(57)【要約】【課題】放電による電子等の高速飛散をすることができる空気浄化装置において、気体に含まれる微生物を確実に破壊または不活性化させることができる高効率な空気浄化装置を提供する。【解決手段】気流通過領域全体を放電領域とし放電電極から放射状に発生するパルスストリーマ放電の効率を上げるため、放電電極１の金属線を微生物が含まれた気体を流す向きと同方向に配置し、対向電極２は放電電極１の金属線が円の中心となるように円筒型に成形する。【選択図】  図１
2004350709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属線からなる放電電極と、この放電電極に対向する対向電極と、高周波数の極小パルス幅の高電圧を前記放電電極と対向電極との間に印加する高周波数パルス高電圧印加装置とを備え、前記対向電極を、前記放電電極の金属線が円の中心となるように円筒型に形成したことを特徴とする空気浄化装置。
【請求項２】
放電電極を、気体流れ方向と同方向に配置したことを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項３】
金属線からなる放電電極と、この放電電極に対向する対向電極と、高周波数の極小パルス幅の高電圧を前記放電電極と対向電極との間に印加する高周波数パルス高電圧印加装置とを備え、前記対向電極を、前記放電電極の金属線が円弧の中心となるように円弧型に形成したことを特徴とする空気浄化装置。
【請求項４】
対向電極間を気体が通過し、放電電極が気体流れ方向と略直交するように配置したことを特徴とする請求項３に記載の空気浄化装置。
【請求項５】
対向電極をメッシュ形状に形成したことを特徴とする請求項１または３に記載の空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微生物を破壊または不活性化させることができる空気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の放電による空気浄化装置は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、放電電極１の金属線に対向してフラット状の接地電極２１を設け、これらの間の空間に、放電によりイオン化およびオゾン化された気体を発生させ、イオン化およびオゾン化の相乗効果により空間内の微生物の繁殖を防止させていた（例えば特許文献１参照）。なお、図５（ａ）、（ｂ）におけるａは、空気浄化装置により浄化する気体（空気）の流れ方向を示している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１０８３１３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、放電電極１である金属線から見ると、フラット状である対向電極２１までの距離は、線と平面との関係上、一定ではないため、微生物を含む気体が通過する空間全体が放電領域とならず、この結果、空気浄化効率が低下する、という課題を有していた。
【０００５】
つまり、従来構成を示す図５（ａ）、（ｂ）のように、放電電極１と対向電極２１との距離が一定でなく、微生物を含んだ気流通過領域全体が放電領域とはならない場合には、微生物を含んだ気流通過領域全体を覆うためにさらに高電圧が必要となり、高電圧印加装置に対する負荷も大きくなり高入力となる。また、オゾンの発生量も増加する。もしくは、破壊または不活性化されずに通過してしまう微生物が発生して空気浄化効率が低下してしまう。一方、放電電極１と対向電極２１との距離を近づけすぎると、アーク放電を起こしてしまう。
【０００６】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、放電電極と対向電極との間に高周波数の極小パルス幅の高電圧を印加させて、放電による電子等の高速飛散をすることができる空気浄化装置において、気体に含まれる微生物を確実に破壊または不活性化させることができる高効率な空気浄化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】
上記課題を解決するために、本発明の空気浄化装置は、対向電極を、放電電極の金属線が円の中心となるように円筒型に形成したり、放電電極の金属線が円弧の中心となるように円弧型に形成したりすることを特徴とする。
【０００８】
この構成により、放電電極と対向電極の各部分との距離が全て均一となるので、放電電極と対向電極との間の空間全体が良好な放電領域となり、気体中に含まれる微生物を放電領域の通過中に効率よく破壊または不活性化できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の空気浄化装置は、金属線からなる放電電極と、この放電電極に対向する対向電極と、高周波数の極小パルス幅の高電圧を前記放電電極と対向電極との間に印加する高周波数パルス高電圧印加装置とを備え、前記対向電極を、前記放電電極の金属線が円の中心となるように円筒型に形成したことを特徴とする。
【００１０】
この構成により、放電電極と対向電極の各部分との距離が全て均一となるので、放電電極と対向電極との間の空間全体が良好な放電領域となり、気体中に含まれる微生物は放電領域の通過中に効率よく破壊または不活性化される。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の空気浄化装置において、放電電極を、気体流れ方向と同方向に配置したことを特徴とする。
この構成により、微生物が含まれた気体が放電電極に沿って流れる際に、気体中に含まれる微生物は放電領域の通過中に効率よく破壊または不活性化される。
【００１２】
本発明の請求項３記載の空気浄化装置は、金属線からなる放電電極と、この放電電極に対向する対向電極と、高周波数の極小パルス幅の高電圧を前記放電電極と対向電極との間に印加する高周波数パルス高電圧印加装置とを備え、前記対向電極を、前記放電電極の金属線が円弧の中心となるように円弧型に形成したことを特徴とする。
【００１３】
この構成によっても、放電電極と対向電極の各部分との距離が全て均一となるので、放電電極と対向電極との間の空間全体が良好な放電領域となり、気体中に含まれる微生物は放電領域の通過中に効率よく破壊または不活性化される。また、対向電極を円弧型に形成しているので、気体の通過量を大きくすることができ、微生物を含んだ気体が放電領域を通過する時の圧力損失も小さくすることができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の空気浄化装置において、対向電極間を気体が通過し、放電電極が気体流れ方向と略直交するように配置したことを特徴とする。
【００１５】
この構成により、微生物が含まれた気体が対向電極間を通過する際に、微生物は放電領域の通過中に効率よく破壊または不活性化される。
請求項５記載の発明は、請求項１または３に記載の空気浄化装置において、対向電極をメッシュ形状に形成したことを特徴とする。
【００１６】
この構成により、微生物が含まれた気体を流す向きを任意に設定することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の実施の形態１に係る空気浄化装置は、タングステンまたはステンレスなどの金属線からなる放電電極１と、この放電電極１に対向する対向電極２と、高周波数の極小パルス幅の高電圧を放電電極１と対向電極２との間に印加する高周波数パルス高電圧印加装置３とを備えている。そして、この空気浄化装置においては、浄化対象となる気体（空気）を流す向きと同方向に放電電極１の金属線を配置し、対向電極２は、放電電極１の金属線が円の中心となるように円筒型に形成している。なお、図１（ａ）、（ｂ）における３１は高周波数パルス高電圧印加装置３のプラス電極、３２はアースまたは高周波数パルス高電圧印加装置３のマイナス電極（図１（ａ）においては、高周波数パルス高電圧印加装置３のマイナス電極である場合を図示している）、４は気流通過領域、５は放電領域、ａは気体の流れ方向である。なお、高周波数極小パルス幅高電圧印加装置３は、例えば、倍電圧回路にＩＧＢＴなどのスイッチングを備え、高周波数のパルス波形の電圧を生成し、さらに高圧トランスで昇圧するなど高周波数の極小パルス幅の高電圧を印加する電装回路であれば、その種類については何ら限定しない。
【００１７】
以上の構成の空気浄化装置における気体（空気）の浄化に関する動作ならびに作用について説明する。
高周波数極小パルス幅高電圧印加装置３のプラス電極３１を放電電極１に接続し、アースまたはマイナス電極３２を対向電極２に接続し、高周波数極小パルス幅高電圧印加装置３により高周波数極小パルス幅高電圧を放電電極１に印加する。これにより、放電領域５において、パルスストリーマ放電が行われる。
【００１８】
このパルスストリーマ放電の発生機構は、電子のなだれの前方で中性分子の電離によって電子が作られ、これが次の新しい電子なだれを起こし、次々とこれらのなだれが合体して高速でなだれが進行するものであり、電流の大部分は電子によるものである。
【００１９】
放電電極１と対向電極２との間の電解は、放電電極１付近に著しい電界集中があるため、電圧が十分であれば電子なだれで多量のイオンと光量子とが作り出される。放電電極１を、プラス電極とすることにより放電電極１付近では多量の光量子があらゆる方向に放出されて付近の中性分子に吸収され、これを電離していくため放電電極１に向かう多数の電子なだれが形成され、正イオン中に流出してプラズマ柱を形成する。この場合、プラズマにはマイナスやアースに向かう正イオンが高密度で集中し、電界集中のほかに空間電荷と飛散する新しい電子なだれ群の空間電荷との間に特に強力な電界が形成され、これによって発光がさらに促進される。
【００２０】
上記作用が放電領域５で行われるため、この放電領域５で、ａ方向に気体を通過させた場合、上流の気流ａ１に微生物が含まれていると、放電領域５において微生物は通過中に多量電子の高速飛散により外壁やたんぱく質が破壊される。さらにはＤＮＡやＲＮＡが変形されたりするなど、すなわち、微生物は放電領域５の通過中に破壊または不活性化される。
【００２１】
以上のことから、放電領域５の通過中に微生物の破壊または不活性化を確実に行うためには、微生物を含んだ気体通過領域４全体がパルスストリーマ放電の領域である必要がある。従って、放電領域５の分布を作り出す放電電極１と、対向電極２と、微生物を含んだ気体を流す方向ａの関係とが重要となり、気体の通過する領域全体を覆う多量電子の高速飛散により、微生物の外壁やたんぱく質を破壊しなくてはならない。
【００２２】
たとえば、従来構成を示す図５（ａ）、（ｂ）のように、放電電極１と対向電極２１との距離が一定でなく、微生物を含んだ気流通過領域４全体が放電領域５でなければ、微生物を含んだ気流通過領域４全体を覆うためにさらに高電圧が必要となり、高周波数極小パルス幅高電圧印加装置３に対する負荷も大きくなり高入力となる。また、オゾンの発生量も増加する。もしくは、破壊または不活性化されずに通過してしまう微生物が発生し空気浄化効率が低下してしまう。一方、放電電極１と対向電極２１との距離を近づけすぎると、アーク放電を起こしてしまうことになる。
【００２３】
これに対して、本発明の実施の形態では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、放電電極１の金属線を微生物が含まれた気体を流す方向ａと同方向に配置し、対向電極２を放電電極１の金属線が円の中心となるように円筒型に形成した配置としている。この構成により、放電電極１と対向電極２における各部分との間の距離を均一にすることができるので、気流通過領域４全体を良好な放電領域５とすることができ、放電電極１から放射状に発生するパルスストリーマ放電を効率よく活用することができる。このことにより、高周波数極小パルス幅高電圧印加装置３に対する負荷も軽減できて低入力化を図れ、オゾンの発生量も抑えることが可能となる。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２を図２（ａ）、（ｂ）で説明する。これらの図に示すように、この空気浄化装置の対向電極６は、放電電極１の金属線が円弧の中心となるような一対の円弧状面部から構成された円弧型に形成され、気流が通過する方向ａ（図３における放電電極１の下方から上方に上方および下方）に対しては前記対向電極６間が開放されている。その他の構成は上記実施の形態１と同様である。
【００２４】
この構成による作用は上記実施の形態１と同様に微生物を含む気体の空気浄化を行うことができるものであるが、対向電極６を円弧型に形成していることにより、放電電極１と対向電極６における各部分との間の距離を均一にすることができる作用を有するだけでなく、気体の通過量を大きくすることもできる。つまり、微生物を含んだ気体が放電領域５を通過する時の圧力損失を小さくすることができる。したがって、例えば低濃度の微生物を含む気体の空気浄化処理を行う場合は時間効率が向上する。
（実施の形態３、４）
さらに他の実施の形態を図３（ａ）、（ｂ）および図４（ａ）、（ｂ）で説明する。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、この実施の形態３では、図１（ａ）、（ｂ）に示す実施の形態１と同様に、対向電極７は、放電電極１の金属線が円の中心となるように円筒型に成形されているが、実施の形態１とは異なり、対向電極７がメッシュ状に形成されている。また、図４（ａ）、（ｂ）に示す実施の形態４では、図２（ａ）、（ｂ）に示す実施の形態２と同様に、対向電極８は、放電電極１の金属線が円弧の中心となるような一対の円弧状面部から構成されているが、実施の形態２とは異なり、対向電極８がメッシュ状に形成されている。
【００２５】
これらの構成によれば、上記実施の形態１、２と同様に、微生物を含む気体の空気浄化を行うことができるものであるが、対向電極７は上記実施の形態１の対向電極２をメッシュ状に形成しており、対向電極８は上記実施の形態２の対向電極６をメッシュ状に形成していることにより、放電電極１と対向電極７、８とに対する気体（空気）の流れ方向ａに関わらず、気体が対向電極７、８間の放電領域５を通過することにより、気体中に含まれる微生物は放電領域５を通過中に多量電子の高速飛散により外壁やたんぱく質が破壊されたり、さらにはＤＮＡやＲＮＡが変形されたりする。すなわち、微生物は放電領域５の通過中に破壊または不活性化される。特に、上記構成によれば、気体（空気）の流れ方向ａに依存しないため、微生物を含む気体の風速が小さい場合などの気流としての方向が一定でない空間においても有効となる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、上記実施の形態から明らかなように、対向電極を、放電電極の金属線が円の中心となるように円筒型に形成したことにより、放電電極と対向電極の各部分との距離が全て均一となるので、放電電極と対向電極との間の空間全体が良好な放電領域となり、気体中に含まれる微生物は放電領域の通過中に効率よく破壊または不活性化される。また、放電電極を、気体流れ方向と同方向に配置することにより、気流通過領域全体を放電領域とすることができ、放電電極から放射状に発生するパルスストリーマ放電を効率よく活用することができる。このことにより、高周波数極小パルス幅高電圧印加装置に対する負荷も軽減でき低入力化を図れ、オゾンの発生量も抑えることが可能となる。
【００２７】
また、対向電極を、放電電極の金属線が円弧の中心となるように円弧型に形成したことによっても、放電電極と対向電極の各部分との距離が全て均一となるので、放電電極と対向電極との間の空間全体が良好な放電領域となり、気体中に含まれる微生物は放電領域の通過中に効率よく破壊または不活性化される。また、対向電極間を気体が通過し、放電電極が気体流れ方向と略直交するように配置したことにより、気体の通過量を大きくすることができ、微生物を含んだ気体が放電領域を通過する時の圧力損失も小さくすることができる。そして、低濃度の微生物を含む気体の空気浄化処理を行う場合は時間効率を向上することができる。
【００２８】
また、対向電極をメッシュ形状に形成したことにより、放電電極と対向電極とに対する気流の流れ方向に関わらず、微生物の外壁やたんぱく質を破壊でき、さらにはＤＮＡやＲＮＡを変形させることができ、このように気流の流れ方向に依存しないため、微生物を含む気体の風速が小さい場合などの気流としての方向が一定でない空間においても有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る空気浄化装置の概略的な正面図および側面図
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る空気浄化装置の概略的な正面図および側面図
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態３に係る空気浄化装置の概略的な正面図および側面図
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態４に係る空気浄化装置の概略的な正面図および側面図
【図５】（ａ）および（ｂ）は、従来の空気浄化装置の概略的な正面図および側面図
【符号の説明】
１        放電電極
２、６、７、８    対向電極
３        高周波数パルス高電圧印加装置
４        気流通過領域
５        放電領域
ａ        気体の流れ方向
【図１】
2004350709.tif 000003
【図２】
2004350709.tif 000004
【図３】
2004350709.tif 000005
【図４】
2004350709.tif 000006
【図５】
2004350709.tif 000007