(57)【要約】【課題】新型コロナウイルスや新型インフルエンザウイルス等を含む空気中に浮遊するウイルス、病原菌、カビ毒等をプラズマで殺菌あるいは不活性化する空気清浄装置の実用化が期待されている。しかしながら、大容量の空間を対象に、確実に、迅速に、プラズマ処理することが困難であるという課題がある。この課題を解消可能な空気清浄装置を提供すること。【解決手段】プラズマ処理対象の空気入口と吹き出し口を備えた筐体の内部に、流線形の接地電極と、線状あるいは帯状の非接地電極と、誘電体膜を備えた誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ発生手段を配置して圧損の少ない空気流路を形成し、プラズマ処理を行うことを特徴とする。更に、該接地電極表面に凹凸を設けて電界の集中化を行うことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
殺菌処理あるいは清浄処理の対象である対象空間の空気を吸入する吸入口と前記対象空間に対して空気を吹き出す吹き出し口とを結ぶ空気流路を形成する筐体と、前記空気の流れを発生する送風機と、前記空気をプラズマ化してプラズマ処理するプラズマ発生手段と、を備えたプラズマを用いた空気清浄装置であって、
前記プラズマ発生手段は、電気的に非接地である非接地電極と、電気的に接地された接地電極と、前記非接地電極と前記接地電極の少なくとも一方の表面に密着して形成される誘電体膜と、前記非接地電極と前記接地電極の間に電圧を印加する交流電源と、を備え、
前記接地電極は断面形状が流線形であり、前記非接地電極は線状あるいは帯状の形を有し、前記非接地電極が前記接地電極に前記誘電体膜を介して密接して配置されることを特徴とするプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項２】
前記接地電極は、断面形状が矩形の金属製平板と、前記金属製平板の前縁と後縁にそれぞれに配置される曲面を持つ部材から成る流線形構造を有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項３】
前記接地電極は、断面形状が矩形の金属製平板と、前記金属製平板の前縁と後縁にそれぞれに配置される断面が半円形である部材から成る疑似の流線形構造を有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項４】
前記接地電極の表面は、凹凸状に加工され、前記凹凸の山頂部と谷部の段差がパッシェンの法則での圧力ｐと電極間隔ｄとの積が０．２〜１０ｍｍＨｇ・ｃｍ、即ち、ｐ｛ｍｍＨｇ｝ｄ｛ｃｍ｝＝０．２〜１０ｍｍＨｇ・ｃｍ、を満たす条件に略等しい値である３μｍないし１３０μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項５】
前記非接地電極は、前記接地電極に前記誘電体膜を介して、密着して螺旋状に巻かれることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項６】
前記非接地電極は、前記接地電極に前記誘電体膜を介して、密着して櫛型状に配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項７】
前記非接地電極は、可撓性及び耐酸性に優れた誘電体膜で被覆されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項８】
前記接地電極の表面に形成される誘電体膜は、粒径が略１０ｎｍないし略６５μｍの範囲に入るマイカ（雲母）、フェライト、ネオジム、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）及び酸化チタン（ＴｉＯ２）の誘電体の中から少なくとも２つ以上が含まれることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項９】
前記交流電源は、可聴領域の周波数の電圧を前記非接地電極と前記接地電極の間に印加することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項１０】
前記プラズマ発生手段は、マトリクス状に配置された多数の前記接地電極を備え、該マトリクスの第１行に位置する前記接地電極の隣り合う隙間と、第２行に位置する前記接地電極の隣り合う隙間が前記吸入口の空気の流れ方向で一致しないようにずらして配置されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項１１】
前記筐体は、前記送風機と前記プラズマ発生手段とオゾンを分解する触媒とを備え、前記プラズマ発生手段及び前記オゾンを分解する触媒は、前記空気の流れの上流側から、この順に配置されることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項１２】
前記筐体は、前記流路内の空気を冷却する冷却フィンを備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項１３】
前記筐体は、前記流路内の空気の湿度を調整する湿度調整手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項１４】
前記非接地電極と前記接地電極の接地に関する電気的関係を逆にしたこと、即ち、前記非接地電極を電気的に接地し、前記接地電極を電気的に非接地にしたことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気圧プラズマを用いて病原菌、細菌、ウイルスあるいはカビ毒等を、殺菌あるいは滅菌あるいは不活性化するプラズマを用いた空気清浄装置に関する。特に、新型コロナウイルス及び新型インフルエンザウイルスを対象にしたプラズマを用いた空気清浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、新型コロナウイルスによる感染症の集団感染が世界規模で起こっており、大きな社会問題となっている。新型コロナウイルスの感染経路は、主として、飛沫感染及び接触感染と言われ、その予防対策として、マスク着用及び手洗いが効果的である、ということが知られている。また、感染予防の基本は３つの密を避けることである、と言われている。即ち、（い）換気の悪い密閉空間、（ろ）人が密集している所、（は）近距離での会話や発生が行わる所。この３密が重なると、感染リスクが最も高くなる。  
周知のとおり、新型コロナウイルスの飛沫感染は２ｍ離れると感染しないとされている。２ｍの距離があれば、新型コロナウイルスは２ｍの距離を浮遊して間に起こる乾燥によって感染力を失う。しかしながら、湿気のある空間では、空中に浮遊する新型コロナウイルスは乾燥しにくいことから、数１０分程度は、充分に、感染力を維持している。エアロゾルの状態で３時間以上生存しているという知見もある。即ち、一般家庭、オフイス、病院、レストラン、居酒屋等のように、区切られた空間では、感染力を持った新型コロナウイルスが、エアロゾルとして浮遊している可能性が高いので、感染するリスクは増大する。
空中に浮遊する新型コロナウイルスから身を守るには、区切られた空間に存在する空気をほぼ完全に、常時換気する必要がある。換気ができない場合は、室内の空気を浄化あるいは殺菌することが求められる。特に、病院や老人介護施設等では、殺菌機能を備えた空調設備が求められる。
他方、例えば、非特許文献１〜３に記載されているように、大気圧プラズマを用いた農産物及び医療機器等の殺菌装置が注目されている。プラズマによる殺菌、滅菌は、プラズマの持つ、電気的、物理的及び化学的な作用を活用したもので、空気をプラズマ化することにより実現される。例えば、室内の空気中に浮遊する細菌やウイルスを殺菌する場合、その細菌やウイルスを含む空気をプラズマ化すれば良い。その場合、空気プラズマの中では、電界、プラスイオン、マイナスイオン、紫外線、活性酸素（Ｏラジカル、ＯＨラジカル等）、活性窒素（Ｎラジカル、ＮＯラジカル等）、オゾン等が発生するので、その中に存在する細菌やウイルスは、ほぼ確実に死滅、あるいは不活性化される。なお、市販されているオゾナイザー応用の空気清浄機は、オゾンの殺菌効果あるいは消臭効果を活用したものであり、新型コロナウイルスの殺菌に対しては全く役に立たないことが知られている。
もしも、プラズマ殺菌効果を活用した空気清浄装置が実用化普及されれば、安全、安心の生活を過ごすことが可能になる。
新型コロナウイルスあるいは新たに現れる新型ウイルスが存在する環境における活発な経済活動の促進という観点からも、プラズマ殺菌効果を活用した空気清浄装置の実用化普及が期待される。
【０００３】
プラズマを活用した空気清浄装置のアイデイアあるいは構想は、例えば、特許文献１ないし特許文献６に公開されている。
しかしながら、実用化普及を前提とする場合、消費電力が大きい、あるいは、製造コストが高い、いう問題を抱えている。即ち、いずれも、実用性の面に問題を抱えている。
したがって、従来技術の問題点を解消可能なアイデイアの創出が期待される。そして、上記新型コロナウイルスでの飛沫感染あるいはエアゾル感染防止に役立つ空気清浄装置の出現が期待される。
【０００４】
特許文献１に次のことが記載されている。即ち、 誘導電極を耐酸化性、可撓性を有する金属線材から形成し、該誘導電極の周囲を耐酸化性の誘電体絶縁材により被覆し、該誘電体絶縁材の外周に、耐酸化性の細い金属線材を螺旋状に巻くことによって、放電電極を形成したオゾン発生用電極。
【０００５】
特許文献２には次のことが記載されている。即ち、 複数の貫通孔を有する金属基板２枚を、該貫通孔同士の位置が一致するように平行に配設し、該金属基板間に電圧を印加して放電を発生させるとともに、該貫通孔に流体を通過させて流体を浄化する方法であって、該金属基板の対向する少なくとも一方の表面には、溶射方法によるポーラスな誘電体膜が露出して形成されていることを特徴とするプラズマを用いた流体浄化方法。複数の貫通孔を有する金属基板２枚を、該貫通孔同士の位置が一致するように平行に配設し、該金属基板間に電圧を印加して放電を発生させるとともに、該貫通孔に流体を通過させて流体を浄化する装置であって、該金属基板の対向する少なくとも一方の表面には、溶射方法によるポーラスな誘電体膜が露出して形成されていることを特徴とするプラズマを用いた流体浄化装置。
【０００６】
特許文献３には次のことが記載されている。即ち、上部導体電極と下部導体電極と、前記上部導体電極と下部導体電極が対向する内側で前記上部導体電極と下部導体電極の中で少なくとも一つの一表面に形成された一つ以上の導体電極突出部と、前記上部導体電極と下部導体電極が対向する内側で前記上部導体電極と下部導体電極の中で少なくとも一つの一表面に実質的に均一な厚さに形成された誘電体層と、前記上部導体電極と下部導体電極を密着させる時、前記導体電極突出部の突出効果により上下部導体電極の中で一つと誘電体層の間または相互対向する誘電体層の間に形成される所定の間隔（ｄ）と、前記導体電極突出部の上部に均一な厚さに誘電体が形成された誘電体層突出部と、を含み、
前記上部導体電極、前記下部導体電極及び前記誘電体層には、前記上部導体電極から前記下部導体電極を貫通する貫通孔が少なくとも一つ形成されており、前記上部導体電極と下部導体電極にパルスまたは交流の電源を印加してプラズマを発生させることを特徴とする誘電体障壁放電方式の電極構造体。
【０００７】
特許文献４には次のことが記載されている。即ち、 円筒状の絶縁体を挟んで対向する電極を設け、これらの電極間に交流電圧を印加することにより正イオンと負イオンを発生させるイオン発生装置において、前記正イオンとしてＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎと負イオンとしてＯ２―（Ｈ２Ｏ）ｎとを発生するイオン発生装置に実効値０．４４〜２．０ｋＶで、かつ、周波数を人間の可聴周波数帯域の範囲外とした交流電圧を印加したことを特徴とするイオン発生装置。
【０００８】
特許文献５には次のことが記載されている。即ち、空気中に浮遊しているウイルスを捕捉することなく不活化する装置であって、 空気と共に浮遊ウイルスを風路に取り込む送風機と、浮遊ウイルスが通過する風路に配置され、 浮遊ウイルスを加熱処理する加熱装置と、浮遊ウイルスをプラズマ処理する高圧電極、およびこの高圧電極に対向して設置された接地電極と、正極と負極とで構成された第２電極と、前記高圧電極に高電圧を印加するために接続された高圧電源と、を備え、前記加熱装置による空気加熱温度を３０℃以上とするとともに、前記風路の風上側から順に、前記加熱装置と、前記高圧電極と、前記接地電極と、前記第２電極と、を配置したことを特徴とするウイルス不活化装置。
【０００９】
特許文献６には次のことが記載されている。即ち、放電電極の少なくとも一部が誘電体で覆われた電極パネルを積層した構造を有し、隣接する前記電極パネル間の隙間に気体を流して電圧を印加することによりプラズマを発生させるプラズマパネル積層体を備えるプラズマ発生器と、 前記プラズマ発生器の下流側に配設され、オゾンを分解する触媒を触媒担体に担持させてなるオゾンフィルタとを備えたことを特徴とする空気清浄器。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０９−０５９００４
【特許文献２】特許４９４７８０７
【特許文献３】特許６３１５４８２
【特許文献４】特許３６８０１２０
【特許文献５】特許５６８３２４７
【特許文献６】特開２０１８−１１０６４８
【００１１】
【非特許文献１】永津雅章、プラズマ滅菌、Ｊ．Ｐｌａｓｍａ  Ｆｕｓｉｏｎ  Ｒｅｓ．Ｖｏｌ．８３、Ｎｏ．７（２００７）、６０１−６０６
【非特許文献２】清水一男、室内環境保全のための大気圧マイクロプラズマ技術、Ｊ．Ｐｌａｓｍａ  Ｆｕｓｉｏｎ  Ｒｅｓ．Ｖｏｌ．８９、Ｎｏ．３（２０１３）、１５８−１６３
【非特許文献３】板良敷朝将、大城盛作、作道章一、林信哉、プラズマを用いた医療用滅菌器開発の現状、Ｊ．Ｐｌａｓｍａ  Ｆｕｓｉｏｎ  Ｒｅｓ．Ｖｏｌ．８３、Ｎｏ．９１（２０１５）、５０５−５１３
【非特許文献４】八田吉典、気体放電（近代科学社）、１５９頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の装置は、消費電力が大きい、プラズマの殺菌力が弱い、あるいは製造コストが高い等という実用面における問題を抱えている。即ち、特許文献１に記載のオゾン発生用電極は、該電極の構造が誘電体膜を用いたナローギャップ放電方式でないことから、プラズマ発生の電圧が高く、プラズマ電流が多く流れるので、消費電力が大きいという問題を抱えている。また、該電極はオゾンを効果的に生成可能であるが、プラズマ殺菌に必要な、活性酸素（Ｏラジカル、ＯＨラジカル等）及び活性窒素（Ｎラジカル、ＮＯラジカル等）等の生成能力が低い。更に、大量の空気を対象にした誘電体バリア放電プラズマの空気清浄装置への応用では、接地電極の形状が円形であるために空気の渦が発生し、圧損が大きくなり、送風機のパワーアップに要する費用及び消費電力が増大する、という問題を抱えている。更に、接地電極が円形状であることから、均一な厚みの誘電体膜を形成することが困難であり、その製造工程での費用が高い、という問題を抱えている。なお、ここでは、大量の空気を対象にした誘電体バリア放電プラズマを用いた空気清浄装置は、日本家屋の６畳の部屋（３．６ｍｘ２．７ｍｘ２．４ｍ＝２３．３ｍ３）あるいは広さが１０ｍｘ１０ｍｘ高さ３ｍ（３００ｍ３）以上の部屋の空気を５分間〜１０分間で換気しながらプラズマ殺菌を行うという応用を想定しており、風量は１，０００ｃｍ３／分程度の実験室レベルではない。
特許文献２に掲載のプラズマを用いた流体浄化装置は、複数の貫通孔を有する金属基板２枚を、該貫通孔同士の位置が一致するように平行に配設し、該貫通孔に流体を通過させることから、大量の空気を対象にした誘電体バリア放電プラズマによる空気清浄装置への応用では、該貫通孔による圧損が大きくなり、送風機のパワーアップに要する費用及び消費電力が増大する、という問題を抱えている。なお、該貫通孔の直径を増大すると、処理対象の空気がプラズマ発生電界領域の外側を通過するので、プラズマの殺菌効果が消失する。更に、平行平板に溶射方法によるポーラスな誘電体膜を形成する工程での費用が高い、という製造コストの問題を抱えている。
特許文献３に記載の誘電体障壁放電方式の電極構造体は、上部導体電極と下部導体電極から成り該上部導体電極から該下部導体電極を貫通する貫通孔を備え、該貫通孔に流体を通過させることから、大量の空気を対象にした誘電体バリア放電プラズマによる空気清浄装置への応用では、該貫通孔による圧損が大きくなり、送風機のパワーアップに要する費用及び消費電力が増大する、という問題を抱えている。該誘電体障壁放電方式電極構造体の、日本家屋の６畳の部屋（３．６ｍｘ２．７ｍｘ２．４ｍ＝２３．３ｍ３）あるいは広さが１０ｍｘ１０ｍｘ高さ３ｍ（３００ｍ３）以上の部屋を対象にした応用では、製造コストが高くなる、という問題がある。なお、該貫通孔の直径を増大すると、特許文献２に掲載の装置と同様に、処理対象の空気がプラズマ発生の電界領域の外側を通過するので、プラズマの殺菌効果が消失する。
特許文献４に記載のイオン発生装置は、円筒状の絶縁体を挟んで対向する電極を設ける、という構造を有することから、大量の空気を対象にした誘電体バリア放電プラズマによる空気清浄装置への応用では、絶縁体の形状が円形であるために空気の渦が発生し圧損が大きくなり、送風機のパワーアップに要する費用及び消費電力が増大する、という問題を抱えている。また、一対の電極の間に挟まれる絶縁体が誘電体膜でないことから、消費電力が大きい、という問題を抱えている。
特許文献５に記載のウイルス不活化装置は、温度３０℃以上の空気加熱と大気圧プラズマを用いてウイルスを不活性化する方式であり、空気加熱の消費電力が大きいこと及び該電極構造が誘電体膜を用いたナローギャップ放電方式でないので、消費電力が大きい、という問題を抱えている。
特許文献６に記載の空気清浄器は、放電電極の少なくとも一部が誘電体で覆われた電極パネルを積層した平行平板電極を採用している。平行平板電極の間隔を狭くすると、プラズマ生成が容易であり、消費電力も少なくなるが、空気の流路の圧損が著しく増大する。該間隔を広くとると、空気流れの圧損は小さくなるが、プラズマ生成が困難になり、その結果、消費電力が増大し、かつ、プラズマの特性がアーク放電的になりオゾン発生量が増大する。プラズマ特性と圧損抑制の両面から考えると、電極間隔は１ｍｍ〜２ｍｍ程度になる。この間隔ではナローギャップ放電方式でないことから、消費電力が大きくなる、という問題がある。また、該電極間隔が最大値で２ｍｍ程度と狭いこと及び平板電極のエッジ部に空気流れの渦が発生することにより、圧損が大きくなる。その結果、送風機のパワーアップに要する費用及び消費電力が増大する、という問題を抱えている。
【００１３】
上記のような問題を鑑みて、本発明は、誘電体バリア放電プラズマの空気清浄装置への応用に際し、プラズマ発生手段が誘電体膜を用いたナローギャップ放電方式であること、空気の流路で渦が発生しないこと、均一な誘電体膜を容易に形成できること、かつ、低コスト化を実現することを課題とし、それを解決可能な装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、殺菌処理あるいは清浄処理の対象である対象空間の空気を吸入する吸入口と前記対象空間に対して空気を吹き出す吹き出し口とを結ぶ空気流路を形成する筐体と、前記空気の流れを発生する送風機と、前記空気をプラズマ化してプラズマ処理するプラズマ発生手段と、を備えたプラズマを用いた空気清浄装置であって、
前記プラズマ発生手段は、電気的に非接地である非接地電極と、電気的に接地された接地電極と、前記非接地電極と前記接地電極の少なくとも一方の表面に密着して形成される誘電体膜と、前記非接地電極と前記接地電極の間に電圧を印加する交流電源と、を備え、
前記接地電極は断面形状が流線形であり、前記非接地電極は線状あるいは帯状の形を有し、前記非接地電極が前記接地電極に前記誘電体膜を介して密接して配置されることを特徴とする。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、前記接地電極は、断面形状が矩形の金属製平板と、前記金属製平板の前縁と後縁にそれぞれに配置される曲面を持つ部材から成る流線形構造を有することを特徴とする。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明において、前記接地電極は、断面形状が矩形の金属製平板と、前記金属製平板の前縁と後縁にそれぞれに配置される断面が半円形である部材から成る疑似の流線形構造を有することを特徴とする。
【００１７】
第４の発明は、第１の発明から第３の発明のいずれか一つの発明において、前記接地電極の表面は、凹凸状に加工され、前記凹凸の山頂部と谷部の段差がパッシェンの法則での圧力ｐと電極間隔ｄとの積が０．２〜１０ｍｍＨｇ・ｃｍ、即ち、ｐ｛ｍｍＨｇ｝ｄ｛ｃｍ｝＝０．２〜１０ｍｍＨｇ・ｃｍ、を満たす条件に略等しい値である３μｍないし１３０μｍの範囲にあることを特徴とする。
【００１８】
第５の発明は、第１の発明から第４の発明のいずれか一つの発明において、前記非接地電極は、前記接地電極に前記誘電体膜を介して、密着して螺旋状に巻かれることを特徴とする。
【００１９】
第６の発明は、第１の発明から第４の発明のいずれか一つの発明において、前記非接地電極は、前記接地電極に前記誘電体膜を介して、密着して櫛型状に配置されることを特徴とする。
【００２０】
第７の発明は、第１の発明から第６の発明のいずれか一つの発明において、前記非接地電極は、可撓性及び耐酸性に優れた誘電体膜で被覆されることを特徴とする。
【００２１】
第８の発明は、第１の発明から第７の発明のいずれか一つの発明において、前記接地電極の表面に形成される誘電体膜は、粒径が略１０ｎｍないし略６５μｍの範囲に入るマイカ（雲母）、フェライト、ネオジム、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）及び酸化チタン（ＴｉＯ２）の誘電体の中から少なくとも２つ以上が含まれることを特徴とする。
【００２２】
第９の発明は、第１の発明から第８の発明のいずれか一つの発明において、前記交流電源は、可聴領域の周波数の電圧を前記非接地電極と前記接地電極の間に印加することを特徴とする。
【００２３】
第１０の発明は、第１の発明から第９の発明のいずれか一つの発明において、前記プラズマ発生手段は、マトリクス状に配置された多数の前記接地電極を備え、該マトリクスの第１行に位置する前記接地電極の隣り合う隙間と、第２行に位置する前記接地電極の隣り合う隙間が前記吸入口の空気の流れ方向で一致しないようにずらして配置されることを特徴とする。
【００２４】
第１１の発明は、第１の発明から第１０の発明のいずれか一つの発明において、前記筐体は、前記送風機と前記プラズマ発生手段とオゾンを分解する触媒とを備え、前記プラズマ発生手段及び前記オゾンを分解する触媒は、前記空気の流れの上流側から、この順に配置されることを特徴とする。
【００２５】
第１２の発明は、第１の発明から第１１の発明のいずれか一つの発明において、前記筐体は、前記流路内の空気を冷却する冷却フィンを備えることを特徴とする。
【００２６】
第１３の発明は、第１の発明から第１１の発明のいずれか一つの発明において、前記筐体は、前記流路内の空気の湿度を調整する湿度調整手段を備えることを特徴とする。
【００２７】
第１４の発明は、第１の発明から第１３の発明のいずれか一つの発明において、前記非接地電極と前記接地電極の接地に関する電気的関係を逆にしたこと、即ち、前記非接地電極を電気的に接地し、前記接地電極を電気的に非接地にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の装置では、従来の装置が抱える問題を解決するための課題、即ち、誘電体バリア放電プラズマの空気清浄装置への応用に際し、プラズマ発生手段が誘電体膜を用いたナローギャップ放電方式であること、空気の流路で渦が発生しないこと、均一な誘電体膜を容易に形成できること、かつ、低コスト化を実現すること、という課題を解決可能という効果を奏する。
即ち、本発明によるプラズマを用いた空気清浄装置は、プラズマ処理の対象の空気の流路で渦を発生しない流線形状を有する誘電体膜が被覆された接地電極と、前記接地電極に線状あるいは帯状の非接地電極を密着配置したという電極構造を有し、前記電極間に交流電源から電圧を印加してプラズマを生成することから、上記課題を解決可能である、という効果を奏する。
本発明によるプラズマを用いた空気清浄装置は、一般家庭、オフイス、病院、老人介護施設、レストラン等のように、区切られた空間（密閉空間）の空気を殺菌清浄化するプラズマを用いた空気清浄装置として実用に供することが可能である。その社会的貢献及び産業上の価値は著しく大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成を示す模式的外観図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成を示す模式的断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置のプラズマ発生手段の模式的斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置のプラズマ発生手段の模式的断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置に用いられるプラズマ発生手段の構成を示す模式的断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置に用いられるプラズマ発生手段の構成部材である接地電極を示す模式的斜視図（ａ）と模式的断面図（ｂ）である。
【図７】図７は、本発明の第３の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置に用いられるプラズマ発生手段の構成を示す模式的断面図である。
【図８】図８は、本発明の第４の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置に用いられるプラズマ発生手段の構成を示す模式的斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成を示す模式的斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成を示す模式的断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第６の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同様の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。また、以下に示す図面は、説明の便宜上、各部材の縮尺が、実際と異なる場合がある。また、各図面間においても、縮尺が、実際と異なる場合がある。
【００３１】
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成を示す模式的外観図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成を示す模式的断面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置のプラズマ発生手段の模式的斜視図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置のプラズマ発生手段の模式的断面図である。
【００３２】
先ず、本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成について、説明する。
符号１は筐体である。筐体１は、後述の吸入口２ａと後述の吹き出し口２ｂを結び、後述の空気流路３を形成する。筐体１の内部には、後述のプラズマ発生手段５及び後述の送風機４が設置される。筐体１は、殺菌処理あるいは清浄処理の対象である対象空間の中の任意の場所あるいは該対象空間に隣接した場所に設置される。
符号２ａは吸入口である。吸入口２ａは筐体１に設けられ、殺菌処理あるいは清浄処理の対象である対象空間の空気３ａを筐体１の内部へ吸入する。
符号２ｂは吹き出し口である。吹き出し口２ｂは筐体１に設けられ、後述の送風機４から送風される空気３ａを筐体１の外部へ吹き出す。
符号３は空気流路である。空気流路３は、後述の送風機４と連携して、吸入口２ａから筐体１内部に吸入された空気３ａを、後述のプラズマ発生手段５に接触させながら筐体１の内部を通過させ、吹き出し口２ｂへ流す働きをする。
符号４は送風機である。送風機４は空気の流れ３ｂを発生する。送風機４は、殺菌処理あるいは清浄処理の対象である対象空間の空気を、吸入口２ａから空気流路３を通過させて、吹き出し口２ｂから吹き出す働きをする。なお、ここでの送風機とは、殺菌処理あるいは清浄処理の対象である対象空間の空気を吸入口２ａから筐体１に送り込み、該空気を後述のプラズマ発生手段５でプラズマ処理し、その後、前記対象空間へ吹き出すに際し、空気３ａに運動エネルギーを与えて気流を発生するものである。ここでは、モーターと羽根車を組み合わせた送風機を用いるが、これに限定されるものでない。送風機４は吸入口２ａとプラズマ発生手段５の間に設置しても良い。
【００３３】
符号５は第１のプラズマ発生手段である。第１のプラズマ発生手段５は、後述の接地電極６と、後述の非接地電極７と、後述の誘電体膜８と、後述の交流電源９を備えている。第１のプラズマ発生手段５は、空気流路３を流れる空気３ａをプラズマ化し、該プラズマが有するプラズマ効果により、該空気３ａに含まれる病原菌、細菌、ウイルス及びカビ菌等を殺菌或は滅菌あるいは不活性化する。
第１のプラズマ発生手段５により空気３ａがプラズマ化されると、該空気のプラズマには、電界、プラスイオン、マイナスイオン、紫外線、オゾン、活性酸素（Ｏラジカル、ＯＨラジカル等）、活性窒素（Ｎラジカル、ＮＯラジカル等）等が発生するので、その中に存在する細菌やウイルスは、ほぼ確実に死滅、あるいは不活性化される。
符号６は接地電極である。接地電極６は電気的に接地される。接地電極６は、断面形状が流線形である。また、接地電極６の表面に後述の誘電体膜８が均一に被覆される。そして、該誘電体膜８の上に、後述の非接地電極７が密着して、螺旋状に巻かれる。非接地電極７と接地電極６の間に、後述の交流電源９から交流電圧が印加される。
接地電極６は、図１及び図２に示すように、該電極６を空気の流れ３ａに対して迎え角を付けないように配置される。即ち、断面形状が流線形である接地電極６を、該接地電極６の前縁と後縁を結ぶ線の方向と吸入口２ａの空気３ａの流れ方向をほぼ平行になるように設置する。このように配置すれば、接地電極６の断面形状が流線形であることから、接地電極６の周りに渦が発生しない。渦が発生しなければ空気抵抗（圧損）が小さい。接地電極６周りの空気の流れを、図２に模式的に符号３ｂであ示す。
流体力学が教えるところによれば、厚みＤの流線形物体と直径Ｄの円柱形物体の空気抵抗（圧損）を比較すると、両者の空気抵抗は１／１０の違いがある。即ち、接地電極６の断面形状が流線形（厚みＤ）の場合、渦の発生が無いことから空気抵抗が小さく、断面形状が円形（直径Ｄ）の場合、渦の発生があるので、空気抵抗が大きい。厚みＤの流線形の場合と直径Ｄの円形の場合を比較すれば、空気抵抗（圧損）が１／１０だけ異なる。これは、接地電極６の断面形状が流線形の場合と円形の場合を比べると、送風機４を駆動するモーターの馬力が略１／１０異なることを意味している。その結果、筐体１の内部に気流を発生させる送風機４に関し、製造コストと使用電力が大幅に異なるということを意味する。
即ち、流線形の接地電極６を用いるプラズマ発生手段５は、円柱型の電極を用いるプラズマ発生手段に比べて、空気の流れの圧損が約１／１０に低減するという特徴を有し、送風機４の製造費用及び消費電力が大幅に低減可能というメリットがある。
なお、矩形の接地電極を用いる場合、円形の接地電極を用いる場合とほぼ同様である。即ち、厚みＤの流線形の場合と幅Ｄの矩形の場合を比較すれば、空気抵抗（圧損）が１／１０だけ異なる。これは、接地電極６の断面形状が流線形の場合と矩形の場合とを比べると、送風機４を駆動するモーターの馬力が略１／１０異なることを意味している。その結果、筐体１の内部に気流を発生させる送風機４に関し、製造コストと使用電力が大幅に異なるということを意味する。
【００３４】
符号７は非接地電極である。非接地電極７は電気的に非接地である。非接地電極７は線状あるいは帯状の形を有し、接地電極６に後述の誘電体膜８を介して密接して配置される。ここでは、図３に示すように、非接地電極７は、接地電極６に巻き付くように、誘電体膜８を介して、密着して、螺旋状に巻かれる。非接地電極７と接地電極８の間に、後述の交流電源９から交流電圧が印加される。
非接地電極７には直径の小さい被覆電線、例えば、８０μｍ〜１００μｍ程度のエナメル線、ホルマル線、あるいはポリウレタン線、あるいはポリエステル線を使う。非接地電極７はプラズマに曝されるので、可撓性及び耐酸性に優れた誘電体膜で被覆されるのが良い。また、可撓性及び耐酸性に優れた金属であれば、裸線を使っても良い。
接地電極６に非接地電極７が螺旋状に巻かれるが、非接地電極７の線径が小さく、密着して巻かれるので、非接地電極７による渦の発生は抑制される。即ち、接地電極の流線形としての流れの特性は、流線形とほぼ同様である。
非接地電極７と接地電極６の間の距離は短いのが良い。両電極６、７の間の隙間（ギャップ）は可能な限り、狭いのが良い。非接地電極７と接地電極６を用いた誘電体バリア放電プラズマを低電圧で発生させるには、例えば、非特許文献４によれば、パッシェンの法則での圧力ｐと電極間隔ｄとの積が０．２〜１０ｍｍＨｇ・ｃｍの条件を選ぶのが良い。プラズマを低電圧で発生するには、両電極６、７の間の距離（ギャップ）ｄは次の通りである。
ｄ｛ｃｍ｝＝０．２〜１０ｍｍＨｇ・ｃｍ／ｐ｛ｍｍＨｇ｝
＝０．２〜１０ｍｍＨｇ・ｃｍ／７６０｛ｍｍＨｇ｝
を満たす条件に略等しい値である３μｍないし１３０μｍの範囲にあるのが良い。
【００３５】
符号８は誘電体膜である。誘電体膜８は接地電極６の表面に密着して均一に形成される。誘電体膜８の材料は誘電体が用いられる。
誘電体膜８が接地電極６の表面に被覆され、該電極６と非接地電極の間に交流電圧が印加されると、プラズマが発生する。これは、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマと呼ばれる放電現象であり、特別の特徴を有する。
誘電体バリア放電ナローギャッププラズマを発生の条件及びその特徴を以下に、列記する。
（ａ）非接地電極７と接地電極６の間隔は、パッシェンの法則により３μｍないし１３０μｍの範囲にあるのが良い。
（ｂ）接地電極６と非接地電極７の一方あるいは両方の表面を誘電体膜で被覆すること。即ち、接地電極６の上に誘電体膜を被覆する、あるいは、非接地電極７の上に誘電体膜を被覆するだけでよい。あるいは、接地電極６と非接地電極７の両者に誘電体膜を被覆しても良い。
（ｃ）誘電体バリア放電プラズマの発生のための電圧、電力は、誘電体の厚み（電界方向の厚み）に強く依存する。一般に、膜厚みは薄い方が、誘電体バリア放電プラズマの発生のための電力消費が少ない。なお、電界強度Ｅ（Ｖ／ｃｍ）＝印加電圧Ｖ（Ｖ）／電極間距離ｄ（ｃｍ）、であるので、電極間距離ｄが短い場合、電界強度Ｅ（Ｖ／ｃｍ）が大きくなりプラズマは容易に発生する。
（ｄ）誘電体膜の厚みは均一が良い。ただし、光学的に粗面と呼ばれる凹凸は電界の集中化に役に立つ。誘電体膜の厚みが不均一であれば、一様なプラズマは発生しない。なお、一様でない、ムラのあるプラズマは空気清浄装置への応用では殺菌効果に空間的なムラが発生する。なお、接地電極６の形状が円形の場合、該接地電極６の表面に均一な厚みの誘電体膜を形成するのは、一般に困難である。
（ｅ）接地電極６と非接地電極７の間に印加する電圧は交流電圧であること。パルス電圧でもよい（パルス波形は、数多くの周波数の正弦波の合成波である）。誘電体バリア放電プラズマは両電極の少なくとも一方に誘電体が介在し、誘電体固有の現象である分極が重要な役割を演じる。接地電極６と非接地電極７の間に交流電圧が印加されると、両電極の間に電界（単位：Ｖ／ｃｍ）が発生し、該電界により誘電体膜に分極が発生する。物性物理学が教えるところによれば、分極には、電子分極、イオン分極、配向分極、界面分極の４つがあり、印加電圧の周波数に依存する。誘電体の表面及び内部には、分極現象により、電荷が蓄積される。そして、誘電体バリア放電の発生及び維持に必要な電流及び電圧の値は蓄積された電荷に大きな影響を受ける。また、誘電体膜の非誘電率の値は誘電体バリア放電プラズマの発生、維持に影響する。
【００３６】
従来の大気圧誘電体バリア放電プラズマの応用では、電極間の距離を略１ｍｍ以上に設定するので、印加電圧が高くなり、熱発生を伴い、消費電力が大きくなる。
ここでは、上記（ａ）〜（ｅ）を考慮して、誘電体膜８として、粒径が略１０ｎｍないし略６５μｍの範囲に入るマイカ（雲母）、フェライト、ネオジム、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）及び酸化チタン（ＴｉＯ２）の誘電体の中から少なくとも２つ以上を選び、薄膜形成する。
誘電体膜８は、例えば、ゾルゲル法で形成される。例えば、原料となる粒子状の誘電体を、可塑剤と溶剤と一緒に混合し、スラリー状にして、接地電極６の上に膜状に塗布する。そして、乾燥し、焼成するという方法行う。
なお、誘電体膜８の製膜方法は、特に、限定されない。また、誘電体膜８の中に気泡が形成されない製膜法が良い。
また、誘電体膜８原料となる粒子状の誘電体の粒径が略６５μｍより大きくなると、上記パッシェンの法則を考慮した電極間隔ｄ＝１３０μｍの略１／２を超えるので、膜質の低下を招く恐れがある。また、粒径１０ｎｍ以上の微粒子は、微粒子メーカから安価に、容易に入可能である。また、誘電体の誘電率は、接地電極６と非接地電極７の間の蓄積電荷量が多くなることから、大きい方が良い。
【００３７】
符号９は交流電源である。交流電源９は周波数が可聴領域（略２０ｋＨｚ以下）で、例えば、１０ｋＨｚの正弦波の電圧を発生し、接地電極６と非接地電極７の間に印加する。なお、交流電源９は、正弦波電圧ではなく、パルス状波形の電圧を出力しても良い。ここでは、交流電源９出力電圧は、振幅値で略１０Ｖ〜２ｋＶ程度の範囲である。平均電流は電極の面積に依存するが、略５ｍＡ〜１０Ａ程度の範囲である。電源の周波数は可聴領域の商用周波数〜２０ｋＨｚであれば良い。２０ｋＨｚ以上でも良い。なお、略２０ｋＨｚ以下の周波数の場合、誘電体の４つの分極、即ち、電子分極、イオン分極、配向分極、界面分極の発生が容易なので、蓄積電荷の増大という観点から、好ましい。電圧の波高値は、概ね５００Ｖ〜２ｋＶ程度の範囲である。平均電流は電極の面積に依存するが、概ね２０ｍＡ〜１０Ａ程度の範囲である。また、電源の周波数は１ｋＨｚ〜１０００ＭＨｚといった低周波から超高周波に至る領域のいずれの帯域でもよいが、電極温度上昇などを考慮して１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の帯域の周波数が好ましい。電圧の波高値は、概ね５００Ｖ〜２ｋＶ程度の範囲である。平均電流は電極の面積に依存するが、概ね２０ｍＡ〜１０Ａ程度の範囲である。また、電源の周波数は１ｋＨｚ〜１０００ＭＨｚといった低周波から超高周波に至る領域のいずれの帯域でもよいが、電極温度上昇などを考慮して１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の帯域の周波数が好ましい。
符号１０ａ、１０ｂは第１及び第２の給電線である。第１及び第２の給電線１０ａ、１０ｂは、後述の第１及び第２の端子１１ａ、１１ｂ及び後述の第１及び第２の導入線１２ａ、１２ｂと組み合わせて用いられ、交流電源９の出力電圧を接地電極６と非接地電極７の間に印加する。第１の給電線１０ａは交流電源９と第１の端子１１ａを接続する。第２の給電線１０ｂは交流電源９と第２の端子１１ｂを接続する。
符号１１ａ、１１ｂは第１及び第２の端子である。第１の端子１１ａは、第１の給電線１０ａと後述の第１の導入線１２ａを接続する。第２の端子１１ｂは、第２の給電線１０ｂと後述の第２の導入線１２ｂを接続する。
符号１２ａ、１２ｂは第１及び第２の導入線である。第１の導入線１２ａは、非接地電極７と第１の端子１１ａを接続する。第２の導入線１２ｂは、接地電極６と第２の端子１１ｂを接続する。
【００３８】
符号５ａは誘電体バリア放電ナローギャッププラズマである。誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａは、誘電体膜８で被覆された接地電極６と非接地電極７の間に交流電源９の高電圧が印加され、両電極６、７の間の電界が放電開始電圧に到達すると、発生する。誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａが発生すると、プラスイオン、マイナスイオン、紫外線、活性酸素（Ｏラジカル、ＯＨラジカル等）、活性窒素（Ｎラジカル、ＮＯラジカル等）、オゾン等が発生し、プラズマ化学反応及びプラズマ物理反応を促進する。誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａが発生すると、プラズマ化学反応効果及びプラズマ物理反応効果により、その中に存在する細菌やウイルスは、ほぼ確実に死滅、あるいは不活性化される。プラズマによる殺菌あるいは滅菌は、殺菌効果が強く、例えば、非特許文献１〜３に示されているように、数秒以内に、ほぼ１００％を死滅あるいは滅菌することが可能であることが知られている。
即ち、新型コロナウイルスが空気３ａに混ざった状態で、吸入口２ａからプラズマ発生手段５の周辺に搬送されると、空気３ａに混ざった状態でプラズマ化される。その結果、略１秒ないし数秒以内に、殺菌あるいは不活性化される。新型コロナウイルスが略１秒ないし数秒以内に、殺菌あるいは不活性化されるということは、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａの室内空気線状装置への応用に関し、大きなメリットの一つである。
【００３９】
空気清浄装置では、プラズマ方式以外に、いろいろな方式が採用されている。しかしながら、それらは殺菌に要する時間（暴露時間）が長いので、実用価値はあまりない。紫外光を用いる殺菌方法は数１０秒〜６０秒以上の照射時間を必要とし、光触媒法は数１０分以上の処理時間が掛かる。オゾンを用いる殺菌方法は、オゾンが人体に有害であるので、低濃度のオゾンを使うことから、その殺菌効果は非常に緩やかである。
オゾンで新型コロナウイルスを不活性化できるということは、周知の通りである。例えば、新型コロナウイルスに濃度６．０ｐｐｍのオゾンを５５分間、曝しておけば新型コロナウイルスを不活性化可能であるという知見がある。ただし、オゾンは人体に有害であるので、応用に際して、高濃度オゾンの室内への放出は危険である。
周知のとおり、オゾンは、非常に不安定で、強い酸化力を持ち反応性が高い物質であり、濃度が高い場合には強い毒性を示す。水分に吸収されにくいため、呼吸器系に取り込まれた場合には肺の深部にまで到達して、呼吸器障害（肺水腫等）を引き起こす。オゾン濃度０．０１〜０．０２ｐｐｍで臭気を感じる。オゾン濃度０．１ｐｐｍで強い臭気を感じ、鼻と喉に刺激を感じる。オゾン濃度０．２〜０．５ｐｐｍ、３〜６時間で、視覚低下の症状がでる。オゾン濃度１〜２ｐｐｍでは、人は２時間で頭痛、胸部痛、上部気道の渇きと咳が起こる。オゾン濃度５〜１０ｐｐｍで脈拍増加、肺気腫の症状が出る。オゾン濃度１５〜２０ｐｐｍで小動物は２時間以内に死亡する。日本では、産業衛生学会、中央労働災害防止協会が０．１ｐｐｍを労働環境における抑制濃度として規定している。
【００４０】
次に、本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置を用いて、空気中に浮遊する新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスを殺菌あるいは不活性化する方法を説明する。ここでは、例えば、日本家屋の６畳間を対象空間とする。なお、６畳間の空間容積を、３．６ｍｘ２．７ｍｘ高さ２．４ｍ＝２３．３ｍ３とする。
６畳間に含まれる空気を、１０分間で殺菌処理できる風量で本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置に吸気し、そして、プラズマ処理した空気を吹き出しながら、該空気の中に含まれる新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスを殺菌あるいは不活性化する、ことを説明する。
本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成部材である送風機の送風能力を、例えば、２．３３ｍ３／分とする。筐体１の入り口２ａの面積を、例えば、８００ｃｍ２（例えば、縦１０ｃｍｘ横８０ｃｍの開口）とする。接地電極６の厚みと幅（空気の流れ方向）と長さを、それぞれ、例えば、５ｃｍ、１００ｃｍ及び８０ｃｍとする。入り口２ａの横寸法（８０ｃｍ）と接地電極の長さ（８０ｃｍ）は同じなので密着して設置される。筐体１の内壁とプラズマ発生手段５との間は、５ｃｍの隙間ができる。筐体内部の平均流速は略９７ｃｍ／秒である。
なお、風量（Ｑ：ｍ３／分）と、プラズマ発生手段５と筐体１の間の断面積（Ｓ：ｍ２）と、平均流速（ｖ：ｍ／秒）の関係式、Ｑ＝Ｓ・ｖより計算した値である。ただし、断面積Ｓは５ｃｍｘ８０ｃｍ＝４００ｃｍ２、風量Ｑは、２３．３ｍ３／１０分とした。
新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスを含む空気３ａは、プラズマ発生手段の近傍を平均流速は略９７ｃｍ／秒で通過するので、プラズマ領域に留まる時間である滞留時間は略１秒間である。なお、滞留時間は、接地電極の幅１００ｃｍと流速（略９７ｃｍ／秒）から求められる。
【００４１】
先ず、本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置を対象空間である６畳間の任意の場所に設置する。
次に、送風機４を稼働させ、該６畳間の空気を筐体１に吸入し、吹き出しする。そして、交流電源９の電圧を所定の値に設定し、稼働させる。なお、交流電源９の電圧及び電流等の操作条件は、プラズマ発生手段５を筐体１に取り付けた際に、予め、該電圧、電流とオゾン発生量の関係をデータとして把握し、そのデータを評価、分析して最適条件を選定する。上記データの取得に際し、オゾン濃度の規制値０．０１ｐｐｍ以下での実験を行うのが望ましい。
交流電源９から第１及び第２の給電線１０ａ、１０ｂ、第１及び第２の端子１１ａ、１１ｂ及び第１及び第２の導入線１２ａ、１２ｂを介して、非接地電極７と接地電極６の間に電圧が印加されると、図３及び図４に示されるように、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａが生成される。
誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａが生成されると、新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスは、上述のとおり、プラスイオン、マイナスイオン、紫外線、活性酸素（Ｏラジカル、ＯＨラジカル等）、活性窒素（Ｎラジカル、ＮＯラジカル等）、オゾン等のプラズマ化学反応及びプラズマ物理反応により、ほぼ確実に死滅、あるいは不活性化される。
本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置では、殺菌対象のウイルスのプラズマ発生手段５の領域での滞留時間が略１秒である。該殺菌対象のウイルスを死滅あるいは不活性化を確実に行うために、上記滞留時間の増大が望まれる。
本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の運用は、常時運転あるいは決められた時間帯に稼働させるなど、任意に可能である。
【００４２】
以上の説明で示したように、本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置は、接地電極６の構造が流線形であることから、空気の渦発生による圧損が少ない、とう特徴を有する。その結果、円柱型や矩形型の電極で発生する渦による圧損増大に起因する送風機の能力アップ及び消費電力アップ等に起因する製造コスト増大、消費電力の増大を抑制できる。また、円柱型や矩形型の電極で発生する渦による騒音発生が抑制され、静粛性の能力アップが可能である。
更に、本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置は、プラズマ処理の対象の空気の流路で渦を発生しない流線形状を有する誘電体膜が被覆された接地電極と、前記接地電極に線状あるいは帯状の非接地電極を密着配置したという電極構造を有し、前記電極間に交流電源から電圧を印加してプラズマを生成することから、従来技術が抱えている課題、即ち、誘電体バリア放電プラズマの空気清浄装置への応用に際し、プラズマ発生手段が誘電体膜を用いたナローギャップ放電方式であること、空気の流路で渦が発生しないこと、という課題を解決可能という効果を奏する。
【００４３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置について、図５及び図６を用いて説明する。図１ないし図４も参照する。
先ず、本発明の第２の実施形態に係わる大気圧プラズマ殺菌処理装置の構成について、説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置に用いられるプラズマ発生手段の構成を示す模式的断面図である。
図６は、本発明の第２の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置に用いられるプラズマ発生手段の構成部材である接地電極を示す模式的斜視図（ａ）と模式的断面図（ｂ）である。
【００４４】
符号６ａは平板型接地電極である。平板型接地電極６ａは金属製の平板であり、そのサイズは任意に選ぶことができる。平板型接地電極６ａは後述の第１の前縁部材１５ａと後述の第１の後縁部材１６ａと組み合わせて用いられる。平板型接地電極６ａと第１の前縁部材１５ａと第１の後縁部材１６ａは模擬的な流線形を形成するように組み合わされる。
接地電極の断面形状は、流体力学の観点からは渦を発生しない流線形が良い。経済的観点からは、誘電体膜を被覆する製作費用が高い曲面を有する部材より、安く作れる平面部材の方が良い。ここでは、平板型接地電極６ａと後述の第１の前縁部材１５ａと後述の第１の後縁部材１６ａと組み合わせることにより、疑似的な流線形を備えたプラズマ発生手段５ａａを作る。
ここで、図５に示されているプラズマ発生手段を第２のプラズマ発生手段５ａａと呼ぶ。
符号１４は粗面である。粗面１４は平板型接地電極６ａの表面に設けられる凹凸である。粗面１４は、平板型接地電極６ａは金属製平板の表面をサンドブラスト法やケミカル湿式法などにより、粗面（凹凸）にされる。該粗面の山頂部と谷部の段差が、３μｍないし１３０μｍの範囲になるように加工される。該段差は、パッシェンの法則での圧力ｐと電極間隔ｄとの積が０．２〜１０ｍｍＨｇ・ｃｍ、即ち、ｐ｛ｍｍＨｇ｝ｄ｛ｃｍ｝＝０．２〜１０ｍｍＨｇ・ｃｍ、を満たす条件を考慮して、選定されたものである。
平板型接地電極６ａの表面に設けられる粗面（凹凸）１４は、平板型接地電極６ａと非接地電極７との間に集中電界を形成する。その結果、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａが低電圧、低電力で発生する。
該粗面１４の上に誘電体膜８が被覆される。誘電体膜８は、例えば、ゾルゲル法で形成される。例えば、原料となる粒子状の誘電体を、可塑剤と溶剤と一緒に混合し、スラリー状にして、凹凸付き接地電極６ａの上に膜状に塗布する。そして、乾燥させ、焼成するという方法で行う。
なお、平板型接地電極６ａの表面に形成する誘電体膜８の製膜方法は、任意の方法で形成して良い。特に、限定されない。また、誘電体膜８の中に気泡が形成されない製膜法が良い。
【００４５】
符号１５ａは第１の前縁部材である。第１の前縁部材１５ａは、平板型接地電極６ａと後述の第１の後縁部材１６ａと組み合わせて、疑似的な流線形を備えたプラズマ発生手段５ａａを構成する。第１の前縁部材１５ａは、平板型接地電極６ａの前側（空気流れの上流側）に位置する。第１の前縁部材１５ａの材料は絶縁材を用いる。該材料として金属を選ぶ場合、表面に絶縁膜を被覆させるのが良い。第１の前縁部材１５ａの構造は流線形の前縁部の形と同様とする。
符号１６ａは第１の後縁部材である。第１の後縁部材１６ａは、平板型接地電極６ａと第１の前縁部材１５ａと組み合わせて、疑似的な流線形を備えたプラズマ発生手段５ａａを構成する。第１の後縁部材１６ａは、平板型接地電極６ａの後側（空気流れの下流側）に位置する。第１の後縁部材１５ａの材料は絶縁材を用いる。該材料として金属を選ぶ場合、表面に絶縁膜を被覆させるのが良い。第１の後縁部材１６ａの構造は流線形の後縁部の形と同様とする。
第１の前縁部材１５ａと平板型接地電極６ａと第１の後縁部材１６ａを組み合わせたプラズマ発生手段５ａａは、殺菌対象のウイルス類がプラズマ発生領域に滞留する時間を平板型接地電極６ａの長さ（空気流れ方法のサイズ）の長短により調整できるというメリットを有する。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置を用いて、空気中に浮遊する新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスを殺菌あるいは不活性化する方法を説明する。
図５に示される第２のプラズマ発生手段５ａａを、図２図示の本発明の第１の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の中のプラズマ発生手段５と入れ替える。
第２のプラズマ発生手段５ａａを備えた図２と同様の構成を有するプラズマを用いた空気清浄装置を対象空間、例えば、日本家屋の６畳間の任意の場所に設置する。
次に、送風機４を稼働させ、該６畳間の空気を筐体１に吸入し、吹き出しする。そして、交流電源９の電圧を所定の値に設定し、稼働させる。なお、交流電源９の電圧及び電流等の操作条件は、第２のプラズマ発生手段５ａａを筐体１に取り付けた際に、予め、該電圧、電流とオゾン発生量の関係をデータとして把握し、そのデータを評価、分析して最適条件を選定する。上記データの取得に際し、オゾン濃度の規制値０．０１ｐｐｍ以下での実験を行うのが望ましい。
交流電源９から第１及び第２の給電線１０ａ、１０ｂ、第１及び第２の端子１１ａ、１１ｂ及び第１及び第２の導入線１２ａ、１２ｂを介して、非接地電極７と接地電極６ａの間に電圧が印加されると、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａが生成される。
誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａが生成されると、新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスは、上述のとおり、プラスイオン、マイナスイオン、紫外線、活性酸素（Ｏラジカル、ＯＨラジカル等）、活性窒素（Ｎラジカル、ＮＯラジカル等）、オゾン等のプラズマ化学反応及びプラズマ物理反応により、ほぼ確実に死滅、あるいは不活性化される。
本発明の第２の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の運用は、常時運転あるいは決められた時間帯に稼働させるなど、任意に可能である。
【００４７】
以上の説明で示したように、本発明の第２の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置は、第２のプラズマ発生手段５ａａの構造が流線形であることから、空気の渦発生による圧損が少ない、とう特徴を有する。その結果、円柱型や矩形型の電極で発生する渦による圧損増大に起因する送風機の能力アップ及び消費電力アップ等に起因する製造コスト増大、消費電力の増大を抑制できる。また、円柱型や矩形型の電極で発生する渦による騒音発生が抑制され、静粛性の能力アップが可能である。
更に、本発明の第２の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置は、第２のプラズマ発生手段５ａａが凹凸付きの平板型接地電極６ａを備えていることから、集中電界が形成され、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマが低電圧、低電力で発生する、という特徴を有する。
更に、第２のプラズマ発生手段５ａａは平板型接地電極６ａと第１の後縁部材１６ａと第１の前縁部材１５ａとを組み合わせて製作可能であるので、接地電極６ａに設けられる誘電体膜８の厚みの均一化が容易であり、かつ、製造工程が簡単であることから、製造コストが安い、という特徴を有する。
本発明の第２の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置は、一般家庭、オフイス、病院、老人介護施設、レストラン等のように、区切られた空間（密閉空間）の空気を殺菌清浄化するプラズマを用いた空気清浄装置として実用に供することが可能である。その社会的貢献及び産業上の価値は著しく大きい。
【００４８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置について、図７を用いて説明する。図１ないし図６も参照する。
図７は、本発明の第３の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置に用いられるプラズマ発生手段の構成を示す模式的断面図である。
符号１５ｂは第２の前縁部材である。第２の前縁部材１５ｂは、平板型接地電極６ａと後述の第２の後縁部材１６ｂと組み合わせて、疑似的な流線形を備えたプラズマ発生手段５ａｂを構成する。第２の前縁部材１５ｂは、平板型接地電極６ａの前側（空気流れの上流側）に位置する。第２の前縁部材１５ｂの材料は絶縁材を用いる。該材料として金属を選ぶ場合、表面に絶縁膜を被覆させるのが良い。第２の前縁部材１５ｂの構造は断面形状が半円形である。第２の前縁部材１５ｂの断面形状を半円形にすることにより、渦を抑制した空気流れを実現できる。また、第２の前縁部材１５ｂの断面形状が半円形であることから、製造コストを安くすることが可能である。
符号１６ｂは第２の後縁部材である。第２の後縁部材１６ｂは、平板型接地電極６ａと第２の前縁部材１５ｂと組み合わせて、疑似的な流線形を備えたプラズマ発生手段５ａｂを構成する。第２の後縁部材１６ｂは、平板型接地電極６ａの後側（空気流れの下流側）に位置する。第２の後縁部材１５ｂの材料は絶縁材を用いる。該材料として金属を選ぶ場合、表面に絶縁膜を被覆させるのが良い。第２の後縁部材１６ｂの構造は断面形状が半円形である。第２の後縁部材１６ｂの断面形状を半円形にすることにより、渦を抑制した空気流れを実現できる。また、第２の後縁部材１６ｂの断面形状が半円形であることから、製造コストを安くすることが可能である。
ここで、第２の前縁部材１５ｂと平板型接地電極６ａと第２の後縁部材１６ｂを組み合わせたプラズマ発生手段を第３のプラズマ発生手段５ａｂと呼ぶ。
第２の前縁部材１５ｂと平板型接地電極６ａと第２の後縁部材１６ｂを組み合わせた第３のプラズマ発生手段５ａｂは、殺菌対象のウイルス類がプラズマ発生領域に滞留する時間を平板型接地電極６ａの長さ（空気流れ方法のサイズ）の長短により調整できるというメリットを有する。
【００４９】
本発明の第３の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置を用いて、空気中に浮遊する新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスを殺菌あるいは不活性化する方法は、本発明の第１及び第２の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の場合と同様である。
本発明の第３の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置は、第３のプラズマ発生手段５ａｂが凹凸付きの平板型接地電極６ａを備えていることから、集中電界が形成され、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマが低電圧、低電力で発生する、という特徴を有する。更に、第３のプラズマ発生手段５ａｂは平板型接地電極６ａと第２の前縁部材１５ｂと第２の後縁部材１６ｂとを組み合わせて製作可能であるので、接地電極６ａに設けられる誘電体膜８の厚みの均一化が容易であり、かつ、製造工程が簡単であることから、製造コストが安い、という特徴を有する。ただし、第２の後縁部材１６ｂの断面形状が半円形であることから、渦の発生があるという、短所を有する。なお、第２の後縁部材１６ｂで渦の発生はあるものの、プラズマ発生手段５ａｂの流れの方向の長さを十分に長くとれる、という長所があるので、ウイルス滞留時間を長く設定可能である。
本発明の第３の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置は、一般家庭、オフイス、病院、老人介護施設、レストラン等のように、区切られた空間（密閉空間）の空気を殺菌清浄化するプラズマを用いた空気清浄装置として実用に供することが可能である。その社会的貢献及び産業上の価値は著しく大きい。
【００５０】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置について、図８を用いて説明する。図１ないし図７も参照する。
図８は、本発明の第４の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置に用いられるプラズマ発生手段の構成を示す模式的斜視図である。
符号７ａは櫛型の非接地電極である。櫛型の非接地電極７ａは、流線形の接地電極６に誘電体膜８を介して密接して配置される。櫛型の非接地電極７ａは、電気的に非接地である。非接地電極７ａは線状あるいは帯状の歯７ａａと柄７ａｂを有し、形状が櫛型である。櫛型の非接地電極７ａの厚みは略５０μｍ〜２００μｍが良い。非接地電極７ａの柄の部分に第１の導入線１２ａは接続される。櫛型の非接地電極７ａは大面積の膜を製作可能なプリント法で形成しても良い。
接地電極６の表面に非接地電極７ａが配置される。しかしながら、非接地電極７ａの厚みが薄く、密着して設置されるので、非接地電極７ａによる渦の発生は抑制される。即ち、接地電極の流線形としての流れの特性は、流線形とほぼ同様である。
非接地電極７ａと接地電極６の間の距離（ギャップ）は可能な限り、狭いのが良い。非接地電極７ａと接地電極６を用いて、誘電体バリア放電プラズマを低消費電力で発生させるには、プラズマ理工学が教えるところによると、例えば、非特許文献４によれば、パッシェンの法則での圧力ｐと電極間隔ｄとの積が０．２〜１０ｍｍＨｇ・ｃｍの条件を選ぶのが良い。プラズマを低電圧で発生するには、両電極６、７ａの間の距離（ギャップ）ｄは次の通りである。
ｄ｛ｃｍ｝＝０．２〜１０ｍｍＨｇ・ｃｍ／ｐ｛ｍｍＨｇ｝
＝０．２〜１０ｍｍＨｇ・ｃｍ／７６０｛ｍｍＨｇ｝
を満たす条件に略等しい値である３μｍないし１３０μｍの範囲にあるのが良い。
非接地電極７ａと接地電極６の間に、交流電源９から交流電圧が印加される。該交流電圧が印加されると、非接地電極７ａの近傍に誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａが生成される。ここで、図８に示されるプラズマ発生手段を、第４のプラズマ発生手段５ａｃと呼ぶ。
なお、接地電極６の表面に本発明の第２の実施形態の場合と同様に、凹凸１４の加工を施しても良い。そうすれば、非接地電極７ａの近傍に、容易に誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａが生成される。
【００５１】
本発明の第４の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置のプ第４のラズマ発生手段５ａｃは、図８に示されるように、接地電極６と、櫛型の非接地電極７ａの間に、交流電源９から、第１の給電線１０ａと第１の端子１１ａと第１の導入線１２ａ、及び第２の給電線１０ｂと第２の端子１１ｂと第２の導入線１２ｂを介して電圧が印加され、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａを発生する。
本発明の第４の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の第４のプラズマ発生手段５ａｃの使用方法は、本発明の第１ないし第３の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の第１、第２及び第３のプラズマ発生手段５、５ａａ、５ａｂの場合と同様である。
【００５２】
以上の説明で示したように、本発明の第４の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置は、第４のプラズマ発生手段５ａｃの構造が流線形であることから、空気の渦発生による圧損が少ない、とう特徴を有する。その結果、円柱型や矩形型の電極で発生する渦による圧損増大に起因する送風機の能力アップ及び消費電力アップ等に起因する製造コスト増大、消費電力の増大を抑制できる。また、円柱型や矩形型の電極で発生する渦による騒音発生が抑制され、静粛性の能力アップが可能である。
更に、非接地電極７ａが櫛型の形状を有することから、例えば、プリント法による導体膜の形成が容易となり、第４のプラズマ発生手段５ａｃの製作が安価になるという効果がある。
【００５３】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置について、図９及び図１０を用いて説明する。図１ないし図８も参照する。
図９は、本発明の第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成を示す模式的斜視図である。図１０は、本発明の第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成を示す模式的断面図である。
【００５４】
先ず、本発明の第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成について、説明する。
符号２１ａは第１のマトリクス（行列）配置用接地電極である。第１のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ａは電気的に接地される。第１のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ａは、断面形状が流線形である。また、第１のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ａの表面は誘電体膜８で均一に被覆される。そして、該誘電体膜８の上に、非接地電極７が密着して、螺旋状に巻かれる。非接地電極７と第１のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ａの間に、交流電源９から交流電圧が印加される。
第１のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ａは、後述の第２、第３及び第４のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと一緒に、図９及び図１０に示されるように、行列式の第１行を形成するような形で配置される。第１、第２、第３及び第４のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの隣り合う間隔は一定である。ここでは、該間隔をＬとする。
符号２１ｂは第２のマトリクス（行列）配置用接地電極である。第２のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ｂは電気的に接地される。第２のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ｂは、断面形状が流線形である。また、第２のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ｂの表面は誘電体膜８で均一に被覆される。そして、該誘電体膜８の上に、非接地電極７が密着して、螺旋状に巻かれる。非接地電極７と第２のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ｂの間に、交流電源９から交流電圧が印加される。
符号２１ｃは第３のマトリクス（行列）配置用接地電極である。第３のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ｃは電気的に接地される。第３のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ｃは、断面形状が流線形である。また、第３のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ｃの表面は誘電体膜８で均一に被覆される。そして、該誘電体膜８の上に、非接地電極７が密着して、螺旋状に巻かれる。非接地電極７と第３のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ｃの間に、交流電源９から交流電圧が印加される。
符号２１ｄは第４のマトリクス（行列）配置用接地電極である。第４のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ｄは電気的に接地される。第４のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ｄは、断面形状が流線形である。また、第４のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ｄの表面は誘電体膜８で均一に被覆される。そして、該誘電体膜８の上に、非接地電極７が密着して、螺旋状に巻かれる。非接地電極７と第４のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ｂの間に、交流電源９から交流電圧が印加される。
【００５５】
符号２２ａは第５のマトリクス（行列）配置用接地電極である。第５のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ａは電気的に接地される。第５のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ａは、断面形状が流線形である。また、第５のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ａの表面は誘電体膜８で均一に被覆される。そして、該誘電体膜８の上に、非接地電極７が密着して、螺旋状に巻かれる。非接地電極７と第５のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ａの間に、交流電源９から交流電圧が印加される。
第５のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ａは、後述の第６及び第７のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ｂ、２１ｃと一緒に、図９及び図１０に示されるように、行列式の第２行を形成するような形で配置される。第５、第６及び第７のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ａ、２２ｂ、２２ｃの隣り合う間隔は一定である。ここでは、該間隔をＬとする。なお、第１行目は第１、第２、第３及び第４のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの５個を配置し、第２行目は第１行目と個数が異なり、第５、第６及び第７のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ａ、２２ｂ、２２ｃの３個を配置しているが、これを同数の４個にしても良い。
ここで、マトリクス（行列）配置の第１行に配置された第１、第２、第３及び第４のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの隣り合う隙間と、マトリクス（行列）配置の第２行に配置された第５、第６及び第７のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ａ、２２ｂ、２２ｃの隣り合う隙間が、図１０に示されるように、前記吸入口２ａの空気の流れ方向で一致しないようにずらして配置される。
符号２２ｂは第６のマトリクス（行列）配置用接地電極である。第６のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ｂは電気的に接地される。第６のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ｂは、断面形状が流線形である。また、第６のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ｂの表面は誘電体膜８で均一に被覆される。そして、該誘電体膜８の上に、非接地電極７が密着して、螺旋状に巻かれる。非接地電極７と第６のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ｂの間に、交流電源９から交流電圧が印加される。
符号２２ｃは第７のマトリクス（行列）配置用接地電極である。第７のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ｃは電気的に接地される。第７のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ｃは、断面形状が流線形である。また、第７のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ｃの表面は誘電体膜８で均一に被覆される。そして、該誘電体膜８の上に、非接地電極７が密着して、螺旋状に巻かれる。非接地電極７と第７のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ｃの間に、交流電源９から交流電圧が印加される。
【００５６】
符号２３ａは第８のマトリクス（行列）配置用接地電極である。第８のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ａは電気的に接地される。第８のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ａは、断面形状が流線形である。また、第８のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ａの表面は誘電体膜８で均一に被覆される。そして、該誘電体膜８の上に、非接地電極７が密着して、螺旋状に巻かれる。非接地電極７と第８のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ａの間に、交流電源９から交流電圧が印加される。第８のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ａは、後述の第９、第１０及び第１１のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと一緒に、図９及び図１０に示されるように、行列式の第３行を形成するような形で配置される。第８、第９、第１０及び第１１のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの隣り合う間隔は一定である。該間隔をＬとする。
ここで、マトリクス（行列）配置の第２行に配置された第５、第６及び第７のマトリクス（行列）配置用接地電極２２ａ、２２ｂ、２２ｃの隣り合う隙間と、マトリクス（行列）配置の第３行に配置された第８、第９、第１０及び第１１のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの隣り合う隙間が、図１０に示されるように、前記吸入口２ａの空気の流れ方向で一致しないようにずらして配置される。
符号２３ｂは第９のマトリクス（行列）配置用接地電極である。第９のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ｂは電気的に接地される。第９のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ｂは、断面形状が流線形である。また、第９のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ｂの表面は誘電体膜８で均一に被覆される。そして、該誘電体膜８の上に、非接地電極７が密着して、螺旋状に巻かれる。非接地電極７と第９のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ｂの間に、交流電源９から交流電圧が印加される。
符号２３ｃは第１０のマトリクス（行列）配置用接地電極である。第１０のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ｃは電気的に接地される。第１０のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ｃは、断面形状が流線形である。また、第１０のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ｃの表面は誘電体膜８で均一に被覆される。そして、該誘電体膜８の上に、非接地電極７が密着して、螺旋状に巻かれる。非接地電極７と第１０のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ｃの間に、交流電源９から交流電圧が印加される。
符号２３ｄは第１１のマトリクス（行列）配置用接地電極である。第１１のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ｄは電気的に接地される。第１１のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ｄは、断面形状が流線形である。また、第１１のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ｄの表面は誘電体膜８で均一に被覆される。そして、該誘電体膜８の上に、非接地電極７が密着して、螺旋状に巻かれる。非接地電極７と第１１のマトリクス（行列）配置用接地電極２３ｄの間に、交流電源９から交流電圧が印加される。
ここで、第１から第１１のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを備えたプラズマ発生手段を、第５のプラズマ発生手段５ａｄと呼ぶ。
【００５７】
符号１７はオゾン分解触媒である。オゾン分解触媒１７は第５のプラズマ発生手段５ａｄと吹き出し口２ｂの間に配置され、オゾンを分解し、安全な酸素に変質させる。第５のプラズマ発生手段５ａｄで微量のオゾンが発生するので、該オゾンを分解して、酸素に変質させる。その結果、該オゾンは筐体１の外部へ漏れない。オゾン分解触媒１７は、市販されている活性炭や二酸化マンガンや酸化ニッケル等の触媒を用いて良い。プラズマ支援の触媒でも良い。
【００５８】
次に、本発明の第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置を用いて、空気中に浮遊する新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスを殺菌あるいは不活性化する方法を説明する。ここでは、例えば、日本家屋の６畳間を対象空間とする。なお、６畳間の空間容積を、３．６ｍｘ２．７ｍｘ高さ２．４ｍ＝２３．３ｍ３とする。
６畳間に含まれる空気を、例えば、略４分間で殺菌処理できる風量で本発明の第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置に吸入し、そして、プラズマ処理した空気を吹き出しながら、該空気の中に含まれる新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスを殺菌あるいは不活性化する。
本発明の第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成部材の送風機の送風能力を、例えば、６ｍ３／分とする。筐体１の入り口２ａの開口のサイズを、例えば、縦３２．５ｃｍｘ横８０ｃｍとする。マトリクス配置の第１から第１１のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄのそれぞれの厚みと幅（空気の流れ方向）と長さを、それぞれ、例えば、５ｃｍ、１００ｃｍ及び８０ｃｍ、とする。入り口２ａの横寸法（８０ｃｍ）と前記接地電極の長さ（８０ｃｍ）は同じなので密着して設置される。筐体１の内壁と該内壁に近い第１、第６、第８及び第１１のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ａ、２１ｄ、２３ａ、２３ｄの間の距離を２．５ｃｍとする。電極間隔Ｌを、例えば、２．５ｃｍとする。
なお、吸入口２ａ近くのプラズマ発生手段５ａｄの開口は、例えば、１２．５ｃｍｘ８０ｃｍである。筐体内部の平均流速は略１ｍ／秒である。
風量（Ｑ：ｍ３／分）と、プラズマ発生手段５ａｄと筐体１の間の断面積（Ｓ：ｍ２）と、平均流速（ｖ：ｍ／秒）の関係式、Ｑ＝Ｓ・ｖより計算した値である。ただし、断面積Ｓは０．１２５ｍｘ０．８ｍ＝０．１ｍ２、風量Ｑは、２３．３ｍ３／４分、即ち、５．８ｍ３／分とした。
新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスを含む空気３ａは、プラズマ発生手段５ａｄの近傍を平均流速は略１ｍ／秒で通過するので、該ウイルス等がプラズマ領域に留まる時間である滞留時間は、プラズマ発生手段５ａｄの茎流れ方向の長さ／流速＝略３ｍ／略１ｍ／秒、即ち、略３秒間である。なお、滞留時間が略３秒間あれば、新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスは、ほぼ確実に殺菌あるいは不活性化される。
【００５９】
先ず、本発明の第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置を対象空間である６畳間の任意の場所に設置する。
次に、送風機４を稼働させ、該６畳間の空気を筐体１に吸入し、吹き出しする。そして、交流電源９の電圧を所定の値に設定し、稼働させる。なお、交流電源９の電圧及び電流等の操作条件は、プラズマ発生手段５ａｄを筐体１に取り付けた際に、予め、該電圧、電流とオゾン発生量の関係をデータとして把握し、そのデータを評価、分析して最適条件を選定する。上記データの取得に際し、オゾン濃度の規制値０．０１ｐｐｍ以下での実験を行うのが望ましい。
交流電源９から第１及び第２の給電線１０ａ、１０ｂ、第１及び第２の端子１１ａ、１１ｂ及び第１及び第２の導入線１２ａ、１２ｂを介して、非接地電極７と第１ないし第１１のマトリクス（行列）配置用接地電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの間に電圧が印加されると、図３及び図４に示されるような、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａが生成される。
誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａが生成されると、新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスは、プラスイオン、マイナスイオン、紫外線、活性酸素（Ｏラジカル、ＯＨラジカル等）、活性窒素（Ｎラジカル、ＮＯラジカル等）、オゾン等のプラズマ化学反応及びプラズマ物理反応により、ほぼ確実に死滅、あるいは不活性化される。
本発明の第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の運用は、常時運転あるいは決められた時間帯に稼働させるなど、任意に可能である。
【００６０】
以上の説明で示したように、本発明の第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置は、マトリクス配置された接地電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの構造が流線形であることから、空気の渦発生による圧損が少ない、とう特徴を有する。その結果、円柱型や矩形型の電極で発生する渦による圧損増大に起因する送風機の能力アップ及び消費電力アップ等に起因する製造コスト増大、消費電力の増大を抑制できる。また、円柱型や矩形型の電極で発生する渦による騒音発生が抑制され、静粛性の能力アップが可能である。
更に、該接地電極が空気の流れ方向に、並べられる構造を有するので、殺菌対象の新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスのプラズマ領域での滞留時間が長くなる。その結果、プラズマ殺菌効果を確実に発揮できる、という特徴がある。
更に、本発明の第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置は、本発明の第２の実施形態に関わる空気清浄装置の構成部材である第２のプラズマ発生手段５ａａと組み合わせることにより、製造コストの低減化が実現可能である。即ち、誘電体バリア放電プラズマの空気清浄装置への応用に際し、プラズマ発生手段が誘電体膜を用いたナローギャップ放電方式であること、空気の流路で渦が発生しないこと、かつ、低コスト化を実現すること、という課題を解決可能という効果を奏する。
本発明の第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置は、一般家庭、オフイス、病院、老人介護施設、レストラン等のように、区切られた空間（密閉空間）の空気を殺菌清浄化するプラズマを用いた空気清浄装置として実用に供することが可能である。その社会的貢献及び産業上の価値は著しく大きい。
【００６１】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置について、図１１を用いて説明する。図１ないし図１０も参照する。
図１１は、本発明の第６の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の構成を示す模式的断面図である。
【００６２】
符号１８は冷却フインである。冷却フイン１８は空気を通過させながら冷却する。冷却フイン１８は後述の冷媒入口管１８ａから冷媒を供給され、後述の冷媒出口管１８ｂから排出する。冷却フイン１８は、一般的なエアコンと同様に、空気を略１０℃から略４０℃の範囲で、任意の温度に調整できる。
符号１８ａは冷媒入口管である。冷媒入口管１８ａは、略１０℃から略４０℃の任意の温度に調整された冷媒を冷却フイン１８に供給する。
符号１８ｂは、冷媒出口管である。冷媒出口管１８ｂは、冷却フイン１８から冷媒を外部へ排出する。冷却フイン１８、冷媒入口管１８ａ及び冷媒出口管１８ｂは連携して用いられる。
【００６３】
本発明の第６の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置を用いて、空気中に浮遊する新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスを殺菌あるいは不活性化する方法は、本発明の第１ないし第５の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の場合と同様である。
本発明の第６の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置は、温度調整機能が付与されたことにより、一般的なエアコンと同様に、春夏秋冬を通じて使用でき、便利である。
本発明の第６の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置は、一般家庭、オフイス、病院、老人介護施設、レストラン等のように、区切られた空間（密閉空間）の空気を殺菌清浄化するプラズマを用いた空気清浄装置として実用に供することが可能である。その社会的貢献及び産業上の価値は著しく大きい。
【００６４】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置について、図１ないし図１１を参照する。
本発明の第１ないし第７の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置に用いられるプラズマ発生手段５、５ａａ、５ａｂ、５ａｃ、５ａｄは、非接地電極７と接地電極６の形状が異なることから、交流電源９の極性により、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａの放電状況が変化することがある。なお、交流電源９の出力が直流成分を含む場合、即ち、直流成分が重畳された正弦波電圧の場合、プラズマ生成状況が変化することが知られている。
ここでは、第１ないし第７の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置に用いられるプラズマ発生手段５、５ａａ、５ａｂ、５ａｃ、５ａｄの接地に関する電気的関係を逆にしたこと、即ち、前記非接地電極を電気的に接地し、前記接地電極を電気的に非接地にしたことを特徴とする。
本発明の第７の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置を用いて、空気中に浮遊する新型コロナウイルスやインフルエンザウイルス等のエンベロープ型ウイルスを殺菌あるいは不活性化する方法は、本発明の第１ないし第６の実施形態に係わるプラズマを用いた空気清浄装置の場合と同様である。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・筐体、
２ａ・・・吸入口、
２ｂ・・・吹き出し口、
３・・・空気流路、
４・・・送風機、
５、５ａａ、５ａｂ、５ａｃ、５ａｄ・・・第１、第２、第３、第４及び第５のプラズマ発生手段、
５ａ・・・誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ、
６・・・接地電極、
６ａ・・・平板型接地電極、
７・・・非接地電極、
７ａ・・・櫛型の非接地電極、
８・・・誘電体膜、
９・・・交流電源、
１４・・・粗面、
１５ａ・・・第１の前縁部材、
１６ａ・・・第１の後縁部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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