JP4089661B2 - 浄化装置 - Google Patents
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Description
本発明は、気体、液体、固体などの浄化装置に関するものである。
従来、イオンやオゾン等の活性粒子を利用して、食品・調理用品などの食に関連する物体や公衆衛生上で微生物が問題となる物体の表面、これらの物体を収納する空間に存在する微生物の繁殖を防止する方法が知られている。
例えば、空気などの気体を電離室に導いてイオン化およびオゾン化させる際の放電電流を制御することにより、所定の低濃度のオゾンと高濃度のイオンを含む気体を発生させ、前記電離室あるいはそれに連通する空間内で、あるいは電離室で発生した気体を物体に吹き付けることによって、オゾンとイオンとの相乗効果で微生物の繁殖を防止するようにした微生物繁殖防止方法および装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１０８３１３号公報
しかしながら、上記した従来の微生物繁殖防止方法および装置は、物体の表面や収納空間に存在する微生物を処理対象とするものであるが、生成されたイオン等は非常に不安定なため、イオンとしての寿命が非常に短く、物体に吹き付けるまえに安定な物質に変化してしまい、十分に微生物の繁殖を防止することができない、という課題を有していた。
本発明は、長寿命な酸化力の高いラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子を生成することで、脱臭、殺菌、有害物質除去を行う浄化装置を提供することを目的としている。
前記従来の課題を解決するために、本発明の浄化装置は、放電電極および対向電極と、前記電極間に高電圧を印加して放電させる高電圧印加手段と、放熱面と冷却面とを有するペルチェ素子と、空気の温度を検出する温度検出手段と、空気の湿度を検出する湿度検出手段とを備え、前記冷却面を前記放電電極に密着して設け、前記ペルチェ素子により前記放電電極を露点以下の温度にして前記放電電極の表面に結露水を発生させた状態において、前記高電圧印加手段によって前記放電電極と前記対向電極との間に高電圧を印加するように構成し、前記温度検出手段と前記湿度検出手段とからの検知情報に基づいて、前記ペルチェ素子の出力および／または前記高電圧印加手段の出力を制御することを特徴とするもので、室内の温度、湿度条件に応じて、電極から発生するラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子の生成のために最適な電極への水供給量および高電圧の印可量を与えることができる。
特に、ペルチェ素子を利用して結露水を発生することにより、電極から発生するラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子の生成のために必要な水を無給水で供給することができ、居住者が給水する手間を要することなく浄化効果を得ることができる。
特に、ペルチェ素子を利用して結露水を発生することにより、電極から発生するラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子の生成のために必要な水を無給水で供給することができ、居住者が給水する手間を要することなく浄化効果を得ることができる。
本発明によれば、電極から発生するラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子の生成のために最適な電極への水供給量および高電圧の印可量を与え、室内の環境条件に応じてより効率的且つ効果の高い浄化運転を行うことができる浄化装置を提供できる。
第１の発明は、放電電極および対向電極と、前記電極間に高電圧を印加して放電させる高電圧印加手段と、放熱面と冷却面とを有するペルチェ素子と、空気の温度を検出する温度検出手段と、空気の湿度を検出する湿度検出手段とを備え、前記冷却面を前記放電電極に密着して設け、前記ペルチェ素子により前記放電電極を露点以下の温度にして前記放電電極の表面に結露水を発生させた状態において、前記高電圧印加手段によって前記放電電極と前記対向電極との間に高電圧を印加するように構成し、前記温度検出手段と前記湿度検出手段とからの検知情報に基づいて、前記ペルチェ素子の出力および／または前記高電圧印加手段の出力を制御することを特徴とするもので、室内の温度、湿度条件に応じて、電極から発生するラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子の生成のために最適な電極への水供給量および高電圧の印可量を与えることができ、室内の温度、湿度条件の変化によらず常に高い浄化性能を発揮することができる。
特に、ペルチェ素子を利用して結露水を発生することにより、電極から発生するラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子の生成のために必要な水を無給水で供給することができ、居住者が給水する手間を要することなく浄化効果を得ることができる。
特に、ペルチェ素子を利用して結露水を発生することにより、電極から発生するラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子の生成のために必要な水を無給水で供給することができ、居住者が給水する手間を要することなく浄化効果を得ることができる。
第２の発明は、特に、第１の発明において、温度検出手段と湿度検出手段とからの検知情報から導き出される絶対湿度に基づいて、ペルチェ素子の出力時間および／または出力量を変更するもので、特に絶対湿度が低いほど、ペルチェ素子の出力時間および／または
出力量を増加すると、電極をより冷却できるため、絶対湿度の低下による電極表面での水の生成量の減少を抑制することができ、低湿度環境でも電極から発生するラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子を十分に放出することができる。
出力量を増加すると、電極をより冷却できるため、絶対湿度の低下による電極表面での水の生成量の減少を抑制することができ、低湿度環境でも電極から発生するラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子を十分に放出することができる。
第３の発明は、特に、第１の発明または第２の発明において、ペルチェ素子は、所定のＯＮ時間と所定のＯＦＦ時間でＯＮ／ＯＦＦを繰り返すとともに、前記ＯＮ時間と前記ＯＦＦ時間の組み合わせを変更することで出力時間を増減させるもので、電極の冷却度合いを変化させて、室内の温度、湿度条件の変化によらず電極表面での水の生成量を最適に保つことができ、電極から発生するラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子を安定して放出することができる。
第４の発明は、特に、第１の発明から第３の発明のいずれかにおいて、ペルチェ素子の吸熱側温度を検出する吸熱温度検出手段を設け、前記吸熱温度検出手段が検出した吸熱側温度が、温度検出手段と湿度検出手段とからの検知情報から導き出される露点温度よりも高い時、ペルチェ素子の出力および高電圧印加手段の出力を停止するもので、電極表面での水の生成に必要なペルチェ素子の冷却能力の不足を判断し、ペルチェ素子や高電圧印可手段への不必要な通電を停止し、より効率的な運転を行うことができる。さらに、電極に水が無い状態で放電することによる電極の劣化も防止することができる。
第５の発明は、特に、第１の発明から第４の発明のいずれかにおいて、ペルチェ素子の吸熱側温度を検出する吸熱温度検出手段を設け、前記吸熱温度検出手段が検出した吸熱側温度が、氷点よりも所定温度以上低い時、ペルチェ素子の出力および高電圧印加手段の出力を停止するもので、電極表面で水が氷結したことを判断し、ペルチェ素子や高電圧印可手段への不必要な通電を停止するとともに、氷結が溶けて水に戻ることで再度正常な放電が可能となり、電極からラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子を持続して放出することができる。
第６の発明は、特に、第１の発明から第５の発明のいずれかにおいて、ペルチェ素子の放熱側温度を検出する放熱温度検出手段を設け、前記吸熱温度検出手段が検出した放熱側温度が、所定温度より高い時、ペルチェ素子の出力および高電圧印加手段の出力を停止するもので、ペルチェ素子の放熱側温度が上昇しすぎることによるペルチェ素子への過剰な熱負荷を防ぎ、ペルチェ素子の寿命の低下を防ぐことができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における浄化装置の構成図を示す一例である。
図１は、本発明の第１の実施の形態における浄化装置の構成図を示す一例である。
浄化ユニット１は、気体の流路内に配置されるものであり、放電電極２が配置され、放電電極２の対向に対向電極３が配置されていて、放電電極２と対向電極３との間に放電領域が形成される。４は浄化ユニット１に流れ込む上流側気流、５は浄化ユニット１の下流側気流を示す。
高電圧印加手段６は、放電電極２に接続する電極（プラスまたはマイナス）と、対向電極３に接続するアース電極とを有し、放電電極２と対向電極３との間に、放電を発生させ得る高電圧を印加するように構成されている。この高電圧印加手段６としては、高圧トランスで昇圧するようにした電装回路などが使用される。しかし所望の高電圧を印加できるものであれば、これに限定されず使用可能である。
水発生手段７は、例えばペルチェ素子など無給水で水を発生させるものであり、冷却面を放電電極２に密着させ設ける。これにより、放電電極２が露点以下の温度になると放電電極２の表面に結露水が発生する。例えば、温度が２２℃で湿度が３０％のとき、放電電極２が露点すなわち３．６℃以下の温度になると放電電極２の表面に結露水が発生する。
放電電極２に水が結露した状態において、高電圧印加手段６によって高電圧が印可されると、放電電極２の尖端から静電霧化（静電気力によって水が霧化してミストを放出する現象）が生じ、ラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子が対向電極３に向かって放出される。放出された微細な水粒子は、浄化ユニット１に流れ込む気流によって、浄化対象空間に放出される。
このように、ペルチェ素子を利用することによって、電極から発生するラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子の生成のために必要な水を無給水で供給することができ、居住者がタンクに給水する手間を要することなく浄化効果を得ることができる。
また、放熱促進手段８は、例えばヒートシンクなどの放熱促進材であり、ペルチェ素子等の水発生手段７の放熱面に密着して設けられ、ペルチェ素子の放熱を促進し、電極の冷却効果を高めるものである。
９はペルチェ素子等の水発生手段７の放熱面の温度、すなわち放熱側温度を検出する放熱温度検出手段、１０は冷却面の温度、すなわち吸熱側温度を検出する吸熱温度検出手段であり、電極の冷え度合いやペルチェ素子等の水発生手段７に対する熱負荷の度合いを判断し、水発生手段７や高電圧印可手段６の出力を制御するために設けている。
１１は浄化ユニット１に流れ込む上流側気流４の温度を検出する、つまり、浄化ユニット１が設置された室内空気の温度を検出する室内温度検出手段、１２は同じく室内空気の湿度を検出する室内湿度検出手段であり、検出された室内空気の温度、湿度に応じて、水発生手段７や高電圧印可手段６の出力を制御するために設けている。
図２は、本発明の第１の実施の形態における浄化装置およびその制御方法の制御ブロック図を示す一例である。図２において、５は、室内温度検出手段１、室内湿度検出手段２、放熱温度検出手段３、吸熱温度検出手段４の各情報を基に、水発生手段７や高電圧印可手段６の出力を制御する浄化装置制御手段である。
図３は、室内温度と室内湿度の情報を基に判断される室内の絶対湿度に応じて決定される水発生手段７の運転のＯＮ時間とＯＦＦ時間の組み合わせの設定を示す一例である。例えば、水発生手段７の出力は、所定のＯＮ時間と所定のＯＦＦ時間でＯＮ／ＯＦＦを繰り
返すとともに、ＯＮ時間とＯＦＦ時間の組み合わせを変化させることで出力時間を調節、つまり、電極の冷却度合いを調節できるようになっている。なお、水発生手段７の出力は、ＯＮ／ＯＦＦ時間を変化させるだけでなく、ＯＮ時の出力量（例えば、ペルチェ素子への印可電圧等）を調節しても電極の冷却度合いを調節でき、同様の効果を得ることが可能である。
返すとともに、ＯＮ時間とＯＦＦ時間の組み合わせを変化させることで出力時間を調節、つまり、電極の冷却度合いを調節できるようになっている。なお、水発生手段７の出力は、ＯＮ／ＯＦＦ時間を変化させるだけでなく、ＯＮ時の出力量（例えば、ペルチェ素子への印可電圧等）を調節しても電極の冷却度合いを調節でき、同様の効果を得ることが可能である。
ここで、水発生手段７のＯＮ時間は絶対湿度が低い程長く設定し、ＯＦＦ時間は絶対湿度が低い程短くなるように設定されている。よって、室内の絶対湿度が低いときは電極の冷却度合いを増やし、室内の絶対湿度が高いときは電極の冷却度合いを減らし、室内の絶対湿度の変化によらず電極表面での水の生成量を最適に保つことができる。つまり、静電霧化によって生じるラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子の粒子径がより小さく且つ粒子の個数がより多くなるような放出状態を安定して保つことができ、室内の絶対湿度によらず常に高い浄化性能を得ることができる。
次に、図４は、ペルチェ素子等の水発生手段７の吸熱側温度に応じて決定される水発生手段７および高電圧印加手段６の出力のＯＮ／ＯＦＦ設定を示す一例である。図４において、Ｔ１は、室内温度と室内湿度の情報を基に判断された露点温度に設定され、吸熱側温度がＴ１を超えると水発生手段７と高電圧印加手段６の出力をＯＦＦし、Ｔ１以下では水発生手段７と高電圧印加手段６の出力をＯＮするように制御する。これによって、電極表面での水の生成に必要なペルチェ素子の冷却能力の不足を判断し、水発生手段７や高電圧印可手段６への不必要な通電を停止し、より効率的な運転を行うことができる。さらに、電極に水が付着していない状態で放電することによる電極の劣化も防止することができる。
また、図４において、Ｔ２は、氷点（０℃）よりも所定温度以上低い温度に設定され、吸熱側温度がＴ２以下になると水発生手段７と高電圧印加手段６の出力をＯＦＦし、Ｔ２を超えると水発生手段７と高電圧印加手段６の出力をＯＮするように制御する。これによって、吸熱側温度がＴ２以下になることで電極表面の水の氷結を判断し、水発生手段や高電圧印可手段への不必要な通電を停止するとともに、氷結が溶けて水に戻ることで再度正常な放電が可能となり、電極からラジカルやイオン等を含んだ微細な水粒子を持続して放出することができ、浄化性能を常に維持することができる。
次に、図５は、ペルチェ素子等の水発生手段７の放熱側温度に応じて決定される水発生手段７および高電圧印加手段６の出力のＯＮ／ＯＦＦ設定を示す一例である。図５において、例えば、浄化ユニット１に流入する空気の温度が過度に上昇する等により、放熱側温度が所定のＴ１を超えると水発生手段７と高電圧印加手段６の出力をＯＦＦし、Ｔ１以下では水発生手段７と高電圧印加手段６の出力をＯＮするように制御する。これよって、ペルチェ素子の放熱側温度が上昇しすぎることによるペルチェ素子への過剰な熱負荷を防ぎ、ペルチェ素子の寿命の低下を防ぐことができる。
図６は、浄化装置が設けられた空気清浄機の構成図を示す一例である。図６において、浄化ユニット１は、空気清浄機１４の空気清浄フィルタ１５および送風ファン１６の下流側風路に設置されている。また、室内温度検出手段１１および室内湿度検出手段１２は、空気清浄機１４の空気清浄フィルタ１５および送風ファン１６の上流側風路に設置され、室内空気の温度、湿度が検出できるようになっている。
これによって、空気清浄フィルタ１５によってある程度浄化された空気の送風を利用して、電極から発生するラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子を室内に放出することができ、室内をより広範囲に浄化することができる。また、浄化ユニット１の放熱促進手段８に送風ファン１６の送風が通風することで放熱が促進され、電極の冷却
効果が高めることができるため、ペルチェ素子への通電量を少なくして電極に必要な水を供給することができる。
効果が高めることができるため、ペルチェ素子への通電量を少なくして電極に必要な水を供給することができる。
以上のように、本発明にかかる浄化装置およびその制御方法は、水と放電によって生成した長寿命な酸化力の高いラジカルやイオン等、およびそれらを含んだ微細な水粒子が、空気を媒体として放出された領域を脱臭、殺菌、有害物質除去を行うことが可能となるので、空気清浄機だけでなく、空気調和機や冷蔵庫等、浄化対象空間の空気を送風する機能を有するさまざまなの機器に用途展開を図ることができる。
１ 浄化ユニット
２ 放電電極
３ 対向電極
６ 高電圧印可手段
７ 水発生手段
９ 放熱側温度検出手段
１０ 吸熱側温度検出手段
１１ 室内温度検出手段
１２ 室内湿度検出手段
２ 放電電極
３ 対向電極
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７ 水発生手段
９ 放熱側温度検出手段
１０ 吸熱側温度検出手段
１１ 室内温度検出手段
１２ 室内湿度検出手段
Claims (6)
- 放電電極および前記放電電極の対向に配置された対向電極と、前記電極間に高電圧を印加して放電させる高電圧印加手段と、放熱面と冷却面とを有するペルチェ素子と、空気の温度を検出する温度検出手段と、空気の湿度を検出する湿度検出手段とを備え、前記冷却面を前記放電電極に密着して設け、前記ペルチェ素子により前記放電電極を露点以下の温度にして前記放電電極の表面に結露水を発生させた状態において、前記高電圧印加手段によって前記放電電極と前記対向電極との間に高電圧を印加するように構成し、前記温度検出手段と前記湿度検出手段とからの検知情報に基づいて、前記ペルチェ素子の出力および／または前記高電圧印加手段の出力を制御することを特徴とする浄化装置。
- 温度検出手段と湿度検出手段とからの検知情報から導き出される絶対湿度に基づいて、ペルチェ素子の出力時間および／または出力量を変更する請求項１記載の浄化装置。
- ペルチェ素子は、所定のＯＮ時間と所定のＯＦＦ時間でＯＮ／ＯＦＦを繰り返すとともに、前記ＯＮ時間と前記ＯＦＦ時間の組み合わせを変更することで出力時間を増減させる請求項１または２記載の浄化装置。
- ペルチェ素子の吸熱側温度を検出する吸熱温度検出手段を設け、前記吸熱温度検出手段が検出した吸熱側温度が、温度検出手段と湿度検出手段とからの検知情報から導き出される露点温度よりも高い時、ペルチェ素子の出力および高電圧印加手段の出力を停止する請求項１〜３のいずれか１項に記載の浄化装置。
- ペルチェ素子の吸熱側温度を検出する吸熱温度検出手段を設け、前記吸熱温度検出手段が検出した吸熱側温度が、氷点よりも所定温度以上低い時、ペルチェ素子の出力および高電圧印加手段の出力を停止する請求項１〜４のいずれか１項に記載の浄化装置。
- ペルチェ素子の放熱側温度を検出する放熱温度検出手段を設け、前記放熱温度検出手段が検出した放熱側温度が、所定温度より高い時、ペルチェ素子の出力および高電圧印加手段の出力を停止する請求項１〜５のいずれか１項に記載の浄化装置。
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