(57)【要約】【課題】本発明は、少なくとも２つの導電性材料、及び少なくとも１つの静電気除去回路を有する静電気除去装置を提供する。【解決手段】導電性材料は、相互に分離して絶縁性中空管の外壁に貼り付け、絶縁性中空管の径方向で重なる。絶縁性中空管に静電荷が溜まって、導電性材料に静電電圧が生じる。静電気除去回路は、導電性材料と電気接続しながら接地端子と切断し、導電性材料を介して静電荷を受けて除去することで、静電電圧を低下させる。本発明によれば、高い静電電圧を絶縁性中空管中から有効的に除去でき、且つ接地端子からのノイズの干渉を避ける。【選択図】  図３
2020119883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの導電性材料、及び少なくとも１つの静電気除去回路を有し、
前記少なくとも２つの導電性材料は、相互に分離して絶縁性中空管の外壁に貼り付け、前記絶縁性中空管の径方向で重なり、
前記絶縁性中空管に静電荷が溜まって、前記少なくとも２つの導電性材料に静電電圧が生じ、
前記少なくとも１つの静電気除去回路は、前記少なくとも２つの導電性材料と電気接続しながら接地端子と切断し、前記少なくとも２つの導電性材料を介して前記静電荷を受けて除去することで、前記静電電圧を低下させることを特徴とする、静電気除去装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの静電気除去回路は、少なくとも１つのバリスタ（ＭＯＶ、Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｖａｒｉｓｔｏｒ）、サーミスタ、及び少なくとも１つの気体放電管を更に有し、
前記少なくとも１つのバリスタは、第１端子と第２端子を有し、
前記第１端子及び前記第２端子は、それぞれ前記少なくとも２つの導電性材料と電気接続し、
前記サーミスタは、第３端子及び第４端子を有し、
前記第３端子は、前記第１端子と電気接続し、
前記少なくとも１つの気体放電管は、その両端子に前記第４端子及び前記第２端子がそれぞれ電気接続し、前記静電電圧が前記バリスタ及び前記少なくとも１つの気体放電管の定格電圧より大きい場合、前記バリスタ、前記サーミスタ及び前記少なくとも１つの気体放電管が前記静電荷を受けて除去することで、前記静電電圧を低下させることを特徴とする、請求項１に記載の静電気除去装置。
【請求項３】
前記サーミスタはＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタ、又はＰＰＴＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタであることを特徴とする、請求項２に記載の静電気除去装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの気体放電管が２つあり、複数の気体放電管の前記定格電圧が異なり、
前記少なくとも１つの静電気除去回路は、前記複数の気体放電管と電性並列する集電コンデンサを更に有し、
前記少なくとも２つの導電性材料と前記絶縁性中空管が等価コンデンサを形成し、前記集電コンデンサの静電容量値が前記等価コンデンサの静電容量値の１０倍以上であり、
前記静電電圧が前記バリスタ及び前記複数の気体放電管の前記定格電圧より大きい場合、前記静電荷が前記サーミスタを介して前記絶縁性中空管から前記集電コンデンサに移動し、前記バリスタ、前記サーミスタ及び前記複数の気体放電管が前記静電荷を受けて除去することで、前記静電電圧を低下させることを特徴とする、請求項２に記載の静電気除去装置。
【請求項５】
少なくとも２つの弧状導電性コネクタ、及び少なくとも１つのプリント基板を更に有し、
前記少なくとも２つの弧状導電性コネクタは、それぞれ前記少なくとも２つの導電性材料によって前記絶縁性中空管に挟んで、それぞれ前記少なくとも２つの導電性材料と電気接続し、
前記少なくとも１つのプリント基板は、その底面が前記少なくとも２つの弧状導電性コネクタに固定され、その頂面に前記少なくとも１つの静電気除去回路を設置し、
前記少なくとも２つの弧状導電性コネクタは、前記少なくとも１つのプリント基板によって前記少なくとも１つの静電気除去回路と電気接続することを特徴とする、請求項１に記載の静電気除去装置。
【請求項６】
前記少なくとも２つの導電性材料は、弧状金属板、導電性テープ、導電性接着剤、導電性塗料又は圧電セラミックシートであることを特徴とする、請求項１に記載の静電気除去装置。
【請求項７】
減衰回路を更に有し、
前記少なくとも２つの導電性材料が圧電セラミックシート（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｅｒａｍｉｃ  ｐｌａｔｅ）である場合、各前記圧電セラミックシートが第１導電性表面及び第２導電性表面を有し、
前記第１導電性表面は、前記絶縁性中空管の外壁に貼り付け、前記少なくとも１つの静電気除去回路と電気接続し、
各前記圧電セラミックシートの前記第２導電性表面及び前記接地端子は前記減衰回路と電気接続し、
前記絶縁性中空管が振動ひずみ（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ｓｔｒａｉｎ）を生じた場合、複数の前記圧電セラミックシートによって前記振動ひずみを振動電圧に変換し、前記減衰回路によって前記振動電圧を受けて消耗することで、前記振動ひずみを低下させることを特徴とする、請求項１に記載の静電気除去装置。
【請求項８】
前記複数の圧電セラミックシート及び前記接地端子が圧電コンデンサを形成し、
前記圧電コンデンサが第１接続端子及び第２接続端子を有し、前記第１接続端子が前記複数の第２導電性表面と電気接続し、前記第２接続端子が前記接地端子と電気接続し、前記振動電圧が前記第１接続端子及び前記第２接続端子にかけ、
前記減衰回路は、ピーク検出回路、電子スイッチ、並びにインダクタンス及び抵抗器を更に有し、
前記ピーク検出回路は、前記第１接続端子と電気接続し、前記振動電圧を受け、前記振動電圧が最大値となる時にパルス信号を生じ、
前記電子スイッチは、前記ピーク検出回路及び前記第１接続端子と電気接続し、オフ状態となり、前記パルス信号を受けた時にオン状態となり、
前記インダクタンス及び抵抗器は、相互に直列に接続して、前記電子スイッチと前記接地端子の間で電気接続され、
前記インダクタンスが前記抵抗器と前記電子スイッチの間で電気接続され、前記電子スイッチがオフ状態となる時に、前記インダクタンス及び前記圧電コンデンサが共振させて、前記抵抗器に合わせて前記振動電圧を消耗する、請求項７に記載の静電気除去装置。
【請求項９】
前記少なくとも２つの導電性材料が偶数個あり、前記少なくとも２つの導電性材料が２つ以上であることを特徴する、請求項１に記載の静電気除去装置。
【請求項１０】
複数の前記導電性材料は、前記絶縁性中空管の円周方向に沿って均一に貼り付け、
２つの前記導電性材料は、前記絶縁性中空管を軸として前記絶縁性中空管に対称に貼り付け、
隣接する２つの前記導電性材料は、それぞれ前記静電気除去回路の両端子と電気接続することを特徴とする、請求項９に記載の静電気除去装置。
【請求項１１】
複数の前記導電性材料は、前記絶縁性中空管の管軸方向に沿って均一に貼り付け、
２つの前記導電性材料は、前記絶縁性中空管を軸として前記絶縁性中空管に対称に貼り付けることを特徴とする、請求項９に記載の静電気除去装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの静電気除去回路が１つ以上あり、各前記静電気除去回路が２つの前記導電性材料と電気接続することを特徴とする、請求項１１に記載の静電気除去装置。
【請求項１３】
前記複数の導電性材料が４つあり、そのうちの２つの前記導電性材料に対応する径方向が、その他の２つの前記導電性材料に対応する径方向と垂直することを特徴とする、請求項１１に記載の静電気除去装置。
【請求項１４】
各前記導電性材料がスパイラル状であり、
前記少なくとも２つの導電性材料は、前記絶縁性中空管の管軸方向に沿って均一に貼り付けることを特徴とする、請求項１に記載の静電気除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除去装置、特に静電気除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電気は、自然現象であり、２つの元々電気的中性の物体が、摩擦によって電子が移動して生じるものである。誘電材質の輸送パイプライン、例えば、プラスチックパイプライン又はゴムパイプラインにおいて、輸送液体が輸送パイプラインの管壁と摩擦して静電気が生じ易く、危険性がある。例えば、輸送液体が可燃性を有する場合、静電気でスパークを生じ、液体が燃えて爆発する可能性がある。静電気によって、パイプライン中の吸引又は給水ポンプ（ＰＵＭＰ）を破壊する可能性がある。半導体プロセスにおいて、パイプライン中の溶剤が静電気を生じる場合、ウエハに損傷を与える場合もある。
【０００３】
パイプライン中の静電気の量を減らす手段としては、以下の手段がある。
【０００４】
１．パイプライン内の摩擦を減少させる
パイプライン内の静電気は、主に摩擦によって生じるため、内管壁の粗さが静電気の大きさに関与する。また、パイプラインにフィルターを設置した場合、摩擦が増えてより多い静電気が生じる。
【０００５】
２．流速を下げる
研究によると、パイプライン内で液体を流す場合、生成した電流及び電荷密度の飽和値は液体の流速の二次と正相関となる。そのため、流速を下げることも静電気の量を有効に低下させる方法である。
【０００６】
３．パイプライン材質の選択
静電気を管材から除去することは、パイプライン自体の電気伝導率及び抵抗率に依存する。高抵抗率液体の場合、電荷が持続に溜まって、ほとんど減らない。また、一般的に、金属性導電性パイプラインより、ゴム又はプラスチック等の絶縁性パイプラインは生じる静電気が多い。絶縁性材質のパイプラインが静電気蓄積能を有するため、生じた静電気がよく１０ｋＶ以上のグレードになる。導電性金属パイプラインを使用して接地することもよく使われている静電気低下方法であるが、色んな場面では、金属パイプラインを適用できない。例えば、ゴム又はプラスチック管は、軽く、安く、絶縁性があり、及び加工が便利等の利点を有し、コストを考慮した上でゴム又はプラスチック材質の管材料を使用するものが多い。半導体プロセスにおいて、パイプラインに強酸性又は強アルカリ性溶剤が流れる場合が多い。それらの強酸性又は強アルカリ性が金属パイプラインを通ると、金属の管壁が腐食して、金属の残留となり、更に半導体プロセスのトラブルとなる場合がある。それらの特殊的な場合に、高抵抗率を有するテフロン管又はカーボンナノチューブを利用しなければならない。
【０００７】
高抵抗率材質のパイプラインにおいて、高抵抗率液体がパイプラインと摩擦して高圧静電気が生じる。管壁の抵抗率が高く、ほとんど完全絶縁性であるため、金属パイプラインの管壁を接地する方法をそのまま使用できない。実施できる既知の方法としては、図１に示すように、絶縁性パイプラインの外壁に導電性環又は導電性結束バンドを設置することで、導電性環１０の接地によって静電気を除去する。しかし、絶縁性パイプライン１２に流す絶縁性液体の静電気の量が大きく、その電圧が１０ｋＶ以上のグレードになる場合があることに対して、導電性環１０に流す液体の接触面積が限られている。よって、導電性環１０を使用して接地を行う方法は、有効に静電気を除去できず、さらにアースからノイズが入る可能性がある。
【０００８】
まず、静電気除去効率を向上させるために、導電性環１０の面積を増加し、又は複数の導電性環を利用することも考える。ノイズがアースから導電性環１０に入る問題を解決するために、金属とアースの間にダイオード１４を設置できる。ダイオード１４の設置方向は、絶縁性パイプライン１２が正電荷又は負電荷を持つことに関連する。絶縁性パイプライン１２が正電荷を持った場合、図２に示すように、ダイオード１４の正極が導電性環１０に接続し、負極が接地端子に接続する。しかし、静電電圧が１０ｋＶ以上になる場合、前記２つの方法は、依然としてノイズなく高圧静電気を速やかに有効に除去できない。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑み、従来の課題を解決するための静電気除去装置を提供する。
【発明の概要】
【００１０】
本発明の目的は、相互に分離する少なくとも２つの導電性材料を利用して、高い静電電圧を絶縁性中空管から有効的に除去し、且つ接地端子からのノイズの干渉を避けることを特徴とする、静電気除去装置を提供する。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも２つの導電性材料及び少なくとも１つの静電気除去回路を有する静電気除去装置を提供する。導電性材料は、相互に分離して絶縁性中空管の外壁に貼り付け、絶縁性中空管の径方向で重なる。絶縁性中空管に静電荷が溜まって、導電性材料に静電電圧が生じる。静電気除去回路は、導電性材料と電気接続しながら接地端子と切断し、導電性材料を介して静電荷を受けて除去することで、静電電圧を低下させる。
【００１２】
本発明の１つの実施形態では、静電気除去回路は、少なくとも１つのバリスタ（ＭＯＶ、Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｖａｒｉｓｔｏｒ）、サーミスタ（ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）、及び少なくとも１つの気体放電管を更に有する。バリスタは、第１端子と第２端子を有する。第１端子及び第２端子は、それぞれ２つの導電性材料と電気接続する。サーミスタは、第３端子及び第４端子を有する。第３端子は、第１端子と電気接続する。気体放電管の両端子にそれぞれ第４端子及び第２端子が電気接続する。静電電圧がバリスタ及び気体放電管の定格電圧より大きい場合、バリスタ、サーミスタ及び気体放電管が静電荷を受けて除去することで、静電電圧を低下させる。
【００１３】
本発明の１つの実施形態では、サーミスタは、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタ、又はＰＰＴＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタである。
【００１４】
本発明の１つの実施形態では、気体放電管が２つあり、それらの定格電圧が異なる。静電気除去回路は、気体放電管と電性並列する集電コンデンサを更に有する。導電性材料及び絶縁性中空管が等価コンデンサを形成し、集電コンデンサの静電容量値が等価コンデンサの静電容量値１０倍以上である。静電電圧がバリスタ及び気体放電管の定格電圧より大きい場合、静電荷がサーミスタを介して絶縁性中空管から集電コンデンサに移動し、バリスタ、サーミスタ及び気体放電管を受けて除去することで、静電電圧を低下させる。
【００１５】
本発明の１つの実施形態では、静電気除去装置は、少なくとも２つの弧状導電性コネクタ、及び少なくとも１つのプリント基板を更に有する。弧状導電性コネクタは、それぞれ導電性材料によって絶縁性中空管に挟んで、それぞれ導電性材料と電気接続する。プリント基板は、その底面が弧状導電性コネクタに固定され、プリント基板の頂面に静電気除去回路を設置し、弧状導電性コネクタがプリント基板によって静電気除去回路と電気接続する。
【００１６】
本発明の１つの実施形態では、導電性材料は、弧状金属板、導電性テープ、導電性接着剤、導電性塗料又は圧電セラミックシートである。
【００１７】
本発明の１つの実施形態では、静電気除去装置は減衰回路を更に有する。導電性材料が圧電セラミックシート（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｅｒａｍｉｃ  ｐｌａｔｅ）である場合、各圧電セラミックシートが第１導電性表面及び第２導電性表面を有する。第１導電性表面を絶縁性中空管の外壁に貼り付け、静電気除去回路と電気接続する。各圧電セラミックシートの第２導電性表面及び接地端子は減衰回路と電気接続する。絶縁性中空管に振動ひずみ（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ｓｔｒａｉｎ）が生じた場合、圧電セラミックシートによって振動ひずみを振動電圧に変換し、減衰回路によって振動電圧を受けて消耗することで、振動ひずみ低下させる。
【００１８】
本発明の１つの実施形態では、圧電セラミックシート及び接地端子が圧電コンデンサを形成する。圧電コンデンサは、第１接続端子及び第２接続端子を有する。第１接続端子が第２導電性表面と電気接続し、第２接続端子が接地端子と電気接続し、振動電圧が第１接続端子及び第２接続端子にかける。また、減衰回路はピーク検出回路、電子スイッチ、並びにインダクタンス及び抵抗器を更に有する。ピーク検出回路は第１接続端子と電気接続し、振動電圧を受け、振動電圧が最大値となる時にパルス信号を生じる。電子スイッチは、ピーク検出回路及び第１接続端子と電気接続し、オフ状態となり、パルス信号を受けた時にオン状態となる。インダクタンス及び抵抗器は、相互に直列に接続して、電子スイッチと接地端子の間で電気接続される。インダクタンスが抵抗器と電子スイッチの間で電気接続される。電子スイッチがオフ状態となる時に、インダクタンス及び圧電コンデンサを共振させて、抵抗器に合わせて振動電圧を消耗する。
【００１９】
本発明の１つの実施形態では、導電性材料が偶数個あり、導電性材料が２つ以上である。
【００２０】
本発明の１つの実施形態では、導電性材料は絶縁性中空管の円周方向に沿って均一に貼り付ける。２つの導電性材料は、絶縁性中空管を軸として絶縁性中空管に対称に貼り付ける。隣接する２つの導電性材料は、それぞれ静電気除去回路電気の両端子と電気接続する。
【００２１】
本発明の１つの実施形態では、導電性材料は、絶縁性中空管の管軸方向に沿って均一に貼り付ける。２つの導電性材料は、絶縁性中空管を軸として絶縁性中空管に対称に貼り付ける。
【００２２】
本発明の１つの実施形態では、静電気除去回路が１つ以上あり、各静電気除去回路が２つの導電性材料と電気接続する。
【００２３】
本発明の１つの実施形態では、導電性材料が４つあり、そのうちの２つの導電性材料に対応する径方向は、その他の２つの導電性材料に対応する径方向と垂直とする。
【００２４】
本発明の１つの実施形態では、各導電性材料はスパイラル状である。導電性材料は、絶縁性中空管の管軸方向に沿って均一に貼り付ける。
【００２５】
本発明の構造的な特徴及び達成できる効果を更に理解するために、以下、好ましい実施例及び図面を開示しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来技術の絶縁性パイプライン及び導電性環の模式図である。
【図２】従来技術の絶縁性パイプライン、導電性環、及びダイオードの模式図である。
【図３】本発明の静電気除去装置の第１実施例の模式図である。
【図４】本発明の静電気除去回路の１つの実施例の模式図である。
【図５】本発明の静電気除去回路の他の実施例の模式図である。
【図６】本発明の静電気除去装置の第２実施例の模式図である。
【図７】本発明の静電気除去装置の第３実施例の模式図である。
【図８】本発明の静電気除去装置の第４実施例の模式図である。
【図９】本発明の静電気除去装置の第５実施例の模式図である。
【図１０】本発明の弧状導電性コネクタ、プリント基板、及び静電気除去回路の構造斜視図である。
【図１１】本発明の静電気除去装置の第６実施例の模式図である。
【図１２】本発明の減衰回路、及び圧電コンデンサの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を開示しながら本発明の実施例を説明する。図面及び明細書において、同じ符号が同じ又は類似な部材を示す。図面において、説明の便宜上、形状及び厚さを拡大して表示する場合がある。図面又は明細書では特に説明しない素子は、当業者から自明である形態である。当業者は、本発明の内容に基づいて色んな変更又は修正を行うことができる。
【００２８】
図３を参考にしながら本発明の静電気除去装置の第１実施例を説明する。前記静電気除去装置は、少なくとも２つの導電性材料１６、及び少なくとも１つの静電気除去回路１８を有する。そのうち、導電性材料１６は、弧状金属板、導電性テープ、導電性接着剤、導電性塗料又は圧電セラミックシートであるが、それらに限定されない。第１実施例において、導電性材料１６が２つあり、静電気除去回路１８が１つある例を説明する。導電性材料１６は、相互に分離し、絶縁性中空管２０の外壁に貼り付ける。言い換えると、導電性材料１６は相互に接続しない。導電性材料１６は、絶縁性中空管２０の径方向で重なることでコンデンサ効果が生じる。静電気除去回路１８は、全ての導電性材料１６と電気接続しながら接地端子と切断する。高抵抗率液体が静電荷を持って絶縁性中空管２０を通るときに、静電荷が絶縁性中空管２０に溜まって、２つの導電性材料１６に静電電圧を形成する。導電性材料１６で生じたコンデンサ効果によって、静電荷が静電気除去回路１８に放出する。静電気除去回路１８は、導電性材料１６を介して静電荷を受けて除去することで、静電電圧を低下させる。静電電圧が高い場合でも有効に除去できる。一般的な状況において、導電性材料１６の等価静電容量値が大きいほど、静電気除去効果が高い。そのことは、導電性材料１６が径方向で重なる面積が大きく、又は絶縁性中空管２０の管径が小さいことを示す。また、本発明は、導電性環によって接地する方法と異なり、静電気除去回路１８はフローティングしながら接地端子と切断するので、ノイズが接地端子から静電気除去回路１８及び導電性材料１６に流れる問題がない。
【００２９】
図４を参考しながら本発明の静電気除去回路１８の１つの実施例を説明する。静電気除去回路１８は、少なくとも１つのバリスタ（ＭＯＶ、Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｖａｒｉｓｔｏｒ）２２、サーミスタ（ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）２４、及び少なくとも１つの気体放電管２６を更に有する。そのうち、サーミスタ２４はＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタ又はＰＰＴＣ（ＰＰＴＣ、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタである。ここでバリスタ２２及び気体放電管２６がそれぞれ１つある例を説明する。バリスタ２２は、第１端子及び第２端子を有する。第１端子及び第２端子は、それぞれ２つの導電性材料１６と電気接続する。サーミスタ２４は第３端子及び第４端子を有する。第３端子はバリスタ２２の第１端子と電気接続する。気体放電管２６の両端子は、それぞれサーミスタ２４の第４端子及びバリスタ２２の第２端子と電気接続する。静電電圧がバリスタ２２及び気体放電管２６の定格電圧より大きい場合、バリスタ２２、サーミスタ２４及び気体放電管２６が静電荷を受けて除去する。気体放電管２６によって静電荷を光エネルギーに変更することで、静電電圧を低下させる。静電電圧がバリスタ２２又は気体放電管２６の定格電圧と等しい。絶縁性中空管２０のメンテナンスが容易ではないため、気体放電管２６の信頼度を確保するために、静電電圧が気体放電管２６の定格電圧を超えた場合、気体放電管２６の圧力をゼロに下げることで、大電流がサーミスタ２４に流す。前記大電流がサーミスタ２４のトリップ電流値（ｔｒｉｐ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｖａｌｕｅ）より高い場合、サーミスタ２４は、低抵抗から高抵抗に変更し、大電流の流れを止めることで、気体放電管２６を保護する。
【００３０】
図３及び図４を参考にしながら本発明の第１実施例の作動過程を説明する。高抵抗率液体が静電荷を持って絶縁性中空管２０を通る時に、静電荷が絶縁性中空管２０に溜まって、２つの導電性材料１６に静電電圧を形成する。静電電圧がバリスタ２２及び気体放電管２６の定格電圧より大きい場合、バリスタ２２、サーミスタ２４及び気体放電管２６が静電荷を受けて除去し、気体放電管２６によって静電荷を光エネルギーに変換することで、静電電圧を低下させる。
【００３１】
図４及び図５を参考にしながら本発明の静電気除去回路１８の別の実施例を説明する。図４と図５の静電気除去回路１８の相違点としては、図５の静電気除去回路１８が集電コンデンサ２８を更に有することにある。また、気体放電管２６が複数個あり、ここで２つある例を説明する。前記静電気除去回路１８は、高静電電圧を有する場合に利用され、より強い静電気除去能力によって静電荷を除去する。全ての気体放電管２６の定格電圧が異なる。集電コンデンサ２８は気体放電管２６と電気的に並列する。２つの導電性材料１６及び絶縁性中空管２０が等価コンデンサを形成し、集電コンデンサ２８の静電容量値が等価コンデンサの静電容量値の１０倍以上である。静電電圧がバリスタ２２及び気体放電管２６の定格電圧より大きい場合、静電荷が、まずサーミスタ２４によって絶縁性中空管２０から集電コンデンサ２８に移動し、そして、バリスタ２２、サーミスタ２４及び気体放電管２６によって静電荷を受けて除去する。気体放電管２６によって静電荷を光エネルギーに変換して静電電圧を低下させることで、静電電圧がバリスタ２２又は気体放電管２６の定格電圧と等しくなる。前記と同じく、全ての気体放電管２６の信頼度を確保するために、静電電圧が気体放電管２６の定格電圧を超えた場合、気体放電管２６の圧力をゼロに下げることで、大電流をサーミスタ２４に流す。前記大電流がサーミスタ２４のトリップ電流値（ｔｒｉｐ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｖａｌｕｅ）より高い場合、サーミスタ２４は、低抵抗から高抵抗に変更し、大電流の流れを止めることで、全ての気体放電管２６を保護する。静電気除去能力を向上するために、２つの導電性材料１６の間に複数のバリスタ２２を利用して直列に電気接続してもよい。
【００３２】
一般的には、導電性材料１６の面積が大きいほど静電気除去効果が高い。第１実施例において、絶縁性中空管２０における導電性材料１６で覆われてない部分のコンデンサ効果及び静電気除去効果が低い。図６を参照しながら、前記問題を解決するための本発明の静電気除去装置の第２実施例を説明する。第２実施例と第１実施例の相違点としては、第２実施例の導電性材料１６が偶数個あり、且つ２つ以上あり、そして絶縁性中空管２０の円周方向に沿って均一に貼り付けることにある。第２実施例において、２つの導電性材料１６は、絶縁性中空管２０を軸として絶縁性中空管２０に対称に貼り付ける。全ての導電性材料１６は、交替に静電気除去回路１８と接続することで、静電気除去能力が向上する。具体的には、隣接の２つの導電性材料１６は、それぞれ静電気除去回路１８の両端子と電気接続しなければならない。前記交替的な接続方法によれば、絶縁性中空管２０におけるコンデンサ効果の分布がより均一となり、静電荷がより均一に絶縁性中空管２０から除去できる。静電荷が特定の範囲で持続に溜まることを避ける。第２実施例は、大きい径を有する絶縁性中空管２０に特に適合する。
【００３３】
図７を参考にしながら、絶縁性中空管２０における導電性材料１６で覆われてない部分のコンデンサ効果及び静電気除去効果を向上させるための、本発明の静電気除去装置の第３実施例を説明する。第３実施例と第１実施例の相違点としては、第３実施例の導電性材料１６が偶数個あり、且つ２つ以上である。在第３実施例において、全ての導電性材料１６は、絶縁性中空管２０の管軸方向に沿って均一に貼り付ける。また、２つの導電性材料１６は、絶縁性中空管２０を軸として絶縁性中空管２０に対称に貼り付ける。例えば、導電性材料１６が４つある場合、そのうちの２つの導電性材料１６に対応する絶縁性中空管２０の径方向は、その他２つの導電性材料１６に対応する絶縁性中空管２０の径方向と垂直する。全ての導電性材料１６は、同じ静電気除去回路１８と電気接続する。全ての導電性材料１６及び絶縁性中空管２０で形成する等価コンデンサの静電容量値は、導電性材料１６の数量と正相関となる。等価コンデンサの静電容量値が導電性材料１６の数量と負相関となる場合、全ての導電性材料１６及び絶縁性中空管２０で形成する等価コンデンサの静電容量値は、相互に打ち消すことを示す。
【００３４】
図８を参照して、絶縁性中空管２０に膨大な静電荷が溜まって高い静電電圧を形成した場合、その静電荷を除去するための本発明の静電気除去装置の第４実施例を説明する。第４実施例と第３実施例の相違点としては、第４実施例の静電気除去回路１８が１つ以上あり、各静電気除去回路１８が２つの導電性材料１６と電気接続する。第４実施例によれば、より高い静電気除去能力を得る。
【００３５】
本発明の導電性材料１６で形成するコンデンサ効果が大きく、分布が均一になるほど、静電気除去能力が高い。図９において、前記条件を満足するための本発明の静電気除去装置の第５実施例を説明する。第５実施例と第１実施例の相違点としては、第５実施例において、各導電性材料１６がスパイラル状であり、２つの導電性材料１６が絶縁性中空管２０の管軸方向に沿って均一に貼り付ける。第５実施例において、導電性材料１６が絶縁性中空管２０の管壁に沿って回転することで、導電性材料１６及び絶縁性中空管２０で均一な等価コンデンサを形成することで、静電荷を有効に除去できる。
【００３６】
上記実施例で使用する静電気除去回路１８は、接続リードを介して導電性材料１６と電気接続できる。また、静電気除去回路１８は、他の方法で導電性材料１６と電気接続できる。図３、図６、図７、図８、図９、及び図１０を参考にしながら説明する。本発明の静電気除去装置は、少なくとも２つの弧状導電性コネクタ３０、及び少なくとも１つのプリント基板３２を更に有する。各静電気除去回路１８は、２つの弧状導電性コネクタ３０及び１つのプリント基板３２に対応して設置される。弧状導電性コネクタ３０は、絶縁性中空管２０の管径に基づいて設計する。２つの弧状導電性コネクタ３０は、それぞれ２つの導電性材料１６によって絶縁性中空管２０を挟んで、それぞれ２つの導電性材料１６と電気接続する。プリント基板３２の底面は２つの弧状導電性コネクタ３０に固定される。プリント基板３２の頂面に静電気除去回路１８を設置する。２つの弧状導電性コネクタ３０は、プリント基板３２を介して静電気除去回路１８と電気接続する。例えば、プリント基板３２の底面がねじ３４によって２つの弧状導電性コネクタ３０に固定され、弧状導電性コネクタ３０がピン３６によって導電性材料１６に固定する。
【００３７】
以下、図１１及び図１２を参考にしながら本発明の静電気除去装置の第６実施例を説明する。第６実施例と第１実施例の相違点は、第６実施例の導電性材料１６は、直流の静電電圧を分離するための圧電セラミックシート（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｅｒａｍｉｃ  ｐｌａｔｅ）である。また、第６実施例は減衰回路３８を更に有する。各圧電セラミックシートは、第１導電性表面及び一第２導電性表面を有する。第１導電性表面が絶縁性中空管２０の外壁に貼り付け、静電気除去回路１８と電気接続する。各圧電セラミックシートの第２導電性表面は、接地端子と共に減衰回路３８と電気接続する。流体が絶縁性中空管２０を流れる場合、絶縁性中空管２０が振動する。絶縁性中空管２０が振動ひずみ（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ｓｔｒａｉｎ）を生じた場合、圧電セラミックシートによって振動ひずみを振動電圧Ｖｐに変換し、減衰回路３８によって振動電圧Ｖｐを受けて消耗することで、絶縁性中空管２０のシステム減衰を向上させ、振動ひずみを低下させる。よって、減振の効果を達成できる。振動ひずみを低下させると、液体と絶縁性中空管２０の内壁との摩擦を低下でき、又は乱流の生成率を低下できることで、静電荷を減少できる。
【００３８】
第６実施例において、圧電セラミックシート及び接地端子が圧電コンデンサ４０を形成する。圧電コンデンサ４０は、第１接続端子及び第２接続端子を有する。圧電コンデンサ４０の第１接続端子が２つの第２導電性表面と電気接続し、圧電コンデンサ４０の第２接続端子が接地端子と電気接続する。振動電圧Ｖｐが圧電コンデンサ４０の第１接続端子及び第２接続端子にかける。また、減衰回路３８は、ピーク検出回路４２、電子スイッチ４４、並びにインダクタンス４６及び抵抗器４８を有する。ピーク検出回路４２は、圧電コンデンサ４０の第１接続端子と電気接続して振動電圧Ｖｐを受ける。振動電圧Ｖｐが最大値となる時に、振動ひずみも最大値となり、ピーク検出回路４２でパルス信号Ｐを生じる。電子スイッチ４４は、ピーク検出回路４２及び圧電コンデンサ４０の第１接続端子と電気接続し、オフ状態となる。電子スイッチ４４は、パルス信号Ｐを受けた時にオフ状態となる。インダクタンス４６及び抵抗器４８は相互に直列に接続して、電子スイッチ４４と接地端子の間で電気接続される。インダクタンス４６は、抵抗器４８と電子スイッチ４４の間で電気接続される。電子スイッチ４４がオフ状態となる時に、インダクタンス４６及び圧電コンデンサ４０が共振させて、抵抗器４８に合わせて逆の振動電圧Ｖｐを生成する。よって、振動電圧Ｖｐを消耗できる。
【００３９】
電子スイッチ４４、インダクタンス４６、及び圧電コンデンサ４０は式（１）を満たしなければならない。そのうち、ｔが、電子スイッチ４４がオン状態となる時間であり、Ｌがインダクタンス４６のインダクタンス値であり、Ｃが圧電コンデンサ４０の静電容量値である。
【００４０】
2020119883.tif 000003
【００４１】
一般的な圧電材料は、その構造の支配方程式（ｇｏｖｅｒｎｉｎｇ  ｅｑｕａｔｉｏｎ）が式（２）に示す。
【００４２】
2020119883.tif 000004
【００４３】
Ｍ、Ｄ、Ｋ、θ、ｘ、及びＶは、それぞれ、圧電材料の質量、減衰係数、彈性係数、電気機械結合係数、構造変位、及び圧電電圧を示す。上付きの「  ・」は、時間に対する微分である。一般的には、圧電材料が開回路である状態において、検出した圧電電圧が構造変位と同位相である。しかし、減衰回路３８を圧電材料に利用する場合、構造変位と圧電電圧が９０°の位相差を生じる。言い換えると、式（３）に示すように、圧電電圧及び圧電材料の振動速度 
2020119883.tif 000005
が同位相である。
【００４４】
2020119883.tif 000006
【００４５】
そのうち、αは圧電電圧と振動速度の間の等価比値である。式（３）を式（２）に代入して式（４）が得られる。
【００４６】
2020119883.tif 000007
【００４７】
式（４）及び式（２）を比較して分かるように、前記９０°位相遅れによって、圧電材料の減衰係数をＤから（Ｄ＋θα）に増加する。圧電材料によって絶縁性中空管２０に追加の減衰効果（ｄａｍｐｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔ）を生じる。そして、絶縁性中空管２０の振動を減少することで、流体と絶縁性中空管２０の管壁の間の摩擦を減少できる。よって、静電気の量を減少できる。留意すべきことは、前記減衰回路３８は、セミアクティブ又は完全なパッシブで、即ち、外部からの電力供給が必要ない。ピーク検出回路４２は、圧電材料から取り込んだ電気エネルギーをそのまま使用して電子スイッチ４４を起動できる。よって、メンテナンス上の問題がない。
【００４８】
上記内容をまとめて、本発明は、相互に分離の少なくとも２つの導電性材料を使用して、高い静電電圧を絶縁性中空管から有効に除去でき、且つ接地端子からのノイズの干渉を避ける。
【００４９】
上記内容はあくまで本発明の１つの好ましい実施形態であり、本発明はこれらに限定されない。本発明に記載した形状、構造、特徴及びその精神に基づいてなされた均等的な変形、改良等は、本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５０】
１０  導電性環
１２  絶縁性パイプライン
１４  ダイオード
１６  導電性材料
１８  静電気除去回路
２０  絶縁性中空管
２２  バリスタ
２４  サーミスタ
２６  気体放電管
２８  集電コンデンサ
３０  弧状導電性コネクタ
３２  プリント基板
３４  ねじ
３６  ピン
３８  減衰回路
４０  圧電コンデンサ
４２  ピーク検出回路
４４  電子スイッチ
４６  インダクタンス
４８  抵抗器
【図１】
2020119883.tif 000008
【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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