JPH09150076A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フロート電極を削除して薄型化や小型化を図
ることが可能な空気清浄機を提供する。 【構成】 放電電極１１と、イオンを発生させるために
この放電電極１１の両側に対向して配置されて突起電極
部１３ａを有する対向電極１３を備えるアイオナイザー
部１５と、イオン又はイオン化された塵をクーロン引力
により引き付ける集塵部２１と、対向電極１３に与えら
れる電圧が放電電極１１に与えられる電圧よりも所定電
圧分低くなるように設定するための電圧設定手段５５を
備える。これにより、空気清浄機はフロート電極が不要
になり空気清浄機の小型化、薄型化等が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用あるいは家
庭用の空気清浄機に関し、特に塵埃を帯電させて集塵す
る電気集塵式の空気清浄機に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばヒータアンドベンチレーテッド・
エアーコンディショナ型の空気清浄機としては、空気を
清浄するために空気流路の上流側に侵入した塵埃粒子を
コロナ放電により帯電させる荷電部（アイオナイザー
部）を配置し、この帯電された塵埃粒子を静電気の力で
補集する集塵部（コレクタ）を下流側に配置するものが
公知である。

【０００３】例えば、図１４に示すのは特開平３−２７
０７４４号公報に開示されている空気清浄機である。こ
の空気清浄機は、塵埃や分子を帯電させるアイオナイザ
ー部１００と、帯電された塵埃等を電気的に吸引して集
塵する集塵部１２０とからなり、アイオナイザー部１０
０では、放電によりここを通過する塵埃等を陽イオン化
し、下流側に配置されたマイナス電極で、陽イオン化さ
れた塵埃を、電気的なクーロン引力により引き付けて捕
捉する。

【０００４】このような空気清浄機では、アイオナイザ
ー部１００を構成している対向電極１１０，１１０で発
生したイオンや帯電された塵埃が、集塵部１２０にクー
ロン引力により移動することによって、空気の流れが生
じるイオン風が発生する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のい
わゆるオートバイアス式の空気清浄機では、集塵部１２
０への電圧の印加は、フロート電極１３０と呼ばれる金
属部へアイオナイザー部１００の放電エネルギーを供給
することにより行っている。

【０００６】この種の空気清浄機においては、高圧電源
１５０から対向電極１１０に例えば５［ｋＶ］を印加す
ることで、フロート電極１３０に対して放電により例え
ば２［ｋＶ］を付与する。

【０００７】ところが、アイオナイザー部１００の対向
電極１１０とフロート電極１３０の間と、フロート電極
１３０と集塵部１２０の間が、異常放電を起こさないよ
うにするために少なくとも数ｍｍ程度の距離ｔが必要で
ある。

【０００８】換言すれば、従来のオートバイアス式の空
気清浄機では、アイオナイザー部１００と対向電極１１
０との間にフロート電極１３０を介在させた構造のた
め、このフロート電極１３０に必要な空隙分だけ薄型化
や小型化に限界があった。

【０００９】本発明の目的は、フロート電極を不要とし
ても同様な集塵能力を保持して薄型化や小型化を図るこ
とが可能な空気清浄機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、放電電極およびこの放電
電極の両側に対向して配置された対向電極を有し、清浄
化すべき空気中の塵埃を帯電してイオン化するアイオナ
イザー部と、イオン又はイオン化された塵埃をクーロン
引力により引き付ける集塵部と、を備えた空気清浄機に
おいて、前記対向電極の前記集塵部側に面する端部に
は、前記集塵部側に突出する先端尖鋭状の複数の突起電
極部が形成されており、前記対向電極には前記放電電極
への印加電圧よりも所定電圧分だけ低い電圧を印加する
電圧設定手段が接続されて構成される。

【００１１】この発明によれば、対向電極は突起電極部
があるので集塵部の電極に対して簡単に放電でき、しか
も電圧差設定手段が対向電極に与えられる電圧を放電電
極に与えられる電圧よりも所定電圧分低くするので、フ
ロート電極が不要になる。これにより、同等の集塵能力
を保持して小型化、薄型化、軽量化、そしてコストダウ
ンを図ることができる。

【００１２】請求項２記載の発明は、電圧設定手段をツ
ェナーダイオードとして構成される。この発明によれ
ば、ツェナーダイオードを付加するだけで簡単に対向電
極に与えられる電圧が放電電極に与えられる電圧よりも
所定電圧分低くできる。

【００１３】請求項３記載の発明は、対向電極の突起電
極部を当該対向電極の延在方向に略のこぎり歯状に形成
したものである。この発明によれば、先端尖鋭状の突起
電極が集塵部に指向しているので集塵部の高電圧側電極
への誘起電圧供給が円滑の行われ、フロート電極と同等
の作用を行うので、集塵性能の維持とコンパクト化を達
成することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。

【００１５】図１及び図２に、家庭用空気清浄機の例を
示す。空気清浄機１は、ケース２内部にプレフィルター
１００、電気集塵部３、電源制御ユニット４、ファン
５、短絡スイッチ６等が配置され、ケース２は、前側ケ
ース部材２ａと、これに組み合わされる後側ケース部材
２ｂ、前側ケース部材２ａに着脱可能に組付けられて電
気集塵部３の収納箇所７を覆うフロントパネル２ｃと、
によって構成される。ファン５の駆動によってフロント
パネル２ｃの下部に設けられた吸込部（以下、空気吸入
スリットという）８から吸引された空気は、電気集塵部
３を通過し、しかる後にフロントパネル２ｃの上部に設
けられた吹出部（以下、空気吹出スリットという）９か
ら吹き出されるようになっている。

【００１６】空気清浄機１のケース２内には、図３に示
すように、プレフィルター１００、電気集塵部３、メイ
ンフィルタ１０１、脱臭用の活性炭フィルタ１０３が、
この順序で配列されている。

【００１７】図４に詳細に示すように、電気集塵部３
は、放電電極１１に対向電極１３を対向してなるアイオ
ナイザー部１５と、高電圧側の電極である第２コレクタ
プレート電極１７及び低電圧側の電極である第１コレク
タプレート電極１９を対向してなる集塵部２１とを備え
ている。放電電極１１と対向電極１３は、過電流遮断器
（図示せず）を介して高圧電源２５が接続されており、
例えば８［ｋＶ］（キロボルト）の高電圧が印加されて
いる。

【００１８】アイオナイザー部１５は、通過する塵埃や
粒子等にコロナ放電により電荷を付与するもので、本発
明の実施の形態ではプラスの電荷を付与している。放電
電極１１は、タングステン等の材料からなるワイヤを配
置してなり、複数の放電電極１１が対向電極１３の間に
配置されている。

【００１９】各対向電極１３はプレート状に形成されて
おり、上述の放電電極１１に対向して設けられている。

【００２０】放電電極１１は、電気集塵部３の組付用枠
体１４（図３参照）の両端に設けられた電極取付片１５
の間を所定の間隔で位置をずらしながら平行に何回も渡
すように取り付けられたもので、スプリング１６の所定
の張力をもって張られている。そして、放電電極１１の
一端には、組付用枠体１４に形成された通孔から突出す
る端子１８（図２参照）が設けられている。尚、組付用
枠体１４及び電極取付片１５は、合成樹脂等の絶縁体で
構成されている。

【００２１】この放電電極１１では、陽イオンを発生さ
せて、その陽イオンを通過する空気中の分子に付与して
イオン化し、又は塵埃等をイオン化する。この時、放電
電極１１では、空気中の酸素をイオン化してオゾンが発
生する。

【００２２】特徴的なのは、図４からもわかるように、
アイオナイザー部１５と集塵部２１の間に従来のオート
バイアス式空気清浄機にみられるフロート電極は存在せ
ず、各対向電極１３とグランドＧＮＤ側の間には、電圧
設定手段５５が設けられている点である。

【００２３】この電圧設定手段５５としては、図示の本
実施の形態ではツェナーダイオードが用いられており、
電圧設定手段５５は放電電極１１に印加される電圧が上
述のように８［ｋＶ］であるとすれば、対向電極１３の
電圧が例えば５［ｋＶ］になるように放電電極１１と対
向電極１３の間に例えば３［ｋＶ］の電圧差を設定す
る。

【００２４】そして、対向電極１３と第２コレクタプレ
ート電極１７との距離Ｔの値と、電圧設定手段５５の設
定電圧値を適宜選択することにより、集塵部２１側の電
圧を例えば２乃至２．５［ｋＶ］に設定することができ
る。

【００２５】しかも、図４の各対向電極１３は、矢印Ｒ
から見て図５のようにほぼのこぎり歯型に形成されてお
り、図４の部分Ａは突起電極部１３ａである。突起電極
部１３ａは所定間隔をおいて複数形成されており、集塵
部２１に向かって突出し、かつ図６のように先細りにな
っている。対向電極１３に突起電極部１３ａを設けるこ
とにより、突起電極部１３ａから集塵部２１の第２コレ
クタプレート電極１７に放電し易くしてエネルギーを容
易に付与することができる。

【００２６】このように、電圧設定手段５５を設けると
ともに対向電極１３に突起電極部１３ａを設けること
で、突起電極部１３ａから集塵部２１の第２コレクタプ
レート電極１７に放電し易くなり、従来必要であったフ
ロート電極を削除することができる。

【００２７】次に、集塵部２１の第２コレクタプレート
電極１７と第１コレクタプレート電極１９は、うず巻き
形式あるいは平行平板形式である。しかし、集塵部２１
の第２コレクタプレート電極１７と第１コレクタプレー
ト電極１９がうず巻き形式である場合には、例えば特公
昭４３−２２９３１号公報に開示された構造を採用する
ことができる。つまり、低電圧側（アース側）の第１コ
レクタプレート電極１９はアースされており、図７乃至
図９のように例えば平板状の極薄いアルミニウム製の電
極部１９ａに対して絶縁材１９ｂを被覆することで構成
されている。この絶縁材１９ｂは例えば塩化ビニルやポ
リプロピレン等を採用することができ、その厚みＤ１は
１００［μｍ］である。この場合に、電極部１９ａの厚
みはＤ２は５０［μｍ］である。

【００２８】一方、第２コレクタプレート電極１７は、
図１０乃至図１２のように絶縁材で被覆されていない金
属材料、例えばアルミニウム薄板が用いられる。

【００２９】第２コレクタプレート電極１７と第１コレ
クタプレート電極１９は、図１３に示すように、略うず
巻き状に巻かれている。このように巻くことにより第２
コレクタプレート電極１７と第１コレクタプレート電極
１９は絶縁材１９ｂで電気絶縁されるので、電極間の耐
電圧特性は絶縁材の特性により決まり、空気のみを絶縁
に用いる場合に比べて、電界強度が大きくなって集塵部
２１における集塵効率を上げることができる。

【００３０】集塵部２１では、帯電した塵埃や粒子等を
電気的引力（クーロン引力）により吸収して集塵し、空
気を清浄する。

【００３１】メインフィルター１０１、並びに活性炭フ
ィルター１０３は、アイオナイザー部１５の下流側に配
置される。

【００３２】図３のメインフィルター１０１は永久帯電
され、メインフィルター１０１はアイオナイザー部１５
でのコロナ放電により帯電される空気中の塵、ホコリ等
の塵埃をクーロン引力により吸着し、脱臭用の活性炭フ
ィルター１０３は更に下流に配置され、特に煙草等の臭
いの成分を吸着する。この活性炭フィルター１０３は活
性炭の還元作用により、ここを通過するオゾンを還元し
て分解する作用を有している。

【００３３】図４の活性炭フィルター１０３の送風方向
下流側には、ファン５が配置されており、このファン５
によりアイオナイザー部１５、電気集塵部３及び活性炭
フィルター１０３を通過した空気を空気吹出しスリット
９から吹き出すようになっている。このファン５は、図
４に示すように制御装置３１に接続されており、制御装
置３１からの駆動信号に基づいて駆動、停止、及び送風
出力が制御されている。

【００３４】本発明の実施の形態では、ファン５の送風
出力は、強、中、弱の３段階に制御可能に構成されてお
り、制御装置からの信号に基づいてこの３段階で駆動さ
れる。

【００３５】なお、空気清浄機の吹出しスリット９付近
又はケース２の外側（又は室内）には、ガスセンサー３
３が設けられており、空気中の塵埃濃度を検出するよう
になっている。このガスセンサー３３は、制御装置３１
に接続されており、塵埃の濃度（空気中の汚れ）を検出
している。このガスセンサー３３は、本発明の実施の形
態では空気中の汚れを４段階に分けて検知するもので、
制御装置３１はこのガスセンサー３３の出力に応答して
ファン５を駆動するように制御している。

【００３６】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。

【００３７】空気清浄機１では、アイオナイザー部１５
の放電電極１１と対向電極１３、１３の間でコロナ放電
を発生させて、ここで発生した陽イオンにより空気中の
塵埃をイオン化して帯電させる。

【００３８】この場合に、対向電極１３の突起電極部１
３ａから集塵部２１の第２コレクタプレート電極１７に
放電するが、突起電極部１３ａは図５及び図６のように
ナイフエッジ状に尖っているので、放電が容易である。
しかも、図４の電圧差設定部５５が例えば３［ｋＶ］の
電圧を保持するので、対向電極１３は高圧電源２５から
８［ｋＶ］印加される各放電電極１１と３［ｋＶ］の電
圧差が生じて５［ｋＶ］発生する。

【００３９】この電圧差設定部５５による設定電圧値
と、対向電極１３の突起電極部１３ａの先端部と集塵部
２１の第２コレクタプレート電極１７間の距離Ｌが適宜
設定されることにより、例えば集塵部２１の第２コレク
タプレート電極１７と第１コレクタプレート電極１９の
間には２乃至２．５［ｋＶ］発生する。

【００４０】このように従来とは異なり、本実施の形態
ではフロート電極が不要であるので、空気清浄機の小型
化、薄型化、軽量化、そしてコストダウンが図れる。

【００４１】また、集塵部２１の第２コレクタプレート
電極１７と第１コレクタプレート電極１９がうず巻き形
式であるので、空気清浄機の小型化がさらに図れる。

【００４２】イオン化された塵埃は電気的クーロン引力
により電気集塵部３に集められて除去される。アイオナ
イザー部１５と電気集塵部３との間には、イオンの流れ
が生じ、これによりその付近の空気全体を移動させるイ
オン風が生じる。

【００４３】このイオン風を活性炭フィルター１０３に
強制的に通過させることにより、イオン風とともに送風
されるオゾンを活性炭により還元して分解する。従っ
て、活性炭フィルター１０３はオゾン濃度を確実に低減
できる。

【００４４】また、本発明の空気清浄機は、家庭用のも
のに限らず例えば車両用のものにも適用できる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、対向電極は突
起電極部があるので集塵部の電極に対して放電効率が向
上し、しかも電圧設定手段が対向電極に与えられる電圧
を放電電極に与えられる電圧よりも所定電圧分低くする
ので、フロート電極が不要になる。これにより、空気清
浄機の小型化、薄型化、軽量化、そしてコストダウンが
可能となる。

【００４６】請求項２の発明によれば、単にツェナーダ
イオードを付加するだけで簡単に対向電極に与えられる
電圧が放電電極に与えられる電圧よりも所定電圧分低す
ることができ、複雑な構成を採用することなくフロート
電極不要の空気清浄機を提供し得る。

【００４７】請求項３の発明によれば、先端尖鋭状の突
起電極が集塵部に指向しているので集塵部の高電圧側電
極への誘起電圧供給が円滑の行われ、フロート電極と同
等の作用を行うので、集塵性能の維持とコンパクト化を
達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる家庭用の空気清浄機を正面から
みた内部の主要構造を示す図である。

【図２】図１に示す家庭用の空気清浄機を側面からみた
内部の主要構造を示す図である。

【図３】電気集塵部を示す分解斜視図である。

【図４】本発明の空気清浄機の構成を示す概略図であ
る。

【図５】本発明におけるアイオナイザー部の対向電極を
図４の矢印Ｒ方向から見た平面図である。

【図６】図５の対向電極のＸ−Ｘ線における断面図であ
る。

【図７】集塵部のアース側コレクタプレート電極の上面
図である。

【図８】集塵部のアース側コレクタプレート電極の側面
図である。

【図９】集塵部のアース側コレクタプレート電極の断面
図である。

【図１０】集塵部の高電圧側コレクタプレート電極の上
面図である。

【図１１】集塵部の高電圧側コレクタプレート電極の側
面図である。

【図１２】集塵部の高電圧側コレクタプレート電極の断
面図である。

【図１３】うず巻き状の集塵部の例を示す図である。

【図１４】従来の空気清浄機の構成を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１１ 放電電極 １３ 対向電極 １３ａ 対向電極の突起電極部 １５ アイオナイザー部 １７ 高電圧側のコレクタプレート電極 ２１ 集塵部 ５５ 電圧差設定部（ツェナーダイオード）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電電極およびこの放電電極の両側に対
   向して配置された対向電極を有し、清浄化すべき空気中
   の塵埃を帯電してイオン化するアイオナイザー部と、イ
   オン又はイオン化された塵埃をクーロン引力により引き
   付ける集塵部と、を備えた空気清浄機において、 前記対向電極の前記集塵部側に面する端部には、前記集
   塵部側に突出する先端尖鋭状の複数の突起電極部が形成
   されており、前記対向電極には前記放電電極への印加電
   圧よりも所定電圧分だけ低い電圧を印加する電圧設定手
   段が接続されていることを特徴とする空気清浄機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の空気清浄機のおいて、前
   記電圧差設定手段はツェナーダイオードであることを特
   徴とする空気清浄機。
3. 【請求項３】 請求項１記載の空気清浄機のおいて、前
   記対向電極の突起電極部は、当該対向電極の延在方向に
   略のこぎり歯状に形成されていることを特徴とする空気
   清浄機。