ＯＨラジカル生成システム及び内面構成部材
【課題】ＯＨラジカル同士が反応して生成されたＨ２Ｏ２を再びＯＨラジカル化することができる。
【解決手段】高電圧を印加することで放電する放電部１を有し、少なくともＨ２Ｏ２を発生して放出する有効成分発生装置３と、この有効成分発生装置３で発生させたイオンが室内に放出される放出室４とを備える。放出室４の内面を構成する内面構成部材５にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでいる。
【解決手段】高電圧を印加することで放電する放電部１を有し、少なくともＨ２Ｏ２を発生して放出する有効成分発生装置３と、この有効成分発生装置３で発生させたイオンが室内に放出される放出室４とを備える。放出室４の内面を構成する内面構成部材５にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＨラジカル生成システム及び内面構成部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１等により静電霧化器が知られている。静電霧化器は、霧化電極と、霧化電極に水を供給する供給手段とを備え、霧化電極に高電圧を印加することで霧化電極に保持された水を静電霧化してナノメータサイズの帯電微粒子水を生成する。
【０００３】
この静電霧化器が発生するナノメータサイズの帯電微粒子水は、ＯＨラジカル（ヒドロキシラジカル）のようなラジカル（活性種）を含んでいる。ラジカルは、反応性、酸化力を有している有効成分で、このラジカルによる酸化作用で脱臭効果や、ウイルス、カビ菌の除菌、抑制効果などがある。
【０００４】
また、放電電極に高電圧を印加して放電によりマイナスイオン又はプラスイオンを発生させる空気イオン放出器も知られている。
【０００５】
この空気イオン放出器は、静電霧化器に比べると、ラジカルの発生量は少ないが、放電により空気中の水分を基にしてＯＨラジカルのようなラジカルが発生するといわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−６８７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、生成したＯＨラジカルは、ＯＨラジカル同士が反応することでＨ２Ｏ２（過酸化水素）になってしまう。
【０００８】
このＨ２Ｏ２もある程度の酸化力があって、脱臭、除菌効果を発揮する有効成分であると言えるが、ＯＨラジカルに比べると酸化力が弱い。したがって、発生させたＯＨラジカル同士が反応してＨ２Ｏ２になると、その分、脱臭、除菌として作用するＯＨラジカル量が少なくなって、除菌性能等が相対的に低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したもので、その目的とするところは、Ｈ２Ｏ２をＯＨラジカル化することができるＯＨラジカル生成システム及び内面構成部材を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＯＨラジカル生成システムは、高電圧を印加することで放電する放電部を有し、少なくともＨ２Ｏ２を発生して放出する有効成分発生装置と、この有効成分発生装置で発生させた有効成分が室内に放出される放出室とを備え、この放出室の内面を構成する内面構成部材にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでいることを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記有効成分発生装置が、前記放電部の放電電極に水を供給する水供給手段を備え、水が供給された前記放電電極に電圧印加部で高電圧を印加するものであることが好ましい。
【００１２】
また、前記有効成分発生装置が、送風装置と、送風装置で送風される空気流の下流側に配置される前記放電部と、この放電部の下流側に配置される水溜め部と、この水溜め部内の液を霧化して放出する霧化手段とを備えたものであって、前記放電部は、前記送風装置からの送風が導入される微小な貫通孔を有する絶縁スペーサと、この絶縁スペーサの上流側に配置される上流側電極と、前記絶縁スペーサの下流側に配置される下流側電極とからなり、前記水溜め部は、前記放電部の絶縁スペーサの貫通孔と連通するものであることを特徴とするものであることも好ましい。
【００１３】
また、本発明の内面構成部材は、請求項１又は請求項２又は請求項３のいずれかに記載の放出室の内面を構成する内面構成部材であって、この内面構成部材にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでいることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、放出室の内面構成部材にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでいるので、Ｈ２Ｏ２が前記内面構成部材に含まれるＦｅ又はＭｎ又はＣｏと反応し、ＯＨラジカル化し、脱臭や除菌性能等を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のＯＨラジカル生成システムを示す概略構成図である。
【図２】同上に用いる有効成分発生装置を構成する静電霧化装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図３】同上に用いる有効成分発生装置を構成する静電霧化装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図４】同上に用いる有効成分発生装置を構成するマイクロプラズマ発生装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１７】
有効成分発生装置３は、高電圧の印加でイオン、ＯＨラジカル（ヒドロキシラジカル）のようなラジカル（活性種）を発生する放電部１を備えている。
【００１８】
図２、図３には、有効成分発生装置３の一実施形態として静電霧化装置３ａの例を示し、図４には有効成分発生装置３としてマイクロプラズマ発生装置３ｂの例を示している。
【００１９】
まず、図２、図３に基づいて静電霧化装置３ａを例として説明する。
【００２０】
静電霧化装置３ａは、放電部１と、放電部１の構成要素である放電電極１８の先端に水を供給する水供給手段６と、放電電極１８に供給された水に高電圧を印加して静電霧化により帯電微粒子水を生成するための電圧印加部２を備えている。
【００２１】
なお、図２、図３に示す実施形態では放電電極１８と対向電極１９とで放電部１を構成した例を示しているが、放電部１を構成するに当たって、対向電極１９は必須の要件ではない。
【００２２】
図２に示す実施形態では、水供給手段６をペルチェユニット１５のような冷却手段で構成した例を示している。
【００２３】
図２において、絶縁性を有する略筒状をした本体ケース１４の内部を仕切りで仕切り、本体ケース１４内の仕切りで仕切った片側半分に水供給手段であるペルチェユニット１５を内装し、本体ケース１４内の他の片側半分が静電霧化室となっている。
【００２４】
ペルチェユニット１５は、一対のペルチェ回路板を、互いの回路が向き合うように対向させ、多数列設してある熱電素子を両ペルチェ回路板間で挟持すると共に隣接する熱電素子同士を両側の回路で電気的に接続している。そして、ペルチェ入力リード線を介して熱電素子に通電すると、一方のペルチェ回路板側から他方のペルチェ回路板側に向けて熱が移動するように構成している。
【００２５】
一方の側のペルチェ回路板の外側には冷却部１６を接続している。また、他方の側のペルチェ回路板の外側には放熱部１７を接続しており、実施形態では放熱部１７として放熱フィンの例を示している。
【００２６】
ペルチェユニット１５の冷却部１６側に放電電極１８の後端部を接続し、放電電極１８を本体ケース１４内の仕切りに設けた孔を嵌通して静電霧化室内に突出している。
【００２７】
筒状をした本体ケース１４の先端開口部に環状をした対向電極１９を設けている。
【００２８】
静電霧化装置３ａを運転すると、ペルチェユニット１５に通電されて冷却部１６が冷却され、冷却部１６が冷却されることで放電電極１８が冷却され、空気中の水分を結露して放電電極１８の先端部に水（結露水）を供給する。このように放電電極１８の先端部に水が供給された状態で上記放電電極１８の先端部に供給された水に高電圧を印加することで、該高電圧により放電部１に供給された水の水面が局所的に錐状に盛り上がり、テーラーコーンが形成される。テーラーコーンが形成されると、該テーラーコーンの先端に電荷が集中してこの部分における電界強度が大きくなって、更にテーラーコーンを成長させる。このようにテーラーコーンが成長し該テーラーコーンの先端に電荷が集中して電荷の密度が高密度となると、テーラーコーンの先端部分の水が大きなエネルギー（高密度となった電荷の反発力）を受ける。このように、テーラーコーンの先端部分の水が大きなエネルギーを受けると、表面張力を超えて分裂・飛散（レイリー分裂）を繰り返してマイナスに帯電したナノメータサイズの帯電微粒子水が大量に生成する。
【００２９】
静電霧化装置３ａにおける放電電極１８の先端に水を供給する水供給手段６として、図２に示す実施形態においては、空気中の水分を冷却手段で冷却して結露水を放電電極１８の先端部に供給する例で説明したが、必ずしもこれの例にのみ限定されない。
【００３０】
例えば、水溜め部に溜めた水を毛細管現象や加圧により放電電極１８の先端部に供給したり、加圧により水を供給したり、重力を利用して流下又は滴下することで水を供給したりするものであってもよい。
【００３１】
図３には他の水供給手段６の他例を示している。図３において、放電電極１８は筒又は多孔質体により構成してあり、図示を省略した水溜め部に溜めた水Ｗを、毛細管現象又は加圧により筒状又は多孔質体よりなる放電電極１８の内部通路を介して放電電極１８の先端に水を供給する例を模式的に示している。
【００３２】
この例においても、高電圧を印加することで、放電電極１８の先端に供給された水を前述と同様に静電霧化してナノメータサイズの帯電微粒子水を生成する。
【００３３】
図２、図３のような静電霧化装置３ａにおいて、放電電極１８の先端部に供給された水を静電霧化することで生成されるナノメータサイズの帯電微粒子水にはＯＨラジカル（ヒドロキシラジカル）のようなラジカル（活性種）が含まれる。ここで、ＯＨラジカルのようなラジカルは、反応性が高く、酸化力も強いので、臭い成分、細菌やウイルス、花粉などに対して反応して、脱臭、除菌や殺菌、不活性化を行うことができる有効成分である。
【００３４】
上記の静電霧化装置３ａで生成したナノメータサイズの帯電微粒子水は、放出室４に放出されるように構成している。図１の実施形態では、静電霧化装置３ａを放出室４内に設置した例を示しているが、放出室４の外に設置した静電霧化装置３ａで発生させたナノメータサイズの帯電微粒子水を放出経路を通して放出室４に放出するようにしてもよい。
【００３５】
放出室４としては、例えば、出入り用又は出し入れ用の開口部（図示せず）を有した建物の部屋、冷蔵庫、食品保管庫、下駄箱やキャビネット等の収納ボックス、自動車などを挙げることができ、開口部には開閉自在な扉（図示せず）が設けられる。もちろん、放出室４は、上記例示したもののみに限定されるものではない。
【００３６】
放出室４が建物の部屋等の場合、放出室４の内面を構成する内面構成部材５は、放出室４の床面を構成する床面用内面構成部材、壁面を構成する壁面用内面構成部材、天井面を構成する天井面用内面構成部材、扉用内面構成部材に分かれている。
【００３７】
また、冷蔵庫、食品保管庫等のように合成樹脂や金属で床面、壁面、天井面を一体の開口部付ボックス体として成形したものの場合、内面構成部材５は、上記ボックス体形成用内面構成部材と、開口部に取付ける扉用内面構成部材とに分かれている。
【００３８】
そして、使用される内面構成部材５のうち、全部又は一部の内面構成部材５にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでいる。Ｆｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含む内面構成部材５は、内面構成部材５の全面にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでもよく、また、内面構成部材５の一部分にのみＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでもよい。
【００３９】
更に、内面構成部材５にはＦｅ又はＭｎ又はＣｏの少なくとも１種類を含めばよいが、２種類又は３種類を含むものであってもよい。
【００４０】
また、Ｆｅ又はＭｎ又はＣｏを含む内面構成部材５を形成するには、合成樹脂や木粉や木質チップや繊維等を主材料とする材料中にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの粉末を混入し、任意の成形方法で成形することで、内面構成部材５を形成する。このようにして形成されるＦｅ又はＭｎ又はＣｏを混合した内面構成部材５としては、例えば、中密度繊維板、木粉を合成樹脂で固めたボード、パーティクルボード、合成樹脂シート、合成樹脂成形品等を挙げることができるが、必ずしもこれにのみ限定されない。
【００４１】
また、任意の材質の内面構成部材５の表面にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの粉末を混入した塗装層を形成してもよい。
【００４２】
静電霧化装置３ａで生成したナノメータサイズの帯電微粒子水を、放出室４に放出すると、帯電微粒子水が放出室４内を浮遊する。
【００４３】
放出室４内を浮遊する帯電微粒子水は、有効成分であるＯＨラジカルのようなラジカル（活性種）を含んでいるので、空間中の臭い成分や、ウイルス、カビ菌や、花粉等に対して活性種による酸化作用で脱臭、除菌、花粉の不活性化等を行う。同様に、放出室４内を浮遊する帯電微粒子水が、放出室４内に入っている物、及び、放出室４の内面構成部材５に付着して、これらに付着している臭い成分や、ウイルス、カビ菌や、花粉等に対して脱臭、除菌、花粉の不活性化等を行う。
【００４４】
ところで、静電霧化により生成された有効成分であるＯＨラジカルの一部は、ＯＨラジカル同士が反応してＨ２Ｏ２になる。このＨ２Ｏ２はある程度の酸化力があって、ある程度の脱臭、除菌、花粉の不活性化の効果を有しているので、これも有効成分と言える。しかし、Ｈ２Ｏ２は有効成分であるといえども、ＯＨラジカルに比べると、反応力、酸化力が弱い。したがって、ＯＨラジカルの一部がＨ２Ｏ２として生成される分、ＯＨラジカル量が少なくなって、除菌性能等が低下する。
【００４５】
しかしながら、静電霧化装置３ａからＯＨラジカル由来のＨ２Ｏ２が放出室４に放出され、Ｈ２Ｏ２が放出室４を浮遊して内面構成部材５に付着すると、内面構成部材５に含まれるＦｅ又はＭｎ又はＣｏと反応し、再びＯＨラジカル化する。このように、Ｈ２Ｏ２を、より反応性、酸化力の強い有効成分であるＯＨラジカルとして再生成することで、脱臭、除菌、花粉などの不活性化の効果を更に向上させることができる。
【００４６】
Ｈ２Ｏ２が内面構成部材５に含まれるＦｅ又はＭｎ又はＣｏと反応して再びＯＨラジカル化するのは、以下のようにして行われる。
【００４７】
Ｆｅ２＋＋Ｈ２Ｏ２＝Ｆｅ３＋＋ＯＨ−＋ＯＨ
Ｍｎ２＋＋２Ｈ２Ｏ２＝Ｍｎ４＋＋２ＯＨ−＋２ＯＨ
Ｃｏ２＋＋Ｈ２Ｏ２＝Ｃｏ３＋＋ＯＨ−＋ＯＨ
次に、図４に基づいて、有効成分発生装置３をマイクロプラズマ発生装置３ｂで構成した例につき説明する。
【００４８】
マイクロプラズマ発生装置３ｂは、送風装置７と、送風装置７で送風される空気流の下流側に配置される放電部１と、この放電部１の下流側に配置される水溜め部８と、この水溜め部８内の液を霧化して放出する霧化手段９とを備えている。
【００４９】
放電部１は、図示のようにホロカソード型のものであって、ケーシング２０内に配設され、送風装置７からの送風が導入される微小な貫通孔１０を有する絶縁スペーサ１１と、この絶縁スペーサ１１の上流側に配置される上流側電極１２と、前記絶縁スペーサ１１の下流側に配置される下流側電極１３とからなる。上流側電極１２と下流側電極１３とは電圧印加部２を介して電気的に接続してあって、上流側電極１２と下流側電極１３間にマイクロプラズマ用の高電圧を印加するようになっている。
【００５０】
水溜め部８は絶縁スペーサ１１の貫通孔１０と連通している。水溜め部８はケーシング２０内に放電部１の下流側が密着するように形成されるもので、図４の実施形態では水溜め部８の壁面の一部を下流側電極１３で構成している。また、絶縁スペーサ１１の両側に上流側電極１２と下流側電極１３をそれぞれ密着配置してある。このため、上流側電極１２、下流側電極１３にそれぞれ貫通孔１０と連通する貫通孔１２ａ、貫通孔１３ａを設けている。そして、貫通孔１２ａ、貫通孔１０、貫通孔１３ａが一直線状に連通し、更に水溜め部８に連通している。貫通孔１０、貫通孔１２ａ、貫通孔１３ａの孔径は数十μｍ〜数ｍｍ程度の大きさで設ければよいが、数１００μｍ程度に設けるのが最も好ましい。
【００５１】
霧化手段９としては、例えば、超音波発生部を挙げることができる。つまり、水溜め部８内で超音波発生部により超音波を発生させることにより、超音波の振動エネルギーで水溜め部８内の液を霧化して放出するようになっている。
【００５２】
上記のような構成のマイクロプラズマ発生装置３ｂは、送風装置７を駆動して送風を開始し、また、電圧印加部２によって放電部１の上流側電極１２、下流側電極１３間に高電圧を印加する。このマイクロプラズマ放電用の印加電圧としては瞬間的に大電流を流すため交流電圧又はパルス電圧を印加するのが好ましい。
【００５３】
上流側電極１２、下流側電極１３間に高電圧を印加すると、放電部１の貫通孔１０内で沿面放電が開始され、貫通孔１０内の微小空間において、マイクロメータサイズの微小なプラズマであるマイクロプラズマが、高密度で生成される。この貫通孔１０内で生じるマイクロプラズマ放電により、非常に高密度でＯＨラジカルのようなラジカル（活性種）が生成される。
【００５４】
送風装置７で送風された送風は、絶縁スペーサ１１の貫通孔１０内に導入され、貫通孔１０内で高密度に生成された上記ＯＨラジカルのようなラジカルを空気に混合させて下流側に送り出し、貫通孔１０と連通する水溜め部８内に向けて有効成分であるＯＨラジカルのようなラジカルを送り込む。
【００５５】
そして、水溜め部８内に溜められている水中に、上記ＯＨラジカルのようなラジカルが速やかに導入されて溶解することで、水溜め部８内にＯＨラジカル由来のＨ２Ｏ２（過酸化水素）を生成する。
【００５６】
なお、放電部１の貫通孔１０は孔径は数十μｍ〜数ｍｍ程度と非常に小さいので、空気の流通は確保しながら、水溜め部８内の水が貫通孔１０側に浸入することは表面張力により防止する。
【００５７】
ここで、霧化手段９を構成する超音波発生部を駆動すると、Ｈ２Ｏ２が溶解した水を霧化してＨ２Ｏ２を含む微粒子水を生成する。
【００５８】
このようにしてマイクロプラズマ発生装置３ｂで生成された有効成分であるＨ２Ｏ２を含む大量の微粒子水を、放出室４内に放出する。
【００５９】
そして、放出室４内に放出されたＨ２Ｏ２を含む微粒子水が、放出室４内を浮遊して放出室４の内面構成部材５に付着すると、内面構成部材５がＦｅ又はＭｎ又はＣｏを含んでいるので、Ｈ２Ｏ２が内面構成部材５に含まれるＦｅ又はＭｎ又はＣｏと反応して、再びＯＨラジカル化する。
【００６０】
このように、本実施形態においては、マイクロプラズマ発生装置３ｂで、ＯＨラジカルの生成→Ｈ２Ｏ２として水に溶解→Ｈ２Ｏ２を含む微粒子水の生成というプロセスで、有効成分であるＨ２Ｏ２を含む微粒子水を大量に生成して放出室４内に放出し、Ｈ２Ｏ２の状態で内面構成部材５まで浮遊させ、内面構成部材５に付着すると、ＯＨラジカル化して、脱臭、除菌、花粉などの不活性化を効果的に行う。
【００６１】
つまり、マイクロプラズマ発生装置３ｂでは、まず有効成分であるＯＨラジカルを、ＯＨラジカルよりも酸化力が弱い有効成分であるＨ２Ｏ２を含む微粒子水にして、放出室４に放出することで、放出室４内はＯＨラジカルよりも安定したＨ２Ｏ２の状態で浮遊させ、浮遊状態での反応を少なくし、大量のＨ２Ｏ２を含む微粒子水を内面構成部材５に到達させることができる。これにより、内面構成部材５に含まれるＦｅ又はＭｎ又はＣｏと反応してＯＨラジカル化するＨ２Ｏ２の量が増え、大量のＯＨラジカルを内面構成部材５の表面で再発生させ、脱臭、除菌、花粉などの不活性化を効果的に行う。
【符号の説明】
【００６２】
１ 放電電極
２ 電圧印加部
３ 有効成分発生装置
４ 放出室
５ 内面構成部材
６ 水供給手段
７ 送風装置
８ 水溜め部
９ 霧化手段
１０ 貫通孔
１１ 絶縁スペーサ
１２ 上流側電極
１３ 下流側電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＨラジカル生成システム及び内面構成部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１等により静電霧化器が知られている。静電霧化器は、霧化電極と、霧化電極に水を供給する供給手段とを備え、霧化電極に高電圧を印加することで霧化電極に保持された水を静電霧化してナノメータサイズの帯電微粒子水を生成する。
【０００３】
この静電霧化器が発生するナノメータサイズの帯電微粒子水は、ＯＨラジカル（ヒドロキシラジカル）のようなラジカル（活性種）を含んでいる。ラジカルは、反応性、酸化力を有している有効成分で、このラジカルによる酸化作用で脱臭効果や、ウイルス、カビ菌の除菌、抑制効果などがある。
【０００４】
また、放電電極に高電圧を印加して放電によりマイナスイオン又はプラスイオンを発生させる空気イオン放出器も知られている。
【０００５】
この空気イオン放出器は、静電霧化器に比べると、ラジカルの発生量は少ないが、放電により空気中の水分を基にしてＯＨラジカルのようなラジカルが発生するといわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−６８７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、生成したＯＨラジカルは、ＯＨラジカル同士が反応することでＨ２Ｏ２（過酸化水素）になってしまう。
【０００８】
このＨ２Ｏ２もある程度の酸化力があって、脱臭、除菌効果を発揮する有効成分であると言えるが、ＯＨラジカルに比べると酸化力が弱い。したがって、発生させたＯＨラジカル同士が反応してＨ２Ｏ２になると、その分、脱臭、除菌として作用するＯＨラジカル量が少なくなって、除菌性能等が相対的に低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したもので、その目的とするところは、Ｈ２Ｏ２をＯＨラジカル化することができるＯＨラジカル生成システム及び内面構成部材を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＯＨラジカル生成システムは、高電圧を印加することで放電する放電部を有し、少なくともＨ２Ｏ２を発生して放出する有効成分発生装置と、この有効成分発生装置で発生させた有効成分が室内に放出される放出室とを備え、この放出室の内面を構成する内面構成部材にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでいることを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記有効成分発生装置が、前記放電部の放電電極に水を供給する水供給手段を備え、水が供給された前記放電電極に電圧印加部で高電圧を印加するものであることが好ましい。
【００１２】
また、前記有効成分発生装置が、送風装置と、送風装置で送風される空気流の下流側に配置される前記放電部と、この放電部の下流側に配置される水溜め部と、この水溜め部内の液を霧化して放出する霧化手段とを備えたものであって、前記放電部は、前記送風装置からの送風が導入される微小な貫通孔を有する絶縁スペーサと、この絶縁スペーサの上流側に配置される上流側電極と、前記絶縁スペーサの下流側に配置される下流側電極とからなり、前記水溜め部は、前記放電部の絶縁スペーサの貫通孔と連通するものであることを特徴とするものであることも好ましい。
【００１３】
また、本発明の内面構成部材は、請求項１又は請求項２又は請求項３のいずれかに記載の放出室の内面を構成する内面構成部材であって、この内面構成部材にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでいることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、放出室の内面構成部材にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでいるので、Ｈ２Ｏ２が前記内面構成部材に含まれるＦｅ又はＭｎ又はＣｏと反応し、ＯＨラジカル化し、脱臭や除菌性能等を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のＯＨラジカル生成システムを示す概略構成図である。
【図２】同上に用いる有効成分発生装置を構成する静電霧化装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図３】同上に用いる有効成分発生装置を構成する静電霧化装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図４】同上に用いる有効成分発生装置を構成するマイクロプラズマ発生装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１７】
有効成分発生装置３は、高電圧の印加でイオン、ＯＨラジカル（ヒドロキシラジカル）のようなラジカル（活性種）を発生する放電部１を備えている。
【００１８】
図２、図３には、有効成分発生装置３の一実施形態として静電霧化装置３ａの例を示し、図４には有効成分発生装置３としてマイクロプラズマ発生装置３ｂの例を示している。
【００１９】
まず、図２、図３に基づいて静電霧化装置３ａを例として説明する。
【００２０】
静電霧化装置３ａは、放電部１と、放電部１の構成要素である放電電極１８の先端に水を供給する水供給手段６と、放電電極１８に供給された水に高電圧を印加して静電霧化により帯電微粒子水を生成するための電圧印加部２を備えている。
【００２１】
なお、図２、図３に示す実施形態では放電電極１８と対向電極１９とで放電部１を構成した例を示しているが、放電部１を構成するに当たって、対向電極１９は必須の要件ではない。
【００２２】
図２に示す実施形態では、水供給手段６をペルチェユニット１５のような冷却手段で構成した例を示している。
【００２３】
図２において、絶縁性を有する略筒状をした本体ケース１４の内部を仕切りで仕切り、本体ケース１４内の仕切りで仕切った片側半分に水供給手段であるペルチェユニット１５を内装し、本体ケース１４内の他の片側半分が静電霧化室となっている。
【００２４】
ペルチェユニット１５は、一対のペルチェ回路板を、互いの回路が向き合うように対向させ、多数列設してある熱電素子を両ペルチェ回路板間で挟持すると共に隣接する熱電素子同士を両側の回路で電気的に接続している。そして、ペルチェ入力リード線を介して熱電素子に通電すると、一方のペルチェ回路板側から他方のペルチェ回路板側に向けて熱が移動するように構成している。
【００２５】
一方の側のペルチェ回路板の外側には冷却部１６を接続している。また、他方の側のペルチェ回路板の外側には放熱部１７を接続しており、実施形態では放熱部１７として放熱フィンの例を示している。
【００２６】
ペルチェユニット１５の冷却部１６側に放電電極１８の後端部を接続し、放電電極１８を本体ケース１４内の仕切りに設けた孔を嵌通して静電霧化室内に突出している。
【００２７】
筒状をした本体ケース１４の先端開口部に環状をした対向電極１９を設けている。
【００２８】
静電霧化装置３ａを運転すると、ペルチェユニット１５に通電されて冷却部１６が冷却され、冷却部１６が冷却されることで放電電極１８が冷却され、空気中の水分を結露して放電電極１８の先端部に水（結露水）を供給する。このように放電電極１８の先端部に水が供給された状態で上記放電電極１８の先端部に供給された水に高電圧を印加することで、該高電圧により放電部１に供給された水の水面が局所的に錐状に盛り上がり、テーラーコーンが形成される。テーラーコーンが形成されると、該テーラーコーンの先端に電荷が集中してこの部分における電界強度が大きくなって、更にテーラーコーンを成長させる。このようにテーラーコーンが成長し該テーラーコーンの先端に電荷が集中して電荷の密度が高密度となると、テーラーコーンの先端部分の水が大きなエネルギー（高密度となった電荷の反発力）を受ける。このように、テーラーコーンの先端部分の水が大きなエネルギーを受けると、表面張力を超えて分裂・飛散（レイリー分裂）を繰り返してマイナスに帯電したナノメータサイズの帯電微粒子水が大量に生成する。
【００２９】
静電霧化装置３ａにおける放電電極１８の先端に水を供給する水供給手段６として、図２に示す実施形態においては、空気中の水分を冷却手段で冷却して結露水を放電電極１８の先端部に供給する例で説明したが、必ずしもこれの例にのみ限定されない。
【００３０】
例えば、水溜め部に溜めた水を毛細管現象や加圧により放電電極１８の先端部に供給したり、加圧により水を供給したり、重力を利用して流下又は滴下することで水を供給したりするものであってもよい。
【００３１】
図３には他の水供給手段６の他例を示している。図３において、放電電極１８は筒又は多孔質体により構成してあり、図示を省略した水溜め部に溜めた水Ｗを、毛細管現象又は加圧により筒状又は多孔質体よりなる放電電極１８の内部通路を介して放電電極１８の先端に水を供給する例を模式的に示している。
【００３２】
この例においても、高電圧を印加することで、放電電極１８の先端に供給された水を前述と同様に静電霧化してナノメータサイズの帯電微粒子水を生成する。
【００３３】
図２、図３のような静電霧化装置３ａにおいて、放電電極１８の先端部に供給された水を静電霧化することで生成されるナノメータサイズの帯電微粒子水にはＯＨラジカル（ヒドロキシラジカル）のようなラジカル（活性種）が含まれる。ここで、ＯＨラジカルのようなラジカルは、反応性が高く、酸化力も強いので、臭い成分、細菌やウイルス、花粉などに対して反応して、脱臭、除菌や殺菌、不活性化を行うことができる有効成分である。
【００３４】
上記の静電霧化装置３ａで生成したナノメータサイズの帯電微粒子水は、放出室４に放出されるように構成している。図１の実施形態では、静電霧化装置３ａを放出室４内に設置した例を示しているが、放出室４の外に設置した静電霧化装置３ａで発生させたナノメータサイズの帯電微粒子水を放出経路を通して放出室４に放出するようにしてもよい。
【００３５】
放出室４としては、例えば、出入り用又は出し入れ用の開口部（図示せず）を有した建物の部屋、冷蔵庫、食品保管庫、下駄箱やキャビネット等の収納ボックス、自動車などを挙げることができ、開口部には開閉自在な扉（図示せず）が設けられる。もちろん、放出室４は、上記例示したもののみに限定されるものではない。
【００３６】
放出室４が建物の部屋等の場合、放出室４の内面を構成する内面構成部材５は、放出室４の床面を構成する床面用内面構成部材、壁面を構成する壁面用内面構成部材、天井面を構成する天井面用内面構成部材、扉用内面構成部材に分かれている。
【００３７】
また、冷蔵庫、食品保管庫等のように合成樹脂や金属で床面、壁面、天井面を一体の開口部付ボックス体として成形したものの場合、内面構成部材５は、上記ボックス体形成用内面構成部材と、開口部に取付ける扉用内面構成部材とに分かれている。
【００３８】
そして、使用される内面構成部材５のうち、全部又は一部の内面構成部材５にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでいる。Ｆｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含む内面構成部材５は、内面構成部材５の全面にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでもよく、また、内面構成部材５の一部分にのみＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでもよい。
【００３９】
更に、内面構成部材５にはＦｅ又はＭｎ又はＣｏの少なくとも１種類を含めばよいが、２種類又は３種類を含むものであってもよい。
【００４０】
また、Ｆｅ又はＭｎ又はＣｏを含む内面構成部材５を形成するには、合成樹脂や木粉や木質チップや繊維等を主材料とする材料中にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの粉末を混入し、任意の成形方法で成形することで、内面構成部材５を形成する。このようにして形成されるＦｅ又はＭｎ又はＣｏを混合した内面構成部材５としては、例えば、中密度繊維板、木粉を合成樹脂で固めたボード、パーティクルボード、合成樹脂シート、合成樹脂成形品等を挙げることができるが、必ずしもこれにのみ限定されない。
【００４１】
また、任意の材質の内面構成部材５の表面にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの粉末を混入した塗装層を形成してもよい。
【００４２】
静電霧化装置３ａで生成したナノメータサイズの帯電微粒子水を、放出室４に放出すると、帯電微粒子水が放出室４内を浮遊する。
【００４３】
放出室４内を浮遊する帯電微粒子水は、有効成分であるＯＨラジカルのようなラジカル（活性種）を含んでいるので、空間中の臭い成分や、ウイルス、カビ菌や、花粉等に対して活性種による酸化作用で脱臭、除菌、花粉の不活性化等を行う。同様に、放出室４内を浮遊する帯電微粒子水が、放出室４内に入っている物、及び、放出室４の内面構成部材５に付着して、これらに付着している臭い成分や、ウイルス、カビ菌や、花粉等に対して脱臭、除菌、花粉の不活性化等を行う。
【００４４】
ところで、静電霧化により生成された有効成分であるＯＨラジカルの一部は、ＯＨラジカル同士が反応してＨ２Ｏ２になる。このＨ２Ｏ２はある程度の酸化力があって、ある程度の脱臭、除菌、花粉の不活性化の効果を有しているので、これも有効成分と言える。しかし、Ｈ２Ｏ２は有効成分であるといえども、ＯＨラジカルに比べると、反応力、酸化力が弱い。したがって、ＯＨラジカルの一部がＨ２Ｏ２として生成される分、ＯＨラジカル量が少なくなって、除菌性能等が低下する。
【００４５】
しかしながら、静電霧化装置３ａからＯＨラジカル由来のＨ２Ｏ２が放出室４に放出され、Ｈ２Ｏ２が放出室４を浮遊して内面構成部材５に付着すると、内面構成部材５に含まれるＦｅ又はＭｎ又はＣｏと反応し、再びＯＨラジカル化する。このように、Ｈ２Ｏ２を、より反応性、酸化力の強い有効成分であるＯＨラジカルとして再生成することで、脱臭、除菌、花粉などの不活性化の効果を更に向上させることができる。
【００４６】
Ｈ２Ｏ２が内面構成部材５に含まれるＦｅ又はＭｎ又はＣｏと反応して再びＯＨラジカル化するのは、以下のようにして行われる。
【００４７】
Ｆｅ２＋＋Ｈ２Ｏ２＝Ｆｅ３＋＋ＯＨ−＋ＯＨ
Ｍｎ２＋＋２Ｈ２Ｏ２＝Ｍｎ４＋＋２ＯＨ−＋２ＯＨ
Ｃｏ２＋＋Ｈ２Ｏ２＝Ｃｏ３＋＋ＯＨ−＋ＯＨ
次に、図４に基づいて、有効成分発生装置３をマイクロプラズマ発生装置３ｂで構成した例につき説明する。
【００４８】
マイクロプラズマ発生装置３ｂは、送風装置７と、送風装置７で送風される空気流の下流側に配置される放電部１と、この放電部１の下流側に配置される水溜め部８と、この水溜め部８内の液を霧化して放出する霧化手段９とを備えている。
【００４９】
放電部１は、図示のようにホロカソード型のものであって、ケーシング２０内に配設され、送風装置７からの送風が導入される微小な貫通孔１０を有する絶縁スペーサ１１と、この絶縁スペーサ１１の上流側に配置される上流側電極１２と、前記絶縁スペーサ１１の下流側に配置される下流側電極１３とからなる。上流側電極１２と下流側電極１３とは電圧印加部２を介して電気的に接続してあって、上流側電極１２と下流側電極１３間にマイクロプラズマ用の高電圧を印加するようになっている。
【００５０】
水溜め部８は絶縁スペーサ１１の貫通孔１０と連通している。水溜め部８はケーシング２０内に放電部１の下流側が密着するように形成されるもので、図４の実施形態では水溜め部８の壁面の一部を下流側電極１３で構成している。また、絶縁スペーサ１１の両側に上流側電極１２と下流側電極１３をそれぞれ密着配置してある。このため、上流側電極１２、下流側電極１３にそれぞれ貫通孔１０と連通する貫通孔１２ａ、貫通孔１３ａを設けている。そして、貫通孔１２ａ、貫通孔１０、貫通孔１３ａが一直線状に連通し、更に水溜め部８に連通している。貫通孔１０、貫通孔１２ａ、貫通孔１３ａの孔径は数十μｍ〜数ｍｍ程度の大きさで設ければよいが、数１００μｍ程度に設けるのが最も好ましい。
【００５１】
霧化手段９としては、例えば、超音波発生部を挙げることができる。つまり、水溜め部８内で超音波発生部により超音波を発生させることにより、超音波の振動エネルギーで水溜め部８内の液を霧化して放出するようになっている。
【００５２】
上記のような構成のマイクロプラズマ発生装置３ｂは、送風装置７を駆動して送風を開始し、また、電圧印加部２によって放電部１の上流側電極１２、下流側電極１３間に高電圧を印加する。このマイクロプラズマ放電用の印加電圧としては瞬間的に大電流を流すため交流電圧又はパルス電圧を印加するのが好ましい。
【００５３】
上流側電極１２、下流側電極１３間に高電圧を印加すると、放電部１の貫通孔１０内で沿面放電が開始され、貫通孔１０内の微小空間において、マイクロメータサイズの微小なプラズマであるマイクロプラズマが、高密度で生成される。この貫通孔１０内で生じるマイクロプラズマ放電により、非常に高密度でＯＨラジカルのようなラジカル（活性種）が生成される。
【００５４】
送風装置７で送風された送風は、絶縁スペーサ１１の貫通孔１０内に導入され、貫通孔１０内で高密度に生成された上記ＯＨラジカルのようなラジカルを空気に混合させて下流側に送り出し、貫通孔１０と連通する水溜め部８内に向けて有効成分であるＯＨラジカルのようなラジカルを送り込む。
【００５５】
そして、水溜め部８内に溜められている水中に、上記ＯＨラジカルのようなラジカルが速やかに導入されて溶解することで、水溜め部８内にＯＨラジカル由来のＨ２Ｏ２（過酸化水素）を生成する。
【００５６】
なお、放電部１の貫通孔１０は孔径は数十μｍ〜数ｍｍ程度と非常に小さいので、空気の流通は確保しながら、水溜め部８内の水が貫通孔１０側に浸入することは表面張力により防止する。
【００５７】
ここで、霧化手段９を構成する超音波発生部を駆動すると、Ｈ２Ｏ２が溶解した水を霧化してＨ２Ｏ２を含む微粒子水を生成する。
【００５８】
このようにしてマイクロプラズマ発生装置３ｂで生成された有効成分であるＨ２Ｏ２を含む大量の微粒子水を、放出室４内に放出する。
【００５９】
そして、放出室４内に放出されたＨ２Ｏ２を含む微粒子水が、放出室４内を浮遊して放出室４の内面構成部材５に付着すると、内面構成部材５がＦｅ又はＭｎ又はＣｏを含んでいるので、Ｈ２Ｏ２が内面構成部材５に含まれるＦｅ又はＭｎ又はＣｏと反応して、再びＯＨラジカル化する。
【００６０】
このように、本実施形態においては、マイクロプラズマ発生装置３ｂで、ＯＨラジカルの生成→Ｈ２Ｏ２として水に溶解→Ｈ２Ｏ２を含む微粒子水の生成というプロセスで、有効成分であるＨ２Ｏ２を含む微粒子水を大量に生成して放出室４内に放出し、Ｈ２Ｏ２の状態で内面構成部材５まで浮遊させ、内面構成部材５に付着すると、ＯＨラジカル化して、脱臭、除菌、花粉などの不活性化を効果的に行う。
【００６１】
つまり、マイクロプラズマ発生装置３ｂでは、まず有効成分であるＯＨラジカルを、ＯＨラジカルよりも酸化力が弱い有効成分であるＨ２Ｏ２を含む微粒子水にして、放出室４に放出することで、放出室４内はＯＨラジカルよりも安定したＨ２Ｏ２の状態で浮遊させ、浮遊状態での反応を少なくし、大量のＨ２Ｏ２を含む微粒子水を内面構成部材５に到達させることができる。これにより、内面構成部材５に含まれるＦｅ又はＭｎ又はＣｏと反応してＯＨラジカル化するＨ２Ｏ２の量が増え、大量のＯＨラジカルを内面構成部材５の表面で再発生させ、脱臭、除菌、花粉などの不活性化を効果的に行う。
【符号の説明】
【００６２】
１ 放電電極
２ 電圧印加部
３ 有効成分発生装置
４ 放出室
５ 内面構成部材
６ 水供給手段
７ 送風装置
８ 水溜め部
９ 霧化手段
１０ 貫通孔
１１ 絶縁スペーサ
１２ 上流側電極
１３ 下流側電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧を印加することで放電する放電部を有し、少なくともＨ２Ｏ２を発生して放出する有効成分発生装置と、この有効成分発生装置で発生させた有効成分が室内に放出される放出室とを備え、この放出室の内面を構成する内面構成部材にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでいることを特徴とするＯＨラジカル生成システム。
【請求項２】
前記有効成分発生装置が、前記放電部の放電電極に水を供給する水供給手段を備え、水が供給された前記放電電極に電圧印加部で高電圧を印加するものであることを特徴とする請求項１記載のＯＨラジカル生成システム。
【請求項３】
前記有効成分発生装置が、送風装置と、送風装置で送風される空気流の下流側に配置される前記放電部と、この放電部の下流側に配置される水溜め部と、この水溜め部内の液を霧化して放出する霧化手段とを備えたものであって、前記放電部は、前記送風装置からの送風が導入される微小な貫通孔を有する絶縁スペーサと、この絶縁スペーサの上流側に配置される上流側電極と、前記絶縁スペーサの下流側に配置される下流側電極とからなり、前記水溜め部は、前記放電部の絶縁スペーサの貫通孔と連通するものであることを特徴とする請求項１記載のＯＨラジカル生成システム。
【請求項４】
請求項１又は請求項２又は請求項３のいずれかに記載の内面構成部材であって、この内面構成部材にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでいることを特徴とする内面構成部材。
【請求項１】
高電圧を印加することで放電する放電部を有し、少なくともＨ２Ｏ２を発生して放出する有効成分発生装置と、この有効成分発生装置で発生させた有効成分が室内に放出される放出室とを備え、この放出室の内面を構成する内面構成部材にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでいることを特徴とするＯＨラジカル生成システム。
【請求項２】
前記有効成分発生装置が、前記放電部の放電電極に水を供給する水供給手段を備え、水が供給された前記放電電極に電圧印加部で高電圧を印加するものであることを特徴とする請求項１記載のＯＨラジカル生成システム。
【請求項３】
前記有効成分発生装置が、送風装置と、送風装置で送風される空気流の下流側に配置される前記放電部と、この放電部の下流側に配置される水溜め部と、この水溜め部内の液を霧化して放出する霧化手段とを備えたものであって、前記放電部は、前記送風装置からの送風が導入される微小な貫通孔を有する絶縁スペーサと、この絶縁スペーサの上流側に配置される上流側電極と、前記絶縁スペーサの下流側に配置される下流側電極とからなり、前記水溜め部は、前記放電部の絶縁スペーサの貫通孔と連通するものであることを特徴とする請求項１記載のＯＨラジカル生成システム。
【請求項４】
請求項１又は請求項２又は請求項３のいずれかに記載の内面構成部材であって、この内面構成部材にＦｅ又はＭｎ又はＣｏの何れかを含んでいることを特徴とする内面構成部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２２９５７１（Ｐ２０１１−２２９５７１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１００２７５（Ｐ２０１０−１００２７５）
【出願日】平成２２年４月２３日（２０１０．４．２３）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２３日（２０１０．４．２３）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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