JP2022119772A - discharge device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge device capable of efficiently releasing active ingredients while suppressing increase of ozone.
SOLUTION: A discharge device includes: a discharge electrode 1; a voltage application unit 2 that applies a voltage to the discharge electrode 1; and a cooling unit 30 for cooling the discharge electrode 1. The cooling unit 30 has a Peltier element 301 and a heat sink 302 connected to the Peltier element 301. The heat sink 302 has a chamfer part in a corner part in a peripheral area of a part 3025 where the Peltier element 301 is mounted.
SELECTED DRAWING: Figure 20
COPYRIGHT: (C)2022,JPO&INPIT

Description

本発明は放電装置に関し、より詳細には、放電電極とこれに電圧を印加する電圧印加部を備えた放電装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge device, and more particularly to a discharge device provided with a discharge electrode and a voltage applying section for applying a voltage thereto.

従来、放電電極と電圧印加部を備えた放電装置が提供されている。放電装置としては、電圧印加部によって放電電極に電圧を印加し、放電電極でコロナ放電を生じさせて空気イオンを生成する装置や、放電電極に液体を供給したうえでその放電電極でコロナ放電を生じさせ、ラジカルを含んだ帯電微粒子液を生成する装置が知られている(たとえば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a discharge device provided with a discharge electrode and a voltage applying section has been provided. As a discharge device, a voltage is applied to a discharge electrode by a voltage applying unit, and a corona discharge is generated at the discharge electrode to generate air ions. There is known an apparatus for generating a charged fine particle liquid containing radicals (see, for example, Patent Document 1).

特開2011-67738号公報JP 2011-67738 A

放電装置においては、投入するエネルギーを高めて空気イオン、ラジカル、およびこれを含んだ帯電微粒子液(以下、空気イオン、ラジカルおよび帯電微粒子液を総称して「有効成分」という。)の生成量を増大させたいという要求と、このときにオゾンが生じることを抑えたいという要求がある。しかし、上記した従来の放電装置では、二つの要求をともに満たすことは困難である。 In the discharge device, the energy input is increased to increase the amount of air ions, radicals, and charged fine particle liquid containing these (hereinafter, air ions, radicals, and charged fine particle liquid are collectively referred to as "active ingredients"). There is a demand to increase it and a demand to suppress the generation of ozone at this time. However, it is difficult for the conventional discharge device described above to satisfy both of these requirements.

本発明は、有効成分の生成量を増大させることができ、かつ、このときにオゾンが増大することを抑えることのできる放電装置およびこれの製造方法を提案することを、目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to propose a discharge device and a method of manufacturing the same, which can increase the amount of active ingredients produced while suppressing an increase in ozone at this time.

前記課題を解決するために、本発明の放電装置は、放電電極と、前記放電電極に電圧を印加する電圧印加部と、前記放電電極を冷却する冷却部と、を具備する。前記冷却部は、ペルチェ素子と前記ペルチェ素子に接続された放熱板とを有する。前記放熱板は、前記ペルチェ素子が搭載される部分の周辺領域におけるコーナー部分に、面取り部を有する。 In order to solve the above problems, the discharge device of the present invention includes a discharge electrode, a voltage application section that applies a voltage to the discharge electrode, and a cooling section that cools the discharge electrode. The cooling part has a Peltier element and a radiator plate connected to the Peltier element. The radiator plate has a chamfered portion at the corner portion in the peripheral region of the portion where the Peltier element is mounted.

本発明の放電装置は、有効成分の生成量を増大させることができ、かつ、このときにオゾンが増大することを抑えることができるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION The electric discharge apparatus of this invention is effective in the ability to increase the production amount of an active ingredient, and to suppress that ozone increases at this time.

図1は、第1実施形態の放電装置を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the discharge device of the first embodiment. 図2Aはコロナ放電で流れる電流を概略的に示すグラフ図であり、図2Bは、リーダ放電で流れる電流を概略的に示すグラフ図である。FIG. 2A is a graph diagram schematically showing current flowing in corona discharge, and FIG. 2B is a graph diagram schematically showing current flowing in reader discharge. 図3Aは、第2実施形態の放電装置を示す概略図であり、図3Bは、同上の放電装置の変形例を示す概略図である。FIG. 3A is a schematic diagram showing the discharge device of the second embodiment, and FIG. 3B is a schematic diagram showing a modification of the same discharge device. 図4Aは、第3実施形態の放電装置を示す概略図であり、図4Bは、同上の放電装置の変形例を示す概略図である。FIG. 4A is a schematic diagram showing a discharge device of a third embodiment, and FIG. 4B is a schematic diagram showing a modification of the same discharge device. 図5は、第4実施形態の放電装置を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a discharge device of a fourth embodiment. 図6Aは、第5実施形態の放電装置の要部を示す斜視図であり、図6Bは、第6実施形態の放電装置の要部を示す斜視図であり、図6Cは、第7実施形態の放電装置の要部を示す斜視図である。6A is a perspective view showing a main part of a discharge device according to a fifth embodiment, FIG. 6B is a perspective view showing a main part of a discharge device according to a sixth embodiment, and FIG. 6C is a seventh embodiment. 1 is a perspective view showing a main part of the discharge device of FIG. 図7は、第8実施形態の放電装置を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing the discharge device of the eighth embodiment. 図8は、同上の放電装置を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing the same discharge device. 図9は、同上の放電装置を示す側断面図である。FIG. 9 is a side sectional view showing the same discharge device. 図10Aは、同上の放電装置の変形例を示す平面図であり、図10Bは、同上の放電装置の別の変形例を示す平面図である。FIG. 10A is a plan view showing a modification of the discharge device, and FIG. 10B is a plan view showing another modification of the discharge device. 図11は、同上の放電装置の別の変形例の要部を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing a main part of another modification of the discharge device same as the above. 図12Aは、同上の放電装置の別の変形例の要部を示す側面図であり、図12Bは、図12AのA部拡大図である。FIG. 12A is a side view showing a main part of another modification of the discharge device, and FIG. 12B is an enlarged view of part A in FIG. 12A. 図13は、図12Aと図12Bに示す変形例の針状電極部を成形する工程を示す断面図である。13A and 13B are cross-sectional views showing a process of forming the needle-like electrode portion of the modification shown in FIGS. 12A and 12B. 図14は、同上の放電装置の別の変形例の要部を示す斜視図である。FIG. 14 is a perspective view showing a main part of another modification of the discharge device same as the above. 図15Aは、第9実施形態の放電装置を示す下面図であり、図15Bは、同上の放電装置に蓋を設けた場合を示す斜視図である。FIG. 15A is a bottom view showing the discharge device of the ninth embodiment, and FIG. 15B is a perspective view showing a case where the same discharge device is provided with a lid. 図16は、同上の放電装置の変形例を示す斜視図である。FIG. 16 is a perspective view showing a modification of the same discharge device. 図17は、同上の放電装置の別の変形例を示す斜視図である。FIG. 17 is a perspective view showing another modification of the above discharge device. 図18Aは、対向電極-抵抗間の配線長さと有効成分量の関係を示すグラフ図であり、図18Bは、電圧印加部-抵抗間の配線長さと有効成分量の関係を示すグラフ図である。18A is a graph showing the relationship between the length of the wiring between the counter electrode and the resistor and the amount of the active ingredient, and FIG. 18B is a graph showing the relationship between the length of the wiring between the voltage applying section and the resistor and the amount of the active ingredient. . 図19は、図18Aと図18Bのグラフ図の測定を行った装置を示す概略図である。FIG. 19 is a schematic diagram showing the apparatus that performed the measurements of the graphical representations of FIGS. 18A and 18B. 第10実施形態の放電装置の要部を示す平面図である。FIG. 20 is a plan view showing the essential parts of the discharge device of the tenth embodiment; 図20のa-a線断面図である。FIG. 21 is a sectional view taken along line aa of FIG. 20; 図20のb-b線断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line bb of FIG. 20; 図23は、第11実施形態の放電装置の要部を示すブロック図である。FIG. 23 is a block diagram showing the essential parts of the discharge device of the eleventh embodiment. 図24は、同上の放電装置の変形例の要部を示すブロック図である。FIG. 24 is a block diagram showing a main part of a modification of the above discharge device.

第1の発明は、放電電極と、前記放電電極に電圧を印加し、コロナ放電からさらに進展した放電を前記放電電極に生じさせる電圧印加部を具備する放電装置である。前記放電は、前記放電電極から周囲に伸びるように絶縁破壊された放電経路を、断続的に発生させる放電である。これにより、有効成分の生成量を増大させることができ、かつ、このときにオゾンが増大することは抑えることができる。 A first invention is a discharge device comprising a discharge electrode and a voltage applying section that applies a voltage to the discharge electrode and causes the discharge electrode to generate a discharge further developed from corona discharge. The discharge is a discharge that intermittently generates a discharge path extending from the discharge electrode to the surroundings and having a dielectric breakdown. As a result, it is possible to increase the production amount of the active ingredient, and at this time, it is possible to suppress the increase in ozone.

第2の発明は、特に、第1の発明において、前記放電電極に液体を供給する液体供給部をさらに具備する。前記放電によって、前記放電電極に供給された前記液体が静電霧化される。これにより、帯電微粒子液の生成量を増大させることができ、かつ、このときにオゾンが増大することは抑えることができる。 In a second invention, in particular, the first invention further comprises a liquid supply section that supplies liquid to the discharge electrode. The discharge electrostatically atomizes the liquid supplied to the discharge electrode. As a result, it is possible to increase the amount of charged fine particle liquid generated, and at this time, it is possible to suppress an increase in ozone.

第3の発明は、特に、第1または第2の発明において、前記放電電極と対向して位置する対向電極をさらに具備する。前記放電は、前記放電電極と前記対向電極の間で、両者をつなぐように絶縁破壊された放電経路を、断続的に発生させる。これにより、絶縁破壊された放電経路を断続的に発生させる放電を、前記放電電極と前記対向電極の間で安定的に生じさせることができる。 A third invention, in particular, in the first or second invention, further comprises a counter electrode located opposite to the discharge electrode. The discharge intermittently generates a discharge path between the discharge electrode and the counter electrode, in which insulation is broken so as to connect the two. This makes it possible to stably generate a discharge that intermittently generates a discharge path with dielectric breakdown between the discharge electrode and the counter electrode.

第4の発明は、特に、第3の発明において、前記対向電極は、前記放電電極に対向する針状電極部を備える。これにより、絶縁破壊された放電経路を断続的に発生させる放電を、前記放電電極と前記針状電極部の間で安定的に生じさせることができる。 In a fourth invention, particularly in the third invention, the counter electrode has a needle-like electrode portion facing the discharge electrode. This makes it possible to stably generate a discharge that intermittently generates a discharge path with a dielectric breakdown between the discharge electrode and the needle-like electrode portion.

第5の発明は、特に、第4の発明において、前記針状電極部は、先端部分と基端部分を互いに反対側に有し、前記放電電極は軸方向を有し、前記軸方向における前記先端部分と前記放電電極の距離は、前記軸方向における前記基端部分と前記放電電極の距離よりも小さい。これにより、絶縁破壊された放電経路を断続的に発生させる放電を、前記放電電極と前記針状電極部の間で安定的に生じさせることができる。 In a fifth aspect, in particular, in the fourth aspect, the needle-like electrode portion has a tip end portion and a base end portion on opposite sides, the discharge electrode has an axial direction, and the The distance between the tip portion and the discharge electrode is smaller than the distance between the base portion and the discharge electrode in the axial direction. This makes it possible to stably generate a discharge that intermittently generates a discharge path with a dielectric breakdown between the discharge electrode and the needle-like electrode portion.

第6の発明は、特に、第5の発明において、前記対向電極は、前記軸方向に直交する姿勢で保持される支持電極部と、前記支持電極部と前記針状電極部の間に介在する段差部をさらに備える。前記軸方向における前記基端部分と前記放電電極の距離は、前記軸方向における前記支持電極部と前記放電電極の距離よりも大きい。これにより、前記針状電極部の前記先端部分が大きく突出することを抑え、前記針状電極部が変形することを抑制することができる。 In a sixth aspect, in particular, in the fifth aspect, the counter electrode includes a supporting electrode portion held in a posture orthogonal to the axial direction, and interposed between the supporting electrode portion and the needle-like electrode portion. A step portion is further provided. The distance between the base end portion and the discharge electrode in the axial direction is greater than the distance between the support electrode portion and the discharge electrode in the axial direction. As a result, it is possible to prevent the distal end portion of the needle-like electrode portion from protruding greatly, and to prevent deformation of the needle-like electrode portion.

第7の発明は、特に、第4~6のいずれか1つの発明において、前記針状電極部は、前記針状電極部の変形を抑制するための溝部を有し、前記溝部は、前記針状電極部の一部が、前記針状電極部の厚み方向に曲がることで形成されている。これにより、前記針状電極部の断面二次モーメントを増大させ、前記針状電極部の変形を抑制することができる。 In a seventh aspect, in particular, in any one of the fourth to sixth aspects, the needle-like electrode portion has a groove for suppressing deformation of the needle-like electrode portion, and the groove is formed by the needle. A part of the needle-like electrode portion is formed by bending in the thickness direction of the needle-like electrode portion. As a result, the geometrical moment of inertia of the needle electrode portion can be increased, and deformation of the needle electrode portion can be suppressed.

第8の発明は、特に、第4の発明において、前記対向電極は、前記針状電極部を支持する支持電極部をさらに備え、前記針状電極部と前記支持電極部は、互いに材質が異なる部材である。これにより、コスト増大を抑えながら前記針状電極部のリーダ放電に対する耐性を高めることができる。 In an eighth aspect, in particular, in the fourth aspect, the counter electrode further includes a support electrode portion that supports the needle electrode portion, and the needle electrode portion and the support electrode portion are made of different materials. It is a member. This makes it possible to increase the resistance of the needle-like electrode portion to reader discharge while suppressing an increase in cost.

第9の発明は、特に、第4~8のいずれか1つの発明において、前記対向電極は、前記針状電極部を複数備える。これにより、生成された有効成分が外部にむけて効率的に放出される。 According to a ninth invention, in particular, in any one of the fourth to eighth inventions, the counter electrode includes a plurality of needle-like electrode portions. As a result, the generated active ingredient is efficiently released to the outside.

第10の発明は、特に、第9の発明において、前記複数の針状電極部のそれぞれの先端部分は、同一円上に位置する。これにより、生成された有効成分が外部にむけてより効率的に放出される。 In a tenth aspect, particularly in the ninth aspect, the tip portions of the plurality of needle-like electrode portions are positioned on the same circle. Thereby, the generated active ingredient is more efficiently released to the outside.

第11の発明は、特に、第10の発明において、前記複数の針状電極部のそれぞれの先端部分は、前記同一円の周方向において、互いに等距離を隔てて位置する。これにより、生成された有効成分が外部にむけてより効率的に放出される。 In an eleventh aspect, in particular, in the tenth aspect, tip portions of the plurality of needle-like electrode portions are positioned equidistantly from each other in the circumferential direction of the same circle. Thereby, the generated active ingredient is more efficiently released to the outside.

第12の発明は、特に、第9~11のいずれか1つの発明において、前記複数の針状電極部はそれぞれ、丸みを帯びた先端部分を有する。これにより、前記複数の針状電極部の製造上のばらつきによって、電界集中の強度に大きなばらつきが生じることが抑えられる。 In a twelfth invention, in particular, in any one of the ninth to eleventh inventions, each of the plurality of needle-like electrode portions has a rounded tip portion. As a result, it is possible to prevent large variations in intensity of electric field concentration from occurring due to manufacturing variations in the plurality of needle-shaped electrode portions.

第13の発明は、特に、第9~12のいずれか1つの発明において、前記複数の針状電極部はそれぞれ、厚みを有する片状の電極部であり、前記複数の針状電極部のそれぞれの厚み方向の端縁部のうち、前記放電電極に近い部分には、面取りが施されている。これにより、前記複数の針状電極部の製造上のばらつきによって、電界集中の強度に大きなばらつきが生じることが抑えられる。 In a thirteenth invention, in particular, in any one of the ninth to twelfth inventions, each of the plurality of needle-like electrode portions is a strip-shaped electrode portion having a thickness, and each of the plurality of needle-like electrode portions Of the edges in the thickness direction, the portions near the discharge electrodes are chamfered. As a result, it is possible to prevent large variations in intensity of electric field concentration from occurring due to manufacturing variations in the plurality of needle-shaped electrode portions.

第14の発明は、特に、第9~13のいずれか1つの発明において、前記複数の針状電極部は、互いに離れて位置する3つ以上の針状電極部である。これにより、生成された有効成分が外部にむけてより効率的に放出される。 In a fourteenth aspect, in particular, in any one of the ninth to thirteenth aspects, the plurality of needle-like electrode portions are three or more needle-like electrode portions positioned apart from each other. Thereby, the generated active ingredient is more efficiently released to the outside.

第15の発明は、特に、第14の発明において、前記対向電極は、前記3つ以上の針状電極部が配置される開口部をさらに備え、前記開口部の開口面積は、前記3つ以上の針状電極部の総面積よりも大きい。これにより、コロナ放電からリーダ放電に進展しやすくなる。 In a fifteenth aspect, in particular, in the fourteenth aspect, the counter electrode further includes an opening in which the three or more needle-like electrode portions are arranged, and the opening area of the opening is the three or more. larger than the total area of the needle-like electrode part. This makes it easier for corona discharge to progress to reader discharge.

第16の発明は、特に、第3の発明において、前記対向電極は、前記放電電極に対向する少なくとも1つの先鋭状の凸面と、前記放電電極に対向する対向面を備え、前記対向面は、平坦面、凹曲面、またはこれらが組み合わさった形状を有する。これにより、前記放電電極の前記先端部分で電界集中が生じやすくなる。 In a sixteenth aspect, particularly in the third aspect, the counter electrode has at least one sharp convex surface facing the discharge electrode and a facing surface facing the discharge electrode, and the facing surface comprises: It has a flat surface, a concave curved surface, or a combination of these surfaces. As a result, electric field concentration tends to occur at the tip portion of the discharge electrode.

第17の発明は、特に、第1~第16いずれか1つの発明において、前記電圧印加部に対して並列に電気接続されるコンデンサをさらに具備する。これにより、リーダ放電の放電周波数を調整することができる。 According to a seventeenth invention, in particular, in any one of the first to sixteenth inventions, it further comprises a capacitor electrically connected in parallel to the voltage applying section. Thereby, the discharge frequency of the reader discharge can be adjusted.

第18の発明は、特に、第13の発明の放電装置を製造する方法において、前記複数の針状電極部のそれぞれの厚み方向の端縁部を、金型装置の一面上で一度に潰すことにより、前記面取りを施す。これにより、前記複数の針状電極部の前記先端部分の位置が一度に揃えられる。 In an eighteenth aspect, in particular, in the method of manufacturing a discharge device according to the thirteenth aspect, the edge portions in the thickness direction of each of the plurality of needle-like electrode portions are crushed at once on one surface of the mold device. The chamfering is performed by Thereby, the positions of the tip portions of the plurality of needle-like electrode portions are aligned at once.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されず、以下の各実施形態の構成を適宜に組み合せることも可能である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the present invention is not limited to the embodiments described below, and it is also possible to appropriately combine the configurations of the following embodiments.

(第1実施形態)
図1には、第1実施形態の放電装置の基本的な構成を示している。本実施形態の放電装置は、放電電極1、電圧印加部2、液体供給部3、対向電極4および通電路5を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 shows the basic configuration of the discharge device of the first embodiment. The discharge device of this embodiment includes a discharge electrode 1 , a voltage application section 2 , a liquid supply section 3 , a counter electrode 4 and an electric path 5 .

放電電極1は、細長く形成された針状の電極である。放電電極1は、その軸方向の一端側に先端部分13を有し、軸方向の他端側(先端部分13の反対側)に基端部分15を有する。本文で用いる針状の文言は、先端が鋭く尖っているものに限定されず、先端が丸みを帯びる場合を含む。 The discharge electrode 1 is an elongated needle-like electrode. The discharge electrode 1 has a tip portion 13 on one end side in the axial direction and a base end portion 15 on the other end side in the axial direction (opposite side of the tip portion 13). The term "needle-like" used in the present text is not limited to those with sharply pointed tips, and includes those with rounded tips.

電圧印加部2は、放電電極1に対して7.0kV程度の高電圧を印加するように、放電電極1に対して電気的に接続されている。本実施形態の放電装置は対向電極4を備えており、電圧印加部2は、放電電極1と対向電極4の間に高電圧を印加するように構成されている。 Voltage application unit 2 is electrically connected to discharge electrode 1 so as to apply a high voltage of about 7.0 kV to discharge electrode 1 . The discharge device of this embodiment includes a counter electrode 4 , and the voltage applying section 2 is configured to apply a high voltage between the discharge electrode 1 and the counter electrode 4 .

液体供給部3は、放電電極1に対して静電霧化用の液体35を供給する手段であり、本実施形態の放電装置では、放電電極1を冷却して結露水を発生させる冷却部30によって液体供給部3が構成されている。冷却部30は放電電極1の基端部分15に接触し、基端部分15を通じて放電電極1全体を冷却する。液体供給部3が放電電極1に供給する液体35は、放電電極1に生じる結露水である。 The liquid supply unit 3 is means for supplying a liquid 35 for electrostatic atomization to the discharge electrode 1. In the discharge device of this embodiment, the cooling unit 30 cools the discharge electrode 1 to generate condensed water. The liquid supply unit 3 is configured by. The cooling part 30 contacts the base end portion 15 of the discharge electrode 1 and cools the entire discharge electrode 1 through the base end portion 15 . The liquid 35 supplied to the discharge electrode 1 by the liquid supply unit 3 is condensed water generated on the discharge electrode 1 .

対向電極4は、放電電極1の先端部分13に対向して位置する。対向電極4は、その中央部分に開口部43を有する。開口部43は、対向電極4の厚み方向に貫通する。開口部43は、対向電極4のうち、放電電極1の先端部分13に最も近接した領域に設けられている。開口部43が貫通する方向と、放電電極1の軸方向は、互いに平行である。本文中で用いる平行の文言は、厳密に平行な場合に限定されず、略平行な場合を含む。 The counter electrode 4 is positioned facing the tip portion 13 of the discharge electrode 1 . The counter electrode 4 has an opening 43 in its central portion. The opening 43 penetrates through the counter electrode 4 in the thickness direction. The opening 43 is provided in a region of the counter electrode 4 that is closest to the distal end portion 13 of the discharge electrode 1 . The direction in which the opening 43 penetrates and the axial direction of the discharge electrode 1 are parallel to each other. The term "parallel" used in the text is not limited to strictly parallel, but includes substantially parallel.

通電路5は、対向電極4を放電電極1に対して電気的に接続させる通電路であり、その途中に電圧印加部2が配置されている。つまり通電路5は、電圧印加部2と対向電極4を電気的に接続させる第1通電路51と、電圧印加部2と放電電極1を電気的に接続させる第2通電路52を含む。 The current-carrying path 5 is a current-carrying path that electrically connects the counter electrode 4 to the discharge electrode 1, and the voltage applying section 2 is arranged in the middle of the current-carrying path. That is, the conducting path 5 includes a first conducting path 51 electrically connecting the voltage applying section 2 and the counter electrode 4 and a second conducting path 52 electrically connecting the voltage applying section 2 and the discharge electrode 1 .

本実施形態の放電装置では、放電電極1に液体35が保持された状態で、電圧印加部2により、放電電極1と対向電極4の間で7.0kV程度の高電圧を印加する。これにより、放電電極1と対向電極4の間で放電が生じる。 In the discharge device of the present embodiment, a high voltage of about 7.0 kV is applied between the discharge electrode 1 and the counter electrode 4 by the voltage applying section 2 while the liquid 35 is held on the discharge electrode 1 . Thereby, discharge occurs between the discharge electrode 1 and the counter electrode 4 .

本実施形態の放電装置では、まず放電電極1の先端部分13(先端部分13に保持される液体35の先端)で局所的なコロナ放電を生じさせ、このコロナ放電を、さらに高エネルギーの放電にまで進展させる。この高エネルギーの放電は、放電電極1から周囲に伸びるように絶縁破壊(全路破壊)された放電経路が、断続的に発生する形態の放電である。本実施形態の放電装置では、放電電極1と対向電極4をつなぐように絶縁破壊された放電経路が、断続的に(パルス状に)発生する。このような形態の放電を「リーダ放電」と称する。 In the discharge device of this embodiment, a local corona discharge is first generated at the tip portion 13 of the discharge electrode 1 (the tip of the liquid 35 held at the tip portion 13), and this corona discharge is converted into a high-energy discharge. advance to. This high-energy discharge is a form of discharge in which a discharge path extending from the discharge electrode 1 to the surroundings and having a dielectric breakdown (all-path breakdown) is intermittently generated. In the discharge device of the present embodiment, a discharge path is intermittently (pulse-like) generated by dielectric breakdown so as to connect the discharge electrode 1 and the counter electrode 4 . Such a form of discharge is called "leader discharge".

リーダ放電では、コロナ放電と比較して2~10倍程度の瞬間電流が、放電電極1と対向電極4の間で絶縁破壊された放電経路を通じて流れる。図2Aにはコロナ放電で流れる電流を概略的に示し、図2Bには、コロナ放電から進展したリーダ放電で流れる電流を概略的に示している。リーダ放電では、コロナ放電と比較して大きなエネルギーでラジカルが生成され、コロナ放電と比較して2~10倍程度の大量のラジカルが生成される。 In the leader discharge, an instantaneous current about 2 to 10 times as large as that in the corona discharge flows through the discharge path where the insulation is broken between the discharge electrode 1 and the counter electrode 4 . FIG. 2A schematically shows current flowing in a corona discharge, and FIG. 2B schematically shows current flowing in a reader discharge developed from the corona discharge. In leader discharge, radicals are generated with greater energy than in corona discharge, and a large amount of radicals about 2 to 10 times as large as those in corona discharge are generated.

リーダ放電によってラジカルが生成される際に、オゾンも生成される。しかし、リーダ放電では、コロナ放電と比較して2~10倍程度のラジカルが生成されるのに対して、オゾンが生成される量はコロナ放電の場合と同程度に抑えられる。つまり、コロナ放電をさらに進展させてリーダ放電を生じさせることで、ラジカルの発生量に対するオゾンの発生量が、大幅に抑えられる。これは、生成されたオゾンがリーダ放電に晒されながら放出される際に、高エネルギーのリーダ放電によってオゾンの一部が破壊されるからと考えられる。 Ozone is also generated when radicals are generated by the leader discharge. However, in the leader discharge, about 2 to 10 times more radicals are generated than in the corona discharge, whereas the amount of ozone generated is suppressed to the same extent as in the case of the corona discharge. In other words, the amount of ozone generated relative to the amount of radicals generated can be greatly suppressed by further developing the corona discharge to generate the leader discharge. It is believed that this is because the high-energy leader discharge destroys some of the ozone as it is emitted while being exposed to the leader discharge.

ここで、リーダ放電についてさらに説明する。 Here, the reader discharge will be further explained.

一般的には、対をなす電極間にエネルギーを投入して放電を生じさせると、投入したエネルギーの量に応じて、放電形態がコロナ放電、グロー放電、アーク放電へと進展する。 In general, when energy is applied between a pair of electrodes to generate a discharge, the form of the discharge develops into corona discharge, glow discharge, and arc discharge depending on the amount of energy applied.

コロナ放電は、一方の電極で局所的に発生する放電であり、電極間の絶縁破壊を伴わない。グロー放電とアーク放電は、対をなす電極間での絶縁破壊を伴う放電であり、エネルギーが投入されている間は、その絶縁破壊された放電経路が継続的に存在する。 A corona discharge is a discharge that is locally generated at one electrode and is not accompanied by dielectric breakdown between the electrodes. Glow discharge and arc discharge are discharges accompanied by dielectric breakdown between paired electrodes, and the dielectric breakdown discharge path continuously exists while energy is being supplied.

これに対してリーダ放電は、対をなす電極間での絶縁破壊を伴うが、その絶縁破壊が継続的に存在するのではなく、断続的に発生する。 On the other hand, the leader discharge is accompanied by dielectric breakdown between the paired electrodes, but the dielectric breakdown does not exist continuously but occurs intermittently.

本実施形態の放電装置では、放電電極1と対向電極4の間でこのような形態のリーダ放電が生じるように、電圧印加部2の電気的な容量(単位時間に放出可能な電気の容量)を設定している。つまり、本実施形態の放電装置では、コロナ放電から進展して絶縁破壊に至ると、絶縁破壊された放電経路を通じて大きな瞬間電流が流れるが、その直後に電圧が低下して放電が停止し、また電圧が上昇して絶縁破壊に至るということを繰り返すように、電圧印加部2の電気的な容量が設定されている。この容量設定によって、グロー放電やアーク放電のように絶縁破壊が継続されるのではなく、瞬間的な絶縁破壊と放電停止が交互に繰り返されるリーダ放電が、実現される。 In the discharge device of the present embodiment, the electrical capacity of the voltage applying section 2 (capacity of electricity that can be discharged per unit time) is adjusted so that such a form of leader discharge occurs between the discharge electrode 1 and the counter electrode 4. is set. In other words, in the discharge device of the present embodiment, when the corona discharge progresses to dielectric breakdown, a large instantaneous current flows through the discharge path where the dielectric breakdown occurred, but immediately after that, the voltage drops and the discharge stops, and The electrical capacity of the voltage application unit 2 is set so that the voltage rises and the dielectric breakdown is repeated. This capacity setting realizes leader discharge in which instantaneous dielectric breakdown and discharge stop are alternately repeated, unlike glow discharge or arc discharge where dielectric breakdown continues.

現状確認される一例として、リーダ放電における放電周波数(瞬間電流の頻度)は50Hz~10kHz程度であり、1回のパルス幅は大きくて200ns程度である。このように、瞬間的な放電(エネルギーの高い状態)と放電停止(エネルギーの低い状態)を繰り返す点において、グロー放電やアーク放電とは明確に相違する。 As an example currently confirmed, the discharge frequency (the frequency of instantaneous current) in the reader discharge is about 50 Hz to 10 kHz, and the width of one pulse is about 200 ns at most. In this way, it is clearly different from glow discharge and arc discharge in that instantaneous discharge (state of high energy) and stop of discharge (state of low energy) are repeated.

本実施形態の放電装置では、液体供給部3によって放電電極1に液体35が供給される。そのため、断続的な絶縁破壊を伴う高エネルギーのリーダ放電によって、液体35が静電霧化され、内部にラジカルを含有するナノメータサイズの帯電微粒子液が生成される。生成された帯電微粒子液は、開口部43を通じて外部に放出される。 In the discharge device of this embodiment, liquid 35 is supplied to discharge electrode 1 by liquid supply section 3 . Therefore, the liquid 35 is electrostatically atomized by high-energy leader discharge accompanied by intermittent dielectric breakdown, and a nanometer-sized charged fine particle liquid containing radicals is generated therein. The generated charged fine particle liquid is discharged to the outside through the opening 43 .

リーダ放電で生成された帯電微粒子液は、コロナ放電で生成された帯電微粒子液と比較して大量のラジカルを含み、しかもオゾンの生成はコロナ放電の場合と同程度に抑えられる。 The charged fine particle liquid generated by leader discharge contains a large amount of radicals compared to the charged fine particle liquid generated by corona discharge, and the generation of ozone is suppressed to the same extent as in the case of corona discharge.

以上、図1等に基づいて説明した本実施形態の放電装置は、帯電微粒子液を生成するために液体供給部3を備えた装置(静電霧化装置)であるが、液体供給部3を備えずに構成することも可能である。この場合、放電電極1と対向電極4の間で生じるリーダ放電によって、空気イオンが生成される。 As described above, the discharge device of the present embodiment described with reference to FIG. It is also possible to configure without provision. In this case, air ions are generated by the reader discharge generated between the discharge electrode 1 and the counter electrode 4 .

また、本実施形態の放電装置は対向電極4を備えているが、対向電極4を備えずに構成することも可能である。この場合、放電電極1と、放電電極1の周辺の何らかの部材との間でリーダ放電を生じさせれば、リーダ放電によって帯電微粒子液が生成される。本実施形態の放電装置において、液体供給部3と対向電極4をともに備えないことも可能である。この場合、放電電極1と、放電電極1の周辺の何らかの部材との間でリーダ放電を生じさせれば、リーダ放電によって空気イオンが生成される。 Further, although the discharge device of this embodiment includes the counter electrode 4, it can be configured without the counter electrode 4. FIG. In this case, if a leader discharge is generated between the discharge electrode 1 and some member around the discharge electrode 1, the charged fine particle liquid is generated by the leader discharge. In the discharge device of this embodiment, it is also possible to omit both the liquid supply section 3 and the counter electrode 4 . In this case, if a leader discharge is generated between the discharge electrode 1 and some member around the discharge electrode 1, air ions are generated by the leader discharge.

(第2実施形態)
第2実施形態の放電装置について、図3A、図3Bに基づいて説明する。なお、第1実施形態で説明した構成と同様の構成については、詳しい説明を省略する。
(Second embodiment)
A discharge device of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. Note that detailed descriptions of the same configurations as those described in the first embodiment will be omitted.

図3Aには、本実施形態の放電装置の基本的な構成を示している。本実施形態の放電装置は、対向電極4が針状電極部41とこれを支持する支持電極部42を一体に備える点において、第1実施形態と相違する。 FIG. 3A shows the basic configuration of the discharge device of this embodiment. The discharge device of this embodiment differs from that of the first embodiment in that the counter electrode 4 integrally includes a needle electrode portion 41 and a support electrode portion 42 that supports the needle electrode portion 41 .

針状電極部41は、支持電極部42のうち放電電極1に対向する対向面420から、放電電極1に近づく側にむけて突出する電極部である。針状電極部41は、先鋭状の凸面を有する。対向電極4の全体のうち、針状電極部41の先端が最も放電電極1に近く位置する。針状電極部41は、対向電極4が有する開口部43の近傍に位置する。本実施形態の放電装置では、針状電極部41を一つ備えるが、針状電極部41を複数備えることも可能である。 The needle-shaped electrode portion 41 is an electrode portion that protrudes toward the discharge electrode 1 from a facing surface 420 of the support electrode portion 42 that faces the discharge electrode 1 . The needle-like electrode portion 41 has a sharp convex surface. The tip of the needle-like electrode portion 41 is positioned closest to the discharge electrode 1 in the entire counter electrode 4 . The needle-shaped electrode portion 41 is located near the opening 43 of the counter electrode 4 . Although the discharge device of the present embodiment includes one acicular electrode portion 41, it is also possible to include a plurality of acicular electrode portions 41. FIG.

支持電極部42は、平坦な対向面を有する平板状の電極部421と、凹曲した対向面を有するドーム状の電極部422で構成されている。電極部421と電極部422の対向面によって、支持電極部42の対向面420が構成されている。支持電極部42の対向面420は、平坦面と凹曲面が組み合わさった形状を有する。 The support electrode portion 42 is composed of a plate-shaped electrode portion 421 having a flat facing surface and a dome-shaped electrode portion 422 having a concavely curved facing surface. A facing surface 420 of the supporting electrode portion 42 is configured by facing surfaces of the electrode portion 421 and the electrode portion 422 . A facing surface 420 of the support electrode portion 42 has a shape in which a flat surface and a concave curved surface are combined.

本実施形態の放電装置は、上記構成を備えるので、対向電極4の針状電極部41と放電電極1の先端部分13(つまり先端部分13に保持される液体35の先端)で電界集中が生じ、対向電極4の針状電極部41と放電電極1の先端部分13の間で、絶縁破壊によるリーダ放電が安定的に発生する。加えて、支持電極部42の対向面420によって、放電電極1の先端部分13での電界集中が一層高められる。 Since the discharge device of the present embodiment has the above configuration, electric field concentration occurs at the needle electrode portion 41 of the counter electrode 4 and the tip portion 13 of the discharge electrode 1 (that is, the tip of the liquid 35 held at the tip portion 13). , leader discharge due to dielectric breakdown is stably generated between the needle electrode portion 41 of the counter electrode 4 and the tip portion 13 of the discharge electrode 1 . In addition, the facing surface 420 of the support electrode portion 42 further enhances the electric field concentration at the tip portion 13 of the discharge electrode 1 .

図3Bには、本実施形態の放電装置の変形例を示している。この変形例では、支持電極部42が、凹曲した対向面を有するドーム状の電極部423で構成されている。支持電極部42の対向面420は、放電電極1の先端部分13を中心として凹状に湾曲した凹曲面である。 FIG. 3B shows a modification of the discharge device of this embodiment. In this modified example, the support electrode portion 42 is composed of a dome-shaped electrode portion 423 having a concavely curved facing surface. A facing surface 420 of the support electrode portion 42 is a concavely curved surface that is concavely curved around the distal end portion 13 of the discharge electrode 1 .

この変形例においても、対向電極4の針状電極部41と放電電極1の先端部分13の間で、絶縁破壊によるリーダ放電が安定的に発生するという利点や、放電電極1の先端部分13での電界集中が一層高められるという利点がある。なお、対向電極4の支持電極部42の対向面420は、適宜の平坦面、凹曲面、またはこれらが組み合わされた形状の面であればよい。 This modification also has the advantage that the leader discharge due to dielectric breakdown is stably generated between the needle electrode portion 41 of the counter electrode 4 and the tip portion 13 of the discharge electrode 1, and the tip portion 13 of the discharge electrode 1 There is an advantage that the electric field concentration of is further enhanced. In addition, the facing surface 420 of the supporting electrode portion 42 of the counter electrode 4 may be an appropriate flat surface, a concavely curved surface, or a surface having a shape in which these are combined.

(第3実施形態)
第3実施形態の放電装置について、図4A、図4Bに基づいて説明する。なお、第1実施形態で説明した構成と同様の構成については、詳しい説明を省略する。
(Third embodiment)
A discharge device according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 4A and 4B. Note that detailed descriptions of the same configurations as those described in the first embodiment will be omitted.

図4Aには、本実施形態の放電装置を示している。本実施形態の放電装置においては、放電電極1と対向電極4を電気的に接続させる通電路5の途中に、リーダ放電の電流ピークを調整するための制限抵抗6を設けている。具体的には、通電路5のうち、電圧印加部2と対向電極4を電気的に接続させる第1通電路51の途中に、制限抵抗6を配している。 FIG. 4A shows the discharge device of this embodiment. In the discharge device of this embodiment, a limiting resistor 6 for adjusting the current peak of the leader discharge is provided in the middle of the current path 5 electrically connecting the discharge electrode 1 and the counter electrode 4 . Specifically, the limiting resistor 6 is arranged in the middle of the first conducting path 51 that electrically connects the voltage applying section 2 and the counter electrode 4 in the conducting path 5 .

リーダ放電では、絶縁破壊された放電経路を通じて瞬間電流が流れ、その際の電流抵抗が非常に小さくなるので、本実施形態の放電装置では、第1通電路51に制限抵抗6を設けて瞬間電流の電流ピークを抑えている。瞬間電流の電流ピークを抑えることで、NOxの発生が抑えられるという利点や、電気的ノイズの影響が大きくなり過ぎることが抑えられるという利点がある。制限抵抗6は、専用の素子を用いて構成されるものに限らず、設定どおりの電気的抵抗を有する構造であれば、適宜の構成が採用可能である。 In the leader discharge, an instantaneous current flows through the discharge path where the insulation is broken down, and the current resistance at that time becomes very small. current peak is suppressed. Suppressing the current peak of the instantaneous current has the advantage of suppressing the generation of NOx and the advantage of suppressing the influence of electrical noise from becoming too large. The limiting resistor 6 is not limited to being configured using a dedicated element, and any suitable configuration can be adopted as long as it has a structure having an electrical resistance as set.

図4Bには、本実施形態の放電装置の変形例を示している。この変形例では、電圧印加部2と放電電極1を電気的に接続させる第2通電路52の途中に、制限抵抗6を配している。この変形例においても、制限抵抗6によってリーダ放電の瞬間電流のピーク値が抑えられる。 FIG. 4B shows a modification of the discharge device of this embodiment. In this modification, a limiting resistor 6 is arranged in the middle of the second conducting path 52 that electrically connects the voltage applying section 2 and the discharge electrode 1 . Also in this modification, the limiting resistor 6 suppresses the peak value of the instantaneous current of the reader discharge.

(第4実施形態)
第4実施形態の放電装置について、図5に基づいて説明する。なお、第3実施形態で説明した構成と同様の構成については、詳しい説明を省略する。
(Fourth embodiment)
A discharge device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. Note that detailed descriptions of the same configurations as those described in the third embodiment will be omitted.

本実施形態の放電装置においては、通電路5の途中に、リーダ放電における放電周波数を調整するコンデンサ7を配している。コンデンサ7は、電圧印加部2に対して並列に電気接続されている。上述したように、リーダ放電では、瞬間電流が流れるときの電流抵抗が非常に小さくなるので、通電路5にこのようなコンデンサ7を配置することで、リーダ放電の放電周波数が効果的に調整される。 In the discharge device of this embodiment, a capacitor 7 for adjusting the discharge frequency in the reader discharge is arranged in the middle of the conducting path 5 . The capacitor 7 is electrically connected in parallel with the voltage applying section 2 . As described above, in leader discharge, the current resistance becomes very small when instantaneous current flows. Therefore, by arranging such a capacitor 7 in the conducting path 5, the discharge frequency of the leader discharge can be effectively adjusted. be.

コンデンサ7は、専用の素子を用いて構成されるものに限らず、設定どおりの容量を有する構造であれば、適宜の構成が採用可能である。 Capacitor 7 is not limited to one that is configured using a dedicated element, and an appropriate configuration can be adopted as long as it has a structure having a capacitance as set.

(第5実施形態)
第5実施形態の放電装置について、図6Aに基づいて説明する。なお、第2実施形態で説明した構成と同様の構成については、詳しい説明を省略する。
(Fifth embodiment)
A discharge device according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. 6A. Note that detailed descriptions of the same configurations as those described in the second embodiment will be omitted.

本実施形態の放電装置では、絶縁破壊を伴うリーダ放電を安定的に発生させるための手段として、第2実施形態のような先鋭状の凸面を有する針状電極部41を設けるのではなく、互いに平行な2つの棒状電極部46を一体に設けている。対向電極4は、円形状の開口部43を有し、放電電極1の軸方向に沿って視たときに、開口部43の内側に2つの棒状電極部46が位置し、2つの棒状電極部46の間に放電電極1が位置する。2つの棒状電極部46における放電電極1の先端部分13との間の最短距離は、互いに同一である。本文中で用いる同一の文言は、厳密に同一な場合に限定されず、略同一な場合を含む。 In the discharge device of this embodiment, as a means for stably generating a leader discharge accompanied by dielectric breakdown, instead of providing the needle-like electrode portion 41 having a sharp convex surface as in the second embodiment, Two parallel rod-like electrode portions 46 are integrally provided. The counter electrode 4 has a circular opening 43, and when viewed along the axial direction of the discharge electrode 1, two rod-shaped electrode portions 46 are positioned inside the opening 43, and the two rod-shaped electrode portions Discharge electrode 1 is located between 46 . The shortest distances between the two rod-shaped electrode portions 46 and the tip portion 13 of the discharge electrode 1 are the same. The same wording used in the text is not limited to strictly identical cases, and includes substantially identical cases.

本実施形態の放電装置では、対向電極4の各棒状電極部46のうち放電電極1の先端部分13に最も近い部分と、放電電極1の先端部分13との間で、絶縁破壊によるリーダ放電を安定的に発生させることができる。 In the discharge device of the present embodiment, leader discharge due to dielectric breakdown occurs between the tip portion 13 of the discharge electrode 1 and the portion closest to the tip portion 13 of the discharge electrode 1 among the rod-like electrode portions 46 of the counter electrode 4. can be generated stably.

(第6実施形態)
第6実施形態の放電装置について、図6Bに基づいて説明する。なお、第2実施形態で説明した構成と同様の構成については、詳しい説明を省略する。
(Sixth embodiment)
A discharge device according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 6B. Note that detailed descriptions of the same configurations as those described in the second embodiment will be omitted.

本実施形態の放電装置では、リーダ放電を安定的に発生させるための手段として、針状電極部41を設けるのではなく、対向電極4の開口部43の開口縁の形状を多角形状(四角形)に設けている。放電電極1の軸方向に沿って視たときに、開口部43の中央に放電電極1が位置する。開口部43の内周面は、周方向に連続する複数(4つ)の平坦面で構成されている。各平坦面における放電電極1の先端部分13との間の最短距離は、互いに同一である。 In the discharge device of the present embodiment, as a means for stably generating the leader discharge, instead of providing the needle-like electrode portion 41, the shape of the opening edge of the opening portion 43 of the counter electrode 4 is polygonal (quadrangular). is set in The discharge electrode 1 is positioned at the center of the opening 43 when viewed along the axial direction of the discharge electrode 1 . The inner peripheral surface of the opening 43 is composed of a plurality of (four) flat surfaces continuous in the circumferential direction. The shortest distance between each flat surface and tip portion 13 of discharge electrode 1 is the same.

本実施形態の放電装置では、放電電極1の先端部分13と、開口部43の内周面を構成する各平坦面のうち放電電極1の先端部分13に最も近い部分との間で、リーダ放電を安定的に発生させることができる。 In the discharge device of the present embodiment, leader discharge occurs between the tip portion 13 of the discharge electrode 1 and the portion of each flat surface forming the inner peripheral surface of the opening 43 that is closest to the tip portion 13 of the discharge electrode 1. can be stably generated.

(第7実施形態)
第7実施形態の放電装置について、図6Cに基づいて説明する。なお、第2実施形態で説明した構成と同様の構成については、詳しい説明を省略する。
(Seventh embodiment)
A discharge device according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG. 6C. Note that detailed descriptions of the same configurations as those described in the second embodiment will be omitted.

本実施形態の放電装置では、リーダ放電を安定的に発生させるための手段として、針状電極部41を設けるのではなく、対向電極4の開口部43の開口縁の形状を楕円形状に設けている。放電電極1の軸方向に沿って視たときに、開口部43の中央に放電電極1が位置する。 In the discharge device of this embodiment, as a means for stably generating a leader discharge, instead of providing the needle-shaped electrode portion 41, the shape of the opening edge of the opening portion 43 of the counter electrode 4 is provided in an elliptical shape. there is The discharge electrode 1 is positioned at the center of the opening 43 when viewed along the axial direction of the discharge electrode 1 .

本実施形態の放電装置では、放電電極1の先端部分13と、開口部43の内周面のうち放電電極1の先端部分13に最も近い2箇所の部分との間で、リーダ放電を安定的に発生させることができる。 In the discharge device of this embodiment, the leader discharge is stably generated between the tip portion 13 of the discharge electrode 1 and two portions of the inner peripheral surface of the opening 43 that are closest to the tip portion 13 of the discharge electrode 1. can be generated at

(第8実施形態)
第8実施形態の放電装置について、図7~図14に基づいて説明する。なお、第2実施形態や第3実施形態で説明した構成と同様の構成については、詳しい説明を省略する。
(Eighth embodiment)
A discharge device according to the eighth embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 14. FIG. Detailed descriptions of the configurations similar to those described in the second embodiment and the third embodiment will be omitted.

図7~図9に示すように、本実施形態の放電装置は、放電電極1、電圧印加部2、液体供給部3(冷却部30)、対向電極4および通電路5を備え、さらに制限抵抗6を備えている。放電電極1や対向電極4は、筐体80によって所定の位置および姿勢で保持されている。制限抵抗6は、第3実施形態と同様に、電圧印加部2と対向電極4を電気的に接続させる第1通電路51の途中に配されている。 As shown in FIGS. 7 to 9, the discharge device of this embodiment includes a discharge electrode 1, a voltage application section 2, a liquid supply section 3 (cooling section 30), a counter electrode 4, and a current path 5. 6. The discharge electrode 1 and the counter electrode 4 are held at predetermined positions and postures by a housing 80 . The limiting resistor 6 is arranged in the middle of the first conducting path 51 that electrically connects the voltage applying section 2 and the counter electrode 4, as in the third embodiment.

液体供給部3を構成する冷却部30は、一対のペルチェ素子301と、一対のペルチェ素子301に対して一対一で接続された一対の放熱板302を備え、一対のペルチェ素子301への通電によって放電電極1を冷却するように構成された熱交換器である。各放熱板302は、その一部が合成樹脂製の筐体80に埋め込まれ、各放熱板302のうちペルチェ素子301に接続される部分とその周辺部分は、放熱可能に露出している。 The cooling unit 30 constituting the liquid supply unit 3 includes a pair of Peltier elements 301 and a pair of radiator plates 302 connected to the pair of Peltier elements 301 in a one-to-one relationship. A heat exchanger configured to cool the discharge electrode 1 . A part of each heat sink 302 is embedded in a synthetic resin housing 80, and a portion of each heat sink 302 connected to the Peltier element 301 and its peripheral portion are exposed so as to be able to dissipate heat.

一対のペルチェ素子301のそれぞれの冷却側は、放電電極1の基端部分15に対して、半田を介して機械的にかつ電気的に接続されている。一対のペルチェ素子301のそれぞれの放熱側は、一対一に対応する放熱板302に対して、半田を介して機械的にかつ電気的に接続されている。一対のペルチェ素子301への通電は、一対の放熱板302と放電電極1を通じて行われる。 Each cooling side of the pair of Peltier elements 301 is mechanically and electrically connected to the base end portion 15 of the discharge electrode 1 via solder. The heat radiating sides of the pair of Peltier elements 301 are mechanically and electrically connected to the one-to-one corresponding heat radiating plates 302 via solder. Electricity is supplied to the pair of Peltier elements 301 through the pair of radiator plates 302 and the discharge electrode 1 .

対向電極4は、放電電極1の軸方向と直交する姿勢で保持される平板状の支持電極部42と、支持電極部42よりも放電電極1に近く位置するように支持電極部42によって支持される4つの針状電極部41を備える。本文中で用いる直交の文言は、厳密な意味での直交に限定されず、略直交の場合を含む。 The counter electrode 4 is supported by a flat support electrode portion 42 held in a posture perpendicular to the axial direction of the discharge electrode 1 and by the support electrode portion 42 so as to be positioned closer to the discharge electrode 1 than the support electrode portion 42 is. It is provided with four needle-like electrode portions 41 . The term "orthogonal" used in the present text is not limited to "orthogonal" in a strict sense, but includes "substantially orthogonal".

各針状電極部41は、細長い片状の電極部であり、その長手方向の一側に先鋭状の先端部分413を有し、長手方向の他側(先端部分413の反対側)に基端部分415を有する。各針状電極部41は、対向電極4が備える円形状の開口部43の周縁部から、開口部43の中心に向けて伸びるように形成されている。4つの針状電極部41は、開口部43の周縁部のうち周方向に等間隔を隔てた4箇所の部分から、互いに近づく方向に伸びている。本文中で用いる等間隔の文言は、厳密に等間隔な場合に限定されず、略等間隔な場合を含む。 Each needle-like electrode portion 41 is a strip-like electrode portion, has a sharp distal end portion 413 on one side in the longitudinal direction, and has a proximal end on the other side in the longitudinal direction (opposite side of the distal portion 413). It has a portion 415 . Each needle-like electrode portion 41 is formed so as to extend toward the center of the opening 43 from the peripheral portion of the circular opening 43 provided in the counter electrode 4 . The four needle-like electrode portions 41 extend toward each other from four portions of the peripheral portion of the opening 43 that are equally spaced in the circumferential direction. The term “equally spaced” used in the text is not limited to the case of strictly equispaced, but also includes the case of substantially evenly spaced.

図8に示すように、放電電極1の軸方向に沿って視たときに、各針状電極部41の先端部分413は、放電電極1を中心とした同一円上に位置し、かつ、その同一円の周方向において、互いに等距離を隔てて位置する。 As shown in FIG. 8, when viewed along the axial direction of the discharge electrode 1, the tip portions 413 of the needle-like electrode portions 41 are positioned on the same circle centered on the discharge electrode 1, and They are positioned equidistant from each other in the circumferential direction of the same circle.

図7や図9に示すように、各針状電極部41は、支持電極部42と平行な姿勢(放電電極1の軸方向に直交する姿勢)から、僅かに傾いた姿勢で保持されている。この傾きは、各針状電極部41の先端部分413を放電電極1に近づける方向の傾きである。放電電極1の軸方向において、先端部分413と放電電極1の距離D1は、基端部分415と放電電極1の距離D2よりも小さい。 As shown in FIGS. 7 and 9, each needle-like electrode portion 41 is held in a slightly inclined posture from a posture parallel to the support electrode portion 42 (a posture perpendicular to the axial direction of the discharge electrode 1). . This inclination is the inclination in the direction in which the tip portion 413 of each needle-like electrode portion 41 approaches the discharge electrode 1 . In the axial direction of the discharge electrode 1 , the distance D1 between the tip portion 413 and the discharge electrode 1 is smaller than the distance D2 between the base end portion 415 and the discharge electrode 1 .

各針状電極部41の姿勢をこのように設定することで、各針状電極部41の先端部分413で電界集中が生じやすくなり、その結果、各針状電極部41の先端部分413と放電電極1の先端部分13の間で、リーダ放電が安定的に生じやすくなるという利点がある。 By setting the posture of each needle-like electrode portion 41 in this way, electric field concentration is likely to occur at the tip portion 413 of each needle-like electrode portion 41. As a result, the tip portion 413 of each needle-like electrode portion 41 and the discharge There is an advantage that the leader discharge tends to occur stably between the tip portions 13 of the electrodes 1 .

さらに対向電極4は、支持電極部42と各針状電極部41の基端部分415の間に介在する段差部45を備える。段差部45は、開口部43の周縁部を構成する。各針状電極部41は、段差部45から開口部43の中心部に向けて伸びている。支持電極部42と各針状電極部41の間に段差部45が介在することで、放電電極1の軸方向において、基端部分415と放電電極1の距離D2は、支持電極部42と放電電極1の距離D3よりも大きく設けられている。 Further, the counter electrode 4 includes a stepped portion 45 interposed between the support electrode portion 42 and the base end portion 415 of each needle electrode portion 41 . The stepped portion 45 constitutes the peripheral portion of the opening 43 . Each needle-like electrode portion 41 extends from the stepped portion 45 toward the center portion of the opening portion 43 . Since the step portion 45 is interposed between the support electrode portion 42 and each of the needle-like electrode portions 41, the distance D2 between the base end portion 415 and the discharge electrode 1 in the axial direction of the discharge electrode 1 is the same as the support electrode portion 42 and the discharge electrode 1. It is provided larger than the distance D3 of the electrode 1 .

対向電極4が段差部45を備えることで、針状電極部41の先端部分413が大きく突出することが抑えられる。そのため、搬送や組み立ての際に対向電極4を何らかの平面上に置いたときに、その平面に先端部分413が押し当たって針状電極部41が変形するというリスクが低減される。 By providing the counter electrode 4 with the stepped portion 45, the distal end portion 413 of the needle electrode portion 41 is prevented from protruding significantly. Therefore, when the counter electrode 4 is placed on some flat surface during transportation or assembly, the risk of deformation of the needle-shaped electrode portion 41 due to the distal end portion 413 pressing against the flat surface is reduced.

さらに各針状電極部41には、基端部分415から先端部分413に向けて伸びるような外形の溝部417が設けられている。溝部417は、針状電極部41の一部が、針状電極部41の厚み方向に押し曲げられることで形成されている。各針状電極部41は、溝部417を備えることで断面二次モーメントが高められ、これにより変形が生じ難くなるとともに曲げ強度が高められている。 Further, each needle-like electrode portion 41 is provided with a groove portion 417 having an outer shape extending from the proximal end portion 415 toward the distal end portion 413 . The groove portion 417 is formed by bending a portion of the needle electrode portion 41 in the thickness direction of the needle electrode portion 41 . Each needle-like electrode portion 41 is provided with the groove portion 417 to increase the geometrical moment of inertia, thereby making it difficult for deformation to occur and increasing the bending strength.

以上説明した本実施形態の放電装置は、針状電極部41を4つ備え、各針状電極部41の先端部分413と、放電電極1の先端部分13との間で、絶縁破壊された放電経路をそれぞれ断続的に形成し、リーダ放電を生じさせる。ここで生じるリーダ放電は、針状電極部41が1つだけの場合と比較して、放電電極1と対向電極4の間の三次元的に広範な領域で発生する。このリーダ放電によって生成された帯電微粒子液は、4つの針状電極部41と放電電極1の間に形成される電界の向きに沿って、開口部43を通じて効率的に外部に放出される。 The discharge device of the present embodiment described above has four needle-like electrode portions 41, and discharge caused by dielectric breakdown between the tip portion 413 of each needle-like electrode portion 41 and the tip portion 13 of the discharge electrode 1 Each path is intermittently formed to generate reader discharge. The leader discharge generated here is generated in a three-dimensionally wide area between the discharge electrode 1 and the counter electrode 4 compared to the case where only one acicular electrode portion 41 is provided. The charged fine particle liquid generated by this leader discharge is efficiently discharged to the outside through the opening 43 along the direction of the electric field formed between the four needle-like electrode portions 41 and the discharge electrode 1 .

加えて、本実施形態の放電装置では、4つの針状電極部41のそれぞれの先端部分413が同一円上に位置し、かつ、その同一円の周方向において互いに等距離を隔てて位置するので、生成された帯電微粒子液は、開口部43を通じてより効率的に外部に放出される。 In addition, in the discharge device of this embodiment, the tip portions 413 of the four needle-like electrode portions 41 are positioned on the same circle and are positioned equidistantly from each other in the circumferential direction of the same circle. , the generated charged fine particle liquid is more efficiently discharged to the outside through the opening 43 .

なお、針状電極部41は4つに限定されず、複数であればよいが、帯電微粒子液を効率的に外部に放出するためには、針状電極部41は3つ以上であることが好ましい。 Note that the number of the needle-like electrode portions 41 is not limited to four, and a plurality of needle-like electrode portions 41 may be provided. preferable.

図10Aと図10Bには、それぞれ変形例を示している。図10Aに示す変形例は、対向電極4が3つの針状電極部41を備える変形例であり、図10Bに示す変形例は、対向電極4が8つの針状電極部41を備える変形例である。これらの変形例において、溝部417と段差部45は省略されている。 10A and 10B each show a modification. The modification shown in FIG. 10A is a modification in which the counter electrode 4 includes three needle-like electrode portions 41, and the modification shown in FIG. 10B is a modification in which the counter electrode 4 includes eight needle-like electrode portions 41. be. In these modified examples, the groove portion 417 and the stepped portion 45 are omitted.

開口部43に3つ以上の針状電極部41が配置された対向電極4においては、放電電極1の軸方向に沿って視たときに、開口部43の開口面積が、3つ以上の針状電極部41の総面積よりも大きく設定されることが好ましい。このように開口面積を設定すれば、各針状電極部41の先端部分413に電界が集中しやすくなり、リーダ放電が安定的に生じやすくなる。 In the counter electrode 4 in which the three or more needle-like electrode portions 41 are arranged in the opening 43, when viewed along the axial direction of the discharge electrode 1, the opening area of the opening 43 is equal to or greater than three needles. It is preferably set larger than the total area of the shaped electrode portion 41 . By setting the opening area in this manner, the electric field tends to concentrate on the tip portion 413 of each needle-like electrode portion 41, and the reader discharge tends to occur stably.

ところで、本実施形態の放電装置のように、対向電極4が複数の針状電極部41を備える場合に、各針状電極部41の先端部分413での電界集中の強度は、なるべく均一であることが望ましい。電界集中の強度に大きなばらつきが生じれば、帯電微粒子液が、開口部43を通じて効率的に放出されにくくなる。 By the way, when the counter electrode 4 includes a plurality of needle-like electrode portions 41 as in the discharge device of the present embodiment, the strength of electric field concentration at the tip portion 413 of each needle-like electrode portion 41 should be as uniform as possible. is desirable. If the strength of the electric field concentration varies greatly, it becomes difficult to efficiently discharge the charged fine particle liquid through the opening 43 .

図11には、各針状電極部41の先端部分413の突端4135に、丸みを帯びさせた変形例を示している。突端4135は、各針状電極部41をその厚み方向から視たときに最も先端に位置する角部である。各針状電極部41の先端部分413が丸みを帯びた形状となることで、電界集中が或る程度緩和される。そのため、各針状電極部41を成形する際の製造上のばらつきによって、電界集中の強度に大きなばらつきが生じることが抑えられる。 FIG. 11 shows a modified example in which the tip 4135 of the distal end portion 413 of each needle electrode portion 41 is rounded. The tip 4135 is a corner located at the tip when each needle-like electrode portion 41 is viewed from its thickness direction. Since the tip portion 413 of each needle-like electrode portion 41 has a rounded shape, electric field concentration is alleviated to some extent. Therefore, it is possible to prevent large variations in intensity of electric field concentration from occurring due to manufacturing variations in molding the needle-shaped electrode portions 41 .

図12A、図12Bには、各針状電極部41の先端部分413の端縁部4137に、面取りを施した変形例を示している。端縁部4137は、先端部分413の厚み方向T1(図12B参照)の両側の端縁部のうち、放電電極1に近い部分の端縁部である。各針状電極部41の端縁部4137に面取りが施されることで、電界集中が或る程度緩和される。そのため、各針状電極部41を成形する際の製造上のばらつきによって、電界集中の強度に大きなばらつきが生じることが抑えられる。 FIGS. 12A and 12B show a modification in which the edge portion 4137 of the distal end portion 413 of each needle electrode portion 41 is chamfered. The edge portion 4137 is the edge portion of the portion near the discharge electrode 1 among the edge portions on both sides of the tip portion 413 in the thickness direction T1 (see FIG. 12B). By chamfering the edge portion 4137 of each needle-like electrode portion 41, electric field concentration is alleviated to some extent. Therefore, it is possible to prevent large variations in intensity of electric field concentration from occurring due to manufacturing variations in molding the needle-shaped electrode portions 41 .

図13には、各針状電極部41の端縁部4137に面取りを施す金型装置9の要部を示している。金型装置9は、曲げ加工用の上型91と下型92を備える。金型装置9は、上型91と下型92の間で各針状電極部41に曲げ加工を施す際に、下型92の側に設けられた平坦な一面93上で、各針状電極部41の端縁部4137を一括して押し潰し、面取りを施す。この金型装置9によれば、各針状電極部41に曲げ加工を施す際に、あわせて端縁部4137の面取りを施すことができる。加えて、各針状電極部41に面取りを施すときに、各針状電極部41の先端部分413の位置(端縁部4137の位置)が揃えられ、その結果、各針状電極部41の先端部分413と放電電極1との距離が均一化されるという利点がある。 FIG. 13 shows the main part of the mold device 9 for chamfering the end edge 4137 of each needle electrode 41 . The mold device 9 includes an upper mold 91 and a lower mold 92 for bending. When the needle-like electrode portions 41 are bent between the upper mold 91 and the lower mold 92, the mold device 9 bends the needle-like electrodes on the flat surface 93 provided on the lower mold 92 side. The edges 4137 of the portion 41 are collectively crushed and chamfered. According to the mold device 9, when bending the needle-like electrode portions 41, the edge portions 4137 can be chamfered. In addition, when chamfering the needle-like electrode portions 41, the positions of the tip portions 413 (the positions of the edge portions 4137) of the needle-like electrode portions 41 are aligned. There is an advantage that the distance between the tip portion 413 and the discharge electrode 1 is made uniform.

これらの変形例では、各針状電極部41の先端部分413での電界集中が緩和され、電界集中の強度のばらつきが抑えられるが、電界集中が緩和されるとリーダ放電に進展しにくくなるという傾向もある。しかし、上述したように、開口部43の開口面積を、複数の針状電極部41の総面積よりも大きく設定したことによって、リーダ放電への進展は安定的に促進される。 In these modified examples, the electric field concentration at the tip portion 413 of each needle-like electrode portion 41 is alleviated, and variations in the strength of the electric field concentration are suppressed. There is also a tendency However, as described above, by setting the opening area of the opening 43 to be larger than the total area of the plurality of needle-like electrode portions 41, progress to the leader discharge is stably promoted.

図14には、対向電極4が備える針状電極部41と支持電極部42を、別の材質で形成した変形例を示している。この変形例では、リーダ放電に晒される針状電極部41を、放電に対する耐性が高いチタン、タングステン等の材質で形成し、支持電極部42は、針状電極部41よりも放電に対する耐性の低いステンレス鋼等の材質で形成することができる。この変形例によれば、対向電極4のリーダ放電に対する耐性が、安価な構造で高められるという利点がある。 FIG. 14 shows a modification in which the needle electrode portion 41 and the support electrode portion 42 of the counter electrode 4 are made of different materials. In this modification, the needle-like electrode portion 41 exposed to the reader discharge is made of a material having high resistance to discharge, such as titanium or tungsten, and the support electrode portion 42 has a lower resistance to discharge than the needle-like electrode portion 41. It can be made of a material such as stainless steel. According to this modification, there is an advantage that resistance to reader discharge of the counter electrode 4 can be improved with an inexpensive structure.

(第9実施形態)
第9実施形態の放電装置について、図15A~図19に基づいて説明する。なお、第8実施形態で説明した構成と同様の構成については、詳しい説明を省略する。
(Ninth embodiment)
A discharge device of the ninth embodiment will be described with reference to FIGS. 15A to 19. FIG. Note that detailed descriptions of the same configurations as those described in the eighth embodiment will be omitted.

図15Aに示すように、本実施形態の放電装置が備える制限抵抗6は、専用の素子を用いて形成された高圧用の抵抗器60である。抵抗器60は、抵抗素子601と、抵抗素子601に電気的にかつ機械的に接続された一対のリード線602と、各リード線602の端部に電気的にかつ機械的に接続された端子603を有する。高圧用の抵抗器60において、各リード線602は単線で構成されることが一般的であり、曲げに弱い性質(特に繰り返しの曲げに弱い性質)を有するが、これに対して各リード線602は屈曲を抑制することのできる可撓性のカバー605で覆われている。カバー605に覆われたリード線602は、曲げたときの曲率半径が大きく保たれるので、曲げによる応力集中が緩和される。 As shown in FIG. 15A, the limiting resistor 6 included in the discharge device of this embodiment is a high-voltage resistor 60 formed using a dedicated element. The resistor 60 includes a resistive element 601, a pair of lead wires 602 electrically and mechanically connected to the resistive element 601, and terminals electrically and mechanically connected to the ends of each lead wire 602. 603. In the high-voltage resistor 60, each lead wire 602 is generally composed of a single wire and has a property of being weak against bending (particularly a property of being weak against repeated bending). is covered with a flexible cover 605 capable of suppressing bending. Since the lead wire 602 covered with the cover 605 keeps a large radius of curvature when bent, stress concentration due to bending is alleviated.

図15A、図15Bに示すように、本実施形態の放電装置は、抵抗器60を固定するための固定台81をさらに備える。固定台81は、放電電極1や対向電極4を支持する筐体80に対して、一体に装着されている。 As shown in FIGS. 15A and 15B, the discharge device of this embodiment further includes a fixing base 81 for fixing the resistor 60 . The fixed base 81 is mounted integrally with a housing 80 that supports the discharge electrode 1 and the counter electrode 4 .

固定台81には、抵抗素子601と各端子603がそれぞれの所定位置に固定される。これにより、各リード線602は固定台81の所定位置に保持され、各リード線602が繰り返し曲げられるリスクが抑えられる。固定台81の周縁部からは、周壁811が起立している。周壁811は、抵抗器60の少なくとも抵抗素子601と一対のリード線602を囲むように位置する。 A resistor element 601 and each terminal 603 are fixed at respective predetermined positions on the fixed base 81 . Thereby, each lead wire 602 is held at a predetermined position on the fixed base 81, and the risk of bending each lead wire 602 repeatedly is suppressed. A peripheral wall 811 rises from the peripheral edge of the fixed base 81 . The peripheral wall 811 surrounds at least the resistive element 601 and the pair of lead wires 602 of the resistor 60 .

図15Bに示すように、固定台81には蓋82を着脱自在に被せることが可能である。抵抗素子601と一対のリード線602は、周壁811と蓋82によって、外部から触ることができないように覆われる。 As shown in FIG. 15B, the fixed base 81 can be detachably covered with a lid 82 . The resistive element 601 and the pair of lead wires 602 are covered with a peripheral wall 811 and a lid 82 so that they cannot be touched from the outside.

図16と図17には、図15A、図15Bに示すような固定台81を備えずに抵抗器60を設置した変形例を、それぞれ示している。図16の変形例では、対向電極4に対して抵抗器60の一方のリード線602を、電気的にかつ機械的に直接接続させている。 FIGS. 16 and 17 respectively show modifications in which the resistor 60 is installed without the fixing base 81 as shown in FIGS. 15A and 15B. In the modified example of FIG. 16, one lead wire 602 of the resistor 60 is electrically and mechanically directly connected to the opposing electrode 4 .

図17の変形例では、対向電極4に対して抵抗器60を、電気的にかつ機械的に直接接続させ、さらに抵抗器60を筐体80の外面に固定している。この変形例では、筐体80の裏面側(対向電極4が位置する側と反対側)の部分が、固定台81を兼ねている。 17, a resistor 60 is electrically and mechanically directly connected to the opposing electrode 4, and the resistor 60 is fixed to the outer surface of the housing 80. In the modification of FIG. In this modified example, the back side of the housing 80 (the side opposite to the side where the counter electrode 4 is located) also serves as a fixing base 81 .

図16と図17の変形例は、対向電極4に対して制限抵抗6を直付けした例であり、言い換えれば、対向電極4と制限抵抗6の間の配線の長さを0mmに設定した例である。制限抵抗6を第1通電路51中に配置する場合、対向電極4と制限抵抗6の間の配線の長さは、0~30mmの範囲内で設定されることが好ましい。これは、絶縁破壊された放電経路を通じて瞬間電流が流れるときは電流抵抗が非常に小さくなるので、対向電極4と制限抵抗6の間の配線の長さが30mmを超えると、その配線の浮遊容量の影響によって放電が不安定化するからである。 16 and 17 are examples in which the limiting resistor 6 is directly attached to the opposing electrode 4, in other words, an example in which the length of the wiring between the opposing electrode 4 and the limiting resistor 6 is set to 0 mm. is. When the limiting resistor 6 is arranged in the first conducting path 51, the length of the wiring between the opposing electrode 4 and the limiting resistor 6 is preferably set within the range of 0 to 30 mm. This is because the current resistance becomes very small when instantaneous current flows through the discharge path where insulation is broken down. This is because the discharge becomes unstable due to the influence of

図18Aのグラフに示す測定結果からも、対向電極4と制限抵抗6の間の配線の長さが30mmを超えると、リーダ放電により生成される有効成分量(ラジカル量)が低下することが確認される。図18Aの縦軸には数値を示していないが、発生するラジカル量の上限は5兆個/sec程度である。 From the measurement results shown in the graph of FIG. 18A, it is confirmed that when the length of the wiring between the counter electrode 4 and the limiting resistor 6 exceeds 30 mm, the amount of active ingredients (radical amount) generated by the leader discharge decreases. be done. Although the vertical axis of FIG. 18A does not show numerical values, the upper limit of the amount of generated radicals is about 5 trillion/sec.

また、制限抵抗6を第1通電路51中に配置する場合、第1通電路51における電圧印加部2と制限抵抗6の間の長さは、0~200mmの範囲内で設定されることが好ましい。これは、瞬間電流が流れるときは電流抵抗が非常に小さくなるので、電圧印加部2と制限抵抗6の間の配線の長さが200mmを超えると、その配線の浮遊容量の影響によって放電が不安定化するからである。 Further, when the limiting resistor 6 is arranged in the first conducting path 51, the length between the voltage applying section 2 and the limiting resistor 6 in the first conducting path 51 may be set within the range of 0 to 200 mm. preferable. This is because the current resistance becomes very small when an instantaneous current flows, so if the length of the wiring between the voltage applying section 2 and the limiting resistor 6 exceeds 200 mm, the stray capacitance of the wiring prevents discharge. This is because it stabilizes.

図18Bのグラフに示す測定結果からも、印加電極部2と制限抵抗6の間の配線の長さが200mmを超えると、リーダ放電により生成される有効成分量(ラジカル量)が低下することが確認される。図18Bにおいても、発生するラジカル量の上限は5兆個/sec程度である。 The measurement results shown in the graph of FIG. 18B also show that when the length of the wiring between the applying electrode section 2 and the limiting resistor 6 exceeds 200 mm, the amount of active ingredients (the amount of radicals) generated by the leader discharge decreases. It is confirmed. Also in FIG. 18B, the upper limit of the amount of generated radicals is about 5 trillion/sec.

図18Aと図18Bのグラフに示す測定結果は、図19に概略的に示す装置を用いて測定された結果である。この装置では、対向電極4と電圧印加部2を電気的に接続させる配線中に制限抵抗6を配置し、制限抵抗6から距離D4(=4mm)だけ隔てた箇所にグラウンドとなる金属板89を配置して、図示略の放電電極との間に7.0kVの高電圧を印加し、リーダ放電により生成されるラジカル量を測定した。 The measurement results shown in the graphs of FIGS. 18A and 18B were obtained using the apparatus shown schematically in FIG. In this device, the limiting resistor 6 is arranged in the wiring that electrically connects the counter electrode 4 and the voltage applying section 2, and a metal plate 89 serving as a ground is placed at a distance D4 (=4 mm) from the limiting resistor 6. A high voltage of 7.0 kV was applied to a discharge electrode (not shown), and the amount of radicals generated by the leader discharge was measured.

以上の結果は、第1通電路51に制限抵抗6が配置される場合の結果であるが、放電電極1と電圧印加部2を電気的につなぐ第2通電路52に制限抵抗6が配置される場合(図4B参照)も、同様の結果が得られる。 The above results are obtained when the limiting resistor 6 is arranged in the first conducting path 51. However, when the limiting resistor 6 is arranged in the second conducting path 52 electrically connecting the discharge electrode 1 and the voltage applying section 2, (see FIG. 4B), similar results are obtained.

つまり、制限抵抗6が第2通電路52中に配置される場合、第2通電路52における放電電極1と制限抵抗6の間の長さを30mm以内で設定することが、リーダ放電を安定的に生じさせるために好ましい。また、第2通電路52における電圧印加部2と制限抵抗6の間の長さは、200mm以内で設定することが、リーダ放電を安定的に生じさせるために好ましい。 In other words, when the limiting resistor 6 is arranged in the second conducting path 52, setting the length between the discharge electrode 1 and the limiting resistor 6 in the second conducting path 52 within 30 mm stabilizes the reader discharge. It is preferable to cause Moreover, it is preferable to set the length between the voltage applying portion 2 and the limiting resistor 6 in the second conducting path 52 within 200 mm in order to stably generate the reader discharge.

(第10実施形態)
第10実施形態の放電装置について、図20~図22に基づいて説明する。なお、第8実施形態で説明した構成と同様の構成については、詳しい説明を省略する。
(Tenth embodiment)
A discharge device according to the tenth embodiment will be described with reference to FIGS. 20 to 22. FIG. Note that detailed descriptions of the same configurations as those described in the eighth embodiment will be omitted.

図20は、本実施形態の放電装置の要部を示す平面図である。図21は図20のa-a線断面図、図22は図20のb-b線断面図である。 FIG. 20 is a plan view showing a main part of the discharge device of this embodiment. 21 is a sectional view taken along line aa of FIG. 20, and FIG. 22 is a sectional view taken along line bb of FIG.

図20では、放電電極1、対向電極4、一対のペルチェ素子301等を省略して示している。本実施形態の放電装置では、各放熱板302の露出部分(筐体80に埋められていない部分)のうち、ペルチェ素子301が搭載される部分3025の周辺領域において、コーナー部分に面取りが施されている。具体的には、図20~図22に矢印Cで示す部分に、面取りが施されている。ペルチェ素子301が搭載されるステージ状の部分3025には、面取りが施されていない。 In FIG. 20, the discharge electrode 1, the counter electrode 4, the pair of Peltier elements 301, etc. are omitted. In the discharge device of the present embodiment, of the exposed portion (the portion not buried in the housing 80) of each heat sink 302, the corner portion is chamfered in the peripheral region of the portion 3025 where the Peltier element 301 is mounted. ing. Specifically, the portion indicated by arrow C in FIGS. 20 to 22 is chamfered. A stage-like portion 3025 on which the Peltier element 301 is mounted is not chamfered.

各放熱板302の面取りは、各放熱板302を樹脂(たとえばウレタン系の紫外線硬化樹脂)等のコーティング剤にディップしてコーティングを施すときに、このコーティングによって各放熱板302のコーナー部分をより確実に覆わせるために行う。というのも、各放熱板302は、板金を型抜きして製造されるので、型抜き後にはそのエッジに略直角なコーナー部分が形成される。各放熱板302が略直角なコーナー部分を有すると、そのコーナー部分ではコーティングが十分な膜厚で形成され難く、各放熱板302のコーナー部分が露出しやすくなる。 The chamfering of each heat sink 302 is such that when each heat sink 302 is dipped in a coating agent such as a resin (for example, a urethane-based ultraviolet curable resin), the corners of each heat sink 302 can be secured more reliably by this coating. to cover it. This is because each radiator plate 302 is manufactured by punching a sheet metal, so that after punching, a corner portion that is substantially perpendicular to the edge is formed. If each radiator plate 302 has a substantially right-angled corner portion, it is difficult to form a coating with a sufficient thickness at the corner portion, and the corner portion of each radiator plate 302 is likely to be exposed.

本実施形態の放電装置では、コロナ放電と比較して高エネルギーのリーダ放電を生じさせるので、放電電極1に供給された液体35(結露水)の酸性がより強められる傾向がある。そのため各放熱板302の一部がコーティングから露出すると、その部分から酸化(腐食)して耐久性が低下する。 In the discharge device of this embodiment, the leader discharge with higher energy than the corona discharge is generated, so the acidity of the liquid 35 (condensed water) supplied to the discharge electrode 1 tends to be strengthened. Therefore, when a part of each heat sink 302 is exposed from the coating, the part is oxidized (corroded) and the durability is lowered.

これに対する別の対策として、コーティングの膜厚を全体的に大きく設定して露出を抑えるという対策も考えられる。しかし、コーティングは各放熱板302と、これに搭載されるペルチェ素子301の冷却側から放熱側に至る全体を覆うように施されるので、コーティングの膜厚が全体に大きくなると、ペルチェ素子301の冷却性能が低下することになる。本実施形態の放電装置によれば、コーティングの膜厚を抑えながら、各放熱板302や半田の劣化を抑制することが可能である。 As another countermeasure against this, it is conceivable to reduce the exposure by setting the film thickness of the coating to be large as a whole. However, since the coating is applied so as to cover the entire area from the cooling side to the heat radiation side of each heat sink 302 and the Peltier element 301 mounted thereon, if the thickness of the coating increases as a whole, the Peltier element 301 may be damaged. Cooling performance will decline. According to the discharge device of the present embodiment, it is possible to suppress deterioration of each heat sink 302 and solder while suppressing the film thickness of the coating.

(第11実施形態)
第11実施形態の放電装置について、図23、図24に基づいて説明する。なお、第8実施形で説明した構成と同様の構成については、詳しい説明を省略する。
(Eleventh embodiment)
A discharge device of the eleventh embodiment will be described with reference to FIGS. 23 and 24. FIG. Note that detailed descriptions of the same configurations as those described in the eighth embodiment will be omitted.

本実施形態の放電装置では、リーダ放電における放電周波数(瞬間電流の頻度)を調整するために、第4実施形態の放電装置のように高圧側にコンデンサを配置するのではなく、低圧側に帰還時間制御部85を配置している。 In the discharge device of this embodiment, in order to adjust the discharge frequency (the frequency of instantaneous current) in the reader discharge, the capacitor is fed back to the low voltage side instead of arranging the capacitor on the high voltage side as in the discharge device of the fourth embodiment. A time control unit 85 is arranged.

図23は、本実施形態の放電装置の要部を示すブロック図である。図23に示すように、本実施形態の放電装置は、電圧印加部2を構成する高圧発生回路20に加えて、電圧制御部83、電流制御部84、帰還時間制御部85、高圧駆動回路86および入力部87を備える。 FIG. 23 is a block diagram showing the essential parts of the discharge device of this embodiment. As shown in FIG. 23, the discharge device of the present embodiment includes, in addition to the high voltage generation circuit 20 constituting the voltage application section 2, a voltage control section 83, a current control section 84, a feedback time control section 85, and a high voltage drive circuit 86. and an input unit 87 .

入力部87に電源が供給されると、高圧駆動回路86が動作して高圧発生回路20から高電圧が出力される。この出力に関する制御信号が電圧制御部83と電流制御部84に入力されると、電圧制御部83と電流制御部84は、帰還時間制御部85を介して、電圧と電流を所定の値に制御するための制御信号を発生させる。高圧駆動回路86は、この制御信号に基づいて、所定の放電電圧に至るまで出力電圧を上昇させ、絶縁破壊を伴う放電が生じて出力電圧が低下すると、再び出力電圧を所定の放電電圧まで上昇させるといった作業を繰り返す。これにより、リーダ放電が生じる。 When power is supplied to the input section 87 , the high voltage drive circuit 86 operates and the high voltage is output from the high voltage generation circuit 20 . When a control signal related to this output is input to the voltage control section 83 and the current control section 84, the voltage control section 83 and the current control section 84 control the voltage and current to predetermined values via the feedback time control section 85. generate a control signal for Based on this control signal, the high-voltage drive circuit 86 raises the output voltage up to a predetermined discharge voltage, and when the output voltage drops due to discharge accompanied by dielectric breakdown, the output voltage is raised again to the predetermined discharge voltage. Repeat the work of letting This causes a reader discharge.

本実施形態の放電装置では、出力電圧が低下してから再び所定の放電電圧に復帰するまでの帰還時間を、帰還時間制御部85でコントロールすることができる。帰還時間をコントロールすることで、リーダ放電の放電周波数が調整される。 In the discharge device of this embodiment, the feedback time control section 85 can control the feedback time from when the output voltage drops to when it returns to the predetermined discharge voltage. By controlling the feedback time, the discharge frequency of the reader discharge is adjusted.

図24には、本実施形態の放電装置の変形例を示している。この変形例では、高圧駆動回路86がマイクロコンピュータ861と周辺回路部862を含み、マイクロコンピュータ861で帰還時間制御部85を構成している。さらに、マイクロコンピュータ861で電圧制御部83と電流制御部84の少なくとも一方を兼ねるように構成することも可能である。 FIG. 24 shows a modification of the discharge device of this embodiment. In this modification, the high-voltage drive circuit 86 includes a microcomputer 861 and a peripheral circuit section 862 , and the microcomputer 861 constitutes the feedback time control section 85 . Furthermore, it is possible to configure the microcomputer 861 to serve as at least one of the voltage control section 83 and the current control section 84 .

本実施形態の放電装置では、低圧側に配置した帰還時間制御部85でリーダ放電の放電周波数を調整することができるので、放電特性の調整幅が広いという利点や、高圧側の部材が増加することが抑えられ、その結果としてコストが抑制されるという利点がある。 In the discharge device of this embodiment, the discharge frequency of the leader discharge can be adjusted by the feedback time control unit 85 arranged on the low voltage side, so the advantage is that the adjustment range of the discharge characteristics is wide, and the number of members on the high voltage side increases. It has the advantage of being less expensive and, as a result, less expensive.

以上のように、本発明に係る放電装置は、リーダ放電によって有効成分を生成し、オゾンの増大は抑えることができるので、冷蔵庫、洗濯機、ドライヤー、空気調和機、扇風機、空気清浄機、加湿器、美顔器、自動車等の多様な用途に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the discharge device according to the present invention generates active ingredients by means of leader discharge and can suppress an increase in ozone. It can be applied to various uses such as a device, a facial device, and an automobile.

1 放電電極
13 先端部分
15 基端部分
2 電圧印加部
3 液体供給部
35 液体
4 対向電極
41 針状電極部
410 凸面
413 先端部分
415 基端部分
417 溝部
42 支持電極部
420 対向面
43 開口部
45 段差部
5 通電路
51 第1通電路
52 第2通電路
6 制限抵抗
7 コンデンサ
9 金型装置
91 上型
92 下型
9 金型装置
93 一面
T1 厚み方向
D1 針状電極部の先端部分と放電電極の間の距離
D2 針状電極部の基端部分と放電電極の間の距離
D3 支持電極部と放電電極の間の距離
Reference Signs List 1 discharge electrode 13 tip portion 15 base portion 2 voltage application portion 3 liquid supply portion 35 liquid 4 counter electrode 41 needle electrode portion 410 convex surface 413 tip portion 415 base portion 417 groove portion 42 support electrode portion 420 counter surface 43 opening portion 45 Stepped portion 5 Conducting path 51 First conducting path 52 Second conducting path 6 Limiting resistor 7 Capacitor 9 Mold device 91 Upper mold 92 Lower mold 9 Mold device 93 One surface T1 Thickness direction D1 Tip of needle electrode and discharge electrode Distance between D2 Distance between the base end portion of the acicular electrode portion and the discharge electrode D3 Distance between the support electrode portion and the discharge electrode

Claims (4)

放電電極と、
前記放電電極に電圧を印加する電圧印加部と、
ペルチェ素子と前記ペルチェ素子に接続された放熱板とを有し、前記放電電極を冷却する冷却部と、を具備し、
前記放熱板は、前記ペルチェ素子が搭載される部分の周辺領域におけるコーナー部分に、面取り部を有する
ことを特徴とする放電装置。
a discharge electrode;
a voltage applying unit that applies a voltage to the discharge electrode;
a cooling unit having a Peltier element and a radiator plate connected to the Peltier element and cooling the discharge electrode,
The discharge device, wherein the heat sink has a chamfered portion at a corner portion in a peripheral region of a portion where the Peltier element is mounted.
前記電圧印加部は、
前記放電電極に電圧を印加し、コロナ放電からさらに進展した放電を前記放電電極に生じさせるものであり、
前記放電は、
前記放電電極から周囲に伸びるように絶縁破壊された放電経路を、断続的に発生させる放電である
請求項1の放電装置。
The voltage application unit is
A voltage is applied to the discharge electrode to cause a discharge that has progressed further from the corona discharge to the discharge electrode,
The discharge is
2. The discharge device according to claim 1, wherein the discharge intermittently generates a discharge path extending from the discharge electrode to the surroundings and having a dielectric breakdown.
前記冷却部は、前記放電電極に液体を供給する液体供給部として機能し、
前記放電電極に生じる放電によって、前記放電電極に供給された前記液体が静電霧化される
ことを特徴とする請求項1または2に記載の放電装置。
The cooling unit functions as a liquid supply unit that supplies liquid to the discharge electrode,
The discharge device according to claim 1 or 2, wherein the liquid supplied to the discharge electrode is electrostatically atomized by the discharge generated in the discharge electrode.
前記放電電極と対向して位置する対向電極をさらに具備し、
前記放電電極に生じる放電は、
前記放電電極と前記対向電極の間で、両者をつなぐように絶縁破壊された放電経路を、断続的に発生させる放電である
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の放電装置。
further comprising a counter electrode positioned opposite the discharge electrode;
The discharge generated in the discharge electrode is
4. The discharge according to any one of claims 1 to 3, wherein a discharge path is intermittently generated between the discharge electrode and the counter electrode by dielectric breakdown so as to connect the two. discharge device.
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