JP4329476B2 - Discharge device and air purification device - Google Patents
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Description
本発明は、ストリーマ放電を行う放電装置及び空気浄化装置に関し、特に、ストリーマ放電の騒音低減技術に係るものである。 The present invention relates to a discharge device and an air purification device that perform streamer discharge, and more particularly to a noise reduction technique for streamer discharge.
従来より、室内の臭気成分や有害成分を分解・除去する空気浄化装置として、放電装置を備えた空気浄化装置が知られている。特に、ストリーマ放電によって発生する低温プラズマを利用したストリーマ放電方式は、低電力で強い分解能力を発揮することができるため、被処理ガスの脱臭や分解に好適な技術である。 2. Description of the Related Art Conventionally, an air purification device including a discharge device is known as an air purification device that decomposes and removes odor components and harmful components in a room. In particular, a streamer discharge method using low-temperature plasma generated by streamer discharge is a technique suitable for deodorizing and decomposing a gas to be treated because it can exhibit a strong decomposition capability with low power.
このような空気浄化装置の放電装置として、例えば図１に示すような、放電電極(30)と対向電極(31)とを備えたものがある。この放電装置では、突起状の放電電極(30)と、平板状の対向電極(31)とを互いに対峙させている。ここで、この放電装置の両電極(30,31)に所定の放電電圧を印加すると、両電極(30,31)の間にストリーマ放電が発生し、それに伴って低温プラズマ(29)が発生する。そして、この放電装置では、低温プラズマ(29)の発生に伴い装置内で生じた活性種（高速電子、イオン、ラジカル、その他の励起分子など）に、被処理ガスを通気接触させることで、この被処理ガス中の臭気成分や有害成分の分解・除去を行うようにしている（特許文献１参照）。
しかし、上述したストリーマ放電方式は、低温プラズマの発生時に大きな放電音が生じる。この放電音は、人間の聴覚に対して敏感に感じられやすい周波数領域にあるため、静寂な環境などでは、ストリーマ放電方式の空気浄化装置を運転すると、上記放電音が騒音となってしまう可能性がある。したがって、ストリーマ放電方式は、居住空間や小規模店舗の民生用途には不向きであると考えられる。逆に、ストリーマ放電の放電音を低減可能であれば、民生用途にもストリーマ放電方式の空気浄化装置を適用することができ、幅広い用途において、その強い分解能力を発揮することができる。 However, the streamer discharge method described above produces a loud discharge sound when low temperature plasma is generated. Since this discharge sound is in a frequency range that is sensitive to human hearing, operating the streamer discharge type air purification device in a quiet environment may cause the discharge sound to become noise. There is. Therefore, the streamer discharge method is considered unsuitable for residential use and consumer use in small stores. Conversely, if the discharge sound of the streamer discharge can be reduced, the streamer discharge type air purification device can be applied to consumer use, and its strong decomposing ability can be exhibited in a wide range of uses.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ストリーマ放電を行う放電装置の放電音を低減し、ひいては民生用の空気浄化装置にこの放電装置を適用可能とすることである。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to reduce the discharge noise of a discharge device that performs streamer discharge, and as a result, the discharge device can be applied to a consumer air purification device. It is to be.
本発明は、放電電極(13)の先端の幅寸法(ｗ)を、上記放電電極(13)の先端と対向電極(14)との間の間隔寸法(Ｌ)よりも相対的に短くすることで、ストリーマ放電時の音の周波数を高周波化させ、ストリーマ放電時の騒音を低減するようにしたものである。 In the present invention, the width dimension (w) of the tip of the discharge electrode (13) is made relatively shorter than the distance dimension (L) between the tip of the discharge electrode (13) and the counter electrode (14). Thus, the frequency of the sound during the streamer discharge is increased to reduce the noise during the streamer discharge.
具体的に、第１の発明は、三角形状ないし台形状の板状の放電電極(13)と、上記放電電極(13)に対峙する対向電極(14)と、上記両電極(13,14)に放電電圧を印加するように接続された電源手段(18)とを備え、上記両電極(13,14)の間でストリーマ放電を行う放電装置を前提としている。そして、この放電装置は、放電電極の板厚寸法(Ｄ)及び幅寸法(ｗ)のそれぞれが、放電電極(13)の先端から対向電極(14)までの間隔寸法(Ｌ)の１／５０以下であることを特徴とするものである。 Specifically, the first invention is a triangular or trapezoidal plate-like discharge electrode (13), a counter electrode (14) facing the discharge electrode (13), and both electrodes (13, 14). And a power supply means (18) connected so as to apply a discharge voltage, and a discharge device that performs streamer discharge between the electrodes (13, 14) is assumed. In this discharge device, each of the thickness dimension (D) and the width dimension (w) of the discharge electrode is 1/50 of the distance dimension (L) from the tip of the discharge electrode (13) to the counter electrode (14). It is characterized by the following .
まず、ストリーマ放電の基本的なメカニズムについて説明する。 First, the basic mechanism of streamer discharge will be described.
ストリーマ放電時には、図２に示すように、放電電極(13)から対向電極(14)に向かってリーダーと呼ばれる微小アーク(23)が発生する（図２(Ａ)）。この微小アーク(23)の先端部分では、強い電位勾配によって空気が電子(21)と荷電粒子(22)とに電離している。そして、上記荷電粒子(22)が対向電極(14)側まで達すると、一回の放電が終了する。 At the time of streamer discharge, as shown in FIG. 2, a micro arc (23) called a leader is generated from the discharge electrode (13) toward the counter electrode (14) (FIG. 2 (A)). At the tip of the minute arc (23), air is ionized into electrons (21) and charged particles (22) by a strong potential gradient. When the charged particles (22) reach the counter electrode (14) side, one discharge is completed.
この際、電離により発生した電子(21)は、放電電極(13)に向かって移動し、荷電粒子(22)は対向電極(14)に移動する。ここで、電離より生じた荷電粒子(22)は、電子(21)と比較すると相対的に質量が大きいため、それぞれの移動速度は電子(21)よりも荷電粒子(22)の方が遅くなる。したがって、一回の放電時において、両電極(13,14)の間には、荷電粒子(22)が一時的に残留することになる（図２(Ｂ)）。そして、この残留した荷電粒子(22)が、完全に対向電極(14)に移動すると、両電極(13,14)の間は、元の電界に戻り、再び放電が始まる（図２(Ｃ)）。以上のようにストリーマ放電時には、(Ａ)→(Ｂ)→(Ｃ)のサイクルが繰り返されている。そして、このサイクルで発生する荷電粒子(22)の間欠的な移動により、電流はパルス状に流れる。このパルス状に流れる電流に起因して、ストリーマ放電時に放電音が生じる。 At this time, electrons (21) generated by ionization move toward the discharge electrode (13), and charged particles (22) move to the counter electrode (14). Here, since the charged particles (22) generated by ionization have a relatively large mass compared to the electrons (21), the moving speed of each charged particle (22) is slower than that of the electrons (21). . Therefore, charged particles (22) remain temporarily between the electrodes (13, 14) during one discharge (FIG. 2B). When the remaining charged particles (22) completely move to the counter electrode (14), the electric field returns to the original electric field between the electrodes (13, 14), and discharge starts again (FIG. 2C). ). As described above, during the streamer discharge, the cycle of (A) → (B) → (C) is repeated. The current flows in a pulsed manner due to the intermittent movement of the charged particles (22) generated in this cycle. Due to this pulsed current, a discharge sound is generated during streamer discharge.
また、ストリーマ放電時には、上述したように放電電極(13)の先端より対向電極(14)に向かって微小アーク(23)が連続的に進展している。そして、この微小アーク(23)の発生領域（放電領域）において、被処理ガスを分解するための活性種（高速電子、イオン、ラジカル、その他の励起分子など）が発生している。 Further, during the streamer discharge, as described above, the minute arc (23) continuously progresses from the tip of the discharge electrode (13) toward the counter electrode (14). In the generation region (discharge region) of the micro arc (23), active species (fast electrons, ions, radicals, other excited molecules, etc.) for decomposing the gas to be processed are generated.
一般的なストリーマ放電においては、放電電極(13)の先端に位置する電極面（放電面）は、対向電極(14)の電極面と比較して相対的に面積が小さいため、上記微小アーク(23)は、図３に示すように、上記放電電極(13)の先端より対向電極(14)に向かって拡がり、フレア状に進展する。そして、この微小アーク(23)は、同一の放電面(13a)を有する放電電極(13)であれば、間隔寸法(Ｌ)が短ければ短いほど広範囲に進展し、（例えば図３(Ａ)）間隔寸法(Ｌ)が長ければ長いほど、直線的に進展する（例えば図３(Ｂ)）。また、同一の間隔寸法(Ｌ)であれば、放電電極(13)の放電面(13a)の面積が大きければ、微小アーク(23)は広範囲に進展する一方（例えば図３(Ａ)）、この面積が小さければ、微小アーク(23)は直線的に進展する（例えば図３(Ｃ)）。すなわち、微小アーク(23)の進展具合は、放電電極(13)の放電面(13a)の面積と、間隔寸法(Ｌ)の関係によって大きく変化する。 In a general streamer discharge, the electrode surface (discharge surface) located at the tip of the discharge electrode (13) has a relatively small area compared to the electrode surface of the counter electrode (14). As shown in FIG. 3, 23) spreads from the tip of the discharge electrode (13) toward the counter electrode (14) and progresses in a flare shape. If the minute arc (23) is a discharge electrode (13) having the same discharge surface (13a), the shorter the interval dimension (L), the wider the spread (for example, FIG. 3 (A)). ) The longer the interval dimension (L), the more linearly develops (for example, FIG. 3B). Further, if the area of the discharge surface (13a) of the discharge electrode (13) is large with the same spacing dimension (L), the minute arc (23) will spread over a wide range (for example, FIG. 3 (A)), If this area is small, the micro arc (23) progresses linearly (for example, FIG. 3 (C)). That is, the progress of the micro arc (23) varies greatly depending on the relationship between the area of the discharge surface (13a) of the discharge electrode (13) and the spacing dimension (L).
上記第１の発明では、放電電極(13)の幅寸法(ｗ)及び板厚寸法(Ｄ)を、間隔寸法(Ｌ)に対して相対的に短くなるようにしている。放電電極(13)の幅寸法(ｗ)及び板厚寸法(Ｄ)を短くすると、放電電極(13)の先端の面積は、間隔寸法(Ｌ)に対して相対的に小さくなる。このため、微小アーク(23)は対向電極(14)に向かって直線的に進展する。微小アーク(23)がこのように進展すると、上述した荷電粒子(22)が対向電極(14)に到達するまでの移動距離が短くなり、荷電粒子(22)が両電極(13,14)の間に残留する時間も短くなる。このようになると、パルス状の電流に起因するストリーマ放電の音の周波数が高周波化される。ここで、放電音の周波数が高周波化されると、この放電音は、人間の聴覚に対して鈍感に作用する。したがって、この音の高周波化によって、ストリーマ放電時の騒音を低減することができる。 In the first aspect of the invention, the width dimension (w) and the plate thickness dimension (D) of the discharge electrode (13) are made relatively shorter than the spacing dimension (L). When the width dimension (w) and plate thickness dimension (D) of the discharge electrode (13) are shortened, the area of the tip of the discharge electrode (13) becomes relatively small with respect to the distance dimension (L). For this reason, the micro arc (23) advances linearly toward the counter electrode (14). When the micro arc (23) progresses in this way, the moving distance until the above-mentioned charged particle (22) reaches the counter electrode (14) is shortened, and the charged particle (22) moves between the electrodes (13, 14). The remaining time is also shortened. In this case, the frequency of the streamer discharge sound caused by the pulsed current is increased. Here, when the frequency of the discharge sound is increased, this discharge sound acts insensitive to human hearing. Therefore, the noise during streamer discharge can be reduced by increasing the frequency of this sound.
また、微小アーク(23)が直進的に進展すると、この微小アーク(23)における放電領域が狭くなり、この放電領域における電界密度（電界強度）が大きくなる。そして、この電界密度の増加に伴って、荷電粒子(22)が対向電極(14)へ向かう移動速度も増大する。したがって、荷電粒子(22)の残留する時間が短くなり、ストリーマ放電時の音の周波数が高周波化される。 Further, when the micro arc (23) advances straight, the discharge region in the micro arc (23) becomes narrower, and the electric field density (electric field strength) in the discharge region becomes larger. As the electric field density increases, the moving speed of the charged particles (22) toward the counter electrode (14) also increases. Therefore, the remaining time of the charged particles (22) is shortened, and the frequency of the sound during streamer discharge is increased.
第２の発明は、放電電極(13)と対向電極(14)との間に被処理ガスを通気し、放電装置によって被処理ガスを処理する空気浄化装置を前提としている。そして、この空気浄化装置は、上記放電装置が、第１の発明の放電装置であることを特徴とするものである。 The second invention is premised on an air purifying apparatus in which a gas to be processed is vented between a discharge electrode (13) and a counter electrode (14) and the gas to be processed is processed by a discharge device. The air purifying device is characterized in that the discharge device is the discharge device of the first invention.
上記第７の発明では、第１の発明で上述した放電音の低減効果を有する放電装置を空気浄化装置に適用している。したがって、ストリーマ放電時に高い空気浄化効率が得られ、かつ放電音が低減された空気浄化装置を提供することができる。このため、例えば一般家庭や店舗などの民生用途などにおいても、この空気浄化装置を適用することができる。 In the seventh invention, the discharge device having the effect of reducing the discharge sound described in the first invention is applied to the air purification device. Therefore, it is possible to provide an air purification apparatus that can obtain high air purification efficiency during streamer discharge and that has reduced discharge noise. For this reason, this air purification apparatus can be applied also to consumer use such as general households and stores.
上記第１の発明によれば、放電電極(13)の幅寸法(ｗ)及び板厚寸法(Ｄ)を、間隔寸法(Ｌ)に対して１／５０以下にしているため、放電電極の先端の面積は、間隔寸法(Ｌ)に対して相対的に小さくなる。このようにすると、微小アーク(23)は、対向電極(14)に向かって直線的に進展し、荷電粒子(22)の残留時間が短くなる。したがって、ストリーマ放電時の音の周波数が高周波化され、人間の聴覚に捕らえにくくし、放電音を低減することができる。 According to the first invention, the width dimension of the discharge electrode (13) (w) and thickness dimensions (D), because of the 1/5 0 or less with respect to the spacing dimension (L), the discharge electrode The area of the tip is relatively small with respect to the distance dimension (L). In this way, the micro arc (23) advances linearly toward the counter electrode (14), and the remaining time of the charged particles (22) is shortened. Therefore, the frequency of the sound at the time of streamer discharge is increased, making it difficult for human hearing to capture and reducing the discharge sound.
上記第２の発明によれば、第１の発明の低減効果を有する放電装置を空気浄化装置に適用している。この空気浄化装置は、ストリーマ放電時の騒音が抑制されており、静寂さが好まれる空間においても適用できる。したがって、民生用途などにこの空気浄化装置を適用でき、その高い空気浄化効率を利用することができる。 According to the second aspect , the discharge device having the reduction effect of the first aspect is applied to the air purification device. This air purifier is applicable to a space where noise during streamer discharge is suppressed and quietness is preferred. Therefore, this air purification device can be applied to consumer use and the like, and its high air purification efficiency can be utilized.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図５は、本発明の実施形態に係わる空気浄化装置(1)の分解斜視図である。この空気浄化装置(1)は、一般家庭や小規模店舗などで用いる民生用の空気浄化装置である。 FIG. 5 is an exploded perspective view of the air purification device (1) according to the embodiment of the present invention. This air purification device (1) is a consumer-use air purification device used in ordinary homes and small stores.
空気浄化装置(1)は、一端が開放された箱形のケーシング本体(2)と、この開放部に装着される前面カバー(3)とを備えている。上記前面カバー(3)の左右両側には、被処理ガスをケーシング本体(2)内に導入するための空気吸込口(4)が形成されている。また、上記ケーシング本体(2)の上面には、被処理ガスが流出する空気吐出口(5)が形成されている。さらに、上記ケーシング本体(2)には、被処理ガスを流通させるための図示しないファンと、上記被処理ガスの流通経路(6)と、空気清浄を行うために設けた機能部品(7)とが、配置されている。 The air purification device (1) includes a box-shaped casing body (2) having one end opened, and a front cover (3) attached to the opening. Air inlets (4) for introducing the gas to be processed into the casing body (2) are formed on the left and right sides of the front cover (3). Further, an air discharge port (5) through which the gas to be processed flows out is formed on the upper surface of the casing body (2). Further, in the casing body (2), a fan (not shown) for circulating the gas to be processed, a flow path (6) of the gas to be processed, and a functional component (7) provided for air cleaning, Is arranged.
上記機能部品(7)は、プレフィルタ(8)、イオン化部(9)、集塵フィルタ(10）、放電装置(11)、さらに触媒部(12)で構成されている。 The functional component (7) includes a prefilter (8), an ionization unit (9), a dust collection filter (10), a discharge device (11), and a catalyst unit (12).
プレフィルタ(8)は、被処理ガスの前処理として、空気中に含まれている比較的大きな塵埃などを捕集するためのものである。次のイオン化部(9)は、比較的小さな塵埃などを帯電させるためのもので、帯電された塵埃などは、集塵フィルタ(10)（静電フィルタ）により捕集される。さらに、上記集塵フィルタ(10)の後段階には、ストリーマ放電を行うための放電装置(11)及び触媒部(12)が配置されている。上記触媒部(12)は、例えばハニカム構造をしており、上記放電装置(11)の放電によって生じる低温プラズマの活性を高め、反応を促進させるための触媒作用を有している。 The prefilter (8) is for collecting relatively large dust contained in the air as a pretreatment of the gas to be treated. The next ionization unit (9) is for charging relatively small dust, and the charged dust is collected by a dust collection filter (10) (electrostatic filter). Further, a discharge device (11) and a catalyst unit (12) for performing streamer discharge are arranged at the subsequent stage of the dust collection filter (10). The catalyst portion (12) has, for example, a honeycomb structure, and has a catalytic action for enhancing the activity of low-temperature plasma generated by the discharge of the discharge device (11) and promoting the reaction.
次に上記放電装置(11)について、詳細に説明する。図６(Ａ)は、放電装置(11)の電極構造を示す要部拡大図であり、図６(Ｂ)は、放電電極(13)の要部正面図、図６(Ｃ)は放電電極(13)の拡大斜視図である。
Next, the discharge device (11) will be described in detail. FIG. 6A is an enlarged view of the main part showing the electrode structure of the
放電装置(11)は、図５に示すように、放電電極(13)と、上記放電電極(13)に対峙する対向電極(14)と、上記両電極(13,14)を支持するための電極枠(15)とを備えている。両電極(13,14)は、上記電極枠(15)の枠内に位置し、上記放電電極(13)と上記対向電極(14)とが、所定の間隔で交互に並設されている。 As shown in FIG. 5, the discharge device (11) supports the discharge electrode (13), the counter electrode (14) facing the discharge electrode (13), and the electrodes (13, 14). And an electrode frame (15). Both electrodes (13, 14) are located within the frame of the electrode frame (15), and the discharge electrodes (13) and the counter electrodes (14) are alternately arranged in parallel at a predetermined interval.
上記放電電極(13)は、図６(Ａ)、(Ｂ)に示すように、上記電極枠(15)に支持されている板状の放電基板(16)に設けられている。この放電電極(13)は、その突起部が三角形ないし台形の板状であり、この先端が板状の対向電極(14)の平面に垂直に対峙している。すなわち、放電電極(13)の突起部は、この突起部(13)の先端を通って対向電極(14)の平面に垂直な仮想平面に対して面対称形状に形成されている。そして、この放電電極(14)は、上記放電基板(16)の左右両側に所定の間隔で複数枚設けられている。また、この放電電極(13)の先端には、図６(Ｃ)に示すように、四角形状の放電面(13a)が形成されている。 The discharge electrode (13) is provided on a plate-shaped discharge substrate (16) supported by the electrode frame (15) as shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B). This discharge electrode (13) has a triangular or trapezoidal plate-like projection, and its tip is opposed to the plane of the plate-like counter electrode (14). That is, the protruding portion of the discharge electrode (13) is formed in a plane-symmetric shape with respect to a virtual plane perpendicular to the plane of the counter electrode (14) through the tip of the protruding portion (13). A plurality of discharge electrodes (14) are provided at predetermined intervals on the left and right sides of the discharge substrate (16). Further, a rectangular discharge surface (13a) is formed at the tip of the discharge electrode (13) as shown in FIG. 6 (C).
本実施形態において、この放電面(13a)の板厚寸法(Ｄ)は０．１ｍｍとしている。また、この放電面(13a)の幅寸法(Ｗ)も同様に０．１ｍｍとしている。また、放電電極(13)の先端から対向電極(14)までの間隔寸法(Ｌ)は５ｍｍとしている。したがって、本実施形態において、板厚寸法(Ｄ)及び幅寸法(Ｗ)は、それぞれ間隔寸法(Ｌ)の１／５０となっている。 In the present embodiment, the plate thickness dimension (D) of the discharge surface (13a) is 0.1 mm. The width dimension (W) of the discharge surface (13a) is also set to 0.1 mm. The distance dimension (L) from the tip of the discharge electrode (13) to the counter electrode (14) is 5 mm. Accordingly, in the present embodiment, the plate thickness dimension (D) and the width dimension (W) are each 1/50 of the interval dimension (L).
また、放電電極(13)は、放電基板(16)の左右に配列された放電電極(13)に対応して、上記対向電極(14)の両側に電極面を有している。そして、電極枠(15)に交互に配列された両電極(13,14)は、放電基板(16)の左右両側でストリーマ放電を行う。 The discharge electrode (13) has electrode surfaces on both sides of the counter electrode (14) corresponding to the discharge electrodes (13) arranged on the left and right of the discharge substrate (16). The two electrodes (13, 14) alternately arranged in the electrode frame (15) perform streamer discharge on the left and right sides of the discharge substrate (16).
また、放電装置(11)は、上記放電電極(13)及び対向電極(14)に放電電圧を印加するための電源手段(18)を備えている。この電源手段(18)の放電電圧として、本実施形態では、直流電圧を両電極(13,14)に印加している。 Further, the discharge device (11) includes power supply means (18) for applying a discharge voltage to the discharge electrode (13) and the counter electrode (14). In this embodiment, a DC voltage is applied to both electrodes (13, 14) as the discharge voltage of the power supply means (18).
−運転動作−
次に、この空気浄化装置(1)の運転動作について説明する。
-Driving action-
Next, the operation of the air purification device (1) will be described.
空気浄化装置(1)に通電すると、図示しないファンが起動して、被処理ガスが、前面カバー(3)の空気吸込口(4)より吸引され、流通経路(6)に導入される。そして、第１段階で、プレフィルタ(8)により被処理ガス中の比較的大きな塵埃が捕集、除去される。さらに、第２段階では、イオン化部(9)により被処理ガス中の比較的小さな塵埃が帯電して、下流側に流れ込み、集塵フィルター(10)により、これらの帯電した塵埃が捕集、除去される。以上、２段階の物理的処理により、被処理ガス中の塵埃は概ね捕集、除去される。 When the air purification device (1) is energized, a fan (not shown) is activated, and the gas to be treated is sucked from the air suction port (4) of the front cover (3) and introduced into the flow path (6). In the first stage, relatively large dust in the gas to be treated is collected and removed by the prefilter (8). Furthermore, in the second stage, relatively small dust in the gas to be treated is charged by the ionization section (9) and flows downstream, and these charged dust is collected and removed by the dust collection filter (10). Is done. As described above, the dust in the gas to be treated is generally collected and removed by the two-stage physical treatment.
次に、前述の２段階の処理が行われた被処理ガスは、第３段階として、放電装置(11)へ導入される。放電装置(11)の上記放電電極(13)と対向電極(14)の間には、ストリーマ放電により微小アーク(23)が発生している。この際、放電電極(13)の放電面(13a)より進展する微小アーク(23)は、図４(Ｃ)に示すように、放電面(13a)の一点を起点として、対向電極(14)に向かって直線的に進展している。そして、被処理ガスは、この微小アーク(23)の放電領域を通過する。この際、上記両電極(13,14)間には、ストリーマ放電に起因する反応性の高い活性種（高速電子、イオン、ラジカル、その他の励起分子等）が発生している。このため、被処理ガス中の有害物質や臭気成分は、上記活性種と通気接触することで分解、除去される。また、上記放電装置(11)の近傍には、触媒部(12)が配置されており、この触媒部(12)の触媒作用によって、被処理ガスの分解を促進することができる。このような構成により、被処理ガス中の有害物質や臭気成分は、低温プラズマと触媒作用の相乗効果により、高効率に分解、除去される。以上の処理によって浄化された被処理ガスは、ケーシング本体(2)の空気吐出口(5)より上部方向へ排出される。 Next, the gas to be processed that has been subjected to the above-described two-stage treatment is introduced into the discharge device (11) as a third stage. A micro arc (23) is generated by streamer discharge between the discharge electrode (13) and the counter electrode (14) of the discharge device (11). At this time, as shown in FIG. 4 (C), the micro arc (23) that develops from the discharge surface (13a) of the discharge electrode (13) starts from one point of the discharge surface (13a), and the counter electrode (14). Progressing linearly toward Then, the gas to be processed passes through the discharge region of the minute arc (23). At this time, highly reactive active species (fast electrons, ions, radicals, other excited molecules, etc.) are generated between the electrodes (13, 14) due to streamer discharge. For this reason, harmful substances and odor components in the gas to be treated are decomposed and removed by aeration contact with the active species. Further, a catalyst part (12) is disposed in the vicinity of the discharge device (11), and decomposition of the gas to be treated can be promoted by the catalytic action of the catalyst part (12). With such a configuration, harmful substances and odor components in the gas to be treated are decomposed and removed with high efficiency by a synergistic effect of low temperature plasma and catalytic action. The gas to be treated purified by the above processing is discharged upward from the air discharge port (5) of the casing body (2).
−実施形態の効果−
本実施形態に係る空気浄化装置では、以下の効果が発揮される。
-Effect of the embodiment-
In the air purification apparatus according to the present embodiment, the following effects are exhibited.
本実施形態では、放電基板(16)に三角形ないし台形の板状の放電電極(13)を設け、この放電電極(13)の先端の板厚寸法(Ｄ)及び幅寸法(Ｗ)を、放電電極(13)の先端から対向電極(14)までの間隔寸法(Ｌ)の１／５０以下としている。したがって、放電電極(13)の放電面(13a)の面積が小さくなり、微小アーク(23)は放電面(13a)より直線的に進展する。この際、微小アーク(23)は放電面(13a)の一点を起点として進展するため、微小アーク(23)の放電領域における電界密度が大きくなる。このような、微小アーク(23)の直進的な進展や、放電領域における電界密度の増大により、上述した荷電粒子(22)が対向電極(14)に到達するまでの時間が短くなり、パルス状の電流に起因する音の周波数が高周波化される。 In this embodiment, a triangular or trapezoidal plate-like discharge electrode (13) is provided on the discharge substrate (16), and the thickness (D) and width (W) of the tip of the discharge electrode (13) are determined by the discharge. The distance (L) from the tip of the electrode (13) to the counter electrode (14) is 1/50 or less. Therefore, the area of the discharge surface (13a) of the discharge electrode (13) is reduced, and the micro arc (23) advances linearly from the discharge surface (13a). At this time, since the minute arc (23) starts from one point of the discharge surface (13a), the electric field density in the discharge region of the minute arc (23) increases. Due to such a straight advance of the micro arc (23) and an increase in the electric field density in the discharge region, the time until the charged particles (22) reach the counter electrode (14) is shortened, and the pulse shape The frequency of the sound caused by the current is increased.
図７は、放電電極(13)の放電面(13a)の板厚寸法(Ｄ)を変化させ、この際のストリーマ放電による放電音を実験的に測定した結果を示す表である。本実験では、両電極(13,14)に３μＡの放電電流を流し、両電極(13,14)の上方２０ｃｍの地点における放電音の周波数と音圧レベルを測定したものである。なお、図７においては、放電音の音圧が最大となった際の音圧レベルと、この際の中心周波数を示している。なお、上記中心周波数とは、実際に発生する放電音には周波数のばらつきがあるのに対し、周波数ごとに音圧レベルを測定したときに音圧レベルが最大となる周波数のことである。 FIG. 7 is a table showing the result of experimentally measuring the discharge sound due to the streamer discharge when the thickness (D) of the discharge surface (13a) of the discharge electrode (13) was changed. In this experiment, a discharge current of 3 μA was passed through both electrodes (13, 14), and the frequency and sound pressure level of the discharge sound at a point 20 cm above both electrodes (13, 14) were measured. FIG. 7 shows the sound pressure level when the sound pressure of the discharge sound becomes maximum and the center frequency at this time. The center frequency is a frequency at which the sound pressure level is maximized when the sound pressure level is measured for each frequency while the discharge sound actually generated varies in frequency.
図７より、板厚寸法(Ｄ)を０．１ｍｍ、間隔寸法(Ｌ)を５ｍｍ（板厚寸法(Ｄ)/間隔寸法(Ｌ)＝１／５０）とした放電装置(11)の放電音は、板厚寸法(Ｄ)を０．４ｍｍ、間隔寸法(Ｌ)を５ｍｍ(板厚寸法(Ｄ)／間隔寸法(Ｌ)＝１／１２．５)とした放電装置の放電音よりも、中心周波数が高く、かつ音圧レベルが低くなっていることがわかる。すなわち、間隔寸法(Ｌ)に対して板厚寸法(Ｄ)を相対的に短くすることで、上述した荷電粒子(22)が対向電極(14)に到達するまでの時間を短くすることができるので、放電音の周波数が高周波化され、ストリーマ放電時における騒音を抑制することができる。 From FIG. 7, the discharge sound of the discharge device (11) with a plate thickness dimension (D) of 0.1 mm and a spacing dimension (L) of 5 mm (plate thickness dimension (D) / spacing dimension (L) = 1/50). Is greater than the discharge sound of the discharge device in which the plate thickness dimension (D) is 0.4 mm and the interval dimension (L) is 5 mm (plate thickness dimension (D) / interval dimension (L) = 1 / 12.5). It can be seen that the center frequency is high and the sound pressure level is low. That is, by shortening the plate thickness dimension (D) relative to the spacing dimension (L), the time until the charged particles (22) reach the counter electrode (14) can be shortened. Therefore, the frequency of the discharge sound is increased, and the noise during the streamer discharge can be suppressed.
また、本実施形態においては、放電電極(13)の突起部は、三角形ないし台形の板状であり、この突起部(13)の先端を通って対向電極(14)の平面に垂直な仮想平面に対して面対称形状に形成されている。このような形状とすると、放電電極(13)の突起部における電界が均一化され、微小アーク(23)は、対向電極(14)に対して垂直に進展する。このため、荷電粒子(22)が対向電極(14)に到達する時間が短くなり、放電音の周波数が高周波化される。したがって、ストリーマ放電時における騒音をさらに抑制することができる。 In the present embodiment, the protrusion of the discharge electrode (13) has a triangular or trapezoidal plate shape, and passes through the tip of the protrusion (13) and is a virtual plane perpendicular to the plane of the counter electrode (14). Are formed in a plane symmetrical shape. With such a shape, the electric field at the protrusion of the discharge electrode (13) is made uniform, and the micro arc (23) advances perpendicular to the counter electrode (14). For this reason, the time for the charged particles (22) to reach the counter electrode (14) is shortened, and the frequency of the discharge sound is increased. Therefore, noise during streamer discharge can be further suppressed.
《参考形態》
図８(Ａ)の例では、放電電極(13)の先端側に傾斜面を形成し、その先端に放電面(13a)を形成している。そして、この放電面(13a)の板厚寸法(Ｄ)及び幅(Ｗ)を、間隔寸法(Ｌ)の１／５０以下となるようにしている。この例では、先端部分以外の板厚寸法を厚くすることができるため、放電電極(13)の強度を高めることができる。
《 Reference form 》
In the example of FIG. 8A, an inclined surface is formed on the tip side of the discharge electrode (13), and a discharge surface (13a) is formed on the tip. The thickness (D) and width (W) of the discharge surface (13a) are set to 1/50 or less of the interval dimension (L). In this example, since the plate thickness dimension other than the tip portion can be increased, the strength of the discharge electrode (13) can be increased.
また、図８(Ｂ)の例では、放電電極(13)の先端部分の放電面(13a)は湾曲した形状をしている。この形状においても、板厚寸法(Ｄ)を、間隔寸法(Ｌ)の１／５０以下とすることで、放電音を抑制することができる。 In the example of FIG. 8B, the discharge surface (13a) at the tip of the discharge electrode (13) has a curved shape. Also in this shape, discharge noise can be suppressed by setting the plate thickness dimension (D) to 1/50 or less of the interval dimension (L).
また、図９(Ａ)，(Ｂ)，(Ｃ)は、放電電極(13)を棒状とした例である。
FIGS. 9A, 9B, and 9C are examples in which the
図９(Ａ)の例では、棒状の放電電極(13)の先端の放電面(13a)を円形状としている。この形状においても、放電面(13a)の直径（幅(ｗ)）を、間隔寸法(Ｌ)の１／５０以下とすることで、放電音を抑制することができる。さらに、図９(Ｂ)のように放電面(13a)を四角形状とした場合、あるいは図９(Ｃ)のように先端部をテーパ状とし、放電面(13a)を円形状とした場合にも、その幅寸法(ｗ)を、間隔寸法(Ｌ)の１／５０以下とすることで、同様の放電音抑制効果が得られる。 In the example of FIG. 9 (A), the discharge surface (13a) at the tip of the rod-shaped discharge electrode (13) has a circular shape. Also in this shape, the discharge noise can be suppressed by setting the diameter (width (w)) of the discharge surface (13a) to 1/50 or less of the interval dimension (L). Further, when the discharge surface (13a) has a quadrangular shape as shown in FIG. 9B, or when the tip end portion has a tapered shape and the discharge surface (13a) has a circular shape as shown in FIG. 9C. However, when the width dimension (w) is 1/50 or less of the interval dimension (L), the same discharge noise suppression effect can be obtained.
(13) 放電電極
(13a) 放電面
(14) 対向電極
(18) 電源手段
(ｗ) 幅寸法
(Ｄ) 板厚寸法
(Ｌ) ギャップ長
(22) 荷電粒子
(23) 微小アーク
(13) Discharge electrode
(13a) Discharge surface
(14) Counter electrode
(18) Power supply means
(w) Width dimension
(D) Plate thickness dimension
(L) Gap length
(22) Charged particles
(23) Micro arc
Claims (2)
上記両電極(13,14)の間でストリーマ放電を行う放電装置であって、
放電電極の板厚寸法(Ｄ)及び幅寸法(ｗ)のそれぞれが、放電電極(13)の先端から対向電極(14)までの間隔寸法(Ｌ)の１／５０以下であることを特徴とする放電装置。 A triangular or trapezoidal plate-like discharge electrode (13), a counter electrode (14) facing the discharge electrode (13), and both electrodes (13, 14) are connected to apply a discharge voltage. Power supply means (18),
A discharge device for performing a streamer discharge between the electrodes (13, 14),
Each of the thickness dimension (D) and width dimension (w) of the discharge electrode is 1/50 or less of the distance dimension (L) from the tip of the discharge electrode (13) to the counter electrode (14). Discharge device.
上記放電装置は、請求項１に記載の放電装置であることを特徴とする空気浄化装置。 An air purification device that vents a gas to be treated between the discharge electrode (13) and the counter electrode (14), and processes the gas to be treated by the discharge device,
The air purification apparatus according to claim 1, wherein the discharge apparatus is the discharge apparatus according to claim 1 .
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