JP2020173956A - 放電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】汚れが放電電極の根元周囲に付着することに起因する帯電粒子の発生量の低下を抑制すること。【解決手段】本発明のイオン発生装置(1)は、正側放電電極(11)および負側放電電極(12)それぞれの少なくとも根元周囲全周をそれぞれ囲む第1壁(14)および第2壁(15)が形成されている。【選択図】図1

Description

本発明は、帯電粒子を放出する放電装置に関する。
従来、放電装置として、室内の空気の浄化、殺菌または消臭等を行うイオン発生装置が知られている。イオン発生装置は、針状あるいはブラシ状の放電電極に高電圧を印加し、放電電極の先端と誘導電極との間でコロナ放電を発生させることによりイオンを発生する。このようなイオン発生装置は、通常、空気調和機の空気を吹き出す風路に取り付けられている。例えば、特許文献1には、正イオンおよび負イオンを発生するイオン発生装置が開示されている。
特許第6062561号公報(2016年12月22日登録)
ところで、イオン発生装置では、放電電極と対向電極間に高電圧を印加しイオンを放出する。このとき、放電電極と対向電極間には強い電界が掛かり、露出している放電電極には空間に向かう強い電界により、イオン風のように放電部に沿った形で風が流れることで、イオンを外部に放出する。その場合、放電電極の周囲を沿う形で風が流れる為、風と電界の力で周囲の粉塵等の汚れが放電電極や放電電極周囲に付着し、付着した汚れがイオン低下の要因になっている。例えば、放電電極の根元に汚れが付着すると放電電極の電界集中が阻害され、イオン低下の要因になる。
従って、従来のイオン発生装置に代表される放電装置では、放電電極の根元周囲に汚れが付着することによる帯電粒子の発生量が低下するという問題が生じる。
本発明の一態様は、汚れが放電電極の根元周囲に付着することに起因する帯電粒子の発生量の低下を抑制できる放電装置を実現することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る放電装置は、筺体と、前記筺体から先端部と根元部とが突出し、放電により前記先端部から放電生成物を生成する放電電極と、前記筺体から前記放電電極が突出する方向に延伸し、前記放電電極の前記根元部の周囲を囲む壁と、を有することを特徴とする。
本発明の一態様によれば、汚れが放電電極の根元周囲に付着することに起因する帯電粒子の発生量の低下を抑制できる。
本発明の実施形態1に係るイオン発生装置の概略斜視図である。 図1のXX線矢視断面図である。 図1に示すイオン発生装置と従来のイオン発生装置とにおける汚れの付着状態を説明する図である。 図1に示すイオン発生装置が備える壁の変形例を示す図である。 本発明の実施形態2に係るイオン発生装置の概略断面図である。 本発明の実施形態3に係るイオン発生装置の概略断面図である。
〔実施形態1〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。なお、本実施形態では、本発明の放電装置を帯電粒子の一種であるイオンを発生するイオン発生装置に適用した例について説明する。
(イオン発生装置1の概略)
図1は、本実施形態の放電装置としてのイオン発生装置1の構成を示す斜視図である。図2は、図1のイオン発生装置1のXX線矢視断面図である。
イオン発生装置1は、図1に示すように、正側放電電極11、負側放電電極12、筐体部13、第1壁14、第2壁15を有し、さらに、図2に示すように、電極基板16および対向電極17を有している。
筐体部13は、絶縁性の樹脂にて形成され、例えば箱形状である。筐体部13は、電極基板16および図示しない回路基板等を内部に収容している。電極基板16には、正側および負側放電電極11,12が上面に対して法線方向に設けられている。また、電極基板16の上面における正側および負側放電電極11,12の周りには、対向電極17が設けられている。対向電極17の上面、すなわち電極基板16の上面は、樹脂層18にて覆われている。すなわち、正側放電電極11および負側放電電極12は、樹脂層18の表面18aから突出するように形成され、対向電極17は、樹脂層18の表面18aより下層に配置されていることになる。
回路基板は、正負の高電圧等を発生する放電電圧供給回路を有している。放電電圧供給回路が発生する電圧は正側および負側放電電極11,12、並びに対向電極17に供給される。具体的には、放電電圧供給回路は、正側放電電極11に高圧の正のパルスを印加し、負側放電電極12に高圧の負のパルスを印加し、対向電極17に対して、当該対向電極17と正側放電電極11および負側放電電極12との間にて放電を生じさせる電圧を印加する。正側放電電極11および負側放電電極12は、放電により先端部から放電生成物(イオン等)を生成する。
正側および負側放電電極11,12は、本実施形態において先端部が針状の電極である。これら正側および負側放電電極11,12は、筐体部13の上面から同じ高さ位置に突出し、間隔を空けて並んだ状態となっている。
対向電極17は、正側および負側放電電極11,12と絶縁され、正側および負側放電電極11,12の周りに設けられている。
なお、イオン発生装置1では、正側および負側放電電極11,12をそれぞれ1本ずつ有する構成としているが、複数本ずつ有していてもよい。この点は以下に示す他のイオン発生装置においても同様である。
(第1壁14、第2壁15)
第1壁14は、上面から見て略円形の中空状であり、樹脂(絶縁体)で形成され、筐体部13の樹脂層18の表面(壁の形成面)18aに対して垂直に設けられ、正側放電電極11の周囲全周を隙間無く囲むように形成されている。同様に、第2壁15は、上面から見て略円形の中空状であり、樹脂で形成され、筐体部13の樹脂層18の表面18aに対して垂直に設けられ、負側放電電極12の周囲全周を隙間無く囲むように形成されている。つまり、第1壁14は、筺体部13から正側放電電極11が突出する方向に延伸し、正側放電電極11の根元部の周囲を囲む壁である。同様に、第2壁15は、筺体部13から負側放電電極12が突出する方向に延伸し、負側放電電極12の根元部の周囲を囲む壁である。
第1壁14は、正側放電電極11の少なくとも根元部分の周囲全周を囲み、且つ、正側放電電極11と対向電極17との間に形成される電界の間に位置する位置に形成されている。また、第2壁15は、負側放電電極12の少なくとも根元部分の周囲全周を囲み、且つ、負側放電電極12と対向電極17との間に形成される電界の間に位置する位置に形成されている。
第1壁14の高さ(樹脂層18の表面18aからの高さ)H1は、正側放電電極11の高さ(樹脂層18の表面18aからの高さ)H2よりも低く形成されている。第2壁15の高さ(樹脂層18の表面18aからの高さ)も、第1壁14と同様に、負側放電電極12の高さ(樹脂層18の表面18aからの高さ)よりも低く形成されている。すなわち、第1壁14および第2壁15の高さは、正側放電電極11および負側放電電極12の高さよりも低い。
なお、第1壁14および第2壁15の高さは、正側放電電極11および負側放電電極12の高さよりも低ければよいが、正側放電電極11および負側放電電極12の根元周囲(樹脂層18の表面18a近傍の露出部分)への汚れ付着を防止する観点からはある程度の高さは必要である。
第1壁14は、正側放電電極11の形成面である樹脂層18の表面18aの下層に配置された対向電極17における正側放電電極11から最も離れた端部17aに対応する位置よりも内側に当該第1壁14の外側面14aが位置するように形成されている。同様に、第2壁15も、負側放電電極12の形成面である樹脂層18の表面18aの下層に配置された対向電極17における正側放電電極11から最も離れた端部17aに対応する位置よりも内側に当該第2壁15の外側面が位置するように形成されている。
すなわち、第1壁14は、樹脂層18の表面18aにおいて、対向電極17における正側放電電極11から最も離れた端部17aに対応する位置よりも内側となる位置に形成されている。同様に、第2壁15は、樹脂層18の表面18aにおいて、対向電極17における負側放電電極12から最も離れた端部17aに対応する位置よりも内側となる位置に形成されている。
さらに、第1壁14の内側面14bは、対向電極17における正側放電電極11に最も近い端部17bよりも当該正側放電電極11側に位置するように形成されている。同様に、第2壁15も、第2壁15の内側面が、対向電極17における負側放電電極12に最も近い端部よりも当該負側放電電極12側に位置するように形成されている。
なお、第1壁14は、樹脂層18の表面18aにおいて、対向電極17に対応する位置に少なくとも一部が重なるように形成されていることが好ましい。また、第2壁15は、樹脂層18の表面18aにおいて、対向電極17に対応する位置に少なくとも一部が重なるように形成されていることが好ましい。
(第1壁14、第2壁15による効果)
図3は、放電電極における電界および風の流れを示し、(a)は第1壁14および第2壁15を設けた場合の電界および風の流れを示し、(b)は、第1壁14および第2壁15を設けない場合の電界および風の流れを示す図である。なお、図3の(a)(b)において、説明の便宜上、正側放電電極11側で電界、負側放電電極12側で風の流れを示しているだけでだけであり、正側放電電極11および負側放電電極12の何れも電界が発生し、風も流れる。
図3の(b)に示すように、正側放電電極11および負側放電電極12の周囲に第1壁14および第2壁15が設けられていなければ、正側放電電極11および負側放電電極12と対向電極17間には強い電界が掛かり、露出している正側放電電極11および負側放電電極12には空間に向かう強い電界により、イオン風のように正側放電電極11および負側放電電極12に沿った形(根元から先端に向かう形)で風が流れる。このように、正側放電電極11および負側放電電極12の周囲を沿う形で風が流れる為、風と電界の力で周囲の汚れ(粉塵等)20が正側放電電極11および負側放電電極12や当該正側放電電極11および負側放電電極12の周囲に付着する。
これに対して、図3の(a)に示すように、第1壁14が正側放電電極11の少なくとも根元部分の周囲全周を囲み、当該正側放電電極11と対向電極17との間に形成される電界の間に位置する位置に形成されていることで、当該第1壁14が電界により帯電する。特に、第1壁14が樹脂であるため、強く帯電し、当該第1壁14によって囲まれた放電電極の根元の空間は、強い電界が掛かった空間となり、当該空間は、粉塵等が侵入しにくい状態(空間)となる。同様に、第2壁15が負側放電電極12の少なくとも根元部分の周囲全周を囲み、当該負側放電電極12と対向電極17との間に形成される電界の間に位置する位置に形成されていることで、当該第2壁15によって囲まれた放電電極の根元の空間は、強い電界が掛かった空間となり、当該空間は、粉塵等が侵入しにくい状態(空間)となる。
また、電界に沿った形のイオン風による風の流れが生じるが、正側放電電極11および負側放電電極12のそれぞれの周囲には第1壁14および第2壁15がそれぞれ設けられているため、正側放電電極11および負側放電電極12のそれぞれの根元には風の流れが生じにくくなり、表面18a上の粉塵等の汚れ20が当該根元に近づくことができない。
以上の2つの理由から、正側放電電極11および負側放電電極12の根元には汚れ20が付着しにくくなる。これにより、汚れに強く、イオン低下しにくいイオン発生装置1を実現することができる。
しかも、イオン発生装置1では、第1壁14の高さ正側放電電極11の高さ未満であるので、正側放電電極11と対向電極17との間に形成される電界に沿って流れる風が第1壁14を越えて当該正側放電電極11の先端部に当たる。これにより、電界強度が集中している正側放電電極11の先端部に風が当たることでより多くのイオンを放出することが可能となる。また、第2壁15の高さも負側放電電極12の高さ未満であるので、負側放電電極12と対向電極17との間に形成される電界に沿って流れる風が第2壁15を越えて当該負側放電電極12の先端部に当たる。これにより、電界強度が集中している負側放電電極12の先端部に風が当たることでより多くのイオンを放出することが可能となる。
さらに、第1壁14および第2壁15の高さがそれぞれ正側放電電極11および負側放電電極12よりも低ければ、正側放電電極11および負側放電電極12の清掃が行い易い。特に、汚れの付着を防止できない電極先端部の清掃が行い易い。
〔変形例〕
図4は、前記実施形態1のイオン発生装置1が備える第1壁14、第2壁15の変形例を示す図であり、(b)は、外観の変形例、(b)は。断面の変形例を示す。
第1壁14および第2壁15は、図1等に示したように、上面から見て略円形の中空状に限定されものではなく、上面から見て略四角形の中空状であってもよし、他の形状の中空状であってもよい。要は、正側放電電極11の周囲全週を隙間無く囲むように形成されていれば、第1壁14、第2壁15の形状はどのような形状であってもよい。また、第1壁14と第2壁15とは、同じ形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。例えば、図4の(a)に示すように、正側放電電極11を囲む壁(第1壁14)のように略円形の中空状とし、負側放電電極12を囲む壁21を略四角形の中空状、あるいは、その逆よしてもよい。
また、正側放電電極11および負側放電電極12を囲む壁の断面形状としては、例えば図4の(b)に示すように、断面略長方形状の第1壁14(第2壁15)の他に、断面略三角形状の壁22、断面略楕円形状の壁23、断面略台形状の壁24であってもよい。
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
(イオン発生装置2)
図5は、本実施形態に係るイオン発生装置2の概略断面図である。
イオン発生装置2は、前記実施形態1のイオン発生装置1とほぼ同じ構成であるが、電極先端が針状でなく複数本の導電体の繊維の一方の端が束ねて保持された電極(以下、ブラシ電極と称する)からなる正側放電電極31および負側放電電極32を使用している。
イオン発生装置2においても、前記イオン発生装置1と同様に、正側放電電極31の周囲の全周を囲むように第1壁14が設けられ、負側放電電極32の周囲の全周を囲むように第2壁15が設けられている。
なお、正側放電電極31および負側放電電極32は、ブラシ電極であるため、電圧を印加した場合、ブラシ部31aおよびブラシ部32aにおける導電体の繊維が拡がる。このため、第1壁14および第2壁15は、放電により、導電体の繊維が拡がったときに、導電体の繊維の先端が接触しない位置に形成されている。
(効果)
イオン発生装置2による効果は、イオン発生装置1の効果と同じである。すなわち、正側放電電極31および負側放電電極32の周囲、すなわち、正側放電電極31および負側放電電極32のそれぞれのブラシ部31aおよびブラシ部32aと対向電極17間の強い電界の間の位置する位置に設けられた第1壁14および第2壁15は帯電する。特に、第1壁14および第2壁15は樹脂で形成されているため、強く帯電する。
従って、第1壁14によって囲まれた正側放電電極31の根元の空間、第2壁15によって囲まれた負側放電電極32の根元の空間は、強い電界が掛かった空間となり、当該空間は、粉塵等が侵入しにくい状態(空間)となる。
また、電界に沿った形のイオン風による風の流れが生じるが、正側放電電極31および負側放電電極32のそれぞれの周囲には第1壁14および第2壁15がそれぞれ設けられているため、正側放電電極31および負側放電電極32のそれぞれの根元には風の流れが生じにくくなり、表面18a上の粉塵等の汚れが当該根元に近づくことができない。
以上の2つの理由から、正側放電電極31および負側放電電極32の根元には汚れが付着しにくくなる。これにより、汚れに強く、イオン低下しにくいイオン発生装置2を実現することができる。
〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
(イオン発生装置3)
図6は、本実施形態に係るイオン発生装置3の概略断面図である。
イオン発生装置3は、前記実施形態1のイオン発生装置1とほぼ同じ構成であるが、正側放電電極11および負側放電電極12のそれぞれの根元(厳密には樹脂層18の表面18aから露出している部分の根元)にそれぞれ第1シール部材51、第2シール部材52が設けられている。
(第1シール部材51、第2シール部材52)
第1シール着部材51および第2シール部材52は、筺体部13の正側および負側放電電極11,12が突出する面(樹脂そう18の表面18a)それぞれに着脱可能に設けられている。
具体的には、第1シール部材51は、複数の剥離シート5が積層されており、剥離シート5は個別に剥離可能な絶縁体シートである。同様に、第2シール部材52も、複数の剥離シート5が積層されており、剥離シート5は個別に剥離可能である。
各剥離シート5は、一方の面に粘着処理が施され、他方の面に剥離処理が施されている。これにより、各剥離シート5を、互いに粘着処理が施された面と剥離処理が施された面とが対向するように積層することで、個別に剥離可能となる。
前記実施形態1で説明した通り、正側放電電極11および負側放電電極12の根元周囲への汚れの付着は、第1壁14および第2壁15を設けることで低減させることができる。しかしながら、第1壁14および第2壁15を設けたとしても正側放電電極11および負側放電電極12の根元周囲への汚れの付着が完全になくなる訳ではない。従って、第1壁14、第2壁15によって囲まれた空間内に、シール部材を設けることで、正側放電電極11および負側放電電極12への電圧印加時に、各放電電極の根元周囲に汚れを引き寄せ、シール部材の最表面の剥離シート5表面に汚れを付着させることができる。従って、汚れが付着した剥離シート5を剥がすだけで、正側放電電極11および負側放電電極12の根元および周囲の清掃ができる。
このように、汚れが付着した剥離シート5を剥がすだけで、正側放電電極11および負側放電電極12の根元周囲の汚れがなくなるので、汚れに強く、イオン低下しにくいイオン発生装置1を実現することができる。しかも、剥離シート5は複数剥離可能に積層されているので、汚れが付着した剥離シート5を順次剥がすことで、常に、正側放電電極11および負側放電電極12の周囲の汚れを無くすことができる。
以上のように、実施形態1〜3において説明したイオン発生装置1〜3は、例えば空気清浄機、空気調和機等の電気機器に搭載してもよいし、自動車等の車両に搭載してもよく、イオン発生が好ましい機器であれば、どのような機器に搭載してもよい。
また、実施形態1〜3では、本発明の放電装置としてイオン発生装置を例について説明したが、これに限定されるものではなく、帯電粒子を放出する装置であれば、どのような装置であってもよい。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
1,2,3 イオン発生装置(放電装置)
5 剥離シート
11 正側放電電極(放電電極)
12 負側放電電極(放電電極)
13 筐体部(筐体)
14 第1壁(壁)
14a 外側面
14b 内側面
15 第2壁(壁)
16 電極基板
17 対向電極
17a 端部
17b 端部
18 樹脂層
18a 表面
31 正側放電電極(放電電極)
31a ブラシ部
32 負側放電電極(放電電極)
32a ブラシ部
51 第1シール部材
52 第2シール部材

Claims (5)

  1. 筺体と、
    前記筺体から先端部と根元部とが突出し、放電により前記先端部から放電生成物を生成する放電電極と、
    前記筺体から前記放電電極が突出する方向に延伸し、前記放電電極の前記根元部の周囲を囲む壁と、を有することを特徴とする放電装置。
  2. 前記壁の高さは、前記放電電極の高さよりも低いことを特徴とする請求項1に記載の放電装置。
  3. 対向電極は、前記壁の形成面よりも下層に配置され、
    前記壁は、前記形成面における前記対向電極の、前記放電電極から最も離れた端部に対応する位置よりも内側となる位置に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の放電装置。
  4. 前記壁は、前記形成面における前記対向電極に対応する位置に少なくとも一部が重なるように形成されていることを特徴とする請求項3に記載の放電装置。
  5. 前記放電電極は、複数本の導電体の繊維の一方の端が束ねて保持されたブラシ電極であり、
    前記壁は、放電により、前記導電体の繊維が拡がったときに、当該導電体の繊維の先端が接触しない位置に形成されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の放電装置。
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