JP3343596B2

JP3343596B2 - イオン式空気清浄器

Info

Publication number: JP3343596B2
Application number: JP5247298A
Authority: JP
Inventors: 泰雅弘中
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 2002-11-11
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: JPH11244732A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メンテナンスの不
要なセルフクリーニング型のイオン式空気清浄器に係
り、特に、セルフクリーニングの熱効率の向上による省
エネルギーと装置の小型化を図る技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、空気中に含まれる塵埃、微粒
子等を除去し、空気を清浄にする装置としてイオン式空
気清浄器が知られている。この空気清浄器は、ワイヤ状
の放電電極と集塵電極とを備え、これら両電極間に高電
圧を印加し、放電電極より周囲の空気中に含まれる塵埃
や微粒子をイオン化し、集塵電極に吸着させることによ
り、空気を清浄にするものである。

【０００３】ところで、この種の空気清浄器において
は、集塵電極に塵埃が付着し過ぎると、集塵効率が低下
するため、定期的に集塵電極に付着した塵埃を除去する
必要がある。そこで、従来のイオン式空気清浄器におい
て、集塵電極に付着した塵埃を除去するには、人手によ
る洗浄や、集塵電極を紙で覆い、これを取り替えること
が一般に行われている。ところで、このように人手によ
り集塵電極を洗浄したり、紙を交換する作業は、煩わし
いものであった。また、集塵電極に塵埃が付着し過ぎる
と、異常放電を起こす等の問題がある。

【０００４】そこで、例えば、電気集塵機において、集
塵電極として、平板状の絶縁体の一面に発熱性の抵抗体
を、他面に導電性の酸化触媒をそれぞれ塗布して構成し
たものを用い、クリーニング時には、抵抗体へ通電する
ことにより、酸化触媒を昇温し、酸化触媒に付着した塵
埃を酸化分解するものが知られている（特開昭６１−３
６９８４号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に示されるような構成においては、集塵電極は平板形
状となっているため、抵抗体の触媒層に対する熱効率が
必ずしも良好でなく、このため、消費電力は大きくな
る。また、平板形状の集塵電極とワイヤ状の放電電極と
の間では、不平等電界は生じにくく、コロナ放電が起き
にくくなる。このため、相当に高い電圧を両電極間に印
加する必要があり、高圧回路が高価となる。さらにま
た、集塵電極が大きくなり、装置の小型化を図ることが
困難である。

【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、触媒に対する熱効率が良好で、
省エネルギー化と小型化を図ることができるセルフクリ
ーニング型のイオン式空気清浄器を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、通風路中に集塵器とクロスフローファン
とが配置され、前記集塵器は、所定の間隔をおいて並列
状に設けられ両者間に高電圧が印加されるワイヤ状の放
電電極と管体状の集塵電極とを備え、空気中に含まれる
塵埃を放電作用を用いて集塵電極に集塵して空気を清浄
にするイオン式空気清浄器において、前記通風路は前面
上方に設けられた空気吸入口と前面下方に設けられた空
気吐出口に至るものであり、その下向き通風路中に前記
集塵器は配置されており、前記集塵電極は、前記放電電
極に対して前記通風路の風下側に配置され、管体の表面
に触媒層が形成されると共に、該集塵電極内部に該集塵
電極の触媒層を再生するためのヒータが内蔵されたもの
である。

【０００８】この構成においては、空気清浄器の集塵動
作時には、放電電極と集塵電極の間に高電圧が印加され
ることにより、集塵器に吸入された空気に含まれる塵埃
は、放電電極によってイオン化され、集塵電極上に吸着
される。これにより、吸入空気は清浄化される。セルフ
クリーニング時には、ヒータへ通電することにより、集
塵電極の触媒層が昇温され、集塵電極上に付着した塵埃
を、触媒の酸化作用により段階的に酸化分解し、最終的
に塵埃を二酸化炭素と水蒸気の無色無臭の気体とする。
これにより、集塵電極はセルフクリーニングされること
になる。

【０００９】ここで、集塵電極は管体状となっているた
め、内蔵のヒータから表面に形成された触媒層に対して
効率良く熱を伝えることができる。また、集塵電極を管
体状とすることで、放電電極と集塵電極との間には不平
等電界が生じ易くなり、従って、両電極間にはコロナ放
電が起き易くなる。また、ワイヤ状の放電電極と管体状
の集塵電極とが並列状に配置されているので、省スペー
スとなり、また、下向き通風路中に集塵器が配置され、
集塵電極が放電電極に対して通風路の風下側に配置され
ているので、集塵効果が高くなる。

【００１０】また、上記ヒータとしては、金属管に電熱
線を挿入すると共に、この金属管の両端をガラス封口し
てなるシーズヒータを用いることができる。

【００１１】また、上記触媒層は、少なくとも活性アル
ミナ、ホージャサイトゼオライト、及び酸化マンガンを
含有するものであることが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
イオン式空気清浄器について図面を参照して説明する。
図１はイオン式空気清浄器の側断面図、図２はイオン式
空気清浄器を構成する集塵器の部分斜視図、図３は集塵
器の要部側面図、図４は集塵器を構成する放電電極と集
塵電極の模式図である。

【００１３】これらの図において、イオン式空気清浄器
１は、室内空気に含まれる塵埃を取り除いて、空気を清
浄にする集塵機能を持つものである。イオン式空気清浄
器１は、前面が空気吸入口１３として開口し、その空気
吸入口１３の下方に空気吐出口１４が設けられたケーシ
ング１５と、前面グリル２１を有し、ケーシング１５の
空気吸入口１１に装着される前面パネル２０と、吸入口
１３から吐出口１４へ空気を流通させるために、吐出口
１４の奥側に設けられたクロスフローファン４０と、吸
入口１３から吐出口１４に至る通風路３１（空気移動流
路）に配置された集塵器５０とを備えるものである。

【００１４】集塵器５０は、水平に張設されたワイヤ状
の放電電極６０と、この放電電極６０から所定の間隔を
おいて並列状に設けられ、セルフクリーニングのための
シーズヒータ７１を内蔵した管体状の集塵電極７０と、
この集塵電極７０のシーズヒータ７１の熱を遮蔽すると
共に、放電電極６０と集塵電極７０とを保持する熱遮蔽
板８０から構成されており、放電電極６０と集塵電極７
０とが通風路３１内に臨むようにケーシング１５の垂直
な背板部１８の内面に取り付けられる。

【００１５】放電電極６０を構成する放電線６１は、そ
の両端の掛止部６１ａが保持部材６２に取り付けられた
電極６３に引張コイルばね６４を介して保持され、この
引張コイルばね６４の張力によって位置決め固定されて
いる。また、放電線６１には、電極６３から引張コイル
ばね６４を通して電圧が印加される。これら引張コイル
ばね６４及び放電線６１の掛止部６１ａの外周上には、
絶縁性を有すると共に、耐熱性に優れたシリコンゴムか
らなるチューブ６６が被せられている。

【００１６】集塵電極７０は、放電電極６０に対して通
風路３１上の風下側に、放電電極６０から所定の間隔
（放電線６１と集塵電極７０の間の距離は例えば約１４
ｍｍ程度）をおいて配置され、集塵電極７０はその長さ
方向両端部７２が係止部材７３により保持部材７４に固
定される。これら放電電極６０と集塵電極７０には、そ
れぞれ正の直流電圧、負の直流電圧が印加されるように
なっている。なお、保持部材６２及び保持部材７４は熱
遮断板８０に固定される。

【００１７】図５は集塵器５０を構成する集塵電極の要
部断面図である。集塵電極７０は外形が管体状であり、
シーズヒータ７１を内蔵するものである。このシーズヒ
ータ７１は、アルミニウムの金属管７５と、この金属管
７５内に挿入された電気抵抗線７６（ニクロム線）とか
ら成るものであり、この金属管７５の表面には、ゼオラ
イト、活性アルミナ、二酸化マンガン等に代表される触
媒物質からなる触媒層７７が形成されている。

【００１８】ゼオライト（一般に沸石と称される）は、
空洞を有する三次元網目構造をなしており、この空洞内
に吸着された分子の反応を促進する。活性アルミナ（Ａ
ｌ2Ｏ3 ）は、吸着能力の高いアルミナ微粉末であり、
結晶粒径が小さく、表面積が大きく、触媒、触媒担体、
吸着剤として好適である。二酸化マンガン（ＭｎＯ2）
は、上述のゼオライト、活性アルミナと同様に触媒とし
ての機能を有する。また、金属管７５と電気抵抗線７６
とが接触しないように、金属管７５内には酸化マグネシ
ウム７８が充填されており、この金属管７５の端部７５
ａはガラス封口材７９によって封口されている。

【００１９】図６はイオン式空気清浄器の電気的な概略
構成図である。高圧ユニット９０は、空気清浄動作時に
放電電極６０と集塵電極７０の間に高圧を印加するもの
であり、交流電圧ユニット９１は、セルフクリーニング
時に、電気抵抗線７６に１００Ｖの交流電圧を印加する
ものである。

【００２０】上記のように構成されたイオン式空気清浄
器１の動作を以下に説明する。ファン４０が作動される
と、室内空気が空気吸入口１３から吸入され、通風路３
１を上から下に流通する。この通風路３１を通過する空
気は集塵器５０の周辺を通過する。ここで、集塵器５０
の放電電極６０と集塵電極７０の間には高圧ユニット９
０から高電圧が印加されていると、両電極６０，７０間
にはコロナ放電が発生する。このため、放電電極６０の
周囲の空気中に存在する煙草のタール（油煙）の微粒子
や綿埃等の塵埃にはコロナによって生じた陽イオンが付
着して、微粒子や塵埃は正に帯電する。その結果、両電
極間のクーロン力によって、集塵電極７０に引き寄せら
れて、集塵電極７０に捕集され、電気集塵が行われる。
また、臭気成分である微粒子が空気中に含まれている場
合には、臭気成分は集塵電極７０の触媒層７７により吸
着脱臭される。こうして、空気吸入口１３から吸入され
た空気は、通風路３１を通過する過程で清浄化されて、
空気吐出口１４から室内に吐出される。

【００２１】ここで、放電電極６０と集塵電極７０との
間でコロナ放電を発生させるためには、不平等電界を形
成しなければならない。この不平等電界は、点と点との
間では生じやすく、点と面との間では生じにくいもので
ある。本実施形態においては、集塵電極７０が管体状で
あり、従来の平板形状の集塵電極を用いた構成と比し
て、放電電極６０と集塵電極７０との間には不平等電界
が生じ易くなり、コロナ放電が起き易くなる。このた
め、従来の平板形状の集塵電極を用いたものと比して、
両電極６０，７０間には、それほど高い電圧を印加しな
くて済み、高圧回路が安価となる。また、管体状の集塵
電極は、平板形状のものと比して省スペースであって、
イオン式空気清浄器１の小型化を図ることも可能とな
る。

【００２２】また、引張コイルばね６４のみかけ上の直
径が放電線６１よりも大きく、したがって、引張コイル
ばね６４と集塵電極７０との距離が短いため、両者間で
電界が集中して、異常放電が起こり易くなるが、このイ
オン式空気清浄器１においては、放電電極６０の引張コ
イルばね６４の外周に、絶縁性を有するチューブ６６を
被せることにより、引張コイルばね６４と集塵電極７０
との間の放電を遮断し、異常放電の発生を防いでいる。

【００２３】触媒層のセルフクリーニング動作について
を説明する。このセルフクリーニングは、所定の空気清
浄動作時間が経過した後の清浄運転停止時に行われ、又
は、常時もしくは随時に集塵動作を行いながら、行われ
るものである。セルフクリーニング時には、交流電源ユ
ニット９１から集塵電極７０のシーズヒータ７１の電気
抵抗線７６に１００Ｖの交流電圧が印加される。これに
より、電気抵抗線７６が発熱し、金属管７５が加熱さ
れ、触媒層７７を昇温させ、集塵電極７０上に付着した
塵埃を触媒の酸化作用により段階的に酸化分解し、最終
的に塵埃を二酸化炭素と水蒸気の無色無臭の気体とし
て、集塵電極７０をセルフクリーニングする。

【００２４】ここで、集塵電極７０が管体状であって、
内蔵されたシーズヒータ７１からの熱を触媒層７７に対
して効率良く伝えることができ、平板形状の集塵電極を
用いた構成と比して、熱効率が良い。なお、チューブ６
６を耐熱性に優れたシリコンゴム管としているので、ヒ
ータ７１からの熱がチューブ６６に伝わっても、チュー
ブ６６が変形することはない。

【００２５】次に、集塵電極７０の製造方法について説
明する。まず、完成したシーズヒータ７１の表面に低温
硬化型の糊状の耐熱性無機接着剤を塗布し、それが乾燥
しないうちに、シーズヒータ７１を触媒の上に起き、触
媒を押さえ付けるようにして耐熱性無機接着剤上に付着
させ、この状態で室温にて１２時間以上放置し、自然乾
燥させる。次に、耐熱性無機接着剤を硬化させるため
に、スライダックによって電圧を変化させながら電気抵
抗線７６に通電することによりシーズヒータ７１を自己
発熱させる。これにより、耐熱性無機接着剤及び触媒に
対して加熱脱水処理及び加熱硬化処理を施し、触媒をシ
ーズヒータ７１の金属管７５上に固着させ、触媒層７７
を形成することができる。

【００２６】このように、低温硬化型の耐熱性無機接着
剤をシーズヒータ７１への通電による自己発熱により低
温（１５０℃程度）で加熱硬化させることにより触媒を
シーズヒータ７１の表面に固着させるので、炉を使用せ
ずに、シーズヒータ７１のガラス封口材７９を傷めるこ
となく、シーズヒータ７１上に触媒層を形成し、集塵電
極７０を作成することができる。また、炉を使わないの
で、集塵電極７０を簡便かつ低コストで作成することが
できる。

【００２７】なお、本発明は上記の実施形態に限られず
種々の変形が可能である。例えば、本実施形態において
は、各々１個の放電電極と集塵電極とを備えたイオン式
空気清浄器について示したが、複数個の放電電極と集塵
電極とを備えたものであってもよい。また、本実施形態
においては、クロスフローファンを搭載したイオン式空
気清浄器について示したが、クロスフローファンを搭載
しておらず、放電電極と集塵電極との間に高電圧を印加
した時に放電電極から集塵電極に向かって吹くコロナ風
を利用して、塵埃を集塵電極に引き寄せることにより集
塵を行うものであってもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るイオン式空
気清浄器によれば、集塵電極の表面に触媒層を形成する
と共に、この集塵電極の内部にヒータを内蔵しているの
で、ヒータへの通電により触媒層を昇温させることによ
り、空気清浄動作によって集塵電極上に付着した塵埃を
触媒の酸化作用により段階的に酸化分解し、煙や異臭を
発生することなく塵埃を除去して触媒層を再生すること
ができる。このため、集塵電極を洗浄したり、紙を取り
替えるといった煩わしい塵埃除去作業を必要とすること
なく、空気清浄器をメンテナンスフリーで運転すること
ができる。

【００２９】また、集塵電極は管体状で、その内部にヒ
ータを内蔵するような構造としたので、触媒層に対する
熱効率は良好となり、省エネルギーとなる。また、集塵
電極を管体状とすることで、従来の平板形状の集塵電極
を用いた構成と比して、放電電極と集塵電極との間には
不平等電界が生じ易くなり、従って、コロナ放電が起き
易くなり、両電極間にはそれほど高い電圧を印加しなく
ても済み、高圧回路が安価となる。また、ワイヤ状の放
電電極と管体状の集塵電極とが並列状に配置されている
ので、平板形状の集塵電極と比して省スペースとなり、
イオン式空気清浄器の小型化を図ることも可能である。
また、集塵電極が放電電極に対して下向き通風路の風下
側に配置されているので、集塵効果が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるイオン式空気清浄器
の側断面図である。

【図２】イオン式空気清浄器を構成する集塵器の要部斜
視図である。

【図３】集塵器の要部側面図である。

【図４】集塵器の放電電極と集塵電極の構成を示す模式
図である。

【図５】集塵電極の一部断面図である。

【図６】イオン式空気清浄器の電気的な概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１イオン式空気清浄器３１通風路（空気移動流路）６０放電電極７０集塵電極７１シーズヒータ７５金属管７５ａ金属管の端部（金属管の両端）７６電気抵抗線（電熱線）７７触媒層７９ガラス封口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ０３Ｃ 3/82 Ｂ０３Ｃ 3/82 Ｆ２４Ｆ 1/00 Ｆ２４Ｆ 1/00 ３７１Ｂ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】通風路中に集塵器とクロスフローファン
とが配置され、前記集塵器は、所定の間隔をおいて並列
状に設けられ両者間に高電圧が印加されるワイヤ状の放
電電極と管体状の集塵電極とを備え、空気中に含まれる
塵埃を放電作用を用いて集塵電極に集塵して空気を清浄
にするイオン式空気清浄器において、前記通風路は前面上方に設けられた空気吸入口と前面下
方に設けられた空気吐出口に至るものであり、その下向
き通風路中に前記集塵器は配置されており、前記集塵電極は、前記放電電極に対して前記通風路の風
下側に配置され、管体の表面に触媒層が形成されると共
に、該集塵電極内部に該集塵電極の触媒層を再生するた
めのヒータが内蔵されたものであることを特徴とするイ
オン式空気清浄器。
【請求項２】前記ヒータとして、金属管に電熱線を挿
入すると共に、該金属管の両端をガラス封口してなるシ
ーズヒータを用いたことを特徴とする請求項１に記載の
イオン式空気清浄器。
【請求項３】前記触媒層を、少なくとも活性アルミ
ナ、ホージャサイトゼオライト、及び酸化マンガンを含
有するものとしたことを特徴とする請求項１に記載のイ
オン式空気清浄器。