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公開番号2024131978
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023042590
出願日2023-03-17
発明の名称プラズマ除菌装置、プラズマ除菌方法、及び空気調和機
出願人株式会社東芝,日本キヤリア株式会社
代理人弁理士法人サクラ国際特許事務所
主分類B03C 3/40 20060101AFI20240920BHJP(液体による,または,風力テーブルまたはジグによる固体物質の分離;固体物質または流体から固体物質の磁気または静電気による分離,高圧電界による分離)
要約【課題】空気中に浮遊するウイルスや菌等の集塵(捕集)性を維持しつつ、集塵したウイルスや細菌を不活化することを可能にしたプラズマ除菌装置を提供する。
【解決手段】実施形態のプラズマ除菌装置1は、先端部Eを有する放電電極3と、接地されたフィン電極2と、放電電極3に電圧波形を印加する高電圧電源4と、電圧波形を切替える電圧波形切替機5とを具備する。高電圧電源4は、放電電極3の先端部E周辺にコロナ放電を生じさせるための第1高電圧電源4Aと、放電電極3の先端部Eからフィン電極2に向けてストリーマ放電を生じさせるための第2高電圧電源4Bとを備える。電圧波形切替機5は、コロナ放電とストリーマ放電とを切替えるように構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
放電を可能にする先端部を有する放電電極と、前記放電電極の前記先端部と対向配置され、接地されたフィン電極と、前記放電電極に電圧波形を印加する高電圧電源と、前記電圧波形を切替える電圧波形切替機とを具備するプラズマ除菌装置であって、
前記高電圧電源は、前記放電電極の前記先端部周辺にコロナ放電を生じさせるための第１高電圧電源と、前記放電電極の前記先端部から前記フィン電極に向けてストリーマ放電を生じさせるための第２高電圧電源とを備え、
前記電圧波形切替機は、前記コロナ放電と前記ストリーマ放電とを切替えるように構成されている、プラズマ除菌装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記放電電極は、前記先端部が同一平面内に複数並んでいる板状電極を備える、請求項1に記載のプラズマ除菌装置。
【請求項３】
前記第１高電圧電源は前記コロナ放電を生じさせるための第１電圧波形を有し、前記第２高電圧電源は前記第１電圧波形と同極性を有し、かつ前記第１電圧波形との合計電圧で前記ストリーマ放電を生じさせるための第２電圧波形を有し、
前記電圧波形切替機は、前記第２高電圧電源の動作を切替えるように構成されている、請求項１に記載のプラズマ除菌装置。
【請求項４】
前記放電電極は、前記先端部を有する複数の板状電極を備える、請求項１に記載のプラズマ除菌装置。
【請求項５】
前記第２高電圧電源の前記第２電圧波形は、前記第１高電圧電源の前記第１電圧波形より絶対値が高い電圧波形を有する、請求項２に記載のプラズマ除菌装置。
【請求項６】
前記第１高電圧電源の前記第１電圧波形は負の電圧であり、前記第２高電圧電源の前記第２電圧波形は正の電圧である、請求項１に記載のプラズマ除菌装置。
【請求項７】
前記第１高電圧電源の前記第１電圧波形は－１５ｋＶ以上－５ｋＶ以下の電圧であり、前記第２高電圧電源の前記第２電圧波形は＋１５ｋＶ以上＋２３ｋＶ以下の電圧である、請求項１に記載のプラズマ除菌装置。
【請求項８】
放電電極に高電圧電源からコロナ放電のための第１電圧波形を印加し、前記放電電極の先端部周辺にコロナ放電を生じさせ、大気中の微粒子、ウイルス、及び菌を前記フィン電極上に集塵する第１のプロセスと、
前記放電電極に前記高電圧電源からストリーマ放電のための第２電圧波形を印加し、前記放電電極の前記先端部から前記フィン電極に向けてストリーマ放電を生じさせ、前記フィン電極上に集塵したウイルス及び菌を不活化する第２のプロセスと
を具備するプラズマ除菌方法。
【請求項９】
前記第２のプロセスにおける前記第２電圧波形は、前記第１のプロセスにおける前記第１電圧波形と同極性を有し、かつ前記第１電圧波形との合計電圧で前記ストリーマ放電を生じさせる電圧波形を有する、請求項８に記載のプラズマ除菌方法。
【請求項１０】
前記第２のプロセスにおける前記第２電圧波形は、前記第１のプロセスにおける前記第１電圧波形より絶対値が高い電圧波形を有する、請求項８に記載のプラズマ除菌方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラズマ除菌装置、プラズマ除菌方法、及び空気調和機に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
大気中に浮遊するＰＭ２．５（粒径２．５μｍ以下の微小な粒子状物質）やＰＭ０．１（粒径０．１μｍサイズの微小な粒子状物質）等の微粒子は、肺胞に入り込んで沈着する可能性があり、人体への悪影響が懸念されている。このような微粒子による健康懸念が拡大するにつれて、家庭内やオフィス内等の空気の清浄化が重要となっている。大気中微粒子をフィルタ方式や電気集塵方式で積極的に集塵及び除去する機能を有するエアコンも作製されている。例えば、エアコン搭載の電気集塵機としては、熱交換フィンに大気中の微粒子を集塵し、ドレン水で洗い流すという方式が知られており、圧損が少なく、メンテナンスフリーな高効率集塵機として注目されている。
【０００３】
一方、感染症対策として、飛沫や大気中に浮遊するウイルス（０．１μｍサイズ）や細菌（１μｍサイズ）の除去（除菌）も重要になっている。ここでは、ウイルスや細菌の除去を合わせて除菌と言う。ウイルスや細菌も微粒子の一種であり、電気集塵機で捕集できることが検証されている。さらに、大気中の大部分のウイルスはＰＭ２．５や口からの飛沫等の微粒子に付着しているとも言われている。つまり、上記した電気集塵機によって、ウイルス類は直接あるいは微粒子付着物として、熱交換フィンに捕集される。
【０００４】
しかしながら、ウイルスは熱交換フィンに捕集された後に、熱交換フィン上で直ぐには死滅せず、数時間から数日間生存する。このため、捕集したウイルスや細菌が熱交換フィンから再浮遊したり、ドレン水に含まれた状態で外部に流れ出すことが懸念される。このため、熱交換フィン等によるウイルスや細菌等の集塵性を維持しつつ、集塵したウイルスや細菌等を不活化することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６３１６０４７号
特開２０１４－１４７８６９号公報
特開２０１６－１８３４６１号公報
【非特許文献】
【０００６】
東芝レビュー，Ｖｏｌ７０，Ｎｏ８，ｐ４１－４４, ２０１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、空気中に浮遊するウイルスや菌等の集塵性を維持しつつ、集塵したウイルスや細菌を不活化することを可能にしたプラズマ除菌装置、プラズマ除菌方法、及び空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のプラズマ除菌装置は、放電を可能にする先端部を有する放電電極と、前記放電電極の前記先端部と対向配置され、接地されたフィン電極と、前記放電電極に電圧波形を印加する高電圧電源と、前記電圧波形を切替える電圧波形切替機とを具備する。実施形態のプラズマ除菌装置において、前記高電圧電源は、前記放電電極の前記先端部周辺にコロナ放電を生じさせるための第１高電圧電源と、前記放電電極の前記先端部から前記フィン電極に向けてストリーマ放電を生じさせるための第２高電圧電源とを備え、前記電圧波形切替機は、前記コロナ放電と前記ストリーマ放電とを切替えるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１の実施形態のプラズマ除菌装置を示す斜視図である。
図１に示すプラズマ除菌装置におけるコロナ放電の生成状態を示す側面図である。
図１に示すプラズマ除菌装置におけるストリーマ放電の生成状態を示す側面図である。
図１に示すプラズマ除菌装置における放電電極とフィン電極とのギャップに基づく印加電圧及び放電電流に対する放電特性との関係を示す図である。
図１に示すプラズマ除菌装置における処理経過状態と残存ウイルス数との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態のプラズマ除菌装置について、図面を参照して説明する。なお、各実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、その説明を一部省略する場合がある。図面は模式的なものであり、各部の厚さと平面寸法との関係、各部の厚さの比率等は現実のものとは異なる場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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