JP2001212221A

JP2001212221A - 空気清浄装置

Info

Publication number: JP2001212221A
Application number: JP2000027793A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sekine; 健司関根; Akira Morikawa; 彰守川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2001-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマ発生の放電電極のメンテ時期が劣化
検知手段で検知され、電極に印可される電圧を上昇させ
てオゾン発生量を増やすことで、プラズマ空気清浄装置
の脱臭性能をを長期に維持させる。【解決手段】少なくとも一組の放電電極３ａと対向電
極３ｂとの間でコロナ放電を生じさせ、プラズマ脱臭を
行う脱臭手段３と、放電電極の放電性能の劣化を検知す
る劣化検知手段１１とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コロナ放電を利
用した空気清浄装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８に、コロナ放電によるプラズマ脱臭
空気清浄装置の従来例を示す。図８において、１は本
体、２は集塵を目的としたＨＥＰＡフィルタである。３
は電極ユニットであり、プラスチックのケースの中に、
放電部が突起状に形成されているステンレス製平板突起
電極３ａとステンレス製の対向電極３ｂが複数配置され
ている。４は脱臭とオゾン分解を目的とした活性炭フィ
ルター、５は送風のためのファンであり、６は吸気口、
７は排気口である。

【０００３】この従来のプラズマ脱臭空気清浄装置の動
作を説明する。ファン５によって室内の汚染空気が引き
寄せられ、ＨＥＰＡフィルター２で0.01ミクロン程度ま
での塵埃、ウイルス、たばこの煙などは捕集される。し
かし、粒子の小さな各種の汚染ガス（臭気を伴うものが
多い）は、ＨＥＰＡフィルター２を通過するため、電極
ユニット３で分解させる。原理を図９に示すが、電極ユ
ニット３に数ＫＶの高電圧を印加し、コロナ放電をさせ
てプラズマ状態を作りだすと、悪臭ガス８は、発生した
酸素ラジカルや水酸基ラジカルなどの活性種９によって
酸化分解され清浄空気１０になる。しかし、それでも通
り抜ける悪臭ガス８は、活性炭フィルタ４に吸着され、
そこで酸素ラジカルや水酸基ラジカルなどの活性種９に
よってさらに酸化分解される。

【０００４】電極ユニット３の放電電極は、電気集塵な
どではワイヤ線が使われるが、より安全性を配慮した場
合には、断線を防ぐために平板突起電極３ａが有効であ
る。しかし、平板突起電極３ａは放電を繰り返すことに
よって、突起先端部分で摩耗や酸化が起こり、さらには
ＨＥＰＡフィルタ２を通り抜けた汚染物が付着したりし
て放電現象が起こりにくくなってくる。これはアルカリ
や酸等の薬品洗浄あるいは歯ブラシ、金属ブラシ等によ
る研磨によって元に復帰するが、メンテナンスの時期を
正確に把握することは従来の空気清浄装置では行われて
おらず、タイマーで運転時間を計測して報知するか、経
験的に半年〜１年経過したらメンテすることとしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のコ
ロナ放電によるプラズマ空気清浄装置においては、実際
は使用条件が厳しく電極が劣化しているにもかかわら
ず、メンテ時期に達してないためメンテを行わず、脱臭
性能の低下を容認していたり、使用条件が緩やかでまだ
メンテする必要のない状態であってもメンテを行う、す
なわち、電極を取り出して薬品洗浄や研磨するという面
倒な作業に時間を費やすという問題点があった。

【０００６】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたもので、プラズマ発生の放電電極のメ
ンテ時期が劣化検知手段で検知され、電極に印可される
電圧を上昇させてオゾン発生量を増やすことで、プラズ
マ空気清浄装置の脱臭性能を長期に維持させることを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる空気清
浄装置は、少なくとも一組の放電電極と対向電極との間
でコロナ放電を生じさせ、プラズマ脱臭を行う脱臭手段
と、上記放電電極の放電性能の劣化を検知する劣化検知
手段とを備えたものである。

【０００８】放電電極は、放電部が突起状に形成される
ものである。

【０００９】また、劣化検知手段は、オゾンの発生量を
検知するオゾンセンサを備え、オゾン量が規定値以下に
減少した場合放電電極の劣化を検知するものである。

【００１０】また、劣化検知手段が放電電極の放電性能
の劣化を検知した場合、放電電極と対向電極との間に印
可する放電電圧を増加するものである。

【００１１】また、予備の放電電極を装備し、劣化検知
手段が正規の放電電極の劣化を検知すると、上記予備の
放電電極の方に電源を切り替るものである。

【００１２】また、劣化検知手段が放電電極の劣化を検
知すると、放電電極の劣化部を研磨し、放電性能を回復
させる加工手段を備えたものである。

【００１３】また、放電電圧の増加は、所定の間隔で１
段階ずつ行い、放電電極の劣化の回復が所定のレベルに
到達したとき、放電電圧の増加を停止するものである。

【００１４】また、放電電圧が最高設定値に達しても放
電電極の劣化の回復が所定のレベルに到達しない場合
は、放電電極の劣化を報知または表示するようにしたも
のである。

【００１５】また、放電電極の劣化が報知または表示さ
れると、放電電極を取り出し放電性能修復後元に戻して
取り付けるようにしたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明に係わる
空気清浄装置では、ラジカルによる脱臭とはいえ、表１
のように発生するオゾンの発生量と脱臭性能が比例する
こと、また、表２のように劣化した放電電極に印可する
電圧を変えることによってオゾンの発生量が変わること
に着目し、例えば、オゾンセンサでオゾン量を検知し、
規定値以下になったとき、電圧をアップさせてオゾン発
生量を確保することを行い、それでもオゾン発生量が確
保できない場合は報知し、電極を取りだしてメンテ（ブ
ラシ研磨）を行うようにした。

【００１７】

【表１】オゾン発生量と脱臭性能

【００１８】

【表２】電圧とオゾン発生量（劣化品）

【００１９】図１は、この発明の実施の形態１による空
気清浄装置の構成を示す断面図である。図中、図８の従
来例と同一、または相当のものは同一の符号を付して説
明を省略する。図２は、図１の空気清浄装置における電
圧制御の動作を示す行程図である。図１において１１
は、オゾンセンサであり、活性炭フィルタ４の前段で、
活性炭フィルタの取り外しにじゃまにならない位置に配
置されている。オゾンセンサ１１は、例えば、コスモス
電機製の型名ＡＥＴＵ―３を用いた。

【００２０】図２に示すように、この実施の形態として
は、オゾン発生量が０．０２ppm以下になると、放電電
極のメンテ時期であることに設定した。オゾンセンサ１
１を運転開始時のみ動作させ、オゾン発生量が設定値以
上であればセンサ１１はOFFとし、フ゜ラス゛マ脱臭運転を続
ける。設定値以下になった場合は、自動的に電圧を１段
アップさせ（０．５ＫＶ上昇）、オゾンの発生量をオゾ
ンセンサ１１で検知する。規定値以上であればそのまま
フ゜ラス゛マ脱臭運転を続け、センサ１１はOFFする。もし、
設定値以下になったら電圧を１段アップさせる。この操
作を自動的に繰り返し、電圧の最高値６．５ＫＶに達し
てもオゾン発生量が設定値に到達しない場合は、メンテ
時期であることを例えばブザーで報知する。報知のかわ
りになんらかの表示でもよい。

【００２１】以上のように、平板突起電極３ａを用いた
プラズマ脱臭方式の空気清浄装置において、平板突起電
極３ａが汚染あるいは劣化してプラズマ放電が不十分に
なると、オゾンの発生量が減少する現象をとらえ、オゾ
ンセンサ１１でオゾンの発生量を定期的に検知し、オゾ
ン量が規定値以下に減少した場合には、放電電圧を例え
ば等間隔で１段階ずつアップさせてオゾン発生量が維持
できるように制御し、一定の脱臭性能を確保し、電圧の
最高設定値に達してもオゾン発生量が規定値に到達しな
い場合は電圧を元に戻し、メンテ時期を報知するように
した。

【００２２】一方、オゾン脱臭機能を設けた空気清浄装
置において、オゾン分解触媒の劣化からオゾンの発生量
をオゾンセンサで検知し、多量のオゾンが気中に出ない
ように安全性を確保する制御方法は多くみられ、代表的
には特開平９−７５４３６号公報がある。

【００２３】さらに、オゾンで脱臭や殺菌を行う目的で
電気集塵から発生するオゾン濃度を管理するため、空気
清浄機近傍の空気中のオゾン濃度をオゾンセンサで検知
し、基準値より高くても低くても電圧制御を行う特開平
７−２７５７３６号公報がある。この実施の形態による
発明では、オゾンセンサを電極の劣化を知る目的で、電
極の後段で、かつオゾン分解用の活性炭フィルタより前
に配置した点、また、電圧制御を０．５ＫＶづつアップ
させていく方式としたことが以上に記載の先行技術のも
のとは異なる。

【００２４】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２による空気清浄装置の構成を示す断面図である。
電極ユニット３のところに予備平板突起電極３ｃを配置
し、通常は使わない状態としておく。正規の平板突起電
極３aのメンテ時期がオゾンセンサ１１で検知される
と、自動的に電極回路が切り替えられ、予備の平板突起
電極３ｃが正規の状態で使われる。この時平板突起電極
３ａは電気的にはOFFの状態にされ、図４に示されるよ
うに、操作パネル１２中の表示ランプ１３にメンテ時期
が表示され、ストッパー１４を手動ではずし、ふた１５
を開いて電極ユニット３を手前に取りだす。取り外した
突起電極３ａは、ブラシで研磨した後、元の位置に装着
し、ふた１５を閉め、ストッパー１４でふた１５を止め
る。今度はこれが予備電極となる。この繰り返し作業に
よって、脱臭運転は途絶えることなく連続的に行われ
る。

【００２５】以上のように、この実施の形態に係わる空
気清浄装置では、予備の平板突起電極を用意し、正規の
平板突起電極がメンテ時期が来たとき容易に取り出せ、
予備の電極を使って脱臭運転が連続的に可能になるよう
電源の切り替えが自動的に行われるようにした。

【００２６】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３による空気清浄装置を示す構成図である。１６は
研磨ブラシであり、左右に配置された電極それぞれを研
磨するため、二つ用意されている。１７はモータであ
り、横回転軸１８によって回転運動が伝えられる。１９
は軸受けである。

【００２７】図６に電極ユニット３と図７に研磨ブラシ
１６の機構図を示す。図６において電極ユニット３の上
下部に回転棒２０を固定し、上部の回転棒はステッピン
グモータ２４で駆動されるギア２４により回転し、電極
ユニット３は９０°向きを研磨ブラシ側に変えられるよ
うにした。また、上部の回転棒にマグネット部（図示せ
ず）を設け、マグネットスイッチによって、９０°向き
を研磨ブラシ側に変えられるようにしてもよい。従っ
て、電極ユニット３全体が研磨ブラシ１６と対向するよ
うになる。２１は回転棒２０が自由にまわり電極ユニッ
ト３を支えるための軸受けである。軸受け２１は本体１
に固定されている。

【００２８】図７において２５、２６はモータの回転方
向を変換させる歯車であり、２７は縦回転軸である。２
８はカム機構を持つ円盤で縦回転軸２７に固定されて同
時に回る。２９はカムであり、円盤２８の回転に連動さ
れて研磨ブラシ１６に対して前後に動く。３０は縦回転
軸２７をささえる軸受けである。３１はカム支持棒で、
スプリング３２によってカム機構が円滑に作動するよう
にしている。３３は支持棒３１を案内し、研磨ブラシ１
６を支える固定ガイドである。

【００２９】平板突起電極３ａがメンテ時期に達した
ら、電極ユニット３が９０°向きを変える。次いでモー
タが可動し、回転運動が前後運動に変えられて、研磨ブ
ラシ１６が前後運動することで、平板突起電極３ａの先
端部が磨かれ、元の状態に近づく。タイマーによる時間
制御で数分間の一定時間研磨したら、モータの運転が自
動的に止まり、カム支持棒３１がスプリング３２によっ
てスタート位置にもどる。さらに、電極ユニット３が元
の向きにもどる。そして、コロナ放電の運転が開始さ
れ、オゾンセンサ１１でオゾン濃度が検知され、研磨不
十分の場合には、自動電極研磨の動作を繰り返し行う。

【００３０】以上のように、この実施の形態に係わる空
気清浄装置では、平板突起電極３ａがメンテ時期となっ
た場合、自動的に電極ユニットが９０°回転して研磨ブ
ラシのある方に向きを変え、研磨ブラシが一定時間左右
に回転して平板突起電極の突起先端部分を研磨し、自動
的に正常に戻すようにした。

【００３１】以上の実施の形態では、劣化検知手段は、
オゾンセンサによるもので、説明したが、放電のときの
特有の音を音感センサで計測して、音が小さくなったら
メンテ時期とする方法で、オゾンセンサと同様な制御を
するようにしてもよい。

【００３２】以上のように、実施の形態によれば、プラ
ズマ発生の平板突起電極のメンテ時期がオゾンセンサで
検知され、自動的に電圧を上昇させてオゾン発生量を増
やすことで、活性炭の再生効果を長期に維持させること
が出来、電圧上昇ではカバーしきれない時には、メンテ
時期を報知するので、効率的な電極のメンテと脱臭運転
が安定化し性能の確保ができるるため、効率的なメンテ
と脱臭性能が維持される。また、電極を二つ用意し、片
方づつを使うことで、メンテ時期に取り外しても、もう
一つを使うことができるため、連続的に脱臭が行うこと
ができる。さらに、メンテ時期に達すると自動的に電極
が研磨されるので、時間の無駄や作業の難しさがなくな
り、便利となった。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、少な
くとも一組の放電電極と対向電極との間でコロナ放電を
生じさせ、プラズマ脱臭を行う脱臭手段と、放電電極の
放電性能の劣化を検知する劣化検知手段とを備えたこと
により、放電電極の性能回復に対して対策を講じること
ができる。

【００３４】放電電極は、放電部が突起状に形成される
ことにより、コロナ放電を効率よく行うことができる。

【００３５】また、劣化検知手段は、オゾンの発生量を
検知するオゾンセンサを備え、オゾン量が規定値以下に
減少した場合放電電極の劣化を検知することができる。

【００３６】また、劣化検知手段が放電電極の放電性能
の劣化を検知した場合、放電電極と対向電極との間に印
可する放電電圧を増加することにより、オゾン発生量を
維持し、装置の脱臭性能を維持することができる。

【００３７】また、予備の放電電極を装備し、劣化検知
手段が正規の放電電極の劣化を検知すると、予備の放電
電極の方に電源を切り替ることにより、メンテ時期に取
り外しても、もう一つを使うことができるため、連続的
に脱臭が行うことができる。

【００３８】また、劣化検知手段が放電電極の劣化を検
知すると、放電電極の劣化部を研磨し、放電性能を回復
させる加工手段を備えたことにより、メンテ時期に達す
ると電極が研磨されるので、時間の無駄や作業の難しさ
がなくなり、便利である。

【００３９】また、放電電圧の増加は、所定の間隔で１
段階ずつ行い、放電電極の劣化の回復が所定のレベルに
到達したとき、放電電圧の増加を停止することにより、
放電電極の劣化の段階に応じて適正な制御を行うことが
できる。

【００４０】また、放電電圧が最高設定値に達しても放
電電極の劣化の回復が所定のレベルに到達しない場合
は、放電電極の劣化を報知または表示するようにしたこ
とにより、電圧上昇ではカバーしきれない時には、メン
テ時期を報知するので、効率的な電極のメンテができ
る。

【００４１】また、放電電極の劣化が報知または表示さ
れると、放電電極を取り出し放電性能修復後元に戻して
取り付けるようにしたことにより、脱臭運転性能を確保
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による空気清浄装置
の構成を示す断面図である。

【図２】図１の空気清浄装置における電圧制御の動作
を示す行程図である。

【図３】この発明の実施の形態２による空気清浄装置
の構成を示す断面図である。

【図４】図３の空気清浄装置の外観図である。

【図５】この発明の実施の形態３による空気清浄装置
を示す構成図である。

【図６】図５の空気清浄装置における電極ユニットを
示す機構図である。

【図７】図５の空気清浄装置における研磨ブラシを示
す機構図である。

【図８】従来の空気清浄装置を示す断面図である。

【図９】プラズマ脱臭の原理を示す説明図である。

【符号の説明】

１本体、２ＨＥＰＡフィルタ、３電極ユニット、
３ａ平板突起電極、３ｂ対向電極、３ｃ予備平板
突起電極、４活性炭フィルタ、５ファン、６吸気
口、７排気口、８悪臭ガス、９ラジカル、１０
清浄空気、１１オゾンセンサ、１２操作パネル、１
３表示ランプ、１４ストッパー、１５ふた、１６
研磨ブラシ、１７モータ、１８横回転軸、１９
軸受け、２０回転棒、２１軸受け、２３ステッピ
ングモータ、２４ギア、２５歯車、２６歯車、２
７縦回転軸、２８円盤、２９カム機構部、３０
軸受け、３１支持棒、３２スプリング、３３固定
ガイド。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一組の放電電極と対向電極と
の間でコロナ放電を生じさせ、プラズマ脱臭を行う脱臭
手段と、上記放電電極の放電性能の劣化を検知する劣化
検知手段とを備えたことを特徴とする空気清浄装置。
【請求項２】放電電極は、放電部が突起状に形成され
ることを特徴とする請求項１記載の空気清浄装置。
【請求項３】劣化検知手段は、オゾンの発生量を検知
するオゾンセンサを備え、オゾン量が規定値以下に減少
した場合放電電極の劣化を検知することを特徴とする請
求項１記載の空気清浄装置。
【請求項４】劣化検知手段が放電電極の放電性能の劣
化を検知した場合、放電電極と対向電極との間に印可す
る放電電圧を増加することを特徴とする請求項１乃至３
のいずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項５】予備の放電電極を装備し、劣化検知手段
が正規の放電電極の劣化を検知すると、上記予備の放電
電極の方に電源を切り替ることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項６】劣化検知手段が放電電極の劣化を検知す
ると、放電電極の劣化部を研磨し、放電性能を回復させ
る加工手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の
いずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項７】放電電圧の増加は、所定の間隔で１段階
ずつ行い、放電電極の劣化の回復が所定のレベルに到達
したとき、放電電圧の増加を停止することを特徴とする
請求項４記載の空気清浄装置。
【請求項８】放電電圧が最高設定値に達しても放電電
極の劣化の回復が所定のレベルに到達しない場合は、放
電電極の劣化を報知または表示するようにしたことを特
徴とする請求項７記載の空気清浄装置。
【請求項９】放電電極の劣化が報知または表示される
と、放電電極を取り出し放電性能修復後元に戻して取り
付けるようにしたことを特徴とする請求項８記載の空気
清浄装置。