JP2013149582A - Active species generating unit and active species generating apparatus using the same - Google Patents

Active species generating unit and active species generating apparatus using the same Download PDF

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Jun Inagaki
純 稲垣
Fumiko Tanaka
史子 田中
Tomonobu Wakamatsu
朋宜 若松
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an active species generating unit capable of achieving a high density and high output corona discharge to generate active species in a wide range while ensuring the safety by increasing the insulation between a needle electrode and a counter electrode to thereby increase the generating amount of the active species and to reduce the size of the apparatus.SOLUTION: An active species generating unit 8 comprises: a frame 22 having a plate member formed with an opening in a central area and plural supports attached thereto; a discharge electrode 17 including a metal plate having a needle 25 and a power source connection part 26 connected thereto; an insulation base plate 16 formed of a ceramic applied with a semiconductive material over the surface thereof and including a hole 21 in a central area; a counter electrode 23 of a metal plate including a power source connection part 19 having an opening in the center thereof; and a plate fixing part 24 that sandwiches the counter electrode 23 and the insulation base plate 16 overlapped with each other between the frame 22 and the same. The active species generating unit 8 generates active species by means of corona discharge by applying a voltage to the discharge electrode 17 and the counter electrode 23 from a power supply 20. The plate fixing part 24 is structured to seal the insulation base plate 16 and the counter electrode 23 excepting the power source connection part 26 thereof.

Description

本発明は、室内空間の除菌や脱臭を行う、コロナ放電を利用した活性種発生装置に関するものである。   The present invention relates to an active species generator that uses corona discharge to sterilize and deodorize indoor spaces.

従来、コロナ放電を利用して、オゾンやマイナスイオンなどを発生させる装置が知られている。その構成は、針電極と、アース電極とを有し、前記針電極とアース電極間に高電圧を印加して、針電極先端部においてコロナ放電を生起させ、このコロナ放電により、オゾンおよびマイナスイオンを発生させるものであった(例えば特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, devices that generate ozone, negative ions, etc. using corona discharge are known. The configuration includes a needle electrode and a ground electrode, and a high voltage is applied between the needle electrode and the ground electrode to cause a corona discharge at the tip of the needle electrode. By this corona discharge, ozone and negative ions are generated. (For example, refer to Patent Document 1).

特開2004−18348号公報JP 2004-18348 A

上記従来の特許文献1に記載の装置では、放電のスパークを防止するために、放電電極としての針電極と対向電極としてのアース電極の距離を離す必要があった。また、針電極とアース電極を平行に配置しているため、イオン風の発生方向と、コロナ放電の発生部位がずれ、生成したオゾンなどの活性種を効率的に拡散させることができず、活性種の発生量を増やすことは困難であった。   In the conventional device described in Patent Document 1, it is necessary to increase the distance between the needle electrode as the discharge electrode and the ground electrode as the counter electrode in order to prevent the spark of the discharge. In addition, since the needle electrode and the earth electrode are arranged in parallel, the direction of ionic wind generation and the site of corona discharge are shifted, and the generated active species such as ozone cannot be efficiently diffused. It was difficult to increase the amount of seeds generated.

そこで、本発明は、放電のスパークを防止しつつ放電電極と対向電極の距離を近づけ、活性種の発生量を増やすことができる活性種発生ユニットおよび活性種発生装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an active species generating unit and an active species generating apparatus capable of increasing the amount of active species generated by reducing the distance between the discharge electrode and the counter electrode while preventing discharge sparks. .

そして、この目的を達成するために本発明は、中央が開口して板部材に複数の支柱を設けた枠体と、針と電源接続部を備えた板金を接合して構成された放電電極と、セラミックで構成され表面に半導電材料を塗布した絶縁性基板と、中央が開口しかつ電源接続部を備えた板金である対向電極と、前記対向電極と前記絶縁性基板を重ねて前記枠体と挟み込む板固定部を備え、前記放電電極と前記対向電極に電源部より電圧を印加してコロナ放電により活性種を発生する活性種発生ユニットにおいて、前記対向電極が前記絶縁性基板と接触する部分を板バネ構造とし、これにより所期の目的を達成するものである。   In order to achieve this object, the present invention includes a frame having an opening at the center and a plate member provided with a plurality of struts, and a discharge electrode configured by joining a needle and a sheet metal provided with a power supply connection portion. An insulating substrate made of ceramic and coated with a semiconductive material on its surface; a counter electrode that is a sheet metal having an opening in the center and provided with a power connection portion; and the counter electrode and the insulating substrate are stacked to form the frame In the active species generating unit that generates the active species by corona discharge by applying a voltage from the power source to the discharge electrode and the counter electrode, the portion where the counter electrode contacts the insulating substrate Has a leaf spring structure, thereby achieving the intended purpose.

以上のように本発明は、中央が開口して板部材に複数の支柱を設けた枠体と、針と電源接続部を備えた板金を接合して構成された放電電極と、セラミックで構成され表面に半導電材料を塗布した絶縁性基板と、中央が開口しかつ電源接続部を備えた板金である対向電極と、前記対向電極と前記絶縁性基板を重ねて前記枠体と挟み込む板固定部を備え、前記放電電極と前記対向電極に電源部より電圧を印加してコロナ放電により活性種を発生する活性種発生ユニットにおいて、前記対向電極部が前記絶縁性基板と接触する部分を板バネ構造としたものであるので、放電のスパークを防止しつつ放電電極と対向電極の距離を近づけ、活性種の発生量を増やすことができるとともに、前記対向電極と前記絶縁性基板との接触を確実にすることで動作の安定性を向上させるものである。   As described above, the present invention is composed of a ceramic frame having a central opening and a plate member provided with a plurality of support columns, a discharge electrode formed by joining a needle and a metal plate provided with a power supply connection portion, and ceramic. An insulating substrate having a semiconductive material applied to the surface, a counter electrode that is a sheet metal having an opening in the center and provided with a power supply connection portion, and a plate fixing portion that sandwiches the counter electrode and the insulating substrate with the frame body An active species generating unit for generating active species by corona discharge by applying a voltage from a power supply unit to the discharge electrode and the counter electrode, and a portion where the counter electrode unit contacts the insulating substrate is a leaf spring structure Therefore, while preventing the spark of discharge, the distance between the discharge electrode and the counter electrode can be reduced, the amount of active species can be increased, and the contact between the counter electrode and the insulating substrate can be ensured. Works by And it improves the stability.

すなわち、本発明においては、半導電部と放電電極に電源部から電圧を印加してコロナ放電により活性種を発生させる構成としたことにより、半導電部と放電電極の距離を近くでき、その結果放電電流が増えるため、活性種の発生量を増やすことができ、さらに対向電極と絶縁性基板の表面上に塗布された半導電材料との接触が確実となることで接触抵抗を低く安定させることにより大きな放電電流を安定して発生させ、活性種の発生量を安定して出力することができる。   That is, in the present invention, by applying a voltage from the power supply unit to the semiconductive portion and the discharge electrode to generate active species by corona discharge, the distance between the semiconductive portion and the discharge electrode can be reduced. Since the discharge current increases, the amount of active species generated can be increased, and the contact resistance can be lowered and stabilized by ensuring the contact between the counter electrode and the semiconductive material applied on the surface of the insulating substrate. Therefore, a large discharge current can be generated stably, and the amount of active species generated can be output stably.

本発明の実施の形態1における活性種発生装置を設置する屋内の斜視図1 is a perspective view of an indoor where an active species generator is installed according to Embodiment 1 of the present invention 同活性種発生装置の断面図Cross section of the active species generator 同活性種発生ユニットの断面図Cross-sectional view of the same active species generation unit 同活性種発生ユニットの分解斜視図Exploded perspective view of the same active species generating unit 同活性種発生ユニットの導電部および絶縁性基板の分解斜視図Disassembled perspective view of conductive part and insulating substrate of same active species generating unit 同活性種発生装置における、半導電部の表面抵抗率とスパーク距離の関係を示すグラフGraph showing the relationship between the surface resistivity of the semiconductive part and the spark distance in the same active species generator 同活性種発生装置における、放電距離と電圧の関係を示すグラフGraph showing the relationship between discharge distance and voltage in the active species generator

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、部屋1の床2上には、活性種発生装置3が配置されている。この活性種発生装置3は、部屋内の空気中にラジカルなどの活性種を供給することで、この活性種による清浄化作用により、空気を清浄化するものである。また、活性種を含む空気を衣類やカーテン等にあてることによって、衣類やカーテンの脱臭・除菌などの効果が期待できる。   As shown in FIG. 1, an active species generator 3 is arranged on the floor 2 of the room 1. The active species generator 3 supplies the active species such as radicals to the air in the room, and thereby cleans the air by the cleaning action of the active species. In addition, by applying air containing active species to clothes, curtains, etc., effects such as deodorization and sterilization of clothes and curtains can be expected.

図2は、図1における活性種発生装置3の断面図を示している。   FIG. 2 shows a cross-sectional view of the active species generator 3 in FIG.

活性種発生装置3は、吸気口4と排気口5を有する本体ケース6と、この本体ケース6内の送風手段7および活性種発生ユニット8とを備えている。   The active species generator 3 includes a main body case 6 having an intake port 4 and an exhaust port 5, a blowing means 7 and an active species generation unit 8 in the main body case 6.

本体ケース6は、略中央に位置する仕切板部9によって、吸気口4と排気口5とを連通する風路部10と、空間部11とに分けられている。   The main body case 6 is divided into an air passage portion 10 that communicates the intake port 4 and the exhaust port 5 and a space portion 11 by a partition plate portion 9 that is positioned substantially in the center.

送風手段7は、本体ケース6の仕切板部9に固定された電動機12と、この電動機12によって回転する羽根部13と、この羽根部13を囲むケーシング部14とから形成している。ケーシング部14の吸込口15は、本体ケース6の吸気口4に対向している。送風手段7によって、吸気口4から吸い込んだ空気は、活性種発生ユニット8の一部を介して、排気口5へ送風されるものである。   The air blowing means 7 is formed of an electric motor 12 fixed to the partition plate portion 9 of the main body case 6, a blade portion 13 rotated by the electric motor 12, and a casing portion 14 surrounding the blade portion 13. The suction port 15 of the casing part 14 faces the intake port 4 of the main body case 6. The air sucked from the intake port 4 by the blowing means 7 is blown to the exhaust port 5 through a part of the active species generating unit 8.

なお、図3では活性種発生ユニット8を送風経路に沿って上方に開口部を備える位置にしているが、発生する活性種が風にのって室内に送風されればよく、活性種発生ユニットの位置や向きはこの場所には限定されない。例えば活性種発生ユニット8自体は本体ケース6内の送風経路外に設置し、活性種の放出口を送風経路に備える配置でもよい。活性種発生ユニット8を送風手段7の上流に配置してもよい。また、活性種発生ユニット8を複数備えてもよい。   In FIG. 3, the active species generating unit 8 is positioned so as to have an opening upward along the air blowing path. However, the active species generating unit 8 only needs to be blown into the room on the wind. The position and orientation of is not limited to this location. For example, the active species generating unit 8 itself may be disposed outside the air blowing path in the main body case 6 and may be provided with an active species discharge port in the air blowing path. The active species generating unit 8 may be arranged upstream of the air blowing means 7. A plurality of active species generating units 8 may be provided.

活性種発生ユニット8は、図3〜図5に示すように絶縁性基板16と、絶縁性基板16の一方面で、孔部21に対向して配置された放電電極17と、絶縁性基板16の孔部21の内面と絶縁性基板16の放電電極17側の表面とに設けた半導電部18と、この半導電部18の外周部を覆うごとく設けた対向電極23と、この対向電極23と電気的に接続された電源接続部19と、この電源接続部19および放電電極17に電圧を印加する電源部20(図2に記載)とから形成している。ここで半導電部18は、絶縁性基板16の上にある半導電性の被覆で構成されている。   As shown in FIGS. 3 to 5, the active species generating unit 8 includes an insulating substrate 16, a discharge electrode 17 disposed on one surface of the insulating substrate 16 so as to face the hole portion 21, and the insulating substrate 16. A semiconductive portion 18 provided on the inner surface of the hole portion 21 and the surface of the insulating substrate 16 on the discharge electrode 17 side, a counter electrode 23 provided so as to cover the outer peripheral portion of the semiconductive portion 18, and the counter electrode 23 And a power supply unit 20 (described in FIG. 2) for applying a voltage to the power supply connection unit 19 and the discharge electrode 17. Here, the semiconductive portion 18 is constituted by a semiconductive coating on the insulating substrate 16.

ここで、対向電極23をウエーブワッシャーのような板バネ構造とすると、対向電極23と半導電部18の接触が確実に実施されるため、接触抵抗を低く安定させることにより大きな放電電流を安定して発生させ、活性種の発生量を安定させることができる。   Here, when the counter electrode 23 has a leaf spring structure such as a wave washer, the contact between the counter electrode 23 and the semiconductive portion 18 is reliably performed, so that a large discharge current is stabilized by stabilizing the contact resistance low. The amount of active species generated can be stabilized.

従来の特許文献に記載のように、針電極とアース電極を平行に配置した場合、コロナ放電領域は、針電極からアース電極側に偏って生成するため、放電領域が小さくなる。一方、本発明のように、放電電極17と半導電部18を略垂直方向に対向配置した場合、針からみて円錐状に広がりを持ったコロナ放電領域が形成されるため、コロナ放電領域の範囲が広がり、より多くの活性種を発生させることができる。孔部21を設けた場合には、孔部21の端面に向かってコロナ放電が発生するため、孔部21の直径を変えることによってコロナ放電の広がり方を変化させることができる。   As described in the conventional patent document, when the needle electrode and the ground electrode are arranged in parallel, the corona discharge region is generated biased from the needle electrode to the ground electrode side, so the discharge region becomes small. On the other hand, when the discharge electrode 17 and the semiconductive portion 18 are arranged to face each other in the substantially vertical direction as in the present invention, a corona discharge region having a conical extension as viewed from the needle is formed. And more active species can be generated. When the hole portion 21 is provided, corona discharge is generated toward the end surface of the hole portion 21, and therefore, how the corona discharge spreads can be changed by changing the diameter of the hole portion 21.

絶縁性基板16は、図4、図5に示すごとく、平板形状で略中央に開口である孔部21を有し、絶縁性基板16の端部は、枠体22を介して本体ケースの仕切板部9に固定されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the insulating substrate 16 has a flat plate-like hole portion 21 having an opening at the center, and the end portion of the insulating substrate 16 is partitioned by a frame 22 through the body case. It is fixed to the plate part 9.

枠体22および板固定部24の組立て時の形状は、空気が直線的に通過可能な筒形状としても良いし、空気を側面から導入して上面から排出する開口部を備えた箱形状としてもよい。図2は、筒形状として下面から空気を導入し、上面から排出する構成である。   The shape of the frame 22 and the plate fixing portion 24 when assembled may be a cylindrical shape through which air can pass linearly, or a box shape having an opening through which air is introduced from the side surface and discharged from the upper surface. Good. FIG. 2 shows a configuration in which air is introduced from the lower surface and discharged from the upper surface as a cylindrical shape.

図2の部品配置では、孔部21は、本体ケース6の排気口5に対向しており、送風手段7によって、吸気口4から吸い込んだ空気の一部は、放電電極17の周囲を通り、孔部21を介して、排気口5へ送風されるものである。   In the component arrangement of FIG. 2, the hole 21 faces the exhaust port 5 of the main body case 6, and a part of the air sucked from the intake port 4 by the blower 7 passes around the discharge electrode 17. The air is sent to the exhaust port 5 through the hole 21.

図3には、活性種発生ユニット8の断面図が示されている。図4は、活性種発生ユニット8の分解斜視図を示している。図5は、活性種発生ユニット8の対向電極23および絶縁性基板16の分解斜視図を示している。   FIG. 3 shows a cross-sectional view of the active species generating unit 8. FIG. 4 shows an exploded perspective view of the active species generating unit 8. FIG. 5 shows an exploded perspective view of the counter electrode 23 and the insulating substrate 16 of the active species generating unit 8.

活性種発生ユニット8は、上述のごとく絶縁性基板16と、この絶縁性基板16の一方面で、孔部21に対向して配置された放電電極17と、絶縁性基板16の孔部21の内面と絶縁性基板16の放電電極17側の表面とに設けた、電流を流すことによって発熱して近傍の水分量を増加させる効果を有する半導電部18と、この半導電部18の外周部を覆うごとく電気的に接続されるように設けた対向電極23と、この対向電極23と電気的に接続された電源接続部19と、電源部20を設けたものである。電源接続部19は、SUSなどのステンレス、アルミ、金、銀、銅などで形成されている。なお、これらに限られること無く、導電性の素材であれば良い。   As described above, the active species generating unit 8 includes the insulating substrate 16, the discharge electrode 17 disposed opposite to the hole 21 on one surface of the insulating substrate 16, and the holes 21 of the insulating substrate 16. A semiconductive portion 18 provided on the inner surface and the surface on the discharge electrode 17 side of the insulating substrate 16 and having an effect of increasing the amount of moisture in the vicinity by generating heat by passing a current, and an outer peripheral portion of the semiconductive portion 18 The counter electrode 23 is provided so as to be electrically connected so as to cover the power source, the power supply connection portion 19 electrically connected to the counter electrode 23, and the power source portion 20. The power connection 19 is made of stainless steel such as SUS, aluminum, gold, silver, copper, or the like. In addition, it is not restricted to these, What is necessary is just a conductive material.

活性種発生ユニット8は、放電電極17を保持する枠体22と、絶縁性基板16と板固定部24を備えている。枠体22は、仕切板部9(図2に記載)に固定されている。   The active species generating unit 8 includes a frame 22 that holds the discharge electrode 17, an insulating substrate 16, and a plate fixing portion 24. The frame body 22 is fixed to the partition plate portion 9 (described in FIG. 2).

図3に示すように、板固定部24は、絶縁性基板16および対向電極23を覆うようになっており、対向電極23は、電源接続部19のみが枠体22と板固定部24から露出するが、それ以外は遮蔽される構造である。   As shown in FIG. 3, the plate fixing portion 24 covers the insulating substrate 16 and the counter electrode 23, and only the power connection portion 19 is exposed from the frame body 22 and the plate fixing portion 24. However, the rest is a shielded structure.

ここで電源接続部19は絶縁被覆しており、直接放電の影響は受けないため、枠体22の外側に露出しても問題なく、板固定部24の内部にある対向電極23と絶縁性基板16が接触する部分に埃が付着すると放電の影響を阻害する恐れがあるため、板固定部24で遮蔽し埃の侵入を防いでいる。   Here, since the power supply connecting portion 19 is covered with insulation and is not directly affected by the discharge, there is no problem even if it is exposed to the outside of the frame 22, and the counter electrode 23 and the insulating substrate inside the plate fixing portion 24 are not affected. If dust adheres to the portion in contact with 16, the influence of the discharge may be hindered, so that it is shielded by the plate fixing portion 24 to prevent dust from entering.

枠体22には勘合爪27があり、板固定部24には勘合穴28が備えられており、勘合爪27と勘合穴28を嵌め合わせることで、板固定部24と枠体22を固定しており、板バネ構造の対向電極23と半導電部18の接触が確実になることを補助している。   The frame 22 has a mating claw 27, and the plate fixing portion 24 is provided with a mating hole 28. By fitting the fitting claw 27 and the mating hole 28, the plate fixing portion 24 and the frame 22 are fixed. This helps to ensure the contact between the counter electrode 23 having the leaf spring structure and the semiconductive portion 18.

絶縁性基板16は、四角平板形状であり、略中央に開口する孔部21を有している。なお、絶縁性基板の形状は円形や多角形であってもよい。   The insulating substrate 16 has a rectangular flat plate shape, and has a hole 21 that is opened substantially at the center. Note that the shape of the insulating substrate may be circular or polygonal.

絶縁性基板16は、オゾンやラジカルで腐食されにくい無機系のもの、あるいは、フッ素樹脂であれば良く、セラミック基板であっても、フッ素などの樹脂基板であっても良い。セラミック基板としては、Si、Al、Zn、Ti、Mgを含む酸化物あるいは複合酸化物、炭化物、窒化物などを用いることができ、コストと入手のしやすさからアルミナが好適である。なお、絶縁性基板16の表面抵抗率は、1010Ω/□以上であることが望ましい。 The insulating substrate 16 may be an inorganic substrate that is not easily corroded by ozone or radicals, or a fluororesin, and may be a ceramic substrate or a resin substrate such as fluorine. As the ceramic substrate, an oxide containing Si, Al, Zn, Ti, Mg, a composite oxide, a carbide, a nitride, or the like can be used. Alumina is preferable from the viewpoint of cost and availability. Note that the surface resistivity of the insulating substrate 16 is desirably 10 10 Ω / □ or more.

放電電極17は、棒形状あるいは針形状で、枠体22の底面から垂直方向に延び、絶縁性基板16の一方面に対向している。枠体22は多数の開口を備えて通気可能であってもよい。そして、放電電極17の先端は、絶縁性基板16から数ミリメートル〜数十ミリメートル程度の所定距離を隔てて、孔部21の外で、かつ孔部21の略中心軸上に位置するものである。略中心軸上とは、孔部21の中心を通り、絶縁性基板16に対して垂直な軸上を示す。放電電極17の材質は、コロナ放電をさせるSUSなどのステンレスやタングステン、チタン、Ni−Cr合金などである。放電可能であれば、炭素・スズ・SiCなどを含む電極を用いてもよい。   The discharge electrode 17 has a rod shape or a needle shape, extends in the vertical direction from the bottom surface of the frame body 22, and faces one surface of the insulating substrate 16. The frame body 22 may have a large number of openings and be ventilated. The tip of the discharge electrode 17 is located outside the hole 21 and on the substantially central axis of the hole 21 with a predetermined distance of several millimeters to several tens of millimeters from the insulating substrate 16. . The term “substantially on the central axis” refers to an axis that passes through the center of the hole 21 and is perpendicular to the insulating substrate 16. The material of the discharge electrode 17 is stainless steel such as SUS that causes corona discharge, tungsten, titanium, Ni—Cr alloy, or the like. If discharge is possible, an electrode containing carbon, tin, SiC, or the like may be used.

なお、放電電極の先端部は鋭利な円錐状、円柱状、半球状などの形状を利用することができる。鋭利な先端を用いた場合、放電集中が起こりやすいため、比較的低い電圧でコロナ放電を行うことができる。針先の形状を、円柱状あるいは半球状にした場合は、特定の部分に電荷集中が起こらない。そのため、針形状に比べると高い電圧を印加しないとコロナ放電が発生しないが、電荷が分散した状態でコロナ放電が継続されることから、針形状に比べて長時間劣化しにくい放電電極とすることができる。これは、鋭利な針先には電荷集中によって金属の溶融やほこりの集中付着が起こりやすいためである。   The tip of the discharge electrode can use a sharp conical shape, a cylindrical shape, a hemispherical shape, or the like. When a sharp tip is used, since discharge concentration is likely to occur, corona discharge can be performed at a relatively low voltage. When the shape of the needle tip is cylindrical or hemispherical, charge concentration does not occur in a specific portion. Therefore, corona discharge does not occur unless a high voltage is applied compared to the needle shape, but since the corona discharge is continued with the charges dispersed, the discharge electrode should be less likely to deteriorate for a long time than the needle shape. Can do. This is because the sharp needle tip is likely to cause melting of the metal and concentration of dust due to the concentration of charges.

半導電部18は、図5に示すように、絶縁性基板16の一方面側の表面、つまり、放電電極17と対向した面と、絶縁性基板16の孔部21の内面とに設けられている。放電電極17側から見ると、半導電部18の形状はリング形状である。半導電部18の表面抵抗率は、10Ω/□から1010Ω/□であることが望ましい。 As shown in FIG. 5, the semiconductive portion 18 is provided on the surface on one side of the insulating substrate 16, that is, on the surface facing the discharge electrode 17 and the inner surface of the hole 21 of the insulating substrate 16. Yes. When viewed from the discharge electrode 17 side, the shape of the semiconductive portion 18 is a ring shape. The surface resistivity of the semiconductive portion 18 is preferably 10 6 Ω / □ to 10 10 Ω / □.

表面抵抗率の測定方法は以下の2種類の方法があり、本実施の形態では方法1で行った。   There are the following two types of methods for measuring the surface resistivity. In this embodiment, method 1 was used.

方法1は、円柱状の主電極と主電極の周りを取り囲むようにリング状の対電極をそれぞれの距離が一定となるように試験片上に置き、主電極と試験片の間には接触抵抗を減らすために、導電性ゴムを挟む。次に主電極はアース側、対電極には1000Vを印加し、その間に流れる電流を測定し表面抵抗Rを算出し、試験片上で電流の流れる方向の距離Lと、電流の流れ方向と垂直方向の電極の長さWから表面抵抗率ρsを求める方法である。
ρs=R×L/W
表面抵抗率の単位は[Ω/□]または単に[Ω]を使用するが、本特許では、単なる抵抗値との区別が容易な[Ω/□]を用いている。
In Method 1, a cylindrical main electrode and a ring-shaped counter electrode are placed on a test piece so as to surround the main electrode, and a contact resistance is set between the main electrode and the test piece. To reduce, sandwich conductive rubber. Next, the main electrode is applied to the ground side, and 1000 V is applied to the counter electrode, the current flowing between them is measured to calculate the surface resistance R, the distance L in the direction of current flow on the test piece, and the direction perpendicular to the current flow direction The surface resistivity ρs is obtained from the electrode length W.
ρs = R × L / W
The unit of surface resistivity is [Ω / □] or simply [Ω], but in this patent, [Ω / □] is used, which is easy to distinguish from a simple resistance value.

方法2は、試験片の両側に平行に一定の距離を置いて同じ長さの導電性テープを貼り付け、それぞれのテープは方法1における主電極と対電極となり、同様に主電極となる側にはアースへ、対電極となる側には1000Vを印加して、その間に流れる電流から算出した表面抵抗Rと、導電性テープ間の距離Lと、導電性テープの長さWより表面抵抗率を測定する。   Method 2 is to apply a conductive tape of the same length at a certain distance in parallel to both sides of the test piece, and each tape becomes the main electrode and the counter electrode in Method 1, and on the side that becomes the main electrode as well. Is applied to the ground and 1000 V is applied to the counter electrode side, and the surface resistance R is calculated from the surface resistance R calculated from the current flowing between them, the distance L between the conductive tapes, and the length W of the conductive tape. taking measurement.

ここで、図6、図7を用いて、活性種発生量が増加する仕組みを説明する。   Here, a mechanism for increasing the amount of active species generated will be described with reference to FIGS.

図6に、本実施例の活性種発生ユニットの構成において、放電電極17と電源接続部19に−8kVを印加した際の、半導電部18の表面抵抗率とスパーク距離の関係を示す。表面抵抗率は対数表示であり、スパーク距離は、放電電極17と半導電部18の最短空間距離である。表面抵抗率が10Ω/□より低い範囲ではスパーク距離は6mmである。つまり、活性種発生ユニットとしては、放電電極17と半導電部18を6mmより離す構造にする必要があり、装置を小型化することができない。 FIG. 6 shows the relationship between the surface resistivity of the semiconductive portion 18 and the spark distance when −8 kV is applied to the discharge electrode 17 and the power supply connecting portion 19 in the configuration of the active species generating unit of this embodiment. The surface resistivity is expressed in logarithm, and the spark distance is the shortest spatial distance between the discharge electrode 17 and the semiconductive portion 18. In the range where the surface resistivity is lower than 10 6 Ω / □, the spark distance is 6 mm. That is, the active species generating unit needs to have a structure in which the discharge electrode 17 and the semiconductive portion 18 are separated from each other by 6 mm, and the apparatus cannot be reduced in size.

一方、表面抵抗率が10Ω/□以上の範囲では、スパーク距離は0mmであり、スパークは発生しない。従って、放電電極17と半導電部18の距離を6mm以下にすることができ、活性種発生ユニットの小型化を実現できる。放電電極17の先端側近傍に半導電部18を備えるとは、例えば−8kVを印加した場合、放電電極17と半導電部18の距離を6mm以下にした構成であり、この距離の6mmは、印加電圧により設定される。 On the other hand, in the range where the surface resistivity is 10 6 Ω / □ or more, the spark distance is 0 mm and no spark is generated. Therefore, the distance between the discharge electrode 17 and the semiconductive portion 18 can be 6 mm or less, and the active species generating unit can be downsized. The provision of the semiconductive portion 18 in the vicinity of the distal end side of the discharge electrode 17 is a configuration in which, for example, when −8 kV is applied, the distance between the discharge electrode 17 and the semiconductive portion 18 is 6 mm or less. It is set by the applied voltage.

図7に、放電電流を一定にした場合の、電圧に対する放電距離の関係を示す。放電距離は、放電電極と半導電部の最短距離である。放電電流は放電の強さを示し、放電電流が増えると活性種の発生量は増加する。放電距離が狭い条件では、わずかに電圧をあげるだけで放電電流を増加させ、活性種発生量を増やすことができる。例えば、放電距離3mmにおいては、電圧を−3.5kVから−4.0kVに0.5kV増加させることで、放電電流を5μAから30μAまで、約6倍増加させることができる。一方、放電距離が10mmの場合、電圧を−6.1kVから−6.6kVに0.5kV増加させても、放電電流は5μAから10μAに変化するのみであり、約2倍しか増加しない。   FIG. 7 shows the relationship of the discharge distance to the voltage when the discharge current is constant. The discharge distance is the shortest distance between the discharge electrode and the semiconductive portion. The discharge current indicates the intensity of discharge, and the amount of active species generated increases as the discharge current increases. Under conditions where the discharge distance is narrow, the discharge current can be increased and the amount of active species generated can be increased by slightly increasing the voltage. For example, at a discharge distance of 3 mm, the discharge current can be increased about 6 times from 5 μA to 30 μA by increasing the voltage from −3.5 kV to −4.0 kV by 0.5 kV. On the other hand, when the discharge distance is 10 mm, even if the voltage is increased from −6.1 kV to −6.6 kV by 0.5 kV, the discharge current only changes from 5 μA to 10 μA and increases only about twice.

すなわち、図6で説明したように表面抵抗率を10Ω/□以上とし、放電距離を短くできれば、わずかな電圧変化で放電電流を大幅に増加させることが可能であり、コロナ放電を高出力化させて活性種発生量を増やすことができる。 That is, as described in FIG. 6, if the surface resistivity is 10 6 Ω / □ or more and the discharge distance can be shortened, the discharge current can be greatly increased with a slight voltage change, and the corona discharge can be output at a high output. To increase the amount of active species generated.

放電電極17の先端は、孔部21の略中心軸上に配置されることが望ましい。放電電極17と電源接続部19に電気的に接続された半導電部18に高電圧が印加された場合、放電電極17と半導電部18間をながれる電流は、半導電部18の孔部21外周面から対向電極23を介して、電源接続部19に到達する。つまり、放電電極17を中心として円周方向の周囲に半導電部18が位置するので、半導電部18の広い範囲に電流が分散することになり、発明の効果で説明したように半導電部18近傍の空気には広い範囲で発熱による水分量の増加が起こり、その広い範囲で分散して放電するため、結果として活性種を安定して発生させることができるものである。   It is desirable that the tip of the discharge electrode 17 is disposed on the substantially central axis of the hole 21. When a high voltage is applied to the semiconductive portion 18 electrically connected to the discharge electrode 17 and the power supply connecting portion 19, the current flowing between the discharge electrode 17 and the semiconductive portion 18 is changed to the hole 21 of the semiconductive portion 18. The power connection 19 is reached from the outer peripheral surface via the counter electrode 23. That is, since the semiconductive portion 18 is located around the discharge electrode 17 in the circumferential direction, the current is distributed over a wide range of the semiconductive portion 18, and as described in the effect of the invention, the semiconductive portion In the air in the vicinity of 18, the amount of water increases due to heat generation in a wide range and is dispersed and discharged in the wide range. As a result, active species can be stably generated.

放電電極17の先端の断面形状と、半導電部18の孔部の形状は、同種の形状であってもよい。例えば、円状の孔部に対して、先端が円柱状または半球状の放電電極17を用いた場合には、放電部分の先端部の断面形状が円状になっているため 放電電極17を中心として円周方向に広い範囲に分散して放電が発生する。その結果、先端が鋭利な針状の放電電極17を用いる場合に比べて、局所的な放電集中が起こりにくく、放電電極17の劣化を抑制することができ、結果として活性種を安定して発生させることができるものである。   The same shape may be sufficient as the cross-sectional shape of the front-end | tip of the discharge electrode 17, and the shape of the hole of the semiconductive part 18. FIG. For example, when a discharge electrode 17 having a cylindrical or hemispherical tip is used for a circular hole, the discharge electrode 17 is centered since the cross-sectional shape of the tip of the discharge portion is circular. As a result, the discharge occurs in a wide range in the circumferential direction. As a result, compared to the case where the needle-like discharge electrode 17 having a sharp tip is used, local discharge concentration is less likely to occur, the deterioration of the discharge electrode 17 can be suppressed, and as a result, active species are stably generated. It can be made to.

さらに、半導電部18の広い範囲に電流が分散するので、OHラジカルなどの活性種の発生量が増加するものである。また、集中的に高濃度の活性種が生成することがないため、半導電部の劣化が起こらず持続的に活性種を放出することができるものである。   Furthermore, since the current is dispersed over a wide range of the semiconductive portion 18, the amount of active species such as OH radicals generated increases. Further, since active species with high concentration are not generated intensively, the active species can be released continuously without causing deterioration of the semiconductive portion.

また、空気中の水分を有効に利用して活性種の量を増やすことができるので、水分の捕集のためにゼオライトなどの吸着剤を利用する必要がなく、吸着剤が劣化することがなく、安全性と持続性に優れた活性種発生ユニットとすることができる。なお、孔部の形状としては、円形状ではなく、四角形・多角形・楕円形状としてもよい。   In addition, since the amount of active species can be increased by effectively using moisture in the air, it is not necessary to use an adsorbent such as zeolite for collecting moisture, and the adsorbent is not deteriorated. The active species generating unit is excellent in safety and sustainability. The shape of the hole may be a square, a polygon, or an ellipse instead of a circle.

なお、放電電極17の放電を受ける電極として、絶縁性基板16に半導電性の皮膜を備えた半導電部18と対向電極23と電源接続部19からなる構成を説明したが、電極として半導電部18と電源接続部19のみを用いてもよい。すなわち、絶縁性基板16と同形状の孔空き平板状の半導電部18を電源接続部19に電気的に接続する構成でもよい。このような構成とすることによって、構造が簡易になり組立てやすい活性種放出ユニットにすることができる。さらに、導電部および絶縁性基板の厚みを減らすことで、より小型の活性種発生ユニットとすることができる。   In addition, although the structure which consists of the semiconductive part 18 which provided the semiconductive film on the insulating substrate 16, the counter electrode 23, and the power supply connection part 19 was demonstrated as an electrode which receives the discharge of the discharge electrode 17, semiconductive as an electrode. Only the unit 18 and the power source connection unit 19 may be used. In other words, the perforated flat plate-like semiconductive portion 18 having the same shape as the insulating substrate 16 may be electrically connected to the power supply connecting portion 19. By adopting such a configuration, it is possible to provide an active species releasing unit that has a simple structure and is easy to assemble. Furthermore, by reducing the thickness of the conductive portion and the insulating substrate, a smaller active species generating unit can be obtained.

図5は、半導電部18の周縁部近傍の表面外周部を覆う位置に対向電極23を設け、この対向電極23は電源接続部19と半導電部18と電気的に接続しているものである。このとき、放電電極17から対向電極23までの最短距離は、放電電極17から半導電部18までの最短距離よりも長いものである。図5の例では、対向電極23は、四角形状の金属性平板であり、孔部21の外周よりも大きく、かつ、半導電部18の外周よりも小さい貫通孔を有する。   In FIG. 5, a counter electrode 23 is provided at a position covering the outer peripheral portion of the surface near the periphery of the semiconductive portion 18, and this counter electrode 23 is electrically connected to the power supply connection portion 19 and the semiconductive portion 18. is there. At this time, the shortest distance from the discharge electrode 17 to the counter electrode 23 is longer than the shortest distance from the discharge electrode 17 to the semiconductive portion 18. In the example of FIG. 5, the counter electrode 23 is a rectangular metallic flat plate, and has a through-hole that is larger than the outer periphery of the hole portion 21 and smaller than the outer periphery of the semiconductive portion 18.

このような構成とすることにより、放電電極17と電極端子19間を流れる電流は、例えば放電電極17から絶縁性基板16の孔部21の内面を覆う半導電部18を流れた後に、絶縁性基板16の一方面表面を覆う半導電部18を流れ、その後、対向電極23を介して、ようやく電源接続部19へと到達することになる。つまり、沿面距離が長いので、その結果として火花放電が起こらず、安全性の向上が図れるものである。   With this configuration, the current flowing between the discharge electrode 17 and the electrode terminal 19 flows, for example, from the discharge electrode 17 through the semiconductive portion 18 that covers the inner surface of the hole portion 21 of the insulating substrate 16, and then the insulating property. It flows through the semiconductive portion 18 covering the one surface of the substrate 16, and then finally reaches the power supply connecting portion 19 through the counter electrode 23. That is, since the creepage distance is long, spark discharge does not occur as a result, and safety can be improved.

ここで、対向電極23の表面抵抗率は、半導電部18の表面抵抗率より小さいものである。具体的には、半導電部18の表面抵抗率は、10Ω/□以上から1010Ω/□未満であり、対向電極23の表面抵抗率は、10Ω/□未満であり、電源接続部19の表面抵抗率は、10−1Ω/□以下であることが望ましい。 Here, the surface resistivity of the counter electrode 23 is smaller than the surface resistivity of the semiconductive portion 18. Specifically, the surface resistivity of the semiconductive portion 18 is 10 6 Ω / □ or more and less than 10 10 Ω / □, and the surface resistivity of the counter electrode 23 is less than 10 6 Ω / □, The surface resistivity of the connecting portion 19 is desirably 10 −1 Ω / □ or less.

以上のように本発明は、中央が開口して板部材に複数の支柱を設けた枠体と、針と端子接続部を備えた板金を接合して構成された放電電極と、セラミックで構成され表面に半導電材料を塗布した絶縁性基板と、中央が開口しかつ端子接続部を備えた板金である対向電極と、前記対向電極と前記絶縁性基板を重ねて前記枠体と挟み込む板固定部を備え、前記放電電極と前記対向電極に電源部より電圧を印加してコロナ放電により活性種を発生する活性種発生ユニットにおいて、前記対向電極部が前記被放電板と接触する部分を板バネ構造としたものであるので、放電のスパークを防止しつつ放電電極と対向電極の距離を近づけ、活性種の発生量を増やすことができる。   As described above, the present invention is composed of a frame body having an opening at the center and a plate member provided with a plurality of columns, a discharge electrode formed by joining a metal plate having a needle and a terminal connection portion, and ceramic. An insulating substrate having a semiconductive material applied to the surface, a counter electrode that is a sheet metal having an opening at the center and provided with a terminal connection portion, and a plate fixing portion that overlaps the counter electrode and the insulating substrate and sandwiches the frame body An active species generating unit for generating active species by corona discharge by applying a voltage to the discharge electrode and the counter electrode from a power supply unit, and a portion where the counter electrode portion contacts the plate to be discharged is a leaf spring structure Therefore, the distance between the discharge electrode and the counter electrode can be reduced while preventing sparking of the discharge, and the amount of active species generated can be increased.

すなわち、本発明においては、半導電部と放電電極に電源部から電圧を印加してコロナ放電により活性種を発生させる構成としたことにより、半導電部と放電電極の距離を近くでき、その結果放電電流が増えるため、活性種の発生量を増やすことができる。   That is, in the present invention, by applying a voltage from the power supply unit to the semiconductive portion and the discharge electrode to generate active species by corona discharge, the distance between the semiconductive portion and the discharge electrode can be reduced. Since the discharge current increases, the amount of active species generated can be increased.

また、半導電部が前記放電電極の先端側に対向する部分に孔部を有し、この孔部周辺を放電域とし孔部周辺で活性種を発生するため、この孔部を通過する空気に発生した活性種を供給でき、イオン風を効率的に利用して、発生した活性種を拡散できるものである。また、半導電部や放電電極を複数設ける必要がなく、装置を小型化できるものである。   In addition, since the semiconductive portion has a hole at a portion facing the tip side of the discharge electrode, and the periphery of the hole is used as a discharge region and active species is generated around the hole, the air passing through the hole is The generated active species can be supplied, and the generated active species can be diffused by efficiently using the ionic wind. Further, it is not necessary to provide a plurality of semiconductive portions and discharge electrodes, and the apparatus can be miniaturized.

したがって、活性種発生ユニットおよびこれを用いた活性種発生装置としての活用が期待される。   Therefore, utilization as an active species generating unit and an active species generating apparatus using the same is expected.

1 部屋
2 床
3 活性種発生装置
4 吸気口
5 排気口
6 本体ケース
7 送風手段
8 活性種発生ユニット
9 仕切板部
10 風路部
11 空間部
12 電動機
13 羽根部
14 ケーシング部
15 吸込口
16 絶縁性基板
17 放電電極
18 半導電部
19 電源接続部
20 電源部
21 孔部
22 枠体
23 対向電極
24 板固定部
25 針
26 電源接続部
27 勘合爪
28 勘合穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Room 2 Floor 3 Active species generator 4 Intake port 5 Exhaust port 6 Main body case 7 Blowing means 8 Active species generation unit 9 Partition plate part 10 Air passage part 11 Space part 12 Electric motor 13 Blade part 14 Casing part 15 Inlet 16 Insulation Conductive substrate 17 discharge electrode 18 semiconductive portion 19 power supply connection portion 20 power supply portion 21 hole portion 22 frame body 23 counter electrode 24 plate fixing portion 25 needle 26 power supply connection portion 27 fitting claw 28 fitting hole

Claims (3)

開口した板部材に複数の支柱を設けた枠体と、
針と電源接続部を備えた板金を接合して構成された放電電極と、
セラミックで構成され表面に半導電材料を塗布した中央に孔部を備えた絶縁性基板と、
中央が開口しかつ電源接続部を備えた板金である対向電極と、
前記対向電極と前記絶縁性基板を重ねて前記枠体とで挟み込む板固定部を備え、
前記放電電極と前記対向電極に電源部より電圧を印加してコロナ放電により活性種を発生する活性種発生ユニットにおいて、
前記対向電極が板バネ構造を有することを特徴とする活性種発生ユニット。
A frame provided with a plurality of support columns on the opened plate member;
A discharge electrode configured by joining a metal plate with a needle and a power supply connection;
An insulating substrate having a hole in the center made of ceramic and coated with a semiconductive material on the surface;
A counter electrode that is a sheet metal having an opening in the center and a power supply connection;
A plate fixing portion that sandwiches the counter electrode and the insulating substrate with the frame body,
In an active species generating unit that generates active species by corona discharge by applying a voltage from a power supply unit to the discharge electrode and the counter electrode,
The active species generating unit, wherein the counter electrode has a leaf spring structure.
板固定部が絶縁性基板と対向電極を遮蔽構造とした請求項1に記載の活性種発生ユニット。 The active species generating unit according to claim 1, wherein the plate fixing portion has a structure in which the insulating substrate and the counter electrode are shielded. 吸気口と排気口を有する本体ケースと、
この本体ケース内に送風手段と請求項1または請求項2に記載の活性種発生ユニットとを設け、
前記送風手段により前記本体ケースの吸気口から吸込んだ空気を、前記活性種発生ユニットに送り、
前記活性種発生ユニットで発生した活性種を含んだ空気を前記排気口から吹出す構成としたことを特徴とする活性種発生装置。
A body case having an air inlet and an air outlet;
In the main body case, air blowing means and the active species generating unit according to claim 1 or claim 2 are provided,
The air sucked from the air inlet of the main body case by the blowing means is sent to the active species generating unit,
An active species generating apparatus characterized in that air containing active species generated by the active species generating unit is blown out from the exhaust port.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101876395B1 (en) * 2017-06-19 2018-07-11 주식회사 그룬 Disinfection and drying device of medical instrument using electron generation apparatus

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