JP2005125070A - 空気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 放電装置による被処理流体の処理後に残留したオゾンを容易に拡散できるようにすることで、一般民生用などの小型タイプの空気浄化装置においても、オゾン除去手段による残留オゾンの分解効率を高め、このオゾン除去手段の長寿命化を図る。
【解決手段】放電装置(11)の近傍に、被処理流体の流れに対して抵抗となる乱流形成手段(20)を設け、放電装置(11)による被処理流体の処理後に残留したオゾンを拡散させてから、オゾン除去手段(12)で処理するようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、被処理流体の臭気成分や有害成分を分解する空気浄化装置に関し、特に、放電装置を備えた空気浄化装置に係るものである。

従来より、被処理流体中の臭気成分などの除去を行う空気浄化装置として、放電装置などによって活性種を生成して脱臭を行う空気浄化装置がある。例えばこの空気浄化装置では、放電などによって、酸化剤であるオゾンを発生させ、このオゾンに被処理流体を通気接触させることで、被処理流体中のアンモニア、アルデヒド類、硫黄化合物などの臭気成分を酸化分解し、脱臭を行っている。ところが、このオゾンは強い酸化分解能力を有するとともに、人体にとって有害な物質である。このため、従来の放電装置を備えた空気浄化装置においては、臭気成分を除去した後に残余するオゾン（残留オゾン）を除去するためのオゾン分解フィルタ（オゾン除去手段）が設けられている。

しかしながら、上述の空気浄化装置において、被処理流体中の残留オゾンは必ずしも全体で均一な濃度とならない。したがって、上記オゾン除去手段には、残留オゾンが局所的に流通し、その結果、オゾン除去手段による残留オゾンの除去効率が低下するか、あるいはオゾン除去手段の短寿命化を招くという問題があった。

この問題を解決する従来技術として、例えば、残留オゾンを含んだ被処理流体に処理後の空気の一部を返送することで、この残留オゾンを被処理流体中で拡散し、均一化するようにしたものがある。この空気浄化装置は、図１２に示すような天井埋込型の空気浄化装置であり、室内パネル(30)に吸込口(31)と供給口(32)とが形成されている。そして、吸込口(31)より中央通路(33)へ導入された被処理流体は、放電装置(34)で生成したオゾンにより脱臭された後に、オゾン除去手段(35)を通過して処理される。処理後の流体は、中央通路(33)の外側に形成された外側通路(36)を通過して、供給口(32)より室内へ供給される。ここで、この空気浄化装置には、中央通路(33)と外側通路(36)とを連通させる空気導入口(37)が形成されており、処理後の流体の一部は、この空気導入口(37)を通過して、中央通路(33)に返送される。このため、この返送空気によって、被処理流体中の残留オゾンを拡散させることができ、オゾン除去手段(35)で処理される残留オゾンの濃度負荷分布を均一化するようにしている（特許文献１参照）。
特開平５−３０９２２７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている空気浄化装置においては、返送空気を流通させるための空気通路を形成する必要があり、ある程度の装置スペースを要する。このため、この空気浄化装置は、装置規模の大きな業務用などには好適であるものの、装置規模の小さな一般民生用などには不向きであると考えられる。したがって、放電装置を備えた小型タイプの空気浄化装置において、被処理流体中の残留オゾンの濃度分布を均一化することができれば、一般民生用などの空気浄化装置における残留オゾンの分解効率の向上、オゾン除去手段の長寿命化を図ることができる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、放電装置による被処理流体の処理後に残留するオゾンを容易に拡散できるようにすることで、一般民生用などの小型タイプの空気浄化装置においても、オゾン除去手段による残留オゾンの分解効率を高め、このオゾン除去手段の長寿命化を図ることである。

本発明は、放電装置(11)の近傍に被処理流体の流れに対して抵抗となる乱流形成手段(20)を設け、放電装置(11)による被処理流体の処理後に残留するオゾンを拡散させて、オゾン除去手段(12)で処理するようにしたものである。

具体的に、第１の発明は、ケーシング(2)内に、被処理流体が流れる流通空間(6)が形成され、上記流通空間(6)に、放電電極(13)と、該放電電極(13)に対峙する対向電極(14)との間でプラズマを生成して被処理流体を処理する放電装置(11)と、該放電装置(11)の下流側に位置し、上記プラズマによる被処理流体の処理後に残留するオゾンを除去するオゾン除去手段(12)とを備えた空気浄化装置を前提としている。そして、この空気浄化装置は、上記流通空間(6)における放電電極(13)の近傍には、被処理流体の流れに対して抵抗となるように配置された乱流形成手段(20)が設けられていることを特徴とするものである。

上記第１の発明では、放電電極(13)の近傍に被処理流体の流れに対して抵抗となる乱流形成手段(20)を配置している。この構成によって、放電装置(11)による被処理流体の処理後に残留するオゾン（残留オゾン）は、この被処理流体が乱流形成手段(20)により乱流化されることで、被処理流体中で拡散する。よって、放電電極(13)の近傍における被処理流体中の残留オゾンの濃度分布は均一化される。このため、放電装置(11)の下流側に位置するオゾン除去手段(12)には、残留オゾンが均一に流通し、オゾン除去手段(12)へのオゾン濃度負荷分布も均一となる。したがって、オゾン除去手段(12)による残留オゾンの除去効率を高めるとともに、このオゾン除去手段(12)の寿命を長期化することができる。

第２の発明は、第１の発明の空気浄化装置において、放電電極(13)が、乱流形成手段(20)として被処理流体の流れに対して抵抗となる乱流形成部(20a)を備えていることを特徴とするものである。

上記第２の発明では、乱流形成手段(20)として、放電装置(11)の構成要素の一つである放電電極(13)に乱流形成部(20b)を設け、この乱流形成部(20b)によって、被処理流体中の残留オゾンを拡散するようにしている。このため、放電電極(13)自体で残留オゾンの濃度分布を均一化することができる。したがって、空気浄化装置をコンパクトにしながら、残留オゾンの除去効率の向上、オゾン除去手段の長寿命化を図ることができる。

第３の発明は、第２の発明の空気浄化装置において、放電電極(13)の乱流形成部(20a)が、帯板状に形成されているとともに、被処理流体の流れ方向に対して交差しながら複数配列されていることを特徴とするものである。

上記第３の発明では、放電電極(13)近傍を流れる被処理流体は、帯板状に形成された複数の乱流形成部(20a)の平面によって抵抗を受けるようにしている。このため、被処理流体は、この乱流形成部(20a)によって確実に乱流化される。

第４の発明は、第１から第３のいずれか１の発明の空気浄化装置において、乱流形成手段(20)は、放電電極(13)の上流側近傍で被処理流体の流れに対して抵抗となるように配置された乱流形成部材(20b)を備えていることを特徴とするものである。

上記第４の発明では、放電電極(13)の上流側近傍に乱流形成部材(20b)を配置して、被処理流体を乱流化させるようにしている。ここで、放電電極(13)の上流側に乱流形成部材(20b)を配置すると、放電装置(11)の下流側に位置するオゾン除去手段(12)と、上記乱流形成部材(20b)との間隔が広くなる。この構成によって、乱流形成部材(20b)よりオゾン除去手段(12)へ到達するまでの被処理流体の拡散幅が広がり、残留オゾンの濃度分布をより均一に拡散させることができる。

第５の発明は、第１から第３のいずれか１の発明の空気浄化装置において、乱流形成手段(20)は、放電電極(13)の下流側近傍で被処理流体の流れに対して抵抗となるように配置された乱流形成部材(20b)を備えていることを特徴とするものである。

上記第５の発明では、放電電極(13)の下流側近傍に乱流形成部材(20b)を配置して、被処理流体を乱流化させるようにしている。ここで、放電電極(13)の下流側に乱流形成部材(20b)を配置すると、放電装置(11)の下流側に位置するオゾン除去手段(12)の近傍で、被処理流体中の残留オゾンが拡散する。この場合、例えば乱流化された残留オゾンが再び層流に戻りオゾン除去手段(12)へ流入することがなく、乱流化された残留オゾンを確実にオゾン除去手段(12)へ流通させることができる。

第６の発明は、第５の発明の空気浄化装置において、乱流形成部材(20b)がオゾン除去手段(12)の下流側に配置されていることを特徴とするものである。

上記第６の発明では、乱流形成部材(20b)をオゾン除去手段(12)の下流側に配置して、オゾン除去手段(12)へ流通する際の被処理流体を拡散させるようにしている。この場合、残留オゾンの拡散や、乱流形成部材(20b)によって生じる通気抵抗により、オゾン除去手段(12)を流通する被処理流体の滞留時間が長くなる。したがって、被処理流体とオゾン除去手段(12)との接触時間も長くなり、残留オゾンの除去効率を高めることができる。

第７の発明は、第１から第３のいずれか１の発明の空気浄化装置において、乱流形成手段(20)が、放電電極(13)の上流側近傍と下流側近傍との双方で被処理流体の流れに対して抵抗となるように配置された乱流形成部材(20b)を備えていることを特徴とするものである。

上記第７の発明では、放電電極(13)の上流側近傍と下流側近傍との双方に乱流形成部材(20b)を配置して、被処理流体を乱流化させるようにしている。このように乱流形成部材(20b)を配置すると、上述した第４の発明と第５の発明との双方の作用によって、被処理流体中の残留オゾンの拡散効果を得ることができる。したがって、残留オゾンの除去効率をさらに向上することができる。

第８の発明は、第１から第３のいずれか１の発明の空気浄化装置において、乱流形成手段(20)が、放電電極(13)の上流側近傍及び下流側近傍と、オゾン除去手段(12)の下流側とで被処理流体の流れに対して抵抗となるように配置された乱流形成部材(20b)を備えていることを特徴とするものである。

上記第８の発明では、第４，第５，第６の発明の作用により、被処理流体中の残留オゾンの拡散効果がさらに向上する。

第９の発明は、第４から第８のいずれか１の発明の空気浄化装置において、乱流形成部材(20b)が、帯板状に形成されるとともに、被処理流体の流れ方向に対して交差しながら複数配列されていることを特徴とするものである。

上記第９の発明では、放電電極(13)近傍を流れる被処理流体は、帯板状に形成された複数の乱流形成部材(20b)の平面によって抵抗を受けるようにしている。このため、被処理流体は、この乱流形成部(20a)によって確実に乱流化される。

第１０の発明は、第１の発明の空気浄化装置において、乱流形成手段(20)が、放電電極(13)に形成された帯板状の乱流形成部(20a)と、放電電極(13)の上流側近傍または下流側近傍に配置された帯板状の乱流形成部材(20b)とを備え、上記乱流形成部(20a)と乱流形成部材(20b)とは、それぞれ、被処理流体の流れ方向に対して交差するように配置され、複数の乱流形成部(20a)と複数の乱流形成部材(20b)とが、互いに略直交して格子状となるように配列されていることを特徴とするものである。

上記第１０の発明では、放電電極(13)に備えられた帯板状の乱流形成部(20a)と、帯板状の乱流形成部材(20b)とを略直交させて格子状としている。このため、上記乱流形成部(20a)と乱流形成部材(20b)との双方の抵抗によって、被処理流体中の残留オゾンが拡散する。したがって、オゾン除去手段(12)への残留オゾンの濃度負荷分布を効果的に均一化させることができ、残留オゾンの除去効率の向上、オゾン除去手段(12)の長寿命化を図ることができる。

第１１の発明は、第１の発明の空気浄化装置において、乱流形成手段(20)が、被処理流体の流れ方向に対して交差するように配置された格子状の乱流形成部材(20c)で構成されていることを特徴とするものである。

上記第１１の発明では、被処理流体の流れに対して抵抗となる乱流形成手段(20)として、格子状の乱流形成部材(20c)が放電電極(13)の近傍に配置される。このため、格子状の乱流形成部材(20c)の抵抗によって、被処理空気が乱流化され、被処理流体中の残留オゾンが拡散する。したがって、オゾン除去手段(12)への残留オゾンの濃度負荷を均一化させることができ、オゾン除去手段(12)の除去効率の向上、オゾン除去手段(12)の長寿命化を図ることができる。

第１２の発明は、第１１の発明の空気浄化装置において、乱流形成部材(20c)は、放電電極(13)とオゾン除去手段(12)との間に配置されていることを特徴とするものである。

上記第１２の発明では、被処気空気中の残留オゾンが、オゾン除去手段(12)に流入する直前において格子状の乱流形成部材(20c)によって乱流化される。よって、被処理流体中において拡散された状態の残留オゾンを確実にオゾン除去手段(12)へ流入させることができ、オゾン除去手段(12)への残留オゾンの濃度負荷を確実に均一化させることができる。したがって、オゾン除去手段(12)の除去効率の向上、及びオゾン除去手段(12)の長寿命化を一層図ることができる。

第１の発明によれば、放電電極(13)の近傍に乱流形成手段(20)を配置し、被処理流体を乱流化するようにしている。このため、被処理流体中の残留オゾンの濃度分布が均一化され、オゾン除去手段(12)への残留オゾンの濃度負荷分布も均一にすることができる。したがって、オゾン除去効率を向上でき、オゾン除去手段(12)の寿命も長期化することができる。

また、上記乱流形成手段(20)は、放電電極(13)の近傍に配置されているため、空気浄化装置内にコンパクトに収納でき、小型の一般民生用などの空気浄化装置において、この乱流形成手段(20)を適用することができる。

第２の発明によれば、乱流形成手段(20)として、乱流形成部(20a)を備えた放電電極(13)を用いている。このため、低温プラズマを生成する放電装置(11)の構成要素の一部である放電電極(13)を、被処理流体中での残留オゾンの拡散に利用することができる。したがって、上記乱流形成手段(20)を空気浄化装置にコンパクトに収納することができる。

第３の発明によれば、上記乱流形成部(20a)を帯板状として、複数配列し、その平面が被処理流体の流れ方向に対して交差するように対峙させている。このため、被処理流体は、この乱流形成部(20a)の平面によって確実に抵抗を受けるから、残留オゾンの拡散効果を向上することができる。

また、この帯板状の乱流形成部(20a)は、複数配列するようにしているため、被処理流体への抵抗が増大し、残留オゾンの拡散効果をさらに向上することができる。

第４の発明によれば、放電電極(13)の上流側近傍に乱流形成部材(20b)を設け、この乱流形成部材(20b)によって、被処理流体の乱流化を図っている。ここで、放電電極(13)の上流側に乱流形成部材(20b)を設けると、乱流形成部材(20b)とオゾン除去手段(12)との間隔を広くとることができる。このため、乱流形成部材(20b)によって拡散された被処理流体は、オゾン除去手段(12)に到達するまでの間に、拡散幅が拡大される。したがって、残留オゾンの拡散効果をさらに向上でき、オゾン除去効率をより高めるとともに、オゾン除去手段(12)の寿命も、より長期化することができる。

第５の発明によれば、乱流形成部材(20b)を放電電極(13)の下流側に配置することで、被処理流体中の残留オゾンをオゾン除去手段(12)の近傍で乱流化することができる。このようにすると、オゾン除去手段(12)へ流入する残留オゾンは確実に拡散されるため、残留オゾンとオゾン除去手段(12)との接触効率が向上し、残留オゾンの除去効率を向上することができる。

第６の発明によれば、オゾン除去手段(12)の下流側近傍に乱流形成部材(20b)を配置している。この配置により、被処理流体は、オゾン除去手段(12)近傍の通気抵抗が大きくなり、オゾン除去手段(12)を通過する被処理流体の滞留時間が長くなる。したがって、被処理流体とオゾン除去手段(12)との接触時間を長くとることができ、残留オゾンの除去効率を向上することができる。

第７の発明によれば、乱流形成部材(20b)を放電電極(13)の上流側と下流側との双方に配置することで、上述した第４，第５の発明による残留オゾンの拡散効果を同時に得ることができる。

また、乱流形成部材(20b)を放電電極(13)の上／下流側に配置すると、特に放電電極(13)の近傍を流通する被処理流体を乱流化させることができる。このようにすると、放電に伴って生じるオゾンなどの活性種と被処理流体中の臭気成分や有害成分との反応効率が向上し、残留オゾン自体の発生量が少なくなる。したがって、オゾン除去手段(12)における残留オゾンの分解効率が向上する。

第８の発明によれば、乱流形成部材(20b)を放電電極(13)の上流側近傍及び下流側近傍と、オゾン除去手段(12)の下流側に配置することで、上述した第４，第５，第６の発明による残留オゾンの拡散効果を同時に得ることができる。したがって、残留オゾンの分解効率がさらに向上する。

また、このように残留オゾンの分解効率が上昇すると、オゾン除去手段(12)の容量に十分な余裕をみる必要がなくなるため、このオゾン除去手段(12)の小型化を図ることができる。

第９の発明によれば、乱流形成部材(20b)を帯板状として、複数配列し、その平面が被処理流体の流れ方向に対して交差するように対峙させている。このため、被処理流体は、この乱流形成部材(20b)の平面によって確実に抵抗を受けるから、残留オゾンの拡散効果を向上することができる。

また、この帯板状の乱流形成部材(20b)は、複数配列するようにしているため、被処理流体への抵抗が増大し、残留オゾンの拡散効果をさらに向上することができる。

第１０の発明によれば、乱流形成部(20a)と乱流形成部材(20b)との双方によって、被処理流体を拡散するようにしている。ここで、乱流形成部(20a)と乱流形成部材(20b)とは、それぞれ帯板状に形成されており、これらが格子状となるように複数配列されている。このため、被処理流体は、格子状の乱流形成手段(20)によって効果的に抵抗を受け、残留オゾンの拡散効率が向上する。このため、被処理流体中の残留オゾンの濃度分布を効果的に均一化することができる。したがって、残留オゾンの除去効率を向上できるとともに、オゾン除去手段(12)の長寿命化を図ることができる。

第１１の発明によれば、乱流形成手段(20)として格子状の乱流形成部材(20c)を設けることで、被処理流体中の残留オゾンの濃度分布を効果的に均一化することができる。したがって、残留オゾンの除去効率を向上できるとともに、オゾン除去手段(12)の長寿命化を図ることができる。

第１２の発明のよれば、格子状の乱流形成部材(20c)を放電電極(13)とオゾン除去手段(12)との間に配置するようにしている。したがって、残留オゾンの濃度分布が均一化された被処理流体を確実にオゾン除去手段(12)に流入させることができ、残留オゾンの除去効率の一層の向上、オゾン除去手段(12)の一層の長寿命化を図ることができる。また、格子状の乱流形成部材(20c)を放電装置(11)とオゾン除去手段(12)との間にコンパクトに納めることができる。

《発明の実施形態１》
以下、本発明の実施形態１について図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態１に係る空気浄化装置(1)の分解斜視図である。なお、図１において、詳細は後述する乱流形成手段(20)の構成要素である乱流形成部材(20b)は、図示しないものとする。

空気浄化装置(1)は、一般家庭や小規模店舗などで用いる民生用の空気浄化装置である。また、この空気浄化装置(1)は、放電装置(11)の放電により低温プラズマを発生させ、被処理流体中の臭気成分を分解除去する、いわゆるストリーマ放電方式の空気浄化装置である。

上記空気浄化装置(1)は、一端が開放された箱形のケーシング(2)と、上記開放部に装着される前面カバー(3)とを備えている。上記前面カバー(3)の左右両側には、被処理流体を導入するための空気吸込口(4)が形成されている。また、上記ケーシング(2)の上面には、被処理流体が流出する空気吐出口(5)が形成されている。さらに、上記ケーシング(2)には、被処理流体を流通させるための図示しないファンと、上記被処理流体の流通経路(6)と、空気清浄を行うために設けた機能部品(7)とが配置されている。以上の構成において、ファンが起動すると、被処理流体は空気吸込口(4)より吸引されて、流通経路(6)に配置された機能部分(7)を通過する。そして、この機能部品(7)を通過した後の被処理流体は、空気吐出口(5)より排出される。

上記機能部品(7)は、流通経路(6)を流れる被処理流体の上流側より、プレフィルタ(8)、イオン化部(9)、集塵フィルタ(10）、放電装置(11)、さらに触媒部(12)（オゾン除去手段）の順に配置されて構成されている。

プレフィルタ(8)は、被処理流体の前処理として、空気中に含まれている比較的大きな塵埃などを捕集するためのものである。プレフィルタ(8)の下流側に位置するイオン化部(9)は、比較的小さな塵埃などを帯電させるためのもので、帯電された塵埃などは、集塵フィルタ(10)（静電フィルタ）により捕集される。上記集塵フィルタ(10)の下流側には、ストリーマ放電を行うための放電装置(11)が配置されている。この放電装置(11)は、放電電極(13)と対向電極(14)とで構成されており、両電極(13,14)の間で低温プラズマを発生する。そして、この低温プラズマの発生に伴い生成するオゾンなどの活性種によって、被処理流体中の臭気成分の分解除去を行う。また、上記放電電極(13)には、詳細は後述する乱流形成手段(20)の構成要素である乱流形成部(20a)が備えられている（図２参照）。

放電装置(11)の下流側には、触媒部(12)が配置されている。この触媒部(12)は、例えばハニカム構造をしており、上記放電装置(11)による被処理流体の処理後に残余するオゾン(残留オゾン)やその他の臭気成分などを除去する。また、上記触媒部(12)は、放電装置(11)によって発生した活性種と被処理流体中の臭気成分との酸化分解反応を促進させるための触媒作用を有している。

次に、放電装置(11)の詳細構造について、図２から図４を参照しながら、上述した乱流形成手段(20)と併せて説明する。なお、図２は放電装置(11)を流通経路(6)の上流側より視た正面図、図３は放電装置(11)及び触媒部(12)の水平断面図、図４は放電電極(13)の要部拡大図である。

放電装置(11)は、図２に示すように、略四角形状の電極枠(15)内に、放電電極(13)と対向電極(14)とが固定支持されて構成されている。両電極(13,14)は、それぞれ上下方向に延びて形成されており、その上下端が電極枠(15)の上下面に固定支持されている。そして、上記放電電極(13)と上記対向電極(14)とが、電極枠(15)内で交互に複数配列されている。

放電電極(13)は、図４に示すように、上記電極枠(15)に支持されている帯板状の放電基板(20a)（乱流形成部）と、この放電基板(20a)の左右両側縁部に所定の間隔で複数箇所設けられた放電端(13a)とで構成されている。

放電基板(20a)は帯板状に形成されており、その平面が被処理流体の流れ（図３の矢印）に対して交差するように、上記電極枠(15)に固定されている。この放電基板(20a)は、被処理流体の流れに対して抵抗となる乱流形成部(20a)として機能し、被処理流体を拡散可能に構成されている。また、上記放電端(13a)は、三角形ないし台形の板状に形成されている。

対向電極(14)は板状に形成されており、図３に示すように、その平面が放電端(13a)の先端部と垂直に対峙するように配置されている。この対向電極(14)は、放電基板(20a)の左右に配列された放電端(13a)に対応して、上記対向電極(14)の両側に電極面を有している。そして、電極枠(15)に交互に配列された両電極(13,14)の間で、それぞれストリーマ放電が行われる。

放電電極(13)の上流側近傍には、乱流形成部材(20b)が設けられている。この乱流形成部材(20b)は、図２に示すように、左右方向に延びた帯板状に形成されている。そして、この乱流形成部材(20b)の左右端が、電極枠(15)内の左右面に、所定の間隔で複数支持されている。そして、この乱流形成部材(20b)の平面が、被処理流体の流れに対して交差するように配置されている。この乱流形成部材(20b)は、被処理流体の流れに対して抵抗となっており、被処理流体中の残留オゾンを拡散可能に構成されている。そして、上記乱流形成部材(20b)と上述した放電電極(13)の乱流形成部(20a)とは互いに略直交して格子状となった乱流形成手段(20)を構成している。

また、放電装置(11)は、上記放電電極(13)及び対向電極(14)に放電電圧を印加するための電源手段(18)を備えている。上記電源手段(18)より印加する放電電圧として、本実施形態では、直流電圧を用いている。

−運転動作−
次に、この空気浄化装置(1)の運転動作について説明する。

図１に示すように、空気浄化装置(1)に通電すると、図示しないファンが起動して、被処理流体が、前面カバー(3)の空気吸引口(4)よりケーシング(20)内へ吸引され、流通経路(6)に導入される。そして、第１段階で、プレフィルタ(8)により被処理流体中の比較的大きな塵埃が捕集、除去される。さらに、第２段階では、イオン化部(9)により被処理流体中の比較的小さな塵埃が帯電して、下流側に流れ込み、集塵フィルタ(10)により、これらの帯電した塵埃が捕集、除去される。以上、２段階の物理的処理により、被処理流体中の塵埃は概ね捕集、除去される。

次に、前述の２段階の処理が行われた被処理流体は、第３段階として、放電装置(11)へ導入される。放電装置(11)の上記放電電極(13)と対向電極(14)との間には、放電により低温プラズマが発生している。そして、上記両電極(13,14)間には、低温プラズマに起因する反応性の高い活性種（オゾン、高速電子、イオン、ラジカル、その他の励起分子等）が発生している。このため、被処理流体中の臭気成分や有害成分は、上記活性種と通気接触することで分解除去される。この際、被処理流体中には、上述した残留オゾンが含まれている。

本実施形態では、図２、図３に示すように、放電装置(11)の上流側近傍に位置する乱流形成部材(20b)と放電電極(13)に備えられた乱流形成部(20a)とが、放電装置(11)へ流れ込む被処理流体の抵抗となっている。すなわち、放電装置(11)へ流れ込んだ被処理流体は、まず、図５(Ａ)（側方から視た説明図）に示すように、左右に延びて配列された乱流形成部材(20b)によって、上下方向に拡散する。そして、上下方向に拡散された被処理流体は、図５(Ｂ)（上方から視た説明図）に示すように、上下に延びて形成された乱流形成部(20a)へ流れ込み、左右方向に拡散する。したがって、被処理流体中の残留オゾンは、上記乱流形成手段(20)によって上下左右方向に拡散し、この残留オゾンの濃度分布が均一化される。

さらに、残留オゾンの濃度分布が均一化された被処理流体は、放電装置(11)より触媒部(12)へ流れる。そして、この触媒部(12)と被処理流体が通気接触する際に、残留オゾンなどの未処理成分が分解、除去される。以上の処理によって浄化された被処理流体は、ケーシング(2)の空気吐出口(5)より上部方向へ排出される。

−実施形態１の効果−
上記実施形態１に係る空気浄化装置では、以下の効果が発揮される。

上記実施形態１では、放電電極(13)の近傍に乱流形成手段(20)である乱流形成部材(20b)と、放電電極(13)に備えた乱流形成部(20a)とを設けている。このため、これら乱流形成手段(20a、20b)が被処理流体の抵抗となり、この被処理流体を乱流化することができる。このようにすると、残留オゾンの濃度分布が均一化されるため、触媒部(12)へは、この残留オゾンが均等に接触する。したがって、触媒部(12)への残留オゾンの濃度負荷分布を均一化でき、オゾン除去効率を向上させるとともに、この触媒部(12)の寿命を長期化させることができる。

また、乱流形成部材(20b)及び乱流形成部(20a)は、被処理流体の流れに対して、その平面が交差するような帯板状に形成している。したがって、この平面が被処理流体の流れに対して大きな抵抗となり、被処理流体中の残留オゾンの拡散効果を高めることができる。

さらに、乱流形成部材(20b)は、左右方向に延びて複数配列され、乱流形成部(20a)は、上下方向に延びて複数配列されている。そして、これら乱流形成部材(20b)と乱流形成部(20a)とは、互いに略直交して格子状に構成されている。この構成により、放電装置(11)へ流れ込む被処理流体は、上下、左右方向に拡散されるため、被処理流体中の残留オゾンの拡散効果をさらに高めることができる。

また、乱流形成部材(20b)は、放電電極(13)の上流側近傍に配置している。この配置により、乱流形成部材(20b)と触媒部(12)との間隔が大きくとれる。このようにすると、乱流形成部材(20b)によって拡散された被処理流体は、触媒部(12)へ到達するまでの間に、その拡散幅が拡大される。したがって、残留オゾンをより効果的に拡散することができる。

図６は、上記実施形態１における乱流形成手段(20)による拡散効果に関する実験結果を表している。なお、図６のオゾン排出濃度は、触媒部(12)の下流側で測定したものである。本実験は、乱流形成手段(20)を設けたものと、設けていないものの双方において、同一の条件下で測定を行っている。

実験の結果より、放電電極(13)の近傍に乱流形成手段(20)を設けることで、被処理流体中の残留オゾンが効果的に除去されている。すなわち、乱流形成手段(20)による残留オゾンの拡散効果により、触媒部(12)によるオゾン除去効率を向上できる。

《発明の実施形態２》
次に、本発明の実施形態２について図面に基づいて詳細に説明する。

図７は、実施形態２に係る空気浄化装置(1)の分解斜視図であり、図８は、空気浄化装置(1)の内部を上方から視た図である。この空気浄化装置(1)は、実施形態１の空気浄化装置と同様、一般家庭や小規模店舗などで用いられる民生用の空気浄化装置である。

空気浄化装置(1)は、一端が開放された箱形のケーシング(2)と、該ケーシング(2)の開放端面に装着される前面カバー(3)とを備えている。上記ケーシング(2)の両側面及び上面、さらに前面カバー(3)の前面中央部には、被処理流体である室内空気が導入される空気吸込口(4)が形成されている。また、ケーシング(2)の天板の背面側寄りには、室内空気が流出する空気吐出口(5)が形成されている。

ケーシング(2)内には、空気吸込口(4)から空気吐出口(5)までに亘って室内空気が流れる流通通路(6)が形成されている。この流通通路(6)には、室内空気の流れの上流側（図８において下側）から順に、空気浄化を行う各種の機能部品(7)と、該流通通路(6)に室内空気を流通させるための遠心送風機(40)とが配置されている。

上記機能部品(7)は、前面カバー(3)側より順に、プレフィルタ(8)、イオン化部(9)、放電装置(11)、集塵フィルタ(10)、及び吸着フィルタ（オゾン除去手段）(12)が配置されて構成されている。また、空気浄化装置(1)のケーシング(2)の後部下側寄りには、放電装置(11)の電源手段(18)が設けられている。

プレフィルタ(8)は、室内空気中に含まれる比較的大きな塵埃を捕集するフィルタである。また、イオン化部(9)は、プレフィルタ(8)を通過した比較的小さな塵埃を帯電させ、この塵埃をイオン化部(9)の下流側に配置されている集塵フィルタ（静電フィルタ）(10)により捕集するためのものである。このイオン化部(9)は、複数のイオン化線(9a)と、各イオン化線(9a)に対応する対向電極(9b)とで構成されている。

上記複数のイオン化線(9a)は、波型形状ないし複数の「コ」の字が連なった水平断面形状を有する波形部材(15)の前側に配置されている。なお、本実施形態においては、２つの波形部材(15)が左右に配列されている。また、波形部材(15)の前側には、複数の前側開口部(15a)が形成されており、各イオン化線(9)は、各前側開口部(15a)内において波形部材(15)の上端から下端までに亘って張架されている。一方、上記イオン化線(9a)に対応する対向電極(9b)は、波形部材(15)の前側開口部(15a)を形成する壁面に設けられている。

放電装置(11)は、複数の放電電極(13)と、各放電電極(13)に対向する面状の対向電極(14)とを備えている。

上記放電電極(13)は、線状ないし棒状に形成されており、上記波形部材(15)の後側に配置されている。この放電電極(13)は、放電装置(11)の拡大斜視図である図９(Ａ)に示すように、波形部材(15)の後側開口部(15b)内に配置されるとともに上下方向に延在する電極保持部材(21)に支持されている。この電極保持部材(21)は、水平断面が「コ」の字型に形成されており、所定の部位には前方に向かって屈曲形成された複数の支持板(21a)が形成されている。そして、線状ないし棒状の放電電極(13)は、該放電電極(13)を挟み込むようにしてかしめられた支持板(21a)の先端部によって支持されている（図９(Ｂ)、放電装置の水平断面図参照）。以上のようにして、放電電極(13)の両端部は、支持板(21a)から上下方向に突出した状態となっている。なお、本実施形態において、放電電極(13)はタングステンを材料として構成されている。また、この放電電極(13)の線径は約０．２ｍｍとなっている。

一方、対向電極(14)は、このようにして放電電極(13)が配置される波形部材(15)の後側開口部(15b)内の第１面（後面）(15c)に形成されている。そして、この第１面(15c)が放電電極(13)に対向する電極面として機能している。このようにして、支持板(21a)から突出する放電電極(13)が、対向電極(14)の電極面と略平行に配置されている。なお、対向電極(14)の上端部及び下端部には、それぞれ対向電極(14)と上記電極保持部材(21)とに介設されるスペーサー(41)が設けられている。このスペーサー(41）は、本実施形態において絶縁性の碍子で構成されている。そして、放電電極(13)の先端部から対向電極(14)までの間の距離(L)が上記スペーサー(41)によって一定間隔に保持されている。なお、本実施形態において、両電極(13,14)の間の距離(L)は６．１±０．３ｍｍとなっている。

さらに、図８に示すように、波形部材(15)の後面側には、上述した乱流形成部材(20c)が設けられている。この乱流形成部材(20c)は、波形部材(15)に形成された空間のうちイオン化線(9a)が配置された空間のみの後側に形成される乱流形成部材(20c)と、放電電極(13)が配置された空間の後側、及びその左右両側に位置するイオン化線(9a)が配置された空間の後側に跨って形成される乱流形成部材(20c)とによって構成されている。そして、これらの乱流形成部材(20c)は、図１０（波形部材(15)を前方から視た図、イオン化線、及びスペーサの図示省略）に示すように、室内空気の流れに対して交差するように配置されている。また、乱流形成部材(20c)は、垂直方向に延在する長尺部材と水平方向に延在する長尺部材とが互いに直交して格子状ないし網目状に形成されている。そして、この乱流形成部材(20c)は、室内空気の流れに対して抵抗となっており、室内空気中の残留オゾンを拡散可能に構成されている。

上述した静電フィルタ(10)は、上記放電装置(11)の下流側に配置されている。静電フィルタ(10)は、上流側の面において、上述したイオン化部(9)によって帯電された比較的小さな塵埃を捕集する一方、下流側の面には光触媒（光半導体）が担持されている。この光触媒は、放電装置(11)の放電によって生成される低温プラズマ中の反応性の高い物質（電子、イオン、オゾン、ラジカルなどの活性種）によって更に活性化され、室内空気中の有害成分や臭気成分の分解を促進する。なお、この光触媒は、例えば二酸化チタンや酸化亜鉛、あるいはタングステン酸化物や硫化カドミウムなどが用いられる。また、静電フィルタ(10)は、水平断面が波形状に屈曲して形成された、いわゆるプリーツフィルタで構成されている。

上記吸着フィルタ(12)は、静電フィルタ(10)の下流側に配置されている。この吸着フィルタ(12)は、ハニカム構造の基材の表面に活性炭やゼオライトなどの吸着材が担持されたものである。そして、吸着フィルタ(12)は、上記放電装置(11)による室内空気の処理後に残余するオゾン(残留オゾン)やその他の臭気成分などを吸着除去する。

−運転動作−
図７、及び図８に示す空気浄化装置(1)の運転中は、遠心送風機(40)が起動し、被処理流体である室内空気がケーシング(2)内の流通通路(6)を流通する。また、この状態において、イオン化部(9)及び放電装置(11)へは、電源手段(18)から高電圧が印加される。

室内空気がケーシング(2)内に導入されると、まずプレフィルタ(8)において比較的大きな塵埃が除去される。プレフィルタ(8)を通過した室内空気は、イオン化部(9)へと流れる。イオン化部(9)では、イオン化線(9a)と対向電極(9b)との間での放電により室内空気中の比較的小さな塵埃が帯電する。この帯電した塵埃を含む室内空気は、静電フィルタ(10)へ流入する。そして、静電フィルタ(10)において、これらの帯電した塵埃が捕集される。

一方、放電装置(11)では、放電電極(13)と対向電極(14)との間でのストリーマ放電により低温プラズマが発生している。このため、放電装置(11)により発生した低温プラズマが、室内空気とともに下流側に流れる。

この低温プラズマには、オゾンなどの反応性の高い物質（活性種）が含まれている。そして、オゾンなどの活性種は、室内空気と接触して室内空気中の有害成分や臭気成分を分解する。

室内空気は、以上のようにしてオゾンによって有害成分や臭気成分が分解された後、図１０に示す乱流形成部材(20c)へ流入する。そして、この乱流形成部材(20c)において、室内空気の流れが乱流化され、残留オゾンが含まれている場合には、この残留オゾンが拡散される。

このようにして残留オゾンが拡散された室内空気は、静電フィルタ(10)を介して吸着フィルタ(12)へ流入する。なお、静電フィルタ(10)では、光触媒によって活性化された活性種によって室内空気中の有害成分や臭気成分が更に分解される。さらに、吸着フィルタ(12)では、乱流形成部材(20c)によって拡散された残留オゾン、及び臭気成分や有害成分が活性炭などの吸着材によって吸着除去される。

以上のようにして清浄化された室内空気は、遠心送風機(40)へと取り込まれ、空気吐出口(5)から室内へ吹き出される。

−実施形態２の効果−
実施形態２に係る空気浄化装置では、以下の効果が発揮される。

上記実施形態２では、放電電極(13)と吸着フィルタ（オゾン除去手段）(12)との間に格子状の乱流形成部材(20c)を設けている。このため、放電電極(13)近傍で発生した活性種のうち未反応の残留オゾンを、上記乱流形成部材(20c)によって拡散させることができる。よって、乱流形成部材(20c)の通過後に室内空気が流入する吸着フィルタ(12)において、残留オゾンの濃度負荷分布を均一化させることができる。したがって、吸着フィルタ(12)における残留オゾンの除去効率の向上を図ることができる。また、吸着フィルタ(12)の寿命を延命化させることができる。

《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態１では、乱流形成部材(20b)を放電装置(11)の上流側近傍に配置し、その形状は帯板状としている。しかしながら、この乱流形成部材(20b)は、放電電極(13)の近傍であれば、この配置を変更することができ、また、被処理流体に対して抵抗となる形状であれば、自由な形状に形成することができる。この変形例について、図１１を参照しながら説明する。なお、図１１(Ａ)，(Ｂ)，(Ｃ)は、それぞれの変形例において、放電電極(13)の近傍を側方より視た構成図である。

図１１(Ａ)の例では、放電電極(13)の下流側において、放電電極(13)と触媒部(12)との間に、乱流形成部材(20b)を配置している。この配置においては、残留オゾンを触媒部(12)の近傍で直接的に拡散することができ、この残留オゾンの濃度分布を均一化することができる。したがって、残留オゾンと触媒部(12)との接触効率を高め、触媒部(12)による残留オゾンの除去効率を向上することができる。

また、この配置では、乱流形成部材(20b)を放電電極(13)と触媒部(12)との間に納めることができるから、空気浄化装置のスペースを有効に利用することができる。

図１１(Ｂ)の例は、図１１(Ａ)の例の変形例である。この例では、乱流形成部材(20b)を断面コ型の板状とし、その上下端を対向電極(13)の方向へ突出させるように形成したものである。この形状により、被処理流体の流れは一時的に逆方向となるため、残留オゾンの濃度分布をより均一に拡散させることができる。

図１１(Ｃ)の例では、触媒部(12)の下流側に乱流形成部材(20b)を配置している。この配置において、乱流形成部材(20b)は、触媒部(12)を通過する被処理流体に対して抵抗となっている。このため、被処理流体は、触媒部(12)内で乱流化され、残留オゾンを含んだ被処理流体と、触媒部(12)との接触時間を長くすることができる。したがって、残留オゾンの分解効率を向上することができる。

また、実施形態１のこれ以外の変形例として、乱流形成部材(20b)を、放電電極(13)の上流側近傍と下流側近傍との双方で、被処理流体の流れに対して抵抗となるように配置してもよいし、この配置に加えてさらに触媒部(12)の下流側に乱流形成部材(20b)を設けても良い。このように、乱流形成部材(20b)を放電電極(13)の近傍に複数配置することで、残留オゾンの濃度分布をさらに均一化することができ、この残留オゾンの分解効率もさらに向上することができる。

さらに、上記実施形態２では、格子状の乱流形成部材(12)を放電電極(13)とオゾン除去手段(12)との間に配置している。しかしながら、乱流形成部材(12)の配置は、これ以外にも例えば放電電極(13)の上流側近傍、あるいはオゾン除去手段(12)の下流側近傍など、オゾン除去手段(12)に流入する被処理流体の乱流化を図ることが可能であれば如何なる配置であってもよい。

実施形態１に係る空気浄化装置の全体構成を示す概略斜視図である。 空気浄化装置の放電装置近傍の要部構造を示す正面図である。 空気浄化装置の放電装置近傍の要部構造を示す上面図である。 放電電極の近傍の拡大図である。 図５(Ａ)は、放電装置近傍の被処理流体の流れを示す側方から視た説明図あり、図５(Ｂ)は、放電装置近傍の被処理流体の流れを示す上方から視た説明図である。 乱流形成手段の有無によるオゾン排出濃度の相違を示す実験結果である。 実施形態２に係る空気浄化装置の全体構成を示す分解斜視図である。 実施形態２の空気浄化装置の内部を上方から視た図である。 図９(Ａ)は放電装置の電極構造を示す要部拡大図であり、図９(Ｂ)は放電装置の水平断面図である。 乱流形成部材を正面から視た図である。 乱流形成手段の配置及び形状に関する変形例である。 従来技術に係る空気浄化装置の全体構成を示す横側断面図である。

符号の説明

(11) 放電装置
(12) オゾン除去手段
(13) 放電電極
(14) 対向電極
(20) 乱流形成手段
(20a) 乱流形成部
(20b) 乱流形成部材（(20c)）

Claims (12)

1. ケーシング(2)内に、被処理流体が流れる流通空間(6)が形成され、
   上記流通空間(6)に、放電電極(13)と、該放電電極(13)に対峙する対向電極(14)との間でプラズマを生成して被処理流体を処理する放電装置(11)と、該放電装置(11)の下流側に位置し、上記プラズマによる被処理流体の処理後に残留するオゾンを除去するオゾン除去手段(12)とを備えた空気浄化装置であって、
   上記流通空間(6)における放電電極(13)の近傍には、被処理流体の流れに対して抵抗となるように配置された乱流形成手段(20)が設けられていることを特徴とする空気浄化装置。
2. 請求項１に記載の空気浄化装置において、
   放電電極(13)が、乱流形成手段(20)として被処理流体の流れに対して抵抗となる乱流形成部(20a)を備えていることを特徴とする空気浄化装置。
3. 請求項２に記載の空気浄化装置において、
   放電電極(13)の乱流形成部(20a)は、帯板状に形成されているとともに、被処理流体の流れ方向に対して交差しながら複数配列されていることを特徴とする空気浄化装置。
4. 請求項１から３のいずれか１に記載の空気浄化装置において、
   乱流形成手段(20)は、放電電極(13)の上流側近傍で被処理流体の流れに対して抵抗となるように配置された乱流形成部材(20b)を備えていることを特徴とする空気浄化装置。
5. 請求項１から３のいずれか１に記載の空気浄化装置において、
   乱流形成手段(20)は、放電電極(13)の下流側近傍で被処理流体の流れに対して抵抗となるように配置された乱流形成部材(20b)を備えていることを特徴とする空気浄化装置。
6. 請求項５に記載の空気浄化装置において、
   乱流形成部材(20b)は、オゾン除去手段(12)の下流側に配置されていることを特徴とする空気浄化装置。
7. 請求項１から３のいずれか１に記載の空気浄化装置において、
   乱流形成手段(20)は、放電電極(13)の上流側近傍と下流側近傍との双方で被処理流体の流れに対して抵抗となるように配置された乱流形成部材(20b)を備えていることを特徴とする空気浄化装置。
8. 請求項１から３のいずれか１に記載の空気浄化装置において、
   乱流形成手段(20)は、放電電極(13)の上流側近傍及び下流側近傍と、オゾン除去手段(12)の下流側とで被処理流体の流れに対して抵抗となるように配置された乱流形成部材(20b)を備えていることを特徴とする空気浄化装置。
9. 請求項４から８のいずれか１に記載の空気浄化装置において、
   乱流形成部材(20b)は、帯板状に形成されるとともに、被処理流体の流れ方向に対して交差しながら複数配列されていることを特徴とする空気浄化装置。
10. 請求項１に記載の空気浄化装置において、
    乱流形成手段(20)は、放電電極(13)に形成された帯板状の乱流形成部(20a)と、放電電極(13)の上流側近傍または下流側近傍に配置された帯板状の乱流形成部材(20b)とを備え、
    上記乱流形成部(20a)と乱流形成部材(20b)とは、それぞれ、被処理流体の流れ方向に対して交差するように配置され、
    複数の乱流形成部(20a)と複数の乱流形成部材(20b)とが、互いに略直交して格子状となるように配列されていることを特徴とする空気浄化装置。
11. 請求項１に記載の空気浄化装置において、
    乱流形成手段(20)は、被処理流体の流れ方向に対して交差するように配置された格子状の乱流形成部材(20c)で構成されていることを特徴とする空気浄化装置。
12. 請求項１１に記載の空気浄化装置において、
    乱流形成部材(20c)は、放電電極(13)とオゾン除去手段(12)との間に配置されていることを特徴とする空気浄化装置。

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