(57)【要約】【課題】  ストリーマ放電によりプラズマを生成するストリーマ放電部(40)と、プラズマに含まれる活性種による空気の処理を促進する触媒部(34)と、空気中の塵埃を捕集する集塵部(33)とを備えた空気浄化装置において、触媒部(34)の全面を有効に機能させるとともに、集塵部(33)における除菌やアレルゲン不活化も可能にする。【解決手段】  空気流れ方向の上流側から順に、ストリーマ放電部(40)、集塵部(33)、及び触媒部(34)を配置する。【選択図】  図１
2006015280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリーマ放電によりプラズマを生成するストリーマ放電部(40)と、プラズマに含まれる活性種により空気の処理を促進する触媒部(34)と、空気中の塵埃を捕集する集塵部(33)とを備えた空気浄化装置であって、
空気流れ方向の上流側から順に、ストリーマ放電部(40)、集塵部(33)、及び触媒部(34)が配置され、
集塵部(33)が電気的集塵部材により構成されていることを特徴とする空気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空気浄化装置において、
集塵部(33)が静電フィルタにより構成されていることを特徴とする空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気浄化装置に関し、特に、ストリーマ放電によりプラズマを生成するストリーマ放電部と、プラズマに含まれる活性種による空気の処理を促進する触媒部と、空気中の塵埃を捕集する集塵部とを備えた空気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ストリーマ放電によりプラズマを生成するストリーマ放電部と、プラズマによる空気中の臭気物質や有害物質の処理を促進する触媒部と、空気中の塵埃を捕集する集塵部とを備えた空気浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１の空気浄化装置において、ストリーマ放電部は放電電極と対向電極とから構成されている。そして、空気浄化装置の空気通路中にストリーマ放電部が配置されるとともに、触媒部は、例えばストリーマ放電部に対する空気流れ方向の下流側に配置されている。また、上記空気浄化装置では、集塵フィルタ（集塵部）をストリーマ放電部の上流側に配置している。こうすることで、空気中の塵埃や、菌類、アレルゲンなどを捕集するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−３３６６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の空気浄化装置においては、ストリーマ放電域では活性種が生成されるが、その発生領域は放電域近傍の局所であり、活性種が空気流れに乗って十分に拡散しないまま、触媒部に到達してしまう。その結果、触媒部の全面が有効に機能せず、十分な性能が発揮されない問題があった。
【０００５】
また、特許文献１の空気浄化装置では、ストリーマ放電部の上流側に集塵フィルタを配置しているため、この集塵フィルタに捕捉された菌類が増殖するおそれがあり、アレルゲンがその活性を保つおそれもある。そのため、フィルタ交換などのメンテナンス時に、菌類やアレルゲンが空気中に飛散するおそれもあった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、触媒部の全面を有効に機能させるとともに、集塵部における除菌やアレルゲン不活化も可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ストリーマ放電部(40)と触媒部(34)の間に集塵部(33)を配置し、集塵部(33)を電気的集塵部材にしたものである。
【０００８】
具体的に、第１の発明は、ストリーマ放電によりプラズマを生成するストリーマ放電部(40)と、プラズマに含まれる活性種により空気の処理を促進する触媒部(34)と、空気中の塵埃を捕集する集塵部(33)とを備えた空気浄化装置を前提としている。なお、本発明で言う触媒部(34)には、上記活性種の活性を高めることで空気の処理を促進する物質のほか、空気中の臭気物質や有害物質を吸着することで活性種の反応場として機能し、空気の処理を促進する吸着剤（例えばゼオライト）も含まれるものである。
【０００９】
そして、この空気浄化装置は、空気流れ方向の上流側から順に、ストリーマ放電部(40)、集塵部(33)、及び触媒部(34)が配置され、集塵部(33)が電気的集塵部材により構成されていることを特徴としている。
【００１０】
この第１の発明では、空気浄化装置で処理される空気は、ストリーマ放電部(40)、集塵部(33)、及び触媒部(34)を順に通過する。そして、ストリーマ放電部(40)で発生したプラズマに含まれる活性種は、空気流れに乗って集塵部(33)を通過した後、触媒部(34)に到達する。ここで、本発明では、ストリーマ放電部(40)と触媒部(34)の間に集塵部(33)を配置しているので、該集塵部(33)を空気が通過するときに活性種が十分に拡散する。
【００１１】
また、ストリーマ放電部(40)を空気が通過する際に空気中の塵埃がイオン化し、このイオン化した塵埃が集塵部である電気的集塵部材(33)に捕集される。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明の空気浄化装置において、集塵部(33)が静電フィルタにより構成されていることを特徴としている。
【００１３】
これらの第２の発明では、ストリーマ放電部(40)を空気が通過する際に空気中の塵埃がイオン化し、このイオン化した塵埃が静電フィルタ(33)に捕集される。
【発明の効果】
【００１４】
上記第１の発明によれば、空気流れ方向の上流側から順に、ストリーマ放電部(40)、集塵部(33)、及び触媒部(34)を配置しているので、ストリーマ放電部(40)で発生したプラズマに含まれる活性種は、空気流れに乗って集塵部(33)を通過する際に十分に拡散した後に触媒部(34)に到達する。したがって、触媒部(34)の全面が有効に機能し、十分な性能を得ることができる。
【００１５】
また、活性種が集塵部(33)を通過する際に除菌やアレルゲン不活化が行われるので、フィルタ交換などのメンテナンス時に菌類やアレルゲンが空気中に飛散する問題も生じない。さらに、触媒部(34)の直前で空気中の塵埃を除去するため、触媒部(34)への塵埃の付着に起因する触媒機能の低下も防止できる。
【００１６】
また、この発明では、集塵部(33)として電気的集塵部材を用いているので、ストリーマ放電部(40)による塵埃のイオン化効果を利用して、高い集塵効果を得ることができる。さらに、ストリーマ放電部(40)を電気集塵のための放電部として利用しているので、プラズマによる空気浄化機能と電気集塵による空気浄化機能を兼ね備えた空気浄化装置をコンパクトに構成できる。
【００１７】
上記第２の発明によれば、集塵部(33)として静電フィルタを用いているので、第１の発明と同様、ストリーマ放電部(40)による塵埃のイオン化効果を利用して、高い集塵効果を得ることができる。また、ストリーマ放電部(40)を電気集塵のための放電部として利用しているので、プラズマによる空気浄化機能と電気集塵による空気浄化機能を兼ね備えた空気浄化装置をコンパクトに構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、実施形態に係る空気浄化装置(10)の分解斜視図であり、図２は、空気浄化装置(10)の内部を上方から視た図である。この空気浄化装置(10)は、一般家庭や小規模店舗などで用いられる民生用の空気浄化装置である。
【００２０】
空気浄化装置(10)は、一端が開放された箱形のケーシング本体(21)と、該ケーシング本体(21)の開放端面に装着される前面プレート(22)とからなるケーシング(20)を備えている。ケーシング本体(21)の両側面及び上面と、前面プレート(22)の前面中央部には、被処理ガスである室内空気が導入される空気吸込口(23)が形成されている。また、ケーシング本体(21)の天板の背面側寄りには、室内空気が流出する空気吹出口(24)が形成されている。
【００２１】
ケーシング本体(21)内には、空気吸込口(23)から空気吹出口(24)までに亘って室内空気が流れる空気通路(25)が形成されている。この空気通路(25)には、室内空気の流れの上流側（図２において下側）から順に、空気浄化を行う各種の機能部品(30)と、該空気通路(25)に室内空気を流通させるための遠心送風機(26)とが配置されている。
【００２２】
上記機能部品(30)は、前面プレート(22)側より順に、プレフィルタ(31)、イオン化部(32)、放電装置（ストリーマ放電部）(40)、電気的集塵部材としての静電フィルタ（集塵部）(33)、及び触媒フィルタ（触媒部）(34)が配置されて構成されている。また、空気浄化装置(10)のケーシング本体(21)の後部下側寄りには、放電装置(40)の電源手段(45)が設けられている。
【００２３】
プレフィルタ(31)は、室内空気中に含まれる比較的大きな塵埃を捕集するフィルタである。また、イオン化部(32)は、プレフィルタ(31)を通過した比較的小さな塵埃を帯電させ、この塵埃をイオン化部(32)の下流側に配置されている静電フィルタ（集塵フィルタ）(33)により捕集するためのものである。このイオン化部(32)は、複数のイオン化線(35)と、各イオン化線(35)に対応する対向電極(36)とで構成されている。
【００２４】
上記複数のイオン化線(35)は、波型形状ないし複数の「コ」の字が連なった水平断面形状を有する波形部材(38)の前側に配置されている。なお、本実施形態においては、２つの波形部材(38)が左右に配列されている。また、波形部材(38)の前側には、複数の前側開口部(38a)が形成されており、各イオン化線(35)は、各前側開口部(38a)内において波形部材(38)の上端から下端までに亘って張架されている。一方、上記イオン化線(35)に対応する対向電極(36)は、波形部材(38)の前側開口部(38a)を形成する壁面に設けられている。なお、この波形部材(38)の後側寄りの面には、静電フィルタ(33)と平行に配置されるメッシュ板(37)が連結されている。
【００２５】
放電装置(40)は、複数の放電電極(41)と、各放電電極(41)に対向する面状の対向電極(42)とを備えている。
【００２６】
上記放電電極(41)は、線状ないし棒状に形成されており、上記波形部材(38)の後側に配置されている。この放電電極(41)は、放電装置(40)の拡大斜視図である図３(Ａ)に示すように、波形部材(38)の後側開口部(38b)内に配置されるとともに上下方向に延在する電極保持部材(43)に支持されている。この電極保持部材(43)は、水平断面が「コ」の字型に形成されており、所定の部位には前方に向かって屈曲形成された複数の支持板（固定部材）(44)が形成されている。そして、線状ないし棒状の放電電極(41)は、該放電電極(41)を挟み込むようにしてかしめられた支持板(44)の先端部によって支持されている（図３(Ｂ)、放電装置の水平断面図参照）。以上のようにして、放電電極(41)の両端部は、支持板(44)から上下方向に突出した状態となっている。なお、本実施形態において、放電電極(41)はタングステンを材料として構成されている。
【００２７】
一方、対向電極(42)は、このようにして放電電極(41)が配置される波形部材(38)の後側開口部(38b)内の第１面（後面）(38c)に形成されている。そして、この第１面(38c)が放電電極(41)に対向する電極面として機能している。このようにして、支持板(44)から突出する放電電極(41)が、対向電極(42)の電極面と略平行に配置されている。なお、対向電極(42)の上端部及び下端部には、それぞれ対向電極(42)と上記電極保持部材(43)とに介設されるスペーサー(46)が設けられている。このスペーサー(46)は、本実施形態において絶縁性の碍子で構成されている。そして、放電電極(41)の先端部から対向電極(42)までの間の距離(B)が上記スペーサー(46)によって一定間隔に保持されている。
【００２８】
上述した静電フィルタ(33)は、上記放電装置(40)の下流側に配置されている。静電フィルタ(33)は、上流側の面において、上述したイオン化部(32)によって帯電された比較的小さな塵埃を捕集する一方、下流側の面には光触媒（光半導体）が担持されている。この光触媒は、放電装置(40)の放電によって生成される低温プラズマ中の反応性の高い物質（電子、イオン、オゾン、ラジカルなどの活性種）を更に活性化し、室内空気中の有害物質や臭気物質の分解を促進する。なお、この光触媒は、例えば二酸化チタンや酸化亜鉛、あるいはタングステン酸化物や硫化カドミウムなどが用いられる。また、静電フィルタ(33)は、水平断面が波形状に屈曲して形成された、いわゆるプリーツフィルタで構成されている。
【００２９】
上記触媒フィルタ(34)は、静電フィルタ(33)の下流側に配置されている。この触媒フィルタ(34)は、ハニカム構造の基材の表面にプラズマ触媒を担持したものである。このプラズマ触媒は、上記光触媒と同様に、放電装置(40)の放電によって生成される低温プラズマ中の反応性の高い物質（電子、イオン、オゾン、ラジカルなどの活性種）を更に活性化し、室内空気中の被処理成分である有害物質や臭気物質の分解を促進する。このプラズマ触媒には、マンガン系触媒や貴金属系触媒、更にこれらの触媒に活性炭などの吸着剤を添加したものが用いられる。
【００３０】
−運転動作−
空気浄化装置(10)の運転中は、遠心送風機(26)が起動し、被処理ガスである室内空気がケーシング本体(21)内の空気通路(25)を流通する。また、この状態において、イオン化部(32)及び放電装置(40)へは、電源手段(45)から高電圧が印加される。
【００３１】
室内空気がケーシング本体(21)内に導入されると、まずプレフィルタ(31)において比較的大きな塵埃が除去される。プレフィルタ(31)を通過した室内空気は、イオン化部(32)へと流れる。イオン化部(32)では、イオン化線(35)と対向電極(36)との間での放電により室内空気中の比較的小さな塵埃が帯電する。この帯電した塵埃を含む室内空気は、静電フィルタ(33)へ流入する。そして、静電フィルタ(33)において、これらの帯電した塵埃が捕集される。
【００３２】
一方、放電装置(40)では、放電電極(41)と対向電極(42)との間でのストリーマ放電により低温プラズマが発生している。このため、放電装置(40)により発生した低温プラズマが、室内空気とともに下流側に流れる。
【００３３】
この低温プラズマには、反応性の高い物質（活性種）が含まれている。そして、この反応性の高い物質は、室内空気と接触して室内空気中の有害物質や臭気物質を分解する。また、上記活性種が、静電フィルタ(33)に達すると、静電フィルタ(33)に担持された光触媒によって更に活性化し、室内空気中の有害物質や臭気物質が更に分解される。さらに、この活性種は、静電フィルタ(33)を通過するときに空気通路(25)の全体に拡散した後、触媒フィルタ(34)に達する。この活性種が触媒フィルタ(34)に達すると、活性種は一層活性化し、室内空気中の有害物質や臭気物質が一層分解される。
【００３４】
以上のようにして塵埃が除去されるとともに有害物質や臭気物質も除去された清浄な室内空気は、遠心送風機(26)へと取り込まれ、空気吹出口(24)から室内へ吹き出される。
【００３５】
−実施形態の効果−
この実施形態によれば、空気流れ方向の上流側から順に、放電装置(40)、静電フィルタ(33)、及び触媒フィルタ(34)を配置しているので、放電装置(40)で発生したプラズマに含まれる活性種が、空気流れに乗って静電フィルタ(33)を通過する際に空気中で十分に拡散した後に触媒フィルタ(34)に到達する。したがって、触媒フィルタ(34)の全面が有効に機能し、十分な空気浄化性能を得ることができる。
【００３６】
また、活性種が静電フィルタ(33)を通過する際に除菌やアレルゲン不活化が行われるので、静電フィルタ(33)の交換などのメンテナンス時に菌類やアレルゲンが飛散する問題も生じない。さらに、触媒フィルタ(34)の直前で空気中の塵埃を除去するため、触媒フィルタ(34)への塵埃の付着に起因する触媒機能の低下も確実に防止できる。
【００３７】
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００３８】
例えば、上記実施形態では集塵部として静電フィルタ(33)を用いているが、集塵板（電極板）のような電気的集塵部材を用いてもよいし、その他の集塵用フィルタを用いてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、イオン化部(32)を設けて空気中の比較的小さな塵埃を帯電させ、この塵埃を静電フィルタ(33)により捕集するようにしているが、イオン化部は必ずしも設けなくてもよい。その場合でも、放電装置(40)によって塵埃のイオン化効果は得られるので、この放電装置(40)による塵埃のイオン化効果を利用して、静電フィルタ(33)で高い集塵効果を得ることができる。また、このようにすると、放電装置(40)を電気集塵のための放電部として利用することになるため、プラズマによる空気浄化機能と電気集塵による空気浄化機能を兼ね備えた空気浄化装置をコンパクトに構成できる。
【００４０】
また、上記実施形態では、放電装置（ストリーマ放電部）(40)の下流側に、例えばマンガン系触媒や貴金属系触媒などのプラズマ触媒が基材に担持された触媒フィルタ(34)を設けている。しかしながら、放電装置(40)の下流側には、この触媒フィルタ(34)の代わりに、例えば活性炭やゼオライトなどの吸着剤が基材に担持された吸着処理部材を設けるようにしてもよい。このような吸着処理部材は、空気中の臭気物質や有害物質を吸着することで活性種の反応場として機能して、空気の処理を促進するものであり、本発明で言う触媒部に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上説明したように、本発明は、ストリーマ放電によりプラズマを生成するストリーマ放電部と、プラズマに含まれる活性種による空気の処理を促進する触媒部と、空気中の塵埃を捕集する集塵部とを備えた空気浄化装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る空気浄化装置の分解斜視図である。
【図２】実施形態の空気浄化装置の内部を上方から視た図である。
【図３】図３(Ａ)は放電装置の電極構造を示す要部拡大図であり、図３(Ｂ)は放電装置の水平断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
(10)  空気浄化装置
(20)  ケーシング
(30)  機能部品
(31)  プレフィルタ
(32)  イオン化部
(33)  静電フィルタ（集塵部）
(34)  触媒フィルタ（触媒部）
(40)  放電装置（ストリーマ放電部）
(41)  放電電極
(42)  対向電極
【図１】
2006015280.tif 000003
【図２】
2006015280.tif 000004
【図３】
2006015280.tif 000005