(57)【要約】【課題】メッシュ誘電障壁放電による活性種、陰イオン及び紫外線生成によって、集塵及び殺菌、脱臭効果を向上させ、光触媒によってオゾンを除去し、ナノチューブの採用によって、体によい陰イオンの発生を増加させた車両用ハイブリッド型空気清浄機を提供する。【解決手段】本発明による車両用空気清浄機は、浄化される空気が通過できるようになっており、電極を介した誘電体障壁への電源印加時、誘電障壁放電（ＤＢＤ）によるプラズマ発生により通過空気の浄化作用を行うグロー放電部と；グロー放電部の後方に設けられ、グロー放電部を通過した空気を浄化する光触媒と；光触媒の後方に設けられ、光触媒から浄化された空気が通過して、陰電極物質の電気放電により空気内に陰イオンを発生させる陰イオン生成部とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化される空気が通過できるようになっており、電極を介した誘電体障壁への電源印加時、誘電障壁放電（ＤＢＤ）によるプラズマ発生により通過空気の浄化作用を行うグロー放電部と；
前記グロー放電部の後方に設けられ、グロー放電部を通過した空気を浄化する光触媒と；
前記光触媒の後方に設けられ、光触媒から浄化された空気が通過できるようになっており、陰電極物質の電気放電により空気内に陰イオンを発生させる陰イオン生成部とを含むことを特徴とする、車両用ハイブリッド型空気清浄機。
【請求項２】
前記グロー放電部は、
平行配置された二つの誘電体障壁からなり、その間隙に浄化される空気が通過するようになっている誘電体ユニットの複数個が電極を挟んでお互い積層されてなることを特徴とする、請求項１に記載の車両用ハイブリッド型空気清浄機。
【請求項３】
前記グロー放電部の各電極が、誘電体障壁の間で規則的に配列されたメッシュ構造の形態に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の車両用ハイブリッド型空気清浄機。
【請求項４】
前記光触媒は、前記グロー放電部のＤＢＤ放電時発生される紫外線を用いて浄化作用を行うようになることを特徴とする、請求項１に記載の車両用ハイブリッド型空気清浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ハイブリッド型空気清浄機に関するものであって、メッシュ誘電障壁放電（ＤＢＤ）による活性種、陰イオン及び紫外線生成により集塵及び殺菌、脱臭効果が向上し、光触媒によりオゾンを除去して、ナノチューブの採用された陰イオン生成部により陰イオンの発生がさらに増加する車両用ハイブリッド型空気清浄機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の空気清浄機は、密閉された車両室内の汚染された空気や車両外部の空気を通過させて、空気中に混入されている異物（微細塵）や細菌類、または悪臭を除去することにより、澄んでさわやかな空気に換える装置である。
【０００３】
現在まで利用されている車両用空気清浄技術は、集塵及び脱臭方式により何種類かに大別されるが、以下、これについて簡単に説明する。
【０００４】
現在市販されている様々な空気清浄機の中で、代表的なものとして、コロナ放電を用いた空気清浄機とフィルターを採用した空気清浄機とが挙げられる。
【０００５】
まず、空気清浄機の最も一般的な形態として、コロナ放電を用いた空気清浄機においては、コロナ放電を通じて、陰イオンを生成させると共に空気内に存在している汚染源をイオン化させて集塵し、微量のオゾンを発生させ細菌及び悪臭を除去することを特徴とする。例えば、コロナ放電が複数の針状電極であって、自動車用エアコンディショナー等の送風口、又は掃除機の排気口に着脱可能な空気清浄機がある。（特許文献１参照）また、低電圧でも陰イオンを発生させる陰イオン発生装置と、コロナ放電電極を空調ダクトに配置した空調システムの陰イオン発生装置が挙げられる。（特許文献２参照）さらに、集塵装置の間にコロナ放電用部材を複数個設けた自動車用空気清浄装置が挙げられる。（特許文献３参照）
【０００６】
図２は、従来の典型的なマルチ−ポイントコロナタイプの空気清浄機において、集塵電極と放電電極を示した概略図であって、金属材からなる板状の集塵電極１２と、複数の放電チップ１６が形成されている放電電極１４とが、図示していない外部ケースの内部に互いに一定間隔をおいて固定設置される。
【０００７】
このような空気清浄機は、陰極の放電電極１４と陽極の集塵電極１２に各々電源を印加することで陰イオンを発生するように構成しており、特に陰極の放電電極１４の前面に複数個の放電チップ１６を形成し、コロナ放電による陰イオンの発生率を高めている。
【０００８】
電源が印加されると放電チップ１６から集塵電極１２側に陰電気を帯びた電子が放出されるため、この電子が空気中の分子と衝突し陰イオンを形成するようになり、集塵電極で集塵され空気が浄化できる。
【０００９】
一方、図３は、従来のフィルター及びイオン生成タイプの空気清浄機を示す。このような空気清浄機は、図示していない送風ファンにより、強制的に吸入及び送風された空気をＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ａｉｒ）フィルター２２に通過させて有害な物質を濾過して、陰極板２４に形成された複数の陰イオン生成チップ２６が、体によいとされる陰イオンを生成し、空気中の細菌や臭い分子を分解する構造となっている。
【００１０】
その他に、活性炭のような炭素成分の物質を添加するか、ＴｉＯ２やＭｎＯ２などの触媒を用いた空気清浄機も付加的に使用されている。
【００１１】
しかしながら、現在公知の様々な空気清浄機の中で、その代表的な形態であるコロナ放電を用いた空気清浄機とフィルターを採用した空気清浄機は、次のような問題点を有している。まず、コロナ放電を用いた空気清浄機からは、相当な量のオゾンが生成される。オゾンは、強い酸化力を有する分子であって、大気中に微量存在する場合、殺菌、脱臭の効果に優れるが、多量に存在する場合は、体に有害な毒性物質である。また、コロナ放電を用いた空気清浄機からは有害なＮＯｘも共に生成される。また、コロナ放電は、プラズマが不安定かつ不均一で、放電面積が狭く、集塵及び脱臭効果はそれほど強くない。
【００１２】
さらに、多段階のフィルターを使用して、微細な塵、臭い分子を除去するフィルター型空気清浄機においては、異物がフィルター表面に詰まり、一定期間が過ぎるとフィルターの通気性能を低下させる。そのため、周期的なフィルター交換が必要となり、維持費がかかる。また、抗菌フィルターの寿命を超えて使い続けると、細菌が繁殖する危険性も存在する。
【００１３】
車両用の空気清浄機は、車両内部の閉鎖された空間内で使用される。従って、体に有害なオゾンとＮＯｘを多量生成する、あるいはフィルターによる細菌繁殖の危険性が存在する従来の空気清浄機は、搭乗者の健康にかなり有害な影響を与えるから、これに対する対処方案が切実に要求されている。
【特許文献１】特開２００２−１３６８９３号公報
【特許文献２】特開２０００−２４７１４１号公報
【特許文献３】特開平１１−５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、前記のような問題点を解決するためになされたもので、（１）メッシュ誘電障壁放電による活性種、陰イオン及び紫外線生成によって、集塵及び殺菌、脱臭効果を向上させ、（２）光触媒によってオゾンを除去し、（３）ナノチューブの採用によって、体によい陰イオンの発生を増加させる車両用ハイブリッド型空気清浄機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明による車両用ハイブリッド型空気清浄機は、浄化される空気が通過できるようになっており、電極を介した誘電体障壁への電源印加時、誘電障壁放電（ＤＢＤ）によるプラズマ発生により通過空気の浄化作用を行うグロー放電部と；前記グロー放電部の後方に設けられ、グロー放電部を通過した空気を浄化する光触媒と；前記光触媒の後方に設けられ、光触媒から浄化された空気が通過できるようになっており、陰電極物質の電気放電により空気内に陰イオンを発生させる陰イオン生成部とを含むことを特徴とする。
【００１６】
特に、前記グロー放電部は、平行配置された二つの誘電体障壁からなり、その間隙に浄化される空気が通過するように構成された誘電体ユニット複数個が、電極を挟んでお互い積層されてなることを特徴とする。
【００１７】
特に、前記グロー放電部の各電極が、誘電体障壁の間で規則的に配列されたメッシュ構造の形態に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
また、前記光触媒は、前記グロー放電部のＤＢＤ放電時発生される紫外線を用いて浄化作用を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による車両用ハイブリッド型空気清浄機によると、メッシュ誘電障壁放電によるグロー放電によって、活性種（高エネルギーな電子）、陰イオン及び紫外線が生成されるから、集塵及び殺菌、脱臭効果が向上できる。また、光触媒によってオゾンを除去できる。さらに、ナノチューブが採用された陰イオン生成部によって、陰イオンの発生をより一層増加させることができる。
【００２０】
また、本発明の車両用空気清浄機においては、グロー放電部と光触媒が殺菌作用をするため、細菌の繁殖する所がない。さらに、グロー放電部において、規則的に配列されたメッシュ状の電極構造を利用することにより、プラズマ内の電子濃度が均一に分布され、グロー放電特性及び分解効率を向上させて、高効率かつ大容量の清浄システムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照し、本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
本発明は、車両用ハイブリッド型空気清浄機に関するものであって、マルチレーヤタイプ（ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ  ｔｙｐｅ）のメッシュ誘電障壁放電による活性種、陰イオン及び紫外線生成により集塵及び殺菌、脱臭効果が向上されて、光触媒によりオゾンを除去して、ナノチューブが採用された陰イオン生成部により、陰イオンの発生をさらに増加させた車両用空気清浄機に関するものである。このような本発明による車両空気清浄機の構成についてさらに詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明による車両用空気清浄機の構成を例示した概略図である。図１に示すように、この車両用空気清浄機には、グロー放電部１１０と、光触媒１２０と、陰イオン生成部１３０とが備えられる。
【００２４】
これらは、ケース１０１の内部に、浄化される空気が通過する通路１０２上に設けられる。そして、グロー放電部１１０は、電源が印加されると、グロー放電による集塵、殺菌及び脱臭作用を行う。グロー放電部１１０は、誘電障壁放電（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ；ＤＢＤ）技術を用いて、活性種（高エネルギーな電子）、陰イオン及び紫外線を生成して、これにより集塵及び殺菌、脱臭効果を奏するように構成したもので、平行配置された二つの（１対の）誘電体障壁１１１からなり、その隙間に空気が通過するように隙間が設けられた誘電体ユニット１１２として構成され、これが複数個用意されて、各誘電体ユニット１１２が電極１１３を挟んでお互い積層されたマルチレーヤタイプ構造からなる。
【００２５】
ここで、前記各誘電体障壁１１１は、電気絶縁材、特にアルミナまたは石英のようなセラミックにより製作されたものを使用することができる。また、前記二つの誘電体障壁１１１の間に設けられる各電極１１３は、等間隔に規則的に配列されたメッシュ（ｍｅｓｈ）構造にすることが好ましい。
【００２６】
さらに、このメッシュ構造の電極（以下、メッシュ電極と呼ぶ）１１３は、銅、アルミニウムまたはステンレス鋼などの電気伝導体により実施することができる。各電極１１３は、外部の電源供給部２００から提供される電源が印加されるが、電源が全ての電極１１３に印加できるように、各電極１１３は、別途の通電ライン（図示せず）により電気的に相互接続される構造となっている。
【００２７】
前記構造のメッシュ電極１１３を採用したグロー放電部１１０は、高効率のグロー放電特性を有するが、メッシュ誘電障壁放電（ＤＢＤ）が高効率な理由は、メッシュ電極の幾何学的構造原理が利用されたためである。即ち、前記電極１１３の規則的な配列下でプラズマを発生させた時、プラズマ内の電子濃度がメッシュ固有の特性により均一に分布されるようになって、グロープラズマが発生しやすくなるのである。
【００２８】
上記のグロー放電の場合、従来利用されていたコロナ放電よりは、オゾン発生量と紫外線発生量が遥かに多くなる。従って、汚染成分を分解するに当たって、従来のコロナ放電よりは本発明によるグロー放電部１１０のＤＢＤグロープラズマを利用する場合、分解効率が大きく向上される。特に、本発明のグロー放電部１１０においては、容量的な面からメッシュ電極１１３の大きさを自在に調節することができるため、プラズマの嵩を安定的に大きくすることができて、結果的に少ないパワーで多量の空気を分解処理することができ、高効率の大容量空気清浄システムを実現することができる。
【００２９】
さらに、上記のメッシュ構造を用いたＤＢＤ構造のマルチグロー放電は、強い紫外線（ＵＶ）を放出するため、後述する光触媒１２０と共に殺菌効果を奏する。
【００３０】
一方、空気清浄機の空気通路１０２上において、前記グロー放電部１１０の後方には光触媒１２０が設けられる。これによりグロー放電部１１０の各誘電体ユニット１１１を通過して流れて来る空気が、必ず光触媒１２０を通過するように構成される。光触媒１２０は、ハニカム構造の担体表面に光触媒がコーティングされたもので、グロー放電部１１０のＤＢＤ放電時に発生する多量の紫外線を利用して浄化作用を行う。
【００３１】
即ち、前記光触媒１２０の表面には、酸化チタン（ＴｉＯ２）のような光触媒物質がコーティングされているが、グロー放電部１１０から発生された紫外線が照射されると、反応生成物の強い酸化力により通過する空気に含まれている汚染物質が酸化され、体に害を与えない物質に変化し、結果として空気中の汚染物質の除去及び腐敗防止、脱臭、殺菌作用を行う。
【００３２】
次に、空気清浄機の空気通路１０２上において、光触媒１２０後方には、電気伝導体１３２上に陰電極物質として複数のナノチューブ１３３を形成させた陰イオン生成部１３０が設けられる。光触媒１２０を通過して来た空気が、陰イオン生成部１３０を通過するようになっている。
【００３３】
陰イオン生成部１３０は、ナノチューブ１３３を陰イオンチップとして使用している。これは、基板１３１上に形成された電気伝導体の金属膜１３２上にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）やプリンティングなどの方法により複数の炭素ナノチューブ１３３を成長させて実施できる。このような陰イオン生成部１３０においては、ナノチューブ１３３を陰極にして電源が印加される場合、ナノチューブ１３３から電気放電が起こりながら陰イオンが発生する。さらに、ナノチューブ１３３の電極を利用した電気放電により電子発生が極大化されるため、陰イオン生成量が大きく増加されて、特に、小さい印加電圧でも放電が可能で、単位面積当たり陰イオン生成数が多い。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
このように、本発明による空気清浄機は、誘電障壁放電ＤＢＤにより通過空気の集塵、殺菌及び脱臭作用を行うメッシュ電極構造のグロー放電部１１０と、このグロー放電部１１０を通過した空気の集塵、殺菌及び脱臭作用を行う光触媒１２０と、この光触媒１２０を通過した空気内にナノチューブ１３３により陰イオンを生成させる陰イオン生成部１３０とから構成されるので、車両の空気清浄機に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による車両用空気清浄機の構成を示した概略図である。（実施例１）
【図２】従来のマルチ−ポイントコロナタイプの空気清浄機において、集塵電極と放電電極を示した概略図である。
【図３】従来のフィルター及びイオン生成タイプの空気清浄機において、フィルターと陰イオン生成チップを示した概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０１    ケース
１１０    グロー放電部
１１１    誘電体障壁
１１２    誘電体ユニット
１１３    電極（メッシュ電極）
１２０    光触媒
１３０    陰イオン生成部
１３２    電気伝導体
１３３    ナノチューブ
２００    電源供給部
【図１】
2005193884.tif 000003
【図２】
2005193884.tif 000004
【図３】
2005193884.tif 000005