WO2005076424A1 - 放電装置及び空気浄化装置 - Google Patents

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WO2005076424A1
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voltage
electrodes
frequency
streamer
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PCT/JP2005/001783
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English (en)
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Inventor
Toshio Tanaka
Kenkichi Kagawa
Kanji Motegi
Original Assignee
Daikin Industries, Ltd.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/192—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by electrical means, e.g. by applying electrostatic fields or high voltages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T19/00—Devices providing for corona discharge
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00—Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/903—Precipitators

Definitions

  • the present invention relates to a discharge device that performs streamer discharge by applying a periodically varying voltage, and an air purifier equipped with the discharge device.
  • an air purifier equipped with a discharge device has been used as means for decomposing and removing odorous components and harmful components by plasma generated by discharge.
  • streamer discharge type air purifiers that generate low-temperature plasma by streamer discharge can achieve high air purification efficiency with relatively low power, so that they can decompose harmful substances and deodorize them. This technique is suitable for performing the above.
  • This streamer discharge type air purifier includes, as a discharge device, a plurality of discharge electrodes, a counter electrode facing the discharge electrodes, and power supply means for applying a voltage to both electrodes. .
  • a voltage is applied to both electrodes from the power supply means, streamer discharge is performed between both electrodes, and low temperature plasma is generated.
  • the active species high-speed electrons, ions, radicals, other excited molecules, etc. generated by the generation of this low-temperature plasma are brought into contact with harmful components and odorous components in the air to be treated, so that these components Decomposition is removed (see Patent Document 1).
  • streamer discharge type discharge device has high decomposition efficiency with respect to odor components and harmful components, but the streamer discharge state (streamer discharge occurrence frequency and occurrence state) has various influencing factors. It has the characteristic that it is easily affected by sensitivity. For this reason, if the discharge characteristics of each electrode vary due to, for example, dimensional errors during assembly of the discharge electrodes, assembly errors, or the adhesion of dust between the electrodes, the stream discharge becomes stable. There was a problem that it was not done.
  • FIG. Figure 10 shows the discharge characteristics of each of the electrodes (a, b, c).
  • the horizontal axis represents the applied voltage (V) applied to these electrodes, and the vertical axis represents the discharge current flowing during discharge. (I).
  • these electrodes (a B, c) have variations in discharge characteristics for the reasons described above. Under such conditions, when a predetermined applied voltage (for example, VI in FIG. 10) is applied to each electrode, a voltage necessary for discharge is applied to some electrodes (for example, the electrode c in FIG. 10). There was a possibility that the streamer discharge could not be performed. If streamer discharge is not performed on some electrodes in this way, the amount of active species such as fast electrons and radicals is reduced, and the efficiency of air purification equipment equipped with this discharge device is reduced. There was a problem of doing so.
  • a predetermined applied voltage for example, VI in FIG. 10
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-336689
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-53129
  • a micro arc called a leader (53) is generated from the discharge electrode (41) toward the counter electrode (42).
  • air is ionized into electrons (51) and charged particles (52) by a strong potential gradient.
  • the charged particles (52) reach the counter electrode (42) side, one discharge is completed.
  • Fig. 6 is a graph showing the generation characteristics of streamer discharge in a discharge device to which a periodically varying voltage (Vp) is applied.
  • the horizontal axis represents time (t), and the vertical axis Is the applied voltage (V).
  • the discharge electrode has a characteristic of performing streamer discharge when a voltage of, for example, (Vmin) or higher is applied.
  • next streamer discharge is not performed at time t2, and the next streamer discharge is performed at time t3 when the voltage (Vp) reaches or exceeds (Vmin) for the first time after the discharge period (Ts) has elapsed. Therefore, the time from t2 to t3 (the period indicated by the broken line arrow in FIG. 6) becomes the discharge delay time, leading to a discharge loss in both electrodes (41, 42). As described above, in order to perform the streamer discharge stably and to exhibit the high air purification efficiency, it is desired to suppress the discharge loss due to the discharge delay time as much as possible.
  • the present invention has been made in view of the points to be worked on, and an object of the present invention is to reduce a discharge loss between both electrodes in a discharge device to which a periodically varying voltage is applied. It is to enable stable streamer discharge. Means for solving the problem
  • the discharge loss of the discharge device can be reduced by increasing the frequency of the voltage applied to the discharge electrode and the counter electrode.
  • the first invention comprises a plurality of discharge electrodes (41) and a counter electrode (42) facing the discharge electrodes (41), and has a period from the power supply means (45). It is assumed that the discharge device performs a streamer discharge between both electrodes (41, 42) by applying a voltage that fluctuates to both electrodes (41, 42). In this discharge device, the frequency (IV) of the voltage applied to both electrodes (41, 42) and the frequency (fs) of the streamer discharge generated in a pulse form between both electrodes (41, 42) are obtained. ,
  • the “streamer discharge frequency (fs)” is the frequency of the streamer discharge generated in the form of pulses due to the residual charged particles (52) shown in FIG. 6, and the reciprocal of the discharge cycle (Ts) described above.
  • the frequency (IV) of the periodically fluctuating voltage becomes equal to or higher than the streamer discharge frequency (fs), and the power supply means (45) to both electrodes (41, 42). Applied.
  • the period (Tv) (voltage period) of the periodically changing voltage is equal to or less than the discharge period (Ts).
  • the voltage frequency (IV) that is equal to or higher than the discharge frequency (fs) is determined based on the distance (G) (gap length) between the electrodes (41, 42).
  • a voltage of frequency (IV) is applied from the power supply means (45) to both electrodes (41, 42).
  • the streamer discharge is generated in pulses due to the remaining charged particles (52). For this reason, if the distance until the charged particle (52) reaches the counter electrode (42), that is, the gap length (G), becomes shorter, the charged particle (52) remains. The time is also shortened and the discharge frequency (fs) is increased. On the other hand, if the gap length (G) becomes longer, the remaining time of the charged particles (52) also becomes longer, and the discharge frequency (gas becomes smaller. Thus, the discharge frequency (fs) of the streamer discharge is the gap length. The discharge frequency (fs) can be roughly estimated from this gap length (G).
  • the voltage frequency (IV) is determined based on the discharge frequency (fs). Therefore, the voltage frequency (IV) can be reliably set to be equal to or higher than the discharge frequency (fs), and the discharge delay time during the streamer discharge can be reliably shortened.
  • the third invention is the discharge device of the first or second invention, wherein the frequency (IV) [kHz] of the voltage applied to both electrodes (41, 42) is
  • a voltage is applied to both electrodes (41, 42) from the power source means (45) at a discharge frequency (fs) or higher and a voltage frequency (IV) of 20 [kHz] or higher.
  • fs discharge frequency
  • IV voltage frequency
  • the fourth invention is the discharge device of the first, second or third invention, wherein the average voltage (Va) and amplitude (Vp-p) in the voltage applied to both electrodes (41, 42) are But,
  • a voltage that periodically fluctuates with an amplitude (Vp-p) of 10% or less with respect to the average voltage (Va) is supplied from the power source means (45) to both electrodes (41, 42). Applied to For this reason, the width of the fluctuation of the voltage applied to both electrodes (41, 42) is within 10% of the average voltage (Va).
  • the streamer discharge has a feature that a spark is easily generated as compared with a discharge such as electrostatic dust collection. For this reason, when the amplitude (Vp-p) is larger than the average voltage (Va) of the applied voltage, the voltage applied to both electrodes (41, 42) increases, and this voltage reaches the spark region. Otherwise, sparks may occur between the electrodes (41, 42). is there.
  • the range of fluctuation of the voltage applied to both electrodes (41, 42) is narrowed to 10% or less with respect to the average voltage (Va).
  • the applied voltage can be prevented from reaching the spark region, and the occurrence of this spark can be suppressed.
  • the fifth invention includes a discharge device that performs streamer discharge between the discharge electrode (41) and the counter electrode (42), and the air to be treated is circulated between the electrodes (41, 42).
  • the premise is an air purifier that purifies the air to be treated.
  • the discharge device is a discharge device according to any one of the first to fourth inventions.
  • the discharge device of any one of the first to fourth aspects is applied to an air purification device. And the discharge delay time at the time of streamer discharge in this air purifier can be shortened.
  • a voltage having a voltage frequency (IV) equal to or higher than the discharge frequency (fs) is applied to both electrodes (41, 42).
  • the discharge delay time generated during the streamer discharge can be shortened. For this reason, the discharge loss in both electrodes (41, 42) can be suppressed, and streamer discharge can be performed stably.
  • the voltage frequency (IV) is determined based on the discharge frequency (fs) estimated from the gap length (G). For this reason, the voltage frequency (IV) can be reliably set to the discharge frequency (fs) or more, and the discharge delay time during the streamer discharge can be shortened. Therefore, the discharge loss in this discharge device can be reliably suppressed.
  • a voltage having a voltage frequency (IV) of not less than the discharge frequency (fs) and not less than 20 [kHz] is applied.
  • the voltage frequency (IV) can be made higher than the discharge frequency of general stream discharge (less than about 20 [kHz]), and the discharge delay time during streamer discharge can be shortened.
  • the voltage frequency (IV) is set to 20 [kHz] or higher, the frequency of the sound accompanying the output of this voltage is increased from the human audible range. Accordingly, noise generated near the power supply means (45) can be suppressed.
  • the amplitude (Vp-p) of the periodically varying voltage is set to 10% or less with respect to the average voltage (Va). For this reason, the range of the voltage applied to both electrodes (41, 42) is narrowed, and the voltage applied to both electrodes (41, 42) can be prevented from reaching the spark region. Therefore, the occurrence of sparks can be suppressed, and the stability of the streamer discharge in this discharge device can be improved.
  • the discharge device according to any one of the first to fourth aspects by applying the discharge device according to any one of the first to fourth aspects to the air purification device, the discharge delay time during streamer discharge in the air purification device can be reduced. It can be shortened. For this reason, the discharge loss of this air purifier can be reduced, and stable streamer discharge can be performed. Therefore, the air purification efficiency of the air purification device can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing the overall configuration of an air purification device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the inside of the discharge device according to the present embodiment as viewed from above.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of a main part of the discharge device according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of power supply means of the discharge device according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram relating to the principle of streamer discharge.
  • FIG. 6 is a graph example showing the relationship between the discharge frequency and the voltage frequency.
  • FIG. 7 is a graph example showing the relationship between the discharge frequency and the voltage frequency.
  • FIG. 8 shows a simulation result that verifies the influence of the relationship between the discharge frequency and the voltage frequency on the discharge delay time.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between gap length and discharge frequency.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing discharge characteristics of the discharge device according to the prior art.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing discharge characteristics when a periodically varying voltage is applied.
  • Fig. 1 is an exploded perspective view of the air purification device (10) according to the present embodiment
  • Fig. 2 is a view of the inside of the air purification device (10) as viewed from above. is there.
  • This air purification device (10) is a consumer air purification device used in ordinary homes and small stores.
  • the air purification device (10) is a so-called streamer discharge type air purification device that generates low-temperature plasma by streamer discharge to purify the air to be treated.
  • the air purifier (10) includes a casing (20) including a box-shaped casing body (21) having one end opened and a front plate (22) attached to the open end surface. /! Suction ports (23) are formed on both sides of the casing (20) on the front plate (22) side. In addition, the casing body (21) is formed with an air outlet (24) near the back of the top plate.
  • an air passage (25) is formed through which indoor air, which is air to be treated, flows from the inlet (23) to the outlet (24).
  • the air passage (25) includes various functional components (30) for purifying air in order of the upstream (downward in FIG. 2) force of the indoor air flow, and the air passage (25).
  • a centrifugal blower (26) for circulating indoor air is arranged.
  • the functional component (30) includes, in order from the front plate (22) side, a prefilter (31), an ionization section (32), an electrostatic filter (33), and a catalytic filter (34). And A discharge device (40) for generating low-temperature plasma is physically incorporated in the ionic part (32). Further, a power supply means (45) of the discharge device (40) is provided near the rear lower side of the casing body (21) of the air purification device (10). [0041]
  • the prefilter (31) is a filter that collects relatively large dust contained in the air.
  • the ionizer (32) charges relatively small dust that has passed through the prefilter (31), and the dust is transferred to an electrostatic filter (33) arranged downstream of the ionizer (32).
  • the ionic part (32) is composed of a plurality of ionization lines (35) and a plurality of counter electrodes (42).
  • the plurality of ion wires (35) are stretched at equal intervals from the upper end to the lower end of the ion portion (32), and each is located on one virtual plane parallel to the electrostatic filter (33).
  • the counter electrode (42) is formed of a long member having a horizontal cross section of a “U” shape, and an open portion thereof is located on the rear side.
  • the counter electrode (42) is arranged between the ion wires (35) in parallel with the ion wires (35).
  • Each counter electrode (42) has its open portion joined to one mesh plate (37).
  • the discharge device (40) includes a plurality of discharge electrodes (41) and a counter electrode (42) facing the discharge electrodes (41).
  • the counter electrode (42) is commonly used as the counter electrode (42) of the ionization section (32), and each discharge electrode (41) is opposed to each discharge electrode (41). (42) Located inside.
  • Fig. 3 which is an enlarged perspective view of the discharge device (40)
  • an electrode holding member (43) extending in the vertical direction is provided inside the counter electrode (42).
  • the discharge electrode (41) is held by the electrode holding member (43) via the fixing member (44).
  • the discharge electrode (41) is a linear or rod-like electrode, and is arranged so as to be substantially parallel to the first surface (42a) of the discharge electrode (41) force opposing electrode (42) protruding from the fixing member (44).
  • the distance (gap length) (G) between the front end force of the discharge electrode (41) and the first surface (42a) of the counter electrode (42) is 4.8 [mm] in this embodiment. .
  • the catalyst filter (34) is disposed downstream of the electrostatic filter (33).
  • This catalyst filter (34) is, for example, a catalyst supported on the surface of a substrate having a no-cam structure. Some of these catalysts, such as manganese-based catalysts and precious metal-based catalysts, further activate highly reactive substances in the low-temperature plasma generated by discharge and promote the decomposition of harmful and odorous components in the air. Used.
  • the power supply means (45) includes a high voltage power supply control unit (61), a high voltage power supply circuit unit (62), and The high voltage power supply control unit (61) and the high voltage power supply circuit unit (62) are connected to each other.
  • the high-voltage power supply circuit section (62) is connected to the discharge electrode (41) and the counter electrode (42).
  • the high voltage power supply control unit (61) includes a high voltage power supply (63) that is a primary power supply and a controller (64) that controls the high voltage power supply circuit unit (62).
  • the high-voltage power supply circuit section (62) includes a transmission circuit (65), a transistor (66), a transformer section (67), and a smoothing circuit (68).
  • the oscillation circuit (65) applies voltage (oscillation signal) to the transistor (66)! ] This transistor
  • the transformer section (67) is for applying a periodically varying voltage to the smoothing circuit (68) in response to ON / OFF of the transistor (66).
  • the transformer section (67) is provided with a primary side first coil (S11) and a primary side second coil (S12) on its primary side (oscillation circuit side), while its secondary side (smoothing circuit) Secondary side first coil (S21).
  • the primary side first coil (S12) generates voltage at the secondary side first coil (S21) that is boosted and increased in amplitude by repeatedly turning on and off the transistor (66). It is.
  • the primary side second coil (S12) is for generating an induced voltage corresponding to the voltage on the secondary side and causing the output voltage detecting section (69) to detect the induced voltage.
  • the output voltage detector (69) is configured to transmit an abnormal signal to the controller (64), for example, when there is an abnormality in the output voltage on the secondary side.
  • the smoothing circuit (68) is composed of, for example, a cockcroft circuit in which a capacitor and a diode are combined. Then, the smoothing circuit (68) smoothes the voltage boosted and amplified by the secondary side first coil (S21) of the transformer section (67), and both electrodes (41, 42) of the discharge device (40). To be configured to apply a periodically varying voltage.
  • the output waveform of the voltage applied to both electrodes (41, 42) has a sine wave shape as shown in FIG.
  • the period (Tv) (voltage period) of the voltage is equal to or less than the period (Ts) (discharge period) of the streamer discharge generated in a Norse shape.
  • the voltage frequency (IV) (voltage frequency) is equal to or higher than the frequency (fs) (discharge frequency) of the streamer discharge generated in a pulse shape.
  • the voltage frequency (IV) [kHz] is related to the gap length (G) [mm] (IV) [kHz] ⁇ k / (G) [mm] (where k is experimental
  • the voltage frequency (IV) is 8.4 [kHz] or more.
  • the amplitude (Vp-p) of this voltage is 10% or less of the average voltage (Va) output from the power supply means (45) .
  • the average voltage (Va) is 4.0 [kV
  • the voltage amplitude (Vp-p) is 0.4 [KV] or less.
  • the low temperature plasma is directed from the tip of the discharge electrode (41) to the counter electrode (42).
  • active species highly reactive active species (electrons, ions, ozone, radicals, etc.) are generated.
  • these active species reach the catalyst filter (34), they are further activated to decompose and remove harmful components and odor components in the air.
  • the clean indoor air from which dust is removed as well as harmful and odorous components is removed is blown into the room from the air outlet (24).
  • the voltage frequency (IV) is equal to or higher than the discharge frequency (fs). For this reason, for example, the voltage frequency (IV) is smaller than the discharge frequency (fs)! It is possible to shorten the discharge delay time during the trimer discharge (the period indicated by the broken line arrow in Fig. 7).
  • FIG. Figure 8 shows the simulation results for verifying how the delay time during streamer discharge changes depending on the relationship between the voltage period (Tv) and the discharge period (Ts).
  • the horizontal axis is the value obtained by dividing the discharge period (Ts) by the voltage period (Tv).
  • the vertical axis represents the value obtained by dividing the discharge cycle (Ts) by the actual discharge cycle (TV).
  • the discharge cycle (Ts) force is the minimum cycle required for S streamer discharge
  • the actual discharge cycle (TV) is the cycle required for actual streamer discharge obtained by simulation. It is. Therefore, in FIG. 8, if the (Ts / Ts') force S1.0 on the vertical axis is close to 1.0, the discharge delay time is shortened. Conversely, if it is close to 0, the discharge delay time is long.
  • the (Ts / Ts') force S1.0 on the vertical axis is close to 1.0, the discharge delay time is shortened. Conversely, if it is close to 0, the discharge delay time is long.
  • the power supply means (45) is configured to apply a voltage satisfying the relational expression of (IV) ⁇ 40Z gap length (G).
  • this relational expression will be described with reference to the graph of FIG.
  • the streamer discharge is generated in a pulse shape due to the remaining charged particles (52). Accordingly, the frequency (fs) of the streamer discharge is roughly governed by the remaining time of the charged particles (52).
  • the discharge frequency (fs) is estimated from this relational expression, and the voltage frequency (IV) is determined based on the discharge frequency (fs). Discharge It can be higher than the frequency (fs). Therefore, the discharge loss in the discharge device (40) can be surely reduced.
  • the power source means (45) applies a voltage having an amplitude (Vp-p) of 10% or less to the average voltage (Va) to both electrodes (41, 42). ing. For this reason, the range of the voltage applied to both electrodes (41, 42) is narrowed, and the voltage applied to both electrodes (41, 42) can be prevented from reaching the spark region. Therefore, the occurrence of sparks can be suppressed and the stability of streamer discharge in this discharge device can be improved.
  • the present invention may be configured as follows with respect to the above embodiment.
  • the power supply means (45) is configured to output a voltage having a voltage frequency (IV) of 8.4 [kHz] or more.
  • the voltage frequency (IV) is preferably 20 [kHz] or more.
  • the frequency of the sound accompanying the voltage (amplitude signal) output from the power supply means (45) is increased from the human audible range, and the power supply means ( 45) Noise in the vicinity can be suppressed.
  • the power source means (45) outputs a voltage having a sine wave output waveform.
  • the output waveform of the power supply means may be any voltage as long as it varies periodically, such as a rectangular wave shape, a sawtooth shape, and a pulse shape.
  • the present invention is useful for a discharge device that discharges a streamer by applying a periodically varying voltage, and an air purification device that includes this discharge device.

Description

明 細 書
放電装置及び空気浄化装置
技術分野
[0001] 本発明は、周期的に変動する電圧が印加されてストリーマ放電を行う放電装置、及 びこの放電装置を備えた空気浄ィ匕装置に関するものである。
背景技術
[0002] 従来より、放電装置を備えた空気浄ィ匕装置は、放電によって生じたプラズマにより、 臭気成分や有害成分などを分解除去する手段として利用されている。この空気浄ィ匕 装置の中で、ストリーマ放電により低温プラズマを発生するストリーマ放電方式の空気 浄化装置は、比較的低い電力で高い空気浄ィ匕効率が得られるため、有害成分の分 解や脱臭を行うのに好適な技術である。
[0003] このストリーマ放電方式の空気浄ィ匕装置は、放電装置として、複数の放電電極と、 この放電電極に対畤する対向電極と、両電極に電圧を印加する電源手段とを備えて いる。このような構成において、電源手段より両電極に電圧が印加されると、両電極 間でストリーマ放電が行われ、低温プラズマが発生する。そして、この低温プラズマの 生成に伴い発生した活性種 (高速電子、イオン、ラジカル、その他の励起分子等）に 、被処理空気中の有害成分や臭気成分を通気接触させることで、これらの成分が分 解除去される (特許文献 1参照)。
[0004] ところが、このようなストリーマ放電方式の放電装置は、臭気成分や有害成分に対し て高い分解効率を有する反面、ストリーマ放電の状態 (ストリーマ放電の発生頻度や 発生状況）が種々の影響因子によって敏感に左右されやすい特性を有する。このた め、例えば放電電極の製造時の寸法誤差や組立誤差、あるいは、両電極間におけ る塵埃の付着などの影響で、それぞれの電極の放電特性にバラツキが生じるとストリ 一マ放電が安定して行われなくなるという問題があった。
[0005] このことについて、図 10を参照しながら説明する。図 10は、複数の電極（a、 b、 c)に おける放電特性をそれぞれ示したものであり、横軸がこれらの電極に印加される印加 電圧 (V)、縦軸が放電時に流れる放電電流 (I)となっている。そして、これらの電極 (a 、 b、 c)には、上述した理由によって放電特性にバラツキが生じている。このような条 件において、所定の印加電圧 (例えば図 10の VI)がそれぞれの電極に印加されると 、一部の電極 (例えば図 10の cの電極）において、放電に必要な電圧が印加されず、 ストリーマ放電が行われなくなる可能性があった。このようにストリーマ放電が一部の 電極で行われなくなると、高速電子やラジカルなどの活性種の生成量が低減し、この 放電装置を備えた空気浄ィ匕装置の空気浄ィ匕効率が低減してしまうという問題があつ た。
[0006] この問題を解決する従来技術として、周期的に変動する電圧を電源手段より両電 極へ印加する放電装置がある。この放電装置では、図 11に示すように、電圧に周期 的な変動を持たせることで (例えば図 11の Vp)、それぞれの電極力 所定の電圧値（ 例えば図 11の V1,V2,V3)でストリーマ放電を行えるようにし、上述した放電特性のバ ラツキの問題を解消できるようにして ヽる（特許文献 2参照)。
特許文献 1：特開 2002-336689号公報
特許文献 2：特開 2003— 53129号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] ところで、特許文献 1や特許文献 2に開示されているような放電装置では、ストリー マ放電がパルス状に発生する。このことについて、図 5を参照しながら説明する。なお 、図 5の (A)、（B)、（C)は、ストリーマ放電における電子 (51)及び荷電粒子 (52) (プラス イオン）の移動概念について、段階的に示したものである。
[0008] ストリーマ放電時には、放電電極 (41)から対向電極 (42)に向かってリーダー（53)と 呼ばれる微小アークが発生する。リーダー（53)の先端部分では、強い電位勾配によ つて空気が電子 (51)と荷電粒子 (52)とに電離して 、る。そして、荷電粒子 (52)が対 向電極 (42)側まで到達すると、一回の放電が終了する。
[0009] この際、電離により発生した電子 (51)は、放電電極 (41)に向かって移動し、荷電粒 子 (52)は対向電極 (42)に向かって移動する（図 5(A))。ここで、電離により生じた荷 電粒子 (52)は、電子 (51)と比較すると、相対的に質量が大きいため、それぞれの移 動速度は、電子 (51)よりも荷電粒子 (52)の方が遅くなる。したがって、一回のストリー マ放電時において、両電極 (41,42)の間には、荷電粒子 (52)が一時的に残留するこ とになる（図 5(B))。そして、この残留した荷電粒子 (52)が、完全に対向電極 (42)に 移動すると、両電極 (41,42)の間は、元の電界に戻り、再び放電が始まる（図 5(C))。 以上のように、ストリーマ放電時には、（A)→(B)→(C)のサイクルが繰り返されており、 このサイクルで生じる荷電粒子 (52)の間欠的な移動により、ストリーマ放電がパルス 状に発生する。
[0010] このようなストリーマ放電において、特許文献 2に開示されているように周期的に変 動する電圧を印加する放電装置では、次のような問題が生じる。
[0011] 図 6は、周期的に変動する電圧 (Vp)が印加されている放電装置におけるストリーマ 放電の発生特性を時間的変化で示したグラフであり、横軸が時間 (t)、縦軸が印加電 圧 (V)となっている。なお、放電電極は、例えば (Vmin)以上の電圧が印加されるとス トリーマ放電を行う特性を有して 、る。
[0012] このような条件において、変動する電圧 (Vp)が、例えば tl時に (Vmin)以上となると 、 1回目のストリーマ放電が行われる。このストリーマ放電時には、上述した荷電粒子（ 52)が電極間に残存するため、荷電粒子 (52)が対向電極 (42)に到達するまでの間 に時間を要する。このため、 1回のストリーマ放電が行われて力 次のストリーマ放電 が行われるまでの間には、所定の放電周期（Ts)が必要となる。ここで、両電極 (41,42 )に周期的に変動する電圧が印加されている場合、放電周期 (Ts)が経過した後に、 電圧 (Vp)が (Vmin)以上になって ヽな 、可能性がある（例えば図 6の t2時)。この場合 、 t2時において、次のストリーマ放電が行われず、放電周期（Ts)経過後、電圧 (Vp) が初めて (Vmin)以上に到達する t3時において、次のストリーマ放電が行われる。した がって、この t2から t3までの時間（図 6の破線矢印で示す期間）が放電遅延時間とな つてしまい、両電極 (41,42)における放電ロスを招いてしまうことになる。以上のように 、ストリーマ放電を安定的に行い、その高い空気浄ィ匕効率を発揮するためには、上記 放電遅延時間に起因する放電ロスを極力抑制できるようにすることが望まれる。
[0013] 本発明は、力かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、周期的 に変動する電圧が印加される放電装置において、両電極間での放電ロスを削減し、 ストリーマ放電を安定的に行えるようにすることである。 課題を解決するための手段
[0014] 本発明は、放電電極と対向電極とに印加される電圧の周波数を高速化することで、 放電装置の放電ロスを削減できるようにしたものである。
[0015] 具体的に、第 1の発明は、複数の放電電極 (41)と、該放電電極 (41)に対畤する対 向電極 (42)とを備え、上記電源手段 (45)より周期的に変動する電圧を両電極 (41,42 )へ印加することで両電極 (41 ,42)の間でストリーマ放電を行う放電装置を前提として いる。そして、この放電装置は、両電極 (41,42)へ印加される電圧の周波数 (IV)と、両 電極 (41,42)の間でパルス状に発生するストリーマ放電の周波数 (fs)とが、
!V≥fsの関係式を満たしていることを特徴とするものである。ここで、「ストリーマ放電 の周波数 (fs)」とは、図 6に示した荷電粒子 (52)の残留によってパルス状に発生する ストリーマ放電の周波数であり、上述した放電周期（Ts)の逆数を意味するものである
[0016] 上記第 1の発明では、周期的に変動する電圧の周波数 (IV)が、ストリーマ放電の周 波数 (fs)以上となって、電源手段 (45)より両電極 (41,42)へ印加される。言い換える と、図 7に示すように、周期的に変動する電圧の周期 (Tv) (電圧周期）は、放電周期（ Ts)以下となる。このような条件でストリーマ放電が行われると、例えば図 6に示すよう に、電圧周期 (Tv)が放電周期 (Ts)より大きい場合と比較して、ストリーマ放電時にお ける放電遅延時間（図 7における破線矢印の期間）を短縮することができる。
[0017] 第 2の発明は、第 1の発明の放電装置において、両電極 (41,42)へ印加される電圧 の周波数 (fV) [kHz]と、両電極（41,42)の間の距離（G) [mm]と力 k=40[mm/kHz]とし たときに、
!V≥kZGの関係式を満たしていることを特徴とするものである。
[0018] 上記第 2の発明では、放電周波数 (fs)以上となる電圧周波数 (IV)が両電極 (41,42) の間の距離 (G) (ギャップ長）に基づいて決定され、この電圧周波数 (IV)の電圧が、 電源手段 (45)より両電極 (41,42)へ電圧が印加される。
[0019] このことについて、図 5を参照しながら説明する。ストリーマ放電は、荷電粒子 (52) の残留に起因してパルス状に発生する。このため、荷電粒子 (52)が対向電極 (42)へ 到達するまでの距離、すなわちギャップ長 (G)が短くなれば、荷電粒子 (52)の残留 時間も短くなり、放電周波数 (fs)は大きくなる。一方、ギャップ長 (G)が長くなれば、荷 電粒子 (52)の残留時間も長くなり、放電周波数 (気が小さくなる。このように、ストリー マ放電の放電周波数 (fs)は、ギャップ長（G)に大きく支配されており、このギャップ長 (G)によって、放電周波数 (fs)をおおよそ推測することができる。
[0020] 本発明では、ストリーマ放電時における放電周波数 (fs)を、ギャップ長 (G)より推測 し（実験的に求めた fs=k/G、（k=40[mm/kHz])の関係式より）、この放電周波数 (fs)に 基づいて電圧周波数 (IV)を決定するようにしている。したがって、確実に電圧周波数 (IV)を放電周波数 (fs)以上とすることができ、ストリーマ放電時における放電遅延時 間を確実に短縮することができる。
[0021] 第 3の発明は、第 1または第 2の発明の放電装置において、両電極 (41,42)へ印加 される電圧の周波数 (IV) [kHz]が、
!V≥20[kHz]の関係式を満たしていることを特徴とするものである。
[0022] 上記第 3の発明では、放電周波数 (fs)以上で、かつ 20[kHz]以上の電圧周波数 (IV )で、電源手段 (45)より両電極 (41,42)へ電圧が印加される。ここで、ストリーマ放電 の放電周波数 (fs)は、一般的に 20[kHz]未満であるために、電圧周波数 (IV)を 20[kHz]以上とすることで、この電圧周波数 (IV)を確実に放電周波数 (fs)以上とする ことができる。したがって、ストリーマ放電時における放電遅延時間（図 6における破 線矢印の期間）を短縮することができる。
[0023] 第 4の発明は、第 1、第 2または第 3の発明の放電装置において、両電極 (41,42)へ 印加される電圧における平均電圧 (Va)と振幅 (Vp-p)とが、
Vp-p≤ 0.1 X Vaの関係式を満たして 、ることを特徴とするものである。
[0024] 上記第 4の発明では、平均電圧 (Va)に対して 10%以下の振幅 (Vp-p)で周期的に 変動する電圧が、電源手段 (45)より両電極 (41,42)へ印加される。このため、両電極 (41,42)へ印加される電圧の変動の幅は、平均電圧 (Va)に対して 10%以下の範囲と なる。ここで、ストリーマ放電は、例えば電気集塵などの放電と比較して、スパークが 発生しやすい特徴を有する。このため、印加される電圧の平均電圧 (Va)に対して振 幅 (Vp-p)が大きい場合、両電極 (41,42)に印加される電圧が高くなり、この電圧がス パーク領域まで達してしまうと、両電極 (41,42)の間でスパークが発生する可能性が ある。
[0025] 一方、本発明では、両電極 (41,42)へ印加される電圧の変動の範囲を平均電圧（ Va)に対して 10%以下と狭くしたので、両電極 (41,42)へ印加される電圧が高くなり、 スパーク領域まで達してしまうことを抑制でき、このスパークの発生を抑制することが できる。
[0026] 第 5の発明は、放電電極 (41)と対向電極 (42)との間でストリーマ放電を行う放電装 置を備え、両電極 (41,42)の間に被処理空気を流通させ、被処理空気を清浄化する 空気浄ィ匕装置を前提としている。そして、この放電装置は、第 1から第 4のいずれか 1 の発明の放電装置であることを特徴とするものである。
[0027] 上記第 5の発明は、第 1から第 4のいずれか 1の発明の放電装置が、空気浄化装置 に適用される。そして、この空気浄ィ匕装置におけるストリーマ放電時の放電遅延時間 を短縮することができる。
発明の効果
[0028] 上記第 1の発明によれば、放電周波数 (fs)以上となる電圧周波数 (IV)の電圧を、両 電極 (41,42)へ印加するようにしている。そして、それぞれの電極 (41,42)において、 ストリーマ放電時に生じる放電遅延時間を短縮できるようにしている。このため、両電 極 (41,42)における放電ロスを抑制でき、ストリーマ放電を安定的に行うことができる。
[0029] 上記第 2の発明によれば、電圧周波数 (IV)を、ギャップ長 (G)より推測した放電周 波数 (fs)に基づいて決定するようにしている。このため、電圧周波数 (IV)を確実に放 電周波数 (fs)以上とすることができ、ストリーマ放電時における放電遅延時間を短縮 することができる。したがって、この放電装置における放電ロスを確実に抑制できる。
[0030] 上記第 3の発明によれば、放電周波数 (fs)以上で、かつ 20[kHz]以上の電圧周波 数 (IV)の電圧を印加するようにしている。このため、電圧周波数 (IV)を一般的なストリ 一マ放電の放電周波数 (約 20[kHz]未満）以上とすることができ、ストリーマ放電時の 放電遅延時間を短縮することができる。
[0031] また、電圧周波数 (IV)を 20[kHz]以上とすると、この電圧の出力に伴う音の周波数が 人間の可聴領域より高周波化される。したがって、電源手段 (45)の近傍で生じる騒 音を抑制することができる。 [0032] 上記第 4の発明によれば、周期的に変動する電圧の振幅 (Vp-p)を平均電圧 (Va) に対して 10%以下となるようにしている。このため、両電極 (41,42)へ印加される電圧 の範囲が狭くなり、両電極 (41,42)へ印加される電圧がスパーク領域に達してしまうこ とを抑制できる。したがって、スパークの発生を抑制でき、この放電装置におけるストリ 一マ放電の安定性の向上を図ることができる。
[0033] 上記第 5の発明によれば、空気浄化装置に第 1から第 4のいずれか 1の発明の放電 装置を適用することで、この空気浄化装置におけるストリーマ放電時の放電遅延時 間を短縮できるようにしている。このため、この空気浄ィ匕装置の放電ロスを削減でき、 安定的なストリーマ放電を行えることができる。したがって、この空気浄化装置の空気 浄ィ匕効率の向上を図ることができる。
図面の簡単な説明
[0034] [図 1]図 1は、本実施形態に係る空気浄化装置の全体構成を示す概略斜視図である
[図 2]図 2は、本実施形態に係る放電装置の内部を上側力 視た構成図である。
[図 3]図 3は、本実施形態に係る放電装置の要部拡大斜視図である。
[図 4]図 4は、本実施形態に係る放電装置の電源手段の回路図である。
[図 5]図 5は、ストリーマ放電の原理に係る説明図である。
[図 6]図 6は、放電周波数と電圧周波数との関係を示すグラフ例である。
[図 7]図 7は、放電周波数と電圧周波数との関係を示すグラフ例である。
[図 8]図 8は、放電周波数と電圧周波数との関係が、放電遅延時間に及ぼす影響を 検証したシミレーシヨン結果である。
[図 9]図 9は、ギャップ長と放電周波数との関係を示すグラフである。
[図 10]図 10は、従来技術に係る放電装置の放電特性を示す説明図である。
[図 11]図 11は、周期的に変動する電圧が印加された際の放電特性を示す説明図で ある。
符号の説明
[0035] (10) 空気浄化装置
(40) 放電装置 (41) 放電電極
(42) 対向電極
(45) 電源手段
(ίν) 電圧周波数
(fs) 放電周波数
(Tv) 電圧周期
(Ts) 放電周期
発明を実施するための最良の形態
[0036] 本実施形態について、図 1から図 4を参照しながら説明する。
[0037] 図 1は、本実施形態に係る空気浄ィ匕装置（10)の分解斜視図であり、図 2は、この空 気浄ィ匕装置（10)の内部を上方力 視た図である。この空気浄化装置（10)は、一般 家庭や小規模店舗などで用いられる民生用の空気浄化装置である。また、この空気 浄化装置（10)は、ストリーマ放電により低温プラズマを生成して被処理空気を清浄ィ匕 する、いわゆるストリーマ放電方式の空気浄化装置である。
[0038] この空気浄ィ匕装置（10)は、一端が開放された箱形のケーシング本体 (21)と、その 開放端面に装着される前面プレート（22)とからなるケーシング (20)を備えて!/、る。ケ 一シング (20)の前面プレート（22)側の両側面には吸込口（23)が形成されている。ま た、ケーシング本体 (21)には、天板の背面寄りに吹出口（24)が形成されている。
[0039] ケーシング (20)内には、吸込口（23)から吹出口（24)までに亘つて被処理空気であ る室内空気が流れる空気通路 (25)が形成されている。この空気通路 (25)には、室内 空気の流れの上流側（図 2にお 、て下側）力 順に、空気浄化を行う各種の機能部 品（30)と、該空気通路 (25)に室内空気を流通させるための遠心送風機 (26)とが配 置されている。
[0040] 上記機能部品（30)には、前面プレート (22)側から順に、プレフィルタ (31)、イオン 化部（32)、静電フィルタ（33)、そして触媒フィルタ（34)が含まれて 、る。イオンィ匕部（ 32)には、低温プラズマを発生させるための放電装置 (40)がー体的に組み込まれて いる。また、空気浄ィ匕装置（10)のケーシング本体 (21)の後部下側寄りには、放電装 置 (40)の電源手段 (45)が設けられて 、る。 [0041] プレフィルタ (31)は、空気中に含まれる比較的大きな塵埃を捕集するフィルタであ る。また、イオンィ匕部 (32)は、プレフィルタ (31)を通過した比較的小さな塵埃を帯電さ せ、この塵埃を、イオンィ匕部（32)の下流側に配置されている静電フィルタ (33)により 捕集するためのものである。このイオンィ匕部（32)は、複数のイオン化線 (35)と、複数 の対向電極 (42)とから構成されて 、る。複数のイオンィ匕線 (35)は、イオンィ匕部（32) の上端から下端まで等間隔で張架されていて、それぞれが静電フィルタ (33)に平行 な一枚の仮想面上に位置している。対向電極 (42)は、水平断面が「コ」の字形となつ た長尺部材で構成され、その開放部が後方側に位置している。この対向電極 (42)は 、各イオンィ匕線 (35)の間に該イオンィ匕線 (35)と平行に配列されている。そして、各対 向電極 (42)は、 1枚のメッシュ板 (37)にそれぞれの開放部が接合されている。
[0042] 放電装置 (40)は、複数の放電電極 (41)と、この放電電極 (41)に対向する対向電 極 (42)とを備えている。なお、上記対向電極 (42)は、上記イオン化部（32)の対向電 極 (42)として共用されており、各放電電極 (41)がこの放電電極 (41)に対畤する各対 向電極 (42)の内側に配置されて 、る。
[0043] 具体的に、対向電極 (42)の内側には、放電装置 (40)の拡大斜視図である図 3に示 すように、上下方向に延在する電極保持部材 (43)が設けられ、放電電極 (41)は固 定部材 (44)を介して電極保持部材 (43)に保持されて ヽる。放電電極 (41)は線状な いし棒状の電極であり、固定部材 (44)から突出した放電電極 (41)力 対向電極 (42) の第 1面 (42a)と略平行になるように配置されている。なお、放電電極 (41)の先端部 力も対向電極 (42)の第 1面 (42a)までの間の距離 (ギャップ長） (G)は、本実施形態 において、 4.8[mm]となっている。
[0044] 触媒フィルタ (34)は、静電フィルタ (33)の下流側に配置されている。この触媒フィル タ（34)は、例えばノヽ-カム構造の基材の表面に触媒を担持したものである。この触 媒には、マンガン系触媒や貴金属系触媒など、放電によって生成される低温プラズ マ中の反応性の高い物質をさらに活性化し、空気中の有害成分や臭気成分の分解 を促進するものが用いられる。
[0045] 次に、本発明の特徴である電源手段 (45)の回路構成例について、図 4を参照しな 力 説明する。この電源手段 (45)は、高圧電源制御部 (61)と高圧電源回路部 (62)と で構成されており、高圧電源制御部 (61)と高圧電源回路部 (62)とが互いに接続され ている。また、高圧電源回路部（62)は、上記放電電極 (41)及び対向電極 (42)と接 続されている。
[0046] 高圧電源制御部（61)は、一次側の電源である高圧電源 (63)と、上記高圧電源回 路部（62)を制御するコントローラ（64)とが設けられて 、る。
[0047] 高圧電源回路部 (62)には、発信回路 (65)と、トランジスタ (66)と、トランス部 (67)と 、平滑回路 (68)とが設けられている。
[0048] 発振回路 (65)は、トランジスタ (66)へ電圧 (発振信号)を印力！]して、このトランジスタ
(66)を ON/OFFするためのものである。また、トランス部（67)は、トランジスタ（66)の ON/OFFに呼応して、平滑回路 (68)へ周期的に変動する電圧を印加するためのも のである。このトランス部（67)には、その一次側 (発振回路側）に一次側第 1コイル（ S11)と一次側第 2コイル (S12)とが設けられている一方、その二次側（平滑回路側）に 二次側第 1コイル (S21)が設けられている。一次側第 1コイル (S12)は、トランジスタ（ 66)の ON/OFFによって通電 /非通電を繰り返すことで、昇圧され振幅が増大された 電圧を二次側第 1コイル (S21)に発生させるものである。一方、一次側第 2コイル (S12 )は、二次側の電圧に応じた誘起電圧が発生して、この誘起電圧を出力電圧検出部 (69)に検知させるためのものである。なお、出力電圧検出部（69)は、例えば二次側 の出力電圧に異常がある場合、異常信号をコントローラ (64)へ発信するように構成さ れている。
[0049] 平滑回路 (68)は、コンデンサとダイオードとを組み合わせた、例えばコッククロフト 回路で構成されている。そして、平滑回路 (68)は、トランス部 (67)の二次側第 1コィ ル (S21)で昇圧、増幅された電圧を平滑化して、放電装置 (40)の両電極 (41,42)へ 周期的に変動する電圧を印加するように構成されている。
[0050] なお、本実施形態において、この両電極 (41,42)へ印加される電圧の出力波形は、 図 7に示すような正弦波状となっている。そして、この電圧の周期 (Tv) (電圧周期）が 、 ノ ルス状に発生するストリーマ放電の周期 (Ts) (放電周期）以下となっている。換言 すると、電圧周波数 (IV) (電圧周波数）は、パルス状に発生するストリーマ放電の周波 数 (fs) (放電周波数)以上となっている。 [0051] また、上記電圧周波数 (IV) [kHz]は、ギャップ長（G) [mm]との関係が (IV) [kHz]≥k/ ( G) [mm] (ここで kは実験的に求めた係数であり、 k=40[mm/kHz])を満たすようになつ ており、本実施形態において、電圧周波数 (IV)は 8.4[kHz]以上となっている。さらに、 この電圧の振幅 (Vp-p)は、電源手段 (45)より出力される平均電圧 (Va)の 10%以下 となっており、本実施形態において、平均電圧 (Va)は 4.0[kV]であり、電圧の振幅（ Vp-p)は 0.4[KV]以下となっている。
[0052] 運転動作
次に、空気浄化装置（10)の運転動作にっ 、て説明する。
[0053] 図 1及び図 2に示すように、空気浄化装置（10)の運転中は、遠心送風機 (26)が起 動し、室内空気がケーシング (20)内の空気通路 (25)を流通する。また、この状態に おいて、イオン化部 (32)及び放電装置 (40)に図 4に示す電源手段 (45)力 電圧が 印加される。この際、放電装置 (40)には、図 7に示す正弦波状の電圧が印加される。
[0054] 室内空気がケーシング (20)内に導入されると、まずプレフィルタ (31)において比較 的大きな塵埃が除去される。室内空気は、さらにイオン化部 (32)を通過するときに該 室内空気中の比較的小さな塵埃が帯電した状態となって下流側へ流れ、この塵埃は 静電フィルタ (33)に捕集される。以上により、空気中の塵埃は、大きなものから小さな ものまでプレフィルタ（31)と静電フィルタ（33)とで概ね除去される。
[0055] イオンィ匕部（32)に一体的に組み込まれた放電装置 (40)では、図 3に示すように、 放電電極 (41)の先端より、対向電極 (42)に向力つて低温プラズマが発生することで 、反応性の高い活性種 (電子、イオン、オゾン、ラジカルなど)が生じる。そして、これら の活性種が、触媒フィルタ (34)まで達すると、さらに活性化して空気中の有害成分や 臭気成分を分解除去する。以上のようにして塵埃が除去されるとともに、有害成分や 臭気成分も除去された清浄な室内空気は、空気吹出口 (24)から室内へ吹き出される
[0056] 一実施形態の効果
本実施形態に係る空気浄ィ匕装置（10)では、以下の効果が発揮される。
[0057] 本実施形態では、電圧周波数 (IV)が放電周波数 (fs)以上となっている。このため、 例えば電圧周波数 (IV)が放電周波数 (fs)より小さ!/、場合（図 6の場合)と比較して、ス トリーマ放電時における放電遅延時間（図 7における破線矢印の期間）を短縮するこ とがでさる。
[0058] このことについて、図 8に示すグラフを参照しながら説明する。図 8は、電圧周期（Tv )と放電周期（Ts)との関係によって、ストリーマ放電時の遅延時間がどのように変化 するかを検証したシミレーシヨン結果である。図 8において、横軸は、放電周期（Ts)を 電圧周期 (Tv)で除した値である。一方、縦軸は、放電周期 (Ts)を実放電周期 (TV) で除した値である。ここで、放電周期 (Ts)力 Sストリーマ放電時に最低限必要な周期で あるのに対し、実放電周期 (TV)とは、実際のストリーマ放電で必要とされる周期をシ ミレーシヨンによって求めたものである。したがって、図 8において、縦軸の（Ts/Ts') 力 S1.0に近づけば、放電遅延時間が短くなり、逆に 0に近づけば、放電遅延時間が長 くなると 、うことを意味して 、る。
[0059] シミレーシヨン結果においては、図 8の斜線の範囲に示すように、（TsZTv) < lとな る、すなわち、電圧周期 (Tv)が放電周期 (Ts)より大きくなると、放電遅延時間が著し く長くなる傾向にあることがわかる。したがって、放電装置 (40)における放電ロスも大 きくなる。一方、図 8において (TsZTv)≥1となる、すなわち、電圧周期（Tv)が放電 周期 (Ts)以下となると放電遅延時間は比較的短くなる。換言すると、電圧周波数 (IV )が放電周波数 (fs)以上となることで、放電遅延時間を短縮化でき、放電装置 (40)の 放電ロスを効果的に削減することができる。
[0060] また、本実施形態にお!、て、電源手段 (45)は、 (IV)≥40Zギャップ長（G)の関係式 を満たす電圧を印加するように構成されている。ここで、この関係式について、図 9の グラフを参照しながら説明する。
[0061] 上述したように、ストリーマ放電は、荷電粒子 (52)の残留に起因してパルス状に発 生する。したがって、ストリーマ放電の周波数 (fs)は、荷電粒子 (52)の残留時間にお およそ支配される。図 9は、ギャップ長 (G)と放電周波数 (fs)との関係を実験的に求 めたグラフである。その結果、ストリーマ放電が行われる範囲内において、放電周波 数 (fs)は、おおよそギャップ長（G)との一次関数であり、その関係は fs=40/Gとなる。
[0062] 本実施形態では、この関係式によって放電周波数 (fs)を推定し、この放電周波数（ fs)に基づいて電圧周波数 (IV)を決定しているため、確実に電圧周波数 (IV)を放電 周波数 (fs)以上とすることができる。したがって、この放電装置 (40)における放電ロス を確実に削減することができる。
[0063] さらに、本実施形態では、電源手段 (45)が平均電圧 (Va)に対して 10%以下の振 幅（Vp-p)の電圧を両電極（41,42)へ印加するようにしている。このため、両電極（ 41,42)へ印加される電圧の範囲が狭くなり、両電極 (41,42)に印加される電圧がスパ ーク領域に達してしまうことを抑制できる。したがって、スパークの発生を抑制でき、こ の放電装置におけるストリーマ放電の安定性の向上を図ることができる。
[0064] 《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
[0065] 本実施形態における放電装置 (40)では、電源手段 (45)が、 8.4[kHz]以上の電圧 周波数 (IV)の電圧を出力するように構成されている。し力しながら、この電圧周波数（ IV)は、 20[kHz]以上が好ましい。この場合、放電遅延時間を短くして放電ロスを削減 できることに加え、電源手段 (45)より出力される電圧 (振幅信号）に伴う音の周波数を 人間の可聴領域より高周波化させ、電源手段 (45)近傍の騒音を抑制することができ る。
[0066] また、本実施形態では、電源手段 (45)が、正弦波状の出力波形の電圧を出力する ようにしている。しかしながら、この電源手段の出力波形は、矩形波状、鋸歯状、パル ス状など、周期的に変動する電圧であれば、如何なるものであってもよい。
産業上の利用可能性
[0067] 以上説明したように、本発明は、周期的に変動する電圧が印加されてストリーマ放 電を行う放電装置、及びこの放電装置を備えた空気浄化装置につ 、て有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の放電電極と、該放電電極に対畤する対向電極とを備え、
上記電源手段より周期的に変動する電圧を両電極へ印加することで両電極の間で ストリーマ放電を行う放電装置であって、
両電極へ印加される電圧の周波数 (IV)と、両電極の間でパルス状に発生するストリ 一マ放電の周波数 (fs)とが、
lV≥fsの関係式を満たしていることを特徴とする放電装置。
[2] 請求項 1に記載の放電装置において、
両電極へ印加される電圧の周波数 (IV) [kHz]と、両電極の間の距離 (G) [mm]とが、 k=40[mm/kHz]としたときに
!V≥kZGの関係式を満たしていることを特徴とする放電装置。
[3] 請求項 1または 2に記載の放電装置において、
両電極へ印加される電圧の周波数 (IV) [kHz]が、
!V≥20[kHz]の関係式を満たしていることを特徴とする放電装置。
[4] 請求項 1、 2または 3に記載の放電装置において、
両電極へ印加される電圧における平均電圧 (Va)と振幅 (Vp-p)とが、
Vp-p≤ 0.1 X Vaの関係式を満たして 、ることを特徴とする放電装置。
[5] 放電電極と対向電極との間でストリーマ放電を行う放電装置を備え、
両電極の間に被処理空気を流通させ、被処理空気を清浄化する空気浄化装置で あって、
上記放電装置は、請求項 1から 4のいずれか 1に記載の放電装置であることを特徴 とする空気浄化装置。
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