JP2000501019A - 電子空気清浄器の光学汚れセルセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 静電空気清浄器は、帯電ちり粒子を含む空気が通り抜ける複数のプレートの１枚に少なくとも１つの穴を有する。光源は、その光を穴を通して導くように穴に隣接して取り付けられる。光センサは穴を通過する光のレベルを検出する。ちり粒子は、板に付着するにつれて、ある期間にわたり穴をふさぎ、穴を通過する光の量を減少させる。穴を通過する光の量を測定することにより、プレートに付着したちりの量を確定することができる。好ましい一実施形態では、１つの光源からの光がそれぞれの穴を通過できるように、各々のプレートはその他のプレートの穴のそれぞれとアライメントされている穴を有する。このような構成をとることによって、光源と光センサの双方を一連のプレート全体の外側に配置できる。

Description

【発明の詳細な説明】 電子空気清浄器の光学汚れセルセンサ 発明の背景 電子空気清浄器に空気を通すことにより、空気から粒子状汚染物質のほぼ全て を除去できる。電子空気清浄器の取り入れ口には、高電圧イオナイザワイヤが適 切なパターンを描いて配列されている。イオナイザワイヤの下流側には、一連の 集じんプレートが平行に離間して配列されている。１枚おきにプレートを中程度 の電圧で帯電し、それらのプレートの間にあるプレートを接地電位に保持する。 ファンはイオナイザワイヤを通る気流を発生させ、集じんプレートの間の空間に 流入させる。その空気の流れの中の浮遊粒子は、ワイヤの付近を通過して行く間 にワイヤから電荷を受け取る。粒子は、この電荷によって、中程度の電圧が印加 されたプレートの上に堆積又は付着する。 ある期間にわたり使用すると、空気中の粒子はプレートとイオナイザワイヤの 上に堆積する。この粒子の蓄積は、粒子を回収する効率を低下させる。通常、プ レートとイオナイザワイヤは洗浄時に取り外しできる単一のモジュールとして組 合わされている。実際、家庭用の小型の装置のモジュールは皿洗い機で洗浄でき るように設計されている。 電子空気清浄器に関連する問題の１つは、粒子がプレートの洗浄を必要とする ほどに積もってしまったときにそれを判定することである。このような装置は通 常は近づきにくい炉の中や、空調空間に設置され、粒子が付着する面の多くは隠 れており、人の目には触れないので、堆積した粒子の量を目で見て判定するのは 容易ではない。このため、堆積粒子のレベルを表示することが好都合であった。 現在、電子空気清浄器の中には、イオナイザワイヤに蓄積した粒子が増えるにつ れて起こるイオナイザワイヤ電流の減少を感知することにより、モジュールの洗 浄が必要であることを指示するものがある。しかしながら、イオナイザ電流は必 ずしも堆積粒子量を正確に表わさないということがわかっている。従って、堆積 粒子を感知する異なる機構が有利であろう。 発明の簡単な説明 静電エアフィルタの平坦な集じんプレートに堆積した粒子の量を直接に測定す る装置を発明した。本質的に、この装置は、そのようなプレートの上の堆積粒子 の層の厚さが所定の値を越えたときに、それを光学的に判定する。 本発明の装置は、前記プレートの中の少なくとも１枚に、光をそのプレートの 第１の面から第２の面へと通過させる試験領域を有する。光源は、光源からの光 の少なくとも一部を試験領域を通してプレートの第２の面へ導くように、プレー トの第１の面にある試験領域に隣接して、試験領域とアライメントされた状態で 取り付けられる。光センサはプレートの第２の面に取り付けられている。光セン サは感知領域を有し、感知領域は入射して来る光に応答して、感知領域に入射す る光の強さの関数である大きさを有する感知信号を供給する。光センサは、その 感知領域が光源から試験領域を通して導かれる光を感知領域で受け取るように試 験領域とアライメントされた状態で、プレートの第２の面に取り付けられている 。レベル検出器は感知信号を受信し、感知信号のレベルが所定のレベル以上に降 下したことに応答する第１のレベルと、その他の場合の第２のレベルとを有する 状態信号を供給する。 本発明の実施態様では、信号発生装置は、第１のレベル及び第２のレベルのう ち選択された一方のレベルを有する状態に応答する視覚信号又は聴覚信号を供給 する。通常信号発生装置は、状態信号が試験領域を通る光が所定のレベル以下に 低下したことを指示するレベルに達したときに光を発射する光源である。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の特徴を示す組合わせ機械的斜視図／回路図を示す。 図２は、電子空気清浄器のプレート上に付着したちりの量を検出する回路を示 す。 図３及び図４は、試験領域にある開口の別の構成を示す。 好ましい実施形態の説明 まず、図１を参照すると、本発明の改良を加えた従来の静電エアフィルタ１０ の各部が示されている。本発明の改良は従来の静電エアフィルタの構成に関する ものであるので、このようなフィルタの個別の特徴を全て示す必要はない。その ため、フィルタ１０の外面を形成するケース１２のいくつかの関連表面部分のみ を示した。ケース１２の内部にはブラケット１５（一部のみを示す）が装着され ている。図にはごく一部しか示されていないが、複数の平坦な導電性集じんプレ ート１７ａ〜１７ｃがブラケット１５に機械的に取り付けられている。プレート １７ｃとプレート１７ｅとの間の３組の点線は欠落したプレートを表わしている 。個別のプレート１７ａ〜１７ｅ等は２０枚から７０枚あって良い。このような フィルタ１０の代表的な構成においては、ブラケット１５はプレート１７ａ〜１ ７ｅ等と共に、洗浄又は保守のときにケース１２から容易に取り外せ、その後、 再びケース１２に挿入できる剛性の一体型集じん器アセンブリ１１を形成する。 プレート１７ａ〜１７ｅ等は互いに平行に離間した関係で配列されている。プレ ート１７ａ〜１７ｅ等のうち２枚の隣接するプレートの間隔は、通常３mmから８ mmである。 プレート１７ａ〜１７ｅ等はアルミニウムなどの導電性材料から形成されてい なければならない。この実施形態では、プレート１７ａ，１７ｃ及び１７ｅは、 それらのプレートをブラケット１５又は導電性であるフィルタ１０の他のいずれ かの部品に対して絶縁する手段によって、ブラケット１５に取り付けられている 。この絶縁により、プレート１７ａ，１７ｃ，１７ｄ等はそれ自体と、ケース１ ２又はブラケット１５などの隣接するフィルタ１０の接地導電性要素との間に存 在する電位差に耐えることができるようにならなければならない。プレート１７ ａ，１７ｃ等への電気的接続のために、コネクタ４０ａ，４０ｃ，４０ｅ等及び 電圧バス４１がある。高電圧電源３６は数千ボルトの電圧をコネクタ４０ａ，４ ０ｃ等によりバス４１を介してプレート１７ａ，１７ｃ，１７ｅ等に供給する。 プレート１７ｂ，１７ｄ等は物理的にはプレート１７ａ，１７ｃ等の間に位置 し、電気的に接地されている。この接地は２枚のプレート１７ｂ及び１７ｄに対 する接地線４０ｂ及び４０ｄにより示されている。ある構成では、ブラケット１ ５は導電性であり、電気的且つ機械的にプレート１７ｂ，１７ｄ等に結合されて いても良い。この場合のブラケット１５は、システムの電気的接地点として作用 しうる導電性ケース１２と電気的に接続していても良い。 フィルタ１０は、矢印４９により表わすような気流が起こる、全体を１４で示 す取り入れ面を有する。全休を１６で示すフィルタ１０の排出面には、ファン（ 図示せず）が配置されている。ファンは取り入れ面１４からプレート１７ａ〜 １７ｅの間の空間を経て排出面１６に至る気流を発生させる。フィルタ１０は、 フィルタ１０の取り入れ面１４の付近の位置に一連のイオナイザワイヤ（同様に 図示せず）を含む。イオナイザワイヤは、電源３６により供給される電圧のレベ ルの電圧によって励起される。 動作中、空気はイオナイザワイヤを通して取り込まれ、プレート１７ａ〜１７ ｅ等の間の空間を通過する。流入する空気を汚染している粒子はイオナイザワイ ヤから電荷を受け取り、プレート１７ａ〜１７ｅ等に付着する。ある期間が過ぎ ると、それらの粒子はプレート１７ａ〜１７ｅ等の上に堆積するので、それらの 付着粒子を取り除くために、プレート１７ａ〜１７ｅ等とイオナイザワイヤを定 期的に洗浄することが必要である。そのため、ブラケット１５とプレート１７ａ 〜１７ｅ等を着脱自在のユニットとして設計するのが好ましい。プレート１７ａ 〜１７ｅ等を定期的に洗浄しないと、高電圧のプレート１７ａ，１７ｃ，１７ｅ 等と接地されたプレート１７ｂ，１７ｄ等との間の電圧勾配が減少するので、プ レート１７ａ〜１７ｅ等への粒子の付着効率が低下してしまう。極端な場合には 、接地されたプレート１７ｂ，１７ｄ等と高電圧のプレート１７ａ，１７ｃ等と の間にアークが発生するほど大量の粒子が堆積すると考えられる。これは危険な 状態ではないが、フィルタ１０の効率は一段と低下する。従って、フィルタ１０ の性能効率に重大な影響を及ぼすほど多くの粒子が堆積したときには、その都度 、プレート１７ａ〜１７ｅ等を洗浄することが望ましい。これらのフィルタは手 入れしにくい場所に設置されると考えられるので、洗浄が必要になるほどプレー ト１７ａ〜１７ｅ等が汚れていることを遠隔場所で指示する機能を備えることが 強く求められる。 本発明の改良は汚れたセルを読取りやすく指示するもので、プレート１７ａ〜 １７ｅ等の上に付着したちりの量に関わる閾値を選択する非常に信頼性の高い手 段を提供する。個々のプレート１７ａ〜１７ｅ等は試験領域１９ａ，１９ｂ等を 有し、それぞれの領域に開口２１ａ，２１ｂ等がある。尚、開口の図中符号の中 に示される文字ａ，ｂ等は、その開口が存在するプレート１７ａ〜１７ｅ等を指 示している。図１に示すようなプレート１７ａ〜１７ｅ等の間隔は実際の間隔に 近いので、プレート１７ｂ，１７ｃ等は開口２１ａを除く全ての開口を隠してい る。従って、開口２１ｂ，２１ｃ等は点線の輪郭線で示されている。それぞれの 開口２１ａ，２１ｂ等は、光ビーム２４（赤外線などの他の種類の放射を含むも のとして解釈すべきである）を一連のプレート１７ａ〜１７ｅ等の全てにある全 ての開口を通すように、どの開口とも整列した状態にある。ケース１２の側面に 取り付けられた光源２６が光ビーム２４を発生する。光源２６は、各々の開口２ １ａ，２１ｂ等を通して光ビーム２４を投射するようにアライメントされていな ければならない。好ましい一実施形態では、赤外発光ダイオード（ＩＥＤ）によ り、光ビーム２４を発生できる。 図１のプレート１７ａ〜１７ｅ等の中の少なくとも１枚、プレート１７ｅは試 験領域１９ｅを有し、その領域の中には、校正された大きさの少なくとも１つの ゲージ、すなわち、試験開口２３がある。形成するのが容易であるという理由に より、円形であるのが好ましいが、ちりがどのように付着して、開口を閉鎖する かという点で、他の形状でも有利であることがありうる。開口２３はその他の開 口２１ａ，２１ｂ等の各々とアライメントしていると共に、光ビーム２４ともア ライメントしていなければならない。開口２３の大きさは、プレート１７ｅがそ の洗浄を必要とするほどにちり粒子の層で覆われたときに付着空気粒子が開口２ ３を埋め、光ビーム２４を相当に減衰させるか又は阻止するように選択される。 アライメントの問題を最小限に抑えるために、開口２１ａ〜２１ｄ等を相対的に 大きくすると共に、光ビーム２４を減衰又は阻止するためには校正された大きさ の開口２３を利用するのが好ましい。開口２１ａ〜２１ｄ等は１〜２cmの直径で あれば良い。関連する空気汚染物質の種類にもよるが、開口２３の適切な直径は ０．０３インチ（．０７５ｃｍ）から０．０５インチ（．１２５ｃｍ）の範囲で あろう。その基礎となる前提は、開口２３に入射する光を阻止するちりの量が全 てのプレート１７ａ〜１７ｅ等に付着するちりの量を表わすということである。 ゲージ開口２３の直径は、プレート１７ａ〜１７ｅ等の表面を覆ったちりの厚さ が洗浄を必要とするほどになった、ほぼその時点で、フィルタ１０を通過する気 流に含まれているちりが開口２３を閉鎖するように選択されるべきである。 試験領域１９ａ〜１９ｅ等はプレート１７ａ〜１７ｅ等の取り入れ縁部と排出 縁部とのほぼ中間に配置されるのが好ましい。アライメントの問題を最小限に抑 えるように光ビーム２４の横断面は開口２３より相当に大きく、開口２１ａ，２ １ｂ等よりさらに大きくすべきである。プレート１７ａ〜１７ｅ等のどれにもゲ ージ開口２３を配置することは理論的には可能であるが、現時点では、図１にプ レート１７ｅとして示されているように、プレート１７ａ〜１７ｅ等の中の、光 源２６から最も遠い外側の板にゲージ開口を配置するのが好ましい。外側の板１ ７ｅにゲージ開口２３を配置することにより、開口２３の一部を塞いでいるちり によるビームの散乱は最小になる。散乱の効果を低減させると、開口２３を通過 する光の強さの検出はより正確になる。 この構成については、状況によって望ましいと思われるいくつかの変形が存在 し、そのような変形を行っても、本発明の概念を実施することは可能である。た とえば、開口２１ａ〜２１ｄ等及び２３は各々がプレート１７ａ〜１７ｅ等のほ ぼ中央に位置するものとして示されているが、個々の開口にプレート１７ａ〜１ ７ｅ等の縁部に開く溝穴又は切欠きの形状をもたせることも可能である。開口は プレート１７ａ〜１７ｅ等の縁部の付近に配置されても良いが、現時点では、図 示するように、プレート１７ａ〜１７ｅ等の中央付近に開口を配置するのが好ま しい。ゲージ開口２３をより中央に近づけて配置すると、その結果、洗浄が必要 になるか又は望まれるほどプレート１７ａ〜１７ｅ等が汚れたときに、光ビーム ２４はより一貫して阻止されることになる。 好ましい実施形態では、光源２６は一対の電気リード線２８及び２９を有する 。リード線２９は、光源２６に給電するのに適する＋５Ｖ電源５０のような直流 電圧源に装着されている。リード線２８は抵抗器５３の第１の端子に装着されて いる。トランジスタ５５は抵抗器５３の他方の端子を接地点に接続する。トラン ジスタ５５のベースには限流抵抗器８２を介して、端子９０の正に向かうイネー ブルパルスが定期的に印加される。端子９０にイネーブルパルスが印加されるた びに、トランジスタ５５は導通し、電源２６に電流が流れるので、光ビーム２４ はそれぞれの開口２１〜２１ｄ等を通って開口２１ｅに到達する。 光検出器４３は開口２３を通過する光の量を感知する。光検出器４３は、セン サ面４５がゲージ開口２３に面し且つそれとアライメントされた状態で、ケース １２の内面に取り付けられている。アライメントの誤りによって起こる誤差を最 小にするように、センサ面４５を開口２３よりかなり広くすべきである。（理論 上、開口２３が妥当な大きさであれば、開口２３よりかなり小さいセンサ面４５ とのアライメントの誤りによる誤差を最小限に抑えることも可能である。ところ が、開口２３の好ましいサイズはそれ自体きわめて小さいので、センサ面４５が 開口２３よりかなり広いセンサを使用するほうがより実用的である。）好ましい 種類の検出器４３の導電率は、光源２６からセンサ面４５に入射する光のレベル によって決まる。フィルタ１０を通して流入する気流による付着ちりによって開 口２３がふさがれるにつれて、センサ面４５に入射できる光源２６からの光は少 なくなり、それに応じて導電率は低下する。リード線４６により検出器４３に接 続された、図２に示す回路は、この導電率の変化を検出する。 フィルタ１０の使用中にプレート１７ｅが徐々に汚れてくるにつれて、通過す る空気から付着したちり粒子の集積によって開口２３はゆっくりとふさがれる。 このプロセスが十分な時間にわたって続くと、開口２３は光源２６により供給さ れる光をほぼ完全に透過しない状態になる。ビーム２４が開口３３内のちり粒子 によって妨害されないときの導電率に対する検出器４３の導電率の変化は、通常 、プレート１７ａ〜１７ｅ等の上にあるちりの量を表わす。図２の回路は検出器 ４３の現在導電率を感知し、それを視覚的に又はその他の方法で表示することが できる。プレート１７ｅの状態は他のどのプレート１７ａ〜１７ｄ等をも代表す べきものであるので、フィルタ１０の保守責任者はこの表示によって、プレート １７ａ〜１７ｅ等を合わせた汚染度レベルを知ることになる。 図２の回路は検出器４３の導電率を測定することにより、プレート１７ａ〜１ ７ｅ等に付着したちりのレベルを確定する。この回路では、演算増幅器６５が検 出器４３により供給された信号を論理レベル値に変換する。検出器４３は、光源 ２６からの光又は赤外線放射が検出器の感知面４３に入射したときにインピーダ ンスが降下する市販のフォトダイオードであっても良い。演算増幅器６５は多様 な供給先から入手できる市販の３２４型ユニットであれば良い。増幅器６５のよ うな演算増幅器の入力インピーダンスはきわめて高く、電圧利得もきわめて大き い。この回路の動作を説明するに当たり、便宜上、０Ｖに近い論理レベル電圧を 論理０と考え、３Ｖを越えた論理レベル電圧を論理１と考える。それぞれの論理 レベル値につてどのような電圧レベルを選択するかは、全く、設計者に任されて おり、選択する論理回路に応じて、いくつかの異なる方式を利用できる。 図２の回路においては、検出器４３のカソードはリード線４６の一方により給 電端子５０に接続し、検出器４３のアノードは他方のリード線４６により演算増 幅器６５の＋信号端子に接続している。＋信号端子６８と接地点との間にはプル ダウン抵抗器７５が接続されている。端子６８の信号から高周波数成分を除去す るために、コンデンサ７６が抵抗器７５と並列に接続している。抵抗器７５より 相当に大きい値を有する抵抗器７２は演算増幅器６５の出力端子９２と、＋信号 端子６８との間に接続されて、ヒステリシスを増加させ、それにより、動作安定 度を向上させる。抵抗器６０及び６１から構成される分圧器は給電端子５０と接 地点との間に接続し、演算増幅器６５の−信号端子５０に一定の閾値電圧を供給 する。 増幅器６５は＋端子６８の信号電圧と、−端子６９の閾値電圧との正の電圧差 を大きく増幅し、出力端子９２に増幅電圧を発生させる。＋端子６８の電圧が− 端子６９の電圧より正の方向にごくわずかしか大きくない場合であっても、出力 端子９２の電圧は、論理値１に相当する＋５Ｖの供給電圧に近い電圧に保持され る。＋端子６８の電圧が−端子６９の電圧より負の方向にごくわずかしか小さく ない場合であっても、出力端子９２の電圧は、論理値０に相当する０Ｖに近い電 圧に保持される。 パルス発生器８５は経路９０の８７に示すような一連の論理１（＋３Ｖ）イネ ーブルパルスから成るイネーブル信号を発生する。パルス発生器８５のタイマ機 能を実行するために５５５の名称を有するタイマのような市販のタイマを使用す ると好都合である。一実施形態では、それらのイネーブルパルスは持続時間が１ ０ｍｓ、発生間隔は１秒であっても良い。図２の回路は、各イネーブルパルスの 発生中にのみビーム２４の妨害状態を試験するように設計されている。ビーム２ ４を阻止する開口２３の詰まりをごく短時間、相対的に長い間隔で試験すること によって、ＩＥＤ２６の連続動作と、そこで起こりうる故障は回避される。プレ ート１７ａ〜１７ｅ等に洗浄を必要とするほどの量のちりが付着するには通常は 少なくとも数週間かかるので、多くとも１日に２〜３回を越える頻度で開口２３ の詰まりを試験する必要はない。ところが、５５５モデルのようなタイマを使用 すると、不都合なほど大型のコンデンサを使用しない限り、そのように長いタイ マ間隔は得られない。１秒間隔の試験であれば、妥当な大きさのコンデンサを使 用でき、害はない。発生器８５からのイネーブルパルスは経路９０を介してＡＮ Ｄゲート８０及び８１の非反転入力端子に供給されると共に、図１に示すように 抵抗器８２を介してトランジスタ５５のベースに供給される。先に説明したのと は異なる論理０電圧レベル及び論理１電圧レベルをイネーブル信号８７に対して 選択し、そのため、トランジスタ５５が適正にスイッチングされない場合には、 周知の回路設計原理に従って、トランジスタ５５と、抵抗器５３及び８２とにつ いて別の構成を選択することが必要である。 増幅器６５の出力端子９２はＡＮＤゲート８０の別の非反転入力端子と、ＡＮ Ｄゲート８１の反転入力端子とに接続している。ＡＮＤゲート８０及び８１の出 力はフリップフロップ９５のセット（Ｓ）端子と、リセット（Ｒ）端子とにそれ ぞれ印加される。この論理回路は、フリップフロップ９５に、演算増幅器６５に より供給される最新の論理レベル値の反転値を非Ｑ出力端子９８により供給され る現在論理値として記録させる。すなわち、イネーブルパルスが発生されるたび に、出力端子９２に論理１信号が存在していれば、フリップフロップ９５のＲ入 力端子と、Ｓ入力端子とに論理０信号と、論理１信号とがそれぞれ印加され、そ こで、非Ｑ出力端子９８は論理０信号レベルを供給する。端子９２に論理０信号 がある場合には、フリップフロップ９５のＲ入力端子とＳ入力端子は論理１信号 と、論理０信号とをそれぞれ受信し、非Ｑ出力は論理１である。フリップフロッ プ９５の非Ｑ出力９８は、汚れセル指示素子１０１により提供される視覚表示を 制御する。素子１０１は、論理１を表わす＋４Ｖ論理レベル電子により直接に駆 動できる単なるＬＥＤ（発行ダイオード）であれば良い。従って、電子空気清浄 器１０のプレート１７ａ〜１７ｅ等にモジュールの洗浄が勧められるほどの量の ちりが付着したときに、それを視覚表示することが可能であるのがわかる。 図３は、試験領域１９ａが複数の同様の大きさの円形ゲージ開口１２０を有す るような変形例を示す。検出器４３は、開口１２０の面積の相当に大きな部分が さえぎられた後に初めて光の損失を指示する。１つの変形例では、感知領域は各 開口１２０から光を十分に受け取れる広さでなければならない。別の変形例にお いては、点線１２２で示す感知領域が開口１２０の全てではなく、一部の開口か らの光を受け取ることができるように、十分な開口１２０があれば良い。光の量 の変化は重大ではなく、輪郭線１２２の中にある開口の全てがほぼ埋まったとき に、その状態を図２の回路により検出できる。この種の構成は、プレート１７ｅ と検出器４３とのアライメントの誤りにプレート状態の誤った表示を行うことな く対応する。 図４は、プレート１７ｅの試験領域１９ｅの中に、少なくとも２種類の異なる 直径をもつ複数の円形の開口１１３及び１１４を有する別の変形例を示す。この 変形例では、小さいほうの穴１１３の全てがふさがれると、光は多少なりとも同 時に阻止することになり、その結果、時間の経過に伴って試験領域１９ｄを通過 する光の量に激しい変化が起こって、プレート１７ｄにさらにちりが付着したと 考えることができるようになっている。この構成において、増幅器６５に供給さ れる閾値電圧を変化させるための分圧器回路を加えて、図２に示すような第２の 検出器回路を使用して良いであろう。この回路では、何れかの入光強さ範囲にわ たって直線的応答を示すように、検出器４３を選択すべきである。これにより、 プレートが何れかの中間粒子付着レベル、たとえば、動作効率を相当に低下させ る付着ちりの量の７５％に達したことの第１回目の表示が得られる。大きいほう の穴１１４がほぼ詰まってしまうと、第２の回路はこの状態を検出する。すなわ ち、プレート１７ａ〜１７ｅ等がプレートを通過する空気からちりを取り除く能 力の大半を失ったことになる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年５月２３日（１９９７．５．２３） 【補正内容】 補正明細書 電子空気清浄器に空気を通すことにより、空気から粒子状汚染物質のほぼ全て を除去できる。電子空気清浄器の取り入れ口には、高電圧イオナイザワイヤが適 切なパターンを描いて配列されている。イオナイザワイヤの下流側には、一連の 集じんプレートが平行に離間して配列されている。１枚おきにプレートを中程度 の電圧で帯電し、それらのプレートの間にあるプレートを接地電位に保持する。 ファンはイオナイザワイヤを通る気流を発生させ、集じんプレートの間の空間に 流入させる。その空気の流れの中の浮遊粒子は、ワイヤの付近を通過して行く間 にワイヤから電荷を受け取る。粒子は、この電荷によって、中程度の電圧が印加 されたプレートの上に堆積又は付着する。 ある期間にわたり使用すると、空気中の粒子はプレートとイオナイザワイヤの 上に堆積する。この粒子の蓄積は、粒子を回収する効率を低下させる。通常、プ レートとイオナイザワイヤは洗浄時に取り外しできる単一のモジュールとして組 合わされている。実際、家庭用の小型の装置のモジュールは皿洗い機で洗浄でき るように設計されている。 電子空気清浄器に関連する問題の１つは、粒子がプレートの洗浄を必要とする ほどに積もってしまったときにそれを判定することである。このような装置は通 常は近づきにくい炉の中や、空調空間に設置され、粒子が付着する面の多くは隠 れており、人の目には触れないので、堆積した粒子の量を目で見て判定するのは 容易ではない。このため、堆積粒子のレベルを表示することが好都合であった。 現在、電子空気清浄器の中には、イオナイザワイヤに蓄積した粒子が増えるにつ れて起こるイオナイザワイヤ電流の減少を感知することにより、モジュールの洗 浄が必要であることを指示するものがある。しかしながら、イオナイザ電流は必 ずしも堆積粒子量を正確に表わさないということがわかっている。従って、堆積 粒子を感知する異なる機構が有利であろう。 引例であるドイツ特許第３１３１５４６号は、反射光を利用して集じん面のち りの有無を検出する装置を開示している。 引例である日本特許第０４７４８１号（日立）は、静電集じん器の全てのプレ ートを通る光の反射を開示しているが、光レベルの閾値検出器は設けられていな い。 発明の簡単な説明 静電エアフィルタの平坦な集じんプレートに堆積した粒子の量を直接に測定す る装置を考案した。本質的に、この装置は、そのようなプレートの上の堆積粒子 の層の厚さが所定の値を越えたときに、それを光学的に判定する。 本発明の装置は、前記プレートの中の少なくとも１枚に、光をそのプレートの 第１の面から第２の面へと通過させる試験領域を有する。光源は、光源からの光 の少なくとも一部を試験領域を通してプレートの第２の面へ導くように、プレー トの第１の面にある試験領域に隣接して、試験領域とアライメントされた状態で 取り付けられる。光センサはプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ショーネック，マーク・アール アメリカ合衆国・55438・ミネソタ州・ブ ルーミントン・ロード アイランド サー クル・8131 (72)発明者 トンプソン，メイナード・エル アメリカ合衆国・55372・ミネソタ州・プ ライアレイク・イースト 20ティエイチ ストリート・8596

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．帯電されるべき複数のほぼ平坦なプレートを有し、帯電粒子を有する空気 をそれらのプレートの間に通すことにより、前記粒子を前記プレートに付着させ る静電エアフィルタにおいて、 ａ）前記プレートの少なくとも１枚にあり、そのプレートの第１の面から第２ の面へと光を通過させる試験領域と； ｂ）プレートの第２の面に取り付けられ且つ光源から試験領域へ光の少なくと も一部を向かわせるために試験領域とアライメントされる光源と； ｃ）センサ面を有し且つ前記センサ面に入射する光に応答し、センサ面に入射 する光の強さの関数である大きさを有する感知信号を供給し、光源により試験領 域に向かって導かれた光をセンサ面で受け取るために、センサ面が試験領域とア ライメントされた状態でプレートの第２の面に取り付けられた光センサと； ｄ）感知信号を受信し、感知信号のレベルが所定のレベルを越えたことに応答 して第１のレベルを有する状態信号を供給し、そうでない場合には第２のレベル を有する状態信号を供給するレベル検出器とを具備し、前記プレートに所定の量 の前記粒子が付着したときにそれを判定する改良。 ２．複数のプレートはそれそれ１つの試験領域を含み、各プレートの試験領域 は他のどのプレートの試験領域ともアライメントされており、光源は全ての試験 領域を通過するように光を導くように取り付けられ、且つ光センサはその感知領 域で、プレートの試験領域の各々を通過する光源からの光を受けるように取り付 けられている請求項１記載の改良。 ３．各々の試験領域はそのプレートに開口のある領域を含む請求項２記載の改 良。 ４．試験領域のうち、あらかじめ選択された１つの試験領域にある開口は、そ の他の試験領域の各々にある開口より相当に小さい請求項３記載の改良。 ５．センサのセンサ面は試験領域のうち、あらかじめ選択された１つの試験領 域にある開口より相当に大きい請求項４記載の改良。 ６．試験領域のうち、あらかじめ選択された１つの領域は外側のプレートにあ る請求項５記載の改良。 ７．複数のプレートは第１の外側プレートと、第２の外側プレートとを有し、 試験領域のうち、あらかじめ選択された１つの試験領域は第１の外側プレートに あり、且つ光源は第２の外側プレートの外面に隣接して取り付けられている請求 項６記載の改良。 ８．各試験領域はそのプレートの中央に配置されている請求項７記載の改良。 ９．各試験領域はそのプレートの中央に配置されている請求項４記載の改良。 １０．光源は、イネーブル信号の所定のレベルに応答して光源に電力を供給す るスイッチング回路を含み、且つレベル検出器は、イネーブル信号の所定のレべ ルに応答して感知信号の現在レベルをメモリユニットに供給するゲーティング回 路と、所定のレベルが達成される周期的間隔を有するイネーブル信号を供給する 手段とを含む請求項９記載の改良。 １１．試験領域は複数の開口を含む請求項４記載の改良。 １２．試験領域はほぼ同じ直径の円形の開口を少なくとも２つ含む請求項１１ 記載の改良。 １３．光源は、イネーブル信号の所定のレベルに応答して光源に電力を供給す るスイッチング回路を含み、且つレベル検出器は、イネーブル信号の所定のレベ ルに応答して感知信号の現在レベルをメモリユニットに供給するゲーティング回 路と、所定のレベルが達成される周期的間隔を有するイネーブル信号を供給する 手段とを含む請求項１記載の改良。