CN101443970B - 放电装置及空气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了放电装置及空气净化装置。设置喷出粒状物的粒状物喷出器(以雾状喷出液滴(22)的液滴喷出器(24))，将从粒状物喷出器(液滴喷出器(24))喷向放电电极(21)的粒状物(液滴(22))用作对置电极(22)。因此，能够使放电装置的放电状态稳定，能够通过将该放电装置用于空气净化装置来使空气净化装置的性能稳定。

Description

放电装置及空气净化装置
技术领域
本发明涉及一种通过放电产生低温等离子体的放电装置、和一种利用通过该放电装置产生的低温等离子体对空气进行净化的空气净化装置。
背景技术
迄今为止，存在下述放电装置作为上述种类的放电装置，即：设为从针状放电电极向面状对置电极产生流光放电(例如，参照专利文献1)的放电装置。在这种装置中，随着流光放电产生低温等离子体，产生电子、各种被激发的分子等活性种。被处理的空气流过低温等离子体中时，含在被处理空气中的臭气成分和有害成分由所述活性种分解，变化到二氧化碳(CO2)或水(H2O)而无气味化。补充说明一下，在所述专利文献1的装置中还设置催化剂，以便提高活性种的活性来促进处理。
专利文献1：日本公开专利公报特开2003-038932号公报。
若要用所述专利文献1的放电装置进行流光放电，就需要进行细致的设定，如：设定放电电极的前端形状、放电电极与对置电极的电极间距离、对应于该电极间距离的施加电压等等。另一方面，即使进行如此细致的设定，若由于随着放电造成的放电电极的损耗而电极间距离变化或异物附着在放电电极上，就也有不产生流光放电而产生火花、或者产生辉光电晕(glow corona)放电等较弱的放电之虞。如上所述，在现有放电装置中，使所希望的放电状态(特别是流光放电)稳定是一种非常难的事情。
发明内容
本发明，正是为解决所述问题而研究开发出来的。其目的在于：在放电装置中使放电状态稳定，并通过将该放电装置用于空气净化装置来使空气净化装置的性能稳定。
第一发明以下述放电装置20作为前提，即：包括放电电极21及对置电极22、以及在两个电极21、22之间产生电位差的电源23，从放电电极21向对置电极22进行放电的放电装置20。
所述放电装置20还包括喷出粒状物22的粒状物喷出器24，所述对置电极22由从所述粒状物喷出器24喷向放电电极21的粒状物22构成。补充说明一下，在此所提到的“粒状物22”并不一定限于“粒状物22”，该“粒状物22”也可以是“粉状物”，也可以是“液滴22”。能够例如用针状电极21a构成所述放电电极21。
在该第一发明中，因为对置电极22是粒状物，所以粒状物相互之间产生有空间。若没有该空间，就有放电连锁，造成火花之虞，而在该发明中不易产生火花，放电状态很稳定。
第二发明，是在第一发明中，所述放电电极21由多根针状电极21a构成。
在该第二发明中，因为设置多根针状电极21a作为放电电极21，所以即使一部分针状电极放电的状态变得不稳定，也能够用其他针状电极21a持续稳定的放电状态。
第三发明，是在第一或第二发明中，所述放电电极21和所述粒状物喷出器24相互之间的位置关系设定为：根据所述放电电极21与所述对置电极22的电位差在所述放电电极21与粒状物22之间产生流光放电。
如图3(a)所示，在该第三发明中，例如在以放电电极21作为正极、以粒状物喷出器24作为负极、并使两者21、24相向的情况下，粒状物22带着负电荷从粒状物喷出器24中喷出来。之后，从带负电荷的粒状物22向带正电荷的放电电极21出现雪崩现象，粒状物22失去负电荷。另一方面，带正电荷的、被称为先导闪流(leader)的微小电弧从放电电极21发展，到达粒状物22。在此，若带了正电荷的粒状物22停止或向粒状物喷出器24移动，先导闪流就随着粒状物22的移动进一步发展，有发展到火花之虞。但是，粒状物22沿离开粒状物喷出器24的方向移动，而且在粒状物22相互之间存在空间，因此先导闪流不会再发展，不会发展到火花。流光放电是反复发生下列现象的放电，即：出现雪崩现象→形成先导闪流→先导闪流消失→出现雪崩现象→……。根据本发明的结构，以很理想的形式反复进行所述循环，流光放电稳定地形成为发光的等离子体柱。
第四发明，是在第一到第三发明的任一个发明中，所述粒状物喷出器24由以雾状喷出液滴22的液滴喷出器24构成，所述对置电极22由从所述液滴喷出器24喷向所述放电电极21的液滴22构成。
在该第四发明中，因为对置电极22是液滴22，所以液滴22相互之间产生有空间。若没有该空间，就有放电连锁，造成火花之虞，而在该发明中不易产生火花，放电(流光放电)状态很稳定。
第五发明，是在第一到第四发明的任一个发明中，所述粒状物喷出器24的粒状物22喷出方向基本上指向所述放电电极21，所述放电电极21的前端基本上指向所述粒状物喷出器24。
在该第五发明中，配置为粒状物喷出器24和放电电极21相向，放电状态很稳定。特别是在放电装置20进行流光放电的情况下，当将粒状物22从粒状物喷出器24喷向放电电极21时出现雪崩现象，在先导闪流从放电电极21的前端向粒状物22发展之后，先导闪流消失。通过所述现象的反复，以很理想的形式反复进行下述循环，即：出现雪崩现象→形成先导闪流→先导闪流消失→出现雪崩现象→……。流光放电稳定地形成为发光的等离子体柱。
第六发明，是在第五发明中，所述粒状物喷出器24的粒状物22喷出形状为空心圆锥状。
在该第六发明中，在粒状物喷出器24和放电电极21相向的配置下，将粒状物22从粒状物喷出器24喷向放电电极21的周围的空心圆锥状区域。在该结构下进行流光放电时，放电区域形成在以喇叭口形逐渐变宽的空间内。
第七发明，是在第五发明中，所述粒状物喷出器24的粒状物22喷出形状为实心圆锥状。
在该第七发明中，在粒状物喷出器24和放电电极21相向的配置下，将粒状物22从粒状物喷出器24喷向包括放电电极21的实心圆锥状区域。在该结构下进行流光放电时，放电区域形成在几乎不变宽的柱状空间内。
第八发明，是在第一到第四发明的任一个发明中，所述放电电极21的前端基本上从大致以直线状从所述粒状物喷出器24喷出的粒状物22流的侧边指向该粒状物22流。
在该第八发明中，在放电电极21配置在从粒状物喷出器24开始的粒状物22流的侧边的结构下，放电状态很稳定。特别是在放电装置20进行流光放电的情况下，以很理想的形式对从粒状物喷出器24开始的粒状物22流反复进行下述循环，即：出现雪崩现象→形成先导闪流→先导闪流消失→出现雪崩现象→……。流光放电稳定地形成为发光的等离子体柱。
第九发明，是在第一到第八发明的任一个发明中，所述放电装置20还包括粒状物回收容器45，对从所述粒状物喷出器24喷出后的粒状物22进行回收。
在第九发明中，将从粒状物喷出器24喷出后的粒状物22回收到粒状物回收容器45内。
第十发明，是在第九发明中，所述放电装置20还包括粒状物循环机构60，将已回收到所述粒状物回收容器45内的粒状物22向所述粒状物喷出器24一侧送回。
在第十发明中，将已回收到所述粒状物回收容器45内的粒状物22向粒状物喷出器24一侧送回。之后，从粒状物喷出器24重新喷出粒状物22。
第十一发明，是对含有臭气成分的被处理空气进行处理的空气净化装置，所述空气净化装置包括分解所述臭气成分的放电装置20，所述放电装置20由第一到第十发明中的任一个发明所述的放电装置20构成。
在该第十一发明中，在从粒状物喷出器24喷出的粒状物22与放电电极21之间进行放电，在放电电场产生低温等离子体状气体。该气体包含高速电子、离子、臭氧及羟自由基等自由基、以及其他被激发的分子(被激发的氧分子、被激发的氮分子、被激发的水分子等等)作为活性种。用这些活性种对被处理空气进行无气味化或无害化。
第十二发明，是在第十一发明中，在比所述放电装置20还靠近被处理空气流动方向的下游一侧的位置上设置有粒状物回收装置40。
在该第十二发明中，能够用粒状物回收装置40回收已流到比放电电极21还靠前边的位置的粒状物22。
第十三发明，是在第十一发明中，所述粒状物喷出器24构成为：向与被处理空气的流动方向相反的方向喷出粒状物22。
在第十三发明中，被处理空气的流动方向和从粒状物喷出器24喷出的粒状物22的喷出方向相向。其结果是，被处理空气和粒状物22接触的效率提高。
第十四发明，是在第十一发明中，在比所述放电装置20还靠近被处理空气流动方向的上游一侧的位置上设置有集尘机构54。
在第十四发明中，被处理空气中的尘埃被集尘机构54捕捉。其结果是，能够阻止尘埃附着于放电装置20的放电电极21或粒状物喷出器24上。
第十五发明，是在第十一发明中，在比所述放电装置20还靠近被处理空气流动方向的下游一侧的位置上设置有催化剂处理部55。
在第十五发明中，被处理空气在被放电装置20处理后流过催化剂处理部55。在催化剂处理部55中，残留于被处理空气中的臭气成分由催化剂氧化分解。此外，若产生在放电装置20中的活性种流过催化剂处理部55，催化剂处理部55的催化剂的效果就提高，促进分解臭气成分的效率提高。
第十六发明，是在第十一发明中，在比所述放电装置20还靠近被处理空气流动方向的下游一侧的位置上设置有吸附处理部57。
在第十六发明中，被处理空气在被放电装置20处理后流过吸附处理部57。在吸附处理部57中，残留于被处理空气中的臭气成分被活性炭等吸附剂吸附并除去。
第十七发明，是在第十一发明中，所述空气净化装置还包括对被处理空气进行温度调节的温度调节机构。
在第十七发明中，被处理空气中的臭气成分随着放电装置20内的放电被除去，并且该被处理空气被温度调节机构调节温度。就是说，该空气净化装置起到具有除臭功能的空调装置的作用。
-发明的效果-
根据本发明，通过设粒状物为对置电极22，就能够利用产生在粒状物相互之间的空间所起到的作用防止产生火花，使放电状态稳定。因此，若将该放电装置20用于空气净化装置10，就还能够使空气净化装置10的性能稳定。
根据所述第二发明，因为用多根针状电极21a构成放电电极21，所以能够进一步使放电状态稳定化。若将该放电装置20用于空气净化装置10，就还能够使空气净化装置10的性能稳定。此外，通过将多根针状电极21a用作放电电极21，放电区域就变大，因而还能够使产生的活性种量增多来提高处理性能。
根据所述第三发明，例如通过以放电电极21作为正极、以粒状物喷出器24作为负极，就反复发生下列现象，即：出现从粒状物喷出器24喷出的粒状物22所发生的雪崩现象→从放电电极21发出的先导闪流发展→先导闪流消失→出现粒状物22所发生的雪崩现象→……。这样，就不会产生火花，流光放电状态很稳定。
在产生着流光放电的状态下，高速电子等活性种在已等离子体化的放电空间内对污染物质进行分解。流光放电使构成空气的O2、N2激活，产生OH等自由基，所述已激活的O2、已激活的N2以及OH等自由基也分解污染物质。
根据所述第四发明，通过设对置电极22为液滴22，就能够利用产生在液滴22相互之间的空间所起到的作用防止产生火花，使放电状态稳定。因此，若将该放电装置20用于空气净化装置10，就还能够使空气净化装置10的性能稳定。
此外，关于自由基当流光放电时的生成，下述事情已为人所知，即：若存在H2O，就产生具有很强的氧化力的OH自由基。因此，如果一边以雾状喷出液滴22(水)，一边进行流光放电，OH自由基的产生量就增大，分解污染物质的效果极强。
而且，因为该放电装置20以雾状喷出液滴22，所以还具有除尘器(scrubber)的功能。因此，通过在放电装置20内进行流光放电，就除了能够利用流光放电直接分解一部分臭气成分以外，还能够利用除尘器的功能捕捉残留的臭气成分。因此，能够充分地处理臭气成分。
在现有流光放电技术中，有出现下述情况之虞，即：氧化物生成而附着于放电电极21上，或者异物附着在放电电极21上，使得放电停止或者产生火花。而如果像本发明那样以液滴22(水)作为对置电极22并进行流光放电，就能够防止发生这种问题。其理由如下：首先，在放电时，很多液滴22越过放电电极21而向后边扩散，一部分液滴22附着于放电电极21上。已附着于放电电极21上的液滴22由于随着放电产生的离子风而向放电电极21的前端被拉，水膜生成在放电电极21的前端(参照图3(a))。因此，从水膜向液滴22产生放电。如此，因为放电电极21的前端被水膜覆盖，在水膜上产生放电，所以放电电极21被冷却而不会造成氧化所导致的恶化。此外，因为总是以液滴22的形态提供新的水，异物与该水一起通过放电飞散去，所以异物不会附着于放电电极21的前端。因此，放电进行得很稳定，放电电极21的使用寿命很长。在此，一般用钨等耐久性优良的材料作为流光放电的放电电极21。而在本发明中，因为将液滴22用作对置电极22，所以能够在稳定的状态下将不锈钢等耐久性较弱但不易生锈的材料使用长期间。
此外，对已积存在容器内的水进行放电，来使水吸收分解生成物的技术已为人所知(例如日本公开专利公报特开2002-306925号公报)。在该技术的情况下，水的表面面积很小，气液接触效率不佳。与此相对，在本发明中，因为对液滴22进行流光放电，所以水的表面面积比较大，气液接触效率提高，吸收分解生成物的效率提高。特别是在包括油雾等的不溶性气体为处理对象的情况下，因为该不溶性气体氧化分解而变为可溶性，被水吸收，所以能够提高除臭的效果。此外，在本发明中，即使在包含可燃性油的气体环境下进行放电，因为对液滴22进行放电，所以也没有发火之虞。
根据所述第五发明，在具有配置为使粒状物喷出器24和放电电极21相向的形态的结构的放电装置20中，能够稳定地产生放电(流光放电)。
根据所述第六发明，将粒状物22从粒状物喷出器24喷向放电电极21的周围的空心圆锥状区域。因此，流光放电稳定地形成为以喇叭口形变宽的状态。
具体而言，为了将喷雾形状设为空心形状，最佳的是将粒状物(液滴)的粒径设在1到20μm左右。该喷雾形状根据图3(b)中的粒状物的惯性力和离子风的相对大小而决定，通过从放电电极向粒状物产生离子风，喷雾形状就成空心形状。若粒状物小于所述范围的值而很轻，粒状物就会被离子风吹散去。另一方面，若粒状物大于所述范围的值而很重，那么因为惯性力很大，所以喷雾形状就不易成空心形状。通过喷雾形状成空心形状，放电就以喇叭口形逐渐变宽。
根据所述第七发明，粒状物22从粒状物喷出器24喷向包括放电电极21的实心圆锥状区域。因此，流光放电形成为几乎不以喇叭口形变宽的柱状。
根据所述第八发明，大致以直线状从粒状物喷出器24喷出粒状物22，从位于该粒状物22流的侧边的放电电极21向该粒状物22流进行流光放电。
根据所述第九发明，能够将从粒状物喷出器24喷出的粒状物22回收到粒状物回收容器45内。
根据所述第十发明，能够将用粒状物回收容器45回收后的粒状物22重新从粒状物喷出器24喷出，来再次利用该粒状物22。
根据所述第十一发明，在空气净化装置中，通过采用在从粒状物喷出器24喷出的粒状物22与放电电极21之间进行放电的放电装置20，就能够使放电状态(特别是流光放电)稳定，并且还能够利用含在放电电场的低温等离子体状气体中的、各种各样的活性种对被处理空气稳定地进行处理。就是说，使空气净化装置10稳定地保持很高的水平的性能。
根据所述第十二发明，通过将粒状物回收装置40设置在比放电装置20还靠近被处理空气流动方向的下游一侧的位置上，就能够用粒状物回收装置40回收流到比放电电极21还靠前边的位置的粒状物22。
因此，能够再次利用粒状物22。
根据所述第十三发明，能够通过使被处理空气的流动方向和粒状物喷出器24的喷出方向相向，来提高被处理空气和粒状物22的接触效率。因此，特别是在设粒状物为液滴22的情况下，能够将被处理空气中的臭气成分吸收到液滴22内，因而能够提高除去臭气成分的性能。
根据所述第十四发明，通过将集尘机构54设置在比放电装置20还靠近上游一侧的位置上，就能够回避被处理空气中的尘埃等附着于放电装置20的放电电极21或粒状物喷出器24上。因此，能够更为确实地防止放电电极21和粒状物喷出器24被弄脏，能够进一步使放电装置20的放电状态稳定。
根据所述第十五发明，通过将催化剂处理部55设置在比放电装置20还靠近下游一侧的位置上，就能够提高催化剂处理部55的活性，更为确实地除去被处理空气中的臭气成分等。因此，能够高效地提高该空气净化装置的性能。
根据所述第十六发明，通过将吸附处理部57设置在比放电装置20还靠近下游一侧的位置上，就能够用吸附处理部57确实地除去残留于被处理空气中的低浓度臭气成分等。因此，能够使该空气净化装置的性能稳定。
根据所述第十七发明，通过设置对被处理空气进行温度调节的温度调节机构，就除了能够除去被处理空气中的臭气成分和有害成分以外，还能够用调节温度后的空气对室内等进行空气调节。就是说，根据本发明，能够提供下述空气清新机(空调装置)，即：能够以很高的效率将室内等净化，并且能够对室内等进行空气调节的空气清新机(空调装置)。
附图说明
图1是采用了本发明的第一实施方式所涉及的放电装置和空气净化装置的厨房排气系统的结构图。
图2是离子化部30的概略结构图。
图3(a)和图3(b)是显示流光放电的机构的说明图。
图4是显示第二实施方式的放电装置的结构图。
图5是显示第二实施方式的变形例的结构图。
图6是显示放电装置的其他实施方式的结构图。
图7是显示放电装置的与上列例子不同的其他实施方式的结构图。
图8(a)是图7的放电电极的展开图，图8(b)是外观图。
图9是第三实施方式所涉及的空气净化装置的概略结构图。
图10是显示第三实施方式的变形例的结构图。
符号说明
1-厨房排气系统；10-空气净化装置；20-放电装置；21-放电电极；21a-针状电极；22-液滴(粒状物、对置电极)；23-电源；24-液滴喷出器(粒状物喷出器)；40-粒状物回收装置；45-粒状物回收容器；54-集尘过滤器；55-催化剂处理部；60-粒状物循环机构。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式加以详细的说明。
<发明的第一实施方式>
本发明的第一实施方式是下述例子，即：采用包括本发明所涉及的放电装置20的空气净化装置10，例如作为将餐馆的厨房的排气排放到室外的排气导管。图1是包括该空气净化装置10的厨房排气系统1的示意图。
如该图1所示，在配置于厨房内的烹饪机器2的上方设置有排气罩3。在该排气罩3上连接有向房屋外部延伸的排气导管4的一端(室内侧端部)，排气导管4的另一端(室外侧端部)连接有排气风扇5。在该结构下，被处理空气即厨房排气依次流过排气罩3、排气导管4及排气风扇5，向室外放出。
在排气罩3内配置有用来捕捉含在厨房排气中的油雾M1和灰尘(未示)的润滑脂过滤器6。此外，在润滑脂过滤器6的下边配置有回收废油的承油盘7。
除了油雾M1和灰尘以外，在厨房排气中还含有臭气成分S1。本发明的空气净化装置10设置在所述排气导管4的中途，以除去流过了润滑脂过滤器6的油雾M1和臭气成分S1。
该空气净化装置10包括分解所述臭气成分S1的流光放电部(放电装置)20作为主要结构因素。流光放电部20用通过流光放电产生的活性种分解臭气成分等。此外，该流光放电部20还作为向厨房排气散布清洗液(水)的除尘器具有用液滴捕捉油雾和灰尘的功能。在比该流光放电部20还靠近上游一侧的位置上配置有使厨房排气中的灰尘(尘埃)和油雾M1带电的离子化部30。此外，在比流光放电部20还靠近厨房排气流动方向的下游一侧的位置上配置有捕捉已带电的尘埃的湿气分离器41和回收槽42。从流光放电部20喷出的液滴在附着于湿气分离器41上后从该湿气分离器41滴下，该回收槽42捕捉该滴下来的液滴。由湿气分离器41和回收槽42构成液滴捕捉装置(粒状物回收装置)40。
图2的立体图显示离子化部30的概略结构。该离子化部30使流过润滑脂过滤器6后的、大小比较小的油雾M1和灰尘带电，以便所述湿气分离器41能够容易地捕捉该油雾M1和该灰尘。补充说明一下，在本实施方式即第一实施方式中，接地电极连接在湿气分离器41上，湿气分离器41利用已带电的油雾M1及灰尘与湿气分离器41之间的电位差捕捉所述带电后的油雾M1和灰尘。
离子化部30由多条离子化线31和多个对置电极32构成。多条离子化线31以隔着相等的间隔延伸的方式从离子化部30的上端设置到下端，各条离子化线31互相平行，配置在一张假设面上。对置电极32在前面的板状部分具有通风用开口32a，并在各条离子化线31之间设置有隔板(电极板)。离子化部用电源34的正极连接在该离子化部30的离子化线31上，而负极连接在对置电极32上。此外，虽然在附图中未示，但是离子化线31和对置电极32由绝缘体绝缘。
流光放电部20包括放电电极21及对置电极22和在两个电极21、22之间产生电位差的放电装置用电源(电源)23，从放电电极21向对置电极22进行流光放电。该流光放电部20包括由针状电极构成的所述放电电极21和以雾状喷出液滴的液滴喷出器(粒状物喷出器)24。利用从所述液滴喷出器24喷向所述放电电极21的液滴作为对置电极22。液滴喷出器24构成为：液滴22喷向放电电极21的周围的圆锥状区域。
所述放电电极21与所述液滴喷出器24相互之间的位置关系设定为：根据所述放电电极21与所述对置电极(液滴)22的电位差在所述放电电极21与液滴22之间产生流光放电。此外，所述液滴喷出器24的液滴22喷出方向基本上指向所述放电电极21，所述放电电极21的前端基本上指向所述液滴喷出器24。就是说，放电电极21和液滴喷出器24配置为互相相向。补充说明一下，所述液滴喷出器24所喷出的液滴22的形状设定为以放电电极21为中心的空心圆锥状。
具体而言，为了设喷雾形状为空心圆锥状，最好设液滴的粒径在1到20μm左右。该喷雾形状根据图3(b)中的液滴惯性力和离子风的相对大小而决定，通过从放电电极向液滴产生离子风，喷雾形状就成为空心形状。若液滴的粒径小于所述范围的值，液滴很轻，该液滴就会被离子风吹散去。相反，若液滴大于所述范围的值而很重，那么因为惯性力很大，所以喷雾形状就不易成空心形状。通过喷雾形状成空心形状，放电就以喇叭口形逐渐变宽。
流光放电部20包括积存清洗液(水)的水槽25和从该水槽25向液滴喷出器24提供液体(水)的供水管26。在该流光放电部20中，放电装置用电源23的正极连接在放电电极21上，负极连接在液滴喷出器24一侧。
-运转动作-
接着，对该厨房排气系统1在动作时的厨房排气净化作用加以说明。
厨房排气由连接到排气导管4上的排气风扇5吸引到排气罩3内。因为在排气罩3内设置有润滑脂过滤器6，所以含在厨房排气中的油雾M1和灰尘中的大半部分被该润滑脂过滤器6捕捉。具体而言，大致占厨房排气中的油雾M1整体中的80％到90％的、粒径比较大(粒径为10μm以上左右)的油雾M1几乎都被润滑脂过滤器6捕捉。流过润滑脂过滤器6后的厨房排气处于粒径在几μm左右以下的、微小的油雾M1残留着的状态，虽然残留量很小。因为含在厨房排气中的臭气成分S1是气态分子，所以几乎不被润滑脂过滤器6除去，而在排气导管4内流去。
该厨房排气当流过空气净化装置10时受到除去油雾M1和灰尘的作用、和分解臭气成分S1的作用。
具体而言，在离子化部30中，油雾M1和灰尘带电。在附图中，以从五角形油雾M1变化到圆形油雾M2的变化表示该变化的状况。
在流光放电部20中，液滴喷出器24散布清洗液(水)。由于流光放电的作用，油雾M2和灰尘从疏水性变化到亲水性，因而被清洗液的液滴D吸收，在与清洗液一起附着于湿气分离器41上后往下落而回收到回收槽42内。补充说明一下，虽然在附图中未示，但是清洗液和油在回收槽42内分离，成为油浮在清洗液上的状态。
在所述流光放电部20中，从各个放电电极21的前端向对置电极22即液滴22产生流光放电。通过从放电电极21的前端到液滴22连续地存在微小电弧，流光放电就形成为发光的等离子体柱。该微小电弧发展而以喇叭口形在放电电极21的前端与液滴22之间变大。
具体而言，如图3(a)所示，在以放电电极21作为正极并以液滴喷出器24作为负极的情况下，因为放电电极21与液滴喷出器24之间的电场诱导，所以液滴22带着负电荷从液滴喷出器24喷出。然后，从带负电荷的液滴22向带正电荷的放电电极21出现雪崩现象，液滴22失去负电荷，成为电学上中性的状态。另一方面，带正电荷的、被称为先导闪流的微小电弧(光柱)从放电电极21向液滴22发展。在此，假如带正电荷的液滴22停止、或者向液滴喷出器24移动，就有可能先导闪流随着液滴22的移动进一步发展而成为火花。然而，液滴22沿从液滴喷出器24离开的方向移动，而且在液滴22相互之间存在起到绝缘体的作用的空间。因此，先导闪流不会再发展，不能够发展到火花。流光放电是反复发生下列现象的放电，即：出现雪崩现象→形成先导闪流→先导闪流消失→出现雪崩现象→……。因此，在该第一实施方式中，以很理想的形式反复进行所述循环，流光放电稳定地形成为发光的喇叭口形等离子体柱。
由于所述流光放电，低温等离子体状气体发生在放电电场。该气体包含高速电子、离子、臭氧及羟自由基等自由基、以及其他被激发的分子(被激发的氧分子、被激发的氮分子、被激发的水分子等等)作为活性种。这些活性种向厨房排气的下游一侧流去。
厨房排气流过流光放电部20时，含在该厨房排气中的臭气成分S1中的一部分被所述活性种直接地分解，变化到CO2和H2O而无气味化。
另一方面，剩余的臭气成分S1与是活性种的电子和各种被激发的分子键结，状态从疏水性(亲油性)变化到亲水性。在附图中，以十字形臭气成分S1变化到圆形臭气成分S2的形状变化表示该变化的状况。变化到亲水性后的臭气成分S2在兼作除尘器的流光放电部20内溶于清洗液的液滴22中。此外，在该流光放电部(除尘器)20中，剩余的活性种被清洗液的液滴22也捕捉。因此，未分解的亲水性臭气成分S2和未起到臭气分解作用的活性种被捕捉到回收槽42内。
因此，在流光放电部(除尘器)20与回收槽42之间，由于所述活性种所起到的作用，臭气成分S1在从清洗液的液滴22离开湿气分离器41落下的中途时开始到液滴22回收在回收槽42内后为止的期间内被分解。
之后，由于排气风扇5的作用，与油雾M1和灰尘一起除去了臭气成分S1的厨房排气从空气净化装置10的出口向室外排出。这时，因为已经从排气中除去臭气成分S1、S2，所以臭气不会散到室外。
-第一实施方式的效果-
根据该实施方式即第一实施方式，通过设对置电极22为液滴，就能够利用产生在液滴22相互之间的空间所起到的作用防止产生火花。通过以放电电极21作为正极并以液滴喷出器24作为负极，就反复出现下述现象，即：出现从液滴喷出器24喷出的液滴22所发生的雪崩现象→从放电电极21发出的先导闪流发展→先导闪流消失→出现液滴22所发生的雪崩现象→……。特别是液滴喷出器24和放电电极21配置为互相相向这一事情也作出贡献，不产生火花，使流光放电状态稳定。因此，通过将该放电装置20用于空气净化装置10，就能够使空气净化装置10稳定地保持很高的水平的性能。
此外，因为设为液滴22从液滴喷出器24喷向放电电极21周围的空心圆锥状区域，所以流光放电稳定地形成为以喇叭口形变大的形态。
若利用流光放电，高速电子等活性种就在已等离子体化的放电空间内对污染物质进行分解。此外，流光放电激活构成空气的O2和N2，产生OH等自由基，污染物质由此也被分解。关于自由基的生成，下述事情已为人所知，即：若存在H2O，就产生具有很强的氧化力的OH自由基。因此，如果一边以雾状喷出液滴(水)22，一边进行流光放电，OH自由基的产生量就增大，分解污染物质的效果极强。
而且，通过在放电装置20内进行流光放电，就除了能够利用流光放电直接对一部分臭气成分S1进行分解以外，还能够使剩余的臭气成分S1从疏水性变化到亲水性，利用除尘器的功能与剩余的活性种一起捕捉该亲水性臭气成分S2。因此，用除尘器也能够得到分解臭气成分S2的作用，因而能够充分地处理含在厨房排气中的臭气成分S1。
此外，在现有流光放电中，有出现下述情况之虞，即：氧化物生成并附着在放电电极21上，或者异物附着在放电电极21上，使得放电停止或者产生火花。与此相对，在如本实施方式即第一实施方式那样设液滴(水)为对置电极22并进行流光放电的情况下，能够防止出现所述问题。具体而言，在放电时，很多液滴22越过放电电极21而向后边扩散，一部分液滴22附着于放电电极21上。已附着于放电电极21上的液滴22由于随着放电产生的离子风而向放电电极21的前端被拉，水膜生成在放电电极21的前端(参照图3(a))。因此，从水膜向液滴22产生放电。如此，因为放电电极21的前端被水膜覆盖，在水膜上产生放电，所以放电电极21被冷却而不会造成氧化所导致的恶化。此外，因为总是以液滴22的形态提供新的水，异物与该水一起通过放电飞散去，所以异物不会附着于放电电极21的前端。因此，放电进行得很稳定，而且放电电极21的使用寿命很长。在此，一般用钨等耐久性优良的材料作为流光放电的放电电极21。而在该第一实施方式中使用水，因而能够在稳定的状态下将不锈钢等耐久性较弱但不易生锈的材料使用长期间。
此外，对已积存在容器内的水进行放电，来使水吸收分解生成物的技术已为人所知(例如日本公开专利公报特开2002-306925号公报)。在该技术的情况下，水的表面面积很小，气液接触效率不佳。与此相对，在该第一实施方式中，因为对液滴22进行流光放电，所以水的表面面积比较大，气液接触效率提高，吸收分解生成物的效率提高。特别是因为包括油雾等的不溶性气体氧化分解而成为可溶性，被水吸收，所以能够提高除臭的效果。此外，在本实施方式即第一实施方式中，虽然在包含可燃性油的气体环境下进行放电，但是因为对液滴22进行放电，所以也没有发火之虞。
-第一实施方式的变形例-
在所述第一实施方式中，将液滴喷出器24的液滴22的喷雾形状设为空心圆锥状，也可以将喷雾形状设为实心圆锥状。在所述第一实施方式中，流光放电形成在以喇叭口形变大的区域，而在设为实心圆锥状的情况下，流光放电形成在以喇叭口形变大的程度比较小的柱状区域。
在此，喷雾形状不被限于空心圆锥状和实心圆锥状，也可以是其他形状。可以采用气液两种流体喷嘴、超声喷雾器、静电喷雾器等作为粒状物喷出器24。
<发明的第二实施方式>
如图4所示，本发明的第二实施方式是将液滴喷出器24与放电电极21之间的位置关系设为与第一实施方式不同的位置关系的例子。具体而言，构成为液滴喷出器24以直线状且雾状喷出液滴22，并且设为放电电极21的前端从液滴喷出器24以雾状所喷出的液滴22流的侧边指向该液滴22流(与液滴22的流动方向大致成直角)。
在这样设定的情况下，因为对液滴22进行流光放电，所以还是反复发生下述现象，即：出现从液滴喷出器24喷出的液滴22所发生的雪崩现象→从放电电极21发出的先导闪流发展→先导闪流消失→出现液滴22所发生的雪崩现象→……。因此，放电状态很稳定。在将放电装置20用于空气净化装置10的情况下，空气净化性能提高。
-第二实施方式的变形例-
如图5所示，最好对第二实施方式的放电装置20采用以雾状从液滴喷出器24喷出的液滴22所通过的环状电气引导部件27。这样，就容易发生液滴22所发生的雪崩现象，流光放电状态比图4的例子的流光放电状态稳定。
<发明的第三实施方式>
本发明的第三实施方式是将包括本发明所涉及的放电装置20的空气净化装置用于家庭用空气清新机10的例子。空气清新机10除去室内空气中的臭气成分、有害成分、尘埃等来将室内净化。[0101]如图9所示，空气清新机10包括矩形壳体50。在壳体50的前面形成有吸气口51，在该壳体50的上面形成有喷气口52。在壳体50内，作为被处理空气的室内空气流过的空气通路53从所述吸气口51形成到喷气口52。
在空气通路53内，从该空气通路53的上游一侧到下游一侧依次设置有集尘过滤器54、流光放电部20、催化剂处理部55及送风用风扇56。
所述集尘过滤器54构成物理捕捉室内空气中的、比较大的尘埃的集尘机构。与上述各个实施方式一样，流光放电部20利用通过流光放电产生的活性种对臭气成分和有害成分等进行氧化分解。催化剂处理部55是催化剂支撑在基本材料的表面上而构成的。例如可以举出锰催化剂、贵金属催化剂等作为支撑在催化剂处理部55上的催化剂。
所述流光放电部20包括多个放电电极21和多个液滴喷出器24。各个放电电极21由针状电极构成，保持着沿铅直方向延伸的状态配置在空气通路53中。各个液滴喷出器24以与所对应的放电电极21的前端相向的方式配置在各个放电电极21的上方。
与所述实施方式一样，各个液滴喷出器24通过供水管26与水槽25连接。就是说，空气清新机10构成为：将积存在水槽25中的水提供给各个液滴喷出器24。各个液滴喷出器24构成为往下方喷出作为粒状物的液滴22。补充说明一下，与所述第一实施方式一样，液滴喷出器24喷出液滴22的喷出形状设定为以放电电极21为中心的空心圆锥状。
此外，与所述第一实施方式一样，流光放电部20包括放电装置用电源23。放电装置用电源23的正极一侧与所述放电电极21连接。另一方面，放电装置用电源23的负极一侧通过所述供水管26与液滴喷出器24连接。就是说，与所述第一实施方式一样，以雾状从液滴喷出器24喷出的液滴22带负电荷，该液滴22构成放电电极21的对置电极。与所述第一实施方式一样，在流光放电部20中，在放电电极21与液滴喷出器24之间产生电位差。其结果是，喇叭口形流光放电从放电电极21的前端向液滴22发展。
第三实施方式的流光放电部20，包括水回收容器45和水循环机构60。
所述水回收容器(粒状物回收容器)45位于液滴喷出器24的下侧，设置在壳体50的底部上。水回收容器45构成为：能够回收从液滴喷出器24喷出后的液滴22。此外，水回收容器45构成为：以能够对壳体50自如地进行装卸。另一方面，在壳体50中设置有用以向外部拉出水回收容器45的取出口、和能够对该取出口自如地进行开闭的覆盖物(省略图示)。就是说，水回收容器45构成为：能够对壳体50自如地进行收纳和取出。
所述水循环机构(粒状物循环机构)60将已回收到所述水回收容器45内的液滴(水)22送回到液滴喷出器24一侧。水循环机构60包括循环管道61和循环泵62。循环管道61的一端连接在水回收容器45上，该循环管道61的另一端连接在水槽25上。循环泵62设置在循环管道61上。该循环泵62构成为：利用压力将已积存在水回收容器45内的水送向水槽25内。
-运转动作-
接着，对该空气清新机10的运转动作加以说明。该空气清新机10的运转动作时，送风用风扇56成为运转状态，室内空气流过吸气口51导入到空气通路53内。
首先，被处理空气流过集尘过滤器54。在集尘过滤器54中，捕捉含在室内空气中的尘埃。之后，室内空气流过流光放电部20中的放电电极21及液滴喷出器24的附近。
当空气清新机10在工作时，从各个液滴喷出器24往下喷出液滴22。此外，放电装置用电源23在各个液滴喷出器24与放电电极21之间产生电位差。其结果是，微小电弧以往上方变大的方式在各个放电电极21与液滴22之间发展。就是说，与第一实施方式一样，在第三实施方式的流光放电部20中，也反复进行出现下述现象的放电，即：出现雪崩现象→形成先导闪流→先导闪流消失→出现雪崩现象→……。流光放电稳定地形成为发光的喇叭口形等离子体柱(参照图3(a))。其结果是，在流光放电部20中，在空气通路53中生成高速电子、离子、臭氧及羟自由基等自由基、以及其他被激发的分子(被激发的氧分子、被激发的氮分子、被激发的水分子等等)。
含在被处理空气中的臭气成分和有害成分由于所述活性种的作用而氧化分解。此外，含在被处理空气中的亲水性臭气成分等被吸收到从液滴喷出器24喷出的液滴22中。而且，含在被处理空气中的粉状尘埃等微小粒子被液滴22物理吸收。
之后，被处理空气与活性种一起流过催化剂处理部55。在催化剂处理部55中，残留于被处理空气中的臭气成分等由于催化剂的作用而氧化分解。此外，在活性种流过催化剂处理部55的情况下，催化剂处理部55的催化剂作用增强，进一步使臭气成分等氧化分解。如上所述净化后的被处理空气从喷气口52提供给室内。
-第三实施方式的效果-
根据该第三实施方式，因为与所述第一实施方式一样，设为向从液滴喷出器24喷出的液滴22进行放电，所以不会产生火花，能够使流光放电状态稳定。因此，能够提高该空气清新机10的空气净化效率。
在所述第三实施方式中，设为将集尘过滤器54设置在比流光放电部20还靠近上游一侧的位置上。因此，能够阻止含在被处理空气中的、比较大的尘埃附着于放电电极21或液滴喷出器24上。其结果是，即使将该空气清新机10运转长期间，从液滴喷出器24喷出的液滴22的喷雾状态和从放电电极21发展的放电的状态不会受到损害。因此，能够进一步使流光放电部20中的流光放电状态稳定。
在所述第三实施方式中，设为将催化剂处理部55设置在比流光放电部20还靠近下游一侧的位置上。因此，能够确实地除去残留于被处理空气中的臭气成分等。而且，由于在流光放电部20中生成的活性种的作用，催化剂处理部55分解臭气成分的分解能力增强，因而能够更为确实地除去残留于被处理空气中的臭气成分。
根据所述第三实施方式，通过将水回收容器45设置在比液滴喷出器24靠下边的位置上，就能够确实地回收以雾状从液滴喷出器24喷出后的水。此外，因为该水回收容器45是能够对壳体50自如地进行收纳和取出，所以还能够对水回收容器45容易地进行维修。
在所述第三实施方式中，用水循环机构60将已回收到水回收容器45内的水送回到水槽25内，重新从液滴喷出器24喷出该送回后的水。因此，能够减低为流光放电所需的水消费量，所以能够谋求该空气清新机10的运转费用的减低。
-第三实施方式的变形例-
也可以用电气集尘装置、旋风集尘装置、除尘集尘装置等其他集尘机构，来代替所述第三实施方式的集尘过滤器54。即使采用这些集尘机构，也能够通过在比流光放电部20还靠近上游一侧的位置上捕捉被处理空气中的尘埃，来确实地防止尘埃等附着于流光放电部20的液滴喷出器24或放电电极21上。
也可以将吸附处理部57设置在比流光放电部20还靠近下游一侧的位置上，来代替所述第三实施方式的催化剂处理部55。该吸附处理部57是活性炭等吸附剂支撑在空气能够流通的基本材料的表面上而构成的。在该结构下，能够在被处理空气流过流光放电部20后，用吸附处理部57吸附并除去残留于被处理空气中的被处理成分。
此外，也可以设为下述结构，即：所述第三实施方式的水回收容器45从壳体50内被拉出时，检测出水回收容器45被取出这一事情，强制地停止液滴喷出器24的喷雾动作。在这种结构下，能够确实地防止出现下述现象，该现象是：虽然处于已取出水回收容器45的状态，但是液滴喷出器24还喷出液滴22。
此外，在所述第三实施方式中，也可以设置水处理装置，该水处理装置对已回收到水回收容器45内的水分中的有害成分进行处理。这样，就能够防止从液滴喷出器24喷出的液滴22的水质恶化，能够将喷雾水再生利用很长期间。
此外，也可以将液滴喷出器24构成为下述结构，即：例如图10所示，向与被处理空气流相反的方向喷出液滴(粒状物)22。在这种情况下，从液滴喷出器24喷出的液滴22和被处理空气的接触效率提高，能够将被处理空气高效地吸收到液滴22中。因此，能够谋求该空气清新机10的性能的提高。
此外，也可以将温度调节机构(热交换器、加热器、冷却器等)设置在所述第三实施方式的空气清新机10的空气通路53内，对被处理空气的温度进行调节。这样，就能够在利用放电装置20的流光放电对被处理空气进行除臭的同时，对被处理空气进行加热或冷却，来对室内等进行空气调节。就是说，通过将所述放电装置20和温度调节机构安装在空气清新机10中，就能够构成除臭功能很高的空调装置。
补充说明一下，也可以对第三实施方式的空气清新机10采用所述第一实施方式及其变形例、以及所述第二实施方式及其变形例的放电装置(流光放电部)20。
<其他实施方式>
也可以对所述实施方式采用下述结构。
例如，在所述第一实施方式中所说明的是，将本发明所涉及的空气净化装置10用于厨房排气系统1的例子。也可以将本发明的空气净化装置10用于厨房排气系统1以外的东西。此外，本发明的放电装置20是以液滴(水)等粒状物作为对置电极22来使放电(流光放电)状态稳定的放电装置。只要是利用放电(流光放电)的装置，就可以在空气净化装置10以外的其他装置中采用本发明的放电装置20。
此外，也可以将液滴喷出器24配置为下述结构，即：如图6所示，以使漏斗形液滴喷出器24朝下的方式使用该漏斗形液滴喷出器24，使液滴22滴下，并将放电电极21配置为朝上的状态，来使放电电极21和漏斗形液滴喷出器24相向。在这样构成的情况下，也能够得到与所述各个实施方式一样的效果。
此外，在所述第一、第二及第三实施方式中所说明的是，利用一根针状电极作为放电电极21的例子。放电电极21也可以如图7、8所示由多根针状电极21a构成。在这样用多根针状电极21a构成放电电极21的情况下，由于其他针状电极21a的存在，即使存在放电状态不稳定的针状电极21a，也能够使放电状态更为稳定。因此，在将该放电装置20用于空气净化装置10的情况下，能够使空气净化装置10的性能稳定。此外，通过用多根针状电极21a作为放电电极21，流光放电区域就比较大，也能够增多所产生的活性种量来提高处理性能。在这种情况下，例如将不锈钢制薄板形成为如图8(a)所示的、具有以放射形从中心部21b延伸的多根针部21a的形状，将该薄板折弯而成为图8(b)所示的状态，能够用这样折弯后的部件构成所述作为放电电极21的多根针状电极21a。
而且，也可以采用直流高压电源作为流光放电部20的电源23，也可以采用脉冲高压电源作为流光放电部20的电源23。此外，在第一及第三实施方式中，以放电电极21设为正极，也可以采用相反的设定，就是说也可以将放电电极21设为负极。
此外，在所述第一实施方式中，将离子化部30设置在空气净化装置10中来提高集尘效果。不过，并不一定需要设置离子化部30。
而且，在所述第一、第二及第三实施方式中，使用液滴喷出器24，以液滴作为对置电极22。不过，并不一定需要以液滴作为对置电极22。例如，也可以采用喷出微细的粒状物的粒状物喷出器来代替液滴喷出器24，并以从该粒状物喷出器向放电电极21喷出的粒状物作为对置电极22。补充说明一下，在这种情况下，也可以采用“粉状物”作为“粒状物”。可以对粒状物喷出器采用利用压力喷出粒状物或粉状物的结构、利用风力喷出粒状物或粉状物的结构等等。
补充说明一下，上述实施方式基本上是适当的例子，没有对本发明、采用本发明的对象及其用途范围加以限制的意图。
-工业实用性-
如上所述，本发明对通过放电产生低温等离子体的放电装置20、以及利用通过该放电装置20产生的低温等离子体对空气进行净化的空气净化装置10很有用。

Claims (17)

1.一种放电装置，包括放电电极及对置电极、以及在两个电极之间产生电位差的电源，该放电装置从放电电极向对置电极进行放电，其特征在于：
所述放电装置还包括喷出粒状物的粒状物喷出器，
所述对置电极由从所述粒状物喷出器喷向放电电极的粒状物构成，
所述放电电极向从所述粒状物喷出器喷出的粒状物进行放电。
2.根据权利要求1所述的放电装置，其特征在于：
所述放电电极由多根针状电极构成。
3.根据权利要求1所述的放电装置，其特征在于：
所述放电电极和所述粒状物喷出器相互之间的位置关系设定为：根据所述放电电极与所述对置电极的电位差在所述放电电极与粒状物之间产生流光放电。
4.根据权利要求1所述的放电装置，其特征在于：
所述粒状物喷出器由以雾状喷出液滴的液滴喷出器构成，
所述对置电极由从所述液滴喷出器喷向所述放电电极的液滴构成。
5.根据权利要求1所述的放电装置，其特征在于：
所述粒状物喷出器的粒状物喷出方向基本上指向所述放电电极，所述放电电极的前端基本上指向所述粒状物喷出器。
6.根据权利要求5所述的放电装置，其特征在于：
所述粒状物喷出器的粒状物喷出形状为空心圆锥状。
7.根据权利要求5所述的放电装置，其特征在于：
所述粒状物喷出器的粒状物喷出形状为实心圆锥状。
8.根据权利要求1所述的放电装置，其特征在于：
所述放电电极的前端从与以直线状从所述粒状物喷出器喷出的粒状物流成直角的方向指向该粒状物流。
9.根据权利要求1所述的放电装置，其特征在于：
所述放电装置还包括粒状物回收容器，对从所述粒状物喷出器喷出后的粒状物进行回收。
10.根据权利要求9所述的放电装置，其特征在于：
所述放电装置还包括粒状物循环机构，将已回收到所述粒状物回收容器内的粒状物向所述粒状物喷出器一侧送回。
11.一种空气净化装置，对含有臭气成分的被处理空气进行处理，包括分解所述臭气成分的放电装置，其特征在于：
所述放电装置由权利要求1到10中的任一项所述的放电装置构成。
12.根据权利要求11所述的空气净化装置，其特征在于：
在比所述放电装置还靠近被处理空气流动方向的下游一侧的位置上设置有粒状物回收装置。
13.根据权利要求11所述的空气净化装置，其特征在于：
所述粒状物喷出器构成为：向与被处理空气的流动方向相反的方向喷出粒状物。
14.根据权利要求11所述的空气净化装置，其特征在于：
在比所述放电装置还靠近被处理空气流动方向的上游一侧的位置上设置有集尘机构。
15.根据权利要求11所述的空气净化装置，其特征在于：
在比所述放电装置还靠近被处理空气流动方向的下游一侧的位置上设置有催化剂处理部。
16.根据权利要求11所述的空气净化装置，其特征在于：
在比所述放电装置还靠近被处理空气流动方向的下游一侧的位置上设置有吸附处理部。
17.根据权利要求11所述的空气净化装置，其特征在于：
所述空气净化装置还包括对被处理空气进行温度调节的温度调节机构。
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