JP2012120631A - 殺菌・抗ウイルス装置及び殺菌・抗ウイルスデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 室内に浮遊する細菌・かび・ウイルス等を効率よく除去し、大型の装置を構成しても、殺菌・抗ウイルス性能が低下しない殺菌・抗ウイルス装置を提供する。
【解決手段】 吸気口２と排気口３とを有する本体１と、吸気口２から吸気した空気を排気口３に導く送風ファン４と、本体１内の吸気口２から吸気した空気が通過する箇所に設置された殺菌・抗ウイルスデバイス５と、を備え、殺菌・抗ウイルスデバイス５は、絶縁性素材で形成され、空気が通過する開口部７を複数個有するプレート６と、導電性素材で形成され、プレート６の両面に形成された電極８、９と、電極８、９間に所定電圧を印加する電源部１０とを備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、室内に浮遊する細菌、カビおよびウイルス等を効率よく除去・不活化することができる殺菌・抗ウイルス装置に関するものである。

従来の殺菌・抗ウイルス装置として、金属を格子状に編みこんで形成した２枚の電極を、複数の貫通孔を有する絶縁性のプレートの両面に接するように設け、２枚の電極間に所定電圧を印加し、プレートの貫通孔を通過する空気中の細菌を殺菌するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１５４７０５号公報（請求項１、図１）

上記特許文献１の殺菌・抗ウイルス装置では、針金などの金属を格子状に編みこんで形成した電極が、プレートの貫通孔を覆うように対向させて設けられている。このような状態で電極に電圧を印加すると、貫通孔には電極に対して略垂直方向の向きの電界が発生する。この電界の向きは貫通孔を通過する空気の通過方向と略平行な向きであるため、貫通孔には電界を通過しない空気経路ができ、空気を十分に浄化できないおそれがあった。

また、針金などの金属を一定の間隔で編みこむことは困難であるため、電極には金属部分の密度の偏りが生じていた。このように密度の偏った状態の電極に電圧を印加すると、貫通孔によっては、金属部分の密度が高く電界強度の高い貫通孔と金属部分の密度が低く電界強度の低い貫通孔とが発生し、電界強度の低い貫通孔を通過した空気の浄化が十分にできないなど、均一な殺菌効果を得ることが困難であった。

さらに、装置の小型化のためにプレートの厚さを薄くした場合には、貫通孔を介して電極の金属部分同士が接近することがあり、これにより火花放電が発生し、不快な音や光が発生し、殺菌効果が低下するおそれがあった。

また、この電極は金属を格子状に編みこんで形成されているため、電極の表面には凹凸が発生していた。凹凸のある電極をプレートを挟むようにして設けた場合には、電極間距離の短い部分と長い部分とが生じ、電極同士を一定の距離に維持することが困難であった。そして、電極を大型化した場合や、曲げ加工されたプレートに対応させた電極にした場合には、電極全体に曲げ、歪みなどの変形が発生するため、電極間距離を一定に保つことがより困難であった。

このような状態で電極に電圧を印加すると、電極間距離が短い部分では電極間に発生する電界の電界強度が高くなり、電極間距離が長い部分では逆に電界強度が低くなっていた。そして、電極間距離の短い部分の距離に基づいて印加する電圧値を設定した場合には、電極間距離の長い部分において十分な電界強度が得られず、殺菌効果が低下するおそれがあった。また、電極間距離の長い部分の距離に基づいて印加する電圧値を設定した場合には、電極間距離の短い部分において電界強度が高くなり過ぎてしまい、火花放電が発生し、不快な音や光が発生し、殺菌効果が低下するおそれがあった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、装置内を通過する空気を均一に浄化し、室内空間の空気中に浮遊する細菌、カビおよびウイルス等を効率よく殺菌または抗ウイルス化することができ、装置の小型化、大型化やプレートの曲げ形状、曲面形状などにも対応できる殺菌・抗ウイルス装置を提供することを目的とする。

本発明に係る殺菌・抗ウイルス装置は、吸気口と排気口とを有する本体と、本体内に配置され、吸気口から吸気した空気を排気口に導く送風装置と、本体内の吸気口から吸気した空気が通過する箇所に設置された殺菌・抗ウイルスデバイスと、を備え、殺菌・抗ウイルスデバイスは、絶縁性素材で形成され、空気が通過する開口部を複数個有するプレートと、導電性素材で形成され、プレートの両面に形成された電極と、電極間に所定電圧を印加する電源部とを備える。

この発明によれば、開口部を複数個有するプレートの両面に導電性素材からなる電極を形成させ、この電極間に電圧を印加することにより、開口部には、開口部を通過する空気の通過方向を横切る方向の電界が発生する。そして、室内空間などの空気中に浮遊する細菌、カビまたはウイルス等は、空気と共にこの開口部に発生した電界中を確実に通過することとなり、これら細菌等を効率よく除去・不活化することができる。また、電極はプレートの表面に形成されているため、プレートの厚さによって電極同士は一定の距離で維持されるので、殺菌や抗ウイルス化の性能低下を防止することができ、各開口部において均一な殺菌効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る殺菌・抗ウイルス装置の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る殺菌・抗ウイルスデバイスの断面図である。 本発明の実施の形態１に係る殺菌・抗ウイルスデバイスを構成するプレートの正面図である。 本発明の実施の形態１に係る殺菌・抗ウイルスデバイスの開口部が介在する箇所の部分拡大断面図である。 本発明の実施の形態１に係る殺菌・抗ウイルスデバイスの開口部に発生する電気力線の分布を示す模式図である。 本発明の実施の形態２に係る殺菌・抗ウイルスデバイスの断面図である。 本発明の実施の形態２に係る殺菌・抗ウイルスデバイスの部分拡大正面図である。 本発明の実施の形態２に係る殺菌・抗ウイルスデバイスの開口部が介在する箇所の部分拡大断面図である。 本発明の実施の形態２に係る殺菌・抗ウイルスデバイスの開口部に発生する電気力線の分布を示す模式図である。 本発明の実施の形態３に係る殺菌・抗ウイルス装置を採用したルームエコンの断面図である。 本発明の実施の形態３に係る殺菌・抗ウイルスデバイスの開口部が介在する箇所の部分拡大断面図である。 本発明の実施の形態３に係る殺菌・抗ウイルスデバイスの開口部に発生する電気力線の分布を示す模式図である。 本発明の実施の形態４に係る殺菌・抗ウイルス装置を採用したルームエコンの断面図である。 本発明の実施の形態４に係る殺菌・抗ウイルスデバイスの開口部が介在する箇所の部分拡大断面図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る殺菌・抗ウイルス装置の断面図である。図２は実施の形態１に係る殺菌・抗ウイルス装置に組み込まれる殺菌・抗ウイルスデバイスの断面図である。図３は実施の形態１に係る殺菌・抗ウイルスデバイスを構成するプレートの正面図である。

図１に示すように、実施の形態１の殺菌・抗ウイルス装置は、本体１と、本体１の正面に形成され、室内空間の空気を本体１内に吸い込む吸気口２と、本体１の上面に形成され、本体１内で殺菌などを行った空気を室内空間へ排気する排気口３と、本体１内に設けられ、吸気口２から吸気した空気を排気口３に導く送風装置４と、本体１内の送風装置４の上流側に配置され、吸気口２から吸気した空気の殺菌や抗ウイルス化などを行う殺菌・抗ウイルスデバイス５とを備えている。図１中の矢印は空気の流れを表している。

実施の形態１では、送風装置４として遠心ファンを使用している。送風装置４は、室内空間の空気を本体１内に吸い込み、殺菌・抗ウイルスデバイス５を通過させ、室内空間に排気するよう送風することができればよく、用途に応じて遠心ファンに換えて、軸流ファン、シロッコファン、ラインフローファンおよびクロスフローファンなどを使用することが可能である。なお、図１では殺菌・抗ウイルスデバイス５を送風装置４の上流側に設置しているが、送風装置４の下流側に設置させ、吸気口２、送風装置４、殺菌・抗ウイルスデバイス５、排気口３の順に空気が流れる配置にしてもよい。

図２に示すように、殺菌・抗ウイルスデバイス５は、絶縁性素材で形成され、厚さ方向に貫通した開口部７を複数個有するプレート６と、導電性素材からなり、プレート６の一方の面に形成され、電圧印加される電極８と、導電性素材からなり、プレート６の他方の面に形成され、接地される電極９と、電極８、９と電気的に接続され、電極８に直流の正もしくは負の電圧を印加する電源１０とを備えている。

プレート６は全体が一定の厚さとなるように形成されている。プレート６を形成する絶縁性素材として、例えば、ポリプロピレン(ＰＰ)、ポリエチレン(ＰＥ)、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、ポリアセタール(ＰＯＭ)およびセラミックなどがある。

プレート６の両面にそれぞれ形成された電極８、９は、プレート６の開口部７に沿って開口し、電極８、９の開口端面８ａ、９ａと開口部７の内周面とが同一面となるように形成されている。このように、電極８、９は開口部７に食み出すようには形成されていないため、電極８、９をプレート６の両面に形成することによって開口部７の開口幅が変化することはない。つまり、殺菌・抗ウイルスデバイス５の圧損は、プレート６の開口部７の形状により変化し、電極８、９を形成することによって変化することはない。

これら電極８、９には、例えば金属、カーボン等の導電性素材が使用され、電極８、９は、プレート６の両面にエッチング、塗布、貼り付け等によって形成されている。

図３に示すように、プレート６には、全面にわたって開口部７が複数個設けられており、これら開口部７を空気が通過する。なお、実施の形態１では、正方形のプレート６を使用しているが、用途に応じて長方形、円形、ひし形または六角形などとしてもよい。また、実施の形態１では、プレート６に設けられた開口部７を正方形としているが、開口部７を空気が流れることができれば、長方形、円形、ひし形、六角形等の別の形状でも良い。

実施の形態１に係る殺菌・抗ウイルスデバイス５は、このような構成からなり、電源１０から電極８に電圧を印加しプレート６の各開口部７に電界を発生させる。そして、電界の発生している開口部７に空気を通過させることで、空気の浄化を行うものである。図２中の矢印で示すように、殺菌・抗ウイルスデバイス５に導かれた空気は、複数の開口部７のいずれかの開口部７を通過するようになっている。

次に、実施の形態１に係る殺菌・抗ウイルスデバイス５の開口部７に発生する電界について説明する。
図４は実施の形態１に係る殺菌・抗ウイルスデバイス５の開口部７が介在する箇所の部分拡大断面図である。

図４に示すように、プレート６の両面にそれぞれ形成された電極８、９は、プレート６の開口部７に沿って開口し、開口部７に食み出すことなく、電極８、９の開口端面と開口部７の内周面とが同一面となるように形成されている。このように形成された電極８、９に電圧を印加すると、開口部７には図４中に示す空間距離Ａ、Ｂ間に電界が発生することが考えられる。

ここで、空間距離Ｂとは、電極８と、絶縁性素材のプレート６を介してプレート６の厚さ方向に対向している電極９との距離である。そして、空間距離Ａとは、電極８の端面と、開口部７を介してプレート６の厚さ方向に対して斜め方向に対向している電極９の端面との距離である。

空間距離Ｂは、プレート６の厚さであり電極８と電極９との最短距離であるが、上述したように電極８、９は開口部７に食み出していないため、空間距離Ｂで対向する電極８、９間には必ず絶縁性素材のプレート６が介在することとなり、このプレート６により電界の発生が抑制される。つまり、空気の通過方向と略平行な向きに発生する電界は微量なものとなる。

一方、空間距離Ａでは、電極８の端面と電極９の端面との間が空間であるため、電界の発生が抑制されることはない。つまり、開口部７には、この空間距離Ａで対向している電極８の端面と電極９の端面との間に電界が発生する。すなわち、開口部７には、空気の通過方向に対して斜め方向の電界が発生する。
このように実施の形態１の殺菌・抗ウイルスデバイス５では、空間距離Ｂで対向している電極８、９間に発生する電界を微量なもので無視できる構成とし、開口部７には空気の通過方向に対して斜め方向（空間距離Ａの方向）に電界が発生する構成とした。

この空間距離Ａは、プレート６の厚さと開口部７の開口幅により変化するものである。実施の形態１では、各開口部７における空間距離Ａを一定にするため、同じ開口幅の開口部７が、一定の厚さのプレート６に複数個形成されている。これにより、他の開口部７においても上述した電界と同様の電界が発生し、各開口部７に発生する電界は一定の電界強度となる。

電源１０から電極８に印加される電圧は、この空間距離Ａにより決定し、開口部７における電界強度が３０ｋＶ／ｃｍ以上となるように設定される。一般的に殺菌に必要な電界強度として知られている１０ｋＶ／ｃｍを越える電界強度に設定することで、十分な殺菌能力を得ることができる。

電源１０から電極８に印加される電圧と空間距離Ａと電界強度の関係は、（１）式で表される。Ｅは電界強度、Ｖは電極８に印加される電圧、Ａは空間距離である。

Ｅ＝Ｖ／Ａ （ｋＶ／ｃｍ） ・・・・・・・・・・・・・・・（１）

開口部７に３０ｋＶ／ｃｍ以上の電界強度を発生させるには、例えば、空間距離Ａが１０ｍｍの場合には、電源１０から電極８に印加される電圧を３０ｋＶ以上とし、空間距離Ａが１ｍｍの場合には３ｋＶ以上とする。このように、プレート６の厚さを薄く、または開口部７の開口幅を狭めることで空間距離Ａを狭くすることでき、電極８に印加する電圧をその分低くすることができる。印加する電圧を低くすることで、殺菌・抗ウイルスデバイス５の消費電力が低くなり省エネを図れると共に、低電圧となるため安全性が向上する。

図５は実施の形態１に係る殺菌・抗ウイルスデバイス５の開口部７に発生する電気力線の分布を示す模式図である。

図５に示すように、開口部７において斜め方向に対向する電極８と電極９間に電界が発生する。このように開口部７を横切るように電界が発生するため、開口部７を通過する空気は確実に電界中を通過することとなり、空気中に浮遊する細菌、カビまたはウイルス等をこの電界により破壊し、除去または不活化させることができる。

なお、実施の形態１では、風上側の電極８に電圧を印加しているが、風下側の電極９に電圧を印加しても良い。ただし、風上側の電極８に電圧を印加した場合のほうが、風上側に電気力線が密となる電界強度の高い領域ができるため、空気中に浮遊する細菌、カビまたはウイルス等を効率よく死滅または抗ウイルス化させることができる。

このように構成された殺菌・抗ウイルス装置においては、空気中に浮遊する細菌、カビまたはウイルス等は、送風装置４により空気と共に本体１内に吸引される。吸引された細菌、カビまたはウイルス等は、殺菌・抗ウイルスデバイス５のプレート６に設けられた開口部７を通過する。

殺菌・抗ウイルスデバイス５の電極８には、数Ｖ〜数万Ｖの電圧が印加されており、開口部７を通過する空気の流れ方向に対して斜めの方向（空間距離Ａの方向）に、３０ｋＶ／ｃｍ以上の電界強度の電界が発生している。そして、開口部７を通過する空気中に浮遊する細菌、カビまたはウイルス等には電界強度３０ｋＶ／ｃｍ以上の電界がかかり、電界中を通過した細菌、カビまたはウイルス等は、電界により破壊され、死滅または抗ウイルス化する。殺菌・抗ウイルスデバイス５を通過した空気は、送風装置４により排気口３から室内に排気される。このように、室内空間の空気中に浮遊していた細菌、カビまたはウイルス等は殺菌・抗ウイルスデバイス５通過時に除去され、室内空間の空気が浄化される。

以上のように、実施の形態１に係る殺菌・抗ウイルス装置では、殺菌・抗ウイルスデバイス５のプレート６に設けられた複数の開口部７に、空気の通過方向を横切るように電界を発生させることにより、空気中に浮遊する細菌、カビまたはウイルス等が確実に電界中を通過し効率よく除去または不活化させることができる。

また、電極８、９はプレート６の両面にエッチング、塗布、貼り付け等によって均一に形成されているため、開口部７ごとに発生する電界の電界強度がばらつくことなく、各開口部７に一定の電界強度の電界を発生させることができる。さらに、電極８、９はプレート６の形状に対する追従性を有しているため、一定の厚さのプレート６を使用することで、殺菌・抗ウイルスデバイス５を大型にした場合においても、プレート６全体の電極８と電極９との距離（空間距離Ａ）を一定に維持させることができる。

このように、実施の形態１に係る殺菌・抗ウイルス装置では、従来の針金などの金属を格子状に編みこんで形成した電極を使用した殺菌・抗ウイルス装置における電極間距離のばらつきや貫通孔ごとの電界強度のばらつきが発生することなく、殺菌や抗ウイルス化の性能低下を防止することができる。

実施の形態２．
実施の形態１で説明した発明により、従来の針金などの金属を格子状に編みこんで形成した電極を使用した殺菌・抗ウイルス装置における課題は解決した。しかし、実施の形態１の殺菌・抗ウイルスデバイス５では、電極８、９間にプレート６が介在しているため、開口部７の開口幅を狭くし過ぎた場合など、条件によってはプレート６による電界強度の遮りが発生するおそれがあり、その場合に開口部７に発生する電界強度が低下するおそれがあった。

そこで、実施の形態２に係る殺菌・抗ウイルス装置では、殺菌・抗ウイルスデバイスを２つのプレートで構成し、一方のプレートの片面に電極８を形成させ、もう一方のプレートの片面に電極９を形成させ、この２つのプレートをそれぞれに設けられた開口部７を面方向にずらした状態で固着させた。

実施の形態２では、このような構成の殺菌・抗ウイルスデバイスを用いることにより、プレート６による電界強度の遮りを抑制し、開口部７に発生する電界強度を高めることが可能となる。以下、この殺菌・抗ウイルスデバイスを設けた殺菌・抗ウイルス装置について説明する。

図６は実施の形態２に係る殺菌・抗ウイルスデバイスの断面図である。なお、図２と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態２に係る殺菌・抗ウイルスデバイス１１は、絶縁性素材で形成され、厚さ方向に貫通した開口部７を複数個有するプレート６ａ、６ｂと、一方のプレート６ａの片面に形成され、電圧印加される電極８と、もう一方のプレート６ｂの片面に形成され、接地される電極９と、電極８、９と電気的に接続され、電極８に直流の正もしくは負の電圧を印加する電源１０とを備えている。なお、殺菌・抗ウイルスデバイス１１の本体１内における設置箇所は、実施の形態１の殺菌・抗ウイルスデバイス５と同じであるため説明を省略する。

プレート６ａには、空気の流れの下流側となる面に電極８が形成されており、プレート６ｂには、同様に空気の流れの下流側となる面に電極９が形成されている。そして、プレート６ａとプレート６ｂとは、それぞれに設けられている開口部７が面方向にずれた状態で固着されている。なお、これら電極８、９は実施の形態１と同様に、プレート６ａ、６ｂの開口部７に沿って開口し、開口部７に食み出すことなく、電極８、９の開口端面８ａ、９ａと開口部７の内周面とが同一面となるように形成されている。

図７は実施の形態２に係る殺菌・抗ウイルスデバイス１１の部分拡大正面図である。図７に示すように、プレート６ａ、６ｂの開口部７は面方向にずれた状態で固着されている。そして、それぞれのプレート６ａ、６ｂに設けられた開口部７の重複部分を空気が通過するようになっている。なお、実施の形態２では、開口部７を四角形としているが、開口部７を空気が流れることができれば、円形、ひし形、六角形等の別の形状でも良い。

図８は実施の形態２に係る殺菌・抗ウイルスデバイス１１の開口部７が介在する箇所の部分拡大略断面図である。

図８中のＡは、プレート６ａの開口部７とプレート６ｂの開口部７との重複部分において、開口部７の内周面と同一面となるように形成されている正極側の電極８の端面と負極側の電極９の端面との空間距離を示すものである。実施の形態２のプレート６ａ、６ｂがそれぞれ有する開口部７は、実施の形態１のプレート６が有する開口部７よりも開口幅を拡大させており、開口部７には、この空間距離Ａで斜め方向に対向している電極８と電極９間に電界が発生する。

なお、プレート６ａとプレート６ｂには、形状および開口幅が同じ複数の開口部７がそれぞれに設けられているため、他の開口部７においても電極８、９間は同じ空間距離Ａとなっており、同様の電界が発生し、開口部７ごとに発生する電界は同一の電界強度となっている。

電極８に印加される電圧は、実施の形態１と同様に、電極８と電極９との空間距離Ａにより決定する。電極８に印加される電圧は、空間距離Ａの電界強度が３０ｋＶ／ｃｍ以上となるように設定される。

図９は実施の形態２に係る殺菌・抗ウイルスデバイス１１の開口部７に発生する電気力線の分布を示す模式図である。

図９に示すように、斜め方向に対向する電極８と電極９間に電界が発生する。このように開口部７を通過する空気の通過方向を横切るようにして電界が発生するため、開口部７を通過する空気は確実に電界中を通過することとなり、空気中に浮遊する細菌、カビまたはウイルス等をこの電界により死滅または抗ウイルス化させることができる。

また、電極８、９間には絶縁物が介在していないため、実施の形態１で開口部７の開口幅を狭くし過ぎた場合などに発生するおそれがあるプレート６による電界強度の遮りを抑制することができる。この電界強度の遮りが抑制されることで、実施の形態１のものよりも開口部７に発生する電気力線の密度が高くなる。すなわち、開口部７に発生する電界強度が高くなり殺菌または抗ウイルス化の性能が向上する。

以上のように、実施の形態２における殺菌・抗ウイルスデバイス１１では、片面に電極８、９を形成させたプレート６ａ、６ｂを開口部７をずらした状態で固着することで、開口部７を通過する空気が確実に電界中を通過すると共に、絶縁物による電界強度の遮りを抑制することができ、開口部７の電界強度をより強くすることが可能となる。これにより、空気中に浮遊する細菌、カビおよびウイルス等をより効率的に除去または不活化することができる。

なお、実施の形態２では、片面に電極８または電極９を形成させたプレートを２つ固着したが、正極側と負極側とが交互になるようにして、さらに４つ、６つと積層することも可能である。電極８、９を形成させたプレートの枚数を増加することで、電界の発生領域を空気の流れ方向に広げることができ、空気中に浮遊する細菌、カビまたはウイルス等の除去または不活化効果をより高くすることができる。

実施の形態３．
実施の形態３では、実施の形態１、２で説明した殺菌・抗ウイルス装置をルームエアコンに採用した場合を説明する。

図１０は実施の形態３に係る殺菌・抗ウイルス装置を採用したルームエコンの断面図である。

図１０に示すように、実施の形態３の殺菌・抗ウイルス装置を採用したルームエアコンは、本体１０１と、本体１０１の上部に形成され、室内空間の空気を本体１０１内に取り込む吸気口１０２と、本体１０１の下部に形成され、本体１０１内で殺菌などを行った空気を室内空間へ排気する排気口１０３と、本体１０１内に設けられ、吸気口１０２から吸気した空気を排気口１０３に導く送風装置１０４と、本体１０１内の送風装置１０４の上流側で、且つ送風装置１０４を囲むように配置され、通過する空気と熱交換する熱交換器１０６と、本体１０１内の熱交換器１０６の上流側に配置され、吸気口１０２から吸気した空気の殺菌や抗ウイルス化などを行う殺菌・抗ウイルスデバイス１０５とを備えている。図１０中の矢印は空気の流れを表している。

殺菌・抗ウイルスデバイス１０５は、本体１０１内の限られたスペースに収めるために、熱交換器１０６に沿うようにして配置されており、空気の流入方向に対して傾斜した状態となっている。なお、殺菌・抗ウイルスデバイス１０５は、熱交換器１０６と送風装置１０４との間や、送風装置１０４の下流側に配置させることも可能であるが、殺菌・抗ウイルスデバイス１０５を熱交換器１０６の上流側に配置させることで、殺菌・抗ウイルスデバイス１０５をメンテナンスする場合に、熱交換器１０６を外す必要がなく作業性に優れている。

実施の形態１、２で説明した殺菌・抗ウイルスデバイス５、１１をこのように空気の流入方向に対して傾斜した状態に配置させると、空気の流入方向と開口部７の貫通方向とが略平行ではないため、殺菌・抗ウイルスデバイス５、１１の圧損が増大し、送風装置１０４の消費電力の増加や風速の低下をまねくおそれがある。

そこで、実施の形態３で使用される殺菌・抗ウイルスデバイス１０５は、このような箇所に設けられたときに圧損が増大しないよう、プレートの厚さ方向に対して傾斜させた開口部７をプレートに設け、この開口部７の貫通方向が空気の流入方向と略平行となるようにした。

図１１は実施の形態３に係る殺菌・抗ウイルスデバイス１０５の開口部７が介在する箇所の部分拡大断面図である。なお、図４、８と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。また、図示していないが、電極８、９には、実施の形態１、２と同様に電源１０が電気的に接続されている。

図１１に示すように、プレート６ｃには、プレート６ｃの厚さ方向に対して傾斜した方向に貫通させた開口部７が設けられており、開口部７の貫通方向が空気の流入方向と略平行となっている。この開口部７は、開口部７の内周面と同一面となるように形成されている電極８の端面と電極９の端面との距離が空間距離Ａとなる大きさの開口幅で形成されている。なお、実施の形態１と同様に、プレート６ｃの厚さ方向に対向している電極８、９間に発生する電界は微量なものとなり、開口部７には、空間距離Ａで斜め方向に対向している電極８、９間に電界が発生する。

電極８に印加される電圧は、実施の形態１、２と同様に、開口部７における電極８と電極９との空間距離Ａにより決定する。電極８に印加される電圧は、空間距離Ａにおける電界強度が３０ｋＶ／ｃｍ以上となるように設定される。

図１２は実施の形態３に係る殺菌・抗ウイルスデバイス１０５の開口部７に発生する電気力線の分布を示す模式図である。

図１２に示すように、開口部７には、斜め方向に対向する電極８、９間に電界が発生する。このように、プレート６ｃの開口部７が斜めに設けられた場合においても、開口部７を通過する空気の通過方向を横切るようにして電界が発生するため、開口部７を通過する空気は確実に電界中を通過することとなり、空気中に浮遊する細菌、カビまたはウイルス等をこの電界により死滅または抗ウイルス化させることができる。

以上のように、実施の形態３における殺菌・抗ウイルスデバイス１０５では、空気の流入方向に略平行となるように貫通させた開口部７を設けることで、殺菌・抗ウイルスデバイス１０５の圧損の増加を防ぎ、送風装置１０４の消費電力を抑えると共に、風速の低下を防止することが可能となる。そして、プレート６ｃの両面にそれぞれ形成された電極８、９は、プレート６ｃの開口部７に沿って開口し、開口部７に食み出すことなく、電極８、９の開口端面と開口部７の内周面とが同一面となるように形成されている。つまり、プレート６ｃに斜めに貫通して設けられた開口部７においても、開口部７を横切るように電界を発生させることができ、空気中に浮遊する細菌、カビまたはウイルス等を効率的に除去または不活化することができる。

なお、実施の形態２の片面に電極８、９を形成させたプレート６ａ、６ｂを開口部７をずらした状態で固着した殺菌・抗ウイルスデバイス１１においても、プレート６ａ、６ｂの厚さ方向に対して傾斜した方向に貫通した開口部７を設けてもよく、開口部７の貫通方向と空気の流入方向とが略平行となり、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。

実施の形態４．
実施の形態３では、平板状のプレート６ｃで構成された殺菌・抗ウイルス装置１０５をルームエアコンに採用した場合を説明した。近年、ルームエアコンなどの家電製品は本体の小型化が進むと共に、殺菌または抗ウイルス化などの機能の高性能化が求められている。ここで、殺菌または抗ウイルス化の性能を向上させるために、平板状のプレート６ｃで構成された殺菌・抗ウイルス装置１０５を大型にすると、本体の形状によっては本体内に収まらなくなるおそれがあった。

そこで、実施の形態４に係る殺菌・抗ウイルスデバイスは、本体内の配置スペースに応じた形状に変形させたプレートを使用した。以下、この変形させたプレートで構成された殺菌・抗ウイルス装置をルームエアコンに採用した場合を説明する。

図１３は実施の形態４に係る殺菌・抗ウイルス装置を採用したルームエコンの略断面図である。

図１３に示すように、実施の形態４の殺菌・抗ウイルス装置を採用したルームエアコンは、本体１１１と、本体１１１の正面に形成され、室内空間の空気を本体１１１内に取り込む吸気口１１２と、本体１１１の下部に形成され、本体１１１内で殺菌などを行った空気を室内空間へ排気する排気口１１３と、本体１１１内に設けられ、吸気口１１２から吸気した空気を排気口１１３に導く送風装置１１４と、本体１１１内の送風装置１１４の上流側で、且つ送風装置１１４を囲むように配置され、通過する空気と熱交換する熱交換器１１６と、本体１１１内の熱交換器１１６の上流側に配置され、吸気口１１２から吸気した空気の殺菌や抗ウイルス化などを行う殺菌・抗ウイルスデバイス１１５とを備えている。図１３中の矢印は空気の流れを表している。

近年のルームエアコンにおいては、製品の小型化に伴って本体１１１内に配置された熱交換器１１６は、曲げられた状態で本体１１１内に収められている。殺菌・抗ウイルスデバイス１１５は、この曲げられた状態の熱交換器１１６の形状に合わせて、くの字状に曲げて熱交換器１１６に沿うようにして設けられている。このようにすることで、殺菌・抗ウイルスデバイス１１５は、本体１１１内の限られたスペースを最大限に活用して大きい表面積を確保した状態で収められることとなり、殺菌または抗ウイルス化の性能を高めることができる。

なお、殺菌・抗ウイルスデバイス１１５の表面積をさらに増やすために、図１３の殺菌・抗ウイルスデバイス１１５の下部側を上部側と同様に熱交換器１１６の形状に合わせて、くの字状に曲げて大きくさせることも可能である。

また、殺菌・抗ウイルスデバイス１１５は、熱交換器１１６と送風装置１１４との間や、送風装置１１４の下流側に配置させることも可能であるが、殺菌・抗ウイルスデバイス１１５を熱交換器１１６の上流側に配置させることで、殺菌・抗ウイルスデバイス１１５をメンテナンスする場合に、熱交換器１１６を外す必要がなく作業性に優れている。

図１４は実施の形態４に係る殺菌・抗ウイルスデバイス１１５の開口部７が介在する箇所の部分拡大断面図である。なお、図４、８、１１と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。

図１４に示すように、プレート６ｄは、くの字状に曲げた形状となっており、このプレート６ｄには、プレート６ｄの厚さ方向に貫通させた複数個の開口部７と、プレート６ｄの厚さ方向に対して傾斜した方向に貫通させた複数個の開口部７とが設けられており、これら開口部７の貫通方向が空気の流入方向と略平行となっている。曲げられたプレート６ｄの一方の面には電極８が形成され、他方の面には電極９が形成されている。また、図示していないが、電極８、９には、実施の形態１〜３と同様に電源１０が電気的に接続されている。

これら開口部７は、開口部７の内周面と同一面となるように形成されている電極８の端面と電極９の端面との距離が空間距離Ａとなる大きさの開口幅で形成されている。なお、実施の形態１と同様に、プレート６ｄの厚さ方向に対向している電極８、９間に発生する電界は微量なものとなり、開口部７には、この空間距離Ａで斜め方向に対向している電極８、９間に電界が発生する。

実施の形態４では、開口部７は空気の流入方向と略平行となるように貫通して設けられているため、プレート６ｄの厚さ方向と開口部７の貫通方向とが一致する領域と一致しない領域とが発生する。そのため、仮にプレート６ｄに形成するすべての開口部７を同じ開口幅で設けたとすると、開口部７によって上述した電極間距離が異なるものとなり、開口部７ごとに発生する電界の電界強度に差が生じ、すべての開口部７に均一な電界強度の電界を発生させることができない。

そこで、実施の形態４では、すべての開口部７における電極間距離が空間距離Ａとなるように、プレート６ｄ形状に応じて開口幅を変化させた開口部７が設けられている。例えば、図１４に示すように、プレート６ｄの厚さ方向と開口部７の貫通方向とが一致する領域の開口部７は開口幅ａで設けられており、一致しない領域すなわちプレート６ｄの厚さ方向に対して傾斜した方向に貫通した開口部７は開口幅ｂで設けられている。開口幅ｂは開口幅ａよりも狭くなっており、電極間距離はどちらも空間距離Ａとなっている。

電極８に印加される電圧は、実施の形態１〜３と同様に、電極８と電極９の空間距離Ａにより決定する。電極８に印加される電圧は、空間距離Ａにおける電界強度が３０ｋＶ／ｃｍ以上となるように設定される。このように、各開口部７における電極間距離が空間距離Ａとなるように、開口幅を変化させた開口部７を形成することで、曲げた形状のプレート６ｄを使用した場合に各開口部７に発生する電界の電界強度を均一にすることができる。

なお、実施の形態３で説明したように、実施の形態４のプレート６ｄの厚さ方向に対して斜めに貫通させて設けられた開口部７においても、電界は開口部７を横切るように発生するので、空気中に浮遊する細菌、カビまたはウイルス等を効率的に除去または不活化することができる。

以上のように、実施の形態４における殺菌・抗ウイルスデバイス１１５では、プレート６ｄを本体１１１内の収納スペースの形状に合わせて曲げた形状とすることで、限られた収納スペースを最大限に活用して表面積を増やすことができ、殺菌または抗ウイルス化の性能を高めることが可能となる。また、このプレート６ｄの開口部７は、空気の流れ方向に略平行となる方向に貫通して設けられているので、殺菌・抗ウイルスデバイス１１５の圧損の増加を防ぎ、送風装置１０４の消費電力を抑えると共に、風速の低下を防止することが可能となる。さらに、曲げた形状のプレート６ｄにおいて、プレート６ｄ形状に応じて開口部７の開口幅を変化させることで、各開口部７に発生する電界の電界強度を均一にすることができる。

なお、実施の形態４のプレート６ｄは、くの字状に曲げているが、くの字状に限定することはなく、収納スペースに応じてプレート６ｄを部分的に屈曲又は湾曲させるように折曲げ形成することが可能であり、実施の形態４と同様の効果を得ることができる。

また、実施の形態２の片面に電極８、９を形成させたプレート６ａ、６ｂを開口部７をずらした状態で固着した殺菌・抗ウイルスデバイス１１においても、プレート６ａとプレート６ｂとをそれぞれ同様の形状に変形させ、２枚を固着させてもよく、実施の形態４と同様の効果を得ることができる。

本発明の活用例として、ルームエアコンの他にも、パッケージエアコン、クリーナー、ハンドドライヤー、空気清浄機、加湿機、除湿機、冷蔵庫等の製品に組み込み使用することが可能である。これらに搭載することで、室内空間などの空気中に浮遊する細菌、カビまたはウイルス等を効率よく除去または不活化することができ、使用者の快適性を向上し、利便性が向上する。

１ 本体、２ 吸気口、３ 排気口、４ 送風装置、５ 殺菌・抗ウイルスデバイス、６、６ａ〜６ｄ プレート、７ 開口部、８ 電極、８ａ 開口端面、９ 電極、９ａ 開口端面、１０ 電源、１１ 殺菌・抗ウイルスデバイス、１０１ 本体、１０２ 吸気口、１０３ 排気口、１０４ 送風装置、１０５ 殺菌・抗ウイルスデバイス、１０６ 熱交換器、１１１ 本体、１１２ 吸気口、１１３ 排気口、１１４ 送風装置、１１５ 殺菌・抗ウイルスデバイス、１１６ 熱交換器。

Claims (7)

1. 吸気口と排気口とを有する本体と、
   前記本体内に配置され、前記吸気口から吸気した空気を前記排気口に導く送風装置と、
   前記本体内の前記吸気口から吸気した空気が通過する箇所に設置された殺菌・抗ウイルスデバイスと、を備え、
   前記殺菌・抗ウイルスデバイスは、絶縁性素材で形成され、空気が通過する開口部を複数個有するプレートと、導電性素材で形成され、前記プレートの両面に形成された電極と、前記電極間に所定電圧を印加する電源部とを備えたことを特徴とする殺菌・抗ウイルス装置。
2. 前記電極は、前記開口部に沿って開口し、該電極の開口端面と該開口部の内周面とが同一面となるように形成されたことを特徴とする請求項１記載の殺菌・抗ウイルス装置。
3. 前記開口部は、前記殺菌・抗ウイルスデバイスを通過する空気の流れ方向に対して、略平行となる方向に貫通して設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の殺菌・抗ウイルス装置。
4. 前記開口部は、前記プレートの厚さ方向に対して傾斜した方向に貫通して設けられたことを特徴とする請求項３記載の殺菌・抗ウイルス装置。
5. 前記プレートが部分的に屈曲又は湾曲させるように折曲げ形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の殺菌・抗ウイルス装置。
6. 吸気口と排気口とを有する本体と、
   前記本体内に配置され、前記吸気口から吸気した空気を前記排気口に導く送風装置と、
   前記本体内の前記吸気口から吸気した空気が通過する箇所に設置された殺菌・抗ウイルスデバイスと、を備え、
   前記殺菌・抗ウイルスデバイスは、絶縁性素材で形成され、空気が通過する開口部を複数個有し、片面に導電性素材からなる電極を形成した第一のプレートと、絶縁性素材で形成され、空気が通過する開口部を複数個有し、片面に導電性素材からなる電極を形成した第二のプレートと、前記第一のプレートの電極と前記第二のプレートの電極との間に所定電圧を印加する電源部とを備え、
   前記第一のプレートと前記第二のプレートとは、どちらか一方のプレートの電極が形成された面と、もう一方のプレートの電極が形成されていない面とを合わせ、互いの前記開口部を面方向にずらして固着されたことを特徴とする殺菌・抗ウイルス装置。
7. 絶縁性素材で形成され、空気が通過する開口部を複数個有するプレートと、
   導電性素材で形成され、前記プレートの両面に形成された電極と、
   前記電極間に所定電圧を印加する電源部と、を備えたことを特徴とする殺菌・抗ウイルスデバイス。

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