(57)【要約】【課題】  オゾンやＮＯ２の発生を抑制しながら空気中の除菌を行うことが可能な沿面放電素子と沿面放電方法を提供する。【解決手段】  誘電体１０の表面に設けた導電性の放電電極１３と，誘電体１０の内部または裏面に，放電電極１３と平行に設けた導電性の対向電極１２を有し，放電電極１３と対向電極１２に交流電圧を印加して，放電電極１３と誘電体１０表面の境界部で沿面放電を生じさせる沿面放電素子１であって，放電電極１３は，直線状に延びる線状放電電極１５と，線状放電電極１５の幅方向に向って両側に突出する電界集中用枝電極１６からなり，電界集中用枝電極１６は，線状放電電極１５の長手方向に沿って複数設けられ，平面視において，少なくとも電界集中用枝電極１６の先端１６ａと重なる位置には，対向電極１２が配置されるが，少なくとも線状放電電極１５と重なる位置には，対向電極１２が配置されていないことを特徴とする。【選択図】  図１
2005142045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体の表面に設けた導電性の放電電極と，前記誘電体の内部または裏面に，前記放電電極と平行に設けた導電性の対向電極を有し，前記放電電極と前記対向電極に交流電圧を印加して，前記放電電極と前記誘電体表面の境界部で沿面放電を生じさせる沿面放電素子であって，
前記放電電極は，直線状に延びる線状放電電極と，この線状放電電極の幅方向に向って両側に突出する電界集中用枝電極からなり，
前記電界集中用枝電極は，前記線状放電電極の長手方向に沿って複数設けられ，
平面視において，少なくとも前記電界集中用枝電極の先端と重なる位置には，前記対向電極が配置されるが，少なくとも前記線状放電電極と重なる位置には，前記対向電極が配置されていないことを特徴とする，沿面放電素子。
【請求項２】
平面視において，前記電界集中用枝電極の先端を含む電界集中用枝電極の先端部と重なる位置には，前記対向電極が配置されるが，前記電界集中用枝電極の前記先端部を除く部分と重なる位置には，前記対向電極が配置されていないことを特徴とする，請求項１に記載の沿面放電素子。
【請求項３】
前記複数の電界集中用枝電極は，互いに等しい長さを有し，前記対向電極は，前記複数の電界集中用枝電極の先端同士を結ぶ直線と平行に帯状に配置されていることを特徴とする，請求項１又は２に記載の沿面放電素子。
【請求項４】
前記電界集中用枝電極の先端は，尖った形状であることを特徴とする，請求項１，２又は３に記載の沿面放電素子。
【請求項５】
前記電界集中用枝電極の先端の角度が，９０°以下であることを特徴とする，請求項１，２，３又は４に記載の沿面放電素子。
【請求項６】
請求項１，２，３，４又は５に記載の沿面放電素子を用いた沿面放電方法であって，
放電中，前記放電電極と前記誘電体表面の境界部における沿面放電している部分の温度を，６０℃以上にすることを特徴とする，沿面放電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，空気の除菌などを行うために利用される沿面放電素子と沿面放電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より，誘電体を間に挟んで配置した放電電極と対向電極に交流電圧を印加して，沿面放電を生じさせることにより，空気の除菌などを行う沿面放電素子が知られている。そして例えば，特公平７−９５４７７号公報には，線状放電電極に複数の枝電極を交差させて配置させる構成が開示されている。
【０００３】
一方，沿面放電素子では，長時間の使用により，硝酸アンモニウムや酢酸などの反応生成物が誘電体の表面などに付着し，放電状態を劣化させる。そこで，実用新案登録第２５１１９５３号公報には，誘電体の表面に放電電極を配置し，その内部に，誘導電極を兼ねるヒータを配置したイオン源用電界装置が開示されている。このイオン源用電界装置では，ヒータの加熱により誘電体の温度を５０〜１００℃に保って湿気や水分を蒸発させ，イオン発生性能の低下を防止している。また，ヒータの加熱により誘電体の温度を３００〜５００℃に保つことにより，誘電体表面に付着した塵埃を焼却・飛散させ，イオン発生性能の低下を防止している。
【０００４】
また，特開平５−１６６５７８号公報には，放電の前後（非放電時）に沿面コロナ放電素子の放電面を１５０〜３００℃に加熱することにより，長時間使用により沿面コロナ放電素子の表面に生成付着した針状結晶（主成分：硝酸アンモニウム）を熱分解させて除去する方法が開示されている。
【０００５】
また，特開２００２−３７３７６０号公報には，放電電極自体を抵抗体で形成して発熱させ，誘電体表面に付着した硝酸アンモニウムや酢酸などの反応生成物を分解除去する方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特公平７−９５４７７号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５１１９５３号公報
【特許文献３】特開平５−１６６５７８号公報
【特許文献４】特開２００２−３７３７６０号公報
【０００７】
しかしながら，交流電圧を印加して沿面放電を生じさせることにより，空気の除菌などを行う沿面放電素子では，除菌効果のある正負イオンを発生させる際に，オゾンやＮＯ２を同時に発生してしまう問題がある。そして，オゾンやＮＯ２は人体に有害なため，それらを分解，除去してからでなければ，空調空間などに給気することができない。この場合，下流にオゾンやＮＯ２の分解装置を配置したのでは，装置が大がかりとなり，コストアップとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は，オゾンやＮＯ２の発生を抑制しながら空気中の除菌を行うことが可能な沿面放電素子と沿面放電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば，誘電体の表面に設けた導電性の放電電極と，前記誘電体の内部または裏面に，前記放電電極と平行に設けた導電性の対向電極を有し，前記放電電極と前記対向電極に交流電圧を印加して，前記放電電極と前記誘電体表面の境界部で沿面放電を生じさせる沿面放電素子であって，前記放電電極は，直線状に延びる線状放電電極と，この線状放電電極の幅方向に向って両側に突出する電界集中用枝電極からなり，前記電界集中用枝電極は，前記線状放電電極の長手方向に沿って複数設けられ，平面視において，少なくとも前記電界集中用枝電極の先端と重なる位置には，前記対向電極が配置されるが，少なくとも前記線状放電電極と重なる位置には，前記対向電極が配置されていないことを特徴とする，沿面放電素子が提供される。
【００１０】
この沿面放電素子の平面視において，前記電界集中用枝電極の先端を含む電界集中用枝電極の先端部と重なる位置には，前記対向電極が配置されるが，前記電界集中用枝電極の前記先端部を除く部分と重なる位置には，前記対向電極が配置されていないものであっても良い。また，前記複数の電界集中用枝電極は，互いに等しい長さを有し，前記対向電極は，前記複数の電界集中用枝電極の先端同士を結ぶ直線と平行に帯状に配置されていても良い。また，前記電界集中用枝電極の先端部は，例えば尖った形状である。また，前記電界集中用枝電極の先端の角度は，９０°以下であることが好ましい。この沿面放電素子を用いて沿面放電を行う場合，放電中に，前記放電電極と前記誘電体表面の境界部における沿面放電している部分の温度を，６０℃以上にすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
放電電極を，直線状に延びる線状放電電極と，この線状放電電極の幅方向に向って両側に突出する電界集中用枝電極で構成し，前記電界集中用枝電極を，前記線状放電電極の長手方向に沿って複数設け，平面視において，少なくとも前記電界集中用枝電極の先端と重なる位置には，前記対向電極を配置させ，少なくとも前記線状放電電極と重なる位置には，前記対向電極が配置させない構成としたことにより，オゾンやＮＯ２の発生を抑制しながら，人体に無害なプラスイオンＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎとマイナスイオンＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎを大量かつ安定的に発生させて，空気中の除菌を行うことができるようになる。
【００１２】
また，放電中に，前記放電電極と前記誘電体表面の境界部における沿面放電している部分の温度を，６０℃以上に加熱することにより，誘電体表面への生成物の付着を防止して，汚れの少ない状態で，プラスイオンＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎとマイナスイオンＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎを長期間安定的に発生させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下，本発明の好ましい実施の形態を図面を参照に説明する。図１は，本発明の実施の形態にかかる沿面放電素子１の平面図である。図２は，図１におけるＸ−Ｘ縦断面図である。
【００１４】
この沿面放電素子１は，上下２層の誘電体１０，１１の間に導電性の対向電極１２を配置し，沿面放電素子１の表面（上の誘電体１０の表面）に導電性の放電電極１３を配置している。誘電体１０，１１は，いずれも例えばアルミナグリーンシートを焼成したセラミック基板などで構成される。対向電極１２と放電電極１３は，上の誘電体１０を挟んで，互いに平行に設けられている。
【００１５】
放電電極１３は，沿面放電素子１の表面（上の誘電体１０の表面）のほぼ中心に，長手方向に沿って直線状に延びるように配置された線状放電電極１５と，この線状放電電極１５の幅方向に向って両側に突出する電界集中用枝電極１６からなっている。電界集中用枝電極１６は，線状放電電極１５の長手方向に沿って複数設けられている。線状放電電極１５は，一定の幅を有している。電界集中用枝電極１６は，線状放電電極１５の両側に突出するいずれも等しい高さの二等辺三角形状をなしており，各電界集中用枝電極１６の先端１６ａは，尖った形状である。各電界集中用枝電極１６の長さ（二等辺三角形の高さ）は，互いに等しくなっている。
【００１６】
誘電体１０，１１の間に配置された対向電極１２は，線状放電電極１５の両側に突出している各電界集中用枝電極１６の先端１６ａ同士を結ぶ直線と平行に，先端１６ａの下方に（沿面放電素子１の内部に）配置された一対の線状対向電極２０，２０を有している。これら線状対向電極２０，２０は，いずれも一定の幅の帯状をなしており，かつ，各電界集中用枝電極１６の先端１６ａの全部の下方を覆う長さを有している。
【００１７】
図３に拡大して示したように，平面視において（即ち，図１に示すように，沿面放電素子１の表面を上から見た状態において），前述のように線状放電電極１５の長手方向と直交して線状放電電極１５の両側に突出するように配置された電界集中用枝電極１６の各先端１６ａの全部が，線状対向電極２０の幅の中心となる位置に重なるように，電界集中用枝電極１６の長さ（各電界集中用枝電極１６を構成する二等辺三角形における先端１６ａの高さ）が設定されている。これにより，電界集中用枝電極１６の先端１６ａを含む電界集中用枝電極１６の先端部１６ｂが，平面視において，線状対向電極２０の上に重なって位置するようになっている。なお，説明のため，平面視においてこのように線状対向電極２０の上に重なって位置する電界集中用枝電極１６の先端１６ａを含む部分を電界集中用枝電極１６の先端部１６ｂと呼ぶ。この先端部１６ｂの長さ（先端部１６ｂを構成する二等辺三角形の高さ）は，電界集中用枝電極１６の長さ（電界集中用枝電極１６を構成する二等辺三角形の高さ）の１／７〜１／１０以下の範囲に設定されることが好ましい。即ち，電界集中用枝電極１６の先端１６ａから１／７〜１／１０以下の範囲が，平面視において線状対向電極２０の上に重なって位置する先端部１６ｂとなっていることが望ましい。
【００１８】
一方，平面視において，各電界集中用枝電極１６のうち先端部１６ｂを除く部分と重なる位置には，線状対向電極２０，２０からなる対向電極１２が配置されていない。また，平面視において，線状放電電極１５と重なる位置にも，線状対向電極２０，２０からなる対向電極１２が配置されていない。
【００１９】
沿面放電素子１の裏面（放電電極１３が配置される面と逆の面，換言すれば，下の誘電体１１の裏面）の両端部には，端子２１，２２が設けられている。図２に示すように，一方の端子２１は，誘電体１０，１１を上下に貫通するリード線２５を介して，沿面放電素子１の表面に配置された放電電極１３に電気的に接続されている。他方の端子２２は，下の誘電体１１のみを上下に貫通するリード線２６を介して，誘電体１０，１１の間に配置された対向電極１２に電気的に接続されている。
【００２０】
これら端子２１，２２には，図示しない交流電圧源が接続される。そして，リード線２５，２６を介して，放電電極１３と対向電極１２に交流電圧を印加することにより，各電界集中用枝電極１６の先端部１６ｂと上の誘電体１０表面の境界部（即ち，先端部１６ｂを構成する二等辺三角形の斜辺となる部分）で沿面放電を生じさせるようになっている。
【００２１】
沿面放電素子１の裏面には，ヒータ２７が装着されている。図１に示すように，平面視において，放電電極１３と対向電極１２の全体を囲むように，ヒータ２７が配置されている。このヒータ２７の加熱により，沿面放電を生じさせる部分である各電界集中用枝電極１６の先端部１６ｂと上の誘電体１０表面の境界部を，６０℃以上に加熱できるようになっている。
【００２２】
さて，以上のように構成された沿面放電素子１にあっては，端子２１，２２に接続した図示しない交流電圧源によって放電電極１３と対向電極１２に交流電圧を印加することにより，専ら各電界集中用枝電極１６の先端部１６ｂと上の誘電体１０表面の境界部のみで沿面放電を生じさせることができる。なお，その際，放電電極１３における各電界集中用枝電極１６の先端部１６ｂを除く部分と重なる位置，及び，線状放電電極１５と重なる位置には，対向電極１２が配置されていないので，それらの部分では，沿面放電を生じさせない。これにより，オゾンやＮＯ２の発生を抑制しながら，沿面放電素子１の周囲の空気中において人体に無害なプラスイオンＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎとマイナスイオンＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎを大量かつ安定的に発生させて，空気中の除菌を行うことができるようになる。
【００２３】
また，放電中は，沿面放電箇所である各電界集中用枝電極１６の先端部１６ｂと上の誘電体１０表面の境界部を，ヒータ２７によって６０℃以上に加熱する。これにより，沿面放電箇所（即ち，各電界集中用枝電極１６の先端部１６ｂと上の誘電体１０表面の境界部）への汚れ付着を防ぎ，汚れの少ない状態で，プラスイオンＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎとマイナスイオンＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎを長期間安定的に発生させることができるようになる。
【００２４】
これに対して，沿面放電箇所である各電界集中用枝電極１６の先端部１６ｂと上の誘電体１０表面の境界部を６０℃よりも低い温度で沿面放電を行った場合，放電初期はイオン発生能力は問題ないが，長期間放電した場合には，沿面放電箇所（各電界集中用枝電極１６の先端部１６ｂと上の誘電体１０表面の境界部）へ汚れが付着し，正負イオンを大量に発生できなくなる。
【００２５】
なお，長時間使用により沿面放電箇所へ汚れが付着した場合は，汚れの主成分である硝酸アンモニウムは２１０℃で分解し，硫酸アンモニウムは２８０℃で分解するので，ヒータ２７によってそれらの分解温度以上に加熱することにより，付着した汚れを除去することが可能である。しかし，このような２００℃を超える高温に加熱する場合，可燃性の塵が付着すると発火の危険性がある。一旦付着した汚れを２００℃を超える高温加熱で除去してイオン性能の復活を図るよりも，本発明のように，６０℃以上の安全な温度範囲で加熱しながら放電させ，放電極の汚れ付着を極力抑える方が望ましい。
【００２６】
以上，本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが，本発明は以上に示した形態に限定されない。例えば，図４に示すように，沿面放電素子１の表面（上の誘電体１０の表面）に導電性の放電電極１３を２列に配置しても良い。その場合，平面視において，各放電電極１３を構成する複数の電界集中用枝電極１６の先端部１６ｂと重なる位置のみに，対向電極１２を構成する各線状対向電極２０を配置する。なお，放電電極１３を２列に配置し，それに対応する各線状対向電極２０を各２列ずつそれぞれの線状対向電極２０の先端部１６ｂに沿って配置した点を除けば，図４に示す実施の形態に係る沿面放電素子１は，先に図１等で説明した沿面放電素子１と，基本的な構成は同じである。よって，図４において，図１等で説明したものと同じ符号を付することにより，重複した説明を省略する。
【００２７】
このように，放電電極１３を２列に配置することにより，沿面放電素子１の周囲の空気中において人体に無害なプラスイオンＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｎとマイナスイオンＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎを，より広い面積で大量かつ安定的に発生させて，空気中の除菌を行うことができるようになる。なお，放電電極１３を３列以上に配置しても良いことはもちろんである。
【００２８】
また，誘電体を上下２層の誘電体１０，１１で構成し，それらの内部（誘電体１０，１１の間）に対向電極１２を配置した例を説明したが，誘電体を１層にして，その表面に放電電極１３を配置し，裏面に対向電極１２を配置しても良い。また，図示の例では，各線状対向電極２０を端子２２まで延長させた形状としたが，各線状対向電極２０は電界集中用枝電極１６の先端部１６ｂの全部の下方にあれば充分であり，必ずしも端子２２まで延長させる必要はない。例えば各線状対向電極２０は電界集中用枝電極１６の先端部１６ｂの全部の下方にだけ，線状対向電極２０をそれぞれ配置し，端子２２と各線状対向電極２０との間を，配線等で電気的に接続しても良い。また，各電界集中用枝電極１６の形状は二等辺三角形に限らない。各電界集中用枝電極１６の形状は，互いに同じでも異なっていても良い。また，各電界集中用枝電極１６の形状は，二等辺三角形の他，普通の（二等辺三角形以外の）三角形，正三角形，三角形以外の角形（例えば五角形など）でも良く，また，ハート型のような各片の一部もしくは全部が曲線であっても良い。いずれにしても，各電界集中用枝電極の先端が線状放電電極の幅方向に向って両側に突出し，かつ，平面視において，少なくとも電界集中用枝電極の先端と重なる位置には対向電極が配置されるが，少なくとも線状放電電極と重なる位置には対向電極が配置されていない構成であれば良い。
【実施例】
【００２９】
図５に示すように，空調室３０に空調空気を供給する給気ダクト３１と，空調室３０から排気する排気ダクト３２を接続した。これら給気ダクト３１と排気ダクト３２には，還気ダクト３３を接続し，必要に応じて，排気の一部を外気と一緒に空調室３０に戻せるように構成した。給気ダクト３１から空調室３０への給気部には，空調機３４と，図１，４等で説明した本発明にかかる沿面放電素子１を内蔵したイオン発生器３５を取り付け，外気及び必要に応じて排気の一部を，空調機３４で空調し，イオン発生器３５で除菌した後，空調室３０に供給する構成とした。
【００３０】
なお，空調室３０の容量は，５ｍ×５ｍ×２．４ｍ＝６０ｍ３，給気口の寸法は，３００ｍｍ×３００ｍｍ，給気風速は２ｍ／ｓである。外気取り入れ量を６０ｍ３／ｈｒとし，室内温湿度は，２０℃〜２７℃，相対湿度３０％〜６０％に保った。また，イオン発生器３５では，風量１０ｍ３／ｍｉｎに対し，給気口における正負イオン濃度を１０万個／ｃｃ，室内平均正負イオン濃度を約５，０００個／ｃｃとした。
【００３１】
先ず，図１に示したように，沿面放電素子の表面に放電電極を１列に配置したものをイオン発生器に内蔵させ，イオン発生器に内蔵させた沿面放電素子の表面（放電電極が配置された面）に空調空気を通すことで空調空気の除菌を行った。沿面放電素子の大きさは長さ３７ｍｍ，幅１５ｍｍ，厚さ（上下の誘電体の合計厚さ）は１ｍｍである。線状放電電極には１０対の電界集中用枝電極を，２ｍｍ間隔（隣接する電界集中用枝電極の先端同士の間隔）で取りつけた。三角形状をなす各電界集中用枝電極の基部の幅（線状放電電極と接合する三角形の底辺の長さ）は１ｍｍである。線状放電電極の幅と線状対向電極の幅は，いずれも０．７ｍｍである。互いに対をなす線状対向電極同士の間隔（線状対向電極の中心線同士の間隔）は４ｍｍである。
【００３２】
図６は，イオン発生器の稼働時間に対する，空調室内への給気口における正負イオン濃度の経時変化を示したグラフである。なお，放電電極の表面温度を，４０℃〜２００℃に変化させて，それぞれ測定した。イオン発生器の稼働初期（０ｈｒ）の給気口における正負イオン濃度１０万個／ｃｃは，稼働時間約３ヶ月後（２０００ｈｒ）において，放電電極の表面温度が６０℃以上あれば，初期濃度の５０％以上を維持している。ちなみに，イオン濃度が稼働初期（０ｈｒ）の１０万個/ｃｃが半減するまでの稼働時間は，放電電極の表面温度が４０℃で約３００ｈｒ，５０℃で約５００ｈｒとなり，６０℃以上の２０００ｈｒ以上と比較して，極端に短い。また，２０００時間稼働した後の沿面放電素子の付着物量を，放電電極の表面温度を６０℃以上に加熱して稼働した場合と，５０℃以下の温度で稼働した場合とで比較すると，前者は後者の１／４以下であった。
【００３３】
図７は，１００℃よりも低い加熱温度で２０００時間稼働した後の沿面放電素子を，その後，加熱温度を１００℃に変更して継続して稼働した場合の給気口における正負イオン濃度の経時的変化を示すグラフである。加熱温度が１００℃よりも低い温度で２０００時間稼働した後の沿面放電素子に対して，その後，加熱温度を１００℃に変更することにより，その後の正負イオン濃度は若干増加するが，稼働初期から１００℃の加熱温度で連続稼働した沿面放電素子の正負イオン濃度よりも小さく，正負イオン発生能力は劣ったままであった。加熱温度が１００℃よりも低い温度で２０００時間稼働中に付着した硝酸アンモニウムや硫酸アンモニウムは，加熱温度を１００℃に変えても分解消滅され得ないことがわかった。なお，１５０℃以上の温度であれば２０分程度時間をかければ放電面から生成物が消滅する。
【００３４】
沿面放電素子の放電面を１００℃以上に加熱した状態で稼働させた場合，放電面への汚れ付着は見られず，少なくとも４，０００時間連続稼働において，イオン発生能力も低下しない。ただし，１００℃よりも低い加熱温度で一旦汚れが付着した素子を途中から１００℃以上１５０℃未満に加熱しても，汚れは分解消滅されず，イオン発生能力も低下したままになる。
【００３５】
図８は，１００℃よりも低い加熱温度で２０００時間稼働した後の沿面放電素子に対して，１６０℃加熱を１０時間実施し，その後１００℃で連続稼働した場合の空調室内の正負イオン濃度の経時的変化を示すグラフである。稼働初期から１００℃の加熱温度で連続稼働した沿面放電素子の正負イオン濃度と同等であり，正負イオン発生能力は遜色ないことがわかる。これは，１６０℃加熱を１０時間実施したことによって，それ以前の２０００時間運転中に沿面放電素子表面に付着した硝酸アンモニウムや硫酸アンモニウムが完全に分解消滅されたことを示している。
【００３６】
次に，実施例１として，先と同様の沿面放電素子をイオン発生器に内蔵させ，イオン発生器に内蔵させた沿面放電素子の表面（放電電極が配置された面）に空調空気を通すことで空調空気の除菌を行った。
【００３７】
また，実施例２として，図４に示したように，沿面放電素子の表面に放電電極を２列に配置したものをイオン発生器に内蔵させ，イオン発生器に内蔵させた沿面放電素子の表面（放電電極が配置された面）に空調空気を通すことで空調空気の除菌を行った。この実施例２では，線状放電電極として，１０対の電界集中用枝電極を，２ｍｍ間隔（隣接する電界集中用枝電極の先端同士の間隔）で取りつけたものを２列に配置した。三角形状をなす各電界集中用枝電極の基部の幅（線状放電電極と接合する三角形の底辺の長さ）は０．７５ｍｍである。線状放電電極の幅と線状対向電極の幅は，いずれも０．５ｍｍである。互いに対をなす線状対向電極同士の間隔（線状対向電極の中心線同士の間隔）は３ｍｍである。その他は先と同様である。
【００３８】
また，実施例３として，図１に示したように，沿面放電素子の表面に放電電極を１列に配置したものをイオン発生器に内蔵させ，イオン発生器に内蔵させた沿面放電素子の表面（放電電極が配置された面）に空調空気を通すことで空調空気の除菌を行った。この実施例３では，線状放電電極には６対の電界集中用枝電極を，３．６ｍｍ間隔（隣接する電界集中用枝電極の先端同士の間隔）で取りつけた。三角形状をなす各電界集中用枝電極の基部の幅（線状放電電極と接合する三角形の底辺の長さ）は１ｍｍである。線状放電電極の幅と線状対向電極の幅は，いずれも０．７ｍｍである。互いに対をなす線状対向電極同士の間隔（線状対向電極の中心線同士の間隔）は４ｍｍである。その他は先と同様である。
【００３９】
また，実施例４として，図４に示したように，沿面放電素子の表面に放電電極を２列に配置したものをイオン発生器に内蔵させ，イオン発生器に内蔵させた沿面放電素子の表面（放電電極が配置された面）に空調空気を通すことで空調空気の除菌を行った。この実施例４では，線状放電電極として，６対の電界集中用枝電極を，３．６ｍｍ間隔（隣接する電界集中用枝電極の先端同士の間隔）で取りつけたものを２列に配置した。三角形状をなす各電界集中用枝電極の基部の幅（線状放電電極と接合する三角形の底辺の長さ）は０．７５ｍｍである。線状放電電極の幅と線状対向電極の幅は，いずれも０．５ｍｍである。互いに対をなす線状対向電極同士の間隔（線状対向電極の中心線同士の間隔）は３．６ｍｍである。その他は先と同様である。
【００４０】
また，比較例として，特公平７-９５４７７号のように，平面視において，放電電極と重なる位置の全体に対向電極を配置したものをイオン発生器に内蔵させ，イオン発生器に内蔵させた沿面放電素子の表面（放電電極が配置された面）に空調空気を通すことで空調空気の除菌を行った。即ち，この比較例では，平面視において，放電電極の全部を覆うように対向電極が配置されている。この比較例では，線状放電電極には１０対の電界集中用枝電極を，２ｍｍ間隔（隣接する電界集中用枝電極の先端部同士の間隔）で取りつけた。三角形状をなす各電界集中用枝電極の基部の幅（線状放電電極と接合する三角形の底辺の長さ）は１ｍｍである。線状放電電極の幅は０．７ｍｍである。その他は先と同様である。
【００４１】
そして，これら実施例１〜４と比較例では，放電電極の表面温度を，４０〜２００℃に変化させて，空調室内のオゾン濃度とＮＯ，ＮＯ２，Ｔｏｔａｌ  ＮＯx（ＮＯｘ＋ＮＯ２）をそれぞれ測定した。ＮＯ２はＮＯと比較して人体への有毒性が大きい。測定結果を図９と図１０にそれぞれ示す。図９に示されるように，実施例１〜４のいずれのオゾン濃度も，放電電極の表面温度が６０℃以上において，３ｐｐｂ以下となった。一方，比較例では，オゾン濃度を３ｐｐｂ以下にするためには，放電電極の表面温度を１５０℃以上にする必要がある。また，図１０に示されるように，実施例１〜４のいずれのＮＯ２濃度も，放電電極の表面温度が１５０℃以下において，１０ｐｐｂ以下となった。一方，比較例では，ＮＯ２濃度を１０ｐｐｂ以下にするためには，放電電極の表面温度は６０℃以下にする必要があった。
【００４２】
比較例では，対向電極は放電電極を全てをカバーしており，沿面放電は，電界集中用枝電極の先端部のみならず，それ以外の放電電極の縁部でも発生した。電界集中用枝電極の先端部分以外の放電電極の縁部では，専らオゾンやＮＯｘが発生し，空気イオンは発生しにくかった。なお，オゾンについては，加熱温度が１５０℃以上になると熱分解するため，比較例でも濃度が０ｐｐｂになった。
【００４３】
実施例１〜４では，空調室内への給気口での正負イオン濃度は約１０万個／ｃｃであった。この場合，約１０万個／ｃｃの正負イオンを発生するために必要な放電電圧は，放電電極の表面温度によって大きく変化する。図１１に示すように，放電電極の表面温度が高いほど，放電電圧は低く抑えられる。２５ｍｍのモノポールアンテナを放電電極から５００ｍｍ離した位置に配置し，周波数範囲が１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚにおける電磁放射ノイズのピークツーピーク（ｐｅａｋ  ｔｏ  ｐｅａｋ）電圧Ｖp-pを測定したところ，Ｖp-pのバックグラウンドレベルは１ｍＶであった。沿面放電に伴って発生する放射電磁ノイズの大きさも，放電電極の表面温度が高いほど，図１２に示すように，小さくなる。放射電磁ノイズは，本発明の沿面放電素子を介護・医療関連施設の空気の除菌に利用する場合，ペースメーカ，心電図記録計等の誤動作を防止するために，極力抑えられなければならない。望ましくは１０ｍＶp-p以下の大きさに抑えたい。図１２によれば，実施例１〜４においては，加熱温度が６０℃以上において，１０ｍＶp-p以下の大きさに抑えられた。一方，従来例では，放電電極の表面温度が１５０℃以上の範囲において，１０ｍＶp-p以下の大きさに抑えられた。
【００４４】
（１）イオン濃度が半減するまでの稼働時間を２０００時間以上にできる放電電極の表面温度範囲
（２）オゾン濃度を３ｐｐｂ以下にできる放電電極の表面温度範囲
（３）ＮＯ２濃度１０ｐｐｂ以下にできる放電電極の表面温度範囲
（４）放射電磁ノイズの大きさを１０ｍＶp-p以下に抑えられる放電電極の表面温度範囲
とした場合，これらの結果から明らかなように，実施例１〜４では，（１），（２），（４）の仕様を満足するためには，加熱温度は６０℃以上にする必要がある。しかし，（３）の仕様を満足するためには加熱温度は１５０℃以下にしなければならない。つまり，実施例１〜４から，放電電極の表面温度が６０℃〜１５０℃の範囲で使用する場合，仕様（１）〜（４）を全て満足できる。一方，比較例では，（２）〜（４）を同時に満足できる加熱温度範囲は存在しない。
【００４５】
次に，電界集中用枝電極の先端の角度θ（電界集中用枝電極を構成する二等辺三角形の頂角の角度θ（角度θについては図３中に図示）について検討した。なお，実施例２と同様に，図４に示したように，沿面放電素子の表面に放電電極を２列に配置したものをイオン発生器に内蔵させ，イオン発生器に内蔵させた沿面放電素子の表面（放電電極が配置された面）に空調空気を通すことで空調空気の除菌を行った。空調室の容量，給気口の寸法，給気風速，外気取り入れ量，室内温湿度，相対湿度，イオン発生器の出力条件等は，先に説明した場合と同様である。放電電極の表面温度は１００℃とした。イオン発生量を，給気口における正負イオン濃度を１０万個／ｃｃ，室内平均正負イオン濃度を約５，０００／ｃｃと一定値に保った場合の，電界集中用枝電極の先端の角度θとオゾン発生量の関係を測定した。
【００４６】
その結果，図１３に示すように，角度θが９０°以下ではオゾン濃度は3ppb以下となったが，角度θが９０°を超えるとオゾン濃度は急増した。したがって，角度θは９０°以下が望ましい。なお，電界集中用枝電極の先端は尖った形状であることが望ましいが，先端の曲率（丸み半径）は０．１５ｍｍ以下であれば，先端の丸みの有無にかかわらず，放電の状態（イオンやオゾンの発生量）に顕著な影響は現れなかった。
【００４７】
比較例として示した特公平７-９５４７７号のように，平面視において，電界集中用枝電極と重なる位置の全体に対向電極を配置した場合，先端の角度θが９０°以下であっても，沿面放電は平面視において，電界集中用枝電極と対向電極が重なっている境界線（点も含む）上全部で起こる。この場合，電界集中用枝電極の先端ではオゾンやＮＯxよりもイオンが卓越して発生するが，先端を除く境界線部分では，イオンよりもオゾンやＮＯxが卓越して発生する。したがって，オゾンやＮＯ２を抑制しながら，空気中の除菌に有効な空気イオンを発生するためには，先端を除く境界線部分をできるだけ減らし，先端をできるだけ増やすことが望ましい。そのためにはできるだけ多数の先端，言い換えるとできるだけ多数の電界集中用枝電極を設け，それらの先端のみ（もしくはなるべく小さい先端部のみ）が，平面視において，対向電極と重なるように構成することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は，空気の除菌などに利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる沿面放電素子の平面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ縦断面図である。
【図３】放電電極と対向電極を重ねた方向から見た状態を示す拡大図である。
【図４】表面に放電電極を２列に配置した本発明の実施の形態にかかる沿面放電素子の平面図である。
【図５】実施例にかかる空調室の説明図である。
【図６】空調室内の正負イオン濃度の経時変化を示したグラフである。
【図７】１００℃よりも低い加熱温度で２０００時間稼働した後の沿面放電素子を，その後，加熱温度を１００℃に変更して継続して稼働した場合の給気口における正負イオン濃度の経時的変化を示すグラフである。
【図８】１００℃よりも低い加熱温度で２０００時間稼働した後の沿面放電素子に対して，１６０℃加熱を１０時間実施し，その後１００℃で連続稼働した場合の給気口における正負イオン濃度の経時的変化を示すグラフである。
【図９】放電電極の表面温度とオゾン濃度の関係を示すグラフである。
【図１０】放電電極の表面温度とＮＯｘ濃度，ＮＯ２濃度の関係を示すグラフである。
【図１１】放電電極の表面温度と放電電圧の関係を示すグラフである。
【図１２】放電電極の表面温度と放射電磁ノイズの関係を示すグラフである。
【図１３】電界集中用枝電極の先端の角度θとオゾン濃度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１    沿面放電素子
１０，１１  誘電体
１２  対向電極
１３  放電電極
１５  線状放電電極
１６  電界集中用枝電極
１６ａ  先端部
２０  線状対向電極
２１，２２  端子
２５，２６  リード線
２７  ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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