JP3632579B2 - Air purification device - Google Patents

Air purification device Download PDF

Info

Publication number
JP3632579B2
JP3632579B2 JP2000286664A JP2000286664A JP3632579B2 JP 3632579 B2 JP3632579 B2 JP 3632579B2 JP 2000286664 A JP2000286664 A JP 2000286664A JP 2000286664 A JP2000286664 A JP 2000286664A JP 3632579 B2 JP3632579 B2 JP 3632579B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ferroelectric
filter
air
discharge electrode
dust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000286664A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002095996A (en
Inventor
彰 守川
正彦 福田
拓也 古橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2000286664A priority Critical patent/JP3632579B2/en
Publication of JP2002095996A publication Critical patent/JP2002095996A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3632579B2 publication Critical patent/JP3632579B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気や排ガス中から塵埃、臭気・有害ガス成分、浮遊微生物などを除去する空気浄化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般的に放電によって気体をプラズマ状態にし、生成したラジカル種により臭気・有害ガス成分を分解するガス除去方法が知られている。例えば特開平2―52021号公報には、一対の電極間に強誘電体からなる粒子を配置し、放電を発生させる方式の排ガス処理装置が提案されている。
図4は、この公報に開示されている従来の排ガス処理装置(空気浄化装置)の側断面図である。
図において1は円筒管、2は空気導入口、3は空気排出口、4は風路、5、6は空気透過孔を有する一対の銅製電極、7は区画壁、8は粒径約3mmの球状に加工されたチタン酸バリウム等からなる強誘電体粒子を多数充填したガス処理層である。9は活性炭等の吸着剤が充填された反応層であり、ガス処理層8と協働してガス除去フィルタとして作用する。10は一対の銅製電極5、6の間に5kV程度の高電圧を印加するためのパルス発生手段もしくは交流電源である。
【0003】
このような構成において、銅製電極5、6間に高電圧が印加された状態で臭気ガス成分を含む空気がポンプ、ファン等の送風機によって円筒管1の空気導入口2から円筒管1の風路4内に導入されると、強誘電体粒子の周囲に生じる放電によって空気の一部がプラズマ状態となる。これにより周辺の水分子や酸素分子等が解離され、化学的活性の高いラジカル種が生成される。ラジカル種は極めて強い酸化力を有しており、これによって臭気ガス成分は構造の簡単な分子へと分解され、無臭化される。また分解されずに残った臭気ガス成分は反応層9に充填された吸着剤によって吸着除去され、円筒管1の空気排出口3からは臭気ガス成分がほぼ完全に除かれた清浄な空気が排出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空気浄化装置は以上のように構成されており、臭気・有害ガス成分の他に塵埃やダストなどを含んだ空気を浄化しようとすると、まず塵埃やダストを除く必要があり、風上側にHEPAフィルタや電気集塵機などの除塵用のフィルタや装置を配設する必要があった。このため装置全体が大きくなり、コンパクトに構成することが困難であった。
【0005】
また、強誘電体粒子として、3mm程度のものを用いるが、粒子が大きいため、粒子間距離が大きくなり、放電開始電圧が高くなっていた。この放電開始電圧を下げるため、通常、誘電率の大きな強誘電体を用いるようにするが、逆に窒素酸化物の発生量が増大して放電電極の腐食が早まり、交換のサイクル(寿命)が短くなっていた。
【0006】
また、吸着剤として使われる活性炭の表面は、吸着された物質とラジカル種との反応を加速する触媒能を有しているが、窒素酸化物中の二酸化窒素が、表面に吸着されると、表面に吸着されている水分子と反応し、反応部位に硝酸イオンを生成し、この部位から触媒能を奪っていた。
したがって窒素酸化物が増大すると、活性炭表面から触媒能は次第に失われ、これによって活性炭全体のラジカル反応が低下し、除去能力も低下していった。
【0007】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、塵埃、臭気・有害ガス成分、浮遊微生物の除去を同時に行い、コンパクトで、窒素酸化物の発生量が少なく、したがって電極や活性炭の寿命が長い空気浄化装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる空気浄化装置は、風路中に配設された導電性を有する触媒フィルタと、この触媒フィルタの風上側に対向して設けられ、触媒フィルタとの間に高電圧が印加された放電電極と、この放電電極と触媒フィルタとの間に配置され、強誘電体を構成要素とする強誘電体フィルタとを備え、強誘電体フィルタは、強誘電体繊維、もしくは表面に強誘電体粒子を添着した無機材料から構成するようにしたものである。
【0010】
また、強誘電体の誘電率は、50以上3000以下であるようにしたものである。
【0011】
また、放電電極もしくは触媒フィルタを活性炭素繊維で構成するようにしたものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
実施の形態1
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気浄化装置の側断面図を示したものである。従来例と同一もしくは同一相当部分には同じ符号を付して表し、説明を省略する。異なる部分について説明する。
図において、11は風路上、空気の流れと直交する方向に配され、空気が通るように構成された金属からなる放電電極、12は放電電極11の下流側に、空気の流れと直交する方向に配され、導電性と空気透過性を有し、ラジカル種との化学反応を加速する触媒フィルタ、13は放電電極11と触媒フィルタ12の間に高電圧を印加するためのパルス発生手段もしくは交流電源である。
14は線径10μm程度のジルコニウム等の強誘電体からなる繊維(以下、強誘電体繊維と呼称)を厚みが1.5mm程度のフェルト状のシートに加工し、これをプリーツ状に折り曲げ、全体としての厚みが5mm程度となるように構成した強誘電体フィルタである。また15は送風機である。
【0013】
以上のように構成された空気浄化装置の動作を、図1をもとに説明する。
図において、塵埃、臭気ガス成分、浮遊微生物を含む汚染空気は、後段に配された送風機15によって吸引され、空気導入口2から放電電極11を通って、強誘電体フィルタ14に導かれる。
【0014】
ここで放電電極11と触媒フィルタ12の間には交流電源13により高電圧が印加されており、強誘電体フィルタ14が設置された放電電極11と触媒フィルタ12の間には強電界が生じている。この強電界により強誘電体フィルタ14を構成している各強誘電体繊維間に分極が起こり、放電が起こってイオンシャワーが発生する。また、同時に周辺の空気の一部はプラズマ状態となってラジカル種が生成される。
【0015】
これにより強誘電体フィルタ14内を通過する汚染空気に、イオンシャワーとラジカル種が混ざり、汚染物質にイオンが付着したり、汚染物質とラジカル種の間で化学反応(酸化分解)が起こったりする。この点について説明する。
【0016】
まず、塵埃は、イオンシャワーによってイオンが付着し、帯電される。帯電された塵埃は、クーロン力により強誘電体繊維の表面に付着し、汚染空気中から取り除かれる。繊維に付着した塵埃は、ラジカル種によって酸化され、やがて酸化しきれない残余が灰として残る。
【0017】
また、臭気ガス成分は、ラジカル種によって速やかに酸化され、簡単な分子へと分解され、無臭化される。併せて、分解されずに残った臭気ガス成分は、後段の触媒フィルタ12に物理吸着され、飛来してくるラジカル種との化学反応によって酸化分解される。この二段階の分解作用によって、臭気ガス成分はほとんど取り除かれる。
【0018】
さらにまた、浮遊微生物は大きさがミクロンオーダであり、塵埃同様、イオンシャワーによって帯電され、クーロン力により強誘電体フィルタ14に捕捉される。捕捉された微生物は、ラジカル種の酸化作用により細胞壁が破壊され、殺菌される。殺菌の結果残った芥雑物は、ラジカル種によって酸化され、やがて酸化しきれない残余が強誘電体フィルタ14に灰として残る。
【0019】
なお、塵埃や浮遊微生物が酸化された後に残された灰は、除去能力を低下させるため、定期的な水洗浄などで取り除く必要がある。
【0020】
このように放電によるイオンシャワーとラジカル種によって汚染物質を捕捉、酸化分解することでき、除塵、脱臭、殺菌の三つの機能を有す空気浄化装置をコンパクトに構成することができる。また、触媒や活性炭を単独で構成した装置で除去するよりも、除去能力が大きく、長寿命の装置が期待できる。
【0021】
実施の形態2
図2は本発明の実施の形態2に係る空気浄化装置の強誘電体フィルタの要部拡大図を示したものである。基本構成は実施の形態1と同じである。フィルタ基材が異なっており、この点について説明する。
図において16は強誘電体フィルタの基材であるガラス、セラミックス等の無機材料からなる繊維、17は無機材料からなる繊維16の表面に添着されたチタン酸バリウム等からなる強誘電体粒子である。
実施の形態1では放電は、強誘電体フィルタ14を構成する強誘電体繊維間で起こるのに対し、本実施の形態では無機材料からなる繊維16に添着した強誘電体粒子17間で起こる。
【0022】
ここで強誘電体の誘電率や添着量と、放電開始電圧、窒素酸化物発生量の間に成り立つ関係について実験結果を基に説明する。
【0023】
強誘電体としてチタン酸バリウムを取り上げ、誘電率と放電開始電圧、窒素酸化物発生量の関係を実験によって調べた。
結果を図3に示す。図において横軸は誘電率、縦軸はそれぞれ左が放電開始電圧、右が窒素酸化物発生量を表している。
ここで実験条件は、ダクト断面の大きさが10cm×10cm、フィルタ12の厚さが10mm、強誘電体の目付け量が1平方m当たり10g、流速が秒速1mである。
【0024】
図から明らかなように、放電開始電圧は誘電率が低くなると急増し、放電が起こりにくくなる。逆に窒素酸化物の発生量は誘電率に略比例しながら増大する。このように放電開始電圧と窒素酸化物発生量は相反する傾向を示しており、誘電率は放電開始電圧と窒素酸化物発生量のトレードオフによって決まる。
したがって放電開始電圧を10kV以下、窒素酸化物の発生量を1ppm以下に抑えるという基準を設けると、誘電率の範囲として50〜3000が決まる。
【0025】
一方、図示していないが、添着量と放電開始電圧、窒素酸化物発生量の関係についても同様な傾向が認められた。
即ち、誘電率が3000のチタン酸バリウムを用いた実験によると、添着量が1平方m当たり2g以下では放電開始電圧は10kV以上となり、1平方m当たり20g以上では窒素酸化物の発生量が急増して1ppmを越える結果になった。
このことから放電開始電圧を10kV以下に抑え、窒素酸化物の発生量を1ppm以下に抑えようとすると、1平方m当たりの添着量の範囲として2〜20gが決まる。
【0026】
また、誘電率、もしくは添着量が上記範囲内にある時、除去性能については差異は認められなかった。
【0027】
また、放電によってイオンシャワーとラジカル種が生成し、これにより塵埃、臭気ガス、浮遊微生物などの汚染質が除去される行程は実施の形態1と同じであるので省略する。
【0028】
以上説明したように無機材料からなる繊維の表面にチタン酸バリウム等の強誘電体粒子を添着し、誘電率、添着量を上記範囲から選ぶことにより除去性能を損なうことなく、放電開始電圧と窒素酸化物発生量を低減した空気浄化装置を得ることができる。また窒素酸化物発生量が低減されたことにより、放電電極や活性炭の寿命が延び、経済性が向上する。
【0029】
さらに、実施の形態1もしくは2において、放電電極11もしくは触媒フィルタ12の基材に活性炭素繊維を用いてもよい。
活性炭素繊維は、活性炭と同じようにラジカル種との反応を加速する触媒能をもつ一方、導電性、吸着性の点では活性炭より格段に優れている。
このため、活性炭素繊維を基材として触媒フィルタ12を構成すると、後段の触媒フィルタ12まで達した未分解の臭気ガス成分は、ほぼ完全に物理吸着される。吸着された臭気ガス成分は、飛来してくるラジカル種によって簡単かつ無臭、無害な分子へと酸化分解される。これにより活性炭素繊維は再生され、次の臭気ガス成分の吸着に備えることが出来る。このようにして臭気ガス成分は完全に取り除かれる。
【0030】
また、放電電極11に、活性炭素繊維を基材として用いた場合、通常の放電電極として機能するのみならず、臭気ガス成分の除去・分解を行う。
即ち、臭気ガス成分の一部は、放電電極11を通過する際、活性炭素繊維を基材とした放電電極11に吸着される。吸着された臭気ガス成分が、ラジカル種によって簡単かつ無臭、無害な分子へと酸化分解され、活性炭素繊維が再生される点は触媒フィルタ12のケースと同じである。
【0031】
このように、吸着能力の極めて高い活性炭素繊維を用いることにより、大気中に僅かしか含まれず、除去するのが難しい毒性の強いガス成分、例えばダイオキシン類、PAH(多環芳香族炭化水素 Polycyclic Aromatic Hydrocarbonsの略)等を確実に捕捉することができる。またこのようにして捕捉された物質も、上記のように飛来してくるラジカル種により酸化分解され、確実に無毒化される。
【0032】
さらにまた、実施の形態1もしくは2の構成において放電電極11の風上側に耐熱性を有する除塵フィルタを設けてもよい。
これはディーゼル排ガスなど高温の汚染ガスの浄化を目的としたもので、放電電極11の風上側に配設された耐熱性の除塵フィルタは、プレフィルタとして機能する。したがって除塵フィルタは強誘電体フィルタよりも目の粗いもの、具体的にはJIS比色法50%程度の中性能の除塵能力を有するものが選ばれる。
【0033】
また、ディーゼルなどの排ガスは高温であるため、放電電極11は耐熱性の金属とし、強誘電体フィルタは耐熱性のセラミック繊維に触媒と強誘電体粒子、もしくは触媒能を有す強誘電体粒子を添着した構成となっている。
さらにディーゼルなどの排ガスには窒素酸化物が多量に含まれているので、強誘電体フィルタ14のセラミック繊維に添着する触媒、もしくは触媒能を有す強誘電体粒子と、触媒フィルタには、還元性の触媒能を有するものを用いる。
【0034】
ディーゼルエンジンなどの排ガス中には粉塵、硫黄酸化物、窒素酸化物などが多量に含まれている。この排ガスは、上記構成のもと、まず除塵フィルタによって大きい粒径の粉塵が除去され、放電電極11を通って強誘電体フィルタ14に導かれる。ここで除塵フィルタで除去されなかった小さな粒子は、イオンシャワーによって帯電され、クーロン力によって繊維に付着する。
また硫黄酸化物、臭気・有害ガス成分などはラジカル種によって分解される。さらに窒素酸化物は強誘電体フィルタ14と触媒フィルタ12を構成する還元性触媒によって分解される。
【0035】
以上説明したように実施の形態1の構成において風上側に耐熱性を有す中性能の除塵フィルタを配設し、耐熱性を有すフィルタ基材、還元性触媒と強誘電体粒子、もしくは還元性の触媒能を有す強誘電体粒子を用いることによりディーゼルなどの高温排ガスの浄化が可能なコンパクトな空気浄化装置を得ることができる。
【0036】
【発明の効果】
本発明に係わる空気浄化装置は、以上説明したように構成されているので、以下に示す効果を奏する。
【0037】
空気透過性を有す放電電極11と、空気透過性と導電性を有す触媒フィルタ12の間に、強誘電体繊維、もしくは強誘電体粒子を添着した無機材料によって形成された強誘電体フィルタ14を挿入し、放電電極11と触媒フィルタ12の間に高電圧を印加し、イオンシャワーとラジカル種を発生させるようにしたので、塵埃、臭気・有害ガス成分、浮遊微生物など、全てを除去できる長寿命かつコンパクトな空気浄化装置が得られる。
【0038】
また、強誘電体フィルタ14を、無機材料構成するようにしたのでフィルタ全体の難燃性が向上し、安全性の高い空気浄化装置が得られる。
【0039】
また、強誘電体の誘電率を50以上3000以下としたので塵埃、臭気・有害ガス成分、浮遊微生物に対する除去性能を損なうことなく、放電開始電圧が低く、窒素酸化物の発生量が低減された空気浄化装置が得られる。
また、窒素酸化物の発生量が低減されたことにより放電電極11や活性炭の寿命が延び、経済的な空気浄化装置が得られる。
【0040】
また、放電電極11もしくは触媒フィルタ12を活性炭素繊維で構成するようにしたので、大気中に僅かしか含まれず、除去するのが難しい毒性の強いガス成分を取り除くことができ、高いガス除去性能を有す空気浄化装置が得られる。
【0041】
さらにまた、上流側から順に耐熱性を有する除塵フィルタ、放電電極、導電性を有す還元性触媒からなる触媒フィルタを配し、放電電極と触媒フィルタの間に強誘電体を構成要素とし還元性の触媒能を有す繊維から形成された強誘電体フィルタを挿入し、触媒フィルタと放電電極の間に高電圧を印加するようにしたので、高温排ガス中の粉塵、硫黄酸化物、窒素酸化物など、全てを除去できる長寿命かつコンパクトな空気浄化装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る空気浄化装置の側面断面図を示したものである。
【図2】本発明の実施の形態2に係る空気浄化装置の強誘電体フィルタの要部拡大図を示したものである。
【図3】本発明の実施の形態2に係る誘電率と放電開始電圧、窒素酸化物発生量との関係を示した図である。
【図4】従来の排ガス処理装置の側面断面図を示したものである。
【符号の説明】
1 円筒管
2 空気導入口
3 空気排出口
4 風路
5 銅製電極
6 銅製電極
7 区画壁
8 ガス処理層
9 反応層
10 交流電源
11 放電電極
12 触媒フィルタ
13 交流電源
14 強誘電体フィルタ
15 送風機
16 無機材料による繊維
17 強誘電体粒子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air purification device that removes dust, odor / hazardous gas components, suspended microorganisms and the like from air and exhaust gas.
[0002]
[Prior art]
In general, a gas removal method is known in which a gas is brought into a plasma state by discharge and an odor / hazardous gas component is decomposed by generated radical species. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-52021 proposes an exhaust gas treatment apparatus of a type in which particles made of a ferroelectric material are arranged between a pair of electrodes to generate a discharge.
FIG. 4 is a side sectional view of a conventional exhaust gas treatment device (air purification device) disclosed in this publication.
In the figure, 1 is a cylindrical tube, 2 is an air inlet, 3 is an air outlet, 4 is an air passage, 5 and 6 are a pair of copper electrodes having air permeation holes, 7 is a partition wall, and 8 is a particle size of about 3 mm. This is a gas treatment layer filled with a large number of ferroelectric particles made of spherically processed barium titanate or the like. Reference numeral 9 denotes a reaction layer filled with an adsorbent such as activated carbon, and acts as a gas removal filter in cooperation with the gas treatment layer 8. Reference numeral 10 denotes a pulse generating means or an AC power source for applying a high voltage of about 5 kV between the pair of copper electrodes 5 and 6.
[0003]
In such a configuration, air containing an odor gas component is applied from the air inlet 2 of the cylindrical tube 1 to the air path of the cylindrical tube 1 by a blower such as a pump or a fan while a high voltage is applied between the copper electrodes 5 and 6. When introduced into 4, a part of the air is in a plasma state due to the discharge generated around the ferroelectric particles. As a result, surrounding water molecules, oxygen molecules, and the like are dissociated, and radical species with high chemical activity are generated. The radical species has an extremely strong oxidizing power, whereby the odorous gas component is decomposed into molecules having a simple structure and is not brominated. The odor gas component remaining without being decomposed is adsorbed and removed by the adsorbent filled in the reaction layer 9, and clean air from which the odor gas component is almost completely removed is discharged from the air outlet 3 of the cylindrical tube 1. Is done.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Conventional air purifiers are configured as described above. When trying to purify air that contains dust or dust in addition to odors and harmful gas components, it is necessary to remove dust and dust first. It was necessary to dispose a filter or device for dust removal such as a HEPA filter or an electrostatic precipitator. For this reason, the entire apparatus becomes large, and it is difficult to make it compact.
[0005]
Further, ferroelectric particles having a particle size of about 3 mm are used. However, since the particles are large, the distance between the particles is large, and the discharge start voltage is high. In order to lower this discharge start voltage, a ferroelectric substance having a large dielectric constant is usually used, but conversely, the amount of generated nitrogen oxide increases, corrosion of the discharge electrode is accelerated, and the replacement cycle (life) is shortened. It was getting shorter.
[0006]
Also, the surface of activated carbon used as an adsorbent has a catalytic ability to accelerate the reaction between the adsorbed substance and radical species, but when nitrogen dioxide in nitrogen oxides is adsorbed on the surface, It reacted with water molecules adsorbed on the surface, generating nitrate ions at the reaction site, and deprived the catalytic activity from this site.
Therefore, when the nitrogen oxide increased, the catalytic ability gradually disappeared from the activated carbon surface, and as a result, the radical reaction of the whole activated carbon was lowered and the removal ability was also lowered.
[0007]
The present invention has been made to solve such problems, and simultaneously removes dust, odor / hazardous gas components, and suspended microorganisms, is compact and generates a small amount of nitrogen oxides. An object of the present invention is to provide an air purification device having a long activated carbon life.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An air purifying apparatus according to the present invention is provided with a conductive catalyst filter disposed in an air passage and facing the windward side of the catalyst filter, and a high voltage is applied between the catalyst filter and the air filter. Disposed between a discharge electrode and a ferroelectric filter disposed between the discharge electrode and the catalyst filter and having a ferroelectric as a constituent element. The ferroelectric filter is a ferroelectric fiber or a ferroelectric on the surface. It is made of an inorganic material to which particles are attached .
[0010]
The dielectric constant of the ferroelectric is set to be 50 or more and 3000 or less.
[0011]
Further, the discharge electrode or the catalyst filter is made of activated carbon fiber.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1
1 is a side sectional view of an air purification device according to Embodiment 1 of the present invention. Parts that are the same as or equivalent to those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Different parts will be described.
In the figure, 11 is a discharge electrode made of metal that is arranged on the air path in a direction orthogonal to the air flow, and is configured to allow air to pass through, and 12 is a direction downstream of the discharge electrode 11 and orthogonal to the air flow. A catalytic filter that is electrically conductive and air permeable and accelerates chemical reaction with radical species; 13 is a pulse generating means for applying a high voltage between the discharge electrode 11 and the catalytic filter 12 or an alternating current Power supply.
14 is a fiber made of a ferroelectric material such as zirconium having a wire diameter of about 10 μm (hereinafter referred to as a ferroelectric fiber) processed into a felt-like sheet having a thickness of about 1.5 mm, which is bent into a pleated shape, Is a ferroelectric filter configured to have a thickness of about 5 mm. Reference numeral 15 denotes a blower.
[0013]
The operation of the air purification apparatus configured as described above will be described with reference to FIG.
In the figure, contaminated air containing dust, odorous gas components, and floating microorganisms is sucked by a blower 15 disposed in the subsequent stage, and is guided from the air inlet 2 through the discharge electrode 11 to the ferroelectric filter 14.
[0014]
Here, a high voltage is applied between the discharge electrode 11 and the catalyst filter 12 by the AC power source 13, and a strong electric field is generated between the discharge electrode 11 where the ferroelectric filter 14 is installed and the catalyst filter 12. Yes. Due to this strong electric field, polarization occurs between the ferroelectric fibers constituting the ferroelectric filter 14, discharge occurs, and ion shower occurs. At the same time, a part of the surrounding air is in a plasma state to generate radical species.
[0015]
As a result, the contaminated air passing through the ferroelectric filter 14 is mixed with ion showers and radical species, and ions adhere to the contaminant, or a chemical reaction (oxidative decomposition) occurs between the contaminant and the radical species. . This point will be described.
[0016]
First, the dust is charged with ions attached by an ion shower. The charged dust adheres to the surface of the ferroelectric fiber by Coulomb force and is removed from the contaminated air. The dust adhering to the fiber is oxidized by radical species, and the residue that cannot be oxidized eventually remains as ash.
[0017]
Odor gas components are rapidly oxidized by radical species, decomposed into simple molecules, and are not brominated. At the same time, the odor gas component remaining without being decomposed is physically adsorbed by the catalyst filter 12 at the subsequent stage, and is oxidatively decomposed by a chemical reaction with the incoming radical species. This two-stage decomposition action removes almost all odorous gas components.
[0018]
Furthermore, the suspended microorganisms are on the order of microns, and like dust, are charged by an ion shower and captured by the ferroelectric filter 14 by Coulomb force. The trapped microorganisms are sterilized by destroying the cell wall by the oxidizing action of radical species. The impurities remaining as a result of the sterilization are oxidized by radical species, and the residue that cannot be oxidized eventually remains as ash in the ferroelectric filter 14.
[0019]
Note that the ash left after the dust and airborne microorganisms are oxidized needs to be removed by regular water washing or the like in order to reduce the removal ability.
[0020]
Thus, contaminants can be captured and oxidatively decomposed by ion shower and radical species caused by discharge, and an air purification device having three functions of dust removal, deodorization, and sterilization can be configured in a compact manner. In addition, it is possible to expect an apparatus having a larger removal capability and a longer life than removing the catalyst and activated carbon by a single apparatus.
[0021]
Embodiment 2
FIG. 2 shows an enlarged view of the main part of the ferroelectric filter of the air purifying apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The basic configuration is the same as in the first embodiment. The filter base material is different, and this point will be described.
In the figure, 16 is a fiber made of an inorganic material such as glass or ceramics, which is a substrate of a ferroelectric filter, and 17 is a ferroelectric particle made of barium titanate or the like attached to the surface of the fiber 16 made of an inorganic material. .
In the first embodiment, the discharge occurs between the ferroelectric fibers constituting the ferroelectric filter 14, whereas in the present embodiment, the discharge occurs between the ferroelectric particles 17 attached to the fibers 16 made of an inorganic material.
[0022]
Here, the relationship that holds between the dielectric constant and the amount of attachment of the ferroelectric, the discharge start voltage, and the amount of nitrogen oxide generated will be described based on the experimental results.
[0023]
Taking the barium titanate as a ferroelectric, the relationship between the dielectric constant, the discharge starting voltage, and the amount of nitrogen oxides generated was examined by experiments.
The results are shown in FIG. In the figure, the horizontal axis represents the dielectric constant, the vertical axis represents the discharge start voltage on the left, and the amount of nitrogen oxide generated on the right.
Here, the experimental conditions are that the size of the duct cross section is 10 cm × 10 cm, the thickness of the filter 12 is 10 mm, the basis weight of the ferroelectric is 10 g per square meter, and the flow rate is 1 m / s.
[0024]
As is apparent from the figure, the discharge start voltage increases rapidly as the dielectric constant decreases, and discharge is less likely to occur. On the other hand, the amount of nitrogen oxide generated increases substantially in proportion to the dielectric constant. Thus, the discharge start voltage and the amount of nitrogen oxide generated tend to contradict each other, and the dielectric constant is determined by the trade-off between the discharge start voltage and the amount of nitrogen oxide generated.
Therefore, if a standard that suppresses the discharge start voltage to 10 kV or less and the generation amount of nitrogen oxide to 1 ppm or less is set, 50 to 3000 is determined as the range of the dielectric constant.
[0025]
On the other hand, although not shown, the same tendency was observed for the relationship between the amount of deposition, the discharge start voltage, and the amount of nitrogen oxide generated.
That is, according to an experiment using barium titanate having a dielectric constant of 3000, the discharge starting voltage is 10 kV or more when the applied amount is 2 g or less per square meter, and the amount of nitrogen oxide generated rapidly increases when the applied amount is 20 g or more per square meter. As a result, it exceeded 1 ppm.
Therefore, if the discharge start voltage is suppressed to 10 kV or less and the generation amount of nitrogen oxide is suppressed to 1 ppm or less, 2 to 20 g is determined as the range of the amount of adhesion per square meter.
[0026]
Further, when the dielectric constant or the amount of attachment was within the above range, no difference was observed in the removal performance.
[0027]
In addition, the process of generating ion showers and radical species by discharge and thereby removing contaminants such as dust, odorous gas, and floating microorganisms is the same as that in the first embodiment, and therefore will be omitted.
[0028]
As described above, a ferroelectric particle such as barium titanate is attached to the surface of a fiber made of an inorganic material, and the discharge start voltage and nitrogen can be reduced without impairing the removal performance by selecting the dielectric constant and the attached amount from the above ranges. It is possible to obtain an air purification device that reduces the amount of oxide generation. Moreover, since the generation amount of nitrogen oxides is reduced, the lifespan of the discharge electrode and the activated carbon is extended, and the economy is improved.
[0029]
Furthermore, in Embodiment 1 or 2, activated carbon fiber may be used for the base material of the discharge electrode 11 or the catalyst filter 12.
Activated carbon fibers have a catalytic ability to accelerate the reaction with radical species, like activated carbon, but are far superior to activated carbon in terms of conductivity and adsorptivity.
For this reason, when the catalyst filter 12 is constituted by using activated carbon fibers as a base material, the undecomposed odor gas component reaching the subsequent catalyst filter 12 is almost completely physically adsorbed. The adsorbed odor gas component is oxidatively decomposed into simple, odorless and harmless molecules by the radical species coming in. Thereby, the activated carbon fiber is regenerated and can be prepared for the adsorption of the next odor gas component. In this way, the odorous gas component is completely removed.
[0030]
Moreover, when activated carbon fiber is used for the discharge electrode 11 as a base material, it not only functions as a normal discharge electrode but also removes and decomposes odorous gas components.
That is, a part of the odor gas component is adsorbed by the discharge electrode 11 based on activated carbon fiber when passing through the discharge electrode 11. The adsorbed odor gas component is oxidized and decomposed into simple, odorless and harmless molecules by radical species, and the activated carbon fiber is regenerated, which is the same as the case of the catalyst filter 12.
[0031]
In this way, by using activated carbon fibers having an extremely high adsorption capacity, highly toxic gas components that are hardly contained in the atmosphere and are difficult to remove, such as dioxins, PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons). (Abbreviation of Hydrocarbons) and the like can be reliably captured. In addition, the substance captured in this manner is also oxidatively decomposed by the radical species that come in as described above, and is surely detoxified.
[0032]
Furthermore, a dust filter having heat resistance may be provided on the windward side of the discharge electrode 11 in the configuration of the first or second embodiment.
This is intended to purify high-temperature pollutant gas such as diesel exhaust gas, and the heat-resistant dust filter disposed on the windward side of the discharge electrode 11 functions as a pre-filter. Therefore, a dust filter having a coarser particle size than the ferroelectric filter, specifically, a medium dust removing ability of about 50% of the JIS colorimetric method is selected.
[0033]
Further, since exhaust gas such as diesel is at a high temperature, the discharge electrode 11 is made of a heat-resistant metal, and the ferroelectric filter is made of a heat-resistant ceramic fiber with a catalyst and ferroelectric particles, or a ferroelectric particle having catalytic ability. It has a configuration attached.
Further, since exhaust gas such as diesel contains a large amount of nitrogen oxides, the catalyst attached to the ceramic fiber of the ferroelectric filter 14 or the ferroelectric particles having catalytic ability and the catalyst filter are reduced. Having a catalytic ability.
[0034]
Exhaust gas such as diesel engine contains a large amount of dust, sulfur oxide, nitrogen oxide and the like. In the exhaust gas, dust having a large particle size is first removed by the dust removal filter and guided to the ferroelectric filter 14 through the discharge electrode 11. Here, the small particles that have not been removed by the dust filter are charged by the ion shower and adhere to the fiber by the Coulomb force.
Sulfur oxides, odors and harmful gas components are decomposed by radical species. Further, the nitrogen oxides are decomposed by the reducing catalyst constituting the ferroelectric filter 14 and the catalyst filter 12.
[0035]
As described above, in the configuration of the first embodiment, a medium performance dust removing filter having heat resistance is disposed on the windward side, and the heat resistant filter base material, reducing catalyst and ferroelectric particles, or reduction By using ferroelectric particles having a catalytic ability, a compact air purification device capable of purifying high-temperature exhaust gas such as diesel can be obtained.
[0036]
【The invention's effect】
Since the air purifying apparatus according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0037]
A discharge electrode 11 having a air permeability, between the catalytic filter 12 having a air permeability and conductivity, ferroelectric filter formed by an inorganic material impregnated with ferroelectric fiber or ferroelectric particles, 14 is inserted and a high voltage is applied between the discharge electrode 11 and the catalyst filter 12 to generate ion showers and radical species, so that dust, odor / toxic gas components, suspended microorganisms, etc. can all be removed. A long-life and compact air purification device can be obtained.
[0038]
Further, since the ferroelectric filter 14 is made of an inorganic material , the flame retardance of the entire filter is improved, and a highly safe air purifying device can be obtained.
[0039]
In addition, since the dielectric constant of the ferroelectric material is 50 or more and 3000 or less, the discharge start voltage is low and the generation amount of nitrogen oxides is reduced without impairing the removal performance against dust, odor / hazardous gas components, and floating microorganisms. An air purification device is obtained.
Moreover, the lifetime of the discharge electrode 11 and activated carbon is extended by reducing the generation amount of nitrogen oxides, and an economical air purification device can be obtained.
[0040]
In addition, since the discharge electrode 11 or the catalyst filter 12 is made of activated carbon fiber, it can remove a highly toxic gas component that is hardly contained in the atmosphere and difficult to remove, and has high gas removal performance. The air purification apparatus which has is obtained.
[0041]
Furthermore, a dust filter with heat resistance, a discharge electrode, and a catalytic filter consisting of a reducing catalyst with conductivity are arranged in order from the upstream side, and a reducing substance with a ferroelectric as a component between the discharge electrode and the catalyst filter. Since a ferroelectric filter formed from fibers with catalytic ability was inserted and a high voltage was applied between the catalyst filter and the discharge electrode, dust, sulfur oxide, nitrogen oxide in high temperature exhaust gas Thus, a long-life and compact air purification device that can remove all of them can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side cross-sectional view of an air purification device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of a ferroelectric filter of an air purification device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a dielectric constant, a discharge start voltage, and a nitrogen oxide generation amount according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view of a conventional exhaust gas treatment apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical tube 2 Air inlet 3 Air outlet 4 Air path 5 Copper electrode 6 Copper electrode 7 Partition wall 8 Gas treatment layer 9 Reaction layer 10 AC power source 11 Discharge electrode 12 Catalytic filter 13 AC power source 14 Ferroelectric filter 15 Blower 16 Fiber 17 made of inorganic material Ferroelectric particles

Claims (3)

風路中に配設された導電性を有する触媒フィルタと、この触媒フィルタの風上側に対向して設けられ、該触媒フィルタとの間に高電圧が印加された放電電極と、この放電電極と前記触媒フィルタとの間に配置され、強誘電体を構成要素とする強誘電体フィルタとを備え、
前記強誘電体フィルタは、強誘電体繊維、もしくは表面に強誘電体粒子を添着した無機材料によって構成されたことを特徴とする空気浄化装置。
A conductive catalyst filter disposed in the air passage; a discharge electrode provided opposite to the windward side of the catalyst filter; and a high voltage applied between the catalyst filter; and the discharge electrode A ferroelectric filter disposed between the catalyst filter and a ferroelectric as a component; and
The air filter according to claim 1, wherein the ferroelectric filter is made of a ferroelectric fiber or an inorganic material having ferroelectric particles attached to the surface.
前記強誘電体の誘電率は、50以上3000以下であることを特徴とする請求項1記載の空気浄化装置。The air purification apparatus according to claim 1, wherein the ferroelectric has a dielectric constant of 50 or more and 3000 or less. 前記放電電極もしくは前記触媒フィルタが活性炭素繊維で構成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の空気浄化装置。The air purification apparatus according to claim 1 or 2, wherein the discharge electrode or the catalyst filter is made of activated carbon fiber.
JP2000286664A 2000-09-21 2000-09-21 Air purification device Expired - Fee Related JP3632579B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000286664A JP3632579B2 (en) 2000-09-21 2000-09-21 Air purification device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000286664A JP3632579B2 (en) 2000-09-21 2000-09-21 Air purification device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002095996A JP2002095996A (en) 2002-04-02
JP3632579B2 true JP3632579B2 (en) 2005-03-23

Family

ID=18770552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000286664A Expired - Fee Related JP3632579B2 (en) 2000-09-21 2000-09-21 Air purification device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3632579B2 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1547624A4 (en) * 2002-09-05 2006-08-30 Sanei Kensetsu Kabushiki Kaish Air purifier
JP2006122521A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Toshiba Corp Disinfection system
JP4910339B2 (en) * 2005-01-07 2012-04-04 パナソニック株式会社 Dust collector and air conditioner
JP4915073B2 (en) * 2005-09-26 2012-04-11 パナソニック株式会社 Dust collector and air conditioner
JP2008221078A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Mitsubishi Electric Corp Air cleaning apparatus and filter
JP2008221077A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Mitsubishi Electric Corp Air cleaning apparatus and filter
JP5839766B2 (en) * 2007-08-03 2016-01-06 ダイハツ工業株式会社 Plasma reactor
ES2643130T3 (en) * 2010-06-02 2017-11-21 Mitsubishi Electric Corporation Device for capturing and inactivating microbes and viruses
JP2014128203A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Panasonic Corp Flying organism removal device, capturing electrode of the same, capturing electrode member and manufacturing method of the same
CN111365840A (en) * 2020-04-04 2020-07-03 长沙贤正益祥机械科技有限公司 Warm air device and control system and method thereof
CN111336619A (en) * 2020-04-04 2020-06-26 长沙贤正益祥机械科技有限公司 Air purifier, control method thereof and air purification method
CN111336600A (en) * 2020-04-04 2020-06-26 长沙贤正益祥机械科技有限公司 Fresh air system, central air conditioner, and control system and method thereof
WO2023166591A1 (en) * 2022-03-02 2023-09-07 三菱電機株式会社 Filter unit, ventilation device, and filter unit production method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002095996A (en) 2002-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3632579B2 (en) Air purification device
WO2011046325A2 (en) Device for indoor air purification and sterilization
JP4016134B2 (en) Gas processing equipment
CN108025252B (en) Air cleaning apparatus and method
KR20120138500A (en) Reclamated air cleaner using plasma
KR101700269B1 (en) Plasma catalyst adsorption purification apparatus capable of generating ozone and removing ozone and purification method using the same
KR100487544B1 (en) Air pollutant destruction apparatus having plasma filter with three dimensional cell structure and its cleaning method
JP4457603B2 (en) Gas purification device
KR20040092811A (en) Air filtration system and method of the same
JPH11221489A (en) Air purification unit employing low temperature weakly ionized plasma in combination with electrostatic filter
JP3000056B2 (en) Air purifier
RU104866U1 (en) PHOTOCATALYTIC AIR CLEANING DEVICE
KR20090095169A (en) Air Cleaner
JPH10328575A (en) Air cleaning device and dust collecting electrode for the device
KR20100123787A (en) Deodor system with dry and wet type package
JPH04197418A (en) Gas purifying apparatus
JP2004290882A (en) Filter and apparatus for cleaning air
KR20160063693A (en) Apparatus for Removing VOCs and VOCs Removing Method Using the Same
JP2004008517A (en) Air cleaner
JP2001046906A (en) Air cleaning device
KR19980034985A (en) Industrial deodorization and harmful gas removal device
KR100527209B1 (en) Concurrent reducing device of fine particles and hazardous gas
JP2000005631A (en) Air cleaner
JP2002336645A (en) Plasma catalyst reactor, air cleaner, nitrogen oxide cleaner and waste combustion gas cleaner
JP2002336343A (en) Plasma catalyst reactor and air cleaner

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20040630

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040824

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040831

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041028

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20041130

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041213

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 3632579

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080107

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090107

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100107

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110107

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120107

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130107

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130107

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees