JP5230150B2 - 消臭・脱臭方法 - Google Patents

Description

本発明は、室内を効率よく消臭又は脱臭する消臭・脱臭方法に関する。

室内の空気には塵埃埃、カビ及び細菌等の様々な物質が含まれて汚染されている。特に高気密化が進んだ住宅では汚染物質が室内に留まりやすいため、積極的に換気を行う必要がある。しかし、大気汚染のひどい地域に建てられた住宅、又は花粉症の住人を抱える家庭などでは、窓を開けて換気するということが思うにまかせないことが多い。そこで、室内の空気を吸引して汚染物質を除去し、清浄化された空気を室内に放出する空気清浄機が利用される。

図２０は、従来の空気清浄機の構成を示す模式的側断面図である。図において１０１は空気清浄機であり、空気清浄機１０１は直方体形の筐体１１０を備え、筐体１１０を室内の床面Ｆ上に壁面Ｗから所定の距離を隔てて設置される。筐体１１０は、室内の空気を吸い込む吸込口１２０が形成された前面１１１と、清浄化した空気を吹き出す吹出口１３０が形成された天面１１２と、前面１１１の反対面である後面１１３と、床面Ｆに当接する底面１１４と、左右の両側面（図示は省略する）とを有する構成である。筐体１１０の前面１１１には、吸込口１２０を覆い隠すパネル１２５が若干の隙間を隔てて設けてあり、パネル１２５を迂回するようにこの隙間から吸込口１２０へ空気が吸い込まれるようにしてある。

筐体１１０の内部には、後面１１３寄りの位置に、空気の吸い込み及び吹き出しを行うシロッコファン１４０が搭載されている。シロッコファン１４０は筐体１１０内に形成された吸込口１２０から吹出口１３０までの空気の流通経路内に配設されており、回転駆動による吸引力で吸込口１２０から吸い込んだ空気を吹出口１３０へ送出するようにしてある。なお、吸込口１２０から吹出口１３０までの空気の流通経路のうち、吸込口１２０からシロッコファン１４０までを吸込流通路１５０とし、シロッコファン１４０から吹出口１３０までを吹出流通路１６０とする。吸込流通路１５０は、筐体１１０内の前後方向（即ち、空気清浄機１０１を床面Ｆに設置した場合には、床面Ｆに平行な方向）に設けてあり、経路中には空気中の塵埃、カビ及び細菌等の物質を捕集して除去するエアフィルタ１７０が設けてある。シロッコファン１４０は空気の吸込方向と吹出方向とが略直交するファンであり、吹出流通路１６０は筐体１１０内の上下方向に設けてある。

よって、従来の空気清浄機１０１では、シロッコファン１４０を回転駆動することにより、筐体１１０の前面１１１から室内の汚染物質が含まれた空気を吸い込み、エアフィルタ１７０にて汚染物質を除去した空気を筐体１１０の上方へ吹き出すことができる。これにより、空気清浄機１０１は室内の空気を循環させて汚染物質を取り除き、室内の空気を清浄化することができるため、室内環境を改善することができる。

特許文献１においては、縦長の本体の側面に設けられた横吹出口と、本体の前面に設けられた縦長の前吹出口とを備えることによって、横方向及び前方向に浄化空気を供給でき、室内の浄化を速やかに行うことができる空気清浄機が提案されている。
特開２００６−１７３４３号公報 特開２００３−２２７６３８号公報

近年では室内環境の更なる改善が望まれており、空気清浄機の性能及び効率等の向上が望まれている。しかし、従来の空気清浄機では、空気を吸引する能力を高めて空気の処理量を増すという方法により性能向上が図られていた。このような方法では、空気を吸引するために空気清浄機のファンなどを大型化又は高速化する必要があり、空気清浄機の消費電力の増大及び動作に伴う騒音の増大等を将来するため、性能向上に限界があった。

また、特許文献１に記載の空気清浄機のように、多方向に空気を吹き出すことによって性能向上を図ることも試みられているが、室内の家具などの障害物の影響を受けやすいため、必ずしも良好な空気の循環を行うことができないという問題があった。また、多方向に空気を吹き出すため、床面などに堆積した塵埃などを巻き上げる虞があった。更には、室内の人間へ向けて空気が吹き出される可能性が高まるため、不快なドラフト感による風ストレスを人間に与える虞があった。

一方、室内環境を悪化させる要因として、不快な臭いが与える悪影響を無視することはできない。しかし、従来の空気清浄機は、エアフィルタによる室内の空気中の塵埃、カビ及び細菌等の除去と、臭い成分の吸着又は化学反応による消臭、脱臭又は防臭等とを目的としたものであった。また、空気清浄機に消臭剤などを備えて、吸い込んだ空気を消臭して吹き出す構成とすることにより、空気清浄機で消臭を行うことも試みられているが、十分な効果は得られていない。これは、臭いの元となる物質（臭気発生物質）が室内の壁面、天井、床面及びカーテン等に付着して臭いを発生しており、従来の空気清浄機ではこれらの匂いの元となる物質を吸い込むことができず、室内の中央付近の空気のみを吸い込んで消臭するためである。

これまでに、本発明者は、プラズマ放電により空気中の酸素及び水蒸気を電離して発生させたイオンが消臭効果を有していることを発見していた。このようなイオンを発生するイオン発生装置は既に実用化されており、空気中にプラスイオンであるＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n （ｎは自然数）及びマイナスイオンであるＯ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m （ｍは自然数）を発生する。このプラスイオン及びマイナスイオンは、水素イオン（Ｈ⁺ ）又は酸素イオン（Ｏ₂ ^- ）の周囲に複数の水分子が付随した形態、所謂、クラスターイオンの形態をなしている。

空気中に放出されたこれらのイオンは、プラスのイオンとマイナスのイオンとが化学反応し、活性物質としての過酸化水素水Ｈ₂ Ｏ₂ 又は水酸基ラジカル・ＯＨとなり、浮遊粒子又は浮遊細菌から水素を抜き取る酸化反応を行うことで、浮遊粒子を不活性化することができ、又は浮遊細菌を殺菌することができることが知られている。イオン発生装置を搭載して室内の空気中にイオンを放出し、イオンの効果により空気の清浄化を行う空気清浄機は実用化されている（特許文献２参照）。

しかしながら、従来ではイオン発生装置を搭載した空気清浄機であっても消臭効果は部分的であり満足が得られていなかった。これは、上述のように臭いの元となる物質は室内の壁面、天井、床面及びカーテン等に付着しており、且つイオン発生装置が発生するイオンの寿命が短いことから、空気清浄機から送出されたイオンが壁面、天井、床面及びカーテン等に到達できないことが原因である。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、室内の空気中の塵埃、カビ及び細菌等を除去するのみならず、室内の消臭、脱臭又は防臭等を行うことができ、室内環境の更なる向上を実現できる室内の消臭・脱臭方法を提供することにある。

本発明に係る消臭・脱臭方法は、筐体と、該筐体に設けられ、空気を吸い込む吸込口と、該吸込口から吸い込まれた空気を吹き出す吹出口と、前記吸込口から前記吹出口へ空気を送るファンと、該ファンから前記吹出口まで空気を流す吹出流通路と、該吹出流通路を流れる空気中にイオンを発生するイオン発生手段とを備える空気清浄機による室内の消臭・脱臭方法であって、前記吹出口の中央位置から対向する最寄りの部屋の壁面までの距離をＬ［ｍｍ］とし、前記吹出口の中央位置から部屋の天井面までの距離をＨ［ｍｍ］とし、距離Ｌが１００＜Ｌ＜６００の範囲で選ばれた位置に前記吹出口が配置されて用いられるときに、前記吹出口から送り出される空気を最初に室内の壁面に到達させるために、前記吹出口から送り出される空気の流れる方向が鉛直上方向に対してなす角度θ［°］をｔａｎ ^-1 （Ｌ／Ｈ）＜θ≦３５の範囲に設定することで、前記イオンを含む空気を室内壁面に吹き付け、該室内壁面に付着又は吸着した臭気発生物質を前記イオンで変質又は分解することを特徴とする。

また、本発明に係る消臭・脱臭方法は、前記空気清浄機が、前記筐体が前後を判別できると共に、前記筐体後側の上方へ、前記吹出口から空気を吹き出すようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、イオン発生素子により発生させたイオンを室内の壁面、天井、床面及びカーテン等に到達できるように送出することによって、空気清浄機による消臭、脱臭及び防臭等を実現することが可能である。よって、イオンを含む空気を室内の壁面に吹き付け、壁面に付着又は吸着した臭気発生物質をイオンにより変質又は分解する方法を採用して、室内の消臭及び脱臭を行う。

また、筐体内のファンから吹出口へ設けられた吹出流通路を流れる空気中にイオンを発生する手段を空気清浄機に搭載する。これにより、空気清浄機は消臭効果を有するイオンを送出することができる。また、吹出口からの空気の吹出方向を、空気清浄機の筐体が設置された設置面の垂直方向に対して所定角度傾いた上方向とする。一般に空気清浄機は、部屋の中央に設置されることは少なく、部屋のいずれかの壁面の近傍に、壁面から数十ｃｍ〜数ｍ程度の距離を隔てて設置されることが多い。本願発明者は、空気清浄機が垂直方向に対して所定角度傾いた上方へ空気を吹き出す構成とすることによって、吹出方向にある最寄りの壁面へ向けて空気を吹き出すことを可能とした。壁面に到達した空気は天井及びその他の壁面に沿って、更には床面に沿って循環し、空気清浄機の吸込口に吸い込まれる。よって、本発明の空気清浄機は、消臭効果を有するイオンを含む空気を部屋の壁面、天井及び床面に沿って循環させることができるため、部屋の壁面、天井及び床面に付着した臭いの元となる物質に対して直接的に消臭効果を発揮することができる。また、空気清浄機を継続的に動作させることによって、イオンを含む空気で部屋の壁面、天井及び床面等を継続的に覆うことができ、これにより臭いの元となる物質が壁面、天井及び床面等に付着することを予防できる。

また、空気清浄機が部屋のいずれかの壁面の近傍に設置される場合、空気清浄機の筐体の後面が壁面に向き合い、前面が部屋の中央を向くように設置される。このため、筐体に描かれたマーク若しくは文字等の向き、又は筐体に設けられる操作用のボタン若しくは液晶パネル等の配置によって、筐体の前後をユーザが判別できる構成とし、空気の吹出方向を設置面の垂直方向に対して所定角度傾いた筐体後側の上方向とする。これにより、ユーザは適切に空気清浄機を設置することができ、空気清浄機は筐体の後側に存在する壁面へ向けて空気を吹き出すことができ、上述のイオンによる消臭及び防臭等を確実に行うことができる。

また、イオンを含む空気が壁面から天井、床面へと循環する際の気流の厚みを考慮して、空気が吹き付けられる室内壁面から遠い吹出流通路の壁面にイオン発生手段を設ける。これは、吹出流通路を設置面の垂直方向に対して後側の上方へ傾けて設ける構成とした場合、イオン発生手段を吹出流通路の上側の壁面に設けることで実現できる。室内壁面に近い吹出流通路の壁面にイオン発生手段を設けた場合、始めに吹き付けられた室内壁面で相当量のイオンが消費され、室内の循環に寄与できるイオンが減少する虞がある。よって、室内壁面に遠い吹出流通路の壁面にイオン発生手段を設けることによって、イオンをより遠方にまで到達させることができ、室内の隅々にまで消臭効果を有するイオンを行き渡らせることができる。

また、空気清浄機に搭載したイオン発生手段が、専ら空気中にプラスイオンＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n 及びマイナスイオンＯ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m を発生する。発生したこれらのイオンの相互作用によって水酸基ラジカル・ＯＨが生成され、水酸基ラジカルが臭いの元となる有機化合物のＣ−Ｃ結合、Ｃ＝Ｃ結合及びＣ＝Ｏ結合等に作用して分解することによって、消臭が行われる。また、イオン発生を行う従来の空気清浄機と同様に、これらのイオンによる浮遊粒子の不活性化及び浮遊細菌の殺菌等の効果についても本発明の空気清浄機は有しており、更に室内の隅々にまでイオンを行き渡らせることができるためより効果的に浮遊粒子の不活性化及び浮遊細菌の殺菌等を行うことができる。

また、空気清浄機が吸い込んだ空気を加湿して吹き出す。上述のイオンの寿命は湿度に応じて変化することが本発明者の検証により判明しており、湿度が高いほどイオンの寿命は伸びる。加湿した空気中にイオンを発生して空気清浄機から送出することにより、長期間に亘って空気中にイオンが存在するため、イオンの空気清浄機からの到達距離が伸びる。これらのことから、空気清浄機に加湿手段を搭載することによって、イオンの消臭効果などを長期間に亘って持続させることができ、より消臭効果などを高めることができると共に、空気清浄機が設置された部屋が広い場合であっても、室内の隅々にまでイオンを行き渡らせて消臭などを行うことができる。なお、加湿手段は水を蓄えるタンク及び蓄えられた水を加熱するヒータ等で構成することができる。

また、ファンによる空気の吸い込み及び吹き出しとイオン発生手段によるイオンの発生とを開始した場合、即ち空気清浄機の運転を開始した場合に加湿手段による加湿を開始し、あらかじめ定められた所定期間が経過した後に加湿手段による加湿を終了する。本発明の空気清浄機が動作していない場合には、部屋の壁面、天井及び床面等に臭いの元となる物質が付着している。そこで、空気清浄機の始動直後には加湿によってイオンによる消臭の能力を高め、部屋の壁面、天井及び床面等に付着した臭いの元となる物質を分解して消臭を効率よく高速に行う。所定期間が経過した後には、部屋の壁面、天井及び床面等に付着した臭いの元となる物質が除去され、又は物質の付着量が十分に低減されるため、加湿手段を停止して消費電力の低減を図る。

本発明による場合は、空気清浄機にイオン発生手段を搭載すると共に、イオンを含む空気を空気清浄機の筐体後側の上方へ吹き出す構成とすることにより、筐体後面側の壁面から天井及びその他の壁面に沿って空気を循環させることができる。これにより、室内の隅々まで空気を循環させることができるため、空気中の塵埃、カビ及び細菌等の除去を効率よく行うことができ、更にイオンにより壁面、天井及び床面に付着した臭いの元となる物質を除去して消臭を行うことができる。よって、本発明の室内の消臭・脱臭方法により快適且つ清潔な室内環境を提供することができる。

（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の構成を示す模式的側断面図である。図において１は空気清浄機であり、空気清浄機１は略直方体形の筐体１０を備え、筐体１０を室内の床面Ｆ上に壁面Ｗから所定の距離を隔てて設置される。筐体１０は、略矩形の前面１１と、清浄化した空気を吹き出す吹出口３０が形成された天面１２と、空気を吸い込む吸込口２０が形成された後面１３と、床面Ｆに当接する底面１４と、左右の両側面（図示は省略する）とを有する構成である。

筐体１０の天面１２には、前面１１寄りの位置に操作部９０が配設してある。操作部９０は、空気清浄機１の動作設定などを変更するためのスイッチ又はボタン等と、空気清浄機１の動作状態、各種設定及びユーザへのメッセージ等を表示する液晶パネルなどとを有しており、ユーザと空気清浄機１とのインタフェースをなすものである。また、筐体１０の天面１２は、操作部９０が配設された部分より後側の部分が、後面１３へ向けて下向きに緩やかに傾斜してある。空気清浄機１の吹出口３０は、後面１３の操作部９０より後側の傾斜部分に形成してあり、筐体１０の左右方向に長い略矩形をなしている。

これらにより、ユーザは操作部９０が設けられた位置から筐体１０の前後（即ち、いずれの面が前面１１であるか）を容易且つ確実に判断することが可能である。また、筐体１０に描かれた空気清浄機１の製品番号、製造者名、操作説明及びその他のマーク等からもユーザは筐体１０の前後を判断することができる。操作部９０が液晶パネルを有する構成であれば、液晶パネルに表示する文字の向きから筐体１０の前後を判断することも可能である。なお、操作部９０を筐体１０の前面１１に設けてもよい。

空気清浄機１の吸込口２０は、筐体１０の裏面１３の大部分を占めて設けてあり、多数の開口が形成された格子状のカバーで覆われている。筐体１０の内部には、前面１１寄りの位置に、空気の吸い込み及び吹き出しを行うシロッコファン４０が搭載されている。シロッコファン４０は、回転軸方向に吸い込んだ空気を回転の接線方向へ吹き出す構成のファンである。シロッコファン４０は、空気清浄機１の筐体１０が室内の床面Ｆ上に設置された場合に、後面１３側から前面１１側へ床面Ｆに略平行な方向に空気を吸い込み、吸い込んだ空気を上方へ床面Ｆに垂直な方向に吹き出すように筐体１０内に配設してある。また、シロッコファン４０は、筐体１０内に形成された吸込口２０から吹出口３０までの空気の流通経路内に配設されており、回転駆動による吸引力で吸込口２０から吸い込んだ空気を吹出口３０へ送出するようにしてある。なお、吸込口２０から吹出口３０までの空気の流通経路のうち、吸込口２０からシロッコファン４０までを吸込流通路５０とし、シロッコファン４０から吹出口３０までを吹出流通路６０とする。

吸込流通路５０は、吸込口２０からシロッコファン４０まで、筐体１０の底面１４に略並行に設けてあり、筐体１０の後面１３側から空気を吸い込むようにしてある。また、吸込流通路５０には、空気中の塵埃、カビ及び細菌等の物質を捕集して除去するエアフィルタ７０が設けてある。これにより、吸込口２０から吸込流通路５０内に流入した筐体１０外の空気は、塵埃、カビ及び細菌等の物質が除去された後にシロッコファン４０に吸い込まれ、清浄化された空気がシロッコファン４０により吹出流通路６０を通して吹出口３０から筐体１０の外部へ吹き出される。

吹出流通路６０は、シロッコファン４０から上方に吹出口３０まで設けてある。ただし、本発明に係る空気清浄機１では、吹出流通路６０は途中で筐体１０の後側へ若干折り曲げてあり、空気を筐体１０の上方の後方へ吹き出すようにしてある。即ち、空気清浄機１は、筐体１０を室内の床面Ｆ上に設置した場合に、床面Ｆの垂直上方に対して所定角度（例えば、２０°程度）後方へ、壁面Ｗへ向けて空気を吹き出すようにしてある。

吹出流通路６０の内面には、筐体１０の前面１１側に、プラズマ放電を発生させることによって吹出流通路６０内の空気中にイオンを発生するイオン発生素子８０が設けてある。イオン発生素子８０の詳細については後述するが、イオン発生素子８０が発生するイオンは、空気中の浮遊粒子の不活性化及び浮遊細菌の殺菌等を行う効果を有し、更には臭いの元となる有機化合物を分解することによる消臭効果を有している。これにより、空気清浄機１はイオンを含む空気を吹出口３０から室内へ吹き出すことができる。

また、筐体１０内の前側上部には、空気清浄機１の各部の動作を制御する制御部９５が搭載してある。制御部９５は、制御のための各種の回路が一又は複数の回路基板上に構成されたものであり、操作部９０に与えられたユーザの操作に応じて（更には、温度センサ又は湿度センサ等のセンサによる検出結果に応じて）、シロッコファン４０の回転及びイオン発生素子８０の放電等を制御するようにしてある。

図２は、本発明の実施の形態１に係る空気清浄機１の吹出流通路６０の構成を説明するための模式図であり、図１の一部を拡大して図示したものである。吹出流通路６０は、シロッコファン４０側から上方案内部６０ａ、傾斜部６０ｂ及び後方上方案内部６０ｃの３つの部分で構成されている。

上述のように、シロッコファン４０は、筐体１０が室内の床面Ｆ上に設置された場合に、床面Ｆに略平行な方向に空気を吸い込み、床面Ｆに略垂直な方向に吹き出すように筐体１０内に配設してある。即ち、シロッコファン４０は、筐体１０の底面１４に略垂直な上方向に空気を吹き出すようにしてある。吹出流通路６０の上方案内部６０ａは、シロッコファン４０の吹出方向へ向けて、筐体１０の底面１４に対して略垂直に形成してあり、シロッコファン４０から吹き出された空気を垂直上方へ導くようにしてある。また、筐体１０の前後方向に関して、上方案内部６０ａは略一定の幅にしてある（即ち、上方案内部６０ａの前壁６１ａ及び後壁６２ａの間の距離は略一定にしてある）。

上方案内部６０ａに連通する傾斜部６０ｂは、上下方向の中途部分で若干後方へ向けて折り曲げられており、筐体１０の底面１４の垂直方向に対して後方へ所定角度の傾斜を形成してある。これにより傾斜部６０ｂは、上方案内部６０ａが垂直上方へ導いた空気の流れを若干後方へ変化させることができ、空気を所定角度後方の上方へ向けて導くようにしてある。また、筐体１０の前後方向に関して、傾斜部６０ｂは略一定の幅にしてある（即ち、傾斜部６０ｂの前壁６１ｂ及び後壁６２ｂの間の距離は略一定にしてある）。

傾斜部６０ｂに連通する後方上方案内部６０ｃは、傾斜部６０ｂによる傾斜方向に真直ぐに吹出口３０まで延設してあり、傾斜部６０ｂから導かれた空気を吹出口３０から吹き出すようにしてある。これにより、空気清浄機１は、筐体１０の底面１４（又は床面Ｆ）の垂直方向に対して所定角度後方へ向けて空気を上方に吹出口３０から吹き出すようにしてある。また、筐体１０の前後方向に関して、後方上方案内部６０ｃは徐々に幅が狭くなるようにしてある。即ち、後方上方案内部６０ｃの前壁６１ｃ及び後壁６２ｃの間の距離は、吹出口３０へ近付くほど短くなるようにしてある。

イオン発生素子８０は、吹出流通路６０の後方上方案内部６０ｃの前壁６１ｃに配設してある。上述のように吹出流通路６０は、傾斜部６０ｂにて後方へ若干折り曲げられており、シロッコファン４０から吹き出された空気の流れが途中で折り曲げられる。このため、吹出流通路６０を流れる空気は、後方上方案内部６０ｃの前壁６１ｃ側で高速且つ大量に流れ、後壁６２ｃ側で低速且つ小量となる。よって、イオン発生素子８０を後方上方案内部６０ｃの前壁６１ｃに配設することによって、高速且つ大量の空気で室内にイオンを放出することができ、室内におけるイオンの到達距離を伸ばすことができる。

イオン発生素子８０が配設された前壁６１ｃは、吹出流通路６０を構成する壁面のうち、筐体１０（又は筐体１０が設置される床面Ｆ）の鉛直方向に関して後壁６２ｃより上側に位置している。また、図１に示す位置関係で空気清浄機１を室内に設置した場合、吹出流通路６０の前壁６１ｃは、吹出流通路６０を構成する壁面のうち、空気が吹き付けられる室内の壁面Ｗから最も遠くに位置する壁面である。吹出口３０から吹き出される空気は、吹出口３０の幅に等しいか又はそれ以上の厚みをもって壁面Ｗに吹き付けられる。厚みを有する空気の壁面Ｗに近い側にイオンが多く存在すると、空気が吹き付けられた壁面Ｗにて多くのイオンが消費される。よって、壁面Ｗから遠い位置にイオン発生素子８０を配設することで、発生したイオンは厚みを有する空気のうち壁面Ｗから遠い側に多く存在するため、壁面Ｗでのイオンの消費を低減することができ、室内の循環に寄与できるイオンを増加させることができる。

図３は、本発明の実施の形態１に係る空気清浄機１の吹出流通路６０の構成を説明するための模式的二面図であり、（ａ）に吹出流通路６０の前面視を示し、（ｂ）に吹出流通路６０の側面視を示してある。空気清浄機１の吹出流通路６０は、筐体１０の左右方向に関して、上部の幅が徐々に広がる扇形状をなしている（図３（ａ）参照）。吹出流通路６０の上方案内部６０ａ及び傾斜部６０ｂの開き角α１は約２０°にしてあり、後方上方案内部６０ｃの開き角α２は約４０°にしてある。

上述のように後方上方案内部６０ｃは上部の幅が狭くなるようにしてあるが、後方上方案内部６０ｃの前壁６１ｃ及び後壁６２ｃのなす角γは約８°にしてある（図３（ｂ）参照）。また、吹出流通路６０は傾斜部６０ｂにて折り曲げられて後方へ傾斜しているが、傾斜部６０ｂの傾斜角度β、即ち筐体１０の底面１４（又は床面Ｆ）に垂直な方向に対して後方上方案内部６０ｃの前壁６１ｃがなす角βは約２０°にしてある。

なお、図示の角α１、α２、β及びγの角度は一例であって、これに限るものではない。ただし、角α１は１０°〜３０°程度とすることが好ましく、角βは１０°〜３５°程度とすることが好ましく、角γは０°〜１５°程度とすることが好ましい。

また、吹出流通路６０の後方上方案内部６０ｃには、左右に２つのイオン発生素子８０が並べて配設してある。イオン発生素子８０は略直方体形をなしており、各イオン発生素子８０は長手方向が筐体１０の左右方向となるように吹出流通路６０に配設してある。

図４は、イオン発生素子８０の外観を示す模式的斜視図である。イオン発生素子８０は、扁平な略直方体形をなす合成樹脂製の筐体８１に収容されている。イオン発生素子８０の筐体８１には、幅広の一面に略円形の２つの開口８２が長手方向に並べて形成してあり、２つの開口８２の一方からプラスイオンを放出し、他方からマイナスイオンを放出するようにしてある。また、筐体８１の一側面には、イオン発生素子８０が動作するための高電圧が供給される金属製の端子部８３が設けてある。

図５は、イオン発生素子８０の内部構成を示す模式的斜視図であり、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線による模式的断面図である。イオン発生素子８０は、筐体８１内に基板８４と、この基板８４に設けられた正電極８５、負電極８６及び接地電極８７とを備えている。基板８４は略矩形の板体であり、絶縁物質で構成されている。正電極８５及び負電極８６は、先端部分を先鋭に尖らせた丸棒状の電極であり、基板８４に形成された２つの貫通孔をそれぞれ通して、基板８４の一面に突出させ、半田又は接着剤等を用いて基板８４に固定してある。

接地電極８７は、基板８４より表面積が若干小さい板状の電極であり、基板８４に対向するように、基板８４から所定間隔を隔てて基板８４に固定してある。基板８４に対する接地電極８７の固定は、接地電極８７の四方に延出して設けられた４つの脚部８７ａ（図５には３つのみ図示してある）を略直角に屈曲し、基板８４に形成された４つの貫通孔に接地電極８７の４つの脚部８７ａをそれぞれ挿通して、半田又は接着剤等により固定することで行われる。

また、接地電極８７には、２つの略円形の開口８７ｂが形成してあり、接地電極８７が基板８４に固定された場合に、正電極８５及び負電極８６は接地電極８７の開口８７ｂの略中心の位置に固定されるようにしてある。接地電極８７の開口８７ｂの縁部分は、基板８４側へ向けて折り曲げてある。正電極８５、負電極８７及び接地電極８７を基板８４に固定して筐体８１に収容した場合には、筐体８１に形成された２つの開口８２と、接地電極８７に形成された２つの開口８７ｂとが略同心とに配されるようにしてある。

イオン発生素子８０の接地電極８７は接地電位に接続され、正電極８５には正極の高電圧が印加され、負電極８６には負極の高電圧が印加される。正電極８５及び負電極８６にそれぞれ高電圧が印加されると、接地電極８７の開口８７ｂの縁部分が強電界になり、接地電極８７からプラズマ放電が発生する。プラズマ放電により空気中の酸素及び水蒸気が電離してイオンが発生する。なお、電極の構造及び印加電圧の最適化により、有害物質とされるオゾンの発生を極力抑えるように制御を行っている。このときに最も安定して発生するイオンは、プラスイオンのＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n とマイナスイオンのＯ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m とである。発生するイオンの質量分析などを行って解析した結果、これら以外のイオンの発生はほとんど確認されていない。イオン発生素子８０の筐体８１に形成された２つの開口８２のうち、正電極８５が設けられた開口８２からプラスイオンＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n が放出され、負電極８６が設けられた開口８２からマイナスイオンＯ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m が放出される。

イオン発生素子８０にて発生したＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n 及びＯ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m のイオンは、化学反応して活性種であるＨ₂ Ｏ₂ 又は・ＯＨを生成する。Ｈ₂ Ｏ₂ 又は・ＯＨは、極めて強力な活性を示すため、これらにより空気中の浮遊粒子及び浮遊殺菌等の浮遊物質を取り囲んで除去することができることが知られている。ここで、・ＯＨは活性種の一種であり、ラジカルのＯＨを示している。Ｈ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n 及びＯ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m からのＨ₂ Ｏ₂ 又は・ＯＨの生成は以下の化学式で表される。

Ｈ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n ＋Ｏ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m
→ ・ＯＨ＋１／２Ｏ₂ ＋（ｍ＋ｎ）Ｈ₂ Ｏ …（１）
Ｈ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n ＋Ｈ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n'＋Ｏ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m ＋Ｏ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m'
→ ２・ＯＨ＋Ｏ₂ ＋（ｍ＋ｍ’＋ｎ＋ｎ’）Ｈ₂ Ｏ …（２）
Ｈ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n ＋Ｈ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n'＋Ｏ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m ＋Ｏ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m'
→ Ｈ₂ Ｏ₂ ＋Ｏ₂ ＋（ｍ＋ｍ’＋ｎ＋ｎ’）Ｈ₂ Ｏ …（３）

本発明者は、上述のように空気中の浮遊物質を除去することによる空気の清浄化の効果のみでなく、これらのイオンが消臭効果を有していることを各種の検証により発見した。以下に、本発明者が行ったイオンの消臭効果に係る検証実験の結果を説明する。

（検証実験１）
タバコの臭気を付着させた試験布を約２０ｍ³ の試験室内に吊るして放置し、イオン発生素子を搭載したエアーコンディショナー（以下、単にエアコンという）（製品番号：ＡＹ−Ｕ２２ＳＸ）にて試験室内に送風を行う。エアコンはイオンを発生させた場合とイオンを発生させない場合との２つの条件で６時間動作させ、各条件での６時間後の試験布の臭気を６段階臭気強度表示法による官能検査にて比較する。また、エアコンはイオン濃度５０００個／ｃｍ³ で試験室内にイオンを発生させることができる。

図７は、６段階臭気強度表示法による官能検査の結果を示す図表である。図示のように、イオンを発生せずにエアコンを６時間作動させた場合には臭気強度が「２．０」であるのに対し、イオンを発生させてエアコンを６時間作動させた場合には臭気強度が「０．２」となり、イオンの作用により臭気強度が著しく低減されていることがわかる。よって、上述のイオンは消臭効果を有していると判断できる。なお、図示の結果は６名のパネラーにより６段階臭気強度表示方法による官能試験を実施した結果であり、６名のパネラーの回答した数値を最大値及び最小値をカットして計算し、小数点以下１桁でまとめたものである。

（検証実験２）
まず、ＪＩＳ標準布（ポリエステル（商品コード：６７０１１０））を市販洗剤にて洗濯して、１０ｃｍ×１０ｃｍ＝１００ｃｍ² の大きさにカットし、１０枚を１まとめとして酢酸１０ｍｇを付着させる。この試験布を１ｍ³ の試験ボックス内に吊るして放置して、イオン発生素子を駆動し、イオンを２時間暴露する。このとき、以下の５つの条件でイオンを発生させ、イオンの暴露後に試験布をアルミパックに密封して６０℃にて３０分間放置し、その後に試験布から再放出する酢酸量を測定した。なお酢酸濃度の測定は、株式会社ガステックの検知管Ｎｏ．８１Ｌ（０．４８８μｇの識別が可能）を用いて行った。
条件１：イオン発生なし、送風のみ
条件２：イオン濃度５０００個／ｃｍ³
条件３：イオン濃度１００００個／ｃｍ³
条件４：イオン濃度２５０００個／ｃｍ³
条件５：イオン濃度８８０００個／ｃｍ³

図８は、酢酸再放出量の実験結果を示すグラフである。図８（ａ）には、横軸をイオン濃度（個／ｃｍ³ ）とし、縦軸を試験布からの酢酸の放出量としたグラフを示してある。また、図８（ｂ）には、横軸をイオン濃度（千個／ｃｍ³ ）の対数とし、縦軸を酢酸再放出の減少量（即ち、条件１を基準とした場合の酢酸放出量の減少量）としたグラフを示してある。図示のように、イオン発生素子によるイオンの暴露により、試験布から再放出される酢酸の量が減少しており、酢酸の付着臭に対する除去効果が確認できる。また、発生したイオンの濃度と酢酸再放出の減少量が正の相関となっていることから、酢酸付着臭の除去効果がイオンの作用によるものであることがわかる。

上記の２つの検証実験から、イオン発生素子が発生するイオンが消臭効果を有していることが確認できた。上述のようにイオン発生素子からはプラスイオンＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n 及びマイナスイオンＯ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m が発生され、発生したイオンの相互作用により・ＯＨが生成される（化学式（１）〜（３）参照）。この・ＯＨが臭いの元となる有機化合物のＣ−Ｃ結合、Ｃ＝Ｃ結合及びＣ＝Ｏ結合等に作用して分解することによって、消臭効果が得られる。以下に、代表的な臭いの元となる物質の分解作用を化学式で示す。

酢酸との反応：
ＣＨ₃ ＣＯＯＨ＋８・ＯＨ → ２ＣＯ₂ ＋６Ｈ₂ Ｏ …（４）
アセトアルデヒドとの反応：
ＣＨ₃ ＣＨＯ＋１０・ＯＨ → ２ＣＯ₂ ＋７Ｈ₂ Ｏ …（５）
ベンゼンとの反応：
Ｃ₆ Ｈ₆ ＋３０・ＯＨ → ６ＣＯ₂ ＋１８Ｈ₂ Ｏ …（６）

しかし、イオン発生素子は従来のエアコン又は空気清浄機等の従来機器にも既に搭載されているが、これらの従来機器においては消臭効果が確認されていなかった。本発明者は、イオン発生素子を搭載した従来機器が消臭効果を得られない原因を探求し、以下の点に着目した。即ち、臭いの元となる物質で、質量が重いものは室内の床面付近に、質量が軽いものは室内の天井付近に、これら以外のものは室内の空気の流れに沿って対流している。その結果、臭いの元となる物質で、質量が重いものは床面に付着し、軽いものは天井に付着し、これら以外のものは壁面又はカーテン等に付着していた。

イオン発生素子から発生したイオンは空気中で中和されるため寿命が限られている。イオン発生素子を搭載した従来機器は、イオンを含む空気を部屋の中央付近に送出することを目的としており、部屋の壁面、天井、床面及びカーテン等にイオンを吹き付けることを意識しておらず、吹き出されたイオンが部屋の壁面、天井、床面及びカーテン等にまで十分に到達していなかった。このため、従来機器では、部屋の中央に浮遊する物質をイオンが分解して除去することはできるが、部屋の壁面、天井、床面及びカーテン等に付着した物質を分解することができなかった。部屋の中央に浮遊する物質を除去しても、部屋の壁面、天井、床面及びカーテン等に付着した物質から部屋の中央へ臭気の元となる物質が放出されるため、従来機器では実質的に消臭効果を得ることができなかった。

そこで、本発明に係る空気清浄機１は、イオン発生素子８０にて発生したイオンを含む空気を部屋の壁面、天井及び床面に沿って循環させることによって、部屋の壁面、天井、床面及びカーテン等に付着した臭いの元となる物質を分解して除去するようにしてある。以下に、空気清浄機１による空気の循環について説明する。

図９は、空気清浄機から吹き出された空気の流れを説明するための模式図であり、（ａ）には図２０に示した従来の空気清浄機１０１の場合の空気の流れを示し、（ｂ）には図１に示した本発明に係る空気清浄機１の場合の空気の流れを示してある。なお、空気清浄機１０１及び１は、直方体状の部屋Ｒの一の壁面に近接して設置されるものとする。また、部屋Ｒの天井面をＳとし、床面をＦとし、空気清浄機１０１及び１に近接する壁面をＷ１とし、壁面Ｗ１に対向する壁面をＷ２とする。

部屋Ｒの床面Ｆ上に設置された従来の空気清浄機１０１は、床面Ｆに垂直な上方へ空気を吹き出すようにしてある（図９（ａ）参照）。空気清浄機１０１から吹き出された空気は、吹出口１３０から空気清浄機１０１の真上（鉛直上方）に流れて、天井面Ｓに衝突する。このとき、空気は天井面Ｓに対して垂直に衝突するため、衝突によって運動エネルギーが大きく損なわれる。天井面Ｓに衝突した空気は、四方八方へ略均等に分散するが、運動エネルギーが大きく損なわれているため、空気清浄機１０１から最遠の壁面Ｗ２に到達することなく、再び空気清浄機１０１に吸い込まれる。

図１０は、従来の空気清浄機１０１による室内での空気の流れを説明するための模式図であり、天井面Ｓ、壁面Ｗ１〜Ｗ４及び床面Ｆで囲まれた部屋Ｒを展開して空気の流れを矢印で示したものである。簡単化のために空気清浄機１０１から吹き出されて天井面Ｓに衝突した空気がＡ１〜Ａ８の８方向に分散するとした場合、各方向の空気の量は以下に示すように略等しい。
Ａ１≒Ａ２≒Ａ３≒Ａ４≒Ａ５≒Ａ６≒Ａ７≒Ａ８ …（７）
このとき、Ａ４〜Ａ６の空気は、空気清浄機１０１の後側に回り込んで、直ちに空気清浄機１０１に吸い込まれる。よって、全体の約１／４に相当するＡ４〜Ａ６の空気は、部屋全体へ行き渡ることができず、部屋Ｒ内の空気の清浄化にほとんど寄与していない。また、従来の空気清浄機１０１にイオン発生素子を搭載した場合であっても、発生したイオンの約１／４は消臭に寄与することができない。

これに対して、本発明に係る空気清浄機１は、床面Ｆに垂直な方向に対して所定角度後方へ傾けた上方へ空気を吹き出す、即ち空気清浄機１の後方に近接する部屋の壁面Ｗ１へ向けて斜め上方へ空気を吹き出すようにしてある（図９（ｂ）参照）。空気清浄機１から後方の上方へ吹き出された空気は、まず壁面Ｗ１に衝突する。このとき空気は、壁面Ｗ１に鉛直方向からではなく、壁面Ｗ１に所定角度θ１の斜め方向から衝突するため、衝突の際の運動エネルギーの損失が少ない。また、壁面Ｗ１に衝突した空気は、壁面Ｗ１に沿って滑らかに天井面Ｓへ向かう方向（図９（ｂ）の矢印Ｃの方向）へ流れ、逆方向（矢印Ｄの方向）へは流れにくい。また、衝突の際の運動エネルギーの損失が少ないため、空気清浄機１から吹き出された空気の到達距離が伸び、部屋の壁面Ｗ１から天井面Ｓに沿って反対側の壁面Ｗ２まで空気が到達することができる。

図１１は、本発明の実施の形態１に係る空気清浄機１による室内での空気の流れを説明するための模式図であり、天井面Ｓ、壁面Ｗ１〜Ｗ４及び床面Ｆで囲まれた部屋Ｒを展開して空気の流れを矢印で示したものである。簡単化のために空気清浄機１から吹き出されて壁面Ｗ１に衝突した空気がＢ１〜Ｂ８の８方向に分散するとした場合、各方向の空気の量は以下の式で表される。
Ｂ１＞Ｂ２≒Ｂ８＞Ｂ３≒Ｂ７＞Ｂ４≒Ｂ６＞＞Ｂ５ …（８）
よって、空気清浄機１の後側に流れ込む空気の量は、従来の空気清浄機１０１の場合と比較して大幅に減少する。即ち、以下の式が成立する。
（Ａ４＋Ａ５＋Ａ６）＞＞Ｂ５ …（９）
これにより、空気清浄機１から吹き出された空気の大部分が室内を循環し、室内空気の清浄化に寄与することができる。また、壁面Ｗ１に衝突した空気は天井面Ｓから他の壁面Ｗ２、Ｗ３又はＷ４に沿って流れ、床面Ｆに沿って空気清浄機１へ吸い込まれるため、イオン発生素子８０が発生したイオンを部屋Ｒの壁面Ｗ１〜Ｗ４、天井面Ｓ及び床面Ｆに効果的に行き渡らせることができ、これらに付着した臭いの元となる物質を効率よく分解して消臭することができる。

本発明に係る空気清浄機１は、従来の空気清浄機１０１と比較して、特に空気清浄機１の前面方向へ遠く離れた位置（広い空間）で、より優位性を発揮する。従来の空気清浄機１０１から吹き出される空気は空気清浄機１０１の後側へ流れる量が多いためロスが多く、本発明に係る空気清浄機１はロスが少ない。つまり、空気清浄機１及び１０１から吹き出す空気の量が同一であっても、空気清浄機１及び１０１の前面側へ導かれる空気の量に差が生じる。また、本発明に係る空気清浄機１から吹き出された空気は、壁面、天井面及び床面に沿って部屋を循環する。これは、流れの中に物体を置いたときにその物体に沿って流れの向きが変わる流体の性質、所謂コアンダ効果を利用したものである。よって、空気清浄機１から壁面、天井面及び床面に沿って循環する空気は拡散しにくく、ポテンシャルコア領域が延長されるため、到達距離が延長される。

従来の空気清浄機１０１から吹き出される空気は、空気清浄機１０１から遠く離れた位置に到達しにくいため、空気が循環しない離れた位置によどみが生じやすく、このよどみ領域の空気の清浄化は濃度差に基づく拡散による。また、空気と共に空気清浄機１０１からイオンを放出した場合であっても、空気清浄機１０１から遠く離れた位置にイオンが到達することはなく、消臭効果を得ることはできない。これに対して、本発明の空気清浄機１から吹き出される空気は、ロスが少なく、且つ、コアンダ効果により気流の到達距離が延長されるため、空気清浄機１から遠く離れた位置に到達しやすい。従って、本発明の空気清浄機１から吹き出される空気の方が空気清浄機１の前面方向へ遠く離れた位置で効果を発揮し、より広い空間を効果的に清浄化及び消臭することができる。

本発明者は、上述のように空気清浄機１が後方の上方へ空気を吹き出すことにより、室内の空気をより効果的に循環させることができることを各種の実験により検証した。以下に、本発明者が行った空気の循環に係る検証実験の結果を説明する。

（検証実験３）
空気清浄機からの空気の吹出角度と天井面での空気の流れる速度との関係についての検証結果を説明する。図１２は、検証実験３の実験条件を説明するための模式図である。図２０に示した従来の空気清浄機１０１を部屋Ｒ内に以下の条件で配置した。空気清浄機１０１の吹出口１３０の中央位置から部屋Ｒの壁面Ｗ１までの距離Ｌを３７０ｍｍ又は７０ｍｍとし、吹出口１３０の中央位置から部屋Ｒの天井面Ｓまでの距離Ｈを１８００ｍｍとし、吹出口１３０から吹き出される空気の吹出方向が鉛直方向に対してなす角度θを０°、２０°、３０°又は４０°とした（なお、空気清浄機１の吹出口１３０から筐体１１０の後面１１３までの長さは７０ｍｍであるので、Ｌ＝７０ｍｍの条件は、空気清浄機１を壁面Ｗ１に接触させて設置した場合である）。また、この条件で部屋Ｒに設置された空気清浄機１０１を動作させた場合の天井面Ｓに沿った空気の流れの速度を、壁面Ｗ１の位置（図中Ｐの位置）から１０００ｍｍ、１５００ｍｍ、２０００ｍｍ及び２５００ｍｍ離れた４つの位置で測定した。空気清浄機１０１から吹き出される空気の量は４．３ｍ³ ／ｍｉｎとした。

図１３は、検証実験３の実験結果を示すグラフであり、横軸を測定位置として壁面Ｗ１からの距離（単位：ｍｍ）とし、縦軸を空気の流れる速度（単位：ｍ／ｓ）としてある。図示のグラフにおいて、まず、Ｌ＝３７０ｍｍとなるように空気清浄機１０１を設置した場合において、空気の吹出方向が鉛直方向に対してなす角θを０°（図中●）、２０°（図中×）、３０°（図中◆）、及び４０°（図中■）の４つ条件に設定した結果を比較する。図示のグラフから、吹出方向が鉛直方向に対してなす角θを２０°〜３０°程度に設定することにより、空気を鉛直上方に吹き出した場合（θ＝０°の場合、図中●）に比べて、天井面Ｓ近傍での空気の流れる速度が大幅に増加していることがわかる（図中×及び◆）。また、θを４０°程度に設定すると、天井面Ｓ近傍での空気の流れる速度は、鉛直上方へ空気を吹き出した場合と同等である（図中●及び■）。

また、図示のグラフにおいてθが０°の場合に、空気清浄機１０１の吹出口１３０の中央位置と壁面Ｗ１との距離Ｌを７０ｍｍ（図中○）及び３７０ｍｍ（図中●）の２つの条件に設定した場合を比較する。図示のグラフから、Ｌ＝３７０ｍｍの場合に対して（図中●）、Ｌ＝７０ｍｍの場合の方が天井面Ｓ近傍での空気の流れる速度が速いことがわかる（図中○）。これは、Ｌ＝３７０ｍｍとして壁面Ｗ１から間隔をあけて空気清浄機１０１を設置した場合、吹き出された空気の一部が空気清浄機１０１の後側へ回り込み、前側へ流れる空気が損なわれていることを示している。即ち、空気清浄機１０１の設置位置によって、室内の空気の循環に大きな影響を与えることが図１３に示すグラフによって裏付けられる。

また、図示のグラフにおいてＬ＝７０ｍｍ且つθ＝０°の場合（図中○）と、Ｌ＝３７０ｍｍ且つθ＝２０°の場合（図中×）とを比較する。図示のグラフから、Ｌ＝７０ｍｍ且つθ＝０°の場合（図中○）に対して、Ｌ＝３７０ｍｍ且つθ＝２０°の場合（図中×）の方が、天井面Ｓ近傍での空気の流れる速度が速いことがわかる。これは、Ｌ＝７０ｍｍ且つθ＝０°の場合（図中○）、壁面Ｗ１によって空気清浄機１０１の後方への空気の拡散は抑制されるが、吹出口１３０からの吹き出し直後から空気が壁面Ｗ１の粘性抵抗の影響を受けるためである。これに対し、Ｌ＝３７０ｍｍ且つθ＝２０°の場合（図中×）、壁面Ｗ１によって空気の拡散が抑制されると共に、壁面Ｗ１へ衝突するまで空気が粘性抵抗の影響を受けないため、空気清浄機１０１の前側の天井面Ｓに沿った空気の流れの速度が損なわれにくい。

更に、図示のグラフにおいて、Ｌ＝３７０ｍｍとなるように空気清浄機１０１を設置し、θ＝２０°、３０°及び４０°（図中×、◆及び■）の３つの条件に設定した結果を比較する。図示のグラフから、θが大きいほど、空気清浄機１０１から吹き出された空気が壁面Ｗ１に沿って流れる距離が長くなり、壁面Ｗ１の粘性抵抗の影響を受けやすくなること、及び、壁面Ｗ１に空気が衝突する際に運動エネルギーが損なわれやすく、空気の流れる方向に対して横方向への広がりが大きくなる（詳細は検証実験４参照）ためである。

このように、吹出口１３０から吹き出される空気の吹出方向と空気清浄機１０１の設置位置とによって、室内の空気の流れは大きな影響を受けることが図１３のグラフにより裏付けられる。そこで、本発明に係る空気清浄機１では、吹出口３０の中央位置から壁面Ｗ１までの距離Ｌが１００ｍｍ〜６００ｍｍの範囲で室内に空気清浄機１が設置されて用いられるとしたときに、吹出口３０から吹き出された空気を最初に室内の壁面Ｗ１に到達させるために、吹出口３０から吹き出される空気の吹出方向が鉛直方向に対してなす角度θを以下に示す式の範囲に設定することが望ましい。
ｔａｎ^-1（Ｌ／Ｈ）＜θ≦３５° …（１０）
Ｌ：吹出口３０の中央位置から壁面Ｗ１までの距離
Ｈ：吹出口３０の中央位置から天井面Ｓまでの距離

ここで、θの上限値は、図１３に示すグラフに基づいて３５°に設定してある。θの下限値は、図１２において空気清浄機１０１の吹出口１３０の中央位置と、壁面Ｗ１及び天井面Ｓの交差点Ｐとを結んだ直線が鉛直方向に対してなす角度であるｔａｎ^-1（Ｌ／Ｈ）に設定してある。角度θがｔａｎ^-1（Ｌ／Ｈ）以上であれば、吹出口１３０から吹き出された空気が少なくとも壁面Ｗ１に衝突するからである。もし、角度θがｔａｎ^-1（Ｌ／Ｈ）以下であり、空気清浄機１０１の吹出口１３０から吹き出された空気が最初に天井面Ｓに衝突した場合、空気の大部分は空気清浄機１０１の後方へ流れ、壁面Ｗ１に沿って空気清浄機１０１の後側に流れ込む。このため、θ＝０°の場合よりも、空気清浄機１０１の前方へ流れる空気の量は減少し、室内全体に行き渡る空気の量が減少するため、空気の到達距離が短くなる。

（検証実験４）
空気清浄機からの空気の吹出角度と、空気の吹出方向に対する横方向への広がりとの関係についての検証結果を説明する。図１４は、検証実験４の実験条件を説明するための模式図である。図２０に示した従来の空気清浄機１０１を壁面Ｗ１の近傍に配置し、空気清浄機１０１の吹出口１３０から吹き出される空気が壁面Ｗ１に吹き付けられる角度θを変化させた。なお、図１４（ａ）には空気清浄機１０１の側面側から見た壁面Ｗ１及び空気清浄機１０１の位置関係を示し、図１４（ｂ）には前面側から見た壁面Ｗ１及び空気清浄機１０１の位置関係を示してある。このときに、吹出口１３０から吹き出された空気が壁面Ｗ１に衝突する地点から一定距離を隔てた２つの地点（図中■及び●）にて空気の流れる速度を測定した。吹出口１３０から壁面Ｗ１への空気の吹出方向を図中の矢印Ｖとした場合に、測定点■は、空気の衝突地点から壁面Ｗ１に沿って矢印Ｖの方向へ一定距離を隔てた地点、即ち空気の進行方向に係る測定点である。また、測定点●は、空気の衝突地点から壁面Ｗ１に沿って測定点■に向かう方向の直行方向へ一定距離を隔てた地点、即ち空気の進行方向に対する横方向の測定点である。

図１５は、検証実験４の実験結果を示すグラフであり、横軸を吹出口１３０から吹き出される空気が壁面Ｗ１に吹き付けられる角度θ（単位：°）とし、縦軸を空気の流れる速度（単位：ｍ／ｓ）としてある。図示のグラフから、空気の吹き付け角度θが小さいほど横方向の測定点●での速度が小さいので、空気の横方向への広がりは小さく、壁面Ｗ１に対してθ＝９０°で空気を直角に吹き付けた場合、横方向の測定点●における空気の速度が最も速いので、空気の横方向への広がりが最も大きいことがわかる。

上記の検証実験３及び４から、空気清浄機１０１の空気の吹出方向が室内の空気の循環に大きな影響を与えることがわかる。よって、本発明に係る空気清浄機１は、吹出口３０から吹き出される空気の吹出方向が鉛直方向に対してなす角度θを、上記（１０）式に従って、例えばθ＝２０°に設定してある。これにより、空気清浄機１の吹出口３０から後方に２０°傾いた上方へ吹き出された空気は、空気清浄機１の後面側の壁面Ｗ１に衝突し、天井面Ｓ及び他の壁面Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４に沿って床面Ｆまで循環した後に空気清浄機１の吸込口２０から吸い込まれる。また、空気清浄機１はイオン発生素子８０を搭載しており、天井面Ｓ、壁面Ｗ１〜Ｗ４及び床面Ｆに沿って空気が循環する際に、これらに付着した臭いの元となる物質を分解して消臭することができる。

以上の構成の本発明に係る空気清浄機１は、イオン発生素子８０を搭載して消臭効果を有するイオンを発生すると共に、イオンを含む空気を後方の上方へ、空気の吹出方向が鉛直方向に対してなす角度θが（１０）式の範囲となるように吹き出す校正とすることにより、消臭効果を有するイオンを含む空気を部屋の壁面、天井及び床面に沿って効率よく循環させることができるため、部屋の壁面、天井及び床面に付着した臭いの元となる物質に対して直接的に消臭効果を発揮することができる。また、空気清浄機１を継続的に動作させることによって、イオンを含む空気で部屋の壁面、天井及び床面等を継続的に覆うことができ、これにより臭いの元となる物質が壁面、天井及び床面等に付着することを予防できる。よって、本発明に係る空気清浄機１は、室内の空気の循環及びイオンの効果によって、室内の空気中の塵埃、カビ及び細菌等を効率よく除去するのみならず、イオンの消臭効果を部屋の隅々にまで行き渡らせることによって、室内の消臭、脱臭又は防臭等を行うことができ、快適且つ清潔な室内環境を提供することができる。

また、イオンを含む空気が壁面から天井、床面へと循環する際の気流の厚みを考慮して、空気が吹き付けられる室内壁面から遠い吹出流通路６０の前壁６１ｃにイオン発生素子８０を設けことにより、始めに吹き付けられた室内壁面で相当量のイオンが消費されて室内の循環に寄与できるイオンが減少することが防止でき、イオンをより遠方にまで到達させることができるため、室内の隅々にまで消臭効果を有するイオンを行き渡らせることができる。

なお、本実施の形態においては、空気清浄機１はイオン発生素子８０を２つ搭載する構成としたが、これに限るものではなく、空気清浄機１が１つ又は３つ以上のイオン発生素子８０を搭載する構成であってもよい。また、イオン発生素子８０の構成は図４〜図６に示す構成でなくてもよく、空気中にＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n 及びＯ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m を発生することができればどのような構成であってもよい。

また、空気の吸込口２０を筐体１０の後面１３に設ける構成としたが、これに限るものではなく、筐体の前面１１又は両側面等の他の位置に設ける構成であってもよい。また、空気清浄機１はシロッコファン４０により空気を吸引する構成としたが、これに限るものではなく、その他の構成のファンを利用して空気を吸引する構成であってもよい。また、吹出流通路６０の形状は図１〜図３に示すものに限らない。例えば、空気清浄機１では吹出流通路６０の一部を折り曲げることによって空気の吹出方向を後方へ傾ける構成としたが、これに限るものではなく、シロッコファン４０を筐体１０内に傾けて搭載し、折れ曲がりのない真直ぐな吹出流通路を通して空気を吹き出す構成としてもよい。また、筐体１０自体を部屋の床面に傾けた状態でスタンドなどにて支持する構成としてもよい。

（実施の形態２）
図１６は、本発明の実施の形態２に係る空気清浄機２０１の構成を示すブロック図である。実施の形態２に係る空気清浄機２０１は、イオンを発生するイオン発生素子８０と、イオン発生素子８０へ供給する高電圧を発生する高電圧発生回路８８と、空気の吸い込み及び吹き出しを行うシロッコファン４０と、シロッコファン４０を回転駆動するファン駆動回路４１と、吸込流通路５０又は吹出流通路６０内の空気を加湿する加湿手段２７５と、ユーザの操作を受け付ける操作部９０と、操作部９０が受け付けた操作に応じて空気清浄機２０１の各部を制御する制御部９５とを備えている。なお、実施の形態２に係る空気清浄機２０１は、実施の形態１に係る空気清浄機１に加湿手段２７５を追加した構成である。

加湿手段２７５は、例えば水を蓄えるタンク、及び蓄えられた水を加熱するヒータ等により構成され、ヒータの加熱により発生する水蒸気を吸込流通路５０又は吹出流通路６０に放出するようにしてある。なお、加湿手段２７５による水蒸気の放出位置は、吸込流通路５０中のエアフィルタ７０からシロッコファン４０まで、又は吹出流通路６０中のシロッコファン４０からイオン発生素子８０までのいずれの位置であってもよい。これにより、空気清浄機２０１を設置した部屋の湿度を高めることができると共に、イオン発生素子８０が湿度の高い空気中にイオンを発生することができる。

本発明者は、イオン発生素子８０が発生するイオンの寿命が湿度に応じて変化することを検証により発見した。以下に、本発明者が行ったイオンの寿命に係る検証実験の結果を説明する。

（検証実験５）
図１７は、検証実験５の実験条件を説明するための模式図である。容積２０ｍ³ のチャンバー３００内に、イオン発生素子及び加湿手段を備える空気清浄機３０１（本発明に係る空気清浄機１及び２０１とは異なる従来型の空気清浄機である）（製品番号：ＫＣ−５１Ｃ１）と、チャンバー３００内のイオン濃度を測定するイオンカウンター３０２とを設置する。まず、空気清浄機３０１を動作させて、イオン発生素子によるイオンの発生及びイオンを含む空気の吹き出しを行う。チャンバー３００内のイオン濃度が一定値に達した後、空気清浄機３０１を停止してイオンの発生及び空気の吹き出しを終了する。その後、イオンカウンター３０２によるイオン濃度の測定を繰り返し行って、時間経過によるチャンバー３００内のイオン濃度の変化（減衰）を検証する。また、空気清浄機３０１によるイオンの発生は、加湿手段による加湿を行う場合と行わない場合との２つの条件で行い、イオン濃度の変化にチャンバー３００内の湿度が与える影響を検証する。なお、空気清浄機３０１が加湿を行った場合には、チャンバー３００内の湿度は約６０％であり、加湿を行わない場合には湿度は約３５％である。

図１８は、検証実験５の実験結果を示すグラフであり、横軸を空気清浄機３０１の動作停止からの経過時間（単位：秒）とし、縦軸をチャンバー３００内のイオン濃度（単位：個／ｃｍ³ ）としてある。図中ａ１の線は加湿を行った場合のマイナスイオンの濃度を示し、ａ２の線は加湿を行った場合のプラスイオンの濃度を示している。また、図中ｂ１の線は加湿を行わなかった場合のマイナスイオンの濃度を示し、ｂ２の線は加湿を行わなかった場合のプラスイオンの濃度を示している。

図示のグラフから、空気清浄機３０１の加湿手段による加湿を行った場合、２０００個／ｃｍ³ 程度の安定したイオン濃度が長時間に亘って保たれている。これに対して、加湿を行わなかった場合、短時間でイオン濃度が１０００個／ｃｍ³ 以下に低減している。また、３０００個／ｃｍ³ 以上のイオン濃度を保つ時間を比較すると、加湿を行った場合にはイオン発生停止から８０秒〜１００秒程度の時間はイオン濃度を保つことができるが、加湿を行わなかった場合には４０秒〜５０秒程度の時間しかイオン濃度を保つことができず、加湿の有無で寿命に倍程度の差が生じることがわかる。

湿度が高いほどイオンが超寿命化される理由を以下に考察する。空気清浄機３０１のイオン発生素子が発生するイオンはプラスイオンＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_n 及びマイナスイオンＯ₂ ^- （Ｈ₂ Ｏ）_m であるが、湿度の高い環境においてはこれらのイオンの配位子であるＨ₂ Ｏの数が増え（即ち、ｎ及びｍの値が大きくなり）、クラスターイオンが大きくなる。その結果、イオン発生直後でのプラスイオン及びマイナスイオンの再結合頻度が低下し、イオン濃度の低下が抑制されると共に、イオンが長寿命化される。

よって、実施の形態２に係る空気清浄機２０１は、イオン発生素子８０と共に加湿手段２７５を搭載し、加湿した空気中にイオンを発生して吹き出す構成であるため、寿命の長いイオンを室内に放出することができる。これにより、空気清浄機２０１が設置された室内では、イオンによる除菌効果及び消臭効果等を長時間に亘って持続することができる。また、寿命の長いイオンは、空気清浄機２０１から吹き出される空気と共に、空気清浄機２０１の設置位置からより遠方まで消滅することなく到達することができるため、広い部屋であっても室内の隅々までイオンによる除菌及び消臭等を行うことができる。

（変形例）
実施の形態２に係る空気清浄機２０１は加湿手段２７５により加湿した空気を吹き出す構成であるが、加湿のためにはヒータなどを動作させて水を加熱する必要がある。本発明の空気清浄機２０１は部屋の壁面、天井及び床面等に沿って消臭効果を有するイオンを含む空気を循環させることができ、継続的な運転を行うことで壁面、天井及び床面等に臭いの元となる物質が付着することを防止することができる。このため、空気清浄機２０１を継続運転することが好ましいが、加湿手段２７５を継続的に動作させると消費電力の増大及び室内の湿度の過度の上昇等を招来する虞がある。

そこで本変形例においては、空気清浄機２０１は運転開始から所定時間が経過するまで加湿手段２７５による加湿を行ってイオンを放出し、所定時間が経過した後は加湿を行わずにイオンの放出のみを行う。空気清浄機２０１が動作停止した状態では、壁面、天井及び床面等に臭いの元となる物質が付着するが、空気清浄機２０１の動作を開始することによって、所定時間経過後には付着した物質の多くを分解して除去することができる。よってその後は、空気清浄機２０１は壁面、天井及び床面等に臭いの元となる物質が付着することを防止する防臭を目的として運転されるため、加湿手段２７５を停止しても十分に防臭効果を得ることが可能である。

図１９は、本発明の実施の形態２の変形例に係る空気清浄機２０１が運転開始時に行う処理の手順を示したフローチャートであり、空気清浄機２０１の制御部９５が各部の動作を制御することにより行う処理である。まず、空気清浄機２０１の制御部９５は、ファン駆動回路４１によりシロッコファン４０の回転駆動を開始し（ステップＳ１）、高電圧発生回路８８にて高電圧を発生することによってイオン発生素子８０によるイオンの発生を開始する（ステップＳ２）。次いで、制御部９５は、内部に備えたタイマ（図示は省略する）をスタートさせて（ステップＳ３）、加湿手段２７５による加湿を開始する（ステップＳ４）。

加湿開始後、制御部９５はタイマにより所定時間が経過したか否かを調べ（ステップＳ５）、所定時間が経過していない場合には（Ｓ５：ＮＯ）、所定時間が経過するまで待機して、加湿手段２７５による加湿を継続して行う。所定時間が経過した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部９５は加湿手段２７５による加湿を停止して（ステップＳ６）、タイマをリセットし（ステップＳ７）、処理を終了する。その後、空気清浄機２０１は、イオン発生素子８０によるイオンの発生、及びシロッコファン４０による空気の吹き出しのみを継続して行う。

なお、本変形例においては、空気清浄機２０１が運転開始後の所定時間内にのみ加湿手段２７５による加湿を行う構成としたが、これに限るものではなく、例えば所定時間毎に加湿手段２７５による加湿の開始と停止とを切り替える構成であってもよい。また、ユーザが操作部９０を操作することによって、加湿手段２７５による加湿を行うか否かを選択する構成であってもよい。また、空気清浄機２０１に室内の湿度を検出するセンサを搭載し、センサの検出結果に応じて加湿手段２７５による加湿の開始と停止とを切り替える構成であってもよい。

なお、実施の形態２に係る空気清浄機２０１のその他の構成は、実施の形態１に係る空気清浄機１の構成と同様であるため、対応する箇所には同じ符号を付して説明を省略する。

本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の構成を示す模式的側断面図である。 本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の吹出流通路の構成を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の吹出流通路の構成を説明するための模式的二面図である。 イオン発生素子の外観を示す模式的斜視図である。 イオン発生素子の内部構成を示す模式的斜視図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線による模式的断面図である。 ６段階臭気強度表示法による官能検査の結果を示す図表である。 酢酸再放出量の実験結果を示すグラフである。 空気清浄機から吹き出された空気の流れを説明するための模式図である。 従来の空気清浄機による室内での空気の流れを説明するための模式図である。 本発明の実施の形態１に係る空気清浄機による室内での空気の流れを説明するための模式図である。 検証実験３の実験条件を説明するための模式図である。 検証実験３の実験結果を示すグラフである。 検証実験４の実験条件を説明するための模式図である。 検証実験４の実験結果を示すグラフである。 本発明の実施の形態２に係る空気清浄機の構成を示すブロック図である。 検証実験５の実験条件を説明するための模式図である。 検証実験５の実験結果を示すグラフである。 本発明の実施の形態２の変形例に係る空気清浄機が運転開始時に行う処理の手順を示したフローチャートである。 従来の空気清浄機の構成を示す模式的側断面図である。

符号の説明

１ 空気清浄機
１０ 筐体
１１ 前面
１２ 天面
１３ 後面
１４ 底面
２０ 吸込口
３０ 吹出口
４０ シロッコファン（ファン）
５０ 吸込流通路
６０ 吹出流通路
７０ エアフィルタ（除去手段）
８０ イオン発生素子（イオン発生手段）
９０ 操作部
９５ 制御部
２０１ 空気清浄機
２７５ 加湿手段
Ｆ 床面
Ｓ 天井面
Ｗ、Ｗ１〜Ｗ４ 壁面

Claims (2)

1. 筐体と、該筐体に設けられ、空気を吸い込む吸込口と、該吸込口から吸い込まれた空気を吹き出す吹出口と、前記吸込口から前記吹出口へ空気を送るファンと、該ファンから前記吹出口まで空気を流す吹出流通路と、該吹出流通路を流れる空気中にイオンを発生するイオン発生手段とを備える空気清浄機による室内の消臭・脱臭方法であって、
   前記吹出口の中央位置から対向する最寄りの部屋の壁面までの距離をＬ［ｍｍ］とし、前記吹出口の中央位置から部屋の天井面までの距離をＨ［ｍｍ］とし、距離Ｌが１００＜Ｌ＜６００の範囲で選ばれた位置に前記吹出口が配置されて用いられるときに、前記吹出口から送り出される空気を最初に室内の壁面に到達させるために、前記吹出口から送り出される空気の流れる方向が鉛直上方向に対してなす角度θ［°］をｔａｎ^-1（Ｌ／Ｈ）＜θ≦３５の範囲に設定することで、前記イオンを含む空気を室内壁面に吹き付け、該室内壁面に付着又は吸着した臭気発生物質を前記イオンで変質又は分解すること
   を特徴とする室内の消臭・脱臭方法。
2. 前記空気清浄機は、前記筐体が前後を判別できると共に、前記筐体後側の上方へ、前記吹出口から空気を吹き出すようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の室内の消臭・脱臭方法。

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