空気清浄装置
【課題】フィルターの各部位を十分な加熱状態に維持することで確実に焼却処理を実行できるとともに、焼却処理に際しても、送出口から高温の空気が吹き出されることがない空気清浄装置を得る。
【解決手段】セラミックフィルター２の流入側端面に対向して設けられるガス燃焼式ヒータ９と、セラミックフィルター２の流出側端面２ａと送風ファン８の吸込み口８ａとの間に、冷却用空気を取り込み可能な冷却用空気取り込み機構１１を設け、再生動作モードにおいて、清浄対象の空気を取入口７ａから取り込み、フィルター２を通過させて清浄化し、清浄化された空気を送出口４ａから送り出す構成とする。
【解決手段】セラミックフィルター２の流入側端面に対向して設けられるガス燃焼式ヒータ９と、セラミックフィルター２の流出側端面２ａと送風ファン８の吸込み口８ａとの間に、冷却用空気を取り込み可能な冷却用空気取り込み機構１１を設け、再生動作モードにおいて、清浄対象の空気を取入口７ａから取り込み、フィルター２を通過させて清浄化し、清浄化された空気を送出口４ａから送り出す構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風ファンの働きにより、清浄対象の空気を取入口から取り込み、フィルターを通過させて清浄化し、清浄化された空気を送出口から送り出す構成の空気清浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような空気清浄装置として、特許文献１には、通風路１０内に設けられたファン１５と、空気中の塵埃の集塵手段１２と、臭気成分の吸着手段１３と、集塵手段１２に捕捉した塵埃を焼却可能な温度に加熱する集塵手段再生温度と吸着手段１３に吸着した臭気成分を分解する温度に加熱する吸着手段再生温度に設定するヒータ１１を有する構成の空気清浄装置が開示されている。この空気清浄装置では、ヒータ１１により吸着手段１３、集塵手段１２に捕捉された臭気や塵埃やウイルス、アレルゲンは焼却除去される。したがって吸着手段１３や集塵手段１２の交換やメンテナンスが不要となる。吸着手段１３と集塵手段１２の再生温度設定を別個に設けることにより無駄な電力消費を抑制し、吸着手段１２の劣化を防止し、また、冬期以外での室温の上昇を抑制することができる。結果、塵埃やウイルス、アレルゲン、臭気を高効率で除去するとともに、長期間の利用が可能となると、されている。
【０００３】
この特許文献１には、集塵手段１２の再生温度として約５００℃以上とすることにより、カビがほぼ完全に焼却され、アレルゲンを焼却することができるとされている（段落〔００２９〕）。さらに、ヒータとしては、通電により加熱されることが開示されていることから（段落〔００２８〕）、所謂電気ヒータが使用されるものと考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２９６０３６ 号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者らは、上記特許文献１に記載の構造を模式的に作成し、その集塵手段に対する再生能力の検証を行った。この検証においては、ヒータ及びそのヒータにより加熱される集塵手段の各部位の温度を検証するとともに、実際に到達した温度状態で集塵手段内の各部位に捕集されている塵埃の状態を調べた。
【０００６】
このような検討の結果、例えば家庭用として採用可能な一般的な電気ヒータでは、当該電気ヒータを構成する部材（ヒータ部）は、確かに、上記の５００℃以上の温度に到達できるものの、集塵手段の各部位に捕集されている塵埃を、満足のいく程度に焼却除去することができないことが判明した。
逆にほぼ満足いく程度にまで焼却除去しようとすると、電気ヒータとして特殊な高能力のものを採用する必要があるとともに、そのヒータ加熱時間も数十分以上とする必要が生じる等、設備費、エネルギーの有効利用といった点で、大きな問題があることが判明した。
【０００７】
さらに、集塵手段に捕集された集塵を、完全に焼却しようとした場合、送風手段を働かせた状態で、この処理を実行することとなるが、空気の送出口から、再生モードにおいては、高温の空気がそのまま、室内等に放出されてしまい、暖房機器に要求される空気温の上限を越えてしまい、適切でないことが判明した。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、集塵手段であるフィルターを加熱処理により再生させる再生動作モードを備えた空気清浄装置において、フィルターの各部位を十分な加熱状態に維持することで確実に焼却処理を実行できるとともに、焼却処理に際しても、送出口から高温の空気が吹き出されることがない空気清浄装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る、送風ファンの働きにより、清浄対象の空気を取入口から取り込み、フィルターを通過させて清浄化し、清浄化された前記空気を送出口から送り出す構成の空気清浄装置の第１特徴構成は、
前記フィルターがセラミックフィルターであり、前記セラミックフィルターの流入側端面に対向して設けられるガス燃焼式ヒータと、前記セラミックフィルターの流出側端面と前記送風ファンの吸込み口との間に、冷却用空気を取り込み可能な冷却用空気取り込み機構とを設け、
前記送風ファンが働き、前記ガス燃焼式ヒータが停止され、前記冷却用空気取り込み機構が非動作状態とされ、前記清浄対象の空気を取入口から取り込み、フィルターを通過させて清浄化し、清浄化された前記空気を送出口から送り出す清浄動作モードと、
前記送風ファン、前記ガス燃焼式ヒータ及び前記冷却用空気取り込み機構が全て働き、前記清浄対象の空気を取入口から取り込み、フィルターを通過させて清浄化し、清浄化された前記空気を送出口から送り出すとともに、前記セラミックフィルターが再生される再生動作モードとの間で、動作モードを切換え変更する制御機構を備えた点にある。
【００１０】
この構成の空気清浄装置は、制御機構の働きにより、通常の清浄化を実行する清浄動作モードと、セラミックフィルターを再生する再生動作モードとで動作する。ここで、清浄動作モードでは、セラミックフィルターに清浄対象の空気を通過させることで、空気を浄化する。一方、再生モードでは、清浄対象の空気がセラミックフィルターを通過する状態で、ガス燃焼式ヒータを作動させることで、セラミックフィルターに捕集されている塵埃等を燃焼除去することができる。ガス燃焼式ヒータを用いることで、比較的短時間に、塵埃等の燃焼除去が可能な温度（例えば、６００℃以上）に、各所を到達させることが可能であり、空気の流れ方向に、この高温部を移動させながら、セラミックフィルターの各部位、全ての箇所で燃焼除去処理を完了することができる。
さらに、セラミックフィルターを通過した空気に関しては、これが高温となっているが、冷却用空気取り込み機構を働かせて、冷却用空気を取り込み、セラミックフィルターを通過した空気と混合することで、装置から流出する空気の温度を低下させることができる。
結果、上記第１特徴構成によれば、セラミックフィルターの再生を確実に行いながら、装置から送り出される空気に関しては、その温度を適切な温度に維持することができる。
【００１１】
本発明に係る空気清浄装置の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記送風ファンの吐出口から吐出される空気を外部に流出させる前記送出口を装置下部に備え、前記送風ファンの上側に前記セラミックフィルターを、前記セラミックフィルターの上側に前記ガス燃焼式ヒータを備えた点にある。
【００１２】
上記第２特徴構成によれば、二つの動作モードで共に働き、清浄動作モードでは清浄対象の空気のみであるが、再生動作モードでは冷却用空気まで吸引する必要がある送風ファンに関して、これが重量物となりやすいが、当該送風ファンを装置下部に配置することで装置全体の構造を安定化できる。さらに、上下方向中間にセラミックフィルターを備え、さらに、その上側にガス燃焼式ヒータを備えることで、比較的簡易な層状構造で、本願に係る空気清浄装置が有すべき機構を全て実現できる。
【００１３】
本発明に係る空気清浄装置の第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、前記セラミックフィルターの前記流出側端面と前記送風ファンの吸込み口との間に、脱臭装置を設けた点にある。
【００１４】
上記第３特徴構成によれば、セラミックフィルターを通過して主に、ウイルス、カビ、花粉等の粒子成分が除去された空気の、臭気成分をも除去することができる。
【００１５】
本発明に係る空気清浄装置の第４特徴構成は、上記第３の特徴構成に加えて、前記冷却用空気取り込み機構の空気流下流側に前記脱臭装置を設ける点にある。
【００１６】
上記第４特徴構成によれば、再生動作モードにおいて、高温の空気が直接脱臭装置に到達するのを防止することができ、脱臭装置を高温から保護できる。
【００１７】
本発明に係る空気清浄装置の第５特徴構成は、上記第１〜４の特徴構成に加えて、
前記清浄動作モードにおいて、前記清浄化された空気を、前記清浄対象の空気が取り込まれた空間に戻し、
前記再生動作モードにおいて、再生動作を経て前記送風ファンから吐出される空気を、前記清浄対象の空気が取り込まれた空間とは異なった空間に戻すことにある。
【００１８】
上記第５特徴構成によれば、再生動作モードにおいて、清浄動作モードにおいて戻される空気より高温となっている空気を、異なった空間に戻すことで、清浄対象の空気が取り込まれた空間の温度状態を大きく変更することのない運転を実現できる。
【００１９】
以上、説明してきた構成において、清浄対象の空気がセラミックフィルターを通過する状態で、当該セラミックフィルターの各部位を、少なくとも異なったタイミングで、焼却除去に必要な温度、時間以上に維持して、セラミックフィルターに捕集された塵埃をガス燃焼式ヒータにより焼却処理する制御機構側の構成としては、以下の構成を採用できる。
１ 取入口から前記清浄対象の空気が流入し、さらに、前記冷却用空気取り込み機構から前記冷却用空気が取り込まれる状態で、前記セラミックフィルターの空気流れ方向の各部位を、少なくとも異なったタイミングで、前記セラミックフィルターにより捕集された粒子が焼却除去される温度及び時間以上に維持するものとする。
２ 取入口から前記清浄対象の空気が流入し、さらに、前記冷却用空気取り込み機構から前記冷却用空気が取り込まれる状態で、前記セラミックフィルターの各部位を、少なくとも異なったタイミングで、６００℃〜８００℃の範囲内の温度に、少なくとも４分から６分の範囲内の時間に維持するものとする。
３ 取入口から前記清浄対象の空気が流入し、さらに、前記冷却用空気取り込み機構から前記冷却用空気が取り込まれる状態で、前記セラミックフィルターの流出側端面の温度が最高温度に到達する前に、前記ガス燃焼式ヒータの燃焼停止が実行されるものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本願に係る空気清浄装置１の概略構成を模式的に示したものであり、同図（ａ）（ｂ）は、当該空気清浄装置１が、清浄動作モード及び再生動作モードでそれぞれ動作している状態を示している。ここで、清浄動作モードは、空気清浄装置１が空気ａの清浄動作を行うモードであり、再生動作モードは、空気清浄装置１が空気ａの浄化を行いながら、さらに、装置内に備えられているセラミックフィルター２の再生をも行うモードである。
【００２１】
１ 空気清浄装置の概略構成
図１に示すように、空気清浄装置１は、概略方形の筺体３内に、所定の機器を備えて構成されている。図１からも判明するように、筺体３内は、その上下方向において、下から上に向けて、ファン室４、脱臭室５、集塵室６及びヒータ室７が位置するように構成されている。
最下部に位置するファン室４には開口が設けられており、この開口が清浄化された空気を送り出す送出口４ａとされている。一方、最上部に位置するヒータ室７にも開口が設けられており、この開口が清浄対象の空気を取り込む取入口７ａとされている。前記ファン室４には、送風ファン８が設けられており、前記取入口７ａからの清浄対象の空気ａの取り込み、前記送出口４ａからの清浄化後の空気ａの送り出しの用を果たすように構成されている。
従って、この空気清浄装置１では、送風ファン８の働きにより、取入口７ａから取り込まれた空気ａは、ヒータ室７、集塵室６、脱臭室５及びファン室４と順次流下し、送出口４ａから送り出される。
【００２２】
以下、各室の構成に関して説明する。
ヒータ室
このヒータ室７は、本願に係る空気清浄装置１の最も高い位置に設けられる室であり、
その室内の上部に、本願にいうガス燃焼式ヒータ９である水平な燃焼面を有する面状バーナが備えられている。この面状バーナは、そのバーナ面のほぼ全面で鉛直下方に伸びる燃焼炎を形成して、下側に配設されるセラミックフィルター２の上端面（流入側端面）を加熱することができる。図１からも判明するように、このヒータ室７の側部には、前記取入口７ａが開口されており、この取入口７ａから取り込まれた空気ａは、面状バーナの燃焼面側に導かれ、セラミックフィルター２に方向づけられるように構成されている。
【００２３】
集塵室
この集塵室６は、前記ヒータ室７の下側に設けられる室であり、この集塵室６内には、セラミックフィルター２が配設されている。このセラミックフィルター２の下端面が流出側端面となる。
ここで、このセラミックフィルター２は、ウオールフロー構造を有しており、０．３μｍ〜２５μｍ程度の塵埃を捕集可能に構成されている。
室内浮遊粒子の除去率（％）に関しては、０．３〜０．５μｍの粒子を８３％程度、０．５〜１．０μｍの粒子を９５％程度、１．０〜５．０μｍの粒子を９９％程度、５．０〜１０．０μｍの粒子を９９％程度、１０．０〜２５．０μｍの粒子を１００％除去する能力を有している。さらに、このセラミックフィルター２は、前記ヒータ室７に設けられている面状バーナにより、最高温度７００〜８００℃に加熱されても、十分に耐えうるフィルターである。
この集塵室６では、空気は、鉛直下方に向けて流れる。
【００２４】
脱臭室
この脱臭室５は、前記集塵室６の下側に設けられる室であり、この脱臭室５内には、脱臭装置１０が配設されている。ここで、この脱臭装置１０は、具体的には、脱臭用活性炭フィルターであり、アンモニア、アセトアルデヒド、酢酸等の臭気成分を吸着除去する。
図１に示すように、この脱臭室５の側部には、冷却用空気ｃａを取り込み可能な冷却用空気取り込み機構１１が設けられている。この冷却用空気取り込み機構１１は、装置横方向に開口した開口ダクト１１ａと、この開口ダクト１１ａに設けられた開閉弁１１ｂから構成されている。この開閉弁１１ｂは、送風ファン８が働いている状態で、開状態とされることで、この開口ダクト１１ａを介して、外部の空気ａを取り入れることができる。閉状態にあっては、脱臭室５が、集塵室６とファン室４とを連通するダクトとなるのみである。
【００２５】
ファン室
このファン室４は、装置の最下部に設けられる室であり、送風ファン８が配設されている。
送風ファン８の吸込み口８ａは脱臭室５に向けられており、送風ファン８の吹出し口８ｂは前述の送出口４ａに向けられている。従って、この送風ファン８が働くことにより、取入口７ａもしくは、取入口７ａと冷却用空気取り込み機構１１との両方から、空気ａを吸引し、送出口４ａから吹き出すことができる。
【００２６】
本願に係る空気清浄装置１には、送風ファン８、ガス燃焼式ヒータ９、冷却用空気取り込み機構１１に備えられる開閉弁１１ｂを制御するための制御機構１２（具体的には制御器）が備えられている。この制御機構１２は、空気清浄装置の動作モードを、清浄動作モードと再生動作モードとの二つのモード間で切り換えるものである。このような動作モードの切換えに関しては、例えば、空気清浄装置を一日の内、朝から夜間まで、ほぼ一日清浄動作モードで運転して、就眠前、或いは、就眠に伴って、空気清浄装置を再生動作モードで運転して、一日に一回、セラミックフィルターの再生を行うようにすることができる。
【００２７】
清浄動作モードは、空気清浄装置１が、取入口７ａから取り込んだ清浄対象の空気ａを浄化して、送出口４ａから送り出す動作モードであり、この動作モードでは、送風ファン８が働き、ガス燃焼式ヒータ９が停止され、冷却用空気取り込み機構１１が非動作状態とされる（図１（ａ）参照）。
再生動作モードは、集塵動作によりその機能が低下したセラミックフィルター２を燃焼式ヒータ９による加熱で再生する動作モードであり、この動作モードでは、送風ファン８、ガス燃焼式ヒータ９及び冷却用空気取り込み機構１１が全て働く状態とされる。結果、この動作モードでは、清浄対象の空気ａを取入口７ａから取り込み、フィルター２を通過させて清浄化し、清浄化された空気ａを送出口４ａから送り出すとともに、セラミックフィルター２が再生される（図１（ｂ）参照）。この動作モードでは、さらに、冷却用空気取り込み機構１１が働き、開口ダクト１１ａから冷却用空気ｃａを取り込むことで、燃焼式ヒータ９が働くことにより、上昇した空気温を、例えば室内に戻しても問題のない温度まで低下させることができる。
【００２８】
空気清浄装置の性能
１ 室内浮遊カビ
上記構成の空気清浄装置１において、取入口７ａ及び送出口４ａ、それぞれにおいて捕集した室内浮遊カビにより発現するコロニー数を調べた結果を示したのが、図２である。同図に示すように、取入側でのコロニー数１６１．１個／ｍ3に対して、送出側でコロニー数が０となっており、室内浮遊カビがほぼ完全に除去できることが判る。
【００２９】
２ 花粉
この空気清浄装置１において、取入口７ａより純粋スギ花粉をふるいを使って分散させセラミックフィルター２に導入した結果での、セラミックフィルター２での捕捉量、送出口４ａから送り出される空気中の花粉量を調べた。投入花粉量１ｇについて、セラミックフィルター２での捕捉量０．７５ｇ、送り出される空気中の花粉量０．０３ｇであった。結果、この空気清浄装置１により、９７％の花粉を除去することができる。
【００３０】
３ 脱臭
この空気清浄装置１の脱臭能力に関して、アンモニア、アセトアルデヒド、酢酸について検証（ＪＥＭ１４６７「家庭用空気清浄機」による）を行った結果を図３に示した。検証は、容積１ｍ3の試験室内で３０分連続運転した。この運転状態における空気清浄装置１の単位時間あたりの処理流量は、１．１ｍ3／分 とした。結果、アンモニアについて９１％の除去率を、アセトアルデヒドについて１００％の除去率を、酢酸について９５％の除去率となった。非常に良好な結果である。
【００３１】
セラミックフィルターの再生
先にも説明したように、本願の空気清浄装置１は、セラミックフィルター２の再生に、ガス燃焼式ヒータ９により得られる熱を利用する。この再生動作にあっては、送風ファン８、ガス燃焼式ヒータ９及び冷却用空気取り込み機構１１が全て働く。但し、このモードにおけるガス燃焼式ヒータ９の動作形態は、本願独特のものとされている。
図４は、時間領域（横軸（分））における、セラミックフィルター２の流出側端面２ａと、ファン室４との温度変化（縦軸（℃））を調べた結果である。この図において、「燃焼ＯＮ」と記載しているのが「ガス燃焼式ヒータの燃焼開始の時点」を、「燃焼ＯＦＦ」と記載しているのが「ガス燃焼式ヒータの燃焼終了の時点」を示している。
図５は、図１に対応した本願に係る空気清浄装置１において、経時的な最高温域の移動状況を模式的に示したものである。
【００３２】
図４、図５からも判明するように、再生動作モードの開始に伴って、ガス燃焼式ヒータ９の燃焼が開始され、セラミックフィルター２の流入側がその最高温に到達する。この段階では、セラミックフィルター２の上下方向中央側、あるいは流出側は最高温には到達していない。そして、所定時間の経過後、ガス燃焼式ヒータ９の燃焼が停止される。図４からも判明するように、この停止時点は、例えば、セラミックフィルター２の流出側端面２ａの温度は、未だ最高温に到達する前の状態にある。そして、時間の経過とともに、最高温域は、下降して、流出側端面２ａに到達する。この状態で、本願にいう最高温度は、６００〜７００℃程度の温度域である。
【００３３】
一方、図４の記載からも判明するように、ファン室４の温度は、ほぼ７５℃以下に保たれる。
【００３４】
ガス燃焼式ヒータの燃焼制御及び冷却用空気取り込み機構の制御
先に説明した制御機構１２（制御器）による、ガス燃焼式ヒータ９の燃焼制御、冷却用空気取り込み機構１１の制御は、下記のような形態となっている。
【００３５】
１ 取入口７ａから清浄対象の空気が流入し、さらに、冷却用空気取り込み機構１１から冷却用空気ｃａが取り込まれる状態で、セラミックフィルター２の空気流れ方向の各部位を、少なくとも異なったタイミングで、セラミックフィルター２により捕集された粒子が焼却除去される温度及び時間以上に維持する。
２ 取入口７ａから清浄対象の空気が流入し、さらに、冷却用空気取り込み機構１１から冷却用空気ｃａが取り込まれる状態で、セラミックフィルター２の各部位を、少なくとも異なったタイミングで、６００℃〜８００℃の範囲内の温度に、少なくとも４分から６分の範囲内の時間維持する。現実には、昇温と降温を合わせて、最低、２０分程度が必要となる。
３ 取入口７ａから前記清浄対象の空気が流入し、さらに、冷却用空気取り込み機構１１から冷却用空気ｃａが取り込まれる状態で、セラミックフィルター２の流出側端面の温度が最高温度に到達する前に、ガス燃焼式ヒータ９の燃焼停止を実行する。
このように動作形態を採用することで、セラミックフィルター２を良好に再生できる。
【００３６】
上記のセラミックフィルター２の再生に関して、セラミックフィルター２に捕集されている室内空中浮遊塵あるいは、純粋スギ花粉に対する再生温度の影響について発明者らが行った実証結果を説明する。
室内空中浮遊塵
別途、サイクロン集塵機で捕捉した室内空中浮遊塵５０ｍｇを、検証対象とした温度（２００℃、４００℃、６００℃及び８００℃）で、最大１０分処理した場合の残存率（％）を示したのが、図６である。
この検証の結果、室内空中浮遊塵に関しては、少なくとも６００〜８００℃で、４分以上加熱処理する必要があることが判る。
【００３７】
純粋スギ花粉
別途入手した純粋スギ花粉０．５ｇを、検証対象とした温度（室温、２００℃、４００℃、６００℃及び８００℃）で、最大１０分処理した場合の重量の減少量（％）を示したのが、図７である。
この検証の結果、純粋スギ花粉に関しても、少なくとも６００〜８００℃程度で、４分以上加熱処理する必要があることが判る。
【００３８】
セルロースパウダー及び花粉
本願の係るセラミックフィルター２に、セルロースパウダー及び花粉を所定量（０．５〜４ｇ）捕捉させて、セラミックフィルター２の再生処理を行った結果を、図８に示した。図８では、セルロースパウダーについては、再生温度として、室温、２２２℃、６２２℃での再生処理結果を示し、花粉に関しては、再生温度として５２３℃の結果を示す。
図８から判明するように、これまで説明してきた再生温度である６００℃〜８００℃の温度としてやれば、セルロースパウダー、花粉の両方とも、常温からの昇温、常温への降温を含めて約３０分の処理時間で、９９％以上、捕捉粒子を除去できることが判る。
【００３９】
〔別実施形態〕
これまで説明してきた空気清浄装置では、清浄動作モードで、清浄対象の空気を取り入れる空間と、清浄化した空気を送り出す空間とは、同一の空間（例えば家庭の居室）であり、さらに、再生動作モードでの、清浄化した空気を送り出す空間に、上記同一の空間が含まれる場合があることを前提として説明した。
しかしながら、本願に係る空気清浄装置では、ガス燃焼式ヒータを使用するため、送出口から送り出される空気は、再生動作モードでは、自ずと例えば、室温より高温側に振れる。このような構成で、本願の空気清浄装置が夏場に、家庭の室内で使用された場合、室内温が上昇し好ましくない。
そこで、清浄動作モードにおいて、清浄化された空気を、清浄対象の空気が取り込まれた空間（例えば、各家庭の室内）に戻し、再生動作モードにおいて、再生動作を経て送風ファンから吐出される空気を、清浄対象の空気が取り込まれた空間とは異なった空間（例えば、屋外空間）に戻す構成を取るのが好ましい。
図９は、図１に対応して、この別実施形態における、清浄動作モードと再生動作モードとの送出口４ａより下流側の放出状態を示したものである。この例では、放出路１３に切換弁１４を設け、清浄動作モードでは、清浄化された空気を、清浄対象の空気が取り込まれた空間Ｓ１に戻し、再生動作モードでは、清浄対象の空気が取り込まれた空間Ｓとは異なった空間Ｓ２に戻している。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
集塵手段であるフィルターを加熱処理により再生させる再生動作モードを備えた空気清浄装置において、フィルターの各部位を十分な加熱状態に維持することで確実に焼却処理を実行できるとともに、焼却処理に際しても、送出口から高温の空気が吹き出されることがない空気清浄装置を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本願に係る空気清浄装置の構造と、その清浄動作モードと再生動作モードでの動作状態を示す説明図
【図２】室内浮遊カビの除去性能の検証結果を示す図
【図３】脱臭性能の検証結果を示す図
【図４】再生動作モードでの再生動作時刻と温度との関係を示す図
【図５】再生動作モードでの高温部の移動状況を説明する説明図
【図６】処理温度と室内空中浮遊塵の残存率との検証結果を示す図
【図７】処理温度と純粋スギ花粉の重量減少率との検証結果を示す図
【図８】再生動作後のセルロースパウダー又は花粉の除去率の検証結果を示す図
【図９】別実施形態の空気清浄装置の清浄動作モードと再生動作モードでの動作状態を示す説明図
【符号の説明】
【００４２】
１：空気清浄装置
２：セラミックフィルター
４：ファン室
４ａ：送出口
５：脱臭室
６：集塵室
７：ヒータ室
７ａ：取入口
８：送風ファン
９：ガス燃焼式ヒータ
１０：脱臭装置
１１：冷却用空気取り込み機構
１２：制御機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風ファンの働きにより、清浄対象の空気を取入口から取り込み、フィルターを通過させて清浄化し、清浄化された空気を送出口から送り出す構成の空気清浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような空気清浄装置として、特許文献１には、通風路１０内に設けられたファン１５と、空気中の塵埃の集塵手段１２と、臭気成分の吸着手段１３と、集塵手段１２に捕捉した塵埃を焼却可能な温度に加熱する集塵手段再生温度と吸着手段１３に吸着した臭気成分を分解する温度に加熱する吸着手段再生温度に設定するヒータ１１を有する構成の空気清浄装置が開示されている。この空気清浄装置では、ヒータ１１により吸着手段１３、集塵手段１２に捕捉された臭気や塵埃やウイルス、アレルゲンは焼却除去される。したがって吸着手段１３や集塵手段１２の交換やメンテナンスが不要となる。吸着手段１３と集塵手段１２の再生温度設定を別個に設けることにより無駄な電力消費を抑制し、吸着手段１２の劣化を防止し、また、冬期以外での室温の上昇を抑制することができる。結果、塵埃やウイルス、アレルゲン、臭気を高効率で除去するとともに、長期間の利用が可能となると、されている。
【０００３】
この特許文献１には、集塵手段１２の再生温度として約５００℃以上とすることにより、カビがほぼ完全に焼却され、アレルゲンを焼却することができるとされている（段落〔００２９〕）。さらに、ヒータとしては、通電により加熱されることが開示されていることから（段落〔００２８〕）、所謂電気ヒータが使用されるものと考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２９６０３６ 号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者らは、上記特許文献１に記載の構造を模式的に作成し、その集塵手段に対する再生能力の検証を行った。この検証においては、ヒータ及びそのヒータにより加熱される集塵手段の各部位の温度を検証するとともに、実際に到達した温度状態で集塵手段内の各部位に捕集されている塵埃の状態を調べた。
【０００６】
このような検討の結果、例えば家庭用として採用可能な一般的な電気ヒータでは、当該電気ヒータを構成する部材（ヒータ部）は、確かに、上記の５００℃以上の温度に到達できるものの、集塵手段の各部位に捕集されている塵埃を、満足のいく程度に焼却除去することができないことが判明した。
逆にほぼ満足いく程度にまで焼却除去しようとすると、電気ヒータとして特殊な高能力のものを採用する必要があるとともに、そのヒータ加熱時間も数十分以上とする必要が生じる等、設備費、エネルギーの有効利用といった点で、大きな問題があることが判明した。
【０００７】
さらに、集塵手段に捕集された集塵を、完全に焼却しようとした場合、送風手段を働かせた状態で、この処理を実行することとなるが、空気の送出口から、再生モードにおいては、高温の空気がそのまま、室内等に放出されてしまい、暖房機器に要求される空気温の上限を越えてしまい、適切でないことが判明した。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、集塵手段であるフィルターを加熱処理により再生させる再生動作モードを備えた空気清浄装置において、フィルターの各部位を十分な加熱状態に維持することで確実に焼却処理を実行できるとともに、焼却処理に際しても、送出口から高温の空気が吹き出されることがない空気清浄装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る、送風ファンの働きにより、清浄対象の空気を取入口から取り込み、フィルターを通過させて清浄化し、清浄化された前記空気を送出口から送り出す構成の空気清浄装置の第１特徴構成は、
前記フィルターがセラミックフィルターであり、前記セラミックフィルターの流入側端面に対向して設けられるガス燃焼式ヒータと、前記セラミックフィルターの流出側端面と前記送風ファンの吸込み口との間に、冷却用空気を取り込み可能な冷却用空気取り込み機構とを設け、
前記送風ファンが働き、前記ガス燃焼式ヒータが停止され、前記冷却用空気取り込み機構が非動作状態とされ、前記清浄対象の空気を取入口から取り込み、フィルターを通過させて清浄化し、清浄化された前記空気を送出口から送り出す清浄動作モードと、
前記送風ファン、前記ガス燃焼式ヒータ及び前記冷却用空気取り込み機構が全て働き、前記清浄対象の空気を取入口から取り込み、フィルターを通過させて清浄化し、清浄化された前記空気を送出口から送り出すとともに、前記セラミックフィルターが再生される再生動作モードとの間で、動作モードを切換え変更する制御機構を備えた点にある。
【００１０】
この構成の空気清浄装置は、制御機構の働きにより、通常の清浄化を実行する清浄動作モードと、セラミックフィルターを再生する再生動作モードとで動作する。ここで、清浄動作モードでは、セラミックフィルターに清浄対象の空気を通過させることで、空気を浄化する。一方、再生モードでは、清浄対象の空気がセラミックフィルターを通過する状態で、ガス燃焼式ヒータを作動させることで、セラミックフィルターに捕集されている塵埃等を燃焼除去することができる。ガス燃焼式ヒータを用いることで、比較的短時間に、塵埃等の燃焼除去が可能な温度（例えば、６００℃以上）に、各所を到達させることが可能であり、空気の流れ方向に、この高温部を移動させながら、セラミックフィルターの各部位、全ての箇所で燃焼除去処理を完了することができる。
さらに、セラミックフィルターを通過した空気に関しては、これが高温となっているが、冷却用空気取り込み機構を働かせて、冷却用空気を取り込み、セラミックフィルターを通過した空気と混合することで、装置から流出する空気の温度を低下させることができる。
結果、上記第１特徴構成によれば、セラミックフィルターの再生を確実に行いながら、装置から送り出される空気に関しては、その温度を適切な温度に維持することができる。
【００１１】
本発明に係る空気清浄装置の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記送風ファンの吐出口から吐出される空気を外部に流出させる前記送出口を装置下部に備え、前記送風ファンの上側に前記セラミックフィルターを、前記セラミックフィルターの上側に前記ガス燃焼式ヒータを備えた点にある。
【００１２】
上記第２特徴構成によれば、二つの動作モードで共に働き、清浄動作モードでは清浄対象の空気のみであるが、再生動作モードでは冷却用空気まで吸引する必要がある送風ファンに関して、これが重量物となりやすいが、当該送風ファンを装置下部に配置することで装置全体の構造を安定化できる。さらに、上下方向中間にセラミックフィルターを備え、さらに、その上側にガス燃焼式ヒータを備えることで、比較的簡易な層状構造で、本願に係る空気清浄装置が有すべき機構を全て実現できる。
【００１３】
本発明に係る空気清浄装置の第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、前記セラミックフィルターの前記流出側端面と前記送風ファンの吸込み口との間に、脱臭装置を設けた点にある。
【００１４】
上記第３特徴構成によれば、セラミックフィルターを通過して主に、ウイルス、カビ、花粉等の粒子成分が除去された空気の、臭気成分をも除去することができる。
【００１５】
本発明に係る空気清浄装置の第４特徴構成は、上記第３の特徴構成に加えて、前記冷却用空気取り込み機構の空気流下流側に前記脱臭装置を設ける点にある。
【００１６】
上記第４特徴構成によれば、再生動作モードにおいて、高温の空気が直接脱臭装置に到達するのを防止することができ、脱臭装置を高温から保護できる。
【００１７】
本発明に係る空気清浄装置の第５特徴構成は、上記第１〜４の特徴構成に加えて、
前記清浄動作モードにおいて、前記清浄化された空気を、前記清浄対象の空気が取り込まれた空間に戻し、
前記再生動作モードにおいて、再生動作を経て前記送風ファンから吐出される空気を、前記清浄対象の空気が取り込まれた空間とは異なった空間に戻すことにある。
【００１８】
上記第５特徴構成によれば、再生動作モードにおいて、清浄動作モードにおいて戻される空気より高温となっている空気を、異なった空間に戻すことで、清浄対象の空気が取り込まれた空間の温度状態を大きく変更することのない運転を実現できる。
【００１９】
以上、説明してきた構成において、清浄対象の空気がセラミックフィルターを通過する状態で、当該セラミックフィルターの各部位を、少なくとも異なったタイミングで、焼却除去に必要な温度、時間以上に維持して、セラミックフィルターに捕集された塵埃をガス燃焼式ヒータにより焼却処理する制御機構側の構成としては、以下の構成を採用できる。
１ 取入口から前記清浄対象の空気が流入し、さらに、前記冷却用空気取り込み機構から前記冷却用空気が取り込まれる状態で、前記セラミックフィルターの空気流れ方向の各部位を、少なくとも異なったタイミングで、前記セラミックフィルターにより捕集された粒子が焼却除去される温度及び時間以上に維持するものとする。
２ 取入口から前記清浄対象の空気が流入し、さらに、前記冷却用空気取り込み機構から前記冷却用空気が取り込まれる状態で、前記セラミックフィルターの各部位を、少なくとも異なったタイミングで、６００℃〜８００℃の範囲内の温度に、少なくとも４分から６分の範囲内の時間に維持するものとする。
３ 取入口から前記清浄対象の空気が流入し、さらに、前記冷却用空気取り込み機構から前記冷却用空気が取り込まれる状態で、前記セラミックフィルターの流出側端面の温度が最高温度に到達する前に、前記ガス燃焼式ヒータの燃焼停止が実行されるものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本願に係る空気清浄装置１の概略構成を模式的に示したものであり、同図（ａ）（ｂ）は、当該空気清浄装置１が、清浄動作モード及び再生動作モードでそれぞれ動作している状態を示している。ここで、清浄動作モードは、空気清浄装置１が空気ａの清浄動作を行うモードであり、再生動作モードは、空気清浄装置１が空気ａの浄化を行いながら、さらに、装置内に備えられているセラミックフィルター２の再生をも行うモードである。
【００２１】
１ 空気清浄装置の概略構成
図１に示すように、空気清浄装置１は、概略方形の筺体３内に、所定の機器を備えて構成されている。図１からも判明するように、筺体３内は、その上下方向において、下から上に向けて、ファン室４、脱臭室５、集塵室６及びヒータ室７が位置するように構成されている。
最下部に位置するファン室４には開口が設けられており、この開口が清浄化された空気を送り出す送出口４ａとされている。一方、最上部に位置するヒータ室７にも開口が設けられており、この開口が清浄対象の空気を取り込む取入口７ａとされている。前記ファン室４には、送風ファン８が設けられており、前記取入口７ａからの清浄対象の空気ａの取り込み、前記送出口４ａからの清浄化後の空気ａの送り出しの用を果たすように構成されている。
従って、この空気清浄装置１では、送風ファン８の働きにより、取入口７ａから取り込まれた空気ａは、ヒータ室７、集塵室６、脱臭室５及びファン室４と順次流下し、送出口４ａから送り出される。
【００２２】
以下、各室の構成に関して説明する。
ヒータ室
このヒータ室７は、本願に係る空気清浄装置１の最も高い位置に設けられる室であり、
その室内の上部に、本願にいうガス燃焼式ヒータ９である水平な燃焼面を有する面状バーナが備えられている。この面状バーナは、そのバーナ面のほぼ全面で鉛直下方に伸びる燃焼炎を形成して、下側に配設されるセラミックフィルター２の上端面（流入側端面）を加熱することができる。図１からも判明するように、このヒータ室７の側部には、前記取入口７ａが開口されており、この取入口７ａから取り込まれた空気ａは、面状バーナの燃焼面側に導かれ、セラミックフィルター２に方向づけられるように構成されている。
【００２３】
集塵室
この集塵室６は、前記ヒータ室７の下側に設けられる室であり、この集塵室６内には、セラミックフィルター２が配設されている。このセラミックフィルター２の下端面が流出側端面となる。
ここで、このセラミックフィルター２は、ウオールフロー構造を有しており、０．３μｍ〜２５μｍ程度の塵埃を捕集可能に構成されている。
室内浮遊粒子の除去率（％）に関しては、０．３〜０．５μｍの粒子を８３％程度、０．５〜１．０μｍの粒子を９５％程度、１．０〜５．０μｍの粒子を９９％程度、５．０〜１０．０μｍの粒子を９９％程度、１０．０〜２５．０μｍの粒子を１００％除去する能力を有している。さらに、このセラミックフィルター２は、前記ヒータ室７に設けられている面状バーナにより、最高温度７００〜８００℃に加熱されても、十分に耐えうるフィルターである。
この集塵室６では、空気は、鉛直下方に向けて流れる。
【００２４】
脱臭室
この脱臭室５は、前記集塵室６の下側に設けられる室であり、この脱臭室５内には、脱臭装置１０が配設されている。ここで、この脱臭装置１０は、具体的には、脱臭用活性炭フィルターであり、アンモニア、アセトアルデヒド、酢酸等の臭気成分を吸着除去する。
図１に示すように、この脱臭室５の側部には、冷却用空気ｃａを取り込み可能な冷却用空気取り込み機構１１が設けられている。この冷却用空気取り込み機構１１は、装置横方向に開口した開口ダクト１１ａと、この開口ダクト１１ａに設けられた開閉弁１１ｂから構成されている。この開閉弁１１ｂは、送風ファン８が働いている状態で、開状態とされることで、この開口ダクト１１ａを介して、外部の空気ａを取り入れることができる。閉状態にあっては、脱臭室５が、集塵室６とファン室４とを連通するダクトとなるのみである。
【００２５】
ファン室
このファン室４は、装置の最下部に設けられる室であり、送風ファン８が配設されている。
送風ファン８の吸込み口８ａは脱臭室５に向けられており、送風ファン８の吹出し口８ｂは前述の送出口４ａに向けられている。従って、この送風ファン８が働くことにより、取入口７ａもしくは、取入口７ａと冷却用空気取り込み機構１１との両方から、空気ａを吸引し、送出口４ａから吹き出すことができる。
【００２６】
本願に係る空気清浄装置１には、送風ファン８、ガス燃焼式ヒータ９、冷却用空気取り込み機構１１に備えられる開閉弁１１ｂを制御するための制御機構１２（具体的には制御器）が備えられている。この制御機構１２は、空気清浄装置の動作モードを、清浄動作モードと再生動作モードとの二つのモード間で切り換えるものである。このような動作モードの切換えに関しては、例えば、空気清浄装置を一日の内、朝から夜間まで、ほぼ一日清浄動作モードで運転して、就眠前、或いは、就眠に伴って、空気清浄装置を再生動作モードで運転して、一日に一回、セラミックフィルターの再生を行うようにすることができる。
【００２７】
清浄動作モードは、空気清浄装置１が、取入口７ａから取り込んだ清浄対象の空気ａを浄化して、送出口４ａから送り出す動作モードであり、この動作モードでは、送風ファン８が働き、ガス燃焼式ヒータ９が停止され、冷却用空気取り込み機構１１が非動作状態とされる（図１（ａ）参照）。
再生動作モードは、集塵動作によりその機能が低下したセラミックフィルター２を燃焼式ヒータ９による加熱で再生する動作モードであり、この動作モードでは、送風ファン８、ガス燃焼式ヒータ９及び冷却用空気取り込み機構１１が全て働く状態とされる。結果、この動作モードでは、清浄対象の空気ａを取入口７ａから取り込み、フィルター２を通過させて清浄化し、清浄化された空気ａを送出口４ａから送り出すとともに、セラミックフィルター２が再生される（図１（ｂ）参照）。この動作モードでは、さらに、冷却用空気取り込み機構１１が働き、開口ダクト１１ａから冷却用空気ｃａを取り込むことで、燃焼式ヒータ９が働くことにより、上昇した空気温を、例えば室内に戻しても問題のない温度まで低下させることができる。
【００２８】
空気清浄装置の性能
１ 室内浮遊カビ
上記構成の空気清浄装置１において、取入口７ａ及び送出口４ａ、それぞれにおいて捕集した室内浮遊カビにより発現するコロニー数を調べた結果を示したのが、図２である。同図に示すように、取入側でのコロニー数１６１．１個／ｍ3に対して、送出側でコロニー数が０となっており、室内浮遊カビがほぼ完全に除去できることが判る。
【００２９】
２ 花粉
この空気清浄装置１において、取入口７ａより純粋スギ花粉をふるいを使って分散させセラミックフィルター２に導入した結果での、セラミックフィルター２での捕捉量、送出口４ａから送り出される空気中の花粉量を調べた。投入花粉量１ｇについて、セラミックフィルター２での捕捉量０．７５ｇ、送り出される空気中の花粉量０．０３ｇであった。結果、この空気清浄装置１により、９７％の花粉を除去することができる。
【００３０】
３ 脱臭
この空気清浄装置１の脱臭能力に関して、アンモニア、アセトアルデヒド、酢酸について検証（ＪＥＭ１４６７「家庭用空気清浄機」による）を行った結果を図３に示した。検証は、容積１ｍ3の試験室内で３０分連続運転した。この運転状態における空気清浄装置１の単位時間あたりの処理流量は、１．１ｍ3／分 とした。結果、アンモニアについて９１％の除去率を、アセトアルデヒドについて１００％の除去率を、酢酸について９５％の除去率となった。非常に良好な結果である。
【００３１】
セラミックフィルターの再生
先にも説明したように、本願の空気清浄装置１は、セラミックフィルター２の再生に、ガス燃焼式ヒータ９により得られる熱を利用する。この再生動作にあっては、送風ファン８、ガス燃焼式ヒータ９及び冷却用空気取り込み機構１１が全て働く。但し、このモードにおけるガス燃焼式ヒータ９の動作形態は、本願独特のものとされている。
図４は、時間領域（横軸（分））における、セラミックフィルター２の流出側端面２ａと、ファン室４との温度変化（縦軸（℃））を調べた結果である。この図において、「燃焼ＯＮ」と記載しているのが「ガス燃焼式ヒータの燃焼開始の時点」を、「燃焼ＯＦＦ」と記載しているのが「ガス燃焼式ヒータの燃焼終了の時点」を示している。
図５は、図１に対応した本願に係る空気清浄装置１において、経時的な最高温域の移動状況を模式的に示したものである。
【００３２】
図４、図５からも判明するように、再生動作モードの開始に伴って、ガス燃焼式ヒータ９の燃焼が開始され、セラミックフィルター２の流入側がその最高温に到達する。この段階では、セラミックフィルター２の上下方向中央側、あるいは流出側は最高温には到達していない。そして、所定時間の経過後、ガス燃焼式ヒータ９の燃焼が停止される。図４からも判明するように、この停止時点は、例えば、セラミックフィルター２の流出側端面２ａの温度は、未だ最高温に到達する前の状態にある。そして、時間の経過とともに、最高温域は、下降して、流出側端面２ａに到達する。この状態で、本願にいう最高温度は、６００〜７００℃程度の温度域である。
【００３３】
一方、図４の記載からも判明するように、ファン室４の温度は、ほぼ７５℃以下に保たれる。
【００３４】
ガス燃焼式ヒータの燃焼制御及び冷却用空気取り込み機構の制御
先に説明した制御機構１２（制御器）による、ガス燃焼式ヒータ９の燃焼制御、冷却用空気取り込み機構１１の制御は、下記のような形態となっている。
【００３５】
１ 取入口７ａから清浄対象の空気が流入し、さらに、冷却用空気取り込み機構１１から冷却用空気ｃａが取り込まれる状態で、セラミックフィルター２の空気流れ方向の各部位を、少なくとも異なったタイミングで、セラミックフィルター２により捕集された粒子が焼却除去される温度及び時間以上に維持する。
２ 取入口７ａから清浄対象の空気が流入し、さらに、冷却用空気取り込み機構１１から冷却用空気ｃａが取り込まれる状態で、セラミックフィルター２の各部位を、少なくとも異なったタイミングで、６００℃〜８００℃の範囲内の温度に、少なくとも４分から６分の範囲内の時間維持する。現実には、昇温と降温を合わせて、最低、２０分程度が必要となる。
３ 取入口７ａから前記清浄対象の空気が流入し、さらに、冷却用空気取り込み機構１１から冷却用空気ｃａが取り込まれる状態で、セラミックフィルター２の流出側端面の温度が最高温度に到達する前に、ガス燃焼式ヒータ９の燃焼停止を実行する。
このように動作形態を採用することで、セラミックフィルター２を良好に再生できる。
【００３６】
上記のセラミックフィルター２の再生に関して、セラミックフィルター２に捕集されている室内空中浮遊塵あるいは、純粋スギ花粉に対する再生温度の影響について発明者らが行った実証結果を説明する。
室内空中浮遊塵
別途、サイクロン集塵機で捕捉した室内空中浮遊塵５０ｍｇを、検証対象とした温度（２００℃、４００℃、６００℃及び８００℃）で、最大１０分処理した場合の残存率（％）を示したのが、図６である。
この検証の結果、室内空中浮遊塵に関しては、少なくとも６００〜８００℃で、４分以上加熱処理する必要があることが判る。
【００３７】
純粋スギ花粉
別途入手した純粋スギ花粉０．５ｇを、検証対象とした温度（室温、２００℃、４００℃、６００℃及び８００℃）で、最大１０分処理した場合の重量の減少量（％）を示したのが、図７である。
この検証の結果、純粋スギ花粉に関しても、少なくとも６００〜８００℃程度で、４分以上加熱処理する必要があることが判る。
【００３８】
セルロースパウダー及び花粉
本願の係るセラミックフィルター２に、セルロースパウダー及び花粉を所定量（０．５〜４ｇ）捕捉させて、セラミックフィルター２の再生処理を行った結果を、図８に示した。図８では、セルロースパウダーについては、再生温度として、室温、２２２℃、６２２℃での再生処理結果を示し、花粉に関しては、再生温度として５２３℃の結果を示す。
図８から判明するように、これまで説明してきた再生温度である６００℃〜８００℃の温度としてやれば、セルロースパウダー、花粉の両方とも、常温からの昇温、常温への降温を含めて約３０分の処理時間で、９９％以上、捕捉粒子を除去できることが判る。
【００３９】
〔別実施形態〕
これまで説明してきた空気清浄装置では、清浄動作モードで、清浄対象の空気を取り入れる空間と、清浄化した空気を送り出す空間とは、同一の空間（例えば家庭の居室）であり、さらに、再生動作モードでの、清浄化した空気を送り出す空間に、上記同一の空間が含まれる場合があることを前提として説明した。
しかしながら、本願に係る空気清浄装置では、ガス燃焼式ヒータを使用するため、送出口から送り出される空気は、再生動作モードでは、自ずと例えば、室温より高温側に振れる。このような構成で、本願の空気清浄装置が夏場に、家庭の室内で使用された場合、室内温が上昇し好ましくない。
そこで、清浄動作モードにおいて、清浄化された空気を、清浄対象の空気が取り込まれた空間（例えば、各家庭の室内）に戻し、再生動作モードにおいて、再生動作を経て送風ファンから吐出される空気を、清浄対象の空気が取り込まれた空間とは異なった空間（例えば、屋外空間）に戻す構成を取るのが好ましい。
図９は、図１に対応して、この別実施形態における、清浄動作モードと再生動作モードとの送出口４ａより下流側の放出状態を示したものである。この例では、放出路１３に切換弁１４を設け、清浄動作モードでは、清浄化された空気を、清浄対象の空気が取り込まれた空間Ｓ１に戻し、再生動作モードでは、清浄対象の空気が取り込まれた空間Ｓとは異なった空間Ｓ２に戻している。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
集塵手段であるフィルターを加熱処理により再生させる再生動作モードを備えた空気清浄装置において、フィルターの各部位を十分な加熱状態に維持することで確実に焼却処理を実行できるとともに、焼却処理に際しても、送出口から高温の空気が吹き出されることがない空気清浄装置を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本願に係る空気清浄装置の構造と、その清浄動作モードと再生動作モードでの動作状態を示す説明図
【図２】室内浮遊カビの除去性能の検証結果を示す図
【図３】脱臭性能の検証結果を示す図
【図４】再生動作モードでの再生動作時刻と温度との関係を示す図
【図５】再生動作モードでの高温部の移動状況を説明する説明図
【図６】処理温度と室内空中浮遊塵の残存率との検証結果を示す図
【図７】処理温度と純粋スギ花粉の重量減少率との検証結果を示す図
【図８】再生動作後のセルロースパウダー又は花粉の除去率の検証結果を示す図
【図９】別実施形態の空気清浄装置の清浄動作モードと再生動作モードでの動作状態を示す説明図
【符号の説明】
【００４２】
１：空気清浄装置
２：セラミックフィルター
４：ファン室
４ａ：送出口
５：脱臭室
６：集塵室
７：ヒータ室
７ａ：取入口
８：送風ファン
９：ガス燃焼式ヒータ
１０：脱臭装置
１１：冷却用空気取り込み機構
１２：制御機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風ファンの働きにより、清浄対象の空気を取入口から取り込み、フィルターを通過させて清浄化し、清浄化された前記空気を送出口から送り出す構成の空気清浄装置であって、
前記フィルターがセラミックフィルターであり、前記セラミックフィルターの流入側端面に対向して設けられるガス燃焼式ヒータと、前記セラミックフィルターの流出側端面と前記送風ファンの吸込み口との間に、冷却用空気を取り込み可能な冷却用空気取り込み機構とを設け、
前記送風ファンが働き、前記ガス燃焼式ヒータが停止され、前記冷却用空気取り込み機構が非動作状態とされ、前記清浄対象の空気を取入口から取り込み、フィルターを通過させて清浄化し、清浄化された前記空気を送出口から送り出す清浄動作モードと、
前記送風ファン、前記ガス燃焼式ヒータ及び前記冷却用空気取り込み機構が全て働き、前記清浄対象の空気を取入口から取り込み、フィルターを通過させて清浄化し、清浄化された前記空気を送出口から送り出すとともに、前記セラミックフィルターが再生される再生動作モードとの間で、動作モードを切換え変更する制御機構を備えた空気清浄装置。
【請求項２】
前記送風ファンの吐出口から吐出される空気を外部に流出させる前記送出口を装置下部に備え、前記送風ファンの上側に前記セラミックフィルターを、前記セラミックフィルターの上側に前記ガス燃焼式ヒータを備えた請求項１記載の空気清浄装置。
【請求項３】
前記セラミックフィルターの前記流出側端面と前記送風ファンの吸込み口との間に、脱臭装置を設けた請求項１又は２記載の空気清浄装置。
【請求項４】
前記冷却用空気取り込み機構の空気流下流側に前記脱臭装置を設けた請求項３記載の空気清浄装置。
【請求項５】
前記清浄動作モードにおいて、前記清浄化された空気を、前記清浄対象の空気が取り込まれた空間に戻し、
前記再生動作モードにおいて、再生動作を経て前記送風ファンから吐出される空気を、前記清浄対象の空気が取り込まれた空間とは異なった空間に戻す請求項１〜４の何れか一項記載の空気清浄装置。
【請求項６】
前記制御機構が前記ガス燃焼式ヒータの燃焼制御を実行する構成で、
前記取入口から前記清浄対象の空気が流入し、さらに、前記冷却用空気取り込み機構から前記冷却用空気が取り込まれる状態で、前記セラミックフィルターの空気流れ方向の各部位を、少なくとも異なったタイミングで、前記セラミックフィルターにより捕集された粒子が焼却除去される温度及び時間以上に維持可能とされている請求項１〜５の何れか一項記載の空気清浄装置。
【請求項７】
前記制御機構が前記ガス燃焼式ヒータの燃焼制御を実行する構成で、
前記取入口から前記清浄対象の空気が流入し、さらに、前記冷却用空気取り込み機構から前記冷却用空気が取り込まれる状態で、前記セラミックフィルターの各部位を、少なくとも異なったタイミングで、６００℃〜８００℃の範囲内の温度に、少なくとも４分から６分の範囲内の時間に維持可能に構成されている請求項６記載の空気清浄装置。
【請求項８】
前記制御機構が前記ガス燃焼式ヒータの燃焼制御を実行する構成で、
前記取入口から前記清浄対象の空気が流入し、さらに、前記冷却用空気取り込み機構から前記冷却用空気が取り込まれる状態で、前記セラミックフィルターの流出側端面の温度が最高温度に到達する前に、前記ガス燃焼式ヒータの燃焼停止が実行される請求項６又は７記載の空気清浄装置。
【請求項１】
送風ファンの働きにより、清浄対象の空気を取入口から取り込み、フィルターを通過させて清浄化し、清浄化された前記空気を送出口から送り出す構成の空気清浄装置であって、
前記フィルターがセラミックフィルターであり、前記セラミックフィルターの流入側端面に対向して設けられるガス燃焼式ヒータと、前記セラミックフィルターの流出側端面と前記送風ファンの吸込み口との間に、冷却用空気を取り込み可能な冷却用空気取り込み機構とを設け、
前記送風ファンが働き、前記ガス燃焼式ヒータが停止され、前記冷却用空気取り込み機構が非動作状態とされ、前記清浄対象の空気を取入口から取り込み、フィルターを通過させて清浄化し、清浄化された前記空気を送出口から送り出す清浄動作モードと、
前記送風ファン、前記ガス燃焼式ヒータ及び前記冷却用空気取り込み機構が全て働き、前記清浄対象の空気を取入口から取り込み、フィルターを通過させて清浄化し、清浄化された前記空気を送出口から送り出すとともに、前記セラミックフィルターが再生される再生動作モードとの間で、動作モードを切換え変更する制御機構を備えた空気清浄装置。
【請求項２】
前記送風ファンの吐出口から吐出される空気を外部に流出させる前記送出口を装置下部に備え、前記送風ファンの上側に前記セラミックフィルターを、前記セラミックフィルターの上側に前記ガス燃焼式ヒータを備えた請求項１記載の空気清浄装置。
【請求項３】
前記セラミックフィルターの前記流出側端面と前記送風ファンの吸込み口との間に、脱臭装置を設けた請求項１又は２記載の空気清浄装置。
【請求項４】
前記冷却用空気取り込み機構の空気流下流側に前記脱臭装置を設けた請求項３記載の空気清浄装置。
【請求項５】
前記清浄動作モードにおいて、前記清浄化された空気を、前記清浄対象の空気が取り込まれた空間に戻し、
前記再生動作モードにおいて、再生動作を経て前記送風ファンから吐出される空気を、前記清浄対象の空気が取り込まれた空間とは異なった空間に戻す請求項１〜４の何れか一項記載の空気清浄装置。
【請求項６】
前記制御機構が前記ガス燃焼式ヒータの燃焼制御を実行する構成で、
前記取入口から前記清浄対象の空気が流入し、さらに、前記冷却用空気取り込み機構から前記冷却用空気が取り込まれる状態で、前記セラミックフィルターの空気流れ方向の各部位を、少なくとも異なったタイミングで、前記セラミックフィルターにより捕集された粒子が焼却除去される温度及び時間以上に維持可能とされている請求項１〜５の何れか一項記載の空気清浄装置。
【請求項７】
前記制御機構が前記ガス燃焼式ヒータの燃焼制御を実行する構成で、
前記取入口から前記清浄対象の空気が流入し、さらに、前記冷却用空気取り込み機構から前記冷却用空気が取り込まれる状態で、前記セラミックフィルターの各部位を、少なくとも異なったタイミングで、６００℃〜８００℃の範囲内の温度に、少なくとも４分から６分の範囲内の時間に維持可能に構成されている請求項６記載の空気清浄装置。
【請求項８】
前記制御機構が前記ガス燃焼式ヒータの燃焼制御を実行する構成で、
前記取入口から前記清浄対象の空気が流入し、さらに、前記冷却用空気取り込み機構から前記冷却用空気が取り込まれる状態で、前記セラミックフィルターの流出側端面の温度が最高温度に到達する前に、前記ガス燃焼式ヒータの燃焼停止が実行される請求項６又は７記載の空気清浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２７９４６７（Ｐ２００９−２７９４６７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３０９００（Ｐ２００８−１３０９００）
【出願日】平成２０年５月１９日（２００８．５．１９）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１９日（２００８．５．１９）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
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