JP2002058731A

JP2002058731A - イオン発生装置を備えた空気清浄機及び空気調和機

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Publication number: JP2002058731A
Application number: JP2000251835A
Authority: JP
Inventors: Akio Miyata; 昭雄宮田; Kazuo Nishikawa; 和男西川; Hideo Nojima; 秀雄野島
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2002-02-26
Anticipated expiration: 2020-08-23
Also published as: JP3770782B2

Abstract

(57)【要約】【課題】空間に送出する負イオン及び正イオンの発
生量を充分に確保することにより、速やかに空気中の浮
遊細菌を除去できる空気清浄機を提供する。【解決手段】筒状のガラス管２１を挟んで対向する目
開き数３０〜６０ｍｅｓｈのステンレスメッシュからな
る内電極２２と外電極２３とを設け、これらの電極２
２，２３間に交流電圧を印加することにより正イオンと
負イオンを発生させるイオン発生装置１１を、空気清浄
機の空気吹出口１７の上流側に設ける。そして、前記電
極２２，２３間に１５ｋＨｚ、１．１〜１．４ｋＶ（実
効値）の交流電圧を印加してイオン発生装置１１を動作
させるとともに、空気清浄機を運転することにより、イ
オン発生装置１１から生じた正イオン及び負イオンの化
学反応によって生じた除菌効果のある活性種を空間の隅
々まで行き届かせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イオン発生装置を
備えた空気清浄機並びに空気調和機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、住環境の高気密化に伴い、人体に
有害な空気中の浮遊細菌を取り除き、健康で快適な生活
を送りたいという要望が強くなっている。この要望に応
えるため、各種のフィルタを備えた空気清浄機が提案さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな空気清浄機では、部屋の空気を吸引して汚染物質を
部内を分解又は除去する方式であるため、長期に渡る使
用によりフィルタの交換等のメンテナンスが不可欠であ
り、しかも、フィルタの特性が充分でないため、満足の
いく性能が得られていない。

【０００４】それに対し、イオン発生装置を用いて、空
気中のイオン濃度を増加させる空気清浄機や空気調和機
も開発されているが、現在、市販されているものは、負
イオンのみを発生させるものであったため、負イオンに
より人間をリラックスさせる効果はある程度期待できる
ものの、空気中の浮遊細菌の積極的な除去についてはほ
とんど効果が認められていない。

【０００５】また、このような従来のイオン発生装置
は、交流電圧方式やパルス高電圧方式を用いて負イオン
を放電針から発生させているので、電圧として５ｋＶ以
上の高電圧を必要とし、このため、製品や周辺の機器等
にホコリが付着する問題が生じている。更に、高電圧を
使用するために機器の安全性に課題があり、安全回路を
設置する等の対策が必要であった。

【０００６】このような問題に鑑み、本発明者らが鋭意
研究を進めた結果、負イオンと正イオンの双方を同時に
発生させるイオン発生装置をこの程開発し、これを空気
清浄機等に搭載して負イオン及び正イオンを空間に送出
することで、空気中の浮遊細菌を効率よく除去できるこ
とを確認した。

【０００７】このイオン発生装置の原理について説明す
ると、絶縁体を挟んで対向する電極間に交流電圧を印加
することにより、大気中で放電等の電離現象が起こり、
正イオンと負イオンが同時に発生する。

【０００８】このとき、発生する正イオンとしては、Ｈ
⁺（Ｈ₂Ｏ）_n、負イオンとしてはＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_nが最も
安定に生成する。これらのイオンは、正イオン又は負イ
オン単独では、空気中の浮遊細菌に対する格別な滅菌効
果はない。しかし、これらのイオンが同時に発生する
と、化学反応によって活性種である過酸化水素Ｈ₂Ｏ₂又
は水酸化ラジカル・ＯＨが生成する。このＨ₂Ｏ₂又は・
ＯＨは極めて強力な活性を示すため、これらを空気中に
送出することで、空気中の浮遊細菌を除去できる。

【０００９】また、これらの活性種は、金属をも腐食す
るほどの極めて強い酸化力を有しているので、電極材料
の選択は重要な問題であり、劣化の著しい材料では製品
寿命が短くなるのは避けられなかった。

【００１０】そこで、本発明は、充分な正イオン及び負
イオンを発生でき、生成した活性種による電極の劣化の
心配がないイオン発生装置を備えた空気清浄機及び空気
調和機を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、絶縁体を挟んで対向する第１電極と第２
電極との間に交流電圧を印加することにより、正イオン
と負イオンを同時に発生させるイオン発生装置を備えた
空気清浄機において、前記第１電極及び前記第２電極に
導電性の耐酸化性材料を用いることを特徴とする。これ
によると、腐食による電極の劣化の心配がなくなる。

【００１２】そのような耐酸化性材料としては、安価で
入手が容易なステンレスメッシュが好適である。また、
前記ステンレスメッシュの目開き数を、３０〜６０ｍｅ
ｓｈの範囲内とすることで、不快臭と毒性のあるオゾン
の発生を抑えながら、滅菌効果のある正イオンと負イオ
ンを充分多く発生させることができる。

【００１３】そして、オゾン分解触媒を担持した活性炭
フィルタを空気の送風回路の吸込口の下流側に設ける
と、イオン発生装置から発生したオゾンの分解除去が可
能な空気清浄機又は空気調和機が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】＜第１の実施形態＞本発明の第１
の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、
本実施形態に係る空気清浄機の概略的な側面断面図であ
る。図１において、１１は後述する本発明に係るイオン
発生装置、１２は空気吹出口、１３は空気１２の下流側
に配設されたプレフィルタ、１４は二酸化マンガン等の
オゾン分解触媒を担持した活性炭フィルタ、１５はＨＥ
ＰＡフィルタ、１６は送風ファン、１７は空気吸込口で
ある。

【００１５】次に、イオン発生装置１１のイオン発生管
の概略的な構成を図２の断面図に示す。一端部が閉管さ
れた円筒状絶縁体であるパイレック製ガラス管２１（厚
さ１ｍｍ）を挟んで内側と外側にそれぞれ、金属のメッ
シュからなる筒状の内電極２２と外電極２３が対向して
配設されている。

【００１６】ところで、前記イオン発生装置１１の内電
極２２と外電極２３にステンレスメッシュを使用した場
合、メッシュの目開き数（ｍｅｓｈ）によって、発生す
る負イオンと正イオンの濃度（個／ｃｃ）が変化するこ
とが観測された。図３は、内電極２２に４８ｍｅｓｈの
ステンレスメッシュを用い、他方のグランド（ＧＮＤ）
の外電極２３には、目開き数の異なるステンレスメッシ
ュ（９ｍｅｓｈ〜１００ｍｅｓｈ）用い、両電極２２，
２３間に交流電圧を印加したときの、外電極２３のステ
ンレスメッシュの目開き数と、発生したイオンの濃度と
の関係を示している。

【００１７】条件は次の通りである。外電極２３をＧＮ
Ｄ電位として、内電極２２に高周波回路を用いて周波数
１５ｋＨｚ、電圧１．１〜１．４ｋＶ（実効値）の交流
電圧を印加した。図３より明らかなように、外電極２３
の目開き数が増加すると、発生するイオン濃度も上昇す
る傾向があるが、目開き数が３０ｍｅｓｈ以上では、イ
オン濃度の増加は概ね横這いと見てよい。

【００１８】一方、本発明に係るイオン発生装置１１に
交流電圧を印加すると、イオンとともにオゾンも少なか
らず発生するが、オゾンは不快な臭気を伴うだけでな
く、人体に有害な物質であるため、オゾンの発生量を極
力少なくすることが望ましい。図４は、内電極２２に４
８ｍｅｓｈのステンレスメッシュを用い、他方のグラン
ド（ＧＮＤ）の外電極２３には、目開き数の異なるステ
ンレスメッシュ（９ｍｅｓｈ〜１００ｍｅｓｈ）用い、
両電極２２，２３間に交流電圧を印加したときの、外電
極２３のステンレスメッシュの目開き数と、発生したオ
ゾンの濃度（ｐｐｍ）との関係を示している。

【００１９】条件は次の通りである。外電極２３をＧＮ
Ｄ電位として、内電極２２に高周波回路を用いて周波数
１５ｋＨｚ、電圧１．１〜１．４ｋＶ（実効値）の交流
電圧を印加した。図４より明らかなように、外電極２３
の目開き数が増加すると、発生するオゾン濃度も上昇す
る傾向があるが、約３０〜６０ｍｅｓｈの範囲では概ね
横這いと見てよい。

【００２０】従って、図３及び図４より、オゾンの発生
を抑制して最大限のイオン発生量を確保するには、内電
極２２に４８ｍｅｓｈのステンレスメッシュを用いた場
合、外電極２３の目開き数は３０ｍｅｓｈ〜６０ｍｅｓ
ｈの範囲内にあるのが望ましいことが分かった。

【００２１】また、上記と同様の条件において、前記イ
オン発生装置１１から放出されるイオンを空気イオンカ
ウンタによって測定し、移動度１ｃｍ²／Ｖｓｅｃ以上
の小イオンを検出した結果、イオン発生装置１１のガラ
ス管２１の側面からの距離２０ｃｍの位置で、２０〜４
０万個／ｃｃ程度の正イオンと負イオンとが同時に測定
された。

【００２２】このような特性を持つイオン発生装置１１
を、図１に示すように、空気清浄機の送風回路の空気吹
出口１７の上流側に設け、空気中の浮遊細菌に対する除
去性能を評価した。容積１ｍ³の容器の中にこの空気清
浄機を設置し、予め培地上で培養した一般生菌と真菌を
容器内に散布した。そして、イオン発生装置１１を動作
させるとともに、空気清浄機の運転を開始し、所定の時
間ごとに、細菌の濃度を測定した。測定は、エアーサン
プラーを用いて、４０Ｌ／分の割合で容器内の空気を吸
引し、４分間のサンプリングを行う方法を採用した。

【００２３】実施例として内電極２２と外電極２３に４
８ｍｅｓｈのステンレスメッシュを用いた場合と、比較
例として内電極２２と外電極２３に１００ｍｅｓｈのス
テンレスメッシュを用いた場合との滅菌効果を比較し
た。その結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】空気清浄機の運転を開始してから３時間
後、実施例では、一般生菌は９２％、真菌は９２％除菌
できた。一方、比較例の場合は、一般生菌は８２％、真
菌は８２％となり、実施例の方が滅菌効果があった。

【００２６】従って、本実施形態に係るイオン発生装置
を備えた空気清浄機を使用することにより、極めて良好
に空気中の浮遊細菌を除去できることが裏付けられた。
また、正イオン及び負イオンとともに発生したオゾン
は、オゾン分解触媒を担持した活性炭フィルタ１４でほ
とんど分解され、オゾン特有の臭気を感じることはなか
った。

【００２７】＜第２の実施形態＞本発明の第２の実施形
態について図面を参照して説明する。図５は、本実施形
態に係る空気調和機の概略的な側面断面図である。図５
において、１１は前述した本発明に係るイオン発生装
置、４２は空気吸込口、４３は空気吸込口４２の下流側
に配設されたプレフィルタ、４４は二酸化マンガン等の
オゾン分解触媒を担持した活性炭フィルタ、４６は送風
ファン、４７は空気吹出口、４８は熱交換器である。

【００２８】上記第１の実施形態と同様に、イオン発生
装置１１を、図５に示すように、空気調和機の送風回路
の空気吹出口４７の上流側に設け、空気中の浮遊細菌に
対する除去性能を評価した。容積１ｍ³の容器の中にこ
の空気調和機を設置し、予め培養地で培養した一般生菌
と真菌を容器内に散布した。そして、イオン発生装置１
１を動作させるとともに、空気調和機の運転を開始し、
所定の時間ごとに、細菌の濃度を測定した。測定は、エ
アーサンプラーを用いて、４０Ｌ／分の割合で容器内の
空気を吸引し、４分間のサンプリングを行う方法を採用
した。

【００２９】実施例として内電極２２と外電極２３に４
８ｍｅｓｈのステンレスメッシュを用いた場合と、比較
例として内電極２２と外電極２３に１００ｍｅｓｈのス
テンレスメッシュを用いた場合との滅菌効果を比較し
た。その結果を表２に示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】空気清浄機の運転を開始してから３時間
後、実施例では、一般生菌は９１％、真菌は９１％除去
できた。一方、比較例の場合は、一般生菌は８０％、真
菌は８７％となり、実施例の方が滅菌効果があった。

【００３２】従って、本実施形態に係る空気調和機を使
用することにより、極めて良好に空気中の浮遊細菌を除
去できることが裏付けられた。また、正イオン及び負イ
オンとともに発生したオゾンは、オゾン分解触媒を担持
した活性炭フィルタ４４でほとんど分解され、オゾン特
有の臭気を感じることはなかった。

【００３３】尚、上記実施形態では電極２２及び２３と
して導電性の耐酸化性材料であるステンレス（ＳＵＳ３
０４）のメッシュを用いたが、耐酸化性物質であればタ
ングステン、白金、金、銀、パラジウム等の他の金属で
も差し支えない。そのうち、白金、金、銀、パラジウム
等の貴金属を用いる場合は、チタン等の比較的安価な金
属の表面に被膜を形成した電極としてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、絶
縁体を挟んで対向する第１電極と第２電極間に交流高電
圧を印加することにより、正イオンと負イオンとを同時
に発生させるイオン発生装置を備えた空気清浄機又は空
気調和機において、前記第１電極及び前記第２電極とし
て安価なステンレスメッシュを使用したため、空気清浄
機又は空気調和機のコストダウンが図られるとともに、
イオン発生装置から発生する正負の両イオンの化学反応
によって生ずる活性種を大量に空間に送出して、空気中
の浮遊細菌を速やかに除去できる。

【００３５】この場合、そのメッシュ電極の目開き数を
３０〜６０ｍｅｓｈの範囲とすることで、滅菌作用のあ
るイオンの発生量を充分に確保できるとともに、不快な
異臭のあるオゾンの発生を抑制できる。また発生したオ
ゾンは、空気清浄機又は空気調和機の空気の送風回路の
吸込口の下流に設けたオゾン分解触媒を担持した活性炭
フィルタを通過させることで、大部分を分解除去でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るイオン発生
装置を備えた空気清浄機の概略的な側面断面図である。

【図２】そのイオン発生装置の概略的な側面断面図
である。

【図３】そのイオン発生装置のＧＮＤ電極の目開き
数に対する正イオンと負イオンの発生濃度の関係を示す
グラフである。

【図４】そのイオン発生装置のＧＮＤ電極の目開き
数に対するオゾンの発生濃度の関係を示すグラフであ
る。正イオンと負イオンの発生濃度を示すグラフであ
る。

【図５】本発明の第２の実施形態に係るイオン発生
装置を備えた空気清浄機の概略的な側面断面図である。

【符号の説明】

１１イオン発生装置１２，４２空気吸込口１３，４３プレフィルタ１４，４４活性炭フィルタ１５ＨＥＰＡフィルタ１６，４６送風ファン１７，４７空気吹出口２１円筒ガラス２２内電極２３外電極４８熱交換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野島秀雄大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 3L053 BD01 BD02 BD05 4C080 AA09 BB05 QQ11 QQ20 4G042 CA01 CB26 CC05 CC10 CC18 CC20 CE04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁体を挟んで対向する第１電極と第２
電極との間に交流電圧を印加することにより、正イオン
と負イオンを同時に発生させるイオン発生装置を備えた
空気清浄機において、前記第１電極及び前記第２電極に導電性の耐酸化性材料
を用いることを特徴とするイオン発生装置を備えた空気
清浄機。
【請求項２】前記耐酸化性材料としてステンレスメッ
シュを用いることを特徴とする請求項１に記載のイオン
発生装置を備えた空気清浄機。
【請求項３】前記ステンレスメッシュの目開き数が、
３０〜６０ｍｅｓｈの範囲内にあることを特徴とする請
求項２に記載のイオン発生装置を備えた空気清浄機。
【請求項４】オゾン分解触媒を担持した活性炭フィル
タを空気の送風回路の吸込口の下流側に設けたことを特
徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のイオン
発生装置を備えた空気清浄機。
【請求項５】絶縁体を挟んで対向する第１電極と第２
電極との間に交流電圧を印加することにより、正イオン
と負イオンを同時に発生させるイオン発生装置を備えた
空気調和機において、前記第１電極及び前記第２電極に導電性の耐酸化性材料
を用いることを特徴とするイオン発生装置を備えた空気
調和機。
【請求項６】前記耐酸化性材料としてステンレスメッ
シュを用いることを特徴とする請求項５に記載のイオン
発生装置を備えた空気調和機。
【請求項７】前記ステンレスメッシュの目開き数が、
３０〜６０ｍｅｓｈの範囲内にあることを特徴とする請
求項６に記載のイオン発生装置を備えた空気調和機。
【請求項８】オゾン分解触媒を担持した活性炭フィル
タを空気の送風回路の吸込口の下流側に設けたことを特
徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載のイオン
発生装置を備えた空気調和機。