JPH1157387A - コロナ放電を使用する屋内空気汚染物質破壊装置 - Google Patents
コロナ放電を使用する屋内空気汚染物質破壊装置Info
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- JPH1157387A JPH1157387A JP22284597A JP22284597A JPH1157387A JP H1157387 A JPH1157387 A JP H1157387A JP 22284597 A JP22284597 A JP 22284597A JP 22284597 A JP22284597 A JP 22284597A JP H1157387 A JPH1157387 A JP H1157387A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、１組の電極で粒子の帯電の
イオンの生成と帯電された粒子の凝集を同じ電極で行う
ことのできる構成が簡単で効率のよい屋内用の空気処理
装置を提供することである。 【解決手段】 内側電極10と外側電極12とを具備し、空
気中の汚染物質を破壊するためのコロナ放電リアクタ8
と、コロナ放電を生成して粒子材料を凝集させる急速に
振動する電界を生成するために電極10, 12に電力を供給
する電力供給装置と、空気をコロナ放電リアクタに導く
入口と、コロナ放電リアクタからの処理された空気を放
出する出口とを具備し、各コロナ放電リアクタ8 は内側
表面34がこのリアクタチャンバを定める中空の誘電体32
を備え、内側電極10はリアクタチャンバ42の内側に位置
され、外側電極12はリアクタチャンバ42の外側に配置さ
れていることを特徴とする。
イオンの生成と帯電された粒子の凝集を同じ電極で行う
ことのできる構成が簡単で効率のよい屋内用の空気処理
装置を提供することである。 【解決手段】 内側電極10と外側電極12とを具備し、空
気中の汚染物質を破壊するためのコロナ放電リアクタ8
と、コロナ放電を生成して粒子材料を凝集させる急速に
振動する電界を生成するために電極10, 12に電力を供給
する電力供給装置と、空気をコロナ放電リアクタに導く
入口と、コロナ放電リアクタからの処理された空気を放
出する出口とを具備し、各コロナ放電リアクタ8 は内側
表面34がこのリアクタチャンバを定める中空の誘電体32
を備え、内側電極10はリアクタチャンバ42の内側に位置
され、外側電極12はリアクタチャンバ42の外側に配置さ
れていることを特徴とする。
Description
【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する屋内空気汚
染物質破壊に関する。
界によって発生されたコロナ放電を使用する屋内空気汚
染物質破壊に関する。
【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。
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。
【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ＳＯｘおよ
びＮＯｘ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。
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ＳＯｘおよ
びＮＯｘ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。
【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。
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。
【０００５】プラズマ技術によるＮＯｘ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ＮＯｘの減少の反応シー
ケンスが説明されている。
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ＮＯｘの減少の反応シー
ケンスが説明されている。
【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。
(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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００１１】本発明の空気清浄装置は、内側および外側
電極を具備し、粒子材料を含む空気中の汚染物質を破壊
するための少なくとも１つのコロナ放電リアクタと、コ
ロナ放電を生成し、粒子材料を凝集させる急速に振動し
ている電界を生成するために電極に電力を供給するよう
に接続された電力供給装置と、空気をコロナ放電リアク
タに導くように構成された入口と、コロナ放電リアクタ
からの処理された空気を放出するように構成された出口
とを具備し、各コロナ放電リアクタは、内側および外側
表面を有し、内側表面がこのリアクタチャンバを定める
中空の誘電体を備え、内側電極はリアクタチャンバの内
側に位置され、外側電極はリアクタチャンバの外側に配
置されていることを特徴とする。
電極を具備し、粒子材料を含む空気中の汚染物質を破壊
するための少なくとも１つのコロナ放電リアクタと、コ
ロナ放電を生成し、粒子材料を凝集させる急速に振動し
ている電界を生成するために電極に電力を供給するよう
に接続された電力供給装置と、空気をコロナ放電リアク
タに導くように構成された入口と、コロナ放電リアクタ
からの処理された空気を放出するように構成された出口
とを具備し、各コロナ放電リアクタは、内側および外側
表面を有し、内側表面がこのリアクタチャンバを定める
中空の誘電体を備え、内側電極はリアクタチャンバの内
側に位置され、外側電極はリアクタチャンバの外側に配
置されていることを特徴とする。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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、微粒子材料、揮発性
有機化合物（ＶＯＣ）および生物を破壊するためのシス
テムに関する。
使用して屋内のガス状の汚染物質、微粒子材料、揮発性
有機化合物（ＶＯＣ）および生物を破壊するためのシス
テムに関する。
【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。
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。
【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
ｆpulse 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。
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
ｆpulse 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。
【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。
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。
【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。
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。
【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で
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。
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で
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
Ｏ3 の過剰な生成を防ぐ。
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
Ｏ3 の過剰な生成を防ぐ。
【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。
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。
【図１】コロナ放電屋内空気処理システムのブロック
図。
図。
【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。
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。
【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。
コロナリアクタの断面図。
【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。
細な断面図。
【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。
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。
【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。
示すリアクタチャンバと繊維材料フィルタの断面図。
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (1)
- 【請求項１】 内側および外側電極を具備し、粒子材料
を含む空気中の汚染物質を破壊するための少なくとも１
つのコロナ放電リアクタと、 コロナ放電を生成し、前記粒子材料を凝集させる急速に
振動している電界を生成するために電極に電力を供給す
るように構成された電力供給装置と、 空気を前記コロナ放電リアクタに導くように構成された
入口と、 前記コロナ放電リアクタからの処理された空気を放出す
るように構成された出口とを具備し、 前記各コロナ放電リアクタは、 内側および外側表面を有し、前記内側表面がこのリアク
タチャンバを定める中空の誘電体を備え、前記内側電極
は前記リアクタチャンバの内側に位置され、前記外側電
極はリアクタチャンバの外側に配置されていることを特
徴とする空気清浄装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09222845A JP3100566B2 (ja) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | 空気清浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09222845A JP3100566B2 (ja) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | 空気清浄方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1157387A true JPH1157387A (ja) | 1999-03-02 |
| JP3100566B2 JP3100566B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=16788813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09222845A Expired - Fee Related JP3100566B2 (ja) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | 空気清浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3100566B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005089908A1 (ja) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Daikin Industries, Ltd. | 空気浄化装置 |
| JP2008229592A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Nittetsu Mining Co Ltd | 液滴微粒子含有被処理気体の処理方法及び処理装置 |
| CN114939342A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-08-26 | 西安交通大学 | 一种基于电晕放电的小空间空气净化装置及其使用方法 |
-
1997
- 1997-08-19 JP JP09222845A patent/JP3100566B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005089908A1 (ja) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Daikin Industries, Ltd. | 空気浄化装置 |
| AU2005224234B2 (en) * | 2004-03-18 | 2008-10-02 | Daikin Industries, Ltd. | Air purification device |
| US7569100B2 (en) | 2004-03-18 | 2009-08-04 | Daikin Industries, Ltd. | Air purification device |
| JP2008229592A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Nittetsu Mining Co Ltd | 液滴微粒子含有被処理気体の処理方法及び処理装置 |
| CN114939342A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-08-26 | 西安交通大学 | 一种基于电晕放电的小空间空气净化装置及其使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3100566B2 (ja) | 2000-10-16 |
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Legal Events
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