(57)【要約】【課題】水静電気方式を用いた陰イオン発生装置を提供する。【解決手段】装置ハウジング２の下方に陰イオン発生ゾーン３、その上方に陰イオン分離ゾーン５を備え、陰イオン発生ゾーン３は、空気入口４と、装置ハウジング２内に挿入されノズル１１が設けられた送水管８と、ノズル１１より噴射された水が衝突するターゲット９と、底部に形成された排水路１０とを備え、衝突により陰イオンを発生させ、そして空気中に陰イオンを浮遊させることができるゾーンであり、また陰イオン分離ゾーン５は、空気出口７と、邪魔板１２を設けることによって形成された陰イオン分離流路６とを備え、空気中で陰イオンを重力分別し、そして陰イオンを含む空気を空気出口７より流出させるゾーンであり、そしてノズル１２の口径は０．２ｍｍ未満である陰イオン発生装置１。【選択図】　図４
2004108689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置ハウジングの下方に陰イオン発生ゾーン、そしてその上方に陰イオン分離ゾーンを備えてなり、
前記陰イオン発生ゾーンと前記陰イオン分離ゾーンとは互いに連通し、
前記陰イオン発生ゾーンは、外部と連通する空気入口と、外部より装置ハウジング内に挿入され、ノズルが設けられた送水管と、該送水管のノズルに対向して設けられ、該ノズルより噴射された水が衝突するターゲットと、装置ハウジングの底部に形成された排水路とを備え、前記衝突により陰イオンおよびミストを発生させ、そして空気中にミストと共に陰イオンを浮遊させることができるゾーンであり、また
前記陰イオン分離ゾーンは、外部と連通する空気出口と、前記陰イオン発生ゾーンと該空気出口との間にわたって、適当数の邪魔板を設けることによって曲折形成された陰イオン分離流路とを備え、空気中より陰イオンを重力分別により分離し、そして多量の陰イオンを含む空気を該空気出口より流出させることができるゾーンであり、そして
前記ノズルの口径は０．２ｍｍ未満であることを特徴とする陰イオン発生装置。
【請求項２】
外気を前記空気入口より流入させ、前記装置ハウジング内を流通させ、そして前記空気出口より流出させるファン機構をさらに備えてなることを特徴とする、請求項１記載の陰イオン発生装置。
【請求項３】
前記適当数の邪魔板は、その表面に付着したミストが邪魔板表面を伝いながら流下して前記排水路に回収され得るように、適当な向きに設けられていることを特徴とする、請求項１記載の陰イオン発生装置。
【請求項４】
前記適当数の邪魔板の少なくとも一部はスライド自在に設けられ、これにより前記陰イオン分離流路の全長が変更可能となっていることを特徴とする、請求項１記載の陰イオン発生装置。
【請求項５】
前記送水管は、その給水量が０．４Ｐａの給水圧で１００ｍｌ／分以下であることを特徴とする、請求項１記載の陰イオン発生装置。
【請求項６】
前記ノズルと前記ターゲットとの間の距離は１５ｍｍ以内であることを特徴とする、請求項１記載の陰イオン発生装置。
【請求項７】
少なくとも前記装置ハウジングの内面および前記適当数の邪魔板の表面は抗菌処理されていることを特徴とする、請求項１記載の陰イオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、陰イオン発生装置に関し、より詳細には小型で効率良く陰イオンを発生させることができ、しかも運転において大きな作動音を伴わない水静電気方式を用いた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、空気中に存在するイオンのうち負に帯電したもの、即ち陰イオン（マイナスイオン）に起因する有益な効果が注目され、様々な実験によりその有用性が証明されている。該効果としては、例えば脱臭効果、脱ガス効果、除塵効果、除菌効果等を挙げることができるが、なかでも生物の疾病予防、健康状態の増進および疾病状態の改善はマイナスイオン療法として広く興味を集めていいる。
【０００３】
空気中に陰イオンを発生させる方法には大きく分けて、１）空気中にプラズマ放電を生起させ、これにより空気中の種々の元素の陰イオンを発生させるプラズマ放射方式と、２）水滴を分割する際、分割により生じた大きい方の水滴が正に帯電しそして小さい方が負に帯電するというレナード効果を利用する水静電気方式の二つが存在する。さらに水静電気方式には、ａ）高圧の水流をターゲットに衝突させて水粒子を飛散させるノズル水噴射方式、ｂ）高速回転している円筒状（ドラム状）の金網に水を衝突させて水を噴霧化する水切り方式、ｃ）超音波により超微粒の水粒子を発生させる超音波方式等が挙げられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２８５５５５号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】
特開平９−２０３５４０号公報（第２頁、第１図）
【０００５】
上記の二つの陰イオン発生方式のうち、水静電気方式により発生させた陰イオンは、プラズマ放射方式により発生させたものよりも、単位体積当りの陰イオン量が少なくとも優れた効果を奏することが知られている。従って、特にマイナスイオン療法の分野では、プラズマ放射方式よりも水静電気方式による陰イオン発生装置についての要望が大きい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水静電気方式を用いた従来の陰イオン発生装置には、装置が運転時に大きな騒音を発生し、しかも大型であるという問題があった。騒音はノズルから噴射した水がターゲットに衝突する際の衝突音、円筒状の金網による水切り音等に起因し、該騒音は装置を小型化すればする程、より耳障りな反響音となるため、装置の小型化にも限界があった。
【０００７】
また、従来の陰イオン発生装置は高速で大量の気流を装置内に取り入れつつ大量の水を噴霧するものであるため、大きな水滴が装置内で激しく攪拌されて陰イオンが生成し得る空間を減じ、陰イオン生成効率が低いものであった。加えて、大きな水滴から陰イオンを分離するために複雑な構造の気液分離室および／または風路が必要であり、そのため装置内部の清掃が困難で、細菌の発生および繁殖がし易く、細菌を含んだ水滴ミストが放出され、それをヒトが吸い込んでアレルギーや感染症を引き起こすという問題もあった。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的は従来の問題を解決した水静電気方式による陰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】
本発明者等は鋭意開発を行った結果、微風を取り入れながら少量の水を微細な小孔より噴射してターゲットに衝突させることにより、大量の陰イオンを効率良く生成することができることを見出し、そしてさらに研究を重ね、構造が簡単で内部の清掃が容易に行え、かつ運転時の水の噴射音や衝突音が微小で、小型化が容易な装置として本発明を完成させた。
【００１０】
従って、本願請求項１に係る陰イオン発生装置は、
装置ハウジングの下方に陰イオン発生ゾーン、そしてその上方に陰イオン分離ゾーンを備えてなり、
前記陰イオン発生ゾーンと前記陰イオン分離ゾーンとは互いに連通し、
前記陰イオン発生ゾーンは、外部と連通する空気入口と、外部より装置ハウジング内に挿入され、ノズルが設けられた送水管と、該送水管のノズルに対向して設けられ、該ノズルより噴射された水が衝突するターゲットと、装置ハウジングの底部に形成された排水路とを備え、前記衝突により陰イオンおよびミストを発生させ、そして空気中にミストと共に陰イオンを浮遊させることができるゾーンであり、また
前記陰イオン分離ゾーンは、外部と連通する空気出口と、前記陰イオン発生ゾーンと該空気出口との間にわたって、適当数の邪魔板を設けることによって曲折形成された陰イオン分離流路とを備え、空気中より陰イオンを重力分別により分離し、そして多量の陰イオンを含む空気を該空気出口より流出させることができるゾーンであり、そして
前記ノズルの口径は０．２ｍｍ未満であることを特徴とする。
本発明では、陰イオン発生ゾーンに送水管およびターゲットを設けて少量の水を小孔から噴射してターゲットに衝突させ、該衝突によって生じた陰イオンを適当数の邪魔板により形成した陰イオン分離流路により重力分離することにより、陰イオンの発生効率が高く、運転時に大きな騒音を発せず、しかも小型化が容易な装置を提供することができる。
【００１１】
本願請求項２に係る陰イオン発生装置は、請求項１記載の装置において、外気を前記空気入口より流入させ、前記装置ハウジング内を流通させ、そして前記空気出口より流出させるファン機構をさらに備えてなることを特徴とする。
本発明では、ハウジング内で空気を流通させるファン機構を備えることにより、単独で使用可能な陰イオン発生装置とすることができる。
【００１２】
本願請求項３に係る陰イオン発生装置は、その表面に付着したミストが邪魔板表面を伝いながら流下して前記排水路に回収され得るように、適当な向きに設けられていることを特徴とする。
本発明では、邪魔板を例えば水平方向の下向きに僅かに傾斜させて設けることにより、邪魔板上に形成した水滴が下方に流れ落ち、陰イオン発生ゾーンの底部に設けた排水路より排出することができる。
【００１３】
本願請求項４に係る陰イオン発生装置は、請求項１記載の装置において、前記適当数の邪魔板の少なくとも一部はスライド自在に設けられ、これにより前記陰イオン分離流路の全長が変更可能となっていることを特徴とする。
本発明では、邪魔板の一部をスライド自在に設け、給水圧等の運転条件に依存して陰イオン分離流路の全長を変更することにより、最適な陰イオン生成効率を達成することができる。
【００１４】
本願請求項５に係る陰イオン発生装置は、請求項１記載の装置において、前記送水管は、その給水量が０．４Ｐａの給水圧で１００ｍｌ／分以下であることを特徴とする。
本発明では、使用する水の量を上記の程度とすることにより、水の消費量を少なくすることができて経済的に有利になる。
【００１５】
本願請求項６に係る陰イオン発生装置は、請求項１記載の装置において、前記ノズルと前記ターゲットとの間の距離は１５ｍｍ以内であることを特徴とする。
本発明では、ノズルとターゲットとの間隔を上記のように規定することにより、陰イオンを効率良く発生させることができる。
【００１６】
本願請求項７に係る陰イオン発生装置は、請求項１記載の装置において、少なくとも前記装置ハウジングの内面および前記適当数の邪魔板の表面は抗菌処理されていることを特徴とする。
本発明では、装置本体の内面に抗菌処理を行うことにより、装置内での細菌の発生および繁殖を防止することができ、細菌を含むミストの取り込みに起因するアレルギーや感染症の発生を防ぐことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明をより詳細に説明する。図１は本発明の陰イオン発生装置の一態様を図示する斜視図であり、図２は図１の陰イオン発生装置の正面図であり、図３は図１の陰イオン発生装置の背面図であり、そして図４は図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【００１８】
本発明の陰イオン発生装置１の装置ハウジング２は、装置ハウジング２の下部に形成され空気入口４を有する陰イオン発生ゾーン３と、装置ハウジング２の上部に形成され空気出口７を有する陰イオン分離流路６からなる陰イオン分離ゾーン５からなる。陰イオン発生ゾーン３と陰イオン分離ゾーン５とは互いに連通しており、そして陰イオン発生ゾーン３の上側に陰イオン分離ゾーン５が設けられる。また陰イオン発生ゾーン３には送水管８が挿入され、ターゲット９および排水路１０が取り付けられている。
【００１９】
空気入口４は装置ハウジング２内に空気を導入するための開口部であり、図示する態様では装置ハウジング２の側面に設けられる。空気入口４から空気が装置ハウジング２内に流れ込むので、陰イオン発生ゾーン３で噴射した水は空気入口４から放出し難いけれども、空気入口４を陰イオン発生ゾーン３の上方に設けることで、より確実に水の放出を避けることができる。
【００２０】
空気入口４から導入される空気の量は、空気出口から０．１〜０．５ｍ３／分程度で空気が流出するような量で良く、従来の装置に比べると空気の導入量は少なく、導入される空気の流速も低い。そのため空気の吸入音は小さく、装置が運転時に発生する作動音を低減する一助となる。空気入口４に空気を導入する手段としては、一般にエアコン、クーリングタワー等の空調機が噴出する空気の一部を利用することができ、その程度の風量で陰イオンを遠くまで浮遊させることができる。また、別途に専用の送風機を取りつけることも当然に可能である。
【００２１】
陰イオン発生ゾーン３は水を噴射して陰イオンとミストからなる混合雰囲気を生成する空間であり、ノズル１１を備えた送水管８が挿入され、ノズル１１から噴射した水を衝突させるターゲット９が取り付けられ、そして底部には陰イオンまたはミストとならなかった水、および水滴となったミストを排水する排水路１０が設けられている。本発明の装置では、陰イオンが効率良く発生して水滴から陰イオンを分離することが容易なため、陰イオン発生ゾーン３には単純な形状のものを用いることができる。
【００２２】
陰イオン発生ゾーン３に挿入される送水管８は適当な大きさであって良く、例えば樹脂製のパイプを用いることができる。送水管８を水道の蛇口に接続し、水道より直接に陰イオン発生装置１へ水を供給することができるが、また一度水道水をタンクに溜め、その後、送水管８にポンプで送水しても良い。タンクを介して送水する場合には、排水路１０からの水をタンクに導いて陰イオン発生装置１内で水を循環させることもできる。さらに送水管８へと水を送る前に、例えば活水濾過器等により水を濾過すると、陰イオン発生効率の増大、塩素ガスの放出防止、ノズル１１の詰まり防止等の望ましい効果を得ることができる。
【００２３】
ノズル１１は例えば送水管８に直接設けられた小孔であり、その直径０．２ｍｍ未満である。直径０．２ｍｍ未満の小孔からの水の噴射は、水系内で形成されている水分子の電気的二重層よりも、水分子の表面配向双極子を比率的に大きくする作用があり、この作用によりターゲット９に衝突した際の空気との摩擦で負の電荷を帯びた大量の陰イオンを生成することができる。このように本発明の陰イオン発生装置１では小さな直径の小孔をノズル１１として微少量の水により陰イオンを発生させるので、陰イオン発生ゾーン３の体積を減じることができ、短い陰イオン分離流路６でも陰イオンの分別を十分に行い得る。また、噴射した水がターゲット９に衝突する際に生じる音は小さく、従来の装置のように大きな衝突音および水切り音を発生することはない。
【００２４】
ターゲット９はノズル１１から噴射した水を衝突させる部材であり、例えば、鉄、アルミニウム等の金属製であることができる。しかしながら、セラミック等の非金属からターゲット１１を製造すると、陰イオンの発生効率が上昇するので好ましい。
【００２５】
ここでターゲット９とノズル１１との間の距離ｌは、好ましくは１５ｍｍ以内である。距離ｌが１５ｍｍより長くなると、水がターゲット９に衝突する力が弱まり、陰イオンの発生効率が悪化する。
【００２６】
送水管８およびターゲット９は好ましくは装置ハウジング２に着脱可能に取り付けられる。これらを着脱可能とすると、単純な形状の陰イオン発生ゾーン３と相俟って装置ハウジング２の清掃が非常に容易になり、装置ハウジング２内部での細菌の発生および繁殖を防ぐことができる。
【００２７】
陰イオン分離ゾーン５を構成する陰イオン分離流路６では、陰イオン発生ゾーン３で生じた陰イオンとミストとを浮遊させつつ重力によって分別して、軽量物として陰イオンをミストから分離する。図示する態様の陰イオン分離流路６には水平および垂直方向並びに斜め方向に邪魔板１２が設けられており、邪魔板１２の間を陰イオン分離流路６が蛇行して延びている。複数の邪魔板１２を設け、その間で陰イオン分離流路６を蛇行させることにより、小さな装置ハウジング２中に長い陰イオン分離流路６を形成して、効率良く陰イオンを分離することができる。
【００２８】
陰イオン分離ゾーン５は陰イオン発生ゾーン３の上方に設けられているので、水平方向に突出する邪魔板１２を下向きにやや傾斜させて設けると、邪魔板１２にミストが付着することにより生じた水滴は、装置ハウジング２の内面を伝って下方に流れ落ち、陰イオン発生ゾーン３の底部に設けた排水路１０から排水することができる。このような構成とすることにより、装置ハウジング２内部に水が溜まらず、細菌の発生および増殖が起こらない。
【００２９】
送水管８に給水する圧力の変化により、陰イオンの発生状態も変化し得る。そこで、邪魔板１１の少なくとも一部をガイド１３により保持したスライド自在の邪魔板１１ａとすると、邪魔板１１ａを動かすことによって陰イオン分離流路６の全長を変化させることができ、常に良好な効率の陰イオン分離流路６で陰イオンを分離することができる。
【００３０】
陰イオン発生ゾーン３の底部に設けられた排水路１０は、ミスト化しなかった水および陰イオンを分別した後に水滴と化したミストを排水するために設けられる。排水路１０からの排水は直接外部に放出しても良いし、一度タンクに貯留して定期的に廃棄するような構成としても良い。
【００３１】
陰イオン発生装置１は陰イオン発生ゾーン３において水を噴射するので、装置ハウジング２内部で細菌が発生したり増殖したりし易い環境にある。従って装置ハウジング２の内面および邪魔板の表面には抗菌処理を施して細菌の発生および増殖を抑制するとが好ましい。抗菌処理は、例えば親水表面化（例えば、二酸化チタンコーティングの形成）、抗菌剤の塗布等で行うことができるが、抗菌作用を有する樹脂から装置本体２を製造することもできる。
【００３２】
本発明の陰イオン発生装置１の運転の際には、先ず空気入口４から空気を装置ハウジング２内に導入して装置ハウジング２内に気流を生じさせる。その後、陰イオン発生ゾーン３で送水管８に設けられたノズル１１より小量の水をターゲット９に衝突させ、ミストおよび陰イオンを発生させる。生じたミストおよび陰イオンは、陰イオン分離流路６中で浮遊しつつ空気出口７へと移動する間に重力分別され、軽量物である陰イオンのみが空気出口７から放出される。一方、ミストは装置ハウジング２内に残留するかまたは邪魔板１２上で水滴となり、衝突により陰イオンまたはミストとならなかった水と共に排水路１０より排水される。この際の陰イオン発生装置１中の空気の流れは、図４において矢印で図示されている。
【００３３】
水の消費量の削減、騒音の低減、陰イオン発生の効率化等の観点から、送水管の給水量を０．４Ｐａの給水圧で１００ｍｌ／分以下とすることが好ましい。
【００３４】
【実施例】
以下の例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００３５】
実施例１：陰イオン発生装置の作製
以下の仕様で本発明の陰イオン発生装置を作製した。
【表１】
2004108689.tif 000003
こうして作製した陰イオン発生装置を運転し、排気口より１５ｃｍ離れた位置で陰イオンの発生量を測定したところ５７，０００個／ｃｍ３の陰イオンが発生していた。
【００３６】
実施例２：陰イオン発生装置の評価１
実施例１で作製した陰イオン発生装置を用いて、シックハウス症候群の原因物質として知られているホルムアルデヒド、アンモニアおよび酢酸の除去能について評価した。
試験では、幅５００ｍｍ、高さ３５０ｍｍおよび奥行き３００ｍｍの直方体の水槽中に各有機物質の入った容器を置き、水槽内でファンを回転させて０．１５ｍ３／分の気流を起こした。そして該水槽内で実施例１の陰イオン発生装置を運転し、高感度酸化錫系熱線型焼結半導体センサを用いる臭度測定器（新コスモス電気株式会社製、ＸＰ−３２９）を水槽内に挿入して臭度の経時変化を観察した。結果を図５に図示する。
試験の前に陰イオン発生装置が発生させる陰イオンの量を測定したところ、陰イオン発生装置は１５，０００個／ｃｍ３の陰イオンを発生させていた。そして図５から明らかなように、本発明の陰イオン発生装置は優れた有害物質の除去能を示した。即ち、アンモニアおよび酢酸については、４８０秒後にそれぞれの臭度が４％および１％にまで低下し、最も除去に時間がかかったホルムアルデヒドについても、１２００秒後に臭度が０％まで低下した。
以上の結果より、本発明の陰イオン発生装置は、シックハウス症候群の原因物質である各種有機物質の除去に有効であることが判る。
【００３７】
実施例３：陰イオン発生装置の評価２
実施例１で作製した陰イオン発生装置を用いて、マウスへのエンドトキシンショックに対する効果を評価した。
試験では、幅４００ｍｍ、高さ４００ｍｍおよび奥行き５００ｍｍの直方体の水槽中に換気窓を取付け、該換気窓と実施例１の陰イオン発生装置を連通して０．１５ｍ３／分の気流を起こすことにより、水槽内を陰イオン雰囲気にした。そしてマウスに一匹当り１５０μｇのリポポリサッカライドを腹腔注射し、陰イオン雰囲気に保った水槽内で飼育し、その後の経過を観察した。また対照として、同様の処置をしたマウスを、陰イオン雰囲気を有さない水槽内でも飼育した。結果を図６に図示する。
図６から判るように、本発明の陰イオン発生装置を用いて陰イオン雰囲気とした水槽内で飼育したマウスは、対照と比べて生存率が高く、エンドトキシンショックに対する抗ショック効果を示した。
以上の結果より、本発明の陰イオン発生装置は、生物の炎症ストレスに対する耐性を上昇させることができ、保育器、集中治療室等へ好ましく設置し得ることが判った。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の陰イオン発生装置によれば、微量な水を極小径のノズルより噴射してターゲットに衝突させることにより、大量の陰イオンを効率良く生成することができ、さらに装置が運転時に発する騒音を小さくすることができる。また装置の構造を簡略化できるので装置内部での細菌の発生および繁殖を防止することができ、また送風装置等の駆動装置を用いる必要がなく、装置を小型化することもできる。
【００３９】
本発明の陰イオン発生装置は、身の回りに設置する他、消臭効果を期待して浴室、洗面、台所、トイレ等に設置することができ、またホルムアルデヒド等の有害物質の除去に有効であるのでシックハウス症候群の防止にも役立つ。また、エアコン等の空調機加湿器、除湿機、吸入器、美顔器等のアタッチメントとして設けることができ、さらに保育器、集中治療室等の狭い空間においてより有効に用いることができる。加えて、水を噴射するノズルを多数設けることにより、病院、コンサートホール等の大規模用途にも容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の陰イオン発生装置の一態様を図示する斜視図である。
【図２】図２は、図１の陰イオン発生装置の正面図である。
【図３】図３は、図１の陰イオン発生装置の背面図である。
【図４】図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図５は、実施例２の試験の結果を図示するグラフである。
【図６】図６は、実施例３の試験の結果を図示するグラフである。
【符号の説明】
１　　　　陰イオン発生装置
２　　　　装置ハウジング
３　　　　陰イオン発生ゾーン
４　　　　空気入口
５　　　　陰イオン分離ゾーン
６　　　　陰イオン分離流路
７　　　　空気出口
８　　　　送水管
９　　　　ターゲット
１０　　　排水路
１１　　　ノズル
１２　　　邪魔板
【図１】
2004108689.tif 000004
【図２】
2004108689.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004108689.tif 000009