JP2013218852A - 帯電粒子発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電粒子の発生の有無を確実に検出することができる帯電粒子発生装置を提供する。
【解決手段】帯電粒子発生器３と帯電粒子検出器４と帯電粒子を外部に送出する送風機２とを備え、帯電粒子検出器３を保持する保持部材（ダクト１４）は少なくとも帯電粒子検出器４の検出部位の周囲に位置する部分が非帯電性である。帯電粒子を外部に送出するための吹出口１０と送風機２とを繋ぐダクト１４の一部に、帯電粒子検出器４が検出部位をダクト１４の内側に臨む状態で保持されている。帯電粒子発生器３と帯電粒子検出器４とは対向配置され、ダクト１４の対向する内壁が接近して間隔が狭くなった位置に設けてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、発生した帯電粒子を検出する機能を備えた帯電粒子発生装置に関する。

近年、空気中の水分子を正及び／又は負のイオンで帯電させることにより、居住空間内の空気を清浄化するイオン発生装置を用いた空気清浄技術が盛んに用いられている。例えば、イオン発生装置では、内部の送風路の途中に清浄空気中の水分子を帯電させて正イオン及び負イオンを発生させるイオン発生器が配設され、発生したイオンを含む清浄空気を外部へ放出するようになっている。外部へ放出された正負イオンは、居住空間において空気中の浮遊粒子に付着して不活性化させ、浮遊細菌を死滅させると共に臭気成分を変性させる。その結果、居住空間内の空気が浄化される。

標準的なイオン発生器は、放電電極と誘導電極との間に高電圧交流の駆動電圧を印加することにより、コロナ放電を発生させて正イオン及び負イオンを発生する。イオン発生器の稼働が長期になると、コロナ放電に伴うスパッタ蒸発によって放電電極が損耗する。また、化学物質、塵埃等の異物が放電電極に累積的に付着する。このような場合、放電が不安定になり、イオンの発生量が減少することになる。

特許文献１に記載されたイオン発生装置では、イオンの発生の有無を検出するためにイオン検出器が設けられる。イオン検出器は送風路に面し、送風方向の上流側にイオン発生器が配置され、下流側にイオン検出器が配置される。そして、イオンが発生していないことが検出されたとき、イオン発生器の保守が必要であることをランプやブザーによって使用者に報知するようになっている。

特許文献２には、空気浄化用に発生させた帯電微粒子水を照射した対象物の帯電量を非接触式の帯電量検知部で検知し、その結果に基づいて対象物の帯電量が一定になるように帯電微粒子水の発生部を制御する帯電粒子発生装置が記載されている。

特開２００７−１１４１７７号公報 特開２０１０−６２１５９号公報

特許文献１に記載のイオン発生装置では、イオン検出器は正イオン又は負イオンのいずれか一方を捕集して検出する。しかし、イオン検出器が設置されている箇所の周辺の部材に正イオン又は負イオンが付着して正電位又は負電位に帯電した場合、イオン検出器でイオンを検出することが困難になる。例えば、正イオンを検出する場合に、イオン検出器の周辺の部材が正電位に帯電していると、検出すべき正イオンが周辺部材からクーロン力による斥力を受け、イオン検出器で捕集することができない。そのため、イオンが十分に発生しているにも関わらず、イオンが発生していないと誤って検出する可能性がある。尚、この問題は、特許文献２に記載された帯電微粒子水等の発生装置において帯電粒子を検出する場合に同様に生じる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、帯電粒子の発生の有無を確実に検出することができる帯電粒子発生装置を提供することを目的とする。

本発明に係る帯電粒子発生装置は、帯電粒子を発生する帯電粒子発生器と、該帯電粒子発生器が発生した帯電粒子を検出する帯電粒子検出器と、前記帯電粒子発生器が発生した帯電粒子を外部に送出する送風機とを備えた帯電粒子発生装置において、前記帯電粒子検出器を保持する保持部材が設けられ、該保持部材は少なくとも前記帯電粒子検出器の検出部位の周囲に位置する部分が非帯電性であることを特徴とする。

本発明においては、帯電粒子発生器から発生した帯電粒子が送風機によって外部に送出され、また、帯電粒子発生器から発生した帯電粒子は保持部材に保持された帯電粒子検出器によって検出される。この帯電粒子の検出の際、帯電粒子検出器の検出部位の周囲に位置する保持部材の部分は非帯電性であるため帯電することはなく、帯電粒子発生器から発生し帯電粒子検出器の検出部位に向けて移動する帯電粒子に斥力や引力等の静電力を及ぼさない。

本発明に係る帯電粒子発生装置は、帯電粒子を外部に送出するための吹出口と、該吹出口と前記送風機とを繋ぐダクトとを備え、該ダクトの一部は、前記帯電粒子検出器を検出部位が内側に臨む状態で保持することを特徴とする。
本発明においては、帯電粒子を外部に送出するための吹出口と送風機とを繋ぐダクトの一部に、検出部位がダクトの内側に臨む状態で保持された帯電粒子検出器により、帯電粒子発生器から発生しダクトに放出された帯電粒子が検出される。

本発明に係る帯電粒子発生装置は、前記帯電粒子発生器は前記帯電粒子検出器と対向配置されていることを特徴とする。
本発明においては、帯電粒子発生器と対向配置された帯電粒子検出器により、帯電粒子発生器から発生しダクトに放出された帯電粒子が効率よく検出される。

本発明に係る帯電粒子発生装置は、前記帯電粒子発生器と帯電粒子検出器とは前記ダクトの対向する内壁が接近して間隔が狭くなった位置に設けてあることを特徴とする。
本発明においては、ダクトの対向する内壁が接近して間隔が狭くなった位置に帯電粒子発生器と対向配置された帯電粒子検出器により、帯電粒子発生器から発生しダクトに放出された帯電粒子が更に効率よく検出される。

本発明に係る帯電粒子発生装置は、前記帯電粒子発生器は、前記ダクトの送風方向と交差する方向に間隔を隔てて並置され、異なる極性の帯電粒子を発生する２つの帯電粒子発生部を有し、前記帯電粒子検出器は前記帯電粒子発生部の一方が発生した帯電粒子を捕集する捕集電極と、該捕集電極が前記帯電粒子発生部の他方が発生した帯電粒子を捕集することを防ぐ遮蔽体とを設けてあることを特徴とする。
本発明においては、異なる極性の帯電粒子を発生する２つの帯電粒子発生部がダクトの送風方向と交差する方向に間隔を隔てて並置され、２つの帯電粒子発生部の一方が発生した帯電粒子が帯電粒子検出器に設けた捕集電極に捕集され、２つの帯電粒子発生部の他方が発生した帯電粒子は帯電粒子検出器に設けた遮蔽体によって捕集電極に捕集されることが防がれる。その結果、帯電粒子発生器から２つの異なる極性の帯電粒子を発生させる場合に、一方の極性の帯電粒子のみを捕集電極で捕集するので、精度の良い帯電粒子の検出を行うことができる。

本発明に係る帯電粒子発生装置は、前記遮蔽体は、前記帯電粒子発生部の他方と対向した導電体であることを特徴とする。
本発明においては、２つの帯電粒子発生部の他方が発生した帯電粒子は対向した導電体に効率よく吸収され、捕集電極に捕集されることが的確に防がれる。

本発明に係る帯電粒子発生装置は、前記帯電粒子検出器の検出結果に基づき、前記帯電粒子の発生の有無を判定する判定手段を備えていることを特徴とする。
本発明においては、帯電粒子発生器から発生した帯電粒子が帯電粒子検出器によって検出され、帯電粒子の発生の有無が帯電粒子検出器の検出結果に基づき判定される。その結果、例えば様々な判定条件を設定して帯電粒子の発生無しを十分に確認し、運転の停止や帯電粒子発生器の保守等の指示を的確に行うようにすることができる。

本発明に係る帯電粒子発生装置は、前記判定手段は、前記送風機の動作を停止させた状態での前記帯電粒子検出器の検出結果に基づき、前記帯電粒子の発生の有無を判定することを特徴とする。
本発明においては、送風機の動作を停止させた状態で帯電粒子発生器から発生した帯電粒子が帯電粒子検出器によって検出され、帯電粒子の発生の有無が帯電粒子検出器の検出結果に基づき判定される。そのため、例えば帯電粒子発生器と帯電粒子検出器とを接近させて配置し、帯電粒子を短時間だけ発生させて検出するような場合に、発生した帯電粒子が送風により飛ばされることなく、接近配置された帯電粒子検出器により検出することができる。

本発明に係る帯電粒子発生装置は、前記判定手段により帯電粒子の発生無しが判定された場合に前記帯電粒子発生器の保守が必要であることを報知する報知手段を備えていることを特徴とする。
本発明においては、帯電粒子の発生無しが判定された場合に帯電粒子発生器の保守が必要であることが報知されるので、適切なタイミングで保守を実施して帯電粒子が発生する状態に復帰させることができる。

本発明に係る帯電粒子発生装置は、前記帯電粒子は、空気イオンであることを特徴とする。
本発明においては、帯電粒子発生器は空気中の成分をイオン化することにより帯電粒子を発生させる。

本発明によれば、帯電粒子発生器から発生した帯電粒子は帯電粒子検出器の検出部位の周囲に位置する保持部材の帯電に伴う静電力を受けることなく、帯電粒子検出器によって適正に検出されるので、帯電粒子の発生の有無を確実に検出することができる帯電粒子発生装置が提供される。

本発明の実施の形態に係るイオン発生装置の断面図である。 イオン発生器の正面図である。 イオン発生器及びイオン検出器を示す断面図である。 イオン検出器の正面図である。 イオン発生装置の制御構成を示すブロック図である。 イオンの検出波形を示すタイムチャートである。 イオン発生の判定処理を示すフローチャートである。 イオン発生の判定処理を示すフローチャートである。 イオン発生の判定処理を示すフローチャートである。 イオン発生の判定処理を示すフローチャートである。 イオン発生の判定処理を示すフローチャートである。 イオン発生の判定処理を示すフローチャートである。 イオン発生の判定処理を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る帯電粒子発生装置の実施の形態について、空気中にイオンを発生させるイオン発生装置を例に図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係るイオン発生装置の断面図、図２はイオン発生器の正面図、図３はイオン発生器及びイオン検出器を示す断面図、図４はイオン検出器の正面図、図５はイオン発生装置の制御構成を示すブロック図、図６はイオンの検出波形を示すタイムチャートである。

イオン発生装置は、矩形状の箱体を垂直に立てた外形の本体ケース１を有し、本体ケース１の内部に、イオンを発生するイオン発生器３と、発生したイオンを外部に送出する送風機２と、発生したイオンを検出するイオン検出器４と、マイコン等からなる制御部５とを備えている。制御部５はイオン発生器３および送風機２を駆動制御し、イオン検出器４によるイオン検出を実行して、イオン発生の有無を判定する。

本体ケース１の背面に着脱自在なカバー１１が設けられ、カバー１１に、フィルタ付きの吸込孔１１ａが形成されている。本体ケース１の背面側の下部に、カバー１１に対向した吸込口１２を有する吸気室１３が形成されている。吸気室１３の内部に、送風機２が設置されている。

送風機２はシロッコファンにて構成され、本体ケース１に取り付けられた円筒状のファンケーシング２０と、ファンケーシング２０に回転自在に内装されたファン２１と、ファン２１を回転させるファンモータ２２とを備えている。ファンケーシング２０の上部に上向きのファン吹出口２３が形成されている。

本体ケース１の上面に、ルーバ１０ａを備えた吹出口１０が形成され、送風機２のファン吹出口２３と吹出口１０とを繋ぐダクト１４が設けられる。ダクト１４の内部に、上下向きの送風路１５が形成されている。ダクト１４は、角筒状に形成され、上側および下側部分が大径で、中間部分では対向する壁部が接近して間隔が狭くなっている。ダクト１４の下端がファン吹出口２３に連通し、ダクト１４の上端が吹出口１０に連通している。

イオン発生器３およびイオン検出器４は、ダクト１４の壁部に設けた開口から送風路１５に臨む状態で、ダクト１４の対向する壁部の間隔が最も狭くなった中間部分に適切な距離を隔てて対向設置されている。すなわち、ダクト１４の壁部の間隔を狭くすることによって生じたスペースに、イオン発生器３およびイオン検出器４が設けられ、これによって、本体ケース１内のスペースを有効に活用でき、装置全体の小型化が図られる。

イオン発生器３は、放電電極３０および誘導電極３１と、各放電電極３０及び誘導電極３１間に高電圧を印加する高電圧発生回路３５と、これらを内装するイオン発生ユニット３６と、イオン発生ユニット３６を収容する収容ケース３２とを有する。放電電極３０は、針電極とされ、誘導電極３１は、環状に形成され、放電電極３０から一定距離離れて、放電電極３０の周りを囲んでいる。一対の放電電極３０および誘導電極３１を組として、放電電極３０および誘導電極３１の組が左右２組設けられ、２組の各電極３０，３１が支持基板３３に間隔をあけて実装され、支持基板３３がイオン発生ユニット３６に内装されている。本実施形態においては、一方の放電電極３０は正イオンを発生させ、他方の放電電極３０は負イオンを発生させる。

送風機２により吸込孔１１ａ及び吸込口１２を通して吸い込まれた空気が、送風路１５を下側から上側に向かって通り、イオン発生器３から発生した正及び負イオンを伴った空気が吹出口１０から外部へ吹き出される。本実施形態においては、正イオンはＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数)、負イオンはＯ₂ ^-(Ｈ₂Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）となるように電圧の調整を行っている。正イオンＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）ｍ及び負イオンＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）を空気中に同時に放出することによって、空気中に浮遊する細菌やウイルスの表面に、正負イオンが付着し化学反応する。この時の反応によって発生する水酸基ラジカル（・ＯＨ）や過酸化水素Ｈ₂Ｏ₂が細菌やウイルスの表面を破壊し、細菌は殺菌され、ウイルスは失活させられる。

イオン発生ユニット３６の前面に２つの貫通孔３４が形成され、各貫通孔３４に放電電極３０が臨んでいる。放電電極３０は、貫通孔３４の中心に位置する。イオン発生ユニット３６は、収容ケース３２に着脱可能に装着される。収容ケース３２の前面には、イオン発生ユニット３６が装着されたときに各貫通孔３４に対向するアーチ状のガードリブ３２ａがそれぞれ設けられる。ガードリブ３２ａは、貫通孔３４を跨いでいる。これにより、ユーザが放電電極３０に直接触れることを防止できる。

収容ケース３２は、本体ケース１に対して着脱可能とされる。本体ケース１の背面に挿入口１７が形成され、カバー１１を取り外した状態において、収容ケース３２は挿入口１７から出し入れ可能にされる。収容ケース３２が挿入口１７に挿入されたとき、収容ケース３２に形成された爪（不図示）が本体ケース１に形成された弾性を有する切欠部（不図示）に引っかかることにより、収容ケース３２が装着される。収容ケース３２の下部の前面に、ピンコネクタ３７が設けられ、装着時に本体ケース１側のソケット３８と接続される。ピンコネクタ３７を通じて、高電圧発生回路３５に制御部５から駆動信号が入力されるとともに、直流電源あるいは交流電源が供給される。ダクト１４の背面側の壁に、イオン発生用窓１４ａが形成され、収容ケース３２が装着されたとき、イオン発生用窓１４ａに収容ケース３２が嵌め込まれる。収容ケース３２の前面にある２つの貫通孔３４及びアーチ状のガードリブ１０ａが送風路１５に露出し、ガードリブ１０ａは、送風路１５内の送風方向と平行に配される。

収容ケース３２を本体ケース１から強く引っ張り出すと、切欠部が変形して、爪が外れ、収容ケース３２が本体ケース１から取り出される。収容ケース３２は開閉可能に構成され、収容ケース３２を開くことにより、イオン発生ユニット３６を取り出すことができる。このように、イオン発生器３は、カートリッジとして取り扱うことができる。例えば、イオン発生器３が寿命に達したとき、収容ケース３２を開いて新しいイオン発生ユニット３６に交換すればよい。古いイオン発生ユニット３６を取り外して、新しいイオン発生ユニット３６を装着すれば、カートリッジを再生することができ、再使用可能となる。

イオン検出器４は、発生したイオンを捕集する捕集電極４２と、捕集したイオンに応じた検出信号を制御部５に出力するイオン検出回路４３とを有する。捕集電極４２は、回路基板４４の前面に設けられ、銅テープにより形成される。回路基板４４の裏面に、イオン検出回路４３が実装される。捕集電極４２とイオン検出回路４３とは回路基板４４内において電気的に接続され、イオン検出回路４３は制御部５にリード線を介して接続されている。

イオン検出回路４３は、公知のものであり、例えば特開２００７−１１４１７７号公報に記載されているように、整流用のダイオード、ｐ−ＭＯＳ型ＦＥＴなどから構成される。イオン検出器４は、正イオンあるいは負イオンのいずれか一方のイオンを検出する。いずれのイオンを検出するかはイオン検出回路の回路構成によって決まり、一般に正イオンを検出するためには捕集電極４２を負電位もしくはゼロ電位とする。逆に、負イオンを検出するためには捕集電極４２を正電位もしくはゼロ電位とする。

例えば、捕集電極４２が、発生した両イオンのうち正イオンを捕集すると、捕集電極４２の電位が初期電位から上昇する。捕集したイオン量に応じて電位が上がる。また、逆に捕集電極４２が、発生した両イオンのうち負イオンを捕集すると、捕集電極４２の電位が初期電位から下がる。イオン検出回路４３は、この電位の変化に応じた出力電圧をＡ／Ｄ変換して制御部５に出力する。制御部５は、イオン検出器４からの入力値に基づいてイオン発生の有無に関する判断を行う。

イオン検出器４は、送風路１５に捕集電極４２を露出する状態で設けられる。すなわち、回路基板４４がダクト１４の前面側の壁に形成されたイオン検出窓１４ｂに嵌め込まれて、回路基板４４の前面が送風路１５に露出し、イオン発生器３の前面と送風路１５を挟んで対向配置される。そして、捕集電極４２は左右方向の一側に片寄って配置され、検出すべきイオンを発生する一方の放電電極３０の対向位置となり、他方の放電電極３０の対向位置には設置しない。これによって、捕集電極４２は、一方のイオンを集中的に捕集することができ、イオン検出の精度を高めることができる。さらに、放電電極３０の中心からガードリブ３２ａがずれて配置されているので、イオンの発生および拡散が邪魔されず、捕集電極４２は、発生したイオンを確実に捕集できる。

イオン検出器４は、捕集したい一方のイオンだけでなく、他方のイオンも捕集するおそれがあり、この捕集を防ぐために、導電体４６が設けられる。導電体４６は金属板製であり、回路基板４４の前面に、その一部を覆うように設けられ、捕集電極４２が捕集するイオンとは逆極性のイオンを発生する他方の放電電極３０に対向して配置される。捕集電極４２と導電体４６とは電気的に絶縁される。他方の放電電極３０から発生したイオンは、導電体４６に捕集されるので、捕集電極４２に向かう逆極性のイオン量が減少し、逆極性のイオンが捕集電極４２に捕集されることを防げる。

イオン発生器３とイオン検出器４との間隔は、所定の距離に規定される。放電電極３０と誘電電極３１との間でのコロナ放電によって、放電電極３０からイオンが発生する。このとき、イオンは相対するイオン検出器４に向かって広がり、放電電極３０の先端を中心にしてドーム状に高濃度のイオンが分布する。放電電極３０の先端と相対するダクト１４の壁やイオン検出器４が近すぎると、放電電極３０との間で放電が発生してしまう。そこで、ダクト１４の壁やイオン検出器４がイオン発生を阻害しないように、イオン発生器３の前面からイオン検出器４の前面までの距離を所定の距離、例えば１０ｍｍ以上とする。ダクト１４の最も狭い間隔がこの距離に応じて設定される。このように規定することにより、安定してイオンを発生させることができる。また、イオン発生器３とイオン検出器４との間には、濃度が濃い状態のイオンが存在するので、正確にイオンの発生を検出することができる。

本体ケース１の上面には、操作パネル５０が設けられ、操作パネル５０は、運転スイッチなどを有する操作部５１および表示部５２を備えている。運転スイッチが操作されると、制御部５は、イオン発生器３および送風機２を駆動するとともに表示部５２を動作させて、運転中であることを表示させる。図５中、５３はＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性の記憶素子であり、イオン発生器３に関する情報を記憶する。

制御部５は、イオン検出を実行するとき、イオン発生器３を所定時間オンし、続いて同時間だけオフする。このオンオフが予め設定されたイオン判定時間だけ繰り返される。この時間中、イオン検出器４は、イオンを検出する。このときのイオン検出器４からの出力電圧の例を図６に示す。イオン発生器３がオンのとき、イオンが発生するので、出力電圧は上昇して、一定電圧に飽和する。イオン発生器３がオフのとき、イオンは発生しないので、出力電圧はほぼ０Ｖとなる。

イオン検出器４からの出力電圧に応じた入力値が制御部５に入力される。制御部５は、イオン判定時間中に検出された入力値の最大値と最小値との差を算出し、この差が閾値以上であるか否かを判断して、イオン発生の有無を判定する。制御部５は、最大値と最小値との差が閾値以上の場合、イオンの発生有と判定する。最大値と最小値との差が閾値未満の場合、イオンの発生無と判定する。なお、本実施形態では閾値は、０．５Ｖとされる。この値は、単位時間当たりの標準の放電回数のときのイオン濃度に対して、イオン濃度が半減するときの放電回数でイオン発生器３をオンオフしたとき、イオン検出器４からの出力電圧に基づいて設定される。

イオン発生装置を長期間使用していると、放電電極３０が劣化したり、ごみが付着したりして、放電が不安定になり、発生するイオンが減少して、空気清浄効果が得られなくなる。そこで、制御部５は、運転時間を積算し、総運転時間が交換予告時間、例えば１７５００時間に達したとき、イオン発生器３の交換を促す表示を行う。その後も運転はされるが、総運転時間が交換時間、例えば１９０００時間に達したとき、制御部５は、イオン発生器３が寿命に達したと判断して、運転を停止するとともに交換するべき状態に達したことを報知する。

しかし、イオン発生装置が使用される環境によっては、埃、湿気、オイルミストなどが放電電極３０に付着して、上記の時間が経過する前に、イオン発生器３が寿命に達する場合がある。イオン発生器３が寿命になると、イオンの発生量が減ったり、イオンが発生しなくなったりする。前述のように、イオン検出器４がイオンの発生を検出し、制御部５は、イオン検出器４からの入力値に基づいてイオン発生の有無を判定する。そして、制御部５は、イオンの発生無と判定すると、運転を停止し、イオン発生器３を交換するよう表示を行う。

イオン発生装置の運転環境によっては、イオン発生エラーが起こる場合がある。イオン検出器４の周辺構造体であるダクト１４が強く帯電した場合には、ダクト１４が帯電した電位と同じ極性のイオンが反発されて、イオン検出器４にイオンが付着し難くなるからである。例えば、イオン検出器４によって、正イオンを検出する場合に、イオン発生装置の運転開始直後では、ダクト１４は正電位もしくは負電位のどちらにも帯電しておらず、イオン発生器３から発生した正イオンおよび負イオンがイオン検出器４との間の空間に拡散し満たされる。イオン検出器４に付着したイオンは、正イオンは捕集電極４２に捕集され、負イオンは導電体４６に捕集されるが、イオン検出器４以外のダクト１４の内壁面に付着したイオンは壁面を、正電位もしくは負電位に帯電させてしまう。

前述のとおり、正イオンを検出する場合には、正イオンを発生する放電電極３０と対向するように捕集電極４２が設置されているので、捕集電極４２の近傍のダクト１４の壁面は正電位に帯電し易い。従って、この直後から発生した正イオン及び負イオンは、帯電したダクト１４の壁面の正電位の影響を受ける。イオン検出器４の捕集電極４２に近い壁面から正イオンが反発力を受けて、捕集電極４２に付着し難くなる。このため、イオン検出器４の出力値が下がり、イオンの量が少なくなったものと判断してしまう。一方、負イオンは正電位に帯電したダクト１４の内壁に吸収されてしまうため、イオン発生装置の機外へ送出されるイオンの量そのものが減少してしまう。

このような事態を避けるために、本実施形態ではダクト１４の内面に金属メッキを施している。ダクト１４内面を導電性の物質で覆うことにより、局部的な帯電現象が起こりにくくなり、特定のイオンが反発されたり吸着されたりすることがなくなる。ダクト１４の内面を帯電防止処理する方法は、金属メッキに限られず、金属箔貼付けや金属膜蒸着法によっても同様に効果を得ることが出来る。また、ダクト１４の内面の帯電防止処理は全面行われることが最も好ましいが、少なくともイオン検出器４の検出部位（捕集電極４２及び導電体４６を設けた回路基板４４）の周囲に位置するダクト部分だけであっても、相当の効果が期待できる。

樹脂成型によるダクトを使用する場合には、内壁面に帯電防止剤や帯電防止塗料を塗布して帯電を防止する簡便な方法も可能である。尚、この場合も、少なくともイオン検出器４の検出部位（捕集電極４２及び導電体４６を設けた回路基板４４）の周囲の内壁面にだけ帯電防止剤や帯電防止塗料を塗布するようにしてもよい。帯電防止剤や導電性樹脂などは既に多くのものが実用化されているので、簡単に利用することが出来る。さらに、ダクト１４そのものを導電物質で形成することも好ましく、板金成形や導電性樹脂成型による方法が可能である。

壁の近傍にイオン発生器３とイオン検出器４を並置した時の、帯電による影響を検証した結果を表１に示す。イオン濃度（個／ｃｃ）については、予めイオン検出器４の出力電圧とイオン濃度との相関関係を求め、実際のイオン検出器４の出力電圧から換算して求める。壁面静電気量（ｋＶ）は，市販の非接触式の電圧測定器で測定する。帯電しやすい素材としてポリカーボネート製シートを使用した。

壁面素地が帯電しにくい素材である場合又は壁面素地が帯電しやすい素材であるが帯電防止処理をしている場合は、２回の試験とも、壁面の静電気量が少なくなり、イオン検出器４でイオン濃度を検出することができる。壁面素地が帯電しやすい素材で帯電防止処理をしていない場合には、壁面の静電気量が多くなり、イオン検出器４でイオン濃度が測定できなくなる。また、壁へのイオン付着にバラつきがあり、正に帯電したときは負イオンの測定できず、正イオンの検出量も減少している。負に帯電したときは正負両イオンとも測定できない。

次に、制御部５によるイオン発生の判定処理について説明する。イオン発生の判定は、まずイオン発生装置の運転開始時に行われる。そして、運転中には、所定のタイミングで複数回のイオン発生の判定が行われる。制御部５は、イオンの発生無と所定回数判定すると、再度判定を行い、最終的にイオン発生エラーか否かの判定を行う。イオン発生エラーと判定されると、イオン発生装置の運転が停止される。以下、具体的な処理について説明する。図７〜図１３はイオン発生の判定処理を示すフローチャートである。

運転開始時、モード１による判定を行う。モード１（図７）では、イオン判定時間は最少時間の２秒とされ、制御部５は、送風機２を停止させ、イオン発生器３を１秒オン／１秒オフするクラスター高圧出力処理（図１３）を実行して、イオン検出を行う（ステップＳ１〜Ｓ３）。イオン検出が終了した後、制御部５は、送風機２を駆動し（ステップＳ４）、センサ入力に基づいてイオン発生の有無を判定する（ステップＳ５）。

運転開始時に、送風機２を駆動せず、イオン発生器３だけを駆動することにより、発生したイオンは、風に流されることなく、イオン発生器３とイオン検出器４との間の狭い空間に充満する。すなわち、イオン発生器３とイオン検出器４とが対向配置されているので、送風機２を駆動しなくても、発生したイオンはイオン検出器４に到達する。イオン判定時間は短時間であるので、すぐに送風機２が駆動され、ユーザに運転上の違和感を与えることがない。

制御部５は、モード１において、イオンの発生有と判定する（ステップＳ５：ＹＥＳ）と、イオン発生の判定を行わない通常モード（図８）に移行し、エラーカウンタを０にリセットする（ステップＳ６〜Ｓ７）。

また、モード１において、イオンの発生無と判定されたとき（ステップＳ５：ＮＯ）は、制御部５は、次の判定として、モード２による判定を行う（ステップＳ８）。このとき、モード２の開始は、モード１において判定した後、直ぐ、あるいは、数秒程度経過してから行ってもよい。

通常モードでは、イオン発生の判定を行わずに、送風機２を駆動し、イオン発生器３を１秒オン／１秒オフするクラスター高圧出力処理（図１３）を実行して、所定時間、例えば３時間、運転が行われる（ステップＳ１１〜１３）。３時間経過すると、制御部５は、モード２による判定を行う（ステップＳ１４）。

モード２（図９）では、イオン判定時間は長めの１分に設定され、送風機２を駆動しながら、イオン発生器３を１０秒オン／１０秒オフするクラスター高圧出力処理（図１３）を実行して、イオン検出を行う（ステップＳ２１〜Ｓ２３）。次にイオン発生の有無を判定する（ステップＳ２４）。なお、イオン発生器３は１分間に３回オンオフがされるが、１分間における最大の入力値と最小の入力値との差に基づいて、１回判定してもよく、あるいは１回のオンオフ毎における最大の入力値と最小の入力値との差に基づいて、合計３回の判定を行ってもよい。

制御部５は、モード２において、イオンの発生有と判定する（ステップＳ２４：ＹＥＳ）と、通常モードに移行し、エラーカウンタをリセットする（ステップＳ２５〜Ｓ２６）。通常モードでは、３時間経過後に、制御部５は、再びモード２による判定を行う。

制御部５は、モード２において、イオンの発生無と判定する（ステップＳ２４：ＮＯ）と、すぐにあるいは短時間のうちにモード３に移行する（ステップＳ２７）。

モード３（図１０）では、イオン判定時間は短め（１０秒）に設定され、送風機２を駆動しながら、イオン発生器３を１秒オン／１秒オフするクラスター高圧出力処理（図１３）を実行して、イオン検出を行う（ステップＳ３１〜Ｓ３３）。次にイオン発生の有無を判定する（ステップＳ３４）。制御部５は、上記と同様に、１０秒間における最大の入力値と最小の入力値との差に基づく１回の判定、あるいは１回のオンオフ毎における最大の入力値と最小の入力値との差に基づく合計５回の判定を行う。

制御部５は、モード３において、イオンの発生有と判定する（ステップＳ３４：ＹＥＳ）と、通常モードに移行し、エラーカウンタをリセットする（ステップＳ３５〜Ｓ３６）。通常モードでは、３時間経過後に、制御部５は、再びモード２による判定を行う。

制御部５は、モード３において、イオンの発生無と判定する（ステップＳ３４：ＮＯ）と、エラーカウンタが所定回数未満、例えば６０回未満か否かをチェックする（ステップＳ３７）。エラーカウンタが６０回未満のとき（ステップＳ３７：ＹＥＳ）、制御部５は、エラーカウンタを１つカウントアップし、通常モードに移行する（ステップＳ３８〜Ｓ３９）。通常モードでは、３時間経過後にモード２による判定を行う。なお、エラーカウンタの所定回数は、適宜設定してよい。エラーカウンタが６０回以上のとき（ステップＳ３７：ＮＯ）、制御部５は、モード４による判定を行う（ステップＳ４０）。

モード４（図１１）では、イオン判定時間は長め（１分）に設定され、送風機２を停止して、イオン発生器３を１０秒オン／１０秒オフするクラスター高圧出力処理（図１３）を実行して、１分間のイオン判定時間の間、イオン検出を行う（ステップＳ５１〜Ｓ５３）。次にイオン発生の有無を上記と同様に判定する（ステップＳ５４）。制御部５は、モード４において、イオンの発生有と判定する（ステップＳ５４：ＹＥＳ）と、通常モードに移行し、エラーカウンタをリセットする（ステップＳ５５〜Ｓ５６）。通常モードでは、３時間経過後に、制御部５は、再びモード２による判定を行う。制御部５は、モード４において、イオンの発生無と判定する（ステップＳ５４：ＮＯ）と、すぐにあるいは短時間のうちにモード５による判定を行う（ステップＳ５７）。

モード５（図１２）では、イオン判定時間は短め（１０秒）に設定され、送風機２を停止させて、イオン発生器３を１秒オン／１秒オフするクラスター高圧出力処理（図１３）を実行して、１０秒間のイオン判定時間の間、イオン検出を行う（ステップＳ６１〜Ｓ６３）。次に、イオン発生の有無を判定する（ステップＳ６４）。制御部５は、モード５において、イオンの発生有と判定する（ステップＳ６４：ＹＥＳ）と、通常モードに移行し、エラーカウンタをリセットする（ステップＳ６５〜Ｓ６６）。通常モードでは、３時間経過後に、制御部５は、再びモード２による判定を行う。

制御部５は、モード５において、イオンの発生無と判定する（ステップＳ６４：ＮＯ）と、イオン発生エラーと判断する（ステップＳ６７）。そして、制御部５は、すぐに全ての負荷を停止させて、運転を中止する（ステップＳ６８）とともに、表示部５２を動作させて、イオン発生のエラー表示を行う（ステップＳ６９）。

上記のように、制御部５は、イオン発生の判定時を含めて運転中、実行するモードに応じて送風機２およびイオン発生器３の駆動を制御する。イオン発生器３の駆動を制御するクラスター高圧出力処理は、図１３に示すように、実行するモードを判断し（ステップＳ７１）、通常モード、モード１，３，５の場合（ステップＳ７１：ＹＥＳ）、高電圧発生回路３５は、１秒オン／１秒オフで駆動制御される。制御部５は、１秒毎に１秒フラグを０か１に切り替え（ステップＳ７２〜Ｓ７５）、１秒フラグの値を判断して（ステップＳ７６）、１秒フラグが１のとき（ステップＳ７６：ＹＥＳ）、高電圧発生回路３５にオン信号を出力し（ステップＳ７７）、イオンを発生させる。１秒フラグが０のとき（ステップＳ７６：ＮＯ）、高電圧発生回路３５にオフ信号を出力し（ステップＳ７８）、イオンを発生させない。

クラスター高圧出力処理で実行するモードがモード２，４の場合（ステップＳ７１：ＮＯ）、高電圧発生回路３５は、１０秒オン／１０秒オフで駆動制御される。制御部５は、１０秒毎に１０秒フラグを０か１に切り替え（ステップＳ７９〜Ｓ８２）、１０秒フラグの値を判断して（ステップＳ８３）、１０秒フラグが１のとき（ステップＳ８３：ＹＥＳ）、高電圧発生回路３５にオン信号を出力し（ステップＳ８４）、イオンを発生させる。１０秒フラグが０のとき（ステップＳ８３：ＮＯ）、高電圧発生回路３５にオフ信号を出力し（ステップＳ８５）、イオンを発生させない。

上記の実施の形態では、イオン発生器３は空気中の水分と結合した正イオンおよび負イオンを発生させるものとして説明を行っているが、イオン発生器３は、正イオンもしくは負イオンのいずれかを発生させるものでもよい。また、空気イオンを発生させるイオン発生器３に替えて、帯電粒子として、放電電極に水膜を生じさせて生成される帯電微粒子水を発生する静電霧化装置でもよい。送出される微細粒子が帯電をしていれば同様の効果が期待できる。

なお、今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

本発明は、イオン発生器や帯電微粒子水を発生する静電霧化装置等の帯電粒子発生器と、帯電粒子発生器が発生した帯電粒子を検出する帯電粒子検出器とを搭載した空気調和機や送風機に有効に利用できる。

２ 送風機
３ イオン発生器（帯電粒子発生器）
３０ 放電電極（帯電粒子発生部）
３１ 誘導電極（帯電粒子発生部）
４ イオン検出器（帯電粒子検出器）
４２ 捕集電極
４６ 導電体（遮蔽体）
５ 制御部（判定手段）
５２ 表示部（報知手段）
１０ 吹出口
１４ ダクト（保持部材）

Claims (10)

1. 帯電粒子を発生する帯電粒子発生器と、該帯電粒子発生器が発生した帯電粒子を検出する帯電粒子検出器と、前記帯電粒子発生器が発生した帯電粒子を外部に送出する送風機とを備えた帯電粒子発生装置において、
   前記帯電粒子検出器を保持する保持部材が設けられ、該保持部材は少なくとも前記帯電粒子検出器の検出部位の周囲に位置する部分が非帯電性であることを特徴とする帯電粒子発生装置。
2. 帯電粒子を外部に送出するための吹出口と、該吹出口と前記送風機とを繋ぐダクトとを備え、
   該ダクトの一部は、前記帯電粒子検出器を検出部位が内側に臨む状態で保持することを特徴とする請求項１に記載の帯電粒子発生装置。
3. 前記帯電粒子発生器は前記帯電粒子検出器と対向配置されていることを特徴とする請求項２に記載の帯電粒子発生装置。
4. 前記帯電粒子発生器と帯電粒子検出器とは前記ダクトの対向する内壁が接近して間隔が狭くなった位置に設けてあることを特徴とする請求項３に記載の帯電粒子発生装置。
5. 前記帯電粒子発生器は、前記ダクトの送風方向と交差する方向に間隔を隔てて並置され、異なる極性の帯電粒子を発生する２つの帯電粒子発生部を有し、
   前記帯電粒子検出器は前記帯電粒子発生部の一方が発生した帯電粒子を捕集する捕集電極と、該捕集電極が前記帯電粒子発生部の他方が発生した帯電粒子を捕集することを防ぐ遮蔽体とを設けてあることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の帯電粒子発生装置。
6. 前記遮蔽体は、前記帯電粒子発生部の他方と対向した導電体であることを特徴とする請求項５に記載の帯電粒子発生装置。
7. 前記帯電粒子検出器の検出結果に基づき、前記帯電粒子の発生の有無を判定する判定手段を備えていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の帯電粒子発生装置。
8. 前記判定手段は、前記送風機の動作を停止させた状態での前記帯電粒子検出器の検出結果に基づき、前記帯電粒子の発生の有無を判定することを特徴とする請求項７に記載の帯電粒子発生装置。
9. 前記判定手段により帯電粒子の発生無しが判定された場合に前記帯電粒子発生器の保守が必要であることを報知する報知手段を備えていることを特徴とする請求項７又は８に記載の帯電粒子発生装置。
10. 前記帯電粒子は、空気イオンであることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の帯電粒子発生装置。

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