JP5996035B2 - 放電装置及び放電装置を備える製品 - Google Patents
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Description
長手形状で平板状をなす2枚以上の平板部であり、それぞれの平板部が前記長手形状の長手方向をそろえて、前記長手方向と直交する方向に並べられた2枚以上の平板部を備える対向電極と、
隣接する前記平板部どうしの間に前記長手方向に沿って配置され、前記対向電極よりも電位の高い放電電極と、
前記対向電極と前記放電電極との下方に配置され、絶縁材料からなる下部フレームと、
前記対向電極と前記放電電極との上方に配置された上部フレームと、
前記上部フレームと前記下部フレームとの間に配置され、絶縁材料からなり、前記対向電極の前記長手方向の両側端部を上方から覆う中間フレームと
を備える。
図1〜図26を用いて、実施の形態1の放電装置1000を説明する。放電装置1000は、例えば空気調和機に使用され、空気に含まれる浮遊菌やウイルスを不活性化させる。図1は、放電装置1000が装着される空気調和機3000の斜視図である。図2は、放電装置1000の空気調和機3000への取付状態を示す図である。なお図2は、図1の空気調和機3000からパネル3070を取り外した状態である。図3は、図2の断面F−Fを示す。
図4では、風上側から順(図中上から順)に、放電装置1000は、樹脂枠にネットをインサート成形したプレフィルター100、絶縁性の樹脂で形成された上部フレーム200、金属で形成され高電圧が印加される放電電極300、放電電極300を引っ張る金属で形成されるバネ400、上部フレーム200と下部フレーム800の間にある右中間フレーム500(上側保持フレーム)と左中間フレーム600(上側保持フレーム)、金属で形成されGND電極(0V)となる対向電極700、放電電極300に3〜7kVの高電圧を供給する高圧基板1530に接続される金属製の高圧側給電端子709とGND線(図示せず)に接続される低圧側接続部710、絶縁性の樹脂で形成された下部フレーム800で構成される。
図4に示すように、放電装置1000は、放電電極300と対向電極700のみで構成される荷電装置である。放電装置1000は集塵部を備えていない。空気流は、図7のように、上部フレーム200の上方から流入して、放電電極300と対向電極700で形成される「放電空間および電界空間」(図12(b)のワイヤー303の周囲)を通過して下部フレーム800の下方へ抜けていく。浮遊ウイルスや浮遊菌は、これらの空間を通過する時に放電を受けることで不活化する。放電を受けるとは、空気中の成分が高電圧によって励起されてエネルギーを持ちながら衝突することである。また、菌は同時に高い電界を受けると、菌の細胞膜に分極電荷が起こって内部に細孔が生じた後に、修復不可能な穴が空くので、菌は不活化されやすくなる。また、ウイルスも、電界の影響を受けている方が、放電影響を強く受けて不活化されやすい。従って、集塵部を持たない、放電電極300と対向電極700とで構成される荷電装置のみであっても、ホコリを集める力は荷電部と集塵部からなる二段式集塵機に比べて劣るものの、通過するウイルスや菌に対しては強い影響を与える。よって放電装置1000は、通過するウイルスや菌を高効率で不活化する。
放電装置1000の構成は、上記のように荷電装置のみであるので、荷電装置と集塵装置とから構成される2段式空気清浄装置とは違い、奥行き厚みが薄く(図7の高さZが低い)、かつ、非常に低圧損に構成できる。放電装置1000では、圧力損失は1m/sの通過風速の時に1Pa程度である。この圧力損失は中程度の性能のフィルターの約1/10であり、HEPAフィルターの約1/30という低圧損体である。
図3に示した空気調和機3000は、吸い込み口3061と、吹き出し口3062と、熱交換器3060と、送風ファン3063とを備えている。空気調和機3000は送風ファン3063として、クロスフローファンを搭載している。空気調和機3000のように、送風ファン3063、とりわけクロスフローファンを搭載した空気調和機は、圧力損失に弱い。よって、熱交換器3060の上流側であって、吸い込み口3061側に設置された目の粗い空気調和機用プレフィルター3064の下流側に、放電装置1000を設置する構成は、圧力損失の改善の点で好適である。図3の矢印で空気の流れを示した。吸い込み口3061と熱交換器3060との間に放電装置1000を設置することで、空気調和機3000の空力性能を大きく阻害することなく、浮遊ウイルスや浮遊菌を不活化し、吹き出し口3062からきれいな空気を吹き出すことができる。
また、放電装置1000のように荷電装置のみであっても、ホコリを帯電して、後流に備えられて接地された熱交換器3060に吸着させることもできる。また、熱交換器3060の上流に放電装置1000が置かれることで、熱交換器3060を通過した後の相対湿度の高い空気の影響を受けることがないため、水によって異常放電が起こることは無いので安全である。また、プレフィルター100の下流におくことで、大きな埃による高圧と低圧電極間の目詰まりが起こりにくい。
放電装置1000は空気調和機3000に設置される場合は、図2、図5に示すように、熱交換器3060の上流側に設けられたサポート部1500に設置される。サポート部1500は、高圧基板1530、高圧基板1530に接続するサポート側高圧端子1570、高圧基板1530に接続するサポート側低圧端子1560を収納する。サポート部1500には、サポート側高圧端子1570およびサポート側低圧端子1560を介して、放電装置1000が設置される。また、サポート部1500の背面側には、引っ掛け部1514を複数箇所に設けた。引っ掛け部1514を冷媒配管(図示していない)に備えられたパイプにあてる、または、ひっかけることで、サポート部1500は熱交換器3060に固定される。
図5に示すように、サポート部1500は、右端部にねじ止め部1522を有し、ねじで熱交換器3060の右端に備えられたねじ固定部に固定される。また、サポート部1500の左端部には、空気調和機3000のほぼ中央に位置する(図2)パネル接触部1518を有する。熱交換器3060を覆うパネル3070(図1)の裏側であって、熱交換器3060に対向する面に、パネル接触部1518の形状に合わせた凹み部3071(図示しない)を形成した。そして、パネル接触部1518にパネル凹み部3071を接触させて、パネル3070に形成された凹み部3071でサポート部1500の左端を高さ方向に浮かないように固定する。これによりサポート部1500の右端は、熱交換器3060の右端にねじ止めされ、左端は凹み部3071で固定される。よって、放電装置1000をサポート部1500から取り外しするときに、サポート部1500が熱交換器060からはずれることが無い。また、サポート部1500両側が固定されているため、放電装置1000をサポート部1500から引き抜きやすい。サポート部1500の放電装置1000の設置部分とパネル接触部1518との間は、四角形の開口部1519を設けることで圧力損失を低減している。開口部1519を形成する上リブ1520および下リブ1521は、下部フレーム800に対して斜めに傾斜しており、吸い込み口からの空気流の方向に対してほぼ平行に傾斜している。また、天地方向に対してほぼ平行に傾斜している。このような構成にすることで、上下のリブの圧力損失も低減できる。
図4に示すように、上部フレーム200には,放電装置1000を手でつかんでサポート部1500から取り外すための取っ手部211が付けられている。取っ手部211は、上部フレーム200の下端部にU字状に形成される。また、つかみやすく、手が奥まで入りやすく、手の大きい人でも手が入るように、放電装置1000の備える取っ手部211には格子を設けていない。しかし、取っ手部211に格子を設けないことで、放電装置1000を搭載した空気調和機3000においては、放電装置1000の後部にある熱交換器3060に手が触れてしまい、怪我する可能性がある。そこで、放電装置1000を設置するサポート部1500側に縦格子を複数本備えた格子部1512を設けた。こうすることで、熱交換器3060で手を怪我しない。また、取っ手部211に格子を設けた場合に比べて、格子が設けられた部分が低いので(熱交換器側に近いので)、手が奥まで入り着脱がしやすい。また、格子部1512の格子をサポート部1500の下端部高さより少し低く配置することで(熱交換器に近く配置することで)、更に手が奥まで入り着脱がしやすい効果がある。
サポート部1500の格子部1512の背面側には、格子部1512と一体に形成された引っ掛け部1514(図5に2箇所示した)を設けた。引っ掛け部1514を冷媒配管に備えられたパイプにあてる、または、ひっかけることで、組み立て時の目印となり、組み立てが容易となる。特に、サポート部1500の下側に位置する格子部1512の裏に引っ掛け部1514を設けたので、組み立て時に目視がしやすく、前面上部の熱交換器3060の下端に位置する折り曲げ部の手前から上部熱交換器3060の上側に向かってサポート部1500を容易に順序よく装着できる。また、放電装置1000をサポート部1500から引き抜く際にサポート部1500下部が固定されるので、サポート部1500下部が浮き上がることがなく、放電装置1000を着脱しやすくなる。前面上部の熱交換器3060の最も下に位置するパイプに、引っ掛け部1514をあてる、または、ひっかけると組み立てがしやすい。
樹脂枠にネットをインサート成形したプレフィルター100(図4)は、1インチあたり縦横それぞれ30本程度の粗めのネットで粗大な汚れの放電装置1000内への流入を防止する。上部フレーム200には指が入らない程度の複数の格子があけられており、空気を通しながら、ユーザーが上から放電電極300や対向電極700に触れるのを防止する。下部フレーム800にも指が入らない程度の複数の格子があけられており、空気を通す。下部フレーム800には下部リブ844(図17)が設けられている。図4のように下部フレーム800には対向電極700が設置され、下部フレーム800は対向電極700を保持する。また、下部フレーム800には低圧端子保持部840(図16)、高圧端子保持部841(図16)のそれぞれのリブ(図17)が形成されており、高圧側給電端子709や低圧側接続部710を保持する。
図4のように、上部フレーム200と下部フレーム800の間には、右中間フレーム500と左中間フレーム600を設けた。右中間フレーム500と左中間フレーム600とは、下部フレーム800上に設置された対向電極700の接続部733(図4、後述する)を上から押さえて固定する。以下では、両者の中間フレームを意味するときは単に中間フレームと記載し、区別するときは個別に右中間フレーム500、左中間フレーム600のように区別して記載する。中間フレームは、ワイヤー状の放電電極300が折り返すための折り返し部680(図4、後述する)を備えており、ワイヤー状の放電電極300をひっかけて180度方向転換させている。
上記のように、放電電極300の端部には、バネ400にひっかけるためのリング状の端子301が取り付けられており(図6、図21)、バネ400によりテンションがかかって垂れ下がらない。端子301は、図21のように、放電電極300のワイヤー303を端子301ではさんだ後に圧力をかけて行うかしめ工法や、印加した電流によって端子301を溶かすスポット溶接などで、図6を構成するワイヤー303と接合または保持される。更に、放電電極300は、左中間フレーム600、または、右中間フレーム500を介して、図6、図14に示すように、線が1列増えるごとに1回程度、全部で複数回折り返されて取り付けられ、左中間フレーム600および右中間フレーム500の折り返し部680で、折り返し時に支持される。
対向電極700の材料は、ステンレス等の金属を使って形成される。また、カーボンなどを含有して抵抗値を104Ω/cm程度まで下げた導電樹脂を用いても良い。対向電極700は、溶接、かしめ等によって接続されるか、あるいは一体に形成された低圧側接続部710(図4)を介して、接地線(GND)が接続される。対向電極700は、別々に作成した複数の平板を平行に配置して、それぞれを金属板等に接続してもよいが、多くの固定部が必要であり、また組み立てに時間を要する。このため、対向電極700は、特に薄くコンパクトに作成したい場合や、量産性よく安価に作成したい場合には、1つのパーツ(一枚の部材)で構成することが好ましい。導電樹脂は、接地不良の問題やコストの問題があるため、金属(一枚の金属板)で作成することが好ましい。
対向電極700は、図8のように平板部731と、帯部732と、接続部733とからなる。図8のように、平板部731は破線999で囲んだ部分であり、帯部732は破線998で囲んだ部分であり、接続部733は破線997で囲んだ部分である。帯部732は、図10(後述する)の対向電極との相違を明確にするために記載したが、実質は平板部731の一部である。対向電極700は、図8のように、複数の平板部731を平板部731の左右方向の両側で縦方向につないでいる接続部733から成る。つまり、平板部731は、略平行に並べられた、長手形状で、かつ、平板形状をなす。接続部733は、複数の平板部の長手形状における一方の端部どうしをつなぐ第1接続部733Rと、複数の平板部の長手形状における他方の端部どうしをつなぐ第2接続部733Lとからなる。第1接続部733Rと第2接続部733Lの両者を含めて接続部733と呼ぶ。
加えて、放電装置1000では、平板部731の圧力損失を低減するために、風の流入方向を考慮して、対向電極700の平板部731を下部フレーム800の面に対して角度θだけ斜めに形成した(図7)。上部フレーム200および下部フレーム800の開口面に対し、一定の角度θを持って平板部731を傾斜させることで、下部フレーム800に取り付けられる対向電極700の平板部731の傾斜は、流れる風を阻害しない。風の流入角度θ(w)に対して、対向電極700の平板部731の角度θは、平行(θ(w)=θ)なことが最も望ましい。風の流入角度θ(w)に対して、対向電極700の平板部731の角度θの相違を、0°(平行)以上30°以下とすることで、圧力損失の影響を無視できるレベルにすることができる。逆に、風の流入角度θ(w)に対して、平板部731の角度θが30°より大きいと、空気調和機3000の消費電力を明らかに増加させる。具体的には、製品搭載時の風の流れ阻害による消費電力の増加が最大風量発揮時に1W以下に抑制できれば、影響が小さいと考えてよい。
放電電極300は、ワイヤー断面が円形の場合には、断面直径がφ0.05〜0.10mm程度である。放電電極300は、高電圧が印加されると、局所的な電界強度が10kV/cmを越えたあたりで、360度方向の放射状に放電及び電界が生成される。ワイヤー303の直径が小さいほど、電界強度が高まって容易に放電、電界が生成されるが、断面積が小さくなるため、引っ張り強度が弱くなって切れやすいというおそれがある。
それに対して、ワイヤー断面が長辺と短辺とからなる矩形形状の放電電極300を用いる場合、長辺は0.1〜1.0mm、短辺は0.01〜0.2mmである。断面が矩形のワイヤー303の場合、短辺の方が長辺より短いために短辺に電界が集中して、放電の多くは短辺近傍から発生する。短辺は2箇所のため、2箇所から放電が発生する。
長辺と短辺の比(長辺/短辺)は、1〜10程度である。この比を大きくすることで、短辺が小さいまま(放電がしやすいまま)、断面積を大きくすることがきるので、放電を維持しながら、引っ張り強度が高くなり、切断しにくくなるという効果を有する。 また、この比を大きくすることで、短辺が小さいまま(放電がしやすいまま)、断面積を大きくすることができるので、電界発生部分が広くなり、より電界が広がるという効果や、放電電極300から対向電極700までの平均電界強度が高まるという効果が得られる。従って、電界空間を通過する際の浮遊ウイルスや浮遊菌の不活化効果が高まる。
また、ワイヤー303の断面積が大きい方が、放電電極300の線を手で持ちやすく、引っ張りや折り曲げの組み立ての際に容易である。具体的には、長辺/短辺を3以上とし、長辺を0.2mm以上として、短辺を0.03mm以上として、断面積を0.01mm2以上とすると、切れにくく、組み立てがしやすく、短辺2bで放電が生成されやすい効果が得られる。長辺/短辺を6以上とし、長辺を0.3mm以上として、短辺を0.04mm以上として、断面積を0.015mm2以上とすると、従来の断面が円形の放電電極に比べて明らかに切れにくく、組み立てがしやすく、短辺2bで放電が生成されやすい効果が得られる。この時に、短辺は0.1mm以下にしないと、短辺に電界が集中しないため、短辺は0.04mm以上0.1mm以下が好ましい。長辺は0.6mm以下にしないと、短辺に電界が集中せず、同じ放電電流を得るのに7kV以上といった大きな電圧が必要となるため、長辺は0.3mm以上0.6mm以下が好ましい。このような条件では、6kV以下で放電することができて、高圧電源を安価に構成することができる。従来の一般的な断面が円形の放電電極の半径は0.1mmであり、断面積が0.0076mm2なので、前述の板状の放電電極は約2倍の断面積を保有している。従って、引っ張り強度が大きくなり、断線がしにくい。
放電電極300の角部、つまり短辺と長辺とが交わる角のRである角部R1は、
半径が0.001mm〜0.1mmである。
つまり、
0.001mm≦R1≦0.1mm
である。なお、R1は小さい方が、短辺に電界が集中するので、R1は0.01mm以内が好適である。
つまり、
0.001mm≦R1≦0.01mm
が好適である。
図7は、対向電極700の平板部731が、下部フレーム800の面に対して角度θ傾斜している場合の対向電極700の詳細図を示す。この場合の圧力損失を低減する方法と固定方法について、説明する。図23は、対向電極700の平板部731と、上部リブ201及び下部リブ844との関係を示す図である。上部フレーム200には、上部フレーム200に一体で取り付けられて対向電極700を支持する上部リブ201(図示していない)が備えられている。上部リブ201は上部フレーム200から高さ方向の下に向かって上部フレーム200から垂直に伸びている。下部フレーム800は、下部フレーム800に一体で取り付けられて対向電極700を支持する下部リブ844(図16、図17)が形成されている。下部リブ844は下部フレーム800から高さ方向の上に向かって下部フレーム800から垂直に伸びている。
、下側から、下側保持部801によって支持する。
前述のように、対向電極700の平板部731は、下部フレーム800の面に対して、所定の角度θで配置される(図7)。図23のように、平板部731は、上部フレーム200の上部リブ201と、下部フレーム800の下部リブ844との2つのリブで挟み込まれて固定されている。なお、図23は、例えば図17の矢印Y上における、平板部731と、上部リブ201及び下部リブ844との関係を示す図である。上部リブ201は図23以外には具体的に図示はしていないが、下部フィン84と類似の形状である。従って、平板部731が成形誤差や組み立て時の接触等で、平板部731の下部フレーム800に対する角度θがずれた場合であっても、平板部731を「所定の角度θ」に矯正することができる。また、経年的にも角度が垂れることがないという効果がある。対向電極700は、平板部731と帯部732と接続部733とが下部フレーム800上に設置されている。このとき左右両端の接続部733(図8)を下部フレーム800によく接触させて、上から右中間フレーム500,左中間フレーム600で押さえる。なお、下部リブ844(図16、図17)は、下部フレーム800に備えられた格子上(図17)に設けられているので、圧力損失にはならない。
図8に示すように、対向電極700は、平板部731と同じ高さ、もしくは、高さ方向の平板部731より下部に位置する接続部733で折り曲げて平板部731を切り起こし、縦方向の最も上部にある平板部731は縦方向の上部から下部に向かう方向に折り曲げ、縦方向の最も下部にある平板部731は縦方向の下部から上部に向かう方向に折り曲げた。こうすることで、縦方向の両端側で、帯部732がなくなって、圧力損失が減少する。よって、空力性能がよくなって、室内送風ファンの消費電力が低下する。
平板部731の枚数が偶数である場合には、縦方向の上部から下部に向かう方向に折り曲げる平板と縦方向の下部から上部に向かう方向に折り曲げる平板を1対として、複数対を接続部733に接続して形成する。このように形成すると、縦方向の両端側で、帯部732がなくなって、圧力損失が減少する。よって、空力性能がよくなって、室内送風ファンの消費電力が低下する。
一方、平板部731の枚数が奇数である場合には、縦方向の上部から下部に向かう方向に折り曲げる平板と縦方向の下部から上部に向かう方向に折り曲げる平板を1対として、複数対を接続部733に接続して形成し、縦方向の最も上部にある平板部731が対をなさない1枚として縦方向の上部から下部に向かう方向に折り曲げをするか、または、縦方向の最も下部にある平板部731が対をなさない1枚として縦方向の下部から上部に向かう方向に折り曲げる。このように形成することで、縦方向の両端側で、帯部732がなくなって、圧力損失が減少する。よって、空力性能がよくなって、室内送風ファンの消費電力が低下する。
平板部731と同じ高さ、もしくは、高さ方向の平板部731より下部に位置する接続部733で折り曲げて平板部731を切り起こさずに、平板部731の途中で折り曲げる場合は、帯部732が発生してしまう。また、縦方向の最も上部にある平板部731は縦方向の上部から下部に向かう方向に折り曲げない場合、縦方向の最も下部にある平板部731は縦方向の下部から上部に向かう方向に折り曲げない場合も、同様に帯部732が発生してしまうので、圧力損失が増加するともに、帯部732の分だけ縦方向の長さ寸法が増加して、スペース性が悪くなってしまう。また、平板部731を接続せずに複数のパーツに分けると生産コストが増加してしまう。
また、対向電極700は、下部フレーム800上に設置されて保持されるが、高さ方向の上方向から対向電極700の上部に位置するフレーム(中間フレームまたは上部フレーム200)の下面で対向電極700を押さえることで、対向電極700が上下方向に動かなくなり固定ができる。このとき、中間フレームまたは上部フレーム200は、対向電極700の左右方向両端近傍を押さえることで、中間フレームまたは上部フレーム200自身が、風の通りを阻害しない。
(2)また、中間フレームで対向電極700の接続部733を覆って放電電極300と、接続部733との間を絶縁するので、放電電極300と、中間フレームで覆われた状態の接続部733との距離は短くても、不要な放電は起こらない。このように、中間フレームで接続部733を覆うことで、放電電極300と対向電極700との距離を短くできるので、放電装置1000全体の厚みを薄くできる。
また、放電電極300と接続部733との不要な放電が抑制されるので、安定した放電場、電界を形成できる。また、接続部733と、放電電極300の保持部である中間フレームを重ねて装置の端部に設置するので、幅方向の開口面積を大きくとることができる。
つまり右中間フレーム500は、略平行に並べられた複数の平板部731の端部に沿って上方に起立すると共に、放電電極300を通す切り欠き506が形成された、絶縁材料からなる絶縁壁505を有する。左中間フレーム600も同様に絶縁壁605、切り欠き606を有する(図14)。このように、絶縁壁を中間フレームに設けることで、放電電極300と接続部733との空間距離、および縁面距離を広げることができる。よって、不要な放電を防止できるので、装置の薄型化を達成できる。右中間フレーム500、左中間フレーム600のそれぞれに備えられた、放電電極300を通す切り欠き506、切り欠き606は、放電電極300を通すために、U字状またはV字状をしており、図13に示すように上部が開口していて、下部が閉じられている。図13はV字状の切り欠きの場合を示している。U字状の場合、切り欠き506,切り欠き606の横幅は上部から下部まで略同じ幅である。V字状の場合、切り欠きの横幅は上部(上部フレーム方向)から下部(下部フレーム方向)に向かって段々と狭くなっている。このようにすることで、組み立てするときに、放電電極300が所定の高さより高い位置で絶縁壁にひっかかることがない。また、開口が目安となって組み立てが容易となり、絶縁壁505,605で確実に対向電極700との異常放電を防止できる。
右中間フレーム500では、図18、図19に示すように、絶縁壁505に、接続部733の下部よりも下部フレーム800側に飛び出している延出部507を設けた。図18、図19に示すように、延出部507は、絶縁壁505の根元から下部フレーム800の方向へ延びて、下部フレーム800の下部フレーム凸部846と共に、接続部733を放電電極300から隔離する。なお、左中間フレーム600にも同様の延出部607が形成されており、左中間フレーム600側にも下部フレーム凸部846が形成されている。このように、絶縁壁505、605を延長して延出部507、607を設けることで、放電電極300と平板部731との空間距離および沿面距離を広げることができる。よって、より確実に、不要な放電を防止でき、また、装置を薄型化できる。
図14に示すように、左中間フレーム600は、放電電極300(ワイヤー303)が折り返す折り返し部680を有する。折り返し部680は、上方に起立し水平断面が略U字である起立部681が、左側(X方向かつ装置外側の方向)に向く。なお、起立部681におけるU字の始まりと、終わりの領域683は、略直線(U字断面)であり、その方向は、平板部731の長手方向(X方向)である。また、折り返し部680は、起立部の上方に先端が円弧形状で鍔形状に突き出した傘部682を有する。折り返し部680によって、以下の(1)〜(3)等の理由により、放電電極300の組み付け時に、円滑に放電電極300を組み付けることができる。
(1)折り返し部680は、ワイヤー303に対して、上側を傘部682で位置決めし、下側をワイヤー出口にあるリブ(起立壁685)で規制することで、上側と下側の規制部分をX方向においてずらして、ワイヤー303の上下の位置決め行う。
図14に示すように、折り返し部680は、左中間フレーム600から起立し、その水平断面が略U字形状の起立部681と、起立部681の上端に、先端が鍔状に突き出す傘形状の傘部682とを有する。傘部682の先端形状(鍔の先端形状)は、図6の左中間フレーム600に示すように、X方向における装置外側は円弧形状の円弧部682−1が形成され、X方向における装置内側は直線形状の直線部682−2が形成されている。図6の傘部682に破線でワイヤー303を示しているが、傘部682の円弧部682−1は、起立部681の側面に対して、X方向の装置外側に突き出た鍔形状をなす(図14)。また直線部682−2の終了部分は、起立部681における平面部(直線部)とほとんど一致し、この部分に鍔形状は存在しない。また、図14に示すように、X方向における装置内側の起立部681の端部には、左中間フレーム600から起立する板状の起立壁685が形成されている。図14に示すように、起立壁685は、高さ方向(Z方向)における上端位置が、高さ方向(Z方向)における傘部682の円弧部682−1の下面よりも下側に位置する(低い)。また、図14のように、円弧部682−1(鍔形状の存在する部分)と、起立壁685とは左右方向(X方向)で左右の関係になる。
つまり、放電装置1000では、傘部682の円弧部682−1は、円筒の一部とみた場合、側面の形状が複数の曲面(図14のR1、R2等の複数の側面)だけからなっていて、ワイヤー303が這う領域の起立部681表面よりもRが大きく膨らんでいる。このよう円弧部682−1の外縁Rは起立部681表面よりも大きいので、円弧部682−1にワイヤー303がひっかからない。たとえ、組み立て時に円弧部682−1に放電電極300のワイヤー303がひっかかりそうになっても、円弧部682−1は曲面だけから成り、平坦部が無いため、円弧部682−1にワイヤー303がとどまることなく、ワイヤー303が滑り落ちて、ワイヤー303が折れ曲がったり、所望の位置ではないところにとどまることが無い。
つまり、放電装置1000では、図14のように直線部682−2の装置内側における終了部分は、起立部681における平面部(直線部)とほとんど一致し、この部分に鍔部存在しないことを述べた。図13に示すように、この部分の端部、すなわち、直線部682−2の装置内側における終了部分の端部端面682−2−1(図13)は、起立壁685の装置内側の側面685−1(図13)に連続してつながる。つまり、端部端面682−2−1と側面685−1とは、同一の平面を形成する。直線部682−2の装置内側における終了部分は、起立部681における平面部(直線部)とほとんど一致し、この部分に鍔部は存在しないことで、終了部分で放電電極300(ワイヤー303)を左右方向に向けるときに、鍔部(鍔形状)をよけて取り回す必要が無く、鍔部にひっかかることもないため、組み付け性が向上する。
以上の実施の形態では、右中間フレーム500、左中間フレーム600は、別個の部品を想定した。しかし、右中間フレーム500と左中間フレーム600とをつなぐアームを設けて、右中間フレーム500と左中間フレーム600とを一体に形成してもよい。つまり、左右の中間フレームをつなぐアームを装置の長辺方向と平行に左右の中間フレームに一体化して設ける。そして、放電電極300を一体化した中間フレームに配置した状態で、放電電極300の配置された中間フレームを対向電極700の上部に組み込む。対向電極700が有る状態で放電電極300を取りまわして組み込む場合は、対向電極700が邪魔になって組み立てにくい。しかし、上記の構成では中間フレームのみの状態で放電電極300(ワイヤー303)を取りまわして中間フレームに設置できる。放電電極300と中間フレームとが一体になった状態で装置に組み込むことで、組み立て性が向上する。
上述のように下部フレーム800に対する平板部731の角度を平板部731の傾斜角度θとした。例えば、中間フレームまたは上部フレーム200の下面に、平板部731の傾斜角度θと同様の角度を持った切込みをいれる。平板部731の端部が、この切り込みに挿入されるように、平板部731の端部を高さ方向の上から押さえる。これにより、平板部731の傾斜角度θが、成形誤差や組み立て時の接触等で所望の方向からずれた場合であっても、平板部731を所望の角度に矯正することができる。また、経年的にも角度が垂れることがないという効果がある。従って、放電電極300と平板部731の極間距離が変化しないので、所望の放電(放電電流)や電界が安定して形成される。下部フレーム800に対して垂直に平板部731が形成されている場合には、上部に位置するフレームの下面側に、切り込みを垂直にいれて挿入する。
図24を参照して、放電電極300の振動防止の構成を説明する。図24は、右中間フレーム500、左中間フレーム600、対向電極700、下部フレーム800、及び放電電極300が装着された状態を示す。放電電極300は、高電圧を加えて放電させるので、放電状態や高電圧のかかりかた、周波数によっては、微振動を起こす場合がある。また、空気調和機の圧縮機や室内機の振動によっても、この振動が伝わって、放電電極300が微振動を起こす場合がある。また、このような微振動が共鳴音となって、異音を発する可能性がある。また、微振動自体が異音を発する場合もある。そこで、放電電極300の曲げ強度を強くするためのチューブ302の位置を、放電電極300を通す切り欠き506の上とした。更に、チューブ302と同じ高さにある、放電電極300を通す切り欠き506の横幅(Y方向の幅)は、チューブ302の太さ(外径)よりも狭くした。チューブ302が熱収縮する仕様である場合には、熱収縮後のチューブ302の外径を、チューブ302と同じ高さにある放電電極300を通す切り欠き506の横幅より大きくする。つまり、チューブ302は切り欠き506の横幅の部分で挟まれることとなる。このように、チューブ302の外径を切り欠き506で挟むので、チューブ302の一部が放電電極300を通す切り欠き506に接する。チューブ302の一部が放電電極300を通す切り欠き506に接することで、放電電極300の微振動を抑制できる。放電電極300の振動を抑制することで、異音が確実に発生しなくなる効果がある。また、放電電極300の振動を防止することで、放電電極300と対向電極700の距離が一定に保たれるので、安定的に、放電空間および電界空間を形成することができる。放電電極300のワイヤー303は非常に細いので、切り欠き506に当てることは難しいが、チューブ302を切り欠き506に当てることで、確実に放電電極300の振動を防止する。そのために、図24、図6等に示すように、チューブ302の位置を、放電電極300を通す切り欠き506の下端上として、チューブ302を風路(絶縁壁505の絶縁壁605側の面よりも絶縁壁605側)まで出す。
図25、図26を参照して、対向電極700の振動を防止する構成を説明する。図25は、上部フレーム200の裏側の構造を示す斜視図である。図26は、放電装置1000の断面構造を示す図である。対向電極700は、金属でできている。物体はそれぞれ固有の振動を持っているので、空気調和機の圧縮機の周波数が連続的に変化した場合、ある特定の圧縮機の周波数によって、対向電極700の振動が起こる可能性がある。空気調和機の圧縮機以外にも、室内機の振動等によっても、対向電極700が振動する可能性がある。対向電極700が振動すると、金属がビビリ音や共鳴音と呼ばれる異音が発生する場合がある。異音はユーザーにとっては不快である。そこで、図25に示すように上部フレーム200の縦格子205の裏に、対向電極接触リブ202を設けて、対向電極最上部731−1(平板部731の上端)に接触させた(図26)。対向電極最上部731−1とは、対向電極700の最も上部フレーム200に近い部分であり、対向電極700の端部、つまり平板部731の上端である。図26のように、接し方は、対向電極接触リブ202を対向電極最上部731−1にわずかにラップさせて上から押し付けているので、反力が働いている。つまり、対向電極接触リブ202と対向電極最上部731−1とがわずかに組み付け寸法においてラップすることで、対向電極700がわずかに弾性変形して反力(弾性力)が生じる。対向電極接触リブ202が、対向電極最上部731−1に押し当てられて接することで、対向電極700が固定される。これにより、金属でできた対向電極700の微振動を抑制できる。対向電極700の振動を抑制することで、異音が確実に発生しなくなる効果がある。また、対向電極700の振動を防止することで、放電電極300と対向電極700の距離が一定に保たれるので、安定的に、放電空間および電界空間を形成することができる。図25に示すように、対向電極接触リブ202は、横格子206を複数本横断して、上部フレーム開口の短辺方向の上から下まで、縦方向(Y方向)に伸びている。上部フレーム開口の短辺方向の上から下まで、縦方向に伸ばすことで、複数列ある対向電極700のすべてに対向電極接触リブ202を接触させることができる。また、対向電極接触リブ202は、上部フレーム開口の長辺方向に複数本設けた(図25では4本の例を示した)。対向電極接触リブ202は、1本でもよいが、複数本あることで、対向電極最上部731−1との接触点数が増えて、確実に振動を抑制できる。対向電極接触リブ202は上部フレーム200の縦格子205と平行で、対向電極700は上部フレーム200の横格子206と平行にあるので、対向電極接触リブ202と対向電極最上部731−1は90度方向が異なり、クロスしている。対向電極接触リブ202は、上部フレーム200の縦格子205の裏面につけることで、空気調和機の空気流と平行になるので、圧力損失にならず空気調和機の性能を損なわない。また、縦格子205の裏面であるので、対向電極接触リブ202が、直接圧力損失になることはない。
略平行に並べられた、長手形状で、かつ、平板形状をなす3枚以上の平板部と、前記3枚以上の平板部の前記長手形状における一方の端部どうしをつなぐ第1接続部と、前記3枚以上の平板部の前記長手形状における他方の端部どうしをつなぐ第2接続部とが、一枚の導電性の板状体で一体に形成され、電位が低圧側となる対向電極と、
隣接する前記平板部どうしの間に前記長手形状の長手方向に沿って配置され、前記対向電極よりも電位の高い高圧側の線状体の放電電極と、
前記対向電極と前記放電電極との下方で、前記対向電極を支持する絶縁材料からなる下部フレームと、
前記対向電極の前記第1接続部を上方から覆う絶縁材料からなる第1上側フレームと、
前記対向電極の前記第2接続部を上方から覆う絶縁材料からなる第2上側フレームと
を備える放電装置を説明した。
前記第1上側フレームと第2上側フレームとは、それぞれ、略平行に並べられた前記3枚以上の平板部の端部に沿って上方に起立すると共に、前記放電電極を通す切り欠きが形成された、絶縁材料からなる絶縁壁を有する放電装置を説明した。
前記下部フレームは、
前記放電電極に給電する高圧給電部が配置され、
前記第1上側フレームと第2上側フレームとのいずれかは、
前記高圧給電部の少なくとも一部を覆う放電装置を説明した。
前記第1上側フレームと第2上側フレームとは、それぞれ、
前記絶縁壁に対して前記絶縁壁から離れる方向で、かつ、前記平板部の長手方向における端部が、平坦である放電装置を説明した。
前記第1上側フレームと第2上側フレームとは、それぞれ、
前記絶縁壁の根元から前記下部フレームの方向へ延びて、前記下部フレームと共に、前記第1接続部と前記第2接続部とを前記放電電極から隔離する延出部を有する放電装置を説明した。
前記第1上側フレームと第2上側フレームとは、それぞれ、
前記放電電極が折り返す折り返し部を有する放電装置を説明した。
前記折り返し部は、
上方に起立し水平断面が略U字であって前記U字の凸の方向が前記平板部の端部から前記長手方向に向かう方向となる起立部と、
前記起立部の上方に形成され、先端が円弧形状の鍔部と
を有する放電装置を説明した。
前記放電装置が、吸い込み口と熱交換器との間であって、前記熱交換器の上流側に置かれた空気調和機を説明した。
Claims (5)
- 長手形状で平板状をなす2枚以上の平板部であり、それぞれの平板部が前記長手形状の長手方向をそろえて、前記長手方向と直交する方向に並べられた2枚以上の平板部を備える対向電極と、
隣接する前記平板部どうしの間に前記長手方向に沿って配置され、前記対向電極よりも電位の高い放電電極と、
前記対向電極と前記放電電極との下方に配置され、絶縁材料からなる下部フレームと、
前記対向電極と前記放電電極との上方に配置された上部フレームと、
前記上部フレームと前記下部フレームとの間に配置され、絶縁材料からなり、前記対向電極の前記長手方向の両側端部を上方から覆う中間フレームと
を備え、
前記中間フレームは、
前記下部フレームの方向へ延びて、前記対向電極の前記両側端部を、前記下部フレームとともに前記放電電極から隔離する延出部を有する放電装置。 - 前記中間フレームは、
前記放電電極と、前記対向電極の前記両側端部との間を絶縁する請求項1記載の放電装置。 - 前記下部フレームは、
低圧側接続部を保持する低圧端子保持部を有する請求項1または請求項2に記載の放電装置。 - 前記放電電極は、線状体であり、
前記中間フレームは、
前記放電電極が折り返す折り返し部を有する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の放電装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の放電装置を備える製品。
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