(57)【要約】【課題】放電プラズマを利用する空気浄化装置であって、放電プラズマの発生領域や強度の設計自由度が広い空気浄化装置と、これを備えた空気調節装置を提供することである。【解決手段】空気浄化装置１は、空気中で放電プラズマを発生させる放電プラズマ素子１３と、放電プラズマ素子１３にて放電プラズマとともに発生したオゾンを除去するフィルター１４と、放電プラズマ素子１３の累積運転時間と予め定められた累積運転設定時間とを記憶する記憶部１７と、放電プラズマ素子１３の運転を制御する制御部１６とを備える。制御部１６は、累積運転時間が累積運転設定時間以下のときに放電プラズマ素子１３の運転を可能にし、累積運転時間が累積運転設定時間に達すると放電プラズマ素子１３の運転を停止させる。【選択図】図２
2007000598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中で放電プラズマを発生させる放電プラズマ素子と、
前記放電プラズマ素子にて放電プラズマとともに発生したオゾンを除去するオゾン除去部と、
前記放電プラズマ素子の累積運転時間と予め定められた累積運転設定時間とを記憶する記憶部と、
前記放電プラズマ素子の運転を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記累積運転時間が前記累積運転設定時間以下のときに前記放電プラズマ素子の運転を可能にし、前記累積運転時間が前記累積運転設定時間に達すると前記放電プラズマ素子の運転を停止させる、空気浄化装置。
【請求項２】
前記累積運転時間が前記累積運転設定時間に達したことを報知する表示部をさらに備え、
この表示部の報知に従って前記オゾン除去部を交換すると、前記記憶部が記憶している前記累積運転時間がゼロにリセットされる、請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項３】
前記放電プラズマ素子に空気を供給する空気供給駆動部をさらに備え、
前記記憶部は、前記空気供給駆動部の連続運転時間と予め定められた連続運転設定時間とを記憶し、前記制御部は、前記連続運転時間が前記連続運転設定時間に達するごとに、ある一定時間、前記放電プラズマ素子を運転することを繰り返す、請求項１または請求項２に記載の空気浄化装置。
【請求項４】
前記放電プラズマ素子に空気を供給する空気供給駆動部をさらに備え、
前記オゾン除去部は、空気中の有害化学物質を吸着除去する機能と、オゾンを分解除去する機能とを有し、
前記制御部は、前記空気供給駆動部の運転開始後または運転終了前にある一定時間、前記放電プラズマ素子を運転させる、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の空気浄化装置。
【請求項５】
空気中で放電プラズマを発生させる放電プラズマ素子と、
前記放電プラズマ素子にて放電プラズマとともに発生したオゾンを除去するオゾン除去部と、
前記放電プラズマ素子の連続運転時間、前記オゾン除去部の下流側のオゾン濃度が所定の値以下であるときの前記放電プラズマ素子の予め定められた連続運転設定時間、前記放電プラズマ素子の運転停止時間、および、前記オゾン除去部のオゾン除去能力が回復するまでの前記放電プラズマ素子の予め定められた運転停止設定時間を記憶する記憶部と、
前記放電プラズマ素子の運転を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記連続運転時間が前記連続運転設定時間以下の範囲内で前記放電プラズマ素子を連続運転した後、前記運転停止時間が前記運転停止設定時間に達するまで前記放電プラズマ素子の運転を停止するように前記放電プラズマ素子の運転を制御する、空気浄化装置。
【請求項６】
前記放電プラズマ素子を連続運転している間は、前記オゾン除去部の下流側のオゾン濃度が所定の第１の値以下であり、前記放電プラズマ素子の運転を停止した後に前記放電プラズマ素子の運転を再開した直後は、前記オゾン除去部の下流側のオゾン濃度が前記第１の値よりも小さい所定の第２の値以下である、請求項５に記載の空気浄化装置。
【請求項７】
前記放電プラズマ素子の周囲の湿度を測定する湿度センサーをさらに備え、
前記制御部は、前記放電プラズマ素子にて放電プラズマとともに発生するオゾンの量が所定の値以下になるように、前記湿度センサーによって測定された湿度の値に応じて前記放電プラズマ素子への印加電圧を制御する、請求項５または請求項６に記載の空気浄化装置。
【請求項８】
前記放電プラズマ素子と前記オゾン除去部との間に、前記放電プラズマ素子にて放電プラズマとともに発生するオゾンの濃度を測定するオゾンセンサーをさらに備え、
前記制御部は、前記オゾンセンサーによって測定されたオゾン濃度の値が所定の値以下になるように、前記放電プラズマ素子への印加電圧を制御する、請求項５から請求項７までのいずれか１項に記載の空気浄化装置。
【請求項９】
前記オゾン除去部の下流側のオゾン濃度を測定するオゾンセンサーをさらに備え、
前記制御部は、前記オゾンセンサーによって測定されたオゾン濃度が所定の値以下であるときに前記放電プラズマ素子を連続運転した後、前記運転停止時間が前記運転停止設定時間に達するまで前記放電プラズマ素子の運転を停止するように前記放電プラズマ素子の運転を制御する、請求項５から請求項８までのいずれか１項に記載の空気浄化装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記オゾン除去部の下流側のオゾン濃度を測定する前記オゾンセンサーによって測定されたオゾン濃度が所定の第１の値以下であるときに前記放電プラズマ素子を連続運転した後、前記運転停止時間が前記運転停止設定時間に達するまで前記放電プラズマ素子の運転を停止し、その後、前記放電プラズマ素子の運転を再開した直後に、前記オゾン除去部の下流側のオゾン濃度を測定する前記オゾンセンサーによって測定されたオゾン濃度が前記第１の値よりも小さい所定の第２の値以下であるときに前記放電プラズマ素子の運転を継続するように前記放電プラズマ素子の運転を制御する、請求項９に記載の空気浄化装置。
【請求項１１】
前記オゾン除去部は、空気中の有害化学物質を吸着除去する機能と、オゾンを分解除去する機能とを有する、請求項５から請求項１０までのいずれか１項に記載の空気浄化装置。
【請求項１２】
空気中で放電プラズマを発生させる放電プラズマ素子と、前記放電プラズマ素子にて放電プラズマとともに発生したオゾンを除去するオゾン除去部とを含む空気浄化部を複数備え、
前記放電プラズマ素子の連続運転時間、前記オゾン除去部の下流側のオゾン濃度が所定の値以下であるときの前記放電プラズマ素子の予め定められた連続運転設定時間、前記放電プラズマ素子の運転停止時間、および、前記オゾン除去部のオゾン除去能力が回復するまでの前記放電プラズマ素子の予め定められた運転停止設定時間を記憶する記憶部と、
前記放電プラズマ素子の運転を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、複数の前記空気浄化部の各々の放電プラズマ素子を交替で運転し、前記連続運転時間が前記連続運転設定時間以下の範囲内で前記放電プラズマ素子を連続運転した後、前記運転停止時間が前記運転停止設定時間に達するまで前記放電プラズマ素子の運転を停止するように前記放電プラズマ素子の運転を制御する、空気浄化装置。
【請求項１３】
空気中で放電プラズマを発生させる放電プラズマ素子と、
前記放電プラズマ素子にて放電プラズマとともに発生したオゾンを除去するための複数のオゾン除去フィルターとを備え、
複数の前記オゾン除去フィルターのうち一つの前記オゾン除去フィルターが前記放電素子の下流側に配置されており、さらに、
前記放電プラズマ素子の連続運転時間、および、前記オゾン除去部の下流側のオゾン濃度が所定の値以下であるときの前記放電プラズマ素子の予め定められた連続運転設定時間を記憶する記憶部と、
前記放電プラズマ素子の運転を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記連続運転時間が前記連続運転設定時間以下の範囲内で前記放電プラズマ素子を連続運転するように前記放電プラズマ素子の運転を制御し、
前記放電プラズマ素子を連続運転した後、前記放電素子の下流側に配置された一つの前記オゾン除去フィルターの代わりに、複数の前記オゾン除去フィルターのうち別の前記オゾン除去フィルターを前記放電プラズマ素子の下流側に配置することが可能である、空気浄化装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の空気浄化装置を備えた、空気調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気中で放電プラズマを発生させることによって空気を浄化する空気浄化装置と、この空気浄化装置を備えた空気調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題の顕在化、居住空間の高気密化等に伴い、人体に有害な空気中の化学物質を取り除き、健康で快適な生活を送りたいという住環境に対する要望が強くなっている。このような要望に応えるため、大気中で放電プラズマを発生させ、放電プラズマによって生成するラジカル、オゾン、イオン等の活性種が持つ強い酸化作用を利用して空気中の有害な化学物質を分解する技術を搭載した空気清浄機、空気調和機等の空気調節装置が開発され、販売されている。
【０００３】
たとえば、特開平１１−３１９０５８号公報（特許文献１）には、空気中の臭気成分をコロナ放電によって生成したプラズマ、ラジカル、オゾンと反応させることによって脱臭する技術を搭載した空気清浄機が開示されている。この空気清浄機では、コロナ放電電極の下流側に、オゾン分解触媒として働く薬剤を塗布したガス処理機能材が設置されており、コロナ放電によって生成したオゾンの大部分がここで分解される。
【０００４】
また、たとえば、特開２０００−１３５２８１号公報（特許文献２）には、ラジカル（オゾンを含む）の脱臭効果を発揮させながら、オゾンの発生量を抑制して効率よく脱臭することができる空気清浄装置の運転方法が開示されている。この空気清浄装置の運転方法はプラズマ発生部の運転を間欠運転とする。
【特許文献１】特開平１１−３１９０５８号公報
【特許文献２】特開２０００−１３５２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述した従来の空気清浄機または空気清浄装置では、累積運転時間が長くなるにつれて、ガス処理機能材のオゾン分解性能が劣化するため、排気口から排出されるオゾンの濃度が上昇する。オゾン濃度が高くなりすぎると使用者の健康に悪い影響を及ぼす可能性が生じる。
【０００６】
そこで、使用者の健康に悪い影響を及ぼす可能性を低減するために空気清浄機の使用開始から使用終了までの累積運転時間を正確に知る必要がある。しかし、空気清浄機を使用しなくなるまでの累積運転時間は使用者によって異なる。このため、累積運転時間を正確に知ることは困難である。したがって、使用者の健康に悪い影響を及ぼす可能性を低減するためには、製品設計の際に、空気清浄機の累積運転時間が極端に長い場合を想定する必要がある。
【０００７】
また、上述した従来の空気清浄機または空気清浄装置では、連続して使用する連続運転時間が長くなると、放電プラズマが発生し続ける時間が長くなるため、ガス処理機能材のオゾン分解能力が徐々に低下し、排気口から排出されるオゾンの濃度が上昇する。オゾン濃度が高くなりすぎると使用者の健康に悪い影響を及ぼす可能性が生じる。
【０００８】
そこで、使用者の健康に悪い影響を及ぼす可能性を低減するために空気清浄機を連続して使用する連続運転時間を正確に知る必要がある。しかし、空気清浄機を連続して使用する連続運転時間は使用者によって異なる。このため、連続運転時間を正確に知ることは困難である。したがって、使用者の健康に悪い影響を及ぼす可能性を低減するためには、製品設計の際に、放電プラズマが発生し続ける時間が極端に長い場合を想定する必要がある。
【０００９】
一方、空気清浄機において放電プラズマの発生領域が広く、放電プラズマの強度が強いほど、電子発生量が多いので、酸素ラジカル、水酸基ラジカル等のラジカルの発生量が多くなり、有害化学物質に対する分解効果が増すが、オゾンの発生量も多くなる。
【００１０】
したがって、従来の空気清浄機または空気浄化装置では、累積運転時間が極端に長い場合でも、また、放電プラズマが発生し続ける時間が極端に長い場合でも、安全性を確保することができるようにするためには、すなわち、累積運転時間や放電プラズマが発生し続ける時間が極端に長い場合を想定して、排気口から排出されるオゾン濃度の上昇によって使用者の健康に及ぼす悪影響を考慮すると、空気清浄機または空気浄化装置において設計可能な放電プラズマの発生領域や強度は制約を受ける。その結果、従来の空気清浄機または空気浄化装置では、安全性を確保するために放電プラズマの発生領域を狭く、放電プラズマの強度を低く設計している。このように空気浄化装置を設計して電子発生量を少なくしているため、ラジカル等の活性種の発生量が少なく、有害化学物質に対する分解効果が十分ではなく、放電プラズマによる空気浄化効果を十分に引き出すことができないという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、放電プラズマを利用する空気浄化装置であって、放電プラズマの発生領域や強度の設計自由度が広い空気浄化装置と、これを備えた空気調節装置を提供することである。
【００１２】
また、本発明の目的は、放電プラズマを利用する空気浄化装置であって、排出されるオゾンの濃度が常に使用者の健康に悪い影響を及ぼすことのない低い水準であり、かつ、有害化学物質に対して優れた分解効果を得ることのできる空気浄化装置と、これを備えた空気調節装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明の一つの局面に従った空気浄化装置は、空気中で放電プラズマを発生させる放電プラズマ素子と、放電プラズマ素子にて放電プラズマとともに発生したオゾンを除去するオゾン除去部と、放電プラズマ素子の累積運転時間と予め定められた累積運転設定時間とを記憶する記憶部と、放電プラズマ素子の運転を制御する制御部とを備える。制御部は、累積運転時間が累積運転設定時間以下のときに放電プラズマ素子の運転を可能にし、累積運転時間が累積運転設定時間に達すると放電プラズマ素子の運転を停止させる。
【００１４】
この発明の一つの局面に従った空気浄化装置においては、放電プラズマ素子の累積運転時間がオゾン除去部のオゾン除去性能の劣化を考慮して予め設定した累積運転設定時間に達すると、放電プラズマが発生しなくなるため、排出オゾン濃度を常に安全な水準に保つことができる。排出オゾン濃度を常に安全な水準に保つことができるため、空気浄化装置の製品設計の際に放電プラズマによる空気浄化効果を十分に引き出すことができるように設計することができ、放電プラズマの発生領域や強度の設計自由度を広げることができる。
【００１５】
この発明の一つの局面に従った空気浄化装置は、放電プラズマ素子の累積運転時間が累積運転設定時間に達したことを報知する表示部をさらに備え、表示部の報知に従ってオゾン除去部を交換すると、記憶部が記憶している放電プラズマ素子の累積運転時間がゼロにリセットされるのが好ましい。
【００１６】
このように構成することにより、オゾン除去部を適切な時期に交換し、放電プラズマ素子の運転を再開することができる。このため、安全性の確保とオゾン除去部の節約が可能になる。
【００１７】
また、この発明の一つの局面に従った空気浄化装置は、放電プラズマ素子に空気を供給する空気供給駆動部をさらに備え、記憶部は、空気供給駆動部の連続運転時間と予め定められた連続運転設定時間とを記憶し、制御部は、記憶部に記憶された連続運転時間が記憶部に記憶された連続運転設定時間に達するごとに、ある一定時間、放電プラズマ素子を運転することを繰り返すように制御するのが好ましい。
【００１８】
このように構成することにより、放電プラズマ素子の累積運転時間を短縮することにより、オゾン除去部のオゾン除去性能の劣化の進行を遅らせることができる。このため、オゾン除去部の交換頻度を減らすことができるので、オゾン除去部の節約が可能になる。
【００１９】
さらに、この発明の一つの局面に従った空気浄化装置は、放電プラズマ素子に空気を供給する空気供給駆動部をさらに備え、オゾン除去部は、空気中の有害化学物質を吸着除去する機能と、オゾンを分解除去する機能とを有し、制御部は、空気供給駆動部の運転開始後または運転終了前にある一定時間、放電プラズマ素子を運転させるのが好ましい。
【００２０】
このように構成することにより、放電プラズマ素子が停止しているときは、オゾン除去部が空気中の有害化学物質を吸着除去する機能を発揮する。放電プラズマ素子が動作しているときは、オゾン除去部による有害化学物質の吸着除去に加えて、空気中で放電プラズマが発生することによって生成したラジカルやオゾンが空気中の有害化学物質を分解する。また、オゾンがオゾン除去部の表面で分解除去されるときに酸素ラジカルが生成し、この酸素ラジカルも空気中の有害化学物質を分解する。また、オゾンがオゾン除去部の表面で分解除去されるときに生成した酸素ラジカルは、オゾン除去部の表面に吸着している有害化学物質を分解し、オゾン除去部の吸着性能を回復させる。したがって、オゾン除去部の吸着性能を回復させてから空気浄化装置の運転を再開することができる。
【００２１】
この発明のもう一つの局面に従った空気浄化装置は、空気中で放電プラズマを発生させる放電プラズマ素子と、放電プラズマ素子にて放電プラズマとともに発生したオゾンを除去するオゾン除去部と、放電プラズマ素子の連続運転時間、オゾン除去部の下流側のオゾン濃度が所定の値以下であるときの放電プラズマ素子の予め定められた連続運転設定時間、放電プラズマ素子の運転停止時間、および、オゾン除去部のオゾン除去能力が回復するまでの放電プラズマ素子の予め定められた運転停止設定時間を記憶する記憶部と、放電プラズマ素子の運転を制御する制御部とを備える。制御部は、連続運転時間が連続運転設定時間以下の範囲内で放電プラズマ素子を連続運転した後、運転停止時間が運転停止設定時間に達するまで放電プラズマ素子の運転を停止するように記放電プラズマ素子の運転を制御する。
【００２２】
このように構成することにより、オゾン除去部の下流側のオゾン濃度が所定値に達する前に、一定時間放電プラズマ素子の運転が停止するため、排出オゾン濃度を常に安全な水準に保つことができる。また、放電プラズマ素子の運転を停止することにより、オゾン除去部のオゾン除去能力を回復させることができる。
【００２３】
また、この発明のもう一つの局面に従った空気浄化装置においては、放電プラズマ素子を連続運転している間は、オゾン除去部の下流側のオゾン濃度が所定の第１の値以下であり、放電プラズマ素子の運転を停止した後に放電プラズマ素子の運転を再開した直後は、オゾン除去部の下流側のオゾン濃度が第１の値よりも小さい所定の第２の値以下であるのが好ましい。
【００２４】
このように構成することにより、オゾン除去部のオゾン除去能力が十分に回復するのを待ってから放電プラズマ素子の運転を再開するため、排出オゾン濃度をさらに低く抑えることができる。
【００２５】
さらに、この発明のもう一つの局面に従った空気浄化装置は、放電プラズマ素子の周囲の湿度を測定する湿度センサーをさらに備える。制御部は、放電プラズマ素子にて放電プラズマとともに発生するオゾンの量が所定の値以下になるように、湿度センサーによって測定された湿度の値に応じて放電プラズマ素子への印加電圧を制御するのが好ましい。
【００２６】
このように構成することにより、放電プラズマ素子の周囲の湿度が変動しても、放電プラズマ素子にて放電プラズマとともに発生するオゾンの量を所定範囲内に保つことができるため、有害化学物質に対する安定した分解効果が得られる上、排出オゾン濃度を安全な水準に保つことが容易になる。
【００２７】
さらにまた、この発明のもう一つの局面に従った空気浄化装置は、放電プラズマ素子とオゾン除去部との間に、放電プラズマ素子にて放電プラズマとともに発生するオゾンの濃度を測定するオゾンセンサーをさらに備える。制御部は、オゾンセンサーによって測定されたオゾン濃度の値が所定の値以下になるように、放電プラズマ素子への印加電圧を制御するのが好ましい。
【００２８】
このように構成することにより、放電プラズマ素子にて放電プラズマとともに発生するオゾンの量を所定範囲内に保つことができるため、有害化学物質に対する安定した分解効果が得られる上、排出オゾン濃度を安全な水準に保つことが容易になる。
【００２９】
この発明のもう一つの局面に従った空気浄化装置は、オゾン除去部の下流側のオゾン濃度を測定するオゾンセンサーをさらに備える。制御部は、オゾンセンサーによって測定されたオゾン濃度が所定の値以下であるときに放電プラズマ素子を連続運転した後、運転停止時間が運転停止設定時間に達するまで放電プラズマ素子の運転を停止するように放電プラズマ素子の運転を制御するのが好ましい。
【００３０】
このように構成することにより、オゾン除去部の下流側のオゾン濃度が所定値に達する前に、一定時間放電プラズマ素子の運転が停止するため、排出オゾン濃度を常に安全な水準に保つことができる。また、放電プラズマ素子の運転を停止することにより、オゾン除去部のオゾン除去能力を回復させることができる。さらに、オゾン除去部の下流側のオゾン濃度をオゾンセンサーによって測定するため、排出オゾン濃度をより確実に安全な水準に保つことができる。
【００３１】
この場合、制御部は、オゾン除去部の下流側のオゾン濃度を測定するオゾンセンサーによって測定されたオゾン濃度が所定の第１の値以下であるときに放電プラズマ素子を連続運転した後、運転停止時間が運転停止設定時間に達するまで放電プラズマ素子の運転を停止し、その後、放電プラズマ素子の運転を再開した直後に、オゾン除去部の下流側のオゾン濃度を測定するオゾンセンサーによって測定されたオゾン濃度が第１の値よりも小さい所定の第２の値以下であるときに放電プラズマ素子の運転を継続するように放電プラズマ素子の運転を制御するのが好ましい。
【００３２】
このように構成することにより、オゾン除去部のオゾン除去能力が十分に回復するのを待ってから放電プラズマ素子の運転を再開するため、排出オゾン濃度をさらに低く抑えることができる。
【００３３】
また、この発明のもう一つの局面に従った空気浄化装置においては、オゾン除去部は、空気中の有害化学物質を吸着除去する機能と、オゾンを分解除去する機能とを有するのが好ましい。
【００３４】
このように構成することにより、空気中の有害化学物質は、放電プラズマによって発生したラジカル、オゾン等の活性種と空気中で化学反応を起こして分解されるだけでなく、オゾン除去部に吸着することによっても除去される。また、オゾン除去部に吸着した有害化学物質は、オゾンや、オゾンがオゾン除去部で分解除去されるときに生成する酸素ラジカルと化学反応を起こして分解される。これにより、空気中の有害化学物質に対する優れた分解効果が得られる。
【００３５】
なお、本発明の空気浄化装置におけるオゾン除去部は、ハニカム形状の基材の表面にオゾン分解触媒を担持した構成のフィルターからなるのが好ましい。
【００３６】
このように構成することにより、オゾン除去部を空気が通過しやすいため、空気浄化の速度が速い。また、オゾン除去部を通過する空気中に含まれるオゾンは、ハニカム形状の基材の表面に担持されたオゾン分解触媒によって分解除去される。これにより、空気中の有害化学物質に対する優れた分解効果が得られる。
【００３７】
また、上記の触媒として二酸化マンガンを含むのが好ましい。
【００３８】
このように構成することにより、二酸化マンガンによる優れたオゾン分解効果が得られる。
【００３９】
この発明の別の局面に従った空気浄化装置は、空気中で放電プラズマを発生させる放電プラズマ素子と、放電プラズマ素子にて放電プラズマとともに発生したオゾンを除去するオゾン除去部とを含む空気浄化部を複数備え、放電プラズマ素子の連続運転時間、オゾン除去部の下流側のオゾン濃度が所定の値以下であるときの放電プラズマ素子の予め定められた連続運転設定時間、放電プラズマ素子の運転停止時間、および、オゾン除去部のオゾン除去能力が回復するまでの放電プラズマ素子の予め定められた運転停止設定時間を記憶する記憶部と、放電プラズマ素子の運転を制御する制御部とを備える。制御部は、複数の空気浄化部の各々の放電プラズマ素子を交替で運転し、連続運転時間が連続運転設定時間以下の範囲内で放電プラズマ素子を連続運転した後、運転停止時間が運転停止設定時間に達するまで放電プラズマ素子の運転を停止するように放電プラズマ素子の運転を制御する。
【００４０】
このように構成することにより、オゾン除去部の下流側のオゾン濃度が所定値に達する前に、一定時間放電プラズマ素子の運転が停止するため、排出オゾン濃度を常に安全な水準に保つことができる。また、放電プラズマ素子の運転を停止することにより、オゾン除去部のオゾン除去能力を回復させることができる。さらに、複数の空気浄化部の放電プラズマ素子を交替で運転することにより、放電プラズマが発生する時間を長くすることができる。これにより、空気中の有害化学物質に対する優れた分解効果が得られる。
【００４１】
この発明のさらに別の局面に従った空気浄化装置は、空気中で放電プラズマを発生させる放電プラズマ素子と、放電プラズマ素子にて放電プラズマとともに発生したオゾンを除去するための複数のオゾン除去フィルターとを備える。複数のオゾン除去フィルターのうち一つのオゾン除去フィルターが放電素子の下流側に配置されている。さらに、この発明のさらに別の局面に従った空気浄化装置は、放電プラズマ素子の連続運転時間、および、オゾン除去部の下流側のオゾン濃度が所定の値以下であるときの放電プラズマ素子の予め定められた連続運転設定時間を記憶する記憶部と、放電プラズマ素子の運転を制御する制御部とを備える。制御部は、連続運転時間が連続運転設定時間以下の範囲内で放電プラズマ素子を連続運転するように放電プラズマ素子の運転を制御する。放電プラズマ素子を連続運転した後、放電素子の下流側に配置された一つのオゾン除去フィルターの代わりに、複数のオゾン除去フィルターのうち別のオゾン除去フィルターを放電プラズマ素子の下流側に配置することが可能である。
【００４２】
このように構成することにより、オゾン除去フィルターの下流側のオゾン濃度が所定値に達する前に、そのオゾン除去フィルターを放電プラズマ素子の下流側から一定時間除外し、別のオゾン除去フィルターと交替するため、排出オゾン濃度を常に安全な水準に保つことができる。また、所定の時間の連続運転で用いられたオゾン除去フィルターを放電プラズマ素子の下流側から除外することにより、オゾン除去フィルターのオゾン除去能力を回復させることができる。さらに、複数のオゾン除去フィルターを交替で放電プラズマ素子の下流側に配置することにより、放電プラズマ素子を運転する時間を長くすることができる。これにより、空気中の有害化学物質に対する優れた分解効果が得られる。
【００４３】
本発明の空気調節装置は、上述した特徴の少なくともいずれかを有する空気浄化装置を備える。上記の空気浄化装置を用いた空気調節装置は、放電プラズマを利用して空気中の有害な化学物質を分解する作用を得る目的で用いることができ、具体的には、空気清浄機、空気調和機、除湿機、暖房機等に組み込んで用いることができる。
【発明の効果】
【００４４】
以上のように、この発明によれば、空気浄化装置において排出オゾン濃度を常に安全な水準に保つことができるため、空気浄化装置の製品設計の際に放電プラズマによる空気浄化効果を十分に引き出すことができるように設計することができ、放電プラズマの発生領域や強度の設計自由度を広げることができる。
【００４５】
また、この発明によれば、排出オゾン濃度を常に安全な水準に保つことができるので、空気浄化装置の製品設計の際にラジカル等の活性種の発生量が多くなるように設計することができ、空気中の有害化学物質に対して優れた分解効果を得ることができる。また、オゾン除去部のオゾン除去能力を回復させることができるため、オゾン除去部を長期間使用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
（実施の形態１）
この発明の一つの局面に従って、図１は、本発明の実施の形態１と２に係る空気浄化装置１の概略構造を示す図である。
【００４７】
図１に示すように、空気浄化装置１は、風洞１１と、風洞１１の入口側に配置され、放電プラズマ素子１３に空気を供給する空気供給駆動部としての送風ファン１２と、送風ファン１２によって供給された空気中に放電プラズマを発生させる放電プラズマ素子１３と、風洞１１の出口側に配置され、放電プラズマ素子１３にて放電プラズマとともに発生したオゾンを除去するオゾン除去部としてのフィルター１４とから構成される。空気は、矢印Ｐで示される方向に、上流側に配置された送風ファン１２によって空気浄化装置１の外から風洞１１の内部に供給され、風洞１１内の放電プラズマ素子１３によって浄化処理され、放電プラズマ素子１３の下流側に配置されたフィルター１４を通じて矢印Ｑで示される方向に空気浄化装置１の外に排出される。
【００４８】
図２は、本発明の実施の形態１に係る放電プラズマ素子１３の概略構造を示す図である。
【００４９】
図２に示すように、放電プラズマ素子１３は、単位放電プラズマ素子１３a、１３ｂ、１３ｃを複数本（図２では便宜上、３本の単位放電プラズマ素子を示している。）、束ねた構成になっている。それぞれの単位放電プラズマ素子１３a、１３ｂ、１３ｃは、筒状の誘電体３１と、誘電体３１の外側表面を密着して覆うように取り付けられた外側電極３２と、外側電極３２と略同じ長さで密着して誘電体３１の内側表面を覆うように取り付けられた内側電極３３とから構成される。それぞれの単位放電プラズマ素子１３a、１３ｂ、１３ｃの外側電極３２は互いに導線で接続されて等電位に保持されている。また、それぞれの単位放電プラズマ素子１３a、１３ｂ、１３ｃの内側電極３３は互いに導線で接続されて等電位に保持されている。外側電極３２および内側電極３３は、内部に複数の開口部を有する。
【００５０】
電圧印加手段１５は、外側電極３２と内側電極３３の間に交流高電圧等の時間的に変化する高電圧を印加する。これにより、外側電極３２および内側電極３３の開口部の境界近傍や周縁近傍の空気中に強い電場が発生し、この強い電場により、放電プラズマが発生する。放電プラズマが発生すると、空気中の有害化学物質に対して優れた分解能力を持つ、酸素ラジカル（Ｏ・）や水酸基ラジカル（ＯＨ・）等のラジカル、オゾン（Ｏ３）が発生する。ラジカルは生成してから消滅するまでの時間が非常に短いため、外側電極３２および内側電極３３の近傍にしか存在しない。一方、オゾンは比較的寿命が長いため、外部に排出する前にフィルター１４によって分解する必要がある。
【００５１】
フィルター１４は、その表面に吸着剤および触媒を含み、空気中の有害化学物質を吸着除去する効果と、オゾンを分解除去する効果を有する。特に、吸着剤の有害化学物質に対する吸着除去性能が高く、触媒のオゾン分解性能が高い。
【００５２】
外側電極３２と内側電極３３の間に交流高電圧等の時間的に変化する高電圧が印加され、放電プラズマが発生しているとき、フィルター１４は、有害化学物質を吸着除去するとともに、空気中で放電プラズマが発生することによって生成したラジカルやオゾンが空気中の有害化学物質を分解する。また、オゾンがフィルター１４の表面で分解されるときに酸素ラジカルが生成し、この酸素ラジカルも空気中の有害化学物質を分解する。また、オゾンがフィルター１４の表面で分解されるときに生成した酸素ラジカルは、フィルター１４の表面に吸着している有害化学物質を分解し、フィルター１４の吸着性能を回復させる。
【００５３】
フィルター１４のオゾン除去性能は、放電プラズマの累積発生時間が長くなるにつれて劣化する。オゾン分解用の触媒として、たとえば、二酸化マンガンを使用した場合、放電プラズマの累積発生時間が長くなるにつれて、触媒活性の高い結晶構造から低い結晶構造に変化するため、オゾン分解性能が低下する。
【００５４】
図２に示す制御部１６は、放電プラズマ素子１３の運転を制御し、この実施の形態では電圧印加手段１５に接続されていて、電圧印加手段１５による放電プラズマ素子１３への電圧の印加を制御する。制御部１６には記憶部１７および表示部１８が接続されている。記憶部１７は、この実施の形態では、放電プラズマ素子１３の累積運転時間として、放電プラズマ素子１３への累積電圧印加時間と、予め定められた累積運転設定時間として、放電プラズマ素子１３への累積電圧印加設定時間とを記憶する。表示部１９は、累積電圧印加時間が累積電圧印加設定時間に達したことを報知するために、フィルター１４を交換する必要があることを表示する。制御部１６は、電圧印加手段１５による放電プラズマ素子１３への電圧の印加を制御することにより、累積電圧印加時間が、フィルター１４のオゾン除去性能の劣化を考慮して予め設定した所定の累積電圧印加設定時間以下のときには放電プラズマ素子１３の運転が可能であり、すなわち電圧印加手段１５の運転が可能であり、累積電圧印加設定時間に達すると、制御部１６が電圧印加手段１５の運転を止めることにより、放電プラズマ素子１３の運転を停止させる。また、このとき、表示部１８がフィルター１４を交換する必要があることを表示する。この表示に従ってフィルター１４を新しいフィルターに交換すると、記憶部１７が記憶している累積電圧印加時間がゼロにリセットされ、電圧印加手段１５の運転を再開することができる。
【００５５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る空気浄化装置１は、図１で示されたものと同様の構造を有する。図３は、本発明の実施の形態２に係る放電プラズマ素子１３の概略構造を示す図である。
【００５６】
図３に示すように、記憶部１７は、送風ファン１２に接続されていて、放電プラズマ素子１３の累積運転時間および累積運転設定時間として、電圧印加手段１５による放電プラズマ素子１３への累積電圧印加時間および累積電圧印加設定時間の他に、この実施の形態では、空気供給駆動部の連続運転時間として、送風ファン１２の連続運転時間と、空気供給駆動部の予め定められた連続運転設定時間として、送風ファン１２の連続運転設定時間とを記憶する。制御部１６は、電圧印加手段１５による放電プラズマ素子１３への電圧の印加を制御することにより、送風ファン１２の連続運転時間が予め定められた連続運転設定時間として所定時間の倍数に達するごとに、ある一定時間、制御部１６が電圧印加手段１５に外側電極３２と内側電極３３の間に交流高電圧等の時間的に変化する高電圧を印加させ、ある一定時間、放電プラズマ素子１３を運転することを繰り返す。本発明の実施の形態２に係る放電プラズマ素子１３の他の構成は、図２で示された構成と同様である。
【００５７】
図４は、送風ファン１２の予め定められた連続運転設定時間と、送風ファン１２の連続運転時間と、電圧印加手段１５による電圧印加時間（放電プラズマ素子１３の運転時間）との関係を示す図である。図４において、ｔｃは予め定められた連続運転設定時間、Ｔｆは送風ファン１２の連続運転時間、Ｔｖは電圧印加手段１５による電圧印加時間（放電プラズマ素子１３の運転時間）を示すので、Ａは送風ファン１２と放電プラズマ素子１３の両方が作動している時間帯、Ｂは送風ファン１２が作動しているが、放電プラズマ素子１３は停止している時間帯を示す。したがって、この構成では、送風ファン１２の累積運転時間（＝空気浄化装置の累積運転時間）は放電プラズマ素子１３の累積運転時間よりも長くなる。ここで、送風ファン１２の累積運転時間は、使用者が空気浄化装置の使用を開始してからの、送風ファン１２の連続運転時間の合計である。
【００５８】
このように構成することにより、空気浄化装置の運転状態がＡ（送風ファン１２と放電プラズマ素子１３の両方が作動）のみの場合と比較して、ＡとＢ（送風ファン１２は作動、放電プラズマ素子１３は停止）の２つの運転状態が設けられている場合は、使用者が空気浄化装置の運転を開始してからの累積運転時間が同じであっても、放電プラズマ素子１３の累積運転時間が短くなるため、フィルター１４のオゾン除去性能の劣化の進行を遅らせることができる。
【００５９】
また、送風ファン１２の運転開始後または運転終了前にも、ある一定時間、外側電極３２と内側電極３３の間に交流高電圧等の時間的に変化する高電圧を印加させる。上記以外の時間は、制御部１６が電圧印加手段１５の運転を停止する。
【００６０】
電圧印加手段１５の運転が停止しているとき、放電プラズマは発生しないが、フィルター１４が空気中の有害化学物質を吸着除去する。外側電極３２と内側電極３３の間に交流高電圧等の時間的に変化する高電圧が印加され、放電プラズマが発生しているとき、フィルター１４が有害化学物質を吸着除去するとともに、空気中で放電プラズマが発生することによって生成したラジカルやオゾンが空気中の有害化学物質を分解する。また、オゾンがフィルター１４の表面で分解されるときに酸素ラジカルが生成し、この酸素ラジカルも空気中の有害化学物質を分解する。また、オゾンがフィルター１４の表面で分解されるときに生成した酸素ラジカルは、フィルター１４の表面に吸着している有害化学物質を分解し、フィルター１４の吸着性能を回復させる。
【００６１】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る空気浄化装置１は、図１で示されたものと同様の構造を有する。この発明のもう一つの局面に従って、図５は、本発明の実施の形態３に係る放電プラズマ素子１３の概略構造を示す図である。
【００６２】
図５に示すように、放電プラズマ素子１３は、単位放電プラズマ素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃを複数本（図５では便宜上、３本の単位放電プラズマ素子を示している。）、束ねた構成になっている。それぞれの単位放電プラズマ素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、筒状の誘電体３１と、誘電体３１の外側表面を密着して覆うように取り付けられた外側電極３２と、外側電極３２と略同じ長さで密着して誘電体３１の内側表面を覆うように取り付けられた内側電極３３とから構成される。それぞれの単位放電プラズマ素子１３a、１３ｂ、１３ｃの外側電極３２は互いに導線で接続されて等電位に保持されている。また、それぞれの単位放電プラズマ素子１３a、１３ｂ、１３ｃの内側電極３３は互いに導線で接続されて等電位に保持されている。外側電極３２および内側電極３３は、内部に複数の開口部を有する。
【００６３】
電圧印加手段１５は、外側電極３２と内側電極３３の間に交流高電圧等の時間的に変化する高電圧を印加する。これにより、外側電極３２および内側電極３３の開口部の境界近傍や周縁近傍の空気中に強い電場が発生し、この強い電場により、放電プラズマが発生する。放電プラズマが発生すると、空気中の有害化学物質に対して優れた分解能力を持つ、酸素ラジカル（Ｏ・）や水酸基ラジカル（ＯＨ・）等のラジカル、オゾン（Ｏ３）が発生する。ラジカルは生成してから消滅するまでの時間が非常に短いため、外側電極３２および内側電極３３の近傍にしか存在しない。一方、オゾンは比較的寿命が長いため、外部に排出する前にフィルター１４によって分解する必要がある。
【００６４】
フィルター１４は、ハニカム形状の基材の表面に触媒を担持した構成であり、空気中の有害化学物質を吸着除去する効果と、オゾンを分解除去する効果を有する。触媒として、例えば、二酸化マンガンを使用することができる。この場合、室温であっても高いオゾン分解効果が得られる。
【００６５】
外側電極３２と内側電極３３の間に交流高電圧等の時間的に変化する高電圧が印加され、放電プラズマが発生しているとき、空気中で放電プラズマが発生することによって生成したラジカルやオゾンが空気中の有害化学物質を分解するとともに、フィルター１４が空気中の有害化学物質を吸着除去する。また、オゾンがフィルター１４の表面で分解されるときに酸素ラジカルが生成し、この酸素ラジカルがフィルター１４の表面に吸着している有害化学物質を分解し、フィルター１４の吸着性能を回復させる。
【００６６】
放電プラズマ素子１３を連続運転すると、フィルター１４のオゾン除去性能が次第に低下する。放電プラズマが発生することによって生成したオゾンがフィルター１４によって分解されるとき、まず、オゾンがフィルター１４の表面に吸着し、次に、フィルター１４の表面で触媒によって分解されるという二段階を経る。前者の速度よりも後者の速度の方が遅いため、放電プラズマが連続して発生している時間が長くなるにつれて、フィルター１４の表面に吸着しているオゾンの量が増えていく。その結果、フィルター１４の表面においてオゾンが吸着しやすい場所の空きが次第に少なくなるので、フィルター１４のオゾン除去性能が次第に低下し、フィルター１４の下流側のオゾン濃度が上昇する。
【００６７】
そこで、フィルター１４の下流側のオゾン濃度が所定値に達する前に外側電極３２と内側電極３３の間への電圧の印加を停止し、放電プラズマ素子１３の運転を一定時間停止する。これにより、排出オゾン濃度が人体に有害な水準まで上昇するのを防ぐことができる。
【００６８】
また、放電プラズマ素子１３の運転を停止している間に、フィルター１４の表面に吸着しているオゾンが、フィルター１４の表面で触媒によって分解されるため、フィルター１４のオゾン除去性能が回復する。放電プラズマ素子１３の運転を停止する時間を十分に長くとることにより、フィルター１４のオゾン除去性能を十分に回復させる。放電プラズマ素子１３の運転を再開した直後に、フィルター１４の下流側のオゾン濃度が所定値以下になるように、放電プラズマ素子１３の運転を停止する時間を設定する。
【００６９】
上記のように放電プラズマ素子１３の運転を制御するために、図５に示す制御部１６は、この実施の形態では電圧印加手段１５に接続されていて、電圧印加手段１５による放電プラズマ素子１３への電圧の印加を制御する。制御部１６には記憶部１７が接続されている。記憶部１７は、この実施の形態では、放電プラズマ素子１３の連続運転時間として、放電プラズマ素子１３への連続電圧印加時間と、予め定められた連続運転設定時間として、放電プラズマ素子１３への連続電圧印加設定時間と、放電プラズマ素子１３の停止時間として、放電プラズマ素子１３への電圧印加停止時間と、予め定められた運転停止設定時間として、放電プラズマ素子１３への電圧印加停止設定時間とを記憶する。制御部１６は、電圧印加手段１５による放電プラズマ素子１３への電圧の印加を制御することにより、連続電圧印加時間が、フィルター１４の下流側のオゾン濃度が所定の値以下であるときの放電プラズマ素子１３の予め定められた連続電圧印加設定時間以下の範囲内で放電プラズマ素子１３を連続運転し、すなわち電圧印加手段１５の連続運転が可能であり、連続運転した後、電圧印加停止時間が電圧印加停止設定時間に達するまで、制御部１６が電圧印加手段１５の運転を止めることにより、放電プラズマ素子１３の運転を停止させる。また、このとき、放電プラズマ素子１３を連続運転している間は、フィルター１４の下流側のオゾン濃度が所定の第１の値以下であり、放電プラズマ素子１３の運転を停止した後に放電プラズマ素子１３の運転を再開した直後は、フィルター１４の下流側のオゾン濃度が第１の値よりも小さい所定の第２の値以下である。
【００７０】
（実施の形態４）
この発明のもう一つの局面に従って、図６は、本発明の実施の形態４に係る空気浄化装置１の概略構造を示す図である。
【００７１】
図６に示すように、放電プラズマ素子１３から放電プラズマを発生させるとき、オゾン発生量は放電プラズマ素子１３の周囲の湿度に大きく影響を受ける。湿度が高くなるとオゾン発生量が減少し、湿度が低くなるとオゾン発生量が増加する。周囲の湿度の影響によってオゾン発生量が変動すると、空気中の有害化学物質に対する分解効果が安定しない上、フィルター１４のオゾン除去性能が劣化する速度も安定しない。
【００７２】
そこで、放電プラズマ素子１３の近くに、放電プラズマ素子１３の周囲の湿度を測定する湿度センサー５１を備え、湿度センサー５１の測定値に応じて、オゾン発生量が所定範囲になるように放電プラズマ素子１３への印加電圧を調節する。
【００７３】
また、放電プラズマ素子１３への電圧の印加の停止と再開を適切なタイミングで行うために、フィルター１４の下流側に、フィルター１４の下流側のオゾン濃度を測定するオゾンセンサー５２を備える。オゾンセンサー５２の測定値が所定値に達する前に放電プラズマ素子１３への電圧の印加を停止し、放電プラズマ素子１３の運転を一定時間停止する。また、放電プラズマ素子１３の運転を再開する際には、運転再開直後のオゾンセンサー５２の測定値が予め定められた所定値以下である場合に、放電プラズマ素子１３の運転を継続し、そうでない場合には、さらに一定時間、放電プラズマ素子１３の運転を停止する。
【００７４】
図７は、本発明の実施の形態４に係る放電プラズマ素子１３の概略構造を示す図である。
【００７５】
上記のように放電プラズマ素子１３の運転を制御するために、図７に示す制御部１６は、この実施の形態では電圧印加手段１５に接続されていて、電圧印加手段１５による放電プラズマ素子１３への電圧の印加を制御する。制御部１６には記憶部１７と湿度センサー５１とオゾンセンサー５２とが接続されている。
【００７６】
記憶部１７は、放電プラズマ素子１３の連続運転時間として、放電プラズマ素子１３への連続電圧印加時間と、予め定められた連続運転設定時間として、放電プラズマ素子１３への連続電圧印加設定時間と、放電プラズマ素子１３の停止時間として、放電プラズマ素子１３への電圧印加停止時間と、予め定められた運転停止設定時間として、放電プラズマ素子１３への電圧印加停止設定時間とを記憶する。制御部１６は、電圧印加手段１５による放電プラズマ素子１３への電圧の印加を制御することにより、連続電圧印加時間が、フィルター１４の下流側のオゾン濃度が所定の値以下であるときの放電プラズマ素子１３の予め定められた連続電圧印加設定時間以下の範囲内で放電プラズマ素子１３を連続運転し、すなわち電圧印加手段１５の連続運転が可能であり、連続運転した後、電圧印加停止時間が電圧印加停止設定時間に達するまで、制御部１６が電圧印加手段１５の運転を止めることにより、放電プラズマ素子１３の運転を停止させる。
【００７７】
このとき、この実施の形態では、制御部１６は、放電プラズマ素子１３にて放電プラズマとともに発生するオゾンの量が所定の値以下になるように、湿度センサー５１によって測定された湿度の値に応じて電圧印加手段１５による放電プラズマ素子１３への印加電圧を制御する。
【００７８】
また、この実施の形態では、制御部１６は、オゾンセンサー５２によって測定されたオゾン濃度が所定の値以下であるときに放電プラズマ素子１３を連続運転し、すなわち電圧印加手段１５の連続運転が可能であり、連続運転した後、電圧印加停止時間が電圧印加停止設定時間に達するまで、制御部１６が電圧印加手段１５の運転を止めることにより、放電プラズマ素子１３の運転を停止させる。
【００７９】
さらに、この実施の形態では、制御部１６は、オゾンセンサー５２によって測定されたオゾン濃度が所定の第１の値以下であるときに放電プラズマ素子１３を連続運転した後、電圧印加停止時間が電圧印加停止設定時間に達するまで、制御部１６が電圧印加手段１５の運転を止めることにより、放電プラズマ素子１３の運転を停止させ、その後、放電プラズマ素子１３の運転を再開した直後に、オゾンセンサー５２によって測定されたオゾン濃度が第１の値よりも小さい所定の第２の値以下であるときに放電プラズマ素子１３の運転を継続させる。
【００８０】
本発明の実施の形態４に係る放電プラズマ素子１３の他の構成は、図５で示された構成と同様である。
【００８１】
（実施の形態５）
この発明のもう一つの局面に従って、図８は、本発明の実施の形態５に係る空気浄化装置１の概略構造を示す図である。放電プラズマ素子１３とフィルター１４の間に、放電プラズマ素子１３にて放電プラズマとともに発生するオゾンの濃度を測定するオゾンセンサー５３を備え、オゾンセンサー５３の測定値が所定範囲になるように、放電プラズマ素子１３への印加電圧を調節する。この構成によると、オゾン発生量の変動が所定範囲内に抑えられるため、空気中の有害化学物質に対する分解効果が安定し、フィルター１４のオゾン除去性能が劣化する速度も安定する。
【００８２】
また、実施の形態４と同様に、フィルター１４の下流側にオゾンセンサー５２を備え、オゾンセンサー５２の測定値に基づいて、放電プラズマ素子１３への電圧の印加の停止と再開を適切なタイミングで行う。
【００８３】
図９は、本発明の実施の形態５に係る放電プラズマ素子１３の概略構造を示す図である。
【００８４】
上記のように放電プラズマ素子１３の運転を制御するために、図９に示す制御部１６は、この実施の形態では電圧印加手段１５に接続されていて、電圧印加手段１５による放電プラズマ素子１３への電圧の印加を制御する。制御部１６には記憶部１７とオゾンセンサー５２とオゾンセンサー５３とが接続されている。
【００８５】
記憶部１７は、放電プラズマ素子１３の連続運転時間として、放電プラズマ素子１３への連続電圧印加時間と、予め定められた連続運転設定時間として、放電プラズマ素子１３への連続電圧印加設定時間と、放電プラズマ素子１３の停止時間として、放電プラズマ素子１３への電圧印加停止時間と、予め定められた運転停止設定時間として、放電プラズマ素子１３への電圧印加停止設定時間とを記憶する。制御部１６は、電圧印加手段１５による放電プラズマ素子１３への電圧の印加を制御することにより、連続電圧印加時間が、フィルター１４の下流側のオゾン濃度が所定の値以下であるときの放電プラズマ素子１３の予め定められた連続電圧印加設定時間以下の範囲内で放電プラズマ素子１３を連続運転し、すなわち電圧印加手段１５の連続運転が可能であり、連続運転した後、電圧印加停止時間が電圧印加停止設定時間に達するまで、制御部１６が電圧印加手段１５の運転を止めることにより、放電プラズマ素子１３の運転を停止させる。
【００８６】
このとき、この実施の形態では、制御部１６は、オゾンセンサー５３によって測定されたオゾンの濃度が所定の値以下になるように、オゾンセンサー５３によって測定されたオゾン濃度の値に応じて電圧印加手段１５による放電プラズマ素子１３への印加電圧を制御する。
【００８７】
また、この実施の形態では、制御部１６は、オゾンセンサー５２によって測定されたオゾン濃度が所定の値以下であるときに放電プラズマ素子１３を連続運転し、すなわち電圧印加手段１５の連続運転が可能であり、連続運転した後、電圧印加停止時間が電圧印加停止設定時間に達するまで、制御部１６が電圧印加手段１５の運転を止めることにより、放電プラズマ素子１３の運転を停止させる。
【００８８】
さらに、この実施の形態では、制御部１６は、オゾンセンサー５２によって測定されたオゾン濃度が所定の第１の値以下であるときに放電プラズマ素子１３を連続運転した後、電圧印加停止時間が電圧印加停止設定時間に達するまで、制御部１６が電圧印加手段１５の運転を止めることにより、放電プラズマ素子１３の運転を停止させ、その後、放電プラズマ素子１３の運転を再開した直後に、オゾンセンサー５２によって測定されたオゾン濃度が第１の値よりも小さい所定の第２の値以下であるときに放電プラズマ素子１３の運転を継続させる。
【００８９】
本発明の実施の形態５に係る放電プラズマ素子１３の他の構成は、図５で示された構成と同様である。
【００９０】
（実施の形態６）
この発明の別の局面に従って、図１０は、本発明の実施の形態６に係る空気浄化装置１００の概略構造を示す図である。
【００９１】
図１０に示すように、空気浄化装置１００は、複数の空気浄化部として、単位空気浄化装置１１０、１２０、１３０を複数個（図１０では便宜上、３個の単位空気浄化装置を示している。）並べた構成になっている。それぞれの単位空気浄化装置１１０、１２０、１３０は、実施の形態１に記載の空気浄化装置１と同様の構成になっている。すなわち、図１０に示すように、単位空気浄化装置１１０、１２０、１３０は、それぞれ風洞１１１、１２１、１３１と、風洞１１１、１２１、１３１の入口側に配置され、放電プラズマ素子１１３、１２３、１３３に空気を供給する空気供給駆動部としての送風ファン１１２、１２２、１３２と、送風ファン１１２、１２２、１３２によって供給された空気中に放電プラズマを発生させる放電プラズマ素子１１３、１２３、１３３と、風洞１１１、１２１、１３１の出口側に配置され、放電プラズマ素子１１３、１２３、１３３にて放電プラズマとともに発生したオゾンを除去するオゾン除去部としてのフィルター１１４、１２４、１３４とから構成される。空気は、それぞれ、矢印Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３で示される方向に、上流側に配置された送風ファン１１２、１２２、１３２によって単位空気浄化装置１１０、１２０、１３０の外から風洞１１１、１２１、１３１の内部に供給され、風洞１１１、１２１、１３１内の放電プラズマ素子１１３、１２３、１３３、および放電プラズマ素子１１３、１２３、１３３の下流側に配置されたフィルター１１４、１２４、１３４によって浄化処理され、それぞれ、矢印Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３で示される方向に単位空気浄化装置１１０、１２０、１３０の外に排出される。
【００９２】
図１０に示す送風ファン１１２、１２２、１３２をすべて運転し、放電プラズマ素子１１３、１２３、１３３のうち、たとえば、放電プラズマ素子１１３のみを連続して運転すると、フィルター１１４のオゾン除去性能が次第に低下し、フィルター１１４の下流側のオゾン濃度が上昇する。フィルター１１４の下流側のオゾン濃度が所定値に達する前に、放電プラズマ素子１１３の運転を一定時間停止する。これにより、単位空気浄化装置１１０からの排出オゾン濃度が人体に有害な水準まで上昇するのを防ぐことができ、また、フィルター１１４のオゾン除去性能を回復させることができる。
【００９３】
放電プラズマ素子１１３の運転を一定時間停止する代わりに、放電プラズマ素子１２３のみを連続して運転すると、今度は、フィルター１２４のオゾン除去性能が次第に低下し、フィルター１２４の下流側のオゾン濃度が上昇する。フィルター１２４の下流側のオゾン濃度が所定値に達する前に、放電プラズマ素子１２３の運転を一定時間停止する。
【００９４】
放電プラズマ素子１１３、１２３の代わりに、放電プラズマ素子１３３のみを連続して運転すると、今度は、フィルター１３４のオゾン除去性能が次第に低下し、フィルター１３４の下流側のオゾン濃度が上昇する。フィルター１３４の下流側のオゾン濃度が所定値に達する前に、放電プラズマ素子１３３の運転を一定時間停止する。
【００９５】
このように、複数の単位空気浄化装置の放電プラズマ素子を交替で運転することにより、放電プラズマが発生する時間を長くすることができる。
【００９６】
図１１は、本発明の実施の形態６に係る放電プラズマ素子群の全体構成を示す図である。
【００９７】
上記のように放電プラズマ素子１１３、１２３、１３３の運転を制御するために、図１１に示す制御部１６０は、この実施の形態では電圧印加手段１５０に接続されていて、電圧印加手段１５０による放電プラズマ素子１１３、１２３、１３３への電圧の印加を制御する。制御部１６０には記憶部１７０が接続されている。
【００９８】
記憶部１７０は、放電プラズマ素子１１３、１２３、１３３の各々の連続運転時間として、各放電プラズマ素子への連続電圧印加時間と、予め定められた連続運転設定時間として、各放電プラズマ素子への連続電圧印加設定時間と、放電プラズマ素子１１３、１２３、１３３の各々の停止時間として、各放電プラズマ素子への電圧印加停止時間と、予め定められた運転停止設定時間として、各放電プラズマ素子への電圧印加停止設定時間とを記憶する。制御部１６０は、各々の放電プラズマ素子１１３、１２３、１３３を交替で運転し、電圧印加手段１５０による各放電プラズマ素子への電圧の印加を制御することにより、連続電圧印加時間が、各放電プラズマ素子に対応する各フィルターの下流側のオゾン濃度が所定の値以下であるときの各放電プラズマ素子の予め定められた連続電圧印加設定時間以下の範囲内で、各放電プラズマ素子を連続運転し、すなわち電圧印加手段１５０の連続運転が可能であり、連続運転した後、電圧印加停止時間が電圧印加停止設定時間に達するまで、制御部１６０が電圧印加手段１５０の運転を止めることにより、各放電プラズマ素子の運転を停止させる。
【００９９】
（実施の形態７）
この発明のさらに別の局面に従って、図１２は、本発明の実施の形態７に係る空気浄化装置１の概略構造を示す図である。
【０１００】
図１２に示すように、空気浄化装置１は、風洞１１と、風洞１１の入口側に配置され、放電プラズマ素子１３に空気を供給する空気供給駆動部としての送風ファン１２と、送風ファン１２によって供給された空気中に放電プラズマを発生させる放電プラズマ素子１３と、風洞１１の出口側に配置され、放電プラズマ素子１３にて放電プラズマとともに発生したオゾンを除去するオゾン除去部としてのフィルター１４ａとから構成される。空気は、矢印Ｐで示される方向に、上流側に配置された送風ファン１２によって空気浄化装置１の外から風洞１１の内部に供給され、風洞１１内の放電プラズマ素子１３、および放電プラズマ素子１３の下流側に配置されたフィルター１４ａによって浄化処理され、矢印Ｑで示される方向に空気浄化装置１の外に排出される。風洞１１の底面には、フィルター１４ａを下向きに移動させて風洞１１の外部に取り出すことができるように、開口部（図示しない）が設けられている。この開口部を覆うように蓋１９が設けられていて、図１３に示すように、蓋１９が左に移動することにより、フィルター１４ａを下向きに移動させることができる。風洞１１の下方には、フィルター１４ａのオゾン除去性能が低下したときに、フィルター１４ａと交換するためのフィルター１４ｂ、１４ｃ（図１２〜図１５では便宜上、３個のフィルターを示している）が、ベルト２０の上に置かれている。図１４に示すように、矢印Ｓで示される方向に回転子２１ａ、２１ｂを回転させることにより、ベルト２０が動き、ベルトの上に置かれているフィルターが平行に移動する。
【０１０１】
図１２において、放電プラズマ素子１３を連続して運転すると、フィルター１４ａのオゾン除去性能が次第に低下し、フィルター１４ａの下流側のオゾン濃度が上昇する。そこで、フィルター１４ａの下流側のオゾン濃度が所定値に達する前に、放電プラズマ素子１３の運転を停止する。図１３〜図１５に示す方法でフィルター１４ａをフィルター１４ｂに交換し、放電プラズマ素子１３の運転をすぐに再開する。これにより、排出オゾン濃度が人体に有害な水準まで上昇するのを防ぐことができ、また、フィルター１４ａのオゾン除去性能を回復させることができる。また、複数のオゾン除去フィルターを交替で放電プラズマ素子１３の下流側に配置することにより、放電プラズマ素子１３を運転する時間を長くすることができる。
【０１０２】
フィルター１４ａをフィルター１４ｂに交換する方法としては、まず、図１３に示すように、蓋１９を左に移動させ、フィルター１４ａを矢印Ｒで示す方向に風洞１１の外部に取り出し、ベルト２０の上に置く。次に、図１４に示すように、回転子２１ａおよび回転子２１ｂを矢印Ｓで示す方向に右回りに回転させることにより、フィルター１４ａ、１４ｂ、１４ｃを右側に移動させ、フィルター１４ｂを風洞１１の底面に設けられた開口部の真下に位置させる。そして、図１５に示すように、フィルター１４ｂを矢印Ｒで示す方向に風洞１１の内部に移動させ、蓋１９を右に移動させて風洞１１の底面に設けられた開口部を閉じる。
【０１０３】
このようにしてフィルター１４ａをフィルター１４ｂに交換した後、放電プラズマ素子１３の運転を再開する。
【０１０４】
また、同様の方法により、フィルター１４ｂのオゾン除去性能が低下し、フィルター１４ｂの下流側のオゾン濃度が所定値に達する前に、フィルター１４ｂをフィルター１４ｃに交換する。
【実施例】
【０１０５】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１０６】
（実施例１）
図１に示す空気浄化装置１に用いる風洞１１を、厚みが０．３ｍｍのステンレス板を用いて、内寸形状が１８ｃｍ角、４５ｃｍの長さになるように作製した。風洞１１の一端に、送風ファン１２として、外形寸法が１８ｃｍ角９ｃｍ厚のプロペラファン（オリエンタルモーター（株）製ＭＲＳ１８Ｖ２−Ｂ）を取り付けた。送風ファン１２が発生する風の一部が風洞１１と送風ファン１２の間の隙間から逃げないように、風洞１１と送風ファン１２の境界をアルミニウム粘着テープで覆った。
【０１０７】
図２に示す放電プラズマ素子１３を構成する単位放電プラズマ素子は、誘電体３１として直径２０ｍｍ、厚み１ｍｍ、長さ１００ｍｍの円筒状のホウ珪酸ガラス、外側電極３２および内側電極３３として１００平方ｍｍ当たり２０個の開口部を有する、長さ５０ｍｍのステンレス製金網を用いた。放電プラズマ素子１３は、導線を用いて単位放電プラズマ素子１２本を束ねることによって作製した。
【０１０８】
放電プラズマ素子１３は、放電プラズマ素子１３の中心軸が風洞１１の中心軸と一致し、外側電極３２および内側電極３３（送風ファン１２側の放電プラズマ素子１３の端縁）と送風ファン１２との間の送風方向の距離が１２ｃｍとなるように設置した。また、放電プラズマ素子１３の下流側に、外側電極３２および内側電極３３と送風方向に１２ｃｍの距離をおいて、１８ｃｍ角１ｃｍ厚のフィルター１４を設置した。フィルター１４としては、（株）キャタラー製のオゾンフィルターＣＡＨ（８００セル）を用いた。
【０１０９】
空気浄化装置１を運転する際には、風洞１１内の風速が０．５ｍ／ｓｅｃとなるように送風ファン１２を運転した。
【０１１０】
放電プラズマ素子１３を運転する際には、外側電極３２を接地し、電圧印加手段１５により内側電極３３に周波数６０Ｈｚ、振幅３．５ｋＶ（ピーク間電圧７ｋＶ）の正弦波交流電圧を印加した。
【０１１１】
上記構成の空気浄化装置１の有害化学物質に対する分解性能を評価するため、以下の実験を行った。
【０１１２】
（有害化学物質に対する分解性能の評価）
上記構成の空気浄化装置１を内寸が縦１ｍ×横１ｍ×高さ１ｍのステンレス製容器の中に設置した。また、このステンレス製容器の中の有害化学物質の濃度を均一にするため、ステンレス製容器の中に攪拌ファンを２個設置し、作動させた。
【０１１３】
空気浄化装置１の運転を開始する前に、有害化学物質としてホルムアルデヒドをステンレス製容器の中に注入し、ステンレス製容器内のホルムアルデヒドの濃度が０．３〜０．４ｐｐｍとなるようにした。
【０１１４】
ステンレス製容器内のホルムアルデヒド濃度の測定方法としては、ステンレス製容器内の空気に毎分０．５Ｌの速度で１０分間シグマアルドリッチジャパン株式会社製の捕集用ＤＮＰＨカートリッジ（型番：ＬｐＤＮＰＨ  Ｓ１０Ｌ）を通過させ、このカートリッジに含まれる2,4-ジニトロフェニルヒドラジン（ＤＮＰＨ）によって誘導体化したホルムアルデヒドの量を高速液体クロマトグラフィーによって分析する方法を用いた。また、ＤＮＰＨカートリッジを通過させる空気にオゾンが含まれていると、ホルムアルデヒドの誘導体化が妨害されるため、シグマアルドリッチジャパン株式会社製のオゾンスクラバーを通過させることによってオゾンを除去してからＤＮＰＨカートリッジを通過させた。
【０１１５】
放電プラズマ素子１３を運転する場合と、運転しない場合の２通りについて実験を行った結果、表１に示すホルムアルデヒド濃度が測定された。
【０１１６】
【表１】
2007000598.tif 000003
【０１１７】
放電プラズマ素子１３を運転しない場合でも、フィルター１４が有する吸着性能により、１５分後、ステンレス製容器内のホルムアルデヒド濃度が初期濃度の約２％に低下した。放電プラズマ素子１３を運転する場合では、ステンレス製容器内のホルムアルデヒド濃度がさらに低下した。
【０１１８】
なお、空気中の有害化学物質として、ホルムアルデヒドの他にアセトアルデヒド、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、スチレンを含んだ揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等でもよい。
【０１１９】
次に、フィルター１４のオゾン除去性能の劣化の進行速度を調査するため、以下の実験を行った。
【０１２０】
（オゾン濃度の測定）
荏原実業（株）製オゾンモニター（型番ＥＧ−２００１）を用いて、風洞１１の中心軸の延長上、風洞１１から５ｃｍ下流側に離れた位置（図１においてフィルター１４の外側（右側）の位置で、フィルター１４側の風洞１１の端縁から５ｃｍ下流側の位置）のオゾン濃度を測定した。
【０１２１】
本実施例では、放電プラズマを発生させる際に、外側電極３２を接地し、電圧印加手段１５により内側電極３３に周波数６０Ｈｚ、振幅３．５ｋＶ（ピーク間電圧７ｋＶ）の正弦波交流電圧を印加することになっている。しかし、この実験では、短時間でフィルター１４のオゾン除去性能を劣化させるため、印加電圧の振幅を３．５ｋＶから５ｋＶに引き上げた。ただし、オゾン濃度を測定するときは、印加電圧の振幅を通常の３．５ｋＶに戻した。このような実験を行った結果、表２に示すオゾン濃度が測定された。
【０１２２】
【表２】
2007000598.tif 000004
【０１２３】
印加電圧の振幅を５ｋＶから３．５ｋＶに戻すと、オゾン発生量が約１０分の１になるため、印加電圧の振幅が３．５ｋＶのときに換算した累積電圧印加時間は表２の約１０倍であると考えられる。排出オゾン濃度が０．０５ｐｐｍ以下であれば安全上問題ないと考えられているため、印加電圧の振幅が３．５ｋＶのとき、累積電圧印加時間が２０００時間に到達したときに電圧印加手段１６の運転を止めるのが適切であると考えられる。
【０１２４】
（実施例２）
図１に示す空気浄化装置１に用いる風洞１１を、厚みが０．３ｍｍのステンレス板を用いて、内寸形状が１８ｃｍ角、４５ｃｍの長さになるように作製した。風洞１１の一端に、送風ファン１２として、外形寸法が１８ｃｍ角９ｃｍ厚のプロペラファン（オリエンタルモーター（株）製ＭＲＳ１８Ｖ２−Ｂ）を取り付けた。送風ファン１２が発生する風の一部が風洞１１と送風ファン１２の間の隙間から逃げないように、風洞１１と送風ファン１２の境界をアルミニウム粘着テープで覆った。
【０１２５】
図２に示す放電プラズマ素子１３を構成する単位放電プラズマ素子は、誘電体３１として直径２０ｍｍ、厚み１．７ｍｍ、長さ１００ｍｍの円筒状のホウ珪酸ガラス、外側電極３２および内側電極３３として１００平方ｍｍ当たり２０個の開口部を有する、長さ５０ｍｍのステンレス製金網を用いた。放電プラズマ素子１３は、導線を用いて単位放電プラズマ素子１２本を束ねることによって作製した。
【０１２６】
放電プラズマ素子１３は、放電プラズマ素子１３の中心軸が風洞１１の中心軸と一致し、外側電極３２および内側電極３３の送風ファン１２側の端縁と送風ファン１２との間の送風方向の距離が１２ｃｍとなるように設置した。また、放電プラズマ素子１３の下流側に、外側電極３２および内側電極３３と送風方向に１２ｃｍの距離をおいて、フィルター１４を設置した。フィルター１４としては、外形が１８ｃｍ角２０ｍｍ厚、セル数が１０００セル／ｉｎｃｈ２の、アルミニウム製ハニカム形状基材の表面に、二酸化マンガン触媒を担持させたオゾン除去フィルターを用いた。
【０１２７】
空気浄化装置１を運転する際には、風洞１１内の風速が０．９４ｍ／ｓｅｃとなるように送風ファン１２を運転した。
【０１２８】
放電プラズマ素子１３を運転する際には、外側電極３２を接地し、電圧印加手段１５により内側電極３３に周波数６０Ｈｚ、振幅５．０ｋＶ（ピーク間電圧１０ｋＶ）の正弦波交流電圧を印加した。
【０１２９】
放電プラズマ素子１３を運転すると、フィルター１４のオゾン除去性能が次第に低下し、フィルター１４の下流側のオゾン濃度が上昇する。そこで、フィルター１４の下流側のオゾン濃度が所定値に達する前に、放電プラズマ素子１３の運転を一定時間停止し、その間にフィルター１４のオゾン除去性能を回復させる。本実施例では、放電プラズマ素子１３を８時間連続運転した後、放電プラズマ素子１３を１６時間停止させた。
【０１３０】
この運転サイクルを５回くり返したときの、フィルター１４の下流側のオゾン濃度を測定するため、以下の実験を行った。
【０１３１】
（オゾン濃度の測定）
荏原実業（株）製オゾンモニター（型番ＥＧ−２００１）を用いて、風洞１１の中心軸の延長上、フィルター１４から１ｃｍ下流側に離れた位置のオゾン濃度を測定した。その結果、図１６に示す測定データが得られた。
【０１３２】
図１６に示すように、放電プラズマ素子１３を運転すると、上記位置のオゾン濃度が上昇し、８時間後に０．０３〜０．０３５ｐｐｍとなった。この濃度は、家電製品の排出オゾン濃度に対する基準値である０．０５ｐｐｍよりも低く、人体にとって安全な水準であると考えられる。放電プラズマ素子１３が停止している間は、放電プラズマが発生しないため、上記位置のオゾン濃度はゼロであった。また、放電プラズマ素子１３が停止している間にフィルター１４のオゾン除去性能が回復するため、放電プラズマ素子１３の運転を再開した直後の上記位置のオゾン濃度は、０．００２ｐｐｍ程度であった。
【０１３３】
以上に開示された実施の形態や実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態や実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の実施の形態１と２と３に係る空気浄化装置の概略構造を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る放電プラズマ素子の概略構造を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る放電プラズマ素子の概略構造を示す図である。
【図４】送風ファンの予め定められた連続運転設定時間と、送風ファンの連続運転時間と、電圧印加手段による電圧印加時間（放電プラズマ素子の運転時間）との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る放電プラズマ素子の概略構造を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係る空気浄化装置の概略構造を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る放電プラズマ素子の概略構造を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係る空気浄化装置の概略構造を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態５に係る放電プラズマ素子の概略構造を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態６に係る空気浄化装置の概略構造を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態６に係る放電プラズマ素子群の全体構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態７に係る空気浄化装置の概略構造を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態７に係る空気浄化装置においてフィルターを交換する方法の第１ステップを示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態７に係る空気浄化装置においてフィルターを交換する方法の第２ステップを示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態７に係る空気浄化装置においてフィルターを交換する方法の第３ステップを示す図である。
【図１６】本発明の実施例において測定されたオゾン濃度の時間的変化を示す図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１，１００：空気浄化装置、１１，１１１，１２１，１３１：風洞、１２，１１２，１２２，１３２：送風ファン、１３，１１３，１２３，１３３：放電プラズマ素子、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ：単位放電プラズマ素子、１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１１４，１２４，１３４：フィルター、１５，１５０：電圧印加手段、１６，１６０：制御部、１７，１７０：記憶部、１８：表示部、１９：蓋、２０：ベルト、２１ａ，２１ｂ：回転子、３１：誘電体、３２：外側電極、３３：内側電極、５１：湿度センサー、５２，５３：オゾンセンサー、１１０，１２０，１３０：単位空気浄化装置。
【図１】
2007000598.tif 000005
【図２】
2007000598.tif 000006
【図３】
2007000598.tif 000007
【図４】
2007000598.tif 000008
【図５】
2007000598.tif 000009
【図６】
2007000598.tif 000010
【図７】
2007000598.tif 000011
【図８】
2007000598.tif 000012
【図９】
2007000598.tif 000013
【図１０】
2007000598.tif 000014
【図１１】
2007000598.tif 000015
【図１２】
2007000598.tif 000016
【図１３】
2007000598.tif 000017
【図１４】
2007000598.tif 000018
【図１５】
2007000598.tif 000019
【図１６】
2007000598.tif 000020