天吊型空気清浄機
【課題】粒状ダストを除去した後の喫煙気流に存在する窒素酸化物、一酸化炭素およびアンモニアのような有害ガス分子の除去性能を改善した天吊型空気清浄機を提供する。
【解決手段】天板と吸込み部を持つ底板と第１〜第４の側部と対向する第１、第３の側部にそれぞれ配置され、吸込んだ気流を排出する整流板とを備えた筐体；筐体内に吸込み部上方に配置された誘電フィルタ；筐体内に誘電フィルタの上方に位置するように配置され、回転気流を生成するための送風機；筐体内に配置されたマイナスイオン発生器；第２、第４の側部内面にそれぞれ配置され、垂線と平行で前記回転気流が衝突する面を有する第１酸化還元不均一触媒板；第１、第３の側部の整流板にそれぞれ配置された磁石；および第１、第３の側部にそれぞれ磁石に近接して配置され、垂線と平行で回転気流が衝突する面を有する第２酸化還元不均一触媒板；を備える。
【解決手段】天板と吸込み部を持つ底板と第１〜第４の側部と対向する第１、第３の側部にそれぞれ配置され、吸込んだ気流を排出する整流板とを備えた筐体；筐体内に吸込み部上方に配置された誘電フィルタ；筐体内に誘電フィルタの上方に位置するように配置され、回転気流を生成するための送風機；筐体内に配置されたマイナスイオン発生器；第２、第４の側部内面にそれぞれ配置され、垂線と平行で前記回転気流が衝突する面を有する第１酸化還元不均一触媒板；第１、第３の側部の整流板にそれぞれ配置された磁石；および第１、第３の側部にそれぞれ磁石に近接して配置され、垂線と平行で回転気流が衝突する面を有する第２酸化還元不均一触媒板；を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天吊型空気清浄機に関し、詳しくは空気流、例えば喫煙気流中の粒状ダストのような汚染物質を清浄化するための天吊型空気清浄機に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気流、例えば喫煙気流中の汚染物質を清浄化するには吸込部側からプレフィルタと、イオン化領域と、集塵フィルタと、活性炭、ゼオライトなどから作られる吸着フィルタとをこの順序で配列させた空気清浄機が用いられている。ここで、喫煙気流は喫煙により生じたニコチン、タールを含む粒状ダスト（ガス分子が表面に付着されている）などの汚染物質を含有する。
【０００３】
喫煙気流は、空気清浄機のプレフィルタを通過する間にその気流中の比較的サイズの大きい粒状ダストが除去される。喫煙気流は、サイズの大きい粒状ダストが除去された後、イオン化領域に流入し、ここで残留した粒状ダストがプラス（＋）に帯電される。プラス帯電された粒状ダストを含む喫煙気流は、マイナス（−）に帯電された金属からなる集塵フィルタを通過する間、粒状ダストが静電力により集塵フィルタに付着されて除去される。喫煙気流は、さらに吸着フィルタに達し、ここで微細な粒状ダスト及びガス分子が吸着されて除去される。
【０００４】
しかしながら、空気清浄機による粒状ダストの集塵において粒状ダストはマイナス帯電された金属からなる集塵フィルタに直接吸着され、その吸着力が強く、容易に除去できない。その結果、集塵フィルタを再生するには専門のメンテナンス業者に委託して清掃する必要があり、メンテナンス費用が嵩む問題があった。
【０００５】
このようなことから、接地電位のメッシュ状筐体、この筐体内に配置される例えば活性炭コーティングメッシュ板を含む電子フィルタエレメントおよびこのエレメントに差し込まれ、正電位が与えられる放電針を有する誘電フィルタを備えた天吊型空気清浄機が開発され、販売されている。この空気清浄機による喫煙気流の清浄化は、放電針にプラス電位を印加してメッシュ状筐体との間で放電させてプラスイオンを発生させると共に、誘電フィルタを通過する喫煙気流中の粒状ダストを放電針が差し込まれた電子フィルタエレメントとメッシュ状筐体の間の合成樹脂製不織布で誘電分極がなされ、その電子フィルタエレメントに吸着、除去する方法によりなされる。したがって、誘電フィルタの再生は安価で使い捨ての電子フィルタエレメントを交換するだけで済むために、前述した集塵フィルタを用いる場合に比べてメンテナンス費用を低減できる。
【０００６】
しかしながら、誘電フィルタを備えた天吊型空気清浄機においては設置する室内空間の状況により電子フィルタエレメントによる粒状ダストの吸着性能（集塵性能）が十分に維持されているにも拘わらず、連続運転時に集塵性能が極端に低下する現象を生じる。
【０００７】
一方、本発明者が発明者の一人として記載された特許文献１には室内空間の状況に影響されずに連続運転時の電子フィルタエレメントによる粒状ダストの吸着性能（集塵性能）を改善した天吊型空気清浄機を用いた空気清浄化方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１３８０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、既に出願した天吊型空気清浄機の性能、特に粒状ダストを除去した後の喫煙気流に存在する窒素酸化物、一酸化炭素およびアンモニアのような有害ガス分子の除去性能を改善した天吊型空気清浄機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、天板と、吸込み部を持つ底板と、第１〜第４の側部と、対向する第１、第３の側部にそれぞれ配置され、吸込んだ気流を排出する整流板とを備えた天吊される筐体；
前記筐体内に前記吸込み部上方に位置するように配置され、空気中の汚染物質に含まれる粒状ダストをプラスイオンの雰囲気に曝し、誘電分極により前記粒状ダストを吸着、除去する誘電フィルタ；
前記筐体内に前記誘電フィルタの上方に位置するように配置され、機外の空気を前記誘電フィルタに導入、通過させ、前記誘電フィルタの上方の空間に回転気流を生成するための送風機；
前記筐体内に配置されたマイナスイオン発生器；
前記第２、第４の側部内面にそれぞれ配置され、垂線と平行で前記回転気流が衝突する面を有する第１酸化還元不均一触媒板；
前記第１、第３の側部の整流板にそれぞれ配置された磁石；および
前記第１、第３の側部にそれぞれ前記磁石に近接して配置され、垂線と平行で前記回転気流が衝突する面を有する第２酸化還元不均一触媒板；
を備えたことを特徴とする天吊型空気清浄機が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る天吊型空気清浄機を図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、実施形態に係る天吊型空気清浄機を示す斜視図、図２は図１の空気清浄機の断面図、図３は図１の空気清浄機の上面図（天板およびハニカム型不均一触媒を省略）、図４は図２の空気清浄機のIV−IV線に沿う断面図、図５は図１の空気清浄機に組み込まれる誘電フィルタを示す断面図、図６は図１の空気清浄機の第１側部に取付けられる整流板ユニットの周辺構造を示す斜視図、図７は図１の空気清浄機の第２側部に取り付けられる第１酸化還元触媒板を示す斜視図、図８は図１の天吊型空気清浄機のハニカム型アルミニウム触媒の空気流の流れ状態を説明する断面図である。
【００１２】
逆四角錐台形状をなす筐体１は、天板２を介して所定の室（例えば喫煙室）の天井に取り付けられている。この筐体１は、天板２と吸込みグリル３を有する底部と４つの側部、つまり第１〜第４の側部４〜７とで囲まれた構造を有する。互いに対向する第１、第３の側部４，６は、逆台形状に開口され、これら開口部に逆台形状の整流板ユニット８がそれぞれ取り外し可能に配置されている。各整流板ユニット８は、図３および図６に示すように逆台形状の枠９とこの枠９の中央に上下方向に傾斜して一体的に取付けられた凹状支持部１０と、枠９の側壁および凹状支持部１０に一体的に取付けられ、凹状支持部１０を境にして左右に配列された水平方向に延びる複数の整流板１１とから構成されている。第１、第３の側部４，６の開口中央には下部側から天板２に延出する傾斜した支持板１２（第３側部６の支持板は図示せず）が一体的に取付けられている。また、補強のための支柱１３（第３側部６の支柱は図示せず）は上端が天板２に固定され、下端が支持板１２の中間付近に固定されている。前記整流板ユニット８は、第１、第３の側部４，６に取り付けたときに、それらの凹状支持部１０が図６に示すように第１、第３の側部４，６の支持板１２（第３側部６の支持板は図示せず）に嵌入される。
【００１３】
誘電フィルタ１４は、筐体１内の下部付近に吸込みグリル３と所望の距離をあけて対向するように配置さている。誘電フィルタ１４は、交換等の目的で図１に示すように第２側部５の開閉窓１５を通して筐体１に対して出し入れされる。前記誘電フィルタ１４は、図１および図５に示すように例えば４つに分割、支持された金属メッシュ部１６を有する絶縁材料からなる下部枠体１７と、この下部枠体１７に図示しないヒンジ機構により開閉可能に取り付けられ、例えば４つに分割、支持された金属メッシュ部１８を有する絶縁材料からなる上部枠体１９とを備えている。電子フィルタエレメント２０は、これら枠体１７、１９内に収納されている。この電子フィルタエレメント２０は、導電層（例えば活性炭を担持したメッシュ板）２１を挟んで上下に合成樹脂製の不織布層２２ａ、２２ｂを積層した構造を有する。正電位が与えられる放電針２３は、このエレメント２０の上部不織布層２２ａおよび活性炭担持メッシュ板１８に差し込まれている。各枠体１７，１９の金属メッシュ部１６，１８は、接地電位になっている。なお、放電針２３の先端に対応する下部の金属メッシュ部１６部分には、放電針２３と下部の金属メッシュ部１６との短絡的放電を回避するために絶縁材料からなる放電制御板Ｃが貼り付けられている。
【００１４】
例えば反時計回り方向に回転する送風機（例えばシロッコファン）２４は、筐体１内の前記天板２に取り付けられている。２つのマイナスイオン発生器（第１、第２のマイナスイオン発生器）２５，２６は、第１、第３の側部４，６に配置された整流板１１に隣接する第２側部５の上部内面にそれぞれ取り付けられている。第１、第２のマイナスイオン発生器２５，２６は、マイナスイオンを第１、第３の側部４，６に配置された整流板１１に沿ってそれぞれ放出する。これらのマイナスイオン発生器２５，２６は、例えば４Ｗ，空中放電式、−７０００Ｖで、吹出口でのマイナスイオン量３００万個／ｃｃ、オゾン発生量０．０１ｐｐｍ以下である。
【００１５】
垂線と平行で回転気流が衝突する面を有する第１酸化還元不均一触媒板である例えばニッケル触媒板２７は、図３および図４に示すように第２側部５の長手方向の中間に配置されている。具体的には、ニッケル触媒板２７は図７に示すように支柱１３を挟み、両端を第２側部５に向けて水平方向に延出すると共に、その第２側部５に固定した構造を有する。なお、支柱１３は上端が天板２に、下端が第２側部５に、固定され、筐体１の補強の役目をなす。第３酸化還元不均一触媒薄板であるニッケル触媒薄板２８は、図３および図７に示すようにニッケル触媒板２７を中心にして反時計回り方向に回転する回転気流の下流側の第２側部５にそのニッケル触媒板２７と近接するよう貼着されている。垂線と平行で回転気流が衝突する面を有する第１酸化還元不均一触媒板である例えばアルミニウム触媒板２９は、図３、図４に示すように第４側部７の長手方向の中間に前記ニッケル触媒板２７と対向して配置されている。アルミニウム触媒板２９は、ニッケル触媒板２７と同様に支柱（図示せず）に支持されて第４側部７に固定されている。
【００１６】
２本の永久磁石（例えば棒状永久磁石を３本直列に繋いだユニット）３０，３０は、図２、図３および図６に示すように第１、第３の側部４，６に配置された整流板ユニット８の凹状支持部１０内に配置されている。第１側部４側の永久磁石３０は、天板２側の一端がＳ極、他端側がＮ極になるように配置され、第２側部６側の永久磁石３０は第１側部４側の永久磁石３０と逆、すなわち天板２側の一端がＮ極、他端側がＳ極になるように配置されている。永久磁石３０，３０を構成する１本の棒状永久磁石は、残留磁束密度が１２．７ｋＧ，保磁力が０．６５ｋＯｅ程度であることが好ましい。なお、永久磁石に代えて電磁石を用いてもよい。垂線と平行で回転気流が接触する面を有する２つの第２酸化還元不均一触媒板であるアルミニウム触媒板３１は、第１、第３の側部４，６にそれぞれ磁石３０，３０に近接して配置されている。具体的には、第１側部４側のアルミニウム触媒板３１は前述した整流板ユニット８の周辺構造を示す図６のように支柱１３を挟み、両端を傾斜した第１側部４の支持板１２に向けて水平方向に延出すると共に、両端を支持板１２に固定されている。第３側部６側のアルミニウム触媒板（図示せず）も第１側部４側のアルミニウム触媒板３１と同様な構造を有する。
【００１７】
ハニカム形アルミニウム触媒３２は、図２および図６に示すように整流板ユニット８の傾斜した内面に複数の整流板１１を跨ぐように取付けられている。
【００１８】
垂線と平行で回転気流が接触する面を有する第４酸化還元不均一触媒板、例えば２つのアルミニウム触媒板３３，３４は、図３に示すように第１マイナスイオン発生器２５に近接する第２側部５、第２マイナスイオン発生器２６に近接する第２側部５、にそれぞれ配置されている。
【００１９】
次に、前述した構造の天吊型空気清浄機の作用を説明する。
【００２０】
機外である室、例えば密閉された喫煙室に天吊型空気清浄機を設置し、そのシロッコファン２４を例えば反時計回り方向に回転させて、喫煙室内の空気（喫煙気流）を筐体１の吸込みグリル３を通して筐体１内に吸い込む。この吸込みグリル３から吸い込まれた喫煙気流が誘電フィルタ１４を通過する際、正電圧、例えば数１０００Ｖの直流電圧を誘電フィルタ１４の放電針２３に印加すると、上下枠体１７，１９の接地電位の金属製メッシュ部１６，１８との間で放電してプラスイオンを発生する。プラスイオンの発生により、放電針２３が差し込まれた電子フィルタエレメント２０の活性炭担持メッシュ板２１と金属製メッシュ部１６，１８の間の合成樹脂製不織布層２２ａ，２２ｂで誘電分極がなされ、喫煙気流中の粒状ダストをその電子フィルタエレメント２０に吸着して除去する。
【００２１】
誘電フィルタ１４を通過し、ダストが除去された空気流（ダストフリー空気流）は、シロッコファン２４の回転により誘電フィルタ１４上方の筐体１内（気流回転空間３５）を上昇し、第１、第３の側部４，６に取付けた整流板ユニット８の複数の整流板１１間から喫煙室内に吹出される。整流板１１の間から吹出されるダストフリー空気流は、プラス帯電され、その気流の一部が喫煙気流と共に同空気清浄機の筐体１の吸込みグリル３に流れ込む循環がなされる。このような循環において、筐体１内に配置した第１、第２のマイナスイオン発生器２５，２６からマイナスイオンを第１、第３の側部４、６に配置された整流板ユニット８の複数の整流板１１に沿ってそれぞれ放出する。この時、マイナスイオンは気流の回転によりプラスイオンが存在する気流回転空間３５に供給され、ダストフリー空気流と一緒に整流板１１間から喫煙室に吹出され、そのマイナスイオンを含むダストフリー空気流の一部が再び吸込みグリル３に流入する。これにより、吸込みグリル３近傍のプラス帯電された喫煙気流を中和状態にする。このため、喫煙気流はシロッコファン２４の回転作用（送風作用）で吸込みグリル３を通して誘電フィルタ１４に円滑に導入され、前述したように粒状ダストをその電子フィルタエレメント２０に吸着、除去される。
【００２２】
すなわち、前記循環において喫煙室が密閉されているために室内の空気が次第にプラス帯電され、プラスイオンを発生する前記誘電フィルタ１４の領域に対して反発力として作用する。このため、喫煙気流が誘電フィルタ１４に流入するのを妨げる。この実施形態において、前述したように第２側部５の上部内面にそれぞれ取り付けた第１、第２のマイナスイオン発生器２５，２６からマイナスイオンを放出し、気流回転空間３５に供給してダストフリー空気流と一緒に整流板１１間から喫煙室に吹出し、そのダストフリー空気流の一部を吸込みグリル３に流入させる。このとき、吸込みグリル３近傍のプラス帯電された喫煙気流を中和状態にするため、喫煙気流を吸込みグリル３を通して誘電フィルタ１４に円滑に導入できる。その結果、喫煙気流中の粒状ダストを誘電フィルタ１４の電子フィルタエレメント２０で良好に吸着、除去できる。なお、マイナスイオンの放出量（供給量）は喫煙室内の空気のプラス帯電度合に応じて制御することが好ましい。
【００２３】
誘電フィルタ１４上方の筐体１内の気流回転空間３５には、誘電フィルタ１４でプラスに帯電されたダストフリー空気流中の各種ガス分子と放出されたマイナスイオンとが共存するため、主としてヒドロキシラジカル（ＯＨ・）および水素イオン（Ｈ+）により構成されるプラスイオンと、主としてスーパーオキシド（Ｏ2・-）により構成されるマイナスイオンとが生成され、シロッコファン２４による回転運動を持つイオン生成場になる。このイオン生成場の両側（第１、第３の側部４，６側）の整流板ユニット８に永久磁石３０，３０をそれぞれ配置することによって、これら永久磁石３０，３０による磁場がイオン生成場に付与され、各イオンの運動との相互作用により電磁力が発生する。この電磁力により各永久磁石３０，３０近傍（各永久磁石３０，３０の磁場が作用する領域）のイオン生成場にプラスイオンおよびマイナスイオンが互いに結合することなく、それらのイオンが分離した状態で存在させることができる。この状態で、図６に示すように垂線と平行で回転気流が接触する面を有する２つの第２酸化還元不均一触媒板であるアルミニウム触媒板３１，３１を第１、第３の側部４，６にそれぞれ磁石３０，３０に近接して配置し、かつ永久磁石３０，３０の極を互いに逆向きにして配置することによって、各永久磁石３０，３０近傍のイオン生成場の分離したプラスイオンが各アルミニウム触媒板３１の一方の面（第４側部７に向き合う面）に引き寄せられ吸着し、イオン生成場の分離したマイナスイオンが各アルミニウム触媒板３１の他方の面（第２側部５に向き合う面）に引き寄せられ吸着し、その後に脱離する吸着・脱離がなされる。このため、ガス分子中の有害ガス分子ＮＯ＋ＮＯ2，ＣＯ，ＮＨ3，ＣＨ3ＣＨＯ，ＨＣＨＯ，ＣＨ3ＣＯＯＨを有効に還元酸化して無害な物質に改質する。
【００２４】
すなわち、従来の据置型空気清浄機において喫煙気流をイオン発生部材で主としてヒドロキシラジカル（ＯＨ・）および水素イオン（Ｈ+）により構成されるプラスイオンと、主としてスーパーオキシド（Ｏ2・-）により構成されるマイナスイオンを生成し、喫煙気流の汚染物質中の各種ガス分子を還元、酸化することが一部行われている。しかしながら、前記イオン発生部材で発生させたプラスイオンおよびマイナスイオンは個々に滞留せず、混合して存在するため、前記各ガス分子への還元、酸化の改質が有効に働かない。
【００２５】
このようなことから、実施形態ではイオン生成場に永久磁石３０，３０を配置してその磁場とイオン生成場の回転による各イオンの運動との相互作用により電磁力を発生させ、かつアルミニウム触媒板３１，３１を第１、第３の側部４，６にそれぞれ磁石３０，３０に近接して配置することによって、それらのイオンを分離した状態でイオン生成場に存在させることを可能にすると共に、各アルミニウム触媒板３１，３１にプラスイオンおよびマイナスイオンを引き寄せて吸着し、その後脱離する吸着・脱離がなされるため、前記有害ガス分子を有効に還元酸化して無害な物質に改質することができる。
【００２６】
また、ダストフリー空気流中の側鎖に炭化水素基を結合したベンゼン環を有する芳香族系ガス分子において、気流回転空間３５に存在するマイナスイオンおよびプラスイオンと、第２酸化還元不均一触媒であるアルミニウム触媒板３１，３１とにより親電子置換反応が生じ、ベンゼン環側鎖に結合した炭化水素基が酸化されてカルボキシル基に改質される。側鎖がカルボキシル基に改質された芳香族系ガス分子を含むダストフリー空気流は、整流板ユニット８の複数の整流板１１から喫煙室に吹き出され、その気流の一部が再び筐体１の吸込みグリル３を通して誘電フィルタ１４の電子フィルタエレメント２０を流通する。このとき、気流中の改質された芳香族系ガス分子には極性の大きいカルボキシル基を有するため、電子フィルタエレメント２０に強く吸着される。その結果、ダストフリー空気流中の臭気の原因になる芳香族系ガス分子も減少させることが可能になる。なお、炭化水素基を結合したベンゼン環を有する芳香族系ガス分子以外の芳香族系ガス分子も同様に減少させることが可能である。
【００２７】
プラスに帯電されたダストフリー空気流および放出されたマイナスイオンは回転気流に乗って、筐体１の第２、第４の側部５，７に沿っても流れる。このとき、図３および図４に示すように筐体１の第２、第４の側部５，７に垂線と平行で回転気流が衝突する面を有する２つの第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板２７、アルミニウム触媒板２９をそれぞれ配置することによって、回転気流中の各種ガス分子がそれらの触媒板２７，２９に吸着し、回転気流に存在するプラスイオンおよびマイナスイオンの衝突、接触によりガス分子中の有害ガス分子ＮＯ＋ＮＯ2，ＣＯ，ＮＨ3，ＣＨ3ＣＨＯ，ＨＣＨＯ，ＣＨ3ＣＯＯＨの中で、特にＮＯ＋ＮＯ2，ＣＯ，ＮＨ3を有効に還元酸化して無害な物質に改質する。加えて、第３酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒薄板２８をニッケル触媒板２７を中心にして反時計回り方向に回転する回転気流の下流側の第２側部５にそのニッケル触媒板２７と近接するよう貼着することによって、ニッケル触媒板２７と協同して回転気流中の前記有害ガス分子の酸化還元を助長できる。
【００２８】
プラスに帯電されたダストフリー空気流および放出されたマイナスイオンは回転気流に乗って、筐体１の第２、第４の側部５，７に沿っても流れる際、図３に示すように垂線と平行で回転気流が接触する面を有する第４酸化還元不均一触媒板、例えばアルミニウム触媒板３３を第１マイナスイオン発生器２５に近接する第２側部５に配置することによって、そのアルミニウム触媒板３３にダストフリー空気流とより多い量のマイナスイオンとが衝突して強い酸化作用が働き、ダストフリー空気流中の有害分子ガス、特にホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を有効に分解して無害化できる。第２マイナスイオン発生器２６に近接する第２側部５に配置したアルミニウム触媒板３４においても同様にダストフリー空気流中の有害分子ガス、特にホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を有効に分解できる。
【００２９】
有害ガス分子がほぼ除去されたダストフリー空気流は、回転気流に乗って第１、第３の側部４，６に取付けられた整流板ユニット８の複数の整流板１１間を通して喫煙室に吹き出される。この際、ハニカム形アルミニウム触媒３２を図２および図６に示すように整流板ユニット８の傾斜した内面に複数の整流板１１を跨ぐように取付けることによって、ダストフリー空気流が図８の矢印に示すようにハニカムの多数の六角筒面に衝突する。このため、ダストフリー空気流のガス分子（特にオキソニウムイオン；Ｈ3Ｏ・+）が触媒３２に吸着される量を増大できる。その結果、ダストフリー空気流のオキソニウムイオンを効率的に分解して、ダスト濃度の減少に費やす時間を短縮できる。また、ハニカム形アルミニウム触媒３２は酸化触媒としても機能するため、ダストフリー空気流中のＣＯを酸化してＣＯ2に改質できる。
【００３０】
したがって、実施形態によれば第１、第３の側部４，６の整流板ユニット８に永久磁石３０，３０をそれぞれ傾斜して配置すると共に第２酸化還元不均一触媒であるアルミニウム触媒板３１，３１をこの永久磁石３０，３０に近接して配置し、さらに第２、第４の側部５，７に第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板２７、アルミニウム触媒板２９を配置することによって、空気、例えば喫煙気流中の汚染物質である粒状ダストのみならず有害ガス分子であるＮＯ＋ＮＯ2，ＣＯ，ＮＨ3を効率的に除去し、さらに側鎖に炭化水素基が結合されたベンゼン環を有するガス分子を減少して清浄化することが可能な天吊型空気清浄機を提供できる。
【００３１】
なお、実施形態では２つのマイナスイオン発生器２５，２６を第２側部５に配置したが、喫煙量が少なく、処理対象気流内の汚染物質が比較的少ない場合、第３側部６に近接する第２側部５側のみに１つのマイナスイオン発生器を配置してもよい。この場合、第４酸化還元不均一触媒板もマイナスイオン発生器に近接して１つ配置される。
【００３２】
第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板の代わりにステンレス、コバルト、鉄の触媒板を用いてもよい。
【００３３】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００３４】
（参照例１）
まず、面積２２．２ｍ2、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に天吊型空気清浄機を取り付けた。天吊型空気清浄機は、図１〜図７に示す筐体１内に第１、第２のマイナスイオン発生器２５，２６、永久磁石３０，３０、第２酸化還元不均一触媒板であるアルミニウム触媒板３１，３１を配置し、それ以外の酸化還元不均一触媒板を配置していない。第１、第２のマイナスイオン発生器２５，２６は、４Ｗ，空中放電式、−７０００Ｖで、吹出口でのマイナスイオン量３００万個／ｃｃ、オゾン発生量０．０１ｐｐｍ以下のものを用いた。永久磁石３０，３０は、残留磁束密度１２．７ｋＧ、保磁力０．６５ｋＯｅのアルニコ棒磁石を３本直列接続した磁石ユニットを用いた。
【００３５】
密閉室の窓を開放して室の空気を十分に換気した後、再度密閉させた。密閉室内に高さ４０ｃｍの机を天吊型空気清浄機の直下に位置するように配置し、この机上に灰皿を置き、この灰皿に点火したタバコ（ハイライト）３本を１０分間放置した後、これらのタバコを消火した。タバコの点火後、前記空気清浄機の誘電フィルタへの６３００Ｖのプラス直流電圧印加、シロッコファンの回転により空気清浄化を行った。この空気清浄化において、机上中央で所定の時間経過後のダスト濃度をデジタル粉塵計（柴田科学機器工業社製商品名：ＭＯＤＥＬＰ−５Ｈ）により測定し、ガス成分濃度（ｐｐｍ）を気体検知管（株式会社ガステック社製商品名）により測定した。
【００３６】
（実施例１）
面積２２．２ｍ2、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に参照例１に第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９、第３酸化還元不均一触媒薄膜であるニッケル触媒薄板２８を追加した構造の天吊型空気清浄機を取り付けた以外、参照例１と同様な方法で空気清浄化を行い、机上中央のダスト濃度およびガス成分濃度（ｐｐｍ）を測定した。
【００３７】
（実施例２）
面積２２．２ｍ2、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に参照例１に第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９、第３酸化還元不均一触媒薄膜であるニッケル触媒薄板２８、ハニカム形不均一触媒であるハニカム形アルミニウム触媒３２を追加した構造の天吊型空気清浄機を取り付けた以外、参照例１と同様な方法で空気清浄化を行い、机上中央のダスト濃度およびガス成分濃度（ｐｐｍ）を測定した。
【００３８】
（実施例３）
面積２２．２ｍ2、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に参照例１に第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９、第３酸化還元不均一触媒薄膜であるニッケル触媒薄板２８および第４酸化還元不均一触媒板であるアルミニウム触媒板３３，３４を追加した構造の天吊型空気清浄機を取り付けた以外、参照例１と同様な方法で空気清浄化を行い、机上中央のダスト濃度およびガス成分濃度（ｐｐｍ）を測定した。
【００３９】
（実施例４）
面積２２．２ｍ2、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に参照例１に第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９、第３酸化還元不均一触媒薄膜であるニッケル触媒薄板２８、ハニカム形不均一触媒であるハニカム形アルミニウム触媒３２および第４酸化還元不均一触媒板であるアルミニウム触媒板３３，３４を追加した構造の天吊型空気清浄機を取り付けた以外、参照例１と同様な方法で空気清浄化を行い、机上中央のダスト濃度およびガス成分濃度（ｐｐｍ）を測定した。
【００４０】
参照例１および実施例１〜４の天吊型空気清浄機を用いた空気清浄操作におけるガス成分濃度およびダスト濃度の減少時間Ｔ（タバコ消火後のダスト値［１分間累積：ｍｇ／ｃｍ3］が消火時の値の１／２になるまでの時間）を測定した。その結果を下記表１に示す。
【表１】
【００４１】
前記表１から明らかなように第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９、第３酸化還元不均一触媒薄膜であるニッケル触媒薄板２８を追加した実施例１〜４の天吊型空気清浄機は、ＮＯ＋ＮＯ2，ＣＯ，ＮＨ3の有害ガス分子の除去率が前記触媒を配置しない参照例１の天吊型空気清浄機に比べて向上できることがわかる。
【００４２】
特に、ニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９と共にハニカム形アルミニウム触媒３２配置した実施例２の天吊型空気清浄機は、ＮＯ＋ＮＯ2，ＣＯ，ＮＨ3の有害ガス分子の除去率がより向上され、さらにダスト濃度の減少時間Ｔを短縮できることがわかる。
【００４３】
また、ニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９と共に第１、第２のマイナスイオン発生器２５，２６に近接してアルミニウム触媒板３３，３４を配置した実施例３の天吊型空気清浄機は、ＨＣＨＯをゼロまで除去できることがわかる。
【００４４】
さらに、ニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９と共にハニカム形アルミニウム触媒３２、および第１、第２のマイナスイオン発生器２５，２６に近接してアルミニウム触媒板３３，３４を配置した実施例４の天吊型空気清浄機は、ＮＯ＋ＮＯ2，ＣＯ，ＮＨ3の有害ガス分子の除去率がより向上でき、ダスト濃度の減少時間Ｔも短縮でき、さらにＨＣＨＯをゼロまで除去できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る天吊型空気清浄機を示す斜視図。
【図２】図１の天吊型空気清浄機の断面図。
【図３】図１の天吊型空気清浄機の上面図。
【図４】図２のIV−IV線に沿う断面図。
【図５】図１の天吊型空気清浄機に組み込まれる誘電フィルタを示す断面図。
【図６】図１の天吊型空気清浄機の第１側部に取付けられる整流板ユニットの周辺構造を示す斜視図。
【図７】図１の天吊型空気清浄機の第２側部に取り付けられる第１酸化還元触媒板を示す斜視図。
【図８】図１の天吊型空気清浄機のハニカム形アルミニウム触媒の空気流の流れ状態を説明する断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１…筐体、３…吸込みグリル、４〜７…側部、８…整流板ユニット、１１…整流板、１４…誘電フィルタ、２０…電子フィルタエレメント、２３…放電針、２４…シロッコファン、２５，２６…マイナスイオン発生器、２７…ニッケル触媒板（第１酸化還元不均一触媒板）、２８…ニッケル触媒薄板（第３酸化還元不均一触媒薄板）２９…アルミニウム触媒板（第４酸化還元不均一触媒板）、３０，３０…永久磁石、３１，３１…アルミニウム触媒板（第２酸化還元不均一触媒板）、３２…ハニカム形アルミニウム触媒、３５…気流回転空間。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天吊型空気清浄機に関し、詳しくは空気流、例えば喫煙気流中の粒状ダストのような汚染物質を清浄化するための天吊型空気清浄機に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気流、例えば喫煙気流中の汚染物質を清浄化するには吸込部側からプレフィルタと、イオン化領域と、集塵フィルタと、活性炭、ゼオライトなどから作られる吸着フィルタとをこの順序で配列させた空気清浄機が用いられている。ここで、喫煙気流は喫煙により生じたニコチン、タールを含む粒状ダスト（ガス分子が表面に付着されている）などの汚染物質を含有する。
【０００３】
喫煙気流は、空気清浄機のプレフィルタを通過する間にその気流中の比較的サイズの大きい粒状ダストが除去される。喫煙気流は、サイズの大きい粒状ダストが除去された後、イオン化領域に流入し、ここで残留した粒状ダストがプラス（＋）に帯電される。プラス帯電された粒状ダストを含む喫煙気流は、マイナス（−）に帯電された金属からなる集塵フィルタを通過する間、粒状ダストが静電力により集塵フィルタに付着されて除去される。喫煙気流は、さらに吸着フィルタに達し、ここで微細な粒状ダスト及びガス分子が吸着されて除去される。
【０００４】
しかしながら、空気清浄機による粒状ダストの集塵において粒状ダストはマイナス帯電された金属からなる集塵フィルタに直接吸着され、その吸着力が強く、容易に除去できない。その結果、集塵フィルタを再生するには専門のメンテナンス業者に委託して清掃する必要があり、メンテナンス費用が嵩む問題があった。
【０００５】
このようなことから、接地電位のメッシュ状筐体、この筐体内に配置される例えば活性炭コーティングメッシュ板を含む電子フィルタエレメントおよびこのエレメントに差し込まれ、正電位が与えられる放電針を有する誘電フィルタを備えた天吊型空気清浄機が開発され、販売されている。この空気清浄機による喫煙気流の清浄化は、放電針にプラス電位を印加してメッシュ状筐体との間で放電させてプラスイオンを発生させると共に、誘電フィルタを通過する喫煙気流中の粒状ダストを放電針が差し込まれた電子フィルタエレメントとメッシュ状筐体の間の合成樹脂製不織布で誘電分極がなされ、その電子フィルタエレメントに吸着、除去する方法によりなされる。したがって、誘電フィルタの再生は安価で使い捨ての電子フィルタエレメントを交換するだけで済むために、前述した集塵フィルタを用いる場合に比べてメンテナンス費用を低減できる。
【０００６】
しかしながら、誘電フィルタを備えた天吊型空気清浄機においては設置する室内空間の状況により電子フィルタエレメントによる粒状ダストの吸着性能（集塵性能）が十分に維持されているにも拘わらず、連続運転時に集塵性能が極端に低下する現象を生じる。
【０００７】
一方、本発明者が発明者の一人として記載された特許文献１には室内空間の状況に影響されずに連続運転時の電子フィルタエレメントによる粒状ダストの吸着性能（集塵性能）を改善した天吊型空気清浄機を用いた空気清浄化方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１３８０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、既に出願した天吊型空気清浄機の性能、特に粒状ダストを除去した後の喫煙気流に存在する窒素酸化物、一酸化炭素およびアンモニアのような有害ガス分子の除去性能を改善した天吊型空気清浄機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、天板と、吸込み部を持つ底板と、第１〜第４の側部と、対向する第１、第３の側部にそれぞれ配置され、吸込んだ気流を排出する整流板とを備えた天吊される筐体；
前記筐体内に前記吸込み部上方に位置するように配置され、空気中の汚染物質に含まれる粒状ダストをプラスイオンの雰囲気に曝し、誘電分極により前記粒状ダストを吸着、除去する誘電フィルタ；
前記筐体内に前記誘電フィルタの上方に位置するように配置され、機外の空気を前記誘電フィルタに導入、通過させ、前記誘電フィルタの上方の空間に回転気流を生成するための送風機；
前記筐体内に配置されたマイナスイオン発生器；
前記第２、第４の側部内面にそれぞれ配置され、垂線と平行で前記回転気流が衝突する面を有する第１酸化還元不均一触媒板；
前記第１、第３の側部の整流板にそれぞれ配置された磁石；および
前記第１、第３の側部にそれぞれ前記磁石に近接して配置され、垂線と平行で前記回転気流が衝突する面を有する第２酸化還元不均一触媒板；
を備えたことを特徴とする天吊型空気清浄機が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る天吊型空気清浄機を図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、実施形態に係る天吊型空気清浄機を示す斜視図、図２は図１の空気清浄機の断面図、図３は図１の空気清浄機の上面図（天板およびハニカム型不均一触媒を省略）、図４は図２の空気清浄機のIV−IV線に沿う断面図、図５は図１の空気清浄機に組み込まれる誘電フィルタを示す断面図、図６は図１の空気清浄機の第１側部に取付けられる整流板ユニットの周辺構造を示す斜視図、図７は図１の空気清浄機の第２側部に取り付けられる第１酸化還元触媒板を示す斜視図、図８は図１の天吊型空気清浄機のハニカム型アルミニウム触媒の空気流の流れ状態を説明する断面図である。
【００１２】
逆四角錐台形状をなす筐体１は、天板２を介して所定の室（例えば喫煙室）の天井に取り付けられている。この筐体１は、天板２と吸込みグリル３を有する底部と４つの側部、つまり第１〜第４の側部４〜７とで囲まれた構造を有する。互いに対向する第１、第３の側部４，６は、逆台形状に開口され、これら開口部に逆台形状の整流板ユニット８がそれぞれ取り外し可能に配置されている。各整流板ユニット８は、図３および図６に示すように逆台形状の枠９とこの枠９の中央に上下方向に傾斜して一体的に取付けられた凹状支持部１０と、枠９の側壁および凹状支持部１０に一体的に取付けられ、凹状支持部１０を境にして左右に配列された水平方向に延びる複数の整流板１１とから構成されている。第１、第３の側部４，６の開口中央には下部側から天板２に延出する傾斜した支持板１２（第３側部６の支持板は図示せず）が一体的に取付けられている。また、補強のための支柱１３（第３側部６の支柱は図示せず）は上端が天板２に固定され、下端が支持板１２の中間付近に固定されている。前記整流板ユニット８は、第１、第３の側部４，６に取り付けたときに、それらの凹状支持部１０が図６に示すように第１、第３の側部４，６の支持板１２（第３側部６の支持板は図示せず）に嵌入される。
【００１３】
誘電フィルタ１４は、筐体１内の下部付近に吸込みグリル３と所望の距離をあけて対向するように配置さている。誘電フィルタ１４は、交換等の目的で図１に示すように第２側部５の開閉窓１５を通して筐体１に対して出し入れされる。前記誘電フィルタ１４は、図１および図５に示すように例えば４つに分割、支持された金属メッシュ部１６を有する絶縁材料からなる下部枠体１７と、この下部枠体１７に図示しないヒンジ機構により開閉可能に取り付けられ、例えば４つに分割、支持された金属メッシュ部１８を有する絶縁材料からなる上部枠体１９とを備えている。電子フィルタエレメント２０は、これら枠体１７、１９内に収納されている。この電子フィルタエレメント２０は、導電層（例えば活性炭を担持したメッシュ板）２１を挟んで上下に合成樹脂製の不織布層２２ａ、２２ｂを積層した構造を有する。正電位が与えられる放電針２３は、このエレメント２０の上部不織布層２２ａおよび活性炭担持メッシュ板１８に差し込まれている。各枠体１７，１９の金属メッシュ部１６，１８は、接地電位になっている。なお、放電針２３の先端に対応する下部の金属メッシュ部１６部分には、放電針２３と下部の金属メッシュ部１６との短絡的放電を回避するために絶縁材料からなる放電制御板Ｃが貼り付けられている。
【００１４】
例えば反時計回り方向に回転する送風機（例えばシロッコファン）２４は、筐体１内の前記天板２に取り付けられている。２つのマイナスイオン発生器（第１、第２のマイナスイオン発生器）２５，２６は、第１、第３の側部４，６に配置された整流板１１に隣接する第２側部５の上部内面にそれぞれ取り付けられている。第１、第２のマイナスイオン発生器２５，２６は、マイナスイオンを第１、第３の側部４，６に配置された整流板１１に沿ってそれぞれ放出する。これらのマイナスイオン発生器２５，２６は、例えば４Ｗ，空中放電式、−７０００Ｖで、吹出口でのマイナスイオン量３００万個／ｃｃ、オゾン発生量０．０１ｐｐｍ以下である。
【００１５】
垂線と平行で回転気流が衝突する面を有する第１酸化還元不均一触媒板である例えばニッケル触媒板２７は、図３および図４に示すように第２側部５の長手方向の中間に配置されている。具体的には、ニッケル触媒板２７は図７に示すように支柱１３を挟み、両端を第２側部５に向けて水平方向に延出すると共に、その第２側部５に固定した構造を有する。なお、支柱１３は上端が天板２に、下端が第２側部５に、固定され、筐体１の補強の役目をなす。第３酸化還元不均一触媒薄板であるニッケル触媒薄板２８は、図３および図７に示すようにニッケル触媒板２７を中心にして反時計回り方向に回転する回転気流の下流側の第２側部５にそのニッケル触媒板２７と近接するよう貼着されている。垂線と平行で回転気流が衝突する面を有する第１酸化還元不均一触媒板である例えばアルミニウム触媒板２９は、図３、図４に示すように第４側部７の長手方向の中間に前記ニッケル触媒板２７と対向して配置されている。アルミニウム触媒板２９は、ニッケル触媒板２７と同様に支柱（図示せず）に支持されて第４側部７に固定されている。
【００１６】
２本の永久磁石（例えば棒状永久磁石を３本直列に繋いだユニット）３０，３０は、図２、図３および図６に示すように第１、第３の側部４，６に配置された整流板ユニット８の凹状支持部１０内に配置されている。第１側部４側の永久磁石３０は、天板２側の一端がＳ極、他端側がＮ極になるように配置され、第２側部６側の永久磁石３０は第１側部４側の永久磁石３０と逆、すなわち天板２側の一端がＮ極、他端側がＳ極になるように配置されている。永久磁石３０，３０を構成する１本の棒状永久磁石は、残留磁束密度が１２．７ｋＧ，保磁力が０．６５ｋＯｅ程度であることが好ましい。なお、永久磁石に代えて電磁石を用いてもよい。垂線と平行で回転気流が接触する面を有する２つの第２酸化還元不均一触媒板であるアルミニウム触媒板３１は、第１、第３の側部４，６にそれぞれ磁石３０，３０に近接して配置されている。具体的には、第１側部４側のアルミニウム触媒板３１は前述した整流板ユニット８の周辺構造を示す図６のように支柱１３を挟み、両端を傾斜した第１側部４の支持板１２に向けて水平方向に延出すると共に、両端を支持板１２に固定されている。第３側部６側のアルミニウム触媒板（図示せず）も第１側部４側のアルミニウム触媒板３１と同様な構造を有する。
【００１７】
ハニカム形アルミニウム触媒３２は、図２および図６に示すように整流板ユニット８の傾斜した内面に複数の整流板１１を跨ぐように取付けられている。
【００１８】
垂線と平行で回転気流が接触する面を有する第４酸化還元不均一触媒板、例えば２つのアルミニウム触媒板３３，３４は、図３に示すように第１マイナスイオン発生器２５に近接する第２側部５、第２マイナスイオン発生器２６に近接する第２側部５、にそれぞれ配置されている。
【００１９】
次に、前述した構造の天吊型空気清浄機の作用を説明する。
【００２０】
機外である室、例えば密閉された喫煙室に天吊型空気清浄機を設置し、そのシロッコファン２４を例えば反時計回り方向に回転させて、喫煙室内の空気（喫煙気流）を筐体１の吸込みグリル３を通して筐体１内に吸い込む。この吸込みグリル３から吸い込まれた喫煙気流が誘電フィルタ１４を通過する際、正電圧、例えば数１０００Ｖの直流電圧を誘電フィルタ１４の放電針２３に印加すると、上下枠体１７，１９の接地電位の金属製メッシュ部１６，１８との間で放電してプラスイオンを発生する。プラスイオンの発生により、放電針２３が差し込まれた電子フィルタエレメント２０の活性炭担持メッシュ板２１と金属製メッシュ部１６，１８の間の合成樹脂製不織布層２２ａ，２２ｂで誘電分極がなされ、喫煙気流中の粒状ダストをその電子フィルタエレメント２０に吸着して除去する。
【００２１】
誘電フィルタ１４を通過し、ダストが除去された空気流（ダストフリー空気流）は、シロッコファン２４の回転により誘電フィルタ１４上方の筐体１内（気流回転空間３５）を上昇し、第１、第３の側部４，６に取付けた整流板ユニット８の複数の整流板１１間から喫煙室内に吹出される。整流板１１の間から吹出されるダストフリー空気流は、プラス帯電され、その気流の一部が喫煙気流と共に同空気清浄機の筐体１の吸込みグリル３に流れ込む循環がなされる。このような循環において、筐体１内に配置した第１、第２のマイナスイオン発生器２５，２６からマイナスイオンを第１、第３の側部４、６に配置された整流板ユニット８の複数の整流板１１に沿ってそれぞれ放出する。この時、マイナスイオンは気流の回転によりプラスイオンが存在する気流回転空間３５に供給され、ダストフリー空気流と一緒に整流板１１間から喫煙室に吹出され、そのマイナスイオンを含むダストフリー空気流の一部が再び吸込みグリル３に流入する。これにより、吸込みグリル３近傍のプラス帯電された喫煙気流を中和状態にする。このため、喫煙気流はシロッコファン２４の回転作用（送風作用）で吸込みグリル３を通して誘電フィルタ１４に円滑に導入され、前述したように粒状ダストをその電子フィルタエレメント２０に吸着、除去される。
【００２２】
すなわち、前記循環において喫煙室が密閉されているために室内の空気が次第にプラス帯電され、プラスイオンを発生する前記誘電フィルタ１４の領域に対して反発力として作用する。このため、喫煙気流が誘電フィルタ１４に流入するのを妨げる。この実施形態において、前述したように第２側部５の上部内面にそれぞれ取り付けた第１、第２のマイナスイオン発生器２５，２６からマイナスイオンを放出し、気流回転空間３５に供給してダストフリー空気流と一緒に整流板１１間から喫煙室に吹出し、そのダストフリー空気流の一部を吸込みグリル３に流入させる。このとき、吸込みグリル３近傍のプラス帯電された喫煙気流を中和状態にするため、喫煙気流を吸込みグリル３を通して誘電フィルタ１４に円滑に導入できる。その結果、喫煙気流中の粒状ダストを誘電フィルタ１４の電子フィルタエレメント２０で良好に吸着、除去できる。なお、マイナスイオンの放出量（供給量）は喫煙室内の空気のプラス帯電度合に応じて制御することが好ましい。
【００２３】
誘電フィルタ１４上方の筐体１内の気流回転空間３５には、誘電フィルタ１４でプラスに帯電されたダストフリー空気流中の各種ガス分子と放出されたマイナスイオンとが共存するため、主としてヒドロキシラジカル（ＯＨ・）および水素イオン（Ｈ+）により構成されるプラスイオンと、主としてスーパーオキシド（Ｏ2・-）により構成されるマイナスイオンとが生成され、シロッコファン２４による回転運動を持つイオン生成場になる。このイオン生成場の両側（第１、第３の側部４，６側）の整流板ユニット８に永久磁石３０，３０をそれぞれ配置することによって、これら永久磁石３０，３０による磁場がイオン生成場に付与され、各イオンの運動との相互作用により電磁力が発生する。この電磁力により各永久磁石３０，３０近傍（各永久磁石３０，３０の磁場が作用する領域）のイオン生成場にプラスイオンおよびマイナスイオンが互いに結合することなく、それらのイオンが分離した状態で存在させることができる。この状態で、図６に示すように垂線と平行で回転気流が接触する面を有する２つの第２酸化還元不均一触媒板であるアルミニウム触媒板３１，３１を第１、第３の側部４，６にそれぞれ磁石３０，３０に近接して配置し、かつ永久磁石３０，３０の極を互いに逆向きにして配置することによって、各永久磁石３０，３０近傍のイオン生成場の分離したプラスイオンが各アルミニウム触媒板３１の一方の面（第４側部７に向き合う面）に引き寄せられ吸着し、イオン生成場の分離したマイナスイオンが各アルミニウム触媒板３１の他方の面（第２側部５に向き合う面）に引き寄せられ吸着し、その後に脱離する吸着・脱離がなされる。このため、ガス分子中の有害ガス分子ＮＯ＋ＮＯ2，ＣＯ，ＮＨ3，ＣＨ3ＣＨＯ，ＨＣＨＯ，ＣＨ3ＣＯＯＨを有効に還元酸化して無害な物質に改質する。
【００２４】
すなわち、従来の据置型空気清浄機において喫煙気流をイオン発生部材で主としてヒドロキシラジカル（ＯＨ・）および水素イオン（Ｈ+）により構成されるプラスイオンと、主としてスーパーオキシド（Ｏ2・-）により構成されるマイナスイオンを生成し、喫煙気流の汚染物質中の各種ガス分子を還元、酸化することが一部行われている。しかしながら、前記イオン発生部材で発生させたプラスイオンおよびマイナスイオンは個々に滞留せず、混合して存在するため、前記各ガス分子への還元、酸化の改質が有効に働かない。
【００２５】
このようなことから、実施形態ではイオン生成場に永久磁石３０，３０を配置してその磁場とイオン生成場の回転による各イオンの運動との相互作用により電磁力を発生させ、かつアルミニウム触媒板３１，３１を第１、第３の側部４，６にそれぞれ磁石３０，３０に近接して配置することによって、それらのイオンを分離した状態でイオン生成場に存在させることを可能にすると共に、各アルミニウム触媒板３１，３１にプラスイオンおよびマイナスイオンを引き寄せて吸着し、その後脱離する吸着・脱離がなされるため、前記有害ガス分子を有効に還元酸化して無害な物質に改質することができる。
【００２６】
また、ダストフリー空気流中の側鎖に炭化水素基を結合したベンゼン環を有する芳香族系ガス分子において、気流回転空間３５に存在するマイナスイオンおよびプラスイオンと、第２酸化還元不均一触媒であるアルミニウム触媒板３１，３１とにより親電子置換反応が生じ、ベンゼン環側鎖に結合した炭化水素基が酸化されてカルボキシル基に改質される。側鎖がカルボキシル基に改質された芳香族系ガス分子を含むダストフリー空気流は、整流板ユニット８の複数の整流板１１から喫煙室に吹き出され、その気流の一部が再び筐体１の吸込みグリル３を通して誘電フィルタ１４の電子フィルタエレメント２０を流通する。このとき、気流中の改質された芳香族系ガス分子には極性の大きいカルボキシル基を有するため、電子フィルタエレメント２０に強く吸着される。その結果、ダストフリー空気流中の臭気の原因になる芳香族系ガス分子も減少させることが可能になる。なお、炭化水素基を結合したベンゼン環を有する芳香族系ガス分子以外の芳香族系ガス分子も同様に減少させることが可能である。
【００２７】
プラスに帯電されたダストフリー空気流および放出されたマイナスイオンは回転気流に乗って、筐体１の第２、第４の側部５，７に沿っても流れる。このとき、図３および図４に示すように筐体１の第２、第４の側部５，７に垂線と平行で回転気流が衝突する面を有する２つの第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板２７、アルミニウム触媒板２９をそれぞれ配置することによって、回転気流中の各種ガス分子がそれらの触媒板２７，２９に吸着し、回転気流に存在するプラスイオンおよびマイナスイオンの衝突、接触によりガス分子中の有害ガス分子ＮＯ＋ＮＯ2，ＣＯ，ＮＨ3，ＣＨ3ＣＨＯ，ＨＣＨＯ，ＣＨ3ＣＯＯＨの中で、特にＮＯ＋ＮＯ2，ＣＯ，ＮＨ3を有効に還元酸化して無害な物質に改質する。加えて、第３酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒薄板２８をニッケル触媒板２７を中心にして反時計回り方向に回転する回転気流の下流側の第２側部５にそのニッケル触媒板２７と近接するよう貼着することによって、ニッケル触媒板２７と協同して回転気流中の前記有害ガス分子の酸化還元を助長できる。
【００２８】
プラスに帯電されたダストフリー空気流および放出されたマイナスイオンは回転気流に乗って、筐体１の第２、第４の側部５，７に沿っても流れる際、図３に示すように垂線と平行で回転気流が接触する面を有する第４酸化還元不均一触媒板、例えばアルミニウム触媒板３３を第１マイナスイオン発生器２５に近接する第２側部５に配置することによって、そのアルミニウム触媒板３３にダストフリー空気流とより多い量のマイナスイオンとが衝突して強い酸化作用が働き、ダストフリー空気流中の有害分子ガス、特にホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を有効に分解して無害化できる。第２マイナスイオン発生器２６に近接する第２側部５に配置したアルミニウム触媒板３４においても同様にダストフリー空気流中の有害分子ガス、特にホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を有効に分解できる。
【００２９】
有害ガス分子がほぼ除去されたダストフリー空気流は、回転気流に乗って第１、第３の側部４，６に取付けられた整流板ユニット８の複数の整流板１１間を通して喫煙室に吹き出される。この際、ハニカム形アルミニウム触媒３２を図２および図６に示すように整流板ユニット８の傾斜した内面に複数の整流板１１を跨ぐように取付けることによって、ダストフリー空気流が図８の矢印に示すようにハニカムの多数の六角筒面に衝突する。このため、ダストフリー空気流のガス分子（特にオキソニウムイオン；Ｈ3Ｏ・+）が触媒３２に吸着される量を増大できる。その結果、ダストフリー空気流のオキソニウムイオンを効率的に分解して、ダスト濃度の減少に費やす時間を短縮できる。また、ハニカム形アルミニウム触媒３２は酸化触媒としても機能するため、ダストフリー空気流中のＣＯを酸化してＣＯ2に改質できる。
【００３０】
したがって、実施形態によれば第１、第３の側部４，６の整流板ユニット８に永久磁石３０，３０をそれぞれ傾斜して配置すると共に第２酸化還元不均一触媒であるアルミニウム触媒板３１，３１をこの永久磁石３０，３０に近接して配置し、さらに第２、第４の側部５，７に第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板２７、アルミニウム触媒板２９を配置することによって、空気、例えば喫煙気流中の汚染物質である粒状ダストのみならず有害ガス分子であるＮＯ＋ＮＯ2，ＣＯ，ＮＨ3を効率的に除去し、さらに側鎖に炭化水素基が結合されたベンゼン環を有するガス分子を減少して清浄化することが可能な天吊型空気清浄機を提供できる。
【００３１】
なお、実施形態では２つのマイナスイオン発生器２５，２６を第２側部５に配置したが、喫煙量が少なく、処理対象気流内の汚染物質が比較的少ない場合、第３側部６に近接する第２側部５側のみに１つのマイナスイオン発生器を配置してもよい。この場合、第４酸化還元不均一触媒板もマイナスイオン発生器に近接して１つ配置される。
【００３２】
第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板の代わりにステンレス、コバルト、鉄の触媒板を用いてもよい。
【００３３】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００３４】
（参照例１）
まず、面積２２．２ｍ2、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に天吊型空気清浄機を取り付けた。天吊型空気清浄機は、図１〜図７に示す筐体１内に第１、第２のマイナスイオン発生器２５，２６、永久磁石３０，３０、第２酸化還元不均一触媒板であるアルミニウム触媒板３１，３１を配置し、それ以外の酸化還元不均一触媒板を配置していない。第１、第２のマイナスイオン発生器２５，２６は、４Ｗ，空中放電式、−７０００Ｖで、吹出口でのマイナスイオン量３００万個／ｃｃ、オゾン発生量０．０１ｐｐｍ以下のものを用いた。永久磁石３０，３０は、残留磁束密度１２．７ｋＧ、保磁力０．６５ｋＯｅのアルニコ棒磁石を３本直列接続した磁石ユニットを用いた。
【００３５】
密閉室の窓を開放して室の空気を十分に換気した後、再度密閉させた。密閉室内に高さ４０ｃｍの机を天吊型空気清浄機の直下に位置するように配置し、この机上に灰皿を置き、この灰皿に点火したタバコ（ハイライト）３本を１０分間放置した後、これらのタバコを消火した。タバコの点火後、前記空気清浄機の誘電フィルタへの６３００Ｖのプラス直流電圧印加、シロッコファンの回転により空気清浄化を行った。この空気清浄化において、机上中央で所定の時間経過後のダスト濃度をデジタル粉塵計（柴田科学機器工業社製商品名：ＭＯＤＥＬＰ−５Ｈ）により測定し、ガス成分濃度（ｐｐｍ）を気体検知管（株式会社ガステック社製商品名）により測定した。
【００３６】
（実施例１）
面積２２．２ｍ2、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に参照例１に第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９、第３酸化還元不均一触媒薄膜であるニッケル触媒薄板２８を追加した構造の天吊型空気清浄機を取り付けた以外、参照例１と同様な方法で空気清浄化を行い、机上中央のダスト濃度およびガス成分濃度（ｐｐｍ）を測定した。
【００３７】
（実施例２）
面積２２．２ｍ2、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に参照例１に第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９、第３酸化還元不均一触媒薄膜であるニッケル触媒薄板２８、ハニカム形不均一触媒であるハニカム形アルミニウム触媒３２を追加した構造の天吊型空気清浄機を取り付けた以外、参照例１と同様な方法で空気清浄化を行い、机上中央のダスト濃度およびガス成分濃度（ｐｐｍ）を測定した。
【００３８】
（実施例３）
面積２２．２ｍ2、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に参照例１に第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９、第３酸化還元不均一触媒薄膜であるニッケル触媒薄板２８および第４酸化還元不均一触媒板であるアルミニウム触媒板３３，３４を追加した構造の天吊型空気清浄機を取り付けた以外、参照例１と同様な方法で空気清浄化を行い、机上中央のダスト濃度およびガス成分濃度（ｐｐｍ）を測定した。
【００３９】
（実施例４）
面積２２．２ｍ2、天井高さ２．５ｍの密閉室の天井に参照例１に第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９、第３酸化還元不均一触媒薄膜であるニッケル触媒薄板２８、ハニカム形不均一触媒であるハニカム形アルミニウム触媒３２および第４酸化還元不均一触媒板であるアルミニウム触媒板３３，３４を追加した構造の天吊型空気清浄機を取り付けた以外、参照例１と同様な方法で空気清浄化を行い、机上中央のダスト濃度およびガス成分濃度（ｐｐｍ）を測定した。
【００４０】
参照例１および実施例１〜４の天吊型空気清浄機を用いた空気清浄操作におけるガス成分濃度およびダスト濃度の減少時間Ｔ（タバコ消火後のダスト値［１分間累積：ｍｇ／ｃｍ3］が消火時の値の１／２になるまでの時間）を測定した。その結果を下記表１に示す。
【表１】
【００４１】
前記表１から明らかなように第１酸化還元不均一触媒板であるニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９、第３酸化還元不均一触媒薄膜であるニッケル触媒薄板２８を追加した実施例１〜４の天吊型空気清浄機は、ＮＯ＋ＮＯ2，ＣＯ，ＮＨ3の有害ガス分子の除去率が前記触媒を配置しない参照例１の天吊型空気清浄機に比べて向上できることがわかる。
【００４２】
特に、ニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９と共にハニカム形アルミニウム触媒３２配置した実施例２の天吊型空気清浄機は、ＮＯ＋ＮＯ2，ＣＯ，ＮＨ3の有害ガス分子の除去率がより向上され、さらにダスト濃度の減少時間Ｔを短縮できることがわかる。
【００４３】
また、ニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９と共に第１、第２のマイナスイオン発生器２５，２６に近接してアルミニウム触媒板３３，３４を配置した実施例３の天吊型空気清浄機は、ＨＣＨＯをゼロまで除去できることがわかる。
【００４４】
さらに、ニッケル触媒板２７，アルミニウム触媒板２９と共にハニカム形アルミニウム触媒３２、および第１、第２のマイナスイオン発生器２５，２６に近接してアルミニウム触媒板３３，３４を配置した実施例４の天吊型空気清浄機は、ＮＯ＋ＮＯ2，ＣＯ，ＮＨ3の有害ガス分子の除去率がより向上でき、ダスト濃度の減少時間Ｔも短縮でき、さらにＨＣＨＯをゼロまで除去できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る天吊型空気清浄機を示す斜視図。
【図２】図１の天吊型空気清浄機の断面図。
【図３】図１の天吊型空気清浄機の上面図。
【図４】図２のIV−IV線に沿う断面図。
【図５】図１の天吊型空気清浄機に組み込まれる誘電フィルタを示す断面図。
【図６】図１の天吊型空気清浄機の第１側部に取付けられる整流板ユニットの周辺構造を示す斜視図。
【図７】図１の天吊型空気清浄機の第２側部に取り付けられる第１酸化還元触媒板を示す斜視図。
【図８】図１の天吊型空気清浄機のハニカム形アルミニウム触媒の空気流の流れ状態を説明する断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１…筐体、３…吸込みグリル、４〜７…側部、８…整流板ユニット、１１…整流板、１４…誘電フィルタ、２０…電子フィルタエレメント、２３…放電針、２４…シロッコファン、２５，２６…マイナスイオン発生器、２７…ニッケル触媒板（第１酸化還元不均一触媒板）、２８…ニッケル触媒薄板（第３酸化還元不均一触媒薄板）２９…アルミニウム触媒板（第４酸化還元不均一触媒板）、３０，３０…永久磁石、３１，３１…アルミニウム触媒板（第２酸化還元不均一触媒板）、３２…ハニカム形アルミニウム触媒、３５…気流回転空間。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板と、吸込み部を持つ底板と、第１〜第４の側部と、対向する第１、第３の側部にそれぞれ配置され、吸込んだ気流を排出する整流板とを備えた天吊される筐体；
前記筐体内に前記吸込み部上方に位置するように配置され、空気中の汚染物質に含まれる粒状ダストをプラスイオンの雰囲気に曝し、誘電分極により前記粒状ダストを吸着、除去する誘電フィルタ；
前記筐体内に前記誘電フィルタの上方に位置するように配置され、機外の空気を前記誘電フィルタに導入、通過させ、前記誘電フィルタの上方の空間に回転気流を生成するための送風機；
前記筐体内に配置されたマイナスイオン発生器；
前記第２、第４の側部内面にそれぞれ配置され、垂線と平行で前記回転気流が衝突する面を有する第１酸化還元不均一触媒板；
前記第１、第３の側部の整流板にそれぞれ配置された磁石；および
前記第１、第３の側部にそれぞれ前記磁石に近接して配置され、垂線と平行で前記回転気流が接触する面を有する第２酸化還元不均一触媒板；
を備えたことを特徴とする天吊型空気清浄機。
【請求項２】
前記第１酸化還元不均一触媒板を中心にして回転気流の下流側の第２側部にその第１酸化還元不均一触媒板と近接するよう貼着された第３酸化還元不均一触媒薄板をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の天吊型空気清浄機。
【請求項３】
前記第１、第３の側部の整流板内面に配置されたハニカム形不均一触媒をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の天吊型空気清浄機。
【請求項４】
前記マイナスイオン発生器に近接するよう配置され、垂線と平行で前記回転気流が接触する面を有する第４酸化還元不均一触媒板をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の天吊型空気清浄機。
【請求項５】
２つの前記第１酸化還元不均一触媒板のうち、一方の触媒板がニケッルから作られ、他方の触媒板がアルミニウムから作られる請求項１ないし４いずれか記載の天吊型空気清浄機。
【請求項１】
天板と、吸込み部を持つ底板と、第１〜第４の側部と、対向する第１、第３の側部にそれぞれ配置され、吸込んだ気流を排出する整流板とを備えた天吊される筐体；
前記筐体内に前記吸込み部上方に位置するように配置され、空気中の汚染物質に含まれる粒状ダストをプラスイオンの雰囲気に曝し、誘電分極により前記粒状ダストを吸着、除去する誘電フィルタ；
前記筐体内に前記誘電フィルタの上方に位置するように配置され、機外の空気を前記誘電フィルタに導入、通過させ、前記誘電フィルタの上方の空間に回転気流を生成するための送風機；
前記筐体内に配置されたマイナスイオン発生器；
前記第２、第４の側部内面にそれぞれ配置され、垂線と平行で前記回転気流が衝突する面を有する第１酸化還元不均一触媒板；
前記第１、第３の側部の整流板にそれぞれ配置された磁石；および
前記第１、第３の側部にそれぞれ前記磁石に近接して配置され、垂線と平行で前記回転気流が接触する面を有する第２酸化還元不均一触媒板；
を備えたことを特徴とする天吊型空気清浄機。
【請求項２】
前記第１酸化還元不均一触媒板を中心にして回転気流の下流側の第２側部にその第１酸化還元不均一触媒板と近接するよう貼着された第３酸化還元不均一触媒薄板をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の天吊型空気清浄機。
【請求項３】
前記第１、第３の側部の整流板内面に配置されたハニカム形不均一触媒をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の天吊型空気清浄機。
【請求項４】
前記マイナスイオン発生器に近接するよう配置され、垂線と平行で前記回転気流が接触する面を有する第４酸化還元不均一触媒板をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の天吊型空気清浄機。
【請求項５】
２つの前記第１酸化還元不均一触媒板のうち、一方の触媒板がニケッルから作られ、他方の触媒板がアルミニウムから作られる請求項１ないし４いずれか記載の天吊型空気清浄機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２６８９６９（Ｐ２００９−２６８９６９Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２１５９６（Ｐ２００８−１２１５９６）
【出願日】平成２０年５月７日（２００８．５．７）
【出願人】（５９５０３６４６０）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月７日（２００８．５．７）
【出願人】（５９５０３６４６０）
【Ｆターム（参考）】
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