JP5677403B2 - 空気調和装置用の除塵装置、その除塵装置を備えた空気調和装置、及び、その空気調和装置を備えた車両 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置の吸気口の上流に設置され、吸気空気から塵埃、浮遊する細菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質を除去するための空気調和装置用の除塵装置、その除塵装置を備えた空気調和装置、及び、その空気調和装置を備えた車両に関するものである。

この種の空気調和装置用の除塵装置として、従来の鉄道車両用の空気調和装置の除塵装置では、除塵用のフィルターを巻取り式とし、除塵能力が低下したら巻き取って新しい面を供給し、メンテナンスの長期化を図っている。しかしながら、このフィルターは、吸気する空気から粗大塵埃を除去することを目的として用いられており、小粒子の除去や、浮遊する細菌（以下、浮遊菌と称する）、カビ、ウイルス、アレルギー物質を除去するものではない。

浮遊する細菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質を処理する方法としては、正イオンであるＨ_＋（Ｈ_２Ｏ）_ｍ（ｍは任意の自然数）及び負イオンであるＯ_２−（Ｈ_２Ｏ）_ｎ（ｎは０または任意の自然数）を空気中に放出し、空気中の浮遊細菌や浮遊真菌（カビ）を殺菌する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、これらのイオンは、空気中の浮遊微生物の表面で化学反応することにより、Ｈ_２Ｏ_２（過酸化水素）または・ＯＨ（水酸基ラジカル）を生成する。これらが極めて強力な活性を示すため、発生するイオン濃度が高くなると、殺菌効果はより良好になる。

また、イオン発生装置を備えた車両として、座席の背面からイオンを放出するイオン発生装置を備え、乗客の着座する座席の向きを検知し、それぞれの座席ごとに合わせたイオン発生装置の制御をすることで、座席周辺に存在する浮遊菌等を殺菌する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−２２４２１１号公報（例えば、第１実施形態等） 特開２００６−６９４２７号公報（例えば、図４等）

鉄道車両用の空気調和装置に設けられたフィルターでは、通常、吸気する空気から粗大塵埃を除去することは可能であるが、小粒子の除去や、浮遊する細菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質を除去することはできない。特許文献１、２に記載の技術では、放出したイオンが扉の開閉によって車外に拡散してしまい、イオンの殺菌効果が減少するという問題がある。また、イオン濃度を増加させるためには、イオン発生装置を多数搭載する必要があり、コストの増加、設置場所の増加という問題もある。さらに、イオン発生装置を多数搭載したとすると、副次的に生成するオゾンの量が増加してしまうことにもなる。

本発明は、以上のような課題のうちの少なくとも１つを解決するためになされたもので、粗大塵埃だけでなく、浮遊菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質を効率的に除去、不活化できる除菌機能を備えた空気調和装置用の除塵装置、その除塵装置を備えた空気調和装置、及び、その空気調和装置を備えた車両を提供するものである。

本発明に係る空気調和装置用の除塵装置は、空気調和装置の吸気口の上流に設置され、吸気空気から塵埃を除去するフィルターと、前記フィルターの風下側に設置され、垂直方向に流れる空気の風上側及び風下側に開口を有するフレームの内部に放電電極及び対向電極が収容されている放電装置と、を有し、前記吸気口が、前記フィルターの空気通過面に対して垂直方向にずれて配置され、前記対向電極は、吸気空気が前記フィルターの空気通過面から前記吸気口に向かうように前記フレームの開口面に対して所定の角度で傾斜配置されるものである。

本発明に係る空気調和装置用の除塵装置によれば、効率的に浮遊菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質を除去、不活化することが可能になる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置用の除塵装置を備えた車両の側面の概略透視図である。 図１を一部透視した概略上面図である。 図１のＡ−Ａ概略断面図である。 図３の除塵装置の設置部の周辺を拡大して示す概略側面断面図である。 図１の車両用空気調和装置の吸気口及び排気口の周辺を拡大して示す概略部分拡大図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置用の除塵装置の放電装置の分解した状態を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置用の除塵装置の放電装置の放電装置取付枠の分解した状態を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和装置用の除塵装置の放電装置の断面構成を示す側面断面図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置用の除塵装置を開けた状態での設置部の周辺を拡大して示す概略側面断面図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置用の除塵装置を開けて放電装置を取り外した状態の設置部の周辺を拡大して示す概略側面断面図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置用の除塵装置を閉じるときの設置部の周辺を拡大して示す概略側面断面図である。 本発明の実施の形態３に係る空気調和装置用の除塵装置の設置部の周辺を拡大して示す概略側面断面図である。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。本実施の形態では、車両内の空調を行う車両用空気調和装置に除塵装置を適用する例を説明するが、除塵装置が適用される空気調和装置は車両用のものに限られたものではない。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置用の除塵装置（以下、除塵装置２０と称する）を備えた車両１の側面の概略透視図である。図２は、図１の車両１の吸気口（天井吸気口２ａ）及び排気口（天井排気口２ｂ）を示す図で、図１を一部透視した概略上面図に相当する。図３は、図１のＡ−Ａ概略断面図である。なお、以下の説明において、車両１の長さ方向とは図１、図２の左右方向に相当し、車両１の幅方向とは図２の上下方向に相当するものとする。

図１に示すように、車両１の上方側の車両外部には、車両１内の空調を行う車両用空気調和装置１０が配設されている。車両用空気調和装置１０は、車両１の幅方向中央部に配設されている。車両１の天井２には、図２に示すように、車両用空気調和装置１０の吸気口（図示省略）に連通する天井吸気口２ａと、車両用空気調和装置１０の排気口（図示省略）に連通する天井排気口２ｂとが開口されている。天井吸気口２ａは、車両１の幅方向の両端側であって中央寄りの位置に車両１の長さ方向に延びるようにして形成されている。また、天井排気口２ｂは、車両１の長さ方向及び幅方向の略中心部に、幅方向に所定の間隔を空けてここでは２箇所に形成されている。

図１に示すように、車両１の上方側の車両内部には、車両１の天井２から下方に所定の距離で離間して化粧パネル３が配置されており、天井吸気口２ａ及び天井排気口２ｂは、化粧パネル３の影に隠れて乗客からは見えない位置に形成されている。化粧パネル３には、天井吸気口２ａに連通する車内吸気口３ａと、天井排気口２ｂに連通する車内排気口３ｂと、天井排気口２ｂに連通する車内補助排気口３ｃとが形成されている。

車内吸気口３ａは、車両１の幅方向の両端部であって車両用空気調和装置１０の吸気口に連通する天井吸気口２ａよりも車両１の幅方向の端部のそれぞれに、車両１の長さ方向に２箇所配置され、ここでは計４箇所形成されている。また、車内排気口３ｂは、車両１の幅方向の中心部に、車両長さ方向に所定の間隔を空けて複数形成されている（図２では６箇所）。さらに、車内補助排気口３ｃは、車両１の長さ方向に延びるようにして車内排気口３ｂの車両幅方向の両側に２箇所形成されている。

車両用空気調和装置１０は、図３の矢印に示すように、車両１内の空気を車内吸気口３ａ及び天井吸気口２ａを介して車両用空気調和装置１０の吸気口から吸気し、吸気した空気を天井排気口２ｂ、車内排気口３ｂ及び車内補助排気口３ｃを介して車両１内へと吹き出すようになっている。車両用空気調和装置１０は、このようにして車両１内の空気を循環させながら車両１内の空調を行う。このとき、天井吸気口２ａと車内吸気口３ａは、それぞれの垂直方向にずれて配置されており、車両１内の空気は、車両１の幅方向両端部から中央部に向かって上方に流れることとなる。

なお、図示してはないが、車両用空気調和装置１０は、例えば、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を配管接続して冷媒を循環させる冷媒回路と、凝縮器及び蒸発器を流れる冷媒と熱交換させる空気をこれらに供給する送風機と、を少なくとも有している。

また、化粧パネル３の天井２側には車両用空気調和装置１０の制御装置１１が配置されている。制御装置１１は、例えばマイコンで構成され、車両用空気調和装置１０の全体の制御を行うとともに、除塵装置２０の駆動制御も行う。制御装置１１は、車両用空気調和装置１０の稼動時間を計時して稼働積算時間を保持する計時部（図示省略）と、後述のフィルター２２の巻き取り動作回数を検知して計数するカウンタ（図示省略）と、を少なくとも有している。

また、車内吸気口３ａから天井吸気口２ａに至る風路には、車両用空気調和装置１０の吸気口に向かう吸気空気から塵埃を濾過して捕集し、清浄な空気を車両用空気調和装置１０に供給するための除塵装置２０が配置されている（除塵装置２０については図４〜図８で詳細に説明する）。天井２の車両１側には、車両用空気調和装置１０の吸気口に向かう空気が通過する開口部１２ａが車内吸気口３ａに対応して車両長さ方向に２箇所形成された取付枠１２が車両幅方向の両端部に２枚固定されている。この各取付枠１２のそれぞれに、各開口部１２ａに対応して除塵装置２０が着脱自在に取り付けられている。

図４は、図３の除塵装置２０の設置部の周辺（図３に示す円印内）を拡大して示す概略側面断面図である。図５は、図１の車両用空気調和装置１０の吸気口及び排気口の周辺（図２に示す円印内）を拡大して示す概略部分拡大図である。図４及び図５に基づいて、除塵装置２０について詳細に説明する。

除塵装置２０は、吸気口２０ａ及び排気口２０ｂを有する筐体２１と、筐体２１内に設けられたロール状の例えばサラン材からなるメッシュ地のフィルター２２と、フィルター２２を回転駆動する駆動手段としてのモーター（図示せず）と、を備えている。また、除塵装置２０は、排気口２０ｂに放電装置１００を備えている。さらに、除塵装置２０は、放電装置１００を支持する放電装置取付枠２００を備えている。

フィルター２２は、図示省略のモーターによって駆動される駆動軸２３と、駆動軸２３に従動して回転される従動軸２４との間に架け渡されており、モーターによって駆動軸２３が回転すると、その回転に伴って従動軸２４も回転し、巻き取られる。また、駆動軸２３と従動軸２４との中間にアイドラー２５を備えており、このアイドラー２５によってフィルター２２には適度な張力が掛けられた状態とし、駆動軸２３および従動軸２４の空転を防ぐ構造としている。モーターは、車両用空気調和装置１０の制御装置１１（図１参照）に電気的に接続され、制御装置１１により駆動制御される。なお、実施の形態１では、フィルター２２がロール状であることを例に説明したが、それにこだわることはなく、巻き取りしないフィルターとしてもよい。

フィルター２２には、図４の点線矢印に示す方向に車内空気が通過するようになっており、フィルター２２は車内空気の通過方向に直交する上流側の面（濾過領域面２２ａ）で、吸気口２０ａから流入した車内空気から粗大塵埃を濾過して捕集する。濾過領域面２２ａは、吸気口２０ａの開口面積に略一致するように構成されている。また、フィルター２２の車内空気の通過方向に直交する上流側及び下流側の面（以下、空気通過面と称する場合がある）と、車両用空気調和装置１０の吸気口とが、空気通過面に垂直方向にずれるように、それぞれが配置されている。なお、以下の説明において、濾過領域面２２ａというときには、下流側の面も含めた空気通過面を含んでいるものとする。

排気口２０ｂには、放電装置１００を支持する放電装置取付枠２００が配置されており、放電装置１００は、放電装置取付枠２００に着脱自在に取り付けられるようになっている。また、放電装置１００には取っ手１０１が設けられており、放電装置１００は、取っ手１０１が車両１の幅方向の中心部側になるように取り付けられている。放電装置１００は、フィルター２２の濾過領域面２２ａの中心よりも車両１の幅方向の中心部側寄りに設置される。天井吸気口２ａは、車内吸気口３ａよりも車両１の幅方向の中心部側にあるため、放電装置１００をフィルター２２の濾過領域面２２ａの中心よりも車両１の幅方向の中心部側に寄せて設置することで、スムーズに車内空気が通過することができる。

図５に示すように、放電装置取付枠２００には、後述の電源ケース２０２が一体で取り付けられている。放電装置取付枠２００は、上面から見たときに、車内吸気口３ａの上部に取り付けられているが、電源ケース２０２は、天井吸気口２ａの外側になるように取り付けられる。電源ケース２０２は、車内空気の通過の妨げになってしまう。そのため、電源ケース２０２を天井吸気口２ａの外側になるように取り付けることで、スムーズに車内空気を通過できるようにしている。

図６は、除塵装置２０の放電装置１００の分解した状態を示す分解斜視図である。図７は、除塵装置２０の放電装置１００の放電装置取付枠２００の分解した状態を示す分解斜視図である。図８は、除塵装置２０の放電装置１００の断面構成を示す側面断面図である。図６〜図８に基づいて、除塵装置２０について更に詳細に説明する。

放電装置１００は、排気口２０ｂに面する側、すなわち風上側から順に、プレフィルター１０２、上部フレーム１０３、放電電極１０４、バネ１０５、左中間フレーム１０６、右中間フレーム１０７、対向電極１０８、低圧側接続部１０９、高圧側給電端子１１０、下部フレーム１１１で構成される。なお、放電電極１０４とバネ１０５とは、風流れに対して並列に設置される。また、左中間フレーム１０６と右中間フレーム１０７とも、風流れに対して並列に設置される。さらに、対向電極１０８と、低圧側接続部１０９及び高圧側給電端子１１０とも、風流れに対して並列に設置される。

プレフィルター１０２は、放電装置１００の最も風上側に配置され、上部フレーム１０３に取り付けられるようになっている。プレフィルター１０２は、メッシュ形状となっており、粗大塵埃を捕捉することができるように構成されている。

上部フレーム１０３は、プレフィルター１０２の風下側に配置され、例えば全体が樹脂によって形成されるようになっている。上部フレーム１０３には、外部の空気を放電装置１００の内部に取り込むための開口が形成されており、取っ手１０１が一体で設けられている。取っ手１０１は、人が放電装置１００を手で持つ際に掴むためのものである。上部フレーム１０３に形成されている開口は、人の指が放電装置１００の内部に入らないようにするために格子状になっている。上部フレーム１０３には、プレフィルター１０２がはまっている。なお、プレフィルター１０２は、上部フレーム１０３の開口の格子よりも細かいメッシュとなっている。

下部フレーム１１１は、放電装置１００の最も風下側に配置され、例えば全体が樹脂によって形成されるようになっている。下部フレーム１１１は、上部フレーム１０３の開口から放電装置１００の内部に取り込まれた空気を、放電装置１００の外部に排出するための開口が形成されている。

放電電極１０４は、要部が、金属製の長尺な板状部材で構成されている。放電電極１０４を構成する金属としては、例えば、タングステンや銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛、鉄、モリブデン等が好適である。また、放電電極１０４を、上記金属を主成分とする合金で構成したり、上記金属の表面に銀や金、白金といった貴金属をメッキしたもの、炭素（グラファイト）層や酸化膜を生成したもので構成したりしてもよい。

放電電極１０４は、その断面が、短辺及び長辺によって周囲が囲まれた矩形形状を呈している。放電電極１０４の断面は、例えば、短辺の長さが０．０１〜０．１ｍｍ、長辺の長さが０．１〜１．０ｍｍとするとよい。放電電極１０４の各端部には、リング形状を呈する端子１０４ａが圧着、もしくは溶接され取り付けられている。放電電極１０４は、中間部が２〜４回程度折り返された状態で、放電装置１００内に収納されている。

バネ１０５は、放電電極１０４に所定の張力を付与するためのものである。バネ１０５は、金属製の部材で構成されている。放電電極１０４は、各端部が、端子１０４ａを介してバネ１０５に連結されている。放電電極１０４は、バネ１０５によって長手方向に引っ張られた状態で、高圧側給電端子１１０に取り付けられている。

左中間フレーム１０６、右中間フレーム１０７は、放電装置１００内で放電電極１０４を支持するためのものであり、例えば全体が樹脂によって形成されるようになっている。左中間フレーム１０６は、下部フレーム１１１の一側の端部に取り付けられている。右中間フレーム１０７は、下部フレーム１１１の他側の端部に取り付けられている。左中間フレーム１０６、右中間フレーム１０７には、放電電極１０４を折り返すための部材や、放電電極１０４を適切な位置に配置するための部材が備えられている。

対向電極１０８は、金属製の板状部材に、切断と曲げ加工とを行うことによって製作されている。対向電極１０８を構成する金属としては、例えば、タングステンや銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛、鉄、モリブデン等が好適である。対向電極１０８を、上記金属を主成分とする合金で構成したり、上記金属の表面に銀や金、白金といった貴金属をメッキしたもので構成したりしてもよい。

対向電極１０８は、板状を呈しており、図８に示すように板状部材が複数枚並んで配置され、上部フレーム１０３の開口面（及び、下部フレーム１１１の開口面）に対し、所定の角度で傾斜するように斜めに配置されるようになっている。本実施の形態１では、上部フレーム１０３の開口面に対して４５度以下（θ＝４５度以下）の角度を有するように対向電極１０８を設置するようにしている。このときの傾斜は、上部フレーム１０３の開口面の取っ手１０１と逆側（紙面上側）から、下部フレーム１１１の開口面の取っ手１０１側（紙面下側）に向けて傾斜させている。

除塵装置２０に取り込まれた空気は、排気口２０ｂから、天井吸気口２ａに流れる。放電装置１００は、排気口２０ｂに取り付けられており、放電装置１００の上部フレーム１０３の開口から放電装置１００の内部に取り込まれた空気は、天井吸気口２ａに向かい、斜めに通過する。そのため、板状の対向電極１０８は、通風の妨げになる。そこで、対向電極１０８を所定の角度で傾斜するように配置したことにより、風の流れの妨げを抑制し、風の妨げによる風量低下や、騒音発生、消費電力増加を抑制可能にしている。

このとき、吸気口２０ａから取り込まれる空気は、濾過領域面２２ａに対して垂直に取り込まれるため、濾過領域面２２ａに対しても、対向電極１０８は、傾斜していることになる。濾過領域面２２ａに風を通過させるときは、濾過領域面２２ａに対して垂直に空気を取り込んだ方が風の通りがよい。そのため、濾過領域面２２ａでは、風を垂直に通過させ、放電装置１００では、風を斜めに通過させるのが、もっとも風の妨げを抑制できる。このとき、対向電極１０８の角度は通過する風と平行になるような角度が望ましい。

対向電極１０８の傾斜の角度は、上部フレーム１０３の開口面に対して４５度以下の角度とした場合を例に説明した。放電装置１００は、フィルター２２の濾過領域面２２ａの中心よりも車両１の幅方向の中心部側によって設置される。天井吸気口２ａは、車内吸気口３ａよりも車両１の幅方向の中心部側にある。そのため、放電装置１００をフィルター２２の濾過領域面２２ａの中心よりも車両１の幅方向の中心部側に寄せて設置した場合、対向電極１０８の電極面（図８に示す電極面１０８ａ）の傾斜角度は、上部フレーム１０３の開口面に対して４５度以下の角度がよいことになる。また、これ以上角度を上げると、対向電極１０８の端面と放電電極１０４が近くなり、異常放電を発生する可能性が高くなってしまう。

対向電極１０８は、金属板から製作することにより、樹脂成形によって製作する場合と比較して、精密に形成することができる。また、対向電極１０８を金属板から製作すれば、傾斜が経年によって変化してしまうことも、大幅に抑制することができる。

対向電極１０８には低圧側接続部１０９、放電電極１０４にはバネ１０５を介して高圧側給電端子１１０が接続される。低圧側接続部１０９、高圧側給電端子１１０は、ともに金属製の部材で構成されている。高圧側給電端子１１０には、放電電極１０４（及び対向電極１０８間）に４〜７ｋＶの電圧を供給するための後述の高圧基板２０４に接続されている。低圧側接続部１０９は、電源のＧＮＤが接続される。

放電装置取付枠２００は、サポート部２０１、電源ケース２０２、下部電源ケース２０３、高圧基板２０４、サポート側低圧端子２０５、サポート側高圧端子２０６、引っ掛け部２０７、リブ２０８、格子部２０９を有している。

サポート部２０１は、放電装置１００を支持する、例えば全体が樹脂によって形成される枠として構成されている。サポート部２０１は、放電装置１００が取り付けられる箇所を含め、電源ケース２０２以外の箇所が、強度を保つ枠以外は開口が形成されており、取り込んだ風の通過の妨げにならないようになっている。つまり、サポート部２０１は、電源ケース２０２以外の箇所において、所定の強度を維持できるような枠組として形成されている。

電源ケース２０２は、サポート部２０１と一体で形成されている。そして、電源ケース２０２の裏側には、下部電源ケース２０３が配置されている。下部電源ケース２０３は、例えばサポート部２０１と同様の樹脂によって形成するとよい。

電源ケース２０２と下部電源ケース２０３との中には、高圧基板２０４が設置されていいる。この高圧基板２０４には、サポート側低圧端子２０５、サポート側高圧端子２０６が接続される。サポート側低圧端子２０５、サポート側高圧端子２０６は、ともに金属製の部材で構成されている。

サポート側低圧端子２０５は、放電装置１００が、サポート部２０１に取り付けられたとき、低圧側接続部１０９に接続されるようになっている。
サポート側高圧端子２０６は、放電装置１００が、サポート部２０１に取り付けられたとき、高圧側給電端子１１０に接続されるようになっている。
これにより、放電電極１０４（及び対向電極１０８間）に４〜７ｋＶの電圧が供給されることになる。

引っ掛け部２０７は、放電装置取付枠２００を除塵装置２０に取り付けるためのものである。なお、引っ掛け部２０７の形状を特に限定するものではなく、放電装置取付枠２００を除塵装置２０に引っ掛けて取り付けられるような形状であればよい。例えば、引っ掛け部２０７は、サポート部２０１の一部を紙面奥側に突出させ、先端をかぎ状としたような形状にするとよい。

リブ２０８は、放電装置１００の上部フレーム１０３の取っ手１０１と逆側の面を支持するものである。なお、リブ２０８の形状を特に限定するものではなく、放電装置１００の上部フレーム１０３を支持できるような形状であればよい。例えば、リブ２０８は、サポート部２０１の一部を紙面前側に突出させ、放電装置１００の上部フレーム１０３の一部に挿通するような形状にするとよい。

格子部２０９は、放電装置１００がサポート部２０１に取り付けられたときに、取っ手１０１が取り付けられるものである。格子部２０９は、格子状となっており、放電装置１００を取り外すときに、取っ手１０１を手でつかみやすくなっている。ただし、格子部２０９の具体的な構成を特に限定するものではない。

以上のように放電装置取付枠２００は構成されており、放電装置１００は、放電装置取付枠２００のサポート部２０１のリブ２０８に上部フレーム１０３の取っ手１０１と逆側の面をはめこみ、そのまま、押しこむことでサポート部２０１にはまるようになっている。こうすることで、放電装置１００の落下を防止し、放電装置１００を支持すると同時に、サポート側低圧端子２０５、サポート側高圧端子２０６と、低圧側接続部１０９、高圧側給電端子１１０と、を確実に電気的に接続することが可能になっている。

次に、車両用空気調和装置１０、除塵装置２０の動作を説明する。
制御装置１１により車両用空気調和装置１０が駆動されると、車両１内の空気が車内吸気口３ａ、除塵装置２０及び天井吸気口２ａを介して車両用空気調和装置１０の内部に取り込まれる。この際、車内空気中に含まれる塵埃は除塵装置２０により除去され、清浄な空気が車両用空気調和装置１０内に流入する。車両用空気調和装置１０内に流入した空気は、車両用空気調和装置１０内で空調空気とされる。そして、車両用空気調和装置１０から排出された後、天井排気口２ｂ、車内排気口３ｂ及び車内補助排気口３ｃを介して車両１内に吹き出される。

除塵装置２０では、吸気口２０ａから筐体２１内に流入した車内空気が、まずフィルター２２の濾過領域面２２ａを通過する。車内空気の粗大塵埃は濾過領域面２２ａで濾過される。その後、車内空気は、放電装置１００を通過する際に、車内空気中の浮遊菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質が除去、不活化され、清浄な空気となる。そして、車内空気は、清浄な空気となった後、排気口２０ｂから車両用空気調和装置１０に向かって排出される。

放電装置１００では、制御装置１１により車両用空気調和装置１０が駆動されると、放電電極１０４に４〜７ｋＶの電圧が印加され、放電電極１０４と対向電極１０８との間に電界が形成され、コロナ放電が発生する。放電装置１００を通過する空気中に含まれる細菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質は、電界及び放電が加わることにより、放電電極１０４と対向電極１０８との間を通過する際に破壊され、死滅、不活化する。死滅、不活化した浮遊菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質は、空気と共に下部フレーム１１１の開口から放電装置１００の外に排出される。これにより、車内などの室内に存在していた生きた浮遊細菌、カビ、ウイルスおよびアレルギー物質を除去、不活化することができる。

以上説明したように本実施の形態１では、車両用空気調和装置１０の吸気口の上流に設置され、吸気する空気から粗大塵埃を除去するフィルター２２と、フィルター２２の風下側に設置され、風上側及び風下側にそれぞれ開口面を有する箱状のフレーム（上部フレーム１０３、下部フレーム１１１）の内部に放電電極１０４及び対向電極１０８を収容する放電装置１００とを有し、対向電極１０８は、車両用空気調和装置１０の吸気口を通過する気流の流れに平行となるように、箱状のフレーム（上部フレーム１０３、下部フレーム１１１）の開口面に対して所定の角度だけ傾斜配置したことにより、風の流れの妨げを抑制し、風の妨げによる風量低下や、騒音発生、消費電力増加を抑制でき、効率的に車両内の浮遊菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質を除去、不活化できる。

また、放電装置１００の対向電極１０８の電極面は、放電装置１００のフレーム（上部フレーム１０３、下部フレーム１１１）の開口面に垂直な方向およびフィルター２２の通風する面に垂直な方向を基準として、所定の角度だけ傾斜配置されことにより、風の流れの妨げを更に抑制し、風の妨げによる風量低下や、騒音発生、消費電力増加を抑制でき、効率的に車両内の浮遊菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質を除去、不活化できる。

さらに、放電装置１００の対向電極１０８の電極面は、放電装置１００のフレーム（上部フレーム１０３、下部フレーム１１１）の開口面に垂直な方向およびフィルター２２の通風する面に垂直な方向を基準とした、所定の角度を４５度以下としたことにより、風の流れの妨げを更に抑制し、風の妨げによる風量低下や、騒音発生、消費電力増加を抑制でき、効率的に車両内の浮遊菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質を除去、不活化でき、対向電極１０８の端面と放電電極１０４の異常放電発生を抑制できる。

また、車両用空気調和装置１０の吸気口は、フィルター２２の空気通過面よりも車両１の内側に設置され、放電装置１００は、その中間位置、つまり車両用空気調和装置１０の吸気口とフィルター２２の空気通過面との中間位置より内側に設置されることで、スムーズに車内空気が通過することができる。

さらに、高圧電源（高圧基板２０４）は、車両用空気調和装置１０の吸気口には面しない位置に配置されることで、車内空気が通過する妨げとならず、スムーズに車内空気が通過することができる。つまり、放電装置１００を駆動する高圧電源は、放電装置１００の長手方向の一端側であって、車両用空気調和装置１０の吸気口に、放電装置１００のフレーム（上部フレーム１０３、下部フレーム１１１）の開口面の垂直方向で重ならない位置に配置されている。

なお、本実施の形態１で説明した車両用空気調和装置１０とは、例えば暖房や冷房等の温度調節を行うものや、除湿を行うものに加え、単に空気を循環させる送風機等の空気循環機も含むものとする。

実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置用の除塵装置２０を開けた状態での設置部の周辺を拡大して示す概略側面断面図である。図１０は、除塵装置２０を開けて放電装置１００を取り外した状態の設置部の周辺を拡大して示す概略側面断面図である。図１１は、除塵装置２０を閉じるときの設置部の周辺を拡大して示す概略側面断面図である。図９〜図１０に基づいて、本発明の実施の形態２に係る除塵装置２０について説明する。なお、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

本実施の形態２では、放電装置１００のメンテナンス時の取り外しに関して説明する。除塵装置２０の筐体２１は、吸気口２０ａを開けることで、取り外しが可能となっている。吸気口２０ａは、車両１の幅方向の内側から外側に向けて開閉可能となっている。具体的には、吸気口２０ａが形成されている部材が、車両１の幅方向の外側を支点として開閉可能となっている。同様に、除塵装置２０の筐体２１も車両１の幅方向の内側から外側に向けて開けることが可能となっている。具体的には、吸気口２０ａの開閉に伴って、筐体２１も車両１の幅方向の外側を支点として開閉可能となっている。そのとき、図９に示すように、放電装置１００は、放電装置取付枠２００に取り付けられた状態で配置されたままの状態になっている。

放電装置１００は、車両１の幅方向の内側に取っ手１０１があり、人が手でつかんで取り外しができるようになっている。このとき、図１０に示すように、放電装置１００は、サポート部２０１のリブ２０８に上部フレーム１０３の取っ手１０１と逆側の面がはまっており、リブ２０８を支点に取り外しができるようになっている。

放電装置１００を取り付けるときは、取り外すときとは逆に、放電装置取付枠２００のサポート部２０１のリブ２０８に、放電装置１００の上部フレーム１０３の取っ手１０１と逆側の面をはめこみ、そのまま押しこむことで、放電装置１００がサポート部２０１にはまる。このとき、サポート側低圧端子２０５、サポート側高圧端子２０６と、低圧側接続部１０９、高圧側給電端子１１０と、が接続され、通電可能となる。

放電装置１００は車両１の上部に配置されており、作業員は手を上げての作業となるため、放電装置取付枠２００に放電装置１００を確実に取り付ける作業は非常に困難である。そこで、本実施の形態２では、放電装置１００の取っ手１０１の端部を、除塵装置２０の筐体２１の端部２１ａと接触するように構成している。こうすることで、除塵装置２０の筐体２１を取り付けることで、放電装置１００が持ち上げられて、放電装置取付枠２００に確実に取り付けられることになる。

以上説明したように本実施の形態２では、放電装置１００の取っ手１０１の端部がフィルター２２を支持する筐体２１の一部に接触して配置されるように構成したことにより、放電装置１００を確実に放電装置取付枠２００に取り付けることができる。また、放電装置１００が確実に放電装置取付枠２００に取り付けられるので、サポート側低圧端子２０５、サポート側高圧端子２０６と、低圧側接続部１０９、高圧側給電端子１１０と、を確実に電気的に接続することも可能になる。これにより、更に効率的に、異常な放電を抑制し、効率的に車両内の浮遊菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質を除去、不活化できることになる。

実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置用の除塵装置２０の設置部の周辺を拡大して示す概略側面断面図である。図１２に基づいて、本発明の実施の形態３に係る除塵装置２０について説明する。なお、実施の形態３では実施の形態１、２との相違点を中心に説明し、実施の形態１、２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

本実施の形態３では、放電装置１００の風下側に触媒体３００を配置している。触媒体３００は、アルミ等の金属ハニカム、ペーパー、セラミック等によるハニカム、コルゲート等の開口を有する担体に触媒が担持されたものである。

触媒体３００の開口は、風上側から風下側にかけてまっすぐの貫通穴でもよいが、斜めの貫通穴でもよい。斜めの貫通穴の場合、対向電極１０８と同じ傾斜角度にするのが望ましい。こうすることで、風の流れの妨げを抑制し、風の妨げによる風量低下や、騒音発生、消費電力増加を抑制できる。

また、触媒体３００は、天井吸気口２ａと同じ開口面積となっており、取り込まれる空気の全量が通過するようになっている。放電装置１００は、一部分にのみ取り付けられるのに対し、触媒体３００を天井吸気口２ａと同じ開口面積で取り付けることにより、車両１内の浮遊菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質の除去、不活化率が更に向上することになる。

以上説明したように本実施の形態３では、放電装置１００と車両用空気調和装置１０の吸気口の間に開口を備えた触媒体３００を配置したことにより、車両１内の浮遊菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質を除去、不活化率が更に向上する。

また、触媒体３００は、車両用空気調和装置１０の吸気口を通過する気流の流れに平行となる開口を備えているので、風の流れの妨げを抑制し、風の妨げによる風量低下や、騒音発生、消費電力増加を抑制でき、効率的に車両内の浮遊菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質を除去、不活化できる。

さらに、触媒体３００は、車両用空気調和装置１０の吸気口の全面に設置されることにより、車両１内の浮遊菌、カビ、ウイルス、アレルギー物質の除去、不活化率が向上する。

この発明に係る空気調和装置用の除塵装置とそれを備えた車両は、例えば、各種鉄道車両の内部に搭載することができる。また、空気調和装置の一例として車両用空気調和装置１０を挙げて説明したが、これに限定するものではなく、建物などに用いられる空気調和装置であってもよい。

１ 車両、２ 天井、２ａ 天井吸気口、２ｂ 天井排気口、３ 化粧パネル、３ａ 車内吸気口、３ｂ 車内排気口、３ｃ 車内補助排気口、１０ 車両用空気調和装置、１１ 制御装置、１２ 取付枠、１２ａ 開口部、２０ 除塵装置、２０ａ 吸気口、２０ｂ 排気口、２１ 筐体、２１ａ 端部、２２ フィルター、２２ａ 濾過領域面、２３ 駆動軸、２４ 従動軸、２５ アイドラー、１００ 放電装置、１０１ 取っ手、１０２ プレフィルター、１０３ 上部フレーム、１０４ 放電電極、１０４ａ 端子、１０５ バネ、１０６ 左中間フレーム、１０７ 右中間フレーム、１０８ 対向電極、１０８ａ 電極面、１０９ 低圧側接続部、１１０ 高圧側給電端子、１１１ 下部フレーム、２００ 放電装置取付枠、２０１ サポート部、２０２ 電源ケース、２０３ 下部電源ケース、２０４ 高圧基板、２０５ サポート側低圧端子、２０６ サポート側高圧端子、２０７ 引っ掛け部、２０８ リブ、２０９ 格子部、３００ 触媒体。

Claims (11)

1. 空気調和装置の吸気口の上流に設置され、吸気空気から塵埃を除去するフィルターと、
   前記フィルターの風下側に設置され、垂直方向に流れる空気の風上側及び風下側に開口を有するフレームの内部に放電電極及び対向電極が収容されている放電装置と、を有し、
   前記吸気口が、前記フィルターの空気通過面に対して垂直方向にずれて配置され、
   前記対向電極は、
   吸気空気が前記フィルターの空気通過面から前記吸気口に向かうように前記フレームの開口面に対して所定の角度で傾斜配置される
   ことを特徴とする空気調和装置用の除塵装置。
2. 前記対向電極は、
   その電極面が、前記フレームの前記開口面に垂直な方向および前記フィルターの空気通過面に垂直な方向を基準として、所定の角度で傾斜配置される
   ことを特徴とした請求項１に記載の空気調和装置用の除塵装置。
3. 前記所定の角度は４５度以下としている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置用の除塵装置。
4. 前記除塵装置が車両に搭載されるものであって、
   前記吸気口は、
   前記フィルターの空気通過面よりも前記車両の内側に設置され、
   前記放電装置は、
   前記吸気口と前記フィルターの空気通過面との中間位置よりも前記車両の内側に設置される
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和装置用の除塵装置。
5. 前記放電装置を駆動する高圧電源を備え、
   前記高圧電源は、
   前記吸気口において、前記放電装置の長手方向の一端側であって、前記フレームの前記開口面の垂直方向で重ならない位置に配置される
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和装置用の除塵装置。
6. 前記放電装置は、
   一端部に取っ手を備えており、
   前記放電装置が取り付けられている状態において、前記取っ手の端部が前記フィルターを支持する枠体の一部に接触する
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気調和装置用の除塵装置。
7. 前記放電装置と前記吸気口との間に開口を備えた触媒体が配置される
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気調和装置用の除塵装置。
8. 前記触媒体の開口は、
   前記吸気口を通過する気流の流れに平行となるように前記触媒体を貫通している
   ことを特徴とする請求項７に記載の空気調和装置用の除塵装置。
9. 前記触媒体は、
   前記吸気口の全面に設置される
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の空気調和装置用の除塵装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の空気調和装置用の除塵装置を備えた
    ことを特徴とする空気調和装置。
11. 請求項１０に記載の空気調和装置を備えた
    ことを特徴とする車両。

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