JPH02504202A - 空気運搬のための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、いわゆる電気イオンまたはコロナ風によって空気を運搬するための 、および好ましくは同時に空気を浄化するための装置に関する。

空気は、いわゆる電気イオン風またはコロナ風の助けによって運搬され得ること が知られている。原則として、このような装置は、互いに間隔をあけられ、かつ その各々が直流電圧源の各端子に接続される、コロナ電極およびターゲット電極 を含み、コロナ電極の形状、およびコロナ電極とターゲット電極との間の電位差 と距離は、空気イオンを生じるコロナ放電をコロナ電極で発生させるようになっ ている。これらの空気イオンは、コロナ電極とターゲット電極との間の電界の影 響により、ターゲット電極に迅速に泳動し、かつそれらの電荷をターゲット電極 に与える。それらの空気イオンがターゲット電極へ移動する間、イオンは電気的 に中和の空気分子と衝突し、それによって静電力がこれら後者の分子に移動する 。そのため、イオンはターゲット電極にもまた運ばれ、それによっていわゆるイ オンまたはコロナ風の形で空気運搬が確立される。この種の空気運搬’ｊｔｔｌ ｌは、たとえば、国際特許出願ＰＣＴ／５Ｅ８５１００５３８に述べられている 。

空気が汚染エーロゾル、すなわち、浮遊固体粒子または液滴を含んでいるとき、 これらの汚染物質はコロナ放電によって発生された空気イオンによって電気的に 荷電されるであろうし、またしたがって、もしターゲット電極が適切に構成され ているならば、これらの汚染物質または不純物はターゲット電極に静電気的に沈 積するか、またはターゲット電極の下流に位置するコンデンサセパレータ内に沈 積することができる。したがって、コロナ放電によって生じた空気イオンの助け によって、空気が装置および空気から抽出された汚染エーロゾルを介して運搬さ れることができる、空気浄化装置を提供することが原則として可能である。

しかしながら、大体積の空気流、高い浄化能力、小寸法、コロナ電極とターゲッ ト電極間の相応の電位差、およびそれとともに相応の高電圧レベル、かつ、コロ ナ放電によって発生された有害ガス、特にオゾンおよび窒素酸化物に関する許容 値を有するコロナ電流など、所望の要求条件を満たすであろう、このような装置 を実際に製造することができる能力は、いくつかの容易には解決されない、かつ 密接に関係した問題と関連することが認識された。その結果、実際に使用され得 るこの種の装置はまだ商業的には利用可能ではない。

前述の国際特許出願に開示されているように、コロナ電極とターゲット電極が互 いに遠く離れて位置づけられ、かつコロナ電極が効果的に覆われ、そのため、コ ロナ電極から離れた上流の方向において、イオン電流とイオン泳動距離との積は 、無視し得るほど小さいとき、オゾンや他の有害ガスの発生に関して受容可能で あるコロナ電流の助けによって、大空気流速度および大体積の空気流を共に達成 することが可能である。しかしながら、コロナ電極を効果的に起動させるため、 コロナ電極とターゲット電極との距離が増加すると、コロナ電極とターゲット電 極との電位差の増加が必要とされる。その結果、コロナ電極および／またはター ゲット電極の高電圧レベルの増加をもたらし、次いで、絶縁および火花連絡間之 を生じる。さらにまた、高電圧電極の意図的ではない接触を妨げる必要性もまた 大きくなる。主として最も通常の装置である、直線空気流ダクトまたは通路で、 コロナ電極とターゲット電極が軸方向に間隔をあけられて位置されているとき、 空気流はダクトの中央部分に集中する傾向が強いことが認識された。これは、タ ーゲット電極がダクトの壁に可能な限り近接して位置づけられるときでさえあて はまることである。したがって、大体積の空気流のための必要条件は、幅広い空 気流ダクトであり、しいては、装置は大きな寸法を有しなければならない。さら にまた、ターゲット電極がダクト壁に隣接して位置づけられるとき、その壁の内 面を電気的に絶縁する必要がある。しかしながら、装置が動作しているとき、電 気的に絶縁された壁面は、厄介な態様でコロナ放電とコロナ電極を妨害する静電 荷を有し、電極が意図された態様で起動するのを妨げることが認識された。さら に、空気流ダクト内の本質的な空気の層流と関連して１．ダクト壁と隣接するタ ーゲット電極の位置づけは、荷電されたエーロゾル汚染物質がターゲット電極表 面に泳動しなければならない通路が比較的長くなり、またしたがりて、空気が浄 化される程度が比較的低くなることを意味する。原則として、この点については 、ターゲット電極表面の軸方向の長さを増加させることによって、または主に、 逆極性の中間の電極表面と互いに平行であり、かつあまり大きな間隔をあけられ ていない多数のターゲット電極表面、または、空気流路内のターゲット電極の下 流の従来のコンデンサセパレータを使用することによって、改善されることがで きる。しかしながら、これらの解決策はすべて、装置の縮寸法の実質的な増加を 必要とし、かつ最も効果的な浄化効果を達成するという局面から、最後に述べら れた２つの解決策は、ダクト内の流れ抵抗の実質的な増加をもまたもたらす。こ の流れ抵抗の増加は、次にニコロナ電流および／またはコロナ電極とターゲット 電極との距離を増加することによって補償されなければならず、コロナ電流の増 加は発生されたオゾンおよび他の有害ガスの量の増加をもたらし、かつこれら２ つの解決策は電極間のより大きな電位差をも必要とする。その結果、電気コロナ 風またはイオン風の助けによって空気運搬が実行されるとき、この種の装置を、 運搬された空気を同時に浄化するであろう満足のいく空気運搬装置に提供するこ とは非常に困難であることが認識された。

したがりてこの発明の目的は、このために、前述の問題によって妨害されない、 またはこれらの問題が少なくとも大幅に減少される装置を提供することであり、 かつ満足なＭ様で前述の要求条件を満たすであろう装置を提供することである。

意外にも、この目的は下記の請求の範囲に従って構成された装置の手段によって 達成されることがわかった。

この発明は、この発明の多数の例証的な実施例、および添付の図面を参照してよ り詳細にここで説明される。添付の図面では、 第１図は、電気イオン風またはコロナ風の助けによりて空気を運搬し、随意にか つ同時にその空気を浄化するための装置の、初期に提案された実施例の軸方向断 面概略図である。

第２図は、この発明に従った装置の第１の実施例を概略的にかつ軸方向断面で示 している。

第３図は、線ｍ−ｍで切取られた、第２図に示された装置の概略断面図である。

第４図は、この発明に従った装置の第２の実施例の軸方向断面概略図である。

第５図は、ｇｖ−ｖで切取られた、第４図に示された装置の断面図である。

第６図は、この発明に従った装置の第３の実施例の軸方向断面概略図である。

第７図は、線■−■で切取られた、第５図に示された装置の断面図である。

第８図は、この発明に従った装置のさらに他の実施例の軸方向断面概略図である 。

第９図は、線ＥＸ−ＩＸで切取られた、第８図に示された装置の断面図である。

第１０図は、この発明に従った装置の一部の、考え得る実施例の一部分を概略的 に示している。

第１１図は、第２図のものと同じ種類の概略断面図であるが、しかしこの発明に 従った装置のさらに他の実施例を面図であるが、しかしこの発明に従った装置の 他の実施例を示している。

第１３図は、第６図に示されたものと同じ極類の概略断面図であるが、しかしこ の発明に従った装置の他の実施例を示している。

第１４図および第１５図は、コロナ放電によって発生された有害ガスを除去する ための特定の手段を設けた、この発明に従った装置の実施例を概略的にそれぞれ 示している。

第１図は、電気イオン風またはコロナ風の助けによって、空気を運搬し、随意に エーロゾルの形の汚染物質の空気を同時に浄化するための装置の初期に提案され た実施例を非常に概略的にかつ軸方向断面で示している。この装置は、一定の断 面の直線空気流ダクトの形をした収納部ｌを含み、その−万端に入口２を有し、 かつ他方端に出口３を有する。

因示された収納部または空気流ダクト〕が長方形の断面を育すると仮定する。入 口２の近傍で、ダクト１に配置されるのは、ダクトを通る中央面でダクト１をｔ ＡＷＩｒシて延在する薄いワイヤの形を有する、コロナ電極にである。コロナ電 極にの下流に配置されるのは、ダクト１の縦方向にかつ空気流の方向に延在する 、２つの互いに平行な、薄いゲージ電極Ｍの形をしたターゲット電極であり、こ れらの電極Ｍは、互いに対向するダクト壁の内面に隣接してまたはその上に位置 づけられる。薄いゲージターゲット電極がここでかつ以下で意味するのは、厚さ またはゲージがその軸方向延在において電極の表面猪よりも非常に小さい電極で ある。コロナ電極にとターゲット電極Ｍはミコロナ放電がコロナ電極にで発生さ れるような電位を有する直流電圧源４の各端子にそれぞれ接続される。前述の国 際出願で述べられたように、このコロナ放電は、ターゲット電極Ｍに向かって泳 動する空気イオンを発生し、それとともに、示された矢印の方向にダクト１を通 る空気の流れを引き起こす。

エーロゾルの形をした汚染物質、すなわち、空気中を浮遊する固体粒子または液 滴は、コロナ放電で発生されたイオンによって荷電され、その結果、これらの汚 染物質は、これらの汚染物質が電極表面上に沈積し、それとともに原則として貫 流空気が浄化され得る、ターゲット電極Ｍに向かって移動または泳動しようとす るであろう。先に提案された装置の空気流ダクト１もまた円形断面を有してよい 。

この場合、コロナ電極は、ダクトの中心軸に沿って軸方向に延在する短い針状の 電極を含み、かつターゲット電極は円筒状表面を有する。

しかしながら、この導入部分で述べられたように、この先に提案された構成の恵 に効果的な空気運搬および浄化装置を実際に実現するには、重大な問題および容 易には解決されない問題が提示される。もしコロナ電極にとターゲット電極Ｍが 実質的に大きく間隔をあけられて配置され、かつコロナ電極Ｋが上流方向に効果 的に覆われ、そのため、上流方向のコロナ電極Ｋからのいかなるイオン電流と、 このイオン電流が流れる通路の長さとの積が無視し得るほど小さいならば、オゾ ンの不所望の発生に関して受入れられることができるコロナ電流の助ｌすによっ て、大空気流速度および大体積空気流を達成することができることが前述の国際 特許出願から理解されるであろう。しかしながら、コロナ電極の効果的なかつ安 定した起動または点火を達成するために、またしたがって電極のさらに高い電圧 レベルを達成し、それとともに絶縁および火花連絡問題の困難を解決するために 、コロナ電極にとターゲット電極Ｍとの距離の増加は、より大きな電位差を必要 とする。さらに、電極の高電圧レベルによって、装置への安全な接触が困難とな る。もちろん、高電圧ターゲット電極Ｍがダクト壁の内面に近接してまたはその 上に位置づけられるとき、壁の内面が確実に電気的に絶縁している必要がある。

しかしながら、ダクト壁の内面を電気的に絶縁することによって、コロナ電極で のコロナ放電を非常に厄介な悪様で妨害する大きな静電荷がもたらされる。原則 として、ターゲット電極Ｍを接地し、かつダクト壁１を導電状態にし、接地する ことが考え得るかもしれない。しかし、この場合、接地に関したコロナ電極にの 電圧レベルは一層高くなり、それによって、絶縁および火花連絡またはフラッジ オーバの問題が一層困難になる。さらに、この解決策では、上流方向にコロナ電 極を効果的に覆うのはより困難になるであろう。さらにまた、空気流はターゲッ ト電極の内側に位置する空間に完全に集中し、かつターゲット電極とダクト壁と の間の空間には空気流が生じないことがわかりだので、ダクト壁が導電状態にな り、かつダクト壁とターゲット電極との火花連絡のおそれなく接地され得るよう に、ターゲット電極Ｍをダクト壁からある距離をおいて位置づけられることによ って、問題が改善されることはないであろう。実際には、成る条件のもとで、反 対の不所望の方向に前記空間の中に空気流を得ることは可能である。一般に、第 １図に示されかつ上記に述べられた、先に提案された装置で生じた空気流は、空 気流ダクトの中央部に集中する傾向が強く、またしたがって、ダクト内の空気流 速度の分配が極めて不均等になる。

これによってダクト領域は良好には使用されず、また、空気中に浮遊する微細に 分けられた汚染物質が早くターゲット電極Ｍに泳動しかつその上に沈積すること が困難になり、その結果空気の浄化の劣化を生じる。この導入部で述べられたよ うに、空気が浄化される程度は、ターゲット電極の軸方向の延在を増加させるこ とによって、または複数個のターゲット電極表面を空気ダクト１内に互いに平行 かつ隣接した関係で配置することによって、または従来のコンデンサセパレータ をターゲット電極の下流に設けることによって、わずかに改善されることができ る。しかしながら、これらの解決策はすべて、装置の寸法の拡大を含み、かつ／ または空気流に対するさらに大きな抵抗を導入し、その抵抗は、コロナ電流およ び／またはコロナ電極とターゲット電極との距離を増加することによって、かつ それとともに電位差を増加することによって補償されなければならない。上述の ように、コロナ電流の増加と、電位差の増加と、それとともに装菫内の高電圧レ ベルの上昇は、極めて好ましくないものである。

第１図の実施例における２つのターゲット電極Ｍ間の距離、またはダクトが円形 断面を有する実施例の場合における円筒状ターゲット電極の直径が大きくなり、 そのため、コロナ電極がターゲット電極を「見る」角度もまた大きくされるとき 、コロナ電極とターゲット電極との電位差が減少した状態の、またはその電位差 が保持された状態でコロナ電極とターゲット電極との距離が増加した状態の、コ ロナ電極におけるコロナ放電の、より効果的なかつより安定した起動を達成する ことが可能であることがわかった。コロナ電極がターゲット電極を見るこの角度 は、第１図にαで示されている。しかしながら、たとえば、第１図に示された先 に提案された実施例において、ターゲット電極Ｍ間の距離が増加し、５そのため 角度ａが大きくなると、空気流は依然としてダクト１の中央部に主に集中し、し たがって、ターゲット電極Ｍの表面上に空気中の汚染物質が効果的に沈積するこ とが一層困難になるであろう。さらにまた、角度αが成る値よりも大きいとき、 コロナ放電およびコロナ電極の起動は改善されるが、装置を流れる空気流は同時 に漸次的に悪化される。この理由は、空気流を駆動する力または圧力機構が、コ ロナ電極Ｋからターゲット電極Ｍへと通過するイオン電流と平行に方向づけられ 、したがって、ダクト軸と平行な空気流の方向に作用する力の成分が、角度ａの 値が増加するにつれて漸次的に小さくなるからであると信じられている。この発 明の手段によって上述の問題のすべてを大幅に減少させ、かつ電気イオン風また はコロナ風の助けによって、空気を運搬しかつ同時に浄化するだめの効果的なか つ役に立つ装置を提供することが可能であることがわかった。

第２図および第３図は、この発明の装置の第１の実施例を概略的にかつ一例とし て示している。第１図に示された公知の装置と同様に、この発明の実施例は、薄 いワイヤの形のコロナ電極Ｋが入口２を通る中央面に位置づけられた、長方形断 面の入口２を有する収納部１を含む。ここに示された装置は、互いに平行に、か つ中央面の両側から実質的な距離にかつ対称的に入口２を通る中央面と平行に配 置された、２つの平坦で薄いターゲット電極Ｍをもまた含み、そのため、コロナ 電極Ｋが２つのターゲット電極Ｍを見る６０°よりもさらに大きい角度でさえあ ってもよく、かつ成る発明の実施例の場合には、はとんど１８０°の大きさであ ってもよい。これは以下の説明から明らかになるであろう。これは、コロナ電極 とターゲット電極との距離がたとえ大きくても、コロナ電極とターゲット電極と の適度な電位差によって、コロナ電極Ｋにおけるコロナ放電の非常に効果的かつ 安定した起動をもたらす。この点に関して、「コロナ電極とターゲット電極との 距離」は、イオンがコロナ電極からターゲット電極へと泳動する通路、すなわち 、第２図の破線の長さを意味することが認識されるべきである。前述のように、 空気流駆動力の大きさは、イオン電流の強さとともに、イオンが泳動した通路の 長さに依存する。

第２図および第３図に示されたこの発明の実施例は、次の点で、先に提案された 実施例、たとえば第１図に示された実施例と異なる。それは、収納部１が隔壁ま たは中間壁５を設け、その壁は、入口２を通る中央面から実質的な距離に位置づ けられかつその中にそれぞれターゲット電極Ｍが位置づけられた、２つの互いに 別個の貫流通路６および７を形成するように、コロナ電極にの下流にある空気流 通路が入口２を介して中央面の両側に外方向に対称的に分岐するように構成され ている。この装置は、入口２から入る空気流が入口２を通る中央面の近傍に直線 的に前方向に流れ続けるのを防止し、その代わりに、その空気流はターゲット電 極Ｍに向かって強制的に押し出され、かつ空気流通路６および７内の電極を通過 して移動するようにされる。

この装置が空気流を偏向しかつその方向を変えるにもかかわらず、この装置を介 して非常に効果的なかつより大きな空気流が得られることが以外にもわかった。

これは、空気が流れる方向が、コロナ電極Ｋからターゲット電極Ｍへと流れるイ オン電流によって発生される、空気流駆動力の方向と大幅に一致するからである と思われる。この事実は、コロナ放電の効果的かつ安定した起動が、適度の電位 差によって、同時にコロナ電極とターゲット電極との比較的長い距離を使用して 、達成され得るように、角度αが大きくされ得るという事実とともに、電極間の 適度の電位差およびオゾンの発生に関して受入れられ得るコロナ電流の助けによ って、空気を非常に効果的に運搬する装置の製造を可能にする。さらにまた、空 気流はターゲット電極Ｍのすぐ近くに押し出され、かつ薄いゲージターゲット電 極の両側に移動するため、これらのターゲット電極が第２図および第３図に示さ れるように空気流通路６および７内に実質的に中央に位置づけられるとき、ター ゲット電極の表面上に浮遊汚染物質はより効果的に沈積する。空気流の偏向はま た、通路６および７内の成る量の乱流をもたらし、それはさらに、ターゲット電 極Ｍと空気との接触を改善しかつそれとともに汚染物質の沈積を一層効果的にす る。通路６および７内のターゲット電極Ｍの位置は、ターゲット電極の両側に所 望の空気流を得るために変更されてもよい。

コロナ電極にとターゲット電極Ｍが接続される直流電圧源４が、接地された中央 端子を有するとき利点が与えられ、そのため、コロナ電極とターゲット電極は接 地に関して逆極性を有し、かつそれとともに接地に関して、より低い電圧レベル を有する。ターゲット電極Ｍは収納部１の側壁、および中間のまたは隔壁５から 成る距離に配置されるので、これらの壁は導電状態でありかつ接地されてもよい 。これは、これらの壁が接触するには安全でありかつ静電気的に荷電されること ができなく、それとともにコロナ電極Ｋにおいてコロナ放電の妨害を引き起こす ことを意味する。図面には示されてはいないが、コロナ電極にとターゲット電極 Ｍは有利にも、電極の１つに短絡が生じた際に短絡電流を安全な値に制限する非 常に大きな抵抗を介して、電圧源４に接続される。

コロナ電極Ｋからのイオン電流の主要部が、コロナ電極Ｋに最も近く位置づけら れた薄いゲージターゲット電極Ｍの端縁へと流れるので、これらのターゲット電 極端縁のみが導電状態にまたは半導電状態になり、かつ電圧源に接続される必要 がある。ところが一方、エーロゾルの形で浮遊する電気的に荷電された汚染物質 のための沈積表面としてのみ本質的に機能する、薄いゲージターゲット電極Ｍの 残余の部分は、非常に高い抵抗率を有してもよく、たとえば、ｆａ電防止材料、 または約１０Ｉ　Ｏ−１０＋　＄オームの抵抗率を有する、静電防止の働きをす るように処理された材料を含んでもよい。ターゲット電極Ｍのこれら後者の部分 は、すなわち、非常に少ない電流を受取り、その受取られた電流の量はターゲッ ト電極表面上に沈積された汚染物質の電荷のみに対応する。このターゲット電極 Ｍの構成により、ターゲット電極は空気流通路６および７の出口６ａおよび７ａ から非常に安全に接触することができる。もし望まれるならば、コロナ電極Ｋに 対面するターゲット電極端縁は、ターゲット電極でいわゆるバックコロナを発生 するおそれなく、コロナ電極からイオン電流をより効果的に受取りかつ伝達する ことができるように、丸くされかつわずかに厚くされてもよい。これらのターゲ ット電極端縁の構成は、前記端縁を通る空気の流れにもまた適用されてもよい。

コロナ電極から不所望の方向にイオンが泳動するのを妨げるように、スクリーン 電極Ｓがコロナ電極の上流に配置されかつコロナ電極と実質的に同じである電位 に接続されるとき、利点がまた与えられる。コロナ電極Ｋが、第２図および第３ 図に示された実施例と類似して、長手の薄いワイヤの形を有するとき、スクリー ン電極Ｓは、たとえば、比較的大きな直径を有しかつコロナ電極にと並行して延 在する棒の形を有してもよい。

入口２は、スクリーン電極Ｓとコロナ電極にとの意図されない接触を妨げる格子 または網８によって便利にも覆われている。格子または網８は、導電状態にあり 、かつ収納部１の側壁と隔壁５と同じ態様で接地されてもよい。網または格子８ が、コロナ電極Ｋから格子または網８にイオン電流が流れようとしないように、 コロナ電極Ｋから成る距離に位置づけられるとき、スクリーン電極Ｓは省略され ることができ、かつ格子または網は必須のスクリーニング効果を提供するように される。

第２図に示された場合のように、コロナ電極には入口２の内側に軸方向に位置づ けられる必要はないが、入口２の平面にまたは前記入口の外側に軸方向に位置づ けられてもよい。このような場合、網または格子８は、コロナ電極にの両側をも 囲み、かつ電極との意図されない接触を妨げるように構成される。

理解されるように、ｊｉ２図および第３図に示された前述の原則に基づいた装置 は、円形断面、すなわち、円形の入口２をもまた有してよい。この場合、コロナ 電極は、入口２を通る中央線に沿って軸方向に位置づけられた、直線ワイヤまた は針状の電極から構成されるであろう。さらに、この後者の実施例の場合、２つ の別個の空気流通路６および７は、入口２を通る中央線と共軸的にかつそのまわ りに位置づけられる円形断面空気流通路の形を有し、かつその中に円筒状および 管状のターゲット電極が位置づけられる。

第４図および第５図は、第２図および第３図に示されたものと類似態様で、円形 断面人口２、および入口２を通る中央線に沿って軸方向に配置された短い直線ワ イヤまたは針状のコロナ電極Ｋを有する、この発明の装置のさらに他の考え得る 実施例を概略的に示している。この実施例では、収納部１およびその隔壁５は、 コロナ電極にの下流の空気流の通る通路が、入口２を通る中央線から入口中央線 に相関して円錐状に分岐する円形断面空気流通路６へ外方向に対称的に分岐する ように構成されている。通路６内に配置されているのは、通路壁と本質的に平行 に延在しかつ前記壁間に位置づけられた、円錐台形の薄いゲージターゲット電極 Ｍである。この構成の装置は、原則として、第２図および第３図に示された先に 述べられた装置と同じ態様で機能し、かつ前記装置と同じ利点を有することが理 解されるであろう。空気流通路６はコロナ電極Ｋからターゲット電極Ｍへの方向 と実質的に同じ方向に外方向に分岐するので、空気流の状態は第４図および第５ 図に従って構成された装置の場合では、わずかながらもより有益であり得る。一 方、第４図および第５図に従って構成された装置の外のり縮寸法は、第２図およ び第３図に従って構成された装置のそれよりも大きいであろう。第４図および第 ５図に示された装置のコロナ電極には、軸方向に延在する短い直線ワイヤまたは 針状の電極を含むので、スクリーン電極Ｓは適切にも、コロナ電極にの上流に配 置された環の形状を有するであろう。

第４図および第５図に示されたものと同じ原則を有する実施例が、実質的に長方 形の断面を有する入口と、それとともに、入口の中央面に相関して対称的に分岐 する実質的に長方形の断面を有する、２つの互いに別個の空気流通路（第２図お よび第３図の通路６および７に対応する）とを有する装置でもまた使用され得る ことが理解されるであろう。この場合、これら２つの空気流通路の各々は、第２ 図および第３図の実施例と同様に、実質的に平坦で薄いゲージターゲット電極を 含み、かつコロナ電極はワイヤの形を有しておりかつ第２図および第３図に示さ れたものと類似の態様で配置されている。

第６図および第７図は、極端な、かつ多くの点ではこの発明の装置の非常に有利 な実施例を概略的に示しており、ここでは、収納部１およびこの特定の場合実質 的に平面である隔壁５が、コロナ電極にの下流の空気流が通る通路が２つの反対 方向に向けられた空気流通路６および７に対して実質的に直角に分岐し、そのた めこれらの２つの通路が入口の中央面に対して実質的に直角に延在するように構 成されている。この実施例は非常に効果的に空気を運搬しかつ浄化するであろう と認識される。コロナ電極Ｋがタープることができ、かつコロナ電極には実質的 に収納部壁の平面にまたはそのすぐ外側に位置づけられてもよく、そのため、入 口または吸気口２は非常に短くされ得る。

第８図および第９図は、円形の入口２を有し、またしたがって、入口の中央線と 実質的に垂直に、あらゆる方向に放射状に延在し、かつ実質的に平坦な環状ター ゲット電極Ｍが配置されている、単一の空気流通路６のみを有する、類似の実施 例を概略的に示している。

前述のこの発明の装置のすべてにおける１個のまたは複数のターゲット電極は薄 いゲージにされ（すなわち、それらの表面積に相関して薄い厚さを有し）、かつ １個のまたは複数個のターゲット電極を収納する通路６および７の規定壁と平行 に間隔づけられた関係に配置されるが、ターゲット電極に異なった構成および位 置を与えることもまた可能である。したがって、すべての実施例のターゲット電 極は、通路壁の内面に近接してまたはその上に直接配置された導電状態のまたは 半導電状態の表面を含んでもよい。これらのターゲット電極表面はすべての絶縁 および火花連絡問題を除去するように接地されてもよく、その場合、高電圧電位 の全体はコロナ電極にあるであろう。しかしながら、上記で述べられたように、 この発明にしたがって構成された装置は、コロナ電極とターゲット電極との電位 差が比較的適度であり、それにもかかわらずコｐす電極とターゲット電極との距 離が長い状態で動作することができるので、コロナ電極は接地に関して高電圧電 位の全体上に置かれるという事実に起因して、克服できない絶縁または火花連絡 問題が生じる必要がない。しかしながら、通路壁の内面にまたはそれに極めて隣 接して配置されたターゲット電極が、前述の実施例と類似して、接地電位以外の 電位をも有してもよく、その場合通路壁はもちろん電気的に絶縁されなければな らない。ターゲット電極表面が通路壁の内面にまたはそれと極めて隣接して設け られた装置の場合、薄いゲージの電気的に絶縁された電極エレメントは、第２図 ないし第９図に示された実施例のターゲット電極Ｍと類似の態様で、空気流通路 と平行にかつ中央に配置されることができ、かつこれらの電気的に絶縁された電 極エレメントは、静電気的に荷電されかつ通路壁でのターゲット電極とともに、 空気流内のエーロゾル汚染物質を効果的に沈積させるためのコンデンサセパレー タを形成する。

第１３図は、第６図に示された断面と類似して、実際にテストされたときに極め て効果的であると認識された、上記に述べられた種類の実施例を例証している、 代替例の概略断面図である。第１３図に示された装置は第６図および第７図に示 された装置と実質的に同様の構成を有しており、正方形のまたは長方形の外形と 、装置の垂直方向の延長全体にわたって延在し、かつ流入する空気が２つの反対 に方向づけられた空気流通路６および７に実質的に９０°分岐される、長方形の 入口または吸気口２とを何する。コロナ電極にはワイヤの形ををしており、かつ 前述の態様でスクリーン電極Ｓとともに入口２を通る中央面に配置される。

通路６および７の各々は、その中に、３つの薄いゲージターゲット電極エレメン ト間８含むターゲット電極装置を配置しており、そのうちの２つは空気流通路６ および７のそれぞれの外側壁を形成しており、一方第３のターゲット電極エレメ ントＭは前記外側壁と平行にかつ実質的に外側壁間の中央に延在している。すべ てのターゲット電極エレメントＭは電圧源４の一方端子とともに接地されるが、 一方コロナ電極にはスクリーン電極Ｓとともに電圧源の他方端子に接続される。

この実施例の場合、入口２から入る空気流を分割しかつ偏向する璧５は、有利に も電気的に絶縁されている。入口２を規定する収納壁１は電気的に絶縁されるか または電気的に導電状態であってよく、かつ入口２を覆う格子８とともに接地さ れてもよい。空気の流れは、第６図および第７図に示された装置を参照して述べ られたものと同じ態様で、入口２から中へ、かつ２つの反対方向に方向づけられ た通路６および７から外へと駆動される。空気流通路６および７は、さらにその 中に、ターゲット電極Ｍ間に中央に位置づけられた導電状態のまたは半導電状態 の薄いゲージ電極エレメント１０を配置した。さらに配置されたこれらの電極エ レメント１０は周囲に関して電気的に絶縁され、たとえば、収納部の電気的に絶 縁された端壁に装着され、かつ装置が動作しているとき、ターゲット電極エレメ ントＭに相関してコロナ電極にと同じ極性の電圧を採用するように、静電気的に 荷電されるであろう。ターゲット電極エレメントＭとともに、これらの電極エレ メント１０は、空気流によって運ばれたエーロゾル汚染物質のターゲット電極エ レン２５Ｍ上への効果的な沈積を引き起こす、主として従来の型のコンデンサセ パレータを形成する。コロナ電極Ｋに最も近接して位置づけられた電極エレメン ト１０の端縁には、電極エレメント１０の所望の静電荷を向上させる、外側に突 出したフィンガまたはタブが設けられ得る。ターゲット電極エレメントＭが空気 中の汚染物質によって過度に汚染されるとき、空気流通路６および７の各々内の ターゲット電極エレメントＭと電極エレメント１０とは、浄化または交換のため に容易に除去され得る、単一の容易に取外される装置を形成するように一体的に 構成されてもよい。

第１３図に従って構成され、かつ４００Ｘ４００ｍｍの外形寸法とミリメートル 単位で図に示された残余の寸法とを有する装置が、コロナ電圧２０ｋＶおよび約 ８μＡのコロナ電流で実際にテストされた。約６０ｒｎ３／ｈの空気の流量が得 られ、かつ空気によって運搬された、９９％よりも多いエーロゾル汚染物質がそ こから抽出された。

第１３図を参照して述べられた原理構成を有する装置は、第８図および第９図に 示された装置と類似の態様で回転対称の構成が与えられ得ることが理解されるで あろう。さらに、それが回転対称または長方形であるかには無関係に、その装置 は、たとえば第２図および第３図または第４図および第５図に示された装置と類 似して、空気流がほとんど９０°というよりはむしろ９０°よりも小さい角度で 偏向される態様で構成され得ることが理解されるであろう。

第１３図に示された実施例の場合と同じように、ターゲット電極表面が通路壁の 内面上に接するかまたはそれに近接して位置づけられる装置は、通路内の中央に さらに他のターゲット電極を設けることも、または追加の電極エレメント１０を 設けることも必ずしも必要としないことが上述の説明より理解されるであろう。

さらに、たとえば第２図ないし第１１図に示された実施例のようなこの発明の他 の実施例でも、もちろん、通路壁に接するかまたはそれと近接して位置づけられ たターゲット電極表面がまた使用されてもよい。上述のように、この場合、ター ゲット電極を接地する必要はないが、しかしこれらの電極は代わりに接地電位と は異なった電位に接続されてもよく、その場合通路壁はもちろん電気的に絶縁さ れなければならない。

この発明の装置のターゲット電極は、上記で述べられかつ示されたちの以外の構 成を有してもよいこともまた理解されるであろう。たとえば、ターゲット電極は 空気流通路の側壁と平行に延在する表面を含む必要がない。その代わりに、空気 流通路が長方形断面、たとえば、第２図および第３図または第６図および第５図 または第１２図に示された実施例の通路を有する装置の場合、ターゲット電極は 、各通路に１つまたはそれ以上の互いに平行な電極エレメントを有した状態で、 空気流通路の側壁と直角に位置づけられた平面的な電極エレメントを含んでもよ い。たとえば、第２図および第６図または第１２図に従って構成された装置の場 合、このような代替のターゲット電極は図の平面と平行に配置されるであろう。

この発明に従って構成された装置を介して流れる空気が、上述のエーロゾル汚染 物質に加えてガス状の汚染物質から浄化されることができるようにするためには 、通路６および７を規定する収納部壁１および５の内面が、関与するガス状の汚 染物質を吸収するかまたは触媒的に分解するであろう化学的に活性の材料の層で 覆われてもよい。この発明の装置の壁１および５は電気的に接地されてもよいの で、貫流空気の温度を変化させるためにこれらの壁を冷却しまたは暖めるのも比 較的容易である。

上記で述べられたように、コロナ電極でのコロナ放電はガス状の物質を発生し、 特に、近傍の人々に有害でありまたは刺激的であり、かつ周囲の空気の中でのそ の濃度は人々が存在する環境における成る制限値を越えるべきではない、オゾン および窒素酸化物を発生する。この発明に従って構成された装置は、第６図ない し第９図に示された型の装置のために第１０図に概略的にかつ一例として示され たように、入口２と反対に位置づけられた隔壁５に、コロナ電極にと反対に軸方 向に位置づけられかつコロナ電極と類似の構成および延在を有する開口９を設け ることによって、これらの有害ガスの大部分が回復されかつ無害にされるのを可 能にする。コロナ電極のすぐ近傍を通過し、かつコロナ放電によって生じた有害 ガスの主な部分を含む空気流の部分が、この間口９を介して通過するであろう。

開口９を通過する空気は隔壁５の後面で回復されることができ、そのため、前記 空気によって運搬された有害ガスは安全にされることができる。これは、この空 気を建物の外の大気へと放出することによって達成されることができ、または、 その空気は有害ガスが吸収されるかまたは触媒的に分解されて安全な形になる適 切なフィルタを通ることができる。

このようなフィルタは、開口９の下流に壁５の後ろに位置づけられた空間内に配 置され得る。この装置はまた、この発明の他のすべての実施例、たとえば、第２ 図ないし第５図、第１１図、第１２図および第１３図に示された実施例で具体化 され得ることが理解されるであろう。

第１４図および第１５図は、有害ガスを含む空気流の部分が前述の態様でコロナ 電極のすぐ近傍から除去された多くの実施例を、概略的にかつ一例として示して いる。

第１４図に示された装置は第２図および第３図に示された装置と本質的に同様の 態様で構成されるが、しがし、第１４図の実施例のターゲット電極が通路６およ び７の側壁の内面に配置された電極表面Ｍを含み、かつ収納部ｌおよび隔壁５が 電気的に絶縁されているという点が異なる。コロナ電極にと反対に隔壁５内に位 置づけられるのは、ワイヤ状のコロナ電極にと類似の形状および拡大を有する開 口９である。コロナ電極にのすぐ近傍を通り、かつしたがってコロナ放電によっ て生じた有官ガスを含む空気の体積は、その間口９を通過するであろう。したが フて、この空気体積は隔壁５の後側にまたは内側に位置する空間内に流入するで あろうし、かつ適切なフィルタ１１の助けによって前記有害ガスから浄化され得 る。

この実施例のターゲット電極表面Ｍは開口９に比較的近接して位置づけられるの で、有害ガスを含む空気体積は確実に開口９に実際に流入するであろう。

第１５ｒｉｌＪは、第１５図の実施例の空気流通路２．６および７が長方形断面 を有し、かつしたがってコロナＭｔＡＫはワイヤの形をしていることを除ｔブば 、第４図および第５図に示された装置と同様の原理構成を有する装置を概略的に かつ一例として示している。同じ理由により、第１５図の実施例のターゲット電 極Ｍは平坦でかつ薄いゲージ電極エレメントの形を有する。前述と類似して、隔 壁５にはコロナ電極にと反対に軸方向に位置づけられかつ前記コロナ電極と類似 の構成および拡大を有する開口９が設けられる。

コロナ電極にのすぐ近傍を通過し、またしたがってコロナ放電によって生じた６ 害ガスを運搬する空気体積は、開口９を通るであろう。これらのＨ害ガスは、前 述の態様で、開口９から入る空気体積を適切なフィルタを通過させることによっ て除去され得る。この実施例の隔壁５は導電状態にありかつ接地されているので 、開口９に最も近く位置づけられた壁５の部分は、開口９とコロナ電極にとの距 離が適切に適合されたとき所与の小さなコロナ電流を引き出すであろう。このコ ロナ電流は、コロナ電極にの最も近くを通過する空気体積を開口９を介して駆動 する際に最も効果的に役立つ。さらに他の薄いゲージ電極エレメント１１が開口 ９の後方または下流に設置夕られてもよく、がっコロナ電極にの電位と同じ符号 の電位に接続されてもよい。この電極エレメント１１は、接地された隔壁５とと もに、開口９を流れる空気内に存在するエーロゾル汚染物質が沈積し得るコンデ ンサセパレータを形成する。この場合、これらの汚染物質は隔壁５上に沈積する 。このようなエーロゾル汚染物質はそれとともに、コロナ放電によって生じた有 害ガスを安全にするのに使用されたフィルタに入らないようにかつそれを汚染し ないように防止される。

この発明の装置の多くが大きなユニットを形成するように組合わされてもよいこ とが理解されるであろう。

したがって、第１１図は、１つの同じ空気流が通過するように、−直線上に軸方 向に位置づけられた、第２図および第３図に示された型の２つまたはそれ以上の 装置を概略的にかつ一例として示している。外面々（導電状態でありかつ内面が 電気的に絶縁されてもよい隔壁５が、不所望の上流方向に移動するイオン電流を 効果的に防止するように下流のコロナ電極Ｋを効果的に覆うという利点を、この ような装置は提供する。

第１２図は、前記装置の入口が互いに反対方向に向かっている状態で、背中合わ せに位置づけられた第６図ないし第９図に示された実施例の１つの中の２つの装 置を概略的に示している。もちろんこの装置の組合わせは、第１３図に示された 実施例でもまた効果的であり得る。

この発明は前、述の示された例示の実施例に限定されず、かつ示された前述の実 施例はこの発明の範囲内で修正されてもよく、かつこの発明の装置のいくつかは より大きな空気処理アセンブリを形成するように組合わされ得ることが理解され るであろう。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．空気を運搬しかつ随時、同時に浄化するための装置であって、コロナ電極（ Ｋ）と、前記コロナ電極から間隔をあけて配置された少なくとも１つのターゲッ ト電極（Ｍ）と、直流電圧源（４）とを含み、前記コロナ電極と前記ターゲット 電極は前記電圧源の各端子に接続され、かつその装置内では、コロナ電極の構成 と電圧源の電圧は、イオン発生コロナ放電がコロナ電極で生じるようなものであ り、かつ的記装置は、コロナ電極（Ｋ）が実質的に中央に位置づけられる入口（ ２）と、前記入口（２）から延在し、かつターゲット電極（Ｍ）が入口（２）を 通る中央線から長い距離にかつ対称的に位置づけられるように配置される、空気 流通路とをさらに含み、そのため、コロナ電極（Ｋ）とターゲット電極（Ｍ）と の間に延在する線が前記入口を通る中央線に関して実質的な角度（α）を規定し 、さらに、入口（２）とコロナ電極（Ｋ）の下流の空気流通路が、ターゲット電 極（Ｍ）を含みかつ入口（２）を通る中央線から或る距離に位置づけられる空気 流通路（６，７）を形成するようにターゲット電極（Ｍ）に向かって外方向に分 岐し、かつ入口（２）から入る空気がターゲット電極（Ｍ）に向かって押し出さ れ、かつ空気の少なくとも主な部分が入口（２）を通る中央線の延長に沿って直 線的に前方向に流れ続けるのを防止するように、収納部（１，５）が構成される ことを特徴とする装置。 ２．入口（２）を通る中央線、およびコロナ電極（Ｋ）とターゲット電極（Ｍ） との間に引かれた線によって規定された前記角度（α）が少なくとも３０°であ ることを特徴とする、請求項１に記載の装置。 ３．入口（２）が実質的に長方形の断面を有し、かつコロナ電極（Ｋ）は長手の およびワイヤ状の構成を有し、かつそれを通る中央線に垂直に延在する入口（２ ）を通る中央面に配置され、かつコロナ電極の下流の空気流通路が、入口（２） を通る前記中央面の両側で、実質的に長方形の断面を有する２つの空気流通路（ ６，７）に分岐し、前記通路の各々は、前記空気流通路の壁と実質的に平行な拡 大を有するターゲット電極（Ｍ）をそれぞれ収容することを特徴とする、請求項 １または２に記載の装置。 ４．ターゲット電極（Ｍ）を含む２つの空気流通路（６，７）が、入口（２）を 通る中央面と実質的に平行に延在することを特徴とする、請求項３に記載の装置 。 ５．ターゲット電極（Ｍ）を含む２つの空気流通路（６，７）が、入口（２）を 通る中央面から互いに反対方向に分岐することを特徴とする、請求項３に記載の 装置。 ６．２つの空気流通路（６，７）の分岐方向が、その間に、コロナ電極（Ｋ）か ら２つのターゲット電極（Ｍ）へと延在する線に対する角度（α）と実質的に一 致する角度を形成することを特徴とする、請求項５に記載の装置。 ７．ターゲット電極（Ｍ）を含む２つの空気流通路（６，７）が、入口（２）を 通る中央面と実質的に垂直に、互いに反対方向に延在することを特徴とする、請 求項３に記載の装置。 ８．入口（２）が実質的に円形であり、かつコロナ電極（Ｋ）が、入口（２）を 通る中央線に沿って実質的に軸方向に延在する短いワイヤ状のまたは針状の電極 を含み、かつコロナ電極下流の空気流通路が、前記中央線に関して実質的に円錐 状に分岐し、かつ実質的に環状断面を有しかつ同心的に前記中心線を囲む空気流 通路（６）に分岐し、かつ前記通路（６）が、実質的に環状の拡大を有するター ゲット電極（Ｍ）をその中に設けたことを特徴とする、請求項１または２に記載 の装置。 ９．ターゲット電極（Ｍ）を食みかつ円形断面を有する通路（６）が、入口（２ ）を通る中央線と実質的に平行に延在することを特徴とする、請求項８に記載の 装置。 １０．円形断面を有しかつターゲット電極（Ｍ）を含む空気流通路（６）が、入 口（２）を通る中央線から円錐状に分岐することを特徴とする、請求項８に記載 の装置。 １１．空気流通路（６）が延在する方向が、コロナ電極（Ｋ）からターゲット電 極（Ｍ）への方向と実質的に一致することを特徴とする、請求項１０に記載の装 置。 １２．円形断面を有しかつターゲット電極（Ｍ）を含む空気流通路（６）が、入 口（２）を通る中央線に関して実質的に垂直に、すべての方向に外方向に放射状 に延在することを特徴とする、請求項８に記載の装置。 １３．ターゲット電極（Ｍ）の各々が、それぞれの空気流通路（６，７）の壁と 実質的に平行にかつ実質的にその間の中央に配置された、実質的に薄いゲージ電 極エレメントを含むことを特徴とする、請求項３ないし７のいずれかに記載の装 置。 １４．ターゲット電極（Ｍ）が実質的に円筒状であり、かつ円形断面を有する空 気流通路（６）の壁と実質的に平行にかつ実質的にその間の中央に配置されるこ とを特徴とする、請求項９に記載の装置。 １５．ターゲット電極（Ｍ）が、円形断面を有する円錐状に分岐する空気流通路 （６）の壁と実質的に平行にかつ実質的にその間の中央に配置された、薄いゲー ジ円錐台形電極エレメントを含むことを特徴とする、請求項１０または１１に記 載の装置。 １６．ターゲット電極（Ｍ）が環状の、本質的に平坦な構成を有し、かつ入口（ ２）を通る中央線に関して実質的に垂直にすべての方向に外方向に放射状に延在 する、空気流通路（６）の壁と平行にかつその間の中央に配置されることを特徴 とする、請求項１２に記載の装置。 １７．薄いゲージターゲット電極（Ｍ）が、空気流の方向に見られるように、各 空気流通路（６，７）の長さの主な部分に延在することを特徴とする、請求項１ ３ないし１６のいずれかに記載の装置。 １８．コロナ電極（Ｋ）に最も近く位置づけられたターゲット電極（Ｍ）の部分 が導電状態または半導電状態にあり、かつ直流電圧源（４）の一方端子に接続さ れ、かつターゲット電極（Ｍ）の残余の、より大きな部分が非常に高い抵抗率を 有しかつ好ましくは静電防止状態にあることを特徴とする、請求項１７に記載の 装置。 １９．ターゲット電極（Ｍ）が、ターゲット電極を含む空気流通路（６，７）の 壁の内面に近接してまたはその上に配置された、導電状態のまたは半導電状態の 表面を含むことを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれかに記載の装置。 ２０．入口（２）と反対に位置づけられた収納部壁（５）には、コロナ電極（Ｋ ）と反対に軸方向に位置づけられかつ入口（２）よりもはるかに小さな寸法を有 する開口（１０）が設けられ、前記開口（１０）は、コロナ電極（Ｋ）のすぐ近 くを流れ、かつコロナ放電によって生じた有害ガスを含む空気流の部分によって 貫通されるように意図されることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに 記載の装置。 ２１．コロナ電極との直接的な接触を妨げるような態様で、その上流のコロナ電 極（Ｋ）から間隔をあけられて位置する、格子または網構造（８）を特徴とする 、請求項１ないし２０のいずれかに記載の装置。 ２２．本質的にコロナ電極（Ｋ）としての電位に接続されたスクリーン電極（Ｓ ）が前記コロナ電極の上流に配置されることを特徴とする、請求項１ないし２１ のいずれかに記載の装置。 ２３．コロナ電極（Ｋ）とターゲット電極（Ｍ）が、接地に関して逆極性を有す る電位に接続されることを特徴とする、請求項１ないし２２のいずれかに記載の 装置。 ２４．収納壁（１，５）が導電状態にありかつ接地されることを特徴とする、請 求項１ないし２３のいずれかに記載の装置。