JP2017217572A

JP2017217572A - 空気清浄機

Info

Publication number: JP2017217572A
Application number: JP2016111382A
Authority: JP
Inventors: 保雄寺谷; Yasuo Teratani
Original assignee: Oyama Mai
Current assignee: Oyama Mai
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2017-12-14

Abstract

【課題】従来の空気清浄機は、コロナ放電の働きを利用して空気を清浄にすることはできるが、空気中の放射性物質やＰＭ２．５を安全・効率よく収集することが困難であり、これを解決する必要があった。【解決手段】プラス電極は導電材料で形成したパイプ状電極とし、該パイプ状プラス電極は、対向してイオン風の流れに対して略平行に複数本を上下に複数段配設し、この対向して設けられたパイプ状プラス電極２間に導電性のある材料で製作したブラシ状マイナス電極１を設け、このパイプ状プラス電極２とブラシ状マイナス電極間１に高電圧を印加することで放電し、コロナ放電を発生させることによりマイナスイオン風が発生し、周囲の空気をパイプ状プラス電極２のパイプに沿って巻き込む気流が、この電極間を通って発生循環し、空気中に含まれる微細な粉塵をパイプ状プラス電極２に付着させ、パイプ状プラス電極２に効率良く粉塵を吸着集塵できる空気清浄機。【選択図】図１

Description

本発明は、パイプ状プラス電極とブラシ状マイナス電極との間に６ＫＶ〜８ＫＶの高電圧を印加することでコロナ放電によりマイナスイオン風の発生と、空中に浮遊するＰＭ２．５や放射性物質を含む粉塵の吸着を可能にする空気清浄機である。

従来、コロナ放電によりイオン風を発生させる装置であり、より大きな風量のイオン風を発生させるイオン風発生装置である。また、ゴミ等の対象物を殺菌・消臭するための装置及び方法に関し、特に、対象物の配される空間とは別空間でコロナ放電を行い、イオン及びオゾンを発生させて対象物の配されている空間にイオン・オゾン風を送給し、殺菌・消臭する装置及び方法に関する。より具体的に、本発明は、気密性の高いボックス、例えば、生ゴミやオムツ等汚物入れ、生ごみ処理機の処理臭・靴・ブーツ等や収納する為のボックス・トイレ及びトイレタンク、気密性の高い冷凍・冷蔵装置付のコンテナ及び冷凍・冷蔵装置付車両、冷蔵庫、室内・車両内の空調装置等に装着し殺菌・消臭を目的とした環境装置である、針状電極と対向電極とを有する電極対を有し、前記針状電極と前記対向電極との間に電位差を発生させてコロナ放電によりイオン、オゾン及びイオン風を発生させるイオン・オゾン風発生装置において、前記対向電極が平面状の主環状対向電極と、前記主環状対向電極を取り囲む平面状の副環状対向電極とを有し、前記針状電極の先端と前記主環状対向電極の最長距離が、前記針状電極の先端と前記副環状対向電極の最短距離よりも短いイオン・オゾン風発生装置（例えば、特許文献１参照）が存在している。

特許第４５５１９７７号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図１〜図１０を参照）

しかしながら前記従来のイオン・オゾン風発生装置は、次のような欠点をもっている。
コロナ放電の働きを利用して空気中の浮遊物質（塵や埃）を吸着集塵することはできるが、マイナスイオンの発生効率が低く、空気を清浄化する効果も薄かった。
また、オゾンを発生させるため対向電極（プラス電極）が経時変化で酸化して、さびを発生するという問題点がある。
本発明の空気清浄機は、上記の欠点を解決し、マイナス電極はステンレス繊維を多数本ブラシ状にしたものを採用し、プラス電極は導電性合成樹脂からなるパイプ状に形成した電極を採用することで、板状プラス電極に比べて表面積が広くなり、表面が円弧状になっているので、イオン風の気流が巻き込まれるように作用するので集塵効率が良くなるものである。この集塵効率の目安となるマイナスイオンの発生は、従来のものと比較して１０倍から１００倍良くなることを実験で確認することができた。また、本願発明のプラス電極はオゾンの影響を受けず、経時変化で酸化して腐食することを防止できるものを見い出したものである。また、上記欠点を解消するものとして考えられるものは、プラス電極をバナジウム、バリウム、鉄を含む酸化物系ガラス組成物を板状に形成したものが挙げられるが、高価であり、電気抵抗の調整が困難である。本発明は、以上の課題を解決することを目的としたものである。
尚、これらを踏まえて、空気清浄を行う上でマイナスイオンは必要である。そのマイナスイオンを発生させると、オゾンも同時に発生する。このオゾンは人体に影響があるので、少ない方が良いものである。また、オゾンの発生により、板状のプラス電極が酸化して腐食が進み、コロナ放電の阻害作用が発生するという悪影響もあり、これを防止する必要がある。そこで、板状のプラス電極に換えて、形状をパイプ状プラス電極にしたもので、さらに材料を種々試して、安価で最適なものを見つけたのが本発明で、パイプ状プラス電極を導電性プラスチック樹脂、マイナス電極をステンレス製のブラシ状電極にして組み合わせたものを採用することを見い出した。

本発明の第１発明は、請求項１に記載された通りの空気清浄機であり、次のようなものである。
プラス電極とマイナス電極を使用して、そのマイナス電極に高電圧を印加してプラス電極とマイナス電極間にコロナ放電を発生させ、空気中の浮遊物質を吸着集塵する空気清浄機において、プラス電極は導電材料で形成したパイプ状電極とし、該パイプ状プラス電極は、対向してイオン風の流れに対して略平行に複数本を上下に複数段配設し、この対向して設けられたパイプ状プラス電極間に導電性のある材料で製作したブラシ状マイナス電極を設け、このパイプ状プラス電極とブラシ状マイナス電極間に高電圧を印加することで放電し、コロナ放電を発生させることによりマイナスイオン風が発生し、周囲の空気をパイプ状プラス電極のパイプに沿って巻き込む気流が、この電極間を通って発生循環し、空気中に含まれる微細な粉塵をパイプ状プラス電極に付着させ、パイプ状プラス電極に効率良く粉塵を吸着集塵できるようにした構成である。

本発明の第２発明は、請求項２に記載された通りの空気清浄機であり、次のようなものである。
請求項１に記載の発明に加えて、前記上下に複数段設けたパイプ状プラス電極の内、ブラシ状マイナス電極側に位置する一本のパイプ状プラス電極の後方に並行して板状プラス電極を設けた構成である。

本発明の第３発明は、請求項３に記載された通りの空気清浄機であり、次のようなものである。
請求項１に記載の発明に加えて、上下に複数段設けたパイプ状プラス電極の内、ブラシ状マイナス電極側に位置する一本のパイプ状プラス電極の後方のパイプ状プラス電極に替えて板状プラス電極を配設した構成である。

本発明の第４発明は、請求項４に記載された通りの空気清浄機であり、次のようなものである。
請求項１に記載の発明に加えて、パイプ状プラス電極をランダム状に配設した構成である。

本発明に係る空気清浄機は、上記説明のような構成を有するので、以下に記載する効果を奏する。
（１）コロナ放電によりパイプ状プラス電極に空気中の浮遊物、すなわちＰＭ２．５や放射性物質を含む微細な粉塵を吸着することができる。
（２）ブラシ状マイナス電極にステンレス繊維を支持板に対してブラシ状に植毛形成することにより、オゾンの発生をテストの結果抑えることができる。
（３）空気を清浄にするには、オゾンは微量必要であるが、オゾンは人体には有害であるとされているので、オゾンの発生は極力抑える必要があり、これを実現したものである。
（４）コロナ放電において、導電性プラスチックからなるパイプ状プラス電極を採用することにより、マイナスイオンの発生が増加し、パイプ状プラス電極に空気中の浮遊物、すなわち微細な粉塵を効率良く吸着することができる。
（５）コロナ放電において、導電性プラスチックからなるパイプ状プラス電極と、ステンレス繊維からなるブラシ状マイナス電極を採用することにより、マイナスイオンの発生が増加するので、導電性プラスチックからなるパイプ状プラス電極に空気中の浮遊物、すなわち微細な粉塵、例えば、ＰＭ２．５や花粉を効率良く吸着することができる。
（６）プラス電極を板状に替えてパイプ状(丸棒状も含む)にすることにより、表面積が広くなって集塵効率が高くなり、しかもブラシ状マイナス電極との組み合わせにより人体に悪影響があるオゾンの発生を少なくできる。
(７) 構造が簡単であるので、掃除やメンテナンスが容易である。

本発明の第１実施例である空気清浄機を示すもので、(ａ)は概略平面図、(ｂ)は概略正面図、(ｃ)は概略右側面図である。本発明の第２実施例である空気清浄機を示す概略右側面図である。本発明の第３実施例である空気清浄機を示す概略右側面図である。本発明の第４実施例である空気清浄機を示す概略右側面図である。本発明の第５実施例である空気清浄機を示す概略右側面図である。本発明の第６実施例である空気清浄機を示す概略右側面図である。

プラス電極とマイナス電極を使用して、そのマイナス電極に高電圧を印加してプラス電極とマイナス電極間にコロナ放電を発生させ、空気中の浮遊物質を吸着集塵する空気清浄機において、プラス電極は導電材料で形成したパイプ状電極とし、該パイプ状プラス電極は、対向してイオン風の流れに対して略平行に複数本を上下に複数段配設し、この対向して設けられたパイプ状プラス電極間に導電性のある材料で製作したブラシ状マイナス電極を設け、このパイプ状プラス電極とブラシ状マイナス電極間に高電圧を印加することで放電し、コロナ放電を発生させることによりマイナスイオン風が発生し、周囲の空気をパイプ状プラス電極のパイプに沿って巻き込む気流が、この電極間を通って発生循環し、空気中に含まれる微細な粉塵をパイプ状プラス電極に付着させ、パイプ状プラス電極に効率良く粉塵を吸着集塵できるようにした空気清浄機である。

以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
この発明は、空中に浮遊する塵埃（ＰＭ２．５や花粉を含む微細な粉塵）をパイプ状、または棒状プラス電極(以下、パイプ状プラス電極という)とブラシ状マイナス電極との間に高電圧を印加して生じるコロナ放電を利用して塵埃を吸着する空気清浄機に関するものである。
先ず、コロナ放電の安定化を図る上で必要なことは何かを考えてみる。
コロナ放電の利用目的としては、一つ目はマイナスイオンの発生、二つ目は消臭機能のあるオゾンガスの発生である。
オゾンガスは、人体に悪影響があるので、オゾンガスの発生を少なくする必要がある。また、オゾンガスには強酸化力がありマイナス電極の酸化が発生し、コロナ放電の阻害作用が発生することになる。これを防止するために、本発明では、支持板にステンレス繊維を多数本ブラシ状に植毛したものからなるブラシ状マイナス電極１と導電性合成樹脂からなるパイプ状プラス電極２を採用することで電極が酸化せずに、大変有効に長期間利用することができるものである。
先ず、第一実施例として図１に基づいてその構成を詳細に説明する。
図１の(ａ)は、本発明の空気清浄機を示す概略平面図、(ｂ)は概略正面図、(ｃ)は概略右側面図である。
図１(ａ)〜(ｃ)に示されているように、この発明の第一実施例に係る空気清浄機は、空気中の浮遊する塵埃を荷電するマイナス電極であるブラシ状電極１と、ブラシ状電極１の風下側に配設された、導電性の材料から製作した荷電された塵埃を吸着捕集するパイプ状プラス電極２からなる集塵デバイスを備えたものである。
本発明の空気清浄機は、コロナ放電により電界効果、クーロンの法則により、図１に示されているように、対向させて配設した面積の大きいパイプ状プラス電極２に粉塵が付着するものである。
上記パイプ状プラス電極２は、図１からも理解できるように、対向してイオン風の流れに対して略平行に複数本設け、さらにこの複数本のパイプ状プラス電極２を上下に２段配設し、この上下に２段配設したパイプ状プラス電極間に導電性のある材料、例えばステンレス繊維で製作したブラシ状マイナス電極を設けるものである。
なお、ブラシ状マイナス電極１は、高電圧が印加されるステンレス製ブラシ状の放電電極である。
マイナス電極であるステンレス製のブラシ状電極１は、高電圧（約６ＫＶ）が印加されるステンレス製のワイヤ線で作られたブラシ状の放電電極である。
マイナス電極であるステンレス製ブラシ状電極１とプラス電極である導電性のパイプ状電極２との間に６ＫＶ〜８ＫＶの高電圧を印加することでコロナ放電を発生させる。このコロナ放電によりプラス電極のパイプ状プラス電極２に空気中の微細な粉塵を付着させる。
マイナス電極であるステンレス製のブラシ状マイナス電極１とプラス電極である導電性のパイプ状プラス電極２との間に６ＫＶ〜８ＫＶの高電圧を印加することでコロナ放電を発生させる。このコロナ放電により導電性プラスチックから成るパイプ状プラス電極２に空気中の放射能を含む微細な粉塵を付着させる。さらに、マイナス電極のステンレス製のブラシ状マイナス電極１からパイプ状プラス電極２に向けてイオン風を発生させ、このイオン風を前面に吹き出し、本発明の空気清浄機周辺の空気を攪拌する。この攪拌された空気中の粉塵は、イオン風によりイオン化され荷電した粉塵は導電性プラスチックからなるパイプ状プラス電極２に集塵されるので、清浄化した空気が吹き出すことになる。
プラス電極をパイプ状、丸棒状にすることにより表面積が広くなり、しかも曲面に沿って気流が巻き込むように流れ、集塵効率が上がることになる。

次に、各構成要素を具体的に説明する。
図１に示すように、プラス電極である導電性のパイプ状プラス電極２を接地とし、ステンレス製から形成されるマイナス電極のブラシ状マイナス電極１に高電圧（例えば、−６ＫＶ）を印加し、コロナ放電を発生させる。このコロナ放電によりマイナスイオンが発生し、空中に浮遊する微細な粉塵がプラス電極であるパイプ状プラス電極２に付着する。同時にコロナ放電によってイオン風も発生し、このイオン風を本発明の空気清浄機の吹出風として放出することで空気清浄効果も奏するものである。
高圧を発生する高圧電源部３は、コロナ放電に必要なマイナス６〜８ＫＶを発生させ、マイナス電極のステンレス製のブラシ状マイナス電極１へ送出する。

以上のような構成にすることで、空気中の粉塵に含まれている放射性物質をも安全に収集し、除染が可能となるものである。

ここで、プラス電極であるパイプ状プラス電極２について、材質及び形状について説明する。
材質としては、通電できるものであれば、殆んどのものが可能であり、例えば白金、金、銀、銅、ステンレス、鉄、アルミ箔、炭素繊維、導電性プラスチック等が考えられる。これらの材料を用いてパイプ状、丸棒状に形成したものを採用する。さらに導電性塗料を塗装した各種材料などの導電性物質が考えられる。

また、マイナス電極であるブラシ状マイナス電極１について、材質及び形状について説明する。
材質としては、１２μｍ〜１４μｍのステンレス繊維を９０〜１００本を束ね、１０ｍｍ間隔で１列に並べ２００ｍｍ長にブラシ状にしたもので、マイナス電極として繊維全体で約９５００本を使用するものである。
また、マイナス電極としてブラシ状マイナス電極を採用した理由は次の通りである。
先端の放電部分は、でき得る限り細い方が人体に有害なオゾンガスの発生を抑えることができ、有効である。しかし、従来の針状のマイナス電極では針の先端の径を細くする加工は技術的に困難であり、高価となる。
これに対して、本発明のブラシ電極は、ブラシの材料として極細（数μｍ）のステンレス製のワイヤ線を繊維状に加工したステンレス製繊維を何本か束ね、この束をある間隔で並べ、コロナ放電の電極とすることで、オゾンガスの発生を極力抑えたものである。

次に、図２に示す本発明の第２実施例について説明する。
図２からも理解できるように、パイプ状プラス電極２を第１実施例の上下に２段配設したものに替えて３段に配設したものである。
また、図３に示す本発明の第３実施例を説明すると、図３からも理解できるように図２で示した第２実施例との違いは、上下に３段のパイプ状プラス電極２を、ブラシ状マイナス電極１に対向する最先端のパイプ状プラス電極２の後方に並設するように板状プラス電極にしたものである。
図４に示す本発明の第４実施例を説明すると、図４からも理解できるように、図３で示した第３実施例との違いは、上下に３段に配設したパイプ状プラス電極２の内、最下段だけに最先端のパイプ状プラス電極２の後方に並設するように板状プラス電極を設けたものである。
図５に示す本発明の第５実施例を説明すると、図５からも理解できるように、図４で示した第４実施例との違いは、上下に３段に配設したパイプ状プラス電極２の内、最下段と中段に最先端のパイプ状プラス電極２の後方に並設するように板状プラス電極を設けたものである。
図６に示す本発明の第６実施例を説明すると、図６からも理解できるように、図１〜図５に示されたパイプ状プラス電極２を上下に２段、あるいは３段に配設したものとの違いは、直線状ではなく、ランダム状にパイプ状プラス電極２を配設したものである。
以上のように第１実施例から第６実施例に示したパイプ状プラス電極は配設形状が変更されたもので、その他の構成は同一のものである。

空気除染機、集塵機、脱臭装置、消臭装置等にも利用することができる。

１・・・・ステンレス製のブラシ状マイナス電極
２・・・・パイプ状プラス電極
３・・・・高圧電源部

Claims

プラス電極とマイナス電極を使用して、そのマイナス電極に高電圧を印加してプラス電極とマイナス電極間にコロナ放電を発生させ、空気中の浮遊物質を吸着集塵する空気清浄機において、プラス電極は導電材料で形成したパイプ状電極とし、該パイプ状プラス電極は、対向してイオン風の流れに対して略平行に複数本を上下に複数段配設し、この対向して設けられたパイプ状プラス電極間に導電性のある材料で製作したブラシ状マイナス電極を設け、このパイプ状プラス電極とブラシ状マイナス電極間に高電圧を印加することで放電し、コロナ放電を発生させることによりマイナスイオン風が発生し、周囲の空気をパイプ状プラス電極のパイプに沿って巻き込む気流が、この電極間を通って発生循環し、空気中に含まれる微細な粉塵をパイプ状プラス電極に付着させ、パイプ状プラス電極に効率良く粉塵を吸着集塵できるようにしたことを特徴とする空気清浄機。
前記上下に複数段設けたパイプ状プラス電極の内、ブラシ状マイナス電極側に位置する一本のパイプ状プラス電極の後方に並行して板状プラス電極を設けたことを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。
上下に複数段設けたパイプ状プラス電極の内、ブラシ状マイナス電極側に位置する一本のパイプ状プラス電極の後方のパイプ状プラス電極に替えて板状プラス電極を配設したことを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。
パイプ状プラス電極をランダム状に配設したことを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。