(57)【要約】【課題】放電電極と対向電極との間で電界を形成する荷電装置、及びこの荷電装置を備えた空気処理装置において、対向電極の表面に浮遊粒子が蓄積してしまうことを回避する。【解決手段】被処理空気が流れる空気通路（13）に配置される放電電極（25）及び対向電極（26）と、放電電極（25）よりも対向電極（26）が高電位となるように両電極（25,26）に電圧を印加する電源（27）とを備える。対向電極（26）は、放電電極（25）から対向電極（26）への電子の衝突に伴って表面に酸化膜（40）を形成する材料で構成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理空気が流れる空気通路（13）に配置される放電電極（25）及び対向電極（26）と、上記放電電極（25）よりも上記対向電極（26）が高電位となるように両電極（25,26）に電圧を印加する電源（27）とを備え、該両電極（25,26）の間に形成される電界によって被処理空気中の浮遊粒子を帯電させる荷電装置であって、
上記対向電極（26）は、上記放電電極（25）から対向電極（26）への電子の衝突に伴って表面に酸化膜（40）を形成する材料で構成されていることを特徴とする荷電装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記対向電極（26）は、少なくとも表面がアルミニウムで構成されていることを特徴とする荷電装置。
【請求項３】
請求項１において、
上記対向電極（26）は、少なくとも表面がチタンで構成されていることを特徴とする荷電装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
上記放電電極（25）は、先端が先鋭な形状となる突起部（25a,25b）を有していることを特徴とする荷電装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
上記対向電極（26）は、頂点角度が鈍角となる多角形又は円形の断面形状を有する柱状に形成されていることを特徴とする荷電装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
上記対向電極（26）に形成された酸化膜（40）を表面から剥がすための酸化膜除去手段（50）を更に備えていることを特徴とする荷電装置。
【請求項７】
請求項６において、
上記酸化膜除去手段（50）は、上記対向電極（26）の表面近傍を流れる被処理空気の流速が大きくなるように該被処理空気の流れを制御する気流制御部材（51）で構成されていることを特徴とする荷電装置。
【請求項８】
請求項６において、
上記酸化膜除去手段（50）は、上記対向電極（26）を振動させる加振機構（52）で構成されていることを特徴とする荷電装置。
【請求項９】
被処理空気中の浮遊粒子を帯電させる荷電部（20）と、該荷電部（20）で帯電させた浮遊粒子を捕集する電気集塵部（30）とが設けられた空気処理装置であって、
上記荷電部（20）は、請求項１乃至８のいずれか１つの荷電装置で構成されていることを特徴とする空気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電電極と対向電極との間に電界を形成して被処理空気中の浮遊粒子を帯電させる荷電装置、及びこの荷電装置を備えた空気処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、塵埃等の浮遊粒子を帯電させる荷電装置を備えた空気処理装置が知られている。例えば特許文献１の空気処理装置は、被処理空気が流れる空気通路に、荷電部及び集塵部が設けられている。荷電部では、放電電極が電源の負極側に、対向電極が電源の正極側に接続されており、放電電極と対向電極との間に電界が形成されている。
【０００３】
被処理空気が荷電部を通過すると、放電電極から対向電極へ向かう電子と、被処理空気中に含まれる浮遊粒子とが衝突する。その結果、浮遊粒子はマイナスに帯電する。マイナスに帯電した浮遊粒子は、荷電部の下流側の集塵部において、クーロン力によって誘引されて捕集される。以上のように、この空気処理装置では、荷電部において浮遊粒子を帯電し、帯電後の浮遊粒子を集塵部で捕集することで、被処理空気中の塵埃等を除去するようにしている。
【特許文献１】特開２００８−０２３４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のようにして、浮遊粒子をマイナスに帯電させる荷電装置、及びこの荷電装置を備えた空気処理装置では、電子が衝突する対向電極に塵埃等の浮遊粒子が付着してしまうことがある。
【０００５】
具体的には、上記の荷電装置では、放電電極から対向電極へ向かって電子を移動させることで、浮遊粒子をマイナスに帯電させている。このため、マイナスに帯電した浮遊粒子は、上記の集塵部に至る前に対向電極へ到達してしまい、対向電極の表面に付着することがある。このようにして対向電極の表面に浮遊粒子が次々と付着して蓄積されると、放電電極と対向電極との間で所望とする放電を行うことができず、浮遊粒子の帯電性能が低下したり、いわゆるスパーク等の異常放電を招いたりする、という問題が生じる。
【０００６】
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、放電電極と対向電極との間で電界を形成する荷電装置、及びこの荷電装置を備えた空気処理装置において、対向電極の表面に浮遊粒子が蓄積してしまうことを回避することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、被処理空気が流れる空気通路（13）に配置される放電電極（25）及び対向電極（26）と、上記放電電極（25）よりも上記対向電極（26）が高電位となるように両電極（25,26）に電圧を印加する電源（27）とを備え、該両電極（25,26）の間に形成される電界によって空気中の浮遊粒子を帯電させる荷電装置を対象とし、上記対向電極（26）は、上記放電電極（25）から対向電極（26）への電子の衝突に伴って表面に酸化膜（40）を形成する材料で構成されていることを特徴とする。なお、ここでいう「酸化膜」は、必ずしも対向電極（26）の表面全域を覆うように形成されていなくても良く、例えば対向電極（26）の表面の一部に局所的に形成されるものであっても良い。また、「酸化膜」は、対向電極（26）の表面の全部又は一部を覆うものであれば、如何なる厚みであっても良い。つまり、酸化膜（40）は、電子の衝突に伴って対向電極（26）の表面に形成される酸化部材を意味する。
【０００８】
第１の発明の荷電装置では、電源（27）から放電電極（25）及び対向電極（26）へ電圧が印加されることで、両電極（25,26）の間に電界が形成される。これにより、放電電極（25）から放出された電子が対向電極（26）へ向かって移動する。その結果、対向電極（26）へは次々と電子が衝突する。ここで、本発明の対向電極（26）は、このような電子の衝突に伴って表面に酸化膜（40）を形成する材料で構成されている。従って、両電極（25,26）で放電が継続して行われると、対向電極（26）の表面には酸化膜（40）が形成される。このため、両電極（25,26）の間で帯電した浮遊粒子が対向電極（26）へ移動しても、この浮遊粒子は酸化膜（40）の表面に蓄積していく。酸化膜（40）は、被処理空気の風圧や自重によって対向電極（26）から剥がれる。この際、酸化膜（40）に付着していた浮遊粒子も、酸化膜（40）と共に対向電極（26）から取り除かれる。その結果、対向電極（26）の表面に浮遊粒子が蓄積していくことが回避される。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、上記対向電極（26）は、少なくとも表面がアルミニウムで構成されていることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明では、対向電極（26）の少なくとも表面がアルミニウムで構成される。このため、対向電極（26）へ電子が衝突すると、対向電極（26）の表面では酸化アルミニウムから成る酸化膜（40）が形成される。この酸化膜（40）は、表面に付着した浮遊粒子と共に対向電極（26）から取り除かれる。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明において、上記対向電極（26）は、少なくとも表面がチタンで構成されていることを特徴とする。
【００１２】
第３の発明では、対向電極（26）の少なくとも表面がチタンで構成される。このため、対向電極（26）へ電子が衝突すると、対向電極（26）の表面では、酸化チタンから成る酸化膜（40）が形成される。この酸化膜（40）は、表面に付着した浮遊粒子と共に対向電極（26）から取り除かれる。
【００１３】
第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、上記放電電極（25）は、先端が先鋭な形状となる突起部（25a,25b）を有していることを特徴とする。
【００１４】
第４の発明では、放電電極（25）が突起部（25a,25b）を有する。これにより、突起部（25a,25b）の先端近傍の電界が集中し、突起部（25a,25b）の先端から電子を放出させ易くなる。このため、対向電極（26）に多量の電子を衝突させることができ、酸化膜（40）の形成を促進することができる。
【００１５】
第５の発明は、第１乃至第４のいずれか１つの発明において、上記対向電極（26）は、頂点角度が鈍角となる多角形又は円形の断面形状を有する柱状に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
第５の発明では、柱状の対向電極（26）の断面形状が、頂点角度が鈍角となる多角形又は円形に形成される。これにより、対向電極（26）の外周面では、鋭角な角部が形成されないので、このような角部の近傍で電界が集中してしまうこともない。従って、放電電極（25）から放出された電子は、対向電極（26）の表面において均等に衝突し易くなる。その結果、対向電極（26）の表面では、酸化膜（40）が均一に形成され易くなる。
【００１７】
第６の発明は、第１乃至第５のいずれか１つの発明において、上記対向電極（26）に形成された酸化膜を表面から剥がすための酸化膜除去手段（50）を更に備えていることを特徴とする。
【００１８】
第６の発明では、対向電極（26）の表面に形成された酸化膜（40）が、酸化膜除去手段（50）によって積極的に剥がされる。このため、酸化膜（40）の自重等に依らないでも、酸化膜（40）を対向電極（26）から速やかに剥がすことができる。
【００１９】
第７の発明は、第６の発明において、上記酸化膜除去手段（50）は、上記対向電極（26）の表面近傍を流れる被処理空気の流速が大きくなるように該被処理空気の流れを制御する気流制御部材（51）で構成されていることを特徴とする。
【００２０】
第７の発明では、酸化膜除去手段（50）としての気流制御部材（51）が、対向電極（26）の近傍を流れる被処理空気の流速を大きくさせる。これにより、対向電極（26）の表面に形成された酸化膜（40）が、被処理空気の風圧によって剥がれ易くなる。
【００２１】
第８の発明は、第６の発明において、上記酸化膜除去手段（50）は、上記対向電極（26）を振動させる加振機構（52）で構成されていることを特徴とする。
【００２２】
第８の発明では、酸化膜除去手段（50）としての加振機構（52）が、対向電極（26）を振動させる。これにより、対向電極（26）の表面に形成された酸化膜（40）が、振動によって剥がれ易くなる。
【００２３】
第９の発明は、被処理空気中の浮遊粒子を帯電させる荷電部（20）と、該荷電部（20）で帯電させた浮遊粒子を捕集する電気集塵部（30）とが設けられた空気処理装置を対象とし、上記荷電部（20）は、第１乃至第８のいずれか１つの荷電装置で構成されていることを特徴とする。
【００２４】
第９の発明では、空気処理装置の荷電部（20）として、第１乃至第８のいずれか１つの発明の荷電装置が用いられる。これにより、荷電部（20）の対向電極（26）では、酸化膜（40）に付着した浮遊粒子をこの酸化膜（40）と共に対向電極（26）から取り除くことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、対向電極（26）が、電子の衝突に伴って表面に酸化膜（40）を形成する材料で構成されている。これにより、放電に伴って対向電極（26）の表面に酸化膜（40）を形成でき、この酸化膜（40）の表面に浮遊粒子を付着させることができる。このため、被処理空気の風圧や酸化膜（40）の自重を利用して、浮遊粒子と共に酸化膜（40）を対向電極（26）から剥がすことができ、対向電極（26）の表面の汚れを取り除くことができる。従って、対向電極（26）のメンテナンス等を行わずとも、放電電極（25）と対向電極（26）との間で所望とする放電を維持することができ、帯電性能の低下やスパーク等の異常放電を防止できる。
【００２６】
特に第２の発明によれば、対向電極（26）の少なくとも表面をアルミニウムで構成しているので、電子の衝突に伴って酸化アルミニウムから成る酸化膜（40）を容易に形成できる。また、第３の発明によれば、対向電極（26）の少なくとも表面をチタンで構成しているので、電子の衝突に伴って酸化チタンから成る酸化膜（40）を容易に形成できる。ここで、酸化アルミニウムや酸化チタンは、対向電極（26）から比較的容易に剥がれ易い材料であるため、対向電極（26）の表面から酸化膜（40）を取り除いて浮遊粒子を速やかに除去できる。
【００２７】
また、第４の発明によれば、放電電極（25）に突起部（25a,25b）を設けたので、突起部（25a,25b）の先端部の電界を集中させて多量の電子を放出できる。その結果、対向電極（26）の表面に速やかに酸化膜（40）を形成することができるので、酸化膜（40）の表面に浮遊粒子を確実に捕捉させることができる。
【００２８】
また、第５の発明によれば、柱状の対向電極（26）の断面形状を、頂点角度が鈍角となる多角形又は円形としているため、対向電極（26）の外周では電界が分散し易くなる。その結果、対向電極（26）の外周に均等に酸化膜（40）を形成できるので、浮遊粒子が対向電極（26）に直接付着してしまうのを酸化膜（40）によって確実に防止できる。
【００２９】
第６から第８の発明では、酸化膜除去手段（50）によって、対向電極（26）に形成された酸化膜（40）を対向電極（26）から確実に剥がすことができる。従って、対向電極（26）の汚れを速やかに取り除くことができ、放電電極（25）と対向電極（26）との間で所望とする放電を安定的に行うことができる。
【００３０】
第９の発明では、対向電極（26）での浮遊粒子の蓄積を防止できる空気処理装置を提供できる。従って、この空気処理装置では、対向電極（26）のメンテナンスの頻度を低減でき、且つ所望とする集塵性能を継続して維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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。
【００３２】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１に係る荷電装置について説明する。図１に示すように、この荷電装置（20）は、被処理空気中の浮遊粒子を帯電させるものである。この荷電装置（20）は、被処理空気が流れるダクト（またはケーシング）（2）内の空気通路（13）に設けられている。荷電装置（20）は、複数の放電電極（25）と複数の対向電極（26）とを有している。
【００３３】
複数の放電電極（25）は、薄板状であって、外形が概ね鋸歯状に形成された電極を構成している。具体的には、図２に示すように、放電電極（25）は、帯板状の基板部（25c）と該基板部（25c）の幅方向における両縁部に設けられた突起部（25a,25b）とが一体的に形成されて構成されている。基板部（25c）は、空気流れと直交する方向に延びる平板状に形成されている。突起部（25a,25b）は、先端が先鋭となった三角形状の突起によって構成されている。なお、突起部（25a,25b）には、その先端や角部にアールを付けるようにしても良い。突起部（25a,25b）は、空気流れの上流側に位置する上流側放電部（25a）と、空気流れの下流側に位置する下流側放電部（25b）とで構成されている。また、本実施形態では、上流側放電部（25a）と下流側放電部（25b）とが、基板部（25c）を挟んで幅方向に対称となるように配設されている。また、複数の突起部（25a,25b）は、所定の間隔を介して基板部（25c）の長手方向に配列されている。
【００３４】
複数の対向電極（26）は、略正円形の横断面を有する細長い柱状ないし棒状に形成されている。対向電極（26）は、空気流れと直交し、且つ放電電極（25）と平行となるように延びている。また、複数の対向電極（26）は、空気流れの上流側寄りの対向電極（上流側対向電極（26a））と、下流側寄りの対向電極（下流側対向電極（26b））とで構成されている。
【００３５】
複数の上流側対向電極（26a）は、複数の上流側放電部（25a）の各先端部を通る仮想平面上において、隣り合う放電電極（25）の略中間位置に配列されている。また、複数の下流側対向電極（26b）は、複数の放電電極（25）の基板部（25c）における幅方向の各中間点を通る仮想平面上において、隣り合う放電電極（25）の略中間位置に配列されている。
【００３６】
また、荷電装置（20）は、高圧の直流電源（27）を備えている（図１を参照）。直流電源（27）には、放電電極（25）と対向電極（26）とが電気的に接続されている。具体的には、放電電極（25）は、直流電源（27）のマイナス極に接続されている。また、対向電極（26）は、直流電源（27）のプラス極に接続されている。この直流電源（27）のプラス極は、アースによって接地されている。即ち、本実施形態では、放電電極（25）がマイナス電位となり、対向電極（26）がゼロ電位となっている。直流電源（27）は、放電電極（25）よりも対向電極（26）の方が高い電位となるように、両者の電極（25,26）へ電圧を印加する。
【００３７】
図３に示すように、上流側放電部（25a）と上流側対向電極（26a）とは、いわゆる衝突荷電方式の第１荷電部（20a）を構成している。即ち、第１荷電部（20a）では、上流側放電部（25a）の先端部と上流側対向電極（26a）とがほぼ同一面上に配置されているため、上流側放電部（25a）と上流側対向電極（26a）とによって形成される電気力線の湾曲度合が比較的小さい。これにより、第１荷電部（20a）では、上流側放電部（25a）から放出される電子（イオンも含む）が上流側対向電極（26a）に到達し易く、上記の衝突荷電方式の放電を実現している。
【００３８】
これに対し、下流側放電部（25b）と下流側対向電極（26b）とは、いわゆる拡散荷電方式の第２荷電部（20b）を構成している。即ち、第２荷電部（20b）では、下流側放電部（25b）の先端部が下流側対向電極（26b）に対して、空気流れの下流側（イオンの放出側）に偏倚しているため、下流側放電部（25b）と下流側対向電極（26b）とによって形成される電気力線の湾曲度合が比較的大きい。これにより、第２荷電部（20b）では、下流側放電部（25b）から放出される電子（イオンも含む）が下流側対向電極（26b）にほとんど到達しない、上記の拡散荷電方式の放電を実現している。
【００３９】
また、本実施形態では、対向電極（26）がアルミニウム材料で構成されている。これにより、対向電極（26）では、長期間の放電に伴って表面に酸化膜（酸化アルミニウムからなる層）が少しずつ形成される。つまり、対向電極（26）は、放電電極（25）から対向電極（26）への電子の衝突に伴って表面に酸化膜（40）を形成する材料で構成されている。また、本実施形態では、対向電極（26）のうち上流側対向電極（26a）と下流側対向電極（26b）との双方をアルミニウム材料としているが、これらの対向電極（26a,26b）のうちいずれか一方のみをアルミニウム材料としても良い。
【００４０】
−運転動作−
実施形態１の荷電装置（20）の運転動作について説明する。荷電装置（20）の運転時には、ダクト（2）内の空気通路を被処理空気が流れている。また、直流電源（27）からは、放電電極（25）及び対向電極（26）へ電圧が印加される。
【００４１】
図３に示すように、第１荷電部（20a）では、上流側放電部（25a）と上流側対向電極（26a）との間で衝突荷電方式の放電が行われる。つまり、第１荷電部（20a）では、上流側放電部（25a）から飛び出した電子等が電気力線に沿うように移動して、上流側対向電極（26a）に到達する。この衝突荷電方式の放電は、主としてミクロンオーダー（１μｍ以上）の浮遊粒子を帯電させ易い特性を有する。
【００４２】
また、第２荷電部（20b）では、下流側放電部（25b）と下流側対向電極（26b）との間で拡散荷電方式の放電が行われる。つまり、第２荷電部（20b）では、下流側放電部（25b）から飛び出した電子等が電気力線に沿わずに空気流れの下流側に放出されるので、下流側対向電極（26b）には電子等がほとんど到達しない。この拡散荷電方式の放電は、主としてサブミクロンオーダー（１μｍ未満）の浮遊粒子を帯電させ易い特性を有する。以上のように、本実施形態の荷電装置（20）では、比較的広範な粒径の浮遊粒子がマイナスに帯電される。
【００４３】
ところで、この荷電装置（20）では、被処理空気中に含まれる塵埃等の浮遊粒子がマイナスに帯電するため、この浮遊粒子が電子と共に対向電極（26）へ移動してしまい、対向電極（26）の表面に付着してしまうことがある。このようにして対向電極（26）の表面に次々と塵埃が付着して蓄積されると、放電電極（25）と対向電極（26）との間で所望とする放電を行うことができず、浮遊粒子の帯電性能が低下したり、いわゆるスパーク等の異常放電を招いたりする、という問題が生じる。そこで、本実施形態では、対向電極（26）の表面に酸化膜（40）を形成することで、このような問題を解消できるようにしている。
【００４４】
具体的には、まず、荷電装置（20）で上述の放電が継続して行われると、放電電極（25）から放出された電子（8）が対向電極（26）に衝突し、いわゆるスパッタリングが行われる（図４(Ａ)）。このようなスパッタリングに伴い、対向電極（26）の表面では、アルミニウムが酸化される。これにより、対向電極（26）の表面には、酸化アルミニウムから成る酸化膜（40）が形成される（図４(Ｂ)）。なお、荷電装置（20）の放電時には、空気中でラジカル等の活性種が発生することがあるため、このような活性種によってアルミニウムの酸化が促進される。
【００４５】
荷電装置（20）で長期間に亘って放電が行われると、マイナスに帯電した塵埃等の浮遊粒子（5）が酸化膜（40）の表面に付着していく。その結果、酸化膜（40）の表面が、浮遊粒子（5）で覆われていく（図４(Ｃ)）。ここで、対向電極（26）の表面に形成された酸化アルミニウムから成る酸化膜（40）は、比較的脆く対向電極（26）から剥がれやすい特性を有する。このため、酸化膜（40）に浮遊粒子（5）が蓄積されると、その自重や被処理空気の風圧により対向電極（26）から酸化膜（40）が剥がれ落ちる。この際、酸化膜（40）の表面に蓄積してしまった浮遊粒子（5）も酸化膜（40）と共に対向電極（26）から取り除かれる（図４(Ｄ))。その結果、対向電極（26）では、表面がきれいな状態となるため、荷電装置（20）では所望とする放電を継続して行うことができる（図４(Ａ)）。
【００４６】
−実施形態１の効果−
上記実施形態１では、対向電極（26）をアルミニウムで構成している。このため、対向電極（26）では、放電電極（25）から放出された電子の衝突に伴って、表面に酸化アルミニウムから成る酸化膜（40）を形成することができる。従って、例えば図４に示すように、酸化膜（40）の表面に浮遊粒子（5）を付着させることができ、この酸化膜（40）と共に浮遊粒子（5）を対向電極（26）の表面から取り除くことができる。その結果、対向電極（26）のメンテナンス等を行わずとも、放電電極（25）と対向電極（26）との間で所望とする放電を維持することができ、帯電性能の低下やスパーク等の異常放電を防止できる。
【００４７】
また、上記実施形態では、放電電極（25）に先鋭な突起部（25a,25b）を形成するようにしている。このため、突起部（25a,25b）の先端部の近傍では電界が集中するため、突起部（25a,25b）から対向電極（26）へ向かって多量の電子を放出させることができる。従って、対向電極（26）での酸化膜（40）の形成を促すことができ、対向電極（26）への浮遊粒子（5）の付着を確実に防止できる。
【００４８】
更に、対向電極（26）は、断面が円形となる柱状ないし棒状に形成されているので、対向電極（26）の外周にはエッジが形成されない。このため、対向電極（26）では、局所的に電界が集中してしまうのを防止できるので、対向電極（26）の外周面に分散させて電子を衝突させることができる。従って、対向電極（26）の外周に、比較的均等に酸化膜（40）を形成することができる。その結果、対向電極（26）において、酸化膜（40）が形成されていない部位に浮遊粒子（5）が付着してしまうのを回避できる。
【００４９】
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２は、荷電装置（20）を空気浄化装置（10）に搭載したものである。空気浄化装置（10）は、被処理空気中の浮遊粒子を除去する空気処理装置を構成している。また、空気浄化装置（10）は、被処理空気中に含まれる臭気成分や有害成分を除去する。
【００５０】
図５に示すように、空気浄化装置（10）は、中空状のケーシング（11）を備え、このケーシング（11）に複数の機能部品が収納されている。このケーシング（11）には、一端部に空気吸込口（12a）が形成され、他端部に空気吹出口（12b）が形成されている。また、空気吸込口（12a）は、ケーシング（11）の一壁面における両端部にそれぞれ形成されている。各空気吸込口（12a）には、被処理空気中に含まれる塵埃（浮遊粒子）のうち比較的粒径の大きなものを捕捉するプレフィルタ（14）がそれぞれ設けられている。
【００５１】
ケーシング（11）内には、空気吸込口（12a）から空気吹出口（12b）に向かって空気が流れる空気通路（13）が形成されている。この空気通路（13）には、空気の流れ方向の上流側から下流側へ向かって順に、荷電部（20）、整流部材（18）、集塵部（30）、吸着部材（15）、そして遠心ファン（シロッコファン）（17）が配置されている。上記空気通路（13）は、ケーシング（11）に対して上下（または左右）から空気吸込口（12a）に入った後に空気吹出口（12b）の方向へ向かってほぼ直角に屈曲し、シロッコファン（17）のところで空気吹出口（12b）の方向へ向かってさらに屈曲するようになっている。
【００５２】
空気通路（13）では、２つの空気吸込口（12a）に対応するように、２つの荷電部（20）が設けられている。各荷電部（20）は、上記実施形態１の荷電装置（20）と同様の構成となっている。つまり、荷電部（20）には、上記実施形態１と同様にして、放電電極（25）、対向電極（26）、及び直流電源（27）が設けられている（図１〜３を参照）。また、実施形態２においても、上記実施形態１と同様、対向電極（26）がアルミニウムで構成されている。即ち、実施形態２の対向電極（26）は、放電電極（25）から対向電極（26）への電子の衝突に伴って表面に酸化膜（40）を形成する材料で構成されている。
【００５３】
整流部材（18）は、各荷電部（20）の下流側に配置されており、各荷電部（20）側から屈曲するように流れた被処理空気を整流する。集塵部（30）は、第１電極（31）と第２電極（32）と直流高圧電源（図示省略）とを有している。第１電極（31）は、直流高圧電源のマイナス極に接続され、第２電極（32）は直流高圧電源のプラス極に接続されている。また、直流高圧電源のプラス極側は接地されている。第１電極（31）と第２電極（32）は、電極板を等間隔で交互に配置したものでもよいし、第２電極（32）を格子状にして各格子内の小さな空間に棒状ないし針状の第１電極（31）を配置したものでもよい。
【００５４】
吸着部材（15）は、詳細は図示していないが、空気の流れ方向に沿って多数の微細な空気流通孔を有するハニカム状の基材の表面に、臭気成分を吸着するゼオライトなどの吸着剤の微粉末が担持されたものである。この吸着部材（15）には、吸着剤とともに、脱臭触媒の微粉末も担持されている。この吸着部材（15）は、空気中の臭気物質の一部が、集塵部（30）で捕捉されずにすり抜けてきた場合に、その臭気物質を吸着剤で捕捉し、その表面上で脱臭触媒の作用によって分解する。この脱臭触媒には、荷電部（20）の放電によって発生する熱や光，オゾンなどの活性物質等によって活性化して臭気成分の分解反応を促進する熱触媒や光触媒を用いることができる。
【００５５】
吸着部材（15）の下流側には、シロッコファン（17）への空気の流入ガイドとしてのベルマウス（19）が配置されている。このベルマウス（19）によりシロッコファン（17）に導入された空気が、このシロッコファン（17）により流れの向きを変えて、空気吹出口（12b）からケーシング（11）の外へ吹き出されるようになっている。
【００５６】
−運転動作−
実施形態２の空気浄化装置（10）の運転中には、シロッコファン（17）が駆動される。その結果、被処理空気である室内空気が空気吸込口（12a）からケーシング（11）内に吸い込まれる。荷電部（20）では放電電極（25）と対向電極（26）の間に電位差が与えられていて、放電電極（25）から電子（イオンも含む）が飛び出している。放電電極（25）の上流側放電部（25a）から飛び出した電子は殆どが上流側対向電極（26a）に到達するが、下流側放電部から飛び出した電子は殆どが下流側対向電極（26b）に到達せずに空気中に拡散する。その際、空気通路（13）が屈曲しているため拡散効果が高くなる。
【００５７】
上流側放電部（25a）から飛び出した電子は上流側放電部（25a）と上流側対向電極（26a）との間で密集しており、この間を被処理空気が流れるときにミクロンオーダーの比較的大きな塵埃が帯電する。一方、下流側放電部（25b）から飛び出した電子は殆どがケーシング（11）内の空間に放出されるので該空間内で分散し、この空間を被処理空気が流れるときにサブミクロンオーダーの比較的小さな塵埃が帯電する。
【００５８】
被処理空気は、サブミクロンオーダーの小さな粒径の塵埃からミクロンオーダーの大きな粒径の塵埃まで帯電した状態で集塵部（30）へ流入する。集塵部（30）は、プラスの電荷を帯びた第２電極（32）とマイナスの電荷を帯びた第１電極（31）とを有しているので、マイナスに帯電した塵埃等の浮流粒子をクーロン力で捕捉することができる。
【００５９】
集塵部（30）を通過することにより被処理空気中の塵埃の殆どは除去されているが、集塵部（30）で捕捉されずに空気吹出口（12b）に向かう塵埃も存在する。このように集塵部（30）を通過してしまった塵埃は、吸着部材（15）によって捕捉される。また、吸着部材（15）は脱臭触媒も担持しており、そこで臭気成分も分解される。そして、塵埃が除去されて臭気成分も分解された被処理空気が空気吹出口（12b）から室内空間へ吹き出される。
【００６０】
以上のような空気浄化装置（10）の運転を継続して行うと、荷電部（20）では、被処理空気中に含まれる塵埃等の浮遊粒子が対向電極（26）の表面に付着していく。しかしながら、実施形態２においても、対向電極（26）に電子が衝突することで、対向電極（26）の表面に酸化アルミニウムから成る酸化膜（40）が形成される。このため、酸化膜（40）に浮遊粒子を付着させた後に酸化膜（40）が剥がれることで、対向電極（26）の汚れを確実に取り除くことができる（図４を参照）。その結果、実施形態２の空気浄化装置（10）では、荷電部（20）で継続的に所望とする放電を行うことができる。従って、対向電極（26）のメンテナンス等を行うことなく、浮遊粒子の付着に起因する集塵性能の低下を回避できる。
【００６１】
《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。
【００６２】
〈酸化膜除去手段について〉
上述の各実施形態の荷電装置（20）及び空気浄化装置（10）においては、対向電極（26）の表面に形成された酸化膜（40）を確実に剥がすために、以下のような酸化膜除去手段（50）を搭載することができる。
【００６３】
図６に示す例では、酸化膜除去手段（50）として気流制御部材（51）を用いている。気流制御部材（51）は荷電装置（荷電部）（20）の近傍において、空気通路（13）に面するように配置されている。気流制御部材（51）は、図示しない駆動手段によって、荷電部（20）の近傍における空気通路（13）の通路断面積を比較的大きくする位置（図６(Ａ)の位置）と、この空気通路（13）の通路断面積を比較的小さくする位置（図６(Ｂ）の位置）とに変位自在に構成されている。この気流制御部材（51）は、対向電極（26）の表面近傍を流れる被処理空気の流速が大きくなるように空気の流れを制御する。
【００６４】
具体的には、荷電部（20）の通常の運転時には、気流制御部材（51）が図６(Ａ)の位置となる。この場合、荷電部（20）の近傍を流れる被処理空気の流速は比較的小さくなる。このような状態において、荷電部（20）では、上述の実施形態と同様、放電電極（25）と対向電極（26）との間で浮遊粒子が帯電される。また、対向電極（26）の表面には、電子が衝突することで酸化膜（40）が形成される。そして、酸化膜（40）の表面に塵埃等の浮遊粒子が付着していく。
【００６５】
このような状態から気流制御部材（51）が図６(Ｂ)の位置に変位すると、荷電部（20）の近傍を流れる被処理空気の流速が比較的大きくなる。これに伴い、対向電極（26）の表面近傍の流速（風圧）が大きくなり、対向電極（26）から酸化膜（40）が剥がれやすくなる。従って、対向電極（26）では、酸化膜（40）及び酸化膜（40）に付着した浮遊粒子が速やかに取り除かれる。その結果、対向電極（26）での浮遊粒子の蓄積が確実に回避されるので、荷電部（20）では所望とする放電が継続して行われる。なお、気流制御部材（51）は、例えばタイマー等によって所定時間が経過すると、図６(Ａ)の位置と図６(Ｂ)の位置との間を変位する。
【００６６】
また、図７に示す例では、酸化膜除去手段（50）として加振機構（52）を用いている。加振機構（52）は、例えばモータ（53）と該モータ（53）の出力軸（53a）から所定量偏心する加振用円板（54）とを有している。また、図７の例では、複数の対向電極（26）が、１つの枠部材（28）によって一体的に支持されている。
【００６７】
対向電極（26）のメンテナンス時には、モータ（53）が駆動して加振用円板（54）が回転する。これにより、加振用円板（54）は、所定の回転角度において枠部材（28）と接触する。加振用円板（54）が定期的に枠部材（28）と接触すると、枠部材（28）ひいては対向電極（26）が振動する。その結果、対向電極（26）の表面の酸化膜（40）及び浮遊粒子を一層確実に対向電極（26）から剥がすことができる。
【００６８】
なお、図６及び図７に示した酸化膜除去手段（50）は、単なる例示である。これ以外にも、酸化膜（40）を掻き取る機構や、他の方式を採用するようにしても良い。
【００６９】
〈対向電極の構成について〉
上述した対向電極（26）は、その全体がアルミニウム材料から構成されている。しかしながら、対向電極（26）の表面のみにアルミニウムをメッキ等により形成しても良い。つまり、対向電極（26）は、少なくとも表面がアルミニウムであれば良い。また、対向電極（26）として、他の材料を用いることもできる。具体的には、対向電極（26）の少なくとも表面をチタンで構成するようにしても良い。この対向電極（26）に電子が衝突すると、酸化チタンから成る酸化膜（40）を形成することができる。また、対向電極（26）の少なくとも表面に採用する材料としては、これ以外にも、鉄、ニッケル、コバルト、バナジウム、モリブデン、タングステン等を採用することができる。
【００７０】
また、上述した対向電極（26）は、正円形状の断面を有する柱状に形成されているが、楕円形や多角形の断面を有する柱状であっても良い。特に、対向電極（26）は、頂点角度が鈍角となる多角形の断面形状を有する柱状であることが好ましい。これにより、対向電極（26）の外周面には、先鋭な角部（エッジ）が形成されないので、対向電極（26）の外周において局所的に電界が集中してしまうのを防止できる。その結果、対向電極（26）の外周に電子を均等に衝突させることができ、広範囲に亘って均一な酸化膜（40）を形成することができる。
【００７１】
〈電極の極性について〉
上述した荷電装置（荷電部）（20）では、放電電極（25）をマイナス電位として、対向電極（26）をアース電位としている。しかしながら、例えば放電電極（25）をマイナス電位として対向電極（26）をプラス電位としても良い。つまり、放電電極（25）よりも対向電極（26）が高電位となっていれば、本発明を採用することができる。
【００７２】
なお、以上の実施形態は、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。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上説明したように、本発明は、放電電極と対向電極との間に電界を形成して被処理空気中の浮遊粒子を帯電させる荷電装置、及びこの荷電装置を備えた空気処理装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態１に係る荷電装置の概略の構成図である。
【図２】実施形態１の荷電装置の概略の斜視図である。
【図３】実施形態１の荷電装置の概略の構成図であって、電子等の発生状態を模式的に表したものである。
【図４】対向電極の近傍の状態の変化を模式的に表した概略の構成図である。
【図５】本発明の実施形態２の係る空気浄化装置の概略の構成図である。
【図６】その他の実施形態における第１の例の酸化膜除去手段の概略の構成図である。
【図７】その他の実施形態における第２の例の酸化膜除去手段の概略の構成図である。
【符号の説明】
【００７５】
10   空気浄化装置（空気処理装置）
13   空気通路
20   荷電部（荷電装置）
25   放電電極
25a  上流側放電部（突起部）
25b  下流側放電部（突起部）
26   対向電極
30   集塵部（電気集塵部）
40   酸化膜
50   酸化膜除去手段
51   気流制御部材（酸化膜除去手段）
52   加振機構（酸化膜除去手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010099551.tif 000006
【図５】
2010099551.tif 000007
【図６】
2010099551.tif 000008
【図７】
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