス１に清掃兼帯電動作を行わせる（ステップＳ６）。清掃兼帯電動作により、捕集板２の集塵性能が復活すると、再び捕集板２で塵埃の捕集が行われる。以上のステップＳ３〜ステップＳ６の動作が、空気調和機の運転が停止されるまで繰り返される。
【００３３】
なお、パーティクルセンサ１１ａおよびパーティクルセンサ１１ｂからの検出信号に基づく集塵デバイス１の集塵性能の低下の検知は、例えば、以下のようにすればよい。集塵デバイス１の通過前後の塵埃濃度の差が、予め設定された濃度以下となった場合、集塵デバイス１の集塵性能の低下と判断すればよい。
【００３４】
以上のように、実施の形態１によれば、集塵デバイス１のブラシ３が空気の通過方向に沿った姿勢で捕集板２間に差し込まれている。これにより、通風抵抗が小さく、集塵性能が高い集塵デバイス１を実現できる。なお、「空気の通過方向に沿った姿勢」とは、各捕集板２の配列方向を軸とした軸回りの回転角度であって、空気の通過方向を０°としたとき−４５°から＋４５°の角度範囲内とした姿勢が該当する。この角度範囲内であれば、十分に通風抵抗の低下に効果があり、集塵性能が高い集塵デバイス１を実現できる。なお、図２にはブラシ３の姿勢が回転角度０°の例を示している。
【００３５】
また、捕集板２を挟んで対向して第１バッフル材１８および第２バッフル材１９を配置し、風路１６内の空気が捕集板２の中心部を流れるように整流するようにしたので、集塵性能が高い集塵デバイス１を実現できる。なお、第１バッフル材１８および第２バッフル材１９の形状は、空気が捕集板２の中心部を流れるよう整流されればよく、図２に示す形状に限定されない。
【００３６】
なお、上記実施の形態１では、捕集板２を負に帯電する例で説明したが、捕集板２の繊維をＰＡ６とするか、捕集板２の摩擦体の材料に負帯電傾向の強いＰＴＦＥを用いるなどして、捕集板２を正に帯電してもよい。
【００３７】
また、実施の形態１において、ブラシ３の繊維がＰＡ６繊維である例を示したが、ＰＡＮ（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）繊維などを用いてもよい。ブラシ３の帯電飽和を抑制するため、摩擦体の導電性は高い方が好ましく、前記材料に炭素を付与した材料を用いる等して導電性を付与してもよい。またブラシ３は不織布状以外にも、はけ状、スポンジ状または板状等であってもよい。
【００３８】
また実施の形態１において、ブラシ３は捕集板２の下流側から上流側に向け捕集板２の間隔に差し込まれている構成を示したが、捕集板２の上流側から下流側に向け捕集板２の間隔に差し込まれた構成としてもよい。この構成の場合、ダストボックス４も同様にブラシ３の下方に配置すればよい。
【００３９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、集塵デバイス１の清掃兼帯電を行うタイミングを、パーティクルセンサの検出信号に基づいて制御していたが、実施の形態２ではタイマーで制御する。実施の形態２に係る集塵デバイス１は、基本的には実施の形態１に係る集塵デバイス１と同様の構成だが、タイマーを備えている点で実施の形態１と異なる。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる点を中心に説明するものとし、実施の形態２で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
【００４０】
図５は、本発明の実施の形態２に係る集塵デバイスの構成を示す斜視図である。
図５に示すように、本実施の形態２の集塵デバイス１は、タイマー５０を備えている。タイマー５０は、筐体１５の外部に設けられ、モーター６および駆動制御部７と接続されている。タイマー５０は、カウントを開始してから予め設定した設定時間が経過すると、駆動制御部７に信号を出力するものである。
【００４１】
図６は、本発明の実施の形態２に係る集塵デバイスを備えた空気調和機の動作を説明するフローチャートである。以下、図６を参照して空気調和機の動作について説明する。なお、図４に示した実施の形態１と同様の処理については同一のステップ番号を示している。以下、実施の形態１と異なる動作を中心に説明する。
【００４２】
実施の形態２において、タイマー５０は初期の摩擦帯電動作の直後からカウントを開始する（ステップＳ１１）。カウント開始から、予め設定された設定時間（ここでは例えば２４時間）が経過するまでの間は、熱交換換気装置１０のファンを運転して換気を続ける（ステップＳ１２、ステップＳ３）。そして、カウント開始から２４時間が経過すると（ステップＳ１２）、タイマー５０から信号が出力され、その信号を駆動制御部７が受信すると、駆動制御部７は熱交換換気装置１０のファンを停止させる（ステップＳ５）。その後、駆動制御部７は、モーター６を駆動して清掃兼帯電を行わせる（ステップＳ６）。そして、ステップＳ１１に戻り、改めてタイマー５０はカウントを開始する。これにより、空気調和機の運転が停止されるまで２４時間毎に清掃兼帯電動作が繰り返される。
【００４３】
以上のように、本実施の形態２によれば実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、以下の効果が得られる。すなわち、清掃兼帯電を行うタイミングを、タイマー５０で制御するため、実施の形態１のようにパーティクルセンサなど高価な機器が不要である。よって、長期にわたって性能を持続できる集塵デバイス１を安価に実現できる。
【００４４】
なお、本実施の形態２では、タイマー５０の設定時間を２４時間としたが、設定時間は、使用する外気環境によって適宜決定してよい。外気の塵埃濃度が高い場合は２４時間より短く、外気の塵埃濃度が低い場合は２４時間より長い間隔としてもよい。
【００４５】
実施の形態３．
実施の形態３は、常にモーター音が静かな集塵デバイス１に関する。実施の形態３に係る集塵デバイス１は、基本的には実施の形態１に係る集塵デバイス１と同様の構成だが、負荷センサを備えている点で実施の形態１と異なる。以下、実施の形態３が実施の形態１と異なる点を中心に説明するものとし、実施の形態３で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
【００４６】
図７は、本発明の実施の形態３に係る集塵デバイスの構成を示す斜視図である。
図７に示すように、本実施の形態３の集塵デバイス１は、モーター６の負荷を測定する負荷センサ５１を備えている。負荷センサ５１は、モーター６に流れる電流を測定する電流測定素子で構成されている。負荷センサ５１は筐体１５の外部に備えられ、モーター６および駆動制御部７と接続されている。なお、モーター６の負荷を測定する負荷センサ５１として、ここでは電流測定素子を用いるとしたが、モーター６のトルクを検出するトルクセンサを用いてもよい。
【００４７】
図８は、本発明の実施の形態３に係る集塵デバイスを備えた空気調和機の動作を説明するフローチャートである。以下、図８を参照して空気調和機の動作について説明する。なお、図４に示した実施の形態１と同様の処理については同一のステップ番号を示している。以下、実施の形態１と異なる動作を中心に説明する。
【００４８】
集塵デバイス１の繰り返しの使用により、自動表面清掃を行っていても捕集板２とブラシ３との間には、僅かながら凝集体１７が詰まっていく。捕集板２とブラシ３との間に凝集体１７が詰まると、凝集体１７が捕集板２の回転時の抵抗となり、モーター６の電流値が徐々に増大し、モーター音が増大する。
【００４９】
負荷センサ５１は、モーター６の負荷を測定しており、測定負荷が予め設定された設定負荷以上となると（ステップＳ２１）、駆動制御部７は、凝集体１７の詰まりを解消する動作を捕集板２に行わせる（ステップＳ２２）。具体的には、負荷センサ５１は、モーター６に流れる電流値を測定しており、その測定値が、初期と比べて例えば１．２倍以上に増加した場合、駆動制御部７は、凝集体１７の詰まりを解消する動作を行う。
【００５０】
凝集体１７の詰まりを解消する動作として、駆動制御部７は、捕集板２を逆半回転させ、捕集板２とブラシ３との間に詰まった凝集体１７を落とし、その後、捕集板２を４分の１、正回転させる動作を行う。駆動制御部７は、詰まりが解消するまで凝集体１７の詰まりを解消する動作を繰り返す（ステップＳ２２、ステップＳ２３）。具体的には、負荷センサ５１で測定された電流値が初期と同等の値に低下するまで、捕集板２の逆半回転と、４分の１正回転とを交互に繰り返し行う。
【００５１】
そして、凝集体１７の詰まりが解消すると、ステップＳ３に戻り、連携制御部２５は熱交換換気装置１０のファンを運転させ、再び換気を開始する。
【００５２】
以上のように、本実施の形態３によれば実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、以下の効果が得られる。すなわち、負荷センサ５１の測定負荷に基づいて凝集体１７の詰まりを検知した場合、凝集体１７の詰まりを解消する動作を捕集板２に行わせ、凝集体１７の詰まりを解消する。これにより、常にモーター音が静かな集塵デバイス１を実現できる。
【００５３】
なお、本実施の形態３では、凝集体１７の詰まりを解消する動作を始めるトリガーとして、モーター６の電流値が初期と比べて１．２倍以上に増加した場合を挙げたが、これに限られたものではない。トリガーとする電流値の閾値は、用いるモーターの特性に応じて適宜決定してよい。
【００５４】
また、凝集体１７の詰まりを解消する動作として、捕集板２の逆半回転と、４分の１正回転とを交互に繰り返す例を示したが、これらの回転量はあくまでも一例であって、逆方向への回転と正方向への回転が交互に繰り返されればよい。また、凝集体１７の詰まりを解消する動作として、他に例えば、モーター６の電流値が閾値を下回るまで、捕集板２に逆回転駆動を与え続ける動作であってもよい。凝集体１７の詰まりを解消する動作は、要するに少なくとも清掃兼帯電の際とは異なる動作であればよい。
【００５５】
実施の形態４．
実施の形態４に係る集塵デバイス１は、基本的には実施の形態１に係る集塵デバイス１と同様の構成を備えるが、エアフィルタを備える点で異なる。以下、実施の形態４が実施の形態１と異なる点を中心に説明するものとし、実施の形態４で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
【００５６】
図９は、本発明の実施の形態４に係る集塵デバイスの構成を示す斜視図である。図９に示すように、本実施の形態４の集塵デバイス１は、筐体１５の下流側に、塵埃を捕集するエアフィルタ５２を備えている。
【００５７】
エアフィルタ５２として、ここではＰＰのメルトブローン帯電不織布をプリーツ形状に成型したＨＥＰＡフィルタを用いている。ＨＥＰＡフィルタは、繊維密度が高く、高い塵埃捕集率を有している。
【００５８】
このように筐体１５の下流側にエアフィルタ５２を備えることで、捕集板２で空気中の塵埃等が除去された空気を、さらに清浄にすることができ、高い集塵性能を得ることができる。
【００５９】
以上のように、実施の形態４によれば実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、以下の効果が得られる。すなわち、集塵デバイス１で空気中の塵埃等が除去された空気を、エアフィルタ５２でさらに清浄化することができ、高い集塵性能を得ることができる。
【００６０】
なお、エアフィルタ５２として用いるＨＥＰＡフィルタは、繊維密度が高く、捕集した塵埃により比較的早く目詰まりし、圧力損失が増大するため、数ヶ月毎のメンテナンス（フィルタ交換）が推奨されている。本実施の形態４の集塵デバイス１は、見方を変えれば、ＨＥＰＡフィルタの上流に捕集板２を備えた構成である。このため、ＨＥＰＡフィルタの上流で塵埃を除去することで、ＨＥＰＡフィルタへの塵埃負荷を低減できる。これによりＨＥＰＡフィルタの目詰まりによる圧力損失増加が緩やかとなる。このため、ＨＥＰＡフィルタのメンテナンス期間を向上でき、高い集塵性能かつロングライフな集塵を両立できる。
【００６１】
以上、上記各実施の形態１〜４においてそれぞれ別の実施の形態として説明したが、各実施の形態の特徴的な構成を適宜組み合わせて集塵デバイスを構成してもよい。例えば、実施の形態２と実施の形態３とを組み合わせ、図４の構成にさらに負荷センサ５１を加えた構成としてもよい。また、例えば実施の形態２と実施の形態４とを組み合わせ、図４の構成にさらにエアフィルタ５２を加えた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１  集塵デバイス、２  捕集板、３  ブラシ、３ａ  支持板、３ｂ  不織布、３ｃ  取付穴、４  ダストボックス、４ａ  先端部、５  塵埃、６  モーター、７  駆動制御部、８  第１シャフト、９  第２シャフト、１０  熱交換換気装置、１１ａ  パーティクルセンサ、１１ｂ  パーティクルセンサ、１２  矢印、１３  吸入口、１４  排出口、１５  筐体、１５ａ  上面、１５ｂ  下面、１６  風路、１７  凝集体、１８  第１バッフル材、１９  第２バッフル材、２０  天井、２１  室外給気口、２２  室外排気口、２３  室内排気口、２４  室内給気口、２５  連携制御部、３０  給気風路、３１  ダクト、４０  排気風路、４１  ダクト、５０  タイマー、５１  負荷センサ、５２  エアフィルタ。
【図１】
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【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】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年9月21日(2018.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る集塵デバイスは、空気が通過する風路内に空気の通過方向と交差する方向に間隔を空けて配列され、摩擦により帯電する複数の捕集板と、捕集板間の空気が通過する隙間に差し込まれて配置され、捕集板の表面を摩擦するとともに、捕集板で捕集した塵埃を払い落とす複数のブラシとを備え、ブラシは、捕集板の配列方向を軸とした軸回りの回転角度であって、空気の通過方向を０°としたとき−４５°から＋４５°の角度範囲内の姿勢で捕集板間の隙間に差し込まれているものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が通過する風路内に前記空気の通過方向と交差する方向に間隔を空けて配列され、摩擦により帯電する複数の捕集板と、
前記捕集板間の前記空気が通過する隙間に差し込まれて配置され、前記捕集板の表面を摩擦するとともに、前記捕集板で捕集した塵埃を払い落とす複数のブラシとを備え、
前記ブラシは、前記捕集板の配列方向を軸とした軸回りの回転角度であって、空気の通過方向を０°としたとき−４５°から＋４５°の角度範囲内の姿勢で前記捕集板間の前記隙間に差し込まれている集塵デバイス。
【請求項２】
前記捕集板を挟んで対向するように配置され、前記風路内の空気が前記捕集板を通過するように整流する第１バッフル材および第２バッフル材を備えた請求項１記載の集塵デバイス。
【請求項３】
前記捕集板の下流に、エアフィルタを備える請求項１または請求項２記載の集塵デバイス。
【請求項４】
前記捕集板を回転させて前記捕集板と前記ブラシとの間で摩擦を生じさせるモーターと、
前記モーターを制御して前記捕集板を回転させる駆動制御部とを備え、
前記駆動制御部は、前記捕集板を回転させ、この回転により前記捕集板を摩擦帯電させて空気中の塵埃の捕集を行わせる請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項５】
前記駆動制御部は、前記捕集板を回転させ、前記ブラシとの摩擦により前記捕集板に付着した塵埃を除去するとともに前記捕集板の表面を帯電させ、その後、前記捕集板を逆回転させ、前記捕集板間の隙間の塵埃を除去する、清掃兼帯電動作を行う請求項４記載の集塵デバイス。
【請求項６】
予め設定された設定時間が経過すると信号を出力するタイマーを備え、
前記駆動制御部は、前記タイマーが前記信号を出力すると、前記清掃兼帯電動作を行う請求項５記載の集塵デバイス。
【請求項７】
前記モーターの負荷を測定する負荷センサを備え、
前記駆動制御部は、前記負荷センサで測定された測定負荷が予め設定された設定負荷以上となると、前記清掃兼帯電動作とは異なる動作であって、前記捕集板と前記ブラシとの間の塵埃の詰まりを解消する動作を前記捕集板に行わせる請求項５または請求項６記載の集塵デバイス。
【請求項８】
前記負荷センサは、前記モーターに流れる電流を測定する電流測定素子または前記モーターのトルクを検出するトルクセンサである請求項７記載の集塵デバイス。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の集塵デバイスを備えた空気調和機。
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月20日(2018.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が通過する風路内に前記空気の通過方向と交差する方向に間隔を空けて配列され、摩擦により帯電する複数の捕集板と、
前記捕集板間の前記空気が通過する隙間に差し込まれて配置され、前記捕集板の表面を摩擦するとともに、前記捕集板で捕集した塵埃を払い落とす複数のブラシとを備え、
前記ブラシは、前記捕集板の配列方向を軸とした軸回りの回転角度であって、空気の通過方向を０°としたとき−４５°から＋４５°の角度範囲内の姿勢で前記捕集板間の前記隙間に差し込まれている集塵デバイス。
【請求項２】
前記捕集板を挟んで対向するように配置され、前記風路内の空気が前記捕集板を通過するように整流する第１バッフル材および第２バッフル材を備えた請求項１記載の集塵デバイス。
【請求項３】
前記捕集板の下流に、エアフィルタを備える請求項１または請求項２記載の集塵デバイス。
【請求項４】
前記捕集板を回転させて前記捕集板と前記ブラシとの間で摩擦を生じさせるモーターと、
前記モーターを制御して前記捕集板を回転させる駆動制御部とを備え、
前記駆動制御部は、前記捕集板を回転させ、この回転により前記捕集板を摩擦帯電させて空気中の塵埃の捕集を行わせる請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の集塵デバイス。
【請求項５】
前記駆動制御部は、前記捕集板を回転させ、前記ブラシとの摩擦により前記捕集板に付着した塵埃を除去するとともに前記捕集板の表面を帯電させ、その後、前記捕集板を逆回転させ、前記捕集板間の隙間の塵埃を除去する、清掃兼帯電動作を行う請求項４記載の集塵デバイス。
【請求項６】
予め設定された設定時間が経過すると信号を出力するタイマーを備え、
前記駆動制御部は、前記タイマーが前記信号を出力すると、前記清掃兼帯電動作を行う請求項５記載の集塵デバイス。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の集塵デバイスを備えた空気調和機。
【国際調査報告】
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