(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電極材としての線材と、
上記線材の一側面側に対向させた電極板とをそれぞれ複数備え、
上記線材を上記電極板に対して相対的陰極として上記線材と上記電極板との間に直流電圧を印加し、
上記複数の電極板と上記複数の線材とが、電極板、線材、電極板、線材、電極板、・・・という順番で配置され、
各線材の両側に位置する電極板のうち一側面側の電極板の近くに、かつ、他側面側の電極板から遠くに各線材が配置されるようにすることで、上記線材の上記電極板側に偏らせて非対称的にコロナ放電を発生させるとともに、上記線材の長さ方向に平均１．２［個／ｃｍ］以上のコロナスポットを生じさせることを特徴とするガス処理装置。
【請求項２】
放電極材としての線材と、
上記線材の一側面側に対向させた電極板とをそれぞれ複数備え、
上記線材を上記電極板に対して相対的陰極として上記線材と上記電極板との間に直流電圧を印加し、
上記線材の上記電極板側に偏らせてコロナ放電を発生させるとともに、上記線材にコロナスポットを生じさせ、
上記複数の電極板と複数の線材とが、電極板、線材、線材、電極板、線材、線材、電極板・・・という順番で配置されていることを特徴とするガス処理装置。
【請求項３】
上記線材の長さ方向に平均１．２［個／ｃｍ］以上のコロナスポットを生じさせることを特徴とする請求項２に記載のガス処理装置。
【請求項４】
上記ガス処理されたガスに対してオゾン分解を行うためのオゾン分解触媒を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【請求項５】
上記放電極材としての線材を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス処理装置。
【請求項６】
放電極材としての線材と、
上記線材の一側面側に対向させた電極板とをそれぞれ複数用い、
上記線材を上記電極板に対して相対的陰極として上記線材と上記電極板との間に直流電圧を印加し、
上記線材の上記電極板側に偏らせてコロナ放電を発生させるとともに、上記線材にコロナスポットを生じさせるガス処理方法であって、
上記複数の電極板と複数の線材とが、電極板、線材、線材、電極板、線材、線材、電極板、・・・という順番で配置されていることを特徴とするガス処理方法。
【請求項７】
上記線材の長さ方向に平均１．２［個／ｃｍ］以上のコロナスポットを生じさせることを特徴とする請求項６に記載のガス処理方法。
【請求項８】
上記ガス処理されたガスに対してオゾン分解触媒を用いたオゾン分解を行うことを特徴とする請求項６又は７に記載のガス処理方法。
【請求項９】
上記放電極材としての線材を加熱することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コロナ放電を利用したガス処理装置及び方法に係り、例えば、空気中の有害ガスや悪臭ガスを分解除去するのに用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、コロナ放電を利用したガス処理については各種の提案がなされている。例えば、特開昭６３−２４２３２０号公報では、コロナ放電を利用して負イオン形成されたガスを分離除去する技術が開示されている。また、特開平７−２１３８６３号公報、特開平９−９７２号公報、特開平１１−３１９０５８号公報には、コロナ放電を利用してオゾンを発生させて脱臭を行う技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、コロナ放電によるイオン化やオゾン発生によるガス処理効果を認めつつも、その効果がどの程度のものなのかに関心を持ち、コロナ放電を利用したガス処理について実験を重ねた。
【０００４】
ところが、各種実験を重ねていくうちに、コロナ放電を発生させることにより、イオン化やオゾン発生によるものではなく、他の要因による絶大なガス処理効果があるという認識に至った。
【０００５】
本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであり、コロナ放電を利用して、イオン化やオゾン発生によるものではないガス処理効果を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス処理装置は、放電極材としての線材と、上記線材の一側面側に対向させた電極板とをそれぞれ複数備え、上記線材を上記電極板に対して相対的陰極として上記線材と上記電極板との間に直流電圧を印加し、上記複数の電極板と上記複数の線材とが、電極板、線材、電極板、線材、電極板、・・・という順番で配置され、各線材の両側に位置する電極板のうち一側面側の電極板の近くに、かつ、他側面側の電極板から遠くに各線材が配置されるようにすることで、上記線材の上記電極板側に偏らせて非対称的にコロナ放電を発生させるとともに、上記線材の長さ方向に平均１．２［個／ｃｍ］以上のコロナスポットを生じさせることを特徴とする。
【０００７】
本発明のガス処理装置の他の態様例では、放電極材としての線材と、上記線材の一側面側に対向させた電極板とをそれぞれ複数備え、上記線材を上記電極板に対して相対的陰極として上記線材と上記電極板との間に直流電圧を印加し、上記線材の上記電極板側に偏らせてコロナ放電を発生させるとともに、上記線材にコロナスポットを生じさせ、上記複数の電極板と複数の線材とが、電極板、線材、線材、電極板、線材、線材、電極板・・・という順番で配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明のガス処理方法は、放電極材としての線材と、上記線材の一側面側に対向させた電極板とをそれぞれ複数用い、上記線材を上記電極板に対して相対的陰極として上記線材と上記電極板との間に直流電圧を印加し、上記線材の上記電極板側に偏らせてコロナ放電を発生させるとともに、上記線材にコロナスポットを生じさせるガス処理方法であって、上記複数の電極板と複数の線材とが、電極板、線材、線材、電極板、線材、線材、電極板、・・・という順番で配置されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明のガス処理装置及び方法の実施の形態について説明する。
【００１１】
図１には、本実施の形態におけるガス処理を行うための基本構成を示す。同図に示すように、放電極材としての線材５２と、この線材５２の一側面側、換言すれば、一つのラジアル方向側に対向させた電極板５１とを備えている。
【００１２】
電極板５１としては、アルミニウム、ステンレス、亜鉛メッキ鋼等の金属材料、或いは、体積抵抗率を１０7［Ω・ｃｍ］以下とした導電性樹脂材料（樹脂に導電処理等を施したもの）、絶縁性樹脂の表面にメッキ等の表面処理を施して表面の体積抵抗率を１０7［Ω・ｃｍ］以下とした導電加工樹脂材等を細長い板状にして用いるのが望ましい。
【００１３】
また、線材５２としては、線径が９０〜２００［μｍ］程度のものが用いられる。その材質は、例えばタングステンが用いられ、本実施の形態ではタングステンを基材にその表面に白金メッキしたものを用いている。白金メッキではなく、金メッキ等したものであってもよい。また、メッキの他には、クラッド加工により白金やニッケルを基材表面に設ける方法等もある。なお、基材としてはステンレスを用いることもできるが、張設状態を長時間維持する機能面で考えるとタングステンが好ましい。
【００１４】
上記のような構成において、線材５２を電極板５１の電位に対して相対的陰極（−）として線材５２と電極板５１との間に直流の定電圧を印加し、気中放電であるコロナ放電を発生させる（なお、本発明の説明中で特に断りのない場合には、陰極とは、線材５２が電極板５１の電位に対して相対的にマイナス側の電位にあることを言うものである）。このとき、線材５２には、できるだけ多数のコロナスポット、具体的には線材５２の長さ方向の単位長さ当り、平均１．２［個／ｃｍ］以上の数のコロナスポットを生じさせる。コロナスポットとは、放電極材を陰極として直流電圧を印加したときに、この放電極材の表面或いは近傍（放電極材周囲）に生じる青紫色の点または小さなトゲ状のように見える輝点のことであり、そのコロナスポット数を平均１．２［個／ｃｍ］以上とするものである。
【００１５】
このようにしてコロナ放電を発生させると、後述する実験結果等からも理解されるように、電極板５１と線材５２との間の放電空間にあるガスに対してガス処理が行われる。これにより、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、酢酸、蟻酸等のＶＯＣ（揮発性有機化合物）や、アンモニア、メチルメルカプタン等のガスを分解除去することができ、例えば、タバコ臭、トイレ臭、腐敗臭等の脱臭に利用することができる。
【００１６】
特に、図１に示すような構成として、線材５２の片側、即ち電極板５１側に偏らせてコロナ放電を発生させることにより、より顕著なガス処理効果が得られることが判明した。
【００１７】
本願出願人は、特願２００１−２５６９１２号において、コロナ放電を利用して、イオン化やオゾン発生によるものではないガス処理効果を得るためのガス処理装置及び方法について提案している。以下、図２〜１５を参照して、そのガス処理装置及び方法を、本実施の形態に対する比較例として説明する。
【００１８】
図２に示すように、互いに対向するよう平行に配置した２枚の電極板１と、これら電極板１間に配置した放電極材としての線材２とを備えている。これら電極板１や線材２の材質等については、本実施の形態のものと同様である。
【００１９】
上記のような構成において、線材２を電極板１の電位に対して陰極として線材２と電極板１との間に直流の定電圧を印加し、気中放電であるコロナ放電を発生させる。このとき、線材２には、できるだけ多数のコロナスポット、具体的には線材２の長さ方向の単位長さ当り、平均１．２［個／ｃｍ］以上の数のコロナスポットを生じさせる。
【００２０】
このようにしてコロナ放電を発生させると、電極板１と線材２との間の放電空間にあるガスに対してガス処理が行われる。これにより、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、酢酸、蟻酸等のＶＯＣ（揮発性有機化合物）や、アンモニア、メチルメルカプタン等のガスを分解除去することができ、例えば、タバコ臭、トイレ臭、腐敗臭等の脱臭に利用することができる。
【００２１】
図３は、図２に示した基本構成を採用した本比較例のガス処理装置の構成を示す模式図であり、コロナ放電部１０１と、オゾン分解触媒１０２と、ファン１０３とを備えている。なお、これらコロナ放電部１０１、オゾン分解触媒１０２、ファン１０３は、一つのケーシング内に組み付ける構成としてもよいし、すべて若しくは一部を別体としたものを組み合わせる構成としてもよい。
【００２２】
コロナ放電部１０１は、コロナ放電を利用したガス処理を行うためのものであり、図２で説明した基本構成、すなわち、互いに対向するよう平行に配置した電極板１と、これら電極板１間に配置した線材２とを備えている。そして、線材２を陰極として線材２と電極板１との間に直流の定電圧を印加し、コロナ放電を発生させるとともに、線材２にできるだけ多数のコロナスポットを生じさせる。
【００２３】
ここでは、図４（Ａ）に模式的に示すように、開口させた薄箱型の金属ケース３の底部にガスを導入するための開口部４を形成するとともに、この金属ケース３内に複数の電極板１を設けている。例えば、金属ケース３自身をアルミニウム、ステンレス等で形成し、金属ケース３の底部をいくつかに分割してそれぞれを起立させることにより、開口部４を形成するとともに、金属ケース３に一体化された電極板１を形成するようにすればよい。そして、各電極板１の間に、線材２を適当な張力を与えるようにバネ等で張設している。
【００２４】
このようにして電極板１及び線材２を設けた金属ケース３は、図４（Ｂ）に示すような絶縁カバー５内に組み込んで使用すればよい。絶縁カバー５は、プレート材に金属ケース収納部５ａを形成したもので、その底部にはガスを導入するためのメッシュ開口部６を形成しておく。
【００２５】
オゾン分解触媒１０２は、コロナ放電部１０１でのガス除去を補助し、さらには、コロナ放電部１０１でのコロナ放電により二次的に発生するオゾンを分解するためのものであり、ＭｎＯ2系、ＺｎＯ系、ＴｉＯ2系、ＳｉＯ2系等の金属酸化物系触媒が用いられる。例えば、具体的には図示しないが、ハニカム構造を有する板状とした分解触媒や、ペレット状の分解触媒をケースに充填させたものを、上記図４で説明したようなコロナ放電部１０１に隣設して使用すればよい。
【００２６】
ファン１０３は吸気を行うものであり、コロナ放電部１０１からオゾン分解触媒１０２方向（図中矢印を参照）へと向かう気流を生じさせる。
【００２７】
このようにしたガス処理装置では、図３に示すように、ファン１０３によって、ガス、例えば有害ガスや悪臭ガスを含んだ空気が吸気され、コロナ放電部１０１へと導入される。
【００２８】
コロナ放電部１０１においては、ファン１０３によって導入されたガスが、電極板１と平行に、かつ、線材２と直交する方向（図４の紙面に垂直な方向で、紙面の奥から手前側）に流れ、電極板１と線材２との間の放電空間を通過するときにコロナ放電によってガス処理される。これにより、空気中の有害ガスや悪臭ガスが分解除去され、清浄化された空気がオゾン分解触媒１０２を通過してファン１０３から外部へと放出される。
【００２９】
コロナ放電部１０１の下流に位置するオゾン分解触媒１０２においては、コロナ放電部１０１でのコロナ放電により発生したオゾンが分解される。なお、オゾン分解触媒１０２をコロナ放電部１０１に隣設する際に、図３に示すように、コロナ放電部１０１の電極板１をオゾン分解触媒１０２の表面に電気的に接続して、オゾン分解触媒１０２を線材２と相対的に逆極性とする。これにより、放電電圧を下げることができ、消費電力を下げたり、電源を小型化したりすることができる。また、オゾン分解触媒１０２を活性化させるという効果が期待できる。この場合に、オゾン分解触媒１０２に合わせて、電極板１をＭｎＯ2、ＺｎＯ、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2等の金属酸化物で覆うようにしてもよい。
【００３０】
既述したように、本発明者らは、イオン化やオゾン発生によるガス処理効果を認めつつも、その効果の程度に疑問を持ち、鋭意研究を重ねた。その結果、放電極材に多数のコロナスポットを生じさせた場合に、絶大なガス処理効果が得られることを見出した。そこで、放電極材を陰極として放電極材と電極との間に直流電圧を印加し、コロナ放電を発生させるとともに、放電極材にできるだけ多数のコロナスポットを生じさせるようにしたものである。
【００３１】
以下では、ガス処理効果を確認するための実験の内容及び結果について説明する。図５に示すように、１０００ｍｍ×１０００ｍｍ×１０００ｍｍ（すなわち、１ｍ3）のチャンバー２０１内に試験体２０２となるガス処理装置を設置し、サンプリングポート２０３からサンプリング用ガスを採取して濃度を検出する手法により、以下に説明する各種実験を行った。なお、チャンバー２０１内には攪拌用ファン２０４を設置し、チャンバー２０１内ガス濃度が均一となるようにした。
【００３２】
一般的に、ガス処理を評価する場合に、図６に示すように、Ｃ＝exp(−αｔ)といった式で表現されるガスの濃度減衰（時間ｔと濃度Ｃ（自然対数をとったもの）との関係）を捉えることが行われる。但し、式中のαは、減衰時定数の逆数である。濃度減衰は、図６に示すように、右下がりの直線的なものとなり、その傾き具合によって能力が評価され、チャンバー２０１の大きさＶ［Ｌ］と、濃度が１／ｅとなる時間τ［ｍｉｎ］とを用いたＶ／τ［Ｌ／ｍｉｎ］が、清浄化能力（換気相当量）等と称されてガス除去能の評価値として用いられる。図６では、初期濃度を1としたグラフを示す。
【００３３】
まず、図７を参照して、本比較例において、平均コロナスポット数［個／ｃｍ］と清浄化能力［Ｌ／ｍｉｎ］との関係を検証するための実験について説明する。ここでは、チャンバー２０１内にアセトアルデヒド単成分ガスを充填するとともに、本比較例のガス処理装置を設置して、諸条件は一致させつつ、平均コロナスポット数を変えた場合の清浄化能力をそれぞれ調べた。
【００３４】
コロナスポット数を平均１．２［個／ｃｍ］、平均１．６［個／ｃｍ］、平均１．９［個／ｃｍ］とした場合の清浄化能力［Ｌ／ｍｉｎ］を算出すると、それぞれ１５．９［Ｌ／ｍｉｎ］、３５．３［Ｌ／ｍｉｎ］、６３．６［Ｌ／ｍｉｎ］といった値が得られた。すなわち、図７に示すように、平均コロナスポット数ｘが増えると、清浄化能力ｙは大幅に向上し、ここでは、下式
ｙ＝９．５ｘ3.0
で表される関係があることが推測される。したがって、コロナスポット数が平均１．０［個／ｃｍ］を超えるようにすれば、清浄化能力［Ｌ／ｍｉｎ］を向上させることができ、特に平均１．２［個／ｃｍ］以上とすれば、絶大な清浄化能力が得られることが分かった。同様の実験を重ねた結果、多少のばらつきはあるものの、おおよそ平均コロナスポット数の約３乗の割合で清浄化能力が向上する結果が得られた。この結果からも、線材２に多数のコロナスポットを生じさせた場合に、顕著なガス処理効果が得られることが確認された。
【００３５】
続いて、図８、９を参照して、本比較例において、線材２を陰極（−）とした場合と、線材２を陽極（＋）とした場合とを比較するための実験について説明する。ここでは、チャンバー２０１内にアセトアルデヒド単成分ガスを充填するとともに、本比較例のガス処理装置を設置して、諸条件は一致させつつ、線材２を陰極とした場合と、陽極とした場合とにおける濃度減衰をそれぞれ調べた。なお、図８、９においては、初期のガス濃度を１００％とした。
【００３６】
図８は、本比較例のガス処理装置にオゾン分解触媒１０２を設置しない状態での実験結果である。時間０〜６０［ｍｉｎ］の間で５分おきにチャンバー２０１内ガス濃度を調べると、図８に示す結果となった。線材２を陰極とした場合（図中●のグラフ）と、陽極とした場合（図中○のグラフ）とでは、線材２を陰極とした場合の方が格段に能力が優れており、特に時間が経過するにつれて能力差が大きくなることが分かる。結果的に、線材２を陰極とした場合のグラフの傾斜度合いが大きい区間の内、４０〜６０［ｍｉｎ］間のデータの平均的傾きから求めた清浄化能力は６３．６［Ｌ／ｍｉｎ］となったのに対して、陽極とした場合の同じ区間の清浄化能力は１３．４［Ｌ／ｍｉｎ］となり、大きな差が確認された。
【００３７】
図９は、本比較例のガス処理装置にオゾン分解触媒１０２（ペレット状のＭｎＯ2の含有率の高いもの）を設置した状態での実験結果である。上記同様に５分おきにチャンバー２０１内ガス濃度を調べると、図９に示す結果となった。この場合も、線材２を陰極とした場合（図中●のグラフ）と、陽極とした場合（図中○のグラフ）とでは、線材２を陰極とした場合の方が格段に能力が優れており、特に時間が経過するにつれて能力差が大きくなることが分かる。結果的に、線材２を陰極とした場合のグラフの傾斜度合いが最も大きい区間、即ち３５〜４０［ｍｉｎ］間のデータの平均的傾きから求めた清浄化能力は１４５．５［Ｌ／ｍｉｎ］であったのに対して、陽極とした場合の同じ区間の清浄化能力は１１．０［Ｌ／ｍｉｎ］であり、大きな差が確認された。
【００３８】
次に、本比較例のガス処理装置の効果が、上記のように線材２を陰極としてコロナ放電を発生させるとともに、線材２にコロナスポットを生じさせることによるものであって、イオン化によるものやオゾン発生によるものではないことを確認するための実験について説明する。
【００３９】
図１０を参照して、イオン化によるものではないことを確認するための実験について説明する。ここでは、チャンバー２０１内にアセトアルデヒド単成分ガスを充填するとともに、本比較例のガス処理装置を設置して、諸条件は一致させつつ、イオン化物質の除去対策を行う場合と、イオン化物質の除去対策を行わない場合とでの濃度減衰をそれぞれ調べた。イオン化物質の除去対策としては、チャンバー２０１内にイオン化物質を除去するためのコレクタ（不平等電界を形成する装置）を設置した。
【００４０】
時間０、５、１０、１５［ｍｉｎ］でのチャンバー２０１内ガス濃度を調べると、図１０（Ａ）に示すように、イオン化物質の除去対策を行う（イオン化物質無し）場合（図中●の点線グラフ）と、イオン化物質の除去対策を行わない（イオン化物質有り）場合（図中〇の実線グラフ）とでほとんど相違が見られなかった。結果的に、図１０（Ｂ）に示すように、イオン化物質の除去対策を行う場合の清浄化能力は、グラフの傾斜度合いが最も大きい区間、即ち１０〜１５［ｍｉｎ］間のデータの平均的傾きから求めた３７９．２［Ｌ／ｍｉｎ］となったのに対して、イオン化物質の除去対策を行わない場合の同じ区間の清浄化能力は３３８．０［Ｌ／ｍｉｎ］となった。この結果より、本比較例のガス処理装置の効果は、イオン化によるトラップ等によるものではないことが確認された。
【００４１】
また、図１１を参照して、オゾン発生によるものではないことを確認するための実験について説明する。ここでは、チャンバー２０１内にアセトアルデヒド単成分ガスを充填するとともに、本比較例のガス処理装置を設置して、諸条件は一致させつつ、オゾン発生量軽減対策を行う場合と、オゾン発生量軽減対策を行わない場合とでの濃度減衰をそれぞれ調べた。オゾン発生量軽減対策としては、線材２の両端に交流電源を接続し、上記接続した交流電源を用いて線材２に交流電力を供給して線材２を加熱することにより、オゾンが発生するのを抑えるようにした。なお、線材２に供給する交流電力の周波数としては、商用周波数（５０／６０Ｈｚ）または商用周波数より低い周波数が好ましい。また、直流電力を線材２に供給してもよい。また、これらの場合、オゾンが発生するのを抑えられる温度に線材２を加熱できる値の電力を線材２に供給することは言うまでもない。
さらに、オゾン発生量軽減対策は、上述したものに限定されず、例えば特開昭５５−０７５７４９号公報に記載されている方法等で線材２の温度等を調節することにより、オゾンが発生するのを抑えるようにしてもよい。
【００４２】
５分おきのチャンバー２０１内ガス濃度を調べると、図１１（Ａ）に示すように、オゾン発生量軽減対策を行う場合（図中〇の実線グラフ）と、オゾン発生量軽減対策を行わない場合（図中●の点線グラフ）とでほとんど相違が見られなかった。結果的に、図１１（Ｂ）に示すように、オゾン発生量軽減対策を行う場合の清浄化能力は、グラフの傾斜度合いが大きい区間、即ち２５〜４０［ｍｉｎ］間のデータの平均的傾きから求めた２０４．６［Ｌ／ｍｉｎ］となったのに対して、オゾン発生量軽減対策を行わない場合の清浄化能力は、同様区間の２５〜３０［ｍｉｎ］間のデータの平均的傾きから求めた２０１．７［Ｌ／ｍｉｎ］となった。この結果より、本比較例のガス処理装置の効果は、オゾン発生によるものではないことが確認された。すなわち、上述したような線材２を加熱する手段をガス処理装置に付加してオゾンが発生するのを抑制するようにしても、ガス処理を行えるということが確認された。
【００４３】
なお、この実験では、具体的な構造等についての説明は省略するが、市販されているオゾン発生によりガス処理を行う装置（オゾン発生器）についても濃度減衰を調べた（図中▲のグラフ）。図１１に示す結果からも明らかなように、本比較例のガス処理装置とは大きな能力差があり、その清浄化能力は、オゾン発生量軽減対策を行う場合と同じ区間でわずか１６．６［Ｌ／ｍｉｎ］であった。
【００４４】
また、図１１（Ｂ）に示す表の右欄には、６０分経過後のチャンバー２０１内オゾン濃度を記載した。この数値からも、０．８７２［ｐｐｍ］と４．７７４［ｐｐｍ］との差があり、オゾン発生量軽減対策がなされていることが理解される。一方、オゾン発生器では、清浄化能力が低いだけでなく、オゾンを発生させるため、６０分経過後のチャンバー２０１内オゾン濃度が３７．９［ｐｐｍ］と高くなってしまっている。
【００４５】
ここまでは、アセトアルデヒドを対象とした各種実験の結果を示した。アセトアルデヒドは、異臭原因の主な成分で、タバコ煙に含まれる異臭ガスの代表格であり、アンモニア等の他のガスに比べて分解除去しにくい。このようなアセトアルデヒドは、ガス処理効果を評価する上での指標ガスとして用いられるが、そのアセトアルデヒドに関して上述したように絶大な処理効果を得ることができたことから、他のガスに関しても同様に絶大な処理効果が得られると推測される。
【００４６】
以下、他のガスに関しても絶大な処理効果が得られることを実証するために、図１２〜１５を参照して、他のガス、具体的には、アンモニア単成分ガス、メチルメルカプタン単成分ガス、硫化水素単成分ガス、酢酸単成分ガスを対象として（それぞれをチャンバー２０１内に充填）、本比較例のガス処理装置（本品）を設置した場合と、市販されているコロナ放電を利用したガス処理装置（市販品）を設置した場合と、自然減衰の場合とを比較した実験について説明する。なお、図１２〜１５においては、初期のガス濃度を１００％とした。
【００４７】
本比較例のガス処理装置では、放電電流（線材２を流れ、放電空間を流れる電流）を−２．０［ｍＡ］とし、ハニカム構造を有する有効表面面積が５１．３［ｃｍ2／ｃｍ3］のオゾン分解触媒を使用した。一方、市販されているコロナ放電を利用したガス処理装置として、円筒形絶縁物（ガラス）を外側と内側とから金網で包んだ構造を有し、交流の電源仕様として沿面放電を行うものを使用した。
【００４８】
アンモニア単成分ガスの場合、チャンバー２０１内ガス濃度を調べると、図１２に示す結果となった。アンモニアの場合、点線で示す自然減衰でも濃度減衰（漏れではなく、自然分解によるもの）が観察されるが、細い実線で示す市販品によるガス処理効果は自然減衰と変わらない程度のものであった。それに対して、太い実線で示す本品によるガス処理効果は、非常に顕著であり、大きな差が確認された。
【００４９】
メチルメルカプタン単成分ガスの場合、チャンバー２０１内ガス濃度を調べると、図１３に示す結果となった。メチルメルカプタンの場合も、細い実線で示す市販品によるガス処理効果に比べて、太い実線で示す本品によるガス処理効果は非常に顕著であり、大きな差が確認された。
【００５０】
硫化水素単成分ガスの場合、チャンバー２０１内ガス濃度を調べると、図１４に示す結果となった。硫化水素の場合も、細い実線で示す市販品によるガス処理効果に比べて、太い実線で示す本品によるガス処理効果は非常に顕著であり、大きな差が確認された。
【００５１】
酢酸単成分ガスの場合、チャンバー２０１内ガス濃度を調べると、図１５に示す結果となった。酢酸の場合も、細い実線で示す市販品によるガス処理効果はほとんど効果がなく、それに比べて、太い実線で示す本品によるガス処理効果は非常に顕著であり、大きな差が確認された。
【００５２】
上記のように、線材２を陰極として線材２と電極板１との間に直流電圧を印加し、コロナ放電を発生させるとともに、線材２にコロナスポットを生じさせることにより、イオン化やオゾン発生によるものではない、絶大なガス処理効果を得ることができる。上述したように、コロナスポット数の約３乗の割合で清浄化能力を向上させることができるが、その理由は、コロナスポットを生じさせることにより反応性に富んだなんらかの化学的活性種が発生し、コロナスポット数に応じてその化学的活性種の発生量が異なるためだと考えられる。
【００５３】
以下、本実施の形態に説明を戻し、図１６には、図１に示した本実施の形態の基本構成と、図２に示した比較例の基本構成とにおけるガス処理能力を比較した実験結果を示す。ここでは、チャンバー２０１内にアセトアルデヒド単成分ガスを充填するとともに、チャンバー２０１内で本実施の形態の基本構成と比較例の基本構成とをそれぞれ再現し、各濃度減衰を調べた。
【００５４】
図１７、１８に示すように、本実施の形態の基本構成と比較例の基本構成とにおいて、線材の線径φ（＝９０［μｍ］）、電極板の板幅ｂ（＝３０［ｍｍ］）及び長さｄ（＝５００［ｍｍ］）、線材と電極板との距離ｃ（＝８．５［ｍｍ］）等の諸条件を一致させた上で、線材５２（２）を電極板５１（１）の陰極として線材５２（２）と電極板５１（１）との間に直流の定電圧を印加し、放電電流が同じ値となるようにした。なお、図１７、１８の矢印に示すように、電極板５１（１）と平行に、かつ、線材５２（２）と直交する方向にチャンバー２０１内のアセトアルデヒド単成分ガスが流れるようにした。
【００５５】
時間０〜６０［ｍｉｎ］の間で５分おきにチャンバー２０１内ガス濃度を調べると、図１６に示す結果となった。本実施の形態の基本構成とした場合（図中●のグラフ）と、比較例の基本構成とした場合（図中○のグラフ）とでは、本実施の形態の基本構成とした場合の方が能力が優れており、特に時間が経過するにつれて能力差が大きくなることが分かる。
【００５６】
上記の実験を複数回繰り返し、清浄化能力の平均をとると、結果的に、本実施の形態の基本構成とした場合の清浄化能力は４７．５［Ｌ／ｍｉｎ］となったのに対して、比較例の基本構成とした場合の清浄化能力は２３．０［Ｌ／ｍｉｎ］となった。
【００５７】
このように、線材２の両側、即ち両側面側の電極板１側で対称的にコロナ放電を発生させるよりも、線材５２の片側、即ち一側面側の電極板５１側に偏らせて非対称的にコロナ放電を発生させる方が、より顕著なガス処理効果を得ることができる。現段階においてその理由を特定することはできないが、線材５２の片側に偏らせてコロナ放電を発生させるという構造変化により、線材２の両側で対称的にコロナ放電を発生させる構造に比べて、同じ条件でも、コロナスポット数が増える、電子エネルギー分布が変化して、コロナスポットに起因する科学的活性種の密度が大きくなるといったような理由が考えられる。
【００５８】
さて、図１に示した本実施の形態の基本構成を採用したガス処理装置も、図３に示す模式図のように、コロナ放電部１０１と、オゾン分解触媒１０２と、ファン１０３とを備える構成となる。なお、オゾン分解触媒１０２、ファン１０３については既に述べた通りであり、以下では、コロナ放電部１０１についてのみ説明する。
【００５９】
実用化にあたっては、図４（Ａ）にも示したように、コロナ放電を発生させる放電空間を多く確保するため、複数の電極板と複数の線材とを平行に配置することが行われる。図２に示した比較例の基本構成を採用する場合、図４（Ａ）に示したように、電極板１、線材２、電極板１、線材２、電極板１、・・・という順番で、これら電極板１及び線材２を等間隔に配置すればよい。しかしながら、図１に示した本実施の形態の基本構成を採用する場合は、線材５２の片側に偏らせてコロナ放電を発生させる構造とする必要があるため、等間隔で配置するわけにはいかない。
【００６０】
そこで、コロナ放電部１０１の構成を、図１９、２０に示すような構成とする。なお、図４（Ａ）で説明した薄箱型の金属ケース３、開口部４、及び、図４（Ｂ）で説明した絶縁カバー５については上述の通りであり、ここでは、電極板５１及び線材５２の配置についてのみ説明する。
【００６１】
図１９（Ａ）、（Ｂ）に示す例では、電極板５１、線材５２、電極板５１、線材５２、電極板５１、・・・という順番で配置することは図４（Ａ）と同様であるが、各線材５２をその両側に位置する電極板のうち側面側の電極板５１（同図（Ｂ）の線材５２に対して左側に位置する電極板５１）の近くに、かつ、他側面側の電極板５１（同図（Ｂ）の線材５２に対して右側に位置する電極板５１）から遠くに配置している。このようにしたコロナ放電部１０１では、線材５２の一側面側の電極板５１側に偏らせて非対称的にコロナ放電を発生させることができる。
【００６２】
また、図２０（Ａ）、（Ｂ）に示す例では、電極板５１、線材５２、線材５２、電極板５１、線材５２、線材５２、電極板５１、・・・という順番で配置している。このようにしたコロナ放電部１０１では、線材５２の電極板５１側に偏らせて非対称的にコロナ放電を発生させることができる。
【００６３】
次に、図２０に示すような構成としたコロナ放電部１０１を採用したガス処理装置（実施品）と、図４（Ａ）に示すような構成としたコロナ放電部１０１を採用したガス処理装置（比較品）とを比較した結果について説明する。ここでは、チャンバー２０１内にアセトアルデヒド単成分ガスを充填して、実施品と比較品それぞれについての濃度減衰を調べた。
【００６４】
図２１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、実施品と比較品との構成において、線材の線径φ（＝９０［μｍ］）、両端の電極板間の距離ａ（＝１００［ｍｍ］）、電極板の板幅ｂ（＝１０［ｍｍ］）及び長さｄ（図１７、１８を参照）（＝１４４０［ｍｍ］）を一致させた。そして、同図（Ａ）に示すように、実施品においては、電極板５１間の距離ｅ2＝２４［ｍｍ］とするとともに、電極板５１と線材５２との距離ｃ＝６［ｍｍ］とした。一方で、同図（Ｂ）に示すように、比較品においては、電極板１間の距離ｅ1＝１２［ｍｍ］とするとともに、電極板１と線材２との距離ｃ＝６［ｍｍ］とした。
【００６５】
すなわち、実施品は、比較品から１枚ごとに電極板を除去したような構成となっている。かかる実施品においては、比較品よりも簡単な構成とすることができるので、コストダウン、軽量化を図ることも可能となる。
【００６６】
そして、線材５２（２）を電極板５１（１）に対して陰極として線材５２（２）と電極板５１（１）との間に直流の定電圧を印加し、放電電流が同じ値（＝−２．０［ｍＡ］）となるようにした。なお、本実験では、実施品及び比較品いずれもオゾン分解触媒１０２を設置しない状態とした。
【００６７】
結果的に、実施品の場合、清浄化能力は８８．６［Ｌ／ｍｉｎ］となったのに対して、比較品の場合、清浄化能力は６３．６［Ｌ／ｍｉｎ］となった。この結果からも、線材５２の片側、即ち一側面側の電極板５１側に偏らせて非対称的にコロナ放電を発生させる方が、より顕著なガス処理効果を奏することが明らかとされた。なお、比較品の清浄化能力６３．６［Ｌ／ｍｉｎ］という値は、図８で説明した実験により得られた値と同じである。
【００６８】
上述したように、本実施の形態のガス処理装置の効果は、コロナ放電部１０１でのコロナ放電により２次的に発生するオゾンによるものではないことが確認された。したがって、上述したような線材５２を加熱する手段をコロナ放電部１０１に設けるようにして、コロナ放電部１０１でのオゾンの発生を抑制しながらガス処理を行うようにしてもよい。この場合、オゾン分解触媒１０２を併設するようにすれば、オゾンがガス処理装置の外部に放出されてしまうことを確実に防止することができより望ましい。
【００６９】
なお、上記実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。すなわち、本発明はその精神、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００７０】
例えば、上記実施の形態では、電極板５１を平板状としたものについて説明したが、図２２に示すように、電極板５１を湾曲させた板状としてもかまわない。
【００７１】
また、図１８の矢印に示したように、電極板５１と平行に、かつ、線材５２と直交する方向にガスを流すようにしたが、電極板５１と直交し、かつ、線材５２と直交する方向、図１８（Ｂ）でいえば左右方向からガスを流すようにしてもよい。この場合、具体的には図示しないが、ガスの流れを妨げないような措置、例えば電極板５１にガス通過用の穴等を形成したり、電極板５１を網状にしたりするのが望ましい。
【００７３】
なお、電気集塵機等では、放電極材を陽極として電圧を印加するのが一般的である。これは、放電極材を陽極とした方が、陰極とするのに比べてコロナ放電によるオゾン発生が抑えられるためである。したがって、本発明を電気集塵機等に適用する場合には、放電極材を陰極とした上で、オゾン分解触媒を併設する等の措置を採ることが望ましい。また、線材５２を加熱する手段を設けるようにして、オゾンの発生を抑制しながらガス処理を行うようにすることが望ましい。さらに、線材２を加熱する手段とオゾン分解触媒とを併用してオゾンが外部に放出されてしまうことを確実に防止することができるようにするのがより望ましい。
【００７４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、放電極材としての線材を相対的陰極として線材と電極板との間に直流電圧を印加し、コロナ放電を発生させるとともに、線材にコロナスポットを生じさせることにより、イオン化やオゾン発生によるものではない絶大なガス処理効果を得ることができ、特に、線材の一側面側の電極板側に偏らせてコロナ放電を発生させることにより、より顕著なガス処理効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態におけるガス処理を行うための基本構成を示す模式図である。
【図２】比較例におけるガス処理を行うための基本構成を示す模式図である。
【図３】図２に示した基本構成を採用した本比較例のガス処理装置の構成を示す模式図である。
【図４】比較例におけるコロナ放電部１０１の構成を示す模式図である。
【図５】実験の内容を説明するための図である。
【図６】清浄化能力のグラフを示す図である。
【図７】比較例において、平均コロナスポット数［個／ｃｍ］と清浄化能力［Ｌ／ｍｉｎ］との関係についての実験結果を示す図である。
【図８】比較例において、線材２を陰極とした場合と、線材２を陽極とした場合とを比較した実験結果を示す図である。
【図９】比較例において、線材２を陰極とした場合と、線材２を陽極とした場合とを比較した他の実験結果を示す図である。
【図１０】比較例においてイオン化によるものではないことを確認するための実験結果を示す図である。
【図１１】比較例においてオゾン発生によるものではないことを確認するための実験結果を示す図である。
【図１２】比較例においてアンモニアを対象とした実験結果を示す図である。
【図１３】比較例においてメチルメルカプタンを対象とした実験結果を示す図である。
【図１４】比較例において硫化水素を対象とした実験結果を示す図である。
【図１５】比較例において酢酸を対象とした実験結果を示す図である。
【図１６】本実施の形態の基本構成と比較例の基本構成とを比較した実験結果を示す図である。
【図１７】比較例の基本構成における諸条件を説明するための模式図である。
【図１８】本実施の形態の基本構成における諸条件を説明するための模式図である。
【図１９】本実施の形態におけるコロナ放電部１０１の構成例を示す模式図である。
【図２０】本実施の形態におけるコロナ放電部１０１の構成例を示す模式図である。
【図２１】実施品及び比較品における諸条件を説明するための模式図である。
【図２２】電極板５１を湾曲させた板状とした例を示す模式図である。
【符号の説明】
５１    電極板
５２    線材
３      金属ケース
４      開口部
５      絶縁カバー
５ａ    金属ケース収納部
６      メッシュ開口部
１０１  コロナ放電部
１０２  オゾン分解触媒
１０３  ファン
【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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