JP3454075B2 - 空気清浄機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は帯電した粒子の移動
で生ずるイオン風を用いて送風し集塵を行う空気清浄機
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気清浄機では、帯電した粒子の
移動で生ずる風量を多くするために、風量に比例するコ
ロナ放電の電力を高くする必要がある。コロナ放電の電
力を高くする方法として、コロナ放電を発生させ、風の
流れを作り出す起風電極部の正負極間に１０ｋＶ程度の
電位差をもつような高い電圧を加える。一方、電力を供
給する直流電圧電源では、１０ｋＶ程度の高電圧を発生
させるために、高圧トランスで昇圧した交流電圧を２倍
圧または、３倍圧等の整流を行い直流高電圧を発生させ
ている。このとき、整流を行うダイオードの方向を２方
向とし、正負の電圧をそれぞれ取り出すことにより、高
圧トランス自身の出力端子電圧を低く抑え、高圧トラン
スの小型化、低コスト化が実現できる。この正負の電圧
を印加する起風電極部は、使用時間にほぼ比例して粉塵
等が付着する。この結果、初期のコロナ放電電流以外に
絶縁材で構成される起風電極部の外枠沿面に漏れ電流が
流れ、前記絶縁材の表面絶縁性劣化を発生させる恐れが
ある。したがって、この正負の電圧間に流れる出力電流
を制限し、設定値以上流れなくする定電流回路を設け、
さらに、その制限電流領域の範囲で負荷の変動により出
力電圧が低下した場合、高圧出力電圧を０Ｖにするカッ
トオフ回路を設けて前記絶縁の表面絶縁劣化を防いでい
る。

【０００３】図５は従来の空気清浄機の電気回路ブロッ
ク図を示す。図５において、１は電圧昇圧手段としての
高圧トランスで一次側交流電圧を交流高電圧に変換する
作用を行う。２はスイッチング手段としての発振回路
で、直流電圧を交流電圧に変換する作用を行う。

【０００４】３は高圧トランス１の２次側の交流電圧を
整流し、正の高電圧を得る正の高電圧整流回路、４は高
圧トランス１の２次側の交流電圧を整流し、負の高電圧
に変換する作用を行う負の高電圧整流回路、５は高圧ト
ランス１の２次側アース、６は出力電流検知回路で、正
の高電圧からアースに流れ込む漏れ電流と、正の高電圧
から負の高電圧に流れ込む漏れ電流をそれぞれ検知し、
高圧トランス１の１次側回路に伝達する作用を行う。

【０００５】図７において、７は放電線７ａに正の高電
圧、放電極７ｂに負の高電圧を印加し、空気吸込口から
空気吹出口へと向かう粒子を帯電させ、その移動で生ず
る風を用いて送風を行う起風電極部で、図６に示すよう
に、起風電極部の外枠７ｃ内に配設されている。

【０００６】８は絶縁フィルムで覆われた第１導電板８
ａに正の高電圧とアース間で分圧抵抗９の抵抗により分
圧された電圧を印加し、第２導電板８ｂにアース電位を
印加して集塵を行う集塵電極部で、図６に示すように、
集塵電極部８の外枠８ｃ内に配設されている。

【０００７】１０は出力電流検出回路６から受けた信号
により出力電流値を一定化させる作用を有する定電流回
路、１１は出力電圧を安定化させる作用を有する出力安
定化回路、１２は前記出力安定化回路１１から受けた信
号により出力電圧が異常に低下した場合に発振回路２を
停止させる作用を有するカットオフ回路、１３は１次側
整流回路１４のアース、１５は交流電源、１６は高圧ト
ランス１の２次側の出力電圧を検知する出力電圧検知回
路で、この出力電圧検知回路１６により、出力電圧が異
常に低下した場合に前記カットオフ回路１２を動作させ
る。１７は正の高電圧出力部、１８は負の高電圧出力
部、１９は分圧高電圧出力部である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の空気
清浄機では正の高電圧出力部１７と負の高電圧出力部１
８間に流れる漏れ電流ならびに正の高電圧出力部１７と
アース間に流れる漏れ電流による合成樹脂または絶縁材
の表面絶縁劣化対策を行っているが、負の高電圧出力部
１８とアース間に合成樹脂または絶縁材で構成させる空
気清浄機の本体内部を介して流れる漏れ電流による表面
絶縁劣化に対する対策を行っていないので表面絶縁劣化
が進行し、火災発生の恐れがあった。つぎに、その構造
を具体的に示す図６，図７を用いて説明を行う。

【０００９】図６は空気清浄機の全体構成を分解して示
す。図６において、前述の起風電極部７と前述の集塵電
極部８を空気吸込口部２０と空気吹出口部２１との間に
配設していた。なお、空気吸込口部２０の内側には導電
ネット２２を配設し、この導電ネット２２は高圧トラン
ス１の２次側のアース５と接続している。これは、空気
吸込口部２０から故意に針金等で起風電極部７の放電線
７ａに接触した場合の感電を防ぐためである。

【００１０】図７は図６のＡ−Ａ線模式断面図である。
図７における導電ネット２２はアースに接続され、起風
電極部７の放電線７ａに正の高電圧が印加される。ま
た、起風電極部の放電極板７ｂに負の高電圧が印加され
ている。さらに、集塵電極部の絶縁フィルムで覆われた
導電板８ａに正の分圧高電圧が印加される。また、集塵
電極部８の導電板８ｂと高圧トランス１の２次側のアー
ス５と接続している。矢印Ｉは前記正の高電圧から高圧
トランス１の２次側のアース５に空気清浄機の本体の合
成樹脂や絶縁材の表面を介して流れる漏れ電流を示し、
矢印IIは正の高電圧から負の高電圧、矢印IIIは負の高
電圧から高圧トランス１の２次側のアース５に流れ込む
漏れ電流をそれぞれ表している。そして、従来の空気清
浄機ではこの矢印ＩとIIに示す漏れ電流の検知を行い、
空気清浄機の本体や部品の表面絶縁劣化を防いだが、矢
印IIIに示す漏れ電流は検知されず表面絶縁劣化を防ぐ
ことができないため、最終的に火災発生の恐れが生じて
いた。なお、起風電極部７は図８に示すように、多針電
極７０（負の高電圧）と放電電極板７１（正の高電圧）
とを組み合わせた構造で、合成樹脂製の外枠７２に多針
電極７０を取付け、前記外枠７２に放電極板７１を着脱
可能に組み込んでいた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１手段は放電
線に第１の正の高電圧を、放電極板に第１の負の高電圧
を印加し、空気吸込口部から空気吹出口部へと向かう塵
埃粒子を帯電させ、その移動で生ずるイオン風を用いて
送風を行う起風電極部と、絶縁フィルムで覆われた第１
導電板に分圧された第２の正の高電圧または分圧された
第２の負の高電圧を印加し、第２導電板をアース電位と
して集塵を行う集塵電極部とを有し、第１の正の高電圧
と第１の負の高電圧間、第１の正の高電圧とアース間、
第１の負の高電圧とアース間のそれぞれに流れる出力電
流を検知し、その出力電流を設定した電流値で制限を行
い、かつその制限電流領域の範囲で負荷の変動により出
力電圧が急降下した時に、出力電圧を０Ｖにする回路を
備えたものである。

【００１２】また、本発明の第２手段は第１手段の起風
電極部を多針電極および放電電極板を対極として組合せ
とし、前記多針電極に第１の負の高電圧を、前記放電電
極板に第１の正の高電圧を印加する構成としたものであ
る。さらに、本発明の第３手段は、第１手段または第２
手段において、少なくとも第１の正の高電圧と第１の負
の高電圧間、第１の正の高電圧とアース間、第１の負の
高電圧とアース間のそれぞれに流れる漏れ電流を出力電
流として検知する出力電流検知回路を設けたものであ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の第１手段は、放電線に正
の高電圧、放電極板に負の高電圧を印加し、空気吸込口
部から空気吹出口部へと向かう塵埃粒子を帯電させ、そ
の移動で生ずるイオン風を用いて送風を行う起風電極
部、絶縁フィルムで覆われた第１導電板に正の分圧高電
圧または負の分圧高電圧とアース電位を印加して集塵を
行う集塵電極部とを有し、第１の正の高電圧と第１の負
高電圧間、第１の正の高電圧とアース間、第１の負の高
電圧とアース間のそれぞれに流れる出力電流を検知し、
起風電極部の絶縁材や空気清浄機の本体やその他の合成
樹脂表面に漏れ電流が過大に流れることを検知する作用
を有し、負荷の変動により、出力電圧が急降下すること
を検知し、それぞれの信号を制御することにより、前記
合成樹脂表面の漏れ電流による絶縁性劣化を防ぐ作用を
有する。

【００１４】本発明の第２手段は、第１手段の起風電極
部を多針電極と放電極板とを対極として組合せたものと
し、多針電極に負の高電圧を、放電極板に正の高電圧を
印加し、空気吸込口部から空気吹出口部へと向かう塵埃
粒子を帯電させ、その移動で生ずるイオン風を用いて送
風を行う起風電極部としたもので、起風電極部の絶縁材
や空気清浄機の本体やその他の合成樹脂表面に漏れ電流
が過大に流れることを検知する作用を有し、負荷の変動
により、出力電圧が急降下することを検知し、それぞれ
の信号を制御することにより前記合成樹脂表面の漏れ電
流による絶縁性劣化を防ぐ作用を有する。

【００１５】本発明の第３手段は、少なくとも正の高電
圧と負の高電圧間、正の高電圧とアース間、負の高電圧
とアース間のそれぞれに流れる漏れ電流を出力電流とし
て検知する出力電流検知回路を設けたもので、その制限
電流領域の範囲で負荷の変動により出力電圧が急降下し
た時に、出力電圧を０Ｖにして、合成樹脂表面の漏れ電
流による絶縁劣化を防ぐ作用を有する。

【００１６】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図５に沿ってい説明する。図１は、本発明の空気清
浄機の電気回路ブロック図を示す。各部の動作は図６の
従来のブロック回路図の説明と同じなので省略し、異な
る部分を説明する。

【００１７】図５の従来例との違いは、正の高電圧から
アースに流れ込む漏れ電流と、正の高電圧から負の高電
圧に流れ込む漏れ電流に加えて、負の高電圧からアース
に流れ込む漏れ電流をそれぞれ検知するため、負の高電
圧整流回路４と出力電流検知回路６ａとを電気的に接続
した点にある。

【００１８】図２は図１の出力電流検知回路６ａを具体
的に示した回路図である。図２の正の高電圧整流回路３
ならびに負の高電圧整流回路４におけるＤ５１〜５４は
整流手段としてのダイオードでＣ５１〜Ｃ５４は平滑手
段としてのコンデンサである。

【００１９】また、出力電流検出回路６ａにおけるＲ１
７は電圧変換手段としての抵抗で、アースから負の高電
圧出力部１８へ、負の高電圧出力部１８からＣ５４へ、
Ｃ５４からＲ１７に流れ込む電流すなわち、アースから
空気清浄機の本体やその他の部品の合成樹脂表面を介し
て負の高電圧に流れ込む漏れ電流を電圧に変換する作用
を行う。Ｒ１８は電圧変換手段としての抵抗で、正の高
電圧出力部１７からアースへ、アースからＲ１８へ、Ｒ
１８からＣ５２に流れ込む電流すなわち正の高電圧整流
回路３から空気清浄機の本体やその他の部品の合成樹脂
表面を介してアースに流れ込む漏れ電流を電圧に変換す
る作用を行う。

【００２０】また、起風電極部７に流れるコロナ放電電
流や、起風電極部の外枠の絶縁材表面を介して流れる漏
れ電流は正の高圧出力部１７から負の高電圧出力電圧部
１８、負の高電圧出力部１８からＣ５４へ、Ｃ５４から
Ｒ１７へ、Ｒ１７からＲ１８へ、Ｒ１８からＣ５２に流
れ込み、Ｒ１７とＲ１８で電圧に変換する。

【００２１】Ｃ５はＲ１７やＲ１８で変換された電圧信
号のリップル分を取り除く作用を行う。ＺＤ３は定電圧
化手段としてのツェナーダイオードで、Ｒ１７やＲ１８
に流れる漏れ電流が増加することによりＣ５の両端に発
生する電圧が、このＺＤ３のツェナー電圧以上になろう
としたときに、信号伝達手段であるフォトカプラＰＣの
一次側に同フォトカプラＰＣの二次側をＯＮにさせる電
流を流す作用を有する。このＺＮ３のツェナー電圧の値
が検知する電流値を決定する。Ｒ１６はＺＤ３とＰＣの
一次側に流れる電流を制限する抵抗である。このよう
に、アースから空気清浄機本体等の樹脂表面を介して負
の高電圧に流れ込む漏れ電流や、正の高電圧から空気清
浄機本体等の樹脂表面を介してアースに流れ込む漏れ電
流や、起風電極部の外枠の絶縁材表面を介して流れる漏
れ電流を任意の値で検知し、フォトカプラＰＣを介して
一次側の定電流回路１０に伝達して、過大に流れる各漏
れ電流を制限することができる。

【００２２】図３は出力安定化回路１１と出力電圧検出
回路１６とカットオフ回路１２を具体的に示す。すなわ
ち、出力電圧検出回路１６で高圧トランス１のベース巻
線に発生する交流電圧を整流子直流電圧Ｖｂに変換す
る。このＶｂは高圧トランス２次側の電圧に比例する。
また、出力安定化回路１１は出力電圧検知回路１６から
の信号Ｖｂを受けて、トランジスタＱ１によりツェナー
ダイオードＺＤ２の電圧と比較し、前述の発振回路２に
信号を送って出力電圧を安定化させる。また、カットオ
フ回路１２のＩＣ１はコンパレーターで基準電圧ＥとＶ
ｂを比較し、ＶｂがＥ以下になった時、前記発振回路２
に信号を送る。そして、信号を受けた発振回路２は、即
座に発振を停止させ、出力沿圧を０Ｖにする。このＥの
値が発振を停止させるか否かを分ける電圧＝カットオフ
電圧を決定する。この様に、制限電流領域の範囲で負荷
の変動により出力電圧が低下して、カットオフ電圧以下
になった時、出力電圧を０Ｖにすることができる。

【００２３】図４は図１ないし図３の回路による正の高
電圧と負の高電圧間、正の高電圧とアース間、負の高電
圧とアース間それぞれの出力電圧対出力電流特性Ｉ,II,
IIIを示したものである。

【００２４】すなわち、正の高電圧と負の高電圧間に流
れる出力電流は１６０μＡで、正の高電圧とアース間、
負の高電圧とアース間は３２０μＡでそれぞれ定電流化
するように設定し、正の高電圧と負の高電圧間の電圧が
６ｋＶ以下で、正の高電圧とアース間が３ｋＶ以下で負
の高電圧とアース間が、−３kV以下でそれぞれカットオ
フするように設定したものである。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第１手段によれば、起風電極部からの漏れ電流の検知
と出力電圧の検知を可能とし、高圧トランスの１次回路
に伝達し、空気清浄機の本体や部品を形成する合成樹脂
の表面絶縁劣化を未然に防ぐ優れた効果を奏するもので
ある。

【００２６】また、本発明の第２手段によれば、起風電
極部は多針電極（負の高電圧）と放電極板（正の高電
圧）を対極として組合わせたものとしたことにより、正
の高電圧と負の高電圧間、正の高電圧とアース間、負の
高電圧とアース間のいずれかの漏れ電流をも検知するこ
とができ、制限電流領域の範囲で出力電圧が急降下した
時、出力電圧を０Ｖにして、空気清浄機の本体や部品の
合成樹脂表面の絶縁劣化を防止することができる優れた
効果を奏するものである。

【００２７】さらに、本発明の第３手段によれば、漏れ
電流を検知する出力電流検知回路によって、起風電極部
の正の高電圧と負の高電圧間、正の高電圧とアース間、
負の高電圧とアース間のいずれも漏れ電流を検知するこ
とができ、本体や部品の合成樹脂表面に過大な漏れ電流
が流れて、絶縁劣化を起し、危険な状況となるのを未然
に防止することができる優れた効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における空気清浄機のブロ
ック回路図

【図２】同出力電流検出回路図

【図３】同カットオフ回路図

【図４】同直流高圧電源の出力電圧対電流特性図

【図５】従来の空気清浄機のブロック回路図

【図６】同空気清浄機の分解斜視図

【図７】漏れ電流の経路を示す模式図

【図８】起風電極部の拡大分解斜視図

【符号の説明】

１ 高圧トランス ２ 発振回路 ３ 正の高電圧整流回路 ４ 負の高電圧整流回路 ５，１３ アース ６ａ 出力電流検知回路 ７ 起風電極部 ７ａ 放電線 ７ｂ 放電極板 ８ 集塵電極 ８ａ 絶縁フィルムに覆われた第１導電板 ８ｂ 第２導電板 ８ｃ 集塵電極部の外枠 ９ 分圧抵抗 １０ 出力安定化回路 １１ 定電流回路 １２ カットオフ回路 １６ 出力電圧検知回路 １７ 正の高電圧出力部 １８ 負の高電圧出力部 １９ 分圧高電圧出力部 ２０ 空気吸込口部 ２１ 空気吹出口部 ７０ 起風電極部の多針電極 ７１ 起風電極部の放電極板 ７２ 起風電極部の外枠

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ０３Ｃ 3/41 Ｂ０３Ｃ 3/41 Ｃ 3/72 3/72 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B03C 3/00 - 3/88

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電線に第１の正の高電圧を、放電極板
   に第１の負の高電圧を印加し、空気吸込口から空気吹出
   口へと向う塵埃粒子を帯電させ、前記帯電した粒子が移
   動する際に生ずるイオン風を用いて送風を行う起風電極
   部と、絶縁フィルムで覆われた第１導電板に分圧された
   第２の正の高電圧または分圧された第２の負の高電圧を
   印加し、第２導電板をアース電位として集塵を行う集塵
   電極部とを有し、第１の正の高電圧と第１の負の高電圧
   間、第１の正の高電圧とアース間、第１の負の高電圧と
   アース間のそれぞれに流れる出力電流を検知し、設定し
   た電流領域の範囲内に検知した出力電流が入るように制
   限し、かつ前記出力電流が前記範囲内にあって負荷の変
   動により出力電圧が急降下した時に出力電圧を０Ｖにす
   る回路を備えた空気清浄機。
2. 【請求項２】起風電極部は多針電極と放電極板を対極と
   して組合わせたものとし、多針電極には第１の負の高電
   圧を、前記放電極板に第１の正の高電圧を印加した請求
   項１記載の空気清浄機。
3. 【請求項３】少なくとも第１の正の高電圧と第１の負の
   高電圧間、第１の正の高電圧とアース間、第１の負の高
   電圧とアース間のそれぞれに流れる漏れ電流を検知する
   出力電流検知回路を設けた請求項１または２記載の空気
   清浄機。