イオン発生機能付き送風装置
【課題】イオン発生部で発生したイオンを均一に供給し、効率よく拡散可能な送風構造を有するイオン発生機能付き送風装置を提供する。
【解決手段】送風ファンと、送風ファンの出口に接続された送風経路と、この送風経路内にイオン発生装置5を備え、イオン発生装置5は、所定間隔離間して設置される複数のイオン発生部(51a、51b、52a、52b)を有し、この複数のイオン発生部の並び方向を送風経路の流通方向に交差する方向とし、イオン発生部間を流通する風量を抑制する風向変更装置7cを設置して、イオン発生装置のイオン発生部間の空間を無駄に通過する風量を減らすことによって、イオン発生部を直接通る風量を増やす構成のイオン発生機能付き送風装置M1A〜M1Cとした。
【解決手段】送風ファンと、送風ファンの出口に接続された送風経路と、この送風経路内にイオン発生装置5を備え、イオン発生装置5は、所定間隔離間して設置される複数のイオン発生部(51a、51b、52a、52b)を有し、この複数のイオン発生部の並び方向を送風経路の流通方向に交差する方向とし、イオン発生部間を流通する風量を抑制する風向変更装置7cを設置して、イオン発生装置のイオン発生部間の空間を無駄に通過する風量を減らすことによって、イオン発生部を直接通る風量を増やす構成のイオン発生機能付き送風装置M1A〜M1Cとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、イオンを空間に放出するイオン発生装置を備えた送風装置に関し、特に、生成したイオンを効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機能付き送風装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、空気中に発生させたプラスイオン(正イオン)とマイナスイオン(負イオン)によって空気中に浮遊する細菌を殺菌しウィルスを不活化して、空気を清浄する作用が見出され、この技術を応用した空気清浄機などの製品が注目を集めている。
【0003】
例えば、大気中におけるコロナ放電によって、空気中に正イオンであるH+(H2O)m(mは任意の自然数)と、負イオンであるO2-(H2O)n(nは任意の自然数)を同等量発生させて放出することにより、両イオンが空気中の浮遊カビ菌やウィルスの周りを取り囲んで付着し、その際に反応生成される活性種の水酸基ラジカル(・OH)の作用により、前記浮遊カビ菌等を不活化することを可能とする研究開発がなされている。
【0004】
例えば、本出願人からも、プラスイオンとマイナスイオンを安定して発生させることが可能なイオン発生素子やイオン発生装置などが既に出願されている(特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。
【0005】
このようなイオン発生装置において、正負のイオンをバランスよく室内に送出することが求められる。そのためには、送風経路内に設置したイオン発生装置のイオン発生部に均等に気流が当たることが不可欠であるが、機器のデザイン面や大きさの面からの制限のために、理想的な配置ができない場合が生じる。そのような場合には、送風機下流の送風経路内に気流ガイドを設けて気流を導くことが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−47651号公報
【特許文献2】特開2002−319472号公報
【特許文献3】特開2010−55960号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、空気中に浮遊する細菌を殺菌しウィルスを不活化する所定の除菌効果と、空気を清浄する所定の効果を得るためには、所定のイオン濃度が必要であることが既に知られている。そのために、ただ単に、送風通路内にイオン発生装置を取り付けるだけでは、また、単に、送風経路内の気流を安定させるだけでは、送風経路内を流通する気流全体に一様に安定して所定濃度のイオンを供給することは困難であって、十分な除菌効果と空気清浄効果を得ることができない。
【0008】
また、プラスイオンとマイナスイオンの両イオンを用いる場合には、それぞれのイオンを同時に、所定濃度で供給することが肝要であって、イオン発生装置のイオン発生面で発生させたイオンを、速やかに大量の空気流れに供給するとともに、供給された両イオン同士が衝突や中和等によりイオン濃度が低下しないようにして安定して搬送することが望まれる。
【0009】
特に、送風機下流に送風機の吹出口よりも流路断面の大きい送風経路を設ける構造の場合、送風機から送出した気流が送風経路内に十分に拡大せず、片寄って流通してしまうという現象が発生する。さらに、イオン発生装置を送風経路内に設けて、流通する気流によって発生したイオンを機外に送出するイオン発生機においては、イオン発生部分で発生したイオンが十分に機外に送出されないといった不具合が生じる。
【0010】
そのために、送風機下流に送風機の吹出口よりも流路断面の大きい送風経路を設ける場合であっても、イオン発生部分で発生した正負の両イオンを十分に、また、均一に含んだ気流を流通させることが望ましく、発生したイオンを効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機能付き送風装置であることが望まれる。
【0011】
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、イオン発生部で発生したイオンを均一に供給し、効率よく拡散可能な送風構造を有するイオン発生機能付き送風装置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】
【0012】
上記目的を達成するために本発明は、送風ファンと、送風ファンの出口に接続された送風経路と、この送風経路内にイオン発生装置を備え、当該イオン発生装置が発生したイオンを前記送風ファンによって吹出口から送出するイオン発生機能付き送風装置において、前記イオン発生装置は、所定間隔離間して設置される複数のイオン発生部を有し、この複数のイオン発生部の並び方向を前記送風経路の流通方向に交差する方向とし、イオン発生部間を流通する風量を抑制する風向変更装置を設置したことを特徴としている。
【0013】
この構成によると、イオン発生装置のイオン発生部間の空間を無駄に通過する風量を減らすことにより、イオン発生部を直接通る風量を増やすことができ、発生したイオンを効率よく取り込むことが可能となる。すなわち、イオン発生部で発生したイオンを流通する気流に均一に供給し、効率よく拡散可能な送風構造を有するイオン発生機能付き送風装置を得ることができる。
【0014】
また本発明は上記構成のイオン発生機能付き送風装置において、前記風向変更装置は、前記イオン発生部間の風上側に設置し、底面を多角形形状とする角柱部材を備えることを特徴としている。この構成によると、イオン発生部間の上流側に角柱部材を設置することにより、イオン発生部間を無駄に流通する風量を抑制して、イオン発生部を直接通る風量を増やすことができる。
【0015】
また本発明は上記構成のイオン発生機能付き送風装置において、前記多角形は三角形であり、前記風向変更装置は、底面が三角形の三角柱形状であって、底面三角形の頂点を風上側に向け、底面三角形の底辺を風下側に向けて、当該底辺を前記イオン発生部間に対応した部位に設置したことを特徴としている。この構成によると、底面が三角形の三角形柱状からなる風向変更装置を介して、イオン発生部間を無駄に流通する風量を効果的に抑制することができる。
【0016】
また本発明は上記構成のイオン発生機能付き送風装置において、前記風向変更装置の流通方向に直交する方向の幅を、前記イオン発生部間の間隔程度の幅としたことを特徴としている。この構成によると、イオン発生部間を無駄に流通する風量を極力抑制することができる。
【0017】
また本発明は上記構成のイオン発生機能付き送風装置において、前記風向変更装置は、前記角柱部材を複数備え、当該角柱部材の流通方向に直交する方向の幅を、前記イオン発生部間の間隔の1/2程度の幅としたことを特徴としている。この構成によると、イオン発生装置が複数のイオン発生部を備えた構成であっても、複数のイオン発生部間に対応してそれぞれイオン発生部間を流通する風量を抑制する角柱部材を配設することで、複数のイオン発生部間を無駄に流通する風量を抑制することができる。
【0018】
また本発明は上記構成のイオン発生機能付き送風装置において、前記複数の角柱部材を、流通方向の前後に互い違いに設置したことを特徴としている。この構成によると、角柱部材を互い違いに設置することにより、送風経路を流通する空気流れの抵抗を極力抑制して、所定の風量を確保することが可能となる。
【0019】
また本発明は上記構成のイオン発生機能付き送風装置において、前記送風ファンはシロッコファンであり、前記送風経路は流通方向に直交する方向に前記シロッコファンの吹出口の幅よりも拡大されていることを特徴としている。この構成によると、シロッコファンの吹出口の幅よりも拡大した送風経路に効率よく正負のイオンを送出することが可能となる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、送風経路の後方に設置したイオン発生装置のイオン発生部間の空間を無駄に通過する風量を減らすことによって、イオン発生部を直接通る風量を増やすことができ、発生した正負のイオンを効率よく取り込むことが可能になる。そのために、イオン発生部で発生したイオンを均一に供給し、効率よく拡散可能な送風構造を有するイオン発生機能付き送風装置を得ることができて、イオン発生機能付き送風装置の吹出口から送出されるイオン濃度が高くなり、空間に効率よく正負のイオンを拡散させることができる。この結果、浮遊カビ菌や細菌の殺菌、ウィルスやアレルゲンの不活性化、空間や物品の除電効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明に係るイオン発生機能付き送風装置の外観斜視図である。
【図2】図1の送風装置が備えるイオン発生装置の外観斜視図である。
【図3】図1の送風装置の内部構造を示す概略説明図である。
【図4】図3のA−A断面図である。
【図5】第一実施形態のイオン発生機能付き送風装置の気流の流通状態を示す概略説明図である。
【図6】図5に示す風向変更装置の設置状態を示す概略説明図である。
【図7】風向変更装置がない場合の気流の流通状態を示す概略説明図である。
【図8】第二実施形態のイオン発生機能付き送風装置の気流の流通状態を示す概略説明図である。
【図9】第三実施形態のイオン発生機能付き送風装置の内部構造を示す概略説明図である。
【図10】図9のB−B断面図である。
【図11】第三実施形態のイオン発生機能付き送風装置の気流の流通状態を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。また、同一構成部材については同一の符号を用い、詳細な説明は適宜省略する。まず本実施形態に係るイオン発生機能付き送風装置の一例について、図1および図2を用いて説明する。
【0023】
図1は、本発明に係るイオン発生機能付き送風装置の外観斜視図であり、図2は、図1の送風装置が備えるイオン発生装置の外観斜視図である。図1に示すように、本実施形態に係るイオン発生機能付き送風装置M1は、送風ファンとイオン発生装置5を内蔵する装置全体を覆うカバー4と、吸込口1と吹出口2を備えている。また、側面部に操作部3を設けており、運転スイッチ等のスイッチと運転状態を表示する表示部を備える。
【0024】
イオン発生装置5は、装置本体に対して着脱自在な構成とされており、カバー4の切欠き部からその表面の一部が露出している。また、後述するように、本体の背面側には、送風ファンや制御装置などの取付部や、イオン発生装置5を着脱するためのガイドなどが形成された背面カバー8(図4参照)を備えている。
【0025】
本実施形態に係るイオン発生装置5は、図2に示すように、正イオン発生部51a、52aと、負イオン発生部51b、52bとの複数のイオン発生部を備え、吸込口1から吸い込んだ空気に発生したイオンを含ませて、吹出口2から正負のイオンを空間に放出する。
【0026】
イオン発生装置5は、例えば、同量のプラスイオンとマイナスイオンを生成するイオン発生装置であって、正イオン発生部と負イオン発生部となる電極をそれぞれ備える。この電極には交流波形またはインパルス波形から成る電圧が印加される。電極の印加電圧が正電圧の場合はイオンが空気中の水分と結合して主としてH+(H2O)mから成るプラスイオンを発生する。電極の印加電圧が負電圧の場合はイオンが空気中の水分と結合して主としてO2-(H2O)nから成るマイナスイオンを発生する。ここで、m、nは任意の自然数である。H+(H2O)m及びO2-(H2O)nは空気中の浮遊菌や臭い成分の表面で凝集してこれらを取り囲む。
【0027】
そして、式(1)〜(3)に示すように、衝突により活性種である[・OH](水酸基ラジカル)やH2O2(過酸化水素)を微生物等の表面上で凝集生成して浮遊菌や臭い成分を破壊する。ここで、m’、n’は任意の自然数である。従って、プラスイオン及びマイナスイオンを発生して吐出口から吐出することにより各貯蔵室の殺菌及び臭い除去を行うことができる。
【0028】
H+(H2O)m+O2-(H2O)n→・OH+1/2O2+(m+n)H2O ・・・(1)
H+(H2O)m+H+(H2O)m’+O2-(H2O)n+O2-(H2O)n’
→ 2・OH+O2+(m+m'+n+n')H2O ・・・(2)
H+(H2O)m+H+(H2O)m’+O2-(H2O)n+O2-(H2O)n’
→ H2O2+O2+(m+m'+n+n')H2O ・・・(3)
【0029】
本実施形態に係るイオン発生装置5は、高圧発生回路等の制御部を収納する本体部50a、制御回路から高圧電気を印加されて正または負イオンを発生するイオン発生部51a、51b、52a、52b、これらのイオン発生部51a、51b、52a、52bを損傷から守り、ユーザー等が指先を怪我することを防止するガード50b、および、イオン発生装置5に電力を供給するとともに動作情報やID等の情報データを装置本体の制御装置と交換する端子部50cを備える。
【0030】
イオン発生部は、正イオン発生部が51a、52aの二か所、負イオン発生部が51b、52bの二か所設けられており、各々略同量の正イオンまたは負イオンを発生している。イオン発生部で発生したイオンは、このイオン発生部を通過する気流によって機外に送出される。従って、正負のイオンを同等量で送出するためには、各々のイオン発生部を通過する気流も同等であることが要求される。
【0031】
次に、図3、図4を用いて装置本体内部の気流状態について説明する。図3は、送風装置の内部構造を示す概略説明図であり、図4は、図3のA−A断面図である。また、本実施形態では、送風ファンとしてシロッコファン6を用いている。シロッコファン6は、ファン6bと、この外側に気流をガイドするケーシング6aを備えている。ケーシング6aには、渦巻き部60a、のど部60b、吹出口の一方端60c、直線部60d、吹出口の他方端60eが設けられている。
【0032】
図3に示すように、シロッコファン6から送出される風は、拡幅された送風経路7aを介してイオン発生装置5のイオン発生部に供給される。すなわち、シロッコファン6のファン6bの回転軸に垂直な面内で拡幅している送風経路7aと、拡幅された送風経路7bとを備え、この拡幅された送風経路7bに、気流の流通方向と直交する方向に所定間隔離れて複数のイオン発生部を配設するようにしてイオン発生装置5が設置されている。
【0033】
イオン発生装置5は、図4に示すように、ガード50bが背面カバー8側に位置するように(図2に示すイオン発生装置5の上下を逆にした状態に)配置され、イオン発生機5の正面側に配置された吸込口1から空気流れFL1として取り込まれた気流は、イオン発生装置5の本体部50aの面と背面カバー8との間に形成された送風経路7a、7bを通りイオン発生部を通過して、正負のイオンを含んだ状態で正面側に設けられた吹出口2から空気流れFL2として送出される
【0034】
イオン発生装置5から発生するイオンは、正イオンがH+(H2O)m(mは任意の自然数)、負イオンがO2-(H2O)n(nは任意の自然数)となるように構成されており、両社のイオンは空気中に送出されることによって、空気中の浮遊細菌やウィルスに付着し、その際に起こる反応によって水酸基ラジカル(・OH)を生じ、その活性によって殺菌もしくは不活化する。
【0035】
図3に見るように、イオン発生装置5のイオン発生部の並び方向の寸法に比べて、シロッコファン6の吹出口寸法が小さく、シロッコファン6が吹出した気流を、イオン発生部51a、51b、52a、52bを包括する幅まで拡大する構造となっている。
【0036】
次に、図5および図6を用いて第一実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Aについて説明する。図5は、第一実施形態のイオン発生機能付き送風装置の気流の流通状態を示す概略説明図であり、図6は、図5に示す風向変更装置の設置状態を示す概略説明図である。
【0037】
シロッコファン6のケーシング6aののど部60bは、渦巻き部60aの始点となる部分で、ファン6bとの間隔が最も狭く、ファン6bの円周方向に沿って移動する気流を堰き止め、吹出口に向かわせる働きをする。渦巻き部60aはファン6bによって送り込まれてくる空気を集めて吹出口へ導く働きをする部分で、その半径を次第に拡大しながら直線部60dに繋がる。直線部60dは気流を整えて吹出させる働きをする。
【0038】
シロッコファン6は特性上ファン6bの接線方向に気流を送出するので、吹出口の一方端でのど部60bに近いところにある端部60c近傍では、ファン6bと端部60cとを結ぶ接線の方向に気流が送出される。吹出口の他方端で直線部60dに近い端部60eでは、直線部60dと略平行の気流が送出される。
【0039】
渦巻き部60aで集められた気流は、その遠心力のために外側に多く存在するため、ファン6bで吸い込まれた空気の多くが渦巻き部60aの内壁に沿って移動して直線部60dまで導かれ、吹出口から前方に向けて送出される。このことから判るように、吹出口から送出される気流は、直線部60dが長ければ長いほど、平行で方向性を持った気流となる。
【0040】
以上説明したようなシロッコファンの特性は、シロッコファン6の吹出口に接続されている送風経路7(7a、7b)が吹出口の幅と同じ程度の幅で形成される場合や、ファン6bの軸に垂直な面にほんの少し広がっている場合には、吹出口から送出された気流は送風経路の幅一杯に広がって進行するので特に問題はないが、本実施形態のように、シロッコファン6の吹出口の幅に対して送風経路の幅が大きく拡大されているような場合には、うまく送風経路内に広がらずに進行して、気流の片寄りが発生する。
【0041】
特に、直線部に近い吹出口60aの部分では気流が直進してしまうため、紙面の下方向に拡大された送風経路部分には気流が行き渡らないという不都合が生じる。このような状態で、送風経路中にイオン発生装置5を設置する場合、イオン発生部を通過する気流に片寄りがあるために、イオンが効率よく搬送されないことが起こる。特に、極性の異なるイオンを同時に発生させる場合には、両極性のイオンがバランスを崩す原因となってしまう。
【0042】
本発明はこのような事態に対応するためになされたものであり、本発明に係る第一実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Aの気流の流通状態についてさらに説明する。
【0043】
イオン発生機能付き送風装置M1Aは、イオン発生部間を流通する風量を抑制する風向変更装置7cを設置して、イオン発生装置のイオン発生部間の空間を無駄に通過する風量を減らすことにより、イオン発生部を直接通る風量を増やす構成としたものである。
【0044】
風向変更装置7cは、イオン発生装置5の風上のイオン発生部間に対応する部位に設置し、底面を多角形形状とする角柱部材(例えば、図に示す三角柱形状)を備えることが望ましい。この構成であれば、イオン発生部間の上流側に角柱部材を設置することにより、イオン発生部間を無駄に流通する風量を抑制して、イオン発生部を直接通る風量を増やすことができる。
【0045】
また、本実施形態では、三角柱形状の風向変更装置7cを用いているが、図6に示すように、断面三角形の底辺の長さL1を、イオン発生部間の距離L2と略同じ長さにしている。また、この底辺部を、気流の流通方向と直交させ、送風経路7bの気流流通方向の略中心線上に配置している。
【0046】
この三角柱形状の風向変更装置7cの底面形状は正三角形または二等辺三角形であることを基本とし、この頂点を、シロッコファンの吹出口を拡大する送風経路7aと拡大された送風経路7bとの接続部に位置させるように配置している。
【0047】
送風経路7aと送風経路7bとの接続部は、イオン発生装置5の本体部50aの端面と一致するように配置されており、拡大された送風経路7bの幅はイオン発生装置5の本体部50aの長さと一致する。
【0048】
上記したように、本実施形態に係る風向変更装置7cは、底面が三角形の三角柱形状であって、底面三角形の頂点を風上側に向け、底面三角形の底辺を風下側に向けて、当該底辺をイオン発生部間に対応した部位に設置している。この構成であれば、底面が三角形の三角形柱状からなる風向変更装置7cを介して、イオン発生部間を無駄に流通する風量を効果的に抑制することができる。
【0049】
すなわち、風向変更装置7cの頂点付近から図中の上下に分離される流通流れは、底面三角形の上辺の延長傾斜面70aに沿いながら進み、その一部が底辺側に回り込む。また、底面三角形の下辺の延長傾斜面70bに沿いながら進み、その一部が底辺側に回り込む。このような構成とされる実施形態1のイオン発生機能付き送風装置M1Aの気流の流通状態は、図5に示す気流A1〜A4のようになる。
【0050】
気流A1は、シロッコファンの特性によってファン6bと端部60cを結ぶ接線方向に送出され、送風経路7bの一方の壁(図中の上方の壁)に向かって進行し、壁面に沿ってイオン発生部52aの近傍を経由して吹出口2から送出される。
【0051】
気流A2は、気流A1よりも内側を通過し、風向変更装置7cの一端を経由してイオン発生部52bの近傍を通過する。また、気流A3は、シロッコファン6のケーシング6aの直線部60dと平行に吹出され、風向変更装置7cの他端によって風向が変更されて、イオン発生部51bを経由して吹出口2から送出される。
【0052】
気流A4は、気流A3と平行して直線部60dと平行に吹出され、風向変更装置7cの他端によって方向が変更された気流A3によって外側に押し出され、イオン発生部51aを経由して吹出口2から送出される。
【0053】
上記したように、風向変更装置7cが気流の方向を変更するとともに分割し、これによって、送風経路7内にシロッコファン6から送出された風が紙面の上下方向に広がり、イオン発生部51bと52bとの間を進行する気流を減少させ、イオン発生部51a、51b、および、イオン発生部52a、52b近傍を通過する風量を増加させる。すなわち、送風経路7bを図中の上下に分流して、正イオン発生部51、52および負イオン発生部51、52近傍を通過する風量を増加することにより、イオン発生装置5で発生した正負のイオン効率よく取り込むことが可能になる。
【0054】
このことから、吹出口2へ流れるイオン濃度が増加し、吹出口2から空間に効率よくイオンを拡散させることが可能になる。すなわち、風向変更装置7cは、気流の方向を変更すると同時に不要箇所の気流を減少させ必要箇所の気流を増加させて、イオン発生部を通過する風量を増加させる働きをする。
【0055】
本実施形態においては、風向変更装置7cを底面が正三角形または二等辺三角形であるとしたが、これに限定されるものではない。また同様に、正三角形または二等辺三角形の底辺が、送風経路の気流流通方向の中心線と垂直に交わるとしたが、これにも限定されない。底面を形成する三角形の最も風上となる頂点から見たときに、他の二つの頂点が、イオン発生部51bと52bとの間隔と同じだけ隔たりをもって配置されることで、同様の効果が発揮できる。
【0056】
従って、底面を形成する三角形の最も風上となる頂点から他の二つの頂点に至る辺の長さが同等でなくても、一方が他方の50%程度までであれば同じように効果が得られる。また、底面の形状は、四角形や五角形や、他の多角形であっても、一つの頂点を最も風上に設置するとともに、その頂点から見たときに直接隣接する他の二つの頂点が、イオン発生部51bと52bとの間隔と同じだけ隔たりをもって配置される形状であれば同様に使用できる。
【0057】
次に、図7を用いて風向変更装置7cを備えていない比較例について考察する。
【0058】
図7に示すイオン発生機能付き送風装置M2は、前述したイオン発生機能付き送風装置M1Aと風向変更装置7cを備えていない点が異なり、その他の構成は同じであるので、同じ構成部品には同じ部番を付している。
【0059】
図中に示す気流a1は、シロッコファンの特性によってファン6bと端部60cを結ぶ接線方向に送出され、送風経路7bの一方の壁(図中の上方の壁)に向かって進行し、壁面に沿ってイオン発生部52aの近傍を経由して吹出口2から送出される。
【0060】
気流a2は、気流a1よりも内側を通過し、気流a1の影響を受けて内側に押されてイオン発生部52bの近傍を通過する。気流a3は、シロッコファン6のケーシング6aの直線部60dと平行に吹出され、そのまま直進してイオン発生部51b近傍を通過する。また、気流a4も、ケーシング6aの直線部60dと平行に吹出され、気流a3の外側をそのまま直進してイオン発生部51b近傍を通過する。
【0061】
従って、イオン発生部51aの近傍は気流がほとんど通過しない状態となっている。このため、イオン発生部52a、52bについては正イオンおよび負イオンが気流によって送出されるのに対して、イオン発生部51a、51bについては、イオン発生部51bが発生した負イオンのみが気流によって送出され、イオン発生部51aで発生した正イオンはほとんど送出されないことになる。すなわち、イオン発生機能付き送風装置M2全体として見た場合に、正イオンと負イオンのバランスが崩れた状態で作動するという結果が生じる。
【0062】
次に、図8を用いて第二実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Bについて説明する。
【0063】
この第二実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Bは、送風機から片寄りを持って送出される気流を送風経路内に均等に拡大するものではなく、気流を必要とする複数箇所に分配することによって必要箇所の気流を増加し、結果としてイオン発生装置5で発生したイオンを効率よく気流で搬送する構成としたものである。
【0064】
そのために、この第二実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Bは、風向変更装置70cを複数(例えば、70c(1)と70c(2)と70c(3)の3個)備えた構成である。その他の構成は先に説明した第一実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Aと同等であるので同一の符号を付してここでは詳述しない。
【0065】
このイオン発生機能付き送風装置M1Bが備える、風向変更装置70c(1)、70c(2)、70c(3)は、その底辺の長さがL3の2等辺三角形とされる。この長さL3は、前述したL1の1/2である。また、2等辺三角形の他の2辺の長さはL1とし、底辺から頂点までの高さはL4とした。
【0066】
風向変更装置70c(1)は、イオン発生部52a、52bの間に配置され、風向変更装置70c(2)は、イオン発生部52b、51bの間に配置され、風向変更装置70c(3)は、イオン発生部51b、51aの間に配置されている。また、それぞれ2等辺三角形状の頂点を風上側に向けた姿勢で配置されており、真ん中に位置する風向変更装置70c(2)が、最も風上側に配置(長さL4分)されている。すなわち、風向変更装置70c(2)は、3個の風向変更装置の中で真ん中であり且つ最も風上にあるので、主風向変更装置70c(2)と称する。
【0067】
次に、このように構成されたイオン発生機能付き送風装置M1Bの気流状態について説明する。
【0068】
図中に示す気流A10は、シロッコファン6の特性によってファン6bと端部60cを結ぶ接線方向に送出され、送風経路7aから送風経路7bの一方の壁(図の上方にある壁)に向かって進行し、壁面に沿ってイオン発生部52aの近傍を経由して吹出口2から送出される。
【0069】
この際に、イオン発生部52aと52bとの気流の中心線上に、風上方向に頂点を有する風向変更装置70c(1)が存在しているので、イオン発生部52aと52bとの間の空間を通過する気流が減少するとともに、イオン発生部52aと52bを直接経由する気流が増加する。
【0070】
同様に気流A20は気流A10と略平行に送出され、気流A10よりも内側を通過し主風向変更装置70c(2)の一端を経由して風向変更装置70c(1)との間を通過してイオン発生部52bを通過する。さらに気流A30はシロッコファン6のケーシング6aの直線部60dと平行に吹出され、主風向変更装置70c(2)の他端によって風向が変更されて風向変更装置70c(3)との間を通過してイオン発生部51bを経由して吹出口2から送出される。
【0071】
気流A40は気流A30と平行して直線部60dと平行に吹出され、主風向変更装置70c(2)の他端によって風向が変更された気流A30によって外側に押し出され、さらに風向変更装置70c(3)によって風向変更されてイオン発生部51aを経由して吹出口2から送出される。
【0072】
すなわち、風向変更装置70c(3)が気流40を風向変更するとともに分割し、一部の気流はイオン発生部51bを通過する。これによって、送風経路7内に送風ファン(シロッコファン6)から送出された風が、風向変更装置によりファン6bの軸と垂直な面(図の面に平行な上下方向)に広がり、イオン発生部52aと52bの間の空間、イオン発生部51bと52bの間の空間およびイオン発生部51aと51bの間の空間では気流が減少して、イオン発生装置5の正イオン発生部51a、52aおよび負イオン発生部51b、52b近傍を直接通過する風量が増加することから、イオン発生装置5で発生した正負のイオンを効率よく気流中に取り込むことが可能になる。このことから、吹出口2へ流れるイオン濃度が増加し、吹出口2から空間に効率よくイオンを拡散させることが可能となる。
【0073】
主風向変更装置70c(2)の下流側に配置している風向変更装置70c(1)と風向変更装置70c(3)を、主風向変更装置70c(2)と同じ位置に配置すると、気流A40が直進してうまく分割できない。気流A40を良好に分割するためには、主風向変更装置70c(2)と従風向変更装置70c(1)、70c(3)の位置は、その長さL4の半分以上離れていることが好ましく、送風経路7bの長さ以下すなわち拡幅された送風経路7b内に納まることが好ましい。
【0074】
すなわち、複数の角柱部材(風向変更装置)は、流通方向の前後に互い違いに設置しておくことが好ましい。この構成であれば、角柱部材(風向変更装置)を互い違いに設置することにより、送風経路を流通する空気流れの抵抗を極力抑制して、所定の風量を確保することが可能となる。
【0075】
次に、図9および図10を用いて第三実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Cについて説明する。
【0076】
この第三実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Cは前述した第一実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Aと比較して、送風ファンをシロッコファンからプロペラファンPに置き換えたものである。その他の構成は同じであるので、相違点を中心に説明する。
【0077】
プロペラファンPは、ケース4の吸込口1に対応する位置に配置され、図10に示すように、イオン発生機5の正面側から空気を取り込み(空気流れFL1)背面側に設けられた送風経路7a´、7bを経由して、正面側に設けられた吹出口2から空気流れFL2として送出される。
【0078】
また、プロペラファンPの下部背面側には送風経路7dが形成されており、拡大送風経路7a´に接続される。気流は、プロペラファンPに吸い込まれて送風経路7dに排出され拡大送風経路7a´に送られる。気流は拡大しながら送風経路7bに進行しイオン発生装置5に至る。送風経路7bにはイオン発生装置5がイオン発生部51a、51b、52a、52bを気流流通方向と交差する方向に配置されており、気流によって発生したイオンが吹出口2を経て機外へと送出される。
【0079】
風向変更装置7cは、拡大送風経路7a´と送風経路7bとの接続部に底面の一頂点を位置させる三角柱であって、送風経路7bの気流流通方向の中心線上に配置されている。すなわち、前述した第一実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Aに用いた底面が正三角形の風向変更装置7cであり、その底辺長さは、図6で示したように、イオン発生部51bとイオン発生部52bとの間の間隔L2と同じ長さL1に設定されている。
【0080】
このような設定における気流流れについて、図11を用いて説明する。
【0081】
図中に示す気流a20は、送風経路7d´の中心線付近(中心領域)を流れる気流であって、拡大送風経路7a´から送風経路7bに進行する途中で風向変更装置7cの一方の端によって中心領域から外側に押し出されてイオン発生部52b近傍を経由して吹出口2から送出される。
【0082】
気流a20の外側を流通する気流a10は、送風経路7bの図上側の壁面と気流a20との間を流通し、イオン発生部52aを経由して吹出口2から送出される。同様に、送風経路7d´の中心線付近(中心領域)を流れる気流a30は、拡大送風経路7a´から送風経路7bに進行する途中で風向変更装置7cの他方の端によって中心領域から外側に押し出されてイオン発生部51b近傍を経由して吹出口2から送出される。気流a30の外側を流通する気流a40は、送風経路7bの図下側の壁面と気流a30との間を流通し、イオン発生部51aを経由して吹出口2から送出される。
【0083】
上記したように、第三実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Cでも、イオン発生部51bとイオン発生部52bとの間の空間を通過する気流を減少させて、これらのイオン発生部51bと52b近傍を通過する気流を増加させることができる。
【0084】
すなわち、本実施形態によっても、イオン発生機能付き送風装置の吹出口から送出されるイオン濃度が高くなり、空間に効率よく正負のイオンを拡散させることができる。
【0085】
以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【0086】
上記したように、本発明に係るイオン発生機能付き送風装置M1(M1A、M1B、M1C)よれば、送風経路に風向変更装置7c、70cを設置して後方に設置したイオン発生装置5のイオン発生部間の空間を無駄に通過する風量を減らすことによって、イオン発生部51a、51b、52a、52bを直接通る風量を増やすことができ、発生したイオンを効率よく取り込むことが可能になる。そのために、イオン発生機能付き送風装置の吹出口2から送出されるイオン濃度が高くなり、空間に効率よくイオンを拡散させることができる。
【0087】
また、イオン発生装置が、正イオンと負イオンとを同時に生成するイオン発生装置であれば、正イオン発生部と負イオン発生部とを流通方向に所定距離離間させると共に、この間の空間を無駄に通過する風量を減らすことで、正イオンと負イオンの両方のイオンの生成直後の衝突を抑制しながら安定して供給することができる。すなわち、正イオンと負イオンとを高濃度に含有した送風流れを生成して効率よく流通させることができる。
【0088】
このように、本発明に係るイオン発生機能付き送風装置M1(M1A、M1B、M1C)は、吹出口から送出される正負のイオン濃度が高くなり、空間に効率よく正負のイオンを拡散させることができて、浮遊カビ菌や細菌の殺菌、ウィルスやアレルゲンの不活性化、空間や物品の除電効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0089】
そのために、本発明に係るイオン発生機能付き送風装置は、細菌などの殺菌、ウィルスやアレルゲンなどの不活性化、空間や物品の除電効果などが求められる空間や室内の送風装置に好適に利用可能となる。
【符号の説明】
【0090】
1 吸込口
2 吹出口
4 ケース
5 イオン発生装置
51a、52a 正イオン発生部
51b、52b 負イオン発生部
6 シロッコファン(送風ファン)
7、7a、7b 送風経路
7c、70c 風向変更装置
8 背面カバー
M1、M1A〜M1C イオン発生機能付き送風装置
FL1、FL2 流通流れ
【技術分野】
【0001】
本発明は、イオンを空間に放出するイオン発生装置を備えた送風装置に関し、特に、生成したイオンを効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機能付き送風装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、空気中に発生させたプラスイオン(正イオン)とマイナスイオン(負イオン)によって空気中に浮遊する細菌を殺菌しウィルスを不活化して、空気を清浄する作用が見出され、この技術を応用した空気清浄機などの製品が注目を集めている。
【0003】
例えば、大気中におけるコロナ放電によって、空気中に正イオンであるH+(H2O)m(mは任意の自然数)と、負イオンであるO2-(H2O)n(nは任意の自然数)を同等量発生させて放出することにより、両イオンが空気中の浮遊カビ菌やウィルスの周りを取り囲んで付着し、その際に反応生成される活性種の水酸基ラジカル(・OH)の作用により、前記浮遊カビ菌等を不活化することを可能とする研究開発がなされている。
【0004】
例えば、本出願人からも、プラスイオンとマイナスイオンを安定して発生させることが可能なイオン発生素子やイオン発生装置などが既に出願されている(特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。
【0005】
このようなイオン発生装置において、正負のイオンをバランスよく室内に送出することが求められる。そのためには、送風経路内に設置したイオン発生装置のイオン発生部に均等に気流が当たることが不可欠であるが、機器のデザイン面や大きさの面からの制限のために、理想的な配置ができない場合が生じる。そのような場合には、送風機下流の送風経路内に気流ガイドを設けて気流を導くことが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−47651号公報
【特許文献2】特開2002−319472号公報
【特許文献3】特開2010−55960号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、空気中に浮遊する細菌を殺菌しウィルスを不活化する所定の除菌効果と、空気を清浄する所定の効果を得るためには、所定のイオン濃度が必要であることが既に知られている。そのために、ただ単に、送風通路内にイオン発生装置を取り付けるだけでは、また、単に、送風経路内の気流を安定させるだけでは、送風経路内を流通する気流全体に一様に安定して所定濃度のイオンを供給することは困難であって、十分な除菌効果と空気清浄効果を得ることができない。
【0008】
また、プラスイオンとマイナスイオンの両イオンを用いる場合には、それぞれのイオンを同時に、所定濃度で供給することが肝要であって、イオン発生装置のイオン発生面で発生させたイオンを、速やかに大量の空気流れに供給するとともに、供給された両イオン同士が衝突や中和等によりイオン濃度が低下しないようにして安定して搬送することが望まれる。
【0009】
特に、送風機下流に送風機の吹出口よりも流路断面の大きい送風経路を設ける構造の場合、送風機から送出した気流が送風経路内に十分に拡大せず、片寄って流通してしまうという現象が発生する。さらに、イオン発生装置を送風経路内に設けて、流通する気流によって発生したイオンを機外に送出するイオン発生機においては、イオン発生部分で発生したイオンが十分に機外に送出されないといった不具合が生じる。
【0010】
そのために、送風機下流に送風機の吹出口よりも流路断面の大きい送風経路を設ける場合であっても、イオン発生部分で発生した正負の両イオンを十分に、また、均一に含んだ気流を流通させることが望ましく、発生したイオンを効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機能付き送風装置であることが望まれる。
【0011】
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、イオン発生部で発生したイオンを均一に供給し、効率よく拡散可能な送風構造を有するイオン発生機能付き送風装置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】
【0012】
上記目的を達成するために本発明は、送風ファンと、送風ファンの出口に接続された送風経路と、この送風経路内にイオン発生装置を備え、当該イオン発生装置が発生したイオンを前記送風ファンによって吹出口から送出するイオン発生機能付き送風装置において、前記イオン発生装置は、所定間隔離間して設置される複数のイオン発生部を有し、この複数のイオン発生部の並び方向を前記送風経路の流通方向に交差する方向とし、イオン発生部間を流通する風量を抑制する風向変更装置を設置したことを特徴としている。
【0013】
この構成によると、イオン発生装置のイオン発生部間の空間を無駄に通過する風量を減らすことにより、イオン発生部を直接通る風量を増やすことができ、発生したイオンを効率よく取り込むことが可能となる。すなわち、イオン発生部で発生したイオンを流通する気流に均一に供給し、効率よく拡散可能な送風構造を有するイオン発生機能付き送風装置を得ることができる。
【0014】
また本発明は上記構成のイオン発生機能付き送風装置において、前記風向変更装置は、前記イオン発生部間の風上側に設置し、底面を多角形形状とする角柱部材を備えることを特徴としている。この構成によると、イオン発生部間の上流側に角柱部材を設置することにより、イオン発生部間を無駄に流通する風量を抑制して、イオン発生部を直接通る風量を増やすことができる。
【0015】
また本発明は上記構成のイオン発生機能付き送風装置において、前記多角形は三角形であり、前記風向変更装置は、底面が三角形の三角柱形状であって、底面三角形の頂点を風上側に向け、底面三角形の底辺を風下側に向けて、当該底辺を前記イオン発生部間に対応した部位に設置したことを特徴としている。この構成によると、底面が三角形の三角形柱状からなる風向変更装置を介して、イオン発生部間を無駄に流通する風量を効果的に抑制することができる。
【0016】
また本発明は上記構成のイオン発生機能付き送風装置において、前記風向変更装置の流通方向に直交する方向の幅を、前記イオン発生部間の間隔程度の幅としたことを特徴としている。この構成によると、イオン発生部間を無駄に流通する風量を極力抑制することができる。
【0017】
また本発明は上記構成のイオン発生機能付き送風装置において、前記風向変更装置は、前記角柱部材を複数備え、当該角柱部材の流通方向に直交する方向の幅を、前記イオン発生部間の間隔の1/2程度の幅としたことを特徴としている。この構成によると、イオン発生装置が複数のイオン発生部を備えた構成であっても、複数のイオン発生部間に対応してそれぞれイオン発生部間を流通する風量を抑制する角柱部材を配設することで、複数のイオン発生部間を無駄に流通する風量を抑制することができる。
【0018】
また本発明は上記構成のイオン発生機能付き送風装置において、前記複数の角柱部材を、流通方向の前後に互い違いに設置したことを特徴としている。この構成によると、角柱部材を互い違いに設置することにより、送風経路を流通する空気流れの抵抗を極力抑制して、所定の風量を確保することが可能となる。
【0019】
また本発明は上記構成のイオン発生機能付き送風装置において、前記送風ファンはシロッコファンであり、前記送風経路は流通方向に直交する方向に前記シロッコファンの吹出口の幅よりも拡大されていることを特徴としている。この構成によると、シロッコファンの吹出口の幅よりも拡大した送風経路に効率よく正負のイオンを送出することが可能となる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、送風経路の後方に設置したイオン発生装置のイオン発生部間の空間を無駄に通過する風量を減らすことによって、イオン発生部を直接通る風量を増やすことができ、発生した正負のイオンを効率よく取り込むことが可能になる。そのために、イオン発生部で発生したイオンを均一に供給し、効率よく拡散可能な送風構造を有するイオン発生機能付き送風装置を得ることができて、イオン発生機能付き送風装置の吹出口から送出されるイオン濃度が高くなり、空間に効率よく正負のイオンを拡散させることができる。この結果、浮遊カビ菌や細菌の殺菌、ウィルスやアレルゲンの不活性化、空間や物品の除電効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明に係るイオン発生機能付き送風装置の外観斜視図である。
【図2】図1の送風装置が備えるイオン発生装置の外観斜視図である。
【図3】図1の送風装置の内部構造を示す概略説明図である。
【図4】図3のA−A断面図である。
【図5】第一実施形態のイオン発生機能付き送風装置の気流の流通状態を示す概略説明図である。
【図6】図5に示す風向変更装置の設置状態を示す概略説明図である。
【図7】風向変更装置がない場合の気流の流通状態を示す概略説明図である。
【図8】第二実施形態のイオン発生機能付き送風装置の気流の流通状態を示す概略説明図である。
【図9】第三実施形態のイオン発生機能付き送風装置の内部構造を示す概略説明図である。
【図10】図9のB−B断面図である。
【図11】第三実施形態のイオン発生機能付き送風装置の気流の流通状態を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。また、同一構成部材については同一の符号を用い、詳細な説明は適宜省略する。まず本実施形態に係るイオン発生機能付き送風装置の一例について、図1および図2を用いて説明する。
【0023】
図1は、本発明に係るイオン発生機能付き送風装置の外観斜視図であり、図2は、図1の送風装置が備えるイオン発生装置の外観斜視図である。図1に示すように、本実施形態に係るイオン発生機能付き送風装置M1は、送風ファンとイオン発生装置5を内蔵する装置全体を覆うカバー4と、吸込口1と吹出口2を備えている。また、側面部に操作部3を設けており、運転スイッチ等のスイッチと運転状態を表示する表示部を備える。
【0024】
イオン発生装置5は、装置本体に対して着脱自在な構成とされており、カバー4の切欠き部からその表面の一部が露出している。また、後述するように、本体の背面側には、送風ファンや制御装置などの取付部や、イオン発生装置5を着脱するためのガイドなどが形成された背面カバー8(図4参照)を備えている。
【0025】
本実施形態に係るイオン発生装置5は、図2に示すように、正イオン発生部51a、52aと、負イオン発生部51b、52bとの複数のイオン発生部を備え、吸込口1から吸い込んだ空気に発生したイオンを含ませて、吹出口2から正負のイオンを空間に放出する。
【0026】
イオン発生装置5は、例えば、同量のプラスイオンとマイナスイオンを生成するイオン発生装置であって、正イオン発生部と負イオン発生部となる電極をそれぞれ備える。この電極には交流波形またはインパルス波形から成る電圧が印加される。電極の印加電圧が正電圧の場合はイオンが空気中の水分と結合して主としてH+(H2O)mから成るプラスイオンを発生する。電極の印加電圧が負電圧の場合はイオンが空気中の水分と結合して主としてO2-(H2O)nから成るマイナスイオンを発生する。ここで、m、nは任意の自然数である。H+(H2O)m及びO2-(H2O)nは空気中の浮遊菌や臭い成分の表面で凝集してこれらを取り囲む。
【0027】
そして、式(1)〜(3)に示すように、衝突により活性種である[・OH](水酸基ラジカル)やH2O2(過酸化水素)を微生物等の表面上で凝集生成して浮遊菌や臭い成分を破壊する。ここで、m’、n’は任意の自然数である。従って、プラスイオン及びマイナスイオンを発生して吐出口から吐出することにより各貯蔵室の殺菌及び臭い除去を行うことができる。
【0028】
H+(H2O)m+O2-(H2O)n→・OH+1/2O2+(m+n)H2O ・・・(1)
H+(H2O)m+H+(H2O)m’+O2-(H2O)n+O2-(H2O)n’
→ 2・OH+O2+(m+m'+n+n')H2O ・・・(2)
H+(H2O)m+H+(H2O)m’+O2-(H2O)n+O2-(H2O)n’
→ H2O2+O2+(m+m'+n+n')H2O ・・・(3)
【0029】
本実施形態に係るイオン発生装置5は、高圧発生回路等の制御部を収納する本体部50a、制御回路から高圧電気を印加されて正または負イオンを発生するイオン発生部51a、51b、52a、52b、これらのイオン発生部51a、51b、52a、52bを損傷から守り、ユーザー等が指先を怪我することを防止するガード50b、および、イオン発生装置5に電力を供給するとともに動作情報やID等の情報データを装置本体の制御装置と交換する端子部50cを備える。
【0030】
イオン発生部は、正イオン発生部が51a、52aの二か所、負イオン発生部が51b、52bの二か所設けられており、各々略同量の正イオンまたは負イオンを発生している。イオン発生部で発生したイオンは、このイオン発生部を通過する気流によって機外に送出される。従って、正負のイオンを同等量で送出するためには、各々のイオン発生部を通過する気流も同等であることが要求される。
【0031】
次に、図3、図4を用いて装置本体内部の気流状態について説明する。図3は、送風装置の内部構造を示す概略説明図であり、図4は、図3のA−A断面図である。また、本実施形態では、送風ファンとしてシロッコファン6を用いている。シロッコファン6は、ファン6bと、この外側に気流をガイドするケーシング6aを備えている。ケーシング6aには、渦巻き部60a、のど部60b、吹出口の一方端60c、直線部60d、吹出口の他方端60eが設けられている。
【0032】
図3に示すように、シロッコファン6から送出される風は、拡幅された送風経路7aを介してイオン発生装置5のイオン発生部に供給される。すなわち、シロッコファン6のファン6bの回転軸に垂直な面内で拡幅している送風経路7aと、拡幅された送風経路7bとを備え、この拡幅された送風経路7bに、気流の流通方向と直交する方向に所定間隔離れて複数のイオン発生部を配設するようにしてイオン発生装置5が設置されている。
【0033】
イオン発生装置5は、図4に示すように、ガード50bが背面カバー8側に位置するように(図2に示すイオン発生装置5の上下を逆にした状態に)配置され、イオン発生機5の正面側に配置された吸込口1から空気流れFL1として取り込まれた気流は、イオン発生装置5の本体部50aの面と背面カバー8との間に形成された送風経路7a、7bを通りイオン発生部を通過して、正負のイオンを含んだ状態で正面側に設けられた吹出口2から空気流れFL2として送出される
【0034】
イオン発生装置5から発生するイオンは、正イオンがH+(H2O)m(mは任意の自然数)、負イオンがO2-(H2O)n(nは任意の自然数)となるように構成されており、両社のイオンは空気中に送出されることによって、空気中の浮遊細菌やウィルスに付着し、その際に起こる反応によって水酸基ラジカル(・OH)を生じ、その活性によって殺菌もしくは不活化する。
【0035】
図3に見るように、イオン発生装置5のイオン発生部の並び方向の寸法に比べて、シロッコファン6の吹出口寸法が小さく、シロッコファン6が吹出した気流を、イオン発生部51a、51b、52a、52bを包括する幅まで拡大する構造となっている。
【0036】
次に、図5および図6を用いて第一実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Aについて説明する。図5は、第一実施形態のイオン発生機能付き送風装置の気流の流通状態を示す概略説明図であり、図6は、図5に示す風向変更装置の設置状態を示す概略説明図である。
【0037】
シロッコファン6のケーシング6aののど部60bは、渦巻き部60aの始点となる部分で、ファン6bとの間隔が最も狭く、ファン6bの円周方向に沿って移動する気流を堰き止め、吹出口に向かわせる働きをする。渦巻き部60aはファン6bによって送り込まれてくる空気を集めて吹出口へ導く働きをする部分で、その半径を次第に拡大しながら直線部60dに繋がる。直線部60dは気流を整えて吹出させる働きをする。
【0038】
シロッコファン6は特性上ファン6bの接線方向に気流を送出するので、吹出口の一方端でのど部60bに近いところにある端部60c近傍では、ファン6bと端部60cとを結ぶ接線の方向に気流が送出される。吹出口の他方端で直線部60dに近い端部60eでは、直線部60dと略平行の気流が送出される。
【0039】
渦巻き部60aで集められた気流は、その遠心力のために外側に多く存在するため、ファン6bで吸い込まれた空気の多くが渦巻き部60aの内壁に沿って移動して直線部60dまで導かれ、吹出口から前方に向けて送出される。このことから判るように、吹出口から送出される気流は、直線部60dが長ければ長いほど、平行で方向性を持った気流となる。
【0040】
以上説明したようなシロッコファンの特性は、シロッコファン6の吹出口に接続されている送風経路7(7a、7b)が吹出口の幅と同じ程度の幅で形成される場合や、ファン6bの軸に垂直な面にほんの少し広がっている場合には、吹出口から送出された気流は送風経路の幅一杯に広がって進行するので特に問題はないが、本実施形態のように、シロッコファン6の吹出口の幅に対して送風経路の幅が大きく拡大されているような場合には、うまく送風経路内に広がらずに進行して、気流の片寄りが発生する。
【0041】
特に、直線部に近い吹出口60aの部分では気流が直進してしまうため、紙面の下方向に拡大された送風経路部分には気流が行き渡らないという不都合が生じる。このような状態で、送風経路中にイオン発生装置5を設置する場合、イオン発生部を通過する気流に片寄りがあるために、イオンが効率よく搬送されないことが起こる。特に、極性の異なるイオンを同時に発生させる場合には、両極性のイオンがバランスを崩す原因となってしまう。
【0042】
本発明はこのような事態に対応するためになされたものであり、本発明に係る第一実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Aの気流の流通状態についてさらに説明する。
【0043】
イオン発生機能付き送風装置M1Aは、イオン発生部間を流通する風量を抑制する風向変更装置7cを設置して、イオン発生装置のイオン発生部間の空間を無駄に通過する風量を減らすことにより、イオン発生部を直接通る風量を増やす構成としたものである。
【0044】
風向変更装置7cは、イオン発生装置5の風上のイオン発生部間に対応する部位に設置し、底面を多角形形状とする角柱部材(例えば、図に示す三角柱形状)を備えることが望ましい。この構成であれば、イオン発生部間の上流側に角柱部材を設置することにより、イオン発生部間を無駄に流通する風量を抑制して、イオン発生部を直接通る風量を増やすことができる。
【0045】
また、本実施形態では、三角柱形状の風向変更装置7cを用いているが、図6に示すように、断面三角形の底辺の長さL1を、イオン発生部間の距離L2と略同じ長さにしている。また、この底辺部を、気流の流通方向と直交させ、送風経路7bの気流流通方向の略中心線上に配置している。
【0046】
この三角柱形状の風向変更装置7cの底面形状は正三角形または二等辺三角形であることを基本とし、この頂点を、シロッコファンの吹出口を拡大する送風経路7aと拡大された送風経路7bとの接続部に位置させるように配置している。
【0047】
送風経路7aと送風経路7bとの接続部は、イオン発生装置5の本体部50aの端面と一致するように配置されており、拡大された送風経路7bの幅はイオン発生装置5の本体部50aの長さと一致する。
【0048】
上記したように、本実施形態に係る風向変更装置7cは、底面が三角形の三角柱形状であって、底面三角形の頂点を風上側に向け、底面三角形の底辺を風下側に向けて、当該底辺をイオン発生部間に対応した部位に設置している。この構成であれば、底面が三角形の三角形柱状からなる風向変更装置7cを介して、イオン発生部間を無駄に流通する風量を効果的に抑制することができる。
【0049】
すなわち、風向変更装置7cの頂点付近から図中の上下に分離される流通流れは、底面三角形の上辺の延長傾斜面70aに沿いながら進み、その一部が底辺側に回り込む。また、底面三角形の下辺の延長傾斜面70bに沿いながら進み、その一部が底辺側に回り込む。このような構成とされる実施形態1のイオン発生機能付き送風装置M1Aの気流の流通状態は、図5に示す気流A1〜A4のようになる。
【0050】
気流A1は、シロッコファンの特性によってファン6bと端部60cを結ぶ接線方向に送出され、送風経路7bの一方の壁(図中の上方の壁)に向かって進行し、壁面に沿ってイオン発生部52aの近傍を経由して吹出口2から送出される。
【0051】
気流A2は、気流A1よりも内側を通過し、風向変更装置7cの一端を経由してイオン発生部52bの近傍を通過する。また、気流A3は、シロッコファン6のケーシング6aの直線部60dと平行に吹出され、風向変更装置7cの他端によって風向が変更されて、イオン発生部51bを経由して吹出口2から送出される。
【0052】
気流A4は、気流A3と平行して直線部60dと平行に吹出され、風向変更装置7cの他端によって方向が変更された気流A3によって外側に押し出され、イオン発生部51aを経由して吹出口2から送出される。
【0053】
上記したように、風向変更装置7cが気流の方向を変更するとともに分割し、これによって、送風経路7内にシロッコファン6から送出された風が紙面の上下方向に広がり、イオン発生部51bと52bとの間を進行する気流を減少させ、イオン発生部51a、51b、および、イオン発生部52a、52b近傍を通過する風量を増加させる。すなわち、送風経路7bを図中の上下に分流して、正イオン発生部51、52および負イオン発生部51、52近傍を通過する風量を増加することにより、イオン発生装置5で発生した正負のイオン効率よく取り込むことが可能になる。
【0054】
このことから、吹出口2へ流れるイオン濃度が増加し、吹出口2から空間に効率よくイオンを拡散させることが可能になる。すなわち、風向変更装置7cは、気流の方向を変更すると同時に不要箇所の気流を減少させ必要箇所の気流を増加させて、イオン発生部を通過する風量を増加させる働きをする。
【0055】
本実施形態においては、風向変更装置7cを底面が正三角形または二等辺三角形であるとしたが、これに限定されるものではない。また同様に、正三角形または二等辺三角形の底辺が、送風経路の気流流通方向の中心線と垂直に交わるとしたが、これにも限定されない。底面を形成する三角形の最も風上となる頂点から見たときに、他の二つの頂点が、イオン発生部51bと52bとの間隔と同じだけ隔たりをもって配置されることで、同様の効果が発揮できる。
【0056】
従って、底面を形成する三角形の最も風上となる頂点から他の二つの頂点に至る辺の長さが同等でなくても、一方が他方の50%程度までであれば同じように効果が得られる。また、底面の形状は、四角形や五角形や、他の多角形であっても、一つの頂点を最も風上に設置するとともに、その頂点から見たときに直接隣接する他の二つの頂点が、イオン発生部51bと52bとの間隔と同じだけ隔たりをもって配置される形状であれば同様に使用できる。
【0057】
次に、図7を用いて風向変更装置7cを備えていない比較例について考察する。
【0058】
図7に示すイオン発生機能付き送風装置M2は、前述したイオン発生機能付き送風装置M1Aと風向変更装置7cを備えていない点が異なり、その他の構成は同じであるので、同じ構成部品には同じ部番を付している。
【0059】
図中に示す気流a1は、シロッコファンの特性によってファン6bと端部60cを結ぶ接線方向に送出され、送風経路7bの一方の壁(図中の上方の壁)に向かって進行し、壁面に沿ってイオン発生部52aの近傍を経由して吹出口2から送出される。
【0060】
気流a2は、気流a1よりも内側を通過し、気流a1の影響を受けて内側に押されてイオン発生部52bの近傍を通過する。気流a3は、シロッコファン6のケーシング6aの直線部60dと平行に吹出され、そのまま直進してイオン発生部51b近傍を通過する。また、気流a4も、ケーシング6aの直線部60dと平行に吹出され、気流a3の外側をそのまま直進してイオン発生部51b近傍を通過する。
【0061】
従って、イオン発生部51aの近傍は気流がほとんど通過しない状態となっている。このため、イオン発生部52a、52bについては正イオンおよび負イオンが気流によって送出されるのに対して、イオン発生部51a、51bについては、イオン発生部51bが発生した負イオンのみが気流によって送出され、イオン発生部51aで発生した正イオンはほとんど送出されないことになる。すなわち、イオン発生機能付き送風装置M2全体として見た場合に、正イオンと負イオンのバランスが崩れた状態で作動するという結果が生じる。
【0062】
次に、図8を用いて第二実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Bについて説明する。
【0063】
この第二実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Bは、送風機から片寄りを持って送出される気流を送風経路内に均等に拡大するものではなく、気流を必要とする複数箇所に分配することによって必要箇所の気流を増加し、結果としてイオン発生装置5で発生したイオンを効率よく気流で搬送する構成としたものである。
【0064】
そのために、この第二実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Bは、風向変更装置70cを複数(例えば、70c(1)と70c(2)と70c(3)の3個)備えた構成である。その他の構成は先に説明した第一実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Aと同等であるので同一の符号を付してここでは詳述しない。
【0065】
このイオン発生機能付き送風装置M1Bが備える、風向変更装置70c(1)、70c(2)、70c(3)は、その底辺の長さがL3の2等辺三角形とされる。この長さL3は、前述したL1の1/2である。また、2等辺三角形の他の2辺の長さはL1とし、底辺から頂点までの高さはL4とした。
【0066】
風向変更装置70c(1)は、イオン発生部52a、52bの間に配置され、風向変更装置70c(2)は、イオン発生部52b、51bの間に配置され、風向変更装置70c(3)は、イオン発生部51b、51aの間に配置されている。また、それぞれ2等辺三角形状の頂点を風上側に向けた姿勢で配置されており、真ん中に位置する風向変更装置70c(2)が、最も風上側に配置(長さL4分)されている。すなわち、風向変更装置70c(2)は、3個の風向変更装置の中で真ん中であり且つ最も風上にあるので、主風向変更装置70c(2)と称する。
【0067】
次に、このように構成されたイオン発生機能付き送風装置M1Bの気流状態について説明する。
【0068】
図中に示す気流A10は、シロッコファン6の特性によってファン6bと端部60cを結ぶ接線方向に送出され、送風経路7aから送風経路7bの一方の壁(図の上方にある壁)に向かって進行し、壁面に沿ってイオン発生部52aの近傍を経由して吹出口2から送出される。
【0069】
この際に、イオン発生部52aと52bとの気流の中心線上に、風上方向に頂点を有する風向変更装置70c(1)が存在しているので、イオン発生部52aと52bとの間の空間を通過する気流が減少するとともに、イオン発生部52aと52bを直接経由する気流が増加する。
【0070】
同様に気流A20は気流A10と略平行に送出され、気流A10よりも内側を通過し主風向変更装置70c(2)の一端を経由して風向変更装置70c(1)との間を通過してイオン発生部52bを通過する。さらに気流A30はシロッコファン6のケーシング6aの直線部60dと平行に吹出され、主風向変更装置70c(2)の他端によって風向が変更されて風向変更装置70c(3)との間を通過してイオン発生部51bを経由して吹出口2から送出される。
【0071】
気流A40は気流A30と平行して直線部60dと平行に吹出され、主風向変更装置70c(2)の他端によって風向が変更された気流A30によって外側に押し出され、さらに風向変更装置70c(3)によって風向変更されてイオン発生部51aを経由して吹出口2から送出される。
【0072】
すなわち、風向変更装置70c(3)が気流40を風向変更するとともに分割し、一部の気流はイオン発生部51bを通過する。これによって、送風経路7内に送風ファン(シロッコファン6)から送出された風が、風向変更装置によりファン6bの軸と垂直な面(図の面に平行な上下方向)に広がり、イオン発生部52aと52bの間の空間、イオン発生部51bと52bの間の空間およびイオン発生部51aと51bの間の空間では気流が減少して、イオン発生装置5の正イオン発生部51a、52aおよび負イオン発生部51b、52b近傍を直接通過する風量が増加することから、イオン発生装置5で発生した正負のイオンを効率よく気流中に取り込むことが可能になる。このことから、吹出口2へ流れるイオン濃度が増加し、吹出口2から空間に効率よくイオンを拡散させることが可能となる。
【0073】
主風向変更装置70c(2)の下流側に配置している風向変更装置70c(1)と風向変更装置70c(3)を、主風向変更装置70c(2)と同じ位置に配置すると、気流A40が直進してうまく分割できない。気流A40を良好に分割するためには、主風向変更装置70c(2)と従風向変更装置70c(1)、70c(3)の位置は、その長さL4の半分以上離れていることが好ましく、送風経路7bの長さ以下すなわち拡幅された送風経路7b内に納まることが好ましい。
【0074】
すなわち、複数の角柱部材(風向変更装置)は、流通方向の前後に互い違いに設置しておくことが好ましい。この構成であれば、角柱部材(風向変更装置)を互い違いに設置することにより、送風経路を流通する空気流れの抵抗を極力抑制して、所定の風量を確保することが可能となる。
【0075】
次に、図9および図10を用いて第三実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Cについて説明する。
【0076】
この第三実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Cは前述した第一実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Aと比較して、送風ファンをシロッコファンからプロペラファンPに置き換えたものである。その他の構成は同じであるので、相違点を中心に説明する。
【0077】
プロペラファンPは、ケース4の吸込口1に対応する位置に配置され、図10に示すように、イオン発生機5の正面側から空気を取り込み(空気流れFL1)背面側に設けられた送風経路7a´、7bを経由して、正面側に設けられた吹出口2から空気流れFL2として送出される。
【0078】
また、プロペラファンPの下部背面側には送風経路7dが形成されており、拡大送風経路7a´に接続される。気流は、プロペラファンPに吸い込まれて送風経路7dに排出され拡大送風経路7a´に送られる。気流は拡大しながら送風経路7bに進行しイオン発生装置5に至る。送風経路7bにはイオン発生装置5がイオン発生部51a、51b、52a、52bを気流流通方向と交差する方向に配置されており、気流によって発生したイオンが吹出口2を経て機外へと送出される。
【0079】
風向変更装置7cは、拡大送風経路7a´と送風経路7bとの接続部に底面の一頂点を位置させる三角柱であって、送風経路7bの気流流通方向の中心線上に配置されている。すなわち、前述した第一実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Aに用いた底面が正三角形の風向変更装置7cであり、その底辺長さは、図6で示したように、イオン発生部51bとイオン発生部52bとの間の間隔L2と同じ長さL1に設定されている。
【0080】
このような設定における気流流れについて、図11を用いて説明する。
【0081】
図中に示す気流a20は、送風経路7d´の中心線付近(中心領域)を流れる気流であって、拡大送風経路7a´から送風経路7bに進行する途中で風向変更装置7cの一方の端によって中心領域から外側に押し出されてイオン発生部52b近傍を経由して吹出口2から送出される。
【0082】
気流a20の外側を流通する気流a10は、送風経路7bの図上側の壁面と気流a20との間を流通し、イオン発生部52aを経由して吹出口2から送出される。同様に、送風経路7d´の中心線付近(中心領域)を流れる気流a30は、拡大送風経路7a´から送風経路7bに進行する途中で風向変更装置7cの他方の端によって中心領域から外側に押し出されてイオン発生部51b近傍を経由して吹出口2から送出される。気流a30の外側を流通する気流a40は、送風経路7bの図下側の壁面と気流a30との間を流通し、イオン発生部51aを経由して吹出口2から送出される。
【0083】
上記したように、第三実施形態のイオン発生機能付き送風装置M1Cでも、イオン発生部51bとイオン発生部52bとの間の空間を通過する気流を減少させて、これらのイオン発生部51bと52b近傍を通過する気流を増加させることができる。
【0084】
すなわち、本実施形態によっても、イオン発生機能付き送風装置の吹出口から送出されるイオン濃度が高くなり、空間に効率よく正負のイオンを拡散させることができる。
【0085】
以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【0086】
上記したように、本発明に係るイオン発生機能付き送風装置M1(M1A、M1B、M1C)よれば、送風経路に風向変更装置7c、70cを設置して後方に設置したイオン発生装置5のイオン発生部間の空間を無駄に通過する風量を減らすことによって、イオン発生部51a、51b、52a、52bを直接通る風量を増やすことができ、発生したイオンを効率よく取り込むことが可能になる。そのために、イオン発生機能付き送風装置の吹出口2から送出されるイオン濃度が高くなり、空間に効率よくイオンを拡散させることができる。
【0087】
また、イオン発生装置が、正イオンと負イオンとを同時に生成するイオン発生装置であれば、正イオン発生部と負イオン発生部とを流通方向に所定距離離間させると共に、この間の空間を無駄に通過する風量を減らすことで、正イオンと負イオンの両方のイオンの生成直後の衝突を抑制しながら安定して供給することができる。すなわち、正イオンと負イオンとを高濃度に含有した送風流れを生成して効率よく流通させることができる。
【0088】
このように、本発明に係るイオン発生機能付き送風装置M1(M1A、M1B、M1C)は、吹出口から送出される正負のイオン濃度が高くなり、空間に効率よく正負のイオンを拡散させることができて、浮遊カビ菌や細菌の殺菌、ウィルスやアレルゲンの不活性化、空間や物品の除電効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0089】
そのために、本発明に係るイオン発生機能付き送風装置は、細菌などの殺菌、ウィルスやアレルゲンなどの不活性化、空間や物品の除電効果などが求められる空間や室内の送風装置に好適に利用可能となる。
【符号の説明】
【0090】
1 吸込口
2 吹出口
4 ケース
5 イオン発生装置
51a、52a 正イオン発生部
51b、52b 負イオン発生部
6 シロッコファン(送風ファン)
7、7a、7b 送風経路
7c、70c 風向変更装置
8 背面カバー
M1、M1A〜M1C イオン発生機能付き送風装置
FL1、FL2 流通流れ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
送風ファンと、送風ファンの出口に接続された送風経路と、この送風経路内にイオン発生装置を備え、当該イオン発生装置が発生したイオンを前記送風ファンによって吹出口から送出するイオン発生機能付き送風装置において、
前記イオン発生装置は、所定間隔離間して設置される複数のイオン発生部を有し、この複数のイオン発生部の並び方向を前記送風経路の流通方向に交差する方向とし、イオン発生部間を流通する風量を抑制する風向変更装置を設置したことを特徴とするイオン発生機能付き送風装置。
【請求項2】
前記風向変更装置は、前記イオン発生部間の風上側に設置し、底面を多角形形状とする角柱部材を備えることを特徴とする請求項1に記載のイオン発生機能付き送風装置。
【請求項3】
前記多角形は三角形であり、前記風向変更装置は、底面が三角形の三角柱形状であって、底面三角形の頂点を風上側に向け、底面三角形の底辺を風下側に向けて、当該底辺を前記イオン発生部間に対応した部位に設置したことを特徴とする請求項2に記載のイオン発生機能付き送風装置。
【請求項4】
前記風向変更装置の流通方向に直交する方向の幅を、前記イオン発生部間の間隔程度の幅としたことを特徴とする請求項2または3に記載のイオン発生機能付き送風装置。
【請求項5】
前記風向変更装置は、前記角柱部材を複数備え、当該角柱部材の流通方向に直交する方向の幅を、前記イオン発生部間の間隔の1/2程度の幅としたことを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載のイオン発生機能付き送風装置。
【請求項6】
前記複数の角柱部材を、流通方向の前後に互い違いに設置したことを特徴とする請求項5に記載のイオン発生機能付き送風装置。
【請求項7】
前記送風ファンはシロッコファンであり、前記送風経路は流通方向に直交する方向に前記シロッコファンの吹出口の幅よりも拡大されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のイオン発生機能付き送風装置。
【請求項1】
送風ファンと、送風ファンの出口に接続された送風経路と、この送風経路内にイオン発生装置を備え、当該イオン発生装置が発生したイオンを前記送風ファンによって吹出口から送出するイオン発生機能付き送風装置において、
前記イオン発生装置は、所定間隔離間して設置される複数のイオン発生部を有し、この複数のイオン発生部の並び方向を前記送風経路の流通方向に交差する方向とし、イオン発生部間を流通する風量を抑制する風向変更装置を設置したことを特徴とするイオン発生機能付き送風装置。
【請求項2】
前記風向変更装置は、前記イオン発生部間の風上側に設置し、底面を多角形形状とする角柱部材を備えることを特徴とする請求項1に記載のイオン発生機能付き送風装置。
【請求項3】
前記多角形は三角形であり、前記風向変更装置は、底面が三角形の三角柱形状であって、底面三角形の頂点を風上側に向け、底面三角形の底辺を風下側に向けて、当該底辺を前記イオン発生部間に対応した部位に設置したことを特徴とする請求項2に記載のイオン発生機能付き送風装置。
【請求項4】
前記風向変更装置の流通方向に直交する方向の幅を、前記イオン発生部間の間隔程度の幅としたことを特徴とする請求項2または3に記載のイオン発生機能付き送風装置。
【請求項5】
前記風向変更装置は、前記角柱部材を複数備え、当該角柱部材の流通方向に直交する方向の幅を、前記イオン発生部間の間隔の1/2程度の幅としたことを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載のイオン発生機能付き送風装置。
【請求項6】
前記複数の角柱部材を、流通方向の前後に互い違いに設置したことを特徴とする請求項5に記載のイオン発生機能付き送風装置。
【請求項7】
前記送風ファンはシロッコファンであり、前記送風経路は流通方向に直交する方向に前記シロッコファンの吹出口の幅よりも拡大されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のイオン発生機能付き送風装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2013−89295(P2013−89295A)
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−225626(P2011−225626)
【出願日】平成23年10月13日(2011.10.13)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年10月13日(2011.10.13)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】
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