JP3038522B2 - 空気清浄脱臭環境浄化機 - Google Patents

空気清浄脱臭環境浄化機

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JP3038522B2 JP7854393A JP7854393A JP3038522B2 JP 3038522 B2 JP3038522 B2 JP 3038522B2 JP 7854393 A JP7854393 A JP 7854393A JP 7854393 A JP7854393 A JP 7854393A JP 3038522 B2 JP3038522 B2 JP 3038522B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人間社会の住環境設備
内で生じる空気汚染の防塵、脱臭、酸性ガス吸着、空気
殺菌等、清浄化するための目的に用いる空気清浄脱臭環
境浄化機に関する。具体的には外気より隔離された建造
物、家庭室内、レストラン、喫茶店、車輌、船舶、クラ
ブ、カラオケハウス、理容、美容、病室、厨房室など人
が生活もしくは活動するあらゆる室内環境において、防
塵、脱臭、空気殺菌、酸性ガス吸着などを解決すること
と、マイナスイオンによる森林浴効果を加え、本来自然
浄化がもたらした空気の浄化を人為的に供給することを
可能とせしめた空気清浄脱臭環境浄化機に関する
【０００２】
【従来の技術】室内の空気清浄化には、交流または直流
の昇圧による集塵部にフィルターを設け、活性炭吸着剤
や物理的吸着剤を配設して臭気を吸着させる公知例
（１）、あるいは直流昇圧によるクーロン作用を用い紙
フィルターにタバコ等の煙を集塵させ、微量のオゾンを
併用発生させ、臭気をオゾンのマスキング効果により分
解させる公知例（２）、又は、同一風洞内に直流昇圧に
よる集塵部→清掃容易なフィルター→オゾン濃度検知セ
ンサー→オゾン発生部→オゾン脱臭触媒→酸性ガス吸着
剤→掃気ファンの組合せで構成する空気清浄機の先願
（３）もある（特願平３−２８９３１８号，実願平４ー
３８６７４号）。オゾン発生部及び脱臭触媒、酸性ガス
吸着剤を配することにより化学脱臭の基本となりえるも
の（特開平３ー１４３５２４号参照）もあるが、オゾン
を用い化学脱臭を行うには経年変化による安全性の配慮
に欠けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】具体的問題点として上
記公知例（１）は、活性炭又は物理的吸着剤を用いるこ
とにより、坦体の臭気吸着が飽和すると、再度臭気発散
をもたらし、臭気の悪循環となる。上記公知例（２）
は、掃気ファンを設けず、直流昇圧クーロン作用により
紙フィルターに汚れを集塵させるが、残留マイナスイオ
ン数値が高い為、室内壁面を黒くしたり、電離障害によ
る人体への健康悪化又は、低温低湿度ではオゾン濃度が
高く室内残留するなど残留オゾンの安全性配慮に欠けて
いる。上記先願（３）は、上記公知例（２）を解決して
いるが、オゾン濃度検知センサーの配置によって雑ガス
影響、特にタバコ臭気による誤作動が多く、又触媒等の
経年変化も伴って掃気オゾン濃度を０．０６ppm 以下に
守ることが出来ない。
【０００４】人の過密化やビル・マンションの老旧化に
伴い、住環境を含めた人の活動する室内空間は外気と隔
離された状態が続き、カビや残留臭気あるいは細菌を含
む伝染性微生物による空気汚染がおびただしい。外気に
は、自動車排気ガスや工場がもたらすＮＯｘ、ＳＯｘが
滞っている。又、臭気が加わるなど季節によって花粉症
で悩まされている。生活の場となる住居室内において
も、タバコ粒子、カビ、ペット臭気、ゴキブリの徘徊
等、生物学的臭気が助長され、悪化する傾向にある。本
発明は、本来緑豊かな自然がもたらす清浄化された空気
を再現し、集塵、空気殺菌、森林浴効果、脱臭、酸性ガ
ス吸着を安定かつ安全に行うことが出来る手段を提供
し、インドア．エアークオリテイを守るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】以上の課題を達成するた
め、本発明は高圧直流クーロン作用を用いた集塵部、フ
ァインセラミックを誘電層とするオゾン発生部、オゾン
脱臭触媒、酸性ガス吸着剤及び掃気ファンを空気吸入口
から空気排出口に向けて順に設置し、オゾン発生部及び
オゾン脱臭触媒・酸性ガス吸着剤の経年変化による掃気
オゾン濃度を機器排出安全基準０．０６ppm 以下に定め
る目的からオゾン濃度検知センサーを空気排出口に設
け、このオゾン濃度検知センサーにより掃気ファン排出
側の気相オゾン濃度を監視し、制御部を介してオゾン発
生出力をコントロールするようにしてあることを特徴と
する空気清浄脱臭環境浄化機を要旨とするものである。
【０００６】
【作用】本発明の空気清浄脱臭環境浄化機は、直流高圧
集塵部の電源仕様をＤＣ１２Ｖ入力にて６．０ＫＶ昇
圧、電流値７０ｍＡ以下と定めている。又直流高圧部と
接地電極部分には風の抵抗を少なくし、設置電極を金属
網又は炭素繊維を用い距離間を２０ｍ／ｍ以下と定め設
置電極金属網に隣接又は、上又は、下に埃補捉フィルタ
ーを設けている。又、通過風量は１．０ｍ／秒以下とし
埃補捉フィルターの補足率を５０％以上と定めた。結
果、５坪以下の室内にてタバコを燻したところ、２０分
間はマイナスイオン数値が５，０００個／ccとカウント
されるが、煙、埃の負荷が減少するにつれ２６０個／cc
と安定し、緑豊かな郊外値マイナスイオン数と匹敵して
いる。以後、室内の汚れ負荷数値が増加しない限り、常
に一定したマイナスイオン数となり安定している。
【０００７】オゾンは、臭気の根源となる二重結合を分
解し、脱臭することが最も効果的であり、尚、マンガン
（ＭｎＯ3 ）を主構成とする酸化触媒ハニカムを併設す
ることにより臭気反応を助長し、過剰オゾンを分解する
（特願平１−１１５３５２号参照）。オゾン発生方式は
ファインセラミックを誘電層（特公昭５５ー３７４８３
号参照）とした、沿面放電体を用い誘電層を１３０μ以
下としオゾン濃度１．０ppm以下（常温２０℃、６０％R
H）と定めている。この場合、オゾン発生濃度は、温度
湿度により変化する。又ファインセラミック自体吸湿性
であることも相ともなって放電体を加温し、常温値より
２０℃〜３０℃の加温体を設け（特願昭６４ー３３００
４号参照）、湿度による放電体の破壊を防ぎ多湿時での
オゾン発生効果による気相オゾン濃度の低下以外は多湿
環境でもオゾン発生は容易としている。一方、低温低湿
度時では、常温２０℃、６０％RH時に比して気相オゾン
濃度が１．５倍も増加することから、臭気を伴わない場
合はマンガン系触媒を劣化させる難点が生じていた。本
発明は、使用される室内環境を大別し、臭気分解を旨と
する室内により駆動オゾン電源基板上で任意に変更を容
易としている。又、臭気分解を旨とする室内でのオゾン
発生量は、カビ等細菌を含めた微生物活性が、１０℃〜
４０℃間で行われることから、１０℃以下については臭
気の増加がみられにくい。よって１０℃以下の環境下で
は、ファインセラミックで構成されたオゾン放電体特性
のスレッシュホールドレベル（識位値）を温度により励
起レベルが変化するよう定め、低温低湿度では緩慢な放
電現象にさせている（後記表１参照）。このことからマ
ンガン（ＭｎＯ3 ）触媒のオゾンリッチによる酸化性が
強くなるためによる劣化を防ぐことを解決し、触媒通過
後の残留オゾン濃度による人体への悪影響を皆無として
いる。
【０００８】オゾンの酸化力はフッ素に次ぐものであ
る。よって臭気等の化学脱臭に気相オゾンを用いた場
合、住環境等で生じる暖房等の燃焼ガスや、外気からの
自動車排気ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）や一酸化イオウ
（ＳＯ）が、ＮＯ2 、ＳＯ2 に変化し、人体への健康を
害させてしまう。そこで、酸性ガスを除去吸着し、安全
な空気として掃気するものでない限り住環境を対象とす
る空気浄化にはならない（後記表２参照）。
【０００９】マイナスイオンによる集塵、オゾン脱臭、
酸性ガス吸着を組み合わせとする本発明は、必ず掃気フ
ァン吸入前に、組み合わせすることを特徴とし、空気排
出口にオゾン濃度検知センサーを設けることとしてい
る。このことは、オゾン濃度検知センサーの雑ガスによ
る誤作動を避けるため、タバコ等の煙粒子、タール分を
除去し、化学脱臭、酸性ガス吸着剤を配することによ
り、オゾンセンサー保護フィルターとなるからである。
一方、マイナスイオンによる集塵部には経年変化が生じ
ないが、オゾン発生部及びオゾン脱臭触媒、酸性ガス吸
着剤は経年変化を生じさせる。四季折々の室内の環境
は、温度・湿度により汚染・臭気の負荷が加わって変化
する。オゾン濃度検知センサーは、空気清浄脱臭環境浄
化機が経年変化による弊害をなくし、常に掃気オゾン濃
度が０．０６ppm 以下となることを監視している。本発
明の上記請求項３に加え、なお環境条件に適合性をもた
らし、オゾン排出基準の信頼性を向上させるところにあ
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明による空気清浄脱臭環境浄化機
の実施例を用いて詳細に説明する。図１は、本発明によ
る空気清浄脱臭環境浄化機の一実施例を示す模式図であ
る。粗目のスクリーン１は空気中の目視可能な埃を取り
除くものである。２はイオン集塵電極部、３はフィルタ
ー、４は直流陽極部で、これらは直流高圧イオン効果に
より浮遊するタバコの煙等に帯電させ、直流陽極部４と
の間に設けられた繊維フィルター３により補足させ、清
浄交換容易なものとした。５は気相オゾン濃度と臭気反
応機構であり、オゾン放電体及び拡散板６を設けること
により触媒への臭気・殺菌反応を均一化させている。７
は脱臭・殺菌スペースである。均一化されたオゾン及び
臭気はオゾン脱臭触媒８を介して脱臭・殺菌が完了し尚
余剰なオゾン濃度は消去する。但し、オゾン脱臭触媒は
常に酸化・還元を行うことから、オゾン発生周期は、例
えば５分ＯＮ・ＯＦＦを繰り返し、ファンは連続掃気を
行っている。９はオゾン酸化に伴うＮＯ2 、ＳＯ2 等の
酸性ガスを吸着させる目的と、余剰オゾンの分解に役立
っている酸性ガス吸着剤である。この場合、オゾン脱臭
触媒８，酸性ガス吸着剤９いづれも形状はハニカム状と
し、ＳＶ値はオゾン脱臭触媒８，酸性ガス吸着剤９合わ
せた体積値が３０，０００〜１００，０００-hとした。
１０は掃気ファンであるが、構成上、風の抵抗を受け易
く、所定の風量を確保する目的上、静圧の高いブラッシ
レスファンを用いている。１１は空気排出口に設けられ
たオゾン濃度検知センサーであり、タバコの煙によるセ
ンサーの誤作動を無くすため１〜９各部のセンサーフィ
ルターとしての役割の後、浄化された排出空気のオゾン
濃度検知を行っている。又、オゾン脱臭触媒及び酸性ガ
ス吸着剤のオゾン浄化の経年変化による劣化を防ぐこと
から、空気排出口の気相オゾン濃度を常に監視し、０．
０６ppm 以上の排出がみられる時には、制御部１２によ
りオゾン発生時間を間欠化する機能を有する。
【００１１】表１に図１に示した直流高圧クーロン作用
を用いた集塵能力結果及び清浄化した室内環境を示し、
自然環境郊外のマイナスイオン数に安定化していること
を表２に示した。
【表１】
【表２】 この表から室内に汚染負荷がない場合、マイナスイオン
数は増加することなく、自然環境郊外のマイナスイオン
数２６０個／ccで安定することが判る。しかし、タバコ
の煙等粒子による負荷がともなう５，０００個／ccまで
イオン数は増加し、集塵作用が顕著に現れる。表１は粒
子の除去時間でも明らかであり駆動電流値も３０ｍＡ〜
７０ｍＡ内で負荷変動により自動コントロールしてい
る。
【００１２】オゾン発生は温度湿度による影響を受けや
すい。表３はオゾン発生の変化を示すものである。
【表３】 表３はオゾン発生体にかかる電流値を７０ｍＡとし、掃
気ファン風量を３３０リットル／min にて温度・湿度に
よる発生変化を示したものである。表中２０℃、６０％
RHでは気相オゾン濃度は０．４３ppm を示すが、同温４
０％RHでは、０．６３ppm と４６％の増加となる。空気
清浄脱臭環境浄化機を構成する場合、脱臭に要する気相
オゾン濃度は０．３ppm 前後必要であるが、四季折々の
オゾン発生変化からみると、常温２０℃，０．３ppm で
設定したものも５℃にて０．４５ppm と５０％の増加と
なる。常温（１８℃〜２５℃）で考えると、生物学的臭
気もあり、オゾン脱臭が円滑に行える。掃気オゾン濃度
も０．０６ppm 以下と守れるが、１０℃以下及び低湿度
にいたれば、二酸化マンガンを主成分とする（ＭｎＯ
3 ）酸化還元が気相オゾン濃度の増加にともなって反応
性が悪化する。
【００１３】表４はオゾン動作を３．５分ＯＮ・ＯＦＦ
繰り返し、脱臭触媒、酸性ガス吸着剤装着後の２０℃，
６０％RH状態での掃気オゾン濃度を示したものである。
【表４】 表４掃気風量に対して気相オゾン濃度は０．３ppm （２
０℃，６０％RH）と定め、脱臭触媒及び酸性ガス吸着剤
の組み合わせによるＳＶ値を５０，０００-hと定め、動
作させたものである。初期浄化性能は９６％を示し、臭
気等分解を要するものが無き状態で１７時間経過にて９
１％の浄化率に低下する。表４は常温常湿でのエージン
グ効果による気相オゾン濃度を計測しているが、掃気オ
ゾン濃度が０．０６ppm 迄には到らない。然し、表３に
示す低温度低湿度が続く環境では、触媒浄化性能が低下
し臭気反応を伴わない場合０．０６ppm を越えることは
ない。以上の表３のオゾン発生特性に改良発明したもの
が表５に示すものである。
【００１４】表５は、低湿時における気相オゾン濃度の
温度による変化を表にしたものである。
【表５】 １０℃以下のオゾン発生が低下している。このことは生
物学的臭気発生にともなう温度帯の発生に合致しオゾン
発生自らも相乗りしている。又、低温低湿度における触
媒への性能低下を招くことなく、掃気オゾン濃度を０．
０６ppm 以下に守りえるものである。
【００１５】次にオゾンセンサーと雑ガス特性を表６に
示す。
【表６】 表６は直接オゾンセンサーにタバコを吹き込んだ出力変
化を気相オゾン濃度で示したものである。オゾン濃度検
知センサー設置配列を誤ると常に表６に示すセンサー誤
作動を生じさせる。よって掃気オゾン濃度にオゾンセン
サーを用いるには集塵部、オゾン脱臭触媒、酸性ガス吸
着剤等、本来空気清浄を行う部材すべてをオゾンセンサ
ーフィルターとして用いることで誤作動を防ぐことが出
来る。
【００１６】表７は空気排出口にオゾン濃度検知センサ
ーを設けることによるデーターを示す。
【表７】 表中（イ）は気相オゾン濃度０．１４５ppm 掃気風量３
３０リットル／min のデータを示す。 （ロ）は、（イ）で発生する気相オゾン濃度が、オゾン
センサーにより制御することを示している。よって０．
０３５ppm でオゾンセンサーが検知し、オゾン動作３分
１０秒ＯＮ・ＯＦＦをモードとする時間内の掃気オゾン
濃度を監視コントロールする。 （ハ）は、既に苛酷テストにより用いたオゾン脱臭触媒
（ＭｎＯ3 ）のみ機器に装填し、オゾンリークをオゾン
センサーで制御コントールさせたものである。０．０６
ppm を越えることはない。 （ニ）は、同条件を環境温度依存によるエージングさせ
たデータである。室温１０℃以下になるとオゾン発生の
緩慢が生じることを（ホ）に示し、なお、掃気オゾン濃
度が０．０６ppm を越えることはないことを示す。
【００１７】表８は気相オゾン濃度の他社比較と酸性ガ
ス吸着データーを示す。
【表８】
【００１８】表９はオゾン濃度触媒とオゾンによる悪臭
成分分解の模式を示す。
【表９】
【００１９】表１０脱臭試験効果一覧を示す。
【表１０】 以上の結果からオゾンによる生物学的臭気の脱臭効果が
確認された。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、室内において清浄化された空
気を再現し、集塵、空気殺菌、森林浴効果、脱臭、酸性
ガス吸着を誤動作なく、安定かつ安全に行うことが出来
る空気清浄脱臭環境浄化機を提供できる。また、オゾン
発生部及びオゾン脱臭触媒・酸性ガス吸着剤の経年変化
による掃気オゾン濃度を機器排出安全基準０．０６ppm
以下に定める目的からオゾン濃度検知センサーを空気排
出口に設け、このオゾン濃度検知センサーにより掃気フ
ァン排出側の気相オゾン濃度を監視し、制御部を介して
オゾン発生出力をコントロールするようにしてあるか
ら、雑ガス影響、特にタバコ臭気によるオゾン濃度検知
センサーの誤作動を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の空気清浄脱臭環境浄化機の
概略構成図である。
【符号の説明】
１ 粗目フィルター ２ イオン集塵電極部 ３ フィルター ４ 直流陽極部 ５ オゾン臭気反応機構 ６ オゾン放電体及び拡散板 ７ 脱臭・殺菌スペース ８ オゾン脱臭触媒 ９ 酸性ガス吸着剤 １０ 掃気ファン １１ オゾン濃度検知センサー １２ 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 53/74 Ｂ０１Ｄ 53/34 １１８Ｚ 53/86 ＺＡＢ 53/36 ＺＡＢＨ Ｂ０３Ｃ 3/155 ＺＡＢＦ Ｆ２４Ｆ 7/00 Ｂ０３Ｃ 3/14 Ａ (56)参考文献 特開 平６−90995（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−68416（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−262551（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−114512（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−126210（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−165910（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−129270（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B03C 3/00 - 3/88

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高圧直流クーロン作用を用いた集塵部、
    ファインセラミックを誘電層とするオゾン発生部、オゾ
    ン脱臭触媒、酸性ガス吸着剤及び掃気ファンを空気吸入
    口から空気排出口に向けて順に設置し、オゾン発生部及
    びオゾン脱臭触媒・酸性ガス吸着剤の経年変化による掃
    気オゾン濃度を機器排出安全基準０．０６ppm 以下に定
    める目的からオゾン濃度検知センサーを空気排出口に設
    け、このオゾン濃度検知センサーにより掃気ファン排出
    側の気相オゾン濃度を監視し、制御部を介してオゾン発
    生出力をコントロールするようにしてあることを特徴と
    する空気清浄脱臭環境浄化機。
  2. 【請求項２】 高圧直流クーロン作用の昇圧電流を定
    め、タバコ等の集塵負荷変動を容易とし、清浄化した室
    内環境を自然環境郊外のマイナスイオン数に安定化させ
    る構造にしてあることを特徴とする上記請求項１記載の
    空気清浄脱臭環境浄化機。
  3. 【請求項３】 １０℃以下の環境下において、前記オゾ
    ン発生部によるオゾン発生を緩慢化し、前記オゾン脱臭
    触媒の長寿命化をなすようにしてあることを特徴とする
    上記請求項１記載の空気清浄脱臭環境浄化機。
  4. 【請求項４】 オゾン濃度検知センサーの雑ガスによる
    誤作動を避けるため、集塵部、オゾン脱臭触媒、酸性ガ
    ス吸着剤をオゾンセンサー保護フィルターとして用いて
    いることを特徴とする上記請求項１記載の空気清浄脱臭
    環境浄化機。
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