(57)【要約】【課題】イオン発生装置で発生して空間に分布するイオンの濃度を増加させることができるイオン発生装置、該イオン発生装置を備える空気清浄機及びイオン発生方法を提供する。【解決手段】イオン発生装置１は、送風路２と、該送風路２に臨ませて配置されており、電圧を印加することにより、電荷を発生し、空気中の酸素または水分をイオン化させるイオン発生素子３と、前記イオン発生素子３と対向するように、前記送風路２に配置されているイオン誘導電極４と、前記イオン発生素子３が発生する電荷を吸引し得る電圧を前記誘導電極に印加する高圧電源５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風路と、
該送風路に臨ませて配置されており、電圧を印加することにより、電荷を発生させ、空気中の酸素または水分をイオン化させるイオン発生素子と、
前記イオン発生素子と対向するように、前記送風路に配置されている誘導電極と、
前記イオン発生素子が発生する電荷を吸引し得る電圧を前記誘導電極に印加する電源と
を備えることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
前記誘導電極は、先端が曲面を有する形状に形成されていること
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】
前記誘導電極は、前記イオン発生素子による電荷の発生を妨害しないように、前記イオン発生素子から所要の距離以上を離れて前記送風路に配置されていること
を特徴とする請求項１又は２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記イオン発生素子は、正及び負の電荷をそれぞれ発生させ、空気中の酸素または水分をイオン化させる正及び負のイオン発生電極を有し、
前記誘導電極は、
前記正のイオン発生電極と対向するように配置されている第１の誘導電極と、
前記負のイオン発生電極と対向するように配置されている第２の誘導電極とを有し、
前記電源は、前記第１の誘導電極に負の電圧を印加し、前記第２の誘導電極に正の電圧を印加するように構成されていること
を特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のイオン発生装置。
【請求項５】
前記第１、第２の誘導電極間に前記イオン発生素子側へ向かって絶縁材からなる仕切り板が突設されていること
を特徴とする請求項４に記載のイオン発生装置。
【請求項６】
前記仕切り板は、前記イオン発生素子から前記所要の距離以上離隔するように配置されていること
を特徴とする請求項５に記載のイオン発生装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載のイオン発生装置を備えることを特徴とする空気清浄機。
【請求項８】
送風路と、該送風路に臨ませて配置されているイオン発生素子と、前記イオン発生素子と対向するように前記送風路に配置されている誘導電極とを備えるイオン発生装置によって、イオンを発生させる方法であって、
前記イオン発生素子に、電圧を印加して電荷を発生させ、空気中の酸素または水分をイオン化させ、
前記イオン誘導電極に、前記イオン発生素子が発生する電荷と反対の極性の電圧を印加し、前記電荷を吸引して拡散させること
を特徴とするイオン発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン発生装置、該イオン発生装置を備える空気清浄機、及びイオン発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
室内の空気は、塵埃、煙草の煙、呼吸に伴って排出される二酸化炭素等のさまざまな物質で汚染されている。近年の住宅では気密性が高められて、このような汚染物質が室内に溜まりやすく、積極的に室内の空気の換気を行なう必要がある。
【０００３】
ところが、大気汚染の比較的ひどい地域にある家屋やオフィス等では、窓を開けて換気することはかえって室内に汚れた空気を取り込むことになって好ましくない。また、大気汚染のひどくない地域の家屋等でも、季節によっては花粉を室内に取り込むことになり、花粉症の人にとって好ましくない。
【０００４】
そこで、窓を開けずに室内の空気を清浄化するために、空気清浄機が使用される。室内の空気を浄化する手法としては、室内の空気を吸引してフィルタで塵埃等を捕集し、活性炭等で汚染物質を吸着する手法が一般的である。そのため、空気清浄機には次のような基本的な構造が採用される。
【０００５】
すなわち、空気清浄機の本体内に送風機を有する送風路が設けられ、その送風路の入口に空気吸込み口が配設される一方、送風路の出口に吹出し口が配設される。そして、送風路の途中に集塵フィルタと脱臭フィルタとがそれぞれ配設される。さらに、送風路の途中にイオン発生器が配設され、そのイオン発生器で発生したイオンが清浄な空気とともに室内に放出される。室内に浮遊するカビ菌等は、放出されたイオンによって取囲まれて不活性化される。こうして、空気清浄機によって室内の空気が浄化されることになる。このような空気清浄機は、たとえば特許文献１に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３０５３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
室内の空気を効果的に浄化するために、空気清浄機には、従来からイオンをより多く発生させ、空間に分布するイオン濃度を増加させることが求められている。しかしながら、従来の空気清浄機では、風量に対して５００万個/ｃｍ3 以上のイオンをイオン発生素子から放出しても、高濃度であるほど消滅も早く、広く空間に分布できるのは１００分の１以下である。またイオン発生素子が発生させるイオンの濃度を倍の１０００万個/ｃｍ3 にしても、空間のイオン濃度分布は１．２倍程度しか上昇しないことが確認された。その原因は、イオン発生素子で発生させたイオンは送風により室内に拡散されるが、風量に対して一定濃度を超えると、送風で拡散する割合より高濃度で自然消滅する割合が優勢になり、イオン濃度を倍にしても部屋全体に広がるイオンの濃度はほとんど増えないためであると推定される。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、イオン発生装置で発生して空間に分布するイオンの濃度を増加させることができるイオン発生装置、該イオン発生装置を備える空気清浄機、及びイオン発生方法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】
【０００９】
本発明に係るイオン発生装置は、送風路と、該送風路に臨ませて配置されており、電圧を印加することにより、電荷を発生させ、空気中の酸素または水分をイオン化させるイオン発生素子と、前記イオン発生素子と対向するように、前記送風路に配置されている誘導電極と、前記イオン発生素子が発生する電荷を吸引し得る電圧を前記誘導電極に印加する電源とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るイオン発生装置は、前記誘導電極は、先端が曲面を有する形状に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るイオン発生装置は、前記誘導電極は、前記イオン発生素子による電荷の発生を妨害しないように、前記イオン発生素子から所要の距離以上を離れて前記送風路に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るイオン発生装置は、前記イオン発生素子は、正及び負の電荷をそれぞれ発生させ、空気中の酸素または水分をイオン化させる正及び負のイオン発生電極を有し、前記誘導電極は、前記正のイオン発生電極と対向するように配置されている第１の誘導電極と、前記負のイオン発生電極と対向するように配置されている第２の誘導電極とを有し、前記電源は、前記第１の誘導電極に負の電圧を印加し、前記第２の誘導電極に正の電圧を印加するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るイオン発生装置は、前記第１、第２の誘導電極間に前記イオン発生素子側へ向かって絶縁材からなる仕切り板が突設されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係るイオン発生装置は、前記仕切り板は、前記イオン発生素子から前記所要の距離以上離隔するように配置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る空気清浄機は、上述したイオン発生装置を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るイオン発生方法は、送風路と、該送風路に臨ませて配置されているイオン発生素子と、前記イオン発生素子と対向するように前記送風路に配置されている誘導電極とを備えるイオン発生装置によって、イオンを発生させる方法であって、前記イオン発生素子に、電圧を印加して電荷を発生させ、空気中の酸素または水分をイオン化させ、前記イオン誘導電極に、前記イオン発生素子が発生する電荷と反対の極性の電圧を印加し、前記電荷を吸引して拡散させることを特徴とする。
【００１７】
本発明では、イオン発生素子に、電圧を印加することにより、電荷を発生し、空気中の酸素または水分をイオン化させイオンを生成する。この時、電源は、イオン発生素子が発生させる電荷を吸引するように、イオン発生素子と対向して配置されているイオン誘導電極に高電圧を印加する。これにより、イオン発生素子が発生させた電荷がイオン誘導電極に引かれて広がり、より多くの空気又は水分をイオンかさせるため、より多くのイオンを生成することができる。
【００１８】
本発明では、イオン誘導電極は、先端が曲面を有する形状に形成されていることにより、鋭利な先端を持たないので、先端放電を起こされない。なお、先端が曲面を有する形状としては、例えば円形状、面取り形状などの形状が挙げられる。
【００１９】
本発明では、前記イオン誘導電極は、前記イオン発生素子による電荷の発生を妨害しないように、前記イオン発生素子から所要の距離以上離隔して前記送風路に配置されている。これにより、イオン発生素子におけるイオンの発生に対する物理的・電気的な干渉が抑制される。さらに、イオン発生素子が生成させた電荷がイオン誘導電極に吸引され、該イオン誘導電極に達して吸収されることが確実に防止される。
【００２０】
本発明では、イオン発生素子は、正及び負の電荷をそれぞれ発生させて、空気中の酸素または水分をイオン化させる正及び負のイオン発生電極を有し、誘導電極は、正及び負のイオン発生電極とそれぞれ対向するように配置されている第１及び第２の誘導電極を有する。イオン発生素子の正及び負のイオン発生電極にそれぞれ正及び負の電圧を印加することにより、電荷を発生させ、空気中の酸素または水分をイオン化させてイオンを生成する。この時、電源は、イオン発生素子が発生する電荷を吸引するように、前記第１及び第２の誘導電極にそれぞれ正及び負の高電圧を印加する。これにより、イオン発生素子が発生させた正及び負の電荷がイオン誘導電極に引かれて広がり、より多くの空気又は水分をイオン化させるため、より多くのイオンを生成することができる。
【００２１】
本発明では、前記第１、第２の誘導電極間にイオン発生素子へ向かって絶縁材からなる仕切り板を突設することにより、第１及び第２の誘導電極にそれぞれ吸引され拡散した正及び負の電荷間の干渉を緩和することができる。
【００２２】
本発明では、仕切り板を前記イオン発生素子から前記所要の距離以上離隔して配置することにより、イオン発生素子におけるイオンの発生に対して仕切り板が物理的・電気的に干渉することが抑制され、送風路内の風の流れが変わって正負イオンの分布ムラが起こされることも確実に防止される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による場合、イオン発生装置が発生して空間に分布するイオン濃度を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置を模式的に略示する正面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置を模式的に略示する側面断面図である。
【図３】本発明に係るイオン発生装置について、イオン数の測定を模式的に示す上面図である。
【図４】本発明に係るイオン発生装置について、イオン数の測定を模式的に示す側面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置においてイオン発生素子が発生するストリーマを模式的に示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置においてイオン発生素子が発生するストリーマを模式的に示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置を模式的に略示する正面断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置を模式的に略示する側面断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置においてイオン発生素子が発生するストリーマを模式的に示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置においてイオン発生素子が発生するストリーマを模式的に示す説明図である。
【図１１】本発明に係る空気清浄機を前面側から見た斜視図である。
【図１２】本発明に係る空気清浄機を背面側から見た斜視図である。
【図１３】本発明に係る空気清浄機の構成を示す部分破断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（実施の形態１）
【００２６】
図１は本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置１を模式的に略示する正面断面図である。図２は本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置１を模式的に略示する側面断面図である。
【００２７】
図１及び図２に示すように、イオン発生装置１は、送風路２と、該送風路２に取付けられているイオン発生素子３と、該イオン発生素子３と対向するように送風路２に配置されているイオン誘導電極４と、該イオン誘導電極４に高電圧を印加する高圧電源５と、送風路２の奥に配置されているファン６と、前記イオン発生素子３、高圧電源５、及びファン６に電力を供給する電源７とを含む。
【００２８】
イオン発生素子３は、図１及び図２に示すように、送風路２に臨ませて配設されている。電源７から電圧を印加することによって、イオン発生素子３は電荷を発生し、空気中の酸素または水分をイオン化させて、正イオンおよび負イオンを生成する。生成したイオンはファン６で発生した風によって送風路の吹出し口２１から室内に放出される。放出されたイオンは、空気中に浮遊する浮遊細菌、有害物質、ウィルス類、及び臭いの元となる分子などを分解又は不活化することによって、これらを除去することができる。イオン発生素子３のこのメカニズムによって、殺菌、室内の脱臭などの効果を得ることができる。
【００２９】
イオン誘導電極４は、イオン発生素子３と対向するように、送風路２に取付けられている。イオン誘導電極４は、先端放電を起こさないように、鋭利な先端を持たないような円形状、面取り形状などの形状に形成される。イオン誘導電極４は、高圧電源５と接続されている。イオン発生装置１からの正イオンを増加させたい場合、高圧電源５でイオン誘導電極４に負の高電圧を印加し、負イオンを増加させたい場合、高圧電源５でイオン誘導電極４に正の高電圧を印加することで、イオン発生素子が発生させたイオンを引き出す。
【００３０】
ファン６は送風路２の奥に配置され、モータ（図示せず）によって駆動される。これにより、ファン６の後方の空間において負圧が生じ、空気が送風路２内に取り込まれる。取り込まれた空気は、送風路２に沿ってその吹出し口２１にまで導かれて、イオン発生素子３によって発生したイオンとともに室内に送り出されることになる。
【００３１】
次に、本実施の形態１のイオン発生素子、イオン誘導電極の構成及び動作について詳しく説明する。
イオン発生素子３は、正及び負の放電電極３１ａ、３１ｂ、及び放電電極３１の先端近傍に設けられた誘導電極３２を有している。なお、放電電極３1の形状は、面状、格子状、線状等の何れの形状であってもよいが、電界の集中が起こりやすい形状にすれば、放電電極３１と誘導電極３２との間に印加する電圧が低くても放電させることができるため、鋭利な先端を有し電界集中が起こりやすい形状とすることが望ましい。また、図１、図２に示すように、イオン発生素子３の正及び負の放電電極３１ａ、３１ｂは、送風路２内の空気の流れと交差する方向に配列されている。これにより、ファン６から送り出される空気が複数の放電電極上を通過することがなくなり、流れの上流側に位置する一の放電電極において発生したイオンが流れの下流側に位置する他の放電電極において発生したイオンと干渉したりするなどして減衰することがなくなる。
【００３２】
正イオンと負イオンとを発生させるためには、イオン発生素子３の正及び負の放電電極３１ａ、３１ｂへそれぞれ正及び負の直流電圧を印加する。このとき、放電電極３１の先端の電界が強くなっている部分で電子なだれが発生し、電荷が発生する。発生した電荷はストリーマに成長し、コロナ放電を発生させてイオンを発生させる。正の放電電極３１ａの先端では正コロナ放電を発生させて、正イオンを発生させ、負の放電電極３１ｂの先端では負コロナ放電を発生させて、負イオンを発生させる。具体的には、正の放電電極３１ａの先端近傍では、正コロナ放電が生じて周辺の空気中の酸素又は水分が電離によりエネルギを受けてイオン化され、Ｈ+（Ｈ2Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）を主体とした正のイオンが発生し、負の放電電極３１ｂの先端近傍では、負コロナ放電が生じて周辺の空気中の酸素又は水分が電離によりエネルギを受けてイオン化され、Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）ｎ（ｎは０または任意の自然数）を主体とした負のイオンが発生する。
【００３３】
生成したイオンはファン６で発生した風によって室内に放出される。放出されたこれらのＨ+（Ｈ2Ｏ）ｍおよびＯ2-（Ｈ2Ｏ）ｎは、浮遊菌の表面に付着し、化学反応して活性種であるＨ2Ｏ2または（・ＯＨ）を生成する。Ｈ２Ｏ２または（・ＯＨ）は、極めて強力な活性を示すため、これらにより、空気中の浮遊細菌を取り囲んで不活化することができる。
【００３４】
以上のように構成されたイオン発生装置１について、吹出したイオン数を測定した。図３は本発明に係るイオン発生装置について、イオン数の測定を模式的に示す上面図である。図４は本発明に係るイオン発生装置について、イオン数の測定を模式的に示す側面図である。
【００３５】
イオン数の測定は、図３及び図４に示したように、イオン発生装置１は、送風路２の吹出し口２１の中心が床面から１ｍの高さとなるように、測定台に載せている。測定器Ａ及び測定器Ｂが測定点（１）、（２）にそれぞれ配置され、イオン発生装置１から送り出されたイオンの数を測定する。測定点（１）はイオン発生装置１の送風が直接に当たる位置であって、水平方向ではイオン発生装置１の吹出し口から９０ｃｍの位置にあり、高さ方向ではイオン発生装置１の吹出し口２１の中心より２０ｃｍ低い。測定点（２）は、直接送風が当たらない位置であって、鉛直方向ではイオン発生装置１の吹出し口２１の中心と同様な高さの位置にあり、水平方向ではイオン発生装置１の吹出し口２１から吹出し方向に沿って２ｍの位置にあり、かつ吹出し方向から１ｍ離隔している。
【００３６】
測定器Ａは、空気イオン測定器（アルトン有限会社製「ＫＥＣ９９０型」）を用い、１ｍＶ＝正イオン１０，０００個/ｃｍ3 、−１ｍＶ＝負イオン１０，０００個/ｃｍ3 の測定レンジで測定する。測定器Ｂは、空気イオン測定器（アルトン有限会社製「ＫＥＣ９００型」）を用い、１ｍＶ＝正イオン１，０００個/ｃｍ3 、−１ｍＶ＝負イオン１，０００個/ｃｍ3 の測定レンジで測定する。イオン発生装置１を作動させて正イオンと負イオンを同時に発生させ、噴出された空気の流速が吹出し口２１の中心部で３．５Ｍ／３となるように送風する。
【００３７】
誘導電極４に電圧を印加せずにイオン発生素子３のみ作動させた場合、測定点（１）で１００万個／ｃｍ3 の正イオン濃度、測定点（２）で１１万個／ｃｍ3 の正イオン濃度をそれぞれ測定した。イオン発生素子３を作動させて、イオン誘導電極４へ−３ｋＶ程度の電圧を印加した場合、測定点（１）で１２２万個／ｃｍ3 の正イオン濃度、測定点（２）で１６．９万個／ｃｍ3 の正イオン濃度をそれぞれ測定した。
【００３８】
この測定結果により、イオン誘導電極４に負の高電圧を印加することで、イオン発生装置１から吹出された正イオンの濃度が、測定点（１）で１．２倍、測定点（２）で１．５倍程度増加したことを確認した。部屋の中央である測定点（２）でイオン濃度の増加量が大きく、イオンの濃度分布が改善された。測定点（１）より、測定点（２）のイオン濃度の増加量が大きい原因は、単に正イオンが増加したのではなく、比較的寿命の長い正イオンが多く増加したと推定されることができる。
【００３９】
次に、本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置１が比較的寿命の長いイオンを効率的に発生させることができる理由について説明する。図５、図６は実施の形態１に係るイオン発生装置１においてイオン発生素子３が発生するストリーマを模式的に示す説明図である。
【００４０】
イオン発生素子３において、電源７によってイオン発生素子３の誘導電極３２と正負の放電電極３１との間に電圧を印加することにより、放電電極３１の先端の近傍で電子なだれが発生し、電荷が発生する。発生した電荷はストリーマ３３に成長する。ストリーマ３３は放電電極３１からイオン発生素子３の上面に沿って進展し、図５に示したような形状になる。このとき、イオン誘導電極４に−３ｋＶ程度の電圧を印加することで、正の放電電極３１ａ側のストリーマ３３の正ストリーマ部分が吸引され、図６に示した形状に広がる。広がったストリーマ３３は、周辺の空気中の酸素又は水分をイオン化させる。生成したイオンはファン６で発生した風によって室内に放出される。ストリーマ３３の範囲が広がることにより、より多くの空気又は水分を電離させより多くのイオンを生成し、部屋全体に広がるイオンの濃度を増加させることができる。また、ストリーマ３３が発生したイオンによる空間電荷は放電電極３１周辺の電界を緩和し、放電を弱めるが、本実施の形態１の構成では、ストリーマ３３がイオン誘導電極４に吸引されて広がるので、放電電極３１の周りの電界は再び上昇し、ストリーマ３３が進展する。さらに、ストリーマ３３がイオン誘導電極４に吸引されて広がることにより、ストリーマ３３の中心部の反応も変わり、ストリーマ３３が発生したイオンの濃度の増加が抑えられ、高濃度によるイオンの自然消滅が緩むと推察される。以上の原因により、本実施の形態１のイオン発生装置１、長寿命なイオンを多く生成できる。
【００４１】
また、イオン発生素子３から生成されたストリーマ３３によるイオン発生プロセスを妨害しないように、イオン発生素子３の上面から一定の距離以内の空間を、イオン発生素子３の上方干渉禁止領域とする。上方干渉禁止領域は、イオン発生素子３によるイオンの発生が物理的・電気的に干渉されることを防止するために、十分なマージンを確保する領域である。イオン誘導電極４はこの上方干渉禁止領域外に配置される。イオン誘導電極４は上方干渉禁止領域内に配置される場合、イオン誘導電極４に印加される電圧によってイオン発生素子３の電場が干渉されることがある。さらに、生成されたストリーム３３がイオン誘導電極４に吸引され、該イオン誘導電極４に達し吸収される恐れもある。上方干渉禁止領域の範囲がイオン発生素子３の寸法、正負の誘導電極３１間の距離、印加される電圧のレベル等により決められる。本実施の形態１では、一例として、イオン発生素子３の上面から４ｃｍ以上の空間を、イオン発生素子３の上方干渉禁止領域とする。イオン誘導電極４及びイオン発生素子３は、互いに対向するように、送風路２の両側壁にそれぞれ配置されている。イオン誘導電極４とイオン発生素子３との間は、ほぼ９．５ｃｍの距離を有し、イオン誘導電極４がイオン発生素子３の上方干渉禁止領域外に確実に配置される。
【００４２】
なお、ここで説明した上方干渉禁止領域の範囲は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。イオン発生装置１が生成したイオンは、装置の寸法、イオン発生素子３及びイオン誘導電極４に印加される電圧、風速による運動・反応などの挙動が非常に複雑であると推測される。イオン発生素子３それぞれの形状、寸法などに応じて、イオン発生素子３及びイオン誘導電極４に印加される電圧のレベルをパラメータとして、吹出されたイオンの数を測定し、適当な範囲を確定して上方干渉禁止領域の範囲として採用することが好ましい。
【００４３】
（実施の形態２）
次に、図７〜１０に基づいて、本発明の実施形態２について説明する。
図７は本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置１を模式的に略示する正面断面図である。図８本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置１を模式的に略示する側面断面図である。本実施形態２に係るイオン発生装置１は、実施の形態１のイオン誘導電極４を備える構成の代わりに、正のイオン誘導電極８ａと、負のイオン誘導電極８ｂと、及び該正負のイオン誘導電極８ａ及び８ｂの間に設けられている仕切り板９とを備える構成とする。それ以外は、本実施の形態２は基本的に実施の形態１と同様に構成されているので、重複する説明を省略する。
【００４４】
図７及び図８に示したように、正のイオン誘導電極８ａは、イオン発生素子３の負の放電電極３１ｂと対向し、負のイオン誘導電極８ｂは、イオン発生素子３の正の放電電極３１ａと対向するように、送風路２の途中に取付けられている。正負のイオン誘導電極８ａ、８ｂは、鋭利な先端を持たないような円形状、面取り形状などの形状に形成される。正負のイオン誘導電極８ａ、８ｂは、高圧電源５と接続されており、高圧電源５から正及び負の高電圧をそれぞれ印加される。
【００４５】
仕切り板９は、絶縁材からなり、正負のイオン誘導電極８ａ、８ｂの電界効果を軽減させるために設けられている。イオン誘導電極８ａ、８ｂ間に遮蔽物なしに電圧を印加する場合には、イオン発生素子３が発生したストリーマは吸引されても、正負のストリーマ間の干渉が起こり、イオン増量効果は得られない虞があるので、仕切り板９を設けることでイオン誘導電極８ａ、８ｂ間の干渉を緩和することができる。なお、仕切り板９で送風路２を２分する場合は、本願発明者の試験により、風の流れが変わって正負イオンの分布ムラが起こされることがあると観察された。そして、本実施の形態２では、仕切り板９は、イオン誘導電極８ａ、８ｂ間からイオン発生素子３へ向かって４ｃｍ突出するように形成されている。ここで、仕切り板９の寸法は一例であり、本発明はこれに限定されるものではなく、送風路２の構成、イオン発生素子３の構成、印加される電圧などに応じて適切に設置すればよい。つまり、装置全体の構成に応じて、吹出されたイオンの数を測定し、仕切り板９の配置を適切に確定することが好ましい。
【００４６】
以上のように構成された本実施の形態２に係るイオン発生装置１について、実施の形態１と同様にして、吹出したイオン数を測定した。イオン誘導電極８ａ、８ｂともに電圧を印加せずにイオン発生素子３のみ作動させた場合、測定点（１）で５８万個／ｃｍ3 の正イオン濃度及び６６万個／ｃｍ3 の負イオン濃度、測定点（２）で３．７万個／ｃｍ3 の正イオン濃度及び２．５万個／ｃｍ3 の負イオン濃度をそれぞれ測定した。イオン発生素子３を作動させて、正のイオン誘導電極８ａに３ｋＶ程度の電圧を印加し、負のイオン誘導電極８ｂに−３ｋＶ程度の電圧を印加した場合、測定点（１）で８９万個／ｃｍ3 の正イオン濃度及び７９万個／ｃｍ3 の負イオン濃度、測定点（２）で５．７万個／ｃｍ3 の正イオン濃度及び６．２万個／ｃｍ3 の負イオン濃度をそれぞれ測定した。
【００４７】
測定結果により、正負のイオン誘導電極８ａ、８ｂにそれぞれ正及び負の高電圧を印加することで、イオン発生装置１から吹出された正イオンの濃度が、測定点（１）で１．５３倍、測定点（２）で１．５４倍程度増加し、負イオンの濃度が、測定点（１）で１．２倍、測定点（２）で２．４８倍程度増加したことを確認した。部屋の中央である測定点（２）でイオン濃度の増加量が大きく、イオンの濃度分布が改善された。測定点（１）より、測定点（２）のイオン増加量が大きい原因は、単に正イオンが増加したのではなく、比較的寿命の長い正イオンが多く増加したと推定されることができる。
【００４８】
次に、本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置１が比較的に寿命の長いイオンを効率的に発生させることができる理由について説明する。図９、図１０は実施の形態２に係るイオン発生装置においてイオン発生素子が発生するストリーマを模式的に示す説明図である。
【００４９】
イオン発生素子３において、電源７によってイオン発生素子３の誘導電極３２と正負の放電電極３１との間に電圧を印加することにより、放電電極３１の先端の近傍で電子なだれが発生し、電荷が発生する。発生した電荷はストリーマ３３に成長する。ストリーマ３３は放電電極３１からイオン発生素子３の上面に沿って進展し、図９に示したような形状になる。この場合、正のイオン誘導電極８ａに３ｋＶ程度の電圧を印加し、負のイオン誘導電極８ｂに−３ｋＶ程度の電圧を印加することで、ストリーマ３３の正負のストリーマ部分がそれぞれ吸引され、図１０に示した形状に広がる。広がったストリーマ３３は、周辺の空気中の酸素又は水分をイオン化させる。生成したイオンはファン６で発生した風によって室内に放出される。トリーマ３３の範囲が広がることにより、より多くの空気又は水分をイオン化させてより多くのイオンを生成し、部屋全体に広がるイオンの濃度を増加させることができる。また、ストリーマ３３が発生したイオンによる空間電荷は放電電極３１周辺の電界を緩和し、放電を弱めるが、本実施の形態１の構成では、ストリーマ３３がイオン誘導電極８ａ、８ｂに吸引されて広がるので、放電電極３１の周りの電界は再び上昇し、ストリーマ３３が進展する。さらに、ストリーマ３３がイオン誘導電極４に吸引されて広がることにより、ストリーマ３３の中心部の反応も変わり、ストリーマ３３が発生したイオンの濃度の増加が抑えられ、高濃度によるイオンの自然消滅が緩むと推察される。以上の原因により、本実施の形態２のイオン発生装置１、長寿命なイオンを多く生成できる。
【００５０】
また、イオン発生素子３から生成されたストリーマ３３によるイオン発生プロセスを妨害しないように、イオン発生素子３の上面から一定の距離以上の空間を、イオン発生素子３の上方干渉禁止領域とする。上方干渉禁止領域は、イオン発生素子３によるイオンの発生が物理的・電気的に干渉されることを防止するために、十分なマージンを確保する領域である。イオン誘導電極８はこの上方干渉禁止領域外に配置される。イオン誘導電極８は上方干渉禁止領域内に配置される場合、イオン誘導電極８に印加される電圧によってイオン発生素子３の電場が干渉されることがある。さらに、生成されたストリーム３３がイオン誘導電極８に吸引され、該イオン誘導電極８に達し吸収される恐れもある。上方干渉禁止領域の範囲がイオン発生素子３のサイズ、正負の誘導電極３１間の距離、印加される電圧のレベル等により決められる。本実施の形態２では、一例として、イオン発生素子３の上面から４ｃｍ以上の空間を、イオン発生素子３の上方干渉禁止領域とする。イオン誘導電極８及びイオン発生素子３は、互いに対向するように、送風路２の両側壁にそれぞれ配置されている。イオン誘導電極８とイオン発生素子３との間は、ほぼ９．５ｃｍの距離を有し、イオン誘導電極８がイオン発生素子３の上方干渉禁止領域外に確実に配置される。
【００５１】
また、本実施の形態２では、仕切り板９も上方干渉禁止領域外に配置される必要がある。仕切り板９が上方干渉禁止領域内に配置される場合、仕切り板９でイオン生成装置３の電場が仕切られることがある。さらに、送風路２内の風の流れが影響され、正のイオンが負の放電電極３１ｂ側に拡散させ、又は負のイオンが正の放電電極３１ａ側に拡散する恐れもある。本実施の形態２では、仕切り板９は、イオン誘導電極８ａ、８ｂ間からイオン発生素子３へ向かって４ｃｍ突出するように形成されるので、仕切り板９とイオン発生素子３との間は、ほぼ５．５ｃｍの距離を有し、仕切り板９もイオン発生素子３の上方干渉禁止領域外に確実に配置される。オン発生素子３におけるイオンの発生に対して仕切り板９が物理的・電気的に干渉することが抑制され、送風路内の風の流れが変わって正負イオンの分布ムラが起こされることも確実に防止される。
【００５２】
なお、ここで説明した上方干渉禁止領域の範囲は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。イオン発生装置１が生成したイオンは、装置の寸法、イオン発生素子３及びイオン誘導電極８に印加される電圧、風速による運動・反応などの挙動が非常に複雑であると推測される。イオン発生素子３それぞれの形状、寸法などに応じて、イオン発生素３子及びイオン誘導電極８に印加される電圧のレベルをパラメータとして、吹出されたイオンの数を測定し、適当な範囲を確定して上方干渉禁止領域の範囲として採用することが好ましい。
【００５３】
次に、上記のイオン発生装置を用いた電気機器の一例として空気清浄機の構成について説明する。
（全体構成）
図１１は本発明に係る空気清浄機１０を前面側から見た斜視図である。図１２は本発明に係る空気清浄機１０を背面側から見た斜視図である。以下の説明では、空気清浄機１の前面パネル１２が配置されている図１１の紙面前側を「前」とし、吸込み口１４が配置されている図１１の紙面奥側を「後」とする。また、以下の説明で使用する「左、右」は、図１２中の「左、右」である。
【００５４】
図１１、図１２に示すように、空気清浄機１０は、本体ケーシング１１と、前面パネル１２と、本体ケーシング１１の左右両側部に設けられている側面パネル１３，１３を主に備えている。本体ケーシング１１は、縦長の箱状体からなり、その内部には空気清浄機１０の主要部品が納められている。本体ケーシング１１の主面には、吸込み口１４が設けられている。吸込み口１４は、空気清浄機１０の外部の空気を空気清浄機１０の内部へと導入するための開口部である。
【００５５】
本体ケーシング１１の上部には、上面パネル部１５が設けられており、この上面パネル部１５には、吹出し口１６が配設されている。吹出し口１６は、空気清浄機１０によって清浄化された空気を空気清浄機１０の外部へ吹出すための開口部である。また、側面パネル１３，１３には、把手部１３１，１３１が設けられている。この把手部１３１は、空気清浄機１０を持ち上げて搬送する際等の利便性を考慮して設けられたものである。
【００５６】
前面パネル１２には、各種操作ボタン、表示ランプ等が配設されており、本体ケーシング１１の前面および側面の一部を覆うように本体ケーシング１１に着脱自在に取付けられる。前面パネル１２は、装置の動作時において、後述するファンやモータ等にて発生する騒音が装置外部へと漏れ出さないようにするための遮音部材として取付けられるものであり、同時に装置の外観上の美観を確保するためのものでもある。
【００５７】
図１３は本発明に係る空気清浄機１０の構成を示す部分破断正面図である。図１３に示したように、空気清浄機１０は前述したイオン発生装置１を内部に配設している。イオン発生装置１は、送風路２の吹出し口２１が、本体ケーシング２の上部に設けられた吹出し口７と一体になり、ファン６の吸込み面が本体ケーシング１１の吸込み口１４と対向するように、空気清浄機１の内部に取付けられている。なお、ファン６と吸込み口１４の間は、吸込まれた空気に対して集塵・加湿などの処理を施すフィルタを配設してもよい。
【００５８】
このように構成した空気清浄機１０では、ファン６がモータ（図示せず）によって回転駆動されることにより、吸込み口１４を介して室内の空気が本体ケーシング２内に取り込まれる。本体ケーシング２内に取り込まれた空気は、ファン１２の周面から外方に向かって吹出され、送風路２により吹出し口１６にまで導かれる。イオン発生素子３に電圧を印加することによって、ストリーマを生成させるとともに、イオン発生素子３と対面しているイオン誘導電極４に高電圧を印加して該ストリーマを引いて拡大させる。拡大させたストリーマで空気中の酸素または水分をイオン化させ、正イオンおよび負イオンを生成する。生成したイオンはファン６で発生した風によって吹出し口１６から室内に放出される。放出されたイオンは、空気中に浮遊する浮遊細菌、有害物質、ウィルス類、及び臭いの元となる分子などを分解又は不活化することによって、これらを除去することができる。したがって、空気清浄機１０では、イオン発生素子３によって、殺菌、室内の脱臭などの効果を得ることができる。
【００５９】
例えば、イオン発生装置１を据え置き型の空気清浄機１０に用いたことを例に挙げて説明したが、この他に、たとえば壁掛け式の空気清浄機やビルトインタイプの空気清浄機、車載用の空気清浄機、さらには、空気調和機、あるいは除湿機等へも適用することが可能である。
【００６０】
今回開示された実施の形態は例示であって、これに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６１】
１  イオン発生装置
２  送風路
３  イオン発生素子
３１ａ  正の放電電極（正のイオン発生電極）
３１ｂ  負の放電電極（負のイオン発生電極）
４  イオン誘導電極（誘導電極）
５  高圧電源（電源）
８ａ  正のイオン誘導電極（第１の誘導電極）
８ｂ  負のイオン誘導電極（第２の誘導電極）
９  仕切り板
１０  空気清浄機
【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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【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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【図１３】
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