JP2006167190A - Air purifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気中に存在する、カビや浮遊菌やウイルスや花粉やダニのアレルゲン成分といった生物性の汚れと、VOC(揮発性有機化合物)の無生物性の汚れとの、両方を効果的に除去・不活化することができる空気浄化装置に関するものである。 The present invention effectively removes both biological stains such as molds, airborne bacteria, viruses, pollen, and mite allergen components present in the air, and inanimate stains of VOC (volatile organic compounds). The present invention relates to an air purification device that can be removed and inactivated.
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することにより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。 In recent years, since the degree of sealing in the residential environment has increased, there is a strong demand for a healthy and comfortable life by removing odors and dirt by purifying the air in the space.
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2種類に分類することができる。
ア)カビや浮遊菌やウイルスやアレルゲン成分等によるもの。
イ)人工化学物質VOC(揮発性有機化合物)によるもの。
に分類される。
There are a number of factors overlapping air pollution, but the causes can be broadly classified into two types.
A) Caused by mold, planktonic bacteria, viruses or allergen components.
B) Artificial chemical substance VOC (volatile organic compound).
are categorized.
これらの各種成分が住宅等の空間中で混ざり合うことにより、様々な匂いとなったり、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、これらの原因を効果的に除去することが望まれるものであり、商品としてのニーズも非常に高いものとなっている。 When these various components are mixed in a space such as a house, they become various odors or have a harmful effect on the human body. Therefore, in order for human beings to live a healthy and comfortable life, it is desired to effectively remove these causes, and the needs as products are very high.
まず、ア)カビや浮遊菌やウイルス等によるものに関しては、大気中のイオンの効果を利用する方法が非常に好ましい方法として用いられる。特許文献1などに開示されているように、イオン発生装置を用いた空気調節装置においては、殺菌作用あるいは脱臭作用が得られる。
First, for a) molds, planktonic bacteria, viruses, etc., a method using the effect of ions in the atmosphere is used as a very preferable method. As disclosed in
大気中のイオンの効果を用いるというイオン発生装置の作動原理としては、放電現象を用いることにより、イオンを発生するイオン発生電極を有するイオン発生素子の電極(第一電極と第二電極)間に交流の高電圧(多くの場合はパルス電圧)を印加すると、沿面放電現象によりイオン発生電極(第二電極)から正イオンと負イオンを発生する。イオン種としては、正イオンがH+(H2O)m(mは任意の自然数)、負がO2 −(H2O)n(nは0以上の整数)が最も安定に生成している。 As an operating principle of the ion generation apparatus using the effect of ions in the atmosphere, the discharge phenomenon is used, and an ion generation element having an ion generation electrode that generates ions is used between the electrodes (first electrode and second electrode). When an alternating high voltage (in many cases, a pulse voltage) is applied, positive ions and negative ions are generated from the ion generation electrode (second electrode) by a creeping discharge phenomenon. As ion species, positive ions are H + (H 2 O) m (m is an arbitrary natural number), and negative ions are O 2 − (H 2 O) n (n is an integer of 0 or more). Yes.
これらの正イオンと負イオンが空気中に同時に生成すると化学反応を起こし、活性種である過酸化水素H2O2又はヒドロキシラジカル・OHを生成する。これらの酸化水素H2O2又はヒドロキシラジカル・OHが極めて強力な活性を示し、これにより空気中のカビや浮遊菌やウイルスを除去することができるものである。 When these positive ions and negative ions are generated in the air at the same time, a chemical reaction occurs to generate hydrogen peroxide H 2 O 2 or hydroxy radicals · OH as active species. These hydrogen oxides H 2 O 2 or hydroxy radicals · OH exhibit extremely strong activity, and this can remove mold, airborne bacteria and viruses in the air.
カビや浮遊菌やウイルスを除去するために、発生する正負イオンをより広い範囲に拡散させるためには、あわせてイオン発生装置を通過させて放出する送風手段とを備えていることが望ましい。送風手段を用いずにイオン発生装置単体の場合は、イオン発生装置で発生した正負イオンが空間に十分に拡散する前に、電荷を失い効力が無くなることがあるからである。 In order to diffuse the generated positive and negative ions over a wider range in order to remove mold, airborne bacteria and viruses, it is desirable to include a blowing means for discharging the ions through the ion generator. This is because in the case of the ion generator alone without using the air blowing means, the positive and negative ions generated in the ion generator may lose their charge and become ineffective before they sufficiently diffuse into the space.
このイオン発生装置を用いたカビや浮遊菌やウイルスの除去方法は、従来の空気調節装置の手法であった各種のフィルターによる手法と比べて、フィルター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。 The method of removing mold, airborne bacteria, and viruses using this ion generator does not require a filter replacement and is not used in the corners of the space, compared to the methods using various types of filters that have been used with conventional air conditioning devices. There are advantages such as spreading effects, and there is a great advantage that a safe sterilization apparatus and deodorization apparatus can be realized.
イオン発生素子から発生する正負イオンによりカビや浮遊菌の除去効果を発揮させるためには、ある程度にイオン濃度を高めることが効果的であり、正負イオン発生素子の吹出しから10cm程度の場所でプラスイオンとマイナスイオン濃度がそれぞれ100000個/cm3程度あれば、カビや浮遊菌やウイルスに対して充分な除去効果を発揮する。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、達成することができる。また、イオン発生電極の配線パタンやイオン発生電極の面積を変えるといった方法も有効である。 In order to exert the effect of removing mold and airborne bacteria by positive and negative ions generated from the ion generating element, it is effective to increase the ion concentration to some extent, and positive ions are generated at a location about 10 cm from the blowing out of the positive and negative ion generating element. When the negative ion concentration is about 100,000 / cm 3, it exhibits a sufficient removal effect against mold, airborne bacteria and viruses. The method for increasing the ion concentration is not particularly limited, and can be achieved, for example, by increasing the voltage applied to the ion generating element, changing the duty ratio of the pulse voltage application, or increasing the frequency. it can. A method of changing the wiring pattern of the ion generating electrode or the area of the ion generating electrode is also effective.
図4には、カビや浮遊菌やウイルス等を除去することが効果的な従来の空気浄化装置についての概略図を示している。空気浄化装置はイオン発生素子101と送風手段102から構成されている。送風手段102は無くても構わないが、発生したイオンを空間に効果的に拡散させるためには、ほとんどの場合は用いられる。
FIG. 4 shows a schematic diagram of a conventional air purification device that is effective in removing mold, airborne bacteria, viruses, and the like. The air purification apparatus is composed of an ion generating
イオン発生素子101の表面には、誘電体120があり、この誘電体120の裏側には第一電極としての誘電電極121があり、この第一電極としての誘電電極121と対抗するように誘電体120表面には第二電極としてのイオン発生電極103が取付けられている。図4においては、第二電極としてのイオン発生電極103の形状は網状となっているが、特に限定されるものではなく公知の針型、直線状の形状等を用いてもよい。
A dielectric 120 is provided on the surface of the
第二電極としてのイオン発生電極103と第一電極としての誘導電極121は、リード線122を通じて高圧パルス駆動回路123に接続されている。高圧パルス駆動回路123はイオン発生素子101の内部に形成されている。
The
このような構成であるイオン発生装置において、イオン発生装置を駆動することにより、つまり、イオン発生電極103と誘導電極121間に正負電圧からなるピーク値が例えば、2.7kVであるパルス電圧を印加し、送風手段102を駆動することにより、空気104が通路105を通り、イオン発生素子101を通り、第二電極としてのイオン発生電極103から発生したイオンを含み、イオンを充分に含んだ空気106となって、空間に放出されることになる。
In the ion generator having such a configuration, by driving the ion generator, that is, a pulse voltage having a peak value consisting of positive and negative voltages of, for example, 2.7 kV is applied between the
イオンを充分に含んだ空気106は、正イオンと負イオンを両方含んでおり、空気中に放出されると、空気中に存在する浮遊菌を殺菌したり、あるいた臭気成分を脱臭するといった効果的な影響を与えることができる。
The
したがって、このようなイオン発生素子101と送風手段102とからなるイオン発生装置を住宅設備や建築物や移動手段に適用すれば、空間に正負イオンが供給され、カビやウイルスやアレルゲン成分が除去・不活化され、快適な空間を提供することができる。
Therefore, if such an ion generating device composed of the
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、空気調節装置のイオン発生部から10cm離れた位置においてのイオン濃度が正イオン、負イオンともに5000〜10000個/cm3となるように設定し、さらに正負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。内部空間の殺菌・脱臭に大変効果的である。
ところが、上記の沿面放電現象を用いた大気中のイオンの効果を利用する方法では、生物性の汚染原因に対しては効果を示すものの、イ)人工化学物質VOC(揮発性有機化合物)による汚染に対しては、充分な除去効果を確認することができない場合があることが分かった。 However, although the method using the effect of ions in the atmosphere using the creeping discharge phenomenon described above is effective against biological contamination causes, it is a) contamination by artificial chemical substance VOC (volatile organic compound). It was found that sufficient removal effect may not be confirmed.
空間に存在するVOC(揮発性有機化合物)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、効果的な除去技術の確立が急務となっている。ここで、VOCとは揮発性有機化合物の総称であり、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。 The influence of VOC (volatile organic compounds) existing in the space on the human body has become a major social problem in recent years. Especially in housing relations, it is a cause of sick house syndrome, and there is an urgent need to establish an effective removal technique. Here, VOC is a general term for volatile organic compounds, and there are very many types, and there are only 14 types of substances for which the Ministry of Health, Labor and Welfare defines target numerical values.
これらのVOC(揮発性有機化合物)の中でも、特にホルムアルデヒドやアセトアルデヒドやトルエンや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。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、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒドやトルエンやキシレンやアンモニアやクロロホルムやパラジクロロベンゼンやスチレンやノナナールやn−テトラデカンやエチルベンゼンやスチレン等が挙げられる。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する。人間に対しては悪い影響を及ぼす。 Among these VOCs (volatile organic compounds), especially formaldehyde, acetaldehyde, toluene, and xylene are widely used in housing components. For the time being, it is necessary to remove these chemicals first to solve sick house syndrome. It has become an issue. There are various types of VOCs. For example, formaldehyde, acetaldehyde, toluene, xylene, ammonia, chloroform, paradichlorobenzene, styrene, nonanal, n-tetradecane, ethylbenzene, styrene, and the like can be mentioned. All of these substances are volatile and float in the indoor space with a certain concentration. It has a bad effect on humans.
すなわち、VOCは様々な揮発性有機化合物の総称であり、分子構造や種類が多岐に及んでいる。したがって、イオン発生素子から発生させる正負イオンは全てのVOCに効果を示すものではなく、全く効果が及ばない場合がある。したがって、イオン発生素子だけを用いて、住宅等における空間のVOCを効果的に除去するという方法を用いることはできない。 That is, VOC is a general term for various volatile organic compounds, and has a wide variety of molecular structures and types. Therefore, positive and negative ions generated from the ion generating element do not have an effect on all VOCs, and may not be effective at all. Therefore, it is not possible to use a method of effectively removing VOC in a space in a house or the like using only an ion generating element.
一方、VOCに関しては、沿面放電現象よりも、プラズマ状態が強くなる放電現象(例えばコロナ放電)を用いることにより、正負イオンだけではなく、プラズマ状態を用いることで、VOCを効果的に除去・分解できることは知られている。 On the other hand, with respect to VOC, by using a discharge phenomenon (for example, corona discharge) in which the plasma state is stronger than the creeping discharge phenomenon, VOC is effectively removed and decomposed by using not only positive and negative ions but also the plasma state. It is known that it can be done.
例えば、公知の技術としても、特許文献2においては、大気圧下での低温プラズマにより排ガス中のNOx及びパーティキュレートを安定かつ効果的に低減させる方法として、高電気伝導性材料からなる基板層と、セラミック材料からなる電子絶縁層と、耐熱性の高電気伝導性材料からなる電極とを積層して構成され、前記基板層および電極間に交流電源を接続し、大気圧下での低温プラズマにより排ガス中の残存酸素を励起させ、励起種とパーティキュレートの反応による二酸化炭素化と励起種によるNOxの分解を行なうことを特徴とする排ガス処理装置として、公開されている。
For example, as a known technique, in
また、特許文献3においては、大気圧、常温下で、放電を用いてプラズマを発生させ、かつ処理ガスとプラズマを有効に接触させて処理ガスを分解すると同時に、活性炭やシフトコンバータを用いて、放電二次生成物を無害化できる空気中揮発性有機化合物除去装置が提案されている。具体的には、処理ガス入口ヘッダと出口ヘッダ間に多数のキャピラリー放電管を接続し、その各キャピラリー放電管の出入り口に針電極を対向して配置すると共に、その針電極間に直流、交流またはパルス高圧電源を接続したことを特徴とする、放電プラズマを用いた空気中揮発性有機化合物除去装置が提案されている。
In
これらの特許文献2,3で示されるように、シックハウス症候群の原因物質である、空間に存在するVOCについて放電現象によるプラズマにより、効果的に除去・分解することができる。
As shown in these
プラズマ領域を効果的に形成するものであれば、放電の形態は問わないが、各種の放電現象のうちで、コロナ放電現象(あるいはバリア放電現象)を用いることは放電の状態あるいはコスト的な観点からも好ましい。 As long as the plasma region can be effectively formed, the form of discharge is not limited. Among various discharge phenomena, the use of the corona discharge phenomenon (or barrier discharge phenomenon) is a viewpoint of the discharge state or cost. Is also preferable.
そこで、このような放電現象により、大気圧で発生させたプラズマを室内空間に存在するVOCの除去・分解に利用することができるが、これらの放電現象によるプラズマによっては、空気の汚れのうち、ア)カビや浮遊菌やウイルスやアレルゲン成分等によるもの、に対しては、除去・不活化することには効果的ではない。 Therefore, plasma generated at atmospheric pressure can be used for removal and decomposition of VOC existing in the indoor space by such a discharge phenomenon, but depending on the plasma due to these discharge phenomena, A) It is not effective to remove and inactivate fungi, planktonic bacteria, viruses and allergen components.
そこで、住宅環境等における空気中の汚れを除去するための方法として、大きく、
ア)カビ菌や浮遊菌やウイルス等によるものと、
イ)VOC(揮発性有機化合物)によるものと
に分類することができるので、沿面放電現象により、イオン発生素子で発生させる正負イオンにより、カビ菌や浮遊菌やウイルスやアレルゲン成分を除去・不活化させる方法と、第二電極と第三電極の間で発生させるコロナ放電(バリア放電)により生成する広い領域を有するプラズマ領域に汚れた空気を通過させることにより、VOCを除去する方法とを組合わせることにより、快適な空間を提供することができる。
Therefore, as a method for removing dirt in the air in a residential environment,
A) Due to fungi, floating bacteria, viruses, etc.
B) Since it can be classified into those due to VOC (volatile organic compounds), mold fungi, airborne bacteria, viruses and allergen components are removed and inactivated by positive and negative ions generated by the ion generating element due to creeping discharge phenomenon. And a method of removing VOC by passing dirty air through a plasma region having a wide region generated by corona discharge (barrier discharge) generated between the second electrode and the third electrode. Therefore, a comfortable space can be provided.
ところが、単に沿面放電方式によるイオン発生素子を用いたウイルスやカビやアレルゲン成分といった生物性汚染原因除去装置と、コロナ放電方式によるVOC除去装置を単純に組合わせるだけでは、設置するスペースの問題が発生する場合がある。 However, simply combining a biological contamination cause removing device such as a virus, mold or allergen component using an ion generating element by a creeping discharge method and a VOC removing device by a corona discharge method causes a problem of installation space. There is a case.
また、単に沿面放電方式によるイオン発生素子を用いたウイルスやカビやアレルゲン成分といった生物性汚染原因除去装置と、コロナ放電(バリア放電)方式によるVOC除去装置それぞれに電源を設けると設置するスペースの増加や、消費電力の増加といった課題があった。
上記目的を達成するために、本発明者は、膨大な研究の末に、以下の事項を見出し本発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明に係る空気浄化装置においては、電極を3個(第一電極、第二電極、第三電極)備えた素子とし、第一電極と第二電極の間では、沿面放電現象により、空間に存在するカビや浮遊菌やウイルスやアレルゲン成分等に対して効果的な作用を示すようにし、あわせて、第二電極と第三電極の間では、コロナ放電(バリア放電)現象により、空間に存在するVOCに対して効果的な作用を示すことができるようにしたものである。 In order to achieve the above object, the present inventor has found the following items and completed the present invention after extensive research. That is, in the air purifying apparatus according to the present invention, an element including three electrodes (first electrode, second electrode, third electrode) is provided between the first electrode and the second electrode due to a creeping discharge phenomenon. It works effectively against mold, airborne bacteria, viruses, allergen components, etc. that exist in the space, and at the same time, the corona discharge (barrier discharge) phenomenon occurs between the second electrode and the third electrode. It is intended to be able to show an effective action on VOC existing in the.
上記構成の空気浄化装置によれば、空間に存在する2種類の汚染原因である、
ア)カビや浮遊菌やウイルスやアレルゲン成分等によるもの。
イ)人工化学物質VOC(揮発性有機化合物)によるもの。
の両方の汚染原因を効果的に除去することができる。
According to the air purification device having the above configuration, two types of contamination existing in the space,
A) Caused by mold, planktonic bacteria, viruses or allergen components.
B) Artificial chemical substance VOC (volatile organic compound).
Both causes of contamination can be effectively removed.
住宅環境等における空気中の汚れを除去するための方法として、大きく
ア)カビ菌や浮遊菌やウイルスやアレルゲン成分等によるものと、
イ)VOC(揮発性有機化合物)によるものと
に分類することができるので、イオン発生素子による正負イオンによりカビ菌や浮遊菌やウイルスを除去させる方法と、コロナ放電によりVOCを除去する方法とを組合わせることにより、住宅空間などにおける空気中の生物性の汚染原因とVOCの両方を完全に除去することができ、クリーンで快適な空間を提供することができる。
As a method for removing dirt in the air in a residential environment, etc., a) largely due to mold fungi, planktonic bacteria, viruses, allergen components, etc.
B) Since it can be classified into those due to VOC (volatile organic compounds), there are a method for removing mold fungi, airborne bacteria and viruses by positive and negative ions by an ion generating element, and a method for removing VOC by corona discharge. By combining them, it is possible to completely remove both the cause of biological contamination in the air and VOC in residential spaces and the like, and a clean and comfortable space can be provided.
さらに、本発明に係る空気浄化装置においては、第一電極と第二電極の間で生物性の汚染原因に対して効果を示す沿面放電現象を発生させる電源と、第二電極と第三電極の間でVOCといった無生物性の汚染原因に対して効果を示すコロナ放電(バリア放電)現象を発生させる電源をそれぞれ独自に作動できるようにしたことを特徴としている。 Furthermore, in the air purification apparatus according to the present invention, a power source that generates a creeping discharge phenomenon that is effective against biological contamination causes between the first electrode and the second electrode, and the second electrode and the third electrode. It is characterized in that each power source for generating a corona discharge (barrier discharge) phenomenon that is effective against an inanimate contamination cause such as VOC can be independently operated.
すなわち、一般的な空間における汚染原因としては、上述のとおり、ア)カビやウイルスやアレルゲン成分といった生物性の汚染原因と、イ)VOC(揮発性有機化合物)といった無生物性の汚染原因とであるが、これらの混入の割合は、それぞれの住宅環境等により異なっている。生物性の汚染原因の割合が多い場合もあれば、一方で、無生物性の汚染原因の割合が多い場合もある。 That is, as described above, the causes of contamination in a general space are a) biological contamination causes such as molds, viruses and allergen components, and a) abiotic contamination causes such as VOC (volatile organic compounds). However, the mixing ratio of these varies depending on the respective housing environment. In some cases, the percentage of biological contamination is high, while in other cases, the percentage of abiotic pollution is high.
そこで、生物性の汚染原因の割合が多い場合においては、第一電極と第二電極の間で生物性の汚染原因に対して効果を示す沿面放電現象を発生させる電源を、第二電極と第三電極の間でVOCといった無生物性の汚染原因に対して効果を示すコロナ放電(バリア放電)現象をよりも多く発生させるようにする。このための方法として、それぞれの電源を調節できることを特徴とする。 Therefore, when the ratio of biological contamination is high, a power source that generates a creeping discharge phenomenon that has an effect on the biological contamination between the first electrode and the second electrode is connected to the second electrode and the second electrode. More corona discharge (barrier discharge) phenomenon that is effective against inanimate contamination causes such as VOC is generated between the three electrodes. As a method for this, each power supply can be adjusted.
逆に、無生物性の汚染原因の割合が多い場合においては、第一電極と第二電極の間で生物性の汚染原因に対して効果を示す沿面放電現象を発生させる電源を、第二電極と第三電極の間でVOCといった無生物性の汚染原因に対して効果を示すコロナ放電(バリア放電)現象をよりも少なく発生させるようにする。 Conversely, when the proportion of inanimate contamination is high, a power source that generates a creeping discharge phenomenon that has an effect on the biological contamination between the first electrode and the second electrode is connected to the second electrode. A smaller number of corona discharge (barrier discharge) phenomena that are effective against inanimate causes such as VOCs are generated between the third electrodes.
このように調節することにより、空間を最もクリーンを達成しながら、電源を無駄に作用させることがなく、消費電力の低減を達成することができる。 By adjusting in this way, it is possible to achieve a reduction in power consumption without unnecessarily operating the power source while achieving the cleanest space.
以上のとおり、本発明によると、沿面放電方式によりイオン発生素子から正負イオンを発生させて、空間に存在するカビやウイルスやアレルゲン成分といった生物性の汚染原因と、コロナ放電方式によりプラズマ領域を形成し、プラズマの作用によりVOCといった無生物性の人工化学物質の両方とを、効果的に除去・不活化効果を示し、快適な空気浄化作用を示すことができる。 As described above, according to the present invention, positive and negative ions are generated from the ion generating element by the creeping discharge method, and a plasma region is formed by the corona discharge method, causing biological contamination such as mold, virus, and allergen components present in the space. In addition, it can effectively remove and inactivate both inanimate artificial chemical substances such as VOC by the action of plasma, and can exhibit a comfortable air purification action.
さらに、生物性の汚染原因と無生物性の汚染原因を、沿面放電現象と、コロナ放電(バリア放電)現象の独立した制御により可能であるため、常に室内の空間を最適にクリーンにすることが可能である。また、消費電力についても抑制することができ、効果的である。さらに、これらの組み合わせにより、設置するスペースを少なくすることが可能である。 In addition, biological and abiotic pollution causes can be controlled by independent control of creeping discharge phenomena and corona discharge (barrier discharge) phenomena, so the indoor space can always be optimally cleaned. It is. In addition, power consumption can be suppressed, which is effective. Furthermore, it is possible to reduce the installation space by combining these.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明である生物性の汚染原因とVOCといった無生物性の汚染原因の両方に対して効果を示す空気浄化装置の概略図、図2は図1の第一電極と誘電体と第二電極と第三電極を別の方向から見たときの概略図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an air purifying apparatus which is effective against both a biological contamination cause and an inanimate contamination cause such as VOC according to the present invention, and FIG. 2 is a first electrode, a dielectric, and a second electrode of FIG. It is the schematic when an electrode and a 3rd electrode are seen from another direction.
本発明に係る空気浄化装置1は、第一電極2、誘電体3、第二電極4が順次配置され、前記第二電極4の近傍で第二電極4に対向する位置に空間5を介して第三電極6が配設され、その外側には送風手段7が設けられたものである。
In the
送風手段7は、無生物性や生物性の汚染原因を含む空気Aを第一電極2および第二電極4や第三電極6や空間5が形成される領域に供給する役割を担う。送風手段7は、例えば、送風モータと送風ファンとから構成される。送風手段7によって送られた空気Aは、沿面放電部とコロナ(バリア)放電部を経て清浄化された空気Bとして放出される。
The air blowing means 7 plays a role of supplying air A including inanimate and biological contamination causes to the regions where the
また、第一電極2と第二電極4の間で生物性の汚染原因に対して効果を示す沿面放電現象を発生させる第1の電源8と、第二電極4と第三電極6の間でVOCといった無生物性の汚染原因に対して効果を示すコロナ放電(バリア放電)現象を発生させる第2の電源9とを備えている。
Moreover, between the 1st power supply 8 which generates the creeping discharge phenomenon which shows an effect with respect to the cause of biological contamination between the
これらの電源8,9は、それぞれ独自に調節できるようにしている。例えば、第一電極2と第二電極4の間の電圧制御と、第二電極4と第三電極6の間の電圧制御はそれぞれ独立に行なう。また、第一電極2と第二電極4の間に印加する電圧の変化の度合いと、第二電極4と第三電極6の間に印加する電圧の変化の度合いとを同調させることもできる。
These power supplies 8 and 9 can be adjusted independently. For example, the voltage control between the
また、第1の電源8と第2の電源9とを共用し、第二電極4に対して第一電極2と第三電極6の両方の電位を大きく、あるいは小さくすることもできる。さらに、第一電極2と第二電極4の間には交流電圧を印加し、また、第二電極4と第三電極6の間には直流電圧を印加することもできる。
In addition, the first power supply 8 and the second power supply 9 can be shared, and the potentials of both the
さらに、第一電極2と第二電極4の間で引き起こされる沿面放電現象の制御と、第二電極4と第三電極6の間で引き起こされるコロナ放電又はバリア放電の制御とを、それぞれ独立あるいは連動して行なうこともできる。
Furthermore, the control of the creeping discharge phenomenon caused between the
図3は沿面放電現象を引き起こす部位の概略図を示し、(a)はその側面概略図、(b)は正面概略図を示す。このうち、A)段では第一電極2と誘電体3との配置関係を示し、B)段では第一電極2と同一面から透かしてみたときの第二電極4と誘電体3との配置関係を示し、C)段はA)段とB)段の配置関係を合成した状態を示している。
FIG. 3 shows a schematic view of a site causing a creeping discharge phenomenon, (a) shows a schematic side view thereof, and (b) shows a schematic front view. Among these, the A) stage shows the arrangement relationship between the
図3に示すように、第一電極2と誘電体3と第二電極4とからなる放電現象を用いる領域は、生物性の汚染原因に対して除去・不活化の効果を示す正負イオンを発生する。第一電極2は誘電電極として作用し、この誘電電極に対向するように誘電体の表面には第二電極4としてのイオン発生電極が設けられている。第二電極4としてのイオン発生電極の形状は、効果的に正負イオンを放出できるものであれば特に限定されるものではない。さらに、正負イオンをより効果的に発生させるために、電極パタン形状やエッジ形状や材料等を適宜定めることができる。
As shown in FIG. 3, the region using the discharge phenomenon composed of the
誘電体3は、その素材として、分極現象を起こすものであれば利用可能であるが、アルミナが好適に使用される。 The dielectric 3 can be used as a material as long as it causes a polarization phenomenon, but alumina is preferably used.
第一電極2と誘電体3と第二電極4とからなり、第一電極2と第二電極4との間で沿面放電を引き起こし、これにより正負イオンを発生させる。正イオンと負イオンを同じ濃度で両方含んだ状態の場合、イオンが空気中に放出されると、カビやアレルゲン成分に対する不活化効果を示す。
It consists of the
正負イオンの効果については、特開2002−95731号公報に詳細に記されているが、ここで、簡単に説明すると、その作動原理は、第一電極と誘電体を挟んで配置された第二電極との間に交流電圧を印加することにより、第一電極(イオン発生電極)より正イオンと負イオンを発生する。発生した正イオンとしてはH+(H2O)m(mは任意の自然数)、負イオンとしてはO2 −(H2O)n(nは任意の自然数)が最も安定に生成している。このイオン種については、質量分析法による精密測定で確認されている。 The effect of positive and negative ions is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-95731. Here, the operation principle will be briefly described. The principle of operation is that of a second electrode disposed between a first electrode and a dielectric. By applying an alternating voltage between the electrodes, positive ions and negative ions are generated from the first electrode (ion generating electrode). H + (H 2 O) m (m is an arbitrary natural number) is generated as the positive ion, and O 2 − (H 2 O) n (n is an arbitrary natural number) is generated most stably as the negative ion. . This ion species has been confirmed by precise measurement by mass spectrometry.
これらの正イオンと負イオンが空気中に同時に生成すると、化学反応を起こし、活性種である過酸化水素H2O2又はヒドロキシラジカル・OHを生成する。これらの過酸化水素H2O2又はヒドロキシラジカル・OHは極めて強力な活性を示し、これにより空気中の浮遊菌やウイルスや花粉やダニのアレルゲンを除去・不活化することができるというものである。 When these positive ions and negative ions are simultaneously generated in the air, a chemical reaction occurs to generate hydrogen peroxide H 2 O 2 or a hydroxy radical / OH which is an active species. These hydrogen peroxide H 2 O 2 or hydroxy radicals · OH exhibit extremely strong activity, which can remove and inactivate airborne microbes, viruses, pollen and mite allergens. .
したがって、上述の効果を発揮するには、空間に正イオンと負イオンの両方を供給しなければならない。また、上述の効果を空間に波及させるためには、正負イオンを含む空気を空間に放出する必要があるので、送風手段7を設けて、この送風手段7からの空気の気流によりイオンを波及させる方法が好ましい。
Therefore, in order to exhibit the above-mentioned effect, both positive ions and negative ions must be supplied to the space. Further, in order to spread the above-described effect to the space, it is necessary to release air containing positive and negative ions to the space. Therefore, the
第二電極4と第三電極6は空間5を隔てて対向配置されている。これらの第二電極4と第三電極6の間では、コロナ放電(バリア放電)現象を発生させることができる。このとき、プラズマ領域が前記空間5に形成されている。このようなプラズマ領域が形成された範囲においては、空気中の汚染原因のうち、シックハウス症候群の原因物質であるVOCを除去・分解することができる。
The
コロナ放電(バリア放電)現象を発生させるためには、第二電極4と第三電極6の間で電圧を印加する。放電現象を引き起こすためには、第二電極4と第三電極6の距離を適当に設定する必要がある。具体的には、0.5mmから20mm程度にすることにより、効果的なコロナ放電(バリア放電)現象を引き起こすことができる。
In order to generate a corona discharge (barrier discharge) phenomenon, a voltage is applied between the
第二電極4に対向する第三電極6の形状は特に限定されるものではなく、針型がよく知られているが、第二電極4と第三電極6のオーバーラップの度合いが大きくなれば、プラズマ領域が広く形成されるので、VOCの除去・分解には効果的である。本実施形態では、第三電極6が細長い板状の電極形状となっている。また、第三電極6は、第二電極4とのオーバーラップ部が広くなっているので、プラズマ領域が形成されやすい形状となっている。
The shape of the
図2は、第一電極と誘電体と第二電極と第三電極について、図1とは別の方向から見たときの概略を示している。 FIG. 2 schematically shows the first electrode, the dielectric, the second electrode, and the third electrode when viewed from a direction different from that in FIG.
誘電体3を挟んで第一電極2と第二電極4の間では沿面放電現象を生じさせる。第二電極4と空間を隔てて対向している第三電極6との間では、コロナ放電(バリア放電)現象を生じさせる。第二電極4と第三電極6とは、そのオーバーラップ領域を大きくすることにより、コロナ放電(バリア放電)のプラズマ領域を大きくすることができる。したがって、第二電極4と第三電極6の間の空間5を通る際に、空間5に存在する無生物性のVOCによる汚染原因が効果的に除去・分解される。
A creeping discharge phenomenon is caused between the
このように、これらの沿面放電とコロナ放電(バリア放電)を組合わせることにより、空間の無生物性の汚染原因と生物性の汚染原因を効果的に除去することができる。両放電現象の組合わせ方により、以下の3つの運転モードが考えられる。 Thus, by combining these creeping discharges and corona discharges (barrier discharges), it is possible to effectively remove the inanimate and biological contamination causes of the space. The following three operation modes are conceivable depending on the combination of both discharge phenomena.
(第1の運転モード)
第1の運転モードは、第二電極4と第三電極6の間での放電を効果的に生じさせるような駆動を行なう運転モードである。この運転モードでは、空気中の無生物性の汚れと生物性の汚れのうち、特に、無生物性の汚れに対して効果が大きい。無生物性の汚れに対しては、第二電極4と第三電極6の間にコロナ放電(バリア放電)現象によりプラズマ領域を形成し、この領域に空気を通過させ、無生物性の汚染原因を除去する。
(First operation mode)
The first operation mode is an operation mode in which driving is performed to effectively generate discharge between the
(第2の運転モード)
第2の運転モードは、空気中の無生物性の汚れと生物性の汚れのうち、特に、生物性の汚れに対して効果が大きい。生物性の汚れに対しては、第一電極2と誘電体3と第二電極4の間による沿面放電現象により、正負イオンを発生させ、送風手段7により空間5に正負イオンを拡散放出させる。これにより、生物性の汚れを除去・不活化する。
(Second operation mode)
The second operation mode is particularly effective for biological dirt among abiotic dirt and biological dirt in the air. For biological contamination, positive and negative ions are generated by a creeping discharge phenomenon between the
(第3の運転モード)
第3の運転モードは、空気中の無生物性の汚れと生物性の汚れの両方を効果的に除去するための運転モードである。この運転モードでは、第二電極4と第三電極6の間でコロナ放電(バリア放電)現象を起こして、VOCといった無生物性の汚染原因を除去・分解し、また、第一電極2と第二電極4の間で沿面放電現象を起こして、生物性の汚染原因を除去・不活化する作用を合わせて行う。
(Third operation mode)
The third operation mode is an operation mode for effectively removing both inanimate and biological dirt in the air. In this operation mode, a corona discharge (barrier discharge) phenomenon is caused between the
なお、無生物性の汚染原因と、生物性の汚染原因の混合の度合いが分かる場合(例えば、ある室内空間における、汚染原因が、ほとんどVOCに起因すると分かっている)においては、無生物性の汚染原因を除去・分解する度合いを高めることが効果的である。この場合は、第二電極4と第三電極6の間のコロナ(バリア)放電現象の度合いを大きくして(逆に、第一電極2と第二電極4の間の沿面放電現象の度合いを小さくする)、無生物性の汚染原因に対する除去・分解の効果を大きくすることが効果的である。
In addition, in the case where the degree of mixing of the inanimate pollution cause and the biological pollution cause is known (for example, it is known that the cause of the contamination in a certain indoor space is mostly caused by VOC), the cause of the inanimate pollution is It is effective to increase the degree of removal / decomposition. In this case, the degree of the corona (barrier) discharge phenomenon between the
無生物性の汚染原因と、生物性の汚染原因に対する作用の度合いを変化させるためには、それぞれの放電現象の度合いを変更させることで対応できる。すなわち、コロナ放電(バリア放電)の度合いを高めれば無生物性の汚染原因に対して、逆に、沿面放電の度合いを高めれば生物性の汚染原因に対する効果が大きくなる。 In order to change the inanimate pollution cause and the degree of action on the biological pollution cause, it is possible to change the degree of each discharge phenomenon. That is, if the degree of corona discharge (barrier discharge) is increased, the effect against abiotic pollution causes is increased. Conversely, if the degree of creeping discharge is increased, the effect against biological contamination causes is increased.
また、放電の度合いを高める方法として、印加電圧を高めたり、パルス電圧であれば、周期や立ち上がり時間を早くするといった手法により、放電の度合いが高まる。 Further, as a method for increasing the degree of discharge, the degree of discharge is increased by a method of increasing the applied voltage or, if it is a pulse voltage, increasing the period and rise time.
このように、本実施形態においては、送風手段7と、第一電極2と誘電体3と第二電極4からなる沿面放電部と、第二電極4と第三電極6とからなるコロナ放電(バリア放電)部を組合わせることにより、空気中に浮遊する無生物性の汚れと生物性の汚れの両方について、除去する効果を発揮し、快適な空気清浄作用を示すことができる。
Thus, in this embodiment, the corona discharge which consists of the ventilation means 7, the creeping discharge part which consists of the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で修正・変更を加えることができるのは勿論である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, correction and a change can be added within the scope of the present invention.
1 空気浄化装置
2 第一電極
3 誘電体
4 第二電極
5 空間
6 第三電極
7 送風手段
8 第1の電源
9 第2の電源
DESCRIPTION OF
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