放電装置に用いる制御装置
【課題】構成がシンプルであるのに、環境の変動により一度火花放電などの異常放電が起きても、速やかに正常な放電を再開できる放電装置の制御装置を提供する。
【解決手段】１以上の電極３及び１以上の対電極４とで構成する放電部５と、放電部５に所定の電圧を印加する電源６とからなり、放電装置２に、印加電圧値並びに電流値の急激な変動を招く異常放電を検知する検知部７と、放電部５と電源６との間に並列に配置したｎ個の抵抗Ｒと、異常放電情報により抵抗を切り替える制御部８と、を付加させてなり、放電部５と電源６との間に抵抗Ｒ１を接続時に検知部７が異常放電を検知した際、放電部５と電源６とを一旦遮断し、その後放電部５と電源６との間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替え電圧を印加し、以後設置した（ｎ−２）個の抵抗だけ順次抵抗値の大なる抵抗Ｒ３〜Ｒｎに切り替えて、異常放電後にも正常放電を継続するようにする。
【解決手段】１以上の電極３及び１以上の対電極４とで構成する放電部５と、放電部５に所定の電圧を印加する電源６とからなり、放電装置２に、印加電圧値並びに電流値の急激な変動を招く異常放電を検知する検知部７と、放電部５と電源６との間に並列に配置したｎ個の抵抗Ｒと、異常放電情報により抵抗を切り替える制御部８と、を付加させてなり、放電部５と電源６との間に抵抗Ｒ１を接続時に検知部７が異常放電を検知した際、放電部５と電源６とを一旦遮断し、その後放電部５と電源６との間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替え電圧を印加し、以後設置した（ｎ−２）個の抵抗だけ順次抵抗値の大なる抵抗Ｒ３〜Ｒｎに切り替えて、異常放電後にも正常放電を継続するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストリーマ放電やコロナ放電などを発生させる放電装置に用いる制御装置に関し、詳しくは、火花放電などの異常放電が発生した後、自動復帰して正常なストリーマ放電やコロナ放電などを継続出来る放電装置に用いる制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電装置は、通常、１以上の電極と該１以上の電極に所定のスペースを有して設置した１以上の対電極とで構成する放電部と、この放電部に所定の高電圧を印加する電源とからなる。そして、この放電装置は、ストリーマ放電やコロナ放電などを発生させ、これらの放電を利用し一定の効果、例えば、空気中の臭気や粉塵を除去して、室内環境を良好に保持するのに使用されている。ところが、この放電装置は、空気中の湿度が高かったり、使用により１以上の電極及びそれに対応する１以上の対電極に汚れなどが付着すると、これらが原因となり、正常なストリーマ放電やコロナ放電などから、両電極間に激しく火花が飛ぶ火花放電などの異常放電に移行することになる。
【０００３】
一旦、火花放電などの異常放電に移行すると、この放電装置は、両電極間に対し電源からの高電圧の印加を停止しなければ、火花放電などの異常放電は継続することになり、上記の汚れが可燃物である場合、火災の原因になりかねない。したがって、両電極間に対し高電圧の印加を停止することになるが、高湿度や両電極の汚れなど異常放電の原因が解消されない限り、再び両電極間に対し高電圧の印加を開始しても、この放電装置は、正常なストリーマ放電やコロナ放電などを再開することなく、再び、火花放電などの異常放電に移行してしまう。このため、この放電装置は、異常放電の原因が解消されない間、期待されている、空気中の臭気や粉塵を除去して室内環境を良好に保持する機能が、失われたままになる。
【０００４】
このような状況から、ストリーマ放電などを安定して継続出来、しかも、火花放電などの異常放電の発生を極力押さえることが出来る技術がある。このような技術の放電装置は、複数の放電部を複数の放電ブロックに分割し、各放電ブロックに対応する電流制御部を各々設けてなり、各電流制御部が放電ブロック毎に放電電流の総和を実質的に一定となるように制御するものである。この放電装置によれば、１つの放電部に電流が集中して、他の放電部でストリーマ放電などが行われなくなったり、逆に、電流が集中してしまった放電部で火花放電が発生することが抑制され、全体として、ストリーマ放電が安定的に行われようになる（例えば、特開２００５−２４５６１３号公報参照）。
【０００５】
また、放電装置における放電部の電源回路には、定電流制御をする電源本体と放電部の電極との間に抵抗器が設けられている。その結果、この電源回路には、第１出力電圧範囲内で出力電流値が一定となる第１出力特性と、第１出力電圧範囲の最大点から出力電流が小さくなる第２出力特性とが、付与される。この放電装置によれば、第１出力特性上では、放電部におけるストリーマ放電の放電電流が一定に制御され、火花放電を抑制し、安定的にストリーマ放電がなされ、一方、第２出力特性では、第１出力電圧範囲の最大点から電圧が上昇するにつれて、出力電流が小さくなるから、火花放電を起こす領域を避けることになって、その結果、火花放電を抑制し、安定的にストリーマ放電がなされる（例えば、特開２００７−３２８９４９号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】 特開２００５−２４５６１３号公報
【特許文献２】 特開２００７−３２８９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１の放電装置は、複数の放電部を複数の放電ブロックに分割し、各放電ブロックに対応する電流制御部を各々設けて、しかも、各電流制御部が放電ブロック毎に放電電流の総和を実質的に一定となるように制御するものであるため、電流制御の構成が煩雑となる。また、この放電装置は、放電電流の総和を実質的に一定となるように制御するから、１放電ブロック中の一部の放電部の電圧が急上昇する虞があり、その結果火花放電を起こす危険性があって、その上、放電装置の環境の変動によっても火花放電が起き、一度火花放電が起きてしまうと、放電装置を一旦停止しても、その状況が解消されない限り、再起動しても再び火花放電を起こす結果になる。
【０００８】
また、特許文献２の放電装置は、明細書に記載の通り、第１出力電圧範囲にはストリーマ放電が安定して生起出来且つ火花放電リスクの低い電圧範囲（定格出力電圧範囲）を設定するのが望ましいとあり、さらに、第１出力特性上で一定となる出力電流値はストリーマ放電の性能を十分確保出来る出力電流（定格出力電流）を設定するのが望ましいと、ある。実は、これらの定格出力電圧範囲及び定格出力電流をどのように設定するか、が問題であって、放電装置の環境の変動を予測することは困難であり、さらに、放電部の電極及び対電極の形態によっても、これら定格出力電圧範囲及び定格出力電流の設定値が変わってしまう。その上、一度火花放電が起きてしまうと、放電装置を一旦停止しても、その状況が解消されない限り、再起動しても再び火花放電を起こす結果になる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、構成がシンプルであるのに、環境の変動により一度火花放電などの異常放電が起きてしまっても、速やかに正常な放電を再開できる放電装置に用いる制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を達成するために提案されたものであって、下記の構成からなることを特徴とするものである。
すなわち、請求項１記載の発明は、放電装置が、１以上の電極及び該１以上の電極に所定のスペースを有して設置した１以上の対電極で構成する放電部と、該放電部に所定の電圧を印加する電源とからなり、前記放電装置に、印加電圧値並びに電流値の急激な変動を招く異常放電を検知する検知部と、前記放電部と前記電源との間に並列に配置したｎ個の抵抗（Ｒ１＜Ｒ２…＜Ｒｎ−１＜Ｒｎ）と、前記検知部からの異常放電情報に基づき前記抵抗を切り替える制御部と、を付加させてなるものであり、前記放電部と前記電源との間に抵抗Ｒ１を接続している時に前記検知部が異常放電を検知した際、前記制御部にて、前記放電部と前記電源とを一旦遮断した後、前記放電部と前記電源との間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替えてから、所定の電圧を印加し、以後設置したｎ−２個の抵抗だけ順次抵抗値の大なる抵抗Ｒ３〜Ｒｎに切り替えて、前記放電部における異常放電後にも正常放電を継続するようにしたことを特徴とする放電装置に用いる制御装置である。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、前記放電部が、主としてストリーマ放電を発生させるものであることを特徴とする放電装置に用いる制御装置である。
【００１２】
また、請求項３記載の発明は、前記放電装置が、主としてコロナ放電を発生させるものであることを特徴とする放電装置に用いる制御装置である。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、主としてストリーマ放電を発生させる放電部が、導電性を有する担持体に光触媒を担持させ、且つその抵抗値を高抵抗とした光触媒担持体と、該光触媒担持体に互いにほぼ等間隔に立設した複数の針状電極と、該複数の針状電極の先端部から０．１〜３０ｍｍ離れた位置に前記光触媒担持体とほぼ平行に設置した接地電極とからなり、前記光触媒担持体と前記接地電極との間に電源により正あるいは負の３〜３０ＫＶの電圧を印加し、前記複数の針状電極と前記接地電極との間に主としてストリーマ放電を発生させるものであることを特徴とする放電装置に用いる制御装置である。
【００１４】
上記第１の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、放電部と電源との間に抵抗Ｒ１を接続している時に、検知部にて印加電圧値並びに電流値の急激な変動を検知すると、放電部にて異常放電がなされているとして、制御部により放電部と電源とを一旦遮断した後、放電部と電源との間に抵抗Ｒ１よりも抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替えてから、印加電圧を下げ正常放電に移行させる。そして、再び、検知部にて印加電圧値並びに電流値の急激な変動を検知すると、放電部にて異常放電がなされているとして、制御部により放電部と電源とを一旦遮断した後、放電部と電源との間に抵抗Ｒ２よりも抵抗値の大なる抵抗Ｒ３に切り替えてから、印加電圧を下げ正常放電に移行させる。以後、設置したｎ−３個の抵抗Ｒ４〜Ｒｎだけ順次抵抗値の大なる抵抗Ｒ４〜Ｒｎに切り替えて、放電部における異常放電後にも正常放電を継続するようにする。
【００１５】
上記第２の課題解決手段による作用は、放電部がストリーマ放電を発生させるものであっても、上記と同様に異常放電時に放電部と電源とを一旦遮断した後、順次抵抗値の大なる抵抗に切り替えることで、正常なストリーマ放電の発生を継続させる。
【００１６】
上記第３の課題解決手段による作用は、放電部がコロナ放電を発生させるものであっても、上記と同様に異常放電時に放電部と電源とを一旦遮断した後、順次抵抗値の大なる抵抗に切り替えることで、正常なコロナ放電の発生を継続させる。
【００１７】
上記第４の課題解決手段による作用は、放電部が、光触媒担持体に互いにほぼ等間隔に立設した複数の針状電極と、複数の針状電極の先端部から０．１〜３０ｍｍ離れた位置に光触媒担持体とほぼ平行に設置した接地電極とからなり、ストリーマ放電を発生させるものであっても、上記と同様に異常放電時に放電部と電源とを一旦遮断した後、順次抵抗値の大なる抵抗に切り替えることで、正常なストリーマ放電の発生を継続させる。
【発明の効果】
【００１８】
以上詳述したように、本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項１記載の発明は、放電装置に、放電部の異常放電を検知する検知部と、放電部と電源との間に並列に配置したｎ個の抵抗と、ｎ個の抵抗を順次切り替える制御部と、を付加させただけであるから、構成がシンプルであり、環境の変動により一度火花放電などの異常放電が起きてしまっても、速やかに正常な放電を再開することができる効果がある。
【００１９】
また、請求項２記載の発明は、放電部がストリーマ放電を発生させるものであっても、上記の請求項１記載の発明と同様の効果を得ることが出来る。
【００２０】
また、請求項３記載の発明は、放電部がコロナ放電を発生させるものであっても、上記の請求項１記載の発明と同様の効果を得ることが出来る。
【００２１】
また、請求項４記載の発明は、ストリーマ放電を発生させる放電部が、光触媒担持体に立設した複数の針状電極と、複数の針状電極の先端部から０．１〜３０ｍｍ離れた位置に光触媒担持体とほぼ平行に設置した接地電極と、からなっているものであっても、上記の請求項１記載の発明と同様の効果を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態を示す放電装置に用いる制御装置の概念図である（実施例１）。
【図２】本発明の放電装置における１つの放電部と制御装置との関係を示す結線図である（実施例１）。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す放電装置に用いる制御装置の概念図である（実施例２）。
【図４】図３の放電装置の光触媒担持体に複数の針状電極を立設した状態の平面図である（実施例２）。
【図５】光触媒担持体に複数の針状電極を立設した状態の断面図である（実施例２）。
【図６】図５の担持体の説明図である（実施例２）。
【図７】図３の放電装置の接地電極の平面図である（実施例２）。
【図８】本発明の他の実施の形態を示す放電装置に用いる制御装置の図１と同状の概念図である（実施例３）。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
【実施例１】
【００２４】
図１、２において、放電装置に用いる制御装置１（以下、単に制御装置１という）は、放電装置２が、１以上の電極３及びこの１以上の電極３に所定のスペースを有して設置した１以上の対電極４で構成する放電部５と、この放電部５に所定の電圧を印加する電源６とからなり、この放電装置２に、印加電圧値並びに電流値の急激な変動を招く異常放電を検知する検知部７と、放電部５と電源６との間に並列に配置したｎ個の抵抗Ｒ（Ｒ１＜Ｒ２…＜Ｒｎ−１＜Ｒｎ）と、検知部７からの異常放電情報に基づき抵抗Ｒを切り替える制御部８と、を付加させてなるものであり、放電部５と電源６との間に抵抗Ｒ１を接続している時に検知部７が異常放電を検知した際、制御部８にて、放電部５と電源６とを一旦遮断した後、放電部５と電源６との間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替えてから、所定の電圧を印加し、以後設置した（ｎ−２）個の抵抗だけ順次抵抗値の大なる抵抗Ｒ３〜Ｒｎに切り替えて、放電部５における異常放電後にも正常放電を継続するようにしたものである。
【００２５】
図２に示す放電装置２は、放電を起こす最も簡単な構成を示すものであり、１の電極３とこれに対応する１の対電極４とを組み合わせた放電部５と、電源６とからなる。一方、制御装置１は、上記の放電装置２に付加されたものであり、具体的には、放電装置２における電源６のプラス極９と、放電部５の電極３との間に、検知部７及びｎ個の抵抗Ｒが付加され、これらを制御する制御部を有してなるものである。
【００２６】
前記放電部５は、図２で最も簡単な構成を示したが、その放電を利用して何らかのメリットを有するものであれば、特に限定しないが、例示すれば、後に詳述するコロナ放電、ストリーマ放電などを発生させるものである。
【００２７】
前記電源６は、放電部５に対して必要な電圧及び電流を供給できるものであれば、特に限定がない。
【００２８】
制御装置１の検知部７は、放電装置２の放電部５に対し印加している電圧値並びに電流値の急激な変動を検知するものであり、例えば、放電部５の電圧値が５，０００Ｖで、電流値が０．４ｍＡで正常な放電がなされている場合、何らかの原因で放電部５の環境が急激に変動して、電圧値が３，０００〜４，５００Ｖ、電流値が１．２ｍＡに急激に変動するような場合を検知するものである。
【００２９】
前記制御装置１のｎ個の抵抗Ｒは、それぞれ抵抗値が異なり、第１の抵抗をＲ１とし、第ｎの抵抗をＲｎとすると、これらの抵抗値は、数ＭΩの範囲内にあり、且つ、Ｒ１＜Ｒ２…＜Ｒｎ−１＜Ｒｎの関係にある。図２ではｎ＝４である場合を示し、４個の抵抗ＲはＲ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４の関係にある。
【００３０】
上記のように、放電部５の電圧値や電流値が急激に変動したことを検知部７が検知した場合は、放電部５の電極３と対電極４との間に、正常な放電から火花放電などの異常放電に移行したとする。この検知部７からの異常放電情報に対し、制御部８は、指令を出して電源６と放電部５とをスイッチにより一旦遮断し、しかる後、電源６と放電部５との間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替えてから、所定の電圧を印加し、放電部５における異常放電後にも正常な放電を回復させ、以後再び異常放電に移行しない限り、正常な放電を継続するようになる。
【００３１】
再び、検知部７が放電部５の電圧値や電流値が急激に変動したことを検知すると、制御部８の指令により、電源６と放電部５とを一旦遮断し、その後、電源６と放電部５との間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ３に切り替え、再び正常な放電を回復させ継続するようにする。以後設置した（ｎ−３）個の抵抗Ｒだけ、順次抵抗値の大なる抵抗Ｒ３〜Ｒｎに切り替えて、正常な放電を順次回復させ、継続するようにする。なお、最後の抵抗Ｒｎに切り替えても、正常な放電を回復出来ない場合には、電源６と放電部５とを完全に遮断し、異常放電の原因を取り除き、その後、第１の抵抗Ｒ１に接続し直して正常な放電を回復させ、継続するようにする。
【実施例２】
【００３２】
図３乃至７は、本発明の他の実施の形態を示す放電装置に用いる制御装置を示すものであり、図１、２の実施形態との相違点は、放電装置２Ａが主にストリーマ放電を起こすものである点にあり、この放電装置２Ａに制御装置１Ａが付加されているのである。この制御装置１Ａは、図１、２の実施形態とほぼ同様の構成である。放電装置２Ａは、導電性を有する担持体１０に光触媒１１を担持させ、且つ、その抵抗値を高抵抗とした光触媒担持体１２と、この光触媒担持体１２に互いにほぼ等間隔に立設した複数の針状電極１３と、これら複数の針状電極１３の先端部１３ａから０．１〜３０ｍｍ離れた位置に光触媒担持体１２とほぼ平行に設置した接地電極１４とで放電部５Ａを構成し、この放電部５Ａの光触媒担持体１２と接地電極１４との間に電源６Ａを接続したものであり、この電源６Ａにより正若しくは負の３〜３０ＫＶ（以下、単に「±３〜±３０ＫＶ」という）の電圧を印加し、上記複数の針状電極１３と接地電極１４との間にストリーマ放電若しくはコロナ放電（以下、単に「ストリーマ放電等」という）を発生させるものである。そして、光触媒担持体１２、複数の針状電極１３及び接地電極１４は、筒体１５内に収納され、空気などの流体が矢線Ａ、Ｂ方向にいずれも流通自在である。
【００３３】
前記光触媒担持体１２の担持体１０は、板状であり且つセラミック製のハニカム構造体１６であるから、空気などの流体が流通自在であって、このハニカム構造体１６の表面１７に、粒径が１μｍから５０μｍの範囲にある表層形成用セラミック粒子１８を焼結して凸凹面１９を新たに形成している。したがって、このハニカム構造体１６の表面１７には、良好な凹凸面１９が形成され、充分な表面積を有することになって、光触媒誘起光や活性種が充分に行き渡り、高効率の光触媒作用を実現できる。
【００３４】
なお、担持体１０は、上記のハニカム構造体１６に限定されず、三次元網目構造多孔質状、格子状、パンチング状などでも良く、流体が流通自在で且つ充分な表面積が確保出来るものであればどのようなものでも良い。また、その材質もセラミック製に限定されず、樹脂や紙でも採用可能である。
【００３５】
また、前記担持体１０は導電性が付与されているが、この導電性は、セラミック製のハニカム構造体１６の表面１７に新たに形成された凸凹面１９に、活性炭２０が塗布されることで、実現される。さらに、この活性炭２０上に光触媒１１が塗布されることにより担持される。そして、光触媒担持体１２は、全体として、その抵抗値が高抵抗としているが、この高抵抗は抵抗値１〜１００ＭΩの範囲であることで実現される。
【００３６】
この光触媒１１は、アナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ２）の微粉末が主に使用されるが、特に限定されず、光触媒作用のあるものであればよい。そして、この光触媒１１である酸化チタンは、これが主成分とされつつも、バインダーとしてＳｉＯ２が約２０％含有され、上記したハニカム構造体１６の凸凹面１９に焼き付けられて担持される。したがって、焼き付けられた酸化チタンは、凸凹面１９のアンカー効果により脱落しづらく、酸化チタンの脱落による性能低下と発塵とを防ぐことが出来て、その性能が向上し且つ維持できると共に、再生可能となる。
【００３７】
前記針状電極１３は、既述のとおり、板状の光触媒担持体１２上に互いにほぼ等間隔に複数立設される。これは、図４、５に示すように、正四角形の格子状のプラスチック製枠体２１に針状電極１３を貫設し、その状態のプラスチック製枠体２１を、光触媒担持体１２上に設置することで実現している。なお、プラスチック製枠体２１は、格子状であるから当然空気などの流体が流通自在である。また、針状電極１３の材質は、金属であれば特に限定がないが、ステンレススチールやタングステンが優れている。
【００３８】
前記接地電極１４は、アルミニウムなどの金属板に小孔２２を開けてあり、空気などの流体が流通自在である。そして、この接地電極１４は、複数の針状電極１３の先端部１３ａから０．１〜３０ｍｍ離れた位置に、光触媒担持体１２とほぼ平行に設置される。ストリーマ放電等の利用面からは、接地電極１４と針状電極１３との距離は近ければ近いほど良いが、火花放電などの異常放電、すなわち、短絡の危険性があり０．１ｍｍ以上離れているのが望ましく、また、３０ｍｍよりも離れると、短絡の危険性は無くなるが、ストリーマ放電等の利用価値が低下し、その上装置も大きくなる。したがって、接地電極１４と針状電極１３との距離は、より好ましくは０．５〜１０ｍｍの範囲であり、より一層好ましくは１〜５ｍｍの範囲である。なお、この接地電極１４は、上記のものに限定されず、ハニカム状、格子状など流体が流通自在のものであれば使用できる。
【００３９】
前記電源６Ａは、光触媒担持体１２及び接地電極１４に電気的に接続し、光触媒担持体１２と接地電極１４との間に±３〜±３０ＫＶの範囲の電圧を印加するためのものであり、この電圧の印加によって、針状電極１３と接地電極１４との間にストリーマ放電等を発生させる。この電源６Ａは、３〜３０ＫＶの直流電源、±３〜±３０ＫＶの交流電源、＋３〜＋３０ＫＶ若しくは−３〜−３０ＫＶのパルス電源、±３〜±３０ＫＶの矩形波電源などである。そして、電源６Ａの電圧は、ストリーマ放電等の利用面からは高ければ高いほど良いが、火花放電などの短絡の危険性が高くなり±３０ＫＶ以下が望ましく、逆に、±３ＫＶに満たない電圧では、短絡の危険性が無くなるが、ストリーマ放電等の利用価値が低下する。したがって、電源６Ａの電圧は、より好ましくは±３〜±１０ＫＶの範囲であり、より一層好ましくは±５〜±８．５ＫＶの範囲である。
【００４０】
次に、上記構成になる放電装置２Ａに用いる制御装置１Ａの使用状況を説明する。
電源６Ａをオンして、光触媒担持体１２と接地電極１４との間に±３〜±３０ＫＶの範囲の電圧を印加すると、光触媒担持体１２に立設した複数の針状電極１３と、これらから０．１〜３０ｍｍ離れている接地電極１４との間にストリーマ放電等が生ずる。このストリーマ放電等に伴い紫外線などの光触媒作用誘起光を発し、さらに、オゾン、イオン、高速電子などの活性種が生じる。紫外線などの光触媒作用誘起光は、光触媒１１を活性化し、その表面に付着した物質を酸化還元して、より安全性を高めている。一方、オゾン、イオン、高速電子などの活性種も、複数の針状電極１３と接地電極１４との間を滞留ないし通過する空気中に含まれる物質を酸化還元して、より安全性を高めると共に、光触媒１１の活性化にも寄与する。
【００４１】
一方、放電装置２Ａの環境変動、例えば、湿度の上昇、電圧変化や複数の針状電極１３及び接地電極１４に付着した物質などにより、火花放電などの短絡の可能性が生じるが、光触媒担持体１２自体が１〜１００ＭΩの高抵抗値を有するため、火花放電を未然に防ぐことになって、安定したストリーマ放電等を継続し、光触媒１１の活性化をし続けると共に、他の活性種を生じ続けることになる。しかしながら、光触媒担持体１２自体が有する１〜１００ＭΩの高抵抗値による火花放電の防護レベルを超え、火花放電が発生すると、すかさず、制御装置１Ａの検知部７が、放電装置２Ａの放電部５Ａの電圧値や電流値が急激に変動したことを検知した場合は、放電部５Ａ、すなわち、針状電極１３と接地電極１４との間に、正常なストリーマ放電等から火花放電などの異常放電に移行したとする。この検知部７からの異常放電情報に対し、制御部８は、指令を出して電源６Ａと放電部５Ａとをスイッチにより一旦遮断し、しかる後、電源６Ａと放電部５Ａとの間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替えから、所定の電圧を印加し、放電部５Ａにおける異常放電後にも正常なストリーマ放電等を回復させ、以後再び異常放電に移行しない限り、正常なストリーマ放電等を継続するようにする。
【実施例３】
【００４２】
図８は、本発明の他の実施の形態を示す放電装置に用いる制御装置を示すものであり、図１、２の実施形態との相違点は、放電装置２Ｂが２段式の電気集塵機である点にあり、この２段式の電気集塵機である放電装置２Ｂに、制御装置１Ｂが付加されたものである。なお、制御装置１Ｂは、図１、２の実施形態とほぼ同様の構成である。
【００４３】
２段式の電気集塵機である放電装置２Ｂは、コロナ放電等によって空気中の微粒子を荷電するためのイオン化線３１及びイオン化電極３２を有する荷電部３０、並びに荷電した微粒子をクーロン力により捕集するための集塵電極板３３及び集麈対電極板３４を交互に配置し且つこれらをスペーサにて等間隔に備えてなる集塵部３５、で構成される放電部５Ｂと、その電源６Ｂと、からなるものである。
【００４４】
前記放電装置２Ｂにおける荷電部３０のイオン化線３１は、電源６Ｂのプラス極３６に、イオン化電極３２は、電源６Ｂのマイナス極３７に、それぞれ接続されている。
【００４５】
前記集塵部３５は、集塵電極板３３と集塵対電極板３４との間に高電圧を印加することにより電荷を蓄積させるために電源６Ｂに接続しており、さらに、集塵電極板３３と電源６Ｂとの間に高抵抗体３８を並列に接続したものである。そして、集塵電極板３３は電源６Ａのプラス極３６に、集塵対電極板３４は電源６Ｂのマイナス極３７にそれぞれ接続されている。
【００４６】
上記構成の電気集塵機である放電装置２Ｂは、電源６Ｂをオンした状態で、図８の矢線Ｋ方向から塵や煙草の煙などの微粒子を含んだ空気が入ると、放電装置２Ｂにおける放電部５Ｂのイオン化線３１とイオン化電極３２とによるコロナ放電等によって、空気中の微粒子を荷電し、さらに、集塵部３５に入り、複数の集塵電極板３３及び複数の集塵対電極板３４にて帯電した微粒子をクーロン力により捕集し、集塵部３５から集塵後の清浄空気を排出する。しかしながら、放電装置２Ｂの環境の変動により、火花放電などの異常放電が生じ場合、すぐに制御装置１Ｂの検知部７が、放電装置２Ｂの放電部５Ｂの電圧値や電流値が急激に変動したことを検知し、放電部５Ｂに、正常なコロナ放電等から火花放電などの異常放電に移行したとする。この異常放電情報に対し、制御部８は、指令を出して電源６Ｂと放電部５Ｂとをスイッチにより一旦遮断し、しかる後、電源６Ｂと放電部５Ｂとの間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替え、所定の電圧を印加し、放電部５Ｂにおける異常放電後にも正常なコロナ放電等を回復させることになる。以後再び異常放電に移行しても、上記した実施例１及び２と同じ対応がなされ、正常なコロナ放電等を継続するようになる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の放電装置に用いる制御装置は、構成がシンプルであるのに、放電装置における環境の変動により、一度火花放電などの異常放電が起きてしまっても、速やかに正常な放電を再開して、放電装置の有するメリットを享受したいような場合に、利用可能性が極めて高くなる。
【符号の説明】
【００４８】
１、１Ａ、１Ｂ 制御装置
２、２Ａ、２Ｂ 放電装置
３ 電極
４ 対電極
５、５Ａ、５Ｂ 放電部
６、６Ａ、６Ｂ 電源
７ 検知部
８ 制御部
９、３６ プラス極
１０ 担持体
１１ 光触媒
１２ 光触媒担持体
１３ 針状電極
１３ａ 先端部
１４ 接地電極
１５ 筒体
１６ ハニカム構造体
１７ 表面
１８ 表層形成用セラミック粒子
１９ 凸凹面
２０ 活性炭
２１ プラスチック製枠体
２２ 小孔
３０ 荷電部
３１ イオン化線
３２ イオン化電極
３３ 集塵電極板
３４ 集塵対電極板
３５ 集塵部
３７ マイナス極
３８ 高抵抗体
Ｒ、Ｒ１−Ｒｎ 抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストリーマ放電やコロナ放電などを発生させる放電装置に用いる制御装置に関し、詳しくは、火花放電などの異常放電が発生した後、自動復帰して正常なストリーマ放電やコロナ放電などを継続出来る放電装置に用いる制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電装置は、通常、１以上の電極と該１以上の電極に所定のスペースを有して設置した１以上の対電極とで構成する放電部と、この放電部に所定の高電圧を印加する電源とからなる。そして、この放電装置は、ストリーマ放電やコロナ放電などを発生させ、これらの放電を利用し一定の効果、例えば、空気中の臭気や粉塵を除去して、室内環境を良好に保持するのに使用されている。ところが、この放電装置は、空気中の湿度が高かったり、使用により１以上の電極及びそれに対応する１以上の対電極に汚れなどが付着すると、これらが原因となり、正常なストリーマ放電やコロナ放電などから、両電極間に激しく火花が飛ぶ火花放電などの異常放電に移行することになる。
【０００３】
一旦、火花放電などの異常放電に移行すると、この放電装置は、両電極間に対し電源からの高電圧の印加を停止しなければ、火花放電などの異常放電は継続することになり、上記の汚れが可燃物である場合、火災の原因になりかねない。したがって、両電極間に対し高電圧の印加を停止することになるが、高湿度や両電極の汚れなど異常放電の原因が解消されない限り、再び両電極間に対し高電圧の印加を開始しても、この放電装置は、正常なストリーマ放電やコロナ放電などを再開することなく、再び、火花放電などの異常放電に移行してしまう。このため、この放電装置は、異常放電の原因が解消されない間、期待されている、空気中の臭気や粉塵を除去して室内環境を良好に保持する機能が、失われたままになる。
【０００４】
このような状況から、ストリーマ放電などを安定して継続出来、しかも、火花放電などの異常放電の発生を極力押さえることが出来る技術がある。このような技術の放電装置は、複数の放電部を複数の放電ブロックに分割し、各放電ブロックに対応する電流制御部を各々設けてなり、各電流制御部が放電ブロック毎に放電電流の総和を実質的に一定となるように制御するものである。この放電装置によれば、１つの放電部に電流が集中して、他の放電部でストリーマ放電などが行われなくなったり、逆に、電流が集中してしまった放電部で火花放電が発生することが抑制され、全体として、ストリーマ放電が安定的に行われようになる（例えば、特開２００５−２４５６１３号公報参照）。
【０００５】
また、放電装置における放電部の電源回路には、定電流制御をする電源本体と放電部の電極との間に抵抗器が設けられている。その結果、この電源回路には、第１出力電圧範囲内で出力電流値が一定となる第１出力特性と、第１出力電圧範囲の最大点から出力電流が小さくなる第２出力特性とが、付与される。この放電装置によれば、第１出力特性上では、放電部におけるストリーマ放電の放電電流が一定に制御され、火花放電を抑制し、安定的にストリーマ放電がなされ、一方、第２出力特性では、第１出力電圧範囲の最大点から電圧が上昇するにつれて、出力電流が小さくなるから、火花放電を起こす領域を避けることになって、その結果、火花放電を抑制し、安定的にストリーマ放電がなされる（例えば、特開２００７−３２８９４９号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】 特開２００５−２４５６１３号公報
【特許文献２】 特開２００７−３２８９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１の放電装置は、複数の放電部を複数の放電ブロックに分割し、各放電ブロックに対応する電流制御部を各々設けて、しかも、各電流制御部が放電ブロック毎に放電電流の総和を実質的に一定となるように制御するものであるため、電流制御の構成が煩雑となる。また、この放電装置は、放電電流の総和を実質的に一定となるように制御するから、１放電ブロック中の一部の放電部の電圧が急上昇する虞があり、その結果火花放電を起こす危険性があって、その上、放電装置の環境の変動によっても火花放電が起き、一度火花放電が起きてしまうと、放電装置を一旦停止しても、その状況が解消されない限り、再起動しても再び火花放電を起こす結果になる。
【０００８】
また、特許文献２の放電装置は、明細書に記載の通り、第１出力電圧範囲にはストリーマ放電が安定して生起出来且つ火花放電リスクの低い電圧範囲（定格出力電圧範囲）を設定するのが望ましいとあり、さらに、第１出力特性上で一定となる出力電流値はストリーマ放電の性能を十分確保出来る出力電流（定格出力電流）を設定するのが望ましいと、ある。実は、これらの定格出力電圧範囲及び定格出力電流をどのように設定するか、が問題であって、放電装置の環境の変動を予測することは困難であり、さらに、放電部の電極及び対電極の形態によっても、これら定格出力電圧範囲及び定格出力電流の設定値が変わってしまう。その上、一度火花放電が起きてしまうと、放電装置を一旦停止しても、その状況が解消されない限り、再起動しても再び火花放電を起こす結果になる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、構成がシンプルであるのに、環境の変動により一度火花放電などの異常放電が起きてしまっても、速やかに正常な放電を再開できる放電装置に用いる制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を達成するために提案されたものであって、下記の構成からなることを特徴とするものである。
すなわち、請求項１記載の発明は、放電装置が、１以上の電極及び該１以上の電極に所定のスペースを有して設置した１以上の対電極で構成する放電部と、該放電部に所定の電圧を印加する電源とからなり、前記放電装置に、印加電圧値並びに電流値の急激な変動を招く異常放電を検知する検知部と、前記放電部と前記電源との間に並列に配置したｎ個の抵抗（Ｒ１＜Ｒ２…＜Ｒｎ−１＜Ｒｎ）と、前記検知部からの異常放電情報に基づき前記抵抗を切り替える制御部と、を付加させてなるものであり、前記放電部と前記電源との間に抵抗Ｒ１を接続している時に前記検知部が異常放電を検知した際、前記制御部にて、前記放電部と前記電源とを一旦遮断した後、前記放電部と前記電源との間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替えてから、所定の電圧を印加し、以後設置したｎ−２個の抵抗だけ順次抵抗値の大なる抵抗Ｒ３〜Ｒｎに切り替えて、前記放電部における異常放電後にも正常放電を継続するようにしたことを特徴とする放電装置に用いる制御装置である。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、前記放電部が、主としてストリーマ放電を発生させるものであることを特徴とする放電装置に用いる制御装置である。
【００１２】
また、請求項３記載の発明は、前記放電装置が、主としてコロナ放電を発生させるものであることを特徴とする放電装置に用いる制御装置である。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、主としてストリーマ放電を発生させる放電部が、導電性を有する担持体に光触媒を担持させ、且つその抵抗値を高抵抗とした光触媒担持体と、該光触媒担持体に互いにほぼ等間隔に立設した複数の針状電極と、該複数の針状電極の先端部から０．１〜３０ｍｍ離れた位置に前記光触媒担持体とほぼ平行に設置した接地電極とからなり、前記光触媒担持体と前記接地電極との間に電源により正あるいは負の３〜３０ＫＶの電圧を印加し、前記複数の針状電極と前記接地電極との間に主としてストリーマ放電を発生させるものであることを特徴とする放電装置に用いる制御装置である。
【００１４】
上記第１の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、放電部と電源との間に抵抗Ｒ１を接続している時に、検知部にて印加電圧値並びに電流値の急激な変動を検知すると、放電部にて異常放電がなされているとして、制御部により放電部と電源とを一旦遮断した後、放電部と電源との間に抵抗Ｒ１よりも抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替えてから、印加電圧を下げ正常放電に移行させる。そして、再び、検知部にて印加電圧値並びに電流値の急激な変動を検知すると、放電部にて異常放電がなされているとして、制御部により放電部と電源とを一旦遮断した後、放電部と電源との間に抵抗Ｒ２よりも抵抗値の大なる抵抗Ｒ３に切り替えてから、印加電圧を下げ正常放電に移行させる。以後、設置したｎ−３個の抵抗Ｒ４〜Ｒｎだけ順次抵抗値の大なる抵抗Ｒ４〜Ｒｎに切り替えて、放電部における異常放電後にも正常放電を継続するようにする。
【００１５】
上記第２の課題解決手段による作用は、放電部がストリーマ放電を発生させるものであっても、上記と同様に異常放電時に放電部と電源とを一旦遮断した後、順次抵抗値の大なる抵抗に切り替えることで、正常なストリーマ放電の発生を継続させる。
【００１６】
上記第３の課題解決手段による作用は、放電部がコロナ放電を発生させるものであっても、上記と同様に異常放電時に放電部と電源とを一旦遮断した後、順次抵抗値の大なる抵抗に切り替えることで、正常なコロナ放電の発生を継続させる。
【００１７】
上記第４の課題解決手段による作用は、放電部が、光触媒担持体に互いにほぼ等間隔に立設した複数の針状電極と、複数の針状電極の先端部から０．１〜３０ｍｍ離れた位置に光触媒担持体とほぼ平行に設置した接地電極とからなり、ストリーマ放電を発生させるものであっても、上記と同様に異常放電時に放電部と電源とを一旦遮断した後、順次抵抗値の大なる抵抗に切り替えることで、正常なストリーマ放電の発生を継続させる。
【発明の効果】
【００１８】
以上詳述したように、本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項１記載の発明は、放電装置に、放電部の異常放電を検知する検知部と、放電部と電源との間に並列に配置したｎ個の抵抗と、ｎ個の抵抗を順次切り替える制御部と、を付加させただけであるから、構成がシンプルであり、環境の変動により一度火花放電などの異常放電が起きてしまっても、速やかに正常な放電を再開することができる効果がある。
【００１９】
また、請求項２記載の発明は、放電部がストリーマ放電を発生させるものであっても、上記の請求項１記載の発明と同様の効果を得ることが出来る。
【００２０】
また、請求項３記載の発明は、放電部がコロナ放電を発生させるものであっても、上記の請求項１記載の発明と同様の効果を得ることが出来る。
【００２１】
また、請求項４記載の発明は、ストリーマ放電を発生させる放電部が、光触媒担持体に立設した複数の針状電極と、複数の針状電極の先端部から０．１〜３０ｍｍ離れた位置に光触媒担持体とほぼ平行に設置した接地電極と、からなっているものであっても、上記の請求項１記載の発明と同様の効果を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態を示す放電装置に用いる制御装置の概念図である（実施例１）。
【図２】本発明の放電装置における１つの放電部と制御装置との関係を示す結線図である（実施例１）。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す放電装置に用いる制御装置の概念図である（実施例２）。
【図４】図３の放電装置の光触媒担持体に複数の針状電極を立設した状態の平面図である（実施例２）。
【図５】光触媒担持体に複数の針状電極を立設した状態の断面図である（実施例２）。
【図６】図５の担持体の説明図である（実施例２）。
【図７】図３の放電装置の接地電極の平面図である（実施例２）。
【図８】本発明の他の実施の形態を示す放電装置に用いる制御装置の図１と同状の概念図である（実施例３）。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
【実施例１】
【００２４】
図１、２において、放電装置に用いる制御装置１（以下、単に制御装置１という）は、放電装置２が、１以上の電極３及びこの１以上の電極３に所定のスペースを有して設置した１以上の対電極４で構成する放電部５と、この放電部５に所定の電圧を印加する電源６とからなり、この放電装置２に、印加電圧値並びに電流値の急激な変動を招く異常放電を検知する検知部７と、放電部５と電源６との間に並列に配置したｎ個の抵抗Ｒ（Ｒ１＜Ｒ２…＜Ｒｎ−１＜Ｒｎ）と、検知部７からの異常放電情報に基づき抵抗Ｒを切り替える制御部８と、を付加させてなるものであり、放電部５と電源６との間に抵抗Ｒ１を接続している時に検知部７が異常放電を検知した際、制御部８にて、放電部５と電源６とを一旦遮断した後、放電部５と電源６との間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替えてから、所定の電圧を印加し、以後設置した（ｎ−２）個の抵抗だけ順次抵抗値の大なる抵抗Ｒ３〜Ｒｎに切り替えて、放電部５における異常放電後にも正常放電を継続するようにしたものである。
【００２５】
図２に示す放電装置２は、放電を起こす最も簡単な構成を示すものであり、１の電極３とこれに対応する１の対電極４とを組み合わせた放電部５と、電源６とからなる。一方、制御装置１は、上記の放電装置２に付加されたものであり、具体的には、放電装置２における電源６のプラス極９と、放電部５の電極３との間に、検知部７及びｎ個の抵抗Ｒが付加され、これらを制御する制御部を有してなるものである。
【００２６】
前記放電部５は、図２で最も簡単な構成を示したが、その放電を利用して何らかのメリットを有するものであれば、特に限定しないが、例示すれば、後に詳述するコロナ放電、ストリーマ放電などを発生させるものである。
【００２７】
前記電源６は、放電部５に対して必要な電圧及び電流を供給できるものであれば、特に限定がない。
【００２８】
制御装置１の検知部７は、放電装置２の放電部５に対し印加している電圧値並びに電流値の急激な変動を検知するものであり、例えば、放電部５の電圧値が５，０００Ｖで、電流値が０．４ｍＡで正常な放電がなされている場合、何らかの原因で放電部５の環境が急激に変動して、電圧値が３，０００〜４，５００Ｖ、電流値が１．２ｍＡに急激に変動するような場合を検知するものである。
【００２９】
前記制御装置１のｎ個の抵抗Ｒは、それぞれ抵抗値が異なり、第１の抵抗をＲ１とし、第ｎの抵抗をＲｎとすると、これらの抵抗値は、数ＭΩの範囲内にあり、且つ、Ｒ１＜Ｒ２…＜Ｒｎ−１＜Ｒｎの関係にある。図２ではｎ＝４である場合を示し、４個の抵抗ＲはＲ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４の関係にある。
【００３０】
上記のように、放電部５の電圧値や電流値が急激に変動したことを検知部７が検知した場合は、放電部５の電極３と対電極４との間に、正常な放電から火花放電などの異常放電に移行したとする。この検知部７からの異常放電情報に対し、制御部８は、指令を出して電源６と放電部５とをスイッチにより一旦遮断し、しかる後、電源６と放電部５との間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替えてから、所定の電圧を印加し、放電部５における異常放電後にも正常な放電を回復させ、以後再び異常放電に移行しない限り、正常な放電を継続するようになる。
【００３１】
再び、検知部７が放電部５の電圧値や電流値が急激に変動したことを検知すると、制御部８の指令により、電源６と放電部５とを一旦遮断し、その後、電源６と放電部５との間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ３に切り替え、再び正常な放電を回復させ継続するようにする。以後設置した（ｎ−３）個の抵抗Ｒだけ、順次抵抗値の大なる抵抗Ｒ３〜Ｒｎに切り替えて、正常な放電を順次回復させ、継続するようにする。なお、最後の抵抗Ｒｎに切り替えても、正常な放電を回復出来ない場合には、電源６と放電部５とを完全に遮断し、異常放電の原因を取り除き、その後、第１の抵抗Ｒ１に接続し直して正常な放電を回復させ、継続するようにする。
【実施例２】
【００３２】
図３乃至７は、本発明の他の実施の形態を示す放電装置に用いる制御装置を示すものであり、図１、２の実施形態との相違点は、放電装置２Ａが主にストリーマ放電を起こすものである点にあり、この放電装置２Ａに制御装置１Ａが付加されているのである。この制御装置１Ａは、図１、２の実施形態とほぼ同様の構成である。放電装置２Ａは、導電性を有する担持体１０に光触媒１１を担持させ、且つ、その抵抗値を高抵抗とした光触媒担持体１２と、この光触媒担持体１２に互いにほぼ等間隔に立設した複数の針状電極１３と、これら複数の針状電極１３の先端部１３ａから０．１〜３０ｍｍ離れた位置に光触媒担持体１２とほぼ平行に設置した接地電極１４とで放電部５Ａを構成し、この放電部５Ａの光触媒担持体１２と接地電極１４との間に電源６Ａを接続したものであり、この電源６Ａにより正若しくは負の３〜３０ＫＶ（以下、単に「±３〜±３０ＫＶ」という）の電圧を印加し、上記複数の針状電極１３と接地電極１４との間にストリーマ放電若しくはコロナ放電（以下、単に「ストリーマ放電等」という）を発生させるものである。そして、光触媒担持体１２、複数の針状電極１３及び接地電極１４は、筒体１５内に収納され、空気などの流体が矢線Ａ、Ｂ方向にいずれも流通自在である。
【００３３】
前記光触媒担持体１２の担持体１０は、板状であり且つセラミック製のハニカム構造体１６であるから、空気などの流体が流通自在であって、このハニカム構造体１６の表面１７に、粒径が１μｍから５０μｍの範囲にある表層形成用セラミック粒子１８を焼結して凸凹面１９を新たに形成している。したがって、このハニカム構造体１６の表面１７には、良好な凹凸面１９が形成され、充分な表面積を有することになって、光触媒誘起光や活性種が充分に行き渡り、高効率の光触媒作用を実現できる。
【００３４】
なお、担持体１０は、上記のハニカム構造体１６に限定されず、三次元網目構造多孔質状、格子状、パンチング状などでも良く、流体が流通自在で且つ充分な表面積が確保出来るものであればどのようなものでも良い。また、その材質もセラミック製に限定されず、樹脂や紙でも採用可能である。
【００３５】
また、前記担持体１０は導電性が付与されているが、この導電性は、セラミック製のハニカム構造体１６の表面１７に新たに形成された凸凹面１９に、活性炭２０が塗布されることで、実現される。さらに、この活性炭２０上に光触媒１１が塗布されることにより担持される。そして、光触媒担持体１２は、全体として、その抵抗値が高抵抗としているが、この高抵抗は抵抗値１〜１００ＭΩの範囲であることで実現される。
【００３６】
この光触媒１１は、アナターゼ型の酸化チタン（ＴｉＯ２）の微粉末が主に使用されるが、特に限定されず、光触媒作用のあるものであればよい。そして、この光触媒１１である酸化チタンは、これが主成分とされつつも、バインダーとしてＳｉＯ２が約２０％含有され、上記したハニカム構造体１６の凸凹面１９に焼き付けられて担持される。したがって、焼き付けられた酸化チタンは、凸凹面１９のアンカー効果により脱落しづらく、酸化チタンの脱落による性能低下と発塵とを防ぐことが出来て、その性能が向上し且つ維持できると共に、再生可能となる。
【００３７】
前記針状電極１３は、既述のとおり、板状の光触媒担持体１２上に互いにほぼ等間隔に複数立設される。これは、図４、５に示すように、正四角形の格子状のプラスチック製枠体２１に針状電極１３を貫設し、その状態のプラスチック製枠体２１を、光触媒担持体１２上に設置することで実現している。なお、プラスチック製枠体２１は、格子状であるから当然空気などの流体が流通自在である。また、針状電極１３の材質は、金属であれば特に限定がないが、ステンレススチールやタングステンが優れている。
【００３８】
前記接地電極１４は、アルミニウムなどの金属板に小孔２２を開けてあり、空気などの流体が流通自在である。そして、この接地電極１４は、複数の針状電極１３の先端部１３ａから０．１〜３０ｍｍ離れた位置に、光触媒担持体１２とほぼ平行に設置される。ストリーマ放電等の利用面からは、接地電極１４と針状電極１３との距離は近ければ近いほど良いが、火花放電などの異常放電、すなわち、短絡の危険性があり０．１ｍｍ以上離れているのが望ましく、また、３０ｍｍよりも離れると、短絡の危険性は無くなるが、ストリーマ放電等の利用価値が低下し、その上装置も大きくなる。したがって、接地電極１４と針状電極１３との距離は、より好ましくは０．５〜１０ｍｍの範囲であり、より一層好ましくは１〜５ｍｍの範囲である。なお、この接地電極１４は、上記のものに限定されず、ハニカム状、格子状など流体が流通自在のものであれば使用できる。
【００３９】
前記電源６Ａは、光触媒担持体１２及び接地電極１４に電気的に接続し、光触媒担持体１２と接地電極１４との間に±３〜±３０ＫＶの範囲の電圧を印加するためのものであり、この電圧の印加によって、針状電極１３と接地電極１４との間にストリーマ放電等を発生させる。この電源６Ａは、３〜３０ＫＶの直流電源、±３〜±３０ＫＶの交流電源、＋３〜＋３０ＫＶ若しくは−３〜−３０ＫＶのパルス電源、±３〜±３０ＫＶの矩形波電源などである。そして、電源６Ａの電圧は、ストリーマ放電等の利用面からは高ければ高いほど良いが、火花放電などの短絡の危険性が高くなり±３０ＫＶ以下が望ましく、逆に、±３ＫＶに満たない電圧では、短絡の危険性が無くなるが、ストリーマ放電等の利用価値が低下する。したがって、電源６Ａの電圧は、より好ましくは±３〜±１０ＫＶの範囲であり、より一層好ましくは±５〜±８．５ＫＶの範囲である。
【００４０】
次に、上記構成になる放電装置２Ａに用いる制御装置１Ａの使用状況を説明する。
電源６Ａをオンして、光触媒担持体１２と接地電極１４との間に±３〜±３０ＫＶの範囲の電圧を印加すると、光触媒担持体１２に立設した複数の針状電極１３と、これらから０．１〜３０ｍｍ離れている接地電極１４との間にストリーマ放電等が生ずる。このストリーマ放電等に伴い紫外線などの光触媒作用誘起光を発し、さらに、オゾン、イオン、高速電子などの活性種が生じる。紫外線などの光触媒作用誘起光は、光触媒１１を活性化し、その表面に付着した物質を酸化還元して、より安全性を高めている。一方、オゾン、イオン、高速電子などの活性種も、複数の針状電極１３と接地電極１４との間を滞留ないし通過する空気中に含まれる物質を酸化還元して、より安全性を高めると共に、光触媒１１の活性化にも寄与する。
【００４１】
一方、放電装置２Ａの環境変動、例えば、湿度の上昇、電圧変化や複数の針状電極１３及び接地電極１４に付着した物質などにより、火花放電などの短絡の可能性が生じるが、光触媒担持体１２自体が１〜１００ＭΩの高抵抗値を有するため、火花放電を未然に防ぐことになって、安定したストリーマ放電等を継続し、光触媒１１の活性化をし続けると共に、他の活性種を生じ続けることになる。しかしながら、光触媒担持体１２自体が有する１〜１００ＭΩの高抵抗値による火花放電の防護レベルを超え、火花放電が発生すると、すかさず、制御装置１Ａの検知部７が、放電装置２Ａの放電部５Ａの電圧値や電流値が急激に変動したことを検知した場合は、放電部５Ａ、すなわち、針状電極１３と接地電極１４との間に、正常なストリーマ放電等から火花放電などの異常放電に移行したとする。この検知部７からの異常放電情報に対し、制御部８は、指令を出して電源６Ａと放電部５Ａとをスイッチにより一旦遮断し、しかる後、電源６Ａと放電部５Ａとの間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替えから、所定の電圧を印加し、放電部５Ａにおける異常放電後にも正常なストリーマ放電等を回復させ、以後再び異常放電に移行しない限り、正常なストリーマ放電等を継続するようにする。
【実施例３】
【００４２】
図８は、本発明の他の実施の形態を示す放電装置に用いる制御装置を示すものであり、図１、２の実施形態との相違点は、放電装置２Ｂが２段式の電気集塵機である点にあり、この２段式の電気集塵機である放電装置２Ｂに、制御装置１Ｂが付加されたものである。なお、制御装置１Ｂは、図１、２の実施形態とほぼ同様の構成である。
【００４３】
２段式の電気集塵機である放電装置２Ｂは、コロナ放電等によって空気中の微粒子を荷電するためのイオン化線３１及びイオン化電極３２を有する荷電部３０、並びに荷電した微粒子をクーロン力により捕集するための集塵電極板３３及び集麈対電極板３４を交互に配置し且つこれらをスペーサにて等間隔に備えてなる集塵部３５、で構成される放電部５Ｂと、その電源６Ｂと、からなるものである。
【００４４】
前記放電装置２Ｂにおける荷電部３０のイオン化線３１は、電源６Ｂのプラス極３６に、イオン化電極３２は、電源６Ｂのマイナス極３７に、それぞれ接続されている。
【００４５】
前記集塵部３５は、集塵電極板３３と集塵対電極板３４との間に高電圧を印加することにより電荷を蓄積させるために電源６Ｂに接続しており、さらに、集塵電極板３３と電源６Ｂとの間に高抵抗体３８を並列に接続したものである。そして、集塵電極板３３は電源６Ａのプラス極３６に、集塵対電極板３４は電源６Ｂのマイナス極３７にそれぞれ接続されている。
【００４６】
上記構成の電気集塵機である放電装置２Ｂは、電源６Ｂをオンした状態で、図８の矢線Ｋ方向から塵や煙草の煙などの微粒子を含んだ空気が入ると、放電装置２Ｂにおける放電部５Ｂのイオン化線３１とイオン化電極３２とによるコロナ放電等によって、空気中の微粒子を荷電し、さらに、集塵部３５に入り、複数の集塵電極板３３及び複数の集塵対電極板３４にて帯電した微粒子をクーロン力により捕集し、集塵部３５から集塵後の清浄空気を排出する。しかしながら、放電装置２Ｂの環境の変動により、火花放電などの異常放電が生じ場合、すぐに制御装置１Ｂの検知部７が、放電装置２Ｂの放電部５Ｂの電圧値や電流値が急激に変動したことを検知し、放電部５Ｂに、正常なコロナ放電等から火花放電などの異常放電に移行したとする。この異常放電情報に対し、制御部８は、指令を出して電源６Ｂと放電部５Ｂとをスイッチにより一旦遮断し、しかる後、電源６Ｂと放電部５Ｂとの間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替え、所定の電圧を印加し、放電部５Ｂにおける異常放電後にも正常なコロナ放電等を回復させることになる。以後再び異常放電に移行しても、上記した実施例１及び２と同じ対応がなされ、正常なコロナ放電等を継続するようになる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の放電装置に用いる制御装置は、構成がシンプルであるのに、放電装置における環境の変動により、一度火花放電などの異常放電が起きてしまっても、速やかに正常な放電を再開して、放電装置の有するメリットを享受したいような場合に、利用可能性が極めて高くなる。
【符号の説明】
【００４８】
１、１Ａ、１Ｂ 制御装置
２、２Ａ、２Ｂ 放電装置
３ 電極
４ 対電極
５、５Ａ、５Ｂ 放電部
６、６Ａ、６Ｂ 電源
７ 検知部
８ 制御部
９、３６ プラス極
１０ 担持体
１１ 光触媒
１２ 光触媒担持体
１３ 針状電極
１３ａ 先端部
１４ 接地電極
１５ 筒体
１６ ハニカム構造体
１７ 表面
１８ 表層形成用セラミック粒子
１９ 凸凹面
２０ 活性炭
２１ プラスチック製枠体
２２ 小孔
３０ 荷電部
３１ イオン化線
３２ イオン化電極
３３ 集塵電極板
３４ 集塵対電極板
３５ 集塵部
３７ マイナス極
３８ 高抵抗体
Ｒ、Ｒ１−Ｒｎ 抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電装置が、１以上の電極及び該１以上の電極に所定のスペースを有して設置した１以上の対電極で構成する放電部と、該放電部に所定の電圧を印加する電源とからなり、前記放電装置に、印加電圧値並びに電流値の急激な変動を招く異常放電を検知する検知部と、前記放電部と前記電源との間に並列に配置したｎ個の抵抗（Ｒ１＜Ｒ２…＜Ｒｎ−１＜Ｒｎ）と、前記検知部からの異常放電情報に基づき前記抵抗を切り替える制御部と、を付加させてなるものであり、前記放電部と前記電源との間に抵抗Ｒ１を接続している時に前記検知部が異常放電を検知した際、前記制御部にて、前記放電部と前記電源とを一旦遮断した後、前記放電部と前記電源との間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替えてから、所定の電圧を印加し、以後設置したｎ−２個の抵抗だけ順次抵抗値の大なる抵抗Ｒ３〜Ｒｎに切り替えて、前記放電部における異常放電後にも正常放電を継続するようにしたことを特徴とする放電装置に用いる制御装置。
【請求項２】
前記放電部が、主としてストリーマ放電を発生させるものである請求項１記載の放電装置に用いる制御装置。
【請求項３】
前記放電部が、主としてコロナ放電を発生させるものである請求項１記載の放電装置に用いる制御装置。
【請求項４】
主としてストリーマ放電を発生させる放電部は、導電性を有する担持体に光触媒を担持させ、且つその抵抗値を高抵抗とした光触媒担持体と、該光触媒担持体に互いにほぼ等間隔に立設した複数の針状電極と、該複数の針状電極の先端部から０．１〜３０ｍｍ離れた位置に前記光触媒担持体とほぼ平行に設置した接地電極とからなり、前記光触媒担持体と前記接地電極との間に電源により正あるいは負の３〜３０ＫＶの電圧を印加し、前記複数の針状電極と前記接地電極との間に主としてストリーマ放電を発生させるものである請求項２記載の放電装置に用いる制御装置。
【請求項１】
放電装置が、１以上の電極及び該１以上の電極に所定のスペースを有して設置した１以上の対電極で構成する放電部と、該放電部に所定の電圧を印加する電源とからなり、前記放電装置に、印加電圧値並びに電流値の急激な変動を招く異常放電を検知する検知部と、前記放電部と前記電源との間に並列に配置したｎ個の抵抗（Ｒ１＜Ｒ２…＜Ｒｎ−１＜Ｒｎ）と、前記検知部からの異常放電情報に基づき前記抵抗を切り替える制御部と、を付加させてなるものであり、前記放電部と前記電源との間に抵抗Ｒ１を接続している時に前記検知部が異常放電を検知した際、前記制御部にて、前記放電部と前記電源とを一旦遮断した後、前記放電部と前記電源との間に抵抗値の大なる抵抗Ｒ２に切り替えてから、所定の電圧を印加し、以後設置したｎ−２個の抵抗だけ順次抵抗値の大なる抵抗Ｒ３〜Ｒｎに切り替えて、前記放電部における異常放電後にも正常放電を継続するようにしたことを特徴とする放電装置に用いる制御装置。
【請求項２】
前記放電部が、主としてストリーマ放電を発生させるものである請求項１記載の放電装置に用いる制御装置。
【請求項３】
前記放電部が、主としてコロナ放電を発生させるものである請求項１記載の放電装置に用いる制御装置。
【請求項４】
主としてストリーマ放電を発生させる放電部は、導電性を有する担持体に光触媒を担持させ、且つその抵抗値を高抵抗とした光触媒担持体と、該光触媒担持体に互いにほぼ等間隔に立設した複数の針状電極と、該複数の針状電極の先端部から０．１〜３０ｍｍ離れた位置に前記光触媒担持体とほぼ平行に設置した接地電極とからなり、前記光触媒担持体と前記接地電極との間に電源により正あるいは負の３〜３０ＫＶの電圧を印加し、前記複数の針状電極と前記接地電極との間に主としてストリーマ放電を発生させるものである請求項２記載の放電装置に用いる制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１４５１４（Ｐ２０１１−１４５１４Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７２５４９（Ｐ２００９−１７２５４９）
【出願日】平成２１年７月１日（２００９．７．１）
【出願人】（０００２２８０２８）株式会社トルネックス (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１日（２００９．７．１）
【出願人】（０００２２８０２８）株式会社トルネックス (25)
【Ｆターム（参考）】
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