JP2013179000A - Active species generating unit and active species generator using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、室内空間の除菌や脱臭を行う、コロナ放電を利用した活性種発生装置に関するものである。 The present invention relates to an active species generator that uses corona discharge to sterilize and deodorize indoor spaces.
従来、コロナ放電を利用して、オゾンやマイナスイオンなどを発生させる装置が知られている。その構成は、針電極と、アース電極とを有し、前記針電極とアース電極間に高電圧を印加して、針電極先端部においてコロナ放電を生起させ、このコロナ放電により、オゾンおよびマイナスイオンを発生させるものであった（例えば特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, devices that generate ozone, negative ions, etc. using corona discharge are known. The configuration includes a needle electrode and a ground electrode, and a high voltage is applied between the needle electrode and the ground electrode to cause a corona discharge at the tip of the needle electrode. By this corona discharge, ozone and negative ions are generated. (For example, refer to Patent Document 1).
また、空気中にラジカルなどの活性種を供給し、この活性種による清浄化作用により、この空気を清浄化する活性種発生装置が開発されている。 In addition, active species generators have been developed that supply active species such as radicals into the air and purify the air by the cleaning action of the active species.
従来のこの種、活性種発生装置は、本体ケースと、針電極と、この針電極に対向する対向電極と、これらの針電極と対向電極とに電圧を印加する電源と、対向電極の表面に設けた吸着手段とを備えた構成であった。 This kind of active species generating device has a main body case, a needle electrode, a counter electrode facing the needle electrode, a power source for applying a voltage to the needle electrode and the counter electrode, and a surface of the counter electrode. It was the structure provided with the provided adsorption | suction means.
上記従来の特許文献１に記載の装置では、放電のスパークを防止するために、放電電極としての針電極と対向電極としてのアース電極の距離を離す必要があった。また、針電極とアース電極を平行に配置しているため、イオン風の発生方向と、コロナ放電の発生部位がずれ、生成したオゾンなどの活性種を効率的に拡散させることができず、活性種の発生量を増やすことは困難であった。
In the conventional device described in
そこで、本発明は、放電のスパークを防止しつつ放電電極と対向電極の距離を近づけ、活性種の発生量を増やすことができ、かつ動作の安定性を図ることのできる活性種発生ユニットおよび活性種発生装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides an active species generation unit and an activity that can reduce the spark of the discharge while reducing the distance between the discharge electrode and the counter electrode, increase the amount of active species generated, and achieve operational stability. An object is to provide a seed generator.
そして、この目的を達成するために本発明は、中央が開口して板部材に複数の支柱を設けた絶縁性の樹脂で構成された枠体と、針と電源接続部を備えた板金を接合して構成された放電電極と、セラミックで構成され表面に半導電材料を塗布した絶縁性基板と、中央が開口しかつ電源接続部を備えた板金である対向電極と、前記対向電極と前記絶縁性基板を重ねて前記枠体と挟み込む板固定部を備え、前記放電電極と前記対向電極に電源部より電圧を印加してコロナ放電により活性種を発生する活性種発生ユニットにおいて、前記放電電極の先端部から枠体までの距離が、前記放電電極の先端部から半導電部までの距離よりも長いことを特徴とし、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the present invention joins a frame body made of an insulating resin having a central opening and a plurality of support columns on a plate member, and a sheet metal provided with a needle and a power supply connection portion. A discharge electrode composed of ceramic, an insulating substrate made of ceramic and coated with a semiconductive material on its surface, a counter electrode that is a sheet metal having an opening in the center and provided with a power connection part, and the counter electrode and the insulation In an active species generating unit that includes a plate fixing portion that overlaps the frame and sandwiches the frame body, and applies a voltage from the power source to the discharge electrode and the counter electrode to generate active species by corona discharge. The distance from the front end portion to the frame is longer than the distance from the front end portion of the discharge electrode to the semiconductive portion, thereby achieving the intended purpose.
以上のように本発明は、中央が開口して板部材に複数の支柱を設けた絶縁性の樹脂で構成された枠体と、針と電源接続部を備えた板金を接合して構成された放電電極と、セラミックで構成され表面に半導電材料を塗布した絶縁性基板と、中央が開口しかつ電源接続部を備えた板金である対向電極と、前記対向電極と前記絶縁性基板を重ねて前記枠体と挟み込む板固定部を備え、前記放電電極と前記対向電極に電源部より電圧を印加してコロナ放電により活性種を発生する活性種発生ユニットにおいて、前記放電電極の先端部から枠体までの距離が、前記放電電極の先端部から半導電部までの距離よりも長いとしたものであるので、放電のスパークを防止しつつ放電電極と対向電極の距離を近づけ、活性種の発生量を増やすことができるとともに、前記枠体が過剰に帯電することがないため、動作の安定性を向上させるものである。 As described above, the present invention is configured by joining a frame body made of an insulating resin having a central opening and a plurality of support columns provided on a plate member, and a sheet metal provided with a needle and a power supply connection portion. A discharge electrode, an insulating substrate made of ceramic and coated with a semiconductive material on the surface, a counter electrode which is a sheet metal having an opening in the center and provided with a power connection portion, and the counter electrode and the insulating substrate are stacked In an active species generating unit that includes a plate fixing portion sandwiched between the frame body and applies a voltage from a power source to the discharge electrode and the counter electrode to generate active species by corona discharge, the frame body extends from the tip of the discharge electrode. Is longer than the distance from the tip of the discharge electrode to the semiconductive portion, so that the distance between the discharge electrode and the counter electrode is reduced while preventing discharge sparks, and the amount of active species generated Can increase , Because there is never the frame is excessively charged, and improves the stability of the operation.
すなわち、本発明においては、半導電部と放電電極に電源部から電圧を印加してコロナ放電により活性種を発生させる構成としたことにより、半導電部と放電電極の距離を近くでき、その結果放電電流が増えるため、活性種の発生量を増やすことができ、さらに枠体が過剰にマイナスに帯電して電子が半導電部に到達することを妨げることがないため、動作の安定性を向上させるものである。 That is, in the present invention, by applying a voltage from the power supply unit to the semiconductive portion and the discharge electrode to generate active species by corona discharge, the distance between the semiconductive portion and the discharge electrode can be reduced. Since the discharge current increases, the amount of active species generated can be increased, and the stability of the operation is improved because the frame is not excessively negatively charged and does not prevent electrons from reaching the semiconductive portion. It is something to be made.
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１に示すように、部屋１の床２上には、活性種発生装置３が配置されている。この活性種発生装置３は、部屋内の空気中にラジカルなどの活性種を供給することで、この活性種による清浄化作用により、空気を清浄化するものである。また、活性種を含む空気を衣類やカーテン等にあてることによって、衣類やカーテンの脱臭・除菌などの効果が期待できる。
As shown in FIG. 1, an
図２は、図１における活性種発生装置３の断面図を示している。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the
活性種発生装置３は、吸気口４と排気口５を有する本体ケース６と、この本体ケース６内の送風手段７および活性種発生ユニット８とを備えている。
The
本体ケース６は、略中央に位置する仕切板部９によって、吸気口４と排気口５とを連通する風路部１０と、空間部１１とに分けられている。
The
送風手段７は、本体ケース６の仕切板部９に固定された電動機１２と、この電動機１２によって回転する羽根部１３と、この羽根部１３を囲むケーシング部１４とから形成している。ケーシング部１４の吸込口１５は、本体ケース６の吸気口４に対向している。送風手段７によって、吸気口４から吸い込んだ空気は、活性種発生ユニット８の一部を介して、排気口５へ送風されるものである。
The air blowing means 7 is formed of an
なお、図３では活性種発生ユニット８を送風経路に沿って上方に開口部を備える位置にしているが、発生する活性種が風にのって室内に送風されればよく、活性種発生ユニットの位置や向きはこの場所には限定されない。例えば活性種発生ユニット８自体は本体ケース６内の送風経路外に設置し、活性種の放出口を送風経路に備える配置でもよい。活性種発生ユニット８を送風手段７の上流に配置してもよい。また、活性種発生ユニット８を複数備えてもよい。
In FIG. 3, the active
活性種発生ユニット８は、図３〜図５に示すように絶縁性基板１６と、絶縁性基板１６の一方面で、孔部２１に対向して配置された放電電極１７と、絶縁性基板１６の孔部２１の内面と絶縁性基板１６の放電電極１７側の表面とに設けた半導電部１８と、この半導電部１８の外周部を覆うごとく設けた対向電極２３と、この対向電極２３と電気的に接続された電源接続部１９と、この電源接続部１９および放電電極１７に電圧を印加する電源部２０（図２に記載）とから形成している。ここで半導電部１８は、絶縁性基板１６の上にある半導電性の被覆で構成されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the active
従来の特許文献に記載のように、針電極とアース電極を平行に配置した場合、コロナ放電領域は、針電極とからアース電極側に偏って生成するため、放電領域が小さくなる。一方、本発明のように、放電電極１７と半導電部１８を略垂直方向に対向配置した場合、針からみて円錐状に広がりを持ったコロナ放電領域が形成されるため、コロナ放電領域の範囲が広がり、より多くの活性種を発生させることができる。孔部２１を設けた場合には、孔部２１の端面に向かってコロナ放電が発生するため、孔部２１の直径を変えることによってコロナ放電の広がり方を変化させることができる。
As described in the conventional patent document, when the needle electrode and the ground electrode are arranged in parallel, the corona discharge region is generated biased toward the ground electrode from the needle electrode, so the discharge region becomes small. On the other hand, when the
絶縁性基板１６は、図４、図５に示すごとく、平板形状で略中央に開口である孔部２１を有し、絶縁性基板１６の端部は、枠体２２を介して本体ケースの仕切板部９に固定されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
枠体２２および板固定部２４の組立て時の形状は、空気が直線的に通過可能な筒形状としても良いし、空気を側面から導入して上面から排出する開口部を備えた箱形状としてもよい。図２は、筒形状として下面から空気を導入し、上面から排出する構成である。
The shape of the
図２の部品配置では、孔部２１は、本体ケース６の排気口５に対向しており、送風手段７によって、吸気口４から吸い込んだ空気の一部は、放電電極１７の周囲を通り、孔部２１を介して、排気口５へ送風されるものである。
In the component arrangement of FIG. 2, the
図３には、活性種発生ユニット８の断面図が示されている。図４は、活性種発生ユニット８の分解斜視図を示している。図５は、活性種発生ユニット８の対向電極２３および絶縁性基板１６の分解斜視図を示している。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the active
活性種発生ユニット８は、上述のごとく絶縁性基板１６と、この絶縁性基板１６の一方面で、孔部２１に対向して配置された放電電極１７と、絶縁性基板１６の孔部２１の内面と絶縁性基板１６の放電電極１７側の表面とに設けた、電流を流すことによって発熱して近傍の水分量を増加させる効果を有する半導電部１８と、この半導電部１８の外周部を覆うごとく電気的に接続されるように設けた対向電極２３と、この対向電極２３と電気的に接続された電源接続部１９と、電源部２０を設けたものである。電源接続部１９は、ＳＵＳなどのステンレス、アルミ、金、銀、銅などで形成されている。なお、これらに限られること無く、導電性の素材であれば良い。
As described above, the active
活性種発生ユニット８は、放電電極１７を保持する枠体２２と、絶縁性基板１６と板固定部２４を備えている。枠体２２は、仕切板部９（図２に記載）に固定されている。
The active
絶縁性基板１６は、四角平板形状であり、略中央に開口する孔部２１を有している。なお、絶縁性基板の形状は円形や多角形であってもよい。
The insulating
絶縁性基板１６は、オゾンやラジカルで腐食されにくい無機系のもの、あるいは、フッ素樹脂であれば良く、セラミック基板であっても、フッ素などの樹脂基板であっても良い。セラミック基板としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｍｇを含む酸化物あるいは複合酸化物、炭化物、窒化物などを用いることができ、コストと入手のしやすさからアルミナが好適である。なお、絶縁性基板１６の表面抵抗率は、１０10Ω／□以上であることが望ましい。
The insulating
放電電極１７は、棒形状あるいは針形状で、枠体２２の底面から垂直方向に延び、絶縁性基板１６の一方面に対向している。枠体２２は多数の開口を備えて通気可能であってもよい。そして、放電電極１７の先端は、絶縁性基板１６から数ミリメートル〜数十ミリメートル程度の所定距離を隔てて、孔部２１の外で、かつ孔部２１の略中心軸上に位置するものである。略中心軸上とは、孔部２１の中心を通り、絶縁性基板１６に対して垂直な軸上を示す。放電電極１７の材質は、コロナ放電をさせるＳＵＳなどのステンレスやタングステン、チタン、Ｎｉ−Ｃｒ合金などである。放電可能であれば、炭素・スズ・ＳｉＣなどを含む電極を用いてもよい。
The
なお、放電電極の先端部は鋭利な円錐状、円柱状、半球状などの形状を利用することができる。鋭利な先端を用いた場合、放電集中が起こりやすいため、比較的低い電圧でコロナ放電を行うことができる。針先の形状を、円柱状あるいは半球状にした場合は、特定の部分に電荷集中が起こらない。そのため、針形状に比べると高い電圧を印加しないとコロナ放電が発生しないが、電荷が分散した状態でコロナ放電が継続されることから、針形状に比べて長時間劣化しにくい放電電極とすることができる。これは、鋭利な針先には電荷集中によって金属の溶融やほこりの集中付着が起こりやすいためである。 The tip of the discharge electrode can use a sharp conical shape, a cylindrical shape, a hemispherical shape, or the like. When a sharp tip is used, since discharge concentration is likely to occur, corona discharge can be performed at a relatively low voltage. When the shape of the needle tip is cylindrical or hemispherical, charge concentration does not occur in a specific portion. Therefore, corona discharge does not occur unless a high voltage is applied compared to the needle shape, but since the corona discharge is continued with the charges dispersed, the discharge electrode should be less likely to deteriorate for a long time than the needle shape. Can do. This is because the sharp needle tip is likely to cause melting of the metal and concentration of dust due to the concentration of charges.
半導電部１８は、図５に示すように、絶縁性基板１６の一方面側の表面、つまり、放電電極１７と対向した面と、絶縁性基板１６の孔部２１の内面とに設けられている。放電電極１７側から見ると、半導電部１８の形状はリング形状である。半導電部１８の表面抵抗率は、１０6Ω／□から１０10Ω／□であることが望ましい。
As shown in FIG. 5, the
表面抵抗率の測定方法は以下の２種類の方法があり、本実施の形態では方法１で行った。
There are the following two types of methods for measuring the surface resistivity. In this embodiment,
方法１は、円柱状の主電極と主電極の周りを取り囲むようにリング状の対電極をそれぞれの距離が一定となるように試験片上に置き、主電極と試験片の間には接触抵抗を減らすために、導電性ゴムを挟む。次に主電極はアース側、対電極には１０００Ｖを印加し、その間に流れる電流を測定し表面抵抗Ｒを算出し、試験片上で電流の流れる方向の距離Ｌと、電流の流れ方向と垂直方向の電極の長さＷから表面抵抗率ρｓを求める方法である。
ρｓ＝Ｒ×Ｌ／Ｗ
表面抵抗率の単位は［Ω／□］または単に［Ω］を使用するが、本特許では、単なる抵抗値との区別が容易な［Ω／□］を用いている。
In
ρs = R × L / W
The unit of surface resistivity is [Ω / □] or simply [Ω], but in this patent, [Ω / □] is used, which is easy to distinguish from a simple resistance value.
方法２は、試験片の両側に平行に一定の距離を置いて同じ長さの導電性テープを貼り付け、それぞれのテープは方法１における主電極と対電極となり、同様に主電極となる側にはアースへ、対電極となる側には１０００Ｖを印加して、その間に流れる電流から算出した表面抵抗Ｒと、導電性テープ間の距離Ｌと、導電性テープの長さＷより表面抵抗率を測定する。
枠体２２は、絶縁性の樹脂２８で構成される。絶縁性の樹脂２８は帯電しやすいことで知られるが、帯電のしやすさを表す指標として比誘電率を用いる。絶縁性の樹脂２８の誘電率は、２．０〜４．５程度であることが望ましい。この範囲にすることによって、樹脂に適度の帯電を与え、ほこりの吸着作用をもたせることができる。絶縁性の樹脂は、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、テフロン（登録商標）などである。本実施の形態１では、絶縁性の樹脂として、ポリカーボネートを用いた。
The
枠体２２と絶縁性基板１６の間には、孔部２１の中心軸を中央とする位置に、ゴム製のＯリング２９が挟まれている。Ｏリング２９は、枠体２２の絶縁性基板１６の間の隙間から対向電極２３に汚れが侵入することを防いでいる。
A rubber O-
ここで、図６、図７を用いて、活性種発生量が増加する仕組みを説明する。 Here, a mechanism for increasing the amount of active species generated will be described with reference to FIGS.
図６に、本実施例の活性種発生ユニットの構成において、放電電極１７と電源接続部１９に−８ｋＶを印加した際の、半導電部１８の表面抵抗率とスパーク距離の関係を示す。表面抵抗率は対数表示であり、スパーク距離は、放電電極１７と半導電部１８の最短空間距離である。表面抵抗率が１０6Ω／□より低い範囲ではスパーク距離は６ｍｍである。つまり、活性種発生ユニットとしては、放電電極１７と半導電部１８を６ｍｍより離す構造にする必要があり、装置を小型化することができない。
FIG. 6 shows the relationship between the surface resistivity of the
一方、表面抵抗率が１０6Ω／□以上の範囲では、スパーク距離は０ｍｍであり、スパークは発生しない。従って、放電電極１７と半導電部１８の距離を６ｍｍ以下にすることができ、活性種発生ユニットの小型化を実現できる。放電電極１７の先端側近傍に半導電部１８を備えるとは、例えば−８ｋＶを印加した場合、放電電極１７と半導電部１８の距離を６ｍｍ以下にした構成であり、この距離の６ｍｍは、印加電圧により設定される。
On the other hand, in the range where the surface resistivity is 10 6 Ω / □ or more, the spark distance is 0 mm and no spark is generated. Therefore, the distance between the
図７に、放電電流を一定にした場合の、電圧に対する放電距離の関係を示す。放電距離は、放電電極と半導電部の最短距離である。放電電流は放電の強さを示し、放電電流が増えると活性種の発生量は増加する。放電距離が狭い条件では、わずかに電圧をあげるだけで放電電流を増加させ、活性種発生量を増やすことができる。例えば、放電距離３ｍｍにおいては、電圧を−３．５ｋＶから−４．０ｋＶに０．５ｋＶ増加させることで、放電電流を５μＡから３０μＡまで、約６倍増加させることができる。一方、放電距離が１０ｍｍの場合、電圧を−６．１ｋＶから−６．６ｋＶに０．５ｋＶ増加させても、放電電流は５μＡから１０μＡに変化するのみであり、約２倍しか増加しない。 FIG. 7 shows the relationship of the discharge distance to the voltage when the discharge current is constant. The discharge distance is the shortest distance between the discharge electrode and the semiconductive portion. The discharge current indicates the intensity of discharge, and the amount of active species generated increases as the discharge current increases. Under conditions where the discharge distance is narrow, the discharge current can be increased and the amount of active species generated can be increased by slightly increasing the voltage. For example, at a discharge distance of 3 mm, the discharge current can be increased about 6 times from 5 μA to 30 μA by increasing the voltage from −3.5 kV to −4.0 kV by 0.5 kV. On the other hand, when the discharge distance is 10 mm, even if the voltage is increased from −6.1 kV to −6.6 kV by 0.5 kV, the discharge current only changes from 5 μA to 10 μA and increases only about twice.
すなわち、図６で説明したように表面抵抗率を１０6Ω／□以上とし、放電距離を短くできれば、わずかな電圧変化で放電電流を大幅に増加させることが可能であり、コロナ放電を高出力化させて活性種発生量を増やすことができる。 That is, as explained in FIG. 6, if the surface resistivity is 10 6 Ω / □ or more and the discharge distance can be shortened, the discharge current can be greatly increased with a slight voltage change, and the corona discharge has a high output. To increase the amount of active species generated.
放電電極１７の先端は、孔部２１の略中心軸上に配置されることが望ましい。放電電極１７と電源接続部１９に電気的に接続された半導電部１８に高電圧が印加された場合、放電電極１７と半導電部１８間をながれる電流は、半導電部１８の孔部２１外周面から対向電極２３を介して、電源接続部１９に到達する。つまり、放電電極１７を中心として円周方向の周囲に半導電部１８が位置するので、半導電部１８の広い範囲に電流が分散することになり、半導電部１８近傍の空気には広い範囲で発熱による水分量の増加が起こり、その広い範囲で分散して放電するため、結果として活性種を安定して発生させることができるものである。
It is desirable that the tip of the
すなわち、活性種として過酸化水素を発生させる場合には水が必要である。半導電部内に電流が流れることによって、電気抵抗によって半導電部が発熱するため、半導電部近傍の空気が暖められる。この暖められた空気には、周辺の暖められていない空気から相対湿度差によって水分が移動し、暖められた空気内の保有水分は増加する。特に、半導電部の孔部周辺には多くの電流が流れているため発熱量が多く、空気の保有水分量が増加している。孔部周辺の水分量の増加した領域において、コロナ放電を生じさせることによって、空気中の水分を有効に利用して活性種の量を増やすことができる。 That is, when hydrogen peroxide is generated as an active species, water is necessary. When the current flows in the semiconductive portion, the semiconductive portion generates heat due to electrical resistance, so that the air near the semiconductive portion is warmed. Moisture moves to the warmed air from the surrounding unwarmed air due to the relative humidity difference, and the retained moisture in the warmed air increases. In particular, since a large amount of current flows around the hole of the semiconductive portion, the amount of heat generated is large, and the amount of moisture retained in the air is increasing. By generating corona discharge in a region where the amount of water around the hole is increased, the amount of active species can be increased by effectively using the water in the air.
放電電極１７の先端の断面形状と、半導電部１８の孔部の形状は、同種の形状であってもよい。例えば、円状の孔部に対して、先端が円柱状または半球状の放電電極１７を用いた場合には、放電部分の先端部の断面形状が円状になっているため、放電電極１７を中心として円周方向に広い範囲に分散して放電が発生する。その結果、先端が鋭利な針状の放電電極１７を用いる場合に比べて、局所的な放電集中が起こりにくく、放電電極１７の劣化を抑制することができ、結果として活性種を安定して発生させることができるものである。
The same shape may be sufficient as the cross-sectional shape of the front-end | tip of the
さらに、半導電部１８の広い範囲に電流が分散するので、ＯＨラジカルなどの活性種の発生量が増加するものである。また、集中的に高濃度の活性種が生成することがないため、半導電部の劣化が起こらず持続的に活性種を放出することができるものである。
Furthermore, since the current is dispersed over a wide range of the
また、空気中の水分を有効に利用して活性種の量を増やすことができるので、水分の捕集のためにゼオライトなどの吸着剤を利用する必要がなく、吸着剤が劣化することがなく、安全性と持続性に優れた活性種発生ユニットとすることができる。なお、孔部の形状としては、円形状ではなく、四角形・多角形・楕円形状としてもよい。 In addition, since the amount of active species can be increased by effectively using moisture in the air, it is not necessary to use an adsorbent such as zeolite for collecting moisture, and the adsorbent is not deteriorated. The active species generating unit is excellent in safety and sustainability. The shape of the hole may be a square, a polygon, or an ellipse instead of a circle.
なお、放電電極１７の放電を受ける電極として、絶縁性基板１６に半導電性の皮膜を備えた半導電部１８と対向電極２３と電源接続部１９からなる構成を説明したが、電極として半導電部１８と電源接続部１９のみを用いてもよい。すなわち、絶縁性基板１６と同形状の孔空き平板状の半導電部１８を電源接続部１９に電気的に接続する構成でもよい。このような構成とすることによって、構造が簡易になり組立てやすい活性種放出ユニットにすることができる。さらに、導電部および絶縁性基板の厚みを減らすことで、より小型の活性種発生ユニットとすることができる。
In addition, although the structure which consists of the
図５は、半導電部１８の周縁部近傍の表面外周部を覆う位置に対向電極２３を設け、この対向電極２３は電源接続部１９と半導電部１８と電気的に接続しているものである。このとき、放電電極１７から対向電極２３までの最短距離は、放電電極１７から半導電部１８までの最短距離よりも長いものである。図５の例では、対向電極２３は、四角形状の金属性平板であり、孔部２１の外周よりも大きく、かつ、半導電部１８の外周よりも小さい貫通孔を有する。
In FIG. 5, a
このような構成とすることにより、放電電極１７と電極端子１９間を流れる電流は、例えば放電電極１７から絶縁性基板１６の孔部２１の内面を覆う半導電部１８を流れた後に、絶縁性基板１６の一方面表面を覆う半導電部１８を流れ、その後、対向電極２３を介して、ようやく電源接続部１９へと到達することになる。つまり、沿面距離が長いので、その結果として火花放電が起こらず、安全性の向上が図れるものである。
With this configuration, the current flowing between the
ここで、対向電極２３の表面抵抗率は、半導電部１８の表面抵抗率より小さいものである。具体的には、半導電部１８の表面抵抗率は、１０6Ω／□以上から１０10Ω／□未満であり、対向電極２３の表面抵抗率は、１０6Ω／□未満であり、電源接続部１９の表面抵抗率は、１０-1Ω／□以下であることが望ましい。
Here, the surface resistivity of the
ここで、図８および図９を用いて、動作の安定性を向上させる仕組みを説明する。 Here, a mechanism for improving the stability of the operation will be described with reference to FIGS.
放電電極１７から約−５ｋＶで放電した場合、放電電極１７の先から半導電部１８に向かって電気力線２７が描かれる。このとき、放電電極１７近傍の枠体２２の表面は、マイナスの電荷に除々に帯電する。送風手段７によって、吸気口４から吸い込んだ空気は、活性種発生ユニット８の一部を介して、排気口５へ送風される。放電部近傍に流れてきた空気中には、プラスおよびマイナスに帯電したホコリが含まれている。このうち、プラスに帯電したホコリは、放電開始とともに、マイナスに帯電した枠体２２の絶縁性の樹脂２８の表面に付着し、放電電極１７の近傍や半導電部１８の表面にホコリが付着することによる、電流の低下や電流が不安定になることを抑制する。
When discharging from the
このとき、放電電極の先端部Ａから枠体までの最短距離Ｂが、放電電極の先端部Ａから半導電部Ｃまでの距離よりも長いものとすることにより、枠体に過剰な帯電が起こることを防止できる。すなわち、図８のようにＡ−Ｂ間の距離が短いと、放出された電子が枠体の樹脂にぶつかりやすくなりＢ点の樹脂が強くマイナスに帯電する。Ｂ点に強いマイナス電荷があると、電荷の反発により帯電した枠体周囲の電気力線２７が曲がる。その結果、電子が半導電部に到達する経路が狭くなり、放電領域が徐々に小さくなることから、活性種の放出量が時間とともに変化しやすくなる。
At this time, the shortest distance B from the distal end portion A of the discharge electrode to the frame is longer than the distance from the distal end portion A of the discharge electrode to the semiconductive portion C, so that excessive charging occurs in the frame. Can be prevented. That is, as shown in FIG. 8, when the distance between A and B is short, the emitted electrons easily hit the resin of the frame body, and the resin at point B is strongly negatively charged. If there is a strong negative charge at the point B, the electric lines of
図９のように、Ａ−Ｃ間の距離よりもＡ−Ｂ間の距離を長い構成とすることにより、放出された電子が枠体の樹脂に過剰帯電することがなく、放電領域が変化しにくいため、活性種の放出量は時間が経っても変化しにくいものとなる。ほこり付着の能力を維持しつつ、過剰な樹脂帯電を防ぐためには、Ａ−Ｂ間の距離とＡ−Ｃ間の距離の制御が重要である。 As shown in FIG. 9, by adopting a configuration in which the distance between A and B is longer than the distance between A and C, the discharged electrons are not excessively charged to the resin of the frame body, and the discharge region changes. Therefore, the amount of active species released is less likely to change over time. In order to prevent excessive resin charging while maintaining the ability to adhere dust, it is important to control the distance between A and B and the distance between A and C.
図１０は、Ａ−Ｃ間距離を５ｍｍに固定し、Ａ−Ｂ間距離を変えた時の一定放電電流を得るために必要な印加電圧を調べたものである。Ａ−Ｂ間距離４．７ｍｍにおいては−７ｋＶ以下の範囲では放電が起こらなかった。５．６ｍｍでは放電させることができたが、図１１に示すように、電流が時間とともに低下し、不安定であった。６．５ｍｍ以上では、時間が経っても電流の低下はおこらず、同じ電流を得るために必要な電圧はほぼ同じであった。 FIG. 10 shows the applied voltage required to obtain a constant discharge current when the distance between A and C is fixed to 5 mm and the distance between A and B is changed. When the distance between A and B was 4.7 mm, no discharge occurred in the range of −7 kV or less. Although discharge was possible at 5.6 mm, the current decreased with time and was unstable as shown in FIG. At 6.5 mm or more, the current did not decrease over time, and the voltage required to obtain the same current was almost the same.
これらのことから、放電電極の先端部から枠体までの距離Ａ−Ｂを、放電電極の先端部から半導電部までの距離Ａ−Ｃよりも長くすることにより、安定した放電ができることがわかった。 From these facts, it is understood that stable discharge can be achieved by setting the distance AB from the tip of the discharge electrode to the frame longer than the distance AC from the tip of the discharge electrode to the semiconductive portion. It was.
枠体２２の開口部の形状は、円形であってもよい。円形とした場合、開口部にある最短距離Ｂの位置は、放電電極の先端部Ａから等しい距離となるため、樹脂の帯電状態が等しくなり、さらに安定した放電ができる。
The shape of the opening of the
以上のように本発明は、中央が開口して板部材に複数の支柱を設けた絶縁性の樹脂で構成された枠体と、針と端子接続部を備えた板金を接合して構成された放電電極と、セラミックで構成され表面に半導電材料を塗布した絶縁性基板と、中央が開口しかつ端子接続部を備えた板金である対向電極と、前記対向電極と前記絶縁性基板を重ねて前記枠体と挟み込む板固定部を備え、前記放電電極と前記対向電極に電源部より電圧を印加してコロナ放電により活性種を発生する活性種発生ユニットにおいて、前記放電電極の先端部から枠体までの距離が、前記放電電極の先端部から半導電部までの距離よりも長いものであるので、放電のスパークを防止しつつ放電電極と対向電極の距離を近づけ、活性種の発生量を増やすことができる。 As described above, the present invention is configured by joining a frame body made of an insulating resin having a central opening and a plurality of support columns provided on a plate member, and a metal plate having a needle and a terminal connection portion. A discharge electrode, an insulating substrate made of ceramic and coated with a semiconductive material on the surface, a counter electrode which is a sheet metal having a center opening and a terminal connection portion, and the counter electrode and the insulating substrate are stacked In an active species generating unit that includes a plate fixing portion sandwiched between the frame body and applies a voltage from a power source to the discharge electrode and the counter electrode to generate active species by corona discharge, the frame body extends from the tip of the discharge electrode. Is longer than the distance from the tip of the discharge electrode to the semiconductive portion, so that the distance between the discharge electrode and the counter electrode is reduced while increasing the amount of active species generated while preventing sparking of the discharge. Can do.
すなわち、本発明においては、半導電部と放電電極に電源部から電圧を印加してコロナ放電により活性種を発生させる構成としたことにより、半導電部と放電電極の距離を近くでき、その結果放電電流が増えるため、活性種の発生量を増やすことができる。 That is, in the present invention, by applying a voltage from the power supply unit to the semiconductive portion and the discharge electrode to generate active species by corona discharge, the distance between the semiconductive portion and the discharge electrode can be reduced. Since the discharge current increases, the amount of active species generated can be increased.
また、枠体が過剰にマイナス帯電して電子が半導電部に到達することを妨げることがないため、動作の安定性を向上させるものである。 Further, since the frame body is not excessively negatively charged and does not prevent electrons from reaching the semiconductive portion, the operation stability is improved.
したがって、活性種発生ユニットおよびこれを用いた活性種発生装置としての活用が期待される。 Therefore, utilization as an active species generating unit and an active species generating apparatus using the same is expected.
１ 部屋
２ 床
３ 活性種発生装置
４ 吸気口
５ 排気口
６ 本体ケース
７ 送風手段
８ 活性種発生ユニット
９ 仕切板部
１０ 風路部
１１ 空間部
１２ 電動機
１３ 羽根部
１４ ケーシング部
１５ 吸込口
１６ 絶縁性基板
１７ 放電電極
１８ 半導電部
１９ 電源接続部
２０ 電源部
２１ 孔部
２２ 枠体
２３ 対向電極
２４ 板固定部
２５ 針
２６ 電源接続部
２７ 電気力線
２８ 絶縁性の樹脂
２９ Ｏリング
DESCRIPTION OF
Claims (4)
針と電源接続部を備えた板金を接合して構成された放電電極と、
セラミックで構成され表面に半導電材料を塗布した中央に孔部を備えた絶縁性基板と、
中央が開口しかつ電源接続部を備えた板金である対向電極と、
前記対向電極と前記絶縁性基板を重ねて前記枠体とで挟み込む板固定部を備え、
前記放電電極と前記対向電極に電源部より電圧を印加してコロナ放電により活性種を発生する活性種発生ユニットにおいて、
前記放電電極の先端部から枠体までの距離が、
前記放電電極の先端部から半導電部までの距離よりも長いことを特徴とする活性種発生ユニット。 A frame made of an insulating resin in which a plurality of support columns are provided on an opened plate member;
A discharge electrode configured by joining a metal plate with a needle and a power supply connection;
An insulating substrate having a hole in the center made of ceramic and coated with a semiconductive material on the surface;
A counter electrode that is a sheet metal having an opening in the center and a power supply connection;
A plate fixing portion that sandwiches the counter electrode and the insulating substrate with the frame body,
In an active species generating unit that generates active species by corona discharge by applying a voltage from a power supply unit to the discharge electrode and the counter electrode,
The distance from the tip of the discharge electrode to the frame is
An active species generating unit characterized in that it is longer than the distance from the tip of the discharge electrode to the semiconductive portion.
この本体ケース内に送風手段と請求項１から３いずれかに記載の活性種発生ユニットとを設け、
前記送風手段により前記本体ケースの吸気口から吸込んだ空気を、前記活性種発生ユニットに送り、
前記活性種発生ユニットで発生した活性種を含んだ空気を前記排気口から吹出す構成としたことを特徴とする活性種発生装置。 A body case having an air inlet and an air outlet;
In the main body case, air blowing means and the active species generating unit according to any one of claims 1 to 3 are provided,
The air sucked from the air inlet of the main body case by the blowing means is sent to the active species generating unit,
An active species generating apparatus characterized in that air containing active species generated by the active species generating unit is blown out from the exhaust port.
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