(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽と水分裂部と気液分離部と有し、前記水分裂部は、前記水槽から供給された水を微細水滴に分裂させて空気中に負イオンを発生させる部分であり、前記気液分離部は、前記水分裂部から送風された空気中に含まれる微細水滴を空気中から分離し負イオンを含む空気を装置の外部に送出する部分であり、前記水分裂部と前記気液分離部とは空気流通路をもって接続された負イオン発生装置において、前記空気流通路を伝わって前記水分裂部から前記気液分離部に送りこまれる水滴或いは水流を受入れて前記気液分離部への流入を阻止する流入阻止手段を有し、前記流入阻止手段は、空気流通路の内径よりも内径が大きい拡径部分であり、前記空気流通路の円周方向に、水滴或いは水流を受入れる窪みを形成するものであることを特徴とする負イオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レナード効果（滝効果）を利用して空気中に負イオンを発生させる負イオン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、健康志向が高まるなか、室内空気の清浄化の更なる付加価値として空気イオンの利用が注目されている。空気イオンは、我々の仕事の能率や情緒に対して、明らかに影響を与える。特に負イオンは、精神を安定させ、呼吸器の機能を高める効果を持つといわれている。水滴が空中で分裂するとき、より正確には、水滴が障壁である金属板に衝突して微細水滴に分裂するとき、付近の空気中に負イオンが発生し、微細水滴が負イオンと等量の正電荷を得る。この現象は、レナード効果として古くから知られている。その後、水滴が空気中で分裂するだけでレナードと同様な効果が起こり得る事がシンプソンによって確かめられた。
【０００３】
室内空気を清浄化するとともに空気中に負イオンを発生させる装置として、特開平７−１１４９７１号公報（先行例１）には、水分裂部と、気液分離部とは前後に並置し、水分裂部と、気液分離部とを、空気流通路をもって接続した負イオン発生装置が記載されている。このような負イオン発生装置は、リラクゼーション装置などに利用されるほか、環境を清浄化する作用が得られるとして、クリーンルームなどの空気浄化装置としても用いられる。
【０００４】
以下、図４を参照しながら先行例１に記載された負イオン発生装置の概略の構造を説明する。
【０００５】
図４に示すように先行例１の負イオン発生装置は、水分裂部１０１と気液分離部１０２と水槽１０３の組み合わせにより構成され、水分裂部１０１と気液分離部１０２とは、連結管１１０にて連結されたものである。水分裂部１０１は、内外二重筒１０９、１１１で構成され、外筒１１１内には多数のノズル１０５が配管されている。水槽１０３内には、水が充填され、水槽１０３内の水は、ポンプ１０４で汲み出され、水分裂部１０１のノズル１０５から高圧で噴出される。噴出された水は、水分裂部１０１の外筒１１１の内壁に衝突して微細水滴に分裂し、空気中に負イオンを生ずる。
【０００６】
一方、水分裂部１０１の外筒１１１には、送風機１０６から吸引された循環空気及び外気が吹き込まれ、水分裂部１０１の水噴射室内に発生した微細水滴を含む空気は、外筒１１１内を流動し、その端部で折り返して内筒１０９に流動し、さらに連結管１１０を通して気液分離部１０２に送風される。気液分離部１０２は、サイクロンセパレータであり、その内部に流入した空気は、旋回しつつ上昇し、旋回流により生じた遠心力作用を受けて空気中に含まれる水滴は、気液分離され、分離された水滴は気液分離部１０２の底面に設けられた排出口１０８より第２の配管をとおして水槽１０３に回収される。一方、負イオンを含む空気は、旋回しつつ気液分離部１０２内を上昇し、送気口１０７より外部に放出される。
【０００７】
水槽１０３は、水分裂部１０１に供給すべき水の供給源であり、また水分裂部１０１に供給された大部分の余剰水は、水分裂部１０１の下面に設けられた排出穴１０８により水槽１０３に回収される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように先行例１に記載の負イオン発生装置では、水槽１０３よりポンプ１０４で汲み上げられてノズル１０５より噴出された水の多くは、水分裂部１０１の下面に設けられた排出穴１０８より水槽１０３に回収されるが、一部の水滴は、空気旋回流とともに外筒１１１内を反転して内筒１０９内に流入する。
【０００９】
内筒１０９内に流入した水滴は、送風機１０６の送風圧力を受けて内筒の内壁に沿い旋回しつつ移動するが、一部の水滴は、内筒１０９内の空間を気液分離部１０２に向かい、直線的に移動し、連結管１１０を通して気液分離部１０２内に浸入し、気液分離部１０２内で分離処理が十分に行われないままに外部に放出されることがある。水槽１０３内の水は、水槽１０３から汲み出されて水分裂部１０１に供給され、水分裂部１０１では、機外から吸引された空気と接触して再び水槽１０３内に戻され、繰り返し循環使用されるものであるため、空気中に含まれる塵埃、細菌、糸状菌、胞子類等が水槽内の循環水中に取り込まれることとなる。
【００１０】
したがって、空気の旋回によって巻き上げられた水が気液分離部１０２で処理せぬまま大粒の水滴となり、これが機外に吹き出されることになると、循環水中に含まれるこれら塵埃、細菌、糸状菌、胞子類等も水滴とともに機外に吹き出される可能性がある。
【００１１】
負イオン発生装置においては、水槽内の水は、オーバーフロー、排水などの措置によって入れ替えるようになっており、水中の塵埃、細菌、糸状菌、胞子類等は、排水により水槽内から除去されるものであり、循環水が水滴として直接外気に放出されてはならない。
【００１２】
ところが、先行例１の構造であると、水分裂部１０１で発生した大量の水滴の一部は、内筒１０９内を水平に気液分離部１０２の方向に移動し、気液分離部１０２で処理できない量の循環水が気液分離部１０２内に流入したときには、気液分離部１０２内への吹込み空気の旋回流に吹き上げられて大粒の水滴が空気旋回流とともに気液分離部１０２の吹出口１０９より、外部に吹き出されるという事態が発生する可能性がある。この様な理由から、気液分離部１０２内への大粒の水滴の浸入を抑制することは負イオン発生装置が設置された室内の空気を清浄に保つ上に極めて重要な問題である。
【００１３】
本発明の目的は、上記課題を解決するものであり、水分裂部から空気流通路を伝わって気液分離部へ流入する水滴及び水流の流入を抑制し、気液分離部の吹出口からの水滴飛散のない負イオン発生装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による負イオン発生装置においては、水分裂部と、気液分離部と、流入阻止手段とを有する負イオン発生装置であって、水分裂部は、水槽から供給された水を微細水滴に分裂させて空気中に負イオンを発生させる部分であり、気液分離部は、水分裂部から送風された空気中に含まれる微細水滴を空気中から分離し、負イオンを含む空気を外部に送出する部分であり、水分裂部と、気液分離部とは、空気流通路をもって接続されたものであり、流入阻止手段は空気流通路の内径よりも内径が大きい拡径部分であり、空気流通路の円周方向に、水滴或いは水流を受入れる窪みを形成するものである。そして本発明によれば、水分裂部から空気流通路を伝わって気液分離部へ流入する水滴および水流を抑制することができる負イオン発生装置が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明において、負イオン発生装置は、水分裂部と、気液分離部と、流入阻止手段とを有する。水分裂部では、水槽内から汲み出された水を微細水滴に分裂させて空気中に負イオンを発生させ、気液分離部では、水分裂部から送風された空気中に含まれる微細水滴を空気中から分離し、負イオンを含む空気を外部に送出し、水分裂部と、気液分離部とを接続する空気流通路に流入阻止手段を設けたものであり、流入阻止手段は、空気流通路の内径よりも内径が大きい拡径部分であり、空気流通路の円周方向に、水滴或いは水流を受入れる窪みを形成し、空気流通路内の水滴或いは水流は、空気の圧力に押されながら、空気流通路の内壁に沿って円周上を移動する間に、空気流通路内から窪み内に受入れられて排除される。
【００１６】
【実施例】
（実施例１）
以下に本発明の実施例を図によって説明する。図１において、負イオン発生装置は、水分裂部１０１と気液分離部１０２と水槽１０３の組み合わせにより構成され、水分裂部１０１と、気液分離部１０２とは前後、あるいは左右に並置されたものである。水分裂部１０１と気液分離部１０２とは、水平方向に配管された連結管１１０にて連結されている。水分裂部１０１は、内外二重筒１０９、１１１で構成され、外筒１１１内には、水噴射室１として、多数のノズル１０５が外筒の内壁２に向けて配管されている。水分裂部１０１は、水を分裂させる部分であり、水槽１０３からポンプ１０４で汲み上げられた循環水を給水管路から水噴射室１内の円周方向に分枝して配列された噴射管３に供給し、噴射管３の管軸方向に多数設けられたノズル１０５から外筒１１１に向けて噴出させ、内壁２に衝突させることにより、噴出水に高エネルギーを与え、給水された水を微細水滴に分裂させる。一方、送風機１０６の吹出口は、水噴射室１の一方の端部４（第１の端面）に接線方向となる向きで接続され、送風機１０６の吹出口から吹込まれた空気は、外筒１１１の管軸方向で水噴射室１の内面に沿った旋回流となり、ノズル１０５より噴出された循環水と交わりながら、水噴射室１の第１の端面４と向き合う他方の端面（第２の端面）５へ向けて内筒１０９を軸としてその周囲を旋回しながら軸方向を移動する。第２の端面５まで移動した空気の旋回流は、反転して気液分離部１０２と連結する内筒１０９の内部を旋回しつつ軸方向を移動し、連結管を１１０内を通って気液分離部１０２に突入する。気液分離部１０２は、サイクロン塔である。気液分離部１０２内に流入した空気の旋回流は、引き続きサイクロン塔内を旋回しつつ上昇を続け、旋回によって生ずる遠心力作用によって、旋回空気中に含まれた微細な水滴を振り切って空気中から除去し、負イオンを含む空気が気液分離部１０２の送気口１０７より機外へ吹き出される。
【００１７】
一方、水噴射室１内で発生した水の大部分は、重力により水噴射室１底部に設けた排出穴１０８より落下して水槽１０３に回収されるが、一部の水は水滴や水流となって、空気旋回流とともに内筒１０９を移動し、引き続き連結管１１０を通って気液分離部１０２に導かれる。水分裂部１０１の内筒１０９と、内筒１０９から気液分離部１０２に続く連結管１１０の管路とは、水分裂部１０１と気液分離部１０２とをつなぐ空気流通路１１２を形成するものである。本発明において、水分裂部１０１と気液分離部１０２とをつなぐ管路、この実施例では、水分裂部１０１の内筒１０９と連結管１１０を含めて空気流通路１１２と云うものとする。
【００１８】
本発明による負イオン発生装置においては、空気流通路１１２に流入阻止手段９を設けたものである。この実施例においては、連結管１１０の管路の一部に設けた例を示している。流入阻止手段９は、空気圧に押されながら、連結管１１０の内壁を伝わって水分裂部１０１から気液分離部１０２に送りこまれる水滴や水流を受入れて気液分離部１０２への流入を阻止するものである。また、この実施例においては、連結管１１０を水平方向に配管された例を示しているが、連結管１１０は、必ずしも水平方向に配管された管路に限られるものではない。水分裂部１０１と、気液分離部１０２とが上下あるいは斜め上下に配置されたときには、連結管１１０は、上下方向あるいは斜めに配管されることになる。連結管１１０が上下或いは斜め方向に配管されたときには、配管の内壁を伝わる水滴或いは水流は、自重で下方に落下するが、配管の都合で気液分離部１０２を下段に、水分裂部１０１を上段に設置しなければならないようなときには、連結管１１０の管路の内壁を伝わる水滴或いは水流が気液分離部１０２に流入するのを阻止しなければならない。流入阻止手段９は、連結管１１０の途中の一部に形成した窪みであり、この実施例では、図２（ｂ）に示すように連結管１１０の内径よりも内径が大きい拡径部分である。このような拡径部分は、流入阻止手段９として空気流通路１１２の円周方向に、水滴或いは水流を受入れる窪みを形成する。実施例において、内筒１０９に浸入した水及び水滴は、送風機の空気圧に押されながら空気流通路１１２である内筒１０９と、その延長上の連結管１１０の内壁に沿って移動を続け、流入阻止手段９の窪みに流れ落ち、窪みの底面に設けられた穴１０より第１の配管１１を通じて水槽１０３に回収される。これにより、連結管１１０から気液分離部１０２に浸入する水滴や水流は大幅に削減され、気液分離部１０２に浸入するものは、空気の旋回流に巻き込まれた微細水滴のみとなる。
【００１９】
さらに、気液分離部１０２内で、空気中の微細水滴は、遠心力作用により気液分離処理され、空気中に含まれる微細水滴は遠心方向に振り切られ、気液分離部外筒６に沿って落下し、気液分離部１０２底面に設けられたドレン抜き７より第２の配管８を通り水槽１０３に回収される。一方、気液分離部１０２の送気口１０７からは、負イオンを含む空気が吹き出され、大粒の水滴は吹き出されることがない。
【００２０】
（参考例１）
図２（ｂ）においては、流入阻止手段９の窪みは、連結管１１０の内径より大きな内径の拡径部分であるため、連結管１１０と窪みとの境には、へり部１２ができることとなる。水滴や水流が連結管１１０の内壁から流入阻止手段９の窪みへ落ち込むとき、一部の水はへり部１２に溜まり、これが、ある一定の大きさ以上になると空気の圧力で流入阻止手段９を飛び越えて気液分離部１０２に向かって飛び出し、直接水滴として気液分離部１０２内に浸入することがある。図２（ａ）は、連結管１１０と、流入阻止手段９を形成する窪みの水分裂部上流側端縁には、誘導手段１７として誘導面１３が設けられ、誘導面１３は連結管１１０の内壁に沿って移動する水滴或いは水流を窪み内に誘導する曲面を付したものである。この実施例によれば、連結管１１０内の水滴或いは水流は空気の圧力に押されながら連結管１１０の内壁に沿って移動し、流入阻止手段９を飛び越えることなく、誘導面１３の曲面に誘導されて無理なく流入阻止手段９内に落とし込まれる。
【００２１】
（参考例２）
図３は、空気流通路を形成する水分裂部１０１の内筒１０９の内周面に沿って、その基部から一定の範囲にわたって、スクリューガイド１５を付した例である。スクリューガイド１５は、内筒１０９の内壁を伝わって気液分離部１０２に向かう水滴または水流を空気の旋回方向に誘導し、これを内筒２から引きつづき連結管１１０の内壁に沿って旋回させつつ移動させるものである。空気の旋回流に誘導された水滴や水流は旋回流の外周に寄せられ、内筒１０９壁面を伝いながら旋回しつつ移動することとなる。水分裂部吹出口１６を出た水滴や水流は引き続き連結管１１０の内壁を伝わって移動を続け、流入阻止手段９の拡径部分内に振り切られ、スムーズに流入阻止手段９の窪み内に導かれる。窪み内に導入された水は、穴１０より第１の配管１１を通り、水槽１０３に回収される。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、空気の旋回流とともに水噴射室内筒内に浸入したほとんどの水流及び水滴は、水分裂部と気液分離部とをつなぐ空気流通路内の流入阻止手段に捕捉されて水槽に回収されるため、気液分離部内に浸入する水及び水滴の量を抑制でき、気液分離部送気口からの水滴の飛散を防止して清浄な空気とともに負イオンを送出できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１による負イオン発生装置を示す断面図
【図２】  （ａ）は本発明の参考例１による負イオン発生装置くぼみ部の断面図（ｂ）は実施例１、参考例１によるくぼみ部の断面図
【図３】  本発明の参考例２による負イオン発生装置を示す断面図
【図４】  従来の負イオン発生装置を示す図
【符号の説明】
９ 流入阻止手段
１５ スクリューガイド
１７ 誘導手段
１０１ 水分裂部
１０２ 気液分離部
１０３ 水槽
１１２ 空気流通路
【図１】
0003730074.tif 000002
【図２】
0003730074.tif 000003
【図３】
0003730074.tif 000004
【図４】
0003730074.tif 000005