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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Entladevorrichtung, die eine Entladung zum Reinigen von Luft durchführt, und mit der Entladevorrichtung ausgestattetes Klimagerät.
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Hintergrund
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Als Stand der Technik ist eine Luftreinigungsvorrichtung vom Entladetyp zum Sammeln von Staubteilchen oder dergleichen, die in der Luft enthalten sind, bekannt. Die Luftreinigungsvorrichtung vom Entladetyp nach dem Stand der Technik enthält eine Ladeeinheit zum elektrischen Laden der Staubteilchen oder dergleichen und eine Staubsammeleinheit zum Sammeln der elektrisch geladenen Teilchen. Darüber hinaus enthält die Ladeeinheit eine Hochspannungselektrode und eine Erdelektrode, die einander zugewandt sind. Die Hochspannungselektrode entlädt, wenn eine Hochspannung angelegt ist, und die Erdelektrode ist geerdet. Andererseits enthält in gleicher Weise die Staubsammeleinheit auch eine Hochspannungselektrode und eine Erdelektrode. Darüber hinaus ist beispielsweise in dem in PTL 1 beschriebenen Stand der Technik das Gewicht der gesamten Vorrichtung herabgesetzt, indem jede Elektrode durch Verwendung eines leitenden Harzes gebildet wird.
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PTL 4 offenbart eine Luftreinigungsvorrichtung mit einer Entladeelektrode, einer Gegenelektrode aus einem leitenden Harz, einer Hochspannungs-Stromquelle zum Anlegen einer Wechselspannung zwischen der Entladeelektrode und der Gegenelektrode. PTL 5 offenbart ebenfalls eine entsprechende Entladevorrichtung, wobei für die Gegenelektrode ein leitendes Harz mit einem Volumenwiderstand von 104 Ω·cm verwendet wird.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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- [PTL 1] JP 3729403 B2
- [PTL 2] JP 3730645 B2
- [PTL 3] JP 4149526 B2
- [PTL 4] JP 2012-115 798 A
- [PTL 5] EP 2 700 451 A2
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Kurzfassung
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Technisches Problem
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In dem vorgenannten, in PTL 1 beschriebenen Stand der Technik ist das Gewicht der gesamten Vorrichtung durch Verwendung des leitendes Harzes als die Elektroden herabgesetzt. Jedoch ist es, wenn das leitende Harz verwendet wird, schwierig, eine so ausgezeichnete Leitfähigkeit wie bei Metall zu gewährleisten; daher sammeln sich Ladungen in der Erdelektrode aufgrund des elektrischen Widerstands der Erdelektrode, und ein Potenzial der Erdelektrode wird erhöht. Als eine Folge wird, wenn ein Oberflächenpotenzial der Erdelektrode zunimmt, eine zum Entladen erforderliche Spannung ebenfalls erhöht; demgemäß ist es erforderlich, einen Entladestrom durch beispielsweise Spannungssteuerung der Hochspannungs-Stromquelle aufrechtzuerhalten usw. Jedoch besteht im Allgemeinen eine obere Ausgabegrenze für die Hochspannungs-Stromquelle, und wenn die Ausgabe die obere Ausgabegrenze erreicht, wird die Ausgabe der Spannung ausgesetzt, um Zeit für eine Rückführung zu haben. Weiterhin kann in der Hochspannungselektrode der Staubsammeleinheit in einigen Fällen eine tatsächliche Spannung aufgrund der Wirkung des Widerstandswerts der Spannungssteuerung nicht folgen. In diesem Fall tritt das Problem auf, dass eine unzureichende elektrische Feldstärke zwischen der Hochspannungselektrode und der Erdelektrode das Staubsammelvermögen verschlechtert.
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das vorgenannte Problem zu lösen, und sie hat die Aufgabe, eine Entladevorrichtung und ein mit dieser ausgestattetes Klimagerät anzugeben, die in der Lage sind, auf einer Elektrode angesammelte elektrische Ladungen zu entfernen und eine für die Entladung erforderliche Spannung wieder einzustellen.
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Lösung des Problems
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Eine Entladevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthält: eine Entladeelektrode zum Entladen; eine Gegenelektrode, die so angeordnet ist, dass sie einen Abstand von der Entladeelektrode aufweist, wobei die Gegenelektrode aus einem leitenden Harz gebildet ist, das einen spezifischen Volumenwiderstand von nicht mehr als 107 Ω·cm hat; eine Hochspannungs-Stromquelle zum Anlegen einer Ausgangsspannung zwischen der Entladeelektrode und der Gegenelektrode; und ein Steuermittel zum Steuern der Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle, um einen Entlademodus zur Entladung zwischen der Entladeelektrode und der Gegenelektrode durch die Hochspannungs-Stromquelle und einen Spannungsabnahmemodus zum vorübergehenden Senken der Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle auf eine Spannung oder niedriger, wobei die Spannung keine Entladung zwischen der Entladeelektrode und der Gegenelektrode bewirkt, durchzuführen.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, elektrische Ladungen, die sich auf einer Gegenelektrode und einer Erdelektrode gesammelt haben, durch einen Spannungsabnahmemodus problemlos zu entfernen. Dies ermöglicht das Zurücksetzen der für die Entladung erforderlichen Spannung.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Inneneinheit eines Klimageräts nach dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die die Entladevorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 3 ist eine schematische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel für die Entladevorrichtung zeigt.
- 4 ist ein Blockschaltbild der Steuereinheit nach dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist ein Charakteristikdiagramm, das ein Beispiel für die Modusumschaltsteuerung bei dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Ausführungsbeispiel 1
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Nachfolgend wird das Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 5 beschrieben. Es ist zu beachten, dass in jeder in der Beschreibung verwendeten Figur gemeinsame Komponenten das gleiche Bezugszeichen aufweisen, und eine redundante Erläuterung wird weggelassen. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf das folgende Ausführungsbeispiel beschränkt und ist in der Lage, in verschiedenen Formen innerhalb des Bereichs, der den Geist der vorliegenden Erfindung nicht verlässt, modifiziert zu werden.
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1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Inneneinheit eines Klimageräts 1 nach dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Es ist zu beachten, dass das Klimagerät eine Inneneinheit 1, die in einem Raum angeordnet ist, um eine Klimatisierung durchzuführen, und eine Außeneinheit (nicht gezeigt), die außerhalb des Raums angeordnet ist, um einen Wärmeaustausch oder dergleichen mit der Inneneinheit 1 durchzuführen, enthält. Darüber hinaus ist 1 eine Querschnittsansicht, die einen Zustand der Inneneinheit 1 zeigt, der durch eine Ebene senkrecht zu einer Drehachse eines Lüftungsventilators 5 geschnitten ist. Wie in 1 gezeigt ist, enthält die Inneneinheit: einen Lufteinlass 2; einen Luftauslass 3; Wärmetauscher 4; den Lüftungsventilator 5; horizontale Luftströmungsplatten 6; vertikale Luftströmungsplatten 7; ein vorderes Paneel 8; eine Entladungsvorrichtung 9; und so weiter. Von diesen sind die Wärmetauscher 4, der Lüftungsventilator 5 und die Entladevorrichtung 9 innerhalb eines Gehäuses 1A, das eine äußere Schale der Inneneinheit 1 bildet, enthalten.
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Der Lufteinlass 2 ist ein Öffnungsteil zum Ansaugen von Innenluft in das Gehäuse 1A und befindet sich beispielsweise auf einer oberen Seite des Gehäuses 1A. Der Luftauslass 3 ist ein Öffnungsteil zum Hinausblasen von Luft aus dem Gehäuse 1A in den Raum und befindet sich beispielsweise auf einer unteren Seite des Gehäuses 1A. Die Wärmetauscher 4 kühlen oder erwärmen die von dem Lufteinlass 2 angesaugte Luft. Der Lüftungsventilator 5 saugt Luft von dem Lufteinlass 2 an und bläst durch die Wärmetauscher 4 hindurchgegangene Luft zu dem Luftauslass 3.
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Die horizontalen Luftströmungsplatten 6 sind an dem Luftauslass 3 angeordnet und stellen eine Richtung von von dem Luftauslass 3 geblasener Luft (Blaswinkel) in eine horizontale Richtung der Inneneinheit 1 ein. Die vertikalen Luftströmungsplatten 7 stellen einen Blaswinkel von Luft in einer vertikalen Richtung der Inneneinheit 1 ein. Es ist zu beachten, dass die horizontale Richtung der Inneneinheit 1 sich auf eine Richtung senkrecht zu der Seite von 1 bezieht und sich die vertikale Richtung der Inneneinheit 1 auf die vertikale Richtung in 1 bezieht. Darüber hinaus sind die jeweiligen vertikalen Luftströmungsplatten 7 von der Vorderseite (der Seite des vorderen Paneels 8) der Inneneinheit 1 aus betrachtet auf einer vorderen Seite und einer hinteren Seite angeordnet. Das vordere Paneel 8 bildet einen vorderen Oberflächenteil des Gehäuses 1A.
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Die Entladevorrichtung 9 sammelt die Teilchen, zum Beispiel Staub, die in der Luft enthalten sind, durch elektrostatische Kraft, um hierdurch die Luft zu reinigen. Die Entladevorrichtung 9 befindet sich auf einer Stromaufwärtsseite (Windseite) der Wärmetauscher 4 in der Luftströmung von dem Lufteinlass 2 zu dem Luftauslass 3. Es ist zu beachten, dass die Entladevorrichtung nach
der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise auf eine Vorrichtung beschränkt ist, die die Teilchen, zum Beispiel Staub, sammelt, und verschiedene Arten von Luftreinigungsvorrichtungen vom Entladungstyp enthält, die eine Entladung in Luft zum Reinigen der Luft durchführen. Genauer gesagt, die Entladevorrichtung kann eine Vorrichtung zum Zersetzen und Deaktivieren von Verunreinigungen, die beispielsweise aus Teilchen, Rauch, Pollen, Viren, Schimmel, Bakterien, Allergenen, Duftstoffen, Ionen, Radikalen und so weiter, die in der Luft schweben, durch Entladung sein. Darüber hinaus kann die Entladevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung auf einer Stromabwärtsseite (Leeseite) des Wärmetauschers 4 angeordnet sein.
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Als Nächstes wird mit Bezug auf die 2und 3 eine Konfiguration der Entladevorrichtung 9 beschrieben. 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die die Entladevorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Es ist zu beachten, dass in 2 die X-Achsenrichtung der horizontalen Richtung der Inneneinheit 1 entspricht und die Y-Achsenrichtung einer Richtung der Inneneinheit 1 von vorn nach hinten (der horizontalen Richtung in 1) entspricht. Darüber hinaus entspricht eine obere Seite der Z-Achsenrichtung der windseitigen Richtung der innerhalb der Inneneinheit 1 strömenden Luft. Andererseits ist 3 eine schematische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel für die Entladevorrichtung zeigt. Die Figur soll schematisch die Anordnung und die Verbindung jeder Elektrode der Entladevorrichtung 9 zeigen. Folglich ist in 3 die Darstellung von Komponenten teilweise weggelassen, und die Formen von Komponenten sind in einigen Fällen verschieden von denjenigen in 2.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, enthält die Entladevorrichtung 9: einen oberen Rahmen 10; einen unteren Rahmen 11; eine Entladeelektrode 12; eine Feder 13; eine Energiezuführungseinheit 14; Elektrodenstützeinheiten 15 und 16; eine Gegenelektrode 17; eine Staubsammeleinheit 18; eine Steuereinheit 30; eine Hochspannungs-Stromquelle 40; und so weiter. Der obere Rahmen 10 bildet, wie in 2 gezeigt ist, einen Teil der Entladevorrichtung 9, der am weitesten auf der Luv- oder Windseite angeordnet ist. Darüber hinaus bildet der untere Rahmen 11 einen Teil der Entladevorrichtung 9, der am weitesten auf der Lee- oder Windschattenseite angeordnet ist. Diese Rahmen 10 und 11 sind beispielsweise insgesamt aus einem Harzmaterial gebildet und erstrecken sich parallel zu der X-Achsenrichtung, während sie in der Z-Achsenrichtung einen gegenseitigen Abstand aufweisen.
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Darüber hinaus sind in dem oberen Rahmen 10 mehrere Öffnungen zum Hereinlassen von Außenluft in die Entladevorrichtung 9 gebildet. Jede der Öffnungen ist in einem Gittermuster getrennt, um eine solche Konfiguration zu haben, dass der Finger einer Person oder dergleichen nicht durch die Öffnungen in das Innere der Entladevorrichtung 9 gesteckt werden kann. Jede der Öffnungen ist in einem oberen Oberflächenteil des oberen Rahmens 10 angeordnet, beispielsweise in Gruppen von mehreren Öffnungen, die in Linien in der X-Achsenrichtung (der Breitenrichtung) und der Y-Achsenrichtung (der Richtung von vorn nach hinten) angeordnet sind. In dem unteren Rahmen 11 sind ähnlich dem oberen Rahmen 10 mehrere Öffnungen in einem Zustand, in welchem sie in einem Gittermuster angeordnet sind, gebildet.
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Zwischen der Entladeelektrode 12 und der Gegenelektrode 17 ist eine Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40, die in der Lage ist, eine hohe Spannung auszugeben, beispielsweise in der Größenordnung von 4 kV bis 7 kV, angelegt. Die Entladeelektrode 12 ist beispielsweise durch ein- bis viermaliges Falten eines Zwischenteils einer langen Metallplatte gebildet und erstreckt sich in der X-Achsenrichtung. Es ist zu beachten,
dass in 2 die Entladeelektrode 12 in einer durch einmaliges Falten der Metallplatte gebildeten U-Form veranschaulicht ist. An jedem von beiden Endbereichen der Entladeelektrode 12 ist ein Anschluss in einer Ringform angebracht. Als Material der Entladeelektrode ist es bevorzugt, beispielsweise ein metallisches Material, wie Wolfram, Kupfer, Nickel, rostfreien Stahl, Zink, Eisen oder Molybdän, eine Legierung, die diese metallischen Materialien als eine Hauptkomponente enthält, oder dergleichen zu verwenden. Darüber hinaus kann die Entladeelektrode 12 durch Plattieren einer Oberfläche des vorgenannten metallischen Materials mit einem Edelmetall, wie Silber, Gold oder Platin, gebildet werden, oder durch Bilden einer Kohlenstoff(Graphit)-Schicht, eines Oxidfilms oder dergleichen auf der Oberfläche.
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Die Querschnittsform der Entladeelektrode 12 ist beispielsweise eine flache rechteckige Form, die lange Seiten und kurze Seiten einschließt. In der Querschnittsform ist die lange Seite so gebildet, dass sie beispielsweise eine Länge in der Größenordnung von 0,1 mm bis 1,0 mm hat, und die kurze Seite ist so gebildet, dass sie eine Länge in der Größenordnung von beispielsweise 0,01 mm bis 0,1 mm hat. Durch Bilden der Entladeelektrode 12 mit einem rechteckigen Querschnitt kann beispielsweise im Vergleich mit einer Elektrode mit einem kreisförmigen Querschnitt die elektrische Feldstärke um die Elektrode herum erhöht werden. Hierdurch wird ermöglicht, dass Schimmel, Bakterien, Allergene, Viren oder andere, die nahe an der Entladeelektrode 12 vorbeigehen, stabil deaktiviert werden. Darüber hinaus kann eine Lademenge des Staubs oder dergleichen, die nahe an der Entladeelektrode 12 vorbeigehen, effizient erhöht werden.
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Die Feder 13 ist ein Teil zum Ausüben einer Spannung auf die Entladeelektrode 12 und ist aus einem metallischen Material gebildet. Die Feder 13 ist mit den Anschlüssen auf beiden Seiten der Entladeelektrode 12 gekoppelt. Die Entladeelektrode 12 ist an der Energiezuführungseinheit 14 in einem Zustand angebracht, in welchem sie durch die Feder 13 in der Längsrichtung gezogen wird, und ist elektrisch mit der Energiezuführungseinheit 14 verbunden. Die Energiezuführungseinheit 14 ist ein Teil zum Anlegen einer von der Hochspannungs-Stromquelle 40 ausgegebenen Spannung an die Entladeelektrode 12 und die Hochspannungselektrode 19 und ist aus einem leitenden Material, wie einem Metall, gebildet. Es ist zu beachten, dass es bei der vorliegenden Erfindung möglich sein kann, eine Konfiguration zu haben, bei der jeweils die Entladeelektrode 12 und die Hochspannungselektrode 19 mit jedem von verschiedenen Energiezuführungsteilen verbunden sind und die an die Entladeelektrode 12 und die Hochspannungselektrode 19 angelegten Spannungen individuell gesteuert werden können.
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Die Elektrodenstützeinheiten 15 und 16 stützen die Entladeelektrode 12 innerhalb der Entladevorrichtung 9, und die Gesamtheit hiervon ist beispielsweise aus einem Harzmaterial gebildet. Die Elektrodenstützeinheit 15 ist an einer Endseite des unteren Rahmens 11 in der Längenrichtung (der X-Achsenrichtung) angebracht. Darüber hinaus ist die Elektrodenstützeinheit 16 beispielsweise an der anderen Endseite des oberen Rahmens 10 in der Längsrichtung angebracht. In diesem Zustand sind die Elektrodenstützeinheiten 15 und 16 dazu konfiguriert, die beiden Endseiten der Entladeelektrode 12 zu stützen. Die Elektrodenstützeinheiten 15 und 16 enthalten ein Teil zum Stützen der Entladeelektrode 12 in dem gefalteten Zustand, ein Teil zum Zurückhalten der Entladeelektrode 12 in einer geeigneten Position und so weiter.
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Die Gegenelektrode 17 ist eine Elektrode, die mit der Entladeelektrode 12 zu paaren ist, und ist beispielsweise aus einem leitenden Harz in einer länglichen flachen Plattenform gebildet. Um ein Beispiel zu nennen: Die Gegenelektrode 17 enthält, wie in 2 gezeigt, beispielsweise drei Elektrodenplatten. Diese Elektrodenplatten erstrecken sich in der X-Achsenrichtung und sind in gegenseitigen Abständen in der Y-Achsenrichtung angeordnet. Dann wird die Entladeelektrode 12 zwischen den jeweiligen Elektrodenplatten der Gegenelektrode 17 mit Lücken angeordnet. Folglich sind die Entladeelektrode 12 und die Gegenelektrode 17 so konfiguriert, dass sie in der Y-Achsenrichtung einen gegenseitigen Abstand aufweisen.
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Darüber hinaus ist die Gegenelektrode 17 integral mit der später zu beschreibenden Erdelektrode 20 gebildet durch Verwendung beispielsweise eines leitenden Harzes mit einem spezifischen Volumenwiderstand von nicht mehr als 107 Ω·cm. Es ist zu beachten, dass das leitende Harz allgemein als ein Harz mit einem spezifischen Volumenwiderstand von nicht mehr als 107 Ω·cm definiert ist. Ein derartiges leitendes Harz wird beispielsweise durch Mischen eines leitenden Materials, wie Ruß, Kohlenstofffasern, leitender Whisker oder metallischer Fasern, in ein Basisharz. Darüber hinaus sind die Gegenelektrode 17 und die Erdelektrode 20 über eine Erdungsenergiezuführungseinheit 21 geerdet.
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Die Staubsammeleinheit 18 sammelt den geladenen Staub oder dergleichen (mit elektrischen Ladungen versehen) durch Entlangführen zwischen der Entladeelektrode und der Gegenelektrode 17 und enthält die Hochspannungselektrode 19 und die Erdungselektrode 20. Zwischen der Hochspannungselektrode 19 und der Erdungselektrode 20 ist eine Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40 angelegt. Die Hochspannungselektrode 19 enthält beispielsweise mehrere Elektrodenstücke, die in regelmäßigen Abständen in der X-Achsenrichtung angeordnet sind. Jedes Elektrodenstück, das die Hochspannungselektrode 19 bildet, steht beispielsweise zu der Gegenelektrode 17 in der Z-Achsenrichtung vor und erstreckt sich parallel zu der Y-Achsenrichtung. Darüber hinaus ist die Hochspannungselektrode 19 aus beispielsweise einem semileitenden Harz mit einem Volumenwiderstand, der niedriger als diejenigen der Gegenelektrode 17 und der Erdungselektrode 20 ist, gebildet. Um ein Beispiel zu nennen, hat das semileitende Harz einen Volumenwiderstand in der Größenordnung von 108 Ω·cm bis 1013 Ω·cm. Darüber hinaus ist die Hochspannungselektrode 19 elektrisch mit der Energiezuführungseinheit 14 verbunden.
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Die Erdungselektrode 20 ist eine Elektrode, die mit der Hochspannungselektrode zu paaren ist, und sie ist integral mit der Gegenelektrode 17 durch Verwendung des vorgenannten leitenden Harzes geformt. Die Erdungselektrode 20 enthält beispielsweise mehrere Elektrodenstücke, die in regelmäßigen Abständen in der X-Achsenrichtung angeordnet sind. Jedes Elektrodenstück, das die Erdungselektrode 20 bildet, steht beispielsweise zu der Hochspannungselektrode 19 in der Z-Achsenrichtung vor und erstreckt sich parallel zu der Y-Achsenrichtung. Wenn die Entladevorrichtung 9 zusammengesetzt ist, werden die Hochspannungselektrode 19 und die Erdungselektrode 20, wie in 3 gezeigt ist, in einem Zustand des gegenseitigen Abstands in der X-Achsenrichtung gehalten, wobei die Elektrodenstücke hiervon abwechselnd in Eingriff miteinander angeordnet sind.
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Auf diese Weise ist, indem die Gegenelektrode 17, die Hochspannungselektrode und die Erdungselektrode 20 durch das Harzmaterial gebildet werden, möglich, eine Gewichtsherabsetzung der gesamten Entladevorrichtung 9 zu fördern und die Verarbeitung jeder der Elektroden 17, 19 und 20 zu vereinfachen. Darüber hinaus hat in einem Fall einer metallischen Elektrode die Elektrodenform einen geringen Elastizitätsgrad, da Press- und Biegearbeiten erforderlich sind, wohingegen bei dem Ausführungsbeispiel der Flexibilitätsgrad jeder der Elektroden 17, 19 und 20 verbessert werden kann. Zusätzlich ist es, da die Gegenelektrode 17 und die Erdungselektrode 20 integral geformt sind, möglich, eine Struktur der gesamten Elektrode zu vereinfachen und weiterhin eine Verkleinerung und Gewichtsherabsetzung der Entladevorrichtung 9 zu fördern. Darüber hinaus können, da die Harzelektrode im Vergleich zu der metallischen Elektrode eine hohe Ladungszurückhaltefähigkeit hat, die Abstände zwischen den Elektroden verkleinert werden. Hierdurch ist es möglich, die elektrische Feldstärke zwischen den Elektroden zu erhöhen, um hierdurch die Staubsammelfähigkeit zu verbessern.
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Als Nächstes wird die Steuereinheit 30 als Steuermittel zum Steuern der Arbeitsweise der Hochspannungs-Stromquelle 40 beschrieben. Die Steuereinheit 30 ist aus einem Mikrocomputer und dergleichen zusammengesetzt und enthält, wie in 3 gezeigt ist, einen Prozessor 30A und einen Speicher 30B. Die Funktion der Steuereinheit 30 dadurch erhalten, dass der Prozessor 30A in dem Speicher 30B gespeicherte Programme ausführt. Es ist zu beachten, dass die Steuereinheit 30 auch als eine Steuervorrichtung zum Steuern von Operationen des Klimageräts dienen kann oder eine Steuervorrichtung sein kann, die nur für Steueroperationen der Hochspannungs-Stromquelle 40 vorgesehen ist. Darüber hinaus kann die Steuereinheit 30 aus Komponenten zusammengesetzt sein, die von der Hochspannungs-Stromquelle 40 getrennt sind, oder kann eine integrierte Steuerschaltung sein, die in der Hochspannungs-Stromquelle 40 aufgenommen ist.
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4 ist ein Blockschaltbild der Steuereinheit nach dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung. Wie in der Figur gezeigt ist, ist die Steuereinheit 30 kommunikativ mit der Hochspannungs-Stromquelle 40 verbunden und enthält eine Spannungssteuereinheit 31, eine Spannungsbestimmungseinheit 32, eine Modusumschalteinheit 33 und so weiter. Die Spannungssteuereinheit 31 steuert die Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40, so dass ein zwischen der Entladeelektrode 12 und der Gegenelektrode 17 erzeugter Entladestrom einen konstanten Stromwert hat.
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Die Spannungsbestimmungseinheit 32 vergleicht die Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40 (das heißt eine an die Entladeelektrode 12 und die Hochspannungselektrode 19 angelegte Spannung) mit einer voreingestellten Triggerspannung A, die später beschrieben wird, und gibt das Vergleichsergebnis zu der Modusumschalteinheit 33 aus. Die Modusumschalteinheit 33 schaltet den Operationsmodus der Entladevorrichtung 9 zwischen einem Entlademodus und einem Spannungsabnahmemodus, der später beschrieben wird, auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses der Spannungsbestimmungseinheit 32 oder dergleichen um.
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(Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels 1)
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Als Nächstes wird die Arbeitsweise des Klimageräts mit Bezug auf 1 beschrieben. Zuerst werden, wenn das Klimagerät betätigt wird, die Wärmetauscher 4, der Lüftungsventilator 5 und die Entladevorrichtung 9 betrieben. Wenn der Lüftungsventilator 5 betätigt wird, wird die Innenluft von dem Lufteinlass 2 angesaugt, und eine Luftströmung wird innerhalb der Inneneinheit 1 erzeugt. Als eine Folge wird die angesaugte Luft, nachdem sie durch den Durchgang durch die Entladevorrichtung 9 gereinigt wurde, gekühlt oder erwärmt, indem sie durch die Wärmetauscher 4 hindurchgeht. Die durch die Wärmetauscher 4 hindurchgegangene Luft passiert aufeinanderfolgend die Positionen des Lüftungsventilators 5, der horizontalen Luftströmungsplatten 6 und der vertikalen Luftströmungsplatten 7 und wird von dem Luftauslass 3 in den Raum gesandt. Folglich kann eine Klimatisierung in dem Raum durchgeführt werden.
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(Entlademodus)
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Als Nächstes wird mit Bezug auf 3 die Arbeitsweise der Entladevorrichtung 9 beschrieben. Zuerst wird in einem Anfangszustand angenommen, dass die Entladevorrichtung 9 in einem Entlademodus ist. In dem Entlademodus ist die Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40 an die Entladeelektrode 12 und die Hochspannungselektrode 19 angelegt. Folglich wird zwischen der Entladeelektrode 12 und der Gegenelektrode 17 ein Entladestrom gemäß der Ausgangsspannung erzeugt, und hierdurch wird ein elektrisches Feld mit einer vorgeschriebenen Stärke erzeugt.
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Zu dieser Zeit hält die Spannungssteuereinheit 31 den Entladestrom zwischen den Elektroden 12 und 17 auf einem konstanten Stromwert, indem die Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40 gesteuert wird. In diesem Zustand geht die Luft, die durch die Entladevorrichtung 9 hindurchgehen soll, zuerst zwischen der Entladeelektrode 12 und der Gegenelektrode 17 hindurch. Als eine Folge werden teilchenförmige Materialien, wie Staub, Bakterien, Schimmel, Viren, Pollen oder allergene Materialien, die in der Luft schweben, durch Entladung und das elektrische Feld zwischen den Elektroden 12 und 17 in einen geladenen Zustand gebracht.
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Als Nächstes gehen die geladenen teilchenförmigen Materialien in der Staubsammeleinheit 18 zusammen mit der Luft zwischen der Hochspannungselektrode 19 und der Erdungselektrode hindurch. Da die Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40 an die Hochspannungselektrode 19 ähnlich wie an die Entladeelektrode 12 angelegt ist, wird ein elektrisches Feld mit einer vorgeschriebenen Stärke zwischen der Hochspannungselektrode 19 und der Erdungselektrode 20 erzeugt. Als eine Folge haften, wenn sie zwischen der Hochspannungselektrode 19 und der Erdungselektrode 20 hindurchgehen, die teilchenförmigen Materialien in dem geladenen Zustand an der Erdungselektrode 20 an, wenn sie eine große Coulomb-Kraft empfangen. Folglich werden die teilchenförmigen Materialien durch die Staubsammeleinheit 18 gesammelt und aus der Luft entfernt.
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Wenn die Entladung zwischen der Entladeelektrode 12 und der Gegenelektrode 17 fortgesetzt wird, werden die elektrischen Ladungen auf der Gegenelektrode 17 mit einem Widerstandswert gesammelt, und ein Oberflächenpotenzial wird erzeugt. Als eine Folge sind zwischen der Entladeelektrode 12 und der Gegenelektrode 17 das elektrische Feld und der Entladestrom auf einem abnehmenden Trend. Um dieser Erscheinung zu begegnen, ist es durch Erhöhen der Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40 durch die Spannungssteuereinheit 31 möglich, den vorgeschriebenen Entladestrom aufrechtzuerhalten. Jedoch besteht im Allgemeinen eine obere Grenze der Ausgangsspannung für die Hochspannungs-Stromquelle 40, und wenn die Ausgangsspannung den oberen Grenzwert erreicht, wird die Ausgabe der Spannung durch eine Sicherheitsvorrichtung zwangsweise ausgesetzt, und ein Wiederherstellungsmodus wird in einigen Fällen eingeschaltet. In diesem Fall besteht ein Problem dahingehend, dass das Leistungsvermögen der Entladevorrichtung 9 während des Wiederherstellungsmodus nicht verfügbar ist. Andererseits tritt, wenn die Entladung fortgesetzt wird, auch ein Problem in der Staubsammeleinheit 18 wie folgt auf. In der Staubsammeleinheit 18 ist, da die Hochspannungselektrode 19 einen hohen Volumenwiderstand hat, obgleich die Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40 erhöht wird, eine Fähigkeit der Spannung, der Ausgangsspannung zu folgen, nicht gut. Als eine Folge besteht zwischen der Hochspannungselektrode 19 und der Erdungselektrode 20, da die Spannung zwischen den Elektroden 19 und 20 nicht ausreichend der Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40 folgen kann, eine Möglichkeit, dass die elektrische Feldstärke verringert und das Staubsammelvermögen verschlechtert wird.
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Um diese Probleme zu lösen, führt, wie in 5 gezeigt ist, die Steuereinheit 30 eine Modusumschaltsteuerung durch, um abwechselnd den Entlademodus und den Spannungsabnahmemodus zu wiederholen. 5 ist ein Charakteristikdiagramm, das ein Beispiel für die Modusumschaltsteuerung bei dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die ausgezogene Linie in der Figur zeigt die von der Spannungssteuereinheit 31 gesteuerte Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40 an, und die gestrichelte Linie zeigt die Staubsammeleffizienz für die teilchenförmigen Materialien durch die Staubsammeleinheit 18 an. Es ist zu beachten, dass die Staubsammeleffizienz auf der Grundlage beispielsweise einer Differenz zwischen der Anzahl von teilchenförmigen Materialien, die auf der Stromaufwärtsseite und der Stromabwärtsseite der Entladevorrichtung 9 gemessen wird, berechnet werden kann.
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Bei der Modusumschaltsteuerung wird zuerst, wenn die Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40 kleiner als eine vorgeschriebene Spannung (Triggerspannung A) ist, der vorbeschriebene Entlademodus durchgeführt. In dem Entlademodus werden die elektrischen Ladungen auf der Gegenelektrode 17 durch Entladen gesammelt, und das elektrische Feld und der Entladestrom zwischen der Entladeelektrode 12 und der Gegenelektrode 17 werden verringert. Daher erhöht beispielsweise, wie auf der linken Seite von 5 gezeigt ist, wenn die Dauer des Entlademodus länger ist, die Spannungssteuereinheit 31 die Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40, um den Entladestrom zu ergänzen.
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(Spannungsabnahmemodus)
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Die Spannungsbestimmungseinheit 32 bestimmt, ob die Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40 die Triggerspannung A in dem Entlademodus erreicht hat oder nicht. Dann wird, wenn die Bestimmung erfolgt ist, das Bestimmungsergebnis zu der Modusumschalteinheit 33 ausgegeben. Folglich gibt die Modusumschalteinheit 33 ein Signal entsprechend dem Spannungsabnahmemodus zu der Spannungssteuereinheit 31 aus, um den Operationsmodus der Entladevorrichtung 9 aus dem Entlademodus in den Spannungsabnahmemodus umzuschalten.
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Als eine Folge setzt, wie in der Mitte von 5 gezeigt ist, die Spannungssteuereinheit 31 beispielsweise die Ausgabe der Spannung durch die Hochspannungs-Stromquelle 40 aus, und hierdurch bewegt sich die Entladevorrichtung 9 in den Spannungsabnahmemodus. Es ist zu beachten, dass die Hochspannungs-Stromquelle 40 einen voreingestellten oberen Ausgabegrenzwert hat und konfiguriert ist, die Ausgabe der Spannung auszusetzen, wenn die Ausgangsspannung den oberen Ausgabegrenzwert erreicht hat. Die Triggerspannung A ist als ein Spannungswert gesetzt, der niedriger als der obere Ausgabegrenzwert und ein Spannungswert, durch den die elektrischen Ladungen wahrscheinlich auf der Gegenelektrode 17 gesammelt werden, ist. Folglich ist es in einer Situation, in der die elektrischen Ladungen auf der Gegenelektrode 17 gesammelt werden, möglich, den Spannungsabnahmemodus sicher durchzuführen.
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In dem Spannungsabnahmemodus nimmt die Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40 vorübergehend ab, um die Ausgangsspannung auf einem Spannungswert zu halten, der niedriger als die in 5 gezeigte minimale Entladespannung B ist. Die minimale Entladespannung B ist ein minimaler Spannungswert, der eine Entladung zwischen der Entladeelektrode 12 und der Gegenelektrode 17 bewirkt. Mit anderen Worten, die durch den Spannungsabnahmemodus erzielte Ausgangsspannung ist so gesetzt, dass sie gleich einem maximalen Wert der Spannung, die keine Entladung zwischen den Elektroden 12 und 17 bewirkt, oder niedriger als der maximale Wert ist. Folglich fällt während des Spannungsabnahmemodus die Entladung zwischen den Elektroden 12 und 17 in den ausgesetzten Zustand. Auf diese Weise ist es, da die Entladung in dem Spannungsabnahmemodus ausgesetzt werden kann, möglich, zu verhindern, dass neue elektrische Ladungen durch Entladung zu der Gegenelektrode 17 und der Erdungselektrode 20 geliefert werden. Dies ermöglicht, dass auf den Elektroden 17 und 20 erzeugte Potenzial zu eliminieren und die akkumulierten elektrischen Ladungen zu entfernen. Mit anderen Worten, es ist möglich, die elektrische Feldstärke zwischen der Erdungselektrode 20, die integral mit der Gegenelektrode 17 geformt ist, und der Hochspannungselektrode 19 zu initialisieren und hierdurch das Staubsammelvermögen der Staubsammeleinheit 18 wiederherzustellen.
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Darüber hinaus gibt, wenn beispielsweise eine verstrichene Zeit von dem Übergang zu dem Spannungsabnahmemodus die vorgeschriebene Spannungsabnahmezeit erreicht hat, die Modusumschalteinheit 33 ein Signal entsprechend dem Entlademodus zu der Spannungssteuereinheit 31 aus, um den Operationsmodus der Entladevorrichtung 9 aus dem Spannungsabnahmemodus in den Entlademodus umzuschalten. Als eine Folge lässt die Spannungssteuereinheit 31 die Ausgabe der Spannung durch die Hochspannungs-Stromquelle 40 zu, und hierdurch kehrt die Entladevorrichtung 9 zu dem Entlademodus zurück. Es ist zu beachten, dass es bevorzugt ist, die Spannungsabnahmezeit, die die Zeit des Fortsetzens des Spannungsabnahmemodus ist, gemäß beispielsweise einem Widerstandswert des leitenden Harzes, das die Gegenelektrode 17 und die Erdungselektrode 20 bildet, oder einer Ladeerholungszeit voreinzustellen.
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Folglich kann die Spannungsabnahmezeit gemäß der minimalen Zeit, die zum Entfernen des Potenzials und der elektrischen Ladungen von der Gegenelektrode 17 und der Erdungselektrode 20 erforderlich ist, angemessen gesetzt werden. Demgemäß kann die Dauer des Spannungsabnahmemodus, das heißt die Aussetzungszeit der Entladevorrichtung 9, so kurz wie möglich sein, und das Staubsammelvermögen kann früh wiederhergestellt werden, während das Potenzial der Gegenelektrode 17 stabil entfernt wird.
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Es ist zu beachten, dass in dem Ausführungsbeispiel der Fall, in welchem die Ausgabe der Hochspannungs-Stromquelle 40 während des Spannungsabnahmemodus ausgesetzt wurde, veranschaulicht wurde. Jedoch ist die vorliegenden Erfindung nicht hierauf beschränkt und kann eine Konfiguration haben, bei der beispielsweise in dem Spannungsabnahmemodus ein Ausgangspotenzial (Polarität) der Hochspannungs-Stromquelle 40 gegenüber dem Entlademodus umgekehrt ist. Mit dieser Konfiguration können ebenfalls Wirkungen erhalten werden, die denen des Ausführungsbeispiels 1 ähnlich sind.
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Wie vorstehend im Einzelnen beschrieben ist, ist es gemäß dem Ausführungsbeispiel möglich, die auf der Gegenelektrode 17 und der Erdungselektrode 20 gesammelten elektrischen Ladungen durch den Spannungsabnahmemodus problemlos zu entfernen. Dies ermöglicht das Zurücksetzen der für die Entladung erforderlichen Spannung. Folglich ist es, wie vorstehend beschrieben ist, möglich, eine zwangsweise Aussetzung der Ausgabe der Spannung aufgrund dessen, dass die Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle 40 den oberen Grenzwert erreicht, zu vermeiden und die Entladevorrichtung 9 stabil zu aktivieren. Mit anderen Worten, bei dem Ausführungsbeispiel kann die Spannung durch den Spannungsabnahmemodus herabgesetzt werden, bevor ein Übergang zu dem Wiederherstellungsmodus durch zwangsweises Aussetzen der Hochspannungs-Stromquelle 40 erfolgt. Als eine Folge kann die Zeit, während deren die Entladung durch den Wiederherstellungsmodus ausgesetzt ist (das heißt die Aussetzungszeit des Betriebs der Entladevorrichtung 9) verkürzt werden. Darüber hinaus kann durch Zurücksetzen der Spannung, die für das Entladen erforderlich ist, das Staubsammelvermögen der Staubsammeleinheit 18 wiederhergestellt werden. Hierdurch ist es möglich, das Staubsammelvermögen der Entladevorrichtung 9 und des Klimageräts zu verbessern. Dann können die so konfigurierte Entladevorrichtung 9 und das mit dieser ausgestattete Klimagerät in Anlagen, wie verschiedenen Typen von Klimageräten, Luftreinigern oder Ventilatoren, die sich beispielsweise in Wohnräumen, Büros, Läden und so weiter befinden, installiert werden oder können durch Anordnen eines Ventilators in Aufzügen, Leitungen und dergleichen installiert werden.
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Es ist zu beachten, dass das Ausführungsbeispiel erläutert wurde, indem die Entladevorrichtung, die die Staubsammeleinheit 18 enthält, als ein Beispiel genommen wurde. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt und ist auf eine Entladevorrichtung, die nicht die Staubsammeleinheit 18 enthält, anwendbar. Selbst in diesem Fall können, da es möglich ist, eine zwangsweise Aussetzung der Ausgabe der Spannung aufgrund dessen, dass die Ausgangsspannung der Hochspannungs-Stromquelle den oberen Grenzwert erreicht, zu vermeiden, die vorbeschriebenen Wirkungen erhalten werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Inneneinheit
- 1A
- Gehäuse
- 2
- Lufteinlass
- 3
- Luftauslass
- 4
- Wärmetauscher
- 5
- Lüftungsventilator
- 6
- horizontale Luftströmungsplatten
- 7
- vertikale Luftströmungsplatten
- 8
- vorderes Paneel
- 9
- Entladevorrichtung
- 10
- oberer Rahmen
- 11
- unterer Rahmen
- 12
- Entladeelektrode
- 13
- Feder
- 14
- Energiezuführungseinheit
- 15, 16
- Elektrodenstützeinheiten
- 17
- Gegenelektrode
- 18
- Staubsammeleinheit
- 19
- Hochspannungselektrode
- 20
- Erdungselektrode
- 21
- Erdungsenergiezuführungseinheit
- 30
- Steuereinheit (Steuermittel)
- 30A
- Prozessor
- 30B
- Speicher
- 31
- Spannungssteuereinheit
- 32
- Spannungsbestimmungseinheit
- 33
- Modusumschalteinheit
- 40
- Hochspannungs-Stromquelle
