(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化風路を有する筐体と、前記浄化風路内に設けられた送風手段と、前記送風手段によって室内の空気を前記浄化風路内に導入する吸込口と、前記浄化風路内を通過した空気を排出する吹出口と、前記送風手段によって導入された空気中の汚染ガスを吸着する吸着手段と、前記吸着手段の近傍もしくは接触して設けられ、前記吸着手段の中央部よりも周辺部の加熱量を多くするようにした加熱手段と、前記吸着手段の下流に設定された分解手段と、前記加熱手段、送風手段の動作の切替手段と、前記切替手段の制御手段を有した空気清浄装置。
【請求項２】
加熱手段は吸着手段の中央に対向する位置よりも周囲に対向する位置の配線を密にした請求項１記載の空気清浄装置。
【請求項３】
加熱手段は吸着手段の中央に対向する位置よりも周囲に対向する位置を前記吸着手段に近接させた請求項１記載の空気清浄装置。
【請求項４】
加熱手段は吸着手段の中央に対向する位置よりも周囲に対向する位置の単位面積当たりの電力量を高くした請求項１記載の空気清浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生活環境内で発生する室内の各種臭気や建材、家具等から発生するホルムアルデヒドや揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などのアレルゲンを除去する空気清浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気清浄装置は塵埃を帯電させて集塵版に捕集するものや、繊維状のフィルタに捕集するもの、またはこれらを複合したものが用いられている。さらに吸着剤を添着したフィルタなどによって空気中の臭い成分を除去するものがあり、吸着剤として主に活性炭が用いられている。しかし、これらの吸着剤は表面の微細孔に臭気分子を吸着するものであり、臭気分子の吸着によって吸着点が減少していくことにより脱臭性能が大幅に低下するために脱臭剤を交換する必要があった。さらに、こ
の交換に際しては、使用条件によって交換時期が大きく異なるため、交換時期が遅すぎると脱臭ができないまま放置してしまうとか、かえって吸着した臭気物質を脱着し、臭気を発生してしまう場合があった。このような欠点を解決するため特開平２−２９０２２５号広報に記載されているような脱臭装置が考案されている。図６において１は本体ケースで内部には送風機２が支持され、送風機２の回転によって吸入口３から空気を吸い込み、排出口４から排出する。送風機２の下流側には活性炭よりなる吸着剤５が配置され、送風機２と吸着剤５の間には吸着剤５の再生時に吸着剤５を加熱するたとえばシーズヒータからなる第１のヒータ６が設定されている。
【０００３】
上記構成で送風機２の回転により装置内に空気が供給され臭気物質が吸着剤６に吸着される。長時間使用して吸着能力が低下した場合には、第１のヒータ６に通電して吸着剤５を加熱して、汚染ガスを吸着剤５から脱着し、吸着剤５を再生する。脱着した臭気ガスは、第６図に示すように吸着剤５下流側に設けられ第２のヒータ７であらかじめ活性化温度まで上昇させた分解触媒８で酸化分解し無臭化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の空気清浄機はシーズヒータよりなる第１のヒータ６からの輻射または伝導により加熱するが、１本のヒータを用いた場合はヒータ近傍は温度が速やかに上昇するが、両端部は温度が上がりにくい。また、複数本のヒータを用いた場合でもヒータの間隔が大きいため、吸着剤５に温度むらが生じやすく、吸着した汚染ガスをすべて脱着するのに時間を要しており、無駄な電力を消費していた。また、シーズヒータは径が大きくなるために吸着時に第１のヒータ６によって空気の流れが分割され、第１のヒータ６の背後には空気が流れなくなり、吸着剤の有効吸着面積が減少するとともに空気の流速が早くなって吸着効率が悪化する。また、吸着剤の空気流の通過面積全体を均一に空気が流れないので圧損が大きくなり騒音の原因になる場合もあった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、浄化風路を有する筐体と、前記浄化風路内に設けられた送風手段と、前記送風手段によって室内の空気を前記浄化風路内に導入する吸込口と、前記浄化風路内を通過した空気を排出する吹出口と、前記送風手段によって導入された空気中の汚染ガスを吸着する吸着手段と、前記吸着手段の近傍もしくは接触して設けられ、前記吸着手段中央部よりも周辺部の加熱量を多くするようにした加熱手段と、前記吸着手段の下流に設けられた分解手段と、前記加熱手段、送風手段、分解手段の動作の切替手段と、前記切替手段の制御手段を有した構成としている。
【０００６】
上記発明によれば、加熱手段に通電しない場合に、送風手段によって筐体内に導入された臭気やホルムアルデヒド、ＶＯＣなど（以下汚染ガスという）は吸着手段に捕捉される。次に、吸着手段へ汚染ガスが吸着されて吸着手段の吸着能力が低下した場合は、送風手段を停止し、加熱手段を作動させて、吸着手段に吸着した汚染ガスを脱着させ、分解手段で脱着した汚染ガスを酸化分解する。このように吸着手段を再生して再び汚染ガスを吸着するので交換やメンテナンスが不要となる。また、加熱手段は吸着手段の中央部よりも周囲への加熱量を多くするようにしているため、吸着手段の中央部への熱の集中を防止し、均一な加熱により温度分布のむらをなくすので脱着完了時間を短縮し、吸着動作への移行を早くするとともに、無駄な加熱をなくして消費電力を低く押さえることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、浄化風路を有する筐体と、前記浄化風路内に設けられた送風手段と、前記送風手段によって室内の空気を前記浄化風路内に導入する吸込口と、前記浄化風路内を通過した空気を排出する吹出口と、前記送風手段によって導入された空気中の汚染ガスを吸着する吸着手段と、前記吸着手段の近傍もしくは接触して設けられ、前記吸着手段中央部よりも周辺部の加熱量を多くするようにした加熱手段と、前記加熱手段の下流側に設定された分解手段と、前記加熱手段、送風手段、分解手段の動作の切替手段と、前記切替手段の制御手段を有する構成としている。
【０００８】
そして、上記発明によれば、加熱手段に通電しない場合に、送風手段によって筐体内に導入された汚染ガスは吸着手段に捕捉される。次に、吸着手段へ汚染ガスが吸着されて吸着手段の吸着能力が低下した場合は、送風手段を停止し、加熱手段を作動させて、吸着手段に吸着した汚染ガスを脱着させ、分解手段で脱着した汚染ガスを酸化分解する。このように吸着手段を再生して再び汚染ガスを吸着するので交換やメンテナンスが不要となる。また、加熱手段は吸着手段の中央部よりも周囲への加熱量を多くするようにしているため、吸着手段の中央部への熱の集中を防止し、均一な加熱により温度分布のむらをなくすので脱着完了時間を短縮する。したがって吸着動作への移行を早くするとともに、無駄な加熱をなくして消費電力を低く押さえることができる。
【０００９】
また、加熱手段は吸着手段の中央に対向する位置よりも周囲に対向する位置の配線を密にした構成としている。
【００１０】
そして、なんら特別な構成を付加することなく、加熱手段の配線の仕方を変えるだけで吸着手段の中央部への熱の集中を防止し、均一な加熱により温度分布不均一性を低減することができる。
【００１１】
また、加熱手段は吸着手段の中央に対向する位置よりも周囲に対向する位置を吸着手段に近接させた構成としている。これにより上述と同様に吸着手段の中央部への熱の集中を防止し、均一な加熱により温度分布不均一性を低減することができる。
【００１２】
また、加熱手段は吸着手段の中央に対向する位置よりも周囲に対向する位置の単位面積当たりの電力量（以下、ワット密度という）を高くした構成としている。
【００１３】
そして、配線の疎密化だけでは対応できない場合でも、ワット密度を設定することにより、温度分布の不均一性を低減することができる。
【００１４】
【実施例】
以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の空気清浄装置の断面図である。筐体９の下部には吹出口１０、上部には吸込口１１を有し、筐体９内には浄化風路１２を形成する。１３は浄化風路１２内に設定された吸着手段で活性炭や耐熱性たとえばセラミックのハニカム状構造体や圧損の低い繊維状集合体、発泡体などを用いることができる。またはこれらの素材にＣu、Ｍn、Ｃo、Ｆe、Ｎi、Ａg、Ｐd、Ｐt等の少なくとも一成分を担持することにより汚染ガスの酸化、分解を促進し大きな脱臭効果を得ることができる。１４は吸着手段１３の空気流の上流側に浄化風路１２内空気の流れに対し、幅方向が略平行になるように配置された帯状発熱体よりなる加熱手段である。１５は吸着手段１３の空気流の下流側に設定された分解手段である。ここで上流、下流とは加熱手段１４や分解手段１５が動作中に生じる空気の流れに対する位置関係をいう。１６は室内空気を筐体９内に供給するための送風手段であるファン、１７は加熱手段１４、分解手段１５、ファン１６の動作の切り替えを適宜行う切替手段、１８は切替手段１７の制御を行う制御手段である。１９は吸込口１１近傍に設けられたプレフィルタで、筐体９入り口で綿ぼこりなどの粗大な塵埃をあらかじめ除去する。２０は断熱材である。
【００１６】
次に動作、作用について説明する。電源（図示せず）を投入するとファン１６に通電して室内の空気を白矢印のように強制的に吸込口１１から吸引し、吹出口１０から排出して室内空気を循環させる。流入した空気中に含まれる綿埃などの大きな粒子はプレフィルタ１９に捕捉される。浄化風路１２を流れる空気中に含
まれる汚染ガスは吸着手段１３を通過するときに吸着除去される。吸着操作を続けると吸着手段１３表面の微細孔に汚染ガスが捕らえられるため、吸着面積が減少して吸着能力が低下する。そこで、ファン１６を停止して、加熱手段１４に通電して吸着手段１３を加熱すると、吸着手段１３に吸着した汚染ガスを脱着し、汚染ガスは黒矢印のように熱ドラフトによって上方へ移動する。吸着手段１３は２００℃程度でほとんどの汚染ガスが脱着可能である。ここで、加熱手段１４と同時もしくは加熱手段１４より先に分解手段１５に通電して分解手段１５近傍を高温にすると、汚染ガスは分解手段１５を通過するときに熱分解する。ここで分解手段１５は表面温度を５５０℃以上としており、汚染ガスは瞬時に熱分解が可能である。このように加熱手段１４と分解手段１５によって吸着手段１３を再生して、再び汚染ガスを吸着するので吸着手段１３の長期間の繰り返し使用が可能となり、交換やメンテナンスが不要となる。
【００１７】
ここで、加熱手段１４は図２に示すように帯状電気発熱体１４ａで構成し、浄化風路１２内空気の流れに対し幅方向が略平行となる方向に配置し、さらに浄化風路１２の長手方向に折り返す構成としている。また、帯状電気発熱体１４ａは吸着手段１３の中央部に対向する位置より周囲に対向する位置の加熱量を多くするように吸着手段１３の周囲に対向する位置の折り返しの幅ａを中央部に対向する位置の幅ｂより狭くして密な配線となるようにしている。これにより吸着手段１３中央部への熱の集中を防止し、帯状電気発熱体１４ａの広い面積から均一な加熱が可能になり、吸着手段１３の温度分布のむらをなくすことができる。
【００１８】
図３は加熱手段１４として１本のシーズヒータを用いた場合（黒丸）と図２に示す帯状電気発熱体１４ａを用いた場合（白抜き丸）の温度分布を示したものである。吸着手段１３の所定時間後における中央の短辺方向において吸着手段１３の端部が脱着完了温度ＴAに到達した時点での各部の温度を示した。シーズヒータの場合は、中央付近は温度が高く、端部は極端に低くなる。したがって両端を脱着完了温度まで昇温するには長時間を要する。これに対し、帯状電気発熱体１４ａ用い、吸着手段１３の周囲に対向する位置の配線を中央部に対向する位置の配線より密となるようにした場合は、中央付近の過昇温が抑制されるとともに端部の温度が上昇するので全体的に均一な温度分布となる。したがって脱着完了時間を短縮し、吸着動作への移行を早くするとともに、無駄な加熱をなくして消費電力を低く抑えることができる。また、吸着手段１３の局部的な昇温が避けられるので、吸着手段１３の部分的な焼結による吸着性能の劣化も避けられ、長期間安定した使用が可能である。また、帯状電気発熱体１４ａは空気流を整流する効果もあるので、吸着手段１３の空気流の通過面積全体にわたって負荷を均一にし、圧損を低く抑え、低騒音化を図ることができる。
【００１９】
さらに、分解手段１５も加熱手段１４ａと同様に帯状電気発熱体１５ａで構成すれば、浄化風路１２の空気流の通過面積全体にわたって発熱部を細かく均一に分布させるので、汚染ガスとの接触効率を増加させるとともに、均一な加熱により温度分布のむらをなくして汚染ガスの未分解成分の流出を防止することができ、高い分解性能が得られる。また、分解手段１５自体が発熱体であるため設定温度までの昇温が迅速に行えるので省電力化と分解時間の短縮を図ることができる。
【００２０】
また、分解手段１５の表面にＣｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔなどの金属または金属酸化物の触媒を添着すれば、室内で発生するＶＯＣなどの汚染ガスは１９
０℃程度で分解する。このように触媒の利用によって汚染ガスの分解温度を大幅に低下させることにより、分解手段１５の設定温度を低くすることができ、省電力化が図られるとともに、耐久性も大幅に向上する。
【００２１】
さらに、加熱手段１４、分解手段１５、ファン１６の動作の切替手段１７と、制御手段１８により、通常はファン１６のみを運転して吸着動作を行い、吸着手段１３の吸着能力が低下したときに加熱手段１４、分解手段１５を運転するので、室温上昇を小さく抑えることができ、年間を通じた使用が可能である。以上の説明では帯状発熱体１４ａを用いた場合について述べたが、コイル状の発熱体を用いた場合でも同様の効果が得られる。この場合はコイルの巻回のピッチを吸着手段１３中央部に対向する位置を疎に、周囲に対向する位置を密にする。なお、図１では筐体９の上方に吸込口１１を、下方に吹出口１０を設け、ファン１６によって上方から下方へ空気を供給する構成としているが、逆に筐体９上方に吹出口１０を、下方に吸込口１１を設け、空気を下方から上方に供給する構成でもよい。この場合、ファン１６の回転方向が変わるのみで、吸着手段１３，加熱手段１４、分解手段１５の構成はそのままでよい。
【００２２】
（実施例２）
図４は本発明の実施例２の空気清浄装置における加熱手段１４の断面図である。加熱手段１４は吸着手段１３の中央に対向する位置（距離ｃ）よりも周囲に対向する位置（距離ｄ）を吸着手段１３に近接させた構成としている。これにより上述と同様に吸着手段の中央部への熱の集中を防止し、均一な加熱により温度分布の不均一性を低減することができる。
【００２３】
（実施例３）
図５は本発明の実施例３に係るの空気清浄装置の加熱手段の斜視図である。加熱手段１４は吸着手段１３の中央に対向する位置よりも周囲に対向する位置のワット密度を高くするために周囲に対向する位置に出力の大きな加熱手段１４ｂを配し、中央に対向する位置に出力の小さな加熱手段１４ｃを配している。この構成により吸着手段１３の中央部に対向する位置の単位面積当たりの発熱量を小さくして、吸着手段１３中央部への熱の集中を避けることにより吸着剤の中央部の過度な温度上昇を抑制し、温度分布の均一性をさらに向上するので少電力化を図ることができる。また、加熱手段１４ｂ、１４ｃはそれぞれ個別に出力の設定ができるので、温度の均一性はかなり向上する。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係る空気清浄装置は、浄化風路を有する筐体と、前記浄化風路内に設けられた送風手段と、前記送風手段によって室内の空気を前記浄化風路内に導入する吸込口と、前記浄化風路内を通過した空気を排出する吹出口と、前記送風手段によって導入された空気中の汚染ガスを吸着する吸着手段と、前記吸着手段の近傍もしくは接触して設けられ、前記吸着手段の中央部よりも周辺部の加熱量を多くするようにした加熱手段と、前記吸着手段の下流に設定された分解手段と、前記加熱手段、送風手段の動作の切替手段と、前記切替手段の制御手段を有した構成としているので、加熱手段に通電しない場合に、送風手段によって筐体内に導入された汚染ガスは吸着手段に捕捉される。次に吸着手段へ汚染ガスが吸着されて吸着手段の吸着能力が低下した場合は、送風手段を停止し加熱手段を作動さて、吸着手段に吸着した汚染ガスを脱着させ、分解手段で脱着した汚染ガスを酸化分解する。このように吸着手段を再生して再び汚染ガスを吸着するので交換やメンテナンスが不要となる。また、加熱手段は吸着手段の中央部よりも周囲への加熱量を多くするようにしているため、吸着手段の中央部への熱の集中を防止し、均一な加熱により温度分布のむらをなくすので、脱着完了時間を短縮し、吸着動作への移行を早くするとともに、無駄な加熱をなくして消費電力を低く押さえることができる。
【００２５】
また、請求項２に係る空気清浄装置の加熱手段は、吸着手段の中央に対向する位置よりも周囲に対向する位置の配線を密にした構成としているので、なんら特別な構成を付加することなく、加熱手段の配線の仕方を変えるだけで吸着手段の中央部への熱の集中を防止し、均一な加熱により温度分布不均一性を低減することができる。
【００２６】
また、請求項３に係る空気清浄装置の加熱手段は、吸着手段の中央に対向する位置よりも周囲に対向する位置を吸着手段に近接させた構成としている。これにより上述と同様に吸着手段の中央部への熱の集中を防止し、均一な加熱により温度分布不均一性を低減することができる。
【００２７】
また、請求項４に係る空気清浄装置の加熱手段は、吸着手段の中央部に対向する位置よりも周囲に対向する位置のワット密度を高くした構成としているので、配線の疎密化だけでは対応できない場合でも、中央部と周囲の電力
量を各々設定することにより、吸着手段の温度の均一性をかなり向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１の空気清浄装置の断面図
【図２】  本発明の実施例１の空気清浄装置の加熱手段の斜視図
【図３】  本発明の実施例１の空気清浄装置の加熱手段の温度特性図
【図４】  本発明の実施例２の空気清浄装置の加熱手段の斜視図
【図５】  本発明の実施例３の空気清浄装置の加熱手段の斜視図
【図６】  従来の空気清浄装置の断面図
【符号の説明】
９  筐体
１０  吹出口
１１  吸込口
１２  浄化風路
１３  吸着手段
１４  加熱手段
１５  分解手段
１６  ファン（送風手段）
１７  切替手段
１８  制御手段
【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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