(57)【要約】【解決手段】本発明によるコロナ放電式の静電気除去装置の放電電極ソケットは、ノズルを通過して噴射されるCDAをイオン化させ、発生したイオンを効果的に伝達し、被帯電体が保有している静電気を効果的に取り除く装置である。本発明の目的は、上記のように、静電気除去装置の核心部品の一つである、放電電極ソケットに含まれている噴射ノズルの断面積、形、および位置を改善させ、噴射されるCDAの量を最小化させ、空気筒での圧力の減少を減らし、噴射圧力を増加させ、噴射距離と噴射速度を増加させることにより、除電効率と放電電極の汚染防止効率を改善させることである。本発明では、従来の放電電極ソケットに比べ、噴射ノズルの断面積が非常に小さく、ノズルの位置が放電電極と完全に分離されていたり、円形の放電電極の全体を取り囲まずに、２個以上のノズルが放電電極に接する、縦方向に並んでいる放電電極ソケットを提供する。【選択図】図１
2010517249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コロナ放電式静電気除去装置に装着された放電電極ソケットであって、
放電電極と、
接地電極と、
高電圧の発生部と、
制御器と
を備え、
ノズルを通過して噴射されるCDA(clean dried air)をイオン化させ、発生されたイオンを伝達し、被帯電体が保有している静電気を取り除くコロナ放電式静電気除去装置に装着された放電電極ソケットにとって、上記のCDA噴射ノズルは、放電電極の全体を取り囲まずに、同一の断面積を有する２個以上のノズルが放電電極に縦方向で均等に接触することを特徴とする放電電極ソケット。
【請求項２】
請求項１に記載の放電電極ソケットであって、
求められる除電距離とCDAの使用量によって、噴射されるイオン化したCDAの量を最適化させるために、上記の放電電極ソケットに含まれている噴射ノズルの断面積、形、および位置の一つ以上を調節し、これによって得られるCDAを、高圧で帯電体に噴射し、この際、噴射ノズルはCDAの使用量を減らすために、CDAを放電電極と接触するノズルと平行に高速で噴射し、これにより放電電極の汚染を防止することを特徴とする放電電極ソケット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の放電電極ソケットであって、
上記の噴射されるCDAの入力圧力は0.05〜1.5ＭＰa、空気筒の内部圧力は0.05〜1.5ＭＰa、噴射されるCDAのノズルの量がノズル当たり0.5〜100LＰＭの範囲内にあることを特徴とする放電電極ソケット。
【請求項４】
請求項１または２に記載の放電電極ソケットであって、
上記の噴射ノズルの断面は、三角形、四角形、半円形、または流路が形成することができる多角形の構造の中のいずれかであることを特徴とする放電電極ソケット。
【請求項５】
請求項１または２に記載の放電電極ソケットであって、
上記の噴射ノズルのCDA噴射速度の範囲は、60〜1500m/secであることを特徴とする放電電極ソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コロナ放電式の静電気除去装置の放電電極ソケットに関するものである。特に、本発明はノズルを通過して噴射されるCDA(clean dried air)をイオン化させ、発生したイオンを効果的に伝達し、被帯電体が保有している静電気を効果的に除去する装置であり、放電電極・接地電極・高電圧の発生部及び制御器を備えて形成され、コロナ放電式でイオンを発生させる技術を利用する棒型イオナイザーに装着されている放電電極ソケットの構造を改善させ、イオン化した最適量のCDA(clean dried air)を高圧で噴射し、非接触式の除電効率を増加させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に静電気除去装置の除電効率を増加させるためには、最適化したエアーの量で放電電極から発生されたイオンを、希望する除電距離まで十分に伝達することが出来なければならない。そのためには噴射されるエアーの量と圧力を任意で調節出来なければならない。
【０００３】
しかし、現在に至るまで既に色々な分野で静電気を抑えるための目的で、コロナ放電式のイオン化装置が常用化されることによって放電電極棒を利用する空気のイオン化に対する技術が大きい発展を成り遂げているにも関わらず、イオン化した空気を効率的に使うためのCDA噴射ノズルの構造に関しては、未だに改善しなければならない問題点が多くある。
【０００４】
従来のイオン化装置から、イオン化されたCDAが噴射される間、発生する問題点としては非常に多いCDAの使用、低い噴射圧力による除電距離の減少、そして長時間使用の際、放電電極のチップに積もる異物によるイオン発生の性能低下などが挙げられる。特に、放電電極の表面に生じる異物を取り除くために、放電電極のソケットにCDA噴射ノズルと別途に放電電極の周りに、埃を取り除くためのノズルを別途に設置するなど、様々な装置が開発されているが、埃および微粒子などによる汚染を防ぐことの出来る根本的な対策は、未だに提示されていないのが実状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、この発明の目的は静電気の除去装置の核心となる部品の一つの放電電極ソケットに含まれている噴射ノズルの断面積、形状、および位置を改善させ、噴射されるCDAの量を最小化し、空気筒での圧力減少を減らし、噴射圧力を増加させ、噴射距離と噴射速度を増加させることにより、除電の効率と放電電極の汚染防止の効率を改善することである。
【０００６】
また、本発明のもう一つの目的は、CDＡの噴射ノズルの大きさを現在幅広く使われている装置に比べ、著しく小さい大きさに加工し、噴射されるCDAの流量を減少させるによって、空気筒の圧力を増加させ、空気筒の圧力を増加させることにより噴射速度が速くなり既存の製品に比べ、有効な除電距離を広げ、高圧のCDAを高速乱流の形で噴射し、放電電極の汚染を防止する効果に導く。
【０００７】
本発明のまた違う目的は、噴射ノズルの断面積と断面積の形が違う模様に製作された、放電電極ソケットを簡単に脱着させるにより非接触式で除電距離と噴射CDＡの速度を自由に選択使用が可能にして、効率性と適応性が改善され、維持・補修の便利なイオン化装置を提供することである。
【０００８】
本発明のその他の目的の長所については、より理解を深めるために、下記の詳細と、添付した図面を参考にしてほしい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による放電電極ソケットの望ましい実施例の一つは、放電電極、接地電極、高電圧の発生部および制御器を備えて成り立ち、ノズルを通過して噴射されるCDAをイオン化させ、発生したイオンを伝えて、被帯電体が保有している静電気を取り除くコロナ放電式の静電気制御装置に付着された放電電極ソケットとして、上記のCDA噴射ノズルは放電電極の全体を取り囲まずに、同一の断面積を持つ二つ以上のノズルが、放電電極に縦方向に均等に接触できるようになっているのを特徴とする。図１ａの例では、ソケットの穴（15）の端に、二つのノズル（10）がお互い面するように出来ている。ソケット（15）で放電電極（20）が、図８のように差し込まれると、放電電極の円錐形の柱により、上のソケット（15）の穴は詰るようになり、ソケットの穴（15）の外側に位置したノズル（10）は放電電極により詰らないようになり、ここを通して空気が噴射される。図８は、ノズルの断面が四角い場合を示してあり、このノズルは放電電極（20）に沿って縦方向にソケットを端の部分まで貫通している。放電電極（20）の端の部分は円錐形をしていて、二つのノズル（10）から出てくる空気が放電電極（20）の端の部分（円錐のへた部分）を、かすめて通り過ぎるようになり、放電電極の端が汚染されないのである。ノズル（10）の断面は、円形、半円形、多角形など、色々な形状に作ることができ、２個以上の設置をすることも可能である
【００１０】
本実施の例から求められる除電距離とCDAの使用量によって噴射される、イオン化したCDAの量を最適化するために、上記の放電電極ソケットに含まれている噴射ノズルの断面積、模様、および位置の、一つ以上を調節することによって得られるCDAを高圧で帯電体に噴射し、この際、噴射ノズル（10）は、CDAの使用量を減らすために、CDAを放電電極（20）と接触するノズルと平行に高速噴射して、これによって放電電極の汚染を防ぐのが望ましい。
【００１１】
本実施の例から、上記の噴射されるCDAの入力圧力は0.05〜1.5ＭＰa、空気筒の内部圧力は0.05〜1.5ＭＰa、噴射されるCDAの量は、0.5〜100ＬＰＭの範囲の内にあるのが望ましい。
【００１２】
本実施の例から、上記噴射ノズルの断面は、三角形、四角形、半円形、または流路が形成することができる多角形の構造の中で一つを取るのが望ましい。
【００１３】
本実施の例から、上記の噴射ノズルのCDA噴射速度の範囲は、60〜1500m/secが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による放電電極ソケットは、噴射ノズルの断面積を従来のノズルと比較して、非常に小さい大きさで、任意で調節することができ、求められる除電距離とイオンの伝達のためのCDAの使用量を効果的に変更することができ、噴射ノズルが放電電極の縦方向に高速で噴射され、CDAの使用量を節減させるだけでなく、高速の平衡噴射角を有するため、長時間使用にも放電電極が汚染されない効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による放電電極ソケットと従来の放電電極ソケット、図1a、1bが本発明で、図1c、1d、1e,が従来の技術。
【図２】放電電極ソケットの種類によるCDA入力圧力に対する空気筒の内部圧力の変化図。
【図３】放電電極ソケットの種類による空気筒の内部圧力に対するCDA噴射量の変化図。
【図４】ノズルの断面積の差による除電性能の変化実験の概要図。
【図５】従来技術において360時間連続して稼動された放電電極の汚染判定の写真。
【図６】本発明において360時間連続して稼動された放電電極の汚染判定の写真。
【図７】本発明による放電電極ソケットを切開した断面図。
【図８】本発明による放電電極ソケットを切開した断面図で、図７におけるAの部分の拡大図。
【図９】本発明による放電電極ソケットが装着された棒形イオナイザーの例示図の一つ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は噴射ノズルの断面積が最小化され噴射される空気の量が少なく、圧力が高く維持できる際、除電距離が広がり、空気の使用量に対した除電効果が改善できるというところに着目して開発された。
【００１７】
本発明で使用される静電気除去装置は、コロナ方式によるイオンの発生装置であり、コロナ放電を発生させるために設置された放電電極、電圧が印加された上記の放電電極からイオンの発生を誘導する接地電極、放電電極から発生されたイオンを帯電体に伝達するために一定圧力のCDAを噴射するエアーノズルが含まれた放電電極ソケット、交流パルスの高電圧を発生させて上記の放電電極に印加する、高電圧発生部を備えて構成されている。
【００１８】
そして、本静電気除去装置の特徴は、交流パルスの高電圧の周波数およびデューティー比を制御し、放電電極から発生するプラスイオンおよびマイナスイオンの発生量を任意で調節するための制御器、放電電極ソケットと直接結合して空気の注入部を通って注入された空気を放電電極のソケットに供給する空気筒を備えており、放電電極につながって放電電極へ流れる電流を減少させることができる機能を有している。
【００１９】
本静電気除去装置の使用環境の望ましい実施例の一つは、認可電源が交流110〜240ボルト、周波数は50〜60ヘルツ、デューティー比は30〜70％、残留電圧は±50ボルト以内、オゾン生成率は0.004±0.005ppmのものである。上記の静電気除去装置の本体の材質は、不燃性のABSで、カバーの材質はステンレス鋼、電極の材質は99.99％のタングステンのものが望ましく、運転温度は0〜50℃、湿度35〜85％RHの範囲で正常的に作動する。
【００２０】
現在、常用化して使用されている上記装置の条件、またはこれと類似した性能の製品と比較し、本発明で提案している特徴といえる事項は、放電電極ソケット(100)に装着されている噴射ノズル（10）の断面積を最小化させることによって幾つかの放電電極ソケット（100）を空気筒（55）の横方向に等分装着しても、空気筒（55）の内部圧力の変化が小さいため、放電電極ソケット（100）から噴射されるCDAの速度を速く維持することができ、除電効果が改善されるということである（図９参照）。放電電極ソケット（100）を同一の断面積で色々な形に加工し、上記の静電気除去装置の運転の条件から、静電気除去装置を含む、棒形イオナイザー（50）に10〜40個の本発明の放電電極ソケット（100）を装着して除電性能を試してみた。図９のようなイオナイザーは、内部に空気筒（55）を有してあり、外部からここへ空気（CDA）を供給する。放電電極ソケット（100）は、内部の空気筒に装着され密閉してあり、放電電極ソケット（100）のノズル（10）を通ってだけ、供給された空気が流出される。この際、内部空気筒（55）の圧力が外部の流入空気の圧力より低ければ、各々の放電電極ソケット（即ち、ノズル）にかかる圧力が一定になれなく、放電電極ソケットごと異なる速度になる。そして、もし外部の流入空気の圧力とイオナイザー（50）の内部空気筒（55）の圧力が同一であれば、各々の放電電極ソケット（100）にかかる圧力も一定になり、放電電極ソケット（100）ごとに流出の速度が一定になる。また、流量が同じ際、速度は断面積に反比例するので、放電電極ソケット（100）のノズル（10）の大きさをより小さくすればするほど、速度はより速くなる。
【００２１】
放電電極ソケット（100）のノズル（10）の大きさが大きい場合、多数の放電電極ソケット（100）が図９のように装着されていたら、内部の空気筒（55）から流入される空気に比べ、放電電極ソケット（100）を通って流出される空気が多くなり、内部空気筒の圧力は低くなる。しかし、放電電極ソケット（100）のノズル（10）の大きさが十分小さい場合、多数の放電電極ソケット（100）を装着しても流入される空気に比べ、流出される空気が少なくなり、内部の空気筒（55）では一定の圧力が維持できるようになる。
【００２２】
１．ノズルの断面積の差による空気筒の内部圧力の変化とCDA噴射量の変化
【００２３】
自由に圧力の調節が可能なCDA供給源から内径6mmのポリウレタンのホースを棒形イオナイザーの空気筒に繋げ、17個の各々の放電電極ソケットに直径0.55mmもノズルが2個ずつ加工されている従来の装置に対し、入力圧力に対する空気筒の内部圧力の変化を測定し、本発明で提示しようとするノズルの断面積の大きさを上記の場合に比べ、それぞれを縮小させ、CDA使用量減少の効果および噴射圧力の増加による放電電極の汚染防止の効果が確認された。
【００２４】
＜比較例１＞
本発明の性能を確認するために、上記の17個の各放電電極ソケットには放電電極と縦方向に、一定の間隔を維持している平均直径0.51mmの円形の噴射ノズルが2個ずつ加工されてあり、一つの流路ごとに0.204mm2の平均断面積を通って（図１ｃ参照）CDAが噴射されるようにした。17個のCDA噴射ノズルが正常的に作動できる状態で、空気筒の内部に流入されるCDAの圧力の条件を0.05〜0.5MPaの範囲で10の場合に変化させながら、各条件に対する空気筒の内部圧力と、CDA使用量を測定した。この際、測定された結果を表１に示した。
【００２５】
【表１】
2010517249.tif 000003
【００２６】
この場合、すべての条件で正常運転ができる際、入力圧力と空気筒の内部圧力の間に、圧力の差が大きいということが分かり、大量のCDAがノズルを通って噴射されているにも関わらず、空気筒の内部圧力が低いため、噴射速度は低下することが分かる。
【００２７】
＜実施例１＞
比較例１の測定の結果から、棒形イオナイザーの場合、イオン化したCDAが噴射されるノズルの大きさを減らしてから、運転が効果的にできるにもかかわらず、従来のエアー噴射のソケットに設置されたノズル（10’）は、放電電極と（20’）とノズル（10’）の設置位置が完全に分離されていたり（図１ｃ参照）、放電電極（20’）に接触されていても六角または円形の構造で、放電電極の全体を取り囲む形を有していた（図１ｅ参照）。それで、放電電極の周りには、空気が流れなくて放電電極の端の部分に、汚染の物質が付く場合が多かった。CDA使用量を減少させて、噴射速度を増加し、埃などの微粒子が放電電極に付くことを防ぐためには、ノズルの断面積が最小化されなければならないにも関わらず、従来のノズルの形では、断面積の縮小に限界があったし、特に、放電電極を取り囲む場合については、ノズル（10’）の断面積を縮小させれば、CDAが通過する断面積に比べ、CDAと接触する縦向きの接触面積が広がるので、摩擦の損失により、流量は少なく噴射されるが、速度を速くすることはできなかった。
【００２８】
こうした問題を解決するために、本発明では、図１ａおよび１ｂのように、噴射ノズル（10）がソケットの穴（15）の端の部分で向かい合って、放電電極（20）の縦方向と並んで設置されてあり、一辺の長さが平均0.16mmの正方形のノズルを有する放電電極ソケットを使った。一つの流路に対し、平均断面積は0.025mm2であり、その他の条件は、比較例１と同じく実験した後、各場合の測定結果を表２に示した。
【００２９】
【表２】
2010517249.tif 000004
【００３０】
実験の結果、内部圧力と入力圧力との差はほとんど無く、CDAの使用量も比較例１に比べ非常に少なくなることが分かる。
【００３１】
＜実施例２＞
実施例1と同一の条件で、１つの辺の長さが0.21mmの正方形のノズルを有する、エアー噴射ソケットを使った。
【００３２】
＜実施例３＞
実施例１と同一の条件で、１つの辺の長さが0.26mmの正方形のノズルを有するエアー噴射ソケットを使用した。上記、実施例に対する測定結果を表３、表４そして図２、図３にすべて示した。表３は、入力圧力について各場合の空気筒の内部圧力を表し、表４は、空気筒の内部圧力に対するCDA噴射流量を表す。
【００３３】
【表３】
2010517249.tif 000005
【００３４】
【表４】
2010517249.tif 000006
【００３５】
各場合に対する測定結果からノズルの断面積が広がるほど、CDAの使用量も増加して、入力圧力に対し内部の圧力も小さくなることが分かる。
【００３６】
２．ノズル形の差による内部圧力の変化と流量の変化
【００３７】
本発明でノズルの幾何学的構造による、イオンエアーの噴射効果を確認するために、同一の断面積を有するが形は異なるようにノズルを加工し、性能を比較した。形は、三角形、四角形、または半円形のいずれかであり、それぞれの形において流路あたりの平均断面積が0.044mm2となるように加工して実験した。その結果、噴射ノズルの形に関係なく、同一の断面積を有する場合、類似の性能を示した。
【００３８】
３．ノズル断面積の差による除電性能の変化
【００３９】
放電電極ソケットと被帯電体が、一定の除電距離（600mm、1000mm）を維持している場合、放電電極ソケットが30個ずつ装着された、棒形イオナイザーを使用して放電電極ソケットの噴射ノズルの断面積の差による除電性能を比較してみた。除電性能は、被帯電体が一定の静電気を保有する状態で、同一の時間の間、放電電極ソケットを通って噴射される、イオン化したCDAによって取り除いた後、残留する電圧を比較して表した。
【００４０】
空気筒に供給するCDAの入力圧力は、0.3ＭＰaに固定して実験したし、比較例１と実施例１、２、３で使われたものと同一の放電電極ソケットを使った。測定される残留電圧の信頼性を高めるため、最初の空気筒へCDAを供給した時点から、連続的に棒形イオナイザーを可動し、72時間と360時間になった時点で、放電電極ソケットの種類を変えた、各実験での被帯電体の残留電圧を測って記録した。
【００４１】
【表５】
2010517249.tif 000007
【００４２】
【表６】
2010517249.tif 000008
【００４３】
表５は、72時間（３日間）稼動した後の除電性能の検査結果であり、表６は、360時間（15日間）稼動後の性能検査の結果である。表５は、残留静電気の電圧比較による、放電電極ソケットの除電効率（72時間稼動の基準）を表す。そして、表６は、残留静電気の電圧比較による、放電電極ソケットの除電効率（360時間稼動の基準）を表す。
【００４４】
表５の結果をよく見てみると、本発明から考案して、１つの辺の長さが0.16mmの四角形の噴射ノズルを有する、放電電極ソケットを使用した場合、直径0.55mmの円形の噴射ノズルが設置された、従来の放電電極ソケットに比べ、除電距離600mmでは、残留する静電気の電圧が近いが、1000mmではむしろ除電性能が足りないことが分かる。しかし、１つの辺の長さが0.21mmまたは0.26mmの場合を、従来の放電電極ソケットと比較する際、ノズルを通って噴射されるイオン化したCDAの量が少ないにも関わらず、除電距離600mmおよび1000mmの二つの場合、両方の残留静電気の電圧が低くて、除電性能が大きく改善したことが分かった。しかし、１つの辺の長さが0.16mmの四角形の噴射ノズルを使用した実験から、必ずCDAの使用量が最小化してから、静電気除去装置の効率が高いことからは判断できず、これはCDAの使用、噴射ノズルと被帯電体の間の除電距離および残留した静電気電圧を同時に考慮する、最適化した条件の噴射ノズルの選択が重要だということを意味する。
【００４５】
表６の場合、稼動15日後の結果として、従来の放電電極ソケットを使用する場合、被帯電体の中で帯電した静電気の量が、３日間稼動した後に比べ、急激に増加することが分かる。これは従来の放電電極ソケットが大量のCDAを低圧に噴射することによって、使用の時間が増えるほど、放電電極のチップが微粒子などで汚染され、イオンの発生量が段々少なくなる問題を抱えていることが確認できた。これに対し、本発明によって考案された放電電極ソケット（100）を使用する場合、15日経過した後も、3日間稼動時点での残留静電気の圧力と大きい変化はなかったということが分かり、これは、噴射ノズル（10）の断面積が縮小しCDAが噴射されるとしても、空気筒内の圧力の入力圧力が低下しないので、高速のCDA噴射が可能で、噴射ノズル（10）が放電電極（20）の縦方向と平行方向の噴射角を有するため、長時間の使用にも放電電極が汚染されない効果があることが分かる。本発明による放電電極の汚染防止効果は、図５および図６で表している、360時間稼動後の従来の放電電極と、本発明により考案された各々の放電電極の写真を比較してみることによって確認できる。
【００４６】
一方、図４は、本発明による放電電極ソケット（100）に対し、ノズル（10）が断面積の差による、除電性能変化実験の環境の概要図を示している。この実験で40はCPM（charged plate monitor）装置である。この実験では、上の実験装置を固定した後、除電対象が位置する場所、即ち放電電極ソケットを装着した棒形イオナイザー（50）の中心部から下の方に距離がdl（600mm）離れている所（中心部）、中心部の左右にd2（740mm）にある所、中心部から下の方の距離がdl（600mm）の所と、ここを左右にd2（740mm）にある所に、それぞれのCPM装置（40）を設置し除電性能を測定した。
【００４７】
このように、本発明は様々な形に変形することができ、色々な形が取れる。上記の本発明の詳細説明の所では、それによる特別な実施の例についてだけ述べた。しかし、本発明は、上記の発明の詳細説明で言及した、特別な形に限るものではないということとして理解すべく、なお、添付した請求範囲にて定義している、本発明の精神と範囲内のすべての変形物と均等物および代替物まで含むものとして理解できなければならない。
【符号の説明】
【００４８】
10：ノズル
15：ソケットの穴
20：放電電極
40：CPM（charged plate monitor）
50：棒形イオナイザー
55：空気筒
100：放電電極ソケット
dl：600mm
d2：740mm
【図１】
2010517249.tif 000009
【図２】
2010517249.tif 000010
【図３】
2010517249.tif 000011
【図４】
2010517249.tif 000012
【図５】
2010517249.tif 000013
【図６】
2010517249.tif 000014
【図７】
2010517249.tif 000015
【図８】
2010517249.tif 000016
【図９】
2010517249.tif 000017
【国際調査報告】
2010517249.tif 000018
2010517249.tif 000019
2010517249.tif 000020