JP3980852B2 - 空気浄化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、住宅の高気密化の進展、屋外空気汚染の定常化により居住空間内における空気質改善への要望は高まっている。空気質の中でも、タバコ煙臭気や介護環境における代謝臭気の低減、建材から発せられる例えばホルムアルデヒド等の有害ガス成分除去へのニーズは特に大きい。
【０００３】
これらの要望に対して、例えば、光触媒作用による臭気分解を行なう光触媒モジュールが知られている。
【０００４】
光触媒モジュールは、多孔質状のセラミックで構成され、放電電極によって発生した紫外線又はオゾンによって活性化され、光触媒作用として働くようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
光触媒モジュールは、材質に多孔質のセラミックを用いることから、衝撃に脆い面をもち合わせていることがネックとなっている。
【０００６】
このネックを解消する手段として、例えば、光触媒モジュールを補強部材によって補強することで所定の強度剛性が得られるようになるが、構造が複雑になることに加えてコストアップを招く等の新たな不具合を有するようになる。
【０００７】
そこで、この発明は、補強部材を用いずに光触媒モジュールの強度剛性を確保すると共に、長期間にわたり安定した高圧放電が得られるようにした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】
前記目的を達成するために、この発明の請求項１にあっては、空気が流れる送風路内に配置され高電圧放電によってオゾン又は紫外線を発生させる前後一対の放電電極と、光触媒作用により空気中の臭気成分や有害物質の分解を行なう多孔質のセラミックからなると共に、前記前後一対の放電電極により挟持されたサンドイッチ構造の光触媒モジュールと、前記放電電極によって発生したオゾンを分解する下流側に配置されたオゾン分解手段とを備え、前記一対の放電電極の少なくともいずれか一方を、空気が通過する所定長さの空間路を多数備えたハニカム形状又は格子形状としたことを特徴とする。
【０００９】
これにより、光触媒モジュールは、構造的に安定するハニカム形状又は格子形状に構成された放電電極によって挟持されたサンドイッチ構造となるため、衝撃等に強い確実な強度剛性が得られるようになる。また、放電電極は端から順次放電摩耗するため、例えば、所定長さのハニカム形状の放電電極は異常放電を起こすことなく長期間にわたり安定した高圧放電が得られるようになる。
【００１０】
また、この発明の請求項２によれば、光触媒モジュールを挟持する放電電極は、空気が流れるよう取囲まれた導電性の矩形の枠体によって支持されていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、放電電極を作成する際に、例えば、六角形に作られた導電性の金属箔を接着によって重ね合せた時に外周は矩形となるため、その外周を導電性の矩形の枠体で取囲むことで正しく組合せ結合された同一電極のハニカム構造体が得られるようになり、製造が容易となる。
【００１２】
また、この発明の請求項３によれば、ハニカム形状又は格子形状に形成された上流側に位置する放電電極の各空間路の中央部位に、針状電極を配置し、放電電極あるいは針状電極のいずれか一方をプラスとした時、他方をマイナスの電位とすることを特徴とする。
【００１３】
これにより、針状電極は集塵電極となり、放電電極との間で電気集塵作用が生じるようになり、塵埃等を集塵する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図６の図面を参照しながらこの発明の第１の実施形態について具体的に説明する。
【００１５】
図１は、この発明にかかる空気浄化装置１の要部の概要側面図を示している。
【００１６】
空気浄化装置１の送風路３内には、前後一対の放電電極５，７と、光触媒モジュール９と、オゾン分解手段１１と、送風ファン１３がそれぞれ配置されている。
【００１７】
送風路３は、ダクト状に形成され、一方が室内の空気を取入れる空気取入口１５、他方が排気口１７となっている。
【００１８】
一対の放電電極５，７は、図２に示すように図面上厚い板厚となっているが実際にはアルミ製の薄い箔によって所定の長さに形成された断面六角形の空間路１９を多数備えたハニカム形状となっていて、端縁５ａ，７ａにおいて高電圧放電が行われることでオゾン又は紫外線を発生させる。
【００１９】
この場合、一対の放電電極５，７は、製作にあたって図３（ａ）に示すように、図面上厚い板厚となっているがアルミ製の薄い箔によって断面台形の波状に連続するダクトプレート２１を形成して所定の長さに切断する。次に、図３（ｂ）に示すようにそれらダクトプレート２１を接着によって止じ合わせる。次に図３（ｃ）に示すように、それらを複数列に組合せた時に外周が矩形となるため、それを導電性の矩形の枠体２３によって取囲み支持することで正しく組合せ結合されたハニカム形状の構造体としてもよい。
【００２０】
この実施形態によれば、ハニカム形状の製造が容易になると共に、六角形の空間路の中間に位置する仕切壁が補強材となる配置構造となるため、高い剛性が得られるようになる。
【００２１】
なお、一対の放電電極５，７は必ずしもハニカム形状に特定されない。例えば、図４に示すように格子形状であってもよい。
【００２２】
また、図５に示すように必ずしも一対の放電電極５，７をハニカム形状又は格子形状にする必要はなく、一方を板状に形成された放電電極２５を組合せた構造としてもよい。
【００２３】
光触媒モジュール９は、多孔質状のセラミック（例えば、アルミナ、シリカなど）から成る基体の表面に酸化チタン等の光触媒材料を塗布し、その光触媒材料を乾燥または焼結させることで基体表面に固定したものとして構成されている。
【００２４】
したがって、前記一対の放電電極５，７による高電圧放電によって発生する紫外線及びオゾンによって活性化されることで、空気中の臭気成分や有害物質等の分解を行なう光触媒作用を有するようになっている。光触媒モジュール９の上流側触媒端面９ａと下流側触媒端面９ｂは、前記ハニカム形状の放電電極５，７によってほぼ全領域面にわたって挟持されたサンドイッチ構造によって衝撃に対して強い面剛性が確保されるようになっている。
【００２５】
オゾン分解手段１１は、例えば、金属ハニカムを矩形状板状に形成してコア材としたものに、触媒成分を固定して構成され、触媒モジュール９を挟持した放電電極５，７の下流側に位置し、放電電極５，７で発生したオゾンを分解して無害とする機能を備えている。
【００２６】
送風ファン１３はオゾン分解手段１１の下流側に位置し回転することで、送風路３の空気取入口１５から取入れられた空気は、上流側の放電電極５、光触媒モジュール９、下流側の放電電極７、オゾン分解手段１１をそれぞれ通過し排気口１７から外へ排気されるようになっている。
【００２７】
このように構成された空気浄化装置１において、一対の放電電極５，７による高圧放電によってオゾン又は紫外線が発生する。この時の高圧放電は、所定の長さに形成されたハニカム形状の端５ａ，７ａで放電が行なわれるため、その放電摩耗は端から進むようになるため、異常放電を起こすことなく、長期間にわたり安定した高圧放電が得られる。
【００２８】
同時に、光触媒モジュール９は、高圧放電によって発生するオゾン又は紫外線によって活性化することで、空気取入口１５から取入れられた空気中の臭気、あるいは、有害物質の分解が行なわれる。
【００２９】
ちなみに、１ｍ3 の容積を持つ試験槽内のホルムアルデヒドガスを３０ｐｐｍ注入した場合のホルムアルデヒドの分解試験結果を図６に示す。この図は縦軸にアルデヒド相対濃度、横軸に時間をとったもので、自然減衰に比べて、かなり効果のあることがわかる。
【００３０】
一方、放電電極５，７によって発生したオゾンはオゾン分解手段１１によって分解され無害の状態となって排気口１１から外へ排気される。
【００３１】
これら一連の空気浄化工程において、もろいとされる多孔質のセラミックからなる光触媒モジュール９は、新たに補強部材を用いることはなく前後一対の放電電極５，７によって挟持されたサンドイッチ構造となるため、衝撃に対して強い強度が得られるようになる。
【００３２】
図７は、空気浄化装置１に集塵機能を備えた第２の実施形態を示したものである。
【００３３】
即ち、ハニカム形状に形成された上流側に位置する放電電極５の各空間路１９の中央部位に、針状電極２７を配置すると共に、この針状電極２７をプラスの電位とする。一方、放電電極５をマイナスの電位としてプラスとマイナスの関係に設定され、下流側に位置する放電電極７は、上流側の放電電極５と反対のプラスの電位となる構造となっている。
【００３４】
なお、他の構成要点は第１の実施形態と同一のため同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３５】
したがって、この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の作用，効果に加えて、針状電極２７は集塵電極となることで放電電極５との間で電気集塵作用が生じ、送風路３内を流れる塵埃等を集塵するようになる。
【００３６】
【発明の効果】
以上、説明したようにこの発明の請求項１によれば、構造的に安定するハニカム形状又は格子形状に構成された前後一対の放電電極によって光触媒モジュールを挟持したサンドイッチ構造にできるため、新たな補強部材を用いなくても衝撃等に強い光触媒モジュールが得られる。
【００３７】
また、所定長さのハニカム形状又は格子形状の放電電極は、端から順次放電摩耗するため、長期間にわたり安定した高圧放電を得ることができる。
【００３８】
また、この発明の請求項２によれば、独立して所定の長さに形成された空間路を上下左右に重ね合せ導電性の矩形の枠体によって取囲むよう支持することで、例えば、正しく組合わされたハニカム構造体が簡単に得られるようになり、放電電極の製造が容易となる。
【００３９】
また、この発明の請求項３によれば、針状電極と放電電極による電気集塵作用によって塵埃等を効率よく集塵することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる空気浄化装置の概要切断説明図。
【図２】光触媒モジュールを一対の放電電極によって挟持した概要斜視図。
【図３】ハニカム形状の放電電極を作る別の製造方法を示した概要説明図。
【図４】放電電極を格子形状とした図２と同様の概要斜視図。
【図５】前後一対の放電電極の内、下流側の放電電極のみをハニカム形状とした図２と同様の概要斜視図。
【図６】ホルムアルデヒドの分解試験結果を示した説明図。
【図７】上流側の放電電極の各空間路内に針状電極を配置し、集塵作用を持たせた第２の実施形態を示す図２と同様の概要斜視図。
【符号の説明】
３ 送風路
５，７ 放電電極
９ 光触媒モジュール
１１ オゾン分解手段
１３ 送風ファン
２１ ダクトプレート
２３ 導電性の枠体
２７ 針状電極
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、住宅の高気密化の進展、屋外空気汚染の定常化により居住空間内における空気質改善への要望は高まっている。空気質の中でも、タバコ煙臭気や介護環境における代謝臭気の低減、建材から発せられる例えばホルムアルデヒド等の有害ガス成分除去へのニーズは特に大きい。
【０００３】
これらの要望に対して、例えば、光触媒作用による臭気分解を行なう光触媒モジュールが知られている。
【０００４】
光触媒モジュールは、多孔質状のセラミックで構成され、放電電極によって発生した紫外線又はオゾンによって活性化され、光触媒作用として働くようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
光触媒モジュールは、材質に多孔質のセラミックを用いることから、衝撃に脆い面をもち合わせていることがネックとなっている。
【０００６】
このネックを解消する手段として、例えば、光触媒モジュールを補強部材によって補強することで所定の強度剛性が得られるようになるが、構造が複雑になることに加えてコストアップを招く等の新たな不具合を有するようになる。
【０００７】
そこで、この発明は、補強部材を用いずに光触媒モジュールの強度剛性を確保すると共に、長期間にわたり安定した高圧放電が得られるようにした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】
前記目的を達成するために、この発明の請求項１にあっては、空気が流れる送風路内に配置され高電圧放電によってオゾン又は紫外線を発生させる前後一対の放電電極と、光触媒作用により空気中の臭気成分や有害物質の分解を行なう多孔質のセラミックからなると共に、前記前後一対の放電電極により挟持されたサンドイッチ構造の光触媒モジュールと、前記放電電極によって発生したオゾンを分解する下流側に配置されたオゾン分解手段とを備え、前記一対の放電電極の少なくともいずれか一方を、空気が通過する所定長さの空間路を多数備えたハニカム形状又は格子形状としたことを特徴とする。
【０００９】
これにより、光触媒モジュールは、構造的に安定するハニカム形状又は格子形状に構成された放電電極によって挟持されたサンドイッチ構造となるため、衝撃等に強い確実な強度剛性が得られるようになる。また、放電電極は端から順次放電摩耗するため、例えば、所定長さのハニカム形状の放電電極は異常放電を起こすことなく長期間にわたり安定した高圧放電が得られるようになる。
【００１０】
また、この発明の請求項２によれば、光触媒モジュールを挟持する放電電極は、空気が流れるよう取囲まれた導電性の矩形の枠体によって支持されていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、放電電極を作成する際に、例えば、六角形に作られた導電性の金属箔を接着によって重ね合せた時に外周は矩形となるため、その外周を導電性の矩形の枠体で取囲むことで正しく組合せ結合された同一電極のハニカム構造体が得られるようになり、製造が容易となる。
【００１２】
また、この発明の請求項３によれば、ハニカム形状又は格子形状に形成された上流側に位置する放電電極の各空間路の中央部位に、針状電極を配置し、放電電極あるいは針状電極のいずれか一方をプラスとした時、他方をマイナスの電位とすることを特徴とする。
【００１３】
これにより、針状電極は集塵電極となり、放電電極との間で電気集塵作用が生じるようになり、塵埃等を集塵する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図６の図面を参照しながらこの発明の第１の実施形態について具体的に説明する。
【００１５】
図１は、この発明にかかる空気浄化装置１の要部の概要側面図を示している。
【００１６】
空気浄化装置１の送風路３内には、前後一対の放電電極５，７と、光触媒モジュール９と、オゾン分解手段１１と、送風ファン１３がそれぞれ配置されている。
【００１７】
送風路３は、ダクト状に形成され、一方が室内の空気を取入れる空気取入口１５、他方が排気口１７となっている。
【００１８】
一対の放電電極５，７は、図２に示すように図面上厚い板厚となっているが実際にはアルミ製の薄い箔によって所定の長さに形成された断面六角形の空間路１９を多数備えたハニカム形状となっていて、端縁５ａ，７ａにおいて高電圧放電が行われることでオゾン又は紫外線を発生させる。
【００１９】
この場合、一対の放電電極５，７は、製作にあたって図３（ａ）に示すように、図面上厚い板厚となっているがアルミ製の薄い箔によって断面台形の波状に連続するダクトプレート２１を形成して所定の長さに切断する。次に、図３（ｂ）に示すようにそれらダクトプレート２１を接着によって止じ合わせる。次に図３（ｃ）に示すように、それらを複数列に組合せた時に外周が矩形となるため、それを導電性の矩形の枠体２３によって取囲み支持することで正しく組合せ結合されたハニカム形状の構造体としてもよい。
【００２０】
この実施形態によれば、ハニカム形状の製造が容易になると共に、六角形の空間路の中間に位置する仕切壁が補強材となる配置構造となるため、高い剛性が得られるようになる。
【００２１】
なお、一対の放電電極５，７は必ずしもハニカム形状に特定されない。例えば、図４に示すように格子形状であってもよい。
【００２２】
また、図５に示すように必ずしも一対の放電電極５，７をハニカム形状又は格子形状にする必要はなく、一方を板状に形成された放電電極２５を組合せた構造としてもよい。
【００２３】
光触媒モジュール９は、多孔質状のセラミック（例えば、アルミナ、シリカなど）から成る基体の表面に酸化チタン等の光触媒材料を塗布し、その光触媒材料を乾燥または焼結させることで基体表面に固定したものとして構成されている。
【００２４】
したがって、前記一対の放電電極５，７による高電圧放電によって発生する紫外線及びオゾンによって活性化されることで、空気中の臭気成分や有害物質等の分解を行なう光触媒作用を有するようになっている。光触媒モジュール９の上流側触媒端面９ａと下流側触媒端面９ｂは、前記ハニカム形状の放電電極５，７によってほぼ全領域面にわたって挟持されたサンドイッチ構造によって衝撃に対して強い面剛性が確保されるようになっている。
【００２５】
オゾン分解手段１１は、例えば、金属ハニカムを矩形状板状に形成してコア材としたものに、触媒成分を固定して構成され、触媒モジュール９を挟持した放電電極５，７の下流側に位置し、放電電極５，７で発生したオゾンを分解して無害とする機能を備えている。
【００２６】
送風ファン１３はオゾン分解手段１１の下流側に位置し回転することで、送風路３の空気取入口１５から取入れられた空気は、上流側の放電電極５、光触媒モジュール９、下流側の放電電極７、オゾン分解手段１１をそれぞれ通過し排気口１７から外へ排気されるようになっている。
【００２７】
このように構成された空気浄化装置１において、一対の放電電極５，７による高圧放電によってオゾン又は紫外線が発生する。この時の高圧放電は、所定の長さに形成されたハニカム形状の端５ａ，７ａで放電が行なわれるため、その放電摩耗は端から進むようになるため、異常放電を起こすことなく、長期間にわたり安定した高圧放電が得られる。
【００２８】
同時に、光触媒モジュール９は、高圧放電によって発生するオゾン又は紫外線によって活性化することで、空気取入口１５から取入れられた空気中の臭気、あるいは、有害物質の分解が行なわれる。
【００２９】
ちなみに、１ｍ3 の容積を持つ試験槽内のホルムアルデヒドガスを３０ｐｐｍ注入した場合のホルムアルデヒドの分解試験結果を図６に示す。この図は縦軸にアルデヒド相対濃度、横軸に時間をとったもので、自然減衰に比べて、かなり効果のあることがわかる。
【００３０】
一方、放電電極５，７によって発生したオゾンはオゾン分解手段１１によって分解され無害の状態となって排気口１１から外へ排気される。
【００３１】
これら一連の空気浄化工程において、もろいとされる多孔質のセラミックからなる光触媒モジュール９は、新たに補強部材を用いることはなく前後一対の放電電極５，７によって挟持されたサンドイッチ構造となるため、衝撃に対して強い強度が得られるようになる。
【００３２】
図７は、空気浄化装置１に集塵機能を備えた第２の実施形態を示したものである。
【００３３】
即ち、ハニカム形状に形成された上流側に位置する放電電極５の各空間路１９の中央部位に、針状電極２７を配置すると共に、この針状電極２７をプラスの電位とする。一方、放電電極５をマイナスの電位としてプラスとマイナスの関係に設定され、下流側に位置する放電電極７は、上流側の放電電極５と反対のプラスの電位となる構造となっている。
【００３４】
なお、他の構成要点は第１の実施形態と同一のため同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３５】
したがって、この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の作用，効果に加えて、針状電極２７は集塵電極となることで放電電極５との間で電気集塵作用が生じ、送風路３内を流れる塵埃等を集塵するようになる。
【００３６】
【発明の効果】
以上、説明したようにこの発明の請求項１によれば、構造的に安定するハニカム形状又は格子形状に構成された前後一対の放電電極によって光触媒モジュールを挟持したサンドイッチ構造にできるため、新たな補強部材を用いなくても衝撃等に強い光触媒モジュールが得られる。
【００３７】
また、所定長さのハニカム形状又は格子形状の放電電極は、端から順次放電摩耗するため、長期間にわたり安定した高圧放電を得ることができる。
【００３８】
また、この発明の請求項２によれば、独立して所定の長さに形成された空間路を上下左右に重ね合せ導電性の矩形の枠体によって取囲むよう支持することで、例えば、正しく組合わされたハニカム構造体が簡単に得られるようになり、放電電極の製造が容易となる。
【００３９】
また、この発明の請求項３によれば、針状電極と放電電極による電気集塵作用によって塵埃等を効率よく集塵することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる空気浄化装置の概要切断説明図。
【図２】光触媒モジュールを一対の放電電極によって挟持した概要斜視図。
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【図６】ホルムアルデヒドの分解試験結果を示した説明図。
【図７】上流側の放電電極の各空間路内に針状電極を配置し、集塵作用を持たせた第２の実施形態を示す図２と同様の概要斜視図。
【符号の説明】
３ 送風路
５，７ 放電電極
９ 光触媒モジュール
１１ オゾン分解手段
１３ 送風ファン
２１ ダクトプレート
２３ 導電性の枠体
２７ 針状電極
Claims (3)
- 空気が流れる送風路内に配置され高電圧放電によってオゾン又は紫外線を発生させる前後一対の放電電極と、光触媒作用により空気中の臭気成分や有害物質の分解を行なう多孔質のセラミックからなると共に、前記前後一対の放電電極により挟持されたサンドイッチ構造の光触媒モジュールと、前記放電電極によって発生したオゾンを分解する下流側に配置されたオゾン分解手段とを備え、前記一対の放電電極の少なくともいずれか一方を、空気が通過する所定長さの空間路を多数備えたハニカム形状又は格子形状としたことを特徴とする空気浄化装置。
- 光触媒モジュールを挟持する放電電極は、空気が流れるよう取囲まれた導電性の矩形の枠体によって支持されていることを特徴とする請求項１記載の空気浄化装置。
- ハニカム形状又は格子形状に形成された上流側に位置する放電電極の各空間路の中央部位に、針状電極を配置し、放電電極あるいは針状電極のいずれか一方をプラスとした時、他方をマイナスの電位とすることを特徴とする請求項１記載の空気浄化装置。
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