(57)【要約】【課題】室内の汚染された空気を浄化する電機集塵式の空気清浄装置において、より簡単な方法で粉塵を帯電させることができ、オゾン発生量の少ない空気清浄装置を提供することを目的とする。また、小型の荷電部として持ち運びを容易にするとともに、室内粉塵数の変動に対応した制御が可能な空気清浄装置を提供することを目的とする。【解決手段】帯電した粒子を捕集する集塵部８を有する本体１と、空気中の粒子を帯電させる荷電ユニット６からなる空気清浄装置において、前記荷電ユニット６を着脱自在とした。また、荷電ユニット６を、鋭利な形状の放電極１０と間隔を保持して対向する対向電極１１からなる荷電部１２と、本体１との通信が可能な制御部と電源からなる構成とすることにより、小型で持ち運びが容易であり、効率的に粉塵を帯電させて集塵部８で集塵できる空気清浄装置を提供することができる。【選択図】図１
2006116492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の吸込口と吹出口を有する本体と、本体に空気を流通させるファンと、前記ファンを駆動するモーターと、前記モーターを制御する第１の制御部と、帯電した粒子を捕集する集塵部と、空気中の粒子を帯電させる荷電部と、前記荷電部を制御する第２の制御部と、前記荷電部と第２の制御部を収納する荷電ユニットからなる空気清浄装置において、荷電ユニットが着脱自在であることを特徴とする空気清浄装置。
【請求項２】
荷電部の電極間の電位差が４ｋＶから１０ｋＶの範囲になるように電圧を印加したことを特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
【請求項３】
荷電部にパルス状の電圧を印加することを特徴とする請求項１または２記載の空気清浄装置。
【請求項４】
荷電部が針状の放電極と間隔を保持して対向する対向電極からなることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項５】
荷電部がとげ状の放電極と間隔を保持して対向する対向電極からなることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項６】
荷電部の放電極の先端部が、風の吹出し方向の下流側に向けられたことを特徴とする請求項４または５記載の空気清浄装置。
【請求項７】
放電極と対向電極を複数設けたことを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項８】
着脱した際、荷電ユニットの開口部の少なくとも１つが上向きであることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項９】
荷電ユニットの通風方向において、荷電部の上流側にファンを設けたことを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１０】
着脱した際、荷電ユニットの吹出し方向が上方であることを特徴とする請求項９記載の空気清浄装置。
【請求項１１】
荷電部と第２の制御部に電気を供給する電源が電池であることを特徴とする請求項１乃至１０いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１２】
荷電部と第２の制御部に電気を供給する電源が充電可能であることを特徴とする請求項１乃至１１いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１３】
本体に設けられた第１の制御部と、着脱した第２の制御部が通信可能であり、荷電ユニットの作動に連動して本体および／または荷電ユニットのファンが駆動することを特徴とした請求項１乃至１２いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１４】
荷電ユニットにほこりの量を検知する検知手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至１３いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１５】
荷電ユニットに装置の動作状態を示す表示手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至１４ずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１６】
集塵部が、一定間隔に保持された平板電極の１枚おきに交互に異なる電圧が印加された構造であることを特徴とする請求項１乃至１５いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１７】
集塵部が、分極した樹脂材料からなるろ材で作られたフィルタであることを特徴とする請求項１乃至１５いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１８】
荷電ユニットを室内中央付近に配置したことを特徴とする請求項１乃至１７いずれかに記載の空気清浄装置の運転方法。
【請求項１９】
荷電ユニットを本体正面に配置したことを特徴とする請求項１乃至１７いずれかに記載の空気清浄装置の運転方法。
【請求項２０】
荷電ユニットと本体の距離が２ｍから１０ｍの範囲になるように配置したことを特徴とする請求項１乃至１７いずれかに記載の空気清浄装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ほこりやたばこの煙、花粉など、室内の汚染された空気を浄化する電機集塵式の空気清浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気中に存在する粒子状浮遊物質、すなわち粉塵は喘息などの疾病の原因として知られており従来から除去の対象となる物質であったが、近年の研究において粒子径２．５マイクロメートル以下の粉塵（いわゆるＰＭ２．５）が肺ガンなどの疾病を誘起する可能性があるとの報告があり、捕集技術の更なる向上が求められている。その中で電気集塵技術を用いた空気清浄装置は粒子径がマイクロメートル以下の小粒径の粉塵を捕集することに優れており、また低圧損な特性を持つことから注目を集め、更なる性能向上が求められている。
【０００３】
従来、この種の集塵装置として、放電によって粉塵を帯電するイオン化手段を前段に設け、平板電極を積層し、交互に異なる電圧を印加して電場を形成して帯電した粉塵を捕集する構成を持つものが知られている。
【０００４】
たとえば下記の特許文献１には、積層する片方の極性の平板電極を絶縁体である樹脂製のフィルムで被覆した集塵装置が示されている。以下、その集塵装置について図７を参照しながら説明する。図７に示すように、荷電部１０１は線状電極１０２とアース平板電極Ａ１０３とからなり、荷電部１０１の通風方向下流側に集塵部１０４の電圧印加平板電極１０５とアース平板電極Ｂ１０６が設けられている。通常、荷電部１０１においては線状電極１０２とアース平板電極Ａ１０３の間に５〜１５ｋＶ、また、集塵部１０４の電圧印加平板電極１０５とアース平板電極Ｂ１０６の間に２〜６ｋＶの電位差を持つように高圧電源１０７によって線状電極１０２および電圧印加平板電極１０５にそれぞれ電圧が印加されている。
【０００５】
上記構成において、荷電部１０１では線状電極１０２に高い電圧がかかっており、アース平板電極Ａ１０３はアースに接続されて０Ｖとなっている。したがって線状電極１０２とアース平板電極Ａ１０３の間には線状電極１０２に近づくにつれて強くなるという不均衡な電場が形成されており、そして線状電極１０２近傍では非常に強い電場が作られている。そのため空気中の電荷をもつ物質が空気分子と衝突を起こし、空気分子から電子が分離したり、分離した電子が他の空気分子に付着したりして空気イオンとなる。これを空気のイオン化と呼ぶことにする。そして、線状電極１０２とアース平板電極Ａ１０３の間にある絶縁体である空気が絶縁破壊を起こし、一定の大きな放電電流を伴いながら空気のイオン化が起こる放電現象をコロナ放電というが、コロナ放電によって作られた空気イオンが、荷電部１０１を通過する粉塵に付着し、粉塵を帯電させる。この時粉塵が荷電部を通過するのにかかる時間は荷電部の奥行き寸法に依存し、荷電部の寸法を３０ｍｍ、通過風速を０．５ｍ／ｓと一般的な構造の場合では、６０ｍｓと非常に短い。帯電した粉塵は送風の流れにそって集塵部１０４に導入され、電圧印加平板電極１０５とアース平板電極Ｂ１０６との電場の力を受けて両電極板のどちらかに付着して取り除かれ、清浄な空気が集塵部１０４後方から吹出される。
【０００６】
また、下記の特許文献２に記載の電機集塵式空気清浄システムには、イオン発生部と電機集塵部を分離して配置する方法が示されている。イオン部から発生した帯電した粒子は第１のファンによって室内に拡散され、間隔を保って設置された第２のファンによって電気集塵部に吸い込まれて集塵される。
【特許文献１】特開平６−３１２００号公報
【特許文献２】特開平１１−３１４０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の方法では、粉塵が荷電部を通過する僅かな時間において粉塵を帯電させる必要があるため、線状電極を荷電部の全面に均一に備える構造にする必要があり、構造が複雑で高コストになるという課題があった。また、放電電極がイオンを大量に放出する必要があるため、放電エネルギーが大きくなってオゾン発生量が増えるという課題があった。
【０００８】
また、特許文献２記載の方法では、荷電部と集塵部が分離され、両者にファンを設ける必要があるため、装置が大型になってしまい設置場所が限られるという課題があった。また、荷電部と集塵部の運転方法についてはなんら記載されておらず、室内粉塵数の変動に対応した制御をすることは難しく、必ずしも満足すべき集塵効果が得られるとは限らなかった。
【０００９】
そこで本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、室内の汚染された空気を浄化する電機集塵式の空気清浄装置において、より簡単な方法で粉塵を帯電させることができ、オゾン発生量の少ない空気清浄装置を提供することを目的とする。また、小型の荷電部として持ち運びを容易にするとともに、室内粉塵数の変動に対応した制御が可能な空気清浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の空気清浄装置は上記目的を達成するために、空気の吸込口と吹出口を有する本体と、本体に空気を流通させるファンと、前記ファンを駆動するモーターと、前記モーターを制御する第１の制御部と、帯電した粒子を捕集する集塵部と、空気中の粒子を帯電させる荷電部と、前記荷電部を制御する第２の制御部と、前記荷電部と第２の制御部を収納する荷電ユニットからなる空気清浄装置において、荷電ユニットが着脱自在であることを特徴としたものである。
【００１１】
また、請求項２記載の空気清浄装置は、荷電部の電極間の電位差が４ｋＶから１０ｋＶの範囲になるように電圧を印加したことを特徴としたものである。
【００１２】
また、請求項３記載の空気清浄装置は、荷電部にパルス状の電圧を印加することを特徴としたものである。
【００１３】
また、請求項４記載の空気清浄装置は、荷電部が針状の放電極と間隔を保持して対向する対向電極からなることを特徴としたものである。
【００１４】
また、請求項５記載の空気清浄装置は、荷電部がとげ状の放電極と間隔を保持して対向する対向電極からなることを特徴としたものである。
【００１５】
また、請求項６記載の空気清浄装置は、荷電部の放電極の先端部が、風の吹出し方向の下流側に向けられたことを特徴としたものである。
【００１６】
また、請求項７記載の空気清浄装置は、放電極と対向電極を複数設けたことを特徴としたものである。
【００１７】
また、請求項８記載の空気清浄装置は、着脱した際、荷電ユニットの開口部の少なくとも１つが上向きであることを特徴としたものである。
【００１８】
また、請求項９記載の空気清浄装置は、荷電ユニットの通風方向において、荷電部の上流側にファンを設けたことを特徴としたものである。
【００１９】
また、請求項１０記載の空気清浄装置は、着脱した際、荷電ユニットの吹出し方向が上方であることを特徴としたものである。
【００２０】
また、請求項１１記載の空気清浄装置は、荷電部と第２の制御部に電気を供給する電源が電池であることを特徴としたものである。
【００２１】
また、請求項１２記載の空気清浄装置は、荷電部と第２の制御部に電気を供給する電源が充電可能であることを特徴としたものである。
【００２２】
また、請求項１３記載の空気清浄装置は、本体に設けられた第１の制御部と、着脱した第２の制御部が通信可能であり、荷電ユニットの作動に連動して本体および／または荷電ユニットのファンが駆動することを特徴としたものである。
【００２３】
また、請求項１４記載の空気清浄装置は、荷電ユニットにほこりの量を検知する検知手段を設けたことを特徴としたものである。
【００２４】
また、請求項１５記載の空気清浄装置は、荷電ユニットに装置の動作状態を示す表示手段を設けたことを特徴としたものである。
【００２５】
また、請求項１６記載の空気清浄装置は、集塵部が、一定間隔に保持された平板電極の１枚おきに交互に異なる電圧が印加された構造であることを特徴としたものである。
【００２６】
また、請求項１７記載の空気清浄装置は、集塵部が、分極した樹脂材料からなるろ材で作られたフィルタであることを特徴としたものである。
【００２７】
また、請求項１８記載の空気清浄装置の運転方法は、荷電ユニットを室内中央付近に配置したことを特徴としたものである。
【００２８】
また、請求項１９記載の空気清浄装置の運転方法は、荷電ユニットを本体正面に配置したことを特徴としたものである。
【００２９】
また、請求項２０記載の空気清浄装置の運転方法は、荷電ユニットと本体の距離が２ｍから１０ｍの範囲になるように配置したことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、室内の汚染された空気を浄化する電機集塵式の空気清浄装置において、より簡単な方法で粉塵を帯電させることができ、オゾン発生量の少ない空気清浄装置を提供することができる。また、小型の荷電部として持ち運びを容易にするとともに、室内粉塵数の変動に対応した制御が可能な空気清浄装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の空気清浄装置は、空気の吸込口と吹出口を有する本体と、本体に空気を流通させるファンと、前記ファンを駆動するモーターと、前記モーターを制御する第１の制御部と、帯電した粒子を捕集する集塵部と、空気中の粒子を帯電させる荷電部と、前記荷電部を制御する第２の制御部と、前記荷電部と第２の制御部を収納する荷電ユニットからなる空気清浄装置において、荷電ユニットが着脱自在であることを特徴としたものである。荷電部は放電極と対向電極から構成され、両極間に電位差を与えることによって荷電部周辺の空気が電離されイオンが生成される。生成したイオンは室内に放出され、空気中に浮遊する粒子と接触するとこれらの粒子が帯電することになる。帯電した粒子は、ファンによって本体内に吸い込まれるとともに、集塵部の電気的な引力によって帯電部表面に引き寄せられて捕集されることにより、下流側に清浄な空気を供給することができる。
【００３２】
前記荷電部から放出されたイオンは、装置吸込み口に取り込まれて集塵部に到達するまでの長い時間において空気中の粒子と接触し、帯電させることができる。例えば装置前方の半径１ｍの範囲における空間に５０万個／ｃｃとなるようにイオンを散布し、平均０．５ｍ／ｓの速度で粉塵を装置吸込み口に取り込むとした場合、粉塵がイオンと接触して吸込み口に到達するまで２秒の時間を有する。この２秒の間に粉塵はイオンと接触して帯電し、装置に設けられた集塵部に捕集される。このときイオンと粉塵の接触時間は、線状電極とアース対向電極板で構成された従来の荷電部と比較するとおよそ３０倍以上となる。これだけ接触時間を長くすることができるにも関わらず、本発明の荷電部は従来の荷電部よりも簡単かつ小さな構造にできることから、装置全体のサイズも従来以下にすることができる。
【００３３】
また、本発明の空気清浄装置は、荷電部の電極間の電位差が４ｋＶから１０ｋＶの範囲になるように電圧を印加したことを特徴としたものである。電極間の電位差は小さすぎると空気をイオン化することができず、高すぎると人体に有害なオゾンが大量に発生する恐れがあるため好ましくない。
【００３４】
【表１】
2006116492.tif 000003
【００３５】
表１は、荷電部の電極間距離３０ｍｍの条件において、印加電圧を変化させたときの空間中に放出されるイオン量の変化を示したものである。イオン量は、イオンカウンターを用いて、荷電部から１ｍの距離で測定で測定した。荷電部の印加電圧が低下すると、電極間に流れるイオン電流が低下し、それに伴って空間中に放出されるイオン量が減少していることがわかる。
【００３６】
空気清浄装置の集塵能力は以下のように表現される。
【００３７】
【数１】
2006116492.tif 000004
【００３８】
ここで
Ｐ  ：  集塵能力  （ｍ3／ｍｉｎ）
Ｃ01，Ｃ02  ：  測定開始時の粉塵濃度（ｍｇ／ｍ3）
Ｃ1  ：  自然減衰測定時の初期濃度Ｃ01が１／３になる時間ｔにおける粉塵濃度（ｍｇ／ｍ3）
Ｃ2  ：  空気清浄装置運転時の時間ｔにおける粉塵濃度（ｍｇ／ｍ3）
Ｖ  ：  集塵性能測定容積（ｍ3）
また、
【００３９】
【数２】
2006116492.tif 000005
【００４０】
ここで
η  ：  空気清浄装置の集塵効率（％）
Ｑ  ：  空気清浄装置の風量（ｍ3／ｍｉｎ）
Ｐ  ：  集塵能力（ｍ3／ｍｉｎ）
上記の粉塵濃度Ｃはレーザーパーティクルカウンターで測定した。表１に示すように、空気中の粉塵を浄化する能力を示すＰ値も、空間中に放出されるイオン量の低下にともなって減少しており、荷電部の電圧には最適値が存在することがわかる。
【００４１】
また、荷電部にパルス状の波形となるように間欠的に電圧を印加することによって、万一指先などが接触して感電したときに受けるショックを低減することができる。また、一旦減圧して荷電部近傍のイオンを減少させることにより、イオンによって作られる反作用の電場を弱めた後、瞬間的に荷電部を昇圧することで空気の電離を起こしやすくしている。そのためイオンを安定的に生成することができる。
【００４２】
また、本発明の空気清浄装置は、荷電部が針状の放電極と間隔を保持して対向する対向電極からなることを特徴としたものである。荷電部は鋭利な形状をしているほうが放電面積を減少させることができる。例えば、図７に示す従来の荷電部の放電電流は、線状電極の線のあらゆる部分でコロナ放電を起こしていることから、概して１００μＡ以上となるのが一般的であるが、本発明の荷電部の放電電流は針状電極の先端付近の空気のみをイオン化することから多くても４μＡ程度であり、従来の荷電部と比較して１／２０以下となる。同様の効果は、とげ状の放電極と間隔を保持して対向する対向電極からなる荷電部でも得ることができる。放電電流が少ないことから、これらの荷電部はオゾン発生量を従来の荷電部に比べて極めて小さくすることができるという作用を有する。オゾンモニターを用いて荷電部から発生する空気中のオゾン量を測定したところ、図７に示す従来の荷電部では１０ｐｐｂのオゾンが検出されたが、本発明の針状電極を用いた荷電部ではオゾンは検出されず、オゾン発生量を検出限界以下まで低減することが可能となる荷電部が得られることがわかった。同様のことはとげ状電極を用いたときにも観察され、鋭利な形状の荷電部を用いることがオゾン量の低減と装置の小型化に有効であることがわかった。放電部と間隔を保持して対向する対向電極の形状は、電極の導電性に影響がなければ特に制限はなく、板状・網状・針状・突起状・円筒状、リング状などあらゆる形状が適用できる。
【００４３】
電極間の間隔は、遠すぎると放電が起こりにくくなるため空気をイオン化することができず、近すぎると人体に有害なオゾンが大量に発生する恐れがあるため好ましくない。電極の間隔は電極の形状や材質、印加電圧、使用環境の湿度などの条件によって最適値が変化するため、装置によって設計を変える必要があるが、通常の室内で使用する場合の例では、電極間隔１５ｍｍの場合には印加電圧５ｋＶ程度、電極間隔４０ｍｍの場合には１０ｋＶ程度であることが好ましい。このような電極間隔と電圧設計にすることによって、発生するオゾン濃度を１ｐｐｂ以下に保つことができる。
【００４４】
また、本発明の空気清浄装置は、荷電部の放電極の先端部が、風の吹出し方向の下流側に向けられたことを特徴としたものである。前記構成により、放電極の近傍で生成したイオンは放電極の先端方向に向けられた強力な電場によって、放電極の先端が向いている向きに加速され、その結果、吹出し方向の下流側により多くのイオンを供給することができ、より多くの粉塵を帯電させる作用を有する。
【００４５】
上記放電極と対向電極は、必ずしも1対である必要はなく放電極１本に対して対向電極が２本というような複数設けられた構造であってもなんら問題はない。また、荷電部自体が複数であっても特に問題はない。
【００４６】
また、本発明の荷電ユニットは着脱自在であり、本体内に収容して利用してもよいし、着脱して使用者が任意の位置に設置して使用してもよい。従来の集塵装置では、図７に示すように集塵部１０４の上流側に荷電部１０１が配置された構成となっているため、それぞれを分離して使用することができず、さらに荷電部のサイズが大きくなるため、着脱して持ち運ぶことは困難であった。このような荷電部と集塵部が一体となった従来の空気清浄装置では、使用者が喫煙する場合に、喫煙場所が装置から離れた地点であると効率的にたばこの粒子を帯電させて捕集することができなかったが、本発明によれば、装置本体を移動することなく荷電ユニットだけを着脱して、喫煙場所に設置することができる。荷電ユニットから発生するイオンは効率的に粒子を帯電することができるので、室内の空気を素早く清浄化することができる。また、荷電ユニットは、汚れの発生が少ないときや使用しないときには本体に収納することができるため、よりコンパクトな空気清浄装置を得ることができる。
【００４７】
また、荷電ユニットには荷電部と荷電部を制御する第２の制御部を設けてあるため、荷電部を単独で運転することができる。イオンにはリラックス効果や脱臭効果があるといわれており、本体を運転することなくイオンを室内に拡散させるという効果を得ることができる。
【００４８】
荷電ユニットは着脱した際、イオンを空気中に放出する開口部が上方にあるほうがより効果的である。開口部が側面や底面にあると、周囲の物品と接触して発生したイオンが消滅する確率が高くなるため好ましくない。
【００４９】
また、本発明の空気清浄装置は、荷電ユニットの通風方向において、荷電部の上流側にファンを設けたことを特徴としたものである。これによって荷電部から発生したイオンを遠方まで効率的に拡散させる効果を得ることができる。ファンは荷電部の下流側にあると、発生したイオンがファンに接触して消滅する確率が高くなるため好ましくない。
【００５０】
また、本発明の空気清浄装置は、荷電部と第２の制御部に電気を供給する電源が電池であることを特徴としたものである。荷電ユニットが外部から電源を供給する方式であった場合、本体に設置して運転するか、外部電源が供給できる場所に荷電ユニットを設置しなければならないが、電源を電池とすることにより、任意の場所に移動して使用することができるという効果を得ることができる。電池は交換して使用する方法でも良いし、充電式の電池を用いてもよい。充電式の電池であれば、廃棄物を少なくすることができるという効果を得ることができる。
【００５１】
また、本発明の空気清浄装置は、本体に設けられた第１の制御部と、着脱した第２の制御部が通信可能であり、荷電ユニットの作動に連動して本体および／または荷電部のファンが駆動することを特徴としたものである。例えば、荷電部と集塵と制御部が一体となった従来の空気清浄装置では、本体を壁面に設置した場合、本体の制御部の位置によっては壁や天井が障害となり、操作ができなくなるために設置場所が限られるという問題があった。また、背の低い子供には高所に設置した空気清浄装置を操作することは困難であった。前記構成とすることにより、第２の制御部を操作することにより、本体に触れることなく空気清浄装置を運転することができ、荷電ユニットを本体から離れた場所で利用することができる。通信手段としては、ケーブルを用いて通信する方法や赤外線などの電波を利用して通信する方法などが挙げられる。
【００５２】
また、本発明の空気清浄装置は、荷電ユニットにほこりの量を検知する検知手段を設けたことを特徴とする。検知手段としては、重力式、光散乱式、摩擦静電気検出式などのほこりセンサーが挙げられる。荷電ユニットは着脱自在であるため、使用者が任意の位置に移動することができ、移動した場所の汚れ具合を検知して空気清浄装置を運転することが可能となる。また、荷電ユニットに装置の動作状態を示す表示手段を設けることにより、現在の空気清浄装置の状態を使用者が容易に知ることができ、また、誤って操作することを低減することができるという効果を得ることができる。ここで空気清浄装置の状態とは、本体あるいは荷電ユニットの運転のＯＮ／ＯＦＦ、風量制御の状態、タイマー運転の状態、イオンの発生状態、ほこりやにおいの発生量など空気清浄装置の運転に関わることをいう。表示手段をほこりの検知手段と連動させれば、任意の位置の汚れ具合を検知する検知器具として利用することも可能である。表示手段としては、液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子、ＬＥＤランプなどあらゆる表示素子が利用できる。
【００５３】
また、本発明の空気清浄装置は、集塵部が一定間隔に保持された平板電極の１枚おきに交互に異なる電圧が印加された構造であることを特徴としたものである。平板電極の1枚おきに交互に異なる電圧を印加することにより、平板電極の間に設けられた空間に電場が作られる。荷電部から発生するイオンによって帯電した粉塵は、その後上記集塵部に取り込まれ、平板電極間に作られた電場の力によってクーロン力を受け、粉塵は平板電極上に付着し捕集されるという作用を有する。
【００５４】
また、本発明の空気清浄装置は、集塵部が分極した樹脂材料からなるろ材で作られたフィルタであることを特徴としたものである。分極した樹脂材料とは、たとえばポリプロピレンが挙げられる。ポリプロピレンは融点が低く流動性も高いと同時に電場にさらすことによって容易に分極させることができるため、加工しやすく分極させやすい材料として好適である。これ以外にも、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、ポリアミドなど微細加工かつ分極が可能な材料であればどのようなものを用いても効果に差を生じない。分極した材料の形状は、繊維状、板状、ハニカム状、網状などフィルタとして利用可能なあらゆる形状が使用でき、最終的にフィルタが分極した状態になっていれば、製造工程のどの段階で電場にさらして分極しても効果に差を生じない。
【００５５】
また、本発明の空気清浄装置は、荷電ユニットを室内中央付近に配置したことを特徴としたものである。たばこの煙やほこりの舞い上げなどは人間やペットなどの活動によっておこると考えられ、必然的に汚れが発生しやすいのは室内の中央付近となる。荷電ユニットを室内中央付近に設置することにより、汚れの発生頻度の多い空気を効率的に帯電させることができるとともに、室内にかたよりなくイオンを放出することができる空気清浄機の運転方法を提供できる。
【００５６】
一般に空気清浄機の吸込み口は本体正面、あるいは側面にあることが多いため、荷電ユニットは本体の正面に設置することが望ましく、側面後方あるいは裏面に設置すると吸込み口までの距離が遠くなり、効率的に空気を吸引できないため好ましくない。荷電ユニットと本体までの距離は、距離が近すぎると室内にイオンが拡散する前に集塵部に吸込まれてしまい、また、距離が離れすぎていると帯電した粒子の電荷が集塵部に到達する前に消滅しやすくなるため最適な距離があり、荷電ユニットの本体の距離は２ｍから１０ｍの範囲であることが望ましい。
【００５７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００５８】
（実施の形態１）
図１に示すように、空気清浄装置は、本体１の内部にファン２とファンを駆動するモーター３とこれを制御する第１の制御部４を備えている。本体１の吹出し口５の近傍には荷電ユニット６が設けられており、イオンを放出している。室内に放出されたイオンは空気中の粒子を帯電させるとともに、ファン２によって吸込み口７から本体１内に吸込まれ、集塵部８を通過する。集塵部８には高圧電源９によって＋６ｋVの電圧がかけられており、帯電した粒子は電気的な引力によって集塵され、下流部には清浄化された空気が排出される。図１には内部に電場を作ることが可能な集塵部の代表として、図７に示した集塵部１０４を示している。荷電ユニット６は、図２に示すように、針状放電極１０と間隔を保持して対向する対向電極１１から構成される荷電部１２と、両者の間に電位差を与える電源１３と、前記荷電部の電圧とその電圧を印加するタイミングを制御する第２の制御部１４からなり、上部および下部に開口部１５を備えている。前記針状放電極１０と対向電極１１の間には−６ｋVの電圧がかけられており、空気中にイオンを発生させている。本体１のファン２から送風される風は、荷電ユニット６の開口部１５から流入し、荷電部１２を通過することによってイオンを含む風となって室内に供給される。このような構造とすることにより、粉塵を含む空気を装置に取り込むことと室内にイオンを含む空気を供給することとを１つの送風機で同時に行うことができる。第１の制御部４は、ファンのモータの回転数制御ができればよく、例えばインバータ制御、あるいは、強ノッチ、中ノッチ、弱ノッチ等のノッチ制御等がある。第２の制御部１４は電圧を制御するトランス等を備え、電圧を印加するタイミングの制御はマイコン等で行う。
【００５９】
荷電ユニット６は本体１から着脱可能であり、図３に示すように、部屋１６の任意の位置に設置して運転することができる。本体１から発生した気流によって部屋１６内の空気は循環され、着脱した荷電ユニット６から発生したイオンによって帯電した粒子１７は本体に吸込まれて集塵される。
【００６０】
（実施の形態２）
実施の形態１と同一部分については同一の符号を付し詳細な説明は省略する。図４に示すように、荷電ユニット６は、針状放電極１０と間隔を保持して対向する対向電極１１から構成される荷電部１２と、両者の間に電位差を与える電源１３と、前記荷電部１２の上流側に設けられたファン１８と、前記ファンおよび荷電部を制御する第２の制御部１４から構成される。ファン１８によって吸込み口１９から吸込まれた空気は、荷電部１２を通過することによってイオンを含む風となって吹出し口２０から排出される。第２の制御部１４は、本体１内にある第１の制御部と通信することが可能である。荷電ユニット６は、ほこりセンサー２１によって周囲のほこり量を測定することができ、ほこり量の測定結果、荷電ユニット６の動作状態、本体１の動作状態は液晶パネル２２によって表示されているとともに、スイッチ２３によってイオンの発生量やファンの風量、本体の作動、停止などの操作を行うことができる。電源１３は電池であるため、放電ユニット６は使用者が任意の位置に設置して使用することができる。第１の制御部は、ファンのモータの回転数制御ができればよく、例えばインバータ制御、あるいは、強ノッチ、中ノッチ、弱ノッチ等のノッチ制御等がある。
【００６１】
（実施の形態３）
実施の形態１および２と同一部分については同一の符号を付し詳細な説明は省略する。分極した微細繊維で形成された濾材で作られた帯電フィルタを用い、荷電ユニットによって室内にイオンを含む空気を供給する空気清浄装置について図５を用いて説明する。図５に示すように、空気清浄装置は、本体３０の内部にファン３１とファンを駆動するモーター３２とこれを制御する第１の制御部３３を備えている。本体３０の吹出し口３４の近傍には荷電ユニット３５が設けられており、イオンを放出している。室内に放出されたイオンは空気中の粒子を帯電させるとともに、ファン３１によって吸込み口３６から本体３０内に吸込まれ、帯電フィルタ３７を通過する。図６に示すように、帯電フィルタ３７に用いられたろ材は、分極した微細繊維３８が３次元に絡まった構造となっており、微細繊維３８の間で電場が作られている。イオンによって帯電した粉塵は、帯電フィルタ３７の分極した微細繊維３８の間を通過する際にこの電場の力を受けて微細繊維３８上に付着し捕集される。なお、図５では帯電フィルタ３７はプリーツ状に折り曲げ加工が施されているが、プリーツ加工を行わない平板状のフィルタを用いても通風抵抗を低減するかどうか以外の効果に差を生じない。第１の制御部３３は、ファンのモータの回転数制御ができればよく、例えばインバータ制御、あるいは、強ノッチ、中ノッチ、弱ノッチ等のノッチ制御等がある。
【００６２】
荷電ユニットは、図２に示すように、針状放電極１０と間隔を保持して対向する対向電極１１から構成される荷電部１２と、両者の間に電位差を与える電源１３と、前記荷電部を制御する第２の制御部１４からなり、上部および下部に開口部１５を備えている。前記針状放電極１０と対向電極１１の間には−６ｋVの電圧がかけられており、空気中にイオンを発生させている。本体３０のファン３１から送風される風は、荷電ユニット３５の開口部１５から流入し、荷電部１２を通過することによってイオンを含む風となって室内に供給される。このような構造とすることにより、粉塵を含む空気を装置に取り込むことと室内にイオンを含む空気を供給することとを１つの送風機で同時に行うことができる。
【００６３】
荷電ユニット３５は本体３０から着脱可能であり、図３に示すように、部屋１６の任意の位置に設置して運転することができる。本体１から発生した気流によって部屋１６内の空気は循環され、着脱した荷電ユニット３５から発生したイオンによって帯電した粒子１７は本体に吸込まれて集塵される。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の空気清浄装置によれば、室内の汚染された空気を浄化する電機集塵式の空気清浄装置において、より効率的に粉塵を帯電させ集塵部で集塵でき、さらに大きな設置場所を必要としない空気清浄装置およびその運転方法を提供することができ、空気清浄機やエアコンなどの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１に示す空気清浄装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１に示す荷電ユニットの構成図
【図３】本発明の実施の形態１に示す空気清浄装置の運転方法の概略図
【図４】本発明の実施の形態２に示す荷電ユニットの構成図
【図５】本発明の実施の形態３に示す空気清浄装置の構成図
【図６】本発明の実施の形態３に示す帯電フィルタの拡大図
【図７】従来の空気清浄装置の構成図
【符号の説明】
【００６６】
１  本体
２  ファン
３  モーター
４  第１の制御部
５  吹出し口
６  荷電ユニット
７  吸込み口
８  集塵部
９  高圧電源
１０  針状放電極
１１  対向電極
１２  荷電部
１３  電源
１４  第２の制御部
１５  開口部
１６  部屋
１７  帯電した粒子
１８  ファン
１９  吸込み口
２０  吹出し口
２１  ほこりセンサー
２２  液晶パネル
２３  スイッチ
３１  ファン
３２  モーター
３３  第１の制御部
３４  吹出し口
３５  荷電ユニット
３６  吸込み口
３７  帯電フィルタ
３８  微細繊維
１０１  荷電部
１０２  線状電極
１０３  アース平板電極Ａ
１０４  集塵部
１０５  電圧印加平板電極
１０６  アース平板電極Ｂ
１０７  高圧電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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