JP3549447B2

JP3549447B2 - 空気清浄機

Info

Publication number: JP3549447B2
Application number: JP26545399A
Authority: JP
Inventors: 一幸河上; 純二隅田; 義文麦倉; 友彦中村
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-09-20
Also published as: JP2001079444A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気中の埃や塵等の微粒子をイオン化して帯電させることにより集塵可能な電気集塵機能を備えた空気清浄機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気清浄機としては、ファンによる機械集塵方式の空気清浄機と、埃や塵をイオン化させる電気集塵（プラズマ）方式の空気清浄機が提供されている。
【０００３】
前記機械集塵方式の空気清浄機は、ファンによって外気を取り入れ、フィルタを通過させることによって、該フィルタで空気中の埃や塵を集塵し、清浄した空気を機外に循環供給するものである。しかし、この空気清浄機は、集塵性能は高いが、ファンによる風切り音が生じるため、就寝中に動作させるには好ましくない。
【０００４】
前記電気集塵方式の空気清浄機は、イオン化装置および反発板を備えている。イオン化装置は、線状電極と、この線状電極に所定間隔で対向させた対向電極板とを備え、これらの間に高電圧を印加し、その間でコロナ放電させることにより、空気中の微粒子をイオン化させ、プラス電位に帯電させる。そして、反発板にイオン化された微粒子と同極の高電圧を印加することにより、微粒子を反発板に対向配置したフィルタに押しつける。また、このフィルタは、前記微粒子を引きつけようとする。これにより、埃や塵等の微粒子を前記フィルタによって集塵し、清浄した空気を機外に循環供給するものである。この空気清浄機は、前記機械集塵方式のように、動作中にファンによる風切り音は生じないが、この機械集塵方式と比較して集塵効率は低い。
【０００５】
そのため、例えば、特開平１１−１９２４４１号では、前記機械集塵方式と電気集塵方式の両方の機能を搭載した空気清浄機を提供している。この空気清浄機では、機械集塵方式を実行した際に埃や塵を集塵するメインフィルタと反発板の間に、格子状の金網からなるサブフィルタを配設している。そして、このサブフィルタをアースすることにより、プラス電位に帯電させた埃や塵をサブフィルタに吸着させるようにしている。また、この両機能を搭載した空気清浄機の中には、メインフィルタの背部に活性炭フィルタを配設し、機械集塵機能を実行している際に、空気中に含まれた臭いや埃や塵に付着した臭いを脱臭できるようにしたものも提供されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記空気清浄機は、電気集塵機能を実行している際には前記サブフィルタのみで空気清浄が行われるため、前記埃や塵等の微粒子を集塵することはできるが、前記空気中に含まれた臭いの微粒子を吸着して脱臭することはできない。
【０００７】
そこで、本発明では、電気集塵機能を実行している際に、たばこ等の臭いも吸着して脱臭できる空気清浄機を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の空気清浄機は、清浄機本体に装着したイオン化装置で帯電させた空気中の微粒子を、該微粒子と同一極性の電圧を印加した反発板で反発させ、該反発板に対向配置したフィルタで集塵するようにした空気清浄機において、前記清浄機本体内に、室内の空気を取り入れて機外に循環供給するファンを配設するとともに、前記フィルタとして、集塵用の濾材と活性炭とからなる集塵脱臭フィルタと、高集塵効率のＨＥＰＡフィルタと、臭いを吸着する脱臭フィルタとを前記反発板側より順次配設し、前記集塵脱臭フィルタをアース、または、該集塵脱臭フィルタに前記帯電させた微粒子と逆極性の電圧を印加した構成としている。
【０００９】
前記空気清浄機によれば、電気集塵機能を実行している際に埃や塵を集塵するフィルタは、濾材と活性炭とからなる集塵脱臭フィルタを用いているため、これら埃や塵に含まれた臭いを前記活性炭で吸着することができる。また、同様に、空気中に浮遊する臭いの微粒子をフィルタ側へ反発させ、また、集塵脱臭フィルタは引きつけて、活性炭で吸着除去することができる。
【００１０】
また、前記清浄機本体内に、室内の空気を取り入れて機外に循環供給するファンを配設するとともに、前記フィルタとして、集塵脱臭フィルタと、高集塵効率のＨＥＰＡフィルタと、臭いを吸着する脱臭フィルタとを前記反発板側より順次配設しているため、電気集塵機能と機械集塵機能の両方を動作可能とすることができる。そのため、機械集塵機能を実行した場合、前記集塵脱臭フィルタは、空気中の粗ゴミ（大きい埃や塵）を集塵するフィルタとして作用する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１および図２は本発明の実施形態の空気清浄機１を示す。この空気清浄機１は、大略、清浄機本体２に、シロッコファン２７、イオン化装置２９、反発板３４およびフィルタセット３７を取り付け、マイコンによって制御するようにした周知の構成である。
【００１２】
前記清浄機本体２は、本体ケース３、底面カバー１５、上面カバー１７、操作パネル１９、前面カバー２４、後ケース２６などから構成されている。
【００１３】
本体ケース３は、図３に示すように、矩形枠状で、中間壁４によってフィルタセット３７の配設側とシロッコファン２７の配設側とに区画されている。中間壁４にはガイド凹部５が形成され、このガイド凹部５の外周に複数の背面挿通孔６が穿設されている。また、前記中間壁４には、図１に示すように、フィルタセット３７を装着する側である正面側に向かって内枠７が突設されている。さらに、中間壁４の背面側には、前記背面挿通孔６の外周側に渦巻き状に仕切壁８が突設されている。この仕切壁８によって背面挿通孔６から後述する上面カバー１７の背面吹出孔１８に至る流路が形成される。
【００１４】
本体ケース３の正面側には、上面に電気集塵機能の際に清浄した空気を吹き出す前面吹出孔９が設けられるとともに、図３（ｂ）に示すように、両側に上下方向に延びる複数のスリットからなる側面吸気孔１０が設けられている。また、本体ケース３の正面側の底部には、図２に示すように、後述するイオン化装置２９および底面カバー１５を着脱可能に装着するための装着部１１が形成されている。この装着部１１には、図１および図２に示すように、プラス電極部１２とマイナス電極部１３とが配設され、この清浄機本体２内に配設した電源１４からの電力を、後述するイオン化装置２９に給電するようになっている。
【００１５】
底面カバー１５は、前記本体ケース３の下面前方の装着部１１に着脱可能に装着されている。この底面カバー１５には、長手方向に沿って複数のスリットからなる底面吸気孔１６が穿設されている。
【００１６】
上面カバー１７は、本体ケース３の上面後方に着脱可能に装着されている。この上面カバー１７には、長手方向に沿って複数のスリットからなる背面吹出孔１８が設けられている。
【００１７】
操作パネル１９は、本体ケース３の上面前方に装着されている。この操作パネル１９には基板２０が収容され、そこに実装されたスイッチ２１を操作ボタン２２によって操作可能となっている。この操作ボタン２２の操作により該当するＬＥＤ２３が点灯し、使用者が機械集塵機能または電気集塵機能による動作、これらの運転状況設定等を設定可能としている。
【００１８】
前面カバー２４は、略平板状で、下縁に沿って前面吸気孔２５が穿設されている。
【００１９】
後ケース２６は、前記本体ケース３の背面を略密閉状態で閉塞するもので、前面側が開口する箱状からなり、本体ケース３にネジ止めによって着脱可能となっている。
【００２０】
前記シロッコファン２７は機械集塵機能を実行する際に動作するもので、外周部に周方向に沿って複数のフィンを備えた周知のものである。このシロッコファン２７は、ファンモータ２８の回転軸に固定され、回転により底面吸気孔１６、前面吸気孔２５および側面吸気孔１０から外気を取り入れ、フィルタセット３７および背面挿通孔６を介して仕切壁８に沿って流動させた後、背面吹出孔１８を介して室内に吹き出させて循環供給する。
【００２１】
イオン化装置２９は、前記清浄機本体２の装着部１１に着脱可能に配設するもので、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、長尺な略矩形枠状のケーシング３０を備えている。このケーシング３０の下側には、両側壁にかけて線状電極３１がスプリング３２を介して弛みのない緊張状態で架設されている。また、この線状電極３１の上側には、上側に露出するように対向電極板３３が配設されている。そして、このイオン化装置２９には、前記装着部１１に装着することによって、前記プラス電極部１２を介して線状電極３１に＋６ＫＶ、前記マイナス電極部１３を介して対向電極板３３には−６ＫＶの電圧が印加される。これにより、コロナ放電が行われ、中間に介在する空気中の微粒子（塵、埃等）はプラス電位に帯電される。
【００２２】
前記反発板３４は、図１および図５に示すように、導電性金属材料を平板状としたもので、前記前面カバー２４の内面中央部にネジ止めされる。反発板３４の下方側縁からは略Ｌ字状の電気接続部３５が延設され、略同形状のカバー３６により保護されている。電気接続部３５の先端の接点には、前記電源１４から線状電極３１と同等のプラス電圧が印加される。
【００２３】
前記フィルタセット３７は、図１および図６に示すように、集塵脱臭フィルタ３８と、ＨＥＰＡフィルタ３９と、脱臭フィルタ４０とからなり、これらを収容ケース４１によって一体化したものである。
【００２４】
前記集塵脱臭フィルタ３８は、大きい埃や塵（粗ゴミ）を集塵するウレタンフォームからなる連続発泡体の濾材に、接着剤を用いて微粉末状の活性炭をインク状に溶かしたものを含浸させ、一層（一枚）のシート状をなすように形成したものである。この集塵脱臭フィルタ３８は、本実施形態では、前記濾材のセル数が１０個／２５ｍｍと粗く、この濾材に対して数十μｍの微粒子からなる活性炭を、単位面積当たり約７０ｇ／ｍ^２になるように均一に分布させ、１０^３から１０^６Ωｃｍの表面抵抗を有し、かつ、導電性を有するように形成している。なお、前記濾材に微粉末状の活性炭を含有させる方法は、種々の変形が可能である。また、活性炭は必ずしも濾材に含有させる必要はなく、表面に付着させてもよい。
【００２５】
前記ＨＥＰＡフィルタ３９は、数ミクロンの極細繊維を濾材とし、０．３μｍの微粒子に対して９９．９７％以上の初期集塵効率を備えたもので、前記濾材をひだ状に折り畳んで硬質の枠体内に配設したものである。
【００２６】
前記脱臭フィルタ４０は、臭いを吸着するための周知の活性炭フィルタからなる。
【００２７】
前記収容ケース４１は、背面を開口したケース本体４２と、該ケース本体４２の正面の開口に着脱可能に配設する蓋体４６とからなり、その正面側より、前記集塵脱臭フィルタ３８、ＨＥＰＡフィルタ３９、および、脱臭フィルタ４０を順次収容するものである。
【００２８】
前記ケース本体４２の背面開口には格子状の枠部４３が設けられている。また、このケース本体４２の正面両側には、蓋体４６を着脱可能に取り付けるための係止爪部４４が設けられるとともに、背部には、中央から所定間隔をもった位置に位置決め用の切欠部４５が設けられている。
【００２９】
前記蓋体４６は、前記ケース本体４２の正面に外嵌可能な枠体からなり、その正面開口には、ケース本体４２と同様の枠部４７が設けられている。また、前記係止爪部４４と対向する位置に係止孔４８が設けられている。さらに、この蓋体４６の略上面中央には、アースするための金属板材４９が配設されている。この金属板材４９は、図７に示すように、上面から内面へ折り返し正面側で前記集塵脱臭フィルタ３８と接触するようになっている。そして、各フィルタ３８，３９，４０を収容した状態で、前記清浄機本体２に取り付けることにより、前記金属板材４９を介して集塵脱臭フィルタ３８がアースされるようになっている。
【００３０】
前記マイコンは、ユーザが操作パネル１９のスイッチ２１を操作することにより、図示しないガスセンサおよびダストセンサからの検出信号に従って機械集塵機能、または、電気集塵機能を実行するものである。
【００３１】
次に、前記空気清浄機１による集塵脱臭作用について説明する。
まず、ユーザが操作パネル１９の操作ボタン２２を操作し、機械集塵機能の実行を選択すると、マイコンは、前記シロッコファン２７を動作させる。
【００３２】
これにより、シロッコファン２７による吸引力で室内の空気は、本体ケース３の側面吸気孔１０および前面カバー２４の前面吸気孔２５から吸い込まれ、フィルタセット３７を通過することによって清浄される。その後、清浄された空気は中間壁４の背部側に流入し、背面吹出孔１８から室内に循環供給される。前記フィルタセット３７では、まず、大きな埃や塵が集塵脱臭フィルタ３８によって分離除去されるとともに、若干の臭いが吸着除去される。そして、細かい埃や塵がＨＥＰＡフィルタ３９で分離除去される。さらに、空気中に含まれた臭いの大部分が脱臭フィルタ４０によって吸着除去される。
【００３３】
一方、ユーザが操作パネル１９の操作ボタン２２を操作して電気集塵機能の実行を選択すると、マイコンは、前記イオン化装置２９の線状電極３１にプラス電圧を印加するとともに対向電極板３３にマイナス電圧を印加する。また、反発板３４に線状電極３１と同等のプラス電圧を印加する。
【００３４】
これにより、イオン化装置２９ではコロナ放電が開始され、線状電極３１と対向電極板３３との間の空気中に含まれる塵や埃および臭いの微粒子がプラス電位に帯電されて上昇し、これに伴って上昇気流が生じる。そして、前記プラス電位に帯電した埃や塵および臭い微粒子が反発板３４の配設位置まで上昇すると、反発板３４とは反対側、即ち、アースされた集塵脱臭フィルタ３８に向かって移動し、該集塵脱臭フィルタ３８に吸着される。この際、前記臭いの微粒子および埃や塵に吸着した臭いは、集塵脱臭フィルタ３８に含まれる活性炭によって吸着される。この結果、塵や埃および臭いが除去された清潔な空気は、前記前面吹出孔９より吹き出される。
【００３５】
このように、埃や塵および臭いの微粒子は、単に反発板３４によってフィルタセット３７側に移動するだけでなく、集塵脱臭フィルタ３８がアースされているため、その表面に吸着され、埃や塵に含まれた臭いや空気中に浮遊する臭いの微粒子は活性炭によって吸着される。
【００３６】
【実験例】
本発明者等は、前記空気清浄機１における電気集塵機能において、臭いの除去性能を確認するため、ＪＥＭ（日本電気工業会）１４６７規格に準じて実験を行った。
【００３７】
この実験は、まず、１ｍ^３の密閉容器内において、たばこ５本分の煙を分布し、その直後のアンモニア、アセトアルデヒド、酢酸の濃度を測定する。その後、３０分間、電気集塵機能を実行した後に、再び前記アンモニア、アセトアルデヒド、酢酸の濃度を測定するものである。
【００３８】
この規格では、前記アンモニア、アセトアルデヒド、酢酸の脱臭率を総合し、５０％以上の脱臭率でない場合には、その製品は脱臭機能を有するは言えないとされている。ここで、前記脱臭率の総合とは、アンモニアをＳａ、アセトアルデヒドをＳｂ、酢酸をＳｃとすると、下記の条件式で求められるものである。
（Ｓａ＋２Ｓｂ＋Ｓｃ）／４
【００３９】
この条件の下で、本実施形態のように集塵脱臭フィルタ３８をアースした場合、本実施形態とは同一構成でアースしない場合、従来例に示す特開平１１−１９２４４１号の構成でアースした場合の実験を行った。その実験結果を下記の表１に示す。
【００４０】
【表１】

【００４１】
この表１から分かるように、アースしない構成とした場合には、明らかに脱臭効率は悪い。また、本実施形態のように、活性炭を分布した集塵脱臭フィルタ３８を用いてアースした場合と、特開平１１−１９２４４１号のように、格子状の金網からなるサブフィルタをアースした場合では、アンモニアおよび酢酸の脱臭効率は略同等と言えるが、最も重要であると言えるアセトアルデヒドの脱臭効率は、明らかに本実施形態の構成の方が良いと言える。しかも、本実施形態の構成では、総合で約５０％の脱臭効率を有するため、規格に準じて脱臭機能を有すると言える。
【００４２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。
例えば、前記実施形態では、集塵脱臭フィルタ３８はアースする構成としたが、帯電させた埃や塵と逆極性であるマイナス電圧を印加してもよい。このようにすれば、反発板３４によって埃や塵および臭いの微粒子をフィルタ３８側へ押しつけ、更にフィルタ３８自体も引きつける作用が促進するため、より集塵および脱臭効率の向上を図ることができる。
【００４３】
また、前記実施形態では、集塵する埃や塵および脱臭する臭いの微粒子をプラス電位に帯電させるようにしたが、マイナス電位に帯電させるとともに、反発板３４にマイナス電圧を印加し、アースまたはプラス電圧を印加した集塵脱臭フィルタ３８よって集塵脱臭するようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の空気清浄機では、反発板に対向配置するフィルタとして、濾材と活性炭とからなる集塵脱臭フィルタを用い、該集塵脱臭フィルタをアース、または、該集塵脱臭フィルタに帯電させた微粒子と逆極性の電圧を印加しているため、電気集塵機能を実行した際に、埃や塵および臭いの微粒子を帯電させ、これらを同一極性の電圧を印加した反発板によって集塵脱臭フィルタに吸着させることができる。そして、前記埃や塵に含まれた臭いおよび空気中に浮遊する臭いの微粒子は、集塵脱臭フィルタの活性炭によって吸着されるため、確実に集塵および脱臭することができる。
【００４５】
また、清浄機本体内には、室内の空気を取り入れて機外に循環供給するファンを配設するとともに、前記フィルタとして、前記集塵脱臭フィルタと、高集塵効率のＨＥＰＡフィルタと、臭いを吸着する脱臭フィルタとを前記反発板側より配設しているため、就寝中やファンによる風切り音が気になる状況で電気集塵機能によって集塵および脱臭を行い、ファンによる風切り音が気にならない状況には、集塵および脱臭効率のよい機械集塵機能を実行することにより、快適な空間を与えることができる。さらに、機械集塵機能を実行した場合には、前記集塵脱臭フィルタは、空気中の粗ゴミ（大きい埃や塵）を集塵するフィルタとして作用するため、ＨＥＰＡフィルタの目詰まりを抑制し、使用期間の長期化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の空気清浄機の側面断面図である。
【図２】図１の正面部分断面図である。
【図３】図１の本体ケースを示し、（ａ）は背面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】図２のイオン化装置を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は側面断面図である。
【図５】図１の前面カバーの内面側を示す正面図である。
【図６】フィルタセットの分解斜視図である。
【図７】図６の要部拡大斜視図である。
【符号の説明】
１…空気清浄機、２…清浄機本体、３…本体ケース、４…中間壁、６…背面挿通孔、９…前面吹出孔、１４…電源、１５…底面カバー、１６…底面吸気孔、１７…上面カバー、１８…背面吹出孔、２４…前面カバー、２５…前面吸気孔、２６…後ケース、２７…シロッコファン、２９…イオン化装置、３０…ケーシング、３１…線状電極、３３…対向電極板、３４…反発板、３７…フィルタセット、３８…集塵脱臭フィルタ、３９…ＨＥＰＡフィルタ、４０…脱臭フィルタ、４１…収容ケース、４９…金属板材。

Claims

清浄機本体に装着したイオン化装置で帯電させた空気中の微粒子を、該微粒子と同一極性の電圧を印加した反発板で反発させ、該反発板に対向配置したフィルタで集塵するようにした空気清浄機において、
前記清浄機本体内に、室内の空気を取り入れて機外に循環供給するファンを配設するとともに、前記フィルタとして、集塵用の濾材と活性炭とからなる集塵脱臭フィルタと、高集塵効率のＨＥＰＡフィルタと、臭いを吸着する脱臭フィルタとを前記反発板側より順次配設し、前記集塵脱臭フィルタをアース、または、該集塵脱臭フィルタに前記帯電させた微粒子と逆極性の電圧を印加したことを特徴とする空気清浄機。