JP3120096B2 - 負イオン発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内の空気を浄化
する負イオン発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】室内の汚れた空気を水洗し、また、水滴
の分裂によるレナード効果によって生じた負イオンを室
内に放出して室内空気を清浄化する技術は、陰イオン製
造方法及びその装置（特公平５−５８７５５号）として
開発された。この装置は、基本的に水分裂部と、気液分
離部とからなるもので、水分裂部には、ノズルから衝壁
に向けて高圧水を噴射して微細水滴に分裂させる装置，
回転する円板上に水を噴射し、噴射水に遠心力を作用さ
せて微細水滴に分裂させる装置，超音波加湿器を用い、
水を振動させて微細水に分裂させる装置、あるいは回転
する羽根車に水を吹き付け、羽根車で水を叩いて微細水
滴に分裂させる装置などが用いられる。気液分離部は、
例えばサイクロンセパレータである。サイクロンセパレ
ータによれば、微細水滴混合空気を旋回させつつ空気中
から微細水滴を遠心力分離して負イオンを含む多湿の空
気を外部へ取出すことができる。

【０００３】負イオン発生装置を小型化して家庭用の空
気清浄機として利用する試みの一つとして実開平４−１
２６７１７号公報に記載された空気清浄機がある。この
空気清浄機によれば、図１０に示すように、ファン３１
により吸引して複数のフィルタからなる集塵フィルタ装
置３２を介して空気を取り入れ、サイクロン構造の気液
接触部３３内で噴射ノズル３４より微細な水滴を噴射し
て気液接触させ、連通口３５を介して連通する同じくサ
イクロン構造の液滴分離部３６に送って余分な水分を除
去した後、空気排出口３７から清浄空気が排出される。
図中３８は、噴射ノズル３４に水を圧送するポンプ，３
９は給水タンク，４０は噴射する水を収容するタンクで
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように負イオン
発生装置は、室内空気の清浄機としても用いられるので
あるが、送出される空気は負イオンを含む多湿の空気で
ある。空気イオンの生理作用に関して、負（陰）イオン
は快適な気分を、また正（陽）イオンは不愉快な気分を
もたらす。一般に、陰イオンは副交感神経の刺激作用を
もち、異常な生体内諸機能を生理的な状態に復元せしめ
る。これもその適量を考えることが必要で、負イオンと
いえども、その過剰な作用は、正イオン性である。正イ
オンは交感神経を刺激するといわれている（水と生命，
森下 敬一 美土里書房 ｐ７４，１９９２年参照）。
また、多湿の空気であるために多量に排出されると室内
が高湿度となって、快適な環境が損なわれる。

【０００５】このように負イオンの供給量は環境に大き
く関わり、また生活の状況（起床時，活動時，就寝時）
にあわせて快適な環境を設定できることが好ましい。殊
に空気イオン，負イオンを含む空気は、エアコンの冷
房，暖房の空気温度のように直接体感できるものではな
いために、エアコン以上に使用状況にあわせて適正な運
転モードを選定できることが好ましい。

【０００６】本発明の目的は、使用状況に応じて適正な
運転モードを容易に選定しうる負イオン発生装置を提供
することにある。

【０００７】上記目的を達成するため、本発明による負
イオン発生装置においては、水にエネルギーを付与し、
微細水滴に分裂させて空気中に負イオンを発生させ、送
風機を用いて発生した負イオンを含む多湿の空気を外部
へ送風する負イオン発生装置であって、重点運転モード
を有し、重点運転モードは、直接体感できない空気中の
負イオン量を湿度、風量に置き換えて運転するモードで
あり、湿度重点運転モード、風量重点モード、省エネ重
点運転モードを有し、 湿度重点運転モードは、室内空気
の湿度を制御して室内の相対湿度を一定に保持して室内
にさわやかな雰囲気を形成するモードであり、 風量重点
モードは、一定時間帯で送風機を弱運転で静粛に運転し
て負イオンを室内に放出するモードであり、 省エネ重点
運転モードは、送風機の運転と停止とを繰り返させるモ
ードである。

【０００８】また、自動運転モードを有し、自動転モー
ドは、環境条件を情報として、設定湿度を定め、その設
定湿度に近づける方向に微細水滴の発生量、送風量を自
動的に制御するモードである。

【０００９】また、マニュアル運転モードを有する負イ
オン発生装置であって、マニュアル運転モードは、重点
運転モード、自動運転モードをいずれも解除し、送風機
の強、弱運転などの運転条件を手動で選定するモードで
ある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図によ
って説明する。図１〜図３に、本発明を適用する負イオ
ン発生装置の一実施形態を示す。図において、本発明を
適用する負イオン発生装置においては、サイクロンユニ
ット１と、水槽２との組合せをケース３内に有してい
る。サイクロンユニット１は、第１サイクロン筒４と、
第２サイクロン筒５との組合せからなり、胴部には周縁
に張り出したフランジ６を一体に有している。第１サイ
クロン筒４および第２サイクロン筒５は下縁が開放され
た縦長の筒状であり、平行に配設され、連通溝７によっ
て互いに連通させている。サイクロンユニット１は、各
々のサイクロン筒４，５の下縁を水槽２内に挿し込み、
フランジ６を水槽２の開口縁８に着座させて水槽２上に
設置されている。

【００１１】図１において、吸気口９は、ダクト１０を
介して第１サイクロン筒４の上部に接続され、排気口１
１は、排気通路１２を通じて第２サイクロン筒５の上部
に接続され、ダクト１０には外気を吸引する送風機１３
が介装されている。第１及び第２サイクロン筒４，５内
は、送風機１３によって吸気された外気の流通路を形成
し、外気は各筒４，５内を順次旋回しつつ流動して排気
口１１より外気中に排出される。図３において、吸気口
９はケース３の正面下部に縦長に設けられ、排気口１１
はケース３の正面上部に横長に設けられている。

【００１２】第１サイクロン筒４は、水分裂部Ａを形成
する部分であり、筒内には、水槽２内の水の供給を受
け、これを第１サイクロン筒４内へ噴出する回転体１４
を有している。水分裂部Ａは、給水された水にエネルギ
ーを付与し、微細水滴に分裂させて付近の空気中に負イ
オンを発生させる部分である。

【００１３】この実施形態においては、第１サイクロン
筒４内に同心状に内筒１５を設け、該内筒１５に回転体
１４及び衝壁となるリング１６を装備したものである。
内筒１５内には回転体１４を回転駆動するモータ１７が
装てんされ、その回転軸１７ａを回転体１４の軸孔１８
に装着して第１サイクロン筒４の胴部内に回転体１４を
水平姿勢で設置している。

【００１４】回転体１４は、図４に示すように対の回転
板１４ａ，１４ｂの組合せからなり、ワッシャー１９及
び止め金具２０で支え、軸孔１８にモータ１７の回転軸
１７ａを通し、ナット２１で緊締されている。対の回転
板１４ａ，１４ｂは傘型をなし、上下に組合され、ステ
ー２２をもって一定間隔に保持されている。上段の回転
板１４ａは中央に水の受入部２３を有し、下段の回転板
１４ｂの板面は、受入部２３を通して受入れられた水を
下傾方向に誘導するガイドであり、周縁に形成される開
口が放水部２４となる。

【００１５】水槽２内の水は、カートリッジタンク２６
から供給される。水槽２内に満たされた水は、ポンプ２
７で汲み上げ、内筒１５内に配管された水の供給用配管
２５を通して回転体１４上に上方から供給され、受入部
２３から回転体１４内に受入れられる。回転帯１４内に
受入れられたた水は、回転体１４の回転方向のエネルギ
ーが与えられ、周縁の放水部２４より遠心方向に噴射さ
れ、その噴射水は、リング１６の内面に衝突して微細水
滴に分裂する。回転体１４より噴出した水が衝突する面
は、水を微細水滴に分裂させる衝壁である。

【００１６】衝壁に回転体１４から放水された水が衝突
すると衝撃音を発する。第１サイクロン筒４内にリング
１６を設置し、そのリング１６の内面を衝壁としたの
は、衝撃音による騒音のレベルを減少させるためであ
る。勿論第１サイクロン筒４の内面を衝壁とすることも
できる。

【００１７】第２サイクロン筒５は、気液分離部Ｂを形
成する部分である。第２サイクロン筒５内は中空であ
り、空気の旋回流路を形成し、上端は、排気通路１２を
通じて排気口１１に連通させている。気液分離部Ｂは、
水分裂部Ａに発生させた微細水滴を含む空気を受入れ、
空気中から微細水滴を遠心力分離して負イオンを含む多
湿の空気を排気口１１より外気中に送風する。

【００１８】各サイクロン筒４，５は、水槽２内の水面
上に開放されているため、水分裂部Ａに生じた余分の水
や、気液分離部Ｂにおいて遠心力分離された水は、各サ
イクロン筒４，５の内壁を伝って水槽内２に戻され、循
環使用される。

【００１９】本発明においては、吸気口９に湿度センサ
２８と、温度センサ２９とが設置されている。湿度セン
サ２８及び温度センサ２９は、吸気口９内に吸引される
室内の空気の湿度，温度を検知して負イオン発生装置の
運転制御指令を出力するものである。また、本発明によ
る負イオン発生装置は、タイマー（図示略）によって運
転時間が制御される。運転モードとして、重点運転と、
自動運転と、マニュアル運転との３つの運転モードを有
している。

【００２０】いずれの運転モードにおいても運転が開始
されると、ポンプ２７，モータ１７及び送風機１３が一
斉に起動する。自動運転は、吸気口９内に吸引する室内
の空気の湿度を検知し、検知湿度を設定湿度に近づける
方向に送風機の駆動を制御するモードである。

【００２１】重点運転は、使用者の好みに応じて予め設
定した湿度，風量又は消費エネルギー（消費電力）など
の重点条件を選択して負イオン発生装置の運転を制御す
る運転モードである。湿度重点運転のモードを図５に示
す。このモードが選定されると、ステップ２０１で温度
センサ２９が吸気口９内に吸引される室内空気の温度を
検知して検知温度を出力し、ステップ２０２では湿度セ
ンサ２８が室内空気の湿度を検知して、検知湿度を出力
し、ステップ２０３で検知温度，検知湿度を基に設定湿
度が算出される。

【００２２】設定湿度は、検知湿度（％）に任意の割合
（例えば５／１００）を加算した値であり、室内湿度の
目標値となるものである。ステップ２０４では設定湿度
と、検知湿度との差Δを算出してその差Δが基準値より
大きいときにはステップ２０５で送風機１３を強運転、
その差Δが基準値より小さいときにはステップ２０６で
送風機１３を弱運転、逆に検知湿度が設定湿度より高い
ときにはステップ２０７で送風機１３の運転を停止す
る。

【００２３】このモードによれば、室内空気の湿度を制
御することにより、室内の相対湿度を一定に保持して室
内にさわやかな雰囲気を形成できる。

【００２４】風量を制御する風量重点運転モードは、タ
イマーを用いて運転時間を制御するモードである。図６
において、この運転モードが選択され、ステップ３０１
でタイマーに運転開始時間を設定すると、一定時間後、
ステップ３０２では、送風機１３が弱運転を開始する。
ステップ３０３でタイマーの設定時間が経過すると、ス
テップ３０４で送風機１３の運転が停止する。

【００２５】さらにステップ３０５で、タイマーに設定
された時間が経過すると、ステップ３０６で送風機１３
は弱運転を開始し、一定時間が経過するとステップ３０
７で送風機１３に運転停止指令を出力する。このモード
によれば、就寝時及び起床時の一定時間帯で送風機１３
を弱運転で静粛に運転して負イオンを室内に放出でき
る。

【００２６】消費エネルギーを制御する省エネ重点運転
モードは、送風機１３の運転と停止とを繰返させるモー
ドである。図７において、ステップ４０１では負イオン
発生装置の運転を適宜の時間間隔で開始し、あるいは停
止する。運転開始時にはタイマーを作動させ、ステップ
４０２で送風機１３を弱運転で一定時間（例えば３０分
間）運転し、運転停止時には、ステップ４０３でタイマ
ーを作動させて引き続き運転を停止する。このモードに
よれば、自動的に間欠運転となり、消費電力が節減され
る。

【００２７】以上重点運転の各運転モードにおいて、送
風機１３を強，弱運転制御する例を説明しているが、送
風機１３の強弱運転に同期させて回転体１４の駆動用モ
ータ１７を制御して高速又は低速で回転させるようにし
てもよい。回転体１４を低速で回転させると、騒音のレ
ベルは低下する。

【００２８】自動運転モードは、環境条件を情報とし
て、設定湿度を定め、その設定湿度に近づける方向に微
細水滴の発生量，送風量を自動的に制御する運転モード
である。

【００２９】図８に自動運転モードの一例を示す。自動
運転モードが選定されると、ステップ５０１，５０２で
は、負イオン発生装置が設置された室内の温度，湿度の
データ及び現在の時間（朝，昼，夕刻，夜などの時間
帯）情報を得て、ステップ５０３でその時間帯，室内環
境に適合した設置湿度を算出し、ステップ５０４ではそ
の設置湿度を実現する最適制御を行なう。制御条件とし
ては、回転体１４の回転速度（強，中，弱，停止）の条
件と、送風機１３の回転速度（強，中，弱，停止）の条
件との１６通りの組合せの一つが選定され、微細水滴の
発生量と送風機との組合せ制御によって負イオン発生装
置から外部へ送風される多湿の湿度が設定湿度に自動的
に調整される。回転体の回転速度及び送風機の回転速度
は段階的に変化させる場合に限らず無段階に変化させて
その組合せを選定してもよい。重点運転モードと自動運
転モードとは切替によって選択される。

【００３０】マニュアル運転モードは、重点運転モー
ド，自動運転モードをいずれも解除した運転モードであ
り、送風機１３の強，弱運転などは押釦操作によって切
替える。

【００３１】図９に操作パネル３０の一例を示す。操作
パネル３０には、電源投入用スイッチ（運転）Ｓ₁，マ
ニュアル運転用の風量の強弱切替用スイッチＳ₂，設定
湿度の高，低切替用スイッチＳ₃と、自動運転用スイッ
チＳ₄、及び重点運転用スイッチＳ₅を有している。重点
運転用スイッチＳ₅は、切替式であり、自動運転に温度
条件を加えたモードは「さわやか」，風力を制御するモ
ードは「おやすみ」，消費電力を制御するモードは「消
エネ」の表示をもってわかりやすく窓Ｗ₁に指示され
る。また、操作パネル３０には、排水操作の押釦Ｓ₆の
ほか、水槽内の水量の表示，給水，水交換，タンクの装
てんなどの表示Ｐを有している。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、重点運転
モードとして、使用者の好みにより湿度重視型（さわや
かモード），風量重視型（おやすみモード），消費電力
重視型（省エネモード）のモードに切替えて、日中の活
動時，就寝時，起床時などの生活の状況，使用環境にあ
わせて適正な運転モードを容易に選定して快適な空気環
境を形成でき、また、自動運転モードの選定により、使
用環境に適合した条件を自動的に選定して運転できる効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる負イオン発生装置の断面図であ
る。

【図２】負イオン発生装置の透視図である。

【図３】負イオン発生装置の正面図である。

【図４】回転体の分解図である。

【図５】湿度重点運転モードのフローチャートである。

【図６】風量重点運転モードのフローチャートである。

【図７】消費電力を制御する重点運転モードのフローチ
ャートである。

【図８】自動運転モードのフローチャートである。

【図９】操作パネルの表示例である。

【図１０】空気清浄機の従来例を示す図である。

【符号の説明】

１ サイクロンユニット ２ 水槽 ３ ケース ４ 第１サイクロン筒 ５ 第２サイクロン筒 ６ フランジ ７ 連通溝 ８ 開口縁 ９ 吸気口 １０ ダクト １１ 排気口 １２ 排気通路 １３ 送風機 １４ 回転体 １４ａ，１４ｂ 回転板 １５ 内筒 １６ リング １７ モータ １８ 軸孔 １９ ワッシャー ２０ 止め金具 ２１ ナット ２２ ステー ２３ 受入部 ２４ 放水部 ２５ 水の供給用配管 ２６ カートリッジタンク ２７ ポンプ ２８ 湿度センサ ２９ 温度センサ ３０ 操作パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−88170（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−327754（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−144241（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−196838（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−183247（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−246233（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−127888（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−47831（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61L 9/00 - 9/22 F24F 6/00 - 13/32 B60H 1/00 - 1/34

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水にエネルギーを付与し、微細水滴に分
   裂させて空気中に負イオンを発生させ、送風機を用いて
   発生した負イオンを含む多湿の空気を外部へ送風する負
   イオン発生装置であって、重点運転モードを有し、 重点運転モードは、直接体感できない空気中の負イオン
   量を湿度、風量に置き換えて運転するモードであり、湿
   度重点運転モード、風量重点モード、省エネ重点運転モ
   ードを有し、 湿度重点運転モードは、室内空気の湿度を制御して室内
   の相対湿度を一定に保持して室内にさわやかな雰囲気を
   形成するモードであり、 風量重点モードは、一定時間帯で送風機を弱運転で静粛
   に運転して負イオンを室内に放出するモードであり、省エネ重点運転モードは、送風機の運転と停止とを繰り
   返させるモードである ことを特徴とする負イオン発生装
   置。
2. 【請求項２】 自動運転モードを有し、 自動転モードは、環境条件を情報として、設定湿度を定
   め、その設定湿度に近づける方向に微細水滴の発生量、
   送風量を自動的に制御するモードであることを特徴とす
   る請求項１に記載の 負イオン発生装置。
3. 【請求項３】 マニュアル運転モードを有する負イオン
   発生装置であって、 マニュアル運転モードは、重点運転モード、自動運転モ
   ードをいずれも解除し、送風機の強、弱運転などの運転
   条件を手動で選定するモードであることを特徴とする請
   求項１に記載の負イオン発生装置。