(57)【要約】【課題】電子を空気中に飛び出させて、電子が空気中の酸素分子に吸着されるようにし、空気中の酸素分子がマイナスイオン化して核イオンとなり、核イオンに空気中にある酸の分子（硝酸、炭酸、硫酸）が結合し、さらに水分子が結合して初期マイナスイオンを発生させることに適した、マイナスイオン生成器２を提供する。【課題手段】微粉炭の層３と、硅砂の層４と、微粉炭の層３に接触させて設けたマイナス極８と、硅砂の層に接触させて設けたプラス極７とからなるマイナスイオン生成器２とし、硅砂の層４には塩化ナトリウムと塩化カリウムを混入する。また直流電源６のマイナス端子６ｂにマイナス極８を、直流電源６のプラス端子６ａにプラス極７を繋ぐ。さらにマイナスイオン生成器２を設けた住宅１とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒体若しくは粉体からなる炭素の層と、粒体又は粉体からなる硅砂の層とを有するものとし、前記硅砂の層には塩化ナトリウムと塩化カリウムを混入し、前記炭素の層に接触させて導電性の部材からなるマイナス極を設け、前記硅砂の層に接触させて導電性の部材からなるプラス極を設けたことを特徴とするマイナスイオン生成器。
【請求項２】
請求項１に記載したマイナスイオン生成器であって、炭素の層が微粉炭の層であることを特徴とするマイナスイオン生成器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載したマイナスイオン生成器であって、炭素：硅砂：塩化ナトリウム：塩化カリウムの重量比がおおむね３：３：１：１であることを特徴とするマイナスイオン生成器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載したマイナスイオン生成器であって、炭素の層と硅砂の層を枠又は箱のいずれかに詰めた構成とし、前記枠又は箱が非導電性の材料からなることを特徴とするマイナスイオン生成器。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載したマイナスイオン生成器であって、直流電源を有するものとし、前記直流電源の電圧が１２Ｖであることを特徴とするマイナスイオン生成器。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載したマイナスイオン生成器であって、プラス極が金属に白金メッキした部材であることを特徴とするマイナスイオン生成器。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載したマイナスイオン生成器を取り付けたことを特徴とする住宅、集合住宅又は集合住宅の区分住居。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子親和力が高く電子を豊富に含む炭素から電子を放出させ、空気中にマイナスイオンを生成させる、マイナスイオン生成器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生活環境においてマイナスイオンが優勢でプラスイオンが少ないときには、毛細血管が拡張し、血圧が下降し、利尿作用が促進し、疲労回復力が著しく増加する効果や、不眠や頭痛や不快感を解消して食欲を増進するなど、人体に対して好ましい生物的効果が得られると言われている。
従来からマイナスイオンの発生器として、コロナ放電の電離作用を利用したものがあった（例えば、特許文献１〜３参照。）。コロナ放電ではプラス電極とマイナス電極を近づけて高い電圧をかけ、電極間にある空気の絶縁を破壊して放電させている。コロナ放電によるとプラスイオンとマイナスイオンが同量発生するが、発生したマイナスイオンだけを取り出す方法も、プラスイオンだけを消去する方法もないため、プラスイオンによって空気中の窒素が酸化されて窒素酸化物ができる問題と、これに伴ってオゾンが発生する問題があった（藤野薫著、マイナスイオンハンドブック、第３刷、せせらぎ出版、Ｐ．１０１−１０２より引用。）。
また水滴の分裂・破断に伴って、微細な水滴から電子が空気中に放出され、空気中の気体分子（特に酸素分子）に取り込まれて、マイナスイオンを生成する現象であるレーナルト効果が知られているが、レーナルト効果が得られるのは落差が５０ｍ以上の滝に限られ、我々の生活環境にある水道から落下する水や噴水などでは電子を放出させるエネルギーに達せず、レーナルト効果は生じない（例えば、非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７８８５４号公報
【特許文献２】特開２００５−  ６３７１４号公報
【特許文献３】特開２００８−  ４７３２４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】藤野薫、「マイナスイオンハンドブック」、第３刷、せせらぎ出版、２００４年５月２０日、Ｐ．３６−３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子を空気中に飛び出させることにより、電子が空気中の酸素分子に吸着されるようにして、空気中の酸素分子がマイナスイオン化して核イオンとなり、核イオンに対して空気中にある酸の分子（硝酸、炭酸、硫酸）が結合し、さらに水分子が結合した初期マイナスイオンを発生させることに適した、マイナスイオン生成器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
粒体若しくは粉体からなる炭素の層と、粒体又は粉体からなる硅砂の層とを有するものとし、硅砂の層には塩化ナトリウムと塩化カリウムを混入する。また炭素の層に導電性の部材からなるマイナス極を設け、硅砂の層に導電性の部材からなるプラス極を設けたマイナスイオン生成器とする。そして直流電源のマイナス端子とマイナス極を繋ぎ、直流電源のプラス端子とプラス極を繋ぐ。
【発明の効果】
【０００７】
電子親和力が高く電子を豊富に含む炭素の層から、空気中に電子を飛び出させることに適した単純で安価なマイナスイオン生成器を提供することができた。
またマイナスイオン生成器を取り付けた住宅、集合住宅又は集合住宅の区分住居としたので、住む人の不眠や頭痛や不快感を解消して食欲を増進するなど、人体に対して好ましい生物的効果が得られる生活環境を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】マイナスイオン生成器を取り付けた住宅の構成図である。
【図２】直流電源のスイッチを入れずに測定した１５分間の測定データ図である。
【図３】直流電源のスイッチを入れた後１５分間の測定データ図である。
【図４】直流電源のスイッチを入れた後１５〜３０分の間の測定データ図である。
【図５】直流電源のスイッチを入れた後３０〜４５分の間の測定データ図である。
【図６】直流電源のスイッチを入れた後４５分３９秒〜６０分３９秒の間の測定データ図である。
【図７】直流電源のスイッチを入れた後６０分３９秒〜７５分３９秒の間の測定データ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
粒体若しくは粉体からなる炭素の層と、粒体又は粉体からなる硅砂の層とを有するものとし、硅砂の層には塩化ナトリウムと塩化カリウムを混入する。また炭素の層に接触させて導電性の部材からなるマイナス極を設け、硅砂の層に接触させて導電性の部材からなるプラス極を設けたマイナスイオン生成器とする。
炭素の層としては粒体の炭素も使用可能であるが、なるべく細かい炭素を使用することが好ましい。炭素は電子親和力が高く、回りから電子を吸収して豊富に含むため、炭素の層には自由電子がたくさん存在するからである。また炭素は導電性が高く自由電子が抵抗少なく動くことができるからである。
また硅砂の層として粒体の硅砂も使用可能であるが、なるべく細かい硅砂を使用することが好ましい。硅砂は非導電性であるが塩化ナトリウムを加えることにより、電気抵抗は高いものの、比較的小さな電圧により硅砂の層に僅かな電流が流れるようになる。
塩化カリウムは吸湿性が高く大気から水分を取り込む能力に優れている、また回りの環境が乾燥してくると塩化カリウムは水分を放出する性質を持っているので、常に硅砂の層に湿り気を与えるために加えるものである。但し本発明にかかるマイナスイオン生成器を最初に使用するときは、予め硅砂の層に少しの水を加えておくことが好ましい。
マイナス極やプラス極としては、銅など導電性の高い金属や、導電性の高いセラミックスや、導電性の高い高分子など好ましく特にこだわるものではないが、金属材料の場合は白金メッキしたものを使用すると耐久性が高く好ましい。
【００１０】
また炭素の層が微粉炭の層であるマイナスイオン生成器とする。上記した通り炭素の層は細かい炭素を使用することがより好ましいからである。
炭素：硅砂：塩化ナトリウム：塩化カリウムの重量比がおおむね３：３：１：１であるマイナスイオン生成器とする。試行錯誤の実験を繰り返した結果おおむねこの比率とすることが好ましかったからである。
また炭素の層と硅砂の層を枠又は箱のいずれかに詰め、枠又は箱が非導電性の材料からなるマイナスイオン生成器とする。枠の場合はコンクリート製の床など非導電性の床に置いて使用する。箱の場合は上部を開放した箱でも蓋を取り付けた箱でも構わない、また箱の場合は導電性の床の上に置くことが可能になる。
また直流電源を有するマイナスイオン生成器であって、直流電源の電圧が１２Ｖであるマイナスイオン生成器とする。直流電源としてはバッテリーを使用することも可能であるが、家庭で使用する１００Ｖの交流電源を１２Ｖに変圧し、両波整流回路やブリッジ形整流回路などにより直流にした直流電源とすると、バッテリーを交換する必要がないため好ましい。
またプラス極が金属に白金メッキした部材であるマイナスイオン生成器とする。特にプラス極の消耗が激しい場合があるが、金属に白金メッキしたものを使用すると安価で耐久性が高く好ましいからである。
上記したマイナスイオン生成器を取り付けた住宅、集合住宅、集合住宅の区分住居とする。住宅の床下又は部屋の中、集合住宅の一部分又は集合住宅の一部の区分住居にマイナスイオン生成器を取り付けるとマイナスイオンの豊富な環境を提供することができる。
またマイナスイオンの豊富な環境に住む住民は、毛細血管が拡張し、血圧が下降し、利尿作用が促進し、疲労回復力が著しく増加する効果や、不眠や頭痛や不快感を解消して食欲を増進するなど、人体に対して好ましい生物的効果がが得られるからである。
【００１１】
以上のようなマイナスイオン発生器のマイナス極とプラス極を、それぞれ直流電源のマイナス端子とプラス端子に繋ぐと、炭素の層は全体がマイナス電圧となり、硅砂の層は全体がプラス電圧になるため、炭素の層と硅砂の層との間に電界が生じ、炭素の層の中の電子は電界からエネルギーを受けて、加速しながら硅砂の層に向かって進む。
さらに炭素の層から硅砂の層に入った電子が、硅砂の層を通ってプラス極に流れることにより、プラス極からマイナス極に向かって電流が流れる。しかし、硅砂の層は電気抵抗が大きいため、プラス極に流れる電子の数は少なく、多くの電子は硅砂の層を通過して大気に飛び出す。
大気は窒素が約８０％を締め酸素は約２０％しかないが、酸素の電子親和力は窒素の電子親和力に比べて約２５倍あるため、マイナスイオン生成器から飛び出した電子のほとんどが酸素分子に吸着されて、中性の酸素分子が負電荷を帯びて核イオンと呼ばれるマイナスイオンとなり、核イオンに空気中にある酸の分子（硝酸、炭酸、硫酸）が結合し、さらに水分子が結合して初期イオンと呼ばれるマイナスイオンとなり、初期イオンの一部はさらに成長して重イオンと呼ばれるマイナスイオンとなり、その後雨滴の核となるなどして地表に落下する（藤野薫著、マイナスイオンハンドブック、第３刷、せせらぎ出版、Ｐ．４２〜４５より引用。）。
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施例１を図１に示し説明する。実施例１のマイナスイオン生成器２は非導電性の材料からなる枠５の中に微粉炭の層３と硅砂の層４を構成したものである。枠５の内側は１．８ｍ×１．８ｍの面積を有するものとし、微粉炭の層３の高さを約３ｃｍとし、硅砂の層４の高さを約３ｃｍとした。
枠５の一部にステンレスの板を微粉炭の層３だけに接触させて設けこれをマイナス極８とした、また枠５の一部に白金メッキしたステンレスの板を硅砂の層４だけに接触させて設けこれをプラス極７とした。
硅砂には少しの水と塩化ナトリウムと塩化カリウムを加え攪拌した後に硅砂の層４を構成した。このとき微粉炭：硅砂：塩化ナトリウム：塩化カリウムの量を重量比で３：３：１：１となるようにした。
実施例１では１００Ｖの交流電源を１２Ｖに変圧し、ブリッジ形整流回路により直流にした直流電源６を使用し、直流電源６のマイナス端子６ｂとマイナスイオン生成器２のマイナス極８とを繋ぎ、直流電源６のプラス端子６ａとマイナスイオン生成器２のプラス極７とを繋いだ。
実施例１のマイナスイオン生成器２を設置した住宅１は、コンクリートの基礎１ｃの上に建築した、屋根１ａ、壁１ｂ、１階１ｇ、２階１ｈなどからなる住宅１である。１階１ｇの床１ｄの下に設けた床下１ｅに直流電源６とマイナスイオン生成器２を設置し、１００Vの交流電源を直流電源６に供給した。
床下１ｅの換気のために、一階の床１ｄの一部にスリット１ｆを設けた。また屋根１ａの下から壁１ｂ伝いにダクト９を設置し、ダクト９の下端部にファン９ａを取り付け、ダクト９の下端の口を床下１ｅに向けた。
【００１３】
実施例１の住宅１におけるイオン測定の実験結果のデータについて説明する。測定した場所は１階１ｇ、当日の気温は摂氏１９．４〜２０．０度、湿度は４０〜４２％であった
。測定にはコムシステム株式会社（住所、〒１９６−０００３、東京都昭島市松原町２−３−１７、橋本ビル、電話０４２−５４３−９０６２）の空気イオンカウンター、ＭＯＤＥＬ：ＣＯＭ−３８００を使用した。測定値はいずれも空気１ｃｃの中にあるイオンの個数である。
実験時の通常の状態におけるイオンの量を測定するため、直流電源のスイッチをいれない状態で測定した１５分間の測定データを図２に示した。その後直流電源のスイッチを入れて測定した１５分間毎の測定データを図３〜図５に示した。さらにファン９ａのスイッチを入れて強制的に床下１ｅを換気しながら測定した１５分間毎の測定データを図６及び図７に示した。
実験時の通常の状態における１５分間の測定データである図２によると、マイナスイオンの平均値は１８１個、プラスイオンの平均値は２１４個であった。当日は平均値において３３個プラスイオンが多かった。
直流電源のスイッチを入れた後１５分間の測定データである図３によると、スイッチを入れた後８分間はマイナスイオンの個数とプラスイオンの個数に差はなかったが、８分経過後からマイナスイオンの個数が増加する傾向が見られ、プラスイオンの個数が減少する傾向が見られた。
【００１４】
直流電源のスイッチを入れた後、１５分経過後〜３０分迄の間の測定データである図４によると、この１５分間ではマイナスイオンの平均値が３３８個であったのに対して、プラスイオンの平均値が１６８個であったため、マイナスイオンが１７０個多い結果となった。
直流電源のスイッチを入れた後、３０分経過後〜４５分迄の間の測定データである図５によると、この１５分間ではマイナスイオンの平均値が３１７個であったのに対して、プラスイオンの平均値が１４０個であったため、マイナスイオンが１７７個多い結果となった。
直流電源のスイッチを入れた後４５分経過後にファン９ａのスイッチを入れ、直流電源のスイッチを入れた後４５分３９秒経過後〜６０分３９秒迄の間の測定データである図６によると、この１５分間ではマイナスイオンの平均値が２９１個であったのに対して、プラスイオンの平均値が１２９個であったため、マイナスイオンが１６２個多い結果となった。
またファン９ａのスイッチを入れたまま測定した、直流電源のスイッチを入れて６０分３９秒経過後〜７５分３９秒迄の間の測定データである図７によると、この１５分間ではマイナスイオンの平均値が３２０個であったのに対して、プラスイオンの平均値が１５５個であったため、マイナスイオンが１６５個多い結果となった。
以上の実験結果からマイナスイオン生成器２により、通常の状態においてプラスイオンが３３個多かった１階１ｇの室内において、マイナスイオンがプラスイオンに対して１６２〜１７７個多い環境を提供したことが確認できた。またファンを回して部屋の中を換気した場合には、マイナスイオンとプラスイオンの両方とも同じように増減するため、マイナスイオンとプラスイオンの個数の平均値の差については、大きな影響を受けないことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明はマイナスイオン生成器を製造販売する産業だけでなく、住宅やマンションなどを建築する産業、販売する産業及び賃貸する産業などでも利用することができる。
【符号の説明】
【００１６】
１  ：住宅                      １ａ：屋根                  １ｂ：壁
１ｃ：基礎                      １ｄ：床                    １ｅ：床下
１ｆ：スリット                  １ｇ：１階                  １ｈ：２階
２  ：マイナスイオン生成器      ３  ：微粉炭の層            ４  ：硅砂の層
５  ：枠                        ６  ：直流電源              ６ａ：プラス端子
６ｂ：マイナス端子              ７  ：プラス極              ８  ：マイナス極
９  ：ダクト                    ９ａ：ファン                
【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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