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空気浄化装置
説明

空気浄化装置

【課題】より小型化することができる、あるいは、より圧力損失を低減することができる空気浄化装置を提供する。
【解決手段】筐体150内に正電極110と負電極120と光触媒モジュール130とオゾン分解触媒モジュール140を備え、正電極および負電極の少なくともいずれかと光触媒モジュールとオゾン分解触媒モジュールとは被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置され、被処理体が有する被分解物質は正電極と負電極との間に電圧が印加されることで発生する放電の光により活性化した光触媒の作用と放電の際に発生するオゾンがオゾン分解触媒により還元される際に発生する酸素ラジカルとの反応とに基づいて分解される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、空気浄化装置に関する。
【背景技術】
【0002】
空気中の分解対象物質を除去し、空気の清浄化あるいは脱臭を行う空気浄化装置がある。例えば、放電型光触媒による空気浄化装置は、放電電極に高電圧を印加して放電を生じさせ、その際に生ずる紫外光により光触媒を活性化させて分解対象物質を分解する。このような空気浄化装置では一般的に、光触媒および光触媒の担持体は、放電電極の放電により生ずる光を有効に利用するために正電極と負電極との間に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第4405362号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、より小型化することができる、あるいは、より圧力損失を低減することができる空気浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の実施態様によれば、正電極と、負電極と、光触媒モジュールと、オゾン分解触媒モジュールと、電源部と、筐体と、を備えた空気浄化装置が提供される。前記正電極は、導電性を呈する基材を有する。前記負電極は、導電性を呈する基材を有する。前記光触媒モジュールは、基体を有し、前記基体の表面に光触媒が担持されてなる。前記オゾン分解触媒モジュールは、基体を有し、前記基体の表面にオゾン分解触媒が担持されてなる。前記電源部は、前記正電極と前記負電極との間に電圧を印加する。前記筐体は、前記正電極と前記負電極と前記光触媒モジュールと前記オゾン分解触媒モジュールとを内蔵する。前記正電極および前記負電極の少なくともいずれかと、前記光触媒モジュールと、前記オゾン分解触媒モジュールと、は、被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置されている。前記被処理体が有する被分解物質は、前記正電極と前記負電極との間に電圧が印加されることで発生する放電の光により活性化した前記光触媒の作用と、前記放電の際に発生するオゾンが前記オゾン分解触媒により還元される際に発生する酸素ラジカルとの反応と、に基づいて分解される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
【図2】本発明の他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
【図3】本発明のさらに他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
【図4】本発明のさらに他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
【図5】本発明のさらに他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
【図6】本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置の具体例を例示する分解模式図である。
【図7】本具体例の第1のケースを表す分解模式図である。
【図8】本具体例の放電ユニットを表す分解模式図である。
【図9】本具体例の電極部を表す分解模式図である。
【図10】本具体例の第2のケースを表す分解模式図である。
【図11】電極部と電源部との接続部を表す拡大模式図である。
【図12】本具体例の電源部の内部構造を表す断面模式図である。
【図13】基板ケースの固定構造を説明するための斜視模式図である。
【図14】本具体例の電源基板の回路図である。
【図15】本具体例の電源基板の実装面を表す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
【0008】
本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置100は、正電極110と、負電極120と、光触媒モジュール130と、オゾン分解触媒モジュール140と、電源部170と、を備える。図1に表した矢印A1のように、例えば空気などの被処理体は、空気浄化装置100の上方から下方へ向かって流れる。本願明細書においては、説明の便宜上、被処理体の上流側の方向を上方とし、被脱臭体の下流側の方向を下方とする。
【0009】
正電極110および負電極120と、光触媒モジュール130と、オゾン分解触媒モジュール140と、は、被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置されている。これによれば、光触媒モジュール130が正電極110と負電極120との間に設けられた場合と比較して、正電極110と負電極120との間の距離を短くすることができる。そうすると、放電に必要な電圧(放電電圧)を低減することができる。これにより、電源部170および空気浄化装置100を、より小型化することができる。また、消費電力を低減することができる。
【0010】
筐体150は、正電極110と、負電極120と、光触媒モジュール130と、オゾン分解触媒モジュール140と、を内蔵する。あるいは、筐体150は、電源部170を内蔵してもよい。図1に表したように、筐体150の上下面は、網状となっている。つまり、筐体150は、上方から下方へ向けて被処理体を通過させることができる。
【0011】
正電極110は、板状を有し、例えばホーロー基板などと呼ばれる基板により形成されている。すなわち、図1に表したように、正電極110は、基材111と、誘電体113と、を有する。基材111は、金属などの導電性を有する材料により形成されている。誘電体113は、セラミックやガラスを含む材料により形成され、基材111の表面を被覆している。ここで、本願明細書において、「ガラス」とは、ケイ酸塩を含む材料により形成された物質をいうものとする。
【0012】
誘電体113は、ガラスを含む場合には、例えば電気泳動法などにより基材111の表面にコーティングされ、その後に焼結されてなる。誘電体113が電気泳動法により基材111の表面にコーティングされた場合には、誘電体113の膜厚は、基材111の表面の全面に亘って略均一となる。誘電体113の膜厚は、基材111が変形しても誘電体113が追従し亀裂を生じないような厚み、例えば約100μm(マイクロメートル)〜150μm程度であることがより望ましい。但し、誘電体113の膜厚は、これだけに限定されるわけではない。また、正電極110がホーロー基板である場合には、基材111は、誘電体113を焼結する際に誘電体113と基材111との間の膨張率の違いにより誘電体113に亀裂が生じないように、ホーロー基板用金属により形成されることがより望ましい。
【0013】
負電極120は、正電極110と同様に、板状を有し、例えばホーロー基板などと呼ばれる基板により形成されている。すなわち、図1に表したように、負電極120は、基材121と、誘電体123と、を有する。基材121および誘電体123は、正電極110に関して前述した基材111および誘電体113とそれぞれ同様である。
【0014】
なお、正電極110および負電極120は、ホーロー基板に限定されるわけではない。正電極110および負電極120は、例えばセラミックなどの誘電体の表面に金属を含有するペーストが印刷され、その印刷されたペーストが絶縁膜で被覆されたものでもよい。
【0015】
図1に表したように、正電極110および負電極120は、互いの板厚面115、125が対向した状態で図示しない保持部材により保持されている。ここで、本願明細書において「板厚面」とは、基板の板厚を形成する面をいうものとする。つまり、「板厚面」とは、板状の基板の主面と交差する側面を意味する。なお、正電極110および負電極120を保持あるいは支持する保持部材については、後に詳述する。
【0016】
電源部170は、正電極110および負電極120と電気的に接続され、正電極110と負電極120との間に電圧を供給できる。電源部170が正電極110と負電極120との間に高電圧を供給すると、正電極110と負電極120との間に放電が生ずる。このとき、正電極110の基材111と、負電極120の基材121と、の間に誘電体113、123が介在するため、正電極110と負電極120との間において誘電体バリア放電が生ずる。この放電により空気中の酸素分子が解離し、他の酸素分子と再結合することでオゾンが発生する。
【0017】
オゾン分解触媒モジュール140は、例えば主としてアルミニウムを含む材料により形成され、ハニカム形状を有する。基体(例えばアルミニウムなど)の表面には、オゾン分解触媒が担持されている。オゾン分解触媒モジュール140は、正電極110と負電極120との間の放電により発生したオゾンや空気中に含まれる臭気成分(被分解物質)や有害物質(被分解物質)などを吸着することができる。正電極110と負電極120との間の放電により発生したオゾンは、オゾン分解触媒モジュール140により吸着され還元される際に発生する酸素ラジカルとの反応に基づいて、オゾン分解触媒モジュール140の表面近傍に存在する気体中に含まれる臭気成分や有害物質などを分解することができる。また、正電極110と負電極120との間の放電により発生したオゾンは、オゾン分解触媒モジュール140に吸着された臭気成分や有害物質などを分解し、オゾン分解触媒モジュール140から脱離させることができる。そのため、オゾン分解触媒モジュール140に吸着された臭気成分や有害物質などが残存し続けることを抑制することができる。これにより、オゾン分解触媒モジュール140の寿命を向上させることができる。
【0018】
光触媒モジュール130は、オゾン分解触媒モジュール140の基体(例えばアルミニウムなど)の表面に光触媒を担持されてなる。つまり、本実施形態にかかる空気浄化装置100では、オゾン分解触媒モジュール140の基体と、光触媒モジュール130の基体と、が共有化されている。これにより、空気浄化装置100の小型化や、薄型化や、圧力損失の低減などを図ることができる。
【0019】
正電極110と負電極120との間に放電が生ずる際には、例えば紫外光などの光が発生する。正電極110と負電極120との間の放電により発生した光は、光触媒モジュール130の光触媒を活性化させる。そして、活性化した光触媒の作用により、光触媒モジュール130の表面に吸着した臭気成分や有害物質などを分解することができる。そのため、臭気成分や有害物質などの分解性能をより向上させることができる。
【0020】
光触媒モジュール130は、正電極110および負電極120よりも被処理体の流動方向の下流側に配置されている。これにより、臭気成分や有害物質などの分解性能をさらに向上させることができる。すなわち、臭気成分や有害物質は、まず、正電極110と負電極120との間の放電により発生したオゾンにより分解される。その後、臭気成分や有害物質は、下流側すなわち光触媒モジュール130の側へ流動し、活性化した光触媒モジュール130の光触媒の作用によりさらに分解される。これにより、臭気成分や有害物質をより効率的に分解することができる。
【0021】
前述したように、正電極110の板厚面115と、負電極120の板厚面125と、は、互いに対向している。つまり、正電極110および負電極120の主面が互いに対向した場合と比較して、正電極110と負電極120の両電極間に加わる電圧が同じであれば、両電極間の電界はより強くなる。また、同じ電界強度を得るために要する電圧は低くなる。したがって、放電開始電圧は低くなり、より低い電圧でオゾンを発生させることができる。
【0022】
また、正電極110の板厚面115と、負電極120の板厚面125と、が互いに対向しているため、正電極110および負電極120の主面と並行する方向に発生したオゾンは、より広い範囲に拡散する。さらに、空気浄化装置100を小型化および薄型化することができる。そして、圧力損失の低減を図ることができる。
【0023】
板厚面115、125と並行する方向(上下方向:図1参照)と比較すると、正電極110および負電極120の主面と並行する方向には、反りなどの変形が生じにくい。そのため、正電極110と、負電極120と、の間の距離D1は、より安定し略一定に保たれる。これにより、放電が均一になりやすく、より安定的となる。なお、正電極110と、負電極120と、の間の距離D1は、電源の適正負荷容量ならびに、放電開始電界を考慮し適宜設定される。
【0024】
前述したように、誘電体113、123が電気泳動法により基材111、121の表面にそれぞれコーティングされた場合には、誘電体113、123の膜厚は、基材111、121の表面の全面に亘ってそれぞれ略均一となる。そうすると、正電極110と、負電極120と、の間の距離D1は、略一定になりなやすい。これにより、放電が均一になりやすく、より安定的となる。
【0025】
また、前述したように、基材111、121の表面は、誘電体113、123によりそれぞれ被覆されている。そのため、放電により発生したオゾンと、基材111、121と、の接触が抑制される。そのため、基材111、121の表面が酸化することを抑制することができる。これによれば、基材111、121が酸化することで放電が不均一になったり、あるいは基材111、121に由来する金属が被処理体(例えば空気など)に混入することを抑制することができる。また、高電圧が印加された基材111、121が誘電体113、123によりそれぞれ保護されているため、アーク放電の発生を抑制し、塵や埃や結露水などの付着による電気回路の短絡を抑制することができる。つまり、電気的信頼性を向上させることができる。さらに、基材111、121の表面が酸化することを抑制できるため、正電極110および負電極120の寿命を向上させることができる。
【0026】
さらに、高電圧が印加された基材111、121が誘電体113、123によりそれぞれ保護されているため、正電極110および負電極120の少なくともいずれかと、例えば筐体150などの他の周辺部材と、の間おいてアーク放電が発生することを抑制することができる。これにより、異常放電を抑制するための距離を縮小し、空気浄化装置100全体の小型化および薄型化を図ることができる。そして、圧力損失の低減を図ることができる。
【0027】
また、正電極110および負電極120のそれぞれの基材111、121は、金属などの導電性を有する材料により形成されているため、セラミックなどよりも高い強度を有する。そのため、正電極110および負電極120の強度を向上させることができる。さらに、ガラスを含む誘電体113、123により被覆された基材111、121は、セラミックよりも高い延性を有する。そのため、空気浄化装置100の組立工程において、正電極110や負電極120が破損することを抑制し、組立性を向上させることができる。
【0028】
図2は、本発明の他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
本実施形態にかかる空気浄化装置100aでは、正電極110の基材111の表面は、誘電体113により被覆されている一方で、負電極120の基材121の表面は、誘電体123により被覆されていない。つまり、負電極120の基材121は、露出している。放電によりオゾンが発生するため、負電極120の基材121は、アルミニウムやステンレスや防錆処理が施された金属などにより形成されることがより望ましい。その他の構造は、図1に関して前述した空気浄化装置100の構造と同様である。
【0029】
本実施形態によれば、負電極120の構造の簡略化を図ることができる。これにより、空気浄化装置100aの構造の簡略化および組立性のさらなる向上を図ることができる。なお、図2に表した空気浄化装置100aでは、正電極110の基材111の表面は、誘電体113により被覆されている一方で、負電極120の基材121の表面は、誘電体123により被覆されていないが、これだけに限定されるわけではない。例えば、負電極120の基材121の表面が誘電体123により被覆されている一方で、正電極110の基材111の表面が誘電体113により被覆されていなくともよい。
【0030】
一方、図1に関して前述した空気浄化装置100では、正電極110および負電極120の基材111、121のそれぞれの表面に誘電体113、123がそれぞれ形成されている。そのため、基材111と基材121との間に介在する誘電体113、123の膜厚は、図2に表した空気浄化装置100aにおける誘電体113の膜厚よりも厚い。これにより、放電による絶縁破壊をより抑制することができ、正電極110および負電極120の寿命を向上させることができる。また、正電極110および負電極120のいずれか一方の誘電体に亀裂などの欠陥が生じた場合でも、他方の誘電体に欠陥がなければ空気浄化装置100の動作に支障はない。これにより、電気的信頼性をより向上させることができる。
【0031】
図3は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
本実施形態にかかる空気浄化装置100bでは、正電極110の基材111の表面は、誘電体113により被覆されている。また、負電極120の基材121の表面は、誘電体123により被覆されている。
【0032】
図3に表したように、正電極110および負電極120は、互いの主面116、126が対向した状態で図示しない保持部材により保持されている。その他の構造は、図1に関して前述した空気浄化装置100の構造と同様である。
【0033】
本実施形態によれば、正電極110および負電極120が被処理体の流動を阻害することを抑制することができる。すなわち、被処理体が正電極110および負電極120の近傍を通過する際の通気抵抗や圧力損失を低減することができる。
【0034】
なお、正電極110の板厚面115および負電極120の板厚面125の少なくともいずれかには、板厚面115、125から突出した例えば棘や針などのような尖形部や凸部がそれぞれ形成されていてもよい。これによれば、正電極110と、負電極120と、の間の距離D1が略一定に保たれやすい。すなわち、尖形部や凸部が正電極110の板厚面115設けられた場合には、尖形部の尖端と、負電極120の板厚面125と、の間の距離が略一定に保たれやすい。また、凸部の頂面と、負電極120の板厚面125と、の間の距離が略一定に保たれやすい。そのため、放電が均一になりやすく、より安定的となりやすい。また、電界が凸部や尖形部に集中しやすく、より強くなりやすい。そして、より強い電界が凸部や尖形部から放電しやすい。そのため、オゾンが発生しやすい。また、放電が起こりやすくなるため、放電に必要な電圧を低減することができる。そのため、消費電力を低減することができる。
また、正電極110および負電極120は、板状ではなくワイヤ状を有していてもよい。これらは、図1および図2に関して前述した空気浄化装置100、100aについても同様である。
【0035】
図4は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
本実施形態にかかる空気浄化装置100cは、正電極110と、光触媒モジュール130と、オゾン分解触媒モジュール140と、電源部170と、を備える。つまり、図1〜図3に関して前述した負電極120は、設けられていない。正電極110と、光触媒モジュール130と、オゾン分解触媒モジュール140と、は、被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置されている。
【0036】
本実施形態のオゾン分解触媒モジュール140の基体は、金属などの導電性を有する材料により形成されている。そして、電源部170は、正電極110およびオゾン分解触媒モジュール140と電気的に接続され、正電極110とオゾン分解触媒モジュール140との間に電圧を供給できる。つまり、本実施形態のオゾン分解触媒モジュール140は、負電極として機能する。また、オゾン分解触媒モジュール140の上方に配置された光触媒モジュール130は、誘電体として機能する。
【0037】
電源部170が正電極110とオゾン分解触媒モジュール140との間に高電圧を供給すると、正電極110とオゾン分解触媒モジュール140との間に放電が生ずる。このとき、正電極110の基材111と、オゾン分解触媒モジュール140と、の間に誘電体113および誘電体として機能する光触媒モジュール130が介在するため、正電極110とオゾン分解触媒モジュール140との間において誘電体バリア放電が生ずる。この放電により空気中の酸素分子が解離し、他の酸素分子と再結合することでオゾンが発生する。また、正電極110とオゾン分解触媒モジュール140との間に放電が生ずる際には、例えば紫外光などの光が発生する。
【0038】
本実施形態によれば、空気浄化装置100cの構造の簡略化および組立性のさらなる向上を図ることができる。また、分品点数を削減し、コスト低減を図ることができる。
【0039】
図5は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる空気浄化装置を表す断面模式図である。
本実施形態にかかる空気浄化装置100dは、正電極110aと、オゾン分解触媒モジュール140と、電源部170と、を備える。つまり、図1〜図3に関して前述した負電極120は、設けられていない。光触媒モジュール130は、正電極110aに設けられている。
【0040】
すなわち、本実施形態の正電極110aは、基材111と、誘電体113と、光触媒モジュール130と、を有する。基材111および誘電体113は、図1に関して前述した如くである。光触媒モジュール130は、誘電体113を被覆している。つまり、本実施形態の光触媒モジュール130は、誘電体113の表面に光触媒を担持されてなる。正電極110と、光触媒モジュール130と、オゾン分解触媒モジュール140と、は、被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置されている。言い換えれば、被処理体の流動方向の上流側から下流側へ向けて、正電極110と、光触媒モジュール130と、オゾン分解触媒モジュール140と、がこの順に存在する。その他の構造は、図4に関して前述した空気浄化装置100cの構造と同様である。
【0041】
本実施形態によれば、図4に関して前述した空気浄化装置100cと比較して、光触媒モジュール130が基材111および誘電体113に近い位置に設けられているため、放電の際にはより強い光が発生し光触媒モジュール130に照射される。そのため、光触媒モジュール130の光触媒がより活性化する。これにより、臭気成分や有害物質などの分解性能をさらに向上させることができる。
【0042】
次に、本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
なお、以下では、図1に関して前述した空気浄化装置100の具体例を例に挙げて説明する。
図6は、本発明の実施の形態にかかる空気浄化装置の具体例を例示する分解模式図である。
【0043】
本具体例の空気浄化装置100は、筐体150と、放電ユニット180と、光触媒モジュール130と、オゾン分解触媒モジュール140と、を備える。筐体150は、第1のケース151と、第2のケース155と、を有する。図6に表した矢印A1のように、被処理体は、第1のケースの側から第2のケースの側へ向かって流れる。
【0044】
放電ユニット180は、電極部160と、電源部170と、を有する。電極部160には、正電極110(図9参照)および負電極120(図9参照)が設けられている。
図1に関して前述したように、オゾン分解触媒モジュール140は、例えば主としてアルミニウムを含む材料により形成され、ハニカム形状を有する。基体(例えばアルミニウムなど)の表面には、オゾン分解触媒が担持されている。
【0045】
光触媒モジュール130は、オゾン分解触媒モジュール140の基体(例えばアルミニウムなど)の表面に光触媒を担持されてなる。つまり、本具体例の空気浄化装置100では、オゾン分解触媒モジュール140の基体と、光触媒モジュール130の基体と、が共有化されている。これにより、空気浄化装置100の小型化や、薄型化や、圧力損失の低減などを図ることができる。
正電極110および負電極120と、光触媒モジュール130と、オゾン分解触媒モジュール140と、は、被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置されている。
【0046】
図7は、本具体例の第1のケースを表す分解模式図である。
第1のケース151は、第1の筐体152と、遮蔽体153と、を有する。遮蔽体153は、第1の筐体152に固定されている。
遮蔽体153は、放電ユニット180の放電により発生する電磁波を遮蔽することができる。つまり、遮蔽体153は、グランドに導通されている。また、遮蔽体153は、比較的大きい塵や埃を捕集する機能を有する。さらに、遮蔽体153は、オゾン分解触媒モジュール140を保護し、オゾン分解触媒モジュール140が例えば外力などにより変形することを抑制することができる。
【0047】
図8は、本具体例の放電ユニットを表す分解模式図である。
また、図9は、本具体例の電極部を表す分解模式図である。
【0048】
図6に関して前述したように、放電ユニット180は、電極部160と、電源部170と、を有する。電源部170は、第1の基板ケース171と、第2の基板ケース173と、電源基板175と、を有する。電源基板175は、第1の基板ケース171と第2の基板ケース173との間に挟設され固定されている。また、電源基板175は、正電極110および負電極120と電気的に接続されている。電源基板175には、トランスなどの昇圧素子(図示せず)が設けられている。昇圧素子は、入力された電圧を上昇させて正電極110と負電極120との間に印加することができる。
【0049】
電極部160は、正電極110と、負電極120と、保持部材190と、を有する。正電極110は、一端部において導通部117を有する。放電の際に基材111に電気を導通させるため、誘電体113は、導通部117には形成されていない。言い換えれば、導通部117には、ホーロー層が形成されておらず、金属などの導電性を有する材料が露出している。導通部117においては、正電極110の製造工程において例えばマスクなどにより誘電体113が形成されなくともよいし、正電極110の製造後に誘電体113が除去されてもよい。なお、焼結の際に基材111の表面に酸化層が生ずる場合には、その酸化層を除去することがより望ましい。
【0050】
負電極120は、正電極110と同様に、一端部において導通部127を有する。負電極120の導通部127の構造や形成方法については、正電極110の導通部117の構造や形成方法と同様である。
【0051】
導通部117、127には、金属などの導電性を有する材料が露出した状態で高電圧が印加される。そのため、導通部117と導通部127との間において、放電が発生する可能性がある。放電は、図8および図9に表した放電部161のように、正電極110と負電極120とが例えば約0mm〜1mm程度にまで近接した部分で発生することが望ましい。放電部161では、正電極110と負電極120とが一定の距離を維持しつつ延在している。そのため、正電極110の導通部117と、負電極120の導通部127と、の間には、放電部161における電極間距離D1(図1参照)よりも長い距離を設ける必要がある。正電極110の導通部117と、負電極120の導通部127と、の間の距離は、例えば約15mm程度である。但し、導通部117と導通部127との間の距離は、これだけに限定されず、供給電圧に応じて適宜設定されることがより望ましい。また、電源部170からの供給形態によっては、沿面放電が発生する場合がある。この場合には、さらに沿面距離を確保する必要がある。このとき、沿面距離を確保する方向は、正電極110および負電極120の長手方向および短手方向のいずれの方向でもよい。
【0052】
放電部161における板厚面115(図1参照)と板厚面125(図1参照)との間の距離D1は、導通部117と導通部127との間の距離よりも短い。そのため、図8および図9に表したように、正電極110および負電極120は、導通部117、127から放電部161に向かって傾斜した部分を有する。傾斜の角度が緩やかであるほど、正電極110および負電極120の製造時の取り数は、より増加する。これにより、コスト低減を図ることができる。一方、傾斜の角度が急になるほど、放電するエリアが拡大する。これにより、発生するオゾンの範囲が拡大される。
【0053】
正電極110は、導通部117とは反対側に形成された端面119を有する。また、負電極120は、導通部127とは反対側に形成された端面129を有する。端面119、129において、金属などの導電性を有する材料が露出している場合には、導通部117、127に関して前述したように、端面119と端面129との間において放電が発生する可能性がある。そのため、図8および図9に表したように、正電極110の端面119と、負電極120の端面129と、の間には、放電部161における電極間距離D1よりも長い距離を設ける必要がある。正電極110の端面119と、負電極120の端面129と、の間の距離は、例えば約5mm程度である。但し、端面119と端面129との間の距離は、これだけに限定されず、供給電圧に応じて適宜設定されることがより望ましい。なお、端面119および端面129には、絶縁体が形成されていてもよい。
正電極110および負電極120のその他の構造は、図1に関して前述した如くである。
【0054】
保持部材190は、正電極110および負電極120を保持あるいは支持している。保持部材190は、上下に分割された第1の部材191と第2の部材193とを有し、正電極110および負電極120を挟設して保持あるいは支持する。但し、保持部材190は、これだけに限定されず、例えば輪状を有し、正電極110および負電極120の端部から中央部へスライドされて正電極110および負電極120を保持あるいは支持してもよい。保持部材190は、例えば樹脂やゴムなどの絶縁材料により形成されることがより望ましい。
【0055】
保持部材190は、正電極110および負電極120を保持あるいは支持した状態において、中央部に空間を有する。保持部材190の中央部の空間は、正電極110および負電極120の放電部161の周辺に形成されている。これにより、正電極110と負電極120との間の放電による絶縁破壊や沿面放電が生ずることを抑制することができる。
【0056】
図1に関して前述したように、第1のケース151の上面は、網状となっている。そのため、第1のケース151は、振動や荷重により撓みを生ずる場合がある。これに対して、本具体例の空気浄化装置100では、保持部材190は、第1のケース151と光触媒モジュール130とに接触している。なお、前述したように、オゾン分解触媒モジュール140の基体と、光触媒モジュール130の基体と、は共有化されているため、保持部材190が光触媒モジュール130と接触することは、保持部材190がオゾン分解触媒モジュール140と接触することと同等である。
【0057】
これにより、空気浄化装置100全体の強度を向上させることができる。また、組立性およびメンテナンス性を向上させることができる。さらに、第1のケース151と、正電極110および負電極120と、間の距離が略一定に保たれるため、正電極110および負電極120の少なくともいずれかと、第1のケース151と、の間において異常放電が発生することを抑制することができる。これにより、電気的信頼性を向上させることができる。
【0058】
図10は、本具体例の第2のケースを表す分解模式図である。
第2のケース155は、第2の筐体156と、遮蔽体157と、電源仕切板158と、を有する。遮蔽体157および電源仕切板158は、第2の筐体156に固定されている。遮蔽体157は、図7に関して前述した遮蔽体153と同様の機能を有する。
【0059】
電源仕切板158は、放電ユニット180の電源部170をオゾン発生領域から隔離することができる。ここで、本願明細書において「オゾン発生領域」とは、被処理体の流路内の領域、あるいは被処理体の流動方向A1にみたときのオゾン分解触媒モジュール140および光触媒モジュール130の少なくともいずれかの設置領域をいうものとする。また、電源仕切板158は、電源部170が有する電源基板175の側に塵や埃が進入することを抑制することができる。
【0060】
図11は、電極部と電源部との接続部を表す拡大模式図である。
正電極110および負電極120は、第1の基板ケース171と、第2の基板ケース173と、の間に形成された孔を通して電源基板175に接続されている。図11に表した範囲B1および範囲B2のように、正電極110および負電極120と、電源仕切板158と、の間には所定の距離が設けられている。つまり、電源仕切板158は、正電極110および負電極120から離隔して設けられている。これにより、正電極110および負電極120の少なくともいずれかと、電源仕切板158と、の間において異常放電が発生することを抑制することができる。
【0061】
図12は、本具体例の電源部の内部構造を表す断面模式図である。
なお、図12(a)は、図8に表した矢印A2の方向に眺めたときの断面模式図であり、図12(b)は、図12(a)に表した範囲B3の拡大模式図である。
【0062】
図12(a)に表したように、電源基板175は、リフローにより正電極110および負電極120と導通された後、種々の電子部品が実装された面を下方へ向けて設置されている。図12(b)に表したように、第1の基板ケース171および第2の基板ケース173と、電源基板175と、の間にシール材177が設けられることで、電源基板175は、第1の基板ケース171および第2の基板ケース173に対して位置決めされ固定されている。
【0063】
図13は、基板ケースの固定構造を説明するための斜視模式図である。
電源仕切板158は、端部においてバネ部158aを有する。第1の基板ケース171および第2の基板ケース173の少なくともいずれかは、電源仕切板158のバネ部158aと係合可能な図示しない係合部を有する。
【0064】
第1の基板ケース171および第2の基板ケース173を固定する際には、まず、電源基板175を挟設した第1の基板ケース171および第2の基板ケース173を所定位置に配置する。続いて、図13に表した矢印A3のように、電源仕切板158のバネ部158aを押し、第1の基板ケース171および第2の基板ケース173の少なくともいずれかに設けられた図示しない係合部に係合させる。そうすると、電源仕切板158のバネ部158aにより、第1の基板ケース171および第2の基板ケース173が上方へ移動することを抑制される。言い換えれば、第1の基板ケース171および第2の基板ケース173が電源仕切板158に固定される。前述したように、電源仕切板158は、第2の筐体156に固定されている。そのため、第1の基板ケース171および第2の基板ケース173は、電源仕切板158を介して第2の筐体156に固定される。
【0065】
また、電源仕切板158は、接続部158bを有する。電源基板175は、図示しないグランド線を介して負電極120と接続され、一方で電源仕切板158の接続部158bとカシメ接続される。
【0066】
図14は、本具体例の電源基板の回路図である。
また、図15は、本具体例の電源基板の実装面を表す平面模式図である。
【0067】
図14に表したように、本具体例の電源基板175には、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor:IGBT)などのスイッチング素子175aと、トランスなどの昇圧素子175bと、正電極175cと、負電極175dと、が設けられている。本具体例の電源基板175は、1つのスイッチング素子175aにより複数の昇圧素子175b、正電極175c、および負電極175dを駆動し、高電圧を発生させる。
【0068】
本具体例の昇圧素子175bは、入力された電圧を例えば約3kV(キロボルト)程度にまで上昇させる。より具体的には、昇圧素子175bは、放電電圧が3kV以下となるように入力された電圧を上昇させる。但し、昇圧素子175bが上昇させる電圧値は、これだけに限定されるわけではない。
【0069】
図15に表したように、正電極175cおよび負電極175dについては、負電極175dと、正電極175cと、正電極175cと、負電極175dと、が1つの群として電源基板175の端部からこの順に設けられている。
【0070】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0071】
100、100a、100b、100c、100d 空気浄化装置、 110、110a 正電極、 111 基材、 113 誘電体、 115 板厚面、 116 主面、 117 導通部、 119 端面、 120 負電極、 121 基材、 123 誘電体、 125 板厚面、 126 主面、 127 導通部、 129 端面、 130 光触媒モジュール、 140 オゾン分解触媒モジュール、 150 筐体、 151 第1のケース、 152 第1の筐体、 153 遮蔽体、 155 第2ケース、 156 第2の筐体、 157 遮蔽体、 158 電源仕切板、 158a バネ部、 158b 接続部、 160 電極部、 161 放電部、 170 電源部、 171 第1の基板ケース、 173 第2の基板ケース、 175 電源基板、 175a スイッチング素子、 175b 昇圧素子、 175c 正電極、 175d 負電極、 177 シール材、 180 放電ユニット、 190 保持部材、 191 第1の部材、 193 第2の部材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電性を呈する基材を有する正電極と、
導電性を呈する基材を有する負電極と、
基体を有し、前記基体の表面に光触媒が担持された光触媒モジュールと、
基体を有し、前記基体の表面にオゾン分解触媒が担持されたオゾン分解触媒モジュールと、
前記正電極と前記負電極との間に電圧を印加する電源部と、
前記正電極と前記負電極と前記光触媒モジュールと前記オゾン分解触媒モジュールとを内蔵する筐体と、
を備え、
前記正電極および前記負電極の少なくともいずれかと、前記光触媒モジュールと、前記オゾン分解触媒モジュールと、は、被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置され、
前記被処理体が有する被分解物質は、前記正電極と前記負電極との間に電圧が印加されることで発生する放電の光により活性化した前記光触媒の作用と、前記放電の際に発生するオゾンが前記オゾン分解触媒により還元される際に発生する酸素ラジカルとの反応と、に基づいて分解される空気浄化装置。
【請求項2】
前記正電極および前記負電極は、前記基材の表面に被覆された誘電体をさらに有する請求項1記載の空気浄化装置。
【請求項3】
前記正電極および前記負電極のいずれか一方は、前記基材の表面に被覆された誘電体をさらに有し、
前記正電極および前記負電極のいずれか他方は、前記基材が露出してなる請求項1記載の空気浄化装置。
【請求項4】
前記正電極の基材は、板状であり、
前記負電極の基材は、板状であり、
前記正電極および前記負電極は、前記正電極の側面と、前記負電極の側面と、が対向した状態で保持された請求項1〜3のいずれか1つに記載の空気浄化装置。
【請求項5】
導電性を呈する基材を有する正電極と、
基体を有し、前記基体の表面に光触媒が担持された光触媒モジュールと、
基体を有し、前記基体の表面にオゾン分解触媒が担持されたオゾン分解触媒モジュールと、
前記正電極とオゾン分解触媒モジュールとの間に電圧を印加する電源部と、
前記正電極と前記光触媒モジュールと前記オゾン分解触媒モジュールとを内蔵する筐体と、
を備え、
前記正電極と、前記光触媒モジュールと、前記オゾン分解触媒モジュールと、は、被処理体の流動方向の上流側からこの順に配置され、
前記被処理体が有する被分解物質は、前記正電極と前記オゾン分解触媒モジュールとの間に電圧が印加されることで発生する放電の光により活性化した前記光触媒の作用と、前記放電の際に発生するオゾンが前記オゾン分解触媒により還元される作用と、に基づいて分解される空気浄化装置。
【請求項6】
前記正電極は、前記基材の表面に被覆された誘電体をさらに有する請求項5記載の空気浄化装置。
【請求項7】
前記基材は、板状であり、
前記正電極は、前記正電極の主面が前記被処理体の流動方向に対して垂直となる状態で保持された請求項5または6に記載の空気浄化装置。
【請求項8】
前記光触媒モジュールが有する基体と、前記オゾン分解触媒モジュールが有する基体と、が共有化されてなる請求項1〜7のいずれか1つに記載の空気浄化装置。
【請求項9】
前記誘電体は、ガラスおよびセラミックの少なくともいずれかを含む請求項2、3、および6のいずれか1つに記載の空気浄化装置。
【請求項10】
前記誘電体は、ガラスを含み電気泳動法により前記基材の表面に被覆されてなる請求項2、3、および6のいずれか1つに記載の空気浄化装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【公開番号】特開2013−70710(P2013−70710A)
【公開日】平成25年4月22日(2013.4.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−209951(P2011−209951)
【出願日】平成23年9月26日(2011.9.26)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】