JP2006198029A

JP2006198029A - 空気浄化装置

Info

Publication number: JP2006198029A
Application number: JP2005010866A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yoneda; 哲也米田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】放電によりプラスイオン及びマイナスイオンを発生させて空気中に放出し、空気の浄化を行う空気浄化装置において、従来の装置と比較して、印加する電圧を高くせずに、より多くのイオンを発生させることができ、また、空気中のホルムアルデヒドなどの有機化学物質を分解することができる空気浄化装置を提供する。
【解決手段】円筒形の誘電体２と、誘電体２の外周部及び内周部に網状の外電極３及び内電極４とを有する放電素子１を備え、誘電体２の内部に空気を通過させ、放電により通過する空気中にイオンを発生させ、通過する空気中の有機化学物質を分解する。また、放電素子１を複数個備えて空気の処理能力を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気中の微粒子及び細菌等の浮遊物を除去するプラスイオン及びマイナスイオンを発生させて空気の浄化を行い、更に、空気中の有害な有機化学物質を分解して空気の浄化を行うことができる空気浄化装置に関する。

プラスイオン及びマイナスイオンを発生し、イオンを含む空気を送出して、イオンが送出された空間の空気中に浮遊する微粒子及び細菌等の浮遊物を除去して空気を浄化する空気浄化装置が実用化されている。空気浄化装置は、誘電体を介して相対向する２つの電極に振幅が数ｋＶの交流電圧を印加する構成としてあり、電圧の印加により電極間にプラズマ放電が生じ、空気中にプラスイオンであるＨ⁺ （Ｈ₂ Ｏ）_m （ｍは自然数）、及びマイナスイオンであるＯ₂ ^- （Ｈ_２Ｏ）_n （ｎは自然数）を発生させる構成となっている。

発生するプラスイオン及びマイナスイオンは、空気中の水蒸気をプラズマ放電によりイオン化することで生成されるものであり、水素イオン（Ｈ⁺ ）又は酸素イオン（Ｏ₂ ^- ）の周囲に複数の水分子が付随した形態、所謂、クラスターイオンの形態をなしている。空気中に放出されたこれらのイオンは、浮遊粒子又は浮遊細菌と化学反応し、活性物質としての過酸化水素水Ｈ₂ Ｏ₂ 又は水酸基ラジカル・ＯＨとなり、浮遊粒子又は浮遊細菌から水素を抜き取る酸化反応を行うことで、浮遊粒子を不活性化し、または浮遊細菌を殺菌して、空気を清浄にする。

図１０は、従来の空気浄化装置の一例を示す一部破断斜視図である。図において１００は放電素子であり、放電素子１００は、矩形板状の誘電体１０１、表面電極１０２及び内部電極１０３を有している。矩形板状の誘電体１０１の一表面には網状の表面電極１０２が着設してあり、内部には平板状の内部電極１０３が表面電極１０２と対向するように埋設してある。表面電極１０２及び内部電極１０３は電圧発生回路１０４に接続してあり、電圧発生回路１０４は、振幅が数ｋＶの交流電圧を発生し、表面電極１０２及び内部電極１０３の間に印加している。

上記構成の空気浄化装置において、電圧発生回路１０４にて電圧を発生した場合、表面電極１０２及び内部電極１０３間でプラズマ放電が発生し、プラズマ放電のエネルギーにより放電素子１００の表面電極１０２近傍の空気中に含まれる水蒸気がイオン化され、プラスイオン及びマイナスイオンが生じる。

一方、電極間の放電を利用して、空気中に含まれる有害物質を分解することができる装置が提案されている。例えば特許文献１においては、円筒電極と、円筒電極の軸心に線電極とを備え、円筒電極の表面に塗布又は蒸着等により光触媒を設け、両電極間に１０ｋＶ〜１００ｋＶ程度の電圧を印加して放電を発生させ、放電エネルギー及び放電により発光する紫外線を光触媒に照射して起こる光触媒作用により有害物質を分解する有害成分分解装置が提案されている。

また、特許文献２においては、円筒電極と、円筒電極の軸心に線電極とを備え、両電極間の空間を誘電体の粒塊及び触媒金属を担持させた誘電体の粒塊で充填させ、粒塊と粒塊との間に形成された空気経路を通過する空気に含まれる有害物質を放電により分解することができる空気浄化装置が提案されている。
特開２０００−３５４７３７号公報特開２００２−１７７３７３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の有害成分分解装置は、電極に５０ｎｓ〜１００ｎｓ程度の幅のパルス電圧を印加して放電を発生させ、放電及び放電による紫外線の光触媒作用により電極間を通過する空気中の有害物質を分解する構成であるため、プラスイオン及びマイナスイオンを放出して、放出先の空間の空気を浄化する機能は有していない。また、電極間に印加する電圧値は、イオンを放出する従来の空気浄化装置と比較して数倍〜数十倍となっている。また、特許文献２に記載の空気浄化装置は、電極間に誘電体の粒塊が充填してあるため、単位時間当たりの空気の処理能力を高くすることが難しく、また、プラスイオン及びマイナスイオンを発生させて放出することは考慮されていない。

イオン発生を行う従来の空気浄化装置においても、空気中に含まれるホルムアルデヒドを代表とする有害な揮発性有害化学物質を分解することが可能であり、放電素子に印加する電圧を高くすることで、プラズマ放電のエネルギー量を増すことができ、有機化学物質の分解を行うことができる。また、印加する電圧を高くすることで、プラスイオン及びマイナスイオンの発生量も増加させることができる。しかし、印加する電圧を高くした場合、プラズマ放電により発生する人体に有害なオゾンの量が増加し、また、放電素子の破壊が起こる可能性が大きくなるため、印加する電圧を高くすることは難しく、印加する電圧を高くせずに有機化学物質の分解を行うことができ、より多くのプラスイオン及びマイナスイオンを発生することができる空気浄化装置が求められる。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、筒形の誘電体と、誘電体の外周部及び内周部に周設された網状の電極とを備え、誘電体内部に空気を通過させて網状の電極からプラズマ放電のエネルギーを効率よく与え、プラスイオン及びマイナスイオンを発生させる従来の装置と比較して、印加する電圧値を高くすることなく、より多くのプラスイオン及びマイナスイオンを発生させることができ、また、有機化学物質の分解を行うことができる空気浄化装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、筒形の誘電体と、誘電体の内周部及び外周部に設けられ、一方が網状にしてあり、他方が複数本の線状にしてある２つの電極とを備え、誘電体内部に空気を通過させて網状及び線状の電極からプラズマ放電のエネルギーを効率よく与え、プラスイオン及びマイナスイオンを発生させる従来の装置と比較して、印加する電圧値を高くすることなく、より多くのプラスイオン及びマイナスイオンを発生させることができ、また、有機化学物質の分解を行うことができる空気浄化装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、誘電体及び２つの電極を有する放電素子を複数個備えることで、より多くのプラスイオン及びマイナスイオンを発生でき、より多くの有機化学物質を分解できる空気浄化装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、複数個の放電素子を平行的に配設することで、イオンの発生及び有機化学物質の分解を行う空気の流れる方向を統一でき、空気の処理が行いやすい空気浄化装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、円筒形でそれぞれが略等直径の放電素子を千鳥配置に配設することで、複数個の放電素子を最密な構造で配設でき、複数個の放電素子の配設面積を小さくできる空気浄化装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、隣り合う放電素子では誘電体の外周部に備えた電極が互いに接するように配設し、より放電素子の配設面積を小さくできる空気浄化装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、複数個の放電素子に同じ位相の交流電圧を印加する構成とし、交流電圧の発生回路を簡略化できる空気浄化装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、位相が１８０度異なる２つの交流電圧を発生させ、複数個の放電素子それぞれにどちらか１つの交流電圧を印加するようにし、プラスイオン及びマイナスイオンを同じタイミングで発生させて送出することで、空気中に浮遊する微粒子及び細菌等の浮遊物に同じタイミングで反応させることができ、より効率よく空気を浄化することができる空気浄化装置を提供することにある。

本発明に係る空気浄化装置は、誘電体を介して相対向する２つの電極の間に交流電圧を印加して放電させるようにしてある空気浄化装置において、前記誘電体は筒形をなし、前記電極は網状をなして前記誘電体の内周部及び外周部に設けてあり、前記誘電体の内部に空気を通過させるようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、筒形の誘電体と、誘電体の外周部及び内周部に周設された網状の電極とを備えることで、放電の発生箇所を増加させて放電のエネルギーを増加させ、また、誘電体内部に空気を通過させることで、空気に効率よく放電のエネルギーを与え、従来のイオンを発生させる空気浄化装置と比較して電極に印加する電圧を高くすることなく、より多くのプラスイオン及びマイナスイオンを発生させることができるようにし、また、有機化学物質の分解を行うことができるようにする。

本発明に係る空気浄化装置は、誘電体を介して相対向する２つの電極の間に交流電圧を印加して放電させるようにしてある空気浄化装置において、前記誘電体は筒形をなし、２つの前記電極の夫々は前記誘電体の内周部及び外周部に設けてあり、前記電極の一方は網状をなし、前記電極の他方は前記誘電体の軸長方向と略平行の複数本の線状をなし、前記誘電体の内部に空気を通過させるようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、筒形の誘電体と、誘電体の内周部及び外周部に設けられ、一方が網状にしてあり、他方が複数本の線状にしてある２つの電極とを備えることで、放電の発生箇所を増加させて放電のエネルギーを増加させ、また、誘電体内部に空気を通過させることで、空気に効率よく放電のエネルギーを与え、従来のイオンを発生させる空気浄化装置と比較して電極に印加する電圧を高くすることなく、より多くのプラスイオン及びマイナスイオンを発生させることができるようにし、また、有機化学物質の分解を行うことができるようにする。

本発明に係る空気浄化装置は、前記誘電体及び前記電極を有する放電素子を複数個備えることを特徴とする。

本発明においては、放電素子を複数個備え、単位時間当たりのプラスイオン及びマイナスイオンの発生量を増加させ、また、有機化学物質の分解量を増加させる。

本発明に係る空気浄化装置は、複数個の前記放電素子が平行的に配設してあることを特徴とする。

本発明においては、複数個の放電素子を平行的に配設して、イオンの発生及び有機化学物質の分解を行う空気の流れる方向を統一し、空気の処理を行いやすくする。

本発明に係る空気浄化装置は、複数個の前記放電素子が略等直径の円筒形であり、複数個の前記放電素子を一方向に並設してなる前記放電素子の列を、千鳥配置をなすように複数列並設してあることを特徴とする。

本発明においては、複数個の放電素子を最密な構造となるように千鳥配置で配設し、単位面積当たりの空気の処理量が最大となるようにする。

本発明に係る空気浄化装置は、隣り合う前記放電素子では、前記誘電体の外周部に備えた前記電極が互いに接するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、隣り合う放電素子では誘電体の外周部に備えた電極が互いに接するように配設し、放電素子の配設面積をより小さくし、空気浄化装置の大型化を抑える。

本発明に係る空気浄化装置は、複数個の前記放電素子全てに同位相の交流電圧を印加するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、複数個の放電素子に同じ位相の交流電圧を印加する構成として、交流電圧の発生回路を簡略化する。

本発明に係る空気浄化装置は、前記放電素子は位相が略１８０度異なる２つの交流電圧のいずれかを印加するようにしてあり、複数個の前記放電素子には少なくとも１つ、位相が異なる交流電圧を印加する前記放電素子を含むようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、位相が１８０度異なる２つの交流電圧を発生させ、放電素子にどちらか１つの交流電圧を印加するようにし、プラスイオン及びマイナスイオンを同じタイミングで発生させて送出して、空気中に浮遊する微粒子及び細菌等の浮遊物に同じタイミングで反応させることができるようにし、より効率よく空気を浄化する。

本発明による場合は、筒形の誘電体と、誘電体の外周部及び内周部に周設された網状の電極とを備えることで、放電の発生箇所を増加させて放電のエネルギーを増加させることができ、また、誘電体内部に空気を通過させることで、空気に効率よく放電のエネルギーを与えることができるため、従来のイオンを発生させる空気浄化装置と比較して電極に印加する電圧を高くすることなく、より多くのプラスイオン及びマイナスイオンを発生させることができ、また、有機化学物質の分解を行うことができ、清潔で快適な環境を実現することができる。

また、本発明による場合は、筒形の誘電体と、誘電体の内周部及び外周部に設けられ、一方が網状にしてあり、他方が複数本の線状にしてある２つの電極とを備えることで、放電の発生箇所を増加させて放電のエネルギーを増加させることができ、また、誘電体内部に空気を通過させることで、空気に効率よく放電のエネルギーを与えることができるため、従来のイオンを発生させる空気浄化装置と比較して電極に印加する電圧を高くすることなく、より多くのプラスイオン及びマイナスイオンを発生させることができ、また、有機化学物質の分解を行うことができ、清潔で快適な環境を実現することができる。

また、本発明による場合は、放電素子を複数個備えることで、単位時間当たりの空気の処理量を増加させることができるため、より多くのプラスイオン及びマイナスイオンを発生することができ、また、より多くの有機化学物質を分解することができ、清潔で快適な環境を実現することができる。

また、本発明による場合は、複数個の放電素子を並行的に配設したため、空気の流れる方向を統一することができ、空気の処理を行いやすくすることができる。

また、本発明による場合は、円筒形でそれぞれが略等直径の放電素子を千鳥配置となるように配設することで、複数個の放電素子を最密な構造で配設でき、単位面積当たりの空気の処理量を最大とすることができるため、より多くのプラスイオン及びマイナスイオンを発生することができ、また、より多くの有機化学物質を分解することができ、空気浄化装置の大型化を抑えることができる。

また、本発明による場合は、隣り合う放電素子では誘電体の外周部に備えた電極が互いに接するように配設することで、放電素子の配設面積を更に小さくすることができるため、より空気浄化装置の大型化を抑えることができる。

また、本発明による場合は、複数個の放電素子に同じ位相の交流電圧を印加する構成とすることで、交流電圧の発生回路を簡略化でき、空気浄化装置の大型化を抑えることができる。

また、本発明による場合は、位相が１８０度異なる２つの交流電圧を発生させ、それぞれの放電素子にどちらか１つの交流電圧を印加するようにし、プラスイオン及びマイナスイオンを同じタイミングで発生させて送出することで、空気中に浮遊する微粒子及び細菌等の浮遊物に同じタイミングで反応させることができるため、より効率よく空気を浄化することができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気浄化装置の一部破断斜視図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。図において１は放電素子であり、放電素子１は誘電体２、外電極３及び内電極４を備えている。誘電体２は円筒形にしてあり、誘電体２の外周部には網状の外電極３が周設してあり、誘電体２の内周部には網状の内電極４が周設してある。外電極３及び内電極４は、電圧発生回路５に接続してあり、電圧発生回路５は交流電圧を発生し、発生した電圧を外電極３及び内電極４の間に印加する。

円筒形の誘電体２は、比誘電率６．５のガラス製であり、長さ５０ｍｍ、内径１８ｍｍ、外径２０ｍｍである。外電極３は、線径０．２ｍｍのステンレス３０４鋼線を網状にした１００メッシュの金網を、長さ４０ｍｍ、内径２０ｍｍの円筒形に加工したものであり、円筒形の外電極３に円筒形の誘電体２を挿嵌して、誘電体２の外周部に外電極３を周設してある。内電極４は、線径０．２ｍｍのステンレス３０４鋼線を網状にした１００メッシュの金網を、長さ４０ｍｍ、内径１８ｍｍの円筒形に加工したものであり、円筒形の誘電体２に円筒形の内電極４を挿嵌して、誘電体２の内周部に内電極４を周設してある。また、外電極３及び内電極４は、誘電体２の両端部から長手方向に５ｍｍずつ内側に位置するようにしてある。なお、網目の細かさを表す単位であるメッシュとは、長さ１インチあたりの孔の数を意味し、数値が大きいものほど網目が細かい。

以上のように構成された空気浄化装置において、円筒形である放電素子１の一端側の開口部から、図示しない送風手段により空気を送り込み、また、電圧発生回路５にて交流電圧を発生させ、外電極３及び内電極４に印加する。電圧を印加された外電極３及び内電極４の間ではプラズマ放電が起こり、プラズマ放電のエネルギーにより放電素子１の内部を流れる空気中に含まれる水蒸気がイオン化され、また、空気中に含まれる有機化学物質が分解される。

例えば、電圧発生回路５にて振幅１．２ｋＶ、周波数６０Ｈｚの交流電圧を発生して、外電極３及び内電極４の間に印加し、放電素子１の一端側の開口部から、ホルムアルデヒドを１．０ｐｐｍ含む空気を０．２ｍ／ｓで送り込み、他端側の開口部から流出した空気を採取してホルムアルデヒドの含有量を測定すると、含有量が０．３ｐｐｍに減少しているという測定結果が得られている。なお、空気中に含まれるホルムアルデヒドの含有量の測定には、液体クロマトグラフィーを用いた。

また、図１０に示した従来の矩形形状の放電素子１００を有する空気浄化装置において、表面電極１０２及び内部電極１０３が約１ｃｍ×３ｃｍの矩形形状であり、表面電極１０２及び内部電極１０３の間の距離が約０．２ｍｍである放電素子１００を、直径８０ｍｍで長さ２０ｃｍの円筒形の容器の内部に配し、電圧発生回路１０４にて振幅２．０ｋＶ、周波数６０Ｈｚの交流電圧を発生させて、表面電極１０２及び内部電極１０３の間に印加し、円筒形容器の一端側の開口部から、ホルムアルデヒドを１．０ｐｐｍ含む空気を０．２ｍ／ｓで送り込み、他端側の開口部から流出した空気を採取してホルムアルデヒドの含有量を測定すると、含有量は０．９５ｐｐｍであった。

以上の測定結果を比較すると、本実施の形態に係る空気浄化装置では分解処理後の空気に含まれるホルムアルデヒドの量が０．３ｐｐｍであったのに対し、従来の空気浄化装置ではホルムアルデヒドの量が０．９５ｐｐｍであったことから、本実施の形態に係る空気浄化装置が、従来の空気浄化装置の場合より印加電圧が低いにも関わらず、より多くのホルムアルデヒドを分解していることがわかる。放電素子１の形状を円筒形とし、電極の形状を網状とし、放電素子１の内部を流れる空気にプラズマ放電のエネルギーを与え、イオンの発生及び有機化学物質の分解を行う構成であるため、空気中の有機化学物質に効率よくプラズマ放電のエネルギーを与えることができ、印加電圧を高くすることなく有機化学物質を分解することができる。

また、イオンの発生量を測定した結果、従来の矩形形状の放電素子１００を有する空気浄化装置の場合は、円筒形容器の空気が流出する側の開口部から１０ｃｍの距離で５万〜１０万個／ｃｍ³ であり、本実施の形態における空気浄化装置の場合は、放電素子１の空気が流出する側の開口部から１０ｃｍの距離で４０万〜６０万個／ｃｍ³ であった。本実施の形態における空気浄化装置では、従来の空気浄化装置に対して５倍〜１０倍程度、イオンの発生量が多くなっている。

また、従来の矩形形状の放電素子１００では、誘電体１０１にタングステンなどをスクリーン印刷して表面電極１０２及び内部電極１０３を一体的に形成しているため、印刷された電極の線の幅に誤差が生じることがあり、線の幅に誤差があると電極内で電位差が発生し、異常放電が起こることがあるが、本実施の形態における円筒形の放電素子１では、鋼線を網状にした金網を円筒形に加工して電極としているため、電極内で電位差が発生せず、異常放電が起こることがないという利点がある。

なお、本実施の形態に示した放電素子１の誘電体２、外電極３及び内電極４の素材、形状及び大きさ等は一例であり、これに限るものではない。また、電圧発生回路５が発生する電圧の電圧値及び周波数、並びに空気浄化装置に送り込む空気の速度等は一例であり、これに限るものではない。ただし、電圧発生回路５が発生する電圧の電圧値を高くすることでオゾンの発生量が増大するため、過度に高くすることは望ましくない。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る空気浄化装置は、実施の形態１の放電素子１を複数個備えるものである。図３は本発明の実施の形態２に係る空気浄化装置の構成を示す斜視図であり、図４は正面断面図である。

図３に示す実施の形態２に係る空気浄化装置は、実施の形態１に示すものと同じ構成の放電素子１を６個備え、３個の放電素子１を並設してなる放電素子１の列を、千鳥配置をなすように更に並設した構成としてある。また、隣り合う放電素子１の外電極３が互いに接触するようにしてある。電圧発生回路５には６個の放電素子１が接続してあり、６個の放電素子１の６つの外電極３が同電位となるようにしてあり、６つの内電極４が同電位となるようにしてある。

以上の構成の空気浄化装置において、例えば、電圧発生回路５にて振幅１．２ｋＶ、周波数６０Ｈｚの交流電圧を発生して、６つの外電極３及び内電極４の間に印加し、６個の放電素子１の一端側の開口部から、ホルムアルデヒドを１．０ｐｐｍ含む空気を０．２ｍ／ｓで送り込み、他端側の開口部から流出した空気を採取してホルムアルデヒドの含有量を測定すると、含有量が０．０５ｐｐｍに減少しているという測定結果が得られた。複数個の放電素子１を備えることで、より多くのホルムアルデヒドを分解することができる。

なお、本実施の形態において空気浄化装置は、放電素子１を６個備える構成としたが、これに限るものではなく、２個の放電素子１を平行的に配設する構成であってもよく、３個の放電素子１を平行的に又は俵積み状に配設する構成であってもよく、また、４個、５個又は７個以上の放電素子１を千鳥配置に配設する構成であってもよい。空気浄化装置全体の大きさ並びにイオンの発生量及び有機化学物質の分解量等から、備える放電素子１の数を最適なものに決定することができる。また、複数個の放電素子１を千鳥配置に配設する構成ではなく、他の構成としてもよい。また、隣り合う放電素子１のそれぞれの外電極３が互いに接触するよう配設したが、非接触であってもよい。

実施の形態２に係る空気浄化装置のその他の構成は、実施の形態１に係る空気浄化装置の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

（実施の形態３）
実施の形態２に係る空気浄化装置は６個の放電素子１に同じ位相の交流電圧を印加する構成としたが、実施の形態３に係る空気浄化装置は、位相が１８０度異なる２つの交流電圧を発生し、印加する構成とする。図５は、本発明の実施の形態３に係る空気浄化装置の構成を示す正面断面図である。

図５に示す実施の形態３に係る空気浄化装置は、放電素子１を６個備え、３個の放電素子１を並設してなる放電素子１の列を、千鳥配置をなすように並設した構成としてある。また、隣り合う放電素子１の中心軸間の距離は略等距離にしてあり、隣り合う放電素子１の外電極３が互いに非接触となるようにしてある。

図６は、隣り合う放電素子１の外電極３を非接触に配設する場合の空気浄化装置の構成を示す斜視図である。図６において７は複数個の放電素子１を固定して支持するための支持板であり、２枚の支持板７を平行に対向させ、２枚の支持板７の間に千鳥配置の６個の放電素子１を固定した構成となっている。放電素子１は両端の開口部で２枚の支持板７に固定されており、支持板７の放電素子１を固定する部分には通風孔８が穿設してある。通風孔８の直径は放電素子１の誘電体２の内径と略等長であり、６個の通風孔８を千鳥配置で穿設して、放電素子１の内部に空気を通過させることができるようにしてある。２枚の支持板７の間に放電素子１を固定することで、簡単に６個の放電素子１を非接触で千鳥配置に配設することができる。

また、電圧発生回路５ａ、５ｂは互いに位相が１８０度異なる交流電圧を発生し、３個の放電素子１を並設した列内では、互いに隣り合う放電素子１に印加される電圧の位相が１８０度異なるものとなるよう、電圧発生回路５ａ、５ｂと放電素子１が接続してある。

放電素子１の列内で互いに隣り合う放電素子１の間には位相が１８０度異なる２つの交流電圧を印加する構成とすることで、空気浄化装置から同じタイミングでプラスイオン及びマイナスイオンを放出することができるため、放出先の空間でプラスイオン及びマイナスイオンを偏りなく拡散させることができ、より効率よく空気を浄化することができる。

以上の構成の空気浄化装置において、例えば、電圧発生回路５ａにて振幅１．２ｋＶ、周波数６０Ｈｚの交流電圧を発生し、電圧発生回路５ｂにて振幅１．２ｋＶ、周波数６０Ｈｚで電圧発生回路５ａが発生する交流電圧と位相が１８０度異なる交流電圧を発生し、６個の放電素子１の一端側の開口部から、ホルムアルデヒドを１．０ｐｐｍ含む空気を０．２ｍ／ｓで送り込んで、他端側の開口部から流出した空気を採取してホルムアルデヒドの含有量を測定すると、含有量が０．０４ｐｐｍに減少しているという測定結果が得られた。

表１は、上述の実施の形態１乃至実施の形態３、及び従来の空気浄化装置で行ったホルムアルデヒドの分解能力の測定結果をまとめたものである。表中の数値は、ホルムアルデヒドを１．０ｐｐｍ含む空気を０．２ｍ／ｓの速度で一端側の開口部から送り込み、他端側の開口部から流出した空気を採取してホルムアルデヒドの含有量を測定したものである。放電素子１の装備数を増加することでホルムアルデヒドをより多く分解することができ、位相が異なる交流電圧を放電素子１に印加する構成は、同位相の交流電圧を印加する構成と同程度のホルムアルデヒドの分解能力であることが分かる。

なお、実施の形態３においては、６個の放電素子１の隣り合う外電極３が全て接触しないよう構成したが、同位相の交流電圧が印加される放電素子１については隣り合う外電極３が接触するよう配設してもよい。また、放電素子１の外電極３を接地電位に固定し、内電極４の電圧を変動させる構成とした場合には、隣り合う放電素子１の外電極３を接触させても、隣り合う放電素子１の間で異なる位相の交流電圧を印加することができる。

実施の形態３に係る空気浄化装置のその他の構成は、実施の形態２に係る空気浄化装置の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

（実施の形態４）
実施の形態４に係る空気浄化装置は放電素子を４８個備える構成である。図７は、本発明の実施の形態４に係る空気浄化装置の構成を示す断面模式図である。

図７において１ａ及び１ｂは共に実施の形態１に示したものと同じ放電素子１の断面を模式的に表したものであり、放電素子１ａと放電素子１ｂとでは、印加される交流電圧の位相が１８０度異なることを表している。４８個の放電素子１ａ、１ｂは、８個の放電素子１ａ、１ｂを並設してなる放電素子の列を、千鳥配置をなすように６列並設した構成とし、隣り合う放電素子１ａ、１ｂの外電極３が非接触となるようにしてある。また、放電素子の列内で互いに隣り合う放電素子１ａ、１ｂの間で位相が１８０度異なる交流電圧を印加するようにしてあり、放電素子の列の列方向に垂直な方向では同位相の交流電圧を印加する放電素子１ａ、１ｂがジグザグ状に隣り合うように、放電素子１の列を６列並設してある。

以上のように構成された空気浄化装置においては、多くの放電素子１ａ、１ｂを備えることで、より多くのプラスイオン及びマイナスイオンを発生することができ、より多くの有機化学物質を分解することができる。また、放電素子１ａ、１ｂを千鳥配置となるように配設してあるため、小さな配設面積に多くの放電素子１ａ、１ｂを配設することができる。また、図７に示す電圧印加の構成とすることで、空気浄化装置から同じタイミングでプラスイオン及びマイナスイオンを放出し、偏りなく拡散させることができるため、より効率よく空気を浄化することができる。

なお、本実施の形態において示した電圧印加の構成だけでなく、他の電圧印加の構成であってもよく、例えば、放電素子の列内にて隣り合う放電素子１ａ、１ｂの間では同電位の交流電圧を印加し、隣り合う列間では位相が１８０度異なる交流電圧を印加する構成としてもよい。

実施の形態４に係る空気浄化装置のその他の構成は、実施の形態１に係る空気浄化装置の構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。

（実施の形態５）
実施の形態５に係る空気浄化装置においては、放電素子の誘電体を介して対向する２つの電極の一方を網状とし、他方を複数本の線状とする。図８は、本発明の実施の形態５に係る空気浄化装置の一部破断斜視図であり、図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線による断面図である。

図において１１は放電素子であり、放電素子１１は誘電体２、外電極３及び内電極１４を備えている。円筒形の誘電体２の外周部には網状の外電極３が周設してある。誘電体２の内周部には誘電体２の軸長方向と略平行に複数本の線状の電極を周設し、複数本の線状の電極を両端で接続して内電極１４を形成している。外電極３及び内電極１４は、電圧発生回路５に接続してある。

以上のように構成された空気浄化装置において、円筒形である放電素子１１の一端側の開口部から空気を送り込み、電圧発生回路５にて交流電圧を発生させ、外電極３及び内電極１４に印加することで、実施の形態１に係る空気浄化装置と同程度の能力で、プラスイオン及びマイナスイオンを発生することができ、また、放電素子１１の内部を通過する空気中に含まれる有害な有機化合物を分解することができる。

なお、実施の形態５においては、網状の外電極３及び複数本の線状の内電極１４を備える構成を示したが、これに限らず、内電極を網状とし、外電極を複数本の線状とする構成にしてもよい。また、実施の形態５に係る空気浄化装置の放電素子１１を、実施の形態２乃至実施の形態３に示した構成で、複数個備えてもよい。

実施の形態５に係る空気浄化装置のその他の構成は、実施の形態１に係る空気浄化装置の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

なお、実施の形態１乃至実施の形態５において、誘電体２の形状を円筒形としたが、これに限るものではなく、三角柱、四角柱、六角柱又は八角柱等、その他の形状であっても、内部に空気を通過させることができる形状であればよい。また、外電極３及び内電極４，１４の形状は、実施の形態１乃至実施の形態５に示したものに限らず、他の形状であってもよい。また、外電極３及び内電極４，１４に印加する電圧を交流電圧としたが、これに限るものではなく、直流電圧又は間欠的に発生する電圧等であってもよい。ただし、プラスイオン及びマイナスイオンの両方を発生させるために、正負の両極性の電圧を印加する構成であることが望ましい。

本発明の実施の形態１に係る空気浄化装置の一部破断斜視図である。図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。本発明の実施の形態２に係る空気浄化装置の構成を示す斜視図である。本発明の実施の形態２に係る空気浄化装置の構成を示す正面断面図である。本発明の実施の形態３に係る空気浄化装置の構成を示す正面断面図である。隣り合う放電素子の外電極を非接触に配設する場合の空気浄化装置の構成を示す斜視図である。本発明の実施の形態４に係る空気浄化装置の構成を示す断面模式図である。本発明の実施の形態５に係る空気浄化装置の一部破断斜視図である。図８のＩＸ−ＩＸ線による断面図である。従来の空気浄化装置の一例を示す一部破断斜視図である。

符号の説明

１、１１放電素子
２誘電体
３外電極
４、１４内電極
５、５ａ、５ｂ電圧発生回路

Claims

誘電体を介して相対向する２つの電極の間に交流電圧を印加して放電させるようにしてある空気浄化装置において、
前記誘電体は筒形をなし、
前記電極は網状をなして前記誘電体の内周部及び外周部に設けてあり、
前記誘電体の内部に空気を通過させるようにしてあることを特徴とする空気浄化装置。
誘電体を介して相対向する２つの電極の間に交流電圧を印加して放電させるようにしてある空気浄化装置において、
前記誘電体は筒形をなし、
２つの前記電極の夫々は前記誘電体の内周部及び外周部に設けてあり、
前記電極の一方は網状をなし、
前記電極の他方は前記誘電体の軸長方向と略平行の複数本の線状をなし、
前記誘電体の内部に空気を通過させるようにしてあることを特徴とする空気浄化装置。
前記誘電体及び前記電極を有する放電素子を複数個備える請求項１又は請求項２に記載の空気浄化装置。
複数個の前記放電素子が平行的に配設してある請求項３に記載の空気浄化装置。
複数個の前記放電素子は略等直径の円筒形であり、
複数個の前記放電素子を一方向に並設してなる前記放電素子の列を、千鳥配置をなすように複数列並設してある請求項３に記載の空気浄化装置。
隣り合う前記放電素子では、前記誘電体の外周部に備えた前記電極が互いに接するようにしてある請求項３乃至請求項５のいずれか１つに記載の空気浄化装置。
複数個の前記放電素子全てに同位相の交流電圧を印加するようにしてある請求項３乃至請求項６のいずれか１つに記載の空気浄化装置。
前記放電素子は位相が略１８０度異なる２つの交流電圧のいずれかを印加するようにしてあり、
複数個の前記放電素子には少なくとも１つ、位相が異なる交流電圧を印加する前記放電素子を含むようにしてある請求項３乃至請求項５のいずれか１つに記載の空気浄化装置。