脱臭装置
【課題】小型化することができる、あるいは圧力損失を低減することができる、あるいは消費電力を低減することができる脱臭装置を提供することである。
【解決手段】本発明の実施態様によれば、板状の正電極と、誘電体と、板状の負電極と、を備えた脱臭装置が提供される。前記誘電体は、前記正電極と離隔して設けられている。前記負電極は、前記誘電体からみて前記正電極とは反対の側において前記誘電体と接触して設けられている。前記正電極と前記負電極とは、前記誘電体を介して対向して設けられている。前記正電極および前記負電極の主面は、前記被脱臭体の流動方向と並行している。前記正電極と前記負電極との間に電圧が印加されて前記正電極と前記誘電体との間に誘電体バリア放電が生ずる。
【解決手段】本発明の実施態様によれば、板状の正電極と、誘電体と、板状の負電極と、を備えた脱臭装置が提供される。前記誘電体は、前記正電極と離隔して設けられている。前記負電極は、前記誘電体からみて前記正電極とは反対の側において前記誘電体と接触して設けられている。前記正電極と前記負電極とは、前記誘電体を介して対向して設けられている。前記正電極および前記負電極の主面は、前記被脱臭体の流動方向と並行している。前記正電極と前記負電極との間に電圧が印加されて前記正電極と前記誘電体との間に誘電体バリア放電が生ずる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、脱臭装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、放電を利用することで脱臭成分などを分解する脱臭装置がある。このような脱臭装置には、放電電極が設けられている。そして、脱臭装置は、放電電極に高電圧を印加して放電を生じさせ、この放電により例えばオゾンなどを発生させる。
脱臭装置は、例えば既存のダクトの内部などに設置される。そのため、脱臭装置に対しては、小型化が望まれている。
【０００３】
しかしながら、放電電極を小型化することは困難である。そのため、脱臭装置を小型化することが困難であるという問題がある。また、被脱臭体が放電電極の近傍を通過する際の圧力損失を低減することが困難であったり、放電に必要な消費電力を低減することが困難であるなどの他の問題がある。放電を利用した脱臭装置に対しては、装置の小型化や、圧力損失の低減や、消費電力の低減などが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４９２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、小型化することができる、あるいは圧力損失を低減することができる、あるいは消費電力を低減することができる脱臭装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施態様によれば、板状の正電極と、誘電体と、板状の負電極と、を備えた脱臭装置が提供される。前記誘電体は、前記正電極と離隔して設けられている。前記負電極は、前記誘電体からみて前記正電極とは反対の側において前記誘電体と接触して設けられている。前記正電極と前記負電極とは、前記誘電体を介して対向して設けられている。前記正電極および前記負電極の主面は、被脱臭体の流動方向と並行している。前記正電極と前記負電極との間に電圧が印加されて前記正電極と前記誘電体との間に誘電体バリア放電が生ずる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる脱臭装置を表す分解模式図である。
【図２】本実施形態の放電ユニットを表す断面模式図である。
【図３】本実施形態の放電ユニットを表す斜視模式図である。
【図４】本実施形態の放電ユニットを表す平面模式図である。
【図５】本実施形態の放電ユニットを表す平面模式図である。
【図６】本実施形態の第１のケースを表す分解模式図である。
【図７】本実施形態の放電ユニット１３０を表す分解模式図である。
【図８】本実施形態の第２のケース１５０を表す分解模式図である。
【図９】昇圧素子が設けられた側の誘電体の一端部を表す斜視模式図である。
【図１０】誘電体の支持構造および支持方法を説明するための斜視模式図である。
【図１１】本実施形態の第２の支持体を表す斜視模式図である。
【図１２】本実施形態にかかる脱臭装置の内部を表す斜視模式図である。
【図１３】本実施形態にかかる脱臭装置の内部を表す平面模式図である。
【図１４】本実施形態にかかる脱臭装置の内部を表す平面模式図である。
【図１５】本実施形態の電源部を表す斜視模式図である。
【図１６】本実施形態の電源部を拡大して眺めたときの拡大模式図である。
【図１７】本実施形態の電源部を拡大して眺めたときの拡大模式図である。
【図１８】本実施形態の基板を表す平面模式図である。
【図１９】基板の固定方法を説明するための平面模式図である。
【図２０】本実施形態の電源部の固定構造を説明するための模式図である。
【図２１】本発明者が実施した性能試験の結果の一例を例示するグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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脱臭装置を表す分解模式図である。
【０００９】
本実施形態にかかる脱臭装置１００は、第１のケース１１０と、集塵フィルタ１２０と、放電ユニット１３０と、オゾン分解触媒１４０と、第２のケース１５０と、を備える。図１に表した矢印Ａ１のように、被脱臭体は、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。本願明細書においては、説明の便宜上、被脱臭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。
【００１０】
放電ユニット１３０は、電極部１６０と、電源部１７０と、を有する。電極部１６０には、正電極１６１（図２参照）および負電極１６２（図２参照）が設けられている。放電ユニット１３０は、正電極１６１と負電極１６２との間に高電圧を印加し放電を生じさせる。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。放電ユニット１３０の放電により発生したオゾンは、空気中に含まれる臭気成分を分解することができる。
【００１１】
オゾン分解触媒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、ハニカム形状を有し、触媒がハニカム表面に付着する。オゾン分解触媒１４０は、放電ユニット１３０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を吸着することができる。放電ユニット１３０の放電により発生したオゾンは、オゾン分解触媒１４０により吸着され還元される際に、オゾン分解触媒１４０の表面近傍に存在する気体中に含まれる臭気成分を分解することができる。また、放電ユニット１３０の放電により発生したオゾンは、オゾン分解触媒１４０に吸着された臭気成分を分解し、オゾン分解触媒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１４０に吸着された臭気成分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１４０の寿命を向上させることができる。
【００１２】
電極部１６０は、例えばアルミナ板などの基体の表面に光触媒を担持したモジュールを有していてもよい。これによれば、放電ユニット１３０の放電により発生した光が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、モジュールの表面近傍に存在する気体中に含まれる臭気成分を分解することができる。そのため、臭気成分の分解性能をより向上させることができる。
なお、光触媒を担持させる基体は、アルミナ板に限定されるわけではなく、例えばオゾン分解触媒１４０や正電極１６１であってもよい。
【００１３】
集塵フィルタ１２０は、比較的大きい塵や埃を捕集することができる。その他の構造については、後に詳述する。
なお、図１に表した脱臭装置１００では、集塵フィルタ１２０は、第１のケース１１０よりも下方に設置されているが、これだけに限定されるわけではない。集塵フィルタ１２０は、例えば、第１のケース１１０よりも上方に設置され、第１のケース１１０に適宜固定されていてもよい。
【００１４】
図２は、本実施形態の放電ユニットを表す断面模式図である。
また、図３は、本実施形態の放電ユニットを表す斜視模式図である。
また、図４および図５は、本実施形態の放電ユニットを表す平面模式図である。
なお、図２は、図１に表したＢ−Ｂ切断面における断面模式図である。また、図３は、放電ユニット１３０を上方から眺めたときの斜視模式図である。また、図４および図５は、図１に表した矢印Ａ２の方向にみたときの平面模式図である。
【００１５】
図２に表したように、放電ユニット１３０の電極部１６０は、正電極１６１と、負電極１６２と、誘電体１６４と、被覆体１６５と、第１の支持体１６７と、を有する。
また、放電ユニット１３０の電源部１７０は、フレキシブルプリント基板１７５と、トランスなどの昇圧素子１７７と、を有する。電源部１７０については、後に詳述する。
【００１６】
図２および図３に表したように、正電極１６１、負電極１６２、および誘電体１６４は、板状を有する。正電極１６１と負電極１６２と誘電体１６４とは、互いに対向して設けられている。そして、正電極１６１と負電極１６２と誘電体１６４との主面は、被脱臭体の流動方向Ａ１と並行している。ここで、本願明細書において「主面」とは、板厚を形成する面と略直交する面、あるいは板幅を形成する面をいうものとする。
【００１７】
これにより、正電極１６１、負電極１６２、および誘電体１６４が被脱臭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、被脱臭体が正電極１６１、負電極１６２、および誘電体１６４の近傍を通過する際の圧力損失を低減することができる。
【００１８】
正電極１６１は、誘電体１６４からみて負電極１６２とは反対側において誘電体１６４と離隔されて設けられている。正電極１６１と誘電体１６４との間の距離Ｄ１は、例えば約０．１ｍｍ（ミリメートル）以上、０．５ｍｍ以下程度である。正電極１６１は、金属などの導電性を有する材料により形成され、例えば約０．２ｍｍ以下程度の板厚を有する。例えば、正電極１６１は、金属製の薄板の打ち抜きやエッチングなどにより形成されている。なお、正電極１６１は、例えば約０．２ｍｍ以下程度の直径を有する金属細線（ワイヤ）により形成されていてもよい。
【００１９】
負電極１６２は、誘電体１６４からみて正電極１６１とは反対側において誘電体１６４と接触して設けられている。負電極１６２は、金属などの導電性を有する材料により形成され、例えば約０．２ｍｍ以下程度の板厚を有する。例えば、負電極１６２は、金属製の薄板の打ち抜きやエッチングなどにより形成されている。あるいは、負電極１６２は、金属を含有するペーストを誘電体１６４に印刷することにより形成されている。負電極１６２を形成する材料としては、例えば銀や銅などを挙げることができる。
【００２０】
誘電体１６４は、セラミックやガラスや熱硬化性樹脂などにより形成されている。そして、図２に表したように、誘電体１６４の表面には、負電極１６２を覆い誘電体１６４の表面に延在する被覆体１６５が設けられている。これによれば、負電極１６２が腐食したり、放電ユニット１３０の放電により発生したオゾンから損傷を受けることを抑制することができる。つまり、被覆体１６５は、負電極１６２の寿命を向上させることができる。
【００２１】
図１に関して前述したように、正電極１６１と負電極１６２との間に高電圧を印加すると、放電が生ずる。このとき、正電極１６１と負電極１６２との間に誘電体１６４が介在し、誘電体１６４の表面には負電極１６２を覆うように被覆体１６５が設けられているため、正電極１６１と誘電体１６４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。
【００２２】
図３〜図５に表したように、誘電体１６４の両端の中間位置には、複数の第１の支持体１６７が設けられている。第１の支持体１６７は、シリコン樹脂やエポキシ樹脂などの光硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂などにより形成されている。
【００２３】
図２に表したように、第１の支持体１６７は、凹部１６７ａを有する。そして、負電極１６２および被覆体１６５が設けられた誘電体１６４は、第１の支持体１６７の凹部１６７ａにおいて外形を支持され保持されている。
また、図３〜図５に表したように、第１の支持体１６７は、凸部１６７ｂを有する。一方、正電極１６１は、孔１６１ｂを有する。そして、第１の支持体１６７の凸部１６７ｂが正電極１６１の孔１６１ｂに挿入され嵌合することにより、正電極１６１は、第１の支持体１６７に支持され保持されている。あるいは、正電極１６１は、第１の支持体１６７に接着されていてもよい。
【００２４】
複数の第１の支持体１６７は、誘電体１６４の長手方向において例えば約５０ｍｍ以下の間隔で設置されている。これにより、正電極１６１の形状が例えば約０．２ｍｍ以下程度の板厚を有する板状、あるいは例えば約０．２ｍｍ以下程度の直径を有する線状であっても、正電極１６１と、誘電体１６４および負電極１６２と、の間の距離を略一定に保つことができる。そのため、例えば振動や衝撃が脱臭装置１００に加わった場合でも、放電ユニット１３０は、より安定した放電を行うことができる。
【００２５】
また、正電極１６１と誘電体１６４との間の距離Ｄ１は、第１の支持体１６７により例えば約０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下程度に保たれている。これによれば、正電極１６１と負電極１６２とが誘電体１６４を介して近接しているため、放電に必要な電圧（放電電圧）を低減することができる。また、放電電圧を低減できるため、放電ユニット１３０の電源部１７０および脱臭装置１００を小型化および低コスト化することができる。さらに、放電電圧を低減できるため、消費電力を低減することができる。
【００２６】
また、誘電体１６４は、放電の際にスパークが発生して正電極１６１や負電極１６２が損傷したり、溶けたりすることを抑制することができる。そのため、誘電体１６４は、正電極１６１および負電極１６２の寿命を向上させることができる。
【００２７】
正電極１６１は、上面から上方へ突出した放電部１６１ａを有する。放電部１６１ａは、例えば棘や針などのような尖形状を有する。これにより、電界が放電部１６１ａに集中しやすく、より強くなりやすい。そして、より強い電界が放電部１６１ａから放電しやすい。そのため、オゾンがより発生しやすい。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、前述した効果と同様の効果が得られる。
【００２８】
また、放電部１６１ａは、正電極１６１の上面から上方へ、すなわち被脱臭体の上流側へ向かって突出している。そのため、放電により発生したオゾンは、オゾン分解触媒１４０や第２のケース１５０へ向かって流動する際に、放電部１６１ａが正電極１６１の下面から下方へ突出した場合よりも広範囲に広がりやすい。そのため、放電により発生したオゾンをオゾン分解触媒１４０が吸着する効率を向上させることができる。これにより、空気中に含まれる臭気成分を分解する効率を向上させることができる。
【００２９】
次に、第１のケース１１０と、第２のケース１５０と、放電ユニット１３０と、の構造について図面を参照しつつ説明する。
図６は、本実施形態の第１のケースを表す分解模式図である。
第１のケース１１０は、筐体１１１と、遮蔽体１１３と、電源仕切板１１５と、を有する。遮蔽体１１３および電源仕切板１１５は、筐体１１１に固定されている。
遮蔽体１１３は、放電ユニット１３０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１１３は、グランドに導通されている。また、遮蔽体１１３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１１３は、オゾン分解触媒１４０を保護し、オゾン分解触媒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。
【００３０】
電源仕切板１１５は、放電ユニット１３０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、被脱臭体の流路内の領域、あるいは被脱臭体の流動方向Ａ１にみたときの集塵フィルタ１２０およびオゾン分解触媒１４０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１１５は、電源部１７０が有する基板１７３（図７参照）の側に塵や埃が進入することを抑制することができる。
【００３１】
図７は、本実施形態の放電ユニット１３０を表す分解模式図である。
図１に関して前述したように、放電ユニット１３０は、電極部１６０と、電源部１７０と、を有する。電極部１６０は、図２〜図５に関して前述した如くである。また、電極部１６０は、第２の支持体１６９を有する。第２の支持体１６９は、負電極１６２および被覆体１６５が設けられた誘電体１６４の両端を支持している。第２の支持体１６９については、後に詳述する。
【００３２】
電源部１７０は、基板ケース１７１と、基板１７３と、フレキシブルプリント基板１７５と、昇圧素子１７７と、を有する。フレキシブルプリント基板１７５は、基板１７３に電気的に接続されている。また、昇圧素子１７７は、フレキシブルプリント基板１７５に電気的に接続されている。すなわち、昇圧素子１７７は、フレキシブルプリント基板１７５を介して基板１７３に電気的に接続されている。そして、基板１７３は、基板ケース１７１に固定されている。
【００３３】
図８は、本実施形態の第２のケース１５０を表す分解模式図である。
第２のケース１５０は、筐体１５１と、遮蔽体１５３と、電源仕切板１５５と、基板ケース固定部材１５７と、を有する。遮蔽体１５３、電源仕切板１５５、および基板ケース固定部材１５７は、筐体１５１に固定されている。遮蔽体１５３および電源仕切板１５５は、図６に関して前述した遮蔽体１１３および電源仕切板１１５の機能と同様の機能を有する。
基板ケース固定部材１５７は、両端部においてバネ１５７ａを有する。基板ケース固定部材１５７は、バネ１５７ａにより放電ユニット１３０の基板１７３を固定することができる。これについては、後に詳述する。
【００３４】
次に、本実施形態の誘電体の支持構造について、図面を参照しつつ説明する。
図９は、昇圧素子が設けられた側の誘電体の一端部を表す斜視模式図である。
また、図１０は、誘電体の支持構造および支持方法を説明するための斜視模式図である。
また、図１１は、本実施形態の第２の支持体を表す斜視模式図である。
なお、説明の便宜上、図９では誘電体の上方に設けられる第２の支持体１６９を省略している。また、図１０（ａ）は、誘電体を支持する前の状態を表す斜視模式図であり、図１０（ｂ）は、誘電体を支持した後の状態を表す斜視模式図である。
【００３５】
図９に表したように、昇圧素子１７７が載置されたフレキシブルプリント基板１７５の下方に、第２の支持体１６９が設けられている。図１０（ａ）および図１１に表したように、第２の支持体１６９は、上面から上方へ突出した突設部１６９ａを有する。そして、突設部１６９ａには、誘電体１６４を挿入可能な溝１６９ｂが形成されている。すなわち、溝１６９ｂの幅は、誘電体１６４の板厚と同等あるいはそれよりも大きい寸法を有する。そのため、誘電体１６４の主面と並行に、すなわち被脱臭体の流動方向Ａ１（図１及び図２参照）と並行に誘電体１６４を移動させ、第２の支持体１６９の溝１６９ｂに挿入することができる。
【００３６】
図９に表した範囲Ｅ１のように、第２の支持体１６９の突設部１６９ａの側面にフレキシブルプリント基板１７５を当接させることでフレキシブルプリント基板１７５を位置決めすることができる。また、図１１に表したように、第２の支持体１６９は、誘電体１６４の設置数と同じ、あるいはそれ以上の数の突設部１６９ａおよび溝１６９ｂを有し、一体成形あるいは一括成形されている。これにより、部品点数の削減や、組立性の向上や、低コスト化を図ることができる。
【００３７】
図１０（ａ）に表したように、フレキシブルプリント基板１７５の上方には、下方と同様に第２の支持体１６９が設けられている。上方および下方の第２の支持体１６９は、それぞれの溝１６９ｂが互いに対向するように設けられる。そして、図１０（ａ）に表した矢印Ａ３、Ａ４のように、上方および下方の第２の支持体１６９を移動させる。続いて、図１０（ｂ）に表したように、それぞれの溝１６９ｂにおいて誘電体１６４を挟設する。これにより、昇圧素子１７７が設けられた側の誘電体１６４の一端部が、第２の支持体１６９により支持される。また、これと同様にして、昇圧素子１７７が設けられた側とは反対の側の誘電体１６４の他端部が、第２の支持体１６９により支持される。
【００３８】
第２の支持体１６９は、例えばゴムなどの弾性体により形成されている。そのため、例えば振動や衝撃が脱臭装置１００に加わった場合でも、誘電体１６４、負電極１６２、および正電極１６１が変形したり損傷を受けることを抑制することができる。これにより、放電ユニット１３０は、より安定した放電を行うことができる。
なお、図９〜図１１に関して説明した誘電体１６４の支持構造では、図９に表した状態ではんだペーストを塗布し、第２の支持体１６９ごとリフローすることで、昇圧素子１７７と、正電極１６１および負電極１６２と、をそれぞれ電気的に接続することができる。
【００３９】
次に、本実施形態にかかる脱臭装置の内部構造ついて、図面を参照しつつ説明する。
図１２は、本実施形態にかかる脱臭装置の内部を表す斜視模式図である。
また、図１３および図１４は、本実施形態にかかる脱臭装置の内部を表す平面模式図である。
なお、図１３は、図１に表した矢印Ａ２の方向にみたときの平面模式図である。また、図１４は、上方からみたときの平面模式図である。説明の便宜上、図１４では第１のケース１１０および集塵フィルタ１２０を省略している。
【００４０】
図１２〜図１４に表したように、昇圧素子１７７は、被脱臭体の流路内の領域、すなわちオゾン発生領域に設けられている。図６に関して前述したように、本願明細書において「オゾン発生領域」とは、被脱臭体の流路の領域、あるいは被脱臭体の流動方向Ａ１にみたときの集塵フィルタ１２０およびオゾン分解触媒１４０の少なくともいずれかの設置領域をいう。
【００４１】
本実施形態の昇圧素子１７７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１７７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。例えば、本実施形態にかかる脱臭装置１００が車載用として使用される場合には、基板１７３に設けられた図示しない昇圧素子が電圧を１２Ｖから１８０Ｖまで上昇させた後、被脱臭体の流路内の領域に設けられた昇圧素子１７７が電圧を１８０Ｖから３ｋＶ以下まで上昇させる。この昇圧方法は、一例にすぎず、これだけに限定されるわけではない。
【００４２】
昇圧素子１７７がオゾン発生領域に設けられているため、正電極１６１および負電極１６２と、昇圧素子１７７と、の間の接続距離は、昇圧素子１７７がオゾン発生領域の外部（例えば基板１７３など）に設けられた場合よりも短い。そのため、電圧降下量は、昇圧素子１７７がオゾン発生領域の外部に設けられた場合よりも少ない。これにより、昇圧素子１７７を小型化および低コスト化することができる。さらに、消費電力を低減することができる。
【００４３】
なお、第１のケース１１０の筐体１１１の板厚Ｄ２は、例えば約０．６ｍｍ程度である。集塵フィルタ１２０の厚さ（被脱臭体の流動方向の寸法）Ｄ３は、例えば約１０ｍｍ程度である。放電ユニット１３０の電極部１６０の厚さ（被脱臭体の流動方向の寸法）Ｄ４は、例えば約５．５ｍｍ程度である。オゾン分解触媒１４０の厚さ（被脱臭体の流動方向の寸法）Ｄ５は、例えば約１３ｍｍ程度である。第２のケース１５０の筐体１５１の板厚Ｄ６は、例えば約０．５ｍｍ程度である。放電ユニット１３０の電源部１７０の厚さ（被脱臭体の流動方向と直交する方向の寸法）Ｄ７は、例えば約１２ｍｍ程度である。また、正電極１６１とオゾン分解触媒１４０との間において異常放電が発生しないように、正電極１６１とオゾン分解触媒１４０とを所定間隔で離隔して設置することが望ましい。
【００４４】
次に、放電ユニット１３０の電源部１７０の構造について、図面を参照しつつ説明する。
図１５は、本実施形態の電源部を表す斜視模式図である。
また、図１６および図１７は、本実施形態の電源部を拡大して眺めたときの拡大模式図である。
なお、図１５（ａ）は、電極部１６０が設けられる側から眺めたときの斜視模式図である。また、図１５（ｂ）は、電極部１６０が設けられる側とは反対の側から眺めたときの斜視模式図である。また、図１６は、図１５（ａ）に表した範囲Ｅ２の拡大模式図である。また、図１７（ａ）は、図１６に表した範囲Ｅ３の拡大模式図である。また、図１７（ｂ）は、図１５（ａ）に表した範囲Ｅ４の拡大模式図である。
【００４５】
図７に関して前述したように、昇圧素子１７７は、フレキシブルプリント基板１７５を介して基板１７３に電気的に接続されている。そして、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に表したように、基板１７３は、基板ケース１７１に固定されている。
【００４６】
図１６に表したように、基板ケース１７１には、ファームウェアを書き換えるときに使用されるコネクタ穴１７１ａが設けられている。
【００４７】
図１６および図１７（ａ）に表したように、基板ケース１７１には、基板１７３を保持あるいは固定する嵌合爪１７１ｂが設けられている。一方、基板１７３には、基板ケース１７１の嵌合爪１７１ｂと嵌合可能な嵌合凹部１７３ａが設けられている。そのため、図１７（ａ）に表した矢印Ａ５のように基板１７３を移動させ、基板ケース１７１の嵌合爪１７１ｂと、基板１７３の嵌合凹部１７３ａと、を嵌合させることで基板１７３を基板ケース１７１に固定することができる。
また、基板１７３を基板ケース１７１に固定するときに、図１７（ｂ）に表した矢印Ａ６のように基板１７３を移動させ基板ケース１７１の内側面１７１ｃに当接させることで、基板１７３を位置決めすることができる。
【００４８】
基板１７３の固定方法について、図面を参照しつつさらに説明する。
図１８は、本実施形態の基板を表す平面模式図である。
また、図１９は、基板の固定方法を説明するための平面模式図である。
なお、図１８は、電極部１６０が設けられる側あるいはそれとは反対の側から眺めたときの平面模式図である。また、図１９は、上方からみたときの平面模式図である。
【００４９】
図１８に表したように、基板１７３の上端および下端のそれぞれに、嵌合凹部１７３ａが形成されている。なお、嵌合凹部１７３ａの形成数は、図１８に表した形成数（６つ）に限定されるわけではない。
図１９（ａ）に表したように、基板１７３の嵌合凹部１７３ａの幅Ｄ９は、基板ケース１７１の嵌合爪１７１ｂの幅Ｄ８よりも大きい。そのため、図１９（ｂ）に表した矢印Ａ７のように基板１７３を移動させることで、嵌合爪１７１ｂを嵌合凹部１７３ａに通すことができる。そして、図１９（ｃ）に表した矢印Ａ８のように基板１７３を移動させることで、嵌合爪１７１ｂと嵌合凹部１７３ａとを嵌合させ、基板１７３を基板ケース１７１に固定することができる。
【００５０】
基板１７３には、種々の電子部品が実装されている。そのため、電子部品を含む基板１７３から熱が発生する。基板１７３は、嵌合凹部１７３ａにおいて基板ケース１７１の嵌合爪１７１ｂと嵌合し接触しているため、基板１７３から発生した熱は、基板ケース１７１へ伝わる。そして、図１２および図１３に表したように、基板ケース１７１は、基板ケース固定部材１５７と接触している。そのため、基板ケース１７１へ伝わった熱は、基板ケース固定部材１５７を介して第１のケース１１０の筐体１１１や第２のケース１５０の筐体１５１などから外部へ放散される。このように、基板ケース１７１は、基板１７３を固定するだけではなく、基板１７３から発生した熱を伝えて放散させる機能を有する。
【００５１】
次に、本実施形態の電源部１７０の固定構造について、図面を参照しつつ説明する。
図２０は、本実施形態の電源部の固定構造を説明するための模式図である。
なお、図２０（ａ）は、本実施形態の電源部の固定構造を表す斜視模式図であり、図２０（ｂ）は、本実施形態の電源部の固定構造を表す平面模式図である。また、図２０（ｂ）は、電極部１６０が設けられる側から眺めたときの平面模式図である。
【００５２】
図８に関して前述したように、基板ケース固定部材１５７は、両端部においてバネ１５７ａを有する。一方、図２０（ａ）に表したように、基板ケース１７１は、内側面１７１ｃに凹部１７１ｄを有する。
【００５３】
基板ケース１７１を固定する際には、まず、基板ケース１７１を所定位置に配置する。続いて、図２０（ｂ）に表した矢印Ａ９のように、脱臭装置１００の内部から外部へ向かって基板ケース固定部材１５７のバネ１５７ａを押して基板ケース１７１の凹部１７１ｄに入り込ませる。そうすると、図２０（ａ）および図２０（ｂ）に表したように、基板ケース固定部材１５７のバネ１５７ａにより、基板ケース１７１が上方へ移動することを抑制される。言い換えれば、基板ケース１７１が基板ケース固定部材１５７に固定される。これにより、放電ユニット１３０の電源部１７０が基板ケース固定部材１５７に固定される。そのため、例えば振動や衝撃が脱臭装置１００に加わった場合でも、フレキシブルプリント基板１７５が変形したり断線することを抑制することができる。
【００５４】
次に、本発明者が実施した性能試験の結果の一例について、図面を参照しつつ説明する。
図２１は、本発明者が実施した性能試験の結果の一例を例示するグラフ図である。
なお、図２１（ａ）は、放電時間とオゾン発生量との関係を例示するグラフ図であり、図２１（ｂ）は、放電時間と放電電圧との関係を例示するグラフ図である。
【００５５】
図２１（ａ）に表したように、本実施形態にかかる脱臭装置１００によれば、放電時間（動作時間）が経過しても、オゾン発生量の変化が比較的小さいことが分かる。つまり、放電時間が経過しても、オゾン発生量が比較的安定していることが分かる。これによれば、本実施形態にかかる脱臭装置１００では、放電むらが比較的少なく、安定した放電を実行可能であることが分かる。
【００５６】
また、図２１（ｂ）に表したように、本実施形態にかかる脱臭装置１００によれば、放電時間が経過しても、放電電圧の変化が比較的小さいことが分かる。つまり、放電時間が経過しても、放電電圧が比較的安定していることが分かる。これによれば、本実施形態にかかる脱臭装置１００では、例えば異常放電などの異常が発生して放電電圧が急上昇するなどの不具合は、生じていないことが分かる。そのため、消費電力を比較的安定化させることができる。
【００５７】
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】
【００５８】
１００ 脱臭装置、 １１０ 第１のケース、 １１１ 筐体、 １１３ 遮蔽体、 １１５ 電源仕切板、 １２０ 集塵フィルタ、 １３０ 放電ユニット、 １４０ オゾン分解触媒、 １５０ 第２のケース、 １５１ 筐体、 １５３ 遮蔽体、 １５５ 電源仕切板、 １５７ 基板ケース固定部材、 １５７ａ バネ、 １６０ 電極部、 １６１ 正電極、 １６１ａ 放電部、 １６１ｂ 孔、 １６２ 負電極、 １６４ 誘電体、 １６５ 被覆体、 １６７ 第１の支持体、 １６７ａ 凹部、 １６７ｂ 凸部、 １６９ 第２の支持体、 １６９ａ 突設部、 １６９ｂ 溝、 １７０ 電源部、 １７１ 基板ケース、 １７１ａ コネクタ穴、 １７１ｂ 嵌合爪、 １７１ｃ 内側面、 １７１ｄ 凹部、 １７３ 基板、 １７３ａ 嵌合凹部、 １７５ フレキシブルプリント基板、 １７７ 昇圧素子
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、脱臭装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、放電を利用することで脱臭成分などを分解する脱臭装置がある。このような脱臭装置には、放電電極が設けられている。そして、脱臭装置は、放電電極に高電圧を印加して放電を生じさせ、この放電により例えばオゾンなどを発生させる。
脱臭装置は、例えば既存のダクトの内部などに設置される。そのため、脱臭装置に対しては、小型化が望まれている。
【０００３】
しかしながら、放電電極を小型化することは困難である。そのため、脱臭装置を小型化することが困難であるという問題がある。また、被脱臭体が放電電極の近傍を通過する際の圧力損失を低減することが困難であったり、放電に必要な消費電力を低減することが困難であるなどの他の問題がある。放電を利用した脱臭装置に対しては、装置の小型化や、圧力損失の低減や、消費電力の低減などが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４９２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、小型化することができる、あるいは圧力損失を低減することができる、あるいは消費電力を低減することができる脱臭装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施態様によれば、板状の正電極と、誘電体と、板状の負電極と、を備えた脱臭装置が提供される。前記誘電体は、前記正電極と離隔して設けられている。前記負電極は、前記誘電体からみて前記正電極とは反対の側において前記誘電体と接触して設けられている。前記正電極と前記負電極とは、前記誘電体を介して対向して設けられている。前記正電極および前記負電極の主面は、被脱臭体の流動方向と並行している。前記正電極と前記負電極との間に電圧が印加されて前記正電極と前記誘電体との間に誘電体バリア放電が生ずる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる脱臭装置を表す分解模式図である。
【図２】本実施形態の放電ユニットを表す断面模式図である。
【図３】本実施形態の放電ユニットを表す斜視模式図である。
【図４】本実施形態の放電ユニットを表す平面模式図である。
【図５】本実施形態の放電ユニットを表す平面模式図である。
【図６】本実施形態の第１のケースを表す分解模式図である。
【図７】本実施形態の放電ユニット１３０を表す分解模式図である。
【図８】本実施形態の第２のケース１５０を表す分解模式図である。
【図９】昇圧素子が設けられた側の誘電体の一端部を表す斜視模式図である。
【図１０】誘電体の支持構造および支持方法を説明するための斜視模式図である。
【図１１】本実施形態の第２の支持体を表す斜視模式図である。
【図１２】本実施形態にかかる脱臭装置の内部を表す斜視模式図である。
【図１３】本実施形態にかかる脱臭装置の内部を表す平面模式図である。
【図１４】本実施形態にかかる脱臭装置の内部を表す平面模式図である。
【図１５】本実施形態の電源部を表す斜視模式図である。
【図１６】本実施形態の電源部を拡大して眺めたときの拡大模式図である。
【図１７】本実施形態の電源部を拡大して眺めたときの拡大模式図である。
【図１８】本実施形態の基板を表す平面模式図である。
【図１９】基板の固定方法を説明するための平面模式図である。
【図２０】本実施形態の電源部の固定構造を説明するための模式図である。
【図２１】本発明者が実施した性能試験の結果の一例を例示するグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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脱臭装置を表す分解模式図である。
【０００９】
本実施形態にかかる脱臭装置１００は、第１のケース１１０と、集塵フィルタ１２０と、放電ユニット１３０と、オゾン分解触媒１４０と、第２のケース１５０と、を備える。図１に表した矢印Ａ１のように、被脱臭体は、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。本願明細書においては、説明の便宜上、被脱臭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。
【００１０】
放電ユニット１３０は、電極部１６０と、電源部１７０と、を有する。電極部１６０には、正電極１６１（図２参照）および負電極１６２（図２参照）が設けられている。放電ユニット１３０は、正電極１６１と負電極１６２との間に高電圧を印加し放電を生じさせる。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。放電ユニット１３０の放電により発生したオゾンは、空気中に含まれる臭気成分を分解することができる。
【００１１】
オゾン分解触媒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、ハニカム形状を有し、触媒がハニカム表面に付着する。オゾン分解触媒１４０は、放電ユニット１３０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を吸着することができる。放電ユニット１３０の放電により発生したオゾンは、オゾン分解触媒１４０により吸着され還元される際に、オゾン分解触媒１４０の表面近傍に存在する気体中に含まれる臭気成分を分解することができる。また、放電ユニット１３０の放電により発生したオゾンは、オゾン分解触媒１４０に吸着された臭気成分を分解し、オゾン分解触媒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１４０に吸着された臭気成分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１４０の寿命を向上させることができる。
【００１２】
電極部１６０は、例えばアルミナ板などの基体の表面に光触媒を担持したモジュールを有していてもよい。これによれば、放電ユニット１３０の放電により発生した光が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、モジュールの表面近傍に存在する気体中に含まれる臭気成分を分解することができる。そのため、臭気成分の分解性能をより向上させることができる。
なお、光触媒を担持させる基体は、アルミナ板に限定されるわけではなく、例えばオゾン分解触媒１４０や正電極１６１であってもよい。
【００１３】
集塵フィルタ１２０は、比較的大きい塵や埃を捕集することができる。その他の構造については、後に詳述する。
なお、図１に表した脱臭装置１００では、集塵フィルタ１２０は、第１のケース１１０よりも下方に設置されているが、これだけに限定されるわけではない。集塵フィルタ１２０は、例えば、第１のケース１１０よりも上方に設置され、第１のケース１１０に適宜固定されていてもよい。
【００１４】
図２は、本実施形態の放電ユニットを表す断面模式図である。
また、図３は、本実施形態の放電ユニットを表す斜視模式図である。
また、図４および図５は、本実施形態の放電ユニットを表す平面模式図である。
なお、図２は、図１に表したＢ−Ｂ切断面における断面模式図である。また、図３は、放電ユニット１３０を上方から眺めたときの斜視模式図である。また、図４および図５は、図１に表した矢印Ａ２の方向にみたときの平面模式図である。
【００１５】
図２に表したように、放電ユニット１３０の電極部１６０は、正電極１６１と、負電極１６２と、誘電体１６４と、被覆体１６５と、第１の支持体１６７と、を有する。
また、放電ユニット１３０の電源部１７０は、フレキシブルプリント基板１７５と、トランスなどの昇圧素子１７７と、を有する。電源部１７０については、後に詳述する。
【００１６】
図２および図３に表したように、正電極１６１、負電極１６２、および誘電体１６４は、板状を有する。正電極１６１と負電極１６２と誘電体１６４とは、互いに対向して設けられている。そして、正電極１６１と負電極１６２と誘電体１６４との主面は、被脱臭体の流動方向Ａ１と並行している。ここで、本願明細書において「主面」とは、板厚を形成する面と略直交する面、あるいは板幅を形成する面をいうものとする。
【００１７】
これにより、正電極１６１、負電極１６２、および誘電体１６４が被脱臭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、被脱臭体が正電極１６１、負電極１６２、および誘電体１６４の近傍を通過する際の圧力損失を低減することができる。
【００１８】
正電極１６１は、誘電体１６４からみて負電極１６２とは反対側において誘電体１６４と離隔されて設けられている。正電極１６１と誘電体１６４との間の距離Ｄ１は、例えば約０．１ｍｍ（ミリメートル）以上、０．５ｍｍ以下程度である。正電極１６１は、金属などの導電性を有する材料により形成され、例えば約０．２ｍｍ以下程度の板厚を有する。例えば、正電極１６１は、金属製の薄板の打ち抜きやエッチングなどにより形成されている。なお、正電極１６１は、例えば約０．２ｍｍ以下程度の直径を有する金属細線（ワイヤ）により形成されていてもよい。
【００１９】
負電極１６２は、誘電体１６４からみて正電極１６１とは反対側において誘電体１６４と接触して設けられている。負電極１６２は、金属などの導電性を有する材料により形成され、例えば約０．２ｍｍ以下程度の板厚を有する。例えば、負電極１６２は、金属製の薄板の打ち抜きやエッチングなどにより形成されている。あるいは、負電極１６２は、金属を含有するペーストを誘電体１６４に印刷することにより形成されている。負電極１６２を形成する材料としては、例えば銀や銅などを挙げることができる。
【００２０】
誘電体１６４は、セラミックやガラスや熱硬化性樹脂などにより形成されている。そして、図２に表したように、誘電体１６４の表面には、負電極１６２を覆い誘電体１６４の表面に延在する被覆体１６５が設けられている。これによれば、負電極１６２が腐食したり、放電ユニット１３０の放電により発生したオゾンから損傷を受けることを抑制することができる。つまり、被覆体１６５は、負電極１６２の寿命を向上させることができる。
【００２１】
図１に関して前述したように、正電極１６１と負電極１６２との間に高電圧を印加すると、放電が生ずる。このとき、正電極１６１と負電極１６２との間に誘電体１６４が介在し、誘電体１６４の表面には負電極１６２を覆うように被覆体１６５が設けられているため、正電極１６１と誘電体１６４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。
【００２２】
図３〜図５に表したように、誘電体１６４の両端の中間位置には、複数の第１の支持体１６７が設けられている。第１の支持体１６７は、シリコン樹脂やエポキシ樹脂などの光硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂などにより形成されている。
【００２３】
図２に表したように、第１の支持体１６７は、凹部１６７ａを有する。そして、負電極１６２および被覆体１６５が設けられた誘電体１６４は、第１の支持体１６７の凹部１６７ａにおいて外形を支持され保持されている。
また、図３〜図５に表したように、第１の支持体１６７は、凸部１６７ｂを有する。一方、正電極１６１は、孔１６１ｂを有する。そして、第１の支持体１６７の凸部１６７ｂが正電極１６１の孔１６１ｂに挿入され嵌合することにより、正電極１６１は、第１の支持体１６７に支持され保持されている。あるいは、正電極１６１は、第１の支持体１６７に接着されていてもよい。
【００２４】
複数の第１の支持体１６７は、誘電体１６４の長手方向において例えば約５０ｍｍ以下の間隔で設置されている。これにより、正電極１６１の形状が例えば約０．２ｍｍ以下程度の板厚を有する板状、あるいは例えば約０．２ｍｍ以下程度の直径を有する線状であっても、正電極１６１と、誘電体１６４および負電極１６２と、の間の距離を略一定に保つことができる。そのため、例えば振動や衝撃が脱臭装置１００に加わった場合でも、放電ユニット１３０は、より安定した放電を行うことができる。
【００２５】
また、正電極１６１と誘電体１６４との間の距離Ｄ１は、第１の支持体１６７により例えば約０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下程度に保たれている。これによれば、正電極１６１と負電極１６２とが誘電体１６４を介して近接しているため、放電に必要な電圧（放電電圧）を低減することができる。また、放電電圧を低減できるため、放電ユニット１３０の電源部１７０および脱臭装置１００を小型化および低コスト化することができる。さらに、放電電圧を低減できるため、消費電力を低減することができる。
【００２６】
また、誘電体１６４は、放電の際にスパークが発生して正電極１６１や負電極１６２が損傷したり、溶けたりすることを抑制することができる。そのため、誘電体１６４は、正電極１６１および負電極１６２の寿命を向上させることができる。
【００２７】
正電極１６１は、上面から上方へ突出した放電部１６１ａを有する。放電部１６１ａは、例えば棘や針などのような尖形状を有する。これにより、電界が放電部１６１ａに集中しやすく、より強くなりやすい。そして、より強い電界が放電部１６１ａから放電しやすい。そのため、オゾンがより発生しやすい。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、前述した効果と同様の効果が得られる。
【００２８】
また、放電部１６１ａは、正電極１６１の上面から上方へ、すなわち被脱臭体の上流側へ向かって突出している。そのため、放電により発生したオゾンは、オゾン分解触媒１４０や第２のケース１５０へ向かって流動する際に、放電部１６１ａが正電極１６１の下面から下方へ突出した場合よりも広範囲に広がりやすい。そのため、放電により発生したオゾンをオゾン分解触媒１４０が吸着する効率を向上させることができる。これにより、空気中に含まれる臭気成分を分解する効率を向上させることができる。
【００２９】
次に、第１のケース１１０と、第２のケース１５０と、放電ユニット１３０と、の構造について図面を参照しつつ説明する。
図６は、本実施形態の第１のケースを表す分解模式図である。
第１のケース１１０は、筐体１１１と、遮蔽体１１３と、電源仕切板１１５と、を有する。遮蔽体１１３および電源仕切板１１５は、筐体１１１に固定されている。
遮蔽体１１３は、放電ユニット１３０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１１３は、グランドに導通されている。また、遮蔽体１１３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１１３は、オゾン分解触媒１４０を保護し、オゾン分解触媒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。
【００３０】
電源仕切板１１５は、放電ユニット１３０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、被脱臭体の流路内の領域、あるいは被脱臭体の流動方向Ａ１にみたときの集塵フィルタ１２０およびオゾン分解触媒１４０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１１５は、電源部１７０が有する基板１７３（図７参照）の側に塵や埃が進入することを抑制することができる。
【００３１】
図７は、本実施形態の放電ユニット１３０を表す分解模式図である。
図１に関して前述したように、放電ユニット１３０は、電極部１６０と、電源部１７０と、を有する。電極部１６０は、図２〜図５に関して前述した如くである。また、電極部１６０は、第２の支持体１６９を有する。第２の支持体１６９は、負電極１６２および被覆体１６５が設けられた誘電体１６４の両端を支持している。第２の支持体１６９については、後に詳述する。
【００３２】
電源部１７０は、基板ケース１７１と、基板１７３と、フレキシブルプリント基板１７５と、昇圧素子１７７と、を有する。フレキシブルプリント基板１７５は、基板１７３に電気的に接続されている。また、昇圧素子１７７は、フレキシブルプリント基板１７５に電気的に接続されている。すなわち、昇圧素子１７７は、フレキシブルプリント基板１７５を介して基板１７３に電気的に接続されている。そして、基板１７３は、基板ケース１７１に固定されている。
【００３３】
図８は、本実施形態の第２のケース１５０を表す分解模式図である。
第２のケース１５０は、筐体１５１と、遮蔽体１５３と、電源仕切板１５５と、基板ケース固定部材１５７と、を有する。遮蔽体１５３、電源仕切板１５５、および基板ケース固定部材１５７は、筐体１５１に固定されている。遮蔽体１５３および電源仕切板１５５は、図６に関して前述した遮蔽体１１３および電源仕切板１１５の機能と同様の機能を有する。
基板ケース固定部材１５７は、両端部においてバネ１５７ａを有する。基板ケース固定部材１５７は、バネ１５７ａにより放電ユニット１３０の基板１７３を固定することができる。これについては、後に詳述する。
【００３４】
次に、本実施形態の誘電体の支持構造について、図面を参照しつつ説明する。
図９は、昇圧素子が設けられた側の誘電体の一端部を表す斜視模式図である。
また、図１０は、誘電体の支持構造および支持方法を説明するための斜視模式図である。
また、図１１は、本実施形態の第２の支持体を表す斜視模式図である。
なお、説明の便宜上、図９では誘電体の上方に設けられる第２の支持体１６９を省略している。また、図１０（ａ）は、誘電体を支持する前の状態を表す斜視模式図であり、図１０（ｂ）は、誘電体を支持した後の状態を表す斜視模式図である。
【００３５】
図９に表したように、昇圧素子１７７が載置されたフレキシブルプリント基板１７５の下方に、第２の支持体１６９が設けられている。図１０（ａ）および図１１に表したように、第２の支持体１６９は、上面から上方へ突出した突設部１６９ａを有する。そして、突設部１６９ａには、誘電体１６４を挿入可能な溝１６９ｂが形成されている。すなわち、溝１６９ｂの幅は、誘電体１６４の板厚と同等あるいはそれよりも大きい寸法を有する。そのため、誘電体１６４の主面と並行に、すなわち被脱臭体の流動方向Ａ１（図１及び図２参照）と並行に誘電体１６４を移動させ、第２の支持体１６９の溝１６９ｂに挿入することができる。
【００３６】
図９に表した範囲Ｅ１のように、第２の支持体１６９の突設部１６９ａの側面にフレキシブルプリント基板１７５を当接させることでフレキシブルプリント基板１７５を位置決めすることができる。また、図１１に表したように、第２の支持体１６９は、誘電体１６４の設置数と同じ、あるいはそれ以上の数の突設部１６９ａおよび溝１６９ｂを有し、一体成形あるいは一括成形されている。これにより、部品点数の削減や、組立性の向上や、低コスト化を図ることができる。
【００３７】
図１０（ａ）に表したように、フレキシブルプリント基板１７５の上方には、下方と同様に第２の支持体１６９が設けられている。上方および下方の第２の支持体１６９は、それぞれの溝１６９ｂが互いに対向するように設けられる。そして、図１０（ａ）に表した矢印Ａ３、Ａ４のように、上方および下方の第２の支持体１６９を移動させる。続いて、図１０（ｂ）に表したように、それぞれの溝１６９ｂにおいて誘電体１６４を挟設する。これにより、昇圧素子１７７が設けられた側の誘電体１６４の一端部が、第２の支持体１６９により支持される。また、これと同様にして、昇圧素子１７７が設けられた側とは反対の側の誘電体１６４の他端部が、第２の支持体１６９により支持される。
【００３８】
第２の支持体１６９は、例えばゴムなどの弾性体により形成されている。そのため、例えば振動や衝撃が脱臭装置１００に加わった場合でも、誘電体１６４、負電極１６２、および正電極１６１が変形したり損傷を受けることを抑制することができる。これにより、放電ユニット１３０は、より安定した放電を行うことができる。
なお、図９〜図１１に関して説明した誘電体１６４の支持構造では、図９に表した状態ではんだペーストを塗布し、第２の支持体１６９ごとリフローすることで、昇圧素子１７７と、正電極１６１および負電極１６２と、をそれぞれ電気的に接続することができる。
【００３９】
次に、本実施形態にかかる脱臭装置の内部構造ついて、図面を参照しつつ説明する。
図１２は、本実施形態にかかる脱臭装置の内部を表す斜視模式図である。
また、図１３および図１４は、本実施形態にかかる脱臭装置の内部を表す平面模式図である。
なお、図１３は、図１に表した矢印Ａ２の方向にみたときの平面模式図である。また、図１４は、上方からみたときの平面模式図である。説明の便宜上、図１４では第１のケース１１０および集塵フィルタ１２０を省略している。
【００４０】
図１２〜図１４に表したように、昇圧素子１７７は、被脱臭体の流路内の領域、すなわちオゾン発生領域に設けられている。図６に関して前述したように、本願明細書において「オゾン発生領域」とは、被脱臭体の流路の領域、あるいは被脱臭体の流動方向Ａ１にみたときの集塵フィルタ１２０およびオゾン分解触媒１４０の少なくともいずれかの設置領域をいう。
【００４１】
本実施形態の昇圧素子１７７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１７７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。例えば、本実施形態にかかる脱臭装置１００が車載用として使用される場合には、基板１７３に設けられた図示しない昇圧素子が電圧を１２Ｖから１８０Ｖまで上昇させた後、被脱臭体の流路内の領域に設けられた昇圧素子１７７が電圧を１８０Ｖから３ｋＶ以下まで上昇させる。この昇圧方法は、一例にすぎず、これだけに限定されるわけではない。
【００４２】
昇圧素子１７７がオゾン発生領域に設けられているため、正電極１６１および負電極１６２と、昇圧素子１７７と、の間の接続距離は、昇圧素子１７７がオゾン発生領域の外部（例えば基板１７３など）に設けられた場合よりも短い。そのため、電圧降下量は、昇圧素子１７７がオゾン発生領域の外部に設けられた場合よりも少ない。これにより、昇圧素子１７７を小型化および低コスト化することができる。さらに、消費電力を低減することができる。
【００４３】
なお、第１のケース１１０の筐体１１１の板厚Ｄ２は、例えば約０．６ｍｍ程度である。集塵フィルタ１２０の厚さ（被脱臭体の流動方向の寸法）Ｄ３は、例えば約１０ｍｍ程度である。放電ユニット１３０の電極部１６０の厚さ（被脱臭体の流動方向の寸法）Ｄ４は、例えば約５．５ｍｍ程度である。オゾン分解触媒１４０の厚さ（被脱臭体の流動方向の寸法）Ｄ５は、例えば約１３ｍｍ程度である。第２のケース１５０の筐体１５１の板厚Ｄ６は、例えば約０．５ｍｍ程度である。放電ユニット１３０の電源部１７０の厚さ（被脱臭体の流動方向と直交する方向の寸法）Ｄ７は、例えば約１２ｍｍ程度である。また、正電極１６１とオゾン分解触媒１４０との間において異常放電が発生しないように、正電極１６１とオゾン分解触媒１４０とを所定間隔で離隔して設置することが望ましい。
【００４４】
次に、放電ユニット１３０の電源部１７０の構造について、図面を参照しつつ説明する。
図１５は、本実施形態の電源部を表す斜視模式図である。
また、図１６および図１７は、本実施形態の電源部を拡大して眺めたときの拡大模式図である。
なお、図１５（ａ）は、電極部１６０が設けられる側から眺めたときの斜視模式図である。また、図１５（ｂ）は、電極部１６０が設けられる側とは反対の側から眺めたときの斜視模式図である。また、図１６は、図１５（ａ）に表した範囲Ｅ２の拡大模式図である。また、図１７（ａ）は、図１６に表した範囲Ｅ３の拡大模式図である。また、図１７（ｂ）は、図１５（ａ）に表した範囲Ｅ４の拡大模式図である。
【００４５】
図７に関して前述したように、昇圧素子１７７は、フレキシブルプリント基板１７５を介して基板１７３に電気的に接続されている。そして、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に表したように、基板１７３は、基板ケース１７１に固定されている。
【００４６】
図１６に表したように、基板ケース１７１には、ファームウェアを書き換えるときに使用されるコネクタ穴１７１ａが設けられている。
【００４７】
図１６および図１７（ａ）に表したように、基板ケース１７１には、基板１７３を保持あるいは固定する嵌合爪１７１ｂが設けられている。一方、基板１７３には、基板ケース１７１の嵌合爪１７１ｂと嵌合可能な嵌合凹部１７３ａが設けられている。そのため、図１７（ａ）に表した矢印Ａ５のように基板１７３を移動させ、基板ケース１７１の嵌合爪１７１ｂと、基板１７３の嵌合凹部１７３ａと、を嵌合させることで基板１７３を基板ケース１７１に固定することができる。
また、基板１７３を基板ケース１７１に固定するときに、図１７（ｂ）に表した矢印Ａ６のように基板１７３を移動させ基板ケース１７１の内側面１７１ｃに当接させることで、基板１７３を位置決めすることができる。
【００４８】
基板１７３の固定方法について、図面を参照しつつさらに説明する。
図１８は、本実施形態の基板を表す平面模式図である。
また、図１９は、基板の固定方法を説明するための平面模式図である。
なお、図１８は、電極部１６０が設けられる側あるいはそれとは反対の側から眺めたときの平面模式図である。また、図１９は、上方からみたときの平面模式図である。
【００４９】
図１８に表したように、基板１７３の上端および下端のそれぞれに、嵌合凹部１７３ａが形成されている。なお、嵌合凹部１７３ａの形成数は、図１８に表した形成数（６つ）に限定されるわけではない。
図１９（ａ）に表したように、基板１７３の嵌合凹部１７３ａの幅Ｄ９は、基板ケース１７１の嵌合爪１７１ｂの幅Ｄ８よりも大きい。そのため、図１９（ｂ）に表した矢印Ａ７のように基板１７３を移動させることで、嵌合爪１７１ｂを嵌合凹部１７３ａに通すことができる。そして、図１９（ｃ）に表した矢印Ａ８のように基板１７３を移動させることで、嵌合爪１７１ｂと嵌合凹部１７３ａとを嵌合させ、基板１７３を基板ケース１７１に固定することができる。
【００５０】
基板１７３には、種々の電子部品が実装されている。そのため、電子部品を含む基板１７３から熱が発生する。基板１７３は、嵌合凹部１７３ａにおいて基板ケース１７１の嵌合爪１７１ｂと嵌合し接触しているため、基板１７３から発生した熱は、基板ケース１７１へ伝わる。そして、図１２および図１３に表したように、基板ケース１７１は、基板ケース固定部材１５７と接触している。そのため、基板ケース１７１へ伝わった熱は、基板ケース固定部材１５７を介して第１のケース１１０の筐体１１１や第２のケース１５０の筐体１５１などから外部へ放散される。このように、基板ケース１７１は、基板１７３を固定するだけではなく、基板１７３から発生した熱を伝えて放散させる機能を有する。
【００５１】
次に、本実施形態の電源部１７０の固定構造について、図面を参照しつつ説明する。
図２０は、本実施形態の電源部の固定構造を説明するための模式図である。
なお、図２０（ａ）は、本実施形態の電源部の固定構造を表す斜視模式図であり、図２０（ｂ）は、本実施形態の電源部の固定構造を表す平面模式図である。また、図２０（ｂ）は、電極部１６０が設けられる側から眺めたときの平面模式図である。
【００５２】
図８に関して前述したように、基板ケース固定部材１５７は、両端部においてバネ１５７ａを有する。一方、図２０（ａ）に表したように、基板ケース１７１は、内側面１７１ｃに凹部１７１ｄを有する。
【００５３】
基板ケース１７１を固定する際には、まず、基板ケース１７１を所定位置に配置する。続いて、図２０（ｂ）に表した矢印Ａ９のように、脱臭装置１００の内部から外部へ向かって基板ケース固定部材１５７のバネ１５７ａを押して基板ケース１７１の凹部１７１ｄに入り込ませる。そうすると、図２０（ａ）および図２０（ｂ）に表したように、基板ケース固定部材１５７のバネ１５７ａにより、基板ケース１７１が上方へ移動することを抑制される。言い換えれば、基板ケース１７１が基板ケース固定部材１５７に固定される。これにより、放電ユニット１３０の電源部１７０が基板ケース固定部材１５７に固定される。そのため、例えば振動や衝撃が脱臭装置１００に加わった場合でも、フレキシブルプリント基板１７５が変形したり断線することを抑制することができる。
【００５４】
次に、本発明者が実施した性能試験の結果の一例について、図面を参照しつつ説明する。
図２１は、本発明者が実施した性能試験の結果の一例を例示するグラフ図である。
なお、図２１（ａ）は、放電時間とオゾン発生量との関係を例示するグラフ図であり、図２１（ｂ）は、放電時間と放電電圧との関係を例示するグラフ図である。
【００５５】
図２１（ａ）に表したように、本実施形態にかかる脱臭装置１００によれば、放電時間（動作時間）が経過しても、オゾン発生量の変化が比較的小さいことが分かる。つまり、放電時間が経過しても、オゾン発生量が比較的安定していることが分かる。これによれば、本実施形態にかかる脱臭装置１００では、放電むらが比較的少なく、安定した放電を実行可能であることが分かる。
【００５６】
また、図２１（ｂ）に表したように、本実施形態にかかる脱臭装置１００によれば、放電時間が経過しても、放電電圧の変化が比較的小さいことが分かる。つまり、放電時間が経過しても、放電電圧が比較的安定していることが分かる。これによれば、本実施形態にかかる脱臭装置１００では、例えば異常放電などの異常が発生して放電電圧が急上昇するなどの不具合は、生じていないことが分かる。そのため、消費電力を比較的安定化させることができる。
【００５７】
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】
【００５８】
１００ 脱臭装置、 １１０ 第１のケース、 １１１ 筐体、 １１３ 遮蔽体、 １１５ 電源仕切板、 １２０ 集塵フィルタ、 １３０ 放電ユニット、 １４０ オゾン分解触媒、 １５０ 第２のケース、 １５１ 筐体、 １５３ 遮蔽体、 １５５ 電源仕切板、 １５７ 基板ケース固定部材、 １５７ａ バネ、 １６０ 電極部、 １６１ 正電極、 １６１ａ 放電部、 １６１ｂ 孔、 １６２ 負電極、 １６４ 誘電体、 １６５ 被覆体、 １６７ 第１の支持体、 １６７ａ 凹部、 １６７ｂ 凸部、 １６９ 第２の支持体、 １６９ａ 突設部、 １６９ｂ 溝、 １７０ 電源部、 １７１ 基板ケース、 １７１ａ コネクタ穴、 １７１ｂ 嵌合爪、 １７１ｃ 内側面、 １７１ｄ 凹部、 １７３ 基板、 １７３ａ 嵌合凹部、 １７５ フレキシブルプリント基板、 １７７ 昇圧素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の正電極と、
前記正電極と離隔して設けられた誘電体と、
前記誘電体からみて前記正電極とは反対の側において前記誘電体と接触して設けられた板状の負電極と、
を備え、
前記正電極と前記負電極とは、前記誘電体を介して対向して設けられ、
前記正電極および前記負電極の主面は、被脱臭体の流動方向と並行し、
前記正電極と前記負電極との間に電圧が印加されて前記正電極と前記誘電体との間に誘電体バリア放電が生ずる脱臭装置。
【請求項２】
前記誘電体は、板状に形成され前記正電極と前記負電極とに対向し、
前記誘電体の主面は、被脱臭体の流動方向と並行してなる請求項１記載の脱臭装置。
【請求項３】
前記正電極は、前記被脱臭体の流動方向の上流側へ突出した尖形状の放電部を有する請求項１または２に記載の脱臭装置。
【請求項４】
前記誘電体は、セラミック、ガラス、および熱硬化性樹脂の少なくともいずれかを含む材料により形成された請求項１〜３のいずれか１つに記載の脱臭装置。
【請求項５】
前記負電極を覆い前記誘電体の表面に延在する被覆体をさらに備えた請求項１〜４のいずれか１つに記載の脱臭装置。
【請求項６】
前記正電極と前記誘電体とを支持し、前記正電極と前記誘電体との間の距離を所定距離に保つ支持体をさらに備えた請求項１〜５のいずれか１つに記載の脱臭装置。
【請求項７】
前記支持体は、光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂の少なくともいずれかを含む材料により形成された請求項６記載の脱臭装置。
【請求項８】
前記正電極の板厚は、０．２ミリメートル以下であり、
前記所定距離は、０．１ミリメートル以上、０．５ミリメートル以下である請求項６または７に記載の脱臭装置。
【請求項９】
前記支持体は、前記誘電体の長手方向において５０ミリメートル以下の間隔で設置された請求項６〜８のいずれか１つに記載の脱臭装置。
【請求項１０】
前記被脱臭体の流路内に設けられ、入力された電圧を上昇させて前記正電極と前記負電極との間に印加する昇圧素子をさらに備えた請求項１〜９のいずれか１つに記載の脱臭装置。
【請求項１】
板状の正電極と、
前記正電極と離隔して設けられた誘電体と、
前記誘電体からみて前記正電極とは反対の側において前記誘電体と接触して設けられた板状の負電極と、
を備え、
前記正電極と前記負電極とは、前記誘電体を介して対向して設けられ、
前記正電極および前記負電極の主面は、被脱臭体の流動方向と並行し、
前記正電極と前記負電極との間に電圧が印加されて前記正電極と前記誘電体との間に誘電体バリア放電が生ずる脱臭装置。
【請求項２】
前記誘電体は、板状に形成され前記正電極と前記負電極とに対向し、
前記誘電体の主面は、被脱臭体の流動方向と並行してなる請求項１記載の脱臭装置。
【請求項３】
前記正電極は、前記被脱臭体の流動方向の上流側へ突出した尖形状の放電部を有する請求項１または２に記載の脱臭装置。
【請求項４】
前記誘電体は、セラミック、ガラス、および熱硬化性樹脂の少なくともいずれかを含む材料により形成された請求項１〜３のいずれか１つに記載の脱臭装置。
【請求項５】
前記負電極を覆い前記誘電体の表面に延在する被覆体をさらに備えた請求項１〜４のいずれか１つに記載の脱臭装置。
【請求項６】
前記正電極と前記誘電体とを支持し、前記正電極と前記誘電体との間の距離を所定距離に保つ支持体をさらに備えた請求項１〜５のいずれか１つに記載の脱臭装置。
【請求項７】
前記支持体は、光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂の少なくともいずれかを含む材料により形成された請求項６記載の脱臭装置。
【請求項８】
前記正電極の板厚は、０．２ミリメートル以下であり、
前記所定距離は、０．１ミリメートル以上、０．５ミリメートル以下である請求項６または７に記載の脱臭装置。
【請求項９】
前記支持体は、前記誘電体の長手方向において５０ミリメートル以下の間隔で設置された請求項６〜８のいずれか１つに記載の脱臭装置。
【請求項１０】
前記被脱臭体の流路内に設けられ、入力された電圧を上昇させて前記正電極と前記負電極との間に印加する昇圧素子をさらに備えた請求項１〜９のいずれか１つに記載の脱臭装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１３−７０７０８（Ｐ２０１３−７０７０８Ａ）
【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２０１１−２０９８５７（Ｐ２０１１−２０９８５７）
【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）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【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）】
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