JP2003144972A - 電気集塵機および空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、集塵性能を確保したうえで、アイオ
ナイザ部における放電時の紫外線を利用して活性化する
光触媒を備え、光触媒効果により有害物質を分解除去す
る電気集塵機と、この電気集塵機を備えた空気調和機を
提供する。 【解決手段】イオン化線１５および対向電極１６で構成
されるアイオナイザ部（放電部）１２と、正電極１７お
よび負電極１８で構成されるコレクタ部（集塵部）１３
との組合せ体であり、イオン化線から対向電極にコロナ
放電することにより流通空気に含まれる塵埃粒子を帯電
させ、さらに流通空気を正電極と負電極の間に導通させ
帯電した塵埃粒子をクーロン力により捕捉集塵する電気
集塵機において、アイオナイザ部を構成する対向電極の
表面にアルマイト処理を施すとともに、このアルマイト
処理層２０に光触媒３０を担持させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気中に含まれる
塵埃粒子を帯電させ、かつクーロン力により捕捉集塵す
る電気集塵機と、この電気集塵機を備えた空気調和機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、空気調和機の室内ユニットによっ
て循環させられる室内空気中に含まれる微細な塵埃を捕
捉し、清浄な状態にするために、電気集塵機を熱交換器
の前面に組み込むことが行われている。

【０００３】電気集塵機は、室内空気の導入側に配置さ
れるアイオナイザ部（イオン化部）と、この下流側に配
置されるコレクタ部（集塵部）とで構成されていて、ア
イオナイザ部が室内空気に対してコロナ放電し、空気中
に含まれる微細な塵埃粒子をイオン化してプラスの電荷
を帯電させる。

【０００４】プラス帯電した塵埃粒子を含む空気はコレ
クタ部に導かれ、クーロン力によって捕捉され、集塵が
なされる。電気集塵機Ｓから導出される室内空気は完全
に清浄化され、この状態で熱交換器に導かれて必要な熱
交換作用がなされる。

【０００５】ところで、室内では種々の臭いが発生し、
あるいは外部から持ち込まれて発散し充満することが多
い。ほぼ完全に密閉する近時の室内において、臭いの充
満度が高い状態で保持されてしまう。

【０００６】そのため、脱臭機能を備えた室内ユニット
が提供されるようになった。これは、たとえば椰子殻活
性炭など臭いの吸着剤を添着した脱臭フィルタを成形
し、熱交換器の前面に上記電気集塵機と並設した状態で
配置される。

【０００７】このような空気調和機であるので、室内に
臭いがこもることが少なく、快適空調がなされるように
なったが、臭いを吸着する吸着剤を用いた脱臭作用であ
るところから、その効果は飽和吸着量をもって限界とな
る。

【０００８】吸着剤が飽和吸着量に到達したことを具体
的に報知する手段は開発されていないから、新品の脱臭
フィルタと交換する時期を誤り易い。また、脱臭有効期
間自体、決して長いとは言えず、実際の使用上は不十分
なものであった。

【０００９】設計的にも、電気集塵機と脱臭フィルタを
熱交換器と筐体前面パネルとの間の狭い空間部に配置し
なければならず、極めて窮屈なものとなる。これらの特
性を充分に生かした形に製作し、かつそれぞれに付着し
た塵埃を除去するメンテナンス作業の容易化を図る構成
が必要で、複雑化している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、光触
媒が注目されている。この光触媒の組成は、アナターゼ
型酸化チタン等であって、光照射を受けることにより活
性化する特性がある。光触媒の採用で、従来の触媒のよ
うに加熱して高温化する必要がなく、加熱機構と温度制
御機構が不要となる。

【００１１】さらに、たとえば新築住宅に住む人に多く
現れる、シックハウス症候群と呼ばれる吐き気や頭痛が
ともなう現象がある。これは、室内空気中に存在する合
成樹脂材や建材の防腐剤・接着剤等に含まれるホルムア
ルデヒト、トルエンなどの揮発性有機化合物（Ｖｏｌａ
ｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を長時
間、吸込むことによって生じると言われている。

【００１２】上記光触媒は、上記有害物質ＶＯＣの分解
除去に有効に作用する特性を備えていることが実証され
ている。したがって、この種の光触媒を空気調和機の室
内ユニットに備えることは、極めて有効な手段である。

【００１３】本発明は上記事情に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、集塵性能を確保した
うえで、アイオナイザ部における放電時の紫外線を利用
して活性化する光触媒を備え、光触媒効果により有害物
質を分解除去する電気集塵機と、この電気集塵機を備え
た空気調和機を提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を満足
するためになされたものであり、イオン化線および対向
電極で構成されるアイオナイザ部（放電部）と、正電極
および負電極で構成されるコレクタ部（集塵部）との組
合せ体であり、イオン化線から対向電極にコロナ放電す
ることにより流通空気に含まれる塵埃粒子を帯電させ、
さらに流通空気を正電極と負電極の間に導通させ帯電し
た塵埃粒子をクーロン力により捕捉集塵する電気集塵機
であり、アイオナイザ部を構成する対向電極の表面にア
ルマイト処理を施すとともに、このアルマイト処理層に
光触媒を担持させた。

【００１５】さらに、上記コレクタ部を構成する正電極
および負電極の、少なくともいずれか一方の表面に、光
触媒を担持させた。

【００１６】さらに、上記アイオナイザ部に、対向電極
における表面の汚れ具合を検知する検知体を備えた。

【００１７】本発明は上記目的を満足するためになされ
たものであり、上記電気集塵機を備えた空気調和機であ
り、検知体が検知する対向電極の表面汚れの検知信号を
受け、予め記憶した閾値と比較し、かつこの閾値を越え
た場合は、空気調和運転の有無に拘わらず高圧電源から
アイオナイザ部に高圧電圧を印加して放電させる制御手
段を備えた。

【００１８】このような課題を解決する手段を採用する
ことにより、集塵性能に対する影響がなく、アイオナイ
ザ部における放電時の紫外線を利用して光触媒を活性化
し、光触媒効果による有害物質を分解除去する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
もとづいて説明する。図１は、空気調和機の室内ユニッ
トを概略的に示す縦断面図である。図中１はユニット本
体を示し、この本体１の前面を構成する前面パネル２
は、前面に形成される吸込口３を開閉自在となるよう支
持機構４に支持される。

【００２０】ユニット本体１上面にも吸込口５が設けら
れていて、開閉ルーバー６によって開閉されるようにな
っている。本体１の前面下部には吹出口７が開口され、
ここに水平吹出方向と上下吹出方向を切換えるルーバ８
ａ，８ｂが備えられる。

【００２１】ユニット本体１内には、前側熱交換器部１
０Ａと後側熱交換器部１０Ｂとで略逆Ｖ字状に形成され
る熱交換器１０が配置される。前側熱交換器部１０Ａは
前面吸込口３に対向し、後側熱交換器部１０Ｂは上面吸
込口５に対向する。

【００２２】上記熱交換器１０を構成する熱交換器部１
０Ａ，１０Ｂ相互間には、送風ファン１１が配置され
る。送風ファン１１は、室内空気を前面吸込口３と上面
吸込口５から導入して熱交換器１０に流通させ、さらに
吹出口７から室内へ吹出す送風作用をなす。

【００２３】さらに、前側熱交換器１０Ａの前面上部に
は、電気集塵機Ｓが取付けられる。ここでの電気集塵機
Ｓは、本来の集塵機能を備えるばかりだけでなく、後述
するように光触媒特性を備えている。

【００２４】図２は、電気集塵機Ｓの構成を概略的に示
す説明図であり、図３は、電気集塵機Ｓの電気回路図で
ある。上記電気集塵機Ｓは、室内空気の導入側に配置さ
れるアイオナイザ部（イオン化部とも呼ばれる）１２
と、この下流側に配置されるコレクタ部（集塵部とも呼
ばれる）１３とから構成される。

【００２５】上記アイオナイザ部１２は、放電極である
イオン化線１５と、このイオン化線と対向して設けられ
るアース板である対向電極１６とからなる。上記イオン
化線１５は、図示しない枠体に複数段に蛇行して配線さ
れた１本の電線であり、上記対向電極１６は、枠体に組
み合わされた状態でイオン化線１５の蛇行間隙に介在す
る板片である。

【００２６】上記コレクタ部１３は、一方の面にプラス
側導電層とマイナス側導電層を備えた多数の電極シート
からなる正電極１７と負電極１８を、所定間隔を存し、
かつ交互に保持してなる。

【００２７】上記アイオナイザ部１２におけるイオン化
線１５と対向電極１６との間には、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２
の直列回路が接続され、この直列回路間にアイオナイザ
電圧Ｖｉが印加されるようになっている。

【００２８】また、抵抗Ｒ２に生じるコレクタ電圧Ｖｃ
が、スイッチＳａを介して上記コレクタ部１３における
正電極１７と負電極１８との間に印加されるようになっ
ている。

【００２９】図４は、アイオナイザ部１２を構成する対
向電極１６における表面処理と、その作用を説明する図
である。上記対向電極１６は、ここではアルミニウム材
が選択されていて、表面にはアルミニウムの陽極酸化処
理である、いわゆるアルマイト処理が施されている。し
たがって、アルマイト処理層２０の表面にはＡｌ２Ｏ３
層の微細な孔が形成され、比表面積を高めている。

【００３０】さらに、この対向電極１６表面のアルマイ
ト処理層２０に、光触媒３０が担持されている。上記光
触媒３０は、たとえばアナターゼ型酸化チタン粒子（Ｔ
ｉＯ２）からなり、所定の一次粒子径以下のものが選択
される。

【００３１】すなわち、光触媒３０の成形工程を説明す
れば、はじめに、所定の一次粒子径以下のアナターゼ型
酸化チタン粒子をシリコーン樹脂バインダ液に分散し
て、スラリを形成する。

【００３２】そして、スラリを対向電極１６表面のアル
マイト処理層２０上に塗布する。ついで、対向電極１６
を焼成することでスラリが固形化し、対向電極表面のア
ルマイト処理層２０を覆う状態で表層化する。

【００３３】このような電気集塵機Ｓをユニット本体１
の所定位置に組み込んで、冷凍サイクル運転を行う。室
内空気は、前面と上面の吸込口３，５を介してユニット
本体１内に吸込まれ、熱交換器１０を構成する前・後側
熱交換器部１０Ａ，１０Ｂを流通して熱交換され、吹出
口７から再び室内に吹出される。

【００３４】同時に電気集塵機Ｓが作用し、アイオナイ
ザ部１２でイオン化線１５から対向電極１６に対してコ
ロナ放電をなし、室内空気中に含まれる微細な塵埃粒子
をイオン化してプラスの電荷を帯電させる。

【００３５】このプラス帯電した塵埃粒子を含む室内空
気はコレクタ部１３に導かれ、正電極１７と負電極１８
との間を流通する。このとき、クーロン力によって負電
極１８に捕捉され、集塵がなされる。電気集塵機Ｓから
導出される室内空気は清浄化され、この状態で熱交換器
１０に導かれて必要な熱交換作用を受ける。

【００３６】そして、コロナ放電にともなってイオン化
線１５から紫外線の発生があり、対向電極１６表面の光
触媒３０は紫外線を吸収して活性化する。励起した光触
媒３０は、空気に含まれる臭いの成分粒子、あるいは空
気に含まれる水蒸気や細かい油粒などを確実に捕捉して
分解する。すなわち、臭気成分などは光触媒３０に接触
して酸化分解除去され、無臭気成分に換る。

【００３７】室内空気中に、ホルムアルデヒトやトルエ
ンなどの有害物質ＶＯＣが混在している場合がある。し
かし、活性化した光触媒作用によって臭気成分などとと
もに有害物質ＶＯＣの分解除去がなされる。

【００３８】このようにして、熱交換された室内空気は
光触媒３０の光触媒作用によって、高い衛生度を有した
状態に変換され、室内へ吹出される。しかも、光触媒３
０はそれ自体が光を受けて励起、再生する特性があるの
で、長期の使用に亘っても少しの劣化もなく、作用効果
は半永久的に継続保持される。

【００３９】吹出口７から室内へ吹出される空気は、完
全に脱臭・防菌・清浄化されたものとなり、常に、衛生
度が高く、かつ健康的にして快適な空調運転が得られる
こととなる。

【００４０】なお、上記実施の形態においては、アイオ
ナイザ部１２の対向電極１６のみを対象として光触媒３
０を担持させるようにしたが、さらにそのうえに、コレ
クタ部１３を構成する正電極１７および負電極１８の、
少なくともいずれか一方（両方でもよい）の表面に、光
触媒３０を担持させてもよい。

【００４１】この場合も、イオン化線１５と対向電極１
６間のコロナ放電にともなう紫外線を、正電極１７およ
び負電極１８の、少なくともいずれか一方の表面に担持
する光触媒３０が吸収して活性化し、より効果的に有害
物質ＶＯＣの分解除去をなす。

【００４２】再び図３に示すように、上記アイオナイザ
部１２に、対向電極１６における表面の汚れ具合を検知
する検知体であるセンサ２５を取付けるとよい。このセ
ンサ２５は、空気調和機に搭載される制御部（制御手
段）２６と電気的に接続され、検知信号を送るようにな
っている。

【００４３】すなわち、対向電極１６表面に汚れが堆積
することにより、光触媒３０への紫外線照射量が減少
し、活性化が阻害されてしまう。これを防止して、上述
の作用効果が半永久的に得られ、いわゆるメンテナンス
フリーを実現できる。

【００４４】具体的には、センサ２５がイオン化線１５
と対向電極１６との放電電流値の変化を検知し、その検
知信号を制御部２６へ送る。制御部２６は、検出された
放電電流値と予め記憶した所定電流値とを比較し、放電
電流値が所定電流値以下になったときに対向電極１６表
面が汚れていると判定する。

【００４５】あるいは、センサ２５が対向電極１６表面
の光反射率を拾い、制御部２６へ送る。この表面が汚れ
てくると光反射率が低下する。制御部２６は、検出され
た光反射率と予め記憶した光反射率とを比較し、検出光
反射率が所定光反射率以下になったときに対向電極１６
表面が汚れていると判定する。

【００４６】いずれにしても、上記センサ２５は汚れの
度合いを検知して、制御部２６へ検知信号を送る。上記
制御部２６では、検知信号を受けて予め記憶した閾値と
比較する。

【００４７】汚れの度合いが閾値を越えたと判断した場
合は、空気調和運転の有無に拘わらず高圧電源からアイ
オナイザ部１２に高圧電圧を印加して放電させるよう制
御する。対向電極１６の表面汚れは光触媒３０の光触媒
作用により早急に分解除去される。

【００４８】なお、上記実施の形態においては、空気調
和機に備えられる電気集塵機について説明したが、これ
に限定されるものではなく、電気集塵機単独で用いるこ
とも可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、集塵性能
を確保したうえで、アイオナイザ部における放電時の紫
外線を利用して活性化する光触媒を備え、光触媒効果に
より有害物質を分解除去できるなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す、電気集塵機を備え
た空気調和機室内ユニットの概略の縦断面図。

【図２】同実施の形態を示す、電気集塵機の概略の構成
図。

【図３】同実施の形態を示す、電気集塵機の電気回路
図。

【図４】同実施の形態を示す、光触媒作用を説明する
図。

【符号の説明】

１５…イオン化線、 １６…対向電極、 １２…アイオナイザ部（放電部）、 １７…正電極、 １８…負電極、 １３…コレクタ部（集塵部）、 Ｓ…電気集塵機、 …アルマイト処理層、 ３０…光触媒、 ２５…センサ（検知体）、 ２６…制御部（制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０３Ｃ 3/02 Ｂ０３Ｃ 3/02 Ａ 3/12 3/12 3/38 3/38 3/40 3/40 Ａ 3/47 3/47 3/60 3/60 3/68 3/68 Ｚ 3/74 3/74 Ｅ Ｆ２４Ｆ 1/00 Ｆ２４Ｆ 11/02 １０２Ｎ 11/02 １０２ 1/00 ３７１Ｂ Ｆターム(参考） 3L051 BC01 3L060 AA05 CC19 DD01 EE01 EE45 4C080 AA07 AA10 BB02 CC01 HH05 JJ01 KK08 LL02 MM02 MM03 NN01 4D054 AA13 BA02 BB02 BB12 BB16 BC03 BC25 DA08 DA12 DA16 EA01 EA11 EA14 EA24 EA27 4G069 AA03 BA01A BA01B BA04A BA04B BA17 BA48A CA01 CA10 CA11 CA17 EA11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イオン化線および対向電極で構成されるア
   イオナイザ部（放電部）と、正電極および負電極で構成
   されるコレクタ部（集塵部）との組合せ体であり、イオ
   ン化線から対向電極にコロナ放電することにより流通空
   気に含まれる塵埃粒子を帯電させ、さらに流通空気を正
   電極と負電極の間に導通させ帯電した塵埃粒子をクーロ
   ン力により捕捉集塵する電気集塵機において、 上記アイオナイザ部を構成する上記対向電極の表面にア
   ルマイト処理を施すとともに、このアルマイト処理層に
   光触媒を担持させたことを特徴とする電気集塵機。
2. 【請求項２】上記コレクタ部を構成する上記正電極およ
   び上記負電極の、少なくともいずれか一方の表面に、光
   触媒を担持させたことを特徴とする請求項１記載の電気
   集塵機。
3. 【請求項３】上記アイオナイザ部に、対向電極における
   表面の汚れ具合を検知する検知体を備えたことを特徴と
   する請求項１記載の電気集塵機。
4. 【請求項４】上記請求項３記載の電気集塵機を備え、上
   記検知体が検知する対向電極の表面汚れの検知信号を受
   け、予め記憶した閾値と比較し、かつこの閾値を越えた
   場合は、空気調和運転の有無に拘わらず高圧電源からア
   イオナイザ部に高圧電圧を印加して放電させる制御手段
   を具備したことを特徴とする空気調和機。