放電單元以及使用了其的空氣淨化裝置製造方法

2023-05-31 16:41:16 2

放電單元以及使用了其的空氣淨化裝置製造方法
【專利摘要】放電單元從電源部(20)向第1放電電極(17)和具備孔部(21)的第1對置電極(14)施加電壓來發生電暈放電以產生離子。第1放電電極(17)和第1對置電極(14)被非接觸且正交地配置。而且，使第1放電電極前端部(17a)從孔部(21)突出，第1放電電極前端部(17a)突出的一側的第1對置電極表面(14a)具備半導電性的第1半導電部(18)。
【專利說明】放電單元以及使用了其的空氣淨化裝置

【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及放電單元以及使用了其的空氣淨化裝置。

【背景技術】
[0002]以往，已知利用電暈放電來產生臭氧以及負離子等，來進行室內空間的除菌以及除臭的裝置。該裝置具有針狀電極和接地電極。而且，在針狀電極與接地電極之間被施加高電壓，在針狀電極的前端部發生電暈放電。由於該電暈放電，將產生臭氧以及負離子(例如參照專利文獻I)。
[0003]在專利文獻I所記載的裝置中，為了防止放電的火花，作為放電電極的針狀電極、和作為對置電極的接地電極需要一定的距離。此外，由於針狀電極和接地電極被平行地配置，因此離子風的產生方向、和電暈放電的產生部位發生偏離，所生成的離子未被有效地擴散。此外，離子的釋放量不容易增加。
[0004]在先技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2004-18348號公報


【發明內容】

[0007]本發明的放電單元從電源部向針狀的第I放電電極、和具備孔部的平板狀的第I對置電極施加電壓來發生電暈放電，以產生離子。在此，使第I放電電極和第I對置電極非接觸且正交地配置，並且使第I放電電極的第I放電電極前端部從孔部突出。而且，第I放電電極前端部突出的一側的第I對置電極的第I對置電極表面具備半導電性的第I半導電部。
[0008]在這种放電單元中，由於第I對置電極表面具有半導電性，因此第I對置電極和第I放電電極靠近。其結果，放電電流增加，因此離子的產生量增加。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的實施方式I的空氣淨化裝置的立體圖。
[0010]圖2是該空氣淨化裝置的剖視圖。
[0011]圖3是該放電單元的分解立體圖。
[0012]圖4是該放電單元的外觀立體圖。
[0013]圖5是表示該放電單元的放電狀態的概念圖。
[0014]圖6是表示該空氣淨化裝置的控制電路的框圖。
[0015]圖7是該放電單元和靜電霧化單元的立體圖。
[0016]圖8是表示該空氣淨化裝置的靜電霧化單元的放電狀態的概念圖。
[0017]圖9是該放電單元和靜電霧化單元的變形例I的立體圖。
[0018]圖10是該放電單元和靜電霧化單元的變形例2的立體圖。
[0019]圖1lA是本發明的實施方式2的放電單元的外觀立體圖。
[0020]圖1lB是該放電單元的放電電路圖。
[0021]圖12是該放電單元的放電部的分解立體圖。
[0022]圖13是將該放電單元的電阻器配置在基板上的圖。
[0023]圖14是表示該放電單元的放電狀態的概念圖。
[0024]圖15是表示該放電單元的不同的電阻器的圖。
[0025]圖16是表示具有多個該放電單元的情況的圖。
[0026]圖17是表示該放電單元的第I放電電極和第I對置電極的圖。
[0027]圖18A是表示本發明的實施方式3的放電單元的放電狀態的概念圖。
[0028]圖18B是該放電單元的第I放電電極前端部的放大圖。

【具體實施方式】
[0029]以下，參照附圖來說明本發明的實施方式。再者，在本發明的實施方式中，活性種意味著臭氧等的具有氧化還原能力的成分。此外，離子意味著丟掉電子的氮分子、氧分子以及水等所構成的正離子、或者電子和氧分子等結合的負離子。
[0030](實施方式I)
[0031]圖1是本發明的實施方式I的空氣淨化裝置的立體圖，圖2是該空氣淨化裝置的剖視圖。如圖1、圖2所示，大致縱長箱形狀的空氣淨化裝置I從前面的四面吸入室內的空氣，通過空氣過濾器2而將該空氣變為淨化空氣。而且，空氣淨化裝置I將由放電單元7產生的離子、和由靜電霧化單元8產生的活性種連同淨化空氣一起從頂面向室內鼓風。
[0032]空氣淨化裝置I具備:具有吸氣口 3和排氣口 4的主體5、主體5內的鼓風部6、放電單元7、以及靜電霧化單元8。主體5通過位於吸氣口 3的相反側的隔板部9被劃分為連通吸氣口 3和排氣口 4的通風路線部10、和空間部11。
[0033]鼓風部6由被固定於隔板部9的電動機12、和通過電動機12進行旋轉的葉片部13而形成。通過鼓風部6而將從吸氣口 3吸入的空氣的一部分經由放電單元7以及靜電霧化單元8從排氣口 4被吹出。
[0034]圖3是本發明的實施方式I的放電單元的分解立體圖，圖4是該放電單元的外觀立體圖。如圖3、圖4所示，放電單元7由平板狀的第I對置電極14、針狀的第I放電電極
17、支承部件22、電源連接部19、和電源部20(記載於圖2)而形成。放電單元7從電源部20向第I放電電極17和第I對置電極14施加電壓來發生電暈放電以產生離子。
[0035]在此，第I對置電極14由具備孔部21的絕緣性基板16、半導電性的第I半導電部
18、和被設置在第I半導電部18的外周緣的導電部23而形成。第I放電電極17和第I對置電極14被非接觸且正交地配置。而且，第I放電電極17的第I放電電極前端部17a貫通圓形的孔部21並突出。此外,第I半導電部18被配備在第I放電電極前端部17a突出的一側的第I對置電極表面14a。電源連接部19與導電部23電連接。電源部20向電源連接部19以及第I放電電極17施加電壓。
[0036]另外，即便不存在孔部21，例如即便絕緣性基板16是具有一半大小的半圓的缺口的形狀，離子量也會增加。如專利文獻I所記載的那樣，在針狀電極和接地電極被平行地配置的情況下，由於電暈放電區域從針狀電極偏向接地電極側地生成，因此放電區域變小。另一方面，如本發明的實施方式I那樣，在第I放電電極17和第I半導電部18被大致正交地對置配置的情況下，形成從第I放電電極17觀察具有呈圓錐狀擴展的形狀的電暈放電區域。因而，電暈放電區域的範圍擴展，將產生更多的離子。在設有孔部21的情況下，由於朝向孔部21的端面產生電暈放電，因此若孔部21的直徑改變則電暈放電的擴展方式將變化。
[0037]如圖3、圖4所示，絕緣性基板16為平板形狀且在大致中央處具有孔部21。絕緣性基板16的端部經由支承部件22而被固定於圖2的隔板部9。
[0038]支承部件22由固定蓋22a、基座22b、和底板22c構成。在此，固定蓋22a固定為從兩面夾住第I對置電極14。底板22c對第I放電電極17進行固定。若組裝圖3所示的分解後的部件，則成為圖4的一部分被開口的筒形狀，支承部件22在內部設有第I放電電極17和第I對置電極14。
[0039]電源連接部19由SUS等的不鏽鋼、鋁、金、銀、或者銅等形成。另外，電源連接部19並不限於這些，只要是導電性的原料即可。
[0040]以下，使用圖3、圖4來詳細地說明各構成的特徵。
[0041]構成第I對置電極14的絕緣性基板16為四角平板形狀，在大致中央處具有孔部21。再者，絕緣性基板16的形狀可以為圓形、多角形，孔部21的形狀也不限於圓形狀，可以為四角形、多角形、或者橢圓形狀。
[0042]進而，絕緣性基板16隻要是不易被離子或者臭氧腐蝕的無機系、或氟樹脂即可。絕緣性基板16既可以為陶瓷基板，也可以為氟等的樹脂基板。作為陶瓷基板，使用的是包含S1、Al、Zn、T1、Mg的氧化物、或複合氧化物、碳化物、氮化物等，從成本和獲得容易度出發，氧化鋁為適當的。再者，期望絕緣性基板16的表面電阻為1(ΓΩ/ □以上。
[0043]此外，如圖3所示，第I半導電部18被設置在絕緣性基板16的一個面側的表面、即第I放電電極前端部17a貫通並突出的一側的第I對置電極表面14a、和孔部21的內面。若從第I放電電極前端部17a觀察，則第I半導電部18為環形狀。期望第I半導電部18的表面電阻為16 Ω/ □?101° Ω/ 口。在此，表面電阻率為施加1000V時的值。
[0044]進而，第I半導電部18是通過絲網印刷的刮墨刀在絕緣性基板16的表面塗覆半導電墨水，由此形成的。半導電墨水包含氧化錫等的導電劑和玻璃粉等的粘接劑。半導電墨水是氧化錫等的導電劑成分混合或溶解在溶劑中而成的。
[0045]粘接劑只要能粘接導電劑粒子和絕緣性基板16即可。作為粘接劑，可使用玻璃粉、矽膠、矽酸鹽化合物、或者鈦酸鹽化合物等。玻璃粉在化學性上具有非活性且耐氧化性，故優選。此外，可使用氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦的粉末、或氟樹脂粒子等。關於粘接劑的大小，為使形狀穩定化，優選的是大於導電劑粒子，也可以是導電劑粒子的2?100倍程度的大小。
[0046]作為導電劑粒子，從相對於氧化的穩定性和獲得容易度出發，優選氧化錫，除此之外也可使用Zn0、Pb02、CdO> ln203、T1203、Ga203、Fe3O4等的氧化物導電劑、以及它們的複合氧化物等。也可以使用在作為導電劑的氧化錫(SnO2)中摻雜了 Sb等的物質。
[0047]作為第I半導電部18而言，使用作為導電劑的SnO2和作為粘接劑的玻璃的情況下的構成比例優選為1: 4?1: 1，即導電劑為20?50重量％，玻璃為80?50重量％。從強度方面出發，作為粘接劑的玻璃需要50重量％以上的重量。為了變為半導電性、即表面電阻率變為106°Ω/ □?1kiQ/ □，期望包含20重量％以上的導電劑。
[0048]在作為粘接劑而使用玻璃的情況下，玻璃粉末被添加在適當的溶媒中進行混合，所製作成的半導電性墨水被印刷於絕緣性基板16。並且，存在被加熱至玻璃熔化的溫度為止而製作出在玻璃中分散有導電劑的狀態的方法。此外，存在使絕緣性的基板浸潰在混合氧化錫、玻璃和粘接劑而製作出的墨水中並進行乾燥的方法等。
[0049]此外，如圖3所示，導電部23被設置在覆蓋第I半導電部18的周緣部附近的表面外周部的位置。導電部23與電源連接部19和第I半導電部18電連接。此時，從第I放電電極17至導電部23為止的最短距離要比從第I放電電極17至第I半導電部18為止的最短距離長。在圖3的示例中，導電部23為四角形狀的金屬性平板，具有比孔部21的外周大的貫通孔24。
[0050]通過設為這種構成，從而流經第I放電電極17與電源連接部19之間的電流，例如將從第I放電電極17流經覆蓋孔部21內面的第I半導電部18。然後，電流流經絕緣性基板16的第I對置電極表面14a的第I半導電部18，經由導電部23而終於到達電源連接部
19。也就是說，因為沿表面放電的最短距離較長，所以不會引起火花放電，可謀求安全性的提升。
[0051]在此，導電部23的表面電阻率比第I半導電部18的表面電阻率小。具體而言，期望第I半導電部18的表面電阻率為106Ω/ □以上且小於1(ΓΩ/ □，導電部23的表面電阻率小於16 Ω/ □，電源連接部19的表面電阻率為ΙΟ—1 Ω / □以下。
[0052]進而，導電部23位於與孔部21的中心相距大致相等距離的位置處。具體而言，第I半導電部18為在從孔部21的外周向外部延伸了大致相等距離的位置處進行電連接的環形狀，導電部23位於其周緣部。也就是說，導電部23位於與第I放電電極17的前端相距大致相等距離的位置處。
[0053]導電部23位於與孔部21的外周相距大致相等距離的位置處。因而，在第I放電電極17與電源連接部19之間被施加了高電壓的情況下，流經第I放電電極17與電源連接部19之間的電流在導電部23整體中易於均勻地流動。此外，由於導電部23的表面電阻率比第I半導電部18的表面電阻率小，因此流至第I半導電部18的周緣部為止的電流易於經由導電部23而到達電源連接部19。
[0054]g卩，電流均勻地分散在第I半導電部18的寬範圍內，進而電流按照向位於第I半導電部18的周緣部的導電部23擴展的方式流動。因而，電流集中在第I半導電部18的窄範圍內，不會高密度地產生離子。進而，由於第I半導電部18不會局部地發熱，因此第I半導電部18的劣化被抑制。
[0055]導電部23期望為金屬制平板。雖然導電部23可以通過基於包含Ag、Cu、碳等的導電性墨水的印刷來形成，但是在長時間使用之際，導電性墨水的劣化成為課題。金屬制平板與導電性墨水相比，由於相對於通過放電生成的離子以及臭氧的氧化穩定性較為優越，因此離子將穩定地產生。
[0056]導電部23的材質期望為SUS316L、SUS316、SUS304、或者實施了氧化鋁膜處理法後的鋁的任一種。這些金屬由於相對於離子以及臭氧的耐性較強，因此抗腐蝕的導電部23的耐久性提升。另外，導電部23並不限於這些，只要為導電性的原料即可。期望導電部23的表面電阻為10 1Q / □以下。
[0057]進而，如果導電部23的外形為與支承部件22的內部大致相同的四角形狀，則在放電單元7的組裝工序中導電部23的定位變得容易。
[0058]此外，電源連接部19被設置在絕緣性基板16中的第I放電電極前端部17a貫通並突出的面側、即圖3所示的從導電部23的一角突出的突出端。由此，在從第I放電電極17流經來的電子沿著絕緣性基板16的表面流動之際，沿表面放電的最短距離伸長，從而難以引起火花放電。再者，在電源連接部19被設置於絕緣性基板16的表面的情況下，需要以確保了足夠的沿表面放電的最短距離的狀態來配置。
[0059]其次，第I放電電極17為棒形狀或針形狀。第I放電電極17從支承部件22的底板22c起沿著垂直方向延伸。支承部件22具備多個開口，可以進行通氣。而且，第I放電電極前端部17a與絕緣性基板16隔開幾毫米?幾十毫米左右的給定距離而從孔部21突出，且位於孔部21的大致中心軸上。所謂大致中心軸上，意味著通過孔部21的中心且相對於絕緣性基板16而垂直的軸上。第I放電電極17的材質可以為發生電暈放電的SUS等的不鏽鋼、鎢、鈦、或者N1-Cr合金等。只要可以放電，則可以使用包含碳、錫、SiC等的電極。
[0060]再者，第I放電電極前端部17a的形狀也可以設為圓柱狀、半球狀等。如果第I放電電極前端部17a為尖銳形狀，則易於引起放電集中，因此在比較低的電壓下會產生電暈放電。在第I放電電極前端部17a的形狀設為圓柱狀或半球狀的情況下，在特定的部分不會引起電荷集中，但是如果與尖銳形狀相比，則當被施加較高的電壓時，不會產生電暈放電。然而，在第I放電電極前端部17a為圓柱狀或半球狀的情況下，由於在分散有電荷的狀態下將持續發生電暈放電，因此與尖銳形狀相比，成為不易長時間劣化的第I放電電極17。其原因在於，在尖銳的第I放電電極前端部17a，由於電荷集中而易於引起金屬的熔化、以及塵埃的集中附著。
[0061]此外，第I放電電極前端部17a的剖面形狀和孔部21的形狀也可以為相同種類。例如，在相對於圓狀的孔部21而第I放電電極前端部17a為圓柱狀或者半球狀的情況下，由於剖面形狀變為圓狀，因此以第I放電電極17為中心而在圓周方向上分散於寬範圍內地產生放電。
[0062]其結果，在第I放電電極前端部17a為圓柱狀或者半球狀的情況下，與尖銳的情況相比，不易引起局部性的放電集中，第I放電電極17的劣化被抑制。其結果，離子將穩定地產生。
[0063]孔部21的形狀不限於圓形狀，也可以為四角形、多角形、或者橢圓形狀。
[0064]再者，作為承受第I放電電極17放電的電極，說明了由具備半導電性的保護膜的第I半導電部18、導電部23和電源連接部19構成的結構。但是，作為電極，也可以僅使用第I半導電部18、電源連接部19。即，也可以是與絕緣性基板16相同形狀的開孔的平板狀的第I半導電部18和電源連接部19電連接的結構。通過這種結構，從而成為構造變得簡易、且易於組裝的放電單元7。進而，導電部23以及絕緣性基板16的厚度被減少，從而成為小型的放電單元7。
[0065]在此，關於向第I放電電極17施加了正的電壓的情況，使用表示本發明的實施方式I的放電單元的放電狀態的概念圖的圖5來進行說明。
[0066]圖2的空氣淨化裝置I被運轉，通過電源部20在圖4所示的第I放電電極17和被連接為接地的第I對置電極14之間施加約+3kV?10kV。如圖5所示，在第I放電電極前端部17a附近形成較強的電場區域，電場區域內的空氣被電離。此時，所產生的電子與空氣中的氮分子以及氧分子發生碰撞。而且，從氮分子以及氧分子之中將躍遷發生了碰撞的電子的個數以上的電子，丟掉電子的氮分子以及氧分子變為正離子。
[0067]從分子躍遷出的幾個電子將與氧分子結合，成為氧的負離子。而且，氧的負離子邊與周邊的分子發生反應而生成其他的多種多樣的負尚子，邊與電子一起被第I放電電極17吸收。氮以及氧的正離子會與水分子發生反應而生成其他的多種多樣的正離子。與水分子發生反應而生成的正離子朝向第I對置電極14的第I半導電部18，在由圖5的虛線所示的電力線上移動。該狀態為電暈放電。
[0068]此外，從第I放電電極前端部17a將產生被稱作離子風的氣流(圖5的虛線箭頭)。前述的氮、氧、水發生反應的正離子，由於該離子風而最初先遠離第I半導電部18，然後被吸附於第I半導電部18，因此在圖5所示的繪製拋物線的電力線上移動。
[0069]在該電暈放電狀態下，鼓風部6所產生的鼓風在圖2中從放電單元7的下方、在圖5中從放電單元7的右方碰上在電力線上移動的氧的正離子。其結果，如圖5所示，在電力線上移動的氧的正離子的半數以上乘著鼓風而從放電單元7被釋放。
[0070]在此，第I放電電極前端部17a被配置在孔部21的大致中心軸上。因而，在向圖3?圖5所示的第I放電電極17和與電源連接部19電連接的第I半導電部18施加了高電壓的情況下，流經第I放電電極17與第I半導電部18之間的電流將從孔部21外周面起經由導電部23而到達電源連接部19。
[0071]也就是說，第I半導電部18以第I放電電極17為中心而位於圓周方向的周圍，所以電流分散在第I半導電部18的寬範圍內。因而，在第I半導電部18附近的空氣中，在寬範圍內將引起發熱所帶來的對流作用，被變暖的空氣將上升。在圖5中，在第I放電電極前端部17a附近產生的氮、氧、水發生反應的正離子不易下降。其結果，未被第I半導電部18吸收而乘著鼓風從放電單元7被釋放的氮、氧、水發生反應的正離子量增加。
[0072]在此，通過在第I放電電極17與第I對置電極14之間施加3kV?1kV的電壓，從而產生足夠的離子量。即便在1kV以上也會產生離子，但由於會產生放電針的劣化等的副作用，因此期望為1kV以下。此外，在小於3kV的情況下有時放電會變得不穩定，因此期望為3kV以上。
[0073]此外，如圖2所示，在放電單元7的下遊側(排氣口 4側)設有靜電霧化單元8。其結果，通過在放電單元7中產生的氧的正離子，使得空氣中的蟎類以及花粉等的過敏原、浮遊黴菌以及浮遊菌等的汙穢帶電為正離子，作為負離子的納米離子霧易於接觸。即，在放電單元7中產生的氧的正離子，作為使納米離子霧的非活性化效果、以及殺菌效果提升的輔助離子而發揮作用。
[0074]圖6是表示本發明的實施方式I的空氣淨化裝置的控制電路的框圖。在圖2所示的空間部11中收納了包含圖6所示的電源部20的控制部25。作為對放電單元7、靜電霧化單元8分別施加高電壓的電源20，連接著第I高電壓產生部26、第2高電壓產生部27。第I高電壓產生部26、第2高電壓產生部27被連接至控制裝置28。
[0075]此外，在控制裝置28也連接著運轉操作開關29和鼓風部6 (圖2的電動機12)。控制裝置28根據來自運轉操作開關29的輸入來控制鼓風部6、第I高電壓產生部26、第2高電壓產生部27。
[0076]在本實施方式I中，雖然相對於放電單元7、靜電霧化單元8而使用的是單獨的高電壓產生部，但是在相同的高電壓的情況下也可以共用一個高電壓產生部。
[0077]具備這種控制部25的圖2所示的空氣淨化裝置I接受來自控制裝置28的控制信號，使第I高電壓產生部26、第2高電壓產生部27、鼓風部6工作。而且,從圖2所不的排氣口 4向室內釋放在靜電霧化單元8中產生的納米離子霧、和在放電單元7中產生的輔助離子。
[0078]其結果，可發揮前述的納米離子霧的效果。即，空氣中的細菌未被活化。此外，空氣中的臭氣被分解而除掉。此外，包含納米離子霧的空氣吹至衣服或者窗簾等，從而衣服或者窗簾的除臭、除菌等的效果可以期待。
[0079]再者，在本實施方式I中，雖然對放電單元7為一個的情況進行了說明，但是在需要較多離子量的情況下，也可以配備多個。
[0080]在上述的實施方式中，對第I放電電極17施加正的電壓，並用靜電霧化單元8而產生的離子被視作輔助離子。其次，關於對第I放電電極17施加負的電壓，單獨地作為負離子來利用的情況，使用圖5來進行說明。
[0081]未配備靜電霧化單元8的圖2的空氣淨化裝置I運轉，通過電源部20在第I放電電極17與被連接為接地的第I對置電極14之間施加約_3kV?10kV。在圖4所示的第I放電電極前端部17a附近形成較強的電場區域，電場區域內的空氣被電離。此時，從第I放電電極17被釋放電子，與空氣中的氮分子以及氧分子發生碰撞。從氮分子以及氧分子之中將躍遷發生了碰撞的電子的個數以上的電子，丟掉電子的氮分子以及氧分子變為正離子。氮以及氧的正離子邊與水分子發生反應而形成其他的各種各樣的正離子，邊被第I放電電極17吸收。另一方面，從分子躍遷的幾個電子將與氧分子結合而成為氧的負離子，邊與周邊的分子發生反應而生成其他的多種多樣的負離子，邊與電子一起朝向第I半導電部18。
[0082]如此產生的負離子從圖2所示的空氣淨化裝置I的排氣口 4被釋放至室內，從而使用者感覺到負離子特有的清爽感(瀑布附近的清爽)。
[0083]其次，放電單元7作為產生離子的第I放電單元31來說明，靜電霧化單元8作為產生活性種的第2放電單元32來說明。
[0084]圖7是本發明的實施方式I的放電單元和靜電霧化單元的立體圖。如圖7所示，第2放電單元32由平板狀的第2對置電極34、針狀的第2放電電極33、電源連接部39、和電源部20而形成。
[0085]在此，第2放電電極33的前端的第2放電電極前端部33a、和第2對置電極34被對置且正交地配置。此外，第2對置電極34由具備圓形的孔部38的絕緣性基板36、半導電性的第2半導電部37、和被設置在第2半導電部37的外周緣的導電部35而形成。而且，與第2放電電極前端部33a對置的第2對置電極34的第2對置電極表面34a具備第2半導電部37。即，第2放電電極33被配置為不貫通孔部38。
[0086]電源連接部39與導電部35電連接。電源部20向電源連接部39以及第2放電電極33施加電壓。
[0087]無論是第I放電單元31還是第2放電單元32，電極部件均通過上述的支承部件來固定，所以在圖7中不記載支承部件，也省略說明。
[0088]圖2的靜電霧化單元8具備向圖7的第2放電電極33供水的供給單元。而且，在第2放電電極33與第2對置電極34之間被施加高電壓。其結果，保持於第2放電電極33的水被霧化，在納米尺寸下將產生具有較強電荷的帶電微粒子水(負離子霧，以下稱作納米離子霧)。納米離子霧的粒徑為3nm?幾十nm左右。納米離子霧在寬範圍內飛散，逗留時間長，也會浸透到壁面等的內部，發揮高的除臭效果、蟎類以及花粉等的過敏原的非活性化效果、殺菌效果。
[0089]圖8是表示本發明的實施方式I的空氣淨化裝置的靜電霧化單元的放電狀態的概念圖。如圖8所示，第2放電電極前端部33a與絕緣性基板36的表面分離開地被對置配置。絕緣性基板36的圓形的孔部38即便不設置，也可以實現電暈放電。然而，如果設置孔部38，則具有通過電暈放電而產生的離子風從第2放電電極前端部33a通過孔部38的效果。第2放電電極前端部33a如果在孔部38的中心線上，則電暈放電均勻地產生。
[0090]在圖7所示的第2放電單元32中，如圖8所示那樣從被施加了高電壓的第2放電電極前端部33a朝向第2半導電部37的電力線如虛線那樣。在該構成中，與第2放電電極前端部33a貫通孔部38並突出的情況相比，離子的產生量少，會產生更多的臭氧等的活性種。
[0091]S卩，通過通常的電暈放電而產生臭氧等的活性種、以及上述的離子，但離子和活性種的產生比例將根據第2放電電極前端部33a和第2半導電部37的位置關係而改變。以下說明其理由。
[0092]在圖7所示的第I放電單元31以及第2放電單元32各自的電極間距離(第I放電電極前端部17a和第I半導電部18的正交方向的距離、以及第2放電電極前端部33a和第2半導電部37的正交方向的距離)相同、且第I放電電極17和第2放電電極33的施加電壓相同的情況下，第2放電單元32的放電量變多。認為其原因在於，若第2放電電極前端部33a貫通孔部38並突出，則如圖5所示那樣電力線朝向第I半導電部18彎曲，因此電流不易流動。
[0093]可知，若電流增加，則臭氧等的活性種增加。故此，在第I放電單元31和第2放電單元32為相同電極間距離、相同電壓的情況下，電流更易於流動的第2放電單元32與第I放電單元31相比，將產生更多的臭氧等的活性種。此外，在第2放電單元32的構成上，由於通過放電而產生的離子被立即吸附於第2半導電部37，因此與第I放電單元31相比，離子量變少。
[0094]因此，第I放電單元31為在離子的產生上有效果的構成，第2放電單元32為在活性種的產生上有效果的構成。第I放電單元31或第2放電單元32也可以分別配備多個。例如，在需要更多離子的情況下，設置兩個以上的第I放電單元31。此外，在需要更多活性種的情況下，設置兩個以上的第2放電單元32。
[0095]構成第I放電單元31和第2放電單元32的電極部件也可以完全相同。在此情況下，在第I放電單元31和第2放電單元32中不同之處僅在於，第I放電電極前端部17a和第2放電電極前端部33a的位置。即，能夠使用共同的部件來構築兩种放電單元，製造成本下降。
[0096]此外，第I放電單元31和第2放電單元32也可以被連接至單獨的電源部20。但是，若在一個電源部20連接著第I放電單元31和第2放電單元32並被施加相同的高電壓，則更合理的設計成為可能。
[0097]圖9是本發明的實施方式I的放電單元和靜電霧化單元的變形例I的立體圖。如圖9所示，針狀的放電電極43的兩前端具有傾斜部，第I放電單元41和第2放電單元42共用放電電極43。
[0098]在第I放電單元41中，放電電極43的第I前端部44貫通了孔部21。在第2放電單元42中，放電電極43的第2前端部45不貫通孔部38，放電電極43和第2對置電極34
被對置配置。
[0099]放電電極43與電源部20連接，第I放電單元41和第2放電單元42被施加了相同的電壓。從第I放電單元41產生較多的離子，從第2放電單元42產生較多的活性種。
[0100]在該構成中，通過一個放電電極43而使得第I放電單元41和第2放電單元42發生電暈放電，部件個數變少，小型化成為可能。
[0101]圖10是本發明的實施方式I的放電單元和靜電霧化單元的變形例2的立體圖。如圖10所示，第I放電單元51和第2放電單元52共用一個對置電極。
[0102]在絕緣性基板53的表面上設有半導電部55、孔部21、孔部38，並且在半導電部55上設有導電部54。第I放電電極17貫通孔部21。在孔部38的中心線上配置有不貫通孔部38的第2放電電極33。第I放電單元51具備孔部21和第I放電電極17。第2放電單元52具備孔部38和第2放電電極33。
[0103]第I放電電極17和第2放電電極33，既可以如圖7所示那樣與一個電源部20連接，也可以分別與單獨的電源部20連接。
[0104]在該構成中，由絕緣性基板53和導電部54構成的對置電極變為一個，因此與圖9同樣，部件個數少，小型化成為可能。
[0105](實施方式2)
[0106]在本發明的實施方式2中,僅說明與實施方式I不同之處，對於與實施方式I相同的構成要素，賦予相同的符號，並省略其詳細說明。
[0107]圖1lA是本發明的實施方式2的放電單元的外觀立體圖，圖1lB是該放電單元的放電電路圖。如圖1IA所示，放電單元7是具備放電部7a、形成電源部20的第I高電壓產生部26、和電阻器63的構成。
[0108]圖12是本發明的實施方式2的放電單元的放電部的分解立體圖。如圖12所示，放電部7a由第I對置電極14、針狀的第I放電電極17、和支承部件22而形成。在此，第I對置電極14具有孔部21和電源連接部19b。第I放電電極17被固定於具有電源連接部19a的針狀固定部件66。支承部件22支撐第I對置電極14和第I放電電極17，被固定於隔板部9 (圖2)。
[0109]圖1lB表徵圖1lA的等效電路。從第I高電壓產生部26至通過電阻器63、電源連接部19a而與針狀固定部件66電連接的第I放電電極17為止是正的高電壓電路部。第I對置電極14、和從電源連接部19b返回至第I高電壓產生部26的電路部成為負(地線)的電路部。通過正的高電壓電路部、和負的電路部這兩個電路部而構成的電路為放電電路7b 0
[0110]S卩，如圖11A、圖1lB所示，放電單元7從電源部20向具有第I放電電極17和第I對置電極14的放電部7a施加電壓來形成放電電路7b以發生電暈放電。
[0111]圖13是將本發明的實施方式2的放電單元的電阻器配置在基板上的圖。如圖13所示，電阻器63被配置在電源部20 (圖11A)的基板61上。在基板61的配置有電阻器63的部分，設有貫通基板61的鑄模孔64。而且，使用鑄模材62而在基板61的電阻器63側和其背面側埋有鑄模孔64。通過設為這種構成，從而即便是在電阻器63的兩端產生了高電位差的情況，也會產生沿著電阻器63的表面的沿面放電，穩定的放電持續著。
[0112]如圖1lA所示，放電單元7具備--第I對置電極14、貫通孔部21地配置的第I放電電極17、與電源部20電連接的電源連接部19a、19b、和位於電源部20與電源連接部19a之間的電阻器63。
[0113]電源連接部19a、19b由SUS等的不鏽鋼、鋁、金、銀、銅等形成。再者，並不限於這些，只要為導電性的原料即可。
[0114]以下，使用圖11A、圖11B、圖12、圖13來詳細地說明各構成的特徵。
[0115]如圖13所示，作為市場上出售的四角箱型形狀的電阻器63的貼片電阻器被配置在電源部20的基板61上。
[0116]在第I放電電極17和第I對置電極14的距離較近的情況下，由於施加於兩電極間的電位差，會在兩電極間產生火花放電、以及沿面放電。為了防止該現象，如前所述，通過作為絕緣物的鑄模材62來鑄模電阻器63的周圍。通過進行鑄模，從而兩電極間的沿表面放電的最短距離被延長。
[0117]進而，在基板61開鑄模孔64,從而鑄模材62進入鑄模孔64之中，電阻器63的背面側也能確實地絕緣。作為絕緣物，使用環氧系的樹脂、矽等絕緣性高的材料。
[0118]如圖1lB所示，若在放電電路7b內串聯地插入電阻器63，則具有防止在第I放電電極17與第I對置電極14之間產生火花放電的效果。通常，通過第I放電電極17與第I對置電極14之間的電暈放電，會產生離子以及活性種。但是，在兩電極的距離接近、或者因導電性的附著物而使得距離接近之際，有時空氣會引起絕緣擊穿，從而電暈放電轉變為火花放電。若變為火花放電狀態，則空氣成為絕緣擊穿狀態，電子流經此處。也就是說，在火花放電時，不會產生離子以及活性種。
[0119]為此，通過在放電電路7b內插入電阻器63，從而可防止在第I放電電極17與第I對置電極14之間產生的火花放電。其結果，穩定地產生離子以及活性種的電暈放電持續著。
[0120]不產生火花放電的原理如下所述。若考慮第I放電電極17和第I對置電極14的距離逐漸接近的情況，則如果是通常的距離，通過電暈放電將流動微小電流。雖然微小電流也流經電阻器63，但是由於電流較為微小(幾μ A左右)，因此在電阻器63的兩端產生的電位差不大。也就是說，與不插入電阻器63的情況相比幾乎不發生改變，會產生電暈放電。
[0121]但是，若距離逐漸接近，則電暈放電所引起的電流不斷增加。若電流增加，則在電阻器63的兩端產生的電位差變大。也就是說，隨著第I放電電極17和第I對置電極14的距離接近，兩電極間的電位差變小，因此不會引起空氣的絕緣擊穿，不至於火花放電。
[0122]通過該作用，第I放電電極17和第I對置電極14的距離被接近，所使用的電壓被下降。若使用電壓被下降，則電源部20的成本降低，安全性也提升。
[0123]為了實現上述作用，電阻器63的電阻值在1MΩ?500ΜΩ的範圍內被使用較為重要。當電阻器63小於10ΜΩ時，在第I放電電極17和第I對置電極14的距離接近這樣的異常時的情況下，在電阻器63的兩端產生的電位差不變大。也就是說，第I放電電極17與第I對置電極14之間的電位差成為絕緣擊穿空氣的電位差，因此會產生火花放電。相反，當電阻器63大於500ΜΩ時，即便是通常的微小電暈放電電流，電阻器63兩端的電位差也會變大。也就是說，第I放電電極17和第I對置電極14的電位差會變得小於使電暈放電產生的電位差，因此離子以及活性種的產生變得不穩定。
[0124]另外，如圖1lA所示，電阻器63被配置在電源部20與第I放電電極17之間。但是，電阻器63隻要在放電電路7b內則可以是任何地方，可以配置在電源部20與第I對置電極14即電源連接部19b之間。
[0125]再者，作為電阻器63雖然使用了貼片電阻器,但是只要為10ΜΩ?500ΜΩ的電阻值則可以為任何電阻器，可以使用在電阻器63的兩側附帶鐵絲狀的引線的電阻器等。
[0126]第I對置電極14為四角平板形狀，在大致中央處具有開口的孔部21。再者，第I對置電極14的形狀也可以為圓形或者多角形。孔部21的形狀也可以為四角形、多角形、或者橢圓形狀，而非圓形狀。
[0127]第I對置電極14的材質只要具有導電性則可以為任何材質，但期望為金屬制。更期望，第I對置電極14的材質由SUS316L、SUS316、SUS304、實施了氧化鋁膜處理法後的鋁的任一種構成即可。這些金屬由於相對於離子以及臭氧的耐性較強，因此作為抗腐蝕的第I對置電極14的耐久性提升。
[0128]進而，若第I對置電極14的外形是與支承部件22的內部大致相同的四角形狀，則在放電部7a的組裝工序中第I對置電極14的定位變得容易。
[0129]此外，從第I對置電極14的四角平板形狀的一邊突出的電源連接部19b並不限於圖12所示的位置，也可以從任何部位突出。此外，第I放電電極17在前端具有傾斜部。
[0130]在此，關於向第I放電電極17施加了正的電壓的情況，使用表示本發明的實施方式2的放電單元的放電狀態的概念圖的圖14來進行說明。
[0131]通過電源部20的第I高電壓產生部26向圖1lA所示的第I放電電極17施加直流的約+3kV?10kV。若第I對置電極14與負側(第I高電壓產生部26的地線側)連接，貝U在圖14所示的第I放電電極前端部17a附近形成較強的電場區域，電場區域內的空氣被電離。此時，所產生的電子與空氣中的氮分子以及氧分子發生碰撞。而且，從氮分子以及氧分子之中躍遷發生了碰撞的電子的個數以上的電子，丟掉電子的氮分子以及氧分子成為正離子。
[0132]從分子躍遷出的幾個電子與氧分子結合，成為氧的負離子。而且，氧的負離子邊與周邊的分子發生反應而生成其他的多種多樣的負離子，邊與電子一起被第I放電電極17吸收。氮以及氧的正離子與水分子發生反應而生成其他的多種多樣的正離子。與水分子發生反應而生成的正離子朝向第I對置電極14的第I半導電部18，在由圖14的虛線所示的電力線上移動。該狀態為電暈放電。
[0133]此外，從第I放電電極17的前端將產生被稱作離子風的氣流(圖14的虛線箭頭)。前述的氮、氧、水發生反應的正離子，由於該離子風而最初先遠離第I半導電部18，然後被吸附於第I半導電部18，因此在圖14所示的繪製拋物線的電力線上移動。
[0134]在該電暈放電狀態下，鼓風部6所產生的鼓風在圖2中從放電單元7的下方、在圖14中從放電部7a的右方碰上在電力線上移動的氧的正離子。其結果，如圖14所示，在電力線上移動的氧的正離子的半數以上乘著鼓風而從放電部7a被釋放。此外，如圖14所示的虛線箭頭那樣產生離子風，由於離子風也可進一步有效率地釋放正離子。
[0135]在此，通過從第I高電壓產生部26施加3kV?1kV的高電壓，從而產生足夠的離子量。即便在1kV以上也會產生離子，但由於會產生放電針的劣化被促進等的副作用，因此期望為1kV以下。此外，在小於3kV的情況下有時放電變得不穩定，因此期望為3kV以上。
[0136]再者，由於只要產生正離子即可，則圖1lA的第I放電電極17從第I對置電極14觀察而相對地變為正電壓即可。在第I高電壓產生部26產生直流的負電壓的情況下，若在第I對置電極14連接著負的高電壓側，在第I放電電極17連接著正側，則會產生正離子，因此也可以為這種連接方法。
[0137]圖15是表示本發明的實施方式2的放電單元的不同的電阻器的圖。如圖15所示，在電阻器63的兩側帶有鐵絲狀的引線65的帶引線的電阻器67被用作第I放電電極17。
[0138]帶引線的電阻器67是一方的引線65的前端部設有傾斜部的針狀。如圖14所示，該針狀的前端從孔部21突出，將引線65作為第I放電電極17來使用。其原因在於，引線65的前端的傾斜部使得電場易於集中在前端部，易於產生電暈放電。由此，即便在較低的電壓下也會產生電暈放電。另外，在引線65的前端部不設置傾斜部，引線65也可以作為第I放電電極17來使用，但在此情況下，使用電壓較之於具有傾斜部的情況而變高。
[0139]如此，電阻器的引線65作為第I放電電極17來使用，從而部件個數被削減。
[0140]圖16是表示存在多個本發明的實施方式2的放電單元的情況的圖。如圖16所示，相對於一個電阻器63而構成了多個放電部7a。
[0141]在圖16中，在電源部20與第I放電電極17即電源連接部19a之間被插入電阻器63。在電阻器63與放電部7a之間設有分支點，連接著另一個放電部7a的電源連接部19a。兩個放電部7a的第I對置電極14與第I高電壓產生部26的負側連接。也就是說，兩個放電部7a被並聯地連接。
[0142]在離子的供給量增加的情況下，使用多個放電部7a是可靠的方法。此時，如上述，多個放電部7a被並聯地連接，從而通過一個電阻器63來抑制多個放電部7a中的第I對置電極14與第I放電電極17之間的火花放電。圖16為兩個放電部7a的例子，但是並不限於兩個，也可以並聯地連接多個放電部7a來使用。
[0143]圖17是表示本發明的實施方式2的放電單元的第I放電電極和第I對置電極的圖。如圖17所示，第I對置電極14將鐵絲狀的金屬形成為環狀，在其中央部第I放電電極17與第I對置電極14非接觸且正交地貫通。
[0144]第I放電電極17的前端隔開幾毫米?幾十毫米左右的給定距離而從第I對置電極14突出。
[0145]此外，在圖17中，在電阻器63的兩側使用了鐵絲狀的引線65。而且，一方的引線65形成為環狀，作為第I對置電極14來使用。通過設為這種構成，從而所使用的部件個數被削減。
[0146]再者，並不限於附在電阻器63上的引線65，也可鐵絲這種具有導電性的較細的金屬棒構成為環狀，作為第I對置電極14來使用。其結果，可謀求製造工序中的加工的簡化、成本的降低。
[0147](實施方式3)
[0148]在本發明的實施方式3中，僅說明與實施方式1、2不同之處，對於與實施方式1、2相同的構成要素，賦予相同的符號，並省略其詳細說明。圖18A是表示本發明的實施方式3的放電單元的放電狀態的概念圖，圖18B是該放電單元的第I放電電極前端部的放大圖。
[0149]若圖18A所示的第I放電電極17與第I對置電極14正交的正交部分設為正交部17b，則正交部17b被絕緣體的熱收縮管17c包覆。熱收縮管17c也包覆第I放電電極17的針狀的前端的傾斜部17d的一部分。熱收縮管17c應用了電子束照射所引起的塑料的形狀記憶效應(通過加熱而在徑向上收縮的管)。
[0150]絕緣體的材質優選氟樹脂、或者矽酮樹脂，以便耐得住通過放電而產生的離子以及臭氧。因此，採用氟樹脂、或者矽酮樹脂的熱收縮管17c、或者不發生熱收縮的絕緣管被使用。
[0151]此外，由於正交部17b被絕緣體的熱收縮管17c包覆，因此縱使針狀的第I放電電極17發生彎曲或偏心而使得與第I對置電極14接觸，也可防止短路，安全性提升。進而，第I對置電極14和第I放電電極17的最短距離的正交部17b處的無端放電電流的產生被防止。
[0152]S卩，在正交部17b被絕緣體的熱收縮管17c包覆的情況下，在正交部17b與第I對置電極14之間會流動放電電流，產生離子。所產生的離子為正離子，立即被連接為接地的第I對置電極14吸收，放電電流變得浪費。但是，正交部17b被絕緣體的熱收縮管17c包覆，從而能夠防止無端放電電流的產生。
[0153]進而，如圖18B所示，熱收縮管17c也包覆第I放電電極17的針狀的前端的傾斜部17d的一部分。因而，熱收縮管17c向第I放電電極17的根部方向的偏離被防止。
[0154]在不使用熱收縮管17c而使用內徑不變化的絕緣管的情況下，將產生虛線的間隙，在該間隙內會附著並貯存塵埃等。此時，若塵埃的端部形成尖部、例如頭髮的毛附著，則會妨礙到第I放電電極前端部17a中的電場集中，放電電流減少，上述的電子的產生量減少。進而，也會產生臭氧，因此絕緣管的劣化被促進。
[0155]-工業可用性-
[0156]本發明可期待作為放電單元以及使用了其的空氣淨化裝置的有效利用。
[0157]-符號說明-
[0158]I 空氣淨化裝置
[0159]2 空氣過濾器
[0160]3 吸氣口
[0161]4 排氣口
[0162]5 主體
[0163]6 鼓風部
[0164]7 放電單元
[0165]7a放電部
[0166]8 靜電霧化單元
[0167]9 隔板部
[0168]10通風路線部
[0169]11空間部
[0170]12 電動機
[0171]13葉片部
[0172]14第I對置電極
[0173]14a第I對置電極表面
[0174]16、53絕緣性基板
[0175]17第I放電電極
[0176]17a第I放電電極前端部
[0177]17b正交部
[0178]17c熱收縮管
[0179]17d傾斜部
[0180]18第I半導電部
[0181]19、19a、19b、39 電源連接部
[0182]20電源部
[0183]21、38 孔部
[0184]22支承部件
[0185]22a固定蓋
[0186]22b基座
[0187]22c底板
[0188]23,54 導電部
[0189]24貫通孔
[0190]25控制部
[0191]26第I高電壓產生部
[0192]27第2高電壓產生部
[0193]28控制裝置
[0194]29運轉操作開關
[0195]31、41、51第I放電單元
[0196]32、42、52第2放電單元
[0197]33第2放電電極
[0198]34第2對置電極
[0199]35導電部
[0200]36絕緣性基板
[0201]37第2半導電部
[0202]43放電電極
[0203]44第I前端部
[0204]45第2前端部
[0205]55半導電部
[0206]61基板
[0207]62鑄模材
[0208]63電阻器
[0209]64鑄模孔
[0210]65 引線
[0211]66針狀固定部件
[0212]67帶引線的電阻器
【權利要求】
1.一种放電單元，其特徵在於，從電源部向針狀的第I放電電極、和具備孔部的平板狀的第I對置電極施加電壓來發生電暈放電以產生離子， 使所述第I放電電極和所述第I對置電極非接觸且正交地配置，並且使所述第I放電電極的第I放電電極前端部從所述孔部突出，所述第I放電電極前端部突出的一側的所述第I對置電極的第I對置電極表面具備半導電性的第I半導電部。
2.一種空氣淨化裝置，其特徵在於，具有: 權利要求1所述的放電單元； 靜電霧化單元，其使針狀的第2放電電極的第2放電電極前端部和平板狀的第2對置電極對置且正交地配置，並且與所述第2放電電極前端部對置的所述第2對置電極的第2對置電極表面具備半導電性的第2半導電部，通過電暈放電來產生活性種； 主體，其具有吸氣口和排氣口 ；和 鼓風部，其配備在所述主體內， 通過所述鼓風部而將從所述吸氣口吸入的空氣送至所述放電單元和所述靜電霧化單元，並從所述排氣口吹出。
3.根據權利要求2所述的空氣淨化裝置，其特徵在於， 向所述第I放電電極施加正電壓，將所述第I對置電極連接為接地，以產生正離子。
4.根據權利要求2所述的空氣淨化裝置，其特徵在於， 向所述第I放電電極施加負電壓，將所述第I對置電極連接為接地，以產生負離子。
【文檔編號】H01T23/00GK104428012SQ201380034190
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年6月21日 優先權日:2012年6月27日
【發明者】平澤秀直, 中原健吾, 稻垣純, 加藤亮, 木村真理子 申請人:松下智慧財產權經營株式會社