特開 2023-180767 空気清浄機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023180767

(43)【公開日】2023-12-21

(54)【発明の名称】空気清浄機

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/00 20060101AFI20231214BHJP

   F24F 8/167 20210101ALI20231214BHJP

   F24F 8/80 20210101ALI20231214BHJP

【ＦＩ】

A61L9/00 C

F24F8/167

F24F8/80 200

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022094329

(22)【出願日】2022-06-10

(71)【出願人】

【識別番号】000180025

【氏名又は名称】山洋電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】村松 陽

(72)【発明者】

【氏名】小池 正啓

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 健

(72)【発明者】

【氏名】荒起 聡直

【テーマコード（参考）】

4C180

【Ｆターム（参考）】

4C180AA02

4C180AA07

4C180AA16

4C180CC03

4C180CC12

4C180DD09

4C180FF10

4C180HH05

4C180LL11

(57)【要約】

【課題】高い集塵性能および高い除菌性能を得ることが可能な空気清浄機を提供する。
【解決手段】ファンと、筐体と、筐体内の第三空気流路４０に配置された光触媒フィルタ５０（第一光触媒フィルタ５０Ａ、第二光触媒フィルタ５０Ｂ）と、を備える。光触媒フィルタ５０の内部に頂部開口部５１が設けられ、光触媒フィルタ５０と筐体（左側壁１０Ｌ、右側壁１０Ｒ）との間に側部開口部５２（左側部開口部５２Ｌ、右側部開口部５２Ｒ）が設けられる。第三空気流路４０の流路方向に直交する平面視において、第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０に対する頂部開口部５１の頂部開口面積Ｓ１の割合である頂部流路開口率が１６％以下であり、かつ、頂部流路開口率および第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０に対する側部開口部５２の側部開口面積Ｓ２（左側部開口面積Ｓ２Ｌ及び右側部開口面積Ｓ２Ｒ）の割合である側部流路開口率の合計が５５％以下である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ファンと、
筐体と、
前記筐体の内部空間において、前記ファンの吸込口から排出口への流路に配置された光触媒フィルタと、
を備え、
前記光触媒フィルタの内部に第一開口部が設けられ、
前記光触媒フィルタと前記筐体との間に第二開口部が設けられ、
前記流路の流路方向に直交する平面視において、前記流路の流路面積に対する前記第一開口部の開口面積の割合である第一流路開口率が１６％以下であり、かつ、前記第一流路開口率および前記流路面積に対する前記第二開口部の開口面積の割合である第二流路開口率の合計が５５％以下である、空気清浄機。

【請求項2】

前記光触媒フィルタは山型であり、
前記光触媒フィルタの山型の頂部に前記第一開口部が設けられている、
請求項１に記載の空気清浄機。

【請求項3】

前記光触媒フィルタは谷型であり、
前記光触媒フィルタの谷形の底部に前記第一開口部が設けられている、
請求項１に記載の空気清浄機。

【請求項4】

前記光触媒フィルタは多孔体構造からなる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の空気清浄機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気清浄機に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、吸込口から吐出口に至る空気通路上に上流側から下流側へと吸着脱臭部、送風機、およびオゾン脱臭部がこの順に配置された脱臭器が開示されている。オゾン脱臭部は、金属材料からなる箱型形状のケースと、紫外線ランプからなるオゾン発生部とから構成される。また、ケースの内壁面には紫外線の照射により水酸基ラジカルを発生させる光触媒（酸化チタン）が塗布されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許４６９２１４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

光触媒による脱臭（除菌）効果は、脱臭対象物である空気が光触媒に接触することにより得られる。したがって、その接触量を増加させるためには空気通路上に配置される光触媒の配置領域を大きくする必要がある。
特許文献１のオゾン脱臭部における光触媒は、ケースの内壁面に塗布されているため、光触媒の配置領域を大きくするにはケースを大きくする必要がある。しかしながら、ケースを大きくすると空気通路をケースで塞ぐ領域が大きくなるため、空気通路を通過する空気の風量が減少し、脱臭器の換気風量を確保することが困難になる。したがって、集塵効果を得るための換気風量を維持しながら、光触媒による脱臭（除菌）効果を得るという点については、改善の余地がある。

【0005】

そこで、本発明は、高い集塵性能および高い除菌性能を得ることが可能な空気清浄機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】

【0006】

本発明の一側面に係る空気清浄機は、
ファンと、
筐体と、
前記筐体の内部空間において、前記ファンの吸込口から排出口への流路に配置された光触媒フィルタと、
を備え、
前記光触媒フィルタの内部に第一開口部が設けられ、
前記光触媒フィルタと前記筐体との間に第二開口部が設けられ、
前記流路の流路方向に直交する平面視において、前記流路の流路面積に対する前記第一開口部の開口面積の割合である第一流路開口率が１６％以下であり、かつ、前記第一流路開口率および前記流路面積に対する前記第二開口部の開口面積の割合である第二流路開口率の合計が５５％以下である。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、高い集塵性能および高い除菌性能を得ることが可能な空気清浄機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る空気清浄機の斜視図である。

【図2】図１に示す空気清浄機の内部構造を示す正面図である。

【図3】図２に示す空気清浄機のＡ－Ａ線における断面図である。

【図4】図２におけるＢ領域の拡大図である。

【図5】図４に示す光触媒フィルタの配置の変形例を示す図である

【図6】光触媒フィルタが山型に配置された場合における開口部の開口率と光触媒フィルタの除菌能力との関係を示すグラフである。

【図7】頂部開口部及び側部開口部を閉じた状態で光触媒フィルタを空気流路内に配置した図である。

【図8】頂部開口部及び側部開口部を設けた状態で光触媒フィルタを空気流路内に配置した図である。

【図9】光触媒フィルタが山型に配置された場合における開口部の開口率と集塵フィルタの集塵能力及び光触媒フィルタの除菌能力との関係を示すグラフである。

【図10】光触媒フィルタが谷型に配置された場合における開口部の開口率と光触媒フィルタの除菌能力との関係を示すグラフである。

【図11】光触媒フィルタが谷型に配置された場合における開口部の開口率と集塵フィルタの集塵能力及び光触媒フィルタの除菌能力との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。

【0010】

図１は、本発明の実施形態に係る空気清浄機の一例を示す斜視図である。図２は、図１に示す空気清浄機の内部構造を示す正面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の空気清浄機１は、縦型タイプの空気清浄機であって、例えば床面に立設して使用可能である。

【0011】

空気清浄機１は、上下方向に長い箱型の筐体１０を有している。筐体１０の前面側には、前面を覆うように前面パネル１１が取り付けられている。前面パネル１１の上部には、空気清浄機１の運転状態を操作するための操作部１２が設けられている。前面パネル１１の裏側には、空気清浄機１の動作を制御する制御部１３が設けられている。操作部１２は、制御部１３に接続されている。

【0012】

筐体１０の左右両側面には、外部の空気を筐体１０内に吸い込むための吸込口１４が設けられている。図に示す例では、筐体１０の左側面に第一吸込口１４Ａが設けられ、右側面に第二吸込口１４Ｂが設けられている。

【0013】

筐体１０の上面には、筐体１０内を通過した空気、すなわち浄化された空気を外部に排出するための排出口１５が設けられている。排出口１５は、第一吸込口１４Ａから吸い込まれた空気、及び、第二吸込口１４Ｂから吸い込まれた空気を排出する。

【0014】

筐体１０の内部には、筐体１０内に吸い込まれた空気が通過する空間である空気流路が設けられている。図に示す例では、第一吸込口１４Ａから筐体１０内に吸い込まれた空気が通過する第一空気流路２０と、第二吸込口１４Ｂから筐体１０内に吸い込まれた空気が通過する第二空気流路３０と、第一空気流路２０を通過した空気、及び、第二空気流路３０を通過した空気が通過する第三空気流路４０と、が設けられている。なお、第一空気流路２０と第二空気流路３０とは別々に設けられており、第一吸込口１４Ａから筐体１０内に吸い込まれた空気が第二空気流路３０を通過することはない。同様に、第二吸込口１４Ｂから筐体１０内に吸い込まれた空気が第一空気流路２０を通過することはない。また、第三空気流路４０の流路面積（流路方向に直交する面積）は、第一空気流路２０の排出口である第一排出口１５Ａの流路面積と、第二空気流路３０の排出口である第二排出口１５Ｂの流路面積とを足し合わせた大きさである。

【0015】

第一空気流路２０における空気の吸込口、すなわち第一吸込口１４Ａには、第一集塵フィルタ２１が設けられている。第一集塵フィルタ２１は、第一吸込口１４Ａから筐体１０内に吸い込まれる空気を浄化するためのフィルタであり、第一吸込口１４Ａにおいて筐体１０の外部と面するように第一空気流路２０内に設けられている。

【0016】

第二空気流路３０における空気の吸込口、すなわち第二吸込口１４Ｂには、第二集塵フィルタ３１が設けられている。第二集塵フィルタ３１は、第二吸込口１４Ｂから筐体１０内に吸い込まれる空気を浄化するためのフィルタであり、第二吸込口１４Ｂにおいて筐体１０の外部と面するように第二空気流路３０内に設けられている。

【0017】

第一集塵フィルタ２１及び第二集塵フィルタ３１は、空気中のゴミ、塵埃などを取り除くためのフィルタであり、例えば、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）フィルタが用いられる。

【0018】

第一空気流路２０において、第一集塵フィルタ２１の下流側には、第一ファン２２が設けられている。第一ファン２２は、筐体１０の外部から第一吸込口１４Ａを通じて空気を第一空気流路２０に吸入するとともに、吸入した空気を、第一空気流路２０を通じて第一排出口１５Ａへ送風するためのファンである。第一ファン２２には、第一ファン２２を駆動するための駆動モータ（不図示）が設けられている。第一ファン２２の駆動モータは、制御部１３に接続されている。第一ファン２２は、例えば、シロッコファンにより構成されている。

【0019】

第二空気流路３０において、第二集塵フィルタ３１の下流側には、第二ファン３２が設けられている。第二ファン３２は、筐体１０の外部から第二吸込口１４Ｂを通じて空気を第二空気流路３０に吸入するとともに、吸入した空気を、第二空気流路３０を通じて第二排出口１５Ｂへ送風するためのファンである。第二ファン３２には、第二ファン３２を駆動するための駆動モータ（不図示）が設けられている。第二ファン３２の駆動モータは、制御部１３に接続されている。第二ファン３２は、例えば、シロッコファンにより構成されている。

【0020】

空気清浄機１において、第一空気流路２０には、第一吸込口１４Ａ、第一排出口１５Ａ、第一集塵フィルタ２１、及び第一ファン２２が設けられ、第二空気流路３０には、第二吸込口１４Ｂ、第二排出口１５Ｂ、第二集塵フィルタ３１、及び第二ファン３２が設けられている。第一空気流路２０と第二空気流路３０は、互いに独立した空気流路である。また、第一空気流路２０と第二空気流路３０は、筐体１０の中央で区画された左右対称の構造を有する空気流路として設けられている。第三空気流路４０は、第一空気流路２０の第一排出口１５Ａから排出された空気と、第二空気流路３０の第二排出口１５Ｂから排出された空気を、排出口１５へ送るための空気流路である。第三空気流路４０は、第一空気流路２０及び第二空気流路３０の下流側に設けられている。

【0021】

筐体１０の内部空間において、第三空気流路４０に光触媒フィルタ５０が配置されている。光触媒フィルタ５０は、第一空気流路２０の第一排出口１５Ａから排出された空気及び第二空気流路３０の第二排出口１５Ｂから排出された空気の細菌、有害物質、悪臭物質などを、例えば酸化分解するフィルタである。また、光触媒フィルタ５０は、接触した物質を分解することが可能であり、例えば硬質のスポンジのように、多くの孔が設けられた多孔体構造を有する。なお、図示は省略するが、光触媒フィルタ５０の周辺には光触媒フィルタ５０に対して光を照射するランプが配置されている。当該ランプは制御部１３に接続されている。

【0022】

光触媒フィルタ５０は、第三空気流路４０内に山型状に設けられている。図に示す例では、光触媒フィルタ５０は、第一光触媒フィルタ５０Ａと第二光触媒フィルタ５０Ｂとの二つの光触媒フィルタで構成されている。第一光触媒フィルタ５０Ａと第二光触媒フィルタ５０Ｂとは、空気清浄機１の正面視において、頂部が下流側を向くように山型状に設けられている。頂部は、空気清浄機１の左右方向における中央部に位置する。第一光触媒フィルタ５０Ａは、空気清浄機１の左右方向における中央部から筐体１０の左側壁１０Ｌに向かって左下り傾斜となるように設けられている。第二光触媒フィルタ５０Ｂは、空気清浄機１の左右方向における中央部から筐体１０の右側壁１０Ｒに向かって右下り傾斜となるように設けられている。第一光触媒フィルタ５０Ａは、第一空気流路２０の第一排出口１５Ａの上方を覆うように設けられている。第二光触媒フィルタ５０Ｂは、第二空気流路３０の第二排出口１５Ｂの上方を覆うように設けられている。

【0023】

制御部１３は、例えば、操作部１２の操作に基づく操作信号に従って、第一ファン２２及び第二ファン３２の動作を制御する。また、制御部１３は、第一ファン２２と第二ファン３２とをそれぞれ個別に制御可能である。例えば、制御部１３は、第一ファン２２の駆動モータ、及び、第二ファン３２の駆動モータの回転数を相違させて制御することも可能である。

【0024】

図３は、図２に示した空気清浄機１のＡ－Ａ線における断面図である。図４は、図２に示した空気清浄機１における鎖線で囲むＢ領域の拡大図である。図３及び図４に示すように、光触媒フィルタ５０を構成する第一光触媒フィルタ５０Ａと第二光触媒フィルタ５０Ｂは、第三空気流路４０内に山型状に設けられている。第一光触媒フィルタ５０Ａ及び第二光触媒フィルタ５０Ｂは、それぞれ矩形状に形成されている。

【0025】

光触媒フィルタ５０の内部、すなわち山型状の光触媒フィルタ５０の頂部には、頂部開口部５１（第一開口部の一例）が設けられている。頂部開口部５１は、対向して配置される第一光触媒フィルタ５０Ａと第二光触媒フィルタ５０Ｂの上端部間に設けられている。なお、頂部開口部５１には、頂部開口部５１が閉じた（開口ゼロ）の状態、すなわち第一光触媒フィルタ５０Ａと第二光触媒フィルタ５０Ｂとが接触している状態を含むものとする。

【0026】

山型状の光触媒フィルタ５０の裾部には、光触媒フィルタ５０と筐体１０との間に側部開口部５２（第二開口部の一例）が設けられている。例えば、第一光触媒フィルタ５０Ａと左側壁１０Ｌとの間には、左側部開口部５２Ｌが設けられている。また、第二光触媒フィルタ５０Ｂと右側壁１０Ｒとの間には、右側部開口部５２Ｒが設けられている。

【0027】

なお、図３の例示では、光触媒フィルタ５０の前側部及び後側部と筐体１０との間には、開口部（隙間）が設けられていない。具体的には、第一光触媒フィルタ５０Ａ及び第二光触媒フィルタ５０Ｂのそれぞれの前側部及び後側部と筐体１０の前側壁１０Ｆ及び後側壁１０Ｂとの間には、開口部が設けられていない。

【0028】

このように構成される空気清浄機１において、頂部開口部５１及び側部開口部５２の開口率は以下のように設定されている。例えば、筐体１０における第三空気流路４０の流路方向に直交する平面視において、第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０に対する頂部開口部５１の頂部開口面積Ｓ１の割合である頂部流路開口率Ｐ１（第一流路開口率の一例）は１６％以下である。また、頂部流路開口率Ｐ１と、第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０に対する側部開口部５２（左側部開口部５２Ｌ及び右側部開口部５２Ｒ）の側部開口面積Ｓ２（左側部開口面積Ｓ２Ｌ及び右側部開口面積Ｓ２Ｒ）の割合である側部流路開口率Ｐ２（第二流路開口率の一例）と、の合計である総流路開口率ＰＴｔは５５％以下である。

【0029】

すなわち、
頂部流路開口率Ｐ１＝（頂部開口部５１の頂部開口面積Ｓ１）／（第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０）≦１６％である。
総流路開口率ＰＴｔ＝（頂部開口部５１の頂部開口面積Ｓ１＋側部開口部５２の側部開口面積Ｓ２）／（第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０）≦５５％である。

【0030】

図５は、図４に示す光触媒フィルタ５０の配置の変形例を示す図である。図５に示すように、光触媒フィルタ５０は、第三空気流路４０内に谷型状に設けられてもよい。

【0031】

光触媒フィルタ５０を構成する第一光触媒フィルタ５０Ａと第二光触媒フィルタ５０Ｂとは、空気清浄機１の正面視において、底部が上流側を向く谷型状に設けられている。底部は、空気清浄機１の左右方向における中央部に位置するように設けられている。第一光触媒フィルタ５０Ａは、空気清浄機１の左右方向における中央部から筐体１０の左側壁１０Ｌに向かって左上り傾斜となるように設けられている。第二光触媒フィルタ５０Ｂは、空気清浄機１の左右方向における中央部から筐体１０の右側壁１０Ｒに向かって右上り傾斜となるように設けられている。第一光触媒フィルタ５０Ａは、第一空気流路２０の第一排出口１５Ａの上方を覆うように設けられている。第二光触媒フィルタ５０Ｂは、第二空気流路３０の第二排出口１５Ｂの上方を覆うように設けられている。

【0032】

光触媒フィルタ５０の内部、すなわち谷型状の光触媒フィルタ５０の底部には、底部開口部６１（第一開口部の一例）が設けられている。底部開口部６１は、対向して配置される第一光触媒フィルタ５０Ａと第二光触媒フィルタ５０Ｂの下端部間に設けられている。なお、底部開口部６１には、底部開口部６１が閉じた（開口ゼロ）の状態、すなわち第一光触媒フィルタ５０Ａと第二光触媒フィルタ５０Ｂとが接触している状態を含むものとする。

【0033】

谷型状の光触媒フィルタ５０の上部には、光触媒フィルタ５０と筐体１０との間に側部開口部６２（第二開口部の一例）が設けられている。例えば、第一光触媒フィルタ５０Ａと左側壁１０Ｌとの間には、左側部開口部６２Ｌが設けられている。また、第二光触媒フィルタ５０Ｂと右側壁１０Ｒとの間には、右側部開口部６２Ｒが設けられている。

【0034】

なお、光触媒フィルタ５０の前側部及び後側部と筐体１０の前側壁１０Ｆ及び後側壁１０Ｂとの間に開口部（隙間）が設けられていない点については、上述した光触媒フィルタ５０が山型状に設けられた場合と同様である。

【0035】

このように構成される空気清浄機１において、底部開口部６１及び側部開口部６２の開口率は以下のように設定されている。例えば、筐体１０における第三空気流路４０の流路方向に直交する平面視において、第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０に対する底部開口部６１の底部開口面積Ｓ３の割合である底部流路開口率Ｐ３（第一流路開口率の一例）は１６％以下である。また、底部流路開口率Ｐ３と、第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０に対する側部開口部６２（左側部開口部６２Ｌ及び右側部開口部６２Ｒ）の側部開口面積Ｓ４（左側部開口面積Ｓ４Ｌ及び右側部開口面積Ｓ４Ｒ）の割合である側部流路開口率Ｐ４（第二流路開口率の一例）と、の合計である総流路開口率ＰＴｂは５５％以下である。

【0036】

すなわち、
底部流路開口率Ｐ３＝（底部開口部６１の底部開口面積Ｓ３）／（第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０）≦１６％である。
総流路開口率ＰＴｂ＝（底部開口部６１の底部開口面積Ｓ３＋側部開口部６２の側部開口面積Ｓ４）／（第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０）≦５５％である。

【0037】

ところで、空気清浄機に集塵フィルタと光触媒フィルタを設けて、集塵フィルタによって集塵処理した空気をさらに光触媒フィルタによって除菌処理する場合、光触媒フィルタの除菌能力を高めるために、空気流路上に集塵フィルタと光触媒フィルタとを直列に配置することが考えられる。しかしながら、集塵フィルタの下流側に光触媒フィルタを直列に配置すると、光触媒フィルタの通風抵抗が付加されて大きくなるため、空気清浄機における換気風量を減少させて、集塵能力を低下させる要因となる。

【0038】

また、光触媒フィルタに多孔体構造のフィルタを用いる場合、光触媒フィルタによって除菌しようとする除菌対象（有機物）の大きさは、光触媒フィルタの多孔体構造における各々の孔の大きさに比べて小さいため、空気を光触媒フィルタに一回通過させるだけでは十分な除菌は難しい。したがって、光触媒フィルタによる除菌能力を高めるためには、除菌する空気を複数回光触媒フィルタに接触させる必要であり、十分な換気風量を維持することが求められる。

【0039】

そこで、発明者は、光触媒フィルタによる通風抵抗の増加分を抑えて換気風量を確保するために、光触媒フィルタを空気流路の全領域に配置するのではなく光触媒フィルタが配置されていない領域（空気抜き流路）を設けることを考えた。また、発明者は、光触媒フィルタを通過する空気量を増加させるために、光触媒フィルタを空気流路内に傾斜させて配置し光触媒フィルタの面積を大きくすることを考えた。そして、空気流路全体に対する空気抜き流路の開口率を最適化することにより、空気清浄機における換気風量（集塵能力）の確保と、光触媒フィルタによる除菌能力の向上とを両立させようと考えた。

【0040】

まず、発明者は、光触媒フィルタの除菌能力を検討するために、空気流路全体に対する空気抜き流路の開口率を変化させたときの除菌能力を測定した。ここで、空気流路全体とは、光触媒フィルタ５０が図４に示すように山型状に配置されている場合、第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０を意味する。空気抜き流路とは、図４に示す場合、側部開口部５２（左側部開口部５２Ｌ＋右側部開口部５２Ｒ）の側部開口面積Ｓ２（左側部開口面積Ｓ２Ｌ＋右側部開口面積Ｓ２Ｒ）を意味する。また、光触媒フィルタ５０が図５に示すように谷型状に配置されている場合、空気流路全体は、山型状の場合と同様に第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０を意味する。空気抜き流路とは、図５に示す場合、側部開口部６２（左側部開口部６２Ｌ＋右側部開口部６２Ｒ）の側部開口面積Ｓ４（左側部開口面積Ｓ４Ｌ＋右側部開口面積Ｓ４Ｒ）を意味する。そして、光触媒フィルタの除菌能力とは、第三空気流路４０を通過する空気のうち光触媒フィルタ５０（第一光触媒フィルタ５０Ａ及び第二光触媒フィルタ５０Ｂ）を貫通する空気の風量、すなわち「貫通除菌能力」をいう。

【0041】

図６は、光触媒フィルタ５０が山型状に配置された場合（図４参照）における側部開口部５２（側部開口面積Ｓ２）の開口率と光触媒フィルタ５０の貫通除菌能力との関係を示すグラフである。グラフに示される「ａ／ｂ」は、図４における第三空気流路４０の空気流路幅ｂに対する頂部開口部５１の開口幅ａの割合、つまり上述した頂部流路開口率Ｐ１を意味する。図に示す例では、ａ／ｂが０％、８％、１６％、３２％、４８％、６４％の場合について測定し、ａ／ｂ＝０％の場合における開口率０％のときの光触媒フィルタ５０の貫通除菌能力を１００％として表示する。また、側部開口部５２（側部開口面積Ｓ２）の開口率は、上述したように側部流路開口率Ｐ２を意味する。

【0042】

図６に示すように、貫通除菌能力は、側部開口部５２の開口率が大きくなるにしたがって、つまり光触媒フィルタ５０と筐体１０との隙間が大きくなるにしたがって、第三空気流路４０を通過する空気のうち側部開口部５２へ流れる風量が増加するようになるため、第三空気流路４０を通過する空気のうち光触媒フィルタ５０を貫通する空気の風量が減少し貫通除菌能力が低減する。また、貫通除菌能力は、ａ／ｂの値が大きくなるにしたがって、つまり頂部開口部５１が大きくなるにしたがって、第三空気流路４０を通過する空気のうち頂部開口部５１を流れる風量が増加するようになるため、同じ開口率で比較すると、ａ／ｂの値が大きいほど、第三空気流路４０を通過する空気のうち光触媒フィルタ５０を貫通する空気の風量が減少し貫通除菌能力が低減する。

【0043】

次に、発明者は、測定したなかで貫通除菌能力が最も高い条件である、ａ／ｂ＝０％の場合における開口率０％のときの光触媒フィルタ５０を貫通する空気に着目した。図７は、第三空気流路４０内にａ／ｂ＝０％、開口率０％とした状態で光触媒フィルタ５０を配置した図である。ａ／ｂ＝０％、且つ、開口率０％とした場合、第三空気流路４０の空気は、光触媒フィルタ５０を貫通して第三空気流路４０を通過することになる。この場合、光触媒フィルタ５０を貫通する空気には、直接的に光触媒フィルタ５０を貫通する空気ｗ１の他に、光触媒フィルタ５０に遮られ、傾斜する光触媒フィルタ５０の表面で反射しながら失速した後に、最終的に光触媒フィルタ５０を貫通する空気ｗ２が含まれることが分かった。

【0044】

次に、発明者は、傾斜する光触媒フィルタ５０の表面で反射しながら失速した後に、光触媒フィルタ５０を貫通する空気ｗ２に着目した。そして、第三空気流路４０内に配置する光触媒フィルタ５０の「ａ／ｂ」及び「開口率」を変化させたときの光触媒フィルタ５０の表面で反射する空気について検討した。図８は、第三空気流路４０内に光触媒フィルタ５０を、例えばａ／ｂ＝８％、開口率１７％とした状態で配置した図である。ａ／ｂ＝８％、且つ、開口率１７％とした場合、光触媒フィルタ５０の表面で反射した空気ｗ３は、第三空気流路４０内に側部開口部５２（左側部開口部５２Ｌ、右側部開口部５２Ｒ）が設けられているため、失速することなく側部開口部５２へ漏れ出るような流路を形成し、その多くがこの流路を通って第三空気流路４０の下流へ流れる。そして、この光触媒フィルタ５０の表面で反射して側部開口部５２へと漏れ出る空気について検討すると、当該反射した空気は、光触媒フィルタ５０に接触した空気であるため、光触媒フィルタ５０によって除菌された空気となっていることが分かった。つまり、光触媒フィルタ５０は、光触媒フィルタ５０を貫通する空気だけでなく、光触媒フィルタ５０に反射する空気も除菌することが可能である。光触媒フィルタ５０には、上述した貫通除菌能力だけでなく、第三空気流路４０を通過する空気のうち光触媒フィルタ５０（第一光触媒フィルタ５０Ａ及び第二光触媒フィルタ５０Ｂ）で反射する空気の風量である「反射除菌能力」が含まれることが分かった。

【0045】

そして、これらの検討から、光触媒フィルタ５０の除菌能力は、第三空気流路４０を通過する空気のうち光触媒フィルタ５０に接触する空気の風量のことであり、光触媒フィルタ５０を貫通する空気の風量である「貫通除菌能力」と光触媒フィルタ５０に反射する空気の風量である「反射除菌能力」を足し合わせたものであるという結果を得た。

【0046】

そこで、発明者は、貫通除菌能力と反射除菌能力とを含めた光触媒フィルタ５０の除菌能力に基づいて、側部開口部５２及び頂部開口部５１の開口率の最適化により、空気清浄機１における集塵能力（換気風量）の確保と光触媒フィルタ５０による除菌能力の向上との両立について検討した。

【0047】

図９は、光触媒フィルタ５０が山型状に配置された場合（図４参照）における側部開口部５２（側部開口面積Ｓ２）の開口率と、空気清浄機１における集塵能力（換気風量）及び光触媒フィルタ５０の除菌能力（貫通除菌能力＋反射除菌能力）との関係を示すグラフである。上述した通り、貫通除菌能力とは光触媒フィルタ５０を貫通する風量のこと、反射除菌能力とは光触媒フィルタ５０に反射する風量を意味する。また、「ａ／ｂ」は第三空気流路４０の空気流路幅ｂに対する頂部開口部５１の開口幅ａの割合（頂部流路開口率Ｐ１）を意味する。

【0048】

図９に示すように、空気清浄機１の集塵能力は、ａ／ｂ＝０％の場合における開口率０％のときの集塵能力を１００％とすると、側部開口部５２を設けて開口率を高くすることにより、１００％を超える集塵能力が得られる。これは、上述したように第三空気流路４０を通過する空気のうち側部開口部５２へ流れる風量が増加するためであり、これにより光触媒フィルタによる通風抵抗が低下して空気清浄機１における換気風量が増加するからである。この集塵能力の改善はａ／ｂの値を変化させたときも同様である。ただし、開口率が５０％を超えると集塵能力の増加（改善度）は緩やかになる。

【0049】

また、光触媒フィルタ５０の除菌能力は、ａ／ｂ＝０％の場合における開口率０％のときの除菌能力を１００％とすると、側部開口部５２を設けることにより、光触媒フィルタ５０を貫通する空気の風量（貫通除菌能力）が僅かに減少するが、光触媒フィルタ５０に反射する空気の風量（反射除菌能力）が加わるので、全体としての除菌能力は１００％を超える除菌能力が得られる。例えば、ａ／ｂ＝０％の場合には開口率が５５％以下のときに、ａ／ｂ＝８％の場合には開口率が４７％以下のときに、ａ／ｂ＝１６％の場合には開口率が４０％以下のときに１００％を超える除菌能力が得られる。

【0050】

これらのことから、第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０に対する頂部開口部５１の頂部開口面積Ｓ１の割合（頂部流路開口率Ｐ１）が１６％以下であって、頂部流路開口率Ｐ１と、第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０に対する側部開口部５２（左側部開口部５２Ｌ＋右側部開口部５２Ｒ）の側部開口面積Ｓ２（左側部開口面積Ｓ２Ｌ＋右側部開口面積Ｓ２Ｒ）の割合（側部流路開口率Ｐ２）と、の合計である総流路開口率ＰＴｔが５５％以下である場合に、ａ／ｂ＝０％、開口率０％のときの集塵能力及び除菌能力を超える高い集塵性能及び高い除菌性能を得られることが分かる。

【0051】

次に、光触媒フィルタ５０が谷型状に配置された場合の「貫通除菌能力」について説明する。
図１０は、光触媒フィルタ５０が谷型状に配置された場合（図５参照）における側部開口部６２（側部開口面積Ｓ４）の開口率と光触媒フィルタ５０の貫通除菌能力との関係を示すグラフである。グラフに示される「ｃ／ｂ」は、図５における第三空気流路４０の空気流路幅ｂに対する底部開口部６１の開口幅ｃの割合、つまり上述した底部流路開口率Ｐ３を意味する。図に示す例では、ｃ／ｂが０％、８％、１６％、３２％、４８％、６４％の場合について測定し、ｃ／ｂ＝０％の場合における開口率０％のときの光触媒フィルタ５０の貫通除菌能力を１００％として表示する。また、側部開口部６２（側部開口面積Ｓ４）の開口率は上述したように側部流路開口率Ｐ４を意味する。

【0052】

図１０に示すように、貫通除菌能力は、側部開口部６２の開口率が大きくなるにしたがって、つまり光触媒フィルタ５０と筐体１０との隙間が大きくなるにしたがって、第三空気流路４０を通過する空気のうち側部開口部６２へ流れる風量が増加するようになるため、第三空気流路４０を通過する空気のうち光触媒フィルタ５０を貫通する空気の風量が減少し貫通除菌能力が低減する。また、貫通除菌能力は、ｃ／ｂの値が大きくなるにしたがって、つまり底部開口部６１が大きくなるにしたがって、第三空気流路４０を通過する空気のうち底部開口部６１を流れる風量が増加するようになるが、同じ開口率で比較すると、ｃ／ｂの値が大きいほど上昇する傾向にある。

【0053】

次に、発明者は、光触媒フィルタ５０が谷型状に配置された場合においても、上述した光触媒フィルタ５０が山型状に配置された場合と同様に、傾斜する光触媒フィルタ５０の表面で反射する空気について検討した。そして、光触媒フィルタ５０が谷型状に配置された場合にも光触媒フィルタ５０の除菌能力に含まれる貫通除菌能力と反射除菌能力に基づいて、側部開口部６２及び底部開口部６１の開口率の最適化により、空気清浄機１における集塵能力（換気風量）の確保と光触媒フィルタ５０による除菌能力の向上との両立について検討した。

【0054】

図１１は、光触媒フィルタ５０が谷型状に配置された場合（図５参照）における側部開口部６２（側部開口面積Ｓ４）の開口率と、空気清浄機１における集塵能力（換気風量）及び光触媒フィルタ５０の除菌能力（貫通除菌能力＋反射除菌能力）との関係を示すグラフである。上述した通り、「ｃ／ｂ」は第三空気流路４０の空気流路幅ｂに対する底部開口部６１の開口幅ｃの割合（底部流路開口率Ｐ３）を意味する。

【0055】

図１１に示すように、空気清浄機１の集塵能力は、ｃ／ｂ＝０％の場合における開口率０％のときの集塵能力を１００％とすると、側部開口部６２を設けて開口率を高くすることにより、１００％を超える集塵能力が得られる。これは、上述したように第三空気流路４０を通過する空気のうち側部開口部６２へ流れる風量が増加するためであり、これにより光触媒フィルタによる通風抵抗が低下して空気清浄機１における換気風量が増加するからである。この集塵能力の改善はｃ／ｂの値を変化させたときも同様である。ただし、開口率が５０％を超えると集塵能力の増加（改善度）は緩やかになる。

【0056】

また、光触媒フィルタ５０の除菌能力は、ｃ／ｂ＝０％の場合における開口率０％のときの除菌能力を１００％とすると、側部開口部６２を設けることにより、光触媒フィルタ５０を貫通する空気の風量（貫通除菌能力）が僅かに減少するが、光触媒フィルタ５０に反射する空気の風量（反射除菌能力）が加わるので、全体としての除菌能力は１００％を超える除菌能力が得られる。例えば、ｃ／ｂ＝０％の場合には開口率が４０％以下のときに、ｃ／ｂ＝８％の場合には開口率が４２％以下のときに、ｃ／ｂ＝１６％の場合には開口率が４４％以下のときに１００％を超える除菌能力が得られる。

【0057】

これらのことから、第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０に対する底部開口部６１の底部開口面積Ｓ３の割合（底部流路開口率Ｐ３）が１６％以下であって、底部流路開口率Ｐ３と、第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０に対する側部開口部６２（左側部開口部６２Ｌ＋右側部開口部６２Ｒ）の側部開口面積Ｓ４（左側部開口面積Ｓ４Ｌ＋右側部開口面積Ｓ４Ｒ）の割合（側部流路開口率Ｐ４）と、の合計である総流路開口率ＰＴｂが５５％以下である場合に、ａ／ｂ＝０％、開口率０％のときの集塵能力及び除菌能力を超える高い集塵性能及び高い除菌性能を得られることが分かる。

【0058】

上述したように、本実施形態の空気清浄機１によれば、光触媒フィルタ５０が山型に配置された場合、第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０に対する頂部開口部５１の頂部開口面積Ｓ１の割合である頂部流路開口率Ｐ１が１６％以下であり、且つ、頂部流路開口率Ｐ１と、第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０に対する側部開口部５２の側部開口面積Ｓ２の割合である側部流路開口率Ｐ２と、の合計である総流路開口率ＰＴｔが５５％以下である。また、光触媒フィルタ５０が谷型に配置された場合、全流路面積Ｓ０に対する底部開口部６１の底部開口面積Ｓ３の割合である底部流路開口率Ｐ３が１６％以下であり、且つ、底部流路開口率Ｐ３と、全流路面積Ｓ０に対する側部開口部６２の側部開口面積Ｓ４の割合である側部流路開口率Ｐ４と、の合計である総流路開口率ＰＴｂが５５％以下である。これにより、第三空気流路４０の全流路面積Ｓ０に対する頂部開口面積Ｓ１と側部開口面積Ｓ２の割合、及び全流路面積Ｓ０に対する底部開口面積Ｓ３と側部開口面積Ｓ４の割合を最適化することができ、集塵フィルタ２１，３１による高い集塵能力と、光触媒フィルタ５０による高い除菌能力を実現することができる。

【0059】

また、空気清浄機１によれば、光触媒フィルタ５０として多孔体構造のフィルタが用いられている。これにより、光触媒フィルタ５０の大きな表面積を確保することができ、高い除菌能力を実現することができる。

【0060】

以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

【0061】

例えば、上記実施形態では、第一光触媒フィルタ５０Ａ及び第二光触媒フィルタ５０Ｂを矩形状のフィルタとして構成される場合を説明したが、これに限定されない。例えば、円形状、長円状などのフィルタであってもよい。また、第一光触媒フィルタ５０Ａ及び第二光触媒フィルタ５０Ｂの前後側はそれぞれ前側壁１０Ｆ及び後側壁１０Ｂとの間に開口部が設けられていない場合を説明したがこれに限定されず、それぞれ開口部を有する構成であってもよい。

【0062】

また、上記実施形態では、空気清浄機１に独立した２つの空気流路（第一空気流路２０，第二空気流路３０）を有する場合について説明したが、これに限られない。空気流路の数は、３つ以上の複数であってもよい。また、上記実施形態では、第一空気流路２０と第二空気流路３０の構造が左右対称構造の場合について説明したが、対称構造に限定されない。

【符号の説明】

【0063】

１ 空気清浄機
１０ 筐体
１０Ｌ 左側壁
１０Ｒ 右側壁
１４ 吸込口
１５ 排出口
２０ 第一空気流路
２１ 第一集塵フィルタ
２２ 第一ファン
３０ 第二空気流路
３１ 第二集塵フィルタ
３２ 第二ファン
４０ 第三空気流路
５０ 光触媒フィルタ
５０Ａ 第一光触媒フィルタ
５０Ｂ 第二光触媒フィルタ
５１ 頂部開口部（第一開口部の一例）
５２ 側部開口部（第二開口部の一例）
５２Ｌ，６２Ｌ 左側部開口部
５２Ｒ，６２Ｒ 右側部開口部
６１ 底部開口部（第一開口部の一例）
６２ 側部開口部（第二開口部の一例）
Ｐ１ 頂部流路開口率（第一流路開口率の一例）
Ｐ２ 側部流路開口率（第二流路開口率の一例）
Ｐ３ 底部流路開口率（第一流路開口率の一例）
Ｐ４ 側部流路開口率（第二流路開口率の一例）
ＰＴｂ，ＰＴｔ 総流路開口率
Ｓ０ 全流路面積
Ｓ１ 頂部開口面積
Ｓ２，Ｓ４ 側部開口面積
Ｓ２Ｌ，Ｓ４Ｌ 左側部開口面積
Ｓ２Ｒ，Ｓ４Ｒ 右側部開口面積
Ｓ３ 底部開口面積

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】