JPH02251256A - 空気清浄器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車や住宅の室内に於ける空気中の浮遊粉
塵を捕集除去し、且つ臭気を吸着除去する空気清浄器に
関するものである。

（従来の技術） 自動車当に用いられている空気清浄器として、空気中の
浮遊粉塵を荷電し、この荷電された粉塵を集塵電極又は
静電フィルタで捕集除去し、別に設けられた脱臭フィル
タで空気中の臭気を吸着除去するものがある。

なお、空気中の浮遊粉塵と臭気の除去を一つの炉材によ
り行わせるものとして、例えば実公昭６３−２３９４２
号公報に開示されているように、除塵用のガラス繊維と
脱臭用の活性炭素繊維と両繊維の接合用の繊維とを混合
抄紙したものを、空気清浄器のが材として用いるものが
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

併しながら、前者の空気清浄器は、低圧損のため集塵部
が小型となり、且つ除塵効率が高いという利点はあるが
、コストが高く且つ保守が面倒であるという問題がある
。一方、後者の実公昭６３−２３９４２号公報の空気清
浄器は、コストが安く且つ保守が容易であるという利点
はあるが、高い除塵効率を得るためには圧損が高くなる
ので、送風量を上げる必要があり、そのため大型化する
問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、低圧損
で高い除塵効率が得られ、而もコストが安く保守の容易
な空気清浄器を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明は、上記
の目的を達成するために、（１）空気中の荷電粉塵を捕
集す誘電材と、空気中の臭気を脱臭する活性炭素繊維と
、これ等を接合補強する補強材とを混合一体化してなる
ろ材を、放電極と対向電極とからなる荷電部の下流側に
配設する構成とするものであり、 （２）また、前記炉材を接地することが、高い除塵効率
を長期間に渡り安定して得るために必要である。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

混合抄紙炉材は、一般に構造が簡単で製造も容易である
が、その圧損が非常に高い。しかし、本発明者は、混合
抄紙炉材内の除塵用繊維に誘電体繊維を用い、さらに、
炉材に流入する粉塵を荷電、つまり粉塵に正又は負の単
一荷電を与えることにより、除塵用繊維の量を相当量減
らす事ができるため、低圧損で高効率という驚くべき効
果が発揮されることを見出したのである。

すなわち、除塵用繊維として誘電体繊維を用いることと
、粉塵を荷電することにより、炉材の捕集効率は一段と
向上し、しかも従来欠点となっていた圧損が高くなると
いうこともないことが分かった。

本発明に用いる除塵用繊維とはポリプロピレン繊維（以
下ＰＰ繊維と呼ぶ）等の誘電体繊維を意味し、荷電粒子
と静電誘導力を生じるものの事である。また、脱臭用繊
維は物理的吸着による脱臭。

科学的吸着又は反応による脱臭等どのような作用による
脱臭用繊維でも良いが、炉材上に荷電粒子が運んできた
電荷をアースへ導びきやす（するために、導電性のある
活性炭素繊維を用いる事が望ましい。

本発明において、粉塵を荷電する方法は、公知の方法で
行なうことができ特に限定されるものではない。しかし
、実用的には、コロナ放電で行なうのが好ましく、いわ
ゆる線状又は針状の放電極と対向電極との間に、電極間
距離によって異なるが、数キロポル）　（ＫＶ）の高電
圧を印加してコロナ放電を生ぜしめ、放電極付近を通過
する空気中の粉塵を荷電する。

このように本発明は、荷電された空気中の粉塵を混合抄
紙炉材で炉遇するものであるが、粉塵が炉材に捕えられ
てゆくと、同一電荷が炉材内に蓄積されてゆくため、電
荷の斥力により若干効率の下がることがある。このよう
なことを防止するため、炉材に接して金属の接地電極を
設けてやり、蓄積電荷を逃がしてやると良い、この場合
、上記したように、脱臭用繊維として導電性のある活性
炭素繊維を用いて蓄積電荷を接地電極へ導きやすくする
と、−層効果的である。

〔実施例〕

以下、本発明による車室内に配設される空気清浄器の一
実施例を図面に従って説明する。第１図に示すように、
箱型に形成されたケース１内にはサポート６により支え
られたモータ５及びファン７が内蔵されている。ファン
７の駆動により、吸込口２から車室内の汚染空気を吸入
して吹出口３から再び車室内に空気を戻すようになって
いる。

（空気の流れを図の→で示す） 吸込口２には、荷電部４が取り付けられているが、この
荷電部４は第２図に示すように、支持体４ｃに支えられ
た針状の放電極４ａと板状の対向電極４ｂが一定間隔で
並んでおり、さらに、放電極４ａから発生する電磁波の
シールド用金１ｍ４ｄが上流側（車室内側）にスポット
溶接等により取り付けられている。この放電極４ａと対
向電極４ｂの間には、第１図に示すように、後述の−４
，２キロボルトの高電圧１１が印加されており、コロナ
放電状態が形成されていて、吸込口２より吸入る際、マ
イナスに荷電される。

また、吹出口３付近にはサポート壁１０ａ、１０ｂによ
り支持された炉材枠８及び炉材９が設けられている。こ
の炉材９は、第３図に示すように、波形に折ることによ
り濾過面積を多くとれるようにしてあり、１ｉ８ａ及び
枠本体８ｂを爪８ｃで嵌合した炉材枠８内に、！Ｅ８ａ
に形成されたスペーサ８ｄにより波形を維持するように
組まれている。

また、炉材９は炉材枠８の内側で接地用の電極１２と接
触しており、接地されるようになっている。

ここで、炉材９は第４図に示すように脱臭用活性炭素繊
維９ａを５０重量部、補強用繊維としてのレーヨン９ｂ
を３５重量部、バインダーとしてのポリビニールアルコ
ール繊維９ｃを１５重量部、及び除塵用ＰＰ繊維９ｄを
２０重量部の比率で調合した原料をもとに通常周知の抄
紙法にて抄紙し、厚さ０．７園１坪量１２０ｇ／ｎｆと
した紙状材である。

第５図は、前記モータ５の駆動及び放電極４ａ。

対向電極４ｂに高電圧を印加するための電気回路を示し
、モータ５は、バッテリー１４からの電力供給により駆
動し、ファン７が駆動するようになっている。また、高
電圧発生器１６は、バッテリー１４の起電力により接地
された対向電極４ｂに対し放電極４ａを−４，２Ｋ　Ｖ
に印加する。また、これらの回路は、スイッチ１５によ
り自由に作動。

停止させることができる。また、炉材９も接地されてい
る。

次に、このように構成した空気清浄器の作用を説明する
。

まず、ファン７の駆動により、粉塵を含んだ汚れた車室
内の空気が、荷電部４を通過する際に粉塵が荷電される
ことになるが、このメカニズムを次に説明する。

第６図に示すように、放電極４ａを負、対向電極４ｂを
正とし、両電極間に高電圧を印加すると放電極４ａが針
状なので、その電界は針先端付近で電界密度が高く対向
電極４ｂ付近では電界密度が低くなり、不平等電界が形
成される。通常の空気中には、宇宙線や放射線によって
電離された電子やイオンが存在しているが、電極間に印
加されている電圧が低い間は、電極間には測定が不可能
なほどの微弱電流しか流れない、この状態では、電極間
に存在する空気は絶縁状態にあるといえる。

しかし、電極間に加わる電圧がさらに高まり電界が強ま
ると、電極間に電流が流れはじめる。この状態では、空
気中に存在していた電子が電界によって運動エネルギー
を得て気体分子に衝突し、中性ガス分子にエネルギーを
与え、その結果、分子１７は自分の電子１８を手放して
プラスイオン１９となる。

Ｍ　→　Ｍ”＋ｅ このように、電離によって生じた新しい電子ｅが、次々
と中性分子に衝突し電離を繰り返して電子なだれを起こ
す、気体分子を電離させるエネルギーを与える電界は、
放電極４ａの近傍の高電界域に限られており、従うて電
離を起こさせる電離域は放電極４ａのごく近傍に限定さ
れる。電離によって生じた電子は、電離域を出ると陽極
である対向電極４ｂに向かい、中性分子２０に付着しマ
イナスイオン２１とする。

Ｍ＋ｅ　　−４Ｍ− 二のマイナスイオン２１が存在する極間に微粒子２２が
入うてくると、マイナスイオン２１が微粒子２２に付着
し、その結果、微粒子２２はマイナスに帯電した荷電粒
子２３となる。一方、電離によって生じたプラスイオン
１９は、陰極である放電極４ａに向かい、放電極４ａに
衝突吸収される。この際、衝突のエネルギーにより放電
極４ａの表面から２次電子が放出することにより放電が
持続する。

このようにして、荷電部４を通過する際に、荷電された
空気中の荷電粒子２３は、炉材９を通過するとき誘電体
繊維であるＰＰ繊維との静電誘導力により捕集される。

即ち、第７図に示すように、通常はＰＰ繊維９ｄの表面
の分子２４は、不規則に並んでおり、全体として電荷が
中和しているが近傍を荷電粒子２３が通過すると、その
電荷のクーロン力の影響により表面の分子２４′が規則
的に並び、その際°、荷電粒子２３との間に引力が生じ
る。この力により、空気中の荷電粒子２３は、ＰＰ繊維
９ｄに捕集される。

このようにして、炉材９を通過することにより荷電され
た空気中の粉塵が捕集され、吹出口３からは浄化された
空気が吹出される。

第１表は、本実施例の炉材と同等の除塵性能を得るのに
必要な実公昭６３−２３９４２の炉材の成分量を示した
ものである。実公昭６３−２３９４２の炉材の場合は、
除塵用ガラス繊維が１３５ｇ／ｎｆ必要なのに対し、本
実施例の炉材はＰＰ繊維が２０　ｇ／ｎｌで充分である
。

たものである０本実施例の炉材では、除塵用繊維を少な
くできただけ低圧損になっている。

なお、第２表は、本実施例の炉材に対して、ＰＰ繊維ペ
ーパと活性炭素繊維ペーパとを熱融着接合した２層炉材
を取上げ、同一処理条件で臭気成分を吸着させたものに
ついて、夫々のが材から出る脱離臭の臭気強度と不快度
を比較した結果である。

但し、臭気強度は環境庁告示の５段階臭気強度表示法に
、また不快度は環境庁告示の９段階快・不快度表示法に
よった。

また、第８図は、それぞれの炉材の圧損を示し比較の２
層炉材は、除塵用のＰＰ繊維ペーパに捕集した粉塵から
臭気成分が見見脱離し易いため、臭気強度と不快度が高
く、これに対し本実施例の炉材は活性炭素繊維が除塵用
のＰＰ繊維と混合抄紙されているため、粉塵から見見し
た臭気成分が直ちに活性炭素繊維に吸着されるので、臭
気強度と不快度が低くなっている。

このことより、本発明による炉材は前記の低圧損で高除
塵効率であることに加え、脱離臭の発生しにくい付随効
果も有していることが分った。

次に、本実施例では誘電体繊維９ｄと活性炭素繊維９ａ
と補強繊維９ｂ、９ｃとを通常の抄紙法により混合抄紙
した炉材を用いたが、これ等の繊維を水で混合してから
水分を除去したものでも良く、或いは、これ等の繊維と
水の混合液を吸水性のが布や濾紙等に含浸させてから水
分を除去したものでも良い。

なお、本実施例では、誘電体繊維９ｄとしてポリプロピ
ン繊維を用いたが、これに代えてエステル、アクリル、
ナイロン、ポリアミド等の繊維又は粒状物を用いても良
く、或いは、ＰＺＴ等のセラミック材を用いても良く、
要は高い誘電率を有した誘電材ならば良い。

同じように、補強繊維９ｂ、９ｃは、レーヨンとポリビ
ニールアルコールの繊維に限定するものではなく、誘電
材９ｄと活性炭素繊維９ａとを接合補強する補強材なら
ば良い。

また、本実施例では、放電極４ａに−４，２Ｋ　Ｖの負
の高電圧を印加したが、正の高電圧を印加しても良く、
印加電圧も適合値に任意に設定されるものである。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。

（１）高い除塵と脱臭とが一つの炉材で得られるため、
構造が簡単でコストが安く且つ保守も容易である。而も
、炉材の圧損は低いため、装置は小型となりコンパクト
にまとめられる。

（２）また、炉材は接地されているため、電荷にょる除
塵効率の低下は生じないので、長期間に渡って高い除塵
性能が維持される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空気清浄器の一実施例を示す断面図、
第２図は荷電部を破断して示す斜視図、第３図は集塵部
を破断して示す斜視図、第４図は炉材の断面構造を示す
模式図、第５図は荷電部の電気回路図、第６図は荷電原
理を示す図、第７図は捕集原理を示す図、第８図は炉材
の圧損を比較して示す図である。 ４・・・荷電部、４ａ・・・放電極、４ｂ・・・対向電
極。 ９・・・炉材、９ａ・・・活性炭素繊維、９ｂ、９ｃ・
・・補強材、９ｄ・・・誘電材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気中の荷電粉塵を捕集す誘電材と、空気中の臭
   気を脱臭する活性炭素繊維と、これ等を接合補強する補
   強材とを混合一体化してなるろ材を、放電極と対向電極
   とからなる荷電部の下流側に配設したことを特徴とする
   空気清浄器。
2. （２）上記ろ材を、接地したことを特徴とする請求項１
   記載の空気清浄器。