JP7370496B1 - 空気清浄機および空気調和装置 - Google Patents

Abstract

空気清浄機は、複数の第１放電電極を備え、複数の第１放電電極から発生した放電生成物を空間内の処理対象に向けて供給して空間の空気清浄を行う空気清浄機である。空気清浄機は、複数の第１放電電極は、第１方向に延びて形成されており、第１方向に直交する第２方向に間隔を空けて配置された同極の電極であり、複数の第１放電電極との間で電界を形成し、第１方向に見て複数の第１放電電極の中心部に配置された誘導電極を備える。

Description

本開示は、高電圧による放電により放電生成物等の化学種を発生させる発生部を備えた空気清浄機および空気調和装置に関するものである。

従来、電極間に高電圧を印加して発生させた放電生成物を空気中に供給し、放電生成物を細菌又はウイルスといった処理対象に運搬することで細菌の殺菌又はウイルスの不活化を行う空気清浄機がある。この種の空気清浄機は、イオン等の放電生成物を発生させる発生器を備えている。従来の発生器として、例えば、特許文献１のイオン発生装置がある。特許文献１のイオン発生装置は、並列に配置された複数の棒状の放電電極と、放電電極の軸方向に複数の放電電極に対向して配置された複数の誘導電極と、放電電極と誘導電極との間に高電圧を印加する高電圧印加部とを備えている。特許文献１のイオン発生装置は、複数の放電電極と複数の対向電極との間で放電生成物を発生させている。

特開２０１２－７９４２３号公報

特許文献１のイオン発生装置は、複数の放電電極が同極に帯電しており、複数の放電電極から発生した放電生成物の多くは、同極に帯電している。同極に帯電した放電生成物同士は反発するため、反発によって放電生成物が拡散して供給方向が定まらない虞がある。このため、特許文献１のイオン装置が空気清浄機に適用された場合、放電生成物が細菌の殺菌又はウイルスの不活化に必要な濃度で処理対象まで運搬されない。よって、当該空気清浄機は、細菌の殺菌およびウイルスの不活化効果（以下、殺菌ウイルス不活化効果という）を十分に得られないという問題があった。

本開示はこのような点を鑑みなされたもので、放電生成物の拡散を抑制して殺菌ウイルス不活化効果を向上することが可能な空気清浄機および空気調和装置を提供することを目的とする。

本開示に係る空気清浄機は、複数の第１放電電極を備え、複数の第１放電電極から発生した放電生成物を空間内の処理対象に向けて供給して空間の空気清浄を行う空気清浄機であって、複数の第１放電電極は、第１方向に延びて形成されており、第１方向に直交する第２方向に間隔を空けて配置された同極の電極であり、複数の第１放電電極との間で複数の第１放電電極から離隔して配置してあり、第１方向に延びて形成されており、複数の第１放電電極との間で電界を形成し、第１方向に見て複数の第１放電電極の中心部に配置され、複数の第１放電電極から発生した放電生成物を誘引する誘導電極と、第１方向に流れる空気の流れを形成する送風部とを備え、複数の第１放電電極のそれぞれは、第１方向の一方の端部に、針状の先端で構成されて放電が生じる放電点を有し、誘導電極は、基端部と、基端部とは反対側の先端部とを有し、先端部が第１方向の一方側に位置し、先端部の先端面が、第１方向において、複数の第１放電電極の放電点同士を結ぶ仮想線に重なるか、または仮想線よりも処理対象側に位置しているものである。

本開示に係る空気調和装置は、上記の空気清浄機と、内部を流れる冷媒と周囲に存在する空気との間で熱交換を行う熱交換器と、空気の流れを形成し、複数の第１放電電極の上流に配置されて放電生成物を空間内に供給する送風部と、を有し、送風部によって供給される空気が熱交換器を通過し、熱交換器を通過して空気調和された空気によって放電生成物を空気内に供給するものである。

本開示に係る空気清浄機および空気調和装置は、第１方向に延びて形成されており、第１方向に直交する第２方向に間隔を空けて配置された同極の電極である複数の放電電極を有する。空気清浄機は、複数の第１放電電極との間で電界を形成する誘導電極が第１方向に見て複数の第１放電電極の中心部に配置されている。このため、空気清浄機は、複数の放電電極から発生した放電生成物を第１方向に見て互いに近づく方向に、誘導電極に向かって集めることができ、放電生成物の拡散を抑制して濃度を高めることができる。よって、空気清浄機は、放電生成物を濃度の高い状態で処理対象に向けて運搬でき、殺菌ウイルス不活化効果を向上できる。

実施の形態１に係る空気清浄機の概略斜視図である。 実施の形態１に係る空気清浄機の発生部を下方から見た概略斜視図である。 実施の形態１に係る空気清浄機の発生部の概略側面図である。 比較例において第１放電電極の周囲に形成される電界を示す図である。 比較例における放電生成物の挙動を示す模式図である。 実施の形態１に係る空気清浄機において第１放電電極と誘導電極との間に形成される電界を示す図である。 実施の形態１に係る空気清浄機における放電生成物の挙動を示す模式図である。 実施の形態１に係る空気清浄機の変形例を示す斜視図である。 実施の形態２に係る空気清浄機の概略側面図である。 実施の形態２に係る空気清浄機における放電生成物の挙動を示す模式図である。 比較例として実施の形態１に係る空気清浄機における放電生成物の挙動を示す模式図である。 実施の形態３に係る空気清浄機の概略斜視図である。 実施の形態３に係る空気清浄機の発生部を下方から見た概略斜視図である。 実施の形態３に係る空気清浄機の発生部の概略断面図である。 実施の形態３に係る空気清浄機における放電生成物の挙動を示す模式図である。 実施の形態４に係る空気清浄機の概略斜視図である。 実施の形態４に係る空気清浄機の発生部を下方から見た概略斜視図である。 実施の形態４に係る空気清浄機の発生部の概略断面図である。 実施の形態５に係る空気調和装置の一例を示す概要図である。

以下、実施の形態に係る空気清浄機について、図面などを参照しながら説明する。以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用できる。

実施の形態１．
［空気清浄機１の全体構成］
図１は、実施の形態１に係る空気清浄機１の概略斜視図である。図２は、実施の形態１に係る空気清浄機１の発生部２を下方から見た概略斜視図である。図３は、実施の形態１に係る空気清浄機１の発生部２の概略側面図である。図中矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに直交する３方向をそれぞれ示す。Ｘ方向は左右方向を示し、Ｚ方向は上下方向を示し、Ｙ方向は前後方向を示している。

空気清浄機１は、空気清浄機１が設置された空間Ｓにおける空気を清浄する装置である。より詳細には、空気清浄機１は、空間に存在する細菌を殺菌又はウイルスを不活化する装置である。空気清浄機１は、いわゆる空気調和装置としての機能である、例えば調温機能および調湿機能を有した装置、又は換気機能を有した装置に含まれた構成でもよい。

空気清浄機１は、入力された電圧を高電圧に変換する高電圧変換部（図示しない）と、放電生成物ＤＰ１（後述の図７参照）を発生する発生部２と、発生部２から発生した放電生成物ＤＰ１を空間Ｓに供給する送風部３と、を有する。放電生成物ＤＰ１は、図１の白抜き矢印の方向に向けて空間Ｓに供給される。空間Ｓに供給された放電生成物ＤＰ１は、空間Ｓ中に存在する処理対象Ｗに運搬され、処理対象Ｗを処理する。処理対象Ｗは、細菌、ウイルス、又はその両方である。「処理対象Ｗを処理する」とは、細菌の殺菌、ウイルスの不活化又はその両方を行うことである。

（発生部２）
発生部２は、複数の第１放電電極４と、誘導電極５と、複数の第１放電電極４および誘導電極５を保持する枠状の保持部材６と、を有する。第１放電電極４は、図中Ｚ方向で示される第１方向に延びて形成されている。複数の第１放電電極４は、第１方向に直交する第２方向に間隔を空けて配置されている。第２方向は、第１方向に直交する面方向であって、Ｘ方向およびＹ方向を含む面方向である。第１放電電極４は、ここでは２つであるが、２つに限られたものではなく、２つ以上あればよい。

第１放電電極４は、基端部から先端部に向かって縮径する円錐状の針状電極で構成されている。第１放電電極４において第１方向の両端部の一方が先端部、他方が基端部である。第１放電電極４は、基端部が保持部材６の後述の第１保持部１１によって保持されている。第１放電電極４は、先端部に、針状の先端で構成されて放電が生じる放電点４ａを有する。第１放電電極４は、放電点４ａが第１保持部１１の下端面１１ａおよび後述の枠体部１５の下端面１５ａよりも下方に突出するように第１保持部１１によって保持されている。第１放電電極４の材質は、金属である。第１放電電極４の材質は、金属に限定されるものではなく、例えば、導電性を有する炭素繊維等、導電性を有する他の素材から形成されてもよい。

誘導電極５は、第１放電電極４と同様に第１方向に延びて形成されている。誘導電極５は、円柱状に形成されている。誘導電極５は、第１方向に見て複数の第１放電電極４の中心部に配置されている。誘導電極５は、複数の第１放電電極４と横並びで配置されている。誘導電極５の材質は、金属である。なお、誘導電極５の材質は、金属に限定されるものではなく、例えば、導電性を有する炭素繊維等、導電性を有する他の素材から形成されてもよい。

図３に示すように、誘導電極５は、保持部材６の後述の第２保持部１３に保持される基端部５ａと、基端部５ａとは反対側の先端部５ｂとを有する。誘導電極５は、先端部５ｂの先端面５ｂ１が、複数の第１放電電極４の放電点４ａ同士を結ぶ仮想線Ｌに重なるように配置されている。

誘導電極５は、第２方向の配置位置として、誘導電極５の中心軸Ｏが送風部３の中心軸に一致するように配置されている。なお、誘導電極５は、誘導電極５の中心軸Ｏが空気清浄機１の筐体（図示せず）の中心軸に一致するかについては特に限定するものではなく、一致してもよいし、一致しなくてもよい。

複数の第１放電電極４および誘導電極５は、保持部材６に保持されている。複数の第１放電電極４および誘導電極５は、第１方向の同一側の端部で保持部材６に保持されている。保持部材６は、第１放電電極４を保持する第１保持部１１と、誘導電極５を保持する第２保持部１３と、矩形の枠体部１５と、を有する。第１保持部１１、第２保持部１３および枠体部１５とは一体に形成されている。保持部材６の材質は、樹脂である。なお、保持部材６の材質は、樹脂に限定されるものではなく、例えば、電気絶縁性の高いセラミック等、電気絶縁性を有する他の素材から形成されてもよい。

第１保持部１１は、第１放電電極４の数と同数設けられており、ここでは２つである。２つの第１保持部１１は、互いに離間して枠体部１５の内部に固定されている。第１保持部１１は、第１放電電極４の周囲を囲む円筒状に形成されている。第１保持部１１は、第１保持部１１の外周面から互いに反対方向に延びる一対の固定脚１２によって枠体部１５に固定されている。第１放電電極４は、放電点４ａとは逆側の端部が第１保持部１１内に挿入されて第１保持部１１に固定されている。第１放電電極４は、第１放電電極４の外周面と第１保持部１１の内周面との間に固定部材（図示しない）が挿入されることによって第１保持部１１に固定されている。

第２保持部１３は、第１方向に見て２つの第２保持部１３の中心部に配置されている。第２保持部１３は、誘導電極５の周囲を囲む筒状に形成されている。第２保持部１３は、第２保持部１３の外周面から互いに反対方向に延びる一対の固定脚１４によって枠体部１５に固定されている。誘導電極５は、誘導電極５の基端部５ａが第２保持部１３内に挿入されて第２保持部１３に保持されている。誘導電極５は、誘導電極５の外周面と第２保持部１３の内周面との間に固定部材（図示しない）が挿入されることによって第２保持部１３に固定されている。固定部材は、例えば電気絶縁性の樹脂パーツ、ポッティング材又は接着剤などである。

第１放電電極４は、高電圧変換部から得られた高電圧が印加されることによって、第１放電電極４付近の空気を電離して、例えば負イオン又は正イオン等の放電生成物ＤＰ１を発生する。複数の第１放電電極４に印加される電気の極性は同じである。つまり、複数の第１放電電極４は、同極の電極である。よって、複数の第１放電電極４はいずれも同極である。第１放電電極４に印加される電気の極性は、ここでは負極であるが、負極に限定されるものではなく、正極でもよい。

第１放電電極４から発生するイオンの極性は、高電圧変換部から印加される高電圧の極性に応じている。第１放電電極４から発生するイオンは、高電圧変換部から印加される高電圧の極性が負極性の場合、負イオン、正極性では正イオンである。第１放電電極４の負極に高電圧が印加された場合、第１放電電極４から電子が放出され、その電子が第１放電電極４の近傍の空気中に存在する酸素あるいは水と結合して放電生成物ＤＰ１が生成される。

第１放電電極４は針状電極であるため、第１放電電極４の先端の放電点４ａに、第１放電電極４と誘導電極５との間に形成される電界を集中させることができる。第１放電電極４に負極性の高電圧が印加された場合の第１放電電極４からの電子の放出は、第１放電電極４と誘導電極５との間に形成される電界ＥＦ（後述の図６参照）が第１放電電極４に集中していない場合よりも、第１放電電極４に集中している場合の方が容易である。第１放電電極４は前述の様に針状電極であるため、第１放電電極４の先端の放電点４ａに電界を集中させることができ、電子の放出を容易に行える。なお、第１放電電極４は、上記理由から針状電極等の先細りの先端部を有する形状が望ましいが、この形状に限られたものではなく、柱状でもよい。また、第１放電電極４は、等細線からなる電極あるいは細線を複数本束ねたブラシ状電極でもよい。

誘導電極５は、複数の第１放電電極４との間で電界ＥＦを形成し、第１放電電極４から発生した放電生成物ＤＰ１を誘引する。誘導電極５は接地されているか、又は第１放電電極４とは異なる極性に印加されている。第１放電電極４に電圧が印加されることで、誘導電極５と第１放電電極４との間で電界ＥＦが形成される。

（送風部３）
送風部３は、ファンで構成され、空気の流れを形成し、風を発生させる。送風部３は、発生部２から発生した放電生成物ＤＰ１を、風によって空間Ｓ内に供給する。空間Ｓ内に供給された放電生成物ＤＰ１は、室内の机等の什器等の表面に到達し、その表面に付着した細菌およびウイルスに作用して処理する。送風部３は、発生部２の近傍に配置されている。送風部３は、発生部２の上流側に配置されている。送風部３が発生部２の下流側に配置されていると、発生部２から発生した放電生成物ＤＰ１が送風部３を通過することによって撹拌されて拡散される可能性がある。このため、送風部３は、発生部２の上流側に配置されている。

ファンは、例えば、軸流式のプロペラファンである。送風用のファンに軸流式のプロペラファンを採用することによって、送風用のファンは、大風量の空気流を発生させることができる。送風用のファンに接続されるモーターは、一般的なＡＣコンデンサモーターであるが、ＡＣコンデンサモーターに限定されるものではない。

次に、上記した構成による作用について説明する。まず、比較例として、複数の第１放電電極４の間に誘導電極５が無い構成について図４および図５を用いて説明する。

図４は、比較例において第１放電電極４の周囲に形成される電界ＥＦを示す図である。図５は、比較例における放電生成物ＤＰ１の挙動を示す模式図である。図４には、複数の第１放電電極４の間に誘導電極５が無く、第１放電電極４へ印加される高電圧が負極性の場合を示している。第１放電電極４へ印加される高電圧が負極性であるため、電界ＥＦの向きは外方から第１放電電極４に向かう向きとなる。図４において、電界ＥＦは矢印で示されている。第１放電電極４へ印加される高電圧が負極性であるため、図５に示すように第１放電電極４からは放電生成物ＤＰ１として負イオンが発生する。負イオンは負の電荷を帯びているため、電界ＥＦとは逆向きの力がかかる。このため、比較例では、図５に示すように、同極の複数の第１放電電極４から発生した負イオン同士が反発して拡散する。このため、比較例では、処理対象Ｗに届く放電生成物ＤＰ１の濃度が低くなる。

図６は、実施の形態１に係る空気清浄機１において第１放電電極４と誘導電極５との間に形成される電界ＥＦを示す図である。図７は、実施の形態１に係る空気清浄機１における放電生成物ＤＰ１の挙動を示す模式図である。図６および図７は、第１放電電極４へ印加される高電圧が負極性の場合を示している。

第１放電電極４へ印加される高電圧が負極性であるため、電界ＥＦの向きは誘導電極５から第１放電電極４に向かう向きとなる。また、第１放電電極４へ印加される高電圧が負極性であるため、第１放電電極４からは負イオンが発生する。負イオンは負の電荷を帯びているため、電界ＥＦとは逆向きの力が働く。よって、図７に示すように、負イオンは、第１放電電極４から誘導電極５の方向に向かう力を受け、白抜き矢印で示すように誘導電極５に誘引される。

ここで、電界ＥＦがＥ［Ｖ／ｍ］、放電生成物ＤＰ１の電荷がｑ［Ｃ］であるとした場合、放電生成物ＤＰ１に働く力Ｆ［Ｎ］は次式にて表せる。
Ｆ＝ｑＥ

前述の様に、誘導電極５は、第１方向に見て複数の第１放電電極４の中心部に配置されている。このため、複数の第１放電電極４のそれぞれから発生した負イオンは、第１方向に見て複数の第１放電電極４の中心部に集められる。言い換えれば、複数の第１放電電極４のそれぞれから発生した負イオンは、第１方向に見て互いに近づく方向に、誘導電極５に向かって集められる。また、誘導電極５は、複数の第１放電電極４と横並びで配置されている。誘導電極５の配置位置が複数の第１放電電極４と横並びでない場合、つまり誘導電極５が、複数の第１放電電極４と第１方向に対向して配置されている場合、図５で示したような放電生成物ＤＰ１の反発が生じる可能性がある。このため、誘導電極５は、複数の第１放電電極４と横並びで配置されている。

このように、空気清浄機１は、複数の第１放電電極４のそれぞれから発生した負イオンを互いに近づく方向に集めることができ、負イオンの拡散を抑制して濃度を高めることができる。よって、空気清浄機１は、処理対象Ｗが空気清浄機１から離れた位置であっても、負イオンを濃度が高い状態で処理対象Ｗに運搬できる。このように、空気清浄機１は、負イオンを濃度が高い状態で処理対象Ｗに運搬できるため、高い殺菌ウイルス不活化効果を得ることができる。

第１放電電極４へ印加される高電圧が正極性の場合、電界ＥＦの向きは第１放電電極４から誘導電極５に向かう向きとなる。第１放電電極４へ印加される高電圧が正極性の場合、第１放電電極４から正イオンが発生する。正イオンは正の電荷を帯びているため、正イオンには電界ＥＦと同じ向きの力がかかる。すなわち、正イオンには、負イオンの時と同じく第１放電電極４から誘導電極５に向かう方向に力がかかることとなり、正イオンは誘導電極５に誘引される。よって、空気清浄機１は、第１放電電極４へ印加される高電圧が正極性の場合も、前述の様に第１放電電極４へ印加される高電圧が負極性の場合と同様の作用効果を得ることができる。

なお、図１では、第１放電電極４が２つであったが、第１放電電極４は２つ以上であればよい。次の図８は、第１放電電極４が４つの場合の配置例を示している。

図８は、実施の形態１に係る空気清浄機１の変形例を示す斜視図である。図４の変形例では、第１放電電極４が４つであり、４つの第１放電電極４が第２方向において円周状に間隔を空けて配置されている。そして、誘導電極５が第１方向に見て４つの第１放電電極４の中心部に配置されている。

上記構成においても、第１放電電極４が２つの場合と同様の作用効果を得ることができる。

［空気清浄機１の効果］
空気清浄機１は、複数の第１放電電極４を備え、複数の第１放電電極４から発生した放電生成物ＤＰ１を空間Ｓ内の処理対象Ｗに向けて供給して空間の空気清浄を行うものである。複数の第１放電電極４は、第１方向に延びて形成されており、第１方向に直交する第２方向に間隔を空けて配置された同極の電極である。空気清浄機１Ａは、複数の第１放電電極４との間で電界を形成し、第１方向に見て複数の第１放電電極４の中心部に配置された誘導電極５を備えている。

上記構成により、空気清浄機１は、複数の第１放電電極４から発生した放電生成物ＤＰ１を第１方向に見て互いに近づく方向に、誘導電極に向かって集めることができ、放電生成物の拡散を抑制して濃度を高めることができる。よって、空気清浄機は、放電生成物ＤＰ１を濃度の高い状態で処理対象に向けて運搬でき、殺菌ウイルス不活化効果を向上できる。

空気清浄機１は、電気絶縁性を有し、複数の第１放電電極４と誘導電極５とを保持する保持部材６を備える。複数の第１放電電極４のそれぞれは、第１方向の両端部の一方に、針状の先端で構成されて放電が生じる放電点４ａを有し、放電点４ａとは逆側の端部が保持部材６によって保持されている。

仮に、第１放電電極４の先端が針状ではない場合、放電を起こすには、電圧を高くしたり、第１放電電極４の近傍に誘導電極５を配置したりする必要性が生じる。電圧を高くするには、電源の大型化および高額化が避けられないというデメリットがある。第１放電電極４の近傍に誘導電極５を配置すると、イオンの他にオゾンが発生するなどの弊害が生じる。また、第１放電電極４において放電点４ａとは逆側の端部が保持部材６によって保持されていない場合、電圧が印加された際に、第１放電電極４が空気清浄機１の外郭を構成する金属製の筐体に接触するなどして異常放電又は漏電の可能性がある。

一方、空気清浄機１は、第１放電電極４の先端が針状であり、また、第１放電電極４において放電点４ａとは逆側の端部が保持部材６によって保持されているため、上記の問題を避けることができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る空気清浄機１Ａは、誘導電極５の先端面５ｂ１の第１方向の位置が実施の形態１に係る空気清浄機１と異なる。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる点を中心に説明するものとし、実施の形態２で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。

図９は、実施の形態２に係る空気清浄機１Ａの概略側面図である。空気清浄機１Ａは、誘導電極５の先端面５ｂ１が、第１方向において、仮想線Ｌよりも処理対象Ｗ側に位置している点が実施の形態１の空気清浄機１と異なる。それ以外の構成は実施の形態１の空気清浄機１と同様である。誘導電極５の先端面５ｂ１の位置を上記位置とするための具体的な構造は特に限定するものではなく、例えば以下の様にすればよい。例えば、空気清浄機１Ａは、第２保持部１３の第１方向の長さを空気清浄機１に比べて処理対象Ｗ側に延長し、延長部分の内部に誘導電極５の基端部５ａを挿入して固定する構造とすればよい。

上記構成による作用効果について、実施の形態２における放電生成物ＤＰ１の挙動と、実施の形態１における放電生成物ＤＰ１の挙動と、を比較して説明する。

図１０は、実施の形態２に係る空気清浄機１Ａにおける放電生成物ＤＰ１の挙動を示す模式図である。図１１は、比較例として実施の形態１に係る空気清浄機１における放電生成物ＤＰ１の挙動を示す模式図である。図１０に示す実施の形態２では、実線の丸で囲った部分の放電生成物群ＤＰｇと誘導電極５との距離が、図１１に示す実施の形態１よりも近づく。具体的には、図１０の距離ｌ１が、図１１の距離ｌ２よりも短い。これにより、実施の形態２の空気清浄機１Ａは、放電生成物群ＤＰｇが誘導電極５の誘引効果を受けやすくなり、放電生成物ＤＰ１の拡散を抑制して濃度をより高めることができる。

図１０において点線の円で囲った放電生成物ＤＰｓ１と、図１１において点線の円で囲った放電生成物ＤＰｓ２とは、第１方向において保持部材６からの距離が同一の放電生成物ＤＰ１である。誘導電極５の先端面５ｂ１が仮想線Ｌよりも処理対象Ｗ側に位置していることで、放電生成物ＤＰｓ１と放電生成物ＤＰｓ２とは、以下の異なる挙動を示す。図１１の放電生成物ＤＰｓ２は、矢印ｒ２で示す様に横方向に誘導電極５に引き寄せられる。これに対し、図１０の放電生成物ＤＰｓ１は、矢印ｒ１で示す様に斜め下向き、言い換えれば処理対象Ｗに近づく方向に向けて誘引される。このため、空気清浄機１Ａは、放電生成物ＤＰｓ１を処理対象Ｗに向けて加速して誘引でき、空気清浄機１に比べて処理対象Ｗに届く放電生成物ＤＰ１の濃度を高めることができる。

［空気清浄機１Ａの効果］
空気清浄機１Ａは、空気清浄機１と同様の効果が得られるとともに、以下の効果が得られる。空気清浄機１Ａは、誘導電極５の先端面５ｂ１が、仮想線Ｌよりも第１方向において処理対象Ｗ側に位置していることで、放電生成物ＤＰ１が空気清浄機１に比べて誘導電極５の誘引効果を受けやすい。よって、空気清浄機１Ａは、空気清浄機１に比べて放電生成物ＤＰ１の拡散を抑制して濃度をより高めることができる。その結果、空気清浄機１Ａは、空気清浄機１に比べて高濃度で放電生成物ＤＰ１を処理対象に運搬でき、殺菌ウイルス不活化効果を高めることができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る空気清浄機１Ｂは、第２放電電極を更に有する点と、誘導電極５の形状の点で、実施の形態１に係る空気清浄機１および実施の形態２に係る空気清浄機１Ａと異なる。以下、実施の形態３が実施の形態１と異なる点を中心に説明するものとし、実施の形態３で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。

図１２は、実施の形態３に係る空気清浄機１Ｂの概略斜視図である。図１３は、実施の形態３に係る空気清浄機１Ｂの発生部２を下方から見た概略斜視図である。図１４は、実施の形態３に係る空気清浄機１Ｂの発生部２の概略断面図である。図１５は、実施の形態３に係る空気清浄機１Ｂにおける放電生成物ＤＰ１および放電生成物ＤＰ２の挙動を示す模式図である。

空気清浄機１Ｂは、空気清浄機１の構成に加えて第２放電電極２１を備える。第２放電電極２１は、電気絶縁性の樹脂パーツ（図示しない）で囲って第２保持部１３に固定されるか、又はビス留めあるいは接着によって第２保持部１３に固定されている。また、空気清浄機１Ｂは、誘導電極５Ｂの形状が実施の形態１の誘導電極５と異なり、円筒状に形成されている。誘導電極５Ｂは、第２放電電極２１との間で発生した放電生成物ＤＰ２を処理対象Ｗ側に案内するために円筒状とされている。図１４に示すように、誘導電極５Ｂは、先端面５ｂ１が仮想線Ｌに重なるように配置されているが、第１方向において、仮想線Ｌよりも処理対象Ｗ側に配置されてもよい。

第２放電電極２１は、第１放電電極４と同様に第１方向に延びて形成されている。具体的には、第２放電電極２１は、基端部から先端部に向かって縮径する円錐状の針状電極で構成されている。第２放電電極２１は、第１方向に見て誘導電極５Ｂの内側に配置されている。第２放電電極２１は、第１方向に見て誘導電極５Ｂの中心部に配置されている。第２放電電極２１は、第１方向において誘導電極５Ｂに対して処理対象Ｗ側とは反対側に配置されている。第２放電電極２１は、先端部が誘導電極５Ｂと第１方向に対向するようにして配置されている。第２放電電極２１は、第１方向に誘導電極５Ｂから離間して配置されている。なお、第２放電電極２１は、第１方向に誘導電極５Ｂから離間して配置されていなくてもよく、第１方向に誘導電極５Ｂと重なるように配置されてもよい。具体的には、第２放電電極２１は、第２放電電極２１の下端部が誘導電極５Ｂの内部空間に挿入されていてもよい。

第２放電電極２１は、図１５に示すように、第２放電電極２１は、高電圧変換部（図示しない）から得られた高電圧が印加されることによって誘導電極５Ｂとの間で放電を起こし、放電生成物ＤＰ１とは異なる放電生成物ＤＰ２を発生する。第２放電電極２１と誘導電極５Ｂとの放電距離が、第１放電電極４と誘導電極５Ｂとの放電距離よりも短くなるように配置されている。第２放電電極２１は、第２放電電極２１と誘導電極５Ｂとの放電距離が、第１放電電極４と誘導電極５Ｂとの放電距離よりも短いことで、放電生成物ＤＰ１とは異なる放電生成物ＤＰ２を発生する。

第２放電電極２１は針状電極で構成されているとしたが、針状電極に限られたものではない。第２放電電極２１は、電界を集中させるために、先細りの先端部を有する形状が望ましいが、この形状に限られたものではなく、柱状でもよい。また、第２放電電極２１は、等細線からなる電極あるいは細線を複数本束ねたブラシ状電極でもよい。第２放電電極２１の材質は、金属である。第２放電電極２１の材質は、金属に限定されるものではなく、例えば、導電性を有する炭素繊維等、導電性を有する他の素材から形成されてもよい。

第２放電電極２１から発生する放電生成物ＤＰ２は、前述の様に第１放電電極４から発生する放電生成物ＤＰ１とは異なる。具体的には例えば、放電生成物ＤＰ１はイオンであり、放電生成物ＤＰ２はオゾンである。第２放電電極２１と誘導電極５Ｂとの放電距離が、第１放電電極４と誘導電極５Ｂとの放電距離よりも短いことで、第２放電電極２１から放出された電子は、第２放電電極２１と誘導電極５Ｂとの間で加速しやすく、エネルギーが高い状態にある。このため、第２放電電極２１と誘導電極５Ｂとの間の電子には、空中の酸素分子の解離エネルギーである５．１２ｅＶよりも高いエネルギーの電子も含まれる。高いエネルギーの電子は、空気中の酸素分子と衝突し、解離した酸素分子と酸素分子とを含む三体衝突が生じてオゾンが生成される。なお、放電生成物ＤＰ１と放電生成物ＤＰ２の違いは、上記のイオンとオゾンとに限定されるものではなく、他に例えば、活性種の比率又は濃度が異なるものでもよい。

以上のように、空気清浄機１Ｂは、第１放電電極４から発生する放電生成物ＤＰ１に加えて、第２放電電極２１から放電生成物ＤＰ１とは異なる放電生成物ＤＰ２を発生する。よって、空気清浄機１Ｂは、放電生成物ＤＰ１と放電生成物ＤＰ２との両者を用いて処理対象Ｗを処理できるため、殺菌不活化効果を高めることができる。

誘導電極５Ｂが円筒状であるため、第２放電電極２１から発生した放電生成物ＤＰ２の少なくとも一部は、誘導電極５Ｂの内部空間を通過して処理対象Ｗ側に導かれる。このように誘導電極５Ｂが放電生成物ＤＰ２の空間Ｓへの案内路として作用するため、放電生成物ＤＰ２の拡散を抑制して濃度を高めることができる。

［空気清浄機１Ｂの効果］
空気清浄機１Ｂは、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、以下の効果が得られる。空気清浄機１Ｂは、第１放電電極４から発生する放電生成物ＤＰ１とは異なる放電生成物ＤＰ２を発生する第２放電電極２１を備えた。これにより、空気清浄機１Ｂは、放電生成物ＤＰ１と放電生成物ＤＰ２との両者を用いて処理対象Ｗを処理でき、殺菌ウイルス不活化効果を向上できる。

また、空気清浄機１Ｂは、第２放電電極２１と誘導電極５Ｂとの放電距離が、第１放電電極４と誘導電極５Ｂとの放電距離よりも短い。これにより、第２放電電極２１は、放電生成物ＤＰ１とは異なる放電生成物ＤＰ２を発生する。空気清浄機１Ｂは、誘導電極５Ｂが円筒状であり、第２放電電極２１が第１方向に見て円筒状の誘導電極５Ｂの内側に配置されている。これにより、放電生成物ＤＰ２の少なくとも一部が、円筒状の誘導電極５Ｂの内部空間を通過して処理対象Ｗ側に導かれ、放電生成物ＤＰ２の拡散が抑制される。これにより、空気清浄機１Ｂは、放電生成物ＤＰ１だけでなく放電生成物ＤＰ２の濃度も高めることができる。その結果、空気清浄機１Ｂは、放電生成物ＤＰ１および放電生成物ＤＰ２の両方を高濃度で処理対象Ｗに運搬でき、殺菌ウイルス不活化効果を高めることができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係る空気清浄機１Ｃは、遮蔽電極３１を更に有する点で実施の形態３に係る空気清浄機１Ｂと異なる。以下、実施の形態４が実施の形態３と異なる点を中心に説明するものとし、実施の形態４で説明されていない構成は実施の形態３と同様である。

図１６は、実施の形態４に係る空気清浄機１Ｃの概略斜視図である。図１７は、実施の形態４に係る空気清浄機１Ｃの発生部２を下方から見た概略斜視図である。図１８は、実施の形態４に係る空気清浄機１Ｂの発生部２の概略断面図である。

空気清浄機１Ｃは、空気清浄機１Ｂの構成に加えて、放電生成物ＤＰ１による保持部材６の帯電を防止する遮蔽電極３１を備える。遮蔽電極３１は、円筒状に構成され、誘導電極５Ｂおよび第２放電電極２１の周囲を囲っている。遮蔽電極３１は、誘導電極５Ｂの第２放電電極２１側の端部と、第２放電電極２１の誘導電極５Ｂ側の端部との周囲を囲っている。遮蔽電極３１は、第１放電電極４の先端と第２放電電極２１の先端を結ぶ線Ｌ１と、第１放電電極４の先端と誘導電極５Ｂの上端を結ぶ線Ｌ２との両方に交差するように配置される。

遮蔽電極３１は、第１放電電極４から生じた放電生成物ＤＰ１が、保持部材６における第２放電電極２１の近傍の表面に付着して保持部材６の表面が帯電するチャージアップ現象を防ぐものである。なお、遮蔽電極３１は、放電生成物ＤＰ１によるチャージアップのみならず、放電生成物ＤＰ２が極性を有するものである場合、保持部材６における第２放電電極２１の近傍の表面に付着することに因るチャージアップ現象を防ぐこともできる。

遮蔽電極３１は接地されており、接地により電荷を系外に逃がす。遮蔽電極３１は、放電生成物ＤＰ１が接触し、電荷を系外に逃がすことでチャージアップ現象を防ぐ。そのため、遮蔽電極３１の材質は、金属である。なお、遮蔽電極３１の材質は、金属に限定されるものではなく、例えば、導電性を有する炭素繊維等、導電性を有する他の素材から形成されてもよい。遮蔽電極３１は、図１８において丸で囲った部分、つまり、誘導電極５Ｂと第２放電電極２１とが対向した部分を第１放電電極４が形成する電界から遮蔽することでチャージアップ現象を防ぐ。

ここで、仮にチャージアップが防げない場合、放電に必要な電界２５［ｋＶ／ｃｍ］を確保できなくなり、放電生成物ＤＰ１および放電生成物ＤＰ２が安定して発生しなくなり、放電生成物ＤＰ１および放電生成物ＤＰ２の濃度が低下する。これに対し、空気清浄機１Ｃは、チャージアップを防ぐことができるため、放電生成物ＤＰ１および放電生成物ＤＰ２が安定して発生し、放電生成物ＤＰ１および放電生成物ＤＰ２の濃度を高めることができる。

［空気清浄機１Ｃの効果］
空気清浄機１Ｃは、空気清浄機１Ｂと同様の効果が得られるとともに、以下の効果が得られる。空気清浄機１Ｃは、誘導電極５Ｂおよび第２放電電極２１の周囲を囲む遮蔽電極３１を備えた。これにより、空気清浄機１Ｃは、チャージアップを防ぐことができるため、放電生成物ＤＰ１および放電生成物ＤＰ２が安定して発生し、放電生成物ＤＰ１および放電生成物ＤＰ２の濃度を高めることができる。その結果、空気清浄機１Ｃは、空気清浄機１Ｂに比べて高濃度で放電生成物ＤＰ１および放電生成物ＤＰ２を処理対象Ｗに運搬でき、殺菌ウイルス不活化効果を高めることができる。

実施の形態５．
実施の形態５は、実施の形態１～実施の形態４に係る空気清浄機のいずれかを備えた空気調和装置に関する。以下、空気調和装置が実施の形態１の空気清浄機１を備える例で説明を行う。

図１９は、実施の形態５に係る空気調和装置４０の一例を示す概要図である。空気調和装置４０は、空気清浄機１と、熱交換器４１の内部を流れる冷媒と熱交換器４１の周囲に存在する空気との間で熱交換を行う熱交換器４１と、を有する。空気調和装置４０は、送風部３によって供給される空気が熱交換器４１を通過し、熱交換器４１を通過して空気調和された空気によって放電生成物ＤＰ１を空間Ｓ内に供給する。図１９では、空気清浄機１が送風部３を備えているが、送風部３は空気調和装置４０内に備えられていればよい。

上記構成の空気調和装置４０は、空気清浄機１を備えることで、空気清浄機１で生成された放電生成物ＤＰ１を濃度の高い状態で処理対象Ｗに向けて運搬でき、高い殺菌ウイルス不活化効果を発揮できる。

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略および変更することも可能である。

１ 空気清浄機、１Ａ 空気清浄機、１Ｂ 空気清浄機、１Ｃ 空気清浄機、２ 発生部、３ 送風部、４ 第１放電電極、４ａ 放電点、５ 誘導電極、５Ｂ 誘導電極、５ａ 基端部、５ｂ 先端部、５ｂ１ 先端面、６ 保持部材、１１ 第１保持部、１１ａ 下端面、１２ 固定脚、１３ 第２保持部、１４ 固定脚、１５ 枠体部、１５ａ 下端面、２１ 第２放電電極、２５ 電界、３１ 遮蔽電極、４０ 空気調和装置、４１ 熱交換器、Ｄ１ 放電生成物、ＤＰ１ 放電生成物、ＤＰ２ 放電生成物、ＤＰｇ 放電生成物群、ＤＰｓ１ 放電生成物、ＤＰｓ２ 放電生成物、ＥＦ 電界、Ｌ 仮想線、Ｌ１ 第１放電電極の先端と第２放電電極の先端を結ぶ線、Ｌ２ 第１放電電極の先端と誘導電極の上端を結ぶ線、Ｏ 中心軸、Ｓ 空間、Ｗ 処理対象。

Claims (6)

1. 複数の第１放電電極を備え、前記複数の第１放電電極から発生した放電生成物を空間内の処理対象に向けて供給して前記空間の空気清浄を行う空気清浄機であって、
   前記複数の第１放電電極は、第１方向に延びて形成されており、前記第１方向に直交する第２方向に間隔を空けて配置された同極の電極であり、
   前記複数の第１放電電極との間で前記複数の第１放電電極から離隔して配置してあり、前記第１方向に延びて形成されており、前記複数の第１放電電極との間で電界を形成し、前記第１方向に見て前記複数の第１放電電極の中心部に配置され、前記複数の第１放電電極から発生した前記放電生成物を誘引する誘導電極と、
   前記第１方向に流れる空気の流れを形成する送風部とを備え、
   前記複数の第１放電電極のそれぞれは、前記第１方向の一方の端部に、針状の先端で構成されて放電が生じる放電点を有し、
   前記誘導電極は、基端部と、前記基端部とは反対側の先端部とを有し、前記先端部が前記第１方向の前記一方側に位置し、前記先端部の先端面が、前記第１方向において、前記複数の第１放電電極の前記放電点同士を結ぶ仮想線に重なるか、または前記仮想線よりも前記処理対象側に位置している空気清浄機。
2. 電気絶縁性を有し、前記複数の第１放電電極と前記誘導電極とを保持する保持部材を備え、
   前記複数の第１放電電極のそれぞれは、前記放電点とは逆側の端部が前記保持部材によって保持されている
   請求項１記載の空気清浄機。
3. 前記複数の第１放電電極から発生する前記放電生成物とは異なる放電生成物を発生する第２放電電極を有する
   請求項１または請求項２に記載の空気清浄機。
4. 前記誘導電極は円筒状であり、
   前記第２放電電極は、前記第１方向に見て前記誘導電極の内側に配置され、
   前記第２放電電極と前記誘導電極との放電距離が、前記第１放電電極と前記誘導電極との放電距離よりも短い
   請求項３記載の空気清浄機。
5. 前記誘導電極および前記第２放電電極の周囲を囲い、前記放電生成物による前記保持部材の帯電を防止する円筒状の遮蔽電極を更に有する
   請求項２に従属する請求項３記載の空気清浄機。
6. 請求項１または請求項２に記載の空気清浄機と、
   内部を流れる冷媒と周囲に存在する空気との間で熱交換を行う熱交換器を有し、
   前記複数の第１放電電極の上流に配置された前記送風部によって供給される空気が前記熱交換器を通過し、前記熱交換器を通過して空気調和された空気によって前記放電生成物を前記空間内に供給する空気調和装置。

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