(57)【要約】【課題】送風装置を使用しなくてもプラスイオンとマイナスイオンを安定して拡散させるイオン発生装置を提供する。【解決手段】イオン発生装置１０は、正の電圧の印加によりプラスイオンを発生させる針状陽電極１と、負の電圧の印加によりマイナスイオンを発生させる針状陰電極２と、前記針状陽電極１と前記針状陰電極２への電圧印加を制御する制御部６と、針状陽電極１または針状陰電極２が配置されている基板５の面と同じ面において針状陽電極１または針状陰電極２の周囲を囲まない対向電極３，４と、を備え、対向電極３，４は、基板５の面に突出して配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の電圧の印加によりプラスイオンを発生させる針状陽電極と、
負の電圧の印加によりマイナスイオンを発生させる針状陰電極と、
前記針状陽電極と前記針状陰電極への電圧印加を制御する制御部と、
前記針状陽電極または前記針状陰電極が配置されている面と同じ面において前記針状陽電極または前記針状陰電極の周囲を囲まない対向電極と、
を備えたイオン装置であって、
前記対向電極は、前記面に突出して配置されていることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
前記対向電極は、前記針状陽電極に対して絶縁距離を持って配置され、前記針状陰電極に対して絶縁距離を持って配置されていることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記対向電極は、外郭形状に尖部形を持たないことを特徴とする請求項１または２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記針状陽電極と前記針状陰電極の電圧印加を交互に行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のイオン発生装置。
【請求項５】
前記対向電極は、前記針状陽電極との間に形成される電界を安定させる第１の対向電極と、前記針状陰電極との間に形成される電界を安定させる第２の対向電極と、を有し、
前記第１の対向電極と前記第２の対向電極は、前記針状陽電極と前記針状陰電極が並設されている方向に、前記第１の対向電極、前記針状陽電極、前記針状陰電極、前記第２の対向電極の順で配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のイオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気中において放電によりイオンを発生させるイオン発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン発生装置とは、放電電極に高電圧を印加することで、空気中にプラスイオンまたはマイナスイオンもしくはその両方を発生させる装置である。
【０００３】
空気中でプラスイオンまたはマイナスイオンもしくはその両方のイオンを発生させるには、コロナ放電、誘電バリア放電、放射線や水破砕等の方法がある。プラスイオンを発生させるためには放電電極に正の電圧を、マイナスイオンを発生させるためには放電電極に負の電圧を通電することで、それぞれのイオンを発生させることができる
従来から、プラスイオンＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）とマイナスイオンＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）を空気中に送出させ、２つのイオンを空気中に浮遊する細菌やウイルスに付着させることで、浮遊菌やカビ菌の除去、またはウイルスの抑制に効果がある。これらの効果は、プラスイオンとマイナスイオンが空間全体に一様に存在するほうが高い。
【０００４】
一般に、イオンを空気中に送出するには、送風装置を設け、その風力でイオンを吹き飛ばすことが多い。特許文献１に係る発明は、正の電圧の印加によりプラスイオンを発生させる針状陽電極と、負の電圧の印加によりマイナスイオンを発生させる針状陰電極と、を備え、針状陽電極への正電圧の印加と、針状陰電極への負電圧の印加と、を交互かつ周期的に行う手段を有する。これにより、空気中における流速条件がどのような状態であっても、プラスイオンとマイナスイオンを効率よく発生させることができる。
【０００５】
また、イオン発生装置は、イオンを発生する放電電極と、放電電極との間に形成される電界を安定させる対向電極との配置に関して研究がされている（特開２００４−１８３４８）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４３２８８号公報
【特許文献２】特開２００４−１８３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
送風装置によってイオンを送出することは、室内の遠方に効率良く拡散させることができるが、商用電源を使用しない環境下では電力消費が大きいといった問題がある。例えば、携帯型イオン発生機等といった電池で駆動される機器の場合、電力消費の観点から送風装置を搭載せずイオンを送出したいといった要望がある。また、送風装置によって発生した風により、人が寒さを感じたり、空気が乾燥してしまうといった問題があった。
【０００８】
特許文献１に係る発明は、空気中における流速条件がどのような状態であっても、プラスイオンとマイナスイオンを効率よく発生させることを可能としているが、送風装置を使用しない機器において、遠方へ効率良くイオンを送出することは難しい。
【０００９】
本発明においては、送風装置を使用しなくてもプラスイオンとマイナスイオンを安定して拡散させるイオン発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明にかかるイオン発生装置は、正の電圧の印加によりプラスイオンを発生させる針状陽電極と、負の電圧の印加によりマイナスイオンを発生させる針状陰電極と、前記針状陽電極と前記針状陰電極への電圧印加を制御する制御部と、前記針状陽電極または前記針状陰電極が配置されている面と同じ面において前記針状陽電極または前記針状陰電極の周囲を囲まない対向電極と、を備えたイオン装置であって、前記対向電極は、前記面に突出して配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、針状陽電極から送出されたプラスイオンと針状陰電極から送出されたマイナスイオンが、対向電極へ引き寄せられ減衰することを減らすことができる。これにより、プラスイオンとマイナスイオンを安定して拡散させることができる。
【００１２】
また、本発明に係るイオン発生装置において、前記対向電極は、前記針状陽電極に対して絶縁距離を持って配置され、前記針状陰電極に対して絶縁距離を持って配置されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、対向電極と各針状電極が絶縁距離を持って配置されていることにより、対向電極と各針状電極の干渉による悪影響を低減することができる。
【００１４】
また、本発明に係るイオン発生装置において、前記対向電極は、外郭形状に尖部形を持たないことを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、対向電極の外郭形状に尖部形を持たないことにより、対向電極と各針状電極の干渉による悪影響を低減することができる。
【００１６】
また、本発明に係るイオン発生装置において、前記制御部は、前記針状陽電極と前記針状陰電極の電圧印加を交互に行うことを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、送風装置を使用しない環境下において、プラスイオンとマイナスイオンのバランスを等量化することにより、イオンの送出方向の偏りを抑えることができる。
【００１８】
また、本発明に係るイオン発生装置において、前記対向電極は、前記針状陽電極との間に形成される電界を安定させる第１の対向電極と、前記針状陰電極との間に形成される電界を安定させる第２の対向電極と、を有し、前記第１の対向電極と前記第２の対向電極は、前記針状陽電極と前記針状陰電極が並設されている方向に、前記第１の対向電極、前記針状陽電極、前記針状陰電極、前記第２の対向電極の順で配置されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、針状陽電極に対する第１の対向電極と針状陰電極に対する第２の対向電極をそれぞれ設けている。さらに、針状陽電極と第１の対向電極の間で形成される電界と、針状陰電極と第２の対向電極の間で形成される電界は、少なくとも針状陽電極と針状陰電極の距離だけ離れているため、電界の干渉による悪影響を低減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、送風装置を使用しなくてもプラスイオンとマイナスイオンを安定して拡散させるイオン発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態１のイオン発生装置に係る電極基板の模式図である。
【図２】本実施の形態１のイオン発生装置に係る電極基板の斜視図である。
【図３】本実施の形態２のイオン発生装置に係る電極基板の斜視図である。
【図４】本実施の形態３のイオン発生装置に係る電極基板の斜視図である。
【図５】本実施の形態４のイオン発生装置に係る電極基板の斜視図である。
【図６】本発明と比較するためのイオン発生装置１に係る電極基板の模式図である。
【図７】本発明と比較するためのイオン発生装置１に係る電極基板の斜視図である。
【図８】本発明と比較するためのイオン発生装置２に係る電極基板の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔本実施の形態１〕
以下、本発明をその実施の形態１を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００２３】
図１に示した本発明に係るイオン発生装置は、正の電圧の印加によりプラスイオンを発生させる針状陽電極１と、負の電圧の印加によりマイナスイオンを発生させる針状陰電極２と、電極１，２に対応する対向電極３，４と、を基板５上に備える。また、正の電圧の印加を制御するイオン発生制御部６ａと負の電圧の印加を制御するイオン発生制御部６ｂからなる制御部６を備える。針状電極１，２には、正または負の高圧電気が印加され、対向電極３，４は、アースまたはグランドに接続される。本実施の形態１に係る対向電極３，４は、各々対応する針状電極１，２の先端から一定の距離を隔てて設置されている。針状電極１，２と対向電極３，４は基板５の同じ面に設置されており、対向電極３，４の高さは、針状電極１，２の根本から針先の間からなる。対向電極３，４の形状は、円状、四角、三角、棒状などに限定されるものではないが、針状電極１，２の周囲を囲まない形状が望ましい。
【００２４】
図２は本実施の形態１のイオン発生装置に係る電極基板の斜視図である。基板５は、幅２０ｍｍ×長さ５０ｍｍで厚み約２ｍｍの絶縁体である。基板５の中心線上にプラスイオンを発生させる針状陽電極１とマイナスイオンを発生させる針状陰電極２を１０ｍｍの間隔で左右方向に配置し、さらにその外側１０ｍｍの位置に対向電極３，４を配置した。針状電極１，２は、基板５の表面から３ｍｍ出るように取りつけている。対向電極３，４は、直径約２ｍｍで厚みが約１ｍｍの点状（円盤状）で、中央部が丸く盛り上がっている形状のものを配置した。針状電極１，２および対向電極３，４は、導電材料で形成される。
【００２５】
ここで、本実施の形態１に係る電極基板によるイオン送出効率を確認するため、本実施の形態１に係る電極基板の組品から対向電極３，４を除去した電極基板（図６，７を参照）を用い、イオン発生装置の針先端から距離で１５ｃｍ、および５０ｃｍ離れた場所に二重円筒型一電極式（ゲルディエン型）のイオンカウンターを設置し、プラスイオン及びマイナスイオンを測定し、その総和を比較した。
【００２６】
【表１】
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表１に示すように、本発明と比較するためのイオン発生装置１に係る電極基板（以下、比較例１と称す）に比べ、本実施の形態１のイオン発生装置に係る電極基板（以下、実施例１と称す）は、イオン量が１５ｃｍの距離で１１３％、５０ｃｍの距離で１４８％に増加し、残存率が３％向上している。このように、実施例１は比較例１に対して遠方へ効率良くイオンを送出している。
【００２７】
本実施の形態１では、正の電圧の印加によりプラスイオンを発生させる電極と、負の電圧の印加によりマイナスイオンを発生させる電極の形状を針状と前提して構成しているが、電極の形状は針に限定せず、線状、棒状、または棒状の先端が球形となっているもの、および平板に鋸刃状エッジが存在するものでも構わない。
【００２８】
なお、針状陽電極１、針状陰電極２、及び対向電極３，４は、それぞれ互いに１０ｍｍ以上離れているほうが好ましい。針状陽電極１、針状陰電極２、及び対向電極３，４の間隔が各々互いに１０ｍｍより近いと、イオン放電時に干渉してしまい、イオンの発生に影響し、空間に安定してイオンを送出することが難しくなる。
【００２９】
なお、本実施の形態１のように、プラスイオンを発生させる針状陽電極１と、マイナスイオンを発生させる針状陰電極２と、対向電極３，４を一直線状に配置せず、互いの間隔を保つことが出来れば、多少直線から外れた配置でもよい。
〔本実施の形態２〕
図３は本実施の形態２のイオン発生装置に係る電極基板の斜視図である。本発明の実施形態２に係るイオン発生装置は、本実施の形態１と同様に、正の電圧の印加を制御するイオン発生制御部６ａと負の電圧の印加を制御するイオン発生制御部６ｂからなる制御部６を備える。基板５には、正の電圧の印加によりプラスイオンを発生させる針状陽電極１と、負の電圧の印加によりマイナスイオンを発生させる針状陰電極２と、各々の針状電極１，２に対応する対向電極３，４と、が設けられている。対向電極３，４は、放電のための針状電極１，２の先端から一定の距離を隔てて設置される。針状電極１，２と対向電極３，４は基板５の同じ面に設置されており、対向電極３，４の高さは、針状電極１，２針の根本から針先の間からなる。対向電極３，４の形状は、円状、四角、三角、棒状などに限定されるものではないが、針状電極１，２の周囲を囲まない形状が望ましい。
【００３０】
基板５は、幅２０ｍｍ×長さ５０ｍｍで厚み約２ｍｍの絶縁体である。基板５の中心線上にプラスイオンを発生させる針状陽電極１とマイナスイオンを発生させる針状陰電極２を３０ｍｍの間隔で配置し、さらにその外側１０ｍｍの位置に針状電極１，２に対応する対向電極３，４を配置した。針状電極１，２は、基板５の表面から３ｍｍ出るように取りつける。対向電極３，４は、直径約２ｍｍで厚みが約１ｍｍの点状（円盤状）で、中央部が丸身を帯びて突出している形状のものを配置した。針状電極１，２および対向電極３，４は、導電材料で形成される。この電極基板の組品を使用し、イオン発生装置の針先端から距離１５ｃｍ、および５０ｃｍ離れた場所に二重円筒型一電極式（ゲルディエン型）のイオンカウンターを設置しプラス及びマイナスイオンを測定した。測定結果は表２にて後述する。
〔本実施の形態３〕
図４は本実施の形態３のイオン発生装置に係る電極基板の斜視図である。本発明の実施形態３に係るイオン発生装置は、本実施の形態１と同様に、正の電圧の印加を制御するイオン発生制御部６ａと負の電圧の印加を制御するイオン発生制御部６ｂからなる制御部６を備える。基板５には、正の電圧の印加によりプラスイオンを発生させる針状陽電極１と、負の電圧の印加によりマイナスイオンを発生させる針状陰電極２と、対向電極７と、が設けられている。対向電極７は、放電のための針状電極１，２の先端から一定の距離を隔てて設ける。針状電極１，２と対向電極７は基板５の同じ面に設置されており、対向電極７の高さは、針状電極１，２針の根本から針先の間からなる。対向電極７の形状は、円状、四角、三角、棒状などの限定されるものではないが、針電極の周囲を囲まない形状が望ましい。
【００３１】
基板５は、幅２０ｍｍ×長さ５０ｍｍで厚み約２ｍｍの絶縁体である。基板５の中心線上にプラスイオンを発生させる針状陽電極１とマイナスイオンを発生させる針状陰電極２を３０ｍｍの間隔で配置し、さらにその中央の位置に対向電極７を１つ配置した。針状電極１，２は、基板５表面から３ｍｍ出るように取りつけている。対向電極７は、直径約２ｍｍで厚みが約１ｍｍの点状（円盤状）で、中央部が丸身を帯びて突出している形状のものを配置した。針状電極１，２および対向電極７は、導電材料で形成される。この電極基板の組品を使用し、イオン発生装置の針先端から距離１５ｃｍ、および５０ｃｍ離れた場所に二重円筒型一電極式（ゲルディエン型）のイオンカウンターを設置しプラス及びマイナスイオンを測定した。測定結果は表２にて後述する。
〔本実施の形態４〕
図５は本実施の形態４のイオン発生装置に係る電極基板の斜視図である。本発明の実施形態４に係るイオン発生装置は、本実施の形態１と同様に、正の電圧の印加を制御するイオン発生制御部６ａと負の電圧の印加を制御するイオン発生制御部６ｂからなる制御部６を備える。基板５ｂには、正の電圧の印加によりプラスイオンを発生させる針状陽電極１と、負の電圧の印加によりマイナスイオンを発生させる針状陰電極２と、各々の針状電極１，２に対応する対向電極３ｂ、４ｂと、が設けられている。対向電極３ｂ、４ｂは、放電のための針状電極１，２の先端から一定の距離を隔てて設置されている。針状電極１，２と対向電極３ｂ、４ｂは基板５ｂの同じ面に設置されており、対向電極３ｂ、４ｂの高さは、針状電極１，２針の根本から針先の間からなる。対向電極３ｂ、４ｂの形状は、前述の実施形態と比べ面積が大きい長方形とした。対向電極３ｂ、４ｂの形状は長方形に限定されるものではないが、針電極の周囲を囲まない形状が望ましい。
【００３２】
基板５ｂは、前述の実施形態で使用したものよりも大きく幅２０ｍｍ×長さ７５ｍｍで厚み約２ｍｍの絶縁体である。基板５ｂの中心線上にプラスイオンを発生させる針状陽電極１とマイナスイオンを発生させる針状陰電極２を３０ｍｍの間隔で配置し、さらにその外側１０ｍｍの位置（中心位置は１５ｍｍ）に各々の針状電極１，２に対応する対向電極３ｂ、４ｂを配置した。針状電極１，２は、基板５ｂ表面から３ｍｍ出るように取りつける。対向電極３ｂ、４ｂは、横幅約１０ｍｍ×縦１８ｍｍで厚みが約０．０２ｍｍの長方形の箔形状のものを配置した。針状電極１，２および対向電極３ｂ，４ｂは、導電材料で形成される。この電極基板の組品を使用し、イオン発生器の針先端から距離１５ｃｍ、および５０ｃｍ離れた場所に二重円筒型一電極式（ゲルディエン型）のイオンカウンターを設置しプラス及びマイナスイオンを測定した。測定結果は表２にて後述する。
【００３３】
図８は本発明と比較するためのイオン発生装置２に係る電極基板（以下、比較例２と称す）の斜視図である。比較例２は、従来からあるイオン発生装置である。
【００３４】
基板５は、幅２０ｍｍ×長さ５０ｍｍで厚み約２ｍｍの絶縁体である。基板５の中心線上にプラスイオンを発生させる針状陽電極１とマイナスイオンを発生させる針状陰電極２を３０ｍｍの間隔で配置し、針状電極１，２を中心に、各々直径約１２ｍｍの周縁にドーナツ状の対向電極３ｃ、４ｃを配置した。これにより、針状電極１，２の先端から出た電気力線が、各々環状の対向電極３ｃ、４ｃに吸収されて、全周囲で鳥かごのように取り囲まれた状態となっている。ここで、イオンは電気力線に沿って移動するため送風機を使用しない無風の場合、その影響を大きく受け外部に放出されにくくなる。
【００３５】
針状電極１，２は、基板５表面から３ｍｍ突出するように取りつける。対向電極３ｃ，４ｃは、直径約１２ｍｍ、幅約１ｍｍで厚みが約０．２ｍｍのドーナツ状のものを配置した。針状電極１，２および対向電極３ｃ，４ｃは、導電材料で形成される。この電極基板の組品を使用し、イオン発生装置の針先端から距離１５ｃｍ、および５０ｃｍ離れた場所に二重円筒型一電極式（ゲルディエン型）のイオンカウンターを設置しプラス及びマイナスイオンを測定した。
【００３６】
上記の実施形態および比較例１及び２の測定結果を表２に示す。
【００３７】
先ず、比較例１と比較例２を比較した場合、５０ｃｍの距離においてはイオン量が比較例１と比べ５８．２％となり、残存率差も−３．６％と減少する。
【００３８】
本実施の形態２（表２の実施例２）の場合、イオン発生装置から５０ｃｍの距離においてはイオン量が比較例１と比べ２０９．７％で、残存率差６．３％となっている。よって、実施例１や比較例２よりも遠方へ効率良くイオンを送出している。
【００３９】
本実施の形態３（表２の実施例３）の場合、５０ｃｍの距離においてはイオン量が比較例１と比べ２１８．２％で残存率差５．８％となっており、実施例２と同様に遠方へ効率良くイオンを送出している。
【００４０】
本実施の形態４（表２の実施例４）の場合、５０ｃｍの距離においてはイオン量が比較例１と比べ２１５．２％で残存率差６．２％となっており、実施例２と同様に遠方へ効率良くイオンを送出している。
【００４１】
【表２】
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以上の結果から、プラスイオンを発生させる針状陽電極１と、マイナスイオンを発生させる針状陰電極２と、対向電極３，４と、を必ずしも一直線状に配置する必要がなく、互いの間隔を保つことが出来ればよい。その配置はイオンの使用目的に合わせ、同一面に配置される形態であれば構わない。上記の実施形態を満たすことで、上記イオン発生装置に送風することなく、イオンを遠くまで到達させることが出来る。さらに、イオンを空間全体に一様に拡散させることが可能となり、上記イオン発生装置を搭載する電気機器の消費電力を低減することが可能になる。また。前記電気機器が風によって与える人への不快感も低減することも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明はイオン発生装置において利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１  針状陽電極（放電電極）
２  針状陰電極（放電電極）
３，３ｂ，３ｃ  対向電極（正極側）
４，４ｂ，４ｃ  対向電極（負極側）
５，５ｂ  基板
６ａ  イオン発生制御部（正極側）
６ｂ  イオン発生制御部（負極側）
６  制御部
【図１】
2014203556.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014203556.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
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