JP2018110648A - 空気清浄器、ファンフィルタユニット - Google Patents

Abstract

【課題】生物微粒子を確実に低減しつつ消費電力を抑えることができる空気清浄器を提供すること。【解決手段】本発明の空気清浄器１０は、プラズマ発生器１１とオゾンフィルタ１２とを備える。プラズマ発生器１１はプラズマパネル積層体２０を備える。プラズマパネル積層体２０は、放電電極２４の少なくとも一部が誘電体２５で覆われた電極パネル２３を積層した構造を有する。プラズマパネル積層体２０は、隣接する電極パネル２３間の隙間Ｓ１に気体Ａ１を流して電圧を印加することにより、プラズマを発生させる。オゾンフィルタ１２は、プラズマ発生器１１の下流側に配設され、オゾンを分解する触媒を触媒担体３０に担持させてなる。【選択図】図２

Description

本発明は、空気清浄器及びそれを使用したファンフィルタユニットに関するものである。

室内の生物微粒子及び非生物微粒子を制御し、同時に室内の温湿度及び圧力を制御できる施設として、いわゆるバイオロジカルクリーンルーム（ＢＣＲ：biological clean room ）が従来からよく知られている。バイオロジカルクリーンルームの設置を必要とする設備には、手術室や無菌室等の医療系の設備、バイオ系の実験設備、薬品系や食品系の工場などがある。そしてこれらの設備では、大気に浮遊する菌を殺菌し、ウイルスを不活性化する必要がある。

この種のバイオロジカルクリーンルームには、通常、浄化した空気を室内に送るための装置であるファンフィルタユニットが設けられている（例えば、特許文献１，２参照）。例えば、特許文献１においては、除菌ＨＥＰＡフィルタ（High
Efficiency Particulate Air Filter）を用い、浮遊する菌やウイルスを捕集除去する技術が開示されている。また、特許文献２においては、除去対象を加熱して放電処理することで不活性化等する技術が開示されている。これによると、４０℃の加熱条件ではウイルスの生存率９．８×１０^−３、６０℃の加熱条件ではウイルスの生存率９．９×１０^−５が達成されるとしている。

特開２０１５−８１７２０号公報（図１，図２等） 特許第５６８３２４７号公報（図１，図３等）

しかしながら、ＨＥＰＡフィルタを用いた特許文献１に記載の装置では、生物微粒子である菌やウイルスの捕集量が多くなると、微量ではあるものの菌やウイルスがＨＥＰＡフィルタを通過してしまう虞がある。その場合、バイオロジカルクリーンルーム内にそれらが浮遊してしまい、感染などの危険性が高まってしまう。また、ＨＥＰＡフィルタの交換では、作業者がＨＥＰＡフィルタに捕集された菌の感染を防ぐため、専用の防護服を着用する必要があり作業性が悪いという問題がある。さらに、ＨＥＰＡフィルタ自体が高価であり、その交換費用が高いという問題もある。従って、できればＨＥＰＡフィルタを延命して交換の頻度を少なくしたいという要請がある。

また、加熱と放電処理とを行う特許文献２に記載の装置では、ウイルスの生存率９．９×１０^−５の殺菌能力が示されているものの、さらなる改善が望まれている。また、処理されたきれいな空気をバイオロジカルクリーンルーム内に送り込む際には、冷却が必要になることが想定される。さらに、処理量が大きくなると所定の温度に処理空気を加熱するにあたり、消費電力が増加するという問題が発生する。また、放電処理の電撃による殺菌を確実に行うためには高電圧を印加しなければならず、これも消費電力が増加する原因になる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、生物微粒子を確実に低減しつつ消費電力を抑えることができる空気清浄器及びそれを用いたファンフィルタユニットを提供することにある。

上記課題を解決するための手段（手段１）としては、放電電極の少なくとも一部が誘電体で覆われた電極パネルを積層した構造を有し、隣接する前記電極パネル間の隙間に気体を流して電圧を印加することによりプラズマを発生させるプラズマパネル積層体を備えるプラズマ発生器と、前記プラズマ発生器の下流側に配設され、オゾンを分解する触媒を触媒担体に担持させてなるオゾンフィルタとを備えたことを特徴とする空気清浄器がある。

従って、上記手段１に記載の発明では、気体がプラズマ発生器の電極パネル間の隙間を通過する際に、誘電体バリア放電による電撃により、生物微粒子である菌が殺菌され、同じく生物微粒子であるウイルスが不活性化される。また、誘電体バリア放電を行うとオゾンを含む活性種が発生するが、発生した活性種の接触により、菌がさらに殺菌され、ウイルスがさらに不活性化される。さらに、オゾンがオゾンフィルタを通過するとオゾンが触媒に分解されて活性酸素が発生するが、活性酸素の接触により、殺菌されなかった一部の菌が殺菌され、不活性化されなかった一部のウイルスが不活性化される。即ち、上記３つの作用により、生物微粒子を確実に低減することができる。また、菌の殺菌やウイルスの不活性化を、オゾンフィルタだけでなくプラズマ発生器も用いて行っている。このため、菌の殺菌やウイルスの不活性化のために、気体を敢えて加熱したり冷却したりしなくても済む。

また、プラズマ発生器とオゾンフィルタとの両方を用いて菌の殺菌やウイルスの不活性化を行うため、気体の処理量が増加したとしても、電極パネル間の隙間に高電圧を印加しなくても済み、プラズマ発生器の消費電力の増加が抑えられる。しかも、電極パネル間の隙間への高電圧の印加を可能とするために、プラズマ発生器を大型化しなくても済むため、空気清浄器の小型化を図ることができる。

上記空気清浄器を構成するプラズマ発生器は、放電電極の一部が誘電体で覆われた電極パネルを積層した構造を有するプラズマパネル積層体を備える。ここで、放電電極の形成材料としては、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）などを挙げることができる。また、誘電体の形成材料としては、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）等のセラミックやそれらの混合物を挙げることができる。なお、放電電極の材料がタングステンであり、誘電体の材料がアルミナであれば、窒化アルミニウム等よりも焼成温度が低いため、プラズマパネル積層体を容易にかつ安価に形成することができる。

また、プラズマ発生器は、交流電源または直流パルス電源を用いて駆動されることが好ましい。このようにすれば、放電電極に対して一定間隔で電流が流れるようになるため、プラズマ発生器の消費電力や発熱量を低下させることができる。

上記空気清浄器を構成するオゾンフィルタは、オゾンを分解する触媒を触媒担体に担持させてなる。ここで、オゾンを分解する触媒の形成材料としては、例えば、二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）等の酸化マンガン、酸化ニッケル（ＮｉＯ）などを挙げることができる。なお、触媒の材料が酸化マンガンであれば、オゾンを触媒によって確実に分解することができる。

さらに、プラズマ発生器とオゾンフィルタとの間には、プラズマ発生器にて発生したオゾンを利用して殺菌を行う殺菌室が配設されていることが好ましい。このようにすれば、プラズマ発生器内と殺菌室内との両方において、オゾンが菌やウイルスに対して作用する。このため、殺菌室が存在しない場合に比べて、オゾンを菌やウイルスに対して一定時間作用させることができる。よって、菌を効率良く殺菌できるとともに、ウイルスを効率良く不活性化させることができる。

上記課題を解決するための別の手段（手段２）としては、ＨＥＰＡフィルタと、前記ＨＥＰＡフィルタに空気を送るブロアと、前記ＨＥＰＡフィルタよりも上流側に配置される上記手段１に記載の空気清浄器とを備えたことを特徴とするファンフィルタユニットがある。

従って、上記手段２に記載の発明では、気体がプラズマ発生器の電極パネル間の隙間を通過する際に、誘電体バリア放電による電撃により、生物微粒子である菌が殺菌され、同じく生物微粒子であるウイルスが不活性化される。また、誘電体バリア放電を行うとオゾンを含む活性種が発生するが、発生した活性種の接触により、菌がさらに殺菌され、ウイルスがさらに不活性化される。さらに、オゾンがオゾンフィルタを通過するとオゾンが触媒に分解されて活性酸素が発生するが、活性酸素の接触により、殺菌されなかった一部の菌が殺菌され、不活性化されなかった一部のウイルスが不活性化される。即ち、上記３つの作用により、生物微粒子を確実に低減することができる。その結果、ＨＥＰＡフィルタによる殺菌されていない菌や不活性化されていないウイルスの捕集量が少なくなるため、殺菌されていない菌や不活性化されていないウイルスがＨＥＰＡフィルタで捕集し切れずに通過してしまう、といった問題を解消することができる。ゆえに、比較的高価で交換費用が高いＨＥＰＡフィルタの延命が図られるため、ＨＥＰＡフィルタの交換の頻度を少なくすることができる。

また、プラズマ発生器とオゾンフィルタとの両方を用いて菌の殺菌やウイルスの不活性化を行うため、気体の処理量が増加したとしても、電極パネル間の隙間に高電圧を印加しなくても済み、プラズマ発生器の消費電力の増加が抑えられる。しかも、電極パネル間の隙間への高電圧の印加を可能とするために、プラズマ発生器を大型化しなくても済むため、空気清浄器の小型化を図ることができる。

本実施形態におけるファンフィルタユニットを示す要部断面図。 空気清浄器を示す概略断面図。 プラズマリアクタ及びオゾンフィルタを示す斜視図。 直流パルス電源から供給されるパルス電圧の波形を示すグラフ。 直流パルス電源から供給されるパルス電圧の波形を示すグラフ。 他の実施形態における空気清浄器を示す概略断面図。

以下、本発明を空気清浄器及びそれを用いたファンフィルタユニットに具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１に示されるように、本実施形態のファンフィルタユニット１は、外部から取り込んだ空気Ａ１（気体）を浄化してバイオロジカルクリーンルーム４に供給する装置である。バイオロジカルクリーンルーム４内には、内部空間を上部領域７と下部領域８とに区画する区画板６が設けられている。区画板６は、水平に配置されており、ファンフィルタユニット１を支持するようになっている。

また、ファンフィルタユニット１は、ＨＥＰＡフィルタ２、ブロア３及び空気清浄器１０を備えている。ＨＥＰＡフィルタ２は、バイオロジカルクリーンルーム４外から空気Ａ１を供給する供給管５の下流側に配置されており、空気Ａ１に含まれている生物微粒子（具体的には、菌やウイルス）を捕集除去する機能を有している。ブロア３は、供給管５においてＨＥＰＡフィルタ２よりも上流側に配置されており、ＨＥＰＡフィルタ２に空気Ａ１を送る機能を有している。空気清浄器１０は、ＨＥＰＡフィルタ２及びブロア３よりも上流側に配置されている。

図２，図３に示されるように、本実施形態の空気清浄器１０は、プラズマリアクタ１１（プラズマ発生器）及びオゾンフィルタ１２を備えている。プラズマリアクタ１１及びオゾンフィルタ１２は、供給管５内に収容されたハウジング１３内に収容されている。

なお、ハウジング１３は、例えばステンレス（本実施形態ではＳＵＳ３１６）を用いて矩形筒状に形成されている。ハウジング１３の第１端部（図２では左端部）は供給管５の上流側に配置され、ハウジング１３の第２端部（図２では右端部）は供給管５の下流側に配置されている。なお、バイオロジカルクリーンルーム４外の空気Ａ１は、供給管５の上流側から第１端部を介してハウジング１３内に流入し、ハウジング１３内を通過した後、第２端部を介して供給管５の下流側に流出する。

また、ハウジング１３とプラズマリアクタ１１との間やハウジング１３とオゾンフィルタ１２との間には、隙間を埋めて保持する保持部材としてのマット（図示略）が介在されている。マットは、プラズマリアクタ１１及びオゾンフィルタ１２をハウジング１３に固定する機能を有している。ここで、マットを構成する材料としては、例えば、セラミック繊維、金属繊維、発泡金属等の絶縁材料を用いることができる。

図２，図３に示されるように、プラズマリアクタ１１は、直流パルス電源（図示略）を用いて駆動され、プラズマパネル積層体２０を備えている。プラズマパネル積層体２０は、一対のガス通過面２１，２２を有し、縦７５ｍｍ×横７５ｍｍ×奥行１０ｍｍの略直方体状を成している。両ガス通過面２１，２２は、プラズマパネル積層体２０において互いに反対側に位置している。また、プラズマパネル積層体２０は、複数の電極パネル２３を積層した構造を有している。各電極パネル２３は、ハウジング１３内における空気Ａ１の通過方向と平行に配置されており、互いに隙間Ｓ１（本実施形態では、０．５ｍｍの隙間）を有するように配置されている。

なお、各電極パネル２３には、プラズマパネル積層体２０の厚さ方向に沿って第１の配線（図示略）及び第２の配線（図示略）が交互に電気的に接続されている。第１の配線は、直流パルス電源の第１の端子に電気的に接続され、第２の配線は、直流パルス電源の第２の端子に電気的に接続されている。

図２，図３に示されるように、本実施形態の電極パネル２３は、略矩形板状を成し、放電電極２４（厚さ１０μｍ）の全てが矩形板状の誘電体２５で覆われた構造を有している。本実施形態では、放電電極２４の材料がタングステン（Ｗ）であり、誘電体２５の材料がアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）である。また、隣接する電極パネル２３の間には、一対のスペーサ２６が介在されている。両スペーサ２６は、空気Ａ１が通過するガス流路（図示略）に沿って延びるとともに、ガス流路を挟んで互いに反対側に配置されている。なお、両スペーサ２６間の領域が、上述した隙間Ｓ１となる。

なお、各電極パネル２３は、複数の放電電極２４を１枚おきに導通させる導通構造（図示略）を２系統有している。導通構造は、スルーホール導体及びパッドを含んで構成されている。スルーホール導体は、電極パネル２３を厚さ方向に貫通している。パッドは、電極パネル２３の表裏面に形成されており、スルーホール導体の両端部にそれぞれ電気的に接続されている。また、各スペーサ２６は、導通構造の一部を構成する導通部（図示略）を有している。即ち、各導通部は、スルーホール導体及び表面電極を備えている。スルーホール導体は、スペーサ２６を厚さ方向に貫通している。表面電極は、スペーサ２６の表裏面に形成されており、スルーホール導体の両端部にそれぞれ電気的に接続されるとともに、電極パネル２３のパッドに面接触可能となっている。

なお、図２，図３に示されるように、本実施形態のプラズマリアクタ１１は、隙間Ｓ１を流れる空気Ａ１に含まれている生物微粒子を除去するために用いられる。この場合、直流パルス電源から隣接する電極パネル２３間にパルス電圧（例えば、ピーク電圧：４〜２０ｋＶ、周波数：２０ｋＨｚ以上）が印加されると、誘電体バリア放電が生じ、放電電極２４間に誘電体バリア放電によるプラズマが発生する。そして、誘電体バリア放電による電撃により、放電電極２４間を流通する空気Ａ１に含まれる菌が殺菌され、同じく放電電極２４間を流通する空気Ａ１に含まれるウイルスが不活性化される。

図２，図３に示されるように、オゾンフィルタ１２は、プラズマリアクタ１１の下流側に配置され、触媒担体３０を備えている。触媒担体３０は、一対のガス通過面３１，３２を有し、縦７５ｍｍ×横７５ｍｍ×奥行２０ｍｍ〜４０ｍｍ（本実施形態では４０ｍｍ）の略直方体状を成している。両ガス通過面３１，３２は、触媒担体３０において互いに反対側に位置している。

また、オゾンフィルタ１２は、オゾンを分解する触媒（図示略）を触媒担体３０に担持させることにより構成されている。具体的に言うと、触媒担体３０には、断面矩形状をなす複数の貫通孔３３が格子状に形成されている。即ち、本実施形態の触媒担体３０は、いわゆるハニカム構造体である。また、各貫通孔３３は、ハウジング１３内における空気Ａ１の通過方向と平行に配置されており、ガス通過面３１，３２の両方において開口している。そして、各貫通孔３３の内側面には、触媒が塗布されている。本実施形態では、触媒担体３０の材料がコージェライトであり、触媒の材料が二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）である。

なお、図２，図３に示されるように、本実施形態のオゾンフィルタ１２は、プラズマリアクタ１１にて誘電体バリア放電を行った際に発生したオゾンを分解するために用いられる。この場合、オゾンが貫通孔３３を通過すると、オゾンが触媒に分解されて活性酸素が発生する。そして、活性酸素の接触により、プラズマリアクタ１１によって殺菌されなかった菌が殺菌され、プラズマリアクタ１１によって不活性されなかったウイルスが不活性化される。

また、ハウジング１３内におけるプラズマリアクタ１１及びオゾンフィルタ１２は、互いに離間して配置されている。その結果、プラズマリアクタ１１とオゾンフィルタ１２との間には、殺菌室４１が配設されるようになる。殺菌室４１は、プラズマリアクタ１１にて発生したオゾンを利用して、菌の殺菌とウイルスの不活性化とを行うようになっている。なお、殺菌室４１は、縦７５ｍｍ×横７５ｍｍの断面正方形状を成している。また、空気Ａ１の通過方向における殺菌室４１の長さは、プラズマリアクタ１１の奥行の長さ（１０ｍｍ）よりも長く、本実施形態では４０ｍｍに設定されている。

次に、ファンフィルタユニット１による空気Ａ１の供給方法を説明する。

まず、プラズマリアクタ１１の電極パネル２３間にパルス電圧を印加して誘電体バリア放電を発生させ、放電電極２４間に誘電体バリア放電によるプラズマを発生させる。これに伴い、オゾンを含む活性酸素（活性種）が発生する。なお、プラズマ発生時のプラズマリアクタ１１の温度は、３０℃以下（本実施形態では２３℃）となっている。また、ブロア３を駆動し、バイオロジカルクリーンルーム４の外部から供給管５内に空気Ａ１を取り込む。その結果、空気Ａ１はプラズマリアクタ１１に導かれる。

プラズマリアクタ１１に導かれた空気Ａ１が電極パネル２３間の隙間Ｓ１を通過すると、誘電体バリア放電による電撃により、空気Ａ１に含まれている菌が殺菌され、同じく空気Ａ１に含まれているウイルスが不活性化される。また、誘電体バリア放電で発生したプラズマに含まれている陽イオンが衝突することにより、菌が殺菌され、ウイルスが不活性化される。さらに、誘電体バリア放電により発生した活性酸素の接触により、菌が殺菌され、ウイルスが不活性化される。なお、菌やウイルスの一部は、誘電体バリア放電において発生する熱により燃焼する。その後、オゾン及び空気Ａ１は、殺菌室４１に導かれる。

なお、陽イオンを確実に菌やウイルスに衝突させるためには、菌やウイルスが電極パネル２３を通過するまでの間に、少なくとも１回は誘電体バリア放電を発生させる必要がある。そこで、本実施形態では、隙間Ｓ１を通過する空気Ａ１の流速をＶ、空気Ａ１が流れる方向に沿った放電電極２４の長さをＬ、プラズマリアクタ１１に印加される電圧においてプラズマリアクタ１１で放電が開始されるに十分な電圧の１秒当りの印加回数をＫとしたときに、Ｌ／Ｖ≧１／Ｋの関係を満たすように各値を設定している。ここで、流速Ｖは、空気Ａ１の総流量をＱ（ｍ^３／ｓｅｃ）、隙間Ｓ１の開口面積をＡ（ｍ^２）としたとき、Ｖ＝Ｑ／Ａの関係を満たすように設定される。なお、例えば図４，図５に示されるように、放電電極２４に印加されるパルス電圧の波形Ｃ１，Ｃ２は、正電圧のピークＰ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，…と負電圧のピークＰ１２，Ｐ２２，Ｐ３２，…とを交互に繰り返す波形である。波形Ｃ２の周期は、波形Ｃ１の周期よりも短くなっている。なお、波形Ｃ１，Ｃ２では、正電圧のピークＰ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，…の周期が、菌やウイルスが電極パネル２３を通過するまでの時間よりも短くなっている。

殺菌室４１では、プラズマリアクタ１１にて発生したオゾンが、空気Ａ１に含まれている菌やウイルスに対してさらに作用する。その結果、オゾンが菌やウイルスに対して一定時間作用するため、プラズマリアクタ１１を通過する際に殺菌されなかった菌が殺菌され、プラズマリアクタ１１を通過する際に不活性化されなかったウイルスが不活性化される。その後、オゾン及び空気Ａ１は、オゾンフィルタ１２に導かれる。

オゾンフィルタ１２に導かれたオゾンが貫通孔３３を通過すると、オゾンが触媒に分解されて活性酸素が発生する。詳述すると、触媒の表面の二酸化マンガンにオゾンが接触した際に、オゾン分子（Ｏ_３）を構成する酸素原子の１つがマンガン（Ｍｎ）に奪い取られることにより、オゾン分子が酸素原子（Ｏ）と酸素分子（Ｏ_２）とに分解される。なお、マンガンに奪い取られた酸素原子は、活性酸素であるため、オゾンと反応することでさらにオゾンを分解する。

そして、オゾンフィルタ１２に導かれた空気Ａ１が貫通孔３３を通過すると、触媒に分解されることにより発生した活性酸素が空気Ａ１に含まれている菌やウイルスに接触する。その結果、プラズマリアクタ１１及び殺菌室４１を通過しても殺菌されなかった菌が殺菌され、プラズマリアクタ１１及び殺菌室４１を通過しても不活性化されなかったウイルスが不活性化される。

その後、空気Ａ１は、供給管５の下流側に導かれてＨＥＰＡフィルタ２を通過する。このとき、殺菌された菌や不活性化されたウイルスに加えて、ごく一部の殺菌されなかった菌や不活性化されなかったウイルスがＨＥＰＡフィルタ２によって捕集され、空気Ａ１が浄化される。そして、浄化された空気Ａ１は、バイオロジカルクリーンルーム４の下部領域８内に供給される。

次に、空気清浄器１０の評価方法及びその結果を説明する。

まず、空気清浄器１０によって不活性化するウイルスとして、大腸菌ファージΦＸ１７４を準備した。次に、プラズマリアクタ１１の通電をオフにした状態で、プラズマリアクタ１１及びオゾンフィルタ１２に対してウイルスを通過させた。そして、プラズマリアクタ１１及びオゾンフィルタ１２を通過したにもかかわらず不活性化されていないウイルスを観察し、観察されたウイルス数をＡ（ＰＦＵ／５０Ｌ−ａｉｒ）とした。なお、「ＰＦＵ」とは、Plaque Forming Unit の略である。また、プラズマリアクタ１１の通電をオンにした状態で、プラズマリアクタ１１及びオゾンフィルタ１２に対してウイルスを通過させた。そして、プラズマリアクタ１１及びオゾンフィルタ１２を通過したにもかかわらず不活性化されていないウイルスを観察し、観察されたウイルス数をＢ（ＰＦＵ／５０Ｌ−ａｉｒ）とした。次に、観察結果に基づいて、ウイルスの生存率、即ち、ウイルスを不活性化できなかった確率（＝Ｂ÷Ａ）を算出した。

その結果、本実施形態の空気清浄器１０では、ウイルス数Ａが１８３３３個、ウイルス数Ｂが１個であったため、ウイルスの生存率が５．５×１０^−５（＝１／１８３３３）になることが確認された。従って、プラズマリアクタ１１及びオゾンフィルタ１２の両方を用いてウイルスの不活性化を行えば、例えばプラズマリアクタ１１を加熱したりしなくても、ウイルスを確実に不活性化できることが証明された。

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態の空気清浄器１０では、プラズマリアクタ１１、オゾンフィルタ１２及び殺菌室４１により、生物微粒子である菌が殺菌され、同じく生物微粒子であるウイルスが不活性化されるため、生物微粒子を確実に低減することができる。その結果、ＨＥＰＡフィルタ２による殺菌されていない菌や不活性化されていないウイルスの捕集量が少なくなるため、殺菌されていない菌や不活性化されていないウイルスがＨＥＰＡフィルタ２で捕集し切れずに通過してしまう、といった問題を解消することができる。また、仮に、菌やウイルスがＨＥＰＡフィルタ２を通過してバイオロジカルクリーンルーム４の下部領域８内に到達したとしても、殺菌されていない菌や不活性化されていないウイルスは下部領域８内に殆ど存在しないため、感染の可能性はほぼ０％となる。しかも、殺菌されていない菌や不活性化されていないウイルスがＨＥＰＡフィルタ２に殆ど堆積しないため、ＨＥＰＡフィルタ２の交換時の作業性を改善することができる（防護服の簡易化など）。さらに、菌やウイルスの一部は、プラズマリアクタ１１での誘電体バリア放電により燃焼してしまうため、ＨＥＰＡフィルタ２への菌やウイルスの堆積量が低減される。ゆえに、比較的高価で交換費用が高いＨＥＰＡフィルタ２の延命が図られるため、ＨＥＰＡフィルタ２の交換の頻度を少なくすることができる。また、菌の殺菌やウイルスの不活性化のために、空気Ａ１を敢えて加熱する必要はないため、空気Ａ１の冷却も不要である。

（２）本実施形態では、プラズマリアクタ１１、オゾンフィルタ１２及び殺菌室４１によって菌の殺菌やウイルスの不活性化を行うため、空気Ａ１の処理量が増加したとしても、電極パネル２３間の隙間Ｓ１に高電圧を印加しなくても済み、プラズマリアクタ１１の消費電力の増加が抑えられる。しかも、電極パネル２３間の隙間Ｓ１への高電圧の印加を可能とするために、プラズマリアクタ１１を大型化しなくても済むため、空気清浄器１０の小型化を図ることができる。

（３）例えば、多数の孔を有するケース内にペレット状の触媒を充填したものを、オゾンフィルタの触媒担体として用いることが考えられる。しかし、この場合、空気が触媒担体を通過する際の抵抗が大きいため、オゾンフィルタ内における圧力損失が大きくなるという問題がある。一方、本実施形態では、オゾンフィルタ１２の触媒担体３０が、空気Ａ１の通過方向と平行に延びる貫通孔３３を格子状に配置してなる構造（ハニカム構造体）を有している。その結果、空気Ａ１が触媒担体３０を通過する際の抵抗が低減されるため、オゾンフィルタ１２内における圧力損失を抑えることができる。ひいては、バイオロジカルクリーンルーム４の下部領域８内に対する空気Ａ１の供給を効率良く行うことができる。

（４）本実施形態のプラズマリアクタ１１は、周波数が２０ｋＨｚ以上の直流パルス電源を用いて駆動されている。この場合、直流パルス電源の周波数は可聴域よりも高いため、プラズマリアクタ１１の駆動時に発生する騒音を低減することができる。

なお、上記実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記実施形態の空気清浄器１０では、プラズマリアクタ１１とオゾンフィルタ１２とが互いに離間配置されていたため、結果的にプラズマリアクタ１１とオゾンフィルタ１２との間には殺菌室４１が配設されるようになっていた。しかし、図６の空気清浄器１０Ａに示されるように、プラズマリアクタ１１Ａ（プラズマ発生器）とオゾンフィルタ１２Ａとを接近させることにより、殺菌室４１を省略してもよい。

・上記実施形態のプラズマリアクタ１１は、直流パルス電源を用いて駆動されていたが、交流電源を用いて駆動されていてもよい。なお、交流電源を用いる場合も、周波数は可聴域よりも高い２０ｋＨｚ以上であることが好ましい。このようにすれば、プラズマリアクタ１１の駆動時に発生する騒音を低減することができる。

・上記実施形態のオゾンフィルタ１２では、触媒担体３０の材料がコージェライトであったが、アルミナや窒化アルミニウム等の他のセラミックからなっていてもよいし、セラミック以外のもの、例えばステンレス（ＳＵＳ３１６）等のような金属からなっていてもよい。触媒担体３０の材料がステンレスであれば、プラズマやオゾンに強く、腐食しにくい触媒担体とすることができる。

・上記実施形態のファンフィルタユニット１では、ＨＥＰＡフィルタ２と空気清浄器１０との間にブロア３が配置されていた。しかし、ブロア３は、空気清浄器１０よりも上流側に配置されていてもよいし、空気清浄器１０を構成するプラズマリアクタ１１とオゾンフィルタ１２との間に配置されていてもよい。

・上記実施形態では、オゾンフィルタ１２の触媒担体３０に触媒が担持されていた。しかし、触媒担体３０に担持されている触媒と同じ触媒をＨＥＰＡフィルタ２に塗布するなどして、ＨＥＰＡフィルタ２にも触媒を担持させるようにしてもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）上記手段１において、前記触媒担体の材料がステンレスであることを特徴とする空気清浄器。

（２）上記手段１において、前記触媒担体はハニカム構造体であることを特徴とする空気清浄器。

（３）上記手段１において、前記プラズマ発生器は、周波数が２０ｋＨｚ以上の電源を用いて駆動されることを特徴とする空気清浄器。

（４）上記手段１において、前記電極パネル間の隙間を通過する気体の流速をＶとし、前記気体が流れる方向に沿った前記放電電極の長さをＬとし、電源から前記プラズマ発生器に印加される電圧において前記プラズマ発生器で放電が開始されるに十分な電圧の１秒当りの印加回数をＫとしたとき、Ｌ／Ｖ≧１／Ｋの関係を満たすように設定されていることを特徴とする空気清浄器。

（５）上記手段１において、プラズマ発生時の前記プラズマ発生器の温度は３０℃以下であることを特徴とする空気清浄器。

１…ファンフィルタユニット
２…ＨＥＰＡフィルタ
３…ブロア
１０，１０Ａ…空気清浄器
１１，１１Ａ…プラズマ発生器としてのプラズマリアクタ
１２，１２Ａ…オゾンフィルタ
２０…プラズマパネル積層体
２３…電極パネル
２４…放電電極
２５…誘電体
３０…触媒担体
４１…殺菌室
Ａ１…気体としての空気
Ｓ１…隙間

Claims (6)

1. 放電電極の少なくとも一部が誘電体で覆われた電極パネルを積層した構造を有し、隣接する前記電極パネル間の隙間に気体を流して電圧を印加することによりプラズマを発生させるプラズマパネル積層体を備えるプラズマ発生器と、
   前記プラズマ発生器の下流側に配設され、オゾンを分解する触媒を触媒担体に担持させてなるオゾンフィルタと
   を備えたことを特徴とする空気清浄器。
2. 前記触媒の材料が酸化マンガンであることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄器。
3. 前記放電電極の材料がタングステンであり、前記誘電体の材料がアルミナであることを特徴とする請求項１または２に記載の空気清浄器。
4. 前記プラズマ発生器と前記オゾンフィルタとの間には、前記プラズマ発生器にて発生した前記オゾンを利用して殺菌を行う殺菌室が配設されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気清浄器。
5. 前記プラズマ発生器は、交流電源または直流パルス電源を用いて駆動されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気清浄器。
6. ＨＥＰＡフィルタと、前記ＨＥＰＡフィルタに空気を送るブロアと、前記ＨＥＰＡフィルタよりも上流側に配置される請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空気清浄器とを備えたことを特徴とするファンフィルタユニット。

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