(57)【要約】【課題】イオン発生素子に電力を供給するために電源供給用配線を給気ユニットまで延ばす必要性を排除する。【解決手段】イオンを発生させるためのイオン発生素子３０と、イオン発生素子３０により発生せしめられたイオンを空気と共に室内に供給するための給気口２ａと、イオン発生素子３０に電力を供給するためのソーラー発電機３ａとを給気ユニット１ａ設け、ソーラー発電機３ａをイオン発生素子３０の近傍に配置する。更に、ソーラー発電機３ａにより発電された電力を蓄電するための蓄電装置５１を設ける。好ましくは、ソーラー発電機３ａを出窓部４ａの屋根５ａの上に配置し、給気口２ａを出窓部４ａの屋根５ａの下に配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を清浄化するための空気清浄装置と、前記空気清浄装置により清浄化された空気を室内に供給するために前記室内に配置される給気口とを具備する給気ユニットであって、前記空気清浄装置に電力を供給するためのソーラー発電機を設けたことを特徴とする給気ユニット。
【請求項２】
イオンを発生させるためのイオン発生体と、前記イオン発生体により発生せしめられたイオンを空気と共に室内に供給するために前記室内に配置される給気口とを具備する給気ユニットであって、前記イオン発生体に電力を供給するためのソーラー発電機を設けたことを特徴とする給気ユニット。
【請求項３】
前記ソーラー発電機により発電された電力を蓄電するための蓄電装置を具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の給気ユニット。
【請求項４】
前記ソーラー発電機を出窓部の屋根の上に配置し、前記給気口を前記出窓部の屋根の下に配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の給気ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の給気ユニットを具備する住宅構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を清浄化するための空気清浄装置と、その空気清浄装置により清浄化された空気を室内に供給するために室内に配置される給気口とを具備する給気ユニットおよびそれを具備する住宅構造に関し、特には、空気清浄装置に電力を供給するために電源供給用配線を給気ユニットまで延ばす必要性を排除することができる給気ユニットおよびそれを具備する住宅構造に関する。
【０００２】
更に、本発明は、イオンを発生させるためのイオン発生体と、そのイオン発生体により発生せしめられたイオンを空気と共に室内に供給するために室内に配置される給気口とを具備する給気ユニットおよびそれを具備する住宅構造に関し、特には、イオン発生体に電力を供給するために電源供給用配線を給気ユニットまで延ばす必要性を排除することができる給気ユニットおよびそれを具備する住宅構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来から、イオンを発生させるためのイオン発生体と、そのイオン発生体により発生せしめられたイオンを空気と共に室内に供給するために室内に配置される給気口とを具備する空気調和機が知られている。この種の空気調和機の例としては、例えば特開２００３−４５６１１号公報の図９に記載されたものがある。特開２００３−４５６１１号公報の図９に記載された空気調和機では、板状の誘電体の両面に放電電極と誘電電極とが形成され、放電電極と誘電電極との間に駆動電圧を印加することによりイオンが発生せしめられる。また、特開２００３−４５６１１号公報の図９に記載された空気調和機では、室内に空気を供給するための送風ファンが設けられ、上述したように発生せしめられたイオンが、送風ファンから送られた空気と共に給気口（吹出口）を介して室内に供給される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４５６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特開２００３−４５６１１号公報の図９に記載された空気調和機では、イオン発生体に電力を供給するための発電装置が設けられていない。そのため、特開２００３−４５６１１号公報の図９に記載された空気調和機では、イオン発生体に電力を供給するために電源供給用配線を空気調和機まで延ばさなければならない。
【０００６】
詳細には、一般的な住宅においては、特開２００３−４５６１１号公報の図９に記載された空気調和機は天井や壁の上方に設置されるようになっている。この空気調和機の住宅着工時に設置位置を決めて、その位置に１００Ｖ等の商用電源を設けるようになっている。しかし、その後、空気調和機を増設したり、任意の位置に設置したという場合には、１００Ｖ等の商用電源の配線を現在ある電源から空気調和機まで延ばす作業が必要になる。特に天井や壁の上方に設置される空気調和機においては、床に近い部分に電源があれば、そこから天井や壁等へ配線作業を行う必要になってしまい、施工性が悪くなる場合がある。また、住宅着工時にこの１００Ｖ等の商用電源を増やすことも考えられるがそれも配線作業を行う箇所が増えるため、作業性が悪くなってしまう。空気調和機を後付け等で任意の位置に設置することが困難である場合がある。
【０００７】
前記問題点に鑑み、本発明は、空気清浄装置に電力を供給するために商用電源供給用配線を給気ユニットまで延ばす必要性を排除することができる給気ユニットおよびそれを具備する住宅構造を提供することを目的とする。
【０００８】
更に、本発明は、イオン発生体に電力を供給するために電源供給用配線を給気ユニットまで延ばす必要性を排除することができる給気ユニットおよびそれを具備する住宅構造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】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、空気を清浄化するための空気清浄装置と、前記空気清浄装置により清浄化された空気を室内に供給するために前記室内に配置される給気口とを具備する給気ユニットであって、前記空気清浄装置に電力を供給するためのソーラー発電機を設けたことを特徴とする給気ユニットが提供される。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、イオンを発生させるためのイオン発生体と、前記イオン発生体により発生せしめられたイオンを空気と共に室内に供給するために前記室内に配置される給気口とを具備する給気ユニットであって、前記イオン発生体に電力を供給するためのソーラー発電機を設けたことを特徴とする給気ユニットが提供される。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、前記ソーラー発電機により発電された電力を蓄電するための蓄電装置を具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の給気ユニットが提供される。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、前記ソーラー発電機を出窓部の屋根の上に配置し、前記給気口を前記出窓部の屋根の下に配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の給気ユニットが提供される。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか一項に記載の給気ユニットを具備する住宅構造が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の給気ユニットでは、空気清浄装置に電力を供給するためのソーラー発電機が設けられている。つまり、ソーラー発電機により発電された電力が空気清浄装置に供給される。そのため、空気清浄装置に電力を供給するための１００Ｖ等の商用電源の電源供給用配線を給気ユニットまで延ばす必要性を排除することができる。
【００１５】
請求項２に記載の給気ユニットでは、イオン発生体に電力を供給するためのソーラー発電機が設けられている。つまり、ソーラー発電機により発電された電力がイオン発生体に供給される。そのため、イオン発生体に電力を供給するための１００Ｖ等の商用電源の電源供給用配線を給気ユニットまで延ばす必要性を排除することができる。
【００１６】
請求項３に記載の給気ユニットでは、ソーラー発電機により発電された電力を蓄電するための蓄電装置が設けられている。詳細には、ソーラー発電機から空気清浄装置またはイオン発生体に電力を供給することができない夜間には、蓄電装置から空気清浄装置またはイオン発生体に電力が供給される。そのため、ソーラー発電機から空気清浄装置またはイオン発生体に電力を供給することができない夜間においても、空気清浄装置またはイオン発生体に電力を供給することができる。
【００１７】
請求項４に記載の給気ユニットでは、ソーラー発電機が出窓部の屋根の上に配置されている。そのため、ソーラー発電機が建物の外壁上に配置される場合よりも、太陽光の受光効率を向上させて発電効率を向上させることができる。更に、給気口が出窓部の屋根の下に配置されている。つまり、ユーザーから見えづらい位置に給気口が配置されている。そのため、例えば天井のようなユーザーから見えやすい位置に給気口が配置される場合よりも、美観性を向上させることができる。
【００１８】
請求項５に記載の住宅構造では、空気清浄装置またはイオン発生体に電力を供給するために電源供給用配線を給気ユニットまで延ばす必要性を排除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明の給気ユニットの第１の実施形態を適用した一戸建住宅を示した図である。図１において、１ａは一戸建住宅の２階に適用された給気ユニット、２ａは給気ユニット１ａの一部を構成する給気口、詳細には、給気グリルである。この給気口２ａは、２階の室内に空気を供給するために室内に配置されている。３ａは給気ユニット１ａの一部を構成するソーラー発電機、４ａは出窓部、５ａは出窓部４ａの屋根である。６ａ，６ｂは２階の室内の汚れた空気を排気するために室内に配置された排気ユニットである。
【００２０】
１ｂは一戸建住宅の１階に適用された給気ユニット、２ｂは給気ユニット１ｂの一部を構成する給気口、詳細には、給気グリルである。この給気口２ｂは、１階の室内に空気を供給するために室内に配置されている。３ｂは給気ユニット１ｂの一部を構成するソーラー発電機、４ｂは出窓部、５ｂは出窓部４ｂの屋根である。６ｃ，６ｄ，６ｅは１階の室内の汚れた空気を排気するために室内に配置された排気ユニットである。１階に適用された給気ユニット１ｂと、２階に適用された給気ユニット１ａとは、ほぼ同様に構成されているため、以下、２階に適用された給気ユニット１ａについてのみ説明し、１階に適用された給気ユニット１ｂについての説明は省略する。
【００２１】
図２は図１に示した給気口２ａを室内から見た図である。図２において、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄはＬＥＤランプである。図３は図１に示した給気口２ａなどの拡大断面図である。図３において、３０は給気口２ａを介して室内に供給される空気を清浄化するためにイオンを発生させるイオン発生素子、詳細には、クラスターイオン発生素子である。３１はイオン発生素子３０により発生せしめられたイオンを空気と共に室内に供給するためのファン、３２はフィルタである。
【００２２】
図４は図３に示したイオン発生素子３０の拡大斜視図、図５は図３に示したイオン発生素子３０の拡大断面図である。図４および図５において、４０は誘電体基板、４１は誘電体基板４０の一部を構成する下板、４２は誘電体基板４０の一部を構成する上板である。４３は放電電極、４４は誘電電極、４５は保護層、４６，４７は電極接点である。
【００２３】
図４および図５に示すように、第１の実施形態の給気ユニット１ａのイオン発生素子３０では、厚さ方向に積層された下板４１および上板４２を一体化せしめることにより、誘電体基板４０が形成されている。誘電体基板４０の上面には、グリッド状放電電極４３が形成されている。下板４１と上板４２との間には、放電電極４３と対向するように面状の誘電電極４４が埋設されている。放電電極４３の上側は、保護層４５によって被覆されている。
【００２４】
誘電体基板４０を構成する下板４１および上板４２は、保護層４５と共に、ポリイミド、エポキシ等の樹脂材料、又はアルミナ、結晶化ガラス、フォルステライト、ステアタイト等のセラミックス材料を用いることができるが、耐熱性及び強度面において優位なセラミックス材料、特に、アルミナを使用するのが望ましい。
【００２５】
放電電極４３および誘導電極４４は、電極形成のために通常用いられる金属材料により形成することができるが、誘電体基板４０および保護層４５をセラミックス材料製とする場合、これらの焼成温度に耐えるために、タングステン、モリブデン等の高融点の金属材料製とするのが望ましい。
【００２６】
第１の実施形態の給気ユニット１ａのイオン発生素子３０では、例えば、アルミナシートからなる下板４１の表面に、タングステン材料のパターン印刷により誘導電極４４が形成され、次いで、この形成面全体を覆うようにアルミナシートからなる上板４２が載置して圧着せしめられる。次いで、この上板４２の表面に、同じくタングステン材料のパターン印刷により放電電極４３が形成される。更に、放電電極４３の形成域全体を覆うようにアルミナ製の保護層４５がコーティングにより形成され、最後に、これらが１４００〜１６００℃なる非酸化性雰囲気下にて焼成される。
【００２７】
放電電極４３は、上板４２および下板４１を貫通する電極接点４６によって誘電体基板４０の裏面に連通せしめられている。また、誘導電極４４は、下板４１を貫通する電極接点４７によって誘電体基板４０の裏面に連通せしめられている。放電電極４３と誘導電極４４との間には、電極接点４６，４７を介して高圧交流の駆動電圧が印加される。なお、電極接点４６，４７は、それぞれの電極４３，４４の形成過程において、対応する位置に形成されたスルーホール内に電極材料を充填することにより、一体に形成可能である。
【００２８】
放電電極４３がグリッド状に形成されているのは、駆動電圧の印加に伴って発生するイオン量を可及的に増大させるためである。また、誘導電極４４は、放電電極４３に対して中心を合わせて形成され、放電電極４３よりも長さおよび幅がそれぞれ小さい帯状に形成されている。この形状もまたイオン量の増大に寄与する。
【００２９】
第１の実施形態の給気ユニット１ａのイオン発生素子３０では、例えば、共に約０．４５ｍｍの厚さを有する下板４１および上板４２が重ねられ、大きさが約１５ｍｍ×３７ｍｍ×０．９ｍｍの誘電体基板４０が形成される。その誘電体基板４０の表面に、線幅が０．２５ｍｍ、ピッチが０．８ｍｍ、大きさが約１０．４ｍｍ×２８ｍｍのグリッド状の放電電極４３が形成される。一方、下板４１と上板４２との間には、大きさが約６ｍｍ×２４ｍｍの面状の誘導電極４４が形成される。放電電極４３と誘電電極４４との間に、電圧が略４．６ｋＶ（ピーク値）、周波数が２２ｋＨｚの高圧交流の駆動電圧が印加される。放電電極４３と誘電電極４４との間に発生するプラズマ放電の作用により、イオン発生素子３０から２５ｃｍ離れた位置において、それぞれ２０万個／ｃｃを超えるプラスイオンおよびマイナスイオンが発生せしめられる。このイオン発生量は、一般的な大きさの居室用の空気清浄装置として機能させるために十分な量である。
【００３０】
なお、イオン発生量は、イオン発生素子３０のサイズを大きくすることによって増加せしめられ、また、駆動電圧を高くすることによっても増加せしめられる。但し、駆動電圧を高くした場合、オゾンの発生量が合わせて増大するため、駆動電圧を過度に高めることは望ましくない。
【００３１】
また、放電電極４３および誘導電極４４の形状、並びにこれらの間に介在する誘電体（上板４２）の大きさおよび厚さは、適宜変更することができる。また、イオン発生素子３０は、板状の誘電体を介して対向する放電電極および誘導電極を備え、全体として平板形状をなすものであれば、上述した構成以外の構成であってもよい。
【００３２】
第１の実施形態の給気ユニット１ａでは、図３に示したように、ファン３１によって室内に供給される空気の流れに対面するように、イオン発生素子３０が配置されている。そのため、室内に供給される空気中の水蒸気が、プラズマ放電によってイオン化せしめられ、略同量のプラスイオンとマイナスイオンとが生成され、給気口２ａを介して室内に放出される。
【００３３】
詳細には、プラスイオンは、水素イオン（Ｈ＋）の周囲に複数の水分子が付随したクラスターイオンであり、Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは自然数）として表される。また、マイナスイオンは、酸素イオン（Ｏ２−）の周囲に複数の水分子が付随したクラスターイオンであり、Ｏ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは自然数）として表される。これらのプラスイオンおよびマイナスイオンは、給気口２ａを介して室内に放出された後、室内の浮遊物（粒子、細菌）に凝集して相互に化学反応し、活性物質としての過酸化水素Ｈ２Ｏ２または水酸化ラジカル・ＯＨとなり、酸化反応により浮遊粒子を不活性化し、また、浮遊細菌を殺菌する。それにより、給気ユニット１ａが配置された室内の空気が清浄化せしめられる。外気を直接導入する給気ユニットでは、外気に含まれる浮遊細菌を殺菌して、外気を室内へ供給すると共に、室内に含まれる浮遊細菌を殺菌することにより、室内空気の清浄化が図られる。
【００３４】
図６は第１の実施形態の給気ユニット１ａを構成する電気部品を示したブロック図である。図６において、５１はソーラー発電機３ａにより発電された電力を蓄電するための蓄電装置、５２はイオン発生素子３０を駆動する高圧パルスを発生させるための高圧パルス発生回路である。
【００３５】
図７は図６に示したソーラー発電機３ａおよび蓄電装置５１の電気回路を詳細に示した図である。図７において、５１ａは蓄電装置５１の一部を構成する２重層コンデンサ、５１ｂは蓄電装置５１の一部を構成する電流規制用抵抗である。
【００３６】
図８は図６に示した高圧パルス発生回路５２を詳細に示した図である。図８において、５２ａは高圧パルス発生回路５２の一部を構成する昇圧トランス、５２ｂは高圧パルス発生回路５２の一部を構成するパルス入力部である。
【００３７】
第１の実施形態の給気ユニット１ａでは、図１および図３に示したように、イオン発生素子３０に電力を供給するためのソーラー発電機３ａがイオン発生素子３０の近傍に配置されている。つまり、イオン発生素子３０に電力を供給するために、電源供給用配線が給気ユニット１ａまで延ばされる代わりに、ソーラー発電機３ａが設けられ、そのソーラー発電機３ａにより発電された電力がイオン発生素子３０に供給される。そのため、イオン発生素子３０に電力を供給するために電源供給用配線を給気ユニット１ａまで延ばす必要性を排除することができる。また、商用電源を用いないで利用することができるため、その場合には、この商用電源の配線に影響されず、ソーラー発電機３ａから給気ユニットまでの電力供給配線を考慮すればよいため、給気ユニットをソーラー発電機３ａの近傍に配置することもでき、リフォーム時なども、電力供給配線作業が容易となり、施工性がよい。
【００３８】
更に、第１の実施形態の給気ユニット１ａでは、図６および図７に示したように、ソーラー発電機３ａにより発電された電力を蓄電するための二重層コンデンサからなる蓄電装置５１が設けられている。詳細には、昼間に、ソーラー発電機３ａにより発電された電力が蓄電装置５１に蓄電され、ソーラー発電機３ａからイオン発生素子３０に電力を供給することができない夜間には、蓄電装置５１からイオン発生素子３０に電力が供給される。そのため、ソーラー発電機３ａからイオン発生素子３０に電力を供給することができない夜間においても、イオン発生素子３０に電力を供給し、イオンを発生させることができる。
【００３９】
また、第１の実施形態の給気ユニット１ａでは、図１に示したように、ソーラー発電機３ａが出窓部４ａの屋根５ａの上に配置されている。そのため、ソーラー発電機３ａが建物の外壁上に配置される場合よりも、太陽光の受光効率を向上させて発電効率を向上させることができる。
【００４０】
更に、第１の実施形態の給気ユニット１ａでは、図１に示したように、給気口２ａが出窓部４ａの屋根５ａの下に配置されている。つまり、ユーザーから見えづらい位置に給気口２ａが配置されている。そのため、例えば天井のようなユーザーから見えやすい位置に給気口２ａが配置される場合よりも、美観性を向上させることができる。
【００４１】
以下、本発明の給気ユニットの第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の給気ユニットは、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の給気ユニットとほぼ同様に構成されている。従って、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の給気ユニットとほぼ同様の効果を奏することができる。
【００４２】
図９は本発明の給気ユニットの第２の実施形態を適用した一戸建住宅を示した図である。図９において、図１〜図８に示した参照番号と同一の参照番号は、図１〜図８に示した部品または部分と同一の部品または部分を示している。２ａ’は、第１の実施形態とは異なり、壁に設置された給気口、詳細には、給気グリルである。２ｂ’は給気口、詳細には、給気グリルである。第２の実施形態の給気口２ｂ’は、図１に示した第１の実施形態の給気口２ｂよりも深く天井面等の空間内に埋め込まれ、給気口２ｂ’の最下面が天井面とほぼ同一になるように配置されている。それにより、給気ユニット１ｂが目立たなくなり、美観性の向上が一層図られることになる。
【００４３】
上述した第１および第２の実施形態では、イオンを発生させるためのイオン発生体が給気ユニットに適用されているが、第３の実施形態では、上述したイオン発生体の代わりに、空気を清浄化するための空気清浄装置、詳細には、例えば、マイナスイオンのみを発生するもの、光触媒のようなものであってもよく空気を何らかの形で清浄化するものを給気ユニットに適用することも可能である。
【００４４】
外気を建物内または室内に導入する際に空気を清浄化することにより、清浄化された空気を建物内または室内に供給することができると共に、供給された空気が循環することにより、更に室内空気を清浄化することができる。
【００４５】
上述した第１から第３の実施形態では、ソーラー発電機により供給される電力を利用することにより、住宅で消費される電力の商用電源の消費電力を低く抑えることができ、省エネルギー効果が得られる。
【００４６】
第１から第３の実施形態では、本発明の給気ユニットが例えば一戸建住宅のような住宅構造に適用されているが、第４の実施形態では、本発明の給気ユニットを例えばマンションの一世帯のような住宅構造に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の給気ユニットの第１の実施形態を適用した一戸建住宅を示した図である。
【図２】図１に示した給気口２ａを室内から見た図である。
【図３】図１に示した給気口２ａなどの拡大断面図である。
【図４】図３に示したイオン発生素子３０の拡大斜視図である。
【図５】図３に示したイオン発生素子３０の拡大断面図である。
【図６】第１の実施形態の給気ユニット１ａを構成する電気部品を示したブロック図である。
【図７】図６に示したソーラー発電機３ａおよび蓄電装置５１の電気回路を詳細に示した図である。
【図８】図６に示した高圧パルス発生回路５２を詳細に示した図である。
【図９】本発明の給気ユニットの第２の実施形態を適用した一戸建住宅を示した図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ａ，１ｂ    給気システム
２ａ，２ｂ    給気口
３ａ，３ｂ    ソーラー発電機
４ａ，４ｂ    出窓部
５ａ，５ｂ    出窓部の屋根
３０    イオン発生素子
【図１】
2005083646.tif 000003
【図２】
2005083646.tif 000004
【図３】
2005083646.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005083646.tif 000008
【図７】
2005083646.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005083646.tif 000011