JP5707094B2

JP5707094B2 - Sterilization / inactivation apparatus and air purification apparatus using the same

Info

Publication number: JP5707094B2
Application number: JP2010241971A
Authority: JP
Inventors: 幸博仲田; 杉田　直記; 直記杉田; 真一竹腰
Original assignee: Midori Anzen Co Ltd
Current assignee: Midori Anzen Co Ltd
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2030-10-28
Also published as: JP2011115569A

Description

本発明は、空気中に含まれるカビや細菌類を殺菌し、且つウィルスを不活化する殺菌・不活化装置、及びこれを用いた空気清浄装置に関する。 The present invention relates to a sterilization / inactivation device that sterilizes mold and bacteria contained in the air and inactivates viruses, and an air cleaning device using the same.

従来より、空気中に存在する塵埃を除去し、且つ、カビ、細菌類を殺菌し、ウィルスを不活化する装置として、例えば特開２００７−３０５４１７号公報（特許文献１）に記載された空気清浄機、或いは特開２００５−３００１１１号公報（特許文献２）に記載された空気調和装置が提案されている。 Conventionally, as an apparatus for removing dust existing in the air, sterilizing mold and bacteria, and inactivating viruses, for example, an air cleaning described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-305417 (Patent Document 1) Or an air conditioner described in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-300111 (Patent Document 2) has been proposed.

特許文献１には、空気清浄機の吹出口近傍にイオン発生装置を設け、該イオン発生装置より正イオン、負イオンを発生させて、清浄化した空気と共に正イオン、負イオンを室内に放出し、室内に浮遊する細菌類やウィルスと反応させて細菌類を殺菌し、ウィルスを不活化することが記載されている。また、特許文献２には、ストリーマ放電により活性種を発生させ、この活性種を、空気の流れによりチタンアパタイト担持フィルタに供給し、導入された空気中に含まれる細菌類、ウィルスをこのチタンアパタイト担持フィルタに接触させることにより、細菌類を殺菌し、ウィルスを不活化することが記載されている。 In Patent Document 1, an ion generator is provided in the vicinity of the air outlet of an air cleaner, positive ions and negative ions are generated from the ion generator, and positive ions and negative ions are released into the room together with the purified air. It describes that it reacts with bacteria and viruses floating in the room to sterilize the bacteria and inactivate the virus. Further, in Patent Document 2, active species are generated by streamer discharge, the active species are supplied to a titanium apatite-carrying filter by air flow, and bacteria and viruses contained in the introduced air are introduced into the titanium apatite. It is described that bacteria are sterilized and viruses are inactivated by contact with a carrier filter.

特開２００７−３０５４１７号公報JP 2007-305417 A 特開２００５−３００１１１号公報JP-A-2005-300111

しかしながら、上述した特許文献１では、イオン発生装置で発生させたイオンを室内に放出することにより、室内の空気中に存在する細菌を殺菌し、ウィルスを不活化する方式であるので、使用する部屋の空間が大きい場合には、空間全体の空気量に対して発生するイオンの量が相対的に少なくなり、効果的に細菌、ウィルスを除去することができないという問題が発生する。 However, in the above-mentioned Patent Document 1, since the ions generated by the ion generator are released into the room to sterilize bacteria present in the room air and inactivate the virus, the room to be used is used. If the space is large, the amount of ions generated relative to the air volume in the entire space is relatively small, and there is a problem that bacteria and viruses cannot be effectively removed.

また、特許文献２では、ストリーマ放電により発生した活性種をチタンアパタイト担持フィルタに供給し、該チタンアパタイト担持フィルタと接触した細菌類、ウィルスを除去する構成であるので、装置内に導入した空気に対して活性種が均一に接触しないことがあり、効率良く空気中の細菌、ウィルスを除去できないという欠点があった。 In Patent Document 2, active species generated by streamer discharge are supplied to a titanium apatite-carrying filter, and bacteria and viruses in contact with the titanium apatite-carrying filter are removed. On the other hand, the active species may not come into uniform contact with each other, and there is a drawback that bacteria and viruses in the air cannot be removed efficiently.

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、導入した空気中に存在する細菌類の殺菌効率、及び、ウィルスを不活化する不活化効率を向上させることが可能な殺菌・不活化装置、及びこれを用いた空気清浄装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such conventional problems, and its object is to sterilize bacteria existing in the introduced air and to inactivate viruses. An object of the present invention is to provide a sterilization / inactivation apparatus capable of improving efficiency and an air cleaning apparatus using the same.

上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の殺菌・不活化装置は、給気口より導入した空気中に含まれる細菌類を殺菌し、且つウィルスを不活化して放出口より放出する殺菌・不活化装置において、少なくとも１つの開口部が形成された平板形状をなし、前記給気口より導入した空気が前記開口部を通過するように配置された板状電極と、前記板状電極の下流側に設けられ、前記給気口より外部空気を導入する送風ファンと、針形状をなし、先端部が前記開口部の略中心部位に設けられ、前記板状電極と絶縁された針状電極と、前記板状電極に第１電圧を印加し、前記針状電極に第２電圧を印加する電源と、を備え、前記電源は、前記第１電圧と前記第２電圧の電位差が、前記針状電極からマイナスイオンが発生し、且つ、前記板状電極からプラスイオンが発生し、更に、プラスイオンが収束する電圧となるように設定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the sterilization / inactivation apparatus according to claim 1 of the present application sterilizes bacteria contained in the air introduced from the air supply port, inactivates the virus, and releases the virus from the discharge port. In the sterilization / inactivation apparatus, a plate-like electrode in which at least one opening is formed, a plate-like electrode arranged so that air introduced from the air supply port passes through the opening, and the plate-like electrode A blower fan that introduces external air from the air supply port, and a needle shape that has a needle shape, a tip portion is provided at a substantially central portion of the opening, and is insulated from the plate electrode An electrode and a power source that applies a first voltage to the plate electrode and a second voltage to the needle electrode, and the power source has a potential difference between the first voltage and the second voltage, Negative ions are generated from the needle electrode, and the plate electrode Luo positive ions are generated, further, positive ions and sets so that the voltage converges.

請求項２に記載の発明は、前記板状電極は、表面が前記導入した空気の流れに対して略直交する方向を向くように配置されることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that the plate-like electrode is arranged so that the surface thereof faces in a direction substantially orthogonal to the flow of the introduced air.

請求項３に記載の発明は、前記開口部は、円形、楕円形、または正多角形のいずれかの形状であることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that the opening has a circular, elliptical, or regular polygonal shape.

請求項４に記載の発明は、前記第２電圧を、前記第１電圧に比べ相対的に負極性としたことを特徴とする。 The invention described in claim 4 is characterized in that the second voltage is relatively negative in comparison with the first voltage.

請求項５に記載の発明は、前記針状電極の先端部は、前記開口部の中心の、前記板状電極と同一面となる位置に設置されることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is characterized in that the tip of the needle-like electrode is installed at a position in the same plane as the plate-like electrode at the center of the opening.

請求項６に記載の発明は、前記板状電極の下流側に、所定の空間を有する反応チャンバーを設けることを特徴とする。 The invention described in claim 6 is characterized in that a reaction chamber having a predetermined space is provided on the downstream side of the plate-like electrode.

請求項７に記載の空気清浄装置は、空気中に含まれる塵埃を除去し、且つ細菌類を殺菌し、ウィルスを不活化する空気清浄装置において、外部空気を導入する吸込口、及び清浄化した空気を外部に放出する吹出口と、前記吸込口から前記吹出口に向かう空気流を発生させる送風手段と、前記吸込口と吹出口との間に配置され、前記吸込口より吸引した空気中に含まれる塵埃を除去する空気清浄手段と、前記吸込口と吹出口の間に配置され、空気中の細菌類を殺菌し、且つウィルスを不活化する殺菌・不活化装置と、を備え、前記殺菌・不活化装置は、平板形状をなし、少なくとも１つの開口部が形成され、且つ表面が前記空気流の方向に対して略直交するように配置された板状電極と、針形状をなし、先端部が前記開口部の略中心部位に設けられ、前記板状電極と絶縁された針状電極と、前記板状電極に第１電圧を印加し、前記針状電極に第２電圧を印加する電源と、を備え、前記電源は、前記第１電圧と前記第２電圧の電位差が、前記針状電極からマイナスイオンが発生し、且つ、前記板状電極からプラスイオンが発生し、更に、プラスイオンが収束する電圧となるように設定することを特徴とする。 The air purifier according to claim 7 is an air purifier that removes dust contained in the air, sterilizes bacteria, and inactivates viruses. An air outlet that discharges air to the outside, an air blowing means that generates an air flow from the suction port toward the air outlet, and the air that is disposed between the air inlet and the air outlet, and is sucked from the air inlet An air cleaning means for removing contained dust, and a sterilizing / inactivating device disposed between the suction port and the air outlet for sterilizing bacteria in the air and inactivating viruses. The inactivation device has a flat plate shape, has at least one opening, and has a plate-like electrode disposed so that the surface is substantially orthogonal to the direction of the air flow, a needle shape, and a tip Is provided at a substantially central portion of the opening. Is a needle-like electrode which is insulated from the plate-shaped electrode, a first voltage is applied to the plate electrodes, and a power source for applying a second voltage to the needle electrode, said power supply, said first The potential difference between the first voltage and the second voltage is set so that negative ions are generated from the needle-shaped electrode, positive ions are generated from the plate-shaped electrode, and the positive ions converge. It is characterized by.

請求項８に記載の発明は、前記殺菌・不活化装置は、更に、前記板状電極の下流側に、前記空気流の一部を前記開口部内を通過させる送風ファンを備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 8 is characterized in that the sterilization / inactivation apparatus further includes a blower fan that allows a part of the air flow to pass through the opening on the downstream side of the plate-like electrode. To do.

請求項１に係る殺菌・不活化装置では、給気口より導入した外部空気を開口部内に通過させ、針状電極と板状電極（対向電極１４）との間で放電を発生させる。そして、開口部の周囲に円形状の発光放電が発生し、該開口部内に高エネルギー電子、イオン等の活性種が発生するので、給気口より導入した空気中に含まれる細菌類及びウィルスをこの活性種と効率良く反応させることができ、細菌類を効率良く殺菌し、且つウィルスを効率良く不活化することができる。更に、放電により発生した活性種の一部は装置の外部に放出されるので、この活性種が外気中に存在する細菌類及びウィルスと反応し、外気中の細菌類を殺菌し、ウィルスを不活化することができる。 In the sterilization / inactivation apparatus according to the first aspect, the external air introduced from the air supply port is allowed to pass through the opening, and a discharge is generated between the needle electrode and the plate electrode (counter electrode 14). Then, a circular light emission discharge is generated around the opening, and active species such as high energy electrons and ions are generated in the opening, so that bacteria and viruses contained in the air introduced from the air supply port are removed. The active species can be reacted efficiently, bacteria can be sterilized efficiently, and viruses can be inactivated efficiently. Furthermore, since some of the active species generated by the discharge are released to the outside of the apparatus, the active species react with bacteria and viruses present in the outside air to sterilize the bacteria in the outside air and prevent the virus from being discharged. It can be activated.

請求項２の発明では、板状電極が空気流に対して略直交して配置されるので、活性種が発生する開口部の空間に対してほぼ直交して空気流を通過させることができ、活性種との反応を促進させることができるので、細菌類を効率良く殺菌し、ウィルスを効率良く不活化することができる。 In the invention of claim 2, since the plate-like electrode is disposed substantially orthogonal to the air flow, the air flow can be passed substantially orthogonal to the space of the opening where the active species are generated, Since the reaction with the active species can be promoted, bacteria can be sterilized efficiently and viruses can be inactivated efficiently.

請求項３の発明では、開口部の形状を円形、楕円形、或いは正多角形のうちのいずれかとしたので、開口部の周囲に円形状の発光放電を発生させ易くなり、活性種を効率良く発生させることができる。 In the invention of claim 3, since the shape of the opening is one of a circle, an ellipse, or a regular polygon, it becomes easy to generate a circular light emitting discharge around the opening, and the active species can be efficiently used. Can be generated.

請求項４の発明では、針状電極に印加する第２電圧を、板状電極に印加する第１電圧に比べ、相対的に負極性とすることにより、開口部の内部空間を容易に安定した高励起密度状態とすることができ、高エネルギーやイオン等の活性種を効率良く発生させることができる。 In the invention of claim 4, the second voltage applied to the needle-like electrode is relatively negative compared to the first voltage applied to the plate-like electrode, thereby easily stabilizing the internal space of the opening. A high excitation density state can be obtained, and active species such as high energy and ions can be efficiently generated.

請求項５の発明では、針状電極の先端部が、開口部中心の、板状電極と同一面となる位置に設けられるので、針状電極と板状電極との間の放電を容易に発生せることができ、開口部の内部空間を容易に膜状の高励起密度状態とすることができる。 In the invention of claim 5, since the tip of the needle electrode is provided at the center of the opening and on the same plane as the plate electrode, discharge between the needle electrode and the plate electrode is easily generated. Therefore, the internal space of the opening can be easily brought into a film-like high excitation density state.

請求項６の発明では、板状電極の下流側に所定の空間を有する反応チャンバーが設けられるので、導入した空気中に含まれる細菌類及びウィルスが活性種と接触した後、この反応チャンバー１９内で反応を促進させることができ、細菌類を効率よく殺菌し、且つ、ウィルスを効率よく不活化することができる。 In the invention of claim 6 , since a reaction chamber having a predetermined space is provided on the downstream side of the plate electrode, after bacteria and viruses contained in the introduced air come into contact with the active species, The reaction can be promoted, bacteria can be sterilized efficiently, and viruses can be inactivated efficiently.

また、請求項７に記載の空気清浄装置では、空気清浄手段により空気中に存在する塵埃を除去することができ、且つ、空気清浄装置内に導入した空気の一部或いは全体を空気清浄装置内に設けられた殺菌・不活化装置を通過させることにより、細菌類を殺菌し、ウィルスを不活化することができる。 In the air cleaning device according to claim 7 , dust present in the air can be removed by the air cleaning means, and part or all of the air introduced into the air cleaning device is contained in the air cleaning device. The bacteria can be sterilized and the virus can be inactivated by passing through a sterilization / inactivation device provided in the slab.

請求項８の発明では、空気清浄装置内に設けられる殺菌・不活化装置に送風ファンが設けられるので、殺菌・不活化装置内に効率良く空気を導入させて細菌類を殺菌し、ウィルスを不活化することができる。 In the invention of claim 8 , since the sterilization / inactivation device provided in the air cleaning device is provided with the blower fan, air is efficiently introduced into the sterilization / inactivation device to sterilize bacteria and to inactivate viruses. It can be activated.

本発明の第１実施形態に係る殺菌・不活化装置の全体構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole structure of the sterilization / inactivation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る殺菌・不活化装置の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a sterilization / inactivation apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係る殺菌・不活化装置に用いられる放電電極及び対向電極の詳細を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detail of the discharge electrode and counter electrode which are used for the sterilization / inactivation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る殺菌・不活化装置を用いてウィルスの不活化処理を行う試験空間を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the test space which performs the inactivation process of a virus using the sterilization / inactivation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る殺菌・不活化装置を用いてウィルスの不活化処理を実行した際の、浮遊ウィルス濃度の変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the change of a floating virus density | concentration at the time of performing the inactivation process of a virus using the sterilization / inactivation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る殺菌・不活化装置に用いられる針状電極と対向電極との位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the acicular electrode used for the sterilization / inactivation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention, and a counter electrode. 本発明の第１実施形態に係る殺菌・不活化装置で、開口部に円形状の発光放電が発生したときの、該開口部内の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state in this opening part when the circular light emission discharge generate | occur | produces in the opening part with the sterilization / inactivation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る空気清浄装置の全体構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole structure of the air purifying apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る空気清浄装置の分解図である。It is an exploded view of the air cleaner which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る殺菌・不活化装置で、開口部に円形状の発光放電が発生してプラスイオン、及びマイナスイオンが混在する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the circular luminescent discharge generate | occur | produces in an opening part and a positive ion and a negative ion coexist in the sterilization / inactivation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る殺菌・不活化装置で、針状電極と対向電極との間で放電させたときの、印加電圧とイオン個数の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between an applied voltage and the number of ions when it discharges between a acicular electrode and a counter electrode with the sterilization / inactivation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention.

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、本発明の一実施形態に係る殺菌・不活化装置の構成を示す斜視図、図２は、分解斜視図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a sterilization / inactivation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view.

図１に示すように、本実施形態に係る殺菌・不活化装置１００は全体が直方体形状をなしており、図中矢印Ｙ１の方向から外部空気を導入し、空気中の細菌、ウィルスを除去した後の空気を図中矢印Ｙ２の方向に放出する。 As shown in FIG. 1, the sterilization / inactivation apparatus 100 according to the present embodiment has a rectangular parallelepiped shape as a whole, and external air is introduced from the direction of arrow Y1 in the figure to remove bacteria and viruses in the air. The subsequent air is discharged in the direction of arrow Y2 in the figure.

また、図２に示すように、本実施形態に係る殺菌・不活化装置１００は、プラスチック等の絶縁体で構成された電極固定フレーム１１と、該電極固定フレーム１１に固定される放電電極１２と、該放電電極１２と対向配置される平板形状の対向電極（板状電極）１４と、該対向電極１４の下流側に設けられる反応チャンバー１９と、該反応チャンバー１９の下流側に設けられる送風ファン１６を備えている。 As shown in FIG. 2, the sterilization / inactivation apparatus 100 according to the present embodiment includes an electrode fixing frame 11 made of an insulator such as plastic, and a discharge electrode 12 fixed to the electrode fixing frame 11. A flat plate-shaped counter electrode (plate electrode) 14 disposed opposite to the discharge electrode 12, a reaction chamber 19 provided on the downstream side of the counter electrode 14, and a blower fan provided on the downstream side of the reaction chamber 19 16 is provided.

電極固定フレーム１１は、中央に長方形状の開口１１ｂ（以下「給気口１１ｂ」という）が形成された「ロ」字形状をなし、給気口１１ｂの２辺にそれぞれ放電電極１２を固定するためのスリット１３が形成されている。また、該電極固定フレーム１１の４つの隅部にはネジ止め用の孔１１ａが設けられている。 The electrode fixing frame 11 has a “B” shape in which a rectangular opening 11b (hereinafter referred to as “air supply port 11b”) is formed at the center, and the discharge electrode 12 is fixed to each of the two sides of the air supply port 11b. For this purpose, a slit 13 is formed. Further, four corners of the electrode fixing frame 11 are provided with screw holes 11a.

対向電極１４は、平板形状をなす導電性の金属で構成され、中央部に円形の開口部１５が複数個（本実施形態では３個）形成されている。また、該対向電極１４は、その表面が給気口１１ｂより導入される空気流に対して略直交するように配置されている。更に、該対向電極１４の４つの隅部にはネジ止め用の孔１４ａが設けられている。なお、開口部１５の個数は３個に限定されるものではなく、１以上の任意の個数とすることができる。 The counter electrode 14 is made of a conductive metal having a flat plate shape, and a plurality of circular openings 15 (three in this embodiment) are formed at the center. Further, the counter electrode 14 is disposed so that the surface thereof is substantially orthogonal to the air flow introduced from the air supply port 11b. Furthermore, screwing holes 14 a are provided at the four corners of the counter electrode 14. Note that the number of openings 15 is not limited to three, and may be an arbitrary number of one or more.

放電電極１２は、長尺平板形状をなす導電性の金属で構成され、一つの辺の複数箇所（本実施形態では３箇所）に設けられた針形状をなす突起が、針状電極１８とされている。該放電電極１２の両端は、電極固定フレーム１１に形成されたスリット１３に嵌合して固定される。また、図６に示すように、該放電電極１２をスリット１３に嵌合した際に、各針状電極１８の先端部が対向電極１４に形成された各開口部１５の中心となり、且つ対向電極１４と同一面となる位置にくるように設定されている。 The discharge electrode 12 is made of a conductive metal having a long flat plate shape, and needle-shaped protrusions provided at a plurality of locations (three locations in the present embodiment) on one side serve as the needle-shaped electrode 18. ing. Both ends of the discharge electrode 12 are fitted and fixed to slits 13 formed in the electrode fixing frame 11. In addition, as shown in FIG. 6, when the discharge electrode 12 is fitted in the slit 13, the tip of each needle electrode 18 becomes the center of each opening 15 formed in the counter electrode 14, and the counter electrode 14 is set so as to be on the same plane as 14.

電源１７は、放電電極１２を負極性電圧（第２電圧）とし、対向電極１４をグランド電圧（第１電圧）として（即ち、第２電圧は第１電圧に比べて相対的に負極性である）、対向電極１４と放電電極１２との間に一定の電流を流す回路である。そして、針状電極１８と対向電極１４との間に高電圧を印加することにより、各電極間に放電が発生し、図１０に示すように、対向電極１４内に設けられた開口部１５内の、放電電極１２の周辺にマイナスイオンが発生し、開口部１５の周辺にプラスイオンが発生する。 The power source 17 uses the discharge electrode 12 as a negative voltage (second voltage) and the counter electrode 14 as a ground voltage (first voltage) (that is, the second voltage is relatively negative compared to the first voltage). ), A circuit in which a constant current flows between the counter electrode 14 and the discharge electrode 12. Then, by applying a high voltage between the needle-like electrode 18 and the counter electrode 14, a discharge is generated between the electrodes, and as shown in FIG. 10, in the opening 15 provided in the counter electrode 14. Negative ions are generated around the discharge electrode 12, and positive ions are generated around the opening 15.

つまり、後述する図１１で説明するように、針状電極１８と対向電極１４の間に印加する直流電圧を上昇させると、始めに針状電極１８の周囲にマイナスイオンが発生してマイナスイオンの個数が増大し、更に直流電圧を上昇させると、開口部１５の周辺にプラスイオンが発生してプラスイオンの個数が増大する。即ち、２つの電極間に直流電圧を印加することにより、開口部１５内は高励起密度状態となって、プラスイオン、及びマイナスイオンの双方が発生する放電領域となる。 That is, as will be described later with reference to FIG. 11, when the DC voltage applied between the needle electrode 18 and the counter electrode 14 is increased, negative ions are first generated around the needle electrode 18 and negative ions are generated. When the number increases and the DC voltage is further increased, positive ions are generated around the opening 15 and the number of positive ions increases. That is, by applying a DC voltage between the two electrodes, the inside of the opening 15 becomes a high excitation density state, and becomes a discharge region where both positive ions and negative ions are generated.

また、開口部１５が高励起密度状態とされることにより、開口部１５及びその下流側の領域に活性種が発生する。活性種とは、高エネルギー電子、イオン、オゾン、ヒドロキシラジカル、窒素ラジカル、酸素ラジカル等のラジカル種、励起分子等である。 Further, when the opening 15 is brought into a high excitation density state, active species are generated in the opening 15 and a region on the downstream side thereof. Active species are high-energy electrons, ions, ozone, hydroxyl radicals, nitrogen radicals, oxygen radicals and other radical species, excited molecules, and the like.

反応チャンバー１９は、プラスチック等の絶縁体で構成され、内部に一定の広さの空間を有している。そして、給気口１１ｂより導入された空気中に含まれる細菌類やウィルスは、３個の開口部１５のうちのいずれかを通過して電子、イオン等の活性種と接触した後、この反応チャンバー１９内を通過する。このため、空気中に含まれる細菌類、ウィルスを効率良く活性種と反応させることができる。更に、針状電極１８と対向電極１４との放電により発生する活性種の一部は、送風ファン１６より当該殺菌・不活化装置１００の外部に放出され、外部空気に含まれる細菌類、或いはウィルスと反応して、外部空気に含まれる細菌類を殺菌し、ウィルスを不活化する。また、反応チャンバー１９の４つの隅部には、それぞれネジ止め用の孔１９ａが設けられている。 The reaction chamber 19 is made of an insulating material such as plastic and has a space with a certain width inside. The bacteria and viruses contained in the air introduced from the air supply port 11b pass through any one of the three openings 15 and come into contact with active species such as electrons and ions, and then this reaction. Passes through the chamber 19. For this reason, bacteria and viruses contained in the air can be efficiently reacted with active species. Further, a part of the active species generated by the discharge between the needle electrode 18 and the counter electrode 14 is discharged from the blower fan 16 to the outside of the sterilization / inactivation device 100, and bacteria or viruses contained in the external air. Reacts with bacteria to sterilize bacteria contained in external air and inactivate viruses. In addition, four corners of the reaction chamber 19 are provided with screw holes 19a, respectively.

送風ファン１６は、例えば直流モータ（図示省略）等に接続されて回転し、電極固定フレーム１１中央の給気口１１ｂより外部空気を導入し、反応チャンバー１９を通過した空気を外部へ放出するための空気流を形成する。また、送風ファン１６の４つの隅部には、それぞれネジ止め用の孔１６ａが設けられている。そして、各孔１１ａ、１４ａ、１９ａ、１６ａ内にネジ（図示省略）を貫通させて、電極固定フレーム１１、対向電極１４、反応チャンバー１９、及び送風ファン１６を固定している。なお、本実施形態ではねじ止めにより装置全体を固定しているが、固定方法はこれに限定されるものではなく、接着、はめ込み等の方法により固定することも可能である。 The blower fan 16 is connected to, for example, a DC motor (not shown) and rotates to introduce external air from the air supply port 11b in the center of the electrode fixing frame 11 and release the air that has passed through the reaction chamber 19 to the outside. Forms an air flow. Further, four corners of the blower fan 16 are respectively provided with screw holes 16a. Then, screws (not shown) are passed through the holes 11a, 14a, 19a, and 16a to fix the electrode fixing frame 11, the counter electrode 14, the reaction chamber 19, and the blower fan 16. In the present embodiment, the entire apparatus is fixed by screwing, but the fixing method is not limited to this, and it is also possible to fix the apparatus by a method such as adhesion or fitting.

なお、図では記載を省略しているが、電極固定フレーム１１の給気側に、空気中の塵埃を捕捉するためのフィルタを設ける構成とすることもできる。 In addition, although description is abbreviate | omitted in the figure, it can also be set as the structure which provides the filter for catching the dust in air in the air supply side of the electrode fixing frame 11. FIG.

次に、上述のように構成された本実施形態に係る殺菌・不活化装置１００の作用について説明する。本実施形態では、針状電極１８と対向電極１４との間に所望の電流を流すことにより、針状電極１８と対向電極１４との間となる開口部１５内の空間で放電を発生させ、開口部１５の周囲に円形状の発光放電を発生させる。以下、円形状の発光放電について説明する。 Next, the operation of the sterilization / inactivation apparatus 100 according to the present embodiment configured as described above will be described. In the present embodiment, by causing a desired current to flow between the needle electrode 18 and the counter electrode 14, a discharge is generated in the space in the opening 15 between the needle electrode 18 and the counter electrode 14, around the opening 15 to generate a light emission discharge electric circular shape. Hereinafter, the circular light emitting discharge will be described.

対向電極１４をグランド電圧とし、開口部１５中心部の針状電極１８にマイナスの高電圧を印加すると、針状電極１８の近傍にプラズマが発生し、且つ、開口部１５の周囲にもプラズマが発生する。この場合、図６に示したように、針状電極１８の先端部が対向電極１４に形成された各開口部１５の中心となり、且つ対向電極１４と同一面となる位置とされた場合に、より顕著にプラズマが発生する。そして、開口部１５の周囲に発生するプラズマを円形状の発光放電と称している。円形状の発光放電が発生すると、図７に示すように、開口部１５内部の放電領域は高励起密度状態となり、このうち、針状電極１８（放電電極１２）の近傍、及び開口部１５の周辺が主として電離領域、これらの中間の領域が主として励起・解離領域となる。また、中心に近い励起・解離領域は可視光が発生し、周囲に近い励起・解離領域は赤外線が発生する。 When the counter electrode 14 is set to the ground voltage and a negative high voltage is applied to the needle electrode 18 at the center of the opening 15, plasma is generated in the vicinity of the needle electrode 18, and plasma is also generated around the opening 15. Occur. In this case, as shown in FIG. 6, when the tip of the needle-like electrode 18 is the center of each opening 15 formed in the counter electrode 14 and the same plane as the counter electrode 14, Plasma is generated more remarkably. The plasma generated around the opening 15 is referred to as a circular light emission discharge . When the circular light emission discharge occurs, as shown in FIG. 7, the discharge region inside the opening 15 is in a high excitation density state, and among these, the vicinity of the needle-like electrode 18 (discharge electrode 12) and the opening 15 The periphery is mainly the ionization region, and the intermediate region is mainly the excitation / dissociation region. Visible light is generated in the excitation / dissociation region near the center, and infrared light is generated in the excitation / dissociation region near the periphery.

電離領域とは、気体分子に衝突する電子が、該気体分子の電離エネルギー（電子の電荷ｑ×電離電圧ｖ）よりも大きい場合に、気体の原子から軌道電子を奪い取り、正イオンと２次電子が生成される活性領域である。 The ionization region means that when electrons colliding with a gas molecule are larger than the ionization energy of the gas molecule (electron charge q × ionization voltage v), orbital electrons are taken away from the gas atoms, and positive ions and secondary electrons are taken. Is an active region.

励起領域とは、気体分子に衝突する電子が、該気体分子の電離エネルギーよりも小さく、且つ、最低励起電圧よりも大きいエネルギーを有している場合に、原子から軌道電子が奪い取られることはないが、エネルギー的に高い軌道に移り、活性が生じる領域である。励起分子は、準安定状態を経由して、最終的に基底状態に落ちるものと、直接発光を伴い基底状態に落ちるものとがある。 An excitation region means that orbital electrons are not taken away from atoms when electrons that collide with gas molecules have energy lower than the ionization energy of the gas molecules and higher than the lowest excitation voltage. However, this is a region where the energy is transferred to a high energy orbit and activity occurs. Excited molecules are classified into a final state via a metastable state and a state where the excited molecule falls directly to the ground state with direct emission.

解離領域とは、電界で加速された電子が分子に衝突することにより、２個の原子に分裂する現象が発生する活性領域である。これらの活性領域において、各種の活性種が生成される。 The dissociation region is an active region in which a phenomenon of splitting into two atoms occurs when electrons accelerated by an electric field collide with molecules. Various active species are generated in these active regions.

また、円形状の発光放電が発生し開口部１５内部の放電領域が高励起密度状態となると、前述したように、開口部１５内部、及びその下流の領域にプラスイオン、及びマイナスイオンが発生し、プラスイオンとマイナスイオンとが混在した状態となる。即ち、針状電極１８と対向電極１４との間に直流電圧を印加することにより、開口部１５内部、及びその下流領域にプラスイオンとマイナスイオンの双方を発生させることができる。 Further, when a circular light emission discharge is generated and the discharge region inside the opening 15 is in a high excitation density state, as described above, positive ions and negative ions are generated inside the opening 15 and downstream regions. In this state, positive ions and negative ions are mixed. That is, by applying a DC voltage between the needle electrode 18 and the counter electrode 14, both positive ions and negative ions can be generated in the opening 15 and in the downstream region.

そして、電源１７より針状電極１８及び対向電極１４に電圧を印加して円形状の発光放電を発生させ、この状態で送風ファン１６を駆動させて、電極固定フレーム１１に設けられた給気口１１ｂより外部の空気が導入されると、この空気は対向電極１４に設けられた３個の開口部１５のうちのいずれかを通過することになる。上述したように、対向電極１４の開口部１５周辺には、高エネルギー電子、イオン等の活性種が発生するので、開口部１５内を通過する空気中に含まれる細菌類、及びウィルスを、これらの活性種と効率良く接触させることができ、反応チャンバー１９内で反応を促進させることができる。従って、空気中に含まれる細菌類、ウィルスを高効率で殺菌、不活化することができる。 Then, a voltage is applied from the power source 17 to the needle electrode 18 and the counter electrode 14 to generate a circular light emission discharge . In this state, the blower fan 16 is driven, and the air supply port provided in the electrode fixing frame 11 When outside air is introduced from 11 b, this air passes through one of the three openings 15 provided in the counter electrode 14. As described above, active species such as high energy electrons and ions are generated around the opening 15 of the counter electrode 14, so that bacteria and viruses contained in the air passing through the opening 15 can be removed. The active species can be efficiently contacted with each other, and the reaction can be promoted in the reaction chamber 19. Therefore, bacteria and viruses contained in the air can be sterilized and inactivated with high efficiency.

更に、開口部１５の周辺に発生した活性種の一部は、反応チャンバー１９及び送風ファン１６を経て殺菌・不活化装置１００の外部に放出され、当該殺菌・不活化装置１００を設置した室内の空気に含まれる細菌類、及びウィルスと反応して、室内の空気中に含まれる細菌類を殺菌し、ウィルスを不活化する。 Furthermore, a part of the active species generated around the opening 15 is discharged to the outside of the sterilization / inactivation device 100 through the reaction chamber 19 and the blower fan 16, and the interior of the room where the sterilization / inactivation device 100 is installed. It reacts with bacteria and viruses contained in the air to sterilize bacteria contained in the indoor air and inactivate the viruses.

発明者らは、円形状の発光放電の状態を確認するために、放電電極１２として、図３（ａ）に示すように針状電極１８間の距離が１２．５［ｍｍ］、針状電極１８の突起の長さが３［ｍｍ］となるものを使用し、対向電極１４として、図３（ｂ）に示すように開口部１５の直径が１０［ｍｍ］、各開口部１５の中心軸間の距離が１２．５［ｍｍ］となるものを使用して、針状電極１８と対向電極１４との間の電圧を変化させ、開口部１５から４５ｃｍ下流側となる位置でイオン濃度を測定したところ、図１１の特性図に示す如くの結果を得た。 In order to confirm the state of the circular light emission discharge , the inventors set the distance between the acicular electrodes 18 as 12.5 [mm] as shown in FIG. 18 having a projection length of 3 [mm] is used, and the counter electrode 14 has a diameter of the opening 15 of 10 [mm] as shown in FIG. Using an electrode whose distance is 12.5 [mm], the voltage between the needle electrode 18 and the counter electrode 14 is changed, and the ion concentration is measured at a position 45 cm downstream from the opening 15. As a result, results as shown in the characteristic diagram of FIG. 11 were obtained.

図１１の特性図において、横軸は針状電極１８と対向電極１４との間に印加する電圧（ＫＶ）を示し、縦軸は開口部１５内の１ミリリットルの体積中に存在するイオンの個数を示し、曲線Ｓ１１（黒丸）はマイナスイオンの個数、曲線Ｓ１２（白丸）はプラスイオンの個数を示している。なお、図中の上向きの矢印はオーバーフロー、即ち、測定限界である１０⁶個を超えていることを示している。 In the characteristic diagram of FIG. 11, the horizontal axis indicates the voltage (KV) applied between the needle electrode 18 and the counter electrode 14, and the vertical axis indicates the number of ions present in a volume of 1 ml in the opening 15. Curve S11 (black circle) indicates the number of negative ions, and curve S12 (white circle) indicates the number of positive ions. An upward arrow in the figure indicates an overflow, that is, the measurement limit of 10 ⁶ is exceeded.

曲線Ｓ１１に示されるように、印加電圧が約２．５ＫＶに達すると、マイナスイオンが発生し、その後電圧の上昇に伴ってイオン数が急激に上昇し、３ＫＶ程度で１０⁶個を超えている。また、曲線Ｓ１２に示されるように、印加電圧が約２．９ＫＶに達すると、プラスイオンが発生し始め、その後電圧の上昇に伴ってイオン数が上昇し、３ＫＶを超えると１０³〜１０⁴の間で収束している。 As shown by the curve S11, when the applied voltage reaches about 2.5 KV, negative ions are generated, and then the number of ions rapidly increases as the voltage increases, and exceeds 10 ^{6 at} about 3 KV. . Further, as shown by the curve S12, when the applied voltage reaches about 2.9 KV, positive ions start to be generated, and then the number of ions increases with the increase of the voltage, and when it exceeds ³ KV, 10 ³ to 10 ^4. Has converged between.

従って、本実施形態では、針状電極１８と対向電極１４の間に印加する直流電圧を上昇させることにより、マイナスイオン、及びプラスイオンの双方を発生させることができ、従来のように、交流電圧を印加する方式や、２系統の電極対を設ける方式（プラス極の放電とマイナス極の放電をそれぞれ別個に行う方式）、或いは、ポラリティ方式（交互に放電針の電圧極性を入れ替える方式）を採用することなく、両極性のイオンを含む活性種を発生させ、これらの活性種によりウィルスを効果的に不活化できることが理解される。これは、針状電極１８の先端部が対向電極１４の面上にくるように配置されていること、及び、針状電極１８に印加するマイナスの電圧を高い電圧（例えば、２．９ＫＶ以上）に設定したことに起因している。 Accordingly, in the present embodiment, both negative ions and positive ions can be generated by increasing the DC voltage applied between the needle electrode 18 and the counter electrode 14, and the AC voltage can be generated as in the prior art. A system that applies two types of electrodes, a system that provides two pairs of electrodes (a system that performs positive and negative electrode discharges separately), or a polarity system (a system that alternately switches the voltage polarity of the discharge needle) is used. It is understood that active species containing bipolar ions can be generated and viruses can be effectively inactivated by these active species. This is because the tip of the needle-like electrode 18 is arranged on the surface of the counter electrode 14 and the negative voltage applied to the needle-like electrode 18 is a high voltage (eg, 2.9 KV or more). This is due to the setting.

また、上記のことから、開口部１５の下流側の空間においても、マイナスイオン、及びプラスイオンを含む活性種が発生しており、入流する空気中に含まれるウィルスは開口部１５、及びその下流側の空間を通過することにより効率良く不活化されることになる。 In addition, from the above, active ions including negative ions and positive ions are generated in the space downstream of the opening 15, and the virus contained in the incoming air is the opening 15 and downstream thereof. It will be inactivated efficiently by passing through the side space.

更に、発明者らは、本実施形態に係る殺菌・不活化装置１００を用いて、実際にウィルスが存在する室内でウィルスの不活化率を測定するために、下記に示す実験を行った。 Furthermore, the inventors conducted the following experiment in order to measure the virus inactivation rate in a room where viruses actually exist using the sterilization / inactivation apparatus 100 according to the present embodiment.

上記したように、殺菌・不活化装置１００に用いる放電電極１２として、図３（ａ）に示すように針状電極１８間の距離が１２．５［ｍｍ］、針状電極１８の突起の長さが３［ｍｍ］となるものを使用し、対向電極１４として、図３（ｂ）に示すように開口部１５の直径が１０［ｍｍ］、各開口部１５の中心軸間の距離が１２．５［ｍｍ］となるものを使用した。 As described above, as the discharge electrode 12 used in the sterilization / inactivation apparatus 100, the distance between the needle electrodes 18 is 12.5 [mm] as shown in FIG. As shown in FIG. 3B, the diameter of the opening 15 is 10 [mm], and the distance between the central axes of the openings 15 is 12 as the counter electrode 14. What used to be 5 mm was used.

更に、対向電極１４の下流側に設けられる反応チャンバー１９の空間の体積を４０［ｃｍ³］とした。 Furthermore, the volume of the space of the reaction chamber 19 provided on the downstream side of the counter electrode 14 was set to 40 [cm ³ ].

そして、図４に示すように、上記構成の殺菌・不活化装置１００を、一辺が１［ｍ］の立方体形状の試験空間５１（即ち、１［ｍ³］の空気を有する空間）内に設置し、更に、この試験空間５１内にウィルス（例えば、インフルエンザウィルス）の発生器５２を設置し、該発生器５２によりウィルスを発生させ、初期ウィルス濃度を１７０００〜２００００［個／リットル］とし、この状態で殺菌・不活化装置１００を駆動させた。 Then, as shown in FIG. 4, the sterilization / inactivation apparatus 100 having the above-described configuration is installed in a cubic test space 51 having a side of 1 [m] (that is, a space having air of 1 [m ³ ]). Furthermore, a virus (for example, influenza virus) generator 52 is installed in the test space 51, and a virus is generated by the generator 52. The initial virus concentration is 17000 to 20000 [pieces / liter]. The sterilization / inactivation apparatus 100 was driven in the state.

この際、針状電極１８に印加する負極性の電圧を５．４［ＫＶ］とし、針状電極１８から対向電極１４に向けて流れる放電電流を−１１６［μＡ］とした。また、送風ファン１６にて給気口１１ｂより導入する空気の風量を９６［リットル／分］とし、初期状態のウィルス濃度を１００［％］としたときの、時間経過に対するウィルス濃度の変化を測定した。 At this time, the negative voltage applied to the needle electrode 18 was 5.4 [KV], and the discharge current flowing from the needle electrode 18 toward the counter electrode 14 was −116 [μA]. In addition, the change in virus concentration over time is measured when the air volume introduced from the air supply port 11b by the blower fan 16 is 96 [liter / min] and the initial virus concentration is 100 [%]. did.

その結果、図５に示す如くの減衰曲線が得られた。図５において、横軸は経過時間［分］であり、縦軸は初期状態のウィルス濃度を１００［％］とした場合の浮遊ウィルス濃度の相対値［％］であり対数目盛で示している。図５に示す曲線Ｓ１は、上記の実験の結果を示し、曲線Ｓ２は自然減衰試験、即ち本実施形態に係る殺菌・不活化装置１００を用いない場合のウィルス濃度の相対値を示し、曲線Ｓ３は殺菌・不活化装置１００を通過した後のウィルス濃度の変化の理論値を示している。以下、曲線Ｓ３に示す理論値を得るための演算式について説明する。 As a result, an attenuation curve as shown in FIG. 5 was obtained. In FIG. 5, the horizontal axis is the elapsed time [minute], and the vertical axis is the relative value [%] of the floating virus concentration when the virus concentration in the initial state is 100 [%], which is shown on a logarithmic scale. A curve S1 shown in FIG. 5 shows the result of the above-described experiment, and a curve S2 shows the relative value of the virus concentration when the natural attenuation test, that is, the sterilization / inactivation apparatus 100 according to the present embodiment is not used. Indicates the theoretical value of the change in virus concentration after passing through the sterilization / inactivation apparatus 100. Hereinafter, an arithmetic expression for obtaining the theoretical value shown in the curve S3 will be described.

図４に示す試験空間５１の体積をＶ［リットル］、試験空間５１内に存在するウィルス濃度をＣ［個／リットル］、発生器５２によるウィルスの発生量をＭ［個／分］、ウィルスが試験空間５１内の壁面に付着すること等によるウィルスの自然減衰量をＣｑ［個／分］、殺菌・不活化装置１００の単位時間当たりの処理風量をＱ［リットル／分］、殺菌・不活化装置１００のワンパス不活化率をηとした場合に、試験空間５１内の浮遊ウィルス濃度は、次の（１）式で求めることができる。 The volume of the test space 51 shown in FIG. 4 is V [liter], the virus concentration in the test space 51 is C [piece / liter], the amount of virus generated by the generator 52 is M [piece / minute], The amount of natural attenuation of the virus due to adhesion to the wall surface in the test space 51 is Cq [piece / min], the processing air volume per unit time of the sterilization / inactivation apparatus 100 is Q [liter / min], and sterilization / inactivation When the one-pass inactivation rate of the apparatus 100 is η, the suspended virus concentration in the test space 51 can be obtained by the following equation (1).

Ｖ（ｄＣ／ｄｔ）＝Ｍ−ＣＱη−Ｃｑ …（１）
ここで、発生器５２によるウィルスの発生を終了させた場合には、（１）式中でＭ＝０となるので、（１）式は、次の（２）式で示すことができる。 V (dC / dt) = M−CQη−Cq (1)
Here, when the generation of the virus by the generator 52 is terminated, M = 0 in the equation (1), so the equation (1) can be expressed by the following equation (2).

Ｖ（ｄＣ／ｄｔ）＝−Ｃ（Ｑη＋ｑ） …（２）
そして、上記（２）式からウィルス濃度Ｃを求めると、次の（３）式となる。 V (dC / dt) = − C (Qη + q) (2)
When the virus concentration C is obtained from the above equation (2), the following equation (3) is obtained.

但し、（３）式において、Ｃ0は試験空間５１内の初期的なウィルス濃度を示す。

However, in the equation (3), C 0 represents the initial virus concentration in the test space 51.

更に、（３）式において、自然減衰の減衰時定数τ１を「Ｖ／ｑ」とし、殺菌・不活化装置１００の減衰時定数τ２を「Ｖ／Ｑη」をとすると、次の（４）式が得られる。 Further, in equation (3), when the attenuation time constant τ1 of natural attenuation is “V / q” and the attenuation time constant τ2 of the sterilization / inactivation apparatus 100 is “V / Qη”, the following equation (4) Is obtained.

そして、上述した自然減衰試験で得られた結果（曲線Ｓ２）より時定数τ１を求めて、（４）式に代入し、不活化率η＝１とし、流量Ｑ＝９６［リットル／分］とし、体積Ｖを１０００［リットル］（即ち、１［ｍ³］）として試験空間５１内のウィルス濃度を算出すると、図５の曲線Ｓ３が得られる。

Then, the time constant τ1 is obtained from the result (curve S2) obtained in the natural decay test described above, and is substituted into the equation (4), the inactivation rate η = 1, and the flow rate Q = 96 [liter / min]. When the volume V is set to 1000 [liter] (that is, 1 [m ³ ]) and the virus concentration in the test space 51 is calculated, a curve S3 in FIG. 5 is obtained.

そして、曲線Ｓ２と曲線Ｓ３を対比して理解されるように、本実施形態に係る殺菌・不活化装置１００を３０分間駆動させることにより、ワンパス効率（試験空間５１内の空気が殺菌・不活化装置１００を通過したことのみによるウィルスの減衰率）による１［ｍ³］の空間内に存在するウィルス濃度は１．８［％］程度となり、試験空間５１内のほとんどのウィルスを不活化させることができるという結果が得られた。 Then, as understood by comparing the curves S2 and S3, the one-pass efficiency (air in the test space 51 is sterilized / inactivated) by driving the sterilization / inactivation apparatus 100 according to this embodiment for 30 minutes. The virus concentration in the space of 1 [m ³ ] due to the virus attenuation rate only by passing through the apparatus 100 is about 1.8 [%], and most viruses in the test space 51 are inactivated. The result that was able to be obtained.

更に、曲線Ｓ１とＳ３を対比して理解されるように、本実施形態に係る殺菌・不活化装置１００を３０分間駆動させて、１［ｍ³］の空間内に存在するウィルス濃度を実際に測定した結果、ウィルス濃度は０．０１５［％］程度まで減衰し、ほぼ完全にウィルスを不活化させることができるという結果が得られた。これは、試験空間５１内に浮遊するウィルスが殺菌・不活化装置１００を通過することでのみ減衰するのではなく、殺菌・不活化装置１００から外部に放出される活性種が試験空間５１内に浮遊するウィルスと反応してウィルスを不活化し、試験空間５１内の浮遊ウィルス濃度を低下させていることを意味する。 Further, as understood by comparing the curves S1 and S3, the sterilization / inactivation apparatus 100 according to the present embodiment is driven for 30 minutes to actually determine the virus concentration existing in the space of 1 [m ³ ]. As a result of the measurement, the virus concentration was attenuated to about 0.015 [%], and the result was that the virus could be almost completely inactivated. This is not because the virus floating in the test space 51 passes through the sterilization / inactivation device 100 but attenuates, and the active species released from the sterilization / inactivation device 100 to the outside are in the test space 51. This means that the virus is inactivated by reacting with the floating virus, and the concentration of the floating virus in the test space 51 is reduced.

即ち、本実施形態に係る殺菌・不活化装置１００では、開口部１５内を高励起密度状態とすることにより活性種が発生し、反応チャンバー１９内で該活性種によりウィルスの表面のタンパク質を酸化分解し、該ウィルスを不活化するので、試験空間５１内のウィルス濃度を低下させることができ、更に、殺菌・不活化装置１００から外部に放出された活性種と試験空間５１内に浮遊するウィルスが反応して試験空間５１内ウィルス濃度を低減するので、これらの相乗効果で試験空間５１内に浮遊するウィルスをほぼ完全に不活化することができるようになる。 That is, in the sterilization / inactivation apparatus 100 according to the present embodiment, active species are generated by bringing the inside of the opening 15 into a high excitation density state, and the protein on the surface of the virus is oxidized by the active species in the reaction chamber 19. Since the virus is decomposed and the virus is inactivated, the virus concentration in the test space 51 can be reduced, and the active species released to the outside from the sterilization / inactivation device 100 and the virus floating in the test space 51 Reacts to reduce the virus concentration in the test space 51, and these synergistic effects enable the virus floating in the test space 51 to be almost completely inactivated.

このようにして、本実施形態に係る殺菌・不活化装置１００では、給気口１１ｂより導入した外部空気の全体を、空気流に対して略直交して配置された開口部１５内を通過させると共に、針状電極１８と対向電極１４との間で放電を発生させて、開口部１５の周囲に円形状の発光放電を発生させ、該開口部１５内に高エネルギー電子、イオン等の活性種を発生させている。従って、給気口１１ｂより導入した空気中に含まれる細菌類及びウィルスをこの活性種と効率良く接触させ、反応させることができるので細菌類を効率良く殺菌し、且つウィルスを効率良く不活化することができる。 Thus, in the sterilization / inactivation apparatus 100 according to the present embodiment, the entire external air introduced from the air supply port 11b is allowed to pass through the opening 15 disposed substantially orthogonal to the air flow. At the same time, a discharge is generated between the needle electrode 18 and the counter electrode 14 to generate a circular light emission discharge around the opening 15, and active species such as high energy electrons and ions are generated in the opening 15. Is generated. Therefore, bacteria and viruses contained in the air introduced from the air supply port 11b can be efficiently brought into contact with and reacted with the active species, so that bacteria can be efficiently sterilized and viruses can be inactivated efficiently. be able to.

更に、開口部１５の周辺で発生する活性種の一部は、殺菌・不活化装置１００より外部に放出されるので、殺菌・不活化装置１００の外部空間に存在する細菌類、或いはウィルスと活性種とを反応させることができ、より一層細菌類の殺菌効率を向上させ、且つ、ウィルスの不活化効率を向上させることができる。 Further, since some of the active species generated around the opening 15 are released to the outside from the sterilization / inactivation device 100, they are active with bacteria or viruses existing in the external space of the sterilization / inactivation device 100. It is possible to react with the seed, further improve the sterilization efficiency of bacteria, and improve the inactivation efficiency of the virus.

また、対向電極１４に形成された開口部１５が、空気流に対して略直交して配置されるので、活性種が発生する空間に対してほぼ直交して空気流を通過させることができ、より一層活性種との反応を促進させて細菌類を殺菌し、ウィルスを不活化することができる。 In addition, since the opening 15 formed in the counter electrode 14 is disposed substantially orthogonal to the air flow, the air flow can pass substantially orthogonal to the space where the active species are generated, The reaction with active species can be further promoted to sterilize bacteria and inactivate viruses.

更に、対向電極１４の電圧（第１電圧）をグランド電圧とし、針状電極１８の電圧（第２電圧）を負極性電圧とすることにより、開口部１５の内部の空間を容易に安定した高励起密度状態とすることができ、高エネルギーやイオン等の活性種を効率良く発生させることができる。 Furthermore, by setting the voltage of the counter electrode 14 (first voltage) as the ground voltage and the voltage of the needle electrode 18 (second voltage) as the negative voltage, the space inside the opening 15 can be easily and stably increased. The excited density state can be obtained, and active species such as high energy and ions can be efficiently generated.

また、図６に示したように、針状電極１８の先端部が、開口部１５中心の、対向電極１４（板状電極）と同一面となる位置に設けられるので、針状電極１８と対向電極１４との間の放電を容易に発生させることができ、開口部１５の内部空間を容易に膜状の高励起密度状態とすることができる。 Further, as shown in FIG. 6, the tip of the needle electrode 18 is provided at the center of the opening 15 at the same surface as the counter electrode 14 (plate electrode), so that it faces the needle electrode 18. The discharge between the electrodes 14 can be easily generated, and the internal space of the opening 15 can be easily brought into a film-like high excitation density state.

更に、本実施形態では、針状電極１８と対向電極１４との間に放電が発生し、且つ、開口部１５の内部に電離、励起、解離が生じる高励起密度状態となる放電電流が流れるように、針状電極１８に負極性電圧を印加することにより、開口部１５の内部空間に、確実に活性種を発生させることができる。 Further, in the present embodiment, a discharge current is generated between the needle electrode 18 and the counter electrode 14, and a discharge current that is in a high excitation density state in which ionization, excitation, and dissociation occur inside the opening 15 flows. In addition, by applying a negative voltage to the needle-like electrode 18, active species can be reliably generated in the internal space of the opening 15.

また、対向電極１４の下流側に、所定サイズの空間を有する反応チャンバー１９が設けられるので、導入した空気中に含まれる細菌類及びウィルスが活性種と接触した後、この反応チャンバー１９内で反応を促進させることができるので、細菌類を効率よく殺菌し、且つ、ウィルスを効率よく不活化することができる。 In addition, since a reaction chamber 19 having a space of a predetermined size is provided on the downstream side of the counter electrode 14, the reaction is performed in the reaction chamber 19 after bacteria and viruses contained in the introduced air come into contact with the active species. Therefore, bacteria can be sterilized efficiently and viruses can be inactivated efficiently.

なお、上記した実施形態では、対向電極１４に形成される開口部１５の形状が円形状である場合を例に挙げて説明したが、開口部１５の形状は円形に限られるものではなく、開口部１５内部の放電領域を高励起密度状態とすることができる形状であれば、楕円形や、正六角形、正八角形等の正多角形とすることも可能である。 In the above-described embodiment, the case where the shape of the opening 15 formed in the counter electrode 14 is circular has been described as an example. However, the shape of the opening 15 is not limited to a circle, and the opening 15 As long as the discharge region inside the portion 15 can have a high excitation density state, it can be an elliptical shape, a regular polygon such as a regular hexagon, a regular octagon, or the like.

また、上記した実施形態では、針状電極１８を負極性電圧、対向電極１４をグランド電圧とする例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも針状電極１８と対向電極１４との間に電位差があれば良く、グランド電圧の位置は適宜選択することが可能である。更に、印加電圧は直流に限らず、変動する直流、即ち、パルス、矩形波、正弦波、もしくは正弦波の一部にすることも可能である。 Further, in the above-described embodiment, the example in which the needle electrode 18 is a negative voltage and the counter electrode 14 is a ground voltage has been described. However, the present invention is not limited to this, and at least the needle electrode 18 faces the needle electrode 18. It is sufficient if there is a potential difference between the electrode 14 and the position of the ground voltage can be selected as appropriate. Furthermore, the applied voltage is not limited to direct current, but can be changed direct current, that is, a pulse, a rectangular wave, a sine wave, or a part of a sine wave.

次に、本発明の第２実施形態に係る空気清浄装置について説明する。図８は第２実施形態に係る空気清浄装置の斜視図、図９は分解図である。 Next, an air cleaning apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a perspective view of an air cleaning device according to the second embodiment, and FIG. 9 is an exploded view.

図８に示すように、第２実施形態に係る空気清浄装置２００は、筐体構造をなしており、正面パネルに設けられた吸込口３１より外部空気（例えば、室内の空気）を吸引し、吹出口３２より外部へ放出する。 As shown in FIG. 8, the air cleaning device 200 according to the second embodiment has a housing structure, and sucks external air (for example, indoor air) from the suction port 31 provided in the front panel. It discharges to the outside from the blower outlet 32.

また、図９に示すように、この空気清浄装置２００は、吸込口３１より導入した空気中に含まれる大粒の塵埃を除去するプレフィルタ（空気清浄手段）３３と、プレフィルタ３３を通過した空気中に含まれる浮遊物の粒子を荷電する粒子荷電部（空気清浄手段）３４と、空間内に電界を発生させ粒子荷電部３４で荷電された粒子をクーロン力により捕捉する粒子捕集部（空気清浄手段）３５と、空気中の臭い成分を除去する脱臭フィルタ（空気清浄手段）３６、及び送風機３７を備えている。更に、この空気清浄装置２００は、空気の通風路となる所望部位に前述の第１実施形態で説明した殺菌・不活化装置１００が設置されている。該殺菌・不活化装置１００の設置場所としては、プレフィルタ３３の上流側（図中Ｐ１の位置）、プレフィルタ３３と粒子荷電部３４の間（図中Ｐ２の位置）、粒子荷電部３４と粒子捕集部３５の間（図中Ｐ３の位置）、粒子捕集部３５と脱臭フィルタ３６の間（図中Ｐ４の位置）、脱臭フィルタ３６と送風機３７の間（図中Ｐ５の位置）、或いは送風機３７の下流側（図中Ｐ６の位置）のいずれかに設置することができる。 As shown in FIG. 9, the air cleaning device 200 includes a prefilter (air cleaning means) 33 that removes large dust contained in the air introduced from the suction port 31, and air that has passed through the prefilter 33. A particle charging unit (air cleaning means) 34 for charging suspended particles contained therein, and a particle collecting unit (air for generating an electric field in the space and capturing particles charged by the particle charging unit 34 by Coulomb force) Cleaning means) 35, a deodorizing filter (air cleaning means) 36 for removing odorous components in the air, and a blower 37. Further, in the air cleaning device 200, the sterilization / inactivation device 100 described in the first embodiment is installed in a desired portion serving as an air ventilation path. The sterilization / inactivation apparatus 100 is installed on the upstream side of the prefilter 33 (position P1 in the figure), between the prefilter 33 and the particle charging section 34 (position P2 in the figure), and the particle charging section 34. Between the particle collector 35 (position P3 in the figure), between the particle collector 35 and the deodorizing filter 36 (position P4 in the figure), between the deodorizing filter 36 and the blower 37 (position P5 in the figure), Or it can install in either the downstream of the air blower 37 (position of P6 in the figure).

該殺菌・不活化装置１００（図２参照）は、吸込口３１（図８参照）より吸引される空気の全体、或いは一部を給気口１１ｂより導入して、導入した空気中に含まれる細菌類を殺菌し、且つウィルスを不活化する。そして、処理後の空気を下流側に放出する。ここで、前述した第１実施形態では、殺菌・不活化装置１００が送風ファン１６（図２参照）を備えて、給気口１１ｂより空気を導入する構成としたが、図９に示す送風機３７により、殺菌・不活化装置１００内に空気が導入される場合には、送風ファン１６を省略することも可能である。 The sterilization / inactivation apparatus 100 (see FIG. 2) is included in the introduced air by introducing all or part of the air sucked from the suction port 31 (see FIG. 8) through the air supply port 11b. It kills bacteria and inactivates viruses. And the air after a process is discharge | released downstream. Here, in 1st Embodiment mentioned above, although it was set as the structure which the sterilization / inactivation apparatus 100 was equipped with the ventilation fan 16 (refer FIG. 2) and introduce | transduced air from the air supply port 11b, the air blower 37 shown in FIG. Therefore, when air is introduced into the sterilization / inactivation apparatus 100, the blower fan 16 can be omitted.

こうして、空気清浄装置２００の内部に殺菌・不活化装置を搭載することにより、室内空気を浄化するのみならず、空気中を浮遊する細菌類を殺菌し、且つウィルスを不活化することができるのである。 Thus, by installing the sterilizing / inactivating device inside the air cleaning device 200, not only the indoor air can be purified, but also the bacteria floating in the air can be sterilized and the virus can be inactivated. is there.

このようにして、第２実施形態に係る空気清浄装置２００では、装置内の適所に第１実施形態に示した殺菌・不活化装置１００を搭載し、該空気清浄装置２００内に導入された空気の一部、或いは全体を殺菌・不活化装置１００内に通すことにより、空気中の塵埃、浮遊物を除去するのみならず、空気中に含まれる細菌類、及びウィルスを効率良く除去することができる。 In this way, in the air cleaning device 200 according to the second embodiment, the sterilization / inactivation device 100 shown in the first embodiment is mounted at an appropriate position in the device, and the air introduced into the air cleaning device 200 is installed. By passing a part or all of the inside of the apparatus through the sterilization / inactivation apparatus 100, not only dust and suspended matters in the air can be removed, but also bacteria and viruses contained in the air can be efficiently removed. it can.

以上、本発明の殺菌・不活化装置、及び空気清浄装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。 The sterilization / inactivation apparatus and the air purification apparatus of the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is an arbitrary function having the same function. It can be replaced with that of the configuration.

例えば、第１実施形態で示した殺菌・不活化装置１００では、直径１０［ｍｍ］の開口部１５が３箇所に形成された対向電極１４を使用する例について説明したが、処理風量が多い場合には、開口部１５の個数を増加させることや、開口部１５の直径を大きくすること、あるいは、針状電極１８に印加する負極性の電圧値を高くする等の設計変更を行うことができる。即ち、処理風量に応じて、第１実施形態で示した各種の数値は適切な数値に変更することができる。 For example, in the sterilization / inactivation apparatus 100 shown in the first embodiment, the example in which the counter electrode 14 in which the openings 15 having a diameter of 10 [mm] are formed in three locations is used has been described. For example, the number of the openings 15 can be increased, the diameter of the openings 15 can be increased, or the negative voltage applied to the needle electrode 18 can be increased. . That is, various numerical values shown in the first embodiment can be changed to appropriate numerical values according to the processing air volume.

また、第２実施形態では、第１実施形態で示した殺菌・不活化装置１００を空気清浄装置２００内に搭載する例について説明したが、本発明の殺菌・不活化装置は、空気清浄装置２００のみならず、エアコン、除湿器、加湿器等に搭載して使用することも可能である。 Moreover, although 2nd Embodiment demonstrated the example which mounts the sterilization / inactivation apparatus 100 shown in 1st Embodiment in the air purification apparatus 200, the sterilization / inactivation apparatus of this invention is the air purification apparatus 200. Not only can it be used in air conditioners, dehumidifiers, humidifiers, etc.

本発明は、室内空気に浮遊するカビ類などの細菌類を殺菌し、且つウィルスを不活化する上で極めて有用である。 The present invention is extremely useful for sterilizing bacteria such as molds floating in room air and inactivating viruses.

１１電極固定フレーム
１１ａ孔
１１ｂ開口（給気口）
１２放電電極
１３スリット
１４対向電極（板状電極）
１４ａ孔
１５開口部
１６送風ファン
１６ａ孔
１７電源
１８針状電極
１９反応チャンバー
１９ａ孔
３１吸込口
３２吹出口
３３プレフィルタ（空気清浄手段）
３４粒子荷電部（空気清浄手段）
３５粒子捕集部（空気清浄手段）
３６脱臭フィルタ（空気清浄手段）
３７送風機（送風手段）
５１試験空間
５２発生器
１００殺菌・不活化装置
２００空気清浄装置
11 Electrode fixing frame 11a hole 11b opening (air supply port)
12 Discharge electrode 13 Slit 14 Counter electrode (plate electrode)
14a hole 15 opening 16 blower fan 16a hole 17 power source 18 needle electrode 19 reaction chamber 19a hole 31 suction port 32 outlet 33 prefilter (air cleaning means)
34 Particle charging part (air cleaning means)
35 Particle collection unit (air cleaning means)
36 Deodorizing filter (air cleaning means)
37 Blower (Blower means)
51 Test Space 52 Generator 100 Sterilization / Inactivation Device 200 Air Cleaner

Claims

In the sterilization / inactivation device that sterilizes bacteria contained in the air introduced from the air supply port and inactivates the virus and releases it from the discharge port,
A plate-like electrode formed with at least one opening, and a plate-like electrode arranged so that air introduced from the air supply port passes through the opening;
A blower fan that is provided on the downstream side of the plate electrode and introduces external air from the air supply port;
A needle-like electrode having a needle shape, a tip portion provided at a substantially central portion of the opening, and insulated from the plate-like electrode;
A power source that applies a first voltage to the plate-like electrode and a second voltage to the needle-like electrode, and
The power supply has a potential difference between the first voltage and the second voltage, such that a negative ion is generated from the needle electrode, a positive ion is generated from the plate electrode, and a positive ion converges. A sterilization / inactivation device characterized by being set to be .

The sterilization / inactivation apparatus according to claim 1, wherein the plate-like electrode is disposed so that a surface thereof faces a direction substantially orthogonal to the introduced air flow.

The sterilization / inactivation apparatus according to claim 1, wherein the opening has a circular shape, an elliptical shape, or a regular polygonal shape.

The sterilization / inactivation apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the second voltage has a relatively negative polarity compared to the first voltage.

The tip part of the needle-like electrode is installed at a position on the same plane as the plate-like electrode, at the center of the opening. Sterilization / inactivation equipment.

The sterilization / inactivation apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a reaction chamber having a predetermined space is provided on the downstream side of the plate electrode .

In an air cleaning device that removes dust contained in the air, sterilizes bacteria, and inactivates viruses,
A suction port for introducing external air, and a blow-off port for discharging purified air to the outside;
A blowing means for generating an air flow from the suction port toward the blowout port;
An air cleaning means disposed between the suction port and the air outlet, for removing dust contained in the air sucked from the suction port;
A sterilization / inactivation device that is disposed between the suction port and the air outlet, sterilizes bacteria in the air, and inactivates viruses;
The sterilization / inactivation apparatus is
A plate-like electrode having a flat plate shape, having at least one opening formed therein, and disposed so that the surface thereof is substantially orthogonal to the direction of the air flow;
A needle-like electrode having a needle shape, a tip portion provided at a substantially central portion of the opening, and insulated from the plate-like electrode;
A power source that applies a first voltage to the plate-like electrode and a second voltage to the needle-like electrode, and
The power supply has a potential difference between the first voltage and the second voltage, such that a negative ion is generated from the needle electrode, a positive ion is generated from the plate electrode, and a positive ion converges. Set to be
An air cleaning device using a sterilization / inactivation device characterized by

The sterilizing / inactivating apparatus further includes a blower fan that allows a part of the air flow to pass through the opening on the downstream side of the plate-like electrode. Air purifier using an inactivation device.