(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電針に交流の高電圧を印加してコロナ放電により発生させた正イオン及び負イオンをエアーにより被除電物方向へ供給する交流式イオナイザの放電ユニットにおいて、
前記放電針に接続される電極片と、この電極片を包囲する誘電体部と、この誘電体部を包囲するほぼ有底筒状の電極筒と、によりコンデンサを構成し、
前記コンデンサを介して前記放電針に交流の高電圧を印加することを特徴とする交流式イオナイザ用放電ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載した交流式イオナイザ用放電ユニットにおいて、
複数の前記電極筒を備えた電極バーを誘電体部によりモールドし、この誘電体部を介して前記電極筒に対向するように前記電極片をそれぞれ取り付けてコンデンサを構成すると共に、前記電極筒と同数の着脱可能な放電針ユニットに取り付けられた前記放電針を各電極片にそれぞれ接続したことを特徴とする交流式イオナイザ用放電ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載した交流式イオナイザ用放電ユニットにおいて、
放電針ユニットの基板に、被除電物方向へエアーを吐出するためのエアー吐出孔を形成したことを特徴とする交流式イオナイザ用放電ユニット。
【請求項４】
請求項１または２に記載した交流式イオナイザ用放電ユニットにおいて、
すべての放電針ユニットの基板に、被除電物方向へエアーを吐出するためのエアー吐出孔を形成したことを特徴とする交流式イオナイザ用放電ユニット。
【請求項５】
請求項１または２に記載した交流式イオナイザ用放電ユニットにおいて、
被除電物方向へエアーを吐出するためのエアー吐出孔を基板に形成した放電針ユニットと、前記エアー吐出孔を有しない放電針ユニットとを、長手方向に沿って交互に配置したことを特徴とする交流式イオナイザ用放電ユニット。
【請求項６】
請求項２〜５の何れか１項に記載した交流式イオナイザ用放電ユニットにおいて、
複数の放電ユニットを長手方向に連結し、各放電ユニットの前記電極バーを相互に接続したことを特徴とする交流式イオナイザ用放電ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、放電針に交流の高電圧を印加してコロナ放電により発生させた正負イオンを被除電物に供給する交流式イオナイザにおいて、前記放電針に高電圧を印加するためのコンデンサの構造、並びに、正負イオンを被除電物に供給するためのエアー吐出構造の改良に関するものである。
【背景技術】  この種の交流式イオナイザとして、例えば下記の特許文献１に係る「除電器の高圧ケーブル分岐装置」や、特許文献２に係る「除電装置」が知られている。
図９及び図１０は、特許文献１に記載された交流式イオナイザの放電ユニットを示しており、その全体がバー状に形成されているものである。なお、図９は放電ユニットの正面図、図１０は図９におけるＸ−Ｘ断面図である。
これらの図において、１０１は交流の高電圧が印加される高圧ケーブル、１０２はコネクタ、１０３は同軸ケーブル、１０４は同軸ケーブル１０３の中心導体であり、この中心導体１０４は前記高圧ケーブル１０１に接続されてコンデンサの一方の電極を構成している。
また、１０５はコンデンサの他方の電極としての導電性の結合リング、１０６は放電針であり、結合リング１０５は同軸ケーブル１０３の長手方向に沿って等間隔に配置されている。１０７，１０８はモールド部、１０９は放電針１０６との間に電界を形成するための接地電極である。
上記構成において、中心導体１０４と放電針１０６とは、同軸ケーブル１０３の絶縁被覆を介して容量的に結合されている。そして、中心導体１０４に印加された交流の高電圧が前記絶縁被覆の静電容量を介して結合リング１０５から放電針１０６に印加されることにより、放電針１０６と接地電極１０９との間にコロナ放電を生じさせ、放電針１０６の周囲に正負のイオンを発生させるようになっている。
なお、特許文献２に記載された放電ユニットも、図９，図１０とほぼ同様の構造である。
（１）特許文献１：特開２００２−１８４５９５号公報（段落［０００６］〜［０００８］、図１，図４等）
（２）特許文献２：特開２００２−３１３５９６号公報（図２，図７等）
さて、図９，図１０の従来技術において、一定の高電圧を印加して放電針１０６からより多くの正負イオンを発生させるためには、一方の電極としての中心導体１０４と、この中心導体１０４を包囲する他方の電極としての結合リング１０５と、両者の間に介在する絶縁被覆とによって構成されるコンデンサの静電容量を大きくする必要がある。そのための方法としては、結合リング１０５を軸方向に沿って長く形成し（必然的に放電針１０６の相互の間隔も長くし）、コンデンサの電極面積を大きくすることが有効である。
しかしながら、放電ユニットの小形化を図るため、あるいは除電能力を高めるために放電針１０６の相互の間隔を短くしたい場合には、結合リング１０５自体の軸方向に沿った長さも短くすることが望ましい。つまり、結合リング１０５を軸方向に沿って長く形成することは、放電針１０６の相互の間隔を短縮するという要請に反するものであった。
すなわち、放電ユニットの小形化や除電能力の向上という観点からは、結合リング１０５を軸方向に沿って長くするといった方法によらずにコンデンサの静電容量を大きくできることが望まれていた。
そこで本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、放電針の相互の間隔を短縮しながら所望の静電容量を得るようにし、放電ユニットの小形化や除電能力の向上を可能にした交流式イオナイザ用放電ユニットを提供しようとするものである。
【発明の開示】
上記課題を解決するため、本発明は、放電針に交流の高電圧を印加してコロナ放電により発生させた正イオン及び負イオンをエアーにより被除電物方向へ供給する交流式イオナイザの放電ユニットにおいて、放電針に接続される電極片と、この電極片を包囲する誘電体部と、この誘電体部を包囲するほぼ有底筒状の電極筒と、によりコンデンサを構成し、このコンデンサを介して放電針に交流の高電圧を印加するものである。
また、本発明は、複数の電極筒を備えた電極バーを誘電体部によりモールドし、この誘電体部を介して電極筒に対向するように電極片をそれぞれ固着してコンデンサを構成すると共に、電極筒と同数の着脱可能な放電針ユニットに取り付けられた放電針を各電極片にそれぞれ接続することが望ましい。
更に、本発明は、放電針ユニットの基板に、被除電物方向へエアーを吐出するためのエアー吐出孔を形成することが好ましく、このようなエアー吐出孔をすべての放電針ユニットに形成するか、１個おきの放電ユニットに形成することが望ましい。
なお、本発明は、複数の放電ユニットを長手方向に連結し、各放電ユニットの電極バーを相互に接続することにより、所望の長さを有するイオナイザバーを形成することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の第１実施形態を示す平面図である。
図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
図３は、図２の主要部の拡大説明図である。
図４は、図２におけるＩＶ−ＩＶ拡大断面図である。
図５は、図２及び図３におけるモールド部の平面図である。
図６は、図２及び図３におけるモールド部の正面図である。
図７は、本発明の第２実施形態を示す平面図である。
図８は、本発明の第２実施形態の作用を検証するために使用した放電ユニットの概略的な説明図である。
図９は、従来技術を示す正面図である。
図１０は、図９におけるＸ−Ｘ断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。まず、図１は本発明の第１実施形態を示す平面図である。
図１において、１はバー状に形成された放電ユニットであり、その長手方向に形成された複数（図示例では５個）の取付孔６には、放電針ユニット２がそれぞれ着脱可能に取り付けられている。この放電針ユニット２は、基板２ａの中心に配置されて交流の高電圧が印加される放電針３と、この放電針３に近接して形成された一対のエアー吐出孔４ａ，４ｂとを備えている。
また、放電針ユニット２は、周方向に沿った２箇所に弾発性を有する係止片５ａ，５ｂを備えており、これらの係止片５ａ，５ｂが放電ユニット１側の切欠７ａ，７ｂに位置するように放電針３を中心として放電針ユニット２を回動させることで、取付孔６との係合が外れて放電ユニット２を取り外せるようになっている。
なお、図１において、１７は放電針３との間で電界を形成するための接地電極である。
次に、図２は図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図であり、図３は図２の主要部を拡大して示したものである。なお、図３では、１個の放電針ユニット２を取り外した状態で示してあると共に、前記係止片５ａ，５ｂは便宜上、図示を省略してある。
まず、図２及び図３を参照しつつ放電ユニット１の内部構造を説明する。
カバー８の内部には、断面が長円形であって有底筒状の５個の電極筒９を有する電極バー１０の全体を包囲した合成樹脂製のモールド部１１と、電極筒９の内部の合成樹脂からなる誘電体部１１ａを挟んで電極筒９と共にコンデンサを構成するほぼ平板状の電極片１２とが配置されている。
図３に詳しく示すように、電極片１２の上部にはほぼＴ字形の帽体１３が固着されており、その筒部１３ａの内面には導電性の放電針保持部１４が取り付けられていると共に、この放電針保持部１４は電極片１２に電気的に接続されている。
このような構成としたことにより、放電針ユニット２を取付孔６に装着した状態では、放電針３が放電針保持部１４を介して電極片１２と電気的に接続される。このため、電極バー１０の電極筒９を一方の電極とし電極片１２を他方の電極として両者の間に誘電体部１１ａを有するコンデンサＣを介して、放電針３に交流の高電圧を印加することが可能になる。
また、電極バー１０の下端部両側には盲孔１５が形成されており、この盲孔１５に挿入される導電ピン１６を用いて、隣接する別の放電ユニット１の電極バー１０を順次連結可能となっている。従って、終端部の電極バー１０または導電ピン１６に高圧電源回路から交流の高電圧を印加することにより、複数連結された放電ユニット１に給電することができ、取付孔６に装着された各放電針３と接地電極１７との間に高電圧が印加されてコロナ放電が発生するものである。
なお、図２において１８は金属製のケーシングであり、放電ユニット１は長手方向に複数（例えば４個）連結した状態で前記ケーシング１８により保持可能となっている。
図４は、図２におけるＩＶ−ＩＶ拡大断面図である。この図４において、１９は外部のコンプレッサ等のエアー供給源に連絡しているエアー通路であり、前述したエアー吐出孔４ａ，４ｂに連通している。この構造により、エアー通路１９に供給されたエアーはエアー吐出孔４ａ，４ｂを介して放電針３の前方へ吐出することになり、放電針３の周囲に発生した正負イオンを被除電物方向へ吐出することが可能になっている。
また、図５，図６は、図２における電極バー１０を内蔵したモールド部１１の外観を示しており、図６の中央部には、電極片９、筒部１３ａ等を介して装着される放電針ユニット２も追加して図示してある。
上記の説明から明らかなように、この実施形態では、放電針３に交流の高電圧を印加するためのコンデンサＣが、放電針３に電気的に接続されるほぼ平板状の電極片１２と、この電極片１２を包囲する誘電体部１１ａと、この誘電体部１１ａを包囲する有底筒状の電極筒９とによって構成されている。ここで、電極片１２及び電極筒９はコンデンサＣの両電極を構成しており、電極筒９はその内周面全域を電極の表面積として利用できるため、コンデンサＣの静電容量の増加に寄与することができる。
従って、隣接する電極筒９の相互の間隔をできるだけ短くして電極バー１０を形成し、各電極筒９に対応する放電針３を互いに近接させて配置する構造を採った場合でも、所望の正負イオン量が得られる静電容量をコンデンサＣに持たせることができる。すなわち、図９に示した従来技術のように、コンデンサの静電容量を大きくするために結合リング１０５を軸方向に長くするといった方法を採ることなく、発生するイオン量の増加が可能になる。
このため、放電ユニット１の長さを短くすることができ、イオナイザ全体の小形化、軽量化が可能になる。また、放電針３の間隔を短縮することで、除電能力の向上も可能である。
次に、図７は本発明の第２実施形態を示す平面図である。この実施形態における放電ユニット１Ａの内部構造は、第１実施形態について示した図２〜図６と同様である。すなわち、放電針３に交流の高電圧を印加するためのコンデンサＣの構造は図３等と同様であるが、異なるのは、放電針ユニットの構造である。
この第２実施形態では、図７に示すように、第１実施形態と同様の放電針ユニット２と、基板２ｂにエアー吐出孔４ａ，４ｂを有しない放電針ユニット２ｘとが、１個おきに配置されている。ここで、放電針ユニット２ｘは、もともとエアー吐出孔４ａ，４ｂがない基板２ｂを備えているが、エアー吐出孔４ａ，４ｂを有する放電針ユニット２を流用して接着剤等によりエアー吐出孔４ａ，４ｂを塞いでも良い。
このように、エアー吐出孔４ａ，４ｂを有する放電針ユニット２とエアー吐出孔４ａ，４ｂを有しない放電針ユニット２ｘとを交互に配置してエアー供給源からエアーを供給すると、エアーの流量をある程度減らしたとしても、第１実施形態と比べて、１個おきの放電針ユニット２のエアー吐出孔４ａ，４ｂから吐出するエアーの流速を高めることができる。このため、エアー吐出孔４ａ，４ｂのない放電針ユニット２ｘの放電針３の周囲に発生した正負のイオンを、隣接する放電針ユニット２から吐出するエアーの流れに引き込んで被除電物方向へ供給することが可能になる。
発明者は、上記の作用を検証するために、図１の放電ユニット１を５個連結したもの（サンプルＡとする）と、図８に示す如く、放電針ユニット２，２ｘを交互に配置してなる放電ユニット１Ａ，１Ａ’を交互に５個連結したもの（サンプルＢとする）とを用いて、発生する正負イオンのイオンバランスと被除電物表面の除電時間とを測定した。
なお、除電時間については、被除電物表面の帯電電位が＋１［ｋＶ］から＋１００［Ｖ］に達するまでの時間を＋側の除電時間として測定し、同じく−１［ｋＶ］から−１００［Ｖ］に達するまでの時間を−側の除電時間として測定した。更に、放電針３から被除電物表面までの距離は９００［ｍｍ］とし、エアー吐出孔４ａ，４ｂから吐出させるエアーの圧力はエアーレギュレータにより０．２［Ｍｐ（メガパスカル）］の一定値とした。
その結果、サンプルＡでは９２［Ｌ／ｍｉｎ］のエアーを吐出させて＋側の除電時間が２．０［ｓｅｃ］、−側の除電時間が２．１［ｓｅｃ］必要であったのに対し、サンプルＢでは、６４［Ｌ／ｍｉｎ］のエアーを吐出させたにも関わらず、＋側の除電時間が１．６［ｓｅｃ］、−側の除電時間が１．９［ｓｅｃ］と短縮された。また、イオンバランスについても、サンプルＢの方が改善していることが確認された。
上記の結果は、第２実施形態を応用したサンプルＢの方が、少ないエアー流量によって第１実施形態よりも短時間で除電できることを示しており、第２実施形態のように、エアー吐出孔４ａ，４ｂのある放電針ユニット２とエアー吐出孔４ａ，４ｂのない放電針ユニット２ｘとを交互に配置した場合にも、除電性能を損なうことなくエアー流量を少なくできることが判る。
これにより、エアー供給源のコンプレッサ等の容量、能力、消費電力を減少させてコストの低減、省エネルギー化を達成すると共に、環境に対する悪影響を低減することが可能になった。
なお、図１０に示したような従来構造の放電ユニットでは、実際の使用時にモールド部１０７，１０８の周囲を覆うように接地部材が取り付けられることがある。この場合、中心胴体１０４に印加される高電圧が、結合リング１０５と上記モールド部１０７，１０８と接地部材とによって構成されるコンデンサにも分圧されてしまい、放電針１０６に印加される電圧が減少して除電性能が低下するおそれがある。
しかし、本発明によれば、放電針３に電気的に接続される電極片１２が電極筒９にて包囲されており、この電極筒９に印加される高電圧がコンデンサ結合により放電針３にそのまま印加されため、従来のように分圧によって放電針３への印加電圧が低下することがない。また、金属製のケーシング１８を接地することで、放電針３の周囲構造に起因した影響を受ける心配もない。
【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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