(57)【要約】【課題】簡単な内部構造で、装置を小型にしたマイナスイオン発生装置を提供するものである。【解決手段】マイナスイオン発生装置１０は、水タンク１２と、コンプレッサー１４と、二流体ノズル１６と、コンプレッサー１４の圧縮空気を二流体ノズル１６に導入するための空気供給用パイプ１８と、水タンク１２の水３４を二流体ノズル１６に導入するための水供給用パイプ２０とを備えるものである。二流体ノズル１６からは、コンプレッサー１４から送出される圧縮空気とともに水タンク１２の水３４が噴射される。このとき、噴射される水３４は同時に噴射される圧縮空気によって微細化され、レナード効果によりマイナスイオンを発生する。また、装置１０のハウジング１１には、水タンク１２とコンプレッサー１４と二流体ノズル１６と２本のパイプ１８，２０のみが内蔵されるため、装置１０の内部構造を簡単なものにできる。また、装置１０の小型化も容易になる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射口が大気に向けて開口する水噴射ノズルと、噴射口が大気に向けて開口するものであってその噴射口が前記水噴射ノズルの噴射口と隣接して配置される空気噴射ノズルと、水を貯蔵する水貯蔵手段と、その水貯蔵手段における水面下に一端を配置し前記水噴射用ノズルに他端を連絡する水供給用パイプと、加圧した空気を前記空気噴射ノズルに供給する圧縮空気供給手段とを備えることを特徴とするマイナスイオン発生装置。
【請求項２】
前記水噴射ノズルの噴射口の周囲の環状位置に前記空気噴射ノズルの噴射口を配置したことを特徴とする請求項１記載のマイナスイオン発生装置。
【請求項３】
加圧した空気を前記空気噴射ノズルに間欠的に供給することを特徴とする請求項１記載のマイナスイオン発生装置。
【請求項４】
前記水貯蔵手段に貯蔵する水を純水としたことを特徴とする請求項１乃至３記載のマイナスイオン発生装置。
【請求項５】
前記空気噴射ノズルから噴射する空気量が毎分１０００ｃｃに対して、前記水噴射用ノズルから噴射する水量が毎分０．１ｃｃ乃至０．５ｃｃとしたことを特徴とする請求項１乃至４記載の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】
この発明は、マイナスイオン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マイナスイオンを発生するマイナスイオン発生装置が知られている。マイナスイオンは、空気を浄化し、人間のストレスや疲労感を和らげるという効果を有するものである。また、マイナスイオンは自然界において発生するもので、例えば、滝や噴水等において、水と水とがぶつかり合った際に水が微細化されて、大きな水滴がプラスに帯電し、小さな水滴がマイナスに帯電するというレナード効果によって発生することが知られている。
従来のマイナスイオン発生装置には、上記レナード効果を引き起こしてマイナスイオンを発生させるものがある。
【０００３】
ここで、レナード効果を引き起こすための従来のマイナスイオン発生装置の一例を図４に示す。図４の容器４０は大型で塔状の形状をしており、給気口４２と、排気口４４と、その内部に液ノズル４６とを備えるものである。容器４０の内部には、ポンプ（図示せず）によって加圧された空気５２が給気口４２から導入され、容器４０内を旋回して移動する。一方、容器４０の内部では、ポンプ（図示せず）によって加圧された水４８が液ノズル４６から噴射され、容器４０内を旋回して移動する空気５２と混合されて微細な水滴５０となり、レナード効果によって微細な水滴５０にマイナスイオンを帯びる。マイナスイオンを帯びた微細な水滴５０は、排気口４４からマイナスイオンを含む空気５４となって容器４０の外部に排出される。なお、容器４０に発生する微細な水滴５０の一部が容器４０の内壁に付着し、その容器４０の内壁に付着して流下する水５６は排水口５８を通じて容器４０から外部に排出される。
このように、従来のマイナスイオン発生装置は、レナード効果を引き起こすために容器４０や複数のポンプなどの大型機器を備えるものであって、装置が大型のものであった。従って、家庭用に適さないという問題があった。
【０００４】
そこで、上記問題を解決するために、上記液ノズル４６に代えて超音波を用いて水４８を霧化することによりポンプの使用を排除して装置の小型化を図ったものや、容器４０やポンプなどの必要な機器を小型化して装置の小型化を図ったものが提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２６９４９１（第３頁及び第４頁・図１）
【特許文献２】
特開平１１−１１４３５０（第２頁及び第４頁・図１又は図７）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記超音波を用いて水を霧化する装置は、容器４０が大型のものであり、混合気を室内に送風する（容器４０内に加圧空気を送風する）ために大型の送風機などを使用するものであったため、一般家庭には向かないものであった。
また、必要な機器を小型化した装置は家庭用として利用できるものであるが、多数の機器が小型の筐体に内蔵されるため、内部構造が複雑になり、家庭における装置のメンテナンスが容易でないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な内部構造で、装置を小型にしたマイナスイオン発生装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のマイナスイオン発生装置は、上記目的を達成するために、噴射口が大気に向けて開口する水噴射ノズルと、噴射口が大気に向けて開口するものであってその噴射口が前記水噴射ノズルの噴射口と隣接して配置される空気噴射ノズルと、水を貯蔵する水貯蔵手段と、その水貯蔵手段における水面下に一端を配置し前記水噴射用ノズルに他端を連絡する水供給用パイプと、加圧した空気を前記空気噴射ノズルに供給する圧縮空気供給手段とを備えるようにしたものである。
【０００９】
本発明のマイナスイオン発生装置は、前記水噴射ノズルの噴射口の周囲の環状位置に前記空気噴射ノズルの噴射口を配置するようにしたものである。また、加圧した空気を前記空気噴射ノズルに間欠的に供給するようにしたものである。更に、前記水貯蔵手段に貯蔵する水を純水としたものである。また、前記空気噴射ノズルから噴射する空気量が毎分１０００ｃｃに対して、前記水噴射用ノズルから噴射する水量が毎分０．１ｃｃ乃至０．５ｃｃとしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のマイナスイオン発生装置を図に基づいて説明する。図１は本発明のマイナスイオン発生装置の構造を示す図である。
本発明のマイナスイオン発生装置１０は、ハウジング１１と、水を貯蔵する水貯蔵手段としての水タンク１２と、加圧された圧縮空気を送出する圧縮空気供給手段としてのコンプレッサー１４と、空気と共に水を噴射する噴霧手段としての二流体ノズル１６と、二流体ノズル１６にコンプレッサー１４から送出される圧縮空気を導入するための空気供給用パイプ１８と、二流体ノズル１６に水タンク１２に貯蔵される水を導入するための水供給用パイプ２０とを備えるものである。二流体ノズル１６は、ハウジング１１の上部に外部に突出して設けられている。二流体ノズル１６以外のものはハウジング１１の内部に収納されている。
【００１１】
水タンク１２は、水（望ましくはレナード効果を助長する純水）が貯蔵された容器である。水タンク１２にはパイプ取付部２２が備えられ、そのパイプ取付部２２を介して水供給用パイプ２０が水タンク１２に着脱自在に取り付けられている。水供給用パイプ２０は、その先端が水タンク１２の底に届くように水タンク１２に取り付けられる。
なお、水タンク１２の水量が空になった場合はパイプ取付部２２から水供給用パイプ２０を取り外して新たな水タンク１２と交換する。また、水タンク１２に図示しない注水口を形成し、その注水口から水（または純水）を注入するようにしてもよい。
【００１２】
コンプレッサー１４は、室内の空気を吸入する吸入口２４と圧縮空気を吐出する排出口２６とを備え、所定の霧化圧（メガパスカルＭｐａ）に加圧した圧縮空気を排出口２６から送出するものである。排出口２６には空気供給用パイプ１８が連結されている。
なお、ハウジング１１は図示しない開き扉又は蓋部を有するものであって、その開き扉等を開閉して水タンク１２の交換やコンプレッサー１４の操作を行うことができる。また、コンプレッサー１４をハウジング１１内に収納することで、コンプレッサー１４の騒音を小さくして、室内に居る人に騒音の影響を及ぼさないようにすることができる。
【００１３】
次に、二流体ノズルの内部構造を図２に基づいて説明する。
二流体ノズル１６は、図２に示すように、水を噴射する台形円錐状の水噴射ノズル２８と、水噴射ノズル２８を内部に収容する台形円錐状の空気噴射ノズル３０とから成るものである。水噴射ノズル２８の噴射口３６に隣接して空気噴射ノズル３０の噴射口３１が配置される。即ち、水噴射ノズル２８の噴射口３６の周囲の環状位置に空気噴射ノズル３０の噴射口３１が配置され、それら噴射口３６と噴射口３１は、大気（室内または室外の大気）に開口している。水噴射ノズル２８には前記水供給用パイプ２０が取り付けられ、空気噴射ノズル３０には前記空気供給用パイプ１８が取り付けられる。
【００１４】
この二流体ノズル１６は、「霧吹き（噴霧器）」と同じ原理で、空気噴射ノズル３０の噴出口３１から圧縮空気３２が大気に向けて噴射されることにより、空気噴射ノズル３０の噴出口３１に隣接する水噴射ノズル２８の噴出口３６に負圧を発生させる。水噴射ノズル２８の噴出口３６に発生する負圧は、空気供給用パイプ１８を介して水タンク１２内の水に及び、水タンク１２内の水３４を吸上げて、吸上げられた水３４は水噴射ノズル２８の噴出口３６から大気に噴射される。水噴射ノズル２８の噴出口３６から噴射される水３４は、空気噴射ノズル３０の噴出口３１から噴射される圧縮空気３２が拡散される際に小さな水滴に霧化され、室内（大気中）に拡散される。水噴射ノズル２８の噴出口３６の周囲に環状に空気噴射ノズル３０の噴出口３１を備えることにより、水噴射ノズル２８の噴出口３６に負圧を効率良く及ぼすと共に、水噴射ノズル２８の噴出口３６から噴射される水３４を微小な水滴に霧化することを促進させることができる。小さな水滴に霧化される微細な水滴は、レナード効果によりマイナスイオンを発生する。また、水３４を微細化する圧縮空気３２は、同時にマイナスイオンを帯びた微細な水滴と混合されるため、圧縮空気３２の拡散に伴って室内にはマイナスイオンが放出される。
【００１５】
水３４は室内に直接噴霧されるため、圧縮空気３２の噴出量に対して水３４の噴出量が多すぎた場合、水３４が霧化されないおそれが生ずる。この場合、装置１０又はその周辺（室内）は水浸しになる。これを防止するため、本発明では、二流体ノズル１６から、毎分１０００ｃｃの圧縮空気３２（空気量）に対し毎分０．１ｃｃ乃至０．５ｃｃの水３４（水量）を噴射する。なお、上記圧縮空気３２の空気量と水３４の水量との比率は比例関係にあり、同比率の空気量及び水量を二流体ノズル１６から噴射するように水噴射ノズル２８の噴出口３６の口径の大きさ又はコンプレッサー１４の霧化圧の高さを設定する。
【００１６】
次に、本発明のマイナスイオン発生装置から発生するマイナスイオン発生量の測定結果を図３の表に示す。図３は、二流体ノズル１６の噴出口３１，３６の前方距離０．３ｍ，０．５ｍ，１．２ｍの位置において発生するイオン数をイオンカウンター（Ｇｅｒｄｉｅｎ型測定器）で測定した結果を表すものである。
上記測定に際しては、純水を入れた水タンク１２を用いた。また、水噴射ノズル２８の噴出口３６の内径ｄを０．３ｍｍ（外径０．７５ｍｍ）とし、空気噴射ノズル３０の噴出口３１の口径Ｄを０．８ｍｍとした二流体ノズル１６を使用した。コンプレッサー１４の霧化圧は０．１８Ｍｐａに設定した。なお、測定時の空気供給用パイプ１８を通過する空気３２の流量及び水供給用パイプ２０を通過する水３４の流量は、それぞれ毎分１０リットル及び毎分２ｃｃであった。
【００１７】
図３の測定において、０．３ｍの位置では、約２０００万イオン数／ｃｍ３のプラスイオンと、約２２００万イオン数／ｃｍ３のマイナスイオンが発生した。プラスイオンとマイナスイオンは発生後に中和して同数個のイオンが消滅すると考えられているため、０．３ｍの位置において発生するマイナスイオン数は、およそ２００万（イオン数／ｃｍ３）であると考えられる。また、０．５ｍの位置ではおよそ３７０万（イオン数／ｃｍ３）のマイナスイオンが発生した。しかし、１．２ｍの位置ではマイナスイオンは発生しなかった。
上記測定によると、本発明のマイナスイオン発生装置１０は、二流体ノズル１６の噴出口からおよそ１ｍ以内の距離内でマイナスイオンを発生することが分かった。また、本発明は、大量のマイナスイオンを室内に放出することが分かった。
【００１８】
本発明に使用する水は、水道水であってもよい。但し、水道水を使用する場合は、水道水に含まれるカルシウム等が水噴射ノズル２８の噴出口３６に付着し、水噴射ノズル２８が劣化したり、噴出口３６の口径が変化してマイナスイオンの発生量が減少するおそれがある。よって、本発明においては、上記問題が生じない純水を使用するのが望ましい。
また、空気噴射ノズルに圧縮空気を間欠的に供給してもよい。このようにしても、本発明は大量のマイナスイオンを発生するものであり、十分な量のマイナスイオンを室内に放出することができる。また、間欠的に供給することで、コンプレッサーの連続運転による消耗を防止でき、その耐久性を維持できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のマイナスイオン発生装置は、空気噴射ノズルから噴射する加圧空気によって水噴射ノズルから水を吸引噴射させて、空気と水とを大気に直接噴射して、大気中で水を微細化してレナード効果を引き起こし、マイナスイオンを発生するものである。空気噴射ノズルから噴射する加圧空気によって水噴射ノズルに負圧を及ぼして水を吸引して大気に直接噴射するので、従来必要であった水噴射用ポンプを不要とすることができる。本発明は、二流体ノズルと水タンクとコンプレッサーと２本のパイプのみを備える簡単な構造であり、装置の小型化も容易にできる。
また、本発明の二流体ノズル，水タンク，コンプレッサー又は２本のパイプは取付又はその交換が容易なものであるから、家庭における装置のメンテナンスも簡単であり、一般家庭用に適するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイナスイオン発生装置の構造を示す図である。
【図２】二流体ノズルの内部構造を示す図である。
【図３】本発明のマイナスイオン発生装置から発生するマイナスイオン発生量の測定結果を示す表である。
【図４】従来のレナード効果を引き起こすための機器の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０  マイナスイオン発生装置
１２  水タンク
１４  コンプレッサー
１６  二流体ノズル
１８  空気供給用パイプ
２０  水供給用パイプ
２８  水噴射ノズル
３０  空気噴射ノズル
３２  圧縮空気
３４  水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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