JPH11137658A

JPH11137658A - 空気清浄装置

Info

Publication number: JPH11137658A
Application number: JP9313160A
Authority: JP
Inventors: Yoko Shimizu; 洋子清水; Shingo Ichiki; 眞吾一木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 1999-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】必要以上の触媒を使用することなく多量の空
気の清浄化を行うことが可能な、小型で改良された構造
の空気浄化装置を提供する。【解決手段】筐体１０の内部に通風流路１１を形成
し、この通風流路内に外部からの空気流を発生する通風
ファン１を設け、この空気流の一部にオゾン発生装置３
を設けると共に、このオゾン発生装置の下流側に触媒２
を配置した空気清浄装置において、オゾン発生装置３と
触媒２との間に、このオゾン発生手段により発生された
オゾン濃度の偏差を減少（２０％以下）するため、例え
ば、パンチング板３０等の手段をもうけ、多量の空気の
清浄化を行う際に生じるオゾン濃度の偏差に基づく触媒
２の必要以上の触媒の使用を防止し、触媒の利用効率を
改善する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業空間や居住空
間などの環境における空気中の塵埃、微粒子、細菌等と
共に、空気中の臭気やガス等をも吸着することの可能な
空気浄化装置に関し、特に、オゾンの発生により空気の
浄化を行う空気浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】作業空間や居住空間などの環境における
空気中の塵埃、微粒子、臭気、ガス、及び細菌等を除去
して清浄な空気を供給する空気浄化装置は、既に広く知
られており、また、広く利用されている。かかる空気浄
化装置では、通常、装置内において、空気の上流側に設
けたオゾン発生部によりオゾンを発生し、このオゾン又
は臭気を含んだ空気を下流側に設けられた触媒で物理・
化学反応等により一旦吸着した後、酸化脱臭している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる空気
浄化装置におけるオゾン発生部は、複数の板状のアース
（接地）電極を配列すると共に、これら電極板の間に高
電圧（例えば、−９ｋＶ）を印可した線状のイオン化電
極を配置してなり、これら電極間での放電によってオゾ
ンを発生する構造となっている。また、かかるオゾン発
生部により発生されるオゾンには、その場所により、そ
の濃度分布に偏りが発生する。

【０００４】そのため、上記従来技術になる空気浄化装
置では、このオゾン発生部を通過して下流側の触媒に供
給される空気流にもオゾンの濃度分布に偏りが生じる。
ところで、このオゾン発生部の下流側に配置される触媒
の反応効率は、オゾンの濃度分布に依存する傾向を有す
るが、これら発生されたオゾンは、その後、触媒により
規定濃度にまで分解する必要がある。

【０００５】ところで、発明者等の種々の検討によれ
ば、空気浄化装置などのように、オゾン発生部に空気を
連続的に供給することによりオゾンを発生させるものに
おいては、その下流側に設けた触媒によりオゾンを規定
濃度にまで分解する場合、その反応効率ηは空間速度
（Space Velocity）によっても変化する。特に、比較的
小型な装置により多量の空気の清浄化を行なおうとする
場合、この空間速度を大きく設定しなければならない
が、添付の図１４に示す特性からも明らかなように、こ
の空間速度（SV）が１０⁴を超える値になると、オゾン
濃度によって反応効率ηに大きな差異が生じてしまう。
そのため、特に、多量の空気を浄化する空気浄化装置に
あっては、その触媒の選定にあたっては、オゾン発生部
から下流に流れ出る空気流の中の最もオゾン濃度の高い
濃度部分にあわせて触媒を選定しなければならず、その
ため、必要以上の触媒を使用なければならず、そのた
め、触媒の利用効率が悪く、触媒の交換をも含めて空気
浄化装置の価格を上昇する原因ともなっていた。

【０００６】そこで、本発明では、上述した従来技術に
おける問題点に鑑みて、必要以上の触媒を使用すること
なく多量の空気の清浄化を行うことが可能な比較的小型
の改良された構造の空気浄化装置を提供することを目的
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明によれば、まず、筐体の内部に通風流路を形
成し、前記通風流路内に前記筐体の外部からの空気流を
発生する通風ファンを設け、前記空気流の一部にオゾン
発生手段を設けると共に、当該オゾン発生手段の下流側
に触媒を配置した空気清浄装置において、前記オゾン発
生手段と前記触媒との間に、前記オゾン発生手段により
発生されたオゾン濃度の偏差を減少するための手段を備
えた空気清浄装置が提供される。

【０００８】また、本発明によれば、前記に記載した空
気清浄装置において、前記通風ファンにより前記オゾン
発生手段と前記触媒との間に流れる空気流の空間速度は
１０⁴以上である。

【０００９】また、本発明によれば、前記に記載した空
気清浄装置において、前記オゾン濃度偏差減少手段は、
前記触媒に流入する空気流におけるオゾン濃度の偏差を
２０％以下に抑えた。

【００１０】さらに、本発明によれば、前記に記載した
空気清浄装置において、前記オゾン濃度偏差減少手段
は、前記オゾン発生手段と前記触媒との間に配置された
空気流の撹乱手段により構成されている。

【００１１】また、本発明によれば、前記に記載した空
気清浄装置において、前記空気流撹乱手段はパンチング
板としたものである。

【００１２】また、本発明によれば、前記に記載した空
気清浄装置において、前記空気流撹乱手段は、断面三角
形状の棒状部材を水平に複数配列して構成したものであ
る。

【００１３】さらに、本発明によれば、前記に記載した
空気清浄装置において、前記空気流撹乱手段は、回転フ
ァンにより構成したものである。

【００１４】また、本発明によれば、前記に記載した空
気清浄装置において、前記通風ファンを前記オゾン発生
手段と前記触媒との間に配置し、前記空気流撹乱手段を
構成する回転ファンと前記通風ファンとを共用したもの
である。

【００１５】また、本発明によれば、前記に記載した空
気清浄装置において、前記通風流路の一部を湾曲させ、
かつ、前記空気流撹乱手段として、前記通風流路の湾曲
部に凹凸面を形成したものである。

【００１６】加えて、本発明によれば、上記の目的を達
成するため、筐体の内部に通風流路を形成し、前記通風
流路内に前記筐体の外部からの空気流を発生する通風フ
ァンを設け、前記空気流の一部にオゾン発生手段を設け
ると共に、当該オゾン発生手段の下流側に触媒を配置し
た空気清浄装置において、前記オゾン発生手段は、発生
されたオゾンを含む空気流におけるオゾン濃度の偏差を
減少するための構成を備えた空気清浄装置を提供する。

【００１７】また、本発明によれば、前記に記載した空
気清浄装置において、前記オゾン発生手段は、前記触媒
に流入する空気流におけるオゾン濃度の偏差を２０％以
下に抑えたものである。

【００１８】また、本発明によれば、前記に記載した空
気清浄装置において、前記オゾン発生手段は、それぞれ
所定の方向に空気流の流れ方向を偏向する機能を有する
略板状のオゾン発生部を少なくとも２段に形成したもの
である。

【００１９】そして、本発明によれば、前記に記載した
空気清浄装置において、前記オゾン発生手段は、一対の
アース電極板の間に、その両面に複数の突起を配列して
形成したイオン化電極を配置して形成したオゾン発生部
を縦方向に多段に形成したものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の詳細
について、添付の図面により説明する。

【００２１】まず、図１には、本発明の第１の実施の形
態になる空気清浄装置が、側面断面により示されてい
る。すなわち、空気清浄装置は、この図１からも明らか
なように、その筐体１０の内部に通風流路１１（空気の
流路を図中の矢印で示す）を形成しており、この通風流
路内には、この空気清浄装置により清浄化すべき室内の
空気が、吸入口１２から吸入され、電動モータなどによ
り回転駆動される通風ファン１により排出口１３から排
気される。そして、通風流路内には、吸入した空気中に
オゾンを発生する手段として、添付の図３にも示すよう
に、複数の板状のアース（接地）電極２１、２１…を空
気流に沿って配列すると共に、これらアース電極に対向
して配置され、高電圧（例えば、−９ｋＶ）が印可され
る線状のイオン化電極２２、２２…を配置した、いわゆ
る、全体として板状に形成されたオゾン発生装置３が設
けられると共に、その下流側には、上記オゾン発生装置
３からのオゾンと空気流中の臭気を伴うガスなどを化学
反応等によって吸着するための、例えば、マンガンや銀
などを含んだ、外形を略板状に形成した触媒２が設けら
れている。

【００２２】なお、上記のような構成になる空気清浄装
置によれば、その吸入口１２から吸入された空気流中の
臭気を伴うガス、例えばアンモニアガス（ＮＨ₃）等
は、上記オゾン発生装置３により発生されたオゾン（Ｏ
³）と共に、触媒２によって酸化反応が促進されて所定
の物質に分解され、二酸化窒素（ＮＯ₂）と水（Ｈ₂Ｏ）
になることは従来と同様である。また、その他の空気流
中に含まれる塵埃、微粒子、細菌等についても、この触
媒２により吸着されて除去されることとなる。

【００２３】ところで、本発明者等による検討結果によ
れば、上述した構造のオゾン発生装置３では、その下流
におけるオゾン濃度は、図４に示すように、上記板状の
オゾン発生装置３の面上の位置、特に、その縦方向の位
置により変化する。これは、オゾン発生装置３のイオン
化電極２２、２２…の位置上にピークをもって現われ
る。そして、かかる現象は、上記にも述べたが、特に、
装置を小型化すると共により多量の空気の清浄化を行な
おうとする場合に、著しく現われる。具体的には、上記
の図１４によっても示したように、この空間速度（SV）
が１０⁴を超える値において現われる傾向となる。

【００２４】なお、ここで、この空間速度（SV）とは、
一般に、 SV＝Ｑ（ｍ³/ｈ）／Ｖ（ｍ³）［１/ｈ］と表され、なお、Ｑ：流体速度、Ｖ：体積である。

【００２５】そして、上記にも述べたが、空気清浄装置
におけるこの空気流量の増大に伴って現われる流動空気
中のイオン濃度の偏りにより、その下流側に設けられる
触媒における反応効率の偏りを生じてしまい、これが触
媒選定を難しくすると共に、必要以上の触媒の使用を招
いて触媒の利用効率を悪化させる原因となっていた。そ
こで、かかる発明者等の検討結果に基づいて、流動空気
中のイオン濃度の偏りを解消すべく、このオゾン発生装
置３と触媒２との間に、このオゾン濃度の偏差を減少す
るための手段を設けたものである。具体的には、図２に
も示すように、この第１の実施に形態では、このオゾン
発生装置３の下流側には、例えば金属製の板状の部材に
パンチにより多数の穴３１、３１…を開けてなる、いわ
ゆる、パンチング板３０を配置したものである。

【００２６】かかるパンチング板３０の配置によれば、
上記図１にも示すように、オゾン発生装置３の縦方向の
位置によりオゾン濃度の異なる空気流は、このパンチン
グ板３０により攪拌されてそのオゾン濃度の偏差を減少
させ、触媒２の表面から流れ込む。そのため、この触媒
２では、均一化されたオゾン濃度の空気流が流れること
となり、触媒の利用効率を改善し、必要以上の触媒の使
用を避けることが可能となる。このことから、触媒の交
換をも含めた空気浄化装置の価格の上昇を解消し、ま
た、従来のようにオゾン濃度の高い濃度部分にあわせて
触媒を選定する等の不便も生じない。

【００２７】また、図５には、上記の第１の実施の形態
になる空気清浄装置の変形例を示しており、この図から
も明らかなように、この変形例では、上記のパンチング
板３０に代えて、図６にも明らかに示すように、その断
面形状が三角形の棒状部材３２、３２…を複数配置して
オゾン濃度の偏差を減少する手段を構成したものであ
る。なお、これらの断面三角形の棒状部材３２は、その
一の角をオゾン発生装置３のイオン化電極２２、２２…
の位置になるように配置することが望ましい。また、空
気流中におけるオゾン濃度の均一化については、発明者
等の種々の実験などによれば、オゾン濃度の偏差が２０
％程度になることが望ましい。

【００２８】なお、上記の変形例によっても、オゾン濃
度の偏差を減少させ、触媒２には、均一化されたオゾン
濃度の空気流が流れることとなり、触媒の利用効率を改
善し、必要以上の触媒の使用を避け、空気浄化装置の価
格の上昇を解消することは言うまでもない。

【００２９】さらに、図７に示した他の実施の形態で
は、オゾン発生装置３と触媒２との間に設けたオゾン濃
度の偏差を減少するための手段として、上記図１に示し
たパンチング板３０に代えて、回転ファン４０を設けた
ものである。また、図８に示す変形例では、ファンをオ
ゾン発生装置と触媒の間に設置した構造であり、これに
より、オゾン濃度偏差減少手段として回転ファン４０
と、上記通風流路内に空気流を形成する通風ファン１と
を、一個の電動の回転ファン１’によりこれを兼用した
構造のものである。

【００３０】なお、上記の第２の実施の形態によって
も、オゾン濃度の偏差を減少させ、触媒２には、均一化
されたオゾン濃度の空気流が流れることとなり、触媒の
利用効率を改善し、必要以上の触媒の使用を避け、空気
浄化装置の価格の上昇を解消することとなる。また、特
に、図８に示した変形例によれば、回転ファン４０と通
風ファン１とを一個の電動の回転ファン１’で共用する
ことから、構成要素の減少が可能となり、より経済的で
安価かつより小型な空気浄化装置を提供することが可能
になる。

【００３１】さらに、添付の図９には、本発明になる第
３の実施の形態が示されており、この例では、図からも
明らかなように、オゾン発生装置３と触媒２との間の通
風流路１１を直角に湾曲しすると共に、その内壁面に凹
凸部１１１、１１１…を形成し、もって、オゾン発生装
置３下流の空気流をこれらの凹凸部１１１、１１１…に
衝突させて撹乱されてそのオゾン濃度の偏差を減少させ
る。そのため、そのため下流側の触媒２では、均一化さ
れたオゾン濃度の空気流が流れることとなり、触媒の利
用効率を改善し、必要以上の触媒の使用を避けることが
可能となるものである。なお、かかる構造は、図からも
明らかなように、特に空気の吸入口１２が排出口１３よ
りも下方に位置する場合に好適な構造である。

【００３２】なお、上記の実施の形態では、何れの空気
浄化装置においても、オゾン発生装置３と触媒２との間
に、具体的にはオゾン発生装置３の下流に、オゾン濃度
の偏差を減少させるために攪拌機能を備えた手段を配置
する構造とするものである。しかしながら、本発明で
は、かかる構造のみに限定されることなく、以下の説明
からも明らかとなるように、オゾン発生装置３自体にお
いて、その下流におけるオゾン濃度の偏差の発生を防止
すべく構造とすることも可能である。

【００３３】すなわち、まず、添付の図１０に示すよう
に、本発明の第４の実施の形態になる空気浄化装置で
は、オゾン発生装置３を通風流路の方向に対して２段に
構成し、これら各段のオゾン発生装置３−１、３−２を
構成する複数の板状のアース（接地）電極２１、２１…
を空気流に沿って傾斜して配列している。また、これら
各段の板状アース（接地）電極２１、２１…の傾斜方向
は、相互に反対の方向に傾斜して配列されている。かか
る電極構造によれば、前段のオゾン発生装置３−１によ
って発生されたオゾンを含む空気流は、後段に配置され
たオゾン発生装置３−２により撹乱されると共に、ここ
でもオゾンが発生され、これにより、オゾン濃度の偏差
の少ない（例えば、偏差２０％以下）空気流が下流側に
供給されることとなり、下流側に配置された触媒２の利
用効率を改善し、必要以上の触媒の使用を避け、空気浄
化装置の価格の上昇を解消することとなる。また、この
時、オゾン発生装置３のイオン化線電極２２、２２…
は、その前段と後段において、その垂直方向の位置をず
らすことが、オゾン濃度を均一化できることからも、特
に好ましい。

【００３４】さらに、これら２段に構成したオゾン発生
装置３−１、３−２の各段の電極構造については、添付
の図１１にも示すような構成にすることも可能である。
すなわち、各オゾン発生装置３を構成する複数の板状の
アース（接地）電極２１、２１…の一部を曲げて、オゾ
ン発生装置によって発生されたオゾンを含む空気流を上
下方向に方向付けるようにしたものである。かかる電極
構造によっても、上記の実施の形態と同様に、前段のオ
ゾン発生装置３−１によって発生されたオゾンを含む空
気流は、後段に配置されたオゾン発生装置３−２により
撹乱されると共に、ここでもオゾンが発生され、これに
より、オゾン濃度の偏差の少ない（例えば、偏差２０％
以下）空気流が下流側に供給されることとなり、下流側
に配置された触媒２の利用効率を改善し、必要以上の触
媒の使用を避け、空気浄化装置の価格の上昇を解消する
こととなる。また、この時にも、オゾン発生装置３のイ
オン化線電極２２、２２…はその前段と後段においてそ
の垂直方向の位置をずらすことにより、オゾン濃度を均
一化できることから好ましい。

【００３５】さらに、添付の図１２には、上記とは異な
る１段に構成したオゾン発生装置３’が示されており、
この図からも明らかなように、この実施の形態になる空
気清浄装置では、オゾン発生部であるのオゾン発生装置
３のイオン化電極を線状の電極ではなく、これをも面構
造とした構造を有するものである。

【００３６】すなわち、添付の図１０にも示すように、
このオゾン発生装置３では、縦方向に複数の板状のアー
ス（接地）電極２１、２１…の間に、両面に複数の突起
２３、２３…をランダムに配列して形成したイオン化電
極２２’をそれぞれの間に挿入して配置したものであ
る。かかる構成のオゾン発生装置３’によれば、そのオ
ゾン発生部をなすイオン化面は水平方向に対して数カ所
のオゾン発生部位を有することとなり、これによるオゾ
ン発生部位の増加により、オゾン濃度を上昇すると共
に、均一化（偏差２０％以下）することができる。な
お、これにより、下流側に配置された触媒２の利用効率
を改善し、必要以上の触媒の使用を避け、空気浄化装置
の価格の上昇を解消することとなることは上記と同様で
ある。

【００３７】

【発明の効果】以上に述べた詳細な説明からも明らかな
ように、本発明になる空気浄化装置によれば、特に、比
較的小型な装置により多量の空気の清浄化を行なおうと
する場合、例えば、空間速度（SV）が１０⁴を超える値
になる場合にも、オゾン濃度によって反応効率ηに大き
な差異が生じてしまうことなく、必要以上の触媒の使用
を防止し、そのため、触媒の利用効率が良くなり、もっ
て、比較的小型で多量の空気の清浄化を行うことが可能
で、触媒の交換をも含めた空気浄化装置をより安価に供
給することを可能にすることが可能になるという優れた
効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態になる空気清浄装置
の内部構成を示す側面断面図である。

【図２】上記図１に符号Ａで示したパンチング板の構造
を示す一部拡大斜視図である。

【図３】上記空気清浄装置のオゾン発生装置における電
極構造の一例を示す一部拡大斜視図である。

【図４】空気清浄装置におけるオゾン発生装置の下流に
おけるオゾン濃度の分布状態を示すための説明図であ
る。

【図５】上記第１の実施の形態の変形例になる空気清浄
装置の内部構成を示す側面断面図である。

【図６】上記図５に示した空気清浄装置の変形例におけ
るオゾン濃度偏差低減手段である三角形の棒状部材を示
す一部拡大斜視図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態になる空気清浄装置
の内部構成を示す側面断面図である。

【図８】上記図７に示した第２の実施の形態になる空気
清浄装置の変形例になる空気清浄装置の内部構成を示す
側面断面図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態になる空気清浄装置
の内部構成を示す側面断面図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態になる空気清浄装
置の内部構成を示す側面断面図である。

【図１１】上記図１０に示した実施の形態になる空気清
浄装置の変形例になる空気清浄装置の内部構成を示す側
面断面図である。

【図１２】さらに、本発明の更に他の実施の形態になる
空気清浄装置の内部構成を示す側面断面図である。

【図１３】上記図１２に示した実施の形態になる空気清
浄装置における電極構造を示す一部拡大斜視図である。

【図１４】本発明を説明するため、空気清浄装置におけ
るオゾン濃度と空間速度との関係を説明する特性グラフ
を示す図である。

【符号の説明】

１通風ファン１’ 電動回転ファン２触媒３、３’ オゾン発生装置１０筐体１１通風流路２１アース電極２２イオン化電極２３突起部３０パンチング板３２棒状部材４０回転ファン１１１凹凸部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体の内部に通風流路を形成し、前記通
風流路内に前記筐体の外部からの空気流を発生する通風
ファンを設け、前記空気流の一部にオゾン発生手段を設
けると共に、当該オゾン発生手段の下流側に触媒を配置
した空気清浄装置において、前記オゾン発生手段と前記
触媒との間に、前記オゾン発生手段により発生されたオ
ゾン濃度の偏差を減少するための手段を備えたことを特
徴とする空気清浄装置。
【請求項２】前記請求項１に記載した空気清浄装置に
おいて、前記通風ファンにより前記オゾン発生手段と前
記触媒との間に流れる空気流の空間速度は１０⁴以上で
あることを特徴とする空気清浄装置。
【請求項３】前記請求項１に記載した空気清浄装置に
おいて、前記オゾン濃度偏差減少手段は、前記触媒に流
入する空気流におけるオゾン濃度の偏差を２０％以下に
抑えたことを特徴とする空気清浄装置。
【請求項４】前記請求項１に記載した空気清浄装置に
おいて、前記オゾン濃度偏差減少手段は、前記オゾン発
生手段と前記触媒との間に配置された空気流の撹乱手段
により構成されていることを特徴とする空気清浄装置。
【請求項５】前記請求項４に記載した空気清浄装置に
おいて、前記空気流撹乱手段はパンチング板であること
を特徴とする空気清浄装置。
【請求項６】前記請求項４に記載した空気清浄装置に
おいて、前記空気流撹乱手段は、断面三角形状の棒状部
材を水平に複数配列して構成したことを特徴とする空気
清浄装置。
【請求項７】前記請求項４に記載した空気清浄装置に
おいて、前記空気流撹乱手段は、回転ファンにより構成
したことを特徴とする空気清浄装置。
【請求項８】前記請求項７に記載した空気清浄装置に
おいて、前記通風ファンを前記オゾン発生手段と前記触
媒との間に配置し、前記空気流撹乱手段を構成する回転
ファンと前記通風ファンとを共用したことを特徴とする
空気清浄装置。
【請求項９】前記請求項４に記載した空気清浄装置に
おいて、前記通風流路の一部を湾曲させ、かつ、前記空
気流撹乱手段として、前記通風流路の湾曲部に凹凸面を
形成したことを特徴とする空気清浄装置。
【請求項１０】筐体の内部に通風流路を形成し、前記
通風流路内に前記筐体の外部からの空気流を発生する通
風ファンを設け、前記空気流の一部にオゾン発生手段を
設けると共に、当該オゾン発生手段の下流側に触媒を配
置した空気清浄装置において、前記オゾン発生手段は、
発生されたオゾンを含む空気流におけるオゾン濃度の偏
差を減少するための構成を備えたことを特徴とする空気
清浄装置。
【請求項１１】前記請求項１０に記載した空気清浄装
置において、前記オゾン発生手段は、前記触媒に流入す
る空気流におけるオゾン濃度の偏差を２０％以下に抑え
たことを特徴とする空気清浄装置。
【請求項１２】前記請求項１０に記載した空気清浄装
置において、前記オゾン発生手段は、それぞれ所定の方
向に空気流の流れ方向を偏向する機能を有する略板状の
オゾン発生部を少なくとも２段に形成したことを特徴と
する空気清浄装置。
【請求項１３】前記請求項１０に記載した空気清浄装
置において、前記オゾン発生手段は、一対のアース電極
板の間に、その両面に複数の突起を配列して形成したイ
オン化電極を配置して形成したオゾン発生部を縦方向に
多段に形成したことを特徴とする空気清浄装置。