JPH06343897A

JPH06343897A - 空気清浄装置

Info

Publication number: JPH06343897A
Application number: JP15615993A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yoshikawa; 英夫吉川
Original assignee: ASIA WAASU KK
Current assignee: ASIA WAASU KK
Priority date: 1993-06-02
Filing date: 1993-06-02
Publication date: 1994-12-20

Abstract

(57)【要約】【構成】中空の本体部３の両端部には、それぞれ空気
吸入管５と空気放出管７が連結されている。本体部３の
空気吸入管５よりには、本体部３の長さ方向に対して垂
直方向に支持体１４を介して導電性材料からなる帯電用
負極メッシュ部１０が設置されている。そして、本体部
３の空気放出管７よりには、本体部３の長さ方向に対し
て垂直又は平行方向に支持体２２を介して、複数の導電
性材料の複合体からなる集塵用正極フィルタ部２０が設
置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室内用や乗り物用等と
して、例えば、自動車用トンネルの換気、病院、クリー
ンルーム、パチンコ店等における換気、さらには、パチ
ンコ店等において微粒子ダストを除去することによる電
子機器等の保護用として使用できる空気清浄装置に関す
る。

【０００２】従来の空気清浄装置は、約６〜１０ｋＶの
電圧を印加してコロナ放電させることにより、空気中に
浮遊している微粒子ダストを正又は負に帯電させる帯電
部を有し、約３〜６ｋＶの電圧を印加した電気集塵器で
捕集する構造のものである。

【０００３】しかし、このような従来型の空気清浄装置
は、その構造的問題と高電圧の印加とに起因して使用時
にバチバチという不快音を発するという問題がある。こ
の問題は、汚れた電極を水洗し再使用した場合に特に顕
著に発生する。また、人体ののど、眼及び肺臓に障害を
与えるオゾンが発生するという問題も併せ持つ。また、
オゾンの臭気も問題になる。更に、高電圧を必要とする
ので容量の大きな電圧調整器が必要となり、その結果、
絶縁体の使用量が増加し、装置が大型化し製造コストが
上昇するという問題もある。なお、オゾンを装置以外に
放散させないようにするためにはオゾン除去触媒を追加
しなければならない。

【０００４】

【発明が解決しょうとする課題】従来の空気清浄装置に
は、上記したようなオゾンの発生の問題とこの除去な
ど、更にはコスト高などの問題がある。そこで本発明
は、これらの問題を解決し、かつ優れた集塵効果を有す
る空気清浄装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の空気清浄装置
は、両端部がそれぞれ空気吸入管又は空気放出管に連結
された所望の容積を有する中空の本体部と、該本体部の
該空気吸入管側に、該本体部の長さ方向に対して垂直方
向に支持体を介して設置され、その一部において直流電
源の負極に接続された導電性材料からなる帯電用負極メ
ッシュ部と、該本体部の空気放出管側に、該本体部の長
さ方向に対して垂直又は平行方向に支持体を介して設置
され、その一部において直流電源の正極に接続された、
複数の導電性材料の複合体からなる集塵用正極フィルタ
部とを具備することを特徴とする。

【０００６】

【作用】空気吸入管より装置内に取り込まれた空気中の
微粒子ダストは、まず帯電用負極メッシュ部で負に帯電
される。そして、微粒子ダストは次に集塵用正極フィル
タ部においてクーロン力により電気的に吸着される。そ
の後、清浄となった空気が空気放出管より放出される。

【０００７】

【実施例】以下、図１〜７に基づいて本発明の一実施例
を説明する。空気清浄装置１においては、中空の略円筒
状の本体部３の両端に空気吸入管５と空気放出管７が連
結されている。この本体部３は、例えば二分割可能にす
るか、その一部が着脱自在に形成されていることが好ま
しい。なお、この本体部３の形状や大きさ、更に空気吸
入管５と空気放出管７の形状や大きさはどれも特に制限
されるものではなく、設置場所や処理能力などを考慮し
て適宜決定される。空気吸入管５及び空気放出管７は、
別途製造したものを本体部３に連結するほか、これらと
本体部３とを一体成形することもできる。また、それら
以外にも、一つの管の中央部を本体部３とし、両端部を
それぞれ空気吸入管５及び空気放出管７とすることもで
きる。２７は電源に接続された導体であり、矢印は空気
の流れを示す。

【０００８】帯電用負極メッシュ部１０は、本体部３の
空気吸入管５よりの内周壁１２に沿って、該本体部３の
長さ方向に対して垂直方向に支持体１４を介して設置さ
れている。そして、帯電用負極メッシュ部１０はその一
部において、導体２７を介して直流電源１６の負極に接
続されている。この直流電源１６の電圧は、約１２〜５
００ボルトで十分である。

【０００９】帯電用負極メッシュ部１０を構成する導電
性材料は通気可能なものであれば特に制限されないが、
例えば、炭素繊維フェルト若しくはクロス、ステンレス
綱網、ステンレス綱線フェルト又はナイロンなどの合成
繊維性の織布又は不織布に、銅、チタン、ニッケル、鉄
などの金属粉を無電解若しくは電解メッキしたもの又は
接着剤などにより付着させたり、塗布したものなどを用
いることができる。これらは６０〜５００メッシュの範
囲のものが好ましいが、不織布などはその範囲外のもの
であっても何ら差し支えない。またこれらは二以上を適
宜組み合わせて用いることもできる。支持体１４は、電
流が本体部３を介して正極及び負極に流れないようにす
るため、電気絶縁材料で形成することが好ましい。

【００１０】なお、ここで炭素繊維フェルト又はクロス
を用いる場合には、公知の炭素繊維をそのままフェルト
又はクロスにしたものを用いることができるが、活性化
変性組織にし、表面積を６００〜２０００ｍ² ／ｇにし
た炭素繊維をフェルト又はクロスにしたものを用いるこ
ともできる。この活性化変性組織にした炭素繊維とは、
公知の炭素繊維を、高温水蒸気（約１０００℃で約１〜
２時間保持）、一酸化窒素（約１００〜５００℃で約７
〜１０時間保持）又は硝酸（約１００℃以下で約５分〜
２時間保持）で処理したものであり、公知のものに比べ
ると非常に大きな表面積を有するものである（例えば、
約２００〜２０００ｍ² ／ｇ）。

【００１１】集塵用正極フィルタ部２０は、本体部３の
空気放出管７よりの内周壁１２に沿って、該本体部３の
長さ方向に対して垂直方向（又は平行方向。図４参照）
（以下、単に「垂直方向又は平行方向」という）に支持
体２２を介して設置されている。そして、集塵用正極フ
ィルタ部２０はその一部において、導体２７を介して直
流電源１６の正極に接続されている。集塵用正極フィル
タ部２０を構成する導電性材料及び支持体２２の構成材
料は、上記の帯電用負極メッシュ部１０及び支持体１４
と同じものを用いることができる。

【００１２】この集塵用正極フィルタ部２０は、複数の
導電性材料を組み合わせた複合体からなるものである
が、その複合体の構成例としては種々のものがある。例
えば、図２におけるような、銅粉を無電解又は電解メッ
キで合成繊維に付着させた織布又は不織布（又はステン
レス製金網）３０で炭素繊維フェルト（又はステンレス
綱網若しくはステンレス鋼線フェルト）３２を挟み込ん
だもの、図３におけるような、複数枚の上記導電性材料
を２〜５ｍｍの間隔で設置したもの、図４におけるよう
な、複数枚の上記導電性材料を２〜５ｍｍの間隔で平行
方向に設置したもの、図５におけるような、炭素繊維フ
ェルト又はステンレス鋼線フェルトに所望形状の複数の
貫通孔を設けたものなどを挙げることができる。この複
合体の構成例で貫通孔を設けた構造のものは、その貫通
孔により圧力損失を低下させるためである。この貫通孔
は長さ方向の断面が波形の孔にすることにより、一層被
処理空気との接触面積を増大させることができるので好
ましい。このような貫通孔を設けた構造の複合体は、室
内の換気回数を増加させて室内全体のダストを低減させ
る場合に有効である。

【００１３】空気吸入管５又は帯電用負極メッシュ部１
０と空気吸入管５間の本体部３には、大きめのダストを
補足するためのフィルタ２８を設置することが好まし
い。また、本発明の空気清浄装置１は、自然的又は人工
的な気流のある場所に置いて使用する場合にはその必要
はないが、通常は、吸引用ファン２６、図示していない
圧縮機などのような強制的な空気の吸入又は放出機構、
交流を直流に変換する電源装置及び運転用操作制御盤な
どを付設することが好ましい。

【００１４】次に、本発明の空気清浄装置の変形態様の
一例の概略を図８に基づいて説明する。空気清浄装置５
０の本体部５２は、帯電用負極メッシュ部と集塵用正極
フィルタ部とを組み合わせたものを一単位（一カセッ
ト）とし、その二単位（二カセット。図中の５４、５
５）からなるものである。このような本体部５２の一端
側には、フィルタを内蔵した吸気吸入管５８が、また本
体部５２の他端側には吸引用ファンを内蔵した空気放出
管６０が連結されている。図中６２は電源装置、６４は
操作制御盤である。

【００１５】次に、図１に基づいて、本発明の空気清浄
装置の動作を説明する。吸引用ファン２６の作用によ
り、微粒子ダスト７０などを含む外気は空気吸入管５を
経て、まずフィルタ２８を通過する。その際、綿埃など
の大きなダストは除去される。そして、外気は次に帯電
用負極メッシュ部１０を通過し、電気的に中性であった
微粒子ダスト７０はここで負に帯電される。その後、外
気は集塵用正極フィルタ部２０に到達し、そこで微粒子
ダスト７０はクーロン力により電気的に吸着され、その
まま保持される。その場合の吸着状態を、銅粉を無電解
又は電解メッキで合成繊維に付着させた織布又は不織布
で炭素繊維フェルトを挟み込んだ構造の複合体からなる
集塵用正極フィルタ部２０をもとに説明する。図６に示
すとおり、比較的大きな微粒子ダスト７１は図のように
吸着され、比較的小さな微粒子ダスト７２は、銅粉７４
に吸着される。そして、そこを通過した比較的小さな微
粒子ダスト７２は、炭素繊維フェルト７６の表面に吸着
され、そこを通過した空気はもう一度前記合成繊維織布
又は不織布による吸着処理を受ける。このようにして清
浄となった空気は、空気放出管７を経て再び外気に放出
される。なお、集塵用正極フィルタ部２０を構成する複
合体は、一定期間の連続使用により目づまりなどでその
機能が低下するが、取り外して水洗することによりその
機能を回復するので、再使用が可能となる。なお、活性
化変性組織にした炭素繊維や炭素粒子を用いれば、集塵
効果に加えて、脱臭効果も発揮することができる。

【００１６】次に、図８に示す本発明の装置を用いた集
塵効果の確認試験について説明する。試験方法及び条件
は次のとおりである。試験方法：空気吸入管の入口に向かって人が継続的に煙
草の煙を吹きつけた場合の入口における微粒子ダスト
（粒子径が０．３〜１０μｍのもの）の数と、空気放出
管の出口における微粒子ダスト（同じ粒子径のもの）の
数を、それぞれレーザによる読み取り機能を備えたパー
ティクルカウンターにより計数し、捕集率を求めた。捕
集率は、入口における微粒子ダストの数と出口における
それとの差を、入口における微粒子ダストの数で除した
値を百分率で表したものである。

【００１７】試験条件：カセット（３８０×１２５ｍ
ｍ）は一段とし、帯電用負極メッシュ部として２００メ
ッシュのステンレス製網６枚を用い、集塵用正極フィル
タ部として銅粉を無電解メッキで合成繊維に付着させた
不織布（厚さ０．５ｍｍ）で炭素繊維（繊維径約１４μ
ｍ）フェルト（厚さ２０、９０及び１４０ｍｍの三種
類）を挟み込んだ異なる構造の三種類の複合体を用い
た。集塵用正極フィルタ部は垂直方向に設置し、流量は
３ｍ³ ／ｍｉｎで行った。結果を図９に示す。

【００１８】また、上記図９の試験結果を電圧と０．３
〜１０μｍまでのダスト径ごとの捕集率の関係から表し
たものを図１０に示す。なお、この結果は炭素繊維フェ
ルトの厚さが１４０ｍｍのものを用いた場合のみのデー
タである。

【００１９】次に、異なる試験方法及び試験条件によ
る、本発明の装置を用いた集塵効果の確認試験について
説明する。１．９４ｍ³ の密閉された空間で、線香５本
を全部焼却した場合の微粒子ダスト数を上記のパーティ
クルカウンターで計数し、次に前記空間において本発明
の装置を運転した場合の残存ダスト数を計数し、その経
時変化を求めた。帯電用負極メッシュ部として、銅粉を
無電解メッキした不織布７枚を用い、集塵用正極フィル
タ部として、二枚の銅粉を無電解メッキした不織布の間
に厚さ１０ｍｍの炭素繊維フェルトを挟み込んだ構造の
もの（電圧２００Ｖ）を用いた。なお、比較例として、
帯電部に６．６ｋＶコロナ放電電極を備え、集塵部に
３．５ｋＶ電極板３７枚を一段とし、これを２段備えた
構造の市販の空気清浄器を用い、他の条件は同じにして
試験をした。結果を図１１に示す。図中の０．３μｍ及
び０．５μｍは集塵したダストの粒子径である。

【００２０】

【発明の効果】本発明の空気清浄装置は、帯電用負極メ
ッシュ部により空気中の微粒子ダストを帯電させ、それ
を集塵用正極フィルタ部で捕集する。その際に必要とす
る電圧も小さなものである。よって、使用時における不
快音及び不快臭の発生がほとんどなく、オゾンの発生は
全くない。また、装置の大きさも用途に応じて自由に設
計できる。本発明の空気清浄装置は、室内や乗り物など
の閉鎖空間の空調用だけでなく、各種プラントや燃焼機
関用として、更には除菌目的で医療用や実験用にも適用
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】空気清浄装置の長さ方向への断面図である。

【図２】空気清浄装置の集塵用正極フィルタ部の長さ方
向への断面図である。

【図３】空気清浄装置の集塵用正極フィルタ部の長さ方
向への断面図である。

【図４】空気清浄装置の集塵用正極フィルタ部の長さ方
向への断面図である。

【図５】空気清浄装置の集塵用正極フィルタ部の長さ方
向への断面図である。

【図６】集塵用正極フィルタ部におけるダストの吸着状
態を示す図である。

【図７】集塵用正極フィルタ部におけるダストの吸着状
態を示す図である。

【図８】空気清浄装置の一態様の概略図である。

【図９】空気清浄装置の集塵効果を説明するための図で
ある。

【図１０】空気清浄装置の集塵効果を説明するための図
である。

【図１１】空気清浄装置の集塵効果を説明するための図
である。

【符号の説明】

１空気清浄装置３本体部５空気吸入管７空気放出管１０帯電用負極メッシュ部１４支持体１６直流電源２０集塵用正極フィルタ部２２支持体２６吸引用ファン２８フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端部がそれぞれ空気吸入管又は空気放
出管に連結された所望の容積を有する中空の本体部と、
該本体部の該空気吸入管側に、該本体部の長さ方向に対
して垂直方向に支持体を介して設置され、その一部にお
いて直流電源の負極に接続された導電性材料からなる帯
電用負極メッシュ部と、該本体部の空気放出管側に、該
本体部の長さ方向に対して垂直又は平行方向に支持体を
介して設置され、その一部において直流電源の正極に接
続された、複数の導電性材料の複合体からなる集塵用正
極フィルタ部とを具備することを特徴とする空気清浄装
置。
【請求項２】直流電源の電圧が１２〜５００ボルトで
ある請求項１記載の空気清浄装置。
【請求項３】帯電用負極メッシュ部を構成する導電性
材料が６０〜５００メッシュのネット又は織布並びに不
織布のものである請求項１記載の空気清浄装置。
【請求項４】帯電用負極メッシュ部が、炭素繊維フェ
ルト、炭素繊維クロス、ステンレス綱網、ステンレス綱
線フェルト及び合成繊維の織布又は不織布に金属粉を無
電解又は電解メッキにより付着させたものから選ばれた
２以上の組み合わせからなるものである請求項１記載の
空気清浄装置。
【請求項５】集塵用正極フィルタ部を構成する複合体
が、炭素繊維フェルト、炭素繊維クロス、ステンレス綱
網、ステンレス綱線フェルト及び合成繊維の織布又は不
織布に金属粉を無電解又は電解メッキにより付着させた
ものから選ばれた２以上の組み合わせからなるものであ
る請求項１記載の空気清浄装置。
【請求項６】更に、強制的に空気を吸入し又は空気を
放出する機構を備えた請求項１記載の空気清浄装置。
【請求項７】前記帯電用負極メッシュ部と前記集塵用
正極フィルタ部とを備えたものを一単位とし、その複数
単位を具備するものである請求項１記載の空気清浄装
置。