JPH0427906B2 - - Google Patents

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JPH0427906B2
JPH0427906B2 JP58241431A JP24143183A JPH0427906B2 JP H0427906 B2 JPH0427906 B2 JP H0427906B2 JP 58241431 A JP58241431 A JP 58241431A JP 24143183 A JP24143183 A JP 24143183A JP H0427906 B2 JPH0427906 B2 JP H0427906B2
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air purifier
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electrodes
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Nobuyoshi Sakakibara
Tadashi Hatsutori
Akira Fukami
Hiroki Noguchi
Kazuhiko Miura
Sadaichi Nabeta
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Soken Inc
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Nippon Soken Inc
NipponDenso Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気集塵装置に組み込まれている放電
電極と対向電極（アース端子）の間に高電圧を印
加した時に生ずるイオン風（電風）を利用した空
気清浄器に関する。
〔従来技術の問題点〕
従来の空気清浄器は、構成部品として体積的重
量的モータ、フアンおよびダクトを有するために
大きい。従つて自動車用空気清浄器の場合には設
置場所が制限され、たとえば車室内のリアボート
上端に置かざるを得なく、リアボード上に設置さ
れた空気清浄器では運転席で喫煙した場合には車
室内の空気を循環させリアボード上までもつてく
る間に人体やシードに煙が当り車室内に拡散して
低濃度となる。従つてリアボード上の空気清浄器
は薄くなつた煙を大量に処理しなくてはならずフ
アンも風量の大きなものが必要となる等の問題が
ある。上記問題を解消する送風手段としてコロナ
放電の際に発生するイオン風を利用するものがあ
る。これはイオンが空気中の塵埃に付着して塵埃
を帯電させるとその塵埃は対向電極に引きつけら
れて対向電極上に付着するため、風の発生と集塵
が同時に行なえる。
しかるに必ずコロナ放電中は人体に有害且つ悪
臭をはなつオゾンも発生する。特にイオン風を実
用可能な程度に発生させるためには電気集塵のみ
の場合よりも大きな電力を必要とし、それに従つ
てオゾンの発生量も多くなる。
〔発明の目的〕
そこで、本発明は前記コロナ放電により発生し
たオゾンを低く抑えた状態でイオン風を利用する
空気清浄器の風速（風量）を向上させることを目
的とする。
〔発明の構成〕
本発明は、吸気口および吹出口を有するケース
と、該ケース内の吸気口側に設けられた放電電極
と、該放電電極と放電間隙をおいて対向して設け
られた中間電極を間隙をおいて対向して設け対向
電極と、前記放電電極および前記中間電極間に電
位差を発生させる高電圧電源と、前記中間電極お
よび前記対向電極間に前記放電電極と前記中間電
極の間に形成される電界の方向と同じ方向の電界
を形成させるための電位差を発生させる高電圧電
源とからなる構成とする。
〔実施例〕
以下本発明を図に示す実施例に基づいて説明す
る。
第１図に本発明にかかる空気清浄器の第１実施
例を示す。第１図は概略構成図である。第１図に
おいて、１０は放電電極、２０は中間電極、３０
は対向電極である。放電電極１０において、コロ
ナ放電を発生させる針状放電電極１１は、その基
部を溶接等の固着手段によりステンレス製金属板
１２の平面上に金属板１２の長辺部と直角に固着
されている。この複数の放電電極１１は先端から
金属板１２までの長さが同じとなるように、また
それぞれが等間隔に固着されている。放電電極１
１が固着された金属板１２は、同じように構成さ
れた金属板１２をそれぞれの面が平行で、面と面
との間隔は前記針と針の間隔と等しくなるよう
に、金属フレーム１３に導電性をもつて溶接等に
より固着されている。従つて、針状放電電極１１
は導電性金属フレーム１３が囲まれた中に、互い
に等間隔で一様に取り付けられている。また、針
の先端は金属フレーム１３よりも中間電極２０側
に突出しており、放電が針の先端で安定して起こ
るようになつている。この放電電極１０と対向し
て、ある間隔をおいて金網状の中間電極２０が設
置され、さらに中間電極２０と対向してある間隔
をもつて平板状の対向電極３０が設置されてい
る。中間電極２０はステンレス等の酸化されにく
い金属製の金網よりできている。対向電極３０に
おいて、板状電極３１は等間隔で平行に複数枚配
列されており、導電性金属フレーム３２と導電性
をもつて溶接等により固着されている。また、板
状電極３１の中間電極側の端は同一平面上にあ
り、金属フレーム３２よりも中間電極側に突出し
ており、金属フレーム３２による電界のみだれを
小さくしている。４０は直流の高圧電源であり、
高電圧端子４１を放電電極１０の金属フレーム１
３とリード線１４により結線し、接地端子４２を
中間電極２０とリード線２１により結線し接地す
る。金属フレーム１３と針状放電電極１１は、導
通しているので、直流高圧電源４０の電圧を印加
すれば針状放電電極１１の電位が変化する。５０
は逆極性の直流高圧電源であり、高電圧端子４１
とは逆極性の高電圧端子５を対向電極３０の金属
フレーム３２とリード線３３により結線、接地端
子５２を中間電極２０とリード線２１により結線
し接地する。金属フレーム３２と板状電極３１は
導通しているので直流高圧電源５０の電圧を印加
すれば板状電極３１の電位が変化する。
第２図は前記放電電極１０、中間電極２０、対
向電極３０を模式的に示したもので、以下この第
２図において作動を説明する。
第２図に示すように、放電電極１０を高電圧電
源４０の負極４１に、また対向電極３０を高電圧
電源５０の正極５１に接続しそれぞれに数KVか
ら十数KVの電圧を印加する。これによつて形状
が鋭く変化している放電電極１１の近傍の空間に
電界の集中ができコロナ放電がおこる。このコナ
ロナ放電により正負両極性のイオンが発生するが
放電電極１１の極性と反対の極性をもつ正イオン
７０は放電電極１１に吸収されてしまい、同一の
極性をもつ負イオン６０だけが中間電極２０に引
きつけられていく。負イオン６０が中間電極２０
に引きつけられていく過程で多数の中性ガス分子
８０と衝突し、これらガス分子８０に運動エネル
ギーを与えて駆動させることにより負イオン６０
と中性ガス分子８０の両方が中間電極２０に向か
つて風を発生させる。この時風の流れる方向を第
２図の矢印で示す。中間電極２０が例えば金網状
であれば一部の負イオン６０は中間電極２０にト
ラツプされてしまうが、他の負イオンは中間電極
２０を通り抜けることが可能となる。中間電極２
０を通り抜けた負イオン６０は、中間電極２０と
対向電極３０の間に形成される電界によりエネル
ギーを得て加速される。従つて、中性分子８０に
与えられるエネルギーも大きくなり、イオン風速
は向上する。
ところで放電電極１１付近では、イオンの発生
とともに必ずオゾンが発生する。これは空気中の
ガス分子のイオン化エネルギーよりも酸素分子
O2が解離して原子状酸素Ｏになる解離エネルギ
ーの方が小さいため、イオン化エネルギーよりも
小さく解離エネルギー以上のエネルギーを与えら
れると酸素分子のO2は解離されて原子状酸素Ｏ
になり、これによつて他の酸素分子O2が酸化さ
れてオゾンO3となるからである。
このように、オゾン濃度は放電電極１１の近傍
の電界強度によつてほとんど決定されるため、対
向電極３０に電圧を印加してもオゾン濃度はほと
んど増加しない。すなわち、対向電極３０に電圧
を印加すればオゾン濃度を増加させずにイオン風
速だけを上昇できる。
また、空気中の塵埃はイオンの付着により帯電
し、中間電極２０および対向電極３０に静電力に
よつて吸引されて付着する。特に対向電極３０は
板状電極３１であるため塵埃が付着しやすく塵埃
電極としての役目を果たす。
第３図はイオン風速に対するオゾン濃度を従来
型と本発明のものとを比較して示したものであ
る。グラフ中でａ−１は図２において対向電極３
０に電圧を印加せずに放電電極１０だけに電圧を
印加してイオン風を発生させた時の風速、オゾン
濃度曲線である（従来型）、ａ−２，ａ−３，ａ
−４はそれぞれ初期値風速（放電電極１０だけに
電圧を印加した時の風速）がVo＝1.5ｍ／ｓ、1.0
ｍ／ｓ、0.5ｍ／ｓで放電電極１０に印加する電
圧を固定しておき、対向電極３０に電圧を印加し
た時の風速−オゾン濃度曲線である（本発明）。
ａ−１は風速の上昇に対してオゾン濃度が増加し
ているが、ａ−２，ａ−３，ａ−４では風速の上
昇に対してオゾン濃度はほとんど増加していな
い。第３図中×印ｂおよびｃは中間電極２０と対
向電極３０の間で火花放電してしまう点を示す。
これは中間電極２０と対向電極３０の間に形成さ
れる電界強度が大きくなりすぎたために全路破壊
を起こすからである。中間電極２０および対向電
極３０の間につくられる電界はほぼ平均電界に近
いために中間電極２０と対向電極３０の間の間隔
l2を大きくとればl2に反比例して電界強度は弱く
なる。すなわち火花放電する直前の印加電圧はl2
に比例する。従つてl2を大きくとれば加速される
風速も大きくなるが、対向電極３０への印加電圧
が高すぎるのは高圧電源５０の製作コスト上昇と
いう経済面から良くない。印加電圧を最大10KV
とした場合、l2は10〜15mmが適当である。中間電
極２０は放電電極１０と対向してコロナ放電を起
こさせる事と、発生したイオンをできるだけ多く
通り抜けさせる必要がある。中間電極２０が金網
の場合、網目の大きさが粗すぎると放電電極１０
との間に形成される直流電界の強度が小さくなり
コロナ放電が抑制されてしまう。このため電圧を
高くしないと風速が上昇しなくなるのでオゾン濃
度も増加してしまう。逆に網目の大きさが細かす
ぎると圧力損失が大きくなるのと、イオンの通り
抜けがむずかしくなるため加速効果が減少してし
まう。従つて、放電電極１０への印加電圧10KV
以下、初期値風速0.5ｍ／ｓ以上で加速効果によ
る風速の増加が認められるためには網目の大きさ
は＃４〜＃16が好ましい。
また、本実施例では放電電極として針状電極を
用いたが、導電性の線を用いても同様に加速効果
によりオゾンを抑えつつ風速を向上することがで
きる。
第４図、第５図に本発明の第２実施例を示す。
第１実施例で中間電極２００に金網状電極を用い
るかわりに丸棒を用いる様にしたものである。第
４図において２００は中間電極であり、ステンレ
ス等の導電性材料でできた丸棒２０１は同一面内
で平行かつ等間隔に配置され溶接、ロー付け等の
固定手段によりステンレス等の金属フレーム２０
２に導通されるとともに固定されている。第５図
は、第４図における各電極の縦断面図である。放
電電極１０と中間電極２００の位置関係は、放電
電極１０の針状電極１１と中間電極２００の丸棒
２０１が互い違いになるようにして針状電極１１
の延長線上に丸棒２０１が無い様にする。コロナ
放電によるイオンの発生は針状電極１１の先端部
のみでおこるため針状電極１１の延長線ａ上は、
より高いイオン密度となる。そのため針状電極１
１の延長線ａ上から丸棒２０１をずらして配置さ
せれば、延長線ａ上に配置させた場合よりも中間
電極２００によつてトラツプされるイオンの量が
減少するため、通り抜けイオンが多くなり加速効
果が大きくなる。また第６図に示す様に、丸棒２
０１の間隔を針状電極１１同士の間隔の半分と
し、針状電極１１の延長線ａ上からずらして配置
しても同様の効果がある。
次に、第７図に示す第３実施例について説明す
る。
本例では、対向電極３００の下流側に改めに集
塵電極６０を設けることを特徴とする。この場
合、対向電極３００は、中間電極２００と同様に
複数の丸棒３０１を導電性のフレーム３０２に固
着した構成であり、集塵機能よりも加速機能を増
加するようになつている。
一方、集塵電極６０は絶縁性の枠４３に平行で
かつ等間隔に複数の導電性平板電極板６１，６２
を固定し、平板電極板６１，６２のうち、一方６
２を接地し、他方を電圧源７０の放電電極と同
極、例えば負極に接続している。
上記構成において放電電極１０に、負の電圧を
印加してコロナ放電を発生させると、正イオンは
放電電極１０に吸収され、負イオンが中間電極２
００および正の電圧が印加された対向電極３００
にひきつけられ風を発生させる。この際空気中の
塵埃は負イオンの付着により負に帯電する。帯電
した塵埃の一部は中間電極２００および対向電極
３００に引きつけられて付着し、残りの塵埃はこ
れら電極を通り抜けて塵埃電極６０に達する。こ
こで帯電している塵埃は平板電極４１および４２
によつて形成される電界により力を受けて平板電
極４２に付着する。
以上の様に加速用電界の形成と集塵とを分離す
ることにより、風の流れ（帯電した塵埃の流れ）
に対して垂直方向に電界をかけることが容易とな
り、集塵効率を向上させることができる。また、
第７図において対向電極３００を丸棒３０１によ
り構成した例を示したが、金網電極あるいは平板
電極としても網目の大きさおよび各平板間の間隔
を調節すれば同様の加速効果がある。
次に第８図に示す本発明の第４実施例について
説明する。本例では、対向電極３０′は、絶縁性
の枠３３′と、この枠３３′に平行でかつ等間隔に
固定れれた複数の導電性電極板３１′，３２′とか
ら構成されており、前記電極板３１′，３２′のう
ち、一方３１′は高電圧電源５０の放電電極１０
と逆極性の端子５１に接続し、他方３２′は項電
圧電源５０より印加電圧の低い高電圧電源８０の
放電電極１０と逆極性の端子８１に接続する。な
お、高電圧電源８０の他端子８２は接地する。つ
まり、風、電極板３１′と３２′の間には、風、帯
電した塵埃の流れに対して垂直な電界が形成され
るため、第１、第２実施例の場合よりも塵埃効率
が高くなる。また加速効果については、第１、第
２実施例と同様て効果がかある。
第９図に本発明の第５実施例を示す。本例は、
第４実施例に示す対向塵埃電極３０′の平板電極
３１′および３２′のうち１方の平板電極３２′だ
けを絶縁物により被覆することを特徴とする。従
つて、電極板３１′と３２′の間の耐電圧強度が増
加し、電極板３１′と３２′の間の電界強度を上げ
ることができ、集塵効率が向上する。また、この
ことにより、電極板の面積を小さくして、電界強
度を上げれば、集塵効率は一定レベルに保てるた
め、結果として対向電極の小型化が可能となる。
次に、本発明を自動車用の空気清浄器に適用し
た例について説明する。
第１０図は本発明の第３実施例を基本構成とす
る自動車用空気清浄器の構造を示し、第１０図に
おいて、ケース９０は高電圧に耐えるABS樹脂
等の電気絶縁体で成形されており、例えば自動車
室内の天井部に取付けるようになつている。その
内部は内部壁９０ａにより、３つの空間に隔離さ
れている。ケース９０の内部の中央部９０ｂに
は、図示しない高電圧電源４０，５０および７０
が固定されている。高電圧電源４０，５０，７０
が取付けられたケース９０の中央部９０ｂの両側
には左右対称にイオン風発生部９０ｃが設けられ
ている。このイオン風発生部９０ｃは、ケース９
０の側面部に設けられた吹出口１００の吹出グリ
ル９０ｄに最も近くから順に放電電極１０、中間
電極２００、対向電極３００、集塵電極６０が適
当な間隔をもつてケース９０の内部壁９０ａおよ
びケース内部底板９０ｅに取付けられることによ
り構成される。放電電極１０のフレームは図示し
ないリード線によつて高電圧電源４０の高圧端子
と、中間電極２００のフレームは図示しないリー
ド線によつて高電圧電源４０の接地端子と、対向
電極３００のフレームは図示しないリード線によ
つて高電圧電源５０の高圧端子と接続されてい
る。集塵電極６０の一方の平板電極６１は導電材
料によつてできた電極ホルダ６４で固定されると
ともに導通され、電極ホルダ６４はケース９０の
内部壁９０ａにネジ等により固定され、高電圧電
源７０の高圧端子と図示しないリード線によつて
接続される。集塵電極６０の他方の平板電極６２
も同様にしてケース９０の内部壁９０ａに固定さ
れ、高電圧電源７０の接地端子と接続される。ケ
ース９０の下面には清浄された空気を吹出すため
のスリツト状の吹出口１０１が設けられている。
上記構成で、高電圧電源に４０，５０，７０より
各電極に電圧を印加すれば加速効果によりオゾン
濃度を低く抑えたまま風速が向上でき、ケース側
面の吸気口１００から車室内の汚れた空気を吸い
込み、ケース下面の吹出口１０１から清浄で低オ
ゾン濃度の空気を排出できる。
以上述べた如く本発明の空気清浄器は、放電、
中間、対向の３電極にすることにより、放電電極
で発生するオゾンを低く抑えつつ、中間−対向電
極間にて形成される直流電界により風速を向上で
きるのみで、排出空気中のオゾン濃度を低減でき
るという効果がある。
なお、本発明におけるコロナ放電極性は正、負
いずれの場合でも良い。また、実施例において中
間電極を接地としたが、中間電極を接地する代わ
りに放電電極あるいは対向電極を接地し、それぞ
れの電極には同極性の電源で電位をかえて印加し
ても良い。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の空気清浄器にかかる第１実施
例を示す概略構成図、第２図は第１実施例の原理
を示す原理図、第３図は本発明の空気清浄器にお
いて風速とオゾン濃度の実験結果を示す特性図、
第４図は本発明の第２実施例を示す概略構成図、
第５図および第６図は本発明の第２実施例におけ
る放電電極と中間電極の位置関係を示す模式図、
第７図は本発明の第３実施例を示す概略構成図、
第８図は本発明の第４実施例を示す概略構成図、
第９図は本発明の第５実施例を示す概略構成図、
第１０図は本発明の第３実施例の空気清浄器の構
造を詳細に示す構造図である。 １０……放電電極、２０，２００……中間電
極、３０，３０′，３００……対向電極、６０…
…集塵電極、４０……放電用高圧電源、５０……
加速用高圧電源、７０，８０……集塵用高圧電
源、１０……吸気口、１０１……吹出口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 吸気口および吹出口を有するケースと、該ケ
    ース内の吸気側に設けられた放電電極と、該放電
    電極と放電間隙をおいて対向して設けられ、イオ
    ン風を誘起する中間電極と、該中間電極と電界形
    成間隙をおいて対向して設けられイオン風を加速
    させる対向電極と、前記放電電極および前記中間
    電極間に電位差を発生させる高圧電源と、前記中
    間電極と前記対向電極間に前記放電電極と中間電
    極間に形成される電界の向きが同じであるような
    電界を形成させる高圧電源とからなる空気清浄
    器。 ２ 前記放電電極は複数の針状電極より構成され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の空気清浄器。 ３ 前記放電電極は複数本の線電極より構成され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の空気清浄器。 ４ 前記中間電極は、金網状に構成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、
    第３項のいずれか記載の空気清浄器。 ５ 前記中間電極は、複数本の丸棒電極より構成
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項、第２項、第３項のいずれかに記載の空気清浄
    器。 ６ 前記対向電極は、複数枚の平板電極より構成
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項、第２項、第３項、第４項、第５項のいずれか
    に記載の空気清浄器。 ７ 前記対向電極は、複数本の丸棒電極より構成
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項、第２項、第３項、第４項、第５項のいずれか
    に記載の空気清浄器。 ８ 前記対向電極は、金網状に構成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、
    第３項、第４項、第５項のいずれかに記載の空気
    清浄器。 ９ 前記対向電極は、複数枚の平板電極より構成
    され、各平板電極の間には、前記イオン風の風向
    と直角方向の直流電界を形成させる高圧電源を有
    することを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
    ２項、第３項、第４項、第５項のいずれかに記載
    の空気清浄器。 １０ 前記対向電極は、複数枚の平板電極より構
    成され、該平板電極は１枚おきにその表面が絶縁
    被覆されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第９項記載の空気清浄器。
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