(57)【要約】【課題】微生物を含む気体が非常に早い速度で放電電極と対向電極間を通過した場合でも微生物を十分に破壊または不活性化させることができる殺菌装置を提供する。【解決手段】放電電極２と対向電極３を設け、前記放電電極２と対向電極３との間で放電による電子等の高速飛散をさせ、その放電領域８を通過する空気中の微生物を破壊または不活性化させることができる殺菌装置であって、放電領域８を広げ殺菌効率を向上するように放電電極２は気流通過領域５の気流方向に直交する方向にはターンが隣り合うように並ぶコイル状とし、気流方向に沿う方向には各ターンの円形最大径部を平行に位置させ、対向電極３は気流通過領域５の気流方向に沿って幅をもって平行する平坦面のあるプレート状とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
殺菌ユニット内に放電電極と対向電極とを対向して内設し、前記放電電極と対向電極間には殺菌しようとする微生物を含む気体が通過する気流通過領域を形成し、前記放電電極と前記対向電極間にある放電領域に高周波数で極小パルス幅の高電圧を印加する高周波数極小パルス幅高電圧印加装置を備えている殺菌装置であって、前記放電電極は気流通過領域の気流方向に直交する方向にはターンが隣り合うように並ぶコイル状であって、気流方向に沿う方向には各ターンの円形最大径部を平行に位置させ、前記対向電極は気流通過領域の気流方向に沿って幅をもって平行する平坦面を有するプレート状としたことを特徴とする殺菌装置。
【請求項２】
殺菌ユニット内に放電電極と対向電極とを対向して内設し、前記放電電極と対向電極間には殺菌しようとする微生物を含む気体が通過する気流通過領域を形成し、前記放電電極と前記対向電極間にある放電領域に高周波数で極小パルス幅の高電圧を印加する高周波数極小パルス幅高電圧印加装置を備えている殺菌装置であって、前記放電電極は気流通過領域の気流方向に沿って、幅をもつ平坦面を有するプレート状となし、前記対向電極は気流通過領域の気流方向に沿って前記放電電極の幅よりも広いかもしくは同等幅をもつ平坦面を有するプレート状としたことを特徴とする殺菌装置。
【請求項３】
殺菌ユニット内に放電電極と対向電極とを対向して内設し、前記放電電極と対向電極間には殺菌しようとする微生物を含む気体が通過する気流通過領域を形成し、前記放電電極と前記対向電極間にある放電領域に高周波数で極小パルス幅の高電圧を印加する高周波数極小パルス幅高電圧印加装置を備えている殺菌装置であって、前記放電電極は気流通過領域の気流方向に直交して相互に平行する複数列から構成した放電電極群とし、前記対向電極は気流通過領域の気流方向に沿い、かつ前記複数列から構成した放電電極群の気流方向に沿った全幅よりも広いかもしくは同等幅をもって前記放電電極群に対向する平坦面を有するプレート状としたことを特徴とする殺菌装置。
【請求項４】
前記複数列から構成した放電電極群のうちの少なくとも一列の放電電極は気流通過領域の気流方向に直交する方向にターンが隣り合うように並ぶコイル状であって、気流方向に沿う方向には各ターンの円形最大径部が平行に位置することを特徴とする請求項３記載の殺菌装置。
【請求項５】
前記複数列から構成した放電電極群のうちの少なくとも一列の放電電極は気流通過領域の気流方向に沿う幅をもつ平坦面を有するプレート状としたことを特徴とする請求項３記載の殺菌装置。
【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殺菌装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来放電による殺菌装置は、放電によりイオン化およびオゾン化された気体をある空間で発生させ、そのイオンおよびオゾンの相乗効果により前記する空間内にいる微生物を破壊したり不活性化して殺菌したり繁殖を防止させていた。また、例えば放電によりイオン化およびオゾン化された気体を殺菌したい特定な物体に吹き付けて前記特定な物体に付着している微生物を破壊したり不活性化して殺菌したり繁殖を防止させていた。（特許文献１参照）
処が、上記する従来の殺菌装置では微生物を含んでいる気体が早い速度でイオン化されている空間を通過する場合には微生物の殺菌または繁殖を十分に防止する程に微生物を破壊したり不活性化することが困難であった。
【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】
前記する従来技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、放電電極とその放電電極に対向する対向電極間に高周波数の極小パルス幅の高電圧を印加させることにより、放電による電子等の高速飛散をすることができる殺菌装置を備えた殺菌装置であって、微生物を含む気体が非常に早い速度で両電極間を通過した場合でも微生物を十分に破壊または不活性化させることができる殺菌装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の殺菌装置は微生物の破壊または不活性化させる放電電極とその放電電極に対向する対向電極を設け、前記両電極付近で放電による電子等を高速飛散により微生物と衝突させて微生物を破壊または不活性化させることができるように高周波数の極小パルス幅の高電圧を前記両電極間に印加させる高周波数極小パルス幅高電圧印加装置を備えていて、請求項１記載に係る発明においては、前記放電電極をコイル状とした。
【０００６】
また請求項２記載に係る発明は対向電極よりも幅の狭いプレート状の放電電極とした。また請求項３記載に係る発明は放電電極を微生物を含む気体が通過する方向に対して複数列設けることとした。また請求項４に係る発明は前記請求項３記載に係る発明の複数列放電電極群の少なくとも１列を請求項１記載に係る発明のコイル状放電電極とし、請求項５記載に係る発明は請求項３記載に係る発明の複数列放電電極群の少なくとも１列を請求項２記載に係る発明のプレート状放電電極とした。
【０００７】
従って上記する各発明に記載した手段により微生物を含む気体が通過する方向における放電領域が拡大されることになり微生物に電子が高速で飛散して衝突する回数が増えることになって殺菌装置の効率が向上するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の目的は、各請求項に記載した構成を実施の形態の要部とすることにより達成できるので、以下には各請求項に記載した構成に、その構成による作用効果を併記し、併せて説明を特に要する用語についてはその用語の意義を明らかにする説明を加えて本発明の実施の形態の説明とする。
【０００９】
第１の発明の実施の形態は、殺菌ユニット内に放電電極と対向電極とを対向して内設し、前記放電電極と対向電極間には殺菌しようとする微生物を含む気体が通過する気流通過領域を形成し、前記放電電極と前記対向電極間にある放電領域に高周波数で極小パルス幅の高電圧を印加する高周波数極小パルス幅高電圧印加装置を備えている殺菌装置であって、前記放電電極は気流通過領域の気流方向に直交する方向にはターンが隣り合うように並ぶコイル状であって気流方向に沿う方向には各ターンの円形最大径部を平行に位置させ、前記対向電極は気流通過領域の気流方向に沿って幅をもって平行する平坦面を有するプレート状とした殺菌装置である。
【００１０】
この発明においては、放電電極が気流通過領域の気流方向に直交する方向にはターンが隣り合うように並ぶコイル状であって気流方向に沿う方向には各ターンの円形最大径部を平行に位置させており、対向電極は気流通過領域の気流方向に沿って幅をもって平行する平坦面を有するプレート状となっている。従って放電電極と対向電極間に形成される気流方向の放電領域が広いので微生物を含む気体が放電領域を通過する時間が増大し微生物は放電による電子等との衝突度合が増大する。これにより直線状の放電電極を備えた殺菌装置に比較して第１の発明の実施の形態の殺菌装置は微生物を破壊したり不活性化させる効果が格段に優れているものである。
【００１１】
また、第２の発明の実施の形態は、殺菌ユニット内に放電電極と対向電極とを対向して内設し、前記放電電極と対向電極間には殺菌しようとする微生物を含む気体が通過する気流通過領域を形成し、前記放電電極と前記対向電極間にある放電領域に高周波数で極小パルス幅の高電圧を印加する高周波数極小パルス幅高電圧印加装置を備えている殺菌装置であって、前記放電電極は気流通過領域の気流方向に沿って幅をもつ平坦面を有するプレート状となし、前記対向電極は気流通過領域の気流方向に沿って前記放電電極の幅よりも広いかもしくは同等幅をもつ平坦面を有するプレート状とした殺菌装置である。
【００１２】
本発明においては、放電電極は気流通過領域の気流方向に沿って幅をもつ平坦面を有するプレート状であり、この放電電極に対向する対向電極は気流通過領域の気流方向に沿って放電電極の幅よりも広いかもしくは同等幅をもつ平坦面を有するプレート状となっているため、放電領域が気流通過方向に広がることになる。従って放電領域を気流が通過する時間が長くなり微生物と電子等との衝突回数が増えるので微生物が電子に衝突して破壊されたり不活性化されたりする度合が多く、つまり殺菌効率が良い殺菌装置とすることができる。しかも放電電極は単なる直線状のワイヤと異なりプレート状となっていて幅が広く切断し難くて長寿命な利点がある。
【００１３】
また、第３の発明の実施の形態は、殺菌ユニット内に放電電極と対向電極とを対向して内設し、前記放電電極と対向電極間には殺菌しようとする微生物を含む気体が通過する気流通過領域を形成し、前記放電電極と前記対向電極間にある放電領域に高周波数で極小パルス幅の高電圧を印加する高周波数極小パルス幅高電圧印加装置を備えている殺菌装置であって、前記放電電極は気流通過領域の気流方向に直交して相互に平行する複数列から構成した放電電極群とし、前記対向電極は気流通過領域の気流方向に沿い、かつ前記複数列から構成した放電電極群の気流方向に沿った全幅よりも広いかもしくは同等幅をもって前記放電電極群に対向する平坦面を有するプレート状とした殺菌装置である。
【００１４】
本発明においては、放電電極を微生物を含む気体が通過する気流方向に直交して相互に平行する複数列から構成した放電電極群とし、対向電極は気流通過領域の気流方向に沿い、かつ複数列から構成した放電電極群の気流方向に沿う全幅よりも広いかもしくは同等幅をもって放電電極群に対向する平坦面を有するプレート状としたために、放電による電子等の微生物に対する衝突回数を下げることなくパルスの周波数を下げることができる。従って、高周波数極小パルス幅高電圧印加装置のコストを下げることが可能であり勿論放電領域は殺菌しようとする気流通過方向に広がるので電子等と微生物との衝突回数は全体として増えていて、殺菌効果が大きいことになる。
【００１５】
また、第４の発明の実施の形態は、第３の発明の実施の形態において複数列から構成した放電電極群のうちの少なくとも一列の放電電極は気流通過領域の気流方向に直交する方向にはターンが隣り合うように並ぶコイル状であって、気流方向に沿う方向には各ターンの円形最大径部が平行に位置する殺菌装置であり、第５の発明の実施の形態は、第３の発明の実施の形態において複数列から構成した放電電極群のうちの少なくとも一列の放電電極は気流通過領域の気流方向に沿う幅をもつ平坦面を有するプレート状とした殺菌装置である。
【００１６】
そして、上記する第４と第５の発明の実施の形態は前記する第３の発明の実施の形態の作用効果を奏するのに加えて、第４の発明の実施の形態は第１の発明の実施の形態の作用効果を、また第５の発明の実施の形態は第２の発明の実施の形態の作用効果をも奏するものであり、いずれも優れた殺菌装置である。なお、本発明において高周波数極小パルス幅高電圧印加装置は、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特定するものではない。
【００１７】
また、本発明において放電領域ではパルスストリーマ放電が行われるのであるが、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、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。
【００１８】
放電電極と対向電極の間の電界は放電電極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が作り出される。
【００１９】
放電電極を、プラス電極とすることにより放電電極付近では多量の光量子があらゆる方向に放出され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、プラズマ前縁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。なお、本願発明は空気調和機の室内機に使用したり、カーエアコン、空気清浄機、電気掃除機等に使用し得るものである。
【００２０】
（実施例１）
図１において、１は殺菌ユニットで放電電極２、対向電極３を対向して内設し、高周波数極小パルス幅高電圧印加装置４を備えたものである。４ａはプラス電極、４ｂはアースまたはマイナス電極、５は気流通過領域を示すものである。
【００２１】
図２は図１の側面概略図であり、６は殺菌ユニット上流気流、７は殺菌ユニット下流気流、８は放電領域を示すものである。
【００２２】
以上のような構成において、以下その動作について説明する。殺菌ユニット１は、放電電極２、対向電極３を備えており、高周波数極小パルス幅高電圧印加装置４のプラス電極４ａを放電電極２に、アースまたはマイナス電極４ｂを対向電極３に接続し、高周波数極小パルス幅高電圧印加装置４により高周波数極小パルス幅高電圧を放電電極２に印加することにより、放電領域８において、パルスストリーマ放電が行われる。この放電領域８では殺菌ユニット上流気流６、殺菌ユニット下流気流７のように気流を通過させた場合、殺菌ユニット上流気流６に微生物が含まれていると、放電領域８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８の通過中に破壊または不活性化される。
【００２３】
しかしながら、放電領域８において、確実に微生物を通過中に破壊または不活性化させるためには、殺菌ユニット上流気流６、殺菌ユニット下流気流７のように気流を通過させた場合の、放電領域８における気流の通過風速と、高電圧を印加させるパルス周波数との関係が極めて重要である。すなわち、微生物が放電領域８を通過し終る前に、少なくとも１回以上高電圧を印加させ、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。
【００２４】
たとえば、エアコンなどではエアコン室内機を通過する気流の風速は、約１ｍ／ｓである。放電領域８の幅が数ｍｍ〜数１０ｍｍとすると、数１００Ｈｚ〜数ｋＨｚという高い周波数で高電圧を印加させる必要がある。
【００２５】
また、より多量の電子の高速飛散を行わせるためには、瞬時に電圧を立ち上がらせるほうが有利であり、かつ、電圧印加時間は短いほうが人体に有害なオゾンの発生を少なくすることができる。すなわち、極小パルス幅の高電圧を印加させる必要がある。
【００２６】
以上のように、放電電極２と対向電極３に、高周波数極小パルス幅高電圧印加装置４により、気流の通過風速に基づく高い周波数、瞬時に電圧を立ち上がらせオゾンの発生を少なくする極小パルス幅を考慮し、高周波数の極小パルス幅の高電圧を印加させることが必要になるが前記諸条件を満足させるためには非常に複雑な回路となり大型になる。
【００２７】
そこで本実施例では微生物を含む気体が非常に早い速度で放電電極２と対向電極３間を通過した場合でも微生物と放電による電子等の衝突回数を増やすことができるように放電電極２をコイル状に成形して気流方向に沿う方向にはコイル状の放電電極２の各ターンの円形最大径部を平行して位置させ放電領域８を広くしてある。すなわち、気体中の微生物が放電領域８を通過する時間が長くなることで、放電による電子等の衝突回数が多くなり、放電領域８の１回通過での殺菌効果を向上することができるのである。
【００２８】
（実施例２）
実施例２について図３、図４で説明する。２１は放電電極である。放電電極２１はプレート状であり、幅は対向電極３と同等もしくは同等以下で形成してある。その他の構成は上記実施例１と同様に構成してある。また、この動作は上記実施例１と同様にして微生物を含む気体の殺菌を行うことができるものであるが、放電電極２１をプレート状に成形してあることにより、放電領域８を広くすることができ、気体中の微生物が放電領域８を通過する時間が長くなるようになっている。また、放電電極幅が広くなっていることで放電電極２１が切断され難く寿命が伸びる。すなわち、放電による電子等の衝突回数が多くなるため放電領域８の１回通過での殺菌効果を向上することができ、尚且つ、長寿命化が可能となるものである。
【００２９】
（実施例３）
他の実施例を図５、図６で説明する。２２は放電電極である。放電電極２２は線状または棒状の放電電極や上記実施例１〜２の放電電極２や放電電極２１を２列に構成して放電電極群２２ａとなっている。その他の構成は上記実施例１と同様に構成してある。また、この動作は上記実施例１と同様にして微生物を含む気体の殺菌を行うことができるものであるが、線状または棒状または上記実施例１〜２の放電電極２や放電電極２１を２列に構成して放電電極群２２ａとしてあることにより、放電領域８を長くすることができ、気体中の微生物が放電領域８を通過する時間も長くなる。
【００３０】
また、周波数を低くしても放電領域が長いため、微生物と放電による電子等の衝突回数は減らないので、結果的にコストも低くなる。すなわち、放電による電子等の衝突回数を下げずに周波数を下げることができるためコストを下げることができ、放電領域８の１回通過での殺菌効果も多数列になる分、向上することができるものである。また、この複数列放電電極２２による放電電極群２２ａの構成は上記実施例１および実施例２の放電電極２および２１であれば、さらに放電領域８の１回通過での殺菌効果を向上することができるものである。
【００３１】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、請求項１に記載の発明は、放電電極をコイル状に成形することにより放電領域を広げることができるため、微生物を含む気体が非常に早い速度で放電電極と対向電極間を通過した場合でも、微生物を十分に破壊または不活性化させるだけの放電による電子等の衝突回数が得られ、放電領域１回通過での殺菌効果を向上することができる。
【００３２】
請求項２に記載の発明は、放電電極をプレート状にすることにより、放電領域が気流通過方向に伸びることで電子等と微生物の衝突回数が増えるため放電領域１回通過での殺菌効果が向上するという効果を奏する。尚且つ、放電電極の幅が広いため切断し難く、長寿命化が可能となるものである。
【００３３】
請求項３に記載の発明は、放電電極を複数列とすることで、放電による電子等の衝突回数を下げずに周波数を下げることができるため、コストを下げることができる。また放電領域１回通過での殺菌効果も多数列になる分、放電領域が気流通過方向に伸びるため電子等と微生物の衝突回数が増え、さらに放電領域１回通過での殺菌効果が向上するという効果を奏する。
【００３４】
また請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において放電電極群の少なくとも１列の放電電極を請求項１記載のコイル状とし、請求項５に記載の発明は請求項３に記載の発明において放電電極群の少なくとも１列の放電電極を請求項２に記載のプレート状とし、それぞれ請求項３記載の発明の効果を十分に発揮させたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施例１の殺菌装置の構成図
【図２】同殺菌装置の側面概略図
【図３】本発明に基づく実施例２の殺菌装置の構成図
【図４】同殺菌装置の側面概略図
【図５】本発明に基づく実施例３の殺菌装置の構成図
【図６】同殺菌装置の側面概略図
【符号の説明】
１  殺菌ユニット
２、２１、２２  放電電極
２２ａ  放電電極群
３  対向電極
４  高周波数極小パルス幅高電圧印加装置
４ａ  プラス電極
４ｂ  アースまたはマイナス電極
５  気流通過領域
６  殺菌ユニット上流気流
７  殺菌ユニット下流気流
８  放電領域
【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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