空気清浄装置
【課題】空気中の浮遊塵や臭気物質の除去および細菌の除菌を効率良く行なえる空気清浄装置を提供することを目的としている。
【解決手段】液体供給手段９から供給される液体を吐出するノズル３と、外側面に管の長手方向に少なくとも１以上の縞状の導体５が設けられ、回転可能にノズルに装着された絶縁管４と、絶縁管４を回転させる手段６と、ノズル３に対して空間を隔てて配設されたリング状の対向電極７と、ノズル３と対向電極７との間に直流高電圧を印加する電源１２とを備え、放電により帯電させてイオン化された微細な液滴１６を散布する。
【解決手段】液体供給手段９から供給される液体を吐出するノズル３と、外側面に管の長手方向に少なくとも１以上の縞状の導体５が設けられ、回転可能にノズルに装着された絶縁管４と、絶縁管４を回転させる手段６と、ノズル３に対して空間を隔てて配設されたリング状の対向電極７と、ノズル３と対向電極７との間に直流高電圧を印加する電源１２とを備え、放電により帯電させてイオン化された微細な液滴１６を散布する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中の臭気物質や浮遊塵の除去および除菌を行なう空気清浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、室内の空気中から浮遊塵、臭気物質を除去し、除菌を行なう空気清浄器により、清潔で快適な環境が求められている。このため、例えば、特許文献１の発明による集塵・脱臭・殺菌装置においては、部屋等の空間や、生ゴミ等の廃棄物を入れた容器等の内部に、イオン化された液体を噴霧することによって、空間や容器等の内部に浮遊している粉塵や臭い物質や細菌等の微粒物質を捕集し、脱臭及び殺菌するものであり、ポンプ等の輸送手段によって送られて来る液体を空間又は容器に向けて吐出ノズルを導電性又は半導体材料で造り、この吐出ノズルに対して高電圧を印加するように構成され、空間の床面部やその下側部、或は、容器の底面部又は下側部を接地している。これにより、電解生成水やオゾン水等の液体が細やかなミストとなって部屋等の空間や、廃棄物等を収容した容器等の内部に噴霧されると共に、これ等噴霧された液体が空間や容器の内側面に確実に付着して、ほぼドライの状態で集塵と脱臭並びに殺菌の各処理を進めるものである。
【０００３】
また、特許文献２の発明によるイオン発生器においては、放電電極と、この放電電極に対して所定の間隔を離して配設された対向電極と、両電極に接続された高圧電極とを備えたイオン発生器で、放電電極と、対向電極の間に微細な水滴を供給し、水分子を帯電させるようにする。このイオン発生器により得られたイオンを利用することにより、半導体産業などでのクリーンルーム内の空気の帯電中和や粉体輸送における粉体の帯電中和、空気中の塵を帯電させて捕集する集塵器として、また、室内へのマイナスイオン供給などの用途に用いられる。このイオン発生器では、印加電圧や水量を調整することによって発生イオン量を調整することができるので、放電電流や水量を抑えながら発生イオン量を増やすことが比較的容易となり、運転効率の向上を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４９４６０号公報
【特許文献２】特開２００２−２０３６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の集塵装置やイオン発生器では、帯電した霧状の液滴を被処理空気の全体に偏りなく均質に散布し接触させることが必ずしも十分ではなく、空気中の浮遊塵の収集や臭気物質の除去および細菌の除菌の能力が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、帯電した液滴を被処理空気の全体に均質に散布し、霧状の液滴と接触する確率を向上させ、空気中の浮遊塵の収集や臭気物質の除去および細菌の除菌を効率良く行なう空気清浄装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る空気清浄装置は、液体供給手段から供給される液体を吐出するノズルと、外側面に管の長手方向に少なくとも１以上の縞状の導体が設けられ、回転可能にノズルに装着された絶縁管と、絶縁管を回転させる手段と、ノズルに対して空間を隔てて配設されたリング状の対向電極と、ノズルと対向電極との間に直流高電圧を印加する電源と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ノズルと対向電極の間に直流高電圧が印加されており、ノズルから吐出された霧状の液滴が、放電によりイオン化され、対向電極方向に向かって散布されるが、この際、絶縁管が回転されているので、絶縁管に設けられた複数の導体も回転されることになり、液滴が対向電極の特定の箇所に偏ることなく、液滴を被処理空気全体に対して均質に散布することが可能になることにより、被処理空気とイオン化された液滴との接触確率が高くなり、浮遊塵の収集や臭気物質の除去、除菌の効率が向上するといった従来の装置にはない顕著な効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る空気清浄装置について説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における空気清浄装置を示す概略破断図である。図２は、実施の形態１における空気清浄装置のノズルと対向電極部の概略斜視図を示す。
【００１０】
図１に示すように、空気清浄装置１の処理筒２内には、放電電極となるノズル３が配置され、ノズル３には水８を供給する給水管９が接続されており、また、ノズル３には回転可能に絶縁管４が装着され、この絶縁管４の外側面には絶縁管４の長手方向に縞状の複数の導体５が設けられており、絶縁管４を回転させる手段としてモータ６が設置されており、ノズル３と空間を隔ててリング状の対向電極７が配設され、さらに、給水管９には水タンク１０と送出用のポンプ１１が取り付けられ、ノズル３と対向電極７との間には直流高電圧を印加する電源１２が接続され、処理筒２上部に設けられた吸気口１３には被処理空気１４を取り込む送風ファン１５が、処理筒２の底部にはノズル３から吐出された水滴１６を回収するドレインパン１７と清浄空気１８の排出口１９とがそれぞれ設けられている。図２に示すように、絶縁管４はノズル３の先端３ａはよりも突出させて取り付けられている。
【００１１】
次に、実施の形態１における空気清浄装置の基本原理について、図３と図４を用いて説明する。ここで、液体としては水を使用する場合について述べる。
まず、図３に示すように、導体を設けた絶縁管を取り付けていない放電電極であるノズル３とリング状の対向電極７との間に電源１２により直流高電圧を印加すると、高電圧によるコロナ放電が発生し、ノズル３から水を吐出させると、水滴１６は静電霧化現象によって微細な水滴となって放散する。さらに、この微細な水滴１６は放電により帯電し、イオン化され、対向電極７に引き寄せられながら落下し、コーン状の霧スプレーが形成される。イオン化された水滴１６が被処理空気に散布されることにより、浮遊塵は水滴と接触して水滴に取り込まれて収集される。また、水滴が臭気物質を溶かし込み除去する他、殺菌効果を有する液体を使用することにより除菌の効果も果たすことができる。
【００１２】
しかしながら、図４に示すように、対向電極７にノズル３から吐出された水滴２０が付着すると、放電電極３と対向電極７間の電界を歪める。この歪められた電界によりノズル３から吐出された微細な水滴１６は、対向電極７に付着した水滴２０に向かって放散されるようになり、この結果、被処理空気全体に水滴が散布されず被処理空気との接触率が低下し、浮遊塵の収集や臭気物質の除去および除菌の能力を著しく低下させてしまう。
【００１３】
これに対して、図５に示すように、導体５を設けた絶縁管４がノズル３に取り付けられているので、ノズル先端３ａ（図２参照）から水８が絶縁管４の前面部分まで広がり、印加された直流高電圧によって、導体５はノズル先端３ａ付近の水８を介してノズルと同電位となる。ノズル３と対向電極７間で、放電が開始されるとノズルから吐出された水８は、導体５のプラス電位に反発し、導体５のない部分からイオン化された微細な水滴１６が静電霧化現象によって飛散し始める。その結果、図６に示すように、微細な水滴１６は導体５のない部分から対向電極７に向かって引き伸ばされた状態で散布されて落下する。ここで、絶縁管４をモータ６で回転させることにより、対向電極７に水滴２０が付着していても、その影響を受けずに、ノズル３から吐出された微細な水滴１６は均一に散布される。
【００１４】
導体５が設けられた絶縁管４の装着の有無における水滴の散布状況を図７および図８の散布図により説明する。
図７は、絶縁管が装着されていない場合の水滴の散布状況を示すものである。図７のチャートＡは、図３における正常時の水滴の散布状況を示すもので、ノズル３から吐出された水滴１６は、全方位に均等に散布されていることが分かる。これに対して、図７のチャートＢは、図４における対向電極７の特定の箇所に水滴２０が付着した場合における水滴１６の散布状況を示すもので、ノズル３から吐出された水滴１６は、対向電極７の水滴２０が付着している方向に電界が集中することによって、散布状況が大きく偏っていることが分かる。このように、水滴あるいは異物などが対向電極７に付着していると散布状況が大きく偏向してしまう。
【００１５】
図８は、縞状に４つの導体５が設けられた絶縁管が装着されている場合の水滴１６の散布状況を示すものである。図８のチャートＡは、ノズル３に装着した絶縁管４を回転させない場合の水滴１６の散布状況を示すもので、ノズル３から吐出された水滴１６は、導体５と導体５の間の４つの方向に剣状に散布されていることが分かる。これに対して、図８のチャートＢは、絶縁管４を回転させた場合の水滴１６の散布状況を示すもので、ノズル３から吐出された水滴１６は、絶縁管４を回転させることにより、剣状の散布状況が消失し、全方位に亙って均等に散布されていることが分かる。ここでは、直流高電圧としては、１０．５ｋＶを印加し、水はイオン交換水を０．４ｃｃ／ｍｉｎの割合で供給した。
【００１６】
次に、実施の形態１の空気清浄装置を用いた動作について、図１、図２、図５および図６を参照して説明する。
空気清浄装置１の処理筒２内に送風ファン１３により、吸気口１３から被処理空気１４を導入する。処理筒２内に設置されたノズル３に水タンク１０からポンプ１１により給水管９を通してノズル３に水８が供給され、ノズル先端３ａから水滴１６を押し出しながら、放電電極であるノズル３と対向電極７との間に電源１２により直流高電圧が印加され、放電が開始されると、高電圧による静電霧化作用によって、ノズル３から吐出される水滴１６は、プラスの電荷に帯電されイオン化される。絶縁管４の外側面に縞状に設けられた複数の導体５も水８を介してプラスの電荷で帯電されているため、帯電した水滴１６は、ノズル３と同じ電位となる導体５の斥力を受け、導体５のない部分に集中し、霧状にて放散され、静電気力により対向電極７に向かって引き寄せられる。モータ６により絶縁管４が回転されているため、導体５も回転することになり水滴１６が放出される方向も時間とともに移動する。これにより、全方位に均等に下方に散布される。送風ファン１５により、送り込まれた被処理空気１４は、イオン化された水滴１６と接触し、浮遊塵や臭気物質を取り込んだ水滴１６は、送風により対向電極７を通過し、ドレインパン１７で回収される。清浄化された清浄空気１８は、処理筒２下方に設けられた排出口１９から排出される。ここで、絶縁管４は、ノズル３の先端３ａよりも１から２ｍｍ突出させて取り付けられているため、ノズル先端３ａで水８を表面張力により安定して保持することができる。水滴２０が対向電極７に付着しても、絶縁管４を回転しているためその影響を受けない。
【００１７】
次に、絶縁管４に導体５を形成する方法について述べる。図９（ａ）に示すように、例えば、絶縁管４の表面上に金属をメッキで形成する方法や金属箔あるいは金属の薄板を貼り付ける方法、あるいは、図９（ｂ）に示すように、上記方法により絶縁管４側面に導体５を埋め込む方法などがある。絶縁管４の材質は、絶縁体であればよく、樹脂やガラス、セラミックスが使用できる。また、導体５の材質としては、金属、導電性樹脂や導電性酸化物などが使用できる。縞状に形成する導体の数は、２以上あればよく、３から８が実用上適している。
【００１８】
実施の形態１の説明では、ノズルから吐出させる液体として水を用いる場合について説明したが、微細な水滴はイオン化されているため、ある程度の除菌効果が期待できるが、さらに、除菌効果を高めるためにオゾン（Ｏ３）を含有する水を使用して、被処理空気に含まれる細菌を除菌する能力を向上させることができる。あるいは、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を含有する水を使用しても、被処理空気に含まれる細菌を除菌する能力を向上させることができる。
【００１９】
このように、実施の形態１の空気清浄装置によると、静電霧化現象を利用して液滴を吐出するノズルに縞状の導体を設けた絶縁管を回転させながら霧状の液滴を散布するようにしたことにより、対向電極に液滴が付着してもその影響を受けずに全方位に散布することができ、被処理空気と液滴が接触する確率を低下させずに浮遊塵の収集、臭気物質を除去および除菌を安定的に行なうことができるという顕著な効果を奏するものである。
【００２０】
実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２における空気清浄装置のノズルと対向電極部を示す概略斜視図である。
図１０に示すように、絶縁管４の外側面には、縞状の導体５とともに複数の羽２１が取り付けられている。絶縁管４はノズル３に回転可能に装着されている。実施の形態１と同様、ノズル３と空間を隔ててリング状の対向電極７が配置されている。他の構成は実施の形態１と同様であるので、図を省略した。また、図１および図２と同一符号は、同一または相当部分を示す。
【００２１】
絶縁管４に取り付けられた羽２１は送風ファン１５（図示せず、図１参照）による風力を受け、絶縁管４が回転される。これにより絶縁管４に取り付けた導体５を回転させることにより、実施の形態１と同様、ノズル３から吐出される水滴１６（図示せず、図１参照）は、イオン化され霧状に全方位に均等に散布することができ、これにより、水滴１６を被処理空気１４と接触させて被処理空気に含まれる浮遊塵の収集、臭気物質の除去および細菌の除菌を効率良く行なうことができる。
【００２２】
このように、実施の形態２の空気清浄装置によると、実施の形態１の効果を奏するとともに、絶縁管に羽を取り付けることにより、送風ファンによる風力を利用して絶縁管を回転させているので、絶縁管を回転させるモータが不要となり、装置構成が簡素化されるとともに信頼性が向上する効果を奏するものである。
【００２３】
実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３における空気清浄装置のノズルと対向電極部を示す概略斜視図である。
図１１に示すように、絶縁管４の外側面に、風車２２がその回転板２３が絶縁管４と接触するように設置されている。絶縁管４はノズル３に回転可能に装着されている。実施の形態１と同様、ノズル３と空間を隔ててリング状の対向電極７が配置されている。他の構成は実施の形態１と同様であるので、図を省略した。また、図１および図２と同一符号は、同一または相当部分を示す。
【００２４】
風車２２は送風ファン１５（図示せず、図１参照）による風力を受けて回転し、回転板２３により絶縁管４が回転される。これにより絶縁管４に取り付けた導体５を回転させることにより、実施の形態１と同様、ノズル３から吐出される水滴１６（図示せず、図１参照）は、イオン化され霧状に全方位に均等に散布することができ、これにより、水滴１６を被処理空気１４と接触させて被処理空気に含まれる浮遊塵の収集、臭気物質の除去および細菌の除菌を効率良く行なうことができる。
【００２５】
このように、実施の形態３の空気清浄装置によると、実施の形態１の効果を奏するとともに、絶縁管に風車を設置することにより、送風ファンによる風力を利用して絶縁管を回転させているので、絶縁管を回転させるモータが不要となり、装置構成が簡素化されるとともに信頼性が向上する効果を奏するものである。
【００２６】
実施の形態４．
図１２は、本発明の実施の形態４における空気清浄装置のノズルと対向電極部を示す概略斜視図である。
図１２に示すように、電源１２はノズル３だけでなく、絶縁管４の導体５にも接続されており、導体５にスリップリング２４を介して直流高電圧を直接、印加できるようにしたものである。実施の形態２と同様、絶縁管４には羽２１が取り付けられており、絶縁管４はノズル３に回転可能に装着されている。実施の形態１と同様、ノズル３と空間を隔ててリング状の対向電極７が配置されている。他の構成は実施の形態１と同様であるので、図を省略した。また、図１および図２と同一符号は、同一または相当部分を示す。
【００２７】
送風ファン１５（図示せず、図１参照）による風力を受けて回転している絶縁管４の導体５は、スリップリング２４から電源１２の高電圧を受け、ノズルと同電位に維持される。これにより、実施の形態１と同様、導体５から斥力を受け、ノズル３から吐出される水滴１６（図示せず、図１参照）は、イオン化され、導体５のない部分から霧状に放出され、導体５を回転させることで、全方位に均等に散布することができ、これにより、水滴１６を被処理空気１４と接触させて被処理空気１４に含まれる浮遊塵の収集、臭気物質の除去および細菌の除菌を効率良く行なうことができる。
【００２８】
このように、実施の形態４の空気清浄装置によると、実施の形態１の効果を奏するとともに、絶縁管の導体に電源を直接、接続することにより、導体を確実に高電位にさせているので、帯電した液滴に確実に斥力を与えることができるので安定して液滴を均一に散布させることが可能になるものである。
【００２９】
なお、供給する液体としては、液体状態のものとしてだけでなく、加温により蒸気の状態でノズルに供給してもよく、また、ノズルもスプレイノズルなどを使って霧状にして散布してもよい。液体として、水を使用し、上述のようにオゾン以外の薬品などを添加して、イオン化した液滴を発生させ、細菌の種類に応じて効果的な除菌を行なうこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態１における空気清浄装置を示す概略破断図である。
【図２】実施の形態１における空気清浄装置のノズルと対向電極部の概略斜視図である。
【図３】実施の形態１における空気清浄装置の基本原理を説明するための第１の概略斜視図図である。
【図４】実施の形態１における空気清浄装置の基本原理を説明するための第２の概略斜視図図である。
【図５】実施の形態１における水滴の放散状況を説明するためのノズル部の略斜視図である。
【図６】実施の形態１における動作を説明するためのノズル部の略断面図である。
【図７】絶縁管が装着されていない場合の水滴の散布状況を示す図である。
【図８】絶縁管が装着されている場合の水滴の散布状況を示す図である
【図９】実施の形態１における絶縁管の構成を示す概略斜視図である。
【図１０】実施の形態２における空気清浄装置のノズルと対向電極部を示す概略斜視図である。
【図１１】実施の形態３における空気清浄装置のノズルと対向電極部を示す概略斜視図である。
【図１２】実施の形態４における空気清浄装置のノズルと対向電極部を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 空気清浄装置
３ ノズル（放電電極）
４ 絶縁管
５ 導体
６ モータ
７ 対向電極
８ 水
９ 給水管
１２電源
１５ 送風ファン
１６ 水滴
２１ 羽
２２ 風車
２４ スリップリング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中の臭気物質や浮遊塵の除去および除菌を行なう空気清浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、室内の空気中から浮遊塵、臭気物質を除去し、除菌を行なう空気清浄器により、清潔で快適な環境が求められている。このため、例えば、特許文献１の発明による集塵・脱臭・殺菌装置においては、部屋等の空間や、生ゴミ等の廃棄物を入れた容器等の内部に、イオン化された液体を噴霧することによって、空間や容器等の内部に浮遊している粉塵や臭い物質や細菌等の微粒物質を捕集し、脱臭及び殺菌するものであり、ポンプ等の輸送手段によって送られて来る液体を空間又は容器に向けて吐出ノズルを導電性又は半導体材料で造り、この吐出ノズルに対して高電圧を印加するように構成され、空間の床面部やその下側部、或は、容器の底面部又は下側部を接地している。これにより、電解生成水やオゾン水等の液体が細やかなミストとなって部屋等の空間や、廃棄物等を収容した容器等の内部に噴霧されると共に、これ等噴霧された液体が空間や容器の内側面に確実に付着して、ほぼドライの状態で集塵と脱臭並びに殺菌の各処理を進めるものである。
【０００３】
また、特許文献２の発明によるイオン発生器においては、放電電極と、この放電電極に対して所定の間隔を離して配設された対向電極と、両電極に接続された高圧電極とを備えたイオン発生器で、放電電極と、対向電極の間に微細な水滴を供給し、水分子を帯電させるようにする。このイオン発生器により得られたイオンを利用することにより、半導体産業などでのクリーンルーム内の空気の帯電中和や粉体輸送における粉体の帯電中和、空気中の塵を帯電させて捕集する集塵器として、また、室内へのマイナスイオン供給などの用途に用いられる。このイオン発生器では、印加電圧や水量を調整することによって発生イオン量を調整することができるので、放電電流や水量を抑えながら発生イオン量を増やすことが比較的容易となり、運転効率の向上を図っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４９４６０号公報
【特許文献２】特開２００２−２０３６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の集塵装置やイオン発生器では、帯電した霧状の液滴を被処理空気の全体に偏りなく均質に散布し接触させることが必ずしも十分ではなく、空気中の浮遊塵の収集や臭気物質の除去および細菌の除菌の能力が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、帯電した液滴を被処理空気の全体に均質に散布し、霧状の液滴と接触する確率を向上させ、空気中の浮遊塵の収集や臭気物質の除去および細菌の除菌を効率良く行なう空気清浄装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る空気清浄装置は、液体供給手段から供給される液体を吐出するノズルと、外側面に管の長手方向に少なくとも１以上の縞状の導体が設けられ、回転可能にノズルに装着された絶縁管と、絶縁管を回転させる手段と、ノズルに対して空間を隔てて配設されたリング状の対向電極と、ノズルと対向電極との間に直流高電圧を印加する電源と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ノズルと対向電極の間に直流高電圧が印加されており、ノズルから吐出された霧状の液滴が、放電によりイオン化され、対向電極方向に向かって散布されるが、この際、絶縁管が回転されているので、絶縁管に設けられた複数の導体も回転されることになり、液滴が対向電極の特定の箇所に偏ることなく、液滴を被処理空気全体に対して均質に散布することが可能になることにより、被処理空気とイオン化された液滴との接触確率が高くなり、浮遊塵の収集や臭気物質の除去、除菌の効率が向上するといった従来の装置にはない顕著な効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る空気清浄装置について説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における空気清浄装置を示す概略破断図である。図２は、実施の形態１における空気清浄装置のノズルと対向電極部の概略斜視図を示す。
【００１０】
図１に示すように、空気清浄装置１の処理筒２内には、放電電極となるノズル３が配置され、ノズル３には水８を供給する給水管９が接続されており、また、ノズル３には回転可能に絶縁管４が装着され、この絶縁管４の外側面には絶縁管４の長手方向に縞状の複数の導体５が設けられており、絶縁管４を回転させる手段としてモータ６が設置されており、ノズル３と空間を隔ててリング状の対向電極７が配設され、さらに、給水管９には水タンク１０と送出用のポンプ１１が取り付けられ、ノズル３と対向電極７との間には直流高電圧を印加する電源１２が接続され、処理筒２上部に設けられた吸気口１３には被処理空気１４を取り込む送風ファン１５が、処理筒２の底部にはノズル３から吐出された水滴１６を回収するドレインパン１７と清浄空気１８の排出口１９とがそれぞれ設けられている。図２に示すように、絶縁管４はノズル３の先端３ａはよりも突出させて取り付けられている。
【００１１】
次に、実施の形態１における空気清浄装置の基本原理について、図３と図４を用いて説明する。ここで、液体としては水を使用する場合について述べる。
まず、図３に示すように、導体を設けた絶縁管を取り付けていない放電電極であるノズル３とリング状の対向電極７との間に電源１２により直流高電圧を印加すると、高電圧によるコロナ放電が発生し、ノズル３から水を吐出させると、水滴１６は静電霧化現象によって微細な水滴となって放散する。さらに、この微細な水滴１６は放電により帯電し、イオン化され、対向電極７に引き寄せられながら落下し、コーン状の霧スプレーが形成される。イオン化された水滴１６が被処理空気に散布されることにより、浮遊塵は水滴と接触して水滴に取り込まれて収集される。また、水滴が臭気物質を溶かし込み除去する他、殺菌効果を有する液体を使用することにより除菌の効果も果たすことができる。
【００１２】
しかしながら、図４に示すように、対向電極７にノズル３から吐出された水滴２０が付着すると、放電電極３と対向電極７間の電界を歪める。この歪められた電界によりノズル３から吐出された微細な水滴１６は、対向電極７に付着した水滴２０に向かって放散されるようになり、この結果、被処理空気全体に水滴が散布されず被処理空気との接触率が低下し、浮遊塵の収集や臭気物質の除去および除菌の能力を著しく低下させてしまう。
【００１３】
これに対して、図５に示すように、導体５を設けた絶縁管４がノズル３に取り付けられているので、ノズル先端３ａ（図２参照）から水８が絶縁管４の前面部分まで広がり、印加された直流高電圧によって、導体５はノズル先端３ａ付近の水８を介してノズルと同電位となる。ノズル３と対向電極７間で、放電が開始されるとノズルから吐出された水８は、導体５のプラス電位に反発し、導体５のない部分からイオン化された微細な水滴１６が静電霧化現象によって飛散し始める。その結果、図６に示すように、微細な水滴１６は導体５のない部分から対向電極７に向かって引き伸ばされた状態で散布されて落下する。ここで、絶縁管４をモータ６で回転させることにより、対向電極７に水滴２０が付着していても、その影響を受けずに、ノズル３から吐出された微細な水滴１６は均一に散布される。
【００１４】
導体５が設けられた絶縁管４の装着の有無における水滴の散布状況を図７および図８の散布図により説明する。
図７は、絶縁管が装着されていない場合の水滴の散布状況を示すものである。図７のチャートＡは、図３における正常時の水滴の散布状況を示すもので、ノズル３から吐出された水滴１６は、全方位に均等に散布されていることが分かる。これに対して、図７のチャートＢは、図４における対向電極７の特定の箇所に水滴２０が付着した場合における水滴１６の散布状況を示すもので、ノズル３から吐出された水滴１６は、対向電極７の水滴２０が付着している方向に電界が集中することによって、散布状況が大きく偏っていることが分かる。このように、水滴あるいは異物などが対向電極７に付着していると散布状況が大きく偏向してしまう。
【００１５】
図８は、縞状に４つの導体５が設けられた絶縁管が装着されている場合の水滴１６の散布状況を示すものである。図８のチャートＡは、ノズル３に装着した絶縁管４を回転させない場合の水滴１６の散布状況を示すもので、ノズル３から吐出された水滴１６は、導体５と導体５の間の４つの方向に剣状に散布されていることが分かる。これに対して、図８のチャートＢは、絶縁管４を回転させた場合の水滴１６の散布状況を示すもので、ノズル３から吐出された水滴１６は、絶縁管４を回転させることにより、剣状の散布状況が消失し、全方位に亙って均等に散布されていることが分かる。ここでは、直流高電圧としては、１０．５ｋＶを印加し、水はイオン交換水を０．４ｃｃ／ｍｉｎの割合で供給した。
【００１６】
次に、実施の形態１の空気清浄装置を用いた動作について、図１、図２、図５および図６を参照して説明する。
空気清浄装置１の処理筒２内に送風ファン１３により、吸気口１３から被処理空気１４を導入する。処理筒２内に設置されたノズル３に水タンク１０からポンプ１１により給水管９を通してノズル３に水８が供給され、ノズル先端３ａから水滴１６を押し出しながら、放電電極であるノズル３と対向電極７との間に電源１２により直流高電圧が印加され、放電が開始されると、高電圧による静電霧化作用によって、ノズル３から吐出される水滴１６は、プラスの電荷に帯電されイオン化される。絶縁管４の外側面に縞状に設けられた複数の導体５も水８を介してプラスの電荷で帯電されているため、帯電した水滴１６は、ノズル３と同じ電位となる導体５の斥力を受け、導体５のない部分に集中し、霧状にて放散され、静電気力により対向電極７に向かって引き寄せられる。モータ６により絶縁管４が回転されているため、導体５も回転することになり水滴１６が放出される方向も時間とともに移動する。これにより、全方位に均等に下方に散布される。送風ファン１５により、送り込まれた被処理空気１４は、イオン化された水滴１６と接触し、浮遊塵や臭気物質を取り込んだ水滴１６は、送風により対向電極７を通過し、ドレインパン１７で回収される。清浄化された清浄空気１８は、処理筒２下方に設けられた排出口１９から排出される。ここで、絶縁管４は、ノズル３の先端３ａよりも１から２ｍｍ突出させて取り付けられているため、ノズル先端３ａで水８を表面張力により安定して保持することができる。水滴２０が対向電極７に付着しても、絶縁管４を回転しているためその影響を受けない。
【００１７】
次に、絶縁管４に導体５を形成する方法について述べる。図９（ａ）に示すように、例えば、絶縁管４の表面上に金属をメッキで形成する方法や金属箔あるいは金属の薄板を貼り付ける方法、あるいは、図９（ｂ）に示すように、上記方法により絶縁管４側面に導体５を埋め込む方法などがある。絶縁管４の材質は、絶縁体であればよく、樹脂やガラス、セラミックスが使用できる。また、導体５の材質としては、金属、導電性樹脂や導電性酸化物などが使用できる。縞状に形成する導体の数は、２以上あればよく、３から８が実用上適している。
【００１８】
実施の形態１の説明では、ノズルから吐出させる液体として水を用いる場合について説明したが、微細な水滴はイオン化されているため、ある程度の除菌効果が期待できるが、さらに、除菌効果を高めるためにオゾン（Ｏ３）を含有する水を使用して、被処理空気に含まれる細菌を除菌する能力を向上させることができる。あるいは、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を含有する水を使用しても、被処理空気に含まれる細菌を除菌する能力を向上させることができる。
【００１９】
このように、実施の形態１の空気清浄装置によると、静電霧化現象を利用して液滴を吐出するノズルに縞状の導体を設けた絶縁管を回転させながら霧状の液滴を散布するようにしたことにより、対向電極に液滴が付着してもその影響を受けずに全方位に散布することができ、被処理空気と液滴が接触する確率を低下させずに浮遊塵の収集、臭気物質を除去および除菌を安定的に行なうことができるという顕著な効果を奏するものである。
【００２０】
実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２における空気清浄装置のノズルと対向電極部を示す概略斜視図である。
図１０に示すように、絶縁管４の外側面には、縞状の導体５とともに複数の羽２１が取り付けられている。絶縁管４はノズル３に回転可能に装着されている。実施の形態１と同様、ノズル３と空間を隔ててリング状の対向電極７が配置されている。他の構成は実施の形態１と同様であるので、図を省略した。また、図１および図２と同一符号は、同一または相当部分を示す。
【００２１】
絶縁管４に取り付けられた羽２１は送風ファン１５（図示せず、図１参照）による風力を受け、絶縁管４が回転される。これにより絶縁管４に取り付けた導体５を回転させることにより、実施の形態１と同様、ノズル３から吐出される水滴１６（図示せず、図１参照）は、イオン化され霧状に全方位に均等に散布することができ、これにより、水滴１６を被処理空気１４と接触させて被処理空気に含まれる浮遊塵の収集、臭気物質の除去および細菌の除菌を効率良く行なうことができる。
【００２２】
このように、実施の形態２の空気清浄装置によると、実施の形態１の効果を奏するとともに、絶縁管に羽を取り付けることにより、送風ファンによる風力を利用して絶縁管を回転させているので、絶縁管を回転させるモータが不要となり、装置構成が簡素化されるとともに信頼性が向上する効果を奏するものである。
【００２３】
実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３における空気清浄装置のノズルと対向電極部を示す概略斜視図である。
図１１に示すように、絶縁管４の外側面に、風車２２がその回転板２３が絶縁管４と接触するように設置されている。絶縁管４はノズル３に回転可能に装着されている。実施の形態１と同様、ノズル３と空間を隔ててリング状の対向電極７が配置されている。他の構成は実施の形態１と同様であるので、図を省略した。また、図１および図２と同一符号は、同一または相当部分を示す。
【００２４】
風車２２は送風ファン１５（図示せず、図１参照）による風力を受けて回転し、回転板２３により絶縁管４が回転される。これにより絶縁管４に取り付けた導体５を回転させることにより、実施の形態１と同様、ノズル３から吐出される水滴１６（図示せず、図１参照）は、イオン化され霧状に全方位に均等に散布することができ、これにより、水滴１６を被処理空気１４と接触させて被処理空気に含まれる浮遊塵の収集、臭気物質の除去および細菌の除菌を効率良く行なうことができる。
【００２５】
このように、実施の形態３の空気清浄装置によると、実施の形態１の効果を奏するとともに、絶縁管に風車を設置することにより、送風ファンによる風力を利用して絶縁管を回転させているので、絶縁管を回転させるモータが不要となり、装置構成が簡素化されるとともに信頼性が向上する効果を奏するものである。
【００２６】
実施の形態４．
図１２は、本発明の実施の形態４における空気清浄装置のノズルと対向電極部を示す概略斜視図である。
図１２に示すように、電源１２はノズル３だけでなく、絶縁管４の導体５にも接続されており、導体５にスリップリング２４を介して直流高電圧を直接、印加できるようにしたものである。実施の形態２と同様、絶縁管４には羽２１が取り付けられており、絶縁管４はノズル３に回転可能に装着されている。実施の形態１と同様、ノズル３と空間を隔ててリング状の対向電極７が配置されている。他の構成は実施の形態１と同様であるので、図を省略した。また、図１および図２と同一符号は、同一または相当部分を示す。
【００２７】
送風ファン１５（図示せず、図１参照）による風力を受けて回転している絶縁管４の導体５は、スリップリング２４から電源１２の高電圧を受け、ノズルと同電位に維持される。これにより、実施の形態１と同様、導体５から斥力を受け、ノズル３から吐出される水滴１６（図示せず、図１参照）は、イオン化され、導体５のない部分から霧状に放出され、導体５を回転させることで、全方位に均等に散布することができ、これにより、水滴１６を被処理空気１４と接触させて被処理空気１４に含まれる浮遊塵の収集、臭気物質の除去および細菌の除菌を効率良く行なうことができる。
【００２８】
このように、実施の形態４の空気清浄装置によると、実施の形態１の効果を奏するとともに、絶縁管の導体に電源を直接、接続することにより、導体を確実に高電位にさせているので、帯電した液滴に確実に斥力を与えることができるので安定して液滴を均一に散布させることが可能になるものである。
【００２９】
なお、供給する液体としては、液体状態のものとしてだけでなく、加温により蒸気の状態でノズルに供給してもよく、また、ノズルもスプレイノズルなどを使って霧状にして散布してもよい。液体として、水を使用し、上述のようにオゾン以外の薬品などを添加して、イオン化した液滴を発生させ、細菌の種類に応じて効果的な除菌を行なうこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態１における空気清浄装置を示す概略破断図である。
【図２】実施の形態１における空気清浄装置のノズルと対向電極部の概略斜視図である。
【図３】実施の形態１における空気清浄装置の基本原理を説明するための第１の概略斜視図図である。
【図４】実施の形態１における空気清浄装置の基本原理を説明するための第２の概略斜視図図である。
【図５】実施の形態１における水滴の放散状況を説明するためのノズル部の略斜視図である。
【図６】実施の形態１における動作を説明するためのノズル部の略断面図である。
【図７】絶縁管が装着されていない場合の水滴の散布状況を示す図である。
【図８】絶縁管が装着されている場合の水滴の散布状況を示す図である
【図９】実施の形態１における絶縁管の構成を示す概略斜視図である。
【図１０】実施の形態２における空気清浄装置のノズルと対向電極部を示す概略斜視図である。
【図１１】実施の形態３における空気清浄装置のノズルと対向電極部を示す概略斜視図である。
【図１２】実施の形態４における空気清浄装置のノズルと対向電極部を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 空気清浄装置
３ ノズル（放電電極）
４ 絶縁管
５ 導体
６ モータ
７ 対向電極
８ 水
９ 給水管
１２電源
１５ 送風ファン
１６ 水滴
２１ 羽
２２ 風車
２４ スリップリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体供給手段から供給される液体を吐出するノズルと、
外側面に管の長手方向に少なくとも１以上の縞状の導体が設けられ、回転可能に前記ノズルに装着された絶縁管と、
前記絶縁管を回転させる手段と、
前記ノズルに対して空間を隔てて配設されたリング状の対向電極と、
前記ノズルと前記対向電極との間に直流高電圧を印加する電源と、
を備えたことを特徴とする空気清浄装置。
【請求項２】
絶縁管がノズルの先端よりも突出して装着されていることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄装置。
【請求項３】
絶縁管を回転させる手段は、モータにより前記絶縁管を回転させるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気清浄装置。
【請求項４】
絶縁管を回転させる手段は、送風ファンと、前記絶縁管に取り付けられた羽とで構成され、前記送風ファンによる風力にて前記絶縁管を回転させるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気清浄装置。
【請求項５】
絶縁管を回転させる手段は、送風ファンと、前記絶縁管に取り付けられた風車とで構成され、前記送風ファンによる風力にて前記風車を回転させ、前記絶縁管を回転させるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気清浄装置。
【請求項６】
吐出する液体にオゾンが含有されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項７】
吐出する液体に過酸化水素が含有されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項８】
絶縁管の導体がノズルと同電位となるように電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項１】
液体供給手段から供給される液体を吐出するノズルと、
外側面に管の長手方向に少なくとも１以上の縞状の導体が設けられ、回転可能に前記ノズルに装着された絶縁管と、
前記絶縁管を回転させる手段と、
前記ノズルに対して空間を隔てて配設されたリング状の対向電極と、
前記ノズルと前記対向電極との間に直流高電圧を印加する電源と、
を備えたことを特徴とする空気清浄装置。
【請求項２】
絶縁管がノズルの先端よりも突出して装着されていることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄装置。
【請求項３】
絶縁管を回転させる手段は、モータにより前記絶縁管を回転させるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気清浄装置。
【請求項４】
絶縁管を回転させる手段は、送風ファンと、前記絶縁管に取り付けられた羽とで構成され、前記送風ファンによる風力にて前記絶縁管を回転させるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気清浄装置。
【請求項５】
絶縁管を回転させる手段は、送風ファンと、前記絶縁管に取り付けられた風車とで構成され、前記送風ファンによる風力にて前記風車を回転させ、前記絶縁管を回転させるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気清浄装置。
【請求項６】
吐出する液体にオゾンが含有されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項７】
吐出する液体に過酸化水素が含有されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項８】
絶縁管の導体がノズルと同電位となるように電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の空気清浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２９５９３７（Ｐ２００８−２９５９３７Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４８０２２（Ｐ２００７−１４８０２２）
【出願日】平成１９年６月４日（２００７．６．４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月４日（２００７．６．４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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