JP3100566B2 - Air cleaning method - Google Patents

Air cleaning method

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JP3100566B2
JP3100566B2 JP09222845A JP22284597A JP3100566B2 JP 3100566 B2 JP3100566 B2 JP 3100566B2 JP 09222845 A JP09222845 A JP 09222845A JP 22284597 A JP22284597 A JP 22284597A JP 3100566 B2 JP3100566 B2 JP 3100566B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、急速に振動する電
界によって発生されたコロナ放電を使用して屋内空気中
汚染物質を除去する方法に関する。
The present invention relates to the use of corona discharges generated by rapidly oscillating electric fields in indoor air.
It relates to a process for removing contaminants.

【0002】[0002]

【従来の技術】コロナ放電領域に汚染物質含有ガスを通
過させることは、ガスから汚染物質を取除くための方法
として知られている。この技術の一般的な説明は、Puch
karev氏等による文献“Toxic Gas Decomposition by Su
rface Discharge”(Proceedings of the 1994 Internat
ional Conf. on Plasma Science, June, 1994, SantaF
e, New Mexico, paper No.1E6, 88頁) に記載されてい
る。液体に対するコロナ汚染物質破壊方法はまた、ヒュ
ーズエアクラフト社に譲渡され、現在ヒューズエレクト
ロニクス社によって取扱われている米国特許出願08/29
5,959号明細書“Corona Source for Producing Corona
Discharge and Fluid Waste Treatment with Corona Di
scharge”(1994年8 月25日出願)に開示されている。
2. Description of the Related Art Passing a contaminant-containing gas through a corona discharge region is known as a method for removing contaminants from the gas. A general description of this technology can be found at Puch
“Toxic Gas Decomposition by Su”
rface Discharge ”(Proceedings of the 1994 Internat
ional Conf. on Plasma Science, June, 1994, SantaF
e, New Mexico, paper No. 1E6, p. 88). Corona contaminant destruction methods for liquids are also assigned to Hughes Aircraft Company and are currently being handled by Hughes Electronics, Inc.
No. 5,959, “Corona Source for Producing Corona
Discharge and Fluid Waste Treatment with Corona Di
scharge ”(filed August 25, 1994).

【0003】Yamamoto氏等による文献“Decomposition
of Volatile Organic Compounds bya Packed Bed React
or and a Pulsed-Corona Plasma Reactor”( Non-Therm
alPlasma Techniques for Pollution Control, NATO AS
I Series Vol.G34 Part B.Ed. by B.M. Penetrante and
S.E. Schultheis, Springer-Verlag Berlin Heidelbel
g, 1993,87-89頁) に記載されたシステムにおいて、約
120乃至130ナノ秒の短時間の高電圧パルスが、ガ
スがその中を通って流れるような同軸コロナリアクタの
中心導体に与えられる。各パルスによってコロナ放電が
中央ワイヤから発生し、約5乃至10keVの高エネル
ギの電子でリアクタの容器内が満たされる。類似したシ
ステムが米国特許第4,695,358 号明細書に記載されてお
り、そこにおいて、正のDC電圧のパルスがDCバイア
ス電圧に重畳され、それによってガス流からSOおよ
びNOを除去するためのストリーマコロナが生成され
る。これらのプロセスは、比較的エネルギ効率が低い。
選択されたリアクタの幾何学的構造を使用すると、電極
間のアーク絶縁破壊を回避するために非常に短いパルス
を与えることが必要である。パルス形成回路は、充電抵
抗器において高電圧源からの電力の約1/2を損失し、
付加的なエネルギは二重スパークギャップにおいて消費
される。さらに、同軸コロナリアクタの容量性負荷は充
電されなければならない。この充電エネルギは、典型的
にコロナ反応それ自体において使用されるエネルギより
もはるかに大きく、汚染物質の破壊に貢献せずに各パル
スの後に単に熱になって消滅する。
The literature "Decomposition" by Yamamoto et al.
of Volatile Organic Compounds bya Packed Bed React
or and a Pulsed-Corona Plasma Reactor ”(Non-Therm
alPlasma Techniques for Pollution Control, NATO AS
I Series Vol.G34 Part B.Ed. by BM Penetrante and
SE Schultheis, Springer-Verlag Berlin Heidelbel
g, 1993, pp. 87-89), a brief high voltage pulse of about 120 to 130 nanoseconds is applied to the center conductor of a coaxial corona reactor through which gas flows. . Each pulse generates a corona discharge from the center wire, filling the reactor vessel with high energy electrons of about 5-10 keV. Similar systems are described in U.S. Pat. No. 4,695,358, in which, superimposed on pulse DC bias voltage of a positive DC voltage, streamer for thereby removing SO x and NO x from a gas stream Corona is generated. These processes are relatively inefficient.
With the selected reactor geometry, it is necessary to provide very short pulses to avoid arc breakdown between the electrodes. The pulse forming circuit loses about 1/2 of the power from the high voltage source in the charging resistor,
Additional energy is dissipated in the double spark gap. In addition, the capacitive load of the coaxial corona reactor must be charged. This charging energy is typically much greater than the energy used in the corona reaction itself and simply heats up after each pulse and does not contribute to the destruction of contaminants.

【0004】類似しているが、異なった幾何学的構造の
リアクタを使用する試みがRosocha氏等による文献“Tre
atment of Hazardous Organic Wastes Using Silent-Di
scharge Plasmas”( Non-Thermal Plasma Techniques f
or Pollution Control, NATO ASI Series Vol.G34 Part
B. Ed. by B.M. Penetrante and S.E. Schultheis,Spr
inger-Verlag Berlin Heidelbelg, 1993, 79−80頁) に
おいて行われ、そこにおいて、コロナ放電は並列したプ
レート間に設定される。このシステムもまた、パルスの
形成が効率的でなく、リアクタの充電エネルギが回復し
ないために特定のエネルギが欠乏するという問題を有し
ている。
Attempts to use similar but different geometry reactors have been reported by Rosocha et al.
atment of Hazardous Organic Wastes Using Silent-Di
scharge Plasmas ”(Non-Thermal Plasma Techniques f
or Pollution Control, NATO ASI Series Vol.G34 Part
B. Ed. By BM Penetrante and SE Schultheis, Spr
inger-Verlag Berlin Heidelbelg, 1993, pp. 79-80), where a corona discharge is set up between the parallel plates. This system also suffers from inefficient pulse formation and a lack of certain energy because the charging energy of the reactor is not recovered.

【0005】プラズマ技術によるNOの処理は、R.W.
Breault 氏等による文献“ReactionKinetics for Flue
Gas Treatment of NOx ”(Non-Thermal Plasma Techniq
uesfor Pollution Control, NATO ASI Series Vol.G34
Part B, 1993, 239頁) に記載されている。その文献に
おいて、高電圧コロナ放電によってプラズマが発生され
るコロナ放電リアクタにおけるNOの減少の反応シー
ケンスが説明されている。
[0005] The process of NO x by plasma technology, RW
“ReactionKinetics for Flue” by Breault et al.
Gas Treatment of NO x ”(Non-Thermal Plasma Techniq
uesfor Pollution Control, NATO ASI Series Vol.G34
Part B, 1993, p. 239). That document describes a NO x reduction reaction sequence in a corona discharge reactor where plasma is generated by high voltage corona discharge.

【0006】コロナの発生は、W.C.Hinds 氏による文献
(Aerosol Technology, John Wiley& Sons, Inc., 1982,
299-300頁) に記載されている。コロナ領域において、
電子は、ガス分子からの電子をぶつけて衝突させ、それ
によって陽イオンおよび電子を生成するのに十分な速度
に加速される。コロナ領域内では、このプロセスは、自
由電子および陽イオンの高密度の集団を電極の周囲に生
成する自立雪崩において生じ、これはコロナ放電と呼ば
れる。内側電極が外側電極に関して正である場合、電子
は急速に内側電極に移動し、陽イオンは内側電極から外
側電極へ単極性の“イオン風”で流れる。内側電極が外
側電極に関して負である場合、陽イオンは内側電極に移
動し、電子は反発されて外側電極へ駆動される。電界の
強度が減少するに従って電子の速度が遅くなるので、電
子はガス分子に付着して陰イオンを形成し、それはチュ
ーブを横切って流れる。
[0006] The occurrence of corona has been reported by WCHinds.
(Aerosol Technology, John Wiley & Sons, Inc., 1982,
299-300). In the corona area,
The electrons bombard and collide with electrons from the gas molecules, thereby being accelerated to a velocity sufficient to produce cations and electrons. Within the corona region, this process occurs in a free-standing avalanche that creates a dense population of free electrons and cations around the electrodes, which is called a corona discharge. If the inner electrode is positive with respect to the outer electrode, the electrons move quickly to the inner electrode and the cations flow from the inner electrode to the outer electrode in a unipolar "ionic wind". When the inner electrode is negative with respect to the outer electrode, the cations move to the inner electrode and the electrons are repelled and driven to the outer electrode. As the speed of the electrons decreases as the strength of the electric field decreases, the electrons attach to the gas molecules and form anions, which flow across the tube.

【0007】コロナは基(H,OH,O等)を生成し、
それは最終的にはオゾン(O3 )を形成する。オゾンは
高度に反応性であり、揮発性有機化合物(VOC)およ
びバクテリア、細菌類、ウィルスおよび胞子等の生物を
酸化することによって破壊する。基OHおよびOはま
た、全てのVOCおよび生物を非常に効果的に酸化す
る。さらに、ダストおよび煙草の煙等の微粒子材料もま
た帯電されたイオンと衝突したときに帯電される。
[0007] Corona forms groups (H, OH, O, etc.)
It ultimately forms ozone (O 3 ). Ozone is highly reactive and destroys volatile organic compounds (VOCs) and oxidizes organisms such as bacteria, bacteria, viruses and spores. The groups OH and O also oxidize all VOCs and organisms very effectively. In addition, particulate materials such as dust and cigarette smoke are also charged when they collide with charged ions.

【0008】微細な粒子に電荷を与えるように高電圧D
C電界を使用し、また、粒子を凝集させるために別の高
周波電界を与える屋内汚染物質処理装置がCRS社の文
献“COSATRON”(Product Literature,1993)に記載され
ている。別の電界は異なる電力生成特性を有する別個の
電力供給装置と、一方が粒子を帯電するためのイオンを
生成し、他方が帯電された粒子を凝集させる別の組の電
極を必要とする。
[0008] A high voltage D is applied so as to charge the fine particles.
An indoor contaminant treatment system that uses a C electric field and provides another high frequency electric field to agglomerate particles is described in the CRS document "COSATRON" (Product Literature, 1993). Another electric field requires a separate power supply with different power generation characteristics, and another set of electrodes, one generating ions to charge the particles and the other aggregating the charged particles.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、1組
の電極で粒子を帯電するためのイオンを生成すると共に
帯電された粒子を凝集させる構成が簡単で効率のよい屋
内空気処理装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a simple and efficient indoor air treatment apparatus having a simple structure for generating ions for charging particles with a set of electrodes and aggregating the charged particles. To provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、急速に振動す
る電界によって発生されたコロナ放電を使用する屋内空
気処理装置を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an indoor air treatment unit that uses a corona discharge generated by a rapidly oscillating electric field.

【0011】本発明の空気清浄方法は、振動電界を生成
して自由電荷を解放させるコロナ放電を生成し、このコ
ロナ放電を通って汚染材料微粒子を含む空気を伝送し、
自由電荷を汚染材料微粒子に与えて帯電させ、この帯電
した汚染材料微粒子に前記振動電界を供給して帯電した
汚染材料微粒子を大きい寸法の粒子に凝集させ、凝集し
た大きい寸法の粒子をフィルタで濾過して除去すること
を特徴とする
[0011] The air cleaning method of the present invention generates an oscillating electric field.
To generate a corona discharge that releases the free charge.
The air containing the pollutant particles is transmitted through the Rona discharge,
A free charge is applied to the contaminant particles to charge them,
The above-mentioned oscillating electric field was supplied to the contaminated material fine particles, which were charged
Aggregates the contaminant particulates into larger sized particles,
Characterized by removing large size particles by filtration with a filter

【0012】一実施形態において、電力供給装置は、リ
アクタ内でコロナ放電を誘起する高強度の急速振動電界
を生成するために、高電圧のパルス変調された正弦波信
号を発生する。電力供給装置は、コンピュータ化された
制御装置によって制御され、それは1以上の汚染センサ
によって空気中の汚染物質の濃度レベルを監視し、電力
供給装置に対して汚染物質の処理に所望された信号特性
を有するパワーを生成するように指令する。
In one embodiment, the power supply generates a high voltage, pulse modulated, sinusoidal signal to generate a high intensity, rapidly oscillating electric field that induces a corona discharge in the reactor. The power supply is controlled by a computerized controller that monitors the concentration levels of the contaminants in the air with one or more pollution sensors and provides the power supply with the desired signal characteristics for processing the contaminants. To generate a power having

【0013】コロナ放電リアクタ内の急速に振動してい
る電界はまた、帯電された微粒子材料を凝集させる。コ
ロナ放電によって発生された自由イオンは、煙および塵
等の微粒子材料を帯電する。帯電された微粒子材料が急
速に振動している電界を通過したとき、それらは凝集し
て大きい粒子となり、それは空気がコロナ放電リアクタ
を通過した後に通常のダストフィルタによって濾過され
る。
The rapidly oscillating electric field in the corona discharge reactor also causes the charged particulate material to agglomerate. Free ions generated by the corona discharge charge particulate materials such as smoke and dust. When the charged particulate materials pass through a rapidly oscillating electric field, they aggregate into large particles, which are filtered by a conventional dust filter after the air passes through a corona discharge reactor.

【0014】本発明の利点は、微粒子材料を帯電するよ
うに自由イオンを生成するために使用される同じ振動電
界がそれら微粒子材料を凝集するためにも使用されるの
で、たった1個の電力供給装置と1組の電極だけしか必
要とされないことである。
An advantage of the present invention is that only one power supply is used because the same oscillating electric field used to generate free ions to charge the particulate material is also used to aggregate those particulate materials. Only the device and one set of electrodes are required.

【0015】本発明のこれらおよびその他の特徴ならび
に利点は、添付図面と関連して以下の詳細な説明から当
業者には明らかとなる。
[0015] These and other features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明は、コロナ放電リアクタを
使用して屋内のガス状の汚染物質および微粒子材料を除
去し、揮発性有機化合物(VOC)および生物を破壊す
るための方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention uses a corona discharge reactor to remove indoor gaseous contaminants and particulate matter.
And methods for destroying volatile organic compounds (VOCs) and organisms.

【0017】本発明によると、図1に概略的に示された
本発明の一実施形態において、コロナ放電リアクタ2 は
入口導管4 を有し、そこにおいて空気をリアクタに流す
ためのファン6 が位置されている。単一チャンバ構造あ
るいは多重チャンバ構造のいずれかがコロナ放電リアク
タ2 中に設置されることができる。リアクタ2 を通過す
る空気の全ての処理を増強する好ましい実施形態におい
て、リアクタは空気流において互いに並列に位置された
多数のリアクタ素子8 を有している。各リアクタ素子
は、内側電極10を含むチャンバを有し、外側電極12によ
って閉じられている。内側電極10および外側電極12は電
力供給装置14に接続されており、それはリアクタ素子8
のチャンバにおいてプラズマを生成するために高電力の
電気を供給する。内側電極と外側電極との間の高い電圧
差によって、各チャンバ内で強力な電界が発生する。
According to the present invention, in one embodiment of the present invention shown schematically in FIG. 1, the corona discharge reactor 2 has an inlet conduit 4 in which a fan 6 for flowing air to the reactor is located. Have been. Either a single-chamber configuration or a multi-chamber configuration can be installed in the corona discharge reactor 2. In a preferred embodiment, which enhances all processing of the air passing through the reactor 2, the reactor has a number of reactor elements 8 arranged in parallel with one another in the air flow. Each reactor element has a chamber containing an inner electrode 10 and is closed by an outer electrode 12. The inner electrode 10 and the outer electrode 12 are connected to a power supply 14, which is a reactor element 8
Supply high power electricity to generate plasma in the chamber. The high voltage difference between the inner and outer electrodes creates a strong electric field in each chamber.

【0018】高周波電界は、高電圧パルスで電力供給装
置14によって生成される。パルスは、図2のaにおいて
示されているようなゲートされた正弦波50あるいは図2
のbに示されているようなパルス変調波形のいずれかを
有している。ゲートされた正弦波はパルス繰返し周波数
pulse を有し、正弦波は振動周波数fosc を有してい
る。パルス繰返し周波数fpulse は約0.1乃至100
kHzの範囲にあることが好ましく、fosc はfpulse
の約5乃至10倍であることが好ましい。各パルスはパ
ルス幅τの継続期間を有している。コロナ放電リアクタ
2 に供給された平均電力は、パルスデューティサイクル
を変化させることによって調整されることができ、それ
はパルス幅τとパルス繰返し周波数fpulse の積として
定義される。アプリケーションに応じて、コロナ放電を
発生するために必要な電力は、内燃機関からの排気ガス
を処理するのに必要な電力よりも少ないこともあるが、
内側電極と外側電極の各対の間の電圧差は十分に大きく
なければならず、すなわち、コロナ放電を生成するため
には一般的に約5乃至15kVの範囲になければならな
い。
The high frequency electric field is generated by the power supply 14 in high voltage pulses. The pulse may be a gated sine wave 50 as shown in FIG.
B) has any of the pulse modulation waveforms as shown in FIG. The gated sine wave has a pulse repetition frequency f pulse and the sine wave has an oscillating frequency f osc . The pulse repetition frequency f pulse is about 0.1 to 100
kHz, and f osc is f pulse
Is preferably about 5 to 10 times. Each pulse has a duration of pulse width τ. Corona discharge reactor
The average power supplied to 2 can be adjusted by changing the pulse duty cycle, which is defined as the product of pulse width τ and pulse repetition frequency f pulse . Depending on the application, the power required to generate the corona discharge may be less than the power required to process the exhaust gases from the internal combustion engine,
The voltage difference between each pair of inner and outer electrodes must be sufficiently large, that is, generally in the range of about 5 to 15 kV to produce a corona discharge.

【0019】電力供給装置14は、汚染物質の処理を最適
化するために固定あるいは可変電力を生成するように設
計されている。可変の電力供給装置において、電圧レベ
ル、パルス幅、パルス繰返し周波数および振動周波数等
の任意のパルス変調正弦波あるいはゲートされた正弦波
電圧信号の特性は、信号の平均電力を調整するために変
化されることができる。例えば、パルス幅および/また
はパルス繰返し周波数を変化させることによってデュー
ティサイクルが変化し、それによってコロナの生成のた
めの平均電力に影響を及ぼす。好ましい実施形態におい
て、電力供給装置14は、処理の前後に空気中の汚染物質
の量を感知する1以上の汚染物質センサ18,20,22からの
入力に応答するコンピュータ化された制御装置によって
制御される。処理されていない空気中の汚染物質の含有
量を感知するために入口導管4 に少なくとも1つのセン
サ18が配置されることが好ましい。感知された汚染物質
の量が増加した場合、制御装置16は、可変電力供給装置
14が電力を増加して一層大きいコロナ放電を発生するよ
うに指令する。汚染物質レベルが低下した場合、電力を
減少させてエネルギを一定に保つ。
The power supply 14 is designed to produce fixed or variable power to optimize the treatment of contaminants. In a variable power supply, the characteristics of any pulse-modulated sinusoidal or gated sinusoidal voltage signal, such as voltage level, pulse width, pulse repetition frequency and oscillation frequency, are varied to adjust the average power of the signal. Can be For example, changing the pulse width and / or pulse repetition frequency changes the duty cycle, thereby affecting the average power for corona generation. In a preferred embodiment, the power supply 14 is controlled by a computerized controller responsive to inputs from one or more contaminant sensors 18, 20, 22 that sense the amount of contaminants in the air before and after processing. Is done. Preferably, at least one sensor 18 is located in the inlet conduit 4 for sensing the contaminant content in the untreated air. If the amount of the detected pollutant increases, the control device 16
14 instructs to increase power to generate a larger corona discharge. If the pollutant level drops, the power is reduced to keep the energy constant.

【0020】図3において、空気流の通路において平行
に配置された多数のリアクタ素子8を有するコロナ放電
リアクタの好ましい実施形態が示されており、一方、図
4において、図3のリアクタ素子8 の1つのより詳細な
図が示されている。各リアクタ素子8 は、振動周波数で
は低損失角(tanδ)の材料から形成された中空筒状
誘電体32の内部空間によって定められている。筒状誘電
体は様々な断面の形を有していてよいが、多数のリアク
タ素子を有するコロナ放電リアクタにおいては、空間的
に密にパッキングし、機械的に強力に支持するようにリ
アクタ素子8 が互いに隣接して配置されることができる
ように正六角形であることが好ましい。中空筒状誘電体
32は、内側表面34と外側表面36を有している。内側表面
34は、導電性材料から形成された少なくとも1個の内側
電極を含んでいる個々のリアクタチャンバ42を定める。
内側電極10は、内側表面34の頂点に沿って位置されるこ
とが好ましい。導電性材料の層は誘電体の外側表面を取
囲み、外側電極12を形成する。内側電極10に関して正の
電圧が外側電極に与えられたとき、電界は図5のaに示
されているようにリアクタチャンバ42において電界線44
が生成される。電界は誘電体32を充電し、それによって
その内側表面34上に正の電荷46を生成する。電界の強度
が十分に高い場合、コロナ放電が生じ、それによってリ
アクタチャンバ42内で自由電荷が生成される。
FIG. 3 shows a preferred embodiment of a corona discharge reactor having a number of reactor elements 8 arranged in parallel in the passage of the air flow, while in FIG. One more detailed diagram is shown. Each reactor element 8 is defined by the internal space of a hollow cylindrical dielectric 32 formed of a material having a low loss angle (tan δ) at the vibration frequency. Although the cylindrical dielectric may have various cross-sectional shapes, in a corona discharge reactor having a large number of reactor elements, the reactor elements 8 are packed tightly spatially and strongly supported mechanically. Are preferably regular hexagons so that they can be arranged adjacent to each other. Hollow cylindrical dielectric
32 has an inner surface 34 and an outer surface 36. Inside surface
34 defines an individual reactor chamber 42 containing at least one inner electrode formed from a conductive material.
The inner electrode 10 is preferably located along the vertex of the inner surface 34. A layer of conductive material surrounds the outer surface of the dielectric and forms outer electrode 12. When a positive voltage is applied to the outer electrode with respect to the inner electrode 10, an electric field is generated in the reactor chamber 42 as shown in FIG.
Is generated. The electric field charges the dielectric 32, thereby creating a positive charge 46 on its inner surface 34. If the strength of the electric field is high enough, a corona discharge will occur, thereby creating a free charge in the reactor chamber.

【0021】リアクタのコロナ領域において、正および
負の電荷が生成される。図5のbにおいて示されている
ように、内側電極10が外側電極12に関して正の電圧のピ
ークにあるとき、電界線44' の方向は図5のaに示され
たものと逆であり、負の電荷46' が内側誘電体表面34上
に形成される。図2のaあるいはbに示されたfosc
動作する高電圧振動の結果生じた高電圧の電界によっ
て、ガス分子からの電子をぶつけて衝突させ、それによ
って陽イオンおよび電子を生成するのに十分な速度に電
子が加速される。電子はガス分子に付着して負のイオン
を形成し、それはリアクタチャンバを横切って流れる。
In the corona region of the reactor, positive and negative charges are generated. When the inner electrode 10 is at a positive voltage peak with respect to the outer electrode 12, as shown in FIG. 5b, the direction of the electric field lines 44 'is opposite to that shown in FIG. A negative charge 46 'is formed on the inner dielectric surface 34. The high voltage electric field resulting from the high voltage oscillation operating at f osc shown in FIG. 2 a or b causes the electrons from the gas molecules to collide and collide, thereby producing cations and electrons. The electrons are accelerated to a sufficient speed. The electrons attach to the gas molecules to form negative ions, which flow across the reactor chamber.

【0022】コロナ放電はガス中の分子と反応する電子
を生成してH,OHおよびO等の基を生成し、それによ
ってオゾン(O3 )が形成される。オゾンは高度に反応
性の酸化剤であり、VOCおよびバクテリア、細菌類、
ウィルスおよび胞子等を破壊するのに効果的である。
The corona discharge generates electrons which react with molecules in the gas to generate groups such as H, OH and O, thereby forming ozone (O 3 ). Ozone is a highly reactive oxidant, VOCs and bacteria, bacteria,
It is effective for destroying viruses and spores.

【0023】図5のaにおいて示されているようにコロ
ナ放電によって生成された電荷は、ダスト、煙草の煙お
よび花粉等の微粒子材料の処理において有効である。煙
等の媒体中における微細な粒子は、一般的に通常の繊維
材料のフィルタで濾過されることはできない。リアクタ
チャンバにおいてコロナ放電によって生成された自由電
荷は基本的には誘電材料である微細な粒子と衝突し、電
荷をそれらに与える。帯電された粒子が下流に流れたと
き、それらは急速に振動している電界に晒され、それに
よってそれらは凝集し、通常の繊維材料のフィルタに捕
らえられる程の大きい粒子が形成される。凝集のために
粒子に与えられた電界は、コロナ放電を生成するための
ものと同じである。帯電された粒子が振動周波数fosc
で高強度で急速に振動している電界を通過したとき、そ
れらは電界により振動し、それによって凝集の可能性が
増加する。図1に示された好ましい実施形態において、
通常の繊維材料フィルタ24は凝集された大きい粒子を濾
過して除去するためにリアクタ素子の下流に位置されて
いる。
The charge generated by the corona discharge, as shown in FIG. 5a, is effective in treating particulate materials such as dust, tobacco smoke and pollen. Fine particles in media such as smoke generally cannot be filtered through conventional filters of fibrous material. The free charge generated by the corona discharge in the reactor chamber collides with fine particles, which are basically dielectric materials, and gives them a charge. As the charged particles flow downstream, they are exposed to a rapidly oscillating electric field, which causes them to agglomerate and form particles that are large enough to be trapped by ordinary fiber material filters. The electric field applied to the particles for agglomeration is the same as for generating a corona discharge. The charged particles have an oscillation frequency f osc
When passing through high intensity and rapidly oscillating electric fields, they oscillate with the electric field, thereby increasing the possibility of aggregation. In the preferred embodiment shown in FIG.
A conventional fibrous material filter 24 is located downstream of the reactor element to filter out large agglomerated particles.

【0024】図6において、帯電された微細な粒子52が
繊維材料のフィルタ24によって濾過されることのできる
大きい粒子54にされる凝集のプロセスの進行状態が示さ
れている。内側電極10および外側電極12は、エネルギを
与えられたとき、コロナ放電および帯電された粒子の凝
集の両方に使用される急速に振動している電界を生成す
る。この構成において、コロナの生成および粒子の凝集
を行うためにただ1組の電極と1個の電力供給装置だけ
が必要とされる。
FIG. 6 shows the progress of the agglomeration process in which the charged fine particles 52 are turned into large particles 54 that can be filtered by the filter 24 of fibrous material. The inner electrode 10 and outer electrode 12, when energized, create a rapidly oscillating electric field that is used for both corona discharge and aggregation of charged particles. In this configuration, only one set of electrodes and one power supply are needed to perform corona generation and particle aggregation.

【0025】さらに、濾過の前に粒子の量を感知するた
めにリアクタ素子8 の出力とフィルタ24との間にセンサ
20が配置され、濾過の後に粒子材料およびその他の汚染
物質の量を感知するためにフィルタ24の下流の出口導管
26中において別のセンサ22が配置されていることが望ま
しい。VOCおよび生物を酸化するためにリアクタ素子
8 において生成され、酸化反応中に完全に破壊されるこ
とが好ましいO3 の量を感知するようにセンサ20,22 の
いずれかが設けられることが好ましく、それによって余
分なO3 は出口導管26に入らない。制御装置16は、濾過
の前後の粒子材料の量を比較し、粒子材料の凝集能力な
らびにVOCおよび生物等の別の汚染物質の処理を増強
するために電力供給装置14によって生成された信号の特
性を適合する。電力供給装置14はまた、VOCおよび生
物を効果的に酸化するためにコロナ放電リアクタ2 が十
分なO3 を生成するように調整されるが、同時に、リア
クタから出るとそれ自体で不快な臭いの汚染物質となる
3 の過剰な生成を防ぐ。
Further, a sensor is provided between the output of the reactor element 8 and the filter 24 to sense the amount of particles prior to filtration.
An outlet conduit 20 is located and downstream of the filter 24 for sensing the amount of particulate material and other contaminants after filtration.
It is desirable that another sensor 22 be disposed in 26. Reactor element for oxidizing VOCs and organisms
Generated in 8, it is preferable that any of the sensors 20, 22 are provided to sense the full amount of are preferably O 3 broken during the oxidation reaction is thereby excess O 3 outlet conduit 26 Do not enter. The controller 16 compares the amount of particulate material before and after filtration and characterizes the signal generated by the power supply 14 to enhance the aggregating capacity of the particulate material and the processing of other contaminants such as VOCs and organisms. To fit. The power supply device 14 is a corona discharge reactor 2 is adjusted to produce enough O 3 to oxidize the VOC and organisms effectively, at the same time, the unpleasant odor upon exiting from the reactor itself Prevents excessive generation of contaminant O 3 .

【0026】本発明の一実施形態が図示および説明され
てきたが、多数の変更されたおよび別の実施形態が当業
者によって行われる。そのような変更されたおよび別の
実施形態は、特許請求の範囲に定義されたような本発明
の意図および技術的範囲から逸脱せずに行われることが
できる。
While one embodiment of the present invention has been shown and described, many modified and alternative embodiments can be made by those skilled in the art. Such modified and alternative embodiments can be made without departing from the spirit and scope of the invention, as defined in the following claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】コロナ放電屋内空気処理システムのブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram of a corona discharge indoor air treatment system.

【図2】電力供給装置によって生成された典型的なゲー
ト正弦波形の電圧対時間特性図と、電力供給装置によっ
て生成された典型的なパルス変調された正弦波形の電圧
対時間特性図。
FIG. 2 is a voltage vs. time diagram of a typical gated sinusoidal waveform generated by the power supply and a typical pulse modulated sine waveform generated by the power supply.

【図3】多数のリアクタチャンバを有する本発明による
コロナリアクタの断面図。
FIG. 3 is a sectional view of a corona reactor according to the present invention having a number of reactor chambers.

【図4】図2に示されたコロナ放電チャンバの1つの詳
細な断面図。
FIG. 4 is a detailed cross-sectional view of one of the corona discharge chambers shown in FIG.

【図5】図3に類似しているが、リアクタチャンバ内の
電界線および正の電荷を示している断面図と、この断面
図に類似しているが、電界線の方向が逆であり、チャン
バ内に負の電荷がある別の断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view similar to FIG. 3, but showing the electric field lines and positive charges in the reactor chamber, similar to this cross-sectional view, but with the direction of the electric field lines reversed; FIG. 4 is another cross-sectional view with a negative charge in the chamber.

【図6】進行する凝集状態と微粒子材料の濾過の様子を
示すリアクタチャンバと繊維材料フィルタの断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the reactor chamber and the fiber material filter, showing the state of aggregating and the state of filtration of the particulate material in progress.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウェルドン・エス・ウイリアムソン アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90265、マリブ、シースター・ドライブ 6424 (72)発明者 ネルソー・ウイリアム・ソアボー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90277、レドンド・ビーチ、サウス・ジ ュアニタ・アベニュー(番地なし)、ア パートメント 14 (56)参考文献 特開 平5−86841(JP,A) 特開 平4−322718(JP,A) 特開 平9−99211(JP,A) 特開 平9−329015(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/32 B01D 51/00 B01D 51/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (72) Inventor Weldon E. Williamson Seastar Drive 6424, Malibu, California 90265, U.S.A. , South Juanita Avenue (no address), apartment 14 (56) References JP-A-5-86841 (JP, A) JP-A-4-322718 (JP, A) JP-A-9-99211 ( JP, A) JP-A-9-329015 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B01D 53/32 B01D 51/00 B01D 51/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 振動電界を生成して自由電荷を解放させ
るコロナ放電を生成し、 このコロナ放電を通って汚染材料微粒子を含む空気を伝
送し、 前記自由電荷を汚染材料微粒子に与えて帯電させ、 この帯電した汚染材料微粒子を前記コロナ放電を生成す
振動電界によって帯電と同時に大きい寸法の粒子に凝
集させ、 凝集した大きい寸法の粒子をフィルタで瀘過して除去す
ることを特徴とする空気清浄方法。
1. A corona discharge that generates an oscillating electric field to release free charges, transmits air containing contaminant fine particles through the corona discharge, and gives the free charges to the contaminant fine particles to charge them. The charged contaminant particles generate the corona discharge.
At the same time a large dimension are aggregated into particles of air cleaning method characterized by removing particles of aggregated large dimension and filtered by the filter and charged by the oscillating electric field that.
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