特開 2024-13467 空気清浄機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024013467

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】空気清浄機

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/22 20060101AFI20240125BHJP

   H01T 23/00 20060101ALI20240125BHJP

   H01T 19/04 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

A61L9/22

H01T23/00

H01T19/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022115573

(22)【出願日】2022-07-20

(71)【出願人】

【識別番号】513201125

【氏名又は名称】グッドファーマー技研株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100155882

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100154678

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 博子

(72)【発明者】

【氏名】大川 好久

(72)【発明者】

【氏名】大川 隆

【テーマコード（参考）】

4C180

【Ｆターム（参考）】

4C180AA07

4C180AA16

4C180CA10

4C180DD11

4C180EA17X

4C180EA52X

4C180HH02

4C180HH05

(57)【要約】

【課題】 この発明は、オゾン発生量を抑制することができる空気清浄機を提供する。
【解決手段】
空気清浄機Ｃは、筐体１と、筐体１に内包されるイオン発生装置２とを含む。イオン発生装置２は、放電電極２１と、放電電極２１に対向配置される板状の対向電極２２と、対向電極２２の第１面２２ａ及びその反対側の第２面２２ｂにそれぞれ対向配置される第１絶縁板２３及び第２絶縁板２４とを備える。対向電極２２には、第１面２２ａ及び第２面２２ｂ間を厚さ方向に貫通する対向電極貫通孔２２ｃが形成される。第１絶縁板２３及び第２絶縁板２４には、それぞれ厚さ方向に貫通する第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａが形成される。第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａは、対向電極貫通孔２２ｃよりもその直径が小さい。放電電極２１は、板状のベース部２１ａと、ベース部２１ａから突出する複数のニードル部２１ｂとを備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸気口及び排気口を備える筐体と、
前記筐体内に配置されるイオン発生装置と、を備える空気清浄機であって、
前記イオン発生装置は、
制御部によって印可される放電電極と、
前記放電電極に対向配置される板状の対向電極と、
前記対向電極の第１面及びその反対側の第２面間を厚さ方向に貫通する対向電極貫通孔と、
前記第１面及び前記第２面にそれぞれ対向配置される第１絶縁板及び第２絶縁板と、を備え、
前記第１絶縁板及び前記第２絶縁板は、絶縁体で構成されるとともに、厚さ方向に貫通する第１絶縁孔及び第２絶縁孔をそれぞれ有し、
前記第１絶縁孔及び前記第２絶縁孔の径は、前記対向電極貫通孔の径よりも小さいことを特徴とする空気清浄機。

【請求項2】

前記筐体には、前記対向電極を挿入可能なスリットを形成し、
前記スリットの上側及び下側であって前記筐体の内側には前記第１絶縁板及び前記第２絶縁板を固定することを特徴とする請求項１記載の空気清浄機。

【請求項3】

前記放電電極は、ベース部と、前記ベース部から突出するニードル部とを備え、
前記ニードル部の先端は前記第１絶縁孔内に位置することを特徴とする請求項１記載の空気清浄機。

【請求項4】

前記対向電極貫通孔は、前記対向電極おいて複数列及び複数行に亘って複数設けられるとともに互いに等間隔で配置されるとともに、前記ニードル部はそれぞれの前記対向電極貫通孔に対応して配置されることを特徴とする請求項３記載の空気清浄機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、室内の空気中に含まれるカビ等を殺菌し、空気中の微粒子を集塵することができる空気清浄機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、その内部において正の極性のイオン（プラスイオン）及び負の極性のイオン（マイナスイオン）を発生させ、空気中に含まれる細菌類を殺菌し、ウイルスを不活化することができる空気清浄機が知られる。
特許文献１によれば、針状電極と対向電極との間に電流を流すことにより、針状電極と対向電極との間の開口部内で放電させ、正の極性のイオンと負の極性のイオンとを発生させる構成について開示される。開口部では高励起密度状態となり、開口部及びその下流側の領域にオゾンを含む活性種を発生させる。空気中に含まれる細菌類やウイルスは開口部を通過し活性種と接触することによって細菌類を殺菌し、ウイルスを不活化することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１-１１５５６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

発生する活性種の中でも特にオゾンは環境に及ぼす影響の大きさから排出量が制限されている。しかし、特許文献１においてはオゾンの発生量を制限する方法については開示されていない。

【0005】

この発明は、オゾン発生量を抑制することができる空気清浄機を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明は、吸気口及び排気口を備える筐体と、前記筐体内に配置されるイオン発生装置と、を備える空気清浄機であって、前記イオン発生装置は、制御部によって印可される放電電極と、前記放電電極に対向配置される板状の対向電極と、前記対向電極の第１面及びその反対側の第２面間を厚さ方向に貫通する対向電極貫通孔と、前記第１面及び前記第２面にそれぞれ対向配置される第１絶縁板及び第２絶縁板と、を備え、前記第１絶縁板及び前記第２絶縁板は、絶縁体で構成されるとともに、厚さ方向に貫通する第１絶縁孔及び第２絶縁孔をそれぞれ有し、前記第１絶縁孔及び前記第２絶縁孔の径は、前記対向電極貫通孔の径よりも小さいことを特徴とする。
第１絶縁孔及び第２絶縁孔の径を対向電極貫通孔よりも小さくしたことによって、対向電極貫通孔近傍におけるオゾン発生量を抑制することができ、室内におけるオゾン濃度を減少させることができる。

【0007】

前記筐体には、前記対向電極を挿入可能なスリットを形成し、前記スリットの上側及び下側であって前記筐体の内側には前記第１絶縁板及び前記第２絶縁板を固定することを特徴とする。
スリットを介して対向電極を取り外すことができ、対向電極の掃除をすることが可能となる。

【0008】

前記放電電極は、ベース部と、前記ベース部から突出するニードル部とを備え、前記ニードル部の先端は前記第１絶縁孔内に位置することを特徴とする。
第１絶縁孔内から対向電極貫通孔に向かって放電を発生させることができ、対向電極貫通孔近傍において効率的イオン及びオゾンを発生させることができる。

【0009】

前記対向電極貫通孔は、前記対向電極おいて複数列及び複数行に亘って複数設けられるとともに互いに等間隔で配置されるとともに、前記ニードル部はそれぞれの前記対向電極貫通孔に対応して配置されることを特徴とする。
複数の対向電極貫通孔及びこれに対応したニードル部を設けることにより、複数個所において放電を発生させることができる。

【発明の効果】

【0010】

この発明に係る空気清浄機によれば、対向電極の両面を第１絶縁板及び第２絶縁体で覆うことによって発生するオゾン量を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】空気清浄機の正面図。

【図2】空気清浄機の側面図。

【図3】空気清浄機の上面図。

【図4】イオン発生装置の部分断面図。

【図5】イオン発生装置の構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（空気清浄機Ｃ）
図１～５を参照すると、空気清浄機Ｃは、筐体１と、筐体１に内包されるイオン発生装置２とを含む。
この実施形態において筐体１は略直方体であり、正面１０、背面２０、両側面３０、上面４０及び底面５０を備える。底面５０にはその四隅に足５１が設けられる。

【0013】

（筐体１）
特に図１を参照すれば、正面１０の下方には電源スイッチ１１と、電源ソケット１２とを備える。正面１０の上方には横方向に延びるスリット１３を設け、このスリット１３を介して後述するイオン発生装置２の対向電極２２を挿入可能としている。スリット１３の下方には、筐体１の内外を貫通する正面吸気口１４を設ける。正面吸気口１４は複数の円形貫通孔により構成される。

【0014】

図２は、一方の側面３０を示したものであるが、他方の側面も同様の構成である。側面３０には筐体１の内外を貫通する側面吸気口３１を設ける。側面吸気口３１は複数の円形貫通孔により構成され、上下方向における位置関係は正面吸気口１４と同様としている。なお、正面吸気口１４及び側面吸気口３１の形状及び数は、この実施形態で示したものに限定されるものではなく、種々の形状及び数とすることができる。なお、この実施形態において背面２０には吸気口は設けられていない（図示せず）。

【0015】

図３は、上面４０を示したものである。上面４０には排気口４１が設けられる。排気口４１の内側に図示しないファンが配置され、筐体１内の空気は排気口４１を介して排出される。上面４０には複数のワイヤによって形成された通気可能なカバー４２が設けられ排気口４１を通気可能に覆っている。

【0016】

（イオン発生装置２）
図４は筐体１内に設置されたイオン発生装置２を示したものであり、図５はイオン発生装置２の構成概要図である。イオン発生装置２は、放電電極２１と、放電電極２１に対向配置される板状の対向電極２２と、対向電極２２の第１面２２ａ及びその反対側の第２面２２ｂにそれぞれ対向配置される第１絶縁板２３及び第２絶縁板２４と、を備える。イオン発生装置２は、放電電極２１へ印可する印可電圧を制御する制御部を備える（図示せず）。

【0017】

対向電極２２として、導電性の金属板を用いることができ、この実施形態では厚さ約２ｍｍのステンレス板を用いる。対向電極２２には、第１面２２ａ及び第２面２２ｂ間を厚さ方向に貫通する対向電極貫通孔２２ｃが形成される。対向電極貫通孔２２ｃは、直径約１６ｍｍの円形であり、横方向に延びる１行に５つ配置されるとともにこれを縦方向に６列配置する。すなわち対向電極貫通孔２２ｃは３０個形成される。１，３，５行目の対向電極貫通孔２２ｃは列方向において一直線上に並ぶように配置され、２，４，６行目の対向電極貫通孔２２ｃも列方向において一直線上に並ぶように配置されるが、１，３，５行目と２，４，６行目の対向電極貫通孔２２ｃは列方向において各々一致しない。また、各対向電極貫通孔２２ｃは行方向及び列方向において等間隔に並ぶ。

【0018】

第１絶縁板２３及び第２絶縁板２４は、絶縁体で構成され、この実施形態では厚さ約５ｍｍのプラスチック板を用いる。第１絶縁板２３及び第２絶縁板２４には、それぞれ厚さ方向に貫通する第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａが形成される。第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａは、対向電極貫通孔２２ｃよりもその直径が小さい。この実施形態では、第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａの直径は約１３ｍｍとしている。ただし、この実施形態において四隅のうちの二つはネジ取付場所の確保のために他の第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａよりも小さくしている。第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａは、対向電極貫通孔２２ｃと重なるように配置され、より好ましくは中心が一致するように配置される。したがって、第１絶縁板２３、対向電極２２、第２絶縁板２４を重ねると、対向電極貫通孔２２ｃの円周近傍を第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａの円周近傍で覆うような位置関係になる。

【0019】

放電電極２１は、導電性の金属で構成され、板状のベース部２１ａと、ベース部２１ａから突出する複数のニードル部２１ｂとを備える。ニードル部２１ｂは、第１絶縁孔２３ａと一致するように配置され、放電電極２１と第１絶縁板２３とを対向配置させたときに、ニードル部２１ｂの先端２１ｃが第１絶縁孔２３ａ内に位置するようにしている。ニードル部２１ｂの先端２１ｃは第１絶縁孔２３ａの中心に一致することが好ましい。また、先端２１ｃは対向電極２２には及ばずこれと交差しない位置関係を有する。ベース部２１ａには、ニードル部２１ｂの間を行方向に延びる開口部２１ｄが形成される。開口部２１ｄを介して空気が放電電極２１側から第２絶縁板２４側へと流れるようにしている。

【0020】

この実施形態において、放電電極２１、第１絶縁板２３及び第２絶縁板２４は、筐体１内に図示しない固定手段により固定される。第１絶縁板２３及び第２絶縁板２４間に位置する対向電極２２は、筐体１に対してスリット１３を介して出し入れ可能とされている。したがって、対向電極２２はその一部がスリット１３から突出する把持部２２ｄを備え、これを把持して引っ張ることによって筐体１から引き出すことができる。対向電極２２を筐体１から取り外し可能とすることによって、これを掃除することができ対向電極２２に付着した塵等を除去することができる。

【0021】

上記のような構成の空気清浄機Ｃにおいて、電源スイッチ１１を入れることによって図示しないファンが回転し、正面吸気口１４及び側面吸気口３１から吸気され、吸引された空気はイオン発生装置２を介して排気口４１から排出される。また、図示しない制御部により放電電極２１へ印可され、ニードル部２１ｂと対向電極２２との間に放電が発生する。この実施形態ではニードル部２１ｂを陰極性電圧とすることによって、ニードル部２１ｂ周辺にプラスイオンが発生し、対向電極２２の対向電極貫通孔２２ｃ周辺にはマイナスイオンが発生するようにしている。マイナスイオンが発生することによって、対向電極貫通孔２２ｃにおいて集塵機能を発揮することができる。また、最終的にマイナスイオンを大量に発生させこれを排気することによって室内のマイナスイオン濃度を上昇させることが可能である。

【0022】

この実施形態において、対向電極貫通孔２２ｃを複数設け、これに対応する複数のニードル部２１ｂを配置する。したがって、効率よく多量の放電を発生させることができる。また、ニードル部２１ｂを対向電極貫通孔２２ｃの手前である第１絶縁孔２３ａ内に位置させることによって上流から下流に向かうイオン風を発生させながら対向電極貫通孔２２ｃとの間で放電を発生しやすくすることができる。

【0023】

上記のようなイオン発生装置２において、放電電極２１と対向電極２２との間に放電が発生することによってオゾンが発生する。オゾンによって空気中に含まれる細菌類を殺菌し、ウイルスを不活化することができる。この空気清浄機Ｃによれば、室内の空気を正面吸気口１４及び側面吸気口３１から吸気して、イオン発生装置２を介して排気口４１から排出することによって、対向電極２２において集塵可能であるとともに、オゾンによって細菌類の殺菌及びウイルスの不活化が可能となる。

【0024】

しかしながら、高濃度のオゾンが空気清浄機Ｃ外へ排出されることは好ましくない。そこで、対向電極２２の第１面２２ａ及びその反対側の第２面２２ｂを第１絶縁板２３及び第２絶縁板２４で覆うとともに、第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａの直径を対向電極貫通孔２２ｃよりも小さくすることによって排出された空気中のオゾン濃度を低減することができる。

【0025】

（実験方法）
第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａの径の違いによる室内のオゾン濃度の変化を検証する実験をおこなった。
オゾン濃度はＪＩＳ Ｃ ９３３５-２-６５にしたがって測定した。オゾン濃度測定器として定電位電解法を用いた株式会社アプリクス社製ＯＺＧ-ＥＭ-０１０Ｋ(ＡＣ１００Ｖタイプ）と、紫外線吸収法を用いたセキアオイテクノ株式会社社製ＳＯＺ-６５００αを使用した。

【0026】

オゾン濃度測定器は空気清浄機の排気口５０ｍｍの場所に設置した。測定室として２．５ｍ×３．５ｍ×３．０ｍで壁面がポリエチレンシートのできた開口部のない部屋を用意した。ポリエチレンシートは使用前に十分量のオゾンを暴露して新品から出る有機溶媒を分解させたものを用いた。空気清浄機及びオゾン濃度測定器のいずれも連続運転し、２４時間後の値をオゾン濃度として求めた。オゾン発生量は温度による影響を受けやすいため測定室の温度と湿度を測定した。室温が２℃上昇すると、オゾンの飽和濃度が約０．０１ｐｐｍ下降することから、二つのオゾン濃度測定器で測定された値を平均し、その平均値を用いて室温２５℃のオゾン濃度になるように換算した値をオゾン濃度とした。

【0027】

（実験結果）
表１に示したように、サンプルＮｏ．１は第１絶縁板２３及び第２絶縁板２４を配置せず、対向電極２２のみを配置したものである。サンプルＮｏ．２は、第１絶縁孔２３a及び第２絶縁孔２４aのいずれも直径が１３ｍｍである。サンプルＮｏ．３は、第１絶縁孔２３aの直径が１１ｍｍ、第２絶縁孔２４aの直径が１３ｍｍである。サンプルＮｏ．４は、第１絶縁孔２３aの直径が１３ｍｍ、第２絶縁孔２４aの直径が１５ｍｍである。サンプルＮｏ．５は、第１絶縁孔２３a及び第２絶縁孔２４aのいずれも直径が１５ｍｍである。サンプルＮｏ．１～Ｎｏ．５のいずれの実験においても対向電極貫通孔２２ｃの直径は１６ｍｍである。

【0028】

実験の結果、サンプルＮｏ．２及びサンプルＮｏ．３においてオゾン濃度が０．０９ｐｐｍとなった。日本空気清浄協会では「オゾンを発生する器具による室内ガスの許容濃度」を最高０．１ｐｐｍと定めており、サンプルＮｏ．２及びサンプルＮｏ．３においてこの基準をクリアすることができた。
サンプルＮｏ．４及びサンプルＮｏ．５の結果から、対向電極貫通孔２２ｃとの直径の差が１ｍｍ以下の場合にはオゾン濃度の低減効果が低く、上記基準をクリアすることができないものと考えられる。

【0029】

【表1】

【0030】

サンプルＮｏ．１は、第１絶縁板２３及び第２絶縁板２４を配置せず、対向電極２２のみを配置したものである。この場合、対向電極貫通孔２２ｃ内周だけでなく、その周囲でも放電が発生すると考えられ、その結果発生するオゾンも増加すると考えられる。これに対して第１絶縁板２３及び第２絶縁板２４を設けるとともに第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａによって対向電極貫通孔２２ｃを覆うことによって、対向電極貫通孔２２ｃの内周のみで放電が発生し、オゾン発生も抑制されたと考えられる。なお、孔が形成されない第１絶縁板２３及び第２絶縁板２４で対向電極２２を覆った場合には、オゾン発生量が増大した。おそらく放電が安定しなかったものと考えられる。

【0031】

上記の結果から、対向電極２２を第１絶縁板２３及び第２絶縁板２４で覆うとともに、対向電極貫通孔２２ｃに対応する第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａを設け、これら第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａの直径は対向電極貫通孔２２ｃの直径よりも小さくすることによってオゾンの発生量を抑制することができる。また、第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａの直径は対向電極貫通孔２２ｃの直径よりも３ｍｍ以上小さくすることが望ましい。
この実施形態において対向電極貫通孔２２ｃの直径を約１６ｍｍとしているが、これに限定されるものではなく適宜変更可能である。その場合には、対向電極貫通孔２２ｃの直径に応じて第１絶縁孔２３ａ及び第２絶縁孔２４ａの直径も変更することが好ましい。

【0032】

この実施形態において、第１絶縁板２３及び第２絶縁板２４として厚さ約５ｍｍのプラスチック板を用いているがこれに限定されるものではなく、種々の厚さ及び種々の原料を制限なく採用することができる。また、放電電極２１、対向電極２２等の他の構成要素についてもこの実施形態の材料及び大きさに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0033】

１ ：筐体
２ ：イオン発生装置
２１ ：放電電極
２１ａ ：ベース部
２１ｂ ：ニードル部
２１ｃ ：先端
２２ ：対向電極
２２ａ ：第１面
２２ｂ ：第２面
２２ｃ ：対向電極貫通孔
２３ ：第１絶縁板
２３ａ ：第１絶縁孔
２４ ：第２絶縁板
２４ａ ：第２絶縁孔
Ｃ ：空気清浄機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】