JP2020157195A - Air cleaning device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、空気清浄装置に関するものである。 The present invention relates to an air purifier.
高圧電源の正極（高圧）側に接続した高圧側電極と、その負極（アース）側に接続した集塵電極とを交互に平行配列し、捕集の対象とする粒子をアイオナイザーで荷電後に捕集する空気清浄装置のコレクターが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、放電電極及び対向電極と、これらの電極間にストリーマ放電を発生させるパルス波形の高電圧を印加する高電圧印加手段と、を備えたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。 The high-pressure side electrode connected to the positive electrode (high pressure) side of the high-pressure power supply and the dust collecting electrode connected to the negative electrode (earth) side are alternately arranged in parallel, and the particles to be collected are collected after being charged by the ionizer. A collector of a collecting air purifier is known (see, for example, Patent Document 1). Further, there is also known one provided with a discharge electrode and a counter electrode, and a high voltage application means for applying a high voltage of a pulse waveform that generates a streamer discharge between these electrodes (see, for example, Patent Document 2). ..
しかしながら、特許文献１に示された技術においては、常に一定の高電圧を印加した放電で空気中の粒子状物質を帯電させているため、空気中に含まれる粒子状物質の種類によっては、除去性能が悪くなる。また、特許文献２に示された技術においては、常にパルスストリーマ放電を行っているため、空気中に含まれる粒子状物質の種類によって、特にアレルゲン物質等では除去性能が悪くなる。このように、特許文献１及び特許文献２に示されるような技術においては、空気中に含まれる様々な種類、大きさの粒子状物質を、効率的に不活化できない。
However, in the technique shown in Patent Document 1, since the particulate matter in the air is always charged by the electric discharge to which a constant high voltage is applied, it is removed depending on the type of the particulate matter contained in the air. Performance deteriorates. Further, in the technique shown in
この発明は、このような課題を解決するためになされたものである。その目的は、様々な種類、大きさの粒子状物質について効率的な不活化を図ることが可能である空気清浄装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem. An object of the present invention is to provide an air purifying device capable of efficiently inactivating particulate matter of various types and sizes.
この発明に係る空気清浄装置は、空気の風路に設けられ、前記風路を通過する空気中に放電する第１の放電部と、前記風路の前記第１の放電部より下流側に設けられ、前記風路を通過する空気中に放電する第２の放電部と、第１の波形の電圧を前記第１の放電部に印加して前記第１の放電部で放電させる第１の電源部と、前記第１の波形とは異なる第２の波形の電圧を前記第２の放電部に印加して前記第２の放電部で放電させる第２の電源部と、を備える。 The air purifying device according to the present invention is provided in the air passage, and is provided with a first discharge portion that discharges into the air passing through the air passage and a downstream side of the first discharge portion of the air passage. A second discharge unit that discharges into the air passing through the air passage, and a first power source that applies a voltage of a first waveform to the first discharge unit to discharge at the first discharge unit. A unit and a second power supply unit that applies a voltage of a second waveform different from the first waveform to the second discharge unit and discharges the second discharge unit.
この発明に係る空気清浄装置によれば、様々な種類、大きさの粒子状物質について効率的な不活化を図ることが可能であるという効果を奏する。 According to the air purifier according to the present invention, there is an effect that it is possible to efficiently inactivate particulate matter of various types and sizes.
この発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。 A mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be appropriately simplified or omitted. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
実施の形態１．
図１から図７を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。図１は空気清浄装置を備えた換気装置の全体構成を模式的に示す断面図である。図２は空気清浄装置が備える放電装置の構成を模式的に示す断面図である。図３から図６は空気清浄装置の放電装置に印加される電圧波形の一例を示す図である。そして、図７は空気清浄装置の制御系統の構成を示すブロック図である。
Embodiment 1.
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the overall configuration of a ventilation device provided with an air purifying device. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a discharge device included in the air purifier. 3 to 6 are diagrams showing an example of a voltage waveform applied to a discharge device of an air purifier. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a control system of the air purifier.
この実施の形態においては、空気清浄装置が換気装置に設けられている。換気装置は、換気の対象となる部屋１の屋内に、屋外の空気を導入するためのものである。図１に示すように、換気装置は、筐体１０、屋外側中間ダクト２０及び屋内側中間ダクト３０を備えている。筐体１０は、中空の箱状を呈する。筐体１０は、部屋１の天井裏すなわち天井２の上側に設置されている。
In this embodiment, an air purifier is provided in the ventilator. The ventilation device is for introducing outdoor air into the room 1 to be ventilated. As shown in FIG. 1, the ventilation device includes a
部屋１の壁３の天井２より上側の部分には、壁３の屋内側と屋外側とを貫通する開口が形成されている。この壁３の開口には、吸込口形成部材２１が取り付けられている。吸込口形成部材２１は、その一部が屋外に突出して設けられている。吸込口形成部材２１には、吸込口２２が形成されている。吸込口２２は、屋外の空気を取り入れるための外気導入開口部である。
An opening that penetrates the indoor side and the outdoor side of the wall 3 is formed in a portion of the wall 3 of the room 1 above the
屋外側中間ダクト２０は、中空筒状の部材である。屋外側中間ダクト２０の一端は、壁３の屋内側から吸込口形成部材２１に接続されている。屋外側中間ダクト２０の他端は、筐体１０の一端側に接続されている。筐体１０の内部は、屋外側中間ダクト２０の内部と吸込口形成部材２１の吸込口２２とを介して、屋外に通じている。
The outdoor side
部屋１の天井２には、天井２の上側と下側とを貫通する開口が形成されている。この天井２の開口には、吹出口形成部材３１が取り付けられている。吹出口形成部材３１には、吹出口３２が形成されている。吹出口３２は、外気導入開口部である吸込口２２から導入した空気を部屋１の屋内に吹き出すための給気開口部である。
The
屋内側中間ダクト３０は、中空筒状の部材である。屋内側中間ダクト３０は、中空筒状の部材である。屋内側中間ダクト３０の一端は、天井２の上側から吹出口形成部材３１に接続されている。屋内側中間ダクト３０の他端は、筐体１０の他端側に接続されている。筐体１０の内部は、屋内側中間ダクト３０の内部と吹出口形成部材３１の吹出口３２とを介して、部屋１の内部空間すなわち屋内に通じている。
The indoor side
このようにして、屋外側中間ダクト２０、筐体１０及び屋内側中間ダクト３０の内部には、外気導入開口部である吸込口２２から、給気開口部である吹出口３２まで通じる風路が形成されている。筐体１０の内部には、送風ファン１１が設けられている。送風ファン１１は、前述の風路中を吸込口２２から筐体１０内部を経て吹出口３２へと流れる空気流を発生させるためのものである。
In this way, inside the outdoor side
この実施の形態の空気清浄装置は、２以上の放電部１００を備えている。放電部１００は、前述の風路を通過する空気中に放電し、当該空気中のウイルス、細菌、カビ、花粉等を不活化するとともに、通過する空気中のウイルス、細菌、カビ、花粉、塵、埃、綿ゴミ、ダニ及びＰＭ２．５等の粒子状物質を帯電させるためのものである。ここで説明する構成例では、放電部１００は筐体１０の内部に設けられている。また、図１の構成例では、放電部１００として、第１の放電部１０１及び第２の放電部１０２の２つが設けられている。ただし、放電部１００の数は２つに限られず、例えば、３つ以上であってもよい。
The air purifying device of this embodiment includes two or
第１の放電部１０１及び第２の放電部１０２は、前述した空気の風路に設けられている。第２の放電部１０２は、前述した風路の第１の放電部１０１より下流側に配置されている。以降においては、第１の放電部１０１及び第２の放電部１０２の両方を特に区別せずに指す場合、単に放電部１００と呼ぶことがある。
The
また、空気清浄装置は、２以上の電源部２００を備えている。電源部２００は、放電部１００と同数だけ設けられる。したがって、ここで説明する構成例では、電源部２００として、第１の電源部２０１及び第２の電源部２０２の２つが設けられている。
Further, the air purifying device includes two or more
第１の電源部２０１は、第１の放電部１０１に電気的に接続されている。そして、第１の電源部２０１は、電圧を第１の放電部１０１に印加して第１の放電部１０１で放電を起こさせる。また、第２の電源部２０２は、第２の放電部１０２に電気的に接続されている。そして、第２の電源部２０２は、電圧を第２の放電部１０２に印加して第２の放電部１０２で放電を起こさせる。第１の電源部２０１による第１の放電部１０１への電圧の印加と、第２の電源部２０２による第２の放電部１０２への電圧の印加とは、それぞれ独立に制御できる。以降においては、第１の電源部２０１及び第２の電源部２０２の両方を特に区別せずに指す場合、単に電源部２００と呼ぶことがある。
The first
次に、放電部１００である第１の放電部１０１及び第２の放電部１０２の構成について説明する。第１の放電部１０１及び第２の放電部１０２の基本構造は同じである。そこで、第１の放電部１０１及び第２の放電部１０２の両方の構成について、同じ図２を参照しながら説明する。
Next, the configurations of the
同図に示すように、放電部１００は、放電電極１１０及び対向電極１２０を備えている。すなわち、第１の放電部１０１は、第１の放電電極１１１及び第１の対向電極１２１を備えている。また、第２の放電部１０２は、第２の放電電極１１２及び第２の対向電極１２２を備えている。
As shown in the figure, the
放電電極１１０は複数設けられる。対向電極１２０も複数設けられる。放電電極１１０及び対向電極１２０は、放電部１００を通過する空気流の方向と直交する方向に沿って、交互に並んでいる。
A plurality of discharge electrodes 110 are provided. A plurality of counter electrodes 120 are also provided. The discharge electrode 110 and the counter electrode 120 are alternately arranged along a direction orthogonal to the direction of the air flow passing through the
放電電極１１０は、長尺な板状部材で構成されている。放電電極１１０の材質には導電体が用いられる。具体的には、タングステン、銅、ニッケル、亜鉛、鉄等の金属、又は、これらの金属を主成分とするステンレス等の合金、もしくは、これらの金属又は合金の表面に、銀、金、白金等の貴金属をメッキしたもの、あるいは、これらの金属又は合金の表面に、炭素（グラファイト）層又は酸化膜を生成したもの等を用いることができる。 The discharge electrode 110 is made of a long plate-shaped member. A conductor is used as the material of the discharge electrode 110. Specifically, metals such as tungsten, copper, nickel, zinc, and iron, alloys such as stainless steel containing these metals as main components, or silver, gold, platinum, etc. on the surface of these metals or alloys. It is possible to use a metal plated with the above noble metal, or a metal or alloy having a carbon (graphite) layer or an oxide film formed on the surface of the metal or alloy.
放電電極１１０は、例えば、断面の直径数百μｍワイヤー状である。他に例えば、放電電極１１０は、その断面が短辺及び長辺によって周囲が囲まれた矩形形状を呈する。この場合、放電電極１１０の断面の短辺の長さは、例えば、０．０１ｍｍから０．１ｍｍである。放電電極１１０の断面の長辺の長さは、例えば、０．１ｍｍから１．０ｍｍである。放電電極１１０をこのような扁平な矩形状断面を有する形状にすることで、放電電極１１０をワイヤー状にした場合と比較して、以下の点で有利である。まず、放電電極１１０の強度を増すことができる。したがって、放電電極１１０の形状の経年変化を大幅に抑制することが可能である。また、低い電圧で放電を安定させることができる。 The discharge electrode 110 has, for example, a wire shape having a cross section diameter of several hundred μm. Alternatively, for example, the discharge electrode 110 has a rectangular cross section whose cross section is surrounded by short and long sides. In this case, the length of the short side of the cross section of the discharge electrode 110 is, for example, 0.01 mm to 0.1 mm. The length of the long side of the cross section of the discharge electrode 110 is, for example, 0.1 mm to 1.0 mm. By forming the discharge electrode 110 into a shape having such a flat rectangular cross section, it is advantageous in the following points as compared with the case where the discharge electrode 110 is formed into a wire shape. First, the strength of the discharge electrode 110 can be increased. Therefore, it is possible to significantly suppress the secular change in the shape of the discharge electrode 110. Moreover, the discharge can be stabilized at a low voltage.
対向電極１２０の材質には導電体が用いられる。具体的には、導電性樹脂、導電性の板金、絶縁性樹脂の表面に導電性の金属メッキを施したもの等を用いることができる。特に樹脂の表面に金属メッキを施して対向電極１２０を形成することで、対向電極１２０の全体を金属で構成した場合と比較して、対向電極１２０を、軽量でも厚みを大きくすることが可能である。そして、対向電極１２０の表面の曲率半径を大きくすることができ、対向電極１２０の表面の一部に電荷が集中することを緩和することが可能である。このため、放電部１００を通過する空気中に水分の多い場合でも異常放電を生じさせにくくすることができる。
A conductor is used as the material of the counter electrode 120. Specifically, a conductive resin, a conductive sheet metal, a conductive resin whose surface is plated with a conductive metal, or the like can be used. In particular, by plating the surface of the resin with metal to form the counter electrode 120, it is possible to increase the thickness of the counter electrode 120 even if it is lightweight, as compared with the case where the entire counter electrode 120 is made of metal. is there. Then, the radius of curvature of the surface of the counter electrode 120 can be increased, and it is possible to alleviate the concentration of electric charges on a part of the surface of the counter electrode 120. Therefore, even when there is a large amount of water in the air passing through the
電源部２００は、接地電位に対して電圧を放電電極１１０に印加する。対向電極１２０は、接地されている。したがって、電源部２００は、放電電極１１０と対向電極１２０との間に電圧を印加する。そして、この印加された電圧により、放電電極１１０と対向電極１２０との間でコロナ放電が生じる。
The
第１の電源部２０１が第１の放電電極１１１に印加する電圧は、第１の波形である。第２の電源部２０２が第２の放電電極１１２に印加する電圧は、第２の波形である。この第２の波形は、前述した第１の波形とは異なる波形である。第１の波形及び第２の波形は、例えば、ピーク電圧が４〜７ｋＶ又は−７〜−４ｋＶの周期的に変化する波形、あるいは、４〜７ｋＶ又は−７〜−４ｋＶの直流波形である。
The voltage applied by the first
次に、図３から図６を参照しながら、第１の波形及び第２の波形の具体例を説明する。これらの図に示す電圧値Ｖが、前述した４〜７ｋＶ又は−７〜−４ｋＶになる。図３に示すのは、直流波形の例である。この例では、定常的に一定の電圧値Ｖとなる。 Next, specific examples of the first waveform and the second waveform will be described with reference to FIGS. 3 to 6. The voltage value V shown in these figures is 4 to 7 kV or -7 to -4 kV described above. FIG. 3 shows an example of a DC waveform. In this example, the voltage value V is constantly constant.
図４から図６に示すのは、周期的に変化する波形の例である。これらの例では、電圧値が周期λで変化する。図４に示すのは矩形波形の例である。この例では、１周期λのうち、予め設定された一定時間だけ電圧値がＶとなり、他の時間の電圧値はほぼ０となる。図５に示すのは、１周期λのうち、電圧値の立ち上がり部分にリップルが生じている波形の例である。この例では、リップル部分においては、電圧値が一時的にＶを上回る。その後、１周期λのうち、予め設定された一定時間だけ電圧値がＶとなった後、緩やかに電圧値が０に下がり１周期λが終了する。図６に示すのは、鋸歯状波形の例である。この例では、１周期λの開始時に電圧値がＶまで鋭く立ち上がった後、緩やかに電圧値が０に下がり１周期λが終了する。 4 to 6 show examples of waveforms that change periodically. In these examples, the voltage value changes with period λ. FIG. 4 shows an example of a rectangular waveform. In this example, the voltage value becomes V only for a preset fixed time in one cycle λ, and the voltage value at other times becomes almost 0. FIG. 5 shows an example of a waveform in which ripple occurs at the rising portion of the voltage value in one cycle λ. In this example, the voltage value temporarily exceeds V in the ripple portion. After that, the voltage value becomes V for a predetermined fixed time in one cycle λ, then the voltage value gradually decreases to 0, and the one cycle λ ends. FIG. 6 shows an example of a serrated waveform. In this example, after the voltage value sharply rises to V at the start of the 1st cycle λ, the voltage value gradually drops to 0 and the 1st cycle λ ends.
前述したように、風路を通過する空気中には、ウイルス、細菌、カビ、花粉、塵、埃、綿ゴミ、ダニ及びＰＭ２．５等の様々な種類、大きさの粒子状物質が含まれている。粒子状物質の種類、大きさが異なれば、放電部１００における不活化及び帯電に有効な電圧波形も異なる。そこで、この実施の形態の空気清浄装置では、前述したように、第１の電源部２０１が第１の放電電極１１１に印加する電圧波形である第１の波形と、第２の電源部２０２が第２の放電電極１１２に印加する電圧波形である第２の波形とを、異なる波形にしている。このため、風路を通過する空気に対して異なる２以上の電圧波形による放電を与えることができ、様々な種類、大きさの粒子状物質について、効率的に不活化と帯電をさせることが可能である。
As mentioned above, the air passing through the air passage contains particulate matter of various types and sizes such as viruses, bacteria, molds, pollen, dust, dust, cotton dust, mites and PM2.5. ing. If the type and size of the particulate matter are different, the voltage waveform effective for inactivation and charging in the
特に、上流側の第１の放電部１０１で印加する第１の波形を図４から図６のいずれかに示す周期的に変化する波形にするとよい。ウイルス等と比較して径が大きい花粉等の粒子に周期的に変化する電圧による放電を与えると、粉砕して径の小さな粒子にできる。そこで、まず上流側で径の大きな粒子を破砕して径の小さな粒子にすることで、花粉等の径の大きな粒子の不活化を図るとともに、下流側での帯電、さらなる不活化を行いやすくできる。
In particular, the first waveform applied by the
そして、下流側の第２の放電部１０２では、上流側の第１の波形とは異なる第２の波形により放電する。これにより、第１の波形による放電では不活化できなかった種類、大きさの粒子について不活化、帯電を図るとともに、第１の波形による放電で粉砕された粒子の帯電、さらなる不活化を図ることが可能である。
Then, the
なお、第２の波形は、直流波形であっても周期的な波形であってもよい。第１の波形及び第２の波形の両方が周期的な波形である場合、第２の波形のＤｕｔｙ比、周期λ及び電圧値Ｖのうちの少なくともいずれかが第１の波形のものと異なればよい。ここで、Ｄｕｔｙ比とは、１周期λのうちで電圧値がＶ以上となる時間（図３及び図４中に「Ｄｕｔｙ」で示される時間）の割合である。下流側の第２の放電部１０２で印加する第２の波形を図４から図６のいずれかに示す周期的に変化する波形にすれば、例えば、上流側の第１の放電部１０１で細かく破砕された粒子状物質をさらに細かく粉砕できる。一方、第２の波形を図３に示す直流波形にすれば、例えば、上流側の第１の放電部１０１で細かく破砕された粒子状物質を効率的に帯電させることができる。
The second waveform may be a DC waveform or a periodic waveform. When both the first waveform and the second waveform are periodic waveforms, if at least one of the duty ratio, period λ, and voltage value V of the second waveform is different from that of the first waveform. Good. Here, the duty ratio is the ratio of the time during which the voltage value becomes V or more in one cycle λ (the time indicated by “Duty” in FIGS. 3 and 4). If the second waveform applied by the
再び図１を参照しながら説明を続ける。この実施の形態の空気清浄装置は、捕集部３００を備えている。ここで説明する構成例では、捕集部３００は筐体１０の内部に設けられている。捕集部３００は、放電部１００により帯電された粒子状物質を捕集するためのものである。捕集部３００は、例えば、電荷を帯びたエレクトレットフィルタを備えている。このエレクトレットフィルタは、例えば、濾材をプリーツ形状、コルゲート形状又はハニカム形状等にしたものに帯電させることで構成される。
The description will be continued with reference to FIG. 1 again. The air purifying device of this embodiment includes a
捕集部３００をフィルタ形状にせず、他に例えば、平行平板状の金属又は樹脂を積層したもので構成してもよい。平行平板状の部材を積層して捕集部３００を構成した場合、例えば、捕集部３００を天井２から部屋１内へと引き出せるような構造にすることで、捕集部３００を水等で洗浄するメンテナンスが可能となり、フィルタの交換コストを低減することができる。なお、放電部１００での放電によるウイルス、細菌、カビ、花粉等の不活化を主目的とする場合には、捕集部３００を設けなくともよい。
The collecting
以上のように構成された空気清浄装置が設けられた風路を通過する空気は、まず、第１の放電部１０１を通過する。このとき、第１の電源部２０１により第１の波形の電圧が印加された第１の放電部１０１でコロナ放電が生じる。そして、空気中の粒子状物質は、第１の放電部１０１を通過する際に第１の波形の電圧が印加されて起きた放電を受け、破砕による不活化及び帯電の一方又は両方の処理がなされる。
The air passing through the air passage provided with the air purifying device configured as described above first passes through the
第１の放電部１０１を通過した空気は、次に第２の放電部１０２を通過する。このとき、第２の電源部２０２により第２の波形の電圧が印加された第２の放電部１０２でコロナ放電が生じる。そして、空気中の粒子状物質は、第２の放電部１０２を通過する際に、先ほどとは異なる波形の電圧が印加されて起きた放電による不活化及び帯電の一方又は両方の処理がなされる。
The air that has passed through the
第２の放電部１０２を通過した空気は、次に捕集部３００を通過する。この際、放電部１００の通過時に帯電された粒子状物質は、捕集部３００のエレクトレットフィルタにクーロン力等により吸着され、捕集部３００において捕集される。このようにして、風路を通過する空気中から粒子状物質が除去される。
The air that has passed through the
なお、この実施の形態の空気清浄装置は、送風ファン１１を備えていなくともよい。例えば、部屋１内の空気を外部に排出する換気扇が設置されている場合には、この換気扇を動作させれば、部屋１内の気圧が低下し、送風ファン１１がなくとも前述の風路中を吸込口２２から吹出口３２へと流れる空気流を発生させることができる。
The air purifying device of this embodiment does not have to include the
この実施の形態の空気清浄装置は、図１に示すように、粉塵センサ２３を備えるようにしてもよい。そして、第１の電源部２０１及び第２の電源部２０２は、粉塵センサ２３の検出結果に応じて第１の放電部１０１に印加する電圧の波形（すなわち第１の波形）及び第２の放電部１０２に印加する電圧の波形（すなわち第２の波形）を制御するようにしてもよい。
The air purifying device of this embodiment may include a
粉塵センサ２３は、屋外の空気中の粒子状物質の種類、大きさ及び量等を検出するものである。粉塵センサ２３が濃度を検出する粒子状物質には、具体的に例えば、ウイルス、細菌、カビ、花粉、塵、埃、綿ゴミ、ダニ及びＰＭ２．５等が含まれる。図１に示す例では、粉塵センサ２３は、吸込口形成部材２１に取り付けられて、前述の風路中に配置されている。
The
粉塵センサ２３は、例えば、１つの発光素子と２つの受光素子とを備え、空気中の粒子状物質を光学的に検出する。発光素子は、周囲の空間にレーザー光を照射する。発光素子が照射するレーザー光の波長は、例えば６６０ｎｍである。また、レーザー光の照射強度は、例えば２．５ｍＷ以上が好適である。発光素子から照射されたレーザー光は、空気中に存在する粒子状物質に当たると散乱される。受光素子は、空気中に存在する粒子状物質によって生じた散乱光を受光する。そして、受光素子は、受光強度、受光回数等に応じた信号を出力する。
The
粉塵センサ２３は、２つの受光素子の出力に基づいて、空気中の粒子状物質の量、粒子状物質の個数、粒子状物質の濃度、粒子状物質の大きさ及び粒子状物質の形状等を検出する。より詳しくは、粉塵センサ２３は、受光素子の出力の大きさに基づいて、粒子状物質の量、粒子状物質の個数及び粒子状物質の大きさを検出する。また、粉塵センサ２３は、２つの受光素子の出力の差分に基づいて、粒子状物質の形状を検出する。
Based on the outputs of the two light receiving elements, the
空気中に存在する粒子状物質の形状が球形である場合、２つの受光素子の出力の差分は比較的小さい。一方、粒子状物質の形状が球形でない場合、２つの受光素子の出力の差分は、球形の場合よりも大きくなる。例えば、粒子状物質が粒子径２．５μｍ以下で球形のＰＭ２．５である場合、２つの受光素子の出力の差分は小さい。また、例えば、粒子状物質が花粉である場合も、２つの受光素子の出力の差分は小さい。 When the shape of the particulate matter existing in the air is spherical, the difference between the outputs of the two light receiving elements is relatively small. On the other hand, when the shape of the particulate matter is not spherical, the difference between the outputs of the two light receiving elements is larger than that in the case of the spherical shape. For example, when the particulate matter has a particle diameter of 2.5 μm or less and a spherical PM2.5, the difference between the outputs of the two light receiving elements is small. Further, for example, even when the particulate matter is pollen, the difference between the outputs of the two light receiving elements is small.
したがって、２つの受光素子の出力の差分が予め設定された基準値より小さい場合、空気中に存在する粒子状物質は、ＰＭ２．５又は花粉であると判定できる。そして、この場合の粒子状物質がＰＭ２．５又は花粉のどちらであるかは、受光素子の出力の大きさによって判別できる。すなわち、花粉はＰＭ２．５よりも粒子径が大きいため、ＰＭ２．５による散乱光よりも花粉による散乱光の方が多くなる。このため、粒子状物質が花粉である場合は、粒子状物質がＰＭ２．５である場合よりも受光素子の出力が大きい。 Therefore, when the difference between the outputs of the two light receiving elements is smaller than the preset reference value, it can be determined that the particulate matter existing in the air is PM2.5 or pollen. Then, whether the particulate matter in this case is PM2.5 or pollen can be determined by the magnitude of the output of the light receiving element. That is, since pollen has a larger particle size than PM2.5, the amount of scattered light by pollen is larger than the amount of scattered light by PM2.5. Therefore, when the particulate matter is pollen, the output of the light receiving element is larger than when the particulate matter is PM2.5.
一方、２つの受光素子の出力の差分が前述の基準値以上である場合、空気中に存在する粒子状物質は、埃、綿ゴミ及びダニ等であると判定できる。 On the other hand, when the difference between the outputs of the two light receiving elements is equal to or greater than the above-mentioned reference value, it can be determined that the particulate matter existing in the air is dust, cotton dust, mites and the like.
以上のように構成された粉塵センサ２３は、前述の風路を通過する空気中の粒子状物質を検出する検出手段の一例である。なお、粉塵センサ２３は、以上で説明したような光学的に空気中の粒子状物質を検出するものに限られず、他の方式によるものであってもよい。また、粉塵センサ２３の設置箇所についても、吸込口形成部材２１又は屋外側中間ダクト２０内に限られず、他に例えば屋外等に設置されてもよい。さらに、粉塵センサ２３に代えて、粒子状物質の種類、量に関する情報をインターネット等を介して外部から取得する通信装置を備えるようにしてもよい。具体的に例えば、通信装置により、気象庁、民間の気象情報会社等が発表するＰＭ２．５、花粉の飛散データ情報を取得して用いてもよい。
The
次に、粉塵センサ２３の検出結果に応じて第１の波形及び第２の波形を制御する場合における、空気清浄装置の制御系統の構成例について図７を参照しながら説明する。この構成例では、空気清浄装置は、波形決定部４００及び記憶部５００をさらに備えている。波形決定部４００は、粉塵センサ２３の検出結果に応じて、第１の電源部２０１が第１の放電部１０１に印加する電圧の第１の波形及び第２の電源部２０２が第２の放電部１０２に印加する電圧の第２の波形を決定する。
Next, a configuration example of the control system of the air purifier in the case of controlling the first waveform and the second waveform according to the detection result of the
記憶部５００には、粒子状物質の種類、大きさ及び量に対応して設定された第１の波形及び第２の波形のデータが予め記憶されている。記憶される波形のデータとしては、例えば、前に挙げた図３から図６等のどの波形パターンであるのか、電圧値Ｖが挙げられる。また、周期的に変化する波形パターンである場合には、その周期λ、Ｄｕｔｙ比が、さらに挙げられる。
The
次に、粒子状物質の種類、大きさ及び量に対応する第１の波形及び第２の波形のデータの具体的な設定例について説明する。まず、花粉等の径の大きな粒子の場合、前述したように第１の波形を周期変化する波形にし、第２の波形を直流波形にするとよい。このようにすることで、上流側の第１の放電部１０１において大きな粒子を粉砕し、粉砕されて小さくなった粒子を下流側の第２の放電部１０２において帯電させることが可能である。捕集部３００における静電気による集塵（電気集塵）は粒子径が小さい方が効率が高い。このため、第１の放電部１０１で大きな粒子を砕いた後に第２の放電部１０２で帯電させることで、捕集部３００における集塵効率を向上できる。なお、この際の第１の波形のＤｕｔｙ比は９０％程度が望ましい。
Next, a specific setting example of the data of the first waveform and the second waveform corresponding to the type, size and amount of the particulate matter will be described. First, in the case of particles having a large diameter such as pollen, it is preferable to make the first waveform a periodically changing waveform and the second waveform a DC waveform as described above. By doing so, it is possible to crush large particles in the
この例において、空気清浄装置が捕集部３００を備えていない場合、粒子状物質を帯電させるのではなく不活化させることを主目的として、第１の波形だけでなく第２の波形も周期変化する波形にしてもよい。この際の第２の波形のＤｕｔｙ比は１０％程度が望ましい。花粉を粉砕した後の数十μｍの粒子の中には、アレルギーを引き起こすタンパク質が含まれている。そこで、下流側の第２の放電部１０２においても周期変化する電圧波形による放電を与えることで、花粉を粉砕した後の粒子に含まれるタンパク質の不活性を図ることができる。
In this example, when the air purifier does not include the collecting
また、ウイルス等の径が小さい粒子の場合、第１の波形及び第２の波形の両方を周期変化する波形にするとよい。この際の第１の波形及び第２の波形のＤｕｔｙ比は、ともに１０％程度が望ましい。このようにすることで、ウイルス等の径が小さい粒子について、不活化の効率を向上できる。 Further, in the case of particles having a small diameter such as a virus, it is preferable to make both the first waveform and the second waveform a waveform that changes periodically. At this time, the duty ratios of the first waveform and the second waveform are both preferably about 10%. By doing so, it is possible to improve the efficiency of inactivation of particles having a small diameter such as a virus.
波形決定部４００は、まず、粉塵センサ２３の検出結果に基づいて、対象とする粒子状物質の種類、大きさ及び量を特定する。次に、波形決定部４００は、特定した対象の粒子状物質の種類、大きさ及び量に対応して設定されている第１の波形及び第２の波形のデータを、記憶部５００から取得する。そして、波形決定部４００は、取得した第１の波形及び第２の波形のデータにより、第１の波形及び第２の波形を決定する。
The
第１の電源部２０１は、波形決定部４００により決定された第１の波形の電圧を第１の放電部１０１に印加する。同様に、第２の電源部２０２は、波形決定部４００により決定された第２の波形の電圧を第２の放電部１０２に印加する。このようにして、粉塵センサ２３の検出結果に応じて第１の放電部１０１に印加する電圧の波形（すなわち第１の波形）及び第２の放電部１０２に印加する電圧の波形（すなわち第２の波形）が変更される。
The first
以上のように構成された波形決定部４００は、検出手段である粉塵センサ２３の検出結果に応じて、第１の波形及び第２の波形を変更する波形変更手段である。そして、以上のような検出手段及び波形変更手段を備えることで、検出された粒子状物質の種類及び大きさ等に応じて第１の波形及び第２の波形を変更し、特定の種類及び大きさの粒子状物質について、より効率的な不活化を図ることが可能である。
The
なお、この発明に係る空気清浄装置は、以上で説明した構成例のような換気装置のみならず、他に例えば、空気清浄機、空気調和機、送風機、除湿機等にも適用できる。空気清浄機、空気調和機、送風機、除湿機等に空気清浄装置を設ける場合も、換気装置と同様に、空気清浄機、空気調和機、送風機、除湿機等の内部に形成された風路中にこの発明に係る空気清浄装置を配置する。また、空気清浄装置が備えられる空気清浄機、空気調和機、送風機、除湿機等は、オフィス、店舗、家庭のリビング等のいずれに設置されるものであってもよい。さらに、エレベータ、ダクト等に設けられたファンの風路中にこの発明に係る空気清浄装置を配置することもできる。 The air purifier according to the present invention can be applied not only to the ventilation device as described above, but also to, for example, an air purifier, an air conditioner, a blower, a dehumidifier, and the like. When an air purifier is installed in an air purifier, an air conditioner, a blower, a dehumidifier, etc., in the air passage formed inside the air purifier, an air conditioner, a blower, a dehumidifier, etc. The air purifier according to the present invention is arranged in. Further, the air purifier, air conditioner, blower, dehumidifier and the like provided with the air purifier may be installed in any of offices, stores, home living rooms and the like. Further, the air purifying device according to the present invention can be arranged in the air passage of a fan provided in an elevator, a duct or the like.
１ 部屋
２ 天井
３ 壁
１０ 筐体
１１ 送風ファン
２０ 屋外側中間ダクト
２１ 吸込口形成部材
２２ 吸込口
２３ 粉塵センサ
３０ 屋内側中間ダクト
３１ 吹出口形成部材
３２ 吹出口
１００ 放電部
１０１ 第１の放電部
１０２ 第２の放電部
１１０ 放電電極
１１１ 第１の放電電極
１１２ 第２の放電電極
１２０ 対向電極
１２１ 第１の対向電極
１２２ 第２の対向電極
２００ 電源部
２０１ 第１の電源部
２０２ 第２の電源部
３００ 捕集部
４００ 波形決定部
５００ 記憶部
1
Claims (3)
前記風路の前記第１の放電部より下流側に設けられ、前記風路を通過する空気中に放電する第２の放電部と、
第１の波形の電圧を前記第１の放電部に印加して前記第１の放電部で放電させる第１の電源部と、
前記第１の波形とは異なる第２の波形の電圧を前記第２の放電部に印加して前記第２の放電部で放電させる第２の電源部と、を備えた空気清浄装置。 A first discharge unit provided in the air passage and discharging into the air passing through the air passage,
A second discharge portion provided on the downstream side of the first discharge portion of the air passage and discharging into the air passing through the air passage, and a second discharge portion.
A first power supply unit that applies a voltage of the first waveform to the first discharge unit to discharge the first discharge unit, and
An air purifying device including a second power supply unit that applies a voltage having a second waveform different from the first waveform to the second discharge unit to discharge the second discharge unit.
前記検出手段の検出結果に応じて前記第１の波形及び前記第２の波形を変更する波形変更手段と、をさらに備えた請求項１又は請求項２に記載の空気清浄装置。 A detection means for detecting particulate matter in the air passing through the air passage, and
The air purifying device according to claim 1 or 2, further comprising a waveform changing means for changing the first waveform and the second waveform according to the detection result of the detecting means.
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