JPH06143998A

JPH06143998A - 空気清浄装置

Info

Publication number: JPH06143998A
Application number: JP32735892A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hara; 慎一原; Toshio Harada; 利雄原田; Senichi Masuda; 閃一増田
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1994-05-24

Abstract

(57)【要約】【目的】経時的に生じる集塵能力の低下を防止し、安
定した集塵能力を長期的得られる空気清浄装置を提供す
る。【構成】荷電部の放電電流値を検出し、この検出され
た放電電流値を基準値と比較し、放電電流値が基準値か
らずれた場合に、基準値に一致させるよう荷電部への印
加電圧を調節し、集塵能力を一定に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車用空調装置等
の空調ダクト内に組み込まれる空気清浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の空気清浄装置としては、例えば
実公昭５７−４７２１１号公報に示されるものが知られ
ている。

【０００３】これは、ブロアユニットの下流側に、荷電
部（アイオナイザ）と集塵部とをこの順で熱交換器の上
流側に配置したもので、荷電部は、放電電極と放電対極
との異なる２つの電極を対向させて構成され、電圧を印
加することにより、電極間を通過する粉塵粒子を帯電す
るようになっている。そして、ここで帯電された粉塵粒
子は、後方の集塵部で集塵される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、荷電部
に印加される電圧は、例えば５〜６ＫＶと高く、放電電
極が、図７に示すように断面円形のワイヤ状のものであ
れば、しばらく使っていると、空気中の塵埃がワイヤ表
面に付着し、また、図８に示すように、針状の尖頭突起
有するものであれば、尖頭部分が徐々に摩耗し、いずれ
の場合も放電電流が低下して集塵能力が低下する欠点が
あった。実際、図９にみられるように、数十時間の運転
により放電電流は半分以下となり、それに伴って集塵率
も半分以下になってしまうことが確かめられている。

【０００５】これに対して、集塵部においても、時間が
たつにつれて、集塵部表面に粉塵粒子が蓄積し、その結
果、徐々に集塵能力が低下してしまう欠点があった。こ
のため、従来においては、３ケ月及び至６ケ月という比
較的短い期間で集塵部を洗浄しなければならなかった。

【０００６】そこで、この発明においては、経時的に生
じる集塵能力の低下を防止し、安定した集塵能力を長期
的に得られる空気清浄装置を提供することを課題として
いる。

【０００７】

【課題を達成するための手段】しかして、この第１の発
明の要旨とするところは、空調ダクト内の熱交換器より
も上流側に、粉塵粒子を帯電させる荷電部と、この荷電
部よりも後流側に位置して帯電された前記粉塵粒子を捕
集する集塵部とを備えてなる空気清浄装置において、前
記荷電部の電流値を検出する検出手段と、この検出手段
で検出された電流値を基準値と比較する比較手段と、前
記検出手段で検出された電流値が基準値からずれた場合
に前記荷電部の電流値が基準値と一致するよう前記荷電
部への印加電圧を調節する電圧制御手段とを有すること
にある。

【０００８】また、第２の発明の要旨とするところは、
空調ダクト内の熱交換器よりも上流側に、粉塵粒子を帯
電させる荷電部と、この荷電部よりも後流側に位置して
帯電された前記粉塵粒子を捕集する集塵部とを備えてな
る空気清浄装置において、前記集塵部は、接地された低
圧側電極とこの低圧側電極に対向して浮遊する高圧側電
極とを有して成り、前記高圧側電極に接続し、前記荷電
部との距離を可変できるフロート電極を設け、前記フロ
ート電極と前記荷電部との距離を制御して前記集塵部に
誘導される電圧を調節する制御手段を設けたことにあ
る。

【０００９】

【作用】したがって、第１の発明によれば、放電電極に
塵埃が付着して、あるいは放電電極が摩耗して放電電流
が低下してくると、検出手段で検出された電流値は、基
準値より下回る。比較手段ではこの検出電流値の基準値
からのずれが検知され、制御部は、このずれをなくすよ
うに荷電部への印加電圧を高くし、基準とする電流が流
れるように制御する。このため、一定の放電電流が時間
の経過にかかわらず得られるものである。

【００１０】また、第２の発明によれば、集塵部の表面
に粉塵が蓄積しても、制御手段でフロート電極を荷電部
に近づければ、荷電部からフロート電極へ供給されるイ
オン電流が大きくなり、集塵部の高圧側電圧に発生する
バイアス電圧が増大して、粉塵の蓄積によって低下した
集塵能力をもとに戻すことができ、そのため、上記課題
を達成することができるものである。

【００１１】

【実施例】以下、この発明を図面により説明する。

【００１２】図１において、空気清浄装置を例えば自動
車用空調装置に施設した場合が示され、自動車用空調装
置１は、空調ダクト２の最上流側にインテークドア切換
装置３が設けられ、このインテークドア切換装置３は内
気入口４と外気入口５とが分かれた部分にインテークド
ア６が配置され、このインテークドア６をアクチュエー
タにより操作して空調ダクト２内に導入する空気を内気
と外気とに選択できるようになっている。

【００１３】送風機７は、空調ダクト２内に空気を吸い
込んで下流側に送風するもので、この送風機７の後流側
には冷却用の熱交換器８と加熱用の熱交換器９とが設け
られている。

【００１４】冷却用の熱交換器８は、コンプレッサ、コ
ンデンサ、リキッドタンク及びエクスパンションバルブ
と共に配管結合されて冷房サイクルを構成しており、送
風機７から送られた空気を冷却する。また、加熱用の熱
交換器９は、エンジンの冷却水が循環してここを通過す
る空気を加熱するようになっている。この加熱用の熱交
換器９の手前にはエアミックスドア１０が設けられてお
り、このエアミックスドア１０の開度をアクチュエータ
で調節することで、加熱用の熱交換器９を通過する空気
と加熱用の熱交換器９をバイパスする空気との量が変え
られ、その結果、吹出空気の温度が制御されるようにな
っている。

【００１５】そして、前記空調ダクト２の下流側は、デ
フロスト吹出口１１、ベント吹出口１２及びヒート吹出
口１３に分かれて車室に開口し、その分かれた部分にモ
ードドア１４ａ，１４ｂ，１４ｃが設けられ、このモー
ドドア１４ａ，１４ｂ，１４ｃをアクチュエータで操作
することにより所望の吹出モードが得られるようになっ
ている。

【００１６】前記送風機７の下流側には、空気の中に混
入する粗いゴミ、塵埃を除去するプレフィルタ１５が設
けられ、さらに、このプレフィルタ１５と冷却用の熱交
換器８との間に、以下述べる空気清浄装置の荷電部（ア
イオナイザー）１６と集塵部１７とが配置されている。

【００１７】荷電部１６は、下記する電圧制御部２２に
接続された放電電極１８と、この放電電極１８に対向す
るよう交互に配置され、検出部２０を介して接地されて
いる放電対極１９とを備えているもので、これら放電電
極１８と放電対極１９との間を通過する粉塵粒子を帯電
するようになっている。

【００１８】検出部２０は、放電対極１９を流れる実際
の放電電流を検出し、検出信号ｘを出力するもので、こ
の検出部２０で検出された検出信号ｘは、比較部２１に
入力される。

【００１９】比較部２１は、入力された検出信号ｘを、
荷電部１６の必要放電電流に相当する基準値ｘ₀と比較
するもので、検出信号ｘの基準値ｘ₀に対する偏差を演
算し、偏差信号（Δｘ）を電圧制御部２２に出力するよ
うになっている。

【００２０】電圧制御部２２は、直流可変電源を有し、
この直流可変電源の正極側が放電電極１８に接続される
と共に、負極側が接地されており、前記偏差信号（Δ
ｘ）を受けると、このΔｘを零とするよう直流可変電源
の出力電圧ｖを可変するようになっている。尚、出力電
圧ｖが上がり過ぎると電極間で火花が発生する恐れがあ
るので、この電圧制御部２２には、出力電圧ｖを火花発
生電圧ｖ_sより低く抑えるリミッター機構が設けられて
いる。

【００２１】また、検出部２０からの検出信号ｘは、火
花検出部２３に入力される。この火花検出部２３は、火
花の発生によってパルス電流が生じることから、パルス
信号の有無を検出しているもので、パルス信号が検出さ
れた場合に、電圧制御部２２に電圧停止信号ｓ₁を送出
すると共に、異常表示器２４に表示信号ｓ₂を送出す
る。

【００２２】前記電圧制御部２２は、電圧停止信号ｓ₁
を受けると、荷電部１６への印加電圧を零とし、また、
異常表示器２４は、表示信号ｓ₂を受けると、異常表示
ランプの点灯、異常メッセージの表示等の手段で異常を
表示するようになっている。

【００２３】これに対して、集塵部１７は、荷電部１６
の下流側に配置され、直流電源２５の正極側に接続され
た高圧側電極２６と、前記直流電源の負極側に接続され
た低圧側電極２７とを交互に配置して構成されており、
帯電された粉塵粒子が高圧側電極２６と低圧側電極２７
との間を通過しようとすると、これら粉塵粒子を吸着す
るようになっている。

【００２４】上述の構成において、荷電部１６にかかる
初期の印加電圧を６ＫＶとすると、放電電極１８と放電
対極１９との間で放電し、上流から送られてくる空気中
の粉塵粒子は、これら放電電極１８と放電対極１９との
間を通過する際に帯電され、この帯電された粉塵粒子
は、後方の集塵部１７で集塵される。時間の経過と共
に、放電電極１８に塵埃が付着したり、放電電極１８が
磨耗してくると、放電電流は、図２の実線で示す使用初
期の特性線から、破線で示す特性線のように低下してく
るが、この場合には検出部２０で検出された検出信号ｘ
が基準値ｘ₀よりも小さくなるため、そのずれに対応す
る偏差信号（Δｘ）が比較部２１から出力され、電圧制
御部２２は、このΔｘを零にするよう印加電圧を上げ、
放電電流を使用初期と同じにする。このため、放電電流
は経時変化することなく一定となり、当初の帯電能力が
保たれるものである。

【００２５】尚、荷電部１６への印加電圧と放電電流と
の特性は、図２の如く電圧の増加に伴って指数関数的に
増大することが知られており、電圧を例えば、６．１Ｋ
Ｖに昇圧すれば、放電電流は数十μＡ変化するので、放
電電流の調整のために大きく昇圧しなくても済む。

【００２６】図３に、第２の発明に係る空気清浄装置の
実施例が示され、以下異なる部分について説明し、同一
箇所は同一番号を付して説明を省略する。

【００２７】空気清浄装置の荷電部１６は、負極側が接
地された直流電源３０の正極側に接続される放電電極１
８と接地電圧に設定される放電対極１９とを、交互に配
置して構成されている。これに対して、集塵部１７は、
接地電圧に設定された低圧側電極２７と、この低圧側電
極２７と交互に配置される高圧側電極２６とから成り、
高圧側電極２６は、電源にもアースにも接続されないよ
うになっている。

【００２８】また、上記荷電部１６と集塵部１７との間
には、フロート電極３１が配置され、このフロート電極
３１は、前記集塵部１７の高圧側電極２６に、電源およ
び大地から浮遊した状態で接続されている。

【００２９】しかして、荷電部１６に印加せれる電圧に
よって、放電電極から放電対極に放電される一方、放電
電極１８からフロート電極３１にはイオン電流が供給さ
れ、集塵部１７の高圧側電極２６に自動的にバイアス電
圧が発生し、荷電部１６で帯電された粉塵粒子は、高圧
側電極２６と低圧側電極２７との間を通過しようとする
際に集塵部１７の表面に吸着される。

【００３０】また、フロート電極３１は、その基部にギ
ア３２と噛み合うラック３３が形成されており、ギア３
２をモータ３４によって回転制御すると、荷電部１６と
の距離ｄが可変されるようになっている。

【００３１】また、プレフィルタ１５と荷電部１６との
間には、導入空気の湿度を検出する湿度センサ３５が取
り付けられており、その湿度センサ３５の出力信号は、
コントロールユニット３６に入力されるようになってい
る。

【００３２】コントロールユニット３６は、Ａ／Ｄ変換
器やマルチプレクサ等を含む入力回路、タイマー、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等を含む演算処理回路、駆動回路等
を含む出力回路を有する公知のもので、所定のプログラ
ムに沿って前記ギア３２に接続されたモータ３４を駆動
制御するようになっている。

【００３３】次に、コントロールユニット３６によるモ
ータ３４の駆動動作例を説明する。

【００３４】フロート電極３１と荷電部１６との距離ｄ
の変化に伴う集塵部１７の高圧側電極２６と低圧側電極
２７との電位差（高圧側電極の対地電圧）は、図４に示
されるように、フロート電極３１を荷電部１６に近づけ
るほど大きくなるので、粉塵粒子の集塵部１７への蓄積
によって集塵能力が経時的に徐々に低下しても、フロー
ト電極３１を荷電部１６に近づけていけば、集塵能力を
一定に保つことができる。

【００３５】このため、コントロールユニット３６は、
内蔵するタイマによって電気集塵の累積作動時間を計
り、累積作動時間の増加に従って、荷電部１６とフロー
ト電極３１との距離ｄを徐々に小さくするようモータ３
４を連続的あるいは段階的に駆動する。より具体的に
は、図５に示されるように、例えば、目標集塵率を得る
ために、使用初期におけるフロート電極３１と荷電部１
６との距離ｄが３ｍｍである場合、集塵率の特性曲線は
経時的に徐々に下方にずれてくるので、使用初期の目標
集塵率を得るためには、およそ６か月後でフロート電極
３１と荷電部１６との距離を２ｍｍに、１年後で約１ｍ
ｍになるよう変更する。

【００３６】また、集塵部１７は、図６に示されるよう
に、湿度が高くなると、放電効率が悪くなって集塵能力
が低下するし、湿度が低くなると、集塵能力が上昇して
集塵部表面の汚れが早まる。そのため、コントロールユ
ニット３６は、前記湿度センサ３５からの信号を基に基
準湿度からのずれを演算し、基準湿度よりも高い場合に
は、フロート電極３１と荷電部１６との距離ｄを小さく
するようモータ３４を駆動し、基準湿度よりも低い場合
には、フロート電極３１と荷電部１６との距離ｄを大き
くするようモータ３４を駆動し、一定の目標集塵率を保
つようにしてもよい。

【００３７】尚、この実施例においては、フロート電極
３１と荷電部１６との距離ｄを変更する手段が、モータ
３４に接続されたギア３２とフロート電極３１のラック
３３で構成するようにしたが、圧電セラミックの伸縮を
利用し、この圧電セラミックへの印加電圧を調整するこ
とでフロート電極３１と荷電部１６との距離ｄを変える
ようにしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、第１の発明において
は、荷電部の放電電流が一定となるよう、荷電部の印加
電圧が調節され、また、第２の発明においては、集塵部
のフロート電極と荷電部の放電電極との距離が調節され
るので、いずれの場合も経時的に生じる集塵能力の低下
を防止することができ、長時間にわたる安定した集塵能
力が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に係る空気清浄装置を自動車用空調
装置に利用した場合の実施例を示す構成図である。

【図２】印加電圧と放電電流との関係を示す特性線図で
ある。

【図３】第２の発明に係る空気清浄装置を自動車用空調
装置に利用した場合の実施例を示す構成図である。

【図４】フロート電極と荷電部との距離ｄと、高圧側電
極の対地電圧との関係を示す特性線図である。

【図５】経時変化に伴うフロート電極と荷電部との距離
ｄと、集塵率との関係を示す特性線図である。

【図６】湿度変化に伴うフロート電極と荷電部との距離
ｄと、集塵率との関係を示す特性線図である。

【図７】荷電部の放電電極例を示す断面図である。

【図８】荷電部の他の放電電極例を示す説明図である。

【図９】集塵率および放電電流の経時変化を示す特性線
図である。

【符号の説明】

２空調ダクト８冷却用の熱交換器９加熱用の熱交換器１６荷電部１７集塵部２０検出部２１比較部２２電圧制御部２６高圧側電極２７低圧側電極３１フロート電極３６コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者増田閃一東京都北区西ケ原３−２−１の415号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空調ダクト内の熱交換器よりも上流側
に、粉塵粒子を帯電させる荷電部と、この荷電部よりも
後流側に位置して帯電された前記粉塵粒子を捕集する集
塵部とを備えてなる空気清浄装置において、前記荷電部の電流値を検出する検出手段と、この検出手段で検出された電流値を基準値と比較する比
較手段と、前記検出手段で検出された電流値が基準値からずれた場
合に前記荷電部の電流値が基準値と一致するよう前記荷
電部への印加電圧を調節する電圧制御手段とを有するこ
とを特徴とする空気清浄装置。
【請求項２】空調ダクト内の熱交換器よりも上流側
に、粉塵粒子を帯電させる荷電部と、この荷電部よりも
後流側に位置して帯電された前記粉塵粒子を捕集する集
塵部とを備えてなる空気清浄装置において、前記集塵部は、接地された低圧側電極とこの低圧側電極
に対向して浮遊する高圧側電極とを有して成り、前記高
圧側電極に接続し、前記荷電部との距離を可変できるフ
ロート電極を設け、前記フロート電極と前記荷電部との
距離を制御して前記集塵部に誘導される電圧を調節する
制御手段を設けたことを特徴とする空気清浄装置。