(57)【要約】【課題】濃度脱離が発生した場合において、空気清浄装置から排出される被処理空気に含まれる汚染物質の濃度を基準値以下に抑制できる空気清浄装置を提供する。【解決手段】空気清浄装置１０は、内部に触媒部２３を有するプラズマ触媒リアクタ２０と、プラズマ触媒リアクタ２０に供給される被処理空気のガス濃度を計測する第１のガス濃度センサ４１と、プラズマ触媒リアクタ２０の内部にプラズマを発生させる電圧印加部６０と、第１のガス濃度センサ４１で計測されたガス濃度により、プラズマの発生を開始したときに、プラズマ触媒リアクタ２０から排出される被処理空気のガス濃度の最大値を算出し、当該最大値に応じてプラズマ触媒リアクタ２０の内部でのプラズマの発生を開始させるプラズマ切替制御部７１と、を備える。【選択図】図２
2019033801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に触媒部を有するプラズマ触媒リアクタと、
前記プラズマ触媒リアクタに供給される被処理空気のガス濃度を計測する第１のガス濃度センサと、
前記プラズマ触媒リアクタの内部にプラズマを発生させる電圧印加部と、
前記第１のガス濃度センサで計測されたガス濃度により、前記プラズマの発生を開始したときに前記プラズマ触媒リアクタから排出される被処理空気のガス濃度の最大値を算出し、当該最大値に応じて前記電圧印加部を制御することで前記プラズマ触媒リアクタの内部での前記プラズマの発生を開始させるプラズマ切替制御部と、を備える、
空気清浄装置。
【請求項２】
前記プラズマ切替制御部は、前記触媒部を構成する材料、前記第１のガス濃度センサで計測しうるガス濃度、及び、前記プラズマ触媒リアクタの内部に前記プラズマを発生させるための電力の関係と、前記第１のガス濃度センサで計測されたガス濃度及び計測時間とから、前記最大値を算出する、
請求項１に記載の空気清浄装置。
【請求項３】
前記プラズマ切替制御部は、前記最大値が予め定められた第１の閾値を超えないように前記プラズマ触媒リアクタの内部での前記プラズマの発生を開始するタイミングを決定する、
請求項１又は２に記載の空気清浄装置。
【請求項４】
さらに、前記プラズマ触媒リアクタから排出される被処理空気のガス濃度を計測する第２のガス濃度センサを備え、
前記プラズマ切替制御部は、前記第２のガス濃度センサで計測されたガス濃度に応じて前記プラズマ触媒リアクタの内部での前記プラズマの発生を停止させる、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項５】
前記プラズマ切替制御部は、前記第２のガス濃度センサで計測されたガス濃度の変化率が第２の閾値を越えないように、前記プラズマ触媒リアクタの内部での前記プラズマの発生を停止するタイミングを決定する、
請求項４に記載の空気清浄装置。
【請求項６】
前記第１のガス濃度センサと前記第２のガス濃度センサとが１つのガス濃度センサで構成されており、
さらに、
前記プラズマ触媒リアクタに被処理空気を導入する空気導入部と、
前記プラズマ触媒リアクタを流通した前記被処理空気を排出する空気排出部と、
前記ガス濃度センサ及び前記空気導入部を結ぶ流路に配置される第１の切替弁と、
前記ガス濃度センサ及び前記空気排出部を結ぶ流路に配置される第２の切替弁と、
前記第１の切替弁及び前記第２の切替弁の開閉を制御する切替弁制御部と、を備える、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項７】
前記切替弁制御部は、前記プラズマ触媒リアクタの内部で前記プラズマが発生していない場合は、前記第１の切替弁を開けて、かつ前記第２の切替弁を閉じ、前記プラズマが発生している場合は、前記第２の切替弁を開けて、かつ前記第１の切替弁を閉じる制御を行う、
請求項６に記載の空気清浄装置。
【請求項８】
前記プラズマ触媒リアクタが、第１の電極と、第２の電極と、前記触媒部として前記第１の電極と前記第２の電極との間に充填される触媒誘電体と、を有し、
前記電圧印加部は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加し、前記プラズマ触媒リアクタの内部に前記プラズマを発生させる、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項９】
前記第１の電極の形状が、棒状、平板状、メッシュ状のうちいずれか１種であり、
前記第２の電極の形状が、筒状、平板状、メッシュ状のうちいずれか１種である、
請求項８に記載の空気清浄装置。
【請求項１０】
前記触媒誘電体は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｆｅ、Ｒｅ、Ｔｃ、Ｍｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉのうちの少なくとも１種を含有する金属または金属酸化物から形成されており、前記プラズマによって前記触媒誘電体の表面上に前記被処理空気に対する処理を促進する活性種を生成する、
請求項８又は９に記載の空気清浄装置。
【請求項１１】
前記電圧印加部は、交流電源であり、３ｋＶ以上の電圧を印加する、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項１２】
内部に触媒部を有するプラズマ触媒リアクタを備える空気清浄装置の制御方法であって、
前記プラズマ触媒リアクタに供給される被処理空気のガス濃度を計測し、
前記ガス濃度により、プラズマの発生を開始したときに前記プラズマ触媒リアクタから排出される被処理空気のガス濃度の最大値を算出し、
前記最大値に応じて前記プラズマ触媒リアクタの内部での前記プラズマの発生を開始する、
空気清浄装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気清浄装置及び空気清浄装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、触媒を用いた脱臭器（空気清浄装置の一例）が知られている。例えば、特許文献１には、触媒による臭気成分（汚染物質の一例）の吸着、及び、オゾナイザによるオゾン酸化を利用した脱臭器が開示されている。具体的には、特許文献１には、脱臭器の入口及び出口のそれぞれににおいセンサを配置し、当該においセンサにより計測されたにおい値から算出される値が基準値以下の場合に、オゾナイザの運転（放電）を開始する脱臭器が開示されている。つまり、オゾナイザを間欠運転させることでオゾナイザが有する電極の消耗を抑える、すなわち脱臭器の寿命を延ばすことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０８７４３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の脱臭器は、オゾナイザの運転を開始したことにより、触媒に吸着されていた臭気成分が再放出され当該脱臭器外に排出される高濃度脱離が考慮されていない。つまり、オゾナイザの運転を開始することで、脱臭器から排出される被処理空気に含まれる臭気成分が一時的に上昇する。これにより、脱臭器から排出される被処理空気に、基準値（例えば、予め定められた上限閾値）を超える臭気成分が含まれる恐れがある。
【０００５】
そこで、本発明は、高濃度脱離が発生した場合において、空気清浄装置から排出される被処理空気に含まれる汚染物質の濃度を基準値以下に抑制することができる空気清浄装置及び空気清浄装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る空気清浄装置は、内部に触媒部を有するプラズマ触媒リアクタと、前記プラズマ触媒リアクタに供給される被処理空気のガス濃度を計測する第１のガス濃度センサと、前記プラズマ触媒リアクタの内部にプラズマを発生させる電圧印加部と、前記第１のガス濃度センサで計測されたガス濃度により、前記プラズマの発生を開始したときに前記プラズマ触媒リアクタから排出される被処理空気のガス濃度の最大値を算出し、当該最大値に応じて前記電圧印加部を制御することで前記プラズマ触媒リアクタの内部での前記プラズマの発生を開始させるプラズマ切替制御部と、を備える。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る空気清浄装置の制御方法は、内部に触媒部を有するプラズマ触媒リアクタを備える空気清浄装置の制御方法であって、前記プラズマ触媒リアクタに供給される被処理空気のガス濃度を計測し、前記ガス濃度により、プラズマの発生を開始したときに前記プラズマ触媒リアクタから排出される被処理空気のガス濃度の最大値を算出し、前記最大値に応じて前記プラズマ触媒リアクタの内部での前記プラズマの発生を開始する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高濃度脱離が発生した場合において、空気清浄装置から排出される被処理空気に含まれる汚染物質の濃度を基準値以下に抑制できる空気清浄装置及び空気清浄装置の制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る空気清浄装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】実施の形態１に係る空気清浄装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係るプラズマ触媒リアクタの概略構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態１に係る空気清浄装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係る空気清浄装置から排出される被処理空気のガス濃度の変化を示す図である。
【図６】実施の形態１に係るプラズマ切替制御部が最大値を算出する流れを示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２に係る空気清浄装置の概略構成を示す模式図である。
【図８】実施の形態２に係る空気清浄装置の機能構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態２に係る空気清浄装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】その他の実施の形態に係るプラズマ触媒リアクタにおける電極形状の他の一例を示す断面図である。
【図１１】従来例に係る空気清浄装置から排出される被処理空気のガス濃度の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（発明に至った経緯）
触媒作用を果たす誘電体（以降、触媒誘電体又は触媒とも記載する）を内部に有するプラズマ触媒リアクタにおいて、誘電体バリア放電により触媒表面上にプラズマを生成し、当該プラズマ空間を通った被処理空気を浄化する空気清浄装置が検討されている。当該空気清浄装置において、プラズマ触媒リアクタの電力エネルギー及び放電による電極消耗を抑えるため、放電を間欠して行うことが検討されている。具体的には、このような空気清浄装置では、空気清浄装置の出口（浄化された空気が排出される部分）にガス濃度センサ（第２のガス濃度センサ）を配置し、ガス濃度センサが計測したガス濃度（以降では、出口ガス濃度とも記載する）に応じた制御が行われる。なお、ガス濃度とは、被処理空気に含まれる汚染物質の濃度を意味する。
【００１１】
ここで、従来例に係る空気清浄装置の動作について、図１１を参照しながら説明する。
【００１２】
図１１は、従来例に係る空気清浄装置から排出される被処理空気のガス濃度の変化を示す図である。
【００１３】
例えば、空気清浄装置は、出口ガス濃度が基準値（例えば、予め定められたガス濃度の上限閾値）より低い場合、放電を行わず触媒による汚染物質の吸着により、被処理空気を浄化する。これにより、空気清浄装置は、浄化されガス濃度が基準値より低い被処理空気を排出することができる。これは図１１において、「プラズマＯＦＦ期間（触媒により吸着）」で表される期間である。当該期間では、触媒により汚染物質が吸着されるので、出口ガス濃度は略一定となっている。
【００１４】
触媒による汚染物質の吸着が飽和すると、徐々に出口ガス濃度が高くなる。これは図１１において、「プラズマＯＦＦ期間（吸着飽和）」で表される期間である。時間経過とともに、出口ガス濃度が上昇する。
【００１５】
そして、出口ガス濃度が基準値に達した場合、放電が開始される。放電により生成されたプラズマにより、活性種（例えば、酸化力の強いＯＨラジカルなど）が生成される。当該活性種により、被処理空気中に含まれる汚染物質が分解される。これは、図１１において、「プラズマＯＮ期間」で表される期間である。さらに、当該期間において、触媒の表面では、プラズマの発生に伴って、被処理空気に対する処理を促進する活性種（例えば、ＯＨラジカルなど）が生成される。これにより、ＯＨラジカルが触媒の表面で高密度化する。被処理空気は、触媒の表面を流通する（本実施の形態では、球状の触媒同士の隙間を流通する）ので、流通時に活性種に晒されることになる。被処理空気が触媒に晒され被処理空気中の汚染物質に活性種が付着することにより、汚染物質が分解されることになる。このように、被処理空気は、触媒を通過することによっても、浄化されることになる。
【００１６】
上記のように、放電を間欠して行うことで、プラズマ触媒リアクタの電力エネルギー及び放電による電極消耗を抑えることができる。放電が行われているときは、放電を起因としたプラズマによる空気清浄効果と、触媒を起因とした空気清浄効果との複合効果により、被処理空気を効率的に処理することができる。また、放電が行われていないときは、触媒による汚染物質の吸着により、被処理空気を浄化することができる。
【００１７】
しかしながら、上記でも説明したように、放電が行われていないときに触媒は汚染物質を吸着することで被処理空気を浄化する。つまり、触媒の表面には、汚染物質が付着する。例えば、この状態で放電を開始すると放電により生成された電子などにより、触媒に吸着された汚染物質が触媒から再放出される現象（以降では、高濃度脱離とも記載する）が発生する。これにより、触媒表面に付着した汚染物質が除去されるので、プラズマの発生に伴って、触媒表面に効率よく活性種を生成することができる。
【００１８】
一方、再放出された汚染物質は、空気清浄装置外に排出される。つまり、空気清浄装置から排出される被処理空気に含まれる汚染物質の濃度が一時的に上昇する。このように、出口ガス濃度が基準に達した時点で放電を開始すると、高濃度脱離により一時的に出口ガス濃度が上昇する。つまり、出口ガス濃度が基準値を超えてしまうことが起こり得る。これは、図１１の「プラズマＯＮ期間」中の斜線領域に示される。当該斜線領域は、高濃度脱離により出口ガス濃度が一時的に上昇した部分である。出口ガス濃度が基準値に達した時点でプラズマの発生を開始しているので、プラズマの発生を開始した直後の出口ガス濃度は高濃度脱離により基準値を超えている。なお、図１１中の破線は、出口ガス濃度が基準値に達してもプラズマの発生を開始しなかった場合の出口ガス濃度を示している。
【００１９】
そこで、本願発明者は、高濃度脱離が発生した場合でも出口ガス濃度が基準値を超えない空気清浄装置について鋭意検討を行った。そして、空気清浄装置の入口（浄化される前の空気が供給される部分）にもガス濃度センサ（第１のガス濃度センサ）を配置し、当該ガス濃度センサが計測したガス濃度（以降では、入口ガス濃度とも記載する）から放電を開始するタイミングを決定することで、上記の問題を解決すること見出した。
【００２０】
以下では、本発明の実施の形態に係る空気清浄装置及び空気清浄装置の制御方法について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２１】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
【００２２】
（実施の形態１）
以下、本実施の形態に係る空気清浄装置について、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００２３】
［１−１．空気清浄装置の構成］
まず、本実施の形態に係る空気清浄装置１０の構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、本実施の形態に係る空気清浄装置１０の概略構成を示す模式図である。図２は、本実施の形態に係る空気清浄装置１０の機能構成を示すブロック図である。なお、以降の説明において、プラズマ触媒リアクタ２０の幅方向（伸びる方向）と平行な方向をＸ軸方向とし、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、Ｘ軸方向に垂直な平面上において、互いに直交する方向とする。
【００２５】
図１に示すように、空気清浄装置１０は、プラズマ触媒リアクタ２０と、ファン部３０と、空気導入部４０と、第１のガス濃度センサ４１と、空気排出部５０と、第２のガス濃度センサ５１と、電圧印加部６０とを備える。また、図２に示すように、空気清浄装置１０は、機能構成として、さらに制御部７０と、記憶部８０とを備える。空気清浄装置１０は、例えば、空気清浄機、エアコンなどに搭載されるデバイスである。
【００２６】
以下、各構成要素について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
［１−１−１．プラズマ触媒リアクタ］
まずは、プラズマ触媒リアクタ２０について、図１に加えて、図３を参照しながら説明する。
【００２８】
図１に示すように、プラズマ触媒リアクタ２０は、導入された被処理空気を浄化する装置であり、空気導入部４０及び空気排出部５０に接続されている。空気導入部４０は、浄化前の被処理空気をプラズマ触媒リアクタ２０に導入するための部材であり、空気排出部５０は、プラズマ触媒リアクタ２０を流通した浄化後の被処理空気を空気清浄装置１０外に排出するための部材である。プラズマ触媒リアクタ２０は、例えば、ファン部３０の動作により空気導入部４０を介して導入された被処理空気（図１中の矢印Ｙ１）を浄化し、浄化された被処理空気は、空気排出部５０から排出される（図１中の矢印Ｙ２）。プラズマ触媒リアクタ２０は、上記で説明したように、放電を起因としたプラズマによる空気清浄効果と、触媒誘電体を起因とした空気清浄効果との複合効果により、被処理空気を浄化する。
【００２９】
なお、ファン部３０は、プラズマ触媒リアクタ２０に対して被処理空気を送る送風部である。例えば、空気清浄の開始により、ファン部３０が回転駆動して、プラズマ触媒リアクタ２０の外部から空気導入部４０に向けて被処理空気を送る。本実施の形態では、ファン部３０による気体の流通方向は、Ｘ軸方向に平行な方向とする。図１に示すように、ファン部３０が動作することにより、空気導入部４０を介して浄化前の被処理空気がプラズマ触媒リアクタ２０に送られる。ファン部３０を用いることで、プラズマ触媒リアクタ２０に流入する被処理空気の流量を略一定に保つことが可能となる。
【００３０】
なお、空気導入部４０及び空気排出部５０の形状は特に限定されないが、一例として筒状である。
【００３１】
図３は、本実施の形態に係るプラズマ触媒リアクタ２０の概略構成を示す断面図である。具体的には、図３の（ａ）は、図１のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線における、本実施の形態に係るプラズマ触媒リアクタ２０の断面図である。図３の（ｂ）は、プラズマ触媒リアクタ２０をＸＺ平面で切断したときの断面図を示している。
【００３２】
図３の（ａ）に示すように、プラズマ触媒リアクタ２０は、例えばガラス製の筒状体であり、内部に第１の電極２１、第２の電極２２及び触媒部２３を有する。例えば、プラズマ触媒リアクタ２０は、有底筒体状であり、底には空気導入部４０及び空気排出部５０と接続されるための開口を有する。
【００３３】
第１の電極２１及び第２の電極２２は、電圧印加部６０と接続されており、電圧印加部６０からの電圧の印加により電極間に放電が生じてプラズマを発生させるための一対の電極である。第１の電極２１と第２の電極２２との間には複数の空間２４が形成された触媒部２３が配置されており、当該空間２４内でプラズマが発生する。
【００３４】
図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の電極２１及び第２の電極２２は、ファン部３０による流通方向と平行な方向（Ｘ軸方向）に延伸して形成されている。第１の電極２１は、Ｘ軸方向に延伸する金属製の棒状の電極である。第１の電極２１の直径は、約３ｍｍである。このとき、プラズマ触媒リアクタ２０の直径は、約２０ｍｍである。また、第２の電極２２は、Ｘ軸方向に延伸する金属製の筒状の電極である。例えば、第２の電極２２は、プラズマ触媒リアクタ２０の内周に沿って形成されている。例えば、第１の電極２１及び第２の電極２２は、ステンレス鋼などの導電性部材によって形成される。なお、第１の電極２１及び第２の電極２２の材質及び形状は一例であり、上記に限定されない。
【００３５】
また、プラズマ触媒リアクタ２０のＸ軸方向の長さは、一例として約１５５ｍｍである。
【００３６】
触媒部２３は、触媒誘電体２３ａが第１の電極２１及び第２の電極２２の間に充填されることで形成される。例えば、触媒誘電体２３ａは直径が約２ｍｍの略球状である。図３の（ａ）及び（ｂ）に示す複数の空間２４は、隣り合う触媒誘電体２３ａにより形成される隙間（空間）である。なお、空気導入部４０から導入された被処理空気は、複数の空間２４を通過することで、空気排出部５０に排出される。つまり、複数の空間２４は、被処理空気の流路となる。
【００３７】
触媒誘電体２３ａは、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｆｅ、Ｒｅ、Ｔｃ、Ｍｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉのうちの少なくとも１種を含有する金属又は金属酸化物から形成されている。これにより触媒誘電体２３ａは、被処理空気に対する処理を促進する活性種を、プラズマによって当該触媒誘電体２３ａの表面上に生成する。なお、活性種の生成、安全性及び経済性などの観点から、触媒誘電体２３ａは、Ｍｎを含有する金属又は金属酸化物から形成されるとよい。例えば、触媒部２３は、酸化マンガンなどの多孔質触媒の粒子を充填して形成されてもよい。
【００３８】
上記の通り、プラズマ触媒リアクタ２０は、プラズマと触媒（触媒誘電体２３ａ）とを利用する気体処理装置であり、放電によりプラズマを発生させるための第１の電極２１及び第２の電極２２と、触媒部２３とを有する。
【００３９】
［１−１−２．第１及び第２のガス濃度センサ］
空気清浄装置１０は、被処理空気中に含まれる汚染物質の濃度（以降では、ガス濃度とも記載する）を計測する第１のガス濃度センサ４１及び第２のガス濃度センサ５１を備える。図１に示すように、第１のガス濃度センサ４１は、空気導入部４０に接続されており、空気導入部４０を通過する被処理空気に含まれるガス濃度を計測するセンサである。つまり、第１のガス濃度センサ４１は、プラズマ触媒リアクタ２０により浄化される前の被処理空気に含まれるガス濃度を計測する。また、第２のガス濃度センサ５１は、空気排出部５０に接続されており、空気排出部５０を通過する被処理空気に含まれるガス濃度を計測するセンサである。つまり、第２のガス濃度センサ５１は、プラズマ触媒リアクタ２０により浄化された後の被処理空気に含まれるガス濃度を計測する。
【００４０】
なお、被処理空気に含まれる汚染物質とは、大気汚染（例えば、室内空気汚染）の原因となる物質であり、例えばＶＯＣ（Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ：揮発性有機化合物）、細菌、ウィルスなどである。
【００４１】
第１のガス濃度センサ４１及び第２のガス濃度センサ５１が計測したガス濃度は、後述する制御部７０に出力される。なお、第１のガス濃度センサ４１及び第２のガス濃度センサ５１がガス濃度を計測するタイミングは特に限定されないが、一例として、リアルタイムにガス濃度を計測する。
【００４２】
［１−１−３．電圧印加部］
電圧印加部６０は、プラズマ触媒リアクタ２０の内部にプラズマを発生させるための電圧を印加する電源である。電圧印加部６０は、交流電源であり、プラズマ触媒リアクタ２０内に配置されている第１の電極２１及び第２の電極２２と電気的に接続されている。例えば、第１の電極２１と電圧印加部６０、及び、第２の電極２２と電圧印加部６０とが、それぞれ導電性部材により接続されている。
【００４３】
電圧印加部６０は、第１の電極２１と第２の電極２２との間に電圧を印加することで、プラズマ触媒リアクタ２０の内部にプラズマを発生させる。より具体的には、電圧印加部６０は、第１の電極２１と第２の電極２２との間に電圧を印加することで、複数の空間２４内にプラズマを発生させる。
【００４４】
電圧印加部６０は、１ｋＨｚ以上の周波数で３ｋＶ以上の電圧を、第１の電極２１及び第２の電極２２に対して印加する。
【００４５】
［１−１−４．制御部及び記憶部］
図２に示すように、制御部７０は、各構成要素を制御する制御装置である。制御部７０は、プラズマ触媒リアクタ２０の内部での放電（つまりプラズマ発生）を開始させる開始タイミングなどを制御するプラズマ切替制御部７１を有する。
【００４６】
プラズマ切替制御部７１は、第１のガス濃度センサ４１及び第２のガス濃度センサ５１から計測されたガス濃度を取得する。プラズマ切替制御部７１は、第１のガス濃度センサ４１が計測した入口ガス濃度、及び、第２のガス濃度センサ５１が計測した出口ガス濃度のうちの入口ガス濃度を用いて、プラズマの発生を開始する開始タイミングを決定する。具体的には、プラズマ切替制御部７１は、入口ガス濃度を用いて、電圧印加部６０が第１の電極２１及び第２の電極２２に電圧を印加するタイミングを制御する。詳細は後述するが、本実施の形態では、プラズマ切替制御部７１が第１のガス濃度センサ４１で計測された入口ガス濃度から、プラズマの発生を開始するタイミングを決定する点に特徴を有する。
【００４７】
上記でも説明したように、プラズマの発生を開始すると、プラズマの発生を開始するまでに触媒誘電体２３ａに吸着された汚染物質がプラズマ触媒リアクタ２０から排出される高濃度脱離が起こる。これにより、プラズマの発生を開始すると一時的に出口ガス濃度が上昇する。プラズマ切替制御部７１は、高濃度脱離によるガス濃度の上昇を考慮して、プラズマの発生を開始するタイミングを決定する。具体的には、プラズマ切替制御部７１は、高濃度脱離を考慮したガス濃度（具体的には、出口ガス濃度）の最大値を予測し、当該最大値に応じてプラズマの発生を開始する開始タイミングを決定する。より具体的には、プラズマ切替制御部７１は、予測した出口ガス濃度の最大値が予め定められたガス濃度の上限閾値（例えば、２０ｐｐｍなど）を超えないように開始タイミングを決定する。
【００４８】
なお、高濃度脱離による出口ガス濃度の上昇度合は、触媒部２３に吸着されている汚染物質の吸着量と、プラズマを発生させるための電力などに依存する。触媒部２３が吸着する汚染物質の吸着量は、例えば、触媒部２３が汚染物質を吸着できる程度を示す吸着能力（捕捉能力）と第１のガス濃度センサ４１で計測しうるガス濃度とから算出される。触媒部２３の吸着能力は、触媒部２３を構成する材料に依存する。なお、吸着量の算出に、触媒部２３の表面積などを考慮してもよい。汚染物質の吸着能力（つまり、触媒部２３を構成する材料及び第１のガス濃度センサ４１で計測しうるガス濃度）と、プラズマを発生させるための電力との関係を示す情報は、予め記憶部８０に記憶されている。
【００４９】
プラズマ切替制御部７１は、第１のガス濃度センサ４１が計測した入口ガス濃度と、被処理空気を流す経過時間（言い換えると、第１のガス濃度センサ４１がガス濃度を計測している計測時間）とから、触媒部２３に流入した汚染物質の総量を取得できる。よって、プラズマ切替制御部７１は、吸着能力と流入した汚染物質の総量とから、触媒部２３に吸着されている汚染物質の吸着量を算出することができる。
【００５０】
一方、プラズマを発生させるための電力（以降、放電エネルギーとも記載する）により、吸着されている汚染物質の再放出のされ方（つまり、出口ガス濃度の最大値）が異なる。例えば、放電エネルギーが高い場合、放電エネルギーが低い場合に比べ短時間で汚染物質が再放出されるが、排出される被処理空気に含まれ汚染物質の最大量は大きくなる。つまり、算出される出口ガス濃度の最大値は、高くなる。また、放電エネルギーが低い場合、放電エネルギーが高い場合に比べ汚染物質が再放出されるのに要する時間は長くなるが、排出される被処理空気に含まれる汚染物質の最大量は小さくなる。つまり、出口ガス濃度の最大値は、低くなる。なお、プラズマの発生を開始したときの、出口ガス濃度の経時変化を示す特性を再放出特性とも記載する。
【００５１】
記憶部８０には、例えば放電エネルギーごとに汚染物質がどのように再放出されるかを示す情報を記憶しており、プラズマ切替制御部７１は、取得した放電エネルギーに応じた再放出特性を取得してもよい。
【００５２】
よって、プラズマ切替制御部７１は、算出した汚染物質の吸着量と、プラズマを発生させるための電力（放電エネルギー）とから、高濃度脱離による出口ガス濃度の最大値を算出できる。
【００５３】
なお、プラズマ切替制御部７１は、プラズマの発生を停止する停止タイミングを制御してもよい。本実施の形態では、プラズマ切替制御部７１は、プラズマの発生の開始タイミング及び停止タイミングの両方を制御する例について説明する。また、制御部７０は、上記以外の構成要素を制御してもよい。例えば、制御部７０は、ファン部３０の動作を制御してもよい。
【００５４】
制御部７０は、具体的には、マイクロコンピュータであるが、専用回路などにより実現されてもよい。なお、制御部７０は、制御部７０が実行する制御プログラムを記憶する記憶部などを内蔵していてもよい。
【００５５】
記憶部８０は、プラズマ切替制御部７１が取得したガス濃度（入口ガス濃度及び出口ガス濃度）などを記憶する記憶装置である。また、記憶部８０は、触媒部２３の吸着能力を示す情報を記憶している。記憶部８０が触媒部２３の吸着能力を示す情報を記憶していることで、プラズマ切替制御部７１は、当該吸着能力を示す情報と、第１のガス濃度センサ４１が計測した入口ガス濃度とから、触媒部２３に吸着されている汚染物質の吸着量を精度よく算出することができる。また、記憶部８０は、汚染物質の吸着量と、プラズマを発生させるための電力に対応した汚染物質の排出のされ方との関係を示す情報を記憶している。例えば、触媒部２３に吸着されている汚染物質の吸着量、及び、放電エネルギーと、そのときの出口ガス濃度の最大値（予測値）との関係を示す情報を記憶している。当該情報は、例えば予め計測され、記憶部８０に記憶される。
【００５６】
記憶部８０は、フラッシュメモリ又は半導体メモリなどにより実現される。
【００５７】
［１−２．空気清浄装置の動作］
次に、本実施の形態に係る空気清浄装置１０の動作について、図４及び図５を参照しながら説明する。具体的には、本実施の形態に係る空気清浄装置１０におけるプラズマの発生を開始する及び停止する動作について説明する。
【００５８】
図４は、本実施の形態に係る空気清浄装置１０の動作を示すフローチャートである。
【００５９】
図４に示すように、まずはファン部３０の運転が開始される（Ｓ１１）。例えば、制御部７０の制御により、ファン部３０の運転が開始される。これにより、空気導入部４０を介してプラズマ触媒リアクタ２０に被処理空気が導入される。なお、この時点で電圧印加部６０は第１の電極２１及び第２の電極２２に電圧を印加していない。つまり、プラズマは発生していない。
【００６０】
ここで、プラズマ切替制御部７１は、時間ｔ１を０（初期値）にリセット（Ｓ１２）した後、時間ｔ１の計測を開始する（Ｓ１３）。時間ｔ１は、ファン部３０の動作により被処理空気をプラズマ触媒リアクタ２０に導入している経過時間（期間）を示す。そのため、ステップＳ１２において、ファン部３０が動作した時点で、一旦リセットされる。
【００６１】
そして、プラズマ切替制御部７１は、第１のガス濃度センサ４１によるガス濃度の計測を開始させる（Ｓ１４）。すなわち、プラズマ切替制御部７１は、入口ガス濃度の計測を開始させる。そして、第１のガス濃度センサ４１が計測した入口ガス濃度は、記憶部８０に格納される。例えば、プラズマ切替制御部７１は、時間ｔ１と当該時間ｔ１のときに計測した入口ガス濃度とを対応付けて記憶部８０に格納する。
【００６２】
続いて、プラズマ切替制御部７１は、プラズマの発生を開始したときに、プラズマ触媒リアクタ２０から排出される被処理空気の出口ガス濃度の最大値を算出する（Ｓ１５）。すなわち、入口ガス濃度から出口ガス濃度を予測する。
【００６３】
ここで、プラズマ切替制御部７１が最大値を算出する方法について、図６を参照しながら説明する。
【００６４】
図６は、本実施の形態に係るプラズマ切替制御部７１が最大値を算出する流れを示すフローチャートである。
【００６５】
まず、プラズマ切替制御部７１は、入口ガス濃度と、ファン部３０を動作させてからの時間である時間ｔ１とから、汚染物質の総量（総流入量）を算出する（Ｓ１５１）。なお、ファン部３０の動作による被処理空気の流量は、予め記憶部８０に格納されていてもよいし、制御部７０がファン部３０を制御する場合、その制御条件から取得してもよい。
【００６６】
そして、プラズマ切替制御部７１は、汚染物質の総量と、記憶部８０に記憶されている触媒部２３の吸着性能を示す情報とから、触媒部２３に吸着されている汚染物質の吸着量を算出する（Ｓ１５２）。触媒部２３の吸着性能を示す情報とは、触媒部２３を構成する材料、触媒部２３の表面積（例えば、触媒誘電体２３ａの粒子径を含む）などである。これにより、プラズマの発生を開始したときに触媒部２３表面から再放出され、プラズマ触媒リアクタ２０の外部に排出される汚染物質の量が算出される。なお、汚染物質の総量と、吸着量とが略等しいことがわかっている場合、ステップＳ１５２は省略されてもよい。
【００６７】
次に、プラズマ切替制御部７１は、プラズマを発生させるための電力（放電エネルギー）を取得する。例えば、空気清浄装置１０がユーザから動作条件などを取得部（図示しない）などから取得しており、プラズマ切替制御部７１は当該動作条件に基づいて放電エネルギーを取得してもよい。また、例えば、放電エネルギーが一定である場合、記憶部８０から放電エネルギーを取得してもよい。プラズマ切替制御部７１は、取得した放電エネルギーから当該放電エネルギーに応じた再放出特性を記憶部８０から取得する（Ｓ１５３）。例えば、再放出特性は、放電エネルギーごとの、汚染物質の吸着量と当該吸着量においてプラズマの発生を開始したときの出口ガス濃度の最大値との関係を示す情報である。例えば、再放出特性は、吸着量と出口ガス濃度の最大値との関係を示すテーブルであってもよいし、吸着量と出口ガス濃度の最大値との関係を示す関数などであってもよい。
【００６８】
そして、プラズマ切替制御部７１は、ステップＳ１５２で算出した触媒部２３が吸着した汚染物質の吸着量と、記憶部８０から読み出した吸着した汚染物質の再放出特性とから、プラズマの発生を開始したときにプラズマ触媒リアクタ２０から排出される被処理空気の出口ガス濃度を算出する（Ｓ１５４）。
【００６９】
上記により、プラズマ切替制御部７１は、プラズマの発生を開始したときの高濃度脱離を考慮した出口ガス濃度の最大値を算出することができる。
【００７０】
ここで、ファン部３０が動作してからの出口ガス濃度の変化について、図５を参照しながら説明する。
【００７１】
図５は、本実施の形態に係る空気清浄装置１０から排出される被処理空気の出口ガス濃度の変化を示す図である。なお、図５は、出口ガス濃度の変化を示すため、第２のガス濃度センサ５１が常に出口ガス濃度を計測している場合のガス濃度の変化を示す。
【００７２】
図５に示すように、ファン部３０が動作開始してから一定期間は、ガス濃度の変化が小さい。これは、触媒を起因とした空気清浄効果（ここでは、被処理空気に含まれる汚染物質が触媒部２３（具体的には、触媒誘電体２３ａ）に吸着されることによる空気清浄効果）であり、プラズマ触媒リアクタ２０から排出される被処理空気に含まれる汚染物質の変化が小さいためである。そして、触媒部２３による汚染物質の吸着が飽和すると出口ガス濃度は上昇し始める。
【００７３】
ここで再び図４を参照して、プラズマ切替制御部７１は、プラズマ触媒リアクタ２０から排出される、つまり空気清浄装置１０から排出される被処理空気の出口ガス濃度の上限閾値（例えば、空気清浄装置１０におけるガス濃度の上限規格値など）と、第１のガス濃度センサ４１で計測された入口ガス濃度から算出される出口ガス濃度の最大値とを比較する（Ｓ１６）。上限閾値と最大値とが等しくなった場合（Ｓ１６でＹｅｓ）、プラズマ切替制御部７１は、電圧印加部６０を制御して、第１の電極２１及び第２の電極２２に所定の電圧を印加させ、プラズマの発生を開始させる。つまり、プラズマ切替制御部７１は、プラズマ触媒放電を開始させる（Ｓ１７）。これにより、触媒部２３に吸着されていた汚染物質がプラズマ触媒リアクタ２０の外部に放出される高濃度脱離が発生し一時的に出口ガス濃度は上昇するが、出口ガス濃度のピーク値（計測における出口ガス濃度の最大値）は、上限閾値と略等しくなる。つまり、高濃度脱離が発生しても、ガス濃度が上限閾値を超えてしまうことを抑制できる。なお、上限閾値は、第１の閾値の一例である。
【００７４】
なお、上記ではステップＳ１６において、最大値が上限閾値と等しいときを、プラズマの発生を開始させる開始タイミングとする例について説明したが、これに限定されない。ステップＳ１６では、算出した最大値が上限閾値以下である、つまり最大値が上限閾値を超えないようなタイミングでプラズマの発生を開始すればよい。例えば、上記で説明した上限閾値より低い第２の上限閾値を設定し、プラズマ切替制御部７１は、当該第２の上限閾値と最大値とを比較して、開始タイミングを決定してもよい。この場合、第２の上限閾値が第１の閾値となる。
【００７５】
なお、ステップＳ１６において、最大値が上限閾値より低い場合（Ｓ１６でＮｏ）、プラズマ切替制御部７１は、プラズマが発生していない状態での被処理空気の供給を継続させる。
【００７６】
プラズマ切替制御部７１は、ステップＳ１７においてプラズマの発生を開始させると、時間ｔ２をリセットする（Ｓ１８）。時間ｔ２は、プラズマを発生させている経過時間を示す。そのため、ステップＳ１８において、プラズマの発生を開始した時点で、時間ｔ２は一旦リセットされる。
【００７７】
そして、プラズマ切替制御部７１は、第２のガス濃度センサ５１のガス濃度の計測を開始させる（Ｓ１９）。なお、プラズマ切替制御部７１は、第２のガス濃度センサ５１の計測を開始させた後、第１のガス濃度センサ４１の計測を停止させてもよい。これにより、第１のガス濃度センサ４１の寿命を延ばすことができる。
【００７８】
図５の斜線領域に示すように、プラズマの発生を開始すると、高濃度脱離により一時的に出口ガス濃度が上昇する。しかし、上記で説明したように、プラズマ切替制御部７１は算出した出口ガス濃度の最大値が上限閾値を超えないように開始タイミングを決定しているので、第２のガス濃度センサ５１が計測した出口ガス濃度は、上限閾値以下となる。図５では、計測した出口ガス濃度のピーク値と上限閾値とが等しくなる例を図示している。なお、図４のステップＳ１６で算出される最大値とは、図５に示す破線の丸のときの出口ガス濃度を意味している。
【００７９】
そして、時間経過とともに、出口ガス濃度は徐々に下がり出す。これは、放電を起因としたプラズマによる空気清浄効果と、触媒を起因とした空気清浄効果（ここでは、被処理空気に対する処理を促進する活性種の生成による空気清浄効果）との複合効果によるものである。
【００８０】
ここで、再び図４を参照して、プラズマの発生を停止する、つまりプラズマ触媒放電を停止するタイミングについて説明する。
【００８１】
プラズマ切替制御部７１は、一例として、出口ガス濃度が安定するタイミングをプラズマの発生を停止する停止タイミングとして決定する。図４に示すように、プラズマ切替制御部７１は、第２のガス濃度センサ５１が計測した出口ガス濃度の変化率を算出し（Ｓ２０）、算出された変化率が予め定められた上限閾値（以降、変化率閾値とも記載する）以下であるか否かを判定する（Ｓ２１）。
【００８２】
なお、変化率とは、出口ガス濃度を計測した時点でのガス濃度をＡ、当該時点から所定期間遡った期間におけるガス濃度の平均値をＢとすると、変化率は、｜１−Ｂ／Ａ｜×１００で算出される値である。なお、平均値Ｂは、例えば出口ガス濃度を計測した時点から３０秒間遡った期間中に計測された出口ガス濃度の平均値である。例えば、計測値Ａが５％であり、平均値Ｂが６％とすると、変化率は、上記の計算式より２０％となる。なお、当該時点から所定期間遡った期間は、時間ｔ２により取得できる。
【００８３】
なお、計測値Ａと平均値Ｂとから算出されるのは変化率に限定されない。例えば、平均値Ｂを計測値Ａで割った変化比であってもよいし、平均値Ｂと計測値Ａとの差であってもよい。つまり、計測値Ａと平均値Ｂとから、計測値Ａと平均値Ｂとの相違がわかる値を算出されればよい。そして、ステップＳ２１において、プラズマ切替制御部７１は、変化比又は差などと、それぞれに対応した閾値とを比較することで、ステップＳ２１における判定を行ってもよい。
【００８４】
プラズマ切替制御部７１は、算出した変化率が変化率閾値以下である場合（Ｓ２１でＹｅｓ）に、プラズマの発生を停止させる停止タイミングであると判定し、プラズマの発生を停止させる。つまり、プラズマ切替制御部７１は、プラズマ触媒放電を停止させる（Ｓ２２）。具体的には、プラズマ切替制御部７１は、電圧印加部６０を制御して、第１の電極２１及び第２の電極２２への電圧の印加を停止させる。なお、変化率閾値とは、一例として１０％である。また、変化率閾値は、第２の閾値の一例である。
【００８５】
なお、プラズマ切替制御部７１は、算出した変化率が変化率閾値より大きい場合（Ｓ２１でＮｏ）には、プラズマの発生を継続させる。
【００８６】
上記のように、本実施の形態に係る空気清浄装置１０は、プラズマの発生を開始する開始タイミングを第１のガス濃度センサ４１が計測した入口ガス濃度から決定し、プラズマの発生を停止する停止タイミングを第２のガス濃度センサ５１が計測した出口ガス濃度から決定する。具体的には、プラズマ切替制御部７１は、第１のガス濃度センサ４１が計測した入口ガス濃度からプラズマの発生を開始したときの出口ガス濃度の最大値を算出し、当該最大値が上限閾値を超えないタイミングを、プラズマの発生を開始する開始タイミングであると決定する。
【００８７】
また、プラズマ切替制御部７１は、第２のガス濃度センサ５１が計測した出口ガス濃度の変化から出口ガス濃度が安定しているか否かを判定し、出口ガス濃度が安定している場合にプラズマの発生を停止する停止タイミングであると決定する。例えば、出口ガス濃度の現時点における計測値と、現時点から所定期間遡った時点と現時点との間の出口ガス濃度の平均値とから、出口ガス濃度が安定しているか否かを判定する。
【００８８】
［１−３．効果など］
以上のように、本実施の形態に係る空気清浄装置１０は、内部に触媒部２３を有するプラズマ触媒リアクタ２０と、プラズマ触媒リアクタ２０に供給される被処理空気のガス濃度を計測する第１のガス濃度センサ４１と、プラズマ触媒リアクタ２０の内部にプラズマを発生させる電圧印加部６０と、第１のガス濃度センサ４１で計測されたガス濃度により、プラズマの発生を開始したときにプラズマ触媒リアクタ２０から排出される被処理空気のガス濃度の最大値を算出し、当該最大値に応じて電圧印加部６０を制御することでプラズマ触媒リアクタ２０の内部でのプラズマの発生を開始させるプラズマ切替制御部７１と、を備える。
【００８９】
これにより、プラズマ切替制御部７１は、第１のガス濃度センサ４１が計測した入口ガス濃度から、現時点で放電によりプラズマを発生させた場合に、プラズマ触媒リアクタ２０から排出される被処理空気の出口ガス濃度の最大値を算出できる。つまり、第１のガス濃度センサ４１が計測した入口ガス濃度の累積結果から、高濃度脱離が発生した場合を考慮した出口ガス濃度の最大値を算出できる。プラズマ切替制御部７１は、当該最大値に応じてプラズマの発生を開始することで、算出した出口ガス濃度の最大値を超えるガス濃度の被処理空気が空気清浄装置１０から排出されることを抑制できる。よって、高濃度脱離が発生した場合において、空気清浄装置１０から排出される被処理空気に含まれる汚染物質の濃度を基準値（例えば、上限閾値）以下に抑制することができる。
【００９０】
また、プラズマ切替制御部７１は、触媒部２３を構成する材料、第１のガス濃度センサ４１で計測しうるガス濃度、及び、プラズマ触媒リアクタ２０の内部にプラズマを発生させるための電力の関係と、第１のガス濃度センサ４１で計測されたガス濃度及び計測時間とから、プラズマの発生を開始したときに、プラズマ触媒リアクタ２０から排出される被処理空気のガス濃度の最大値を算出する。
【００９１】
これにより、プラズマ切替制御部７１は、触媒部２３を構成する材料、触媒部２３の表面積及び第１のガス濃度センサ４１で計測されたガス濃度から、触媒部２３に吸着されている汚染物質の吸着量を算出することができる。また、プラズマ切替制御部７１は、プラズマを発生させるための電力から、汚染物質の吸着量に応じた出口ガス濃度の最大値を算出することができる。よって、プラズマの発生を開始したときの出口ガス濃度をより精度よく算出することができる。
【００９２】
また、プラズマ切替制御部７１は、最大値が予め定められた上限閾値（第１の閾値の一例）を超えないようにプラズマ触媒リアクタ２０の内部でのプラズマの発生を開始するタイミングを決定する。
【００９３】
これにより、プラズマの発生を開始したときの出口ガス濃度を上限閾値以下に抑えることができる。
【００９４】
また、さらに、プラズマ触媒リアクタ２０から排出される被処理空気のガス濃度を計測する第２のガス濃度センサ５１を備え、プラズマ切替制御部７１は、第２のガス濃度センサ５１で計測されたガス濃度に応じてプラズマ触媒リアクタ２０の内部でのプラズマの発生を停止させる。
【００９５】
これにより、プラズマ切替制御部７１は、出口ガス濃度に応じてプラズマの発生を停止できる。例えば、プラズマの発生を停止させる出口ガス濃度が予め設定されている場合、プラズマの発生を停止させるタイミングをプラズマ発生させている経過時間などにより決定している場合に比べ、より精度よく出口ガス濃度を制御することができる。また、プラズマの発生中にプラズマ触媒リアクタ２０に供給される被処理空気のガス濃度（入口ガス濃度）が極端に増える現象などが起こった場合でも、出口ガス濃度を計測していることで、対処可能である。
【００９６】
また、プラズマ切替制御部７１は、第２のガス濃度センサ５１で計測されたガス濃度の変化率が変化率閾値（第２の閾値の一例）を越えないように、プラズマ触媒リアクタ２０の内部でのプラズマの発生を停止するタイミングを決定する。
【００９７】
これにより、プラズマの発生による浄化効果を十分に発揮しつつ、かつプラズマが印加されている期間が長くなることを抑制できる。つまり、プラズマの発生による空気清浄効果を得つつ、かつ電力エネルギー及び放電による電極消耗を抑えることができる。
【００９８】
また、プラズマ触媒リアクタ２０が、第１の電極２１と、第２の電極２２と、触媒部２３として第１の電極２１と第２の電極２２との間に充填される触媒誘電体２３ａと、を有し、電圧印加部６０は、第１の電極２１と第２の電極２２との間に電圧を印加し、プラズマ触媒リアクタ２０の内部にプラズマを発生させる。
【００９９】
これにより、第１の電極２１及び第２の電極２２の間に触媒誘電体２３ａが介在しているので、安定した放電（誘電体バリア放電）を維持することが可能である。
【０１００】
また、第１の電極２１の形状が、棒状、平板状、メッシュ状のうちいずれか１種であり、第２の電極２２の形状が、筒状、平板状、メッシュ状のうちいずれか１種である。
【０１０１】
これにより、上記の電極形状の組み合わせにより本実施の形態に係る空気清浄装置１０を実現できる。第１の電極２１及び第２の電極２２の形状により浄化能力が変わるので、第１の電極２１及び第２の電極２２の形状はプラズマ触媒リアクタ２０のサイズなどにより適宜決定されればよい。
【０１０２】
また、触媒誘電体２３ａは、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｆｅ、Ｒｅ、Ｔｃ、Ｍｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉのうちの少なくとも１種を含有する金属または金属酸化物から形成されており、プラズマによって触媒誘電体２３ａの表面上に被処理空気に対する処理を促進する活性種を生成する。
【０１０３】
これにより、プラズマによって触媒誘電体２３ａの表面上に活性種が生成されるので、触媒誘電体２３ａによる空気清浄効果をより高めることができる。
【０１０４】
また、電圧印加部６０は、交流電源であり、３ｋＶ以上の電圧を印加する。
【０１０５】
これにより、電圧印加部６０が第１の電極２１と第２の電極２２との間に３ｋＶ以上の電圧を印加するので、プラズマ触媒リアクタ２０の内部、具体的には、触媒誘電体２３ａ内の空間２４にプラズマを安定して発生させることができる。
【０１０６】
また、本実施の形態に係る空気清浄装置１０の制御方法は、内部に触媒部２３を有するプラズマ触媒リアクタ２０を備える空気清浄装置１０の制御方法であって、プラズマ触媒リアクタ２０に供給される被処理空気のガス濃度を計測し（Ｓ１４）、計測されたガス濃度により、プラズマの発生を開始したときにプラズマ触媒リアクタ２０から排出される被処理空気のガス濃度の最大値を算出し（Ｓ１５）、算出した最大値に応じてプラズマ触媒リアクタ２０の内部でのプラズマの発生を開始する（Ｓ１７）。
【０１０７】
これにより、上記空気清浄装置１０と同様の効果を奏する。
【０１０８】
（実施の形態２）
以下、本実施の形態に係る空気清浄装置について、図７〜図９を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と実質的に同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する場合がある。
【０１０９】
［２−１．空気清浄装置の構成］
本実施の形態に係る空気清浄装置１１０の構成について、図７及び図８を参照しながら説明する。
【０１１０】
図７は、本実施の形態に係る空気清浄装置１１０の概略構成を示す模式図である。図８は、本実施の形態に係る空気清浄装置１１０の機能構成を示すブロック図である。
【０１１１】
図７に示すように、空気清浄装置１１０は、プラズマ触媒リアクタ２０と、ファン部３０と、空気導入部４０と、空気排出部５０と、電圧印加部６０と、ガス濃度センサ１４１とを備える。本実施の形態では、１つのガス濃度センサ１４１を用いて、空気導入部４０を通過する被処理空気の入口ガス濃度、及び、空気排出部５０を通過する被処理空気の出口ガス濃度を計測する点が、実施の形態１と異なる。すなわち、本実施の形態では、実施の形態１で示した第１のガス濃度センサ４１と第２のガス濃度センサ５１とが同一の（１つの）ガス濃度センサ１４１で構成されている。なお、ガス濃度センサ１４１は特に限定されず、実施の形態１における第１のガス濃度センサ４１及び第２のガス濃度センサ５１の一方のガス濃度センサを用いることができる。
【０１１２】
また、空気清浄装置１１０は、空気導入部４０とガス濃度センサ１４１とを結ぶ流路に第１の切替弁１９１、及び、空気排出部５０とガス濃度センサ１４１とを結ぶ流路に第２の切替弁１９２を備える。さらに、図８に示すように、空気清浄装置１１０は、機能構成として、制御部１７０と、記憶部８０とを備える。
【０１１３】
以下、各構成要素について図面を参照しながら説明する。
【０１１４】
［２−１−１．第１及び第２の切替弁］
第１の切替弁１９１は、空気導入部４０からガス濃度センサ１４１へ被処理空気を供給する又は供給しないを切替える切替弁である。つまり、第１の切替弁１９１は、プラズマ触媒リアクタ２０で浄化される前の被処理空気をガス濃度センサ１４１に供給するか否かを切替える。また、第２の切替弁１９２は、空気排出部５０からガス濃度センサ１４１へ被処理空気を供給する又は供給しないを切替える切替弁である。つまり、第２の切替弁１９２は、プラズマ触媒リアクタ２０で浄化された後の被処理空気をガス濃度センサ１４１に供給するか否かを切替える。なお、第１の切替弁１９１及び第２の切替弁１９２の開閉は、後述する切替弁制御部１７２により制御される。
【０１１５】
［２−１−２．制御部］
制御部１７０は、実施の形態１に係る制御部７０に加え、第１の切替弁１９１及び第２の切替弁１９２の開閉を制御する切替弁制御部１７２を有する。切替弁制御部１７２は、第１の切替弁１９１及び第２の切替弁１９２の一方のみを「開状態」とし、他方を「閉状態」とする。つまり、切替弁制御部１７２は、空気導入部４０からの被処理空気と、空気排出部５０からの被処理空気とが、同時にガス濃度センサ１４１に供給されないように、第１の切替弁１９１及び第２の切替弁１９２の開閉を制御する。
【０１１６】
切替弁制御部１７２は、例えば、プラズマ切替制御部７１からプラズマの発生を開始した、又は停止したことを示す情報を取得し、当該情報に応じて第１の切替弁１９１及び第２の切替弁１９２の開閉制御を行う。そして、切替弁制御部１７２は、プラズマ切替制御部７１からプラズマの発生を切り替えたことを示す情報を取得するまで、第１の切替弁１９１及び第２の切替弁１９２の開閉状態を維持する。なお、切替弁制御部１７２は、所定の時間間隔ごとに、プラズマ切替制御部７１から現時点のプラズマの発生の有無についての情報を取得してもよい。
【０１１７】
プラズマ切替制御部７１は、ガス濃度センサ１４１が計測したガス濃度を取得する。また、プラズマ切替制御部７１は、切替弁制御部１７２から第１の切替弁１９１及び第２の切替弁１９２のどちらの切替弁が「開状態」となっているかの情報を取得する。例えば、プラズマ切替制御部７１は、第１の切替弁１９１が「開状態」である情報を取得した場合、切替弁制御部１７２は、ガス濃度センサ１４１から取得したガス濃度がプラズマ触媒リアクタ２０の浄化前の被処理空気を計測したガス濃度である、つまり入口ガス濃度であると判定する。例えば、プラズマ切替制御部７１は、ガス濃度センサ１４１が計測したガス濃度、当該ガス濃度が入口ガス濃度であること、及び、計測した時間などの情報を関係づけて記憶部８０に記憶させてもよい。
【０１１８】
また、第２の切替弁１９２が「開状態」である情報を取得した場合、切替弁制御部１７２は、ガス濃度センサ１４１から取得したガス濃度がプラズマ触媒リアクタ２０の浄化後の被処理空気を計測したガス濃度である、つまり出口ガス濃度であると判定する。
【０１１９】
これにより、プラズマ切替制御部７１は、実施の形態１と同様、プラズマ触媒リアクタ２０による浄化処理の前後におけるガス濃度を取得できる。よって、実施の形態１と同様に、取得したガス濃度からプラズマの発生の開始タイミング及び停止タイミングを決定することができる。なお、プラズマの発生の開始及び停止の制御は、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【０１２０】
［２−２．空気清浄装置の動作］
次に、本実施の形態に係る空気清浄装置１１０の動作について、図９を参照しながら説明する。
【０１２１】
図９は、本実施の形態に係る空気清浄装置１１０の動作を示すフローチャートである。具体的には、本実施の形態に係る切替弁制御部１７２による第１の切替弁１９１及び第２の切替弁１９２の開閉の動作について説明する。
【０１２２】
図９に示すように、まず、切替弁制御部１７２により、プラズマが発生しているか否かの確認が行われる（Ｓ３０）。例えば、切替弁制御部１７２は、プラズマ切替制御部７１からプラズマが発生しているか否かの情報を取得することで、上記確認を行ってもよい。また、切替弁制御部１７２は、プラズマ切替制御部７１から取得したプラズマの発生を切り替えたことを示す情報のうち、最も最新の情報からプラズマが発生しているか否かを判定してもよい。
【０１２３】
切替弁制御部１７２は、プラズマが発生している場合（Ｓ３０でＹｅｓ）、第１の切替弁１９１を閉じ、かつ第２の切替弁１９２を開ける制御を行う。これにより、プラズマが発生しているときには、ガス濃度センサ１４１は、プラズマ触媒リアクタ２０による浄化後の被処理空気のガス濃度を計測することができる。つまり、プラズマ切替制御部７１は、ガス濃度センサ１４１から取得した出口ガス濃度から、プラズマの発生を停止させる停止タイミングを決定することができる。
【０１２４】
一方、切替弁制御部１７２は、プラズマが発生していない場合（Ｓ３０でＮｏ）、第２の切替弁１９２を閉じ、かつ第１の切替弁１９１を開ける制御を行う。これにより、プラズマが発生していないときには、ガス濃度センサ１４１はプラズマ触媒リアクタ２０による浄化前の被処理空気のガス濃度を計測することができる。つまり、プラズマ切替制御部７１は、ガス濃度センサ１４１から取得した入口ガス濃度から、プラズマの発生を開始させる開始タイミングを決定することができる。なお、切替弁制御部１７２は、所定間隔ごとにステップＳ３０〜Ｓ３２を繰り返し行ってもよい。
【０１２５】
上記のように、本実施の形態に係る空気清浄装置１１０は、第１の切替弁１９１及び第２の切替弁１９２を備えることで、１つのガス濃度センサ１４１で、プラズマの発生の開始及び停止を制御することができる。
【０１２６】
［２−３．効果など］
以上のように、本実施の形態に係る空気清浄装置１１０は、１つのガス濃度センサ１４１で構成されており、さらに、プラズマ触媒リアクタ２０に被処理空気を導入する空気導入部４０と、プラズマ触媒リアクタ２０を流通した被処理空気を排出する空気排出部５０と、ガス濃度センサ１４１及び空気導入部４０を結ぶ流路に配置される第１の切替弁１９１と、ガス濃度センサ１４１及び空気排出部５０を結ぶ流路に配置される第２の切替弁１９２と、第１の切替弁１９１及び第２の切替弁１９２の開閉を制御する切替弁制御部１７２と、を備える。
【０１２７】
これにより、本実施の形態に係る空気清浄装置１１０は、１つのガス濃度センサ１４１を有するといった簡易な構成で、高濃度脱離を考慮したプラズマの発生の開始タイミングを制御することができる。具体的には、プラズマ切替制御部は、切替弁制御部１７２の制御により、第１の切替弁１９１が「開状態」、第２の切替弁１９２が「閉状態」であるときに取得される入口ガス濃度から、開始タイミングを決定することができる。
【０１２８】
また、切替弁制御部１７２は、プラズマ触媒リアクタ２０の内部でプラズマが発生していない場合は、第１の切替弁１９１を開けて、かつ第２の切替弁１９２を閉じ、プラズマが発生している場合は、第２の切替弁１９２を開けて、かつ第１の切替弁１９１を閉じる制御を行う。
【０１２９】
これにより、プラズマ切替制御部７１は、プラズマが発生しているときにはプラズマ触媒リアクタ２０により浄化された被処理空気のガス濃度（出口ガス濃度）をガス濃度センサ１４１から取得するので、プラズマの発生を停止させる停止タイミングを決定することができる。また、プラズマ切替制御部７１は、プラズマが発生していないときにはプラズマ触媒リアクタ２０により浄化される前の被処理空気のガス濃度（入口ガス濃度）をガス濃度センサ１４１から取得するので、プラズマの発生を開始させる開始タイミングを決定することができる。
【０１３０】
（その他の実施の形態）
以上、本発明に係る空気清浄装置及び空気清浄装置の制御方法について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【０１３１】
例えば、上記実施の形態では、第１の電極は棒状であり、第２の電極は筒状である例について説明したが、被処理空気を流すことができ、かつ放電を発生させることができれば電極の形状はこれに限定されない。例えば、図１０に示すように、第１の電極２１ａ及び第２の電極２２ａは、枠体２５内に配置された平板状の電極であってもよい。この場合、第１の電極２１ａ及び第２の電極２２ａは平行となるように配置され、第１の電極２１ａと第２の電極２２ａとの間に触媒誘電体２３ａが充填される。また、第１の電極及び第２の電極は、例えば、メッシュ状であってもよい。すなわち、第１の電極の形状は、棒状、平板状、メッシュ状のうちいずれか１種であり、第２の電極の形状が、筒状、平板状、メッシュ状のうちいずれか１種であってもよい。
【０１３２】
また、上記実施の形態では、プラズマ触媒リアクタの形状は有底筒体状である例について説明したが、被処理空気が内部を流れることができる形状であれば、特に限定されない。例えば、プラズマ触媒リアクタの形状は、有底枠体状であってもよいし、その他の形状であってもよい。また、プラズマ触媒リアクタの内部に配置される第１の電極及び第２の電極の形状は、プラズマ触媒リアクタの形状に応じて決定されてもよい。
【０１３３】
また、上記実施の形態では、ファン部が空気導入部に対して被処理空気を送る場合を例示したが、ファン部を空気排出部側に配置して、当該ファン部で空気排出部からプラズマ触媒リアクタの空気を吸引することも可能である。
【０１３４】
また、上記実施の形態では、ファン部を備えた空気清浄装置を例示して説明したが、ファン部を備えていない空気清浄装置に対して、上記実施の形態の特徴部分を適用することも可能である。
【０１３５】
また、上記実施の形態では、プラズマ切替制御部は、ガス濃度を用いてプラズマの発生の開始タイミング及び停止タイミングの両方を制御する例について説明したが、これに限定されない。プラズマ切替制御部は、ガス濃度を用いて少なくともプラズマの発生の開始タイミングを制御すればよい。例えば、プラズマ切替制御部は、出口ガス濃度を用いずにプラズマの発生の開始から所定の時間経過後にプラズマの発生を停止する制御を行ってもよい。この場合、空気清浄装置は、第２のガス濃度センサを備えていなくてもよい。
【０１３６】
また、上記実施の形態では、プラズマの発生を停止する停止タイミングを出口ガス濃度の変化率から決定する例について説明したが、これに限定されない。例えば、プラズマ触媒リアクタは、予め設定されたプラズマの発生を停止するガス濃度の基準値と、出口ガス濃度の計測値とを比較し、計測値が基準値以下となったときに、プラズマの発生を停止すると判定してもよい。
【０１３７】
また、上記実施の形態において説明された空気清浄装置の動作における複数の処理の順序は一例である。複数の処理の順序は、変更されてもよいし、複数の処理は、並行して実行されてもよい。例えば、図４において、ステップＳ１３における時間ｔ１の計測の開始と、ステップＳ１４における第１のガス濃度センサの計測の開始とは、並行して実行されてもよいし、第１のガス濃度センサの計測を開始した後、時間ｔ１の計測を開始してもよい。
【０１３８】
また、上記実施の形態において説明された空気清浄装置の動作における複数の処理のうち一部の処理は省略されてもよい。例えば、ファン運転を開始した時刻と、現時刻との差分から時間ｔ１を算出する場合、図４におけるステップＳ１２は行われなくてもよい。
【０１３９】
また、上記実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、プロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。プロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）、又はＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  ｓｃａｌｅ  ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を含む一つ又は複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、一つのチップに集積されていてもよいし、複数のチップに設けられてもよい。複数のチップは一つの装置に集約されていてもよし、複数の装置に備えられていてもよい。
【０１４０】
また、本発明の全般的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータが読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ、光ディスクなどの非一時的記録媒体などで実現されてもよい。プログラムは、記録媒体に予め記憶されていてもよいし、インターネット等を含む広域通信網を介して記録媒体に供給されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【０１４１】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１４２】
１０、１１０    空気清浄装置
２０    プラズマ触媒リアクタ
２１、２１ａ    第１の電極
２２、２２ａ    第２の電極
２３    触媒部
２３ａ    触媒誘電体
４０    空気導入部
４１    第１のガス濃度センサ
５０    空気排出部
５１    第２のガス濃度センサ
６０    電圧印加部
７１    プラズマ切替制御部
１４１    ガス濃度センサ
１７２    切替弁制御部
１９１    第１の切替弁
１９２    第２の切替弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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