JP2003275291A - 空気清浄装置 - Google Patents

空気清浄装置

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JP2003275291A
JP2003275291A JP2002088110A JP2002088110A JP2003275291A JP 2003275291 A JP2003275291 A JP 2003275291A JP 2002088110 A JP2002088110 A JP 2002088110A JP 2002088110 A JP2002088110 A JP 2002088110A JP 2003275291 A JP2003275291 A JP 2003275291A
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fine water
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voltage
water
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JP2002088110A
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Inventor
Takuya Furuhashi
Akira Shiga
拓也 古橋
彰 志賀
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Mitsubishi Electric Corp
三菱電機株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトで、低消費電力であり、メンテナ
ンスが容易な高脱臭効率の空気清浄装置を提供する。 【解決手段】 噴霧針1aにより生成された微細水粒
は、接地された対向電極2の円形の端部に吸引されて円
錐状に広がり噴霧され、この微細水粒が発生する領域を
空気が通過すると、通過空気は加湿される。放電電極3
と対向電極4の間には、印加される高電圧によりコロナ
放電が発生し、この放電部を加湿空気が通過することに
より、OHラジカルが生成される。このOHラジカル
は、通過する空気中の悪臭物質と反応し、悪臭物質を化
学的に分解する。除湿部6では余剰な水分が除去され、
脱臭フィルタ7では分解されなかった悪臭物質が吸着さ
れる。悪臭物質が少ない空気が通過するときは、OHラ
ジカルは脱臭フィルタ7に吸着した悪臭物質を分解し、
脱臭フィルタ7を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、空気中の臭気ガ
ス成分を除去し、空気を清浄化する空気清浄装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来の空気清浄装置では、プレフィルタ
で大まかな埃を除去した後、高電圧が印加される集塵部
で静電的に集塵、もしくはULPAフィルタやHEPA
フィルタで濾過集塵し、その後、吸着型の脱臭フィルタ
で脱臭する方式が用いられている。しかしながら、吸着
型の脱臭フィルタ、例えば活性炭等では、疎水性のガス
を除去できるが、親水性のガス、例えばたばこ等の臭い
を除去しにくいという問題点があった。
【0003】そこで、この問題点を解消する手段とし
て、例えば特開2001−96189号公報では、微細
水粒発生器で微細水粒を発生させてイオン化部で帯電さ
せ、帯電微細水粒で粉塵や親水性のガスを吸着して後段
の集塵部で捕集し、疎水性ガスを脱臭フィルタで捕集す
る空気清浄装置が提案されている。
【0004】図8は特開2001−96189号公報に
示された従来の空気清浄装置の概略構成図である。図に
おいて、3はニードル状の放電電極、4は円筒状の対向
電極であり、これらによりイオン化部15が構成され
る。14は加湿器等の微細水粒発生部であり、微細水粒
発生部14とイオン化部15から帯電微細水粒発生部1
3が構成される。10はプレフィルタ、11は帯電微細
水粒浮遊空間、12はファン、16aは微細水粒、16
bは帯電微細水粒、17は平行に配置したプラス極・マ
イナス極の電極板18から構成される集塵部、6は除湿
部、7は吸着型の脱臭フィルタである。
【0005】次に動作について説明する。まず、微細水
粒発生器部14で微細水粒16aを発生させる。微細水
粒16aは、複数の対向電極4を通過する際に、放電電
極3と対向電極4の間のコロナ放電により荷電され、帯
電微細水粒16bとなって帯電微細水粒浮遊空間11に
放出される。プレフィルタ10を通って装置内に入った
空気は、帯電微細水粒浮遊空間11を通る際に、粉塵や
親水性のガスが帯電微細水粒16bに吸着する。帯電微
細水粒16bに吸着した粉塵や親水性のガスは、後段の
集塵部17の電極板18に捕集され、さらに脱臭フィル
タ7で疎水性のガスが除去される。除湿部6では余剰な
水分が除去される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の空
気清浄装置では、微細水粒発生部14に加湿器等を使用
するため、装置が大型になり、構造も複雑になってしま
うという問題点があった。また、微細水粒発生部14に
ヒータで加熱する加湿器を用いた場合には、消費電力を
多く必要とする問題点があった。さらに、帯電微細水粒
16bに吸着した粉塵や親水性のガスは、集塵部17の
電極板18に捕集されるため、帯電微細水粒16bを捕
集した後、排水を行う必要があり、このためメンテナン
スが面倒であるという問題点があった。
【0007】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、コンパクトで、低消費電力であ
り、メンテナンスが容易な高脱臭効率の空気清浄装置を
提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る空気清浄
装置は、帯電した水粒から微細水粒を生成する微細水粒
発生部と、放電電極と対向電極を有してコロナ放電を発
生させ、このコロナ放電内を微細水粒発生部による微細
水粒により加湿された空気を通過させるプラズマ発生部
と、このプラズマ発生部を通過した空気を除湿する除湿
部とを備えたものである。
【0009】また、微細水粒発生部は、高電圧を印加さ
れ、水を噴霧する噴霧部と、接地され、噴霧分からの水
を吸引する吸引部とを有するものである。
【0010】さらに、吸引部は、複数の円形孔を有する
平板、またはリング、または馬蹄形状の平板から成るも
のである。
【0011】また、微細水粒発生部の近傍に気化エレメ
ントを設けたものである。
【0012】また、噴霧部と放電電極にパルス状の高電
圧を印加するものである。
【0013】また、除湿部を金属から形成して接地さ
せ、対向電極を兼用するものである。
【0014】また、除湿部からの空気を脱臭する吸着剤
からなる脱臭フィルタを備えたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1である空気清浄装置の分解斜視図、図2は
この空気清浄装置の噴霧部の概略正面図、図3はこの空
気清浄装置の噴霧針および放電電極への印加電圧を示す
図、図4はこの空気清浄装置の脱臭効率を示す図、図5
はこの空気清浄装置の噴霧針との対向電極の他形状を示
す図である。
【0016】図において、従来例と同一又は相当部分に
は同一符号を付ける。1は水を噴霧する噴霧管、2は噴
霧管1の下方に噴霧管1と対向して配置される対向電
極、5は放電電極3と対向電極4が設置されるケース、
6は除湿部、7は脱臭フィルタ、8は背面ケースであ
る。
【0017】次に、各部について詳細に説明する。噴霧
管1には対向電極2との対向側に複数の噴霧針1aが付
いており、噴霧針1aの先端部には径が数μmの穴が開
いている。また、噴霧管1は水を蓄えるタンク(図示せ
ず)と接続されており、常時噴霧管1に水が供給され
る。対向電極2には噴霧針1aと同じ数の円形の穴2a
が開いており、噴霧針1aはその円形の中心の上部に位
置する。噴霧針1aと対向電極2の間には、図3に示す
パルス状または直流の数kVの高電圧が印加される。こ
のとき、噴霧針1aはプラス極もしくはマイナス極の極
性を有し、対向電極2は接地される。なお噴霧管1は噴
霧部、対向電極2は吸引部を示す。
【0018】放電電極3と対向電極4も噴霧針1aと対
向電極2と同様の高電圧が印加される。このとき、放電
電極3はプラス極もしくはマイナス極の極性を有し、対
向電極4は接地される。なお、放電電極3と対向電極4
はプラズマ発生部を示す。除湿部6はメッシュ状の金網
や膜状の不織布等で構成される。脱臭フィルタ7は活性
炭やゼオライト等の吸着型の脱臭剤をフィルタ化したも
ので構成され、このフィルタは、プリーツ状に成形した
ものや、ハニカム状に成形されたもの、粒状をネットに
貼り付けたもの等が使用される。なお、各部は1つの空
気清浄装置として一体に組み合わされ、コンパクトな形
状となる。また、この空気清浄装置では、空気の流れ
は、噴霧管1・対向電極2から背面ケース8に至るもの
である。
【0019】次に、動作について説明する。まず、噴霧
針1aに図3に示す高電圧が印加されることにより、噴
霧針1aから流れ出る水がプラスもしくはマイナスに帯
電し、帯電した水粒による反発力で微細化し、微細水粒
が生成される。生成された微細水粒は、接地された対向
電極2の円形の端部に吸引されて円錐状に広がり噴霧さ
れる。この水粒の噴霧状態を図2に示す。このとき発生
する微細水粒は、空気を加湿する程度のものであり、シ
ャワーのように水が噴霧されるものではない。微細水粒
が発生する領域、例えば対向電極2の下方空間を空気が
通過すると、通過空気は加湿され、後段の放電電極3、
対向電極4に到達する。
【0020】放電電極3と対向電極4の間には、印加さ
れる高電圧によりコロナ放電が発生し、この放電部を加
湿空気が通過することにより、OHラジカルが生成され
る。このとき、OHラジカルを効率よく生成するために
は、印加電圧は直流電圧より立ち上がり時間が数ナノ秒
のパルス電圧が望ましい。発生したOHラジカルは、通
過する空気中の悪臭物質と反応し、悪臭物質を化学的に
分解する。除湿部6では余剰な水分が除去され、脱臭フ
ィルタ7では分解されなかった悪臭物質が吸着される。
悪臭物質が少ない空気が通過するときは、発生したOH
ラジカルは脱臭フィルタ7に吸着した悪臭物質を分解
し、脱臭フィルタ7を再生する。
【0021】また、図4は、水噴霧量を変化させ、放電
部での湿度を変えて、アセトアルデヒド1ppmの30
分除去率を測定したものであり、横軸は空気清浄装置の
稼動時間、縦軸はアセトアルデヒドの濃度を示し、水噴
霧による湿度が20%、50%、80%の3種類の場合
を示している。この図4からは、水噴霧により湿度を上
げることで、脱臭効率が向上することがわかる。なお、
対向電極2は平板からなり、円形の穴2aを有するもの
を示したが、この形状に限られるものではなく、例え
ば、リング形状や図5に示すような馬蹄形状2bでもよ
く、噴霧針1aから流れ出る水が広がり噴霧されるとい
う同様の作用効果を奏する。
【0022】以上のように、この空気清浄装置は、OH
ラジカルを効率よく生成することができるため、脱臭効
率を良くすることが可能であり、また、放電部での湿度
を上げることができるため、オゾン発生を抑制すること
が可能である。また、印加する電圧は数kVであるが、
電流が数μAであるため、消費電力は数Wであり、非常
に小電力である。さらに、水噴霧量を少なくできるた
め、水供給が少なくてよく、回収もほとんど不要であ
る。また、OHラジカルによる脱臭フィルタの再生が可
能であり、脱臭フィルタを長寿命化することができ、メ
ンテナンスを低減できる。
【0023】実施の形態2.図6はこの発明の実施の形
態2である空気清浄装置の分解斜視図である。図におい
て、従来例および実施の形態1と同一又は相当部分には
同一符号を付ける。9は噴霧管1および対向電極2の下
部に設置した気化エレメントであり、親水性の布をプリ
ーツ状に織ったものや、平行平板状のもの、あるいは金
属の平行平板やハニカム等が使用される。なお、噴霧部
の概略正面図、噴霧針および放電電極への印加電圧はそ
れぞれ図2、図3を流用する。
【0024】次に、動作について説明する。まず、噴霧
針1aに図3に示す高電圧が印加されることにより、噴
霧針1aから流れ出る水がプラスもしくはマイナスに帯
電し、帯電した水粒による反発力で微細化し、微細水粒
が生成される。生成された微細水粒は、図2に示すよう
に接地された対向電極2の円形の端部に吸引されて円錐
状に広がり噴霧される。この噴霧された水粒は気化エレ
メント9に含水され、気化エレメントを空気が通過する
と、通過空気は加湿され後段の放電電極3、対向電極4
に到達する。
【0025】放電電極3と対向電極4の間には、印加さ
れる高電圧によりコロナ放電が発生し、この放電部を加
湿空気が通過することにより、OHラジカルが生成され
る。このとき、OHラジカルを効率よく生成するために
は、印加電圧は直流電圧より立ち上がり時間が数ナノ秒
のパルス電圧が望ましい。発生したOHラジカルは、通
過する空気中の悪臭物質と反応し、悪臭物質を化学的に
分解する。除湿部6では余剰な水分が除去され、脱臭フ
ィルタ7では分解されなかった悪臭物質が吸着される。
悪臭物質が少ない空気が通過するときは、発生したOH
ラジカルは脱臭フィルタ7に吸着した悪臭物質を分解
し、脱臭フィルタ7を再生する。
【0026】なお、上記説明では、気化エレメント9を
含水させるために、高電圧を印加し、微細水粒を生成す
る水噴霧部を気化エレメント9の上部に設置したものを
示したが、これに限られるものではなく、例えば、水を
滴下する方法や、下から吸い上げる方法等により、気化
エレメント9を含水させてもよい。
【0027】以上のように、この空気清浄装置は、OH
ラジカルを効率よく生成することができるため、脱臭効
率を良くすることが可能であり、また、放電部での湿度
を上げることができるため、オゾン発生を抑制すること
が可能である。また、印加する電圧は数kVであるが、
電流が数μAであるため、消費電力は数Wであり、非常
に小電力である。さらに、水噴霧量を少なくできるた
め、水供給が少なくて良く、回収もほとんど不要であ
る。また、OHラジカルによる脱臭フィルタの再生が可
能であり、脱臭フィルタを長寿命化することができ、メ
ンテナンスが容易になる。また、気化エレメントを使用
することにより、通過空気を均一に加湿することが可能
である。
【0028】実施の形態3.図7はこの発明の実施の形
態3である空気清浄装置に用いられる集塵エレメントの
分解斜視図である。図において、従来例および実施の形
態1、2と同一又は相当部分には同一符号を付ける。除
湿部6は金属で形成され、かつ接地されることにより、
対向電極4の機能を兼用している。脱臭フィルタ7はハ
ニカム状の構成とする。なお、噴霧部の概略正面図、噴
霧針および放電電極への印加電圧はそれぞれ図2、図3
を流用する。
【0029】次に、動作について説明する。まず、噴霧
針1aに図3に示す高電圧が印加されることにより、噴
霧針1aから流れ出る水がプラスもしくはマイナスに帯
電し、帯電した水粒による反発力で微細化し、微細水粒
が生成される。生成された微細水粒は、図2に示すよう
に接地された対向電極2の円形の端部に吸引されて円錐
状に広がり噴霧される。このとき発生する微細水粒は、
空気を加湿する程度のものであり、シャワーのように水
は噴霧されるものではない。微細水粒が発生する領域を
空気が通過すると、通過空気は加湿され、後段の放電電
極3、除湿部6に到達する。
【0030】放電電極3と除湿部6の間には、印加され
る高電圧によりコロナ放電が発生し、この放電部を加湿
空気が通過することにより、OHラジカルが生成され
る。このとき、OHラジカルを効率よく生成するために
は、印加電圧は直流電圧より立ち上がり時間が数ナノ秒
のパルス電圧が望ましい。発生したOHラジカルは、通
過する空気中の悪臭物質と反応し、悪臭物質を化学的に
分解する。除湿部6では余剰な水分が除去され、脱臭フ
ィルタ7では分解されなかった悪臭物質が吸着される。
悪臭物質が少ない空気が通過するときは、発生したOH
ラジカルは脱臭フィルタ7に吸着した悪臭物質を分解
し、脱臭フィルタ7を再生する。
【0031】以上のように、この集塵エレメントを用い
た空気清浄装置は、OHラジカルを効率よく生成するこ
とができるため、脱臭効率が良くすることが可能であ
り、また、放電部での湿度を上げることができるため、
オゾン発生を抑制することが可能である。また、印加す
る電圧は数kVであるが、電流が数μAであるため、消
費電力は数Wであり、非常に小電力である。さらに、水
噴霧量が少ないため、水供給が少なくて良く、回収もほ
とんど不要である。また、OHラジカルによる脱臭フィ
ルタの再生が可能であり、脱臭フィルタを長寿命化する
ことができ、メンテナンスを低減できる。また、対向電
極と除湿部を兼用としたことにより、より少ない部材で
性能をだすことが可能である。
【0032】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。
【0033】帯電した水粒から微細水粒を生成する微細
水粒発生部と、放電電極と対向電極を有してコロナ放電
を発生させ、このコロナ放電内を微細水粒発生部による
微細水粒により加湿された空気を通過させるプラズマ発
生部と、このプラズマ発生部を通過した空気を除湿する
除湿部とを備えたことにより、OHラジカルを効率よく
生成することができるため、脱臭効率が良くすること可
能であり、放電部での湿度を上げることができるため、
オゾン発生を抑制することが可能である。
【0034】また、微細水粒発生部は、高電圧を印加さ
れ、水を噴霧する噴霧部と、接地され、噴霧分からの水
を吸引する吸引部とを有することにより、高電圧低電流
の非常に小電力で、微細な水粒を発生することが可能で
ある。
【0035】さらに、吸引部は、複数の円形孔を有する
平板、またはリング、または馬蹄形状の平板から成るこ
とにより、微細な水粒を広範囲にわたって発生させるこ
とが可能である。
【0036】また、微細水粒発生部の近傍に気化エレメ
ントを設けたことにより、通過空気を均一に加湿するこ
とが可能である。
【0037】また、噴霧部と放電電極にパルス状の高電
圧を印加することにより、OHラジカルを効率よく生成
することができるため、脱臭効率が良い。
【0038】また、除湿部を金属から形成して接地さ
せ、対向電極を兼用することにより、空気清浄装置をコ
ンパクトにすることが可能である。
【0039】また、除湿部からの空気を脱臭する吸着剤
からなる脱臭フィルタを備えたことにより、分解できな
かった悪臭物質を捕捉することができる。また、OHラ
ジカルによる脱臭フィルタの再生が可能であり、脱臭フ
ィルタを長寿命化することができ、メンテナンスが容易
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を示す空気清浄装置
の分解斜視図である。
【図2】 この発明の実施の形態1を示す空気清浄装置
の噴霧部の概略正面図である。
【図3】 この発明の実施の形態1を示す空気清浄装置
の噴霧針および放電電極への印加電圧を示す図である。
【図4】 この発明の実施の形態1を示す空気清浄装置
の脱臭効率を示す図である。
【図5】 この発明の実施の形態1を示す空気清浄装置
の噴霧針との対向電極の形状を示す図である。
【図6】 この発明の実施の形態2を示す空気清浄装置
の分解斜視図である。
【図7】 この発明の実施の形態3である空気清浄装置
に用いられる集塵エレメントの分解斜視図である。
【図8】 従来の空気清浄装置を示す概略構成図であ
る。
【符号の説明】
1 噴霧管、 1a 噴霧針、 2 対向電極、 2a
穴、 3 放電電極、 4 対向電極、 5 ケー
ス、 6 除湿部、 7 脱臭フィルタ、 8背面ケー
ス、 9 気化エレメント。
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 3/16 B03C 3/16 A 3/40 3/40 A 3/66 3/66 F24F 7/00 F24F 7/00 A Fターム(参考) 4C080 AA05 AA09 BB02 CC02 CC12 HH05 JJ04 KK08 MM05 QQ11 4D054 AA11 BA03 BA11 BB03 BB12 BB19 BB24 BC31 CA01 EA23 EA27 EA30

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】帯電した水粒から微細水粒を生成する微細
    水粒発生部と、 放電電極と対向電極を有してコロナ放電を発生させ、こ
    のコロナ放電内を前記微細水粒発生部による微細水粒に
    より加湿された空気を通過させるプラズマ発生部と、 このプラズマ発生部を通過した空気を除湿する除湿部と
    を備えた空気清浄装置。
  2. 【請求項2】前記微細水粒発生部は、高電圧を印加さ
    れ、水を噴霧する噴霧部と、接地され、前記噴霧分から
    の水を吸引する吸引部とを有することを特徴とする請求
    項1記載の空気清浄装置。
  3. 【請求項3】前記吸引部は、複数の円形孔を有する平
    板、またはリング、または馬蹄形状の平板から成ること
    を特徴とする請求項2記載の空気清浄装置。
  4. 【請求項4】前記微細水粒発生部の近傍に気化エレメン
    トを設けたことを特徴とする請求項1〜3記載の空気清
    浄装置。
  5. 【請求項5】前記噴霧部と前記放電電極にパルス状の高
    電圧を印加することを特徴とする請求項1〜4記載の空
    気清浄装置。
  6. 【請求項6】前記除湿部を金属から形成して接地させ、
    前記対向電極を兼用することを特徴とする請求項1〜5
    記載の空気清浄装置。
  7. 【請求項7】前記除湿部からの空気を脱臭する吸着剤か
    らなる脱臭フィルタを備えたことを特徴とする請求項1
    〜6記載の空気清浄装置。
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