JP3515230B2 - 空気清浄機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家庭内等における空気
を清浄する空気清浄機で、特にコロナ放電によって誘起
されるイオン風を利用して空気中の塵埃を吸着するよう
にしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コロナ放電によって誘起されるイ
オン風を利用して、吸気口より空気を機内へ吸い込んで
空気中の塵埃を除去した後排気口より排気する所謂ファ
ンレスタイプのものが、例えば実公平２−３６６１２号
公報にて知られている。このようなタイプのものは、フ
ァンが存在しないので低騒音でエネルギーの省力化がで
きるが、イオン風により生ずる空気の通風量が少量のた
め、空気浄化能力が小さいという欠点がある。特に空気
清浄機を運転させる時は、空気が使用者にとって自覚で
きる程度に汚れている場合が多く、この場合にイオン風
のみでは充分な通風量が得られず、なかなか空気が浄化
できないという問題がある。

【０００３】そこで、イオン風により生ずる通風路中に
送風手段を設けて、イオン風による空気の流れに送風手
段による空気の流れをプラスして通風量を増大し、空気
浄化能力を向上するようにしたものが、例えば実開平５
−３７３５２号公報にて知られている。

【０００４】このものは確かに空気浄化能力を向上でき
るが、常に送風手段が駆動しているので、騒音が大きく
消費エネルギーも増大し、イオン風式空気清浄機の特長
である低騒音とエネルギーの省力化が果たせないという
問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、空気清浄機
の運転開始時は、空気浄化能力を増大させて空気の汚れ
を素早く浄化できるようにすると共に、空気が概ね浄化
された後は、イオン風式空気清浄機の特長である低騒音
とエネルギーの省力化を果たすことができる空気清浄機
を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の手段は、
コロナ放電によって誘起されるイオン風により、吸気口
より機内へ空気を吸引して空気中の塵埃を除去した後排
気口より機外へ排気する通風路を形成し、この通風路中
に前記吸気口から排気口へと強制的に送風する送風手段
を併用したものにおいて、運転開始時は、所定時間送風
手段を作動させ、所定時間経過後は、送風手段を停止し
てイオン風のみを引き続き発生させる運転モードを備え
たものである。

【０００７】本発明の第２の手段は、運転開始時より送
風手段を作動させる所定時間は、タイマーによって任意
に設定可能としたものである。

【０００８】

【作用】本発明の第１の手段（請求項１の発明）によれ
ば、空気清浄機の運転開始時は、所定時間送風手段が駆
動して通風量を増加して空気浄化能力を向上させること
ができる。そして、空気が概ね浄化された所定時間経過
後は、送風手段を停止してイオン風のみにより空気の通
風量を得るようにし、低騒音とエネルギーの省力化を果
たす。

【０００９】本発明の第２の手段（請求項２の発明）に
よれば、空気の汚れ度合いや部屋の大きさ等によって、
運転開始時送風手段を作動させる最適な所定時間を設定
することができる。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づき説明する。
本実施例の空気清浄機には後述するように集塵機構に加
えて脱臭機構が付加されている。図１は本発明の一実施
例の構成に係わる縦断面図で、１は下側が開口されてい
る筐体状をなす下部ケ−ス、９はこの下部ケース１に連
結され上方及び下方の一部が開口されている筐体状をな
す上部ケースである。図２は下部ケース１の内部構成を
示す横断面図、図３は縦断面図で、図１と縦断面を９０
度ずらせて示している。下部ケース１の開口部には、ク
ッション脚８が圧入された底蓋７が取り付けられてい
る。下部ケース１と上部ケース９との連結部には送風手
段となる送風ファン２４が備えられている。また連結部
はその一部が開口された排気口４０となっている。（図
１参照） 送風ファン２４の軸は下部ケース１の上面を貫通して下
部ケース１内に延在し、駆動源としてのモータ２に連結
される。下部ケース１内には、各種の処理動作の制御を
行う回路を有する基板３がネジ５０にて装着されてい
る。また後述する集塵電極１１、イオン化電極１２間に
高電圧を供給する高電圧回路４が底蓋７に載置した状態
で設けられている。更に下部ケース１内には、後述する
紫外線ランプ１５の安定器５及び点灯管６が設置されて
いる。また下部ケース１の上面の一部は図３の如く下方
に傾斜したテーパ部になっており、このテーパ部に、基
板３の回路に接続された操作パネル３１が設けられてい
る。

【００１１】上部ケース９内には、円筒ケース１０がそ
の下部に形成されたフランジ１０ａをネジ３２にてボス
５１に固定することにより立設されている。円筒ケース
１０の外周面には多数の小孔５２が設けてあるととも
に、静電式集塵機構の陽極となる網目状の集塵電極１１
がボス１０Ｃにネジ５３にて取り付けられている。また
集塵機構の陰極となるイオン化電極１２が前記フランジ
１０ａと共にネジ３２にてボス５１に取り付けられてい
る。イオン化電極１２は、コロナ放電が生じやすいよう
に薄板状の円筒の放電極１２ａを有する。

【００１２】集塵電極１１の外周には、電気絶縁性を有
する集塵紙１３が巻き付けられている。集塵紙１３は、
キッチンタオルに類似したもので、円筒ケース１０の一
部に設けた縦のスリット１０ｅより円筒ケース１０内へ
押し込まれ、押さえレバー１４によりその状態に保持さ
れる。押さえレバー１４はその下端の軸１４ａを支点に
回動し、その上部の爪１４ｂが円筒ケース１０に係止さ
れる。（図６参照） 以上述べた円筒ケース１０、集塵電極１１、イオン化電
極１２、集塵紙１３及び押さえレバー１４により集塵機
構部を構成している。

【００１３】円筒ケース１０の内部には、脱臭機構部が
設けられている。脱臭機構部の構成を簡単に説明する。
円筒ケース１０内には、角筒状のエアーガイドケース１
８が設けられており、このエアーガイドケース１８内の
中央には、有底角筒状であって、一部の側面が開口部と
なっているランプケース１６が設けられている。ランプ
ケース１６は、紫外線を放射しかつオゾンを発生する紫
外線ランプ１５を収納しており、また、ランプケース１
６の上記側面の開口部には、紫外線によって励起して酸
化反応を促進する光触媒１７が設けられている。光触媒
１７は、具体的には酸化タングステン、酸化チタン、酸
化イットリウム等の金属酸化物またはそれらの混合物の
半導体からなる。またエアーガイドケース１８は、紫外
線ランプ１５の点灯時に発生するオゾンを中和するとと
もに、悪臭物質の酸化反応を促進するオゾン触媒１９を
その下側の開口部に保持している。

【００１４】前記ランプケース１６の内周面には、紫外
線ランプ１５からの紫外線を反射する反射部材が形成さ
れている。ランプケース１６は反射部材と共に、エアー
ガイドケース１８のボス１８ａにネジ５４止め固定され
る。光触媒１７は、紫外線ランプ１５から直接にまたは
反射部材にて反射した紫外線により励起される。

【００１５】以上述べた紫外線ランプ１５、ランプケー
ス１６、光触媒１７、エアーガイドケース１８及びオゾ
ン触媒１９により脱臭機構部を構成している。

【００１６】脱臭機構部を内装したエアーガイドケース
１８は、円筒ケース１０内へ装着されるが、この際正し
い位置取りに装着されるように、集塵電極１１を取り付
ける前記ボス１０ｃの先端が、エアーガイドケース１８
の外周に接してガイドの役割を果たす。また、円筒ケー
ス１０の下部シーリング２５と上部ケース９には、エア
ーガイドケース１８をガイド及び保持するためのリブ２
５ａ及び９ａが夫々設けられている（図４参照）。円筒
ケース１０内の正しい位置に挿入されたエアーガイドケ
ース１８は、円筒ケース１０の上部に設けたリブ１０ｂ
にネジ３３により取り付けられる。

【００１７】前記円筒ケース１０の外側は、カバー２０
にて覆われている。カバー２０は、カップ状の外周に上
下方向に等間隔で空気の吸気口となるスリット２０ａを
有したものである。カバー２０の上面には、半球状で乳
白色の透光過性樹脂（例えばアクリルスチレン樹脂）か
らなるドーム２１が取り付けられている。

【００１８】カバー２０の上面内側には固定リング２３
がネジ３４にて固定され、ドーム２１の周縁つば部が、
カバー２０と固定リング２３の間に挟まれるように設け
られ、ド−ム２１はカバー２０に対し回転自在となって
いる。円筒ケース１０の内面には数箇所にリブ１０ｄが
設けられ、ドーム２１のつば部には数箇所に突起状のリ
ブ２１ａが設けられている。これらのリブ１０ｄとリブ
２１ａとが、ドーム２１を回転させることにより互いに
噛み合って、ドーム２１と共にカバー２０が円筒ケース
１０に固定される。即ち本体と一体化される。また、リ
ブ１０ｄとリブ２１ａとが離れるとドーム２１と共にカ
バー２０を円筒ケース１０即ち本体より外すことが可能
になる。

【００１９】カバ−２０が外された際に、高電圧や紫外
線などの危険にさらされないように、電源を切るべくリ
ミットスイッチ２２がエアーガイドケース１８の上部内
面に固定されている。２３ａはリミットスイッチ２２を
操作するピンで、固定リング２３に固定され、カバー２
０が外されるとリミットスイッチ２２がオフとなり電源
を切る。

【００２０】ここで動作について説明する。先ず空気の
流れを図５に基いて説明する。送風ファン２４が回転す
ると、カバー２０のスリット２０ａより外気が流入し、
この流入した空気が集塵紙１３、集塵電極１１、円筒ケ
ース１０の小孔５２を通って、円筒ケース１０とエアー
ガイドケース１８との空間を上昇した後、ランプケース
１６上部の開口部を通り紫外線ランプ１５の近傍を通っ
て、光触媒１７、オゾン触媒１９を通過し、下部ケース
１と上部ケース９との間の排気口４０より排出される。
この間に空気中に含まれる塵埃粒子は集塵紙１３に捕獲
され、塵埃が除かれた悪臭成分を含んだ空気は、紫外線
の照射によって励起した光触媒１７と紫外線ランプ１５
によって生じたオゾンとによって酸化反応し、無臭物質
となって外部に排気される。

【００２１】次に具体的な動作を図６のフローチャート
を参照して説明する。本実施例の空気清浄機では、大き
くタイマー設定運転モード（以下Ａモードという）と、
タイマー非設定運転モード（以下Ｂモードという）に運
転モードが分けられ、Ｂモードは、更にファン駆動モー
ド（以下Ｃモードという）と、ファン非駆動モード（以
下Ｄモードという）に分けられる。

【００２２】先ず運転がスタートされると、Ａモード、
Ｂモードのいずれの運転モードを選択したかを、ステッ
プ１（Ｓ１）で判別する。これは操作パネル３１に設け
たタイマー（図示せず）が設定されたかどうかを判断す
ることにより行う。タイマーが設定されＡモードが選択
されると、モータ２へ通電されて送風ファン２４が駆動
されると共に高電圧回路４が作動し（ステップ２（Ｓ
２）、ステップ３（Ｓ３））、イオン化電極１２と集塵
電極１１間にイオン化電極１２を負側にした例えば７Ｋ
Ｖの高電圧が印加される。

【００２３】高電圧が印加されることによりイオン化電
極１２から集塵電極１１に向かう電気力線が生じる。イ
オン化電極１２は薄板状の円筒の放電極１２ａを有して
いるので、容易にコロナ放電を開始し、放電によってイ
オン風を生じさせると共に、放電によって生じたガスイ
オン、電子に塵埃粒子が接するとその塵埃粒子は負に帯
電する。負に帯電した塵埃粒子は電位が高い集塵電極１
１に向かって移動する。集塵電極１１の周囲には、集塵
紙１３が巻き付けられているので、塵埃粒子は集塵紙１
３に付着する。

【００２４】このようにして空気は浄化されていくが、
イオン風のみにより外気をカバー２０のスリット２０ａ
より吸引してその空気を集塵処理することは勿論可能で
あるが、イオン風だけでは吸引できる空気量が少なく、
空気がかなり汚れている場合や広い部屋に設置する場合
などでは、充分な浄化機能を発揮できない。特に空気清
浄機の運転を開始するときは、空気の汚れが自覚できる
ほど汚れている場合が多く、この場合にイオン風だけで
は、なかなか空気を浄化することができない。しかしな
がらこのＡモードでは、送風ファン２４をも駆動させて
いるので、上記した図５の矢印のように強制的に空気を
吸引して通風量を増加させることができ、その結果、塵
埃吸着能力を格段に向上させて、運転開始当初の空気の
汚れを素早く除去することができる。

【００２５】集塵紙１３により塵埃を除去された空気
は、上述した図５の矢印の如く、光触媒１７、オゾン触
媒１９を通過して排気口４０より排出され、この間に、
悪臭成分を含んだ空気は、脱臭処理されて無臭物質とな
って機外へ排気される。

【００２６】ここで脱臭処理について簡単に説明する。
光触媒１７に紫外線が照射されると、光触媒を構成する
金属酸化物の半導体の電子が紫外線照射によってエネル
ギーを得、活性が高いＯラジカル、ＯＨラジカル等の活
性種が生じ、これらの活性種が悪臭物質を酸化する。ま
た紫外線放射により発生した酸化力が強いオゾンも悪臭
物質の酸化反応を促進する。具体的には悪臭物質は、二
酸化炭素、窒素等の無臭物質に最終的に分解される。オ
ゾンはそれ自身に臭があるが、残存する余分なオゾン
は、オゾン触媒１９を通過することによって中和分解さ
れるので安全である。またオゾン触媒１９自体も悪臭物
質の酸化反応の促進に寄与する。

【００２７】また半球状で乳白色の透光過性樹脂からな
るドーム２１は、脱臭処理中は紫外線ランプ１５の光が
照射されることにより発光し、脱臭処理中であることを
ユーザに一目で分かるようにしている。

【００２８】このように集塵と脱臭が行われていくなか
で、最初に設定したタイマーの設定時間が経過したかど
うかをステップ４（Ｓ４）で判断し、経過しない間はそ
れまでの運転状態を継続し、タイマーの設定時間が経過
すれば、モータ２への通電を断って送風ファン２４を停
止し（ステップ５（Ｓ５））、高電圧回路４のみを作動
し続ける。

【００２９】この結果、送風ファン２４による強制的な
空気の機内への吸引は停止されるが、イオン化電極１２
と集塵電極１１間に引き続き高電圧が印加されるので、
イオン風を発生し続け、イオン風のみにより外気を機内
へ吸引し続け、その空気を集塵処理する。

【００３０】ここで、タイマーの設定時間を空気清浄機
運転開始時の空気の汚れを概ね除去でき得る程度の適当
な時間に設定しておけば、当初の汚れた室内は、イオン
風による通風量にプラス送風ファン２４による空気の通
風量を得て、空気浄化能力を向上させて、短時間のうち
に浄化することができる。そして概ね浄化できた後は、
イオン風のみによる運転に切り替わるので、空気浄化能
力は低下するものの、低騒音でエネルギーの省力化を成
し得る運転に切り替えることができる。

【００３１】こうして、イオン風のみによる運転が行わ
れ、操作パネル３１から「切」の入力があるまで続行さ
れる。「切」の入力があると（ステップ６（Ｓ６））、
高電圧回路４への通電を停止して（ステップ７（Ｓ
７））、イオン風の発生も停止させ運転を終了する。

【００３２】なおイオン風のみによる運転の場合、光触
媒１７やオゾン触媒１９へは殆ど空気は流れず、脱臭は
実質的に行われないので、紫外線ランプ１５への通電を
断つと良い。

【００３３】以上はＡモードを選択した場合であるが、
タイマーを設定しないＢモードの場合を説明する。この
場合送風ファン２４の駆動指令が操作パネル３１よりあ
るか否かをステップ８（Ｓ８）で判断する。

【００３４】駆動指令がある場合（この場合がＣモード
運転となる）、送風ファン２４と高電圧回路４を共に駆
動し（ステップ９（Ｓ９））、前述のＡモードでのタイ
マー設定時間の経過前と同様に、イオン風による外気の
吸引と共に送風ファン２４による強制的な外気の吸引を
行うことにより、空気浄化能力を向上せしめた運転が行
われる。この運転も操作パネル３１から「切」の入力が
あるまで続行され、「切」の入力があると（ステップ１
０（Ｓ１０））、送風ファン２４と高電圧回路４への通
電を共に停止して（ステップ１１（Ｓ１１））運転を終
了する。

【００３５】このＣモード運転は、室内の汚れのひどい
場合や、広い室内で使用する場合等に適してる。勿論、
紫外線ランプ１５へ通電して脱臭も行うようにするとよ
い。

【００３６】送風ファンの駆動指令がない場合（この場
合がＤモード運転となる）、高電圧回路４のみへ通電し
て（ステップ１２（１２））、前述のＡモードでのタイ
マー設定時間の経過後と同様に、イオン風のみによる低
騒音でエネルギーを省力化した集塵運転を行う。この運
転も操作パネル３１から「切」の入力があるまで続行さ
れ、「切」の入力があると（ステップ１３（Ｓ１
３））、高電圧回路４への通電を停止して（ステップ１
４（Ｓ１４））運転を終了する。このＤモードは、部屋
があまり汚れていないような場合に適している。

【００３７】なお、集塵紙１３における塵埃の付着量が
多くなって、除塵機能が低下した場合には、集塵紙１３
を固定する押さえレバ−１４の爪１４ｂを円筒ケース１
０から外して集塵紙１３の係止を解き（図４の二点鎖線
参照）、汚れた集塵紙を新しい集塵紙に取り替え、この
新しい集塵紙１３を集塵電極１１に卷き付け押さえレバ
ー１４により固定する。

【００３８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、空気清浄機の
運転開始時は、所定時間送風手段を作動させ、所定時間
経過後は、送風手段を停止してイオン風のみを引き続き
発生させる運転モードを備えているので、このモードを
選択することにより、空気が使用者にとって自覚できる
程度に汚れている場合が多い運転開始時は、所定時間送
風手段が駆動して通風量を増加して空気浄化能力を向上
させることができ、素早く当初の空気の汚れを概ね浄化
することができ、空気が概ね浄化された所定時間後は、
イオン風のみによる空気の浄化作用を行うようにして、
イオン風式空気清浄機の特長である低騒音とエネルギー
の省力化を果たすことができるものである。即ち必要な
時のみ空気浄化能力を向上し、それ以外は空気浄化能力
を低下させて、低騒音、エネルギーの省力化を果たすこ
とができるようにしたものである。

【００３９】請求項２の発明によれば、運転開始時の空
気の汚れ状況や部屋の大きさなどによって、送風手段を
駆動させなければならない最適な所定時間を設定するこ
とができ、使い勝手の良いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気清浄機の構成を示す縦断面図であ
る。

【図２】同空気清浄機の下部ケースの内部構成を示す横
断面図である。

【図３】同空気清浄機の下部ケース及びその近傍の構成
を示す縦断面図である。

【図４】同空気清浄機の脱臭部、集塵紙、カバー及びド
ームを除いた構成を示す縦断面図である。

【図５】同空気清浄機の空気の流れを示す縦断面図であ
る。

【図６】同空気清浄機の動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

２０ａ スリット（吸気口） ４０ 排気口 １２ イオン化電極 １１ 集塵電極 １３ 集塵紙 ４ 高電圧回路 ２４ 送風ファン（送風手段） ２ モータ ３１ 操作パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B03C 3/00 - 3/88

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コロナ放電によって誘起されるイオン風
   により、吸気口より機内へ空気を吸引して空気中の塵埃
   を除去した後排気口より機外へ排気する通風路を形成
   し、前記通風路中に前記吸気口から排気口へと強制的に
   送風する送風手段を併用したものにおいて、運転開始時
   は、所定時間前記送風手段を作動させ、所定時間経過後
   は、送風手段を停止してイオン風のみを引き続き発生さ
   せる運転モードを備えた空気清浄機。
2. 【請求項２】 前記所定時間をタイマーによって任意に
   設定可能とした請求項１記載の空気清浄機。