(57)【要約】【課題】  室内に供給する空調空気に対して除菌や消臭等の処理を効率良く行うことができる処理装置を提供する。【解決手段】  室内１０から排気された空気を再び室内１０に戻す循環流路１２，１，２２を形成し，該循環流路１２，１，２２中に，室内オゾン濃度が５０ｐｐｂ以下となる範囲でオゾンを発生させる放電素子２９と，オゾンを分解する金属化合物触媒３７とを設ける。金属化合物触媒３７は放電素子２９よりも上流に配置する。循環流路１２，１，２２中から室内１０に空気と一緒にオゾンを供給し，室内１０において室内空気中にオゾンを充分に分散させる。そして，室内１０においてオゾンを混合された後，室内１０から循環流路１２，１，２２に排気された空気は金属化合物触媒に接触するが，その際，空気中に混合されていたオゾンが分解されて酸素ラジカルが発生し，該酸素ラジカルにより空気中の除菌や消臭といった処理が行われる。【選択図】  図１
2006075402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内から排気された空気を再び室内に戻す循環流路を形成し，該循環流路中に，室内オゾン濃度が５０ｐｐｂ以下となる範囲でオゾンを発生させる放電素子と，オゾンを分解する金属化合物触媒とを設け，かつ，前記金属化合物触媒を前記放電素子よりも上流に配置したことを特徴とする，空調空気の処理装置。
【請求項２】
前記放電素子は，誘電体の表面に設けた導電性の放電電極と，前記誘電体の内部または裏面に，前記放電電極と平行に設けた導電性の対向電極を有し，前記放電電極と前記対向電極に交流電圧を印加して，前記放電電極と前記誘電体表面の境界部で沿面放電を生じさせる沿面放電素子であって，
前記放電電極は，直線状に延びる線状放電電極と，この線状放電電極の幅方向に向って両側に突出する電界集中用枝電極からなり，
前記電界集中用枝電極は，前記線状放電電極の長手方向に沿って複数設けられ，
平面視において，少なくとも前記電界集中用枝電極の先端と重なる位置には，前記対向電極が配置されるが，少なくとも前記線状放電電極と重なる位置には，前記対向電極が配置されていないことを特徴とする，請求項１に記載の空調空気の処理装置。
【請求項３】
前記沿面放電素子は，平面視において，前記電界集中用枝電極の先端を含む電界集中用枝電極の先端部と重なる位置には，前記対向電極が配置されるが，前記電界集中用枝電極の前記先端部を除く部分と重なる位置には，前記対向電極が配置されていないことを特徴とする，請求項２に記載の空調空気の処理装置。
【請求項４】
前記沿面放電素子において，前記複数の電界集中用枝電極は，互いに等しい長さを有し，前記対向電極は，前記複数の電界集中用枝電極の先端同士を結ぶ直線と平行に帯状に配置されていることを特徴とする，請求項２または３に記載の空調空気の処理装置。
【請求項５】
前記沿面放電素子において，前記放電電極と前記誘電体表面の境界部における沿面放電している部分の温度が，放電中６０℃以上にされることを特徴とする，請求項２，３または４に記載の空調空気の処理装置。
【請求項６】
前記金属化合物触媒が，二酸化マンガン，酸化ニッケル，四三酸化鉄，酸化銅，炭酸コバルト，炭酸ニッケル，炭酸銅，ニッケルのいずれか一種または複数種からなることを特徴とする，請求項１，２，３，４または５に記載の空調空気の処理装置。
【請求項７】
前記金属化合物触媒は，ペレット状に形成されていることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５または６に記載の空調空気の処理装置。
【請求項８】
前記ペレット状に形成された金属化合物触媒の大きさが１０〜２５０メッシュであることを特徴とする，請求項７に記載の空調空気の処理装置。
【請求項９】
前記循環流路に室内空気を流通させる通気体を配置し，該通気体に前記ペレット状に形成された金属化合物触媒を支持したことを特徴とする，請求項７または８に記載の空調空気の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，室内空気に対して除菌，脱臭等の処理を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より，誘電体を間に挟んで配置した放電電極と対向電極に交流電圧を印加して，コロナ放電を生じさせることにより，空調空気の除菌などが行われており，線状放電電極に複数の枝電極を交差させて配置させた放電素子が公知である（例えば，特許文献１参照）。
【０００３】
一方，沿面放電素子では，長時間の使用により，硝酸アンモニウムや酢酸などの反応生成物が誘電体の表面などに付着し，放電状態を劣化させる。そこで，誘電体の表面に放電電極を配置し，その内部に誘導電極を兼ねるヒータを配置したイオン源用電界装置が開示されている（例えば，特許文献２参照）。このイオン源用電界装置では，ヒータの加熱により誘電体の温度を５０〜１００℃に保って湿気や水分を蒸発させ，イオン発生性能の低下を防止している。また，ヒータの加熱により誘電体の温度を３００〜５００℃に保つことにより，誘電体表面に付着した塵埃を焼却・飛散させ，イオン発生性能の低下を防止している。
【０００４】
また，放電の前後（非放電時）に沿面コロナ放電素子の放電面を１５０〜３００℃に加熱することにより，長時間使用により沿面コロナ放電素子の表面に生成付着した針状結晶（主成分：硝酸アンモニウム）を熱分解させて除去する方法が開示されている（例えば，特許文献３参照）。
【０００５】
また，放電電極自体を抵抗体で形成して発熱させ，誘電体表面に付着した硝酸アンモニウムや酢酸などの反応生成物を分解除去する方法が開示されている（例えば，特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】特公平７−９５４７７号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５１１９５３号公報
【特許文献３】特開平５−１６６５７８号公報
【特許文献４】特開２００２−３７３７６０号公報
【０００７】
しかしながら，コロナ放電によって発生したオゾンで除菌，脱臭等の処理を行った場合，その処理効果があまり高くなく，また処理時間もかかるといった問題がある。例えば「新版オゾン利用の新技術」（太田静行著  三秀書房  １９９３年）によれば，オゾンと悪臭物質である硫化水素を密閉容器にそれぞれ１ｐｐｍずつ混合して閉じ込めた場合，両者の反応時間は，濃度が半減するまで１５０時間も要してしまう。また，室内のオゾン濃度が高くなると人体に有害な環境となる可能性もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は，室内に供給する空調空気に対して除菌や消臭等の処理を効率良く行うことができる処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば，室内から排気された空気を再び室内に戻す循環流路を形成し，該循環流路中に，室内オゾン濃度が５０ｐｐｂ以下となる範囲でオゾンを発生させる放電素子と，オゾンを分解する金属化合物触媒とを設け，かつ，前記金属化合物触媒を前記放電素子よりも上流に配置したことを特徴とする，空調空気の処理装置が提供される。
【００１０】
前記放電素子は，例えば誘電体の表面に設けた導電性の放電電極と，前記誘電体の内部または裏面に，前記放電電極と平行に設けた導電性の対向電極を有し，前記放電電極と前記対向電極に交流電圧を印加して，前記放電電極と前記誘電体表面の境界部で沿面放電を生じさせる沿面放電素子であって，前記放電電極は，直線状に延びる線状放電電極と，この線状放電電極の幅方向に向って両側に突出する電界集中用枝電極からなり，前記電界集中用枝電極は，前記線状放電電極の長手方向に沿って複数設けられ，平面視において，少なくとも前記電界集中用枝電極の先端と重なる位置には，前記対向電極が配置されるが，少なくとも前記線状放電電極と重なる位置には，前記対向電極が配置されていない構成とすることができる。
【００１１】
その場合，前記沿面放電素子は，平面視において，前記電界集中用枝電極の先端を含む電界集中用枝電極の先端部と重なる位置には，前記対向電極が配置されるが，前記電界集中用枝電極の前記先端部を除く部分と重なる位置には，前記対向電極が配置されていないことが好ましい。また，前記沿面放電素子において，前記複数の電界集中用枝電極は，互いに等しい長さを有し，前記対向電極は，前記複数の電界集中用枝電極の先端同士を結ぶ直線と平行に帯状に配置されていることが好ましい。また，前記沿面放電素子において，前記電界集中用枝電極の先端は，例えば尖った形状であり，前記電界集中用枝電極の先端の角度は，例えば９０°以下である。また，前記沿面放電素子において，前記放電電極と前記誘電体表面の境界部における沿面放電している部分の温度が，放電中６０℃以上にされることが好ましい。
【００１２】
前記金属化合物触媒は，例えば二酸化マンガン，酸化ニッケル，四三酸化鉄，酸化銅，炭酸コバルト，炭酸ニッケル，炭酸銅，ニッケルのいずれか一種または複数種からなる。また前記金属化合物触媒は，例えばペレット状に形成されている。その場合，前記ペレット状に形成された金属化合物触媒の大きさが１０〜２５０メッシュであることが好ましい。また前記循環流路に室内空気を流通させる通気体を配置し，該通気体に前記ペレット状に形成された金属化合物触媒を支持した構成としても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にあっては，循環流路中に設けた放電電極を例えば所定の構成を有する沿面放電素子で構成することにより，室内オゾン濃度が５０ｐｐｂ以下となる範囲でオゾンを発生させる。そして，循環流路中から室内に空気と一緒にオゾンを供給し，室内において室内空気中にオゾンを充分に分散させる。この場合，室内オゾン濃度が５０ｐｐｂ以下であることにより，人体に無害な環境を提供できる。そして，室内においてオゾンを混合された後，室内から循環流路に排気された空気は，循環流路中に配置された金属化合物触媒に接触するが，その際，空気中に混合されていたオゾンが分解されて酸素ラジカルが発生し，該酸素ラジカルにより空気中の除菌や消臭といった処理が行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下，本発明の好ましい実施の形態を図面を参照に説明する。図１は，本発明の実施の形態にかかる空調空気の処理装置１をホテル客室に適用した建築物２の概略的な説明図である。図２は，処理装置１の構造の概略的な説明図である。
【００１５】
図１に示すように，客室１０とＷＣユニットバス１１室が隣接されている。ＷＣユニットバス室１１の上方には，客室１０に隣接する給気チャンバ１２が形成されており，更にこれらＷＣユニットバス室１１と給気チャンバ１２の側方には，パイプスペース１３が形成されている。客室１０内の空気は，客室１０とＷＣユニットバス室１１の間を通気可能に仕切っている仕切壁１５を通じて，ＷＣユニットバス室１１内と給気チャンバ１２内に還気可能である。ＷＣユニットバス室１１内の空気は，ＷＣユニットバス室１１の天井１６に形成された排気口１７から分岐排気ダクト１８及び集合排気ダクト１９を通じて建築物２の外部に排気ＥＡが排出されている。
【００１６】
一方，給気チャンバ１２には，建築物２の外部から取り込まれた給気ＳＡが，集合空気ダクト２０及び分岐給気ダクト２１を通じて供給されている。給気チャンバ１２内では，客室１０内から給気チャンバ１２内に還気された空気と，建築物２の外部から取り込まれた給気ＳＡが混合され，更に処理装置１を通って所定の処理が行われた空気が空調装置２２で所望の温度にされた後，再び客室１０内に戻される。このように，客室１０内から給気チャンバ１２に換気された空気を，処理装置１，空調装置２２の順に通して再び客室１０内に戻す循環流路が形成されている。なお，この循環流路中には，後に詳しく説明するように，客室１０内のオゾン濃度が５０ｐｐｂ以下となる範囲でオゾンを発生させる放電素子２９と，オゾンを分解する金属化合物触媒３７とが設けられている。
【００１７】
図２に示すように，処理装置１は，流路を形成するケーシング２５の内部に，中性能フィルタ２６，オゾン分解ユニット２７，吸着フィルタ２８，放電素子２９を並べて配置した構成である。図２中において，空気はケーシング２５内を左向きに流れるので，中性能フィルタ２６，オゾン分解ユニット２７，吸着フィルタ２８，放電素子２９の順に空気が流れることとなり，前述の循環流路においては，オゾン分解ユニット２７は放電素子２９よりも上流に配置されることになる。
【００１８】
図３は，処理装置１に備えられたオゾン分解ユニット２７の構造の概略的な説明図である。オゾン分解ユニット２７は，ケーシング２５の内部を仕切るように（気流に直交するように）前後に隙間をあけて配置された通気体３５，３６の間に，ペレット状（顆粒状)に形成された金属化合物触媒３７を挟んで保持した構成になっている。通気体３５，３６の間において，ペレット状に形成された金属化合物触媒３７同士の隙間には，空気が流通するための空間３８が形成されている。金属化合物触媒３７を保持している通気体３５，３６は，繊維状またはメッシュ状の素材で構成され，オゾン分解ユニット２７を流通する空気の流れを妨げない。
【００１９】
金属化合物触媒３７は空気中に含まれるオゾンを分解するための触媒機能を有するものであり，例えば二酸化マンガン，酸化ニッケル，四三酸化鉄，酸化銅，炭酸コバルト，炭酸ニッケル，炭酸銅，ニッケルのいずれか一種または複数種からなる。ペレット状に形成された金属化合物触媒３７の大きさは例えば１０〜２５０メッシュである。一方，通気体３５，３６の間に金属化合物触媒３７を保持しておくために，通気体３５，３６目開きは，ペレット状に形成された金属化合物触媒３７の平均粒径の１／２以下（例えば５０ミクロン以下）であることが好ましい。なお後述するように，処理装置１内を通過する空気がオゾン分解ユニット２７を通過する際に，金属化合物触媒３７同士の間に形成された空間３８を通ることにより，空気が金属化合物触媒３７の表面に接触して空気中に含まれるオゾンが分解され，活性酸素が発生させられる。
【００２０】
図４は，放電素子２９の平面図である。図５は，図４におけるＸ−Ｘ縦断面図である。図６は，対向電極４２と放電電極４３の位置関係を説明するための放電素子２９の部分拡大図である。
【００２１】
この放電素子２９は，上下２層の誘電体４０，４１の間に導電性の対向電極４２を配置し，放電素子２９の表面（上の誘電体５０の表面）に導電性の放電電極４３を配置した沿面放電素子に構成されている。誘電体４０，４１は，いずれも例えばアルミナグリーンシートを焼成したセラミック基板などで構成される。対向電極４２と放電電極４３は，上の誘電体４０を挟んで，互いに平行に設けられている。
【００２２】
放電電極４３は，放電素子２９の表面（上の誘電体４０の表面）のほぼ中心に，長手方向に沿って直線状に延びるように配置された線状放電電極４５と，この線状放電電極４５の幅方向に向って両側に突出する電界集中用枝電極４６からなっている。電界集中用枝電極４６は，線状放電電極４５の長手方向に沿って複数設けられている。線状放電電極４５は，一定の幅を有している。電界集中用枝電極４６は，線状放電電極４５の両側に突出するいずれも等しい高さの二等辺三角形状をなしており，各電界集中用枝電極４６の先端４６ａは，尖った形状である。各電界集中用枝電極４６の長さ（二等辺三角形の高さ）は，互いに等しくなっている。
【００２３】
誘電体４０，４１の間に配置された対向電極４２は，線状放電電極４５の両側に突出している各電界集中用枝電極４６の先端４６ａ同士を結ぶ直線と平行に，先端４６ａの下方に（放電素子２９の内部に）配置された一対の線状対向電極５０，５０を有している。これら線状対向電極５０，５０は，いずれも一定の幅の帯状をなしており，かつ，各電界集中用枝電極４６の先端４６ａの全部の下方を覆う長さを有している。
【００２４】
図６に示したように，平面視において（即ち，図４に示すように，放電素子２９の表面を上から見た状態において），前述のように線状放電電極４５の長手方向と直交して線状放電電極４５の両側に突出するように配置された電界集中用枝電極４６の各先端４６ａの全部が，線状対向電極５０の幅の中心となる位置に重なるように，電界集中用枝電極４６の長さ（各電界集中用枝電極４６を構成する二等辺三角形における先端４６ａの高さ）が設定されている。これにより，電界集中用枝電極４６の先端４６ａを含む電界集中用枝電極４６の先端部４６ｂが，平面視において，線状対向電極５０の上に重なって位置するようになっている。なお，説明のため，平面視においてこのように線状対向電極５０の上に重なって位置する電界集中用枝電極４６の先端４６ａを含む部分を電界集中用枝電極４６の先端部４６ｂと呼ぶ。この先端部４６ｂの長さ（先端部４６ｂを構成する二等辺三角形の高さ）は，電界集中用枝電極４６の長さ（電界集中用枝電極４６を構成する二等辺三角形の高さ）の１／７〜１／１０以下の範囲に設定されることが好ましい。即ち，電界集中用枝電極４６の先端４６ａから１／７〜１／１０以下の範囲が，平面視において線状対向電極５０の上に重なって位置する先端部４６ｂとなっていることが望ましい。
【００２５】
一方，平面視において，各電界集中用枝電極４６のうち先端部４６ｂを除く部分と重なる位置には，線状対向電極５０，５０からなる対向電極４２が配置されていない。また，平面視において，線状放電電極４５と重なる位置にも，線状対向電極５０，５０からなる対向電極４２が配置されていない。
【００２６】
放電素子２９の裏面（放電電極４３が配置される面と逆の面，図では，下の誘電体４１の裏面）の両端部には，端子５１，５２が設けられている。図５に示すように，一方の端子５１は，誘電体４０，４１を上下に貫通するリード線５５を介して，放電素子２９の表面に配置された放電電極４３に電気的に接続されている。他方の端子５２は，下の誘電体４１のみを上下に貫通するリード線５６を介して，誘電体４０，４１の間に配置された対向電極４２に電気的に接続されている。
【００２７】
これら端子５１，５２には，図示しない交流電圧源が接続される。そして，リード線５５，５６を介して，放電電極４３と対向電極４２に交流電圧を印加することにより，各電界集中用枝電極４６の先端部４６ｂと上の誘電体４０表面の境界部（即ち，先端部４６ｂを構成する二等辺三角形の斜辺となる部分）で沿面放電を生じさせるようになっている。
【００２８】
放電素子２９の裏面には，ヒータ５７が装着されている。図４に示すように，平面視において，放電電極４３と対向電極４２の全体を囲むように，ヒータ５７が配置されている。このヒータ５７の加熱により，沿面放電を生じさせる部分である各電界集中用枝電極４６の先端部４６ｂと上の誘電体４０表面の境界部を，６０℃以上に加熱できるようになっている。
【００２９】
さて，この建築物２においては，給気チャンバ１２内の空気が処理装置１，空調装置２２の順に通って客室１０内に供給される。その際，処理装置１の放電素子２９では，図示しない交流電圧源によって端子５１，５２を介して放電電極４３と対向電極４２に交流電圧が印加され，専ら各電界集中用枝電極４６の先端部４６ｂと上の誘電体４０表面の境界部のみで沿面放電を生じる。即ち，放電電極４３における各電界集中用枝電極４６の先端部４６ｂを除く部分と重なる位置，及び，線状放電電極４５と重なる位置には，対向電極４２が配置されていないので，それらの部分では沿面放電を生じない。これにより，ＮＯ２の発生を抑制しながら，微量のオゾンを安定的に発生させることができる。なお，処理装置１においては，このように放電素子２９でオゾンを発生させる前に，予め中性能フィルタ２６，オゾン分解ユニット２７，吸着フィルタ２８を空気が通過し，オゾン分解ユニット２７では，放電素子２９で発生させたオゾンから更に活性酸素を発生させて除菌，消臭等の処理を行うのであるが，それについては後に説明する。
【００３０】
このように放電素子２９で放電を行う場合は，沿面放電箇所である各電界集中用枝電極４６の先端部４６ｂと上の誘電体４０表面の境界部を，ヒータ５７によって６０℃以上に加熱する。これにより，沿面放電箇所（即ち，各電界集中用枝電極４６の先端部４６ｂと上の誘電体４０表面の境界部）への汚れ付着を防ぎ，汚れの少ない状態で，微量のオゾンを長期間安定的に発生させることができるようになる。
【００３１】
これに対して，沿面放電箇所である各電界集中用枝電極４６の先端部４６ｂと上の誘電体４０表面の境界部を６０℃よりも低い温度で沿面放電を行った場合，放電初期はイオン発生能力は問題ないが，長期間放電した場合には，沿面放電箇所（各電界集中用枝電極４６の先端部４６ｂと上の誘電体４０表面の境界部）へ汚れが付着し，オゾンを安定して発生できなくなる。
【００３２】
なお，長時間使用により沿面放電箇所へ汚れが付着した場合は，汚れの主成分である硝酸アンモニウムは２１０℃で分解し，硫酸アンモニウムは２８０℃で分解するので，ヒータ５７によってそれらの分解温度以上に加熱することにより，付着した汚れを除去することが可能である。しかし，このような２００℃を超える高温に加熱する場合，可燃性の塵が付着すると発火の危険性がある。一旦付着した汚れを２００℃を超える高温加熱で除去してオゾン発生性能の復活を図るよりも，本発明のように，６０℃以上の安全な温度範囲で加熱しながら放電させ，放電極の汚れ付着を極力抑える方が望ましい。
【００３３】
そして，このように放電素子２９で沿面放電を行うことにより発生させた微量のオゾンと空気を一緒に次の空調装置２２に供給し，空調装置２２では空気を所望の温度に調整する。こうして，客室１０内に所望の温度にされた空気と一緒に微量のオゾンを供給する。そして，客室１０内においては，室内空気中にオゾンが充分に分散され，客室１０内のオゾン濃度はほぼ均一となる。この場合，放電素子２９として先に図４〜５で説明した沿面放電素子を採用していることにより，客室１０内には所望の温度にされた空気とともに微量のオゾンが供給され，客室１０内のオゾン濃度が５０ｐｐｂ以下の範囲に保たれる。これにより，客室１０内は人体に無害なオゾン濃度となる。
【００３４】
そして，客室１０内においてオゾンが充分に分散された空気は，次に仕切壁１５を通じて，ＷＣユニットバス室１１内と給気チャンバ１２内に排気または還気される。そして，ＷＣユニットバス室１１内の空気は，天井１６の排気口１７から分岐排気ダクト１８及び集合排気ダクト１９を通じて建築物２の外部に排気ＥＡが排出される。一方，給気チャンバ１２に還気された空気は，建築物２の外部から取り込まれた給気ＳＡと混合されて，処理装置１，空調装置２２の順に通過し，再び客室１０内に戻される。
【００３５】
ここで，処理装置１においては，給気ＳＡと混合された客室１０内の空気は，先ず中性能フィルタ２６を通過して塵埃が除去され，次いでオゾン分解ユニット２７に通される。そしてオゾン分解ユニット２７では，金属化合物触媒３７の間（図３では，ペレット状に形成された金属化合物触媒３７同士の間）に形成された空間３８を空気が通ることにより，空気中に含まれているオゾン（客室１０内の空気由来のオゾン）が金属化合物触媒３７の表面に接触し，オゾンが金属化合物触媒３７によって分解されることにより活性酸素が発生する。こうして発生した活性酸素は，空気中に含まれる菌の除菌，悪臭物質の分解等を効果的に行い，空気の除菌，消臭等の処理が速やかに行われる。
【００３６】
即ち，例えば悪臭物質である硫化水素を含んだ空気と一緒にオゾンが金属化合物触媒３７の表面に接触した場合，次の反応が瞬時に起こる。
Ｈ２Ｓ＋Ｏ３→Ｈ２Ｓ＋Ｏ２＋Ｏ＊→Ｓ＋Ｈ２Ｏ＋Ｏ２・・・  Ｏ＊は活性酸素
オゾンそのものは臭気を緩慢にしか分解できないが活性酸素は臭気を瞬時に分解することができる。
【００３７】
また図７に示すように，オゾン分解ユニット２７に空気が連続的に流れることにより，上流側の通気体３５の表面には，カビ６０や，カビ６０の栄養源となる塵埃粒子６１が付着する。こうして付着したカビ６０は塵埃粒子６１を栄養源として増殖し，やがて胞子を放出することになる。そして，こうして放出された胞子が客室１０内に入り込むと，鼻アレルギー，気管支喘息，過敏性肺炎，角膜真菌症を引起こす要因となってしまう。しかしながら，このようにして放出された胞子は，オゾン分解ユニット２７を通過する際に活性酸素によって不活性化されるので，鼻アレルギー等の問題も解消される。
【００３８】
なお，オゾン分解ユニット２７で発生する活性酸素の寿命はサブミリセカンド（ｍｓｅｃの１／１０）と短く，オゾン分解ユニット２７内で瞬時に消滅する。このため，オゾン分解ユニット２７の下流側には有害な活性酸素は漏出しない。
【００３９】
こうして除菌，消臭等の処理が行われた空気は，次の吸着フィルタ２８で更にガス状不純物等を除去された後，放電素子２９によって沿面放電を生じさせられ，再び微量のオゾンが空気中に含まれることになる。なお，ここでの吸着フィルタ２８は，例えば活性炭フィルタや，ゼオライトフィルタなどが例示される。そして，先に説明した工程を経て，再び客室１０内に所望の温度にされた空気と一緒に微量のオゾンが供給される。
【００４０】
以上説明したように，処理装置１を適用したことにより，建築物２の客室１０内は，オゾン濃度が５０ｐｐｂ以下に保たれるため，人体に無害な環境を提供できるようになる。また客室１０内においては，空気中にオゾンが充分に分散され，客室１０内のオゾン濃度はほぼ均一となる。こうして，客室１０内から給気チャンバ１２に排気されて処理装置１に循環される空気に常に安定した濃度でオゾンが含まれることになる。そして，処理装置１のオゾン分解ユニット２７では，空気中のオゾンが金属化合物触媒３７で分解されることによって発生した活性酸素により，空気の除菌，消臭等の処理が速やかに行われる。
【００４１】
以上，本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが，本発明は以上に示した形態に限定されない。例えば図８に示すオゾン分解ユニット２７のように，通気体３５，３６を波板形状とすることにより，通気体３５，３６の表面積を処理装置１のケーシング２５の内部断面積よりも広く構成しても良い。図７に示すように通気体３５，３６の表面積を広くしておけば，通気体３５，３６の表面に塵埃などが付着しても目詰まりしにくいといった利点がある。なお，図３，７に示した何れのオゾン分解ユニット２７の場合も，下流側となる通気体３６の目開きは，ペレット状に形成された金属化合物触媒３７の平均粒径の１／２以下（例えば５０ミクロン以下）であることが好ましいが，上流側となる通気体３５の目開きは，それよりも大きいものであっても特に問題はない。上流側となる通気体３５の目開きを大きくすれば，それだけ空気が通過する際の抵抗が少なくて済むので，空気搬送動力が小さくなり運転コストを低減できる。
【００４２】
また，例えば図９に示すように，放電素子２９の表面（上の誘電体４０の表面）に導電性の放電電極４３を２列に配置しても良い。その場合，平面視において，各放電電極４３を構成する複数の電界集中用枝電極４６の先端部４６ｂと重なる位置のみに，対向電極４２を構成する各線状対向電極５０を配置する。なお，放電電極４３を２列に配置し，それに対応する各線状対向電極５０を各２列ずつそれぞれの線状対向電極５０の先端部４６ｂに沿って配置した点を除けば，図９に示す実施の形態に係る放電素子２９は，先に図４等で説明した放電素子２９と，基本的な構成は同じである。よって，図９において，図４等で説明したものと同じ符号を付することにより，重複した説明を省略する。その他，放電電極４３を３列以上に配置しても良いことはもちろんである。
【００４３】
また，誘電体を上下２層の誘電体４０，４１で構成し，それらの内部（誘電体４０，４１の間）に対向電極４２を配置した例を説明したが，誘電体を１層にして，その表面に放電電極４３を配置し，裏面に対向電極４２を配置しても良い。また，図示の例では，各線状対向電極５０を端子５２まで延長させた形状としたが，各線状対向電極５０は電界集中用枝電極４６の先端部４６ｂの全部の下方にあれば充分であり，必ずしも端子５２まで延長させる必要はない。例えば各線状対向電極５０は電界集中用枝電極４６の先端部４６ｂの全部の下方にだけ，線状対向電極５０をそれぞれ配置し，端子５２と各線状対向電極５０との間を，配線等で電気的に接続しても良い。また，各電界集中用枝電極４６の形状は二等辺三角形に限らない。各電界集中用枝電極４６の形状は，互いに同じでも異なっていても良い。また，各電界集中用枝電極４６の形状は，二等辺三角形の他，普通の（二等辺三角形以外の）三角形，正三角形，三角形以外の角形（例えば五角形など）でも良く，また，ハート型のような各片の一部もしくは全部が曲線であっても良い。いずれにしても，各電界集中用枝電極の先端が線状放電電極の幅方向に向って両側に突出し，かつ，平面視において，少なくとも電界集中用枝電極の先端と重なる位置には対向電極が配置されるが，少なくとも線状放電電極と重なる位置には対向電極が配置されていない構成であれば良い。
【実施例】
【００４４】
図１で説明した建築物２において，客室１０の容量を５ｍ×５ｍ×２．４ｍ＝６０ｍ３とした。空調装置２２から客室１０内に空気を給気する給気口の寸法を，３００ｍｍ×３００ｍｍ，給気風速は２ｍ／ｓとした。建築物２の外部から取り込まれた給気ＳＡ量を６０ｍ３／ｈｒとし，客室１０内の温湿度は，２０℃〜２７℃，相対湿度３０％〜６０％に保った。図４に示したように，放電素子２９の表面に放電電極４３を１列に配置した沿面放電素子の表面に空気を通すことでオゾンを客室１０内に供給した。放電素子２９の大きさは長さ３７ｍｍ，幅１５ｍｍ，厚さ（上下の誘電体４０，４１の合計厚さ）は１ｍｍである。線状放電電極４５に取付けられる電界集中用枝電極４６は，実施例１では２０本，実施例２では４０本，実施例３では１２本，実施例４では２４本とした。比較例では，特公平７−９５４７７号（特許文献１）の放電素子を用いた。実施例１〜４及び比較例について放電電極と対向電極に２０ｋＨｚの交流電圧を加え，ピークツーピーク（ｐｅａｋ  ｔｏ  ｐｅａｋ）電圧Ｖｐ−ｐを変化させた場合の，客室１０内のオゾン濃度をそれぞれ測定した。測定結果を図１０に示す。
【００４５】
実施例１〜４では，３．２ｋＶ〜４．２ｋＶの範囲で，電圧増加分とほぼ比例して客室１０内のオゾン濃度が増加した。オゾン分解ユニット２７で発生する活性酸素量は客室１０内のオゾン濃度にほぼ比例し，脱臭や除菌といったオゾン分解ユニット２７の処理能力も客室１０内のオゾン濃度にほぼ比例することになる。客室１０内のオゾン濃度及びそれに比例するオゾン分解ユニット２７の処理能力は，放電電極と対向電極に加える交流電圧（放電電圧）の大きさを調整することによって容易に制御でき，また，放電電極と対向電極に加える交流電圧（放電電圧）を制御することによって客室１０内のオゾン濃度を５０ｐｐｂ以下に保つことができる。また，実施例１〜４の比較から，同じ放電電圧では，電界集中用枝電極４６の本数にほぼ比例してオゾン濃度も増減していることが分る。電界集中用枝電極４６の本数によっても，適正なオゾン濃度を得ることが可能である。
【００４６】
一方，比較例では，放電電圧が３．６ｋＶからオゾンの発生が見られ，電圧を増加すると，実施例と比較するとオゾン濃度の増加が急激であった。４．０ｋＶにおいては，客室１０内のオゾン濃度は人体に安全なレベル５０ｐｐｂを超えた。オゾン濃度を放電電圧の大きさを調整して制御することは困難であった。
【００４７】
次に，実施例１の放電素子２９において，沿面放電箇所である各電界集中用枝電極４６の先端部４６ｂと上の誘電体４０表面の境界部をヒータ５７によって各加熱温度に加熱した場合の，客室１０内のオゾン濃度の測定結果を，図１１に示す。稼働時間を横軸にとると，稼動初期のオゾン濃度１０ｐｐｂは，稼働時間約3ヶ月後（２０００ｈｒ）において，放電電極４３の表面温度が６０℃以上であれば，初期濃度の５０％以上を維持している。オゾン濃度が５ｐｐｂに半減するまでの稼働時間は，放電電極４３の表面温度が４０℃で約３００ｈｒ，５０℃で５００ｈｒとなり，６０℃以上の２０００ｈｒ以上と比較して，極端に短い。また，２０００時間稼働した後の放電素子の付着物量を，放電電極４３の表面温度を６０℃以上に加熱して稼働した場合と，５０℃以下の温度で稼働した場合とで比較すると，前者は後者の１／４以下であった。
【００４８】
給気口でのオゾン濃度を３ｐｐｂにするための放電電圧（２０ｋＨｚ）の温度依存性を図１２に示す。放電電圧は，放電電極４３の表面温度によって大きく変化するが，放電電極４３の表面温度が高いほど，放電電圧は低く抑えられる。２５ｍｍのモノポールアンテナを放電電極から５００ｍｍ離した位置に配置し，周波数範囲が１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚにおける電磁放射ノイズのピークツーピーク（ｐｅａｋ  ｔｏ  ｐｅａｋ）電圧Ｖp-pを測定したところ，Ｖp-pのバックグラウンドレベルは１ｍＶであった。沿面放電に伴って発生する放射電磁ノイズの大きさも，放電電極の表面温度が高いほど，図１３に示すように小さくなる。放電素子を介護・医療関連施設の空気の除菌等に利用する場合，ペースメーカ，心電図記録計等の誤動作を防止するために，放射電磁ノイズは，極力抑えられなければならない。望ましくは１５ｍＶp-p以下の大きさに抑えたい。図１３によれば，実施例１〜４においては，加熱温度が６０℃以上において，１５ｍＶp-p以下の大きさに抑えられた。一方，従来例では，放電電極の表面温度が１３８℃以上の範囲において，ようやく１５ｍＶp-p以下の大きさに抑えられた。
【００４９】
次に，放電素子２９を１．０ｍ直径の円筒ダクト内の中心に配置し，１．５ｍ／ｓの気流中の中心軸上に置かれた放電素子２９で放出されたオゾンが下流側へ拡散する様子を調べた。放電素子２９で放出されたオゾンが均一に１．０ｍ直径の円筒ダクト内に拡散した場合，オゾン濃度は５ｐｐｂとなるようなオゾン量である。放電素子２９の下流側に離れた位置においてオゾン濃度が１ｐｐｂ以上となっている範囲を測定した。その結果，図１４となった。なおオゾン濃度が１ｐｐｂ以上となっている範囲は，オゾン濃度が１ｐｐｂ以上となっている範囲の中心軸からの半径で示した。その結果，オゾンは極めて希釈・拡散されにくいことが分った。放電素子２９から２．５ｍの下流側においてすら，１ｐｐｂの濃度範囲はわずか２１ｃｍ半径の範囲である。例えば，１．０ｍ直径の円筒ハニカム状のオゾン分解ユニット２７を放電素子２９の下流側２．５ｍの下流側に配置しても，円筒ハニカム状のオゾン分解ユニット２７の中心軸の周り２１ｃｍ半径の円内の０．１４ｍ2面積の範囲に１ｐｐｂ以上の濃度のオゾンが流れ込むが，それ以外の０．６５ｍ2の範囲にはオゾンはほとんど流れ込まない。つまり，活性酸素が発生するのはオゾン分解ユニット２７への流入空気量のわずか１８％に過ぎない。残り８２％は活性酸素の作用は受けず，脱臭・除菌は起こらないまま流出してしまう。この理由から，図１等で説明したように，客室１０内から給気チャンバ１２に排気された空気を，処理装置１，空調装置２２の順に通して再び客室１０内に戻す循環流路を形成して，この循環流路においてオゾン分解ユニット２７を放電素子２９よりも上流に配置することにより，放電素子２９，客室１０内，オゾン分解ユニット２７の順に空気が流れるように構成し，放電素子２９で発生させたオゾンを空気と一緒に客室１０内に一旦供給し，客室１０内で充分な時間をかけて混合した後，一様なオゾン濃度にさせて還気としてオゾン分解ユニット２７に流入させることが必要となる。
【００５０】
図１５は，電解二酸化マンガン素材の円筒ハニカム状のオゾン分解ユニット２７のオゾン分解性能と相対湿度（２０℃）の相関の測定結果を示すグラフである。流入オゾン濃度は２０ｐｐｂ，オゾン分解ユニット２７の厚み２０ｍｍ，オゾン分解ユニット２７への単位容積当たりの電解二酸化マンガン添着量は０．３ｇ／ｃｃ，オゾン分解ユニット２７の目粗さは２００メッシュであった。相対湿度が８０％を越えると分解効率は著しく小さくなる。夏期などでは，空調装置２２出口の相対湿度は８０％を容易に越えるので，空調装置２２の下流側にオゾン分解ユニット２７を設置するとオゾン分解率が低下することになる。このため，オゾン分解ユニット２７は，空調装置２２の上流側に設けることが望ましい。
【００５１】
次に，ペレット状に形成された金属化合物触媒３７として，大きさの異なる二酸化マンガンの触媒粒子を２００ｇ／ｍ2の割合で，通気体３５，３６である目開きが５０μｍの２枚のポリエステル繊維不織布の間に挟み込んで構成したオゾン分解ユニット２７について，金属化合物触媒３７の大きさ（粒径）とオゾン分解率の関係を調べた。その結果を表１に示す。ペレット状に形成された金属化合物触媒３７が１０メッシュ未満では，オゾン分解率が８０未満に低下した。但し，オゾン分解ユニット２７の下流側での塵埃濃度の大きさを１０４個／ｃｆ（０．３μｍ以上／ｃｆ）よりも小さくするためには，ペレット状に形成された金属化合物触媒３７を２５０メッシュよりも大きくしなければならない。
【００５２】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は，空気の除菌などに利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態にかかる空調空気の処理装置をホテル客室に適用した建築物の概略的な説明図である。
【図２】処理装置の構造の概略的な説明図である。
【図３】処理装置に備えられたオゾン分解ユニットの構造の概略的な説明図である。
【図４】放電素子の平面図である。
【図５】図４におけるＸ−Ｘ縦断面図である
【図６】対向電極と放電電極の位置関係を説明するための放電素子の部分拡大図である。
【図７】オゾン分解ユニットでカビの胞子が不活性化される状態の説明図である。
【図８】通気体を波板形状としたオゾン分解ユニットの構造の概略的な説明図である。
【図９】表面に放電電極を２列に配置した放電素子の平面図である。
【図１０】実施例１〜４及び比較例における客室内のオゾン濃度の経時変化を示したグラフである。
【図１１】放電電極の表面温度とオゾン濃度の関係を示すグラフである。
【図１２】給気口でのオゾン濃度を3ppbにするための放電電圧（20kHz）の温度依存性を示すグラフである。
【図１３】放電電極の表面温度と放射電磁ノイズの関係を示すグラフである。
【図１４】放電素子の下流側に離れた位置においてオゾン濃度が１ｐｐｂ以上となっている範囲を示すグラフである。
【図１５】オゾン分解性能と相対湿度（20℃）の相関の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１    処理装置
２    建築物
１０  客室
１１  ＷＣユニットバス
１２  給気チャンバ
１３  パイプスペース
１９  集合排気ダクト
２０  集合空気ダクト
２２  空調装置
２６  中性能フィルタ
２７  オゾン分解ユニット
２８  吸着フィルタ
２９  放電素子
３５，３６  通気体
３７  金属化合物触媒
４０，４１  誘電体
４２  対向電極
４３  放電電極
４５  線状放電電極
４６  電界集中用枝電極
５０  線状対向電極
５７  ヒータ
【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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【図１５】
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