本发明涉及，粒子分离装置、以及具备粒子分离装置的换气装置及空气净化器。
背景技术：
提出了使空气等的流体中的粒子带电并从流体中分离粒子的粒子分离装置。例如，专利文献1中记载，被构成为因高电压电极板与吸尘电极板之间发生的电场，而使气体中包含的离子化尘埃附着到吸尘电极板的装置。该装置，在装置的运转中、或运转结束后的清洁期间中，使吸尘电极板发生电场帘，除去附着在吸尘电极板的尘埃。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1：日本特开昭60－99356号公报
专利文献1所记载的装置，以使从气体中分离的尘埃附着到吸尘电极板为前提。例如，像pm2.5(粒径2.5μm以下的颗粒物质)等的粒径10μm(微米)以下的粒子那样的细微的尘埃，若附着到吸尘电极板，则其附着力强。进而，在这样的细微的尘埃包含水分或油分的情况下，其附着力更强。因此，会有难以进行由电场帘的尘埃的除去的可能性。
技术实现要素：
本发明提供，一边抑制向电极的尘埃等的粒子的附着，一边提高从流体的粒子的分离效率的粒子分离装置、换气装置以及空气净化器。
本发明的实施方案之一涉及的粒子分离装置，从包含带电粒子的流体中分离所述带电粒子，具备：电极，被配置在包含所述带电粒子的流体流动的路径；以及电位生成电路，向所述电极施加电位，所述电极包括，排列在与所述流体流动的方向不同的方向的多个电极要素，所述电位生成电路，以生成第一传送电场以及第二传送电场的方式，对所述多个电极要素生成电位，所述第一传送电场是向第一方向传送所述带电粒子的电场，所述第二传送电场是向与所述第一方向不同的第二方向传送所述带电粒子的电场，所述第一方向以及所述第二方向，与所述流体流动的方向不同。
本发明的实施方案之一涉及的换气装置具备粒子分离装置。
本发明的实施方案之一涉及的空气净化器具备粒子分离装置。
根据本发明涉及的粒子分离装置等，能够一边抑制向电极的尘埃等的粒子的附着，一边提高从流体的粒子的分离效率。
附图说明
图1是示出实施例涉及的粒子分离装置的功能结构的一个例子的功能框图。
图2是示出实施例涉及的粒子分离装置的整体结构的一个例子的斜视图。
图3是示出实施例涉及的粒子分离装置的配置例的侧面图。
图4是从侧方看图2的第一电极以及第二电极时的图。
图5是沿着与第一电极、第二电极以及电极要素垂直的面的第一电极以及第二电极的截面图。
图6是图4的第一电极的放大侧面图。
图7是图4的第二电极的放大侧面图。
图8是示出图1的电位生成电路的电路结构的概略电路图。
图9是示出图2的排出部的结构的截面侧面图。
图10a是示出电极要素群的工作的与图5同样的截面图。
图10b是示出电极要素群的工作的与图5同样的截面图。
图10c是示出电极要素群的工作的与图5同样的截面图。
图10d是示出电极要素群的工作的与图5同样的截面图。
图11是示出电位生成电路输出的电位波形的一个例子的时序图。
图12a是示出与图10a至图10d不同的电极要素群的工作的与图5同样的截面图。
图12b是示出与图10a至图10d不同的电极要素群的工作的与图5同样的截面图。
图12c是示出与图10a至图10d不同的电极要素群的工作的与图5同样的截面图。
图12d是示出与图10a至图10d不同的电极要素群的工作的与图5同样的截面图。
图13是示出实施例涉及的粒子分离装置的气体中的粒子的流动的侧面图。
图14是实施例涉及的适用粒子分离装置的换气装置的一个例子的外观图。
图15是实施例涉及的适用粒子分离装置的空气净化器的一个例子的外观图。
图16是实施例涉及的适用粒子分离装置的空调的一个例子的外观图。
符号说明
4电位生成电路，10第一电极(电极)，11、21电极要素，11a、11b、11e、21a、21b、21e电极要素群(第一电极要素群)，11c、11d、21c、21d电极要素群(第二电极要素群)，13、23绝缘膜，20第二电极(电极)，50排出部，51第一排出路(分离排出路)，52第二排出路(收集排出路)，53第三排出路(分离排出路)，54第四排出路(收集排出路)，55第五排出路(第二集中排出路)，56第六排出路(第一集中排出路)，90p带电粒子，100粒子分离装置，f1第一流路部分(分离流路部分)，f2第二流路部分(收集流路部分)，f3第三流路部分(分离流路部分)，f4第四流路部分(收集流路部分)。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施例涉及的粒子分离装置等，利用附图进行详细说明。而且，以下说明的实施例，都示出本发明的优选的一个具体例子。因此，以下的实施例示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接形态、步骤(工序)、步骤的顺序等是一个例子而不是限定本发明的宗旨。因此，对于以下的实施例的构成要素中的、示出本发明的最上位概念的实施方案中没有记载的构成要素，作为任意的构成要素而被说明。
并且，各个图是模式图，并不一定是严密示出的图。并且，在各个图中，对相同的构成部件附上相同的符号。并且，在以下的实施例的说明中，会有采用大致平行、大致正交那样的具有“大致”的表现的情况。例如，大致平行，不仅意味着完全平行，也意味着实质上平行、即例如包含数％左右的差异。其他的具有“大致”的表现也是同样的。
[实施例]
[1.粒子分离装置的结构]
说明实施例涉及的粒子分离装置100的结构。参照图1至图3，示出粒子分离装置100的概略结构。而且，图1是示出实施例涉及的粒子分离装置100的功能结构的一个例子的功能框图。图2是示出实施例涉及的粒子分离装置100的整体结构的一个例子的斜视图。图3是示出实施例涉及的粒子分离装置100的配置例的侧面图。
实施例涉及的粒子分离装置100，使气体等的流体中的粒子带电，将作为带电的粒子的带电粒子从流体中分离。要分离粒子的流体，可以是液体，也可以是气体，但是，在本实施例的说明中，要分离粒子的流体是气体，具体而言，在说明中设为空气。粒子分离装置100，被配置在气体的路径内。例如，粒子分离装置100，作为换气装置的一部分，被设置在换气系统中的进气管内等，除去流入到进气管的气体中的粒子的至少一部分，排出净化的气体。
如图1所示，在功能上，粒子分离装置100具备，分离气体中的带电粒子的分离部1、使气体中的粒子带电的带电部2、向带电部2等供给电力的电源电路3、以及对分离部1生成电位的电位生成电路4。进而，如图2示出，在结构上，在粒子分离装置100中，在气体流动的方向的带电部2的下游，配置分离部1。进而，粒子分离装置100，在分离部1的下游，具备排出分离部1的粒子分离后的气体的排出部50。例如，如图3示出，分离部1以及带电部2，在筒状的壳体60内被配置为一列。在本实施例中，壳体60，具有直线的矩形筒的形状，但是，也可以是包含屈曲、弯曲等的线形，也可以具有圆形、椭圆形、长圆形、多角形等的矩形以外的截面形状。在壳体60的流入口61附近，配置带电部2，在流出口62附近，配置分离部1。进而，排出部50，以与流出口62连通的方式，被配置在壳体60的下游。而且，气体，在壳体60的轴方向上，从流入口61向流出口62在壳体60内流动，流出到排出部50。气体也可以，由被配置在粒子分离装置100的外部的送风机等，导入到壳体60内。而且，送风机也可以被配置在壳体60的内部。
在此，在图2以后的各个图中，将壳体60内气体流动的方向设为z轴方向。在本实施例中，气体向z轴方向正方向流动。将与z轴垂直的铅垂方向设为y轴方向，将从下方朝向上方的方向，设为y轴正方向。将与y轴以及z轴垂直的水平方向设为x轴方向。所述铅垂方向以及水平方向，不限制壳体60以及粒子分离装置100被配置的朝向。壳体60以及粒子分离装置100也可以被配置为，将x轴方向、y轴方向以及z轴方向设为任何朝向。
参照图1至图3，带电部2，使向粒子分离装置100即壳体60流入的气体中的粒子90带电。带电部2具备，被配置为相互相对的高电位电极30和低电位电极40。在本实施例中，带电部2，在高电位电极30与低电位电极40之间发生日冕放电，从而使通过放电空间中的粒子90的大部分带正电。如此，带电部2生成带正电的带电粒子90p。而且，带电部2也可以，使粒子90带负电，从而生成带负电的带电粒子。
高电位电极30，被施加比低电位电极40高的电位，起因于该电位差，在高电位电极30与低电位电极40之间发生放电。高电位电极30，例如，由不锈钢、钨等的导电性金属构成，在本实施例中，具有细长棒状的形状，以使电场集中。而且，高电位电极30也可以具有，平板等的任何形状。低电位电极40，由例如不锈钢、铝等的导电性金属构成。在本实施例中，低电位电极40具有平板状的形状，但是，也可以是任何形状，优选的是，具有与高电位电极30相对的形状以及尺寸。
多个低电位电极40被配置为，相互相对，具体而言，相互大致平行，排列在x轴方向上。进而，多个低电位电极40，被配置为与yz平面大致平行，在这些之间形成z轴方向的气体的流路。也就是说，各个低电位电极40被配置为，其主面沿着气体流动的方向。并且，多个高电位电极30，在低电位电极40之间，被配置为与低电位电极40的主面大致平行且相对。各个高电位电极30，以y轴方向为轴方向而被配置。高电位电极30与低电位电极40之间的距离是，例如10mm至20mm左右。高电位电极30，被施加例如5kv至10kv左右的电位，低电位电极40接地。
参照图1至图3，分离部1，将通过带电部2后的气体中的带电粒子从气体中分离。在本实施例中，分离部1，将带正电的带电粒子90p从气体中分离。分离部1具备，多个第一电极10以及第二电极20。板状的第一电极10以及第二电极20被配置为，相互相对，具体而言，相互大致平行，排列在x轴方向上。多个第一电极10以及第二电极20，交替配置在x轴方向上。多个第一电极10以及第二电极20，以与低电位电极40同样的朝向，被配置为与yz平面大致平行，在这些之间形成z轴方向的气体的流路。也就是说，第一电极10以及第二电极20的每一个被配置为，其主面沿着气体流动的方向。因此，通过低电位电极40之间的气体，向第一电极10以及第二电极20之间，顺利流入。第一电极10与第二电极20之间的距离是，例如2至4mm左右。在此，第一电极10以及第二电极20是，电极的一个例子。
参照图4至图7，说明第一电极10以及第二电极20的详细结构。而且，图4是从侧方看图2的第一电极10以及第二电极20时的图。图5是沿着与第一电极10及第二电极20以及电极要素11及21垂直的铅垂面的第一电极10以及第二电极20的截面图。图6是图4的第一电极10的放大侧面图。图7是图4的第二电极20的放大侧面图。第一电极10以及第二电极20是，生成作为用于将带电粒子90p从气体中分离的电场的传送电场的电极。
第一电极10具备，基板12、被安装在基板12上的多个电极要素11、以及覆盖多个电极要素11的绝缘膜13。在本实施例中，绝缘膜13，覆盖基板12整体，但是，不仅限于此，也可以是至少覆盖多个电极要素11的结构。第二电极20具备，基板22、被安装在基板22上的多个电极要素21、以及覆盖多个电极要素21的绝缘膜23。在本实施例中，绝缘膜23，覆盖基板22整体，但是，不仅限于此，也可以是至少覆盖多个电极要素21的结构。这样的绝缘膜13以及23，使多个电极要素11以及21之中的相邻的电极要素之间电绝缘，例如，即使在带电粒子附着并堆积在电极要素上的情况下，也抑制经由带电粒子的电极要素之间的短路。构成绝缘膜13以及23的材料是，从周知的电绝缘材料中适当地选择的。基板12以及22分别是，第一电极10以及第二电极20的基材。基板12以及22是，例如包含作为主成分的陶瓷、玻璃环氧等的印刷电路板。在本实施例中，基板12以及22，具有矩形状，但是，也可以是任意形状。并且，在本实施例中，在相邻的基板12以及22，在相互相对的主面，安装有多个电极要素11、以及多个电极要素21，但是，不仅限于此，也可以是至少一方被安装在相反侧的主面。
电极要素11以及21，包含铜等的导电材料以作为主成分，例如，是被形成在基板12以及22上的布线图案。第一电极10的多个电极要素11是，多个细长线状的电极要素。多个电极要素11，以相互具有间隔的方式排列配置在与作为气体流动的方向的z轴方向不同的方向上，具体而言，在y轴方向上排列为相互大致平行。各个电极要素11，向气体流动的方向、即z轴方向延伸。在后面进行详细说明，但是，多个电极要素11，被施加在电极要素11之间相位不同的电位。在本实施例中，四相的电位施加到多个电极要素11。多个电极要素11之中的第一电极要素11a，被施加第一相的电位，第二电极要素11b，被施加第二相的电位，第三电极要素11c，被施加第三相的电位，第四电极要素11d，被施加第四相的电位。特别是，如图6示出，第一电极要素11a、第二电极要素11b、第三电极要素11c以及第四电极要素11d构成一组电极要素群11a、11b、11c、11d以及11e，多个电极要素群11a、11b、11c、11d以及11e依次排列在y轴负方向上。
在电极要素群11a以及11b中分别，第一电极要素11a、第二电极要素11b、第三电极要素11c以及第四电极要素11d，依次排列在y轴负方向上。在电极要素群11c以及11d中分别，第四电极要素11d、第三电极要素11c、第二电极要素11b以及第一电极要素11a，依次排列在y轴负方向上。而且，电极要素群11b的第四电极要素11d也是，电极要素群11c的第四电极要素11d。在电极要素群11e中，第一电极要素11a、第二电极要素11b、第三电极要素11c、第四电极要素11d以及第一电极要素11a，依次排列在y轴负方向上。而且，电极要素群11d的第一电极要素11a也是，电极要素群11e的第一电极要素11a。
第二电极20的多个电极要素21是，多个细长线状的电极要素。多个电极要素21，以相互具有间隔的方式排列配置在与z轴方向不同的方向上，具体而言，在y轴方向上排列为相互大致平行。各个电极要素21，向气体流动的方向、即z轴方向延伸。虽然不仅限于此，但是，在本实施例中，电极要素21的数量与第一电极10的电极要素11的数量相同。进而，多个电极要素21分别，与多个电极要素11的每一个相对且大致平行地延伸。多个电极要素21，被施加在电极要素21之间相位不同的电位。在本实施例中，四相的电位施加到多个电极要素21。多个电极要素21之中的第一电极要素21a，被施加第一相的电位，第二电极要素21b，被施加第二相的电位，第三电极要素21c，被施加第三相的电位，第四电极要素21d，被施加第四相的电位。特别是，如图7示出，第一电极要素21a、第二电极要素21b、第三电极要素21c以及第四电极要素21d构成一组电极要素群21a、21b、21c、21d以及21e，多个电极要素群21a、21b、21c、21d以及21e依次排列在y轴负方向上。
在电极要素群21a以及21b中分别，第一电极要素21a、第二电极要素21b、第三电极要素21c以及第四电极要素21d，依次排列在y轴负方向上。在电极要素群21c以及21d中分别，第四电极要素21d、第三电极要素21c、第二电极要素21b以及第一电极要素21a，依次排列在y轴负方向上。而且，电极要素群21b的第四电极要素21d也是，电极要素群21c的第四电极要素21d。在电极要素群21e中，第一电极要素21a、第二电极要素21b、第三电极要素21c、第四电极要素21d以及第一电极要素21a，依次排列在y轴负方向上。而且，电极要素群21d的第一电极要素21a也是，电极要素群21e的第一电极要素21a。
返回到图1，电源电路3，向带电部2以及电位生成电路4施加电位。在本实施例中，电源电路3，例如从商务交流电源等的系统电源(不图示)接受电力的供给，将供给的交流电转换为直流电，将直流的电位施加到带电部2以及电位生成电路4。例如，电源电路3，由转换电路、变压器等，将供给的电力转换并变压后输出。电源电路3，向带电部2的高电位电极30以及低电位电极40分别施加高电位以及低电位。并且，电源电路3向电位生成电路4施加的电位也可以，与向带电部2的高电位电极30施加的电位不同。
电位生成电路4，向分离部1的第一电极10的多个电极要素11以及第二电极20的多个电极要素21施加电位。电极要素11以及21分别，从电位生成电路4接受电位的施加，从而生成将带电粒子90p沿着第一电极10以及第二电极20传送的传送电场。虽然不仅限于此，但是，在本实施例中，传送电场能够，根据其静电力(也称为库仑力)，向与作为气体动的方向的z轴方向不同的方向传送带电粒子90p，具体而言，向电极要素11以及21的排列方向传送带电粒子90p。在本实施例中，电位生成电路4，向电极要素11以及21，分别施加周期地变动的电位。虽然不仅限于此，但是，在本实施例中，电位生成电路4，向多个电极要素11以及21，分别施加电位相互不同的四相的电位。
参照图8，示出电极要素11以及21的电连接结构的一个例子。而且，图8是示出图1的电位生成电路4的电路结构的概略电路图。电位生成电路4具备，信号发生电路5、以及逆变电路6a、6b、6c及6d。直流电从直流电压源7，经由信号发生电路5，施加到逆变电路6a至6d。直流电压源7，相当于图1示出的电源电路3。逆变电路6a至6d，向多个电极要素11以及21施加电位。逆变电路6a至6d分别，以转换方式对经由信号发生电路5从直流电压源7供给的直流电进行转换，按顺序且反复输出多个电位的直流电。具体而言，在本实施例中，逆变电路6a至6d分别，将输入的直流电流，以转换方式，例如，转换并细分化为正电位以及负电位的脉冲信号来输出。这样的逆变电路6a至6d，交替输出固定的正电位以及负电位的直流电流。
逆变电路6a，向多个电极要素11以及21之中的第一电极要素11a以及21a施加电位。逆变电路6b，向多个电极要素11以及21之中的第二电极要素11b以及21b施加电位。逆变电路6c，向多个电极要素11以及21之中的第三电极要素11c以及21c施加电位。逆变电路6d，向多个电极要素11以及21之中的第四电极要素11d以及21d施加电位。
信号发生电路5，生成向逆变电路6a至6d的每一个输入的信号。信号发生电路5，向逆变电路6a至6d的每一个输出信号，从而决定逆变电路6a至6d各自的输出电位和输出定时。逆变电路6a至6d分别，以基于从信号发生电路5输入的信号的输出电位和输出定时，向各个相的电极要素施加电位。例如，逆变电路6a至6d，向第一电极要素11a及21a、第二电极要素11b及21b、第三电极要素11c及21c、以及第四电极要素11d及21d的每一个，施加第一电位“+va(正电位，单位:伏特)”、第二电位“0”、第三电位“－va(负电位，单位:伏特)”以及第四电位“0”，进而，周期且轮换地施加电位。
参照图9，示出排出部50的结构。而且，图9是示出图2的排出部50的结构的截面侧面图。排出部50具备，位于与分离部1相邻的位置的第一排出路51、第二排出路52、第三排出路53以及第四排出路54。第一排出路51、第二排出路52、第三排出路53以及第四排出路54，依次排列配置在y轴负方向上，以相互隔开的状态向z轴方向延伸。进而，排出部50，在第一排出路51、第二排出路52、第三排出路53以及第四排出路54的z轴正方向的下游侧，具备第五排出路55以及第六排出路56。第五排出路55是，与第一排出路51以及第三排出路53连通的、集中第一排出路51以及第三排出路53的排出路。第六排出路56是，与第二排出路52以及第四排出路54连通的、集中第二排出路52以及第四排出路54的排出路。第五排出路55以及第六排出路56，向z轴方向延伸。第二排出路52和第三排出路53分别，相互交叉地延伸，在第五排出路55以及第六排出路56，与第一排出路51以及第四排出路54合流。在本实施例中，第六排出路56，位于第五排出路55的下方，但是，不仅限于此，也可以配置在任何位置。
[2.粒子分离装置的工作]
说明实施例涉及的粒子分离装置100的工作。具体而言，以分离部1的第一电极10以及第二电极20的电极要素11以及21的工作为中心进行说明。
首先，参照图10a至图10d，说明电极要素11以及21之中的电极要素群11a以及21a的工作。图10a至图10d是，示出电极要素群11a以及21a的工作的与图5同样的截面图。电位施加到电极要素群11a以及21a的电极要素11a至11d以及21a至21d的每一个，从而在第一电极10与第二电极20之间生成将带电粒子90p向与气体流动的方向不同的方向传送的传送电场。在本实施例中，传送电场是，定向于作为多个电极要素11a至11d以及21a至21d的排列方向的y轴方向的电场。而且，向传送电场的定向方向传送带电粒子90p。而且，传送电场的定向方向与带电粒子90p的速度的方向也可以不完全一致。例如，带电粒子90p也可以，除了传送电场的定向方向的速度成分以外，还具有作为气体流动的方向的z轴方向的速度成分。
在本实施例中，电位生成电路4，向第一电极要素11a及21a、第二电极要素11b及21b、第三电极要素11c及21c、以及第四电极要素11d及21d，分别周期且轮换地施加第一电位“+va”、第二电位“0”、第三电位“－va”以及第四电位“0”。在一个电极要素群中，被施加第一电位“+va”的电极要素的邻接的电极要素，被施加第二电位“0”或第四电位“0”，并且，被施加第三电位“－va”的电极要素的邻接的电极要素，被施加第二电位“0”或第四电位“0”。也就是说，以被施加第一电位“+va”的电极要素，不与被施加第三电位“－va”的电极要素相邻的方式，施加电位。
具体而言，在图10a示出的第一定时，第一电极要素11a及21a、第二电极要素11b及21b、第三电极要素11c及21c、以及第四电极要素11d及21d，分别被施加第一电位“+va”、第二电位“0”、第三电位“－va”以及第四电位“0”。据此，形成从第一电极要素11a及21a的每一个到第二电极要素11b及21b的电场、从第二电极要素11b及21b的每一个到第三电极要素11c及21c的电场、以及从第四电极要素11d及21d的每一个到第三电极要素11c及21c的电场。其结果为，在第一电极10以及第二电极20之间，形成沿着y轴方向的传送电场。该传送电场，以朝向第三电极要素11c以及21c之间的位置的方式，传送带电粒子90p。
在图10b示出的第二定时，第一电极要素11a及21a、第二电极要素11b及21b、第三电极要素11c及21c、以及第四电极要素11d及21d，分别被施加第四电位“0”、第一电位“+va”、第二电位“0”以及第三电位“－va”。据此，形成从第二电极要素11b及21b的每一个到第一电极要素11a及21a的电场、从第二电极要素11b及21b的每一个到第三电极要素11c及21c的电场、以及从第三电极要素11c及21c的每一个到第四电极要素11d及21d的电场。其结果为，在第一电极10以及第二电极20之间沿着y轴方向形成的传送电场，以朝向第四电极要素11d以及21d之间的位置的方式，传送带电粒子90p。
在图10c示出的第三定时，第一电极要素11a及21a、第二电极要素11b及21b、第三电极要素11c及21c、以及第四电极要素11d及21d，分别被施加第三电位“－va”、第四电位“0”、第一电位“+va”以及第二电位“0”。据此，形成从第二电极要素11b及21b的每一个到第一电极要素11a及21a的电场、从第三电极要素11c及21c的每一个到第二电极要素11b及21b的电场、以及从第三电极要素11c及21c的每一个到第四电极要素11d及21d的电场。其结果为，在第一电极10以及第二电极20之间沿着y轴方向形成的传送电场，以朝向第一电极要素11a以及21a之间的位置的方式，传送带电粒子90p。
在图10d示出的第四定时，第一电极要素11a及21a、第二电极要素11b及21b、第三电极要素11c及21c、以及第四电极要素11d及21d，分别被施加第二电位“0”、第三电位“－va”、第四电位“0”以及第一电位“+va”。据此，形成从第一电极要素11a及21a的每一个到第二电极要素11b及21b的电场、从第三电极要素11c及21c的每一个到第二电极要素11b及21b的电场、以及从第四电极要素11d及21d的每一个到第三电极要素11c及21c的电场。其结果为，在第一电极10以及第二电极20之间沿着y轴方向形成的传送电场，以朝向第二电极要素11b以及21b之间的位置的方式，传送带电粒子90p。
按照顺序依次反复进行第一定时的电位施加至第四定时的电位施加，据此，传送电场能够，从第一电极要素11a以及21a向第四电极要素11d以及21d、即向图6以及图7的白箭头所示的y轴负方向，传送带电粒子90p。此时，电位生成电路4，例如，如图11示出，使逆变电路6a至6d施加电位。而且，图11是示出电位生成电路4输出的电位波形的一个例子的时序图。如图11示出，逆变电路6a至6d，在从时刻t1到时刻t2的期间等的施加期间，施加固定的电位。也就是说，逆变电路6a至6d，施加脉冲信号。而且，各个施加期间相等。而且，四个施加期间，形成一个周期，各个施加期间是，相当于一个周期的90度(＝360度/4相位)的相位角度的期间。
在电极要素群11b以及21b中，形成与电极要素群11a以及21a同样的传送电场、即y轴负方向的传送电场。
并且，在电极要素群11e以及21e中，也形成与电极要素群11a以及21a同样的传送电场、即y轴负方向的传送电场。而且，在电极要素群11e以及21e中，在第一定时，还形成从y轴负方向侧的第一电极要素11a以及21a的每一个到第四电极要素11d以及21d的电场。因此，传送电场，以朝向第三电极要素11c以及21c之间的位置的方式，以更强的传送力传送带电粒子90p。在第二定时，还形成从y轴负方向侧的第一电极要素11a以及21a的每一个到第四电极要素11d以及21d的电场。因此，传送电场，以朝向第四电极要素11d以及21d之间的位置的方式，以更强的传送力传送带电粒子90p。在第三定时，还形成从第四电极要素11d以及21d的每一个到y轴负方向侧的第一电极要素11a以及21a的电场。因此，传送电场，以朝向两个第一电极要素11d以及21d之间的位置的方式，传送带电粒子90。在第四定时，还形成从第四电极要素11d以及21d的每一个到y轴负方向侧的第一电极要素11a以及21a的电场。因此，传送电场，以朝向第二电极要素11b以及21b之间的位置的方式，传送带电粒子90p。
接着，参照图12a至图12d，说明电极要素11以及21之中的电极要素群11c以及21c的工作。图12a至图12d是，示出电极要素群11c以及21c的工作的与图5同样的截面图。
在图12a示出的第一定时，第四电极要素11d及21d、第三电极要素11c及21c、第二电极要素11b及21b、以及第一电极要素11a及21a，分别被施加第四电位“0”、第三电位“－va”、第二电位“0”以及第一电位“+va”。据此，形成从第四电极要素11d及21d的每一个到第三电极要素11c及21c的电场、从第二电极要素11b及21b的每一个到第三电极要素11c及21c的电场、以及从第一电极要素11a及21a的每一个到第二电极要素11b及21b的电场。其结果为，在第一电极10以及第二电极20之间形成的传送电场，以沿着y轴朝向第三电极要素11c以及21c之间的位置的方式，传送带电粒子90p。而且，与图12a至图12d对应的第一定时至第四定时的每一个、和与图10a至图10d对应的第一定时至第四定时是同时的。
在图12b示出的第二定时，第四电极要素11d及21d、第三电极要素11c及21c、第二电极要素11b及21b、以及第一电极要素11a及21a，分别被施加第三电位“－va”、第二电位“0”、第一电位“+va”以及第四电位“0”。据此，形成从第三电极要素11c及21c的每一个到第四电极要素11d及21d的电场、从第二电极要素11b及21b的每一个到第三电极要素11c及21c的电场、以及从第二电极要素11b及21b的每一个到第一电极要素11a及21a的电场。其结果为，在第一电极10以及第二电极20之间形成的传送电场，以沿着y轴朝向第四电极要素11d以及21d之间的位置的方式，传送带电粒子90p。
在图12c示出的第三定时，第四电极要素11d及21d、第三电极要素11c及21c、第二电极要素11b及21b、以及第一电极要素11a及21a，分别被施加第二电位“0”、第一电位“+va”、第四电位“0”以及第三电位“－va”。据此，形成从第三电极要素11c及21c的每一个到第四电极要素11d及21d的电场、从第三电极要素11c及21c的每一个到第二电极要素11b及21b的电场、以及从第二电极要素11b及21b的每一个到第一电极要素11a及21a的电场。其结果为，在第一电极10以及第二电极20之间形成的传送电场，以沿着y轴朝向第一电极要素11a以及21a之间的位置的方式，传送带电粒子90p。
在图12d示出的第四定时，第四电极要素11d及21d、第三电极要素11c及21c、第二电极要素11b及21b、以及第一电极要素11a及21a，分别被施加第一电位“+va”、第四电位“0”、第三电位“－va”以及第二电位“0”。据此，形成从第四电极要素11d及21d的每一个到第三电极要素11c及21c的电场、从第三电极要素11c及21c的每一个到第二电极要素11b及21b的电场、以及从第一电极要素11a及21a的每一个到第二电极要素11b及21b的电场。其结果为，在第一电极10以及第二电极20之间形成的传送电场，以沿着y轴朝向第二电极要素11b以及21b之间的位置的方式，传送带电粒子90p。
按照顺序依次反复进行第一定时的电位施加至第四定时的电位施加，据此，传送电场能够，从第一电极要素11a以及21a向第四电极要素11d、即向图6以及图7的白箭头所示的y轴负方向，传送带电粒子90p。并且，在电极要素群11d以及21d中，形成与电极要素群11c以及21c同样的传送电场。
如上所述，如图6以及图7示出，在电极要素群11a以及21a之间，形成y轴负方向的传送电场。在电极要素群11b以及21b之间，形成y轴负方向的传送电场。在电极要素群11c以及21c之间，形成y轴正方向的传送电场。在电极要素群11d以及21d之间，形成y轴正方向的传送电场。在电极要素群11e以及21e之间，形成y轴负方向的传送电场。
而且，从电极要素群11a以及21a之间的区域到电极要素群11b以及21b之间的y轴正方向侧的一部分的区域，从气体中分离带电粒子90p，据此，形成气体中包含的带电粒子90p的浓度低的第一流路部分f1。
并且，从电极要素群11b以及21b之间的y轴负方向侧的一部分的区域到电极要素群11c以及21c之间的y轴正方向侧的一部分的区域，集中带电粒子90p，据此，形成气体中包含的带电粒子90p的浓度高的第二流路部分f2。在第二流路部分f2，能够集中电极要素群11a及21a之间、电极要素群11b及21b之间、电极要素群11c及21c、以及电极要素群11d及21d之间的带电粒子90p。因此，带电粒子90p的y轴方向的移动距离被抑制为小。
进而，从电极要素群11c以及21c之间的y轴负方向侧的一部分的区域到电极要素群11d以及21dc之间的y轴正方向侧的一部分的区域，从气体中分离带电粒子90p，据此，形成气体中包含的带电粒子90p的浓度低的第三流路部分f3。
进而，并且，从电极要素群11d以及21d之间的y轴负方向侧的一部分的区域到电极要素群11e以及21e之间的区域，集中带电粒子90p，据此，形成气体中包含的带电粒子90p的浓度高的第四流路部分f4。在第四流路部分f4，集中电极要素群11d及21d、以及电极要素群11e及21e之间的带电粒子90p。因此，带电粒子90p的y轴方向的移动距离被抑制为小。而且，第一流路部分f1至第四流路部分f4各自的范围，不仅限于图6以及图7所示的范围，能够在y轴方向上变动。
如图3、图9以及图13示出，在具有所述的结构的粒子分离装置100中，包含粒子的气体，若以z轴正方向从流入口61流入到壳体60，则达到带电部2。在带电部2中，气体中的粒子90，带正电。接着，作为带电后的粒子的带电粒子90p，与气体一起向z轴正方向流动，流入到分离部1。具体而言，包含带电粒子90p的气体，流入到形成在第一电极10以及第二电极20之间的流路。而且，图13是示出实施例涉及的粒子分离装置100的气体中的粒子的流动的侧面图。
气体中的带电粒子90p，由电极要素11以及21生成的传送电场，向y轴方向传送，并且，与气体一起向z轴正方向流动。据此，气体中的带电粒子90p，集中于第二流路部分f2以及第四流路部分f4，在第一流路部分f1以及第三流路部分f3，从气体中分离并除去带电粒子90p。
进而，第一流路部分f1，与排出部50的第一排出路51连通。第二流路部分f2，与排出部50的第二排出路52连通。第三流路部分f3，与排出部50的第三排出路53连通。第四流路部分f4，与排出部50的第四排出路54连通。第一流路部分f1以及第三流路部分f3的带电粒子90p的浓度低的气体，流入到第一排出路51以及第三排出路53，进而，在第五排出路55中集中，作为清洁空气排出到排出部50的外部。并且，第二流路部分f2以及第四流路部分f4的带电粒子90p的浓度高的气体，流入到第二排出路52以及第四排出路54，进而，在第六排出路56中集中，作为含尘空气排出到排出部50的外部。因此，粒子分离装置100，从流入的气体，形成粒子浓度高的气体、以及粒子浓度低的气体，由不同的路径排出各个气体。
[3.效果等]
如上所述，实施例涉及的粒子分离装置100，从作为包含带电粒子90p的流体的气体中分离带电粒子90p。粒子分离装置100具备，作为被配置在包含带电粒子90p的气体流动的路径的电极的第一电极10及第二电极20、以及向第一电极10及第二电极20施加电位的电位生成电路4。第一电极10以及第二电极20，分别包含排列在与气体流动的方向不同的方向的多个电极要素11以及21。电位生成电路4，以生成将带电粒子90p向第一方向传送的第一传送电场、以及将带电粒子90p向与第一方向不同的第二方向传送的第二传送电场的方式，对多个电极要素11以及21生成电位。第一方向以及第二方向，与气体流动的方向不同。例如，第一方向也可以是，y轴正方向，第二方向也可以是，y轴负方向。
在所述结构中，气体中包含的带电粒子90p，根据传送电场的静电力，向不同两个方向移动，并且，与气体一起，从粒子分离装置100排出。例如，在以第一方向和第二方向相对的方式形成第一传送电场以及第二传送电场的情况下，带电粒子90p，在第一传送电场以及第二传送电场之间的位置，从该位置的两侧集中，一边形成带电粒子90p的浓度高的流路部分，一边向下游流动。在带电粒子90p的浓度高的流路部分，带电粒子90p从两侧流入，因此，与仅从单侧流入的情况相比，带电粒子90p的移动距离短。并且，例如，在以第一方向和第二方向朝向相反方向的方式形成第一传送电场以及第二传送电场的情况下，带电粒子90p，集中于第一传送电场以及第二传送电场的两侧的位置，一边形成带电粒子90p的浓度高的两个流路部分，一边向下游流动。因此，形成流路部分时的带电粒子90p的移动距离短。因此，能够进行从气体的带电粒子90p的高效率的分离以及传送。如此传送的带电粒子90p，例如，能够达到第一电极10以及第二电极20的下游的排出部50。据此，能够抑制向第一电极10以及第二电极20的粒子的附着，并且，能够提高从流体的粒子的分离效率。
在实施例涉及的粒子分离装置100中，电位生成电路4，以在气体的流路中，在多个电极要素的排列方向上排列形成带电粒子90p被收集的收集流路部分以及带电粒子90p分离的分离流路部分的方式，生成第一传送电场以及第二传送电场。例如，收集流路部分，也可以是第二流路部分f2以及第四流路部分f4，分离流路部分，也可以是第一流路部分f1以及第三流路部分f3。在所述结构中，带电粒子90p的浓度高的收集流路部分、以及带电粒子90p的浓度低的分离流路部分，被排列形成在电极要素的排列方向上。因此，能够容易将带电粒子90p的浓度高的气体、以及带电粒子90p的浓度低的气体，分别从粒子分离装置100排出。
实施例涉及的粒子分离装置100，还具备被配置在气体流动的方向的第一电极10以及第二电极20的下游的排出部50，排出部50，包括相互隔开的收集排出路以及分离排出路，收集排出路，与收集流路部分连通，分离排出路，与分离流路部分连通。例如，收集排出路也可以是，第二排出路52以及第四排出路54，分离排出路也可以是，第一排出路51以及第三排出路53。在所述结构中，带电粒子90p的浓度高的气体、以及带电粒子90p的浓度低的气体，分别流入到相互隔开的收集排出路以及分离排出路，从排出部50排出。因此，能够将带电粒子90p的浓度高的气体、以及带电粒子90p的浓度低的气体，经由不同的排出路分别排出。因此，能够进行带电粒子90p的浓度高的气体、以及带电粒子90p的浓度低的气体的有效的分离。
在实施例涉及的粒子分离装置100中，电位生成电路4，形成多个收集流路部分以及多个分离流路部分。排出部50包括，与多个收集流路部分的每一个连通的多个收集排出路、集中多个收集排出路的第一集中排出路、与多个分离流路部分的每一个连通的多个分离排出路、以及集中多个分离排出路的第二集中排出路。例如，第一集中排出路也可以是，第六排出路56，第二集中排出路也可以是，第五排出路55。在所述结构中，多个收集排出路，集中于第六排出路56，多个分离排出路，集中于第五排出路55。因此，能够实现从粒子分离装置100排出气体的结构的简化。
在实施例涉及的粒子分离装置100中，多个电极要素11以及21，分别向气体流动的方向延伸，多个电极要素11以及21包括，包括多个电极要素11或21的第一电极要素群、以及包括多个电极要素11或21且与第一电极要素群相邻的第二电极要素群。电位生成电路4，使第一电极要素群生成第一传送电场，使第二电极要素群生成第二传送电场。例如，第一电极要素群也可以是，电极要素群11a、11b以及11e，第二电极要素群也可以是，电极要素群11c以及11d。在所述结构中，传送电场，能够被形成在第一电极要素群的区域以及第二电极要素群的区域整体。据此，能够提高传送电场的强度，进而，能够确实进行第一电极要素群的区域以及第二电极要素群的区域整体的带电粒子90p的传送。
在实施例涉及的粒子分离装置100中，电位生成电路4，对第一电极要素群的多个电极要素11以及21，生成在多个电极要素11以及21之间相位错开的电位，对第二电极要素群的多个电极要素11以及21，生成在多个电极要素11以及21之间相位错开的电位。在所述结构中，使各个电极要素群内的电极要素11以及21之间的施加的电位的相位错开，据此，发生电极要素11彼此之间以及电极要素21彼此之间的电位差。因此，能够容易生成传送电场。
在实施例涉及的粒子分离装置100中，第一电极10以及第二电极20，分别具备覆盖多个电极要素11以及21的绝缘膜13以及23。根据所述结构，在第一电极10以及第二电极20，形成绝缘膜13以及23，据此，针对其他的电气要素的电极要素11以及21的绝缘性提高。例如，能够抑制向电极要素11以及21施加高电位时的、这些电极要素与其他的电气要素的短路。并且，能够抑制因带电粒子90p附着到电极要素11以及21，而这些电极要素经由带电粒子90p相互短路。因此，第一电极10以及第二电极20，能够被施加高电位，据此，能够提高带电粒子90p的分离功能。
实施例涉及的粒子分离装置100具备，相对配置的多个第一电极10以及第二电极20。在所述结构中，在第一电极10以及第二电极20之间，带电粒子90p，从第一电极10以及第二电极20的双方，受到传送电场的作用。因此，能够从气体中有效地分离带电粒子90p。
[其他的变形例等]
以上，对于本发明涉及的粒子分离装置，根据实施例进行了说明，但是，本发明，不仅限于所述实施例。
在实施例涉及的粒子分离装置100中，分离部1的第一电极10以及第二电极20，分别仅在基板12以及22的一方的主面，具备电极要素11以及21，但是，不仅限于此。例如，第一电极10以及第二电极20，也可以在双方的主面，具备电极要素11以及21，也可以在相反侧的主面具备其他的电极要素。例如，在第一电极10以及第二电极20，在双方的主面，具备电极要素11以及21的情况下，双方的主面的电极要素11以及21，从与基板12以及22垂直的方向看时，也可以被配置为彼此重叠，也可以被配置为彼此错开。在被配置为彼此重叠的情况下，电极要素11以及21能够生成更强的传送电场。因此，能够提高分离部1的粒子分离处理能力。
在实施例涉及的粒子分离装置100中，分离部1的第一电极10以及第二电极20，分别在基板12以及22的主面上具备电极要素11以及21，但是，不仅限于此。电极要素11以及21也可以，被配置为埋入在基板12以及22的中央。在此情况下，电极要素11以及21生成的传送电场，在基板12以及22的双方的主面上具有相等的强度。据此，能够减少第一电极10以及第二电极20之间的电场强度的偏倚。也就是说，在多个第一电极10以及第二电极20之间，能够实现粒子分离处理能力的均匀化。并且，也不需要向基板12以及22的绝缘膜13以及23的形成。
并且，在实施例涉及的粒子分离装置100中，分离部1的电极要素11以及21，分别具备由第一电极要素11a及21a、第二电极要素11b及21b、第三电极要素11c及21c、以及第四电极要素11d及21d构成的多个电极要素群11a至11e及21a至21e。然而，不仅限于所述结构，电极要素群分别包含的电极要素的数量，也可以是三个以下，也可以是五个以上。
并且，各个电极要素群内的各个电极要素的排列，也不仅限于图6以及图7所示的实施例的排列，也可以是任何排列。对于电极要素群内的电极要素的排列，也可以排列为在与作为气体的流动方向的z轴方向不同的方向上形成传送电场。并且，对于电极要素群11a至11e以及21a至21e的排列，也不仅限于图6以及图7所示的实施例的排列，也可以是任何排列。例如，也可以依次排列电极要素群11a及21a、电极要素群11c及21c、电极要素群11b及21b、电极要素群11d及21d、以及电极要素群11e及21e。即使这样的结构，带电粒子90p的浓度低的多个流路部分、和带电粒子90p的浓度高的多个流路部分，也被排列形成在y轴方向上。
在实施例涉及的粒子分离装置100中，施加到分离部1的电极要素11及21的第一电极要素、第二电极要素、第三电极要素以及第四电极要素的四个电位之中的、第二电位以及第四电位是相同的电位，但是，也可以不同。并且，施加到电极要素的电位，也可以是二相，也可以是三相。
在实施例涉及的粒子分离装置100中，分离部1的电极要素11以及21，分别被施加以阶段状变化的电位、即矩形波状的电位，但是，不仅限于此。例如，也可以是，从一个电位向其他的电位在时间上逐渐增加或逐渐减少的波状的电位，例如，梯形波状的电位等的电位，施加到电极要素11以及21。而且，“周期地施加第一电位、第二电位、第三电位以及第四电位”这记载，不仅意味着施加以阶段状变化的电位的结构，也会意味着施加所述的从一个电位向其他的电位逐渐增加或逐渐减少的时间波状的电位的结构。
在实施例涉及的粒子分离装置100中，电位生成电路4也可以，将电极要素11以及21的第一电极要素、第二电极要素、第三电极要素以及第四电极要素之中的、被施加第二电位以及第四电位的电极要素的至少一方维持为浮置电位。据此，被维持为浮置电位的电极要素，被维持为与其相邻的两个电极要素的各个电位的中间左右的电位。
并且，实施例涉及的粒子分离装置100，能够用于各种各样的设备。例如，本发明的实施方案之一，也可以作为图14所示的换气装置来实现。而且，图14是实施例涉及的适用粒子分离装置100的换气装置的一个例子的外观图。图14示出的换气装置，例如，在内部具备粒子分离装置100，能够用于换气系统。
并且，例如，本发明的实施方案之一，也可以作为图15所示的空气净化器来实现。而且，图15是实施例涉及的适用粒子分离装置100的空气净化器的一个例子的外观图。图15示出的空气净化器，例如，在内部具备粒子分离装置100。
并且，例如，本发明的实施方案之一，也可以作为图16所示的空调来实现。而且，图16是实施例涉及的适用粒子分离装置100的空调的一个例子外观图。图16示出的空调，例如，在内部具备粒子分离装置100。空调，也可以具备空气净化器的功能。
另外，对各个实施例实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的形态，或在不脱离本发明的宗旨的范围内任意组合各个实施例的构成要素以及功能来实现的形态，也包含在本发明中。