JPH09313585A - オゾン発生器付き空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】装置の電源が停止しても装置内の残存オゾンを
分解し、装置から放出しない安全なオゾン発生器付き空
気清浄装置を提供する。 【解決手段】送風手段であるファンに慣性を持たせるこ
とによって、運転停止後、所定時間回転を継続させる。 【効果】オゾン発生器付き空気清浄装置の安全な運転の
停止を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業空間、居住空
間など環境の塵埃、臭気、ガス、細菌の少なくとも１つ
を除去する空気清浄装置に関するものである。特に、オ
ゾンを利用して脱臭、除菌を行う装置において、安全に
オゾンを取扱う装置構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常の、オゾンを利用して脱臭、除菌を
行うオゾン発生器付き空気清浄装置は、例えば、実開平
２−２５０３５号公報に開示されているように、高電圧
によるコロナ放電を利用したオゾン発生器の流入空気下
流側に脱臭チャンバを設け、送風手段により、脱臭チャ
ンバに臭気を含んだ空気とオゾン発生器にて発生したオ
ゾンを通過させ空気の脱臭、除菌を行う。しかし、オゾ
ンは人体に対し有害であることから、脱臭、除菌を行っ
たオゾンを含んだ空気をそのまま排気せず、オゾン分解
フィルタなどのオゾン分解手段によって、オゾンを分解
し排気する。図１１に従来のオゾン発生器付き空気清浄
装置を示す。従来のオゾン発生器付き空気清浄装置は送
風手段としてファン１を用い、空気吸込口１０から吸い
込んだ空気をオゾン発生手段４にて発生されたオゾンと
ともに脱臭チャンバ５に送り込み、空気とともに流入し
た悪臭成分を分解して脱臭を行う。このときオゾンの殺
菌作用により空気中の除菌も行われる。脱臭チャンバ５
内の空気はオゾン分解手段３を介してファン１に吸引さ
れ、これによりオゾンはオゾン分解手段３により分解さ
れ脱臭、除菌された空気が空気排出口９から排出され
る。図１２は従来のオゾン発生器付き空気清浄装置の装
置構成をブロック図として示す。制御回路は送風手段１
の起動、停止と、オゾン発生手段４の起動、停止を行
う。オゾン分解手段３は化学作用を利用したオゾン分解
フィルタが用いられ、電源が不要であるため脱臭、除菌
された空気を送風手段によって通過させるだけで空気中
に含まれたオゾンが分解される。図１３に従来のオゾン
発生器付き空気清浄装置の運転フローチャートを示す。
「運転」が選択された場合、送風、オゾン発生が行なわ
れ、「停止」が選択された場合、オゾン発生と送風の両
方が同時に停止されるよう構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、オゾ
ン発生停止と同時に送風が停止されるため、脱臭チャン
バ内に残存している空気より比重の大きいオゾンは逆流
してオゾン分解手段を通らずに空気吸込口から流出する
恐れがあった。そのため空気吸い込み口の下方で局部的
にオゾン濃度が高まることがあり、人体に対して有害な
状態が発生することがあった。

【０００４】本発明の目的は、停止時に空気清浄装置か
らのオゾン流出を防止できて安全性に優れたオゾン発生
器付き空気清浄装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明はオゾン発生器付き空気清浄装置において、
吸い込み口から吹き出し口に至る空気流路と、吸い込み
口から吸い込まれた空気にオゾンを供給するオゾン発生
手段と、空気流路中でオゾン発生手段の下流側に配設さ
れたオゾン分解手段と、空気流路内に吸い込み口から吹
き出し口に向かう気流を形成させる送風手段と、オゾン
発生手段及び送風手段を制御する制御手段とを備え、送
風手段はオゾン発生手段停止後も所定時間送風を継続す
るよう構成されたことを特徴とするものである。

【０００６】送風手段は運転を停止時に、オゾン発生手
段の停止後も所定時間送風を継続するので、空気流路内
の残存オゾンをオゾン分解手段に導くことができ、残存
オゾンを効果的に分解することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図１０により説明する。図１〜図１０の実施の形態は
本発明を室内の天井面３０の上方に埋め込まれて天井面
３０に吸い込み口１０と吹き出し口９が開口する構造を
有する天井埋込みカセット形空気清浄装置に適用したも
のである。

【０００８】図１は、本発明のオゾン発生器付き空気清
浄装置の第１実施の形態を示す断面図である。本実施の
形態の空気清浄装置は、粗塵を除去するプレフィルタ２
０とオゾン発生器４とオゾン分解フィルタ３と制御回路
１１とを内蔵する内側ケース２２と、この内側ケースと
ファン１とモータ２とを内蔵する外側ケース１２から成
っている。

【０００９】内側ケース２２では、空気清浄装置を天井
に取り付けたときに室内に面する側、すなわち下面側に
室内の空気を吸い込むよう開口した空気吸い込み口１０
が設けられ、さらに内側ケース内２２は仕切り板２２
ａ、２２ｂにより気流の流れる方向に３つのチャンバ２
４、５、２６が連通して形成されるよう仕切られてい
る。空気吸い込み口１０に設けられたプレフィルタ２０
は吸い込まれた空気中の比較的大きな塵埃（綿埃等）を
除去する。吸い込み口１０と１番目の仕切り板２２ａに
より形成された１番目のチャンバ２４内にはオゾン発生
器４と制御回路１１とが装着される。本実施の形態では
オゾン発生器４は電気集塵器１６であり、電離部１７の
イオン化線１８に１０ｋＶ程度の高電圧を印加すること
によりコロナ放電を発生させ、空気を電離させて空気中
の酸素分子をオゾンに変化させる。オゾンを効率的に発
生させるには本実施の形態ではイオン化線１８にマイナ
ス９ｋＶという負の高電圧を印加する。オゾン発生器４
は電気集塵器１６に限ることはなく、単にコロナ放電に
より空気を電離させてオゾンを発生するもの、誘電体
（絶縁物）の表面に沿面放電を起こしてこの電界により
空気を電離させてオゾンを発生するもの、殺菌灯、オゾ
ンランプ等の紫外線によりオゾンを発生するものであっ
ても良い。オゾン発生器４として電気集塵器１６を用い
た場合は空気中の小さな塵埃も除去できるので下流側に
設けられるオゾン分解フィルタ３の表面への塵埃の付着
を防止でき、オゾン分解フィルタ３の寿命を延ばすこと
ができる。また、単にコロナ放電または沿面放電により
空気を電離させてオゾンを発生するもの、殺菌灯、オゾ
ンランプ等の紫外線によりオゾンを発生するものを用い
た場合はオゾン発生器４の構造が小型化・簡略化され、
空気清浄装置の小形・軽量化を図ることができる。

【００１０】本実施の形態の制御回路１１はマイクロコ
ンピュータ（図示せず）とＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段
（図示せず）を有している。マイクロコンピュータは記
憶手段に記憶されたプログラムに従って、ファン１を駆
動するモータ２の運転・停止、あるいは速度制御等の回
転制御と、オゾン発生器４の運転・停止を制御する。オ
ゾン発生器４はオゾン発生量を連続的、あるいは段階的
に制御することは困難であるため本実施の形態では運転
・停止だけのＯＮ・ＯＦＦ制御としている。本実施の形
態の空気清浄装置の運転操作は有線または無線のリモー
トコントローラ（図示せず）により行われる。

【００１１】１番目の仕切り板２２ａと２番目の仕切り
板２２ｂの間に形成された２番目のチャンバ５は脱臭チ
ャンバ５として用いられ、この脱臭チャンバ５内でオゾ
ン発生器４により発生したオゾンと空気吸い込み口１０
から吸い込まれた空気が混合され、オゾンの化学作用に
より空気中に含まれた悪臭成分６がこの空間を通過する
間に分解される。このときオゾンの殺菌作用により空気
中の細菌や微生物等を殺すことができ、脱臭とともに除
菌も行われる。

【００１２】２番目の仕切り板２２ｂと内側ケース２２
の上面側の間に形成された３番目のチャンバ２６にはオ
ゾンを分解するオゾン分解フィルタ３が装着される。２
番目のチャンバ５で脱臭・除菌された空気は、オゾン分
解フィルタ３で用済みとなったオゾンが触媒作用により
分解されて有害物質を含まない安全な清浄空気となる。
この清浄空気は内側ケース２２上面側の開口部２８を介
してファン１に吸引される。

【００１３】本実施の形態では空気清浄装置が室内の天
井面３０に取り付けられるため、プレフィルタ２０、電
気集塵器４、オゾン分解フィルタ３はいずれも内側ケー
ス２２の下側に向かう方向に取り出し可能となるよう装
着され、これらの保守・点検が容易なように構成されて
いる。

【００１４】内側ケース２２の外周には外側ケース１２
が設けられ、内側ケース２２と外側ケース１２との間の
空間はファン１から吹き出された空気を吹き出し口９に
向かって下方に導くためのダクト４０としての機能を有
する。そのため、本実施の形態では空気流路は「ｍ」字
の中央の脚を軸として回転させた形状をしており、空気
は内側ケース１２内を上方に向かって流れた後、ダクト
４０を通って下方に向かって流れる。本実施の形態では
内側ケース２２及び外側ケース１２はともに下面側から
見て略正方形となる外形形状を有しており、内側ケース
２２と外側ケース１２との間隙は、略正方形の各辺の吹
き出し口９から吹き出される風量が実質的に同風量にな
るよう、略正方形の各辺とも実質的に同一寸法に設けら
れる。吹き出し口９に設けられた風向板４２は、吹き出
された空気を吸い込み口１０から遠ざかる方向に導き、
気流のショートサーキットを防止するとともに清浄空気
を室内に広く拡散させる。

【００１５】本実施の形態ではファン１に慣性力を持た
せ、モータ２およびオゾン発生器４への電源供給が停止
されても、脱臭チャンバ内のオゾン濃度がゼロとなる時
間までファン１が実質的に正常運転時の回転数を維持す
るよう構成している。そのため、オゾン発生器４の停止
後も所定時間送風が継続される。

【００１６】本実施形態の空気清浄装置を運転すると、
ファン１が所定の速度で回転するとともにオゾン発生器
４がオゾンを発生する。これにより、空気吸込口１０か
ら取り込まれた悪臭成分６を含む空気はオゾン発生器４
を介して脱臭チャンバ５に導かれる。脱臭チャンバ５内
にはオゾン７が充満しており、ここで悪臭成分６はオゾ
ン７の化学作用（酸化作用）により非悪臭成分８にな
り、脱臭が行われる。また、一部の悪臭成分はオゾン分
解フィルタ３に吸着されて除去される。この反応に関与
しなかった残存オゾンは、オゾン分解触媒などから成る
オゾン分解フィルタ３を通過することによって分解さ
れ、無害化される。このときオゾン分解フィルタ３に吸
着された一部の悪臭成分はオゾンにより非悪臭成分に分
解されるため、オゾン分解フィルタ３の目詰まりも防止
される。これにより有害なオゾンが除去された清浄空気
はモータ２およびファン１からなる送風手段に導かれ、
空気排出口９より装置外へ放出される。なお、悪臭成分
６、オゾン７、非悪臭成分８は実際には分子レベルの大
きさで肉眼では見えないものであるが、本願の各実施の
形態の図面中ではわかりやすくするため黒丸、白丸等で
示してある。

【００１７】本実施の形態ではファン１が電気集塵器１
６及びオゾン分解フィルタ３の下流側に設けられるた
め、ファン１への塵埃の付着を防止できるとともに、オ
ゾンによるファン１の腐食を防止できる。

【００１８】図２は第１実施の形態における装置の運転
タイムチャートを示す。装置の運転を停止した場合また
は停電等により電源供給が停止された場合、オゾン発生
器４およびモータ２への電源供給は停止するが、脱臭チ
ャンバ５内には高濃度のオゾン７が自然分解するまで残
存している。本実施の形態ではファン１にその自重によ
り慣性力を持たせ、モータ２およびオゾン発生器４への
電源供給が停止されても、脱臭チャンバ内のオゾン濃度
がゼロとなる時間までファン１が実質的に正常運転時の
回転数を維持して送風を継続するよう構成しているの
で、この残存オゾン７がオゾン分解手段３を通らずに空
気吸込口１０から装置外に逆流するのが防止され、オゾ
ン分解手段３による残存オゾン７の分解処理を効果的に
行うことができる。

【００１９】本発明の第２の実施の形態を図３により説
明する。図３は第２実施の形態を示す断面図である。本
実施の形態の構成はファン１に重り１４が装着されてる
点以外は第１実施の形態と同一である。オゾン７は空気
より重いため、空気吸込口１０の上部にオゾン発生器
４、脱臭チャンバ５を構成した天井埋込みカセット型の
場合、装置停止後の残存オゾン７の空気吸込口１０から
の逆流が顕著に現れる。また、脱臭チャンバ５の大きさ
や、使用しているオゾン７の濃度により残存オゾン量が
異なってくる。そのため、この装置の設置方法や構造に
より、運転停止後ファン１の回転を継続させ送風する時
間を調整する必要がある。そこで、本実施の形態では、
ファン１に重り１４を取り付け、この重り１４の重量を
調整することによりファン１の回転が継続される時間、
すなわち送風を継続できる時間を調整可能にしたもので
ある。重り１４はファン１の羽根車の全周に連続的に設
けられたものでもよく、あるいはファン１の羽根車のバ
ランスがとれる位置で複数箇所に設けられたものであっ
てもよい。

【００２０】本発明の第３の実施の形態を図４により説
明する。図４は第３実施の形態を示す断面図である。本
実施の形態の構成はモータ２にフライホイール１３が装
着されてる点以外は第１実施の形態と同一である。本実
施の形態も第２の実施の形態と同じく、運転停止後ファ
ン１の回転を継続させ送風する時間を調整可能に構成し
たものである。本実施の形態ではモータ２の回転軸にフ
ライホイール１３を設け、このフライホイール１３の質
量または径を調整して慣性モーメントを調整することに
よりファン１の回転を継続できる時間を調整可能にした
ものである。

【００２１】本発明の第４の実施の形態を図５により説
明する。図５は第４実施の形態を示す送風手段の断面図
である。送風手段以外は第１実施の形態と同一であるた
め、図示を省略する。本実施の形態ではファン１の羽根
とそれを支える芯板に比重の異なる材質を用いることに
より、重りやフライホイール等の追加部品を用いなくて
も十分な慣性力を得られ、回転を継続できるよう構成し
たものである。具体的な例としては、芯板をアルミニウ
ム、羽根を鉄で形成することにより、十分な慣性を持た
せながらファン１の質量を押さえることができる。

【００２２】本発明の第５の実施の形態を図６により説
明する。本実施の形態のハードウエア構成は第１実施の
形態と同一である。本実施の形態はソフトウエア的にオ
ゾン発生装置４停止後もファン１の回転を継続させて送
風を継続できるよう構成したものである。図６は本実施
の形態の運転タイムチャートを示す。本実施の形態は制
御回路１１内の記憶手段に記憶されたプログラムによ
り、空気清浄装置の停止時にオゾン発生器４への停止信
号と送風手段のモータ２への停止信号に時間差を設けた
ものである。制御回路１１はリモートコントローラ（図
示せず）から空気清浄装置の停止信号が入力されると、
この信号と実質的に同時にオゾン発生器４へ停止信号を
供給し、脱臭チャンバ５内の残存オゾン７濃度がゼロに
なるのに十分な時間の経過後モータ２へ停止信号を供給
する。これによりオゾン発生器４停止後もファン１の回
転は継続され、残存オゾンが強制的にオゾン分解フィル
タ３に導かれて分解処理される。本実施の形態では、ソ
フトウエアでオゾン発生器４への停止信号と送風手段の
モータ２への停止信号との時間差を任意に設定すること
ができ、最適値を選ぶことにより残存オゾン消滅後の不
必要なファンの運転を防止でき省エネルギー効果を得る
ことができる。

【００２３】本発明の第６の実施の形態を図７、図８に
より説明する。図７は第６実施の形態を示す断面図であ
る。本実施の形態のハードウエア構成は吹き出し口９に
オゾン濃度検出手段１５が装着されてる点以外は第１実
施の形態と同一である。本実施の形態ではオゾン分解フ
ィルタ３でのオゾン分解処理状況を吹き出し口９に設置
したオゾン濃度検出手段１５で監視する。

【００２４】図８は第６実施の形態を示す運転フローチ
ャートである。運転開始（ステップ６００）後にリモー
トコントローラのスイッチで運転が停止された時はステ
ップ６０１で運転停止と判断され、モータ２及びオゾン
発生器４への電源供給が停止される（ステップ６１
１）。このとき、ファン１の慣性により送風が継続さ
れ、残存オゾン７がオゾン分解フィルタ３に導かれて分
解される。ステップ６０１で運転中と判断されるとオゾ
ン濃度検出手段１５で排気中のオゾン濃度を監視して濃
度が正常か判断する（ステップ６０２）。濃度が異常と
判断された場合、異常表示を行い（ステップ６１２）モ
ータ２及びオゾン発生器４の運転を停止する（ステップ
６１３）。また、送風手段のファン１の回転数あるいは
モータ２の電流を検出し、その回転数あるいは電流が正
常か判断し（ステップ６０３）、規定の範囲から外れた
ときに送風手段が異常であると判断し、この場合も異常
表示を行い（ステップ６１２）運転を停止する（ステッ
プ６１３）。この異常表示としては、ランプによる表示
や、ブザーあるいは音声による警告などがある。ステッ
プ６０３で正常と判断されると、オゾン発生を継続し
（ステップ６０４）、送風も継続させ（ステップ６０
５）、ステップ６０１に戻る。これにより送風手段に異
常が生じてもオゾン発生が停止されるので安全性が向上
する。本実施の形態ではオゾン濃度検出手段１５により
運転中の残存オゾン７の装置外への流出防止を図れるの
で、オゾン分解手段３の破損或いは寿命によりオゾン７
が分解されず運転中に装置外へ放出されること、あるい
はファン１の異常による能力低下でオゾン７がオゾン分
解手段３に導かれず運転中に空気吸込口１０から逆流す
ることを防止できる。従って、本実施の形態では運転中
及び運転停止時におけるオゾン流出防止が可能となり、
安全性、信頼性に優れたオゾン発生器付空気清浄装置を
得ることができる。

【００２５】本発明の第７の実施の形態を図９、図１０
により説明する。図９は第７実施の形態を示す断面図で
ある。本実施の形態のハードウエア構成は第６実施の形
態でオゾン発生器４として電離部１７を有する電気集塵
器１６を用いたものである。本実施の形態でもオゾン分
解手段３でのオゾン分解処理状況を吹き出し口９に設置
したオゾン濃度検出手段１５で監視する。本実施の形態
では、電気集塵器１６の電離部１７で発生するオゾンを
送風手段により脱臭チャンバ５に導いている。

【００２６】図１０は第７実施の形態の運転フローチャ
ートである。このフローは第６実施の形態の図８中の送
風手段の正常・異常の判断（ステップ６０３）に代えて
電離電流の正常・異常を判断（ステップ７０３）するよ
うにしたものであり、このステップ以外での動作は第６
実施の形態と同一である。オゾン発生器４として電気集
塵器１６を利用した場合、流入空気の集塵に高い効果を
発揮する。電気集塵器１６の電離部１７はアース極とコ
ロナ放電を行うイオン化線１８によって構成されてい
る。イオン化線１８の長さが長くなるとコロナ放電によ
る電力量が増加するので、イオン化線１８に高電圧を供
給する高圧発生電源の負荷はイオン化線１８の長さに比
例する。イオン化線１８が長時間の使用により断線する
と、放電を行っている長さが短くなるため高圧発生電源
の負荷が軽減する。このとき、電離電流が上昇し電離部
１７から発生しているオゾン７も上昇する。本実施の形
態では、この上昇したオゾン７をオゾン濃度検出手段１
５で検出する前に、制御回路１１のマイクロコンピュー
タが電離部１７の電離電流が正常範囲かを判定し、オゾ
ン濃度が異常に上昇すると推測して、オゾン濃度検出手
段１５が異常なオゾン濃度を検出する前に異常表示を行
い、運転を停止する。この装置構成によって電気集塵器
を搭載したオゾン発生器付き空気清浄装置の安全な運転
が可能になる。

【００２７】上記第５及び第６の実施の形態では送風手
段としてファン及びモータが用いられたが、これに限る
ことはなく、イオン風を用いた送風手段を用いてもよ
い。第６の実施の形態でイオン風を用いた送風手段を用
いるときは、運転停止時にソフト的にオゾン発生手段停
止後も送風手段の送風を所定時間継続させる。

【００２８】本発明は上記の各実施の形態に限るもので
はなく、「Ｉ」字形または「Ｌ」字形の空気流路を有し
て、この空気流路中に上流側から、オゾン発生手段、オ
ゾン分解フィルタ、送風手段を備えた床置き形の空気清
浄装置でオゾン発生器の停止後も所定時間送風が継続さ
れるよう構成されたものであってもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、運転停止後も所定時間
送風が継続されるので残存オゾンをオゾン分解フィルタ
に導いて分解することができ、安全性に優れたオゾン発
生器付き空気清浄装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態におけるオゾン発生器
付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の第１実施の形態におけるオゾン発生器
付き空気清浄装置の運転タイムチャートである。

【図３】本発明の第２実施の形態におけるオゾン発生器
付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。

【図４】本発明の第３実施の形態におけるオゾン発生器
付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。

【図５】本発明の第４実施の形態におけるオゾン発生器
付き空気清浄装置の構成を示す送風手段の断面図であ
る。

【図６】本発明の第５実施の形態におけるオゾン発生器
付き空気清浄装置の運転タイムチャートである。

【図７】本発明の第６実施の形態におけるオゾン発生器
付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。

【図８】本発明の第６実施の形態におけるオゾン発生器
付き空気清浄装置の運転フローチャートである。

【図９】本発明の第７実施の形態におけるオゾン発生器
付き空気清浄装置の構成を示す断面図である。

【図１０】本発明の第７実施の形態におけるオゾン発生
器付き空気清浄装置の運転フローチャートである。

【図１１】従来技術のオゾン発生器付き空気清浄装置の
構成を示す断面図である。

【図１２】従来技術のオゾン発生器付き空気清浄装置の
構成を示すブロック図である。

【図１３】従来技術のオゾン発生器付き空気清浄装置の
運転フローチャートである。

【符号の説明】

１…ファン ２…モータ ３…オゾン分解手段 ４…オゾン発生器 ５…脱臭チャンバ ６…悪臭成分 ７…オゾン ８…非悪臭成分 ９…空気排出口 １０…空気吸込口 １１…制御回路 １２…外側ケース １３…フライホイール １４…重り １５…オゾン濃度検出手段 １６…電気集塵機 １７…電離部 １８…イオン化線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸い込み口から吹き出し口に至る空気流路
   と、上記吸い込み口から吸い込まれた空気にオゾンを供
   給するオゾン発生手段と、上記空気流路中で上記オゾン
   発生手段の下流側に配設されたオゾン分解手段と、上記
   空気流路内に上記吸い込み口から上記吹き出し口に向か
   う気流を形成させる送風手段と、上記オゾン発生手段及
   び上記送風手段を制御する制御手段とを備え、上記送風
   手段は上記オゾン発生手段停止後も所定時間送風を継続
   するよう構成されたことを特徴とするオゾン発生器付き
   空気清浄装置。