(57)【要約】【課題】マイナスイオン発生装置を併せ備えた空気清浄機において、発生したマイナスイオンの減衰を効果的に抑制し、マイナスイオン発生、拡散効果を高めることのできる装置を提供すること。【解決手段】被処理空気Ａを導入する導入手段２と、導入された被処理空気Ａが内部に設けられた光触媒部４により浄化処理され浄化空気Ｐとされて外部に排出される反応器１０と、光触媒機能を励起するための光源３と、放電電極に負極電圧を印加して電子を放射し空気中の気体分子等をマイナスイオン化させるためのマイナスイオン発生手段８１を有するマイナスイオン発生装置８と、空気中のプラスイオンを吸着してマイナスイオン発生手段８１により発生したマイナスイオンの減少を防止するプラスイオン吸着手段６を備えた空気清浄機とし、プラスイオン吸着手段６としては木炭を採用することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理空気を後記反応器内に導入するための導入手段と、該導入手段により導入された被処理空気が内部に設けられた後記光触媒部により浄化処理され浄化空気とされて外部に排出される、吸気口と排気口部を備えた反応器と、被処理空気中の分解対象物質を分解するための該反応器内部に設けられた光触媒部と、該光触媒部における光触媒機能を励起するための該反応器内部に設けられた光源と、を有する空気清浄機であって、放電電極に負極電圧を印加して電子放射するマイナスイオン発生手段を有するマイナスイオン発生装置を、さらに備えていることを特徴とする、空気清浄機。
【請求項２】
空気中のプラスイオンを吸着して、前記マイナスイオン発生手段により発生したマイナスイオンの減少を防止するためのプラスイオン吸着手段が前記放電電極に近設されていることを特徴とする、請求項１に記載の空気清浄機。
【請求項３】
前記プラスイオン吸着手段が木炭その他の多孔質材料であることを特徴とする、請求項２に記載の空気清浄機。
【請求項４】
前記マイナスイオン発生手段および前記プラスイオン吸着手段は、前記光触媒部の後流側に設けられ、かつ前記反応器の外部に設けられていることを特徴とする、請求項２または３に記載の空気清浄機。
【請求項５】
前記マイナスイオン発生装置は圧電トランスを用いた高電圧発生回路を備えていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の空気清浄機。
【請求項６】
前記マイナスイオン発生装置が、空気中のプラスイオンの量を検出するためのプラスイオン検出手段と、該プラスイオン検出手段が検出したプラスイオンの量に応じた量のマイナスイオンを発生させるように前記マイナスイオン発生手段の放電電極に印加する負極高電圧の電圧の高低を変化させるための制御回路とをさらに備えることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の空気清浄機。
【請求項７】
前記放電電極にこれを保護するための保護網が覆設され、該保護網は発生したマイナスイオンの吸着を防止するためにマイナス電荷により帯電させることができることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の空気清浄機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気清浄機に係り、特に、人体や生活環境に良好な影響を与えるマイナスイオンを発生するためのマイナスイオン発生機能を併せ持つことを特徴とする空気清浄機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
悪臭や有害ガスの成分として、代表的なものには、アンモニア・アミン類・インドール・スカトール等の窒素化合物、硫化水素・メチルメルカプタン・硫化メチル・二硫化メチル・二硫化ジメチル等の硫黄化合物、ホルムアルデヒド・アセトアルデヒド等のアルデヒド類、アセトン等のケトン類、メタノール・エタノール等のアルコール類、等がある。
【０００３】
従来、このような悪臭や有害ガスを除去する方法としては、活性炭やゼオライト等の吸着剤によりこれらを吸着する方法が主流であったが、近年、光触媒を用いてこれら有害ガス等を無害物質である水と二酸化炭素へ分解する技術が幅広く用いられ、光触媒を組み込んだ空気清浄機が種々提案されている。
【０００４】
一方、近年、人体の酸化を防ぐ健康的な効果、食品の鮮度保持、脱臭効果等、生体や生活空間、生活環境に良好な影響を与えるマイナスイオンが注目されている。このマイナスイオンを人工的に発生させる手段としては、針状放電電極に負極高電圧を印加し、その先端から電子を放射させることによって、空気中の酸素分子等の気体分子や微粒子を負電荷に帯電させてマイナスイオンを生成することを原理とする、種々のマイナスイオン発生装置が提供されている。そして、このようなマイナスイオン発生機能と、上述の空気清浄機能とを併せ持った複合的な装置も、既に提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、マイナスイオン発生手段により発生するマイナスイオンは負電荷を帯びた気体分子や微粒子であるため、周囲に正電荷を帯びた物体やプラスイオンが存在するとこれらに吸着されたり、あるいはこれらと反応することによって、その量が減少してしまい、利用可能な発生マイナスイオン量向上のためには、係る現象を防止することが必要である。
【０００６】
また、従来のマイナスイオン発生器やこれを備えた空気清浄機においては、マイナスイオン発生手段は筐体内部に設けられ、そこで発生したマイナスイオンはファン等の排気手段により外部へ排出されるが、発生から排出に至る経路においても発生マイナスイオンの減衰は起こるため、この経路ができるだけ短い方が、マイナスイオン発生の効果をより高めることができる。
【０００７】
本発明の課題は上記従来技術の欠点に鑑み、マイナスイオン発生装置を併せ備えた空気清浄機において、発生したマイナスイオンの減衰を効果的に抑制し、その発生、拡散効果を高めることのできる装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明者が鋭意検討した結果、空気中のプラスイオンを補助的に吸着する手段、発生マイナスイオンの吸着を防止する手段、マイナスイオン発生手段を筐体（反応器）外部に設ける、等の構成をとること等により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。すなわち、本願において特許請求される発明は以下のとおりである。
【０００９】
（１）被処理空気を後記反応器内に導入するための導入手段と、該導入手段により導入された被処理空気が内部に設けられた後記光触媒部により浄化処理され浄化空気とされて外部に排出される、吸気口と排気口部を備えた反応器と、被処理空気中の分解対象物質を分解するための該反応器内部に設けられた光触媒部と、該光触媒部における光触媒機能を励起するための該反応器内部に設けられた光源と、を有する空気清浄機であって、放電電極に負極電圧を印加して電子放射するマイナスイオン発生手段を有するマイナスイオン発生装置を、さらに備えていることを特徴とする、空気清浄機。
【００１０】
（２）空気中のプラスイオンを吸着して、前記マイナスイオン発生手段により発生したマイナスイオンの減少を防止するためのプラスイオン吸着手段が前記放電電極に近設されていることを特徴とする、（１）の空気清浄機。
【００１１】
（３）前記プラスイオン吸着手段が木炭その他の多孔質材料であることを特徴とする、（２）の空気清浄機。
【００１２】
（４）前記マイナスイオン発生手段および前記プラスイオン吸着手段は、前記光触媒部の後流側に設けられ、かつ前記反応器の外部に設けられていることを特徴とする、（２）または（３）の空気清浄機。
【００１３】
（５）前記マイナスイオン発生装置は圧電トランスを用いた高電圧発生回路を備えていることを特徴とする、（１）ないし（４）のいずれかの空気清浄機。
【００１４】
（６）前記マイナスイオン発生装置が、空気中のプラスイオンの量を検出するためのプラスイオン検出手段と、該プラスイオン検出手段が検出したプラスイオンの量に応じた量のマイナスイオンを発生させるように前記マイナスイオン発生手段の放電電極に印加する負極高電圧の電圧の高低を変化させるための制御回路とをさらに備えることを特徴とする、（１）ないし（５）のいずれかの空気清浄機。
【００１５】
（７）前記放電電極にこれを保護するための保護網が覆設され、該保護網は発生したマイナスイオンの吸着を防止するためにマイナス電荷により帯電させることができることを特徴とする、（１）ないし（６）のいずれかの空気清浄機。
【００１６】
（８）前記吸気口および排気口のいずれにも空気ろ過手段が設けられていることを特徴とする、（１）ないし（７）のいずれかの空気清浄機。
【００１７】
（９）前記反応器または該反応器中に形成される被処理空気流路は、前記導入手段の設けられる部分における断面積よりも、前記光触媒部の設けられる部分における断面積の方が小さいことを特徴とする、（１）ないし（８）のいずれかの空気清浄機。
【００１８】
すなわち本発明ではまず、空気中のプラスイオンを補助的に吸着する手段であるプラスイオン吸着手段をマイナスイオン発生手段に近設することによって、発生マイナスイオンの周辺雰囲気に存在するプラスイオンと該マイナスイオンが反応・結合してマイナスイオンが消滅することを抑制し、空気清浄機外部へのマイナスイオン拡散を促進する。また本発明では、発生マイナスイオンが空気清浄機外部へと拡散する前にマイナスイオン発生手段周囲の物体に吸着されないように、帯電させることのできる部位は負に帯電させ、これにより空気清浄機外部へのマイナスイオン拡散促進を補助する。さらに本発明では、マイナスイオン発生手段を筐体（反応器）外部に設けることにより、空気清浄機外部へのマイナスイオン拡散を促進する。これらの手段により、マイナスイオン発生装置を併せ備えた空気清浄機において、発生したマイナスイオンの減衰を効果的に抑制することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の空気清浄器の構成を示す縦断面の説明図である。図において本空気清浄機１は、被処理空気Ａを後記反応器１０内に導入するためのファン等の導入手段２と、該導入手段２により導入された被処理空気Ａが、内部に設けられた後記光触媒部４により浄化処理され浄化空気Ｐとされて外部に排出される、吸気口１０１と排気口部１０２を備えた反応器１０と、被処理空気Ａ中の分解対象物質を分解するための該反応器１０内部に設けられた光触媒部４と、該光触媒部４における光触媒機能を励起するための該反応器１０内部に設けられた光源３と、を有し、さらに、放電電極に負極電圧を印加して電子を放射し空気中の気体分子等をマイナスイオン化させるためのマイナスイオン発生手段８１を有するマイナスイオン発生装置８を、備えていることを主たる構成とする。
【００２０】
図において本空気清浄機１はさらに、空気中のプラスイオンを吸着して、前記マイナスイオン発生手段８１により発生したマイナスイオンの減少を防止するためのプラスイオン吸着手段６が前記マイナスイオン発生手段８１の備える放電電極に近設されている構成とすることができ、該プラスイオン吸着手段６としては木炭その他の多孔質材料を採用することができる。
【００２１】
図においてまた本空気清浄機１は、前記マイナスイオン発生手段８１および前記プラスイオン吸着手段６を、前記光触媒部４の後流側に設け、かつ前記反応器１０の外部に設ける構成とする。ここで反応器１０の外部とは、排気口部１０２を含む。したがって、該マイナスイオン発生手段８１および該プラスイオン吸着手段６は該排気口部１０２に設けることができる。
【００２２】
【作用】
図１において本空気清浄機１は上述のように構成されているため、被処理空気Ａはファン等の導入手段２により反応器１０の最上流部に設けられる吸気口１０１を通して該反応器１０内部に誘引、導入され、該被処理空気Ａは光触媒部４の設けられている反応域に流され、一方光源３の発する光により光触媒部４では光励起が起こって光触媒機能が発現した状態となっており、該被処理空気Ａ中に含まれる分解対象物質は該光触媒部４の光触媒と接触し、酸化分解されて無害物質化し、これにより被処理空気Ａは浄化空気Ｐとなり、該浄化空気Ｐは導入手段２により排気口部１０２を通して該反応器１０外部へ送出される。
【００２３】
本空気清浄機１はマイナスイオン発生装置８を備えているため、その備えるマイナスイオン発生手段８１において、放電電極に負極電圧が印加されて電子が放射され、空気中の気体分子等がマイナスイオン化され、すなわちマイナスイオンが発生する。本空気清浄機１においては、前記マイナスイオン発生手段８１を、前記光触媒部４の後流側、かつ前記反応器１０の外部に設ける構成とするため、前記光触媒部４を通過して浄化された浄化空気Ｐがマイナスイオン化の対象空気となり、マイナスイオンが発生する。該マイナスイオン発生手段８１および該プラスイオン吸着手段６は上述の通り前記排気口部１０２に設けることができるため、該排気口部１０２においてマイナスイオンを発生させることができる。発生したマイナスイオンを含む浄化空気ＰＩは、空気清浄機１外部へ排出され、環境中に拡散する。
【００２４】
図で、本空気清浄機１においてさらに、木炭その他の多孔質材料等のプラスイオン吸着手段６が前記マイナスイオン発生手段８１が備える放電電極に近設されているため、該放電電極周辺の空気中の正電荷を帯びた気体分子や微粒子等のプラスイオンは該プラスイオン吸着手段６に吸着され、前記マイナスイオン発生手段８１により発生したマイナスイオンが空気中のプラスイオンと反応・結合することによるマイナスイオンの減少が抑制される。
【００２５】
本空気清浄機１においては、前記プラスイオン吸着手段６を前記マイナスイオン発生手段８１と同様、前記光触媒部４の後流側、かつ前記反応器１０の外部に設ける構成とするため、前記光触媒部４を通過して浄化された浄化空気Ｐがマイナスイオン化の対象空気となり発生するマイナスイオンが、その減少抑制の対象となり、マイナスイオンの減少が抑制される。該マイナスイオン発生手段８１および該プラスイオン吸着手段６は上述の通り前記排気口部１０２に設けることができるため、該排気口部１０２において発生したマイナスイオンの減少を抑制することができる。発生したマイナスイオンを含む浄化空気ＰＩは、空気清浄機１外部の環境中に拡散する。
【００２６】
前記プラスイオン吸着手段６として用いることのできる木炭は、それ自体マイナスイオン発生源として単独で利用される場合があり、プラスイオン吸着効果がある。その他木炭には、水分吸着、湿度調整、におい物質の吸着等の作用があるため、本発明において設けられる木炭は本空気清浄機におけるプラスイオン吸着機能に加え、水分に弱い光触媒の機能低下を、空気中の水分を適度に吸着することによって防止する機能、室内の湿度を調節する機能、光触媒機能と相まってにおい物質の除去を行う機能、をも発揮させることができる。
【００２７】
特に光触媒機能と関連する上記各機能を発揮させるために、木炭は前記排気口部１０２のような被処理空気流路の下流側だけでなく、前記吸気口１０１の直後の位置等、前記光触媒部４の前流側に設けることもできる。また、プラスイオン吸着機能以外の上記各機能を発揮させることができる限り、土器等の多孔質材料など、木炭に代わる公知手段を適宜単独で、または木炭をも選択し得る複数で用いることもできる。
【００２８】
前記吸気口１０１部分および前記排気口部１０２部分にはそれぞれ、被処理空気Ａを予備的にろ過処理するための空気ろ過手段５１、該光触媒部４を通過して浄化された浄化空気Ｐを排出する前に最終的にろ過処理するための空気ろ過手段５２を設けることができる。
【００２９】
図１において光触媒部４は、結晶状や粉末状、その他形状の光触媒体を、基板、紙製フィルター、シリカ繊維フィルター、その他適宜の媒体上に適宜の方法により担持して光触媒担持物とし、これを反応器１０内の内壁部に周設する等して設けることができる。光触媒体としては、酸化チタンなど光触媒効果を発揮できる酸化物等公知のものを、適宜用いることができる。光源３としては、ブラックライト、ケミカルランプ、殺菌灯等、光触媒において光励起を生ぜしめることのできる光源を、適宜用いることができる。
【００３０】
図１において、前記マイナスイオン発生装置８は圧電トランスを用いた高電圧発生回路を備える構成とすることができる。従来、針状放電電極に印加する高電圧発生回路には巻線型の高圧トランスが使用されているが、これは電磁結合増幅により電磁波およびプラスイオンを発生させるという欠点があった。本発明においては、圧電トランスを用いることでプラスイオンの発生を極力抑制することができる。
【００３１】
前記マイナスイオン発生装置８はまた、空気中のプラスイオンの量を検出するためのプラスイオン検出手段（図示せず）と、該プラスイオン検出手段が検出したプラスイオンの量に応じた量のマイナスイオンを発生させるように前記マイナスイオン発生手段８１の放電電極に印加する負極高電圧の電圧の高低を変化させるための制御回路（図示せず）とをさらに備える構成とすることができる。
【００３２】
このようにマイナスイオン発生装置８に圧電トランスを用いた高電圧発生回路、プラスイオン検出手段、電圧制御回路を設ける構成は、本願出願人により既になされた非公知の特許出願（特願２００１−２１０２５１号）に開示されているところに従いさらに詳細に説明すると、以下の通りである。
すなわちマイナスイオン発生装置８を、プラスイオン検出手段と、これと接続するプラスイオン検出回路と、該プラスイオン検出回路に接続する圧電トランス駆動信号回路と、該圧電トランス駆動信号回廊に接続する圧電トランス型高圧回路と、該圧電トランス型高圧回路に接続するマイナスイオン発生手段８１と、から主として構成する。プラスイオン検出手段は、空気中のプラスイオンがそれに衝突することによって帯電する電荷集電板を有し、プラスイオンを収集して帯電した電荷集電板の電荷はプラスイオン検出回路により測定されて、単位時間・単位容積当たりのプラスイオン数が算出される。
【００３３】
プラスイオン検出回路では、算出されたプラスイオン数に相当する値の電圧が、圧電トランス駆動信号回路に対して制御信号として出力される。圧電トランス駆動信号回路ではこれを受けて、圧電トランスの共振周波数（たとえば７５ｋＨｚ）近傍の駆動周波数（たとえば±５ｋＨｚ）を制御し、圧電トランスを駆動するための交流電圧として、圧電トランス型高圧回路に出力する。すなわち、圧電トランス駆動信号回路からの駆動周波数を数ｋＨｚ変化させることにより、圧電トランスの出力電圧を大きく変化させることができるものである。圧電トランスは、その入力電極に共振周波数近傍の交流電圧が印加されると圧電効果により圧電体全体が機械的に振動し、この機械的振動が圧電効果により出力電極においてさらに高電圧となり出力される。この高電圧は整流回路により負極性高電圧とされ、マイナスイオン発生手段８１が備える針状放電電極に印加され、その先端からマイナスイオン発生のための電子放射がなされる。
【００３４】
図２は、本発明の空気清浄機の別の構成を示す縦断面の説明図である。図において本空気清浄機１Ｂは、前記マイナスイオン発生手段８１の備える放電電極にこれを保護するための保護網９が覆設され、該保護網９は発生したマイナスイオンの吸着を防止するために負極電源を接続して、マイナス電荷により帯電させる構成とすることができる。本空気清浄機１Ｂは係る構成をとることにより、該保護網９は該放電電極を保護するとともに利用者が該放電電極に誤って触れることをも防止し、またマイナスに帯電されることにより発生マイナスイオンが吸着して減少することを防止することができる。
【００３５】
図３は、本発明の空気清浄機の別の構成を示す縦断面の説明図である。図において本空気清浄機１Ｃは、前記反応器１０または該反応器１０中に形成される被処理空気流路を、前記導入手段２の設けられる部分における断面積よりも、前記光触媒部４の設けられる部分における断面積の方が小さい構成とすることができる。これにより、被処理空気Ａが該光触媒部４と接触・反応する機会、接触効率が増大し、空気浄化の効果を高めることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の空気清浄機によれば、上述のように構成されているため、マイナスイオン発生装置を併せ備えた空気清浄機において、発生したマイナスイオンの減衰を効果的に抑制することができ、マイナスイオンの発生、拡散効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気清浄器の構成を示す縦断面の説明図である。
【図２】本発明の空気清浄器の他の構成を示す縦断面の説明図である。
【図３】本発明の空気清浄器の他の構成を示す縦断面の説明図である。
【符号の説明】
１、１Ｂ、１Ｃ…空気清浄機、　　２…導入手段（ファン）、　　３…光源、　　４…光触媒部、　５１、５２…空気ろ過手段、　６…プラスイオン吸着手段（木炭）、　８…マイナスイオン発生装置、　８１…マイナスイオン発生手段、　９…保護網、　１０…反応器、　１０１…吸気口、　１０２…排気口部、　Ａ…被処理空気の流れ、　Ｐ…浄化空気の流れ、　ＰＩ…マイナスイオンを含む浄化空気の流れ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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