JPS63127043A - 空気清浄装置 - Google Patents

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、空気清浄装置に係り、特に、塵埃。

たばこの煙、その他の粒子成分を屋外へ排出するのに好
適な空気清浄装置に関するものである。

〔従来の技術〕

■）一般に、被空調室の粒子成分の除去を目的とする空
気清浄機は、フィルタを用いて粒子を捕集するものが多
く採用されている。フィルタには、通常の濾過フィルタ
と帯電粒子を吸着する荷電フィルタとが多く用いられて
いるが、いずれの場合でも捕集粒子をフィルタに蓄積す
るものである。

このようなフィルタについては、［空気調和と冷凍Ｊ　
１９８３年１月号６０ページに掲載されている中周−也
ほか執筆の「空気清浄装置とエアフィルタ」に論じられ
でいる。

２）また、冷暖房を行う空気調和機には、例えば特開昭
５５−６１７８号公報記載の第２図にボすようにフィル
タが設けられているが、一般にこの種のフィルタは比較
的大きな塵埃を捕集するもので、たばこの煙など１μｍ
程度以ドの粒子を捕集する機能はない。

３）さらに、室内からたばこの煙などを除去する手段と
して換気による方法があるが、セパレート形の冷房機、
暖房機、あるいは冷暖用空気調和機と一体となって換気
も行いうる空気側軸機はなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上！［１！　１　）の従来技術は、捕集粒子をフィルタ
に蓄積するものであるため、被空調室内に喫煙者がいる
場合には、たばこのタール成分がフィルタに付着し、た
とえ喫煙しでいないときでもたばこのタールの臭いのす
る空気が吹き出されるという問題があった。

また、上記２）の従来技術では、特開昭５５−６１７８
号公報記載のものと同等のフィルタ取付構造で１μｍ程
度の粒子を捕集できるようにするには、微細メツシュの
フィルタを用いる必要があるが、この場合、フィルタの
通風抵抗のため、通風量が低ドし、本来の冷暖房機能が
低ドするという問題があった。

さらに、上記３）の従来技術を、例えばセパレート形の
ルームニアコンディショナ（以ド単にル一ムエアコンと
いう）に適用する場合、新たに換気用の穴を壁に設けず
に、室内外接続配管用の穴に風路を通して換気を行おう
とすると、ブロワ−等の有圧ファンが必要となり、消費
重力や騒音が大きくなるという問題があった。

本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、捕集した粒子成分を装置本体内に＃／Ｈ
することなく、屋外に排出し、かつ、例えばセパレート
形ルームエアコン等に組込んだ場合でも本来の冷暖房機
能を低ドさせることのない低消ｖｋ電力、低騒音の空気
清浄装置を提供することを、その目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る空気清浄装置
の構成は、粒子成分を含んだ空気を集塵室に導びく送風
手段を備え、集塵室内にコロナ放電を発生させる電極と
、そのコロナ放電で帯電した帯電粒子と逆極性の電極と
を備えた空気清浄装置であって、前記集塵室内と屋外と
を導通ずる流路を設け、この流路が前記集塵室に開口す
る近傍に、前記帯電粒子を吸引する電極を設け、かつ、
前記帯電粒子の移動を案内する風路を形成するとともに
、さらに前記流路に前記帯電粒子を吸入し、前記流路の
他端から粒子成分を含んだ空気を屋外へ排出しうるよう
に、前記流路内に新たに電極を設けたものである。

なお、本発明を開発した考え方を次に付記する。

捕集した粒子を空気清浄装置内に蓄積させないためには
、捕集した粒子を屋外に排出すればよく、粒子の捕集、
屋外への排出手段としては、放電により粒子を帯電させ
（例えば負に帯電）、その電荷と逆の極性を持つ電極の
方向に吸引し、この粒子成分を管路の中に導びき、管路
中を通して屋外に排出するようにすればよい。

〔作用〕

本発明の作用を、第２図を参照して説明する。

第２図は、本発明の動作原理を示す説明図である。

第２図において、１は高電圧の負電極、２は高電圧の正
電極、３は粒子排出管、４は室内外を仕切る壁である。

５は１ヘランスであり、その出力端子はそれぞれ負電極
１．正電極２に接続されている。

いま、トうンス５に通電すると、負電極１に−Ｖ、正電
極２に＋■の電圧が印加され、コロナ放電により負イオ
ンが発生し、粒子排出管３の人口近傍の粒子６ａは負の
電荷−ｑに帯電される。

この空間には電極により電界が発生しでおり、その等電
位線は破線でボすように７ａ、７ｂ、・・・・・・とな
っている。粒子６ａの存在する空間の電界強度をＥとす
ると、粒子６ａにはｑＥなる力が作用し、等電位線７ａ
、７ｂ、・・・・・・と直交する電気力線８ａ（正電極
から負電極に向う）に沿って、電気力線の方向と逆向き
の方向に動き、その結果、粒子は６ｂへと移動し、正電
極２の位置にまで到達する。

コロナ放電により発生した負イオンが正電極に向って動
くとき、中性粒子にも衝突し運動エネルギを与える。し
たがつて、負の帯電粒子６ａおよび運動エネルギを与え
られた中性粒子が粒子排出管３内を移動すると、空気の
粘性の作用により空気自身にも若干の流れが生じ、正電
極２の近傍まで移動した粒子６ｂはその慣性力により、
また前記空気の流れに乗つτ粒子６Ｃにボすように粒子
排出管３の外に流出する。

〔実施例〕

以ド、本発明の各実施例を第１図および、第３図ないし
第７図を参照して説明する。

まず、第１図は、本発明の一実施例に係る空気調和機の
空気清浄装置の縦断面図であり、この空気調和機は、セ
パレート形ルームエアコンの室内ユニツ１−である。

第１図において、１０は、室内ユニットのケースであり
、送風手段に係るファン１１により吸込みグリル１２、
フィルタ１３．および熱交換器１４を通しで被空調室の
室内空気を吸い込み、吹き出しグリル１５がら空気を吹
出すように構成されている。

ケース１０内には仕切板１６を設けであり、ファン１１
により送風された空気流の一部１７を集塵室１８に送る
ことができるように構成されている。さらに、この集塵
室１８内に、前記空気流の一部１７をさらに分流するた
めのガイド板１９を設け、その上部空間領域内に負の電
極となる陰極線２０が張られている。陰極線２０として
は、放電しやすいように線径が８０μｍ程度のピアノ線
あるいはスデレンス線などが用いられる。

集塵室１８は、粒子成分を含んだ空気の排出流路に係る
粒子排出管２１と暮通し、この粒子排出管２１は、壁４
を貫通して粒子成分を屋外に排出ｎＪ能なように構成さ
れている。

前記粒子排出管２１が集塵室１日に開口する部分（以ト
集塵室開ロ部という）の上方には、ケース１０内曲に正
電極板２２が設けられ、粒子排出管２１内にも５その粒
子排出管内周に嵌め込むようにリング状正電極２３が設
けられでいる。

これら各電極は、陰極線２０には、トランス（図示せず
）により−Ｖ２．正電極抜２２には＋ｖ１、リング状正
電極２３には＋■２の電圧が印加されている。ここで、
Ｖ２＞Ｖｌとなっている。

このような構成の空気清浄装置を備えたルームエアコン
を運転すると、ファン１１が回転して被空調室内の空気
は吸込みグリル１２、フィルタ１３、および熱交換器１
４を通って吸込まれ、その空気流の一部１７が矢印のよ
うに集塵室１８内に尋びかれる。

一般に、通常の家庭の部屋で用いられる、例えば先に説
明した従来技術１）のタイプの空気清浄器の風景はおよ
そ０．５背／ｍｉｎ程度である。したがって、集塵室１
８内に導びかれる空気流１７は、ルームエアコン吸込空
気址の約７％でよく、約７％程度の空気が集塵室に導び
かれる。

集塵室１８に導びかれた空気流１７は、さらにガイド板
１９によつで分流し、その大部分の空気は空気流２４で
ボすようにガイド板１９の上方に流れ込む。集塵室１８
は、その人口部２５から中央部２６に沿って風路断Ｉｆ
［Ｉ積が拡大され、その間を流れる空気流は減速される
。

集塵室１８内のガイド板１９の上部には−ｖ２゜に電圧
が印加された陰極線２０のコロナ放電によす、この周囲
の空気中の粒子２７ａ、２８ａ。

２９ａは負の電荷に帯電され、先に原理の作用説明で述
べた理由により、正電極板２２あるいはリング状正電極
２３の方向に移動して粒子２７ｂ。

２８ｂ、２９ｂとなる。粒子２７ｂ、２８ｂ。

２９ｂがさらに正電極板２２に近付くとガイド板１９の
下側に導びかれた空気流３０の矢印の流れに乗って正電
極板２２に沿って流れる方向に向きが変えられ、これら
の粒子は粒子排出管２１の入口の方向に向う。粒子排出
管２１の入口近傍に来た粒子２７ｃ、２８ｃ、２９ｃは
リング状電極２３の方にさらに引き寄せられ、粒子排出
管２１内に流入する。

集塵室１８内でコロナ放電が起ると、先に述べたように
正電極に向って流れる負イオンが中性粒子に衝突して運
動エネルギを与える。したがって、負に帯電粒子および
運動エネルギを与えられた中性粒子が移動すると、空気
の粘性の作用により空気自身にも流れができ、粒子排出
管２１内に入り、その流れに乗って粒子２７ｃ、２８ｃ
、２９ｃは粒子排出管２１から屋外に排出される。

このように、集塵室１８内の粒子は粒子排出管２１の人
口に近づくほど空気中の粒子・密度に係る粒子濃度が高
くなり、粒子濃度の高い空気が粒子排出管２１から排出
される。一方、粒子′ａ度の低くなった空気は空気流３
１でボすようにファン１１の上流側３２に戻る。すなわ
ち、ファン１１の上流側３２はその上流側３３より圧力
が低い状態にあるので、集塵室１８内の圧力はファン上
流側３２の圧力よりわずかに高く、空気流３１が生じる
。

本実施例によれば、粒子を帯電させ、電界の作用により
空気中の粒子密度を部分的に高め、粒子密度の品くなっ
た空気を屋外に排出するようにしたため、従来技術のよ
うに捕集した粒子を装置内に捨桔していることがないの
で、例えば喫煙していないときにはたばこの臭いのする
空気を吹き出すようなことはない。

また、粒子密度の高い空気を排出するので、ある所定の
意の粒子斌を排出するとすれば、単なる（■１） 排気を行う場合にくらべて、径の小さい粒子排出管によ
って所定量の粒子を排出することが口Ｊ能である。

さらに、ブロワなどの有圧ファンを用いて換気を行う場
合とくらべて、口■動部がないため騒音の問題がなく、
泪！＆電力はおよそ１０Ｗ程度でよいことになり、有圧
ファンを用いる場合より大幅に消費電力を低減できる。

次に、本発明の他の実施例を第３図を参照して説明する
。

第３図は、本発明の他の実施例に係る空気清浄装置の縦
断面図であり、この装置は空気清浄単能機の例である。

第３図において、３４はケースであり、送風手段に係る
ファン３５により吸込グリル３６、綿ごみなどの和犬ご
みを除去するフィルタ３７を通して室内の空気を吸い込
むように構成され、吸込まれた空気は、風向４ｉ　３８
　ａ　、　３８　ｂ　、　３８　ａを経て集塵室３９に
流入し、除塵された空気は吹出しグリル４０から流出す
るように構成されている。

集塵室３９内には、負の電極となる陰極線４１が張られ
又いる。陰極線４１は、放電しやすいように線径が８０
μｍ程度のピアノ線あるいはステンレス線が用いられる
。

集塵室３９は、粒子成分を含んだ空気の排出流路に係る
粒子排出管４２と廊通し、この粒子排出管４２は、壁４
を貫埋して粒子成分を屋外に排出ｎｊ能なように構成さ
れている。

前記粒子排出管４２の集塵室開口部上方には、ケース３
４内面に正電極板４３が設けられ、粒子排出管４２内に
も、その粒子排出管内周に嵌め込むようにリング沃土電
極４４が設けられでいる。

これら各電極は、陰極線４１には−ｖ２１．止電極板４
３には＋Ｖｚ、リング状正電極４４には十ＶＺ（７）電
圧がトランス（図不せず）により印加されている。ここ
で、Ｖ　２＞　Ｖ　ｓとなっている。

このような構成の空気清浄装置の運転を開始すると、フ
ァン３５が回転し、室内の空気は吸込グリル３６、フィ
ルタ３７を通って吸い込まれ、風向板３８ａ、３８ｂ、
３８ｃを経て集塵室３９に入る。ここで、粒子４５ａ、
４６ａ、４７ａは、陰極線４１のコロナ放電により帯電
し、正電極板４３の方向に移動し、矢印に示す空気流４
８の流れに乗って粒子排出管４２の入口の方に導びかれ
、第１図の実施例で示した場合と同様にして粒子は粒子
排出管４２から室外に排出される。

本実施例によれば、先の第１図の実施例と同様の効果が
期待され、すぐれた空気清浄単能機を提供することがで
きる。

これまでに述べた第１図および第３図の実施例では、粒
子排出管２１の長さが壁４を貫通できる程度の長さでよ
い場合を示したが、使用状態によっては粒子排出管をも
う少し長くしたい場合である。そのような場合の実施例
を第４図ないし第７図を参照して説明する。

ここに第４図ないし第６図は、い′ずれも本発明のさら
に他の実施例に係る空気調和機の空気清浄装置の縦断面
図である。これら各図に示す空気調和機は、セパレート
形ルームエアコンの室内ユニットで、第１図に示す室内
ユニットと本体の構成は全く同じであり、異なるところ
は１粒子排出管が第１図の場合より長くなっていること
である。

各図中、第１図と同一符号のものは同等部分であるから
、その説明を省略する。

第４図ないし第６図の実施例のように、粒子排出管の長
さが長くなると、その中を流れる空気の流動抵抗のため
十分に粒子成分を排出できなくなる場合がある。

そこで、第４図の実施例では、粒子排出管２１Ａに、第
２のリング状正電極４９を、当該粒子排出管内周に嵌め
込むように設けており、この第２のリング状正電極４９
にトランス（図示せず）から十Ｖａの電圧を印加する。

この場合の電圧の設定は正電極板２２の電圧を＋Ｖ１．
第１．リンク状正電極２３の電圧を＋ｖ２としたとき、
Ｖｌ＜Ｖｘ＜　Ｖ　ｓとしで、いわゆる加速電界を形成
し、第１のリング状正電極２３を通過した粒子を第２の
リング状正電極４９で吸引し、粒子を加速し、屋外への
排出効果を高める。

なお、第４図では第２のリング状正電極４９を設けてい
るが、必要に応じて同様に第３．第４・・・のリンク状
正電極を設け、多段の加速電界を構成してもよい。

次に、第５図の実施例は、粒子排出管２１Ｂの粒子排出
端近傍に、第２の負電極５０と第３の正電極５１とを設
けたものである。

第２の負電極５０は、針状電極とじで粒子排出管２１Ｂ
内のほぼ中心部に矢印にボす空気の流通がｎＪ能な状態
で固定され、第３の正電極５１も粒子排出管２１Ｈの内
部に空気の流通がｎｆ能な状態で固定されでいる。それ
ぞれの電極には−Ｖ４　。

十Ｖ４の電圧がトランス（図ボせず）により印加されて
いる。この場合、第２の負電極５０と第３の正電極５１
との間にコロナ放電が起り負イオンが発生して粒！−を
負に帯電し、この負の帯電粒子は第３の正電極５１に引
寄せられる。また、負イオンが第３の正電極５１に向う
とき中性粒子に衝突し、中性粒子に運動エネルギを与え
る。そのとき、空気の粘性効果により空気自身も流路に
沿って流れるため、集塵室１８内の空気を粒子排出管（
工６） ２１Ｂに吸入し、いわゆるイオン送風機あるいはイオン
ポンプの作用により粒子成分の屋外への排出を促進する
。

次に、第６図の実施例は、粒子排出管２１Ｇに、第２の
リング状正電極４９と第３のリング状正電極５２とを、
ごくわずかな距離を離して当該粒子排出管内周に嵌め込
むように設けたものである。

第２のリング状正電極４９に＋Ｖ３．第３．リング状正
電極５２に＋ｖ番を印加し、Ｖａ＞Ｖａとすることに２
より、第４図の実施例で説明した加速電界の効果が得ら
れるとともに、以ドに述べる電界形化子レンズの効果が
働き、粒子が粒子排出管２１Ｇの管軸中心近傍に集ろう
とする作用が生じる。

この電界形化子レンズの作用を第７図を参照して説明す
る。

第７図は、第６図の粒子排出管部における電界形化子レ
ンズの原理をボす説明図であり、現象を理解しやすくす
るため、モデル的に第２のリング状電極４９と第３のリ
ング状電極５２のみを取り出して、粒子に作用する力学
的モデルを示している。

第２．第３のリング状電極間には、その電極により電界
が発生し、その等電位線５４は破線で示すようになって
いる。この電界の中に負の帯電粒子５３が入ってくると
、粒子５３は等電位線５４に直交する電気力線５５の矢
印の向きと逆向きの方向に沿って移動する。粒子５３が
位置Ａを過ぎ位置Ｂにくると、その慣性力のために先の
電気力線５５から外れ位置Ｃに到る。粒子５３は、その
慣性力により矢印５６の方向に進もうとするが、一方正
電極５２による矢印５７の方向の力が作用し、その結果
合成ベクトルとして粒子は矢印５８の方向に進む。した
がって、粒子は管中心に引寄せられかつ管軸中心に沿っ
て電極部を通過して点りに到る。

そのため、粒子は電界により加速されると同時に粒子排
出管２１Ｃの管軸中心に集ろうとするため、粒子排出管
の長さが長くても粒子が管壁に付着する割合が減少し、
粒子排出管２１Ｃの清掃を行う頻度を低減することがで
きる。

なお前述の第４図ないし第６図の各実施例は、第１図に
示したルームエアコンの室内ユニットの空気清浄装置を
例としで説明したが、先の第３図にボした空気清浄単能
機を例とする場合も同様の効果が期待される。

また、前述の各実施例における粒子排出壱にはリング状
電極を取り付けたが、粒子排出管が矩形新曲なとの場合
には平行平板電極でもよい。

さらに、前述のいずれの実施例でも電極の正負を逆にし
てもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、抽粂した粒子成分
を装置本体内に′＃禎することなく、屋外に排出し、か
つ、例えばセパレート形ルームエアコン等に組込んだ場
合でも本来の冷暖房機能を低ドさせることのない低消費
電力、低騒音の空気清浄装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る空気調和機の空気清
浄装置の縦断面図、第２図は、本発明の動作原理を示す
説明図、第３図は、本発明の他の実施例に係る空気清浄
装置の縦断面図、第４図ないし第６図は、いずれも本発
明のさらに他の実施例に係る空気調和機の空気清浄装置
の縦断面図、第７図は、第６図の粒子排出管部における
電界形電子レンズの原理を示す説明図である。 ４・・・壁、１１．３５・・・ファン、１６・・・仕切
板、１８．３９・・・集塵室、１９・・・ガイド板、２
０゜４１・・・陰極線、２１，２１Ａ、ｊｌＢ、２１Ｃ
。 ４２・・・粒子排出管、２２．４３・・・正電極板、２
３゜４４・・・リング状正電極、４９・・・第２のリン
グ状正電極、５０・・・針状負電極、５１・・・第３の
正電極、５２・・・第３のリング状正電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、粒子成分を含んだ空気を集塵室に導びく送風手段を
   備え、集塵室内にコロナ放電を発生させる電極と、その
   コロナ放電で帯電した帯電粒子と逆極性の電極とを備え
   た空気清浄装置であつて、前記集塵室内と屋外とを導通
   する流路を設け、この流路が前記集塵室に開口する近傍
   に、前記帯電粒子を吸引する電極を設け、かつ、前記帯
   電粒子の移動を案内する風路を形成するとともに、さら
   に前記流路に前記帯電粒子を吸入し、前記流路の他端か
   ら粒子成分を含んだ空気を屋外へ排出しうるように、前
   記流路内に新たに電極を設けたことを特徴とする空気清
   浄装置。