CN104428012A - 放电单元以及使用了其的空气净化装置 - Google Patents

Abstract

放电单元从电源部(20)向第1放电电极(17)和具备孔部(21)的第1对置电极(14)施加电压来发生电晕放电以产生离子。第1放电电极(17)和第1对置电极(14)被非接触且正交地配置。而且，使第1放电电极前端部(17a)从孔部(21)突出，第1放电电极前端部(17a)突出的一侧的第1对置电极表面(14a)具备半导电性的第1半导电部(18)。

Description

放电单元以及使用了其的空气净化装置

技术领域

本发明涉及放电单元以及使用了其的空气净化装置。

背景技术

以往，已知利用电晕放电来产生臭氧以及负离子等，来进行室内空间的除菌以及除臭的装置。该装置具有针状电极和接地电极。而且，在针状电极与接地电极之间被施加高电压，在针状电极的前端部发生电晕放电。由于该电晕放电，将产生臭氧以及负离子(例如参照专利文献1)。

在专利文献1所记载的装置中，为了防止放电的火花，作为放电电极的针状电极、和作为对置电极的接地电极需要一定的距离。此外，由于针状电极和接地电极被平行地配置，因此离子风的产生方向、和电晕放电的产生部位发生偏离，所生成的离子未被有效地扩散。此外，离子的释放量不容易增加。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-18348号公报

发明内容

本发明的放电单元从电源部向针状的第1放电电极、和具备孔部的平板状的第1对置电极施加电压来发生电晕放电，以产生离子。在此，使第1放电电极和第1对置电极非接触且正交地配置，并且使第1放电电极的第1放电电极前端部从孔部突出。而且，第1放电电极前端部突出的一侧的第1对置电极的第1对置电极表面具备半导电性的第1半导电部。

在这种放电单元中，由于第1对置电极表面具有半导电性，因此第1对置电极和第1放电电极靠近。其结果，放电电流增加，因此离子的产生量增加。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的空气净化装置的立体图。

图2是该空气净化装置的剖视图。

图3是该放电单元的分解立体图。

图4是该放电单元的外观立体图。

图5是表示该放电单元的放电状态的概念图。

图6是表示该空气净化装置的控制电路的框图。

图7是该放电单元和静电雾化单元的立体图。

图8是表示该空气净化装置的静电雾化单元的放电状态的概念图。

图9是该放电单元和静电雾化单元的变形例1的立体图。

图10是该放电单元和静电雾化单元的变形例2的立体图。

图11A是本发明的实施方式2的放电单元的外观立体图。

图11B是该放电单元的放电电路图。

图12是该放电单元的放电部的分解立体图。

图13是将该放电单元的电阻器配置在基板上的图。

图14是表示该放电单元的放电状态的概念图。

图15是表示该放电单元的不同的电阻器的图。

图16是表示具有多个该放电单元的情况的图。

图17是表示该放电单元的第1放电电极和第1对置电极的图。

图18A是表示本发明的实施方式3的放电单元的放电状态的概念图。

图18B是该放电单元的第1放电电极前端部的放大图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。再者，在本发明的实施方式中，活性种意味着臭氧等的具有氧化还原能力的成分。此外，离子意味着丢掉电子的氮分子、氧分子以及水等所构成的正离子、或者电子和氧分子等结合的负离子。

(实施方式1)

图1是本发明的实施方式1的空气净化装置的立体图，图2是该空气净化装置的剖视图。如图1、图2所示，大致纵长箱形状的空气净化装置1从前面的四面吸入室内的空气，通过空气过滤器2而将该空气变为净化空气。而且，空气净化装置1将由放电单元7产生的离子、和由静电雾化单元8产生的活性种连同净化空气一起从顶面向室内鼓风。

空气净化装置1具备：具有吸气口3和排气口4的主体5、主体5内的鼓风部6、放电单元7、以及静电雾化单元8。主体5通过位于吸气口3的相反侧的隔板部9被划分为连通吸气口3和排气口4的通风路线部10、和空间部11。

鼓风部6由被固定于隔板部9的电动机12、和通过电动机12进行旋转的叶片部13而形成。通过鼓风部6而将从吸气口3吸入的空气的一部分经由放电单元7以及静电雾化单元8从排气口4被吹出。

图3是本发明的实施方式1的放电单元的分解立体图，图4是该放电单元的外观立体图。如图3、图4所示，放电单元7由平板状的第1对置电极14、针状的第1放电电极17、支承部件22、电源连接部19、和电源部20(记载于图2)而形成。放电单元7从电源部20向第1放电电极17和第1对置电极14施加电压来发生电晕放电以产生离子。

在此，第1对置电极14由具备孔部21的绝缘性基板16、半导电性的第1半导电部18、和被设置在第1半导电部18的外周缘的导电部23而形成。第1放电电极17和第1对置电极14被非接触且正交地配置。而且，第1放电电极17的第1放电电极前端部17a贯通圆形的孔部21并突出。此外，第1半导电部18被配备在第1放电电极前端部17a突出的一侧的第1对置电极表面14a。电源连接部19与导电部23电连接。电源部20向电源连接部19以及第1放电电极17施加电压。

另外，即便不存在孔部21，例如即便绝缘性基板16是具有一半大小的半圆的缺口的形状，离子量也会增加。如专利文献1所记载的那样，在针状电极和接地电极被平行地配置的情况下，由于电晕放电区域从针状电极偏向接地电极侧地生成，因此放电区域变小。另一方面，如本发明的实施方式1那样，在第1放电电极17和第1半导电部18被大致正交地对置配置的情况下，形成从第1放电电极17观察具有呈圆锥状扩展的形状的电晕放电区域。因而，电晕放电区域的范围扩展，将产生更多的离子。在设有孔部21的情况下，由于朝向孔部21的端面产生电晕放电，因此若孔部21的直径改变则电晕放电的扩展方式将变化。

如图3、图4所示，绝缘性基板16为平板形状且在大致中央处具有孔部21。绝缘性基板16的端部经由支承部件22而被固定于图2的隔板部9。

支承部件22由固定盖22a、基座22b、和底板22c构成。在此，固定盖22a固定为从两面夹住第1对置电极14。底板22c对第1放电电极17进行固定。若组装图3所示的分解后的部件，则成为图4的一部分被开口的筒形状，支承部件22在内部设有第1放电电极17和第1对置电极14。

电源连接部19由SUS等的不锈钢、铝、金、银、或者铜等形成。另外，电源连接部19并不限于这些，只要是导电性的原料即可。

以下，使用图3、图4来详细地说明各构成的特征。

构成第1对置电极14的绝缘性基板16为四角平板形状，在大致中央处具有孔部21。再者，绝缘性基板16的形状可以为圆形、多角形，孔部21的形状也不限于圆形状，可以为四角形、多角形、或者椭圆形状。

进而，绝缘性基板16只要是不易被离子或者臭氧腐蚀的无机系、或氟树脂即可。绝缘性基板16既可以为陶瓷基板，也可以为氟等的树脂基板。作为陶瓷基板，使用的是包含Si、Al、Zn、Ti、Mg的氧化物、或复合氧化物、碳化物、氮化物等，从成本和获得容易度出发，氧化铝为适当的。再者，期望绝缘性基板16的表面电阻为10¹⁰Ω/□以上。

此外，如图3所示，第1半导电部18被设置在绝缘性基板16的一个面侧的表面、即第1放电电极前端部17a贯通并突出的一侧的第1对置电极表面14a、和孔部21的内面。若从第1放电电极前端部17a观察，则第1半导电部18为环形状。期望第1半导电部18的表面电阻为10⁶Ω/□～10¹⁰Ω/□。在此，表面电阻率为施加1000V时的值。

进而，第1半导电部18是通过丝网印刷的刮墨刀在绝缘性基板16的表面涂覆半导电墨水，由此形成的。半导电墨水包含氧化锡等的导电剂和玻璃粉等的粘接剂。半导电墨水是氧化锡等的导电剂成分混合或溶解在溶剂中而成的。

粘接剂只要能粘接导电剂粒子和绝缘性基板16即可。作为粘接剂，可使用玻璃粉、硅胶、硅酸盐化合物、或者钛酸盐化合物等。玻璃粉在化学性上具有非活性且耐氧化性，故优选。此外，可使用氧化铝、氧化锆、二氧化钛的粉末、或氟树脂粒子等。关于粘接剂的大小，为使形状稳定化，优选的是大于导电剂粒子，也可以是导电剂粒子的2～100倍程度的大小。

作为导电剂粒子，从相对于氧化的稳定性和获得容易度出发，优选氧化锡，除此之外也可使用ZnO、PbO₂、CdO、In₂O₃、Tl₂O₃、Ga₂O₃、Fe₃O₄等的氧化物导电剂、以及它们的复合氧化物等。也可以使用在作为导电剂的氧化锡(SnO₂)中掺杂了Sb等的物质。

作为第1半导电部18而言，使用作为导电剂的SnO₂和作为粘接剂的玻璃的情况下的构成比例优选为1∶4～1∶1，即导电剂为20～50重量％，玻璃为80～50重量％。从强度方面出发，作为粘接剂的玻璃需要50重量％以上的重量。为了变为半导电性、即表面电阻率变为10⁶⁰Ω/□～10¹⁰Ω/□，期望包含20重量％以上的导电剂。

在作为粘接剂而使用玻璃的情况下，玻璃粉末被添加在适当的溶媒中进行混合，所制作成的半导电性墨水被印刷于绝缘性基板16。并且，存在被加热至玻璃熔化的温度为止而制作出在玻璃中分散有导电剂的状态的方法。此外，存在使绝缘性的基板浸渍在混合氧化锡、玻璃和粘接剂而制作出的墨水中并进行干燥的方法等。

此外，如图3所示，导电部23被设置在覆盖第1半导电部18的周缘部附近的表面外周部的位置。导电部23与电源连接部19和第1半导电部18电连接。此时，从第1放电电极17至导电部23为止的最短距离要比从第1放电电极17至第1半导电部18为止的最短距离长。在图3的示例中，导电部23为四角形状的金属性平板，具有比孔部21的外周大的贯通孔24。

通过设为这种构成，从而流经第1放电电极17与电源连接部19之间的电流，例如将从第1放电电极17流经覆盖孔部21内面的第1半导电部18。然后，电流流经绝缘性基板16的第1对置电极表面14a的第1半导电部18，经由导电部23而终于到达电源连接部19。也就是说，因为沿表面放电的最短距离较长，所以不会引起火花放电，可谋求安全性的提升。

在此，导电部23的表面电阻率比第1半导电部18的表面电阻率小。具体而言，期望第1半导电部18的表面电阻率为10⁶Ω/□以上且小于10¹⁰Ω/□，导电部23的表面电阻率小于10⁶Ω/□，电源连接部19的表面电阻率为10^-1Ω/□以下。

进而，导电部23位于与孔部21的中心相距大致相等距离的位置处。具体而言，第1半导电部18为在从孔部21的外周向外部延伸了大致相等距离的位置处进行电连接的环形状，导电部23位于其周缘部。也就是说，导电部23位于与第1放电电极17的前端相距大致相等距离的位置处。

导电部23位于与孔部21的外周相距大致相等距离的位置处。因而，在第1放电电极17与电源连接部19之间被施加了高电压的情况下，流经第1放电电极17与电源连接部19之间的电流在导电部23整体中易于均匀地流动。此外，由于导电部23的表面电阻率比第1半导电部18的表面电阻率小，因此流至第1半导电部18的周缘部为止的电流易于经由导电部23而到达电源连接部19。

即，电流均匀地分散在第1半导电部18的宽范围内，进而电流按照向位于第1半导电部18的周缘部的导电部23扩展的方式流动。因而，电流集中在第1半导电部18的窄范围内，不会高密度地产生离子。进而，由于第1半导电部18不会局部地发热，因此第1半导电部18的劣化被抑制。

导电部23期望为金属制平板。虽然导电部23可以通过基于包含Ag、Cu、碳等的导电性墨水的印刷来形成，但是在长时间使用之际，导电性墨水的劣化成为课题。金属制平板与导电性墨水相比，由于相对于通过放电生成的离子以及臭氧的氧化稳定性较为优越，因此离子将稳定地产生。

导电部23的材质期望为SUS316L、SUS316、SUS304、或者实施了氧化铝膜处理法后的铝的任一种。这些金属由于相对于离子以及臭氧的耐性较强，因此抗腐蚀的导电部23的耐久性提升。另外，导电部23并不限于这些，只要为导电性的原料即可。期望导电部23的表面电阻为10^-1Ω/□以下。

进而，如果导电部23的外形为与支承部件22的内部大致相同的四角形状，则在放电单元7的组装工序中导电部23的定位变得容易。

此外，电源连接部19被设置在绝缘性基板16中的第1放电电极前端部17a贯通并突出的面侧、即图3所示的从导电部23的一角突出的突出端。由此，在从第1放电电极17流经来的电子沿着绝缘性基板16的表面流动之际，沿表面放电的最短距离伸长，从而难以引起火花放电。再者，在电源连接部19被设置于绝缘性基板16的表面的情况下，需要以确保了足够的沿表面放电的最短距离的状态来配置。

其次，第1放电电极17为棒形状或针形状。第1放电电极17从支承部件22的底板22c起沿着垂直方向延伸。支承部件22具备多个开口，可以进行通气。而且，第1放电电极前端部17a与绝缘性基板16隔开几毫米～几十毫米左右的给定距离而从孔部21突出，且位于孔部21的大致中心轴上。所谓大致中心轴上，意味着通过孔部21的中心且相对于绝缘性基板16而垂直的轴上。第1放电电极17的材质可以为发生电晕放电的SUS等的不锈钢、钨、钛、或者Ni-Cr合金等。只要可以放电，则可以使用包含碳、锡、SiC等的电极。

再者，第1放电电极前端部17a的形状也可以设为圆柱状、半球状等。如果第1放电电极前端部17a为尖锐形状，则易于引起放电集中，因此在比较低的电压下会产生电晕放电。在第1放电电极前端部17a的形状设为圆柱状或半球状的情况下，在特定的部分不会引起电荷集中，但是如果与尖锐形状相比，则当被施加较高的电压时，不会产生电晕放电。然而，在第1放电电极前端部17a为圆柱状或半球状的情况下，由于在分散有电荷的状态下将持续发生电晕放电，因此与尖锐形状相比，成为不易长时间劣化的第1放电电极17。其原因在于，在尖锐的第1放电电极前端部17a，由于电荷集中而易于引起金属的熔化、以及尘埃的集中附着。

此外，第1放电电极前端部17a的剖面形状和孔部21的形状也可以为相同种类。例如，在相对于圆状的孔部21而第1放电电极前端部17a为圆柱状或者半球状的情况下，由于剖面形状变为圆状，因此以第1放电电极17为中心而在圆周方向上分散于宽范围内地产生放电。

其结果，在第1放电电极前端部17a为圆柱状或者半球状的情况下，与尖锐的情况相比，不易引起局部性的放电集中，第1放电电极17的劣化被抑制。其结果，离子将稳定地产生。

孔部21的形状不限于圆形状，也可以为四角形、多角形、或者椭圆形状。

再者，作为承受第1放电电极17放电的电极，说明了由具备半导电性的保护膜的第1半导电部18、导电部23和电源连接部19构成的结构。但是，作为电极，也可以仅使用第1半导电部18、电源连接部19。即，也可以是与绝缘性基板16相同形状的开孔的平板状的第1半导电部18和电源连接部19电连接的结构。通过这种结构，从而成为构造变得简易、且易于组装的放电单元7。进而，导电部23以及绝缘性基板16的厚度被减少，从而成为小型的放电单元7。

在此，关于向第1放电电极17施加了正的电压的情况，使用表示本发明的实施方式1的放电单元的放电状态的概念图的图5来进行说明。

图2的空气净化装置1被运转，通过电源部20在图4所示的第1放电电极17和被连接为接地的第1对置电极14之间施加约+3kV～10kV。如图5所示，在第1放电电极前端部17a附近形成较强的电场区域，电场区域内的空气被电离。此时，所产生的电子与空气中的氮分子以及氧分子发生碰撞。而且，从氮分子以及氧分子之中将跃迁发生了碰撞的电子的个数以上的电子，丢掉电子的氮分子以及氧分子变为正离子。

从分子跃迁出的几个电子将与氧分子结合，成为氧的负离子。而且，氧的负离子边与周边的分子发生反应而生成其他的多种多样的负离子，边与电子一起被第1放电电极17吸收。氮以及氧的正离子会与水分子发生反应而生成其他的多种多样的正离子。与水分子发生反应而生成的正离子朝向第1对置电极14的第1半导电部18，在由图5的虚线所示的电力线上移动。该状态为电晕放电。

此外，从第1放电电极前端部17a将产生被称作离子风的气流(图5的虚线箭头)。前述的氮、氧、水发生反应的正离子，由于该离子风而最初先远离第1半导电部18，然后被吸附于第1半导电部18，因此在图5所示的绘制抛物线的电力线上移动。

在该电晕放电状态下，鼓风部6所产生的鼓风在图2中从放电单元7的下方、在图5中从放电单元7的右方碰上在电力线上移动的氧的正离子。其结果，如图5所示，在电力线上移动的氧的正离子的半数以上乘着鼓风而从放电单元7被释放。

在此，第1放电电极前端部17a被配置在孔部21的大致中心轴上。因而，在向图3～图5所示的第1放电电极17和与电源连接部19电连接的第1半导电部18施加了高电压的情况下，流经第1放电电极17与第1半导电部18之间的电流将从孔部21外周面起经由导电部23而到达电源连接部19。

也就是说，第1半导电部18以第1放电电极17为中心而位于圆周方向的周围，所以电流分散在第1半导电部18的宽范围内。因而，在第1半导电部18附近的空气中，在宽范围内将引起发热所带来的对流作用，被变暖的空气将上升。在图5中，在第1放电电极前端部17a附近产生的氮、氧、水发生反应的正离子不易下降。其结果，未被第1半导电部18吸收而乘着鼓风从放电单元7被释放的氮、氧、水发生反应的正离子量增加。

在此，通过在第1放电电极17与第1对置电极14之间施加3kV～10kV的电压，从而产生足够的离子量。即便在10kV以上也会产生离子，但由于会产生放电针的劣化等的副作用，因此期望为10kV以下。此外，在小于3kV的情况下有时放电会变得不稳定，因此期望为3kV以上。

此外，如图2所示，在放电单元7的下游侧(排气口4侧)设有静电雾化单元8。其结果，通过在放电单元7中产生的氧的正离子，使得空气中的螨类以及花粉等的过敏原、浮游霉菌以及浮游菌等的污秽带电为正离子，作为负离子的纳米离子雾易于接触。即，在放电单元7中产生的氧的正离子，作为使纳米离子雾的非活性化效果、以及杀菌效果提升的辅助离子而发挥作用。

图6是表示本发明的实施方式1的空气净化装置的控制电路的框图。在图2所示的空间部11中收纳了包含图6所示的电源部20的控制部25。作为对放电单元7、静电雾化单元8分别施加高电压的电源20，连接着第1高电压产生部26、第2高电压产生部27。第1高电压产生部26、第2高电压产生部27被连接至控制装置28。

此外，在控制装置28也连接着运转操作开关29和鼓风部6(图2的电动机12)。控制装置28根据来自运转操作开关29的输入来控制鼓风部6、第1高电压产生部26、第2高电压产生部27。

在本实施方式1中，虽然相对于放电单元7、静电雾化单元8而使用的是单独的高电压产生部，但是在相同的高电压的情况下也可以共用一个高电压产生部。

具备这种控制部25的图2所示的空气净化装置1接受来自控制装置28的控制信号，使第1高电压产生部26、第2高电压产生部27、鼓风部6工作。而且，从图2所示的排气口4向室内释放在静电雾化单元8中产生的纳米离子雾、和在放电单元7中产生的辅助离子。

其结果，可发挥前述的纳米离子雾的效果。即，空气中的细菌未被活化。此外，空气中的臭气被分解而除掉。此外，包含纳米离子雾的空气吹至衣服或者窗帘等，从而衣服或者窗帘的除臭、除菌等的效果可以期待。

再者，在本实施方式1中，虽然对放电单元7为一个的情况进行了说明，但是在需要较多离子量的情况下，也可以配备多个。

在上述的实施方式中，对第1放电电极17施加正的电压，并用静电雾化单元8而产生的离子被视作辅助离子。其次，关于对第1放电电极17施加负的电压，单独地作为负离子来利用的情况，使用图5来进行说明。

未配备静电雾化单元8的图2的空气净化装置1运转，通过电源部20在第1放电电极17与被连接为接地的第1对置电极14之间施加约-3kV～10kV。在图4所示的第1放电电极前端部17a附近形成较强的电场区域，电场区域内的空气被电离。此时，从第1放电电极17被释放电子，与空气中的氮分子以及氧分子发生碰撞。从氮分子以及氧分子之中将跃迁发生了碰撞的电子的个数以上的电子，丢掉电子的氮分子以及氧分子变为正离子。氮以及氧的正离子边与水分子发生反应而形成其他的各种各样的正离子，边被第1放电电极17吸收。另一方面，从分子跃迁的几个电子将与氧分子结合而成为氧的负离子，边与周边的分子发生反应而生成其他的多种多样的负离子，边与电子一起朝向第1半导电部18。

如此产生的负离子从图2所示的空气净化装置1的排气口4被释放至室内，从而使用者感觉到负离子特有的清爽感(瀑布附近的清爽)。

其次，放电单元7作为产生离子的第1放电单元31来说明，静电雾化单元8作为产生活性种的第2放电单元32来说明。

图7是本发明的实施方式1的放电单元和静电雾化单元的立体图。如图7所示，第2放电单元32由平板状的第2对置电极34、针状的第2放电电极33、电源连接部39、和电源部20而形成。

在此，第2放电电极33的前端的第2放电电极前端部33a、和第2对置电极34被对置且正交地配置。此外，第2对置电极34由具备圆形的孔部38的绝缘性基板36、半导电性的第2半导电部37、和被设置在第2半导电部37的外周缘的导电部35而形成。而且，与第2放电电极前端部33a对置的第2对置电极34的第2对置电极表面34a具备第2半导电部37。即，第2放电电极33被配置为不贯通孔部38。

电源连接部39与导电部35电连接。电源部20向电源连接部39以及第2放电电极33施加电压。

无论是第1放电单元31还是第2放电单元32，电极部件均通过上述的支承部件来固定，所以在图7中不记载支承部件，也省略说明。

图2的静电雾化单元8具备向图7的第2放电电极33供水的供给单元。而且，在第2放电电极33与第2对置电极34之间被施加高电压。其结果，保持于第2放电电极33的水被雾化，在纳米尺寸下将产生具有较强电荷的带电微粒子水(负离子雾，以下称作纳米离子雾)。纳米离子雾的粒径为3nm～几十nm左右。纳米离子雾在宽范围内飞散，逗留时间长，也会浸透到壁面等的内部，发挥高的除臭效果、螨类以及花粉等的过敏原的非活性化效果、杀菌效果。

图8是表示本发明的实施方式1的空气净化装置的静电雾化单元的放电状态的概念图。如图8所示，第2放电电极前端部33a与绝缘性基板36的表面分离开地被对置配置。绝缘性基板36的圆形的孔部38即便不设置，也可以实现电晕放电。然而，如果设置孔部38，则具有通过电晕放电而产生的离子风从第2放电电极前端部33a通过孔部38的效果。第2放电电极前端部33a如果在孔部38的中心线上，则电晕放电均匀地产生。

在图7所示的第2放电单元32中，如图8所示那样从被施加了高电压的第2放电电极前端部33a朝向第2半导电部37的电力线如虚线那样。在该构成中，与第2放电电极前端部33a贯通孔部38并突出的情况相比，离子的产生量少，会产生更多的臭氧等的活性种。

即，通过通常的电晕放电而产生臭氧等的活性种、以及上述的离子，但离子和活性种的产生比例将根据第2放电电极前端部33a和第2半导电部37的位置关系而改变。以下说明其理由。

在图7所示的第1放电单元31以及第2放电单元32各自的电极间距离(第1放电电极前端部17a和第1半导电部18的正交方向的距离、以及第2放电电极前端部33a和第2半导电部37的正交方向的距离)相同、且第1放电电极17和第2放电电极33的施加电压相同的情况下，第2放电单元32的放电量变多。认为其原因在于，若第2放电电极前端部33a贯通孔部38并突出，则如图5所示那样电力线朝向第1半导电部18弯曲，因此电流不易流动。

可知，若电流增加，则臭氧等的活性种增加。故此，在第1放电单元31和第2放电单元32为相同电极间距离、相同电压的情况下，电流更易于流动的第2放电单元32与第1放电单元31相比，将产生更多的臭氧等的活性种。此外，在第2放电单元32的构成上，由于通过放电而产生的离子被立即吸附于第2半导电部37，因此与第1放电单元31相比，离子量变少。

因此，第1放电单元31为在离子的产生上有效果的构成，第2放电单元32为在活性种的产生上有效果的构成。第1放电单元31或第2放电单元32也可以分别配备多个。例如，在需要更多离子的情况下，设置两个以上的第1放电单元31。此外，在需要更多活性种的情况下，设置两个以上的第2放电单元32。

构成第1放电单元31和第2放电单元32的电极部件也可以完全相同。在此情况下，在第1放电单元31和第2放电单元32中不同之处仅在于，第1放电电极前端部17a和第2放电电极前端部33a的位置。即，能够使用共同的部件来构筑两种放电单元，制造成本下降。

此外，第1放电单元31和第2放电单元32也可以被连接至单独的电源部20。但是，若在一个电源部20连接着第1放电单元31和第2放电单元32并被施加相同的高电压，则更合理的设计成为可能。

图9是本发明的实施方式1的放电单元和静电雾化单元的变形例1的立体图。如图9所示，针状的放电电极43的两前端具有倾斜部，第1放电单元41和第2放电单元42共用放电电极43。

在第1放电单元41中，放电电极43的第1前端部44贯通了孔部21。在第2放电单元42中，放电电极43的第2前端部45不贯通孔部38，放电电极43和第2对置电极34被对置配置。

放电电极43与电源部20连接，第1放电单元41和第2放电单元42被施加了相同的电压。从第1放电单元41产生较多的离子，从第2放电单元42产生较多的活性种。

在该构成中，通过一个放电电极43而使得第1放电单元41和第2放电单元42发生电晕放电，部件个数变少，小型化成为可能。

图10是本发明的实施方式1的放电单元和静电雾化单元的变形例2的立体图。如图10所示，第1放电单元51和第2放电单元52共用一个对置电极。

在绝缘性基板53的表面上设有半导电部55、孔部21、孔部38，并且在半导电部55上设有导电部54。第1放电电极17贯通孔部21。在孔部38的中心线上配置有不贯通孔部38的第2放电电极33。第1放电单元51具备孔部21和第1放电电极17。第2放电单元52具备孔部38和第2放电电极33。

第1放电电极17和第2放电电极33，既可以如图7所示那样与一个电源部20连接，也可以分别与单独的电源部20连接。

在该构成中，由绝缘性基板53和导电部54构成的对置电极变为一个，因此与图9同样，部件个数少，小型化成为可能。

(实施方式2)

在本发明的实施方式2中，仅说明与实施方式1不同之处，对于与实施方式1相同的构成要素，赋予相同的符号，并省略其详细说明。

图11A是本发明的实施方式2的放电单元的外观立体图，图11B是该放电单元的放电电路图。如图11A所示，放电单元7是具备放电部7a、形成电源部20的第1高电压产生部26、和电阻器63的构成。

图12是本发明的实施方式2的放电单元的放电部的分解立体图。如图12所示，放电部7a由第1对置电极14、针状的第1放电电极17、和支承部件22而形成。在此，第1对置电极14具有孔部21和电源连接部19b。第1放电电极17被固定于具有电源连接部19a的针状固定部件66。支承部件22支撑第1对置电极14和第1放电电极17，被固定于隔板部9(图2)。

图11B表征图11A的等效电路。从第1高电压产生部26至通过电阻器63、电源连接部19a而与针状固定部件66电连接的第1放电电极17为止是正的高电压电路部。第1对置电极14、和从电源连接部19b返回至第1高电压产生部26的电路部成为负(地线)的电路部。通过正的高电压电路部、和负的电路部这两个电路部而构成的电路为放电电路7b。

即，如图11A、图11B所示，放电单元7从电源部20向具有第1放电电极17和第1对置电极14的放电部7a施加电压来形成放电电路7b以发生电晕放电。

图13是将本发明的实施方式2的放电单元的电阻器配置在基板上的图。如图13所示，电阻器63被配置在电源部20(图11A)的基板61上。在基板61的配置有电阻器63的部分，设有贯通基板61的铸模孔64。而且，使用铸模材62而在基板61的电阻器63侧和其背面侧埋有铸模孔64。通过设为这种构成，从而即便是在电阻器63的两端产生了高电位差的情况，也会产生沿着电阻器63的表面的沿面放电，稳定的放电持续着。

如图11A所示，放电单元7具备：第1对置电极14、贯通孔部21地配置的第1放电电极17、与电源部20电连接的电源连接部19a、19b、和位于电源部20与电源连接部19a之间的电阻器63。

电源连接部19a、19b由SUS等的不锈钢、铝、金、银、铜等形成。再者，并不限于这些，只要为导电性的原料即可。

以下，使用图11A、图11B、图12、图13来详细地说明各构成的特征。

如图13所示，作为市场上出售的四角箱型形状的电阻器63的贴片电阻器被配置在电源部20的基板61上。

在第1放电电极17和第1对置电极14的距离较近的情况下，由于施加于两电极间的电位差，会在两电极间产生火花放电、以及沿面放电。为了防止该现象，如前所述，通过作为绝缘物的铸模材62来铸模电阻器63的周围。通过进行铸模，从而两电极间的沿表面放电的最短距离被延长。

进而，在基板61开铸模孔64，从而铸模材62进入铸模孔64之中，电阻器63的背面侧也能确实地绝缘。作为绝缘物，使用环氧系的树脂、硅等绝缘性高的材料。

如图11B所示，若在放电电路7b内串联地插入电阻器63，则具有防止在第1放电电极17与第1对置电极14之间产生火花放电的效果。通常，通过第1放电电极17与第1对置电极14之间的电晕放电，会产生离子以及活性种。但是，在两电极的距离接近、或者因导电性的附着物而使得距离接近之际，有时空气会引起绝缘击穿，从而电晕放电转变为火花放电。若变为火花放电状态，则空气成为绝缘击穿状态，电子流经此处。也就是说，在火花放电时，不会产生离子以及活性种。

为此，通过在放电电路7b内插入电阻器63，从而可防止在第1放电电极17与第1对置电极14之间产生的火花放电。其结果，稳定地产生离子以及活性种的电晕放电持续着。

不产生火花放电的原理如下所述。若考虑第1放电电极17和第1对置电极14的距离逐渐接近的情况，则如果是通常的距离，通过电晕放电将流动微小电流。虽然微小电流也流经电阻器63，但是由于电流较为微小(几μA左右)，因此在电阻器63的两端产生的电位差不大。也就是说，与不插入电阻器63的情况相比几乎不发生改变，会产生电晕放电。

但是，若距离逐渐接近，则电晕放电所引起的电流不断增加。若电流增加，则在电阻器63的两端产生的电位差变大。也就是说，随着第1放电电极17和第1对置电极14的距离接近，两电极间的电位差变小，因此不会引起空气的绝缘击穿，不至于火花放电。

通过该作用，第1放电电极17和第1对置电极14的距离被接近，所使用的电压被下降。若使用电压被下降，则电源部20的成本降低，安全性也提升。

为了实现上述作用，电阻器63的电阻值在10MΩ～500MΩ的范围内被使用较为重要。当电阻器63小于10MΩ时，在第1放电电极17和第1对置电极14的距离接近这样的异常时的情况下，在电阻器63的两端产生的电位差不变大。也就是说，第1放电电极17与第1对置电极14之间的电位差成为绝缘击穿空气的电位差，因此会产生火花放电。相反，当电阻器63大于500MΩ时，即便是通常的微小电晕放电电流，电阻器63两端的电位差也会变大。也就是说，第1放电电极17和第1对置电极14的电位差会变得小于使电晕放电产生的电位差，因此离子以及活性种的产生变得不稳定。

另外，如图11A所示，电阻器63被配置在电源部20与第1放电电极17之间。但是，电阻器63只要在放电电路7b内则可以是任何地方，可以配置在电源部20与第1对置电极14即电源连接部19b之间。

再者，作为电阻器63虽然使用了贴片电阻器，但是只要为10MΩ～500MΩ的电阻值则可以为任何电阻器，可以使用在电阻器63的两侧附带铁丝状的引线的电阻器等。

第1对置电极14为四角平板形状，在大致中央处具有开口的孔部21。再者，第1对置电极14的形状也可以为圆形或者多角形。孔部21的形状也可以为四角形、多角形、或者椭圆形状，而非圆形状。

第1对置电极14的材质只要具有导电性则可以为任何材质，但期望为金属制。更期望，第1对置电极14的材质由SUS316L、SUS316、SUS304、实施了氧化铝膜处理法后的铝的任一种构成即可。这些金属由于相对于离子以及臭氧的耐性较强，因此作为抗腐蚀的第1对置电极14的耐久性提升。

进而，若第1对置电极14的外形是与支承部件22的内部大致相同的四角形状，则在放电部7a的组装工序中第1对置电极14的定位变得容易。

此外，从第1对置电极14的四角平板形状的一边突出的电源连接部19b并不限于图12所示的位置，也可以从任何部位突出。此外，第1放电电极17在前端具有倾斜部。

在此，关于向第1放电电极17施加了正的电压的情况，使用表示本发明的实施方式2的放电单元的放电状态的概念图的图14来进行说明。

通过电源部20的第1高电压产生部26向图11A所示的第1放电电极17施加直流的约+3kV～10kV。若第1对置电极14与负侧(第1高电压产生部26的地线侧)连接，则在图14所示的第1放电电极前端部17a附近形成较强的电场区域，电场区域内的空气被电离。此时，所产生的电子与空气中的氮分子以及氧分子发生碰撞。而且，从氮分子以及氧分子之中跃迁发生了碰撞的电子的个数以上的电子，丢掉电子的氮分子以及氧分子成为正离子。

从分子跃迁出的几个电子与氧分子结合，成为氧的负离子。而且，氧的负离子边与周边的分子发生反应而生成其他的多种多样的负离子，边与电子一起被第1放电电极17吸收。氮以及氧的正离子与水分子发生反应而生成其他的多种多样的正离子。与水分子发生反应而生成的正离子朝向第1对置电极14的第1半导电部18，在由图14的虚线所示的电力线上移动。该状态为电晕放电。

此外，从第1放电电极17的前端将产生被称作离子风的气流(图14的虚线箭头)。前述的氮、氧、水发生反应的正离子，由于该离子风而最初先远离第1半导电部18，然后被吸附于第1半导电部18，因此在图14所示的绘制抛物线的电力线上移动。

在该电晕放电状态下，鼓风部6所产生的鼓风在图2中从放电单元7的下方、在图14中从放电部7a的右方碰上在电力线上移动的氧的正离子。其结果，如图14所示，在电力线上移动的氧的正离子的半数以上乘着鼓风而从放电部7a被释放。此外，如图14所示的虚线箭头那样产生离子风，由于离子风也可进一步有效率地释放正离子。

在此，通过从第1高电压产生部26施加3kV～10kV的高电压，从而产生足够的离子量。即便在10kV以上也会产生离子，但由于会产生放电针的劣化被促进等的副作用，因此期望为10kV以下。此外，在小于3kV的情况下有时放电变得不稳定，因此期望为3kV以上。

再者，由于只要产生正离子即可，则图11A的第1放电电极17从第1对置电极14观察而相对地变为正电压即可。在第1高电压产生部26产生直流的负电压的情况下，若在第1对置电极14连接着负的高电压侧，在第1放电电极17连接着正侧，则会产生正离子，因此也可以为这种连接方法。

图15是表示本发明的实施方式2的放电单元的不同的电阻器的图。如图15所示，在电阻器63的两侧带有铁丝状的引线65的带引线的电阻器67被用作第1放电电极17。

带引线的电阻器67是一方的引线65的前端部设有倾斜部的针状。如图14所示，该针状的前端从孔部21突出，将引线65作为第1放电电极17来使用。其原因在于，引线65的前端的倾斜部使得电场易于集中在前端部，易于产生电晕放电。由此，即便在较低的电压下也会产生电晕放电。另外，在引线65的前端部不设置倾斜部，引线65也可以作为第1放电电极17来使用，但在此情况下，使用电压较之于具有倾斜部的情况而变高。

如此，电阻器的引线65作为第1放电电极17来使用，从而部件个数被削减。

图16是表示存在多个本发明的实施方式2的放电单元的情况的图。如图16所示，相对于一个电阻器63而构成了多个放电部7a。

在图16中，在电源部20与第1放电电极17即电源连接部19a之间被插入电阻器63。在电阻器63与放电部7a之间设有分支点，连接着另一个放电部7a的电源连接部19a。两个放电部7a的第1对置电极14与第1高电压产生部26的负侧连接。也就是说，两个放电部7a被并联地连接。

在离子的供给量增加的情况下，使用多个放电部7a是可靠的方法。此时，如上述，多个放电部7a被并联地连接，从而通过一个电阻器63来抑制多个放电部7a中的第1对置电极14与第1放电电极17之间的火花放电。图16为两个放电部7a的例子，但是并不限于两个，也可以并联地连接多个放电部7a来使用。

图17是表示本发明的实施方式2的放电单元的第1放电电极和第1对置电极的图。如图17所示，第1对置电极14将铁丝状的金属形成为环状，在其中央部第1放电电极17与第1对置电极14非接触且正交地贯通。

第1放电电极17的前端隔开几毫米～几十毫米左右的给定距离而从第1对置电极14突出。

此外，在图17中，在电阻器63的两侧使用了铁丝状的引线65。而且，一方的引线65形成为环状，作为第1对置电极14来使用。通过设为这种构成，从而所使用的部件个数被削减。

再者，并不限于附在电阻器63上的引线65，也可铁丝这种具有导电性的较细的金属棒构成为环状，作为第1对置电极14来使用。其结果，可谋求制造工序中的加工的简化、成本的降低。

(实施方式3)

在本发明的实施方式3中，仅说明与实施方式1、2不同之处，对于与实施方式1、2相同的构成要素，赋予相同的符号，并省略其详细说明。图18A是表示本发明的实施方式3的放电单元的放电状态的概念图，图18B是该放电单元的第1放电电极前端部的放大图。

若图18A所示的第1放电电极17与第1对置电极14正交的正交部分设为正交部17b，则正交部17b被绝缘体的热收缩管17c包覆。热收缩管17c也包覆第1放电电极17的针状的前端的倾斜部17d的一部分。热收缩管17c应用了电子束照射所引起的塑料的形状记忆效应(通过加热而在径向上收缩的管)。

绝缘体的材质优选氟树脂、或者硅酮树脂，以便耐得住通过放电而产生的离子以及臭氧。因此，采用氟树脂、或者硅酮树脂的热收缩管17c、或者不发生热收缩的绝缘管被使用。

此外，由于正交部17b被绝缘体的热收缩管17c包覆，因此纵使针状的第1放电电极17发生弯曲或偏心而使得与第1对置电极14接触，也可防止短路，安全性提升。进而，第1对置电极14和第1放电电极17的最短距离的正交部17b处的无端放电电流的产生被防止。

即，在正交部17b被绝缘体的热收缩管17c包覆的情况下，在正交部17b与第1对置电极14之间会流动放电电流，产生离子。所产生的离子为正离子，立即被连接为接地的第1对置电极14吸收，放电电流变得浪费。但是，正交部17b被绝缘体的热收缩管17c包覆，从而能够防止无端放电电流的产生。

进而，如图18B所示，热收缩管17c也包覆第1放电电极17的针状的前端的倾斜部17d的一部分。因而，热收缩管17c向第1放电电极17的根部方向的偏离被防止。

在不使用热收缩管17c而使用内径不变化的绝缘管的情况下，将产生虚线的间隙，在该间隙内会附着并贮存尘埃等。此时，若尘埃的端部形成尖部、例如头发的毛附着，则会妨碍到第1放电电极前端部17a中的电场集中，放电电流减少，上述的电子的产生量减少。进而，也会产生臭氧，因此绝缘管的劣化被促进。

-工业可用性-

本发明可期待作为放电单元以及使用了其的空气净化装置的有效利用。

-符号说明-

1   空气净化装置

2   空气过滤器

3   吸气口

4   排气口

5   主体

6   鼓风部

7   放电单元

7a  放电部

8   静电雾化单元

9   隔板部

10  通风路线部

11  空间部

12  电动机

13  叶片部

14  第1对置电极

14a 第1对置电极表面

16、53 绝缘性基板

17  第1放电电极

17a 第1放电电极前端部

17b 正交部

17c 热收缩管

17d 倾斜部

18  第1半导电部

19、19a、19b、39 电源连接部

20  电源部

21、38 孔部

22  支承部件

22a 固定盖

22b 基座

22c 底板

23、54 导电部

24  贯通孔

25  控制部

26  第1高电压产生部

27  第2高电压产生部

28  控制装置

29  运转操作开关

31、41、51 第1放电单元

32、42、52 第2放电单元

33  第2放电电极

34  第2对置电极

35  导电部

36  绝缘性基板

37  第2半导电部

43  放电电极

44  第1前端部

45  第2前端部

55  半导电部

61  基板

62  铸模材

63  电阻器

64  铸模孔

65  引线

66  针状固定部件

67  带引线的电阻器

Claims (4)

1.一种放电单元，其特征在于，从电源部向针状的第1放电电极、和具备孔部的平板状的第1对置电极施加电压来发生电晕放电以产生离子，

使所述第1放电电极和所述第1对置电极非接触且正交地配置，并且使所述第1放电电极的第1放电电极前端部从所述孔部突出，所述第1放电电极前端部突出的一侧的所述第1对置电极的第1对置电极表面具备半导电性的第1半导电部。

2.一种空气净化装置，其特征在于，具有：

权利要求1所述的放电单元；

静电雾化单元，其使针状的第2放电电极的第2放电电极前端部和平板状的第2对置电极对置且正交地配置，并且与所述第2放电电极前端部对置的所述第2对置电极的第2对置电极表面具备半导电性的第2半导电部，通过电晕放电来产生活性种；

主体，其具有吸气口和排气口；和

鼓风部，其配备在所述主体内，

通过所述鼓风部而将从所述吸气口吸入的空气送至所述放电单元和所述静电雾化单元，并从所述排气口吹出。

3.根据权利要求2所述的空气净化装置，其特征在于，

向所述第1放电电极施加正电压，将所述第1对置电极连接为接地，以产生正离子。

4.根据权利要求2所述的空气净化装置，其特征在于，

向所述第1放电电极施加负电压，将所述第1对置电极连接为接地，以产生负离子。