JPH07501013A - 生物学的な空気清浄化および空気濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 生物学的な空気清浄化および空気濾過装置発明の分野 本発明は、空気清浄化設備に関し、詳しくは、生物学的に空気を清浄化したり濾 過したりするための装置に関する。

従来技術の様子 従来の生物学的な空気清浄化のための装置が、米国特許第３９１８９３９号に開 示されている。この米国特許第３９１８９３９号中の装置は、ハウジングと、少 なくとも１個の非放電形の沈殿用電極と、少なくとも１個の放電電極とを備えて いる。

上記米国特許第３９１８９３９号の装置においては、空気中に漂っている粒子は 、強制的に作業区域に入れられる。この作業区域では、各粒子が帯電している電 荷の量と電荷の極性の符号に影響されるような電気的な力を受ける。このような 電荷の量および符号に応じて、各粒子が電極および収集板上に沈殿し、この結果 、空気清浄化が保証される。

さらに、上記の装置では、空気の濾過の効率は、電界の強さや、空気の流速や、 粒子の性質に依存する。この場合、濾過の効率は、エネルギの消費量に比例する が、概して低い値にとどまる。

同じようなタイプの空気清浄化および空気濾過のための装置が、米国特許第１３ ４６２０７号に開示されている。この米国特許第１３４６２０７号中の装置は、 撥水性の物質が含浸された玄武岩質の板紙からなるフィルタ素子付きの複数のカ ートリッジを備えている。

これらのカートリッジは、互いに平行に配置され、かつ、空気の流れを横切るよ うに配置される。

上記米国特許第１３４６２０７号の装置においては、除去すべき粒子が含まれて いる空気が、強制的にカートリッジの板を通過させられる。そのときに、板紙の 細孔の大きさを越えるような幾何学的寸法を有する粒子が、機械的にとどまる。

これに加え、板紙内で溌水性の物質が含浸された部分において、粒子の静電荷の 形成がなされる。このような静電荷の形成により、板紙の細孔において、粒子が 沈殿するようになる。しかしながら、ここで使用される板紙は、透水性が低く、 かつ、細孔の大きさが小さい。この結果、細孔にとどまっている粒子によってこ れらの細孔が急速に詰まるようになるために、装置の運用寿命が短くなる。しか も、この種の装置の動作を保証するためには、装置を含むシステムに対し、かな りの正の圧力を印加することが必要となる。

さらに、上記装置内のイオン化器は、不必要に帯電された電極を有する。

細かいフィルタは、通常、連続的な織物状のフィルタ材料と、液体で満たされた 貯蔵部とを備える。

清浄化すべき空気は、強制的に装置に供給され、粗いフィルタを通過させられる 。そのときに、織物状のフィルタ材料内のセルの大きさを越えるような寸法を有 する粒子が、粗いフィルタにとどまる。

さらに、粗いフィルタの近傍の空気中にとどまっていた粒子が、空気の流れと共 に、イオン化領域に入る。このイオン化領域では、上記の粒子が電荷を獲得し、 織物状の細かいフィルタ、および、液体の表面に沈殿する。

上記の装置においては、粒子を集めるために組み合わせがなされた機構が実現さ れる。この組み合わせは、分子力に対し、機械的な捕獲と電気的な力を付加する ことによってなされる。

空気の清浄化の効率は、除去される粒子の量により決定されるので、清浄化装置 の構成要素の各々が、できる限り多くの粒子を集めることが空気の清浄化にとっ て重要である。しかしながら、上記装置の設計においては、粗いフィルタ上にと どまる粒子の量は、最初に述べた米国特許第３９１８９３９号中の装置と同様に 、フィルタ材料内のセルの大きさに依存する。すなわち、セルの大きさが小さけ れば小さいほど、空気の濾過の効率は高くなるであろう（より細かい粒子が除去 されるため）。しかしながら、同時に、セルの大きさを小さくするほど、空力抵 抗が増加する。この結果、フィルタ材料が比較的急速に汚染されるために、装置 の運用寿命が短くなる。

さらに、このようなフィルタの空力抵抗に打ち勝つために、より高い圧力が必要 になる。この要因は、エネルギの余分な消費をもたらす。

これまで述べた装置設計のすべてにおいて、生物学的な空気清浄化の効率が低く 、かつ、装置の運用寿命が比較的短い。その上、これらの装置の特性は、不安定 であり、かつ、フィルタ材料の汚染に左右される。また、静電集塵器内のイオン 化器は、多量のオゾンおよび窒素酸化物を放出し、このために、人が住む環境内 でこのイオン化器を使用することは困難であることも、問題として指摘されるべ きことである。

発明の要約 本発明の基礎は、空気の清浄化と濾過用の装置を付与するという目的により構成 され、その設計は、フィルタ板の空気力学的抗力を増加させることなく取除き得 る粒子の大部分を保持することを可能とし、したがって多くのマイクロ機構とウ ィルスとがそれに対し可能な限り不活性化され低量のオゾンがプラントより排出 されることを特徴とするものである。

本発明は、気体の生物学的清浄化装置において、該清浄化装置が粗フィルタと、 電源の非類似端子に接続された少くとも１対の電極により形成されたイオン化電 離装置と、この順番に従ってガス流路に沿って設けられた微細フィルタとを具備 するという事実によって完成されるものであり、本発明によれば相互に隣接した ガス流を介して設けられた少くとも３枚の板よりなるコース（粗い）静電的沈降 分離装置について使用されるもので、その外側の板は気体浸透性のある導電材料 より形成され、かつ電源の非類似端子に接続されており、之に反して、この外側 板の間に位置する中央板は高多孔性エレクトレット材料より構成される。それと 共に、それだけで気体浸透性の導電材料として、少くとも８５％の散開多孔性と ０．３〜５ｍｍの有孔径を有する多孔性金属を使用することは合理的であり、又 高多孔性エレクトレット材料それ自身として少くとも８５％の散開多孔性と０． ３〜５ｍｍの有孔径をもつポリウレタン発泡材を使いることは合理的である。

０．３ｍｍ以下に寸法を減少することは空気力学的抗力（空力抵抗）を相当に上 昇させるので、フィルタ部材の孔の寸法を０．３〜５ｍｍに選定することが望ま しく、之に反して孔の寸法を５ｍｍ以上に増加すると粒子に及ぼす電気的力（電 界）の影響を減少させることになりこれは順次それらの移動効率を損うことにな る。

イオン分離装置が、ガス流に沿って配列された針状放電電極と、針に対して共軸 に配置された本質的に中空円筒として非放電電極とを具備する場合には、円筒電 極は最も近い導電板上に隣接するようにその端面を有することにより導電板を完 全に重ね合わすようになることが望ましい。

微細フィルタも粗フィルタに類似とすることが合理的である。これに対して微細 フィルタの板は金属より構成され、気体流を横断して又はそれに並列してのいず れかの形式で設置され得る。最小の重量を確実にし電荷を空にする条件を改良す るためには、微細フィルタの導電板を有孔にすることが好ましい。

例えば円筒として作られた外筐を包装する条件に基づいて、精密フィルタの板は また共軸形式に配置された円筒として作られることができる。

空気の清浄化と濾過用の装置においては、主要なものの設計に類似の設計をもつ 付加的イオン化電離装置を設置することが合理的である。これに対して主および 付加的イオン化電離装置の対の電極は電源に接続されるべきものであり、したが って第１のイオン化電離装置の非放電電極と第２のイオン化電離装置の針とが電 源の同一端子に接続され、か、つ第１のイオン化電離装置の針と第２のイオン化 電離装置の非放電電極とは反対の符号を存する電源の端子に接続される。

図面の簡単な説明 以後、本発明の特定の実施例を示す添付図面を参照してより詳細に実例により本 発明を説明することにする。

図１は長手方向部における生物学的清浄化および濾過用装置の概略図を示してい る。

図２は長手方向部における微細フィルタの平行板をもったこの装置の実施例であ る。

図３は長手方向部における共軸円筒の形状の板をもつ微細フィルタの端部図であ る。

図４は横方向部における付加的イオン化分離装置をもったこの装置の実施例であ る。

図５は円筒状電極又はイオン化分離装置がその長手方向において相異なる内径を 有するようにされた本発明装置の実施例である。

図６はその長手方向において複数の電極対を有するイオン化分離装置の概略図で ある。および 図７は図６の矢印部の断面図である。

本発明を実施する最良の形態 図１を説明する。空気の生物学的清浄化及び濾過装置は、本発明によれば、ガス 浸透性で導電性の物質、好ましくは目の粗い金属からなる二つのプレート２及び ３により形成される粗フィルタｌを具備する。この物質は良伝導性、高多孔性、 安定構造を特徴とする。

これらのプレート２及び３の間には誘電体のプレート４が挿入される。プレート ４は、好ましくは高多孔性エレクトレット物質、例えばポリウレタン塩のような 物質かなる。この物質は高多孔性（９８％まで）、安定構造、良伝導及びトリボ タテイック（ｔｒｉｂｏ−ｓｔａｔｉｃ）の性質を特徴とする。

これと共に、最大浸透性の要求及び荷電粒子の落下に対する静電力の十分性を満 たすことに基づいて選択された孔のサイズを有することが望ましい。

導電性プレート２及び３は電源の異なる端子に電気的に接続される。

ガス流の経路の最後のプレート３の下流には非放電電極６及び放電電極７により 形成されるイオン化部５が位置する。これと共に、非放電電極６はイオン化室８ を形成する円筒として作られるが、その放電電極は上記円筒６の軸に沿って配設 される針７として作られる。円筒非放電電極６の端面は粗フィルタ１の導電性プ レート３に隣接しそして電気的に接触している。

針７の基体には付加プレート９が取り付けれ、この付加プレートは導電性高多孔 性物質、プレート２及び３に似た物質からなる。これと共に、プレートは針７と 電気的に接触しさらに電源の端子に接続され、この端子はプレート３の符号と反 対の符号を有する。

付加プレート９は荷電粒子の付加的フィルトレション（濾過）及び静電的落下に ついて、同様にイオン化領域を制限しさらに分離オゾンの量を減少させることに ついて設計される。

付加的プレー１−９の下流には微細フィルタｌＯが位置する。この微細フィルタ １０は粗フィルタｌの設計と類似する設計を有する。

微細フィルタ１０の導電性プレート１１及び１２は少なくとも８６％の多孔性を 有する目の粗い金属からなるが、これらの間に配置される誘電体はポリウレタン 塩からなる。これと共に、ガス流の経路の第１の導電性プレート１１は、付加的 プレート９に最も近いものであるが、プレート９の符号と反対である符号を有す る電源の端子に接続される一方、第２の導電性プレート１２はプレート９の符号 と同一符号を有する電源の端子に接続される。微細フィルタ１０の導電性プレー ト１１及び１２の接続はプレート上の荷電粒子落下について高確率を確保する。

図２に示される装置の実施例は、図１の示される装置に対照して、ガス流に沿っ て配置されるプレート１３’　１４’及び１５’　を有する微細フィルタ１０′ を具備する。これと共に、導電性プレート１４′及び１５°は穿孔１６を有する シート金属からなるが、誘電性プレート１３′　はポリウレタン塩からなる。導 電性プレート１４′及び１５°は電源の異なる端子に交互に接続される。プレー ト１４′及び１５′の穿孔１６は電荷を流すより良い条件のためにさらに導電性 プレートの重量を減少させるために望ましい。

図３に示される微細フィルタ１０″は図２に示されるフィルタ１０°　とは、プ レート１３″、１４″及び１５″が相互に同軸に配置される円筒、零直径を存す る軸と一致する円筒として作られ、すなわち必然的に軸であるために、異なる。

この実施例はフィルタの全体寸法の増加なしにフィルタリング表面を増加させ、 フィルタの容量を改良し、同様に便利なバッキングを確保する。

図４に示される装置の実施例は、図１に示される実施例に対照して、主イオン化 部と並列に配置される付加的イオン化部１７を具備する。これと共に、付加的イ オン化１７はその円筒電極がプレート９に隣接する端面を有するように位置し、 そしてそれぞれ、プレート９と同一符号の電荷を有する。これと共に、針１９及 びプレート２０は円筒電極１８の電荷の符号と比較して反対の符号を有する電源 の端子に接続される。この場合、装置を流れそして清浄化されなければならない 空気は符号に関し相互に反対であるコロナ放電を存するイオン化室を連続的に通 過する。これにより除去されるべき粒子の再充電が生じ、粒子上にあり、又は空 気中に漂う微生物及びウィルスを不活性化する確率は増加し、そのため、クリー ニングの効率は改良される。

図４に対照して図５は円筒電極１８及び２１の実施例を概略的に示し、これらは 相互に連続して配置されるイオン化部１７及び２２内にありそして異なる内直径 を存する。この特別の場合に、流路において第１のものであるイオン化部２２の 円筒電極２１の内直径は第２のイオン化部１７の円筒電極１８の内直径より小さ い。この実施例は粒子の充電及び再充電に対する条件の最適化を確保し、かくし てクリーニングの効率を改良する。

これと共に、主イオン化部１７及び付加的イオン化部２２の放電電極は電源２３ の異なる端子に接続される。

図６及び図７は、それによって複数のイオン化チャンバを形成する複数の電極対 ２４を有するイオン化器の例の概要を表わす。これについて、非放電電極２５の 形状を６角柱とし、放電電極を針２６とすれば、最もコンパクトな構造が得られ 、これにより装置のストリームライン化が実現され、製造工程への適合性も実質 的に改善される。粗いフィルタの導電プレート３′は、イオン化器に最も近いが 、イオン化器の角柱状電極２５の内部の空調のすべてに重なるような大きさを有 する。

図１に示した装置は次のように動作する。

電源２３がスイッチオンされると、その端子に接続されたすべての要素は電荷を 獲得する。これらの要素には粗いフィルタのプレート２と３及び微細フィルタの プレート１１と１２が含まれ、イオン化器のプレート９と電極６とか含まれる。

これについて、すべての次の要素あるいは要素が互いに接続されていれば要素の 組合せは電源の異なる端子に接続され、それによってフィルタのプレート２と３ の間及びプレート１１と１２の間に電場が生じて誘電体製のプレート４と１３を 分極せしめ、イオン化器の電極６と７の間にコロナ放電が生じる。清浄化される べき空気は粗いフィルタの導電プレート２と３及び誘電プレート４を通過し、そ こで、大きい粒子は機械的な捕獲と電気的な吸引力とにより保持され、微生物及 びビールスは逆符号の電場の影響下で不活性化される。

これについて、濾過プレートとして多孔性のセル状物質またはフオームが使用さ れているため、公知のものと比較して、保持性能はセルのサイズ、または細孔の サイズによって決定されるだけでなくフィルタ要素（フィルタ素子）の厚さによ っても決定されるので、より優れた保持性能が保証される。細孔の経路の構成は 、一般に曲線状であるので、粒子はその表面と接触するに至ることなく自由に浮 遊することができない。そして、このように接触する粒子は阻止されるか、また は最終的に保持されることになる。それとともに、網目構造の場合と同様に細孔 のサイズよりも大きいサイズの粒子が保持されるだけでなく、細孔の経路の不規 則部分に捕捉されるが衝突するため小さいサイズの粒子までも保持される。初期 電荷を有する粒子は前述の保持機構により粗いフィルタ１の帯電プレート２と３ の影響下で長時間滞留し、そのため、電気力の効果で落下する確率が高くなる。

粗いフィルタ１を通過した粒子及び微生物とウィルスはイオン化器５に入る。粗 いフィルタｌのプレート３は、イオン化器の円筒電極６の端面に接して配置され ているので、イオン化チャンバ８の中で電場の最適分布が保証され、粗いフィル タを出た粒子、微生物及びウィルスはその影響に直ちにさらされ、粒子はさらに 帯電される一方で微生物とウィルスは不活性化される。獲得した電荷により、粒 子は不活性化された微生物とウィルスと共に電極６と７の表面にその一部が沈着 する。

公知の如く、コロナ放電は多量であれば人間に対して有害である遊離オゾンによ り達成される。プレート３はイオン化チャンバ８と隣り合っているので、粒子が 良好に帯電される一方でチャンバ内のオゾンはプレートに接触して分解される。

イオン化器の下流において、空気はイオン化器の針７に接続されたプレート９を 通過し、それもまたセル状金属でできているので粒子の一部を保持し微生物とウ ィルスを不活性化する。これに加えて、プレート９はイオン化チャンバ８を出口 側において成る範囲に制限するので、帯電条件を改善しそれから遊離するオゾン の量を減らす。

この結果として、本発明の装置を出る空気流内のオゾンの総含量は最終的な許容 濃度として採用される値を超えることはない。

さらに、その中に浮遊して残る粒子、微生物及びウィルスを含む空気は微細フィ ルタ１０に入り、そこでは粗いフィルタと同様に粒子の機械的及び静電的な沈積 と微生物とウィルスの不活性化が行なわれる。このようにして清浄化されそれか ら微生物とウィルスを除去して無害化された空気は微細フィルタ１ｏから装置の 出口へと流れる。

図２及び３の装置は図１の装置と、微細フィルタ１０又は１０’が異ることのみ において異なる。空気はその中で清浄化され微生物とウィルスは図１の装置と同 一の態様で不活性化される。

図４に示される装置の作動は、図１に示される装置におけるのと全く同一の態様 で進行するが、しかしながら、洗浄されるべき空気は、主イオン化器５と直列に 設置された他のイオン化器１７を付加的に通過する。当該イオン化器１７の電極 １７及び１８は、パワー源２３に、そこで生成されるコロナ放電の符号（ｓｉｇ ｎ）が主イオン化器５におけるコロナ放電の符号と反対となるように、接続され る。

これにより、洗浄されている空気は、かくして符号が反対である充電の影響を受 け、このことは、電極１８及び１９上の粒子の付加的な沈降にとって好ましいこ とである一方、微生物及びウィルスの再充電によってそれらの不活性化がより確 かなものとなり、すなわち、微生物及びウィルスが、反対の符号を有する場の影 響下で大量に殺される。

図５に示される装置は、図４に示される装置と全く同一の態様で作動するが、し かしながら、異なる内径をもつ円筒形の電極２１及び１８が、それぞれ主イオン 化器２２及び付加イオン化器１７において使用されるという事実のため、該粒子 をそのサイズに依存して保持するのに最適な電場を作ることが可能となる。この 原因は、より大きな粒子を保持するためには、放電電極と非放電電極との間の距 離によって決まる電場の強さに特に依存するさらに高い量の電荷を持つこと、す なわち、この距離が小さくなればなるほど、電場の強さがより高くなるようにす ること、が必要であるという事実にある。

全く同一の理由により、及びイオン化室において可能な電場の最大の強さの点か ら安全な作動を保証するために、図６に示されるようなパッケージされたイオン 化器を使用して、複数の電極対２４を構成すべきである。図６に示される装置に おいては、電極対２４によって形成された複数のイオン化室内に洗浄されるべき 空気が流れ、そこにおいて、粒子の沈降並びに微生物及びウィルスの不活性化が 起こる。さらに、洗浄されている空気は、図１の実施例におけるのと全く同様の 態様で、本発明に係る装置の各構成要素内を通過する。

かくして、本発明に係る装置は、セルラメタル及びポリウレタンフォームを基礎 として作られた粗悪な静電気沈降器を使用し、それをイオン化器に隣接して配置 するように調整することによって、周知の洗浄装置に存在する欠点の解消を可能 とした。すなわち、濾過板の空気抵抗の実質的な増加がないため、濾過板の運用 寿命がより短くなることがなく、保持される粒子の量並びに不活性化される微生 物及びウィルスの量が増加し、かつ、開放されるオゾンの量が最小値に減少せし められる。

図１に従って当該装置の原寸模型を作り、その中で周囲の空気を洗浄してその試 験を行った。その結果、次のデータを得た。

−生物学的洗浄の効率は１００％である。

−０，０１〜１０ミクロンの大きさの粒子に関する濾過効率は９６％である。

−電力消費は４５Ｗ（ファンを用いて）である。

本装置は、作動が単純で、寸法が小さく、がっ、空気の生物学的洗浄の効率によ って周知の装置よりも優っている。

産業上の利用可能性 本装置は、医学では、空気の生物学的洗浄のため、輸血所、手術及びリアニメー ティング室（ここでは、部屋の予備的な準備のための特別な時間を必要としない ので、多数の患者が運ばれる。）、結核病院、産院、援助の必要な患者及び免疫 の弱い患者のための病棟、バーンセンタ（Ｂｕｒｎ　Ｃｅｎｔｅｒ）において使 用可能であり、また、口腔学、薬学、及び微生物学において、並びに空気の清浄 状態及び無菌状態について厳しい要件が課される場所において、さらには製造さ れる製品の質が空気の清浄状態に依存する電子産業及び他の産業において利用可 能である。

手続補正書 平成６年２月と日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．生物学的な空気清浄化および空気濾過装置であって、該装置が電源（２３） を備えると共に、目の粗いフィルタ（１）と、該電源（１３）の異なる各端子に 接続される少なくとも１対の電極（６，７）を備えて構成された電離器（イオン 化器）（５）と、目の細かいフィルタ（１０）とを具備しており、これらが気体 流の流路に沿って連続して設けられた装置において、前記目の粗いフィルタ（１ ）として用いられる静電気式の集塵器が、前記気体流の流路を横切り互いに隣接 して配置されるように並べられた少なくとも３つのプレート（３，２，４）を備 えており、これらの内の最も外側のプレート（２，３）が、気体透過性且つ導電 性の材料で作られ、前記電源の異なる各端子と電気的に接続される一方、これら の間に位置決めされる中央プレート（４）が多孔性のエレクトレット材料で作ら れている、ことを特徴とする生物学的な空気清浄化および空気濾過装置。 ２．前記電離器（５）が、前記気体流の流路に沿って配置されるよう並べられる 針状に形成された放電用電極（７）と、前記針状の電極と同一軸上に配置される よう並べられる基本的には中空円筒状に形成される非放電用の電極（６）とを備 えており、前記電離器に最も近い導電性のプレート（３）が、前記円筒状の電極 （６）の端部面上で境を構成し、これにより導電性プレート（３）が前記電極（ ６）と完全にオーバーラップすることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の 装置。 ３．前記気体透過性且つ導電性の材料として濾過に用いられるものが、少なくと も８５％の有孔率をもち、且つ０．３乃至５ｍｍの孔直径をもつセルラー金属で あることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の装置。 ４．前記多孔質のエレクトレット材料として用いられるものが、少なくとも８５ ％の有孔率をもち、且つ０．３乃至５ｍｍの孔直径をもつ発泡ポリウレタンであ ることを特徴とする、請求の範囲第１項又は第２項に記載の装置。 ５．前記目の細かいフィルタ（１０）が、前記目の粗いフィルタ（１）と同様な 形を有していることを特徴とする、請求の範囲第１項又は第２項又は第３項に記 載の装置。 ６．前記目の細かいフィルタ（１０）のプレート（１３′，１４′，１５′）が 、前記気体流の方向と平行に配置されるよう並べられていることを特徴とする、 請求の範囲第１項に記載の装置。 ７．前記目の細かいフィルタ（１０）の導電性のプレート（１４′，１５′）が 、孔（１６）とともに孔開けされて作られていることを特徴とする、請求の範囲 第６項に記載の装置。 ８．前記目の細かいフィルタ（１０′′）における導電性のプレート（１３′′ ，１４′′，１５′′）が円筒状に形成され、同一軸上に配置されるよう並べら れることを特徴とする、請求の範囲第６項に記載の装置。 ９．前記装置が、前記第１の電離器（５）とシリーズに且つ該電離器（５）と同 様に配置されるよう並べられた更なる電離器（１７）を具備しており、これら各 電離器の各放電用の電極（７，１９）が前記電源の異なる各端子に接続されてい ることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の装置。 １０．前記第１の電離器及び更なる電離器（１７，５）における円筒形の各非放 電用の電極（１８，２１）が、互いに異なる内径を有して作られていることを特 徴とする、請求の範囲第８項に記載の装置。 １１．前記電離器が複数の電極対で形成されており、前記全ての非放電用の電極 （２５）が、六面体のプリズム状に形成されて、前記気体流の方向に沿って密接 に並べられ且つ方向合わせされており、これらがその側面で互いと境を形成する ようにされることにより、蜂の巣状の構造に形成される一方、前記放電用の各電 極が針状の形をもち、前記プリズム状の電極における軸ラインに沿って配置され るよう並べられており、これと共に前記電離器に最も近い目の粗いフィルタにお ける導電性のプレート（３′）が、前記全てのプリズム状の電極（２５）の端部 面上で境界を構成することにより、該プレートが各電極と十分にオーバーラップ することを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の装置。