JP3658462B2 - オゾン発生器付き空気清浄装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業空間、居住空間など環境の塵埃、臭気、ガス、細菌の少なくとも１つを除去する空気清浄装置に関するものである。特に、オゾンを利用して脱臭、除菌を行う装置において、安全にオゾンを取扱う装置構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常の、オゾンを利用して脱臭、除菌を行うオゾン発生器付き空気清浄装置は、例えば、実開平２−２５０３５号公報に開示されているように、高電圧によるコロナ放電を利用したオゾン発生器の流入空気下流側に脱臭チャンバを設け、送風手段により、脱臭チャンバに臭気を含んだ空気とオゾン発生器にて発生したオゾンを通過させ空気の脱臭、除菌を行う。しかし、オゾンは人体に対し有害であることから、脱臭、除菌を行ったオゾンを含んだ空気をそのまま排気せず、オゾン分解フィルタなどのオゾン分解手段によって、オゾンを分解し排気する。図１１に従来のオゾン発生器付き空気清浄装置を示す。従来のオゾン発生器付き空気清浄装置は送風手段としてファン１を用い、空気吸込口１０から吸い込んだ空気をオゾン発生手段４にて発生されたオゾンとともに脱臭チャンバ５に送り込み、空気とともに流入した悪臭成分を分解して脱臭を行う。このときオゾンの殺菌作用により空気中の除菌も行われる。脱臭チャンバ５内の空気はオゾン分解手段３を介してファン１に吸引され、これによりオゾンはオゾン分解手段３により分解され脱臭、除菌された空気が空気排出口９から排出される。図１２は従来のオゾン発生器付き空気清浄装置の装置構成をブロック図として示す。制御回路は送風手段１の起動、停止と、オゾン発生手段４の起動、停止を行う。オゾン分解手段３は化学作用を利用したオゾン分解フィルタが用いられ、電源が不要であるため脱臭、除菌された空気を送風手段によって通過させるだけで空気中に含まれたオゾンが分解される。図１３に従来のオゾン発生器付き空気清浄装置の運転フローチャートを示す。「運転」が選択された場合、送風、オゾン発生が行なわれ、「停止」が選択された場合、オゾン発生と送風の両方が同時に停止されるよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、オゾン発生停止と同時に送風が停止されるため、脱臭チャンバ内に残存している空気より比重の大きいオゾンは逆流してオゾン分解手段を通らずに空気吸込口から流出する恐れがあった。そのため空気吸い込み口の下方で局部的にオゾン濃度が高まることがあり、人体に対して有害な状態が発生することがあった。
【０００４】
本発明の目的は、停止時に空気清浄装置からのオゾン流出を防止できて安全性に優れたオゾン発生器付き空気清浄装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明はオゾン発生器付き空気清浄装置において、 吸い込み口から吹き出し口に至る空気流路と、前記吸い込み口から吸い込まれた空気にオゾンを供給するオゾン発生手段と、前記空気流路中で前記オゾン発生手段の下流側に配設されたオゾン分解手段と、前記空気流路内に前記吸い込み口から前記吹き出し口に向かう気流を形成させるファンと該ファンを回転駆動するモータとより構成された送風手段と、前記オゾン発生手段及び前記送風手段を制御する制御手段とを備え、
前記オゾン発生手段及び前記送風手段のモータ停止後、前記送風手段のファンに取り付けた重りの慣性により該ファンを回転させ、所定時間送風を継続することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１０により説明する。図１〜図１０の実施の形態は本発明を室内の天井面３０の上方に埋め込まれて天井面３０に吸い込み口１０と吹き出し口９が開口する構造を有する天井埋込みカセット形空気清浄装置に適用したものである。
【０００８】
図１は、本発明のオゾン発生器付き空気清浄装置の第１実施の形態を示す断面図である。本実施の形態の空気清浄装置は、粗塵を除去するプレフィルタ２０とオゾン発生器４とオゾン分解フィルタ３と制御回路１１とを内蔵する内側ケース２２と、この内側ケースとファン１とモータ２とを内蔵する外側ケース１２から成っている。
【０００９】
内側ケース２２では、空気清浄装置を天井に取り付けたときに室内に面する側、すなわち下面側に室内の空気を吸い込むよう開口した空気吸い込み口１０が設けられ、さらに内側ケース内２２は仕切り板２２ａ、２２ｂにより気流の流れる方向に３つのチャンバ２４、５、２６が連通して形成されるよう仕切られている。空気吸い込み口１０に設けられたプレフィルタ２０は吸い込まれた空気中の比較的大きな塵埃（綿埃等）を除去する。吸い込み口１０と１番目の仕切り板２２ａにより形成された１番目のチャンバ２４内にはオゾン発生器４と制御回路１１とが装着される。本実施の形態ではオゾン発生器４は電気集塵器１６であり、電離部１７のイオン化線１８に１０ｋＶ程度の高電圧を印加することによりコロナ放電を発生させ、空気を電離させて空気中の酸素分子をオゾンに変化させる。オゾンを効率的に発生させるには本実施の形態ではイオン化線１８にマイナス９ｋＶという負の高電圧を印加する。オゾン発生器４は電気集塵器１６に限ることはなく、単にコロナ放電により空気を電離させてオゾンを発生するもの、誘電体（絶縁物）の表面に沿面放電を起こしてこの電界により空気を電離させてオゾンを発生するもの、殺菌灯、オゾンランプ等の紫外線によりオゾンを発生するものであっても良い。オゾン発生器４として電気集塵器１６を用いた場合は空気中の小さな塵埃も除去できるので下流側に設けられるオゾン分解フィルタ３の表面への塵埃の付着を防止でき、オゾン分解フィルタ３の寿命を延ばすことができる。また、単にコロナ放電または沿面放電により空気を電離させてオゾンを発生するもの、殺菌灯、オゾンランプ等の紫外線によりオゾンを発生するものを用いた場合はオゾン発生器４の構造が小型化・簡略化され、空気清浄装置の小形・軽量化を図ることができる。
【００１０】
本実施の形態の制御回路１１はマイクロコンピュータ（図示せず）とＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段（図示せず）を有している。マイクロコンピュータは記憶手段に記憶されたプログラムに従って、ファン１を駆動するモータ２の運転・停止、あるいは速度制御等の回転制御と、オゾン発生器４の運転・停止を制御する。オゾン発生器４はオゾン発生量を連続的、あるいは段階的に制御することは困難であるため本実施の形態では運転・停止だけのＯＮ・ＯＦＦ制御としている。本実施の形態の空気清浄装置の運転操作は有線または無線のリモートコントローラ（図示せず）により行われる。
【００１１】
１番目の仕切り板２２ａと２番目の仕切り板２２ｂの間に形成された２番目のチャンバ５は脱臭チャンバ５として用いられ、この脱臭チャンバ５内でオゾン発生器４により発生したオゾンと空気吸い込み口１０から吸い込まれた空気が混合され、オゾンの化学作用により空気中に含まれた悪臭成分６がこの空間を通過する間に分解される。このときオゾンの殺菌作用により空気中の細菌や微生物等を殺すことができ、脱臭とともに除菌も行われる。
【００１２】
２番目の仕切り板２２ｂと内側ケース２２の上面側の間に形成された３番目のチャンバ２６にはオゾンを分解するオゾン分解フィルタ３が装着される。２番目のチャンバ５で脱臭・除菌された空気は、オゾン分解フィルタ３で用済みとなったオゾンが触媒作用により分解されて有害物質を含まない安全な清浄空気となる。この清浄空気は内側ケース２２上面側の開口部２８を介してファン１に吸引される。
【００１３】
本実施の形態では空気清浄装置が室内の天井面３０に取り付けられるため、プレフィルタ２０、電気集塵器４、オゾン分解フィルタ３はいずれも内側ケース２２の下側に向かう方向に取り出し可能となるよう装着され、これらの保守・点検が容易なように構成されている。
【００１４】
内側ケース２２の外周には外側ケース１２が設けられ、内側ケース２２と外側ケース１２との間の空間はファン１から吹き出された空気を吹き出し口９に向かって下方に導くためのダクト４０としての機能を有する。そのため、本実施の形態では空気流路は「ｍ」字の中央の脚を軸として回転させた形状をしており、空気は内側ケース１２内を上方に向かって流れた後、ダクト４０を通って下方に向かって流れる。本実施の形態では内側ケース２２及び外側ケース１２はともに下面側から見て略正方形となる外形形状を有しており、内側ケース２２と外側ケース１２との間隙は、略正方形の各辺の吹き出し口９から吹き出される風量が実質的に同風量になるよう、略正方形の各辺とも実質的に同一寸法に設けられる。吹き出し口９に設けられた風向板４２は、吹き出された空気を吸い込み口１０から遠ざかる方向に導き、気流のショートサーキットを防止するとともに清浄空気を室内に広く拡散させる。
【００１５】
本実施の形態ではファン１に慣性力を持たせ、モータ２およびオゾン発生器４への電源供給が停止されても、脱臭チャンバ内のオゾン濃度がゼロとなる時間までファン１が実質的に正常運転時の回転数を維持するよう構成している。そのため、オゾン発生器４の停止後も所定時間送風が継続される。
【００１６】
本実施形態の空気清浄装置を運転すると、ファン１が所定の速度で回転するとともにオゾン発生器４がオゾンを発生する。これにより、空気吸込口１０から取り込まれた悪臭成分６を含む空気はオゾン発生器４を介して脱臭チャンバ５に導かれる。脱臭チャンバ５内にはオゾン７が充満しており、ここで悪臭成分６はオゾン７の化学作用（酸化作用）により非悪臭成分８になり、脱臭が行われる。また、一部の悪臭成分はオゾン分解フィルタ３に吸着されて除去される。この反応に関与しなかった残存オゾンは、オゾン分解触媒などから成るオゾン分解フィルタ３を通過することによって分解され、無害化される。このときオゾン分解フィルタ３に吸着された一部の悪臭成分はオゾンにより非悪臭成分に分解されるため、オゾン分解フィルタ３の目詰まりも防止される。これにより有害なオゾンが除去された清浄空気はモータ２およびファン１からなる送風手段に導かれ、空気排出口９より装置外へ放出される。なお、悪臭成分６、オゾン７、非悪臭成分８は実際には分子レベルの大きさで肉眼では見えないものであるが、本願の各実施の形態の図面中ではわかりやすくするため黒丸、白丸等で示してある。
【００１７】
本実施の形態ではファン１が電気集塵器１６及びオゾン分解フィルタ３の下流側に設けられるため、ファン１への塵埃の付着を防止できるとともに、オゾンによるファン１の腐食を防止できる。
【００１８】
図２は第１実施の形態における装置の運転タイムチャートを示す。装置の運転を停止した場合または停電等により電源供給が停止された場合、オゾン発生器４およびモータ２への電源供給は停止するが、脱臭チャンバ５内には高濃度のオゾン７が自然分解するまで残存している。本実施の形態ではファン１にその自重により慣性力を持たせ、モータ２およびオゾン発生器４への電源供給が停止されても、脱臭チャンバ内のオゾン濃度がゼロとなる時間までファン１が実質的に正常運転時の回転数を維持して送風を継続するよう構成しているので、この残存オゾン７がオゾン分解手段３を通らずに空気吸込口１０から装置外に逆流するのが防止され、オゾン分解手段３による残存オゾン７の分解処理を効果的に行うことができる。
【００１９】
本発明の第２の実施の形態を図３により説明する。図３は第２実施の形態を示す断面図である。本実施の形態の構成はファン１に重り１４が装着されてる点以外は第１実施の形態と同一である。オゾン７は空気より重いため、空気吸込口１０の上部にオゾン発生器４、脱臭チャンバ５を構成した天井埋込みカセット型の場合、装置停止後の残存オゾン７の空気吸込口１０からの逆流が顕著に現れる。また、脱臭チャンバ５の大きさや、使用しているオゾン７の濃度により残存オゾン量が異なってくる。そのため、この装置の設置方法や構造により、運転停止後ファン１の回転を継続させ送風する時間を調整する必要がある。そこで、本実施の形態では、ファン１に重り１４を取り付け、この重り１４の重量を調整することによりファン１の回転が継続される時間、すなわち送風を継続できる時間を調整可能にしたものである。重り１４はファン１の羽根車の全周に連続的に設けられたものでもよく、あるいはファン１の羽根車のバランスがとれる位置で複数箇所に設けられたものであってもよい。
【００２０】
本発明の第３の実施の形態を図４により説明する。図４は第３実施の形態を示す断面図である。本実施の形態の構成はモータ２にフライホイール１３が装着されてる点以外は第１実施の形態と同一である。本実施の形態も第２の実施の形態と同じく、運転停止後ファン１の回転を継続させ送風する時間を調整可能に構成したものである。本実施の形態ではモータ２の回転軸にフライホイール１３を設け、このフライホイール１３の質量または径を調整して慣性モーメントを調整することによりファン１の回転を継続できる時間を調整可能にしたものである。
【００２１】
本発明の第４の実施の形態を図５により説明する。図５は第４実施の形態を示す送風手段の断面図である。送風手段以外は第１実施の形態と同一であるため、図示を省略する。本実施の形態ではファン１の羽根とそれを支える芯板に比重の異なる材質を用いることにより、重りやフライホイール等の追加部品を用いなくても十分な慣性力を得られ、回転を継続できるよう構成したものである。具体的な例としては、芯板をアルミニウム、羽根を鉄で形成することにより、十分な慣性を持たせながらファン１の質量を押さえることができる。
【００２２】
本発明の第５の実施の形態を図６により説明する。本実施の形態のハードウエア構成は第１実施の形態と同一である。本実施の形態はソフトウエア的にオゾン発生装置４停止後もファン１の回転を継続させて送風を継続できるよう構成したものである。図６は本実施の形態の運転タイムチャートを示す。本実施の形態は制御回路１１内の記憶手段に記憶されたプログラムにより、空気清浄装置の停止時にオゾン発生器４への停止信号と送風手段のモータ２への停止信号に時間差を設けたものである。制御回路１１はリモートコントローラ（図示せず）から空気清浄装置の停止信号が入力されると、この信号と実質的に同時にオゾン発生器４へ停止信号を供給し、脱臭チャンバ５内の残存オゾン７濃度がゼロになるのに十分な時間の経過後モータ２へ停止信号を供給する。これによりオゾン発生器４停止後もファン１の回転は継続され、残存オゾンが強制的にオゾン分解フィルタ３に導かれて分解処理される。本実施の形態では、ソフトウエアでオゾン発生器４への停止信号と送風手段のモータ２への停止信号との時間差を任意に設定することができ、最適値を選ぶことにより残存オゾン消滅後の不必要なファンの運転を防止でき省エネルギー効果を得ることができる。
【００２３】
本発明の第６の実施の形態を図７、図８により説明する。図７は第６実施の形態を示す断面図である。本実施の形態のハードウエア構成は吹き出し口９にオゾン濃度検出手段１５が装着されてる点以外は第１実施の形態と同一である。本実施の形態ではオゾン分解フィルタ３でのオゾン分解処理状況を吹き出し口９に設置したオゾン濃度検出手段１５で監視する。
【００２４】
図８は第６実施の形態を示す運転フローチャートである。運転開始（ステップ６００）後にリモートコントローラのスイッチで運転が停止された時はステップ６０１で運転停止と判断され、モータ２及びオゾン発生器４への電源供給が停止される（ステップ６１１）。このとき、ファン１の慣性により送風が継続され、残存オゾン７がオゾン分解フィルタ３に導かれて分解される。ステップ６０１で運転中と判断されるとオゾン濃度検出手段１５で排気中のオゾン濃度を監視して濃度が正常か判断する（ステップ６０２）。濃度が異常と判断された場合、異常表示を行い（ステップ６１２）モータ２及びオゾン発生器４の運転を停止する（ステップ６１３）。また、送風手段のファン１の回転数あるいはモータ２の電流を検出し、その回転数あるいは電流が正常か判断し（ステップ６０３）、規定の範囲から外れたときに送風手段が異常であると判断し、この場合も異常表示を行い（ステップ６１２）運転を停止する（ステップ６１３）。この異常表示としては、ランプによる表示や、ブザーあるいは音声による警告などがある。ステップ６０３で正常と判断されると、オゾン発生を継続し（ステップ６０４）、送風も継続させ（ステップ６０５）、ステップ６０１に戻る。これにより送風手段に異常が生じてもオゾン発生が停止されるので安全性が向上する。本実施の形態ではオゾン濃度検出手段１５により運転中の残存オゾン７の装置外への流出防止を図れるので、オゾン分解手段３の破損或いは寿命によりオゾン７が分解されず運転中に装置外へ放出されること、あるいはファン１の異常による能力低下でオゾン７がオゾン分解手段３に導かれず運転中に空気吸込口１０から逆流することを防止できる。従って、本実施の形態では運転中及び運転停止時におけるオゾン流出防止が可能となり、安全性、信頼性に優れたオゾン発生器付空気清浄装置を得ることができる。
【００２５】
本発明の第７の実施の形態を図９、図１０により説明する。図９は第７実施の形態を示す断面図である。本実施の形態のハードウエア構成は第６実施の形態でオゾン発生器４として電離部１７を有する電気集塵器１６を用いたものである。本実施の形態でもオゾン分解手段３でのオゾン分解処理状況を吹き出し口９に設置したオゾン濃度検出手段１５で監視する。本実施の形態では、電気集塵器１６の電離部１７で発生するオゾンを送風手段により脱臭チャンバ５に導いている。
【００２６】
図１０は第７実施の形態の運転フローチャートである。このフローは第６実施の形態の図８中の送風手段の正常・異常の判断（ステップ６０３）に代えて電離電流の正常・異常を判断（ステップ７０３）するようにしたものであり、このステップ以外での動作は第６実施の形態と同一である。オゾン発生器４として電気集塵器１６を利用した場合、流入空気の集塵に高い効果を発揮する。電気集塵器１６の電離部１７はアース極とコロナ放電を行うイオン化線１８によって構成されている。イオン化線１８の長さが長くなるとコロナ放電による電力量が増加するので、イオン化線１８に高電圧を供給する高圧発生電源の負荷はイオン化線１８の長さに比例する。イオン化線１８が長時間の使用により断線すると、放電を行っている長さが短くなるため高圧発生電源の負荷が軽減する。このとき、電離電流が上昇し電離部１７から発生しているオゾン７も上昇する。本実施の形態では、この上昇したオゾン７をオゾン濃度検出手段１５で検出する前に、制御回路１１のマイクロコンピュータが電離部１７の電離電流が正常範囲かを判定し、オゾン濃度が異常に上昇すると推測して、オゾン濃度検出手段１５が異常なオゾン濃度を検出する前に異常表示を行い、運転を停止する。この装置構成によって電気集塵器を搭載したオゾン発生器付き空気清浄装置の安全な運転が可能になる。
【００２７】
上記第５及び第６の実施の形態では送風手段としてファン及びモータが用いられたが、これに限ることはなく、イオン風を用いた送風手段を用いてもよい。第６の実施の形態でイオン風を用いた送風手段を用いるときは、運転停止時にソフト的にオゾン発生手段停止後も送風手段の送風を所定時間継続させる。
【００２８】
本発明は上記の各実施の形態に限るものではなく、「Ｉ」字形または「Ｌ」字形の空気流路を有して、この空気流路中に上流側から、オゾン発生手段、オゾン分解フィルタ、送風手段を備えた床置き形の空気清浄装置でオゾン発生器の停止後も所定時間送風が継続されるよう構成されたものであってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、運転停止後も所定時間送風が継続されるので残存オゾンをオゾン分解フィルタに導いて分解することができ、安全性に優れたオゾン発生器付き空気清浄装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の運転タイムチャートである。
【図３】本発明の第２実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第４実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示す送風手段の断面図である。
【図６】本発明の第５実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の運転タイムチャートである。
【図７】本発明の第６実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第６実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の運転フローチャートである。
【図９】本発明の第７実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の第７実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の運転フローチャートである。
【図１１】従来技術のオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。
【図１２】従来技術のオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】従来技術のオゾン発生器付き空気清浄装置の運転フローチャートである。
【符号の説明】
１…ファン
２…モータ
３…オゾン分解手段
４…オゾン発生器
５…脱臭チャンバ
６…悪臭成分
７…オゾン
８…非悪臭成分
９…空気排出口
１０…空気吸込口
１１…制御回路
１２…外側ケース
１３…フライホイール
１４…重り
１５…オゾン濃度検出手段
１６…電気集塵機
１７…電離部
１８…イオン化線
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業空間、居住空間など環境の塵埃、臭気、ガス、細菌の少なくとも１つを除去する空気清浄装置に関するものである。特に、オゾンを利用して脱臭、除菌を行う装置において、安全にオゾンを取扱う装置構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常の、オゾンを利用して脱臭、除菌を行うオゾン発生器付き空気清浄装置は、例えば、実開平２−２５０３５号公報に開示されているように、高電圧によるコロナ放電を利用したオゾン発生器の流入空気下流側に脱臭チャンバを設け、送風手段により、脱臭チャンバに臭気を含んだ空気とオゾン発生器にて発生したオゾンを通過させ空気の脱臭、除菌を行う。しかし、オゾンは人体に対し有害であることから、脱臭、除菌を行ったオゾンを含んだ空気をそのまま排気せず、オゾン分解フィルタなどのオゾン分解手段によって、オゾンを分解し排気する。図１１に従来のオゾン発生器付き空気清浄装置を示す。従来のオゾン発生器付き空気清浄装置は送風手段としてファン１を用い、空気吸込口１０から吸い込んだ空気をオゾン発生手段４にて発生されたオゾンとともに脱臭チャンバ５に送り込み、空気とともに流入した悪臭成分を分解して脱臭を行う。このときオゾンの殺菌作用により空気中の除菌も行われる。脱臭チャンバ５内の空気はオゾン分解手段３を介してファン１に吸引され、これによりオゾンはオゾン分解手段３により分解され脱臭、除菌された空気が空気排出口９から排出される。図１２は従来のオゾン発生器付き空気清浄装置の装置構成をブロック図として示す。制御回路は送風手段１の起動、停止と、オゾン発生手段４の起動、停止を行う。オゾン分解手段３は化学作用を利用したオゾン分解フィルタが用いられ、電源が不要であるため脱臭、除菌された空気を送風手段によって通過させるだけで空気中に含まれたオゾンが分解される。図１３に従来のオゾン発生器付き空気清浄装置の運転フローチャートを示す。「運転」が選択された場合、送風、オゾン発生が行なわれ、「停止」が選択された場合、オゾン発生と送風の両方が同時に停止されるよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、オゾン発生停止と同時に送風が停止されるため、脱臭チャンバ内に残存している空気より比重の大きいオゾンは逆流してオゾン分解手段を通らずに空気吸込口から流出する恐れがあった。そのため空気吸い込み口の下方で局部的にオゾン濃度が高まることがあり、人体に対して有害な状態が発生することがあった。
【０００４】
本発明の目的は、停止時に空気清浄装置からのオゾン流出を防止できて安全性に優れたオゾン発生器付き空気清浄装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明はオゾン発生器付き空気清浄装置において、 吸い込み口から吹き出し口に至る空気流路と、前記吸い込み口から吸い込まれた空気にオゾンを供給するオゾン発生手段と、前記空気流路中で前記オゾン発生手段の下流側に配設されたオゾン分解手段と、前記空気流路内に前記吸い込み口から前記吹き出し口に向かう気流を形成させるファンと該ファンを回転駆動するモータとより構成された送風手段と、前記オゾン発生手段及び前記送風手段を制御する制御手段とを備え、
前記オゾン発生手段及び前記送風手段のモータ停止後、前記送風手段のファンに取り付けた重りの慣性により該ファンを回転させ、所定時間送風を継続することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１０により説明する。図１〜図１０の実施の形態は本発明を室内の天井面３０の上方に埋め込まれて天井面３０に吸い込み口１０と吹き出し口９が開口する構造を有する天井埋込みカセット形空気清浄装置に適用したものである。
【０００８】
図１は、本発明のオゾン発生器付き空気清浄装置の第１実施の形態を示す断面図である。本実施の形態の空気清浄装置は、粗塵を除去するプレフィルタ２０とオゾン発生器４とオゾン分解フィルタ３と制御回路１１とを内蔵する内側ケース２２と、この内側ケースとファン１とモータ２とを内蔵する外側ケース１２から成っている。
【０００９】
内側ケース２２では、空気清浄装置を天井に取り付けたときに室内に面する側、すなわち下面側に室内の空気を吸い込むよう開口した空気吸い込み口１０が設けられ、さらに内側ケース内２２は仕切り板２２ａ、２２ｂにより気流の流れる方向に３つのチャンバ２４、５、２６が連通して形成されるよう仕切られている。空気吸い込み口１０に設けられたプレフィルタ２０は吸い込まれた空気中の比較的大きな塵埃（綿埃等）を除去する。吸い込み口１０と１番目の仕切り板２２ａにより形成された１番目のチャンバ２４内にはオゾン発生器４と制御回路１１とが装着される。本実施の形態ではオゾン発生器４は電気集塵器１６であり、電離部１７のイオン化線１８に１０ｋＶ程度の高電圧を印加することによりコロナ放電を発生させ、空気を電離させて空気中の酸素分子をオゾンに変化させる。オゾンを効率的に発生させるには本実施の形態ではイオン化線１８にマイナス９ｋＶという負の高電圧を印加する。オゾン発生器４は電気集塵器１６に限ることはなく、単にコロナ放電により空気を電離させてオゾンを発生するもの、誘電体（絶縁物）の表面に沿面放電を起こしてこの電界により空気を電離させてオゾンを発生するもの、殺菌灯、オゾンランプ等の紫外線によりオゾンを発生するものであっても良い。オゾン発生器４として電気集塵器１６を用いた場合は空気中の小さな塵埃も除去できるので下流側に設けられるオゾン分解フィルタ３の表面への塵埃の付着を防止でき、オゾン分解フィルタ３の寿命を延ばすことができる。また、単にコロナ放電または沿面放電により空気を電離させてオゾンを発生するもの、殺菌灯、オゾンランプ等の紫外線によりオゾンを発生するものを用いた場合はオゾン発生器４の構造が小型化・簡略化され、空気清浄装置の小形・軽量化を図ることができる。
【００１０】
本実施の形態の制御回路１１はマイクロコンピュータ（図示せず）とＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段（図示せず）を有している。マイクロコンピュータは記憶手段に記憶されたプログラムに従って、ファン１を駆動するモータ２の運転・停止、あるいは速度制御等の回転制御と、オゾン発生器４の運転・停止を制御する。オゾン発生器４はオゾン発生量を連続的、あるいは段階的に制御することは困難であるため本実施の形態では運転・停止だけのＯＮ・ＯＦＦ制御としている。本実施の形態の空気清浄装置の運転操作は有線または無線のリモートコントローラ（図示せず）により行われる。
【００１１】
１番目の仕切り板２２ａと２番目の仕切り板２２ｂの間に形成された２番目のチャンバ５は脱臭チャンバ５として用いられ、この脱臭チャンバ５内でオゾン発生器４により発生したオゾンと空気吸い込み口１０から吸い込まれた空気が混合され、オゾンの化学作用により空気中に含まれた悪臭成分６がこの空間を通過する間に分解される。このときオゾンの殺菌作用により空気中の細菌や微生物等を殺すことができ、脱臭とともに除菌も行われる。
【００１２】
２番目の仕切り板２２ｂと内側ケース２２の上面側の間に形成された３番目のチャンバ２６にはオゾンを分解するオゾン分解フィルタ３が装着される。２番目のチャンバ５で脱臭・除菌された空気は、オゾン分解フィルタ３で用済みとなったオゾンが触媒作用により分解されて有害物質を含まない安全な清浄空気となる。この清浄空気は内側ケース２２上面側の開口部２８を介してファン１に吸引される。
【００１３】
本実施の形態では空気清浄装置が室内の天井面３０に取り付けられるため、プレフィルタ２０、電気集塵器４、オゾン分解フィルタ３はいずれも内側ケース２２の下側に向かう方向に取り出し可能となるよう装着され、これらの保守・点検が容易なように構成されている。
【００１４】
内側ケース２２の外周には外側ケース１２が設けられ、内側ケース２２と外側ケース１２との間の空間はファン１から吹き出された空気を吹き出し口９に向かって下方に導くためのダクト４０としての機能を有する。そのため、本実施の形態では空気流路は「ｍ」字の中央の脚を軸として回転させた形状をしており、空気は内側ケース１２内を上方に向かって流れた後、ダクト４０を通って下方に向かって流れる。本実施の形態では内側ケース２２及び外側ケース１２はともに下面側から見て略正方形となる外形形状を有しており、内側ケース２２と外側ケース１２との間隙は、略正方形の各辺の吹き出し口９から吹き出される風量が実質的に同風量になるよう、略正方形の各辺とも実質的に同一寸法に設けられる。吹き出し口９に設けられた風向板４２は、吹き出された空気を吸い込み口１０から遠ざかる方向に導き、気流のショートサーキットを防止するとともに清浄空気を室内に広く拡散させる。
【００１５】
本実施の形態ではファン１に慣性力を持たせ、モータ２およびオゾン発生器４への電源供給が停止されても、脱臭チャンバ内のオゾン濃度がゼロとなる時間までファン１が実質的に正常運転時の回転数を維持するよう構成している。そのため、オゾン発生器４の停止後も所定時間送風が継続される。
【００１６】
本実施形態の空気清浄装置を運転すると、ファン１が所定の速度で回転するとともにオゾン発生器４がオゾンを発生する。これにより、空気吸込口１０から取り込まれた悪臭成分６を含む空気はオゾン発生器４を介して脱臭チャンバ５に導かれる。脱臭チャンバ５内にはオゾン７が充満しており、ここで悪臭成分６はオゾン７の化学作用（酸化作用）により非悪臭成分８になり、脱臭が行われる。また、一部の悪臭成分はオゾン分解フィルタ３に吸着されて除去される。この反応に関与しなかった残存オゾンは、オゾン分解触媒などから成るオゾン分解フィルタ３を通過することによって分解され、無害化される。このときオゾン分解フィルタ３に吸着された一部の悪臭成分はオゾンにより非悪臭成分に分解されるため、オゾン分解フィルタ３の目詰まりも防止される。これにより有害なオゾンが除去された清浄空気はモータ２およびファン１からなる送風手段に導かれ、空気排出口９より装置外へ放出される。なお、悪臭成分６、オゾン７、非悪臭成分８は実際には分子レベルの大きさで肉眼では見えないものであるが、本願の各実施の形態の図面中ではわかりやすくするため黒丸、白丸等で示してある。
【００１７】
本実施の形態ではファン１が電気集塵器１６及びオゾン分解フィルタ３の下流側に設けられるため、ファン１への塵埃の付着を防止できるとともに、オゾンによるファン１の腐食を防止できる。
【００１８】
図２は第１実施の形態における装置の運転タイムチャートを示す。装置の運転を停止した場合または停電等により電源供給が停止された場合、オゾン発生器４およびモータ２への電源供給は停止するが、脱臭チャンバ５内には高濃度のオゾン７が自然分解するまで残存している。本実施の形態ではファン１にその自重により慣性力を持たせ、モータ２およびオゾン発生器４への電源供給が停止されても、脱臭チャンバ内のオゾン濃度がゼロとなる時間までファン１が実質的に正常運転時の回転数を維持して送風を継続するよう構成しているので、この残存オゾン７がオゾン分解手段３を通らずに空気吸込口１０から装置外に逆流するのが防止され、オゾン分解手段３による残存オゾン７の分解処理を効果的に行うことができる。
【００１９】
本発明の第２の実施の形態を図３により説明する。図３は第２実施の形態を示す断面図である。本実施の形態の構成はファン１に重り１４が装着されてる点以外は第１実施の形態と同一である。オゾン７は空気より重いため、空気吸込口１０の上部にオゾン発生器４、脱臭チャンバ５を構成した天井埋込みカセット型の場合、装置停止後の残存オゾン７の空気吸込口１０からの逆流が顕著に現れる。また、脱臭チャンバ５の大きさや、使用しているオゾン７の濃度により残存オゾン量が異なってくる。そのため、この装置の設置方法や構造により、運転停止後ファン１の回転を継続させ送風する時間を調整する必要がある。そこで、本実施の形態では、ファン１に重り１４を取り付け、この重り１４の重量を調整することによりファン１の回転が継続される時間、すなわち送風を継続できる時間を調整可能にしたものである。重り１４はファン１の羽根車の全周に連続的に設けられたものでもよく、あるいはファン１の羽根車のバランスがとれる位置で複数箇所に設けられたものであってもよい。
【００２０】
本発明の第３の実施の形態を図４により説明する。図４は第３実施の形態を示す断面図である。本実施の形態の構成はモータ２にフライホイール１３が装着されてる点以外は第１実施の形態と同一である。本実施の形態も第２の実施の形態と同じく、運転停止後ファン１の回転を継続させ送風する時間を調整可能に構成したものである。本実施の形態ではモータ２の回転軸にフライホイール１３を設け、このフライホイール１３の質量または径を調整して慣性モーメントを調整することによりファン１の回転を継続できる時間を調整可能にしたものである。
【００２１】
本発明の第４の実施の形態を図５により説明する。図５は第４実施の形態を示す送風手段の断面図である。送風手段以外は第１実施の形態と同一であるため、図示を省略する。本実施の形態ではファン１の羽根とそれを支える芯板に比重の異なる材質を用いることにより、重りやフライホイール等の追加部品を用いなくても十分な慣性力を得られ、回転を継続できるよう構成したものである。具体的な例としては、芯板をアルミニウム、羽根を鉄で形成することにより、十分な慣性を持たせながらファン１の質量を押さえることができる。
【００２２】
本発明の第５の実施の形態を図６により説明する。本実施の形態のハードウエア構成は第１実施の形態と同一である。本実施の形態はソフトウエア的にオゾン発生装置４停止後もファン１の回転を継続させて送風を継続できるよう構成したものである。図６は本実施の形態の運転タイムチャートを示す。本実施の形態は制御回路１１内の記憶手段に記憶されたプログラムにより、空気清浄装置の停止時にオゾン発生器４への停止信号と送風手段のモータ２への停止信号に時間差を設けたものである。制御回路１１はリモートコントローラ（図示せず）から空気清浄装置の停止信号が入力されると、この信号と実質的に同時にオゾン発生器４へ停止信号を供給し、脱臭チャンバ５内の残存オゾン７濃度がゼロになるのに十分な時間の経過後モータ２へ停止信号を供給する。これによりオゾン発生器４停止後もファン１の回転は継続され、残存オゾンが強制的にオゾン分解フィルタ３に導かれて分解処理される。本実施の形態では、ソフトウエアでオゾン発生器４への停止信号と送風手段のモータ２への停止信号との時間差を任意に設定することができ、最適値を選ぶことにより残存オゾン消滅後の不必要なファンの運転を防止でき省エネルギー効果を得ることができる。
【００２３】
本発明の第６の実施の形態を図７、図８により説明する。図７は第６実施の形態を示す断面図である。本実施の形態のハードウエア構成は吹き出し口９にオゾン濃度検出手段１５が装着されてる点以外は第１実施の形態と同一である。本実施の形態ではオゾン分解フィルタ３でのオゾン分解処理状況を吹き出し口９に設置したオゾン濃度検出手段１５で監視する。
【００２４】
図８は第６実施の形態を示す運転フローチャートである。運転開始（ステップ６００）後にリモートコントローラのスイッチで運転が停止された時はステップ６０１で運転停止と判断され、モータ２及びオゾン発生器４への電源供給が停止される（ステップ６１１）。このとき、ファン１の慣性により送風が継続され、残存オゾン７がオゾン分解フィルタ３に導かれて分解される。ステップ６０１で運転中と判断されるとオゾン濃度検出手段１５で排気中のオゾン濃度を監視して濃度が正常か判断する（ステップ６０２）。濃度が異常と判断された場合、異常表示を行い（ステップ６１２）モータ２及びオゾン発生器４の運転を停止する（ステップ６１３）。また、送風手段のファン１の回転数あるいはモータ２の電流を検出し、その回転数あるいは電流が正常か判断し（ステップ６０３）、規定の範囲から外れたときに送風手段が異常であると判断し、この場合も異常表示を行い（ステップ６１２）運転を停止する（ステップ６１３）。この異常表示としては、ランプによる表示や、ブザーあるいは音声による警告などがある。ステップ６０３で正常と判断されると、オゾン発生を継続し（ステップ６０４）、送風も継続させ（ステップ６０５）、ステップ６０１に戻る。これにより送風手段に異常が生じてもオゾン発生が停止されるので安全性が向上する。本実施の形態ではオゾン濃度検出手段１５により運転中の残存オゾン７の装置外への流出防止を図れるので、オゾン分解手段３の破損或いは寿命によりオゾン７が分解されず運転中に装置外へ放出されること、あるいはファン１の異常による能力低下でオゾン７がオゾン分解手段３に導かれず運転中に空気吸込口１０から逆流することを防止できる。従って、本実施の形態では運転中及び運転停止時におけるオゾン流出防止が可能となり、安全性、信頼性に優れたオゾン発生器付空気清浄装置を得ることができる。
【００２５】
本発明の第７の実施の形態を図９、図１０により説明する。図９は第７実施の形態を示す断面図である。本実施の形態のハードウエア構成は第６実施の形態でオゾン発生器４として電離部１７を有する電気集塵器１６を用いたものである。本実施の形態でもオゾン分解手段３でのオゾン分解処理状況を吹き出し口９に設置したオゾン濃度検出手段１５で監視する。本実施の形態では、電気集塵器１６の電離部１７で発生するオゾンを送風手段により脱臭チャンバ５に導いている。
【００２６】
図１０は第７実施の形態の運転フローチャートである。このフローは第６実施の形態の図８中の送風手段の正常・異常の判断（ステップ６０３）に代えて電離電流の正常・異常を判断（ステップ７０３）するようにしたものであり、このステップ以外での動作は第６実施の形態と同一である。オゾン発生器４として電気集塵器１６を利用した場合、流入空気の集塵に高い効果を発揮する。電気集塵器１６の電離部１７はアース極とコロナ放電を行うイオン化線１８によって構成されている。イオン化線１８の長さが長くなるとコロナ放電による電力量が増加するので、イオン化線１８に高電圧を供給する高圧発生電源の負荷はイオン化線１８の長さに比例する。イオン化線１８が長時間の使用により断線すると、放電を行っている長さが短くなるため高圧発生電源の負荷が軽減する。このとき、電離電流が上昇し電離部１７から発生しているオゾン７も上昇する。本実施の形態では、この上昇したオゾン７をオゾン濃度検出手段１５で検出する前に、制御回路１１のマイクロコンピュータが電離部１７の電離電流が正常範囲かを判定し、オゾン濃度が異常に上昇すると推測して、オゾン濃度検出手段１５が異常なオゾン濃度を検出する前に異常表示を行い、運転を停止する。この装置構成によって電気集塵器を搭載したオゾン発生器付き空気清浄装置の安全な運転が可能になる。
【００２７】
上記第５及び第６の実施の形態では送風手段としてファン及びモータが用いられたが、これに限ることはなく、イオン風を用いた送風手段を用いてもよい。第６の実施の形態でイオン風を用いた送風手段を用いるときは、運転停止時にソフト的にオゾン発生手段停止後も送風手段の送風を所定時間継続させる。
【００２８】
本発明は上記の各実施の形態に限るものではなく、「Ｉ」字形または「Ｌ」字形の空気流路を有して、この空気流路中に上流側から、オゾン発生手段、オゾン分解フィルタ、送風手段を備えた床置き形の空気清浄装置でオゾン発生器の停止後も所定時間送風が継続されるよう構成されたものであってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、運転停止後も所定時間送風が継続されるので残存オゾンをオゾン分解フィルタに導いて分解することができ、安全性に優れたオゾン発生器付き空気清浄装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の運転タイムチャートである。
【図３】本発明の第２実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第４実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示す送風手段の断面図である。
【図６】本発明の第５実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の運転タイムチャートである。
【図７】本発明の第６実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第６実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の運転フローチャートである。
【図９】本発明の第７実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の第７実施の形態におけるオゾン発生器付き空気清浄装置の運転フローチャートである。
【図１１】従来技術のオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。
【図１２】従来技術のオゾン発生器付き空気清浄装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】従来技術のオゾン発生器付き空気清浄装置の運転フローチャートである。
【符号の説明】
１…ファン
２…モータ
３…オゾン分解手段
４…オゾン発生器
５…脱臭チャンバ
６…悪臭成分
７…オゾン
８…非悪臭成分
９…空気排出口
１０…空気吸込口
１１…制御回路
１２…外側ケース
１３…フライホイール
１４…重り
１５…オゾン濃度検出手段
１６…電気集塵機
１７…電離部
１８…イオン化線
Claims (1)
- 吸い込み口から吹き出し口に至る空気流路と、前記吸い込み口から吸い込まれた空気にオゾンを供給するオゾン発生手段と、前記空気流路中で前記オゾン発生手段の下流側に配設されたオゾン分解手段と、前記空気流路内に前記吸い込み口から前記吹き出し口に向かう気流を形成させるファンと該ファンを回転駆動するモータとより構成された送風手段と、前記オゾン発生手段及び前記送風手段を制御する制御手段とを備え、
前記オゾン発生手段及び前記送風手段のモータ停止後、前記送風手段のファンに取り付けた重りの慣性により該ファンを回転させ、所定時間送風を継続することを特徴とするオゾン発生器付き空気清浄装置。
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