JP2017120697A - 放電装置及び空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】 絶縁体を挟んで対向する内電極と外電極の間に交流電圧を印加することによりオゾンを発生させる無声放電方式の放電装置において、外電極に塵等が付着することを防止して、煩雑なメンテナンス作業を不要にする。【解決手段】 放電装置１０は、絶縁体からなる内管１と、内管１の内面に沿って配置された内電極２と、内管１の外面に沿って配置された金属メッシュからなる外電極３と、内電極１と外電極３との間に交流電圧を印加する電圧印加手段４と、外電極３を覆って内管１の外側に嵌着された絶縁体からなる外管５と、を備えて構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、無声放電方式の放電装置及び、これを用いた空気清浄機に関する。

従来より、無声放電方式の放電装置により発生されたオゾン及びイオンを利用して、消臭、殺菌等を行う技術が知られている。

特許文献１には、筒状のガラス管を挟んで対向するステンレスメッシュからなる内電極と外電極とを設け、これらの電極間に交流電圧を印加することにより、正イオン、負イオン、及びオゾンを発生させる放電装置を、空気清浄機の空気吹出口の上流側に設けたものが記載されている。

特許文献２には、絶縁体を挟んで対向する一対の電極を設け、両電極間に交流電圧を印加することにより、正イオン、負イオンと、及びオゾンを発生させる放電装置と、脱臭及び／又は集塵を行うフィルタ部とを備え、外部空気の吸込口から吹出口に至る通風路の上流側にフィルタ部を、下流側に放電装置をそれぞれ配置したものが記載されている。

特開２００２−５８７３１号公報 特開２００２−６５８３６号公報

しかしながら、外電極には、それがメッシュであるが故に空気中の塵等が付着しやすく、塵等が付着すると、電極間の放電不良が起こりオゾン等の発生が妨げられるという問題がある。そのため、当該外電極に付着した塵等を除去するための煩雑なメンテナンス作業が必要とされていた。

本発明の放電装置は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、絶縁体からなる内管（１）と、内管（１）の内面に沿って配置された内電極（２）と、内管（１）の外面に沿って内電極（２）と対向するように配置された金属メッシュからなる外電極（３）と、内電極（１）と外電極（３）との間に交流電圧を印加する電圧印加手段（４）と、外電極（３）を覆って内管（１）の外側に嵌着された絶縁体からなる外管（５）と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の空気清浄機は、空気吹出口（１１）及び空気吸込口（１２）を有する収納箱（１３）と、収納箱（１３）に収納され、空気吹出口（１１）に向けて送風する送風ファン（１４）と、送風ファン（１４）上に配置された放電装置（１０）と、を備え、放電装置（１０）により発生されたオゾン及びイオンを空気に乗せて空気吹出口（１１）から外部に送出する空気清浄機において、
前記放電装置（１０）は、絶縁体からなる内管（１）と、内管（１）の内面に沿って配置された内電極（２）と、内管（１）の外面に沿って内電極（２）と対向して配置された金属メッシュからなる外電極（３）と、内電極（１）と外電極（３）との間に交流電圧を印加する電圧印加手段（４）と、外電極（３）を覆って内管（１）の外側に嵌着された絶縁体からなる外管（５）と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、放電装置の外電極を覆って内管の外側に嵌着された絶縁体からなる外管を設けたことにより、外電極に塵等が付着してオゾン等の発生量が減少するのを防止することができるとともに、塵等を除去するための煩雑なメンテナンス作業を不要にすることができる。

本発明の実施形態における放電装置の平面図及び断面図である。 本発明の実施形態における空気洗浄機の平面図及び断面図である。

本発明の実施形態における放電装置及び空気洗浄機を図１及び図２に基づいて説明する。図１は放電装置を示す図で、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線における拡大断面図である。

図示のように放電装置１０（放電管）は、絶縁体からなる内管１と、内管１の内面に沿って配置された筒状の内電極２と、内管１の外面に沿って内電極２と対向して配置された金属メッシュからなる筒状の外電極３と、内電極２と外電極３との間に交流高電圧を印加する電圧印加手段４と、外電極３を覆って内管１の外側に嵌着された絶縁体からなる外管５、とを備える。すなわち、内電極２と外電極３とは、絶縁体からなる内管１を挟んで対向しており、これらの電極間に、放電電圧として、交流高電圧が印加されるようになっている。

この場合、内管１及び外管５は、石英管で構成されることが好ましいが、ガラス管でもよい。内電極２及び外電極３は、例えば、ステンレス、スチール、アルミニウム等からなる金属で構成される。外電極３は、放電によるオゾン及びイオンの発生を促進するために金属メッシュ（金属細線からなる金網）で構成されるが、内電極２は、金属メッシュでも金属プレートでもよい。

電圧印加手段４は、内電極２と接地の間に接続された交流電源６を備え、外電極３を接地して構成される。これにより、内電極２と外電極３との間に交流高電圧が印加される。すると、無声放電により発生する電子が空気中の酸素原子に衝突し、この酸素原子がオゾンに変換される。また、衝突電離により正イオンと負イオンも同時に発生する。

放電装置１０の本体は上述のように構成されるが、この本体を支持するために、一対の支持管体７，７が設けられ、内管１の両端であって外管５が嵌着されていない部分が、それぞれ支持管体７，７の端部に嵌入される。

この放電装置１０によれば、外電極３を覆って内管１の外側に外管５を嵌着したことにより、外管５が保護カバーとして機能して外電極３に塵等が付着することが防止されることから、塵等の付着によるオゾン等の発生量の減少を防止することができるとともに外電極３の塵等を除去するための煩雑なメンテナンス作業を不要にすることができる。

オゾン等の発生量は、内電極２及び外電極３の形状、両電極２，３の対向面積、放電電圧をパラメータとして変化するため、外管５が設けられていない放電装置と同等の発生量を得られるようにこれらのパラメータの中、１つ以上のパラメータを調整することができる。すなわち、放電装置１０は、外管５が設けられていない放電装置に比して、これらのパラメータが同一の場合にはオゾン等の発生量は減少するが、例えば、放電電圧（交流電圧）を高く設定するか、両電極２，３の対向面積を増加することなどにより、同等のオゾン等の発生量を得ることができる。

次に、放電装置１０を用いた空気清浄機３０について説明する。図２は空気清浄機３０を示す図で、図２（ａ）はその平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。

図示のように、空気清浄機３０は、上面中央部に開口された空気吹出口１１、空気吹出口１１と同じ面で、これに隣接して、その両側に開口された２個の外部空気の空気吸込口１２を有する収納箱１３の中に、送風ファン１４及び上述の放電装置１０を収納し、放電装置１０により発生されたオゾンを空気に乗せて空気吹出口１１から外部に送出するように構成される。

収納箱１３の外側面には、回路基板１５が取り付けられる。この回路基板１５は、送風ファン１４のモータ駆動部と、放電装置１０の電圧印加手段４（交流高電圧発生部）を含む。

また、空気吹出口１１、空気吸込口１２にはそれぞれステンレス、スチール、アルミニウム等からなるメッシュ１１ａ，１２ａが取り付けられる。この場合、塵等の吸込を軽減するために、空気吸込口１２のメッシュ１２ａは、空気吹出口１１のメッシュ１１ａに比してメッシュの目が細かくなっている。メッシュ１１ａ，１２ａは金属製又は樹脂製の網である。

送風ファン１４は、収納箱１３の空気吹出口１１に対向する底に収納され、ケーシング１６内に収納されたモータ１７、モータ１７のロータ１８に取り付けられた複数の羽根を有するインペラ（羽根車）１９を備える。ケーシング１６の上面には送風口２０が開口されている。

２個の放電装置１０は、送風ファン１４の上、つまり送風ファン１４の空気流の下流に配置される。送風ファン１４の送風口２０から吹き出した空気は、２個の放電装置１０に当たり、放電装置１０により発生したオゾン等を乗せて空気吹出口１１に向けて送られる。なお、この例では、２個の放電装置１０が収納されているが、その個数は任意に増減できる。また、送風ファン１４の個数は２個以上であってもよい。

上記のように構成された空気清浄機３０を部屋の天井や、壁に取り付け、オゾン及びイオンを含んだ空気流を部屋内に循環させることで、部屋内の空気中を浮遊している細菌類の殺菌や、消臭といった効果を得ることができる。

この場合、空気吹出口１１におけるオゾン濃度が異常に上昇するなど、オゾン濃度が安定しないという問題がある。これは、空気吹出口１１から空気流に乗せられて吹き出したオゾンの一部が、空気流に乗って空気吹出口１１と同じ面で隣接して配置された空気吸込口１２から収納箱１３の中に吸い込まれ、放電装置１０により新たに発生したオゾンと一緒に送風ファン１４の空気流に乗って再放出されることになるためである。特に、空気吹出口１１と空気吸入口１２とが近接して配置される場合には、この現象は顕著になる。

そこで、本発明者は、空気吸込口１２のメッシュ１２ａの表面に、二酸化マンガン等のオゾン分解触媒を蒸着等の方法により被着することにより、この問題を解決できることを見出した。

これは、空気吹出口１１から一度吹き出されたオゾンが空気吸入口１２から吸入される際に、空気吸入口１２に取り付けられたメッシュ１２ａに被着されたオゾン分解触媒により分解される。これにより、空気吹出口１１から吹き出すオゾンは、大部分が放電装置１０により新たに発生したオゾンとなり、空気吹出口１１におけるオゾン濃度、ひいては部屋内のオゾン濃度をより安定させることができるからである。

なお、空気吸込口１２にメッシュ１２ａとは別にオゾン除去フィルタを設けることも考えられるが、メッシュ１２ａの表面にオゾン分解触媒を被着する構成の方がより簡便である。

１ 内管
２ 内電極
３ 外電極
４ 電圧印加手段
５ 外管
６ 交流電源
７ 支持管体
１０ 放電装置
１１ 空気吹出口
１１ａ メッシュ
１２ 空気吸込口
１２ａ メッシュ
１３ 収納箱
１４ 送風ファン
１５ 回路基板
１６ ケーシング
１７ モータ
１８ ロータ
１９ インペラ
２０ 送風口
３０ 空気清浄機

Claims (5)

1. 絶縁体からなる内管（１）と、
   内管（１）の内面に沿って配置された内電極（２）と、
   内管（１）の外面に沿って内電極（２）と対向して配置された金属メッシュからなる外電極（３）と、
   内電極（１）と外電極（３）との間に交流電圧を印加する電圧印加手段（４）と、
   外電極（３）を覆って内管（１）の外側に嵌着された絶縁体からなる外管（５）と、を備えることを特徴とする放電装置。
2. 前記内管（１）及び前記外管（５）は、石英管であることを特徴とする請求項１に記載の放電装置。
3. 空気吹出口（１１）及び空気吸込口（１２）を有する収納箱（１３）と、
   収納箱（１３）に収納され、空気吹出口（１１）に向けて送風する送風ファン（１４）と、
   送風ファン（１４）上に配置された放電装置（１０）と、を備え、放電装置（１０）により発生されたオゾンを空気に乗せて空気吹出口（１１）から外部に送出する空気清浄機において、
   前記放電装置（１０）は、
   絶縁体からなる内管（１）と、
   内管（１）の内面に沿って配置された内電極（２）と、
   内管（１）の外面に沿って内電極（２）と対向するように配置された金属メッシュからなる外電極（３）と、
   内電極（１）と外電極（３）との間に交流電圧を印加する電圧印加手段（４）と、
   外電極（３）を覆って内管（１）の外側に嵌着された絶縁体からなる外管（５）と、を備えることを特徴とする空気清浄機。
4. 前記空気吸込口（１２）に取り付けられ、オゾン分解触媒が被着されたメッシュ（１２ａ）を備えることを特徴とする請求項３に記載の空気清浄機。
5. 前記内管（１）及び前記外管（５）は、石英管であることを特徴とする請求項３または
   ４に記載の空気清浄機。

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