JP7221500B2 - 空気浄化装置 - Google Patents

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特許法第３０条第２項適用 （１）ビューティーワールド ジャパン ウエスト：令和２年１０月１９日～令和２年１０月２１日 （２）新商品発表会（福岡）：令和２年１０月２６日 （３）新商品発表会（愛知）：令和２年１１月２日 （４）新商品発表会（大阪）：令和２年１１月９日 （５）新商品発表会（東京）：令和２年１１月１０日

本発明は、コロナ放電とイオン風を利用して空気を浄化する空気浄化装置に関するものである。

従来から、プラスイオンやマイナスイオンを発生させて室内等に放出するイオン発生装置が提案されている。上記イオン発生装置は、イオン化針に高電圧を印加して針の先端からイオンを発生させる放電イオン発生装置を備え、発生させたイオンをファン等による送風によって室内に放出することが行われている。このようなイオン発生装置は、ファンに替わる送風機構として、コロナ放電で放出される電子の運動エネルギーにより、空気の流れを生じさせるイオン風発生装置を適用できることが開示されている。

このようなイオン風を発生させる装置の一例として、本出願人は下記の先行技術文献１および２を把握している。

上記特許文献１にはつぎの記載がある。
〔００１０〕
上記課題を解決するために本発明に係る静電霧化装置は、放電電極１と、中央部に円状の開口を有する対向電極２とを中心線がほぼ一致するように対向配置し、放電電極１に供給された水に高電圧を印加して静電霧化して帯電微粒子水を生成すると共に帯電微粒子水を対向電極の中央部の開口を通して飛散させるようにした静電霧化装置３において、対向電極２の放電電極１と反対側において対向電極１に対向するように筒状の通路部４を中心線がほぼ一致するように対向配置し、筒状の通路部４の少なくとも内面部に放電電極１で発生したオゾンを確保するためのオゾン確保部５を設けて成ることを特徴とするものである。
〔００１１〕
放電電極１に供給された水に高電圧を印加して静電霧化して活性種（ラジカル）を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水を生成する際にオゾンが発生する。ここで、帯電微粒子水は帯電している（例えばマイナスに帯電している）ので、放電により生じるイオン風により放電電極１側からの対向電極２の中央部の円状の開口の中心を通り、筒状の通路部４の中心線に沿って装置の外部に飛翔するが、一方、オゾンは帯電していないので、イオン風により飛翔することなく、筒状の通路部４内を浮遊しており、該浮遊しているオゾンが通路部４の内面部のオゾン確保部５に到達して付着するとオゾンが確保されて装置外に出ない。したがって、発生した帯電微粒子水はイオン風により筒状の通路部４をスムーズに通過して装置の外に飛翔することで、活性種（ラジカル）を含んだナノメータサイズの帯電微粒子水の装置の外への放出量が減少せず、一方、オゾンは装置の外への放出量を抑制することができる。

上記特許文献２にはつぎの記載がある。
〔００１０〕
本発明は、無声コロナ放電をする対向放電電極において、マイナスイオンを含む風を発生させ、その風に放電針電極から発生するマイナスイオンを乗せて大量のマイナスイオンを供給する装置を提供するものである。本発明のマイナスイオン発生装置からは、マイナスイオンの外、極微量のオゾンが発生する。この微量のオゾンと大量のマイナスイオンが消臭、除塵、消煙、制菌などの作用に複合して作用していると考えられる。
本発明は、対向放電電極と放電針電極から構成され、放電針電極は対向放電電極の下手側で先端をマイナスイオン風の流路の中心或いは平行又は中心に向けて配置されることにより、放電針電極から発生するマイナスイオンを効果的に風に乗せることができるものである。
〔００１５〕
＜Ａ－２ 針状電極＞
針状電極は、その先端から筒状電極に向けて放電する。先端を鋭くした針状に形成する。その素材は、放電耐性が高い材質を使用する。
チタン合金あるいは酸化チタンを含むチタン合金を使用した場合、針状電極から微弱な紫外線を発生させることができる。筒上電極素材として、酸化チタンを含むチタン合金を用いると光触媒の作用を発揮させることができる。

特開２００８－１０４９８２号公報 特許第３６２５２９３号公報

一般に普及している空気清浄機は、ファンで吸引した空気をフィルターに通すことで浄化する方式が主流である。この方式の空気清浄機は、基本的には粉塵や悪臭物質・雑菌などを吸着ろ過することを目的としている。根本的な空気汚染物質の分解除去や、雑菌・ウイルスの不活化には主眼が置かれていない。

近年、この課題を解決するべく光触媒材料などを付与した高性能なフィルターも開発されている。しかしながら、光触媒の効果を発揮するのは、フィルターで補足した物質に限られ、フィルターを通過してしまう細かい物質・雑菌・ウイルスにはその効果が期待できない。

また、短期間で定期的にフィルターの交換が必要であり、メンテナンスに労力が掛かるという課題もある。さらに、ファンの運転音が騒音となり、リラクゼーションを阻害することがある。

一方、既存のイオン風や微量のオゾンを発生させる装置は、ファンレスのものは充分な風速を感じられないものが多い。ファン方式と比較して広範囲の空気を循環させることが困難という課題がある。

また、風速が弱いファンレス方式では、吸気が十分に行えないため、電極を吸気部に近接させる必要があり、電極が外部に露出するところに設けられる構造が多い。このような構造では感電などのリスクが高くなり、安全面で問題があった。また、露出した電極に塵埃が付着しやすく、頻繁な清掃が必要でメンテンナンス性に問題があった。

アンモニアなどの悪臭物質やウイルス・菌などは、空気より比重の軽い物が多く、室内の上部空間に漂っていることが多い。このため、効率よくこれらの有害物質を分解するためには装置の上部から吸気することが有効な手段と考えられる。ところが、ファン構造の場合、上部にファンを設置すると重心が高くなりバランスが悪くなるため、ファンを装置の下部に配置することになる。したがって、装置の下部から吸気することになってしまい、ウイルスや菌などを効率的に補足することができなかった。

上記特許文献１の装置は、放電電極１と対向電極２を対向配置し、放電電極１に供給された水に高電圧を印加して静電霧化して帯電微粒子水を生成する装置である。この際に発生するオゾンを、オゾン確保部５に確保して装置外に排出しないものである。

上記特許文献２の装置は、無声コロナ放電をする対向放電電極において、マイナスイオンを含む風を発生させ、その風に放電針電極から発生するマイナスイオンを乗せて大量のマイナスイオンを供給する装置を提供するものである。筒状電極に向けて放電する針状電極として、チタン合金あるいは酸化チタンを含むチタン合金を使用し、針状電極から微弱な紫外線を発生させる。筒上電極素材として、酸化チタンを含むチタン合金を用いると光触媒の作用を発揮させるものである。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、つぎの目的をもった空気浄化装置を提供する。
装置の内部にて高電界、低濃度オゾン、光触媒の作用によって悪臭物質を根本的に分解し、雑菌やウイルスを不活化する高い分解能力と、安全性をあわせもち、生活空間などの人がいる環境で使用したときに騒音を発生せず、メンテナンスも容易なものとする。

請求項１記載の空気浄化装置は、上記目的を達成するため、つぎの構成を採用した。
プラス電位が印加される対向電極と、
上記対向電極に向かって先端が配置され、マイナス電位が印加されてコロナ放電によりイオン風を発生させるための放電電極と、
上記対向電極と上記放電電極を収容する筒状のケーシングとを備え、
上記ケーシング内の上部に上記放電電極が、上記放電電極より下側に上記対向電極が、それぞれ配置され、
上記ケーシング内の上記対向電極よりも下側である上記イオン風の下流側に、上記イオン風を整流する整流部材が配置され、
上記ケーシングには、上記放電電極より上部に吸気口が、上記整流部材の外周部に排気口が、それぞれ設けられ、
上記整流部材は、内部にＬＥＤを有する半透明の樹脂製で上記ＬＥＤが照射する光を拡散させる拡散部材として機能するものであり、
上記整流部材で拡散したＬＥＤの光が上記排気口を介して外から視認しうるように構成され、前記ＬＥＤは、前記放電電極と対向電極のあいだに電位差を与える電源に電気的に接続されている。

請求項２記載の空気浄化装置は、請求項１記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記吸気口は、上記ケーシングの外周部に設けられている。

請求項３記載の空気浄化装置は、請求項１または２記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記整流部材は、頂部が上を向くように配置された錘体状である。

請求項４記載の空気浄化装置は、請求項３記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記放電電極は、上記錘体状の頂部を通る軸を中心とした仮想円上に等間隔で複数が配置されている。

請求項５記載の空気浄化装置は、請求項２～４のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記吸気口の内側に筒状のプレフィルターが配置されている。

請求項６記載の空気浄化装置は、請求項５記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記プレフィルターの装着によって作動して上記放電電極と対向電極への電位の印加を可能とする安全スイッチを備えた。

請求項７記載の空気浄化装置は、請求項１～６のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記対向電極は、ハニカム状または格子状を呈している。

請求項８記載の空気浄化装置は、請求項１～７のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記対向電極は、コージライト系またはアルミナ系等の多孔質触媒担体に光触媒を担持させたものである。

請求項１記載の空気浄化装置は、対向電極、放電電極、ケーシングを備えている。上記対向電極にはプラス電位が印加される。上記放電電極は、上記対向電極に向かって先端が配置され、マイナス電位が印加されてコロナ放電によりイオン風を発生させる。上記ケーシングは筒状で、上記放電電極および対向電極を収容するものである。上記ケーシング内には、その上部に上記放電電極が、上記放電電極より下側に上記対向電極が、それぞれ配置される。また、上記ケーシング内の上記対向電極よりも下側である上記イオン風の下流側には、上記イオン風を整流する整流部材が配置される。さらに、上記ケーシングには、上記放電電極より上部に吸気口が、上記整流部材の外周部に排気口が、それぞれ設けられている。
上記空気浄化装置は、筒状のケーシング内の通風路に放電電極と対向電極が設置され、その空間が高電界になって空気を浄化する。上部の吸気口から吸気した空気は、上記高電界と低濃度オゾンにより浄化されることに加えて、対向電極である光触媒担持ハニカムセラミックスに静電吸着されることで更に浄化されて下部の排気口から排気される。コロナ放電によって生じるイオン風によって吸排気するため、ファンを有さず、吸気口を上部に、排気口を下部に配置することが可能となった。上部に配置された吸気口から吸気するため、床面などに存在する余計な埃等を吸い込まず、空気よりも軽いアンモニアなどの臭気物質や空間中に漂うウイルスなどを効率よく吸引して浄化できる。また、上記コロナ放電によって発生する低濃度のオゾンや光触媒の酸化力を空気浄化に利用することにより、新型コロナウイルスをはじめとするウイルスの不活化が可能となると考えられる。また、高電圧部分を筒状のケーシング内部に配置して利用者が直接さわれない構造にすることができ、安全性も確保できる。また、上記整流部材は、内部にＬＥＤを有する半透明の樹脂製で上記ＬＥＤが照射する光を拡散させる拡散部材として機能するものであり、上記整流部材で拡散したＬＥＤの光を、上記排気口を介して外から視認することができ、あるいはケーシングを透して外から視認することができる。

請求項２記載の空気浄化装置は、上記吸気口は、上記ケーシングの外周部に設けられている。
このため、上部の外周部に設けた吸気口から吸気し、装置のまわり３６０度にある空気を取り込んで浄化できる。

請求項３記載の空気浄化装置は、上記整流部材が、頂部が上を向くように配置された錘体状である。
このため、錘体状の上記整流部材がコアンダ効果を発揮し、その外周部にある排気口から装置のまわり３６０度に、浄化された空気が放射状に排出される。

請求項４記載の空気浄化装置は、上記放電電極が、上記錘体状の頂部を通る軸を中心とした仮想円上に等間隔で複数が配置されている。
このため、上記放電電極のコロナ放電によって生じるイオン風は、上記錘体状の整流部材の斜面に向かって流れ、上記斜面に沿って外周部の排気口へ向かい、装置のまわり３６０度に、浄化された空気が放射状に排出される。

請求項５記載の空気浄化装置は、上記吸気口の内側に筒状のプレフィルターが配置されている。
このため、サイズの大きな埃等をあらかじめ上記プレフィルターに捕捉し、埃等が除去された空気を上記高電界内に導入して浄化することができる。

請求項６記載の空気浄化装置は、上記プレフィルターと蓋部材の装着によって作動して上記放電電極と対向電極への電位の印加を可能とする安全スイッチを備えた。
このため、上記プレフィルターが装着されていない状態および蓋部材が閉まっていない状態では上記放電電極と対向電極に電位が印加されることがない。

請求項７記載の空気浄化装置は、上記対向電極は、上下に貫通する流路開口が多数形成されたセラミックスである。
このため、金属電極のような火花（雷）放電を生じることなく高電圧を印加させることができる。そのためファンが無くとも十分な風速のイオン風を発生させて空気を循環させることができる。上下に貫通する流路開口が多数形成されたセラミックスを対向電極とすることにより、有害物質を静電吸着で吸着分解を行うフィルター機能を発揮する。また、十分な吸気を実現するイオン風を発生させるため、吸気口から放電電極部を十分に離すことが可能で、感電などのリスクを低下させて安全性を確保できる。十分な風速のイオン風を発生させることから、プレフィルターを配置して埃などをあらかじめ除去できる。したがって、電極への埃の付着を防止し、メンテナンス周期を延長でき、故障のリスクを下げることもできる。

請求項８記載の空気浄化装置は、上記対向電極が、コージライト系またはアルミナ系等の多孔質触媒担体に光触媒を担持させたものである。
このため、放電電極のコロナ放電によって生じる紫外線で光触媒効果を発揮する。

本発明の一実施形態のマイナスイオン発生器を説明する断面図である。 放電電極，対向電極，整流部材の位置関係を説明する斜視図である。

つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。

図１および図２は、本発明が適用された空気浄化装置の実施形態を示す図である。図１は断面図であり、図２は、放電電極２０，対向電極１０，整流部材５０の位置関係を説明する斜視図である。

〔全体構成〕
この空気浄化装置は、対向電極１０、放電電極２０、整流部材５０、ケーシング３０を備えている。上記対向電極１０は、電源部４０から直流のプラス電位が印加される。上記放電電極２０は、上記対向電極１０に向かって先端が配置される。上記放電電極２０は、上記電源部４０から直流のマイナス電位が印加されてコロナ放電によりイオン風を発生させる。上記ケーシング３０は筒状で、上記対向電極１０、放電電極２０、整流部材５０を収容する。

上記ケーシング３０内には、その上部に上記放電電極２０が配置され、上記放電電極２０より下側に上記対向電極１０が配置される。また、上記対向電極１０よりも下側である上記イオン風の下流側に、上記イオン風を整流する整流部材５０が配置される。つまり、上記ケーシング３０内で、上から順に、放電電極２０、対向電極１０、整流部材５０の順で配置される。

上記ケーシング３０には、上記放電電極２０より上部に吸気口３１が設けられ、上記整流部材５０の外周部に排気口３２が設けられている。

〔放電電極２０〕
上記放電電極２０は、ステンレス製の環状部２１と一体になっており、上記環状部２１の下端部に設けられた下向きに延びる二等辺三角形状に形成されている。つまり、上記放電電極２０は、上記対向電極１０に向かうよう先端を下向きに配置した先鋭な金属製の電極である。

上記環状部２１は、後述する錘体状の整流部材５０の頂部を通る軸Ｃを中心として配置される。上記放電電極２０は、上記環状部２１の周方向において等間隔で複数が配置されている。図２には、上記放電電極２０が１２個あるものを例示している。したがって、上記放電電極２０は、上記錘体状の頂部５１を通る軸Ｃを中心とした仮想円上に等間隔で複数が配置されている。

〔対向電極１０〕
上記対向電極１０は、円盤状に形成され、上下に貫通する流路開口１１が多数形成されたセラミックスの多孔質触媒担体である。

上記流路開口１１は、円盤状の対向電極１０の盤面に、同一寸法で同一形状の開口穴が多数、規則的なパターンで並ぶように設けられる。たとえば、上記流路開口１１は、丸穴、角穴、六角穴等に形成することができる。つまり、パンチング板状、格子状、ハニカム状等に形成することができる。

上記対向電極１０を構成するセラミックスは、コージライト系またはアルミナ系等の多孔質触媒担体に光触媒を担持させたものとするのが好ましい。上記光触媒は、紫外光の照射を受けて光触媒作用による強力な酸化作用を生じ、有機化合物や細菌などの有害物質を除去する。具体的には酸化チタンや酸化タングステンを用いることができる。

〔コロナ放電とイオン風〕
上記対向電極１０には、電源部４０から直流のプラス電位が印加される。上記放電電極２０には、上記電源部４０から直流のマイナス電位が印加される。このときの対向電極１０と放電電極２０の電位差によりコロナ放電を生じる。

このコロナ放電により、上記放電電極２０の先端から対向電極１０に向かって電子が放出される。このとき、放出された電子の流れは高電界によって加速されながら気体分子と衝突し、気体分子に運動エネルギーを与えて空気の電子誘導風となって気流を生み出す。このとき、電子の一部は気体分子の結合起動の外殻にトラップされてマイナスに帯電したマイナスイオン分子となる。したがって、電子誘導風は、マイナスイオン分子を含むイオン風の気流となる。

上記のように構成した放電電極２０にマイナス電位を印加することにより、その先端からコロナ放電を生じ、微弱な電力で風力の強いイオン風を生じさせることができる。また、微弱な電力でコロナ放電を生じることから、オゾンの発生量はとても少ない。

本実施形態では、先端が下を向いた放電電極２０からその下側に配置された対向電極１０に向かって電子が移動するので、発生するイオン風は、ケーシング３０内を上から下に向かって流れることになる。

また、上記対向電極２０と放電電極１０に印加する電位は、上記コロナ放電により、上記放電電極２０の先端に紫外光を発生させる程度とするのが好ましい。また、上記対向電極２０と放電電極１０に印加する電位は、上記コロナ放電により、上記放電電極２０の先端近傍において、低濃度のオゾンが発生する程度とするのが好ましい。

本実施形態では、たとえば、上記対向電極２０にはプラス１０ｋＶの電位を印加し、上記放電電極２０にはマイナス１０ｋＶの電位を印加することができる。このとき、上記放電電極２０と上記対向電極１０の電位差は２０ｋＶである。

なお、上記の数値に限定されるものでない。例えば風速は電極材質及び形状及び印加電圧及び電極間距離で変化する。例えば電位差を２０ｋＶより小さくした場合でも、電極間の距離を近づければ風速を増すことは可能だが、電極間が近すぎると異物が混入した時や物理的な衝撃を受けた場合に電極間が短絡する可能性が増す。機能を最大限に発揮しつつ、安定性、安全性を保つためには電極材質及び形状及び印加電圧及び電極間距離のバランスの最適化が必要である。

〔整流部材５０〕
上記整流部材５０は、頂部５１が上を向くように配置された錘体状である。上記頂部５１は、上述した環状部２１（上記放電電極２０が等間隔で配置される仮想円）の中心を通る軸Ｃに一致する。

上記整流部材５０は、半透明の樹脂製であり、後述するＬＥＤ４２が照射する光を拡散させる拡散部材としても機能する。上記整流部材５０で拡散したＬＥＤ４２の光は、後述する排気口３２を介して外から視認したり、あるいはケーシング３０を透して外から視認したりすることができる。上記整流部材５０は、上下のパーツを連結させる機能を持たせることができる。

〔ケーシング３０〕
上記ケーシング３０は筒状で、上記対向電極１０、放電電極２０、整流部材５０が収容される。上記ケーシング３０の下部開口は底部材３３で塞がれる。上記ケーシング３０の上部開口は着脱可能な蓋部材３４で塞がれる。上記底部材３３には、上記電源部４０を収容したときに位置決めする突起３３Ａが設けられている。上記ケーシング３０の内周面には、上記整流部材５０を取り付けるための取付部５２が形成されている。図示した例では、ケーシング３０内の底部に上記電源部４０が配置され、その上側に上記整流部材５０は配置される。

〔対向電極配置ユニット１２〕
上記ケーシング３０内には、上記対向電極１０をケーシング３０内の所定位置に配置するための対向電極配置ユニット１２が収容されている。対向電極配置ユニット１２は、上記ケーシング３０内に上記ケーシング３０と同心状に配置される。

上記対向電極配置ユニット１２は、外筒１３と内筒１５を備えて構成される。上記外筒１３は、上記整流部材５０の斜面上に当接する下端１３Ａと、上記下端１３Ａよりも上側で上記対向電極１０を受ける段部１３Ｂとを備えている。上記内筒１５は、上記段部１３Ｂに対向電極１０を受けた外筒１３内に上から挿入され、その下端１５Ａが上記対向電極１０の上面を押さえるようになっている。

〔放電電極配置部材１７〕
上記ケーシング３０内には、上記放電電極２０をケーシング３０内の所定位置に配置するための放電電極配置部材１７が収容されている。上記放電電極配置部材１７は、この例では円板状で、放電電極２０が設けられた環状部２１が嵌め込まれている。上記環状部２１の内側（つまり各放電電極２０の内側）は、気流が容易に流通する気流通過部になっている。

〔吸気口３１と排気口３２〕
上記ケーシング３０には、吸気口３１と排気口３２が設けられている。

上記吸気口３１は、上記放電電極２０より上部において上記ケーシング３０の外周部に設けられている。この例では、上記吸気口３１は、上記ケーシング３０の外周部において、上下方向に延びるスリットを、周方向に一定間隔で多数設けることにより形成している。したがって、ケーシング３０の周囲３６０°方向からケーシング３０内に空気を取り込むことができる。

また、上記排気口３２は、上記整流部材５０の外周部において上記ケーシング３０の外周部に設けられている。この例では、上記排気口３２は、上記ケーシング３０の外周部において、上記整流部材５０の三角錘状の斜面よりすこし上に設けられている、上記吸気口３１は、上記ケーシング３０の外周部において、周方向に一定間隔で多数設けることにより形成している。したがって、上記排気口３２は、上記整流部材５０の三角錘状の斜面に沿って流れてきたイオン風をケーシング３０の周囲３６０°方向に無理なく排出する。

〔プレフィルター６０〕

上記吸気口３１の内側に、筒状のプレフィルター６０が配置されている。上記放電電極２０よりも上側には、吸気口３１から吸気されてプレフィルター６０を通過した気流が、各放電電極２０の内側の気流通過部に向かって流れる空間である。

上記プレフィルター６０としては、各種のものを用いることができるが、たとえば、パンチング穴を形成したＰＴＦＥ樹脂を好適に用いることができる。ＰＴＦＥ樹脂は摩擦に対する抵抗が少ないため、筒状のケーシング３０への出し入れで抵抗にならないし、付着した埃や塵埃を容易に清掃することができる。

上記放電電極配置部材１７の上面端部近傍には、安全スイッチ４１が設けられている。上記安全スイッチ４１は、上記プレフィルター６０と蓋部材３４の装着によって作動して、上記放電電極２０と対向電極１０への電位の印加を可能とする。

図１では、電源部４０からの電線やスイッチを、模式的にケーシング３０の外に記載したが、実機では、電線やスイッチはすべてケーシング３０の内部に収容している。コネクタや結線部もすべてケーシング３０の内部に収容している。

〔実施形態の効果〕
本実施形態の空気浄化装置は、対向電極１０、放電電極２０、ケーシング３０を備えている。上記対向電極１０にはプラス電位が印加される。上記放電電極２０は、上記対向電極１０に向かって先端が配置され、マイナス電位が印加されてコロナ放電によりイオン風を発生させる。上記ケーシング３０は筒状で、上記放電電極２０および対向電極１０を収容するものである。上記ケーシング３０内には、その上部に上記放電電極２０が、上記放電電極２０より下側に上記対向電極１０が、それぞれ配置される。また、上記ケーシング３０内の上記対向電極１０よりも下側である上記イオン風の下流側には、上記イオン風を整流する整流部材５０が配置される。さらに、上記ケーシング３０には、上記放電電極２０より上部に吸気口３１が、上記整流部材５０の外周部に排気口３２が、それぞれ設けられている。
上記空気浄化装置は、筒状のケーシング３０内の通風路に放電電極２０と対向電極１０が設置され、その空間が高電界になって空気を浄化する。上部の吸気口３１から吸気した空気は、上記高電界と低濃度オゾンにより浄化されることに加えて、対向電極である光触媒担持ハニカムセラミックスに静電吸着されることで更に浄化されて下部の排気口から排気される。コロナ放電によって生じるイオン風によって吸排気するため、ファンを有さず、吸気口３１を上部に、排気口３２を下部に配置することが可能となった。上部に配置された吸気口３１から吸気するため、床面などに存在する余計な埃等を吸い込まず、空気よりも軽いアンモニアなどの臭気物質や空間中に漂うウイルスなどを効率よく吸引して浄化できる。また、上記コロナ放電によって発生する低濃度のオゾンや光触媒の酸化力を空気浄化に利用することにより、新型コロナウイルスをはじめとするウイルスの不活化が可能となると考えられる。また、高電圧部分を筒状のケーシング３０内部に配置して利用者が直接さわれない構造にすることができ、安全性も確保できる。

本実施形態の空気浄化装置は、上記吸気口３１は、上記ケーシング３０の外周部に設けられている。
このため、上部の外周部に設けた吸気口３１から吸気し、装置のまわり３６０度にある空気を取り込んで浄化できる。

本実施形態の空気浄化装置は、上記整流部材５０が、頂部５１が上を向くように配置された錘体状である。
このため、錘体状の上記整流部材５０がコアンダ効果を発揮し、その外周部にある排気口３２から装置のまわり３６０度に、浄化された空気が放射状に排出される。

本実施形態の空気浄化装置は、上記放電電極２０が、上記錘体状の頂部５１を通る軸Ｃを中心とした仮想円上に等間隔で複数が配置されている。
このため、上記放電電極２０のコロナ放電によって生じるイオン風は、上記錘体状の整流部材５０の斜面に向かって流れ、上記斜面に沿って外周部の排気口３２へ向かい、装置のまわり３６０度に、浄化された空気が放射状に排出される。

本実施形態の空気浄化装置は、上記吸気口３１の内側に筒状のプレフィルター６０が配置されている。
このため、サイズの大きな埃等をあらかじめ上記プレフィルター６０に捕捉し、埃等が除去された空気を上記高電界内に導入して浄化することができる。

本実施形態の空気浄化装置は、上記プレフィルター６０の装着によって作動して上記放電電極２０と対向電極１０への電位の印加を可能とする安全スイッチ４１を備えた。
このため、上記プレフィルター６０が装着されていない状態および蓋部材３４が閉まっていない状態では上記放電電極２０と対向電極１０に電位が印加されることがない。

本実施形態の空気浄化装置は、上記対向電極１０は、上下に貫通する流路開口１１が多数形成されたセラミックスである。
このため、金属電極のような火花（雷）放電を生じることなく高電圧を印加させることができる。そのためファンが無くとも十分な風速のイオン風を発生させて空気を循環させることができる。上下に貫通する流路開口１１が多数形成されたセラミックスを対向電極１０とすることにより、有害物質を静電吸着で吸着分解を行うフィルター機能を発揮する。また、十分な吸気を実現するイオン風を発生させるため、吸気口から放電電極部を十分に離すことが可能で、感電などのリスクを低下させて安全性を確保できる。十分な風速のイオン風を発生させることから、プレフィルター６０を配置して埃などをあらかじめ除去できる。したがって、電極への埃の付着を防止し、メンテナンス周期を延長でき、故障のリスクを下げることもできる。

本実施形態の空気浄化装置は、上記対向電極１０が、コージライト系またはアルミナ系等の多孔質触媒担体に光触媒を担持させたものである。
このため、放電電極２０のコロナ放電によって生じる紫外線で光触媒効果を発揮する。

〔まとめ〕
一定間隔で存在する突起状の放電電極２０（陰極）と、ハニカム状等のセラミックス対向電極１０（陽極）の間に高電圧を印加することで、十分なイオン風の風速が得られる。放電電極２０と対向電極１０間は高電界になっているため、雑菌やウイルスを不活化する効果が期待できる。また、放電電極２０の先端近傍で発生するオゾンにより悪臭物質の酸化分解が期待できる。さらに、対向電極１０のセラミックスに光触媒を担持することで、放電電極２０から発生する紫外線によって光触媒効果が発揮され、悪臭物質の分解も期待できる。

また放電電極２０から放出される電子によって一時的にマイナス電位に帯電した分子などのいわゆるマイナスイオンが発生することで、滝の近くや森林にいるような爽やかさを感じることができる。また、それらの浄化された空気と低濃度オゾンを３６０°放出する構造体にしたことで、装置の周囲が満遍なく浄化された爽やかな空気となる。またファンを使用していないため機械的な動作音が全く生じない。

また本発明は、多数の流路開口１１を有するセラミックスを対向電極１０として使用しており、高電圧を印加させることができる。そのためファンがなくとも十分な風速と吸気力が得られ、吸気口３１から放電電極２０を十分に離すことが可能で安全性が確保できる。

また、多数の流路開口１１を有するセラミックスは、有害物質を静電吸着で吸着分解を行うフィルターの機能も持っており、コージライト系またはアルミナ系等の多孔質触媒担体に光触媒が担持されている。これらの機能を最大限に発揮しながら十分な安全性を確保するための構造が本発明の趣旨である。つまり、吸気を上部から、排気を下部から、いずれも３６０°可能な構造であり、真ん中の錐体状の整流部材５０がコアンダ効果を発揮して３６０°の排気を可能にしている。上記整流部材５０は前後のパーツの連結や、ＬＥＤ４２の光を拡散させる機能も有する。

また金属電極同士では火花（雷）放電してしまうため比較的低い電圧しか印加することが出来ず、風速が弱く吸気が十分に行えず、フィルターなどの風速の妨げになるものを設置できないため、電極に埃が付着しやすく、頻繁な掃除の必要が有り面倒で有り、故障の原因にもなる。これに対し、本発明は、十分な吸気を行う風速を実現しているため、埃等をカットするプレフィルター６０を設置できる。

吸気を上部から行えるメリットは床面などに存在する余計な埃等を吸い込まず、空気よりも軽いアンモニアなどの臭気物質や空間中に漂うウイルスなどを効率よく吸引できることである。

本発明は、上述した特許文献１に対して以下の相違がある。

特許文献１はファンを使用し、本発明にはファンはない。特許文献１に光触媒効果はなく、本発明は光触媒効果がある。特許文献１は対向電極が金属なので印加電圧が低いのに対し、本発明は対向電極に光触媒を担持したハニカムセラミックスを採用していて、２０ｋＶの高電圧をかけても火花（雷）放電せず、風速が強いためファンが不要である。

特許文献１はオゾンを発生しないようにしているのに対し、本発明は０．１ｐｐｍ未満の低濃度オゾンの酸化分解力をウイルスの不活化等に利用する。

特許文献１は、装置の外部にイオン水を飛散させて有害物質を分解するのに対し、本発明は、装置の内部に生じさせた高電界、低濃度オゾン、光触媒で有害物質を分解する。
特許文献１は、気流の向きが下(吸気)から上(排気)であるのに対し、本発明は上（３６０°吸気）から下（３６０°排気）で拡散させる。上から吸気するメリットは多く、例えばアンモニアなどの悪臭物質、ウイルスや菌などは空気よりも比重が軽く、空間の上部を漂っていることが多い。したがって、装置の上部から吸気した方が効率的に有害物質を取り込んで分解できる。また装置下部から吸気すると室内の塵埃も吸い込んでしまい、メンテナンス性が低下する。

多くのファン式の空気清浄機はファン（モーター）が重いため、装置の重心が高くならない様に下部にファンを設置して吸引している。また、本発明は、装置中央部の円錐状の整流部材５０によるコアンダ効果で、３６０°方向に拡散させるため、環境空間に満遍なく浄化空気を排出できる。

本発明は、上述した特許文献２に対して以下の相違がある。

特許文献２は、対向電極がチタン合金で筒状であるのに対し、本発明は、対向電極１０に光触媒を担持したハニカム等のセラミックスを採用している。チタン合金の対向電極１０では、セラミックスほど高電圧をかけることはできない。そのため風速を妨げるハニカム等の構造を採用できないために筒状にせざるをえない。本発明では、２００００Ｖの高電圧をかけても火花（雷）放電せずに、強い風速が得られる。またハニカム等の構造にすることで、筒状とは比較にならないほど表面積が大きくなり、より多くの光触媒を担持させてその効果を発揮できる。

特許文献２は、放電電極部および対向電極部が露出した構造になっていて、塵埃を防ぐフィルターもないのに対し、本発明は、感電などを防ぐ安全設計として高電圧部分を外部から見えない位置に閉じ込めている。風速が弱いと吸気が十分に行えないため、電極部を吸気部及び排気部に近接させる必要がある。電極部が外部から見て露出した位置に設置させる構造になり、感電などの危険性が高まる。また、風速を妨げるためフィルターを向けられず、露出した電極に塵埃が付着しやすく、高い頻度での清掃が必要であった。本発明は、吸気口３１に塵埃を防ぐプレフィルター６０を設置している。

特許文献２は、風の向きは後ろ（吸気）から前（排気）で気流は横方向に流れるのに対し、本発明は、上（３６０°吸気）から下（３６０°排気）で拡散させる。上から吸気するメリットは多く、例えばアンモニアなどの悪臭物質、ウイルスや菌などは空気よりも比重が軽く、空間の上部を漂っていることが多い。したがって、装置の上部から吸気した方が効率的に有害物質を取り込んで分解できる。また装置下部から吸気すると室内の塵埃も吸い込んでしまい、メンテナンス性が低下する。また、本発明は、装置中央部の円錐状の整流部材５０によるコアンダ効果で、３６０°方向に拡散させるため、環境空間に満遍なく浄化空気を排出できる。

〔変形例〕
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。

１０：対向電極
１１：流路開口
１２：対向電極配置ユニット
１３：外筒
１３Ａ：下端
１３Ｂ：段部
１５：内筒
１５Ａ：下端
１７：放電電極配置部材
２０：放電電極
２１：環状部
３０：ケーシング
３１：吸気口
３２：排気口
３３：底部材
３３Ａ：突起
３４：蓋部材
４０：電源部
４１：安全スイッチ
４２：ＬＥＤ
５０：整流部材
５１：頂部
５２：取付部
６０：プレフィルター

Claims (8)

1. プラス電位が印加される対向電極と、
   上記対向電極に向かって先端が配置され、マイナス電位が印加されてコロナ放電によりイオン風を発生させるための放電電極と、
   上記対向電極と上記放電電極を収容する筒状のケーシングとを備え、
   上記ケーシング内の上部に上記放電電極が、上記放電電極より下側に上記対向電極が、それぞれ配置され、
   上記ケーシング内の上記対向電極よりも下側である上記イオン風の下流側に、上記イオン風を整流する整流部材が配置され、
   上記ケーシングには、上記放電電極より上部に吸気口が、上記整流部材の外周部に排気口が、それぞれ設けられ、
   上記整流部材は、内部にＬＥＤを有する半透明の樹脂製で上記ＬＥＤが照射する光を拡散させる拡散部材として機能するものであり、
   上記整流部材で拡散したＬＥＤの光が上記排気口を介して外から視認しうるように構成され、前記ＬＥＤは、前記放電電極と対向電極のあいだに電位差を与える電源に電気的に接続されている
   ことを特徴とする空気浄化装置。
2. 上記吸気口は、上記ケーシングの外周部に設けられている
   請求項１記載の空気浄化装置。
3. 上記整流部材は、頂部が上記放電電極を向くように配置された錘体状である
   請求項１または２記載の空気浄化装置。
4. 上記放電電極は、上記錘体状の頂部を通る軸を中心とした仮想円上に等間隔で複数が配置されている
   請求項３記載の空気浄化装置。
5. 上記吸気口の内側に筒状のプレフィルターが配置されている
   請求項２～４のいずれか一項に記載の空気浄化装置。
6. 上記プレフィルターと蓋部材の装着によって作動して上記放電電極と対向電極への電位の印加を可能とする安全スイッチを備えた
   請求項５記載の空気浄化装置。
7. 上記対向電極は、上下に貫通する流路開口が多数形成されたセラミックスである
   請求項１～６のいずれか一項に記載の空気浄化装置。
8. 上記対向電極は、コージライト系またはアルミナ系等の多孔質触媒担体に光触媒を担持させたものである
   請求項１～７のいずれか一項に記載の空気浄化装置。

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