(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体に埋設された第１電極と、前記絶縁体の表面に設けた第２電極とを対向させ、メッシュ状の電界集中が起こりやすい形状からなる前記第１及び第２電極間に交流電圧を印加することにより正イオンとしてＨ+（Ｈ2Ｏ）nと、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）nとを発生させて、空気中に浮遊する浮遊細菌を除去することを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載のイオン発生装置を備えた空気清浄機。
【請求項３】
送風回路の空気吹出口の内部近傍に前記イオン発生装置を設けたことを特徴とする請求項２に記載のイオン発生装置を備えた空気清浄機。
【請求項４】
請求項１に記載のイオン発生装置を備えた空気調和機。
【請求項５】
送風回路の空気吹出口の内部近傍に前記イオン発生装置を設けたことを特徴とする請求項４に記載のイオン発生装置を備えた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオン発生装置及びそれを備えた空気清浄機並びに空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、住環境の高気密化に伴い、室内等の居住空間に浮遊する人体に有害な成分を取り除き、健康で快適な生活を送りたいという要望が強くなっている。この要望に応えるため、各種のフィルタを備えた空気清浄機が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような空気清浄機では、空間にある空気を吸引してフィルタにより汚染物質を吸着又は分解する方式であるため、長期にわたる使用によりフィルタの交換等のメンテナンスが不可欠であり、しかも、フィルタの特性が充分でないため、満足のいく性能が得られていない。
【０００４】
それに対し、イオン発生装置を用いて、空気中のイオン濃度を増加させる空気清浄機や空気調和機も開発されているが、現在、市販されているものは、負イオンのみを発生させるものであったため、負イオンによる人間をリラックスさせる効果はある程度期待できるものの、空気中の浮遊細菌の積極的な除去についてはほとんど効果が認められていない。
【０００５】
また、このような従来のイオン発生装置は、直流高電圧方式やパルス高電圧方式を用いて負イオンを放電針から発生させるものであったため、電圧として５ｋＶ以上の高電圧を必要とし、このため、製品や周辺の機器等に塵や埃が多く付着する問題が生じている。更に、高電圧を使用するために機器の安全性の確保に課題があり、安全回路を設置する等の対策が必要であった。
【０００６】
そこで、このような問題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、本発明者らは比較的小さな交流電圧の印加により滅菌効果に優れた活性種を発生するイオン発生装置の開発に成功した。そして、このイオン発生装置を空気清浄機や空気調和機に搭載することで、上記活性種を室内等の居住空間に送出して浮遊細菌を効率よく除去できることを実験により確認した。
【０００７】
このイオン発生装置は、筒状又は板状のガラス等の絶縁体を挟んで対向するメッシュ状の電極間に交流電圧を印加することにより正イオンと負イオンを同時に発生させるように構成されたものである。
【０００８】
このイオン発生装置の動作原理について説明する。イオン発生装置の電極間に交流高電圧を印加すると、大気中で放電等の電離現象が起こり、正イオン及び負イオンが同時に発生する。このとき、正イオンとしてはＨ+（Ｈ2Ｏ）n、負イオンとしてはＯ2-（Ｈ2Ｏ）nが最も安定に生成する。
【０００９】
これらのイオンは、正イオン又は負イオン単独では空気中の浮遊細菌に対し、格別な効果はない。しかし、これらのイオンが同時に生成すると、化学反応によって活性種である過酸化水素Ｈ2Ｏ2又は水酸化ラジカル・ＯＨが生成する。このＨ2Ｏ2又は・ＯＨは、極めて強力な活性を示すため、これにより空気中の浮遊細菌を除去することができる。
【００１０】
しかしながら、このようなイオン発生装置は、筒状又は板状の絶縁体を挟んでメッシュ状の電極を対向させて設けた構成であるため、電極を固定する際の絶縁体との密着の再現性に課題があった。また、電極に空気中の塵や埃が付着した場合、清掃等のメンテナンスが困難であるという課題があった。
【００１１】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、メンテナンスが容易で安定した性能が再現性よく得られるイオン発生装置を提供することを目的とする。また、本発明は、そのようなイオン発生装置を備えた空気清浄機及び空気調和機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明によるイオン発生装置は、絶縁体に埋設された第１電極と、前記絶縁体の表面に設けた第２電極とを対向させ、メッシュ状の電界集中が起こりやすい形状からなる前記第１及び第２電極間に交流電圧を印加することにより正イオンとしてＨ+（Ｈ2Ｏ）nと、負イオンとしてＯ2―（Ｈ2Ｏ）nとを発生させて、空気中に浮遊する浮遊細菌を除去すことを特徴とする。
【００１３】
これによると、絶縁体への電極の固定が容易となるとともに、絶縁体に埋め込まれた第１電極に塵や埃が付着することがない。
【００１５】
また、前記イオン発生装置を空気清浄機又は空気調和機に搭載したことにより、上記活性種を空間の隅々まで行き届かせて適度な除菌効果を得ることができる。
【００１６】
その場合、前記イオン発生装置を空気清浄機又は空気調和機の送風回路の空気吹出口の内部近傍に設けると、上記活性種を効率よく空間の隅々まで行き届かせて速やかに適度な除菌効果を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係る空気清浄機の概略的な側面断面図である。図１において、１１は後述するするイオン発生装置、１２は空気吸込口、１３は空気吸込口１２の下流側に配設された除塵フィルタ、１４は送風ファン、１５は空気吹出口である。
【００１８】
次に、イオン発生装置１１の構成を説明する。図２はイオン発生装置の概略的な側面断面図であり、図３はそのイオン発生部を図２のＦの方向から見た平面図である。尚、図２はあくまで模式的に示した図であり、図３のガラス板２１を縦に切って断面で見ると、電極２２，２３はおびただしい数のメッシュとして存在するはずであるが、その一つ一つを図示するのは困難なので省略して示している。また、電極２２，２３の断面の厚みも、図２では分かりやすくするため誇張して示している。
【００１９】
図２及び図３に示すように、絶縁体であるガラス板２１（３５ｍｍ×３５ｍｍ、厚み３ｍｍ）には金属のメッシュからなる第１電極２２（３３ｍｍ×３３ｍｍ）が埋設されている。このような埋設は、所定のサイズの鋳型内において板状に溶融したガラス中に金属のメッシュを挿入して位置決めした後、ガラスを冷却して凝固させることで容易に行える。
【００２０】
このようにして第１電極２２を埋設したガラス板２１の表面に、同じく金属のメッシュからなる第２電極２３（３３ｍｍ×３３ｍｍ）を第１電極２２と対向するように接着により施した。このとき、第１電極２２と第２電極２３との間隔（図２中のｄ）が１ｍｍとなるように、金属メッシュのガラス中への上記位置決めがなされているものとする。また、１インチあたりのメッシュの目の粗さ（金属線の数）は、第１，第２電極２２，２３ともに４８ｍｅｓｈとした。尚、第１，第２電極２２，２３の材料としては、ステンレス（ＳＵＳ３０４）を用いた。
【００２１】
以上のように構成されるイオン発生装置１１の第２電極２３を接地電位として、第１，第２電極２２，２３間に高周波回路を用いて周波数２０ｋＨｚ、電圧３ｋＶ（実効値）の交流高電圧を印加した。
【００２２】
そして、このような条件において、イオン発生装置１１から発生するイオンを空気イオンカウンタによって測定した。移動度１ｃｍ2／Ｖｓｅｃ以上の小イオンを検出した結果、第２電極２３から距離が１０ｃｍの位置で、５万個／ｃｃ程度の正イオンと負イオンが同時に観測された。
【００２３】
このような特性を持つイオン発生装置１１を、図１に示すように、空気清浄機の送風回路の空気吹出口１５の内部近傍に設け、この空気清浄機による空気中の浮遊細菌に対する除去性能を評価した。容積１ｍ3の容器の中にこの空気清浄機を設置し、予め培地上で培養した一般生菌と真菌を容器内に散布した。
【００２４】
そして、イオン発生装置１１を動作させるとともに、空気清浄機の運転を開始し、所定の時間ごとに、細菌の濃度を測定した。測定は、エアーサンプラーを用いて、４０Ｌ／分の割合で容器内の空気を吸引し、４分間のサンプリングを行う方法を採用した。その結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
0003770783.tif 000002
【００２６】
表１から明らかなように、空気清浄機の運転を開始してから３時間後、一般生菌は７１％、真菌は７６％を除去できた。従って、本実施形態に係るイオン発生装置を備えた空気清浄機によると、極めて良好に空気中の浮遊細菌の大部分を除去できることが確認できた。
【００２７】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。図４は、本実施形態に係るイオン発生装置を備えた空気調和機の概略的な側面断面図である。図３において、１１は前述した本発明に係るイオン発生装置（図２、図３参照）、４２は空気吸込口、４３は空気吸込口４２の下流側に配設されたフィルタ、４４は送風ファン、４５は熱交換器、４６は空気吹出口である。
【００２８】
上記第１の実施形態の同様に、イオン発生装置１１を、図４に示すように、空気調和機の送風回路の空気吹出口４６の内部近傍に設け、この空気調和機による空気中の浮遊細菌に対する除去性能を評価した。容積１ｍ3の容器の中にこの空気調和機を設置し、予め培地上で培養した一般生菌と真菌を容器内に散布した。
【００２９】
そして、イオン発生装置１１を動作させるとともに、空気調和機の運転を開始し、所定の時間ごとに、細菌の濃度を測定した。測定は、エアーサンプラーを用いて、４０Ｌ／分の割合で容器内の空気を吸引し、４分間のサンプリングを行う方法を採用した。その結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
0003770783.tif 000003
【００３１】
表２から明らかなように、空気調和機の運転を開始してから３時間後、一般生菌は７４％、真菌は７８％を除去できた。従って、本実施形態に係るイオン発生装置を備えた空気調和機によると、極めて良好に空気中の浮遊細菌の大部分を除去できることが確認できた。
【００３２】
尚、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、電極の形状をメッシュ状としたが、その他、格子状、平行線状、パンチングメタルのように電界の集中が起こりやすい形状であればよい。また、絶縁体として、平板状のガラス板を使用する場合について説明したが、円筒状の絶縁体であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。更に、絶縁体の材料としては、ガラス以外にも樹脂等が使用可能であるが、表面の耐酸化性の問題からガラスが望ましい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、絶縁体に埋設された第１電極と、前記絶縁体の表面に設けた第２電極とを対向させ、前記第１及び第２電極間に交流電圧を印加することにより正イオンと負イオンを発生させるようなイオン発生装置の構成としたことにより、前記絶縁体への電極の固定が容易となりるとともに、イオン発生装置から再現性よく安定して充分な正イオンと負イオンを発生させることができる。
【００３４】
また、絶縁体に埋設された第１電極は空気中に露出していないので、これに塵や埃が付着して汚染されることがなく、清掃等のメンテナンスの手間が大幅に省ける。
【００３５】
そして、このようなイオン発生装置を空気清浄機又は空気調和機の送風回路の吹出口近傍に配設することで、正負のイオン同士の化学反応によって生ずる活性種を空間に送出して空間中の浮遊細菌を効率よく除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の第１の実施形態に係るイオン発生装置を備えた空気清浄機の概略的な側面断面図である。
【図２】    そのイオン発生装置の概略的な構成を示す断面図である。
【図３】    そのイオン発生装置のイオン発生部の平面図である。
【図４】    本発明の第２の実施形態に係るイオン発生装置を備えた空気調和機の概略的な側面断面図である。
【符号の説明】
１１        イオン発生装置
１２，４２  空気吸込口
１３，４３  除塵フィルタ
１４，４４  送風ファン
１５，４６  空気吹出口
２１        ガラス板
２２        第１電極
２３        第２電極
４５        熱交換器
【図１】
0003770783.tif 000004
【図２】
0003770783.tif 000005
【図３】
0003770783.tif 000006
【図４】
0003770783.tif 000007