(57)【要約】【課題】    ストリーマ放電を行う放電装置の放電音を低減し、民生用の空気浄化装置にこの放電装置を適用可能にする。【解決手段】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、人間の聴覚に捕らえにくくし、ストリーマ放電時の騒音を低減するようする。【選択図】図６
2005116202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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であって、
上記放電電極(13)の先端の幅寸法(ｗ)が、上記放電電極(13)の先端と上記対向電極(14)との間の間隔寸法(Ｌ)の１／２０以下となるように構成されていることを特徴とする放電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放電装置において、
上記幅寸法(ｗ)が、上記間隔寸法(Ｌ)の１／５０以下となるように構成されていることを特徴とする放電装置。
【請求項３】
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であって、
上記放電電極(13)が、板状に形成され、
上記放電電極(13)の板厚寸法(Ｄ)が、上記放電電極(13)の先端と上記対向電極(14)との間の間隔寸法(Ｌ)の１／２０以下となるように構成されていることを特徴とする放電装置。
【請求項４】
請求項３に記載の放電装置において、
放電電極(13)の先端の幅寸法(Ｗ)が、上記間隔寸法(Ｌ)の１／２０以下となるように構成されていることを特徴とする放電装置。
【請求項５】
請求項３に記載の放電装置において、
板厚寸法(Ｄ)と幅寸法（Ｗ）の一方または両方が、上記間隔寸法(Ｌ)の１／５０以下となるように構成されていることを特徴とする放電装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１に記載の放電装置において、
放電電極(13)は、電極基板(16)と、該電極基板(16)から突出した突起部を備え、
対向電極(14)が、板状に形成され、
放電電極(13)の突起部が、該突起部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とを特徴とする放電装置。
【請求項７】
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であって、
上記放電装置は、請求項１から６のいずれか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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【特許文献１】特開２００２−３３６６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
具体的に、第１の発明は、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、上記放電電極(13)の先端の幅寸法(ｗ)が、上記放電電極(13)の先端と上記対向電極(14)との間の間隔寸法(Ｌ)の１／２０以下となるように構成されていることを特徴とするものである。ここで、上記幅寸法(ｗ)とは、放電電極(13)の先端の幅方向の寸法を示すが、放電電極(13)の先端が円形状である場合には、その直径寸法(ｗ)の意味を含んでいる。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
上記第１の発明では、放電電極(13)の幅寸法(ｗ)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)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。
【００１４】
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。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明の放電装置において、幅寸法(ｗ)が、間隔寸法(Ｌ)の１／５０以下となるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
上記第２の発明では、幅寸法(ｗ)を間隔寸法(Ｌ)に対してさらに短くして、放電電極(13)の先端の面積もさらに小さくしている。このようにすると、微小アーク(23)は対向電極(14)に向かってより直線的に進展する。そして、荷電粒子(22)が対向電極(14)に到達するまでの時間はさらに短くなり、ストリーマ放電時の音の周波数もさらに高周波化される。したがって、音の周波数は、人間の聴覚に対してさらに捕らえにくくなり、ストリーマ放電時の騒音より効果的に低減することができる。
【００１７】
第３の発明は、第１，第２の発明と同様に、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)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、上記放電電極(13)が板状に形成され、上記放電電極(13)の板厚寸法(Ｄ)が、上記放電電極(13)の先端と上記対向電極(14)との間の間隔寸法(Ｌ)の１／２０以下となるように構成されていることを特徴とするものである。ここで、放電電極(13)の形状を示す「板状」とは、厚さが薄い扁平な形状であることを意味している。
【００１８】
上記第３の発明では、放電電極(13)を板状とし、この板厚寸法(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。このようにすると、微小アーク(23)は対向電極(14)に向かってより直線的に進展し、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る。そして、ストリーマ放電時の音の周波数が高周波化され、ストリーマ放電時の騒音が低減される。
【００１９】
また、放電電極(13)を板状とした場合、図４に示すように、微小アーク(23)は、放電面(13a)の頂角部を起点として対向電極(14)に進展する。この際、板厚寸法(Ｄ)が間隔寸法(Ｌ)に対して相対的に長くなると、放電面(13a)の４つの頂角部（図４において●印）より見かけ上４本の微小アーク(23)が対向電極(14)に進展する（例えば図４(Ａ)）。ここで、第３の発明においては、板厚寸法(Ｄ)を短くしているため、４つの頂角部のうち、近接した２つの頂角部は、微小アーク(23)の１つの起点として共有される（例えば図４(Ｂ)）。したがって、放電面(13a)からは２本の微小アーク(23)が対向電極(14)に進展する。このようにすると、２本の微小アーク(23)の放電領域における電界密度(電界強度)は、４本の微小アーク(23)の放電領域における電界密度より大きくなる。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。
【００２０】
第４の発明は、第３の発明の放電装置において、幅寸法(Ｗ)が、間隔寸法(Ｌ)の１／２０以下となるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
上記第４の発明では、板厚寸法(Ｄ)に加えて、幅寸法(Ｗ)を間隔寸法(Ｌ)よりも相対的に短くなるようにしている。このため、放電電極(13)の面積がさらに小さくなり、ストリーマ放電時の音の周波数もより高周波化される。
【００２２】
また、板厚寸法(Ｄ)と幅寸法(Ｗ)の双方を短くしたため、放電電極(13)の４つの頂角部は、図４(Ｃ)に示すように、互いに近接した状態となる。このようにすると、４つの頂角部は、微小アーク(23)の１つの起点として共有される。このため、放電面(13a)からは１本の微小アーク(23)が対向電極(14)に進展する。したがって、微小アーク(23)の電界密度がさらに増大し、ストリーマ放電時の音の周波数もさらに高周波化される。
【００２３】
第５の発明は、第３の発明の放電装置において、板厚寸法(Ｄ)と幅寸法（Ｗ）の一方または両方が、間隔寸法(Ｌ)の１／５０以下となるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２４】
上記第５の発明では、板厚寸法(Ｄ)と幅寸法(Ｗ)の一方または両方を、間隔寸法(Ｌ)に対してさらに短くなるようにしている。このようにすると、放電電極(13)の面積が小さくなるとともに、微小アーク(23)の放電領域における電界強度もさらに高くなる。したがって、ストリーマ放電時の音の周波数をさらに高周波化させ、放電音を低減することができる。
【００２５】
第６の発明は、第１から第５のいずれか１の発明の放電装置において、放電電極(13)が、電極基板(16)と、該電極基板(16)から突出した突起部を備え、対向電極(14)が、板状に形成され、放電電極(13)の突起部が、該突起部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とを特徴とするものである。
【００２６】
上記第６の発明では、放電電極(13)の突起部が対向電極(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おり、ストリーマ放電持に突起部の表面に作用する電界が均一となっている。このようにすると、放電電極(13)の突起部を起点とする微小アーク(23)が対向電極(14)に対して垂直方向に進展する。
【００２７】
これに対して、例えば放電電極の突起部が、対向電極の平面に垂直な仮想平面に対して面対称形状でない場合、微小アークが対向電極に対して偏心して進展する可能性がある。この場合、微小アークが対向電極に到達するまでの移動距離が長くなり、荷電粒子が残留する時間も長くなる可能性がある。
【００２８】
一方、本発明では、微小アーク(23)は対向電極(14)に向かって最短距離で進展するため、荷電粒子(22)が対向電極(14)へ移動する距離が短縮化される。したがって、荷電粒子(22)が残留する時間も短縮化され、ストリーマ放電時の音の周波数がさらに高周波化される。
【００２９】
第７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から第６のいずれか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。
【００３０】
上記第７の発明では、第１から第６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。
【発明の効果】
【００３１】
上記第１の発明によれば、放電電極(13)の幅寸法(ｗ)を、間隔寸法(Ｌ)に対して１／２０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。
【００３２】
上記第２の発明によれば、放電電極(13)の幅寸法(ｗ)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)に対して相対的により小さくなる。このようにすると、微小アーク(23)は、対向電極(14)に向かってより直線的に進展し、荷電粒子(22)の残留時間もより短くなる。したがって、ストリーマ放電時の音の周波数がさらに高周波化され、放電音をより低減することができる。
【００３３】
上記第３の発明によれば、放電電極(13)を板状とし、この板厚寸法(Ｄ)を間隔寸法(Ｌ)のに対して相対的に短くなるようにしている。このようにすると、微小アーク(23)は対向電極(14)に向かってより直線的に進展し、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る。さらに、微小アーク(23)の放電領域における電界密度も増大し、荷電粒子(22)の移動速度も増大する。このようにして、荷電粒子(22)が残留する時間がさらに短くなり、ストリーマ放電時の音の周波数が高周波化され、ストリーマ放電時の騒音をさらに低減することができる。
【００３４】
また、放電電極(13)を板状として、この板厚寸法(Ｄ)を短くすると、微小アーク(23)は、放電電極(13)の近接した２つの頂角より対向電極(14)に進展する。こうすると、微小アーク(23)の放電領域における電界密度が高くなり、荷電粒子(22)が対向電極(14)へ向かう速度が増大する。このため、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。したがって、ストリーマ放電時の騒音を効果的に抑制できる。
【００３５】
上記第４の発明によれば、板厚寸法(Ｄ)と幅寸法(Ｗ)の双方を短くしているので、放電電極(13)からは見かけ上１本の微小アーク(23)が対向電極(14)に進展する。このようにすると、微小アーク(23)の放電領域における電界強度がより高くなり、ストリーマ放電時の音の周波数もさらに高周波化される。したがって、ストリーマ放電時の騒音をより効果的に抑制できる。
【００３６】
上記第５の発明によれば、板厚寸法(Ｄ)と幅寸法(Ｗ)の一方または両方を、間隔寸法(Ｌ)に対してさらに短くなるようにしている。このようにすると、放電電極(13)の面積が小さくなり、微小アーク(23)の放電領域における電界強度もさらに高くなる。したがって、ストリーマ放電時の騒音をさらに効果的に抑制できる。
【００３７】
上記第６の発明によれば、放電電極(13)の突起部を起点とする微小アーク(23)が対向電極(14)に対して垂直方向に進展する。このため、荷電粒子(22)が対向電極(14)へ移動する距離は短くなり、荷電粒子(22)が残留する時間が短縮化される。したがって、ストリーマ放電時の音の周波数はさらに高周波化され、騒音が抑制できる。
【００３８】
上記第７の発明によれば、第１から第６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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
−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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
−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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００５９】
本実施形態では、図６に示すように、放電電極(13)を三角形ないし台形の板状とし、その先端に四角形状の放電面(13a)を形成している。しかしながら、放電電極(13)は必ずしもこの形状にする必要はない。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
また、図９(Ａ)，(Ｂ)，(Ｃ)は、放電電極(13)を棒状とした例である。
【００６３】
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。
【００６４】
また、本実施形態では、放電面(13a)の板厚寸法(Ｄ)や幅寸法(Ｗ)（放電電極(13)が例えば棒状の場合のように板状でないときには、幅寸法(ｗ)）を間隔寸法(Ｌ)の１／５０以下とするようにしている。しかしながら、上記板厚寸法(Ｄ)や幅寸法(Ｗ)（幅寸法(ｗ))は、間隔寸法(Ｌ)の１／２０以下であってもよい。この場合にも、微小アーク(23)は、直線的に対向電極(14)に進展するため、放電音の抑制効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】従来技術に係るストリーマ放電方式の放電装置の要部拡大図である。
【図２】ストリーマ放電のメカニズムを示す説明図である。
【図３】ギャップ長による微小アークの進展例を示す説明図である。
【図４】放電電極の形状による微小アークの進展例を示す説明図である。
【図５】本実施形態に係る空気浄化装置の一部破断斜視図である。
【図６】本実施形態に係る放電装置の要部拡大図である。
【図７】本実施形態に係る放電装置の騒音測定データである。
【図８】図８(Ａ)，(Ｂ)は、それぞれ、放電電極の形状の第１の変形例、第２の変形例を示す斜視図である。
【図９】図９(Ａ)，(Ｂ)，(Ｃ)は、それぞれ、放電電極の形状の第３の変形例、第４の変形例、第５の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
(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
【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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