WO2005018689A1 - 空気清浄装置及び空気清浄方法 - Google Patents

Abstract

この発明は、マイナスイオン発生手段(2)と室内空気の循環手段(4)とを備えている空気清浄装置(1)において、室内雰囲気のオゾン濃度の平均値を0.02乃至0.05ppmに保つ能力を有するオゾン発生手段(3)を備えると共に、マイナスイオン発生手段(2)の気流吹き出し口近傍におけるマイナスイオン濃度の平均値を20万乃至100万個/ccに保つようにした。このような構成により、マイナスイオンによって得られるリラクゼーション作用を充分発輝させながら、低濃度のオゾンを共存させることにより装置の滅菌作用あるいは制菌作用を高め、良好な室内環境を作り出すことができる。

Description

明 細 書 空気清浄装置及び空気清浄方法 技術分野

この発明は、 マイナスイオンとォゾンとを低濃度で共存させるよ う にした空気 清净装置と空気清浄方法に関する。 背景技術

空気清浄装置は、 室内の汚れた空気を濾過しながら送風フ ァ ンで循環させるこ とによ り 良好な室内環境を維持するものであるが、 近年、 マイナスィォンの有す る作用、 すなわち人をさわやかな気分にする と共に 、 血液の浄化 、 精神安定、 疲 労回復等の作用 （以下、 これらを総称して リ ラクゼーショ ン作用と記す） が注目 されており 、 空気清浄装置にマイナスイオン発生機能を組み込んだものの利用が 広ま りつつある。 一方、 オゾンの持つ殺菌効果を利用 した殺菌装置ゃ除菌装置は 周知である。 しかしながら、 こ の目的で使用される場合のオゾン濃度は例えば 1

%程度あるいはそれ以上に選定されるのが普通であ り 、 この濃度では人体に有害 である。 このため、 オゾンの殺菌効果を活用して室内空気を滅菌し、 あるいは菌 の増殖を抑える制菌を目的と して、 空気清浄装置においてオゾンを積極的に利用 する こ とはなされてお.らず、 むしろ有害成分と して除去されていた。

例えば 、 特開 2 0 0 1 - 2 5 9 4 7 0号公報は高圧放電によ り マイナスイ オン と共に発生したォゾンを触媒で分解除去する空気清浄器の例が記载され、 特開 2

0 0 0 - 1 4 0 6 8 8号公報は高圧放電によ り マィナスィォンと共に副次的に発 生したォゾンを装置内における殺菌に有効に利用 した空気 in浄器及ぴ空気調和装 置の例が記载されている。 また 「日本防菌防黴学 」 第 2 7卷第 1 1 号 7 1 3

〜 7 2 2頁 (以下、 顺文 1 ) や 「食品と開発」 第 3 3卷第 1 0号 1 7 〜 2 1 頁

(以下、 mm文 2 ) には 、 ォゾンとマイナスイオンの併用によ 19殺菌効果が向上す る こ とを論じた報告が記載されているが、 人体及び室内機器に悪影響を与えない 低濃度のマイナスイオンとオゾンとを共存させるこ とに関しては全く触れていな い。 . この発明は、 上記論文の報告にヒ ン トを得てなされたものであ り 、 マイナスィ オンによ り得られる リ ラクゼーショ ン作用を充分活かしながら、 更にオゾンを共 存させてその殺菌力によ り装置の滅菌作用あるいは制菌作用を高め、 良好な室内 環境を作り 出すこ と を課題と してなされたものである。 発明の開示

上記の 1¾題を達成するために 、 この発明の空気清浄装 は、 マイナスィォン発 生手段と室内空気の循環手段とを備えている空気清浄装 において、 室内雰囲気 のォゾン濃度の平均値を 0 . 0 2乃至 0 . 0 5 ppm に つ能力を有するォ ン発 生手段を備えている。 またこの発明の空気清浄方法は、 上記の空気清浄装置を使 用し、 室内空気を循環 · 攪拌して良好な室内環境を作り 出すよ う にしている 。 上 記の範囲のオゾン濃度であれば 、 臭いが強く 、 室内に居る人が頭痛を起こすなど の人体に及ぼす悪影響はなく 、 後述のよ 5 にマイナスイオンとの相乗作用によつ て、 オゾン単独の場合よ り も高レ、滅菌あるいは制菌の作用が発揮される。

しかも、 マイナスィオンの リ ラクゼ シヨ ン作用 、 すなわち人をさわやかな気 分にする と共に、 血液の浄化、 神安定 、 疲労回復等の作用が発揮され、 良好な 室内環境を作り 出すこ とができる また 、 気流吹き出し口近傍におけるマィナス イオン濃度の平均値を 2 0万乃至 1 0 0万個/ に保つ能力を有するマイナスィ オン発生手段を用いるこ とによって、 室内機器の故障の原因になるなどの悪影響 はなく 、 人が居る環境での使用に適した空気清浄装置を得る こ とが可能となる。 マイナスイオンはその発生手段の吹き出し口から遠ざかるにつれて急速に消滅 してその濃度は低下するが、 吹き出し口に比較的近い場所での残存量は発生手段 での発生量にある程度左右される。 そして、 吹き出し口近傍での濃度が 1 0 0万 個 / c cを超える と室内にある機器、 特に電気回路部品や半導体等に埃が付着しや す < なって故障の原因になるなどの不都合が生ずる。 また、 吹き出し口近傍での 濃度力 S 2 0万個 / c cを下回つた場合には、 気流がマイナスィォン発生手段を通過 する時にマイナスイオンに触れる機会が低下し、 ォゾンとの相乗作用による滅菌 るいは制菌の作用をほとんど期待できなく なる と考えられる。 従って、 本願発 明の装置におけるマイナスィオン発生手段と しては、 その気流吹き出し口近傍に おけるマイナスイ オン濃度の平均値を 2 0万乃至 1 0 0 万個 に保つ能力を有 するものを使用する とが望ま しいと判断される。 これによ り 、 人体及び室内機 器に悪影響を与えない低濃度でマイナスイオンとォゾンとを共存させて、 所期の 効果を発揮させるこ とができるのであ 。

第 1図及び第 2図は 、 上記の判断の裏付けを説明するためのグラフであり 、 ォ ゾン濃度 （横軸） と殺菌率 （縦軸） の関係をマイナスィォン濃度をパラ メータ と して示したものである 。 これらのグラフは、 上記論文 1 に開示されているデータ

(主と して 4図、 5図及ぴ 6図） を基にして作成している 。 第 1 図は黄色ブ ドウ 球菌、 第 2図は大腸 についてのものであ り 、 実線 A、 Bは通常の空気 （マイナ スイ オン濃度は 1 5 0 〜 2 0 0個/ C Cと見なされる） とマィナスイ オンの濃度が

3 0 0万個/ c cの場合、 破線はその中間の 3万個ノ c c、 2 0万個/ (^、 2 5万個 / c c , 5 0万個 Z e e及ぴ 1 0 0万個/ c cの場合をそれぞれ示してある。 なお、 論 文 1 には実線 A、 B以外についてはオゾン濃度 0 . 0 3 ppm のデータ しか開示さ れていないので、 破線は推定線である。

これらのグラフから判るよ う に、 特にマイナスイオンを加えない通常の空気に オゾンのみを加えた場合の実線 Aに対して、 積極的にマイ ナスイ オンを加えた混 合気体の場合の各破線と実線 Bの殺菌率はいずれも高く なっている。 すなわち、 マイナスィォンとオゾンを共存させた混合気体では、 従来の殺菌ゃ除菌のみを目 的と してォゾンを単独で用いた場合よ り低いオゾン濃度でも 、 数倍乃至 1 0倍以 上の殺菌効果が得られる こ とが示されているのである。

そこで、 本願発明者は殺菌装置用と しては上記論文におレ、て対象から完全に除 外されており 、 しかも人体に悪影響のない低濃度の領域に着目 した。 まずマイナ スィ 才ンについては、 論文のデータにおいて、 0 . 0 3 ppm でほぼ 5 0 %に近レヽ 枚菌率が得られている濃度、 すなわち 2 0万個 _ c cを下限と し、 室内機器に悪影 響を与えない 1 0 0万個 / c cを上限と してそれぞれ選定した 。 またオゾンにつレヽ ては、 臭いを感じるこ とがなく頭痛を起こす人の出ない 0 0 5 ppm を上限と し、

1 0 0万個 / のマイナスイオン濃度において 3 0 %以上の殺菌率を確保できて いる 0 . 0 2 を下限と してそれぞれ選定した。

しかし、 殺菌率は細菌の種類によっても異な り 、 また上記論文は供試菌のサン プルを狭いチャンバ一内に置き、 所定の濃度のマイナスイオンとオゾンの雰囲気 に常時さ ら しながら所定の時間経過した結果の報告である。 これに対して本願発 明では、 発生したマイナスイオンは室内雰囲気中に広がって濃度が低下するので、 比較的高濃度のマイナスイオンに触れる こ とによって滅菌あるいは制菌作用が促 進されるのは、 オゾンを含む気流がマイナスイオン発生手段を通過して放出され るまでの短い時間に過ぎないと考えられる。 従って、 雰囲気が常時所定の濃度に 保たれている論文とは条件が異なり 、 論文のデータを本願発明にそのまま適用で きないこ とはもちろんである。

第 3図は吹き出し口からの距離とマイナスィォンの濃度との関係を例示したも のである。 実験は 、 床が 4 m X l 5 m、 天井までの高さ 3 mの作業所の中央に髙 さ 8 5 cmの木製台を設置し、 その上に風量が 1 . 4 m ³ /分のマイナスイオン発 生器を置いて気流を水平に吹き出し、 同じ高さに置いた測定 (アンデス電気製

I C T一 2 0 1 A ) でマイナスイオンの濃度を測定した。 図に示すよ う に、 吹 き出しロカゝら 1 0 cmの位置で 1 0 0万個/ ccの濃度であったマィナスイオンは距 離と共に急速に消滅して低下している状況が示されている。

このよ う に、 室内雰囲気中のマイナスイオンの濃度は、 吹き出し口から離れた 位置では急速に低下する。 しかもマイナスイオン発生手段の能力、 すなわちィォ ンの発生量は、 吹き出し口近傍での濃度だけではなく気流の風量や速度等によつ て変化する し、 室内雰囲気中の濃度は空気清浄装置が設置される部屋の大き さな どによっても異なる。 しかし、 室内を一巡して空気清浄装置に戻り 、 マイナスィ オン発生手段に吸い込まれる時の気流のマイナスイオン濃度は、 吹き出し口近傍 での濃度が上記のよ う に 2 0万乃至 1 0 0万個/ ccの範囲であれば、 風量や部屋 の大き さなどにかかわらずほぼ 7 0 0個/ ccであった。 従って、 発生手段からあ る程度離れた室内でのマイナスイオン濃度は、 7 0 0個 cc程度で安定した状態 になっているものと考えられる。 この濃度は、 郊外における値の約 3倍、 山間地 における値と ほぼ同等であって、 リ ラクゼーショ ン作用が充分に得られる値であ る。

上記 urn文 1 によれば、 マィナスイオンとォゾンを共存させる と両¾ "が反応して 第 3 の物質が生成され、 その第 3の物質が殺菌作用を発揮するものと考えられる と説明されている。 本願発明の装置においては 、 上述のよ う にオゾンを含む気流 力 sマイナスィオン発生手段を通過する時に 、 比較的高濃度のマィナスイオンに触 れる こ と によって滅菌や制菌作用が促進されるこ とになるが 、 それだけではなく 、 吹き出し口近傍での濃度の差異にほとんど影響されないで 7 0 0個 Z e e程度の濃 度で安定している状態の室内雰囲気中では、 上記の第 3 の物質による滅菌あるい は制菌作用が持続されており 、 これらによって滅菌や制菌の作用が総合的に発揮 されるものと推測される。

このよ う に、 論文のデータをそのまま適用するこ とはできず、 しかも論文にお いて対象から完全に除外された低濃度の領域、 すなわち、 気流吹き出し口近傍に おけるマイ ナスイオン濃度が 2 0万乃至 1 0 0万個 Z c c、 オゾン濃度が 0 . 0 2 乃至 0 . 0 5 ppm の領域においても、 本願発明の装置と方法によ り室内の空気が 循環して攪拌されていれば、 十分な滅菌あるいは制菌の作用が得られる ものと考 えられるのである。 図面の簡単な説明

第 1 図はオゾン濃度と殺菌率及びマイナスィォン濃度の関係を示したグラフで め o。

第 2図は同じく オゾン濃度と殺菌率及ぴマイナスイオン濃度の関係を示したグ ラフである。

第 3図は吹き出し口からの距離とマイ ナスィォンの濃度との関係を示したグラ フである。

第 4図はこの発明の一実施形態における装置の構成を示す図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 この発明の実施の形態を説明する。

第 4図において 1 は装置本体であり 、 マイナスイ オンを発生するマイナスィォ ン発生器 2、 オゾンを発生するオゾン発生器 3 、 フ ァ ン 4、 C P Uを備えた制御 部 5、 電源部 （不図示） 等を内蔵し、 吸い込み口 6 と吹き出し口 7 を備えている。 また 8はリ モコ ンであり 、 メイ ンスィ ッチのほか、 マイナスイオン発生器 2、 ォ ゾン発生器 3 、 ファ ン 4等のオンオフを行う ための操作部やタイマー設定部等を 適宜備えている。 また、 マイナスイオンとオゾンの発生量は発生器での風量によ つても変化するので、 風量調整用の操作部も設けられる。 なお、 吸い込み口 6か ら吹き出し口 7 に至る気流の通路の適所にフィルタが設けられるが、 図示は省略 してある。

装置本体 1 の構造と形状は空調機の室内機に準じたものであり 、 発生したマイ ナスイオンとオゾンは、 吸い込み口 6 から吸い込まれた空気と共にファン 4 によ つて吹き出し口 7から室内に向けて放出される。 フ ァ ン 4 は単なる吹き出し用で はなく空気攪拌手段も兼ねているが、 イオンゃォゾンを均一に分布させる能力が 不足するよ うであれば、 別に補助ファ ンを設けてもよい。 図は天井取り付けタイ プのものを例示しており 、 Cは天井面を示している。

マイナスイ オン発生器 2 とオゾン発生器 3 には、 周知の構造のものを適宜使用 するこ とができ る。 なお、 図 4ではマイナスイオン発生器 2 とォゾン発生器 3 を 分離して示してあるが、 例えばコロナ放電によ り マイナスィォンとオゾンを同時 に発生する方式の発生器であれば、 両者が一体となった構造となる 。 この実施の 形態では、 マイナスイオン発生器 2 と して 1 . 4 m ³ /分の風量において 2 0万 乃至 1 0 0万個/ " c cを放出できるものを、 オゾン発生器 3 と しては 2 0乃至 3 0 mg/ hを発生できる ものをそれぞれ使用 しているが、 部屋が大さレ、場合には装置 本体 1 を複数台設置し、 これらを一括して、 あるいは個別に制御できるよ う にす るなど、 状況に合わせて対応すればよい。

この 置の運転に際しては 、 マイナスイオンとォゾンの濃度が所望の定常値に 達するまで連続運転した後 、 装置が設置される部屋の大き さ及ぴマイナスイオン 生器 2 とオゾン発生器 3の能力やフ ァ ン 4による風量 、 イオンとオゾンの消滅 割 1 "守から必要な運転時間を算出し、 そのよ う な運転時間となるよ う にマィナス ィォン発生器 2 とォゾン発生器 3 をそれぞれ間欠的に 、 あるいは必要に応じて連 続的に運転するよ う に するのである。 この設定内容は例えば装置の設置環境 に応じて予めプログラムしておけばよ く 、 この場合は、 リ モコ ン 8 をこれらの事 前設定を行える仕様のものと しておく 。 なお、 前述したよ う に特にマイナスィォ ンは放出後急速に消滅してほぼ一定値で安定するので、 マイ ナスイ オン発生器 2 は連続運転のままでも実用上は問題はないと考えられる。

なお、 マイナスイオン濃度とオゾン濃度を一定に維持する必要がある場合は、 上記のよ う な計算によ らないでそれぞれの濃度を検出するセンサーを設け、 その 検出結果をフィー ドバック してマイナスイオン発生器 2 、 オゾン発生器 3及ぴフ ア ン 4 の運転状態を制御するよ う にしてもよい。 この発明の空気清浄装置は上述のよ う な構成であり 、 この装置を運転するこ と によってマイナスイオンとオゾンが室内に放出され、 マイナスイオンのリ ラクゼ ーショ ン作用が発揮される と同時に、 オゾンを単独で使用する場合よ り も低く て 人体への影響のない低濃度であり ながら、 オゾンそのものによる作用に加えてマ ィナスイオンとオゾンの相乗作用で生成された第 3 の物質による滅菌作用あるい は制菌作用が発揮され、 ファン 4によ り室内空気を循環しながら撩拌するこ とに よって、 良好な室内環境を作り 出すこ とができるのである。 ちなみに、 論文 1及 ぴ論文 2に報告されたよ うな学術的な精密な実験はできなかったが、 通常の住宅 の居間に数種類の食品を置いて比較したと ころ、 この発明の装置を稼働させた場 合の方が腐敗するまでの日数が長く なり 、 この発明の効果を確認するこ とができ た。

なお、 リ ラクゼーショ ン作用の感じ方は人によってかな り パラツキが大きい。 しかもマイナスイオンは消滅しやすく 、 マイナスイオンやオゾンを均一に分布さ せるこ とは実際には困難な場合がある。 また、 マイナスイオンやオゾンの濃度の 測定にも測定機器や測定条件によってパラツキが生じやすいので、 上述した各数 値は厳密なものではなく 、 およその目安と考えておく こ とが望ま しい。 産業上の利用可能性

この発明は、 家庭や事務所あるいは比較的小規模な作業場などにおける空気の 清浄化に特に適している。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . マイナスイオン発生手段（2 )と室内空気の循環手段（4 )とを備えている空気 清浄装置（ 1 )において、 室内雰囲気のオゾン濃度の平均値を 0 . 0 2乃至 0 . 0 5 ppm に保つ能力を有するオゾン発生手段（3 )を備えたこ とを特徴とする空 気清浄装置。

2 . マイナスイオン発生手段（2 )が、 その気流吹き出し口近傍におけるマイナス イ オン濃度の平均値を 2 0万乃至 1 0 0万個/ ccに保つ能力を有するものであ る請求項 1 に記載の空気淸浄装置。

3 . マイナスィオン発生手段（2 )、 室内空気の循環手段（4 )、 及ぴ室内雰囲気の オゾン濃度の平均値を 0 . 0 2乃至 0 . 0 5 ppm に保つ能力を有するオゾン発 生手段（3 )とを備えた空気清浄装置（1 )を使用 し、 室内空気を循環 · 攪拌して 良好な室内環境を作り 出すこ と を特徴とする空気清浄方法。

4. 使用する空気清浄装置（1 )が、 気流吹き出し口近傍におけるマイナスイオン 濃度の平均値を 2 0万乃至 1 0 0万個 Zeeに保つ能力を有するマイナスイオン 発生手段（2 )を備えたものである請求項 3 に記載の空気清浄方法。