JP2015047173A - Deodorizing and sterilizing device - Google Patents

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Taisei Ri
大成 李
政郎 弓削
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact deodorizing and sterilizing device which can suppress pressure loss to efficiently perform deodorization and sterilization.SOLUTION: In a deodorizing and sterilizing device, a fan is provided which can be rotationally driven and has arms radially mounted about a rotary shaft, a first electrode is formed on an arm surface, a second electrode is arranged separated from an arm tip part and concentrically with the rotational orbit of the fan where the rotary shaft is a center of circle, and a dielectric layer is formed on at least one of the first and second electrodes. In the deodorizing and sterilizing device, preferably, a deodorizing part is formed on an air inflow surface side of each of the arm surfaces of the fan capable of being rotationally driven and having the arms, and the first electrode is formed in a region different from a deodorizing part forming region of the arm surface. The deodorizing part is preferably a deodorizing part containing a photocatalyst and preferably provided with a light source on the air inflow-side arm surface. The deodorizing part preferably contains a porous material.

Description

本発明は、脱臭殺菌装置に関する。   The present invention relates to a deodorizing and sterilizing apparatus.

従来、脱臭技術として、臭気成分となる有機物を光触媒と接触させて分解することが知られている。また殺菌技術として、浮遊菌をプラズマ生成領域におくことにより分解することが知られている。臭気成分や浮遊菌を光触媒やプラズマ生成領域に接触させる場合、ファンを回転させることにより作り出される空気流を利用することが一般的である。   Conventionally, as a deodorization technique, it is known to decompose an organic substance that becomes an odor component by bringing it into contact with a photocatalyst. Further, as a sterilization technique, it is known to decompose by putting floating bacteria in a plasma generation region. When an odor component or airborne bacteria are brought into contact with a photocatalyst or a plasma generation region, an air flow created by rotating a fan is generally used.

そのような装置の従来例として、特許文献1には、送風機により空気を流動させ、空気の流動方向の上流側から下流側に向かって、ブラックライトおよび二酸化チタンを塗布した竹繊維フィルタとを交互に配置し、さらに下流にプラズマ放電管を配置する構造が開示される。   As a conventional example of such a device, Patent Document 1 discloses that a bamboo fiber filter coated with black light and titanium dioxide is alternately flowed from the upstream side to the downstream side in the air flow direction by a blower. A structure in which a plasma discharge tube is arranged further downstream is disclosed.

特許文献2−4には、メイン空気流を形成する送風部と、上流側から下流側に向かってプラズマイオン化部と、光触媒フィルタと、プラズマ触媒フィルタとが配置され、メイン空気流を通過させる第1通過部と、第1通過部を通過後の流体を下流側から上流側へバイパス空気流を通過させる第2通過部とを有する空気清浄機が開示される。   In Patent Documents 2-4, a blower that forms a main air flow, a plasma ionization unit, a photocatalytic filter, and a plasma catalytic filter are arranged from the upstream side toward the downstream side, and the main air flow is allowed to pass through. An air purifier is disclosed that includes a first passage and a second passage that allows the fluid after passing through the first passage to pass a bypass air flow from the downstream side to the upstream side.

特許文献5には、高電圧印加により放電を行う放電極と対極とを有する放電部を備えるとともに、放電部における放電によって生じるオゾン、熱、紫外線のうちの少なくとも一つを利用してガス成分の吸着分解を行う機能材料を備えていることを特徴とする消臭装置が開示される。上記の消臭装置は、放電部でガス成分が分解され、未分化のガス成分をさらに機能材料表面に吸着させることにより消臭作用を得る。   Patent Document 5 includes a discharge part having a discharge electrode that discharges when a high voltage is applied and a counter electrode, and uses at least one of ozone, heat, and ultraviolet light generated by the discharge in the discharge part. Disclosed is a deodorizing apparatus comprising a functional material that performs adsorptive decomposition. The deodorizing apparatus obtains a deodorizing action by decomposing the gas component in the discharge part and further adsorbing the undifferentiated gas component on the surface of the functional material.

従来の脱臭殺菌装置は、送風部を用いて空気を流動させ、該空気流の上流側から下流側に向かって、脱臭部と殺菌部と送風部とが各々独立して直列的に配置される。そのような直列的な装置構成においては、装置が大型化し、また圧力損失が大きくなる。そのため送風部のエネルギーの利用効率が良好でない。また、光触媒を用いる脱臭部が上流側に配置される場合、空気流の上流側では空気の流速が遅いため脱臭部に空気を効率的に接触させることができない。また空気の下流側では、上流の脱臭部が空気流の流路の抵抗となり、空気を殺菌部に効率的に接触させることができない。すなわち従来の脱臭殺菌装置においては、脱臭効果と殺菌効果とが共に十分でない。   In the conventional deodorizing and sterilizing apparatus, air is made to flow using a blowing unit, and the deodorizing unit, the sterilizing unit, and the blowing unit are independently and serially arranged from the upstream side to the downstream side of the air flow. . In such a serial apparatus configuration, the apparatus becomes large and the pressure loss increases. For this reason, the energy utilization efficiency of the blower is not good. Moreover, when the deodorizing part using a photocatalyst is arrange | positioned in an upstream, since the flow velocity of air is slow in the upstream of an air flow, air cannot be made to contact a deodorizing part efficiently. Further, on the downstream side of the air, the upstream deodorizing part becomes a resistance of the air flow path, and the air cannot be efficiently contacted with the sterilizing part. That is, in the conventional deodorizing and sterilizing apparatus, both the deodorizing effect and the sterilizing effect are not sufficient.

特許文献6に開示される空気清浄機は、針状電極と平板電極の間の浄化処理空間に存在する空気を絶縁破壊させ、プラズマを発生させる。また針状電極に光触媒エレメントを取り付けることにより、プラズマ励起により生ずる紫外線を利用して光触媒作用を得ることができる。しかし上記の空気清浄機は、自然対流による空気の流れを利用して大気圧プラズマを発生させるため、不可避的にオゾンが発生する。上記の空気清浄機における空気流の形成や消臭作用は、大気圧プラズマにより生成されたオゾンの寄与によるところが大きく、光触媒の貢献は少ないと推察される。   The air cleaner disclosed in Patent Document 6 breaks down the air existing in the purification treatment space between the needle electrode and the flat plate electrode to generate plasma. Further, by attaching a photocatalytic element to the needle-like electrode, it is possible to obtain a photocatalytic action using ultraviolet rays generated by plasma excitation. However, since the above air cleaner generates atmospheric pressure plasma using the air flow by natural convection, ozone is inevitably generated. The formation and deodorizing action of the air flow in the above air cleaner is largely due to the contribution of ozone generated by atmospheric pressure plasma, and it is assumed that the contribution of the photocatalyst is small.

特開2007-325706号公報JP 2007-325706 A 特開2008-12060号公報JP 2008-12060 Gazette 特開2008-167901号公報JP 2008-167901 A 特開2009-285654号公報JP 2009-285654 特開平8-266854号公報JP-A-8-266854 特開2012-139452号公報JP 2012-139452

しかし近年の衛生観念の向上により、さらに高性能の消臭殺菌装置が求められている。特に自動車用途、冷蔵庫等一般家庭用途の小型の消臭殺菌装置の需要が高まっている。
本発明の課題は、高性能で小型の消臭殺菌装置を提供することである。
However, due to recent improvements in hygiene concepts, there is a need for higher performance deodorizing and sterilizing devices. In particular, there is an increasing demand for small deodorizing and sterilizing apparatuses for general household use such as automobiles and refrigerators.
An object of the present invention is to provide a high-performance and compact deodorizing and sterilizing apparatus.

本発明は、回転軸を中心として放射状に取り付けられたアームを有する回転駆動可能なファンを備え、アーム表面に第一電極が形成され、回転軸を円中心とするファンの回転軌道と同心円上にアーム先端部と離間させて第二電極が配置され、第一電極と第二電極との少なくともいずれか一方の表面に誘電体層が形成される脱臭殺菌装置である。上記の脱臭殺菌装置は、アームを有する回転駆動可能なファンの、アーム表面の空気流入面側に脱臭部が形成され、アーム表面の脱臭部形成領域と異なる領域に第一電極が形成されることが好ましい。脱臭部には、光触媒や多孔質体を含有させることが好ましく、光触媒を用いる場合、脱臭部近傍に光源を備えることも好ましい。   The present invention includes a fan that can be driven to rotate and has an arm that is mounted radially about a rotation axis, a first electrode is formed on the surface of the arm, and is concentric with a rotation trajectory of the fan centered on the rotation axis. A deodorizing and sterilizing apparatus in which a second electrode is disposed apart from an arm tip and a dielectric layer is formed on the surface of at least one of the first electrode and the second electrode. In the deodorizing and sterilizing apparatus described above, a deodorizing portion is formed on the air inflow side of the arm surface of the rotationally driven fan having an arm, and the first electrode is formed in a region different from the deodorizing portion forming region on the arm surface. Is preferred. The deodorization part preferably contains a photocatalyst or a porous body. When a photocatalyst is used, it is also preferable to provide a light source near the deodorization part.

上記の構成を有する本発明においては、ファンを回転させることにより、ファンの回転軌道と同心円となる環状領域でプラズマが生成される。本発明が該生成領域で生成されたプラズマにより殺菌作用を得ることができる。また該ファンには光触媒等の脱臭部も形成させることが好ましい。本発明は、ファンに殺菌部と脱臭部とを一体化させたコンパクトな脱臭殺菌装置を包含する。   In the present invention having the above-described configuration, plasma is generated in an annular region that is concentric with the rotation trajectory of the fan by rotating the fan. The present invention can obtain a bactericidal action by the plasma generated in the generation region. Further, it is preferable to form a deodorizing part such as a photocatalyst in the fan. The present invention includes a compact deodorizing and sterilizing device in which a sterilizing unit and a deodorizing unit are integrated with a fan.

本発明においては、ファンを回転させると、空気がファンの回転面に向かって流動する。ファンに流入した空気は、ファンで撹拌されながらプラズマ生成領域に万遍なく接触する。そのためプラズマの作用により空気中の有機物分解や浮遊菌の死滅が進み、脱臭と殺菌とが同時に行われる。また、ファンに殺菌部と脱臭部とを一体化させる場合には、ファンに流入した空気を、ファンで撹拌されながらプラズマ生成領域と脱臭部とに万遍なく接触させることができる。上記の一体化構造により、装置のコンパクト性を維持したまま、さらに脱臭効果を向上させることができる。   In the present invention, when the fan is rotated, air flows toward the rotation surface of the fan. The air that has flowed into the fan uniformly contacts the plasma generation region while being agitated by the fan. For this reason, the action of plasma causes the decomposition of organic substances in the air and the killing of airborne bacteria, so that deodorization and sterilization are performed simultaneously. In addition, when the sterilization unit and the deodorizing unit are integrated with the fan, the air flowing into the fan can be uniformly contacted with the plasma generation region and the deodorizing unit while being stirred by the fan. With the integrated structure, the deodorizing effect can be further improved while maintaining the compactness of the apparatus.

本発明は、脱臭部と殺菌部とがファンの回転面に沿って並列的に設けられるため、圧力損失が少なく、エネルギー効率が良好である。また、脱臭部と殺菌部とが互いに流路の抵抗とならないため、いずれの機能部にも効率的に空気を接触させることができる。   In the present invention, since the deodorizing part and the sterilizing part are provided in parallel along the rotation surface of the fan, the pressure loss is small and the energy efficiency is good. Moreover, since the deodorizing part and the sterilizing part do not become resistance of the flow path, air can be efficiently contacted with any functional part.

本発明は、脱臭部がファンと一体化しているため、空気の流速が早い状態で脱臭部を接触させることができる。そのため、良好な脱臭作用を得られる。本発明は環状のプラズマ生成領域を得ることにより、従来技術と比較して広い領域でプラズマを生成させることができる。したがって、本発明は殺菌効果を向上させることができる。   In the present invention, since the deodorizing part is integrated with the fan, the deodorizing part can be brought into contact with the air at a high flow rate. Therefore, a good deodorizing action can be obtained. By obtaining an annular plasma generation region, the present invention can generate plasma in a wider region than in the prior art. Therefore, this invention can improve the bactericidal effect.

本発明の脱臭殺菌装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the deodorizing sterilizer of this invention. 本発明の脱臭殺菌装置の一例を示す側断面概略図である。It is a side section schematic diagram showing an example of a deodorizing sterilizer of the present invention. 本発明の脱臭殺菌装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the deodorizing sterilizer of this invention.

本発明の構成を、図1、図2に図示する第一実施形態に基づいて説明する。図1(a)は、本発明の脱臭殺菌装置の空気排出面を示す概略図である。図1(b)は、本発明の脱臭殺菌装置の一例を示す上断面片側概略図である。本発明の上断面は、回転軸を中心として対照的な構成である。したがって、図1(b)では図示しない回転軸に対し反対側の上断面も同様の構成である。図2は、本発明の脱臭殺菌装置の一例を示す側断面概略図である。   The configuration of the present invention will be described based on the first embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2. Fig.1 (a) is the schematic which shows the air discharge surface of the deodorizing sterilizer of this invention. FIG.1 (b) is the upper cross-section one side schematic which shows an example of the deodorizing sterilizer of this invention. The upper cross section of the present invention has a contrasting configuration around the rotation axis. Therefore, the upper cross section on the opposite side to the rotating shaft (not shown in FIG. 1B) has the same configuration. FIG. 2 is a schematic side sectional view showing an example of the deodorizing and sterilizing apparatus of the present invention.

図1、図2において、10は脱臭殺菌装置、11は回転軸、12は筐体、20はファン、21はアームである。ファン20を回転駆動させることにより、空気を流動させる。各図において矢印は空気の流動方向を表す。空気は脱臭殺菌装置10の空気流入面13から流入し、空気排出面14から排出される。図1(b)に示されるように空気流入面13側のアーム表面には、脱臭部24、光源25が設けられ、アーム表面の脱臭部形成領域と異なる領域には、第一電極22、第一誘電体層23が形成される。筐体12の内壁には、第二電極32と第二誘電体層33とが形成される。
ファン20の回転に伴って第一電極22が移動することにより、環状のプラズマ生成領域40全域でプラズマが生成される。空気流入面13から流入した空気は装置内部で撹拌されながら脱臭殺菌された後、空気排出面14から装置外へ流出する。
1 and 2, 10 is a deodorizing and sterilizing device, 11 is a rotating shaft, 12 is a housing, 20 is a fan, and 21 is an arm. The air is caused to flow by rotating the fan 20. In each figure, the arrows indicate the direction of air flow. Air flows from the air inflow surface 13 of the deodorizing and sterilizing apparatus 10 and is discharged from the air discharge surface 14. As shown in FIG. 1B, a deodorizing portion 24 and a light source 25 are provided on the arm surface on the air inflow surface 13 side. A dielectric layer 23 is formed. A second electrode 32 and a second dielectric layer 33 are formed on the inner wall of the housing 12.
As the first electrode 22 moves as the fan 20 rotates, plasma is generated in the entire annular plasma generation region 40. The air flowing in from the air inflow surface 13 is deodorized and sterilized while being stirred inside the apparatus, and then flows out of the apparatus from the air discharge surface 14.

[ファン]
本発明の消臭殺菌装置10は、回転軸12を中心として放射状に取り付けられた複数のアーム21を有するファン20を備える。アーム表面の空気流入面側13には脱臭部24が形成され、該脱臭部形成領域と異なる領域には第一電極22が形成される。第一電極22は誘電体層で被覆されうる。アーム材としては、後に説明する電極材と脱臭成分とを成膜可能な材料が用いられる。具体的には、プラスチック、セラミックス、或いはアルミニウムなどの金属系が挙げられ、セラミックスを用いることが好ましい。
[fan]
The deodorizing and sterilizing apparatus 10 of the present invention includes a fan 20 having a plurality of arms 21 that are attached radially about a rotating shaft 12. A deodorizing portion 24 is formed on the air inflow surface side 13 of the arm surface, and a first electrode 22 is formed in a region different from the deodorizing portion forming region. The first electrode 22 can be covered with a dielectric layer. As the arm material, a material capable of forming an electrode material and a deodorizing component, which will be described later, is used. Specific examples include metal systems such as plastic, ceramics, and aluminum, and ceramics are preferably used.

[脱臭部]
ファン回転面の空気流入側のアーム表面には脱臭部を形成させることが好ましい。脱臭部には、空気中の臭気成分を分解あるいは吸着可能な材料が含有される。空気中の臭気成分を、そのような材料と接触させることにより、脱臭作用を得られる。本発明は、脱臭部がアームと一体化しているため、脱臭部接触時の空気の流速が早い。また、ファンの回転により装置内で空気が撹拌される。したがって多量の空気を短時間で万遍なく脱臭部と接触させ、良好な脱臭作用を得ることができる。
[Deodorization part]
It is preferable to form a deodorizing part on the arm surface on the air inflow side of the fan rotation surface. The deodorization part contains a material capable of decomposing or adsorbing odor components in the air. A deodorizing action can be obtained by bringing an odor component in the air into contact with such a material. In the present invention, since the deodorizing part is integrated with the arm, the flow velocity of the air when contacting the deodorizing part is fast. Further, the air is agitated in the apparatus by the rotation of the fan. Therefore, a large amount of air can be uniformly contacted with the deodorizing portion in a short time, and a good deodorizing action can be obtained.

臭気成分を分解あるいは吸着可能な材料として、光触媒や多孔質体が好ましく含有される。光触媒材料としては、二酸化チタン、チタン酸バリウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、硫化カドミウム、酸化タングステンを用いることが好ましく、より好ましくは、二酸化チタン、酸化タングステンが用いられる。   As a material capable of decomposing or adsorbing odor components, a photocatalyst and a porous material are preferably contained. As the photocatalytic material, titanium dioxide, barium titanate, silicon dioxide, aluminum oxide, strontium titanate, zinc oxide, cadmium sulfide, and tungsten oxide are preferably used, and titanium dioxide and tungsten oxide are more preferably used.

上記の光触媒材料に紫外光や可視光を照射することにより、正孔と電子とが生成され、正孔と水とが反応することによりヒドロキシラジカルが生成される。該ヒドロキシラジカルの作用によりアセトアルデヒド、アンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、トリメチルアミン等の臭気成分を分解させることができる。   By irradiating the photocatalytic material with ultraviolet light or visible light, holes and electrons are generated, and the holes and water react to generate hydroxy radicals. Odor components such as acetaldehyde, ammonia, hydrogen sulfide, methyl mercaptan and trimethylamine can be decomposed by the action of the hydroxy radical.

光触媒材料を用いる場合、助触媒として、PtやCu、Fe等を脱臭部に含有させることも好ましい。助触媒に電子が捕集されることにより、光触媒材料で生成される正孔と電子との再結合が抑制され、ヒドロキシラジカルの生成量の低下を抑制することができる。その結果、光触媒活性を向上させることができる。本発明は、従来技術と比較して脱臭作用を30〜50%程度向上させることができる。   When using a photocatalyst material, it is also preferable to contain Pt, Cu, Fe, or the like as a promoter in the deodorization part. By collecting electrons in the cocatalyst, recombination of holes and electrons generated in the photocatalytic material is suppressed, and a decrease in the amount of hydroxy radicals generated can be suppressed. As a result, the photocatalytic activity can be improved. The present invention can improve the deodorizing action by about 30 to 50% as compared with the prior art.

光触媒材料を励起させるための光源として、ブラックライト、LED等をアーム表面の光触媒形成領域近傍に設けることが好ましい。酸化チタン等の紫外線応答型光触媒材料を用いる場合には、UV LED等を設けることが好ましい。酸化タングステン等の可視光応答型光触媒材料を用いる場合には、蛍光灯照明、可視光型LED等を利用することができる。   As a light source for exciting the photocatalytic material, it is preferable to provide a black light, an LED, or the like in the vicinity of the photocatalyst formation region on the arm surface. When using an ultraviolet responsive photocatalytic material such as titanium oxide, it is preferable to provide a UV LED or the like. When a visible light responsive photocatalytic material such as tungsten oxide is used, fluorescent lamp illumination, visible light LED, or the like can be used.

各アーム表面に形成された光触媒材料に均質に光を照射させる観点から、光源は回転軸近傍に配置させることが好ましい。図1および図2は、光源25を回転軸11近傍に配置させた例である。アーム表面に形成される脱臭部24は、光源25の周囲に放射状に配置される。なお光触媒材料は、後に説明する第一電極と第二電極との間で生成されるプラズマによっても励起しうる。   From the viewpoint of uniformly irradiating light to the photocatalytic material formed on the surface of each arm, the light source is preferably disposed in the vicinity of the rotation axis. 1 and 2 show an example in which the light source 25 is arranged in the vicinity of the rotation shaft 11. The deodorizing part 24 formed on the arm surface is arranged radially around the light source 25. The photocatalytic material can also be excited by plasma generated between a first electrode and a second electrode described later.

脱臭部に多孔質体を用いる場合、その孔部に臭気成分を吸着させることにより脱臭作用を得ることができる。本発明に用いられる多孔質体としては、シリカゲル、多孔質セラミック、ゼオライト、活性炭、またはメソポーラスシリカ等が好ましく、ポーラスシリカがより好ましい。
上記の光触媒や多孔質体等の脱臭部含有成分は、単独で使用してもよく、アームごとに異なる材料を使用してもよい。また本発明の脱臭部には、本発明の作用効果を阻害しない限り、増粘剤、無機バインダー等他の成分を含有させることが許容される。
When using a porous body for a deodorizing part, a deodorizing effect | action can be acquired by making an odor component adsorb | suck to the hole. As the porous body used in the present invention, silica gel, porous ceramic, zeolite, activated carbon, mesoporous silica or the like is preferable, and porous silica is more preferable.
The deodorizing part-containing components such as the photocatalyst and the porous body may be used alone, or different materials may be used for each arm. The deodorizing part of the present invention is allowed to contain other components such as a thickener and an inorganic binder as long as the effects of the present invention are not impaired.

アーム表面上の脱臭部形成領域は、空気の流速が最も早い空気流入面に設けることが好ましい。形成面積は、空気との接触面を多く確保する観点からは広いほど好ましい。しかし本発明のアーム表面には、脱臭部の他に第一電極が形成される。第一電極と第二電極と間での適切なプラズマ生成と脱臭作用とを両立させるため、アームの空気流入面における第一電極と脱臭部との面積割合は、20:80程度が好ましい。脱臭部の表面積を増大させる観点から、脱臭部の表面に高低を設けることが好ましいが、平坦な表面でもよい。   The deodorizing part forming region on the arm surface is preferably provided on the air inflow surface where the flow velocity of air is the fastest. The formation area is preferably as large as possible from the viewpoint of securing a large number of contact surfaces with air. However, the first electrode is formed on the arm surface of the present invention in addition to the deodorizing portion. In order to achieve both proper plasma generation and deodorizing action between the first electrode and the second electrode, the area ratio between the first electrode and the deodorizing portion on the air inflow surface of the arm is preferably about 20:80. From the viewpoint of increasing the surface area of the deodorizing portion, it is preferable to provide a level on the surface of the deodorizing portion, but a flat surface may also be used.

脱臭部に光触媒を用いる場合、光触媒材料に良好に光を照射する観点から、アームの本数、取り付け角度等を適宜調整することが好ましい。好ましいアームの取り付け例としては、6ないし8本のアームを回転軸を中心とする放射状に等間隔で配置させ、各アームの脱臭部形成面を、回転軸と直交する面に対し45度傾斜させて取り付けた構造が挙げられる。   When a photocatalyst is used for the deodorizing part, it is preferable to adjust the number of arms, the mounting angle, and the like as appropriate from the viewpoint of satisfactorily irradiating the photocatalytic material with light. As a preferred example of arm attachment, 6 to 8 arms are arranged radially at equal intervals around the rotation axis, and the deodorizing part forming surface of each arm is inclined 45 degrees with respect to the surface orthogonal to the rotation axis. And attached structure.

ファンの回転速度は、風速が1m/s以上300m/s以下となるように設定することが好ましい。これにより、脱臭部に空気を良好に接触させることができ、効果的な脱臭作用を得ることができる。さらに50m/s以上200m/s以下に設定することにより、圧力損失を一層低減することができる。上記の好ましい風速は、後に説明するプラズマ放電の安定化にも寄与する。   The rotational speed of the fan is preferably set so that the wind speed is 1 m / s or more and 300 m / s or less. Thereby, air can be satisfactorily brought into contact with the deodorizing portion, and an effective deodorizing action can be obtained. Furthermore, pressure loss can be further reduced by setting it to 50 m / s or more and 200 m / s or less. The preferable wind speed also contributes to stabilization of plasma discharge described later.

[殺菌機能部]
本発明は、ファン20のアーム表面に形成される第一電極22と、回転軸11を円中心とするファン20の回転軌道と同心円上にアーム先端部と離間させて配置される第二電極32との間で生成されるプラズマにより、空気中の浮遊菌を死滅させることができる。また上記のプラズマは、臭気成分を分解する作用も有する。
[Sterilization function part]
In the present invention, the first electrode 22 formed on the arm surface of the fan 20 and the second electrode 32 arranged concentrically with the rotation trajectory of the fan 20 centered on the rotation shaft 11 and spaced from the arm tip. The airborne bacteria in the air can be killed by the plasma generated between them. Moreover, said plasma also has the effect | action which decomposes | disassembles an odor component.

ファン20を回転駆動させると、アーム表面に形成された第一電極22は、回転軸11を円中心とする円上を移動する。第二電極32は、第一電極22の軌道と円中心が共通する同心円上に形成される。第一電極22と第二電極32とを印加してファン20を回転駆動させることにより、本発明は、第一電極22と第二電極32との間の環状領域の全域でプラズマが生成される。環状の該プラズマ生成領域40を空気が通過することにより、ラジカルや紫外線、放電電流によって、空気中の浮遊菌を死滅させることができる。   When the fan 20 is driven to rotate, the first electrode 22 formed on the arm surface moves on a circle with the rotation axis 11 as the center. The second electrode 32 is formed on a concentric circle in which the orbit of the first electrode 22 and the center of the circle are common. By applying the first electrode 22 and the second electrode 32 to rotationally drive the fan 20, the present invention generates plasma over the entire annular region between the first electrode 22 and the second electrode 32. . When air passes through the annular plasma generation region 40, airborne microbes in the air can be killed by radicals, ultraviolet rays, and discharge current.

本発明は、第一電極22をファン20と一体化させて可動化したため、従来と比較してプラズマ生成領域を増大させることができる。また対電極となる第二電極32を、ファン20の回転領域の外周を取り囲むようにして配置させるため、コンパクトな装置構成である。
本発明はファン20を回転させることにより、短時間で多量の空気を広いプラズマ生成領域に送り込むことができる。これにより、効率的に良好な殺菌効果と脱臭効果とを得ることができる。
In the present invention, since the first electrode 22 is integrated with the fan 20 and moved, the plasma generation region can be increased as compared with the conventional case. Further, since the second electrode 32 serving as the counter electrode is disposed so as to surround the outer periphery of the rotation region of the fan 20, the device configuration is compact.
In the present invention, by rotating the fan 20, a large amount of air can be sent to a wide plasma generation region in a short time. Thereby, the favorable sterilization effect and deodorizing effect can be acquired efficiently.

印加に際しては、交流電圧または直流電圧のいずれかが適宜選択される。電圧波形は、サイン、スクエア、バイポーラパルスのいずれかが好ましい。好ましい電圧ピーク値は、100V以上5000V以下である。電圧波形としてバイポーラパルス形状を選択する場合、そのパルス幅が0.1μ秒以上300μ秒以下の範囲内が好ましい。   At the time of application, either an AC voltage or a DC voltage is appropriately selected. The voltage waveform is preferably a sine, square, or bipolar pulse. A preferable voltage peak value is 100 V or more and 5000 V or less. When a bipolar pulse shape is selected as the voltage waveform, the pulse width is preferably within the range of 0.1 μsec to 300 μsec.

ファン20の回転中に上記の条件で両電極を印加することにより、第一電極22の軌道に沿って第二電極32との間に順次絶縁破壊を生じ、その結果プラズマ生成領域40の全域で放電が起こりプラズマが生成される。   By applying both electrodes under the above-mentioned conditions while the fan 20 is rotating, dielectric breakdown occurs sequentially with the second electrode 32 along the trajectory of the first electrode 22, and as a result, over the entire plasma generation region 40. Discharge occurs and plasma is generated.

本発明の第二電極32は、ファン20を格納する筐体12の内壁に形成されることが好ましい。第二電極32は、第一電極22から0.05mm以上2.0mm以下離間させて設けることが好ましく、0.1mm以上1.0mm以下離間させて設けることがさらに好ましい。上記の離間距離が2.0mmを超えると、安定したプラズマ放電を生じさせるために高エネルギーが必要となり、花火(スパーク)の発生により放電が不安定となりやすくなる。また該離間距離が0.1mmより少ないと、電界強度が弱くなるため放電が不安定となりやすくなる。   The second electrode 32 of the present invention is preferably formed on the inner wall of the housing 12 that houses the fan 20. The second electrode 32 is preferably provided with a distance of 0.05 mm or more and 2.0 mm or less from the first electrode 22, and more preferably with a distance of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less. When the above-mentioned separation distance exceeds 2.0 mm, high energy is required to generate a stable plasma discharge, and the discharge tends to become unstable due to the generation of sparks. On the other hand, if the distance is less than 0.1 mm, the electric field strength becomes weak and the discharge tends to become unstable.

第一電極22、第二電極32の膜厚は、0.15mm以上が好ましい。第一電極22および第二電極32との一方または双方の表面には誘電体層23、33が形成される。第一誘電体層23、第二誘電体層33の膜厚は、0.15mm以上1.0mm以下が好ましい。上記の膜厚で成膜することにより、適切に電荷がチャージされ放電電圧を低下させることができる。また、電極の摩耗を抑制することができる。   The film thickness of the first electrode 22 and the second electrode 32 is preferably 0.15 mm or more. Dielectric layers 23 and 33 are formed on one or both surfaces of the first electrode 22 and the second electrode 32. The film thicknesses of the first dielectric layer 23 and the second dielectric layer 33 are preferably 0.15 mm or more and 1.0 mm or less. By forming the film with the above thickness, charges are appropriately charged and the discharge voltage can be lowered. Moreover, wear of the electrode can be suppressed.

第一電極22および第二電極32の材料としては、大気圧グロー放電等に用いられる従来公知の金属電極を用いることができる。具体的には、銅、銀、金、白金、アルミニウム、ステンレス、チタンなどが例示される。第一誘電体層23および第二誘電体層33の材料としては、石英、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化シリコン、燐酸銀、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸バリウム、シリコンカーバイド、酸化インジウム、酸化カドミニウム、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化鉄、カーボンナノチューブなどが例示される。   As a material of the first electrode 22 and the second electrode 32, a conventionally known metal electrode used for atmospheric pressure glow discharge or the like can be used. Specifically, copper, silver, gold, platinum, aluminum, stainless steel, titanium and the like are exemplified. Materials for the first dielectric layer 23 and the second dielectric layer 33 are quartz, aluminum oxide, titanium oxide, magnesium oxide, strontium titanate, silicon oxide, silver phosphate, lead zirconate titanate, barium titanate, silicon Examples thereof include carbide, indium oxide, cadmium oxide, bismuth oxide, zinc oxide, iron oxide, and carbon nanotube.

本発明の第一電極22は脱臭部24を遮蔽しない限り、アーム表面のいずれの領域にも形成することができる。第一電極22の形状は、第二電極32との間で本発明の殺菌作用を発揮させるために十分なプラズマ生成量を得られる形状であれば、特に制限されない。   The first electrode 22 of the present invention can be formed in any region of the arm surface as long as the deodorizing portion 24 is not shielded. The shape of the 1st electrode 22 will not be restrict | limited especially if it is a shape which can obtain sufficient plasma production amount in order to exhibit the bactericidal action of this invention between the 2nd electrodes 32. FIG.

第一電極22上に形成される第一誘電体層23は、少なくともアーム先端部に設けられる。第一誘電体層23の形状は、ファンの羽根として機能し、かつ良好なプラズマ生成に寄与する形状であれば特に制限されない。好ましい形状としては、長方錘形、紡錘形、扇形等を挙げることができる。広い領域でプラズマを生成させる観点からは、第一電極22上に形成される第一誘電体層23を、装置10の空気排出面14側において、アーム先端部から回転軸方向に向かって拡張することが好ましい。   The first dielectric layer 23 formed on the first electrode 22 is provided at least at the tip of the arm. The shape of the first dielectric layer 23 is not particularly limited as long as it functions as a fan blade and contributes to good plasma generation. Preferred shapes include a rectangular pyramid shape, a spindle shape, a sector shape, and the like. From the viewpoint of generating plasma in a wide area, the first dielectric layer 23 formed on the first electrode 22 is expanded from the arm tip toward the rotation axis on the air discharge surface 14 side of the device 10. It is preferable.

本発明の第二実施形態を図3に図示する。図3は、図1と基本的な構造は同じであるが、第一誘電体層23の形状が異なり、第一誘電体層23を空気排出面側のアーム表面にも形成した本発明の脱臭殺菌装置の例を示す概略図である。図3に示されるように、第一誘電体層23をアーム先端部から回転軸近傍まで形成することにより、ファン回転面のほぼ全域でプラズマ生成領域40を形成することができる。
プラズマ生成領域を拡張する他の調節要素としては、ファンの断面積、すなわちファン回転面の面積や、ファンの厚み、すなわち空気流入面から空気流出面までの距離などが挙げられる。
A second embodiment of the present invention is illustrated in FIG. FIG. 3 has the same basic structure as FIG. 1, but the shape of the first dielectric layer 23 is different, and the deodorization of the present invention in which the first dielectric layer 23 is also formed on the arm surface on the air discharge surface side. It is the schematic which shows the example of a sterilizer. As shown in FIG. 3, by forming the first dielectric layer 23 from the tip of the arm to the vicinity of the rotation axis, the plasma generation region 40 can be formed in almost the entire area of the fan rotation surface.
Other adjustment elements that expand the plasma generation region include the cross-sectional area of the fan, that is, the area of the fan rotation surface, the thickness of the fan, that is, the distance from the air inflow surface to the air outflow surface, and the like.

本発明は、ファンに脱臭部と第一電極とが一体化され、かつファンの外周を取り囲むように第二電極が配置される。すなわちファン回転面に沿って脱臭部とプラズマ生成領域とが並列的に配置される。したがって、ファンの回転により装置内に流入する空気は、脱臭部とプラズマ生成領域とに接触するまでに圧力損失がほとんどない。そのためファンの送風能力を高効率で利用し、多量の空気を脱臭部とプラズマ生成領域とに接触させることができる。   In the present invention, the deodorizing part and the first electrode are integrated with the fan, and the second electrode is disposed so as to surround the outer periphery of the fan. That is, the deodorizing part and the plasma generation region are arranged in parallel along the fan rotation surface. Therefore, the air flowing into the apparatus by the rotation of the fan has almost no pressure loss until it comes into contact with the deodorizing part and the plasma generation region. For this reason, it is possible to use the air blowing capacity of the fan with high efficiency and to bring a large amount of air into contact with the deodorizing portion and the plasma generation region.

またファンの回転により空気が撹拌されるため、脱臭部とプラズマ生成領域とのいずれにも空気を万遍なく接触させることができる。すなわち本発明は、ファンを回転させるだけで瞬時に脱臭効果と殺菌作用とを得ることができる。本発明は、プラズマ生成領域のみでも殺菌効果と脱臭効果とを得られるが、脱臭部を設けることで、更に脱臭効果を向上させることができる。また本発明は、印加しない状態でファンを回転させうる。したがってユーザーが脱臭効果のみを得たい場合には、印加用の電源を切り替えてプラズマ生成を停止させることも可能である。   Further, since the air is agitated by the rotation of the fan, the air can be brought into uniform contact with both the deodorizing portion and the plasma generation region. That is, according to the present invention, a deodorizing effect and a bactericidal action can be obtained instantaneously by simply rotating the fan. In the present invention, a sterilizing effect and a deodorizing effect can be obtained only in the plasma generation region, but the deodorizing effect can be further improved by providing a deodorizing part. Moreover, this invention can rotate a fan in the state which is not applied. Therefore, when the user wants to obtain only the deodorizing effect, the plasma generation can be stopped by switching the power supply for application.

従来の脱臭フィルタやプラズマ装置を直列的に固定化させた装置では、消臭フィルタ等が空気流の抵抗となり、所望の機構に空気を接触させることが困難である。本発明は、上記の並列的構成により空気流の上流に流路抵抗となる構成が存在しない。これにより空気流の流速や流路の設計が簡便で、装置の小型化、製造コストの低減を実現できる。   In a device in which a conventional deodorizing filter or plasma device is fixed in series, the deodorizing filter or the like becomes a resistance to air flow, and it is difficult to bring air into contact with a desired mechanism. In the present invention, there is no configuration that provides flow path resistance upstream of the airflow due to the parallel configuration described above. As a result, the flow velocity of the air flow and the design of the flow path are simple, and the apparatus can be downsized and the manufacturing cost can be reduced.

本発明を実施例を用いて説明する。なお本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
[実施例]
内径55mmの円筒形の筐体の内壁に、スクリーン印刷により、第二電極として銀を膜厚0.2mmで成膜した。さらに第二誘電体層として、チタン酸バリウムをスクリーン印刷により、膜厚0.5mmで成膜した。
The present invention will be described using examples. The present invention is not limited to the following examples.
[Example]
A silver film having a film thickness of 0.2 mm was formed on the inner wall of a cylindrical casing having an inner diameter of 55 mm by screen printing as a second electrode. Further, as the second dielectric layer, barium titanate was formed to a thickness of 0.5 mm by screen printing.

長さ15mmのポリカーボネート製のアーム8本に、それぞれアームの一の端部から10mm離れた領域に酸化チタンとPtとを含有する光触媒を、混練プロセスにより、15mm×30mm、膜厚0.5mmで成膜した。アームの他の領域には第一電極として、銀をスクリーン印刷により、膜厚0.2mmで成膜した。第一電極表面に、長方錘形の第一誘電体層を膜厚0.5mmで形成した。
作製したアーム8本を45度で回転軸に放射状に軸支させてファンを作成した。作成したファンの中心部にブラックライトを取り付けて、筐体内に格納し、実施例の脱臭殺菌装置とした。
A photocatalyst containing titanium oxide and Pt in a region 10 mm away from one end of each arm on eight 15 mm long polycarbonate arms was formed into a 15 mm x 30 mm, 0.5 mm film thickness by a kneading process. Filmed. In the other region of the arm, silver was formed into a film with a film thickness of 0.2 mm as a first electrode by screen printing. A rectangular pyramid-shaped first dielectric layer having a thickness of 0.5 mm was formed on the surface of the first electrode.
A fan was made by axially supporting eight produced arms at 45 degrees radially on the rotation axis. A black light was attached to the center of the created fan, and the fan was stored in the housing to obtain the deodorizing and sterilizing apparatus of the example.

上記の実施例の消臭滅菌装置に、3.0kV、20kHzで印加し、ファンを風速2.0m/sで回転させ、脱臭効果と殺菌効果を評価した。   The deodorizing and sterilizing apparatus of the above example was applied at 3.0 kV and 20 kHz, the fan was rotated at a wind speed of 2.0 m / s, and the deodorizing effect and the bactericidal effect were evaluated.

大腸菌を殺菌対象として、本発明の殺菌効果を評価した。室温にて100Lの容器内で大腸菌を塗布した培地に対し、上記実施例のデバイスを6時間動作させて活性種を放出し、その後培地上の菌を培養し、形成されたコロニーの数をカウントした。その結果、99%以上の殺菌率を確認した。尚、アセトアルデヒドを脱臭対象ガスとして用い、100Lの容器内にアセトアルデヒドの対象ガスを注入し、上記実施例のデバイスを動作させて2時間で99%以上の脱臭率を確認した。   The sterilization effect of the present invention was evaluated using Escherichia coli as a sterilization target. Operate the device of the above example for 6 hours on a medium coated with E. coli in a 100 L container at room temperature to release active species, then culture the bacteria on the medium, and count the number of colonies formed did. As a result, a sterilization rate of 99% or more was confirmed. Acetaldehyde was used as a deodorization target gas, the target gas of acetaldehyde was injected into a 100 L container, and the device of the above example was operated to confirm a deodorization rate of 99% or more in 2 hours.

10 脱臭殺菌装置
11 回転軸
12 筐体
13 空気流入面
14 空気排出面
20 ファン
21 アーム
22 第一電極
23 第一誘電体層
24 脱臭部
25 光源
32 第二電極
33 第二誘電体層
40 プラズマ生成領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Deodorizing sterilizer 11 Rotating shaft 12 Case 13 Air inflow surface 14 Air exhaust surface 20 Fan 21 Arm 22 First electrode 23 First dielectric layer 24 Deodorizing part 25 Light source 32 Second electrode 33 Second dielectric layer 40 Plasma generation region

Claims (5)

回転軸を中心として放射状に取り付けられたアームを有する回転駆動可能なファンを備え、アーム表面に第一電極が形成され、回転軸を円中心とするファンの回転軌道と同心円上にアーム先端部と離間させて第二電極が配置され、第一電極と第二電極との少なくともいずれか一方の表面に誘電体層が形成される脱臭殺菌装置。   A fan that can be driven to rotate has an arm mounted radially about the rotation axis, the first electrode is formed on the surface of the arm, and the tip of the arm concentrically with the rotation trajectory of the fan centering on the rotation axis A deodorizing and sterilizing apparatus in which a second electrode is disposed so as to be spaced apart, and a dielectric layer is formed on the surface of at least one of the first electrode and the second electrode. 前記アームを有する回転駆動可能なファンの、アーム表面の空気流入面側に脱臭部が形成され、アーム表面の脱臭部形成領域と異なる領域に第一電極が形成される請求項1に記載の脱臭殺菌装置。   The deodorizing part according to claim 1, wherein a deodorizing part is formed on the air inflow side of the arm surface of the fan that can be driven to rotate, and the first electrode is formed in a region different from the deodorizing part forming region on the arm surface. Sterilizer. 光触媒を含有する脱臭部を備える請求項2に記載の脱臭殺菌装置。   The deodorizing and sterilizing apparatus according to claim 2, further comprising a deodorizing unit containing a photocatalyst. 空気流入側のアーム表面に光源を備える請求項3に記載の脱臭殺菌装置。   The deodorizing and sterilizing apparatus according to claim 3, wherein a light source is provided on the arm surface on the air inflow side. 多孔質体を含有する脱臭部を備える請求項2に記載の脱臭殺菌装置。
The deodorizing and sterilizing apparatus according to claim 2, further comprising a deodorizing unit containing a porous body.
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