JP3198890U

JP3198890U - 空気清浄器

Info

Publication number: JP3198890U
Application number: JP2015001905U
Authority: JP
Inventors: 竹四郎吉松
Original assignee: 共立電器産業株式会社
Priority date: 2015-04-16
Filing date: 2015-04-16
Publication date: 2015-07-30
Anticipated expiration: 2025-04-16

Abstract

【課題】ファンを用いることなく小型でかつ大量のマイナスイオンを室内などの空間に放出拡散させるマイナスイオンを発生する空気清浄器を提供する。【解決手段】円形の開口電極２１を備えた開口電極体２４と開口電極２１の中心線上に先端部を備えた針状電極２２を間隔Ｓを空けて対向して配置した対向放電電極２に高電圧を印加して開口電極２１からマイナスイオン風を発生する空気清浄器であって、電流検知器を設け、検知された電流の増加に基づいて報知する報知器を設ける。【選択図】図１

Description

本考案は、空気清浄器に関する。特に、マイナスイオンを利用した空気清浄器に関する。

自動車や燃焼機器から排出される窒素酸化物及び粒子状物質、あるいは植物の花粉などの空気中に浮遊する細かな塵埃が呼吸器系を中心に健康に悪影響を与える。
主として空気中に含まれる塵埃の粒子の大きさは種々雑多であり、従来の空気清浄器ではフィルターでこれを取除くことは限度がある。
他の方法として、マイナスイオンを空間に供給する空気清浄器が提案されている。例えば、発生器を組み込んだエアコンディショナーなど送風機を備えた装置が中心である。
本出願人は、ファンなどの送風手段を必要とせずにマイナスイオンを放出できる空気清浄器を提案している。放出したマイナスイオンが浮遊する塵埃粒子にマイナス電荷を付与して空気中の塵埃をマイナス化し壁や床などのプラス側に移動吸着させることにより、浮遊粒子を減少させる空気清浄器である。
例えば、特許第３０１７１４６号公報（特許文献１）には、開口を備えた電極と針状電極を対向して配置し、高電圧を印加することにより、イオンがイオン風となって開口から放出される構造を備えた空気清浄器が開示されている

ファンを用いないイオン発生機器は、機械的可動部が無く、静かであって、長期間連続して使用することができる。イオン風及び放電によって電極へ塵埃や化学物質が付着し、能力が低下することがある。あるいは、放電による劣化に至る場合もある。このため清掃や交換を定期的に行うメンテナンスが実施されている。環境変化が大きくなると、性能低下の進行も変化すると考えられるので、変化に応じて適宜にメンテナンスが必要となる。

特許第３０１７１４６号公報

本考案は、ファンを必要としないマイナスイオンを発生する空気清浄器であって、マイナスイオン発生の性能低下を検知して、報知する機構を組み込んだマイナスイオン放出の空気清浄器を開発する。

本考案は、以下の構成を基本とするものである。
１．円形の開口部を備えた正電極と該開口部の中心線上に先端部を備えた負電極を対向して配置した対向電極に高電圧を印加して開口部からマイナスイオン風を発生する空気清浄器であって、
電流検知器を設け、検知された電流の増加に基づいて報知する報知器を設けたことを特徴とする空気清浄器。
２．少なくとも、正電極は着脱可能に取り付けられていることを特徴とする１. 記載の空気清浄器。
３．報知器が、発音器または発光器、あるいは発音器及び発光器であることを特徴とする１．または２．記載の空気清浄器。
４．発音器が圧電ブザーであることを特徴とする３．記載の空気清浄器。
５．微量のオゾン及び紫外光を放出することを特徴とする１．〜４．のいずれかに記載の空気清浄器
６．正電極の開口部と負電極の先端とは側面視において、間隔を置いて配置されていることを特徴とする１．〜５．のいずれかに記載の空気清浄器。
７．正電極は、円形開口を形成した板状体または筒状体であることを特徴とする１．〜６．のいずれかに記載の空気清浄器。
８．負電極は、針状体または鋸歯状体であることを特徴とする１．〜７．のいずれかに記載の空気清浄器。
９．単独の放電する尖端部を備えた負電極を備えていることを特徴とする１．〜８．のいずれかに記載の空気清浄器。
１０．正電極または負電極は、ステンレスまたはチタン系合金を素材とすることを特徴とする１．〜９．のいずれかに記載の空気清浄器。
１１．空気中に浮遊する塵、臭気成分を除塵、消臭することを特徴とする１．〜１０．のいずれかに記載の空気清浄器。
１２．室内用、車両用、美容用、病院用のいずれかに設置される１．〜１１．のいずれかに記載の空気清浄器。

１．ファンを用いることなく大量のマイナスイオンを空中に供給して、浮遊している粒状物を減少させることができる空気清浄器を実現できる。
２．性能低下を検知し、メンテナンスすることにより空気清浄器の機能低下を防止できる。音や光によってメンテナンス時期を的確に知ることができ、正電極を取り外してメンテンスすることができ、保守管理が容易である。適切な時期にメンテナンスを実施することにより、性能を発揮できる。圧電ブザーなどの提示機能を設けることにより、確実にメンテナンスの必要性を知ることができる。
３．微量のオゾンによって殺菌性が向上する。単独の尖端部を備えた負電極から放電に伴って発生するマイナスイオンがイオン風に乗って、放出されるので、イオン効果が増強される。さらに、紫外光の発光も伴うので、殺菌力の増強や光触媒機能を発揮することができる。
４．空気中に浮遊する粒子状物質は、マイナスイオンと結びついてマイナス電荷を帯び、プラスに帯電している床や壁などに付着する。浮遊する粒状物質が床や壁などに落下、付着することによって、浮遊成分が減少するために空気がきれいになるとともに浮遊する臭気成分や菌も減少し、消臭や衛生効果も向上する。
５．ファンなどの騒音が発生しない空気清浄器であって、日常生活空間、病院、美容院、自動車や鉄道などの車両用の室内清浄器としても適している。

マイナスイオン発生対向電極の概略空気清浄器１の概略図電気回路の例開口電極の例針状電極の例カートリッジの例１カートリッジの例２カートリッジの例３切り替えスイッチを設けた回路の例空気清浄器の例２

本考案は、ファンを必要とせずに放電を利用してマイナスイオンを発生する空気清浄器である。この空気清浄器は、無色無臭のマイナスイオンを放出するので、静穏であり、稼働していることに気づくことが困難である。定期的にメンテナンスすることもできるが、浮遊塵埃の量や電極に塵埃が付着して性能が低下することがある。本考案は、空気清浄器の異常を検知して報知する機構を取り付けた。
本考案のマイナスイオン発生機構は、マイナスイオンの外、極微量のオゾンが発生する。この微量のオゾンと大量のマイナスイオンが消臭、除塵、消煙、制菌など複合して作用していると考えられる。
本考案は、尖端部を備えた負電極と開口部を備えた正電極を対向配置して、高電圧を印加することにより負電極から放電させてマイナスイオンを生成し、開口部の正電極で加速してイオン風として外部へ放出する対向電極をマイナスイオン発生機構とするものである。
さらに、尖端部を備えた負電極のみでも、高電圧を印加することにより放電してマイナスイオンを生成するが、放出する風力は得られない。尖端部を備えた負電極による放電用電極を対向電極の近くに設置することにより、イオン風に合流させることができ、放出するマイナスイオン量を増加させることができる。

［マイナスイオン発生機構の基本構造］
マイナスイオン発生機構の基本構造を模式的に図１に示す。
針状電極２２と開口電極２１を対向配置した対向放電電極２を用いて、マイナスイオン風を開口電極から放出する。針状電極２２には電極針２５の先端と開口電極体２４と間隔Ｓを空けて配置し、高電圧のパルス電荷を印加する。電極針から開口電極の開口部に向けて放電して、マイナスイオン風が発生する。開口は、円形が望ましい。円形開口の軸線上に配置した針状の負電極から正電極である開口電極の開口縁までが等距離となり、全周縁に向かって均等な放電条件となる。電極間の距離Ｓは任意であるが、０．５〜６ｍｍ程度とする。開口電極の厚みｔ（すなわち孔の長さ）によって、マイナスイオン量、風速も変わり、厚さが大きいほどマイナスイオン量、風速とも増加することが確認されている。しかし、増加率は小さくなるので、２０ｍｍ程度の厚さ以下で十分である。

＜作用効果、用途＞
＜印加電圧＞
本考案の放電は、針状電極を負電極とし、開口電極を正電極とし、負電極を放電針電極として、高電圧を印加する。使用する電圧は、安全性やイオンの発生量に応じて決定される。実用的には、高電圧９０００〜７０００ボルト付近の直流を印加する。
大量のマイナスイオンをファンなどの特別の送風手段を用いることなく供給でき、かつ、マイナスイオン発生装置を小型化できる。本考案のマイナスイオン発生装置から発生するマイナスイオン風には、微量のオゾンが含まれており、このマイナスイオンとオゾンの作用により、消臭、消煙、制菌、清涼などの効果が発揮される。また、針状電極からは放電に伴い微弱な紫外線が発生しており、開口電極の素材に酸化チタンを含ませると、光触媒の作用効果も発揮する。光触媒作用によりホコリなどの分解作用が生ずる。
本考案の主な作用効果を列記すると、（１）除菌、（２）脱臭、（３）プラス滞荷浮遊塵埃中和沈下による浮遊塵埃の減少、（４）消煙、（５）開口電極に酸化チタンが含まれる場合、光触媒作用による塵の分解、（６）電磁波障害が発生しない、（７）マイナスイオン発生量の増加と小型化等の作用効果を発揮するものである。

用途としては、本考案の装置は、その利用目的により開口電極の直径を任意であるが、室内空気の清浄用や自動車内空気の清浄用として、開口電極の直径を１５〜２０ｍｍとすることが好ましい。美容のスキンケアやヘアーケア用には開口電極の直径を１０ｍｍ以下として装置を小型にすることが好ましい。
マイナスイオンの発生は、電極の材料や電圧などによって変化する。電極材料や使用環境によって、電極の劣化、耐久性が変わるので、使用目的などに応じて使い分け、適切なメンテナンスを行う必要がある。
他の機器への組み込み、マイナスイオン発生装置機器単体、生鮮食品販売ケース、病院、車内、電車内、室内、商業施設、飲食店、生鮮売場、食品売場、ペットショップ、動物病院、畜舎、工場、天井、壁、倉庫など各種施設・各個所が例示できる。

［基本構成］
本考案の基本構成を備えた空気清浄器１の例を図２に示す。二組の対向放電電極２と単独の針状電極４、表示部３、及び電源５を筐体６に備えた空気清浄器１である。対向放電電極２は、マイナス電極である電極針２５と開口電極体２４から構成され、外部電源５１から入力された電力は、電源５の電気回路で整流されてパルス状の高電圧が生成され、針状電極２１と単独の放電針電極４に供給される。開口電極はアースされており、正電極として機能する。さらに、電気回路では、対向電極に流れる電流を検知し、異常に増加したことを検知してブザーなどで報知する表示部３も備えている。表示部には、異常表示の他、操作スイッチ、稼働ランプなどが設けられている。ブザーとしては、小型で大きな音が出せる圧電素子を利用したブザーが適している。筐体の中に組み込み、外部に露出しないが、マイナスイオン放出用の開口部から音が放出される。筐体の中で反響し、さらに音を大きくすることができ、利用者にメンテナンスを確実に促すことができる。
開口電極は、メンテンスできるように着脱自在に設けられている。

［回路構成］
電気回路は、一般の商用電源あるいは車載などの電源から電気を導入し、整流して、の高電圧を発生する回路と放電される電流量を検知して報知する回路とを備えている。
図３に示す電気回路７は、高電圧発生回路７３と報知回路７２から構成されている。高電圧発生回路７３は、外部電源５１から交流電気を導入し、整流し高電圧の高電圧電気にして放電用の針状電極２２に印加する構成である。放電用の針状電極２２に取り付けられた電極針２５から正電極である開口電極２１に向けて無声放電が生ずる。
放電する電流量を検知し報知する回路７２は、正電極である開口電極２１を構成する開口電極に流れた放電によって生じた電流量Ｉａを比較回路に導入し、一定以上の電流量になったときに、表示部３に設けられたブザーなどを作動させる回路である。
図３に示す電気回路は、例示であって、放電に必要な高電圧と放電した電流量を計測して異常を検知し、報知器を作動させる回路構成を備えているものである。
図３に示す電気回路を使用して、例えば高電圧発生回路７３では、マイナスイオン及び低濃度オゾンが発生する電子回路で、ＡＣ・ＤＣコンバーターによりＤＣ１２Ｖ入力から昇圧回路を通じ高電圧発生するコイルでＤＣ７５００Ｖを発生させる回路が構成されている。回路動作は、低圧電源ＶＣ（１２Ｖ）を高圧電源部でマイナス高電圧（−ＨＶ）を発生させる回路と、所定以上の電流量を検知して、ブザーやランプなどの警報を出す報知回路７２で構成されている。
長時間の使用にともない電極の表面に付着する塵埃によってマイナスイオンの発生が減少し、機器の劣化につながる。本考案は、付着する塵埃の量に応じて電流量の増加することに着目して、電流量を自動的にキャッチし、適切なメンテナンスを容易に行うことができるようにしたものである。
報知回路７２は、例えば、マイナス高電圧が針状電極に印加され、放電によって生ずる放電電流Ｉａを検知し、コンパレータｉｃ（ｉｃｌ）で比較してブザーを鳴らす。放電電流Ｉａは、開口電極及び板状電極の汚れで変化するため、一定の電流でブザーがなるように設定する。
すなわち、コンパレータの動作は、入力電圧（ＶＳ）がＯＶを境にブザー等の報知手段が作動するように抵抗ｒａでＩｂを調整し、この電圧（ＯＶ）を敷居値として知らせることもできる電子回路である。

＜電極構成＞
本考案では、開口電極と針状電極を組み合わせた対向電極が用いられる。
針状電極を負電極とし、パルス状の高電圧を印加すると開口電極に向けて無声放電が発生し、マイナスイオンがイオン風になって、開口電極の開口部から放出される。針状電極は開口電極の開口の中心線の延長上に間隔を空けて配置する。開口電極の開口径、長さは任意であるが、印加する電荷や電極材料や使用目的に応じて設定される。針状電極は尖端を備えている。
また、開口電極と組み合わせない単独の針状電極も併用することができる。単独の針状電極に高電圧を印加すると放電してマイナスイオンは発生するが、イオン風とはならずに滞留するので、対向電極の近くに配置して、発生するイオン風に乗せることができ、室内などに供給するマイナスイオン量を増加させることができる。

＜開口電極＞
開口電極は、円筒体、貫通孔を形成した板体、リングなどの開口部を備えた形状である。
開口の長さ（例えば、円筒の長さ）がイオン風の強さに関係する。
開口電極は、正電圧を負荷され、正電極となるものである。筒の形状は円形が好ましく、負電極である針状電極の放電部位である先端から筒の縁部までほぼ等距離になることが重要である。距離が異なると近いところに放電が集中し、性能が落ちる。また、火花が出る可能性が高くなり危険性が増す。これらの理由により、針状電極側に位置する形状は円形の内縁を形成することが望ましい。
電極の材料は、金属などの導電性材料である。真鍮、鉄、ステンレス、チタン合金、酸化チタンを含む合金等である。放電によって劣化するので、交換などの材料に応じたメンテナンスが必要となる。酸化チタンを含む合金製の開口電極は耐久性に優れている。この電極材料は、円形開口電極、針状電極とも同様の材料を使用することができる。
本考案では、５０００Ｖ〜１００００Ｖの高電圧を用いる場合は、開口径１０〜３０ｍｍ程度、長さ０．５ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。電圧と針状電極との距離によって、放電特性が変わるので、それらの条件を考慮して、サイズは設定される。
例えば、開口径１９ｍｍの円筒形の開口電極に対して３ｍｍの間隔に設けた針状電極に７５００Ｖを印加して、風速３ｍ／秒のイオン風を観測している。

開口電極の例を図４に示す。（ａ）は円筒体であり、板を円筒形に曲げて溶接して筒体とする。孔開け作業がむずかしい材料を使用する場合や長い円筒を得る場合に適している。（ｂ）は板状体に貫通孔を設けて形成しており、多数の開口を連続して設ける場合に適している。（ｃ）はリング状であり、他の物体に嵌め込むような場合に適している。（ｄ）は薄い板でも絞り加工を施すことにより、板厚よりも長い開口電極を得ることができる例である。（ｅ）は厚板に開口を形成した例を示し、厚さｔが開口の長さとなる。前記（ｄ）の場合、開口長は板厚ｔよりも長くすることができることが分かる。

＜針状電極＞
針状電極は、その先端から開口電極に向けて放電する。先端を鋭くした針状に形成する。その素材は、放電耐性が高い材質を使用する。
針状電極には高電圧が印加され、尖端から対向する開口電極に向けて無声放電が発生する。この放電によって、マイナスイオンを主とするイオン風が生じ、開口を通過することにより風力が強まると考えられる。
チタン合金あるいは酸化チタンを含むチタン合金を使用した場合、針状電極から微弱な紫外線を発生させることができる。筒上電極素材として、酸化チタンを含むチタン合金を用いると光触媒の作用を発揮させることができる。
針状電極の例を図５に示す。（ａ）は針状体、（ｂ）は複数の尖端を備えた鋸歯状体、（ｃ）針状体を基部に埋め込んだ形である。（ｂ）の鋸歯状体は連続した開口を備えた開口電極と対向させる場合に適している。

＜単独放電針電極＞
単独で放電する針状の放電針電極は、対向放電電極と同様の材質を用いることができる。単独で用いる放電針電極に負の電圧を印加した状態を暗箱で観測すると、短いビーム状の放電を観測することができ、短いビーム状の空中放電が発生している。この放電によって、マイナスイオンが生成されているものと考えられ、遠くへ放出する力はない。
本考案は、単独の針状電極を対向放電電極に近くに配置することにより、発生するイオンを対向電極から生ずるイオン風に乗せて、放出する。対向電極に対して、並列あるいは開口部の放出側などに設けることができる。単独の放電針電極の数は、１本又は複数本配置することができる。

＜対向放電電極と単独放電針電極の組み合わせ＞
対向放電電極を構成する開口電極と針状電極の放電距離が変わると発生する風力及びマイナスイオン量、オゾン量が大きく変化するので、性能を維持するためにはメンテナンスによって、電極に付着した汚れを除去することが重要である。
汚れは、開口電極に付着することが多い。針状電極は尖端から放電するので、汚れの付着は希である。開口電極に付着する汚れは開口端縁が多く、開口内部に向けて伸び、針状電極の先端に近づくようになる。放電距離が短くなると、放電する電流量が増加し、放電ノイズ、スパーク、電子ノイズが発生するようになる。マイナスイオンの発生量も減少する。
一定の環境条件下では、汚れの付着量は想定できるので、定期的にメンテナンスを行うことができる。環境変化の大きい条件下では、汚れの進行が想定困難であるので、メンテナンス時期を検知することは重要である。
汚れが付着しやすい開口電極は着脱できる構造が適している。着脱によって、設置位置が変わらないようにする。着脱できる範囲は、開口電極部分、開口電極と針状電極を組み合わせた多孔電極部分、単独放電針電極も含めた部分とするなどである。これらをカートリッジにまとめて一体化すると、特定された位置関係を維持できる。

＜電極カートリッジ＞
放電電極をカーリッジにした例をいくつか例示する。単独の放電針電極を併用したカートリッジを示すが、単独の放電針電極を設けずに対向放電電極のみの空気清浄器にも適用できるものである。
図６に示す電極カートリッジ１０は、針状電極２２と筒状の開口電極２１と単独放電針電極４と取り付けるホルダー１４を備えている。このホルダー１４に各電極を取り付けた状態で空気清浄器本体に着脱することにより、各電極の位置関係は特定の位置に固定された関係を保つことができる。このカートリッジ１０を取り外して、クリーニングの実施、あるいはカートリッジ単位で交換、または電極の交換などのメンテナンスを実施することができる。なお、単独放電針電極を設けない空気清浄器の場合は、単独放電針電極４を取り付けずに、針状電極２２と開口電極２１のみを取り付けるホルダーとする。

図７に他のカートリッジの例２を示す。
（ｃ）に複数の針状電極４２を円形基盤４１に取り付けた単独の放電針電極４と針状電極２２と円筒状の開口電極２１を示す。（ｂ）に基盤１１で一体に形成されたホルダー１４を示す。ホルダー１４に各電極を組み付けて構成した電極カートリッジ１０を（ａ）に構成する。（ａ）には給電回路が模式的に記載されているが、電極カートリッジ１０には給電回路は含まれていない。給電回路に接続端子は当然備えている。なお、単独放電針電極を設けない空気清浄器の場合は、単独放電針電極４を取り付けずに、針状電極２２と開口電極２１を組み合わせた対向放電電極２のみを取り付けるホルダーとする。

他のカートリッジ１１０の例３を図８に示す。
このカーリッジ１１０は、４組の対向電極１２０を備えている。電極取付け基盤１１１に針状電極１２５設置用の結合支柱１１５が取り付けられており、電極取付け基盤１１１には正電極端子１１３が一端に設けられ、この端子から正電極に配線を設けている。結合支柱１１５は２本ありこの支柱に針状電極設置板１１２を設け、この針状電極設置板に負電極端子１１６が設けられており、針状電極へ配線されている。
円筒状の開口電極１３４は、電極取付け基盤１１１に穴が開けられており、その穴の部分に接続されている。針状電極１２５は、針状電極設置板１１２において開口電極の軸線の延長上に位置するように設置されている。

［メンテナンス］
この清浄活性器を昼夜連続して長時間運転すると経過時間と共に放電電極の汚れが、特に開口電極の汚れが目立ち（約４〜５ヶ月位）マイナスイオン量の減少によって空気中の塵埃除去並びに消臭効果の減退につながることが確認され、これを自動的に感知する方法を開発した。基本電子回路と電子ブザー回路は第３図参照。
それらの基本的なデータは放電電極の汚れによる放電電流の増加につながりマイナスイオン減少する。（表２参照）
放電電流用が増加するに従い放電システムが序々に無声放電からコロナ火花放電に移向し、イオン風も弱くなり消臭、除菌効果も薄れてくる。そして、放電による電極の劣化も進む。浮遊する粒子の量などの環境が変化すると、性能低下の進行も変化するので、適宜に電極をクリーニングして性能を維持する。
対向電極にホコリが付着して放電距離が短くなって増加する電流量を検知して、表示する。表示手段は、ランプや音を使用する。電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦを示すランプとメンテナンスが必要になった情報を報知するランプやブザーを表示部に設ける。

試験例１

＜筒状電極の放電日数によるマイナスイオン量の変化試験＞
対向電極を４組備えた空気清浄器を屋内にて連続運転を実施し電極の汚れ状態を１ヶ月毎（３０日単位）にマイナスイオン量を測定し、メンテナンス時期の確認する試験を行った。そのマイナスイオン量の変化を表１に示す。正電極として内径１７．８ｍｍの筒状電極使用、電圧は７５００ｖを印加した。
初期：マイナスイオン約２００万個／ｃｃ実施値、オゾン０．０１０ｐｐｍ
マイナスイオン測定機：（株）ファインウェイ（ＵＳＡ）ＦＷＩＯＮ．＃１００１
オゾン測定機：（株）ＳＥＫＩＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＥ（ドイツ）ＳＯＬ＃３５００
特性曲線から経過日数６０日附近まではあまり大きな変化がみられないが、第９０日位からイオン量の変化が大きく現われ１５０日附近でイオン量が半減することを確認した。１５０日目に第１回目の電極の汚れの清掃を行い、その後のイオン量を測定した結果、元の数値に性能が回復することが確認された。

開口電極に付着した塵埃による開口径の変化と電流量の関係を表２に示す。
内径が３ｍｍ小さくなった１４．８ｍｍ程度で電流量は２倍になり、その後急激に増加し、５ｍｍ減少した内径１２．８ｍｍときには４倍近くの電流量に増加することが観察された。この数値自体は、開口径の大きさなどによって異なるが、塵埃に付着によって開口電極の開口径が小さくなると、急激に電流量の増加が発生することが確認された。
表１と表２の計測時は共通しているので、９０日目でマイナスイオン量は８５％であるのに対して、電流は２倍増加し、１５０日目ではマイナスイオン量が５０％程度であるのに対して、電流量は４倍になることが観察されたので、電流の変化に着目することが有効であることが解る。
この試験の結果、放電電流量を測定して、急激に増加する前にメンテナンスを促すことが可能であり、メンテナンスを実行することにより、初期の性能を回復できることが確認できた。

試験例２

＜開口電極試験例＞
板厚１〜４ｍｍの酸化チタン合金製の板体を準備し、直径１８ｍｍの穴を開けて、正電極を形成した。この開口電極と針状電極を４ｍｍ離して対向配置し、７５００ｖ、４０００パルス／秒を印加して、発生するマイナスイオン数と風速を開口電極の出口近傍で計測した。結果を表３、表４に示す。

風速は、板厚の増加に従い１〜３ｍ／ｓｅｃを観測し、マイナスイオンは３５万個〜５１万個／ｃｃを観測した。この試験結果から、マイナスイオン、風速とも板厚１ｍｍから３ｍｍまでは、板厚に比例して増加し、４ｍｍでも増加するがその程度は低下する傾向が認められた。なお、別途行った板厚７ｍｍでは風速４ｍ／ｓｅｃであった。用途等に応じて、板厚を選択して穴を形成した開口電極を使用することができる。多数の開口電極を設ける場合には板状体に開口を設けることが適している。単独の場合は、筒体を用いることができる。
また、オゾンは、薄い板厚の方に濃度が高く現れ、厚い方が低濃度であり、０．０２ｐｐｍ〜０．００２ｐｐｍを観測した。また、紫外線の発生も観測できた。
なお、０．８ｍｍ厚の板状体を用いて、筒状に形成した円筒形の開口電極でも同様の傾向を別途の試験で確認している。

なお、計測機器は次のとおりである。
マイナスイオン測定器
製造メーカー（株）ファインウェイ（ＵＳＡ）
モデルＦＷＩＯＮ．＃１００１

試験例

＜脱臭、消臭試験＞
試験例１に使用した空気清浄器を使用して、脱臭、消臭テストを行った。測定した臭気の種類は、アンモニア、ホルムアルデヒドの２種類のガスである。ガスの調整は、校正用ガス調整装置パーミエーター（株式会社ガステック製）を用いて、窒素ガスにて所定濃度に希釈し、６０リットルのアクリルボックスに流し続け、テストを開始した。結果を表５に示す。アンモニアとホルムアルデヒドは、２０分で半減し、ホルムアルデヒドは６０分で解消し、アンモニアはほぼ２０％に減少しており、脱臭、消臭に効果があることが確認できた。また、本考案の空気清浄器を組み込んだ透明ガラス容器にたばこの煙を送り込んだところ、たばこの煙が急速に透明になった。空気清浄器を作動させないときと比較して、明らかに早く消滅したので、消臭、脱臭、消煙効果を発揮する。

＜細菌試験＞
病院の病室に試験例１で用いた空気清浄器（対向電極４組）を設置して、シャーレに落下した菌数をカウントする試験を行った。結果を表６に示す。
（１）方法
患者の居住する病室（３．８ｍ×２．６ｍ×２．６ｍ）のほぼ中央壁側の１．７ｍ高さに、空気清浄器を設置し、その使用前後３日間の室内落下菌を、普通寒天培地を入れたシャーレを用いてカウントした。
シャーレは、各部屋の一定の部位および時刻に１５分間開放した。３日間の総落下菌数を用いた培地数で除（総落下菌数／総培地数）した。
試験時期は、開窓、開扉の機会の少ない冬季暖房器使用時（２〜３月）及び夏季冷房使用時（６〜７月）の２回である。
（２）結果
空気清浄器の設置前後において、夏季、冬季とも１／３に低下することが確認された。
空気清浄器によって、浮遊する細菌数が劇的に減少し、病室内の空気を清浄に保つことができる。

空気清浄器例１

図２に示す空気清浄器を用いてマイナスイオン発生量を測定した。
試験方法は、２組の対向電極のみを使用したケースＡ、単針状の放電電極のみを使用したケースＢ、ケースＡとケースＢの双方を同時に使用したケースＣである。この試験を行うために、回路にスイッチＳ１、Ｓ２を設けて、切り替えることができるように改良した。回路構成を図９に示す。測定結果を表７に示す。

ケースＡ（対向電極２組）は、マイナスイオン量が２ｍ離れると半減するが、５ｍ離れていても１０％程度存在することが分かる。単独の放電電極ケースＢでは、２ｍで半減し、３ｍで１０％、４ｍでは５％、５ｍでは計測できない。
対向電極と単独の放電針電極を併用したケースＣでは、ケースＡ、Ｂを単純に加算したマイナスイオン量よりも多いことが確認され、さらに５ｍ離れていても２６％計測できた。
単独の放電針から発生するマイナスイオンは、放出される方向が無いので、無指向性に拡散した量をケースＢでは計測されたものと推測される。これを、対向電極による風によって方向性を加えることにより、大量のマイナスイオンを遠くに到達させることができると考えられる。

空気清浄器例２

図１０に空気清浄器の例２を示す。
対向放電電極２を５組配置した空気清浄器１である。開口放電電極を基盤１１に取り付けてカートリッジ１０を構成している（図１０（ａ））。基盤１１の両端をネジ１２で筐体６に着脱自在に形成されている。左端部には表示部３を設けている。カートリッジを取り外した状態を図１０（ｂ）に示す。空気清浄器にｏｎ／ｏｆｆスイッチと稼働状態を示すランプと異常を報知するランプを設けている。内部構成は、電気回路、放電電極構成は図２に示すものとほぼ同様であるので、省略する。

１：空気清浄器
２：対向放電電極
２１：開口電極
２２：針状電極
２４：開口電極体
２５：電極針
３：表示部
４：単独放電針電極
５：電源
５１：外部電源
５ａ：ケーブル
５ｂ：ケーブル
６：筐体
７：電気回路
７２：報知回路
７３：高電圧発生回路
１０：電極カートリッジ
１２：ネジ
１４：ホルダー
４１：円形基盤
４２：針状電極
１１０：カートリッジ
１１１：電極取付け基盤
１１２：針状電極設置板
１１３：正電極端子
１１５：結合支柱
１１６：負電極端子
１２５：針状電極
１３４：開口電極

本考案は、以下の構成を基本とするものである。
１．円形の開口部を備えた正電極と該開口部の中心線上に先端部を備えた負電極を対向して配置した対向電極に高電圧を印加して開口部からマイナスイオン風を発生する空気清浄器であって、
電流検知器を設け、検知された電流の増加に基づいて報知する報知器を設けたことを特徴とする空気清浄器。
２．少なくとも正電極は、空気清浄器に対して着脱可能に取り付けられていることを特徴とする１. 記載の空気清浄器。
３．報知器が、発音器または発光器、あるいは発音器及び発光器であることを特徴とする１．または２．記載の空気清浄器。
４．発音器が圧電ブザーであることを特徴とする３．記載の空気清浄器。
５．微量のオゾン及び紫外光を放出することを特徴とする１．〜４．のいずれかに記載の空気清浄器
６．正電極の開口部と負電極の先端とは側面視において、間隔を置いて配置されていることを特徴とする１．〜５．のいずれかに記載の空気清浄器。
７．正電極は、円形開口を形成した板状体または筒状体であることを特徴とする１．〜６．のいずれかに記載の空気清浄器。
８．負電極は、針状体または鋸歯状体であることを特徴とする１．〜７．のいずれかに記載の空気清浄器。
９．単独の放電する尖端部を備えた負電極を備えていることを特徴とする１．〜８．のいずれかに記載の空気清浄器。
１０．正電極または負電極は、ステンレスまたはチタン系合金を素材とすることを特徴とする１．〜９．のいずれかに記載の空気清浄器。
１１．空気中に浮遊する塵、臭気成分を除塵、消臭することを特徴とする１．〜１０．のいずれかに記載の空気清浄器。
１２．室内用、車両用、美容用、病院用のいずれかに設置される１．〜１１．のいずれかに記載の空気清浄器。

Claims

円形の開口部を備えた正電極と該開口部の中心線上に先端部を備えた負電極を対向して配置した対向電極に高電圧を印加して開口部からマイナスイオン風を発生する空気清浄器であって、
電流検知器を設け、検知された電流の増加に基づいて報知する報知器を設けたことを特徴とする空気清浄器。
少なくとも、正電極は着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の空気清浄器。
報知器が、発音器または発光器、あるいは発音器及び発光器であることを特徴とする請求項１または２記載の空気清浄器。
発音器が圧電ブザーであることを特徴とする請求項３記載の空気清浄器。
微量のオゾン及び紫外光を放出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気清浄器。
正電極の開口部と負電極の先端とは側面視において、間隔を置いて配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気清浄器。
正電極は、円形開口を形成した板状体または筒状体であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気清浄器。
負電極は、針状体または鋸歯状体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の空気清浄器。
単独の放電する尖端部を備えた負電極を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の空気清浄器。
正電極または負電極は、ステンレスまたはチタン系合金を素材とすることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の空気清浄器。
空気中に浮遊する塵、臭気成分を除塵、消臭することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の空気清浄器。
室内用、車両用、美容用、病院用のいずれかに設置される請求項１〜１１のいずれかに記載の空気清浄器。