(57)【要約】【課題】酸素分子の解離によって発生する活性酸素種を用いて空気を浄化する空気浄化装置において、浄化性能の確保とオゾンの流出抑制とを両立する。【解決手段】放電によって酸素分子の解離を行う放電部１４と、放電部１４を覆うことにより放電部１４の放電領域と空気が流れる通風域１８とを仕切る分離膜１９を備え、分離膜１９には、酸素分子の解離により発生する活性酸素種とオゾンのうち、活性酸素種の通過を許容し、オゾンの通過を抑制する細孔２０を形成する。これによると、活性酸素種とオゾンのうち活性酸素種を分離膜１９の細孔２０を通して通風域１８側へ優先的に拡散できる。一方、通風域１８側へのオゾンの拡散は分離膜１９により効果的に抑制できる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の酸素分子を解離することによって活性酸素種を発生し、空気浄化を行う空気浄化装置において、
放電によって前記酸素分子の解離を行う放電部（１４）と、
前記放電部（１４）を覆うことにより前記放電部（１４）の放電領域と空気が流れる通風域（１８）とを仕切る分離膜（１９）とを備え、
前記分離膜（１９）には、前記酸素分子の解離により発生する活性酸素種とオゾンのうち、前記活性酸素種の通過を許容し、前記オゾンの通過を抑制する細孔（２０）が形成されていることを特徴とする空気浄化装置。
【請求項２】
前記放電部（１４）は、誘電層（１４ｃ）と、前記誘電層（１４ｃ）の表裏両面のうち、一方の面に配置された放電電極（１４ａ）と、前記誘電層（１４ｃ）の他方の面に配置された対向電極（１４ｂ）とにより構成されてい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】
前記放電部（１４）は、前記誘電層（１４ｃ）と前記放電電極（１４ａ）と前記対向電極（１４ｂ）との三者の積層配置により平面状に構成され、
前記分離膜（１９）も平面状に構成され、前記放電部（１４）を前記分離膜（１９）の面と平行に配置した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】
前記放電部（１４）は、前記誘電層（１４ｃ）と前記放電電極（１４ａ）と前記対向電極（１４ｂ）との三者の積層配置により平面状に構成され、
前記分離膜（１９）も平面状に構成され、前記放電部（１４）を前記分離膜（１９）の面と垂直に配置した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５】
前記放電部（１４）は、前記誘電層（１４ｃ）と前記放電電極（１４ａ）と前記対向電極（１４ｂ）との三者の積層配置により円筒状に構成され、前記分離膜（１９）も前記放電部（１４）に沿った円筒状に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の空気浄化装置。
【請求項６】
前記放電部（１４）は、電界集中を起こす形状を有する放電電極（１４ａ）と、前記放電電極（１４ａ）に対して所定間隙を介して対向する対向電極（１４ｂ）とにより構成されてい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７】
前記放電電極（１４ａ）と前記対向電極（１４ｂ）との間の気体放電部を囲む容器形状となるように前記対向電極（１４ｂ）自身を形成し、
前記対向電極（１４ｂ）の容器形状の開口端部に前記分離膜（１９）を配置す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】
前記対向電極（１４ｂ）を前記分離膜（１９）の面と垂直に配置した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９】
前記放電電極（１４ａ）の回りに前記対向電極（１４ｂ）が円筒状に構成され、前記分離膜（１９）が前記対向電極（１４ｂ）の外周側に円筒状に構成されてい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１０】
前記放電部（１４）と前記分離膜（１９）とにより構成される浄化部（１３）を、前記通風域（１８）中に複数セット配置することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の空気浄化装置。
【請求項１１】
前記放電部（１４）の対向する２つの面に前記分離膜（１９）を配置することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の空気浄化装置。
【請求項１２】
空気の酸素分子を解離することによって活性酸素種を発生し、空気浄化を行う空気浄化装置において、
波長１８５ｎｍ以下の光を放射することによって前記酸素分子の解離を行う光放射部（２２）と、
前記光放射部（２２）を覆うことにより前記光放射部（２２）の光放射領域と空気の通風域（１８）とを仕切る分離膜（１９）とを備え、
前記分離膜（１９）には、前記酸素分子の解離により発生する活性酸素種とオゾンのうち、前記活性酸素種の通過を許容し、前記オゾンの通過を抑制する細孔（２０）が形成されていることを特徴とする空気浄化装置。
【請求項１３】
前記細孔（２０）は、直径０．１３２ｎｍ〜０．４５ｎｍ相当の大きさであることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の空気浄化装置。
【請求項１４】
前記通風域（１８）の空気が前記分離膜（１９）の面と平行な方向に流れることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の空気浄化装置。
【請求項１５】
前記通風域（１８）の空気が前記分離膜（１９）の面と垂直な方向に流れることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つ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、放電等によって酸素分子を解離することによって発生する活性酸素種により空気浄化を行う空気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放電によって酸素分子を解離することによって活性酸素種を発生させ、この活性酸素種により空気浄化を行う空気浄化装置は知られている。また、特許文献１には、放電により低温プラズマを発生する放電手段と、この放電手段の放電場中または放電場の下流側に触媒手段とを設け、プラズマにより発生する種々の活性種を触媒手段により空気中の悪臭成分や有害成分と有効に反応させて、悪臭成分や有害成分を分解除去する空気浄化装置が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３３６６５３号公報
【０００４】
【非特許文献１】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前者の一般的な従来技術では、浄化性能を高めるために放電を高出力化すると、オゾン（Ｏ３）の発生量が増加し有害なオゾン（Ｏ３）が多量に室内へ流出してしまうという不具合が生じる。
【０００６】
また、後者（特許文献１）では、放電によって発生するオゾン（Ｏ３）を触媒手段に含まれているＭｎ酸化物により酸素と活性酸素とに分解することが記載されているが、触媒手段がオゾン（Ｏ３）を分解する作用には限界があるため、浄化性能を高めるために放電を高出力化すると、室内へ多量のオゾン（Ｏ３）が流出するという不具合が生じる。
【０００７】
なお、波長１８５ｎｍ以下の光（紫外線域の光）を被浄化空気に放射することによっても酸素分子を解離して活性酸素種を発生し、空気浄化を行うことができる。本発明者の検討によると、このような光放射方式の空気浄化装置においても、光放射の出力を高めると、室内へのオゾン流出量が増加するという不具合が生じることを確認している。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、被浄化空気の酸素分子を解離することによって活性酸素種を発生し、空気浄化を行う空気浄化装置において、浄化性能の確保とオゾンの流出抑制とを良好に両立できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【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に記載の発明では、放電によって酸素分子の解離を行う放電部（１４）と、放電部（１４）を覆うことにより放電部（１４）の放電領域と空気が流れる通風域（１８）とを仕切る分離膜（１９）とを備え、
分離膜（１９）には、酸素分子の解離により発生する活性酸素種とオゾンのうち、活性酸素種の通過を許容し、オゾンの通過を抑制する細孔（２０）が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
これによると、活性酸素種とオゾンのうち活性酸素種を分離膜（１９）の細孔（２０）を通して通風域（１８）側へ優先的に拡散でき、一方、通風域（１８）側へのオゾンの拡散は分離膜（１９）により効果的に抑制できる。
【００１１】
その結果、放電部（１４）を高出力化して空気浄化性能の向上を図っても室内へのオゾン流出を抑制できる。よって、浄化性能の確保とオゾンの流出抑制とを良好に両立できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明のように、請求項１において、放電部（１４）は、誘電層（１４ｃ）と、誘電層（１４ｃ）の表裏両面のうち、一方の面に配置された放電電極（１４ａ）と、誘電層（１４ｃ）の他方の面に配置された対向電極（１４ｂ）とにより構成してよい。
【００１３】
これにより、放電部（１４）を、放電電極（１４ａ）と誘電層（１４ｃ）の表面との間で沿面放電を行う沿面放電型として構成できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、請求項２において、放電部（１４）は、誘電層（１４ｃ）と放電電極（１４ａ）と対向電極（１４ｂ）との三者の積層配置により平面状に構成され、分離膜（１９）も平面状に構成され、放電部（１４）を分離膜（１９）の面と平行に配置したことを特徴とする。
【００１５】
これにより、放電部（１４）と分離膜（１９）とを組み合わせた浄化部（１３）の全体を図３に例示するように偏平な平面型に構成できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明のように、請求項２において、放電部（１４）を、誘電層（１４ｃ）と放電電極（１４ａ）と対向電極（１４ｂ）との三者の積層配置により平面状に構成し、分離膜（１９）も平面状に構成し、放電部（１４）を分離膜（１９）の面と垂直に配置してもよい。
【００１７】
これによると、平面状の放電部（１４）を、図９に例示するように分離膜（１９）の面と垂直に複数配置するレイアウトを容易に採用できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明のように、請求項２において、放電部（１４）を、誘電層（１４ｃ）と放電電極（１４ａ）と対向電極（１４ｂ）との三者の積層配置により円筒状に構成し、分離膜（１９）も放電部（１４）に沿った円筒状に構成してよい。
【００１９】
請求項６に記載の発明のように、請求項１において、放電部（１４）は、電界集中を起こす形状を有する放電電極（１４ａ）と、放電電極（１４ａ）に対して所定間隙を介して対向する対向電極（１４ｂ）とにより構成してもよい。
【００２０】
ここで、電界集中を起こす形状とは具体的には、針状、線状等の形状である。
【００２１】
請求項７に記載の発明では、請求項６において、放電電極（１４ａ）と対向電極（１４ｂ）との間の気体放電部を囲む容器形状となるように対向電極（１４ｂ）自身を形成し、対向電極（１４ｂ）の容器形状の開口端部に分離膜（１９）を配置することを特徴とする。
【００２２】
これによると、対向電極（１４ｂ）自身が気体放電部を囲む容器形状（図７参照）の役割を兼務するから、浄化装置全体の構成を簡素化できる。
【００２３】
請求項８に記載の発明のように、請求項６において、対向電極（１４ｂ）を分離膜（１９）の面と垂直に配置してもよい。
【００２４】
これによると、放電電極（１４ａ）と対向電極（１４ｂ）との間の気体放電部を、図８に例示するように分離膜（１９）の面に沿って複数配置するレイアウトを容易に採用できる。
【００２５】
請求項９に記載の発明のように、請求項６において、放電電極（１４ａ）の回りに対向電極（１４ｂ）を円筒状に構成し、分離膜（１９）を対向電極（１４ｂ）の外周側に円筒状に構成してもよい。
【００２６】
請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし９のいずれか１つにおいて、放電部（１４）と分離膜（１９）とにより構成される浄化部（１３）を、通風域（１８）中に複数セット配置することを特徴とする。
【００２７】
これによると、複数セットの浄化部（１３）における分離膜（１９）からそれぞれ活性酸素種を通風域（１８）の空気流れに拡散できるので、活性酸素種の拡散面積を増大して浄化性能を向上できる。
【００２８】
請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし９のいずれか１つにおいて、放電部（１４）の対向する２つの面に分離膜（１９）を配置することを特徴とする。
【００２９】
これによると、１つの放電部（１４）を共用して複数の分離膜（１９）を配置できるので、浄化装置全体を小型簡素にしながら、活性酸素種の拡散面積を増大して浄化性能を向上できる。
【００３０】
請求項１２に記載の発明では、波長１８５ｎｍ以下の光を放射することによって酸素分子の解離を行う光放射部（２２）と、光放射部（２２）を覆うことにより光放射部（２２）の光放射領域と空気の通風域（１８）とを仕切る分離膜（１９）とを備え、
分離膜（１９）には、酸素分子の解離により発生する活性酸素種とオゾンのうち、活性酸素種の通過を許容し、オゾンの通過を抑制する細孔（２０）が形成されていることを特徴とする。
【００３１】
これにより、光放射方式の空気浄化装置において請求項１と同様の効果を発揮できる。
【００３２】
請求項１３に記載の発明のように、請求項１ないし１２のいずれか１つにおいて、分離膜（１９）の細孔（２０）は、具体的には、直径０．１３２ｎｍ〜０．４５ｎｍ相当の大きさとする。本発明者の検討によると、細孔（２０）をこのような大きさとすることにより、活性酸素種の通過とオゾンの通過抑制とを良好に両立できる。
【００３３】
請求項１４に記載の発明のように、請求項１ないし１３のいずれか１つにおいて、通風域（１８）の空気が分離膜（１９）の面と平行な方向に流れるようにしてよい。
【００３４】
また、請求項１５に記載の発明のように、請求項１ないし１３のいずれか１つにおいて、通風域（１８）の空気が分離膜（１９）の面と垂直な方向に流れるようにしてもよい。
【００３５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態による空気浄化装置の全体構成の概略断面図であり、樹脂製のケーシング１０は被浄化空気の流路を形成する部材であって、その一端側に被浄化空気が流入する空気入口１１を開口している。この空気入口１１の直後の部位に集塵用フィルタ１２が配置されている。この集塵用フィルタ１２は、濾紙等により構成され被浄化空気に含まれる塵埃を捕捉するものである。
【００３７】
ケーシング１０の内部において集塵用フィルタ１２の下流部に被浄化空気の悪臭、有害成分を浄化する浄化部１３が配置されている。この浄化部１３には後述の図２に示す放電部１４が備えられ、この放電部１４に高電圧を印加するための放電用高圧電源１５がケーシング１０の外部に配置されている。
【００３８】
ケーシング１０の他端部（浄化部１３の下流部）には空気を送風する送風機１６が配置されている。この送風機１６は、遠心式の送風ファン１６ａとファン駆動用のモータ１６ｂとを有し、浄化部１３を通過した浄化後の空気を遠心式の送風ファン１６ａにより空気出口１７側へ送風する。
【００３９】
図２は浄化部１３の概略構成図であり、浄化部１３は、放電エネルギーによって空気中の酸素分子を解離して活性酸素種を発生する放電部１４と、この放電部１４を覆うことにより放電部１４の放電領域と空気流れの通風域１８とをケーシング１０の内部において仕切る分離膜１９とを備えている。
【００４０】
この分離膜１９は、酸素分子の解離により発生する活性酸素種とオゾン（Ｏ３）の分子径が大きく異なる点に着目して、活性酸素種の通過を許容しオゾン（Ｏ３）の通過は抑制する作用を果たすものである。分離膜１９には、図３（ｂ）に模式的に示すようにナノレベルの微細な細孔２０が貫通孔として多数形成されている。
【００４１】
分離膜１９をより具体的に述べると、細孔２０の大きさを以下の理由から直径０．１３２ｎｍ〜０．４５ｎｍ相当の大きさに設定する。すなわち、活性酸素種の一つである酸素原子Ｏの直径（ファン・デル・ワールス半径×２）が０．１３２ｎｍである。そこで、分離膜１９の細孔２０の大きさを、直径０．１３２ｎｍ相当以上とすることにより、細孔２０は活性酸素種の通過を許容する。
【００４２】
これに対して、オゾン（Ｏ３）はほぼ、その大きさの酸素原子が３つ連なった大きさである。従って、オゾン（Ｏ３）の分子径は酸素原子Ｏの直径より十分に大きいものとなる。そこで、細孔２０の大きさの上限値を０．４５ｎｍ相当の大きさに設定している。ここで、０．４５ｎｍは、酸素原子Ｏの上記直径の３倍よりも若干大きい値であるが、本発明者の検討によると、細孔２０の大きさを０．４５ｎｍ以下に制限することにより、オゾン（Ｏ３）が細孔２０を通過しにくくなって、大部分のオゾンの通過を抑制できる。なお、細孔２０の実際の孔形状は円形状から長円状等に変形した形状をしていることが多いので、このこともオゾンの通過の抑制に寄与する。
【００４３】
このような細孔２０を持つ分離膜１９は、種々な材質、製法により製造可能であり、例えば、分離膜１９としてアモルファス炭素膜を用いることができる。このアモルファス炭素膜は高分子膜を熱分解して炭化することにより製造できる。具体的には、高分子膜として例えばポリイミド樹脂フィルムを用いて、１０００℃に加熱して熱分解し、炭化することにより、細孔２０を持つアモルファス炭素膜、すなわち、分離膜１９を製造できる。
【００４４】
ここで、アモルファス炭素膜の細孔２０の大きさは、原料であるポリイミド樹脂の種類や高分子膜の炭化のための加熱条件（加熱温度、昇温速度等）を変更することにより、容易に調整できる。
【００４５】
また、分離膜１９として窒化珪素膜を用いることができる。この窒化珪素膜は、例えば、有機珪素化合物のポリシラザンを還元性雰囲気で熱分解して窒化珪素の結晶からなる膜を作ることで製造できる。この熱分解の過程では、有機珪素化合物中の有機成分が除去されるときに均一なナノレベルの空隙が形成されるので、この空隙を細孔２０として利用できる。従って、このような窒化珪素膜を用いて、細孔２０を持つ分離膜１９を構成できる。
【００４６】
また、分離膜１９として特開平７−２１３８７７号公報に開示されている無機キセロゲル膜を用いてもよく、また、分離膜１９としてアモルファスシリカのセラミック膜を用いてもよい。
【００４７】
後者のアモルファスシリカのセラミック膜は、具体的には、文献「分離技術ＶＯＬ．３２、ＮＯ．１、Ｐ４９−５３」に記載されているような以下の２種類の製造方法にて製造できる。すなわち、第１の製造方法では、細孔径が４ｎｍ前後の多孔質ガラス膜を予め基材として用意し、テトラエトキシシランをＣＶＤ法の原料として基材（多孔質ガラス膜）の細孔内に付着させて、シリカを基材細孔内に形成する。これにより、前述のごとき所定の細孔径を持つ膜を得ることができる。なお、ＣＶＤ法によるテトラエトキシシランの付着量を調整することで細孔径を調整できる。
【００４８】
次に、第２の製造方法では、ホウケイ酸ガラス（成分はＳｉＯ２，Ｎａ２ＣＯ３，Ｈ３ＢＯ３，Ａｌ（ＯＨ）３）を溶融し、すばやくＳｉＯ２とＢ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏに分相させた後、酸によってＢ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏのみを洗い流し、残った多孔質ＳｉＯ２（シリカ）によって所定の細孔を形成する膜を得ることができる。この第２の製造方法では、上記分相に費やす時間を調整することで細孔径を調整することができる。従って、第１、第２の製造方法によって得られるアモルファスシリカのセラミック膜は、いずれも、本発明の目的に有効に供することができる。
【００４９】
次に、図３は本実施形態による放電部１４の具体例を示しており、放電部１４を平面状に構成している。具体的には、放電部１４の放電電極１４ａと対向電極１４ｂとを平板状の誘電層１４ｃの表裏両側に積層配置して、この三者１４ａ〜１４ｃからなる放電部１４の全体形状を平面状に構成している。
【００５０】
放電電極１４ａとしては、線状、メッシュ状（網目状）、ウール状（繊維状）等の空隙部を持つ通気性形状を採用する。これにより、放電電極１４ａと平板状の誘電層１４ｃとの間に分離膜１９の細孔２０を通過して通風域１８の空気中の酸素分子を供給できる。従って、放電電極１４ａと平板状の誘電層１４ｃとの間に気体放電領域を形成できる。一方、対向電極１４ｂは平板状の誘電層１４ｃの板面に沿って密着配置されるシート状（箔状）の平面形状になっている。
【００５１】
そして、誘電層１４ｃはセラミック系材料のような誘電体（電気絶縁体）にて平板状に成形されるものであって、この誘電層１４ｃの平板形状の周縁部には放電電極１４ａ側へ突き出す突出部１４ｃ−１を形成し、この突出部１４ｃ−１上に分離膜１９を配置して、誘電層１４ｃと放電電極１４ａとの間の気体放電部を分離膜１９により覆うようになっている。これにより、ケーシング１０内の通風域１８側の領域とケーシング１０内の放電部１４の気体放電部とを分離膜１９により仕切ることができる。
【００５２】
放電電極１４ａは放電用高圧電源１５の両端子の一方に接続され、対向電極１４ｂは他方の端子に接続され、放電電極１４ａと対向電極１４ｂとの間に放電用高圧電源１５の高電圧が印加されるようになっている。なお、放電用高圧電源１５の作動、すなわち、放電部１４への高電圧の印加は制御装置１５ａによって制御されるようになっている。
【００５３】
次に、本実施形態の作動を説明する。いま、送風機１６の駆動用モータ１６ｂに通電すると、送風ファン１６ａが回転して被浄化空気が空気入口１１からケーシング１０内に吸入される。この吸入空気は、ケーシング１０内の集塵用フィルタ１２および浄化部１３を通過して空気出口１７側へ送風される。
【００５４】
そして、放電用高圧電源１５によって所定の高電圧を放電部１４の両電極１４ａ、１４ｂ間に印加すると、平板状の誘電層１４ｃの表面に沿って沿面放電が生じる。ここで、放電部１４の誘電層１４ｃと放電電極１４ａとの間には気体放電部が形成されるので、この気体放電部における空気中の酸素分子が放電エネルギーによって解離される。これによって、放電部１４の気体放電部に酸素活性種およびオゾンが発生する。
【００５５】
図４は本実施形態の作用効果を模式的に図示するものであり、分離膜１９の細孔２０の大きさを前述のように直径０．１３２ｎｍ〜０．４５ｎｍ相当の範囲に設定することにより、放電部１４の気体放電部（図４の細点部の領域）の酸素活性種ａは分離膜１９の細孔２０を通過することが可能である。
【００５６】
そして、酸素活性種ａは通風域１８側の領域において、通風域１８の空気流れに包含される悪臭、有害成分ｃ（例えば、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｓ等の化合物）と結合して、これらの悪臭、有害成分ｃを酸化することにより無臭、無害化する。図４の符号ｄはその無臭、無害成分を示す。なお、活性酸素種ａとしては、放電のエネルギーによってＯ２→２Ｏのように発生する酸素原子が主に想定されるが、その他に、Ｏ２＋ｅ→Ｏ２−のように発生するイオンや、・ＯＨ（ヒドロキシラジカル）等も用いることができる。
【００５７】
一方、放電部１４の気体放電部の領域を誘電層１４ｃの周縁部の突出部１４ｃ−１と分離膜１９とにより囲むとともに、分離膜１９の細孔２０の大きさの上限値をオゾンｂの分子径付近の値、具体的には、直径０．４５ｎｍ相当に制限しているので、オゾンｂが細孔２０を通過して通風域１８側へ拡散することを矢印ｅのように抑制できる。
【００５８】
ここで、通風域１８側へのオゾン拡散を完全に抑制するには、細孔２０の大きさの上限値をオゾンｂの分子径より小さくすればよいが、浄化部１３の下流側空気（浄化空気）のオゾン濃度を基準値の０．０５ｐｐｍ以下に抑制できれば、オゾンの室内流出による弊害は実用上、ほとんど生じないとされているので、オゾンｂの拡散を完全に抑制する必要はない。
【００５９】
本発明者の検討によると、細孔２０の大きさをオゾンｂの分子径付近の値、より具体的には、オゾンｂの分子径を若干上回る程度の大きさ（直径０．４５ｎｍ相当の大きさ）にしても、オゾンｂの発生量の大部分の拡散を抑制でき、その結果、浄化空気のオゾン濃度を基準値の０．０５ｐｐｍ以下に抑制できることを確認している。
【００６０】
以上のごとくして、本実施形態によると、浄化部１３の下流側へのオゾンの拡散を抑制しつつ、活性酸素種によって空気中の悪臭、有害成分を無臭、無害化できる。従って、放電部１４を高出力化して必要な空気浄化性能を確保することと、オゾンの流出抑制とを良好に両立できる。
【００６１】
なお、通風域１８側から放電部１４の空間部への酸素分子（Ｏ２）の供給が分離膜１９の配置によって不足することが懸念されるが、活性酸素種は非常に反応性が強いから、空気浄化のために必要な活性酸素種は微量でよい。そのため、分離膜１９の配置は空気浄化の面において実用上何ら問題とならない。
【００６２】
（第２実施形態）
図５、図６は第２実施形態による浄化部１３の概要を示すものであり、放電電極１４ａは、図６（ａ）に示す細い線状の導体１４ａ−１、あるいは図６（ｂ）（ｃ）に示す棒状の導体１４ａ−２の表面に多数の針部１４ａ−３を形成したものにて構成される。この放電電極１４ａは図５に示す容器部（ケーシング部）１０ａの内側空間１０ｂ内に配置される。ここで、容器部１０ａは、樹脂製ケーシング１０の一部に一体成形されているので、電気的には絶縁体（不導体）である。
【００６３】
そして、容器部１０ａの内側空間１０ｂ内において通風域１８側の部位に、メッシュ状（網目状）等の通気性形状を持つ対向電極１４ｂが配置され、この対向電極１４ｂと放電電極１４ａとによる気体放電部が容器部１０ａの内側空間１０ｂ内に形成される。容器部１０ａの内側空間１０ｂの開口端面（図５の上端部）上に細孔２０を持つ分離膜１９を配置して、内側空間１０ｂの開口端面を分離膜１９により覆うようになっている。これにより、ケーシング１０内の通風域１８側の領域と容器部１０ａ内の気体放電部とを分離膜１９により仕切ることができる。
【００６４】
第２実施形態によると、放電電極１４ａと対向電極１４ｂとの間の気体放電によって前述の活性酸素種を発生して、通風域１８の空気流れの悪臭、有害成分を無臭、無害化できるとともに、分離膜１９によりオゾンの通風域１８側への拡散を良好に抑制できる。
【００６５】
（第３実施形態）
図７は第３実施形態による浄化部１３の概要を示すものであり、放電電極１４ａは第２実施形態と同様に、図６（ａ）〜（ｃ）に示す形状にて構成される。これに反し、対向電極１４ｂは第２実施形態と全く別の構成にしている。すなわち、第３実施形態の対向電極１４ｂは、放電電極１４ａに対向配置される平板形状部１４ｂ−１とこの平板形状部１４ｂ−１の周縁部の全周を取り囲む壁面部１４ｂ−２とを導体により一体成形した容器（ケーシング）形状になっている。
【００６６】
そして、対向電極１４ｂの容器形状の開口端面（図７の上端面）上に分離膜１９を配置して、対向電極１４ｂの開口端面を分離膜１９により覆うようになっている。
【００６７】
従って、第３実施形態によると、放電部１４の気体放電部空間を取り囲む容器機能を対向電極１４ｂ自身が兼務するので、空気浄化装置のケーシング１０側に、気体放電部空間を形成するための容器部１０ａを形成せずにすむ。
【００６８】
（第４実施形態）
図８は第４実施形態による浄化部１３の概要を示すものであり、容器部１０ａの内側空間１０ｂ内に平板状の対向電極１４ｂを複数枚並列配置している。より具体的には、平板状の対向電極１４ｂを分離膜１９の面と垂直な方向、換言すると、放電部１４の空間と通風域１８との境界部に対して垂直な方向に複数枚並列配置している。そして、この平板状の対向電極１４ｂ相互間の中間部位にそれぞれ放電電極１４ａを配置している。この放電電極１４ａは第２、第３実施形態と同様に、図６（ａ）〜（ｃ）に示す形状にて構成される。
【００６９】
従って、第４実施形態では、分離膜１９の面に沿って気体放電部を複数箇所形成できる。
【００７０】
（第５実施形態）
図９は第５実施形態による浄化部１３の概要を示すものであり、第１実施形態による平面状（沿面放電型）の放電部１４を容器部１０ａの内側空間１０ｂ内に複数個並列配置している。より具体的には、平面状の放電部１４を分離膜１９の面と垂直な方向、換言すると、放電部１４の空間と通風域１８との境界部に対して垂直な方向に複数個並列配置している。
【００７１】
なお、第５実施形態の各放電部１４において、放電電極１４ａと対向電極１４ｂとを誘電体（電気絶縁体）からなる平板状の誘電層１４ｃの表裏両側に配置している構成は第１実施形態と同じである。
【００７２】
（第６実施形態）
図１０は第６実施形態による浄化部１３の概要を示すものであり、放電部１４を円筒型に構成している。具体的には、円筒構造の最内周部に円筒形状からなる対向電極１４ｂを配置し、この対向電極１４ｂの外周側に円筒形状からなる誘電層１４ｃを配置し、そして、この誘電層１４ｃの外周側にメッシュ形状等の通気性形状を有する放電電極１４ａを配置し、更に、この放電電極１４ａの外周側、すなわち、最外周部に円筒形状からなる分離膜１９を配置している。従って、第６実施形態では円筒形状からなる分離膜１９の外周側の全域に通風域１８を形成できる。
【００７３】
第６実施形態によると、円筒形状からなる放電電極１４ａの円周方向の全周に気体放電部を形成して、分離膜１９の円周方向の全周から活性酸素種を空気流れに拡散できる。その結果、活性酸素種と空気流れ中の悪臭、有害成分との接触面積を拡大でき、悪臭、有害成分の浄化性能を向上できる。
【００７４】
なお、円筒形状からなる誘電層１４ｃの軸方向（図１０の紙面垂直方向）の両端部には、径外方側（分離膜１９側）へ突き出す円環状の突出部（図示せず）を一体成形し、この突出部の外周面上に分離膜１９を配置している。
【００７５】
これにより、誘電層１４ｃと放電電極１４ａとの間の気体放電部の軸方向両端部を密封して、この軸方向両端部からオゾンが空気流れに拡散することを防止できる。従って、円筒形状からなる誘電層１４ｃの円環状の突出部は図３の平板形状からなる誘電層１４ｃの突出部１４ｃ−１に相当する役割を果たすことになる。
【００７６】
（第７実施形態）
図１１は第７実施形態による浄化部１３の概要を示すものであり、第６実施形態と同様に放電部１４を円筒型に構成している。具体的には、円筒構造の中心部に円筒軸方向（図１１の紙面垂直方向）に延びる線状の放電電極１４ａを配置し、この線状の放電電極１４ａを中心とする所定の曲率半径の位置にメッシュ形状等の通気性形状を有する円筒形状からなる対向電極１４ｂを配置し、更に、この対向電極１４ｂの外周側、すなわち、最外周部に円筒形状からなる分離膜１９を配置している。
【００７７】
なお、図１１には図示していないが、線状の放電電極１４ａと円筒形状からなる対向電極１４ｂとの間の気体放電部の軸方向両端部に円筒状の対向電極１４ｂと同等の曲率半径を有する円板状の蓋部材（図示せず）を配置し、この円板状蓋部材の外周面を分離膜１９に接触させている。
【００７８】
これにより、気体放電部の軸方向両端部が通風域１８に直接開口することを防止できるので、気体放電部のオゾンが気体放電部の軸方向両端部から空気流れに直接拡散することを防止できる。
【００７９】
第７実施形態においても、円筒構造の中心部に位置する線状の放電電極１４ａと円筒形状からなる対向電極１４ｂとの間の気体放電部にて発生する活性酸素種を分離膜１９の円周方向の全周から通風域１８の空気流れに拡散して、悪臭、有害成分の浄化性能を向上できる。
【００８０】
なお、第６、第７実施形態では、通風域１８の空気を円筒形状からなる分離膜１９の径方向に流すことを図１０、図１１の矢印にて図示しているが、通風域１８の空気を円筒形状からなる分離膜１９の軸方向（図１０、図１１の紙面垂直方向）に流してもよい。
【００８１】
（第８実施形態）
上記した第１〜第５実施形態では、通風域１８の空気を平面状の分離膜１９の面に沿って流す場合を説明したが、図１２に示す第８実施形態のように、通風域１８の空気を平面状の分離膜１９の面に対して垂直な方向から流すようにしてもよい。
【００８２】
（第９実施形態）
図１３は第９実施形態であり、上記した第１〜第５実施形態による平面状の分離膜１９を有する浄化部１３を複数セット積層配置するとともに、各浄化部１３の分離膜１９を所定間隙隔てて対向配置し、この両分離膜１９相互間の間隙を通風域１８として構成している。
【００８３】
これにより、通風域１８の空気を対向配置される両分離膜１９に接触させることができる。そのため、両分離膜１９から拡散する活性酸素種と空気流れ中の悪臭、有害成分との接触面積を拡大でき、浄化性能を向上できる。
【００８４】
（第１０実施形態）
図１４は第１０実施形態であり、上記した第１〜第５実施形態による平面状の分離膜１９を有する浄化部１３を複数セット積層配置するとともに、各浄化部１３において、放電部１４の厚み方向の両面に分離膜１９を配置するものである。
【００８５】
これにより、各浄化部１３の厚み方向の両面にそれぞれ通風域１８を形成し、各分離膜１９から拡散する活性酸素種と空気流れ中の悪臭、有害成分との接触面積をより一層拡大できる。
【００８６】
なお、第１０実施形態では１つの放電部１４を共用して表裏両面の分離膜１９を配置することになるが、その際の放電部１４の具体的構成としては、例えば、１つの放電部１４の厚み方向の中心部に線状または針状の放電電極１４ａを配置し、そして、放電部１４の厚み方向のうち両端側（分離膜１９側）の部位にメッシュ形状等の通気性形状を有する平面状の対向電極１４ｂを配置すればよい。
【００８７】
（第１１実施形態）
図１５は第１１実施形態であり、第１実施形態の図４に対応する図である。第１１実施形態では分離膜１９の外面、すなわち、通風域１８に接する面に活性酸素種を保持（蓄積）する触媒層２１を形成している。
【００８８】
この触媒層２１は、触媒物質と、この触媒物質を担持（付着）する担体とから構成される。この担体は、多孔質構造体、ハニカム構造体、ウール状（繊維状）構造体、織布、不織布等のように微細な空隙部を持つ形態のものを使用し、この微細な空隙部を利用して触媒物質を担持する。
【００８９】
なお、触媒層２１の担体の形状は分離膜１９の形状に沿うように形成される。従って、図１５のように分離膜１９の形状が平面状であれば、担体の形状も平面状とし、図１０、図１１のように分離膜１９の形状が円筒状であれば、担体の形状も円筒状とすればよい。
【００９０】
一方、触媒物質の具体的材質例としては、活性酸素種を一時的に保持（蓄積）する作用を果たすものとして次のようなものが好適である。すなわち、
（１）マンガン、鉄、アルミニュウムの酸化物、およびこれらを１つの化合物として複合化した複合酸化物
（２）上記（１）の触媒物質に対して、コバルト、銅、ニッケル、マグネシウム、ジルコニウム、亜鉛、セリウム、カルシウム、リチウムの酸化物を単独または複数種添加し混合したもの、あるいは前記各種酸化物と上記（１）の触媒物質との複合酸化物
（３）セピオライト、およびセピオライトと上記（１）または（２）の触媒物質との複合酸化物
第１１実施形態によると、分離膜１９の外面に触媒層２１を形成して、この触媒層２１の触媒物質の作用により活性酸素種を一時的に保持（蓄積）するようにしているから、触媒層２１の表面に活性酸素種を高密度に蓄積することができる。これにより、通風域１８の空気流れ中の悪臭、有害成分と活性酸素種との接触確率を増大でき、浄化性能をより一層向上できる。
【００９１】
なお、第１１実施形態では、触媒層２１を、触媒物質と、この触媒物質を担持（付着）する担体とから構成しているが、触媒層２１の触媒物質を分離膜１９の外面上に直接担持（付着）させるようにしてもよい。このようにすれば、触媒層２１独自の担体を設定する必要がなくなる。
【００９２】
（第１２実施形態）
上記した第１〜第１１実施形態では、すべて、空気流れ中の酸素分子を放電エネルギーにより解離して活性酸素種を発生する放電式の浄化部１３について説明したが、活性酸素種を発生する手段としては、放電エネルギーによらず、波長１８５ｎｍ以下の光（紫外線域の光）を空気に放射することによっても酸素分子を解離して活性酸素種を発生することができる。
【００９３】
第１２実施形態はこのような光放射方式の浄化部１３に関するものであり、図１６に示すように、容器部１０ａの内側空間１０ｂに波長１８５ｎｍ以下の光（紫外線域の光）を放射する光放射部２２を配置している。この光放射部２２は具体的には紫外線ランプを用いて構成でき、制御装置２２ａにより光放射部２２の作動を制御するようになっている。
【００９４】
そして、容器部１０ａの開口端面には第１〜第１１実施形態と同じ細孔２０を持つ分離膜１９を配置して、容器部１０ａの開口端面を分離膜１９により覆うようになっている。これにより、通風域１８の領域と容器部１０ａの内側空間１０ｂ、すなわち、光放射空間とを分離膜１９により仕切る。
【００９５】
第１２実施形態によると、光放射部２２に通電して、この光放射部２２から紫外線域の光を放射することによって容器部１０ａの内側空間１０ｂ内の酸素分子を解離する。これにより、内側空間１０ｂ内に活性酸素種とオゾンが発生する。
【００９６】
その際、オゾンの流出拡散は分離膜１９により抑制して、活性酸素種を分離膜１９の細孔２０を通して通風域１８側へ優先的に流出、拡散させる。
【００９７】
これにより、第１２実施形態においても第１〜第１１実施形態と同様に、浄化部１３の下流側へのオゾンの拡散を抑制しつつ、活性酸素種によって空気中の悪臭、有害成分を無臭、無害化できる。従って、光放射部２２を高出力化して必要な空気浄化性能を確保することと、オゾンの流出抑制とを良好に両立できる。
【００９８】
なお、図１６には第１１実施形態による触媒層２１を図示していないが、第１２実施形態においても第１１実施形態による触媒層２１を分離膜１９に組み合わせてもよい。これにより、光放射方式の浄化部１３においても、活性酸素種の高密度な蓄積による浄化性能の向上を達成できる。
【００９９】
次に、第１〜第１１実施形態における放電部１４および第１２実施形態における光放射部２２の作動制御方式について説明すると、第１は、放電部１４の放電作用または光放射部２２の光放射作用を所定出力にて、空気浄化中の間、維持する方式である。
【０１００】
第２は、空気浄化作用の開始前、あるいは空気浄化作用の開始当初の所定時間の間、放電部１４の放電作用または光放射部２２の光放射作用を所定出力にて行い、その後は、放電部１４の放電作用または光放射部２２の光放射作用の出力を微小レベルまで低下するか、あるいは放電部１４の放電作用または光放射部２２の光放射作用を停止する方式である。
【０１０１】
第２の方式の場合は、特に第１１実施形態による触媒層２１を分離膜１９に組み合わせる構成を採用すると、触媒層２１が活性酸素種の高密度な蓄積作用を果たすため、放電作用や光放射作用を停止した後、１時間程度は空気浄化作用を維持することができ、好都合である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す概略断面図である。
【図２】第１実施形態の浄化部の概略図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態の浄化部の具体的構成を示す概略断面図。（ｂ）は（ａ）に示す分離膜の一部拡大断面図である。
【図４】第１実施形態の浄化作用の説明図である。
【図５】第２実施形態の浄化部の具体的構成を示す概略断面図である。
【図６】第２実施形態の放電電極の具体的構成を示す正面図である。
【図７】第３実施形態の浄化部の具体的構成を示す概略断面図である。
【図８】第４実施形態の浄化部の具体的構成を示す概略断面図である。
【図９】第５実施形態の浄化部の具体的構成を示す概略断面図である。
【図１０】第６実施形態の浄化部の具体的構成を示す概略断面図である。
【図１１】第７実施形態の浄化部の具体的構成を示す概略断面図である。
【図１２】第８実施形態の浄化部の配置構成を示す概略断面図である。
【図１３】第９実施形態の浄化部の配置構成を示す概略断面図である。
【図１４】第１０実施形態の浄化部の配置構成を示す概略断面図である。
【図１５】第１１実施形態の浄化作用の説明図である。
【図１６】第１２実施形態の浄化部の具体的構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１３…浄化部、１４…放電部、１８…通風域、１９…分離膜、２０…細孔。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2005013840.tif 000016
【図１５】
2005013840.tif 000017
【図１６】
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