活性种产生单元以及使用它的活性种产生装置制造方法

活性种产生单元以及使用它的活性种产生装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种活性种产生单元，该活性种产生单元具有：壳部，其在筒状或箱状的一端具有开口部；放电电极，其将顶端从开口部插入到壳部内；和半导电部，其在顶端的附近与所述放电电极垂直地对置配置，在半导电部的外周配置成为接地电位的电源连接部，从电源部对电源连接部和放电电极施加电压，通过电晕放电使活性种产生。
【专利说明】活性种产生单元以及使用它的活性种产生装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及活性种产生单元以及使用它的活性种产生装置。
【背景技术】
[0002]当前，公知利用电晕放电来产生臭氧以及负离子等的装置。该装置具有针电极和接地电极。并且，在针电极和接地电极之间施加高电压，在针电极顶端部产生电晕放电。通过该电晕放电，产生臭氧以及负离子(例如，参照专利文献I)。
[0003]此外，开发了一种向空气中提供游离基等活性种，且通过基于该活性种的净化作用来对空气进行净化的活性种产生装置。现有的活性种产生装置具有:主体壳；针电极；与针电极对置的对置电极；对针电极和对置电极施加电压的电源；和在对置电极的表面设置的吸附部。
[0004]在专利文献I记载的臭氧以及负离子产生装置中，为了防止放电的火花，在作为放电电极的针电极和作为对置电极的接地电极之间需要有距离。此外，由于针电极和接地电极平行配置，因此，离子风的产生方向和电晕放电的产生部位会偏移，生成的臭氧等活性种无法有效扩散，活性种的产生量未得到增加。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I JP特开2004-18348号公报
【发明内容】

[0008]本发明的活性种产 生单元，具有:在筒状或箱状的一端具有开口部的壳部；将顶端从开口部插入到壳部内的放电电极；和在顶端的附近与放电电极垂直地对置配置的半导电部，在半导电部的外周配置有成为接地电位的电源连接部，从电源部对电源连接部和放电电极施加电压，通过电晕放电产生活性种。
[0009]根据这样的结构，若对放电电极施加电压，则电子介由半导电部流向电源连接部，因此，沿面距离变长。其结果是，由于难以引起火花放电，因此，能够使半导电部与放电电极的距离接近，放电电流增加，所以，活性种的产生量增加。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1是设置了本发明的实施方式I的活性种产生装置的室内的立体图。
[0011]图2是该活性种产生装置的剖视图。
[0012]图3是该活性种产生装置的部件配置不同时的剖视图。
[0013]图4是该活性种产生单元的剖视图。
[0014]图5是该活性种产生单元的分解立体图。
[0015]图6是该活性种产生单元的导电部以及绝缘性基板的分解立体图。
[0016]图7是表示该活性种产生装置的半导电性的被覆部的表面电阻率与火花距离的关系的图表。
[0017]图8是表示该活性种产生装置的放电距离与电压的关系的图表。
[0018]图9A是没有该活性种产生单元的导电部时的半导电性的被覆以及导电部的电子流动方式的示意图。
[0019]图9B是有该活性种产生单元的导电部时的半导电性的被覆以及导电部的电子的流动方式的示意图。
[0020]图10是该活性种产生单元的放大剖视图。
[0021]图11是表示该活性种产生装置的正电晕放电的示意图。
[0022]图12是表示该活性种产生装置的负电晕放电的示意图。
[0023]图13是表示本发明的实施方式2的活性种产生装置的绝缘性基板、吸附部、放电电极、对置电极、支撑部件的侧剖视图。
[0024]图14是该活性种产生装置的绝缘性基板以及吸附部的侧剖视图。
[0025]图15是该活性种产生单元以及支撑部件的立体图。
[0026]图16是该活性种产生单元以及支撑部件的展开图。
[0027]图17是从放电电极侧观察该活性种产生单元的绝缘性基板时的平面图。
[0028]图18是表示该活性种产生装置的正电晕放电的示意图。
[0029]图19是说明该活性种产生装置的放电电极的位置的图。
[0030]图20是表示该活性种产生装置的负电晕放电的示意图。
【具体实施方式】
[0031 ] 以下，对本发明的实施方式参照附图进行说明。
[0032](实施方式I)
[0033]图1是设置了本发明的实施方式I的活性种产生装置的室内的立体图。如图1所示，在房间I的地面2上，配置有活性种产生装置3。活性种产生装置3，向房间I内的空气中提供臭氧等活性种。然后，通过基于该活性种的净化作用，来净化房间I内的空气。此夕卜，由于包含活性种的空气会接触到衣服以及窗帘等，因此可期待衣服以及窗帘的除臭、除菌等效果。
[0034]图2是该活性种产生装置的剖视图。图3是该活性种产生装置的部件配置不同时的剖视图。活性种产生装置3具有:具有吸气口 4及排气口 5的主体壳6 ;送风部7 ;和活性种产生单元8。送风部7以及活性种产生单元8，配置于主体壳6内。
[0035]主体壳6，通过位于主体壳6的大致中央的隔板部9，划分为风路部10和空间部
11。其中，风路部10连通吸气口 4和排气口 5。
[0036]送风部7由被固定于隔板部9的电动机12、通过电动机12进行旋转的叶片部13、和包围叶片部13的罩部14形成。罩部14的吸入口 15，与主体壳6的吸气口 4对置。通过送风部7从吸气口 4吸入的空气被送至活性种产生单元8，含有在活性种产生单元8中产生的活性种的空气从排气口 5被吹出。
[0037]而且，在图3中活性种产生单元8，沿着送风路径在上方具有孔部21。然而，只要产生的活性种通过送风部7的送风被送风到室内即可，活性种产生单元8的位置以及朝向并不局限于图3。例如，活性种产生单元8本体也可以设置在主体壳6内的送风路径外，并在送风路径上具备活性种的放出口。此外，活性种产生单元8也可以配置于送风部7的上流。而且，也可以具有多个活性种产生单元8。
[0038]图4是该活性种产生单元的剖视图。图5是该活性种产生单元的分解立体图。图6是该活性种产生单元的导电部以及绝缘性基板的分解立体图。如图4?图6所示，活性种产生单元8由绝缘性基板16、放电电极17、半导电性的被覆18、导电部23、电源连接部19和电源部20(图2、图3中所示)形成。其中半导电部由绝缘性基板16和半导电性的被覆18构成。绝缘性基板16以及半导电性的被覆18，具有圆形状的孔部21。放电电极17与绝缘性基板16对置配置。与电源连接部19电连接的半导电性的被覆18，在放电电极17的顶端17a的附近并且与放电电极17垂直地对置配置。然后，半导电性的被覆18，通过电流流动而发热，并使附近的水分量增加。导电部23，设置为覆盖半导电性的被覆的外周33。SP，导电部23，设置为与半导电性的被覆18相接。因此，半导电性的被覆18，介由导电部23从电源部20施加电压。电源连接部19，与导电部23电连接，成为接地电位。电源部20对电源连接部19以及放电电极17施加电压。电源连接部19由SUS等不锈钢、铝、金、银、或铜等形成。而且，电源连接部19，不局限于这些材料，是导电性的材料即可。然后，活性种产生单元8，从电源部20对电源连接部19和放电电极17施加电压，通过电晕放电产生活性种。
[0039]而且，即使不设置孔部21，活性种分量也被增加。如专利文献I所记载，当平行地配置了针电极和接地电极时，由于电晕放电区域从针电极在接地电极侧偏向针电极的顶端侧而生成，因此，放电区域变小。另一方面，如本发明的实施方式1，当大致垂直地配置了放电电极17和半导电性的被覆18时，形成从放电电极17观察时呈圆锥状扩展的电晕放电区域。因此，电晕放电区域的范围扩展，产生更多的活性种。在设置了孔部21时，由于向孔部21的端面产生电晕放电，因此，随着孔部21的直径变化，电晕放电的扩展方式改变。
[0040]如图5、图6所示，绝缘性基板16，是长方形形状的平板，在大致中央处具有孔部
21。而且，绝缘性基板16的形状，也可以是圆形或多边形。此外，如图2、图3所示，绝缘性基板16的端部，通过支撑活性种产生单元8的支撑部件22而被固定于隔板部9。
[0041]如图4、图5所示,活性种产生单元8具有:保持放电电极17的支撑部件22 ;绝缘性基板16 ;和固定盖24。支撑部件22是筒状或箱状的壳部，在一端具有开口部22a。放电电极17，从开口部22a向支撑部件22内插入顶端17a。支撑部件22以及固定盖24组装时的形状，可以设为空气能够直线通过的筒形状。或者，支撑部件22以及固定盖24的组装时的形状，可以设为具有空气从侧面流入并从上面排出的开口部的箱形状。支撑部件22以及固定盖24组装时的形状，在图2中设为箱形状，从下面导入空气，并从侧面排出。在图3中，设为筒形状，从下面导入空气，并从上面排出。
[0042]在图3的部件配置中，孔部21与主体壳6的排气口 5对置。通过送风部7从吸气口 4吸入的空气的一部分，通过放电电极17的周围，经由孔部21向排气口 5送风。
[0043]绝缘性基板16，只要是难以被臭氧以及游离基腐蚀的无机系或者氟树脂即可。此夕卜，绝缘性基板16，可以是陶瓷基板，也可以是氟等树脂基板。作为陶瓷基板，使用含有S1、Al、Zn、T1、Mg的氧化物或者复合氧化物、碳化物、氮化物等，就成本和易于获取的而言，优选氧化铝。而且，绝缘性基板16的表面电阻率，优选IOkiQ/ □以上。
[0044]如图4?图6所示，放电电极17是棒形状或针形状，从支撑部件22的底面垂直地延伸，与绝缘性基板16的一个面对置。支撑部件22可以具有多个开口，且能够通气。而且，放电电极17的顶端17a，与绝缘性基板16隔开数毫米?数10毫米左右的规定距离，位于孔部的外方21c并且孔部21的大致中心轴21b上。大致中心轴21b上是指:通过孔部的中心21a，与绝缘性基板16垂直的轴上。放电电极17的材质，是使电晕放电的SUS等的不锈钢、钨、钛、以及N1-Cr合金等。只要能够放电，则可以使用含有碳、锡、以及SiC之中任一者的电极。
[0045]而且，放电电极17的顶端17a可以是尖锐的圆锥状、或圆柱状、半球状等。在放电电极17的顶端17a尖锐时，由于易于引起放电集中，因此，能够通过比较低的电压进行电晕放电。在针尖的形状为圆柱状或半球状时，在特定的部分不会引起电荷集中。因此，与针形状相比，若不施加高电压，则不产生电晕放电。然而，在电荷分散的状态下，由于继续电晕放电，因此与针形状相比，成为长时间难以劣化的放电电极17。这是因为在针尖处，由于电荷集中而易于引起金属的熔融以及尘土的集中附着。
[0046]如图6所示，半导电性的被覆18，被设置于孔部的内表面21d以及与绝缘性基板16之中的放电电极的对 置位置16a。若从放电电极17侧观察，则半导电性的被覆18的形状为环形状。即，半导电性的被覆18，被设置于与放电电极17的顶端17a对置的部分。半导电性的被覆18的表面电阻率，优选106Ω / □以上且小于101°Ω/ 口。
[0047]此外，表面电阻率的测定方法有以下2种方法，在本发明的实施方式I中采用了方法I。方法I是在试验片上以距离固定的方式放置圆柱状的主电极和包围主电极周围的环状的对电极。然后，在主电极和试验片之间，为了减少接触电阻，而夹有导电性橡胶。接着，主电极与接地侧连接，向对电极施加1000V。测定在主电极和对电极之间流动的电流，来计算表面电阻R，根据试验片上电流的流动方向的距离L和与电流的流动方向垂直方向的电极的长度W来求出表面电阻率P S。即ps = RXL/W
[0048]表面电阻率的单位是[Ω / 口]或单使用[Ω ]，但在本发明的实施方式I中，仅使用了与电阻值易于区别的[Ω/口]。
[0049]方法2，在试验片的两侧，平行地隔开一定距离而粘贴相同长度的导电性胶带。各个导电性胶带，成为方法I中的主电极和对电极。成为主电极的导电性胶带与接地侧连接，对成为对电极的导电性胶带施加1000V。然后，根据这些导电性胶带之间流动的电流而计算出的表面电阻R、导电性胶带间的距离L和导电性胶带的长度W来测定表面电阻率。
[0050]在此，使用图7、图8来说明活性种产生量增加的方法。图7是表示该活性种产生装置的半导电性的被覆部的表面电阻率与火花距离的关系的图表。图7是在放电电极17与电源连接部19之间施加了 _8kV时，半导电性的被覆18的表面电阻率与火花距离的关系。表面电阻率是对数显示，火花距离是放电电极17与半导电性的被覆18的最短空间距离。当半导电性的被覆18的表面电阻率在低于106Ω/□的范围时，火花距离为6_。即，活性种产生单元8需要将放电电极17与半导电性的被覆18相距超过6_。因此，活性种产生装置3无法小型化。
[0051]另一方面，当半导电性的被覆18的表面电阻率在106Ω/ □以上的范围时，火花距离为0mm，不产生火花。因此，放电电极17与半导电性的被覆18的距离能够在6mm以下，活性种产生装置3能够小型化。由于在放电电极17的顶端17a附近具有半导电性的被覆18，例如，对放电电极17施加了 _8kV时，放电电极17与半导电性的被覆18的距离能够成为6mm以下。该距离的6mm，是通过施加电压来设定的。[0052]图8是表示本发明的实施方式I的该活性种产生装置的放电距离与电压的关系的图表。图8是将放电电流设为固定时的放电距离与电压的关系。放电距离是放电电极17与半导电性的被覆18的距离。放电电流表示放电的强度，若放电电流增加则活性种的产生量增加。在放电距离较短的条件下，仅增加微小的电压，则放电电流增加，活性种产生量增加。例如，在放电距离3mm下，若电压增加0.5kV而从-3.5kV增加到-4.0kV，则放电电流从5 μ A至30 μ Α，约增加6倍。另一方面，放电距离为IOmm时，即使电压增加0.5kV而从-6.1kV增加到-6.6kV，放电电流也仅从5 μ A变化为10 μ Α,只增加约2倍。
[0053]S卩，如在图7中所说明，当半导电性的被覆18的表面电阻率为106Ω / □以上时，若放电距离能缩短，则通过微小的电压变化，放电电流就会大幅增加。因此，使电晕放电高输出化，活性种产生量增加。
[0054]如图6所示，放电电极17的顶端17a，优选配置于孔部21的大致中心轴21b上。半导电性的被覆18，与放电电极17和电源连接部19电连接。半导电性的被覆18，在施加了高电压时，在放电电极17与半导电性的被覆18之间流动的电流，会从孔部21的外周面介由半导电性的被覆18、导电部23，到达电源连接部19。即，以放电电极17作为中心，半导电性的被覆18位于圆周方向的周围，因此，电流分散于半导电性的被覆18的广泛范围内。因此，半导电性的被覆18附近的空气，在广泛范围内，会产生由发热引起水分量的增力卩。于是，在广泛范围分散地产生放电，因此，活性种稳定产生。
[0055]放电电极17的顶端17a的剖面形状与半导电性的被覆18的孔部21的形状，可以设为相同。例如，若采用相对于圆形状的孔部21，顶端17a为圆柱状或半球状，即顶端17a的放电电极的长边方向17c的垂直剖面的形状呈圆形的放电电极17，则以放电电极17作为中心在圆周方向上广泛范围分散地产生放电。其结果是，与顶端17a采用尖锐的针状的放电电极17的情况相比，难以引起局部的放电集中。因此，会抑制放电电极17的劣化，而使活性种稳定地产生。
[0056]而且，由于在半.导电性的被覆18的广泛范围使电流分散，因此，OH游离基等活性种的产生量增加。此外，由于不会集中地使高浓度的活性种生成，因此，不引起半导电性的被覆18的劣化地持续释放活性种。
[0057]此外，有效利用空气中的水分，而使活性种的量增加。因此，不需要为了水分的捕集而使用沸石等吸附剂。因此，成为安全性和持续性优异的活性种产生单元8。而且，作为孔部21的形状，不仅可以是圆形状，也可以是四边形状、多边形状、椭圆形状。
[0058]而且，说明了接收放电电极17的放电的电极由半导电性的被覆18、导电部23、以及电源连接部19构成。然而，作为电极也可以使用半导电性的被覆18和电源连接部19。即，也可以是与绝缘性基板16相同形状的环状的半导电性的被覆18，电连接于电源连接部
19。通过如此，活性种产生单元8变得构造简易，易于组装。而且，通过减小导电部23的厚度，能制成更小型的活性种产生单元8。
[0059]在图6中，导电部23与电源连接部19和半导电性的被覆18电连接。此时，从放电电极17至导电部23的距离，比从放电电极17至半导电性的被覆18的距离长。在图6的示例中，导电部23是四边形状的金属性平板，且具有比孔部21的外周大、并且比半导电性的被覆的外周33小的贯通孔25。
[0060]因此，在放电电极17与电源连接部19之间流动的电流，例如，从放电电极17流向覆盖绝缘性基板16的孔部的内表面21d的半导电性的被覆18。之后的电流在覆盖绝缘性基板16的与放电电极的对置位置16a的半导电性的被覆18中流动，经由导电部23，到达电源连接部19。S卩，由于沿面距离变长，因此，不会引起火花放电，能够谋求安全性的提高。
[0061]在此，导电部23的表面电阻率，小于半导电性的被覆18的表面电阻率。具体而言，半导电性的被覆18的表面电阻率在IO6Ω/ □以上且小于10、/ □，导电部23的表面电阻率小于IO6 Ω/ □，电源连接部19的表面电阻率优选在ΙΟ—1 Ω / □以下。
[0062]接着，针对具有导电部23时的效果进行说明。图9A是没有本发明的实施方式I的活性种产生单元的导电部时的半导电性的被覆以及导电部的电子流动方式的示意图，图9B是有本发明的实施方式I的活性种产生单元的导电部时的半导电性的被覆以及导电部的电子的流动方式的示意图。若通过来自放电电极17的电晕放电而产生的电子，到达覆盖孔部的内表面21d的半导电性的被覆18的P处，则电子从P处流向半导电性的被覆18而直线地到达电源连接部19。另一方面，若电子到达Q处，则电子从Q处通过孔部21的周围以最短距离到达电源连接部19。如图9A所示，当无导电部23时，在半导电性的被覆18之中，易于产生电子密度的偏颇，所产生的活性种的量也易于产生部分偏颇。
[0063]另一方面，如图9B所示，当有导电部23时，到达R处的电子、以及到达S处的电子都流向从孔部21向外周方向扩散的方向。即，在半导电性的被覆18上均匀地扩散电子，活性种的产生也均匀，因此,活性种的产生量增加。此外，由于不产生电子密度的局部的集中，因此，难以产生半导电性的被覆18的部分劣化。
[0064]导电部23，是从孔部的中心21a以大致等距离延伸的环形状。也就是说如图6所示，导电部23位于距放电电极17的顶端17a大致等距离。
[0065]如此，导电部23位于距孔部21的外周大致等距离，因此，在放电电极17与电源连接部19之间施加了高电压时，在放电电极17与电源连接部19之间流动的电流，容易在导电部23整周均匀地流动。此 外，流动到半导电性的被覆18的边缘部的电流，由于导电部23的表面电阻率小于半导电性的被覆18的表面电阻率，因此容易介由导电部23到达电源连接部19。
[0066]即，在半导电性的被覆18的广泛范围，电流均匀地分散。而且，以向导电部23扩散的方式流动电流，因此，不会在半导电性的被覆18的较窄范围内使电流集中，并集中地生成活性种。此外，由于不会局部发热，因此，会抑制半导电性的被覆18的劣化。此外，由于在半导电性的被覆18的广泛范围内使电流分散，因此，OH游离基的产生量增加。
[0067]导电部23优选金属制平板。导电部23，若被设置为距孔部的中心21a大致等距离，则也可以通过含有Ag、Cu、以及碳等的导电性油墨的印刷来形成，但在长时间使用时，导电油墨的劣化成为问题。若为金属制平板，则与油墨相比，对通过放电而生成的活性种的氧化稳定性优异，因此，活性种稳定地产生。
[0068]导电部23优选由SUS316L、SUS316、SUS304、或实施了耐酸处理的铝之中的任一者构成。这些金属，由于对臭氧等活性种的耐抗性高，因此对由臭氧等活性种引起的腐蚀的耐抗性强，导电部23的耐久性提高。而且，导电部23，不局限于这些，只要是导电性的原材料即可。导电部23的表面电阻率，优选在ΙΟ—1 Ω / □以下。
[0069]此外，电源连接部19，也可以设置为:与位于绝缘性基板16的一个面的背侧的另一面相接，或与绝缘性基板16的一个面和另一个面之间的外周面相接。由此，当从放电电极17流动的电子在绝缘性基板16的表面流动时，作为电子进行移动的距离的沿面距离延伸，难以引起火花放电。而且，并不局限于此，当电源连接部19被设置于绝缘性基板16的表面时，需要在充分确保沿面距离的状态下配置。
[0070]图10是本发明的实施方式I的活性种产生单元的放大剖视图。如图10所示，在绝缘性基板16的与放电电极的对置位置16a和孔部的内表面21d具有半导电性的被覆18。此外，孔部21具有相对于放电电极17张开的张开斜面26。而且，成为接地电位的电源连接部19，被配置在半导电性的被覆的外周33。并且，半导电性的被覆18形成了越从放电电极的相反侧17b接近张开斜面的中心27、膜厚越厚的曲面32。这样的曲面32，通过以下的步骤形成。
[0071]半导电性的被覆18，在绝缘性基板16的表面，通过橡胶滚轴(squeegee)涂敷半导电油墨(丝网印刷)。半导电油墨含有氧化锡等的导电剂和玻璃粉等的粘接剂。然后，将导电剂和粘接剂在溶剂中混合或溶解，成为半导电油墨。
[0072]介由丝网，橡胶滚轴在绝缘性基板16的孔部21上通过，由此，向张开斜面26，半导电油墨被压出。按压出的半导电油墨，形成越到张开斜面的中心27、膜厚越厚的曲面32，以覆盖张开斜面26。
[0073]如此，张开斜面26，被半导电性的被覆18覆盖。由此，与孔部21的开口边缘不倾斜的情况相比，与放电电极17的顶端17a对置的开口边缘的面积、即张开斜面26的面积增力口。其结果是，覆盖与放电电极17的顶端17a对置的张开斜面26的半导电性的被覆18的表面积也增加。此外，被粘接于张开斜面26上的导电剂增加。
[0074]由此，接受从放电电极17的顶端17a释放的电子的面积增加。此外，由于半导电性的被覆18的发热面积增加，因此水分更多地通过电晕放电被分解。于是，由于活性种的产生量增加，因此可谋求基于活性种的净化作用的提高。
[0075]粘接剂只要能够将导`电剂粒子和绝缘性基板16粘接即可。粘接剂含有玻璃粉、胶质硅石、硅酸盐化合物、钛酸盐化合物、氧化铝、氧化锆、二氧化钛粉末、或者氟树脂粒子的任一者。玻璃粉化学上是非活性的，由于具有耐氧化性因而优选。粘接剂的大小，为了使形状稳定化，而优选大于导电剂粒子，可以设为导电剂的2倍?100倍左右的大小。
[0076]作为导电剂粒子，由于氧化锡具有耐氧化的稳定性和获取的容易性因而优选，其它也可以使用ZnO、PbO2, CdO、In2O3> T1203> Ga2O3> Fe3O4等的氧化物导电材料以及它们的复合氧化物等。此外，也可以在氧化锡(SnO2)中掺杂Sb，作为导电剂。
[0077]作为半导电性的被覆18，当使用SnO2作为导电剂、使用玻璃作为粘结剂时，SnO2与玻璃的比例是1: 13?1:1。S卩，优选导电剂为7?50%，玻璃为93?50%。考虑到强度方面，作为粘接剂的玻璃，需要50%以上。此外，为了半导电性、即表面电阻率为106Ω /□以上且小于1(ΓΩ / □，而优选导电剂投入20%以上。
[0078]为了粘接导电剂，可以使粘接剂的溶剂挥发，且实施用于促进氧化聚合的加热处理。例如，最初，在绝缘性基板16的表面通过橡胶滚轴涂敷半导电油墨(丝网印刷)。接着，涂敷了半导电油墨的绝缘性基板16，被放入加热炉内。此时，绝缘性基板16，可以暂时在溶剂易于挥发的100°C前后的温度下保持一定时间。而且，根据粘接剂的种类，至粘接剂硬化的温度为止进行加热，并进行温度的保持。例如，当作为粘接剂而使用胶质硅石时，优选硬化温度在180°C以上，400°C至700°C最佳。[0079]当作为粘接剂而使用玻璃时，在玻璃粉末中加入适度的溶剂并进行混合。于是有如下方法等:将制成的半导电性油墨印刷在绝缘性基板16上，加热至玻璃熔融的温度，形成在玻璃中使导电剂分散的状态。在含有碱成分的玻璃粉的情况下，优选加热温度从600°C至800°C左右。在不含有碱成分的玻璃粉的情况下，优选加热温度从850°C至950°C。通过将这些温度保持10分钟以上，能够促进粘接剂的硬化且使导电剂固定化。而且，也可以在将氧化锡和玻璃混合而制成的油墨中，通过使绝缘性基板16浸溃后干燥的方法，而在绝缘性基板16的周围附着导电剂和粘接剂。
[0080]在此，使用图11说明了对放电电极17施加了正电压的情况。图11是表示本发明的实施方式I的活性种产生装置的正电晕放电的示意图。
[0081]如图11所示，在放电电极17与电源连接部19之间，若通过电源部20(图2)对施加正的约3KV以上且小于IOKV放电电压,贝U在放电电极17表面形成强电场。由于对放电电极17施加了正的高电压，因此，在空气中存在的游离电子流入放电电极17。此时，半导电性的被覆18呈负的状态。由于电子(e)进行移动，因此电子(e)从半导电性的被覆18流向放电电极17。该 状态为电晕放电，通过电晕放电的力，产生活性种的一例即OH游离基(-0H)。在此，通过对放电电极17施加3KV以上且小于IOKV的电压，会产生足够的活性种量。虽然即使放电电极17的施加电压在IOkV以上，也产生活性种，但由于会发生放电针的劣化等的副作用，因此优选小于IOkV的施加电压。此外，由于放电电极17的施加电压小于3kV时，会存在放电不稳定的情况，因此，优选3kV以上的施加电压。
[0082]若更详细地进行说明，则是通过在半导电性的被覆18中流动电流而使半导电性的被覆18进行发热，因此，半导电性的被覆18附近的空气会被加温。在该被加温的空气中，从周边的未被加温的空气，由于相对湿度差而使水分进行移动，使被加温的空气内的保有水分增加。特别地，由于在半导电性的被覆18的孔部21的周边流动大量电流，因此，发热量多、空气的保有水分量增加。若有水分，则除了臭氧以及O2-等的活性种以外，H2O2以及OH游离基等也增加。在孔部21周边的水分量增加的区域中，通过产生电晕放电，而使空气中的水分被有效利用，使活性种的量增加。此外，由于没有为了水分的捕集而使用沸石等吸附剂，因此，不会产生吸附剂劣化。
[0083]若对放电电极17施加正的高电压来进行正电晕放电，则在半导电性的被覆18流动的电子(e)，由于被放电电极17强力吸弓丨，因此会如同从半导电性的被覆18飞出那样。若从半导电性的被覆18飞出的电子(e)与半导电性的被覆18的附近的空气中的氧分子
(O2)发生碰撞，则产生在氧分子(O2)中增加了一个电子(e)的状态的氧分子阴离子(O2-)。之后，氧分子阴离子(O2-)与存在在于半导电性的被覆18的周围的水分子进行反应，产生OH游离基(.0Η)等活性种。通过在使水分量增加的半导电性的被覆18的周边产生电晕放电，而使水分变得易于与电子(e)进行反应，使OH游离基(.0H)的产生变得容易。
[0084]此外，导电部23的外形，若为与支撑部件22的内部大致相同的四边形状，则在活性种产生单元8的组装工序中，容易决定导电部23的位置。
[0085]而且，在本发明的实施方式I中，放电电极17被施加了正电。然而，对放电电极17所施加的电压既可以为正，也可以为负。
[0086]图12是表示本发明的实施方式I的活性种产生装置的负电晕放电的示意图。若对放电电极17，通过电源部20施加负的约3KV以上且小于IOKV作为放电电压，则在放电电极17表面形成强电场。由于对放电电极17施加了负的高电压，因此会向空气中释放游离电子。半导电性的被覆18成为正侧。其结果是，通过电子(e)进行移动，电流从半导电性的被覆18流向放电电极17。
[0087]如图12所示，从放电电极17向空气中释放的电子(e)，由于被半导电性的被覆18的强电场吸引，因此电子高速移动，与空气中的分子等碰撞。若电子(e)与空气中的氧分子
(O2)发生碰撞，则产生在氧分子(O2)中增加了一个电子(e)的状态的氧分子阴离子(O2-)。若有水分，则除了臭氧以及O2-等的活性种以外，H2O2以及OH游离基(.0H)等也增加。通过氧分子阴离子(O2-)与存在于半导电性的被覆18的周围的水分子进行反应，而产生OH游离基(.0H)等活性种。通过在使水分量增加的半导电性的被覆18的周边产生电晕放电，水分变得易于与电子(e)进行反应，更容易产生OH游离基(.0H)。
[0088]而且，在放电电极17与电源连接部19之间，介由半导电性的被覆18，在面方向上流动电流，因此，电流在绝缘性基板16的表面流动，沿面距离变长。
[0089]从放电电极17的顶端17a，产生被称为离子风的气流。该气流从放电电极17的顶端17a朝向绝缘性基板16。由于在绝缘性基板16上具有孔部21，因此，产生的OH游离基(.0Η)等的活性种，沿着离子风穿过孔部21，被释放出来。如此，半导电性的被覆18，被对置配置于放电电极17的顶端17a附近。其结果是，含有水分的空气通过离子风始终被供给，且从孔部21穿过，因此，持续地引起水分的分解，稳定地产生活性种。
[0090]在图3所示的活性种产生装置中，通过离子风从吸气口 4向室内流入空气。然后，该室内空气通过放电电极17的周围，经由孔部21从排气口 5形成排气气流而向室内排出。此时，也可以不设置送风部7。因此，活性种装置3能够小型化，且可设置于桌上等。
[0091]在此，图11、图12的OH游离基(.0Η)等的活性种，随着该排气气流从活性种产生装置3向室内排出。通过向室内供给含有该OH游离基(.0Η)等的活性种，使空气中的细菌被非活化。此外，含有活 性种的空气，分解并去除空气中的臭味。此外,通过使含有活性种的空气接触衣服以及窗帘等，而对衣服以及窗帘进行除臭、除菌。
[0092]而且，导电部23也可以设置为与半导电性的被覆18的周边部相接。
[0093](实施方式2)
[0094]本发明的实施方式2，代替实施方式I的半导电性的被覆18，而使用吸附部18a。在本发明的实施方式2中,对与实施方式I相同的结构要素赋予相同的符号，并省略详细的说明。
[0095]图13是表示本发明的实施方式2的活性种产生装置的绝缘性基板、吸附部、放电电极、对置电极、支撑部件的侧剖视图。活性种产生单元8具有:绝缘性基板16 ;与绝缘性基板16对置配置的放电电极17 ;与绝缘性基板16相接的吸附部18a ;对置电极19a和电源部20 (图2)。而且，对置电极19a，发挥与本发明的实施方式I的电源连接部19相同的效
果O
[0096]吸附部18a，被设置于孔部的内表面21d以及绝缘性基板16之中的与放电电极的对置位置16a。S卩，吸附部18a被设置于绝缘性基板16的风上侧的表面和孔部的内表面21d，且与对置电极19a相接。吸附部18a的表面电阻率，优选106Ω / □以上且小于IO10 Ω / 口。
[0097]图14是本发明的实施方式2的活性种产生装置的绝缘性基板以及吸附部的侧剖视图。如图14所示，吸附部18a由对绝缘性基板16的附近的水分进行吸附的吸附剂28、以及对吸附剂28和绝缘性基板16进行粘接的粘接剂29形成。吸附剂28是吸附水的平均粒子直径从0.5微米至数10微米左右的粒子。在本发明的实施方式2中，吸附剂28是在表面具有细孔30的沸石。
[0098]而且，吸附剂28只要是具有毫微级别的细孔30且能够通过所谓Kelvin的毛细管凝缩现象而在细孔30内使水蒸气凝缩的多孔质结构体即可。即，可以是含有硅石、沸石、干燥剂(Desiccant)、水铝英石、伊毛锆石、或它们之中任一者的多孔质结构体即可。此外，也可以是利用粒子间的间隙而吸附水的多孔质氧化铝、多孔质硅石以及多孔质二氧化钛。而且，细孔30若是难以由粘接剂29的粒子进行填埋的平均粒子直径，则能够吸附空气中的水蒸气。此外，吸附剂28也可以比粘接剂29的平均粒子直径大。
[0099]粘接剂29，例如是胶质硅石。而且，粘接剂29，可以是比沸石等的吸附剂28的平均粒子直径小且比细孔30大的平均粒子直径。此外，只要不使细孔30闭塞，则可以采用玻璃粉、或硅酸盐化合物的粘接剂29。
[0100]图15是本发明的实施方式2的活性种产生单元以及支撑部件的立体图。图16是该活性种产生单元以及支撑部件的展开图。图17是从放电电极侧观察该活性种产生单元的绝缘性基板时的平面图。
[0101]如图15?图17所示，平板形状的绝缘性基板16，在大致中央处具有孔部21。支撑部件22是支撑放电电极17以及对置电极19a的筒状或箱状。绝缘性基板16被设置在支撑部件22的内侧。
[0102]图18是表示本发明的实施方式2的活性种产生装置的正电晕放电的示意图。如图18所示,若对放电电极17施加正的3kV以上且小于IOkV作为放电电压，则在放电电极17表面形成强电场。由于对放电电极17施加正的高电压，因此在空气中存在的游离电子流入放电电极17。此时，由于对置电极19a呈负的状态，因此，电子(e)从对置电极19a流向放电电极17。
[0103]若更详细地进行说明，则如图14所示，陶瓷制的绝缘性基板16和吸附剂28，通过粘接剂而被粘接。可知:空气中的水分，在细孔30内通过水蒸气凝缩而被吸附(Kelvin的毛细管凝缩现象)。由此，在沸石等的吸附部18a，空气中的水分被吸附，电子变得易于流动。在此，如图18所示，若对放电电极17施加正的高电压而进行正电晕放电，则吸附剂28中的电子被放电电极17强力吸弓丨，电子(e)高速移动。若电子(e)与在吸附剂28的附近具有的氧分子(O2)发生碰撞，则产生在氧分子(O2)中增加了一个电子(e)的状态的氧分子阴离子(O2-)。之后，通过氧分子阴离子(O2-)与被吸附在绝缘性基板16的表面的水分子(H2O)进行反应，而产生OH游离基(.0Η)等活性种。由于在吸附的水分的周边引起电晕放电，而使水分(H2O)易于与电子(e)进行反应，因此，更易于产生OH游离基(.0H)。
[0104]本发明的实施方式2的特征点在于，在绝缘性基板16的孔部的内表面21d和绝缘性基板16的与放电电极的对置位置16a具有吸附部18a。并且,放电电极17的顶端17a,位于孔部的外方21c且孔部21的大致中心轴21b上。即吸附部18a，被设置在与放电电极17的顶端17a对置的部分。由此，当在放电电极17与对置电极19a之间施加高电压时，在放电电极17与对置电极19a之间流动的电流从放电电极17在吸附部18a流动之后，到达对置电极19a。[0105]吸附部18a，以放电电极17为中心被配置在圆周方向上。因此，在吸附部18a的广泛范围电流分散，且进行放电，所以活性种稳定地产生。此外，由于在吸附部18a的广泛范围电流分散，因此，OH游离基等的活性种的产生量增加。
[0106]而且，在本发明的实施方式2中，虽然对放电电极17施加了正电压，但对放电电极17施加的电压既可以为正，也可以为负。即在放电电极17与作为电源连接部19的对置电极19a之间，施加3KV以上且小于IOKV的正或负的电压即可。
[0107]而且，在本发明的实施方式2中，虽然在绝缘性基板16的表面的一部分具有吸附部18a，但也可以在绝缘性基板16的表面的全部或绝缘性基板16的侧面具有吸附部18a。由此，在吸附部18a所吸附的水分会被有效地分解。
[0108]此外，放电电极17的顶端17a，由于位于孔部的外方21c大致中央，因此，即使放电电极17弯曲时，由于放电电极17的顶端17a不与吸附部18a直接接触，因此安全性也会提闻。
[0109]而且，也可以是放电电极17的顶端17a位于孔部的外方21c大致中央，且放电电极17的顶端17a与吸附部18a具有规定的距离。该规定的距离，通过设为不产生火花的距离，从而即使在放电电极17弯曲时，也会抑制火花的产生。
[0110]进而，使用图19来说明放电电极17的顶端17a位于孔部的外方21c大致中央的效果。图19是说明本发明的实施方式2的活性种产生装置的放电电极的位置的图。将放电电极17延长至孔部21时的放电电极17与吸附部18的距离设为a，将从放电电极17的顶端17a至吸附部18a的距离设为b，将从放电电极17的顶端17a至吸附部18a的距离设为L。
[0111]将放电电极17因使.用时的振动以及安装时的误差而发生了位移时的水平方向上的位移设为Λ do当放电电极17的顶端17a位于孔部21的内方时(距离b = Omm以下)，若放电电极以位移Ad发生位移，则距离L成为a-Ad，放电的产生会不均匀。因此，存在活性种的产生量降低的危险。而且，若位移Ad变大，则存在放电电极17与吸附部18a相接触的危险，安全上不优选在施加高电压时产生火花等。
[0112]另一方面，当放电电极17的顶端17a位于孔部的外方21c时(大于距离b = Omm)，距离L能够以{(a- Δ d)2+b2}1/2的关系式表示，与放电电极17位于内方的情况相比，能够减少距离L的变化。此时，由于放电电极17与吸附部18a不接触，因此能够处于更安全的状态。
[0113]例如，考虑:在距离a = 5mm的孔部21中，放电电极17位移Λ d = Imm的情况。当放电电极17位于内方时(距离b = 0mm)，距离L变化约1mm。另一方面，当放电电极17位于外方(距离b = 5mm)时，距离L只限于7.07-6.40 = 0.67mm的变化。如此，由于放电电极17位于孔部的外方21c大致中央，因此能够减小放电电极17变形时的距离L的变化
量，活性种产生量难以变化，可靠性提高。
[0114]此外，放电电极17由单一的材料形成。由此，放电电极17与进行电镀等的处理时相比，耐久性提闻。
[0115]此外，放电电极17的顶端17a的剖面形状与孔部21的剖面形状是相同的圆形状。SP，放电电极17的顶端17a的周围与孔部21的内表面的距离均匀。由此，在吸附部18a的广泛范围电流分散，由于放电电极17的放电部分也从广泛范围分散地进行放电，因此，会抑制放电电极17的劣化，活性种稳定地产生。
[0116]此外，孔部内表面的吸附部的厚度18b，比绝缘性基板的吸附部的厚度18c大。由此，孔部的内表面21d的吸附部18a所吸附的水分量比绝缘性基板16的与放电电极的对置位置16a的吸附部18a多。因此，孔部的内表面21d的吸附部18a，比绝缘性基板16的与放电电极的对置位置16a的吸附部18a，电流更易于流动。
[0117]而且，通过电晕放电，在放电电极17与对置电极19a之间流动的电流，易于流向从放电电极17至对置电极19a的最短路径。然而,孔部的内表面21d的吸附部18a与放电电极的顶端17a的距离，比绝缘性基板16的与放电电极的对置位置16a的吸附部18a远。但是，孔部的内表面21d，由于吸附部的厚度18b大量吸附的水分量多，因此比绝缘性基板16的与放电电极的对置位置16a更易于电流流动。也就是说，可认为:通过电晕放电而在放电电极17与对置电极19a之间流动的电流，不仅易于向最短路径的与绝缘性基板16的放电电极的对置位置16a的吸附部18a流动，也易于流向非最短路径的孔部的内表面21d的吸附部18a流动。S卩，由于在吸附部18a整体的广泛范围电流变得易于分散，因此，OH游离基的产生量增加。
[0118]此外，如图19所示，放电电极17的顶端17a与对置电极19a的距离，比放电电极17的顶端17a与吸附部18a的距离长。具体而言，在放电电极17与对置电极19a之间流动的电流，例如，从放电电极17流至覆盖绝缘性基板16的孔部的内表面21d的吸附部18a之后，流向与绝缘性基板16的放电电极的对置位置16a，然后，到达对置电极19a。即由于沿面距离变长，因此不会引起火花放电，安全性提高。
[0119]图20是表示本发明的实施方式2的活性种产生装置的负电晕放电的示意图。如图20所示，通过进行作为来自被施加了负电的放电电极17的放电的负电晕放电，而使吸附部18a周边的水分(H2O)与电子(e)进行反应，使OH游离基(.0H)变得易于产生。
[0120]而且，由于在放电电极17与对置电极19a之间，介由吸附部18a而在面方向上流动电子，因此，沿面距离 变长，如同电流传送般地在绝缘性基板16的表面流动。
[0121]通过对房间I内提供含有OH游离基的空气，从而使空气中的细菌被非活化。此外，空气中的臭味成分会被分解。
[0122]此外，导电部23，是位于距孔部的中心21a大致等距离的环形状。也就是说，导电部23位于距放电电极17的顶端17a大致等距离。导电部23被设置为与吸附部18a相接。因此，吸附部18a，介由导电部23从电源部20施加电压。
[0123]由此，由于导电部23位于距孔部21的外周大致等距离，因此，在放电电极17与对置电极19a之间施加高电压时，在放电电极17与对置电极19a之间流动的电流，易于在导电部23整周均匀流动。即，在吸附部18a的广泛范围，电流均匀地分散，而且以向导电部23扩散的方式流动电流。因此，不会出现在吸附部18a的窄范围使电流集中而集中地生成活性种，会抑制吸附部18a的劣化。此外，由于在吸附部18a的广泛范围电流分散，因此，OH游离基的产生量增加。
[0124]此外，导电部23的表面电阻率，比吸附部18a的表面电阻率小。具体而言，优选:吸附部18a的表面电阻率为106Ω/ □以上且小于IOkiQ/ □，导电部23的表面电阻率为106Ω/ □以下，对置电极19a的表面电阻率为KT1Q / □以下。
[0125]在放电电极17与对置电极19a之间施加高电压时，在放电电极17与对置电极19a之间流动的电流，从放电电极17流向吸附部18a。接着，该电流，在流至导电部23之后，到达对置电极19a。在此，流至吸附部18a的周边部的电流，由于导电部23的表面电阻率比吸附部18a的表面电阻率小，因此,易于介由导电部23到达对置电极19a。
[0126]S卩，在吸附部18a的广泛范围电流分散，而且，电流以向导电部23扩散的方式流动。因此，不会在吸附部18a的窄范围使电流集中而集中地产生活性种，会抑制吸附部18a的劣化。
[0127]此外，如图20所示，导电部23被绝缘被覆部31覆盖。具体而言，导电部23与放电电极17对置的面，被绝缘被覆部31覆盖。由此，抑制电流从放电电极17直接流向导电部23。绝缘被覆部31,由玻璃或氟树脂等形成。此外，绝缘被覆部31,也可以通过粘接氟树月旨、氯化树脂等绝缘性胶带的方法、通过涂敷玻璃糊、陶瓷系粘接剂后进行干燥烧制的方法来形成。
[0128]而且，绝缘被覆部31，并不局限于这些，也可以由绝缘性的原材料形成。而且，绝缘被覆部31,也可以向内方延伸，并覆盖吸附部18a的一部分。由此，吸附部18a与导电部23的接触面也由绝缘被覆部31所覆盖，因此，会抑制电流从放电电极17直接流向导电部23。
[0129]产业上的利用可能性
[0130]本发明的活性种产生单元以及采用它的活性种产生装置，可被期待作为空气净化的应用。
[0131]符号的说明:
[0132]1-房间，
[0133]2-地面，
[0134]3-活性种产生装置，
[0135]4-吸气口，
[0136]5-排气口，
[0137]6-主体壳，
[0138]7-送风部，
[0139]8-活性种产生单元，
[0140]9-隔板部，
[0141]10-风路部，
[0142]11-空间部，
[0143]12-电动机，
[0144]13-叶片部，
[0145]14-罩部，
[0146]15-吸入口，
[0147]16-绝缘性基板，
[0148]16a_与放电电极的对置位置，
[0149]17-放电电极，
[0150]17a_ 顶端，
[0151]17b_放电电极的相反侧，
[0152]17c-放电电极的长边方向，[0153]18-半导电性的被覆，
[0154]18a-吸附部，
[0155]18b_孔部内表面的吸附部的厚度，
[0156]18c-绝缘性基板的吸附部的厚度，
[0157]19—电源连接部，
[0158]19a-对置电极，
[0159]20-电源部，
[0160]21-孔部，
[0161]21a_孔部的中心，
[0162]21b-中心轴，
[0163]21c-孔部的外方，
[0164]2 Id-孔部的内表面，
[0165]22-支撑部件，
[0166]22a_ 开口部，
[0167]23-导电部，`
[0168]24-固定盖，
[0169]25-贯通孔，
[0170]26-张开斜面，
[0171]27-张开斜面的中心，
[0172]28-吸附剂，
[0173]29-粘接剂，
[0174]30-细孔，
[0175]31-绝缘被覆部，
[0176]32-曲面，
[0177]33-半导电性的被覆的外周。
【权利要求】
1.一种活性种产生单元，具有: 壳部，其在筒状或箱状的一端具有开口部； 放电电极，其将顶端从所述开口部插入到所述壳部内；和 半导电部，其在所述顶端的附近与所述放电电极垂直地对置配置， 在所述半导电部的外周配置成为接地电位的电源连接部， 从电源部对所述电源连接部和所述放电电极施加电压，通过电晕放电使活性种产生。
2.根据权利要求1所述的活性种产生单元，其特征在于， 所述半导电部含有粘接剂和导电剂，所述粘接剂含有玻璃粉、胶质硅石、硅酸盐化合物、钛酸盐化合物、氧化铝、氧化锆、二氧化钛粉末、或者氟树脂粒子的任一者。
3.根据权利要求1所述的活性种产生单元，其特征在于， 所述半导电部的表面电阻率为106Ω / □以上且小于IOkiQ / 口。
4.根据权利要求1所述的活性种产生单元，其特征在于， 所述半导电部，在与所述顶端对置的部分设置了孔部。
5.根据权利要求4所述的活性种产生单元，其特征在于， 与所述半导电部的周边部相接地设置导电部， 所述半导电部介由所述导电部从所述电源部施加电压。
6.根据权利要求5所述的活性种产生单元，其特征在于， 所述导电部，距所述孔部的中心为等距离。
7.根据权利要求5所述的活性种产生单元，其特征在于， 所述导电部是金属制平板。
8.根据权利要求4所述的活性种产生单元，其特征在于， 所述孔部是圆形状， 所述放电电极位于所述孔部的中心轴上。
9.根据权利要求4所述的活性种产生单元，其特征在于， 所述顶端位于所述孔部的外方。
10.根据权利要求8所述的活性种产生单元，其特征在于， 所述顶端的在所述放电电极的长边方向上垂直剖面的形状为圆形。
11.根据权利要求4所述的活性种产生单元，其特征在于， 所述半导电部，由绝缘性基板和半导电性的被覆构成， 所述半导电性的被覆，被设置在所述孔部的内表面以及所述绝缘性基板之中的与所述放电电极的对置位置。
12.根据权利要求4所述的活性种产生单元，其特征在于， 所述半导电部，由绝缘性基板和吸附部构成， 所述吸附部，被设置在所述孔部的内表面、以及所述绝缘性基板之中的与所述放电电极的对置位置。
13.根据权利要求4所述的活性种产生单元，其特征在于， 所述孔部具有相对于所述放电电极张开的张开斜面， 所述半导电部，形成从所述放电电极的相反侧越接近所述张开斜面的中心、膜厚越厚的曲面。
14.根据权利要求12所述的活性种产生单元，其特征在于， 所述孔部的内表面的所述吸附部的厚度，比所述绝缘性基板的所述吸附部的厚度大。
15.根据权利要求1所述的活性种产生单元，其特征在于， 对所述放电电极与所述电源连接部之间，施加3KV以上且小于IOKV的正或负的电压。
16.一种活性种产生装置， 设置具有吸气口和排气口的主体壳，且 在所述主体壳内设置送风部和权利要求1所述的活性种产生单元， 通过所述送风部将从所述吸气口吸入的空气送到所述活性种产生单元，并从所述排气口吹出含有在所述活 性种产生单元所产生的活性种的空气。
【文档编号】B01J19/08GK103429276SQ201280012579
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年3月8日 优先权日:2011年4月6日
【发明者】稻垣纯, 田中史子, M·大友, 加藤亮, 中原健吾, 上田哲也 申请人:松下电器产业株式会社