(57)【要約】【課題】  コロナ放電によって発生した正負イオンを送風機を用いずに外部に送出するとともに、安定した放電特性を得る。【解決手段】  回転自在な回転電極１０と、回転電極１０の外周面を覆う誘電体１２と、誘電体１２に接触する固定電極１１とを備える。固定電極１１は、連続気泡体からなり、研磨剤１５を含有している。固定電極１１と誘電体１２との間に空隙１６が形成され、両電極１０、１１間におけるコロナ放電によって空隙１６に正負イオンが発生する。回転電極１０の回転によって、回転電極１０の周囲に回転方向に気流が生じ、固定電極１１の連続気泡を正負イオンを含んだ気流が通り抜け、正負イオンは外部に放出される。回転する回転電極１０の誘電体１２に固定電極１１が接触し、誘電体１２の表面に付着した有機物がクリーニングされる。【選択図】  図１
2006100190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された一対の電極が相対的に回転可能に設けられ、一方の電極は連続気泡体からなり、前記電極の回転に伴う気流を利用して、両電極間の放電により発生したイオンが前記一方の電極の連続気泡内を通って送出されることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
一対の電極が相対的に回転可能に設けられ、一方の電極は連続気泡体からなり、他方の電極の表面が誘電体に覆われ、該誘電体に前記一方の電極が接触して対向配置され、前記電極の回転に伴う気流を利用して、両電極間の放電により発生したイオンが前記一方の電極の連続気泡内を通って送出されることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項３】
表面を誘電体に覆われた回転可能な回転電極と、該回転電極に対向して前記誘電体に接触するように設けられた固定電極とを備え、該固定電極は連続気泡体からなり、前記回転電極の回転に伴う気流を利用して、両電極間の放電により発生したイオンが前記固定電極の連続気泡内を通って送出されることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項４】
連続気泡体は、誘電体の表面をクリーニングする機能を有することを特徴とする請求項２または３記載のイオン発生装置。
【請求項５】
連続気泡体は、研磨剤を含有したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか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、空気中の浮遊細菌の除菌あるいはウイルスの不活化を行って、空気を浄化するための正イオンおよび負イオンを発生するイオン発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気中の浮遊細菌やウイルス、ダニ等の有害物質を除去するために、正イオンとしてのＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）および負イオンとしてのＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）が利用されている。正イオンおよび負イオン（以下、これらを総称して正負イオンとする）が空気中に放出されると、浮遊細菌や有害物質の表面に付着し、化学反応を起こして過酸化水素や水酸基ラジカルなどの活性種が発生する。この活性種の分解作用により、空気中の浮遊細菌や有害物質が除去される。
【０００３】
このような正負イオンを発生するイオン発生装置が特許文献１に記載されている。図２に示すように、誘電体１の表面に放電電極２が形成され、誘電体１の内部に、放電電極２に対向して誘導電極３が形成され、放電電極２が保護層４に覆われている。
【０００４】
そして、図３に示すように、上記のイオン発生装置Ｘの両電極２、３に電圧印加回路５が接続される。電圧印加回路５によって、両電極２、３間に交流の高電圧が印加されると、両電極２、３間の電位差に基づいて放電電極２の近傍でコロナ放電が生じる。これにより、放電電極２周辺の空気がイオン化され、Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）からなる正イオンと、Ｏ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）からなる負イオンとが発生する。
【０００５】
イオン発生装置Ｘから発生した正負イオンを空気中に放出するために送風機６が設けられる。イオン発生装置Ｘに連動して、モータ駆動回路７によって送風機６が駆動されると、空気の流れが生じ、正負イオンがこの空気の流れに乗って、空気中に放出される。
【特許文献１】特開２００４−１０５５１７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のイオン発生装置では、発生した正負イオンを外部に放出するために送風機が必要である。イオン発生装置単体では、正負イオンの効果を発揮させることができない。そのため、イオン発生装置と送風機と組み合わせなければならず、機構的に大型化してしまい、使用範囲が限定される。
【０００７】
また、放電電極の先端は針状に形成されているので、放電時のスパッタによって、放電電極の先端が破壊されやすい。これを防ぐために、酸化アルミニウムからなる保護層によって放電電極が被覆されている。しかしながら、保護層には、空気中に浮遊している有機物等が付着しやすい。これが付着すると、放電特性が劣化し、イオン発生量が低下する。
【０００８】
本発明は、上記に鑑み、放電によって発生した正負イオンを送風機を用いずに送出することができるイオン発生装置の提供を目的とする。さらに、安定した放電特性が得られるイオン発生装置の提供も目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、対向配置された一対の電極が相対的に回転可能に設けられ、一方の電極は連続気泡体からなり、前記電極の回転に伴う気流を利用して、両電極間の放電により発生したイオンが前記一方の電極の連続気泡内を通って送出されるものである。
【００１０】
電極が回転すると、空気の粘性のため電極の周囲の空気が引きずられて移動することにより、気流が発生する。この気流によって、両電極近傍に発生したイオンが連続気泡を通って、外部に送出される。
【００１１】
一対の電極が相対的に回転可能に設けられ、一方の電極は連続気泡体からなり、他方の電極の表面が誘電体に覆われ、該誘電体に前記一方の電極が接触して対向配置され、前記電極の回転に伴う気流を利用して、両電極間の放電により発生したイオンが前記一方の電極の連続気泡内を通って送出される。
【００１２】
すなわち、両電極の回転あるいはいずれか１つの電極の回転に伴って発生した気流が、両電極間の放電により発生したイオンを吹き流す。イオンは、一方の電極の連続気泡を通って、外部に送出される。このとき、一方の電極が誘電体に接触しながら、相対的に回転する。これによって、一方の電極を利用して、誘電体の表面をクリーニングすることができる。
【００１３】
ここで、一方の電極を回転可能とする場合、一方の電極の構造としては、リングやベルトのように内側が中空となった構造とする。他方の電極が一方の電極の内側に位置している場合、一方の電極の回転に伴う気流は、一方の電極の連続気泡を通って、内側から外側に送られる。また、他方の電極が一方の電極の外側に位置している場合、一方の電極の回転に伴う気流は、一方の電極の連続気泡を通って、外側から内側に送られる。したがって、発生したイオンは一方の電極を通じて外部に送出される。
【００１４】
また、他方の電極としては、表面を誘電体に覆われた回転可能な回転電極とし、一方の電極としては、回転電極に対向して誘電体に接触するように設けられた固定電極とする。そして、固定電極は連続気泡体とする。
【００１５】
誘電体と固定電極との間に空隙が形成され、この空隙において両電極間の放電によりイオンが発生する。そして、回転電極の回転に伴う気流は、回転電極の外周面に沿って流れ、空隙に連通した固定電極の連続気泡に流れ込む。この気流によって、空隙に発生したイオンが固定電極の連続気泡を通って外部に送出される。
【００１６】
空隙は、誘電体と固定電極との接触部よりも回転方向上流側に形成され、連続気泡は、固定電極を貫通して外面に至るように形成されている。このような構造にすることにより、回転電極に沿う気流は固定電極によってせき止められ、必然的に連続気泡に流れ込む。したがって、空隙に発生したイオンが効率よく連続気泡を通って外部に送出される。連続気泡の出口を所望の位置に形成することにより、イオンの送出方向を規定できる。
【００１７】
そして、連続気泡体からなる電極は、誘電体に接触して、誘電体の表面をクリーニングする機能を有する。すなわち、連続気泡体が研磨剤を含有したり、あるいは固定電極の表面を凹凸に形成する。両電極が相対的に回転することにより、誘電体の表面が固定電極によってクリーニングされ、誘電体の表面は清浄な状態に維持される。
【００１８】
なお、回転電極および固定電極は、両電極に接続された電圧印加装置とともに、吸気口を有するキャビネットに内装される。回転電極の外周側に配された固定電極は、キャビネットの外部に露出するように、キャビネット内に配される。したがって、固定電極の連続気泡が、外部に連通する。吸気口から空気が取り込まれ、気流となって、イオンを巻き込みながら連続気泡を通る。このように、イオンは、回転電極の回転に伴う気流によってキャビネットから外部に放出される。なお、印加する交流あるいは直流の電圧パターンによって、正負イオン、正イオンのみ、負イオンのみといったようにいずれかのイオンが発生する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、電極が回転したときに生じる気流によって、コロナ放電により発生したイオンが吹き流される。したがって、送風機を用いなくても、イオンを外部に送出することができる。これによって、イオン発生装置の小型化を図ることができ、このイオン発生装置を各種の電気機器に搭載することが可能となる。
【００２０】
また、一方の電極を連続気泡体とすることにより、発生したイオンの通気路を確保でき、効率よく送出できる。さらに、連続気泡体に含有される研磨剤によって、誘電体に付着した有機物を自動的にクリーニングできるので、常に安定した放電特性が得られる。したがって、十分なイオン発生量を確保でき、電極の回転に伴う気流だけでもイオンを送出して、空気中に拡散できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本実施形態のイオン発生装置を図１に示す。イオン発生装置は、回転自在な回転電極１０と、これに対向して配置された固定電極１１と、回転電極１０の表面を覆う誘電体１２とを備えている。そして、電圧印加装置が、回転電極１０および固定電極１１に接続される。両電極１０、１１と電圧印加装置がキャビネット１３に装着され、これによってイオン発生装置がユニット化される。
【００２２】
回転電極１０は、いわゆる誘導電極であり、アルミニウム等の導電性金属からなり、円筒状あるいは円柱状のローラとされる。回転電極１０は、中心軸１４を有し、中心軸１４がキャビネット１３に回転自在に支持される。この中心軸１４は、モータに連結され、モータの駆動によって回転電極１０は回転される。なお、モータのモータ軸を回転電極１０として利用してもよく、モータからの駆動伝達用の部品をなくすことができ、小型化を図れる。
【００２３】
誘電体１２は、回転電極１０の外周面に積層されて設けられ、外周面全体を被覆する。誘電体１２は、酸化アルミニウムからなり、回転電極１０に塗布して、焼成されたり、あるいは溶射されることにより、均一な厚さの膜状に形成される。なお、酸化アルミニウム以外の材料から誘電体を形成してもよく、例えば結晶化ガラス、フォルステライト、ステアタイト等のセラミックを使用したり、ポリイミド、ガラスエポキシ等の樹脂を使用してもよい。
【００２４】
固定電極１１は、いわゆる放電電極であり、導電性を有する連続気泡体からなり、平板とされる。連続気泡体は、ポリウレタンやゴム製のスポンジとされる。固定電極１１は、誘電体１２の表面をクリーニングするために研磨剤１５を含有している。研磨剤１５として、酸化チタン、四三酸化鉄が用いられる。固定電極１１は、ポリウレタンやゴム等の材料に導電性微粒子および研磨剤１５が添加されて成形される。研磨剤１５は固定電極１１の表面および内部に分散して存在する。
【００２５】
固定電極１１は、誘電体１２を介して回転電極１０に対向配置され、誘電体１２に接触している。すなわち、固定電極１０の他端がキャビネット１３に支持され、誘電体１２が被覆された回転電極１０の接線方向に沿って配され、固定電極１１の一端が誘電体１２に接触する。
【００２６】
固定電極１１と誘電体１２との間には、放電のための空隙１６が形成される。すなわち、回転電極１０の回転方向に対して、固定電極１１の一端は上流側に位置、他端は下流側に位置するので、固定電極１１の内面の一端側と誘電体１２とによって囲まれた空間が存在する。この空間内の固定電極１１と誘電体１２とのギャップが所定の距離となる領域において、固定電極１１と回転電極１０との間で放電が発生する。この放電領域が放電のための空隙１６とされる。空隙１６は、固定電極１１と誘電体１２との接触部よりも回転方向上流側に形成される。
【００２７】
固定電極１１は連続気泡体であるので、回転電極１０に対向する内面から反対側の外面にかけて、内部の気泡同士がつながっている。この連続気泡が内面側の空隙１６と外面側の空間とを連通し、空隙１６から外部に至る通気路となる。
【００２８】
なお、上記では、固定電極１１の一端の角が誘電体１２に接触しているが、固定電極１１の一端よりも他端寄りにおいて固定電極１１が誘電体１２に接触する場合、接触部を挟んで回転方向上流側および下流側の両側に空隙１６が形成される。この場合、放電領域は広くなる。
【００２９】
電圧印加装置は、固定電極１１および回転電極１０に交流電圧を供給する電源回路２０と、電源回路２０を駆動制御する制御回路２１とを有する。電源回路２０は、固定電極１１および回転電極１０に電気的に接続され、両回路２０、２１は、キャビネット１３に内装される。制御回路２１は、両電極１０、１１に正弦波状の交流電圧あるいはパルス状の交流電圧が印加されるように電源回路２０を制御する。また、制御回路２１は、回転電極１０のモータも駆動制御する。回転電極１０が一定速度で回転するように制御される。
【００３０】
キャビネット１３には、吸気口２２が形成されている。吸気口２２は、回転電極１０に対向するように面して形成され、固定電極１１の回転方向上流側に位置する。この吸気口２２から回転電極１０の外周面に沿って空隙１７に達し、さらに固定電極１１の連続気泡を通ってキャビネット１３の外部に至る、空気の通路が形成される。
【００３１】
上記のイオン発生装置の各部材の寸法の一例として、回転電極１０は直径４ｍｍ、誘電体１２の厚みは０．２ｍｍ、固定電極１１の厚みは１０ｍｍとされる。また、イオン発生装置の動作として、例えば、４００Ｖ、５００Ｈｚ〜１ｋＨｚの交流の高電圧が両電極に印加され、回転電極１０の回転速度は１２０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００３２】
回転電極１０が回転して、回転電極１０および固定電極１１に交流電圧が印加されると、両電極１０、１１の間の電位差に基づいて、空隙１６においてコロナ放電が起こる。これによって、空隙１６内に正負イオンが発生する。
【００３３】
そして、回転電極１０が回転すると、空気の粘性のために回転電極１０の周囲の空気が引きずられ、回転方向に沿った気流が生じる。この気流が空隙１６に達すると、固定電極１１によって気流がせき止められるので、気流は固定電極１１の連続気泡に流れ込む。空隙１６内に存在する正負イオンが気流に吹き流され、連続気泡を通って外部に送出される。キャビネット１３内の空気は、回転電極１０の回転に伴って外部に排出されるが、吸気口２２から新たに空気が吸い込まれ、気流は生じ続ける。
【００３４】
このとき、空隙１６内において気流の圧力が高まるので、固定電極１１を通過する正負イオンを含んだ気流の風速が速くなる。この高速気流によって、正負イオンは、連続気泡の内壁に吸着されることなく、固定電極１１を通り抜ける。しかも、高速気流により、正負イオンを遠くまで放出することができる。
【００３５】
また、固定電極１１は回転電極１０とともに回転する誘電体１２に接触しているので、誘電体１２に空気中の有機物が付着しても、固定電極１１に含まれる研磨剤によって削り取られ、誘電体１２の表面が常に清浄に保たれる。このようなセルフクリーニング機能によって、安定した放電特性が得られる。
【００３６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。上記の回転電極はローラであるが、回転電極をベルトとしてもよい。ベルトが一対の軸に掛け巻きされ、回転するベルトの表面に固定電極が接触する。あるいは、回転電極がディスクであってもよい。ディスクの支持軸が回転駆動され、回転するディスクの表面に固定電極が接触する。いずれの場合も、その他の構成は上記の実施形態と同じである。
【００３７】
固定電極は平板に限らず、相対的に回転可能なローラであってもよい。このローラは回転自在であったり、あるいは回転しなくてもよい。連続気泡を有するローラの内部を中空にすれば、気流が連続気泡からローラ内を通り、正負イオンを軸方向に送出できる。そして、固定電極は、回転電極の外周側に配置するだけでなく、回転電極の内周側に配置してもよい。この場合、各電極は中空構造となる。
【００３８】
また、固定電極は、連続気泡を有する多孔性材料から形成してもよく、例えば導電性を有するセラミックスを用いる。この場合、セラミックスの表面に微細な凹凸を形成して、研磨剤代わりとすることにより、クリーニング機能を有することになる。
【００３９】
回転電極を連続気泡体としてもよく、内部が通気路となるように筒状に形成する。空隙内に発生したイオンが回転電極の連続気泡を通って、内部の通気路から送出される。
【００４０】
そして、上記の各イオン発生装置は送風機なしで正負イオンを送出することができるので、小型のユニットとなり、人が装着したり携帯する各種の電気機器や、人が身近に置く各種の電気機器に搭載することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のイオン発生装置の構成図
【図２】従来のイオン発生装置の断面図
【図３】従来のイオン発生装置の使用例を示す図
【符号の説明】
【００４２】
１０    回転電極
１１    固定電極
１２    誘電体
１５    研磨剤
１６    空隙
【図１】
2006100190.tif 000003
【図２】
2006100190.tif 000004
【図３】
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