(57)【要約】【課題】マイナスイオン発生量を最良の状態に維持することが可能なマイナスイオン発生装置を提供する。【解決手段】電極に高電圧を印加することによりマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置において、主にイオン生成のための自由電子を放出する針状電極Ｂ２の他に、その針状電極周囲の電界強度を制御しマイナスイオン発生量を増加・抑制する複数の電極Ａ１、Ｃ３を備え、各電極にそれぞれ異なる電圧を印加する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極に高電圧を印加することによりマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置において、主にイオン生成のための自由電子を放出する針状電極の他に、その針状電極周囲の電界強度を制御してマイナスイオン発生量を増加・抑制する複数の電極を備え、各電極にそれぞれ異なる電圧を印加することを特徴とするマイナスイオン発生装置。
【請求項２】
請求項１記載のマイナスイオン発生装置において、前記針状電極の他の複数の電極のうち少なくとも１つの電極の表面を誘電体で覆ったことを特徴とするマイナスイオン発生装置。
【請求項３】
請求項１記載のマイナスイオン発生装置において、前記針状電極が筒状絶縁体の内側の軸方向ほぼ中間位置でかつ筒状絶縁体のほぼ中心位置に配置され、その針状電極よりも筒状絶縁体の一方の開口部側に低電圧側電極が位置され、前記針状電極よりも筒状絶縁体の他方の開口部側に針状電極よりも高電圧が印加された高電圧側電極が配置されていることを特徴とするマイナスイオン発生装置。
【請求項４】
請求項３記載のマイナスイオン発生装置において、前記針状電極の付近に第３の電極を配置し、前記針状電極と第３の電極との電位差が調整可能になっていることを特徴とするマイナスイオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばドライヤ等の理美容器具またはエアコン・空気清浄機に搭載するマイナスイオン発生装置に係り、特にその電極構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマイナスイオン発生装置は、高電圧を印加する針状電極と、その対となる筒または板状の低電圧側電極とを有し、針状電極に加えられる高電圧としては、接続されたトランスにサイリスタ等によりスイッチングされた尖頭電流を加えることにより発生する高電圧が使用される。
【０００３】
しかし、高電圧値とマイナスイオン発生量は必ずしも相関関係があるわけではなく、マイナスイオン発生量を増やすため、針状電極への印加電圧を高くすると、針状電極端の放電により発生・増加するオゾン量が過多となり、人体に悪影響を及ぼす危険性もある。
【０００４】
そのため、印加電圧はむやみに上げることができず、実際には電極構造により制約を受け、かつオゾンの発生を抑えながらマイナスイオンの発生量を最大とする特定の電圧値を印加する必要がある。しかしながら、電極の構造的なばらつきや劣化、あるいは印加電圧のばらつきによりマイナスイオン発生量を最良の状態に維持することは困難である。
【０００５】
マイナスイオンは電極に印加された高電圧により、電極表面から電子が遊離し、付近にある水分や気体分子に吸着することで発生する。しかしながら、マイナスイオンが多くなり、電極表面に滞留すると電極表面の電界は緩和され、電極からの電子の遊離が起き難くなり、結果としてマイナスイオンの生成を妨げてしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、電極表面のマイナスイオンの滞留を解消して生成を促進せせるため、例えばスイッチングの周期を多くし、電極周囲のイオン分子に電界の変動を与えてイオン分子の移動を促す、あるいはファンにより送風し電極表面のマイナスイオンを拡散させるなどの方式がある。
【０００７】
しかしながら、前者は周波数を上げた場合にマイナスイオンの移動速度が追従しなくなるといった限界があり、後者は別途大きなファンなどの部品追加が必要となり、装置の大型化とコスト高を招く。
【０００８】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、マイナスイオン発生量を最良の状態に維持することが可能な効率のよいマイナスイオン発生装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の手段は、電極に高電圧を印加することによりマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置において、主にイオン生成のための自由電子を放出する針状電極の他に、その針状電極周囲の電界強度を制御してマイナスイオン発生量を増加・抑制する複数の電極を備え、各電極にそれぞれ異なる電圧を印加することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記針状電極の他の複数の電極のうち少なくとも１つの電極の表面をガラスなどの誘電体で覆ったことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記針状電極が筒状絶縁体の内側の軸方向ほぼ中間位置でかつ筒状絶縁体のほぼ中心位置に配置され、その針状電極よりも筒状絶縁体の一方の開口部側に低電圧側電極が位置され、前記針状電極よりも筒状絶縁体の他方の開口部側に針状電極よりも高電圧が印加された高電圧側電極が配置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第４の手段は前記第３の手段において、前記針状電極の付近に第３の電極を配置し、前記針状電極と第３の電極との電位差が調整可能になっていることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るマイナスイオン発生装置の構成図である。
【００１４】
筒状絶縁体４の前方開口部がマイナスイオンの流出口６に、また後方開口部が空気の取り入れ口７となっている。そして筒状絶縁体４の内部で、前記流出口６付近に接地された環状の低電圧側電極Ａ１が保持され、筒状絶縁体４の軸方向のほぼ中間位置にマイナスイオン生成のための自由電子を放出する針状電極Ｂ２が保持され、さらに針状電極Ｂ２の後方にそれよりもより高電圧を印加された環状電極Ｃ３が保持されている。前記針状電極Ｂ２は、電極保持用絶縁体５により筒状絶縁体４の中心位置に保持されている。
【００１５】
前記低電圧側電極Ａ１，針状電極Ｂ２，環状電極Ｃ３は例えばステンレス鋼などの金属から構成され、筒状絶縁体４や電極保持用絶縁体５は例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やフェノール樹脂などの合成樹脂から構成されている。
【００１６】
なお、ここで高電圧とはアース電位を基準として負極性方向の電位を表し、具体的には−４ｋＶから−６ｋＶ程度である。各電極Ａ１，Ｂ２，Ｃ３は所定の電圧（例えば−４ｋＶ〜−６ｋＶ程度）を印加されても放電しないよう距離（例えば３ｍｍ〜６ｍｍ程度）を置いて配置している。
【００１７】
環状低電圧側電極Ａ１はマイナスイオン分子をマイナスイオン流出口６方向に誘導するための電極として機能するが、イオン分子の吸収を防ぐため、ガラス等の誘電体により電極表面を覆ったものでもよい。
【００１８】
図２はその状態を示す一部拡大断面図であり、筒状絶縁体４に環状低電圧側電極Ａ１が保持され、その内側に筒状あるいはシート状のガラス等からなる誘電体１２が設置され、誘電体１２により環状低電圧側電極Ａ１の表面を覆っている。環状電極Ｃ３も電極Ａ１と同様に誘電体１２で表面を覆うとよい。
【００１９】
図１に示すように針状電極Ｂ２には高電圧パルス発生回路が接続されており、回路の動作により間歇的に負極性の高電圧が印加される。針状電極Ｂ２に印加された負極性の高電圧により針状電極先端から自由電子が放出され、周囲の分子と結合することにより、電極周囲にマイナスイオンを生成する。
【００２０】
生成されたマイナスイオンは、環状低電圧側電極Ａ１、環状電極Ｃ３間に形成される電界の作用により針状電極Ｂ２周囲より移動することにより、従来発生していた針状電極周辺のマイナスイオンの滞留が発生せず、針状電極Ｂ２先端部の電界の緩和が起こらないため、針状電極Ｂ２表面からの自由電子の放出が容易になり、マイナスイオンの生成が円滑に行われる。
【００２１】
また、装置が筒状構造であることと、環状低電圧側電極Ａ１、環状電極Ｃ３間の電界によりマイナスイオンが加速されるため、移動速度が大きくなり、筒状絶縁体４内部の空気の送風作用が増加し、マイナスイオンを遠くへ拡散させると共に、マイナスイオンの材料となる空気・水分子の取り入れを増加させる効果がある。
【００２２】
さらに、オゾン等の比較的重い分子に対しても、筒状絶縁体４内部の環状低電圧側電極Ａ１、環状電極Ｃ３間の電界によりマイナスイオンの移動が促進され、針状電極Ｂ２の酸化を防ぎ、装置の長寿命化が図れる。
【００２３】
図３は図１に示すマイナスイオン発生装置における各部の電圧波形図である。ダイオードＤがオンの瞬間、針状電極Ｂ２と環状電極Ｃ３間は同電位になるが、ダイオードＤがオフになった後でも環状電極Ｃ３は一定電圧で維持されるため、常に環状低電圧側電極Ａ１と環状電極Ｃ３間には一定電界が維持され、針状電極Ｂ２周囲のマイナスイオンの移動を促す。
【００２４】
図４は、本発明の第２の実施形態に係るマイナスイオン発生装置の構成図である。このマイナスイオン発生装置は、前記第１の実施形態に係るマイナスイオン発生装置の構成に加え、第３の電極である電極Ｄ８を設けたものである。
【００２５】
図５は電極Ｄ８の形状を示す図で、同図（ａ）に示すように環状の電極形状でも、また同図（ｂ）に示すようにほぼ半円状の電極形状であってもよい。いずれの場合でも電極Ｄ８の中心位置に前記針状電極Ｂ２が配置されている。
【００２６】
このマイナスイオン発生装置では、針状電極Ｂ２と電極Ｄ８間の電位差を変化させ、針状電極Ｂ２周囲の電界を制御することにより、マイナスイオン発生量を調整することができる。
【００２７】
この実施形態では、可変抵抗９の抵抗値を変化させ、電極Ｄ８を針状電極Ｂ２の最大電圧に近づけると、針状電極Ｂ２の先端部電界強度は緩和され、自由電子の放出が抑えられてマイナスイオン発生量は減少し、反対に電極Ｄ８が針状電極Ｂ２の最小電圧に近くなると、針状電極Ｂ２の先端部電界強度は電極Ｄ８の影響を受けず、自由電子の放出をすることにより、マイナスイオン量を増加させることができる。
【００２８】
なお、電極Ｄ８への電圧印加に際しては、この実施の形態のように針状電極Ｂ２への印加電圧を分圧して使用するのではなく、別途高電圧発生回路より電圧を供給しても同様の制御が可能である。図４において符号１０はマイナスパルス高電圧電源、１１はマイナス高電圧電源である。
【００２９】
図６は図４に示すマイナスイオ発生装置における各部の電圧波形図である。
【００３０】
本発明に係るマイナスイオ発生装置は、ドライヤ等の理美容器具、エアコンや空気清浄機、加湿器、冷蔵庫内、生ごみなどの脱臭装置など各分野に適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の第１の手段は、電極に高電圧を印加することによりマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置において、主にイオン生成のための自由電子を放出する針状電極の他に、その針状電極周囲の電界強度を制御しマイナスイオン発生量を増加・抑制する複数の電極を備え、各電極にそれぞれ異なる電圧を印加して、針状電極表面からイオン分子を移動させ、自由電子の放出を促進させる、あるいは針状電極周囲にイオン分子を滞留させ、自由電子の放出を抑制することにより、マイナスイオン発生量を制御することができる。
【００３２】
本発明の第２の手段では、電極の表面を誘電体で覆うことにより電極のイオン分子の吸収を防止し、マイナスイオンの発生量が増加する。
【００３３】
本発明の第３の手段では、筒状絶縁体を使用し、低電圧側電極と高電圧側電極間の電界によりマイナスイオンが加速されるため、移動速度が大きくなり、筒状絶縁体内部の空気の送風作用が増加し、マイナスイオンを遠くへ拡散させると共に、マイナスイオンの材料となる空気や水分子の取り入れを増加させる。さらに、オゾン等の比較的重い分子に対しても、筒状絶縁体内部の低電圧側電極と高電圧側電極間の電界によりマイナスイオンの移動が促進され、針状電極の酸化を防ぎ、装置の長寿命化が図れる。
【００３４】
本発明の第４の手段では、針状電極と第３の電極との電位差の調整によりマイナスイオンの発生量のコントロールが任意であるなどの特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマイナスイオン発生装置の構成図である。
【図２】誘電体により電極表面を覆った状態を示す一部拡大断面図である。
【図３】その第１の実施形態に係るマイナスイオン発生装置における各部の電圧波形図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るマイナスイオン発生装置の構成図である。
【図５】そのマイナスイオン発生装置で用いる第３の電極の形状を示す図である。
【図６】その第２の実施形態に係るマイナスイオン発生装置における各部の電圧波形図である。
【符号の説明】
１　電極Ａ
２　針状電極Ｂ
３　電極Ｃ
４　筒状絶縁体
５　電極保持用絶縁体
６　マイナスイオン流出口
７　空気取り入れ口
８　電極Ｄ
９　可変抵抗
１０　マイナスパルス高電圧電源
１１　マイナス高電圧電源
１２　誘電体
【図１】
2004031145.tif 000003
【図２】
2004031145.tif 000004
【図３】
2004031145.tif 000005
【図４】
2004031145.tif 000006
【図５】
2004031145.tif 000007
【図６】
2004031145.tif 000008