JP2000283520A

JP2000283520A - 快適空気発生装置

Info

Publication number: JP2000283520A
Application number: JP8615499A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Fujii; 敏昭藤井
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】実用上効果的に快適空気を発生させることが
できる快適空気発生装置を提供する。【解決手段】光電子放出材９への紫外線照射により発
生させた光電子を用いて負イオン１２を発生させる負イ
オン発生部を備え、該負イオン発生部により発生した負
イオン１２により快適空気を発生させる快適空気発生装
置Ａ_−２において、負イオン発生部９，１０，１１から
の負イオンの発生をスケジュール制御機構１３，１４，
１４_−１，１４_−２を備えて行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人や、菌の存在が
問題となる食品や植物等の生体に対する快適空間を創出
するための快適空気発生装置に関する。特にこの快適空
気発生装置は、家庭，病院，事務所，スポーツクラブにおける快適空
間，快適ルーム，リフレッシュルーム，空気清浄器、食品や植物を収納するケース、植物の成育ボックス，成育室、に用いることができる。

【０００２】

【従来の技術】従来の快適空間を得る技術としては、家
庭用空気清浄器が知られている。この空気清浄器は、コ
ロナ放電によって空気中の微粒子を正に荷電し、正に帯
電した該荷電微粒子をフィルタを用いて捕集すると共
に、活性炭を用いた脱臭フィルタによって脱臭する装置
で構成されていた。また、別の方式では、フィルタによ
り空気中の微粒子の除去を行い、脱臭フィルタによって
脱臭する装置で構成されていた。

【０００３】このような構成では、空気中の微粒子と臭
気性ガスの捕集・除去のみによる清浄空気が得られるの
みであった。今後の空気清浄化では、このような単なる
汚染物質（微粒子、臭気性ガス）の除去のみでなく、ア
メニティ性が要求される。即ち、必要に応じて快適性が
高まる空気清浄方式が必要とされていた。即ち、今後
は、アメニティ性が高く、必要に応じて（使用目的に応
じて）快適性を高めることができる実用的に効果の高い
方式の快適空気発生装置が期待されていた。

【０００４】これらの要求に対し、本発明者らは、光電
子放出材に紫外線照射することにより、発生する光電子
を用いた負イオンの発生方式や、該負イオン発生機能付
きの快適空気発生器（装置）を提案した（特開平７−５
７６４３号、特開平７−２９３９３９号）。この提案し
た家庭用空気清浄器としての負イオン発生機能付きの快
適空気発生装置は、快適空間の創出に対して効果的であ
るが、実用上効果的な運転（使用）のためには、更に改
善する余地があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に鑑みて為されたもので、実用上効果的に快適空気を発
生させることができる快適空気発生装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、光電子放出材への紫外線照射により発生
させた光電子を用いた負イオン発生部を有する快適空気
発生装置において、該負イオン発生部からの負イオンの
発生をスケジュール制御機構を備えて行うことを特徴と
するものである。

【０００７】また、前記の快適空気発生装置において
は、負イオン発生部の上流に、フィルタ，コロナ放電，
光電子の少なくとも１種類以上の微粒子捕集部を設置す
ることが好ましい。また、前記の快適空気発生装置にお
いては、更に脱臭フィルタ部を設置することが好まし
い。また、前記の快適空気発生装置においては、負イオ
ン発生を間欠的に行うことが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の快適空気発生装置は、次
の４つの知見を前提としたものである。即ち、（１）これまでの空気清浄化は、空気中の微粒子（粒子
状物質）の除去及び有害ガスや臭気性ガスの除去を、除
塵用フィルタ、コロナ放電、活性炭などを用いた汚染ガ
ス除去フィルタの使用で実施されてきた。しかし、最近
では更なる快適性の向上の高まりから、負イオン利用の
検討が行われている。（２）負イオンの発生源は、コロナ放電による方式がこ
れまで知られているが、該方式の場合には有害ガスであ
るオゾンの発生を伴うので、実用上問題がある。一方、
本発明者らが提案している紫外線照射の光電子による負
イオン発生方式（ＵＶ／光電子法）は、オゾンレスであ
ることから安全な負イオンである（１．第１２回エア
ロゾル科学・技術研究討論会、ｐ１２０−１２２、１９
９５．２．エバラ時報、No.１７３号、ｐ７−１７、１
９９６）。（３）ＵＶ／光電子法による負イオン発生では、予め除
塵（粒子状物質除去）を行うと効果的な負イオン発生が
達成できる（特開平７−２９３９３９号）。即ち、快適
空気発生装置の構成は、負イオン発生部の上流（入口
側）に除塵部を設けることが好ましい。（４）負イオンの利用において、人体への負イオンの作
用は一般に催眠（安らぎの作用）であることから、暴露
方法（負イオン発生方法）は利用法に対応して必要時に
必要な濃度を発生（間欠的な発生）させると、より効果
的である。

【０００９】例えば、家庭用の空気清浄器における負イ
オン発生では、日中の人の活動時よりも、むしろ寝室に
おける就寝時や食事時のリラックス時に集中して用いる
とより効果的である。また、植物の成育においては負イ
オンの連続的暴露に比較して、間欠的暴露を行うと効果
が大きい（植物などの生体に対して、負イオン富化空気
は快適空気である）。また、病院や食品分野で問題とな
る菌類は、負イオンを前記と同様、間欠暴露すると、菌
の増殖が防止される。即ち、空気清浄器における負イオ
ン発生では、光電子による負イオン発生をスケジュール
制御により行うと実用上効果的な負イオン発生形態とな
る。即ち、スケジュール制御により、負イオンの利用形
態のパターンに対応した負イオン発生を行うと、実用上
効果的な快適空気発生装置となる。

【００１０】次に、本発明の快適空気発生装置の構成に
ついて説明する。まず、負イオン発生部の概要について
説明する。負イオン発生部は、スケジュール制御に従っ
て、電場の存在又は不存在下で、光電子の放出材への紫
外線照射により光電子（負イオン）を発生する部分であ
り、光電子放出材と紫外線照射源より構成される。この
部分は、電場存在下の場合は電場設定用の電極材も配置
する。ここでは、電場の存在又は不存在下で光電子放出
材の表面及び／又は裏面に、紫外線を照射しながら、該
光電子放出材の表面及び／又は裏面より気体を導入して
該光電子放出材の表面及び／又は裏面に光電子（負イオ
ン）を発生させるものである。

【００１１】次に個々の構成について説明する。光電子
放出材、電場、紫外線については負イオン発生部と、後
述の微粒子除去用の微粒子除去部の両方に適用できる。
光電子放出材は、本発明者らがすでに提案したものを適
宜に用いることができる（例えば、特公平６−７４９０
８号、特公平６−７４９０９号、特公平８−２１１号、
特公平７−１２１３６９号、特公平７−９３０９８号、
特公平８−２２３９３号、特開平９−２９４９１９号等
の公報参照）。

【００１２】光電子放出材は、紫外線の照射により光電
子を放出するものであれば何れでも良く、光電的な仕事
関数が小さなもの程好ましい。効果や経済性の面から、
Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｔ
ｈ、Ｐｒ、Ｂｅ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａ
ｇ、Ｐｔ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ａｌ、Ｃ、Ｍｇ、Ａｕ、Ｉｎ、
Ｂｉ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｕ、Ｂ、Ｅｕ、Ｓｎ、
Ｐ、Ｗのいずれか又はこれらの化合物又は合金又は混合
物が好ましく、これらは単独で又は２種以上を複合して
用いられる。複合材としては、アマルガムの如く物理的
な複合材も用いうる。例えば、化合物としては、酸化
物、ほう化物、炭化物があり、酸化物には、ＢａＯ、Ｓ
ｒＯ、ＣａＯ、Ｙ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｔ
ｈＯ_２、ＺｒＯ _２、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、Ａｇ
_２Ｏ、Ｌａ_２Ｏ_３、ＰｔＯ、ＰｂＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｍｇ
Ｏ、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＢｉＯ、ＮｂＯ、ＢｅＯなどがあり、
また、ほう化物には、ＹＢ_６、ＧｄＢ_６、ＬａＢ_５、Ｎ
ｄＢ_５、ＣｅＢ_６、ＥｕＢ_６、ＰｒＢ_６、ＺｒＢ_２など
があり、さらに、炭化物としては、ＵＣ、ＺｒＣ、Ｔａ
Ｃ、ＴｉＣ、ＮｂＣ、ＷＣなどがある。また、合金とし
ては、黄銅、青銅、リン青銅、ＡｇとＭｇとの合金（Ｍ
ｇが２〜２０ｗｔ％）、ＣｕとＢｅとの合金（Ｂｅが１
〜１０ｗｔ％）及びＢａとＡｌとの合金を用いることが
でき、上記ＡｇとＭｇとの合金、ＣｕとＢｅとの合金及
びＢａとＡｌとの合金が好ましい。酸化物は、金属表面
のみを空気中で加熱したり、或いは薬品で酸化すること
によっても得ることができる。

【００１３】さらに、他の方法としては、使用前に加熱
し、表面に酸化層を形成して長期にわたって安定な酸化
層を得ることもできる。この例としては、ＭｇとＡｇと
の合金を水蒸気中で３００〜４００℃の温度の条件下
で、その表面に酸化膜を形成させることができ、この酸
化膜は長期間にわたって安定なものとなる。これらの物
質は、バルク状（固体状、板状）で、また適宜の母材
（支持体）へ付加して使用できる（特開平３−１０８６
９８号公報）。例えば、紫外線透過性物質の表面又は該
表面近傍に付加することもできる（特公平７−９３０９
８号公報）。付加の方法は、紫外線及び／又は放射線の
照射により光電子が放出されれば何れでも良い。例え
ば、ガラス板上へコーティングして使用する方法、他の
例としては、板状物質表面近傍へ埋込んで使用する方法
や、板状物質上に付加し更にその上に別の材料をコーテ
ィングして使用する方法、または紫外線透過性物質と光
電子を放出する物質を混合して用いる方法等がある。ま
た、付加は、薄膜状に付加する方法、網状、線状、粒
状、島状、帯状に付加する方法等適宜用いることができ
る。

【００１４】光電子を放出する材料の付加の方法は、適
宜の材料の表面に周知の方法でコーティング、あるいは
付着させて作ることができる。例えば、イオンプレーテ
ィング法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、メッ
キによる方法、塗布による方法、スタンプ印刷による方
法、スクリーン印刷による方法等を適宜用いることがで
きる。薄膜の厚さは、紫外線照射により光電子が放出さ
れる厚さであれば良く、５Å〜５０００Å、通常２０Å
〜５００Åが一般的である。光電子放出材の使用形状
は、板状、プリーツ状、箱状、円筒状、棒状、線状、網
状、繊維状、ハニカム状等があり、表面の形状を適宜凹
凸状として使用することができる。また、凸部の先端を
先鋭状あるいは球面状とすることもできる（特公平６−
７４９０８号公報）。また、形状を網状のような気体透
過性とし、光電子放出材の裏面から気体を導入して表面
に負イオンを発生させる形態は電場が弱くても良いこと
から、適用する装置の種類によっては好ましい（特開平
７−５７６４３号）。

【００１５】母材への薄膜の付加は、本発明者らが既に
提案したように、１種類又は２種類以上の材料を１層又
は多層重ねて用いることができる。即ち、薄膜を適宜複
数（複合）層で形成し、２重構造あるいはそれ以上の多
重構造とすることができる（特開平４−１５２２９６号
公報）。これらの最適な形状や、紫外線の照射により光
電子を放出する材料の種類や付加法及び薄膜の厚さは、
装置の種類、規模、形状、光電子放出材の種類、母材の
種類、後述する電場の強さ、かけ方、効果、経済性等で
適宜予備試験を行い決めることができる。前記光電子放
出材を母材に付加して使用する場合の母材は、前記した
紫外線透過性物質の他にセラミック、粘土、周知の金属
材がある。また、後述の光源の表面に上記光電子放出材
を被覆（光源と光電子放出材を一体化）して行うことも
できる（特開平４−２４３５４０号公報）。また、光触
媒（例えば、後述のＴｉＯ_２）との一体化を行うことも
できる（特開平９−２９４９１９号公報）。この形態
は、光触媒により光電子放出材の長期間安定化（光電子
放出材への影響物質があっても除去できる）、や共存す
るガス状汚染物質の除去ができるので、利用形態（適用
する装置の種類、要求性能）によっては好ましい。

【００１６】光電子放出材への紫外線の照射による光電
子の発生は、光電子放出材に対して、後述の電極間に電
場（電界）を形成して行うと、光電子放出材からの光電
子放出が効果的に起こる。また、気体の流し方の適正
化、例えば光電子放出材を網状とし、光電子放出材に直
交して流す方式により光電子放出材からの光電子放出が
効果的に起こる。従って、電場設定で光電子放出を行う
場合においては、前記光電子放出材を、ガラスやセラミ
ックなど非金属性の母材に付加して用いる場合には、確
実な電場の形成のために、母材上にＩＴＯなどの導電性
物質の付加を予め行うようにしてもよい（特許第２５９
８７３０号明細書）。電場の強さは、用途、装置種
類、気体（空気）の流し方、形状、光電子放出材の種
類、要求性能により、適宜予備試験を行い決めることが
できるが、一般に、０．１Ｖ／ｃｍ〜２ｋＶ／ｃｍであ
る。

【００１７】次に、電極について説明する。電極は、前
記の光電子放出材から光電子の発生を効果的に起こすた
めに、光電子放出材の対向側に設置し、該電極との間に
電場を形成する。電極材や、その形状は光電子放出材と
の間に電場を形成できるものであれば何れでも良い。材
質は、不純物などの発生がなく、導電性の材料であれば
何れでも用いることができ、例えばＳＵＳ、Ｃｕ−Ｚ
ｎ、Ｗがある。形状は、板状、プリーツ状、円筒状、棒
状、線状、繊維状、網状、ハニカム状があり、装置や光
電子放出材の種類や形状、サイズにより、適宜予備試験
を行い決めることができる。

【００１８】次に、紫外線の照射源について述べる。該
照射源は、前述の光電子放出材への照射により、光電子
放出材から光電子を放出するものであればよい。一般
に、水銀灯、水素放電管、キセノン放電管、ライマン放
電管などを適宜使用できる。光源の例としては、殺菌ラ
ンプ、ブラックライト、蛍光ケミカルランプ、ＵＶ−Ｂ
紫外線ランプ、キセノンランプがある。この内、殺菌ラ
ンプ（主波長：２５４ｎｍ）が好ましい。殺菌ランプ
は、オゾンレスであり、殺菌（滅菌）作用を有するため
である。該光源の形状は、棒状、螺旋状、箱状等適宜の
形状のものを用いることができる。また、必ずしも紫外
線の照射源でなくても、光電子放出材から光電子を放出
できる放射線であればよい。

【００１９】次に、本発明の特徴であるスケジュール制
御について説明する。本発明のスケジュール制御は、本
発明の快適空気発生装置における負イオンの発生を予め
設定したスケジュールに従って実行するものであり、例
えば、人の行動パターンに対応して負イオンを発生させ
るものである。その制御には、予め定めた時間に紫外線
を照射して負イオンを発生させる周知の制御方法を用い
ることができる。短時間の暴露では高濃度の負イオン
が、長時間の暴露では低濃度の負イオンが効果的であ
る。スケジュール制御により発生させる負イオンの濃度
やその頻度は、利用先、利用方法、要求性能等によって
適宜予備試験を行い決めることができる。一般に、人に
対しては、濃度：３×１０^３個〜１０^４個／ｍｌで、１回当たり数時間程度の暴露を行い、次いでそれと
同時間（以上）の負イオンフリーの空気に暴露するのが
良い。また、人にはリラックスしようとする気構え（心
がまえ）の時に、間欠暴露するのが良いと考えられてい
る。菌類の増殖防止では、濃度：１０^４個〜１０^５個／ｍｌの負イオンを暴露し、次に、同程度の時間の負イオンフ
リーの空気の暴露（間欠暴露）が良いと考えられてい
る。

【００２０】次に、前記負イオン発生部の上流に設置さ
れる除塵部について説明する。除塵部における粒子除去
は、粒子状物質を除去できるものであれば、何れでもよ
く、周知の方法（方式）を用いることができる。例え
ば、フィルタによる捕集法、コロナ放電による荷電・捕
集法、本発明者らがすでに提案した光電子を用いる荷電
・捕集法（例、特公平６−７４９０７号、特許番号：第
２７５０６９４号）等がある。フィルタによる捕集法で
は、周知のものが好適に使用でき、例えば、ＨＥＰＡフ
ィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、静電フィルタ（帯電フィル
タ）、エレクトレット材（フィルタ）がある。

【００２１】次に、コロナ放電による荷電・捕集法は、
粒子状物質を含む処理気体を適宜ファンにより通気し、
気体中の粒子状物質をコロナ放電による発生イオンによ
り荷電し、荷電粒子状物質を下記の荷電粒子捕集材（集
塵材）で捕集するものである。放電による荷電は、放電
によりイオンを発生させ、該イオンを粒子状物質に付与
する（帯電化）ことにより実施できる。放電によるイオ
ン発生法としては、コロナ放電、グロー放電、アーク放
電、火花放電、沿面放電、パルス放電、高周波放電、レ
ーザ放電、トリガ放電、プラズマ放電など、周知の方法
を用いることができる。沿面放電、プラズマ放電、パル
ス放電はイオン濃度が高いので、装置がコンパクト化す
ることから適用先によっては好ましい。また、コロナ放
電は、簡易性、操作性、効果などの点で好ましい。光電
子を用いる荷電・捕集法は、前記の負イオン発生部にお
ける負イオンと同様にして上流の除塵部において負イオ
ンを発生させ、粒子状物質を荷電し、荷電粒子状物質を
下記の荷電粒子捕集材で捕集するものである。前記のコ
ロナ放電あるいは光電子による方法における捕集材は、
荷電粒子状物質を確実に捕集するものであればよく、周
知の荷電微粒子捕集材であれば何れでも使用できる。通
常の荷電装置における集塵板（電極板）、集塵電極各種
電極材や静電フィルタ方式が一般的であるが、スチール
ウール電極、タングステンウール電極のような捕集部自
体が電極を構成するウール状構造のものも有効である。
エレクトレック材も好適に使用できる。

【００２２】負イオンの発生部の上流に除塵部を設ける
理由は、予め微粒子（粒子状物質）を空気中より除去し
ておくと、負イオン発生が効果的になるためである。即
ち、通常外気や室内の微粒子濃度は、粒径０．１μｍ以
上の微粒子濃度で１億〜１０億個／ｆｔ^３存在する。本
発明ではこれを１０００万個／ｆｔ^３以下、好ましくは
１００万個／ｆｔ^３以下、特に好ましくは１０万個／ｆ
ｔ^３以下にすると、空気が新鮮となり、また負イオンの
発生が効果的に起こる。この予めの除塵により負イオン
の生成が効果的になる理由の詳細は不明であるが、１つ
の理由として、共存する微粒子濃度が多いと放出光電子
が該微粒子に消費されるためと考えられる。負イオン発
生部は、除塵空気から光電子放出材からの放出光電子に
より、負イオン濃度を３０００個／ｍｌ〜１０万個／ｍ
ｌとするところである。ここで、負イオンの生成は、光
電子が電子親和性の大きい水分子や酸素分子との電子付
着やクラスタリングにより、Ｏ_２ ⁻(Ｈ_２Ｏ)_ｎ、Ｏ
⁻(Ｈ_２Ｏ)_ｎ、ＯＨ⁻(Ｈ_２)_ｎなどの負イオンクラスタ
ーを作るためと考えられる。これらの反応を次に示す。Ｏ_２＋ｅ⁻ → Ｏ_２ ⁻ Ｏ_２ ⁻＋Ｈ_２Ｏ → Ｏ_２ ⁻(Ｈ_２Ｏ) Ｏ_２ ⁻(Ｈ_２Ｏ)_ｎ−１＋Ｈ_２Ｏ → Ｏ_２ ⁻(Ｈ_２Ｏ)_ｎ

【００２３】次に、適宜要求（目的）に合わせて用いる
ことができる脱臭フィルタ（有害ガス除去）部について
説明する。ここで用いる脱臭フィルタ（有害ガス除去フ
ィルタ）は周知の方式を適宜に用いることができる。例
えば、上述のイオン交換フィルタや活性炭がある。イオ
ン交換フィルタ（繊維）は、天然繊維や合成繊維の糸
状、織状あるいは紙状に抄いた基材（支持体）にグラフ
ト重合を施し、それらにカルボキシル基、スルホン酸
基、リン酸基、フェノール性水酸基などの陽イオン交換
基を付加したカチオン交換繊維と、第一級〜第三級アミ
ノ基、第四アンモニウム基、スルホニウム基、ホスホニ
ウム基などの陰イオン交換繊維を付加したアニオン交換
繊維、あるいは上記陽及び陰両者のイオン交換基を付加
した両性のものなどを適宜に用いることができる。

【００２４】使用するアニオン交換フィルタ及び／又は
カチオン交換フィルタの種類、充填量及びその比率は、
空気中に同伴する酸性ガス、アルカリ性ガス、臭気性ガ
スの種類、濃度等に応じて適宜決めることができる。例
えば、アニオン交換フィルタは酸性ガス（例、体臭の代
表である吉草酸などの各種有機酸）、カチオン交換フィ
ルタはアルカリ性ガス（例、体臭の代表であるアンモニ
アなどのアルカリ性ガス）の捕集に効果的である。活性
炭としては、繊維状活性炭、添着炭等周知のものを適宜
に用いることができる。これらの脱臭フィルタ（材料）
の使用は、前述の捕集すべき物質の濃度や濃度比率に対
応して、これらに見合う量を、装置の形状、構造、圧損
等を考慮して適宜決めればよい。実用においては、これ
らの吸着材を組合せて用いることができる。即ち、イオ
ン交換フィルタは酸性ガスやアルカリ性ガスのようなイ
オン性のガス状物質の捕集に効果的であり、一方活性炭
はメカブタン類やサルファイド類のような中性ガスに効
果的である。イオン交換繊維は本発明者らが先に提案し
たように、放射線グラフト重合で製造したものを用いる
と、特に効果が高いので好ましく、適宜用いることがで
きる（特公平５−４３４２２号、特公平５−６７３２５
号公報）。

【００２５】放射線グラフト重合により製造されたイオ
ン交換フィルタ（繊維）は、前記支持体への照射が奥部
まで均一になされるため、イオン交換体（アニオン又は
／及びカチオン交換体）が広い面積に高密度に、強固に
付加されるので、交換容量が大きくなり、かつ低濃度粒
子や低濃度汚染ガスなどの汚染物質が、早い速度で高効
率に除去できる効果があり、実用的に特に有効である。
また、放射線グラフト重合による製造は、製品に近い形
状でできること、室温でできること、気相でできるこ
と、グラフト率大にできること、また薬品を使用しない
で気相でグラフトを行うので、不純物を含まず純粋吸着
フィルタができることなどから効果的である。このた
め、次にような特徴を有する。放射線照射によるグラフト重合で製造したイオン交
換繊維には、イオン交換体（吸着機能の部分）が均一に
付加密度が高く付加するので、吸着速度が早く、かつ吸
着量が多い。特に、アンモニア、アミン、有機酸（脂肪酸）系の
成分の捕集に優れている。これらの成分は人や家畜（ペ
ット）から発生し、極低濃度でも臭気があるが、本フィ
ルタはこれらのガスを臭気が感じなくなるまで捕集でき
るので実用上有効である。乾燥しても、微粒子等のそれ自身からの発生物質が
少なく劣化しない。流動抵抗が少ない。

【００２６】次に、本発明の実施例を図面を用いて説明
する。尚、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示
す。（実施例１）図１乃至図４は、本発明の第１実施例を示
す。これは、家庭の寝室１における快適空気の発生装置
Ａについてのものである。図１において、粒子状物質
（塵埃、タバコ煙の粒子状物質、微生物含有粒子）２
は、本発明の空気清浄器である快適空気発生装置Ａで処
理され、人３の寝ている清浄空間Ｂに、負イオン富化の
清浄空気４_−１が供給される。符号４_−２は、粒子状物
質２を含有する汚染された被処理空気であり、符号５は
ふとんであり、符号６はベッドである。寝室１は、日中
は居室として使用されるため、人が自由に出入りするの
で外部より粒子状物質２が、また喫煙により粒子状物質
２が発生し、汚染されている。図１中の矢印は空気の流
れ方向を示している。

【００２７】これらの粒子状物質２は、図２にその基本
的構成が示される本発明の空気清浄器Ａにて捕集・除去
され、負イオン富化空気４_−１が人の行動パターンに対
応して清浄空間Ｂに供給される。本発明の空気清浄器Ａ
は、粗フィルタ７、ＨＥＰＡフィルタ８よりなる塵埃部
Ａ_−１と、光電子放出材９、紫外線（ＵＶ）ランプ１
０、電極材１１よりなる負イオン発生部Ａ_−２と、汚染
された室内空気４_−２の吸引と清浄空気４_−１の吐出を
行うためのファンと、負イオン発生部Ａ_−２とファン１
２を制御する後述の図３で示されるスケジュール制御機
構により構成されている。ここでは、汚染された室内空
気４_−２中の粒子状物質２は、粗フィルタ７とＨＥＰＡ
フィルタ８よりなる除塵部Ａ_−１において９９．９％以
上が除去され（入口の微粒子濃度約１億個／ｆｔ^３が１
０万個／ｆｔ^３以下となり）、除塵された清浄空気４-
_３が負イオン発生部Ａ_−２に導入される。負イオン発生
部Ａ_−２における負イオン発生は、図３にその基本的構
成が示されている本発明の特徴であるスケジュール制御
により行われる。

【００２８】図３は、本発明のスケジュール制御機構を
備えた光電子放出材から光電子（負イオン）の発生を行
う負イオン発生部の概念図である。即ち、負イオン１２
の発生は、光電子放出材９、該光電子放出材９に紫外線
照射を行う紫外線ランプ１０、光電子放出材９からの負
イオン発生を電場下で行うための電場形成用電極１１、
そして該負イオン１２の発生を予定したスケジュールに
従って行うためのスケジュール装置１３、該スケジュー
ル装置１３により、電源の制御を行う制御装置１４，１
４_−１，１４_−２、および表示装置１５で構成される。
ここで、負イオン１２の発生は、スケジュール装置１３
によるＵＶランプの点灯、電極１１への電圧印加の有無
の制御により、例えば１０時（ＰＭ）から１時（深夜）
の３時間、及び夕食後の７時から９時の２時間が行われ
る。即ち、日中は寝室１は、人の居間も兼ねるので、人
の出入りが激しいことから負イオンを放出しても効果が
不明確であるので行わない。即ち、日中は、原則として
除塵部による除塵のみが行われ、除塵された清浄空気４
_−１が寝室１における清浄空間Ｂに放出される。一方、
就寝時は負イオン富化の清浄空気４_−１が効果的である
ため、就寝の前の午後１０時になるとスケジュール制御
が作動し、ＵＶの制御装置１４_−１による点灯と、制御
装置１４_−２による電場用電圧の印加が行われる。これ
により、負イオン富化の清浄空気（例えば、負イオン濃
度：１万個／ｍｌ）４_−１が清浄空間Ｂに放出される。
そして、就寝後の午前１時になるとスケジュール制御が
作動し、ＵＶの制御装置１４_−１による消灯と、制御装
置１４_−２による電場用電圧の印加の解除が行われる。
また、夕食後にリラックス気分になると、一日の爽快感
が充実され、明日の活力源になる。そこで、夕食後の７
時から９時の間（食後のリラックスの時間）前記と同様
負イオン富化の清浄空気４_−１が清浄空間Ｂへ放出され
る。

【００２９】表示装置１５は、除塵運転の点灯による表
示、負イオン放出時の点灯による表示、ＵＶランプやフ
ィルタ交換時の表示が行われる。尚、ＵＶランプは点灯
積算時間により交換され、フィルタは圧損モニターによ
り所定の圧損の検出により交換される。尚、符号１６は
ファン１２作動のための信号である。ここで、光電子放
出材９は、光触媒ＴｉＯ_２上にＡｕを付加した材料であ
り、紫外線ランプ１０は殺菌灯であり、電極１１は網状
ＳＵＳ材であり、電場は、１０Ｖ／ｃｍである。また、
本空気清浄器Ａで得られた負イオン富化の清浄空気４
_−１は、殺菌灯の照射を受けるので、殺菌（菌の増殖防
止）されている安全な空気である。上述のごとく、必要
なときに、スケジュール制御により負イオンを発生させ
ることによりができ、効果的に負イオンの快適性を発揮
させることができ、また、電力の有効利用となり、省エ
ネルギータイプの負イオン発生の空気清浄器Ａとなる。

【００３０】図４は、実施例１における空気清浄器Ａに
おいて、除塵フィルタ８の後方に、脱臭フィルタ１７を
設置したものである。脱臭フィルタ１７の設置により、
喫煙や台所、ペットなどからの臭気が仮りに発生して
も、該脱臭フィルタ１７によりこれらの臭気は除去され
る。

【００３１】（実施例２）図５乃至図８は、第２実施例
の快適空気発生装置を示す。図５は、リフレッシュルー
ム２１における人３に対する負イオンの供給によるアメ
ニティ（快適空間における爽快感創出）を示している。
リフレッシュルーム２１では、負イオン発生機能付きの
快適空気発生装置（空気清浄器）Ａが設置されており、
室内の汚染物質としての粒子状物質（微粒子）２、有害
ガス１８を含む空気４_−２は、本発明の空気清浄器Ａで
処理され、人３の居る清浄空間Ｂに負イオン富化の清浄
空気４_−１が供給される。ここで、符号１９は椅子を示
す。

【００３２】ここでの負イオンの発生は、スケジュール
装置の管理により、２時間サイクルで間欠的に行われ
る。空気清浄器Ａは、粗フィルタ７、ＨＥＰＡフィルタ
８、脱臭フィルタ１７よりなる除塵、脱臭部Ａ_−１、光
電子放出材９_−１、９_−２、紫外線ランプ１０よりなる
負イオン発生部Ａ_−２、汚染された室内空気４_−１の吸
引と清浄空気４_−１の吐出を行うためのファン１２、及
び負イオン発生部Ａ_−２とファン１２を制御する図６で
示されるスケジュール機構とにより構成される。ここで
は、汚染された室内空気４_−２中の粒子状物質２及び有
害ガス１８は、粗フィルタ７とＨＥＰＡフィルタ８・脱
臭フィルタ１７よりなる除塵・脱臭（有害ガス除去）部
Ａ_−１において、微粒子が９９．９％以上除去され、入
口微粒子濃度１０００万個／ｆｔ^３が出口で１万個／ｆ
ｔ^３以下となる。また有害ガスが９９．９％以上除去さ
れ、除塵と脱ガス処理された清浄空気４_−３が負イオン
発生部Ａ_−２に導入される。負イオン発生部Ａ_−２にお
ける負イオン発生は、図６にその基本的構成が示されて
いる本発明の特徴であるスケジュール制御により行われ
る。

【００３３】図６は、本発明のスケジュール制御を備え
た快適空気発生装置の構成例を示す。光電子放出材９
_−１、９_−２から光電子（負イオン）１２の発生を行う
負イオン発生部Ａ_−２の概念を示している。負イオン１
２の発生は、光電子放出材９₋ _１、９_−２、該光電子放
出材９_−１、９_−２に紫外線照射を行う紫外線ランプ１
０、そして該負イオン１２の発生を予定したスケジュー
ルに従って行うためのスケジュール装置１３、該スケジ
ュール装置１３により、電源の制御を行う制御装置１
４，１４_−１、および表示装置１５で構成される。ここ
での負イオン１２の発生は、スケジュール装置１３によ
るＵＶランプ１０の制御装置１４_−１の点灯制御により
２時間間隔で行われる。これにより、２時間間隔で、１
万個／ｍｌの負イオン４_−１が人３の近傍の清浄空間Ｂ
に放出され、人３は、爽快感が得られる。負イオン１２
を間欠的に放出する理由は、連続的な負イオンの暴露に
比較して間欠的な暴露の方が負イオンによる爽快感の効
果が大きいためである。

【００３４】表示装置１５は、除塵運転の点灯による表
示、負イオン放出時の点灯による表示、ＵＶランプやフ
ィルタ交換時の表示等が行われる。符号１６は、ファン
１２の作動のための信号である。ここで、光電子放出材
９_−１，９_−２は、網状ＴｉＯ_２の上にＡｕを付加した
材料であり、紫外線ランプ１０は殺菌灯であり、本空気
清浄器Ａで得られた負イオン富化の清浄空気４_−１は、
殺菌灯の照射を受けるので殺菌（菌の増殖防止）されて
いる安全な空気である。上述のごとく、負イオンの有す
る作用（爽快感）を効果的に発揮させるように、スケジ
ュール制御により負イオンを発生させることにより、電
力の有効利用となり、省エネタイプの空気清浄器Ａとな
る。

【００３５】実施例２のリフレッシュルーム１における
空気清浄器Ａの別の形態を図７に示す。図７は、図５の
空気清浄器Ａにおける除塵部Ａ_−１を光電子を用いる方
式（例、特公平６−７４９０８号、特公平８−２２３９
３号、特許番号第２６２３２９０号、など本発明者らが
提案した方式）で行うものである。即ち、除塵部Ａ_−１
は、光電子放出材９_−３、紫外線ランプ１０_−１、光電
子放出材９_−３からの光電子の発生を電場下で行うため
の電極１１_−１、光電子により荷電された荷電粒子の捕
集材２０等より構成される。光電子放出材９_−３への紫
外線ランプ１０_−１からの紫外線照射により光電子（負
イオン）が放出される。ここで、汚染された室内空気４
_−２はファン１２の作動により粗フィルタ７で予め粗大
粒子が除去された後、光電子による除塵部に導入され、
微粒子は該負イオンにより荷電された荷電粒子となる。
荷電粒子は、後方の荷電粒子捕集材２０により捕集さ
れ、除塵された清浄空気４_−３が、負イオン発生部に導
入される。

【００３６】実施例２のリフレッシュルーム１における
空気清浄器Ａの別の形態を図８に示す。図８は、図５の
空気清浄器Ａの負イオン発生部Ａ_−２における負イオン
発生を電場下で行うものであり、そのために光電子放出
材９_−１の裏面（紫外線ランプの反対側）に電極１１を
設置している。このような裏面に該光電子放出用の電極
を設置する負イオン発生法は、本発明者らがすでに提案
している（特願平１０−２８３６１３号）。本発明のス
ケジュール制御による電場下での負イオンの発生は実施
例１の図３で説明した通りである。

【００３７】（実施例３）図９及び図１０は、本発明の
第３実施例の快適空気の供給システムを示す。図９は、
例えば、デパートにおける食品展示ケース１の食品３に
対する清浄空気の供給を示している。食品３への菌の付
着防止、並びに菌の増殖防止による食品の鮮度保持と安
全性の確保を示している。食品展示ケース１は、食品
（例えば、新鮮な魚や肉類）３が展示、或いは販売用に
収納される食品展示部Ｂと、該食品展示部Ｂの空気を清
浄化し、更に食品に対して有害な菌類の捕集・除去（殺
菌）と負イオンによる菌類の増殖防止を図る本発明の空
気清浄部（空気清浄器）Ａを備えている。空気清浄器Ａ
は、食品展示部Ｂの下部に位置しており、その周辺には
食品展示部Ｂの空気を該空気清浄器Ａに通気するための
循環ファン１２、温度を低温に保持するための熱交換器
２１、冷凍機２２等が設置されている。

【００３８】食品展示部Ｂには、デパートのお客に、商
品である収納食品３を美観よく見えるように整然と並べ
てあり、お客はガラス窓を介して見ることができるよう
になっている。ところで一般に食品展示部Ｂには、空気
中の浮遊菌２や展示食品３が持ち込んだ菌２が存在す
る。これらの菌類２は、食品３上へ沈着降下し、付着す
ると、鮮度の低下をもたらす原因となる。尚、菌類及び
菌類が付着した粒子状物質は、通常数μｍ乃至それ以上
と大きいので、重力により自然に沈着してしまう傾向に
ある。本発明では、ファン１２により、食品展示部Ｂの
菌類を含む汚染空気を図１０にその基本構成が示される
空気清浄器に導入し、菌類の捕集材２０上への捕集・除
去、捕集菌類の殺菌ランプ１０_−１からの殺菌線照射に
よる殺菌、並びに負イオンの食品展示部Ｂへの間欠的な
供給により、食品展示部における菌類の増殖防止（不活
性化）が図られる。即ち、菌類（粒子状物質）２の除去
は上流の粒子状物質除去部Ａ_−１で９０％以上が除去さ
れるが、食品展示部における菌類は、食品３上へ落下す
る可能性がある。例えば、空中浮遊菌は前記のごとく粒
子状物質除去部Ａ_−１で効率良く捕集されるが、ガラス
窓面や壁面へ付着した菌は、時おり飛散し、食品３上へ
落下する可能性がある。食品の安全性確保には、食品３
上へ菌類が付着しても、菌増殖の防止を図ることが効果
的である。ここでは、菌の増殖防止のために、本発明の
特徴である負イオンを食品展示部Ｂへ間欠的に導入し
て、食品に対して負イオンを間欠的に暴露するものであ
る。

【００３９】図１０に示す本発明の空気清浄器Ａは、上
流の光電子放出材９_−３、紫外線ランプ１０_−１、電場
用電極１１_−１、荷電粒子捕集材２０よりなる粒子状物
質（菌類を含む粒子状物質）除去部Ａ_−１と、後方の光
電子放出材９（９_−１）、紫外線ランプ１０、電極１１
よりなる負イオン発生部Ａ_−２より構成され、負イオン
発生部Ａ_−２からの負イオン発生は図３にその基本構成
を示したスケジュール制御によって行われる。この実施
例の粒子状物質除去部Ａ_−１における粒子状物質（菌
類）の除去は、図７で説明した通りであり、負イオン発
生部Ａ_−２における負イオン発生は、図３で説明したの
と同様に行われる。ここでの負イオン発生は、図３で示
したスケジュール制御により２時間間隔で、１万個／ｍ
ｌが食品展示部Ｂに供給される。これにより、菌類２が
食品３上へ付着してもその増殖が防止され、食品の鮮度
保持と安全性が確保される。また、紫外線ランプ（Ｕ
Ｖ）の点灯と電極への電圧の印加は間欠的で良いので省
エネ効果もある。

【００４０】図２、図３で示した快適空気発生装置を食
品工場（空中微粒子濃度：５０００万〜１億個／ｆ
ｔ^３）に設置し、得られた清浄空気を食品収納ケースに
１０ｌ／ｍｉｎで導入し、該収納ケースに収納した新鮮
なマグロとイチゴに暴露し、表面菌数について調べた。
また、イチゴについては目視によりカビが発生する日数
について調べた。快適空気発生装置の条件は次の通りで
ある。（１）大きさ；約３リットル（図２のごとく負イオン発生部の上流にフィルタによる除塵部を設置した快適空気発生器Ａ）（２）除塵部、粗フィルタ；ガラス繊維のフィルタ除塵フィルタ；ＨＥＰＡフィルタ（３）負イオン発生部；・光電子放出材：ＴｉＯ_２材の上にＡｕを被覆・紫外線ランプ：殺菌ランプ・電極材：網状ＳＵＳ、１０Ｖ／ｃｍ・スケジュール制御：負イオンを２時間（Ｏｆｆ）に１時間（Ｏｎ）の割合で間欠的に発生（４）測定；・負イオン濃度：イオンテスタを用いて、０．４ｃｍ^２／Ｖ・Ｓ以上の移動度を持つ負イオン濃度を測定・表面菌数：寒天培地を用いてスタンプスプレード法により測定・微粒子濃度：パーティクルカウンタにより測定

【００４１】結果は次の通りである。（１）除塵フィルタ部出口の微粒子濃度は１万個／ｆｔ
^３以下、発生負イオン濃は約１万個／ｍｌであった。（２）快適空気発生器による負イオンの発生の有無によ
るマグロとイチゴ表面の菌数を表１に示す。表１には、初期値と比較して、該空気発生器を運転しな
い場合も示す。表１は５日後の値を示す。

【表１】（３）上記において、イチゴにカビが認められた日数を
表２に示す。

【表２】

【００４２】尚、以上の実施例においては、２〜３の運
転スケジュール制御例について説明したが、運転時間の
設定は、制御対象に応じて適宜調整されるべきものであ
る。また、負イオンの発生をオン・オフ制御する例につ
いて説明したが、アナログ的に負イオンの発生量を調整
するようにしてもよい。このように本発明の趣旨を逸脱
することなく種々の変形実施例が可能である。

【００４３】

【発明の効果】上述した本発明によれば、光電子を用い
る負イオン発生部を有する快適空気発生装置において、
該負イオン発生部からの負イオン発生をスケジュール制
御を備えたシステムにより行うことにより、負イオンの
発生を、人や生体の活動状況に応じて、即ち、負イオン
供給の目的に対応して行うことができる。従って、負イ
オンの有する特性を効果的に発揮させることができる。
また、間欠的に発生させることができるので、省エネタ
イプの快適空気発生装置とすることができる。そして、
得られた負イオンをスケジュール制御により空間へ放出
すると、人には爽快感が得られ、食品や植物に暴露する
と、食品や植物の鮮度が長時間維持できる。また、紫外
線源として殺菌ランプを用いることにより、空気は殺菌
（滅菌）されるので、人への爽快感、食品や植物の鮮度
への効能が一層増した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の家庭の寝室における空気
清浄化を示す説明図である。

【図２】図１に示す快適空気発生装置Ａの基本的構成を
示す説明図である。

【図３】図１に示す快適空気発生装置Ａのスケジュール
制御機構の構成を示す図である。

【図４】図２に示す快適空気発生装置Ａの変形例を示す
説明図である。

【図５】本発明の第２実施例のリフレッシュルームにお
ける空気清浄化を示す説明図である。

【図６】図５に示す快適空気発生装置Ａのスケジュール
制御機構の構成を示す図である。

【図７】図５に示す快適空気発生装置Ａの変形例を示す
図である。

【図８】図５に示す快適空気発生装置Ａの更に別の変形
例を示す図である。

【図９】本発明の第３実施例の快適空気の供給システム
を示す説明図である。

【図１０】図９に示す快適空気発生装置Ａの基本的構成
を示す説明図である。

【符号の説明】

１快適空気の供給空間２塵埃、タバコ煙等の粒子状物質３人４_−１清浄空気（負イオンを含む）４_−２汚染された被処理空気７，８フィルタ９光電子放出材１０紫外線（ＵＶ）ランプ１１電極材１２負イオン１３スケジュール装置１４，１４_−１，１４_−２制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光電子放出材への紫外線照射により発生
させた光電子を用いて負イオンを発生させる負イオン発
生部を備え、該負イオン発生部により発生した負イオン
により快適空気を発生させる快適空気発生装置におい
て、前記負イオン発生部からの負イオンの発生をスケジ
ュール制御機構を備えて行うことを特徴とする快適空気
発生装置。
【請求項２】前記負イオン発生部の上流には、フィル
タ，コロナ放電，光電子を用いる少なくとも１種類以上
の微粒子除去手段を備えたことを特徴とする請求項１記
載の快適空気発生装置。
【請求項３】前記快適空気発生装置において、更に脱
臭フィルタを設置したことを特徴とする請求項１又は２
記載の快適空気発生装置。
【請求項４】前記快適空気発生装置において、負イオ
ン発生を間欠的に行うことを特徴とする請求項１乃至３
のいずれかに記載の快適空気発生装置。
【請求項５】前記スケジュール制御機構は、負イオン
を発生するスケジュールを規定したスケジュール装置
と、該スケジュール装置の信号に従って紫外線の照射を
制御する制御装置とからなることを特徴とする請求項１
乃至４のいずれかに記載の快適空気発生装置。
【請求項６】前記紫外線の照射は、殺菌または滅菌を
兼ねて行うものであることを特徴とする請求項１乃至５
のいずれかに記載の快適空気発生装置。