(57)【要約】【課題】ケーシングを空気通路の流れ方向に薄型化でき、且つ浮遊粒子を効率良く帯電させることができる荷電装置を提供する。【解決手段】対向電極（50）は、放電部（45a）から被処理空気の流れと直交する方向に所定の間隔を置いて配置される第１対向部（51）と、放電部（45a）と第１対向部（51）との間に配置される第２対向部（52）とを有する。【選択図】図４
2010227903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理空気が流れる空気通路（41a）を形成するケーシング部材（41）と、該空気通路（41a）に配置される放電電極（45）及び対向電極（50）を有する荷電部（40a）と、該放電電極（45）及び対向電極（50）に電位差を付与する電源（60）とを備え、上記放電電極（45）の放電の基端となる放電部（45a）と上記対向電極（50）との間に被処理空気中の浮遊粒子を帯電させる電界を形成する荷電装置であって、
上記対向電極（50）は、上記放電部（45a）から被処理空気の流れと直交する方向に所定の間隔を置いて配置される第１対向部（51）と、上記放電部（45a）と第１対向部（51）との間に配置される第２対向部（52）とを有し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、
上記放電部（45a）と上記第２対向部（52）と上記第１対向部（51）とが、被処理空気の流れと直交する方向に直線状に配列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、
上記第２対向部（52）は、該第２対向部（52）及び放電部（45a）の配列方向が、上記第１対向部（51）及び放電部（45a）の配列方向に対して、空気通路（41a）の上流側又は下流側に４５°の角度を成すように配置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（45）及び対向電極（50）の上流側と下流側のいずれか一方又は両方には、上記放電部（45a）と第１対向部（51）の配列方向に沿って形成され、且つ複数の通気孔が形成される板状電極（61,62）を有し、
上記板状電極（61,62）は、上記放電部（45a）の電位と上記第１対向部（51）の電位との間の中間の電位に設定されていることを特徴とする荷電装置。
【請求項５】
請求項４において、
上記電源（60）は、上記放電電極（45）及び対向電極（50）のいずれか一方が正の電位となり他方が負の電位となるように両電極（45,50）に電位差を付与するように構成され、
上記板状電極（61,62）は、アース電位に設定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、
上記第１対向部（51）及び第２対向部（52）は、被処理空気の流れと直交する方向に延びる棒状に形成され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、
上記放電電極（45）の放電部（45a）は、上記第１対向部（51）及び第２対向部（52）と平行に延びる棒状に形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１乃至７のいずれか１つにおいて、
上記荷電部（40a）には、上記放電部（45a）を挟むように配列される一対の上記第１対向部（51）と、各第１対向部（51）と放電部（45a）との間にそれぞれ１つずつ配置される一対の第２対向部（52）とが設けられていることを特徴とする荷電装置。
【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。即ち、荷電部では、放電電極から対向電極へ向かって放電が生起しており、この放電に伴ってイオンが発生している。
【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イオンと、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、上記のような荷電装置において、浮遊粒子の帯電効率を向上させるためには、放電電極から発生したイオンを浮遊粒子と効率良く接触させる必要がある。これを実現させる手段としては、ケーシング内の空気通路において、荷電部の放電電極や対向電極を被処理空気の流れ方向に大型化することが考えられる。しかしながら、このようにすると、荷電部を収容するための空気通路が空気流れ方向に長くなり、ひいては空気通路を区画するケーシングも被処理空気の流れ方向に厚くなってしまう。
【０００５】
また、このようなケーシング厚さの増大を防止するために、空気通路を被処理空気の流れと直交する方向（例えば空気通路の幅方向や高さ方向）に拡大することも考えられる。しかしながら、単純に空気通路を拡大させただけでは、放電電極から生成したイオンを、空気通路の幅方向や高さ方向の全域に亘って充分に拡散させることができず、浮遊粒子の帯電効率の低下を招いてしまう。
【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、ケーシングを空気通路の流れ方向に薄型化でき、且つ浮遊粒子を効率良く帯電させることができる荷電装置を提供することである。
【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（41a）を形成するケーシング部材（41）と、該空気通路（41a）に配置される放電電極（45）及び対向電極（50）を有する荷電部（40a）と、該放電電極（45）及び対向電極（50）に電位差を付与する電源（60）とを備え、上記放電電極（45）の放電の基端となる放電部（45a）と上記対向電極（50）との間に被処理空気中の浮遊粒子を帯電させる電界を形成する荷電装置を対象とし、上記対向電極（50）は、上記放電部（45a）から被処理空気の流れと直交する方向に所定の間隔を置いて配置される第１対向部（51）と、上記放電部（45a）と第１対向部（51）との間に配置される第２対向部（52）とを有していることを特徴とする。
【０００８】
第１の発明では、対向電極（50）に第１対向部（51）と第２対向部（52）とが設けられる。第２対向部（52）は、第１対向部（51）と放電部（45a）との間に配置されるので、放電部（45a）から比較的近い位置となる。このため、放電部（45a）と第２対向部（52）との間の電界密度は、比較的高くなっている。従って、放電部（45a）の近傍で発生したイオンの一部は、第２対向部（52）に衝突するように移動する。以上のようにして、放電部（45a）と第２対向部（52）との間では、イオンが第２対向部（52）へ積極的に衝突する、いわゆる衝突荷電方式の放電が行われる。
【０００９】
第２対向部（52）へ衝突せずに第１対向部（51）側へ拡散したイオンは、第１対向部（51）に誘引される。ここで、第１対向部（51）は、第２対向部（52）よりも放電部（45a）から遠くに配置されているため、放電部（45a）と第１対向部（51）との間の電界密度は比較的小さくなっている。従って、第１対向部（51）へ誘引されるイオンは、第１対向部（51）へほとんど到達することなく、最終的には空気通路（41a）の下流側へ流されていく。以上のようにして、第２対向部（52）と第１対向部（51）との間では、イオンが第１対向部（51）にほとんど到達しない、拡散荷電方式の放電が行われる。
【００１０】
以上のように、本発明では、衝突荷電方式の放電が行われる領域と、拡散荷電方式の放電が行われる領域とが、被処理空気の流れと直交する方向に形成される。このため、空気通路（41a）が被処理空気の流れ方向に大型化されてしまうことを防止できる。特に、放電部（45a）から比較的遠くに位置する第１対向部（51）は、放電部（45a）から被処理空気の流れと直交する方向に配置されるため、空気通路（41a）が空気流れ方向に大型化されてしまうことが効果的に防止される。しかも、放電部（45a）で発生したイオンの一部は、第１対向部（51）を指向するように被処理空気の流れと直交する方向に拡散する。これにより、空気通路（41a）では、その流路断面の全域に亘ってイオンを拡散させることができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、上記放電部（45a）と上記第２対向部（52）と上記第１対向部（51）とが、被処理空気の流れと直交する方向に直線状に配列されていることを特徴とする。
【００１２】
第２の発明では、放電部（45a）と第２対向部（52）と第１対向部（51）とが空気流れと直交する方向に直線状に配列されるため、放電電極（45）や対向電極（50）を配置するために要する空気流れ方向のスペースが小さくなる。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明において、上記第２対向部（52）は、該第２対向部（52）及び放電部（45a）の配列方向が、上記第１対向部（51）及び放電部（45a）の配列方向に対して、空気通路（41a）の上流側又は下流側に４５°の角度を成すように配置されていることを特徴とする。
【００１４】
第３の発明のように第２対向部（52）を配置することで、放電部（45a）の放電に伴って生成するイオン風が被処理空気の流れと直交する方向へ吹き易くなる。この点について図１３(Ａ)及び(Ｂ)を参照しながら説明する。
【００１５】
イオン風は、放電電極から対向電極へ向かって移動するイオンが中性の空気分子と衝突することで発生する。つまり、放電部の近傍で発生した多量のイオンは、空気分子に次々と衝突しながら、対向電極に向かって移動していく。そして、このようにしてイオンと衝突した多数の空気分子がエネルギーを得て移動することで、イオン風が発生する。
【００１６】
このようなイオン風の風向は、イオンと空気分子との衝突角によって定まる。ここで、例えば図１３に示すように、イオン（I）と空気分子（M）とを球体とみなした場合、イオンは空気分子に対して必ず真正面で（即ち衝突角θ＝０°で）衝突するわけではなく、この衝突角は０°〜９０°の範囲でバラツキが生じることになる。従って、理論上においては、イオン（I）と空気分子（M）との間の衝突角θは、このような衝突角の範囲（０°〜９０°）の平均値となる４５°と考えることができる。従って、イオン（I）と衝突して飛ばされる空気分子（M）は、イオン（I）の移動方向に対して４５°ずれた円錐状に拡がる方向に移動する（図１３(Ｂ)を参照）。即ち、イオン風の風速は、放電電極から対向電極へ向かうイオンの移動方向よりも４５°ずれた方向において、最大になるといえる。
【００１７】
以上の点を考慮し、本発明では、放電部（45a）と第２対向部（52）との配列方向を、放電部（45a）と第１対向部（51）との配列方向に対して４５°ずらすようにしている。これにより、放電部（45a）から第２対向部（52）へ移動するイオンが空気分子と衝突してイオン風が発生すると、このイオン風は、第１対向部（51）へ向かって飛び易くなる。これにより、放電部（45a）で発生させたイオンを、イオン風にのせて第１対向部（51）に向かって飛ばすことができる。これにより、被処理空気の流れと直交する方向へのイオンの拡散効果が更に向上する。
【００１８】
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（45）及び対向電極（50）の上流側と下流側のいずれか一方又は両方には、上記放電部（45a）と第１対向部（51）の配列方向に沿って形成され、且つ複数の通気孔が形成される板状電極（61,62）を有し、該板状電極（61,62）は、上記放電電極（45）の電位と上記対向電極（50）の電位との間の中間の電位に設定されていることを特徴とする。
【００１９】
第４の発明では、放電電極（45）及び対向電極（50）の上流側と下流側のいずれか一方又は両方に板状電極（61,62）が設けられる。板状電極（61,62）は、複数の通気孔を有しており、各通気孔を被処理空気が流通する。また、板状電極（61,62）は、放電部（45a）と第１対向部（51）との間の中間の電位となっているため、板状電極（61,62）と第１対向部（51）との間にも電界が形成される。このため、放電部（45a）で発生したイオンは、板状電極（61,62）と第１対向部（51）との間の電界により、第１対向部（51）側へ誘引され易くなる。これにより、被処理空気の流れと直交する方向へのイオンの拡散効果が更に向上する。
【００２０】
第５の発明は、第４の発明において、上記電源（60）は、上記放電電極（45）及び対向電極（50）のいずれか一方が正の電位となり他方が負の電位となるように両電極（45,50）に電位差を付与するように構成され、上記板状電極（61,62）は、アース電位に設定されていることを特徴とする。
【００２１】
第５の発明では、放電部（45a）で発生したイオンが、アース電位となる板状電極（61,62）と第１対向部（51）との間の電界により、第１対向部（51）側へ誘引され易くなる。これにより、被処理空気の流れと直交する方向へのイオンの拡散効果が更に向上する。また、板状電極（61,62）をアース電位とすることで、ユーザー等が板状電極（61,62）に触れても感電することがない。即ち、板状電極（61,62）は、ユーザー等が放電電極（45）や対向電極（50）に触れてしまうことを防止する安全対策用の部材としても機能する。
【００２２】
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、上記第１対向部（51）及び第２対向部（52）は、被処理空気の流れと直交する方向に延びる棒状に形成されていることを特徴とする。
【００２３】
第６の発明では、第１対向部（51）及び第２対向部（52）が被処理空気の流れと直交する方向に延びる棒状に形成されるため、第１対向部（51）及び第２対向部（52）の長手方向に亘って電界を形成することができ、イオンの拡散効果が向上する。また、棒状の各対向部（51,52）を配設するために要する空気流れ方向のスペースを最小限に抑えることができる。
【００２４】
第７の発明は、第６の発明において、上記放電電極（45）の放電部（45a）は、上記第１対向部（51）及び第２対向部（52）と平行に延びる棒状に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
第７の発明では、放電電極（45）の放電部（45a）も被処理空気の流れと直交する方向に延びる棒状に形成される。このため、放電部（45a）と各対向部（51,52）との間では、該放電部（45a）及び各対向部（51,52）の長手方向の全域に亘って電界を形成することができ、イオンの拡散効果が向上する。また、棒状の放電部（45a）を配設するために要する空気流れ方向のスペースを最小限に抑えることができる。
【００２６】
第８の発明は、第１乃至第７のいずれか１つにおいて、上記荷電部（40a）には、上記放電部（45a）を挟むように配列される一対の上記第１対向部（51）と、各第１対向部（51）と放電部（45a）との間にそれぞれ１つずつ配置される一対の第２対向部（52）とが設けられていることを特徴とする。
【００２７】
第８の発明では、放電部（45a）を中心として空気流れと直交する方向における両側にそれぞれ第１対向部（51）と第２対向部（52）とが配置される。つまり、このような放電部（45a）の両側において、衝突荷電方式の放電が行われる領域と、拡散荷電方式の放電が行われる領域とが、被処理空気の流れと直交する方向にそれぞれ形成される。従って、被処理空気の流れと直交する方向におけるイオンの拡散効果が更に向上する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、空気通路（41a）において、被処理空気の流れと直交する方向に衝突荷電方式の放電領域と拡散荷電方式の放電領域とを形成できるので、この空気通路（41a）が被処理空気の流れ方向に大型化されてしまうのを防止できる。従って、空気通路（41a）を形成するケーシング部材（41）の薄型化を図ることができ、ひいては荷電装置全体の薄型化、あるいは荷電装置が搭載される空気処理装置（空気調和装置や空気清浄機等）の薄型化を図ることができる。
【００２９】
また、空気通路（41a）では、第１対向部（51）側に向かって被処理空気の流れ方向にイオンが拡散するため、空気通路（41a）の通路断面の全域に亘ってイオンを供給できる。このため、被処理空気中の浮遊粒子とイオンとを効率良く接触させて荷電効率の向上を図ることができる。
【００３０】
更に、イオンが第１対向部（51）にほとんど到達しない、拡散荷電方式の放電を行うことで、放電に伴う電流が小さくなる。従って、この荷電装置の消費電力を抑えることができる。
【００３１】
第２、第６、第７の発明では、放電電極（45）や対向電極（50）を配置するために要する空気通路（41a）の空気流れ方向のスペースを小さくできるので、ケーシング部材（41）の薄型化、ひいては装置の薄型化を効果的に図ることができる。
【００３２】
第３の発明では、イオン風を空気流れと直交する方向に飛ばすことができるため、イオンの拡散効果が高まり、荷電効率を向上できる。
【００３３】
第４や第５の発明では、放電部（45a）で発生させたイオンを板状電極（61,62）と第１対向部（51）との間の電界を利用して、第１対向部（51）側へ誘引させることができる。従って、イオンの拡散効果が高まり、荷電効率を向上できる。また、第５の発明では、板状電極（61,62）をアース電位としているため、この板状電極（61,62）を放電電極（45）や対向電極（50）の保護部材として機能させることができ、荷電装置の安全性を向上できる。
【００３４】
第８の発明では、空気流れと直交する方向において、放電部（45a）の両側にそれぞれ第１対向部（51）と第２対向部（52）とを設けているため、これらの両側の空間でそれぞれ衝突荷電方式の放電領域と拡散荷電方式の領域を形成できる。ここで、放電部（45a）は両側の各対向部（51,52）に共用されるので、荷電装置の簡素化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
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。
【００３６】
《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。実施形態１に係る荷電装置は、荷電ユニット（40）を構成しており、室内の冷房や暖房を行う空気調和装置（10）に搭載されている。空気調和装置（10）は、図示を省略した冷媒回路を備え、この冷媒回路で蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うものである。
【００３７】
空気調和装置（10）は、室内空間の天井壁（Ｃ）に設置される天井埋設式の室内ユニット（11）を備えている。室内ユニット（11）は、略直方体の箱状の本体ケーシング（12）と、矩形板状の化粧パネル（13）とを有している。本体ケーシング（12）は、天井裏に埋設される。化粧パネル（13）は、本体ケーシング（12）の下側の開口部に取り付けられる。化粧パネル（13）が本体ケーシング（12）に取り付けられた状態では、化粧パネル（13）が室内空間に露出する。
【００３８】
化粧パネル（13）には、吸込口（14）と吹出口（15）とが形成されている。吸込口（14）は、矩形状に形成され、化粧パネル（13）の中央部に配置されている。吸込口（14）には、スリット状の吸込グリル（14a）が嵌め込まれている。一方、吹出口（15）は、吸込口（14）の全周囲を囲うように、化粧パネル（13）の外周に沿って形成されている。
【００３９】
本体ケーシング（12）の内部には、吸込口（14）から吹出口（15）に亘って、被処理空気が流通するケース内流路（16）が形成されている。ケース内流路（16）には、被処理空気の流れの上流側から下流側に向かって順に、プレフィルタ（17）、荷電ユニット（40）、集塵ユニット（30）、室内ファン（20）、室内熱交換器（25）が設けられている。
【００４０】
プレフィルタ（17）は、吸込グリル（14a）の背面に沿うように形成されている。プレフィルタ（17）は、被処理空気中に含まれる比較的大径の塵埃を捕集する。
【００４１】
荷電ユニット（40）は、被処理空気中に含まれる塵埃等の浮遊粒子を帯電させる荷電装置を構成している。荷電ユニット（40）の詳細構造については後述する。
【００４２】
集塵ユニット（30）は、荷電ユニット（40）で帯電させた浮遊粒子を電気的に誘引して捕捉する集塵装置を構成している。集塵ユニット（30）は、集塵電極（31）と高圧電極（32）と集塵用高圧電源（図示省略）とを備えている。集塵用高圧電極は、集塵電極（31）と高圧電極（32）とに電圧を印加し、両電極（31,32）に電位差を付与する。これにより、集塵電極（31）と高圧電極（32）との間に電界が形成され、帯電した浮遊粒子が集塵電極（31）の表面に電気的に誘引されて捕捉される。なお、本実施形態の集塵ユニット（30）は、集塵電極（31）と高圧電極（32）とが互いに対向するように平行に配置される、いわゆる平板構造を採用している。しかしながら、集塵電極（31）や高圧電極（32）を格子構造や他の構造として、集塵ユニット（30）を構成しても良い。また、本実施形態では、集塵電極（31）がアースに接続され、高圧電極（32）が集塵用高圧電源の正極に接続されている。
【００４３】
室内ファン（20）は、いわゆるターボファンである。室内ファン（20）は、本体ケーシング（12）の上側の真ん中付近に配置されている。室内ファン（20）は、ファンモータ（21）と羽根車（22）とを備えている。ファンモータ（21）は、本体ケーシング（12）の上側内壁に固定されている。羽根車（22）は、ファンモータ（21）の回転軸に連結されている。室内ファン（20）の下側には、吸込口（14）に連通するベルマウス（23）が設けられている。室内ファン（20）は、ベルマウス（23）を介して下側から吸い込んだ被処理空気を遠心力によって周方向に吹き出すように構成されている。
【００４４】
室内熱交換器（25）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。室内熱交換器（25）は、平面視でロ字状に形成され、室内ファン（20）の周囲を囲うように配置されている。室内熱交換器（25）では、室内ファン（20）によって送風する室内空気（被処理空気）と冷媒回路の冷媒とが熱交換する。
【００４５】
上述した荷電ユニット（40）は、図１〜図３に示すように、枠部材（41）と放電電極（45）と対向電極（50）と荷電用高圧電源（60）とを有している。
【００４６】
枠部材（41）は、内部に被処理空気が流通する空気通路（41a）を形成するケーシング部材を構成している。枠部材（41）は、空気通路（41a）を流れる被処理空気の流れ方向に扁平な矩形枠状に形成されている。そして、空気通路（41a）には、放電電極（45）及び対向電極（50）を有する荷電部（40a）が設けられている。
【００４７】
放電電極（45）は、被処理空気の流れと直交する方向（図３における枠部材（41）の幅方向）に延びる棒状ないし線状に形成されている。即ち、放電電極（45）は、いわゆるイオン化線を構成しており、その軸方向の両端が枠部材（41）の内壁面にそれぞれ固定されている。また、放電電極（45）の横断面は、外径が数百μｍとなる円形状に形成されている。実施形態１の放電電極（45）では、その全域に亘って、放電の基端となる放電部（45a）が形成されている。
【００４８】
荷電ユニット（40）には、放電電極（45）を挟むように２つの対向電極（50）が設けられている。対向電極（50）は、内部に略矩形状の開口を形成する閉ループ状に形成されている（図３を参照）。即ち、対向電極（50）は、直線状に延びる４本の棒状部材の両端が互いに連接されて構成されている。
【００４９】
具体的には、対向電極（50）は、第１対向部（51）と第２対向部（52）と第１連結部（53）と第２連結部（54）とが一体形成されて構成されている。第１対向部（51）及び第２対向部（52）は、放電電極（45）と平行となるように、被処理空気の流れと直交する方向に延びる棒状に形成されている。第１対向部（51）及び第２対向部（52）の横断面は、外径が約１ｍｍ〜約３ｍｍとなる円形状に形成されている。本実施形態では、第１対向部（51）と第２対向部（52）とが同じ外径となっており、且つ第１対向部（51）と第２対向部（52）の外径が放電電極（45）の外径よりも小さくなっている。
【００５０】
第１連結部（53）及び第２連結部（54）は、放電電極（45）と直交するように延びる棒状に形成されている。第１連結部（53）と第２連結部（54）の横断面は、対向部（51,52）と同じ外径となる円形状に形成されている。
【００５１】
第１対向部（51）は、第２対向部（52）よりも放電部（45a）から遠くに配置されている。具体的には、第１対向部（51）は、被処理空気の流れと直交する方向（図２における枠部材の長手方向）に所定の間隔を置いて配置されている。そして、第２対向部（52）は、第１対向部（51）と放電部（45）との間において、放電電極（45）と第２対向部（52）と第１対向部（51）とが被処理空気の流れと直交する方向に直線状に配列されている。
【００５２】
荷電部（40a）では、一対の第１対向部（51,51）が放電部（45a）を挟むように配列され、各第１対向部（51,51）と放電部（45a）との間にそれぞれ１つずつ第２対向部（52）が配置される。各第１対向部（51）と放電部（45a）との間の距離はそれぞれ同じ距離に設定され、且つ各第２対向部（52）と放電部（45a）との間の距離もそれぞれ同じ距離に設定されている。
【００５３】
図２に示すように、荷電用高圧電源（60）は、放電電極（45）と対向電極（50）とに直流の高電圧を印加するように構成されている。即ち、荷電用高圧電源（60）は、放電電極（45）と対向電極（50）との間に電位差を付与する電源手段を構成している。
【００５４】
本実施形態では、荷電用高圧電源（60）の正極側に放電電極（45）が接続し、荷電用高圧電源（60）の負極側に対向電極（50）が接続している。また、荷電用高圧電源（60）の負極側は、アースと接続している。これにより、放電電極（45）はプラス電位となり、対向電極（50）がゼロ電位となっている。
【００５５】
本実施形態の荷電ユニット（40）では、第２対向部（52）が、いわゆる衝突荷電用の電極を構成し、第１対向部（51）が、いわゆる拡散荷電用の電極を構成している。即ち、第２対向部（52）は、放電電極（45）から比較的近い位置にあるため、放電電極（45）と第２対向部（52）との間の電界密度も大きくなる。このため、放電電極（45）から発生したイオンは、第２対向部（52）に到達／衝突し易くなる。これに対し、第１対向部（51）は、放電電極（45）から比較的遠い位置にあり、放電電極（45）と第１対向部（51）との間の電界密度も小さくなる。このため、放電電極（45）から発生したイオンは、第１対向部（51）を指向するように拡散するものの、拡散したイオンが第１対向部（51）に到達することはほとんどない。以上のように、本実施形態は、衝突荷電方式の放電と拡散荷電方式の放電とが同時に行われる（詳細は後述する）。
【００５６】
−運転動作−
空気調和装置（10）の運転動作について説明する。空気調和装置（10）の運転時には、冷媒回路の圧縮機が駆動され、冷媒回路で冷凍サイクルが行われる。また、室内ファン（20）が駆動され、室内空気が吸込口（14）よりケース内流路（16）へ取り込まれる。また、集塵ユニット（30）では、集塵用高圧電源から集塵電極（31）と高圧電極（32）とに直流の高電圧が印加される。荷電ユニット（40）では、荷電用高圧電源（60）から放電電極（45）と対向電極（50）とに直流の高電圧が印加される。
【００５７】
ケース内流路（16）に取り込まれた被処理空気は、プレフィルタ（17）を通過する。プレフィルタ（17）では、被処理空気中に含まれる比較的大径の浮遊粒子（塵埃等）が捕捉される。
【００５８】
プレフィルタ（17）を通過した被処理空気は、荷電ユニット（40）を流れる。荷電ユニット（40）では、放電電極（45）と対向電極（50）との間に被処理空気中の浮遊粒子を帯電させるための電界が形成される。具体的には、枠部材（41）内の空気通路（41a）では、放電電極（45）と第２対向部（52）との間や、放電電極（45）と第１対向部（51）との間に、図４に模式的に示すような電気力線が形成される。
【００５９】
放電電極（45）で放電（いわゆるプラス放電）が行われると、放電電極（45）の近傍で多量のプラスイオンが生成する。これらのプラスイオンの一部（例えば図４に示すイオン（I2））は、放電電極（45）と第２対向部（52）との間の電気力線に沿うようにして第２対向部（52）に誘引され、最終的には第２対向部（52）の外周面に衝突する。以上のようにして、放電電極（45）と第２対向部（52）との間では、放電電極（45）の放電に伴い発生したイオンが第２対向部（52）に積極的に衝突する、衝突荷電方式の放電が行われる。なお、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。
【００６０】
また、放電電極（45）の近傍で発生したイオンの一部は、第２対向部（52）に衝突せずに該第２対向部（52）の裏側まで回り込む。このイオン（例えば図４に示すイオン（I1）は、放電電極（45）と第１対向部（51）との間の電気力線に沿うようにして第１対向部（51）に誘引される。
【００６１】
ここで、第１対向部（51）は、放電電極（45）から被処理空気の流れと直交する方向に所定間隔を置いて配置されているため、放電電極（45）で発生したイオンも、被処理空気の流れと直交するようにして第１対向部（51）側へ移動する。一方、第１対向部（51）は第２対向部（52）よりも放電電極（45）から遠くに位置しているため、第１対向部（51）に向かって移動するイオンは、第１対向部（51）に衝突する前に被処理空気によって空気通路（41a）の下流側に流される。以上のようにして、第１対向部（51）と第２対向部（52）との間では、放電電極（45）の放電に伴い発生したイオンが第１対向部（51）に衝突せずに下流側へ流れる、拡散荷電方式の放電が行われる。なお、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。
【００６２】
以上のように、荷電ユニット（40）では、被処理空気の流れと直交する方向において、衝突荷電方式の放電が行われる領域と、拡散荷電方式の放電が行われる領域とが形成されている。このため、空気通路（41a）では、その通路断面の全域に亘ってイオンが拡散するので、浮遊粒子が効率良く荷電する。
【００６３】
荷電ユニット（40）を通過した被処理空気は、集塵ユニット（30）を流れる。集塵ユニット（30）では、プラスに帯電した浮遊粒子がゼロ電位となる集塵電極（31）に誘引され、集塵電極（31）の表面に浮遊粒子が捕集される。
【００６４】
以上のようにして浮遊粒子が除去された被処理空気は、ベルマウス（23）内に流入した後に室内ファン（20）によって径方向外方へ搬送され、室内熱交換器（25）を通過する。室内熱交換器（25）では、冷媒と被処理空気とが熱交換する。以上のようにして、室内熱交換器（25）で冷却又は加熱された空気は、吹出口（15）から室内へ供給される。
【００６５】
−実施形態１の効果−
上記実施形態では、放電部（45a）から被処理空気の流れと直交する方向に第１対向部（51）を配置し、第１対向部（51）と放電部（45a）との間に第２対向部（52）を配置している。これにより、放電部（45a）と第２対向部（52）との間では、衝突荷電方式の放電を行うことができ、且つ第２対向部（52）と第１対向部（51）との間では、拡散荷電方式の放電を行うことができる。ここで、これらの放電の領域は、被処理空気の流れと直交する方向に形成されるため、空気通路（41a）が空気流れ方向に大型化されてしまうことがない。従って、枠部材（41）、ひいては荷電ユニット（40）の薄型化を図ることができる。その結果、この荷電ユニット（40）を空気調和装置（10）内にコンパクトに収容することができる。
【００６６】
また、第１対向部（51）側に向かってイオンを拡散させることで、イオンが空気通路（41a）の通路断面の全域に供給され易くなる。従って、被処理空気中の浮遊粒子とイオンとを確実に接触させることができ、荷電効率の向上を図ることができる。
【００６７】
更に、第１対向部（51）と第２対向部（52）と放電部（45a）とを棒状に形成し、これらを互いに平行としながら被処理空気の流れと直交する方向に直線状に配列している。このため、放電電極（45）や対向電極（50）を配置するために要する空気流れ方向のスペースを最小化でき、荷電ユニット（40）の薄型化を図ることができる。また、放電部（45a）の両側にそれぞれ第１対向部（51）と第２対向部（52）とを設けることで、放電部（45a）の両側にそれぞれ放電領域を形成でき、イオンの拡散効果を促すことができる。
【００６８】
更に、第１対向部（51）と第２対向部（52）とは、閉ループ状の対向電極（50）に一体的に構成されている。このため、比較的単純な電極構造によって２つの対向部（51,52）を構成でき、且つ１本の通電経路によって両者の対向部（51,52）に所定の電位を付与することができる。従って、荷電ユニット（40）の簡素化を図ることができる。また、このように２つの対向部（51,52）を一体化することで、両者の対向部（51,52）の相対的な位置決めを確実に行うことができる。
【００６９】
《発明の実施形態２》
実施形態２は、上記実施形態１に係る荷電ユニット（40）の構成が異なるものである。図５に示すように、実施形態２の荷電ユニット（40）には、導電性の２つの金網部材（61,62）が設けられている。これらの金網部材（61,62）は、放電電極（45）及び対向電極（50）の上流側に設けられる第１金網部材（61）と、放電電極（45）及び対向電極（50）の下流側に設けられる第２金網部材（62）とで構成されている。なお、本実施形態では、放電電極（45）及び対向電極（50）の上流側と下流側との双方に金網部材（61,62）を設けているが、上流側と下流側のいずれか一方のみに１つの金網部材を設けるようにしても良い。
【００７０】
各金網部材（61,62）は、複数の通気孔が形成されるメッシュ板状に形成されている。なお、金網部材（61,62）は、必ずしもメッシュ板状でなくても良く、例えば複数の通気孔が形成されるハニカム状であったり、いわゆる複数の円形の通気孔が貫通形成される、いわゆるパンチングメタルであっても良い。金網部材（61,62）は、放電部（45a）と第１対向部（51）との配列方向に沿うように、空気通路（41a）の通路断面の全域に跨って配設されている。金網部材（61,62）の外縁部は、枠部材（41）の内壁に固定されて保持されている。
【００７１】
実施形態２の荷電用高圧電源（60）は、直列に接続される第１電源部（60a）と第２電源部（60b）とで構成されている。第１電源部（60a）の正極側は放電電極（45）と接続し、第２電源部（60b）の負極側が対向電極（50）と接続している。また、第１電源部（60a）と第２電源部（60b）との間には、アースが接続され、更にこのアースに上記の金網部材（61,62）が接続している。以上のようにして、実施形態２では、放電電極（45）が正の電位（例えば＋５ＫＶ）となり対向電極（50）が負の電位（例えば−５ＫＶ）となり、金網部材（61,62）がアース電位（０ＫＶ）となっている。これにより、金網部材（61,62）は、放電部（45a）の電位と第１対向部（51）の電位との間の中間の電位に設定される、板状電極を構成している。なお、実施形態２において、放電電極（45）を負の電位として対向電極（50）を正の電位とし、金網部材（61,62）をアース電位としても良い。また、放電部（45a）と第１対向部（51）との間の電位差をΔＶとすると、金網部材（61,62）の電位をΔＶの二分の一（１／２×ΔＶ）とするのが好ましい。
【００７２】
実施形態２の荷電ユニット（40）では、被処理空気が第１金網部材（61）の通気孔を通過して空気通路（41a）に流入し、流入後の被処理空気が第２金網部材（62）の通気孔を通過して空気通路（41a）から流出する。空気通路（41a）では、実施形態１と同様にして、放電部（45a）と第２対向部（52）との間で衝突荷電方式の放電が行われ、同時に第２対向部（52）と第１対向部（51）との間で拡散荷電方式の放電が行われる。
【００７３】
実施形態２では、金網部材（61,62）を設けることで、第２対向部（52）と第１対向部（51）との間でのイオンの拡散効果が向上する。具体的には、金網部材（61,62）は、アース電位となり、第１対向部（51）は負の電位となっているため、金網部材（61,62）と第１対向部（51）との間にも電界が形成されている。このため、放電部（45a）で発生したイオンは、金網部材（61,62）と第１対向部（51）との間の電界によって第１対向部（51）側に誘引され易くなる。その結果、空気通路（41a）では、イオンが通路断面の全域に亘って一層拡散し易くなり、浮遊粒子の荷電効率が更に向上する。
【００７４】
また、実施形態２では、金網部材（61,62）を安全用の保護部材として機能させることができる。具体的には、金網部材（61,62）は、放電電極（45）や対向電極（50）を覆うように配置されているため、ユーザー等が放電電極（45）や対向電極（50）に触れてしまうことを防止できる。そして、金網部材（61,62）は、アース電位となっているため、仮にユーザー等が金網部材（61,62）に触れてしまったとしても、感電することはない。
【００７５】
〈実施形態２の変形例〉
上記実施形態２の荷電ユニット（40）においては、以下のような変形例の構成としても良い。
【００７６】
−変形例１−
図６に示すように、金網部材（61,62）をアースに接続しない構成としても良い。具体的に変形例１では、放電電極（45）が第１電源部（60a）の正極に接続し、対向電極（50）が第２電源部（60b）の負極であって且つアースに接続している。そして、金網部材（61,62）は、第１電源部（60a）と第２電源部（60b）との間に接続されている。これにより、変形例１の金網部材（61,62）は、放電電極（45）のプラス電位（例えば＋１０ＫＶ）と対向電極（50）のアース電位（０ＫＶ）との間の中間電位（例えば５．０ＫＶ）となっている。
【００７７】
変形例１においても、金網部材（61,62）と第１対向部（51）との間に電位差が生じるため、金網部材（61,62）と第１対向部（51）との間の電界によってイオンを第１対向部（51）側へ拡散させることができる。従って、浮遊粒子の荷電効率の向上を図ることができる。
【００７８】
−変形例２−
図７に示すように、金網部材（61,62）をアース電位とする一方、この金網部材（61,62）を放電部（45a）と第１対向部（51）との間の中間電位としない構成とすることもできる。具体的に変形例２では、放電電極（45）が荷電用高圧電源（60）の正極側と接続し、且つ対向電極（50）及び金網部材（61,62）の双方がアースと接続している。これにより、変形例２では、アースとなる金網部材（61,62）によって、放電電極（45）を覆うことができるので、荷電ユニット（40）の安全性の向上を図ることができる。
【００７９】
《その他の実施形態》
上述した各実施形態（変形例も含む）において、以下のような他の構成を採用することもできる。
【００８０】
〈第２対向部の配置について〉
上記各実施形態では、第１対向部（51）と第２対向部（52）と放電部（45a）とを被処理空気の流れと直交する方向に直線状に配列しているが、図８に示すように、第１対向部（51）と放電部（45a）との間において、第１対向部（51）と放電部（45a）の配列方向から第２対向部（52）をずらすように配置しても良い。
【００８１】
具体的には、図８に示す変形例３では、第２対向部（52）と放電部（45a）の配列方向が、第１対向部（51）と放電部（45a）の配列方向から空気通路（41a）の上流側に４５°を成すように、第２対向部（52）が配置されている。即ち、変形例３では、図８に示すような各対向部（51,52）の軸直角断面視において、第１対向部（51）と放電部（45a）とを結ぶ直線Ｌｓと、第２対向部（52）と放電部（45a）とを結ぶ直線Ｌとの間の角度αが、４５°を成している。なお、変形例３では、第２対向部（52）を空気通路（41a）の上流側にずらして配置しているが、上記の直線Ｌｓに対して直線Ｌが空気通路（41a）の下流側に４５°を成すように、第２対向部（52）を配置しても良い。更に、放電部（45a）の上流側と下流側との双方において、上記のように４５°ずらした第２対向部（52）をそれぞれ配置するようにしても良い。
【００８２】
変形例３では、このような電極配置により、放電部（45a）の放電に伴って生成するイオン風が、図８に示すように、被処理空気の流れと直交する方向へ吹き易くなる。この点について更に詳細に説明する。
【００８３】
イオン風は、放電電極から対向電極へ向かって移動するイオンが中性の空気分子と衝突することで発生する。つまり、放電部の近傍で発生した多量のイオンは、空気分子に次々と衝突しながら、対向電極に向かって移動していく。そして、このようにしてイオンと衝突した多数の空気分子がエネルギーを得て移動することで、イオン風が発生する。
【００８４】
このようなイオン風の風向は、イオンと空気分子との衝突角によって定まる。ここで、例えば図１３に示すように、イオン（I）と空気分子（M）とを球体とみなした場合、イオンは空気分子に対して必ず真正面で（即ち衝突角θ＝０°で）衝突するわけではなく、この衝突角は０°〜９０°の範囲でバラツキが生じることになる。従って、理論上においては、イオン（I）と空気分子（M）との間の衝突角θは、このような衝突角の範囲（０°〜９０°）の平均値である４５°となる。
【００８５】
従って、イオン（I）と衝突して飛ばされる空気分子（M）は、イオン（I）の移動方向に対して４５°ずれた円錐状に拡がる方向に移動する（図１３(Ｂ)を参照）。即ち、イオン風の風速は、放電電極から対向電極へ向かうイオンの移動方向よりも４５°ずれた方向において、最大になるといえる。
【００８６】
以上の点を考慮し、変形例３では、放電部（45a）と第２対向部（52）との配列方向を、放電部（45a）と第１対向部（51）との配列方向に対して４５°ずらすようにしている。これにより、放電部（45a）から第２対向部（52）へ移動するイオンが空気分子と衝突してイオン風が発生すると、このイオン風は、第１対向部（51）へ向かって飛び易くなる。これにより、放電部（45a）で発生させたイオンを、イオン風にのせて第１対向部（51）に向かって飛ばすことができる。これにより、被処理空気の流れと直交する方向へのイオンの拡散効果が更に向上する。
【００８７】
〈放電電極の構造〉
上記各実施形態の放電電極（45）は、棒状ないし線状の電極で構成され、その全域に亘って放電の基端となる放電部（45a）が構成されている。しかしながら、放電電極（45）をこれ以外の構造としても良い。
【００８８】
図９及び図１０に示す変形例４の放電電極（45）は、空気通路（4a1）の厚さ方向に突出した針状の放電部（45a）と、この放電部（45a）を支持する支持部（46）とを備えている。また、対向電極（50）は、放電部（45a）の先端部を中心とする正円環状の第２対向部（52）と、枠部材（41）の内周縁部に沿うような長方形状の閉ループを構成する第１対向部（51）と、第２対向部（52）及び第１対向部（51）を連結する連結棒（55）とを有している。変形例４においても、図９に示すように、放電部（45a）から被処理空気の流れと直交する方向に所定間隔を置いて第１対向部（51）が配置され、第１対向部（51）と放電部（45a）との間に第２対向部（52）が配置されている。従って、上記各実施形態と同様、荷電ユニット（40）の薄型化、及びイオンの拡散効果の向上を図ることができる。
【００８９】
図１１に示す変形例５の放電電極（45）は、軸直角断面が菱形となる棒状ないし柱状に形成されている。即ち、変形例５の放電電極（45）は、幅方向の両端部が第１対向部（51）側に向かってそれぞれ突出しており、この突出部の先端が放電の基端となる放電部（45a）を構成している。変形例５においても、放電部（45a）から被処理空気の流れと直交する方向に所定間隔を置いて第１対向部（51）が配置され、第１対向部（51）と放電部（45a）との間に第２対向部（52）が配置されている。従って、上記各実施形態と同様、荷電ユニット（40）の薄型化、及びイオンの拡散効果の向上を図ることができる。
【００９０】
更に、図１２に示す変形例６のように、平板状の柱部（47）と、該柱部（47）の幅方向の両側に形成される突起部としての放電部（45a）とから成る、いわゆる鋸歯状の電極によって放電電極（45）を構成しても良い。
【００９１】
〈その他の構成〉
上記各実施形態の荷電ユニット（40）では、放電電極（45）を対向電極（50）よりも高い電位とすることで、放電部（45a）からプラスのイオンを発生する、いわゆるプラス放電を行うようにしている。しかしながら、これとは逆に、放電電極（45）を対向電極（50）よりも低い電位とすることで、放電部（45a）からマイナスのイオンを発生する、いわゆるマイナス放電を行うようにしても良い。
【００９２】
上記各実施形態では、第１対向部（51）と第２対向部（52）とを同電位としている。しかしながら、例えば放電電極（45）を高電位としてプラス放電を行う場合には、第１対向部（51）を第２対向部（52）よりも更に低い電位とするように電源（60）から電位差を付与しても良い。また逆に、例えば放電電極（45）を低電位としてマイナス放電を行う場合には、第１対向部（51）を第２対向部（52）よりも高い電位とするように電源（60）から電位差を付与しても良い。
【００９３】
上記各実施形態では、空気通路（41a）において、放電部（45a）の両側にそれぞれ第１対向部（51）と第２対向部（52）とを設けているが、放電部（45a）の片側のみに第１対向部（51）と第２対向部（52）とを設けても良い。また、放電電極（45）を２本以上設けるようにしても良い。
【００９４】
上記各実施形態では、荷電ユニット（40）を天井埋込式の空気調和装置（10）に搭載しているが、例えば壁掛け式の空気長装置や、空気清浄機等の他の方式の空気処理装置に荷電ユニット（40）を搭載するようにしても良い。
【００９５】
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】
【００９６】
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に関して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】図１は、実施形態の空気調和装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】図２は、実施形態１の荷電ユニットの概略構成を示す横断面図である。
【図３】図３は、実施形態１の荷電ユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、図２において、各電極の間の電気力線、及びイオンの移動軌跡を模式的に表したものである。
【図５】図５は、実施形態２の荷電ユニットの概略構成を示す横断面図である。
【図６】図６は、変形例１の荷電ユニットの概略構成を示す横断面図である。
【図７】図７は、変形例２の荷電ユニットの概略構成を示す横断面図である。
【図８】図８は、変形例３の荷電ユニットの概略構成を示す横断面図である。
【図９】図９は、変形例４の荷電ユニットの概略構成を示す横断面図である。
【図１０】図１０は、変形例４の荷電ユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、変形例５の荷電ユニットの概略構成を示す横断面図である。
【図１２】図１２は、変形例６の荷電ユニットの概略構成を示す横断面図である。
【図１３】図１３(Ａ)及び(Ｂ)は、イオンと空気分子の衝突に伴うイオン風の風向を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００９８】
10    空気調和装置
41    枠部材（ケーシング部材）
40a   荷電部
41a   空気通路
45    放電電極
45a   放電部
50    対向電極
51    第１対向部
52    第２対向部
60    荷電用高圧電源（電源）
61    第１金網部材（板状電極）
62    第２金網部材（板状電極）
【図１】
2010227903.tif 000003
【図２】
2010227903.tif 000004
【図３】
2010227903.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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