(57)【要約】【課題】より高いマイナスイオン発生性能を有し、かつ取り扱い性に優れたマイナスイオン発生器を提供する。【解決手段】非導電性の合成樹脂からなるケース２内に、相対向する一対の正電極８と負電極７とを収容し、両電極７，８間に特定の組成を有する長石９を充填する。また正電極８にマイナスイオンを放出させる誘導電極１１を接続する。両電極７，８間に数千ボルトの高電圧を印加してコロナ放電を生じさせて、充填した長石９を励起する。励起状態の長石９から効率よくマイナスイオンが発生し、発生したマイナスイオンが誘導電極１１に誘導され、そこから空気中に放出される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対向する一対の正電極と負電極とを備え、その正電極と負電極との間に高電圧を印加してマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器において、
前記正電極と前記負電極との間に、含水珪酸アルミニウムを主成分としたマイナスイオン変換媒体を収容するとともに、前記正電極にマイナスイオンを放出させる誘導電極を接続したことを特徴とするマイナスイオン発生器。
【請求項２】
前記マイナスイオン変換媒体は天然放射性稀有元素を含有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器。
【請求項３】
前記マイナスイオン変換媒体を長石としたことを特徴とする請求項１又は２記載のマイナスイオン発生器。
【請求項４】
相対向する一対の正電極と負電極とを備え、その正電極と負電極との間に高電圧を印加してマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器において、
前記正電極と前記負電極との間に、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏを含むマイナスイオン変換媒体を収容するとともに、前記正電極にマイナスイオンを放出させる誘導電極を接続したことを特徴とするマイナスイオン発生器。
【請求項５】
前記マイナスイオン変換媒体は天然放射性稀有元素を含有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器。
【請求項６】
前記マイナスイオン変換媒体を珪酸鉱物、及び／又は該鉱物の粉末、及び／又は該粉末の焼結体としたことを特徴とする請求項５記載のマイナスイオン発生器。
【請求項７】
前記珪酸鉱物を長石としたことを特徴とする請求項６記載のマイナスイオン発生器。
【請求項８】
前記誘導電極を、複数本の導電性を備えた線材からなる刷毛状の素子としたことを特徴とする請求項１〜７記載のいずれか１項に記載のマイナスイオン発生器。
【請求項９】
前記複数本の線材をカーボンファイバとしたことを特徴とする請求項８記載のマイナスイオン発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コロナ放電を利用してマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイナスイオンが環境や人体に対する種々の効用、例えばすなわち空気や水の浄化機能、病気の治療効果等の効用を有することが知られており、近年においては各種のマイナスイオン発生器が実用化されている。例えば空気清浄機をはじめとする家庭用電化製品や、理学療法用の医療機器等には放電方式のものが多く使用されている。放電式のマイナスイオン発生器は、対向する正電極と負電極との間に数千ボルトの電圧を印加し、両電極間にコロナ放電を生じさせることにより、多量のマイナスイオンを発生させるものが一般的である。
【０００３】
ところで、マイナスイオンの発生量は両電極間の放電量に比例するため、多量のマイナスイオンを発生させるには両電極間に印加する電圧を高くすればよい。しかし、その場合、放電に際してオゾンまでもが多量に発生することとなり、人体への悪影響が懸念される。これに関し、下記の特許文献１には、正電極と負電極との間に印加する電圧をあまり高くすることなく、それ以前に比べ多量のマイナスイオンを発生させることができるマイナスイオン発生器が記載されている。係るマイナスイオン発生器では、相対向する正電極と負電極とを有する構成において、正電極を、帯電を抑制できる抵抗値を有する導電性高分子によって針状に形成し、かつ負電極を、マイナスイオンが通過する貫通孔が設けられた平面又は湾曲面を有する板状に形成することにより、高いマイナスイオン発生性能を得ることが可能となっている。また、上記マイナスイオン発生器では、正電極と負電極との間に印加する電圧を３ｋＶとしたとき、マイナスイオン発生器と測定器との間隔が２０ｃｍでは約２０万個／ｃｍ３、３０ｃｍでは８〜９万個／ｃｍ３のマイナスイオン数が測定されたことが報告されている。
【特許文献１】特開２００２−１９８１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述したマイナスイオン発生性能は未だ満足が行くものではなく、しかも上記マイナスイオン発生器では、負電極にある程度の面積を確保する必要があるとともに、発生するマイナスイオンが負電極の貫通孔を通過して放出される構成であるため、マイナスイオン発生器を他の機器に組み込む場合には、正電極と負電極との配置が限定されるなど、その取り扱い性が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、より高いマイナスイオン発生性能を有し、かつ取り扱い性に優れたマイナスイオン発生器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】
【０００６】
前記課題を解決するため本発明にあっては、相対向する一対の正電極と負電極とを備え、その正電極と負電極との間に高電圧を印加してマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器において、前記正電極と前記負電極との間に、含水珪酸アルミニウムを主成分としたマイナスイオン変換媒体を収容するとともに、前記正電極にマイナスイオンを放出させる誘導電極を接続したものとした。
【０００７】
かかる構成においては、正電極と負電極との間に高電圧を印加して両電極間にコロナ放電を生じさせるとマイナスイオン変換媒体が励起され、励起状態のマイナスイオン変換媒体から効率よくマイナスイオンが発生する。発生したマイナスイオンは誘導電極に誘導され、そこから空気中に放出される。したがって、正電極と負電極との間に印加する電圧をオゾンの発生量が気にならない程度としたまま、多量のマイナスイオンを発生させることができる。しかも、誘導電極は、正電極と負電極との位置とは無関係に配置することができるため、他の機器に組み込む場合等における取り扱いが容易である。
【０００８】
また、前記マイナスイオン変換媒体は天然放射性稀有元素を含有することが好ましく、さらに長石とすることが好ましい。
【０００９】
また、相対向する一対の正電極と負電極とを備え、その正電極と負電極との間に高電圧を印加してマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器において、前記正電極と前記負電極との間に、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏを含むマイナスイオン変換媒体を収容するとともに、前記正電極にマイナスイオンを放出させる誘導電極を接続したものとした。
【００１０】
かかる構成においても、正電極と負電極との間に高電圧を印加して両電極間にコロナ放電を生じさせるとマイナスイオン変換媒体が励起され、励起状態のマイナスイオン変換媒体から効率よくマイナスイオンが発生する。発生したマイナスイオンは誘導電極に誘導され、そこから空気中に放出される。したがって、正電極と負電極との間に印加する電圧をオゾンの発生量が気にならない程度としたまま、多量のマイナスイオンを発生させることができる。しかも、誘導電極は、正電極と負電極との位置とは無関係に配置することができるため、他の機器に組み込む場合等における取り扱いが容易である。
【００１１】
また、前記マイナスイオン変換媒体は天然放射性稀有元素を含有することが好ましい。さらに、前記マイナスイオン変換媒体を、珪酸鉱物、及び／又は該鉱物の粉末、及び／又は該粉末の焼結体とすることが好ましく、さらには長石とすることが好ましい。
【００１２】
また、前記誘導電極を、複数本の導電性を備えた線材からなる刷毛状の素子とした。かかる構成では、誘導電極の外形寸法を増大させることなく大きな表面積が確保できるため、誘導されたマイナスイオンを効率よく、かつ広範囲に放出させることができる。同時に、変形が容易となるため、取り扱い性がより向上する。
【００１３】
また、誘導電極は前記複数本の線材をカーボンファイバとした。かかる構成では、変形がさらに容易となるため、取り扱い性がより一層向上する。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明のマイナスイオン発生器においては、正電極と負電極との間に印加する電圧をオゾンの発生量が気にならない程度としたまま、極めて高いマイナスイオン発生性能を有し、しかも他の機器に組み込む場合の自由度が高く、優れた取り扱い性を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係るマイナスイオン発生器１を示す外観図である。マイナスイオン発生器１は非導電性の合成樹脂からなるケース２に組み付けられている。なお、同図はケース２の蓋を取り外した状態を示した図である。ケース２の内部には、電圧発生用のトランス３等の電子部品が実装されたプリント基板４が収容されており、プリント基板４に配線された２本組の電源コード５がケース２の外部へ引き出されるとともに、その端部にコネクタ６が接続されている。コネクタ６は、一般家庭における１００Ｖの交流電源を１２Ｖの直流電源に変換する図示しないアダプタが接続されるものである。
【００１７】
また、ケース２の内部は、プリント基板４の収容部分を除く余剰空間２ａが銅板からなる負電極７によって隔成されている。また、余剰空間２ａ側には、負電極７と相対向する銅板からなる正電極８が、ケース２の内周面に接して収容されており、負電極７と正電極８との間には長石９が多数充填されている。正電極８にはタングステン線にビニルが被覆された絶縁電線１０の一端が半田付けされ、他端側がケース２の外部へ引き出されている。そして、絶縁電線１０の他端には、本発明の誘導電極であるカーボンブラシ１１が設けられている。カーボンブラシ１１は、多数の可撓性を有する多数のカーボン線１２と、それらの端部をまとめて絶縁電線１０に固着して接続する圧着スリーブ１３、それに被覆された被覆カバー１４とによって構成されている。
【００１８】
一方、図２は、上記マイナスイオン発生器１の電気的構成を示すブロック図である。外部電源２１（前記アダプタ）からの１２Ｖの直流電源は、前記コネクタ６を介して電源回路２２へ供給される。供給された直流電源は、前記トランス３を含む高電圧発生回路２３において数千ボルトに昇圧された後、発信制御回路２４及び整流回路２５を経て、負極側が負電極７に付与され、かつ正極側が正電極８に付与されるよう構成されている。
【００１９】
以上の構成からなるマイナスイオン発生器１においては、コネクタ６を介して１２Ｖの直流電源が供給されたときには、負電極７と正電極８との間に数千ボルトの電圧が印加されることによりコロナ放電が生じる。すると、両電極７，８間に充填されている多数の長石９が励起され、励起状態となった長石９の作用によって多量のマイナスイオンが効率よく発生される。発生したマイナスイオンは絶縁電線１０を介してカーボンブラシ１１に誘導され、そこから空気中に放出される。その際、カーボンブラシ１１が表面積が大きな部材であるため、誘導されたマイナスイオンは効率よく、かつ広範囲に放出されることとなる。
【００２０】
また、本実施の形態のマイナスイオン発生器１においては、上記のようにカーボンブラシ１１から多量のマイナスイオンを放出させる構成であるとともに、カーボンブラシ１１は、場所を取らずかつ変形が容易である。そのため、例えばマイナスイオン発生器１を任意の場所に設置したり、任意の装置（送風機等）に組み込んで用いる場合においては、カーボンブラシ１１を必要に応じて変形させたり、屈曲させたりすることができる。したがって、カーボンブラシ１１の設置場所や、任意の装置内での配置箇所の自由度が大きく、取り扱い性もよい。なお、本実施の形態ではカーボンブラシ１１を誘導電極としたものを示したが、それをカーボン以外の導電性を備えた金属等からなる他の線材からなる刷毛状の素子としてもよい。さらに誘導電極は刷毛状の素子とせずともよく、その場合であっても、マイナスイオン発生器１には、従来のものに比べ高いマイナスイオン発生性能と、優れた取り扱い性を得ることができる。
【実施例１】
【００２１】
前述した構成のマイナスイオン発生器において、負電極７と正電極８との間に径約２〜３ｃｍの長石を充填した状態で両電極７，８間に３ＫＶの電圧を印加し、マイナスイオンの発生量を測定した。より詳しくは、キョウリツエレクトロニクス（株）製、エアイオンカウンタＫＥＣ−９００（以下、測定器という）を用いて、発生したマイナスイオンの数を測定した。
【００２２】
本実施例１に使用した長石は、具体的には、群馬県内の鉱床で採掘された株式会社群馬長石御座入鉱山製の貴陽石（登録商標）であり、係る長石の組成は下記のとおり、含水珪酸アルミニウムを主成分としている。
【００２３】
ＳｉＯ２        ６６．０９（重量部）
Ａｌ２Ｏ３      １９．５５
Ｆｅ２Ｏ３        ０．１９
ＴｉＯ３          ０．０２
ＣａＯ            ０．４０
ＭｇＯ            ０．１１
Ｋ２Ｏ            ６．４８
Ｎａ２Ｏ          ６．５８
【００２４】
また、本実施例１に使用した長石は極微量の天然放射性稀有元素を含有するものである。図３は、当該長石の放射能測定結果を示したものであり、図４は、そのγ線スペクトルを示したものである。測定項目はγ線放出核種の放射能濃度、測定方法はＧｅ半導体検出器を用いたγ線スペクトロメトリ、供試量は４３３．１ｇ、測定時間は２．０００秒、使用機器はＥＧ＆Ｇ  ＯＲＴＥＣ社製ＧＭＸ−４０１９５−Ｓである。
【００２５】
図５は、マイナスイオンの発生量の測定条件を示すものである。実験室内において、マイナスイオン発生器１と測定器１００とを、各々が床高７０ｃｍの異なる載置台１０１，１０２にそれぞ載置し、マイナスイオン発生器１のカーボンブラシ１１と測定器１００の検出部とを同一の高さに保持した。マイナスイオン発生器１に電力を供給し、カーボンブラシ１１からマイナスイオンを放出させた状態で、マイナスイオン数を３回測定し、その平均値を測定結果とした。なお、マイナスイオン数の測定は、マイナスイオン発生器１と測定器１００との距離（Ｌ）を変化させて複数数回行った。測定結果を下記の表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１より明らかなように、本実施例のマイナスイオン発生器は、先に説明した特許文献１に記載されているものと比べ、測定されたマイナスイオン数が１００万個以上も多かった。なお、表１において「測定不能」は、測定中にマイナスイオン数のカウント数が測定器１００の最大カウント数（１，９９０，００００個／ｃｍ３）を超えたことを示す。この結果から、本実施例のマイナスイオン発生器は、極めて高いマイナスイオン発生性能を有することが確認された。また、マイナスイオンの発生量は、実験室内の湿度、及び長石の含水量には殆ど左右されなかった。
【実施例２】
【００２８】
実施例１において使用した長石を、他の長石（株式会社群馬長石御座入鉱山製の貴陽石（登録商標））に代え、実施例１と同一の測定方法及び測定条件でマイナスイオンの発生量を測定した。
【００２９】
本実施例２で使用した長石の組成は下記のとおりであり、係る長石も含水珪酸アルミニウムを主成分としている。
【００３０】
ＳｉＯ２        ７７．２０（重量部）
Ａｌ２Ｏ３      １２．４９
Ｆｅ２Ｏ３        ０．７０
ＴｉＯ３          ０．０３
ＣａＯ            ０．１８
ＭｇＯ            ０．０６
Ｋ２Ｏ            ４．６５
Ｎａ２Ｏ          ３．５１
【００３１】
また、本実施例２で使用した長石も極微量の天然放射性稀有元素を含有するものであり、図示しないが、実施例１に使用したものと同様の測定方法で、供試量が４１６．６ｇのときの放射能測定結果は同一であった。
【００３２】
本実施例においても、実施例１とほぼ同様の測定結果が得られた。
【実施例３】
【００３３】
実施例１において使用した長石と同様の組成を有する長石を粉砕した後、３２５メッシュのふるいを通した粒子からなる粉体を高温で焼結したセラミックを生成し、そのセラミックを前記長石に代え、実施例１と同一の測定方法及び測定条件でマイナスイオンの発生量を測定した。本実施例においても、実施例１とほぼ同様の測定結果が得られた。
【実施例４】
【００３４】
実施例１において使用した長石と同様の組成を有する長石を粉砕した後、３２５メッシュのふるいを通した粒子からなる粉体を前記長石に代え、実施例１と同一の測定方法及び測定条件でマイナスイオンの発生量を測定した。本実施例においても、実施例１とほぼ同様の測定結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態を示すマイナスイオン発生器の外観図である。
【図２】図２は、同マイナスイオン発生器の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１で使用した長石の放射能測定結果を示す図である。
【図４】同測定結果のγ線スペクトルを示す図である。
【図５】各実施例における測定条件を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    マイナスイオン発生器
２    ケース
２ａ    余剰空間
３    トランス
４    プリント基板
５    電源コード
６    コネクタ
７    負電極
８    正電極
９    長石
１０    絶縁電線
１１    カーボンブラシ
１２    カーボン線
１３    圧着スリーブ
１４    被覆カバー
【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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