(57)【要約】【課題】従来の空気清浄機は、コロナ放電の働きを利用して空気を清浄にすることはできるが、効率が悪く、マイナスイオンの発生をより多くすることができないものである。【解決手段】プラス電極とマイナス電極を使用して、空気中の浮遊物質を吸着集塵する空気清浄機において、プラス電極は導電性を持つ合成樹脂で形成した板状電極２で、該プラス電極を対向させて、イオン風の流れに対して、略平行に配設し、この対向して設けられた導電性合成樹脂板状プラス電極間に導電性のある材料で製作したブラシ状マイナス電極１を配設し、導電性合成樹脂板からなるプラス電極と、ブラシ状マイナス電極間に高電圧を印加することで放電し、コロナ放電を発生させることによりイオン風が発生し、周囲の空気がこの電極間を通って循環し、空気中に含まれる微細な粉塵を前記導電性合成樹脂板からなるプラス電極２に付着させ、効率良く粉塵を吸着集塵できるようにした空気清浄機。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラス電極とマイナス電極を使用して、そのマイナス電極に高電圧を印加してプラス電極とマイナス電極間にコロナ放電を発生させ、空気中の浮遊物質を吸着集塵する空気清浄機において、プラス電極は導電性を持つ合成樹脂で形成した板状電極で、該プラス電極を対向させて、イオン風の流れに対して、略平行に配設し、この対向して設けられた導電性合成樹脂板状プラス電極間に導電性のある材料で製作したブラシ状マイナス電極を配設し、この導電性合成樹脂板からなるプラス電極と、ブラシ状マイナス電極間に高電圧を印加することで放電し、コロナ放電を発生させることによりイオン風が発生し、周囲の空気がこの電極間を通って循環し、空気中に含まれる微細な粉塵を前記導電性合成樹脂板からなるプラス電極に付着させ、効率良く粉塵を吸着集塵できるようにしたことを特徴とする空気清浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラス電極とマイナス電極との間に６ＫＶ〜８ＫＶの高電圧を印加することで、コロナ放電によりイオン風の発生と、空中に浮遊する放射性物質を含むＰＭ２．５や花粉等の粉塵を吸着する空気清浄機である。
【背景技術】
【０００２】
従来、対向電極と放電電極を使用して、その放電電極に高電圧を印加して対向電極と放電電極間にコロナ放電を発生させ、空気中の浮遊物質（塵や埃）を吸着集塵する集塵・脱臭装置において、対向電極は板状電極であり、該板状電極がファンによる空気流れに平行になるように配設され、複数設けられた前記対向電極間に、針状の前記放電電極が配置され、前記放電電極に高電圧を印加することで放電し、コロナ放電が発生し、ファンによる送風により、空気が電極間を通り、空気中に含まれる塵や埃が前記対向電極に付着する集塵・脱臭装置（例えば、特許文献１参照）が存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１７１６６４号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び第１図〜第３図を参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら前記従来の空気清浄機は、次のような欠点をもっている。
コロナ放電の働きを利用して空気中の浮遊物質（塵や埃）を吸着集塵することはできるが、マイナスイオンの発生効率が低く、空気を清浄化する効果も薄かった。
また、オゾンを発生させるため対向電極（プラス電極）が経時変化で酸化して、さびを発生するという問題点がある。
本発明の空気清浄機は、上記の欠点を解決し、マイナス電極はステンレス繊維を支持板に多数本ブラシ状に植毛したものを採用し、プラス電極は導電性合成樹脂からなる板状に形成した電極を採用することで、該プラス電極はオゾンの影響を受けず、経時変化で酸化して腐食することを防止できるものを見い出したものである。また、上記欠点を解消するものとして考えられるものは、プラス電極をバナジウム、バリウム、鉄を含む酸化物系ガラス組成物を板状に形成したものが挙げられるが、高価であり、電気抵抗の調整が困難である。本発明は、以上の課題を解決することを目的としたものである。
尚、これらを踏まえて、空気清浄を行う上でマイナスイオンは必要である。そのマイナスイオンを発生させると、オゾンも同時に発生する。このオゾンは人体に影響があるので、少ない方が良いものである。また、オゾンの発生により、板状のプラス電極が酸化して腐食が進み、コロナ放電の阻害作用が発生するという悪影響もあり、これを防止する必要がある。そこで、板状のプラス電極の材料を種々試して、安価で最適なものを見つけたのが本発明で、プラス電極を導電性プラスチック樹脂、マイナス電極をブラシ状電極にして組み合わせたものを採用することを見い出した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１発明は、請求項１に記載された通りの空気清浄機であり、次のようなものである。
プラス電極とマイナス電極を使用して、そのマイナス電極に高電圧を印加してプラス電極とマイナス電極間にコロナ放電を発生させ、空気中の浮遊物質を吸着集塵する空気清浄機において、プラス電極は導電性を持つ合成樹脂で形成した板状電極で、該プラス電極を対向させて、イオン風の流れに対して、略平行に配設し、この対向して設けられた導電性合成樹脂板状プラス電極間に導電性のある材料で製作したブラシ状マイナス電極を配設し、この導電性合成樹脂板からなるプラス電極と、ブラシ状マイナス電極間に高電圧を印加することで放電し、コロナ放電を発生させることによりイオン風が発生し、周囲の空気がこの電極間を通って循環し、空気中に含まれる微細な粉塵を前記導電性合成樹脂板からなるプラス電極に付着させ、効率良く粉塵を吸着集塵できるようにした構成である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る空気清浄機は、上記説明のような構成を有するので、以下に記載する効果を奏する。
（１）コロナ放電によるため、オゾンの発生があり、そのオゾンにより、プラス電極を金属製板にすると、さびが発生するのを防止したものである。また、チタン製の場合では変色を起こしたり、加工が困難であるが、本発明ではこれも解消できる。
（２）マイナス電極にステンレス繊維を支持板に対してブラシ状に植毛形成することにより、オゾンの発生をテストの結果抑えることができる。
（３）空気を清浄にするには、オゾンは微量必要であるが、オゾンは人体には有害であるとされているので、オゾンの発生は極力抑える必要があり、これを実現したものである。
（４）コロナ放電において、導電性プラスチック板からなるプラス電極を採用することにより、マイナスイオンの発生が増加し、導電性プラスチック板のプラス電極に空気中の浮遊物、すなわち微細な粉塵を効率良く吸着することができる。さらに板状なので掃除もし易いものである。
（５）コロナ放電において、導電性プラスチック板からなるプラス電極と、ステンレス繊維からなるブラシ状マイナス電極を採用することにより、マイナスイオンの発生が増加するので、導電性プラスチック板からなるプラス電極に空気中の浮遊物、すなわち微細な粉塵、例えば、ＰＭ２．５や花粉を効率良く吸着することができる。
（６）コロナ放電は、マイナス電極からプラス電極に向けてイオン風を発生させ、このイオン風は前面に吹き出し、空気清浄機周辺の空気を攪拌することができ、空気中の粉塵をプラス電極に吸着させることができる。
（７）コロナ放電は、マイナス電極、プラス電極の相互間は、鋭利な電極と板状の電極の組み合わせがより放電効率が良くなるものである。
（８）構造が簡単であるので、掃除やメンテナンスが容易である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の空気清浄機を示す概略正面図である。
【図２】本発明の空気清浄機を示す概略側面図である。
【図３】本発明の空気清浄機を示す概略平面図である。
【図４】本発明のマイナス電極であるブラシ状電極の組立状態を示す概略正面図である。
【図５】本発明のマイナス電極であるブラシ状電極の組立状態を拡大して示す概略正面図である。
【図６】本発明の空気清浄機を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
プラス電極とマイナス電極を使用して、そのマイナス電極に高電圧を印加してプラス電極とマイナス電極間にコロナ放電を発生させ、空気中の浮遊物質を吸着集塵する空気清浄機において、プラス電極は導電性を持つ合成樹脂で形成した板状電極で、該プラス電極を対向させて、イオン風の流れに対して、略平行に配設し、この対向して設けられた導電性合成樹脂板状プラス電極間に導電性のある材料で製作したブラシ状マイナス電極を配設し、この導電性合成樹脂板からなるプラス電極と、ブラシ状マイナス電極間に高電圧を印加することで放電し、コロナ放電を発生させることによりイオン風が発生し、周囲の空気がこの電極間を通って循環し、空気中に含まれる微細な粉塵を前記導電性合成樹脂板からなるプラス電極に付着させ、効率良く粉塵を吸着集塵できるようにした空気清浄機である。
【実施例】
【０００９】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
この発明は、空中に浮遊する塵埃（ＰＭ２．５や花粉を含む微細な粉塵）をプラス電極とマイナス電極との間に高電圧を印加して生じるコロナ放電を利用して塵埃を吸着する空気清浄機に関するものである。
先ず、コロナ放電の安定化を図る上で必要なことは何かを考えてみる。
コロナ放電の利用目的としては、一つ目はマイナスイオンの発生、二つ目は消臭機能のあるオゾンガスの発生である。
オゾンガスは、強酸化力がありマイナス電極の酸化が発生し、コロナ放電の阻害作用が発生することになる。これを防止するために、本発明では、支持板にステンレス繊維を多数本ブラシ状に植毛したものからなるマイナス電極と板状の導電性合成樹脂からなるプラス電極を採用することで電極が酸化せずに、大変有効に長期間利用することができるものである。
【００１０】
ここで、マイナス電極とプラス電極において、材質の異なる組み合わせを行い、マイナスイオンとオゾンガスの発生を調査確認した。
具体的な実験データを消費電力と高電圧値等の条件、またマイナス電極とプラス電極の放電ギャップを同一にして測定したものについて記述すると、マイナス電極とプラス電極の材料組み合わせによるマイナスイオンとオゾンガスの発生について、比較テストを試みた。
このテストの結果は、表１に示すように以下の通りであることを確認した。条件は、ＡＣ電力４Ｗ等同一にして行ったものである。
【表１】
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測定条件、マイナス電極は、タングステン針で、直径１．６ｍｍφで先端は、２０μｍφの形状で、８本を使用、またはステンレスブラシ（繊維は９５００本）で電極は可能な限り細ければ細い程良いが、例えば１２μｍ〜１４μｍのステンレス繊維を、例えば９０〜１００本（束ねる本数は、電極の径によって種々選択できる）を束ねて１ｍｍ間隔で１列に並べ、長さを例えば２００ｍｍ長（長さは、空気清浄機の大きさによって種々選択できる）にブラシ状としたものを使用し、プラス電極は導電性ガラス電極、またプラスチック電極を使用したものでの測定結果である。
第１の材料の組み合わせは従来のもので、マイナス電極をタングステン針、プラス電極を導電性ガラス板としてデータを取ると、イオン｛百万個｝（ａ）は、０．３４０、オゾン｛ｐｐｂ（１０億分率）｝（ｂ）は、１１１．０００、イオン（ａ）とオゾン（ｂ）の割合は、１０００倍にして、３．０６３である。
次に、第２の材料の組み合わせは、マイナス電極はタングステン針、プラス電極は１ｋΩの導電性プラスチック電極板でデータを取ると、イオン｛百万個｝（ａ）は、０．３８２、オゾン｛ｐｐｂ（１０億分率）｝（ｂ）は、４３．７００、イオン（ａ）とオゾン（ｂ）の割合は、第１の組み合わせと同様に１０００倍して、８．７４１である。
第３の材料の組み合わせは、マイナス電極にステンレスブラシ電極、プラス電極に１ｋΩの導電性ガラス電極板でデータを取ると、イオン｛百万個｝（ａ）は、０．４９８、オゾン｛ｐｐｂ（１０億分率）｝（ｂ）は、５１．０００、イオン（ａ）とオゾン（ｂ）の割合は、第１の組み合わせと同様に１０００倍して、９．７６５である。
第４の材料組み合わせは、本発明のマイナス電極をステンレスブラシ電極、プラス電極を１ｋΩの導電性プラスチック電極板でデータを取ると、イオン｛百万個｝（ａ）は、０．５３４、オゾン｛ｐｐｂ（１０億分率）｝（ｂ）は、５０．９００、イオン（ａ）とオゾン（ｂ）の割合は、第１の組み合わせと同様に１０００倍して、１０．４９１である。
この実験データを考察すると、コロナ放電において各電極材料の組み合わせによる、マイナスイオンとオゾンの比をとり、その値が大きい程、高性能となっていることが確認できる。
すなわち、マイナスイオンとオゾンの比は最大３倍である。この３倍の要因はマイナス電極の種類によるもので、針とブラシの違いが、この結果として表れているものと考えられる。
以上の結果からも理解できるように、従来の第１の材料の組み合わせのものと比較でマイナスイオンは多く、オゾンは少ない組み合わせは、本発明における第４の組み合わせが最適であることが証明された。
【００１１】
次に、第一実施例として図１〜図５に基づいてその構成を詳細に説明する。
図１は、本発明の空気清浄機を示す概略正面図、図２は図１における概略側面図、図３は本発明の空気清浄機を示す概略平面図、図４は本発明のマイナス電極であるブラシ状電極の組立状態を示す概略正面図、図５は本発明のマイナス電極であるブラシ状電極の組立状態を拡大して示す概略正面図、図６は本発明の空気清浄機を示す概略平面図である。
図１〜図５に示されているように、この発明の第一実施例に係る空気清浄機は、空気中の浮遊する塵埃を荷電するマイナス電極であるステンレス製のブラシ状電極１とステンレス製のブラシ状電極１の風下側に配設され、荷電された塵埃を吸着捕集するプラス電極である導電性プラスチック板からなる板状電極２からなる集塵デバイスを備えたものである。
マイナス電極であるステンレス製のブラシ状電極１は、高電圧（約６ＫＶ）が印加されるステンレス製のワイヤ線で作られたブラシ状の放電電極である。
板状電極２は、カーボンブラックを練り込んだポリプロピレン樹脂製の導電性を持つアクリロニトリルブタジェンスチレン樹脂、またはポリプロピレン樹脂と、アクリロニトリルブタジェンスチレン樹脂を混合して、成形した導電性を持つ樹脂からなる導電性プラスチック板で構成され、対向して設けられているプラス電極で構成されている。
マイナス電極であるステンレス製のブラシ状電極１とプラス電極である導電性のプラスチック板状電極２との間に６ＫＶ〜８ＫＶの高電圧を印加することでコロナ放電を発生させる。このコロナ放電により導電性プラスチックから成る板状のプラス電極２に空気中の放射能を含む微細な粉塵を付着させる。さらに、マイナス電極のステンレス製のブラシ状電極１からプラス電極のプラスチック板状電極２に向けてイオン風を発生させ、このイオン風を前面に吹き出し、本発明の空気清浄機周辺の空気を攪拌する。この攪拌された空気中の粉塵は、イオン風によりイオン化され荷電した粉塵は導電性のプラスチック板からなるプラス電極２に集塵されるので、清浄化した空気が吹き出すことになる。
【００１２】
次に、各構成要素を具体的に説明する。
図６に示すように、プラス電極である導電性のプラスチック板状電極２を接地とし、ステンレス製から形成されるマイナス電極のブラシ状電極１に高電圧（例えば、−６ＫＶ）を印加し、コロナ放電を発生させる。このコロナ放電によりマイナスイオンが発生し、空中に浮遊する微細な粉塵がプラス電極であるプラスチック板状電極２に付着する。同時にコロナ放電によってイオン風も発生し、このイオン風を本発明の空気清浄機の吹出風として放出することで空気清浄効果も奏するものである。
高圧を発生する高圧電源部３は、コロナ放電に必要なマイナス６〜７ＫＶを発生させ、マイナス電極のステンレス製のブラシ状電極１へ送出する。
【００１３】
ここで、プラス電極であるプラスチック板状電極２について、材質及び形状について説明する。
材質としては、カーボンブラックを練り込んだポリプロピレン樹脂製の導電性を持つアクリロニトリルブタジェンスチレン樹脂、またはポリプロピレン樹脂と、アクリロニトリルブタジェンスチレン樹脂を混合して、成形した導電性を持つ樹脂を採用したものである。
配置形状も、図１〜図３に示す通り、プラス電極であるプラスチック板状電極２を平行に対向して設けたものである。
また、マイナス電極であるブラシ電極１について、材質及び形状について説明する。
図４、図５に示すように材質としては、１２μｍ〜１４μｍのステンレス繊維を９０〜１００本を束ね、１ｍｍ間隔で１列に並べ２００ｍｍ長にブラシ状にしたもので、マイナス電極として繊維全体で約９５００本を使用するものである。
【００１４】
次に、本発明の第一実施例について説明する。
本発明の第一実施例は、プラス電極を導電性プラスチックを板状にしたプラスチック板状電極２を成形して図３に示すように対向させて配置し、そのプラス電極が対向して配置されている中間部に向けて高電圧を印加するマイナス電極をステンレススチール製のブラシ状電極１で形成するものである。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
空気除染機、脱臭装置、消臭装置、オゾン発生器等にも利用することができる。
【符号の説明】
【００１６】
１・・・・ステンレス製のブラシ状電極
２・・・・プラスチック板状電極
３・・・・高圧電源部
【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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