JP2005147457A - 空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部空気をオゾンガス、光触媒により清浄処理する際、各浄化処理手段の処理効率を高めると共に、浄化処理した空気をマイナスイオンと共に排出する空気清浄装置を提供する。
【解決手段】 筐体２０と、筐体２０の外面に形成された吸入口１２と送風口１４と、吸入口近傍に配設されたオゾンガス発生手段３０および外部空気の吸入手段３２と、吸入手段３２により吸い込まれた外部空気と、オゾンガス発生手段３０により生成されたオゾンガスとを撹拌する撹拌部３４と、外部空気とオゾンガスの混合気を送風口１４に排出する排出路４０に排出路４０の延長方向に沿って対向して配設した光触媒シート４２と、排出路４０に配設された光触媒シート４２の光触媒を励起させる光源４６と、送風口１４の直前に配設されたマイナスイオン発生手段５０を具備することを特徴とする空気清浄装置１０である。
【選択図】 図２

Description

本発明は空気清浄装置に関し、より詳細には、オゾンガス、光触媒、マイナスイオンにより室内空気を処理し、空気中の浮遊物を効率的に除去することが可能な空気清浄装置である。

従来提供されている空気清浄装置には、清浄処理をする手段としてオゾンガスを用いたもの、光触媒を用いたもの、マイナスイオンを用いたもの等、様々な清浄処理手段を具備した形態のものが提案されている。
近年においては、オゾンガス、光触媒、マイナスイオンの３つの清浄処理手段を用いて車内空間の空気を清浄処理する車両用空気清浄器が特許文献１において開示されている。
特開２００２−２５３６６２号公報

特許文献１に記載の車両用空気清浄器は、清浄処理手段として、オゾンガスと、光触媒フィルタ、マイナスイオンを用いた車両用空気清浄器である。この車両用空気清浄器により、車室内の煙草の煙、排気ガス、細菌および汚れ等を十分に分解処理することができ、さらには、清浄化処理された空気にマイナスイオンを付加することにより、活性酸素を除いた健康的な空気を車室内に戻すことが可能になるため有用である。
ところが、特許文献１に記載の車両用空気清浄器は、光触媒をフィルタとして使用しているものの、光触媒との接触機会が少ないため、光触媒による清浄処理効果を十分に得ることができないといった課題がある。

そこで、本発明は処理対象の空気と光触媒との接触機会を可及的に増加させることにより、効率的に処理対象空気を清浄処理することが可能な空気清浄装置を提供することを目的としている。

本発明は、筐体と、前記筐体の外面に形成された吸入口および送風口と、前記筐体内の前記吸入口近傍に配設されたオゾンガス発生手段および外部空気を吸入する吸入手段と、前記筐体内部に配設され、前記吸入手段により吸い込まれた外部空気と、前記オゾンガス発生手段により生成されたオゾンガスとを撹拌する撹拌部と、当該撹拌部により撹拌された外部空気とオゾンガスとの混合気を前記送風口に排出する排出路に当該排出路の延長方向に沿って対向して配設された光触媒シートと、前記排出路に配設された前記光触媒シートの光触媒を励起させる光源と、前記送風口の直前に配設されたマイナスイオン発生手段とを具備していることを特徴とする空気清浄装置である。

また、前記オゾンガス発生手段と前記吸入手段は、前記吸入口側からオゾンガス発生手段、吸入手段の順に配設されていることを特徴とする。これにより、オゾンガス発生手段には、筐体外部から取り込んだ空気の一部が必ず供給され、生成されたオゾンガスが筐体外部へ漏れてしまうことがなく、安全な空気清浄装置を提供することが可能である。
さらに、前記排出路の入口部分には、前記混合気を前記光触媒シートの配設方向に分流させる分流板が配設されていることを特徴とする。これにより、外部空気とオゾンガスとの混合気を分散処理させることができ、混合気を光触媒シートに接触させる機会を大幅に増加させることが可能になる。

また、前記筐体内部には、前記吸入口から前記撹拌部までを連通する第１の連通路と、前記排出路と前記送風口とを連通する第２の連通路が形成され、前記第１の連通路は前記吸入口から前記撹拌部に近付くにつれ、その断面積が徐々に小さくなるように形成され、前記第２の連通路は前記排出路から前記送風口に近付くにつれ、その断面積が徐々に小さくなるように形成されていることを特徴とする。これにより、外部空気とオゾンガスとを効率的に混合させることが可能になると共に、処理後の空気を排出させるための送風手段を吸入手段で代用することができ、部品数の削減ができ、安価な処理装置を提供することが可能になる。
さらにまた、前記オゾンガス発生手段は、前記吸入手段が作動開始した後、所要時間後に作動することを特徴とする。これにより、筐体からオゾンガスが漏えいするおそれをさらに低減させることができる。
また、前記光源は透明部材からなる管体の内部に配設されていることを特徴とする。これにより、流路内を流れる混合気の流れを調整することが可能になる。
さらに、前記光触媒シートは、シート体に角柱状光触媒が被着されていることを特徴とする。これにより、光触媒シートの表面積を増大させることができるので、さらに効率的な清浄処理が可能になる。

本発明にかかる空気清浄装置の構成によれば、オゾンガス、光触媒、マイナスイオンを浄化手段として用いた空気清浄装置において、オゾンガスと十分に混合させるための撹拌部を設けたことにより、オゾンガスによる浄化処理を十分に行うことができる。また、光触媒シートを排出路に沿って対向させて配設したことにより、オゾンガスにより処理された外部空気と光触媒との接触機会を増加させることができるため光触媒による清浄処理効率を高めることができる。さらには、送風口の直前でマイナスイオンを加えることにより、清浄処理した空気と共に、健康によいとされているマイナスイオンを吹き出すことができる。
すなわち、高度に清浄処理された清潔な空気とマイナスイオンにより、癒し効果のある空気を供給することが可能になる。

次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態における空気清浄装置を示す正面図である。図２は図１中のＡ−Ａ線における断面図である。
空気清浄装置１０は、外壁面に吸入口１２および送風口１４とが形成された筐体２０と、筐体２０の吸入口１２の近傍に配設されたオゾンガス発生手段３０および吸入手段３２と、外部空気とオゾンガスを撹拌し、混合気を生成する撹拌部３４と、混合気を送風口１４まで誘導する排出路４０と、排出路４０の延長方向に沿って配設された複数枚の光触媒シート４２と、光触媒シート４２の光触媒を励起させる光源４６と、送風口１４の直前に配設されたマイナスイオン発生手段５０と、筐体２０の内部に配設され、オゾンガス発生手段３０と吸入手段３２とマイナスイオン発生手段５０の動作を制御する制御手段６０とにより構成されている。

筐体２０の外表面に形成された吸入口１２は、筐体２０の下部側に配設されている。吸入口１２の入口部分には、防塵フィルタ１３が着脱自在に配設されている。吸入口１２と排出路４０との間は、第１の連通路１６により連通している。第１の連通路１６は、吸入口１２から排出路４０の方向に進むにつれて断面積が徐々に小さくなるように形成されている。第１の連通路１６には、吸入口１２から若干筐体内部側に入った位置に、オゾンガス発生手段３０と吸入手段であるシロッコファン３２が、吸入口１２側からオゾンガス発生手段３０、シロッコファン３２の順に互いに接近するようにして配設されている。本実施の形態においては、互いに接近させたオゾンガス発生手段３０とシロッコファン３２を１セットとし、吸入口１２を横切る方向に２セットが配設されている。

オゾンガス発生手段３０には、高濃度のオゾンガスを発生するものを用いるのが好ましい。オゾンガス発生手段３０は、シロッコファン３２が印加された後、若干遅れて印加されるように制御手段６０により制御されている。シロッコファン３２のスイッチは筐体２０の外表面に設けられた空気清浄装置１０のメインスイッチ１０ａに連動している。

筐体２０の内部には、仕切板７０が筐体２０の内部を吸入口１２側と筐体２０の背面側で二分するようにして配設されている。仕切板７０の下端部分は、筐体２０の底面と離間していて、筐体２０の内壁２０ａと仕切板７０とにより撹拌部３４が形成されている。

仕切板７０により仕切られた筐体２０の背面側の空間２０ｚには、仕切板７０と筐体２０の内壁２０ａにより形成された排出路４０に沿って、光触媒シート４２が筐体２０の内壁２０ａと仕切板７０に対向するようにして配設されている。筐体２０の内壁２０ａの上部には、送風口１４の部分に円滑に混合気を誘導させるための曲面状の摩り付け板４４が形成されている。摩り付け板４４にも光触媒シート４２が取り付けられている。
本実施の形態においては、光触媒に酸化チタンを用い、光触媒シート４２の表面が角柱状になっている角柱状光触媒シートが用いられている。

撹拌部３４と排出路４０との間には、撹拌部３４で撹拌されたオゾンガスと外部空気の混合気を光触媒シート４２が配設されている方向に分流させるための分流板７２が配設されている。分流板７２は、排出路４０を横切ると共に仕切板７０と並行するようにして配設されている。分流板７２は、図１に示すように、混合気を円滑に分流させるための曲線的な形状の分割翼７２ａを具備する略Ｙ字型状に形成されている。分割翼７２ａの先端は、光触媒シート４２の配設位置まで延出している。
分流板７２により、排出路４０の入り口部分の断面は略二等分に分割されている。

また、排出路４０に対向して配設されている光触媒シート４２、４２の間には、光触媒シート４２の酸化チタンを励起させるための光源である紫外線ランプ４６が配設されている。紫外線ランプ４６は、排出路４０の延長方向に沿って一定間隔に、水平方向へ横切らせるようにして配設されている。また、紫外線ランプ４６は、紫外線ランプ４６の径より大径な透明な円形のガラス管４８の中に配設されている。紫外線ランプ４６は、制御手段６０により、メインスイッチ１０ａに連動して印加されるように制御されている。

排出路４０の上端部と略同じ高さ位置の筐体２０の外表面には、送風口１４が配設されている。排出路４０と送風口１４の間は第２の連通路１８により連通している。第２の連通路１８は排出路４０の上端部分から送風口１４側に進むにつれ断面積が徐々に小さくなるように形成されている。送風口１４には、炭素フィルタ１５が着脱自在に配設されている。送風口１４の開口面積は、吸入口１２の開口面積よりも小さくなるように形成されている。第２の連通路１８において、送風口１４の直前にはマイナスイオン発生手段５０が配設されている。本実施の形態においては、２基のマイナスイオン発生手段５０を第２の連通炉１８を横切らせるようにして配設している。マイナスイオン発生手段５０もメインスイッチ１０ａの動作に連動して印加されるように制御手段６０により制御されている。
紫外線ランプ４６とマイナスイオン発生手段５０のスイッチは、メインスイッチ１０ａに連動して印加されるが、シロッコファン３２とオゾンガス発生装置３０との関係のように、印加時期に若干のタイムラグを設ける必要はなく、メインスイッチ１０ａと直接的に連動するようにすることができる。

次に、以上に説明した空気清浄装置１０を室内に配設し、室内空気の清浄処理の概略について説明する。
空気清浄装置１０のメインスイッチ１０ａを押下すると、シロッコファン３２が印加されて回転を始める。シロッコファン３２により吸入口１２から外部空気が取り込まれる。吸入口１２には防塵フィルタ１３が配設されているので、外部空気の大まかな浮遊物は防塵フィルタ１３で除去される。シロッコファン３２が印加された後、オゾンガス発生手段３０が続いて印加されて、取り込まれた外部空気の一部に放電処理することによりオゾンガスを生成する。オゾンガス発生手段３０とシロッコファン３２は連続的に稼動しているので、次々と外部空気を取り込むと共にその一部からオゾンガスを生成する。

このように、連続的に外部空気が取り込まれているので、取り込まれた外部空気とその一部から生成されたオゾンガスは第１の連通路１６を通って次々と筐体２０の内部に取り込まれる。第１の連通路１６は吸入口１２から撹拌部分３４側に進むにつれて、断面積が徐々に小さくなるように形成されているので、シロッコファン３２により吸い込まれた外部空気は減速することなく第１の連通路１６を通過する。
筐体２０の内部には仕切板７０が配設されていて、取り込み口の高さ位置よりも下方位置まで配設されているので、取り込まれた外部空気とオゾンガスも仕切板７０に沿って筐体２０の内底面位置の撹拌部３４に誘導される。シロッコファン３２の吸引作用により撹拌部３４で撹拌された外部空気とオゾンガス（以下、単に混合気ということがある）は、オゾンガスにより浄化処理される。

撹拌部３４でオゾンによる浄化処理がなされた後の混合気は、分流板７２により排出路４０の前面側と背面側の二方向に分けて供給される。オゾンガスを含む混合気は空気より重いため、排出路４０を直ちに通過せずに、シロッコファン３２が吸引する室内空気により押し出されながら排出路４０を徐々に上昇する。混合気は排出路４０において、紫外線ランプ４６から照射される紫外線によって励起された光触媒シート４２の酸化チタンと接触することにより、酸化分解を繰り返し受けながら筐体２０の内部を徐々に上昇していく。
排出路４０には所要間隔で紫外線ランプ４６がガラス管４８に収納されて配設されている。混合気の移動速度が所定速度以上であれば、排出路４０に配設されたガラス管４８の後方部分にカルマン渦が発生する。このカルマン渦により、混合気が排出路４０を戻る方向に移動するので、光触媒シート４２に接触する機会がさらに増大し、光触媒シート４２による浄化処理の効率を高めることができる。

以上のようにして排出路４０の上部まで排出された混合気は、清浄な空気となっている。清浄な空気は摩り付け板４４および第２の連通路１８に誘導されながら送風口１４に向かう。第２の連通路１８は、筐体内部から送風口１４の方向に進むにつれ、徐々に断面積が小さくなっているので、清浄な空気の流速を高めることができる。清浄な空気は、送風口１４の直前に配設されているマイナスイオン発生手段５０により供給されるマイナスイオンと共に送風口１４から送風される。また送風口１４には、炭素フィルタ１５が配設されているので、清浄な空気中に浮遊している微粒子を吸着除去させることも可能である。
このように、空気清浄装置１０から清浄処理された空気を排出する直前においてマイナスイオンを付加することにより、人体に良好なマイナスイオン供給装置としても利用することができるため好適である。

また、送風口１４の開口面積は、吸入口１２の開口面積より小さく形成されている。つまりは、筐体２０の内部における運動エネルギーの損失があっても、送風口１４から所要の速度で清浄処理された混合気を吹き出すことができる。
なお、送風口１４における風速はシロッコファン３２の出力を調整することにより、適宜設定することができる。また、送風口１４から送風される清浄な空気を所定速度以上にするためには、排出路４０の終端部付近にシロッコファン等の送風手段を配設すればさらに好適である。

以上に本発明の実施例について詳細に説明してきたが、本発明の要旨を変更しない範囲における種種の変更をしても本発明の技術的範囲に属するのは言うまでもない。
例えば、本実施の形態においては光触媒材に酸化チタンを用いているが、酸化チタンの他にもチタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ナトリウム、二酸化ジルコニウム、硫酸カドミウム、α−Ｆｅ_２Ｏ_３等を利用することもできる。また、光触媒シート４２は排出路４０の全面側と背面側のみに配設するのではなく、排出路４０および第２の連通路１８の壁面全面と、摩り付け板４４の壁面に配設すればさらに効率的な酸化分解処理が可能になる。

また、図３に示すように、紫外線ランプ４６のガラス管４８を直方体形状の箱にして、排出路４０を完全に二分割する形態とすることも可能である。これによれば、混合気が光触媒に接触する機会をさらに増大させることができる。さらには、紫外線ランプ４６を水平方向に掛け渡すのではなく、図４に示すように、垂直方向に配設することももちろん可能である。

本実施の形態における空気清浄装置の正面図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 他の実施の形態の一例を示す説明断面図である。 紫外線ランプの他の設置形態を示す断面図である。

符号の説明

１０ 空気清浄装置
１２ 吸入口
１４ 送風口
１６ 第１の連通路
１８ 第２の連通路
３０ オゾンガス発生手段
３２ シロッコファン
３４ 撹拌部
４０ 排出路
４２ 光触媒シート
４６ 紫外線ランプ
４８ ガラス管
５０ マイナスイオン発生手段
６０ 制御手段
７０ 仕切板
７２ 分流板

Claims (7)

1. 筐体と、
   前記筐体の外面に形成された吸入口および送風口と、
   前記筐体内の前記吸入口近傍に配設されたオゾンガス発生手段および外部空気を吸入する吸入手段と、
   前記筐体内部に配設され、前記吸入手段により吸い込まれた外部空気と、前記オゾンガス発生手段により生成されたオゾンとを撹拌する撹拌部と、
   当該撹拌部により撹拌された外部空気とオゾンとの混合気を前記送風口に排出する排出路に当該排出路の延長方向に沿って対向して配設された光触媒シートと、
   前記排出路に配設された前記光触媒シートの光触媒を励起させる光源と、
   前記送風口の直前に配設されたマイナスイオン発生手段とを具備していることを特徴とする空気清浄装置。
2. 前記オゾンガス発生手段と前記吸入手段は、前記吸入口側からオゾンガス発生手段、吸入手段の順に配設されていることを特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
3. 前記排出路の入口部分には、前記混合気を前記光触媒シートの配設方向に分流させる分流板が配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の空気清浄装置。
4. 前記筐体内部には、前記吸入口から前記撹拌部までを連通する第１の連通路と、前記排出路と前記送風口とを連通する第２の連通路が形成され、
   前記第１の連通路は前記吸入口から前記撹拌部に近付くにつれ、その断面積が徐々に狭くなるように形成され、
   前記第２の連通路は前記排出路から前記送風口に近付くにつれ、その断面積が徐々に狭くなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の空気清浄装置。
5. 前記オゾンガス発生手段は、前記吸入手段が作動開始した後、所要時間後に作動することを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の空気清浄装置。
6. 前記光源は透明部材からなる管体の内部に配設されていることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の空気清浄装置。
7. 前記光触媒シートは、シート体に角柱状の光触媒が被着されていることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の空気清浄装置。

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