JP3445468B2 - 空気清浄装置及び同装置用の集塵電極 - Google Patents

空気清浄装置及び同装置用の集塵電極

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は空気清浄装置、詳し
くは室内空気の浄化及びたばこの煙その他の悪臭の脱臭
及び殺菌に用いられる空気清浄装置及び同装置に用いら
れる、フィルタ機能を有する集塵電極に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、空気清浄装置として、イオン化電
極と集塵電極と集塵フィルタ部材とを具備した静電式の
空気清浄装置が知られている。イオン化電極と集塵電極
との間に直流電源から高電圧を印加して放電を生じさ
せ、塵を負に帯電させ、帯電した塵を集塵電極の手前に
配設した紙等の集塵フィルタ部材に捕捉するようにして
いるが、集塵フィルタ部材と集塵電極とを別に構成する
ため、構造が複雑となる。また、殺菌効果は期待できな
い。
【0003】また、光分解触媒物質を担持させた部材と
これに紫外線を照射する紫外線ランプと通気ファンとで
構成し、通気ファンから空気を取り入れ、光分解触媒物
質の作用により、通過する空気の脱臭・殺菌を行なうよ
うにした空気脱臭装置が知られているが、このような装
置は光分解による時間が限られており、急速な脱臭殺菌
には装置が大型化することになり、性能を向上するには
長時間を要する等の問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、新規な構成
の集塵電極を用い、構造が簡単で部材も少なくすみ、コ
ンパクトになし得、効率的な空気浄化及び脱臭殺菌を行
なうことができる空気清浄装置及び同装置用の、フィル
タ機能を有する集塵電極を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
(1) 本発明は、イオン化電極と集塵電極と両電極に
接続される直流電源とを備えた空気清浄装置において、
導電性及び吸着性を有する素材に光分解触媒物質を担持
させた、フィルタ機能(フィルタ部材としての濾過機
能)を有する集塵電極を設け、かつ該集塵電極に紫外線
を照射する紫外線ランプを設けたことを特徴とする空気
清浄装置である。
【0006】光分解触媒物質とは、紫外線を含む光の照
射により励起される空気浄化反応触媒物質であり、紫外
線の照射を受けて励起され、空気中の臭いの源となって
いる物質と接触反応して該物質を化学的に変質させて脱
臭や殺菌効果を発揮するものである。
【0007】〔作用〕 導電性及び吸着性を有する素材
に光分解触媒物質を担持させた、フィルタ機能を有する
集塵電極を設け、かつ前記集塵電極に紫外線を照射する
紫外線ランプを設けたので、装置の構造が簡単で部材も
少なくすみ、コンパクトになし得、かつ放電によって帯
電した塵は、フィルタ機能を有する集塵電極に捕捉、吸
着され濾過されるとともに、高電圧印加により発生され
るオゾン電場にての脱臭殺菌作用が奏され、また、集塵
電極への紫外線ランプの照射による光分解触媒物質の励
起に基づき脱臭殺菌が行われるので、相乗的に効率的な
室内空気の浄化が行なわれる。
【0008】(2) 本発明は、導電性及び吸着性を有
する素材に光分解触媒物質を担持させてなる空気清浄装
置用の、フィルタ機能を有する集塵電極である。上記
(1)のような空気清浄装置の、その集塵電極として適
用されるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明に係る空気清浄装置
の一例の構造を概略的に示す断面図、図2は同装置の一
例の構造を概略的に示すブロック図である。
【0010】図1に示す空気清浄装置では、空気の流入
口2と空気の流出口8とを有するケーシング1内におい
て、空気の流入口2側にはプレフィルタ3が配設され、
空気の流路の順に、イオン化電極4,紫外線ランプ5,
集塵電極6,そして、空気の流出口8側には通気ファン
7が配設されている。また、イオン化電極4及び集塵電
極6に接続される直流電源11を有する。電気的な接続
は図2に示すように構成されており、図1において、電
気的結線は省略し、各電極において必要な箇所には電気
絶縁がなされているがその図示は省略してある。
【0011】プレフィルタ3は、導入される外部空気の
比較的大きな粒子の塵埃を捕捉するためのものである。
通常、金網や濾紙、不織布等の繊維質濾材等で構成され
る。
【0012】イオン化電極4は、導電性素材からなり直
流電源11の陰極に接続されている。通常の空気清浄装
置と同様、プレート型、ワイヤーやニードル等の線状型
のもの等を使用することができる。直流電源11から高
電圧を印加することにより、コロナ放電を生じ、浮遊粒
子は帯電される。
【0013】集塵電極6は、導電性及び吸着性を有する
素材に光分解触媒物質を担持させた、フィルタ機能を有
する部材で構成され、直流電源の正極に接続されてい
る。導電性及び吸着性を有する素材としては、例えば、
炭素繊維クロス又は炭素繊維フェルトのような炭素繊維
素材からなるものが好適に用いられ、特に活性炭素繊維
からなるものが好ましい。炭素繊維を活性化変性組織化
(多孔質化)し、表面積を大にした炭素繊維をフェルト
又はクロスにした活性炭素繊維クロス(例えば約100
〜500g/m2 )、活性炭素繊維フェルトは、吸着性
及び濾過性に優れており、長繊維によりネット状に作ら
れたクロスシートは、加工性、強靱性に優れ、また、光
分解触媒物質を担持させるのにも適している。
【0014】勿論、導電性及び吸着性を有する素材は、
上記のものに限定されるものではなく、導電性及び吸着
性を有し、光分解触媒物質を担持可能で、フィルタとし
て機能し得るものであれば、他の素材を用いてもよい。
【0015】光分解触媒物質は、紫外線を含む光の照射
により励起される空気浄化反応触媒物質で、紫外線の照
射を受けて励起されると、空気中の酸素が活性化され
て、酸素ラジカルの作用により、臭いの源となっている
物質を酸化脱臭する。同時に殺菌作用も行う。また、触
媒そのものも同じ作用をするものである。例えば、酸化
チタンや酸化亜鉛等の金属酸化物及びこれらの混合物を
用いることができる。酸化チタンとしては、アナターゼ
型のものが活性が高い点で好ましい。酸化チタンにアル
カリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物又は水酸化
物が混合されたものや、4チタン酸カリウムや6チタン
酸カリウムのような複合金属酸化物の形態のものも用い
ることができる。
【0016】光分解触媒物質を担持する手段は特に限定
されるものではない。例えば、ゾル−ゲル法により、チ
タンアルコキシドTi(i−OC3 7)4 溶液の加水分
解で得られるゾルを用いて浸漬、引上げ、加熱の工程を
経て酸化チタンのディップコートを施すことができる。
また、浸漬、引上げ工程をスプレー方式にしても同様の
担持が得られる。
【0017】導電性及び吸着性を有する電極素材にオゾ
ン処理を施すことにより、光分解触媒物質を担持する機
能がより高まり、また、オゾン処理は、活性炭素繊維ク
ロス等の導電性及び吸着性を有する素材に対し、活性化
をより高めることができる。オゾン処理は、オゾンガス
の吹き付け等により行うことができる。
【0018】導電性及び吸着性を有する素材に光分解触
媒物質を担持させるに当たり、まだら状に担持させるこ
とも好ましい。すなわち、活性炭素繊維クロス等の素材
全面に均一にではなくシーアンドアイランドに担持させ
ることにより、吸着性の低下を防止し、吸着性と殺菌機
能のバランスをとることができる。まだら状に担持させ
るには、例えば、前記のゾル−ゲル法による場合、溶液
の粘度、引上げ速度、加熱温度、加熱時間等を調整する
ことにより行うことができる。スプレー方式による場合
も同様のまだら状の担持を得ることができる。
【0019】集塵電極6の形状は、特に限定されるもの
ではない。例えば、パネル状の他、円筒体、ハニカム
体、シート状物をプリーツ状に形成したもの等、フィル
タ機能を発揮しやすい形状に構成することができる。
【0020】紫外線ランプ5は、紫外線を含む光を照射
するランプであり光触媒物質を励起させる励起源とし
て、集塵電極6に紫外線を照射する適宜位置に配設され
る。例えば、低圧水銀ランプを用いることができる。特
に波長400nm以下の紫外線を高い効率で照射するも
のが好ましい。
【0021】紫外線ランプ5は、スイッチ機構によりオ
フとすることができるように構成されており、必要に応
じてそのスイッチ(S2)をオフとすることができる。
例えば、光分解触媒物質による殺菌よりも、主に集塵、
脱臭を行おうとする場合には、紫外線ランプ5をオフに
する。また、静粛な作動が要求される夜間には、通気フ
ァン7の動作をオフにし、紫外線ランプ5をオンにし、
脱臭・殺菌を重点的に行うようにすることもできる。こ
のように、静電式の空気清浄と光分解触媒物質による空
気の脱臭・殺菌とを併用し、又は適宜選択して、快適な
動作条件を選択できる。紫外線ランプ5のスイッチング
は、手動の他、各種センサーと協動させる等により、自
動的に行われるようにしてもよい。
【0022】通気ファン7は、空気の流入口2から空気
を取り入れてこれを空気の流出口8へ流出させる空気流
を作る。例えば、シロッコファン、軸流ファン等を用い
ることができる。煙センサーを設け、煙センサーに接続
された信号処理制御手段により、所定量以上の煙を検知
した場合に通気ファン7のスイッチ(S1)をオンにし
て通常運転時にはオフにするようにしてもよい。通常運
転時にはオフにして、イオン風のみによる作動とすれ
ば、通気ファン7の回転音がなく静かであり、特に夜間
の動作に好適である。あるいは所定量以上の煙を検知し
た場合に回転数を上昇させる等により装置内を通過する
風量を増加して浄化を素早く行なうようにしてもよい。
【0023】イオン化電極4、集塵電極6には例えば5
〜12kVの直流高電圧が印加され、両極部間に電気力
線が生じ、また、イオン化電極4から集塵電極6に向か
ってイオン風が生じる。放電によって生じたガスイオン
や電子に塵が接して負に帯電する。帯電した塵は集塵電
極6に向かって移動し、集塵電極6に直接吸着される。
また放電によって帯電した塵は集塵電極6に捕捉、吸着
されるとともに、光分解触媒物質により脱臭殺菌が行わ
れる。
【0024】吸着した塵等の粒子の除去は、定期的な洗
浄等により行うことができる。取り外し、交換等が容易
なように、集塵電極は脱着自在な構成を採用し得る。汚
れセンサーの使用により、洗浄又は交換時期がわかるよ
うにしてもよい。
【0025】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は上記したものに限定されるものではなく、本発
明の範囲で適宜変更、付加等して実施することができ
る。
【0026】
【発明の効果】
(1) 以上説明したとおり、本発明は、導電性及び吸着性
を有する素材に光分解触媒物質を担持させた、フィルタ
機能を有する集塵電極を設け、かつ該集塵電極に紫外線
を照射する紫外線ランプを設けたので、装置の構造が簡
単で部材も少なくすみ、コンパクトになし得、かつ放電
によって帯電した塵は集塵電極に捕捉、吸着されるとと
もに、光分解触媒物質による脱臭殺菌を行なうことがで
きるので、相乗的に効率的な室内空気の浄化を行なうこ
とができ、したがって、単機能の空気清浄装置と異な
り、複数の機能をそれぞれ良好に発揮することができる
新規な空気清浄装置としてその効果はきわめて大きいも
のである。高電圧印加により発生するオゾンは、活性炭
素繊維に吸着して分解され、装置外へのオゾン排出が防
止されるので、安全衛生上も好ましい。
【0027】(2) 前記導電性及び吸着性を有する素材
が、活性炭素繊維からなり、前記光分解触媒物質が、酸
化チタンからなる空気清浄装置は、吸着性・濾過性等に
優れ光分解触媒物質を担持させるのに適し、殺菌機能等
に優れている。
【0028】(3) 前記導電性及び吸着性を有する素材に
オゾン処理を施した後、光分解触媒物質を担持させるこ
とにより、光分解触媒物質の担持効率を高め、また活性
炭素繊維の活性化を高めることができる。
【0029】(4) 前記光分解触媒物質を、まだら状に担
持させることにより、吸着性の低下を防止し、吸着性と
殺菌機能のバランスをとることができる。
【0030】(5) 導電性及び吸着性を有する素材に光分
解触媒物質を担持させてなる空気清浄装置用の、フィル
タ機能を有する集塵電極は、上記のような空気清浄装置
の集塵電極としてきわめて好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る空気清浄装置の一例の構造を概略
的に示す断面図である。
【図2】本発明に係る空気清浄装置の一例の構造を概略
的に示すブロック図である。
【符号の説明】
1 ケーシング 2 空気の流入口 3 プレフィルタ 4 イオン化電極 5 紫外線ランプ 6 集塵電極 7 通気ファン 8 空気の流出口 11 直流電源

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イオン化電極と集塵電極と両電極に接続
    される直流電源とを備えた空気清浄装置において、導電
    性及び吸着性を有する素材に光分解触媒物質を担持させ
    た、フィルタ機能を有する集塵電極を設け、かつ該集塵
    電極に紫外線を照射する紫外線ランプを設けたことを特
    徴とする空気清浄装置。
  2. 【請求項2】 前記導電性及び吸着性を有する素材は、
    活性炭素繊維からなり、前記光分解触媒物質は、酸化チ
    タンからなる請求項1記載の空気清浄装置。
  3. 【請求項3】 前記導電性及び吸着性を有する素材にオ
    ゾン処理を施した後、光分解触媒物質を担持させたこと
    を特徴とする請求項1又は2記載の空気清浄装置。
  4. 【請求項4】 前記光分解触媒物質を、まだら状に担持
    させたことを特徴とする請求項1,2又は3記載の空気
    清浄装置。
  5. 【請求項5】 導電性及び吸着性を有する素材に光分解
    触媒物質を担持させてなる空気清浄装置用の、フィルタ
    機能を有する集塵電極。
  6. 【請求項6】 前記導電性及び吸着性を有する素材は、
    活性炭素繊維からなり、前記光分解触媒物質は、酸化チ
    タンからなる請求項5記載の空気清浄装置用の、フィル
    タ機能を有する集塵電極。
  7. 【請求項7】 前記導電性及び吸着性を有する素材にオ
    ゾン処理を施した後、光分解触媒物質を担持させたこと
    を特徴とする請求項5又は6記載の空気清浄装置用の、
    フィルタ機能を有する集塵電極。
  8. 【請求項8】 前記光分解触媒物質を、まだら状に担持
    させたことを特徴とする請求項5,6又は7記載の空気
    清浄装置用の、フィルタ機能を有する集塵電極。
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