(57)【要約】【課題】空気中に浮遊する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、低コストで、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に、空気流れを乱流状態にし、かつ、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマを発生する多数の電極をマトリクス（行列）状に配置し、該電極が生成するプラズマと、ウイルス、病原菌、カビ毒等を含む空気と、を効率よく、接触、混合させることを特徴とする。電極は円筒形型あるいは矩形型を選ぶことができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
殺菌処理また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、電気的に非接地の非接地電極と、柱状の金属で形成されて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を被覆する誘電体膜と、を一対とする複数対の電極を空間的に離間して備え、互いに対を成す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を備えるとともに、
前記電極は、レイノルズ数Ｒｅが略４０以上であること、即ち、「レイノルズ数Ｒｅ＝（空気密度）ｘ（流速）ｘ（前記電極の断面形状の代表的サイズ）／（粘性係数）」が略４０以上であること、という流体力学的条件を備えてい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】
前記複数対の電極はマトリクス（行列）状に配置され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】
前記接地電極と前記非接地電極の間隔は、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あるいは請求項２に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項４】
前記接地電極は断面形状が円形または多角形で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】
前記接地電極のいくつかは前記接地電極の軸心同士が直交するよう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６】
前記接地電極は、前記マトリクス状配置における行列が千鳥型配置であ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、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７に記載のプラズマを用いた空気清浄装置。
【請求項９】
前記プラズマ発生手段は、前記誘電体で被覆された断面矩形の柱状の非接地電極と、前記誘電体で被覆された断面矩形の柱状の接地電極と、を一対とする複数対の電極をそれぞれの電極の辺の少なくとも一辺が互いに密接する形態で一つの集合体として形成され、前記集合体を複数個、空間的に離間して備え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１０】
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】
前記誘電体で被覆された断面が矩形または台形または三角形の柱状の複数の非接地電極と、前記誘電体で被覆された断面が矩形または台形または三角形の柱状の複数の接地電極を一平面上に交互に密接して並べて一つの板状の集合体を形成し、前記板状の集合体を前記吸入口の近くに整流板として複数個配置す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１２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。
【請求項１５】
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１４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声が行わる所。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。なお、濃度６．０ｐｐｍのオゾンを新型コロナウイルスに約１時間暴露すると不活化できる、という研究成果が報道されているが、オゾンは人体に有害であることから、日本ではオゾン濃度の規制値は０．１ｐｐｍ以下となっている。
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今後新たに現れる可能性のある新型ウイルスが空気中に浮遊しているという環境において活発な経済活動を促進するという観点からも、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、いう問題等を抱えている。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ロ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】
しかしながら、従来のプラズマを用いた空気清浄装置においては、殺菌対象あるいは処理対象が大量の空気の場合、確実に、漏れ無く、ムラなく殺菌することが困難という問題があった。更に、消費電力が大きいことに加えて、製造コストが高いという問題を抱えていた。
即ち、特許文献１に記載のオゾン発生用電極は、オゾンを高率よく生成可能であるが、オゾンを用いる殺菌装置はオゾン濃度規制値が０．１ｐｐｍ以下であるので、新型コロナウイルスの殺菌への応用は困難である。しかも、消費電力大きいという問題を抱えている。
特許文献２に掲載のプラズマを用いた流体浄化装置は、大量の空気を対象にした応用では、前記貫通孔による圧損が大きくなり、送風機のパワーアップが必要となるが、更なる大容量化への対応は困難である、という問題を抱えている。前記貫通孔の直径を増大し圧損を少なくすると、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、プラズマ処理されない空気が素通りするという問題を抱えている。
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、特許文献２に掲載の装置と同様に、大量の空気を対象にした応用では、前記貫通孔による圧損が大きくなり、送風機のパワーアップが必要となり、更なる大容量化への対応は困難である、という問題を抱えている。前記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、プラズマ処理されない空気が素通りするという問題を抱えている。
特許文献４に記載のイオン発生装置は、オゾン生成に適した構造、即ち、円筒状の絶縁体を挟んで対向する一対のメッシュ電極を設けるという構造を有することから、誘電体の薄膜化が非常に困難であり、消費電力が大きくなる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発生電極を用いてウイルスを不活化する方式であり、空気加熱の消費電力が大きいこと及び該電極構造が通常の大気圧放電電極であるので、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。更に、消費電力が著しく大きい、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。この間隔では圧損が大きく、かつ、消費電力が大きくなる、という問題がある。
【００１３】
上記のような問題を鑑みて、本発明は、プラズマの殺菌あるいは空気清浄化への応用に際し、処理対象の空気を大量処理できること、プラズマ殺菌あるいはプラズマ清浄化処理が漏れなく、ムラなく確実に可能であること、かつ、消費電力が少なく、製造コストが安いこと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、殺菌処理また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、電気的に非接地の非接地電極と、柱状の金属で形成されて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を被覆する誘電体膜と、を一対とする複数対の電極を空間的に離間して備え、互いに対を成す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を備えるとともに、
前記電極は、レイノルズ数Ｒｅが略４０以上であること、即ち、「レイノルズ数Ｒｅ＝（空気密度）ｘ（流速）ｘ（前記電極の断面形状の代表的サイズ）／（粘性係数）」が略４０以上であること、という流体力学的条件を備えてい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、前記複数対の電極はマトリクス（行列）状に配置されることを特徴とする。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明あるいは第２の発明において、前記接地電極と前記非接地電極の間隔は、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。
【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、前記接地電極は断面形状が円形または多角形で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、前記接地電極のいくつかは前記接地電極の軸心同士が直交するように配置さ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、前記接地電極は、前記マトリクス状配置における行列が千鳥型配置であ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、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。
【００２１】
第８の発明は、第７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。
【００２２】
第９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、前記プラズマ発生手段は、前記誘電体で被覆された断面矩形の柱状の非接地電極と、前記誘電体で被覆された断面矩形の柱状の接地電極と、を一対とする複数対の電極をそれぞれの電極の辺の少なくとも一辺が互いに密接する形態で一つの集合体として形成され、前記集合体を複数個、空間的に離間して備え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。
【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。
【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、前記誘電体で被覆された断面が矩形または台形または三角形の柱状の複数の非接地電極と、前記誘電体で被覆された断面が矩形または台形または三角形の柱状の複数の接地電極を一平面上に交互に密接して並べて一つの板状の集合体を形成し、前記板状の集合体を前記吸入口の近くに整流板として複数個配置することを特徴とする。
【００２６】
第１３の発明は、第１の発明から第１２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。
【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。
【００２８】
第１５の発明は、第１の発明から第１４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。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の装置では、従来の装置が抱える課題、即ち、プラズマによる殺菌あるいは空気清浄化への応用に際し、処理対象の空気を大量処理できること、プラズマ殺菌あるいは清浄化処理が漏れなく、ムラなく確実に可能であること、かつ、消費電力が少なく、製造コストが安いこと、という課題を解決可能という効果を奏する。
即ち、本発明の装置では、筐体の中に、電気的に非接地の非接地電極と、柱状の金属で形成されて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を被覆する誘電体膜と、を一対とする複数対の電極を空間的に離間して配置し、前記接地電極によりカルマン渦あるいは乱流発生させることにより、プラズマと空気を高率よく撹拌し、接触混合されるという効果が生じる。また、前記非接地電極と前記接地電極が
マトリクス（行列）状に配置されたことにより、カルマン渦あるいは乱流を効果的に発生することが観桜である。これにより、該プラズマと該空気に含まれるウイルス類が効率よく、接触混合するので、確実に、漏れなく、ムラなく殺菌あるいは不活化することが可能である、という効果を奏する。
更に、前記複数対の電極が空間的に離間して配置されているので圧損が少なく、大量の空気を処理可能である。また、前記複数対の電極は前記誘電体膜を挟んだナローギャッププラズマ生成方式であるので、低い電圧で、低消費電力でプラズマを生成可能である。その結果、従来の課題を解消でき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】
【００３０】
【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構成部材である第１の電極の模式的斜視図である。
【図４】図４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の構成を示す模式的斜視図である。
【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示す模式的斜視図である。
【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の構成部材である電極を示す模式的斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図８】図８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の構成を示す模式的断面図である。
【図９】図９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の構成を示す模式的断面図である。
【図１０】図１０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の構成部材である整流板を示す模式的斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
（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構成部材である第１の電極の模式的斜視図である。
【００３３】
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２ｃを形成する。筐体１の内部には、後述の第１のプラズマ発生手段２０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２ｄを筐体１の内部へ吸入する。吸入口２ａは開口を有する。
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２ｄを筐体１の外部へ吹き出す。
符号２ｃは空気流路である。空気流路２ｃは、後述の送風機４と連携して、吸入口２ａから空気２ｄを、後述の第１のプラズマ発生手段２０に接触させながら吹き出し口２ｂへ流す働きをする。
符号２ｄは空気である。空気２ｄは吸入口２ａから筐体１に吸入され、後述の第１のプラズマ発生手段２０に接触しながら通過し、吹き出し口２ｂから吹き出される。また、空気２ｄは、後述の第１、第２、第５及び第６の電極５ａａ、５ａｂ，５ｂａ、５ｂｂによりカルマン渦を伴う状態、あるいは乱流状態になる。
符号４は送風機である。送風機４は空気２ｄの流れを発生する。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、該空気を後述の第１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２ｄ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は図２に示すように、第１のプラズマ発生手段２０と吹き出し口２ｂの間に設置される。吸入口２ａと第１のプラズマ発生手段２０の間に設置しても良い。
【００３４】
符号５ａａは第１の電極である。第１の電極５ａａは、図１及び図２に示されるように、前記吸入口２ａの近くに、かつ、該吸入口２ａの開口に平行な面内に、後述の第２の電極５ａｂと互いに並行して配置される。ここでは、第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂの２本を配置するが、多数個を設置しても良い。両電極５ａａ、５ａｂの間隔は、吸入口２ａの開口を、例えば、３等分した値に略同じとする。
第１の電極５ａａは、図３に示されるように、後述の電気的に非接地の非接地電極７ａと、後述の円柱状の金属で形成されて電気的に接地された接地電極６ａと、接地電極６ａを被覆するように形成された誘電体膜８ａで構成される。
第１の電極５ａａの直径Ｄは、該第１の電極５ａａが吸入口２ａから流入する空気にカルマン渦あるいは乱流を起こす大きさを選ぶ。一様な流れに置かれた柱状物体がカルマン渦を発生する条件は、流体力学が教えるところによれば、レイノルズ数Ｒｅが略４０〜略３００である。そして、レイノルズ数Ｒｅが略３００以上であれば、乱流が発生する。例えば、筐体１の内部の空気流れの平均流速が０．５ｍ／秒、柱状物体の直径Ｄが３ｃｍの場合、レイノルズ数Ｒｅは、次に示す値になる。なお、１Ｐａ＝１ｋｇ／ｍ・ｓ２である。
レイノルズ数Ｒｅ＝（空気の密度）ｘ（物体の代表的大きさ）ｘ（流速）／粘性係数＝（１．２０６ｋｇ／ｍ３）ｘ（０．０３ｍ）ｘ（０．５ｍ／ｓ）／（１．８３ｘ１０−５Ｐａ・ｓ）＝９９０
ここでは、第１の電極５ａａの直径Ｄを、例えば、３ｃｍとする。第１の電極５ａａの長さを、例えば、３０ｃｍとする。
該第１の電極５ａａにより、空気２ｄの流れにカルマン渦が発生した場合、あるいは、乱流になった場合、第１の電極５ａａの後流側の流れは、流れの方向及び速さが時間的、空間的に変動し、空気２ｄを撹拌するという作用が発生する。空気２ｄが撹拌されると、一般に、プラズマ化される空気に渦が伴う場合、あるいは、乱流状態の場合、該プラズマで生成されるライカル類と空気の接触混合が促進されることから、後述のプラズマ５ａで発生するラジカル類の拡散が乱流拡散となり、プラズマ殺菌効果が高まるという作用がある。
ここで、第１の電極５ａａによって発生するカルマン渦を伴う流れ及び乱流となった流れを、図２に示されるように、Ｒａｎ１で示す。
【００３５】
符号５ａｂは第２の電極である。第２の電極５ａｂは、図１及び図２に示されるように、前記吸入口２ａの近くに、かつ、該吸入口２ａの開口に平行な面内に、第１の電極５ａａと互いに並行して配置される。ここでは、第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂの２本を配置するが、多数個を設置しても良い。両電極５ａａ、５ａｂの間隔は、吸入口２ａの開口を、例えば、３等分した値に略同じとする。第２の電極５ａｂの直径Ｄは、第１の電極５ａａと同様である。
第２の電極５ａｂは、第１の電極５ａａと同様に、電気的に非接地の非接地電極７ｂと、円柱状の金属で形成されて電気的に接地された接地電極６ｂと、接地電極６ｂを被覆するように形成された誘電体膜８ｂで構成される。
第２の電極５ａｂの直径Ｄは、第１の電極と同様に、該第２の電極５ａｂが吸入口２ａから流入する空気にカルマン渦あるいは乱流を起こす大きさを選ぶ。一様な流れに置かれた柱状物体がカルマン渦を発生する条件は、流体力学が教えるところによれば、レイノルズ数Ｒｅが略４０〜略３００である。そして、レイノルズ数Ｒｅが略３００以上であれば、乱流が発生する。
一般に、プラズマ化される空気に渦が伴う場合、あるいは、乱流状態の場合、該プラズマで生成されるライカル類と空気の接触混合が促進されることから、後述のプラズマ５ａで発生するラジカル類の拡散が乱流拡散となり、プラズマ殺菌効果が高まるという作用がある。
ここでは、第２の電極５ａｂによって発生するカルマン渦を伴う流れ及び乱流となった流れを、図２に示されるように、Ｒａｎ１で示す。
【００３６】
符号５ｂａは第５の電極である。第５の電極５ｂａは、図１及び図２に示されるように、前記第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂが配置された面に、略平行した面内に、かつ、空間的に離間して設置される。そして、第５の電極５ｂａの軸心が、第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂのそれぞれの軸心と、互いに直交する位置関係になるように設定される。第５の電極５ｂａの直径Ｄは、第１の電極５ａａと同様である。
なお、第５の電極５ｂａの軸心と第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂのそれぞれの軸心が、互いに直交する位置関係になるように設定されると、第５の電極５ｂａが発生するカルマン渦あるいは乱流による空気２ｄの撹拌作用が強くなる。
第５の電極５ｂａは、第１の電極５ａａと同様に、電気的に非接地の非接地電極７ｅと、円柱状の金属で形成されて電気的に接地された接地電極６ｅと、接地電極６ｅを被覆するように形成された誘電体膜８ｅで構成される。
符号５ｂｂは第６の電極である。第６の電極５ｂｂは、図１及び図２に示されるように、前記第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂが配置された面に、略平行した面内に、かつ、空間的に離間して設置される。そして、第６の電極５ｂｂの軸心が、第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂのそれぞれの軸心と、互いに直交する位置関係になるように設定される。第６の電極５ｂｂの直径Ｄは、第１の電極５ａａと同様である。
なお、第６の電極５ｂｂの軸心と第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂのそれぞれの軸心が、互いに直交する位置関係になるように設定されると、第６の電極５ｂｂが発生するカルマン渦あるいは乱流による空気２ｄの撹拌作用が強くなる。
第６の電極５ｂｂは、第１の電極５ａａと同様に、電気的に非接地の非接地電極７ｆと、円柱状の金属で形成されて電気的に接地された接地電極６ｆと、接地電極６ｆを被覆するように形成された誘電体膜８ｆで構成される。第６の電極５ｂｂの直径Ｄは、第１の電極５ａａと同様である。
【００３７】
符号Ｒａｎ１は乱流である。乱流Ｒａｎ１は、図２に示されるように、第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂの周りに発生する渦あるいは乱流であり、時間的、空間的にランダムに変動する。即ち、第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂの周りを通過した気流は、流れの方向及び速さが時間的、空間的に変動し、筐体１内部の全領域へ流れるという性質を持つ流れＲａｎ１になる。乱流になった空気２ｄは、流れ方向が四方八方に向きながら流れるので、第５及び第６の電極５ｂａ、５ｂｂで生成される後述の誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａの発生領域の内部に積極的に侵入し、プラズマと接触、混合しながら、移動する。また、前記プラズマ５ａで発生するラジカル類の拡散が乱流拡散となり、プラズマ殺菌効果が高まるという作用がある。即ち、乱流Ｒａｎ１は、前記プラズマ５ａと空気２ｄを高率よく接触、混合させる。
符号Ｒａｎ２は乱流である。乱流Ｒａｎ２は、乱流Ｒａｎ１が第５及び第６の電極５ｂａ、５ｂｂに当たり、更に、渦あるいは乱れが加算された気流になったものである。乱流Ｒａｎ２になった空気２ｄは、流れ方向が四方八方に向きながら流れるので、後述の誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａで発生されるラジカル類と接触、混合しながら、移動する。また、前記プラズマ５ａで発生するラジカル類の拡散が乱流拡散となり、プラズマ殺菌効果が高まるという作用がある。即ち、乱流Ｒａｎ２は、前記プラズマ５ａと空気２ｄを高率よく接触、混合させる。
【００３８】
符号６ａは接地電極である。接地電極６ａは電気的に接地される。接地電極６ａは、断面形状が、例えば、円形である。また、接地電極６ａの表面に後述の誘電体膜８ａが均一に被覆される。そして、誘電体膜８ａの上に、後述の非接地電極７ａが密着して、螺旋状に巻かれる。非接地電極７ａと接地電極６ａの間に、後述の交流電源９から交流電圧が印加される。
符号７ａは非接地電極である。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形を有し、接地電極６ａに誘電体膜８ａを介して密接して巻かれる。ここでは、図３に示すように、非接地電極７ａは、接地電極６ａに巻き付くように、誘電体膜８ａを介して、密着して、螺旋状に巻かれる。
非接地電極７ａには直径の小さい被覆電線、例えば、５０μｍ〜５００μｍ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７ａ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。
非接地電極７ａと接地電極６ａの間の距離は短いのが良い。両電極６ａ、７ａ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７ａと接地電極６ａ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ための条件は次の通りである。前記電極６ａ、７ａの間の距離（ギャップ）ｄを、
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から選ぶのが良い。
【００３９】
符号８ａは誘電体膜である。誘電体膜８ａは接地電極６ａの表面に密着して均一に形成される。誘電体膜８ａの材料は誘電体が用いられる。
誘電体膜８ａが接地電極６ａの表面に被覆され、接地電極６ａと非接地電極７ａ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。
第１、第２、第５及び第６の電極５ａａ、５ａｂ、５ｂａ、５ｂｂの場合、図３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が発生する。
誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａ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７ａと接地電極６ａ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６ａと非接地電極７ａ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６ａの上に誘電体膜を被覆する、あるいは、非接地電極７ａ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６ａと非接地電極７ａ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８ａ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。
（ｅ）接地電極６ａと非接地電極７ａ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６ａと非接地電極７ａの間に交流電圧が印加されると、両電極６ａ、７ａ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。界面分極は周波数が数ｋＨｚ以下で発生するので、これを活用するには、可聴周波数が良い。
【００４０】
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８ａ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８ａ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６ａ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８ａの製膜方法は、特に、限定されない。また、誘電体膜８ａの中に気泡が形成されない製膜法が良い。
また、誘電体膜８ａの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６ａと非接地電極７ａの間の蓄積電荷量が多くなることから、大きい方が良い。
【００４１】
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、２ｋＨｚの正弦波の電圧を発生し、接地電極６ａと非接地電極７ａ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範囲の商用周波数（５０Ｈｚ或は６０Ｈｚ）〜２０ｋＨｚであれば良い。
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６ａと非接地電極７ａ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７ａと第１の端子１１ａを接続する。第２の導入線１２ｂは、接地電極６ａと第２の端子１１ｂを接続する。
【００４２】
ここで、第１、第２、第５及び第６の電極５ａａ、５ａｂ、５ｂａ、５ｂｂと、前記第１、第２、第５及び第６の電極５ａａ、５ａｂ、５ｂａ、５ｂｂに電力を供給する交流電源９と、第１及び第２の給電線１０ａ、１０ｂ、第１及び第２の端子１１ａ、１１ｂ、第１及び第２の導入線１２ａ１２ｂを備えた一式のプラズマ発生手段を、第１のプラズマ発生手段２０と呼ぶ。
【００４３】
図３において、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、図３に示されるように、誘電体膜８ａで被覆された接地電極６ａと非接地電極７ａの間に交流電源９の高電圧が印加され、両電極６ａ、７ａ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２ｄに混ざった状態で、吸入口２ａから乱流Ｒａｎ１及び乱流Ｒａｎ２に混ざって第１のプラズマ発生手段２０の周辺に搬送されると、空気２ｄに混ざった状態でプラズマ化される。その結果、略数秒以内に、殺菌あるいは不活化される。新型コロナウイルスが略数秒以内に、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。
【００４４】
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眼に危険（白内障、翼状片等を誘発）であるほか、数１０秒〜６０秒以上の照射時間が必要である。光触媒法は数１０分以上の処理時間が掛かり、かつ、その殺菌効果は非常に緩やかである。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のオゾンを約１時間、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。
【００４５】
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、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のサイズを、例えば、内寸法で、３０ｃｍｘ３０ｃｍｘ５０ｃｍとする。
筐体１の入り口２ａの面積を、例えば、略９００ｃｍ２（例えば、縦３０ｃｍｘ横３０ｃｍの開口）とする。
第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂ、第５及び第６の電極５ｂａ、５ｂｂの直径と長さを、それぞれ、例えば、３ｃｍ及び３０ｃｍとする。第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂは、例えば、略１０ｃｍの間隔で、吸入口２ａから、例えば、略５ｃｍ離れた位置に設置される。第５及び第６の電極５ｂａ、５ｂｂは、第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂの位置から後流側に、例えば、略４３ｃｍ離れた位置に設置される。送風機４は、第２及び第４の電極５ｂａ、５ｂｂの位置から、後流側に、例えば、略１０ｃｍ離れた位置に設置される。
筐体１の内部の平均流速は略略４３ｃｍ／秒である。なお、風量（Ｑ：ｍ３／分）と、筐体１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３０ｃｍｘ０ｃｍ＝９００ｃｍ２、風量Ｑは、２３．３ｍ３／１０分とした。
この場合、レイノルズ数Ｒｅ＝（空気の密度）ｘ（物体の代表的大きさ）ｘ（流速）／粘性係数＝（１．２０６ｋｇ／ｍ３）ｘ（０．０３ｍ）ｘ（０．４３ｍ／ｓ）／（１．８３ｘ１０−５Ｐａ・ｓ）＝８５０、である。
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含む空気２ｄは、筐体１内部を平均流速は略４３ｃｍ／秒で通過するので、第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂと第５及び第６の電極５ｂａ、５ｂｂに挟まれる領域を通過する時間は略１秒である。その間、第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂで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の領域と、第５及び第６の電極５ｂａ、５ｂｂで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の領域を通過する。すなわち、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａの領域に２回曝される。また、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２ｄは、第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂと第５及び第６の電極５ｂａ、５ｂｂに挟まれる領域に存在するプラズマ発生によるラジカル類と接触、混合される。
【００４６】
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２０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７ａと接地電極６ａの間に電圧が印加されると、図３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、プラズマ処理対象の空気２ｄは、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａの領域に２回曝されるので、プラズマ殺菌効果が期待できる。また、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２ｄは、第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂと第５及び第６の電極５ｂａ、５ｂｂに挟まれる領域に存在するプラズマ発生によるラジカル類と接触、混合されるので、プラズマ殺菌効果が期待できる。
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。
【００４７】
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、第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂと、第５及び第６の電極５ｂａ、５ｂｃが発生するカルマン渦あるいは乱流により、前記第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂと、第５及び第６の電極５ｂａ、５ｂｃが発生するプラズマと処理対象の空気とを効果的に、接触、混合させることが可能である。また、処理対象の空気２ｄが、第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂと第５及び第６の電極５ｂａ、５ｂｂに挟まれる領域において、カルマン渦あるいは乱流により効果的に撹拌することが可能である。
これにより、空気に含まれる殺菌対象物あるいは浄化対象物が、確実に、漏れなく、ムラなくプラズマと接触混合し、プラズマ殺菌が効果的に可能である。
しかも、前記複数対の電極が空間的に離間して配置されているので圧損が少なく、大量の空気を処理可能である。また、前記複数対の電極は前記誘電体膜を挟んだナローギャッププラズマ生成方式であるので、低い電圧で、低消費電力でプラズマを生成可能である。その結果、従来の課題を解消できるという効果を奏する。
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４及び図５を用いて説明する。図１ないし図３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４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の構成を示す模式的斜視図である。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の構成を示す模式的断面図である。
【００４９】
符号５ａａ、５ａｂは、図１に示される第１及び第２の電極と同様の電極である。
符号５ａｃは第３の電極である。第３の電極５ａｃは、図４に示されるように、吸入口２ａの開口に平行な面内に、第１、第２及び後述の第４の電極５ａａ、５ａｂ、５ａｄと並んで、空間的に離間して配置される。第３の電極５ａｃは、第１の電極５ａａと同様に、電気的に非接地の非接地電極７ｃと、柱状の金属で形成されて電気的に接地された接地電極６ｃと、接地電極６ｃを被覆するように形成された誘電体膜８ｃで構成される。
第３の電極５ａｃの直径Ｄは、第１の電極５ａａと同様に、該第３の電極５ａｃが吸入口２ａから流入する空気にカルマン渦あるいは乱流を起こす大きさを選ぶ。一様な流れに置かれた柱状物体がカルマン渦を発生する条件は、流体力学が教えるところによれば、レイノルズ数Ｒｅが略４０〜略３００である。そして、レイノルズ数Ｒｅが略３００以上であれば、乱流が発生する。
一般に、プラズマ化される空気に渦が伴う場合、あるいは、乱流状態の場合、該プラズマで生成されるライカル類と空気の接触混合が促進されることから、後述のプラズマ５ａで発生するラジカル類の拡散が乱流拡散となり、プラズマ殺菌効果が高まるという作用がある。ここでは、第３の電極５ａｃによって発生するカルマン渦を伴う流れ及び乱流となった流れを、図５に示されるように、Ｒａｎ１で示す。
符号５ａｄは第４の電極である。第４の電極５ａｄは、図４に示されるように、吸入口２ａの開口に平行な面内に、第１、第２及び第３の電極５ａａ、５ａｂ、５ａｃと並んで、空間的に離間して配置される。第４の電極５ａｄは、第１の電極５ａａと同様に、電気的に非接地の非接地電極７ｄと、円柱状の金属で形成されて電気的に接地された接地電極６ｄと、接地電極６ｄを被覆するように形成された誘電体膜８ｄで構成される。
第４の電極５ａｄの直径Ｄは、第１の電極５ａａと同様に、該第４の電極５ａｄが吸入口２ａから流入する空気にカルマン渦あるいは乱流を起こす大きさを選ぶ。一様な流れに置かれた柱状物体がカルマン渦を発生する条件は、流体力学が教えるところによれば、レイノルズ数Ｒｅが略４０〜略３００である。そして、レイノルズ数Ｒｅが略３００以上であれば、乱流が発生する。
一般に、プラズマ化される空気に渦が伴う場合、あるいは、乱流状態の場合、該プラズマで生成されるライカル類と空気の接触混合が促進されることから、後述のプラズマ５ａで発生するラジカル類の拡散が乱流拡散となり、プラズマ殺菌効果が高まるという作用がある。ここでは、第４の電極５ａｄによって発生するカルマン渦を伴う流れ及び乱流となった流れを、図５に示されるように、Ｒａｎ１で示す。
【００５０】
なお、ここでは、図４及び図５に示される電極の配置形態をマトリクス（行列）状配置と呼ぶ。第１、第２、第３及び第４の電極５ａａ、５ａｂ、５ａｃ、５ａｄを、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マトリクス（行列）状配置における第１行に位置する電極と呼ぶ。
【００５１】
符号５ｂａ、５ｂｂは、図１に示される第５及び第６の電極と同様の電極である。
符号５ｂｃは第７の電極である。第７の電極５ｂｃは、図４に示されるように、吸入口２ａの開口に平行な面内に、第５、第６及び後述の第８の電極５ｂａ、５ｂｂ、５ｂｄと並んで、空間的に離間して配置される。第５、第６、第７及び後述の第８の電極５ｂａ、５ｂｂ、５ｂｃ、５ｂｄはそれらの軸心が第１、第２、第３及び第４の電極５ａａ、５ａｂ、５ａｃ、５ａｄのそれぞれの軸心に対して直交するように配置される。
第７の電極５ｂｃは、第１の電極５ａａと同様に、電気的に非接地の非接地電極７ｇと、円柱状の金属で形成されて電気的に接地された接地電極６ｇと、接地電極６ｇを被覆するように形成された誘電体膜８ｇで構成される。
第７の電極５ｂｃの直径Ｄは、第１の電極５ａａと同様に、該第７の電極５ｂｃが吸入口２ａから流入する空気にカルマン渦あるいは乱流を起こす大きさを選ぶ。一様な流れに置かれた柱状物体がカルマン渦を発生する条件は、流体力学が教えるところによれば、レイノルズ数Ｒｅが略４０〜略３００である。そして、レイノルズ数Ｒｅが略３００以上であれば、乱流が発生する。
一般に、プラズマ化される空気に渦が伴う場合、あるいは、乱流状態の場合、該プラズマで生成されるライカル類と空気の接触混合が促進されることから、後述のプラズマ５ａで発生するラジカル類の拡散が乱流拡散となり、プラズマ殺菌効果が高まるという作用がある。ここでは、第７の電極５ｂｃによって発生するカルマン渦を伴う流れ及び乱流となった流れを、図５に示されるように、Ｒａｎ２で示す。
なお、第７の電極５ｂｃの軸心と第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂのそれぞれの軸心が、互いに直交する位置関係になるように設定されると、第７の電極５ｂｃが発生するカルマン渦あるいは乱流による空気２ｄの撹拌作用が強くなる。
【００５２】
符号５ｂｄは第８の電極である。第８の電極５ｂｄは、図４に示されるように、吸入口２ａの開口に平行な面内に、第５、第６及び第７の電極５ｂａ、５ｂｂ、５ｂｃと並んで、空間的に離間して配置される。
第８の電極５ｂｄは、第１の電極５ａａと同様に、電気的に非接地の非接地電極７ｈと、円柱状の金属で形成されて電気的に接地された接地電極６ｈと、接地電極６ｈを被覆するように形成された誘電体膜８ｈで構成される。
第８の電極５ｂｄの直径Ｄは、第１の電極５ａａと同様に、該第８の電極５ｂｄが吸入口２ａから流入する空気にカルマン渦あるいは乱流を起こす大きさを選ぶ。一様な流れに置かれた柱状物体がカルマン渦を発生する条件は、流体力学が教えるところによれば、レイノルズ数Ｒｅが略４０〜略３００である。そして、レイノルズ数Ｒｅが略３００以上であれば、乱流が発生する。
一般に、プラズマ化される空気に渦が伴う場合、あるいは、乱流状態の場合、該プラズマで生成されるライカル類と空気の接触混合が促進されることから、後述のプラズマ５ａで発生するラジカル類の拡散が乱流拡散となり、プラズマ殺菌効果が高まるという作用がある。ここでは、第８の電極５ｂｃによって発生するカルマン渦を伴う流れ及び乱流となった流れを、図５に示されるように、Ｒａｎ２で示す。
なお、第８の電極５ｂｄの軸心と第１及び第２の電極５ａａ、５ａｂのそれぞれの軸心が、互いに直交する位置関係になるように設定されると、第８の電極５ｂｄが発生するカルマン渦あるいは乱流による空気２ｄの撹拌作用が強くなる。
【００５３】
ここで、図４及び図５に示される電極の配置形態をマトリクス（行列）状配置と呼ぶ。第５、第６、第７及び第８の電極５ｂａ、５ｂｂ、５ｂｃ、５ｂｄを、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マトリクス（行列）状配置における第２行に位置する電極と呼ぶ。
【００５４】
符号５ｃａは第９の電極である。第９の電極５ｃａ、図４に示されるように、吸入口２ａの開口に平行な面内に、後述の第１０、第１１及び第１２の電極５ｃｂ、５ｃｃ、５ｃｄと並んで、空間的に離間して配置される。第９、第１０、第１１及び第１２の電極５ｃａ、５ｃｂ、５ｃｃ、５ｃｄはそれらの軸心が第１、第２、第３及び第４の電極５ａａ、５ａｂ、５ａｃ、５ａｄのそれぞれの軸心に対して平行になるように配置される。
第９の電極５ｃａは、第１の電極５ａａと同様に、電気的に非接地の非接地電極７ｉと、円柱状の金属で形成されて電気的に接地された接地電極６ｉと、接地電極６ｉを被覆するように形成された誘電体膜８ｉで構成される。
第９の電極５ｃａの直径Ｄは、第１の電極５ａａと同様に、該第９の電極５ｃａが吸入口２ａから流入する空気にカルマン渦あるいは乱流を起こす大きさを選ぶ。
一般に、プラズマ化される空気に渦が伴う場合、あるいは、乱流状態の場合、該プラズマで生成されるライカル類と空気の接触混合が促進されることから、後述のプラズマ５ａで発生するラジカル類の拡散が乱流拡散となり、プラズマ殺菌効果が高まるという作用がある。ここでは、第９の電極５ｃａによって発生するカルマン渦を伴う流れ及び乱流となった流れを、図５に示されるように、Ｒａｎ３で示す。
符号５ｃｂ、５ｃｃ及び５ｃｄは、第１０、第１１、第１２の電極である。第１０、第１１、第１２の電極５ｃｂ、５ｃｃ及び５ｃｄは第９の電極と同様の構造を有し、その直径Ｄは第９の電極と同様である。
【００５５】
ここで、図４及び図５に示される電極の配置形態をマトリクス（行列）状配置と呼ぶ。第９、第１０、第１１及び第１２の電極５ｃａ、５ｃｂ、５ｃｃ、５ｃｄを、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マトリクス（行列）状配置における第３行に位置する電極と呼ぶ。
【００５６】
また、ここで、図４及び図５に示される第１ないし第１２の電極５ａａ、５ａｂ、５ａｃ，５ａｄ、５ｂａ、５ｂｂ、５ｂｃ、５ｂｄ、５ｃａ、５ｃｂ、５ｃｃ、５ｃｄと、それら前記電極に電力を供給する交流電源９と、第１及び第２の給電線１０ａ、１０ｂ、第１及び第２の端子１１ａ、１１ｂ、第１及び第２の導入線１２ａ、１２ｂを備えた一式のプラズマ発生手段を、第２のプラズマ発生手段２１と呼ぶ。
第２のプラズマ発生手段２１において、交流電源９から非接地電極７と接地電極６の間に高電圧を印加すると、図３に示されるように、誘電体バリア放電プラズマ５ａが生成される。
【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２のプラズマ発生手段２１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２のプラズマ発生手段２１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、１０分間で殺菌処理できる風量で本発明の第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。
【００５９】
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のサイズを、例えば、内寸法で、３０ｃｍｘ３０ｃｍｘ１００ｃｍとする。
筐体１の入り口２ａの面積を、例えば、略９００ｃｍ２（例えば、縦３０ｃｍｘ横３０ｃｍの開口）とする。
図４において、第１ないし第１２の電極５ａａ、５ａｂ、５ａｃ，５ａｄ、５ｂａ、５ｂｂ、５ｂｃ、５ｂｄ、５ｃａ、５ｃｂ、５ｃｃ、５ｃｄの直径及び長さを、それぞれ、例えば、３ｃｍ及び３０ｃｍとする。
第１ないし第４の電極５ａａ、５ａｂ，５ａｃ、５ａｄは、例えば、略６ｃｍの間隔で、吸入口２ａから、例えば、略５ｃｍ離れた面内に平行に設置される。
第５ないし第８の電極５ｂａ、５ｂｂ，５ｂｃ、５ｂｄは、第１ないし第４の電極５ａａ、５ａｂ、５ａｃ，５ａｄの位置から後流側に、例えば、略２１．５ｃｍ離れた位置に平行に設置される。第５ないし第８の電極５ｂａ、５ｂｂ，５ｂｃ、５ｂｄのそれぞれの軸心は、第１ないし第４の電極５ａａ、５ａｂ，５ａｃ、５ａｄの軸心と９０度ずらして配置される。即ち、第５ないし第８の電極５ｂａ、５ｂｂ，５ｂｃ、５ｂｄのそれぞれの軸心と、第１ないし第４の電極５ａａ、５ａｂ，５ａｃ、５ａｄの軸心は直交する位置関係にある。両者が直交する位置関係にあるので、空気の流れ２ｄを乱流にする働きが強くなる、という作用がある。第５ないし第８の電極５ｂａ、５ｂｂ，５ｂｃ、５ｂｄの間隔は、例えば，６ｃｍである。
第９ないし第１２の電極５ｃａ、５ｃｂ，５ｃｃ、５ｃｄは、第５ないし第８の電極５ｂａ、５ｂｂ，５ｂｃ、５ｂｄが設置された位置から後流側に、例えば、略２１．５ｃｍ離れた位置に平行に設置される。第９ないし第１２の電極５ｃａ、５ｃｂ，５ｃｃ、５ｃｄのそれぞれの軸心は、第１ないし第４の電極５ａａ、５ａｂ，５ａｃ、５ａｄの軸心と平行に配置される。即ち、第５ないし第８の電極５ｂａ、５ｂｂ，５ｂｃ、５ｂｄのそれぞれの軸心と、第９ないし第１２の電極５ｃａ、５ｃｂ，５ｃｃ、５ｃｄの軸心は直交する位置関係にある。両者が直交する位置関係にあるので、空気の流れ２ｄを乱流にする働きが強くなる、という作用がある。第９ないし第１２の電極５ｃａ、５ｃｂ，５ｃｃ、５ｃｄの間隔は、例えば，６ｃｍである。
【００６０】
オゾン分解触媒１７は、第９ないし第１２の電極５ｃａ、５ｃｂ，５ｃｃ、５ｃｄの位置から、後流側に、例えば、略１０ｃｍ離れた位置に設置される。
送風機４は、オゾン分解触媒１７の位置から、後流側に、例えば、略１０ｃｍ離れた位置に設置される。
筐体１の内部の平均流速は略略４３ｃｍ／秒である。なお、風量（Ｑ：ｍ３／分）と、筐体１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３０ｃｍｘ０ｃｍ＝９００ｃｍ２、風量Ｑは、２３．３ｍ３／１０分とした。
この場合、レイノルズ数Ｒｅ＝（空気の密度）ｘ（物体の代表的大きさ）ｘ（流速）／粘性係数＝（１．２０６ｋｇ／ｍ３）ｘ（０．０３ｍ）ｘ（０．４３ｍ／ｓ）／（１．８３ｘ１０−５Ｐａ・ｓ）＝８５０、である。
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含む空気２ｄは、カルマン渦状の気流で、あるいは乱流状態で、平均流速４３ｃｍ／ｓで流れる。
前記ウイルスを含む空気２ｄは、カルマン渦あるいは乱流状態Ｒａｎ１、Ｒａｎ２及びＲａｎ３になって、第２のプラズマ発生手段２１の近傍を通過するので、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ａと効率よく接触混合される。マトリクス状配置の第１行の第１ないし第４の電極５ａａ、５ａｂ，５ａｃ、５ａｄと、マトリクス状配置の第３行の第９ないし第１２の電極５ｃａ、５ｃｂ，５ｃｃ、５ｃｄに挟まれる領域を通過する時間は略１秒である。その間、第２のプラズマ発生手段２１で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の領域で、該プラズ５ａと空気２ｄが効果的に、接触、混合されるので、前記ウイルス類は確実に、死滅あるいは不活化される。また、前記ウイルス類は、第２のプラズマ発生手段２１が生成するラジカル類と撹拌されながら拡散するので、プラズマ殺菌効果作用が効果的に働く。
なお、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では、マトリクス（行列）状配置を３行３列としているが、例えば、５行５列の配置や１０行１０列の配置等を選ぶことができる。
また、マトリクス（行列）状配置において、１行毎に互い違いの配置、即ち、千鳥型配置を選んでも良い。
【００６１】
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、前記第２のプラズマ発生手段２１が、電気的に非接地の非接地電極と、柱状の金属で形成されて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を被覆する誘電体膜と、を一対とする複数対の電極を空間的に離間して備え、互いに対を成す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を備えるとともに、前記複数対の電極はマトリクス（行列）状に配置され、前記接地電極の断面の代表的大きさはレイノルズ数Ｒｅが略４０以上になる大きさであること、即ち、レイノルズ数Ｒｅ＝（空気密度）ｘ（流速）ｘ（前記断面形状の代表的サイズ）／（粘性係数）の関係式で導出されるレイノルズ数が略４０以上になるように前記接地電極の代表的サイズが選ばれることを特徴とする。
これにより、空気に含まれる殺菌対象物あるいは浄化対象物が、カルマン渦あるいは乱流として撹拌、拡散され、確実に、漏れなく、ムラなくプラズマと接触混合し、プラズマ殺菌が効果的に実行可能である。しかも、前記複数対の電極が空間的に離間して配置されているので圧損が少なく、大量の空気を処理可能である。また、前記複数対の電極は前記誘電体膜を挟んだナローギャッププラズマ生成方式であるので、低い電圧で、低消費電力でプラズマを生成可能である。その結果、従来の課題を解消できるという効果を奏する。
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。
【００６２】
（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６ないし図８を用いて説明する。図１ないし図５も参照する。
先ず、本発明の第３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６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を示す模式的斜視図である。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の構成部材である電極を示す模式的斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図８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の構成を示す模式的断面図である。
【００６３】
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、筐体１の中に、後述の第３のプラズマ発生手段２２、オゾン分解触媒１７、後述の冷却フイン１８及び送風機４を備える。
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、以下に説明するように、マトリクス（行列）状に配置された第１３ないし第２１の電極５ｄａ、５ｄｂ、５ｄｃ、５ｅａ、５ｅｂ、５ｅｃ、５ｆａ、５ｆｂ、５ｆｃを備える。
ここでは、第１３、第１４及び第１５の電極５ｄａ、５ｄｂ、５ｄｃを、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のマトリクス（行列）状配置における第１行に位置する電極と呼ぶ。また、第１６、第１７及び第１８の電極５ｅａ、５ｅｂ、５ｅｃを、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のマトリクス（行列）状配置における第２行に位置する電極と呼ぶ。また、第１９、第２０及び第２１の電極５ｆａ、５ｆｂ、５ｆｃを、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のマトリクス（行列）状配置における第３行に位置する電極と呼ぶ。
【００６４】
符号５ｄａは第１３の電極である。第１３の電極５ｄａは、図６及び図８に示されるように、後述の第１４及び第１５の電極５ｄｂ、５ｄｃと組み合わせて用いられる。第１３、第１４及び第１５の電極５ｄａ、５ｄｂ、５ｄｃは、図６及び図８に示されるように、吸入口２ａの開口に平行な面内に、等間隔に配置される。
吸入口２ａから筐体１に空気２ｄが吸入されると、第１３の電極５ｄａに当たりカルマン渦が発生する。なお、レイノルズ数が略４０〜略３００では、空気の流れの中に置かれた断面が円形あるいは矩形の物体の周りにはカルマン渦が発生する。レイノルズ数が略３００以上では。乱流となる。即ち、吸入口２ａから流入する空気２ｄは、第１３の電極５ｄａにより、カルマン渦が発生した流れあるいは乱流状態の流れになる。その状態を、図８に乱流Ｒａｎ１で示す。Ｒａｎ１の状態では、空気２ｄは、時間的、空間的に撹拌されながら、後流側に位置する後述の第１６の電極５ｅａの方へ流れる。
第１３の電極５ｄａは、複数の矩形形状電極が組み合わせて形成される。ここでは、図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、例えば、接地電極２個と非接地電極２個誘電体で被覆された矩形の柱状の前記非接地電極２個と、前記誘電体で被覆された矩形の柱状の前記接地電極２個と、を一対とする複数対の電極をそれぞれの電極の一辺が互いに密接する形態で一つの集合体として形成される。
第１３の電極５ｄａは、図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、電気的に非接地の非接地電極７ｍａ、７ｍｂと、断面が矩形で柱状の金属で形成されて電気的に接地された接地電極６ｍａ、６ｍｂと、前記非接地電極７ｍａ、７ｍｂ及び前記接地電極６ｍａ、６ｍｂを被覆するように形成された誘電体膜８ｍで構成される。
前記接地電極６ｍａ、６ｍｂと前記非接地電極７ｍａ、７ｍｂの間に交流電源９からプラズマ生成のための電圧が印加される。流電源９から前記接地電極６ｍａ、６ｍｂと前記非接地電極７ｍａ、７ｍｂの間の高電圧が印加されると、図7（ｂ）に示すように、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｂが生成される。該誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｂは、前記接地電極６ｍａ、６ｍｂと前記非接地電極７ｍａ、７ｍｂの隣り合うそれぞれの隙間及び角部分に生成される。該誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｂは外見上、帯状に見える。
【００６５】
なお、ここでは、非接地電極７ｍａ，７ｍｂ及び接地電極６ｍａ，６ｍｂは断面形状が、矩形であるが、これに限定されない。矩形に代えて、三角形、台形等でも良い。
【００６６】
符号５ｄｂは第１４の電極である。第１４の電極５ｄｂは、図６及び図８に示されるように、第１４の電極５ｄｂ及び後述の第１５の電極５ｄｃと組み合わせて用いられる。
吸入口２ａから筐体１に空気２ｄが流れてくると、第１４の電極５ｄｂに当たりカルマン渦が発生する。なお、レイノルズ数が略４０〜略３００では、空気の流れの中に置かれた断面が円形あるいは矩形の物体の周りにはカルマン渦が発生する。レイノルズ数が略３００以上では。乱流となる。即ち、吸入口２ａから流れてきた空気２ｄは、第１４の電極５ｄｂにより、カルマン渦が発生した流れあるいは乱流状態の流れになる。その状態を、図８に乱流Ｒａｎ１で示す。Ｒａｎ１の状態では、空気２ｄは、時間的、空間的に撹拌されながら、後流側に位置する後述の第１７、第１８の電極５ｅａ，５ｅｃの方へ流れる。
第１４の電極５ｄｂは、複数の矩形形状電極が組み合わせて形成される。ここでは、図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、例えば、接地電極２個と非接地電極２個誘電体で被覆された矩形の柱状の前記非接地電極２個と、前記誘電体で被覆された矩形の柱状の前記接地電極２個と、を一対とする複数対の電極をそれぞれの電極の一辺が互いに密接する形態で一つの集合体として形成される。
第１４の電極５ｄｂは、第１３の電極５ｄａと同様に、電気的に非接地の非接地電極７ｎａ、７ｎｂと、断面が矩形で柱状の金属で形成されて電気的に接地された接地電極６ｎａ、６ｎｂと、前記非接地電極７ｎａ及び接地電極６ｎａを被覆するように形成された誘電体膜８ｎで構成される。そして、前記接地電極６ｎａ、６ｎｂと前記非接地電極７ｎａ、７ｎｂの間に交流電源９からプラズマ生成のための電圧が印加される。流電源９から前記接地電極６ｎａ、６ｎｂと前記非接地電極７ｎａ、７ｎｂの間の高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５ｂが生成される。該誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｂは、前記接地電極６ｎａ、６ｎｂと前記非接地電極７ｎａ、７ｎｂの隣り合うそれぞれの隙間及び角部分に生成される。該誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｂは外見上、帯状に見える。
【００６７】
符号５ｄｃは第１５の電極である。第１５の電極５ｄｃは、図６及び図８に示されるように、第１３の電極５ｄａ及び第１４の電極５ｄｂと組み合わせて用いられる。吸入口２ａから筐体１に空気２ｄが流れてくると、第１５の電極５ｄｃに当たりカルマン渦が発生する。なお、レイノルズ数が略４０〜略３００では、空気の流れの中に置かれた断面が円形あるいは矩形の物体の周りにはカルマン渦が発生する。レイノルズ数が略３００以上では。乱流となる。即ち、吸入口２ａから流れてきた空気２ｄは、第１５の電極５ｄｃにより、カルマン渦が発生した流れあるいは乱流状態の流れになる。その状態を、図８に乱流Ｒａｎ１で示す。Ｒａｎ１の状態では、空気２ｄは、時間的、空間的に撹拌されながら、後流側に位置する後述の第１７、第１８の電極５ｅｂ、５ｅｃの方へ流れる。
第１５の電極５ｄｃは、第１３の電極ｄａと同様に、電気的に非接地の非接地電極７ｐａ、７ｐｂと、断面が矩形で柱状の金属で形成されて電気的に接地された接地電極６ｐａ、６ｐｂと、前記非接地電極７ｐａ及び接地電極６ｐａを被覆するように形成された誘電体膜８ｐで構成される。そして、前記接地電極６ｐａ、６ｐｂと前記非接地電極７ｐａ、７ｐｂの間に交流電源９からプラズマ生成のための電圧が印加される。流電源９から前記接地電極６ｐａ、６ｐｂと前記非接地電極７ｐａ、７ｐｂの間の高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５ｂが生成される。該誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｂは、前記接地電極６ｐａ、６ｐｂと前記非接地電極７ｐａ、７ｐｂの隣り合うそれぞれの隙間及び角部分に生成される。該誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｂは外見上、帯状に見える。
なお、ここでは、非接地電極７ｍａ，７ｍｂ及び接地電極６ｍａ，６ｍｂは断面形状が、矩形であるが、これに限定されない。矩形に代えて、三角形、台形等でも良い。
ここで、吸入口２ａの開口に平行に並んで配置された、第１３、第１４及び第１５の電極５ｄａ、５ｄｂ、５ｄｃを、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のマトリクス（行列）状配置における第１行に位置する電極と呼ぶ。
【００６８】
符号５ｅａは第１６の電極である。第１６の電極５ｅａは、図６及び図８に示されるように、後述の第１７の電極５ｅｂ及び第１８の電極５ｅｃと組み合わせて用いられる。第１６、第１７及び第１８の電極５ｅａ、５ｅｂ、５ｅｃは、図８に示されるように、マトリクス（行列）状配置における第１行に位置する電極５ｄａ、５ｄｂ、５ｄｃの後流側に距離を置いて、吸入口２ａの開口に平行な面内に、等間隔に配置される。上流側から空気２ｄが流れてくると、第１６の電極５ｅａに当たりカルマン渦が発生する、あるいは乱流になる。即ち、上流側から流れてきた空気２ｄは第１６の電極５ｅａにより、図８に示されるように乱流Ｒａｎ２となり、撹拌されながら、後流側に位置する後述の第１９及び第２０の電極５ｆａ、５ｆｂの方へ流れる。
第１６の電極５ｅａは、第１３の電極ｄａと同様に、電気的に非接地の非接地電極７ｑａ、７ｑｂと、断面が矩形で柱状の金属で形成されて電気的に接地された接地電極６ｑａ、６ｑｂと、前記非接地電極７ｑａ及び接地電極６ｑａを被覆するように形成された誘電体膜８ｑで構成される。そして、前記接地電極６ｑａ、６ｑｂと前記非接地電極７ｑａ、７ｑｂの間に交流電源９からプラズマ生成のための電圧が印加される。流電源９から前記接地電極６ｑａ、６ｑｂと前記非接地電極７ｑａ、７ｑｂの間の高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５ｂが生成される。該誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｂは、前記接地電極６ｐａ、６ｐｂと前記非接地電極７ｐａ、７ｐｂの隣り合うそれぞれの隙間及び角部分に生成される。該誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｂは外見上、帯状に見える。
符号５ｅｂは第１７の電極である。第１７の電極５ｅｂは、図６及び図８に示されるように、第１６の電極５ｅａ及び後述の第１８の電極５ｅｃと組み合わせて用いられる。上流側から空気２ｄが流れてくると、第１７の電極５ｅｂに当たりカルマン渦が発生する、あるいは乱流になる。即ち、上流側から流れてきた空気２ｄは第１７の電極５ｅｂにより、図８に示される乱流Ｒａｎ２となり、撹拌されながら、後流側に位置する後述の第２０及び第２１の電極５ｆｂ、５ｆｃの方へ流れる。
第１７の電極５ｅｂの構成は第１６の電極と同様である。
符号５ｅｃは第１８の電極である。第１８の電極５ｅｃは、図６及び図８に示されるように、第１６及び第１７の電極５ｅａ、５ｅｂと組み合わせて用いられる。上流側から空気２ｄが流れてくると、第１８の電極５ｅｃに当たりカルマン渦が発生する、あるいは乱流となる。即ち、上流側から流れてきた空気２ｄは、第１８の電極５ｅｃにより、図8に示さる乱流Ｒａｎ２となり、撹拌されながら、後流側に位置する後述の第２０及び第２１の電極５ｆｂ、５ｆｃの方へ流れる。
第１８の電極５ｅｃの構成は第１６の電極と同様である。
なお、ここでは、第１６、第１７及び第１８の電極５ｅａ、５ｅｂ、５ｅｃを、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のマトリクス（行列）状配置における第２行に位置する電極と呼ぶ。
【００６９】
符号５ｆａ、５ｆｂ、５ｆｃは第１９，第２０及び第２１の電極である。第１９、第２０及び第２１の電極ｆａ、ｆｂ、ｆｃは、図８に示されるように、マトリクス（行列）状配置における第２行に位置する第１６、第１７及び第１８の電極５ｅａ、５ｅｂ、５ｅｃの後流側に距離を置いて、吸入口２ａの開口に平行な面内に、等間隔に配置される。上流側から空気２ｄが流れてくると、第１９，第２０及び第２１の電極５ｆａ、５ｆｂ、５ｆｃに当たりカルマン渦が発生する、あるいは、乱流になる。即ち、上流側から流れてきた空気２ｄは第１９の電極５ｆａにより、図８に示される乱流Ｒａｎ３となり、撹拌されながら、後流側へ流れる。
第１９、第２０及び第２１の電極ｆａ、ｆｂ、ｆｃの構成は、第１６、第１７及び第１９の電極５ｅａ、５ｅｂ、５ｅｃと同様である。
なお、ここで、吸入口２ａの開口に平行に並んで配置された、第１９、第２０及び第２１の電極５ｆａ、５ｂｂ、５ｆｃを、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のマトリクス（行列）状配置における第３行に位置する電極と呼ぶ。
マトリクス（行列）状に配置された第１３ないし第２１の電極５ｄａ、５ｄｂ、５ｄｃ、５ｅａ、５ｅｂ、５ｅｃ、５ｆａ、５ｆｂ、５ｆｃを纏めて一式を、第３のプラズマ発生手段２２と呼ぶ。
【００７０】
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。
【００７１】
図示しない湿度調整器を設置しても良い。図示しない湿度調整器の接地場所は、吸入口２ａの近傍、あるいは、冷却フイン１８の後流側でもよい。任意の位置に、設置できる。
【００７２】
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、１０分間で殺菌処理できる風量で本発明の第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化する、ことを説明する。
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のサイズを、例えば、内寸法で、３０ｃｍｘ３０ｃｍｘ１０５ｃｍとする。
筐体１の入り口２ａの面積を、例えば、略９００ｃｍ２（例えば、縦３０ｃｍｘ横３０ｃｍの開口）とする。
第１３ないし第２１の電極５ｄａ、５ｄｂ、５ｄｃ、５ｅａ、５ｅｂ、５ｅｃ、５ｆａ、５ｆｂ、５ｆｃのサイズを、それぞれ、例えば、外寸法で３ｃｍ角ｘ長さ３０ｃｍとする。
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のマトリクス（行列）状配置における第１行に位置する電極である第１３、第１４及び第１５の電極５ｄａ、５ｄｂ、５ｄｃを吸入口２ａの開口に平行に、該開口から、例えば、１ｃｍの位置に配置する。前記電極の間隔を、例えば、６ｃｍとする。筐体１の壁と前記電極の間の距離を、例えば、４．５ｃｍとする。
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のマトリクス（行列）状配置における第２行に位置する電極である第１６、第１７及び第１８の電極５ｅａ、５ｅｂ、５ｅｃを、マトリクス（行列）状配置における第１行に位置する電極から、例えば、略２２ｃｍの距離をおいて配置する。前記第１６、第１７及び第１８の電極５ｅａ、５ｅｂ、５ｅｃの間隔を、例えば、６ｃｍとする。筐体１の壁と前記電極の間の距離を、例えば、４．５ｃｍとする。
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のマトリクス（行列）状配置における第３行に位置する電極である第１９、第２０及び第２１の電極５ｆａ、５ｆｂ、５ｆｃを、マトリクス（行列）状配置における第２行に位置する電極から、例えば、略２２ｃｍの距離をおいて配置する。前記第１９、第２０及び第２１の電極５ｆａ、５ｆｂ、５ｆｃの間隔を、例えば、６ｃｍとする。筐体１の壁と前記電極の間の距離を、例えば、４．５ｃｍとする。
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のマトリクス（行列）状配置における第３行に位置する電極である第１９、第２０及び第２１の電極５ｆａ、５ｆｂ、５ｆｃとオゾン分解触媒１７の距離を、例えば、２０ｃｍとする。
【００７３】
前記オゾン分解触媒１７と、冷却フイン１８との距離を、例えば、１０ｃｍとする。前記冷却フイン１８と送風機４の距離を、例えば、１０ｃｍとする。
筐体１の内部の平均流速は略略４３ｃｍ／秒である。なお、風量（Ｑ：ｍ３／分）と、筐体１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３０ｃｍｘ０ｃｍ＝９００ｃｍ２、風量Ｑは、２３．３ｍ３／１０分とした。
風速０．４３ｍ／ｓ、第３のプラズマ発生手段２２の構成部材である電極の代表的大きさＤは３ｃｍであるので、レイノルズ数は、次に示す値になる。
レイノルズ数Ｒｅ＝（空気の密度）ｘ（物体の代表的大きさ）ｘ（流速）／粘性係数＝（１．２０６ｋｇ／ｍ３）ｘ（０．０３ｍ）ｘ（０．４３ｍ／ｓ）／（１．８３ｘ１０−５Ｐａ・ｓ）＝８５０。レイノルズ数Ｒｅが８５０であるので、第３のプラズマ発生手段２２の中を通過する空気２ｄは、乱流状態である。すなわち、空気２ｄは、図８に示されているＲａｎ１、Ｒａｎ２、Ｒａｎ３のように、時間的、空間的に変化しながら流れる。
これにより、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のマトリクス（行列）状配置における第２行に位置する電極である第１６、第１７及び第１８の電極５ｅａ、５ｅｂ、５ｅｃの近傍を通過する際は、乱流状態の空気２ｄはプラズマ５ｂと効率よく、接触混合される。さらに、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のマトリクス（行列）状配置における第３行に位置する電極である第１９、第２０及び第２１の電極５ｆａ、５ｆｂ、５ｆｃの近傍を通過する際は、乱流状態の空気２ｄはプラズマ５ｂと効率よく、接触混合される。
【００７４】
先ず、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２２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、第３のプラズマ発生手段２２に電圧が印加されると、図７（ａ）、（ｂ）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５ｂ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５ｂ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、あるいは不活化される。
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では、プラズマ処理対象の空気２ｄは、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｂの領域に乱流状態で、撹拌されながら流れるので、該プラズマ５ｂと効率よく接触混合される。これにより、プラズマ殺菌効果が期待できる。
なお、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では、マトリクス（行列）状配置を３行３列としているが、例えば、５行５列の配置や１０行１０列の配置等を選ぶことができる。
また、マトリクス（行列）状配置において、１行毎に互い違いの配置、即ち、千鳥型配置を選んでも良い。
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。
【００７５】
以上の説明で示したように、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は、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２ｄが、第３のプラズマ発生手段２２の周辺で乱流状態になることから、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｂと効率よく接触混合される。その結果、プラズマ殺菌あるいは不活化が、確実に、漏れなく、ムラなく実行可能である。しかも、前記電極が空間的に離間して配置されているので圧損が少なく、大量の空気を処理可能である。また、前記複数対の電極は前記誘電体膜を挟んだナローギャッププラズマ生成方式であるので、低い電圧で、低消費電力でプラズマを生成可能である。その結果、従来の課題を解消できるという効果を奏する。
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。
【００７６】
（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。
先ず、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構成について、説明する。
図９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の構成を示す模式的断面図である。図１０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の構成部材である整流板を示す模式的斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【００７７】
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、筐体１の中に、後述の第１ないし第３の整流板５ｘａ、５ｘｂ、５ｘｃ、マトリクス（行列）状に配置された第１３ないし第２１の電極５ｄａ、５ｄｂ、５ｄｃ、５ｅａ、５ｅｂ、５ｅｃ、５ｆａ、５ｆｂ、５ｆｃ、オゾン分解触媒１７、冷却フイン１８及び送風機４を備える。
前記第１ないし第３の整流板５ｘａ、５ｘｂ、５ｘｃは、後述の誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｃを生成可能であり、かつ、空気の流れを調整可能である。
【００７８】
符号５ｘａ、５ｘｂ及び５ｘｃは第１、第２及び第３の整流板である。第１、第２及び第３の整流板５ｘａ、５ｘｂ、５ｘｃは、吸入口２ａの近傍に配置され、吸入口２ａから筐体１へ吸入される空気の流れを調整する。そして、第１、第２及び第３の整流板５ｘａ、５ｘｂ、５ｘｃは、図９（ａ）、（ｂ）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５ｃを生成可能である。
ここでは、例えば、第１、第２及び第３の整流板５ｘａ、５ｘｂ、５ｘｃと、例えば、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組み合わせた場合について、以下に説明する。
第１、第２及び第３の整流板５ｘａ、５ｘｂ、５ｘｃの構成は、次の通りである。図９（ａ）、（ｂ）に示すように、断面形状が矩形の短冊状の非接地電極７ｘ、７ｙと接地電極６ｘ、６ｙ、６ｚを隣合わせて、一平面状に並べて、密接して図示しない固定手段で固定される。前記非接地電極７ｘ、７ｙと接地電極６ｘ、６ｙ、６ｚの表面に、それぞれ、誘電体薄膜８ｘ、８ｙ、８ｚが形成される。厚みは、薄いのが良い。例えば、８０μｍとする。材質は、誘電体であれば良い。前記誘電体薄膜８ｘ、８ｙ、８ｚ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つ以上が含まれる誘電体膜が、好ましい。
前記非接地電極７ｘ、７ｙと接地電極６ｘ、６ｙ、６ｚの間には、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の場合と同様に、交流電源９から高電圧が印加される。
非接地電極７ｘ、７ｙと接地電極６ｘ、６ｙ、６ｚの間に高電圧が印加されると、隣り合う非接地電極７ｘと接地電極６ｘの隙間及び該電極の角の部分に誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｃが生成する。
同様に、隣り合う非接地電極７ｘと接地電極６ｙの隙間及び該電極の角の部分に誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｃが生成する。同様に、隣り合う非接地電極７ｙと接地電極６ｙの隙間及び該電極の角の部分に誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｃが生成する。同様に、隣り合う非接地電極７ｙと接地電極６ｚの隙間及び該電極の角の部分に誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｃが生成する。
【００７９】
第１、第２及び第３の整流板５ｘａ、５ｘｂ、５ｘｃの断面形状は、矩形に限定されない。台形、三角形及び半円形等を用いることができる。
【００８０】
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化する方法であるが、第１ないし第３の整流板５ｘａ、５ｘｂ、５ｘｃを吸入口２ａの近くに設置する以外は、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の場合と同様である。
【００８１】
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、空気の流れを調整可能で、かつ、誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ５ｃを生成可能である第１ないし第３の整流板５ｘａ、５ｘｂ、５ｘｃを備えることから、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２ｄを効果的に、確実に、漏れなく、ムラなく実行可能である。しかも、前記電極が空間的に離間して配置されているので圧損が少なく、大量の空気を処理可能である。また、前記複数対の電極は前記誘電体膜を挟んだナローギャッププラズマ生成方式であるので、低い電圧で、低消費電力でプラズマを生成可能である。その結果、従来の課題を解消できるという効果を奏する。
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。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・筐体、
２ａ・・・吸入口、
２ｂ・・・吹き出し口、
２ｃ・・・空気流路、
４・・・送風機、
Ｒａｎ１、Ｒａｎ２、ｒａｎｎ３・・・乱流、
５ａ、５ｂ、５ｃ・・・誘電体バリア放電ナローギャッププラズマ、
６ａ・・・接地電極、
７ａ・・・非接地電極、
８ａ・・・誘電体膜、
９・・・交流電源、
５ａａ、５ａｂ、５ａｃ、５ａｄ、５ｂａ、５ｂｂ、５ｂｃ、５ｂｄ、５ｃａ、５ｃｂ、５ｃｃ及び５ｃｄ・・・第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、第９、第１０、第１１及び第１２の電極、
５ｄａ、５ｄｂ、５ｄｃ、５ｅａ、５ｅｂ、５ｅｃ、５ｆａ、５ｆｂ及び５ｆｃ・・・第１３、第１４、第１５、第１６、第１７、第１８、第１９、第２０及び第２１の電極、
５ｘａ、５ｘｂ、５ｘｃ・・・第１、第２、第３の整流板。
【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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