WO2018061483A1 - 放電装置、及び空気浄化装置 - Google Patents

放電装置、及び空気浄化装置 Download PDF

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WO2018061483A1
WO2018061483A1 PCT/JP2017/028443 JP2017028443W WO2018061483A1 WO 2018061483 A1 WO2018061483 A1 WO 2018061483A1 JP 2017028443 W JP2017028443 W JP 2017028443W WO 2018061483 A1 WO2018061483 A1 WO 2018061483A1
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electrode
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counter electrode
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聖史 黒井
啓 鈴村
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ダイキン工業株式会社
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/22—Ionisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/01—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation
    • B03C3/011—Prefiltering; Flow controlling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03C3/36—Controlling flow of gases or vapour
    • B03C3/368—Controlling flow of gases or vapour by other than static mechanical means, e.g. internal ventilator or recycler
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    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
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    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/41—Ionising-electrodes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/003—Ventilation in combination with air cleaning
    • 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
    • H01T19/04—Devices providing for corona discharge having pointed electrodes
    • 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
    • H01T23/00—Apparatus for generating ions to be introduced into non-enclosed gases, e.g. into the atmosphere
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/10—Ionising electrode with two or more serrated ends or sides

Definitions

  • the present invention relates to a discharge device and an air purification device including the discharge device.
  • the discharge device disclosed in Patent Document 1 includes a plurality of discharge electrodes and a counter electrode facing each discharge electrode.
  • the plurality of discharge electrodes are formed in a bar shape parallel to the counter electrode. These discharge electrodes are supported by side edges of a rectangular parallelepiped base, and are arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction of the base.
  • streamer discharge occurs from the tips of the plurality of discharge electrodes toward the counter electrode.
  • active species are generated in the air along with streamer discharge, the active species are used for decomposing harmful substances (odor components, allergens, etc.) in the air.
  • the present invention has been made in view of such points, and an object thereof is to propose a discharge device capable of generating a compact and stable streamer discharge, and an air purification device including the discharge device.
  • the first invention comprises a shaft member (32), a plurality of discharge electrodes (60) arranged circumferentially around the shaft of the shaft member (32), the shaft member (32) and the discharge electrode (60 ) Having a cylindrical counter electrode (20) provided therein, and a power source (81) for applying a voltage to the plurality of discharge electrodes (60) and the counter electrode (20),
  • the shaft member (32) is configured to have the same polarity as the discharge electrode (60), and each discharge electrode (60) is formed on the electrode body (65) and the inner peripheral surface (21) of the counter electrode (20).
  • a tip portion (63) formed at the end of the electrode body (65) so as to face each other, and the tip portion (63) and the electrode body (65) are shafts of the shaft member (32).
  • the streamer discharge progresses from the tip (63) of each discharge electrode (60) toward the inner peripheral surface (21) of the counter electrode (20). And wherein the Rukoto.
  • a plurality of discharge electrodes (60) are arranged in the circumferential direction on the outer peripheral surface (43) of the shaft member (32), and the cylindrical inner peripheral surface (21) of the counter electrode (20) is arranged on the outer peripheral side. ) Is formed.
  • the power source (81) to the discharge electrode (60) and the counter electrode (20)
  • a streamer discharge occurs radially outward.
  • the tip (63) of the discharge electrode (60) and the electrode body (65) are displaced in the axial direction of the shaft member (32), the tip (63) of the discharge electrode (60) A space is formed in the radial direction between the shaft member and the outer peripheral surface (43) of the shaft member (32). Since the outer peripheral surface (43) of the shaft member (32) has the same polarity as that of each discharge electrode (60), an electric field is formed in this space so that the streamer discharge is extended radially outward. That is, the discharge generated from the tip (63) of each discharge electrode (60) by this electric field does not progress to the shaft member (32) side, and is opposite to the shaft member (32) (that is, the counter electrode). (20)) Thereby, a radial streamer discharge can be stably generated from the tip (63) of each discharge electrode (60) toward the counter electrode (20).
  • a plurality of electrode arrays (L) having the plurality of discharge electrodes (60) arranged in the circumferential direction are arranged in the axial direction of the shaft member (32). .
  • the radial discharge region formed in each electrode array is expanded in the axial direction of the shaft member (32), and as a result, the region where active species are generated is also expanded.
  • the plurality of discharge electrodes (60) extend so as to form a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the axis of the shaft member (32).
  • the discharge electrode (60) does not extend radially outward toward the counter electrode (20), and forms a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the axis of the shaft member (32). It extends. Thereby, the front-end
  • the discharge electrode (60) In the configuration in which the discharge electrode (60) extends radially outward along the plane perpendicular to the axis, when the tip (63) of the discharge electrode (60) melts and recedes with discharge, the discharge electrode (60) The distance between the electrodes and the counter electrode (20) varies greatly. On the other hand, in the present invention, since the discharge electrode (60) extends at a predetermined angle with respect to the plane perpendicular to the axis, even if the tip (63) of the discharge electrode (60) recedes, the electrode The distance does not change greatly. Therefore, streamer discharge can be stably generated over a long period of time.
  • the plurality of discharge electrodes (60) are inclined so as to approach the inner peripheral surface (21) of the counter electrode (20) toward the tip (63). It extends.
  • the tip portion (63) of the discharge electrode (60) even if the tip portion (63) of the discharge electrode (60) is melted, the tip portion (63) recedes obliquely with respect to the plane perpendicular to the axis. Absent. Therefore, streamer discharge can be stably generated over a long period of time.
  • the discharge electrodes (60) are arranged obliquely in this way, the distance of the discharge electrodes (60) between adjacent electrode rows (L) can be earned. That is, in this configuration, of the adjacent electrode rows (L), the tip (63) of the discharge electrode (60) of one electrode row (L) and the discharge electrode (60) of the other electrode row (L) Since the distance to the base of the electrode becomes longer, the pitch of each electrode row (L) can be reduced. Therefore, the discharge device (10) can be miniaturized in the axial direction.
  • the plurality of discharge electrodes (60) extend along the axial direction of the outer peripheral surface (43) of the counter electrode (20).
  • the tip portion (63) of the discharge electrode (60) even if the tip portion (63) of the discharge electrode (60) is melted, the tip portion (63) recedes in parallel with the inner peripheral surface (21) of the counter electrode (20). The distance is almost unchanged. Therefore, streamer discharge can be stably generated over a long period of time.
  • air is provided between the shaft member (32) and the counter electrode (20) in the axial direction of the shaft member (32).
  • a flowing air flow path (12) is formed, and the plurality of discharge electrodes (60) extend so that the tip (63) faces the downstream side of the air flow.
  • the discharge electrode (60) since the discharge electrode (60) extends so as to face the downstream side of the air flow, the discharge electrode (60) is unlikely to become a resistance of the air flow path. Therefore, the pressure loss of the air flow path can be reduced.
  • the tip portions (63) of the plurality of discharge electrodes (60) of the electrode row (L) and other electrode rows (L) adjacent to the electrode row (L) ) Of the plurality of discharge electrodes (60) are displaced from each other in the circumferential direction when the shaft member (32) is viewed in the axial direction.
  • the position of the tip (63) of the discharge electrode (60) is shifted in the circumferential direction. This increases the distance from the tip (63) of the discharge electrode (60) of one electrode row (L) to the tip (63) of the discharge electrode (60) of the other electrode row (L). The pitch of each electrode row (L) can be reduced. Therefore, the discharge device (10) can be miniaturized in the axial direction.
  • the tip portions (63) of the plurality of discharge electrodes (60) are arranged at equal intervals around the axis of the shaft member (32). Is done.
  • the electric field around each discharge electrode (60) is made uniform by equalizing the pitch of the tips (63) of the plurality of discharge electrodes (60). As a result, the radial streamer discharge can be generated more stably.
  • the ninth invention is directed to an air purifier and includes any one of the first to eighth discharge devices (10).
  • a radial streamer discharge can be generated from a plurality of discharge electrodes (60) arranged in the circumferential direction toward the counter electrode (20), a discharge device that performs a compact and stable streamer discharge is provided. it can.
  • one discharge electrode (60) is arranged on each side of all the discharge electrodes (60). Further, the relative positions of the inner peripheral surface (21) of the counter electrode (20) and the outer peripheral surface (43) of the shaft member (32) with respect to the distal end portions (63) of all the discharge electrodes (60) are also the same. For this reason, the electric field around each discharge electrode (60) can be made uniform, and uniform and stable radial streamer discharge can be realized.
  • the discharge region can be expanded in the axial direction of the shaft member (32), and the amount of active species generated can be increased.
  • the diameter of the counter electrode (20) can be reduced, and the discharge device (10) can be further downsized.
  • the pitch of each electrode array (L) can be narrowed, and the discharge device (10) can be made more compact.
  • the flow path resistance of the air flow path (12) can be reduced.
  • the pitch of each electrode array (L) can be further narrowed, and the discharge device (10) can be further compacted.
  • the radial streamer discharge can be further uniformed and stabilized.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic structure of an air cleaner concerning an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an external appearance of the discharge device.
  • 3 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the overall configuration of the discharge unit.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing an example of an assembled state of the discharge unit.
  • FIG. 6 is a plan view of the discharge member, in which a plurality of discharge electrodes are arranged at a first angular position.
  • FIG. 7 is a plan view of the discharge member, in which a plurality of discharge electrodes are arranged at a second angular position shifted in the circumferential direction from the first angular position.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic structure of an air cleaner concerning an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an external appearance of the discharge device.
  • 3 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG
  • FIG. 8 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part of the discharge unit.
  • FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the discharge unit.
  • FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 8 according to the first modification.
  • FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 8 according to the second modification.
  • the discharge device (10) according to the present invention is applied to, for example, an air cleaner (1) (air purification device) that processes indoor air such as a house.
  • an air cleaner (1) air purification device
  • the air cleaner (1) has a hollow casing (2).
  • An air treatment channel (3) into which air is introduced is formed inside the casing (2).
  • functional parts for treating air are arranged.
  • the prefilter (4), the dust collecting part (5), the deodorizing filter (6), and the fan (7) are sequentially arranged from the upstream side to the downstream side of the air flow.
  • the inflow end of the return channel (8) is connected to the channel between the deodorizing filter (6) and the fan (7).
  • the outflow end of the return flow path (8) is connected to the flow path between the prefilter (4) and the dust collecting part (5).
  • a discharge device (10) is provided in the return flow path (8).
  • the prefilter (4) physically collects relatively large dust in the air.
  • the dust collecting part (5) is constituted by an electric dust collector that electrically collects relatively small dust in the air.
  • the deodorizing filter (6) is configured, for example, by supporting a catalyst or an adsorbent on the surface of a substrate having a honeycomb structure.
  • the fan (7) conveys air to be treated (for example, room air) sucked into the air treatment flow path (3) in the casing (2).
  • the discharge device (10) generates active species that remove harmful substances in the air by discharge. Active species generated in the discharge device (10) of the return flow path (8) are supplied to the upstream side of the dust collection part (5) in the air treatment flow path (3), and harmful substances, bacteria, viruses, etc. in the air Used for disassembling.
  • the air that has passed through the prefilter (4), the dust collector (5), and the deodorizing filter (6) in this order is supplied to the target space (for example, indoor space).
  • the air cleaner (1) may be configured such that the return flow path (8) in FIG. 1 is omitted and the discharge device (10) is disposed between the dust collecting part (5) and the deodorizing filter (6). Good.
  • the discharge device (10) includes a case unit (11) (case member), a counter electrode (20) and a discharge unit (30) accommodated in the case unit (11).
  • the discharge device (10) includes a discharge electrode (60) of the discharge unit (30) and a power supply unit (80) for applying a voltage to the counter electrode (20).
  • the case unit (11) is comprised by the vertically long hollow insulating member.
  • An air flow path (12) through which air flows is formed inside the case unit (11).
  • the case unit (11) has a cylindrical body (13), a first lid (14), and a second lid (15).
  • the body (13) is formed in a cylindrical shape having both ends open.
  • a 1st cover part (14) is provided in the axial direction one end side (upper side in FIG. 3) of a trunk
  • a 2nd cover part (15) is provided in the other end side (lower side in FIG. 3) of the axial direction of a trunk
  • the first lid (14) is formed in a trapezoidal conical cylinder shape that tapers upward.
  • a substantially circular outlet (14a) is formed at the top of the first lid (14).
  • a plurality of (for example, three) inlets (15a) are formed in the lower part of the outer peripheral wall of the second lid (15).
  • Each inflow port (15a) is comprised by the horizontally long opening extended in the circumferential direction along the outer peripheral wall of a 2nd cover part (15).
  • the plurality of inflow ports (15a) are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • a shaft support portion (16) for supporting the shaft body (31) (shaft portion) of the discharge portion unit (30) is formed on the bottom wall of the second lid portion (15).
  • the shaft support portion (16) is formed in a cylindrical shape that protrudes upward from the center of the bottom wall of the second lid portion (15), and an end portion (lower end portion) of the shaft main body (31) is inserted through the shaft support portion (16). .
  • the counter electrode (20) is disposed inside the body (13) of the case unit (11).
  • the counter electrode (20) is formed of a cylindrical conductive material (for example, a metal material) that is fitted into the body (13).
  • a cylindrical (strictly cylindrical) inner peripheral surface (21) is formed inside the counter electrode (20).
  • the inner peripheral surface (21) constitutes a facing surface where the plurality of discharge electrodes (60) are opposed.
  • the counter electrode (20) is supported by the case unit (11) so that the axis of the inner peripheral surface (21) thereof coincides with the axis (P) of the shaft main body (31).
  • the discharge unit (30) includes one shaft body (31), a plurality (four in this example) of insulators (35), and a plurality (5 in this example). Spacer portions (40) and a plurality (five in this example) of discharge members (50) are provided.
  • the insulator (35), the spacer portion (40), and the discharge member (50) are all inserted through the shaft body (31) and detachably attached to the shaft body (31) (see FIG. 5).
  • the shaft body (31) and the spacer part (40) constitute a shaft member (32).
  • the shaft body (31) constitutes a shaft portion that extends over the plurality of spacer portions (40).
  • the shaft body (31) constitutes a columnar column extending upward from the shaft support portion (16) of the second lid portion (15).
  • the shaft body (31) is made of a conductive material (for example, a metal material) that energizes the positive electrode side of the power source (81).
  • the shaft body (31) may be energized to the negative electrode side of the power source (81).
  • An annular stopper (33) having a diameter larger than that of the shaft main body (31) is fixed to the upper portion of the shaft main body (31).
  • two nuts (34) are screwed into the lower portion of the shaft body (31).
  • the two nuts (34) are tightened with the insulator (35), the spacer (40), and the discharge member (50) attached to the shaft body (31).
  • an insulator (35), a spacer part (40), and a discharge member (50) are clamped between a stopper (33) and two nuts (34).
  • the insulator (35) constitutes an insulating member made of a ceramic material.
  • the insulator (35) is disposed at both ends of the shaft body (31).
  • the shaft main body (31) is provided with two insulators (35) between the shaft support portion (16) and the lowermost spacer portion (40).
  • the shaft main body (31) is provided with two insulators (35) between the shaft support portion (16) and the uppermost spacer portion (40).
  • An insulating side insertion portion (36) through which the shaft main body (31) is inserted is formed at the center of the insulator (35).
  • the insulator (35) is formed with an enlarged diameter portion (37) whose outer diameter increases toward the end of the shaft main body (31). The creeping distance of the insulator (35) is increased by the enlarged diameter portion (37).
  • Spacer Five spacer portions (40) are arranged in the axial direction between the upper and lower insulators (35). Specifically, of the five spacer portions (40), the lowermost spacer portion (also referred to as the lowermost spacer portion (40a)) is the support plate portion of the insulator (35) and the lowermost discharge member (50). (51). Of the five spacer portions (40), the four spacer portions (40) except for the lowermost spacer portion (40a) are arranged between the support plate portions (51) of the adjacent discharge members (50).
  • the spacer part (40) is made of, for example, a conductive resin material.
  • the spacer portion (40) is formed in a cylindrical shape, and a spacer side insertion portion (41) (insertion portion) through which the shaft main body (31) is inserted is formed at the axial center thereof.
  • An annular flat surface portion (42) is formed at each end (upper end and lower end) in the axial direction of the spacer portion (40).
  • the cylindrical outer peripheral surface (43) is formed on the spacer portion (40).
  • the outer peripheral surface (43) faces the tip (63) of the plurality of discharge electrodes (60) and stabilizes the streamer discharge from the tip (63) of the discharge electrode (60) to the counter electrode (20). (Details will be described later).
  • each spacer part (40) determines the relative position (interval) of an adjacent electrode row
  • the discharge member (50) includes a support plate portion (51) (support portion) and a plurality of discharge electrodes (60) supported on the outer peripheral edge portion of the support plate portion (51). ).
  • the support plate portion (51) and the discharge electrode (60) are integrally formed, for example, by press forming a sheet metal.
  • the support plate portion (51) is formed in a flat plate shape along a plane perpendicular to the axis of the axis (P) (virtual plane (F) shown in FIG. 8).
  • a circular fitting hole (52) into which the shaft main body (31) is fitted is formed in the center of the support plate portion (51).
  • An annular contact surface (53) that is in surface contact with the flat surface portion (42) of the spacer portion (40) is formed on the upper surface and the lower surface of the support plate portion (51). That is, the support plate portion (51) is supported by the upper and lower contact surfaces (53) and the flat portion (42) of the upper and lower spacer portions (40) contacting each other. Thereby, the flatness of a support plate part (51) can be maintained with a sufficient precision.
  • the outer diameter of the support plate part (51) is larger than the outer diameter of the spacer part (40). For this reason, the support plate portion (51) extends further outward in the radial direction from the outer peripheral surface (43) of the spacer portion (40). This projecting portion constitutes an annular projecting plate portion (54).
  • the discharge member (50) of the present embodiment has, for example, 15 discharge electrodes (60).
  • the plurality of discharge electrodes (60) are arranged in the circumferential direction around the axis of the shaft body (31) or the spacer portion (40) (that is, the shaft member (32)) with the axis (P) as the center.
  • the discharge electrode (60) has an electrode body (65) and a tip portion (63) formed at the end of the electrode body (65).
  • the electrode body (65) has a rectangular plate-shaped base (61) and a substantially triangular plate-shaped taper portion (62) protruding radially outward from the base (61).
  • the tips (63) are arranged at equal intervals (pitch W shown in FIG. 6) in the circumferential direction around the axis (P).
  • the tip (63) of the discharge electrode (60) constitutes the starting point of the streamer discharge.
  • the discharge electrode (60) forms a predetermined angle ⁇ 1 with respect to the support plate portion (51) (that is, a plane (F) perpendicular to the axis (P)).
  • the discharge electrode (60) of the present embodiment extends obliquely so as to approach the inner peripheral surface (21) of the counter electrode (20) toward the tip (63).
  • the angle ⁇ 1 forms an acute angle with respect to the plane (F).
  • the plurality of discharge electrodes (60) arranged in the circumferential direction in each discharge member (50) constitute one electrode row (L).
  • the first to fifth electrode rows (L1 to L5) are arranged at equal intervals in the direction along the axis (P) in order from the upper side to the lower side (every interval H shown in FIG. 8). Is arranged.
  • each tip part (63) for example, FIG. 6
  • each discharge electrode (60) of the first electrode array (L1), the third electrode array (L3), and the fifth electrode array (L5), and the second electrode array (L2) and each tip part (63) for example, FIG.
  • each discharge electrode (60) of the fourth electrode array (L4) are shifted by an angle ⁇ 2 in the circumferential direction.
  • this angle ⁇ 2 is set to half of the angle difference ⁇ 3 (see FIG. 6) between the tips of adjacent discharge electrodes (60).
  • the shifting angle ⁇ 2 is not limited to this, and may be another value.
  • the power supply unit (80) supplies a high-voltage (for example, about 6.0 kV) DC voltage to the discharge electrode (60) and the counter electrode (20).
  • the power supply unit (80) of this embodiment has one high-voltage DC power supply (81).
  • the positive electrode side of the power source (81) is connected to a portion between the upper and lower insulators (35) of the shaft body (31).
  • a counter electrode (20) is connected to the negative electrode side of the power source (81).
  • the negative side of the power supply (81) is grounded.
  • the discharge electrode (60) constitutes an anode electrode
  • the counter electrode (20) constitutes a ground electrode.
  • the discharge electrode (60) may be a cathode electrode.
  • the discharge device (10) is activated during the operation of the air cleaner (1).
  • Air outside the case unit (11) flows into the air flow path (12) inside the case unit (11) from the plurality of inflow ports (15a).
  • the air in the air flow path (12) flows upward along the discharge unit (30) and passes between the discharge electrode (60) and the counter electrode (20).
  • a voltage is applied from the power source (81) to the discharge electrode (60) and the counter electrode (20). Specifically, a voltage is supplied from the power source (81) to the discharge electrode (60) via the shaft body (31) and the spacer portion (40). As a result, as shown in FIGS. 8 and 9, streamer discharge occurs from the tip (63) of each discharge electrode (60) toward the inner peripheral surface (21) of the counter electrode (20).
  • the outer peripheral surface (43) of the spacer part (40) has the same polarity (for example, positive electrode) as the discharge electrode (60) in order to conduct electricity with the discharge electrode (60). And the outer peripheral surface (43) of a spacer part (40) is arrange
  • a space (S) is formed in the outer peripheral surface (43) of the spacer portion (40) in the radial direction of the shaft main body (31) (the direction along the surface perpendicular to the shaft) (see FIG. 8).
  • the outer peripheral surface (43) of the spacer portion (40) stabilizes the streamer discharge from the tip (63) of the discharge electrode (60) to the counter electrode (20). It functions as a discharge stabilizing part. That is, the streamer discharge generated from the tip (63) of each discharge electrode (60) does not propagate to the spacer part (40) having the same polarity as the discharge electrode (60), but is opposed to the opposite direction.
  • Each electrode (20) is oriented.
  • the tip portions (63) of the plurality of discharge electrodes (60) in the same electrode row (L) have equal pitches in the circumferential direction. Further, the distance from the tip (63) of each discharge electrode (60) to the inner peripheral surface (21) of the counter electrode (20) is equal to each other, and the spacer from the tip (63) of each discharge electrode (60) The distance to the outer peripheral surface (43) of (40) is also equal to each other. For this reason, in the discharge device (10), since the electric field around all the discharge electrodes (60) is made uniform, a more uniform and stable radial streamer discharge can be generated.
  • each discharge electrode (60) extends obliquely so as to approach the inner peripheral surface (21) of the counter electrode (20) toward the tip (63).
  • 63 is close to the axis (P).
  • the diameter can be reduced and the size can be reduced.
  • the tip (63) of the discharge electrode (60) is melted along with the streamer discharge, the tip (63) of the discharge electrode (60) is gradually retracted.
  • the interelectrode distance G between the discharge electrode (60) and the counter electrode (20) changes greatly.
  • the tip end portion (63) of the discharge electrode (60) is melted, the tip end portion (63) recedes obliquely. For this reason, the inter-electrode distance G does not change greatly due to the melting of the tip (63) of the discharge electrode (60). As a result, streamer discharge can be continued stably over a long period of time.
  • the tip end portion (63) of the discharge electrode (60) of one electrode row (L) and the other The distance (distance b in FIG. 8) to the base end of the discharge electrode (60) of the electrode row (L) can be earned.
  • column (L) can be suppressed, and the space
  • the position of the tip (63) of the discharge electrode (60) between the adjacent electrode rows (L) is shifted in the circumferential direction.
  • column (L) can further be suppressed, and the space
  • the discharge device (10) that performs compact and stable streamer discharge.
  • the discharge device (10) that performs compact and stable streamer discharge.
  • the discharge device (10) that performs compact and stable streamer discharge.
  • the discharge device (10) that performs compact and stable streamer discharge.
  • the discharge device (10) that performs compact and stable streamer discharge.
  • the discharge device (10) that performs compact and stable streamer discharge.
  • other discharge electrodes (60) are arranged on both sides of all the discharge electrodes (60).
  • the relative positions of the inner peripheral surface (21) of the counter electrode (20) and the outer peripheral surface (43) of the shaft member (32) with respect to the distal end portions (63) of all the discharge electrodes (60) are also the same. For this reason, the electric field around each discharge electrode (60) can be made uniform, and uniform and stable radial streamer discharge can be realized.
  • the discharge device (10) of the above embodiment may have the following modified configuration.
  • the plurality of discharge electrodes (60) extend along the axial direction of the outer peripheral surface (43) of the counter electrode (20) (the axial direction of the axial center (P)). That is, the plurality of discharge electrodes (60) extend in a direction perpendicular to the plane (F) perpendicular to the axis of the axis (P). As a result, the tip (63) of each discharge electrode (60) and the electrode body (65) are displaced in the axial direction, so that the outer peripheral surface (43) of the spacer (40) has a diameter of the shaft body (31). A space (S) is formed in the direction (the direction along the plane perpendicular to the axis). As a result, the outer peripheral surface (43) of the spacer portion (40) functions as a discharge stabilizing portion that stabilizes the streamer discharge from the tip portion (63) of the discharge electrode (60) to the counter electrode (20).
  • the counter electrode (20) can be reduced in diameter and size.
  • melts the front-end
  • the plurality of discharge electrodes (60) extend obliquely so as to face the downstream side (for example, the upper side) of the air flow.
  • the discharge electrode (60) may extend straight downstream (upward) in the air flow.
  • each discharge electrode (60) extends along the air flow, each discharge electrode (60) is unlikely to become a resistance in the air flow path (12). As a result, the pressure loss of the air flow path (12) can be reduced.
  • the discharge electrode (60) of the above embodiment is formed in a triangular plate shape or a taper shape.
  • the discharge electrode (60) may be a rod or column having a uniform cross section.
  • a circular shape, a rectangular shape, a triangular shape, a polygonal shape, or the like can be adopted for the cross section of the discharge electrode (60).
  • the discharge electrode (60) may have a shape in which a bar-shaped or columnar tip having a uniform cross section is combined from a protruding end of a triangular plate-shaped or tapered base.
  • the outer peripheral surface of the shaft member (32) (the outer peripheral surface (43) of the spacer portion (40)) and the inner peripheral surface (21) of the counter electrode (20) are each formed in a cylindrical shape.
  • the outer peripheral surface (43) of the shaft member (32) and the inner peripheral surface (21) of the counter electrode (20) may be polygonal shapes facing each other.
  • the discharge device (10) can be mounted on, for example, an air conditioner that cools or heats air or a humidity control device that dehumidifies or humidifies air. Moreover, the discharge device (10) can be mounted on a ventilator for ventilating the room. These air conditioning apparatus, humidity control apparatus, and ventilation apparatus also constitute an air purification apparatus in a broad sense.
  • the present invention is useful for the discharge device and the air purification device.

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Abstract

軸部材（32）は、放電電極（60）と同じ極性に構成され、各放電電極（60）は、電極本体（65）と、対向電極（20）の内周面（21）に対向するように電極本体（65）の端に形成される先端部（63）とをそれぞれ有するとともに、先端部（63）と電極本体（65）とが軸部材（32）の軸方向にずれるように延びている。各放電電極（60）の先端部（63）から対向電極（20）の内周面（21）に向かってストリーマ放電が進展する。

Description

放電装置、及び空気浄化装置
　　本発明は、放電装置、及びそれを備えた空気浄化装置に関する。
　　従来より、空気浄化装置等に搭載され、ストリーマ放電を行う放電装置が知られている。
　　特許文献１に開示の放電装置は、複数の放電電極と、各放電電極に対向する対向電極とを備えている。複数の放電電極は、対向電極と平行な棒状に形成される。これらの放電電極は、直方体状の基台部の側縁部に支持され、基台部の長手方向に所定の間隔を置いて配列される。
　　電源から放電電極及び対向電極に電圧が印加されると、複数の放電電極の先端から対向電極に向かってストリーマ放電が生起する。ストリーマ放電に伴い空気中で活性種が生成すると、この活性種が空気中の有害物質（臭気成分やアレルゲン等）の分解に利用される。
特許第５７６１４２４号
　　特許文献１に開示の放電装置では、放電電極を基台部の長手方向に所定の間隔を置いて配列しているため、放電装置が長手方向に大型化されてしまう。一方、放電装置の小型化を図るために放電電極の間隔を狭くしすぎると、各放電電極の周囲の電界が互いに干渉してしまい、安定したストリーマ放電を生起できない可能性がある。
　　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的はコンパクトで安定したストリーマ放電を生起できる放電装置、及びそれを備えた空気浄化装置を提案することである。
　　第１の発明は、軸部材（32）と、該軸部材（32）の軸周りに周方向に配列される複数の放電電極（60）と、該軸部材（32）及び上記放電電極（60）を内部に設けた筒状の対向電極（20）と、上記複数の放電電極（60）及び対向電極（20）に電圧を印加する電源（81）とを備えた放電装置であって、上記軸部材（32）は、上記放電電極（60）と同じ極性に構成され、上記各放電電極（60）は、電極本体（65）と、上記対向電極（20）の内周面（21）に対向するように該電極本体（65）の端に形成される先端部（63）とをそれぞれ有するとともに、上記先端部（63）と上記電極本体（65）とが上記軸部材（32）の軸方向にずれるように延びており、上記各放電電極（60）の先端部（63）から上記対向電極（20）の内周面（21）に向かってストリーマ放電が進展することを特徴とする。
　　第１の発明では、軸部材（32）の外周面（43）に複数の放電電極（60）が周方向に配列され、その外周側に対向電極（20）の筒状の内周面（21）が形成される。電源（81）から放電電極（60）及び対向電極（20）に電圧が印加されると、各放電電極（60）の先端から対向電極（20）の内周面（21）に向かって径方向外方へ放射状にストリーマ放電が生起する。このように放電電極（60）を周方向に配列することで、従来例のように放電電極が長手方向に大型化されることがなく、高密度に活性種を生成できる。
　　また、本発明では、放電電極（60）の先端部（63）と電極本体（65）とが軸部材（32）の軸方向にずれているため、放電電極（60）の先端部（63）と軸部材（32）の外周面（43）との間には、径方向に亘って空間が形成される。軸部材（32）の外周面（43）は、各放電電極（60）と同じ極性であるため、この空間には、ストリーマ放電を径方向外方へ進展される電界が形成される。つまり、この電界により、各放電電極（60）の先端部（63）から生起する放電は、軸部材（32）側へ進展することがなく、軸部材（32）と反対側（即ち、対向電極（20））を指向する。これにより、各放電電極（60）の先端部（63）から対向電極（20）に向かって放射状のストリーマ放電を安定的に生起することができる。
　　第２の発明は、第１の発明において、上記周方向に配列される上記複数の放電電極（60）を有する電極列（L）が、上記軸部材（32）の軸方向に複数配列される。
　　第２の発明では、各電極列において形成される放射状の放電領域が、軸部材（32）の軸方向に拡大され、ひいては活性種が生成される領域も拡大される。
　　第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記複数の放電電極（60）は、上記軸部材（32）の軸直角な平面に対して所定の角度を成すように延びている。
　　第３の発明では、放電電極（60）が対向電極（20）に向かって径方向外方へ延びておらず、軸部材（32）の軸直角な平面に対して所定の角度を成すように延びている。これにより、放電電極（60）の先端部（63）が軸心寄りに位置する。従って、対向電極（20）の内周面（21）を小径化したとしても、放電電極（60）の先端部（63）と対向電極（20）との距離を十分に確保できる。
　　また、放電電極（60）が上記軸直角平面に沿って径方向外方へ延びる構成では、放電に伴い放電電極（60）の先端部（63）が溶融・後退した場合、放電電極（60）と対向電極（20）との電極間距離が大きく変化する。これに対し、本発明では、放電電極（60）が軸直角平面に対して所定の角度を成すように延びているため、放電電極（60）の先端部（63）が後退したとしても、電極間距離が大きく変化することはない。従って、長期に亘ってストリーマ放電を安定的に生起できる。
　　第４の発明は、第２の発明において、上記複数の放電電極（60）は、上記先端部（63）に向かうにつれて上記対向電極（20）の内周面（21）に近づくように斜めに延びている。
　　第４の発明では、放電電極（60）の先端部（63）が溶融したとしても、先端部（63）は軸直角平面に対して斜めに後退するため、電極間距離が大きく変化することはない。従って、長期に亘ってストリーマ放電を安定的に生起できる。
　　また、このように放電電極（60）を斜めに配列すると、隣り合う電極列（L）間での放電電極（60）の距離を稼ぐことができる。即ち、この構成では、隣り合う電極列（L）のうち、一方の電極列（L）の放電電極（60）の先端部（63）と、他方の電極列（L）の放電電極（60）の基部までの距離が長くなるため、各電極列（L）のピッチを狭くすることができる。従って、放電装置（10）を軸方向に小型化できる。
　　第５の発明は、第１又は第２の発明において、上記複数の放電電極（60）は、上記対向電極（20）の外周面（43）の軸方向に沿って延びている。
　　第５の発明では、放電電極（60）の先端部（63）が溶融したとしても、先端部（63）は対向電極（20）の内周面（21）と平行に後退するため、電極間距離はほぼ変わらない。従って、長期に亘ってストリーマ放電を安定的に生起できる。
　　第６の発明は、第３乃至第５のいずれか１つの発明において、上記軸部材（32）と上記対向電極（20）との間には、該軸部材（32）の軸方向に空気が流れる空気流路（12）が形成され、上記複数の放電電極（60）は、上記先端部（63）が空気流れの下流側を向くように延びている。
　　第６の発明では、放電電極（60）が空気流れの下流側を向くように延びているため、放電電極（60）が空気流路の抵抗になりにくい。従って、空気流路の圧力損失を低減できる。
　　第７の発明は、第２の発明において、上記電極列（L）の複数の放電電極（60）の各先端部（63）と、該電極列（L）に隣り合う他の電極列（L）の複数の放電電極（60）の各先端部（63）とが、上記軸部材（32）の軸方向視において周方向に互いにずれている。
　　第７の発明では、隣り合う電極列（L）において、放電電極（60）の先端部（63）の位置を周方向にずらしている。これにより、一方の電極列（L）の放電電極（60）の先端部（63）と、他方の電極列（L）の放電電極（60）の先端部（63）までの距離が長くなるため、各電極列（L）のピッチを狭くすることができる。従って、放電装置（10）を軸方向に小型化できる。
　　第８の発明は、第１乃至第７のいずれか１つの発明において、上記複数の放電電極（60）の先端部（63）は、上記軸部材（32）の軸周りに等間隔置きに配列される。
　　第８の発明では、複数の放電電極（60）の先端部（63）のピッチを等しくすることで、各放電電極（60）の周囲の電界が均一化される。この結果、放射状のストリーマ放電を更に安定して生起できる。
　　第９の発明は、空気浄化装置を対象とし、第１乃至第８のいずれか１つの放電装置（10）を備える。
　　第９の発明では、コンパクト且つ安定してストリーマ放電を生起できる放電装置を有する空気浄化装置を提供できる。
　　第１の発明によれば、周方向に配列した複数の放電電極（60）から対向電極（20）に向かって放射状のストリーマ放電を生起できるため、コンパクト且つ安定したストリーマ放電を行う放電装置を提供できる。
　　複数の放電電極（60）を周方向に配列した構成では、全ての放電電極（60）の両側に１つずつ放電電極（60）が配置される。また、全ての放電電極（60）の先端部（63）に対する対向電極（20）の内周面（21）や軸部材（32）の外周面（43）の相対的な位置も同じになる。このため、各放電電極（60）の周囲の電界を均一化でき、均一且つ安定した放射状のストリーマ放電を実現できる。
　　第２の発明によれば、放電領域を軸部材（32）の軸方向に拡大でき、活性種の生成量を増大できる。
　　第３の発明によれば、対向電極（20）の小径化を図ることができ、放電装置（10）を更にコンパクト化できる。また、放電電極（60）の先端部（63）の後退に起因する電極間距離の変化を抑制ができる。特に第４の発明によれば、各電極列（L）のピッチを狭くでき、放電装置（10）を更にコンパクト化できる。第５の発明によれば、放電電極（60）の先端部（63）の後退に起因する電極間距離の変化をほぼ抑えることができる。
　　第６の発明によれば、空気流路（12）の流路抵抗を低減できる。
　　第７の発明によれば、各電極列（L）のピッチを更に狭くでき、放電装置（10）を更にコンパクト化できる。
　　第８の発明によれば、放射状のストリーマ放電を更に均一化、安定化できる。
図１は、実施形態に係る空気清浄機の概略構成を示すブロック図である。 図２は、放電装置の外観を示す斜視図である。 図３は、図２のII-II線断面図である。 図４は、放電部ユニットの全体構成を示す斜視図である。 図５は、放電部ユニットの組立状態の一例を表した分解斜視図である。 図６は、放電部材の平面図であり、複数の放電電極が第１の角度位置で配列されたものである。 図７は、放電部材の平面図であり、複数の放電電極が第１の角度位置から周方向にずれた第２の角度位置で配列されたものである。 図８は、放電部ユニットの要部を拡大した縦断面図である。 図９は、放電部ユニットの要部を拡大した横断面図である。 図１０は、変形例１に係る図８に相当する図である。 図１１は、変形例２に係る図８に相当する図である。
　　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
　《発明の実施形態》
　　本発明に係る放電装置（10）は、例えば住宅等の室内の空気を処理する空気清浄機（1）（空気浄化装置）に適用される。
　〈空気清浄機の全体構成〉
　　図１に模式的に示すように、空気清浄機（1）は、中空状のケーシング（2）を有している。ケーシング（2）の内部には、空気が導入される空気処理流路（3）が形成される。空気処理流路（3）には、空気を処理する機能部品が配置される。例えば空気処理流路（3）では、その一例として、空気流れの上流側から下流側に向かって順に、プレフィルタ（4）、集塵部（5）、脱臭フィルタ（6）、及びファン（7）が設けられる。脱臭フィルタ（6）とファン（7）との間の流路には、返送流路（8）の流入端が接続している。返送流路（8）の流出端は、プレフィルタ（4）と集塵部（5）との間の流路に接続している。返送流路（8）には、放電装置（10）が設けられている。
　　プレフィルタ（4）は、空気中の比較的大きい塵埃を物理的に捕集する。集塵部（5）は、空気中の比較的小さい塵埃を電気的に捕集する電気集塵機で構成される。脱臭フィルタ（6）は、例えばハニカム構造の基材の表面に触媒や吸着剤が担持されて構成される。ファン（7）は、ケーシング（2）内の空気処理流路（3）に吸い込んだ被処理空気（例えば室内空気）を搬送する。放電装置（10）は、放電によって空気中の有害物質を除去する活性種を生成する。返送流路（8）の放電装置（10）で発生した活性種は、空気処理流路（3）における集塵部（5）の上流側へ供給され、空気中の有害物質、菌、ウィルス等の分解に利用される。プレフィルタ（4）、集塵部（5）、及び脱臭フィルタ（6）を順に通過した空気は、対象空間（例えば室内空間）へ供給される。
　　なお、例えば空気清浄機（1）は、図１の返送流路（8）を省略し、集塵部（5）と脱臭フィルタ（6）の間に放電装置（10）を配置する構成としてもよい。
　〈放電装置〉
　　放電装置（10）の詳細な構造について図２～図９を参照しながら説明する。放電装置（10）は、ケースユニット（11）（ケース部材）と、該ケースユニット（11）の内部に収容される対向電極（20）及び放電部ユニット（30）とを備える。放電装置（10）は、放電部ユニット（30）の放電電極（60）、及び対向電極（20）に電圧を印加する電源ユニット（80）を備えている。
　〈ケースユニット〉
　　図２及び図３に示すように、ケースユニット（11）は、縦長の中空状の絶縁部材で構成される。ケースユニット（11）の内部には、空気が流れる空気流路（12）が形成される。ケースユニット（11）は、筒状の胴部（13）、第１蓋部（14）、及び第２蓋部（15）を有する。胴部（13）は、両端が開口する円筒状に形成される。第１蓋部（14）は、胴部（13）の軸方向の一端側（図３における上側）に設けられる。第２蓋部（15）は、胴部（13）の軸方向の他端側（図３における下側）に設けられる。
　　第１蓋部（14）は、上側に向かって先細りとなる台形円錐筒状に形成される。第１蓋部（14）の頂部には、略円形状の流出口（14a）が形成される。
　　第２蓋部（15）の外周壁の下部には、複数（例えば３つ）の流入口（15a）が形成される。各流入口（15a）は、第２蓋部（15）の外周壁に沿って周方向に延びる横長の開口で構成される。複数の流入口（15a）は、周方向に等間隔置きに配列される。第２蓋部（15）の底壁には、放電部ユニット（30）の軸本体（31）（軸部）を支持するための軸支持部（16）が形成される。軸支持部（16）は、第２蓋部（15）の底壁の中央から上方に突出する円筒状に形成され、その内部に軸本体（31）の端部（下端部）が挿通される。
　〈対向電極〉
　　図３に示すように、対向電極（20）は、ケースユニット（11）の胴部（13）の内側に配置される。対向電極（20）は、胴部（13）に内嵌する円筒状の導電性材料（例えば金属材料）で構成される。対向電極（20）の内側には、筒状（厳密には円筒状）の内周面（21）が形成される。内周面（21）は、複数の放電電極（60）が対向する対向面を構成する。対向電極（20）は、その内周面（21）の軸心が軸本体（31）の軸心（P）と一致するようにケースユニット（11）に支持される。
　〈放電部ユニット〉
　　図３～図５に示すように、放電部ユニット（30）は、１本の軸本体（31）と、複数（本例では４つ）の絶縁碍子（35）と、複数（本例では５つ）のスペーサ部（40）と、複数（本例では５つ）の放電部材（50）とが設けられる。絶縁碍子（35）、スペーサ部（40）、及び放電部材（50）はいずれも軸本体（31）に挿通され、軸本体（31）に着脱可能に取り付けられる（図５を参照）。軸本体（31）及びスペーサ部（40）は、軸部材（32）を構成している。軸本体（31）は、複数のスペーサ部（40）に亘るように延びる軸部を構成している。
　〔軸本体〕
　　軸本体（31）は、第２蓋部（15）の軸支持部（16）から上方に延びる円柱状の支柱を構成している。軸本体（31）は、電源（81）の正極側に通電する導電性材料（例えば金属材料）で構成される。なお、軸本体（31）を電源（81）の負極側に通電させてもよい。
　　軸本体（31）の上部には、軸本体（31）よりも大径の円環状のストッパ（33）が固定される。軸本体（31）の下部には、例えば２つのナット（34）が螺合している。絶縁碍子（35）、スペーサ部（40）、及び放電部材（50）を軸本体（31）に取り付けた状態で、２つのナット（34）を締め付ける。これにより、ストッパ（33）と２つのナット（34）との間に、絶縁碍子（35）、スペーサ部（40）、及び放電部材（50）が挟持される。
　　〔絶縁碍子〕
  　絶縁碍子（35）は、セラミック材料からなる絶縁部材を構成している。絶縁碍子（35）は、軸本体（31）の両端部に配置される。具体的に軸本体（31）には、軸支持部（16）と、最も下端のスペーサ部（40）との間に２つの絶縁碍子（35）が設けられる。また、軸本体（31）には、軸支持部（16）と最も上端のスペーサ部（40）との間に２つの絶縁碍子（35）が設けられる。絶縁碍子（35）の中心には、軸本体（31）が挿通される絶縁側挿通部（36）が形成される。絶縁碍子（35）には、軸本体（31）の端部に向かうにつれて外径が大きくなるような拡径部（37）が形成される。この拡径部（37）により、絶縁碍子（35）の沿面距離が拡大されている。
　　〔スペーサ部〕
　　上下の絶縁碍子（35）の間には、５つのスペーサ部（40）が軸心方向に配列される。具体的に５つのスペーサ部（40）のうち最も下側のスペーサ部（最下段スペーサ部（40a）ともいう）は、絶縁碍子（35）と最も下側の放電部材（50）の支持板部（51）との間に配置される。５つのスペーサ部（40）のうち最下段スペーサ部（40a））を除く４つのスペーサ部（40）は、隣り合う放電部材（50）の支持板部（51）の間に配置される。
　　スペーサ部（40）は、例えば導電性の樹脂材料で構成される。スペーサ部（40）は、円筒状に形成され、その軸心には軸本体（31）が挿通されるスペーサ側挿通部（41）（挿通部）が形成される。スペーサ部（40）の軸方向の両端（上端及び下端）には、それぞれ円環状の平面部（42）が形成される。
　　スペーサ部（40）には、円筒状の外周面（43）が形成されている。外周面（43）は、複数の放電電極（60）の先端部（63）に対向し、放電電極（60）の先端部（63）から対向電極（20）へのストリーマ放電を安定させる放電安定部を構成する（詳細は後述する）。また、各スペーサ部（40）は、隣り合う電極列（L）（放電部材（50））の相対位置（間隔）を決定する。
　　〔放電部材〕
　　図５～図９に示すように、放電部材（50）は、支持板部（51）（支持部）と、該支持板部（51）の外周縁部に支持される複数の放電電極（60）とを備えている。支持板部（51）及び放電電極（60）は、例えば板金をプレス成形することで一体に成形される。
　　支持板部（51）は、軸心（P）の軸直角な平面（図８に示す仮想平面（F））に沿った平板状に形成される。支持板部（51）の中央には、軸本体（31）が内嵌する円形の嵌合穴（52）が形成される。支持板部（51）の上面及び下面には、スペーサ部（40）の平面部（42）と面接触する円環状の当接面（53）が形成される。つまり、支持板部（51）は、その上下の当接面（53）と上下のスペーサ部（40）の平面部（42）とがそれぞれ当接することで支持される。これにより、支持板部（51）の平面度を精度よく保つことができる。
　　支持板部（51）の外径は、スペーサ部（40）の外径よりも大きい。このため、支持板部（51）は、スペーサ部（40）の外周面（43）から更に径方向外方へ拡がっている。この張り出した部分が円環状の突出板部（54）を構成する。
　　本実施形態の放電部材（50）は、例えば１５枚の放電電極（60）を有している。複数の放電電極（60）は、軸心（P）を中心として軸本体（31）ないしスペーサ部（40）（即ち、軸部材（32））の軸周りに周方向に配列されている。放電電極（60）は、電極本体（65）と、該電極本体（65）の端に形成される先端部（63）とを有している。電極本体（65）は、矩形板状の基部（61）と、該基部（61）から径方向外方へ突出する略三角板状のテーパ部（62）とを有している。先端部（63）は、軸心（P）を中心として周方向に等間隔置き（図６に示すピッチＷ置き）に配列される。放電電極（60）の先端部（63）は、ストリーマ放電の起点を構成する。
　　図８に示すように、放電電極（60）は、支持板部（51）（即ち、軸心（P）と軸直角な平面（F））に対し所定の角度θ１をなしている。具体的に、本実施形態の放電電極（60）は、先端部（63）に向かうにつれて対向電極（20）の内周面（21）に近づくように斜めに延びている。換言すると、上記角度θ１は平面（F）に対し鋭角をなしている。
　　各放電部材（50）において周方向に配列される複数の放電電極（60）は、１つの電極列（L）を構成する。本実施形態では、上側から下側に向かって順に、第１～第５までの電極列（L1～L5）が軸心（P）に沿う方向に等間隔置き（図８に示す間隔Ｈ毎）に配列されている。
　　図６及び図７に示すように、本実施形態では、隣り合う電極列（L）において、一方の電極列（L）の複数の放電電極（60）の各先端部（63）と、他方の電極列（L）の複数の放電電極（60）の各先端部（63）とが、軸心（P）の軸方向視において周方向に互いにずれている。例えば第１電極列（L1）、第３電極列（L3）、及び第５電極列（L5）の各放電電極（60）の各先端部（63）（例えば図６）と、第２電極列（L2）と第４電極列（L4）の各放電電極（60）の各先端部（63）（例えば図７）とは、周方向に角度θ２だけずれている。本実施形態では、この角度θ２が、隣り合う放電電極（60）の先端部の角度差θ３（図６を参照）の半分に設定される。これにより、隣り合う電極列（L）の間における放電電極（60）の先端部（63）の距離を最大限離すことができる。なお、このずらす角度θ２はこれに限らず、他の値であってもよい。
　〈電源ユニット〉
　　電源ユニット（80）は、放電電極（60）及び対向電極（20）に高圧（例えば約６．０ｋＶ）の直流電圧を供給する。本実施形態の電源ユニット（80）は、１つの高圧の直流の電源（81）を有している。電源（81）の正極側は、軸本体（31）のうち上下の絶縁碍子（35）の間の部分に接続される。電源（81）の負極側には対向電極（20）が接続される。電源（81）の負極側は接地されている。これにより、放電電極（60）は陽極の電極を構成し、対向電極（20）はアース電極を構成する。放電電極（60）を陰極の電極としてもよい。
　－放電装置の動作及び作用－
　　次いで放電装置（10）の動作及び作用について説明する。
　　空気清浄機（1）の運転時には、放電装置（10）が作動する。ケースユニット（11）の外部の空気は、複数の流入口（15a）からケースユニット（11）の内部の空気流路（12）に流入する。空気流路（12）の空気は、放電部ユニット（30）に沿うように上方流れ、放電電極（60）と対向電極（20）との間を通過する。
　　放電装置（10）では、電源（81）から放電電極（60）及び対向電極（20）へ電圧が印加される。具体的に、電源（81）からは、軸本体（31）及びスペーサ部（40）を介して放電電極（60）へ電圧が供給される。この結果、図８及び図９に示すように、各放電電極（60）の先端部（63）から対向電極（20）の内周面（21）に向かってストリーマ放電が生起する。
　　スペーサ部（40）の外周面（43）は、放電電極（60）と通電するため放電電極（60）と同じ極性（例えば正極）である。そして、スペーサ部（40）の外周面（43）は、各放電電極（60）の先端部（63）及び対向電極（20）の内周面（21）と対向するように配置される。即ち、各放電電極（60）は、各先端部（63）と各電極本体（65）とが軸本体（31）の軸方向にずれるように延びている。これにより、スペーサ部（40）の外周面（43）には、軸本体（31）の径方向（軸直角面に沿う方向）に空間（S）が形成される（図８を参照）。このように空間（S）を形成することで、スペーサ部（40）の外周面（43）は、放電電極（60）の先端部（63）から対向電極（20）へのストリーマ放電を安定化させる放電安定部として機能する。つまり、各放電電極（60）の先端部（63）から生起するストリーマ放電は、該放電電極（60）と同極となるスペーサ部（40）には進展せず、これと逆方向となる対向電極（20）をそれぞれ指向する。この結果、放電装置（10）では、図９に示すように、均一且つ安定した放射状のストリーマ放電が生起される。このストリーマ放電に伴い空気中では活性種が生成され、この活性種が空気中の有害物質（臭気成分やアレルゲン等）の分解に利用される。
　　図６、図７、及び図９に示すように、同じ電極列（L）の複数の放電電極（60）の先端部（63）は、周方向のピッチが等間隔である。また、各放電電極（60）の先端部（63）から対向電極（20）の内周面（21）までの距離は互いに等しく、且つ各放電電極（60）の先端部（63）からスペーサ部（40）の外周面（43）までの距離も互いに等しい。このため、放電装置（10）では、全ての放電電極（60）の周囲の電界が均一化されるため、より均一且つ安定した放射状のストリーマ放電を生起できる。
　　図８に示すように、各放電電極（60）は、その先端部（63）に向かうにつれて対向電極（20）の内周面（21）に近づくように斜めに延びている。これにより、例えば放電電極（60）を径方向外方へまっすぐ延ばした比較例の放電電極（図８の二点鎖線Ｅで表したもの）と比べると、各放電電極（60）の先端部（63）が軸心（P）に近くなる。これにより、対向電極（20）の内周面（21）を小さくしたとしても、放電電極（60）の先端部（63）と対向電極（20）との間の距離を確保できるため、対向電極（20）の小径化、小型化を図ることができる。
　　また、ストリーマ放電に伴い放電電極（60）の先端部（63）が溶融すると、放電電極（60）の先端部（63）が徐々に後退する。比較例の放電電極Ｅの先端部が後退する場合、放電電極（60）と対向電極（20）との間の電極間距離Ｇが大きく変化する。これに対し、本実施形態では、放電電極（60）の先端部（63）が溶融すると、該先端部（63）が斜めに後退する。このため、放電電極（60）の先端部（63）の溶融に起因して電極間距離Ｇが大きく変化することもない。この結果、ストリーマ放電を長期に亘って安定して継続できる。
　　加えて、このように複数の放電電極（60）を斜めに配置すると、隣り合う電極列（L）では、一方の電極列（L）の放電電極（60）の先端部（63）と、他方の電極列（L）の放電電極（60）の基端部までの距離（図８の距離ｂ）を稼ぐことができる。これにより、隣り合う電極列（L）での電界の干渉を抑制でき、電極列（L）の間隔を狭くできる。
　　また、本実施形態では、図６及び図７に示すように、隣り合う電極列（L）同士での放電電極（60）の先端部（63）の位置を周方向にずらしている。これにより、隣り合う電極列（L）での電界の干渉を更に抑制でき、電極列（L）の間隔を更に狭くできる。なお、隣り合う電極列（L）の放電電極（60）の先端部（63）を軸方向視において一致させる構成としてもよい。
　－実施形態の効果－
　　上記実施形態によれば、周方向に配列した複数の放電電極（60）から対向電極（20）に向かって放射状のストリーマ放電を生起できるため、コンパクト且つ安定したストリーマ放電を行う放電装置（10）を提供できる。複数の放電電極（60）を周方向に配列した構成では、全ての放電電極（60）の両側に他の放電電極（60）が配置される。また、全ての放電電極（60）の先端部（63）に対する対向電極（20）の内周面（21）や軸部材（32）の外周面（43）の相対的な位置も同じになる。このため、各放電電極（60）の周囲の電界を均一化でき、均一且つ安定した放射状のストリーマ放電を実現できる。
　《実施形態の変形例》
　　上記実施形態の放電装置（10）は、以下のような変形例の構成としてもよい。
　〈変形例１〉
　　図１０に示す変形例１の構成では、複数の放電電極（60）が対向電極（20）の外周面（43）の軸方向（軸心（P）の軸方向）に沿って延びている。つまり、複数の放電電極（60）は、軸心（P）の軸直角な平面（F）に対し垂直をなす方向に延びている。これにより、各放電電極（60）の先端部（63）と電極本体（65）とが軸方向にずれるため、スペーサ部（40）の外周面（43）には、軸本体（31）の径方向（軸直角面に沿う方向）に空間（S）が形成される。この結果、スペーサ部（40）の外周面（43）は、放電電極（60）の先端部（63）から対向電極（20）へのストリーマ放電を安定化させる放電安定部として機能する。
　　変形例１においても、放電電極（60）の先端部（63）が軸心（P）寄りに位置するため、対向電極（20）の小径化、小型化を図ることができる。また、変形例１では、放電電極（60）の先端部（63）が溶融した場合、その先端部（63）が対向電極（20）の外周面（43）に沿う方向に後退する。このため、放電電極（60）の先端部（63）の溶融に起因して、電極間距離が変化することを確実に防止でき、長期に亘ってストリーマ放電を安定して生起できる。
　〈変形例２〉
　　図１１に示す変形例２の構成では、複数の放電電極（60）が空気流れの下流側（例えば上方側）を向くように斜めに延びている。なお、放電電極（60）は、空気流れの下流側（上方）へ真っ直ぐ延びていてもよい。
　　変形例２では、各放電電極（60）が空気流れに沿うように延びているため、各放電電極（60）が空気流路（12）において抵抗になりにくい。この結果、空気流路（12）の圧力損失を低減できる。
　《その他の実施形態》
　　上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
　　上記実施形態の放電電極（60）は、三角板状ないしテーパ状に形成されている。しかしながら、放電電極（60）は、横断面が均一な棒状ないし柱であってもよい。この場合、放電電極（60）の断面は、円形、矩形、三角形、多角形等を採用できる。また、放電電極（60）は、三角板状ないしテーパ状の基部の突端から、横断面が均一な棒状ないし柱状の先部を組み合わせた形状であってもよい。
　　上記実施形態では、軸部材（32）の外周面（スペーサ部（40）の外周面（43））と、対向電極（20）の内周面（21）とをそれぞれ円筒状に形成している。しかし、軸部材（32）の外周面（43）及び対向電極（20）の内周面（21）は、互いに対向するような多角形状であってもよい。
　　放電装置（10）は、例えば空気を冷却ないし加熱する空気調和装置や、空気を除湿ないし加湿する調湿装置に搭載できる。また、放電装置（10）は、室内の換気を行う換気装置にも搭載できる。これらの空気調和装置、調湿装置、及び換気装置も広義の空気浄化装置を構成する。
　　以上説明したように、本発明は、放電装置及び空気浄化装置について有用である。
１０　　　放電装置
１２　　　空気流路
２０　　　対向電極
２１　　　内周面
３２　　　軸部材
４３　　　外周面
６０　　　放電電極
６３　　　先端部
６５　　　電極本体
８１　　　電源
Ｌ　　　　電極列

Claims (9)

  1. 　　軸部材（32）と、該軸部材（32）の軸周りに周方向に配列される複数の放電電極（60）と、該軸部材（32）及び上記放電電極（60）を内部に設けた筒状の対向電極（20）と、上記複数の放電電極（60）及び対向電極（20）に電圧を印加する電源（81）とを備えた放電装置であって、
    　　上記軸部材（32）は、上記放電電極（60）と同じ極性に構成され、
    　　上記各放電電極（60）は、電極本体（65）と、上記対向電極（20）の内周面（21）に対向するように該電極本体（65）の端に形成される先端部（63）とをそれぞれ有するとともに、上記先端部（63）と上記電極本体（65）とが上記軸部材（32）の軸方向にずれるように延びており、
    　　上記各放電電極（60）の先端部（63）から上記対向電極（20）の内周面（21）に向かってストリーマ放電が進展することを特徴とする放電装置。
  2. 　　請求項１において、
    　　上記周方向に配列される上記複数の放電電極（60）を有する電極列（L）が、上記軸部材（32）の軸方向に複数配列されることを特徴とする放電装置。
  3. 　　請求項１又は２において、
    　　上記複数の放電電極（60）は、上記軸部材（32）の軸直角な平面に対して所定の角度を成すように延びていることを特徴とする放電装置。
  4. 　　請求項２において、
    　　上記複数の放電電極（60）は、上記先端部（63）に向かうにつれて上記対向電極（20）の内周面（21）に近づくように斜めに延びていることを特徴とする放電装置。
  5. 　　請求項１又は２において、
    　　上記複数の放電電極（60）は、上記対向電極（20）の外周面（43）の軸方向に沿って延びていることを特徴とする放電装置。
  6. 　　請求項３乃至５のいずれか１つにおいて、
    　　上記軸部材（32）と上記対向電極（20）との間には、該軸部材（32）の軸方向に空気が流れる空気流路（12）が形成され、
    　　上記複数の放電電極（60）は、上記先端部（63）が空気流れの下流側を向くように延びていることを特徴とする放電装置。
  7. 　　請求項２において、
    　　上記電極列（L）の複数の放電電極（60）の各先端部（63）と、該電極列（L）に隣り合う他の電極列（L）の複数の放電電極（60）の各先端部（63）とが、上記軸部材（32）の軸方向視において周方向に互いにずれていることを特徴とする放電装置。
  8. 　　請求項１乃至７のいずれか１つにおいて、
    　　上記複数の放電電極（60）の先端部（63）は、上記軸部材（32）の軸周りに等間隔置きに配列されることを特徴とする放電装置。
  9. 　　請求項１乃至８のいずれか１つの放電装置（10）を備えた空気浄化装置。
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