JPH08155338A - 空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気清浄装置に係り、特に自動車用空調装置
等の空調ダクト内に組み込まれる空気清浄装置の改良に
関し、通常はオゾンの発生が少なく、定期的にオゾン濃
度を高くすることができ、人体に対する危険やオゾン臭
により使用者に不快感をもたらすことがなく、集塵能力
やオゾンによる殺菌性能、脱臭効果を向上することがで
きる空気清浄装置を提供する。 【構成】 空調装置の空調ダクト内に配置されて、空気
中の粉塵粒子を放電により帯電させるアイオナイザ１６
と、帯電された粉塵粒子を捕らえる集塵部１７を備える
空気清浄装置において、印加手段６０は、アイオナイザ
１６を放電させるために、アイオナイザ１６に対して直
流印加電圧ＶＣを印加させ、かつ直流印加電圧ＶＣに対
して一定時間毎にパルス電圧ＶＳを重畳する。そのた
め、通常はオゾンの発生が少なく、定期的にオゾン濃度
を高くすることができ、殺菌性能、脱臭効果は向上する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気清浄装置に係り、
特に自動車用空調装置等の空調ダクト内に組み込まれる
空気清浄装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気清浄装置を自動車用空調装置（車載
エアコン）に適用した例は、特開平６−１４３９９８号
公報に開示されている。この種の空気清浄装置には、空
気清浄機能として電気集塵機能（アイオナイザ（荷電
部）と集塵部を含む）が搭載されている。このような空
気清浄装置のアイオナイザには、放電部に対して常時一
定の電圧（あるいは一定電流）を印加することで、空気
中の塵埃を集塵している。

【０００３】図４に、アイオナイザの印加電流と印加電
圧、およびオゾン濃度の関係を示している。図４におい
て、印加電流と印加電圧には、部分的にオームの法則が
成り立ち、印加電圧が上がれば印加電流も増加する。オ
ゾン濃度は、印加電圧（あるいは印加電流）に比例して
増加する。

【０００４】また、半導体などの帯電を防止するための
静電気除去装置のアイオナイザ電源装置が、実開平４−
１７６８８号公報に開示されている。この従来例では、
高圧の交流電圧と正の高圧直流電圧の加算電圧をアイオ
ナイザ電極に印加して正イオンを多く発生させ、かつコ
レクタ電極に低圧直流電圧を印加するよう構成し、使用
条件に適したイオンバランスの空気を提供するようにな
っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−１４３９９８号公報に開示されている空気清浄装置
では、集塵性能は、印加電圧（あるいは印加電流）を高
くするほど上がるが、印加電圧（あるいは印加電流）を
平均的に高くすると、図４に示すようにオゾン濃度が高
くなる。オゾン濃度が高くなると、アイオナイザでの粉
塵粒子の帯電能力（集塵能力）やオゾンによる殺菌性
能、脱臭効果は向上するものの、オゾン濃度（ｐｐｍ）
が上がって人体に好ましくなく、オゾン臭により使用者
に不快感をもたらす。したがって、従来の空気清浄装置
は、低い印加電圧（あるいは印加電流）で作動させて空
気中の塵埃を集塵している。

【０００６】また、実開平４−１７６８８号公報に開示
されているアイオナイザ電源装置では、周波数の高い交
流電圧をアイオナイザ電極に印加しているので、オゾン
が非常に発生し易く人体に危険である。特に、交流電圧
にリップル成分が多い場合も濃度の高いオゾンが発生す
る原因となる。

【０００７】そこで、本発明は、通常はオゾンの発生が
少なく、定期的に必要な時間だけオゾン濃度を高くする
ことができ、人体に対する危険やオゾン臭により使用者
に不快感をもたらすことがなく、集塵能力やオゾンによ
る殺菌性能、脱臭効果を向上することができる空気清浄
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に、請求項１の発明は、空調装置の空調ダクト内に配置
されて、空気中の粉塵粒子を放電により帯電させるアイ
オナイザと、帯電された粉塵粒子を捕らえる集塵部を備
える空気清浄装置において、前記アイオナイザを放電さ
せるために、前記アイオナイザに対して直流印加電圧ま
たは直流印加電流を印加させ、かつ前記直流印加電圧ま
たは前記直流印加電流に対して一定時間毎にパルス電圧
またはパルス電流を重畳するための印加手段を、備えて
構成される。

【０００９】

【作用】請求項１の発明によれば、空調装置の空調ダク
ト内に配置されて、空気中の粉塵粒子を放電により帯電
させるアイオナイザと、帯電された粉塵粒子を捕らえる
集塵部を備える空気清浄装置であり、印加手段は、アイ
オナイザを放電させるために、前記アイオナイザに対し
て直流印加電圧または直流印加電流を印加させ、かつ前
記直流印加電圧または前記直流印加電流に対して一定時
間毎にパルス電圧またはパルス電流を重畳する。そのた
め、通常の高圧の直流電圧または直流電流を印加しても
オゾンの発生が少なく、通常の高圧の直流電圧または直
流電流に対して一定時間毎にパルス状の印加電圧または
印加電流を重畳して印加してオゾン濃度を一定時間の間
だけ定期的に高くする制御なので、人体に対するオゾン
の危険がなくしかも殺菌と脱臭効果を上げることができ
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１１】図１に、本発明の空気清浄装置を自動車用
空調装置に適用した例を示す。

【００１２】図１において、自動車用空調装置１は、空
調ダクト２の最上流側にインテークドア切換装置３が設
けられ、このインテークドア切換装置３は内気入口４と
外気入口５とが分かれた部分にインテークドア６が配置
されている。

【００１３】このインテークドア６をアクチュエータに
より操作して、空調ダクト２内に導入する空気を内気と
外気とに選択できるようになっている。

【００１４】送風機７は、空調ダクト２内に空気を吸い
込んで下流側に送風するもので、この送風機７の後流側
には冷却用の熱交換器８と加熱用の熱交換器９とが設け
られている。

【００１５】冷却用の熱交換器８では、コンプレッサ５
２と、コンデンサ、リキッドタンク及びエクスパンショ
ンバルブが配管結合されて冷房サイクルを構成してお
り、送風機７から送られた空気を冷却するようになって
いる。

【００１６】加熱用の熱交換器９は、エンジンの冷却水
が循環してここを通過する空気を加熱するようになって
いる。加熱用の熱交換器９を通過する空気と、加熱用の
熱交換器９をバイパスする空気との量が変えられて、そ
の結果吹き出し空気の温度が制御されるようになってい
る。

【００１７】空調ダクト２の下流側は、デフロスト吹出
口１１、ベント吹出口１２及びヒート吹出口１３に分か
れてそれぞれ車室内に開口し、その分かれた部分にモー
ドドア１４ａ，１４ｂ，１４ｃがそれぞれ設けられてい
る。このモードドア１４ａ，１４ｂ，１４ｃをアクチュ
エータもしくは手動により操作することにより、所望の
吹き出しモードが得られるようになっている。

【００１８】送風機７の下流側には、空気中に混入する
粗いゴミ、塵埃を除去するプレフィルタ１５が設けられ
ている。このプレフィルタ１５と冷却用の熱交換器８と
の間には、以下に説明する空気清浄装置のアイオナイザ
（荷電部）１６と、集塵部１７が配置されている。

【００１９】空気清浄装置のアイオナイザ１６は、複数
の放電電極１８と、各放電電極１８に対向するように交
互に配置された複数の放電対極１９を備えている。各組
の放電電極１８と放電対極１９は、これらの間を通過し
ようとする粉塵粒子を放電により帯電させるようになっ
ている。

【００２０】複数の放電電極１８と複数の放電対極１９
からなるアイオナイザ１６は、印加手段６０の高圧電源
回路４０に接続されている。この高圧電源回路４０は、
電源入力回路４２を介して、自動車の電源、例えば１２
Ｖ電源（あるいは大型車の場合は２４Ｖ電源）４４とア
ースに接続されている。

【００２１】この高圧電源回路４０は、高圧電源発振回
路４６と電圧検出器４８に接続されている。印加手段６
０は、高圧電源回路４０、電源入力回路４２、１２Ｖ電
源４４、高圧電源発振回路４６、そして発振周期制御回
路４９を有している。印加手段６０は、アイオナイザ１
６に対して後で述べる図２に示すような所定値の高電圧
を印加するためのものである。

【００２２】制御部７０は、マイクロコンピュータ５
０、Ａ／Ｃスイッチ５４、そして電圧検出器４８を有し
ていて、印加手段６０に指令して、アイオナイザ１６に
対して、高電圧を印加させるようになっている。

【００２３】制御部７０のマイクロコンピュータ５０
は、印加手段６０の電源入力回路４２、高圧電源回路４
０、高圧電源発振回路４６、そしてＡ／Ｃスイッチ５４
に接続されている。

【００２４】マイクロコンピュータ５０は、電源入力回
路４２から高圧電源回路４０に与えれる電圧を監視して
いる。

【００２５】高圧電源回路４０には、電源４４からの電
圧が電源入力回路４２を介して与えられ、かつ高圧電源
発振器４６は、発振周波数に基づいてスイッチング操作
を行うことで、高圧電源回路４０は、例えば図２に示す
ような一定値の直流の高圧の印加電圧ＶＣ（図２の例で
は５．０ＫＶ）と、直流の高圧の印加電圧５．０ＫＶに
重畳される高圧のパルス状の重畳印加電圧ＶＳ（図２の
例では波高値が１．０ＫＶ）を、各放電電極１８と放電
対極１９の間に印加することができるようになってい
る。この高圧のパルス状の重畳印加電圧ＶＳは、一定の
周期Ｔ（たとえば１分間）であり、所定のパルス幅ｔに
設定されている。

【００２６】これにより、高圧電源回路４０が上述した
一定値の直流の高圧の印加電圧ＶＣと高圧のパルス状の
重畳印加電圧ＶＳを発生して、アイオナイザ１６に対し
て与えるようになっている。

【００２７】電圧検出回路４８は、高圧電源回路４０に
おいて発生する異常な高電圧を検出して、マイクロコン
ピュータ５０に知らせる。つまり、高圧電源回路４０に
おいて発生する電圧が上がり過ぎると、各組の放電電極
１８と放電対極１９間で火花が発生する恐れがあるの
で、高圧電源回路４０において発生する電圧が所定電圧
よりも高圧になった場合には、マイクロコンピュータ５
０が高圧電源回路４０と高圧電源発振回路４６を制御し
て、高圧電源回路４０において発生する電圧が上がり過
ぎるのを抑えるようになっている。

【００２８】マイクロコンピュータ５０は、Ａ／Ｃスイ
ッチ（エアコンスイッチ）５４のオン／オフの信号を受
けるようになっている。

【００２９】図１の集塵部１７は、アイオナイザ１６の
下流側に配置され、直流電源２５の正極側に接続された
高圧側電極２６と、直流電源２５の負極側に接続された
低圧側電極２７を交互に配置している。帯電された粉塵
粒子が高圧側電極２６と低圧側電極２７の間を通過しよ
うとすると、粉塵粒子を吸着する。

【００３０】次に、上述した空気清浄装置の動作を、図
１乃至図３を参照して説明する。

【００３１】使用者が、図１のＡ／Ｃスイッチ５４をオ
ンして空調装置１を起動すると、たとえば、図１で示す
ように、インテークドア６が実線で示す位置にあって、
内気入口４が空調ダクト２内に接続されていると、車内
の空気が、送風機７によりプレフィルタ１５を介して、
空調ダクト２内に送り込まれる。

【００３２】そして、送り込まれた空気の粉塵粒子は、
アイオナイザ１６の放電電極１８と放電対極１９の間を
通って放電電極１８と放電対極１９間の放電により帯電
され、帯電された粉塵粒子は集塵部１７により集塵され
る。

【００３３】そして、清浄になった空気は、熱交換器８
と熱交換器９で吹き出し用空気の温度が制御されて、デ
フロスト吹出口１１、ベント吹出口１２及びヒート吹出
口１３に分かれて、車室に吹き出す。

【００３４】上述した空気の粉塵粒子を帯電するため
に、アイオナイザ１６の放電電極１８と放電対極１９の
間で放電するのであるが、使用者が図１のＡ／Ｃスイッ
チ５４をオンして空調装置１を起動した時（図３のステ
ップＳ１）には、マイクロコンピュータ５０の指令によ
り、高圧電源回路４０はアイオナイザ１６に対して図２
に示す通常の高圧の直流電圧ＶＣ、例えば５．０ＫＶを
印加する（図３のステップＳ２）。

【００３５】しかも、所定時間Ｔ（例えば１分間）経過
する毎に（図３のステップＳ３）、図２に示す図１のマ
イクロコンピュータ５０の指令により、高圧電源回路４
０は上記通常の高圧の直流電圧ＶＣに重畳するようにし
て、高圧のパルス状の重畳印加電圧ＶＳをアイオナイザ
１６に対して印加する。この通常の高圧の直流電圧ＶＣ
と、直流電圧ＶＣに重畳するようにして高圧のパルス状
の重畳印加電圧ＶＳの合計電圧は、例えば６．０ＫＶで
ある（図３のステップＳ４）。

【００３６】所定時間ｔだけ通常の高圧の直流電圧ＶＣ
に重畳するようにして高圧のパルス状の重畳印加電圧Ｖ
Ｓをアイオナイザ１６に対して与えると、再び高圧電源
回路４０はアイオナイザ１６に対して図２に示す通常の
高圧の直流電圧ＶＣのみを印加する（図３のステップＳ
５）。このステップＳ２ないしステップＳ５を繰り返す
ことにより、図２に示す印加電圧波形に従って高圧電源
回路４０はアイオナイザ１６に対して高圧の直流電圧を
印加する。

【００３７】この実施例では、通常の高圧の直流電圧Ｖ
Ｃに対して一定時間毎に高圧のパルス状の重畳印加電圧
ＶＳを重畳してアイオナイザ１６に対して印加するの
で、重畳する重畳印加電圧ＶＳが矩形波であっても、例
えば矩形波が数分に１回発生する程度であるので周波数
が低く、他の制御機器に対してノイズの影響を与えな
い。しかもアイオナイザ１６の放電の電流値は、例えば
２００ないし３００μＡであり、非常に小さいので他の
制御機器に対してノイズの影響をほとんど与えない。

【００３８】これにより、空気中の粉塵粒子の帯電能力
を上げて集塵能力を向上するとともに、図５で示したよ
うにオゾン濃度を通常よりも上げたことにより殺菌性能
を向上して、アイオナイザ１６を通過する空気を効率良
く殺菌することができる。

【００３９】また、通常の高圧の直流電圧ＶＣは、高圧
の交流電圧に比べてオゾンの発生が少なく、一定時間Ｔ
毎に高圧のパルス状の重畳印加電圧ＶＳを印加してオゾ
ン濃度を一定時間ｔの間だけ定期的に高くする電圧制御
を行っているので、人体に対するオゾンの危険がなくし
かも殺菌と脱臭効果を上げることができる。つまり、本
発明の実施例では、オゾン濃度を上げる時間は、図２に
示すように一定時間ｔだけであり、それ以外の時間は再
びアイオナイザ１６に対して与える印加電圧を５．０Ｋ
Ｖに下げるので（図３のステップＳ４，Ｓ５）、印加電
圧を上げてオゾン濃度を上げたことによるオゾン臭の発
生する時間は僅かであり、使用者に不快感を与えない。

【００４０】これに対して、通常、平均的に高い高圧の
直流電圧をアイオナイザ１６に対して印加する従来例で
は、殺菌と脱臭効果を上げることができるものの、人体
に対するオゾンの危険があり、オゾン臭の発生がある。
また、周波数の高い交流波形の直流電圧をアイオナイザ
１６に対して印加する従来例では、オゾンが非常に発生
し易く、人体に危険であり、リップルがある場合もオゾ
ンの原因となりうる。

【００４１】なお、空調装置の作動を止める時には、図
１のＡ／Ｃスイッチ５４をオフにする。

【００４２】ところで、本発明は、特許請求の範囲の記
載を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【００４３】例えば、上述した実施例では、アイオナイ
ザ１６に対する印加電圧を通常の値から一定時間ごとに
上げて帯電集塵能力及びオゾン濃度を上げて殺菌能力を
向上している。しかしこれに限らず、本発明の空気清浄
装置では、一定値の直流の印加電流とパルス状の重畳印
加電流をアイオナイザ１６に与えても同様の効果を得る
ことができる。

【００４４】また、上述した空気清浄装置の実施例は、
自動車の空調装置に適用した例であるが、これに限らず
他の領域あるいは分野の空調装置に適用することも勿論
可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
れば、空調装置の空調ダクト内に配置されて、空気中の
粉塵粒子を放電により帯電させるアイオナイザと、帯電
された粉塵粒子を捕らえる集塵部を備える空気清浄装置
において、印加手段は、アイオナイザを放電させるため
に、前記アイオナイザに対して直流印加電圧または直流
印加電流を印加させ、かつ前記直流印加電圧または前記
直流印加電流に対して一定時間毎にパルス電圧またはパ
ルス電流を重畳する。そのため、通常の高圧の直流電圧
または直流電流を印加してもオゾンの発生が少なく、通
常の高圧の直流電圧または直流電流に対して一定時間毎
にパルス状の重畳印加電圧または印加電流を印加してオ
ゾン濃度を一定時間の間だけ定期的に高くする制御なの
で、人体に対するオゾンの危険がなくしかも殺菌と脱臭
効果を上げることができる。これにより、快適な空調制
御が行えるとともに、エバポレータの表面は常に高い濃
度のオゾンで殺菌しなくても、定期的にオゾン濃度を上
げれば殺菌することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気清浄装置の実施例を備える自動車
用の空調装置の一例を示す図である。

【図２】図１の空気清浄装置のアイオナイザへの一定値
の高圧の印加電圧と、高圧のパルス状の印加電圧の例を
示す図である。

【図３】図１の空気清浄装置のアイオナイザの動作例を
示すフロー図である。

【図４】アイオナイザの印加電流と印加電圧、及びオゾ
ン濃度の関係を示す図である。

【符号の説明】

２ 空調ダクト １６ アイオナイザ（荷電部） １７ 集塵部 ６０ 印加手段 ７０ 制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調装置の空調ダクト内に配置されて、
   空気中の粉塵粒子を放電により帯電させるアイオナイザ
   と、帯電された粉塵粒子を捕らえる集塵部を備える空気
   清浄装置において、 前記アイオナイザを放電させるために、前記アイオナイ
   ザに対して直流印加電圧または直流印加電流を印加さ
   せ、かつ前記直流印加電圧または前記直流印加電流に対
   して一定時間毎にパルス電圧またはパルス電流を重畳す
   るための印加手段を備えたことを特徴とする空気清浄装
   置。