(57)【要約】【課題】ＶＯＣ（揮発性有機化合物）除去剤を有効活用する。ＶＯＣの除去効果を確実に得ながら、空気中に存在する浮遊菌やカビ等も確実に除去する。【解決手段】イオン発生電極１３にてイオンを発生するイオン発生素子１１と、上記イオンが含まれる空気中のＶＯＣを除去する触媒２２を担持する担持体２１とで空気浄化素子３を構成する。担持体２１は、例えば、送風手段から供給される空気が流れる方向において、イオン発生素子１１よりも後段に配置される。これにより、例えば、イオン発生素子１１の前段に、塵や埃を除去するためのフィルタを設ける場合であっても、そのフィルタとは異なる位置で、空気中のＶＯＣを触媒によって除去することができる。したがって、上記フィルタの汚れや寿命に影響されることなく、触媒２２を使用することが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン発生電極にてイオンを発生するイオン発生素子と、
上記イオンが含まれる空気中の揮発性有機化合物を除去する触媒を担持する担持体とを備えていることを特徴とする空気浄化素子。
【請求項２】
誘電体と、
上記誘電体表面に設けられ、イオンを発生するイオン発生電極と、
上記誘電体表面に設けられ、空気中の揮発性有機化合物を除去する触媒とを備えていることを特徴とする空気浄化素子。
【請求項３】
上記触媒は、上記イオン発生電極の電極パターン形成面内に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の空気浄化素子。
【請求項４】
上記触媒を加熱する加熱手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の空気浄化素子。
【請求項５】
上記加熱手段は、通電により発熱する電熱線で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の空気浄化素子。
【請求項６】
上記触媒は、酸化物系触媒、金属系触媒またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の空気浄化素子。
【請求項７】
上記触媒は、粉末状であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の空気浄化素子。
【請求項８】
上記イオン発生電極から発生するイオンは、Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）からなる正イオンおよびＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）からなる負イオンであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の空気浄化素子。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の空気浄化素子と、
上記空気浄化素子のイオン発生電極に空気を供給するための送風手段とを備え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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気中に存在するカビや浮遊菌やウィルス、ＶＯＣ（Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ；揮発性有機化合物）等を効果的に除去する空気浄化素子およびそれを備えた空気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、住宅環境の密閉度合が高まったことなどから、空間内の空気を浄化し、匂いや汚れを除去することにより、健康で快適な生活を送りたいという要望が強くなっている。
【０００３】
空気の汚れというものは、複数の要因が重なっているが、原因としては、大きく以下の２つに分類することができる。
▲１▼カビや浮遊菌やウィルス等によるもの。
▲２▼人工化学物質であるＶＯＣ（揮発性有機化合物）によるもの。
【０００４】
これらの各因子は、住宅等の空間中で空気と混ざり合うことにより、様々な匂いを発生させたり、人体に有害な影響を与えるものとなる。したがって、人間が健康で快適な生活を送るためには、これら各因子を効果的に除去することが望まれており、従来から、そのような除去作用を奏する空気浄化装置が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。そして、近年では、上記空気浄化装置の商品としてのニーズが非常に高いものとなっている。
【０００５】
ここで、特許文献１に記載の空気調和機も含めて、従来の空気浄化装置について説明する。図６は、従来の空気浄化装置の概略の構成を示す説明図である。この空気浄化装置は、イオン発生素子１０１と送風手段１０２とから構成されている。
【０００６】
イオン発生素子１０１は、略直方体形状の誘電体１０３を有している。この誘電体１０３の表面には、イオン発生電極１０４が形成されている。図７は、イオン発生素子１０１の平面図を示しているが、同図に示すように、イオン発生電極１０４は、格子状に形成されている。
【０００７】
また、誘電体１０３の内部には、イオン発生電極１０４と対向するように誘電電極１０５が形成されており（同図では、便宜上、誘電体１０３の一部を開口して誘電電極１０５を図示している）、イオン発生電極１０４および誘電電極１０５は、リード線１０６を通じて高圧パルス駆動回路１０７に接続されている。この高圧パルス駆動回路１０７は、イオン発生素子１０１の内部に形成されている。
【０００８】
送風手段１０２は、図示しないモータ、ファン、フィルタなどによって構成されている。上記フィルタは、脱臭フィルタや集塵フィルタなどで構成可能であり、ＶＯＣを吸着して除去するための活性炭を含んでいる。送風手段１０２は、必ずしも設ける必要はないが、イオン発生素子１０１にて発生したイオンを空間に効果的に拡散させるために、ほとんどの場合、用いられる。
【０００９】
このような構成の空気浄化装置において、高圧パルス駆動回路１０７により、イオン発生電極１０４と誘電電極１０５と間に、ピーク値が例えば２．７ｋＶ程度の正負電圧からなるパルス電圧を印加するとともに、送風手段１０２を駆動する。これにより、イオン発生素子１０１では、イオン発生電極１０４と誘電電極１０５との間の電位差に基づいてイオン発生電極１０４近傍にて放電が起こり、正負両イオンが発生する。
【００１０】
一方、送風手段１０２により、装置外部から空気が吸引され、この空気が通風路を介してイオン発生素子１０１に供給される。すると、この空気は、イオン発生素子１０１にて発生した正負両イオンを十分に含んだ空気となって装置外部の空間中に放出される。
【００１１】
上記空気に含まれる正負両イオンは、空気中の浮遊菌等の表面に付着すると、そこで化学反応を起こし、その結果、活性種（例えば過酸化水素や水酸基ラジカル）が生成される。これらの活性種の作用により、空気中の浮遊菌等が分解、除去され、また、空気中の臭気成分が脱臭されるので、上記▲１▼の要因による空気の汚れを解消することができる。したがって、イオン発生素子１０１と送風手段１０２とからなる空気浄化装置を、例えば住宅設備や建築物、移動手段に適用すれば、空間に正負イオンが供給されることで、快適な空間を提供することができる。
【００１２】
また、送風手段１０２による空気の吸引の際に、上記空気中のＶＯＣが送風手段１０２のフィルタの活性炭に吸着することで、ＶＯＣが除去される。よって、上記▲２▼の要因による空気の汚れを解消することができる。
【００１３】
なお、現在市販されている空気浄化装置において、正イオンは発生させずに負イオンのみを発生させるものもあるが、この場合、負イオンによって人間をリラックスさせる効果は期待できるが、空気中のカビや浮遊菌やウィルスを除去することは不十分となる場合があり、上述のように正負両イオンを同時に発生させることが効果的である。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００２−６５８３６公報（２００２年３月５日公開）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、空間に存在するＶＯＣが人体に与える影響は近年大きな社会問題となりつつある。特に、住宅関係においては、シックハウス症候群の原因となっており、ＶＯＣの効果的な除去技術の確立が急務となっている。ここで、ＶＯＣとは、上記したように揮発性有機化合物の総称であり、その種類は非常に多く、厚生労働省が目標数値を規定している物質だけでも１４種類ある。これらのＶＯＣの中でも、特に、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、キシレンは、住宅の部材関係で広く用いられており、これらの化学物質をまず除去することがシックハウス症候群の解決に向けた当面の課題となっている。
【００１６】
ところが、住宅環境などの室内空間におけるＶＯＣを除去する方法として、上記したフィルタを用いる従来の方法では、ＶＯＣの除去剤（上記の例では活性炭）をフィルタに含ませる構成のため、フィルタに付着する空気１１１中の塵や埃が、空気中のＶＯＣの上記除去剤への吸着を妨げ、当該フィルタにおけるＶＯＣの除去効果が低減する。したがって、室内空間の隅々に存在するＶＯＣを除去できるまでには至らず、理想的なＶＯＣの除去効果を発揮できていないのが現状である。
【００１７】
また、ＶＯＣの除去効果を維持するためには、定期的にフィルタを洗浄、交換する等のメンテナンスを行うことが考えられる。しかし、フィルタの洗浄では、ＶＯＣ除去剤の除去能力を弱めてしまうことが懸念される。また、フィルタの交換では、上記活性炭のＶＯＣ除去剤としての寿命がまだ残っている場合でも、そのＶＯＣ除去剤とともにフィルタを交換しなければならないため、ＶＯＣ除去剤を有効活用することができない。
【００１８】
なお、カビや浮遊菌やウィルスなどを除去するのに効果的である正負両イオンだけによっても、空間に浮遊するＶＯＣをある程度の割合で除去することができることは確認されている。例えば、イオン発生素子１０１を用いて正負両イオンを発生させた場合、ＶＯＣの一種であるホルムアルデヒドに関しては、その空間中の濃度を下げることができるという実験結果が得られている。また、酢酸やアンモニアについても、正負両イオンによる除去効果が得られることが確認できている。
【００１９】
しかし、ＶＯＣは、様々な揮発性有機化合物の総称であり、その分子構造や種類は多岐に及んでいるため、正負両イオンが全てのＶＯＣを除去できるわけではなく、全く効果が及ばない場合がある。このため、イオン発生素子１０１だけを用いて、住宅等の空間におけるＶＯＣを効果的に除去することはできないと言える。
【００２０】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ＶＯＣ除去剤の有効活用を図るとともに、それによるＶＯＣの除去効果を確実に得ながら、空気中に存在する浮遊菌やカビ等も確実に除去することができる空気浄化素子およびそれを備えた空気浄化装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、イオン発生電極を有するイオン発生素子と触媒を担持した担持体とで空気浄化素子を構成しても、イオン発生電極と触媒とを同一の誘電体表面に形成して空気浄化素子を構成しても、イオン発生電極にて発生するイオンにより、空気中の浮遊菌やカビ等を分解、除去することができるとともに、上記触媒により、空気中の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を除去することができる。
【００２２】
しかも、上記前者の空気浄化素子の場合、担持体にて担持されている触媒は、イオン発生電極にて発生したイオンが含まれる空気中のＶＯＣを除去する。この構成は、例えば、送風手段から供給される空気を、空気浄化素子を介して外部に送出する空気浄化装置では、送風手段から供給される空気が流れる方向において、イオン発生素子よりも後段あるいはその近傍に担持体を配置することで実現可能である。
【００２３】
これにより、例えば、イオン発生素子の前段に、塵や埃を除去するためのフィルタを設ける場合であっても、そのフィルタとは異なる位置で、空気中のＶＯＣを触媒によって除去することができる。したがって、上記フィルタに空気中の塵や埃が付着しても、上記触媒のＶＯＣ除去作用が妨げられることがない。その結果、触媒が発揮するＶＯＣ除去効果を維持することができる。
【００２４】
また、触媒を担持した担持体は、イオン発生素子の前段に設けられる上記フィルタとは別体であるので、触媒の使用に際して、フィルタの汚れや寿命が影響することはない。よって、フィルタの汚れや寿命に関係なく、触媒を寿命がくるまで使用でき、触媒を有効活用することができる。
【００２５】
また、上記後者の空気浄化素子、すなわち、イオン発生電極と触媒とを同じ誘電体表面に形成した空気浄化素子においても、上記触媒は、例えば空気浄化素子の前段に配置されるフィルタとは別体である誘電体に形成されているので、やはり、フィルタの汚れや寿命が触媒の機能に影響を及ぼすことはない。したがって、この場合でも、触媒のＶＯＣ除去効果を維持することができるとともに、触媒を寿命まで有効活用することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図１ないし図３（ａ）（ｂ）に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２７】
図２は、本発明の空気浄化装置の概略の構成を示す説明図である。本発明の空気浄化装置は、略直方体形状をなす本体１内に、送風手段２と、空気浄化素子３とを有している。本体１の正面下部には、空気吸込口４が形成されており、本体１の上面には、空気排出口５が形成されている。なお、空気吸込口４および空気排出口５の形成位置は、上記の位置に限定されるわけではない。
【００２８】
送風手段２は、空気浄化素子３の後述するイオン発生電極１３（図１参照）に空気を供給するためのものであり、例えば、図示しないモータ、ファン、フィルタなどによって構成されている。上記フィルタは、例えば脱臭フィルタや集塵フィルタで構成可能であるが、本実施形態では、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を除去するための触媒２２（図１参照）を空気浄化素子３に設けているため、除去剤（例えば活性炭）を含ませる必要はない。
【００２９】
ここで、送風手段２は必ずしも設ける必要はないが、イオン発生電極１３にて発生する正負両イオンを装置外部でより広い範囲に拡散させるためには、送風手段２を設けることが好ましい。送風手段２を設けない場合は、イオン発生電極１３にて発生した正負両イオンが空間に十分に拡散する前に電荷を失い、その効力が無くなる場合もあるからである。
【００３０】
なお、送風手段２の運転方法については、イオン発生電極１３にて発生した正負両イオンを空間に効果的に拡散させることができる方法であればよく、連続運転であってもよいし、運転と停止の繰り返しといった交互運転であってもよい。
【００３１】
空気浄化素子３は、送風手段２によって供給される空気を浄化するものである。ここで、図１は、空気浄化素子３の詳細な構成を示す説明図である。空気浄化素子３は、イオン発生素子１１と、担持体２１とを有している。
【００３２】
イオン発生素子１１は、略直方体形状の誘電体１２を有している。この誘電体１２は、例えば酸化アルミニウムやセラミックで構成されており、誘電体１２の表面には、正負両イオンを発生させるイオン発生電極１３が、例えば格子状に形成されている。なお、イオン発生電極１３は、例えば針状で形成されていてもよい。
【００３３】
誘電体１２の内部には、イオン発生電極１３と対向するように平板状の誘電電極１４が形成されており（図１では、便宜上、誘電体１２の一部を開口して誘電電極１４を図示している）、イオン発生電極１３および誘電電極１４は、リード線１５を通じて高圧パルス駆動回路１６に接続されている。この高圧パルス駆動回路１６は、誘電体１２の内部に形成されている。
【００３４】
担持体２１は、触媒２２を担持するものであり、例えば酸化アルミニウムやセラミックで構成されている。担持体２１は、図３（ａ）に示すように、粒状に形成されていてもよいし、図３（ｂ）に示すように、板状に形成されてもよく、その形状は特に限定されない。担持体２１は、図１に示すように、送風手段２から供給される空気が流れる方向において、イオン発生素子１１よりも後段（下流側）に設けられている。つまり、イオン発生素子１１にて発生した正負両イオンが、上記空気の流れによって到達する領域に設けられている。
【００３５】
触媒２２は、担持体２１が上記のように配置されていることによって、イオン発生素子１１のイオン発生電極１３にて発生したイオンが含まれる空気中の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を除去する。
【００３６】
上記のＶＯＣには様々なものがあり、たとえば代表的なものを挙げても、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、キシレン、アンモニア、クロロホルム、パラジクロロベンゼン、スチレン、ノナナール、ｎ−テトラデカン、エチルベンゼン等が挙げられる。これらの物質は、いずれも揮発性を有し、室内空間にある程度の濃度をもって浮遊しており、人間に対しては悪い影響を及ぼすものである。
【００３７】
触媒２２としては、例えば、酸化銅−酸化マンガン系、酸化ニッケル系、酸化鉄系、酸化銅−酸化クロム系等の酸化物系触媒や、白金、パラジウム、銅、バナジウム等の金属系（貴金属系）触媒や、これらをシリカゲル、酸化アルミニウム、チタン等の成形担体に担持させた混合物で構成することができる。これらの金属触媒は、上記した様々なＶＯＣに対して特異的に作用し、例えば自動車等の排気ガス中で問題となる窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去することもできる。したがって、これらの金属触媒を触媒２２として利用することにより、住宅環境においても問題となるＶＯＣを分解・除去することができる。
【００３８】
触媒２２によるＶＯＣの除去効果を高めるためには、触媒２２として用いる非金属や金属自体の性能を高めることが必要である。そのためには、例えば、貴金属の密度を高くする方法や、送風手段２により供給される空気と接触する割合を高めるために、触媒２２の表面積を大きくするといった方法が効果的である。したがって、触媒２２を例えば粉末状で構成すれば、表面積の増大によって触媒２２のＶＯＣ除去効果を高めることができる。
【００３９】
また、担持体２１の内部には、触媒２２を加熱する加熱手段２３が設けられている。加熱手段２３は、通電により発熱する電熱線（例えばニクロム線）で構成されている。このような加熱手段２３を設けて触媒２２を加熱し、触媒２２の温度を上げることにより、触媒２２の活性が高まるので、触媒２２によるＶＯＣ除去効果を一層高めることができる。
【００４０】
なお、加熱手段２３は、担持体２１内部ではなく、触媒２２の周辺に別途設けられてもよい。この場合は、加熱手段２３は、担持体２１を介してではなく、直接触媒２２を加熱することができる。
【００４１】
上記の構成において、送風手段２により、本体１外部から空気吸込口４を介して空気が吸引されると、この空気が通風路を介してイオン発生素子１１に供給される。イオン発生素子１１では、高圧パルス駆動回路１６により、イオン発生電極１３と誘電電極１４と間に、高圧パルス電圧（例えばピーク値が２．７ｋＶ程度の正負電圧からなるパルス電圧）が印加される。
【００４２】
すると、イオン発生電極１３と誘電電極１４と間の電位差に基づいて、イオン発生電極１３近傍にて放電が起こり、イオン発生電極１３から正負両イオンを発生する。ここで、正イオンとしては、Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）、負イオンとしては、Ｏ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは０以上の整数）が最も安定して生成される。イオン発生素子１１にて発生した正負両イオンは、イオン発生素子１１に供給された空気と混合され、担持体２１方向に流れる。
【００４３】
担持体２１では、触媒２２により、上記空気に含まれるＶＯＣが除去される。以下、触媒２２によるＶＯＣ除去の具体的な化学反応式を示す。以下のように、触媒２２は、ＶＯＣの除去に関して非常に効果的な作用を示す。
【００４４】
炭化水素（一般式はＣｐＨｑ（ｐ、ｑはそれぞれ任意の自然数）とする）においては、
ＣｐＨｑ＋（ｐ＋１／４ｑ）Ｏ２→ｐＣＯ２＋１／２ｑＨ２Ｏ
により、人体に無害な二酸化炭素と水とに変化する。
【００４５】
アンモニアやアミン類に関しては、
４ＮＨ３＋３Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
により、人体に無害な窒素ガスと水とに変化する。
【００４６】
窒素酸化物（ＮＯｘ）においては、
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
６ＮＯ２＋８ＮＨ３→７Ｎ２＋１２Ｈ２Ｏ
４ＮＯ＋ＣＨ４→２Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２
２ＮＯ２＋ＣＨ４→Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２
２ＮＯ２＋４Ｈ２→Ｎ２＋４Ｈ２Ｏ
により、人体に無害な窒素ガス、二酸化炭素、水に変化する。
【００４７】
触媒２２によってＶＯＣの除去された空気は、正負両イオンを含んだまま、本体１の空気排出口５から装置外部に排出される。装置外部の内部空間にて、正負両イオンが空気中の浮遊菌等の表面に付着すると、そこで化学反応を起こし、その結果、活性種（例えば過酸化水素Ｈ２Ｏ２や水酸基ラジカル・ＯＨ）が生成される。これらの活性種は極めて強力な活性を示すため、これら活性種により、空気中の浮遊菌やカビ、ウィルス等を分解、除去することができる。また、空気中の臭気成分も上記活性種の作用により脱臭できることが確認できている。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、イオン発生電極１３を有するイオン発生素子１１と、触媒２２を担持した担持体２１とでハイブリッド構造の空気浄化素子３が構成されているので、イオン発生電極１３にて発生する正負両イオンにより、空気中の浮遊菌やカビ等を分解、除去することができるとともに、触媒２２により、空気中のＶＯＣを除去することができる。したがって、装置外部の空間をクリーンな環境とすることができる。
【００４９】
しかも、担持体２１がイオン発生素子１１に対して空気の流れる方向の後段に設けられており、その担持体２１にて担持されている触媒２２が、イオン発生電極１３にて発生した正負両イオンが含まれる空気中のＶＯＣを除去するので、例えば、イオン発生素子１１の前段に、塵や埃を除去するためのフィルタを設ける場合であっても、そのフィルタに空気中の塵や埃が付着することによって、担持体２１に設けられた触媒２２のＶＯＣ除去作用が妨げられることがない。その結果、触媒２２が発揮するＶＯＣ除去効果を維持することができる。
【００５０】
また、触媒２２を担持した担持体２１は、イオン発生素子１１の前段に設けられる上記フィルタとは別体であるので、フィルタの汚れや寿命に関係なく、触媒２２を寿命がくるまで使用でき、触媒２２を有効活用することができる。
【００５１】
なお、触媒２２が、イオン発生電極１３にて発生した正負両イオンが含まれる空気中のＶＯＣを除去できるのであれば、担持体２１の配置位置は、イオン発生素子１１の後段に限定されるわけではない。例えば、送風手段２からイオン発生素子１１を介して空気排出口５に至る空気流路に対して垂直方向にイオン発生素子１１と担持体２１とを並設するなど、イオン発生素子１１に担持体２１を近接して配置すればよい。
【００５２】
ところで、本空気浄化装置の応用例としては様々なものが考えられる。正負両イオンの効果（殺菌・脱臭効果）があると好ましい内部空間として、例えば、人間が一般的な生活をする住宅施設（民家、キッチン、リビングルーム、寝室、トイレ、風呂等）、公共施設（オフィス、学校、図書館、役所、病院、駅の待合室等）、移動手段（自動車、飛行機、列車、船舶、宇宙船等）や、建築物（ビル、製造工場、製造ライン、養鶏場、養豚場等）、人間のためでなく内部空間に放置する物質が浮遊菌で損傷を受けないようにするための設備（保管庫、倉庫、冷蔵庫等）等が挙げられる。
【００５３】
これらの内部空間において十分な殺菌・脱臭効果を得るためには、イオン発生素子１１のイオン発生電極１３から１０ｃｍ離れた位置においてのイオン濃度が正負各イオンともに５０００〜１００００個／ｃｍ３となるように設定し、さらに正負各イオンが放出された内部空間においては、約２０００個／ｃｍ３程度のイオン濃度であればよい。また、上記位置において、正負各イオンのイオン濃度がそれぞれ１０００００個／ｃｍ３程度あれば、正負両イオンが浮遊菌等に対して充分な除去効果を発揮することが実験により分かっている。
【００５４】
イオン濃度を高める方法は、特に限定されるものではなく、例えば、イオン発生素子１１のイオン発生電極１３および誘電電極１４に印加する電圧を高めたり、パルス電圧印加のデューティ比を変えたり、周波数を高くしたりすることにより、イオン濃度を高めることができる。また、イオン発生電極１３の配線パターンやイオン発生電極１３の面積を変えるといった方法も、イオン濃度を高めるのに有効である。
【００５５】
一方、自然環境においては、森林中といった緑に溢れた環境においては、イオン濃度が２０００〜５０００個／ｃｍ３と高い値であるのに対し、人間が実際生活を送る環境においては、イオン濃度は森林中に比べてかなり低い値であり、場合によっては、２０個／ｃｍ３までに少なくなることもある。したがって、このようなイオン濃度が少ない環境において本空気浄化装置を用いると、正負両イオンのイオン濃度を高くすることができ、内部空間の殺菌・脱臭に大変効果的である。
【００５６】
また、本実施形態のように、イオン発生素子１１を用いたカビや浮遊菌やウィルスの除去方法は、各種のフィルタによる従来の浮遊菌等の除去方法と比べて、フィルタの交換が不要であることや、空間の隅々に効果が波及すること等の長所を有し、安全な殺菌装置や脱臭装置を実現できるという大きな利点がある。
【００５７】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について、図４または図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、実施の形態１と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【００５８】
本実施形態の空気浄化装置は、実施の形態１の空気浄化装置において、空気浄化素子３を、図４に示す空気浄化素子３１に置き換えた以外は、実施の形態１と同様の構成である。空気浄化素子３１は、送風手段２によって供給される空気を浄化するものであり、実施の形態１のイオン発生素子１１と触媒２２を担持した担持体２１とを一体化したものに相当する。以下、空気浄化素子３１の詳細について説明する。
【００５９】
空気浄化素子３１は、略直方体形状の誘電体３２を有している。この誘電体３２の表面の一部の領域には、正負両イオンを発生させるイオン発生電極３３が、例えば格子状に形成されている。なお、イオン発生電極３３は、例えば針状で形成されていてもよい。
【００６０】
誘電体３２の内部には、イオン発生電極３３と対向するように平板状の誘電電極３４が形成されており（図４では、便宜上、誘電体３２の一部を開口して誘電電極３４を図示している）、イオン発生電極３３および誘電電極３４は、リード線３５を通じて高圧パルス駆動回路３６に接続されている。この高圧パルス駆動回路３６は、誘電体３２の内部に形成されている。
【００６１】
また、誘電体３２表面には、触媒３７が２次元的に散在して設けられている。この触媒３７は、空気中のＶＯＣを除去するものであり、実施の形態１の触媒２２と全く同様の材料で構成することができる。本実施形態では、触媒３７は、誘電体３２表面において、イオン発生電極３３の形成領域と並ぶ領域内に設けられている。
【００６２】
また、誘電体３２の内部には、触媒３７を加熱する加熱手段３８が設けられている。加熱手段３８は、通電により発熱する電熱線（例えばニクロム線）で構成されている。このような加熱手段３８を設けて触媒３７を加熱し、触媒３７の温度を上げることにより、触媒３７の活性が高まるので、触媒３７によるＶＯＣ除去効果を一層高めることができる。
【００６３】
なお、図４では、加熱手段３８は、誘電体３２内部で、イオン発生電極３３の形成領域と触媒３７の散在領域との両方と対向するように設けられているが、少なくとも触媒３７の形成領域と対向するように設けられていればよい。また、加熱手段３８は、誘電体３２内部ではなく、触媒３７の周辺に別途設けられてもよい。この場合は、加熱手段３８は、誘電体３２を介してではなく、直接触媒３７を加熱することができる。
【００６４】
本実施形態の空気浄化素子３１は、誘電体３２が、正負両イオンを発生するイオン発生電極３３と、ＶＯＣを除去する触媒３７とを両方担持したハイブリッド構造であり、しかも、触媒３７が送風手段２のフィルタとは別体の誘電体３２に設けられているので、正負両イオンによる空気中の浮遊菌等の分解、除去効果と、触媒３７による空気中のＶＯＣ除去効果とを同時に得ることができ、また、フィルタの汚れや寿命に関係なく、触媒３７のＶＯＣ除去効果を維持できるとともに、触媒３７を有効活用できるという実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
特に、本実施形態の空気浄化素子３１では、イオン発生電極３３と触媒３７とを誘電体３２にて一体形成しているので、実施の形態１のような担持体２１を設けなくても済む分、空気浄化素子３１を小型化、軽量化することができる。なお、イオン発生電極３３と触媒３７とを誘電体３２にて一体形成できるのは、誘電体３２が、実施の形態１の担持体２１と同じ材料である酸化アルミニウムやセラミックで構成できることによる。
【００６６】
ところで、以上では、誘電体３２表面にて、イオン発生電極３３の形成領域と、触媒３７の形成領域とが並設される構成としたが、これに限定されるわけではない。例えば、図５に示すように、イオン発生電極３３の電極パターン形成面内（図５では各格子内）に触媒３７を２次元的に散在させ、イオン発生電極３３の形成領域と、触媒３７の形成領域とを重畳させるようにしてもよい。
【００６７】
この構成では、図４のような触媒３７の形成領域を誘電体３２表面で確保しなくても済むので、その分、図４の構成よりも、誘電体３２を小型化して空気浄化素子３１自体を小型化、軽量化、低コスト化することができる。
【００６８】
また、イオン発生電極３３と誘電電極３４との間に、高圧のパルス電圧を印加すると、イオン発生電極３３近傍は、放電によって温度上昇が起きる。したがって、このような温度上昇が起こる領域、すなわち、イオン発生電極３３の電極パターン形成領域内に触媒３７を散在させることで、触媒３７の活性が高まるので、触媒３７によるＶＯＣ除去効果をより一層高めることができる。それに加えて、加熱手段３８の使用頻度を低減することもでき、上記した素子の小型化、軽量化、低コスト化の効果に加えて、素子の消費電力の低減効果も得ることができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、イオン発生電極を有するイオン発生素子と触媒を担持した担持体とで空気浄化素子を構成しても、イオン発生電極と触媒とを同一の誘電体表面に形成して空気浄化素子を構成しても、イオン発生電極にて発生するイオンにより、空気中の浮遊菌やカビ等を分解、除去することができるとともに、上記触媒により、空気中の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を除去することができる。
【００７０】
しかも、担持体にて担持されている触媒は、イオン発生電極にて発生したイオンが含まれる空気中のＶＯＣを除去するので、例えば、イオン発生素子の前段に、塵や埃を除去するためのフィルタを設ける場合であっても、そのフィルタとは異なる位置で、空気中のＶＯＣを触媒によって除去することができる。したがって、上記フィルタに空気中の塵や埃が付着しても、上記触媒のＶＯＣ除去作用が妨げられることがない。その結果、触媒が発揮するＶＯＣ除去効果を維持することができる。また、触媒を担持した担持体は、イオン発生素子の前段に設けられる上記フィルタとは別体であるので、フィルタの汚れや寿命に関係なく、触媒を寿命がくるまで使用でき、触媒を有効活用することができる。
【００７１】
また、イオン発生電極と触媒とを同じ誘電体表面に形成した空気浄化素子においても、上記触媒は、例えば空気浄化素子の前段に配置されるフィルタとは別体である誘電体に形成されているので、上記と同様に、触媒のＶＯＣ除去効果を維持することができるとともに、触媒を寿命まで有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る空気浄化装置に用いられる空気浄化素子の概略の構成を示す斜視図である。
【図２】上記空気浄化装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、触媒を担持した担持体の構成を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は、上記担持体の他の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る空気浄化素子の概略の構成を示す斜視図である。
【図５】上記空気浄化素子の他の構成を示す平面図である。
【図６】従来の空気浄化装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図７】上記空気浄化装置に用いられるイオン発生素子の概略の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
２    送風手段
３    空気浄化素子
１１    イオン発生素子
１２    誘電体
１３    イオン発生電極
２１    担持体
２２    触媒
２３    加熱手段
３１    空気浄化素子
３２    誘電体
３３    イオン発生電極
３７    触媒
３８    加熱手段
【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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