JPS6029532A - 空気清浄器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気集塵装置に組み込まれている放電電極と対
向電極（アース端子）の間に高電圧を印加した時に生ず
るイオン風（電風）を利用した空気ｌｌ！浄器に関する
。

従来の空気清浄器は、構成部品として体積的重量的モー
タ、ファンおよびダク１〜を有するために大きい。従っ
て自動車用空気清浄器の場合には設置場所が制限され、
たとえばリアボード上等に置かざるを得なく、リアボー
ド上に設置された空気清浄器では運転席で喫煙した場合
には車室内の空気を循環さＩリアボード上までもってく
る間に人体やシートに煙が当り車室内に拡散して低ｌＩ
麿となる。従ってリアボード上の空気清浄器は薄くなっ
た煙を大間に処理しなくてはならずファンも風聞の大き
なものが必要となる等の問題がある。上記問題を解消す
る送風手段としてコロナ散霧の際に発生するイオン風を
利用するものがある。これはイオンが空気中の塵埃に付
着して塵埃を帯電させるとその塵埃は対向電極に引きつ
けられて対向電極上に付着するため、風の発生と集塵が
同時に行える。

しかるに必ずコロナ放電中は人体に有害且つ悪臭をはな
つオゾンも発生する。特にイオン風を実用可能な程度に
発生させるためには電気集塵のみの場合よりも大きな電
力を必要とし、それに従ってオゾンの発生量も多くなる
。

本発明の目的は前記コｑす放電により発生したオゾンを
分解し、排気された空気中のオゾン吸着剤を低減できる
空気清浄器の提供にある。

本発明の他の目的は、オゾン濃度低減のためのオゾン分
解触媒を備えた空気清浄器においては該触媒を活性化温
度に昇温させ排気されたオゾン濃度の低減効果を増大さ
せた空気清浄器の提供にある。

本発明は、吸気口および吹出口を有するケースと、該ケ
ース内の吸気口側に設けられ、放電電極と、該放電電極
と放電間隙をおいて対向して設けられた対向電極とを備
え、イオン風を誘起すると共にイオン風によって運ばれ
た空気中の塵埃を集塵する対向電極と、前記放電電極お
よび前記対向電極間に電位差を発生させる高電圧電源と
、前記対向電極より吹出口側に配置され、少なくともヒ
５− −タを備えたオゾン消去部材とからなることを構成とす
る。

以下本発明を図に示１実施例に基づいて説明する。

第１．２．３．４．５．６図は本発明にかかる空気清浄
器の第１実施例を示す。第１図は概略構成図であり、針
状または細線状で金属等の電気電導性のある部材１１で
あり、同一平面状に等間隔で平行に複数本あるいは複数
個配列され、図示しない電極枠により固定され、リード
線１２によって結線により導通されている放電電４ｉｉ
　１と、導電性の平板２１を等間隔に配列し端部を導電
性の枠により固定されており前記放電電極に平行にある
間隔をおいて設置される対向電極２と、ハニカム状等に
形成したアルミナ等の絶縁物内部に電熱ヒータ３１を設
け、アルミナ等の絶縁物の表面３２に二酸化マンガンや
白金粉末を含浸処理等により付着させたものであり、ハ
ニカム状等の断面が前記対向電極２によってつくられる
平面に対して平行に設置さ６− れているオゾン消去部材３と、一方の端子４１と前記放
電電極１をリード線１２により結線し、他方の端子４２
と前記対向電極２をリード線２２により結線するととも
に接地４３される高置圧電ｍ４と前記オゾン消去部材３
から電熱ヒータ３１の端子３３おＪ：び３４を取り出し
ておき、接続され、一方を接地４３するヒータ電１１１
５とからなる。第１図において対向電極２を平行平板と
したが先端がナイフェツジ状の平板電極としてもよく、
この場合ｆｆ１ｌｌの損失が少なくなる。また対向電極
２を金網状の電極としてもよい。

第２図はオゾン消去部材３の斜視図である。３５および
３５′は枠３６およびハニカム部３７を有する絶縁担体
である。ヒータ３１は絶縁担体３５′のハニカム部３７
に印刷等により固着されている。３３および３４はヒー
タ電源５とヒータ３１とを接続するための端子である。

前記担体３５および３５′はヒータ３１を固着した後に
これを両側からはさみ込んで一体化（第３図）する。こ
の時前記端子３３および３４が前記担体３５および３５
′の外に露出するようにしてヒータ電源５との接続を可
能とする。

第３図はオゾン消去部材である３の断面拡大図である。

３８は含浸等により担体３５および３５′に付着した触
媒層である。３９はヒータ線の端子３３が白金粉末等の
導電性の前記触媒層３８によって短絡することを防ぐた
めの絶縁保ｍ層である。

第４．５図は本発明の空気清浄器を天井取付型として示
したものである。また第６図は前記空気清浄器を車室内
へ取り付けた時の様子を示したものである。以下この第
４．５．６図において構成と作動を説明する。

第４図は前記放電電極１、対向電極２、オゾン消去部材
３を２組組み込んだ自動車用天井取付型空気清浄器の断
面図であり、第５図は縦断面図である。第４図において
１３は放電電極枠、２３は対向電極枠、６は絶縁性の材
料でできた空気満８器本体ケース、第５図において６１
は本体ケースに放電電極枠１３を固定するための対向電
極固定用ホルダ、６２は本体ケース６に対向電極枠２３
を固定するための放電電極固定用ホルダ、６３は本体ケ
ース６にオゾン消去部材である３を固定するためのオゾ
ン消去部材用ホルダである。６４および６５は本体ケー
ス６の側板および底板である。側板６４の上部すなわち
放電電極１の固定されている位置と本体ケース６の天井
に接する板との間には穴が開けられており、車室内の汚
れた空気を取り込む吸気口となっている。また底板６５
にもオゾン消去部材３の下に相当する部分に穴を開けて
清浄空気の吹田口６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃ，および６８
［）となっている。６６は電極等の固定されているイオ
ン風発生部１４と高電圧電源４およびヒータ電源５とを
仕切っている仕切り板である。仕切り板６６には前記放
電電極１、対向電極２およびオゾン消去部材３と高電圧
電源４およびヒータ電源５を結ぶリード線を通すための
穴あるいはコネクタ等が設けられている。以上のイオン
風発生部１４が＾電源電源４およびヒータ電源５をはさ
んで左右対象な位置に設置されている。

−９＝ 第４図において、高置圧電［４の前記高圧端子４１と放
電電極１を幽耐圧用の図示しない前記り一ド線１２にて
接続し、同様に前記接地側端子４２と対向電極２をリー
ド線２２にて接続して電圧を数ｋＶから十数ｋＶ印加す
る。これによって形状が鋭く変化している放電電極１の
近傍の空間１４に電界の集中ができコロナ放電がおこる
。このコロナ放電により正負両極性のイオンが発生する
が放電電極１の極性と反対の極性をもつイオンは放電電
極１に吸収されてしまい、同一の極性をもつイオンだけ
が対向電極２に引きつけられていく。イオンが対向電極
２に引きつけられていく過程で多数の中性ガス分子と衝
突し、これらガス分子に運動エネルギーを与えて駆動さ
せることによりイオンと中性ガス分子の両方が対向電極
に向かって風を発生させる。この時の風の流れる方向を
第１図の矢印で示す。また空気清浄器全体における風の
流れを第４．５図の矢印で示す。また前記イオンは対向
電極２に引きつけられる過程において空気中の塵、１０
− 埃とも衝突し、これら塵、埃を帯電させるために帯電し
た塵、埃は対向電極２上に付着、堆積する。

すなわち対向電極２はイオンの引きつけによる風の発生
と空気中の塵、埃の付着による集塵の２つの効果をもつ
。

ところで対向電極１付近では、イオンの発生とともに必
ずオゾンが発生する。これは空気中のガス分子のイオン
化エネルギーよりも酸素分子０２が解離して原子状酸素
Ｏになる解離エネルギーの方が小さいため、イオン化エ
ネルギーよりも小さく解離エネルギー以上のエネルギー
を与えられると酸素分子の０２は解離されて原子状酸素
Ｏになり、これによって酸素分子０２が酸化されてオゾ
ン０３となるからである。電極を電気集塵器としてのみ
作動させるのであれば電力は小さくてすみオゾンの発生
量は少ないが、イオン風を発生させるためには大きな電
力が必要となり、これに伴なってオゾンの発生量が多く
なる。オゾンは人体に対して有害であるばかりでなく低
１１１度でもその特有な臭気のために不快感を生ずる。

そこで本発明は発生したオゾンを空気清浄器内において
分解し、排出される清浄空気中のオゾンの濃度を人体に
悪影響のイ【い程麿まで少な（するものである。一般に
オゾンは二酸化マンガン、白金粉末等を触媒として分解
される。しかしながら室温における触媒の活性は低く、
温度の上昇とともに高くなり、ある所定の湿度で最大活
性となる。またオゾンは熱だけによっても分解するＩこ
め触媒をヒータにより加熱するのは触媒活性の向上とオ
ゾンの自然分解の促進を同時に行うことになり非常に効
率よくオゾンを分解できる。触媒としては上記二酸化マ
ンガン、白金粉末の他にニッケル酸化物、（Ｎｉ　０１
Ｎｉ２０３）、パラジウム粉末、金粉末、金の酸化物、
（Ａｕ２０３　）　、銀、銀の酸化物（Ａｏ　Ｏ，Ａｏ
２０）、鉄、鉄の酸化物（Ｆｅ２０３）等がある。上記
触媒は適当濃度の水溶液にヒータを内蔵したアルミナ等
の担体を懸濁しておいて沈澱剤を加えるか、または触媒
成分を担体にしみ込ま「ておいてこれを沈澱剤中に加え
ること等によって形成されることができる。あるいは真
空装置を用いることにより蒸着やスパッタリング等によ
りて担体上に触媒の薄板を作ることも可能である。オゾ
ン消去部材３の形状をハニカム状等にしておき対向電極
２のイオン風下流側に設置すれば排出されるオゾンを減
少できる。ここでオゾン消去部材３をハニカム状に形成
するのは、風の通過圧損をできるだけ少なくしようとす
るものである。これはイオン風がもともと微弱な風であ
り通過する物の圧損によっては急激に風速が低下するた
め一般のフィルター等の形状では風速が出ず、空気清浄
器としての風量を確保できないためである。

以上の様な構成の空気清浄器を第６図に示す様に車室内
天井中央部にねじ等の固定手段で固定し作動させると、
イオン風の発生により車室内の空気は本体ケース６の上
部の穴６７Ａおよび６７Ｂから吸入させ対向電極２で集
塵され、オゾン消去部材３によりオゾンを分解された後
ケース下部の穴６８１３− Ａ〜６８Ｄから清浄な空気となって排出される。また第
４図に示す様に電源部４および５を中央におき左右に同
じ機能をもつイオン風発生部１４、集塵部およびＡシン
分解部を配置することにより空気吸入［１を前後左右い
ずれにも配置できるために天井に取りＨけた場合、いず
れの方向からも均等に空気を吸入できる。また一般にタ
バコの煙等は上昇気流等により車室の天井付近にたまる
傾向がある。空気清浄器の吸入口が車室内の天井付近に
あるため車室内のどの席で喫煙しても天井付近にたまる
高１１１の煙を吸い込んで清浄化できることがら処理空
気Ｍｌも少なくてすむ。したがって効率のよい車室内の
清浄ができるわけである。本実施例において、イオン風
の発生と集塵を行うための電源は自動車用としては直流
１２Ｖを供給電源とし、これを昇圧することによって数
ｋＶから十数ｋＶの高置１１を作り使用する。この電源
は従来のモータ・ファンを利用した自動車用空気清浄器
に使用されている電気ｍｅ用の電源と同じ構成で使用で
１４− きる。またヒータ用電源は１２Ｖの直流電源をそのまま
使用するか、あるいは電力を可変にしてヒータの温度を
調整することも可能である。また本実施例においてはコ
ロナ放電を直流電圧印加により行ったが前記放電電極１
を交流、パルスあるいはそれらの重畳電圧としも良い。

同様にヒータ電源５についても交流等にして印加するこ
とも可能である。また本実施例においてヒータ３１を担
体内部に埋め込むかわりにハニカム状等の表面上にヒー
タ３１を取り付けることも可能である。さらに本実施例
においてオゾン消去部材３を触媒とヒータ３１とを一体
化したが、オゾンが熱だけによっても分解するため、ヒ
ータ３１だけをオゾン消去部材３とすることも可能であ
る。

第７．８図に本発明の第２実施例を示す。第１実施例で
ヒータを担体と固着させるかわりに担体の材料としてＰ
ＴＣを用いる様にしたものである。

第７図はオゾン消去部材３の断面図であり、第８図は側
面図である。第７図において７１はＰＴＣヒータ、７２
Ｇ、ｔＰＴＣヒータ７１を固定し、ＰＴＣｔ：−タの電
極７３とリード線１５を接続するための導電性板、７６
は触［７４の含浸層、担体にＰＴＣヒータ７１を使用す
ることで担体が均一な温度分布をするため触媒７４の活
性がばらつかず、ＰＴＣヒータ７１自身で温度制御を行
うために適当なキューリ一点の材料を用いれば温度調整
をする必要がなくなるという利点がある。またヒータ１
〜担体が一体となるために触媒１４を含浸するだけの作
業ですみ、製作の点からも有利となる。

第９．１０．１１図に本発明の第３実施例を示す。

第１実施例においてヒータを１つの担体の中央部に埋め
込む代りに担体を複数の板としその中に埋め込んだもの
である。第９図はオゾン消去部材全体の斜視図であり、
第１０図は１枚のオゾン消去部材の構造図、第１１図は
その断面図である。

第９図において８は１枚のオゾン消去部材１８１はオゾ
ン消去部材８を固定するための枠、第１０図においで８
２は埋め込まれたヒータ線、８３はヒータ線８２の端子
、５はヒータ電源、第１１図において８４は担体、８５
は触媒８６の含浸層である。ヒータ線８２を一枚のオゾ
ン消去部材８の内部にほぼ均一に配置することにより第
２実施例と同様に均一な温度分布をする。また単一のオ
ゾン消去部材８が平面であるため、触１８６の付着方法
として含浸の他に蒸着法、スパッタリング法が容易に行
える。さらに複数の板とすることで故障した場合に部分
的な取り替えが可能となる。

第１２図に本発明の第４実施例を示す。

単独に対向電極２を設ける代りにオゾン消去部材３の風
上側の表面に対向電極２′を設は放電電極１との間に＾
電圧を印加してオゾン消去部材３においてイオン風の発
生、集塵、オゾン分解を同時に行うことができ、部品点
数を減少させ、コンパクトにすることが可能となる。

以上の如く本発明の空気清浄器は、対向電極より出口側
にヒータを取り付けることにより、イオ１７− ン風発生部にて発生したオゾンを高温で分解できるので
、１」１気された空気中のオゾン濃度を低減できる。ま
たオゾン分解触媒を備えた空気清浄器においてはヒータ
により触媒を加熱できるので活性の高い触媒作用と熱に
よる自発分解によって効率良く分解できるという優れた
効果がある。ざらにハニカム状等に形成しているために
圧損によるイオン風速の減少も少ない。

なお本発明の実施例として、自動車用空気清浄器をとり
あげたが自動車に限らず、空気の清浄化が要求される場
所等例えば家庭用空気清浄器に適用できることは言うま
でもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空気清浄器にかかる第１実施例を示す
概略描成図、第２図は本発明の空気清浄器にかかる第１
実施例のオゾン消去部材の斜視図、第３図は本発明の空
気清浄器にかかる第１実施例のオゾン消去部材の断面拡
大図、第４．５．６図は第１実施例を自動車用天井取付
型空気清浄器に１８− 組込んだ断面図、第７．８図は本発明の空気清浄器にか
かる第２実施例のオゾン消去部材の断面図、第９．１０
，１１図は本発明の空気清浄器にががる第３実施例のオ
ゾン消去部材の断面図、第１２図は本発明の空気清浄器
にががる第４実施例のオゾン消去部材の断面図である。 図中　１・・・放電電極　２・・・対向電極　３・・・
オゾン消去部材　４・・・高置圧電Ｉ？ｉ５・・・ヒー
タ用電源　１２．２２・・・リード線　３３．３４・・
・ヒータ端子１９− ０発　明　者　榊　原　伸　義　西尾市下羽角町岩谷Ｉ
ＲＱ− １４番地　株式会社日本自動車部品総合１番地　日本電
装株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）吸気口および吹出口を有するケースと、該ケース内
   の吸気口側に設けられた放電電極と、該放電電極と放電
   間隙をおいて対向して設けられ、イオン風を誘起すると
   共にイオン風によって運ばれた空気中の塵埃を集塵する
   対向電極と、前記放電電極および前記対向電極間に電位
   差を発生させる＾電圧電源と、前記対向電極より吹出口
   側に配置され、少なくともヒータを備えたオゾン消去部
   材とからなる空気清浄器。 ２）前記放電電極は、多数の針状電極より構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空気清
   浄器。 ３）前記対向電極は、金網状に構成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の空気
   清浄器。 ４）前記対向電極は、前記針状電極と対向する先端がナ
   イフェツジ状の複数の平板電極から構成されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の空犠
   清浄器。 ５）前記オゾン消去部材は、所定間隔で平行的に並列さ
   れた複数の板状絶縁体と、該絶縁体の内部に嵌装された
   電熱ヒータと、前記絶縁体の表面に付着されたオゾン吸
   着剤またはオゾン分解剤とからなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項のいずれ
   かに記載の空気清浄器。 ６）前記オゾン消去部材は絶縁体の表面上にヒータを装
   着したことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項
   、第３項、第４項のいずれかに記載の空気清浄器。 ７）前記オゾン消去部材は、大きな正の温度抵抗係数を
   有する導電性セラミック、または金属がらなり、ハニカ
   ム状またはマトリクス状に成型されたヒータ本体と、こ
   のヒータ本体の表面に付着されたオゾン吸着剤またはオ
   ゾン分解剤からなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項、第２項、第３項、第４項のいずれかに記載の空気
   清浄器。 ８）前記対向電極は、前記オゾン消去部材の前記放電電
   極と対向する面に、導電材を付着して形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第５項、第６項
   、第７項のいずれかに記載の空気清浄器。 ９）前記対向電極は、前記オゾン消去部材の表面に配さ
   れ一体構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項、第５項、第６項、第７項のいずれかに記載の空
   気清浄器。