JPH02501688A - 空気処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 空気処理システム この発明は、空気輸送システムに関するものであり、また好ましくはエアロゾル および／またはガス状の不純物からの空気の浄化、および／または空気の加熱ま たは冷却のような、輸送された空気のさらなる処理に関するものであり、いわゆ る電気イオン風またはコロナ風を実際の空気輸送媒体として使用する。

いわゆる電気イオン風またはコロナ風を援用して空気を輸送することは知られて いる。この目的のために構成されたシステムは、原則として、互いに間隔をおい て配置され、かつ各々直流電圧源の各端子または極に接続されるコロナ電極およ びターゲット電極を含み、コロナ電極の形状、相互の電位差、およびコロナ電極 とターゲット電極との間の距離は、空気イオンを発生するコロナ放電をコロナ電 極において発生させるようなものである。このようにして発生した空気イオンは 、コロナ電極とターゲット電極との間に延びる電界の影響下にあって迅速にター ゲット電極へと移動し、そこでそれらの電極を荷電させる。この径路に沿ってそ れらが移動する間、イオンは電気的に中性の電気分子と衝突し、これらの空気分 子をターゲット電極に引き付け、それとともにいわゆるイオン風またはコロナ風 の形態の空気を輸送するような静電力をそれらに伝達する。この種の空気輸送シ ステムは国際特許出願番号節ＰＣＴ／５Ｅ８５１００５３８号に記載かつ例示さ れている。

この国際特許出願に見られるように、そのようなイオンまたはコロナ風を援用し て相当な空気流速度および空気流スルーブツトを達成することが可能である。し かしながら高い性能を得るには、コロナ電極とターゲット電極とが相当の距離を おいて配置されるときにコロナ放電を維持することを可能にするために、コロナ 電極とターゲット電極との間の大きな電位差が条件となる。大きなコロナ電流は 本来空気流の高速度および高い空気スルーブツトを推進するが、コロナ電極の付 近において、主にオゾンおよび窒素の酸化物からなる化合物の発生を増加させる という欠点または結果を有し、これは重大な刺激要因として、かつ人体の健康を 脅かすものとして認識されている。したがって、適度のコロナ電極を適用し、か つコロナ電極とターゲット電極とを大きく引き離すことが望ましい。また前掲の 国際特許出願から、発生した空気イオンがターゲット電極に向かう方向以外に逸 れ、または移動することを防ぐために、これらの既知のシステムのコロナ電極を 注意深く遮蔽する必要があることがわかるであろう。この種のシステムが空気を 輸送するためのみならず、すなわち純粋にファンとしてのみならず、輸送中の空 気を処理するため、すなわちそれによって運ばれる汚染物質から空気を浄化し、 および／または空気の温度を変化させるために使用される場合、高い容積スルー ブツトを達成することは望ましいが、システムを通過する空気について同じよう に高い流れの速度を達成する必要はない。そのようなシステムをこのような二重 の目的に使用するには実際、低速度の空気流が望ましいが、これは低速度によっ て、システム内に組込まれた空気処理装置の付近における空気のより長い滞留時 間が、そして同時により高い性能が得られ、前記装置に空気流の方向において軸 方向の過度の拡張部を設ける必要がないからである。

空気処理装置がターゲット電極とともに、またはその下流に配置される空気流ダ クト内に、ターゲット電極およびコロナ電極が包まれるシステム構成は最も自然 であり、かつ明白な構成であるが、重大な欠点を有することがわかった。

たとえば、流れダクトの全断面にわたって均一な速度分布を達成することは極め て困難であることがわかったが、不均一な速度分布は空気処理装置の性能を減じ るであろう。

また空気処理装置がダクトを流れる空気に対して相当な抵抗を示すのを防止する ことは困難であり、この抵抗は、コロナ電流を増加するために、コロナ電極とタ ーゲット電極との間の電位差を増加させることを必要とする。しかしながらこの 後者の矯正法は、より多くのオゾンおよびＮＯＸが発生されるという重大な欠点 を伴う。さらに、電極の配置を取り囲むダクトの壁はコロナ電極の機能に悪影響 を及ぼし、コロナ放電およびコロナ電流が所望されたように効率的に発生するの を妨げる。

したがって、この発明の課題は、上に検討された問題の少なくとも大部分を克服 する、前述のような改良された空気輸送および空気処理システムを提供すること である。

この発明によるシステムの特徴的部分は以下の請求の範囲において述べられる。

この発明の基本的原理が、その考えられ得る、有利なさらなる展開とともに、い くつかの実施例および添付の図面を参照にここに説明されるであろう。

第１図および第２図は、この発明のシステムの第１の実施例の、軸方向断面およ び半径方向断面を各々概略的に示す。

第３図、第４図、第５図および第６図は、考えられ得る様々なターゲット電極の 構成を、この発明に従って構成されるシステム内の空気を処理するための装置と ともに、例として概略的に示す。

第７図、第８図、第９図および第１５図は、コロナ放電によって発生する有害な 気体を除去するための、この発明に従って構成されたシステムのコロナ電極に隣 接する、考えられ得る様々な配置を、例として概略的に示す。

第１１図は、この発明のシステムの第２の実施例の半径方向の断面を概略的に示 す。

第１２図は、この発明のシステムの第３の実施例の軸方向の断面を概略的に示す 。

第１３図および第１４図は、この発明によるシステムのさらなる実施例の半径方 向の断面を概略的に示す。

第１図および第２図に概略的に例として示されたこの発明のシステムは、概略的 にのみ示された適切な設計を有するホルダ１の間に延ばされた薄いワイヤからな るコロナ電極Ｋを含む。システムはさらに、中空円筒形態を有し、コロナ電極を 取り囲み、かつそれと同軸で延びるターゲット電極Ｍを含む。図示された実施例 の場合には、ターゲット電極Ｍは導電性または半導電性の材料によるワイド・メ ツシュ回路網からなり、絶縁材料からなるリング２、たとえばプラスチックリン グの間に位置決めされて保持され、前記リングは図示されていない何らかの適切 な方法で支持される。コロナ電極におよびターゲット電極Ｍは各々直流電圧源３ の各端子または極に接続され、電圧および、コロナ電極とターゲット電極との間 の距離、すなわちターゲット電極Ｍの直径は、コロナ放電がコロナ電極Ｋにおい て発生するように適合される。このコロナ放電はイオンを発生させ、そのイオン は、そのようにして形成された電界の影響下においてさまよい出、すなわちター ゲット電極Ｍへと移動し、その結果、空気はターゲット電極へ向けて流れる。

これに関連して生じる事柄のより詳細な説明については、前述の国際特許出願を 参照されたい。したがって、この発明のシステムの場合には、空気が第１図の矢 印４に示されたように、すなわち中空円筒ターゲットＭの開かれた軸方向端部を 介して流入し、その空気透過性の壁を介して、本質的に半径方向に外側へ向けて 流出する。

ターゲット電極Ｍがコロナ電極Ｋをそれと同中心的に取り囲む、例示された電極 配置は、いくつかの重要な利点を有する。たとえば、この配置によってコロナ放 電はコロナ電極に全体のまわりに対称的に発生し、それによって、前述の国際特 許出願に記載されたターゲット電極およびコロナ電極の配置によって得られるよ りもはるかに大きなコロナ電流を、コロナ電極とターゲット電極との間の電位差 および間隔を変えずに、全体で得ることが可能となる。あるいは、コロナ電流を 変えずに小さな電位差が使用され得る。

また空気流はコロナ電極にのすぐそばにおいて極めて低い速度を有するであろう ことが理解されよう。その場合、コロナ放電によって発生する有害な気体、たと えばオゾンおよび窒素の酸化物（Ｎ　ＯＸ）といった気体を無害にすることがは るかに容易であるので、極めて有益である。これについては以下においてより詳 細に説明されるであろう。この発明のシステムによって提供されるもう１つの極 めて重要な利点は、極めて大きな流れ領域が、たとえば円筒状ターゲット電極Ｍ 全体を通して提供されるので、それに対応して低い流れの速度が得られる。この 低い流れの速度は重要な利益をもたらすが、これはそれによって空気が効率的に 処理され得るからであり、すなわち空気流の経路に、好ましくは中空円筒状ター ゲット電極Ｍに隣接して、または半径方向のすぐ外側に、または空気流がそこか らターゲット電極へと流入する前記電極の開放端部に、あるいはその双方の位置 に配置される適切な装置を援用して、空気をエアロゾル汚染物質および／または ガス状汚染物質を効率的に浄化し、あるいは冷却または加熱することが可能とな るからである。これらの位置における流通領域は広いので、空気処理装置が呈す る抵抗は重大なものではないであろう。

さらに、コロナ電極は本質的にターゲット電極によって完全に取り囲まれている ので、内側表面は電気的に絶縁性であり、かつその外側表面は導電性で、接地さ れている壁に囲まれた流通ダクトによってコロナ電極とターゲット電極とが包ま れているときコロナ電極にの機能に関して極めて問題であると見られてきたよう な影響は、全く生じないであろう。

コロナ電極にの長さが、軸方向に位置するターゲット電極Ｍの両端部から軸方向 に突出するようなものであれば、有利であることがわかった。コロナ電極Ｋがタ ーゲット電極Ｍと同じ軸方向の長さを有する電極配置と比較すると、より長いタ ーゲット電極は、コロナ電力を変えずにコロナ電極とターゲット電極との間の電 位差を低減することが可能であり、またシステム全体を通してはるかに大きい空 気の全容積スルーブツトを提供する。この発明のシステムのコロナ電極にとター ゲット電極Ｍとの間の半径方向の距離は５ｃｍより大きいのが適切であり、かつ ８ｃｍより大きいのが望ましい。第１図および第４図に図示されたシステムの場 合、ターゲット電極Ｍの半径、すなわちコロナ電極にとターゲット電極Ｍとの間 の距離はターゲット電極Ｍの軸方向の高さにほぼ等しいであろう。ターゲット電 極Ｍの半径が、たとえばｌＱｃｍであれば、コロナ電極にはターゲット電極Ｍの 軸方向に位置する両端部を越えて、たとえば３−４ｃｍ延び得る。

第１図に示されたように、コロナ電極におよびターゲット電極Ｍは高い抵抗の抵 抗器５を介して電圧源３に接続されるのが有利であり、その抵抗器は、コロナ電 極Ｋまたはターゲット電極Ｍが、たとえば意図せざる接触の結果、短絡を起こし た場合、短絡電流を全く安全な値に制限する。

したがってこのシステムは接触しても危険ではない。コロナ電極またはターゲッ ト電極に人が直接触れるのを妨げるため、またはシステムに静電界が生じる可能 性を除去するために、ターゲット電極Ｍの軸方向に位置する開放端部の外側に保 護格子が設けられ得る。これらの保護格子はたとえばプラスチック材料から、あ るいは静電遮蔽が必要なときは半導電性または導電性材料から形成されてもよく 、後者の場合、保護格子は接地されるのが望ましい。これらの保護格子は、コロ ナ電極にの端部から軸方向に見て数センチメートルの距離に設置され得、プラス チックリング２の外側エツジ表面へと延ばされ得る。コロナ電極Ｋをアースに関 して適切な正電位または負電位に接続し、同時にターゲット電極Ｍをアースに関 し逆極性の電位に接続することによって、コロナ電流の保護格子への望ましくな い流動が防止され得、またこの配置によって、アースに関して高い電位によって 引き起こされ得る絶縁の問題が大いに低減される。コロナ電流がコロナ電極Ｋか ら望ましくない方向へ流れるのをさらに防ぐために、リング形状の遮蔽電極が、 コロナ電極にの端部とは軸方向に間隔をおかれた関係で設けられ得、これらの遮 蔽電極はコロナ電極にと同じ電位に接続されるのが有利である。そのようなリン グ形状の遮蔽電極が第１図に概略的に示され、参照符号Ｆが付されている。

例として第１図および第２図に示されたこの発明のシステムのターゲット電極Ｍ は、電気的に導電性または半導電性の材料によるワイド・メツシュ回路網からな ると仮定される。これに関連して、ターゲット電極によって受けられる電流値は 極めて小さく、かつターゲット電極を形成する材料についての「導電性または半 導電性」という指定はこれに関連して解釈されねばならないことに留意されたい 。

したがって、ターゲット電極を形成する材料の導電性は、実際には、極めて低く てもよい。また、ターゲット電極Ｍは他の形状を有してもよいことが理解される であろう。たとえば、ターゲット電極は、コロナ電極にのまわりに、それと同中 心的に丸く、相互に間隔を置いた関係で配置された、軸方向に延びるロッドを含 んでもよい。あるいは、プレート電極エレメントまたはラメラ状電極エレメント が配置され、コロナ電極にと軸方向に平行な関係で延び、かつ前記エレメントの 側表面が半径方向に、すなわちターゲット電極を介して半径方向に向けられた空 気流に平行に延びてもよい。ターゲット電極はまた、コロナ電極にのまわりに同 中心的に、相互に軸方向に間隔をおいた関係で配置される、複数の平らなリング 形状の電極エレメントを含んでもよい。ターゲット電極はまた、コロナ電極にの まわりに同中心的に配置される、螺旋形に延びるワイヤまたはラメラの形態を有 してもよい。

空気を処理するための前述の装置は様々な形態を有し得、これらの装置はターゲ ット電極Ｍに隣接して、またはそこから半径方向に外側へ配置されるのが望まし い。たとえば、空気処理装置は空気をエアロゾル汚染物質、すなわち粒子または 液体飛沫から浄化するための従来の機械的フィルタを、あるいは空気からガス状 の汚染物質を除去するための、たとえば活性炭を含む化学的に活性のフィルタを 含むかもしれない。空気流に伴ってターゲット電極Ｍを通過する汚染物質のエア ロゾルは、コロナ放電によってイオンが発生する結果、電気的に荷電されている ので、電気的に荷電された汚染物質エアロゾルは静電気によって空気流から抽出 され得る。この目的のために、たとえばエレクトレット材料からなる薄いラメラ 形態の空気透過性構造が、ターゲット電極Ｍの半径方向の外側に設置されて、使 用され得る。

ターゲット電極Ｍは荷電された汚染物質エアロゾルに対して逆極性を有するので 、汚染物質はターゲット電極に飛びつく傾向にあろうし、したがってターゲット 電極は静電フィルタ配置、たとえばコンデンサ・セパレータにおける汚染物質の ための析出表面として有利に使用され得る。空気流の温度の調節、すなわち加熱 または冷却が必要とあれば、適切に構成された対流放熱器が円筒状ターゲット電 極の半径方向の外側に配置され得る。

第３図−第６図は例としてターゲット電極に可能な別の形状を、それを通過する 空気を処理すのための考えられ得る様々な装置とともに、概略的に示す。

第３図に示された電極配置のターゲット電極Ｍは、第１図および第２図に関連し て上に延べられたターゲット電極の形状を有する。第３図の実施例においては、 ターゲット電極Ｍは、その半径方向に位置する、たとえば導電性または半導電性 材料によるオーブン・メツシュ回路網からなり、かつ接地され、したがってター ゲット電極Ｍの極性に関してコロナ電極にと同じ極性の電位を有するさらなる中 空円筒状電極Ｒを有する。先に述べられたように、前述のイオン発生の結果荷電 されている、空気中のエアロゾル汚染物質は、荷電された汚染物質に対して逆の 電気極性を有するターゲット電極Ｍに付着しようとする。ターゲット電極Ｍにす ぐには飛びつかず、まっすぐ通過する汚染物質は、ターゲット電極Ｍとさらなる 電極Ｒとの間に発生した電界の影響によって、ターゲット電極Ｍに積極的に付着 するようターゲット電極Ｍへ向けて引き戻されるであろう。これに関して、２つ の電極ＭおよびＲの間に現われる電界にょって荷電汚染物質に加えられる力は、 電極ＭおよびＲを介して、半径方向および外側に向けられた空気流に打ち勝つこ とが可能である必要がある。これは流通する空気が低速度である結果容易に達成 され得る。電極Ｒはしたがって、荷電した汚染物質の方向を逆転され、したがっ て前記汚染物質を空気流から効率的に分離する反射電極を構成するものと考えら れる。

第４図は、接地された反射電極Ｒがターゲット電極Ｍの半径方向の外側に位置す る同様の配置を示すが、但しこの場合ターゲット電極は、コロナ電極のまわりに 同中心的に、相互に軸方向に間隔をおかれた関係で配置される、複数のリング形 状の、平らな電極エレメントを含む。ターゲット電極Ｍの電極エレメントは、前 述の場合と同様に、空気流中のエアロゾル汚染物質のための静電析出表面として 働くであろうし、同時に、ターゲット電極の析出表面は、析出表面の付近におい て荷電汚染物質の滞留時間を延長するような、したがって前記表面へ向けて移動 させるより大きな可能性を有するような、実質的な拡張部を空気流の方向におい て有するという事実のために、浄化効果が高められる。

第５図は、第４図の実施例と同様に、コロナ電極のまわりに同中心的に、相互に 軸方向に間隔をおかれた関係で配置される複数の平らなリング形状電極エレメン トを、ターゲット電極Ｍが含む配置を示す。第５図の実施例の場合、ターゲット 電極Ｍの電極エレメントの間には、接地され、したがってターゲット電極Ｍの電 極エレメントとともに既知の種類のコンデンサ・セパレータを形成する、同様に 平らなリング形状の電極エレメント６が配置される。空気中に存在する荷電され たエアロゾル汚染物質は、ターゲット電極Ｍの電極エレメントと電極エレメント ６との間に行き渡る電界の影響下にあって、ターゲット電極Ｍに向けて移動し、 前記ターゲット電極の電極エレメントに飛びつく。

空気流が低速度である結果、電極エレメントＭおよび６の間における汚染物質の 滞留時間は比較的長く、したがって空気は効率的に浄化される。

第６図は、第３図に示された配置と同様の配置を示す。

第６図の配置は、ターゲット電極Ｍおよび、ターゲット電極の半径方向の外側に 配置される反射電極Ｒを含む。ターゲット電極は反射電極とともに静電セパレー タを形成し、それは第３図に関連して述べられた方法で空気流からエアロゾル汚 染物質を抽出する働きをする。第６図に示された配置は適切な形状を有する対流 放熱器７を組入れ、それは図示された実施例においては、反射電極Ｒの半径方向 の外側にそれを取り囲むように設置される円筒の形態を有する。

対流放熱器７は空気流の温度の変更、すなわち空気の加熱および冷却を可能にす る。その広い流通領域および空気流の低速度のために、対流放熱器７は極めて高 い性能を獲得し、そこを通過する空気の流れに対して大きな抵抗を示さないこと を保証するような方法で構成され得る。エアロゾル汚染物質はターゲット電極Ｍ において空気から効率的に抽出されるので、対流放熱器７は清浄なままであり、 したがって洗浄または交換される必要はない。しかしながら一定の間隔でターゲ ット電極Ｍを洗浄し、あるいは電極を変えることが必要であろう。対流放熱器７ はまた、コネクタを電気的に接地することによって、それ自体反射電極を形成す るよう構成されてもよい。これによって反射電極Ｒは不要となる。

この発明に従って構成されたシステムの、もう１つの興味深い実施例の軸方向の 断面が、第１２図に概略的に示される。この実施例は、ターゲット電極の軸方向 に位置する一方の端部が平らな不透過性のプレート１５によって閉鎖され、した がってそれがプラスチック・リングに代わって用いられるという点において、第 １図および第２図に関連して上に述べられた実施例とは異なる。円形プレート１ ５の中央部は、コロナ電極にの一方の端部を付着するために使用される絶縁材料 を含むのが望ましい。円形プレートの中央部から半径方向に距離をおいた位置に おいて、プレート１５は導電性または半導電性の材料を含むか、あるいはそのよ うな材料からなるコーティングが設けられ、それは電気的に接地されるのが望ま しい。第１２図の実施例のターゲット電極Ｍは第５図に示された実施例に対応す る様態で構成され、またリンク形状゛の、電気的に接地された電極エレメント６ が第５図の実施例と同様に設けられる。第１２図に示されたシステムを通過する 空気はしたがって、矢印４に示された経路をたどるであろう。この構成を有する システムによると、ターゲット電極Ｍの軸方向の長さは、第１図および第２図に 示されたシステムまたは配置のターゲット電極の軸方向の高さのおよそ半分であ ろう。

上に述べられたように、コロナ電極にの付近における空気流の速度は、この発明 に従って構成されたシステムを使用すると極めて低速であり、それによって、コ ロナ放電に関連して発生する有害なまたは危険なガス、主にオゾンおよび窒素の 酸化物を効果的に除去し、かつ無害にすることが容易となる。

これはたとえば、ワイヤの形態のコロナ電極Ｋが中空円筒状ターゲット電極（第 ７図には示されず）の中実軸に沿って適切な方法で支持される、第７図に示され た配置を援用することによって実施され得る。コロナ電極にの両端部には、オゾ ンおよび窒素の酸化物といった前記有害なガスを吸収するか、または触媒によっ て分解することが可能な化学的に活性な物質、たとえば活性化された炭素を含む 、または組入れる小さなスリーブ状エレメント８が取付けられる。これはコロナ 電極にのすぐ近くにはごくわずかな空気流のみが存在するために、極めて効率的 に達成され得る。

第７図に示されたように、これらの化学的に活性の吸収性エレメント８はコロナ 電極により幾分低い電位に電気接続され、それによってエレメント８は、コロナ 電極およびターゲット電極間の電位が低減されたまま、コロナ電極Ｋにおいてコ ロナ放電を維持することを可能にする、励起電極または励起エレメントとして働 くであろう。

第１５図は、コロナ放電の結果コロナ電極の付近に発生する有害な気体を無害に するための、同様のさらなる配置を概略的に示す。この実施例においては、コロ ナ電極には、複数の、軸方向において相互に間隔をおかれた、リング形状のプレ ート２１によって同中心的に取り囲まれ、これらのプレートは化学的に活性な物 質を含み、すなわちコロナ放電によって発生する有害な気体を吸収するか、また は触媒によって分解することが可能な化学的に活性な物質を含むか、あるいはそ れによって被覆される。コロナ電極にの付近における空気の流れは極めて小さい ので、プレート２１は極めて効率的に前記気体を無害にすることが可能であり、 これらの気体が空気流によって運び去られる傾向は認められない。コロナ放電に よって発生する空気イオンは、リング形状プレート２１の間においてまわりを取 り囲むターゲット電極（第１５図においては図示されず）に自由に移動すること が可能である。プレート２１がコロナ電極Ｋに対して遮蔽効果を有し、かつそれ によってコロナ放電を妨害するのを妨げるために、プレート２１は、プレート２ １が受ける電荷を逃がすように、極めて大きな抵抗２２を介して接地されるのが 望ましい。プレート２１は導電性、半導電性または絶縁材料を含み得る。有害な 気体を吸収するか、または触媒によって分解することが可能な化学的に活性な物 質を含むその他の構造は、それらの構造がイオンの通過を可能にする幾何学的形 状を有し、かつコロナ電極を閉鎖しないような電位に接続されるならば、コロナ 電極にのまわりに配置され得ることが理解されるであろう。

第８図は、コロナ放電によって発生する有害なまたは危険な気体をコロナ電極に の付近から除去するためのもう１つの配置を概略的に示す。この配置は、空気吸 込装置、たとえばファンまたは空気ポンプ（図示されず）に接続される管９を含 み、その人口９ａはコロナ電極にの一方の端部に向けて軸方向に方向状めされ、 その結果コロナ電極のまわりに存在する前記有害な気体を含む空気の層は吸い込 みによって管９を介して連続的に吸引される。コロナ電極にのまわりの空気流は 極めて少ないので、気体のごく少量が管９を介して吸引されればよい。吸い込み によって管９から吸引される空気は、それに伴う有害な気体とともに、空。

気を前記気体から浄化するための装置へと導かれ、または問題の気体が危険を引 き起こさない適切ないずれかの位置において排出され得る。第８図に示されたよ うに、加圧された空気のソース（図示されず）に接続された管１０が、空気の流 れをコロナ電極Ｋに沿って吸い込み管９の方向へ向け、かつその中に入るよう方 向づけするために、コロナ電極にの反対側の端部に配置され得る。これはコロナ 放電によって発生する有害な気体の輸送をより一層効率的にする。管またはバイ ブ９および１０はまた、少なくとも管の端部が導電性であることを保証し、かつ それをコロナ電極の電位より幾分低い電位に接続することによって、励起電極と して働き得る。

第９図は、同様の目的のために意図され、かつ中空円筒状ターゲット電極の中実 軸に沿って位置する穴のあいた管１１を含むさらなる実施例を概略的に示す。穴 のあいた管１１は第８図の実施例の管９と同様に、適切な空気吸い込み装置（図 示されず）に接続される。しかしながら第９図の実施例の場合、空気が専ら管の 壁にある穿孔を介して吸引されるように、管１１の端部が閉鎖されている。この 場合、コロナ電極は、管１１のまわりにそれに平行して配置される、複数のワイ ヤ状電極エレメントＫからなり、したがってコロナ電流はまわりを取り囲むター ゲット電極（第９図においては図示されず）に向けてあらゆる方向に伝送される 。コロナ電極およびターゲット電極間において必要な電位差を減少させるために 、管１１はまた、管１１を導電性または半導電性材料から製造し、かつその管を コロナ電極にの電位より幾分低い電位に接続することによって、先に説明された ようにコロナ電極にのための励起電極として機能し得る。

第１０図に概略的に示されたように、コロナ電極のすぐ近くからオゾンおよび窒 素の酸化物を除去するために逆の配置が用いられ得る。第１０図の実施例におい ては、穴のあいた複数の、たとえば３つまたは４つの管１６がコロナ電極にのま わりに、それに平行して配置され、それらの管は、コロナ電極にのごく近くに位 置する空気を６管１６の穴のあいた壁から吸引するような空気吸い込み装置に接 続される。これらの管１６はまた、管を導電性または半導電性の材料から構成し 、かつその管をコロナ電極Ｋま電位より幾分低い電位に接続することによって、 コロナ電極にのための励起電極として機能し得るのが有利である。

前掲の国際特許出願に述べられた理論上の説明から理解されるように、コロナ電 極とターゲット電極との間の距離、すなわち第１図および第２図に従って構成さ れたシステムのターゲット電極Ｍの直径は、コロナ電極とターゲット電極との間 の電位差および、コロナ電流の所望の値に依存する。したがって、第１図および 第２図に従って構成された配置を援用し、専らその配置の大きさを、したがって またターゲット電極の直径を増加するのみで空気の全容積スルーブツトを増加さ せることは不可能である。空気の容積流量を増加させるにはむしろ、軸方向の長 さがより長い配置を必要とする。しかしながら配置の軸方向の長さを延長すると 、円筒状ターゲット電極の軸方向に位置する開放端部における入口領域が、前記 電極の透過性円筒状表面を介する出口領域に対して低減され、その結果流れに対 する抵抗が増加し、また場合によってはターゲット電極全体における空気流の分 布が不均一となる。第１１図に概略的に示された配置はこの深刻な問題に適切な 解決をもたらす。この実施例は、第１図および第２図に示された前述の実施例に 従って構成された複数の空気推進装置１２を含む。これらの装置は、第１１図の 矢印に示されたように空気がそこから前記装置１２内へ流入し得る空間を、相互 に隣接する装置１２の間に残すように、軸方向に、相互に間隔をおかれた連続的 関係で配置される。この発明のシステムのこの実施例はまた、たとえば円筒状対 流放熱器および／または化学的吸収剤１３などの空気処理装置を含み得、それは 、流入する空気および流出する空気がともに対流放熱器１４を通過するように、 または同様に配置されたその他の何らかの空気処理装置を通過するように、空気 推進装置１２のまわり、およびその間の空間のまわりにも配置される。

第１３図は、空気の全容積スループットを増加させるために大きな軸方向の拡張 部を付与され得る、この発明のシステムのもう１つの実施例の半径方向の断面図 を概略的に示す。この実施例のターゲット電極は複数の弧状の電極エレメントＭ １およびＭ２に分割され、それらの数は図示された実施例においては２つであり 、ターゲット電極エレメントＭｌ、Ｍ２の間に空間１４を形成するように、コロ ナ電極Ｋを同軸で取り囲む円筒状表面のまわりに、周辺に相互に距離をおいて配 置される。空気は図示されたシステムを介して、第１３図の矢印に示された方向 に、すなわちターゲット電極エレメントＭ１、Ｍ２間の空間１４を介して本質的 に半径方向に流れ、前記電極エレメントを介して本質的に半径方向に流出する。

各空間１４の流れ領域はターゲット電極エレメントＭ１、Ｍ２を介する流れ領域 と等しいのが望ましい。

２つ以上の弧状ターゲット電極が中央コロナ電極めまわりに同軸で配置される、 第１３図に従って構成された実施例の場合、弧状ターゲット電極の湾曲の半径が コロナ電極への半径方向の距離より短いとき、すなわち各弧状電極の端部が、前 記ターゲット電極の中央部よりコロナ電極から短い距離に位置するとき、有利で ある。これは第１４図に概略的に示される。この構成はターゲット電極の全領域 を通じてより均一な空気流の分布を提供することがわかった。

第１４図はまた、そのような弧状ターゲット電極について考えられ得る２つの異 なった実施例を示す。前記図面の左に示されたターゲット電極Ｍ１は、互いに平 行な関係で、コロナ電極にの軸方向にに対して直媚に、原則的には第４図に示さ れたそれと同じ方法で配置される、複数のプレート状電極エレメント、またはラ メラ状電極エレメントを含む。この実施例の場合、接地され、かつ第５図の実施 例の電極エレメント６に対応するさらなる電極エレメントがターゲット電極エレ メントの間に配置されてもよい。第１４図の右手に示されたターゲット電極Ｍ２ は、絶縁端部プレート１７の間を軸方向に延び、かつコロナ電極Ｋに関して本質 的に半径方向に配向される複数のプレート状電極エレメント、またはラメラ状電 極エレメントを含み、図面にはそのうち１つが示される。ターゲット電極エレメ ントＭ２の間にはプレート状またはラメラ状電極エレメント１８が配置され、タ ーゲット電極エレメントＭ２と同様の方法で配置されるが、それらは接地される 。これらの電極エレメント１８は、第５図に関連して上に述べられた電極エレメ ント６と同じ目的を有し、したがってターゲット電極エレメントＭ２とともにコ ンデンサ・セパレータを形成する。

これらのさらなる電極１８が、ターゲット電極エレメントＭ２よりコロナ電極Ｋ かられずかに遠い距離をおいて配置されると、コロン電流の本質的な部分が電極 エレメント１８へと移動することはないので、有利である。

第１３図および第１４図に示された実施例を使用すると、加圧された空気のソー スに接続されたスロット形状の管１９を介してコロナ電極に上にその一方の側か ら空気を吹きつけ、同時に、空気吸い込み装置に接続された同様なスロット形状 管２０を介してコロナ電極にの他方の側から吸い込みによって空気を回収するこ とによって、コロナ電極にのすぐ近くからオゾンおよび窒素の酸化物が極めて効 率的に除去され得る。管１９および２０はしたがって、コロナ電極Ｋに面し、図 面の平面に対して垂直な方向にコロナ電極にの長さ全体にわたって実質的に延び るスロット形状のオリフィス１９ａおよび２０ａを各々有する。これらの管１９ ．２０はコロナ電極Ｋにおいて感知され得るほどにコロナ放電を妨げることはな いであろうし、したがってコロナ電極およびターゲット電極間の必要な電位差を 大きく変えることはないであろう。管１９および２０はまた、先に説明されたよ うに、前記管１９．２０の少なくともコロナ電極にのごく近くに位置する部分を 導電性または半導電性にし、かつ前記部分をコロナ電極にの電位より幾分低い電 位に接続することによって、コロナ電極にのための励起電極として機能し得る。

第１３図および第１４図の実施例に従って構成されたシステムは、第１図、第２ 図または第１２図に示された実施例に従って構成されたシステムによって得られ る利点と実質的に同じ利点を提供するであろう。

提供される弧状ターゲット電極の数は２つより多く、たとえば３つまたは４つで あってもよいことが認められるであろう。また他の関連において、ターゲット電 極は互いに異なる方法で構成されてもよく、上に述べられたような流通する空気 を処理するための装置と結合されてもよいことが認められるであろう。たとえば 、第１３図に示された実施例のターゲット電極Ｍ１、Ｍ２は、第３図の実施例に 関連して述べられたように、反射電極エレメントＲ１およびＲ２と各々結合され る。また空気処理装置は、空気流入開口として働く空間１４内に、またはそれに 隣接して位置決めされ得ることが理解されるであろう。第１３図または第１４図 に概略的に示されたように構成されたシステムの場合、システムの軸方向に位置 する端部を、それを介して空気が流入するのを防止するために、閉鎖するのが望 ましい。

国際調査報告

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. １．コロナ電極（Ｋ）と、前記コロナ電極から間隔をおいて配置された少なくと も１つの空気透適性ターゲット電極（Ｍ）とを含み、一方の極がコロナ電極に、 かつ他方の極がターゲット電極に接続される直流電圧源（３）をさらに含み、コ ロナ電極の形状と、コロナ電極とターゲット電極との間の電位差および距離が、 空気イオンを発生するコロナ放電がコロナ電極において生じるようなものである 、空気処理システムであって、前記少なくとも１つのターゲット電極（１）は、 コロナ電極（Ｋ）のまわりの、コロナ電極を同中心的に取り囲む円周上に、本質 的に対称的に配置されることを特徴とする、システム。
2. ２．少なくとも１つのターゲット電極（１）が前記円周の全周辺のまわりに延び ることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の、システム。
3. ３．少なくとも１つのターゲット電極（１）が実質的に円筒状の拡張部を有する ことを特徴とする、請求の範囲第２項に記載の、システム。
4. ４．前記ターゲット電極が、相互に同じ電位を有し、かつ前記円周の周辺に相互 に間隔をおかれた関係で配置される、複数の相互に分離された部分（Ｍ１、Ｍ２ ）を含むことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の、システム。
5. ５．前記ターゲット電極部分（Ｍ１、Ｍ２）の形状が弧状であり、かつ前記円周 のまわりのターゲット電極の互いに隣接する部分の間の内部空間（１４）の周辺 拡張部と実質的に一致する周辺拡張部を有することを特徴とする、請求の範囲第 ４項に記載の、システム。
6. ６．前記ターゲット電極部分（Ｍ１、Ｍ２）が実質的に、部分的に円筒状の拡張 部を有することを特徴とする、請求の範囲第５項に記載の、システム。
7. ７．前記ターゲット電極部分（Ｍ１、Ｍ２）が、コロナ電極（Ｋ）への半径方向 の距離より短い湾曲の半径を有することを特徴とする、請求の範囲第４項から第 ６項のいずれかに記載の、システム。
8. ８．コロナ電極（Ｋ）がワイヤの形態であり、かつ前記円周の中央軸と実質的に 一致するよう位置決めされることを特徴とする、請求の範囲第１項から第７項の いずれかに記載の、システム。
9. ９．ワイヤ形態のコロナ電極（Ｋ）が、ターゲット電極（Ｍ）の軸方向の拡張部 を超える長さを有することを特徴とする、請求の範囲第８項に記載の、システム 。
10. １０．コロナ電極（Ｋ）に近接して配置され、かつ、コロナ放電によって発生す る有害な気体物質を吸収するか、または触媒によって分解することが可能な化学 的に活性な物質を含むエレメント（８、２１）を特徴とする、請求の範囲第１項 から第９項のいずれかに記載の、システム。
11. １１．コロナ電極（Ｋ）のすぐ近くから空気および、コロナ放電によって発生す る有害な気体物質をそれと共に分離除去し、かつそのようにして除去された空気 および、前記空気に伴う有害な気体物質を回収するための手段を特徴とする、請 求の範囲第１項から第９項のいずれかに記載の、システム。
12. １２．空気吸い込み装置に接続され、かつその一方の端部が、ワイヤ形状のコロ ナ電極（Ｋ）の一方の端部に向けて軸方向に延びるように配置される管（９）を 、前記装置が含むことを特徴とする、請求の範囲第８項および第１０項に記載の 、システム。
13. １３．加圧された空気のソースに接続され、かつその一方の端部が、流れまたは 空気をコロナ電極に沿って方向決めするように、前記コロナ電極（Ｋ）の他方の 端部に向けて軸方向に方向決めされるさらなる管（１０）を前記システムが含む ことを特徴とする、請求の範囲第１２項に記載の、システム。
14. １４．穴のあいた壁を有し、かつ空気吸い込み装置に接続されて、円周の中央軸 に沿って同軸で延びる管（１１）を、前記手段が含み、かつコロナ電極が、前記 管（１１）のまわりに、それに平行して配置される複数のワイヤ状電極エレメン ト（Ｋ）を含むことを特徴とする、請求の範囲第１１項に記載の、システム。
15. １５．穴のあいた壁を有し、空気吸い込み装置に接続され、かつコロナ電極（Ｋ ）のまわりに、それに平行して配置される複数の管（１６）を、前記手段が含む ことを特徴とする、請求の範囲第１１項に記載の、システム。
16. １６．空気をコロナ電極（Ｋ）上にその一方の側から、電極の長手方向に対して 直角に吹きつけるための手段（１９）と、コロナ電極（Ｋ）の反対側における空 気を吸い込みによって、コロナ電極の長手方向に対して実質的に直角の方向にお いて除去するための手段（２０）とを、前記装置が含むことを特徴とする、請求 の範囲第１１項に記載の、システム。
17. １７．ターゲット電極（Ｍ）に隣接して、または半径方向の外側に位置する、タ ーゲット電極から本質的に半径方向に流出する空気を処理するための処理装置を 特徴とする、請求の範囲第１項から第１６項のいずれかに記載の、システム。
18. １８．円筒状ターゲット電極（Ｍ）の開かれた軸方向の各端部に位置する、前記 開放端部を介して本質的に軸方向にターゲット電極に流入する空気の流れを処理 するための空気処理装置を特徴とする、請求の範囲第３項に記載の、システム。
19. １９．ターゲット電極の様々な部分（Ｍ１、Ｍ２）間の前記内部空間（１４）に 配置された、これらの空間を介して実質的に半径方向に流入する空気を処理する ための空気処理装置を特徴とする、請求の範囲第５項に記載の、システム。
20. ２０．システムが、関連するコロナ電極を有し、かつ相互に軸方向に間隔をおか れた関係で共通軸のまわりに配置される複数の円筒状ターゲット電極（１２）を 、相互に隣接するターゲット電極の間にリング形状の空間を形成するように、含 みかつ、前記空間を介して本質的に半径方向で流入する空気を処理するための空 気処理装置（１３）が、各リング形状空間に配置されることを特徴とする、請求 の範囲第３項に記載の、システム。
21. ２１．前記空気処理装置が、空気の流れを機械的、静電気的または化学的に浄化 するように意図されており、および／または空気の温度を変更するように意図さ れていることを特徴とする、請求の範囲第１７項から第２０項のいずれかに記載 の、システム。
22. ２２．コロナ電極（Ｋ）とターゲット電極（Ｍ）との間の半径方向の距離が少な くとも５ｃｍであり、望ましくは少なくとも８ｃｍであることを特徴とする、請 求の範囲第１項から第２１項のいずれかに記載の、システム。
23. ２３．円筒状ターゲット電極（Ｍ）の軸方向に位置する２つの端部が開かれてお り、かつ、ターゲット電極の軸方向の長さが、コロナ電極（Ｋ）とターゲット電 極（Ｍ）との間の半径方向の距離に本質的に対応することを特徴とする、請求の 範囲第３項に記載の、システム。
24. ２４．円筒状ターゲット電極（Ｍ）の軸方向に位置する一方の端部が気密である ように遮蔽され、かつ、ターゲット電極の軸方向の長さが、コロナ電極（Ｋ）と ターゲット電極（Ｍ）との間の半径方向の距離の半分と本質的に一致することを 特徴とする、請求の範囲第３項に記載の、システム。