CN104519919B - 有效成分产生装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种有效成分产生装置，其包括：规定具有第1能量的第1放电产生的放电空间的第1放电部；和在从所述放电空间流出的流体通过的通过空间，产生具有比所述第1能量大的第2能量的第2放电的第2放电部。所述第2放电可以是辉光放电。

Description

有效成分产生装置
技术领域
本发明涉及一种产生具有除臭或除菌等效果的自由基的有效成分的装置。
背景技术
自由基(radical)可以用于除臭或杀菌等各种各样的用途。专利文献1公开了一种生成含有自由基的水的微粒子(带电微粒子水)的静电雾化装置。专利文献1的静电雾化装置具备雾化电极、对置电极及液体供应部。液体供应部向雾化电极的顶端供应液体。静电雾化装置使在雾化电极和对置电极之间产生放电。放电的结果是供应到雾化电极的液体雾化。雾化的液体成为包含自由基的带电微粒子水。
当对电极施加高压使其放电时，不仅产生自由基，而且还产生臭氧。由于臭氧具有成为异臭等的原因等无用的一面，因此，即使要增加自由基的产生量，也因同时导致臭氧增加，其结果，存在自由基的产生量受到限制的问题。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2007-313460号
发明内容
本发明的目的在于提供一种与自由基的产生量相比能使臭氧的产生量降低的有效成分产生装置。
本发明的一方面所涉及的有效成分产生装置包括：第1放电部，规定具有第1能量的第1放电产生的放电空间；和第2放电部，在从所述放电空间流出的流体通过的通过空间，产生具有比所述第1能量大的第2能量的第2放电。
本发明所涉及的有效成分产生装置能够降低臭氧的排出量。
本发明的目的、特征及优点通过以下的详细说明和附图将更为显著。
附图说明
图1是作为第1实施方式的有效成分产生装置而例示的自由基产生装置的概略图。
图2是作为第2实施方式的有效成分产生装置而例示的静电雾化装置的概略图。
图3是概略地表示存在辉光放电时的自由基的量和不存在辉光放电时的自由基的量的图解。
图4是概略地表示存在辉光放电时的臭氧的量和不存在辉光放电时的臭氧的量的图解。
图5是作为第3实施方式的有效成分产生装置而例示的静电雾化装置的概略图。
图6是作为第4实施方式的有效成分产生装置而例示的静电雾化装置的概略图。
图7是作为第5实施方式的有效成分产生装置而例示的静电雾化装置的概略图。
图8是作为第6实施方式的有效成分产生装置而例示的静电雾化装置的概略图。
图9是图8所示的中心线周围的第1放电部的部分放大图。
图10是表示图9所示的角度θ和离子流的流速之间的关系的概略图解。
图11是表示放电距离和离子流的流速之间的关系的概略图解。
图12是表示离子流的流速和图8所示的静电雾化装置的第1对置电极的厚度之间的关系的概略的图解。
图13是表示电场强度和有效成分的产生量之间的关系的概略图解。
图14是表示有关对第1放电部和第2放电部施加电压的例示的控制的图解。
图15是表示图8所示的静电雾化装置的筒部的开口部的尺寸和臭氧的产生量的关系的概略图解。
图16是作为第7实施方式的有效成分产生装置而例示的静电雾化装置的概略图。
图17是作为第8实施方式的有效成分产生装置而例示的静电雾化装置的概略图。
具体实施方式
以下，参照附图对所例示的有效成分产生装置进行说明。另外，在以下的说明中所用的“上”、“下”、“左”或“右”等表示方向的用语只不过是为了使说明清楚。因此，这些用语对有效成分产生装置的原理不进行任何限定。
(第1实施方式)
图1是作为第1实施方式的有效成分产生装置而例示的自由基产生装置100的概略图。参照图1对自由基产生装置100进行说明。
自由基产生装置100具备第1放电部110和第2放电部120。第1放电部110产生具有第1能量的第1放电。第2放电部120产生具有比第1能量大的第2能量的第2放电。
第1放电产生自由基和臭氧。含有自由基和臭氧的流体通过离子流或其它的流体控制技术而被送出到第2放电部120。其结果，从第1放电部110送出的流体被暴露于第2放电中。由于第2放电所具有的第2能量大于第1放电所具有的能量，因此，臭氧被减少。
第1放电部110具备第1放电电极111、第1对置电极112以及第1电源113。第1放电电极111包含棒形的圆柱部114和球形的头部115。圆柱部114与第1电源113电连接。第1电源113对第1放电电极111施加交流电压。其结果，在连接于圆柱部114的上端的头部115发生电晕放电(corona discharge)。第1电源113例如可以包含利用压电元件的电路。在本实施方式中，第1电源113施加交流电压。取而代之，第1放电也可以通过直流电压而引起。
第1对置电极112与第1放电电极111相对置。第1对置电极112包含呈半球形状向上方弯曲的弯曲部116。弯曲部116规定与第1放电电极111相对置的开口部117。第1对置电极112还包含规定与开口部117连接的通路118的筒部119。
配置在第1放电电极111的上方的第1对置电极112被接地。由于在第1放电电极111和第1对置电极112之间产生电位差，所以，第1电源113提供给第1放电电极111的电能作为第1能量从第1放电电极111向第1对置电极112放出。因此，第1放电电极111和第1对置电极112之间的空间作为第1放电产生的放电空间而被利用。
如上所述，由于第1电源113对第1放电电极111施加交流电压，所以因第1放电而产生的自由基在第1放电电极111和第1对置电极112之间来回移动。其结果，第1放电电极111和第1对置电极112之间的放电空间内的等离子密度增大。因此，自由基在放电空间内有效地生成。
在放电空间内产生的自由基和臭氧通过开口部117流入通路118。然后，自由基和臭氧流入第2放电部120。
第1放电部110可以被收纳于规定闭合空间的框体(未图示)或容器中。筒部119可以作为用于将含有自由基和臭氧的空气从框体或容器排出的通路来利用。
第2放电部120具备第2放电电极121、第2对置电极122、第2电源123以及支撑筒124。支撑筒124包含与筒部119的上端缘连接的下缘125、与下缘125相反侧的上缘126。支撑筒124与筒部119协作规定通路118。上缘126规定用于排出在放电空间内产生的自由基和臭氧的排出口127。由于从放电空间流出的流体通过排出口127及排出口127附近的空间，因此，排出口127及排出口127附近的空间作为通过空间而被例示。
第2放电电极121和第2对置电极122被安装于上缘126。第2放电电极121和第2对置电极122可以用导电性的线材料来形成。从排出口127排出的流体通过第2放电电极121和与第2放电电极121相对置的第2对置电极122之间。
第2放电电极121与第2电源123电连接。第2对置电极122被接地。第2电源123对第2放电电极121施加交流电压，使在第2放电电极121和第2对置电极122之间产生辉光放电(glow discharge)。因此，从排出口127排出的流体被暴露于辉光放电中。第2电源123例如可以包含利用压电元件的电路。
在本实施方式中，辉光放电作为第2放电而被利用。取而代之，其它种类的放电(例如，电弧放电或电晕放电)也可以作为第2放电而利用。另外，辉光放电在能够达到低噪音级以及少电极磨损这一方面比电弧放电优异。辉光放电在能够有效地减少臭氧这一方面比电晕放电优异。
以下的化学式表示辉光放电所引起的臭氧的减少原理。
(化学式1)
O3+e→O2+O
辉光放电将电子赋予在第1放电电极111和第1对置电极112之间产生的臭氧。其结果，臭氧被分裂成氧分子和氧原子。
以下的化学式表示基于由上述的臭氧的分裂而产生的氧原子的臭氧的减少原理。
(化学式2)
O3+O→2O2
氧原子使臭氧分裂而生成2个氧分子。
辉光放电将电子赋予空气中的氧分子。其结果，氧分子被分裂成2个氧原子。
以下的化学式表示由上述的氧分子的分裂而产生的氧原子的生成。
(化学式3)
O2+e→2O
以下的化学式表示基于由上述的臭氧或氧分子的分裂而产生的氧原子的自由基的产生原理。
(化学式4)
O+H2O→2OH
氧原子与通过排出口127的空气中所包含的水分子结合，从而生成2个OH自由基。
如上所述，辉光放电可以减少臭氧，又可以生成自由基。
(第2实施方式)
图2是作为第2实施方式的有效成分产生装置而例示的静电雾化装置100A的概略图。参照图2对静电雾化装置100A进行说明。另外，对与第1实施方式相同的构件标注相同的符号。对标注有相同符号的构件引用第1实施方式的说明。
与第1实施方式相同，静电雾化装置100A具备第1放电部110和第2放电部120。静电雾化装置100A还具备冷却模块210和散热片220。
冷却模块210包含用于固定圆筒部114的上面211和与上面211相反侧的下面212。下面212与散热片220连接。在本实施方式中，冷却模块210利用帕尔贴元件(未图示)来冷却第1放电电极111。帕尔贴元件一面冷却上面211一面加热下面212。
通过上面211的冷却，第1放电电极111的温度被降低。其结果，第1放电电极111结露。如果第1电源113对第1放电电极111施加了电压，则附在第1放电电极111的水通过库仑力而集中于头部115的上端，从而形成泰勒锥(Taylor cone)TC。然后，在第1放电电极111和第1对置电极112之间发生通过泰勒锥TC的放电。其结果，包含自由基的微粒子水被生成。在本实施方式中，冷却模块210作为液体供应部、第1供应部及/或冷却部而被例示。
散热片220使下面212的热有效地散出。其结果，不容易在冷却模块210发生热的不良情况。在本实施方式中，散热片220作为第1供应部及/或散热部而被例示。
如在第1实施方式中说明的那样，第2放电电极121和第2对置电极122使辉光放电发生。包含自由基的微粒子水通过辉光放电发生的区域。在此期间，辉光放电对微粒子水的表面赋予电子。其结果，自由基进一步被生成。这意味着微粒子水中所包含的自由基的量增大。
以下的化学式表示因对微粒子水赋予电子的结果而产生的分裂所引起的自由基的产生原理。
(化学式5)
e+H2O→OH+H
图3是概略地表示存在辉光放电时的自由基的量和不存在辉光放电时的自由基的量的图解。参照图2和图3对辉光放电给自由基量带来的影响进行说明。
本发明人利用电子自旋共振(ESR：electron spin resonance)测量了自由基的量。另外，自由基的量也可以用其它的测量技术来测量。本实施方式的原理并不因用于测量自由基的量的技术而受到任何限定。
本发明人设定了在第1放电部110仅产生电晕放电的第1条件、以及在第1放电部110产生电晕放电且在第2放电部120产生辉光放电的第2条件。
图3的图解的纵轴以“1”的值表示在6μA的电流值下获得的电晕放电所产生的活性物种的量。如图3所示，在第2条件下的自由基的量明显地大于在第1条件下的自由基的量。这意味着因上述的“化学式5”所示的水分子的分裂而引起的自由基的产生。因水分子的分裂而产生的自由基的一部分包含于微粒子水中。因水分子的分裂而产生的自由基的其它的一部分作为单独的自由基而存在。包含在微粒子水的自由基成为寿命比单独的自由基长的长寿命的粒子。
图4是概略地表示存在辉光放电时的臭氧的量和不存在辉光放电时的臭氧的量的图解。参照图2和图4对辉光放电给自由基量带来的影响进行说明。
本发明人利用一般的臭氧监视器测量了臭氧的量。另外，臭氧的量也可以用其它的测量装置来测量。本实施方式的原理并不因用于测量臭氧的量的技术而受到任何限定。
本发明人设定了在第1放电部110仅产生电晕放电的第1条件、以及在第1放电部110产生电晕放电且在第2放电部120产生辉光放电的第2条件。
图4的图解的纵轴以“1”的值表示在6μA的电流值下获得的电晕放电产生的臭氧的量。如图4所示，在第2条件下的臭氧的量明显地小于在第1条件下的臭氧的量。这意味着上述的“化学式1”所示的现象发生。图4的图解表示辉光放电对臭氧的减少有效地做出贡献。
(第3实施方式)
图5是作为第3实施方式的有效成分产生装置而例示的静电雾化装置100B的概略图。参照图5对静电雾化装置100B进行说明。另外，对与第2实施方式相同的构件标注相同的符号。对标注有相同符号的构件引用第2实施方式的说明。
与第2实施方式相同，静电雾化装置100B具备第1放电部110、第2放电部120、冷却模块210和散热片220。静电雾化装置100B还具备鼓风机300。
配置在散热片220的下方的鼓风机300朝着第1对置电极112送出空气。其结果，从第1放电电极111和第1对置电极112之间的放电空间流入通路118的气流被形成。包含自由基和臭氧的空气通过气流被促使流向排出口127。其结果，臭氧的量因辉光放电而被有效地降低。在本实施方式中，鼓风机300作为送气部而被例示。
散热片220被配置在鼓风机300和第1对置电极112的之间。因此，散热片220被暴露于由鼓风机300形成的气流中。其结果，散热片220的散热效果得以提高。
(第4实施方式)
图6是作为第4实施方式的有效成分产生装置而例示的静电雾化装置100C的概略图。参照图6对静电雾化装置100C进行说明。另外，对与第2实施方式相同的构件标注相同的符号。对标注有相同符号的构件引用第2实施方式的说明。
与第2实施方式相同，静电雾化装置100C具备第1放电部110、冷却模块210和散热片220。静电雾化装置100C还具备第2放电部120C。与第2实施方式不同，静电雾化装置100C不仅利用第1放电部110而且还利用第2放电部120C生成包含自由基的微粒子水。另外，包含自由基的微粒子水也可以仅通过第2放电部120C而生成。此时，可以省略冷却模块210和散热片220。
与第2实施方式相同，第2放电部120C具备第2电源123。第2放电部120C还具备第2放电电极121C和第2对置电极122C。第2放电电极121C与第2电源123电连接。与第2放电电极121C相对置的第2对置电极122C被接地。
第2放电部120C具备第1蓄水容器410和第2蓄水容器420。第2放电电极121C包含与第1蓄水容器410连接的第1基端部431和与第2对置电极122C相对置的第1顶端部432。第2对置电极122C包含与第2蓄水容器420连接的第2基端部441和与第1顶端部432相对置的第2顶端部442。第2放电电极121C和第2对置电极122C都被形成管状。第2放电电极121C和第2对置电极122C分别作为管状的电极而被例示。
第1蓄水容器410蓄存水。由于第1蓄水容器410内的水头压力，水从第2放电电极121C的第1顶端部432被压出。
第2蓄水容器420蓄存水。由于第2蓄水容器420内的水头压力，水从第2对置电极122C的第2顶端部442被压出。
在本实施方式中，第1蓄水容器410、第2蓄水容器420及冷却模块210作为液体供应部而例示。第1蓄水容器410和第2蓄水容器420作为第2供应部而例示。
在本实施方式中，第1蓄水容器410和第2蓄水容器420分别向第2放电电极121C和第2对置电极122C供应水。取而代之，其它种类的液体也可以被供应给第2放电电极121C和第2对置电极122C。
在本实施方式中，第1蓄水容器410和第2蓄水容器420分别向第2放电电极121C和第2对置电极122C供应水。取而代之，水也可以被供应给第2放电电极121C和第2对置电极122C的其中之一。
与第2实施方式相同，第2电源123对第2放电电极121C施加交流电压，使在第1顶端部432和第2顶端部442之间产生辉光放电。由于辉光放电在筒部119的上端附近发生，因此，从第1放电电极111和第1对置电极112之间的放电空间流入筒部119的流体被暴露于辉光放电中。
如上所述，由于水从第1顶端部432和第2顶端部442流出，所以由辉光放电产生的自由基包含在细微的粒子状的水中。因此，不仅第1放电部110能生成带电微粒子水，第2放电部120C也能生成带电微粒子水。
(第5实施方式)
图7是作为第5实施方式的有效成分产生装置而例示的静电雾化装置100D的概略图。参照图7对静电雾化装置100D进行说明。另外，对与第2实施方式相同的构件标注相同的符号。对标注有相同符号的构件引用第2实施方式的说明。
与第2实施方式相同，静电雾化装置100D具备冷却模块210和散热片220。静电雾化装置100D还具备第1放电部110D和第2放电部120D。
与第2实施方式相同，第1放电部110D具备第1放电电极111和第1对置电极112。第1放电部110D还具备第1电源113D。第1放电电极111的圆柱部114与第1电源113D电连接。
与第2实施方式不同，第1电源113D对第1放电电极111施加足以引起放电的高电平的直流电压。其结果，在连接于圆柱部114的上端的头部115产生电晕放电(coronadischarge)。
与第2实施方式相同，第2放电部120D具备第2放电电极121、第2对置电极122、第2电源123以及支撑筒124。第2放电部120D还具备与第2电源123并联连接的二级管128。
二级管128对从第2电源123输出的电压信号赋予偏压。因此，二级管128能够在第2放电电极121和第2对置电极122之间周期性地生成足以引起辉光放电的高电平的电位差。这意味着对第2电源123不要求过高的输出电平。
(第6实施方式)
图8是作为第6实施方式的有效成分产生装置而例示的静电雾化装置100E的概略图。参照图8对静电雾化装置100E进行说明。另外，对与第5实施方式相同的构件标注相同的符号。对标注有相同符号的构件引用第5实施方式的说明。
静电雾化装置100E具备框体310、盖部320、支撑结构体330、第1放电部110E、第2放电部120E以及冷却模块210E。
第1放电部110E具备第1放电电极111E、第1对置电极112E、以及第1电源113E。第1对置电极112E与第1放电电极111E相对置。第1电源113E对第1对置电极112E施加足以引起放电的高电平的直流电压。其结果，在连接于圆柱部114的上端的头部115产生电晕放电。第1放电电极111E呈棒状，而第1对置电极112E呈平板状。在第1对置电极112E上形成有开口部117E。
与第5实施方式相同，第1放电电极111E包含圆柱部114和头部115。第1放电电极111E还包含基端部131。头部115被配置成比基端部131接近第1对置电极112E。图8示出通过基端部131和头部115的中心线CL。圆柱部114从基端部131沿着中心线CL向头部115延伸。在本实施方式中，顶端部由头部115来例示。第1线由中心线CL来例示。
支撑结构体330在框体310内支撑第1放电电极111E、第1对置电极112E以及冷却模块210E。支撑结构体330的形状或结构对本实施方式的原理不进行任何限定。
被支撑结构体330支撑的第1对置电极112E的开口部117E围绕着中心线CL而形成。因此，由在第1放电电极111E和第1对置电极112E之间的放电而生成的微粒子水、自由基及臭氧通过开口部117E向上方排出。
支撑结构体330包含配置在第1放电电极111E的下方的散热板部331。冷却模块210E包含多个帕尔贴元件213和冷却板214。帕尔贴元件213被固定在散热板部331上。冷却板214安装在帕尔贴元件213上。因此，帕尔贴元件213位于散热板部331和冷却板214之间。第1放电电极111E的基端部131被安装在冷却板214上。
与第5实施方式相同，第2放电部120E具备第2电源123和二级管128。第2放电部120E还具备第2放电电极121E和第2对置电极122E。第2对置电极122E与第2放电电极121E相对置。第2电源123可以在第2放电电极121E和第2对置电极122E之间引起辉光放电。
如图8所示，上述的中心线CL通过第2放电电极121E和第2对置电极122E之间。因此，辉光放电在中心线CL的周围产生。
框体310向上方开口。盖部320安装于框体310的上缘上。盖部320将框体310部分地盖上。第2放电电极121E和第2对置电极122E被安装于框体310的上缘。第2放电电极121E和第2对置电极122E沿着盖部320的下面向中心线CL延伸。盖部320与框体310协作支承第2放电电极121E和第2对置电极122E。
盖部320包含规定绕中心线CL的开口部321的筒部322。由在第1放电电极111E和第1对置电极112E之间的放电而生成的微粒子水、自由基及臭氧通过开口部117E向上方排出。之后，微粒子水、自由基及臭氧被暴露于第2放电电极121E和第2对置电极122E之间的辉光放电中。辉光放电使自由基增加，但也使臭氧减少。暴露于辉光放电之后，微粒子水、增加后的自由基以及减少后的臭氧向框体310之外排出。
图9是中心线CL周围的第1放电部110E的部分放大图。参照图9对第1放电部110E进行说明。
第1对置电极112E包含与第1放电电极111E相对置的下面132、与下面132相反侧的上面133、规定开口部117E的轮廓的边缘面134。边缘面134和下面132规定下角落缘135。在本实施方式中，边缘部由下角落缘135来例示。
图9示出中心线CL和头部115的交点IP。图9还示出连结交点IP和下角落缘135的线段LS、以及在线段LS和中心线CL之间形成的角度θ(θ≤90°)。角度θ对在第1放电电极111E和第1对置电极112E之间生成的电场的集中带来影响。如果角度θ为较大的值，则在第1放电电极111E和第1对置电极112E之间的电场不太集中。如果角度θ为较小的值，则能获得在第1放电电极111E和第1对置电极112E之间集中的电场。集中的电场归结于由第1放电电极111E和第1对置电极112E之间的放电引起的离子流的高速度。在本实施方式中，第2线由线段LS来例示。
图10是表示角度θ和离子流的流速之间的关系的概略图解。参照图9和图10对角度θ和离子流的流速之间的关系进行说明。
本发明人让开口部的直径彼此不同的3个平板状的电极分别与第1放电电极111E对置，设定了其角度θ为20°、30°以及40°的条件。然后，测量了由放电产生的离子流的流速。另外，本发明人还对电极间流动的电流的大小设定了4个条件(8μA、16μA、25μA以及30μA)。
在角度θ被设定为20°的条件下，测量到离子流的高流速。在“角度θ＝30°”且“电极间的电流≥25μA”的条件下，测量到比在“角度θ＝20°”的条件下得到的流速高的流速。在“角度θ＝30°”且“电极间的电流＜25μA”的条件下，测量到比在“角度θ＝20°”的条件下得到的流速低的流速。在角度θ被设定为40°的条件下，测量到比在“角度θ＝20°”的条件下得到的流速低的流速。因此，可知，30°以下的角度θ的设定值适于得到离子流的高流速。
如果适当地设定角度θ，则能获得离子流的高流速。因此，在第3实施方式中说明的送气部并不一定需要。
图11是表示放电距离和离子流的流速之间的关系的概略图解。参照图9和图11，对放电距离和离子流的流速之间的关系进行说明。
图11所示的“放电距离”的术语相当于参照图9说明的线段LS。如果放电距离长，则由放电产生的离子长时间滞留在电场中。由于离子在此期间被加速，所以离子流的流速增大。
本发明人对于放电距离设定了2.5mm、4.5mm以及6mm，在各条件下测量了离子流的流速。从图11可明显看出，在“放电距离≥4.5mm”的条件下，测量到离子流的高流速，而在“放电距离＜4.5”的条件下，观测到离子流的流速急剧的减小。因此，可知，关于放电距离，4.5mm以上的设定值适于得到离子流的高流速。
如果适当地设定放电距离，则能获得离子流的高流速。因此，在第3实施方式中说明的送气部并不一定需要。
图12是表示第1对置电极112E的厚度和离子流的流速之间的关系的概略图解。参照图8至图12，对第1对置电极112E的厚度和离子流的流速之间的关系进行说明。
在图9中，第1对置电极112E的厚度尺寸(沿中心线CL的方向的尺寸)用记号“T”表示。如果对第1对置电极112E的厚度尺寸T设定较大的值，则在第1放电电极111E和第1对置电极112E之间的电场增强。其结果，离子流的流速增大。但是，如果对第1对置电极112E的厚度尺寸T设定的值过大，则第1对置电极112E会吸收很多离子。其结果，离子流的流速减小。
本发明人准备了厚度不同的3个平板状的电极。本发明人分别让第1放电电极111E和这些平板状的电极的各电极之间产生放电，并测量了离子流的流速。
参照图12可知，在“T＝1.5mm”的条件下得到的离子流的流速比在“T＝0.5mm”的条件下得到的离子流的流速大。在“T≥1.5mm”且“电极间的电流≤16μA”的条件下，离子流的流速以高强度维持，但在“T≥1.5mm”且“电极间的电流＞16μA”的条件下，离子流的流速大幅度地减小。因此，优选将第1对置电极112E的厚度尺寸T设定为接近1.5mm的值。根据本发明人，如果将第1对置电极112E的厚度尺寸T设定在1mm以上且2mm以下的范围，则没有送气部也能获得足以将离子流送到第2放电部120E的大的流速。
从图10至图12所示的图解可知，如果在第1放电电极111E和第1对置电极112E之间产生的电流值大，则能获得离子流的高流速。根据本发明人，如果在第1放电电极111E和第1对置电极112E之间产生的电流的平均值在10μA以上至25μA的范围，则在第1放电电极111E和第1对置电极112E之间，电晕放电被适当地产生。另一方面，如果在第1放电电极111E和第1对置电极112E之间产生的电流的平均值超过25μA，则电晕放电和电弧放电都发生。参照图10和图11，如果比较25μA的条件和30μA的条件，则离子流的流速看不出有大的差异。因此，可知，30μA的条件与25μA的条件相比，能量效率恶化。由此，优选将在第1放电电极111E和第1对置电极112E之间产生的电流的平均值设定在10μA以上至25μA的范围。
图13是表示第1对置电极112E与第2放电电极121E和第2对置电极122E的组之间的电场强度和有效成分的产生量之间的关系的概略图解。参照图8和图13，对电场强度和产生量之间的关系进行说明。
对第1放电部110E和第2放电部120E施加电压的结果，在第1对置电极112E与第2放电电极121E和第2对置电极122E的组之间产生电场。第1对置电极112E与第2放电电极121E和第2对置电极122E的组之间的电场影响从形成于第1对置电极112E的开口部117E流向筒部322的开口部321的气流。如图13所示，如果在第1对置电极112E与第2放电电极121E和第2对置电极122E的组之间的电场过强，则能够通过筒部322的开口部321的有效成分的量降低。
图13的图解的纵轴以“1”的值表示第1对置电极112E与第2放电电极121E和第2对置电极122E的组之间的电场为“大约0.4kV/mm”时通过筒部322的开口部321的有效成分的量。
如图13所示，如果第1对置电极112E与第2放电电极121E和第2对置电极122E的组之间的电场低于“大约0.6kV/mm”，能够通过筒部322的开口部321的有效成分急剧地增加。因此，可以控制对第1放电部110E和第2放电部120E的电压施加，以使第1对置电极112E与第2放电电极121E和第2对置电极122E的组之间的电场低于“大约0.6kV/mm”。如果第1对置电极112E与第2放电电极121E和第2对置电极122E的组之间的电场低于“大约0.5kV/mm”，则75％以上的有效成分能够通过筒部322的开口部321。因此，可以控制对第1放电部110E和第2放电部120E的电压施加，以使第1对置电极112E与第2放电电极121E和第2对置电极122E的组之间的电场低于“大约0.5kV/mm”。
图14是表示有关对第1放电部110E和第2放电部120E施加电压的例示的控制的图解。参照图8和图14，对有关对第1放电部110E和第2放电部120E施加电压的控制进行说明。
如图14所示，如果第2电源123以正的极性产生交流电压，则第1电源113E以正的极性产生恒压。反之，如果第2电源123可以负的极性产生交流电压，则第1电源113E可以负的极性产生恒压。如果第1电源113E所施加的电压的极性与第2电源123所施加的电压的极性一致，则第1对置电极112E与第2放电电极121E和第2对置电极122E的组之间的电场不会过强。因此，能够通过筒部322的开口部321的有效成分增多。
图15是表示筒部322的开口部321的尺寸和臭氧的产生量的关系的概略图解。参照图8和图15，对筒部322的开口部321的尺寸和臭氧的产生量的关系进行说明。
如上所述，第2放电电极121E和第2对置电极122E之间的辉光放电能使臭氧的量降低。如图8所示，如果设置向离子流的流动方向的下游延伸的筒部322，则辉光放电的臭氧减少效果也在筒部322内产生。如果筒部322相对于第2放电电极121E和第2对置电极122E之间的距离过大，在由筒部322规定的通路内未被暴露于辉光放电中的臭氧增加。因此，设计人可以将第2放电电极121E和第2对置电极122E之间的距离作为基准来设定筒部322的尺寸。
图15的图解的横轴的“开口径”的术语意指筒部322的开口部321的直径。图15的图解的横轴的“放电幅度”的术语意指第2放电电极121E和第2对置电极122E之间的距离。如果将开口径设定为放电幅度的2倍以下的尺寸，则臭氧浓度可被抑制为小于“0.3ppm”。因此，设计人可以将开口径设定为放电幅度的2倍以下的尺寸的值。关于开口径的下限值，设计人可以考虑筒部322对离子流的抵抗或其它的设计条件，来设定开口径。例如，设计人可以将开口径设定为与放电幅度相等的值。
(第7实施方式)
如在第6实施方式中说明的那样，强离子流的产生有助于有效成分从框体的排出。在第7实施方式中，对用于增强离子流的技术进行说明。
图16是作为第7实施方式的有效成分产生装置而例示的静电雾化装置100F的概略图。参照图16对静电雾化装置100F进行说明。另外，对与第6实施方式相同的构件标注相同的符号。对标注有相同符号的构件引用第6实施方式的说明。
与第6实施方式相同，静电雾化装置100F具备框体310、盖部320、支撑结构体330、第2放电部120E以及冷却模块210E。静电雾化装置100F还具备第1放电部110F。
与第6实施方式相同，第1放电部110F具备第1放电电极111E和第1对置电极112E。第1放电部110F还具备第1电源113F。第1电源113F将第1放电电极111E的电位设定到地面，并且对第1对置电极112E施加高电压。
第1放电部110F还包含从第1对置电极112E向上方延伸的针状电极340。针状电极340包含向上尖顶的顶端部341。当第1电源113F对第1对置电极112E施加了高电压时，连接于第1对置电极112E的针状电极340也被施加高电压。其结果，电场集中于顶端部341，来自顶端部341的放电发生。来自顶端部341的放电的结果，产生向上的离子流。由于针状电极340追加产生离子流，因此，静电雾化装置100F能够容易产生高速的离子流。在本实施方式中，离子流产生电极由针状电极340来例示。
离子流产生电极的形状也可以不是针状。设计人可以将能够产生离子流的各种形状应用于离子流产生电极。静电雾化装置可以具备多个离子流产生电极。本实施方式的原理并不因离子流产生电极的数目而受任何限定。
离子流产生电极也可以被配置在与针状电极340不同的位置。只要离子流产生电极在静电雾化装置的设计中配置于适当的位置即可。因此，离子流产生电极也可以在来自与第1电源113F不同的其它电源的电能的供应下放电。如果从第1对置电极112E的开口部117E流向筒部322的开口部321的离子流增强，则离子流产生电极的位置或用于向离子流产生电极提供电能的电路结构对本实施方式的原理不进行任何限定。
(第8实施方式)
如在第6实施方式中说明的那样，在第1放电部和第2放电部的之间产生的电场会妨碍有效成分的排出。为了减弱第1放电部和第2放电部的之间的电场，设计人可以将第1放电部和第2放电部的之间的距离设定得较长。然而，这种设计导致有效成分产生装置的大型化。在第8实施方式中，对用于降低第1放电部和第2放电部的之间的电场给有效成分的排出带来的影响的技术进行说明。
图17是作为第8实施方式的有效成分产生装置而例示的静电雾化装置100G的概略图。参照图17对静电雾化装置100G进行说明。另外，对在第6实施方式至第8实施方式之间共同的的构件标注相同的符号。对标注有相同符号的构件引用第6实施方式或第7实施方式的说明。
与第6实施方式相同，静电雾化装置100G具备框体310、盖部320、支撑结构体330、第2放电部120E以及冷却模块210E。静电雾化装置100G还具备第1放电部110G。
与第7实施方式相同，第1放电部110G具备第1放电电极111E和第1对置电极112E及第1电源113F。
静电雾化装置100G还具备中间电极351和第3电源352。中间电极351通过框体310被支承在第1放电部110G和第2放电部120E之间。中间电极351形成有开口部353。开口部353与第1对置电极112E的开口部117E和筒部322的开口部321上下排列。因此，有效成分依次通过开口部117E、353、321而被从框体310排出。
第3电源352对中间电极351施加高电压(例如，第1放电部110G内的施加电压值和第2放电部120E内的施加电压值之间的电压值)。其结果，使中间电极351保持在恒定的电位。因此，第1放电部110G和2放电部120E之间的电场不易影响依次通过开口部117E、353、321的有效成分的流动。
中间电极可以被设定在开放电位(open potential)。在此情况下，中间电极可以不与施加高电压的电源装置连接。取而代之，中间电极也可以接地。在此情况下，中间电极被设定在地面电位(ground potential)。
取代中间电极，也可以使用由树脂等非导电性材料形成的部件。非导电性部件使第1放电部110G和2放电部120E之间的电场的通过量降低。其结果，在第1放电部110G和2放电部120E之间不易产生过强的电场。因此，有效成分可以从框体310稳定地排出。
基于上述的各种实施方式的原理，可以设计并制造出各种各样的有效成分产生装置。根据要求有效成分产生装置的性能或有效成分产生装置的用途，可以进行各种变更、改良或省略。例如，设计人可以在第1放电部配置多个放电电极。在此情况下，可生成具有高流速的离子流。
上述的实施方式主要具备以下的特征。
上述的实施方式的一方面所涉及的有效成分产生装置包括：第1放电部，规定具有第1能量的第1放电产生的放电空间；和第2放电部，在从所述放电空间流出的流体通过的通过空间，产生具有比所述第1能量大的第2能量的第2放电。
根据上述结构，第1放电部使具有第1能量的第1放电产生。其结果，在放电空间产生自由基和臭氧。从放电空间流出的流体通过通过空间。此时，第2放电部使具有比第1能量大的第2能量的第2放电产生。其结果，臭氧被减少。
在上述结构中，所述第2放电可以是辉光放电。
根据上述结构，由于第2放电部使辉光放电产生，因此，臭氧被有效地减少。
在上述结构中，有效成分产生装置还包括将液体供应给所述第1放电部和所述第2放电部的至少其中之一的液体供应部。
根据上述结构，因为液体供应部将液体供应给第1放电部和第2放电部的至少其中之一，所以，包含自由基的带电微粒子液体被生成。由于围着自由基的液体保护自由基免受第2放电影响，因此，从放电空间送出的自由基的量不容易降低。
在上述结构中，所述第1放电部可以包含第1放电电极和与所述第1放电电极对置的第1对置电极，所述第1放电可以在所述第1放电电极和所述第1对置电极的之间产生，所述液体供应部可以包含将所述液体供应给所述第1放电电极的第1供应部。
根据上述结构，应为第1供应部将液体供应给第1放电电极，所以，通过第1放电，包含自由基的带电微粒子液体被生成。由于包围自由基的液体保护自由基免受第2放电影响，因此，从放电空间送出的自由基的量不容易降低。
在上述结构中，所述第2放电部可以包含第2放电电极和与所述第2放电电极对置的第2对置电极，所述流体可以被暴露于在所述第2放电电极和所述第2对置电极之间产生的第2放电中。
根据上述结构，由于从放电空间流出到通过空间的气体被暴露于在第2放电电极和第2对置电极之间产生的第2放电中，因此，臭氧被有效地减少。
在上述结构中，所述液体供应部可以包含将所述液体供应给所述第2放电电极和所述第2对置电极的至少其中之一的电极的第2供应部。
根据上述结构，由于第2供应部将液体供应给第2放电电极和第2对置电极的至少其中之一的电极，因此，通过第2放电，包含自由基的带电微粒子液体被生成。
在上述结构中，所述至少其中之一的电极可以包含管状的电极，所述第2供应部可以使所述液体流入所述管状的电极内。
根据上述结构，由于第2供应部将液体供应到管状的电极内，因此，通过第2放电，包含自由基的带电微粒子液体被生成。
在上述结构中，有效成分产生装置还可以包括产生促使所述流体从所述放电空间流向所述通过空间的气流的送气部。
根据上述结构，由于送气部产生促使流体从放电空间流向通过空间的气流，因此，流体有效地被暴露于第2放电下。
在上述结构中，有效成分产生装置还可以包括产生促使所述流体从所述放电空间流向所述通过空间的气流的送气部，所述第1供应部可以包含使所述第1放电电极结露的冷却部和促使从所述冷却部散热的散热部，所述散热部暴露于所述气流中。
根据上述结构，由于送气部产生促使流体从放电空间流向通过空间的气流，因此，流体有效地被暴露于第2放电中。
由于第1放电电极通过冷却部而结露，因此，通过第1放电，包含自由基的带电微粒子水被生成。由于包覆自由基的水保护自由基免受第2放电影响，因此，从放电空间送出到通过空间的自由基的量不容易降低。
散热部促使通过对第1放电电极的冷却而在冷却部产生的热排出。由于散热部暴露于由送气部生成的气流中，因此，可实现高的散热效率。
在上述结构中，第1放电部可以是第1放电电极和与第1放电电极对置的第1对置电极的组合。第1对置电极可以是形成有开口部的平板状的电极。
根据上述结构，通过第1放电而产生离子流。由于对置电极是形成有开口部的平板状的电极，所以，即使不存在送气部，从放电电极朝向对置电极的离子流的流量也增大。因此，离子流有效地被暴露于由第2放电部产生的第2放电中。
在上述结构中，所述第1放电电极可以包含基端部和被配置成比所述基端部接近所述第1对置电极的顶端部。所述第1对置电极可以包含规定所述开口部的轮廓的边缘部。从所述基端部向所述顶端部延伸的第1线与从所述第1线和所述顶端部的交点向所述边缘部延伸的第2线之间的角度为30°以下。
根据上述结构，由于从基端部向顶端部延伸的第1线与从第1线和顶端部的交点向边缘部延伸的第2线之间的角度被设定为30°以下，因此，可以获得具有大的流速的离子流。
在上述结构中，所述边缘部和所述交点之间的距离可以被设定成4.5mm以上的值。
根据上述结构，由于边缘部和交点之间的距离被设定成4.5mm以上的值，因此，离子流被适当地加速。
在上述结构中，所述第1对置电极的厚度可以被设定在1mm以上且2mm以下的范围。
根据上述结构，由于第1对置电极的厚度被设定在1mm以上且2mm以下的范围，因此，可以获得具有大的流速的离子流。
在上述结构中，所述第1放电的期间，在所述第1放电电极和所述第1对置电极之间流动的平均电流值可以被设定在10μA以上且25μA以下的范围。
根据上述结构，由于第1放电的期间，在第1放电电极和第1对置电极之间流动的平均电流值被设定在10μA以上且25μA以下的范围，因此，可在稳定的电晕放电下有效地生成有效成分。
在上述结构中，所述第1放电部可以包含多个放电电极。
根据上述结构，第1放电部可以包含多个放电电极，因此，可以获得具有大的流速的离子流。
在上述结构中，所述第1放电可以产生从所述开口部向所述第2放电部的离子流。所述第1放电部可以包含增强所述离子流的至少一个离子流产生电极。
根据上述结构，由于第1放电部包含增强离子流的至少一个离子流产生电极，因此，可以获得具有大的流速的离子流。
在上述结构中，所述离子流产生电极可以从所述第1对置电极向所述第2放电部突出。
根据上述结构，由于离子流产生电极从第1对置电极向第2放电部突出，因此，从开口部向第2放电部的离子流有效地被加速。
在上述结构中，在所述第1放电部和所述第2放电部之间产生的电场可以被设定在0.6kV/mm以下。
根据上述结构，由于在第1放电部和第2放电部之间产生的电场被设定在0.6kV/mm以下，因此，有效成分的排出不容易受到来自第1放电部和第2放电部之间产生的电场的影响。
在上述结构中，有效成分产生装置还可以包括配置在所述第1放电部和所述第2放电部之间的中间电极。所述中间电极可以维持在指定的电位。
根据上述结构，由于中间电极维持在指定的电位，因此，有效成分的排出不容易受到来自第1放电部和第2放电部之间产生的电场的影响。
在上述结构中，有效成分产生装置还可以包括配置在所述第1放电部和所述第2放电部之间的非导电性部件。
根据上述结构，由于在第1放电部和第2放电部之间存在非导电性部件，因此，有效成分的排出不容易受到来自第1放电部和第2放电部之间产生的电场的影响。
在上述结构中，所述第1放电及所述第2放电可以在极性相等的电压的施加下被引起。
根据上述结构，在第1放电部和第2放电部之间不会产生过强的电场。因此，有效成分的排出不容易受到来自第1放电部和第2放电部之间产生的电场的影响。
在上述结构中，有效成分产生装置还可以具备规定被暴露于所述第2放电中的所述离子流所通过的通路的筒部。
根据上述结构，在通路内容易发生臭氧和由第2放电引起的电子之间的冲撞。
在上述结构中，所述第2放电部可以包含第2放电电极和与所述第2放电电极对置的第2对置电极。所述筒部的开口径可以被设定在所述第2放电电极和所述第2对置电极之间的距离的2倍以下。
根据上述结构，由于筒部的开口径被设定在第2放电电极和第2对置电极之间的距离的2倍以下，因此，在通路内容易发生臭氧和由第2放电引起的电子之间的冲撞。
产业上的可利用性
上述的实施方式的原理适合用于利用自由基产生除臭或杀菌等有益的效果的装置。

Claims (8)

1.一种有效成分产生装置，包括：
第1放电部，规定产生具有第1能量的第1放电的放电空间；
第2放电部，在从所述放电空间流出的流体通过的通过空间，产生具有比所述第1能量大的第2能量的第2放电；和
液体供应部，将液体供应给所述第1放电部和所述第2放电部的至少其中之一，
所述第2放电为辉光放电，
所述辉光放电减少臭氧，又增加自由基，
所述液体供应部将水作为所述液体供应给所述第1放电部，
所述第1放电部通过所述第1放电生成包含所述自由基的微粒子水，
所述微粒子水在被暴露于所述辉光放电中之后向外部放出。
2.一种有效成分产生装置，包括：
第1放电部，规定产生具有第1能量的第1放电的放电空间；
第2放电部，在从所述放电空间流出的流体通过的通过空间，产生具有比所述第1能量大的第2能量的第2放电；和
液体供应部，将液体供应给所述第1放电部和所述第2放电部的至少其中之一，
所述第2放电为辉光放电，
所述辉光放电减少臭氧，又增加自由基，
所述第1放电部包含第1放电电极和与所述第1放电电极对置的第1对置电极，
所述第1放电，在所述第1放电电极和所述第1对置电极之间产生，
所述液体供应部包含将所述液体供应给所述第1放电电极的第1供应部。
3.根据权利要求2所述的有效成分产生装置，
所述第2放电部包含第2放电电极和与所述第2放电电极对置的第2对置电极，
所述流体被暴露于在所述第2放电电极和所述第2对置电极之间产生的第2放电中。
4.根据权利要求3所述的有效成分产生装置，
所述液体供应部包含将所述液体供应给所述第2放电电极和所述第2对置电极的至少其中之一的第2供应部。
5.根据权利要求4所述的有效成分产生装置，
所述至少其中之一的电极包含管状的电极，
所述第2供应部让所述液体流入所述管状的电极内。
6.根据权利要求2或3所述的有效成分产生装置，还包括：
送气部，产生促使所述流体从所述放电空间流向所述通过空间的气流，其中，
所述第1供应部包含使所述第1放电电极结露的冷却部和促使从所述冷却部散热的散热部，
所述散热部被暴露于所述气流中。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的有效成分产生装置，
所述第1放电为电晕放电。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的有效成分产生装置，还包括：
送气部，产生促使所述流体从所述放电空间流向所述通过空间的气流。
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