DE19903022A1

DE19903022A1 - Luftreinigungsvorrichtung und -verfahren

Info

Publication number: DE19903022A1
Application number: DE19903022A
Authority: DE
Inventors: Masami Shoji
Original assignee: SEISUI SENDAI KK
Current assignee: SEISUI SENDAI KK
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 1999-10-28
Also published as: US6508982B1; JP3046951B2; JPH11300151A

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Luftreinigungsvorrichtung und ein Luftreinigungsverfahren bereitgestellt, wobei Luft durch eine durch Koronaentladung erzeugte ionen- und ozonhaltige Luftströmung gereinigt wird. Die Vorrichtung weist einen Strömungskanalabschnitt auf, der ein trompetenförmiges Element (3) mit einer Öffnung an seiner Unterseite und ein mit der Öffnung an der Unterseite des trompetenförmigen Elements (3) verbundenes zylinderförmiges Element (4) aufweist. Die Oberfläche des Strömungskanalabschnitts ist mit einem Titandioxidmetall bedampft. Eine Nadelelektrode (1) ist vor dem trompetenförmigen Element (3) des Strömungskanalabschnitts in der Nähe einer Achse des trompetenförmigen Elements (3) angeordnet. Eine Ringelektrode ist auf der Innenfläche des Strömungskanalabschnitts ausgebildet. Durch eine Hochspannungserzeugungseinheit wird eine Hochspannung zwischen der Nadelelektrode (1) und der Ringelektrode (2) angelegt. Ein Gehäuse nimmt die Nadelelektrode (1), die Ringelektrode (2) und den Strömungskanalabschnitt auf und weist eine Lufteinlaßöffnung an einer Seite davon auf, die näher zur Nadelelektrode angeordnet ist. Das Gehäuse weist ferner eine Luftauslaßöffnung an einer Seite davon auf, die näher zum zylinderförmigen Element des Strömungskanalabschnitts angeordnet ist. Durch Anlegen einer Hochspannung zwischen der Nadelelektrode und den Ringelektroden wird eine Koronaentladung induziert, wodurch eine ionen- und ozonhaltige Luftströmung erzeugt ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftreinigungs vorrichtung und ein Luftreinigungsverfahren, wobei Luft durch eine durch Koronaentladung erzeugte ionen- und ozon haltige Luftströmung gereinigt wird.

Es wurde ein Ozonisator vorgeschlagen, der durch Koro naentladung, die durch Anlegen einer Hochspannung zwischen Elektroden induziert wird (vergl. geprüfte japanische Ge brauchsmusteranmeldung Nr. B-9137) eine ionen- und ozonhal tige Luftströmung erzeugt. In diesem Ozonisator werden eine Zylinderelektrode und eine Nadelelektrode verwendet. Die Na delelektrode ist außerhalb einer Öffnung der Zylinderelek trode in einem vorgegebenen Abstand davon und so angeordnet, daß sie sich etwa in der Mitte der Zylinderelektrode befin det. Zwischen den beiden Elektroden wird eine Hochspannung angelegt, um Ionen und Ozon zu erzeugen und außerdem ein io nen- und ozonhaltige Luftströmung zu erzeugen, die aus der anderen Öffnung der Zylinderelektrode herausströmt. Daher erzeugt der Ozonisator eine ozonhaltige Luftströmung, so daß kein elektrisches oder Motorgebläse erforderlich ist und Energie eingespart werden kann. Außerdem sammelt der Ozoni sator feine Staubpartikel durch die Elektroden.

Bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Ozonisa tor ergeben sich jedoch verschiedene Probleme. Beispielswei se ist das Volumen der durch den herkömmlichen Ozonisator erzeugten ozonhaltigen Luft nachteilig klein. Daher ist es für den Ozonisator schwierig, eine ozonhaltige Luftströmung mit einer ausreichenden Durchflußleistung zu erzeugen. Au ßerdem ist eine hohe Ozonkonzentration für die Umwelt eher schädlich, durch den herkömmlichen Ozonisator kann jedoch die Menge des erzeugten Ozons nicht reduziert werden. Dar über hinaus kann durch den herkömmlichen Ozonisator keine ausreichende Desodorisierungswirkung erhalten werden. Daher muß ein Parfüm oder Duftstoff verwendet werden, um den Ge ruch von Ozon und strenge Gerüche in einem Raum zu überdec ken. Außerdem müssen, weil sich auf den Elektroden feine Staubpartikel sammeln, die Elektroden gereinigt werden. Wenn der Ozonisator gehandhabt wird, um die Elektroden zu reini gen, muß mit großer Sorgfalt vorgegangen werden, weil zwi schen den Elektroden eine Hochspannung anliegt.

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Luftreinigungsvorrichtung sowie ein verbessertes Luftreinigungsverfahren bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand gemäß den Ansprüchen gelöst.

Es ist weiter ein Vorteil der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, durch die die Erzeugung von Ozon gesteuert wird und eine Desodorisierung, eine sterile Filtration und eine pilzbefallverhütende Behandlung ausgeführt werden, um die mit Ozon verbundenen Probleme zu minimieren.

Erfindungsgemäß wird eine Luftreinigungsvorrichtung zum Reinigen von Luft durch eine durch Koronaentladung erzeugte ionen- und ozonhaltige Luftströmung bereitgestellt. Die Luftreinigungsvorrichtung weist einen Strömungskanalab schnitt auf, der aus einem trompetenförmigen Element mit ei ner Öffnung an seiner Unterseite und einem mit der Öffnung an der Unterseite des trompetenförmigen Elements verbundenen zylinderförmigen Element gebildet wird. Die Oberfläche des Strömungskanalabschnitts ist mit einem Titandioxidmetall be dampft. Eine Nadelelektrode ist vor dem trompetenförmigen Element des Strömungskanalabschnitts in der Nähe einer Achse des trompetenförmigen Elements angeordnet. Auf dem Strö mungskanalabschnitt ist eine Ringelektrode ausgebildet. Die Luftreinigungsvorrichtung weist ferner eine Hochspannungser zeugungseinheit auf, durch die eine Hochspannung zwischen der Nadelelektrode und der Ringelektrode angelegt wird. Durch Anlegen der Hochspannung zwischen der Nadelelektrode und der Ringelektrode wird eine Koronaentladung induziert, wo durch eine ionen- und ozonhaltige Luftströmung erzeugt wird, die vom trompetenförmigen Element zum zylinderförmigen Ele ment strömt, wodurch Luft gereinigt wird.

Die Ringelektrode des Strömungskanalabschnitts wird aus dem gesamten oder aus einem Teil des trompetenförmigen Ele ments gebildet. Die Nadelelektrode weist mehrere auf einer Achse des Strömungskanalabschnitts oder in der Nähe der Ach se angeordnete Nadelelektroden auf. Ein mit Titandioxid be dampfter Führungsdraht ist an der Öffnung des zylinderförmi gen Elements an der vom trompetenförmigen Element entfernten Seite angeordnet. Ein Gehäuse nimmt die Nadelelektrode, die Ringelektrode und den Strömungskanalabschnitt zusammen mit einer Platte auf, die mit Titandioxid und/oder Zinkoxid be dampft ist. Das Gehäuse weist an einer Seite, die näher zur Nadelelektrode angeordnet ist, eine Lufteinlaßöffnung auf. Das Gehäuse weist ferner an einer Seite, die näher zum zy linderförmigen Element des Strömungskanalabschnitts angeord net ist, eine Luftauslaßöffnung auf. Eine Innenwandfläche des Gehäuses ist mit einem amorphen Metall aus Kupfer, Nic kel und Phosphor und einem keramischen Pulver aus Aluminium oxid beschichtet. Das Gehäuse weist eine mit Titandioxid be dampfte Platte in der Nähe seiner Innenwand auf. Eine andere mit Titandioxid bedampfte Platte ist in der Nähe der Lufteinlaßöffnung angeordnet. Das Gehäuse kann Teil eines Kanals einer Klimaanlage bzw. eines Klimatisierungskanals sein.

Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung sind teil weise offensichtlich und werden teilweise anhand der folgen den Beschreibung verdeutlicht.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nach stehend beispielhaft anhand der Figuren erläutert; es zei gen:

Fig. 1 eine Längsquerschnittansicht einer Ausführungs form einer erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung;

Fig. 2 ein Diagramm zum Darstellen der Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung, die in einem Gehäuse aufgenommen ist;

Fig. 3 ein Diagramm zum Darstellen einer anderen Aus führungsform einer erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrich tung, die in einem Gehäuse aufgenommen ist;

Fig. 4 ein Diagramm zum Darstellen einer anderen Aus führungsform einer erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrich tung, die in einem Gehäuse aufgenommen ist;

Fig. 5 ein Diagramm einer bei einer anderen Ausfüh rungsform einer erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung vorgesehenen Ionen-Ozonerzeugungseinheit;

Fig. 6 ein Diagramm zum Darstellen von Beispielen der Aktivität eines Titandioxidphotokatalysators;

Fig. 7 ein Diagramm einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung;

Fig. 8 ein Diagramm zum Darstellen eines Elektrodenab schnitts einer Luftreinigungsvorrichtungshaupteinheit;

Fig. 9 ein Diagramm zum Darstellen des äußeren Erschei nungsbildes der Luftreinigungsvorrichtung betrachtet von ih rer Luftauslaßseite;

Fig. 10 ein Diagramm zum Darstellen einer Ausführungs form, bei der eine erfindungsgemäße Luftreinigungsvorrich tungshaupteinheit in einem Klimatisierungskanal angeordnet ist;

Fig. 11 ein Diagramm zum Darstellen von Meßergebnissen hinsichtlich der Beseitigung oder Entziehung einer übelrie chenden Substanz (Formaldehyd);

Fig. 12 ein Diagramm zum Darstellen von Meßergebnissen hinsichtlich der Beseitigung oder Entziehung einer übelrie chenden Substanz (Ammoniak);

Fig. 13 ein Diagramm zum Darstellen von Meßergebnissen hinsichtlich der Beseitigung oder Entziehung einer übelrie chenden Substanz (Acetaldehyd); und

Fig. 14 ein Diagramm zum Darstellen von Meßergebnissen hinsichtlich der Beseitigung oder Entziehung einer übelrie chenden Substanz (Acetaldehyd).

Gemäß Fig. 1(A) weist ein trompetenförmiges Element 3 eine Öffnung an seiner Unterseite auf. Ein zylinderförmiges Element 4 ist mit der Öffnung an der Unterseite des trompe tenförmigen Elements 3 verbunden. Das trompetenförmige Ele ment 3 und das zylinderförmige Element 4 bilden einen Strö mungskanalabschnitt. Die Außen- und die Innenumfangsflächen des Strömungskanalabschnitts sind mit einem Titandioxid- und einem Zinkoxidmetall oder mit einem Titandioxidmetall oder einem Zinkoxidmetall bedampft. Eine Ringelektrode 2 mit ei ner vorgegebenen Breite ist auf einem Teil des trompetenför migen Elements 3 ausgebildet. Wie in Fig. 1(A) dargestellt, kann die Ringelektrode in einem Mittelabschnitt des trompe tenförmigen Elements 3 ausgebildet sein. Alternativ kann die Ringelektrode 2 an der Unterseite des trompetenförmigen Ele ments 3 ausgebildet sein, wie in Fig. 1(B) dargestellt, oder am distalen Ende des trompetenförmigen Elements 3. Eine Na delelektrode 1 ist vor dem trompetenförmigen Element 3 auf einer Achse davon angeordnet, so daß sie der Ringelektrode 2 zugewandt ist bzw. gegenüberliegt. Die Nadelelektrode 1 und die Ringelektrode 2 sind ebenfalls mit einem Titandioxid- und einem Zinkoxidmetall oder mit einem Titandioxidmetall oder einem Zinkdioxidmetall bedampft. Eine Hochspannungser zeugungseinheit 6 erzeugt eine Hochspannung von 90 000 Volt durch einen Stromrichter unter Verwendung beispielsweise ei ner Batterie als Spannungsquelle. Die Hochspannung wird zwi schen der Nadelelektrode 1 und der Ringelektrode 2 angelegt, um eine ionen- und ozonhaltige Luftströmung zu erzeugen. Ein Führungsdraht 5 ist mit Titandioxidmetall bedampft. Der Füh rungsdraht 5 leitet oder führt die von der Öffnung am ande ren Ende des zylinderförmigen Elements 4 des Strömungskanal abschnitts ausströmende ionen-ozonhaltige Luftströmung.

Wie vorstehend erwähnt, ist das trompetenförmige Ele ment 3 mit der Öffnung an einem Ende des zylinderförmigen Elements 4 verbunden, um einen Strömungskanalabschnitt zu bilden. Durch diese Struktur wird die Erzeugung einer natür lichen Luftströmung unterstützt, bei der Luft vom distalen Ende des trompetenförmigen Elements 3 angesaugt wird und Luft von der Öffnung am anderen Ende des zylinderförmigen Elements 4 ausströmt. Dies wurde durch einen Strömungskanal test geprüft. Wenn daher die Hochspannung von der Hochspan nungserzeugungseinheit 6 zwischen der auf dem trompetenför migen Element 3 ausgebildeten Ringelektrode 2 und der auf der Achse vor dem trompetenförmigen Element 3 angeordneten Nadelelektrode 1 angelegt wird, tritt zwischen der Nadel elektrode 1 und der Ringelektrode 2 eine Koronaentladung auf, wodurch negative Ionen und Ozon erzeugt werden. Daher wird eine leichte Luftströmung, die negative Ionen und Ozon ent hält, von der Nadelelektrode 1 zur Ringelektrode 2 hin indu ziert. Die Luftströmung wird durch die Verstärkungswirkung des Strömungskanals intensiviert.

Ozon hat sterilisierende, desodorisierende und rauch verzehrende Wirkungen. Die sterilisierende Wirkung wird auf einen systematischen Mechanismus zurückgeführt, der durch die starke oxidierende Wirkung von Ozon induziert wird. Da her kann eine Sterilisation durch Ozon wesentlich schneller erreicht werden als durch Chlor oder andere Sterilisations verfahren. Die sterilisierende Wirkung von Ozon ist mehrere zehnmal stärker als die sterilisierende Wirkung von Chlor. Das Bakteriensterilisierungsvermögen von Ozon ist mehrere hundert- bis mehrere tausendmal höher als diejenige von Chlor. Übelriechender Rauch schwebt in der Luft in Form von Partikeln. Ozon dient zum Zersetzen von Kohlenstoffmonoxid, das eine Hauptkomponente von Zigarettenrauch ist. Schwefel wasserstoff ist ein besonders übelriechendes Gas. Durch Ozon wird ein solches übelriechendes Gas vollständig zersetzt, so daß Ozon zum Beseitigen übler Gerüche geeignet ist. Außerdem hat Ozon rauchverzehrende und bleichende Wirkungen, wodurch Farbkomponenten von in Zigarettenrauch enthaltenem Nikotin und Teer zersetzt werden.

Negative Ionen werden in der Natur durch Ionisation von Luft gebildet (Lennardphänomen), wobei, wenn kleine Wasser tröpfchen in der Luft aufbrechen, die Wassertröpfchen posi tiv geladen werden und die Umgebungsluft negativ geladen wird. Daher treten negative Ionen hauptsächlich in Schluch ten und gebirgigen Gebieten, z. B. an Wasserfällen und schnellen Strömungen, auf. Andererseits enthält verschmutzte Luft in Stadt- und Wohngebieten eine kleine Menge negativer Ionen und einen großen Anteil an positiven Ionen. Es ist be kannt, daß negative Ionen eine blutreinigende Wirkung, eine zellaktivierende Wirkung, eine lebenskraftsteigernde Wirkung und eine das vegetative Nervensystem einstellende Wirkung, und ferner eine beruhigende Wirkung, eine anthidrotische Wirkung, eine appetitanregende Wirkung, eine hypotensive Wirkung, eine erfrischende Wirkung und eine müdigkeitshem mende und ausgleichende Wirkung haben.

Titandioxid und Zinkoxid sind selbst Katalysatoren, die sich nicht verändern und daher die vorteilhafte Eigenschaft haben, daß ihre Leistungsfähigkeit halbpermanent aufrechter halten bleibt. Wenn Ultraviolettstrahlen auf Titandioxid (Partikeldurchmesser von 7 bis 10 nm) als Katalysator auf treffen, werden auf seiner Oberfläche Elektronen und Löcher erzeugt. Die Elektronen reduzieren Sauerstoff in der Luft, wodurch Superoxidionen gebildet werden, wohingegen die Lö cher Feuchtigkeit reduzieren, wodurch Hydroxylradikale ge bildet werden. Superoxidionen und Hydroxylradikale werden allgemein als aktiver Sauerstoff bezeichnet, der eine starke oxidierende Zerstörungswirkung hat. Durch diese Kraft des aktiven Sauerstoffs werden an der Oberfläche des Photokata lysators anhaftende Bakterien abgetötet und Gerüche elimi niert. D. h., aktiver Sauerstoff dient als starkes Oxidati onsmittel und zersetzt Moleküle, Bakterien usw. durch die oxidierende Wirkung. Ein solcher photokatalytischer Effekt zeigt sich, wenn eine mit Titandioxid bedampfte Platte 15 (in Fig. 2 dargestellt), in einem Raum mit Ultraviolett strahlen bestrahlt wird, und zeigt sich auch, wenn eine mit Titandioxid bedampfte Platte 7 (in Fig. 2 dargestellt) mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt wird, die durch die im Elek trodenabschnitt induzierte Koronaentladung erzeugt wird.

Wenn verkohlte oder verrußte Reststoffe (Schlamm) orga nischer Verbindungen, biologischer Partikel und suspendierte partikelförmige Substanzen, die Verunreinigungen sind, an den Elektroden anhaften, nimmt der Ion-Ozonerzeugungs wirkungsgrad ab. Durch Aufdampfen eines Titandioxidmetalls auf die Oberfläche des Strömungskanalabschnitts, der aus dem trompetenförmigen Element 3 und dem zylinderförmigen Element 4 gebildet wird, wird ein photokatalytischer Effekt erzeugt und effektiv verhindert, daß Verunreinigungen und feine Staubteilchen in der Innenraumluft am Strömungskanalab schnitt anhaften.

Gemäß Fig. 2 ist beispielsweise ein Maschenmaterial aus rostfreiem Stahl an der Lufteinlaßöffnung 11 und an der Luftauslaßöffnung 12 befestigt, um zu verhindern, daß große Staubpartikel, durch die die Nadelelektrode 1 und die Ring elektrode 2 kurzgeschlossen werden könnten, in ein Gehäuse 10 eindringen. Das Gehäuse 10 weist auf seiner Innenwand ei ne Schichtfläche aus einem amorphen Metall auf. Die Schicht fläche aus amorphem Metall wird durch Aufbringen eines amor phen Metalls aus Kupfer (Cu), Nickel (Ni) und Phosphor (P) und eines keramischen Pulvers aus Aluminiumoxid gebildet.

Fig. 2(A) zeigt eine Seitenansicht und Fig. 2(B) eine Vorderansicht eines Beispiels der inneren Struktur des Ge häuses. Fig. 2(C) zeigt eine Unteransicht des Beispiels der inneren Struktur. Das Gehäuse 10 wird beispielsweise unter Verwendung einer Stahlplatte, eines Kunststoff- oder eines Kunstharzmaterials gebildet. Das Gehäuse 10 kann an einer Wand- oder einer Deckenfläche installiert werden. Das Gehäu se 10 weist an einer Seite eine Lufteinlaßöffnung 11 und an der anderen, der Lufteinlaßöffnung 11 entgegengesetzten Sei te, eine Luftauslaßöffnung 12 auf. Auf der Innenwand des Ge häuses 10 ist außerdem eine Schichtfläche 8 aus einem amor phen Metall ausgebildet. Eine Ionen-Ozonerzeugungseinheit weist die Nadelelektrode 1, die Ringelektrode 2, das trompe tenförmige Element 3 und das zylinderförmige Element 4 auf, die in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurden. Die Ionen- Ozonerzeugungseinheit ist im Gehäuse 10 zwischen der Lufteinlaßöffnung 11 und der Luftauslaßöffnung 12 so ange ordnet, daß die Nadelelektrode 1 näher zur Innenseite der Lufteinlaßöffnung 11 angeordnet ist. Die mit Titandioxid be dampfte Platte 7 ist an der Unterseite des Gehäuses 10 so angeordnet, daß sie an der Innenseite der Ionen- Ozonerzeugungseinrichtung liegt. Ein Halter 13 hält die Na delelektrode 1 in einer vorgegebenen Position. Ein Halter 14 hält den Strömungskanalabschnitt, der das trompetenförmige Element 3 und das zylinderförmige Element 4 aufweist. Die Halter 13 und 14 können als integrale oder einstückige Struktur angeordnet sein, um die Nadelelektrode 1 auf der Achse der Strömungskanalstruktur zu halten und einen kon stanten Abstand zwischen der Nadelelektrode 1 und der auf dem trompetenförmigen Element 3 angeordneten Ringelektrode 2 aufrechtzuerhalten. Außerdem ist die Hochspannungserzeu gungseinheit 6 im Gehäuse 10 angeordnet und über eine Zulei tung 15 mit der Nadelelektrode 1 und der Ringelektrode 2 verbunden, um zwischen den beiden Elektroden 1 und 2 eine Hochspannung anzulegen. Ein Maschenmaterial aus rostfreiem Stahl wird beispielsweise an der Lufteinlaßöffnung 11 und an der Luftauslaßöffnung 12 befestigt, um zu verhindern, daß Staubpartikel, durch die die Nadelelektrode 1 und die Ring elektrode 2 kurzgeschlossen werden könnten, in das Gehäuse 10 eindringen. Die Schichtfläche 8 aus einem amorphen Metall wird durch Beschichten eines amorphen Metalls aus Kupfer (Cu), Nickel (Ni) und Phosphor (P) und eines keramischen Pulvers aus Aluminiumoxid gebildet. Die mit Titandioxid be dampfte Platte 7 ist, wie der Strömungskanalabschnitt, mit Titandioxid- und einem Zinkoxidmetall, einem Titandioxidme tall oder Zinkoxidmetall bedampft.

Obwohl in Fig. 2 als Beispiel der inneren Struktur des Gehäuses 10 zwei Ionen-Ozonerzeugungseinheiten dargestellt sind, die jeweils die Nadelelektrode 1, die Ringelektrode 2, das trompetenförmige Element 3 und das zylinderförmige Ele ment 4 aufweisen und parallel angeordnet sind, kann die An zahl verwendeter Ionen-Ozonerzeugungseinheiten gemäß des für jeden besonderen Anwendungszweck erforderlichen Leistungs vermögens geeignet erhöht werden. In der Luftreinigungsvor richtung kann für einige Anwendungszwecke auch nur eine Io nen-Ozonerzeugungseinheit angeordnet sein. Wenn die Luftrei nigungsvorrichtung mehrere Ionen-Ozonerzeugungseinheiten aufweist, kann die Anzahl von zu aktivierenden Einheiten ge mäß den Umständen oder Verhältnissen, z. B. dem Verschmut zungsgrad der Innenraumluft, oder Zeitperioden, ausgewählt werden. Zu diesem Zweck kann eine Steuereinheit mit einem Zeitgeber vorgesehen sein, so daß mehrere Ionen-Ozonerzeu gungseinheiten programmgesteuert aktiviert und deaktiviert werden können. Obwohl die Hochspannungserzeugungseinheit 6 zwischen zwei Ionen-Ozonerzeugungseinheiten angeordnet ist, können die Position, die Größe und die Konfiguration der Hochspannungserzeugungseinheit 6 gemäß dem vorhandenen Raum im Gehäuse 10 geeignet ausgewählt werden. D. h., die Einbau position der Hochspannungserzeugungseinheit 6 kann unter verschiedenen Abschnitten des Gehäuses 10, z. B. der Unter seite bzw. dem Boden, der Seitenwand und der Deckenfläche oder Oberseite, ausgewählt werden. Außerdem kann die Hoch spannungserzeugungseinheit 6 als separate Einheit außerhalb des Gehäuses 10 angeordnet werden. Die mit Titandioxid be dampfte Platte 7 kann auch zwischen den Ionen-Ozonerzeu gungseinheiten und der Vorderwand des Gehäuses 10 oder an einer Seite der Ionen-Ozonerzeugungseinheit angeordnet sein, obwohl die mit Titandioxid bedampfte Platte 7 im dargestell ten Beispiel am Boden des Gehäuses 10, d. h. an der Innensei te der Ionen-Ozonerzeugungseinheiten angeordnet ist.

Nachstehend wird die Luftreinigungswirkung der erfin dungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung beschrieben. Wenn durch die Hochspannungserzeugungseinheit 6 eine Hochspannung zwischen der Nadelelektrode 1 und der Ringelektrode 2 ange legt wird, wird durch eine zwischen den beiden Elektroden 1 und 2 auftretende Koronaentladung eine leichte Luftströmung erzeugt, die negative Ionen und Ozon enthält. Die leichte Luftströmung, die negative Ionen und Ozon enthält, wird vom trompetenförmigen Element 3 des Strömungskanalabschnitts zum zylinderförmigen Element 4 hin verstärkt. Die Ultraviolett strahlen verursachen eine photokatalytische Reaktion mit dem Titandioxid der mit Titandioxid bedampften Platte 7 und ver ursachen auch eine Verschmelzungsreaktion mit dem Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Phosphor (P) und Aluminiumoxid der Schichtfläche 8 aus amorphem Metall, wodurch Ozon (O₃) in aktiven Sauerstoff (O₂) in seiner Anfangsphase umgewandelt wird. Durch die photokatalytische Wirkung des Titandioxids der mit Titandioxid bedampften Platte 7 zusammen mit der oxidierenden Wirkung von Zinkoxid werden Pilze, Bakterien, Methicillin (MRSA) und ähnliche Substanzen abgetötet, wird veranlaßt, daß Formaldehyd seine Eigenschaften ändert, um eine Desodorisierungswirkung zu erhalten, und werden andere organische Partikel entfernt. Durch Bedampfen der Nadelelek trode 1 und der Innen- und Außenflächen des Strömungskanal abschnitts mit Titandioxid wird ein Anhaften von verkohlten Partikeln usw. verhindert. Daher ist keine herkömmliche Rei nigungsoperation erforderlich, um am Elektrodenabschnitt an haftende Partikel zu entfernen, an dem eine Hochspannung an liegt.

Obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform mehrere Ionen-Ozonerzeugungseinheiten parallel angeordnet sind, wie in Fig. 3(A) dargestellt, können Ionen-Ozonerzeu gungseinheiten 20 im Gehäuse 10 miteinander in Serie verbun den angeordnet sein. D. h., die Ionen-Ozonerzeugungseinheiten 20 können in einer mehrstufigen Struktur angeordnet sein. Durch diese Anordnung kann die in eine strömungsaufwärtssei tige Ionen-Ozonerzeugungseinheit 20 induzierte ionen- und ozonhaltige Luftströmung in einer strömungsabwärtsseitigen Ionen-Ozonerzeugungseinheit 20 weiter verstärkt werden. Wenn die Öffnung am strömungsabwärtsseitigen Ende des zylinder förmigen Elements der Ionen-Ozonerzeugungseinheit 20 direkt mit der Luftauslaßöffnung 12 verbunden ist, wie in Fig. 3(B) dargestellt, kann die Größe des Gehäuses 10 reduziert wer den. Wenn das Gehäuse 10 übereinstimmend mit dem Außendurch messer des trompetenförmigen Elements tunnelförmig ausgebil det ist, wie in Fig. 3(C) dargestellt, kann eine kompakte Luftreinigungsvorrichtung erhalten werden.

Für die erfindungsgemäße Luftreinigungsvorrichtung ist kein elektrisches oder Motorgebläse erforderlich, und die Luftreinigungsvorrichtung weist nur eine Nadelelektrode, ei ne Ringelektrode, einen Strömungskanalabschnitt und eine Hochspannungserzeugungseinheit auf, die in einem Gehäuse an geordnet sind. Dadurch kann eine kompakte und leichtgewich tige Luftreinigungsvorrichtung konstruiert werden. Daher kann die Luftreinigungsvorrichtung leicht an einer Wand- oder an einer Deckenfläche installiert werden, so daß sie als Wand, Tisch- oder Regalvorrichtung angeordnet werden kann. In diesem Fall kann der Strömungskanalabschnitt in Ab hängigkeit vom Zustand, in dem die Luftreinigungsvorrichtung installiert oder angeordnet wird, horizontal angeordnet sein. Wenn der Strömungskanalabschnitt horizontal angeordnet ist, werden sich Staub und Reste von partikelförmigem Koh lenstoff und ähnliche Partikel aufgrund der elektrischen Entladung auf dem Strömungskanalabschnitt und auf der Innen fläche der Ringelektrode abscheiden oder ansammeln. Um zu verhindern, daß sich solche Reste ansammeln, kann die Ionen- Ozonerzeugungseinheit 20, die die Nadelelektrode 1, die Rin gelektrode 2, das trompetenförmige Element 3, das zylinder förmige Element 4 und den Führungsdraht 5 aufweist, im Ge häuse 10 bezüglich der Oberfläche geneigt werden, auf der die Luftreinigungsvorrichtung installiert wird. Ein Beispiel einer solchen Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt.

Fig. 5(A) zeigt ein Beispiel einer Anordnung, in der eine Ionen-Ozonerzeugungseinheit eine Kombination aus mehre ren Nadelelektroden und mehreren Ringelektroden aufweist. In der in Fig. 5(A) dargestellten Anordnung ist eine Nadelelek trode 1-1 auf der Achse des Strömungskanalabschnitts und in dessen Nähe angeordnet, und mehrere Nadelelektroden 1-2, 1-3 usw. sind um die Nadelelektrode 1-1 an entsprechenden Posi tionen weiter entfernt vom Strömungskanalabschnitt angeord net als die Nadelelektrode 1-1. Eine Ringelektrode 2-1 ist an der Unterseite des trompetenförmigen Elements 3 so ange ordnet, daß sie der axialen Nadelelektrode 1-1 zugewandt ist, und eine Ringelektrode 2-2 ist am distalen Endabschnitt des trompetenförmigen Elements 3 so angeordnet, daß sie den um die Achse herum angeordneten Nadelelektroden 1-2, 1-3 usw. zugewandt ist. Daher wird eine Hochspannung zwischen der Nadelelektrode 1-1 und der Ringelektrode 2-1 und außer dem zwischen den Nadelelektroden 1-2, 1-3 usw. und der Ring elektrode 2-2 angelegt. Die Anzahl von Nadelelektroden 1-2, 1-3 usw. kann zwei oder drei betragen, wobei die Nadelelek troden so angeordnet sein können, daß sie einander vertikal oder horizontal zugewandt sind. Alternativ kann die Anzahl von Nadelelektroden 1-2, 1-3 usw., an die eine Hochspannung angelegt wird, zwischen zwei und vier umgeschaltet werden. Außerdem können mehrere Ringelektroden in einem Zwischenab schnitt des trompetenförmigen Elements 3 angeordnet sein. Der axiale Querschnitt des trompetenförmigen Elements ist nicht notwendigerweise auf eine geradlinige Form beschränkt, wie in Fig. 5(A) dargestellt, sondern kann gekrümmt sein, wie in Fig. 5(B) dargestellt.

Die Reduktionsrate von Acetaldehyd nach 60 Minuten be züglich der Anfangskonzentration von 96,6 ppm beträgt, wie in Fig. 6(A) dargestellt, 99%, wenn Acetaldehyd mit Schwarz licht (Ultraviolettlichtintensität: 1 mW/cm²) bestrahlt wird und 17% in Dunkelheit. Hinsichtlich der antibakteriellen Wirkung ist die Anzahl von Kolonbazillen (5 × 10⁴/Probe), gemessen nach Bestrahlung durch Schwarzlicht (Ultraviolett lichtintensität: 100 µW/cm²) für 3 Stunden, wie in Fig. 6(B) dargestellt, geringer als der untere Erfassungsgrenzwert, während der Wert in Dunkelheit 3 × 10⁴ beträgt. Hinsichtlich der Zersetzung von Zigarettenteer zeigt Fig. 6(c) die zeit liche Änderung der Teeranlagerungsmenge ΔE, die der Kontami nationsmenge äquivalent ist, wenn ein Volumen von 1 Liter mit einer Zigarettenrauchmenge gefüllt wird, die etwa dem durch einen Zigarettenfilter erhaltenen Rauch von 1/3 Ziga rette entspricht. Wie in der Figur verdeutlicht ist, wird die Teeranlagerungsmenge ΔE im Fall einer Bestrahlung mit Schwarzlicht (Ultraviolettlichtintensität: 100 µW/cm²) im Vergleich zu einem Fall, wenn kein Photokatalysator vorhan den ist (wie durch das Zeichen ⚫ und eine gestrichelte Linie dargestellt), erheblich reduziert.

Gemäß Fig. 7 wird ein Gehäuse 10 beispielsweise unter Verwendung einer Stahlplatte oder eines Kunststoff- oder Kunstharzmaterials gebildet. Die Bodenfläche des Gehäuses 10 ist als Halterungsfläche definiert, die an einer Wandfläche oder an einer Deckenfläche befestigt oder auf einem Schreib tisch oder Pult oder einer ähnlichen Einrichtung angeordnet wird. Das Gehäuse 10 weist eine Luftauslaßöffnung 12 in ei nem Seitenabschnitt an einem Ende davon und eine Lufteinlaß öffnung in einer oberen Fläche an seinem anderen Ende auf.

Das Gehäuse 10 weist ferner eine Lufteinlaßöffnung (nicht dargestellt) an einer der Luftauslaßöffnung 12 entgegenge setzten Seite davon auf. Eine mit Titandioxid bedampfte Platte 15 ist in der Nähe der Lufteinlaßöffnung 11 angeord net. Im Gehäuse 10 ist eine Halterungsbasis 16 vorgesehen. Eine Luftreinigungsvorrichtungshaupteinheit ist zusammen mit einer mit Titandioxid bedampften Platte 7 an der Halterungs basis 16 angeordnet.

Ein Halterungselement 13 zum Halten einer Nadelelektro de 1 ist auf der Halterungsbasis 16 angeordnet. Außerdem ist ein Halterungselement 14 zum Halten eines Strömungskanalab schnitts, der ein trompetenförmiges Element 3, ein zylinder förmiges Element 4 und einen beispielsweise aus Teflon her gestellten Isolierzylinder 4' aufweist, auf der Halterungs basis 16 angeordnet. Die Nadelelektrode 1 ist so angeordnet, daß sie der Lufteinlaßöffnung 11 zugewandt ist, und der Iso lierzylinder 4' ist so angeordnet, daß er der Luftauslaßöff nung 12 zugewandt ist.

Wie in Fig. 8 dargestellt, weist die Luftreinigungsvor richtungshaupteinheit einen Elektrodenabschnitt mit einer oder mehreren Nadelelektroden 1 und ein trompetenförmiges Element 3 auf, das eine der einen oder den mehreren Nadel elektroden 1 zugewandte Ringelektrode bildet. Außerdem sind das zylinderförmige Element 4 und der Isolierzylinder 4' in Serie angeordnet und mit der Öffnung an der Unterseite des trompetenförmigen Elements 3 verbunden. Eine mit Titandioxid bedampfte Stange 5 ist an der Öffnung des Isolierzylinders 4' angeordnet. Das trompetenförmige Element 3, das zylinder förmige Element 4 und der Isolierzylinder 4' bilden einen Strömungskanalabschnitt. Die Außen- und Innenflächen des Strömungskanalabschnitts sind mit Titandioxidmetall be dampft. Ähnlicherweise ist die gesamte Oberfläche jeder Na delelektrode 1 mit Titandioxidmetall bedampft. Fig. 8(A) zeigt den Strömungskanalabschnitt betrachtet axial von der Nadelelektrode 1 oder von der mit Titandioxid bedampften Stange 5. Fig. 8(B) zeigt den Strömungskanalabschnitt von oben betrachtet.

Die Ringelektrode kann, wie vorstehend erwähnt, aus dem gesamten trompetenförmigen Element 3 gebildet sein. Alterna tiv kann die Ringelektrode aus einer integralen oder ein stückigen Struktur gebildet werden, die aus dem trompeten förmigen Element 3 und dem zylinderförmigen Element 4 be steht. Die Ringelektrode kann auch aus einem Teil des trom petenförmigen Elements 3 oder mit einer vorgegebenen Breite auf der Innenfläche des trompetenförmigen Elements 3 ausge bildet werden. In diesem Fall kann die Ringelektrode anstatt im Mittelabschnitt des trompetenförmigen Elements 3 an der Unterseite des trompetenförmigen Elements 3 oder an seinem distalen Endabschnitt ausgebildet werden. Die Luftreini gungsvorrichtung weist ferner eine Hochspannungsversorgungs einheit (nicht dargestellt) auf, die eine Hochspannung er zeugt und dem Elektrodenabschnitt zuführt. Eine negative Elektrode der Hochspannungsversorgungseinheit ist mit der Nadelelektrode 1 verbunden, und eine positive Elektrode der Hochspannungsversorgungseinheit ist mit der Ringelektrode des trompetenförmigen Elements 3 verbunden. Die Hochspan nungsversorgungseinheit erzeugt eine Hochspannung von 90 000 Volt durch einen Stromrichter unter Verwendung beispielswei se einer Batterie als Spannungsquelle. Durch Anlegen der Hochspannung zwischen den Nadelelektroden I und der Ring elektrode wird eine Koronaentladung induziert und eine io nen- und ozonhaltige Luftströmung erzeugt, die von den Na delelektroden 1 durch den Strömungskanalabschnitt strömt.

Im vorstehenden Beispiel der inneren Struktur des Ge häuses 10 sind, wie in Fig. 9 dargestellt, zwei Luftreini gungsvorrichtungshaupteinheiten parallel im Gehäuse 10 ange ordnet, wobei jede Einheit eine oder mehrere Nadelelektroden 1, ein als Ringelektrode dienendes trompetenförmiges Element 3 und ein zylinderförmiges Element 4 aufweist. Die Anzahl von verwendeten Einheiten kann jedoch gemäß dem für jeden besonderen Anwendungszweck erforderlichen Leistungsvermögen geeignet erhöht werden. In der Vorrichtung kann für einige Anwendungszwecke nur eine Luftreinigungsvorrichtungshaupt einheit vorgesehen sein. Wenn die Vorrichtung mehrere Luft reinigungsvorrichtungshaupteinheiten aufweist, kann die An zahl von zu aktivierenden Einheiten in Abhängigkeit von den Verhältnissen, z. B. vom Verschmutzungsrad der Innenraumluft, oder von Zeitperioden (Arbeitszeiten, Nachtzeit, morgens, nachmittags, Ferienzeit usw.) gesteuert werden. Zu diesem Zweck kann eine Steuereinheit verwendet werden, in der ein Zeitgeber oder ein Kalender vorgesehen ist, so daß mehrere Luftreinigungsvorrichtungshaupteinheiten programmgesteuert aktiviert und deaktiviert werden können. Obwohl die mit Ti tandioxid bedampfte Platte 7 an der Unterseite des Gehäuses 10, d. h. unter den Luftreinigungsvorrichtungshaupteinheiten, angeordnet ist, kann sie auch über den Luftreinigungsvor richtungshaupteinheiten oder an einer Seite davon angeordnet sein.

In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Luftreinigungsvorrichtungshaupteinheiten im Gehäuse ange ordnet. Wenn eine Luftreinigungsvorrichtungshaupteinheit in einem Klimatisierungskanal 29 angeordnet ist, wie in Fig. 10 dargestellt, ist jedoch kein Gehäuse erforderlich. In diesem Fall sind eine Nadelelektrode 22 und ein Strömungskanalab schnitt, der ein trompetenförmiges Element 23, ein zylinder förmiges Element 24 und eine Kombination 25 aus einem Iso lierzylinder und einer mit Titandioxid bedampften Stange aufweist, direkt im Klimatisierungskanal 29 angeordnet. Au ßerdem ist eine mit Titandioxid bedampfte Platte 26 in der Nähe des Elektrodenabschnitts angeordnet, und eine mit Ti tandioxid bedampfte Platte 21 ist in der Nähe einer Luftein laßöffnung 28 zum Aufnehmen von Luft für eine Luftzirkulati on angeordnet. Außerdem ist eine Schichtfläche aus Alumini umoxid und amorphem Metall auf einer Kanalwandoberfläche um die Luftreinigungsvorrichtungshaupteinheit herum angeordnet. Durch diese Anordnung kann eine Luftreinigungsfunktion auf etwa die gleiche Weise ausgeführt werden, wie bei der in Fig. 1 dargestellten Luftreinigungsvorrichtung. Die Luftrei nigungsvorrichtungshaupteinheit kann in einem Klimatisie rungskanal angeordnet sein, der eine vorgegebene Länge hat und als Gehäuse verwendet wird, so daß die derart angeordne te Luftreinigungshaupteinheit in einen Klimatisierungskanal eingesetzt und damit verbunden werden kann.

Wenn im Klimatisierungskanal ein Staubabscheider ange ordnet ist, kann die Luftreinigungsvorrichtungshaupteinheit strömungsabwärts vom Staubabscheider angeordnet sein. Wenn keine externe Lichtquelle verfügbar ist und ausschließlich durch Ultraviolettstrahlen, die durch Koronaentladung zwi schen den Elektroden erzeugt werden, kein ausreichender pho tokatalytischer Effekt erhalten werden kann, kann der photo katalytische Effekt durch Bereitstellen einer Ultraviolett lampe in der Nähe der Luftreinigungsvorrichtungshaupteinheit und der mit Titandioxid bedampften Platte verstärkt werden. Eine Kombination aus einer Luftreinigungsvorrichtungshaupt einheit, einer mit Titandioxid bedampften Platte und einer Ultraviolettlampe kann in einem Lufteinlaßkanal in einem Wa renautomat oder in einer Vitrine für leichtverderbliche Le bensmittel oder in einer Küche als Vorrichtung angeordnet sein, durch die eine desodorisierende Wirkung, eine sterile Filtration, eine sterilisierende Wirkung und eine Frischhal tewirkung für Lebensmittelkonserven, verderbliche Lebensmit tel usw. erhalten wird.

Nachstehend werden Ergebnisse von Leistungstests dar gestellt, die mit der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvor richtung ausgeführt wurden. Zunächst wurde die Luftreini gungsvorrichtung für einen Desodorisierungstest in einem verschließbaren Kunststoffgehäuse angeordnet, und Methylmer kaptan wurde durch eine Gummiabdeckung in das Gehäuse einge leitet, so daß die Methylmerkaptankonzentration im Gehäuse 100 ppm betrug. Nach Ablauf einer Stunde betrug die natürli che Abschwächung 10%, so daß die Konzentration 90 ppm be trug. Wenn die Methylmerkaptankonzentration im Gehäuse auf 120 ppm eingestellt wurde und die Koronaentladung durch An legen einer Hochspannung erzeugt wurde, d. h., wenn die Luft reinigungsvorrichtung aktiviert wurde, betrug die Abschwä chung nach einer Stunde 87% und die Konzentration 14 ppm.

Daraufhin wurde ein Test zum Prüfen des antibakteriel len Leistungsvermögens ausgeführt, in dem Kolonbakterien und Legionärsbakterien auf eine Probe aufgebracht wurden, und die Zahl der lebensfähigen Bakterien wurde nach einer Aufbe wahrung für 6 Stunden und nach einer Aufbewahrung für 24 Stunden für jede Probe gemessen. Hinsichtlich Kolonbakterien nahm die Zahl der lebensfähigen Bakterien je Probe nach ei ner Aufbewahrung für 6 Stunden in einer Umgebungstemperatur von 250 von 7,6 × 10⁵ auf 8,3 × 10⁴ ab und nahm nach 24 Stun den weiter auf 5,2 × 10³ ab, wohingegen, wenn die Luftreini gungsvorrichtung aktiviert war, die Zahl der lebensfähigen Bakterien nach 6 Stunden auf 5,5 × 10⁴ abnahm und nach 24 Stunden kleiner wurde als 10 (d. h., es wurden keine Bakteri en erfaßt). Hinsichtlich Legionärsbakterien nahm die Zahl der lebensfähigen Bakterien je Probe nach einer Aufbewahrung für 6 Stunden von 6,6 × 10⁵ auf 3,5 × 10⁵ ab und nahm nach 24 Stunden weiter auf 3,1 × 10⁵ ab, wohingegen, wenn die Luft reinigungsvorrichtung aktiviert war, die Zahl der lebensfä higen Bakterien nach 6 Stunden auf weniger als 100 abnahm (d. h., es wurden keine Bakterien erfaßt). Für MRSA und Ko lonbazillen (O157 : H7) wurden etwa die gleichen Ergebnisse erhalten.

Fig. 11 zeigt ein Diagramm zum Darstellen von Meßergeb nissen bezüglich der Beseitigung einer übelriechenden Sub stanz (Formaldehyd). Die Messung wurde folgendermaßen ausge führt. Eine übelriechende Substanz (Formaldehyd) wurde in einem geschlossenen Reaktionsgefäß mit einem Volumen von 54 Litern angeordnet, und Änderungen der Formaldehydkonzentra tion, wenn die Luftreinigungsvorrichtung aktiviert bzw. nicht aktiviert war, wurden durch Gaschromatographie gemes sen. Es waren folgende Meßbedingungen vorgegeben: Die Tempe ratur betrug 25°C, die Feuchtigkeit betrug 70%; die Anfangs konzentration betrug 24,8 ppm; der Detektor war ein TCD- Detektor (100 mV); die Säule war vom Typ APS-201, die INJ- Temperatur betrug 150°C; und die COL-Temperatur betrug 100°C. Wie in Fig. 11 dargestellt, zeigen die Meßergebnisse, daß die Beseitigungsrate für Formaldehyd 5,63 mg/h betrug.

Fig. 12 zeigt ein Diagramm zum Darstellen der Meßergeb nisse bezüglich der Beseitigung einer übelriechenden Sub stanz (Ammoniak). Es waren folgende Meßbedingungen vorgege ben: Die Temperatur betrug 20°C; die Feuchtigkeit betrug 60%; die Anfangskonzentration betrug 87,0 ppm; der Ammoniak detektor war ein Detektor des Typs NH-275 (hergestellt von Riken Keiki Co., Ltd.). Wie in Fig. 12 dargestellt, zeigen die Meßergebnisse, daß die Beseitigungsrate für Ammoniak 47,0 mg/h für eine Ammoniakkonzentration von 40 ppm oder mehr und 13,3 mg/h für eine Ammoniakkonzentration von 40 ppm oder weniger betrug.

Fig. 13 und 14 zeigen Diagramme zum Darstellen von Meß ergebnissen bezüglich der Beseitigung einer übelriechenden Substanz (Acetaldehyd). Die Messung wurde folgendermaßen ausgeführt. Eine übelriechende Substanz (Acetaldehyd) wurde in einem geschlossenen Reaktionsgefäß mit einem Volumen von 54 Litern angeordnet, und Änderungen der Acetaldehydkonzen tration, wenn die Luftreinigungsvorrichtung aktiviert bzw. nicht aktiviert war, wurden durch Gaschromatographie gemes sen. Es waren folgende Meßbedingungen vorgegeben: Die Tempe ratur betrug 20°C, die Feuchtigkeit betrug 60%; die Anfangs konzentration betrug 50,0 ppm; der Detektor war ein TCD- Detektor (100 mV); die Säule war vom Typ APS-201, die INJ- Temperatur betrug 150°C; und die COL-Temperatur betrug 100°C. Es wurden folgende Meßergebnisse erhalten. Wenn aus schließlich ein Titandioxidphotokatalysator verwendet wurde, wie in Fig. 13 dargestellt, betrug die Beseitigungsrate für Acetaldehyd 436 mg/h. Wenn die Luftreinigungsvorrichtung durch eine dem Elektrodenabschnitt zugeführte Hochspannung aktiviert war (d. h., wenn das Titandioxidfenster eingeschal tet war), wie in Fig. 14 dargestellt, betrug die Beseiti gungsrate für Acetaldehyd 11,1 mg/h.

Hinsichtlich der Konzentration von durch die erfin dungsgemäße Luftreinigungsvorrichtung erzeugten Ozons, be trug die durch Iodimetrie gemessene Ozonkonzentration, wenn der Vorrichtung Luft mit einer Durchflußleistung von 50 ml/s bei einer Temperatur von 20°C und einer Feuchtigkeit von 60% zugeführt wurde, 0,00445 ppm je Elektrode. Dadurch konnte die Ozonkonzentration im Vergleich zu einem Fall, in dem nur Elektroden ohne die photokatalytische Wirkung von Titandi oxid und ohne die oxidierende Wirkung von Zinkoxid verwendet wurden, erheblich reduziert werden. In einem Rauchverzeh rungsexperiment wurden 3 Zigaretten in einem geschlossenen Gefäß mit einem Volumen von 155 Litern angezündet, wobei der Zustand zum Zeitpunkt, an dem die Zigaretten ausgelöscht wa ren, als Anfangszustand definiert wurde, und der Rauchver zehr wurde durch Lichtenergie von vier 30-W-Röhrenlampen bei einer Temperatur von 21°C und einer Feuchtigkeit von 72% be obachtet. Wenn die erfindungsgemäße Luftreinigungsvorrich tung aktiviert war, wurde durch Sichtprüfung eine wesentli che rauchverzehrende Wirkung bestätigt.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weisen modifiziert werden. Beispielsweise wird in den vorstehenden Ausführungsformen die katalytische Wir kung eines auf eine betrachtete Komponente aufgedampften Ti tandioxidmetalls ausgenutzt. Es kann jedoch anstelle des Ti tandioxidmetalls auch eine Kombination aus einem Titandi oxid- und einem Zinnoxidmetall oder ein Zinkoxidmetall darauf aufgedampft werden. Obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform mehrere Luftreinigungsvorrichtungshauptein heiten parallel angeordnet sind, können diese auch in Serie, d. h. in einer mehrstufigen Struktur, miteinander verbunden sein. Dadurch kann die ionen- und ozonhaltige Luftströmung weiter verstärkt werden. Obwohl jede Luftreinigungsvorrich tungshaupteinheit eine Kombination aus mehreren Nadelelek troden und mehreren Ringelektroden aufweist, kann die Anord nung auch so sein, daß eine einzige Nadelelektrode auf der Achse des Strömungskanalabschnitts und näher am Strömungska nalabschnitt angeordnet ist, und mehrere Nadelelektroden um die axiale Nadelelektrode an jeweiligen Positionen angeord net sind, die weiter vom Strömungskanalabschnitt entfernt sind als die axiale Nadelelektrode. Die Anzahl von umgeben den Nadelelektroden kann zwei oder drei betragen, und die Nadelelektroden können so angeordnet sein, daß sie vertikal oder horizontal einander zugewandt sind. Außerdem können mehrere axiale und umgebende Nadelelektroden vorgesehen sein und kann ausgewählten Nadelelektroden eine Hochspannung zu geführt werden.

Wie durch die vorstehende Beschreibung verdeutlicht wurde, ist erfindungsgemäß eine Nadelelektrode vor einem Strömungskanalabschnitt angeordnet, der durch Verbinden ei nes als Ringelektrode dienenden trompetenförmigen Elements und eines zylinderförmigen Elements gebildet wird, und wird eine Hochspannung zwischen der Nadelelektrode und der Ring elektrode angelegt, um eine Koronaentladung zu induzieren und dadurch negative Ionen und Ozon zu erzeugen. Dadurch kann ohne Verwendung eines elektrischen oder Motorgebläses geräuschlos eine leichte ionen- und ozonhaltige Luftströmung erzeugt werden. Außerdem kann eine sterilisierende Wirkung, eine sterile Filtration, eine desodorisierende und eine rauchverzehrende Wirkung mit hoher Effizienz durch die pho tokatalytische Wirkung einer in der Nähe einer Lufteinlaß öffnung angeordneten, mit Titandioxid bedampften Platte und außerdem durch die photokatalytische Wirkung einer in der Nähe des Elektrodenabschnitts angeordneten, mit Titandioxid bedampften Platte erreicht werden, und außerdem kann die Wirkung eines amorphen Metalls und negativer Ionen durch Ausnutzen von durch die Koronaentladung erzeugtem Licht er halten werden.

Außerdem kann die Erzeugung einer ionen- und ozonhalti gen Luftströmung durch Bereitstellen mehrerer Nadelelektro den und mehreren Ringelektroden und durch Ändern der Anzahl verwendeter Elektroden, d. h. durch Auswählen von Elektroden, denen eine Spannung zugeführt wird, oder durch Auswählen der Position der auf dem trompetenförmigen Element ausgebildeten Ringelektrode eingestellt und gesteuert werden. Darüber hin aus weist das Gehäuse eine mit einem amorphen Metall aus Kupfer, Nickel und Phosphor und einem keramischen Pulver aus Aluminiumoxid bedampfte Innenwandfläche auf. Außerdem ist eine mit Titandioxid bedampfte Platte im Gehäuse in der Nähe seiner Innenwand angeordnet, und eine mit Titandioxid be dampfte Stange ist im Gehäuse an einer Seite davon angeord net, die näher am zylinderförmigen Element des Strömungska nalabschnitts angeordnet ist. Daher wird durch die photoka talytische Wirkung von Titandioxid und Zinkoxid die desodo risierende und sterilisierende Wirkung, die sterile Filtra tionswirkung und die pilzbefallverhütende Wirkung verstärkt und veranlaßt, daß erzeugtes Ozon sich in aktiven Sauerstoff in seinem Anfangszustand umwandelt, wodurch mit Ozon verbun dene Probleme minimiert werden.

Außerdem kann durch Bedampfen der Oberfläche des Elek trodenabschnitts mit Titandioxid das Anhaften organischer Partikel, suspendierter partikelförmiger Substanzen, von Pilzen, Mikroben, Bakterien und verkohlten Partikeln, die ansonsten an der Innenseite des Elektrodenabschnitts anhaf ten würden, verhindert werden. Darüber hinaus kann auf das Reinigen zum Entfernen von Substanzen, die ansonsten am Elektrodenabschnitt anhaften würden, an den eine Hochspan nung angelegt ist, verzichtet werden, so daß eine wartungs freie Luftreinigungsvorrichtung realisiert wird. Außerdem kann, weil kein elektrisches oder Motorgebläse erforderlich ist, eine kompakte und leichtgewichtige Luftreinigungsvor richtung konstruiert werden. Dadurch kann die Luftreini gungsvorrichtung leicht an einer Wandfläche oder einer Dec kenfläche installiert werden und als Wand-, Tisch- oder Re galvorrichtung verwendet werden.

In der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung sind Elektroden für die elektrische Entladung und eine aufge dampfte Schicht aus Titandioxid oder einem ähnlichen Materi al kombiniert, um eine Koronaentladung zu induzieren und ne gative Ionen und Ozon zu erzeugen und eine leichte ionen- und ozonhaltige Luftströmung zu verstärken und eine desodo risierende und sterilisierende Wirkung, eine sterile Filtra tionswirkung, eine pilzbefallverhütende Wirkung usw. durch Ultraviolettlicht, das durch die Koronaentladung erzeugt wird und einen Photokatalysator, z. B. Titandioxid, zu reali sieren. Daher kann die Luftreinigungsvorrichtung während der dunklen Nachtzeit, wenn kein Lampenlicht und keine externe Lichtquelle verfügbar sind, effektiv verwendet werden, und sie kann auch in einem Raum verwendet werden, in dem kein Lampenlicht und keine externe Lichtquelle vorhanden sind. Daher kann die Luftreinigungsvorrichtung zum Desodorisieren, Sterilisieren, sterilen Filtern, zur antibakteriellen Be handlung, zur pilzbefallverhütenden Behandlung, zum Auf rechterhalten der Produktqualität usw. in einem breiten Be reich von Umgebungen verwendet werden, z. B. in normalen Wohn räumen, Büros, Krankenhäusern, Fabriken, Betriebsanlagen, Reinräumen, Küchen, Klimatisierungskanälen, Vitrinen, Waren automaten, Fahrzeugen.

Claims

1. Luftreinigungsvorrichtung zum Reinigen von Luft durch eine durch Koronaentladung erzeugte ionen- und ozonhal tige Luftströmung, wobei die Luftreinigungsvorrichtung aufweist:
einen Strömungskanalabschnitt, der ein trompeten förmiges Element mit einer Öffnung an seiner Unterseite und ein mit der Öffnung an der Unterseite des trompe tenförmigen Elements verbundenes zylinderförmiges Ele ment aufweist, wobei auf der Oberfläche des Strömungs kanalabschnitts ein Titandioxidmetall aufgedampft ist;
eine vor dem trompetenförmigen Element des Strö mungskanalabschnitts in der Nähe einer Achse des trom petenförmigen Elements angeordnete Nadelelektrode;
eine auf dem Strömungskanalabschnitt ausgebildete Ringelektrode; und
eine Hochspannungserzeugungseinheit, durch die ei ne Hochspannung zwischen der Nadelelektrode und der Ringelektrode angelegt wird;
wobei durch Anlegen der Hochspannung zwischen der Nadelelektrode und der Ringelektrode eine Koronaentla dung induziert wird, wodurch eine ionen- und ozonhalti ge Luftströmung erzeugt wird, die vom trompetenförmigen Element zum zylinderförmigen Element strömt und dadurch Luft reinigt.

2. Luftreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ringelektrode des Strömungskanalabschnitts aus dem ge samten oder einem Teil des trompetenförmigen Elements gebildet wird.

3. Luftreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Nadelelektrode mehrere Nadelelektroden aufweist, die auf der Achse des Strömungskanalabschnitts und in der Nähe der Achse angeordnet sind.

4. Luftreinigungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein mit Titandioxid bedampfter Füh rungsdraht an einer Öffnung des zylinderförmigen Ele ments an einer vom trompetenförmigen Element entfernten Seite davon angeordnet ist.

5. Luftreinigungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Nadelelektrode, die Ringelektrode und der Strömungskanalabschnitt in einem Gehäuse ange ordnet sind, wobei das Gehäuse eine an einer Seite da von, die näher an der Nadelelektrode angeordnet ist, ausgebildete Lufteinlaßöffnung aufweist, und wobei das Gehäuse ferner eine an einer Seite davon, die näher am zylinderförmigen Element des Strömungskanalabschnitts angeordnet ist, ausgebildete Luftauslaßöffnung auf weist.

6. Luftreinigungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Gehäuse eine mit einem amorphen Metall aus Kupfer, Nic kel und Phosphor und einem keramischen Pulver aus Alu miniumoxid beschichtete Innenwandfläche aufweist.

7. Luftreinigungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Gehäuse eine in der Nähe einer Innenwand davon angeord nete, mit Titandioxid bedampfte Platte aufweist.

8. Luftreinigungsvorrichtung mit:
einem Strömungskanalabschnitt, der ein trompeten förmiges Element mit einer Öffnung an einer Unterseite davon und ein mit der Öffnung an der Unterseite des trompetenförmigen Elements verbundenes zylinderförmiges Element aufweist, wobei eine Oberfläche des Strömungs kanalabschnitts mit Titandioxid und/oder Zinkoxid be dampft ist;
einer vor dem trompetenförmigen Element des Strö mungskanalabschnitts in der Nähe einer Achse des trom petenförmigen Elements angeordneten Nadelelektrode;
einer auf dem Strömungskanalabschnitt ausgebilde ten Ringelektrode; und
einer mit Titandioxid und/oder Zinkoxid bedampften Platte, wobei die Platte in der Nähe mindestens der Na delelektrode und der Ringelektrode angeordnet ist;
wobei durch Anlegen einer durch eine Hochspan nungserzeugungseinheit erzeugten Hochspannung zwischen der Nadelelektrode und der Ringelektrode eine Koro naentladung induziert wird, durch die Luft gereinigt wird.

9. Luftreinigungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Ringelektrode des Strömungskanalabschnitts aus dem ge samten oder einem Teil des trompetenförmigen Elements gebildet wird, und wobei die Nadelelektrode mehrere Na delelektroden aufweist, die auf der Achse des Strö mungskanalabschnitts oder in der Nähe der Achse ange ordnet sind.

10. Luftreinigungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei eine mit Titandioxid und/oder Zinkoxid beschichtete Stange an einer Öffnung des zylinderförmigen Elements an einer vom trompetenförmigen Element entfernten Seite davon angeordnet ist, wobei zwischen der Stange und dem zylinderförmigen Element ein Isolierzylinder angeordnet ist.

11. Luftreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Nadelelektrode, die Ringelektrode, der Strömungskanalabschnitt und die mit Titandioxid und/oder Zinkoxid bedampfte Platte in einem Gehäuse an geordnet sind, wobei das Gehäuse eine an einer Seite davon, die näher an der Nadelelektrode angeordnet ist, ausgebildete Lufteinlaßöffnung aufweist, und wobei das Gehäuse ferner eine an einer Seite davon, die näher am zylinderförmigen Element des Strömungskanalabschnitts angeordnet ist, ausgebildete Luftauslaßöffnung auf weist, und wobei in der Nähe der Lufteinlaßöffnung eine mit Titandioxid und/oder Zinkoxid bedampfte Platte an geordnet ist.

12. Luftreinigungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Gehäuse Teil eines Klimatisierungskanals ist.

13. Luftreinigungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Gehäuse eine mit einem amorphen Metall aus Kupfer, Nic kel und Phosphor und einem keramischen Pulver aus Alu miniumoxid beschichtete Innenwandfläche aufweist.

14. Luftreinigungsverfahren mit den Schritten:
Bereitstellen eines Strömungskanalabschnitts mit einer Öffnung an seiner Unterseite und einem mit der Öffnung an der Unterseite des trompetenförmigen Ele ments verbundenen zylinderförmigen Element, einer Na delelektrode, die vor dem trompetenförmigen Element des Strömungskanalabschnitts in der Nähe einer Achse des trompetenförmigen Elements angeordnet ist, einer Ring elektrode, die auf dem Strömungskanalabschnitt ausge bildet ist und einer mit Titandioxid und/oder Zinkoxid bedampften Platte; und
Anlegen einer durch eine Hochspannungserzeugungs einheit erzeugten Hochspannung zwischen der Nadelelek trode und der Ringelektrode, um eine Koronaentladung zu induzieren, wodurch eine leichte Luftströmung erzeugt wird, die negative Ionen und Ozon enthält, und Reinigen von Luft durch Ausnutzen der Wirkungen der Ionen und des Ozons und einer photokatalytischen Wirkung des Ti tandioxids und/oder Zinkoxids.