WO2018207385A1

WO2018207385A1 - 放電装置および電気機器

Info

Publication number: WO2018207385A1
Application number: PCT/JP2017/031552
Authority: WO
Inventors: 哲也江崎; 大江　信之; 貴洋松山
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2017-09-01
Publication date: 2018-11-15
Also published as: JPWO2018207385A1; CN110574248A; US11458223B2; US20200054780A1; JP7049329B2; CN110574248B; TWI687007B; TW201902065A

Abstract

活性種の発生効率を向上できる放電装置を提供する。放電装置は、先端部（１５Ａ）を有し、電圧が印加されて先端部（１５Ａ）から放電する放電部（１１）と、放電部（１１）との間に電界を形成する誘導電極（１３）と、放電部（１１）と誘導電極（１３）との間に配置され、放電部（１１）と同じ極性の電圧が印加される第２の電極（５０）とを備えている。

Description

放電装置および電気機器

　本開示は、放電装置および電気機器に関する。本出願は、２０１７年５月９日に出願した日本特許出願である特願２０１７－０９３０４２号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。

　放電装置に関し、従来、複数の細線をブラシ状に束ねた束状電極を、束ねられた複数の細線が基体に設けられ、基体が絶縁体により被覆された構造として構成することが提案されている（たとえば、特開２００８－３４２２０号公報（特許文献１）参照）。

特開２００８－３４２２０号公報

　上記文献に記載された放電装置では、対向電極よりも束状電極の近くに、束状電極を保持する絶縁体が配置されている。束状電極への高電圧印加により活性種が発生するが、束状電極の近くに絶縁体が存在すると、発生した活性種が絶縁体に回収されて、効率的に活性種を空間に放出できない虞がある。また、放電装置を長期間使用する間に細線が絶縁体に接触すると、放電装置の性能が著しく低下する。

　本開示では、活性種の発生効率を向上できる放電装置が提供される。

　本開示に従うと、放電部と、誘導電極と、第２の電極とを備える、放電装置が提供される。放電部は、先端部を有しており、電圧が印加されて先端部から放電する。誘導電極は、放電部との間に電界を形成する。第２の電極は、放電部と誘導電極との間に配置されており、放電部と同じ極性の電圧が印加される。

　上記の放電装置において、第２の電極は、先端部と誘導電極との最短距離よりも小さい距離だけ先端部から離れて配置されている。

　上記の放電装置は、誘導電極と第２の電極とを封止する樹脂をさらに備えている。
　上記の放電装置は、基板をさらに備えている。基板は、表面を有している。基板は、放電部を支持している。第２の電極は、基板の表面から突出する放電部の根元部に設けられている。

　上記の放電装置において、第２の電極は、基板の表面に設けられている。
　上記の放電装置において、誘導電極は、基板の表面に設けられている。第２の電極と誘導電極との間に、基板の表面が凹んだスリットが形成されている。

　上記の放電装置において、放電部は、複数の線状の導電体と、導電体を束ねる基部とを有している。

　上記の放電装置において、第２の電極は、導電体の可動範囲の基板表面への投影と略同径の円板形状を有している。

　本開示に従う電気機器は、上記のいずれかの局面の放電装置と、放電装置に気体を送る送風装置とを備えている。

　本開示に係る放電装置によれば、活性種の発生効率を向上することができる。

実施の形態に係る放電装置が適用された空気清浄機の構成の概略を示す断面図である。実施の形態に係る放電装置の斜視図である。図２に示す放電装置を異なる角度から見た斜視図である。図２に示す放電装置の、放電部付近を示す断面図である。図２に示す放電装置の構成を示す回路図である。実施の形態２に係る放電装置の、放電部付近を示す断面図である。実施の形態３に係る放電装置の、放電部付近を示す断面図である。実施の形態４に係る放電装置の、放電部付近を示す断面図である。実施の形態５に係る放電装置の、放電部付近を示す断面図である。実施の形態６に係る放電装置の、放電部付近を示す断面図である。実施の形態６に係る放電装置の、放電部付近を示す平面図である。実施の形態７に係る放電装置の、放電部付近を示す断面図である。実施の形態７に係る放電装置の、放電部付近を示す平面図である。

　実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

　（実施の形態１）
　［空気清浄機１００］
　図１は、実施の形態に係る放電装置１０が適用された空気清浄機１００の構成の概略を示す断面図である。空気清浄機１００は、空気清浄機１００の外観を成す外部ケーシング１を備えている。図１中の左側が、空気清浄機１００の正面側、または外部ケーシング１の正面側である。図１中の右側が、空気清浄機１００の背面側、または外部ケーシング１の背面側である。

　外部ケーシング１の内部に、ダクト２が、上下方向に沿って形成されている。図１中に示す白抜き矢印は、ダクト２内を流れる気体、典型的には空気の流れる方向を示す。外部ケーシング１の上部に、第１吹出口３と第２吹出口４が形成されている。第１吹出口３は、外部ケーシング１の上部の前面に形成されている。第２吹出口４は、外部ケーシング１の上部の背面に形成されている。第１吹出口３と第２吹出口４とは、ダクト２の上端に設けられている。第１吹出口３と第２吹出口４とは、ダクト２内の空気の流れ方向における下流端に設けられている。ダクト２は、第１吹出口３および第２吹出口４において、外部ケーシング１の外部へ開口している。

　ダクト２の上流端の開口部に、送風装置５が配置されている。送風装置５は、外部ケーシング１の下部に設けられている。送風装置５は、ダクト２の下端の開口部に配置されている。送風装置５は、吸込口６から吸い込まれる気体をダクト２内に送る。送風装置５は、たとえば、クロスフローファンであるが、特にこれに限定されるものではない。

　外部ケーシング１の下部の背面に、吸込口６が形成されている。吸込口６には、樹脂製の格子状のグリル７が設けられている。グリル７の内側には、網目状の薄いフィルタ８が貼り付けられている。フィルタ８の奥側（外部ケーシング１の内側）には、ファンガード９が設けられている。ファンガード９は、吸込口６と送風装置５との間に配置されている。ファンガード９は、送風装置５に異物が入り込まないように設けられている。ダクト２の、ダクト２内の空気の流れ方向における上流端は、ファンガード９を介在して、吸込口６と向き合って配置されている。

　ダクト２の上下方向における中央部に、放電装置１０が設けられている。放電装置１０は、ダクト２の上端と下端との間に配置されている。放電装置１０は、ダクト２の背面側の壁面に取り付けられている。放電装置１０は、ダクト２内の空気の流れ方向における、上流端と下流端との間に配置されていればよく、図１に示すダクト２の背面側の壁面に取り付けられる配置に限られるものではない。放電装置１０はたとえば、ダクト２の前面側の壁面に取り付けられていてもよく、ダクト２の側面側の壁面に取り付けられていてもよい。

　放電装置１０は、詳細を後述する放電部１１，１２と、筐体２０（図２など参照）とを有している。放電装置１０の筐体２０は、ダクト２の壁面に固定されており、ダクト２の外部に配置されている。放電部１１，１２は、ダクト２の内部に配置されている。２つの放電部１１，１２は、ダクト２内の空気の流れる方向と直交する方向（図１中においては紙面奥行方向）に、並んで配置されている。

　空気清浄機１００の作動時に、送風装置５および放電装置１０は、電力の供給を受けて作動する。放電部１１，１２は、電圧が印加されて放電して、イオン、電子、ラジカル、およびオゾンなどの活性種を発生する。放電部１１，１２が発生するイオンは、正イオンのみであってもよく、負イオンのみであってもよく、または正イオンと負イオンとの両方でも構わない。

　送風装置５が作動することにより、気体が吸込口６から外部ケーシング１の内部に吸い込まれ、ダクト２内に流入する。気体は、ダクト２内を下方から上方へ向かって流れ、放電装置１０を通過する。放電装置１０で発生した活性種は、気体とともにダクト２の上端に向けて流れ、第１吹出口３および第２吹出口４において、ダクト２から流出して、空気清浄機１００の外部に放出される。気体と活性種とは、第１吹出口３から空気清浄機１００の正面に向けて放出される。気体と活性種とは、第２吹出口４から空気清浄機１００の斜め後ろに向けて放出される。

　本実施の形態に係る放電装置１０は、空気清浄機１００以外の各種の電気機器に適用することが可能である。たとえば、イオン発生機、エアコンディショナ（車両搭載用を含む）、換気装置、冷蔵庫、洗濯機、掃除機、乾燥機、加湿機、除湿機、ヘアドライヤー、セラミックファンヒータ、または扇風機などに、放電装置１０を適用してもよい。

　［放電装置１０］
　図２は、実施の形態に係る放電装置１０の斜視図である。図３は、図２に示す放電装置１０を異なる角度から見た斜視図である。

　放電装置１０は、放電部１１，１２と、筐体２０とを備えている。放電部１１，１２は、筐体２０から突出して設けられている。放電部１１，１２は、放電部１１，１２が筐体２０から突出する方向に沿って、延在している。

　放電部１１，１２は、複数の線状の導電体１５を有している。線状には、糸状、繊維状、針金状が含まれる。導電体１５は、導電性の材料で形成されている。導電体１５はたとえば、金属、カーボン繊維、導電性繊維、または導電性樹脂製であってもよい。導電体１５は、筐体２０に近い側の基端部と、筐体２０から離れる側の先端部とを有している。複数の導電体１５の先端部は、ブラシ状に形成されている。

　導電体１５の１本当たりの外径は、５μｍ以上３０μｍ以下である。導電体１５の太さを５μｍ以上にすることにより、導電体１５の機械的強度を確保するとともに、導電体１５の電気摩耗が抑制されている。導電体１５の太さを３０μｍ以下にすることにより、髪の毛のように撓る導電体１５が形成され、導電体１５の広がりおよび揺れ動きが起こりやすくなる。

　導電体１５は、たとえば外径７μｍのカーボン繊維であってもよく、または、外径１２μｍもしくは２５μｍのＳＵＳ（ステンレス）製の導電性繊維であってもよい。

　放電部１１，１２は、複数の導電体１５を束ねる基部１６を有している。基部１６は、筒状、典型的には円筒状の外形を有している。基部１６は、複数の導電体１５の基端部を取り囲んでかしめられており、複数の導電体１５を基端部において支持している。基部１６は、導電体１５の基端部を結束している。

　導電体１５が基部１６から突出する長さが小さいと、導電体１５が撓りにくくなり、導電体１５の広がりおよび揺れ動きが小さくなる。放電部１１，１２における放電の効率を向上するために、導電体１５が基部１６から突出する長さは、３ｍｍ以上である。導電体１５は、基部１６から４．５ｍｍ以上突出していてもよい。

　放電部１１，１２は、基部１６を支持する支持部１７を有している。支持部１７は、平板状の形状を有している。放電部１１，１２の支持部１７はいずれも、筒状の基部１６に、筐体２０の長手方向の端部から離れる側において、接触している。

　放電部１１，１２の長手方向は、放電部１１，１２が筐体２０から突出する方向である。放電部１１，１２は、筐体２０から突出する方向を長手方向とし、複数の線状の導電体１５と導電体１５を束ねる基部１６とを有する、ブラシ状の電極である。

　筐体２０は、絶縁性の樹脂で形成されている。筐体２０は、略直方体状の箱形の外形を有している。筐体２０は、平面視において略矩形状である。筐体２０は、筐体２０の表面から突出する角筒状の壁部２１を有している。壁部２１は、平面視において略矩形枠状の形状を有しており、筐体２０の長手方向と壁部２１の長手方向とが一致している。放電部１１は、筐体２０の長手方向の一方端部に配置されている。放電部１２は、筐体２０の長手方向の他方端部に配置されている。

　壁部２１によって取り囲まれた空間は、収容部を構成している。収容部には、樹脂２２が充填されている。樹脂２２としては、たとえば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの絶縁材料が用いられる。放電部１１，１２は、樹脂２２の表面に対して垂直に設けられている。放電部１１，１２は、樹脂２２の表面から突出している。放電部１１，１２は、筐体２０から突出している。筐体２０は、外部接続用のコネクタ２３を有している。

　放電装置１０は、放電部１１，１２の先端を保護する電極保護部３０を備えている。電極保護部３０は、放電装置１０の外部の物体が放電部１１，１２に直接接触することを防止するために、放電部１１，１２に隣り合って設けられている。電極保護部３０は、筐体２０と一体に成形されており、筐体２０の表面から突出している。電極保護部３０は、放電部１１，１２よりも、筐体２０の表面から大きく突出している。放電部１１に対応して一対の電極保護部３０が設けられており、放電部１２に対応して一対の電極保護部３０が設けられている。

　気体の流れる方向に見て、一対の電極保護部３０の間に、放電部１１が介在している。放電部１１は、一対の電極保護部３０の間に挟まれている。放電装置１０を気体の流れる方向に見たとき、一対の電極保護部３０の間に、放電部１１を視認可能である。気体の流れる方向において、放電部１１の上流と放電部１１の下流には開口が形成されており、放電部１１への気体の流れを妨げない構成とされている。放電部１２に対応する一対の電極保護部３０も、同様に構成されている。

　放電部１１，１２の下流に開口が形成されていることにより、放電部１１，１２に細長い形状の付着物が付着しても、放電部１１，１２と周辺の構造物とが付着物を介して接触してリークが発生する事態が、抑制されている。そのため放電装置１０では、経時に伴う放電性能の低下が抑制されている。電極保護部３０が放電部１１，１２を覆い隠す配置とされていないため、放電部１１，１２に異物が付着したときには、清掃ブラシまたは綿棒などの清掃用具で容易に清掃することが可能とされている。

　電極保護部３０は、上流支柱３２、下流支柱３３、および梁部３７を有している。上流支柱３２および下流支柱３３は、筐体２０の表面に対して垂直に突出している。上流支柱３２および下流支柱３３の延びる方向は、放電部１１の延びる方向と平行である。上流支柱３２は、放電装置１０を通過して流れる気体の流れる方向において、放電部１１よりも上流に配置されている。下流支柱３３は、放電部１１よりも気体の流れる方向における下流に配置されている。上流支柱３２および下流支柱３３は、気体の流れる方向において放電部１１と重ならない位置に配置されている。

　梁部３７は、気体の流れる方向に沿って配置されている。梁部３７の、気体の流れる方向における上流端に、上流支柱３２の先端が結合している。梁部３７の、気体の流れる方向における下流端に、下流支柱３３の先端が結合している。上流支柱３２および下流支柱３３の、筐体２０から突出する先端は、放電部１１の先端よりも、筐体２０からより離れている。

　上流支柱３２と下流支柱３３とは、気体の流れる方向において間隔をあけて配置されている。電極保護部３０は、アーチ状に形成されている。筐体２０の長手方向に電極保護部３０を見て、上流支柱３２、下流支柱３３および梁部３７によって三方を囲われた開口が形成されており、この開口を通して放電部１１を視認可能である。

　上流支柱３２は、根元部３４を有している。根元部３４は、筐体２０に近い側の上流支柱３２の端部を構成している。根元部３４は、筐体２０に接合されている。上流支柱３２は、根元部３４において、筐体２０に接合されている。上流支柱３２は、筐体２０の壁部２１と接合している。下流支柱３３も同様に、根元部３４を有している。

　図４は、図２に示す放電装置１０の、放電部１１付近を示す断面図である。図４に示すように、樹脂２２の内部には、誘導電極（対向電極）１３、基板４０および第２の電極５０が埋め込まれている。誘導電極１３、基板４０および第２の電極５０は、筐体２０内に配置されている。誘導電極１３、基板４０および第２の電極５０は、樹脂２２によって絶縁封止されている。誘導電極１３、基板４０および第２の電極５０は、樹脂２２によって全体が覆われており、外部に露出しない構造とされているため、放電装置１０の外観を示す図２，３には図示されていない。

　基板４０は、平板状の形状を有しており、放電側の表面をなす表面４１と、表面４１と反対側の裏面４２とを有している。基板４０は、放電部１１を支持している。放電部１１は、基板４０の表面４１に対して垂直に設けられており、基板４０に固定されている。放電部１１は、基板４０の表面４１から突出している。放電部１１，１２は、同じ基板４０に支持されてもよく、別々の基板に支持されてもよい。

　基板４０は、放電部１１の支持部１７を支持している。支持部１７はたとえば、半田を用いて基板４０に固定されている。支持部１７は、基板４０の表面４１上に搭載されていてもよい。支持部１７は、基板４０に形成された孔に挿通されて、基板４０を貫通した状態で、基板４０に支持されていてもよい。支持部１７の一部が、基板４０の裏面４２から突出していてもよい。

　誘導電極１３は、放電部１１との間に電界を形成するための電極である。誘導電極１３は、放電部１１の周囲の、放電部１１から離れた位置に配置されている。誘導電極１３は、金属などの導体材料により形成されている。

　誘導電極１３は、基板４０の表面４１上に形成されている。誘導電極１３はたとえば、基板４０の表面４１上に形成された導体パターンにより形成されている。誘導電極１３は、基板４０の表面４１から離れて配置された金属線により形成されていてもよい。誘導電極１３は、放電部１１を取り囲む環状、典型的には円環状の形状を有していてもよく、その他の任意の形状を有していてもよい。円環状の誘導電極１３は、円の中心が、基部１６において束ねられた導電体１５の中心と略一致するように、配置されている。

　第２の電極５０には、放電部１１と同じ極性の電圧が印加される。第２の電極５０は、金属などの導体材料により形成されている。第２の電極５０は、基板４０の表面４１から突出する放電部１１の根元部に設けられている。第２の電極５０は、基板４０の表面４１に設けられている。第２の電極５０は、基板４０の表面４１と接触している。第２の電極５０はたとえば、基板４０の表面４１上に形成された導体パターンにより形成されていてもよい。または、第２の電極５０は、基板４０とは別の部材が表面４１上に搭載されて形成されていてもよい。

　基板４０の表面４１に積層された樹脂２２は、誘導電極１３および第２の電極５０を十分に密閉できる程度の厚さを有している。基板４０の厚み方向における第２の電極５０の寸法は、樹脂２２の厚みよりも小さい。他方、放電部１１が基板４０から突出する長さは、樹脂２２の厚みよりも大きい。第２の電極５０は樹脂２２内に埋め込まれており、放電部１１は樹脂２２から外部に突出している。

　第２の電極５０は、放電部１１と誘導電極１３との間に配置されている。基板４０の表面４１の延びる方向（図４においては図中の左右方向、紙面垂直方向など）において、放電部１１と誘導電極１３との間に、第２の電極５０が介在している。基板４０の表面４１に直交する方向、または、放電部１１の延びる方向（図４においては図中の上下方向）に放電装置１０を見た場合に、第２の電極５０は、放電部１１と誘導電極１３との間に存在している。

　誘導電極１３よりも放電部１１の近くに、第２の電極５０が配置されている。第２の電極５０は、放電部１１のうち電圧が印加されて放電する先端部１５Ａと誘導電極１３との最短距離よりも小さい距離だけ、先端部１５Ａから離れて配置されている。先端部１５Ａと第２の電極５０との最短距離は、先端部１５Ａと誘導電極１３との最短距離よりも小さくなっている。

　第２の電極５０は、放電部１１を取り囲む環状、典型的には円環状の形状を有している。円環状の第２の電極５０は、円の中心が、基部１６において束ねられた導電体１５の中心と略一致するように、配置されている。環状の第２の電極５０は、その差し渡し長さが、放電部１１の差し渡し長さ、典型的には導電体１５を束ねる基部１６の差し渡し長さよりも大きいように、形成されている。

　［電気回路］
　図５は、図２に示す放電装置１０の構成を示す回路図である。放電装置１０は、放電部１２との間に電界を形成する誘導電極１４を備えている。誘導電極１４は、放電部１１との間に電界を形成する、図４を参照して説明した誘導電極１３と同様の構成を有している。放電装置１０は、図４を参照して説明した放電部１１に対応する第２の電極５０に加えて、放電部１２に対応する第２の電極５０を備えている。放電部１２に対応する第２の電極５０は、放電部１１に対応する第２の電極５０と同様に構成されている。

　放電装置１０は、電源端子Ｔ１、接地端子Ｔ２、ダイオード９５，９６および昇圧トランス９４などを備えている。図５に示す回路のうち、放電部１１，１２、誘導電極１３および放電部１１に対応する第２の電極５０以外の構成は、他の図では図示を省略されている。

　電源端子Ｔ１および接地端子Ｔ２には、それぞれ直流電源の正極および負極が接続されている。電源端子Ｔ１には直流電源電圧（たとえば＋１２Ｖまたは＋１５Ｖ）が印加され、接地端子Ｔ２は接地されている。電源端子Ｔ１および接地端子Ｔ２は、電源回路９３を介して、昇圧トランス９４に接続されている。

　昇圧トランス９４は、１次巻線９４ａおよび２次巻線９４ｂを含んでいる。２次巻線９４ｂの一方端子は誘導電極１３，１４に接続されており、他方端子はダイオード９６のアノードおよびダイオード９５のカソードに接続されている。ダイオード９６のカソードは、放電部１１と、放電部１１に対応する第２の電極５０とに接続されている。ダイオード９５のアノードは、放電部１２と、放電部１２に対応する第２の電極５０とに接続されている。

　［放電装置１０の動作］
　次に、放電装置１０の動作について説明する。電源端子Ｔ１および接地端子Ｔ２間に直流電源電圧が印加されると、電源回路９３が有しているコンデンサ（不図示）に電荷が充電される。コンデンサに充電された電荷は、昇圧トランス９４の１次巻線９４ａを介して放電され、１次巻線９４ａにはインパルス電圧が発生する。

　１次巻線９４ａにインパルス電圧が発生すると、２次巻線９４ｂに正および負の高電圧パルスが交互に減衰しながら発生する。正の高電圧パルスはダイオード９６を介して放電部１１および第２の電極５０に印加され、負の高電圧パルスはダイオード９５を介して放電部１２および第２の電極５０に印加される。放電部１１，１２の導電体１５で、コロナ放電が発生する。

　放電部１１は、たとえば、正イオンを発生させるための放電電極であってもよい。放電部１２は、たとえば、負イオンを発生させるための放電電極であってもよい。放電部１１は、高電圧が印加されて放電することにより、正イオンを発生する。放電部１２は、高電圧が印加されて放電することにより、負イオンを発生する。

　正イオンは、水素イオン（Ｈ^＋）の周囲に複数の水分子がクラスター化したクラスターイオンであり、Ｈ^＋（Ｈ_２Ｏ）_ｍ（ｍは０以上の任意の整数）と表わされる。負イオンは、酸素イオン（Ｏ_２ ^－）の周囲に複数の水分子がクラスター化したクラスターイオンであり、Ｏ_２ ^－（Ｈ_２Ｏ）_ｎ（ｎは０以上の任意の整数）と表わされる。正イオンおよび負イオンを室内に放出すると、両イオンが空気中を浮遊するカビ菌やウィルスの周りを取り囲み、その表面上で互いに化学反応を起こす。その際に生成される活性種の水酸化ラジカル（・ＯＨ）の作用により、浮遊カビ菌などが除去される。

　［作用・効果］
　上述した説明と一部重複する記載もあるが、本実施の形態の特徴的な構成および作用効果についてまとめて説明すると、以下の通りである。

　本実施の形態の放電装置１０は、図５に示すように、放電部１１と、放電部１１と同じ極性の電圧が印加される第２の電極５０とを備えている。第２の電極５０は、図４に示すように、放電部１１の支持部１７と、誘導電極１３との間に配置されている。

　図４に示すように、第２の電極５０は、導電体１５の先端部１５Ａと誘導電極１３との最短距離よりも小さい距離だけ、先端部１５Ａから離れて配置されている。

　誘導電極１３よりも放電部１１の近くに第２の電極５０を配置することにより、第２の電極を有しない従来の構成と比較して、導電体１５の先端部１５Ａから誘導電極１３へ向かう電気力線の形状が変化する。

　具体的には、導電体１５の先端部１５Ａから誘導電極１３へ向かう電気力線は、第２の電極５０の周囲を大回りする形状になる。導電体１５の先端部１５Ａから誘導電極１３へ向かう電気力線は、第２の電極５０をよけるように延びる。第２の電極５０の近くには、導電体１５の先端部１５Ａから誘導電極１３へ向かう電気力線が描かれない。導電体１５の先端部１５Ａから誘導電極１３へ向かう電気力線は、従来の構成と比較して、放電部１１からより離れる位置に描かれる。

　放電部１１が放電することにより発生する活性種は、電気力線に沿って先端部１５Ａから遠ざかる。放電部１１の周囲を気体が流れることにより、活性種は電気力線から離れて、気体の流れによって搬送される。本実施の形態では、活性種が沿って移動する電気力線が、第２の電極５０の周囲を大回りする形状を有している。これにより、より広い範囲に活性種が拡散され、発生した活性種が気体によって搬送され易くなるので、基板４０、樹脂２２または誘導電極１３によって活性種が回収される事態を抑制できる。したがって、本実施の形態の放電装置１０は、より多くの活性種を外部に放出でき、イオンなどの活性種の発生効率を向上することができる。

　放電装置１０が第２の電極５０を備える構成に替えて、誘導電極１３を大径に形成して、放電部１１と誘導電極１３との距離を大きくしても、導電体１５の先端部１５Ａから誘導電極１３へ向かう電気力線の形状を変化させることが可能であるが、この場合、放電部１１と誘導電極１３との距離を確保するために放電装置１０の外形寸法が増大する。本実施の形態の放電装置１０のように、誘導電極１３の形状を変えることなく第２の電極５０を設ける構成とすることにより、放電装置１０を大型化する必要なく、活性種の発生効率を向上することができる。

　図４に示すように、放電部１１は、複数の線状の導電体１５と、導電体１５を束ねる基部１６とを有している、ブラシ状の電極である。導電体１５は、細径の糸状に形成されており、撓ることが可能である。放電部１１に高電圧が印加されると、各々の導電体１５が同極のため電気的に反発し、ブラシの先端が開いたような形状を形成する。

　放電装置１０を長時間使用する間に、導電体１５のうちの１本または複数本が、異極の誘導電極１３に電気的に引き寄せられて、大きく曲がる場合がある。その場合でも、導電体１５と同じ極性の第２の電極５０が配置されていることにより、導電体１５は第２の電極５０に対して反発するので、導電体１５が基板４０の表面４１に向かって略１８０°屈曲することがない。導電体１５が屈曲しても、導電体１５の先端部１５Ａが基板４０、樹脂２２または誘導電極１３に直接接触することが、防止されている。そのため、導電体１５が異極の部材と接触する接触部において異常放電が発生して活性種の発生量が低下する事態が、確実に回避されている。したがって、本実施の形態の放電装置１０は、経時後においても活性種の発生量を維持することができ、長期間にわたって放電性能を維持することができる。

　第２の電極５０の形状を最適化することにより、導電体１５の形成するブラシの広がり形状を、活性種の発生効率を向上するために適切なように、調整することができる。このようにすれば、活性種の発生効率をさらに向上できる放電装置１０を実現することができる。

　また図４に示すように、放電装置１０は、誘導電極１３と第２の電極５０とを封止する樹脂２２をさらに備えている。このようにすれば、電圧が印加されて放電する放電部１１のみが樹脂２２から突出する構成となり、誘導電極１３または第２の電極５０が環境の影響で腐食することを防止できる。これにより、誘導電極１３または第２の電極５０におけるリークの発生を抑制できるので、放電装置１０の性能を長期間にわたって維持することができる。

　また図４に示すように、第２の電極５０は、基板４０の表面４１から突出する放電部１１の根元部に設けられている。このようにすれば、放電部１１および第２の電極５０により構成される構造物を、基板４０に対して安定する形状とすることができ、支持部１７の強度を向上することができる。

　また図４に示すように、第２の電極５０は、基板４０の表面４１に設けられている。このようにすれば、第２の電極５０を基板４０の表面４１上に形成された導体パターンにより形成することが可能になり、第２の電極５０を簡易かつ安価に形成することができる。図４に示すように、誘導電極１３と第２の電極５０との両方を基板４０の表面４１上に設ける構成とすれば、第２の電極５０を確実に放電部１１と誘導電極１３との間に配置することができる。

　（実施の形態２）
　図６は、実施の形態２に係る放電装置１０の、放電部１１付近を示す断面図である。実施の形態１では、放電部１１，１２は、線状の導電体１５を有するブラシ状の構成である。実施の形態２では、針状電極が放電部１１，１２を構成している。実施の形態２の放電部１１は、柱状部７１と、錘状部７２と、尖端部７３とを有している。柱状部７１は、基板４０に固定されている。放電部１１に高電圧が印加されることにより、尖端部７３において放電が発生し、イオンを発生する。尖端部７３は、実施の形態２における、放電部１１の先端部としての機能を有している。

　実施の形態２においても、基板４０の表面４１から突出する放電部１１の根元部に、第２の電極５０が設けられている。放電部１１を針状電極としても、放電部１１と誘導電極１３との間に第２の電極５０が配置されていることにより、尖端部７３から誘導電極１３へ向かう電気力線が、第２の電極５０の周囲を大回りする形状になる。したがって、尖端部７３で発生した活性種が気体によって搬送され易くなるので、基板４０、樹脂２２または誘導電極１３によって活性種が回収される事態が抑制され、活性種の発生効率を向上できる効果を、実施の形態１と同様に得ることができる。

　放電部１１，１２は、ブラシ状または針状のほか、棒状、線状、繊維状または面状のいずれかの形状の電極を有していてもよい。

　（実施の形態３）
　図７は、実施の形態３に係る放電装置１０の、放電部１１付近を示す断面図である。実施の形態３では、第２の電極５０は、放電部１１の根元部ではなく、放電部１１が基板４０の表面４１に対して突出する突出方向の中間部分に設けられている。放電部１１の根元部は樹脂２２により封止されており、第２の電極５０は樹脂２２により封止されていない。第２の電極５０は、樹脂２２に埋め込まれておらず、外部に露出している。

　図７に示す配置においても、第２の電極５０は、放電部１１と誘導電極１３との間に配置されている。基板４０の表面４１の延びる方向（図７においては図中の左右方向、紙面垂直方向など）において、放電部１１と誘導電極１３との間に、第２の電極５０が介在している。基板４０の表面４１に直交する方向、または、放電部１１の延びる方向（図７においては図中の上下方向）に放電装置１０を見た場合に、第２の電極５０は、放電部１１と誘導電極１３との間に存在している。

　放電部１１と誘導電極１３との間に第２の電極５０が配置されていることにより、尖端部７３から誘導電極１３へ向かう電気力線が、第２の電極５０の周囲を大回りする形状になる。したがって、尖端部７３で発生した活性種が気体によって搬送され易くなるので、基板４０、樹脂２２または誘導電極１３によって活性種が回収される事態が抑制され、活性種の発生効率を向上できる効果を、実施の形態１と同様に得ることができる。

　第２の電極５０は、針状の放電部１１とは別体の円環状の部材が、放電部１１の柱状部７１に固定されることにより、形成されてもよい。または、針状の放電部１１の中間部分を拡径させる変形により、第２の電極５０を放電部１１と一体に形成してもよい。たとえば、針状の放電部１１の長手方向に圧力を加えて、放電部１１を変形させることにより、第２の電極５０を形成してもよい。

　実施の形態１で説明したブラシ状の放電部１１の場合においても、第２の電極５０が支持部１７または基部１６と一体に形成されていてもよい。

　（実施の形態４）
　図８は、実施の形態４に係る放電装置１０の、放電部１１付近を示す断面図である。実施の形態４の放電装置１０では、誘導電極１３と第２の電極５０とは、実施の形態１と同様に、基板４０の表面４１に設けられている。実施の形態４の放電装置１０は、基板４０の表面４１上に樹脂の層が積層されておらず、誘導電極１３と第２の電極５０とは樹脂により封止されていない点で、実施の形態１と異なっている。

　放電装置１０を使用し続けても電極の腐食が発生しない環境下で放電装置１０を使用する場合には、図８に示すように、誘導電極１３と第２の電極５０を樹脂で覆わず露出する構成としてもよい。第２の電極５０を樹脂で覆わないことで、導電体１５の先端部１５Ａから誘導電極１３へ向かう電気力線に第２の電極５０が及ぼす影響を、より大きくできる。したがって、導電体１５の先端部１５Ａから誘導電極１３へ向かう電気力線を、第２の電極５０の周囲を大回りする形状に変化させる作用効果を、より顕著に得ることができる。

　実施の形態１～３で説明したように第２の電極５０を樹脂で覆っても、樹脂の厚みが大きすぎなければ、第２の電極５０を覆う樹脂が帯電することで、第２の電極５０の周囲を大回りする電気力線を形成できる上述した作用効果が奏される。基板４０の表面４１に積層される樹脂の層の厚みは、誘導電極１３および第２の電極５０を封止できる最低限の厚みであるのが好適である。たとえば、樹脂の層の厚みが２ｍｍ以下であってもよい。

　（実施の形態５）
　図９は、実施の形態５に係る放電装置１０の、放電部１１付近を示す断面図である。実施の形態５の放電装置１０は、基板４０の表面４１上に樹脂の層が積層されておらず、誘導電極１３と第２の電極５０とは樹脂により封止されていない点で、実施の形態３と異なっている。このようにすれば、実施の形態４と同様に、尖端部７３から誘導電極１３へ向かう電気力線を、第２の電極５０の周囲を大回りする形状に変化させる作用効果を、より顕著に得ることができる。

　（実施の形態６）
　図１０は、実施の形態６に係る放電装置１０の、放電部１１付近を示す断面図である。図１１は、実施の形態６に係る放電装置１０の、放電部１１付近を示す平面図である。図１１では、樹脂２２は図示を省略されている。放電部１１に高電圧が印加されることにより、図１０に示す複数の線状の導電体１５は、ブラシの先端が開いたような形状を形成している。

　図１０中に示す破線は、高電圧が印加されることにより移動する導電体１５の先端部１５Ａが描く軌跡を示す。略円弧状の破線の内側の領域は、複数の線状の導電体１５の各々が移動可能である可動範囲を示す。図１０中に示す二点鎖線は、導電体１５の可動範囲を基板４０の表面４１に投影する投影線を示す。図１０，１１に示すように、第２の電極５０は、導電体１５の可動範囲を基板４０の表面４１へ投影した像と略同一の形状を有している。第２の電極５０は、導電体１５の可動範囲の表面４１への投影と略同径の円板形状を有している。

　放電は、導電体１５の先端部１５Ａで発生する。第２の電極５０の大きさが導電体１５の可動範囲より小さいと、導電体１５の先端部１５Ａから誘導電極１３へ向かう電気力線の形状が第２の電極５０の影響で変化する効果が小さくなる。第２の電極５０の大きさが導電体１５の可動範囲より大きいと、放電部１１と誘導電極１３との距離が大きくなり、放電装置１０の放電安定性およびコンパクト化に弊害が生じる。第２の電極５０を、導電体１５の可動範囲の表面４１への投影と略同径の円板形状に形成することにより、より広い範囲に活性種を拡散することができる。

　（実施の形態７）
　図１２は、実施の形態７に係る放電装置１０の、放電部１１付近を示す断面図である。図１３は、実施の形態７に係る放電装置１０の、放電部１１付近を示す平面図である。図１３では、樹脂２２は図示を省略されている。実施の形態７に係る放電装置１０では、第２の電極５０と誘導電極１３との両方が、基板４０の表面４１に設けられている。第２の電極５０と誘導電極１３との間に、基板４０の表面４１が凹んだスリット４３が形成されている。スリット４３内には、樹脂２２が充填されている。基板４０には、第２の電極５０と電気的に接続する給電部５１が設けられている。給電部５１を介して、第２の電極５０に電力が供給される。

　第２の電極５０と誘導電極１３とが基板４０の表面４１に設けられている構成において、第２の電極５０と誘導電極１３との間の基板４０の表面４１が平坦な形状であると、放電部１１と誘導電極１３との絶縁距離を確保するために放電部１１と誘導電極１３との距離を大きくする必要がある。この場合、放電部１１と誘導電極１３との距離を確保するために、放電装置１０の外形寸法が増大するため、コンパクト化ができない。図１２，１３に示すように、第２の電極５０と誘導電極１３との間にスリット４３を形成することにより、放電部１１と誘導電極１３との間の沿面距離を増大させることができる。したがって、放電部１１と誘導電極１３とを離して配置する必要なく、放電部１１と誘導電極１３との絶縁を確保することができる。

　さらに、図１２に示すようにスリット４３を樹脂２２で封止することにより、放電部１１と誘導電極１３との絶縁をより確実に確保することができる。

　以上のように各実施の形態について説明を行なったが、各実施の形態を適宜組み合わせてもよい。また、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

　１　外部ケーシング、２　ダクト、３　第１吹出口、４　第２吹出口、５　送風装置、６　吸込口、７　グリル、８　フィルタ、９　ファンガード、１０　放電装置、１１，１２　放電部、１３，１４　誘導電極、１５　導電体、１５Ａ　先端部、１６　基部、１７　支持部、２０　筐体、２１　壁部、２２　樹脂、２３　コネクタ、３０　電極保護部、３２　上流支柱、３３　下流支柱、３４　根元部、３７　梁部、４０　基板、４１　表面、４２　裏面、４３　スリット、５０　第２の電極、５１　給電部、７１　柱状部、７２　錘状部、７３　尖端部、９３　電源回路、１００　空気清浄機。

Claims

　先端部を有し、電圧が印加されて前記先端部から放電する放電部と、
　前記放電部との間に電界を形成する誘導電極と、
　前記放電部と前記誘導電極との間に配置され、前記放電部と同じ極性の電圧が印加される第２の電極とを備える、放電装置。
　前記第２の電極は、前記先端部と前記誘導電極との最短距離よりも小さい距離だけ前記先端部から離れて配置される、請求項１に記載の放電装置。
　前記誘導電極と前記第２の電極とを封止する樹脂をさらに備える、請求項１または２に記載の放電装置。
　表面を有し、前記放電部を支持する基板をさらに備え、
　前記第２の電極は、前記基板の前記表面から突出する前記放電部の根元部に設けられる、請求項１～３のいずれか１項に記載の放電装置。
　前記第２の電極は、前記基板の前記表面に設けられる、請求項４に記載の放電装置。
　前記誘導電極は、前記基板の前記表面に設けられ、
　前記第２の電極と前記誘導電極との間に、前記基板の前記表面が凹んだスリットが形成されている、請求項５に記載の放電装置。
　前記放電部は、複数の線状の導電体と、前記導電体を束ねる基部とを有する、請求項１～６のいずれか１項に記載の放電装置。
　表面を有し、前記放電部を支持する基板をさらに備え、
　前記第２の電極は、前記導電体の可動範囲の前記表面への投影と略同径の円板形状を有する、請求項７に記載の放電装置。
　請求項１～８のいずれか１項に記載の放電装置と、
　前記放電装置に気体を送る送風装置とを備える、電気機器。