JP4003835B6

JP4003835B6 - 空気清浄機

Info

Publication number: JP4003835B6
Application number: JP2007099900A
Authority: JP
Inventors: 洋須田; 隆行中田; 友規田中; 友宏山口; 俊幸山内; 康訓松井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2023-08-30
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: JP2007190412A; JP4003835B2

Description

本発明は、室内空気の脱臭や室内壁面等の付着物の脱臭を行うことができる空気清浄機に関し、特に静電霧化の技術を利用した空気清浄機に関するものである。

従来の空気清浄機は空気中の塵や埃等を捕捉するフィルタや臭い分子を吸着する活性炭等のフィルタを備えたものが数多く提供されている。また、特許文献１や特許文献２等のように静電霧化の技術を利用して脱臭を行うものも提供されている。ここで、静電霧化とは、水等の液体に高電圧を印加し、電解中に液体をさらすと水が霧化するという現象である。

上記特許文献１に示されるものにおいては、空気清浄機内に取り込んだ空気に静電霧化部で発生したミストを接触させた後に気液接触部に汚れたミストを捕捉させるようにしたものであり、また、上記特許文献２に示されたものにおいては、液体の消臭剤を静電霧化部で霧化してミストを発生させ空気中に噴霧するものである。
特開昭５３－１４１１６７号公報特開２００１－２８６５４６号公報

上記特許文献１に示された従来例にあっては、常に汚れた空気が静電霧化部に接触するため塵や埃等が静電霧化部に付着してしまい、高電圧をかけても静電霧化が起こり難くなるおそれがあった。このため、静電霧化部の掃除を頻繁に行う必要があった。また、この従来例にあっては、空気清浄機内に取り込んだ空気を浄化するだけであって室内壁面等の付着物は脱臭できなかった。

一方、上記特許文献２に示された従来例にあっては、静電霧化部を空気清浄機に内蔵したと記載してあるだけで、具体的にどこに配置されているかまでは開示されてなく、また、静電霧化部で発生したミストを噴霧するということは記載されているが、空気清浄機との組み合わせにおいて、どのように空気中に拡散すればよいかまでの記載はなく、現在においては実用化に至っていない。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、霧化量を増大させると共に静電霧化が起こり難いという現象を無くすことができ、また、発生したミストを効率的に室内に拡散させ、室内空気及び室内壁面等の付着物の脱臭を効果的に行うことができる空気清浄機を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明に係る空気清浄機は、吸込み口１から吸込んだ空気をフィルタ２で浄化して吐出口３から吐出させる送風部４を有する空気清浄機Ａに、水溜め部５と、該水溜め部５の水を水溜め部５の外部に位置する先端側へ毛細管現象で搬送する搬送部６と、搬送部６の先端の水を霧化して活性種を含むナノメータサイズのミストを発生させるために高電圧を印加するための電圧印加部８とを備えた静電霧化装置９を設け、吸込み口１から吐出口３に至る風路１０内のフィルタ２の下流側に搬送部６を設けて成ることを特徴とするものである。

このような構成とすることで、毛細管現象により搬送部６の先端に供給された水に高電圧を印加することで該搬送部６の先端の水をレイリー***により霧化して発生した活性種を含むナノメータサイズのミストが、フィルタ２で浄化された空気と共に空気清浄機Ａの外の雰囲気中に拡散されることになり、室内空気中の脱臭や室内壁面等の付着物の脱臭を効果的に行うことができ、特に、毛細管現象で搬送された搬送部６の先端の水に高電圧を印加して活性種を含むナノメータサイズのミストを発生させる静電霧化が、浄化された空気が流れる風路１０内で行われることになって、霧化量が増大するものであり、また、風路１０内に搬送部６を設けたといえども、搬送部６はフィルタ２で浄化された空気にさらされることになり、搬送部６に塵や埃が付着するというようなことがなく、このため、塵や埃が付着することによって高電圧をかけても静電霧化が起り難いというような現象を無くすことができる。

本発明にあっては、上記のように構成したので、浄化された空気が流れる風路内で毛細管現象により搬送部の先端に供給された水に高電圧を印加して、該搬送部の先端の水をレイリー***により霧化して活性種を含むナノメータサイズのミストを霧化不良を生じることなく発生させることができると共に、該活性種を含むナノメータサイズのミストを浄化された空気の流れに乗せて遠くまで拡散させて、ナノメータサイズのミストが有している活性種によるところの室内空気中の臭気成分や室内壁面への付着物についての脱臭機能を有効に利用して広範囲において脱臭することができる空気清浄機を提供できるという効果がある。
すなわち、ナノメータサイズのミストは拡散性に優れており、この拡散性にすぐれたナノメータサイズのミストをフィルタで浄化された空気と共に空気清浄機の外の雰囲気中に拡散するものであるから、拡散性にすぐれたナノメータサイズのミストが浄化された空気流れに乗って広がるために更に拡散性が良好となり、また、浄化された空気の流れに乗って広がるためナノメータサイズのミストが直ぐに汚れた空気と接触せず、遠くまで浄化された空気に乗って拡散され、このため、ナノメータサイズのミストが有している活性種によるところの室内空気中の臭気成分や室内壁面への付着物についての脱臭機能を有効に利用して広範囲において脱臭することができる。また、このように、拡散性に優れたナノメータサイズのミストを発生させて浄化された空気流に乗せて室内に拡散させるに当たり、本発明の空気清浄機においては、水溜め部の水を毛細管現象で先端部に搬送する搬送部を風路内のフィルタの下流側に設けるので、毛細管現象で搬送された搬送部の先端の水に高電圧を印加して活性種を含むナノメータサイズのミストを発生させる静電霧化が、空気清浄機における浄化された空気が流れる風路内で行われることになって、霧化量が増大するものであり、また、風路内に搬送部を設けたといえども、搬送部はフィルタで浄化された空気にさらされることになり、搬送部に塵や埃が付着するというようなことがなく、このため、塵や埃が付着することによって高電圧をかけても静電霧化が起り難いというような現象を無くすことができ、このように霧化不良を生じることなく発生させた活性種を含むナノメータサイズのミストをフィルタで浄化された空気と共に空気清浄機の外の雰囲気中の遠くまで拡散させて広範囲において脱臭することができるのである。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。

図１、図２には本発明の空気清浄機Ａの一例が示してある。空気清浄機Ａは本体ケース１１内に空気清浄部１２及び静電霧化装置９を内装してある。

空気清浄部１２は従来の空気清浄機と同様に室内空気を吸入するための吸込み口１と、濾過した空気を室内に吐出するための吐出口３と、吸込み口１から吐出口３に至る風路１０内に設けた不織布や活性炭等のフィルタ２と、ファン４ａを備えた送風部４とを備えたもので、室内空気を吸込み口１から空気清浄部１２内に吸入し、フィルタ２により濾過して空気を清浄化し、清浄化した空気を吐出口３から再び室内に吐出するようになっているものであり、いわゆるフィルタ２で濾過する方式（フィルタレーション方式）により室内に浮遊している臭いを除去するようになっている。

本体ケース１１内には上記のように空気清浄部１２の他に静電霧化装置９が設けてあるが、この静電霧化装置９は、図６に示す原理図のように、水Ｗを入れた水溜め部５と、水溜め部５より水Ｗを搬送する搬送部６と、搬送部６による水Ｗの搬送方向に対向するように配置された電極７と、搬送部６と電極７との間に高電圧を印加する電圧印加部８とを備えている。

ここで、本発明の空気清浄機Ａにおいては、少なくとも静電霧化装置９の搬送部６及び電極７はフィルタ２の下流側に設けてある。搬送部６と電極７との間に高電圧を印加することにより搬送部６先端の水Ｗが帯電して霧化してナノサイズのミストＭが発生する。そして、本発明においては搬送部６と電極７がフィルタ２の下流側に設けてあるので、上記のように搬送部６と電極７に高電圧を印加することで発生したナノサイズのミストＭはフィルタ２で浄化された空気と共に空気清浄機Ａの外の雰囲気中に拡散され、室内空気中の脱臭や室内壁面等の付着物の脱臭を効果的に行うことができる。なお、汚れた空気と共に雰囲気中に拡散させた場合、すぐに汚れた空気とミストとが接触してしまうため、臭いの分子等を含んだミストの割合が高くなり、室内空気及び室内壁面等の付着物の脱臭効果が低下してしまうが、本発明においては、上記のようにフィルタ２で浄化された空気と共にナノサイズのミストＭが雰囲気中に拡散されるので、室内空気及び室内壁面等の付着物の脱臭効果を低下させることがない。

図３乃至図５には本発明の空気清浄機に備える静電霧化装置９の一例を示している。静電霧化装置９は水溜め部５を構成する水タンク５ａを下部に備えたもので、円筒状で且つ周面に通風孔１３が開口するホルダー１４と、該ホルダー１４の上部に配された電極７（実施形態では対向電極であるので以下対向電極７という）と、ホルダー１４の下部に嵌め込まれて水Ｗに対する電圧印加を担う印加電極１５と、この印加電極１５によって保持されている搬送部６を構成する複数本の棒状吸水体６ａと、同じく印加電極１５によって保持されているイオン化針１６とで構成されており、カップ状に形成されている上記水タンク５ａは、その上端開口縁の外面の突起３５が上記ホルダー１４の下部に装着されている印加電極１５の外周フランジ部１７に設けられている係合凹所１８にバヨネット係合することで取り付けられている。

対向電極７と印加電極１５は共にカーボンのような導電材を混入した合成樹脂やＳＵＳのような金属で形成されることで導電性を有しているもので、ホルダー１４の上部に被せられる対向電極７はその外周面に形成された接続用突部１９の外面に接触する接地用接触板２０を通じて接地される。ホルダー１４の下部内に嵌め込み固定されてホルダー１４内面のリブ２１で押さえ固定されている印加電極１５も同じく外周面に形成された接続用突部２６の外面に接触する接触板２２を介し高電圧を印加する電圧印加部８に接続される。

前記棒状吸水体６ａは、例えば多孔質セラミックで形成されてその上端が針状に尖ったもので、複数本、図示例では６本の吸水体６ａが印加電極１５に取り付けられている。これら吸水体６ａは印加電極１５の中央に配されたイオン化針１６を中心とする同一円上に等間隔で配置されて、上部が印加電極１５よりも上方に突出し、下部は下方に突出して上記水タンク５ａ内に入れられた水Ｗと接触する。

図中２３は印加電極１５から下方に突出している円筒状のスカートで、上記複数本の吸水体６ａの外側を囲んでいるとともに、その下端は吸水体６ａの下端よりも下方に位置し、下端開口には格子状の格子状保護カバー２４が被せられている。印加電極１５における該スカート２３は、水タンク５ａ内に入れられた水Ｗと接触することで水Ｗに高電圧を印加すると同時に、上記格子状保護カバー２４と共にセラミックで形成されている吸水体６ａの保護を行うものである。

ここで、印加電極１５は、水タンク５ａが連結された時、水タンク５ａの上面開口を略密閉してしまうことで、傾いた時にも水タンク５ａ内の水Ｗが漏れ出ることがないようにしており、この関係で上記スカート２３の周方向の一部にはスカート２３の上下方向全長にわたるスリット２９を設けて、水Ｗを入れた水タンク５ａの装着時に上記スリット２９によってスカート２３で囲まれた空間内の空気を抜いてスカート２３内への水Ｗの流入を許すようにしている。

ホルダー１４の上面開口を閉じるように装着された対向電極７は、図４に示すように中央に開口部２５を有するとともに、この開口部２５の縁は上方から見た時、前記複数本の吸水体６ａの上端の針状部を中心とする複数の同一径の円弧Ｒを他の円弧ｒで滑らかにつないだものとなっている。対向電極７を接地し、印加電極１５に高電圧発生源を接続するとともに、吸水体６ａが毛細管現象で水Ｗを吸い上げている時、吸水体６ａの上端の針状部が印加電極１５側の実質的な電極として機能すると同時に、対向電極７の上記円弧Ｒが実質的な電極として機能して水Ｗを搬送する搬送部６を構成する棒状吸水体６ａの先端と対向電極７との間に高電圧が印加されることになる。なお、上記開口部２５には格子状保護カバー３９が被せられることで、開口部２５を通じてイオン化針１６や吸水体６ａに手指などが接触することが防止されている。

今、水Ｗを入れた水タンク５ａを装着して、印加電極１５のスカート２３に水Ｗを接触させると同時に、吸水体６ａに毛細管現象で水Ｗを吸い上げさせ、さらに対向電極７を接地するとともに印加電極１５に高電圧発生源を接続して、印加電極１５にマイナスの電圧を印加すると、搬送部６を構成する棒状吸水体６ａの先端と対向電極７との間に高電圧が印加されることとなる。この電圧が水Ｗにレイリー***を起こさせることができる高電圧であれば、吸水体６ａの上端の針状部に達した水Ｗはここでレイリー***を起こしてナノメータサイズの粒子径のミストＭとなる霧化を生じさせる静電霧化がなされる。

また、この静電霧化装置９ではイオン化針１６にも高い負電圧が同時に印加され、対向電極との間でのコロナ放電によってマイナスイオンの発生もなされる。この時、電極間の距離が同じであればマイナスイオン発生のために必要な電圧よりも静電霧化に必要な電圧の方が高いことから、ここでは吸水体６ａの上端の針状部から対向電極７までの距離Ｌ１よりも、イオン化針１６から対向電極７までの距離ｌ２をかなり長くすることで静電霧化の方を生じやすくしている。もっとも、水タンク５ａ内の水Ｗが無くなるとともに吸水体６ａで保持している水Ｗも霧化されてなくなれば、上記マイナスイオンの発生のみが継続して行われる。

本発明においては既に述べたように静電霧化装置９の搬送部６及び電極７をフィルタ２の下流側に設けるようにしているが、図１、図２に示す実施形態では上記のような構成の搬送部６及び電極７を備えた静電霧化装置９を吸込み口１から吐出口３に至る風路１０内に設けている。すなわち、送風部４はモータ４ｂにより駆動されるファン４ａと風洞４ｃとからなり、ファン４ａを駆動することで送風部４から吸込んだ室内空気をフィルタ２により濾過した後、清浄化した空気を吐出口３から再び室内に吐出するのであるが、この空気清浄機Ａにおける風路１０のうち、上記送風部４における風洞４ｃ内で且つ吐出口の近傍位置に上記静電霧化装置９が配設してある。

静電霧化で生じたナノメータサイズの粒子径のミストであるナノサイズミストは拡散性が元々高いが、浄化された空気が送風機によって送風される空気流に乗って広がるためにさらに拡散性が良好になり、また、浄化された空気の流れに乗って広がるためナノサイズのミストが直ぐに汚れた空気と接触せず、遠くまで浄化された空気に乗って拡散されるものであり、このためにナノサイズミストが有している活性種によるところの室内空気中の臭気成分や室内壁面への付着物についての脱臭機能を有効に利用して広範囲において脱臭することができる。特に図１、図２に示す実施形態においては、風洞４ｃの一部に設けた収納凹所２７内に静電霧化装置９を配置した時、接触板２０，２２と前記接続用突部１９，２６との接触を可能とするために収納凹所２７の壁面に明けた開口部２８と静電霧化装置９のホルダー１４における通風孔１３を通じて、静電霧化装置９の内部に一部の風が流入するために、霧化が促進されて霧化量が増大するとともにミストＭが風に乗って飛散しやすくなっている。

また、風洞４ｃ内に静電霧化装置９が配されているものの、静電霧化装置９付近を通過する空気はフィルタ２で濾過された清浄な空気であり、このために静電霧化装置９が汚れることはなく、上述のように一部の風が静電霧化装置９内に入るものの、汚れが原因で静電霧化が生じにくくなることが殆どないものである。

なお、本発明の空気清浄機Ａは空気清浄部１２と静電霧化装置９とは同時に運転してもよく、静電霧化装置９の運転を停止して空気清浄部１２のみを運転したり、あるいは空気清浄部１２の運転を停止して静電霧化装置９のみを運転したりでき、その運転の形態は任意に選択することができるものである。

ところで、上記実施形態では水を搬送する吸水性を有する搬送部６を多孔質セラミックで形成した例で説明したが、水溜め部５より水を搬送する搬送部６をフェルトにより形成してもよいものである。このようにフェルトにより搬送部６を形成すると安価に搬送部６を形成でき、安価に活性種を含有するナノサイズのミストＭを霧化して室内に送出することができて、室内壁面等に付着した臭いを除去することができるものである。そして、搬送部６をフェルトで構成する場合もフェルトの電極７と対向する先端部を尖らせようにする。このようにフェルトの電極７と対向する先端部を尖らせることで、電圧印加部８により搬送部６と電極７との間に高電圧を印加すると電界がフェルトの先端の尖った部分に集中し、効率的に多量の活性種を含有するナノサイズのミストＭを霧化できるものであり、このように、効率的に多量の活性種を含有するナノサイズのミストＭを霧化して室内に送出することができて、室内壁面等に付着した臭いを除去することができるものである。

上記のように搬送部６をフェルトにより形成するものにおいて、使用するフェルトとして親水性の弱いものを用いるのが好ましいものである。このように親水性の弱いフェルトを使用すると、電圧印加部８により搬送部６と電極７との間に高電圧を印加して、高電圧により搬送部６先端の水を霧化する際、フェルトから水Ｗが離れ易くなって効率よく且つ多量の活性種を含有するナノサイズのミストＭを霧化できて、これを室内に送出することで室内壁等に付着した臭いを効率的に除去することができるものである。

また、搬送部６をフェルトにより形成するものにおいて、使用するフェルトが脱界面活性剤処理されたものであってもよい。この場合も、電圧印加部８により搬送部６と電極７との間に高電圧を印加して、高電圧により搬送部６先端の水Ｗを霧化する際、フェルトから水Ｗが離れ易くなって効率よく且つ多量の活性種を含有するナノサイズのミストＭを霧化できて、これを室内に送出することで室内壁等に付着した臭いを効率的に除去することができるものである。

また、使用するフェルトとして気孔率が高いものを用いるのが好ましいものである。例えば、気孔率が約７５％のものは水Ｗの搬送量が多くなって好ましいものであり、例えば、気孔率が約５０％以下のものは水の搬送量が少なくてあまり好ましくない。このように気孔率が高いフェルトを使用すると上記のように水の搬送量が多くなり、効率的に且つ多量の活性種を含有するナノサイズのミストＭを霧化できて、これを室内に送出することで室内壁等に付着した臭いを効率的に除去することができるものである。

また、使用するフェルトとしてフェルトが繊維径の太いものを用いるのが好ましいものである。例えば、繊維径が約２０ｄのものは水Ｗの搬送量が多くなって好ましいものであり、例えば、繊維径が約３ｄ以下のものは水Ｗの搬送量が少なくてあまり好ましくない。このようにフェルトが繊維径の太いものを使用すると上記のように水Ｗの搬送量が多くなり、効率的に且つ多量の活性種を含有するナノサイズのミストＭを霧化できて、これを室内に送出することで室内壁等に付着した臭いを効率的に除去することができるものである。

また、本発明において、水溜め部５の水Ｗを加熱する加熱手段（図示せず）を設けてもよい。加熱手段３２としては例えばヒータを採用できる。この実施形態においては効率的に且つ多量の活性種を含有するナノサイズのミストＭを霧化できて、これを室内に送出することで室内壁等に付着した臭いを効率的に除去することができるものである。

また、本発明において、水溜め部５の水Ｗに振動を与える振動手段（図示せず）を設けてもよい。水溜め部５の水に振動を与える振動手段としては例えば超音波素子を採用できる。この実施形態においては水Ｗの搬送量が多くなり、効率的に且つ多量の活性種を含有するナノサイズのミストＭを霧化できて、これを室内に送出することで室内壁等に付着した臭いを効率的に除去することができるものである。

また、本発明において、搬送部６に振動を与える振動手段（図示せず）を設けてもよい。搬送部６に振動を与える振動手段としてはピエゾ素子を採用することができる。この実施形態においては、水Ｗの搬送量が多くなり、効率的に且つ多量の活性種を含有するナノサイズのミストＭを霧化できて、これを室内に送出することで室内壁等に付着した臭いを効率的に除去することができるものである。

次に、図７に示す実施形態につき説明する。本実施形態の基本的構成は前述の各実施形態と同様であるので、異なる点につき説明する。既に述べたように本発明においては静電霧化装置９の印加電極１５にマイナスの電圧を印加するのであるが、このように印加電極１５にマイナスの電圧を印加するに当たって、本実施形態においては、搬送部６と電極７の間に印加する高電圧の特性がマイナスの直流となるように設定してある。この実施形態においては、水Ｗの搬送量が多くなり、効率的に且つ多量の活性種を含有するナノサイズのミストＭを霧化できて、これを室内に送出することで室内壁等に付着した臭いを効率的に除去することができるものである。また、マイナスイオンも同時に発生させることができて、これを室内に供給できるものである。

次に、図８に示す実施形態につき説明する。本実施形態の基本的構成は前述の各実施形態と同様であるので、異なる点につき説明する。本実施形態においては、搬送部６と電極７の間に印加する高電圧の特性が２０～１００ｋＨｚのマイナスの直流矩形波となるように設定してある。本実施形態においては、水Ｗの搬送量が多くなり、効率的に且つ多量の活性種を含有するナノサイズのミストＭを霧化できて、これを室内に送出することで室内壁等に付着した臭いを効率的に除去することができるものである。また、マイナスイオンも同時且つ効果的に発生させることができて、これを室内に供給できるものである。

また、上記した各実施形態においては空気清浄機Ａの本体ケース１１の上面に吐出口３を設けて、フィルタ２で浄化した空気と共に静電霧化装置９で発生させたナノサイズのミストＭを室内に送出するようにしているが、空気清浄機Ａの本体ケース１１の前面に吐出口３を設けてもよい。これにより、霧化したミストＭの送出方向が空気清浄機Ａの前面方向となり、活性種を含有するナノサイズのミストＭを効率的に室内に拡散送出して室内壁面等に付着した臭いを効率的に除去することができるものである。

本発明の空気浄化機の側面断面図である。同上の正面断面図である。同上の空気浄化機に設ける静電霧化装置の断面図である。同上の平面図である。同上の断面図である。同上の静電霧化によりナノサイズのミストを発生させる原理を説明する原理図である。同上の他の実施形態の搬送部と電極との間に印加する高電圧の特定がマイナスの直流である例の説明図である。同上の更に他の実施形態の搬送部と電極との間に印加する高電圧の特定が２０～１００ｋＨｚのマイナスの直流矩形波である例の説明図である。

符号の説明

Ａ空気清浄機
１吸込み口
２フィルタ
３吐出口
４送風部
５水溜め部
６搬送部
８電圧印加部
９静電霧化装置
１０風路

Claims

吸込み口から吸込んだ空気をフィルタで浄化して吐出口から吐出させる送風部を有する空気清浄機に、水溜め部と、該水溜め部の水を水溜め部の外部に位置する先端側へ毛細管現象で搬送する搬送部と、搬送部の先端の水を霧化して活性種を含むナノメータサイズのミストを発生させるために高電圧を印加するための電圧印加部とを備えた静電霧化装置を設け、吸込み口から吐出口に至る風路内のフィルタの下流側に搬送部を設けて成ることを特徴とする空気清浄機。