(57)【要約】【課題】オゾンの発生を抑制することが可能な送風装置、および、それを備える換気装置と空気調和機を提供する。【解決手段】送風装置１００は、放電によってイオンを発生させる針型電極１１０と、針型電極１１０に対向する対向電極１２０とを備え、イオンを発生させることによりイオン風による気流を発生させる送風装置であって、針型電極１１０は、タウンゼント放電によるイオンの発生と、コロナ放電によるイオンの発生とを切替えることが可能であるように構成されている。【選択図】図１
2008202462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電によってイオンを発生させる放電電極と、
前記放電電極に対向する対向電極とを備え、イオンを発生させることによりイオン風による気流を発生させる送風装置であって、
前記放電電極は、タウンゼント放電によるイオンの発生と、コロナ放電によるイオンの発生とを切替えることが可能であるように構成されている、送風装置。
【請求項２】
前記放電電極においてコロナ放電によってイオンを発生させる場合には、前記放電電極は、正の電圧を印加されるように構成されている、請求項１に記載の送風装置。
【請求項３】
前記放電電極は、前記放電電極と前記対向電極との間に印加する電界強度の大きさを変更することによって、タウンゼント放電によるイオンの発生と、コロナ放電によるイオンの発生とを切替えることが可能であるように構成されている、請求項１または請求項２に記載の送風装置。
【請求項４】
前記放電電極は、前記放電電極と前記対向電極との間に印加する電界強度の大きさを時間に応じて変化させることによって、タウンゼント放電によるイオンの発生と、コロナ放電によるイオンの発生とを切替えることが可能であるように構成されている、請求項１または請求項２に記載の送風装置。
【請求項５】
前記放電電極と前記対向電極との間に流れる電流の大きさを測定するための電流検知部を備える、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の送風装置。
【請求項６】
前記放電電極は、針状に突出した先端部を有し、前記先端部は、半径が３０μｍ以下である、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の送風装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の送風装置を備える、換気装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の送風装置を備える、空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には送風装置に関し、特定的には、イオン風を生じさせる送風装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気の流れを誘引して気流を起こし、その気流を用いた送風装置が様々な領域で用いられている。これらの送風装置は、ほとんどの場合において、ファンを用いて気流を発生させるものである。ファンとしては、様々な形態が実用されているが、主な形態としては、プロペラ、シロッコファン、クロスフローファンなどがある。また、これらのファンを駆動するための動力源としては、電気モーターやガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等を用いることができる。
【０００３】
このような送風装置の適用領域は多種多様な分野に及んでいる。特に、一般家庭や民生機器の分野においても、エアコンディショナーや空気清浄機といった空気調和機、掃除機に用いられ、また、テレビやコンピュータといった発熱体の冷却装置としても広く用いられている。従来の送風装置には確立された公知技術が用いられているので、信頼性が高い。しかし、いくつかの課題が存在する。
【０００４】
まず、一つ目の課題としては、振動による騒音の問題がある。送風装置において、モーターやエンジンといったファンの駆動源を作動させることによって、これらの駆動源に起因する振動と騒音が発生する。低振動、低騒音のモーターが開発されているが、モーターやエンジンといった機械的な駆動機構を使用すれば、騒音を完全になくすことは原理的に不可能である。
【０００５】
次に、二つ目の課題としては、ファンを用いた送風装置における気流の乱れによって騒音が発生するという問題がある。プロペラファン、シロッコファン、クロスフローファンといったファンを用いた送風装置では、気流を完全に均一化することができないため、気流中に局所的に渦が発生したりすることによって騒音が発生する。
【０００６】
さらに、三つ目の課題としては、ファンやモーター、エンジンといった機械的手段を備えている場合においては、駆動部分の磨耗や熱発生などによって、長期間使用すると故障しやすくなるといった課題が残っている。モーターやファンの駆動部が磨耗すると、最悪の事態においては、火災が発生するというおそれがある。
【０００７】
そこで、上記課題を解決することができる送風装置として、近年、放電現象により発生するイオン風を利用した送風装置が大きく注目されている。イオン風は、放電によって生じるイオンの泳動に励起される空気流である。
【０００８】
イオン風を利用した送風装置は、ファンを駆動して機械的エネルギーによって気流を発生させるのではなく、空気中に電界を形成し、帯電粒子を直接加速することにより、帯電粒子と空間に存在する空気分子との間の相互作用によって空気の流れを発生させるものである。このように、イオン風を利用した送風装置は、従来の機械的な手法とは別の手法によって、原理的に高効率な送風を達成することができるものである。
【０００９】
図１１は、イオン風を利用した従来の送風装置の基本的な構成を模式的に示す図である。
【００１０】
図１１に示すように、送風装置９００は、先端が尖がった形状の針型電極９０１と、対向電極として例えばメッシュ状の対向電極９０２と、針型電極９０１と対向電極９０２が接続される電源９０４を備える。針型電極９０１と対向電極９０２とは、一定の間隔をおいて配置されている。従来のイオン風を利用した送風装置においては、対向電極９０２としては、メッシュ状や平板状、ワイヤー状などの電極が利用されている。メッシュ状の対向電極９０２と、針型電極９０１は、筐体９０３としての治具に固定されている。対向電極９０２は、対向電極９０２のメッシュの面が、針型電極９０２の長辺と垂直となるように配列されている。
【００１１】
送風装置９００の針型電極９０１と対向電極９０２の間に直流電圧または交流電圧を印加すると、針型電極９０１と対向電極９０２の形状が大きく異なっているために、双方の電極近傍で電界の分布が不平等になる不平等電界の状態においての放電現象（例えばコロナ放電現象）が発生する。このような放電現象が発生することによって、針型電極９０１の先端部からは、対向電極９０２に向かって、イオンが放出される。針型電極９０１から発生するイオンの極性は、針型電極９０１の極性と同一となる。すなわち、針型電極９０１を正とした場合は正極性イオンが放出され、針型電極９０１を負とした場合は負極性イオンが放出されることとなる。
【００１２】
針型電極９０１において発生したイオンは、針型電極９０１と対向電極９０２との間に生じる電界により、針型電極９０１の先端部から放出され、対向電極９０２に向かって加速される。このとき、針型電極９０１と対向電極９０２の間に存在する多数の中性分子や中性粒子にイオンが頻繁に衝突するために、イオンだけでなく、これらの中性粒子も次第にイオンと同一方向に、すなわち、針型電極９０１から対向電極９０２に向かって動き出し、全体として空気の流れが発生する。これが上述のイオン風である。イオン風は、図中の矢印の方向に流れる。このようにして、送風装置９００が機能することとなる。
【００１３】
このようなイオン風を用いた送風装置の基本的な原理については、米国特許第４２１０８４７号明細書（特許文献１）に記載されている。簡単に記すと、接地された金属スクリーンに対して、高電圧のプローブでコロナ放電現象を発生させて、空気流（イオン風）を得る。米国特許第４２１０８４７号明細書（特許文献１）にはイオン風による送風の基本的事項が記載されており、この文献に記載の送風装置は、１本の針型電極とメッシュ状の対向電極からなるデバイスとなっている。
【００１４】
従って、米国特許第４２１０８４７号明細書（特許文献１）に示されたイオン風発生の原理を利用した送風装置を応用展開することにより、従来のファンとモーターやエンジンとの組み合わせといった機械的形態とは別の送風装置を達成することができる。このような送風装置においては、従来の形態の送風装置とは異なり、ファンやモーターやエンジンといった機械的機構が存在しないために、騒音の発生がほとんど無く、無音化送風装置を達成することができる。さらに、機械的機構による気流生成の際に発生する渦気流についても、イオン風を用いた送風装置においては発生しにくい。
【００１５】
このように、イオン風を利用した送風装置は、騒音が抑制され、合わせて、機械的駆動における熱発生が無いために、導入する電気エネルギーから得られる風エネルギーの度合いが向上してエネルギー効率が向上し、送風装置としての消費電力の抑制につながるといった優れた特徴を有する。イオン風送風装置については、各方面で研究開発が進められている。
【００１６】
図１２は、イオン風を利用した従来の送風装置の別の基本的な構成を模式的に示す図である。
【００１７】
図１２に示すように、送風装置９１０は、先端が尖がった形状の針型電極９１１と、一組の対向電極９１２と、針型電極９１１と対向電極９１２が接続される電源９１４を備える。針型電極９１１と対向電極９１２は、筐体９１３の内部に配置されている。対向電極９１２は、平板状で、針型電極９１１の上下に置かれて、互いに対向するように配置されている。
【００１８】
図１３は、イオン風を利用した従来の送風装置のもう一つの別の基本的な構成を模式的に示す図である。
【００１９】
図１３に示すように、送風装置９２０においては、筐体９２３内に配置される針型電極９２１の形態は、送風装置９００の針型電極９０１、送風装置９１０の針型電極９１１と同一であるが、対向電極９２２はワイヤー状の形態となっている。対向電極９２２を形成するワイヤーは、針型電極９２１の長辺と垂直方向に、筐体９２３の下流端に配置されている。送風装置９２０の針型電極９２１と対向電極９２２は、電源９２４に接続されている。
【００２０】
これらの図１１から図１３で示した送風装置（９００、９１０、９２０）については、針型電極（９０１、９１１、９２１）の形状については特に差異は無く、対向電極（９０２、９１２、９２２）の形態が異なっているが、動作原理は同じであり、いずれの送風装置（９００、９１０、９２０）もイオン風を発生させることができる。
【００２１】
上述の図１１から図１３に示したイオン風送風装置（９００、９１０、９２０）では、イオンを発生してイオン風を発生させる針型電極（９０１、９１１、９２１）が１本の構成となっている。イオン風による風（気流）の発生は、針型電極（９０１、９１１、９２１）の先端部より発生する為に、１本の針型電極（９０１、９１１、９２１）だけでは、充分なイオン風を確保することができない。すなわち、放電現象によるイオン風を用いた送風装置においては、気流の発生する領域が針型電極（９０１、９１１、９２１）の先端部に集中してしまうことにより、風量を確保することができない場合がある。そこで、複数の針型電極を並べることにより、適量のイオン風を確保することが考えられる。
【００２２】
高風量のイオン風を確保するために、いくつかの送風装置が提案されている。例えば、米国特許第６５０４３０８号明細書（特許文献２）には、複数の針型電極を用いた送風装置が記載されている。
【００２３】
図１４は、複数の針型電極を用いた従来の送風装置の基本的な構成を模式的に示す図である。
【００２４】
図１４に示すように、送風装置９３０は、複数本の針型電極９３１と、複数の平面型の対向電極９３２を備える。対向電極９３２は、針型電極９３１の針の方向と平行方向に配列されている。針型電極９３１と対向電極９３２は、電源９３４に接続されている。このように、複数の針型電極９３１を備えることにより、送風装置９１０などの針型電極が１本の場合と比較して高風量化を達成することができると報告されている。
【００２５】
このように、図１１で示したような針型電極が１本の構成から、図１４で示したような針型電極を複数本配列した構成とすることにより、高風量化を達成することができる。
【００２６】
また別の手法として、特開２００５−２４３２８８号公報（特許文献３）に記載の送風装置においては、平面型の対向電極を用いないで、複数の針型電極を並べて、かつ、針型電極の針の向きと垂直となるような方向に対向電極を配置する。
【００２７】
図１５は、複数の針型電極を並べ、針型電極の針の向きと垂直となるように対向電極を配置する従来の送風装置の基本的な構成を模式的に示す図である。
【００２８】
図１５に示すように、送風装置９４０は、筐体９４３の内部に配置された複数の針型電極９４１と、筐体９４３の下流端に配置されたメッシュ状の対向電極９４２とを備える。針型電極９４１と対向電極９４２は、電源９４４に接続されている。このような配置であれば、針型電極９４１の針の方向と平行な平板型の対向電極を用いる場合よりも、筐体９４３内において電極が占める空間の割合が低下し、かつ、それぞれの針型電極９４１と対向電極９４２の間での電界形成状況が安定することから、針型電極９４１から効果的にイオンが生成する。このようにすることにより、上述の送風装置９００等と比較して高風量化を達成することが可能である。また、針型電極９４１と対向電極９４２をこのように配置することにより、複数の針型電極を最も効果的に配列することが可能である。
【００２９】
以上の通り、従来の機械的に気流を発生させる送風装置とは全く異なる送風装置として、針型電極と対向電極からなるデバイスの放電現象を用いることにより、優れた特性を有する送風装置を達成することが可能となる。
【特許文献１】米国特許第４２１０８４７号明細書
【特許文献２】米国特許第６５０４３０８号明細書
【特許文献３】特開２００５−２４３２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
しかしながら、上記のイオン風を利用した送風装置のいずれにおいても、副生成物の発生の抑制が不十分であるという問題を有している。
【００３１】
イオン風を用いた送風装置においては、気流の発生源として放電に起因するイオンを用いるが、イオンを発生させる手法としては針型電極と対向電極の間で生じる放電現象を利用しており、放電にともなってイオン以外の副生成物が発生することがある。このような副生成物の中では、特にオゾンの発生が問題となっている。オゾンには独特の臭気があり、不快な感覚を人間に与える。また、特に高濃度のオゾンは発がん性を有し、呼吸器系の疾患を引き起こすおそれがある。このように、オゾンが独特の臭気と人体への毒性を有するために、オゾンの発生を抑制することが求められている。実際の環境においては、産業衛生学会許容濃度委員会の指針より、オゾンの濃度は０．１ｐｐｍより小さいことが求められている。実際には、オゾン濃度が０．０１ｐｐｍ程度であっても臭気を感じ得るので、オゾンは極力低濃度であることが望ましい。
【００３２】
そこで、この発明の目的は、オゾンの発生を抑制することが可能な送風装置、および、それを備える換気装置と空気調和機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
この発明に従った送風装置は、放電によってイオンを発生させる放電電極と、放電電極に対向する対向電極とを備え、イオンを発生させることによりイオン風による気流を発生させる送風装置であって、放電電極は、タウンゼント（暗電流）放電によるイオンの発生と、コロナ放電によるイオンの発生とを切替えることが可能であるように構成されている。
【００３４】
タウンゼント（暗電流）放電は、コロナ放電が開始されるのに必要なエネルギーよりも弱いエネルギーで発生する放電である。従って、副生成物のオゾンが発生することなしに、効果的にイオン風を得ることが可能であり、オゾンレスの環境を達成することが可能である。コロナ放電現象の場合は、針型電極と対向電極の間の電圧印加により、局部的に電圧破壊された状態での放電現象であるために、副生成物であるオゾンが原理的に発生するが、イオン風の風速を高めることが可能となる。
【００３５】
このように、タウンゼント（暗電流）放電とコロナ放電を切り替えて駆動することにより、オゾンの発生を抑えて、風量を制御することが可能な送風装置を達成することができる。
【００３６】
この発明に従った送風装置においては、放電電極においてコロナ放電によってイオンを発生させる場合には、放電電極は、正の電圧を印加されるように構成されていることが好ましい。
【００３７】
放電電極を正として電圧を印加した場合は、放電電極に負の電圧を印加した場合に比べて、オゾン発生量を１／１０以下とすることが可能である。
【００３８】
このようにすることにより、オゾンの発生を抑制することができる。
【００３９】
この発明に従った送風装置においては、放電電極は、放電電極と対向電極との間に印加する電界強度の大きさを変更することによって、タウンゼント（暗電流）放電によるイオンの発生と、コロナ放電によるイオンの発生とを切替えることが可能であるように構成されていることが好ましい。
【００４０】
このようにすることにより、風量を確保することが可能なコロナ放電と、オゾンの発生を抑えることが可能なタウンゼント（暗電流）放電とを容易に切替えることができる。
【００４１】
この発明に従った送風装置においては、放電電極は、放電電極と対向電極との間に印加する電界強度の大きさを時間に応じて変化させることによって、タウンゼント（暗電流）放電によるイオンの発生と、コロナ放電によるイオンの発生とを切替えることが可能であるように構成されていることが好ましい。
【００４２】
このようにすることにより、風量を確保することが可能なコロナ放電と、オゾンの発生を抑えることが可能なタウンゼント（暗電流）放電とを容易に切替えることができる。
【００４３】
この発明に従った送風装置は、放電電極と対向電極との間に流れる電流の大きさを測定するための電流検知部を備えることが好ましい。
【００４４】
このようにすることにより、発生している放電が、コロナ放電であるか、タウンゼント（暗電流）放電であるかを容易に判別することができる。
【００４５】
この発明に従った送風装置においては、放電電極は、針状に突出した先端部を有し、先端部は、半径が３０μｍ以下であることが好ましい。
【００４６】
放電電極の先端を鋭くすることによって、放電電極の先端に電気力線が集中して電界強度が増大するため、オゾンの発生を抑えるためにコロナ放電現象を生じさせるための印加電圧を低くしてもイオンを加速させることができてイオン風が得られる。
【００４７】
このようにすることにより、コロナ放電時でもオゾンの発生を抑制することができる。
【００４８】
この発明に従った換気装置は、上記のいずれかの送風装置を備えることが好ましい。
【００４９】
このようにすることにより、オゾンの発生を抑制することが可能な換気装置を得ることができる。
【００５０】
この発明に従った空気調和機は、上記のいずれかの送風装置を備えることが好ましい。
【００５１】
このようにすることにより、オゾンの発生を抑制することが可能な空気調和機を得ることができる。
【発明の効果】
【００５２】
以上のように、この発明によれば、オゾンの発生を抑制することが可能な送風装置、および、それを備える換気装置と空気調和機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
本発明者は、オゾンの発生を抑制することが可能な送風装置、および、それを備える換気装置と空気調和機を得るために以下のとおり検討した。
【００５４】
オゾンが発生する最大の理由は、以下の反応による。すなわち、針型電極と対向電極の間に電圧を印加すると、放電現象が発生し、放電のエネルギーにより、空間に存在する酸素分子が解離する。
【００５５】
針型電極と対向電極の間における通常の放電形態はコロナ放電であることが多い。コロナ放電が発生すると、次の（１）から（３）の反応によってオゾンが発生する。
【００５６】
（１）Ｏ２→Ｏ＋＋Ｏ−
（２）Ｏ２→Ｏ＋Ｏ
（３）Ｏ２＋Ｏ→Ｏ３
この反応は、電気エネルギーにより空気中に存在する酸素分子が電離・解離するものであり、その結果として、オゾンが発生するものである。すなわち、通常の大気空間で放電が発生すると、この反応によってオゾンが発生する。このように、放電現象により発生する電子が空気中に存在する酸素分子と反応することにより、オゾンが生成される。上記（１）の電離反応に必要なエネルギーは１２．２ｅＶであり、上記（２）の反応に必要な解離エネルギーは６．０ｅＶである。したがって、放電によって空気中の酸素分子に与えられるエネルギーが６．０ｅＶを超過した場合には上記（２）と（３）の反応が進行し、オゾンが生成される。
【００５７】
コロナ放電現象では、１２．２ｅＶ以上の電気エネルギーを周囲の酸素分子に付与している。したがって、放電現象としてコロナ放電現象を用いる場合は原理的にオゾンの発生を避けることができない。
【００５８】
このように、コロナ放電はオゾンの発生を伴うが、オゾンは電気的に中性であるため、酸素分子や窒素分子と同様に、イオン風の発生には寄与しない。したがって、オゾンの発生は、イオン送風の観点からは全く不要である。
【００５９】
以上の考察に基づいて、本発明者は鋭意研究を重ねた。その結果、放電の形態を制御することにより、上記の目的を達成することが可能であることを見出した。これまでのイオン風送風装置において、オゾンの発生を抑制することができなかったのは、放電条件を充分に制御することができなかったためである。すなわち、オゾンの発生を抑制してイオン送風を行うためには、放電としてタウンゼント（暗電流）放電を用いることが効果的であることを確認した。タウンゼント（暗電流）放電においては、オゾンの生成が伴わないことによる。
【００６０】
ここで、タウンゼント（暗電流）放電について説明する。タウンゼント（暗電流）放電は、コロナ放電が開始されるのに必要なエネルギーよりも弱いエネルギーで発生する放電である。上述のように、空気中の酸素からオゾンが生成するためには、少なくとも６．０ｅＶ以上のエネルギーが必要であるが、タウンゼント（暗電流）放電領域においては、放電によって酸素分子に付与されるエネルギーが６．０ｅＶよりも小さいので、タウンゼント（暗電流）放電によってはオゾンが生成しない。従って、副生成物のオゾンが発生することなしに、効果的にイオン風を得ることが可能であり、オゾンレスの環境を達成することが可能である。
【００６１】
タウンゼント（暗電流）放電領域においては、次のような反応が起こっている。
【００６２】
Ｏ２＋ｅ−→Ｏ２−
この反応で酸素分子に電子が付着するのに必要なエネルギーは１．０ｅＶである。このエネルギーは、酸素分子の電離・解離に必要なエネルギーである６．０ｅＶ、１２．２ｅＶに比べて非常に小さい。すなわち、放電によって酸素分子に付与されるエネルギーが６．０ｅＶよりも小さいタウンゼント（暗電流）放電現象においては、酸素分子の電離・解離によるオゾンの発生は見られず、単に、酸素分子に電子が付着し、酸素分子が酸素分子イオンに変化するだけの反応が生じる。
【００６３】
酸素分子が酸素分子イオンに変化する反応に必要なエネルギーは１．０ｅＶときわめて小さい。また、タウンゼント（暗電流）放電現象を発生させるために必要なエネルギーは、酸素分子の解離を生じさせるエネルギーの６．０ｅＶより小さいために、酸素分子の解離が生じない。したがって、タウンゼント（暗電流）放電によってオゾンは発生せず、オゾンが外部空間に放出されることはない。
【００６４】
すなわち、タウンゼント（暗電流）放電現象を用いることにより、コロナ放電現象を用いる送風装置の問題点であったオゾンの発生が抑制されることになる。
【００６５】
イオン風を利用する送風デバイスに必要なものは、オゾンではなく、荷電粒子、すなわち、イオンである。酸素分子に電子が付着することにより、酸素分子がイオン化されると、針型電極と対向電極との間の電界により、イオンが加速されることにより、風が発生する。
【００６６】
繰り返すことになるが、タウンゼント（暗電流）放電においても、針型電極表面からは、イオンが放出されており、針型電極と対向電極の間において、イオンは電極間の電界によって加速されており、イオン風を発生する環境を達成している。
【００６７】
このことから、タウンゼント（暗電流）放電領域においては、オゾンの発生量をゼロに抑制しつつ、タウンゼント（暗電流）放電によって発生したイオンによるイオン風を効果的に用いることが可能となる。
【００６８】
タウンゼント（暗電流）放電領域における反応においては、酸素分子イオンが発生する。酸素分子イオンは、イオン風を発生させる際の起源として作用する。すなわち、タウンゼント（暗電流）放電現象を用いて、オゾンを発生させることなく、空気中に存在する粒子をイオン化（帯電化）させ、さらに、イオン化した粒子は、針型電極と対向電極の間に印加される電界により、針型電極から対向電極の方向に勢いよく加速されるので、イオン化した粒子の周辺に存在する中性の粒子とともにイオン風の流れを発生させることが可能となる。
【００６９】
したがって、送風装置の放電形態としてタウンゼント（暗電流）放電を用いることによって、副生成物であるオゾンは原理上、全く発生せず、かつ、イオン風の起源として有効な酸素分子イオンのみを発生させることができる。
【００７０】
このように、タウンゼント（暗電流）放電現象を利用する場合と、コロナ放電現象を利用する場合との違いは、放電現象に伴ってオゾンが発生するかしないかの違いのみであり、イオン風はいずれの放電現象によっても生じる。
【００７１】
以上より、タウンゼント（暗電流）放電を用いたイオン送風装置を実現することが可能となる。
【００７２】
ここで、タウンゼント（暗電流）放電と、コロナ放電の違いを簡単にまとめる。
【００７３】
タウンゼント（暗電流）放電とは、電界強度が３０００００Ｖ／ｍよりも小さい領域での放電をいい、ピコアンペア（ｐＡ）程度の放電電流が流れる。ただし、電界強度は電極の形状によって変動する場合がある。タウンゼント（暗電流）放電においては、電子付着現象と、電界による帯電粒子の移動が生じる。
【００７４】
一方、コロナ放電とは、電界強度が３０００００Ｖ／ｍよりも大きい領域での放電をいい、マイクロアンペア（μＡ）程度の放電電流が流れる。ただし、電界強度は電極の形状によって変動する場合がある。コロナ放電においては、電子付着現象、空気中の酸素分子の解離によるオゾン発生、電界による荷電粒子の移動が起こる。
【００７５】
このように、コロナ放電現象とタウンゼント（暗電流）放電現象では放電電流の大きさが異なるために、どちらの放電現象が生じているのかを判断する方法としては、放電電極と対向電極間に流れる電流量にて判断することが可能である。すなわち、タウンゼント（暗電流）放電領域においては、放電に伴う電流として、ピコアンペア（ｐＡ）程度の暗電流が発生している。ここでの電流は、１本の放電電極と対向電極の間での電流値であり、複数本の放電電極で構成される送風装置においては、電流値は、複数倍の電流値となる。一方、コロナ放電領域においてはナノアンペア（ｎＡ）からマイクロアンペア（μＡ）程度の電流が発生しており、タウンゼント（暗電流）放電領域と比較すると大きな電流が流れている。
【００７６】
タウンゼント（暗電流）放電領域から印加電圧を大きくするとコロナ放電現象に移行する。放電電極と対向電極の間の電流を電流検知部で測定し、放電電流がナノアンペア（ｎＡ）もしくはマイクロアンペア（μＡ）程度以上になれば、コロナ放電現象に移行したといえる。このように、電流検知部を用いることにより、いずれの放電現象が発生しているのかを容易に識別することができる。
【００７７】
このような放電電流の小さいタウンゼント（暗電流）放電領域においては、放電によって周囲の分子に与えられるエネルギーは、酸素分子からオゾンが生成するエネルギーに達していないので、全くオゾンが発生することなく、イオン風による風のみを得ることが可能である。すなわち、上述のとおり、このようなタウンゼント（暗電流）放電領域においては、副生成物であるオゾンを全く発生させずに、風のみを効果的に放出できる送風システムを達成することが可能である。
【００７８】
本発明は、このような発明者の知見に基づいてなされたものである。
【００７９】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００８０】
（第１実施形態）
図１は、この発明の第１実施形態として、送風装置の全体を示す図である。
【００８１】
図１に示すように、送風装置１００は、放電電極として複数の針型電極１１０と、針型電極１１０に対向する対向電極１２０と、針型電極１１０と対向電極１２０とが配置される筐体１３０と、駆動回路部１４０と、針型電極１１０と対向電極１２０との間に流れる電流の大きさを測定するための電流検知部１５０を備える。筐体１３０の下流端は開口し、対向電極１２０が筐体１３０の開口した面を覆うようにして配置されている。針型電極１１０は、筐体１３０の内部において、先端１１１が対向電極１２０に対向するようにして配置されている。駆動回路部１４０は、タウンゼント（暗電流）放電領域とコロナ放電領域とを切替えるために、針型電極１１０と対向電極１２０との間の印加電圧を調整することが可能である。イオン風は、図中の矢印の方向に流れる。
【００８２】
図２は、針型電極の全体と先端部を示す図である。
【００８３】
図２の（Ａ）に示すように、針型電極１１０は、径がほぼ一定で棒状の軸部１１２と、径が次第に小さくなっている先端部とからなる。図２の（Ｂ）は、針型電極１１０の先端１１１について、破線で示す領域Ｂを拡大して示す。図２（Ｂ）に示すように、針型電極１１０の先端１１１は、丸みを帯びている。この丸みの半径を針型電極の先端半径とする。
【００８４】
図３は、対向電極の一部を示す図である。
【００８５】
図３に示すように、対向電極１２０は金属ワイヤーでメッシュ状に形成された電極である。ワイヤー直径Ｄの金属ワイヤーが、ワイヤーピッチＷの間隔で格子状に配置されている。
【００８６】
ここで、タウンゼント（暗電流）放電を用いる送風装置の特性について記す。
【００８７】
タウンゼント（暗電流）放電領域である１ピコアンペア相当の電流が発生する場合、単位時間当たりで計算すると、毎秒１ｐｃ（ピコクーロン）＝１×１０−１２クーロンの電荷が発生している。一方、電気素量、すなわち、電子１個が有する電荷は、１．６０×１０−１９クーロンである。したがって、タウンゼント（暗電流）放電の定常状態において、針型電極から空間に放出される荷電粒子数（電子等の荷電粒子の数）は、（１×１０−１２クーロン）÷（１．６０×１０−１９クーロン）＝６．２５×１０６個である。これらの荷電粒子によって、空気中の酸素分子が帯電して酸素分子イオンになる。酸素分子への付着係数を１とすれば、毎秒６．２５×１０６個の電子が酸素分子に付着し、酸素分子がイオン化されていることとなる。すなわち、空気中には酸素分子だけでなく、他の中性分子が存在するが、電子は酸素分子とのみ電子付着し、他の中性粒子とは電子付着しない。これらの荷電粒子が空間に存在する窒素分子や酸素分子などの中性粒子と衝突して、針型電極と対向電極間においての粒子の流れが発生し、この粒子の流れがイオン風となって観測される。
【００８８】
次に、このときの帯電粒子と中性粒子との衝突について考察する。例えば、放電によって発生した電子が付着する中性粒子が酸素分子である場合を考える。
【００８９】
１荷帯電イオン状態の酸素分子１個が持つ電荷の量は、電子１個分の電荷の量である。電子１個が電界から得るエネルギーは、（電界の強さ）×（移動距離）（ｅｖ）として求められるので、１荷帯電イオン状態の酸素分子１個が他の中性粒子と衝突するまでに電界から得るエネルギーの平均は、（電界の強さ）×（平均自由行程）（ｅｖ）として求められる。
【００９０】
ここで、通常の室内環境（１気圧、室温２５℃程度）においては、中性粒子の平均自由行程は、おおよそ７×１０−８ｍ程度である。平均自由行程とは、空間に存在している粒子、特にガス状の酸素分子、窒素分子、気体状水分子や二酸化炭素分子等が空間で熱運動や分子間力などにより動き回っているが、ある粒子が他の粒子と衝突した後に、次の粒子と衝突するまでに、粒子が移動する距離の平均である。
【００９１】
また、タウンゼント（暗電流）放電を引き起こす程度の印加電圧は、針型電極と対向電極の間での印加電圧の大きさが１ｋＶ程度（このときに、放電電流としてピコアンペア程度の電流が流れる）であり、電極間での電界強度は、５００００Ｖ／ｍ程度である。
【００９２】
したがって、タウンゼント（暗電流）放電現象において発生した電子が付着した酸素分子イオンが他の粒子にぶつかるまでに動く間に電界から得るエネルギーは、（電界）×（平均自由行程）（ｅＶ）として、５００００Ｖ／ｍ×７×１０−８ｍ＝０．００３５ｅＶとなる。単位変換すると、１ｅＶ＝１．６×１０−１９Ｊより、０．００３５ｅＶ＝５．６×１０−２１Ｊとなる。このエネルギーは、酸素分子イオンの運動エネルギーとなる。
【００９３】
すなわち、（運動エネルギー）＝（酸素分子イオン(１荷帯電イオン状態)が電界から得るエネルギー）である。酸素分子の質量は１モルで３２ｇであるから、酸素分子１分子の質量は（３２ｇ）／（６×１０２３個）＝５．３×１０−２３ｇ＝５．３×１０−２６ｋｇであることから、（運動エネルギー）＝（酸素分子イオン(１荷帯電イオン状態)が電界から得るエネルギー）より、（１／２）×５．３×１０−２６×（酸素分子イオンの速度の２乗）＝５．６×１０−２１Ｊである。この方程式を解くことにより、帯電した酸素粒子が別の中性粒子に衝突するまでに得られる速度は、秒速４５０ｍとなる。
【００９４】
ここで、酸素分子イオンが別の中性粒子に二次元の完全弾性衝突で衝突したとすると、衝突の前後においての力学的エネルギーは保存されるため、静止していた中性粒子は、酸素分子イオンに衝突されることによって秒速４５０ｍの速度を有し、衝突前に運動していた酸素分子イオンは運動を停止する。
【００９５】
衝突により速度を失って停止した粒子、すなわち酸素分子イオンは、帯電しているために、引き続き、電界の存在する環境下で再度加速されて、別の粒子と衝突を繰り返しながら、対向電極に到達する。
【００９６】
一方、酸素分子イオンに衝突されて初速度として秒速４５０ｍを与えられた中性粒子は、帯電していないので、電界中においても等速直線運動をするが、止まっている別の中性粒子に衝突すると、速度を失って停止し、もともと止まっていた中性粒子が秒速４５０ｍで運動を始める。この中性粒子がさらに別の、静止している中性粒子に衝突して速度の交換をする。複数の中性粒子によって、このような衝突と速度の交換が繰り返される。
【００９７】
このように、二次元の完全弾性衝突を想定すると、タウンゼント（暗電流）放電による電子付着反応で生成した酸素分子イオンによって引き起こされた中性粒子の運動は、針型電極から対向電極に移動する際に上記の衝突反応を繰り返しながら、秒速４５０ｍで対向電極に到達することとなる。
【００９８】
しかし、実際には粒子には数ナノメートル程度の大きさがあり、粒子どうしの衝突は完全弾性衝突ではない。衝突によって電界方向とは別の方向の速度ベクトルが発生することもある。粒子間の摩擦などもあり、衝突の前後で運動エネルギーは保存されないので、粒子の速度は秒速４５０ｍのような高速にはならない。さらに、粉塵などの影響や粒子が動く際の抵抗などがあるため、実際に得られる風速はもっと小さな値となる。
【００９９】
タウンゼント（暗電流）放電によるイオン風の発生をまとめると以下のようになる。すなわち、コロナ放電が発生していなくても、タウンゼント（暗電流）放電が発生すると、酸素分子に電子が付着する反応が生じる。また、針型電極と対向電極の間で電界が発生するため、帯電した酸素分子イオンが電界の影響により動き出すことによって、原理的に風の流れが発生する。この現象を用いることにより、オゾンを発生することなく、気流のみを発生させることが可能である。このようにすることにより、副生成物であるオゾンの発生の全く無いイオン送風デバイスを達成することが可能となる。
【０１００】
しかし、タウンゼント（暗電流）放電領域ではコロナ放電領域に比べて印加電圧が小さいために、針型電極と対向電極の間の放電領域が小さくなる。その結果、イオン風の風速が小さくなるという問題がある。そのため、タウンゼント（暗電流）放電のみを用いた送風装置では、大きな風量が必要とされるときに所定の風量を確保することができずに、性能が不足することがある。すなわち、タウンゼント（暗電流）放電（すなわち静電場）は弱い放電現象を用いているために、イオン風の発生量が小さく、適正風速を確保できない場合がある。
【０１０１】
そこで、イオン送風装置として、風量が不足する際には、タウンゼント（暗電流）放電よりも強い放電であるコロナ放電現象を用いる。タウンゼント（暗電流）放電よりも強い放電であるコロナ放電現象を適宜利用することにより、より大きな風量を確保することができる。
【０１０２】
コロナ放電現象の場合は、針型電極と対向電極の間の電圧印加により、局部的に電圧破壊された状態での放電現象であるために、副生成物であるオゾンが原理的に発生するが、イオン風の風速を３ｍ／秒以上に高めることが可能となる。
【０１０３】
このように、タウンゼント（暗電流）放電とコロナ放電を切り替えて駆動することにより、オゾンの発生を抑えて、効果的な送風装置を達成することができる。
【０１０４】
タウンゼント（暗電流）放電現象からコロナ放電現象へ切り替える方法としては、２つの手法がある。
【０１０５】
第一の手法は、針型電極１１０と対向電極１２０の間に印加する電圧の大きさを大きくして、電界強度を大きくすることによって、タウンゼント（暗電流）放電現象からコロナ放電現象へ切り替える方法である。
【０１０６】
第二の手法は、針型電極１１０と対向電極１２０の間の距離を小さくして、電界強度を大きくすることによって、タウンゼント（暗電流）放電現象からコロナ放電現象へ切り替える方法である。
【０１０７】
第一の手法の方が、送風装置１００の構成を変更する必要が無いので望ましい。
【０１０８】
例えば、針型電極１１０と対向電極１２０の距離を５ｍｍ程度として、針型電極１１０と対向電極間１２０に１ｋＶ程度の直流電圧を印加した場合において、電界強度は、１０００Ｖ／０．００５ｍ＝２０００００Ｖ／ｍ程度である。このような状況においてはタウンゼント（暗電流）放電現象が生じる。
【０１０９】
電界強度を大きくしていくと、コロナ放電現象に移行する。コロナ放電現象が発生する状況においては、針型電極１１０と対向電極１２０の間で流れる電流値がナノアンペア（ｎＡ）からマイクロアンペア（μＡ）程度と大きい。したがって、針型電極１１０と対向電極１２０の間に流れる電流を測定することによって、発生している放電がいずれの放電現象であるかを認識することができる。
【０１１０】
上述の第二の手法は、針型電極１１０と対向電極１２０間の距離を小さくすることにより、電界強度を大きくすることを目的としている。第一と第二のいずれの手法においても、針型電極１１０と対向電極１２０の間での電界強度を強くするという目的は同一である。
【０１１１】
このように、送風装置１００においては、針型電極１１０は、針型電極１１０と対向電極１２０との間に印加する電界強度の大きさを変更することによって、タウンゼント（暗電流）放電によるイオンの発生と、コロナ放電によるイオンの発生とを切替えることが可能であるように構成されている。
【０１１２】
このようにすることにより、風量を確保することが可能なコロナ放電と、オゾンの発生を抑えることが可能なタウンゼント（暗電流）放電とを容易に切替えることができる。
【０１１３】
なお、オゾンが全く発生しない駆動条件であるタウンゼント（暗電流）放電条件と、原理的にオゾンが発生するが風速を高めることが可能な駆動条件であるコロナ放電条件を切り替える手法として、第一の手法を利用した別の手法がある。
【０１１４】
この手法は、針型電極１１０と対向電極１２０との間に印加する電圧について、デューティ比を設定して、タウンゼント（暗電流）放電条件とコロナ放電条件を特定のタイミングで切り替えることにより、コロナ放電時に発生するオゾンを抑制しながら、風速を確保する方法である。以下にこの方法について説明する。
【０１１５】
例えば、図１の送風装置１００の形態の場合、針型電極１１０と対向電極１２０の間に１ｋＶ程度の印加電圧を与えた場合にはタウンゼント（暗電流）放電が発生するが、それ以上に大きな電圧（例えば３．８ｋＶ）を印加すると、コロナ放電現象となる。このように、印加電圧の違いにより、放電の形態が変わることから、印加電圧を１ｋＶと３．８ｋＶで繰り返し変動させることにより、タウゼント（暗電流）放電によってオゾン発生を抑制しながらイオンを発生させ、コロナ放電現象による大きな風速を達成することができる。例えば、デューティ比１０％で駆動する、つまり、単位時間のうち１０％はコロナ放電現象で駆動し、単位時間のうち９０％はタウンゼント（暗電流）放電現象で駆動する場合においては、オゾンを発生するコロナ放電で駆動する時間を少なくすることにより、オゾンの発生を抑制して、コロナ放電だけで駆動する場合に対して１０％のオゾン発生量にすることが可能となる。さらにタウンゼント（暗電流）放電だけでは風速を充分に達成できない状況においても、デューティ比１０％の割合でコロナ放電現象の補助が得られるために、効果的な送風装置を達成することが可能である。
【０１１６】
このように、送風装置１００においては、針型電極１１０は、針型電極１１０と対向電極１２０との間に印加する電界強度の大きさを時間に応じて変化させることによって、タウンゼント（暗電流）放電によるイオンの発生と、コロナ放電によるイオンの発生とを切替えることが可能であるように構成されている。
【０１１７】
このようにすることにより、風量を確保することが可能なコロナ放電と、オゾンの発生を抑えることが可能なタウンゼント（暗電流）放電とを容易に切替えることができる。
【０１１８】
このように、送風装置１００は、放電によってイオンを発生させる針型電極１１０と、針型電極１１０に対向する対向電極１２０とを備え、イオンを発生させることによりイオン風による気流を発生させる送風装置１００であって、針型電極１１０は、タウンゼント（暗電流）放電によるイオンの発生と、コロナ放電によるイオンの発生とを切替えることが可能であるように構成されている。
【０１１９】
このようにすることにより、オゾンの発生を抑制して、風量を制御することが可能な送風装置１００を提供することができる。
【０１２０】
ここで、コロナ放電現象を用いた場合についてのオゾン発生量について考察する。
【０１２１】
コロナ放電現象を用いる場合には、大気中の酸素分子が解離してオゾンが生成する。しかし、オゾン生成の度合いは、コロナ放電の強さに依存するため、より弱いコロナ放電を発生させることによってオゾン生成を抑えることが可能である。
【０１２２】
コロナ放電現象を用いる状況においては、原理的にオゾンが生成する。本発明の送風装置１００においても、風速を高める場合にコロナ放電現象を利用すれば、オゾンが発生する。送風装置１００においては、風量を確保するためにコロナ放電を発生させるが、コロナ放電領域を使用するに当たって、オゾン発生量を抑制するための効果的な方法がある。
【０１２３】
コロナ放電現象の環境下においてオゾン生成を低下させる手法としては、２つの手法がある。
【０１２４】
第一の手法としては、針型電極１１０と対向電極１２０の間に印加する直流電圧の極性について、針型電極１１０に正を、対向電極１２０に負の電圧を印加する方法がある。
【０１２５】
ここで第一の手法について説明する。タウンゼント（暗電流）放電領域においては、原理的にオゾンが全く発生しないため、針型電極１１０と対向電極１２０の間に印加する電圧の極性に関しては特に限定されるものではない。したがって、電圧印加の極性に関しては自由に設定することが可能である。
【０１２６】
しかし、コロナ放電領域においては、原理的にオゾンが発生するが、オゾン発生量については、印加電圧の極性によって大きく違うことを確認した。
【０１２７】
表１は、風速が秒速３ｍ時になるように直流電圧を印加したときのオゾン発生量と印加した電圧の大きさを示す。
【０１２８】
【表１】
2008202462.tif 000003
【０１２９】
表１に示すように、針型電極１１０を正として電圧を印加した場合には、一時間当たり０．００８ｍｇのオゾンが発生した。一方、針型電極１１０を負として電圧を印加した場合には、オゾンが一時間当たり０．０８ｍｇ発生した。このように、針型電極１１０を正として電圧を印加した場合は、針型電極１１０に負を印加した場合に比べて、オゾン発生量を１／１０以下とすることが可能である。
【０１３０】
この理由としては、針型電極１１０に正の電圧を印加した場合は針型電極１１０のごく近傍で放電するのに対して、針型電極１１０に負の電圧を印加した場合は、電極から少し離れた位置まで広い領域で放電しており、放電領域の違いにより、オゾン発生量が異なってくることが考えられる。
【０１３１】
このように、針型電極１１０にマイナスの電圧を印加した場合はオゾンが比較的多量に発生するが、針型電極１１０にプラスを印加した場合はオゾンの発生がほとんど観測されず、針型電極１１０にマイナス印加する場合に比べて、１／１０にまでオゾンの発生量を抑制することができる。
【０１３２】
また、表１にはイオン風の風速が秒速３ｍ／秒になるように印加した直流電圧の値を示す。この表から分かるように、風速３ｍ／秒を得るために必要な電圧の大きさは、針型電極１１０に印加する電圧の極性にはほとんど影響を受けない。
【０１３３】
このように、針型電極１１０に印加する電圧の大きさがほぼ同じでも、針型電極１１０に正の電圧を印加して、対向電極１２０に負の電圧を印加することによって、イオン風の風量を確保しながらオゾンの発生量を抑えることができる。
【０１３４】
したがって、送風装置１００においても、コロナ放電領域を用いる状況においては、針型電極１１０に正、対向電極１２０に負の直流電圧を印加することにより、原理的にオゾンが発生する放電条件であっても、オゾン発生量を極力抑制した条件で駆動することができる。
【０１３５】
コロナ放電現象の環境下においてオゾン生成を低下させる第二の手法としては、針型電極１１０の先端１１１を鋭くする方法がある。
【０１３６】
イオン風の発生は、針型電極１１０と対向電極間１２０での電界により加速されることに起因するが、この際、針型電極１１０の先端１１１を鋭くする、すなわち、針型電極１１０の先端半径を小さくすることにより、針型電極１１０の近傍での電気力線が集中し、電界強度が増大する。このようにすることにより、電極間でのイオンの加速の度合いを向上させることが可能となり、コロナ放電現象を生じさせるための印加電圧を低減させても風量を得ることが可能となる。
【０１３７】
コロナ放電現象を用いると原理的にオゾンが発生するが、コロナ放電の強さの度合いにより、オゾン発生量は変化する。すなわち、コロナ放電現象が激しいほどオゾン発生量が増大し、緩やかなコロナ放電現象を用いた場合にはオゾン発生量はゼロにはならないが、極力抑制することが可能となる。したがって、針型電極１１０の先端１１１を鋭くして、針型電極１１０に正極性電圧を印加することによって、風量を確保してオゾン発生を抑制することが可能である。
【０１３８】
表２は、針型電極１１０と対向電極１２０から構成される送風装置１００において、風速３ｍ／秒のイオン風を得る際の、電極間に印加する電圧の大きさと、コロナ放電現象により発生するオゾンの量を求めたものである。針型電極１１０として、先端半径が、２μｍ、１０μｍ、１５μｍ、３０μｍ、６０μｍの針型電極１１０を用いた。印加電圧の極性については、針型電極１１０に正極性電圧を印加した。対向電極１２０は、２５メッシュのもので統一した。
【０１３９】
【表２】
2008202462.tif 000004
【０１４０】
表２に示すように、針型電極１１０の先端半径が２μｍの場合、風速３ｍ／秒のイオン風を得るためには、３．８ｋＶの電圧を印加する必要があり、そのときのオゾンの発生量は、一時間当たり０．００８ｍｇであった。針型電極１１０の先端半径を大きくして１０μｍにすると、風速３ｍ／秒のイオン風を得るためには、４．０ｋＶの電圧を印加する必要があり、そのときのオゾンの発生量は、一時間当たり０．０１２ｍｇであった。さらに針型電極１１０の先端半径を大きくして１５μｍにすると、風速３ｍ／秒のイオン風を得るためには、４．３ｋＶの電圧を印加する必要があり、そのときのオゾンの発生量は、一時間当たり０．０１５ｍｇであった。さらに、針型電極１１０の先端半径を３０μｍにすると、風速３ｍ／秒のイオン風を得るためには、５．７ｋＶの電圧を印加する必要があり、そのときのオゾンの発生量は、一時間当たり０．０２８ｍｇ、針型電極１１０の先端半径を６０μｍにすると、風速３ｍ／秒のイオン風を得るためには、７．３ｋＶの電圧を印加する必要があり、そのときのオゾンの発生量は、一時間当たり０．０３８ｍｇであった。針型電極１１０の先端半径を大きくすると、風速３ｍ／秒のイオン風を得るために必要な印加電圧の大きさも大きくなり、オゾンの発生量も多くなっている。このように、針型電極１１０の先端半径が小さくなれば、オゾンの発生量を大幅に抑制しながら風量を得ることができる。これは、針型電極１１０の先端半径を鋭くすることによって針型電極１１０の近傍での電界強度が強くなるために、印加電圧を低減してもイオンが充分に加速されて風量を得ることができるので、印加電圧を低減してコロナ放電現象を緩やかな条件で達成してオゾンの発生量を抑えることが可能であることによる。
【０１４１】
このように、副生成物であるオゾンの発生量は針型電極１１０の先端半径によって大きく変化し、針型電極１１０の先端半径が小さいほど、副生成物であるオゾンの発生を抑制することが可能となる。オゾンの発生量を考慮して許容される針型電極１１０の先端半径の値は、基本的には、実際の使用状況に支配される。容積の小さな密閉された空間で送風装置１００を使用する場合には、空間内部の換気が効果的になされない為、オゾン発生量は少なくする必要がある。一方、広大な空間（例えば、小中学校の体育館等）では、容積が大きく、かつ、換気が効果的に行なわれる場合には、オゾン発生量の制限は緩くなる傾向がある。
【０１４２】
オゾンの匂いは、正常者においてはオゾン濃度が０．０１５ｐｐｍ程度の環境で感知される。ここで０．０１５ｐｐｍを単位変換すると、１立方メートル中での０．０１５ｐｐｍとは、約０．０３ｍｇ／ｍ３のオゾンが存在している状況である。したがって、表２に示すように、針型電極１１０の先端１１１の半径が６０μｍの場合、針型電極１１０を１本用いる場合においても、１立方メートルの密閉状態で送風装置１００を１時間駆動した場合には、オゾン発生量が０．０３８ｍｇとなり、オゾンの濃度が０．０３８ｍｇ／ｍ３となり、匂いの閾値を超えてしまう。そこで、針型電極１１０の先端半径としては、少なくとも３０μｍ以下とすることが望ましい。なお、開放系で用いる場合には、例えば、先端半径３０μｍ以上でも使用可能である。
【０１４３】
このように、送風装置１００においては、針型電極１１０は、針状に突出した先端部を有し、先端部は、半径が３０μｍ以下であることが好ましい。
【０１４４】
このようにすることにより、コロナ放電時でもオゾンの発生を抑制することができる。
【０１４５】
このように、送風装置１００においては、通常はオゾンが全く発生しない放電であるタウンゼント（暗電流）放電現象を用い、風速を高めるためにコロナ放電現象を用いるが、このコロナ放電現象を用いるにあたっても、針型電極１１０に正極性電圧を印加する印加方式として、かつ、針型電極１１０の先端部を鋭くすることにより、オゾン発生が極力抑制される。
【０１４６】
ここで、針型電極１１０を複数配置することについて検討する。
【０１４７】
図４は、第１実施形態の送風装置に複数の針型電極を用いた場合の針型電極と対向電極の配置を示す図である。
【０１４８】
図４に示すように、送風装置１００は、互いに平行になるように格子点上に配置された複数の針型電極１１０を備える。対向電極１２０はメッシュ状の電極であり、針型電極１１０とは一定の間隔をおいて配置されている。針型電極１１０は、銅で構成された回路部１１３に固定されて導通されている。
【０１４９】
オゾン発生量は、オゾンの濃度を産業衛生学会許容濃度委員会での指針より０．１ｐｐｍを超えないこととされている。ここで０．１ｐｐｍを単位変換すると、オゾン濃度が０．１ｐｐｍの環境は、空気中にオゾンが約０．２ｍｇ／ｍ３存在している状況である。
【０１５０】
表２に示す結果から、送風装置１００においては、針型電極１１０の先端半径を２μｍとして、針型電極１１０に正極性電圧を印加した場合においては、針型電極１１０を２５本備えた送風装置１００を１立方メートルの密閉容器内で１時間駆動しても、オゾン濃度は規制値以下となる。先端半径が２μｍの針型電極１１０の１本から発生するオゾンの量は、一時間当たり０．００８ｍｇであるので、０．２ｍｇ／０．００８ｍｇ＝２５本の計算による。
【０１５１】
さらに、送風装置１００を一般的な住宅の６畳間（体積としては、約２５ｍ３相当）で用いる場合、０．１ｐｐｍのオゾンが存在する環境とは、すなわち、この６畳間の空間内に５ｍｇ程度のオゾンが存在する環境である。したがって、完全密閉状態の６畳間で送風装置１００を駆動させた場合においても、先端半径が２μｍの鋭い形状の針型電極１１０を用いて針型電極１１０を正極性電圧に印加した場合、１本の針型電極１１０からのオゾン発生量は、０．００８ｍｇであるから、５ｍｇ／０．００８＝６２５本の針型電極１１０を設置しても、送風装置１００を規制値内のオゾン濃度で使用することが可能である。
【０１５２】
実際の住宅での使用環境では、扉の開閉等により、換気されることもあるため、使用可能な針型電極１１０の本数はさらに緩和される。送風装置１００を実際に使用する場合には、密閉空間で使用することよりも、むしろ送風装置１００を換気機構に適用する場合など、開放系で用いることとなる。したがって、さらに針型電極１１０の使用本数を増やして、例えば１０００本以上にしても、オゾン濃度を規制値以下に抑えて送風装置１００を使用することが充分に可能である。
【０１５３】
また、針型電極１１０と対向電極間１２０の間の印加電圧をさらに高くして、より強いコロナ放電現象を発生させることによってイオン風の風速を３ｍ／秒以上に高めることができる。
【０１５４】
図５は、オゾン発生量とイオン風の風速の関係を示す図である。図中の破線部で囲んだ領域は、タウンゼント（暗電流）放電の領域であり、一点鎖線で囲んだ領域は、コロナ放電の領域である。
【０１５５】
図５に示すように、風速を高めるためには、コロナ放電現象を高める必要があるが、これは電極間の印加電圧を高くすることにより達成される。電極間の印加電圧を高くすると、発生するオゾンの量が増える。例えば、風速３ｍ／秒の場合には、発生するオゾンの量は０．００８ｍｇ／時であるが、電極間の印加電圧を高くして、風速４ｍ／秒を達成した場合、送風装置１００においてはオゾン発生量が０．０１７ｍｇ／時となる。風速３ｍ／秒の場合と比較すると、２倍相当のオゾン発生量となっている。ただし、本発明の送風装置１００について、風速４ｍ／秒の場合においてもオゾン濃度は規制値である０．１ｐｐｍ以下であることには変わりない。
【０１５６】
上述の通り、送風装置１００の特性は、特に針型電極１１０の先端形状に大きく依存する。先端半径を２μｍにまで小さくした場合に、特性が最も好ましくなっている。この最大の理由としては、先端半径１１０を小さくしたほうが、電界が針型電極１１０の先端部に集中するためであると考えられる。
【０１５７】
このように、電極の先端１１１の形状が送風装置１００の送風性能を決定する重要な因子となっているが、送風性能における針型電極１１０の軸部１１２の重要度は小さい。したがって、軸部１１２は棒状とは異なる別の形態とすることが可能である。
【０１５８】
図６は、針型電極の全体を示す図である。
【０１５９】
図６の（Ａ）に示すように、針型電極１１０の軸部１１２は、先端１１１から離れるにつれて次第に径が大きくなる形状であってもよい。
【０１６０】
また、図６（Ｂ）に示すように、軸部１１２が直線構造ではなく、曲線構造を有している場合も、送風装置１００は軸部１１２が直線の場合と全く同様の性能を発揮することが可能である。
【０１６１】
また、図６（Ｃ）に示すように、別の針型電極１１０の形態として、局所的に針型形状を形成するように設定する手法がある。例えば、軸部１１２を形成する極細い針金（金属ワイヤー）を折り曲げることにより、先端１１１として局所的に鋭い形状を有する箇所を形成することにより、電界集中を容易にして送風装置１００の性能を高めることが可能である。このような形態のワイヤーを用いる場合には、局所的に最も鋭い形状となっている領域に電界が集中するので、この局所領域である先端１１１から放電が発生し、イオン風を利用した送風が達成される。
【０１６２】
また、図６（Ｄ）に示すように、別の手法として、円柱や角柱形状の針金（ワイヤー）の先端部を、意図的に粗い状態に削って乱表面を形成することにより、局所的に鋭い形状の先端１１１を生成させる。この先端１１１に電界を集中させることにより、他の針型電極１１０を用いる場合と同様の送風性能を発揮させることが可能である。
【０１６３】
このように、送風装置１００の針型電極１１０として、直線状の軸部１１２を有する形態以外にも、様々な形態の針型電極１１０を用いることが可能である。
【０１６４】
次に、対向電極１２０についての検討結果を示す。表３は、対向電極１２０のメッシュ数と、対向電極１２０に用いる金属ワイヤーの太さと、金属ワイヤーの配列ピッチの条件を様々に変えて作製した送風装置１００について、風速３ｍ／秒のイオン風を得るときの印加電圧と、オゾンの発生量を示す。針型電極１１０の先端の半径は２μｍとし、針型電極１１０に正極性電圧を印加している。
【０１６５】
【表３】
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【０１６６】
表３に示すように、メッシュ数が４メッシュ、ワイヤー直径が０．７ｍｍ、ワイヤーピッチが６．３５ｍｍの対向電極１２０を用いた場合、風速３ｍ／秒のイオン風を得るためには４．４ｋＶの電圧を印加し、このときのオゾン発生量は一時間当たり０．０１０ｍｇであった。メッシュを細かくした場合、メッシュ数が１０メッシュ、ワイヤー直径が０．４ｍｍ、ワイヤーピッチが２．５４ｍｍの対向電極１２０と、メッシュ数が２５メッシュ、ワイヤー直径が０．１ｍｍ、ワイヤーピッチが１ｍｍの対向電極１２０では、風速３ｍ／秒のイオン風を得るために印加した電圧は３．８ｋＶで、このときのオゾン発生量は、一時間当たり０．００８ｍｇであった。さらにメッシュを細かくして、メッシュ数が５０メッシュ、ワイヤー直径が０．１ｍｍ、ワイヤーピッチが０．５ｍｍの対向電極１２０では、風速３ｍ／秒のイオン風を得るために印加した電圧は４．４ｋＶで、オゾンの発生量は一時間当たり０．０１２ｍｇであった。さらに、メッシュ数を４００メッシュ、ワイヤー直径を０．０２ｍｍ、ワイヤーピッチを０．０６ｍｍとすると、イオン風は、風速３ｍ／秒を達成することができなかった。
【０１６７】
対向電極１２０のメッシュの目が粗いと、針型電極１１０と対向電極１２０の位置関係の影響が増加するため、すなわち、針型電極１１０と対向電極１２０の電極間距離が位置によって均一にならないために、所定の風速を得るのに必要な印加電圧は大きくなる。表３に示す今回の評価でも、風速３ｍ／秒を達成するための印加電圧が、２５メッシュと１０メッシュの対向電極１２０の場合には３．８ｋＶであるのに対して、４メッシュの対向電極１２０の場合には４．４ｋＶに上昇している。逆に、メッシュ数を多くした場合、例えば、メッシュ数を５０メッシュにして対向電極１２０のメッシュの目を細かくすると、風速３ｍ／秒を達成するために必要な印加電圧が４．４ｋＶに上昇する。さらにメッシュを細かくした４００メッシュの対向電極１２０においては、風速３ｍ／秒の風速特性を達成することができなくなり、対向電極１２０としての性能が著しく低下している。これは、特に、対向電極１２０のワイヤーピッチが０．０６ｍｍであり、ワイヤー直径が０．０２ｍｍであるので、対向電極１２０の開口が０．０６−０．０２＝０．０４ｍｍ（すなわち４０μｍ）と小さくなるために、発生した気流が対向電極１２０の開口部を通り抜ける際に抵抗を受け、風速が低下するためであると考えられる。したがって、対向電極１２０は、５０メッシュ以下（さらに言えば、２５メッシュ近傍）とすることが望ましい。
【０１６８】
タウンゼント（暗電流）放電領域とコロナ放電領域は、放電に伴う電流値の大きさによっていずれの放電領域であるかを判別することができる。
【０１６９】
すなわち、タウンゼント（暗電流）放電領域であればピコアンペア程度の放電電流が発生しており、コロナ放電領域においてはナノアンペアからマイクロアンペア程度の放電電流が発生している。この閾値付近では、急激に電流値の上昇が確認されるため、タウンゼント（暗電流）からコロナ放電への移行は電流検知部１５０によって容易に把握することができる。
【０１７０】
このように、送風装置１００は、針型電極１１０と対向電極１２０との間に流れる電流の大きさを測定するための電流検知部１５０を備える。
【０１７１】
このようにすることにより、発生している放電が、コロナ放電であるか、タウンゼント（暗電流）放電であるかを容易に判別することができる。
【０１７２】
（第２実施形態）
図７は、この発明の第２実施形態として、送風装置を備える換気装置が配置された住宅設備を模式的に示す図である。
【０１７３】
図７に示すように、住宅設備３００の壁面部３０１に換気装置２００が設置されている。換気装置２００は、本発明の送風装置１００を備える。送風装置１００の針型電極１１０の先端１１１は、対向電極１２０よりも室内側にある。送風装置１００は、針型電極１１１を複数備える。針型電極１１０と対向電極１２０の形態は、第１実施形態のいずれかの形態とする。住宅設備３００内の空気は、図中の矢印の方向に、室内から、換気装置２００を通して、室外へと流れる。
【０１７４】
このようにすることにより、従来使用されている換気扇や対流調整機と同様の目的で、送風装置１００を備える換気装置２００を使用することが可能である。すなわち、第２実施形態においては、本発明の送風装置１００は、従来、モーターとプロペラファンを組み合わせた形態の換気扇等が用いられた室内空間の換気機構に代わるものとして用いられる。室内空間で人間が生活する環境において、室内の汚れた空気を、本発明の送風装置１００を備える換気装置２００を用いることにより、効果的に室外に放出することが可能となる。
【０１７５】
換気装置２００においては、送風装置１００の針型電極１１０と対向電極１２０との間に印加する電圧の大きさを変化させることによって、タウンゼント（暗電流）放電とコロナ放電とを切替えることができる。
【０１７６】
このように、換気装置２００は送風装置１００を備えることにより、オゾンの発生を抑制することが可能な換気装置２００を得ることができる。
【０１７７】
（第３実施形態）
図８は、この発明の第３実施形態として、送風装置を備える空気調和機が配置された移動手段を模式的に示す図である。
【０１７８】
図８に示すように、移動手段として電車５００は、天井部分に空気調和機４００が配置されている。空気調和機４００は、送風装置１００を備える。送風装置１００は、針型電極１１０を複数備える。針型電極１１０と対向電極１２０の形態は、第１実施形態のいずれかの形態とする。送風装置１００の針型電極１１０の先端１１１と対向電極１２０の位置関係は、対向電極１２０が針型電極１１０の先端１１１よりも電車５００の内側に配置されるようにしている。
【０１７９】
このように、上述の第２実施形態とは異なり、第３実施形態においては、送風装置１００の設置方向が逆になっている。すなわち、住宅設備においては、住宅内部から汚れた空気を外部へ放出する目的として用いる形態を示したが、第３実施形態においては、電車５００の車外から車内に新鮮な外部の空気を取り入れることを目的として、電車５００内に気流を送り込むために用いている。電車５００内の空気は、図中の矢印の方向に、車外から、空気調和機４００を通して、車内へと流れる。
【０１８０】
空気調和機４００においては、送風装置１００の針型電極１１０と対向電極１２０との間に印加する電圧の大きさを変化させることによって、タウンゼント（暗電流）放電とコロナ放電とを切替えることができる。
【０１８１】
このように、空気調和機４００は、送風装置１００を備えることにより、オゾンの発生を抑制することが可能な空気調和機４００を得ることができる。
【０１８２】
（第４実施形態）
図９は、この発明の第４実施形態として、送風装置を備える空気調和機における針型電極と対向電極の配置を模式的に示す図である。
【０１８３】
図９に示すように、空気調和機６００は、複数の針型電極１１０と対向電極１２０を備える。針型電極１１０は、格子点上に配置されている。送風装置１００は、針型電極１１０を複数備える。針型電極１１０は、銅で構成された回路部１１３に固定されて導通されている。針型電極１１０と対向電極１２０の形態は、第１実施形態のいずれかの形態とする。針型電極１１０の一部、対向電極１２０の一部と、空気調和機６００のその他の部材は、図示を省略している。
【０１８４】
本発明の送風装置１００を、空気調和機のような高風量を必要とする送風機器に適用する場合には、針型電極１１０の設置本数を増加させることが望まれる。第４実施形態では、例えば、針型電極１１０を１０００本配列することによって高風量化を達成することができる。
【０１８５】
このように、空気調和機６００は、送風装置１００を備えることにすることにより、オゾンの発生を抑制することが可能な空気調和機６００を得ることができる。
【０１８６】
第２実施形態〜第４実施形態のようにすることにより、従来の空気調和機や換気装置に代えて、送風装置１００を備える空気調和機や換気装置を用いることが可能である。
【実施例１】
【０１８７】
本発明の一つの効果として、風量を確保してオゾン発生量を低減する効果がある。以下、本発明の送風装置１００について、送風特性を調べた実験結果について説明する。
【０１８８】
まず、送風装置１００の構成について説明する。
【０１８９】
図１に示す送風装置１００を用いて、針型電極１１０は、先端半径を２μｍとした。針型電極１１０の材質は、耐性の強いタングステンとした。
【０１９０】
針型電極１２０の形状は、図２に示す形状とした。針型電極１２０全体の長さＬは２０ｍｍとし、軸部１１２の直径Ｒが０．５ｍｍの円柱状のタングステン針について、先端１１１からの長さＱが５ｍｍの部分を電解研磨法で加工した。
【０１９１】
電界研磨加工の手法としては、次の方法を用いた。例えば、材料として耐久性や耐腐食性に優れたタングステンを用いた場合に、タングステンのワイヤーを、例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムのようなアルカリ性水溶液に浸し、交流もしくは直流で電気分解すると、タングステンワイヤーの一部がイオン化してアルカリ性水溶液に溶け出す。このときにタングステンワイヤー先端部がエッチングされていき、徐々に鋭い先端部を有する形態となる。例えば、２．５ｍｏｌ／リットルの濃度とした水酸化ナトリウム水溶液中にタングステンワイヤーを設置し、交流６０Ｈｚ、印加電圧５Ｖにて電解研磨を実施すると、約５０分で先端半径が３μｍ程度という形状を得ることができる。これを針型電極１１０に用いることが可能となる。本発明に用いた針型電極１１０では、先端半径が２μｍにまで鋭い形状を達成することができた。通常の機械的研磨では、このような鋭い先端の針を作製することは難しく、電解研磨法により達成することができた。
【０１９２】
なお、針型電極１１０について、オゾン発生量の小さく、低い印加電圧で駆動できる送風装置１００を達成する為には、針型電極１１０の先端半径の大きさが最も重要な因子である。針型電極１１０の長さＬや、軸部１１２の直径Ｒについては、特に限定されるものではない。イオン風を発生させる為に必要な針型電極１１０の先端半径に関しては、半径が小さくなるほど、先端部に電気力線が集中し電界集中が容易となり、イオン発生に有利である。イオン風を発生させる為に必要なイオンは針型電極１１０の先端部から発せするので、送風装置１００として用いる場合には針型電極１１０の先端部について先端半径を小さくすることにより達成されるものである。このような先端半径が２μｍ以下となるような鋭い針型電極１１０を作製する手法としては、公知手法を適宜用いることができる。機械研磨加工でも可能であるが、電解研磨加工を用いると比較的容易に鋭い針型電極１１０の先端部加工を達成することができる。
【０１９３】
一方、対向電極１２０については、本実施例においては、ワイヤー直径Ｄが０．１ｍｍ、２５メッシュのステンレス鋼製の網状電極を対向電極１２０とした。対向電極１２０の形状の概略は、図３に示すように、ワイヤー直径Ｄが０．１ｍｍのステンレス鋼を１ｍｍピッチで格子状に形成している。本実施例では、平織りに編みこんだ形状の対向電極１２０を使用したが、メッシュ状の電極の製法としては、例えば、フォトリソグラフィー法によるエッチング法や、メッキ法がある。
【０１９４】
対向電極１２０は、針型電極１１０の先端１１１からの距離が５ｍｍとなるように配置した。針型電極１１０と対向電極１２０の配置が送風装置１００の作動中にずれることを防ぐために、アクリル樹脂で固定してデバイスとした。
【０１９５】
本実施例では、針型電極１１０に正極性電圧を印加、対向電極１２０を接地とするように直流電圧を印加した。そのための駆動回路部１４０として、松定プレシジョン株式会社製の直流高圧電源（型番：ＨＥＬ−１０Ｒ１０）を用いて、針型電極１１０に正極性電圧を印加した。なお、タウンゼント（暗電流）放電領域を用いる状況においては、針型電極１１０と対向電極１２０に印加する電圧の極性は限定される必要はないが、本実施例では針型電極１１０に正極性電圧を印加した。図１の送風装置１００は複数の針型電極１１０を備えているが、この実施例では、針型電極１１０のうち１本にだけ電圧を印加した。
【０１９６】
次に、電流や風速等の測定について説明する。
【０１９７】
針型電極１１０の１本当たりに流れる電流量は、タウンゼント（暗電流）放電領域においてはピコアンペアオーダーであり、コロナ放電領域においては、ナノアンペアもしくはマイクロアンペアオーダーである。このように、放電の形態の違いにより、流れる電流値の大きさが変わるため、電流を測定することによって放電の形態を特定することができる。
【０１９８】
電流値の測定には、電流検知部１５０として、株式会社エーディーシーのデジタルマルチメーターＲ６５８１を用いた。電流値としてピコアンペア相当を測定することが可能である。
【０１９９】
風速の測定には、日本カノマックス株式会社製のサーマル式風速計（型番：６５４３）を用いた。測定原理としては、公知手法であるが、風速測定センサー部が過熱されており、このセンサー部に風があたると、熱が奪われセンサー部の温度が変化する。この温度変化を補う為に、通電する電流量を変化させるが、この電流量から風速を算出する方式となっている。なお、測定範囲としては０．０５ｍ／秒〜５．０ｍ／秒である。
【０２００】
さらに、０．０５ｍ／秒以下の微小な風速に関しては、針型電極１１０と対向電極１２０の近傍にて、煙（株式会社日本香堂の毎日香）の流れ（揺れ具合）から風速を見積もった。
【０２０１】
オゾン発生量測定は、荏原実業株式会社製のオゾンモニター（型番：ＥＧ−２００１）を用いて行った。上記のオゾンモニターは半導体センサーを検知部に用いており、０．００１ｐｐｍのオゾン濃度を測定することが可能である。オゾン発生量（単位：ｍｇ／時）に変換するには、密閉状態のボックス内で、本発明の送風装置１００を駆動し、オゾンモニターの実測値と、気体の状態方程式より、計算により算出した。
【０２０２】
大気中のイオンの測定には、イオン濃度の測定装置として（株）ダン科学製の空気イオンカウンタ（型番８３−１００１Ｂ）を用い、移動度１ｃｍ２／Ｖ ｓｅｃ以上の小イオンについて検出している。なお、この測定の詳細については、特開２００２−９５７３１号公報に記載されている。
【０２０３】
以下に測定結果を説明する。
【０２０４】
（１）タウンゼント（暗電流）放電領域での特性検討
本実施例の送風装置１００に、駆動回路部１４０によって針型電極１１０に正極性電圧を印加した場合において、タウンゼント（暗電流）放電領域の特性を評価した。その結果、針型電極１１０に１．３ｋＶの直流高電圧を印加した場合において、電流値は１２ピコアンペア相当でありタウンゼント（暗電流）放電領域での放電現象が発生していることを確認した。このときの風速の測定を試みた。
【０２０５】
このとき得られたイオン風の風速は小さく、日本カノマックス株式会社製のサーマル式風速計では、測定限界（０．０５ｍ／秒）以下であった。そこで、本送風装置１００を透明なアクリルボックスの中に設置し、アクリルボックス内部に線香の煙を充満させた状態で、上記電圧で送風装置１００を作動させたところ、針型電極１１０の軸方向の延長と、対向電極１２０が交差する地点において、針型電極１１０の設置方向に、煙が流動していることを確認し、イオン風の発生を目視することができた。このとき、合わせて、オゾンの発生量測定を試みたが、オゾンの発生は全く観測できず、原理的にオゾンが発生しない条件でのタウンゼント（暗電流）放電領域で、送風装置１００が駆動されていることを確認した。
【０２０６】
（２）コロナ放電領域での特性検討
本実施例での送風装置１００について、印加電圧を高くして駆動を行なった。印加電圧を３．８ｋＶに高めたときにおいて、電流値は４マイクロアンペアを示しており、コロナ放電現象が起きていることを確認した。そしてその際の風速を日本カノマックス株式会社製のサーマル式風速計で測定したところ、３．１ｍ／秒を確認することができた。また、オゾン発生量の測定を実施した。上記（１）で用いたアクリルボックス内に送風装置１００を設置し、密閉した状態で送風装置１００を駆動させた。１時間後のオゾン濃度をオゾンモニターで測定し、オゾン発生量をｍｇ／時に換算した。その結果、０．００８ｍｇ／時となった。
【０２０７】
図５は、送風装置を作動した際の、発生するイオン風の風速とそのときのオゾン発生量の関係を示す図である。
【０２０８】
図５に示すように、風速が０．６ｍ／秒以上になると、次第にオゾン発生量が増加しているが、この領域は、コロナ放電領域を用いた送風となっている。したがって、原理的にも導出されるとおりに、オゾンが発生している。一方、風速が０．６ｍ／秒以下の領域においては、オゾンは全く発生していない。このときの電流値はピコアンペア相当であることから、この放電領域はタウンゼント（暗電流）放電領域であるものである。したがって、コロナ放電領域とタウンゼント（暗電流）放電領域を使い分けることによって、効果的な送風装置１００を達成することが可能となる。
【０２０９】
（３）イオンの発生
本実施例により、タウンゼント（暗電流）放電領域とコロナ放電領域のいずれにおいても、大気イオンの発生を確認することができた。特に、本実施例では、電圧の印加方式として、針型電極１１０に正極性電圧を印加していることにより、正極性イオンの発生を確認することができた。
【実施例２】
【０２１０】
本発明の別の形態の送風装置について、オゾン量の低減と風量について検討を行なった。
【０２１１】
図１０は、この発明の送風装置における針型電極と対向電極の配置を模式的に示す図である。針型電極の一部、対向電極の一部と、送風装置のその他の部材については図示を省略している。
【０２１２】
図１０に示すように、送風装置７００は、実施例１と同様の針型電極１１０を７０本備える。針型電極１１０は、１０ｍｍ間隔で一列に配置されている。対向電極１２０は、実施例１と同様とした。送風装置７００のその他の構成は、第１実施形態の送風装置１００と同様である。
【０２１３】
針型電極１１０の配列方法については、導通を確保できる方法であればよく、特に限定されるものではない。本実施例においては、銅で構成された回路部に、針型電極１１０を半田付けによって固定した。回路部は針型電極１１０を配列するための治具として機能し、さらに合わせて電流を流すための回路部を兼ねる。本実施例では、導通方法として半田付けを採用しているが、半田付けに関しては図示していない。このようにして、７０本の針型電極１１０を１０ｍｍ間隔で平行に配列し、電気的に導通を確保しながら、先端１１１と対向電極１２０との間の距離が５ｍｍとなるように固定した。針型電極１１０と対向電極１２０を、樹脂（本実施例ではアクリル樹脂）からなる固定治具７１０として板厚さが１０ｍｍのアクリル板を用いて送風装置７００に設置した。本実施例で用いたアクリル樹脂は、加工精度が高く、絶縁性能に優れるため、本実施例での固定治具７１０として用いた。固定治具７１０の大きさについては、イオン風を送風する吹き出し口７１１の大きさを、横を７３０ｍｍ、縦を４０ｍｍ、奥行を６０ｍｍとした。吹き出し口７１１に、対向電極１２０となる２５メッシュの金網を取り付けた。
【０２１４】
電流検知部と駆動回路部は、実施例１と同様とした。
【０２１５】
イオン風の風速の測定には、日本カノマックス株式会社製の風速計（型番：６５４３）を用いた。測定原理としては、公知手法であるが、風速測定センサー部が過熱されており、このセンサー部に風があたると、熱が奪われセンサー部の温度が変化する。この温度変化を補う為に、通電する電流量を変化させるが、この電流量から風速を算出する方式となっている。なお、測定範囲としては０．０５ｍ／秒〜５．０ｍ／秒である。さらに、０．０５ｍ／秒以下の微小な風速に関しては、針型電極と対向電極近傍にて、煙（株式会社日本香堂の毎日香）の流れ（揺れ具合）から風速を見積もった。
【０２１６】
オゾン発生量測定、イオン発生濃度の測定は実施例１と同様とした。
【０２１７】
以下に測定結果を説明する。
【０２１８】
（１）タウンゼント（暗電流）放電領域での特性検討
本実施例の送風装置に、駆動回路部より、針型電極に正極性電圧を印加した場合において、タウンゼント（暗電流）放電領域の特性を評価した。その結果、針型電極に１．３ｋＶの直流高電圧を印加した場合において、電流値は０．９マイクロアンペア（９００ピコアンペア）であった。本実施例の送風装置７００には針型電極１１０が７０本配置されているので、針型電極１１０の１本当たりに換算すると、９００／７０＝１２．９ピコアンペア相当の電流が流れていると見積もられる。このようにして、タウンゼント（暗電流）放電現象が発生していることを確認した。
【０２１９】
このとき得られたイオン風の風速は小さかったために、日本カノマックス株式会社製のサーマル式風速計では、測定限界（０．０５ｍ／秒）以下であった。そこで、送風装置７００を透明な１立方メートルの密閉性の高い金属製（ステンレス鋼製）ボックス中に設置し、金属製ボックス内部に線香の煙を充満させた状態とし、上記電圧で送風装置７００を作動させたところ、針型電極１１０の軸方向の延長と、対向電極１２０が交差する地点において、針型電極１１０の設置方向に煙が流動していることを確認し、イオン風の発生を目視することができた。このとき、合わせて、オゾンの発生量測定を試みたが、オゾンの発生は全く観測できず、原理的にオゾンが発生しない条件でのタウンゼント（暗電流）放電領域で送風装置７００が駆動されていることを確認した。
【０２２０】
（２）コロナ放電領域での特性検討
本実施例２の送風装置７００について、印加電圧を高くして駆動した。印加電圧を３．８ｋＶに高めたときにおいて、電流値は３００マイクロアンペアを示していた。本実施例の送風装置７００には針型電極１００が７０本で配置されているので、針型電極１１０の１本当たりに換算すると、３００／７０＝４．３マイクロアンペア相当の電流が流れていると見積もられる。このようにして、印加電圧を３．８ｋＶに高めた状況においては、コロナ放電現象が発生していることを確認した。
【０２２１】
印加電圧を３．８ｋＶに高めた際の風速を日本カノマックス株式会社製のサーマル式風速計で測定したところ、３．１ｍ／秒の風速を確認することができた。これは上述の実施例１の場合とほぼ同等の風速であった。
【０２２２】
また、送風装置７００のオゾン発生量を測定した。１立方メートルの金属製ボックス内に送風装置７００を設置し、密閉した状態で送風装置７００を駆動させた。１時間後のオゾン濃度をオゾンモニターで測定し、オゾン発生量を一時間当たりの発生量に換算した。その結果、オゾンの発生量は０．６０ｍｇ／時であった。本実施例の送風装置７００には針型電極１１０が７０本で構成されているので、針型電極１１０の１本当たりのオゾン発生量に換算すると、０．６／７０＝０．００８６ｍｇ／時となった。
【０２２３】
したがって、針型電極を７０本配列した場合においても、上述の実施例１と同様に、タウンゼント（暗電流）放電現象とコロナ放電現象を使い分けて、副生成物のオゾン発生を抑制しながら送風することができる送風装置７００を達成することができる。
【０２２４】
（３）イオンの発生
本実施例により、タウンゼント（暗電流）放電領域とコロナ放電領域のいずれの場合においても、大気イオンの発生を確認することができた。特に、本実施例では、電圧の印加方式として、針型電極に正極性電圧を印加していることにより、正極性イオンの発生を確認することができた。
【実施例３】
【０２２５】
つぎに、本発明の送風装置を、小型の送風装置として用いる場合の検討を行なった。
【０２２６】
図４は、実施例３の送風装置における針型電極と対向電極の配置を模式的に示す図である。
【０２２７】
図４に示すように、実施例３の送風装置は、針型電極１１０を１０ｍｍ間隔で１０本並べて１層（１ユニット）とし、この層を１０ｍｍ間隔で４層（４ユニット）積層した。送風装置のその他の構成は、第１実施形態の送風装置１００と同様である。針型電極１１０と対向電極１２０は、実施例１と同様のものを用いた。送風装置の電極検知部と駆動回路部も実施例１と同様のものを用いた。
【０２２８】
このように、上述の実施例２では、針型電極１１０を７０本配置したが、実施例３においては、針型電極１１０を１０本×４本＝４０本配置している。さらに、実施例２とは異なり、実施例３の送風装置においては、針型電極１１０を１０本ずつで１層（１ユニット）として、これを４層（４ユニット）の積層構造としたことが特徴である。
【０２２９】
針型電極１１０の配列方法は、導通を確保できる方法であればよく、特に限定されるものではない。本実施例においては、銅で構成された回路部１１３に、針型電極１１０をネジ止めにより固定した。回路部１１３は、針型電極１１０を配列するための治具として機能し、さらに合わせて、電流を流す為の回路を兼ねる。実施例２では針型電極１１０の導通方法として半田付けを採用しているが、実施例３においては銅線上にネジ止めで針型電極１１０を固定した。
【０２３０】
針型電極１１０と対向電極１２０は、図４に示すように、対向電極１２０と針型電極１１０の先端１１１との距離が５ｍｍとなるように配置した。針型電極１１０と対向電極１２０を、樹脂（本実施例ではアクリル樹脂）からなる固定治具として板厚さが１０ｍｍのアクリル板を用いて固定した。本実施例で用いたアクリル樹脂は、加工精度が高く、絶縁性能に優れるため、本実施例での固定治具として用いた。イオン風を送風する吹き出し口の大きさについては、横を１２０ｍｍ、縦を６０ｍｍ、奥行きを６０ｍｍとした。吹き出し口には、対向電極１２０となる２５メッシュの金網を取り付けた。
【０２３１】
イオン風測定、オゾン発生量、イオン発生濃度の測定は、実施例１と同様とした。
【０２３２】
以下に測定結果について説明する。
【０２３３】
（１）タウンゼント（暗電流）放電領域での特性検討
本実施例の送風装置において、駆動回路部によって針型電極に正極性電圧を印加した場合において、タウンゼント（暗電流）放電領域の特性を評価した。その結果、針型電極に１．３ｋＶの直流高電圧を印加した場合、電流値は０．５マイクロアンペア（５００ピコアンペア）であった。本実施例の送風装置には針型電極が４０本配置されているので、針型電極１本当たりに換算すると、５００／４０＝１２．５ピコアンペア相当の電流が流れていると見積もられる。このようにして、タウンゼント（暗電流）放電現象を発生していることを確認した。
【０２３４】
このとき得られたイオン風の風速は小さかったために、日本カノマックス株式会社製のサーマル式風速計では、測定限界（０．０５ｍ／秒）以下であった。そこで、本送風装置を透明な１立方メートルの密閉性の高い金属製（ステンレス鋼製）ボックス中に設置し、金属製ボックス内部に線香の煙を充満させた状態とし、上記電圧で送風装置を作動させたところ、針型電極１１０の軸方向の延長と、対向電極１２０が交差する地点において、針型電極１１０の設置方向に、煙が流動していることを確認し、イオン風の発生を目視することができた。このとき、合わせて、オゾンの発生量測定を試みたが、オゾンの発生は全く観測できず、原理的にオゾンが発生しない条件でのタウンゼント（暗電流）放電領域で送風装置が駆動されていることを確認した。
【０２３５】
（２）コロナ放電領域での特性検討
実施例３の送風装置について、印加電圧を高くして駆動を行なった。印加電圧を３．８ｋＶに高めたときにおいては、電流値は１７０マイクロアンペアを示していた。本実施例の送風装置には針型電極１１０が配置されているので、針型電極１１０の１本当たりに換算すると、１７０／４０＝４．３マイクロアンペア相当の電流が流れていると見積もられ、この状況においては、コロナ放電現象を発生していることを確認した。
【０２３６】
印加電圧を３．８ｋＶに高めた際の風速を日本カノマックス株式会社製のサーマル式風速計で測定したところ、３．０ｍ／秒の風速を確認することができた。これは上述の実施例１や実施例２の場合とほぼ同等の特性であった。
【０２３７】
また、オゾン発生量を測定した。１立方メートルの金属製ボックス内に実施例３の送風装置を設置し、密閉した状態で送風装置を駆動させた。１時間後のオゾン濃度をオゾンモニターで測定し、オゾン発生量を一時間当たりの量に換算した。その結果、オゾン発生量は０．３４ｍｇ／時となった。本実施例の送風装置には針型電極１１０が４０本配置されているので、針型電極１１０の１本当たりのオゾン発生量に換算すると、０．３４／４０＝０．００８５ｍｇ／時となった。
【０２３８】
したがって、針型電極を４０本配列した場合においても、上述の実施例１と同様に、タウンゼント（暗電流）放電現象とコロナ放電現象を使い分けて、副生成物のオゾン発生を抑制しながら送風することができる送風装置を達成することができる。
【０２３９】
（３）イオンの発生
本実施例により、タウンゼント（暗電流）放電領域とコロナ放電領域のいずれの場合においても、大気イオンの発生を確認することができた。特に、本実施例では、電圧の印加方式として、針型電極１１０に正極性電圧を印加していることにより、正極性イオンの発生を確認することができた。
【０２４０】
以上の実施例１〜３の送風装置で分かるように、風速が小さい状況で使用する場合にはタウンゼント（暗電流）放電によってオゾンが発生しない状況でイオン風を発生させ、風速が必要な場合には、コロナ放電現象に切り替えることにより、最適な送風装置の駆動を達成することができる。このとき、コロナ放電現象では原理的にオゾンを発生するが、針型電極１１０と対向電極１２０の間に印加する電圧を、針型電極１１０が正極性となるように印加することにより、オゾン発生を抑制することができる。さらに、針型電極１１０の先端形状を鋭くすることにより、電界強度を高めることができるので、イオン風を発生させるために必要な印加電圧を低下させることができる。このようにすることにより、コロナ放電でもより緩やかな条件での駆動を達成し、オゾン発生を抑制することが可能となる。
【０２４１】
本発明の送風装置は、放電状態がタウンゼント（暗電流）放電であるか、コロナ放電であるかを確認できるように、電流検知部１５０を備える。タウンゼント（暗電流）放電領域であればピコアンペア程度の放電電流が発生し、コロナ放電領域においてはナノアンペア（ｎＡ）からマイクロアンペア（μＡ）程度の放電電流が発生する。このように、タウンゼント（暗電流）放電とコロナ放電とでは、電流値のオーダーが大きく異なっているため、電流値のモニタリングにより、放電状態を把握することができる。
【０２４２】
表４は、実施例１、実施例２、実施例３の送風装置による特性結果を一覧にまとめたものである。これらの実施例においては、針型電極の使用本数と配置構成がそれぞれ異なっているため、オゾン発生量と電流値については針型電極１本当たりの値を求めて示している。その結果、実施例１、実施例２、実施例３いずれにおいても、タウンゼント（暗電流）放電領域における１．３ｋＶ印加の場合と、コロナ放電領域における３．８ｋＶ印加電圧のいずれの場合にもほぼ同一の特性を達成することができたことがわかる。
【０２４３】
【表４】
2008202462.tif 000006
【０２４４】
以上に述べた通り、放電条件については、基本的に通常はタウンゼント（暗電流）放電領域を用いて送風装置を駆動することにより、オゾンが全く発生しないように駆動することができる。そして状況に応じて風量を高める場合にのみ、コロナ放電領域を用いてイオン風を発生させることとする。また、針型電極１１０の先端を鋭くし、印加電圧の極性については、針型電極１１０に正極性電圧を印加し、対向電極１２０に負極性電圧を印加する。このようにすることにより、オゾンの発生を抑制することが可能な送風装置を達成することができるとともに、コロナ放電での駆動状況においてもオゾン発生を極力抑制達成した条件での駆動を実現した送風装置を得ることができた。
【０２４５】
以上に開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態と実施例ではなく、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内でのすべての修正や変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０２４６】
【図１】この発明の第１実施形態として、送風装置の全体を示す図である。
【図２】針型電極の全体と先端部を示す図である。
【図３】対向電極の一部を示す図である。
【図４】第１実施形態の送風装置に複数の針型電極を用いた場合の針型電極と対向電極の配置を示す図である。
【図５】送風装置を作動した際の、発生するイオン風の風速とそのときのオゾン発生量の関係を示す図である。
【図６】針型電極の全体を示す図である。
【図７】この発明の第２実施形態として、送風装置を備える換気装置が配置された住宅設備を模式的に示す図である。
【図８】この発明の第３実施形態として、送風装置を備える空気調和機が配置された移動手段を模式的に示す図である。
【図９】この発明の第４実施形態として、送風装置を備える空気調和機における針型電極と対向電極の配置を模式的に示す図である。
【図１０】この発明の送風装置における針型電極と対向電極の配置を模式的に示す図である。針型電極の一部、対向電極の一部と、送風装置のその他の部材については図示を省略している。
【図１１】イオン風を利用した従来の送風装置の基本的な構成を模式的に示す図である。
【図１２】イオン風を利用した従来の送風装置の別の基本的な構成を模式的に示す図である。
【図１３】イオン風を利用した従来の送風装置のもう一つの別の基本的な構成を模式的に示す図である。
【図１４】複数の針型電極を用いた従来の送風装置の基本的な構成を模式的に示す図である。
【図１５】複数の針型電極を並べ、針型電極の針の向きと垂直となるように対向電極を配置する従来の送風装置の基本的な構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０２４７】
１００：送風装置、１１０：針型電極、１１１：先端、１２０：対向電極、１５０：電流検知部、２００：換気装置、４００：空気調和機、７００：送風装置。
【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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【図１４】
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【図１５】
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