(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正イオンとしてＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）と、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）とを放出して空気中に浮遊する浮遊細菌を殺菌することを特徴とする殺菌方法。
【請求項２】
正イオンとしてＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）と、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）とを発生して、空気中に浮遊する浮遊細菌に付着させ、該Ｈ+（Ｈ2Ｏ）m及び該Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）nが反応して生成するＨ2Ｏ2または・ＯＨにより前記浮遊細菌を殺菌することを特徴とする殺菌方法。
【請求項３】
前記正イオン及び前記負イオンの発生点から１０ｃｍ離れた位置のそれぞれのイオン濃度を１０，０００個／ｃｍ3以上にしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の殺菌方法。
【請求項４】
正イオンとしてＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）と、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）とを発生して空気中に浮遊する浮遊細菌を殺菌することを特徴とするイオン発生装置。
【請求項５】
正イオンとしてＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）と、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）とを発生して、空気中に浮遊する浮遊細菌に付着させ、該Ｈ+（Ｈ2Ｏ）m及び該Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）nが反応して生成するＨ2Ｏ2または・ＯＨにより前記浮遊細菌を殺菌することを特徴とするイオン発生装置。
【請求項６】
誘電体を挟んで対向する電極間に交流電圧を印加することにより前記正イオンと前記負イオンとを発生したことを特徴とする請求項５に記載のイオン発生装置。
【請求項７】
前記交流電圧の実行値を１．１ｋＶ〜１．４ｋＶにしたことを特徴とする請求項６に記載のイオン発生装置。
【請求項８】
前記誘電体は平板から成ることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のイオン発生装置。
【請求項９】
電極に電圧を印加することにより、大気中で放電による電離現象を起こし、正イオンとしてＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）を最も安定して生成されることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項１０】
電極に電圧を印加することにより、空気中の水分子を電離し、正イオンとしてＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）を生成することを特徴とするイオン発生装置。
【請求項１１】
電極を備え、空気中の水分子を電離して、正イオンとしてＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）を最も安定して生成される電圧を前記電極に印加することを特徴とするイオン発生装置。
【請求項１２】
前記電極に交流電圧を印加したことを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項１３】
前記正イオン及び前記負イオンの発生点から１０ｃｍ離れた位置のそれぞれのイオン濃度を１０，０００個／ｃｍ3以上にしたことを特徴とする請求項４〜請求項１２のいずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項１４】
請求項４〜請求項１３のいずれかに記載のイオン発生装置を空気の送風経路などの空気吹出口の内部近傍に配置し、前記正イオンと前記負イオンとを空気中に送出することを特徴とする空気調節装置。
【請求項１５】
オゾンの濃度を検知するオゾンセンサを前記イオン発生装置の近傍に設け、前記オゾンセンサの検知結果に基づいてオゾン濃度が一定値以下になるように前記イオン発生装置に印加する交流電圧の実効値または空気の送出量の少なくとも一方を可変したことを特徴とする請求項１４記載の空気調節装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気中に浮遊する浮遊細菌を殺菌する殺菌方法に関する。また本発明は、浮遊細菌の殺菌のためにイオンを発生するイオン発生装置及び空気の物性を変化させて所望の雰囲気状態を作り出す空気調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、住環境の高気密化に伴い、人体に有害な空気中の浮遊細菌を取り除き、健康で快適な生活を送りたいという要望が強くなっている。この要望に応えるため、屋内や貯蔵室内等の汚染物質を各種のフィルタにより除去する空気清浄機、空気調和機、冷蔵庫等の空気調節装置が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の空気調節装置によると、空間の空気を汚染物質とともに吸引してフィルタにより汚染物質を吸着若しくは分解して除去する。このため、長期の使用によりフィルタの交換等のメンテナンスが不可欠である。しかも、フィルタの特性が充分でないため、満足のいく性能が得られていない。
【０００４】
これに対し、イオン発生装置を用いて、空気中のイオン濃度を増加させる空気調節装置も開発されている。しかし、現在市販されている空気調節装置は負イオンのみを発生させるものである。このため、負イオンによって人間をリラックスさせる効果はある程度期待できるものの、空気中の浮遊細菌の積極的な除去についてはほとんど効果が認められていない。
【０００５】
また、直流高電圧方式やパルス高電圧方式により負イオンを放電針からイオンを発生させているので、印加電圧として５ｋＶ以上の高電圧を必要とする。このため、製品や周辺の機器等にホコリが多く付着する問題がある。更に、高電圧を使用するために機器の安全性に課題があり、安全回路を設置する等の対策が必要であった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、空気中の浮遊細菌を効果的に除去することのできる殺菌方法、イオン発生装置及び空気調節装置を提供することを目的とする。また本発明は、安全性を向上することができるイオン発生装置及び空気調節装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の殺菌方法は、正イオンとしてＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）と、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）とを放出して空気中に浮遊する浮遊細菌を殺菌することを特徴としている。この構成によると、例えば、電極間に交流高電圧を印加することにより、大気中で放電等による電離現象が起こり、正イオン及び負イオンが発生する。このとき発生する正イオンとしてＨ+(Ｈ2Ｏ)nを、負イオンとしてＯ2-(Ｈ2Ｏ)nを生成する。これらの正イオン及び負イオンは、単独では空気中の浮遊細菌に対して格別な効果はない。しかし、これらのイオンが同時に発生すると、化学反応によって活性種が生成され、活性種により空気中の浮遊細菌を取り囲んで除去することができる。
【００１０】
また本発明の殺菌方法は、Ｈ+(Ｈ2Ｏ)m（ｍは任意の自然数）から成る正イオンと、Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)n（ｎは任意の自然数）から成る負イオンとを発生して、空気中に浮遊する浮遊細菌に付着させ、該Ｈ+(Ｈ2Ｏ)m及び該Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)nが反応して生成するＨ2Ｏ2（過酸化水素）または・ＯＨ（水酸基ラジカル）により前記浮遊細菌を殺菌することを特徴としている。
この構成によると、例えば、電極間に交流高電圧を印加することにより、大気中で放電等による電離現象が起こり、正イオンであるＨ+(Ｈ2Ｏ)n及び負イオンであるＯ2-(Ｈ2Ｏ)nが最も安定して生成される。Ｈ+(Ｈ2Ｏ)n及びＯ2-(Ｈ2Ｏ)nは、細菌の表面に付着し、化学反応して活性種であるＨ2Ｏ2または・ＯＨを生成する。Ｈ2Ｏ2または・ＯＨは、極めて強力な活性を示すため、これらにより、空気中の浮遊細菌を取り囲んで除去することができる。ここで、・ＯＨは活性種の１種であり、ラジカルのＯＨを示している。
【００１２】
また本発明は、上記各構成の殺菌方法において、前記正イオン及び前記負イオンの発生点から１０ｃｍ離れた位置のそれぞれのイオン濃度を１０，０００個／ｃｍ3以上にしたことを特徴としている。
【００１３】
また本発明のイオン発生装置は、正イオンとしてＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）と、負イオンとしてとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）とを発生して空気中に浮遊する浮遊細菌を殺菌することを特徴としている。この構成によると、空気中に放出される正イオンと負イオンとにより空気中に浮遊する浮遊細菌が殺菌される。
【００１６】
また本発明のイオン発生装置は、正イオンとしてＨ+(Ｈ2Ｏ)m（ｍは任意の自然数）から成る正イオンと、負イオンとしてＯ2-(Ｈ2Ｏ)n（ｎは任意の自然数）から成る負イオンとを発生して、空気中に浮遊する浮遊細菌に付着させ、該Ｈ+(Ｈ2Ｏ)m及び該Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)nが反応して生成するＨ2Ｏ2または・ＯＨにより前記浮遊細菌を殺菌することを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記各構成のイオン発生装置において、誘電体を挟んで対向する電極間に交流電圧を印加することにより前記正イオンと前記負イオンとを発生したことを特徴としている。この構成によると、電極に交流電圧を印加することにより大気中で放電等による電離現象が起こり、正イオン及び負イオンが発生する。
【００１８】
また本発明は、上記各構成のイオン発生装置において、前記交流電圧の実効値を１．１ｋＶ〜１．４ｋＶにしたことを特徴としている。この構成によると、従来よりも低い印加電圧でイオンを発生することができるため安全性が向上するとともに、高電圧を印加する際に必要となる安全装置を省くことができ、コストダウンが図られる。
【００１９】
また本発明は、上記各構成のイオン発生装置において、前記誘電体は平板から成ることを特徴としている。この構成によると、誘電体を挟む電極の形成及びメンテナンスが容易になる。
また本発明のイオン発生装置は、電極に電圧を印加することにより、大気中で放電による電離現象を起こし、正イオンとしてＨ+(Ｈ2Ｏ)m（ｍは任意の自然数）から成る正イオンと、負イオンとしてＯ2-(Ｈ2Ｏ)n（ｎは任意の自然数）を最も安定して生成されることを特徴としている。
また本発明のイオン発生装置は、電極に電圧を印加することにより、空気中の水分子を電離し、正イオンとしてＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）を生成することを特徴としている。
また本発明のイオン発生装置は、電極を備え、空気中の水分子を電離して、正イオンとしてＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）、負イオンとしてＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）を最も安定して生成される電圧を前記電極に印加することを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記各構成のイオン発生装置において、前記正イオン及び前記負イオンの発生点から１０ｃｍ離れた位置のそれぞれのイオン濃度を１０，０００個／ｃｍ3以上にしたことを特徴としている。
【００２１】
また本発明の空気調節装置は、上記各構成のイオン発生装置を備え、前記正イオンと前記負イオンとを空気中に送出することを特徴としている。
【００２２】
また本発明は、上記構成の空気調節装置において、空気の送風経路内に前記イオン発生装置を配置したことを特徴としている。この構成によると、電極が露出することなく手指等の接触の危険を回避できる。
【００２３】
また本発明は、上記各構成の空気調節装置において、前記送風経路の空気吹出口の内部近傍に前記イオン発生装置を配置したことを特徴としている。空気吹出口から送出される前のイオンの減少を抑制することができる。
【００２４】
また本発明は、上記各構成の空気調節装置において、オゾンの濃度を検知するオゾンセンサを前記イオン発生装置の近傍に設け、前記オゾンセンサの検知結果に基づいてオゾンの濃度が一定値以下になるように前記イオン発生装置に印加する交流電圧の実効値または空気の送出量の少なくとも一方を可変したことを特徴としている。この構成によると、イオン発生装置によって発生する人体に有害なオゾンの発生量が基準値以下に抑えられる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態のイオン発生装置を備えた空気清浄機の側面断面図である。空気清浄機は、前面側に空気吸込口１２を有し、空気吸込口１２の後方にフィルタ１３及び送風ファン１４を備えている。送風ファン１４の上方には、空気吹出口１５が設けられ、送風ファン１４と空気吹出口１５との間にイオン発生装置１１が配されている。
【００２６】
送風ファン１４が駆動されると、空気吸込口１２から室内の空気が取り入れられ、フィルタ１４により塵埃等が除去される。塵埃等が除去された清浄な空気は空気吹出し口１５から室内に送出される。この時、イオン発生装置１１により発生した正イオンと負イオンとが空気とともに室内に放出されるようになっている。
【００２７】
図２はイオン発生装置１１を示す断面図である。イオン発生装置１１は一方の端部が閉じられた円筒形の誘電体であるガラス管２１の外周面に沿って接地電極２３が配され、ガラス管２１の内周面に沿って印加電極２２が配されている。印加電極２２には高周波回路４が接続されている。本実施形態のガラス管２１は厚さ１ｍｍのパイレックスから成っている。接地電極２３及び印加電極２２は、多数の透穴を有する電極材料が望ましく、メッシュ状のＳＵＳ３０４を用いている。
【００２８】
接地電極２３を接地電位として印加電極２２には高周波回路４により交流電圧が印加される。印加電極２２に交流高電圧を印加すると、メッシュ状の接地電極２３の端面が強電界になる。このため、接地電極２３からプラズマ放電が起こり、空気中の酸素や水蒸気を電離してイオンが発生する。
この構成によると、例えば、電極間に交流高電圧を印加することにより、大気中で放電等による電離現象が起こり、正イオンであるＨ+(Ｈ2Ｏ)n及び負イオンであるＯ2-(Ｈ2Ｏ)nが最も安定して生成される。Ｈ+(Ｈ2Ｏ)n及びＯ2-(Ｈ2Ｏ)nは、細菌の表面に付着し、化学反応して活性種であるＨ2Ｏ2または・ＯＨを生成する。Ｈ2Ｏ2または・ＯＨは、極めて強力な活性を示すため、これらにより、空気中の浮遊細菌を取り囲んで除去することができる。ここで、・ＯＨは活性種の１種であり、ラジカルのＯＨを示している。
【００２９】
図３（ａ）、（ｂ）は、イオン発生装置１１から発生するイオンの濃度を測定した結果を示す図である。図３（ａ）、（ｂ）の縦軸はそれぞれ負イオンの濃度及び正イオンの濃度（単位：個／ｃｍ3）を示しており、横軸はガラス管２１の周面からの距離（単位：ｃｍ）を示している。
【００３０】
印加する交流電圧は、周波数を１５ｋＨｚ、実効値を１．１ｋＶ及び１．４ｋＶにしている。イオン濃度の測定装置には、（株）ダン科学製空気イオンカウンタ（型番83-1001B）を用い、移動度１ｃｍ2/Ｖｓｅｃ以上の小イオンについて、イオン発生装置１１のガラス管２１の周面から距離を可変して検出している。
【００３１】
これらの図によると、イオン発生装置１１からの距離が遠ざかると正イオン、負イオンともに濃度が減少し、ガラス管２１の周面から２０ｃｍの位置で、約２００，０００〜４００，０００個／ｃｍ3の正イオンと負イオンが同時に測定された。
【００３２】
図４（ａ）、（ｂ）はプラズマ放電によって発生する正イオン及び負イオンの組成図である。プラズマ放電により空気中の水分子が電離して水素イオン（Ｈ+）が生成され、溶媒和エネルギーにより空気中の水分子が水素イオンとクラスタリングして正イオンＨ+(Ｈ2Ｏ)mが形成されている。また、プラズマ放電により空気中の酸素分子または水分子が電離して酸素イオン（Ｏ2-）が生成され、溶媒和エネルギーにより空気中の水分子が酸素イオンとクラスタリングして負イオンＯ2-(Ｈ2Ｏ)nが形成されている。
【００３３】
図５に示すように、居住空間に送出された正負イオンは空気中に浮遊している浮遊細菌を取り囲む。正負のイオンは浮遊細菌の表面で式（１）〜式（３）に示すように化学反応して、活性種である過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）または水酸基ラジカル（・ＯＨ）を生成する。ここで、式（１）〜式（３）において、ｍ、ｍ’、ｎ、ｎ’は任意の自然数である。これにより、活性種の分解作用によって浮遊細菌が破壊して殺菌される。従って、効率的に空気中の浮遊細菌を殺菌除去することができる。
【００３４】
0003680121.tif 000002
【００３５】
上記のイオン発生装置１１を、前述の図１に示すように、空気清浄機の送風経路内の空気吹出口１５の上流側に設け、空気中の浮遊細菌の除去性能を評価した。まず、縦２．０ｍ、横２．５ｍ、高さ２．７ｍ（容積１３．５ｍ3）の対象区域に空気清浄機を設置し、予め培地上で培養した一般生菌と真菌を容器内に散布する。そして、イオン発生装置１１を動作させるとともに、空気清浄機の運転を開始し、所定の時間の経過ごとに、浮遊細菌の濃度を測定した。一般生菌及び真菌の濃度はドイツBiotest社製ＲＣＳエアサンプラーにより４０Ｌ／ｍｉｎの流量で４分間採取して測定している。その結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
0003680121.tif 000003
【００３７】
表１から明らかなように、空気清浄機の運転を開始してから３時間後に、一般生菌の８３％、真菌の８８％を除去することができる。従って、本実施形態に係るイオン発生装置を備えた空気清浄機によると、極めて良好に空気中の浮遊細菌の大部分を除去できる。また、室内に放出されたイオンが落下して室内の空気の流通経路外まで隅々に行き渡るため、浮遊細菌を効率良く除去することができる。
【００３８】
また、従来の放電方式では、印加電圧が５ｋＶ以上であるのに対し、イオン発生装置１１に印加する交流電圧の実効値が１．１ｋＶ〜１．４ｋＶ程度で良好な殺菌性能を得ることができる。これにより、機器の安全性や信頼性が飛躍的に向上するとともに、電極間に高電圧を印加する際に必要となる安全装置を省くことができる。従って、簡便な構造で安全性に優れたイオン発生装置を備えた空気清浄機を低コストで得ることができる。
【００３９】
また、イオン発生装置１１を空気清浄機の送風経路内に配置することで、高圧となる印加電極２２が露出することなく手指等の接触の危険を回避して安全性を向上させることができる。更に、イオン発生装置１１を空気吹出し口１５の近傍に配置することにより、空気吹出し口１５から送出される前のイオンの減少を抑制し、効率良く殺菌することができる。
【００４０】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態は、前述の図１に示す第１実施形態の空気清浄機と同様の構成から成り、イオン発生装置の構造を変更したものである。図６は本実施形態のイオン発生装置１１を示す断面図である。イオン発生装置１１は円筒形の誘電体であるガラス管１の外周面に沿って接地電極２が配され、ガラス管１の内周面に沿って印加電極３が配されている。
【００４１】
本実施形態のガラス管１は、内径１０ｍｍ、厚さ１．３ｍｍ、長さ１５０ｍｍのパイレックスから成っている。接地電極２は線径０．２３ｍｍ、目開き数３０メッシュ、長さ１００ｍｍのメッシュ状のＳＵＳ３０４から成っている。印加電極３は、厚さ０．８ｍｍ、長さ８０ｍｍの板状のＳＵＳ３０４から成っている。
【００４２】
接地電極２と印加電極３との間には高周波回路４が接続され、高周波回路４により印加電極３に交流電圧が印加されるようになっている。印加電極３に交流電圧を印加すると、第１実施形態と同様に、接地電極２からプラズマ放電が起こりイオンが発生する。
【００４３】
図７は印加電極３に電圧を印加したときの空気中のイオン濃度を測定した図である。縦軸はイオン濃度（単位：個／ｃｍ3）を示し、横軸は印加する交流電圧の実効値（単位：ｋＶ）を示している。高周波回路４により、印加電極３には、周波数が２２ｋＨｚで、実効電圧を１．３ｋＶから１．８ｋＶに可変して印加している。
【００４４】
イオン濃度の測定装置には上記と同様の空気イオンカウンタを用い、イオン発生装置１１の周面から１０ｃｍの位置に該測定装置を設置している。イオン発生装置１１に対して測定装置と反対側には送風機を設置し、風速３ｍ／ｓｅｃで送風して測定を行っている。
【００４５】
イオン濃度を測定した結果、印加電極３に電圧を印加しないときは、正イオン及び負イオンのイオン濃度はそれぞれ約３００個／ｃｍ3であった。印加する交流電圧を増加して１．５２ｋＶ以上になると、イオン発生装置１１からの明らかなイオンの発生が確認された。そして、印加する電圧が１．６ｋＶでそれぞれ約１０，０００個／ｃｍ3以上、１．８ｋＶでそれぞれ約３００，０００個／ｃｍ3となり、印加する電圧の増加に伴ってイオン濃度が上昇することが確認された。
【００４６】
図８は、イオン発生装置から放出されるイオンの濃度に対する空気中の浮遊細菌の残存率を示した図である。縦軸は浮遊細菌の残存率（単位：％）を示し、横軸はイオン濃度（単位：個／ｃｍ3）を示している。温度２５℃、相対湿度４２％の雰囲気で縦２．０ｍ、横２．５ｍ、高さ２．７ｍ（容積１３．５ｍ3）の対象区域において、イオン発生装置１１を用いてイオンを空間中に送出し、風量４ｍ3／ｍｉｎで送風して室内の空気を攪拌した。
【００４７】
イオン濃度はイオン発生装置１１のガラス管１の周面から１０ｃｍの位置の測定値を示している。浮遊細菌の残存率は、大腸菌をミスト状に濃度５００〜１５００個／ｍ3程度散布し、イオンを１時間送出した時に空気中に残存する大腸菌数により検出した。大腸菌数は、上記と同様のエアサンプラーにより４０Ｌ／ｍｉｎの流量で４分間採取して測定している。
【００４８】
同図によると、イオンを送出しない場合（イオン濃度が約３００個／ｃｍ3）に、１時間経過後の自然減衰による浮遊細菌の残存率は６３．５％（減少率３６．５％）である。大腸菌の初期濃度（例えば、５００〜１５００個／ｍ3とする）には１０％程度の測定誤差がある。従って、浮遊細菌の残存率が５３．５％（減少率４６．５％）以下である場合に殺菌効果があると考えてよい。
【００４９】
また、試験の精度を考慮すると、１時間経過後の大腸菌の残存率は、イオンを送出しない場合に６０％以上の条件が望ましい。これに基づいて、図８の測定結果を見ると、イオン濃度が約１０，０００個／ｃｍ3の時に殺菌効果が表れ、それ以上になると残存率が急速に低下することが分かる。従って、イオン濃度を１０，０００個／ｃｍ3以上にすることにより、殺菌効果を得ることができる。
【００５０】
また、図９はイオンの送出時間に対する浮遊細菌の残存率の経時変化を示している。縦軸は浮遊細菌の残存率（単位：％）を示し、横軸はイオン送出開始後の経過時間（単位：時間）を示している。試験条件は上記と同様であり、イオン発生装置１１のガラス管１（図６参照）の周面から１０ｃｍの位置のイオン濃度が、３００個／ｃｍ3（イオンを送出しない場合）、１０，０００個／ｃｍ3、３００，０００個／ｃｍ3の場合について測定している。
【００５１】
これによると、イオン濃度が高い方が浮遊細菌の残存率が低くなっており、図８の場合と同様の結果が得られている。従って、上記したように、イオン発生装置１１により発生するイオン濃度を高くすることでより高い殺菌効果を得ることができる。また、イオン濃度を３００，０００個／ｃｍ3以上にすると、イオンの送出後１時間で残存率を１０％以下にすることができ、より急速且つ効率良く殺菌を行うことができる。
【００５２】
＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態の空気清浄機を示す側面断面図である。本実施形態は、前述の図１に示す第１実施形態の空気清浄機と同様の構成から成り、イオン発生装置の構造を変更したものである。説明の便宜上、図１と同一の部分には同一の符号を付している。
【００５３】
図１１は本実施形態のイオン発生装置１１ａを示す断面図である。イオン発生装置１１ａは、平板状の誘電体であるガラス板２１ａを挟んで金属のメッシュから成る接地電極２３ａと印加電極２２ａが対向して配設されている。本実施形態のガラス板２１ａは厚さ３ｍｍのパイレックスから成り、接地電極２３ａ及び印加電極２２ａはメッシュ状のステンレス（ＳＵＳ３０４）から成っている。また、接地電極２３ａを接地電位として、印加電極２２ａには高周波回路４により交流電圧を印加できるようになっている。
【００５４】
前述したように、印加電極２２ａに交流高電圧を印加するとイオンが発生する。この時のイオンの濃度を上記と同様の測定方法により測定した。印加する交流電圧は、周波数を２０ｋＨｚ、実効値を３ｋＶにしている。イオン濃度の測定装置には上記の空気イオンカウンタを用い、イオン発生装置１１ａのガラス板２１ａの表面から１０ｍｍの位置で移動度１ｃｍ2/Ｖｓｅｃ以上の小イオンについて検出した。その結果、約６０，０００〜７０，０００個／ｃｍ3の正イオンと負イオンが同時に測定された。
【００５５】
このイオン発生装置１１ａを、前述の図１０に示すように、空気清浄機の送風経路の空気吹出口１５の上流側に設け、空気中の浮遊細菌に対する除去性能を評価した。まず、縦２．０ｍ、横２．５ｍ、高さ２．７ｍ（容積１３．５ｍ3）の対象区域にこの空気清浄機を設置し、予め培地上で培養した一般生菌と真菌を容器内に散布する。そして、イオン発生装置１１ａを動作させるとともに、空気清浄機の運転を開始し、所定の時間の経過ごとに、浮遊細菌の濃度を測定した。一般生菌及び真菌の濃度は上記と同じエアーサンプラーにより４０Ｌ／ｍｉｎの流量で４分間採取して測定している。その結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
0003680121.tif 000004
【００５７】
表２から明らかなように、空気清浄機の運転を開始してから３時間後に、一般生菌は７２％、真菌は７５％を除去することができる。従って、本実施形態に係るイオン発生装置１１ａを備えた空気清浄機によると、極めて良好に空気中の浮遊細菌の大部分を除去できることが確認された。
【００５８】
また、誘電体（ガラス板２１ａ）を平板状に形成しているので、第１、第２実施形態のイオン発生装置に比して接地電極２３ａ及び印加電極２２ａの作成及びメンテナンスを容易にすることができる。また、接地電極２３ａ及び印加電極２２ａと、誘電体との密着性がよくなるため、イオン発生装置の信頼性を向上させることができる。
【００５９】
＜第４実施形態＞
図１２は、第４実施形態に係るイオン発生装置を備えた空気調和機の側面断面図である。同図において、１１は前述の図２に示す第１実施形態と同一のイオン発生装置、４２は空気吸込口、４３は空気吸込口４２の下流側に配設されたフィルタ、４４は送風ファン、４５は熱交換器、４６は空気吹出口である。
【００６０】
第１実施形態と同様に、イオン発生装置１１を空気調和機の送風経路の空気吹出口４６の上流側に設け、空気中の浮遊細菌に対する除去性能を評価した。まず、縦２．０ｍ、横２．５ｍ、高さ２．７ｍ（容積１３．５ｍ3）の対象区域にこの空気調和機を設置し、予め培地上で培養した一般生菌と真菌を容器内に散布した。そして、イオン発生装置１１を動作させるとともに、空気調和機の運転を開始し、所定の時間の経過ごとに、浮遊細菌の濃度を測定した。一般生菌及び真菌の濃度は上記と同一のエアーサンプラーで４０Ｌ／ｍｉｎの流量で４分間採取して測定している。その結果を表３に示す。
【００６１】
【表３】
0003680121.tif 000005
【００６２】
表３から明らかなように、空気調和機の運転を開始してから３時間後に、一般生菌は８７％、真菌は９０％を除去することができる。従って、本実施形態に係るイオン発生装置を備えた空気調和機によると、極めて良好に空気中の浮遊細菌の大部分を除去できることが確認された。また、図６に示す第２実施形態と同一のイオン発生装置を用いても同様の効果を得ることができる。
【００６３】
＜第５実施形態＞
図１３は、第５実施形態に係るイオン発生装置を備えた空気調和機の側面断面図である。説明の便宜上、図１２の第４実施形態と同一の部分には同一の符号を付している。本実施形態は第４実施形態の空気調和機のイオン発生装置１１に替えて図１１に示す第３実施形態と同一のイオン発生装置１１ａを用いている。その他の点は第４実施形態と同一である。
【００６４】
第４実施形態と同様に、イオン発生装置１１ａを空気調和機の送風径路の空気吹出口４６の上流側に設け、空気中の浮遊細菌に対する除去性能を評価した。まず、縦２．０ｍ、横２．５ｍ、高さ２．７ｍ（容積１３．５ｍ3）の対象区域にこの空気調和機を設置し、予め培地上で培養した一般生菌と真菌を容器内に散布した。そして、イオン発生装置１１を動作させるとともに、空気調和機の運転を開始し、所定の時間の経過ごとに、浮遊細菌の濃度を測定した。一般生菌及び真菌の濃度は上記と同一のエアーサンプラーで４０Ｌ／ｍｉｎの流量で４分間採取して測定している。その結果を表４に示す。
【００６５】
【表４】
0003680121.tif 000006
【００６６】
表４から明らかなように、空気調和機の運転を開始してから３時間後に、一般生菌は７５％、真菌は７８％を除去することができる。従って、本実施形態に係るイオン発生装置を備えた空気調和機によると、極めて良好に空気中の浮遊細菌の大部分を除去できることが確認された。
【００６７】
＜第６の実施形態＞
第１〜第５実施形態に示したイオン発生装置１１、１１ａは、イオンを生成する際にオゾンも同時に発生する。このオゾンは不快な臭気があるだけでなく、人体にも有害な物質である。従って、快適に空間中の浮遊細菌を除去するためには、オゾン発生量を極力抑えつつ、充分なイオンの発生量を確保する必要がある。
【００６８】
本実施形態は、前述の図１に示す第１実施形態の空気清浄機において、破線で示すように、オゾンの濃度を検出するオゾンセンサ３１をイオン発生装置１１と空気吹出し口１５との間に設置している。オゾンセンサ３１は空気吹出し口１５から送出される空気中のオゾンの濃度を検出し、制御部（不図示）にフィードバックする。制御部により、イオン発生装置１１に印加する交流電圧の実効値及び送風ファン１４の送風量が制御されている。
【００６９】
図１４（ａ）、（ｂ）は、イオン発生装置１１から空気吹出し口１５の方向の異なる距離にオゾン濃度測定装置を設置してオゾンの濃度を測定した結果を示す図である。縦軸はオゾン濃度（単位：ｐｐｍ）を示し、横軸はイオン発生装置１１からの距離（単位：ｃｍ）を示している。印加する交流電圧は周波数を１５ｋＨｚ、実効値を１．１ｋＶ（図１４（ａ））及び１．４ｋＶ（図１４（ｂ））にしている。また、送風ファン１４の風量を０．８ｍ3／ｍｉｎと４ｍ3／ｍｉｎの場合について測定を行っている。
【００７０】
これらの図によると、イオン発生装置１１に印加する交流高電圧の実効値の低い方がオゾン濃度が低く、送風ファン１４の風量の大きい方がオゾン濃度が低いことが見いだされる。従って、オゾンセンサ３１（図１参照）の検知結果に基づいて、イオン発生装置１１に印加する交流電圧の実効値または送風機１４の風量を可変することにより、オゾン濃度を所望の値にすることができる。
【００７１】
本実施形態では、オゾン濃度の基準値として、産業衛生協会により定められた安全性の基準値である０．１ｐｐｍを採用し、印加電圧及び風量を可変してオゾン濃度を０．１ｐｐｍ以下に維持するようになっている。これにより、人体に安全な空気清浄機を提供することができる。
【００７２】
尚、本実施形態では、イオン発生装置を備えた空気清浄機を用いてオゾン濃度の調整を行う場合について説明したが、前述の図１２に示す空気調和機に対しても同様にオゾンセンサを設けてイオン発生装置の印加電圧または送風機の風量を制御することにより、オゾン濃度を基準値以下に抑えながら、空気中の浮遊細菌を除去できる。
【００７３】
また、第１〜第６実施形態において、空気清浄機及び空気調和機について説明しているが、他の空気調節装置であってもよい。本発明にいう空気調節装置とは、空気の物性を変化させて所望の雰囲気状態を作り出すものをいい、除湿機、加湿器、石油ファンヒーター、ガスファンヒーター、セラミックファンヒーター、冷蔵庫等が含まれる。これらの具体例に記載したものに上記のイオン発生装置を備えた構成とすることにより、同様の効果を得ることができる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によると、正イオンと負イオンとを放出して空気中に浮遊する浮遊細菌を殺菌することにより、簡単かつ良好に空気中の浮遊細菌の大部分を除去できる。また、室内や貯蔵室内に放出されたイオンが落下して送出された空気の流通経路外まで隅々に行き渡るため、浮遊細菌を効率良く除去することができる。
【００７５】
また本発明によると、正イオンＨ+(Ｈ2Ｏ)mまたは負イオンＯ2-(Ｈ2Ｏ)nを用いるため、各イオンを安定して供給でき、また正イオンと負イオンが反応することにより活性種を容易に生成することができる。
【００７６】
また本発明によると、正イオン及び負イオンの発生点から１０ｃｍ離れた位置のイオン濃度をそれぞれ１０，０００個／ｃｍ3以上にすることによって、高い殺菌効果を得ることができる。
【００７７】
また本発明によると、誘電体を挟んで対向する電極間に交流電圧を印加することにより容易に正イオンと負イオンを発生させることができる。また、印加する交流電圧の実効値が１．１ｋＶ〜１．４ｋＶ程度で殺菌に充分な正イオンと負イオンを発生させることができる。これにより、機器の安全性や信頼性が飛躍的に向上するとともに、電極間に高電圧を印加する際に必要となる安全装置を省くことができる。従って、簡便な構造で安全性に優れたイオン発生装置を備えた空気清浄機を低コストで得ることができる。
【００７８】
また本発明によると、誘電体を平板状にしているので、電極の作成及びメンテナンスを容易にすることができる。また、電極と誘電体との密着性が良くなるため、イオン発生装置の信頼性を向上させることができる。
【００７９】
また本発明によると、イオン発生装置を空気調節機の送風経路内に配置することで、高圧となる電極が露出することなく手指等の接触の危険を回避して安全性を向上させることができる。
【００８０】
また本発明によると、イオン発生装置を空気吹出し口の近傍に配置することにより、空気吹出し口から送出される前のイオンの減少を抑制し、効率良く殺菌することができる。
【００８１】
また本発明によると、イオン発生装置の近傍に設けたオゾンセンサの検知結果に基づいてオゾンの濃度が一定値以下になるように交流電圧の実効値または空気の送出量を可変しているので、人体に安全な空気調節機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の第１実施形態の空気清浄機を示す側面断面図である。
【図２】    本発明の第１実施形態の空気清浄機のイオン発生装置を示す側面断面図である。
【図３】    本発明の第１実施形態の空気清浄機のイオン発生装置から発生するイオンの濃度と距離との関係を示す図である。
【図４】    正イオン及び負イオンの組成を示す図である。
【図５】    正イオン及び負イオンによる殺菌の状態を示す図である。
【図６】    本発明の第２実施形態の空気清浄機のイオン発生装置を示す側面断面図である。
【図７】    本発明の第２実施形態の空気清浄機のイオン発生装置から発生するイオンの濃度と印加電圧との関係を示す図である。
【図８】    本発明の第２実施形態の空気清浄機のイオン発生装置から発生するイオンの濃度と浮遊細菌の残存率との関係を示す図である。
【図９】    本発明の第２実施形態の空気清浄機のイオン発生装置から発生するイオンの発生時間と浮遊細菌の残存率との関係を示す図である。
【図１０】  本発明の第３実施形態の空気清浄機を示す側面断面図である。
【図１１】  本発明の第３実施形態の空気清浄機のイオン発生装置を示す側面断面図である。
【図１２】  本発明の第４実施形態の空気調和機を示す側面断面図である。
【図１３】  本発明の第５実施形態の空気調和機を示す側面断面図である。
【図１４】  本発明の第５実施形態の空気調和機のイオン発生装置により生成されるオゾン濃度と距離との関係を示す図である。
【符号の説明】
１、２１  ガラス管
２、２３、２３ａ  接地電極
３、２２、２２ａ  印加電極
１１，１１ａ  イオン発生装置
１２，４２  空気吸込口
１３，４３  フィルタ
１４，４４  送風ファン
１５，４６  空気吹出口
２１ａ  ガラス板
３１    オゾンセンサ
４５    熱交換器
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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