JP3233067U

JP3233067U - 空気清浄器

Info

Publication number: JP3233067U
Application number: JP2021001744U
Authority: JP
Inventors: 敏吉松
Original assignee: 共立電器産業株式会社
Priority date: 2021-05-12
Filing date: 2021-05-12
Publication date: 2021-07-26
Anticipated expiration: 2031-05-12

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】パイプ状の正電極１と針の陰電極２を、ギャップｇを設けて対向して配置した対向電極を設け、両電極間に高電圧を印加して、正電極からオゾン及びマイナスイオンを放出する空気清浄器であって、ギャップを調整する手段を設けてオゾンとマイナスイオンの放出量を調整する機構を設けた。陰電極は、基板２２上の左右に支柱２３を設け、該支柱間に針基板２４を渡し、針基板に針電極２１を取り付けるとともに、針基板の表面に針電極に接触するように通電帯を設けて、構成されており、ギャップ調整手段は、陰電極の基盤の裏面側にラック３１を設け、筐体４側の内面にピニオン３２を設け、筐体の外面にピニオンを操作する摘み３３を設けて、ラック−ピニオン機構を摘みで操作する。【選択図】図１

Description

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

マイナスイオンやオゾンを利用した空気清浄器が開発されている。
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、マイナスイオンとオゾンの発生量を調整できる空気清浄器を提供する。

本考案は、以下の構成を基本とするものである。
１．パイプ状の正電極と針の陰電極を、ギャップを設けて対向して配置した対向電極を設け、両電極間に高電圧を印加して、正電極からオゾン及びマイナスイオンを放出する空気清浄器であって、ギャップを調整する手段を設けてオゾンとマイナスイオンの放出量を調整する機構を設けたことを特徴とする空気清浄器。
２．ギャップ調整手段は、正電極を固定し、陰電極の位置を移動して調整できるようにしたことを特徴とする１．記載の空気清浄器。
３．陰電極は、基板上の左右に支柱を設け、該支柱間に針基板を渡し、該針基板に針電極を取り付けるとともに、針基板の表面に針電極に接触するように通電帯を設けて、構成されており、
ギャップ調整手段は、陰電極の基板の裏面側にラックを設け、筐体側の内面にピニオンを設け、筐体の外面にピニオンを操作する摘みを設けて、ラック−ピニオン機構を摘みで操作する機構であることを特徴とする１．又は２．に記載の空気清浄器。
４．対向電極は、一つないしは複数であり、ギャップの調整量は１〜１０ｍｍであることを特徴とする１．〜３．のいずれかに記載の空気清浄器。
５．ギャップ調整量とギャップに対応する所定のオゾン濃度、マイナスイオン量を表記したことを特徴とする１．〜４．のいずれかに記載の空気清浄器。

１．正電極と陰電極のギャップを調整できる機構を設けることにより、マイナスイオンとオゾンの発生量を調節できる空気清浄器を実現した、この空気清浄器により、用途に応じた調整をすることができる。また、オゾン臭に対する適正に応じた調整もできる。所定のオゾン濃度やマイナスイオン量を表記することにより、環境の目安とすることができる。
２．低濃度オゾンによる、新型コロナウィルスの不活性化も期待できる。新型コロナウィルス不活性化としては、デスクの卓上、テーブル上、個室、自動車などの狭い空間への効果が期待される。マイナスイオンとオゾンの併用によって、細菌の殺菌効果やウィルスの不活性化を増強することが期待できる。
３．キャップを調整する操作を筐体の外面からできるようにしたので、利用者の好みに応じて調整をすることができる。
４．本空気清浄器は、オゾンによる殺菌作用、マイナス電荷を帯びた浮遊塵埃の沈降による空気清浄作用の調整ができる送風用のファンの騒音を伴わない空気清浄器である。用途としては、室内空気の清浄用や車両空気の清浄用や美容のスキンケアやヘアーケア用など多様である。病院、車内、電車内、室内、商業施設、飲食店、生鮮食品販売ケース、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、他の機器への組み込みが例示できる。

電極の構成を示す図電極間間隔調整機構の例を示す図１電極間間隔調整機構の例を示す図２陰電極の構造を示す図空気清浄器の外観の例を示す図マイナスイオン、オゾンの発生機構を示す図マイナスイオン、オゾンの発生量を示す図

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とオゾンを発生する空気清浄器であって、対向配置したパイプ状の正電極と針電極を用いた陰電極のギャップを調整する手段を設けた空気清浄器である。

［マイナスイオン、オゾ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６に示す。
針状の陰電極とパイプ状の正電極を対向配置した電極間に高電圧を印加すると、パイプ状の電極の先端から、マイナスイオンとオゾンがイオン風となって放出される。
パイプ状の電極の軸線上に配置した針電極からパイプの開口縁まで等距離となり、全周縁に向かって均等な放電条件となるので、針電極とパイプ状の電極の組み合わせが適している。電極間のギャップｇは、１〜１０ｍｍ程度とする。パイプ長によってマイナスイオン量、風速も変わるが増加率は小さいので、１０〜２０ｍｍ程度である。パイプの直径は、１５〜２０ｍｍとすることが好ましく、美容のスキンケアやヘアーケア用には直径を１０ｍｍ以下として装置を小型にすることもできる。

＜印加電圧、作用効果＞
実用的には、高電圧９０００〜７０００ボルト付近のパルス電流を印加する。使用する高電圧は、安全性やイオンの発生量に応じて決定される。
小型の装置で大量のマイナスイオンと微量のオゾ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る。マイナスイオンとオゾンの作用により、消臭、消煙、制菌、殺菌、清涼などの効果が発揮される。また、針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。
電極の材料は、金属などの導電性材料である。チタン合金、酸化チタンを含む合金、真鍮、鉄、ステンレス等である。塵埃の付着や放電によって劣化するので、清掃や交換など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、パイプ電極、針電極とも同様の材料を使用することができる。
また、奈良県立医大や藤田医科大学の研究結果からオゾンには新型コロナウィルスを不活性化させる効力があることが判明（参考藤田医科大学プレスリリース「本学の村田貴之教授が人体に安全な低濃度オゾンガスで新型コロナウイルスを不活性化できる事実を世界で初めて発見しました」https://www.fujita-hu.ac.jp/news/j93sdv0000007394.html（2021.04.02コピー）している。
また、負イオンとオゾンの混合ガスには細菌に対する殺菌効果があることが報告されている。雑誌「防菌防黴」VOL.27 NO.11（1999年）ｐ7〜17、論文谷村泰宏他２名「負イオンとオゾンの混合ガスの最近に対する殺菌効果」参照。

本考案の主な作用効果を列記すると、（１）除菌、（２）消臭、（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）ウィルスの不活性化、（５）消煙などである。

用途としては、室内空気の清浄用や車両空気の清浄用や美容のスキンケアやヘアーケア用など多様である。病院、車内、電車内、室内、商業施設、飲食店、生鮮食品販売ケース、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、他の機器への組み込みが例示できる。特に、新型コロナウィルス不活性化としては、デスクの卓上、テーブル上、個室、自動車などの狭い空間に効果が期待される。
発生するオゾン濃度、マイナスイオン量は、電極の材質、パイプ径、電圧による機器としての基本構成に基づく特性、あるいは、使用される温度、湿度などの環境条件による影響を受ける。所定条件下での性能を空気清浄器に表記することにより、オゾン濃度、マイナスイオン量を目安として表記することができる。

実施例を図１〜５に示す。
図１は、電極の構成を示す。
空気清浄器１００の筐体４の前板４２にパイプ状の正電極１が取り付けてある。筐体４の底板４１に針電極２１が取り付けられた陰電極２が前後（図示では「左右」）移動可能に取り付けられている。
針電極２１はギャップｇの間隔を置いてパイプ電極１１と配置されている。
陰電極２は、基板２２に立てた支柱２３に横に針基板２４を渡し、針基板２４の表面に通電帯２５を連続して設けるとともに針基板２４に１〜複数の針電極２１が設けられている。
基板２２にはラック３１が設けられており、底板４１にはピニオン３２が設けられている。ピニオン３２を操作する摘み３３が底板４１の外面に取り付けられている。摘み３３を操作することにより、ラック３１に伝わり、陰電極２の針電極２１が移動してギャップｇの間隔が調整されることとなる。
基板２２の上面は、押さえレール３６が設けられていて、浮き上がり防止と移動案内をしている。また、基板２２の下面に溝が設けられており、底板４１側に設けたレールとかみ合って、移動案内とされている。

図２、３に電極間の間隔を調整する機構の例を示す。
この調整機構は、図１に示したラック―ピニオン機構を組み込んだ調整機構の構造である。図２には、陰電極２側の構造（ａ）と底板側の構造（ｂ）を示している。図３には、図２（ａ）、（ｂ）に示した構造を組み合わせた機構を示し、（ａ）は平面視、（ｂ）は正面視である。
基板２２の左右の基板端２２ａの端面が押さえレール３６の立上り部で規制され、上面が覆われている。
基板２２の中間部には案内溝３５、３５が設けられている。案内溝３５に対応する底板４１の箇所には、レール３４が設けられている。案内溝３５にレール３４が嵌りこんで、係合しており、移動時の案内となる。
基板２２の裏面にはラック３１が取り付けられている。底板４１の内側にはピニオン３２が取り付けられており、ピニオンの軸が底板４１を貫通して外面に設けた摘み３３に接続している。ラック３１とピニオン３２は噛み合っていて、摘み３３を操作すると、ラック３１が着いている基板２２が動くので、陰電極２全体が移動して、キャップｇの間隔が調整されることとなる。
平行している案内溝３５とレール３４の係合があるので、基板２２は、平行に前後移動することができる。また、基板２２の基板端２２ａは、押さえレール３６で押さえられて浮き上がることがない。したがって、針電極２１が上下左右にぶれずに前後動する。
なお、移動手段は、ラック・ピニオン機構に限るものでなく、単純にスライドさせるタイプなど通常の手段を採用することができる。外部操作手段も、底板に限らず、前面や上面など、適宜設計することができる。

図４に陰電極の構造を示す。平面図（ａ）、正面図（ｂ）である。
左右に支柱２３、２３を設け、左右の支柱２３の上部に針基板２４と渡し、針基板２４の表面に通電帯２５を設け、通電帯２５に接するように針電極２１を１〜複数設ける。
支柱２３、針基板２４は、プラスチックなどの絶縁体で構成される、電気は通電帯２５に連通する。なお、商用電源などから取り入れられた電気は、図示しない高圧電源回路を通して、電極に通電される。
支柱２３の基部２３ａは、ビスなどで基板２２に固定される。基板２２は、金属製でもよい。

図５に、空気清浄器１００の外観を示す。（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）下面図である。
空気清浄器１００は、電極構成が筐体４に収納されている。筐体４の前面の前板４２に、正電極１を取り付けた取付板１３が取り付けられている。筐体４の底には摘み３３がついている。また、稼働状態を示すランプ４７が設けられている。筐体４の上面には天板４３があり、ヒンジで天板４３が接続された開閉板４４がついている。
正電極１は、取付板１３に設けた穴に絶縁性の開口１２を介してパイプ電極が取り付けられている。取付板１３は、本例ではボルトで取り付けられており、取り外し可能となっている。正電極をクリーニングして付着する埃を取り除くメンテナンスに利用できる。
底板４１に取り付けられた摘み３３を操作して、電極間の間隔であるギャップｇを調整できる。図に示した空気清浄器１００は、据え置きタイプとして、底面に脚４７を設けている。そのほか、吊り下げタイプ、壁面取付タイプ、天井付けタイプなど利用箇所に応じた設置手段を設けることができる。
摘みの調整量によって、ギャップｇの大きさがわかるように、「大」「中」「小」などの目盛りをつけると、調整の目安とすることができる。また、ギャップ調整に伴う、オゾン濃度、マイナスイオン量、風速などの規格情報を表記することにより、目に見えない情報の目安を利用者に示すことができる。

＜マイナスイオン、オゾンの発生量試験＞
針電極とパイプ電極を対向させた電極を５組設けた空気清浄器を用いて、ギャップを３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍに調整して、発生するオゾンとマイナスイオンを測定した。パイプは内径１７．６ｍｍである。
室内において、空気清浄器を高さ７０ｃｍの台に置き、同じ高さで、５０ｃｍ、１００ｃｍの距離で測定した。測定結果を図７に示す。
測定機器
イオンカウンター：アンデス電気株式会社製 NT-C101A
オゾン測定器：関エレクトロ二クス株式会社製 SOZ-3501
風速計：ENPEX気象計株式会社ウインドメッセ

マイナスイオン量は、５０ｃｍの距離で４４万個〜２５万個、１００ｃｍの距離で１１万個〜７万個発生している。
オゾン量は、５０ｃｍの距離で０．０５４ppm〜０．０２５ppm、１００ｃｍの距離で０．０３７ppm〜０．０１１ppm発生している。
実際に具体化する空気清浄器に所定条件下で発生するオゾン濃度、マイナスイン量をギャップ調整とともに表記することにより、利用者の目安とすることができる。

前述の藤田医科大学の発表では、０．１ppmと０．０５ppmのオゾン濃度雰囲気下でも新型コロナウィルスを不活性化できるとされている。この測定結果から、距離５０ｃｍでは０．０５ppmに達しており、他でも電極数を増やすことにより、０．０５ppmのオゾン濃度の環境を実現できることがわかる。さらに、オゾンの低濃度下での新型コロナウィルスの不活性化の確認試験が行われれば、さらに新型コロナウィルスの不活性化に効果がある可能性がある。
この５０ｃｍあるいは１００ｃｍの距離は、デスクやレストランのテーブル、あるいは、乗用車やタクシーで適用できる距離である。これらの、利用箇所でオゾン濃度、マイナスイオン量を表記することにより、利用者に安心感を与えることができる。

１正電極
１１パイプ電極
１２開口
１３取付板

２陰電極
２１針電極
２２基板
２２a 基板端
２３支柱
２４針基板
２５通電帯

３ギャップ調整機構
３１ラック
３２ピニオン
３３摘み
３４レール
３５案内溝
３６押さえレール

４筐体
４１底板
４２前板
４３天板
４４開閉板
４５側板
４６裏板
４７脚
４８規格表記
４９目盛り

１００空気清浄器
ｇギャップ

Claims

パイプ状の正電極と針の陰電極を、ギャップを設けて対向して配置した対向電極を設け、両電極間に高電圧を印加して、正電極からオゾン及びマイナスイオンを放出する空気清浄器であって、ギャップを調整する手段を設けてオゾンとマイナスイオンの放出量を調整する機構を設けたことを特徴とする空気清浄器。
ギャップ調整手段は、正電極を固定し、陰電極の位置を移動して調整できるようにしたことを特徴とする請求項１記載の空気清浄器。
陰電極は、基板上の左右に支柱を設け、該支柱間に針基板を渡し、該針基板に針電極を取り付けるとともに、針基板の表面に針電極に接触するように通電帯を設けて、構成されており、
ギャップ調整手段は、陰電極の基板の裏面側にラックを設け、筐体側の内面にピニオンを設け、筐体の外面にピニオンを操作する摘みを設けて、ラック−ピニオン機構を摘みで操作する機構であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気清浄器。
対向電極は、一つないしは複数であり、ギャップの調整量は１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気清浄器。
ギャップ調整量とギャップに対応する所定のオゾン濃度、マイナスイオン量を表記した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。