CN104519918B - 空气净化器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用放电动作来净化空气的空气净化器，为了去除当进行电晕放电或流光放电以净化空气时附着在电极上的附着物，对电极施加比进行用来净化空气的正常放电时高的电压以进行火花放电，由此来去除附着物。该空气净化器包括控制部，该控制部让放电部进行正常放电动作和非常放电动作，在正常放电动作下进行流光放电等来净化空气，在非常放电动作下，为了去除附着在电极上的附着物而进行火花放电。该控制部构成为：对施加电压进行调节，以使放电部的一对电极间的电流值恒定，并且施加电压的上限值(V)被设定成比两电极间的距离d×1.2大的值。

Description

空气净化器
技术领域
本发明涉及一种利用放电动作来净化空气的空气净化器。
背景技术
迄今为止，像例如专利文献1所公开的那样，利用放电动作来净化空气的空气净化器已为人所知。该空气净化器包括具有一对电极即放电电极和对置电极的放电装置。在放电装置中，电压施加在一对电极间而进行流光放电。若进行流光放电，就会产生臭氧、自由基等反应性高的活性种，利用该活性种便能分解空气中的有害成分及臭气成分。
专利文献1：日本公开特许公报特开2005－218748号公报
发明内容
－发明所要解决的技术问题－
上述空气净化器的放电装置存在下述问题，即：存在于空气中的挥发性硅化合物因放电被氧化而成为二氧化硅(SiO2)后附着在电极顶端。若二氧化硅等附着在电极顶端，该附着物成为电阻就会阻碍放电动作，其结果是存在空气净化功能下降的问题。
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于：去除在进行流光放电等的电极上由于放电动作而附着上的附着物。
－用以解决技术问题的技术方案－
第一方面的发明以一种空气净化器为对象，该空气净化器包括放电部50，该放电部50具有一对电极51、55，并且电压施加在该一对电极51、55间而进行放电。并且，本发明包括控制部60，该控制部60让所述放电部50进行正常放电动作和非常放电动作，在所述正常放电动作下，所述放电部50进行电晕放电或流光放电来净化空气，在所述非常放电动作下，为了去除空气中的成分由于所述正常放电动作附着在所述电极51、55上而形成的附着物，对所述一对电极51、55施加比所述正常放电动作时高的电压，而使所述放电部50进行火花放电。
在上述第一方面的发明中，在控制部60的控制下放电部50能够进行正常放电动作和非常放电动作。在正常放电动作下，电压施加在放电部50的两电极51、55间而进行电晕放电或者流光放电，借助该放电产生臭氧、自由基等反应性高的活性种。利用该活性种，使得空气中的有害成分、臭气成分得到分解以使空气得到净化。
在上述正常放电动作下，存在于空气中的挥发性硅化合物等因放电被氧化而成为二氧化硅(SiO2)等后附着在电极51、55上。因此，在本发明中，在放电部50便进行非常放电动作。在非常放电动作下，由于对电极51、55施加比正常放电动作时高的电压以进行火花放电(spark discharge)，因而电极51、55上的附着物就会在该火花放电的作用下飞散开。其结果是得以去除电极51、55上的附着物。
第二方面的发明是这样的，在上述第一方面的发明中，所述一对电极由具有突起53并被施加电压的高压电极51、和与该高压电极51相向的面状接地电极55构成，从所述突起53的顶端朝所述接地电极55产生放电。
在上述第二方面的发明中，在正常放电动作下，二氧化硅等附着在放电电极即高压电极51的突起53的顶端部上。因为高压电极51的突起53顶端在放电作用下的氧化性最强，所以二氧化硅等集中附着在该突起53顶端。也就是说，二氧化硅等在电极51、55上的附着部位被限定在高压电极51的突起53顶端。并且，在非常放电动作时火花放电的产生部位也为高压电极51的突起53顶端。因此，能够利用火花放电有效且可靠地使附着在电极51、55上的附着物飞散开。
第三方面的发明是这样的，在上述第二方面的发明中，若用d表示所述一对电极51、55间的距离，则在所述非常放电动作时所述高压电极51上的施加电压V为V≥d×1.2，d的单位为mm，V的单位为kV。
当在上述突起与面状电极之间产生火花放电的情况下，产生火花放电的、电极51、55间距离的每单位长度的电压为1.1～1.2kV/mm。在上述第三方面的发明中，若用d(mm)表示两电极51、55间的距离，则施加电压V(kV)为V≥d×1.2，因而在非常放电动作下能够可靠地产生火花放电。
第四方面的发明是这样的，在上述第三方面的发明中，所述控制部60对所述高压电极51上的施加电压进行调节，以使所述一对电极51、55间的电流值恒定，该施加电压的上限值被设定成比所述V≥d×1.2大的值。
在上述第四方面的发明的放电部50中调节施加电压，以使两电极51、55间的电流成为定值。也就是说，对放电部50进行所谓的恒流控制。当在正常放电动作时二氧化硅等未附着在高压电极51的突起53上之际，以较低的施加电压就能够确保规定的电流值。随着二氧化硅等不断附着在高压电极51上，两电极51、55间的电阻就会不断增大。这样一来，为了确保规定的电流值，施加电压就会逐渐上升。并且，若施加电压上升到规定值V≥d×1.2，就会进行非常放电动作，产生火花放电使得二氧化硅等附着物飞散开。而且，因为施加电压的上限值设定在比所述规定值V≥d×1.2大的值上，所以施加电压可靠地上升到产生火花放电的电压值。
第五方面的发明是这样的，在上述第三方面的发明中，所述控制部60使所述高压电极51上的施加电压上升到所述V≥d×1.2来让所述放电部50进行所述非常放电动作。
在上述第五方面的发明中，在正常放电动作时，例如每经过规定时间就使施加电压上升到产生火花放电的规定电压V≥d×1.2以进行非常放电动作。此时，若二氧化硅等附着在高压电极51上，该附着物就会在火花放电的作用下飞散开。
－发明的效果－
综上所述，根据本发明，让放电部50进行正常放电动作和非常放电动作，在正常放电动作下放电部50进行电晕放电或者流光放电来净化空气，在非常放电动作下，为了去除空气中的成分由于正常放电动作附着在电极51、55上而形成的附着物，对两电极51、55施加比正常放电动作时高的电压，而使放电部50进行火花放电。为此，通过从正常放电动作切换到非常放电动作后进行该非常放电动作，而能够利用火花放电使在正常放电动作时附着在电极51、55上的附着物飞散开，因而能够去除电极51、55上的附着物。由此，能够长期进行正常放电动作，并能长期维持利用放电所获得的空气净化功能。
根据第二方面的发明，一对电极由具有突起53并被施加电压的高压电极51、和与该高压电极51相向的面状接地电极55构成，从突起53的顶端向接地电极55产生放电。为此，在电极51、55上能够使二氧化硅等的附着部位和火花放电的产生部位为同一部位。由此，能够利用火花放电有效且可靠地去除附着在电极51、55上的附着物。
根据第三方面的发明，产生火花放电的、电极51、55间距离的每单位长度的电压为1.1～1.2kV/mm，若用d(mm)表示两电极51、55间的距离，便将施加电压V(kV)设定为V≥d×1.2，因而能够在非常放电动作下可靠地产生火花放电。
根据第四方面的发明，对高压电极51上的施加电压进行调节，以使两电极51、55间的电流值恒定，另一方面，将该施加电压的上限值设定成比所述规定值V≥d×1.2大的值。为此，在正常放电动作时，能够使施加电压随着二氧化硅等不断附着而上升。并且，若施加电压上升到规定值V≥d×1.2，就进行非常放电动作，从而能够利用火花放电去除二氧化硅等附着物。如上所述，根据本发明，能够在与附着物的附着状态相应的适当时期进行非常放电动作。由此，不另外设置检测附着物的附着状态的装置就能可靠地去除附着物。
根据第五方面的发明，因为使高压电极51上的施加电压上升到所述规定值V≥d×1.2以进行非常放电动作，所以仅控制施加电压就能够产生火花放电。由此，能够在欲去除附着物的所希望的时期可靠地产生火花放电以去除附着物。
附图说明
图1是示出实施方式所涉及的空气净化器的结构的示意图。
图2是示出实施方式所涉及的净化部的结构的示意图。
图3是示出实施方式所涉及的放电部的结构的示意图，(A)是俯视图，(B)是侧视图。
图4是示出在放电部电压与电流之间的关系的图表。
图5是示出在放电部工作电压的推移情况的图表。
图6是用以说明电压的上限值的图。
图7是示出其它实施方式所涉及的正常放电动作和非常放电动作的时序图。
图8是示出其它实施方式所涉及的正常放电动作和非常放电动作的时序图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。此外，以下实施方式是本质上优选的示例，并没有意图对本发明、其应用对象或其用途的范围加以限制。
如图1所示，本实施方式的空气净化器10包括空气的主通路11，从该主通路11的上游一侧朝向下游一侧依次设置有净化部20、加湿部30和风扇40。在主通路11上的风扇40的下游一侧分支出空气的回流通路12。回流通路12与主通路11上的净化部20的上游一侧相连。并且，在回流通路12的中途设置有放电部50。主通路11和回流通路12构成空气通路。
如图2所示，净化部20具有预过滤器21、电离部22、皱褶式过滤器(pleatedfilter)23及除臭部件24，用以净化空气。
预过滤器21构成物理性地捕集包含在主通路11的空气中的较大尘埃的集尘用过滤器。电离部22构成使空气中的尘埃带电的尘埃带电部。在电离部22设置有例如线状电极、和与该线状电极相向的板状电极。在电离部22，电源向两电极施加电压，由此在两电极间进行电晕放电。借助该电晕放电，空气中的尘埃就会带规定的电荷(正电荷或负电荷)。皱褶式过滤器23构成波纹板状静电过滤器。也就是说，在皱褶式过滤器23中，已在电离部22带电的尘埃被电气吸引而捕集起来。此外，也可以使皱褶式过滤器23承载光催化剂等除臭用材料。除臭部件24是在蜂窝结构的基材表面上承载用以对空气进行除臭的除臭剂而构成的。除臭剂能够使用吸附空气中的被处理成分(臭气物质、有害物质)的吸附剂、用以对该被处理成分进行氧化分解的催化剂等。在本实施方式中，上述吸附剂、催化剂等使用的是能够至少对作为被处理成分的臭氧进行处理的材料。也就是说，本实施方式的净化部20净化主通路11中的空气并具有臭氧去除处理功能。
加湿部30具有加湿转子及水箱等，但并未图示出来。从水箱向加湿转子供给水分。已通过净化部20中的除臭部件24的空气在通过加湿转子之际被加湿转子赋予水分而得到加湿。
风扇40使空气在主通路11及回流通路12中按照图1所示的箭头方向流动。
如图3所示，放电部50具有放电电极51、与该放电电极51相向的对置电极55、以及电源56。放电电极51具有被保持部件54保持住的固定部件52、和安装在该固定部件52上的电极主体53。固定部件52的顶端弯折过来，电极主体53插入并通过该弯折部。电极主体53形成为线状或棒状，并以该电极主体53的两端从固定部件52中突出的状态插入并通过固定部件52。电极主体53的从固定部件52中突出的部分构成本发明所涉及的放电电极51的突起。对置电极55具有形成为面状的前面部分55a。放电电极51的电极主体53被布置成实质上与对置电极55的前面部分55a平行。也就是说，放电电极51的突起的突出方向与对置电极55的前面部分55a平行。
放电电极51是经由保持部件54被电源56施加了电压的高压电极，对置电极55是接地的接地电极。在放电部50中，若对放电电极51施加电压，就会从放电电极51的电极主体53的顶端朝对置电极55的前面部分55a产生流光放电。流光放电是等离子体放电的一种，当产生放电之际会生成反应性(氧化分解能力)高的活性种(臭氧、自由基、电子、离子等)。在放电部50中，回流通路12的空气中的有害成分、臭气成分被流光放电所生成的活性种分解。由此，回流通路12中的空气得到净化。已由放电部50净化了的空气回到主通路11。
此外，也可以构成为：放电部50进行电晕放电并以此取代流光放电。而且，放电电极51的形态也可以是具有从与对置电极55相向的板状基板朝对置电极55的前面部分55a突出的突起。也就是说，放电电极51也可以构成为该突起部分的突出方向与对置电极55的前面部分55a近似正交。
如图3所示，在空气净化器10中包括控制放电部50的控制部60。控制部60构成为：让放电部50进行正常放电动作和非常放电动作，在正常放电动作下，放电部50进行流光放电来净化空气，在非常放电动作下，为了去除空气中的成分由于该正常放电动作附着在电极51、55上而形成的附着物，对放电电极51施加比正常放电动作时高的电压，而使放电部50进行火花放电。控制部60工作的具体情况见下文所述。
<运转动作>
对空气净化器10的运转动作情况进行说明。已被从室内吸入到主通路11的空气流入净化部20。在净化部20中，空气中较大的尘埃被预过滤器21捕集起来。已通过预过滤器21的空气中所包含的尘埃等在电离部22带电。并且，空气在通过皱褶式过滤器23之际，已在电离部22带电的尘埃等就会被皱褶式过滤器23吸附。已通过皱褶式过滤器23的空气在通过除臭部件24之际被除臭。已通过净化部20的空气在加湿部30得到加湿。已在加湿部30被加湿的空气中的一部分分流到回流通路12，剩余的空气被吹向室内。已分流到回流通路12中的空气在放电部50由活性种对空气中的有害成分等进行分解而得到净化。已在放电部50中被净化的空气再次返回主通路11，然后与从室内吸入的空气汇合后流入净化部20。
<放电部及控制部的工作情况>
如图4所示，控制部60进行调节放电电极51上的施加电压以使放电部50中的两电极51、55间的电流为定值Ic的、所谓的恒流控制。在控制部60的控制下，放电部50能够进行正常放电动作和非常放电动作。
在正常放电动作下，电压被施加在放电部50中的放电电极51上以进行流光放电，借助该放电产生出反应性高的活性种，并利用该活性种分解空气中的有害成分、臭气成分而使空气得到净化。
在正常放电动作下，存在于空气中的挥发性硅化合物等因放电被氧化而成为二氧化硅(SiO2)等后附着在放电电极51上。具体而言，二氧化硅等附着在放电电极51的电极主体53的顶端。这样一来，放电电极51上的附着物便成为电阻，阻碍放电动作。特别是由于二氧化硅为绝缘物质，因而对放电动作的阻碍是很显著的。
因此，在本实施方式中，在放电部50便进行非常放电动作。在非常放电动作下，对放电电极51施加比正常放电动作时高的规定电压而进行火花放电(spark discharge)。这样一来，附着在放电电极51上的附着物就在火花放电的作用下飞散开。其结果是，电极51、55上的附着物得以去除。在本实施方式的非常放电动作时，若用d(mm)表示两电极51、55间的距离，则施加在放电电极51上的规定电压，即，产生火花放电的放电电极51上的施加电压V(kV)(亦称作火花电压V)就被设定成V≥d×1.2。两电极51、55间的距离d(mm)如图3中所标示出来的那样。此外，也可以将两电极51、55间的距离d(mm)设定成从电极主体53的中心到对置电极55的前面部分55a为止的距离。
具体而言，如图4所示，当在正常放电动作时二氧化硅等未附着在放电电极51的电极主体53上之际，以较低的施加电压就能够确保规定的电流值Ic。随着二氧化硅等不断附着在放电电极51上，两电极51、55间的电阻就会不断增大。由此，在放电部50流光放电的放电特性就会不断变化。这样一来，为了确保规定的电流值Ic，施加电压(工作电压)就会逐渐上升。并且，若施加电压上升到火花电压V(V≥d×1.2)，就会进行非常放电动作，产生火花放电使得二氧化硅等附着物飞散开。若借助上述方法去除掉放电电极51上的附着物，则如图5所示工作电压就会从火花电压V(图5中用虚线所示的电压)下降到正常放电动作时的工作电压。也就是说，若去除掉放电电极51上的附着物，就不存在电阻，因而就会从非常放电动作自动切换到正常放电动作。
而且，如图4所示，就电源56而言，电压(施加电压、工作电压)的上限值Vmax被设定成比火花电压V(V≥d×1.2)大的值。因此，工作电压确实上升到产生火花放电的电压值。而且，如图6所示，电源56的上限值Vmax因产品不同而存在从Vmax-到Vmax+的个体差异(偏差)。为此，在本实施方式中，优选将上限值Vmax的下限即Vmax-的值设定在火花电压V(V≥d×1.2)以上。这样一来，就不会被电源56的个体差异所左右，能够确实地使工作电压上升到产生火花放电的电压值。
－实施方式的效果－
根据本实施方式，让放电部50进行正常放电动作和非常放电动作，在正常放电动作下放电部50进行流光放电(或电晕放电)来净化空气，在非常放电动作下，为了去除空气中的成分由于正常放电动作附着在电极51、55上而形成的附着物，对两电极51、55施加比正常放电动作时高的电压，而使放电部50进行火花放电(spark discharge)。为此，通过从正常放电动作切换到非常放电动作后进行该非常放电动作，而能够利用火花放电使在正常放电动作时附着在电极51、55上的附着物飞散开，因而能够去除电极51、55上的附着物。由此，能够长期进行正常放电动作，并能长期维持利用放电所获得的空气净化功能。
根据本实施方式，一对电极由具有突起部分即电极主体53并被施加电压的放电电极51、和与放电电极51相向的面状对置电极55构成。为此，在电极51、55上能够使二氧化硅等的附着部位和火花放电的产生部位为同一部位。也就是说，因为放电电极51的突起部分即电极主体53的顶端在放电作用下的氧化性最强，所以二氧化硅等集中附着在该电极主体53顶端。也就是说，在电极51、55上二氧化硅等的附着部位被限定在放电电极51的电极主体53顶端。并且，在非常放电动作时火花放电的产生部位也为放电电极51的电极主体53顶端。因此，能够利用火花放电有效且可靠地使附着在电极51、55上的附着物飞散开以去除该附着物。
产生火花放电的、电极51、55间距离的每单位长度的电压为1.1～1.2kV/mm，在本实施方式的非常放电动作下，若用d(mm)表示两电极51、55间的距离，则将施加电压V(kV)设定成V≥d×1.2，因而在非常放电动作下能够可靠地产生火花放电。
根据本实施方式，对放电电极51上的施加电压(工作电压)进行调节，以使两电极51、55间的电流值恒定，另一方面，将该施加电压(工作电压)的上限值设定成比所述规定值V≥d×1.2大的值。为此，在正常放电动作时，能够使施加电压随着二氧化硅等不断附着而上升。并且，若施加电压上升到规定值V≥d×1.2，就进行非常放电动作，从而能够利用火花放电去除二氧化硅等附着物。如上所述，根据本实施方式，能够在与附着物的附着状态相应的适当时期进行非常放电动作。由此，不另外设置检测附着物的附着状态的装置就能可靠地去除附着物。
<其它实施方式>
上述实施方式还可以采用下述构成。
例如，虽然在上述实施方式中对放电部50进行恒流控制，不过也可以进行控制放电部50上的施加电压的电压控制。在这种情况下，如图7所示，也可以是这样的，即：控制部60每当放电部50进行了规定时间(数小时～数个月)的正常放电动作就让放电电极51上的施加电压上升到火花电压V(V≥d×1.2)以进行规定时间(数毫秒～数分钟)的非常放电动作。此时，若在放电电极51上附着有二氧化硅等，该附着物就会在火花放电的作用下飞散开。由此，若去除掉放电电极51上的附着物，施加电压就暂且先下降到零后再上升到正常放电动作时的施加电压。根据该方式，仅控制施加电压就能够产生火花放电，因此能够在欲去除附着物的所希望的时期可靠地产生火花放电以去除附着物。
如图8所示，也可以是这样的，即：每进行了规定时间的正常放电动作，就间歇式地进行多次非常放电动作。也就是说，也可以是这样的，即：每进行了规定时间的正常放电动作，就间歇式地进行多次使放电电极51上的施加电压上升到火花电压V(V≥d×1.2)的动作。即使让施加电压上升到火花电压V，也未必会立即产生火花放电。从施加了火花电压V起到产生火花放电为止的这段时间，会产生有害的臭氧，还会产生放电声音。为此，在不立即产生火花放电的情况下到产生该火花放电为止的时间越长，产生所述臭氧等就会越发显著，不过如上所述通过间歇式地施加多次火花电压V，就能够降低臭氧的产生等。
－产业实用性－
综上所述，本发明对于具有进行放电的电极的空气净化器很有用。
－符号说明－
10 空气净化器
50 放电部
51 放电电极(高压电极)
53 电极主体(突起)
55 对置电极(接地电极)
60 控制部

Claims (1)

1.一种空气净化器，其包括放电部(50)，该放电部(50)具有一对电极(51、55)，并且电压施加在该一对电极(51、55)间而进行放电，其特征在于：
所述空气净化器包括控制部(60)，该控制部(60)让所述放电部(50)进行正常放电动作和非常放电动作，在所述正常放电动作下，所述放电部(50)进行电晕放电或流光放电来净化空气，在所述非常放电动作下，为了去除空气中的成分由于所述正常放电动作附着在所述电极(51、55)上而形成的附着物，对所述一对电极(51、55)施加比所述正常放电动作时高的电压，而使所述放电部(50)进行火花放电，
所述一对电极由具有突起(53)并被施加电压的高压电极(51)、和与该高压电极(51)相向的面状接地电极(55)构成，从所述突起(53)的顶端朝所述接地电极(55)产生放电，
所述控制部(60)对所述高压电极(51)上的施加电压进行调节，以使所述一对电极(51、55)间的电流值恒定，若用d表示两所述电极(51、55)间的距离，则所述高压电极(51)上的施加电压的上限值被设定成比d×1.2大的值，以自动地对所述正常放电动作和所述非常放电动作进行切换，其中，d的单位为mm，所述施加电压的单位为kV。
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