JPS60132661A - 空気清浄器 - Google Patents

空気清浄器

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JPS60132661A
JPS60132661A JP58241431A JP24143183A JPS60132661A JP S60132661 A JPS60132661 A JP S60132661A JP 58241431 A JP58241431 A JP 58241431A JP 24143183 A JP24143183 A JP 24143183A JP S60132661 A JPS60132661 A JP S60132661A
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discharge
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伸義 榊原
Tadashi Hattori
正 服部
Akira Fukami
深見　彰
Hiroki Noguchi
野口　浩樹
Kazuhiko Miura
和彦 三浦
Sadaichi Nabeta
鍋田　貞一
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    • B03C2201/14—Details of magnetic or electrostatic separation the gas being moved electro-kinetically

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、ファンおよびダクトを有するために大きい。従って
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ポート上等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
ってくる間に人体やシートに煙が当り車室内に拡散して
低濃度となる。従ってリアボード上の空気清浄器は薄く
なった煙を大量に処理しなくてはならずファンも風量の
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、それに従っ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は対向電極と、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１１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
って溶接等により固着されている。従って、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っている
。この放電電極１Ｏと対向して、ある間隔をおいて金網
状の中間電極２ｏが設置され、さらに中間電極２０と対
向しである間隔をもっ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と導電性をもって溶接等によ
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１３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１
３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により結線し、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５Ｏ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３
０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。これによって形状が鋭（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２ｏ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８００両方が中間電極２
０に向かって風を発生させる。この詩風の流れる方向を
第２図の矢印で示す。中間電極２Ｏ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にトラップされ
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２０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。従って、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０２が解離して原子状酸
素０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０２は解離されて原子状酸
素０になり、これによって他の酸素分子０２が酸化され
てオゾン０３となるからである。
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に電圧を一印加すれ
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に静電力によって吸引され
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３０に電圧を
印加せずに放電電極１ｏ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１ｏだけに電圧を印加した時の風速）がＶｏ＝１
．５ｍ／ｓ、１．０ｍ／　Ｓ、０．５ｍ／ｓで放電電極
ＩＯ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×印すおよびＣは中間電極２０と対向電極３Ｏ
の間で火花放電してしまう点を示す。これは中間電極２
０と対向電極３Ｏ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１２を大きくとればβ２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βに比
例する。従って１２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１ＯＫＶとした場合、１２は１０〜
１Ｆ＋ｎ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。従って、放電電極１０への印
加電圧１０ＫＶ以下、初期値風速Ｑ、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、ロー付は等の固定手段によりステンレス等の金
属フレーム２Ｏ２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１１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によってトラップされるイオンの量が減少する
ため、通り抜は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２０１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６
０を設けることを特徴とする。この場合、対向電極３０
０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っている。
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、−万６２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１Ｏ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２００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によって形成
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３０
０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
５Ｏの放電電極１Ｏと逆極性の端子５１に接続し、他方
３２′は順電圧電源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実施例と同様で効果
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３
２′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。
従って、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
効率は一部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
になっている。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９０
ｂ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９Ｑｂ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９０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６
０が適当な間隔をもってケース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
によって高電圧電源４Ｏ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って高電圧電源４
０の接地端子と、対向電極３００のフレームは図示しな
いリード線によって高電圧電源５０の高圧端子と接続さ
れている。集塵電極６Ｏの一方の平板電極６１は導電材
料によっ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って接続される。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９Ｏの下面には清浄された空気を吹出すた
めのスリット状の吹出口１０１が設けられている。上記
構成で、高電圧電源に４０．５０．Ｔｏ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１０
１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、中間一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。 ＩＯ・・・放電電極、２０，２００・・・中間電極、３
０．３０’、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、１００・・・
吸気口、１０１・・・吹出口。 代理人弁理士　岡　部　隆 第３図 イオン廁速（ｒ％） 第４図 第５図 第６図 ００

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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