空気清浄機のメカニズム その1:イオン方式

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空気清浄機のメカニズムを大きく分けると、
イオン方式とフィルター方式の、2つの方式があります。
今回は、「イオン方式」の解説です。

 

空気清浄機「イオン方式」、どうやってホコリをとるの?

イオン方式のメカニズムをカンタンにいうと、
空気中のホコリを負イオンで帯電させて吸着しています。
イオンを使うから、イオン方式というんですね!

実は、この現象、わたしたちが目にするところでも起こっています。
パソコンのモニターや化学ぞうきんに、ホコリが吸い寄せられるのを見たことがありますよね?
それと同じ原理なんです。

実際に、空気清浄機で起こっていることを説明すると。。。

空気清浄機本体に組み込まれている「高圧放電ユニット」では、
その名前のとおり、高電圧で放電させます。

放電によって、大気中の分子が電離して、
正イオン(プラスイオン)と負イオン(マイナスイオン)が生成されます。

室内に放出された「負イオン(マイナスイオン)」はホコリに吸着し、ホコリをマイナスに帯電させます。
マイナスの電荷を帯びたホコリは、空気清浄機本体にある「プラス電極」、つまり「集塵板」に静電気の力で吸引されて吸着します。

ただし、室内には「正イオン(プラスイオン)」放出されていますので、
空気中のホコリを帯電させて、プラスの電荷を帯びたホコリを作り出します。
しかし、そのホコリは集塵板には吸引されず、室内のマイナスの電荷を持った物に吸着する、ということが起こります。

つまり、確かに空気中の埃は減少しますが、その代わりに部屋が汚れるのがこの方式の特徴です。

 

各社のイオン方式は、どう違う?

日経エレクトロニクス表紙画像少し前記事になりますが。。。
日経エレクトロニクス(2009年11-2号)で、
「特集:イオン健康家電の正体」という、興味深い記事が掲載されたことがあります。

そのなかから、空気清浄機に関するところをご紹介します。

イオン機能を持つ各社の空気清浄機の性能はそれほど違うわけではない。
イオンの基本的な作用原理は、ほぼ同じだからである。
放電(もしくは電気分解)によって生成した酸化作用のある活性種(OHラジカル,次亜塩素酸など)を使って,ウイルス抑制や除菌,脱臭などを行う。
ウイルスや細菌に対しては,表面のタンパク質を変性させて感染力を失わせる。
脱臭は,においの原因物質を酸化・分解して実現する。

さまざまなメーカーさんから、イオン方式の空気清浄機が発売されていますが、性能に大きな違いはなさそうです。

さらにイオン方式の詳しい解説がありましたので、引き続き、抜粋します。

「イオンをどこで作用させるか」という観点では,各社の方式は大きく二つに分けられる。
空気清浄機の外部にイオンを放出して部屋の空気中で作用させる「イオン放出型」と,
空気清浄機の内部でイオンを作用させて外部には漏らさないようにする「イオン内部利用型」である。

前者を採用しているのが,シャープとパナソニックだ。三洋電機は家庭用製品がこのタイプである。後者のイオン内部利用型を採用しているのは,ダイキン工業や三洋電機の業務用製品となる。

空気清浄機で、イオンを生成する原理は同じであっても、
そのイオンをどこで働かせるかによって、2つの方式(イオン放出型とイオン内部利用型)がある、ということですね。

それぞれの方式のメリット・デメリットもご紹介します。

イオン放出型は,部屋の壁や家具の表面に付着したウイルスや細菌,カビ,においへの効果が期待できるという利点がある。
反面,原理的に大量のイオンを放出するのは難しい。

イオンの実体である活性種(もしくは活性種のもとになる荷電粒子)を大量に発生させようとして電力をかけすぎると,オゾンが発生してしまうからだ。
オゾンは2000年前後のマイナスイオン・ブームのころは盛んに利用されていたが,人体に悪影響があることから,現在は「オゾンはなるべく出さない」という方針は各社で共通している。

イオン放出型を採用するメーカーは,電極の形や電圧のかけ方を工夫してオゾンを出さない範囲でイオン放出量を増やそうとしているが,
生成できるイオンの量には限界がある。

一方,イオン内部利用型の利点と欠点は,イオン放出型のちょうど逆である。

壁や家具の表面への効果は期待できないが,オゾンを含む多種の活性種を内部で利用できる。
ダイキン工業の空気清浄機は,オゾンが外に漏れないように最終段の「光触媒&ストリーマ脱臭触媒フィルタ」でオゾンを酸素に戻している。
他の活性種についても,このフィルタで外に出ないようにしている。

と、なんだか難解な感じですが、要は、プラズマクラスター、光速ストリーマー、ナノイーなど空気中に何かを放出、または機器内部で電気的なものを作るものが
イオン方式と思っていただいてよろしいかと思います。

お使いの空気清浄機は、ほとんどこのタイプではないでしょうか?

次回は、このようにイオンを発生させずに「フィルター」によって空気を浄化していくフィルター方式についてです。

実は、フィルター方式も、すごいんです!

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