ガス処理装置
【課題】運転開始時に、火花放電のような異常放電が生じる虞を回避する。
【解決手段】ダクト１を構成する隔壁の外周面にヒータ１９を設ける。ダクト１を流れる処理対象ガスＧＳの出口側に湿度検出センサ２０を設ける。制御部１８は、運転開始の指示を受けると、湿度検出センサ２０からのダクト１内の湿度の検出値ｈｐｖと閾値ｈｓｔとを比較し、ｈｐｖ＞ｈｓｔであった場合、ｈｐｖ≦ｈｓｔとなるまで、ヒータ１９をＯＮとし、ダクト１内の湿度を低下させる。
【解決手段】ダクト１を構成する隔壁の外周面にヒータ１９を設ける。ダクト１を流れる処理対象ガスＧＳの出口側に湿度検出センサ２０を設ける。制御部１８は、運転開始の指示を受けると、湿度検出センサ２０からのダクト１内の湿度の検出値ｈｐｖと閾値ｈｓｔとを比較し、ｈｐｖ＞ｈｓｔであった場合、ｈｐｖ≦ｈｓｔとなるまで、ヒータ１９をＯＮとし、ダクト１内の湿度を低下させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、処理対象ガスに含まれる有害ガスを浄化するガス処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気ガス中で高電圧放電を行ってプラズマ状態を作ることで、排気ガスに含まれる有害ガスの浄化を行う技術が知られている。近年、この技術は、脱臭を目的として、工場の排気を浄化する浄化装置や室内の空気を浄化する空気清浄機に応用されつつある。
【０００３】
熱的に非平衡な状態、つまり気体の温度やイオン温度に比べ、電子温度が非常に高い状態のプラズマ（非平衡プラズマ（以下、単にプラズマと言う））は、電子衝突でつくられるイオンやラジカルが常温では起こらない化学反応を促進させるので、有害ガスを効率的に除去あるいは分解することが可能な媒体として有害ガス処理において有用であると考えられている。この技術の実用化上で肝心なことは、処理時のエネルギーの効率の向上と、プラズマで処理した後に完全に安全な生成物質へと変換されることである。
【０００４】
一般に、大気圧でのプラズマは気体放電や電子ビームなどによって生成される。現在において、適用が考えられているものに、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、フロン、ＣＯ2 ，揮発性有機溶剤（ＶＯＣ）などがある。中でもＮＯｘは車の排ガスなどに含まれているので早急な実用化が必要となっている。
【０００５】
ＮＯｘ除去における放電プラズマ（気体放電によって生成されたプラズマ）内の現象は、電子衝突によって１次的に生成されたイオンやラジカルが最初の反応を起こし、その後の反応を通してＮ2 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＨ4 ＮＯ3 などの各粒子に変換されて行くものと考えられている。
【０００６】
また、有害ガスを例えばアセトアルデヒドやホルムアルデヒドとした場合、この有害ガスをプラズマを通すことによって、ＣＯ2 とＨ2 Ｏに変換される。この場合、副生成物として、オゾン（Ｏ3 ）が発生する。
【０００７】
図８に放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する（例えば、特許文献１参照）。同図において、１は処理対象ガス（有害ガスを含む空気）ＧＳが流れるダクト（通風路）であり、ダクト１内には、ダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿って放電電極２とグランド電極３とが交互に配置され、これら電極２，３間にセルと呼ばれる多数の貫通孔４ａを有するハニカム構造体４が配設されている。貫通孔４ａはハニカム構造体４に蜂の巣状に設けられている。５は高電圧電源である。なお、ハニカム構造体４はセラミックス等の絶縁体で形成されており、特許文献２にもその使用例がある。
【０００８】
放電電極２は、金属製メッシュ、極細ワイヤ、または針状体等で形成されている。各放電電極２は、導線６によって高電圧電源５の＋極に接続されている。グランド電極３は、金属性メッシュ等で形成されている。各グランド電極３は、導線７によって高電圧電源５の−極に接続されている。
【０００９】
このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１に流し、放電電極２とグランド電極３との間に高電圧電源５からの高電圧（数ｋＶ〜数１０ｋＶ）を印加する。これにより、各ハニカム構造体４の貫通孔４ａ内にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００１０】
しかしながら、このような構成のガス処理装置では、次のような問題点を有する。
(１)多数のハニカム構造体４を有するが、ばらつきなく均一なプラズマを発生させる技術が確立されておらず、ハニカム構造体４の性能にばらつきが出てしまう。例えば、同じハニカム構造体４同士でもインピータンス値が異なることがあり、また１つのハニカム構造体４内でも例えばその上下でインピーダンス値が異なるというようなこともあり、全体として均一なプラズマが発生せず、ガス処理能力が不安定となる。また、貫通孔４ａだけでのプラズマ発生なので、プラズマの発生量が少なく、ガス処理能力が低い。
(２)ハニカム構造体４は吸湿すると低インピーダンスに、乾燥すると高インピーダンスになる特性を持っており、ハニカム構造体４が低インピーダンスになると、流れる電流が増大し放電電極２とグランド電極３との間に印加される高電圧値が低下し、ハニカム構造体４が高インピーダンスになると、流れる電流が減少し放電電極２とグランド電極３との間に印加される高電圧値が上昇する。このような高電圧値の変化に対し、所望のプラズマの発生量を確保し得る高電圧値を得ることのできる高電圧電源５は、その設計に要する工数も含めて非常に高価となる。
(３)ハニカム構造体４のそれぞれに対して放電電極２とグランド電極３を設けているため、部品点数が多く、構造も複雑となり、高価となる。
【００１１】
そこで、本出願人は、上述した従来のガス処理装置の問題点を解決するものとして、図９に示すような構造のガス処理装置を提案した（特許文献３参照）。このガス処理装置では、ダクト１の入口から出口への処理対象ガスＧＳの通過方向に沿って、多数の貫通孔（セル（丸孔））８ａを有する複数のハニカム構造体８を間隔を設けて配置している。この例では、ハニカム構造体８−１と８−２との間に間隔Ｇ１を設けて、ハニカム構造体８−３と８−４との間に間隔Ｇ２を設けて、ハニカム構造体８−１〜８−４をダクト１内に配置している。
【００１２】
なお、ハニカム構造体８−１と８−２とは第１のハニカム構造体群８Ａを構成し、この第１のハニカム構造体群８Ａの両端に位置するハニカム構造体８−１および８−２の外側に、第１の電極として電極９が配置され、第２の電極として電極１０が配置されている。また、ハニカム構造体８−３と８−４とは第２のハニカム構造体群８Ｂを構成し、この第２のハニカム構造体群８Ｂの両端に位置するハニカム構造体８−３および８−４の外側に、第１の電極として電極１０が配置され、第２の電極として電極１１が配置されている。電極９〜１１は処理対象ガスＧＳが通過するように金属製メッシュとされている。
【００１３】
第１のハニカム構造体群８Ａにおいて、第１の電極９と第２の電極１０との間に導線１２，１３を介して高電圧電源（高電圧源）１５−１からの高電圧Ｖ１を印加することにより、また、第２のハニカム構造体群８Ｂにおいて、第１の電極１０と第２の電極１１との間に導線１３，１４を介して高電圧電源（高電圧源）１５−２からの高電圧Ｖ２を印加することにより、ハニカム構造体８の貫通孔８ａおよびハニカム構造体８間の空間１６（１６−１，１６−２）にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−１４０５６２号公報
【特許文献２】特開２００１−２７６５６１号公報
【特許文献３】特開２００８−１９４６７０号公報
【特許文献４】特開２００４−０８９７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、図９に示したガス処理装置では、次のような問題を有する。このガス処理装置において、処理対象ガスＧＳ中の水分（湿度）に着目すると、処理対象ガスＧＳは上流側のハニカム構造体８から下流側のハニカム構造体８に向かって流れて行く過程で、各ハニカム構造体８で発生したプラズマ放電によって処理を受けるが、処理を受ける度に処理対象ガスＧＳ中に含まれる水分が消費されるので、処理対象ガスＧＳは上流側から下流側にかけて湿度が低下した状態となる。また、ハニカム構造体８の内部のでプラズマの発生状態は処理対象ガスＧＳ中の水分が多いほど活発に行われ、水分が少なくなると抑制される特性がある。
【００１６】
このため、第１のハニカム構造体群８Ａ側を第１のガス処理ユニットＧＵ１とし、第２のハニカム構造体群８Ｂ側を第２のガス処理ユニットＧＵ２とした場合、仮に全てのハニカム構造体８の特性が同じであっても、第１のガス処理ユニットＧＵ１よりも第２のガス処理ユニットＧＵ２の方がプラズマの発生量が小さく、ガス処理能力が落ちる。図９には、ガス処理ユニット（ＧＵ）を２つとした例が示されているが、ガス処理ユニットがさらに設けられているものとすれば、下流側へ配置されるガス処理ユニットほどプラズマの発生量が小さく、ガス処理能力が落ちて行く。
【００１７】
複数のガス処理ユニットのガス処理能力に大きな格差があると、ガス処理能力が過剰なガス処理ユニットとガス処理能力が不足するガス処理ユニットとが存在するということになり、全体としてのガス処理効率が落ちるとともにオゾンの発生の度合いも高まり、望ましくない。
【００１８】
なお、特許文献４には、金属電極とハニカム電極との間の空間へ加湿装置によって水分を送り込むことにより、処理対象ガス中の水分濃度を高め、プラズマ放電を活性化させてガス浄化能力を高めるようにしたガス浄化装置が示されている。
【００１９】
しかしかながら、この特許文献４に示された技術を図９に示したガス処理装置に適用した場合、加湿装置によって送り込む水分量を制御していないので、供給する水分量が過少であればプラズマ放電の発生状況が不充分でガス処理能力が不足する一方、供給する水分量が過多であれば放電が激しくなり火花放電のような異常放電が発生したり、放電によって発生するオゾン量も大となる。
【００２０】
また、ガス処理装置の運転開始前に結露が生じるほど高湿度な環境下で、直ちにガス処理装置の運転を開始すると各ガス処理ユニットのガス処理能力が過剰に高まり、火花放電のような異常放電が発生して、ガス処理ユニットが損傷する可能性が高くなるという問題がある。
【００２１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、運転開始時に、火花放電のような異常放電が生じる虞を回避し、ガス処理ユニットの損傷を防ぐことが可能なガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
このような目的を達成するために本発明は、通風路に間隔を設けて配置され、通風路を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、複数のハニカム構造体のうち隣り合う複数のハニカム構造体を１群のハニカム構造体群とし、このハニカム構造体群の両端に位置するハニカム構造体の両端に位置するハニカム構造体の外側に配置された第１および第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に高電圧を印加しハニカム構造体の貫通孔およびハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理ユニットを通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に沿って１以上備えたガス処理装置において、最上流に位置するガス処理ユニットの上流側から水分を供給する水分供給手段と、ガス処理ユニットが設置されている空間の湿度を下げる湿度低下手段と、水分供給手段が供給する水分の供給量を制御する一方、湿度低下手段の作動を制御する制御手段とを備え、制御手段は、運転開始の指示を受けた場合、所定の条件が成立するまで湿度低下手段を作動させてガス処理ユニットが設置されている空間の湿度を下げた後、ガス処理ユニットの高電圧源をオンとすることを特徴とする。
【００２３】
この発明では、ガス処理装置の運転開始時、所定の条件が成立するまで湿度低下手段が作動して、ガス処理ユニットが設置されている空間の湿度が下げられた後、ガス処理ユニットの高電圧源がオンとされる。これにより、運転開始時、ガス処理ユニットが設置されている空間を低湿度とし、ガス処理ユニットのハニカム構造体を高インピーダンス化して、火花放電のような異常放電が生じる虞を回避することが可能となる。
【００２４】
本発明では、運転開始の指示を受けた場合、所定の条件が成立するまで湿度低下手段を作動させるが、この場合の所定の条件として、例えば、ガス処理ユニットが設置されている空間の湿度が所定値以下となるまで湿度低下手段を作動させたり、所定時間が経過するまで湿度低下手段を作動させるようにしたりすることが考えられる。
【００２５】
なお、処理対象ガスの通風路を構成する隔壁の外周面にヒータを装着し、このヒータを湿度低下手段として用いることが考えられる。また、運転中、異常放電の発生が検知された場合、異常放電の発生が検知されなくなるまで、湿度低下手段を作動させるようにすることも考えられる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、運転開始の指示を受けた場合、所定の条件が成立するまで湿度低下手段を作動させてガス処理ユニットが設置されている空間の湿度を下げた後、ガス処理ユニットの高電圧源をオンとするようにしたので、運転開始時、ガス処理ユニットが設置されている空間を低湿度とし、ガス処理ユニットのハニカム構造体を高インピーダンス化して、火花放電のような異常放電が生じる虞を回避し、ガス処理ユニットの損傷を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。
【図２】このガス処理装置の制御部が有する運転中の加湿量の調整機能を説明するためのフローチャートである。
【図３】このガス処理装置の制御部が有する運転開始時のヒータの動作の制御機能を説明するためのフローチャートである。
【図４】このガス処理装置の制御部が有する運転開始時のヒータの動作の制御機能の別の例（実施の形態２）を説明するためのフローチャートである。
【図５】実施の形態３のガス処理装置の要部を示す図である。
【図６】このガス処理装置に用いる異常放電検知部の要部の構成を示す図である。
【図７】このガス処理装置の制御部が有する異常放電検知時のヒータの動作の制御機能を説明するためのフローチャートである。
【図８】放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する図である。
【図９】特許文献３に示されたガス処理装置の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。同図において、図９と同一符号は図９を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【００３０】
この実施の形態においても、図９に示したガス処理装置と同様に、処理対象ガスＧＳの通過方向（ダクト１の入口から出口への方向）に方向に沿って、第１のガス処理ユニットＧＵ１と第２のガス処理ユニットＧＵ２をダクト１内に配置している。
【００３１】
また、ガス処理ユニットＧＵ１の第１の電極９と第２の電極１０との間に導線１２，１３を介して高電圧源１５−１からの高電圧Ｖ１を印加するようにし、ガス処理ユニットＧＵ２の第１の電極１０第２の電極１１との間に導線１３，１４を介して高電圧源１５−２からの高電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）を印加するようにしている。
【００３２】
また、ダクト１に対して、最上流に位置するガス処理ユニットＧＵ１の上流側からダクト１内の空間に水分を供給する水分供給手段として、加湿装置１７を設けている。また、処理対象ガスＧＳが流れるダクト１を構成する隔壁の外周面に、ダクト１内の湿度を低下させる湿度低下手段としてヒータ１９を設けている。また、ダクト１を流れる処理対象ガスＧＳの出口側に、湿度検出センサ２０を設けている。
【００３３】
この実施の形態において、加湿装置１７の加湿量、すなわちダクト１内の空間への水分の供給量は、制御部１８によって調整（制御）されるようになっている。また、ヒータ１９の動作も制御部１８によって制御されるようになっている。なお、加湿装置１７の加湿量の調整はガス処理装置の運転中に行われ、ヒータ１９の動作の制御はガス処理装置の運転開始時に行われる。
【００３４】
制御部１８は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、上述した加湿装置１７における加湿量の調整機能やヒータ１９の動作の制御機能を有している。以下、この制御部１８が有する加湿量の調整機能やヒータ１９の動作の制御機能について、図２および図３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３５】
〔加湿量の調整機能（図２）：運転中〕
制御部１８は、ガス処理装置の運転中、ガス処理ユニットＧＵ１の高電圧源１５−１が電極９，１０間に印加している現在の電圧Ｖ１の値および電極９，１０間に供給している現在の電流Ｉ１を検出し（ステップＳ１０１）、この電圧Ｖ１，電流Ｉ１の値からガス処理ユニットＧＵ１の現在の消費電力ＰＷ１を求める（ステップＳ１０２）。
【００３６】
次に、制御部１８は、ガス処理ユニットＧＵ２の高電圧源１５−２が電極１０，１１間に印加している現在の電圧Ｖ２の値および電極１０，１１間に供給している現在の電流Ｉ２を検出し（ステップＳ１０３）、この電圧Ｖ２，電流Ｉ２の値からガス処理ユニットＧＵ２の現在の消費電力ＰＷ２を求める（ステップＳ１０４）。
【００３７】
そして、制御部１８は、この求めたガス処理ユニットＧＵ１の消費電力ＰＷ１とガス処理ユニットＧＵ２の消費電力ＰＷ２とが等しくなるように、加湿装置１７の加湿量を調整する（ステップＳ１０５）。制御部１８は、このステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理動作を繰り返す。
【００３８】
このガス処理装置では、下流側に位置するガス処理ユニットＧＵ２の高電圧源１５−２が印加する電圧Ｖ２の値が、上流側に位置するガス処理ユニットＧＵ１の高電圧源１５−１が印加する電圧Ｖ１の値よりも高くされている。また、加湿装置１７の加湿量は一定ではなく、ガス処理ユニットＧＵ１の消費電力ＰＷ１とガス処理ユニットＧＵ２の消費電力ＰＷ２とが等しくなるように制御される。これにより、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２のプラズマの発生状況の格差が大幅に解消され、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２のガス処理能力が平準化され、ガス処理能力の過剰、不足によって生じる問題が緩和されるものとなる。
【００３９】
〔ヒータの動作の制御機能（図３）：運転開始時〕
制御部１８は、運転開始の指示を受けると（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、湿度検出センサ２０からのダクト１内の湿度の検出値ｈｐｖを取り込み、その湿度の検出値ｈｐｖと予め定められている閾値ｈｓｔとを比較する（ステップＳ２０２）。
【００４０】
ここで、ダクト１内の湿度の検出値ｈｐｖが閾値ｈｓｔよりも大きければ、ダクト１内が高湿度状態であると判断し、ヒータ１９をＯＮとするとともに、図示されていない送風ファンをＯＮとする（ステップＳ２０３）。
【００４１】
これにより、通風運転を行った状態で、ヒータ１９がＯＮとされ、このヒータ１９が発生する熱がダクト１の壁を介してガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の設置空間に熱伝導することで、そのガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の設置空間の湿度が低下して行く。すなわち、ダクト１内の空間が除湿されて行く。
【００４２】
制御部１８は、このヒータ１９による除湿により、湿度検出センサ２０からの湿度の検出値ｈｐｖが閾値ｈｓｔ以下となると（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の高電圧源１５−１，１５−２をＯＮとし（ステップＳ２０５）、ヒータ１９をＯＦＦとする（ステップＳ２０６）。
【００４３】
この場合、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の高電圧源１５−１，１５−２がＯＮとされても、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２が設置されている空間は閾値ｈｓｔ以下の低湿度状態とされているので、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２のハニカム構造体８が高インピーダンス化し、火花放電のような異常放電が生じることはない。これにより、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の損傷を防ぐことが可能となる。
【００４４】
制御部１８は、その後、加湿装置１７をＯＮとし（ステップＳ２０８）、図２を用いて説明した加湿装置１７の加湿量の調整動作へと進む（ステップＳ２０９）。
【００４５】
なお、ステップＳ２０２において、ｈｐｖ≦ｈｓｔであった場合、制御部１８は、ダクト１内は高湿度状態ではないと判断し、ヒータ１９はＯＮとせずに、送風ファンとガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の高電圧源１５−１，１５−２をＯＮとして（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０８以降の処理へと進む。
【００４６】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、湿度検出センサ２０を設け、ガス処理装置の運転開始時、湿度検出センサ２０からの湿度の検出値ｈｐｖが閾値ｈｓｔ以下となるまでヒータ１９をＯＮとするようにした。これに対し、実施の形態２では、湿度検出センサ２０は設けずに、ガス処理装置の運転開始時、所定時間経過するまで、ヒータ１９をＯＮとする。
【００４７】
図４に実施の形態２における図３に対応するフローチャートを示す。実施の形態２のガス処理装置において、制御部１８は、運転開始の指示を受けると（ステップＳ３０１のＹＥＳ）、直ちにヒータ１９をＯＮとするとともに、送風ファンをＯＮとする（ステップＳ３０２）。
【００４８】
そして、所定時間の経過を待って（ステップＳ３０３のＹＥＳ）、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の高電圧源１５−１，１５−２をＯＮとし（ステップＳ３０４）、ヒータ１９をＯＦＦとする（ステップＳ３０５）。
【００４９】
この場合、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の高電圧源１５−１，１５−２がＯＮとされても、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２が設置されている空間は所定時間ヒータ１９がＯＮとされることによって低湿度状態とされているので、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２のハニカム構造体８が高インピーダンス化し、火花放電のような異常放電が生じることはない。
【００５０】
制御部１８は、その後、加湿装置１７をＯＮとし（ステップＳ３０６）、図２を用いて説明した加湿装置１７の加湿量の調整動作へと進む（ステップＳ３０７）。
【００５１】
〔実施の形態３〕
図５に実施の形態３のガス処理装置の要部を示す。このガス処理装置では、図１に示した実施の形態１のガス処理装置の構成に加え、ガス処理ユニットＧＵ１の高電圧源１５−１に対して異常放電検知部２１−１を、ガス処理ユニットＧＵ２の高電圧源１５−２に対して異常放電検知部２１−２を設け、異常放電検知部２１−１および異常放電検知部２１−２からの異常放電の検知結果を検知信号Ｓ１1およびＳ１2として制御部１８へ送るようにしている。
【００５２】
図６に異常放電検知部２１（２１−１，２１−２）の要部の構成を示す。異常放電検知部２１は、直流カット回路２１Ａと、放電周波数検出回路２１Ｂと、整流平滑回路２１Ｃと、レベル判定回路２１Ｄとを備えている。直流カット回路２１Ａは、高電圧印加部１５（１５−１，１５−２）の電圧供給端子Ｔ１とＴ２との間に生じる高電圧、すなわちガス処理ユニットＧＵ（ＧＵ１，ＧＵ２）の電極間に印加される高電圧を取り込み、この高電圧に含まれる直流分をカットして出力する。放電周波数検出回路２１Ｂは、直流カット回路２１Ａが出力する直流分がカットされた電圧より、所定周波数以上の電圧（低周波信号）をガス処理ユニットＧＵの電極間の放電により発生した雑音電圧として取り出す。整流平滑回路２１Ｃは、放電周波数検出回路２１Ｂより取り出された雑音電圧を整流して平滑する。レベル判定回路２１Ｄは、整流平滑回路２１Ｃによって整流平滑化された雑音電圧の大きさを判定し、その雑音電圧の大きさが所定値を超えた場合に異常放電の発生を示す検知信号Ｓ１（Ｓ１1，Ｓ１2）を出力する。
【００５３】
〔異常放電検知時のヒータの動作の制御機能（図７）：運転中〕
ガス処理装置の運転中、ガス処理ユニットＧＵ１で異常放電が発生すると、異常放電検知部１９−１が異常放電の発生を示す検知信号Ｓ１1を制御部１８へ送る。また、ガス処理ユニットＧＵ２で異常放電が発生すると、異常放電検知部１９−２が異常放電の発生を示す検知信号Ｓ１2を制御部１８へ送る（ステップＳ４０４）。
【００５４】
制御部１８は、異常放電検知部１９（１９−１，１９−２）からガス処理ユニットＧＵ（ＧＵ１，ＧＵ２）での異常放電の発生を示す検知信号Ｓ１（Ｓ１1，Ｓ１2）が送られてくると（ステップＳ４０１のＹＥＳ）、ヒータ１９をＯＮとし（ステップＳ４０２）、ガス処理ユニットＧＵ（ＧＵ１，ＧＵ２）の設置空間の湿度を低下させる。そして、ガス処理ユニットＧＵ（ＧＵ１，ＧＵ２）での異常放電が検知されなくなると（ステップＳ４０３のＹＥＳ）、ヒータ１９をＯＦＦとする。
【００５５】
このようにして、実施の形態３では、ガス処理装置の運転中、ガス処理ユニットＧＵ（ＧＵ１，ＧＵ２）の設置空間が高湿度状態になり、ガス処理ユニットＧＵ（ＧＵ１，ＧＵ２）のハニカム構造体８が低インピーダンスとなり、火花放電のような異常放電が発生したとしても、ヒータ１９がＯＮとなって、積極的に湿度が低下されるものとなり、異常放電が速やかに終息されるものとなる。
【００５６】
なお、この実施の形態３においても、実施の形態２と同様に、湿度検出センサ２０を設けずに、ガス処理装置の運転開始時、所定時間経過するまで、ヒータ１９をＯＮとするようにしてもよい。
【００５７】
また、上述した実施の形態１〜３では、湿度低下手段としてヒータ１９を設けるようにしているが、ダクト１内の湿度を低下させることができればよく、他の手段を用いるようにしてもよい。例えば、熱風などで加温させるようにしたり、ファン動作による通風運転のみで湿度の低下を図るようにしたりしてもよい。
【００５８】
なお、ヒータをダクト１内に設置するようにしてもよいが、そのようにするヒータがガス処理ユニットＧＵで生じる放電や処理対象ガスＧＳによって破損し易くなる。これに対して、ダクト１を構成する隔壁の外周面にヒータを装着すると、このヒータが発生する熱をその壁を介して処理対象ガスＧＳの設置空間に熱伝導させることができるので、ヒータが長持ちする。
【００５９】
また、上述した実施の形態１〜３において、電極１０はガス処理ユニットＧＵ１の第２の電極とガス処理ユニットＧＵ２の第１の電極とを兼ねた共通電極とされているが、ガス処理ユニットＧＵ１の第２の電極とガス処理ユニットＧＵ２の第１の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。
【００６０】
また、上述した実施の形態１〜３において、ハニカム構造体８はオゾンを分解する触媒機能を備えたものとしてもよく、処理対象ガスＧＳの通過方向の下流位置にオゾンを分解する触媒を設けるようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施の形態１〜３では、ガス処理ユニットの数を２つとしたが、さらにその数を増やすようにしてもよい。また、ガス処理ユニット内のハニカム構造体の数は２つに限られるものではなく、さらにその数を増やしてもよい。また、ガス処理ユニットの数は必ずしも複数でなくてもよく、１つであっても構わない。
【００６２】
ガス処理ユニットの数を増やす場合には、各ガス処理ユニットは、上流側から下流側に位置するガス処理ユニットほど、そのガス処理ユニットの高電圧源が印加する電圧の値を高くするようにする。また、各ガス処理ユニットの消費電力が等しくなるように、加湿装置の加湿量を調整するようにする。あるいは加湿装置の加湿量の調整に加えて、最上流に位置するガス処理ユニットの高電圧源が印加する電圧の値を調整するようにする。また、ガス処理ユニット毎に、異常放電検知部を設ける。
【００６３】
また、上述した実施の形態１〜３において、副生成物としてオゾンを大量に発生させ、オゾン発生器として転用するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明のガス処理装置は、燃料電池等に用いられる水素を効率的に生成する目的で、炭化水素類等から水素含有ガスを生成する、いわゆる改質にも適用することができる。例えばオクタン（ガソリンの平均分子量に比較的近い物質）Ｃ8Ｈ18の場合は、本ガス処理装置に供給すると下記（１）式で示される化学反応が促進され、その結果水素ガスを効率よく生成することができる。
Ｃ8Ｈ18＋８Ｈ2Ｏ＋４（Ｏ2＋４Ｎ2）→８ＣＯ2＋１７Ｈ2＋１６Ｎ2・・・・（１）
【符号の説明】
【００６５】
１…ダクト、８（８−１〜８−４）…ハニカム構造体、８ａ…貫通孔（セル）、８Ａ，８Ｂ…ハニカム構造体群、９，１０，１１…電極、１２，１３，１４…導線、１５（１５−１，１５−２）…高電圧源、１６（１６−１，１６−２）…空間、１７…加湿装置、１８…制御部、１９…ヒータ、２０…湿度検出センサ、２１（２１−１，２１−２）…異常放電検知部、２１Ａ…直流カット回路、２１Ｂ…放電周波数検出回路、２１Ｃ…整流平滑回路、２１Ｄ…レベル判定回路、Ｇ（Ｇ１，Ｇ２）…間隔、ＧＵ（ＧＵ１，ＧＵ２）…ガスユニット、ＧＳ…処理対象ガス。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、処理対象ガスに含まれる有害ガスを浄化するガス処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気ガス中で高電圧放電を行ってプラズマ状態を作ることで、排気ガスに含まれる有害ガスの浄化を行う技術が知られている。近年、この技術は、脱臭を目的として、工場の排気を浄化する浄化装置や室内の空気を浄化する空気清浄機に応用されつつある。
【０００３】
熱的に非平衡な状態、つまり気体の温度やイオン温度に比べ、電子温度が非常に高い状態のプラズマ（非平衡プラズマ（以下、単にプラズマと言う））は、電子衝突でつくられるイオンやラジカルが常温では起こらない化学反応を促進させるので、有害ガスを効率的に除去あるいは分解することが可能な媒体として有害ガス処理において有用であると考えられている。この技術の実用化上で肝心なことは、処理時のエネルギーの効率の向上と、プラズマで処理した後に完全に安全な生成物質へと変換されることである。
【０００４】
一般に、大気圧でのプラズマは気体放電や電子ビームなどによって生成される。現在において、適用が考えられているものに、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、フロン、ＣＯ2 ，揮発性有機溶剤（ＶＯＣ）などがある。中でもＮＯｘは車の排ガスなどに含まれているので早急な実用化が必要となっている。
【０００５】
ＮＯｘ除去における放電プラズマ（気体放電によって生成されたプラズマ）内の現象は、電子衝突によって１次的に生成されたイオンやラジカルが最初の反応を起こし、その後の反応を通してＮ2 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＨ4 ＮＯ3 などの各粒子に変換されて行くものと考えられている。
【０００６】
また、有害ガスを例えばアセトアルデヒドやホルムアルデヒドとした場合、この有害ガスをプラズマを通すことによって、ＣＯ2 とＨ2 Ｏに変換される。この場合、副生成物として、オゾン（Ｏ3 ）が発生する。
【０００７】
図８に放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する（例えば、特許文献１参照）。同図において、１は処理対象ガス（有害ガスを含む空気）ＧＳが流れるダクト（通風路）であり、ダクト１内には、ダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿って放電電極２とグランド電極３とが交互に配置され、これら電極２，３間にセルと呼ばれる多数の貫通孔４ａを有するハニカム構造体４が配設されている。貫通孔４ａはハニカム構造体４に蜂の巣状に設けられている。５は高電圧電源である。なお、ハニカム構造体４はセラミックス等の絶縁体で形成されており、特許文献２にもその使用例がある。
【０００８】
放電電極２は、金属製メッシュ、極細ワイヤ、または針状体等で形成されている。各放電電極２は、導線６によって高電圧電源５の＋極に接続されている。グランド電極３は、金属性メッシュ等で形成されている。各グランド電極３は、導線７によって高電圧電源５の−極に接続されている。
【０００９】
このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１に流し、放電電極２とグランド電極３との間に高電圧電源５からの高電圧（数ｋＶ〜数１０ｋＶ）を印加する。これにより、各ハニカム構造体４の貫通孔４ａ内にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００１０】
しかしながら、このような構成のガス処理装置では、次のような問題点を有する。
(１)多数のハニカム構造体４を有するが、ばらつきなく均一なプラズマを発生させる技術が確立されておらず、ハニカム構造体４の性能にばらつきが出てしまう。例えば、同じハニカム構造体４同士でもインピータンス値が異なることがあり、また１つのハニカム構造体４内でも例えばその上下でインピーダンス値が異なるというようなこともあり、全体として均一なプラズマが発生せず、ガス処理能力が不安定となる。また、貫通孔４ａだけでのプラズマ発生なので、プラズマの発生量が少なく、ガス処理能力が低い。
(２)ハニカム構造体４は吸湿すると低インピーダンスに、乾燥すると高インピーダンスになる特性を持っており、ハニカム構造体４が低インピーダンスになると、流れる電流が増大し放電電極２とグランド電極３との間に印加される高電圧値が低下し、ハニカム構造体４が高インピーダンスになると、流れる電流が減少し放電電極２とグランド電極３との間に印加される高電圧値が上昇する。このような高電圧値の変化に対し、所望のプラズマの発生量を確保し得る高電圧値を得ることのできる高電圧電源５は、その設計に要する工数も含めて非常に高価となる。
(３)ハニカム構造体４のそれぞれに対して放電電極２とグランド電極３を設けているため、部品点数が多く、構造も複雑となり、高価となる。
【００１１】
そこで、本出願人は、上述した従来のガス処理装置の問題点を解決するものとして、図９に示すような構造のガス処理装置を提案した（特許文献３参照）。このガス処理装置では、ダクト１の入口から出口への処理対象ガスＧＳの通過方向に沿って、多数の貫通孔（セル（丸孔））８ａを有する複数のハニカム構造体８を間隔を設けて配置している。この例では、ハニカム構造体８−１と８−２との間に間隔Ｇ１を設けて、ハニカム構造体８−３と８−４との間に間隔Ｇ２を設けて、ハニカム構造体８−１〜８−４をダクト１内に配置している。
【００１２】
なお、ハニカム構造体８−１と８−２とは第１のハニカム構造体群８Ａを構成し、この第１のハニカム構造体群８Ａの両端に位置するハニカム構造体８−１および８−２の外側に、第１の電極として電極９が配置され、第２の電極として電極１０が配置されている。また、ハニカム構造体８−３と８−４とは第２のハニカム構造体群８Ｂを構成し、この第２のハニカム構造体群８Ｂの両端に位置するハニカム構造体８−３および８−４の外側に、第１の電極として電極１０が配置され、第２の電極として電極１１が配置されている。電極９〜１１は処理対象ガスＧＳが通過するように金属製メッシュとされている。
【００１３】
第１のハニカム構造体群８Ａにおいて、第１の電極９と第２の電極１０との間に導線１２，１３を介して高電圧電源（高電圧源）１５−１からの高電圧Ｖ１を印加することにより、また、第２のハニカム構造体群８Ｂにおいて、第１の電極１０と第２の電極１１との間に導線１３，１４を介して高電圧電源（高電圧源）１５−２からの高電圧Ｖ２を印加することにより、ハニカム構造体８の貫通孔８ａおよびハニカム構造体８間の空間１６（１６−１，１６−２）にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−１４０５６２号公報
【特許文献２】特開２００１−２７６５６１号公報
【特許文献３】特開２００８−１９４６７０号公報
【特許文献４】特開２００４−０８９７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、図９に示したガス処理装置では、次のような問題を有する。このガス処理装置において、処理対象ガスＧＳ中の水分（湿度）に着目すると、処理対象ガスＧＳは上流側のハニカム構造体８から下流側のハニカム構造体８に向かって流れて行く過程で、各ハニカム構造体８で発生したプラズマ放電によって処理を受けるが、処理を受ける度に処理対象ガスＧＳ中に含まれる水分が消費されるので、処理対象ガスＧＳは上流側から下流側にかけて湿度が低下した状態となる。また、ハニカム構造体８の内部のでプラズマの発生状態は処理対象ガスＧＳ中の水分が多いほど活発に行われ、水分が少なくなると抑制される特性がある。
【００１６】
このため、第１のハニカム構造体群８Ａ側を第１のガス処理ユニットＧＵ１とし、第２のハニカム構造体群８Ｂ側を第２のガス処理ユニットＧＵ２とした場合、仮に全てのハニカム構造体８の特性が同じであっても、第１のガス処理ユニットＧＵ１よりも第２のガス処理ユニットＧＵ２の方がプラズマの発生量が小さく、ガス処理能力が落ちる。図９には、ガス処理ユニット（ＧＵ）を２つとした例が示されているが、ガス処理ユニットがさらに設けられているものとすれば、下流側へ配置されるガス処理ユニットほどプラズマの発生量が小さく、ガス処理能力が落ちて行く。
【００１７】
複数のガス処理ユニットのガス処理能力に大きな格差があると、ガス処理能力が過剰なガス処理ユニットとガス処理能力が不足するガス処理ユニットとが存在するということになり、全体としてのガス処理効率が落ちるとともにオゾンの発生の度合いも高まり、望ましくない。
【００１８】
なお、特許文献４には、金属電極とハニカム電極との間の空間へ加湿装置によって水分を送り込むことにより、処理対象ガス中の水分濃度を高め、プラズマ放電を活性化させてガス浄化能力を高めるようにしたガス浄化装置が示されている。
【００１９】
しかしかながら、この特許文献４に示された技術を図９に示したガス処理装置に適用した場合、加湿装置によって送り込む水分量を制御していないので、供給する水分量が過少であればプラズマ放電の発生状況が不充分でガス処理能力が不足する一方、供給する水分量が過多であれば放電が激しくなり火花放電のような異常放電が発生したり、放電によって発生するオゾン量も大となる。
【００２０】
また、ガス処理装置の運転開始前に結露が生じるほど高湿度な環境下で、直ちにガス処理装置の運転を開始すると各ガス処理ユニットのガス処理能力が過剰に高まり、火花放電のような異常放電が発生して、ガス処理ユニットが損傷する可能性が高くなるという問題がある。
【００２１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、運転開始時に、火花放電のような異常放電が生じる虞を回避し、ガス処理ユニットの損傷を防ぐことが可能なガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
このような目的を達成するために本発明は、通風路に間隔を設けて配置され、通風路を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、複数のハニカム構造体のうち隣り合う複数のハニカム構造体を１群のハニカム構造体群とし、このハニカム構造体群の両端に位置するハニカム構造体の両端に位置するハニカム構造体の外側に配置された第１および第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に高電圧を印加しハニカム構造体の貫通孔およびハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理ユニットを通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に沿って１以上備えたガス処理装置において、最上流に位置するガス処理ユニットの上流側から水分を供給する水分供給手段と、ガス処理ユニットが設置されている空間の湿度を下げる湿度低下手段と、水分供給手段が供給する水分の供給量を制御する一方、湿度低下手段の作動を制御する制御手段とを備え、制御手段は、運転開始の指示を受けた場合、所定の条件が成立するまで湿度低下手段を作動させてガス処理ユニットが設置されている空間の湿度を下げた後、ガス処理ユニットの高電圧源をオンとすることを特徴とする。
【００２３】
この発明では、ガス処理装置の運転開始時、所定の条件が成立するまで湿度低下手段が作動して、ガス処理ユニットが設置されている空間の湿度が下げられた後、ガス処理ユニットの高電圧源がオンとされる。これにより、運転開始時、ガス処理ユニットが設置されている空間を低湿度とし、ガス処理ユニットのハニカム構造体を高インピーダンス化して、火花放電のような異常放電が生じる虞を回避することが可能となる。
【００２４】
本発明では、運転開始の指示を受けた場合、所定の条件が成立するまで湿度低下手段を作動させるが、この場合の所定の条件として、例えば、ガス処理ユニットが設置されている空間の湿度が所定値以下となるまで湿度低下手段を作動させたり、所定時間が経過するまで湿度低下手段を作動させるようにしたりすることが考えられる。
【００２５】
なお、処理対象ガスの通風路を構成する隔壁の外周面にヒータを装着し、このヒータを湿度低下手段として用いることが考えられる。また、運転中、異常放電の発生が検知された場合、異常放電の発生が検知されなくなるまで、湿度低下手段を作動させるようにすることも考えられる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、運転開始の指示を受けた場合、所定の条件が成立するまで湿度低下手段を作動させてガス処理ユニットが設置されている空間の湿度を下げた後、ガス処理ユニットの高電圧源をオンとするようにしたので、運転開始時、ガス処理ユニットが設置されている空間を低湿度とし、ガス処理ユニットのハニカム構造体を高インピーダンス化して、火花放電のような異常放電が生じる虞を回避し、ガス処理ユニットの損傷を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。
【図２】このガス処理装置の制御部が有する運転中の加湿量の調整機能を説明するためのフローチャートである。
【図３】このガス処理装置の制御部が有する運転開始時のヒータの動作の制御機能を説明するためのフローチャートである。
【図４】このガス処理装置の制御部が有する運転開始時のヒータの動作の制御機能の別の例（実施の形態２）を説明するためのフローチャートである。
【図５】実施の形態３のガス処理装置の要部を示す図である。
【図６】このガス処理装置に用いる異常放電検知部の要部の構成を示す図である。
【図７】このガス処理装置の制御部が有する異常放電検知時のヒータの動作の制御機能を説明するためのフローチャートである。
【図８】放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する図である。
【図９】特許文献３に示されたガス処理装置の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。同図において、図９と同一符号は図９を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【００３０】
この実施の形態においても、図９に示したガス処理装置と同様に、処理対象ガスＧＳの通過方向（ダクト１の入口から出口への方向）に方向に沿って、第１のガス処理ユニットＧＵ１と第２のガス処理ユニットＧＵ２をダクト１内に配置している。
【００３１】
また、ガス処理ユニットＧＵ１の第１の電極９と第２の電極１０との間に導線１２，１３を介して高電圧源１５−１からの高電圧Ｖ１を印加するようにし、ガス処理ユニットＧＵ２の第１の電極１０第２の電極１１との間に導線１３，１４を介して高電圧源１５−２からの高電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）を印加するようにしている。
【００３２】
また、ダクト１に対して、最上流に位置するガス処理ユニットＧＵ１の上流側からダクト１内の空間に水分を供給する水分供給手段として、加湿装置１７を設けている。また、処理対象ガスＧＳが流れるダクト１を構成する隔壁の外周面に、ダクト１内の湿度を低下させる湿度低下手段としてヒータ１９を設けている。また、ダクト１を流れる処理対象ガスＧＳの出口側に、湿度検出センサ２０を設けている。
【００３３】
この実施の形態において、加湿装置１７の加湿量、すなわちダクト１内の空間への水分の供給量は、制御部１８によって調整（制御）されるようになっている。また、ヒータ１９の動作も制御部１８によって制御されるようになっている。なお、加湿装置１７の加湿量の調整はガス処理装置の運転中に行われ、ヒータ１９の動作の制御はガス処理装置の運転開始時に行われる。
【００３４】
制御部１８は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、上述した加湿装置１７における加湿量の調整機能やヒータ１９の動作の制御機能を有している。以下、この制御部１８が有する加湿量の調整機能やヒータ１９の動作の制御機能について、図２および図３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３５】
〔加湿量の調整機能（図２）：運転中〕
制御部１８は、ガス処理装置の運転中、ガス処理ユニットＧＵ１の高電圧源１５−１が電極９，１０間に印加している現在の電圧Ｖ１の値および電極９，１０間に供給している現在の電流Ｉ１を検出し（ステップＳ１０１）、この電圧Ｖ１，電流Ｉ１の値からガス処理ユニットＧＵ１の現在の消費電力ＰＷ１を求める（ステップＳ１０２）。
【００３６】
次に、制御部１８は、ガス処理ユニットＧＵ２の高電圧源１５−２が電極１０，１１間に印加している現在の電圧Ｖ２の値および電極１０，１１間に供給している現在の電流Ｉ２を検出し（ステップＳ１０３）、この電圧Ｖ２，電流Ｉ２の値からガス処理ユニットＧＵ２の現在の消費電力ＰＷ２を求める（ステップＳ１０４）。
【００３７】
そして、制御部１８は、この求めたガス処理ユニットＧＵ１の消費電力ＰＷ１とガス処理ユニットＧＵ２の消費電力ＰＷ２とが等しくなるように、加湿装置１７の加湿量を調整する（ステップＳ１０５）。制御部１８は、このステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理動作を繰り返す。
【００３８】
このガス処理装置では、下流側に位置するガス処理ユニットＧＵ２の高電圧源１５−２が印加する電圧Ｖ２の値が、上流側に位置するガス処理ユニットＧＵ１の高電圧源１５−１が印加する電圧Ｖ１の値よりも高くされている。また、加湿装置１７の加湿量は一定ではなく、ガス処理ユニットＧＵ１の消費電力ＰＷ１とガス処理ユニットＧＵ２の消費電力ＰＷ２とが等しくなるように制御される。これにより、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２のプラズマの発生状況の格差が大幅に解消され、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２のガス処理能力が平準化され、ガス処理能力の過剰、不足によって生じる問題が緩和されるものとなる。
【００３９】
〔ヒータの動作の制御機能（図３）：運転開始時〕
制御部１８は、運転開始の指示を受けると（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、湿度検出センサ２０からのダクト１内の湿度の検出値ｈｐｖを取り込み、その湿度の検出値ｈｐｖと予め定められている閾値ｈｓｔとを比較する（ステップＳ２０２）。
【００４０】
ここで、ダクト１内の湿度の検出値ｈｐｖが閾値ｈｓｔよりも大きければ、ダクト１内が高湿度状態であると判断し、ヒータ１９をＯＮとするとともに、図示されていない送風ファンをＯＮとする（ステップＳ２０３）。
【００４１】
これにより、通風運転を行った状態で、ヒータ１９がＯＮとされ、このヒータ１９が発生する熱がダクト１の壁を介してガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の設置空間に熱伝導することで、そのガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の設置空間の湿度が低下して行く。すなわち、ダクト１内の空間が除湿されて行く。
【００４２】
制御部１８は、このヒータ１９による除湿により、湿度検出センサ２０からの湿度の検出値ｈｐｖが閾値ｈｓｔ以下となると（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の高電圧源１５−１，１５−２をＯＮとし（ステップＳ２０５）、ヒータ１９をＯＦＦとする（ステップＳ２０６）。
【００４３】
この場合、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の高電圧源１５−１，１５−２がＯＮとされても、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２が設置されている空間は閾値ｈｓｔ以下の低湿度状態とされているので、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２のハニカム構造体８が高インピーダンス化し、火花放電のような異常放電が生じることはない。これにより、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の損傷を防ぐことが可能となる。
【００４４】
制御部１８は、その後、加湿装置１７をＯＮとし（ステップＳ２０８）、図２を用いて説明した加湿装置１７の加湿量の調整動作へと進む（ステップＳ２０９）。
【００４５】
なお、ステップＳ２０２において、ｈｐｖ≦ｈｓｔであった場合、制御部１８は、ダクト１内は高湿度状態ではないと判断し、ヒータ１９はＯＮとせずに、送風ファンとガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の高電圧源１５−１，１５−２をＯＮとして（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０８以降の処理へと進む。
【００４６】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、湿度検出センサ２０を設け、ガス処理装置の運転開始時、湿度検出センサ２０からの湿度の検出値ｈｐｖが閾値ｈｓｔ以下となるまでヒータ１９をＯＮとするようにした。これに対し、実施の形態２では、湿度検出センサ２０は設けずに、ガス処理装置の運転開始時、所定時間経過するまで、ヒータ１９をＯＮとする。
【００４７】
図４に実施の形態２における図３に対応するフローチャートを示す。実施の形態２のガス処理装置において、制御部１８は、運転開始の指示を受けると（ステップＳ３０１のＹＥＳ）、直ちにヒータ１９をＯＮとするとともに、送風ファンをＯＮとする（ステップＳ３０２）。
【００４８】
そして、所定時間の経過を待って（ステップＳ３０３のＹＥＳ）、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の高電圧源１５−１，１５−２をＯＮとし（ステップＳ３０４）、ヒータ１９をＯＦＦとする（ステップＳ３０５）。
【００４９】
この場合、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２の高電圧源１５−１，１５−２がＯＮとされても、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２が設置されている空間は所定時間ヒータ１９がＯＮとされることによって低湿度状態とされているので、ガス処理ユニットＧＵ１，ＧＵ２のハニカム構造体８が高インピーダンス化し、火花放電のような異常放電が生じることはない。
【００５０】
制御部１８は、その後、加湿装置１７をＯＮとし（ステップＳ３０６）、図２を用いて説明した加湿装置１７の加湿量の調整動作へと進む（ステップＳ３０７）。
【００５１】
〔実施の形態３〕
図５に実施の形態３のガス処理装置の要部を示す。このガス処理装置では、図１に示した実施の形態１のガス処理装置の構成に加え、ガス処理ユニットＧＵ１の高電圧源１５−１に対して異常放電検知部２１−１を、ガス処理ユニットＧＵ２の高電圧源１５−２に対して異常放電検知部２１−２を設け、異常放電検知部２１−１および異常放電検知部２１−２からの異常放電の検知結果を検知信号Ｓ１1およびＳ１2として制御部１８へ送るようにしている。
【００５２】
図６に異常放電検知部２１（２１−１，２１−２）の要部の構成を示す。異常放電検知部２１は、直流カット回路２１Ａと、放電周波数検出回路２１Ｂと、整流平滑回路２１Ｃと、レベル判定回路２１Ｄとを備えている。直流カット回路２１Ａは、高電圧印加部１５（１５−１，１５−２）の電圧供給端子Ｔ１とＴ２との間に生じる高電圧、すなわちガス処理ユニットＧＵ（ＧＵ１，ＧＵ２）の電極間に印加される高電圧を取り込み、この高電圧に含まれる直流分をカットして出力する。放電周波数検出回路２１Ｂは、直流カット回路２１Ａが出力する直流分がカットされた電圧より、所定周波数以上の電圧（低周波信号）をガス処理ユニットＧＵの電極間の放電により発生した雑音電圧として取り出す。整流平滑回路２１Ｃは、放電周波数検出回路２１Ｂより取り出された雑音電圧を整流して平滑する。レベル判定回路２１Ｄは、整流平滑回路２１Ｃによって整流平滑化された雑音電圧の大きさを判定し、その雑音電圧の大きさが所定値を超えた場合に異常放電の発生を示す検知信号Ｓ１（Ｓ１1，Ｓ１2）を出力する。
【００５３】
〔異常放電検知時のヒータの動作の制御機能（図７）：運転中〕
ガス処理装置の運転中、ガス処理ユニットＧＵ１で異常放電が発生すると、異常放電検知部１９−１が異常放電の発生を示す検知信号Ｓ１1を制御部１８へ送る。また、ガス処理ユニットＧＵ２で異常放電が発生すると、異常放電検知部１９−２が異常放電の発生を示す検知信号Ｓ１2を制御部１８へ送る（ステップＳ４０４）。
【００５４】
制御部１８は、異常放電検知部１９（１９−１，１９−２）からガス処理ユニットＧＵ（ＧＵ１，ＧＵ２）での異常放電の発生を示す検知信号Ｓ１（Ｓ１1，Ｓ１2）が送られてくると（ステップＳ４０１のＹＥＳ）、ヒータ１９をＯＮとし（ステップＳ４０２）、ガス処理ユニットＧＵ（ＧＵ１，ＧＵ２）の設置空間の湿度を低下させる。そして、ガス処理ユニットＧＵ（ＧＵ１，ＧＵ２）での異常放電が検知されなくなると（ステップＳ４０３のＹＥＳ）、ヒータ１９をＯＦＦとする。
【００５５】
このようにして、実施の形態３では、ガス処理装置の運転中、ガス処理ユニットＧＵ（ＧＵ１，ＧＵ２）の設置空間が高湿度状態になり、ガス処理ユニットＧＵ（ＧＵ１，ＧＵ２）のハニカム構造体８が低インピーダンスとなり、火花放電のような異常放電が発生したとしても、ヒータ１９がＯＮとなって、積極的に湿度が低下されるものとなり、異常放電が速やかに終息されるものとなる。
【００５６】
なお、この実施の形態３においても、実施の形態２と同様に、湿度検出センサ２０を設けずに、ガス処理装置の運転開始時、所定時間経過するまで、ヒータ１９をＯＮとするようにしてもよい。
【００５７】
また、上述した実施の形態１〜３では、湿度低下手段としてヒータ１９を設けるようにしているが、ダクト１内の湿度を低下させることができればよく、他の手段を用いるようにしてもよい。例えば、熱風などで加温させるようにしたり、ファン動作による通風運転のみで湿度の低下を図るようにしたりしてもよい。
【００５８】
なお、ヒータをダクト１内に設置するようにしてもよいが、そのようにするヒータがガス処理ユニットＧＵで生じる放電や処理対象ガスＧＳによって破損し易くなる。これに対して、ダクト１を構成する隔壁の外周面にヒータを装着すると、このヒータが発生する熱をその壁を介して処理対象ガスＧＳの設置空間に熱伝導させることができるので、ヒータが長持ちする。
【００５９】
また、上述した実施の形態１〜３において、電極１０はガス処理ユニットＧＵ１の第２の電極とガス処理ユニットＧＵ２の第１の電極とを兼ねた共通電極とされているが、ガス処理ユニットＧＵ１の第２の電極とガス処理ユニットＧＵ２の第１の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。
【００６０】
また、上述した実施の形態１〜３において、ハニカム構造体８はオゾンを分解する触媒機能を備えたものとしてもよく、処理対象ガスＧＳの通過方向の下流位置にオゾンを分解する触媒を設けるようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施の形態１〜３では、ガス処理ユニットの数を２つとしたが、さらにその数を増やすようにしてもよい。また、ガス処理ユニット内のハニカム構造体の数は２つに限られるものではなく、さらにその数を増やしてもよい。また、ガス処理ユニットの数は必ずしも複数でなくてもよく、１つであっても構わない。
【００６２】
ガス処理ユニットの数を増やす場合には、各ガス処理ユニットは、上流側から下流側に位置するガス処理ユニットほど、そのガス処理ユニットの高電圧源が印加する電圧の値を高くするようにする。また、各ガス処理ユニットの消費電力が等しくなるように、加湿装置の加湿量を調整するようにする。あるいは加湿装置の加湿量の調整に加えて、最上流に位置するガス処理ユニットの高電圧源が印加する電圧の値を調整するようにする。また、ガス処理ユニット毎に、異常放電検知部を設ける。
【００６３】
また、上述した実施の形態１〜３において、副生成物としてオゾンを大量に発生させ、オゾン発生器として転用するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明のガス処理装置は、燃料電池等に用いられる水素を効率的に生成する目的で、炭化水素類等から水素含有ガスを生成する、いわゆる改質にも適用することができる。例えばオクタン（ガソリンの平均分子量に比較的近い物質）Ｃ8Ｈ18の場合は、本ガス処理装置に供給すると下記（１）式で示される化学反応が促進され、その結果水素ガスを効率よく生成することができる。
Ｃ8Ｈ18＋８Ｈ2Ｏ＋４（Ｏ2＋４Ｎ2）→８ＣＯ2＋１７Ｈ2＋１６Ｎ2・・・・（１）
【符号の説明】
【００６５】
１…ダクト、８（８−１〜８−４）…ハニカム構造体、８ａ…貫通孔（セル）、８Ａ，８Ｂ…ハニカム構造体群、９，１０，１１…電極、１２，１３，１４…導線、１５（１５−１，１５−２）…高電圧源、１６（１６−１，１６−２）…空間、１７…加湿装置、１８…制御部、１９…ヒータ、２０…湿度検出センサ、２１（２１−１，２１−２）…異常放電検知部、２１Ａ…直流カット回路、２１Ｂ…放電周波数検出回路、２１Ｃ…整流平滑回路、２１Ｄ…レベル判定回路、Ｇ（Ｇ１，Ｇ２）…間隔、ＧＵ（ＧＵ１，ＧＵ２）…ガスユニット、ＧＳ…処理対象ガス。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通風路に間隔を設けて配置され、前記通風路を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、
前記複数のハニカム構造体のうち隣り合う複数のハニカム構造体を１群のハニカム構造体群とし、このハニカム構造体群の両端に位置するハニカム構造体の両端に位置するハニカム構造体の外側に配置された第１および第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に高電圧を印加し前記ハニカム構造体の貫通孔および前記ハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理ユニットを前記通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に沿って１以上備えたガス処理装置において、
最上流に位置する前記ガス処理ユニットの上流側から水分を供給する水分供給手段と、
前記ガス処理ユニットが設置されている空間の湿度を下げる湿度低下手段と、
前記水分供給手段が供給する水分の供給量を制御する一方、前記湿度低下手段の作動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
運転開始の指示を受けた場合、所定の条件が成立するまで前記湿度低下手段を作動させて前記ガス処理ユニットが設置されている空間の湿度を下げた後、前記ガス処理ユニットの高電圧源をオンとする
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたガス処理装置において、
前記湿度低下手段は、
前記処理対象ガスの通風路を構成する隔壁の外周面に装着されたヒータである
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載されたガス処理装置において、
前記ガス処理ユニットが設置されている空間の湿度を検出する湿度検出手段を備え、
前記制御手段は、
運転開始の指示を受けた場合、前記湿度検出手段が検出する湿度が所定値以下となるまで前記湿度低下手段を作動させた後、前記ガス処理ユニットの高電圧源をオンとする
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載されたガス処理装置において、
前記制御手段は、
運転開始の指示を受けた場合、所定時間が経過するまで前記湿度低下手段を作動させた後、前記ガス処理ユニットの高電圧源をオンとする
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載されたガス処理装置において、
前記ガス処理ユニットに異常放電が発生したことを検知する異常放電検知手段を備え、
前記制御手段は、
前記異常放電検知手段によって異常放電の発生が検知された場合、異常放電の発生が検知されなくなるまで前記湿度低下手段を作動させる
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項１】
通風路に間隔を設けて配置され、前記通風路を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、
前記複数のハニカム構造体のうち隣り合う複数のハニカム構造体を１群のハニカム構造体群とし、このハニカム構造体群の両端に位置するハニカム構造体の両端に位置するハニカム構造体の外側に配置された第１および第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に高電圧を印加し前記ハニカム構造体の貫通孔および前記ハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理ユニットを前記通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に沿って１以上備えたガス処理装置において、
最上流に位置する前記ガス処理ユニットの上流側から水分を供給する水分供給手段と、
前記ガス処理ユニットが設置されている空間の湿度を下げる湿度低下手段と、
前記水分供給手段が供給する水分の供給量を制御する一方、前記湿度低下手段の作動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
運転開始の指示を受けた場合、所定の条件が成立するまで前記湿度低下手段を作動させて前記ガス処理ユニットが設置されている空間の湿度を下げた後、前記ガス処理ユニットの高電圧源をオンとする
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたガス処理装置において、
前記湿度低下手段は、
前記処理対象ガスの通風路を構成する隔壁の外周面に装着されたヒータである
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載されたガス処理装置において、
前記ガス処理ユニットが設置されている空間の湿度を検出する湿度検出手段を備え、
前記制御手段は、
運転開始の指示を受けた場合、前記湿度検出手段が検出する湿度が所定値以下となるまで前記湿度低下手段を作動させた後、前記ガス処理ユニットの高電圧源をオンとする
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載されたガス処理装置において、
前記制御手段は、
運転開始の指示を受けた場合、所定時間が経過するまで前記湿度低下手段を作動させた後、前記ガス処理ユニットの高電圧源をオンとする
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載されたガス処理装置において、
前記ガス処理ユニットに異常放電が発生したことを検知する異常放電検知手段を備え、
前記制御手段は、
前記異常放電検知手段によって異常放電の発生が検知された場合、異常放電の発生が検知されなくなるまで前記湿度低下手段を作動させる
ことを特徴とするガス処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２１３７２１（Ｐ２０１２−２１３７２１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８０９１４（Ｐ２０１１−８０９１４）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
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