(57)【要約】      （修正有）【課題】より小型化することができる、あるいは、より圧力損失を低減することができる空気浄化装置を提供する。【解決手段】筐体１５０内に正電極１１０と負電極１２０と光触媒モジュール１３０とオゾン分解触媒モジュール１４０を備え、正電極および負電極の少なくともいずれかと光触媒モジュールとオゾン分解触媒モジュールとは被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置され、被処理体が有する被分解物質は正電極と負電極との間に電圧が印加されることで発生する放電の光により活性化した光触媒の作用と放電の際に発生するオゾンがオゾン分解触媒により還元される際に発生する酸素ラジカルとの反応とに基づいて分解される。【選択図】図１
2013070710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を呈する基材を有する正電極と、
導電性を呈する基材を有する負電極と、
基体を有し、前記基体の表面に光触媒が担持された光触媒モジュールと、
基体を有し、前記基体の表面にオゾン分解触媒が担持されたオゾン分解触媒モジュールと、
前記正電極と前記負電極との間に電圧を印加する電源部と、
前記正電極と前記負電極と前記光触媒モジュールと前記オゾン分解触媒モジュールとを内蔵する筐体と、
を備え、
前記正電極および前記負電極の少なくともいずれかと、前記光触媒モジュールと、前記オゾン分解触媒モジュールと、は、被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置され、
前記被処理体が有する被分解物質は、前記正電極と前記負電極との間に電圧が印加されることで発生する放電の光により活性化した前記光触媒の作用と、前記放電の際に発生するオゾンが前記オゾン分解触媒により還元される際に発生する酸素ラジカルとの反応と、に基づいて分解される空気浄化装置。
【請求項２】
前記正電極および前記負電極は、前記基材の表面に被覆された誘電体をさらに有する請求項１記載の空気浄化装置。
【請求項３】
前記正電極および前記負電極のいずれか一方は、前記基材の表面に被覆された誘電体をさらに有し、
前記正電極および前記負電極のいずれか他方は、前記基材が露出してなる請求項１記載の空気浄化装置。
【請求項４】
前記正電極の基材は、板状であり、
前記負電極の基材は、板状であり、
前記正電極および前記負電極は、前記正電極の側面と、前記負電極の側面と、が対向した状態で保持された請求項１〜３のいずれか１つに記載の空気浄化装置。
【請求項５】
導電性を呈する基材を有する正電極と、
基体を有し、前記基体の表面に光触媒が担持された光触媒モジュールと、
基体を有し、前記基体の表面にオゾン分解触媒が担持されたオゾン分解触媒モジュールと、
前記正電極とオゾン分解触媒モジュールとの間に電圧を印加する電源部と、
前記正電極と前記光触媒モジュールと前記オゾン分解触媒モジュールとを内蔵する筐体と、
を備え、
前記正電極と、前記光触媒モジュールと、前記オゾン分解触媒モジュールと、は、被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置され、
前記被処理体が有する被分解物質は、前記正電極と前記オゾン分解触媒モジュールとの間に電圧が印加されることで発生する放電の光により活性化した前記光触媒の作用と、前記放電の際に発生するオゾンが前記オゾン分解触媒により還元される作用と、に基づいて分解される空気浄化装置。
【請求項６】
前記正電極は、前記基材の表面に被覆された誘電体をさらに有する請求項５記載の空気浄化装置。
【請求項７】
前記基材は、板状であり、
前記正電極は、前記正電極の主面が前記被処理体の流動方向に対して垂直となる状態で保持された請求項５または６に記載の空気浄化装置。
【請求項８】
前記光触媒モジュールが有する基体と、前記オゾン分解触媒モジュールが有する基体と、が共有化されてなる請求項１〜７のいずれか１つに記載の空気浄化装置。
【請求項９】
前記誘電体は、ガラスおよびセラミックの少なくともいずれかを含む請求項２、３、および６のいずれか１つに記載の空気浄化装置。
【請求項１０】
前記誘電体は、ガラスを含み電気泳動法により前記基材の表面に被覆されてなる請求項２、３、および６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】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、空気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中の分解対象物質を除去し、空気の清浄化あるいは脱臭を行う空気浄化装置がある。例えば、放電型光触媒による空気浄化装置は、放電電極に高電圧を印加して放電を生じさせ、その際に生ずる紫外光により光触媒を活性化させて分解対象物質を分解する。このような空気浄化装置では一般的に、光触媒および光触媒の担持体は、放電電極の放電により生ずる光を有効に利用するために正電極と負電極との間に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４０５３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、より小型化することができる、あるいは、より圧力損失を低減することができる空気浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施態様によれば、正電極と、負電極と、光触媒モジュールと、オゾン分解触媒モジュールと、電源部と、筐体と、を備えた空気浄化装置が提供される。前記正電極は、導電性を呈する基材を有する。前記負電極は、導電性を呈する基材を有する。前記光触媒モジュールは、基体を有し、前記基体の表面に光触媒が担持されてなる。前記オゾン分解触媒モジュールは、基体を有し、前記基体の表面にオゾン分解触媒が担持されてなる。前記電源部は、前記正電極と前記負電極との間に電圧を印加する。前記筐体は、前記正電極と前記負電極と前記光触媒モジュールと前記オゾン分解触媒モジュールとを内蔵する。前記正電極および前記負電極の少なくともいずれかと、前記光触媒モジュールと、前記オゾン分解触媒モジュールと、は、被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置されている。前記被処理体が有する被分解物質は、前記正電極と前記負電極との間に電圧が印加されることで発生する放電の光により活性化した前記光触媒の作用と、前記放電の際に発生するオゾンが前記オゾン分解触媒により還元される際に発生する酸素ラジカルとの反応と、に基づいて分解される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
【図２】本発明の他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
【図３】本発明のさらに他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
【図４】本発明のさらに他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置の具体例を例示する分解模式図である。
【図７】本具体例の第１のケースを表す分解模式図である。
【図８】本具体例の放電ユニットを表す分解模式図である。
【図９】本具体例の電極部を表す分解模式図である。
【図１０】本具体例の第２のケースを表す分解模式図である。
【図１１】電極部と電源部との接続部を表す拡大模式図である。
【図１２】本具体例の電源部の内部構造を表す断面模式図である。
【図１３】基板ケースの固定構造を説明するための斜視模式図である。
【図１４】本具体例の電源基板の回路図である。
【図１５】本具体例の電源基板の実装面を表す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
図１は、本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
【０００８】
本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置１００は、正電極１１０と、負電極１２０と、光触媒モジュール１３０と、オゾン分解触媒モジュール１４０と、電源部１７０と、を備える。図１に表した矢印Ａ１のように、例えば空気などの被処理体は、空気浄化装置１００の上方から下方へ向かって流れる。本願明細書においては、説明の便宜上、被処理体の上流側の方向を上方とし、被脱臭体の下流側の方向を下方とする。
【０００９】
正電極１１０および負電極１２０と、光触媒モジュール１３０と、オゾン分解触媒モジュール１４０と、は、被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置されている。これによれば、光触媒モジュール１３０が正電極１１０と負電極１２０との間に設けられた場合と比較して、正電極１１０と負電極１２０との間の距離を短くすることができる。そうすると、放電に必要な電圧（放電電圧）を低減することができる。これにより、電源部１７０および空気浄化装置１００を、より小型化することができる。また、消費電力を低減することができる。
【００１０】
筐体１５０は、正電極１１０と、負電極１２０と、光触媒モジュール１３０と、オゾン分解触媒モジュール１４０と、を内蔵する。あるいは、筐体１５０は、電源部１７０を内蔵してもよい。図１に表したように、筐体１５０の上下面は、網状となっている。つまり、筐体１５０は、上方から下方へ向けて被処理体を通過させることができる。
【００１１】
正電極１１０は、板状を有し、例えばホーロー基板などと呼ばれる基板により形成されている。すなわち、図１に表したように、正電極１１０は、基材１１１と、誘電体１１３と、を有する。基材１１１は、金属などの導電性を有する材料により形成されている。誘電体１１３は、セラミックやガラスを含む材料により形成され、基材１１１の表面を被覆している。ここで、本願明細書において、「ガラス」とは、ケイ酸塩を含む材料により形成された物質をいうものとする。
【００１２】
誘電体１１３は、ガラスを含む場合には、例えば電気泳動法などにより基材１１１の表面にコーティングされ、その後に焼結されてなる。誘電体１１３が電気泳動法により基材１１１の表面にコーティングされた場合には、誘電体１１３の膜厚は、基材１１１の表面の全面に亘って略均一となる。誘電体１１３の膜厚は、基材１１１が変形しても誘電体１１３が追従し亀裂を生じないような厚み、例えば約１００μｍ（マイクロメートル）〜１５０μｍ程度であることがより望ましい。但し、誘電体１１３の膜厚は、これだけに限定されるわけではない。また、正電極１１０がホーロー基板である場合には、基材１１１は、誘電体１１３を焼結する際に誘電体１１３と基材１１１との間の膨張率の違いにより誘電体１１３に亀裂が生じないように、ホーロー基板用金属により形成されることがより望ましい。
【００１３】
負電極１２０は、正電極１１０と同様に、板状を有し、例えばホーロー基板などと呼ばれる基板により形成されている。すなわち、図１に表したように、負電極１２０は、基材１２１と、誘電体１２３と、を有する。基材１２１および誘電体１２３は、正電極１１０に関して前述した基材１１１および誘電体１１３とそれぞれ同様である。
【００１４】
なお、正電極１１０および負電極１２０は、ホーロー基板に限定されるわけではない。正電極１１０および負電極１２０は、例えばセラミックなどの誘電体の表面に金属を含有するペーストが印刷され、その印刷されたペーストが絶縁膜で被覆されたものでもよい。
【００１５】
図１に表したように、正電極１１０および負電極１２０は、互いの板厚面１１５、１２５が対向した状態で図示しない保持部材により保持されている。ここで、本願明細書において「板厚面」とは、基板の板厚を形成する面をいうものとする。つまり、「板厚面」とは、板状の基板の主面と交差する側面を意味する。なお、正電極１１０および負電極１２０を保持あるいは支持する保持部材については、後に詳述する。
【００１６】
電源部１７０は、正電極１１０および負電極１２０と電気的に接続され、正電極１１０と負電極１２０との間に電圧を供給できる。電源部１７０が正電極１１０と負電極１２０との間に高電圧を供給すると、正電極１１０と負電極１２０との間に放電が生ずる。このとき、正電極１１０の基材１１１と、負電極１２０の基材１２１と、の間に誘電体１１３、１２３が介在するため、正電極１１０と負電極１２０との間において誘電体バリア放電が生ずる。この放電により空気中の酸素分子が解離し、他の酸素分子と再結合することでオゾンが発生する。
【００１７】
オゾン分解触媒モジュール１４０は、例えば主としてアルミニウムを含む材料により形成され、ハニカム形状を有する。基体（例えばアルミニウムなど）の表面には、オゾン分解触媒が担持されている。オゾン分解触媒モジュール１４０は、正電極１１０と負電極１２０との間の放電により発生したオゾンや空気中に含まれる臭気成分（被分解物質）や有害物質（被分解物質）などを吸着することができる。正電極１１０と負電極１２０との間の放電により発生したオゾンは、オゾン分解触媒モジュール１４０により吸着され還元される際に発生する酸素ラジカルとの反応に基づいて、オゾン分解触媒モジュール１４０の表面近傍に存在する気体中に含まれる臭気成分や有害物質などを分解することができる。また、正電極１１０と負電極１２０との間の放電により発生したオゾンは、オゾン分解触媒モジュール１４０に吸着された臭気成分や有害物質などを分解し、オゾン分解触媒モジュール１４０から脱離させることができる。そのため、オゾン分解触媒モジュール１４０に吸着された臭気成分や有害物質などが残存し続けることを抑制することができる。これにより、オゾン分解触媒モジュール１４０の寿命を向上させることができる。
【００１８】
光触媒モジュール１３０は、オゾン分解触媒モジュール１４０の基体（例えばアルミニウムなど）の表面に光触媒を担持されてなる。つまり、本実施形態にかかる空気浄化装置１００では、オゾン分解触媒モジュール１４０の基体と、光触媒モジュール１３０の基体と、が共有化されている。これにより、空気浄化装置１００の小型化や、薄型化や、圧力損失の低減などを図ることができる。
【００１９】
正電極１１０と負電極１２０との間に放電が生ずる際には、例えば紫外光などの光が発生する。正電極１１０と負電極１２０との間の放電により発生した光は、光触媒モジュール１３０の光触媒を活性化させる。そして、活性化した光触媒の作用により、光触媒モジュール１３０の表面に吸着した臭気成分や有害物質などを分解することができる。そのため、臭気成分や有害物質などの分解性能をより向上させることができる。
【００２０】
光触媒モジュール１３０は、正電極１１０および負電極１２０よりも被処理体の流動方向の下流側に配置されている。これにより、臭気成分や有害物質などの分解性能をさらに向上させることができる。すなわち、臭気成分や有害物質は、まず、正電極１１０と負電極１２０との間の放電により発生したオゾンにより分解される。その後、臭気成分や有害物質は、下流側すなわち光触媒モジュール１３０の側へ流動し、活性化した光触媒モジュール１３０の光触媒の作用によりさらに分解される。これにより、臭気成分や有害物質をより効率的に分解することができる。
【００２１】
前述したように、正電極１１０の板厚面１１５と、負電極１２０の板厚面１２５と、は、互いに対向している。つまり、正電極１１０および負電極１２０の主面が互いに対向した場合と比較して、正電極１１０と負電極１２０の両電極間に加わる電圧が同じであれば、両電極間の電界はより強くなる。また、同じ電界強度を得るために要する電圧は低くなる。したがって、放電開始電圧は低くなり、より低い電圧でオゾンを発生させることができる。
【００２２】
また、正電極１１０の板厚面１１５と、負電極１２０の板厚面１２５と、が互いに対向しているため、正電極１１０および負電極１２０の主面と並行する方向に発生したオゾンは、より広い範囲に拡散する。さらに、空気浄化装置１００を小型化および薄型化することができる。そして、圧力損失の低減を図ることができる。
【００２３】
板厚面１１５、１２５と並行する方向（上下方向：図１参照）と比較すると、正電極１１０および負電極１２０の主面と並行する方向には、反りなどの変形が生じにくい。そのため、正電極１１０と、負電極１２０と、の間の距離Ｄ１は、より安定し略一定に保たれる。これにより、放電が均一になりやすく、より安定的となる。なお、正電極１１０と、負電極１２０と、の間の距離Ｄ１は、電源の適正負荷容量ならびに、放電開始電界を考慮し適宜設定される。
【００２４】
前述したように、誘電体１１３、１２３が電気泳動法により基材１１１、１２１の表面にそれぞれコーティングされた場合には、誘電体１１３、１２３の膜厚は、基材１１１、１２１の表面の全面に亘ってそれぞれ略均一となる。そうすると、正電極１１０と、負電極１２０と、の間の距離Ｄ１は、略一定になりなやすい。これにより、放電が均一になりやすく、より安定的となる。
【００２５】
また、前述したように、基材１１１、１２１の表面は、誘電体１１３、１２３によりそれぞれ被覆されている。そのため、放電により発生したオゾンと、基材１１１、１２１と、の接触が抑制される。そのため、基材１１１、１２１の表面が酸化することを抑制することができる。これによれば、基材１１１、１２１が酸化することで放電が不均一になったり、あるいは基材１１１、１２１に由来する金属が被処理体（例えば空気など）に混入することを抑制することができる。また、高電圧が印加された基材１１１、１２１が誘電体１１３、１２３によりそれぞれ保護されているため、アーク放電の発生を抑制し、塵や埃や結露水などの付着による電気回路の短絡を抑制することができる。つまり、電気的信頼性を向上させることができる。さらに、基材１１１、１２１の表面が酸化することを抑制できるため、正電極１１０および負電極１２０の寿命を向上させることができる。
【００２６】
さらに、高電圧が印加された基材１１１、１２１が誘電体１１３、１２３によりそれぞれ保護されているため、正電極１１０および負電極１２０の少なくともいずれかと、例えば筐体１５０などの他の周辺部材と、の間おいてアーク放電が発生することを抑制することができる。これにより、異常放電を抑制するための距離を縮小し、空気浄化装置１００全体の小型化および薄型化を図ることができる。そして、圧力損失の低減を図ることができる。
【００２７】
また、正電極１１０および負電極１２０のそれぞれの基材１１１、１２１は、金属などの導電性を有する材料により形成されているため、セラミックなどよりも高い強度を有する。そのため、正電極１１０および負電極１２０の強度を向上させることができる。さらに、ガラスを含む誘電体１１３、１２３により被覆された基材１１１、１２１は、セラミックよりも高い延性を有する。そのため、空気浄化装置１００の組立工程において、正電極１１０や負電極１２０が破損することを抑制し、組立性を向上させることができる。
【００２８】
図２は、本発明の他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。  
本実施形態にかかる空気浄化装置１００ａでは、正電極１１０の基材１１１の表面は、誘電体１１３により被覆されている一方で、負電極１２０の基材１２１の表面は、誘電体１２３により被覆されていない。つまり、負電極１２０の基材１２１は、露出している。放電によりオゾンが発生するため、負電極１２０の基材１２１は、アルミニウムやステンレスや防錆処理が施された金属などにより形成されることがより望ましい。その他の構造は、図１に関して前述した空気浄化装置１００の構造と同様である。
【００２９】
本実施形態によれば、負電極１２０の構造の簡略化を図ることができる。これにより、空気浄化装置１００ａの構造の簡略化および組立性のさらなる向上を図ることができる。なお、図２に表した空気浄化装置１００ａでは、正電極１１０の基材１１１の表面は、誘電体１１３により被覆されている一方で、負電極１２０の基材１２１の表面は、誘電体１２３により被覆されていないが、これだけに限定されるわけではない。例えば、負電極１２０の基材１２１の表面が誘電体１２３により被覆されている一方で、正電極１１０の基材１１１の表面が誘電体１１３により被覆されていなくともよい。
【００３０】
一方、図１に関して前述した空気浄化装置１００では、正電極１１０および負電極１２０の基材１１１、１２１のそれぞれの表面に誘電体１１３、１２３がそれぞれ形成されている。そのため、基材１１１と基材１２１との間に介在する誘電体１１３、１２３の膜厚は、図２に表した空気浄化装置１００ａにおける誘電体１１３の膜厚よりも厚い。これにより、放電による絶縁破壊をより抑制することができ、正電極１１０および負電極１２０の寿命を向上させることができる。また、正電極１１０および負電極１２０のいずれか一方の誘電体に亀裂などの欠陥が生じた場合でも、他方の誘電体に欠陥がなければ空気浄化装置１００の動作に支障はない。これにより、電気的信頼性をより向上させることができる。
【００３１】
図３は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。  
本実施形態にかかる空気浄化装置１００ｂでは、正電極１１０の基材１１１の表面は、誘電体１１３により被覆されている。また、負電極１２０の基材１２１の表面は、誘電体１２３により被覆されている。
【００３２】
図３に表したように、正電極１１０および負電極１２０は、互いの主面１１６、１２６が対向した状態で図示しない保持部材により保持されている。その他の構造は、図１に関して前述した空気浄化装置１００の構造と同様である。
【００３３】
本実施形態によれば、正電極１１０および負電極１２０が被処理体の流動を阻害することを抑制することができる。すなわち、被処理体が正電極１１０および負電極１２０の近傍を通過する際の通気抵抗や圧力損失を低減することができる。
【００３４】
なお、正電極１１０の板厚面１１５および負電極１２０の板厚面１２５の少なくともいずれかには、板厚面１１５、１２５から突出した例えば棘や針などのような尖形部や凸部がそれぞれ形成されていてもよい。これによれば、正電極１１０と、負電極１２０と、の間の距離Ｄ１が略一定に保たれやすい。すなわち、尖形部や凸部が正電極１１０の板厚面１１５設けられた場合には、尖形部の尖端と、負電極１２０の板厚面１２５と、の間の距離が略一定に保たれやすい。また、凸部の頂面と、負電極１２０の板厚面１２５と、の間の距離が略一定に保たれやすい。そのため、放電が均一になりやすく、より安定的となりやすい。また、電界が凸部や尖形部に集中しやすく、より強くなりやすい。そして、より強い電界が凸部や尖形部から放電しやすい。そのため、オゾンが発生しやすい。また、放電が起こりやすくなるため、放電に必要な電圧を低減することができる。そのため、消費電力を低減することができる。  
また、正電極１１０および負電極１２０は、板状ではなくワイヤ状を有していてもよい。これらは、図１および図２に関して前述した空気浄化装置１００、１００ａについても同様である。
【００３５】
図４は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。  
本実施形態にかかる空気浄化装置１００ｃは、正電極１１０と、光触媒モジュール１３０と、オゾン分解触媒モジュール１４０と、電源部１７０と、を備える。つまり、図１〜図３に関して前述した負電極１２０は、設けられていない。正電極１１０と、光触媒モジュール１３０と、オゾン分解触媒モジュール１４０と、は、被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置されている。
【００３６】
本実施形態のオゾン分解触媒モジュール１４０の基体は、金属などの導電性を有する材料により形成されている。そして、電源部１７０は、正電極１１０およびオゾン分解触媒モジュール１４０と電気的に接続され、正電極１１０とオゾン分解触媒モジュール１４０との間に電圧を供給できる。つまり、本実施形態のオゾン分解触媒モジュール１４０は、負電極として機能する。また、オゾン分解触媒モジュール１４０の上方に配置された光触媒モジュール１３０は、誘電体として機能する。
【００３７】
電源部１７０が正電極１１０とオゾン分解触媒モジュール１４０との間に高電圧を供給すると、正電極１１０とオゾン分解触媒モジュール１４０との間に放電が生ずる。このとき、正電極１１０の基材１１１と、オゾン分解触媒モジュール１４０と、の間に誘電体１１３および誘電体として機能する光触媒モジュール１３０が介在するため、正電極１１０とオゾン分解触媒モジュール１４０との間において誘電体バリア放電が生ずる。この放電により空気中の酸素分子が解離し、他の酸素分子と再結合することでオゾンが発生する。また、正電極１１０とオゾン分解触媒モジュール１４０との間に放電が生ずる際には、例えば紫外光などの光が発生する。
【００３８】
本実施形態によれば、空気浄化装置１００ｃの構造の簡略化および組立性のさらなる向上を図ることができる。また、分品点数を削減し、コスト低減を図ることができる。
【００３９】
図５は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。  
本実施形態にかかる空気浄化装置１００ｄは、正電極１１０ａと、オゾン分解触媒モジュール１４０と、電源部１７０と、を備える。つまり、図１〜図３に関して前述した負電極１２０は、設けられていない。光触媒モジュール１３０は、正電極１１０ａに設けられている。
【００４０】
すなわち、本実施形態の正電極１１０ａは、基材１１１と、誘電体１１３と、光触媒モジュール１３０と、を有する。基材１１１および誘電体１１３は、図１に関して前述した如くである。光触媒モジュール１３０は、誘電体１１３を被覆している。つまり、本実施形態の光触媒モジュール１３０は、誘電体１１３の表面に光触媒を担持されてなる。正電極１１０と、光触媒モジュール１３０と、オゾン分解触媒モジュール１４０と、は、被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置されている。言い換えれば、被処理体の流動方向の上流側から下流側へ向けて、正電極１１０と、光触媒モジュール１３０と、オゾン分解触媒モジュール１４０と、がこの順に存在する。その他の構造は、図４に関して前述した空気浄化装置１００ｃの構造と同様である。
【００４１】
本実施形態によれば、図４に関して前述した空気浄化装置１００ｃと比較して、光触媒モジュール１３０が基材１１１および誘電体１１３に近い位置に設けられているため、放電の際にはより強い光が発生し光触媒モジュール１３０に照射される。そのため、光触媒モジュール１３０の光触媒がより活性化する。これにより、臭気成分や有害物質などの分解性能をさらに向上させることができる。
【００４２】
次に、本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置の具体例について、図面を参照しつつ説明する。  
なお、以下では、図１に関して前述した空気浄化装置１００の具体例を例に挙げて説明する。  
図６は、本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置の具体例を例示する分解模式図である。
【００４３】
本具体例の空気浄化装置１００は、筐体１５０と、放電ユニット１８０と、光触媒モジュール１３０と、オゾン分解触媒モジュール１４０と、を備える。筐体１５０は、第１のケース１５１と、第２のケース１５５と、を有する。図６に表した矢印Ａ１のように、被処理体は、第１のケースの側から第２のケースの側へ向かって流れる。
【００４４】
放電ユニット１８０は、電極部１６０と、電源部１７０と、を有する。電極部１６０には、正電極１１０（図９参照）および負電極１２０（図９参照）が設けられている。  
図１に関して前述したように、オゾン分解触媒モジュール１４０は、例えば主としてアルミニウムを含む材料により形成され、ハニカム形状を有する。基体（例えばアルミニウムなど）の表面には、オゾン分解触媒が担持されている。
【００４５】
光触媒モジュール１３０は、オゾン分解触媒モジュール１４０の基体（例えばアルミニウムなど）の表面に光触媒を担持されてなる。つまり、本具体例の空気浄化装置１００では、オゾン分解触媒モジュール１４０の基体と、光触媒モジュール１３０の基体と、が共有化されている。これにより、空気浄化装置１００の小型化や、薄型化や、圧力損失の低減などを図ることができる。  
正電極１１０および負電極１２０と、光触媒モジュール１３０と、オゾン分解触媒モジュール１４０と、は、被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置されている。
【００４６】
図７は、本具体例の第１のケースを表す分解模式図である。  
第１のケース１５１は、第１の筐体１５２と、遮蔽体１５３と、を有する。遮蔽体１５３は、第１の筐体１５２に固定されている。  
遮蔽体１５３は、放電ユニット１８０の放電により発生する電磁波を遮蔽することができる。つまり、遮蔽体１５３は、グランドに導通されている。また、遮蔽体１５３は、比較的大きい塵や埃を捕集する機能を有する。さらに、遮蔽体１５３は、オゾン分解触媒モジュール１４０を保護し、オゾン分解触媒モジュール１４０が例えば外力などにより変形することを抑制することができる。
【００４７】
図８は、本具体例の放電ユニットを表す分解模式図である。  
また、図９は、本具体例の電極部を表す分解模式図である。
【００４８】
図６に関して前述したように、放電ユニット１８０は、電極部１６０と、電源部１７０と、を有する。電源部１７０は、第１の基板ケース１７１と、第２の基板ケース１７３と、電源基板１７５と、を有する。電源基板１７５は、第１の基板ケース１７１と第２の基板ケース１７３との間に挟設され固定されている。また、電源基板１７５は、正電極１１０および負電極１２０と電気的に接続されている。電源基板１７５には、トランスなどの昇圧素子（図示せず）が設けられている。昇圧素子は、入力された電圧を上昇させて正電極１１０と負電極１２０との間に印加することができる。
【００４９】
電極部１６０は、正電極１１０と、負電極１２０と、保持部材１９０と、を有する。正電極１１０は、一端部において導通部１１７を有する。放電の際に基材１１１に電気を導通させるため、誘電体１１３は、導通部１１７には形成されていない。言い換えれば、導通部１１７には、ホーロー層が形成されておらず、金属などの導電性を有する材料が露出している。導通部１１７においては、正電極１１０の製造工程において例えばマスクなどにより誘電体１１３が形成されなくともよいし、正電極１１０の製造後に誘電体１１３が除去されてもよい。なお、焼結の際に基材１１１の表面に酸化層が生ずる場合には、その酸化層を除去することがより望ましい。
【００５０】
負電極１２０は、正電極１１０と同様に、一端部において導通部１２７を有する。負電極１２０の導通部１２７の構造や形成方法については、正電極１１０の導通部１１７の構造や形成方法と同様である。
【００５１】
導通部１１７、１２７には、金属などの導電性を有する材料が露出した状態で高電圧が印加される。そのため、導通部１１７と導通部１２７との間において、放電が発生する可能性がある。放電は、図８および図９に表した放電部１６１のように、正電極１１０と負電極１２０とが例えば約０ｍｍ〜１ｍｍ程度にまで近接した部分で発生することが望ましい。放電部１６１では、正電極１１０と負電極１２０とが一定の距離を維持しつつ延在している。そのため、正電極１１０の導通部１１７と、負電極１２０の導通部１２７と、の間には、放電部１６１における電極間距離Ｄ１（図１参照）よりも長い距離を設ける必要がある。正電極１１０の導通部１１７と、負電極１２０の導通部１２７と、の間の距離は、例えば約１５ｍｍ程度である。但し、導通部１１７と導通部１２７との間の距離は、これだけに限定されず、供給電圧に応じて適宜設定されることがより望ましい。また、電源部１７０からの供給形態によっては、沿面放電が発生する場合がある。この場合には、さらに沿面距離を確保する必要がある。このとき、沿面距離を確保する方向は、正電極１１０および負電極１２０の長手方向および短手方向のいずれの方向でもよい。
【００５２】
放電部１６１における板厚面１１５（図１参照）と板厚面１２５（図１参照）との間の距離Ｄ１は、導通部１１７と導通部１２７との間の距離よりも短い。そのため、図８および図９に表したように、正電極１１０および負電極１２０は、導通部１１７、１２７から放電部１６１に向かって傾斜した部分を有する。傾斜の角度が緩やかであるほど、正電極１１０および負電極１２０の製造時の取り数は、より増加する。これにより、コスト低減を図ることができる。一方、傾斜の角度が急になるほど、放電するエリアが拡大する。これにより、発生するオゾンの範囲が拡大される。
【００５３】
正電極１１０は、導通部１１７とは反対側に形成された端面１１９を有する。また、負電極１２０は、導通部１２７とは反対側に形成された端面１２９を有する。端面１１９、１２９において、金属などの導電性を有する材料が露出している場合には、導通部１１７、１２７に関して前述したように、端面１１９と端面１２９との間において放電が発生する可能性がある。そのため、図８および図９に表したように、正電極１１０の端面１１９と、負電極１２０の端面１２９と、の間には、放電部１６１における電極間距離Ｄ１よりも長い距離を設ける必要がある。正電極１１０の端面１１９と、負電極１２０の端面１２９と、の間の距離は、例えば約５ｍｍ程度である。但し、端面１１９と端面１２９との間の距離は、これだけに限定されず、供給電圧に応じて適宜設定されることがより望ましい。なお、端面１１９および端面１２９には、絶縁体が形成されていてもよい。  
正電極１１０および負電極１２０のその他の構造は、図１に関して前述した如くである。
【００５４】
保持部材１９０は、正電極１１０および負電極１２０を保持あるいは支持している。保持部材１９０は、上下に分割された第１の部材１９１と第２の部材１９３とを有し、正電極１１０および負電極１２０を挟設して保持あるいは支持する。但し、保持部材１９０は、これだけに限定されず、例えば輪状を有し、正電極１１０および負電極１２０の端部から中央部へスライドされて正電極１１０および負電極１２０を保持あるいは支持してもよい。保持部材１９０は、例えば樹脂やゴムなどの絶縁材料により形成されることがより望ましい。
【００５５】
保持部材１９０は、正電極１１０および負電極１２０を保持あるいは支持した状態において、中央部に空間を有する。保持部材１９０の中央部の空間は、正電極１１０および負電極１２０の放電部１６１の周辺に形成されている。これにより、正電極１１０と負電極１２０との間の放電による絶縁破壊や沿面放電が生ずることを抑制することができる。
【００５６】
図１に関して前述したように、第１のケース１５１の上面は、網状となっている。そのため、第１のケース１５１は、振動や荷重により撓みを生ずる場合がある。これに対して、本具体例の空気浄化装置１００では、保持部材１９０は、第１のケース１５１と光触媒モジュール１３０とに接触している。なお、前述したように、オゾン分解触媒モジュール１４０の基体と、光触媒モジュール１３０の基体と、は共有化されているため、保持部材１９０が光触媒モジュール１３０と接触することは、保持部材１９０がオゾン分解触媒モジュール１４０と接触することと同等である。
【００５７】
これにより、空気浄化装置１００全体の強度を向上させることができる。また、組立性およびメンテナンス性を向上させることができる。さらに、第１のケース１５１と、正電極１１０および負電極１２０と、間の距離が略一定に保たれるため、正電極１１０および負電極１２０の少なくともいずれかと、第１のケース１５１と、の間において異常放電が発生することを抑制することができる。これにより、電気的信頼性を向上させることができる。
【００５８】
図１０は、本具体例の第２のケースを表す分解模式図である。  
第２のケース１５５は、第２の筐体１５６と、遮蔽体１５７と、電源仕切板１５８と、を有する。遮蔽体１５７および電源仕切板１５８は、第２の筐体１５６に固定されている。遮蔽体１５７は、図７に関して前述した遮蔽体１５３と同様の機能を有する。
【００５９】
電源仕切板１５８は、放電ユニット１８０の電源部１７０をオゾン発生領域から隔離することができる。ここで、本願明細書において「オゾン発生領域」とは、被処理体の流路内の領域、あるいは被処理体の流動方向Ａ１にみたときのオゾン分解触媒モジュール１４０および光触媒モジュール１３０の少なくともいずれかの設置領域をいうものとする。また、電源仕切板１５８は、電源部１７０が有する電源基板１７５の側に塵や埃が進入することを抑制することができる。
【００６０】
図１１は、電極部と電源部との接続部を表す拡大模式図である。  
正電極１１０および負電極１２０は、第１の基板ケース１７１と、第２の基板ケース１７３と、の間に形成された孔を通して電源基板１７５に接続されている。図１１に表した範囲Ｂ１および範囲Ｂ２のように、正電極１１０および負電極１２０と、電源仕切板１５８と、の間には所定の距離が設けられている。つまり、電源仕切板１５８は、正電極１１０および負電極１２０から離隔して設けられている。これにより、正電極１１０および負電極１２０の少なくともいずれかと、電源仕切板１５８と、の間において異常放電が発生することを抑制することができる。
【００６１】
図１２は、本具体例の電源部の内部構造を表す断面模式図である。  
なお、図１２（ａ）は、図８に表した矢印Ａ２の方向に眺めたときの断面模式図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に表した範囲Ｂ３の拡大模式図である。
【００６２】
図１２（ａ）に表したように、電源基板１７５は、リフローにより正電極１１０および負電極１２０と導通された後、種々の電子部品が実装された面を下方へ向けて設置されている。図１２（ｂ）に表したように、第１の基板ケース１７１および第２の基板ケース１７３と、電源基板１７５と、の間にシール材１７７が設けられることで、電源基板１７５は、第１の基板ケース１７１および第２の基板ケース１７３に対して位置決めされ固定されている。
【００６３】
図１３は、基板ケースの固定構造を説明するための斜視模式図である。  
電源仕切板１５８は、端部においてバネ部１５８ａを有する。第１の基板ケース１７１および第２の基板ケース１７３の少なくともいずれかは、電源仕切板１５８のバネ部１５８ａと係合可能な図示しない係合部を有する。
【００６４】
第１の基板ケース１７１および第２の基板ケース１７３を固定する際には、まず、電源基板１７５を挟設した第１の基板ケース１７１および第２の基板ケース１７３を所定位置に配置する。続いて、図１３に表した矢印Ａ３のように、電源仕切板１５８のバネ部１５８ａを押し、第１の基板ケース１７１および第２の基板ケース１７３の少なくともいずれかに設けられた図示しない係合部に係合させる。そうすると、電源仕切板１５８のバネ部１５８ａにより、第１の基板ケース１７１および第２の基板ケース１７３が上方へ移動することを抑制される。言い換えれば、第１の基板ケース１７１および第２の基板ケース１７３が電源仕切板１５８に固定される。前述したように、電源仕切板１５８は、第２の筐体１５６に固定されている。そのため、第１の基板ケース１７１および第２の基板ケース１７３は、電源仕切板１５８を介して第２の筐体１５６に固定される。
【００６５】
また、電源仕切板１５８は、接続部１５８ｂを有する。電源基板１７５は、図示しないグランド線を介して負電極１２０と接続され、一方で電源仕切板１５８の接続部１５８ｂとカシメ接続される。
【００６６】
図１４は、本具体例の電源基板の回路図である。  
また、図１５は、本具体例の電源基板の実装面を表す平面模式図である。
【００６７】
図１４に表したように、本具体例の電源基板１７５には、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor：ＩＧＢＴ）などのスイッチング素子１７５ａと、トランスなどの昇圧素子１７５ｂと、正電極１７５ｃと、負電極１７５ｄと、が設けられている。本具体例の電源基板１７５は、１つのスイッチング素子１７５ａにより複数の昇圧素子１７５ｂ、正電極１７５ｃ、および負電極１７５ｄを駆動し、高電圧を発生させる。
【００６８】
本具体例の昇圧素子１７５ｂは、入力された電圧を例えば約３ｋＶ（キロボルト）程度にまで上昇させる。より具体的には、昇圧素子１７５ｂは、放電電圧が３ｋＶ以下となるように入力された電圧を上昇させる。但し、昇圧素子１７５ｂが上昇させる電圧値は、これだけに限定されるわけではない。
【００６９】
図１５に表したように、正電極１７５ｃおよび負電極１７５ｄについては、負電極１７５ｄと、正電極１７５ｃと、正電極１７５ｃと、負電極１７５ｄと、が１つの群として電源基板１７５の端部からこの順に設けられている。
【００７０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ 空気浄化装置、  １１０、１１０ａ 正電極、  １１１ 基材、  １１３ 誘電体、  １１５ 板厚面、  １１６ 主面、  １１７ 導通部、  １１９ 端面、  １２０ 負電極、  １２１ 基材、  １２３ 誘電体、  １２５ 板厚面、  １２６ 主面、  １２７ 導通部、  １２９ 端面、  １３０ 光触媒モジュール、  １４０ オゾン分解触媒モジュール、  １５０ 筐体、  １５１ 第１のケース、  １５２ 第１の筐体、  １５３ 遮蔽体、  １５５ 第２ケース、  １５６ 第２の筐体、  １５７ 遮蔽体、  １５８ 電源仕切板、  １５８ａ バネ部、  １５８ｂ 接続部、  １６０ 電極部、  １６１ 放電部、  １７０ 電源部、  １７１ 第１の基板ケース、  １７３ 第２の基板ケース、  １７５ 電源基板、  １７５ａ スイッチング素子、  １７５ｂ 昇圧素子、  １７５ｃ 正電極、  １７５ｄ 負電極、  １７７ シール材、  １８０ 放電ユニット、  １９０ 保持部材、  １９１ 第１の部材、  １９３ 第２の部材
【図１】
2013070710.tif 000003
【図２】
2013070710.tif 000004
【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】
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【図１５】
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