JP5378675B2

JP5378675B2 - イオン供給装置

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Publication number: JP5378675B2
Application number: JP2007299671A
Authority: JP
Inventors: 宏己川島; 均五十嵐
Original assignee: Max Co Ltd
Current assignee: Max Co Ltd
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2027-11-19
Also published as: JP2009127871A

Description

本発明は、風路中の空気流によって室内にイオンを供給するイオン供給装置に関する。

住宅等に設置される換気装置として、給排気を行う換気装置本体を天井裏等に設置すると共に、各部屋に給気グリルを設置し、換気装置本体と給気グリルを空気が通るダクトで接続して、各部屋の換気を行えるようにした換気システムが提案されている。

このような換気システムでは、イオンを発生させるイオン発生素子を給気グリルに備えて、給気グリルでイオン供給装置が構成され、給気グリルが設置されている部屋にイオンを供給できるようにした技術が提案されている。

イオン発生素子を備えた従来の給気グリルとしては、ダクトと接続される管部の径方向外側に突出させてイオン発生素子を取り付けた給気グリルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

従来の給気グリルでは、イオン発生素子が風路中に突出しないようにして、風路中での空気の流れを妨げないように構成される。

特開２００４−２８６３８４号公報

換気システム等で風路を形成する管部では、内周面に近い側では風速が遅く、中央付近では風速が速くなる。

従来の給気グリルでは、イオン発生素子のイオン放出面が管部の内周面と略同一面となるように構成される。このため、イオン発生素子のイオン放出面が、管部中で風速の遅い部分に配設されることになる。

これにより、従来の給気グリルでは、送風される空気中のイオンの数が少ないという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、送風される空気中のイオンの量を増やすことができるイオン供給装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明のイオン供給装置は、イオン発生素子で発生させたイオンが空気流で送風されるイオン供給装置において、イオン発生素子のイオン放出面の前方に、空気の流れに沿った前後面を少なくとも開口させて、空気の流れに沿った前後面に風路形成開口部を有した空間を形成する空間形成部が、イオン放出面に対向して形成される取り付け部材によって、イオン発生素子は、空気流が生成される風路を形成する風路形成部材の内周面から内側に向けて突出させて取り付けられ、風路形成開口部は、前記イオン発生素子側の開口位置が、前記イオン放出面と略同一面となる構成で、イオン発生素子は、イオン放出面が風路形成部材によって生成される空気の流れに沿うように、かつ、イオン放出面の風路形成部材の内周面からの突出高さが、風路形成部材の内周面の高さに対して１／２以下の範囲に配設されるように、取り付け部材によって風路形成部材に固定されることを特徴とする。

本発明のイオン供給装置では、イオン発生素子が風路形成部材の内周面から内側に向けて突出し、イオン発生素子のイオン放出面が、風路形成部材の内部で風速の速い部分に配設される。

これにより、イオン発生素子でイオンを発生させると、送風される空気中のイオンの数が増加する。

本発明のイオン供給装置によれば、イオン発生素子のイオン放出面が、風路形成部材の内部で風速の速い部分に配設されるので、送風される空気中のイオンの数を増加させることができる。

以下、図面を参照して本発明のイオン供給装置の実施の形態について説明する。

＜給気グリルの構成例＞
図１は、イオン供給装置の実施の形態としての給気グリルの一例を示す側断面図、図２は、本実施の形態の給気グリルの一例を示す正面断面図である。

また、図３は、本実施の形態の給気グリルの平面図で、図１に示す側断面図は、図３に示すＡ−Ａ線を切断面とした矢視図、図２に示す正面断面図は、図３に示すＢ−Ｂ線を切断面とした矢視図である。

更に、図４は、本実施の形態の給気グリルの一例を示す平面断面図、図５は、本実施の形態の給気グリルの一例を示す分解斜視図である。

本実施の形態の給気グリル１Ａは、空気が通る風路を形成する管部２と、管部２を通る空気にイオンを供給するイオン発生器３と、イオンが供給された空気が吹き出されるグリル本体４を備える。

グリル本体４は、空気が通る開口部４０と、開口部４０と対向して着脱可能に取り付けられる正面パネル４１と、開口部４の周縁に形成されたフランジ部４２と、正面パネル４１の周縁に形成された吹出口４３を備える。

給気グリル１Ａは、グリル本体４のフランジ部４２と、グリル本体４に備えられた図示しない取り付け金具との間に、住宅の天井等を構成する板材１００を挟み込むことで、吹出口４３を室内側に露出させた状態で、住宅の天井等に固定される。

イオン発生器３はイオン発生素子の一例で、略同数の正イオンと負イオンがイオン放出面３０から放出される。イオン発生器３の原理について説明すると、イオン発生器３は、図示しない一対の電極が誘電体を介して対向配置され、電極間に家庭用交流電源等から取った交流電圧を昇圧して印加することにより、コロナ放電を起こし、空気中の酸素ないしは水分が電離によりエネルギーを受けてイオン化し、Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m（ｍは任意の自然数）と、Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n（ｎは任意の自然数）が主体のイオンを放出するものである。

これらＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m及びＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_nは、浮遊菌の表面に付着し、化学反応して活性種であるＨ₂Ｏ₂または・ＯＨを生成する。Ｈ₂Ｏ₂または・ＯＨは、極めて強力な活性を示すため、これらにより、空気中の浮遊細菌を取り囲んで除去することができる。ここで、・ＯＨは活性種の１種であり、ラジカルのＯＨを示している。

これにより、イオン発生器３で略同数の正イオンと負イオンを発生させ、管部２を通る空気に略同数の正イオンと負イオンを供給することで、空気中の浮遊雑菌が除去される。

管部２は風路形成部材の一例で、断面形状が中空の円形で、例えばＬ字状に曲がった形態を有し、一端側がグリル本体４と接続される。また、管部２は、イオン発生器３が取り付けられる取り付け台座２０が形成された開口部２１が、本例では上面に形成されている。なお、管部２は、直線状であっても良い。

給気グリル１Ａは、イオン発生器３が取り付け部材５に取り付けられ、イオン発生器３が取り付けられた取り付け部材５が、管部２の取り付け台座２０に取り付けられる。

また、給気グリル１Ａは、取り付け部材５を介して管部２に取り付けられる基板ボックス１０を備える。基板ボックス１０内には、イオン発生器３を駆動する各種素子が実装された基板１０ａが取り付けられ、イオン発生器３と基板１０ａが図示しない配線で電気的に接続される。

次に、各図を参照して、イオン発生器３を管部２に取り付ける取り付け部材５の構成について説明する。

取り付け部材５は、イオン発生器３が固定される爪部５０ａとリブ５０ｂを有し、管部２の開口部２１に挿入される枠部５０と、爪部５０ａとリブ５０ｂで枠部５０に固定されたイオン発生器３のイオン放出面３０の前方に所定の高さの空間５１ａを形成する空間形成部５１を備える。

また、取り付け部材５は、管部２における空気の流れる方向に沿って空間５１ａの前面及び後面の枠部５０を開口した風路形成開口部５２と、イオン発生器３のイオン放出面３０と空間５１ａを挟んで対向する空間形成部５１を開口したイオン放出面開口部５３を備える。

更に、取り付け部材５は、管部２の取り付け台座２０に形成されたネジ穴２０ａの位置に合わせて孔部が形成された取り付け片部５４を、枠部５０に備える。

取り付け部材５の風路形成開口部５２は、イオン発生器３側の開口位置が、イオン発生器３のイオン放出面３０と略同一面となる構成である。これにより、給気グリル１Ａでは、管部２を通る空気の流れに対して上流側の風路形成開口部５２から空間５１ａに取り入れられた空気が、イオン発生器３のイオン放出面３０に沿って流れ、空気の流れに対して下流側の風路形成開口部５２から吹き出される。

また、取り付け部材５の風路形成開口部５２は、イオン発生器３のイオン放出面３０から空間形成部５１までの高さＨを、空間５１ａに人の指が入らない程度とした構成で、本例では、空間形成部５１までの高さが、１２ｍｍ以下で１０ｍｍ程度の８ｍｍに設定される。

更に、空間形成部５１のイオン放出面開口部５３は、人の指が入らない程度の大きさの開口が格子状に並べられた構成である。また、イオン放出面開口部５３は、管部２における空気の流れに沿って突出した凸部５３ａを備え、イオン発生器３のイオン放出面３０の前方の空間５１ａにおける整流効果を持たせている。

次に、管部２に取り付けられた状態のイオン発生器３及び取り付け部材５の構成について説明する。

給気グリル１Ａは、取り付け部材５の内周面と接するイオン発生器３の外周面に、封止部材としてのパッキン３１が貼り付けられ、パッキン３１が貼り付けられたイオン発生器３が枠部５０に挿入されることで、イオン発生器３が爪部５０ａとリブ５０ｂで取り付け部材５に固定される。

給気グリル１Ａは、イオン発生器３が取り付け部材５に取り付けられると、イオン発生器３と取り付け部材５との間に入るパッキン３１によって、イオン発生器３と取り付け部材５との取り付け部位での気密が保たれる。

また、給気グリル１Ａは、管部２の開口部２１の内周面と接する取り付け部材５の外周面に、封止部材としてのパッキン５５が貼り付けられ、イオン発生器３が取り付けられると共に、パッキン５５が貼り付けられた取り付け部材５が、管部２の開口部２１に挿入される。

給気グリル１Ａは、管部２の開口部２１に挿入された取り付け部材５の取り付け片部５４が、管部２の取り付け台座２０に載せられ、ネジ６が締結されることで、イオン発生器３が取り付け部材５により管部２に取り付けられる。

給気グリル１Ａは、取り付け部材５が管部２に取り付けられると、取り付け部材５と管部２との間に入るパッキン５５によって、取り付け部材５と管部２との取り付け部位での気密が保たれる。

これにより、給気グリル１Ａは、管部２を通る空気が、イオン発生器３と取り付け部材５との取り付け部位、及び取り付け部材５と管部２との取り付け部位から漏れることが防止される。

また、給気グリル１Ａは、イオン発生器３が取り付け部材５により管部２に取り付けられると、イオン発生器３のイオン放出面３０が、管部２の内周面から所定の高さで突出した位置となり、断面形状が円形の管部２の中心Ｏ付近に近づけられる。

更に、給気グリル１Ａは、取り付け部材５の風路形成開口部５２の全面が管部２の内部に露出し、イオン発生器３のイオン放出面３０に対向して空間形成部５１が設けられることにより、イオン放出面３０の前方に形成される空間５１ａが、管部２による風路中に配設される。

図６は、管部を通る空気の風速分布を示す説明図で、風速を矢印の長さで示す。断面形状が円形の管部２の内部を通る空気は、管部２の内周面に近い側では風速が遅く、中心に向かって風速が徐々に速くなり、管部２の中心付近で最も風速が速くなる。

これにより、給気グリル１Ａは、取り付け部材５によって管部２の内周面から突出させてイオン発生器３が取り付けられ、イオン発生器３のイオン放出面３０が、管部２の中心付近に近づけられることで、正イオンと負イオンを放出するイオン放出面３０が、管部２の内部において風速の速い位置に配設される。

給気グリル１Ａは、イオン発生器３のイオン放出面３０が、管部２の内部で風速の速い位置に配設されると、吹き出される空気中のイオンの数が増加する。

但し、管部２内にイオン発生器３が突出しているので、イオン発生器３で空気の流れが妨げられて風量が減少し、イオン放出面３０の高さが管部２の中心を越えると、風量の減少率が大きくなる。

このため、給気グリル１Ａから吹き出される空気中のイオンの数と、給気グリル１Ａから吹き出される空気の風量を考慮して、イオン発生器３のイオン放出面３０の高さが決められ、本例では、管部２の直径に対して約１／６〜１／２の間に、イオン放出面３０が配設されるように、イオン発生器３の突出量が設定されている。

本実施の形態の給気グリル１Ａでは、イオン発生器のイオン放出面を、管部の内周面と略同一とした構成と比較して、吹き出される空気中の正イオンと負イオンの数が、約１．５倍程度となった。

＜給気グリルの動作例＞
次に、各図を参照して、本実施の形態の給気グリル１Ａの動作について説明する。給気グリル１Ａは、イオン発生器３のイオン放出面３０の前方に形成された空間５１ａに、管部２を通る空気の流れに対して上流側の風路形成開口部５２から空気が取り込まれることで、管部２を通る空気が、イオン発生器３のイオン放出面３０に沿って流れる。

給気グリル１Ａでは、イオン発生器３が駆動され、イオン放出面３０から略同数の正イオンと負イオンが放出されると、イオン発生器３のイオン放出面３０に沿って流れる空気に、略同数の正イオンと負イオンが供給される。

正イオンと負イオンが供給された空気は、管部２を通る空気の流れに対して下流側の風路形成開口部５２及びイオン放出面３０と対向したイオン放出面開口部５３から、管部２を通る空気の流れによって吹き出され、略同数の正イオンと負イオンを含む空気が、グリル本体４の吹出口４３から吹き出される。

給気グリル１Ａは、取り付け部材５によって管部２の内周面から突出させてイオン発生器３が取り付けられ、正イオンと負イオンを放出するイオン放出面３０が、管部２の内部において風速の速い位置に配設されているので、グリル本体４の吹出口４３から吹き出される空気中の正イオンと負イオンの数が増加する。

また、給気グリル１Ａは、イオン発生器３のイオン放出面３０に対向して、管部２における空気の流れる方向に沿った前後面に風路形成開口部５２が形成された空間形成部５１が設けられることにより、イオン放出面３０の前方に空気が通る所定の高さの空間５１ａが形成される。

これにより、管部２を通る空気に対するイオンの供給を阻害しないようにすると共に、空間形成部５１によってイオン発生器３のイオン放出面が保護される。

上述したように、イオン発生器３のイオン放出面３０に沿った空気の流れを発生させるため、空気の流れに沿った空間５１ａの前後面に風路形成開口部５２が形成されると共に、空間形成部５１にイオン放出面開口部５３が形成される。

そして、風路形成開口部５２及びイオン放出面開口部５３の開口部分は、人の指が入らないような大きさに設定されており、管部２内に工具や手が入れられても、イオン発生器３のイオン放出面３０に触れられないようにして、イオン放出面３０の汚れの付着や損傷を防ぐと共に、安全性が確保される。

＜換気システムの構成例＞
図７は、イオン供給装置としての給気グリルが適用された換気システムの一例を示す構成図、図８は、本実施の形態の換気システムを構成する換気装置の一例を示す構成図で、次に、本実施の形態の給気グリル１Ａを備えた換気システム１１について説明する。

本実施の形態の換気システム１１は、外気ＯＡを吸い込んで給気ＳＡとして室内に吹き出すと共に、室内からの還気ＲＡを吸い込んで排気ＥＡとして室外に排出し、かつ、外気ＯＡと室内からの還気ＲＡとの間で熱交換を行う熱交換型の換気装置１２を備え、換気装置１２に上述した給気グリル１Ａが接続される。

換気装置１２は、図８に示すように、外気ＯＡが吸い込まれる外部吸込口１２０ＯＡと、室内への給気ＳＡが吹き出される給気吹出口１２０ＳＡと、室内からの還気ＲＡが吸い込まれる室内吸込口１２０ＲＡと、屋外への排気ＥＡが排気される排気口１２０ＥＡを備える。

換気装置１２は、外部吸込口１２０ＯＡから給気吹出口１２０ＳＡへつながる給気風路１２１ＳＡが形成され、外部吸込口１２０ＯＡから外気ＯＡを吸い込み、給気吹出口１２０ＳＡから給気ＳＡを吹き出す送風ファン部１２２を備える。

また、換気装置１２は、室内吸込口１２０ＲＡから排気口１２０ＥＡへつながる排気風路１２１ＥＡが形成され、室内吸込口１２０ＲＡから還気ＲＡを吸い込み、排気口１２０ＥＡから排気ＥＡを排気する換気ファン部１２３を備える。

更に、外部吸込口１２０ＯＡから吸い込まれた外気ＯＡと室内吸込口１２０ＲＡから吸い込まれた還気ＲＡとの間で熱交換を行う熱交換素子１２４を備える。

熱交換素子１２４は、給気風路１２１ＳＡを形成する素材と排気風路１２１ＥＡを形成する素材が、給気風路１２１ＳＡと排気風路１２１ＥＡを直交する向きとして積層される。熱交換素子１２４は、給気風路１２１ＳＡと排気風路１２１ＥＡが、熱伝導性を有すると共に空気を通さない隔壁で仕切られ、給気風路１２１ＳＡを通る空気と排気風路１２１ＥＡを通る空気との間で熱交換される。

換気装置１２は、給気吹出口１２０ＳＡにダクト７０ＳＡを介して図１等で説明した給気グリル１Ａが接続される。また、換気装置１２は、下面にフロントパネル１２５が取り付けられ、室内吸込口１２０ＲＡがフロントパネル１２５に露出する。

尚、換気装置１２は、給気風路１２１ＳＡと排気風路１２１ＥＡに図示しないフィルタを備え、熱交換素子１２４に埃等が付着しないように構成される。

換気システム１１が設置される建物７１は、図７に示すように、本例では一戸建て住宅を例にしており、居間や台所等、壁や扉７２ａで仕切られた複数の部屋７２を有する。建物７１は、例えば廊下７３の天井裏に換気装置１２が設置され、換気装置１２と各部屋７２の天井に設置された給気グリル１Ａが、ダクト７０ＳＡで接続される。

建物７１は、外壁に屋外フード７４ＯＡと屋外フード７４ＥＡを備え、換気システム１１は、図８に示す換気装置１２の外部吸込口１２０ＯＡが、ダクト７０ＯＡを介して屋外フード７４ＯＡと接続される。また、排気口１２０ＥＡが、ダクト７０ＥＡを介して屋外フード７４ＥＡと接続される。

また、換気装置１２は、室内吸込口１２０ＲＡが形成されたフロントパネル１２５が、廊下７３の天井に露出する。

なお、建物７１は、扉７２ａに設けたアンダーカットＵや、図示しないガラリ等の開口部を通して部屋７２と廊下７３との間等で空気が流れる構成である。これにより、各部屋７２の給気グリル１Ａから給気ＳＡが吹き出されると共に、各部屋７２の空気が、アンダーカットＵやガラリを通り廊下７３の換気装置１２から吸い込まれる空気の流れが形成される。

＜換気システムの動作例＞
次に、各図を参照して本実施の形態の換気システム１１の動作の一例について説明する。

換気システム１１は、給排気が機械換気で行われる第１種換気システムを構成し、所定時間で各部屋７２の空気が入れ替えられる換気風量で、２４時間連続運転される。すなわち、換気装置１２では、送風ファン部１２２と換気ファン部１２３が、所定の換気風量が得られる回転数で駆動される。

換気装置１２は、送風ファン部１２２が駆動されると、給気風路１２１ＳＡを外部吸込口１２０ＯＡから給気吹出口１２０ＳＡへ向かう空気の流れが発生する。また、換気装置１２は、換気ファン部１２３が駆動されると、排気風路１２１ＥＡを室内吸込口１２０ＲＡから排気口１２０ＥＡへ向かう空気の流れが発生する。

これにより、換気装置１２では、建物外壁の屋外フード７４ＯＡからダクト７０ＯＡを通り外部吸込口１２０ＯＡへ外気ＯＡが吸い込まれ、熱交換素子１２４を通って給気吹出口１２０ＳＡから給気ＳＡが吹き出される。

また、アンダーカットＵや図示しないガラリを通して、廊下７３のフロントパネル１２５から室内吸込口１２０ＲＡへ各部屋７２からの還気ＲＡが吸い込まれ、熱交換素子１２４を通って排気口１２０ＥＡから排気ＥＡが排出され、排気口１２０ＥＡから排出された排気ＥＡは、ダクト７０ＥＡを通り建物外壁の屋外フード７４ＥＡから屋外へ排出される。

そして、外部吸込口１２０ＯＡから吸い込まれた外気ＯＡと室内吸込口１２０ＲＡから吸い込まれた還気ＲＡが、熱交換素子１２４を通ることで熱交換されて、室温に近づけられた給気ＳＡが給気吹出口１２０ＳＡから吹き出される。

換気装置１２の給気吹出口１２０ＳＡから吹き出された給気ＳＡは、ダクト７０ＳＡを通り給気グリル１Ａから吹き出される。

給気グリル１Ａは、上述したように、図１等に示すイオン発生器３が駆動されると、イオン発生器３から略同数の正イオンと負イオンが放出され、管部２を通る空気に略同数の正イオンと負イオンが供給される。

これにより、換気装置１２から給気グリル１Ａに供給された給気ＳＡに、略同数の正イオンと負イオンが供給され、略同数の正イオンと負イオンを含む空気が、給気ＳＡとして給気グリル１Ａの吹出口４３から吹き出される。

図７に示すような建物７１において、給気グリル１Ａが備えられた部屋に略同数の正イオンと負イオンを含む空気が供給されることで、空気中の浮遊雑菌が除去される。

本発明は、換気装置等にダクトを介して接続され、換気装置から送風された空気を吹き出す給気グリル、換気装置への空気が吸い込まれる吸込グリル等の換気グリル、給気ファンを備えた給気装置、換気装置による換気によって空気が吸い込まれる室内に給気する自然給気口等に適用される。

イオン供給装置の実施の形態としての給気グリルの一例を示す側断面図である。本実施の形態の給気グリルの一例を示す正面断面図である。本実施の形態の給気グリルの平面図である。本実施の形態の給気グリルの一例を示す平面断面図である。本実施の形態の給気グリルの一例を示す分解斜視図である。管部を通る空気の風速分布を示す説明図である。イオン供給装置としての給気グリルが適用された換気システムの一例を示す構成図である。本実施の形態の換気システムが適用された換気装置の一例を示す構成図である。

符号の説明

１Ａ・・・給気グリル、２・・・管部、２０・・・取り付け台座、２１・・・開口部、３・・・イオン発生器、３０・・・イオン放出面、４・・・グリル本体、５・・・取り付け部材、５０・・・枠部、５１・・・空間形成部、５１ａ・・・空間、５２・・・風路形成開口部、５３・・・イオン放出面開口部

Claims

イオン発生素子で発生させたイオンが空気流で送風されるイオン供給装置において、
前記イオン発生素子の前記イオン放出面の前方に、空気の流れに沿った前後面を少なくとも開口させて、空気の流れに沿った前後面に風路形成開口部を有した空間を形成する空間形成部が、前記イオン放出面に対向して取り付け部材によって形成され、前記取り付け部材によって、前記イオン発生素子は、空気流が生成される風路を形成する風路形成部材の内周面から内側に向けて突出させて取り付けられ、
前記風路形成開口部は、前記イオン発生素子側の開口位置が、前記イオン放出面と略同一面となる構成で、
前記イオン発生素子は、前記イオン放出面が前記風路形成部材によって生成される空気の流れに沿うように、
かつ、前記イオン放出面の前記風路形成部材の内周面からの突出高さが、前記風路形成部材の内周面の高さに対して１／６〜１／２の範囲に配設されるように、前記取り付け部材によって前記風路形成部材に固定される
ことを特徴とするイオン供給装置。
前記風路形成部材は、屈曲した形態を有し、
前記イオン発生素子が取り付けられる前記取り付け部材が取り付けられる台座が、前記風路形成部材の屈曲した方向に対して外側に設けられる
ことを特徴とする請求項１記載のイオン供給装置。