JP4314348B2

JP4314348B2 - 空気清浄化方法

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Publication number: JP4314348B2
Application number: JP2003378988A
Authority: JP
Inventors: 道彦服部; 常茂吉村
Original assignee: 株式会社キーストン
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2023-11-07
Also published as: JP2005138058A

Description

本発明は、空気清浄方法に関し、詳しくは空気流、例えば喫煙気流中の粒状ダストのような汚染物質を清浄化するための空気清浄化方法に係わる。

従来、空気流、例えば喫煙気流中の汚染物質を清浄化するには吸込部側からプレフィルタと、イオン化領域と、集塵フィルタと、活性炭、ゼオライトなどから作られる吸着フィルタとをこの順序で配列させた空気清浄機が用いられている。ここで、喫煙気流は喫煙により生じたニコチン、タールを含む粒状ダスト（ガス分子が表面に付着されている）などの汚染物質を含有する。

前記喫煙気流は、前記空気清浄機のプレフィルタを通過する間にその気流中の比較的サイズの大きい粒状ダストが除去される。喫煙気流は、サイズの大きい粒状ダストが除去された後、イオン化領域に流入し、ここで残留した粒状ダストがプラス（＋）に帯電される。プラス帯電された粒状ダストを含む喫煙気流は、マイナス（−）に帯電された金属からなる集塵フィルタを通過する間、粒状ダストが静電力により集塵フィルタに付着されて除去される。喫煙気流は、さらに吸着フィルタに達し、ここで微細な粒状ダスト及びガス分子が吸着されて除去される。

しかしながら、前記空気清浄機による粒状ダストの集塵において粒状ダストはマイナス帯電された金属からなる集塵フィルタに直接吸着され、その吸着力が強く、容易に除去できない。その結果、集塵フィルタを再生するには専門のメンテナンス業者に委託して清掃する必要があり、メンテナンス費用が嵩む問題があった。

このようなことから、接地電位のメッシュ状筐体、この筐体内に配置される例えば活性炭コーティングメッシュ板を含む電子フィルタエレメントおよびこのエレメントに差し込まれ、正電位が与えられる放電針を有する誘電フィルタを備えた天吊型空気清浄機が開発され、販売されている。この空気清浄機による喫煙気流の清浄化は、前記放電針にプラス電位を印加して前記メッシュ状筐体との間で放電させてプラスイオンを発生させると共に、前記誘電フィルタを通過する喫煙気流中の粒状ダストを前記放電針が差し込まれた電子フィルタエレメントと前記メッシュ状筐体の間での誘電分極によりその電子フィルタエレメントに吸着、除去する方法によりなされる。したがって、前記誘電フィルタの再生は安価で使い捨ての電子フィルタエレメントを交換するだけで済むために、前述した集塵フィルタを用いる場合に比べてメンテナンス費用を低減できる。

しかしながら、誘電フィルタを備えた天吊型空気清浄機においては設置する室内空間の状況により電子フィルタエレメントによる粒状ダストの吸着性能（集塵性能）が十分に維持されているにも拘わらず、連続運転時に集塵性能が極端に低下する現象を生じる問題があった。

本発明者は、誘電フィルタを備えた天吊型空気清浄機の連続運転時における集塵性能の低下について、鋭意研究したところ、次のような事実を究明した。すなわち、誘電フィルタでプラスイオンを発生させるために、同空気清浄機の吹出し部から吹出されるダストが除去された空気流もプラス帯電され、その空気流が喫煙気流と共に同空気清浄機の吸込み部に流れ込む循環がなされ、室の状況（例えば換気がなく、あっても少量でかつ密閉された狭い喫煙室）により室内の空気が次第にプラス帯電されることがわかった。このような室内に存在するプラスに帯電された空気（喫煙気流）は、プラスイオンを発生する前記誘電フィルタの領域に対して反発力として作用するため、前記喫煙気流の前記誘電フィルタへの流入を妨げ、前記連続運転時にける集塵性能の低下の原因になることを究明した。

そこで、本発明者は前記究明結果に基づいてさらに研究したところ、天吊型空気清浄機の前記誘電フィルタ上方の気流回転空間にマイナスイオンを供給し、吹出し部から吹出されるマイナスイオンを含む空気流の一部を吸込み部を通して前記誘電フィルタに流入させ、プラスイオンの多い喫煙気流に前記マイナスイオンを供給して全体として中和状態にすることによって、同喫煙気流を前記誘電フィルタに円滑かつ十分な量で流入でき、空気清浄機の連続運転時における集塵性能を向上できることを見出し、本発明の空気清浄化方法を完成するに至った。

また、本発明者はさらに粒状ダストを除去した後の喫煙気流に存在する有害ガス分子を効率的に還元酸化して改質することが可能な空気清浄化方法を見出した。

本発明の態様によると、天板を介して天井に取付けられ、底部に吸込みグリルおよび対向する側部に複数の整流板を有する筐体と、前記筐体内に吸込みグリルと所望の距離をあけて配置された誘電フィルタと、前記天板に取付けられ、機外の空気を前記吸込みグリルを通して前記筐体内に導入するための回転する送風機とを備えた天吊型空気清浄機による空気清浄化方法であって、
前記送風機の回転により前記吸込みグリルを通して吸込まれ、粒状ダストおよび有害ガス分子を含む汚染物質が含有された空気を前記誘電体フィルタに導入し、前記粒状ダストをプラスイオンの雰囲気に曝し、誘電分極により前記粒状ダストを吸着、除去する工程と、
前記誘電フィルタを通過したプラスイオンを含む空気を前記誘電フィルタの上方で前記送風機の回転で気流回転空間を形成し、この気流回転空間にマイナスイオンを供給する工程と
磁石を前記筐体内側に位置する前記整流板にそれら整流板の配列方向に亘って配置し、磁石による磁場を前記気流回転空間の前記プラスイオンとマイナスイオンとが生成されたイオン生成場に与えて前記各イオンの運動との相互作用で電磁力を発生させ、この電磁力により前記イオン生成場のプラスイオンおよびマイナスイオンを分離した状態で存在させて前記有害ガス分子を還元酸化して改質する工程と
を含むことを特徴とする空気清浄化方法が提供される。

なお、本発明に係る空気清浄化方法において前記気流回転空間へのマイナスイオンの供給とは、マイナスイオンを前記空間に直接供給すること、またはマイナスイオンを前記誘電フィルタを通して前記空間に間接的に供給することを意味する。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、この第１実施形態の空気清浄化方法に用いられる天吊型空気清浄機を示す斜視図、図２は図１の空気清浄機の断面図、図３は図１の空気清浄機の底面図、図４は図１の空気清浄機に組み込まれる誘電フィルタを示す断面図である。

逆四角錐台形状をなす筐体１は、天板２を介して所定の室（例えば喫煙室）の天井に取り付けられている。この筐体１は、底部に吸込みグリル３を有し、かつ４枚の筐体側板、つまり第１〜第４の筐体側板４〜７で囲まれた構造を有する。対向する第１、第３の筐体側板４，６には、複数の整流板８がそれぞれ配置されている。

誘電フィルタ９は、前記筐体１内の下部付近に前記吸込みグリル３と所望の距離をあけて対向するように配置さている。誘電フィルタ９は、交換等の目的で図１に示すように前記第４筐体側板７の開閉窓１０を通して前記筐体１に対して出し入れされる。前記誘電フィルタ９は、図１および図４に示すように例えば４つに分割、支持された金属メッシュ部１１を有する絶縁材料からなる下部枠体１２と、この下部枠体１２に図示しないヒンジ機構により開閉可能に取り付けられ、例えば４つに分割、支持された金属メッシュ部１３を有する絶縁材料からなる上部枠体１４とを備えている。電子フィルタエレメント１５は、これら枠体１２、１４内に収納されている。この電子フィルタエレメント１５は、導電層（例えば活性炭を担持したメッシュ板）１６を挟んで上下に合成樹脂製の不織布層１７ａ、１７ｂを積層した構造を有する。正電位が与えられる放電針１８は、このエレメント１５の上部不織布層１７ａおよび活性炭担持メッシュ板１６に差し込まれている。前記各枠体１２、１４の金属メッシュ部１１，１３は、接地電位になっている。なお、前記放電針１８の先端に対応する前記下部の金属メッシュ部１１部分には、前記放電針１８と下部の金属メッシュ部１１との短絡的放電を回避するために絶縁材料からなる放電制御板Ｃが貼り付けられている。回転する送風機、例えばシロッコファン１９は、前記筐体１内の前記天板２に取り付けられている。

マイナスイオンを放出するためのマイナスイオン発生器２０、２１は、第３筐体側板６の整流板８に隣接する第４筐体側板７の上部内面および第１筐体側板４の整流板８に隣接する第２筐体側板５の上部内面にそれぞれ取り付けられている。

次に、前述した図１〜図４に示す天吊型空気清浄機を用いて第１実施形態の空気清浄化方法を説明する。

機外である室、例えば密閉された喫煙室に設置された天吊型空気清浄機のシロッコファン１９を例えば反時計回り方向に回転させて、室内の空気（喫煙気流）を筐体１の吸込みグリル３を通して筐体１内に吸い込む。この吸込みグリル３から吸い込まれた喫煙気流が誘電フィルタ９を通過する際、正電圧、例えば数１０００Ｖの直流電圧を誘電フィルタ９の放電針１８に印加して上下枠体１２，１４の接地電位の金属製メッシュ部１１，１３との間で放電させてプラスイオンを発生させることにより、前記放電針１８が差し込まれた電子フィルタエレメント１５の活性炭担持メッシュ板１６と前記金属メッシュ部１１，１３の間で誘電分極がなされ、前記喫煙気流中の粒状ダストをその電子フィルタエレメント１５に吸着して除去する。

前記誘電フィルタ９を通過してダストが除去された空気流（ダストフリー空気流）は、前記シロッコファン１９の回転により前記誘電フィルタ９上方の前記筐体１内（気流回転空間２２）を上昇し、左右の整流板８から室内に吹出される。これらの整流板８から吹出されるダストフリー空気流は、プラス帯電され、その気流の一部が喫煙気流と共に同空気清浄機の筐体１の吸込みグリル３に流れ込む循環がなされる。このような循環において、前記筐体１内に配置したマイナスイオン発生器２０，２１から第１、第３の筐体側板４、６の整流板８に向けてマイナスイオンを放出する。この時、マイナスイオンは気流が回転され、プラスイオンが存在する前記気流回転空間２２に供給され、ダストフリー空気流と一緒に整流板８から喫煙室に吹出され、そのマイナスイオンを含むダストフリー空気流の一部が吸込みグリル３に流入することにより、前記吸込みグリル３近傍のプラス帯電された喫煙気流を中和状態にしてその喫煙気流を前記シロッコファン１９の回転作用（送風作用）で吸込みグリル３を通して誘電フィルタ９に円滑に導入させ、前述したように粒状ダストをその電子フィルタエレメント１５に吸着して除去する。

すなわち、前記循環において前記喫煙室が密閉されているために室内の空気が次第にプラス帯電され、プラスイオンを発生する前記誘電フィルタ９の領域に対して反発力として作用するため、前記喫煙気流の前記誘電フィルタ９への流入を妨げる。この第１実施形態において、前述したように第４、第２の筐体側板７、５の上部内面にそれぞれ取り付けられマイナスイオン発生器２０，２１からマイナスイオンを放出し、気流回転空間２２に供給してダストフリー空気流と一緒に整流板８から喫煙室に吹出し、そのダストフリー空気流の一部を吸込みグリル３に流入させることによって、そのグリル３近傍のプラス帯電された喫煙気流を中和状態にするため、その喫煙気流を吸込みグリル３を通して誘電フィルタ９に円滑に導入させて、その喫煙気流中の粒状ダストを誘電フィルタ９の電子フィルタエレメント１５に吸着して除去する。なお、マイナスイオンの放出量（供給量）は室内の空気のプラス帯電度合に応じて制御することが好ましい。

したがって、第１実施形態によれば誘電フィルタ９を備えた天吊型空気清浄機を密閉室で連続運転させても、その誘電フィルタ９の電子エレメント１５が粒状ダストの吸着性能（集塵性能）を持つ間は安定した集塵性能を持続させることが可能な空気清浄化方法を提供できる。

（第２実施形態）
図５は、この第２実施形態の空気清浄化方法に用いられる天吊型空気清浄機を示す断面図、図６は図５の空気清浄機の底面図である。なお、図５、図６において前述した図１〜図４と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。

この天吊型空気清浄機は、図５および図６に示すように第３筐体側板６の整流板８に隣接する第４筐体側板７の上部内面および第１筐体側板４の整流板８に隣接する第２筐体側板５の上部内面にマイナスイオンを放出するための２つのマイナスイオン発生器２０、２１をそれぞれ取り付けられている。また、前記左右の整流板８中央に傾斜する凹部（図示せず）をその整流板８の配列方向に亘ってそれぞれ形成し、かつこれらの凹部に磁石（例えば棒状永久磁石を３本直列に繋いだユニット）２３をそれぞれ傾斜して配置している。この磁石を構成する１本の棒状永久磁石は、残留磁束密度が１２．７ｋＧ，保磁力が０．６５ｋＯｅ程度であることが好ましい。なお、磁石は永久磁石に代えて電磁石を用いてもよい。

次に、前述した図５および図６に示す天吊型空気清浄機を用いて第２実施形態の空気清浄化方法を説明する。

機外である室、例えば密閉された喫煙室に設置された天吊型空気清浄機のシロッコファン１９を例えば反時計回り方向に回転させて、室内の空気（例えば喫煙気流）を筐体１の吸込みグリル３を通して筐体１内に吸い込む。この吸込みグリル３から吸い込まれた喫煙気流が誘電フィルタ９を通過する際、正電圧、例えば数１０００Ｖの直流電圧を誘電フィルタ９の放電針１８に印加することにより、既に第１実施形態で説明したように前記喫煙気流中の粒状ダストをその電子フィルタエレメント１５に吸着して除去する。誘電フィルタ５を通過したダストフリー空気流は、前記シロッコファン１５の回転により前記誘電フィルタ９上方の前記筐体１内（気流回転空間２２）を上昇し、左右の整流板８から室内に吹出される。これらの整流板８から吹出されるダストフリー空気流は、プラス帯電され、その気流が喫煙気流と共に同空気清浄機の筐体１の吸込みグリル３に流れ込む循環がなされる。このような循環において、前記筐体１内に配置したマイナスイオン発生器２０，２１から第１、第３の筐体側板４、６の整流板８に向けてマイナスイオンを放出することにより、既に第１実施形態で説明したようにマイナスイオンを含むダストフリー空気流で前記吸込みグリル３近傍のプラス帯電された喫煙気流を中和状態にしてその喫煙気流を前記シロッコファン１９の回転作用（送風作用）で吸込みグリル３を通して誘電フィルタ９に円滑に導入させ、前述したように粒状ダストをその電子フィルタエレメント１５に吸着して除去する。

前記誘電フィルタ９上方の筐体１内の気流回転空間２２には、前記誘電フィルタ９でプラスに帯電されたダストフリー空気流中の各種ガス分子と、放出されたマイナスイオンとが共存するため、主としてヒドロキシラジカル（ＯＨ・）および水素イオン（Ｈ⁺）により構成されるプラスイオンと、主としてスーパーオキシド（Ｏ₂・^-）により構成されるマイナスイオンとが生成され、前記シロッコファン１５による回転運動を持つイオン生成場になる。このイオン生成場の両側（図５、図６の左右側）に２本の棒状永久磁石２３を配置することによって、これら永久磁石２３による磁場が前記イオン生成場に付与され、前記各イオンの運動との相互作用により電磁力が発生する。この電磁力により前記イオン生成場のプラスイオンおよびマイナスイオンが互いに結合することなく、それらのイオンが分離した状態で存在させることができ、前記有害ガス分子を有効に還元酸化させて改質する。具体的には、喫煙気流の汚染物質中の各種ガス分子、例えばＮＨ₃，ＣＨ₃ＣＨＯ，ＨＣＨＯ，ＮＯ，ＮＯ₂，ＣＨ₃ＣＯＯＨは前記プラスイオンおよびマイナスイオンによって還元、酸化されて無害な物質に改質される。

すなわち、従来の据置型空気清浄機において喫煙気流を最終工程のイオン発生部材で主としてヒドロキシラジカル（ＯＨ・）および水素イオン（Ｈ⁺）により構成されるプラスイオンと主としてスーパーオキシド（Ｏ₂・^-）により構成されるマイナスイオンを生成し、喫煙気流の汚染物質中の各種ガス分子を還元、酸化することが一部行われている。

しかしながら、前記イオン発生部材で発生させたプラスイオンおよびマイナスイオンは個々に滞留せず、混合して存在するため、前記各ガス分子への還元、酸化の改質を有効に働かない。

このようなことから、本発明の第２実施形態ではイオン生成場に棒状永久磁石２３を配置してそれによる磁場とイオン生成場の回転による各イオンの運動との相互作用により電磁力を発生することによって、それらのイオンを分離した状態でイオン生成場に存在させることを可能にして前記有害ガス分子を有効に還元酸化させて改質する。

したがって、本発明の第２実施形態では空気、例えば喫煙気流中の汚染物質である粒状ダストのみならず有害ガス分子をも効率的に除去して清浄化することが可能な空気清浄化方法を提供できる。

（第３実施形態）
図７は、この第３実施形態の空気清浄化方法に用いられる天吊型空気清浄機を示す断面図、図８は図７の空気清浄機の底面図、図９は図７の空気清浄機の要部を示す斜視図である。なお、図７〜図９において前述した図５、図６と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。

この天吊型空気清浄機は、図７から図９に示すように前記左右の整流板８中央に傾斜する凹部８ａをその整流板８の配列方向に亘ってそれぞれ形成し、かつこれらの凹部８ａに磁石（例えば棒状永久磁石を３本直列に繋いだユニット）２３をそれぞれ傾斜して配置している。また、図８および図９に示すように整流板８間に前記各棒状永久磁石２３に近接して酸化用不均一触媒であるニッケル板２４を配置した構造を有する。さらに、１つのマイナスイオン発生器２５は、第１筐体側板４の整流板８に隣接する第４筐体側板７の上部内面にそのマイナスイオンの放出方向が空気流の吹出し方向に対して直角になるように取り付けられている。

なお、前記ニッケル板２４は空気流（ダストフリー空気流）の吹出し方向に対して傾斜角（θ）が０°＜θ＜９０°、より好ましくは３０°≦θ≦６０°になるように配置されることが望ましい。また、酸化用不均一触媒はニッケルに限らず、パラジウム、白金等を用いることができ、形状も板に限らず、ハニカム等であってもよい。

次に、前述した図７〜図９に示す天吊型空気清浄機の要部を用いて第３実施形態の空気清浄化方法を説明する。

機外である室、例えば密閉された喫煙室に設置された天吊型空気清浄機により前述した第２実施形態と同様に室内の空気（例えば喫煙気流）中の汚染物質である粒状ダストを除去し、さらにマイナスイオン発生器２５からのマイナスイオンの筐体１の気流回転空間２２内への放出、棒状永久磁石２３による磁場とイオン生成場の回転による各イオンの運動との相互作用により電磁力を発生し、各イオンを分離した状態でイオン生成場に存在させて有害ガス分子を有効に還元酸化させて改質する。なお、マイナスイオンはマイナスイオン発生器２５から整流板８に対して平行に放出するため、前述した第２実施形態に比べてより多い量のマイナスイオンが前記気流回転空間２２に供給される。

このような電磁力の発生過程で、その磁場に近接する整流板８間に酸化用不均一触媒であるニッケル板２４を配置することによって、前記イオン生成場の一酸化炭素（ＣＯ）を効率よく酸化して無害の二酸化炭素（ＣＯ₂）に改質できる。

すなわち、図１０は永久磁石２３およびニッケル板２４付近のマイナスイオン粒子（Ｏ₂・^-分子）の運動を示している。マイナスイオン粒子３０は、磁場が存在しないとそのまま気流の吹出し方向３１に沿って運動する。一方、棒状永久磁石２３を存在させ、図１０の紙面方向に向かう磁力線を持つ磁場を発生させると、磁場からの電磁力３２を受け、前記マイナスイオン粒子３０は前記運動する力３１と前記電磁力３２の合成力３３を受けて同方向に加速されてニッケル板２４に衝突する。この時、ニッケル板２４に前記イオン生成場からのＣＯが吸着されると、前記マイナスイオン粒子（Ｏ₂・^-分子）との衝突確率が増加し、ニッケル板２４表面の触媒活性が増大され、ＣＯとＯ₂・^-分子による酸化反応が促進される。その結果、ニッケル板２４表面でのＣＯからＣＯ₂への酸化、改質が効率的になされる。生成したＣＯ₂は、ニッケル板２４から脱離し、矢印３４の方向に放出される。また、ニッケル板２４の傾斜角度を調節することにより、前記マイナスイオン粒子（Ｏ₂・^-分子）のニッケル板２４表面への衝突確率が制御されてマイナスイオン粒子の吸着度合、ニッケル板２４表面の触媒活性度合および生成したＣＯ₂の脱離度合を変化させることが可能になる。特に、前記ニッケル板２４の傾斜角（θ）を３０°≦θ≦６０°にすることによって、マイナスイオン粒子の吸着度合、ニッケル板２４表面の触媒活性度合および生成したＣＯ₂の脱離度合を最適化することが可能になる。

したがって、本発明の第３実施形態では空気、例えば喫煙気流中の汚染物質である粒状ダストのみならずＣＯを含む有害ガス分子をも効率的に除去して清浄化することが可能な空気清浄化方法を提供できる。

（第４実施形態）
図１１は、この第４実施形態の空気清浄化方法に用いられる天吊型空気清浄機を示す断面図、図１２は図１１の空気清浄機の底面図、図１３は図１１の空気清浄機の要部を示す斜視図、図１４は図１３に示す還元用不均一触媒であるハニカム型アルミナ触媒を示す正面図である。なお、図１１〜図１４において前述した図５〜図９と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。

この天吊型空気清浄機は、図１１〜図１３に示すように第１筐体側板４の整流板８に隣接する第４筐体側板７の上部内面に１つのマイナスイオン発生器２５をそのマイナスイオンの放出方向が空気流の吹出し方向に対して直角になるように取り付けられている。また、左右の整流板８中央に傾斜する凹部８ａをその整流板８の配列方向に亘ってそれぞれ形成し、かつこれらの凹部８ａに磁石（例えば棒状永久磁石を３本直列に繋いだユニット）２３をそれぞれ傾斜して配置している。さらに、前記左右の整流板８間に酸化用不均一触媒であるニッケル板２４をそれぞれ前記各棒状永久磁石２３に近接して配置している。前記左右の整流板８の内側端部に還元用不均一触媒であるハニカム型アルミナ触媒２６（図１４図示）を整流板８の配列方向に亘って、かつ前記各棒状永久磁石２３に近接して配置されている。前記ニッケル板２４および前記ハニカム型アルミナ触媒２６は、前記棒状永久磁石２３を中心にして左右に並ぶようにそれぞれ配置されている。なお、還元用不均一触媒はアルミナに限らず、他の材料を用いることができ、形状もハニカムに限らず、板等であってもよい。

次に、前述した図１１〜図１４に示す天吊型空気清浄機を用いて第４実施形態の空気清浄化方法を説明する。

このような電磁力の発生過程で、その磁場に近接する整流板８間に酸化用不均一触媒であるニッケル板２４を配置することによって、前述した第３実施形態と同様に前記イオン生成場の一酸化炭素（ＣＯ）を効率よく酸化して無害の二酸化炭素（ＣＯ₂）に改質できる。

また、前記電磁力の発生過程で、その磁場に近接する整流板８の内側端部に還元用不均一触媒であるハニカム型アルミナ触媒２６を配置することによって、前記イオン生成場のＮＨ₄ ⁺，ＮＯ₂ ⁺を効率よく還元して無害化できる。

すなわち、ＮＨ₄ ⁺，ＮＯ₂ ⁺のようなプラスイオン粒子は、磁場が存在しないとそのまま気流の吹出し方向に沿って運動する。一方、棒状永久磁石２３を存在させ、磁力線を持つ磁場を発生させると、磁場からの電磁力を受け、前記プラスイオン粒子は前記運動する力と前記電磁力の合成力を受けて同方向に加速されてハニカム型アルミナ触媒２６に衝突する。このため、棒状永久磁石による磁場を受けない場合に比べて前記プラスイオン粒子がハニカム型アルミナ触媒２７に吸着される量が増大する。吸着されたＮＨ₄ ⁺，ＮＯ₂ ⁺のようなプラスイオン粒子は、マイナスイオン粒子（Ｏ₂・^-分子）とハニカム型アルミナ触媒２６の存在下で還元反応がなされて改質される。

なお、ハニカム型アルミナ触媒２６は酸化触媒としても機能するためにＣＯを酸化してＣＯ₂にする作用も有する。

したがって、本発明の第４実施形態では空気、例えば喫煙気流中の汚染物質である粒状ダストのみならずＣＯ，ＮＨ₄ ⁺，ＮＯ₂ ⁺を含む有害ガス分子をも効率的に除去して清浄化することが可能な空気清浄化方法を提供できる。

なお、第４実施形態では１つのマイナスイオン発生器２５を第１筐体側板４の整流板８に隣接する第４筐体側板７の上部内面にそのマイナスイオンの放出方向が前記整流板８に対して平行になるように取り付けたが、図１５および図１６に示すように２つのマイナスイオン発生器２５，２７を第１筐体側板４の整流板８および第３筐体側板６の整流板８に隣接する第４筐体側板７の上部内面にそのマイナスイオンの放出方向が空気流の吹出し方向に対して直角になるようにそれぞれ取り付けてもよい。

このような天吊型空気清浄機を用いる空気清浄化方法によれば、筐体１内の気流回転空間２２へのマイナスイオンの供給量を第４実施形態のように１つのマイナスイオン発生器２５を配置した場合に比べて増大できるため、ＣＯ，ＮＨ₄ ⁺，ＮＯ₂ ⁺を含む有害ガス分子をより一層効率的に除去して清浄化することが可能になる。

また、第４実施形態では１つのマイナスイオン発生器２５を筐体１内に配置したが、図１７、図１８に示すように１つのマイナスイオン発生器２８を筐体１の例えば第４筐体側板７から２０〜３０ｃｍ離れた天井にマイナスイオンの放出方向がその筐体１に向くように取り付けてもよい。

このような天吊型空気清浄機を用いる空気清浄化方法によれば、前述した第４実施形態と同様、ＣＯ，ＮＨ₄ ⁺，ＮＯ₂ ⁺を含む有害ガス分子を効率的に除去して清浄化することが可能になる。

さらに、第４実施形態では酸化用不均一触媒および還元用不均一触媒の両者を筐体内（整流板間）に配置したが、還元用不均一触媒（例えばハニカム型アルミナ触媒）のみを配置してもよい。この場合、前記イオン生成場のＣＯを効率的に酸化し得ないものの、ＮＨ₄ ⁺，ＮＯ₂ ⁺を効率よく還元して無害化できる。ただし、ハニカム型アルミナ触媒は還元触媒および酸化触媒として機能するためにＣＯを酸化してＣＯ₂として無害化することが可能である。

さらに、前記第２〜第４の実施形態では天吊型空気清浄機を用いた空気清浄化方法を説明したが、磁石等を配置した据置型空気清浄機を用いた空気清浄化方法にも適用することが可能である。

以下、本発明の実施例を説明する。

（参照例１）
まず、面積８．７５ｍ²、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に２つのマイナスイオン発生器を配置しない以外、図１〜図４と同様な天吊型空気清浄機を取り付けた。この密閉室の窓を開放して室の空気を十分に換気した後、再度密閉させた。密閉室内の高さ４０ｃｍ机上に灰皿を置き、この灰皿に点火したタバコ（ハイライト）３本を１０分間放置した後、これらのタバコを消火した。消火後、前記空気清浄機の誘電フィルタへの６３００Ｖのプラス直流電圧印加、シロッコファンを回転させて空気清浄化を行い、前記机上中央で所定の時間経過後のダスト濃度をデジタル粉塵計（柴田科学機器工業社製商品名：ＭＯＤＥＬＰ−５Ｈ）により測定し、ガス成分濃度（ｐｐｍ）を気体検知管（株式会社ガステック社製商品名）により測定した。

（実施例１）
面積８．７５ｍ²、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に図１〜図４に示す２つのマイナスイオン発生器を配置した天吊型空気清浄機を取り付けた以外、参照例１と同様な方法で空気清浄化を行い、机上中央のダスト濃度およびガス成分濃度（ｐｐｍ）を測定した。

（実施例２）
面積８．７５ｍ²、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に図５および図６に示す永久磁石（アルニコ棒磁石、残留磁束密度１２．７ｋＧ、保磁力０．６５ｋＯｅ）を３本直列接続した磁石ユニット２組を配置し、かつ２つのマイナスイオン発生器を配置した天吊型空気清浄機を取り付けた以外、参照例１と同様な方法で空気清浄化を行い、机上中央のダスト濃度およびガス成分濃度（ｐｐｍ）を測定した。

（実施例３）
面積８．７５ｍ²、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に図７〜図９に示す棒状永久磁石（残留磁束密度１２．７ｋＧ、保磁力０．６５ｋＯｅのアルニコ棒磁石を３本直列接続した磁石ユニット）２組を配置し、かつ整流板間にニッケル板（酸化用不均一触媒）を前記磁石ユニットの磁場に近接してそれぞれ配置し、さらに１つのマイナスイオン発生器を配置した天吊型空気清浄機を取り付けた以外、参照例１と同様な方法で空気清浄化を行い、机上中央のダスト濃度およびガス成分濃度（ｐｐｍ）を測定した。

（実施例４）
面積８．７５ｍ²、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に図１１〜図１３に示す棒状永久磁石（残留磁束密度１２．７ｋＧ、保磁力０．６５ｋＯｅのアルニコ棒磁石を３本直列接続した磁石ユニット）２組を配置し、かつ整流板間にニッケル板（酸化用不均一触媒）を前記磁石ユニットの磁場に近接するように配置し、整流板の内側端部にハニカム型アルミナ触媒（還元用不均一触媒）を前記磁石ユニットの磁場に近接するように配置し、さらに１つのマイナスイオン発生器を配置した天吊型空気清浄機を天井に取り付けた以外、参照例１と同様な方法で空気清浄化を行い、机上中央のダスト濃度およびガス成分濃度（ｐｐｍ）を測定した。

（実施例５）
面積８．７５ｍ²、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に図１５および図１６に示す棒状永久磁石（残留磁束密度１２．７ｋＧ、保磁力０．６５ｋＯｅのアルニコ棒磁石を３本直列接続した磁石ユニット）２組を配置し、かつ整流板間にニッケル板（酸化用不均一触媒）を前記磁石ユニットの磁場に近接するように配置し、整流板の内側端部にハニカム型アルミナ触媒（還元用不均一触媒）を前記磁石ユニットの磁場に近接するように配置し、さらに２つのマイナスイオン発生器を配置した天吊型空気清浄機を天井に取り付けた以外、参照例１と同様な方法で空気清浄化を行い、机上中央のダスト濃度およびガス成分濃度（ｐｐｍ）を測定した。

参照例１および実施例１〜５でのダスト濃度の減少時間、つまりタバコ消火後のダスト値（１分間累積：ｍｇ／ｍ ³）が消火時の値の１／２になるまでの時間は約２０分間以内で、いずれも効率的なダスト除去を達成できた。また、参照例１および実施例１〜５でのガス成分濃度の結果を下記表１に示す。

前記表１から明らかなようにマイナスイオン発生器を配置した天吊型空気清浄機を用いる実施例１〜５の空気清浄化方法は、アンモニア、アルデヒド類、窒素酸化物および一酸化炭素の有害ガス分子の除去率がマイナスイオン発生器を配置しない天吊型空気清浄機を用いる参照例１の空気清浄化方法に比べて向上できることがわかる。

特に、マイナスイオン発生器と共に棒状永久磁石を配置した天吊型空気清浄機を用いる実施例２の空気清浄化方法は、有害ガス分子の除去率がマイナスイオン発生器のみを配置した天吊型空気清浄機を用いる実施例１の空気清浄化方法に比べて向上できることがわかる。

また、マイナスイオン発生器を配置すると共にニッケル板（酸化用不均一触媒）を棒状永久磁石の磁場に近接して配置した天吊型空気清浄機を用いる実施例３の空気清浄化方法は、一酸化炭素の除去率がマイナスイオン発生器と共に棒状永久磁石を配置した天吊型空気清浄機を用いる実施例２の空気清浄化方法に比べて向上できることがわかる。

さらに、マイナスイオン発生器を配置すると共にニッケル板（酸化用不均一触媒）およびハニカム型アルミナ触媒を棒状永久磁石の磁場に近接して配置した天吊型空気清浄機を用いる実施例４、５の空気清浄化方法は、一酸化炭素の除去率とアンモニアおよび窒素酸化物の除去率がマイナスイオン発生器と共に棒状永久磁石を配置した天吊型空気清浄機を用いる実施例２の空気清浄化方法に比べて向上できることがわかる。とりわけ、これら実施例４、５において２つのマイナスイオン発生器を配置した実施例５の空気清浄化方法は、一酸化炭素の除去率が１つのマイナスイオン発生器を配置した天吊型空気清浄機を用いる実施例４の空気清浄化方法に比べてより一層向上できることがわかる。

なお、面積８．７５ｍ²、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に図１７、図１８に示す棒状永久磁石（残留磁束密度１２．７ｋＧ、保磁力０．６５ｋＯｅのアルニコ棒磁石を３本直列接続した磁石ユニット）２組を配置し、かつ整流板間にニッケル板（酸化用不均一触媒）を前記磁石ユニットの磁場に近接するように配置し、整流板の内側端部にハニカム型アルミナ触媒（還元用不均一触媒）を前記磁石ユニットの磁場に近接するように配置した天吊型空気清浄機を取り付け、さらに同天井に１つのマイナスイオン発生器を同清浄機の筐体から２０〜３０ｃｍ離して取り付けた以外、参照例１と同様な方法で空気清浄化を行い、机上中央のガス成分濃度（ｐｐｍ）を測定した。その結果、前述した実施例４とほぼ同様、アンモニアおよび窒素酸化物、一酸化炭素に対して高い除去率を示した。

以上、本発明によれば連続運転時において空気中の粒状ダストを効率よく除去でき、喫煙室内の空気清浄化に有用な空気清浄化方法を提供できる。

また、本発明によれば連続運転時において空気中の粒状ダストのみならずアルデヒド類、アンモニアのような有害ガス分子を効率的に除去して無害化でき、喫煙室内の空気清浄化に有用な空気清浄化方法を提供できる。

本発明の第１実施形態の空気清浄化方法に用いられる天吊型空気清浄機を示す斜視図。図１の空気清浄機の断面図。図１の空気清浄機の底面図。図１の空気清浄機に組み込まれる誘電フィルタを示す断面図。本発明の第２実施形態の空気清浄化方法に用いられる天吊型空気清浄機を示す断面図。図５の空気清浄機の底面図。本発明の第３実施形態の空気清浄化方法に用いられる天吊型空気清浄機を示す断面図。図７の空気清浄機の底面図。図７の空気清浄機の要部を示す斜視図。本発明の第３実施形態の空気清浄化方法の作用を説明するための概略図。本発明の第４実施形態の空気清浄化方法に用いられる天吊型空気清浄機を示す断面図。図１１の空気清浄機の底面図。図１１の空気清浄機の要部を示す斜視図。図１３のハニカム型触媒の正面図である。本発明の第４実施形態における空気清浄化方法の変形例に用いられる天吊型空気清浄機を示す断面図。図１５の空気清浄機の底面図。本発明の第４実施形態における空気清浄化方法の別の変形例に用いられる天吊型空気清浄機を示す断面図。図１７の空気清浄機を含む天井面を示す図。

符号の説明

１…筐体、３…吸込みグリル、４〜７…筐体側板、８…整流板、９…誘電フィルタ、１１，１３…金属メッシュ部、１５…電子フィルタエレメント、１８…放電針、１９…シロッコファン、２０、２１、２５，２７，２８…マイナスイオン発生器、２２…気流回転空間、２３…棒状永久磁石、２４…ニッケル板、２６…ハニカム型アルミナ触媒。

Claims

天板を介して天井に取付けられ、底部に吸込みグリルおよび対向する側部に複数の整流板を有する筐体と、前記筐体内に吸込みグリルと所望の距離をあけて配置された誘電フィルタと、前記天板に取付けられ、機外の空気を前記吸込みグリルを通して前記筐体内に導入するための回転する送風機とを備えた天吊型空気清浄機による空気清浄化方法であって、
前記送風機の回転により前記吸込みグリルを通して吸込まれ、粒状ダストおよび有害ガス分子を含む汚染物質が含有された空気を前記誘電体フィルタに導入し、前記粒状ダストをプラスイオンの雰囲気に曝し、誘電分極により前記粒状ダストを吸着、除去する工程と、
前記誘電フィルタを通過したプラスイオンを含む空気を前記誘電フィルタの上方で前記送風機の回転で気流回転空間を形成し、この気流回転空間にマイナスイオンを供給する工程と
磁石を前記筐体内側に位置する前記整流板にそれら整流板の配列方向に亘って配置し、磁石による磁場を前記気流回転空間の前記プラスイオンとマイナスイオンとが生成されたイオン生成場に与えて前記各イオンの運動との相互作用で電磁力を発生させ、この電磁力により前記イオン生成場のプラスイオンおよびマイナスイオンを分離した状態で存在させて前記有害ガス分子を還元酸化して改質する工程と
を含むことを特徴とする空気清浄化方法。
ニッケル、パラジウムまたは白金からなる板状またはハニカム状の酸化用不均一触媒を前記筐体内側に位置する前記整流板に前記磁石に近接して配置し、前記汚染物質中の有害ガス分子である一酸化炭素ガスを前記触媒に吸着させると共に、前記マイナスイオンを前記触媒に向けて強制的に移動・吸着させ、その触媒の存在下で一酸化炭素ガスを酸化反応させて二酸化炭素ガスに改質することを特徴とする請求項２記載の空気清浄化方法。
前記酸化用不均一触媒は、前記磁場内に前記空気の移動方向に対して傾斜角（θ）が０°＜θ＜９０°になるように配置されることを特徴とする請求項２記載の空気清浄化方法。
アルミナからなるハニカム状または板状の還元用不均一触媒を前記筐体内側に位置する前記整流板に前記磁石に近接して配置し、前記汚染物質中のプラスにイオン化された有害ガス分子を前記触媒に吸着させると共に、前記マイナスイオンを前記触媒に向けて強制的に移動・吸着させ、その触媒の存在下で前記有害ガス分子を還元させて改質することを特徴とする請求項１記載の空気清浄化方法。