(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無声放電式帯電部を備えた空気浄化装置において、
前記無声放電式帯電部の下流側におけるＮＯ２濃度を測定するＮＯ２濃度測定手段と、
前記ＮＯ２濃度測定手段の検出出力に応答して、前記無声放電式帯電部に印加する交流高電圧の周波数を制御する第１の周波数制御手段と、
前記無声放電式帯電部の下流側におけるオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定手段と、
前記オゾン濃度測定手段の検出出力に応答して、前記無声放電式帯電部に印加する交流高電圧の周波数を制御する第２の周波数制御手段と、
を具備したことを特徴とする空気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空気浄化装置において、
前記第１の周波数制御手段および前記第２の周波数制御手段は、前記交流高電圧の周波数を制御することにより、前記無声放電式帯電部の放電電流を装置毎に決められている所定値に設定することを特徴とする空気浄化装置。
【請求項３】
請求項１に記載の空気浄化装置において、
前記無声放電式帯電部の後段に集塵部およびオゾンキラー部を順次設け、前記オゾンキラー部の排出側におけるＮＯ２濃度を前記ＮＯ２濃度測定手段により測定すると共に、前記オゾンキラー部の排出側におけるオゾン濃度を前記オゾン濃度測定手段により測定する、ことを特徴とする空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気浄化装置に関するものである。
【０００２】
さらに詳述するならば、本発明は、例えば自動車道トンネル内の空気を浄化するのに好適な、無声放電式の空気浄化装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
自動車トンネル内の空気は、自動車から排出される排気ガス中の有毒ガスの他、煤煙、および、自動車の走行に伴なって生じるタイヤや道路アスファルトの磨耗粉塵などのサブミクロンオーダの浮遊微粒子で汚染されている。そこで、この汚染空気中の煤煙粒子（浮遊粒子）と有毒ガス成分を除去するために無声放電を用いた空気清浄設備が提案されている。
【０００４】
この空気清浄設備は、粒子を帯電させ且つ有毒ガスを除去するために、無声放電を用いた電気集塵装置（空気浄化装置）を備えている。この電気集塵装置は、無声放電を発生させる帯電部と、平等静電界を形成する集塵部と、オゾンキラー部とから構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
無声放電式帯電部、集塵部およびオゾンキラー部を組み合わせた空気浄化装置は、煤煙粒子（浮遊粒子）の除去機能と同時に、ＮＯXなどの有毒ガスをＮ2などに無害化する長所がある。
【０００６】
また、無声放電によって生成されたＯ3は、空気浄化装置の最後段に設置されているオゾンキラー部によって除去することができる。
【０００７】
しかし、この空気浄化装置は単に注入電力を増せば良いというものではなく、環境条件の変化に伴なってＮＯ2濃度が変化するので、効率的な注入電力の設定が望まれるところである。
【０００８】
一方、ＮＯ２濃度を減少させるのに伴なって、空気浄化装置下流への漏れＯ３濃度は、逆に高くなってしまうという問題が生じる。
【０００９】
よって本発明の第１の目的は、排出ＮＯ2濃度を一定値以下に抑えると共に、省電力運転を可能とする空気浄化装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、空気浄化装置からの排出Ｏ3濃度を一定値以下に抑えることにより、大気中に規定濃度以上のオゾンが排出されないようにした空気浄化装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る空気浄化装置は、無声放電式帯電部を備えた空気浄化装置において、前記無声放電式帯電部の下流側におけるＮＯ２濃度を測定するＮＯ２濃度測定手段と、前記ＮＯ２濃度測定手段の検出出力に応答して前記無声放電式帯電部に印加する交流高電圧の周波数を制御する第１の周波数制御手段と、前記無声放電式帯電部の下流側におけるオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定手段と、前記オゾン濃度測定手段の検出出力に応答して前記無声放電式帯電部に印加する交流高電圧の周波数を制御する第２の周波数制御手段と、を具備したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の各実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
実施の形態１
図１は、自動車トンネル用の空気浄化設備を概略的に示した模式図である。本図において、トンネル本坑１０内には、バイパストンネル１１が設けられている。バイパストンネル１１の内部は、バイパストンネルの長さ方向に仕切壁１２で仕切られ、左右の各室にそれぞれ空気清浄機１３が設置されている。
【００１５】
また、空気清浄機１３の下流側におけるバイパストンネル１１内部は、バイパストンネルの長さ方向に仕切壁１５によって、上下に仕切られている。この仕切壁１５の上側には清浄空気が通るダクト、下側には補機室１６と電気室１７が、それぞれ設けられている。
【００１６】
トンネル本坑１０内の汚染空気は、集塵ファン１４によってバイパストンネル吸引口１１INからバイパストンネル１１内へ吸引される。そして、吸引された汚染空気は、空気清浄機１３により除塵され、清浄空気としてバイパストンネル吹出口１１OUTからトンネル本坑１０内に排出される。
【００１７】
図２は、空気清浄機１３の全体構成図を示す。空気清浄機１３は、無声放電式帯電部１３ａ，集塵部１３ｂ，オゾンキラー部１３ｃ，ＮＯ2濃度測定装置１３ｄと、ＮＯ2濃度検出信号を入力とする電源周波数制御部１３ｅを含んでいる。
【００１８】
空気清浄機１３に流入する浮遊粒子は帯電部１３ａで荷電され、集塵部１３ｂでその８０％が集塵極に捕捉されるが、残りの２０％はオゾンキラー部１３ｃを通過して排出される。図３は、本空気清浄機における無声放電電流ｖｓ．集塵率特性を示す実測図である。集塵率は、この図３から明らかなように、放電電流に対して常に８０％以上となる高い集塵率である。この結果は、無声放電型が空気清浄機として非常に有効であることを示している。
【００１９】
また、ＮＯXなどの有毒ガスは、帯電部１３ａの無声放電空間内における放電化学反応によって、Ｎ2などに無害化される部分とＮＯXとなって残る部分がある。
【００２０】
図４は、無声放電電流に対するＮＯ，ＮＯ2，ＮＯXの除去率を示す、本実施の形態での実測図である。本図から明らかなように、ＮＯ（○印），ＮＯ2（△印）およびＮＯX（×印）の除去率は、いずれの場合も放電電流の増加に伴なって向上し、本実施の形態においては無声放電電流が０．４ｍＡ近辺（公知のリサジュ法により測定）のときほぼ１００％の除去率が得られた。
【００２１】
図５は、本実施の形態における残留Ｏ3濃度の無声放電電流特性を示す実測図である。本図は、集塵部１３ｂの排出側（すなわち、オゾンキラー部１３ｃの流入側）にＯ3濃度センサを設置して測定したものである。本図から明らかなように、空気清浄機下流のＯ3濃度は、無声放電電流が大きくなるに従って高くなる。
【００２２】
以上の結果から、ＮＯ2除去率についてみると、本実施の形態の場合には最適放電電流値０．４ｍＡが存在し、これ以上の放電電流では、注入エネルギー当たりのＮＯX除去率は低く、残留Ｏ3濃度が増加する。このため、本空気清浄機下流において、ＮＯ2濃度を測定し、電源周波数を調整することによって放電電流を制御し（図６参照）、注入電力を最適化することができる。
【００２３】
図７は、本実施の形態において最適放電電流値０．４ｍＡを得たときの電極構成を示している。本図に示すように、無声放電式帯電部１３ａの放電電極は幅が６５ｍｍであり、その間隔は５．５ｍｍに設定してある。また、交流高圧電源７０の周波数は数１０Ｈｚ〜数１０ｋＨｚの範囲で変化させている。この放電電極は、図８に示すように、２枚のガラス板８２ａ，８２ｂの間に銅板８１を挟み込んだ構造を有する。
【００２４】
また、直流高圧電源７２が接続されている集塵部１３ｂは、図７に示すように、幅が１６０ｍｍの電極を１０．５ｍｍの間隔で配置してある。
【００２５】
なお、ＮＯ除去率は、ＮＯ2除去率に比較して高いので、ＮＯ2のみを測定監視すればよい。
【００２６】
また、上記の最適放電電流値０．４ｍＡという実測値は本実施の形態に固有の電流値であって、本発明はこの０．４ｍＡという値に限定されるものではない。すなわち、最適放電電流値は空気清浄機の構造・規模等によって個々的に決定されるものであることから、事前の実験等により最適放電電流値を測定しておき、その電流値が実現されるように電源周波数を制御するのが好適である。
【００２７】
実施の形態２
図９は、第２の実施の形態による空気清浄機１３’を示す全体構成図である。本空気清浄機１３’は、Ｏ3濃度測定装置１３ｆを備えている点が、上述した実施の形態１と異なる。かかる構成では、オゾンキラー部１３ｃの流出側空気中のＯ3濃度を測定し、この測定値に対応して帯電部１３ａの高圧電源の周波数を調整することにより、放電電流を変動させることができる。
【００２８】
上述した実施の形態１において述べたように、ＮＯよりもＮＯ2の除去に多大の放電電流が必要であって、このことから最適放電電流値（０．４ｍＡ）が存在する。しかし、この最適放電電流値以上の放電電流は、ＮＯ2除去に対して過剰電力注入となるばかりでなく、逆に残留Ｏ3濃度を増加してしまう。
【００２９】
一方、図３より、８０％の集塵率を確保するためには０．３ｍＡ以上の放電電流が必要であるが、この放電電流では、図５に示したようにオゾンキラー部流入側で約１８ｐｐｍの残留Ｏ3が存在する。従って、オゾンキラー部１３ｃの流出側で漏れＯ3濃度を測定し、環境条件等の理由により、オゾン濃度が規定値（０．１ｐｐｍ）以上となった場合、帯電部１３ａの放電電流値を下げ、規定以上のオゾンが排出されるのを防ぐ必要がある。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、流出空気中のＮＯ2濃度を測定し、帯電部の高圧電源周波数を調整することにより、排出ＮＯ2濃度を一定値以下に抑えながら、電力の過剰注入をなくした省電力運転が可能となる。
【００３１】
また、その他の本発明によれば、オゾンキラー部の流出側空気中のＯ3濃度を測定し、帯電部の高圧電源周波数により放電電流を調整することによって、空気清浄機からの排出Ｏ3濃度を一定値以下に抑えて、規定濃度以上のオゾンを排出しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した空気浄化設備の概略斜視図である。
【図２】第１の実施の形態による空気清浄機の全体構成図である。
【図３】放電電流と集塵率の関係を示す実測図である。
【図４】放電電流とＮＯ，ＮＯ2，ＮＯX除去率の関係を示す実測図である。
【図５】放電電流とオゾン濃度の関係を示す実測図である。
【図６】帯電部における電源周波数と放電電流の関係を示す線図である。
【図７】本実施の形態による空気清浄機の電極構造を示す図である。
【図８】図７に示した無声放電電極の構造を示す図である。
【図９】第２の実施の形態による空気清浄機の全体構成図である。
【符号の説明】
１０    トンネル本坑
１１    バイパストンネル
１１IN    バイパストンネル吸引口
１１OUT    バイパストンネル吹出口
１２    仕切壁
１３    空気清浄機
１３ａ    無声放電式帯電部
１３ｂ    集塵部
１３ｃ    オゾンキラー部
１３ｄ    ＮＯ2濃度測定装置
１３ｅ    電源周波数制御部
１３ｆ    Ｏ3濃度測定装置
１４    集塵ファン
１５    仕切壁
１６    補機室
１７    電気室
７０    交流高圧電源
７２    直流高圧電源
８１    銅板
８２ａ，８２ｂ    ガラス板
【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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