JP2003275291A

JP2003275291A - 空気清浄装置

Info

Publication number: JP2003275291A
Application number: JP2002088110A
Authority: JP
Inventors: Takuya Furuhashi; 拓也古橋; Akira Shiga; 彰志賀
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-09-30

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 ＡＦ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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。