(57)【要約】【課題】導電性を有する浄化部材３を用いても効果的に気中放電を発生させることのできる空気浄化装置を提供する。【解決手段】電極１と浄化部材３との間に、電気伝導性が低く誘電率の高い通気性誘電部材２を配置している。これは、浄化部材３側の通電抵抗を大きくしてやることで空気側の通電抵抗を相対的に小さくしてやり、気中放電が生じ易くすることに着目したものである。これにより、導電性を有する浄化部材３を用いても、効果的に気中放電を発生させることができ、高い浄化性能を得ることができる。【選択図】　　　　図１
2004136062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気通路中に対を成す電極（１）と、
前記電極（１）間に配置した浄化部材（３）とを備え、
前記電極（１）間に高電圧を印加して放電を生じさせると共に、前記浄化部材（３）に処理空気を通過させて空気浄化を行なう空気浄化装置において、
前記電極（１）と前記浄化部材（３）との間に、電気伝導性が低く誘電率の高い通気性誘電部材（２）を配置したことを特徴とする空気浄化装置。
【請求項２】
前記通気性誘電部材（２）は、二酸化チタン・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウムの一種類以上を、混合または複合化した材料である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】
前記通気性誘電部材（２）は、前記材料でできているか、もしくは前記材料を担持させたハニカムや繊維の綿状・織布・不織布や発泡体であることを特徴とする請求項２に記載の空気浄化装置。
【請求項４】
前記通気性誘電部材（２）を、前記浄化部材（３）の空気流れ上流または下流側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５】
前記通気性誘電部材（２）もしくは前記浄化部材（３）に導電性塗料（１１）をメッシュ状に塗布して前記電極（１）と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６】
空気通路中に対を成す電極（１）と、
前記電極（１）間に配置した浄化部材（３）とを備え、
前記電極（１）間に高電圧を印加して放電を生じさせると共に、前記浄化部材（３）に処理空気を通過させて空気浄化を行なう空気浄化装置において、
前記浄化部材（３）に電気伝導性が低く誘電率の高い誘電部材（２１）を担持させたことを特徴とする空気浄化装置。
【請求項７】
前記誘電部材（２１）は、二酸化チタン・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウムの一種類以上を、混合または複合化した材料であることを特徴とする請求項６に記載の空気浄化装置。
【請求項８】
前記誘電部材（２１）は、前記浄化部材（３）の表面に粒子状に担持させたことを特徴とする請求項６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、生活環境内で発生する室内の各種臭気や建材・家具等から発生するホルムアルデヒドや揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、および車両の車室内で発生したり外気から流入したりする各種臭気や排気ガスなど、空気中に含まれるガス状汚染物質を浄化する空気浄化装置に関するものであり、特に、放電のエネルギーを用いるものにおいて、その放電エネルギーを有効に発生させるための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電極間でコロナ放電や沿面放電を生じさせ、その放電エネルギーによりガス状汚染物質を分解・除去する空気浄化装置がある。また、このような放電のエネルギーで活性化される触媒も開発されており、そのような触媒を、気中放電を起こしている高圧電極間に配することで、高い浄化性能が得られるものとなる。また、上記のような放電のエネルギーで活性化される触媒以外の触媒や吸着剤であっても、放電下では蓄積物質が除去されて、再生することが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の放電活性化触媒として開発した触媒の中には導電性を持つものがある。また、それ以外の触媒や吸着剤でも、金属製の担体に担持して導電性を有する場合や、吸着剤の活性炭等では素材そのものが導電性を持っている。そして、そのような導電性を有する浄化部材３を電極１間に配した場合を図５・６に示す。図５は従来の空気浄化装置の浄化部の基本構成を表す模式図であり、図６は図５の構成における電極１間の通電抵抗を説明する説明図である。
【０００４】
電極１間の空気の通電抵抗をＲａとし、浄化部材３の通電抵抗をＲ３とすると、浄化部材３は導電性を有することよりＲａ＞Ｒ３となる。電極１間は、大まかには空気部分と部材部分との２つの電気抵抗が並列接続されたものと考えられることより、高電圧印加による電流は空気中よりも浄化部材３の内部を伝導して流れる電流が大きくなる。結果として放電電極１間で気中放電が充分に発生しないことより高い浄化性能が得られないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、導電性を有する浄化部材を用いても効果的に気中放電を発生させることのできる空気浄化装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１および請求項８記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、空気通路中に対を成す電極（１）と、電極（１）間に配置した浄化部材（３）とを備え、電極（１）間に高電圧を印加して放電を生じさせると共に、浄化部材（３）に処理空気を通過させて空気浄化を行なう空気浄化装置において、電極（１）と浄化部材（３）との間に、電気伝導性が低く誘電率の高い通気性誘電部材（２）を配置したことを特徴とする。
【０００７】
これは、浄化部材（３）側の通電抵抗を大きくしてやることで空気側の通電抵抗を相対的に小さくしてやり、気中放電が生じ易くすることに着目したものであり、図２は、本発明の構成における電極（１）間の通電抵抗を説明する説明図である。
【０００８】
電極（１）間の空気の通電抵抗をＲａとし、通気性誘電部材（２）の通電抵抗をＲ２、浄化部材（３）の通電抵抗をＲ３とすると、浄化部材（３）側の通電抵抗は直列になると考えられることからＲａ＜Ｒ２＋Ｒ３となる。
【０００９】
電極（１）間は、大まかには空気部分と部材部分との２つの電気抵抗が並列接続されたものと考えられることより、高電圧印加による電流は浄化部材（３）側の内部を伝導して流れるよりも空気中を流れる電流、いわゆる気中放電が大きくなる。これにより、導電性を有する浄化部材（３）を用いても、効果的に気中放電を発生させることができ、高い浄化性能を得ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、通気性誘電部材（２）は、二酸化チタン・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウムの一種類以上を、混合または複合化した材料であることを特徴とする。これにより、電気伝導性が低く誘電率の高い誘電部材（２）とすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、通気性誘電部材（２）は、上記材料でできているか、もしくは上記材料を担持させたハニカムや繊維の綿状・織布・不織布や発泡体であることを特徴とする。これにより、処理空気を通過させるための通気性を持たせることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、通気性誘電部材（２）を、浄化部材（３）の空気流れ上流または下流側に配置したことを特徴とする。これにより、浄化部材（３）の内部すなわち触媒近傍で放電が発生し、脱臭が行なわれることより効率が良い。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、通気性誘電部材（２）もしくは浄化部材（３）に導電性塗料（１１）をメッシュ状に塗布して電極（１）としたことを特徴とする。このような構成としても、請求項１と同様に、導電性を有する浄化部材（３）を用いても効果的に気中放電を発生させることができ、高い浄化性能を得ることができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、空気通路中に対を成す電極（１）と、電極（１）間に配置した浄化部材（３）とを備え、電極（１）間に高電圧を印加して放電を生じさせると共に、浄化部材（３）に処理空気を通過させて空気浄化を行なう空気浄化装置において、浄化部材（３）に電気伝導性が低く誘電率の高い誘電部材（２１）を担持させたことを特徴とする。
【００１５】
図４は、誘電部材（２１）を浄化部材（３）に担持させた場合の浄化部の基本構造を表す模式図と、電極（１）間の通電抵抗を説明する説明図である。特に枠内の拡大図で表面付近の電界の状況を示す。電気力線は誘電体に引き寄せられる傾向を持つので誘電部材（２１）近傍の空気層で電界強度が高くなり、触媒近傍で気中放電が生じ易くなる。
【００１６】
空気の抵抗は放電が生じている状態では低いため、この場合の等価回路は、空気の抵抗Ｒａ＜浄化部材（３）の抵抗Ｒ３となり、電流は主に気中を流れ、結果として触媒を活性化することができる。これにより、導電性を有する浄化部材（３）を用いても、効果的に気中放電を発生させることができ、高い浄化性能を得ることができる。また、副次的な効果として、電界と垂直な方向にも電荷が移動しやすく、放電の強度を場所に寄らず均一にすることができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明では、誘電部材（２１）は、二酸化チタン・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウムの一種類以上を、混合または複合化した材料であることを特徴とする。これにより、請求項２に記載の発明と同様、電気伝導性が低く誘電率の高い誘電部材（２１）とすることができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明では、誘電部材（２１）は、浄化部材（３）の表面に粒子状に担持させたことを特徴とする。これにより、効果的に気中放電を発生させることができる。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明の第１実施形態における空気浄化装置の浄化部の基本構成を表す模式図である。この浄化部は、内部に空気通路を有する図示しない筐体内に配置される。そして、その空気通路中に対を成す電極１と、電極１間に配置した浄化部材３とを備え、電極１間に高電圧を印加して放電を生じさせると共に、浄化部材３に処理空気を通過させて空気浄化を行なう空気浄化装置である。
【００２０】
対を成す電極１は、穴開きメタルやメタルメッシュ等で形成されている。また、放電のために印加される高電圧の波形は、鋸波、パルス波、矩形波、交流、脈流である。
【００２１】
浄化部材３は、白金・金・吸着剤を通気性のあるハニカムや、繊維状として綿状・織布・不織布としたものや、発泡体としたものである。または、これらの成形体や、触媒の担体となるセラミックのハニカムや発泡体・セラミックペーパーのコルゲート品・セラミック繊維やガラス繊維の綿状・織布・不織布等に触媒を担持させたものや、触媒をすきこんだ紙で作ったコルゲート等である。
【００２２】
担持させている触媒は、例えば放電のエネルギーによって活性化する触媒であり、具体的には、
▲１▼：マンガン（Ｍｎ）の酸化物・鉄（Ｆｅ）の酸化物・アルミニウム（Ａｌ）の酸化物およびマグネシウム（Ｍｇ）の酸化物の一種類以上を混合または複合化した触媒
▲２▼：上記触媒にコバルト（Ｃｏ）の酸化物・銅（Ｃｕ）の酸化物およびニッケル（Ｎｉ）の酸化物の内、一種類以上を混合または複合化した触媒
▲３▼：上記触媒にジルコニウム（Ｚｒ）の酸化物・亜鉛（Ｚｎ）の酸化物・セリウム（Ｃｅ）の酸化物・カルシウム（Ｃａ）の酸化物およびリチウム（Ｌｉ）の酸化物の内、一種類以上を混合または複合化した触媒
▲４▼：上記何れかの触媒をセピオライトに担持させた触媒
▲５▼：上記何れかの触媒に白金超微粒子を混合させた触媒
等である。そして、例えば上記触媒を液体に混合したスラリーの中に上記担体を含浸し、担体に触媒を付着させている。
【００２３】
また、本実施形態では、電極１と浄化部材３との間に、電気伝導性が低く誘電率の高い通気性誘電部材２を配置して、これらを積層している。通気性誘電部材２は、二酸化チタン・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウムの一種類以上を、混合または複合化した材料で作ってある。また、通気性誘電部材２は、上記材料でできているか、もしくは上記材料を担持させたハニカムや繊維の綿状・織布・不織布や発泡体である。
【００２４】
次に、本実施形態の特徴と、その効果を述べる。まず、電極１と浄化部材３との間に、電気伝導性が低く誘電率の高い通気性誘電部材２を配置している。これは、浄化部材３側の通電抵抗を大きくしてやることで空気側の通電抵抗を相対的に小さくしてやり、気中放電が生じ易くすることに着目したものである。これにより、導電性を有する浄化部材３を用いても、効果的に気中放電を発生させることができ、高い浄化性能を得ることができる。
【００２５】
通気性誘電部材２は、二酸化チタン・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウムの一種類以上を、混合または複合化した材料である。これにより、電気伝導性が低く誘電率の高い誘電部材２とすることができる。また、通気性誘電部材２は、上記材料でできているか、もしくは上記材料を担持させたハニカムや繊維の綿状・織布・不織布や発泡体である。これにより、処理空気を通過させるための通気性を持たせることができる。
【００２６】
また、通気性誘電部材２を、浄化部材３の空気流れ上流または下流側に配置している。これにより、浄化部材３の内部すなわち触媒近傍で放電が発生し、脱臭が行なわれることより効率が良い。
【００２７】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態における空気浄化装置の浄化部の基本構造を表す模式図である。上述した第１実施形態とは、通気性誘電部材２もしくは浄化部材３に導電性塗料１１をメッシュ状に塗布して放電電極１としている点のみ異なる。このような構成としても、第１実施形態と同様に、導電性を有する浄化部材３を用いても効果的に気中放電を発生させることができ、高い浄化性能を得ることができる。
【００２８】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態における空気浄化装置の浄化部の基本構造を表す模式図と、電極間の通電抵抗を説明する説明図である。上述した第１・２実施形態とは、通気性誘電部材２として構成せず、浄化部材３に誘電部材２１を担持させている点のみ異なる。
【００２９】
上述した第１・２実施形態と同様に、通気性を有する浄化部材３（絶縁性のハニカム、発泡体、繊維体等）の表面に放電で活性化する触媒Ｓを担持し、更に誘電部材２１を担持させている。但し、触媒Ｓと誘電部材２１との担持の順序はどちらが先でも良い。また、触媒Ｓは図４のように粒子状に担持されていなくてもよく、膜状でも良いし、浄化部材３自体を触媒Ｓとしても良い。
【００３０】
誘電部材２１としては、二酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムなどが使用可能である。そして、金属メッシュ等の電極１によって通気性の浄化部材３を挟んで電圧を印加すると気中放電が浄化部材３の端面や内部で生じ、その浄化部材３に処理空気を通過させることで空気を浄化することができる。
【００３１】
次に、本実施形態の特徴と、その効果を述べる。まず、浄化部材３に電気伝導性が低く誘電率の高い誘電部材２２を担持させている。電気力線は誘電体に引き寄せられる傾向を持つので誘電部材２２近傍の空気層で電界強度が高くなり、触媒近傍で気中放電が生じ易くなる。
【００３２】
空気の抵抗は放電が生じている状態では低いため、この場合の等価回路は、空気の抵抗Ｒａ＜浄化部材３の抵抗Ｒ３となり、電流は主に気中を流れ、結果として触媒を活性化することができる。これにより、導電性を有する浄化部材３を用いても、効果的に気中放電を発生させることができ、高い浄化性能を得ることができる。また、副次的な効果として、電界と垂直な方向にも電荷が移動しやすく、放電の強度を場所に寄らず均一にすることができる。
【００３３】
また、誘電部材２２は、二酸化チタン・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウムの一種類以上を、混合または複合化した材料であることを特徴とする。これにより、第１実施形態と同様、電気伝導性が低く誘電率の高い誘電部材２２とすることができる。また、誘電部材２２は、浄化部材３の表面に粒子状に担持させている。これにより、効果的に気中放電を発生させることができる。
【００３４】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、浄化部材３に触媒を担持させているが、対を成す電極１のメタル表面にも触媒を担持させても良い。また、導電性の低い触媒ならば通気性誘電部材２にも担持させて良い。また、上述の実施形態では、電極１・通気性誘電部材２・浄化部材３の各部材を接触させて積層しているが、通気性誘電部材２と浄化部材３とはわずかに隙を設けて配置しても良い。
【００３５】
これは、浄化部材３が完全な導体であったり、通気性誘電部材２と浄化部材３との間に隙があったりする場合、放電は主に通気性誘電部材２と浄化部材３との間で生じるが、ここの放電で発生した活性酸素種は下流の触媒や吸着剤の再生に用いられるので、やはり上述の実施形態と類似の効果が期待できるためである。
【００３６】
また、通気性誘電部材２は浄化部材３の空気流れ上流にあることが好ましいが、浄化部材３の空気流れ下流、もしくは浄化部材３の両面に配置しても良い。また、電極１・通気性誘電部材２・浄化部材３とは基本構成であるため、当然、複数対の電極１と複数の通気性誘電部材２・浄化部材３とを積層する構造としても良い。また、通気性誘電部材２や浄化部材３に通過させる風の向きは、電極１の面に対して垂直でも水平でも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における空気浄化装置の浄化部の基本構成を表す模式図である。
【図２】図１の構成における電極間の通電抵抗を説明する説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態における空気浄化装置の浄化部の基本構造を表す模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態における空気浄化装置の浄化部の基本構造を表す模式図と、電極間の通電抵抗を説明する説明図である。
【図５】従来の空気浄化装置の浄化部の基本構成を表す模式図である。
【図６】図５の構成における電極間の電気抵抗を説明する説明図である。
【符号の説明】
１　電極
２　通気性誘電部材
３　浄化部材
１１　導電性塗料
２１　誘電部材
【図１】
2004136062.tif 000003
【図２】
2004136062.tif 000004
【図３】
2004136062.tif 000005
【図４】
2004136062.tif 000006
【図５】
2004136062.tif 000007
【図６】
2004136062.tif 000008