(57)【要約】【課題】より安定した計測が行え、かつ高濃度脱離が発生した場合において、出口ガス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圧力とプラズマ触媒リアクタ２０から排出される被処理空気の圧力との差を計測する圧力差センサ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、圧力差センサ４１で計測された圧力差により、プラズマ触媒リアクタ２０の内部で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。【選択図】図２
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【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圧力と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圧力との差を計測する圧力差センサと、
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、
前記圧力差センサで計測された圧力差により、前記プラズマ触媒リアクタの内部で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、前記圧力差センサで計測しうる前記圧力差から算出される前記触媒部に吸着される物質の吸着量、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、前記圧力差センサで計測された圧力差とから、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ガス濃度センサを備え、
前記プラズマ切替制御部は、前記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プラズマを発生させる、
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６に記載の空気清浄装置。
【請求項８】
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構成されており、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６又は７に記載の空気清浄装置。
【請求項９】
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１〜８のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項１０】
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圧力と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圧力との差を計測し、
計測された圧力差により、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】
また、特許文献１に記載の脱臭器は、第１のにおいセンサ及び第２のにおいセンサを用いて、脱臭器入口及び出口の空気（被処理空気の一例）のにおい成分を定量的に計測している。脱臭器入口側のにおい成分を計測する第１のにおいセンサは、脱臭器出口側のにおい成分を計測する第２のにおいセンサに比べ、より高濃度のにおい成分を計測するため、寿命が短という課題がある。つまり、脱臭器入口側のにおい成分を安定して計測できない。
【０００６】
そこで、本発明は、より安定した計測が行え、かつ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】
【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圧力と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圧力との差を計測する圧力差センサと、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、前記圧力差センサで計測された圧力差により、前記プラズマ触媒リアクタの内部で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。
【０００８】
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圧力と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圧力との差を計測し、計測された圧力差により、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プラズマの発生を開始する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、より安定した計測が行え、かつ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】
【００１０】
【図１】実施の形態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】本実施の形態に係る空気清浄装置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。
【図６】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７】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】
【００１１】
（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）にガス濃度センサを設置し、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。
【００１２】
ここで、従来例に係る空気清浄装置の動作について、図７を参照しながら説明する。
【００１３】
図７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。
【００１４】
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７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。
【００１５】
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７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。
【００１６】
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７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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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７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７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。
【００２０】
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）と空気清浄装置の出口（浄化された空気が排出される部分）とにおける被処理空気の圧力差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。なお、詳細は後述するが、圧力差センサを用いることで、空気清浄装置の入口にガス濃度センサを配置して、当該ガス濃度センサによりガス濃度を計測する場合に比べ、センサの寿命が長くなる。つまり、圧力差センサを用いることで、安定して被処理空気の計測が行える。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
（実施の形態）
以下、本実施の形態に係る空気清浄装置について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００２４】
［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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、圧力差センサ４１と、空気排出部５０と、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、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。
【００２７】
以下、各構成要素について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
［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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、底部には空気導入部４０及び空気排出部５０と接続されるための開口を有する。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
［１−２．圧力差センサ及びガス濃度センサ］
空気清浄装置１０は、プラズマ触媒リアクタ２０の入口及び出口を流れる被処理空気の圧力差を計測する圧力差センサ４１、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）を計測するガス濃度センサ５１を備える。図１に示すように、圧力差センサ４１は、空気導入部４０及び空気排出部５０に接続されており、空気導入部４０を通過する被処理空気、及び、空気排出部５０を通過する被処理空気の圧力差を計測するセンサである。つまり、圧力差センサ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、及び、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の圧力差を計測する。圧力差センサ４１の態様は特に限定されないが、一例としてダイヤフラムを有しており、当該ダイヤグラムを直接変位させて圧力差を計測するものがあげられる。
【００４１】
また、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、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。
【００４２】
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。
【００４３】
圧力差センサ４１が計測した圧力差及びガス濃度センサ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、圧力差センサ４１が圧力差を計測するタイミング及びガス濃度センサ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。
【００４４】
［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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
［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。
【００４８】
プラズマ切替制御部７１は、圧力差センサ４１から当該圧力差センサ４１が計測した圧力差、及び、ガス濃度センサ５１から当該ガス濃度センサ５１が計測したガス濃度を取得する。プラズマ切替制御部７１は、圧力差センサ４１が計測した圧力差、及び、ガス濃度センサ５１が計測した出口ガス濃度のうちの圧力差を用いて、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、圧力差を用いて、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が圧力差センサ４１で計測された圧力差から、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、圧力差センサ４１が計測した圧力差から算出できる。なお、吸着量の算出に、触媒部２３を構成する材料、又は触媒部２３の表面積などを考慮してもよい。圧力差と、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。
【００５１】
ここで、圧力差から、汚染物質の吸着量を算出することについて説明する。まず、触媒部２３の表面は、触媒部２３の表面積を大きくするために、凹凸形状を有している。そのため、空気導入部４０から流入した被処理空気は、触媒部２３を通過することで、圧力の損失を受ける。つまり、空気排出部５０を通過する被処理空気の圧力（以降、出口圧力とも記載する）は、空気導入部４０を通過する被処理空気の圧力（以降、入口圧力とも記載する）より低くなる。言い換えると、出口圧力と入口圧力との圧力差が大きい。
【００５２】
そして、触媒部２３が被処理空気に含まれる汚染物質を吸着することにより、汚染物質が吸着した分、凹凸形状が滑らかになる。そのため、空気導入部４０から流入した被処理空気が触媒部２３を通過することで受ける圧力の損失が低減する。触媒部２３が汚染物質を吸着するほど、触媒部２３を通過するときの被処理空気の圧力の損失が低減する。つまり、出口圧力と入口圧力の圧力差が小さくなる。触媒部２３が汚染物質を吸着するほど、圧力差センサ４１が計測する圧力差が小さくなる。言い換えると、圧力差センサ４１が計測する圧力差から、触媒部２３が吸着している汚染物質の吸着量を算出することができる。なお、上記でも説明したが、圧力差と吸着量との関係は予め測定され、記憶部８０に記憶されている。
【００５３】
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。
【００５４】
記憶部８０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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
記憶部８０は、プラズマ切替制御部７１が取得した圧力差及び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、圧力差と、触媒部２３の汚染物質の吸着量とが関係づけられた情報を記憶している。記憶部８０は、例えば、圧力差と吸着量との関係を示すテーブルを記憶していてもよいし、関係式を記憶していてもよい。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。
【００５９】
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。
【００６０】
［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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
次に、プラズマ切替制御部７１は、圧力差センサ４１によるプラズマ触媒リアクタ２０の入口及び出口における被処理空気の圧力差の計測を開始させる（Ｓ１２）。そして、プラズマ切替制御部７１は、圧力差センサ４１が計測した圧力差から、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（Ｓ１３）。プラズマ切替制御部７１は、記憶部８０に記憶されている圧力差と吸着量との関係を示す情報を読み出し、読み出した情報と圧力差センサ４１により計測された圧力差とから触媒部２３に吸着されている汚染物質の吸着量を算出する。
【００６４】
続いて、プラズマ切替制御部７１は、算出した吸着量から、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の最大値を算出する（Ｓ１４）。すなわち、圧力差から出口ガス濃度の最大値が予測される。具体的には、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。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。
【００６５】
そして、プラズマ切替制御部７１は、ステップＳ１３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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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、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。なお、図５中の実線及び破線は、ガス濃度と時間との関係を示しており、一点鎖線は、圧力差と時間との関係を示している。また、図５中の実線は、本実施の形態に係る空気清浄装置１０の出口ガス濃度を示しており、破線は、出口側のガス濃度のみを計測している従来例に係る空気清浄装置の出口ガス濃度を示している。つまり、破線は、図７の実線と同一のグラフである。
【００６９】
図５における「プラズマＯＦＦ期間（触媒による吸着）」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、出口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。また、このとき圧力差センサ４１が計測する圧力差も略一定の値となっている。これは、被処理空気が触媒部２３を通過するときの圧力の損失が略一定量で発生していることを示す。
【００７０】
そして、図５における「プラズマＯＦＦ期間（吸着飽和）」に示すように、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。一方、圧力差センサ４１が計測する圧力差は、出口ガス濃度の上昇に伴って、減少している。つまり、プラズマ触媒リアクタ２０に供給される被処理空気の圧力と、プラズマ触媒リアクタ２０から排出される被処理空気の圧力との差が小さくなっている。これは、触媒部２３が汚染物質を吸着することで、触媒部２３による被処理空気の圧力の損失が低減するためである。プラズマ切替制御部７１は、圧力差センサ４１が計測した圧力差と、記憶部８０に記憶されている圧力差と吸着量との関係を示す情報とから、当該測定した圧力差における吸着量を算出する。そして、算出した吸着量と、放電エネルギーとから、プラズマの発生を開始したときにおける出口ガス濃度の最大値を算出する。
【００７１】
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、圧力差センサ４１で計測された圧力差から算出される出口ガス濃度の最大値とを比較する（Ｓ１５）。上限閾値と最大値とが等しくなった場合（Ｓ１５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（Ｓ１６）。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。
【００７２】
なお、上記ではステップＳ１５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Ｓ１５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。
【００７３】
なお、ステップＳ１５において、最大値が上限閾値より低い場合（Ｓ１５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。
【００７４】
プラズマ切替制御部７１は、ステップＳ１６においてプラズマの発生を開始させると、時間ｔ１をリセットする（Ｓ１７）。時間ｔ１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Ｓ１７において、プラズマの発生を開始した時点で、時間ｔ１は一旦リセットされる。
【００７５】
そして、プラズマ切替制御部７１は、ガス濃度センサ５１のガス濃度の計測を開始させる（Ｓ１８）。なお、プラズマ切替制御部７１は、ガス濃度センサ５１の計測を開始させた後、圧力差センサ４１の計測を停止させてもよい。これにより、圧力差センサ４１の寿命を延ばすことができる。
【００７６】
図５の「プラズマＯＮ期間」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、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示している。なお、図４のステップＳ１４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。
【００７７】
また、圧力差センサ４１が計測する圧力差は、プラズマの発生が開始されるときが最小の値となり、プラズマの発生が開始されてからは上昇する。これは、プラズマの発生により触媒部２３に吸着されていた汚染物質が高濃度脱離により再放出され、被処理空気が触媒部２３を通過するときの圧損が増加するためである。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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、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（Ｓ１９）、算出し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）以下でるか否かを判定する（Ｓ２０）。
【００８１】
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ｔ１により取得できる。
【００８２】
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Ｓ２０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Ｓ２０における判定を行ってもよい。
【００８３】
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（Ｓ２０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（Ｓ２１）。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。
【００８４】
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（Ｓ２０でＮｏ）には、プラズマの発生を継続させる。
【００８５】
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圧力差センサ４１が計測した圧力差から決定し、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、圧力差センサ４１が計測した圧力差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。
【００８６】
また、プラズマ切替制御部７１は、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。
【００８７】
［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圧力とプラズマ触媒リアクタ２０から排出される被処理空気の圧力との差を計測する圧力差センサ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、圧力差センサ４１で計測された圧力差により、プラズマ触媒リアクタ２０の内部で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。
【００８８】
これにより、プラズマ切替制御部７１は、算出された出口ガス濃度の最大値に応じてプラズマの発生を開始するか否かを判定できる。つまり、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。
【００８９】
さらに、圧力差センサ４１は、計測した圧力差を用いて出口ガス濃度を算出している。例えば、入口ガス濃度を計測するガス濃度センサが計測した入口ガス濃度を用いて、出口ガス濃度を算出することも可能であるが、入口ガス濃度は汚染物質の濃度が高いため、配置したガス濃度センサの寿命が短いという課題がある。一方、本実施の形態のように被処理空気の圧力差を計測する圧力差センサ４１を用いることで、ガス濃度センサを用いる場合に比べ汚染物質の濃度によるセンサの寿命への影響を受けにくくなる。つまり、本実施の形態に係る空気清浄装置１０は、圧力差センサ４１を用いることで、より安定した計測が行える。
【００９０】
また、プラズマ切替制御部７１は、圧力差センサ４１で計測しうる圧力差から算出される触媒部２３に吸着される物質（例えば、汚染物質）の吸着量、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、圧力差センサ４１で計測された圧力差とから、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、圧力差センサ４１が計測した圧力差から、圧力差を計測した時点の触媒部２３に吸着されている汚染物質の吸着量を算出できる。そして、算出された吸着量と、プラズマを発生させるための電力とから、出口ガス濃度の最大値を算出できる。例えば、予め吸着量と電力との関係を計測しておくことで、算出された吸着量から容易に最大値を算出できる。
【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の発生を開始させる。
【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（出口ガス濃度）を計測するガス濃度センサ５１を備え、プラズマ切替制御部７１は、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、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、を有する。そして、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圧力とプラズマ触媒リアクタ２０から排出される被処理空気の圧力との差を計測し、計測された圧力差により、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、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。
【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】
（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。
【０１０９】
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６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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
また、上記実施の形態では、プラズマ切替制御部は、圧力差を用いてプラズマの発生の開始タイミングを制御し、出口ガス濃度を用いてプラズマの発生の停止タイミング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、圧力差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、出口ガス濃度を計測するガス濃度センサを備えていなくてもよい。
【０１１４】
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。
【０１１５】
また、上記実施の形態では、プラズマの発生を開始する開始タイミングを決定するのに、圧力差から算出された出口ガス濃度の最大値と、上限閾値とを比較する例について説明したが、これに限定されない。例えば、プラズマ切替制御部は、圧力差センサが計測した圧力差から直接、プラズマの発生を開始する開始タイミングを決定してもよい。例えば、記憶部が圧力差の上限閾値を記憶しており、プラズマ切替制御部は、圧力差センサから取得した圧力差と記憶部が記憶している圧力差の上限閾値とを比較し、取得した圧力差が上限閾値以下である場合に、プラズマの発生を開始する開始タイミングであると判定してもよい。
【０１１６】
また、上記実施の形態では、１つの圧力差センサを用いてプラズマ触媒リアクタ２０の入口及び出口における被処理空気の圧力差を計測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２０の入口及び出口のそれぞれに圧力センサを配置し、プラズマ切替制御部は、それぞれの圧力センサが計測した圧力値から圧力差を算出してもよい。
【０１１７】
また、上記実施の形態では、プラズマの発生を開始してからガス濃度センサの計測を開始させる例について説明したが、これに限定されない。ガス濃度センサは、プラズマの発生していないときの出口ガス濃度を計測してもよい。例えば、ファン部の運転を開始した後、圧力差センサが計測を開始するとともに、ガス濃度センサの出口ガス濃度の計測を開始してもよい。これにより、プラズマ切替制御部は、圧力差センサが計測した圧力差から算出される吸着量と、ガス濃度センサが計測した出口ガス濃度とから、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することができる。これにより、プラズマ切替制御部は、より精度よく出口ガス濃度の最大値を算出することができる。
【０１１８】
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、ガス濃度センサによる出口ガス濃度の計測の開始と、圧力差センサによる圧力差の計測の開始とは、並行して実行されてもよい。これにより、上記でも記載したように、プラズマ切替制御部は、より精度よく出口ガス濃度の最大値を算出することができる。
【０１１９】
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、プラズマの発生を開始した時刻と、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Ｓ１７は行われなくてもよい。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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】
【０１２３】
１０    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    圧力差センサ
５０    空気排出部
５１    ガス濃度センサ
６０    電圧印加部
７１    プラズマ切替制御部
【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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