(57)【要約】【課題】電極への粒子の付着を抑制する粒子分離装置等を提供する。【解決手段】気体等の流体から帯電粒子５０ｐを分離する粒子分離装置１００は、帯電粒子５０ｐを含む流体が流れる経路に配置される第一電極１０及び第二電極２０と、第一電極１０及び第二電極２０に電位を印加する電位生成回路４とを備える。第一電極１０及び第二電極２０は、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１と、流体の流れの方向で第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１の下流に配置された第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２とを含む。電位生成回路４は、帯電粒子５０ｐの極性と第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１の電位の極性とが一致するように、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１と第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２との間に電位を生成する。【選択図】図２
2018140321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電粒子を含む流体から前記帯電粒子を分離する粒子分離装置であって、
前記帯電粒子を含む流体が流れる経路に配置される電極と、
前記電極に電位を印加する電位生成回路とを備え、
前記電極は、第一電極要素と、前記流体の流れの方向で前記第一電極要素の下流に配置された第二電極要素とを含み、
前記電位生成回路は、前記帯電粒子の極性と前記第一電極要素の電位の極性とが一致するように、前記第一電極要素及び前記第二電極要素の間に電位を生成する
粒子分離装置。 
【請求項２】
前記電極は、前記第二電極要素の下流に、前記第一電極要素及び前記第二電極要素の並び方向と異なる方向に配列された複数の第三電極要素をさらに含み、
前記電位生成回路は、前記帯電粒子を搬送する搬送電界を生成するように、前記複数の第三電極要素に電位を生成する
請求項１に記載の粒子分離装置。
【請求項３】
前記電極は、前記第一電極要素及び前記第二電極要素の複数の対を含み、
前記複数の対の前記第一電極要素及び前記第二電極要素は、前記流体の流れの方向に配列される
請求項１または２に記載の粒子分離装置。
【請求項４】
前記電極は、前記電極要素を覆う絶縁膜を備える
請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子分離装置。
【請求項５】
対向して配置される複数の前記電極を備える
請求項１〜４のいずれか一項に記載の粒子分離装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の粒子分離装置を備える
換気装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の粒子分離装置を備える
空気清浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子分離装置、並びに、粒子分離装置を備える換気装置及び空気清浄機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気等の流体中の粒子を帯電させて流体から粒子を分離する粒子分離装置が提案されている。例えば、特許文献１には、複数の電極が取り付けられた複数の電極プレートを備える装置が記載されている。この装置では、複数の電極プレートは、電極が空気流と同じ方向に並ぶように配設され、電極プレート間を空気が流れることができる。複数の電極には、直流高電圧と三相交流電圧とが、三相交流電圧の極性が空気流に対して交互に現れるように、印加され、それにより、電極プレート間の空気は搬送力を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６０−１６１４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される装置では、複数の電極プレートの複数の電極が形成する電界によって、空気中の帯電した粒子に搬送力が与えられ、それにより、空気中の粒子が分離される。特許文献１に記載される装置では、複数の電極プレート間を空気が通るとき、空気中の粒子が電極プレートに付着する可能性がある。電極プレート上で、例えば、電極上に粒子が堆積すると、電極が形成する電界が弱くなり、粒子の分離機能が低下する可能性がある。具体的には、例えば、粒径１０μｍ（マイクロメートル）未満のような微小な粒子が付着した場合、電極プレートと粒子との間に作用する付着力は強い。この場合、付着した粒子の搬送は困難である。搬送されない付着粒子は、電極プレート上で次第に堆積し、それにより、電極が形成する電界が弱くなり、粒子の分離機能が低下する。このため、電極プレートの清掃等の装置のメンテナンスが、頻繁に必要となる。
【０００５】
本発明は、電極への粒子の付着を抑制する粒子分離装置、換気装置及び空気清浄機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る粒子分離装置は、帯電粒子を含む流体から前記帯電粒子を分離する粒子分離装置であって、前記帯電粒子を含む流体が流れる経路に配置される電極と、前記電極に電位を印加する電位生成回路とを備え、前記電極は、第一電極要素と、前記流体の流れの方向で前記第一電極要素の下流に配置された第二電極要素とを含み、前記電位生成回路は、前記帯電粒子の極性と前記第一電極要素の電位の極性とが一致するように、前記第一電極要素及び前記第二電極要素の間に電位を生成する。
【０００７】
本発明の一態様に係る換気装置は、粒子分離装置を備える。
【０００８】
本発明の一態様に係る空気清浄機は、粒子分離装置を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る粒子分離装置等によれば、電極に粒子が付着することを抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態に係る粒子分離装置の機能的な構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る粒子分離装置の全体構成の一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る粒子分離装置の配置例を示す側面図である。
【図４】図４は、図２の第一電極及び第二電極を側方から見た図である。
【図５】図５は、第一電極、第二電極及び反発電極要素に垂直な面に沿った第一電極及び第二電極の断面図である。
【図６】図６は、第一電極、第二電極及び搬送電極要素に垂直な面に沿った第一電極及び第二電極の断面図である。
【図７】図７は、図１の電位生成回路の回路構成を示す概略的な回路図である。
【図８】図８は、反発電極要素の動作を示す図５と同様の断面図である。
【図９】図９は、反発電極要素が生成する電界の状態を示す図８と同様の断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、搬送電極要素の動作を示す図６と同様の断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、搬送電極要素の動作を示す図６と同様の断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、搬送電極要素の動作を示す図６と同様の断面図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、搬送電極要素の動作を示す図６と同様の断面図である。
【図１１】図１１は、電位生成回路が出力する電位波形の一例を示すタイミングチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態に係る粒子分離装置が適用される換気装置の一例の外観図である。
【図１３】図１３は、実施の形態に係る粒子分離装置が適用される空気清浄機の一例の外観図である。
【図１４】図１４は、実施の形態に係る粒子分離装置が適用されるエアコンディショナの一例の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、本発明の実施の形態に係る粒子分離装置等について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ（工程）、並びに、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１２】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態の説明において、略平行、略直交のような「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、略平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。他の「略」を伴った表現についても同様である。
【００１３】
［実施の形態］
［１．粒子分離装置の構成］
実施の形態に係る粒子分離装置１００の構成を説明する。図１〜図３を参照すると、粒子分離装置１００の概略的な構成が示されている。なお、図１は、実施の形態に係る粒子分離装置１００の機能的な構成の一例を示す機能ブロック図である。図２は、実施の形態に係る粒子分離装置１００の全体構成の一例を示す斜視図である。図３は、実施の形態に係る粒子分離装置１００の配置例を示す側面図である。
【００１４】
実施の形態に係る粒子分離装置１００は、気体等の流体中の粒子を帯電させ、帯電した粒子である帯電粒子を流体から分離する。粒子を分離すべき流体は、液体であっても気体であってもよいが、本実施の形態では、粒子を分離すべき流体が気体である、具体的には空気であるとして、説明する。粒子分離装置１００は、気体の経路内に配置される。例えば、粒子分離装置１００は、換気装置の一部として、換気システムにおける給気ダクト内等に設置され、給気ダクトに流入する気体中の粒子の少なくとも一部を除去して、清浄化された気体を吐出する。
【００１５】
図１に示されるように、粒子分離装置１００は、機能的には、気体中の帯電粒子を分離する分離部１と、気体中の粒子を帯電させる帯電部２と、帯電部２等に電力を供給する電源回路３と、分離部１に電位を生成する電位生成回路４とを備える。さらに、図２に示されるように、構造的には、粒子分離装置１００では、気体の流れの方向における帯電部２の下流に、分離部１が配置される。例えば、図３に示すように、分離部１及び帯電部２は、筒状の筐体６０内に一列に配置される。本実施の形態では、筐体６０は、直線的な矩形筒の形状を有しているが、屈曲、湾曲等を含む線形であってもよく、円形、楕円形、長円形、多角形等の矩形以外の断面形状を有してもよい。筐体６０の流入口６１の近傍に、帯電部２が配置され、流出口６２の近傍に、分離部１が配置される。そして、気体は、筐体６０の軸方向に、流入口６１から流出口６２へ筐体６０内を流れる。気体は、粒子分離装置１００の外部に配置された送風機等によって、筐体６０内に導入されてもよい。なお、送風機は筐体６０の内部に配置されてもよい。また、筐体６０において、分離部１の下流領域又は分離部１よりも下流に、分離管６３が配設されてもよい。分離管６３は、後述するＹ軸負方向側の領域で筐体６０連通してもよい。
【００１６】
ここで、図２以降の各図において、筐体６０内で気体が流れる方向をＺ軸方向としている。本実施の形態では、Ｚ軸方向正方向に気体が流れる。Ｚ軸に垂直な鉛直方向をＹ軸方向とし、下方から上方に向かう方向を、Ｙ軸正方向としている。Ｙ軸及びＺ軸に垂直な水平方向をＸ軸方向としている。上記鉛直方向及び水平方向は、筐体６０及び粒子分離装置１００が配置される向きを制限しない。筐体６０及び粒子分離装置１００は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向をいかなる向きにして配置されてもよい。
【００１７】
図１〜図３を参照すると、帯電部２は、粒子分離装置１００つまり筐体６０に流入する気体中の粒子５０を帯電させる。帯電部２は、互いに対向して配置された高電位電極３０と低電位電極４０とを備える。本実施の形態では、帯電部２は、高電位電極３０と低電位電極４０との間でコロナ放電を発生することによって、放電空間中を通過する粒子５０の大部分を正に帯電させる。このように、帯電部２は正に帯電した帯電粒子５０ｐを生成する。なお、帯電部２は、粒子５０を負に帯電させることによって、負に帯電した帯電粒子を生成してもよい。
【００１８】
高電位電極３０は、低電位電極４０よりも高い電位が印加され、この電位差に起因して、高電位電極３０と低電位電極４０との間で放電を発生する。高電位電極３０は、例えばステンレス、タングステン等の導電性金属で構成され、電界が集中するように、本実施の形態では、細長い棒状の形状を有する。なお、高電位電極３０は、平板等のいかなる形状を有してもよい。低電位電極４０は、例えばステンレス、アルミニウム等の導電性金属で構成される。本実施の形態では、低電位電極４０は、平板状の形状を有するが、いかなる形状でもよく、高電位電極３０と対向する形状及び寸法を有することが、好ましい。
【００１９】
複数の低電位電極４０が、互いに対向して、具体的には、互いに略平行に、Ｘ軸方向に並んで配置されている。さらに、複数の低電位電極４０は、ＹＺ平面と略平行に配置され、これらの間にＺ軸方向の気体の流路を形成する。つまり、各低電位電極４０は、その主面が気体の流れの方向に沿うように配置される。また、複数の高電位電極３０が、低電位電極４０の間で、低電位電極４０の主面と略平行に且つ対向して配置されている。各高電位電極３０は、Ｙ軸方向を軸方向として配置される。高電位電極３０と低電位電極４０との間の距離は、例えば１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。高電位電極３０には、例えば５ｋＶ〜１０ｋＶ程度の電位が印加され、低電位電極４０は接地される。
【００２０】
図１〜図３を参照すると、分離部１は、帯電部２を通過後の気体中の帯電粒子を気体から分離する。本実施の形態では、分離部１は、正に帯電した帯電粒子５０ｐを気体から分離する。分離部１は、複数の第一電極１０及び第二電極２０を備える。板状の第一電極１０及び第二電極２０は、互いに対向して、具体的には、互いに略平行に、Ｘ軸方向に並んで配置されている。複数の第一電極１０及び第二電極２０は、Ｘ軸方向に交互に配置されている。複数の第一電極１０及び第二電極２０は、低電位電極４０と同様の向きで、ＹＺ平面と略平行に配置され、これらの間にＺ軸方向の気体の流路を形成する。つまり、第一電極１０及び第二電極２０のそれぞれは、その主面が気体の流れの方向に沿うように配置される。よって、低電位電極４０の間を通過した気体は、第一電極１０及び第二電極２０の間に、スムーズに流入する。第一電極１０と第二電極２０との間の距離は、例えば２〜４ｍｍ程度である。ここで、第一電極１０及び第二電極２０は、電極の一例である。
【００２１】
図４〜図６を参照して、第一電極１０及び第二電極２０の詳細な構成を説明する。なお、図４は、図２の第一電極１０及び第二電極２０を側方から見た図である。図５は、第一電極１０及び第二電極２０並びに反発電極要素１０ａ及び２０ａに垂直な水平面に沿った第一電極１０及び第二電極２０の断面図である。図６は、第一電極１０及び第二電極２０並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂに垂直な鉛直面に沿った第一電極１０及び第二電極２０の断面図である。第一電極１０及び第二電極２０は、帯電粒子５０ｐを気体から分離するための電界を生成する電極である。
【００２２】
第一電極１０は、基板１１と、基板１１上に実装された反発電極要素１０ａ及び搬送電極要素１０ｂと、反発電極要素１０ａ及び搬送電極要素１０ｂを覆う絶縁膜１２とを備えている。本実施の形態では、絶縁膜１２は、基板１１の全体を覆うが、これに限定されず、反発電極要素１０ａ及び搬送電極要素１０ｂを少なくとも覆う構成であってもよい。第二電極２０は、基板２１と、基板２１上に実装された反発電極要素２０ａ及び搬送電極要素２０ｂと、反発電極要素２０ａ及び搬送電極要素２０ｂを覆う絶縁膜２２とを備えている。本実施の形態では、絶縁膜２２は、基板２１の全体を覆うが、これに限定されず、反発電極要素２０ａ及び搬送電極要素２０ｂを少なくとも覆う構成であってもよい。このような絶縁膜１２及び２２は、反発電極要素１０ａ及び２０ａ並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂのうちの隣り合う電極要素同士を電気的に絶縁し、例えば、帯電粒子が電極要素上に付着し堆積した場合においても、帯電粒子を介して電極要素同士が短絡することを抑制する。絶縁膜１２及び２２を構成する材料は、公知の電気的な絶縁材料の中から適宜選択される。基板１１及び２１はそれぞれ、第一電極１０及び第二電極２０の基材である。基板１１及び２１は、例えばセラミックス、ガラスエポキシ等を主成分として含むプリント基板である。本実施の形態では、基板１１及び２１は、矩形形状を有しているが、任意の形状を有してもよい。また、本実施の形態では、隣り合う基板１１及び２１において、互いに対向する主面に、反発電極要素１０ａ及び搬送電極要素１０ｂと、反発電極要素２０ａ及び搬送電極要素２０ｂとが、実装されているが、これに限定されず、少なくとも一方が反対側の主面に実装されてもよい。
【００２３】
反発電極要素１０ａ及び２０ａ並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂは、銅等の導電材料を主成分として含み、例えば、基板１１及び２１上に形成された配線パターンである。反発電極要素１０ａ及び２０ａはそれぞれ、気体の流れの方向であるＺ軸正方向で、搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂよりも上流に配置されている。これに限定するものではないが、本実施の形態では、反発電極要素１０ａ及び２０ａはそれぞれ、基板１１及び２１の上流側の縁の近傍に配置される。
【００２４】
反発電極要素１０ａは、細長い線状の第一電極要素１０ａ１及び第二電極要素１０ａ２を備える。第一電極要素１０ａ１及び第二電極要素１０ａ２は、Ｚ軸方向に互いに間隔をあけて並んで配置され、第一電極要素１０ａ１は、第二電極要素１０ａ２よりも上流に位置する。第一電極要素１０ａ１及び第二電極要素１０ａ２はいずれも、Ｚ軸方向と交差する方向、具体的には、Ｙ軸方向に延びる。第一電極要素１０ａ１及び第二電極要素１０ａ２は、略平行に延びる。複数の搬送電極要素１０ｂは、複数の細長い線状の電極要素である。複数の搬送電極要素１０ｂは、Ｚ軸方向と異なる方向に互いに間隔をあけて並んで配置され、具体的には、Ｙ軸方向に互いに略平行に並ぶ。各搬送電極要素１０ｂは、気体が流れる方向、つまり、Ｚ軸方向に延びる。ここで、搬送電極要素１０ｂは、第三電極要素の一例である。
【００２５】
反発電極要素２０ａは、細長い線状の第一電極要素２０ａ１及び第二電極要素２０ａ２を備える。第一電極要素２０ａ１及び第二電極要素２０ａ２は、Ｚ軸方向に互いに間隔をあけて並んで配置され、第一電極要素２０ａ１は、第二電極要素２０ａ２よりも上流に位置する。第一電極要素２０ａ１及び第二電極要素２０ａ２はいずれも、Ｚ軸方向と交差する方向、具体的には、Ｙ軸方向に延びる。第一電極要素２０ａ１及び第二電極要素２０ａ２は、略平行に延びる。限定するものではないが、本実施の形態では、第一電極要素２０ａ１及び第二電極要素２０ａ２はそれぞれ、第一電極１０の第一電極要素１０ａ１及び第二電極要素１０ａ２と対向し且つ略平行に延在する。
【００２６】
複数の搬送電極要素２０ｂは、複数の細長い線状の電極要素である。複数の搬送電極要素２０ｂは、Ｚ軸方向と異なる方向に互いに間隔をあけて並んで配置され、具体的には、Ｙ軸方向に互いに略平行に並ぶ。各搬送電極要素２０ｂは、気体が流れる方向、つまり、Ｚ軸方向に延びる。限定するものではないが、本実施の形態では、搬送電極要素２０ｂの数量は、第一電極１０の搬送電極要素１０ｂの数量と同一である。さらに、複数の搬送電極要素２０ｂはそれぞれ、複数の搬送電極要素１０ｂのそれぞれと対向し且つ略平行に延在する。ここで、搬送電極要素２０ｂは、第三電極要素の一例である。
【００２７】
図１に戻り、電源回路３は、帯電部２と、電位生成回路４とに電位を印加する。本実施の形態では、電源回路３は、例えば商用交流電源等の系統電源（不図示）から電力の供給を受け、供給された交流電力を直流電力に変換し、直流の電位を帯電部２及び電位生成回路４に印加する。例えば、電源回路３は、コンバータ回路、トランス等によって、供給された電力を変換及び変圧して出力する。電源回路３は、帯電部２の高電位電極３０及び低電位電極４０にそれぞれ高電位及び低電位を印加する。また、電源回路３が電位生成回路４に印加する電位は、帯電部２の高電位電極３０に印加する電位と異なってもよい。
【００２８】
電位生成回路４は、反発電極要素１０ａ及び２０ａ並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂに電位を印加する。反発電極要素１０ａ及び２０ａはそれぞれ、電位生成回路４から電位の印加を受けることによって、帯電粒子５０ｐを第一電極１０及び第二電極２０から離す反発電界を生成する。搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂはそれぞれ、電位生成回路４から電位の印加を受けることによって、帯電粒子５０ｐを第一電極１０及び第二電極２０に沿って搬送する搬送電界を生成する。限定されるものではないが、本実施の形態では、搬送電界は、気体が流れる方向であるＺ軸方向と異なる方向に、具体的には、搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂの配列方向に、帯電粒子５０ｐを搬送し得る。本実施の形態では、電位生成回路４は、反発電極要素１０ａ及び２０ａに一定の電位を印加する。また、電位生成回路４は、搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂそれぞれに、周期的に変動する電位を印加する。限定されるものではないが、本実施の形態では、電位生成回路４は、複数の搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂそれぞれに、互いに電位が異なる４相の電位を印加する。
【００２９】
図７を参照すると、反発電極要素１０ａ及び２０ａ並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂの電気的な接続構成の一例が示されている。なお、図７は、図１の電位生成回路４の回路構成を示す概略的な回路図である。電位生成回路４は、信号発生回路５と、インバータ回路６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ及び６ｅとを備える。インバータ回路６ａ〜６ｅには、直流電圧源７から、信号発生回路５を介して、直流電圧が印加される。直流電圧源７は、図１に示す電源回路３に相当する。
【００３０】
インバータ回路６ａは、反発電極要素１０ａの第一電極要素１０ａ１と、反発電極要素２０ａの第一電極要素２０ａ１とに電位を印加する。インバータ回路６ａは、信号発生回路５を介して直流電圧源７から供給される直流電力をスイッチング方式で変換して、一定の電位の直流電力を出力する。具体的には、本実施の形態では、インバータ回路６ａは、入力される直流電流を、スイッチング方式で、例えば、一定の正電位のパルス信号に細分化し、パルス信号をつなぎ合わせて出力する。このようなインバータ回路６ａは、一定の正電位で、直流電流を出力する。反発電極要素１０ａの第二電極要素１０ａ２と、反発電極要素２０ａの第二電極要素２０ａ２とは、接地されている。
【００３１】
インバータ回路６ｂ〜６ｅは、複数の搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂに電位を印加する。インバータ回路６ｂ〜６ｅはそれぞれ、信号発生回路５を介して直流電圧源７から供給される直流電力をスイッチング方式で変換して、複数の電位の直流電力を順番に且つ繰り返し出力する。具体的には、本実施の形態では、インバータ回路６ｂ〜６ｅはそれぞれ、入力される直流電流を、スイッチング方式で、例えば、正電位及び負電位のパルス信号に変換及び細分化して出力する。このようなインバータ回路６ｂ〜６ｅは、一定の正電位及び負電位の直流電流を交互に出力する。
【００３２】
インバータ回路６ｂは、複数の搬送電極要素１０ｂのうちの第一相電極要素１０ｂ１と、複数の搬送電極要素２０ｂのうちの第一相電極要素２０ｂ１とに電位を印加する。インバータ回路６ｃは、複数の搬送電極要素１０ｂのうちの第二相電極要素１０ｂ２と、複数の搬送電極要素２０ｂのうちの第二相電極要素２０ｂ２とに電位を印加する。インバータ回路６ｄは、複数の搬送電極要素１０ｂのうちの第三相電極要素１０ｂ３と、複数の搬送電極要素２０ｂのうちの第三相電極要素２０ｂ３とに電位を印加する。インバータ回路６ｅは、複数の搬送電極要素１０ｂのうちの第四相電極要素１０ｂ４と、複数の搬送電極要素２０ｂのうちの第四相電極要素２０ｂ４とに電位を印加する。
【００３３】
図４に示すように、複数の搬送電極要素１０ｂにおいて、第一相電極要素１０ｂ１、第二相電極要素１０ｂ２、第三相電極要素１０ｂ３及び第四相電極要素１０ｂ４は、Ｙ軸負方向にこの順で繰り返し並んで配置される。つまり、第一相電極要素１０ｂ１、第二相電極要素１０ｂ２、第三相電極要素１０ｂ３及び第四相電極要素１０ｂ４による複数の電極要素セットが、Ｙ軸方向に並んで配置される。同様に、複数の搬送電極要素２０ｂにおいて、第一相電極要素２０ｂ１、第二相電極要素２０ｂ２、第三相電極要素２０ｂ３及び第四相電極要素２０ｂ４は、Ｙ軸負方向にこの順で繰り返し並んで配置される。つまり、第一相電極要素２０ｂ１、第二相電極要素２０ｂ２、第三相電極要素２０ｂ３及び第四相電極要素２０ｂ４による複数の電極要素セットが、Ｙ軸方向に並んで配置される。
【００３４】
信号発生回路５は、インバータ回路６ａ〜６ｅのそれぞれに入力する信号を生成する。信号発生回路５は、インバータ回路６ａ〜６ｅのそれぞれに信号を出力することにより、インバータ回路６ａ〜６ｅそれぞれの出力電位と出力タイミングとを決定する。インバータ回路６ａは、信号発生回路５から入力される信号に基づき、例えば、電位「＋Ｖａ（プラス電位、単位：ボルト）」を継続して印加する。インバータ回路６ｂ〜６ｅはそれぞれ、信号発生回路５から入力される信号に基づいた出力電位と出力タイミングとで、各相の電極要素に電位を印加する。例えば、インバータ回路６ｂ〜６ｅは、第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１、第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２、第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３、並びに、第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４それぞれに対して、第一電位「＋Ｖｂ（プラス電位、単位：ボルト）」、第二電位「０」、第三電位「−Ｖｂ（マイナス電位、単位：ボルト）」及び第四電位「０」を印加し、さらに、印加電位を周期的にローテーションする。
【００３５】
［２．粒子分離装置の動作］
実施の形態に係る粒子分離装置１００の動作を説明する。まず、図８及び図９を参照して、分離部１における第一電極１０及び第二電極２０の反発電極要素１０ａ及び２０ａの動作を説明する。なお、図８は、反発電極要素１０ａ及び２０ａの動作を示す図５と同様の断面図である。図９は、反発電極要素１０ａ及び２０ａが生成する電界の状態を示す図８と同様の断面図である。
【００３６】
反発電極要素１０ａの第一電極要素１０ａ１に、＋Ｖａの電位が印加されると、静電力（クーロン力とも呼ぶ）によって、第一電極要素１０ａ１から離れつつ、第一電極要素１０ａ１から第二電極要素１０ａ２に至る電界が形成される。同様に、反発電極要素２０ａの第一電極要素２０ａ１に、＋Ｖａの電位が印加されると、第一電極要素２０ａ１から離れつつ、第一電極要素２０ａ１から第二電極要素２０ａ２に至る電界が形成される。第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２は接地されており、それぞれの電位は０である。
【００３７】
具体的には、第一電極要素１０ａ１と第二電極要素１０ａ２との間の基板１１の近傍では、電界は、基板１１から離れる方向に凸状をした弧を描いて、第一電極要素１０ａ１から第二電極要素１０ａ２に至るように形成される。図９に示すように、第一電極要素１０ａ１のＺ軸負方向の上流における基板１１の近傍では、電界は、基板１１から離れつつ上流に向かうように形成される。第二電極要素１０ａ２のＺ軸正方向の下流における基板１１の近傍では、電界は、基板１１に沿って下流に向かうように形成される。
【００３８】
同様に、第一電極要素２０ａ１と第二電極要素２０ａ２との間の基板２１の近傍では、電界は、基板２１から離れる方向に凸状をした弧を描いて、第一電極要素２０ａ１から第二電極要素２０ａ２に至るように形成される。図９に示すように、第一電極要素２０ａ１のＺ軸負方向の上流における基板２１の近傍では、電界は、基板２１から離れつつ上流に向かうように形成される。第二電極要素２０ａ２のＺ軸正方向の下流における基板２１の近傍では、電界は、基板２１に沿って下流に向かうように形成される。そして、基板１１と基板２１との間の中央付近では、基板１１及び基板２１に沿ったＺ軸方向の電界が形成される。
【００３９】
このため、Ｚ軸正方向に流れる気体が基板１１及び２１の間に流入すると、気体に含まれる帯電粒子５０ｐは、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１の付近の電界によって、基板１１及び２１の間の中央に向かって指向される。第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１は、帯電粒子５０ｐと同様に正の電位が印加されているため、帯電粒子５０ｐは、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１の付近の電界と反発し合い、それにより、上述のように指向される。このような第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１の付近の電界は、帯電粒子５０ｐに対する反発電界である。基板１１及び２１の間の中央では、帯電粒子５０ｐは、基板１１及び２１に沿ってＺ軸正方向に、気体と共に流れる。よって、帯電粒子５０ｐが基板１１及び２１に接近することが抑えられ、それにより、基板１１及び２１に付着及び堆積することが抑えられる。第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１が、第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２よりも上流に位置するため、基板１１及び２１の第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２への帯電粒子５０ｐの接近及び付着が、効果的に抑えられる。なお、帯電粒子が、負の電荷を帯びている場合、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１を接地し、第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２に＋Ｖａの電位を印加することによって、基板１１及び２１への帯電粒子の接近が抑えられる。
【００４０】
本実施の形態では、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１は、基板１１及び２１の上流側の縁、つまり、Ｚ軸負方向に位置する縁の近傍に配置されているが、これに限定されない。反発電極要素１０ａ及び２０ａは、基板１１及び２１の上流側の縁から下流へ離れた位置に配置されてもよい。例えば、基板１１及び２１の上流側の縁は、基板１１及び２１の間の流路の流入口を形成し、このような流入口近傍では、気体の流れに乱れが発生する、つまり、気体に乱流が発生する可能性がある。気体の乱流は、基板１１及び２１の間を下流へ進むに従って整い安定する。反発電極要素１０ａ及び２０ａは、気体の流れが整い安定するような位置に配置されてもよい。このような位置に配置された第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１が生成する電界は、帯電粒子５０ｐを、基板１１及び２１の間の中央に向かって効果的に指向して移動させ、第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２に接近することを抑える。
【００４１】
次に、図１０Ａ〜図１０Ｄを参照して、分離部１における第一電極１０及び第二電極２０の搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂの動作を説明する。なお、図１０Ａ〜図１０Ｄは、搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂの動作を示す図６と同様の断面図である。複数の搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂの各々に電位が印加されることによって、帯電粒子５０ｐを気体が流れる方向と異なる方向に搬送する搬送電界が、第一電極１０と第二電極２０との間に生成される。本実施の形態では、搬送電界は、複数の搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂの配列方向であるＹ軸方向に指向された電界である。そして、搬送電界の指向方向に、帯電粒子５０ｐが搬送される。なお、搬送電界の指向方向と、帯電粒子５０ｐの速度の方向とは完全に一致しなくてもよい。例えば、帯電粒子５０ｐは、搬送電界の指向方向の速度成分だけでなく、気体の流れの方向であるＺ軸方向の速度成分をも有してもよい。
【００４２】
本実施の形態では、電位生成回路４は、搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂの第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１、第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２、第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３、並びに、第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４それぞれに、第一電位「＋Ｖｂ」、第二電位「０」、第三電位「−Ｖｂ」及び第四電位「０」を周期的にローテーションして印加する。
【００４３】
１つの電極要素セットにおいて、第一電位「＋Ｖｂ」が印加される電極要素の隣の電極要素には、第二電位「０」又は第四電位「０」が印加され、第三電位「−Ｖｂ」が印加される電極要素の隣の電極要素には、第二電位「０」又は第四電位「０」が印加される。つまり、第一電位「＋Ｖｂ」が印加される電極要素と、第三電位「−Ｖｂ」が印加される電極要素とが隣り合わないように、電位が印加される。
【００４４】
具体的には、図１０Ａに示す第一のタイミングでは、第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１、第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２、第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３、並びに、第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４それぞれに、第一電位「＋Ｖｂ」、第二電位「０」、第三電位「−Ｖｂ」及び第四電位「０」が印加される。これにより、第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１それぞれから第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２に至る電界、第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２それぞれから第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３に至る電界、並びに、第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４それぞれから第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３に至る電界が、形成される。また、隣り合う電極要素セットの間において、第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１それぞれから第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４に至る電界が、形成される。この結果、第一電極１０及び第二電極２０の間では、Ｙ軸方向に沿った搬送電界が形成される。この搬送電界は、第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３の間の位置に向かうように、帯電粒子５０ｐを搬送する。
【００４５】
図１０Ｂに示す第二のタイミングでは、第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１、第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２、第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３、並びに、第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４それぞれに、第四電位「０」、第一電位「＋Ｖｂ」、第二電位「０」及び第三電位「−Ｖｂ」が印加される。これにより、第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２それぞれから第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１に至る電界、第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２それぞれから第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３に至る電界、並びに、第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３それぞれから第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４に至る電界が、形成される。また、隣り合う電極要素セットの間において、第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１それぞれから第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４に至る電界が、形成される。この結果、第一電極１０及び第二電極２０の間でＹ軸方向に沿って形成される搬送電界は、第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４の間の位置に向かうように、帯電粒子５０ｐを搬送する。
【００４６】
図１０Ｃに示す第三のタイミングでは、第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１、第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２、第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３、並びに、第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４それぞれに、第三電位「−Ｖｂ」、第四電位「０」、第一電位「＋Ｖｂ」及び第二電位「０」が印加される。これにより、第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２それぞれから第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１に至る電界、第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３それぞれから第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２に至る電界、並びに、第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３それぞれから第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４に至る電界が、形成される。また、隣り合う電極要素セットの間において、第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４それぞれから第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１に至る電界が、形成される。この結果、第一電極１０及び第二電極２０の間でＹ軸方向に沿って形成される搬送電界は、第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１の間の位置に向かうように、帯電粒子５０ｐを搬送する。
【００４７】
図１０Ｄに示す第四のタイミングでは、第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１、第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２、第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３、並びに、第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４それぞれに、第二電位「０」、第三電位「−Ｖｂ」、第四電位「０」及び第一電位「＋Ｖｂ」が印加される。これにより、第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１それぞれから第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２に至る電界、第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３それぞれから第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２に至る電界、並びに、第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４それぞれから第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３に至る電界が、形成される。また、隣り合う電極要素セットの間において、第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４それぞれから第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１に至る電界が、形成される。この結果、第一電極１０及び第二電極２０の間でＹ軸方向に沿って形成される搬送電界は、第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２の間の位置に向かうように、帯電粒子５０ｐを搬送する。
【００４８】
第一のタイミングの電位印加〜第四のタイミングの電位印加をこの順序で順次繰り返すことによって、搬送電界は、第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１から第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４に向かって、つまり、Ｙ軸負方向へ、帯電粒子５０ｐを搬送することができる。この際、電位生成回路４は、例えば図１１に示すように、インバータ回路６ａ〜６ｅに電位を印加させる。なお、図１１は、電位生成回路４が出力する電位波形の一例を示すタイミングチャートである。図１１に示すように、インバータ回路６ｂ〜６ｅは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間等の印加期間にわたって、一定の電位を印加する。つまり、インバータ回路６ｂ〜６ｅは、パルス信号を印加する。なお、各印加期間は等しい。そして、４つの印加期間が、１つの周期を形成し、各印加期間は、１周期の９０度（＝３６０度／４位相）の位相角に相当する期間である。
【００４９】
上述のような構成を有する粒子分離装置１００では、粒子を含む気体は、図３に示す流入口６１から筐体６０にＺ軸正方向に流入すると、帯電部２に到達する。帯電部２では、気体中の粒子５０が、正に帯電させられる。次いで、帯電後の粒子である帯電粒子５０ｐは、気体と共にＺ軸正方向に流れ、分離部１に流入する。具体的には、帯電粒子５０ｐを含む気体は、第一電極１０及び第二電極２０の間に形成された流路に流入する。
【００５０】
気体中の帯電粒子５０ｐは、第一電極１０及び第二電極２０の間の流路の流入口の近傍では、反発電極要素１０ａ及び２０ａが生成する反発電界によって、第一電極１０の基板１１及び第二電極２０の基板２１から離れる方向への力を受けて移動させられつつ、Ｚ軸正方向に流れる。つまり、帯電粒子５０ｐは、基板１１及び２１の間の中央に向かって移動する。帯電粒子５０ｐは、Ｘ軸方向の両方向から反発電界による力を受けるため、基板１１及び２１のいずれに対しても接触することが抑えられる。
【００５１】
反発電極要素１０ａ及び２０ａを通過した帯電粒子５０ｐを含む気体は、搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂの間に流入する。気体中の帯電粒子５０ｐは、搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂが生成する搬送電界によって、Ｙ軸負方向へ搬送されつつ、気体と共にＺ軸正方向に流れる。これにより、気体中の帯電粒子５０ｐは、筐体６０の流出口６２の近傍では、筐体６０のＹ軸負方向側の領域に集約される。集約された帯電粒子５０ｐは、図３に示すような筐体６０の分離管６３に流入し、流出口６２から流出する気体から分離される。よって、第一電極１０及び第二電極２０への付着が抑えられつつ、気体から粒子が分離される。
【００５２】
［３．効果等］
上述したように実施の形態に係る粒子分離装置１００は、帯電粒子５０ｐを含む流体としての気体から帯電粒子５０ｐを分離する。粒子分離装置１００は、帯電粒子５０ｐを含む気体が流れる経路に配置される第一電極１０及び第二電極２０と、第一電極１０及び第二電極２０に電位を印加する電位生成回路４とを備える。第一電極１０及び第二電極２０は、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１と、気体の流れの方向で第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１の下流に配置された第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２とを含む。電位生成回路４は、帯電粒子５０ｐの極性と第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１の電位の極性とが一致するように、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１と第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２との間に電位を生成する。
【００５３】
上記構成において、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１の近傍では、帯電粒子５０ｐの極性と一致する極性を帯びた電界である反発電界が形成される。また、第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２の近傍では、帯電粒子５０ｐの極性と反対の極性を帯びた電界が形成される。そして、帯電粒子５０ｐは、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１の近傍の電界から、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１から離れる方向への反発力を受ける。これにより、帯電粒子５０ｐが第一電極１０及び第二電極２０に接近し付着することが抑えられる。さらに、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１は、第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２よりも上流に位置する。第一電極１０及び第二電極２０が配置される経路に流入した帯電粒子５０ｐは、第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２の近傍の電界よりも先に、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１の近傍の電界に接近する。よって、帯電粒子５０ｐは、第一電極１０及び第二電極２０から離れる方向に、効率的に移動させられる。第一電極１０及び第二電極２０への帯電粒子５０ｐの付着を抑制することによって、第一電極１０及び第二電極２０の機能の長期維持と、第一電極１０及び第二電極２０のメンテナンスの頻度の低減とが、可能になる。
【００５４】
実施の形態に係る粒子分離装置１００において、第一電極１０及び第二電極２０は、第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２の下流に、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１並びに第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２の並び方向と異なる方向に配列された複数の第三電極要素として、搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂをさらに含む。電位生成回路４は、帯電粒子５０ｐを搬送する搬送電界を生成するように、複数の搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂに電位を生成する。
【００５５】
上記構成において、搬送電界は、帯電粒子５０ｐを搬送するように作用する。搬送電界を、気体の流れの方向と異なる方向に帯電粒子５０ｐを搬送するように形成することによって、気体からの帯電粒子５０ｐの分離が可能である。第一電極１０及び第二電極２０は、帯電粒子５０ｐの付着抑制機能と、気体からの帯電粒子５０ｐの分離機能との２つの機能を有することができる。よって、２つの機能を有する電極の一体化が可能になる。
【００５６】
実施の形態に係る粒子分離装置１００において、第一電極１０は、第一電極要素１０ａ１、第二電極要素１０ａ２及び搬送電極要素１０ｂを覆う絶縁膜１２を備える。また、第二電極２０は、第一電極要素２０ａ１、第二電極要素２０ａ２及び搬送電極要素２０ｂを覆う絶縁膜２２を備える。
【００５７】
上記構成によると、第一電極１０及び第二電極２０において、絶縁膜１２及び２２が形成されることによって、他の電気的な要素に対する第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１、第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２、並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂの絶縁性が向上する。例えば、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１、第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２、並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂに高電位を印加した場合、これらの電極要素が他の電気的な要素と短絡することが抑えられる。また、帯電粒子５０ｐが、第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１、第二電極要素１０ａ２及び２０ａ２、並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂに付着することによって、これら電極要素が帯電粒子５０ｐを介して互いに短絡することが抑えられる。よって、第一電極１０及び第二電極２０は、高電位が印加されることができ、それにより、帯電粒子５０ｐの付着抑制機能及び気体からの帯電粒子５０ｐの分離機能を向上することができる。
【００５８】
実施の形態に係る粒子分離装置１００は、対向して配置される複数の第一電極１０及び第二電極２０を備える。上記構成において、第一電極１０及び第二電極２０の間では、帯電粒子５０ｐは、第一電極１０及び第二電極２０の両方から、反発電界及び搬送電界の作用を受ける。よって、帯電粒子５０ｐは、第一電極１０及び第二電極２０への付着が効果的に抑制され、気体から効果的に分離され得る。
【００５９】
［その他の変形例など］
以上、本発明に係る粒子分離装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００６０】
実施の形態に係る粒子分離装置１００において、第一電極１０及び第二電極２０はそれぞれ、一対の第一電極要素１０ａ１及び２０ａ１並びに一対の第二電極要素１０ａ２及び２０ａ１を備えていたが、これに限定されない。第一電極１０及び第二電極２０は、複数対の第一電極要素及び第二電極要素を備えてもよい。そして、複数対の第一電極要素及び第二電極要素は、気体の流れの方向に配列されてもよい。上記構成において、第一電極１０及び第二電極２０が配置される経路に流入した帯電粒子５０ｐは、気体の流れの方向に移動する過程で、複数対の第一電極要素及び第二電極要素が生成する電界によって、繰り返し反発力を受ける。よって、帯電粒子５０ｐが第一電極１０及び第二電極２０に接近しづらくなり、第一電極１０及び第二電極２０への帯電粒子５０ｐの付着が効果的に抑制される。
【００６１】
実施の形態に係る粒子分離装置１００において、分離部１の第一電極１０及び第二電極２０はそれぞれ、基板１１及び２１の一方の主面にのみ、反発電極要素１０ａ及び２０ａ、並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂを備えたが、これに限定されない。例えば、第一電極１０及び第二電極２０は、両方の主面に、反発電極要素１０ａ及び２０ａ並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂを備えてもよく、反対側の主面に他の電極要素を備えてもよい。例えば、第一電極１０及び第二電極２０が、両方の主面に、反発電極要素１０ａ及び２０ａ並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂを備える場合、両方の主面の反発電極要素１０ａ及び２０ａ並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂは、基板１１及び２１に垂直な方向から見たとき、互いに重なるように配置されてもよく、互いにずれて配置されてもよい。互いに重なるように配置される場合、反発電極要素１０ａ及び２０ａはより強い反発電界を生成し、搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂはより強い搬送電界を生成することができる。よって、分離部１の粒子分離処理能力の向上が可能になり、第一電極１０及び第二電極２０への粒子の付着のより効果的な抑制が可能になる。
【００６２】
実施の形態に係る粒子分離装置１００において、分離部１の第一電極１０及び第二電極２０はそれぞれ、基板１１及び２１の主面上に反発電極要素１０ａ及び２０ａ並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂを備えたが、これに限定されない。反発電極要素１０ａ及び２０ａ並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂは、基板１１及び２１の中央に埋め込まれて配置されてもよい。この場合、反発電極要素１０ａ及び２０ａ並びに搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂが生成する電界は、基板１１及び２１の両方の主面上で同等の強度を有する。これにより、第一電極１０及び第二電極２０の間における電界強度の偏りの低減が可能になる。つまり、複数の第一電極１０及び第二電極２０の間で、粒子分離処理能力、及び粒子の付着の抑制の均等化が可能になる。また、基板１１及び２１への絶縁膜１２及び２２の形成も不要になる。
【００６３】
また、実施の形態に係る粒子分離装置１００において、分離部１の搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂはそれぞれ、第一相電極要素１０ｂ１及び２０ｂ１、第二相電極要素１０ｂ２及び２０ｂ２、第三相電極要素１０ｂ３及び２０ｂ３、並びに、第四相電極要素１０ｂ４及び２０ｂ４による複数の電極要素セットを備えていた。さらに、各電極要素セットにおける第一相電極要素、第二相電極要素、第三相電極要素及び第四相電極要素の配列が同一であった。しかしながら、上述の構成に限定されるものでなく、電極要素セットそれぞれにおける第一相電極要素、第二相電極要素、第三相電極要素及び第四相電極要素の配列が異なっていてもよい。これにより、搬送電界の向きを変更することができ、気体中の帯電粒子５０ｐの搬送方向も変更することができる。
【００６４】
実施の形態に係る粒子分離装置１００において、分離部１の搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂはそれぞれ、１つの電極要素セットに、第一相電極要素、第二相電極要素、第三相電極要素及び第四相電極要素を備えていたが、１つ以上の電極要素を備える構成であってもよい。
【００６５】
実施の形態に係る粒子分離装置１００において、分離部１の搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂの第一相電極要素、第二相電極要素、第三相電極要素及び第四相電極要素に印加される４つの電位のうち、第二電位及び第四電位が同電位であったが、異なっていてもよい。また、搬送電極要素に印加される電位は、二相であってもよく、三相であってもよい。
【００６６】
実施の形態に係る粒子分離装置１００において、分離部１の搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂにはそれぞれ、ステップ状に変化する電位、つまり、矩形波状の電位が印加されていたが、これに限定されない。例えば、一つの電位から他の電位に時間的に漸増又は漸減するような波形の電位、例えば、台形波状の電位等の電位が、搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂに印加されてもよい。なお、「第一電位、第二電位、第三電位及び第四電位を周期的に印加する」との記載は、ステップ状に変化する電位を印加する構成だけを意味せず、上述のような一つの電位から他の電位に漸増又は漸減する時間波形の電位を印加する構成も意味し得る。
【００６７】
実施の形態に係る粒子分離装置１００において、電位生成回路４は、搬送電極要素１０ｂ及び２０ｂにおける第一相電極要素、第二相電極要素、第三相電極要素及び第四相電極要素のうち、第二電位及び第四電位が印加される電極要素の少なくとも一方を浮遊電位に維持してもよい。これにより、浮遊電位に維持される電極要素は、これに隣り合う二つの電極要素の各電位の中間程度の電位に維持される。
【００６８】
また、実施の形態に係る粒子分離装置１００は、様々な機器に利用することができる。例えば、本発明の一態様は、図１２に示すような換気装置としても実現することができる。なお、図１２は、実施の形態に係る粒子分離装置１００が適用される換気装置の一例の外観図である。図１２に示す換気装置は、例えば、内部に粒子分離装置１００を備え、換気システムにおいて用いられ得る。
【００６９】
また、例えば、本発明の一態様は、図１３に示すような空気清浄機としても実現することができる。なお、図１３は、実施の形態に係る粒子分離装置１００が適用される空気清浄機の一例の外観図である。図１３に示す空気清浄機は、例えば、内部に粒子分離装置１００を備える。
【００７０】
また、例えば、本発明の一態様は、図１４に示すようなエアコンディショナとしても実現することができる。なお、図１４は、実施の形態に係る粒子分離装置１００が適用されるエアコンディショナの一例の外観図である。図１４に示すエアコンディショナは、例えば、内部に粒子分離装置１００を備える。エアコンディショナは、空気清浄機の機能を備えてもよい。
【００７１】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
４  電位生成回路
１０  第一電極（電極）
１０ａ１，２０ａ１  第一電極要素
１０ａ２，２０ａ２  第二電極要素
１０ｂ，２０ｂ  搬送電極要素（第三電極要素）
１２，２２  絶縁膜
２０  第二電極（電極）
５０ｐ  帯電粒子
１００  粒子分離装置
【図１】
2018140321.tif 000003
【図２】
2018140321.tif 000004
【図３】
2018140321.tif 000005
【図４】
2018140321.tif 000006
【図５】
2018140321.tif 000007
【図６】
2018140321.tif 000008
【図７】
2018140321.tif 000009
【図８】
2018140321.tif 000010
【図９】
2018140321.tif 000011
【図１０Ａ】
2018140321.tif 000012
【図１０Ｂ】
2018140321.tif 000013
【図１０Ｃ】
2018140321.tif 000014
【図１０Ｄ】
2018140321.tif 000015
【図１１】
2018140321.tif 000016
【図１２】
2018140321.tif 000017
【図１３】
2018140321.tif 000018
【図１４】
2018140321.tif 000019