(57)【要約】      （修正有）【課題】換気用流路と空気清浄用流路を別々に構成し、換気運転と空気清浄運転を行う際にそれぞれ最適の運転を可能にする換気機能付き空気清浄装置を提供する。【解決手段】内部が給気空間と排気空間に区切られた本体と、第２室内吸入口を開閉する第１ダンパーと、室外吸入口と室外排出口を開閉する第２ダンパーと、連通孔を開閉する第３ダンパーと、排気空間に設置される排気ファンと、給気空気間に設置される給気ファンと、排気空間と室外排出口とが連通する排気流路と、給気空間と室外吸入口とが連通する給気流路と、給気流路の空気と排気流路の空気とが相互熱交換する電熱交換器と、第１室内吸入口から流入する空気の浄化のための空気清浄フィルタと、給気流路の電熱交換器の上流に設置される換気フィルタとを含む。【選択図】図２
2005043034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が給気空間と排気空間とに区切られ、前記排気空間が上側排気空間と下側排気空間とに区切られ、前記給気空間が上側給気空間と下側給気空間とに区切られ、前記下側排気空間の下面に空気清浄用第１室内吸入口と換気用第２室内吸入口が設けられ、前記下側給気空間側に室内排出口が設けられ、前記排気空間側に室外吸入口と室外排出口が設けられ、前記上側排気空間と前記上側給気空間を区切る板に連通孔が設けられる本体と、
前記第２室内吸入口を開閉する第１ダンパーと、
前記室外吸入口と室外排出口を開閉する第２ダンパーと、
前記連通孔を開閉する第３ダンパーと、
前記下側排気空間の空気を前記上側排気空間に送風するように前記上側排気空間に設置される排気ファンと、
前記上側給気空間の空気を前記下側給気空間に送風するように前記下側給気空間に設置される給気ファンと、
前記上側排気空間と前記室外排出口とが連通するように前記本体内に画成される排気流路と、
前記上側給気空間と前記室外吸入口とが連通するように、前記排気流路と隣接する位置の前記本体内に画成される給気流路と、
前記給気流路の空気と前記排気流路の空気との熱交換が行われるように、これらの流路の中途に設置される電熱交換器と、
前記第１室内吸入口から流入する空気の浄化のために前記下側排気空間内に設置される空気清浄フィルタと、
前記給気流路の前記電熱交換器の上流に設置される換気フィルタとを含む換気機能付き空気清浄装置。
【請求項２】
前記室内排出口が前記下側給気空間の側面に設けられることを特徴とする請求項１記載の換気機能付き空気清浄装置。
【請求項３】
前記室外吸入口と室外排出口が前記排気空間側の側面に並設されることを特徴とする請求項１記載の換気機能付き空気清浄装置。
【請求項４】
前記本体は、前記給気空間と前記排気空間を区切る第１仕切板と、前記上側排気空間と前記下側排気空間を区切り、前記排気ファンの入口と連通する通孔が設けられた第２仕切板と、前記上側給気空間と前記下側給気空間とを区切り、前記給気ファンの入口と連通する通孔が設けられた第３仕切板とを含むことを特徴とする請求項１記載の換気機能付き空気清浄装置。
【請求項５】
前記本体は、建物の２つの壁によって作られる隅の上部に設置し易いように、少なくとも一側面が円弧状の曲面からなることを特徴とする請求項１記載の換気機能付き空気清浄装置。
【請求項６】
前記給気ファンと排気ファンが遠心ファンからなることを特徴とする請求項１記載の換気機能付き空気清浄装置。
【請求項７】
前記下側給気空間の建物の壁と接する側面には、前記給気ファンから送風される空気の一部を建物の他の室内空間に供給させるための第２室内排出口が設けられたことを特徴とする請求項１記載の換気機能付き空気清浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、換気機能付き空気清浄装置に関し、さらに詳しくは、換気用流路と空気清浄用流路を別々に構成し、換気運転と空気清浄運転を行う際にそれぞれ最適の運転を可能にする、換気機能付き空気清浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気清浄装置は、空気中の粉塵や細菌などを濾過して空気を綺麗にする装置であるが、最近は、基本的な空気清浄機能だけでなく室内空気の換気機能も持たせることにより、一つの装置で２つの機能を行えるようにすることもできる。
【０００３】
このように空気清浄機能及び換気機能を行うことが可能なものには、特許文献１に開示された換気機能付き空気清浄機がある。この空気清浄機は、室内に流入する空気と室外に排出される空気との熱交換を行うための電熱交換器と、室外空気と室内空気の給気又は排気を行うための２つの送風装置と、空気清浄機能と換気機能を行う過程で、室内に吐き出される空気を濾過するためのフィルタとを本体内に備える。また、この空気清浄機は、空気清浄運転又は換気運転のいずれかの選択に応じて内部の流路が変更できるようにするものとして複数のシャッタを備える。
【０００４】
このような空気清浄機が換気運転を行う場合には、室外から室内に供給される空気が本体内の吸気側送風装置、電熱交換器及びフィルタを順次経て室内空間に供給され、室内から室外に排出される空気が排気側送風装置と電熱交換器を順次経て外部に排出される。この際、室外から流入する空気と室内から排出される空気とは電熱交換器を交差して通過しながら熱交換が行われる。一方、空気清浄機が前記清浄運転を行う場合には、室内の空気が本体の内部に流入した後、２つの送風装置とフィルタを経て再び室内空間に供給される。この際、本体の内部を循環する過程で吸気側送風装置を経る一部空気は、電熱交換器を通過した後、排気側送風装置を経由した空気に合流し、合流した空気がフィルタを経て室内に供給される。
【０００５】
ところが、このような従来の空気清浄機は、空気清浄運転だけでなく換気運転を行う過程でも空気が無駄に高性能のフィルタを通過する構造なので、フィルタの使用時間が長くなってフィルタの寿命が短縮されるから、フィルタを頻繁に取り替えなければならないという欠点があった。
【０００６】
また、従来の空気清浄機は、換気運転を行う過程で、粉塵を含む外部空気が電熱交換器を通過した後フィルタを通過する構造なので、電熱交換器に粉塵が積もって熱交換性能が低下するという問題があった。
【０００７】
また、従来の空気清浄機は、換気運転の際に外部からの空気が高性能のフィルタを通過するとともに、空気清浄運転の際に一部の空気が無駄に電熱交換器を通過する構造なので、空気の流動抵抗が大きくなって静圧損失が発生し、騒音と振動が激しくなるうえ、エネルギー損失が大きいという問題があった。
【０００８】
また、従来の空気清浄機は、室内側吸入口と室内側排出口が本体の同一の面に相互隣接するように形成されたものなので、換気及び空気清浄運転を行う過程で、室内空間へ排出される空気が吸入口側に再流入する現象により室内空気の空気清浄及び換気効果が低下するという問題点があった。
【特許文献１】特開平８−８９５６６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、空気清浄流路と換気流路を別々に構成し、換気運転を行う際に空気が高性能のフィルタを通過しないようにし、空気清浄機能を行う際に空気が電熱交換器を通過しないようにすることにより、静圧損失を減らし、騒音と振動を減少させ、ひいてはエネルギー損失を最小化することを可能にする、換気機能付き空気清浄装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、換気運転を行う際に外部から流入する空気の粉塵が電熱交換器に積もる問題を防止することにより、電熱交換器の熱交換効率を高め且つ電熱交換器の寿命を延長することを可能にする、換気機能付き空気清浄装置を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、換気運転を行う際に空気が高性能フィルタを通過しないようにすることにより、フィルタの寿命を延長することを可能にする、換気機能付き空気清浄装置を提供することにある。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、本体の室内側排出口から室内空間に排出される空気が室内側吸入口から再流入する現象を最小化することを可能にする、換気機能付き空気清浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る換気機能付き空気清浄装置は、内部が給気空間と排気空間に区切られ、前記排気空間が上側排気空間と下側排気空間に区切られ、前記給気空間が上側給気空間と下側給気空間に区切られ、前記下側排気空間の下面に空気清浄用第１室内吸入口と換気用第２室内吸入口が設けられ、前記下側給気空間側に室内排出口が設けられ、前記排気空間側に室外吸入口と室外排出口が設けられ、前記上側排気空間と前記上側給気空間を区切る板に連通孔が設けられる本体と、前記第２室内吸入口を開閉する第１ダンパーと、前記室外吸入口と室外排出口を開閉する第２ダンパーと、前記連通孔を開閉する第３ダンパーと、前記下側排気空間の空気を前記上側排気空間に送風するように前記上側排気空間に設置される排気ファンと、前記上側給気空間の空気を前記下側給気空間に送風するように前記下側給気空間に設置される給気ファンと、前記上側排気空間と前記室外排出口とが連通するように前記本体内に画成される排気流路と、前記上側給気空間と前記室外吸入口とが連通するように、前記排気流路と隣接する位置の前記本体内に画成される給気流路と、前記給気流路の空気と前記排気流路の空気との熱交換が行われるように、これらの流路の中途に設置される電熱交換器と、前記第１室内吸入口から流入する空気の浄化のために前記下側排気空間内に設置される空気清浄フィルタと、前記給気流路の前記電熱交換器の上流に設置される換気フィルタとを含むことを特徴とする。
【００１４】
また、前記室内排出口は前記下側給気空間の側面に設けられることを特徴とする。
【００１５】
また、前記室外吸入口と室外排出口は前記排気空間側の側面に並設されることを特徴とする。
【００１６】
また、前記本体は、前記給気空間と前記排気空間を区切る第１仕切板と、前記上側排気空間と前記下側排気空間を区切り、前記排気ファンの入口と連通する通孔が設けられた第２仕切板と、前記上側給気空間と前記下側給気空間を区切り、前記給気ファンの入口と連通する通孔が設けられた第３仕切板とを含むことを特徴とする。
【００１７】
また、前記本体は、建物の２つの壁によって作られる隅の上部に設置し易いように、少なくとも一側面が円弧状の曲面からなることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記給気ファンと排気ファンが遠心ファンからなることを特徴とする。
【００１９】
また、前記下側給気空間の建物の壁と接する側面には、前記給気ファンから送風される空気の一部を建物の他の室内空間に供給させるための第２室内排出口が設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る空気清浄装置は、空気清浄流路と換気流路が別々に構成され、換気運転を行う際に空気が高性能フィルタを通過せず、空気清浄運転を行う際に空気が電熱交換器を通過しないため、静圧損失を減らして機器の騒音及び振動とエネルギー損失を減らすことができるという効果がある。
【００２１】
また、本発明は、換気運転を行う際、外部から流入する空気の粉塵が換気フィルタで濾過されることにより、電熱交換器に粉塵が積もらないため、電熱交換器の熱交換効率を高め且つ電熱交換器の寿命を延長することができるという効果がある。
【００２２】
また、本発明は、換気運転を行う際、空気が高性能の空気清浄フィルタを通過しないため、空気清浄フィルタの寿命を延長することができるという効果がある。
【００２３】
また、本発明は、空気清浄運転を行う際、排気ファンと給気ファンが両方とも室内空気の循環のために使用されて送風能力が大きくなるため、循環する空気が空気清浄フィルタを通過しながらも円滑な送風が行われるという効果がある。
【００２４】
また、本発明は、室内排出口が本体の側面に設けられ、室内吸入口が本体の下面に設けられる構造なので、室内空間に排出される空気が室内吸入口から再流入する現象を最小化することができるため、空気清浄及び換気効率を高めることができるという効果がある。
【００２５】
また、本発明は、第２室内排出口から建物の他の室内空間側に空気を供給することができるため、一つの装置で２つの室内空間の換気及び空気清浄運転を行うことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る好適な実施例を添付図に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
本発明に係る空気清浄装置は、図１に示すように、本体１０の上面が建物の天井に接した状態となるように、建物の２つの壁によって作られた隅の上部に設置される。この際、本体１０は、建物の隅の上部に設置し易いように、前方側の側面１１が円弧状の曲面からなっている。
【００２８】
このような空気清浄装置の本体１０は、図２、図３及び図５に示すように、内部を二分する第１仕切板１２によって内部空間が給気空間２０と排気空間３０とに区切られる。さらに、排気空間３０はその内部を上下に区切る第２仕切板１３によって上側排気空間３１と下側排気空間３２とに区切られ、給気空間２０はその内部を上下に区切る第３仕切板１４によって上側給気空間２１と下側給気空間２２とに区切られる。
【００２９】
本体１０の下側排気空間３２の下面には、図５に示すように、室内空間の空気が下側排気空間３２に吸入できるようにするものとして、空気清浄運転の際に空気が吸入される第１室内吸入口４１と、換気運転の際に空気が吸入される第２室内吸入口４２とが設けられ、下側給気空間２２の側面には、空気清浄運転と換気運転の際に下側給気空間２２に流入する空気が室内空間に供給できるように室内排出口４３が設けられる。また、本体１０の排気空間３０側の側面には、換気運転の際に外部の空気が室内に流入し或いは室内の空気が外部に排出されるように室外吸入口４５と室外排出口４６とが並設される。そして、上側排気空間３１と上側給気空間２１間の第１仕切板１２には、空気清浄運転を行う際に上側排気空間３１の空気が上側給気空間２１へ流れるように連通孔４７が設けられる。
【００３０】
排気空間３０を上下に区切る第２仕切板１３には、図５に示すように、下側排気空間３２の空気が上側排気空間３１へ流れるように通孔１３ａが設けられ、この通孔１３ａに対応する位置の上側排気空間３１には、下側排気空間３２の空気を上側排気空間３１へ送風するものとして、遠心ファンからなる排気ファン３３が設置される。この際、排気ファン用モータ３３ａは本体１０の内側上面に固定される。また、給気空間２０を上下に区切る第３仕切板１４には上側給気空間２１の空気が下側給気空間２２へ流れるように通孔１４ａが設けられ、この通孔１４ａに対応する位置の下側給気空間２２には上側給気空間２１の空気を下側空気空間２２へ送風する給気ファン２３が設置される。この際、給気ファン２３も遠心ファンからなる。
【００３１】
排気空間３０の後方には、図２及び図４に示すように、換気運転を行う際に上側排気空間３１の空気が室外排出口４６側に排出できるように、本体の内部に画成される排気流路３４と、室外吸入口４５から吸入される外部空気が上側給気空間２１に流入できるように、排気流路３４と並んで本体１０の内部に画成される給気流路２４とが設けられる。そして、これらの２つの流路２４、３４の中途には、換気が行われる過程で給気流路２４の空気と排気流路３４の空気とが相互交差しながら熱交換できるようにする電熱交換器５１が設置される。また、下側給気空間２２の建物の壁と接する後方の側面には、図４に示すように、給気ファン２３から送風される空気の一部が建物の他の室内空間に供給できるように第２室内排出口４４が設けられ、下側給気空間２２の内部には、給気ファン２３から吐き出される空気を室内排出口４３側へ案内する流路と第２室内排出口４４側へ案内する流路とがそれぞれ設けられる。
【００３２】
また、下側排気空間３２の内部には、図５に示すように、空気清浄運転を行う際に第１室内吸入口４１から吸入される空気の浄化のために第１室内吸入口４１の上部を覆うように空気清浄フィルタ５２が備えられ、電熱交換器５１の上流側の給気流路２４には、図２に示すように、室外吸入口４５から吸入される外部空気の粉塵などを濾過するように換気フィルタ５３が設置される。この際、空気清浄フィルタ５２は、循環する室内空気中の異物を濾過すると共に脱臭を行うように重ねて積層される高性能フィルタからなり、換気フィルタ５３は外部空気に含まれた粉塵などの異物を濾過し得る程度の中性能フィルタからなる。
【００３３】
また、本発明に係る空気清浄装置は、使用者が空気清浄運転又は換気運転を選択する場合、本体１０内の流路が切り替えられようにするものとして、第２室内吸入口４２を開閉する第１ダンパー６１と、室外吸入口４５と室外排出口４６を同時に開閉する第２ダンパー６２と、第１仕切板１２の連通孔４７を開閉する第３ダンパー６３とを備える。これらのダンパー６１、６２、６３はいずれもモータの駆動によって動作する開閉部材が回動して流路を開閉できるように構成される。
【００３４】
次に、このような構成の本発明に係る空気清浄装置の動作を説明する。
【００３５】
換気運転を行う場合は、図２及び図５に示すように、第２室内吸入口４２の第１ダンパー６１、及び室外吸入口４５と室外排出口４６の第２ダンパー６２がそれぞれ流路を開放するように動作し、第３ダンパー６３が第１仕切板１２の連通孔４７を閉鎖するように動作する。この状態で排気ファン３３と給気ファン２３が動作すると、室内空気は、排気ファン３３の吸入力によって第２室内吸入口４２から下側排気空間３２に流入し、排気ファン３３を経て上側排気空間３１へ流動し、次いで排気流路３４の電熱交換器５１を通過した後、室外排出口４６から外部に排出される。そして、外部の室外空気は給気ファン２３の吸入力によって室外吸入口４５から給気流路２４に流入した後、換気フィルタ５３と電熱交換器５１を順次経て上側給気空間２１に流入し、次いで給気ファン２３と下側給気空間２２を経て室内排出口４３から室内空間に供給される。また、図４に示すように、下側給気空間２２の第２室内排出口４４が、建物の壁の流路を介して他の室内空間と連通するように設けられた場合には、下側給気空間２２の空気の一部が他の室内空間へも供給されながら２つの室内空間の換気が行われる。この際、他の室内空間の円滑な換気のために、２つの室内空間の間に設けられた壁には、第２室内排出口４４から他の室内空間に供給される空気の量だけ、本体１０が設置されている室内空間側へ空気が流動できるように連通流路が設けられることが好ましい。
【００３６】
このような換気動作を行う際、本発明は、排気流路３４を通して外部に排出される空気と、給気流路２４を通して室内に供給される空気とが電熱交換器５１を交差して通過しながら相互熱交換を行うため、室内空間の熱損失を最小化し且つ換気を行うことができる。また、室内空間から外部に排出される空気は、図５に示すように、開放された第２室内吸入口４２から下側排気空間３２に流入するため、空気清浄フィルタ５２を通過しなくなる。すなわち、室外に排出される空気の殆どは流動抵抗の小さい第２室内吸入口４２から吸入されるため、空気清浄フィルタ５２をほぼ通過しなくなる。このように本発明に係る空気清浄装置は、換気動作を行いながら外部に排出される空気が無駄に空気清浄フィルタ５２を通過しないため、空気清浄フィルタ５２の寿命をそれだけ延長させることができるうえ、排出される空気の流動抵抗を減らすことができるので、換気動作が円滑に行われ、流動騒音及び機器の振動が減少する。
【００３７】
また、本発明は、換気動作が行われる際、給気流路２４を通して室内空間に流入する外部空気が電熱交換器５１の上流の換気フィルタ５３を通過しながら濾過されるため、電熱交換器５１に粉塵などの異物が積もる問題を防止することができ、これにより電熱交換器５１の熱交換効率をそれだけ高めることができるうえ、電熱交換器５１の寿命を延長することができる。また、本発明は、外部に排出される室内空気が本体１０の下面の第２室内吸入口４２から吸入され、外部空気が本体の側面の室内排出口４３から室内空間に供給される構造なので、室内に供給された空気が第２室内吸入口４２に再流入する現象を最小化することができるため、室内空間の換気を円滑に行うことができる。
【００３８】
空気清浄運転を行う場合は、図３及び図６に示すように、第２室内吸入口４２の第１ダンパー６１、及び室外吸入口４５と室外排出口４６の第２ダンパー６２がそれぞれ流路を閉鎖するように動作し、第３ダンパー６３が第１仕切板１２の連通孔４７を開放するように動作する。すなわち、この際は第２室内吸入口４２、室外吸入口４５、室外排出口４６が閉鎖され、第１仕切板１２の連通孔４７が開放される。この状態で排気ファン３３と給気ファン２３が動作すると、室内空気は第１室内吸入口４１から下側排気空間３２に流入して空気清浄フィルタ５２を通過することにより異物が濾過され且つ脱臭が行われる。そして、浄化された空気は排気ファン３３を経て上側排気空間３１に流動した後、第１仕切板１２の連通孔４７を通して上側給気空間２１に流れ、給気ファン２３と下側給気空間２２を経た後、室内排出口４３からさらに室内空間へ供給される。この際、室外吸入口４５と室外排出口４６が第２ダンパー６２によって閉鎖された状態なので、排気流路３４と給気流路２４側には空気が流れなくなり、単に室内空気の循環のみが行われて室内空気の浄化がなされる。また、この際にも、上述した換気動作の場合の如く、第２室内排出口４４から他の室内空間へ浄化された空気が供給される場合、２つの室内空間の空気清浄を同時に行うことができる。
【００３９】
このような空気清浄運転を行う際、本発明は、循環する室内空気が電熱交換器５１を通過しないため、流動抵抗が減少して空気の循環がそれだけ円滑になり、空気の流動による騒音及び機器の振動が減少する。また、空気清浄運転を行う場合は、排気ファン３３と給気ファン２３がいずれも室内空気の循環のために使用されるため送風能力が大きくなる。従って、循環する空気が流動抵抗の大きい高性能空気清浄フィルタ５２を通過しながらも円滑な送風が行われる。
【００４０】
また、本発明は、空気清浄運転を行う際、本体１０の内部に吸入される空気が本体の下面の第１室内吸入口４１に吸入され、浄化された空気が本体１０の側面１１の室内排出口４３から室内空間に排出される構造なので、室内に供給された空気が第１室内吸入口４１に再流入する現象を最小化することができるため、室内空間の空気清浄運転を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る空気清浄装置が建物に取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図２】図１に示した空気清浄装置の内部構成を示す斜視図であって、換気運転状態を示す。
【図３】図１に示した空気清浄装置の内部構成を示す斜視図であって、空気清浄運転状態を示す。
【図４】図１に示した空気清浄装置の横断面図である。
【図５】図１に示した空気清浄装置の換気運転状態を示す縦断面図である。
【図６】図１に示した空気清浄装置の空気清浄運転状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０    本体
１１    側面
１２    第１仕切板
１３    第２仕切板
１３ａ、１４ａ  通孔
１４    第３仕切板
２０    給気空間
２１    上側給気空間
２２    下側給気空間
２３    給気ファン
２４    給気流路
３０    排気空間
３１    上側排気空間
３２    下側排気空間
３３    排気ファン
３３ａ  排気ファン用モータ
３４    排気流路
４１    第１室内吸入口
４２    第２室内吸入口
４３    室内排出口
４４    第２室内排出口
４５    室外吸入口
４６    室外排出口
４７    連通孔
５１    電熱交換器
５２    空気清浄フィルタ
５３    換気フィルタ
６１    第１ダンパー
６２    第２ダンパー
６３    第３ダンパー
【図１】
2005043034.tif 000003
【図２】
2005043034.tif 000004
【図３】
2005043034.tif 000005
【図４】
2005043034.tif 000006
【図５】
2005043034.tif 000007
【図６】
2005043034.tif 000008