(57)【要約】【課題】マイナスイオン発生効率を高め、坑菌及び殺菌だけでなく製作性を向上させた、炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置を提供する。【解決手段】炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置は、金属粒子１１０が分布した活性炭素繊維１００と、前記活性炭素繊維１００に接続されて電圧を印加する電極１２０と、前記電極１２０に電源を供給する電源ユニット１３０とを含む。金属粒子１１０としては、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｗ及びＭｏを使用することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粒子が分布した活性炭素繊維と、
前記活性炭素繊維に接続されて電圧が印加される電極と、
前記電極に電源を供給する電源ユニットと、
を含むことを特徴とする炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置。
【請求項２】
前記活性炭素繊維は、フェルト状に製造されることを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置。
【請求項３】
前記金属粒子は、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｗ及びＭｏの何れか１つであることを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置。
【請求項４】
前記電極は、前記活性炭素繊維の側面に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置。
【請求項５】
前記電極は、その一面が前記活性炭素繊維と全面にわたって接触することを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置。
【請求項６】
前記電極は、その他面と全面にわたって接触する絶縁基板をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置。
【請求項７】
前記電源ユニットは、
直流電源を供給するバッテリーと、
前記バッテリーの一側と前記電極とを連結する第１ラインと、
前記バッテリーの他側を接地させる第２ラインと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置。
【請求項８】
前記電源ユニットは、交流を直流に変換するコンバータをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイナスイオン発生装置に関し、より詳しくは、活性炭素繊維に金属粒子を分布させた後に電圧を印加するように構成することにより、マイナスイオン発生効率を高め、坑菌及び殺菌だけでなく製作性を向上させた、炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、媒煙や黄砂などのような空気汚染による問題が深刻になるにつれて、より清潔で新鮮な空気に対する関心が高まっている。汚染された空気により、各種の呼吸器疾患やアレルギー反応を起こす人が増加するにつれて、空気の質を高めるための手段として、マイナスイオンを発生して汚染された空気を浄化しようとする試みが様々な方面にわたって多様に実施されている。
【０００３】
マイナスイオンとは、空気中の酸素や窒素などの分子がマイナスの電荷を持っている状態をいい、このようなマイナスイオンは、人体に非常に有益であるだけでなく、ほこり及び臭いの除去にも効果があると報告されている。従って、近来、空気清浄器だけでなく、浄水器、ヘアードライヤーなどのような家電製品にも、イオン発生装置を取り付けて販売されている。これと異なり、分子がプラスの電荷を持っている状態をプラスイオンという。プラスイオンは、嘔吐や目まいなどを誘発する、人体に有害な物質として知られているが、マイナスイオンと結合して殺菌作用をすることができ、プラスイオンとマイナスイオンを同時に発生するイオン発生装置も販売されている。
【０００４】
このようなイオン発生装置は、最近、その機能が多様になっているが、人体に有益なマイナスイオンを生成する機能の他に、空気中の細菌を殺菌し、微細なほこりを濾過する機能まで開発されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のイオン発生装置においては、マイナスイオン発生効率が低いという問題点があった。
また、イオン発生装置が適用されるシステムに空気浄化機能を追加するために、別の構成要素のフィルタなどを取り付けているため、システムの構成が複雑になり、製造が難しくコストが高いだけでなく、管理が難しいという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、マイナスイオン発生効率を高め、坑菌及び殺菌の機能を同時に提供しながらも、製造が容易で、コストが安価な、炭素繊維を利用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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明による炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置は、金属粒子が分布した活性炭素繊維と、前記活性炭素繊維に接続されて電圧を印加する電極と、前記電極に電源を供給する電源ユニットとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置においては、マイナスイオン発生効率を従来より高めることができるだけでなく、殺菌効果及びフィルタ機能を同時に提供することができるという効果がある。
また、活性炭素繊維の製造において自由な成形が可能であり、製作性を高めることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付の図面を参照して、本発明による炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置の好ましい実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置を示す断面図である。
図１に示すように、本発明の第１実施形態による炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置は、金属粒子１１０が分布した活性炭素繊維１００と、前記活性炭素繊維１００に接続されて電圧を印加する電極１２０と、前記電極１２０に電源を供給する電源ユニット１３０とを含む。
【００１０】
前記金属粒子１１０としては、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｗ及びＭｏなどを使用することができ、前記活性炭素繊維１００に均一に分布している。前記活性炭素繊維１００については後述する。
本発明の第１実施形態では、前記金属粒子１１０としてＡｇを使用した。Ａｇには細菌の殺菌効果があることは公知の事実である。従って、Ａｇは、マイナスイオン発生装置に坑菌効果を追加しようとするときに使用する。
【００１１】
前記電極１２０は、前記活性炭素繊維１００の側面に取り付けることが好ましい。前記電極１２０を通して前記活性炭素繊維１００に電圧を印加すると、電気伝導度が高くてヒータとしても使用することができ、且つ、汚染物質が吸着した状態で高い電圧を印加して発熱させると、汚染物質を燃やして除去することもできる。
【００１２】
前記電源ユニット１３０は、直流電源を供給するバッテリー１３１と、前記バッテリー１３１の一側と前記電極１２０とを接続する第１ライン１３２と、前記バッテリー１３１の他側を接地させる第２ライン１３３とを含む。
前記バッテリー１３１は、家庭に供給される交流電源を直流電源に変換して使用することができるが、この場合、交流を直流に変換するコンバータを含むこともできる。
【００１３】
前記活性炭素繊維１００を構成する炭素は、室内空気や水質の浄化のための吸着フィルタとして使用される材料であって、１０００ｍ２/ｇ以上の表面積を有するので、有害物質の吸着による空気清浄機能を有する。
【００１４】
前記活性炭素繊維１００は、炭素繊維糸をフェルト状にして製造することが好ましい。前記活性炭素繊維１００をフェルト状に製造すると、所望のサイズ及び形状を容易に実現できるだけでなく、前記金属粒子１１０を容易に保持することができる。図１において未説明符号１４０は発生するマイナスイオンを示す。
【００１５】
このような活性炭素繊維１００の構造をより詳しく説明するために、図２及び図３を提示する。図２は、Ａｇをフェルト状の活性炭素繊維糸に分布させる前の拡大写真で、図３は、Ａｇをフェルト状の活性炭素繊維糸に分布させた後の拡大写真である。
【００１６】
図２に示すように、前記活性炭素繊維１００は、数μm程度の太さを有し、互いに複雑に絡まっている。前記活性炭素繊維１００は、１本の連結している構造でなく、互いに切断された複数の切片からなり、切片の両端部は切断面を備えている。前記切断面は、滑らかに形成されることなく不規則に突出形成され、その終端はチップ状部（先端）となっている。
【００１７】
前記先端からはマイナスイオンが発生する。即ち、非常に微細で、無数の炭素繊維の先端からマイナスイオンが発生するので、多量のマイナスイオンを安定的に発生させることができる。
図３は、Agがフェルトタイプの活性炭素繊維に分布された後の拡大写真である。
【００１８】
以下、このような本発明による炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置の作用を説明する。
活性炭素繊維１００にＡｇのような金属粒子を均一に分布させた後、前記活性炭素繊維１００にマイナス電圧を印加すると、前記活性炭素繊維１００の全面から多量のマイナスイオンが発生する。且つ、汚染された空気が前記活性炭素繊維１００に吸着して空気が浄化され、空気に混ざった微生物はＡｇ粒子により殺菌される。なお、前記マイナスイオンが発生する活性炭素繊維１００の終端部から高熱が発生するので、高熱による殺菌作用も可能である。
【００１９】
図４は、本発明の第１実施形態を強制対流方式の空気浄化器に適用して示す断面図である。
図４に示すように、ファン１５０を通して室内の汚染された空気１６０が、活性炭素繊維１００側に流入すると、前記活性炭素繊維１００は、空気を殺菌及び浄化し、マイナスイオンを放出する。即ち、前記活性炭素繊維１００に有害なガスや不純物が吸着すると、分布したＡｇのような金属粒子１１０により、細菌やバクテリアなどの微生物が殺菌されて、浄化された空気１７０がマイナスイオン１４０と共に放出される。このとき、マイナスイオン１４０が発生する前記活性炭素繊維１００の終端部から高熱が発生するので、付加的な殺菌効果が得られることは前述したとおりである。
【００２０】
図５は、本発明の第２実施形態による炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置を示す断面図である。
本発明の第２実施形態は、前記第１実施形態と電極の構造が異なる。本発明の第２実施形態の電極２２０は、図５に示すように、その一面は、前記活性炭素繊維１００と全面にわたって接触し、その他面は、絶縁基板２３０と全面にわたって接触するように構成されている。
【００２１】
このように構成された本発明の第２実施形態による炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置は、電源ユニット１３０から印加される電圧が前記活性炭素繊維１００に均一に印加されるようにすることにより、マイナスイオン１４０を均一に発生させるものである。これは、時間に関係なく一様にマイナスイオン１４０の発生を得ることはできるが、前記電極２２０により前記活性炭素繊維１００に空気の流れが妨げられるので、ガス中の異物の吸着及び脱臭用途としては利用しにくい。
【００２２】
本発明の効果を説明するために図６〜図８を提示する。
図６は、本発明の第１及び第２実施形態において、マイナスイオン発生量を１．０ｍ３の空間で３０ｃｍの距離をおいて測定したグラフである。図７は、本発明の第１実施形態において、マイナスイオン発生量を１．０ｍ３の空間で５０ｃｍの距離をおいて測定したグラフである。図８は、本発明の第２実施形態において、マイナスイオン発生量を１．０ｍ３の空間で５０ｃｍの距離をおいて測定したグラフである。
【００２３】
通常、１．０ｍ３の空間でマイナスイオンを発生させた後に３０ｃｍの距離で測定して、その発生量が１００万個／cc以上になれば、マイナスイオン発生器として使用可能であると判断する。図６においては、測定器の測定範囲である１２０万個／ccを超過するマイナスイオンが発生した。図７においては、初期には不安定であるが、時間が経過するにつれて安定的に１００万個／cc程度のマイナスイオンが発生した。図８においては、図７と類似の傾向を示した。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態による炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置を示す断面図である。
【図２】Ａｇをフェルト状の活性炭素繊維糸に分布させる前の拡大写真である。
【図３】Ａｇをフェルト状の活性炭素繊維糸に分布させた後の拡大写真である。
【図４】本発明の第１実施形態を強制対流方式の空気浄化器に適用して示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による炭素繊維を利用したマイナスイオン発生装置を示す断面図である。
【図６】本発明の第１及び第２実施形態において、マイナスイオン発生量を、１．０ｍ３の空間で３０ｃｍの距離をおいて測定したグラフである。
【図７】本発明の第１実施形態において、マイナスイオン発生量を、１．０ｍ３の空間で５０ｃｍの距離をおいて測定したグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態において、マイナスイオン発生量を、１．０ｍ３の空間で５０ｃｍの距離をおいて測定したグラフである。
【符号の説明】
【００２５】
１００  活性炭素繊維
１１０  金属粒子
１２０、２２０  電極
１３０  電源ユニット
１３１  バッテリー
１３２  第１ライン
１３３  第２ライン
１４０  マイナスイオン
１５０  ファン
１６０  汚染された空気
１７０  浄化された空気
２３０  絶縁基板
【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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