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JP2004350891A - Purification method and purification device - Google Patents

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JP2004350891A
JP2004350891A JP2003151725A JP2003151725A JP2004350891A JP 2004350891 A JP2004350891 A JP 2004350891A JP 2003151725 A JP2003151725 A JP 2003151725A JP 2003151725 A JP2003151725 A JP 2003151725A JP 2004350891 A JP2004350891 A JP 2004350891A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge
electrode
high voltage
purification
discharge region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003151725A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Shimizu
真 清水
Masakatsu Iwashimizu
正勝 岩清水
Daisuke Tabata
大輔 田畑
Yuji Inoue
雄二 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2003151725A priority Critical patent/JP2004350891A/en
Publication of JP2004350891A publication Critical patent/JP2004350891A/en
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  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Abstract

【課題】速い速度で通過する浄化対象物をも殺菌等できる浄化方法および浄化装置を提供する。
【解決手段】放電領域5を規制する絶縁体10を近傍に有した放電電極3と対向電極4との間にパルス波形の高電圧を印加してストリーマ放電を発生させ、その放電領域5に存在する浄化対象物を殺菌し浄化する。絶縁体10によって放電領域5を規制するようにしたことで、余分なところに放電することなく効率よくストリーマ放電を発生させることができる可能となり、放電領域5内で高速に飛散する電子やイオンやラジカル等の飛散粒子や電位差などによって、浄化対象物に含まれた微生物や臭気成分や有害成分に物理的・化学的変化を生ぜしめることができ、放電領域5を速い速度で通過する浄化対象物をも殺菌、脱臭、有害物質除去することができる。
【選択図】 図2
An object of the present invention is to provide a purification method and a purification apparatus that can sterilize an object to be purified that passes at a high speed.
A streamer discharge is generated by applying a high voltage of a pulse waveform between a discharge electrode (3) having an insulator (10) in the vicinity of the discharge region (5) and a counter electrode (4). Sterilize and purify the object to be purified. By restricting the discharge region 5 by the insulator 10, it is possible to efficiently generate a streamer discharge without discharging to an extra place. Scattered particles such as radicals and potential differences can cause physical and chemical changes in microorganisms, odor components, and harmful components contained in the object to be purified, and the object to be purified that passes through the discharge region 5 at a high speed. Can also sterilize, deodorize and remove harmful substances.
[Selection] Figure 2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストリーマ放電を利用して空気などの浄化対象物を殺菌し浄化する浄化方法および浄化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、イオンやオゾン等の活性粒子を利用して、食品・調理用品などの食に関連する物体や公衆衛生上で微生物が問題となる物体の表面、これらの物体を収納する空間に存在する微生物の繁殖を防止する方法および装置が知られている。
【0003】
例えば、空気などの気体を電離室に導いてイオン化およびオゾン化させる際の放電電流を制御することにより、所定の低濃度のオゾンと高濃度のイオンを含む気体を発生させ、前記電離室あるいはそれに連通する空間内で、あるいは電離室で発生した気体を物体に吹き付けることによって、オゾンとイオンとの相乗効果で微生物の繁殖を防止する方法がある(たとえば特許文献1参照)。
【0004】
また、パルスストリーマ放電を発生させて殺菌対象物を殺菌する際に、印加する高電圧パルス波形の半値幅を狭め、電圧ピークの高い且つ尖った波形とすることにより、殺菌効率を高めるようにした方法がある(たとえば特許文献2参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−108313号公報
【0006】
【特許文献2】
特開2002−263170号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したオゾンとイオンとの相乗効果を利用する方法は、物体の表面や収納空間に存在する微生物を処理対象とするものであるため、気体が非常に速い速度で通流される機器に適用しても効果が少なく、微生物は損傷されずに通過してしまうことが多い、という問題があった。
【0008】
またパルスストリーマ放電を利用する殺菌方法においては、電圧ピークが高く且つ尖った形状の高電圧パルス波形を用いるだけでは、ストリーマ放電を効率よく発生させることができず、十分に殺菌できない、という問題があった。上記と同様に、気体が非常に速い速度で通流される機器に適用しても効果が少ない、という問題もあった。
【0009】
本発明は上記問題を解決するもので、速い速度で通過する浄化対象物をも殺菌等できる浄化方法および浄化装置を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の浄化方法は、放電領域を規制する絶縁体を近傍に有した放電電極と対向電極との間にパルス波形の高電圧を印加してストリーマ放電を発生させ、その放電領域に存在する浄化対象物を殺菌し浄化することを特徴とする。
【0011】
また本発明の浄化装置は、放電電極および対向電極と、これらの電極間にストリーマ放電を発生させるパルス波形の高電圧を印加する高電圧印加手段と、前記放電電極の近傍に設けられ放電領域を規制する絶縁体とを備えたことを特徴とする。
【0012】
上記したように絶縁体によって放電領域を規制するようにしたことで、余分なところに放電することなく、単位面積あたりのストリーマ放電が強まり、効率よくストリーマ放電を発生させることが可能となる。そしてその放電領域内で高速に飛散する電子やイオンやラジカル等の飛散粒子や電位差などによって、浄化対象物に含まれた微生物や臭気物質や有害物質に物理的・化学的変化を生ぜしめることができ、放電領域を速い速度で通過する浄化対象物をも殺菌、脱臭、有害物質除去することができる。なお、浄化対象物は気体、液体、固体のいずれであってもよい。
【0013】
たとえば、放電電極は帯状に形成し、絶縁体は前記放電電極の一側に設定され、もう一側の放電部分が露出するように前記放電電極を囲んで設ける。これによれば、放電領域を放電電極の一側に規制できる。
【0014】
あるいは、放電電極は複数の突起部を一側に有した帯状に形成し、絶縁体は前記突起部が露出するように前記放電電極を囲んで設ける。これによれば、放電領域を放電電極の一側に規制できるとともに、突起部の先端からの放電が大部分となるため、各突起部の放電領域どうしの重なりは、同一ピッチで設定した平坦な各放電部分の放電領域どうしの重なりに比べて少なくて済み、より効率よいストリーマ放電を実現できる。
【0015】
好ましくは、放電領域を通過する浄化対象物のろ過を行なうフィルタを放電領域の下流側に設ける。これにより浄化効果をより高めることができる。このようなフィルタの設置スペースは、放電領域を放電電極の一側(上流側)に規制することで、装置大型化を招くことなく可能になるものである。
【0016】
また好ましくは、高電圧印加手段は、放電領域を通過する浄化対象物の通過時間内に少なくとも1回、パルス波形の高電圧を印加する周波数に制御する。これにより、浄化対象物に含まれた微生物や臭気成分や有害成分は、少なくとも1回、ストリーマ放電に遭遇することになり、効果的に浄化できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1および図2は本発明の一実施形態における浄化装置の断面図である。浄化ユニット1において、空気などの気体の流路内に配置される浄化部2は、放電電極3が複数段に配置され、各段の放電電極3を挟むように平板状の対向電極4が互いに並列に配置されていて、各放電電極3と対向電極4との間に放電領域5が形成されるようになっている。
【0018】
ただし放電電極3の近傍には、放電領域5を規制する絶縁体10が設けられている。詳細には、図3にも示すように、放電電極3は突起部3aを一側に有した帯状に形成されており、絶縁体10は、帯状の放電電極3を覆う筒状に形成されるとともに、その長手方向に沿う一側に、突起部3aを露出させる複数の穴部10aが形成されていて、放電電極3の片側に、各突起部3aによる放電領域5が形成されるように規制する。
【0019】
このため各突起部3aによる放電領域5は、放電電極3の片側において、放電電極3の長手方向に沿って互いに連続するとともに、それと直交する方向に放電電極3,対向電極4が介在する状態で互いに連続し、気流の通過領域6よりも大きい領域を占めることになる。7は気流通過領域6に流入する上流気流、8は気流通過領域6から流出する下流気流を示す。
【0020】
高電圧印加装置9は、放電電極3に接続するプラス電極9aと、対向電極4に接続するマイナス電極9b(またはアース9b)とを有し、放電電極3と対向電極4との間にストリーマ放電を発生させ得るパルス波形の高電圧を印加するように構成されている。
【0021】
高電圧印加装置9としては、例えば倍電圧回路にIGBT(Inslated Gate Bipolar Transistor)などのスイッチング手段を配して、所望のパルス波形かつ高周波数の電圧を生成し、高圧トランスで昇圧するようにした電装回路などが使用される。ここでは、高圧トランス一次側の投入電流を上げ、パルス波形の歪んだ高電圧を印加させる。しかし高電圧印加装置9は、所望のパルス波形、周波数の高電圧を印加できるものであれば、これに限定されず使用可能である。
【0022】
以下、上記構成における作用を説明する。
高電圧印加装置9によって放電電極3と対向電極4との間に所定のパルス波形の高電圧、つまりパルス波形の歪んだ高電圧を印加することにより、放電領域5に、ストリーマ放電(以下、パルスストリーマ放電という)を発生させる。
【0023】
その際に、上述したように絶縁体10を設けることで放電電極3の一側(上流側)にのみ放電領域5を形成するよう規制しているため、余分なところに放電することなく効率よくストリーマ放電を発生させることが可能となる。参考のために、図4に、帯状の放電電極3を絶縁体なく設置した場合の放電領域5を示す。放電領域5は放電電極3全体を取り巻くように形成される。
【0024】
パルスストリーマ放電の発生機構は、放電電極3から放出される電子の前方で中性分子の電離が起こって電子がなだれのように放出され、これが次の新しい電子なだれを起こすというように、電子なだれが次々と起こって合体していくことにより高速に進行するものであり、放電電流の大部分は電子によるものである。
【0025】
その際には、放電電極3と対向電極4との間における放電電極3の付近に著しい電界集中があるため、印加される高電圧が十分な大きさであれば、電子なだれが発生し、多量のイオンと光量子とが作り出される。なおその際に、放電電極3をプラス電極としているため、放電電極3の付近で多量の光量子が放出され、放出された光量子がその付近の中性分子に吸収されて電離を生起していき、放電電極3に向かう方向の電子なだれが多数に発生して、それと同時に作り出される正イオン中でプラズマ柱を形成する。このプラズマ柱の前縁に、対向電極4(つまりマイナス電極あるいはアースに接続した電極)に向かう正イオンが高密度で集中し、それによる電界集中の他に、これら正イオンの空間電荷と電子なだれ群の空間電荷との間に特に強力な電界が形成されるため、プラズマ柱の前縁の発光はさらに促進される。
【0026】
このようなパルスストリーマ放電が放電領域5で起こるため、放電領域5に流入する上流気流7に微生物が含まれていると、放電領域5で高速に飛散している多量の電子等の飛散粒子(放電電極2から放出された電子;気体分子(中性分子)、それに由来する電子、正イオン、ラジカル等)、電位差などによって、微生物の外壁やタンパク質が破壊されたり、DNAやRNAが損傷されることになり、微生物は殺滅または不活化される。
【0027】
また、たとえば臭気物質であり有害物質でもあるNH(アンモニア)が含まれていると、流入時に安定なエネルギーレベルにあっても、放電領域5の飛散粒子、電位差等によりエネルギー供給を受け、分解反応に至る。NHは第一段階でNとHに分解され、そのままでは不安定であるため第二段階でN(窒素)とH(水素)に、さらにHO(水)などに変化することになり、無臭化、無害化される。
【0028】
したがって、この浄化ユニット1を例えば風量の大きい空気調和機に搭載することで、空気調和機に殺菌、脱臭、有害物質除去という浄化性能を持たせることが可能となる。しかし浄化部2を気体流路内に配置するのでなく、浄化部2内に気体を封入するようにしてもよい。放電領域5内に浄化対象物としての固体、水などの液体を配置してもよい。
【0029】
図5に示すように、放電電極3を帯状に形成し、絶縁体10を、放電電極3を覆う筒状に形成するとともに、その長手方向に沿う一側に電電極3の所定の放電部分3bを露出させる複数の穴部10bを形成したものとして、放電電極3の片側、放電領域5が形成されるよう規制するようにしても、同様の効果が得られる。
【0030】
図6に示すように、浄化部2の放電領域5の下流側にフィルタ11を設けるのが望ましい。このことにより、塵埃、殺滅または不活化された菌、パルスストリーマ放電で生成したオゾンなどを分離回収することができ、浄化効果が高まる。このようなフィルタ11の設置スペースは、放電領域5を放電電極3の一側(上流側)に規制することで、装置大型化を招くことなく可能になるものである。フィルタ11としては、たとえば活性炭フィルタやMn系触媒フィルタを使用可能であるが、これらに限定されない。
【0031】
なお、放電電極3と対向電極4との間に印加すべき高電圧は、効率よくパルスストリーマ放電を発生させ得るパルス波形の高電圧であり、両電極間の間隙の大きさによっても異なるが、たとえば間隙が約10mmである時には約7kV以上、約8mmである時には約6kV以上、約5mmである時には約4kV以上が必要である。
【0032】
この際のパルス波形の高電圧は、上記したような波形が歪んだ高電圧パルスであること、つまりパルストップに複数のピークが存在する高電圧パルスであることが、パルスストリーマ放電を効率よく発生させるうえで望ましい。ピーク数や、ピークどうしが等高であるか高低差があるかなどには特に制限はない。歪みのない高電圧パルスを伴ってもよいし、伴わなくともよい。しかし浄化のための時間を長く確保できるなど、効率を望まない場合は、歪のない高電圧でもかまわない。
【0033】
確実な浄化のためには、放電領域5を通過する気流の速度と高電圧のパルス周波数との関係が重要である。気流中の微生物や臭気物質や有害物質(以下、汚染物質という。気流中の任意の1点に相応する。)が放電領域5を通過する間に少なくとも1回、パルスストリーマ放電を発生させ得る高周波数が必要である。
【0034】
たとえば空気調和機の場合、室内機を通過する気流の速度は約1m/sなので、気流の通過方向における放電領域5の幅が約10mmである時には、気流中の汚染物質は約10msecで放電領域5を通過する。したがって、高電圧を約100Hzにて印加することで、放電領域5を通過していく汚染物質を1回、パルスストリーマ放電に遭遇させることができる。
【0035】
より確実な浄化のためには、上記した周波数約100Hzの数倍〜数十倍程度、つまり数百〜数千Hzという高周波数の高電圧を印加すればよい。逆に言うと、このような高周波数の高電圧を印加することにより、気流が非常に速い速度で放電領域5を通過する場合も、気流中の汚染物質を確実に浄化できるのである。浄化対象の気体、液体、固体が静止している場合には、このような高周波数は必須ではない。
【0036】
なおその際に、パルス幅を極小パルス幅とすることによって、電圧を瞬時に立ち上がらせることが可能になり、それにより、放電領域5でより多量の電子を高速飛散させること、また電圧印加時間を短縮して人体に有害なオゾンの発生を低減すること、また火花放電を抑制することが可能となる。できるだけ小さいパルス幅が望ましいが、約1μsec以下とすることで好ましい浄化効果が得られる。
【0037】
また負のパルス波形の高電圧を印加することによって、放電領域5でマイナスイオンを生成することができ、マイナスイオンを含んだ下流気流8を流出させて、リラックスできる雰囲気を提供することが可能となる。
【0038】
使用可能な高電圧の波形例を図7〜図12に示す。
図7は正弦波や振動波形に近いパルス波形を示す。正負のパルスが交互に3組並んだ1サイクルのパルス列の内、最も振幅が大きい正のパルスのパルストップが歪んでいる。拡大図示したように、歪み部分Aには、第1ピークp1とそれより高い第2ピークp2がある。このパルスのパルス幅は極小パルス幅(μsec)とされている。
【0039】
図8は正のパルス波形を示し、図9は負のパルス波形を示す。両パルス波形とも、正または負のパルスが3個並んだ1サイクルのパルス列の内、最も振幅が大きいパルスのパルストップが歪んでいる。
【0040】
図10は正のパルス波形を示し、図11は負のパルス波形を示す。両パルス波形とも、正または負のパルスが一定周期で繰り返されており、各パルスのパルストップが歪んでいる。
【0041】
図12は図10と同様の正のパルス波形であって、歪みのないパルス波形を示す。
同様の矩形のパルス波形を用いてもよいことは言うまでもない。
【0042】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、放電領域を規制する絶縁体を放電電極の近傍に設けることで、余分なところに放電することなく効率よくストリーマ放電を発生させることが可能になり、放電領域を速い速度で通過する浄化対象物についても、殺菌、脱臭、有害物質除去などの浄化処理を効果的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における浄化装置の概略構成を示す断面図
【図2】図1の浄化装置を別の方向から示した断面図
【図3】図1の浄化装置に設けられた放電電極および絶縁体の平面図
【図4】図1の浄化装置の放電領域と対比するために示した従来の浄化装置の断面図
【図5】図1の浄化装置に設置可能な他の放電電極および絶縁体の平面図
【図6】本発明の他の実施形態における浄化装置の概略構成を示す断面図
【図7】本発明の浄化装置で印加される第1例の高電圧の波形図
【図8】本発明の浄化装置で印加される第2例の高電圧の波形図
【図9】本発明の浄化装置で印加される第3例の高電圧の波形図
【図10】本発明の浄化装置で印加される第4例の高電圧の波形図
【図11】本発明の浄化装置で印加される第5例の高電圧の波形図
【図12】本発明の浄化装置で印加される第6例の高電圧の波形図
【符号の説明】
1…殺菌ユニット
3…放電電極
3a…突起部
3b…放電部分
4…対向電極
5…放電領域
6…気流通過領域
9…高電圧印加装置
10…絶縁体
10a…穴部
10b…穴部
11…フィルタ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a purification method and a purification apparatus for sterilizing and purifying an object to be purified such as air using streamer discharge.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, using active particles such as ions and ozone, microorganisms existing on the surface of food-related objects such as foods and cooking utensils, the surface of objects where microorganisms pose a problem in public health, and the space that contains these objects Methods and devices for preventing breeding are known.
[0003]
For example, by controlling a discharge current when a gas such as air is introduced into the ionization chamber to ionize and ozonize, a gas containing a predetermined low concentration of ozone and a high concentration of ions is generated, and the ionization chamber or the There is a method of preventing the propagation of microorganisms by synergistic effect of ozone and ions by blowing gas generated in a communicating space or in an ionization chamber to an object (for example, see Patent Document 1).
[0004]
Further, when sterilizing an object to be sterilized by generating a pulse streamer discharge, the half width of a high-voltage pulse waveform to be applied is narrowed, and a high voltage peak and a sharp waveform are used to increase sterilization efficiency. There is a method (for example, see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-108313
[Patent Document 2]
JP-A-2002-263170
[Problems to be solved by the invention]
However, the method utilizing the synergistic effect of ozone and ions described above is intended for processing microorganisms present on the surface of an object or a storage space, and is therefore applied to equipment in which gas flows at a very high speed. However, there is a problem that the effect is small, and the microorganisms often pass through without being damaged.
[0008]
Further, in the sterilization method using pulse streamer discharge, there is a problem that streamer discharge cannot be efficiently generated and sterilization cannot be sufficiently performed only by using a high-voltage pulse waveform having a high voltage peak and a sharp shape. there were. Similarly to the above, there is a problem that the effect is small even when applied to a device in which gas flows at a very high speed.
[0009]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a purification method and a purification apparatus that can sterilize an object to be purified that passes at a high speed.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the purification method of the present invention generates a streamer discharge by applying a high voltage of a pulse waveform between a discharge electrode and an opposite electrode having an insulator for regulating a discharge region in the vicinity. It is characterized in that the object to be purified present in the discharge region is sterilized and purified.
[0011]
Further, the purification device of the present invention includes a discharge electrode and a counter electrode, a high voltage applying means for applying a high voltage having a pulse waveform for generating a streamer discharge between these electrodes, and a discharge region provided near the discharge electrode. A regulating insulator.
[0012]
As described above, since the discharge region is regulated by the insulator, the streamer discharge per unit area is strengthened without discharging to an extra place, and the streamer discharge can be efficiently generated. And the scattering of particles, such as electrons, ions, and radicals, scattered at high speed in the discharge area, and the potential difference can cause physical and chemical changes in microorganisms, odorous substances, and harmful substances contained in the purification target. As a result, it is possible to sterilize, deodorize, and remove harmful substances even from a purification target that passes through the discharge region at a high speed. The object to be purified may be a gas, a liquid, or a solid.
[0013]
For example, the discharge electrode is formed in a strip shape, and the insulator is set on one side of the discharge electrode, and is provided so as to surround the discharge electrode such that the discharge portion on the other side is exposed. According to this, the discharge region can be restricted to one side of the discharge electrode.
[0014]
Alternatively, the discharge electrode is formed in a band shape having a plurality of protrusions on one side, and an insulator is provided so as to surround the discharge electrode so that the protrusions are exposed. According to this, the discharge region can be restricted to one side of the discharge electrode, and the discharge from the tip of the protrusion becomes the majority, so that the overlap between the discharge regions of each protrusion is a flat surface set at the same pitch. As compared with the overlapping of the discharge regions of the respective discharge portions, the discharge regions can be reduced, and more efficient streamer discharge can be realized.
[0015]
Preferably, a filter for filtering an object to be purified passing through the discharge region is provided downstream of the discharge region. Thereby, the purifying effect can be further enhanced. The installation space of such a filter is made possible without restricting the size of the device by restricting the discharge area to one side (upstream side) of the discharge electrode.
[0016]
Preferably, the high voltage applying means controls the frequency at which the high voltage having the pulse waveform is applied at least once within the passage time of the purification target passing through the discharge region. As a result, microorganisms, odor components, and harmful components contained in the object to be purified encounter streamer discharge at least once, and can be effectively purified.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 are cross-sectional views of a purification device according to an embodiment of the present invention. In the purification unit 1, a purification unit 2 disposed in a flow path of a gas such as air includes a plurality of discharge electrodes 3 arranged in a plurality of stages, and a flat counter electrode 4 sandwiches the discharge electrodes 3 in each stage. The discharge regions 5 are arranged in parallel so that a discharge region 5 is formed between each discharge electrode 3 and the counter electrode 4.
[0018]
However, an insulator 10 for regulating the discharge region 5 is provided near the discharge electrode 3. Specifically, as shown in FIG. 3, the discharge electrode 3 is formed in a band shape having a protrusion 3 a on one side, and the insulator 10 is formed in a cylindrical shape covering the band-shaped discharge electrode 3. In addition, a plurality of holes 10a exposing the protrusions 3a are formed on one side along the longitudinal direction, and the discharge region 5 is formed on one side of the discharge electrode 3 by the respective protrusions 3a. I do.
[0019]
For this reason, the discharge region 5 formed by each protrusion 3a is continuous with one side of the discharge electrode 3 along the longitudinal direction of the discharge electrode 3, and the discharge electrode 3 and the counter electrode 4 are interposed in a direction perpendicular to the discharge region. It is continuous with each other and occupies an area larger than the airflow passage area 6. 7 indicates an upstream airflow flowing into the airflow passage area 6, and 8 indicates a downstream airflow flowing out of the airflow passage area 6.
[0020]
The high voltage application device 9 has a plus electrode 9a connected to the discharge electrode 3 and a minus electrode 9b (or ground 9b) connected to the counter electrode 4, and a streamer discharge between the discharge electrode 3 and the counter electrode 4. Is applied so as to apply a high voltage having a pulse waveform capable of generating the following.
[0021]
As the high voltage application device 9, for example, a switching means such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is provided in a voltage doubler circuit to generate a voltage having a desired pulse waveform and a high frequency, and boost the voltage with a high voltage transformer. An electric circuit or the like is used. Here, the applied current on the primary side of the high voltage transformer is increased, and a high voltage with a distorted pulse waveform is applied. However, the high voltage application device 9 is not limited to this and can be used as long as it can apply a high voltage having a desired pulse waveform and frequency.
[0022]
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
A high voltage having a predetermined pulse waveform, that is, a high voltage having a distorted pulse waveform, is applied between the discharge electrode 3 and the counter electrode 4 by the high voltage applying device 9, and thereby a streamer discharge (hereinafter, referred to as a pulse) is applied to the discharge region 5. Streamer discharge).
[0023]
At this time, since the insulator 10 is provided as described above, the discharge region 5 is regulated so as to be formed only on one side (upstream side) of the discharge electrode 3, so that the discharge is efficiently performed without discharging to an extra place. Streamer discharge can be generated. For reference, FIG. 4 shows a discharge region 5 when the strip-shaped discharge electrode 3 is installed without an insulator. The discharge region 5 is formed so as to surround the entire discharge electrode 3.
[0024]
The generation mechanism of the pulse streamer discharge is such that the neutral molecules are ionized in front of the electrons emitted from the discharge electrode 3 and the electrons are emitted like an avalanche, which causes the next new avalanche. Occur one after another and coalesce and proceed at high speed, and most of the discharge current is due to electrons.
[0025]
At that time, since there is a remarkable electric field concentration near the discharge electrode 3 between the discharge electrode 3 and the counter electrode 4, if the applied high voltage is large enough, an avalanche of electrons will occur, and Ions and photons are created. At this time, since the discharge electrode 3 is a positive electrode, a large amount of photons are emitted in the vicinity of the discharge electrode 3, and the emitted photons are absorbed by neutral molecules in the vicinity to generate ionization. A large number of avalanches in the direction toward the discharge electrode 3 are generated, and a plasma column is formed in the simultaneously generated positive ions. At the front edge of the plasma column, positive ions toward the counter electrode 4 (that is, a negative electrode or an electrode connected to the ground) are concentrated at a high density, thereby causing a concentration of an electric field, a space charge of these positive ions and an avalanche of electrons. Since a particularly strong electric field is formed between the group space charges, the emission at the leading edge of the plasma column is further enhanced.
[0026]
Since such a pulse streamer discharge occurs in the discharge region 5, if microorganisms are contained in the upstream airflow 7 flowing into the discharge region 5, a large amount of scattered particles (such as electrons) scattered at high speed in the discharge region 5. Electrons emitted from the discharge electrode 2; gas molecules (neutral molecules), electrons derived therefrom, positive ions, radicals, etc.), potential differences, etc., destroy the outer wall of microorganisms and proteins, and damage DNA and RNA. That is, the microorganisms are killed or inactivated.
[0027]
Further, for example, when NH 3 (ammonia), which is an odorous substance and a harmful substance, is contained, even if the energy level is stable at the time of inflow, energy is supplied due to scattered particles in the discharge region 5, potential difference, etc. Leads to a reaction. NH 3 is decomposed into N and H in the first step, and is unstable as it is, so that it is changed to N 2 (nitrogen) and H 2 (hydrogen) in the second step, and further to H 2 O (water). And become odorless and harmless.
[0028]
Therefore, by mounting the purification unit 1 on an air conditioner having a large air volume, for example, the air conditioner can have purification performance of sterilization, deodorization, and removal of harmful substances. However, instead of disposing the purifying unit 2 in the gas flow path, a gas may be sealed in the purifying unit 2. A liquid such as a solid or water as a purification target may be disposed in the discharge region 5.
[0029]
As shown in FIG. 5, the discharge electrode 3 is formed in a strip shape, the insulator 10 is formed in a cylindrical shape covering the discharge electrode 3, and a predetermined discharge portion 3b of the electrode 3 is provided on one side along the longitudinal direction. The same effect can be obtained by forming a plurality of holes 10b exposing the discharge electrode 3 so as to regulate the discharge region 5 on one side of the discharge electrode 3.
[0030]
As shown in FIG. 6, it is desirable to provide a filter 11 on the downstream side of the discharge region 5 of the purification unit 2. As a result, dust, killed or inactivated bacteria, ozone generated by pulse streamer discharge, and the like can be separated and collected, and the purification effect is enhanced. The installation space of such a filter 11 is made possible by restricting the discharge region 5 to one side (upstream side) of the discharge electrode 3 without increasing the size of the device. As the filter 11, for example, an activated carbon filter or a Mn-based catalyst filter can be used, but is not limited thereto.
[0031]
The high voltage to be applied between the discharge electrode 3 and the counter electrode 4 is a high voltage having a pulse waveform that can efficiently generate a pulse streamer discharge, and varies depending on the size of the gap between the two electrodes. For example, about 7 kV or more when the gap is about 10 mm, about 6 kV or more when about 8 mm, and about 4 kV or more when about 5 mm.
[0032]
The high voltage of the pulse waveform at this time is a high-voltage pulse having a distorted waveform as described above, that is, a high-voltage pulse having a plurality of peaks at the pulse top, which efficiently generates a pulse streamer discharge. It is desirable to make it. There is no particular limitation on the number of peaks, whether the peaks are at the same height, or there is a height difference. It may or may not be accompanied by a high voltage pulse without distortion. However, when efficiency is not desired, for example, a long time for purification can be secured, a high voltage without distortion may be used.
[0033]
For reliable purification, the relationship between the speed of the airflow passing through the discharge region 5 and the pulse frequency of the high voltage is important. Microorganisms, odorous substances, and harmful substances (hereinafter, referred to as contaminants, which correspond to any one point in the airflow) in the airstream can generate a pulse streamer discharge at least once while passing through the discharge region 5. Frequency is needed.
[0034]
For example, in the case of an air conditioner, the speed of the airflow passing through the indoor unit is about 1 m / s. Therefore, when the width of the discharge region 5 in the airflow passage direction is about 10 mm, pollutants in the airflow are discharged in the discharge region in about 10 msec. Pass 5 Therefore, by applying a high voltage at about 100 Hz, the contaminants passing through the discharge region 5 can be once encountered by the pulse streamer discharge.
[0035]
For more reliable purification, a high voltage having a high frequency of several hundreds to several tens of times the frequency of about 100 Hz, that is, several hundreds to several thousand Hz may be applied. Conversely, by applying such a high-frequency high voltage, even when the airflow passes through the discharge region 5 at a very high speed, the pollutants in the airflow can be reliably purified. Such high frequencies are not essential if the gas, liquid, or solid to be purified is stationary.
[0036]
At this time, by setting the pulse width to the minimum pulse width, it is possible to instantaneously raise the voltage, whereby a larger amount of electrons can be scattered at high speed in the discharge region 5 and the voltage application time can be reduced. It becomes possible to reduce the generation of ozone harmful to the human body by shortening, and to suppress spark discharge. Although a pulse width as small as possible is desirable, a preferable purification effect can be obtained by setting the pulse width to about 1 μsec or less.
[0037]
In addition, by applying a high voltage having a negative pulse waveform, negative ions can be generated in the discharge region 5, and the downstream airflow 8 containing the negative ions can flow out to provide a relaxing atmosphere. Become.
[0038]
Examples of usable high-voltage waveforms are shown in FIGS.
FIG. 7 shows a pulse waveform close to a sine wave or a vibration waveform. Among the one-cycle pulse trains in which three sets of positive and negative pulses are alternately arranged, the pulse top of the positive pulse having the largest amplitude is distorted. As shown in the enlarged view, the distortion portion A has a first peak p1 and a higher second peak p2. The pulse width of this pulse is a minimum pulse width (μsec).
[0039]
FIG. 8 shows a positive pulse waveform, and FIG. 9 shows a negative pulse waveform. In both pulse waveforms, the pulse top having the largest amplitude is distorted in a one-cycle pulse train in which three positive or negative pulses are arranged.
[0040]
FIG. 10 shows a positive pulse waveform, and FIG. 11 shows a negative pulse waveform. In both pulse waveforms, a positive or negative pulse is repeated at a constant cycle, and the pulse top of each pulse is distorted.
[0041]
FIG. 12 shows a positive pulse waveform similar to that of FIG.
It goes without saying that a similar rectangular pulse waveform may be used.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by providing an insulator that regulates a discharge region in the vicinity of a discharge electrode, it is possible to efficiently generate a streamer discharge without discharging to an extra place, , A purification target such as sterilization, deodorization, or removal of harmful substances can be effectively performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a purification device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the purification device of FIG. 1 from another direction. FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional purification device shown for comparison with the discharge region of the purification device of FIG. 1; FIG. 5 is another view which can be installed in the purification device of FIG. FIG. 6 is a plan view of a discharge electrode and an insulator. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a purification device according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a first example of a high-voltage waveform applied by the purification device of the present invention. FIG. 8 is a waveform diagram of a second example of a high voltage applied by the purification device of the present invention. FIG. 9 is a waveform diagram of a high voltage of a third example applied by the purification device of the present invention. FIG. 11 is a waveform diagram of a fourth example of a high voltage applied by the purification device of the present invention. Waveform diagram of a sixth example of a high voltage applied by the purifying apparatus of the waveform diagram Figure 12 the invention [Description of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Disinfection unit 3 ... Discharge electrode 3a ... Protrusion 3b ... Discharge part 4 ... Counter electrode 5 ... Discharge area 6 ... Air flow passage area 9 ... High voltage application device 10 ... Insulator 10a ... Hole 10b ... Hole 11 ... Filter

Claims (6)

放電領域を規制する絶縁体を近傍に有した放電電極と対向電極との間にパルス波形の高電圧を印加してストリーマ放電を発生させ、その放電領域に存在する浄化対象物を殺菌し浄化する浄化方法。A high voltage having a pulse waveform is applied between a discharge electrode having an insulator in the vicinity of a discharge region and a counter electrode to generate a streamer discharge, and a purification target existing in the discharge region is sterilized and purified. Purification method. 放電電極および対向電極と、これらの電極間にストリーマ放電を発生させるパルス波形の高電圧を印加する高電圧印加手段と、前記放電電極の近傍に設けられ放電領域を規制する絶縁体とを備えた浄化装置。A discharge electrode and a counter electrode, high voltage applying means for applying a high voltage having a pulse waveform for generating a streamer discharge between these electrodes, and an insulator provided near the discharge electrode and regulating a discharge region. Purification device. 放電電極は帯状に形成され、絶縁体は前記放電電極の一側に設定された所定の放電部分が露出するように前記放電電極を囲んで設けられた請求項2記載の浄化装置。The purification device according to claim 2, wherein the discharge electrode is formed in a strip shape, and the insulator is provided so as to surround the discharge electrode so that a predetermined discharge portion set on one side of the discharge electrode is exposed. 放電電極は突起部を一側に有した帯状に形成され、絶縁体は前記突起部が露出するように前記放電電極を囲んで設けられた請求項2記載の浄化装置。The purification device according to claim 2, wherein the discharge electrode is formed in a band shape having a protrusion on one side, and an insulator is provided so as to surround the discharge electrode such that the protrusion is exposed. 放電領域を通過する浄化対象物のろ過を行なうフィルタを放電領域の下流側に備えた請求項2から請求項4のいずれかに記載の浄化装置。The purification device according to any one of claims 2 to 4, further comprising a filter for filtering an object to be purified that passes through the discharge region, provided downstream of the discharge region. 高電圧印加手段は、放電領域を通過する浄化対象物の通過時間内に少なくとも1回、パルス波形の高電圧を印加する周波数に制御される請求項2から請求項5のいずれかに記載の浄化装置。The purification according to any one of claims 2 to 5, wherein the high voltage applying means is controlled to a frequency at which a high voltage having a pulse waveform is applied at least once within a passage time of the purification target passing through the discharge region. apparatus.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012063856A1 (en) * 2010-11-09 2012-05-18 株式会社サムスン横浜研究所 Plasma generating device, plasma generating method, and method for suppressing ozone generation
KR20120065224A (en) * 2010-12-10 2012-06-20 삼성전자주식회사 Deodorization and sterilization apparatus and method
CN119135127A (en) * 2024-11-13 2024-12-13 浙江大维高新技术股份有限公司 A control method for bipolar dual-reaction zone pulse air purification

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012063856A1 (en) * 2010-11-09 2012-05-18 株式会社サムスン横浜研究所 Plasma generating device, plasma generating method, and method for suppressing ozone generation
KR20120065224A (en) * 2010-12-10 2012-06-20 삼성전자주식회사 Deodorization and sterilization apparatus and method
JP2012120768A (en) * 2010-12-10 2012-06-28 Samsung Electronics Co Ltd Deodorization and sterilization apparatus and method
KR101893004B1 (en) 2010-12-10 2018-08-29 삼성전자주식회사 Deodorization and sterilization apparatus and method
CN119135127A (en) * 2024-11-13 2024-12-13 浙江大维高新技术股份有限公司 A control method for bipolar dual-reaction zone pulse air purification

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