JP2007160232A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】放電電極と対向電極を備え、空気中の粒子状成分による対向電極の劣化を防止しつつ、これらの電極間に電圧を印加して汚染空気を清浄化する空気清浄機を提供する。
【解決手段】空気清浄機１は、導入された空気８中の汚染物質を除去させる電気集塵部４を備える。電気集塵部４の放電電極２と対向電極３との間に高電圧が印加され、この高電圧により、コロナ放電１２が発生する。ファン７と電気集塵部４との間には、加湿部１６が備えられ、ファン７を通過した空気に、加湿部１６から霧１８が放出されて、霧１８と空気８とが一体となって、電気集塵部４に導入される。電気集塵部１６にて空気８と霧１８とに含まれるガスと粉塵とが分解吸着され除去処理される。霧１８は、汚染物質を含んで、対向電極１５の内周面３ｓに捕捉され、水１１として内周面３ｓを滴下して排出され内周面３ｓが汚染させることが防止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気清浄機に関する。

従来から、放電電極と対向電極を備え、これらの間に電圧を印加してコロナ放電等の放電をさせるとともに、その放電によって空気中の粉塵などを帯電させて、対向電極に付着させる集塵装置が知られている。集塵装置には乾式集塵装置と湿式集塵装置がある。乾式集塵装置は、対向電極の表面に粉塵等を付着させるものであり、湿式集塵装置は、対向電極の表面に水等の流体を供給して液膜を形成して流下させ、この液膜によって粉塵等を除去するものである。

湿式集塵装置としては例えば下記特許文献１および２が開示されている。特許文献１には、対向電極を金網状にするとともに水流膜を形成し、この水流膜に帯電した粒子成分を捕集させる方法が開示されており、特許文献２には、透水性被覆材を利用して筒状に形成し、その筒状体の内部に導電性を有する流体を充填した集塵電極が開示されている。水流膜が形成された金網や、透水性被覆材を集塵電極として利用することで、粉塵などを効果的に除去できる。

従来は、湿式集塵装置（空気清浄機）では、電気集塵部を湿潤な状態にして捕集効率を上げたり、霧化した液体を気中成分に衝突させた後電気的に捕集するという方法がとられてきた。

特許第３１８７２０５号公報 特許第２６８６８８１号公報

しかしながら、これらの方法は気中の粒子状成分が主なターゲットであるか、又はガス状成分の処理機能を包括するというものであったため、粒子状成分及びこれを含んだ液体によって電極面全体が汚染し必ずしもガス状成分の処理性能が高いものではなかった。

本発明の課題は、放電電極と対向電極を備え、空気中の粒子状成分による対向電極の劣化を防止しつつ、これらの電極間に電圧を印加して汚染空気を清浄化する空気清浄機を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するための本発明の空気清浄機は、
空気を導入して流通させる空気流通手段と、
液体を霧化して霧又は気化して蒸気として流通する空気に放出する加湿手段と、
放電電極とその放電電極から所定の間隔をおいて配置された対向電極とを有し、加湿手段よりも下流に配置され、加湿手段によって放出された霧又は蒸気を空気とともに放電電極と対向電極間に導入し、放電電極と対向電極との電極間に電圧を印加することにより、導入された空気中の汚染物質を除去する汚染物質除去手段と、
を備え、汚染物質除去手段において、霧又は蒸気が液体として捕捉されて排出されることを特徴とする。

上記構成によれば、加湿手段によって液体を霧又は蒸気とし、空気流通手段により空気清浄機内に導入した空気と、これらとを混合して汚染物質除去手段に導入することができる。そして汚染物質除去手段において、電圧を印加することによって、空気中の汚染物質を除去することができる。さらに空気中の汚染物質の一部は、霧又は蒸気に取り込まれて、対向電極に捕捉され、対向電極において霧又は蒸気は液体となって、汚染物質除去手段から排出される。特に、粒子や水溶性ガスは、霧又は上記に取り込まれることにより、汚染物質除去手段の前段部において処理されやすくなる。そして、前段部において粒子や水溶性ガスが除去されるため、その粒子や水溶性ガスが除去された空気が汚染物質除去手段の後段部へ進み、後段部において、残りのガス成分が効率よく除去されることになる。このように、空気中の汚染物質が粒子、ガス等の種別により汚染物質除去手段の前段部、後段部において効果的に空気中から除去されるとともに、対向電極において霧又は蒸気が液体となって排出されることから、対向電極が粉塵等から汚染されることを、この液体が防止し、汚染物質除去手段における空気清浄化機能の劣化を防ぐことができる。

そして本発明の空気清浄機は、加湿手段に液体を供給する液体貯蔵部を備え、汚染物質除去手段において捕捉された液体が液体貯蔵部へ回収されるように構成することができる。このように構成することにより、液体を循環して使用することができ、ランニングコストを削減することができる。

また本発明の空気清浄機は、液体を対向電極に供給する液体供給部を備え、対向電極は、保水性部材により構成された保水部を有し、液体が液体供給部から保水部に供給されて、対向電極が湿潤状態とされるように構成することができる。上記構成によれば、対向電極の保水部に液体が供給されて、対向電極が湿潤状態とされることから、より一層空気中の汚染物質の捕捉効率を上げ、さらに対向電極の汚染を防止することができる。

また本発明の空気清浄機は、汚染物質除去手段の流路に沿って空気が流通され、空気が排出される汚染物質除去手段の後段部側とは異なる方向から捕捉された液体が排出されるように構成することができる。さらに汚染物質除去手段の後段部側とは反対の空気が導入される前段部側から、捕捉された液体が排出されるように構成することができる。

上記構成によれば、汚染物質除去手段の空気が排出される後段部側とは異なる方向から液体が排出されることから、汚染物質を含んだ液体が前段部側等から排出され、これにより、汚染物質除去手段の後段部が汚染物質により汚染されて空気清浄効果が劣化することが防止される。このため後段部において空気中のガス成分が効率よく処理されうる。

さらに本発明の空気清浄機の汚染物質除去手段は、流路が上下方向とされ、汚染物質除去手段の下方に加湿手段が備えられ、流路に沿って下方から上方へ空気が流通される構成とすることができる。上記構成によれば、霧又は蒸気は、主として汚染物質除去手段の前段部において捕捉され、汚染物質除去手段で捕捉された液体は、汚染物質除去手段内を自重により下方へ排出される。このように構成することにより捕捉された液体を排出するための特別な装置を必要としない。

さらに具体的には、本発明の空気清浄機の汚染物質除去手段は、線状の放電電極と、円筒状の対向電極により構成されるようにすることができる。上記構成によれば、霧又は蒸気と空気とは、円筒状の対向電極に導入されて、空気中の汚染物質が除去される。霧又は蒸気は、円筒状の対向電極において液体となり、汚染物質を含んで対向電極から排出される。円筒状の対向電極内を霧又は蒸気と空気とを通過させることにより、効率よく汚染物質を含んだ霧又は蒸気を補足することができる。

以下図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係る空気清浄機１の断面図である。本発明の空気清浄機１は、導入された空気８中の汚染物質を除去する汚染物質除去手段としての電気集塵部４を備える。電気集塵部４は、線状または針状の放電電極２を備え、その放電電極２から所定の長さ離れた位置に、対向電極３が配置されている。放電電極２は、例えば、同軸のワイヤーによって構成され、その対向電極３を取り巻くように対向電極３が円筒状に形成されている。

放電電極２と対向電極３に、電源６が接続され、電源６によって放電電極２と対向電極３との間に高電圧が印加される。この高電圧により、放電電極２と対向電極３との間にコロナ放電１２が発生する。また、空気清浄機１内の下方の空気の導入部には、空気流通手段であるファン７が設けられ、煙草の煙や粉塵などを含んだ空気８がコロナ放電１２へ送られる。ファン７と電気集塵部４との間には、加湿手段である加湿部１６が備えられ、ファン７を通過した空気に、加湿部１６から霧（又は液滴、蒸気等）１８が放出されて、霧１８と空気８とが一体となって、電気集塵部４に導入される。

液体貯蔵部である貯水部１７は、加湿部１６から放出される水等の液体を貯水するためのものであり、加湿部１６に接続され、貯水部１７に貯水された水が加湿部１７に送られる。貯水部１７に貯水される液体は、水以外に、ｐＨ調整水、界面活性剤添加液、各種薬液等であってもよい。

加湿部１６は、水等の液体を霧（又は液滴、蒸気等）１８として放出するものである。水等の液体を霧１８として放出できれば、その霧化・気化方法は、限定されず、例えば、水を水蒸気に気化して加湿する気化方式、水を１００℃又は１００℃以上の蒸気にして加湿する蒸気方式、微細な水滴を直接空気に噴霧する噴霧方式のいずれであってもよい。

より具体的には、気化方式では、水分を含む性質を持ったフィルターに水を滴下させながら通風することにより蒸発させる滴下浸透式、水を含む性質を持った回転円板を回転させ、水槽における吸水と通風による乾燥とを交互に繰り返すことにより蒸発させる回転式等が挙げられる。

蒸気方式としては、電熱器で温めて蒸気化する電熱式、水に交流電力を通して加熱し蒸気化する電極式等が挙げられる。

噴霧方式としては、超音波振動子を用いて水を霧状にし、送風機で拡散させる超音波式、回転円板の遠心力で水を霧状にし、送風機で拡散させる遠心式、高圧ポンプにより加圧した水を機器の中へ噴出して蒸発させ、水滴をエリミネータで分離して加湿空気を送風する高圧スプレー式等が挙げられる。

図２に超音波振動子を用いた加湿部１６の一実施例を示す。加湿部１６は、超音波振動子２１を備えた第一槽２３と、霧１８とされる水１１を有する第二槽２４とを含んで構成される。第一槽２３は、底部に超音波振動子２１が備えられ、超音波振動子２１の振動を作用させるための水２２を有する。第二槽２４には、電気集塵部４から滴下した水１１が回収されて貯水される。超音波振動子２１を振動させると、超音波振動子２１の振動が水２２を介して水１１へ伝播されて、水１１が振動の作用により霧化される。そして、送風２５により、霧１８が空気清浄機１内の空気の流通路に放出される。

図１に戻り、上記構成により、ファン７により吸引された空気８は、加湿部１６から放出された霧１８を通過して、空気８と霧１８とが放電電極２と対向電極１５で構成された電気集塵部１６にてガスと粉塵とが分解吸着され除去処理される。霧１８は、汚染物質を含んで、対向電極１５の内周面３ｓに捕捉され、水１１として内周面３ｓを滴下し、これにより内周面３ｓが汚染させることが防止される。

また空気８に含まれる汚染物質はコロナ放電１２により帯電または分解され、水１１とともに対向電極３の内周面３ｓに捕捉される。特に、汚染空気８に含まれる粉塵等の粒子成分は、霧１８に取り込まれやすく、粒子成分と霧１８とが一体として、電気集塵部４の前段部３ａにおいて、対向電極３の内周面３ｓに捕捉される。一方、汚染空気８に含まれるガス成分で、コロナ放電１２により帯電または分解されにくいものは、主として電気集塵部４の後段部３ｂにおいて、対向電極３の内周面３ｓに捕捉される。粒子成分を含んだ霧１８が前段部３ａにより処理されることから、後段部３ｂにおいて効率よくガス成分が処理される。そして、汚染物質を含んだ水１１は対向電極３の内周面３ｓを流下して滴下する。また、汚染物質が除去された清浄空気８’は装置の上方から排気される。

空気清浄機１内に導入された空気８に霧１８が放出されて、電気集塵部４に取り込まれるため、特に粒子成分や可溶性ガス成分が捕捉されやすくなる。また、霧１８がコロナ放電によって、対向電極３に捕捉されることから、対向電極３の内周面３ｓが常に湿潤状態とされ、対向電極３の内周面３ｓが粒子成分等により覆われて劣化することが防止される。

対向電極１５の内周面３ｓを滴下した水１１は、貯水部１７に送られ、一時貯水され、必要に応じて加湿部１６に送られて、再び霧１８として放出される。

なお、本実施例において、ファン７は空気清浄機１内の下方に設けられ、空気８をコロナ放電１２に送っているが、ファン７は上方に設けても、下方に設けてもよく、送風しても吸引しても良い。

図３に給水部１５を備えた空気清浄機１の実施例を示す。対向電極３は、その内周面３ｓ側が保水性を有する保水性材料からなる保水部５を有して構成されている。保水性材料としては、例えば、吸水性のあるポリマーである。対向電極３には、水等を給水する液体供給部としての給水部１５が接続されており、給水部１５から対向電極３の保水部５に水が給水される。他の構成は、実施例１と同様であるため、説明を省略する。

実施例２によれば、対向電極３が保水部５を有して、給水部１５から給水されて、内周面３ｓを常に湿潤状態とすることができることから電気集塵部４における捕捉効率を上げることができる。さらに前述の実施例１と同様に加湿部１６から空気８に霧１８が放出されて、電気集塵部４に取り込まれるため、特に粒子成分や可溶性ガス成分が捕捉されやすくなる。また、霧１８がコロナ放電によって、対向電極３に捕捉されることから、対向電極３の内周面３ｓが常に湿潤状態とされ、対向電極３の内周面３ｓが粒子成分等により覆われて劣化することが防止される。

図４に対向電極３の実施例３を示す。対向電極３は、２枚の平板によって構成されており、その対向電極３に挟まれた領域内の上下方向にワイヤー状の放電電極２が備えられている。空気８は、前述の実施例１及び２と同様に空気清浄機１の下方から導入され、放電電極２に沿って、上方へ流通されて、空気清浄機１の上方から排出される。他の構成は、実施例１と同様であるため説明を省略する。

上記構成により、ファン７により吸引された空気８は、加湿部１６から放出された霧１８を通過して、空気８と霧１８とが放電電極２と対向電極１５で構成された電気集塵部１６にてガスと粉塵とが分解吸着され除去処理される。霧１８は、汚染物質を含んで、対向電極１５の内側面３ｔに捕捉され、水１１となって内側面３ｔを滴下する。これにより内側面３ｔが汚染させることが防止される。

図５を用いて電気集塵部４への空気８の導入方向と、電気集塵部４において捕捉されて霧１８から液体となった水１１の排出方向について説明する。図５（ａ）は、実施例１〜３を模式的に示した図である。円筒状または板状の対向電極３が流路を上下方向として備えられている（図の上方向が空気清浄機１の上方向、図の下方向が空気清浄機１の下方向である）。霧１８と空気８は、空気清浄機１の下方から導入され、対向電極３の流路に沿って上方へ流通される。放電電極２と対向電極３とのコロナ放電１２によって、霧１８及び粒子成分や可溶性ガス成分が対向電極３に捕捉される。霧１８は、コロナ放電１２によって電気集塵部４の前段部において捕捉されやすく、捕捉された霧１８は、液体の水１１として、滴下する。このため、対向電極３の内周面３ｓ（又は内側面３ｔ）が汚染されにくく、また水１１は、自重により対向電極３から排出される。

図５（ｂ）に示すように、対向電極３の流路に傾斜をつけて配置してもよい。この場合も、空気清浄機１の下方から下方から霧１８と空気８が、導入され、対向電極３の流路に沿って上方へ流通される。捕捉された霧１８は、液体の水１１として、滴下する。このため、対向電極３の内周面３ｓ（又は内側面３ｔ）が汚染されにくく、また水１１は、自重により対向電極３から排出される。

図５（ｃ）に示すように、霧１８と空気８は、空気清浄機１の下方から導入され、対向電極３の流路に沿って上方へ流通される。放電電極２と対向電極３とのコロナ放電１２によって、霧１８及び粒子成分や可溶性ガス成分が対向電極３に捕捉され、液体となった水１１が、対向電極３の外側面から排出されるように構成してもよい。

以上のように本発明の空気清浄機１は、加湿部１６から霧１８が放出されて、霧１８と空気８とが一体となって、電気集塵部４に導入され、電気集塵部１６にて空気８と霧１８とに含まれるガスと粉塵とが分解吸着され除去処理される。霧１８が、汚染物質を含んで、対向電極１５の内周面３ｓに捕捉されることにより、効率よく汚染物質を処理することができる。また汚染物質を含んだ霧１８は、対向電極１５の内周面３ｓに捕捉されて水１１となり、内周面３ｓを滴下して排出されることから、内周面３ｓが汚染物質により汚染させることが防止され、電気集塵部１６における空気清浄効果が劣化することを防ぐことができる。

本発明の実施例１の空気清浄機を示す図。 加湿部の一実施例を示す図。 本発明の実施例２の空気清浄機を示す図。 本発明の実施例３の空気清浄機を示す図。 空気の導入方向と電気集塵部における水の排出方向を説明する図。

符号の説明

１ 空気清浄機
２ 放電電極
３ 対向電極
３ａ 前段部
３ｂ 後段部
３ｓ 内周面
３ｔ 内側面
４ 電気集塵部
５ 保水部
７ ファン
８ 空気
１１ 水
１２ コロナ放電
１５ 給水部
１６ 加湿部
１７ 貯水部
１８ 霧
２１ 超音波振動子

Claims (6)

1. 空気を導入して流通させる空気流通手段と、
   液体を霧化して霧又は気化して蒸気として流通する前記空気に放出する加湿手段と、
   放電電極とその放電電極から所定の間隔をおいて配置された対向電極とを有し、前記加湿手段よりも下流に配置され、前記加湿手段によって放出された前記霧又は前記蒸気を前記空気とともに前記放電電極と対向電極間に導入し、前記放電電極と前記対向電極との電極間に電圧を印加することにより、導入された前記空気中の汚染物質を除去する汚染物質除去手段と、
   を備え、前記汚染物質除去手段において、前記霧又は前記蒸気が前記液体として捕捉されて排出されることを特徴とする空気清浄機。
2. 前記加湿手段に前記液体を供給する液体貯蔵部を備え、前記汚染物質除去手段において捕捉された前記液体が前記液体貯蔵部へ回収される請求項１に記載の空気清浄機。
3. 液体を前記対向電極に供給する液体供給部を備え、
   前記対向電極は、保水性部材により構成された保水部を有し、前記液体供給部から前記液体が前記保水部に供給されて、前記対向電極が湿潤状態とされた請求項１又は２に記載の空気清浄機。
4. 前記汚染物質除去手段の流路に沿って前記空気が流通され、前記空気が排出される前記汚染物質除去手段の後段部側とは異なる方向から捕捉された前記液体が排出される請求項１ないし３のいずれか１項に記載の空気清浄機。
5. 前記汚染物質除去手段は、流路が上下方向とされ、前記汚染物質除去手段の下方に前記加湿手段が備えられ、前記流路に沿って下方から上方へ前記空気が流通される請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空気清浄機。
6. 前記汚染物質除去手段は、線状の前記放電電極と、円筒状の前記対向電極により構成される請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空気清浄機。

Images