JP2002284508A

JP2002284508A - 負イオン及びオゾンの発生装置

Info

Publication number: JP2002284508A
Application number: JP2001092031A
Authority: JP
Inventors: Masaoki Ino; 正興井野; Koichi Negoro; 耕一根来; Masahiko Sugino; 雅彦杉野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】高価な負イオンセンサではなく安価な風量検
出手段を用いて負イオンの濃度低下を検出することがで
きる、負イオン及びオゾンの発生装置を提供すること。【解決手段】電流センサ６で検出したモータ１への供
給電流の電流値と、オゾンセンサ８で検出したオゾン濃
度値とを制御手段７に入力し、制御手段７は、電流値と
オゾン濃度値とを予め制御手段７に設定されたしきい値
と比較することにより、オゾン高濃度警報、低濃度警
報、負イオン低濃度警報を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電線にパルス電
圧を印加しつつ、この放電線に送風することにより、放
電線から負イオンとオゾンとを発生させるようにした、
負イオン及びオゾンの発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、負イオンやオゾンが、脱臭、殺
菌、食品等の保存性向上というような用途に使用される
事例が多くなってきている。前記用途に用いられるオゾ
ンを発生させる装置としては、従来、放電線に高電圧
（パルス電圧）を印加してオゾンを発生する放電式のも
のが知られている。この放電式の場合、放電線に負極の
高電圧を印加しつつ、ファン等により放電線に風を当て
ると、オゾンとともに負イオンも取り出すことができ
る。また、オゾンと負イオンとを併用すれば、オゾンの
みを用いる場合に比べて、オゾン濃度が低くても同様の
効果が得られることが知られている。

【０００３】しかし、いずれの場合においても負イオン
やオゾンの濃度低下による効果減少が懸念されるところ
である。また、オゾンについては、人間が存在する空間
に用いる場合には、その濃度を０．１ｐｐｍ以下にしな
ければならないという基準があり、これよりも高濃度の
場合には人体への悪影響があるとされる。負イオンにつ
いては、オゾンとは異なりすぐに中和して消滅し、現在
のところ人体への悪影響が確認されていないため、高濃
度に対する懸念は無い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の装置
で、負イオン及びオゾンの濃度を制御する場合には、負
イオンセンサにより負イオン濃度を検出するとともに、
オゾンセンサによりオゾン濃度を検出して、それぞれを
適正な濃度とする制御を行なっていた。しかしながら、
負イオンセンサは非常に高価であり、そのために装置全
体がコスト高になるという問題点を有していた。

【０００５】本発明は以上のような問題点に鑑みてなさ
れたものであって、高価な負イオンセンサを用いること
なしに、放電線から発生する負イオンの濃度低下を検出
することを可能とする、負イオン及びオゾンの発生装置
を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、放電線と、この放電線に高圧のパルス電
圧を印加する電圧印加手段と、放電線に送風する送風手
段と、放電線から発生したオゾンの濃度を検出するオゾ
ン濃度検出手段とを備えてなる負イオン及びオゾンの発
生装置において、送風手段の風量を検出する風量検出手
段と、この風量検出手段による検出風量に基づいて放電
線から発生する負イオンの濃度低下を検出する制御手段
とを備えた構成としたものである。

【０００７】また、前記構成において、送風手段はモー
タにより回転駆動されるファンであり、風量検出手段は
モータに供給される電流の電流値を検出する電流センサ
であるものである。

【０００８】また、前記構成において、制御手段は、電
流センサによる検出電流値と予め設定された目標電流値
とを比較して、ファンのモータに供給される電流の電流
値を制御するものである。

【０００９】また、前記構成において、制御手段は、風
量又はファンのモータに供給される電流の電流値と予め
設定された風量又は電流値のしきい値とを比較して、放
電線から発生する負イオンの濃度が低下したと判断した
場合には負イオン低濃度警報を出力する制御を行なうも
のである。

【００１０】また、前記構成において、制御手段は、オ
ゾン濃度検出手段による検出オゾン濃度が予め設定され
たオゾン低濃度しきい値よりも低い場合にオゾン低濃度
警報を出力する制御を行なうものである。

【００１１】また、前記構成において、制御手段は、オ
ゾン濃度検出手段による検出オゾン濃度が予め設定され
たオゾン高濃度しきい値よりも高い場合にオゾン高濃度
警報を出力する制御を行なうものである。

【００１２】また、前記構成において、制御手段は、電
圧印加手段から放電線に印加されるパルス電圧の周波数
を調整することにより、放電線から発生するオゾンの濃
度を制御するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１４】発明の実施の形態１．図１は、本発明の実
施の形態１に係る負イオン及びオゾンの発生装置の概略
構成を示している。同図において、１はモータ、２はモ
ータ１によって回転駆動されるファン（送風手段）、３
はパルス発生回路（電圧印加手段）、４は放電線、５は
パルス発生回路３と放電線４とを接続する高圧線であ
る。これらにより、パルス発生回路３から放電線４に負
極の高電圧パルス（パルス電圧）を印加しつつ、ファン
２によって放電線４に送風することにより、放電線４か
ら負イオンとオゾンとを発生させて、発生した負イオン
・オゾンを図示しない屋内等に供給する放電式負イオン
・オゾン発生部１７が構成されている。

【００１５】また、６はモータ１へ供給される駆動電流
の電流値を検出し信号に変換する電流センサ、７は制御
線１１を介してパルス発生回路３を制御するとともに異
常の表示及び外部への異常信号出力を行なう制御手段で
ある。電流センサ６はセンサ線９を介してモータ１と、
信号線１０を介して制御手段７と、それぞれ接続されて
いる。さらに、８は図示しない屋内に設置され、放電線
４から発生しファン２の送風により供給されるオゾンの
濃度を検出して信号に変換するオゾンセンサ（オゾン濃
度検出手段）であり、このオゾンセンサ８は信号線１２
を介して制御手段７に接続されている。

【００１６】制御手段７は、一定の間隔で、もしくは連
続して、電流センサ６で検出されたモータ１への供給電
流値と、オゾンセンサ８で検出されたオゾン濃度とを読
み込むように構成されている。また、制御手段７には、
オゾン濃度上限値（オゾン高濃度しきい値）及びオゾン
濃度下限値（オゾン低濃度しきい値）が予め設定されて
いる。これらの値は、例えば、オゾン濃度上限値が０．
１ｐｐｍ、オゾン濃度下限値が０．０１ｐｐｍなどと設
定されており、この下限値から上限値までの範囲内のオ
ゾン濃度を正常範囲とし、それ以外を異常範囲とする、
判断基準として用いられている。また、前記上限値及び
下限値以外にも、制御に用いるための基準値として、オ
ゾン濃度しきい値Ａ，Ｂが予め設定されている。これら
の値は、前記下限値から前記上限値までの間に設定され
るものであって、例えばオゾン濃度しきい値Ａが０．０
５ｐｐｍ、オゾン濃度しきい値Ｂが０．０３ｐｐｍ、と
いうように設定されている。さらに、制御手段７には、
モータ１へ供給される電流値に係るしきい値が予め設定
されている。この電流値のしきい値としては、例えば、
電流上限値が５Ａ、電流下限値が３Ａなどと設定されて
おり、この下限値から上限値までの範囲内の電流がモー
タ１に供給されている場合は正常範囲とし、それ以外を
異常範囲とする、判断基準として用いられている。

【００１７】次に、放電線４から発生する負イオン及び
オゾンの濃度と放電線４に印加する負極の高圧パルス電
圧の周波数との関係について説明する。負イオンは、放
電線４に印加されるパルス電圧の周波数とはほぼ無関係
に、一定の濃度で発生することが知られている。その周
波数と負イオン濃度（発生量）との関係を示したものが
図４である。一方、オゾン濃度（発生量）と、放電線４
に印加されるパルス電圧の周波数とは、比例関係にある
ことが知られている。その周波数とオゾン発生量との関
係を示したものが図５である。これらのことから、放電
線４に印加する負極高圧パルス電圧の周波数をパルス発
生回路３で調整することにより、負イオン濃度に影響を
与えることなく、オゾン濃度を制御することが可能であ
ると言える。また、オゾンは拡散性があり消滅期間が長
い。そして、高濃度（０．１ｐｐｍ以上）になると人体
への影響がある。それに対し、負イオンは消滅期間が非
常に短く、また、人体への影響は現在確認されていない
ため、オゾンのように上限値を制御する必要は無い。し
かし、負イオンが低濃度となった場合には、脱臭、殺
菌、保存などの効果への影響が出るため、低濃度側の監
視は必要となる。

【００１８】以上のようなことに基づき、制御手段７は
通常制御（異常発生時以外における運転制御）を、以下
のように行なう。すなわち、オゾンセンサ８から入力さ
れたオゾン濃度（検出オゾン濃度）と、予め設定されて
いる前記オゾン濃度しきい値Ａ及びＢとを比較する。そ
して、検出オゾン濃度がオゾン濃度しきい値Ａを上回っ
ている場合は、制御線１１を介してパルス発生回路３に
停止指令を出力する。また、検出オゾン濃度がオゾン濃
度しきい値Ａとオゾン濃度しきい値Ｂとの間にある場合
は、パルス発生回路３に低周波運転指令を出力する。さ
らに、検出オゾン濃度がオゾン濃度しきい値Ｂを下回っ
ている場合は、高周波運転指令を出力する。このような
通常制御を行なう。

【００１９】一方、前記制御手段７の各指令出力と対応
するように、パルス発生回路３は、停止，低周波運転，
及び高周波運転の３つの運転モードを有しており、制御
手段７から停止指令が入力された場合には、放電線４に
対する負極高圧パルス電圧の印加を停止する。また、制
御手段７から低周波運転指令が入力された場合には、放
電線４に例えば１００Ｈｚの負極高圧パルス電圧を印加
する。さらに、制御手段７から高周波運転指令が入力さ
れた場合には、放電線４に例えば１ｋＨｚの負極高圧パ
ルス電圧を印加する。なお、ここで示したパルス電圧の
周波数はあくまでも一例であり、各周波数は必ずしも前
記の値でなくて良い。

【００２０】次に、制御手段７の異常制御（異常発生時
における運転制御）について説明する。図６は、オゾン
及び負イオンのそれぞれの発生量と、放電線４における
放電、及びファン２によって放電線４に送られる風の風
量との関係を示す表である。この表に示したように、オ
ゾンについては放電線４で放電が行なわれていれば発生
する。また、オゾンには拡散性があるために、その発生
量と風量とは無関係である。それに対し、負イオンが発
生するのは、放電線４で放電が行なわれており、且つ放
電線４に送風される風量が確保されているという、２つ
の条件が満たされている場合である。こうしたことか
ら、放電線４における放電が正常に行なわれているか否
かについては、オゾンセンサ８によって検出されるオゾ
ン濃度に基づいて判断することが可能であり、放電に起
因するオゾン発生についての異常と負イオン発生につい
ての異常とは、同時に検出することができると言える。
しかし、オゾン濃度が正常であっても、風量に異常があ
れば、負イオン濃度が確保できていない場合も有り得
る。したがって、風量を監視することにより負イオン濃
度の異常を検出する必要がある。

【００２１】ここで、図２に風量と負イオン濃度（発生
量）との関係を、図３にモータ１への供給電流値と風量
との関係を、それぞれ示す。図２に示したように、負イ
オン濃度は風量に比例して増減することが知られてい
る。また、当然ながら、風量はモータ１へ供給される電
流の電流値に比例して増減する。しかしながら、モータ
１の故障や巻線ショート等により過電流が流れた場合に
は、モータ１が正常に動作せずファン２が停止するため
に、風量は０となる。図３は、このことを示している。
したがって、負イオン濃度の下限値は図２のように風量
下限値で代用でき、また風量下限値はそれに対応するモ
ータ１に供給する電流下限値で代用できる。こうしたこ
とから、モータ１に供給される電流の電流値を電流セン
サ６で検出し、この検出電流値と、予め設定された電流
下限値及び電流上限値とを比較することにより、負イオ
ン濃度の異常を検出することが可能であると言える。

【００２２】次に、実際に制御手段７が行なう異常制御
の動作について説明する。制御手段７は、オゾンセンサ
８から入力されたオゾン濃度（検出オゾン濃度）と、制
御手段７に予め設定されている前記オゾン濃度上限値
（オゾン高濃度しきい値）及びオゾン濃度下限値（オゾ
ン低濃度しきい値）とを比較する。そして、検出オゾン
濃度がオゾン濃度上限値を上回っている場合には、制御
線１１を介してパルス発生回路３に停止指令を出力する
とともに、オゾン高濃度警報を出力して、制御手段７に
備えられたオゾン高濃度警報表示部（不図示）を点灯さ
せる。一方、検出オゾン濃度がオゾン濃度下限値を下回
っている場合には、パルス発生回路３に対して高周波運
転指令を継続出力するか、もしくは停止指令を出力する
とともに、オゾン低濃度警報を出力して、制御手段７に
備えられたオゾン低濃度警報表示部（不図示）を点灯さ
せる。

【００２３】さらに、制御手段７は電流センサ６により
検出された、モータ１に供給される電流値（検出電流
値）と、制御手段７に予め設定されている電流上限値
（しきい値）及び電流下限値（しきい値）とを比較し
て、検出電流値が電流上限値を上回っている場合には、
モータ１の異常（すなわち負イオンの濃度が低下してい
る）と判断し、負イオン低濃度警報を出力して、制御手
段７に備えられた負イオン低濃度警報表示部（不図示）
を点灯させる。また、検出電流値が電流下限値を下回っ
ている場合は、モータ１の異常もしくはモータ１に電源
が供給されていない（すなわち負イオンの濃度が低下し
ている）と判断し、前記上回っている場合と同様の制御
を行なう。

【００２４】発明の実施の形態２．以下、本発明の実施
の形態２を図７に基づいて説明する。図７において、１
３はモータ１への供給電流を制御するモータ制御回路で
あり、このモータ制御回路１３は、制御線１４を介して
制御手段７と、電源線１５を介してモータ１と、それぞ
れ接続されている。符号１〜１２，１７で示される構成
要素は前記発明の実施の形態１と同様である。制御手段
７には、予め目標電流値が設定されている。そして、制
御手段７は、電流センサ６が検出した検出電流値と目標
電流値とを比較し、検出電流値が目標電流値よりも大き
い場合には、モータ制御回路１３に対して、その値の差
に見合った量だけ電流値を下げる信号を出力する。一
方、検出電流値が目標電流値よりも小さい場合には、モ
ータ制御回路１３に対して、その値の差に見合った量だ
け電流値を上げる信号を出力する。さらに、検出電流値
と目標電流値が一致している場合、もしくは検出電流値
が目標電流値の範囲内にある場合には、その時点におけ
る電流値を維持させる信号を出力する。

【００２５】モータ制御回路１３は、制御手段７から電
流値を上げる信号を入力した場合には、モータ１への供
給電流を増加させる。一方、制御手段７から電流値を下
げる信号を入力した場合には、モータ１への供給電流を
減少させる。その他の制御については前記発明の実施の
形態１と同様である。

【００２６】発明の実施の形態３．以下、本発明の実施
の形態３を図８に基づいて説明する。前記発明の実施の
形態１では、風量検出手段を、モータ１に供給される電
流の電流値を検出する電流センサ６としたが、この実施
の形態３では風量検出手段として、前記電流センサ６に
代えて、ファン２が送風する風の量を検出する風量セン
サ１６が設けられている。前記のように、放電線４から
の負イオン発生量と風量とは比例関係にある。したがっ
て、風量下限値（しきい値）を予め制御手段７に設定し
ておき、制御手段７は、風量センサ１６の検出に係る検
出風量と風量下限値とを比較し、検出風量が風量下限値
を上回っている場合には正常と判断し、その状態のまま
運転を続行する。一方、検出風量が風量下限値を下回っ
ている場合には異常（すなわち負イオンの濃度が低下し
ている）と判断して、制御手段７に備えられたオゾン低
濃度警報表示部（不図示）を点灯させる。その他の動作
については前記発明の実施の形態１と同様である。

【００２７】発明の実施の形態４．前記発明の実施の形
態１ではオゾン濃度を周波数によって制御するとき、制
御手段７からパルス発生回路３に対して停止，低周波運
転，及び高周波運転の３段階の切り替えを行なってい
た。それに対し、この実施の形態４では、より高精度に
オゾン濃度を制御するために、制御手段７からパルス発
生回路３に、例えば停止，低周波運転１，低周波運転
２，高周波運転１，及び高周波運転２の５段階でパルス
電圧の周波数を増減させるというように、切り替えを細
かくする。

【００２８】また、前記のように段階的に切り替えるの
ではなく、パルス発生回路３に４−２０ｍＡもしくは１
−５Ｖ入力等のアナログ入力部を設け、制御手段７から
パルス発生回路３に対してアナログ信号を出力し、例え
ば４ｍＡが入力された場合は０Ｈｚ、１２ｍＡが入力さ
れた場合は５００Ｈｚ、２０ｍＡが入力された場合は１
ｋＨｚというように、アナログ入力信号の大きさに比例
した周波数（無段階に変化する）の負極高圧パルス電圧
を、パルス発生回路３から放電線４へ印加させる。この
ように制御することで、前記発明の実施の形態１と同様
もしくは更に細かいオゾン濃度制御ができる。

【００２９】発明の実施の形態５．前記発明の実施の形
態１では、オゾン高濃度，オゾン低濃度，負イオン低濃
度等の異常を制御手段７で検出した場合、制御手段７に
備えられているそれぞれの警報表示部を点灯させていた
が、制御手段７に警報表示画面やブザー等を設け、異常
時には前記画面に異常を表示したり、ブザーを鳴動させ
て警報を出力してもよい。また、警報を表示するだけで
はなく、電話回線もしくは外部接点に異常警報信号を出
力すれば、負イオン及びオゾンの発生装置に生じた異常
を遠隔地で監視することもできる。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１に記載
の発明によれば、風量検出手段により負イオンの濃度低
下を検出するため、高価な負イオンセンサを使用せず
に、負イオンが低濃度となった異常状態を検出すること
が可能となる。

【００３１】また、請求項２に記載の発明では、放電線
に送風するファンのモータに供給される電流値を電流セ
ンサで検出することによって負イオン濃度低下を検出す
るため、高価な負イオンセンサを使用せずに負イオン濃
度異常低下を検出することが可能となる。

【００３２】また、請求項３に記載の発明では、検出電
流値と目標電流値との比較に基づいて、ファンのモータ
に供給する電流値を制御するようにしたため、負イオン
を安定して発生させることが可能となる。

【００３３】また、請求項４に記載の発明では、風量又
は電流値の検出値としきい値とを比較して、負イオン濃
度が低下したと判断された場合には、負イオン低濃度警
報を出力するようにしたため、負イオン濃度低下に起因
する負イオン及びオゾンの発生装置の機能低下を現地も
しくは遠隔地から知ることができ、使用者や管理者など
が早急に修理等の対応を行なうことが可能となる。

【００３４】また、請求項５に記載の発明では、オゾン
検出手段による検出オゾン濃度が予め定められたオゾン
低濃度しきい値よりも低い場合にオゾン低濃度警報を出
力するようにしたため、オゾン濃度低下に起因する負イ
オン及びオゾンの発生装置の機能低下を現地もしくは遠
隔地から知ることができ、使用者や管理者などが早急に
修理等の対応を行なうことが可能となる。

【００３５】また、請求項６に記載の発明では、オゾン
検出手段による検出オゾン濃度が予め定められたオゾン
高濃度しきい値よりも高い場合にオゾン高濃度警報を出
力するようにしたため、オゾン濃度上昇に起因する負イ
オン及びオゾンの発生装置の機能低下を現地もしくは遠
隔地から知ることができ、使用者や管理者などが早急に
修理等の対応を行なうことが可能となる。さらに、オゾ
ン高濃度警報の表示により人の進入に対して注意を促
し、高濃度のオゾンによる人体への悪影響を未然に防止
する効果が得られる。

【００３６】また、請求項７に記載の発明では、電圧印
加手段から放電線に印加するパルス電圧の周波数を調整
するようにしたため、オゾンの発生量を制御することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る負イオン及びオ
ゾンの発生装置の概略構成図である。

【図２】風量と負イオン発生量との関係を示すグラフ
である。

【図３】ファンのモータに供給される電流値と風量と
の関係を示すグラフである。

【図４】パルス電圧の周波数と負イオン発生量との関
係を示すグラフである。

【図５】パルス電圧の周波数とオゾン発生量との関係
を示すグラフである。

【図６】オゾン及び負イオンの発生と放電及び風量と
の関係を示す表である。

【図７】本発明の実施の形態２に係る負イオン及びオ
ゾンの発生装置の概略構成図である。

【図８】本発明の実施の形態３に係る負イオン及びオ
ゾンの発生装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１モータ、２ファン（送風手段）、３パルス発生
回路（電圧印加手段）、４放電線、６電流センサ
（風量検出手段）、７制御手段、８オゾンセンサ
（オゾン濃度検出手段）、１６風量センサ（風量検出
手段）。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｔ 19/00 Ｈ０１Ｔ 19/00 23/00 23/00 // Ａ２３Ｌ 3/3445 Ａ２３Ｌ 3/3445 Ａ６１Ｌ 2/20 Ａ６１Ｌ 2/20 Ｊ (72)発明者杉野雅彦東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 3L061 BE03 BF07 4B021 LT03 LW02 MC01 MK13 4C058 AA01 BB07 CC02 DD07 DD12 JJ12 JJ14 4C080 AA09 BB02 CC01 HH02 KK02 LL02 MM01 MM08 QQ16 QQ17 4G042 CA01 CB24 CB26 CC01 CE04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電線と、この放電線に高圧のパルス電
圧を印加する電圧印加手段と、前記放電線に送風する送
風手段と、前記放電線から発生したオゾンの濃度を検出
するオゾン濃度検出手段とを備えてなる負イオン及びオ
ゾンの発生装置において、前記送風手段の風量を検出する風量検出手段と、この風
量検出手段による検出風量に基づいて前記放電線から発
生する負イオンの濃度低下を検出する制御手段とを備え
たことを特徴とする負イオン及びオゾンの発生装置。
【請求項２】送風手段はモータにより回転駆動される
ファンであり、風量検出手段は前記モータに供給される
電流の電流値を検出する電流センサである請求項第１項
に記載の負イオン及びオゾンの発生装置。
【請求項３】制御手段は、電流センサによる検出電流
値と予め設定された目標電流値とを比較して、ファンの
モータに供給される電流の電流値を制御する請求項第２
項に記載の負イオン及びオゾンの発生装置。
【請求項４】制御手段は、風量又はファンのモータに
供給される電流の電流値と予め設定された風量又は電流
値のしきい値とを比較して、放電線から発生する負イオ
ンの濃度が低下したと判断した場合には負イオン低濃度
警報を出力する制御を行なう請求項第１項乃至第３項の
いずれかに記載の負イオン及びオゾンの発生装置。
【請求項５】制御手段は、オゾン濃度検出手段による
検出オゾン濃度が予め設定されたオゾン低濃度しきい値
よりも低い場合にオゾン低濃度警報を出力する制御を行
なう請求項第１項乃至第４項のいずれかに記載の負イオ
ン及びオゾンの発生装置。
【請求項６】制御手段は、オゾン濃度検出手段による
検出オゾン濃度が予め設定されたオゾン高濃度しきい値
よりも高い場合にオゾン高濃度警報を出力する制御を行
なう請求項第１項乃至第５項のいずれかに記載の負イオ
ン及びオゾンの発生装置。
【請求項７】制御手段は、電圧印加手段から放電線に
印加されるパルス電圧の周波数を調整することにより、
放電線から発生するオゾンの濃度を制御する請求項第１
項乃至第６項のいずれかに記載の負イオン及びオゾンの
発生装置。