(57)【要約】  【課題】  除電装置から離れた帯電体に対しても確実に除電を行い且つ加湿を行うようにする。  【解決手段】  水を微粒化させて帯電体３３に向けて噴霧するノズル１１と、高圧電源２４に接続されてノズル１１から噴霧された微粒水滴３０を帯電させるコロナ放電器２９とを備え、ノズル１１から噴霧されて帯電した水滴３１の蒸発に伴って生成されるイオン３２により、帯電体３３の電荷を中和して除電を図る。また、イオン制御装置２５により、電位計２６で計測された帯電体３３の表面の電位レベルに応じて高圧電源２４および噴霧制御手段２３を制御し、帯電体３３に到達するイオン量をコントロールしている。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を微粒化させて帯電体に向けて噴霧するノズルと、該ノズルから噴霧された水滴を帯電させるコロナ放電器とを備え、上記ノズルから噴霧されて上記コロナ放電器で帯電された水滴の蒸発に伴い生成されるイオンで上記帯電体の電荷を中和させて除電できる構成としている除電装置。
【請求項２】
上記コロナ放電器は、直流、交流あるいはパルス高圧電源に接続された針状、線状あるいは刃形状の放電電極と、該放電電極と対向配置されるリング状、平板状、筒状、平行状、あるいは格子状からなる対向電極とを備え、
上記放電電極と対向電極とは、その間に発生させるコロナ放電領域を噴霧が通過できる位置に、対向電極に対して噴霧方向の前方（下流）あるいは／および後方（上流）に放電電極を配置し、該放電電極と対向電極との間のコロナ放電により上記ノズルから噴射される微粒水滴を帯電微粒水滴としている請求項１に記載の除電装置。
【請求項３】
上記ノズルの噴射口から０ｍｍ〜２００ｍｍの位置に上記放電電極または対向電極を配置し、該対向電極と上記放電電極とは０〜２００ｍｍの間隔をあけて配置している請求項２に記載の除電装置。
【請求項４】
上記ノズルの噴霧量を制御する噴霧制御手段と、
上記帯電体の表面の電位レベルを計測する電位計と、
該電位計に接続されて上記帯電体の電位レベルに応じて上記コロナ放電器および上記噴霧制御手段を制御し、上記帯電体に到達するイオン量あるいは／およびイオンバランスをコントロールするイオン制御装置とを備えている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の除電装置。
【請求項５】
上記コロナ放電器より下流に、平均粒径１０μｍ以上の水滴を通過させない粗大水滴トラップを設け、上記帯電体に向けて平均粒径１０ミクロン未満の帯電微粒噴霧を噴霧している請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の除電装置。
【請求項６】
上記粗大水滴トラップは噴霧を衝突させる衝突板からなり、上記対向電極および放電電極と接触して粗大化した水滴を上記衝突板と衝突させて自重落下した水滴の集水部を設け、該集水部から上記ノズルあるいは別に設置する加湿器の水流入口に循環管を介して水を供給している請求項５に記載の除電装置。
【請求項７】
上記ノズルは水と空気とを混合噴霧する二流体ノズルあるいは水を噴霧する一流体ノズルからなり、これらノズルの噴霧粒径は１μｍ以上１００μｍ以下である請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の除電装置。
【請求項８】
上記ノズルは水と圧搾空気との混合流体を噴霧する二流体ノズルで、平均粒径が１μｍ以上１０μｍ以下のドライフォグノズルからなる請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の除電装置。
【請求項９】
上記ノズルは加湿器に取り付けられるノズルで、該加湿器の噴射口に近接した位置に上記コロナ放電器を配置している請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の除電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除電装置に関し、詳しくは、プラスチック加工・成型、印刷、半導体デバイス製造、液晶パネル製造などの生産工程やガソリンスタンド等の静電気が発生するあらゆる環境において静電気の除去を行う除電装置であって、広範囲な空間に存在する帯電体の除電と、静電気の発生を防止する加湿とを同時に行える装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラスチック加工・成型、印刷、半導体デバイス製造、液晶パネル製造などの工程において静電気が発生し、この静電気による影響が製品の不良率の増加、生産に要する時間の増加、製品の品質の低下、作業員の意欲減退などの様々な障害となって現れているため、帯電した物体の除電を行うための除電装置（イオナイザ）が広範囲の産業分野で利用されている。
【０００３】
上記除電装置として、特開２００２−２３２１８９号公報において電子回路製造ラインを除電するシステムが開示されている。詳しくは、図１５に示すように、電子回路基板Ｂを搬送する搬送路Ｖの上方にイオナイザ１が取り付けられており、コロナ放電により発生されるイオンを気流ｆに乗せて吹き出すことにより、電子回路基板Ｂの除電を行っている。  この種のイオナイザ１は比較的高密度のイオンを発生でき、イオナイザ１に近接する電子回路基板Ｂの除電には高い能力を発揮する。しかし、イオナイザ１から離れるとイオンの集団が作りだす電界によって各イオンが飛散あるいは再結合してしまうため急激にイオン密度が減衰し、数１０ｃｍ離れた地点ではほとんど除電能力を持たないという問題がある。放電で発生するイオンをブロワーなどを用いて気流によって搬送するタイプもあるが、この場合でもイオナイザ１から離れた地点での除電能力は極めて低くなる。
【０００４】
イオナイザには、コロナ放電式以外に軟Ｘ線や真空紫外線を用いる方式もあるが、これらのタイプであっても、除電に有効なイオンは軟Ｘ線あるは真空紫外線の及ぶ範囲に限られ、これら電磁波の強度を増せばイオンが生成される範囲は広がるが、人体への影響等の理由で実用的に困難となる問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３２１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、除電装置から離れた帯電体に対しても確実に除電と、静電気の発生を抑制する加湿とを行えるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、水を微粒化させて帯電体に向けて噴霧するノズルと、該ノズルから噴霧された水滴を帯電させるコロナ放電器とを備え、上記ノズルから噴霧されて上記コロナ放電器で帯電された水滴の蒸発に伴い生成されるイオンで上記帯電体の電荷を中和させて除電できる構成としている除電装置を提供している。
【０００８】
上記構成とすると、帯電微粒水滴はイオンのみに比べて質量が大きくモビリティが遥かに低いため、電界による飛散・再結合が生じにくく、イオン密度を減衰させることなく少ない損失で帯電体まで搬送することができる。この噴霧された帯電微粒水滴は、空気流により蒸発地点まで高密度のまま搬送され、蒸発に伴ってイオン（小イオンおよび大イオン）となって、近辺に存在する帯電体を濡らすことなく除電することができる。したがって、除電装置の近傍だけでなく離れた帯電体に対してもイオンを到達させることができ、広範囲な空間にわたって帯電体を除電することが可能となる。
【０００９】
また、帯電微粒水滴の蒸発で生成されるイオンは、放電で発生するイオンよりモビリティーの低い成分が多く存在する。そのため蒸発地点の近辺だけでなく、それより遠方の地点でも高いイオン密度が得られる。これは水滴が蒸発した後も、水のクラスターがイオン化し、イオンに水の分子が付着していることより、イオンの動きが悪くなり、気中へのイオンの拡散が抑制されることによる。その結果、従来のコロナ放電式イオナイザと比較して離れた地点での除電能力を格段に高めることができる。
また、ノズルにより微粒化された水を噴霧しているので、帯電体の雰囲気を所要湿度に調節でき、この加湿効果により静電気の発生を抑制することもできる。
【００１０】
上記コロナ放電器は、直流、交流あるいはパルス高圧電源に接続された針状、線状あるいは刃形状の放電電極と、該放電電極と対向配置されるリング状、平板状、筒状、平行状、格子状からなる対向電極とを備え、
上記放電電極と対向電極とは、その間に発生させるコロナ放電領域を噴霧が通過できる位置に、対向電極に対して噴霧方向の前方（下流）あるいは／および後方（上流）に放電電極を配置し、該放電電極と対向電極との間のコロナ放電により上記ノズルから噴射される微粒水滴を帯電微粒水滴としている。
【００１１】
上記対向電極は、通常、接地してアース電極としているが、上記針状等の放電電極を接地する一方、リング状等の対向電極を高圧電源に接続してもよい。
また、上記放電電極と対向電極とは単数でも良いし、複数でもよい。
放電電極と対向電極とは、放電方向が噴霧方向と平行となるように配置しても良いし、噴霧方向と直交方向となるように配置しても良い。例えば、噴霧中にリング状の対向電極を噴霧方向に対して直交方向に配置する一方、針状の放電電極を噴霧方向と平行に配置し、上記対向電極のリング内部に噴霧を通過させ、対向電極と放電電極との間に生じる噴霧方向と平行方向の放電により微粒水滴を帯電微粒水滴としている。
あるいは、噴霧の一方側外部に対向電極を配置すると共に他方側の外部に放電電極を配置し、対向電極と放電電極との間に噴霧方向と直交方向の放電を発生させ、対向電極と放電電極に挟まれた空間に噴霧を通して帯電させる構成としてもよい。
【００１２】
上記対向電極と放電電極の配置位置はノズルからの噴霧量、噴霧角度等に応じて適宜に設定されるが、上記放電電極または対向電極はノズルの噴射口から０ｍｍ〜２００ｍｍの位置、好ましくは１０ｍｍ〜５０ｍｍに配置し、該対向電極と上記放電電極とは０〜２００ｍｍの間隔、好ましくは５〜５０ｍｍあけて配置することが最も好ましい。
上記のように、放電電極または対向電極は噴射口に取り付けて０ｍｍとしても良い。また、リング状の対向電極の内部に放電電極を配置して、対向電極と放電電極間の間隔を０ｍｍとしてもよい。
【００１３】
また、対向電極と放電電極とは、対向電極をノズル噴射口側に位置させ、下流側に放電電極を配置することが好ましいが、放電電極をノズル噴射口側に位置させても良いし、対向電極を挟んむ両側に放電電極を配置してもよく、噴射口から噴射される水滴に最も効率よく帯電させることができれば配置位置は限定されない。  
【００１４】
また、上記針状の放電電極とリング状の対向電極を用いる場合は、針状の放電電極は軸線方向を噴霧の流れ方向と平行とすると共に、先端を対向電極側に向けて位置させ、かつ、上記対向電極のリング内部と対向する位置に周方向に間隔をあけて配置していることが好ましい。
【００１５】
本発明の除電装置では、上記ノズルの噴霧量を制御する噴霧制御手段と、
上記帯電体の表面の電位レベルを計測する電位計と、
該電位計に接続されて上記帯電体の電位レベルに応じて上記コロナ放電器および上記噴霧制御手段を制御し、上記帯電体に到達するイオン量あるいは／およびイオンバランスをコントロールするイオン制御装置とを備えていることが好ましい。
【００１６】
上記高圧電源として、＋側パルスのみ或いは−側パルスのみを発生するパルス電源や直流電源をを用いた場合はイオン量を制御する。一方、＋側と−側にパルスを発生するパルス電源や交流電源を用いた場合はイオンバランスを制御している。
上記構成とすると、上記電位計により帯電体表面の電位レベルを常に監視し、該電位レベルに応じてコロナ放電器を制御して発生するイオン量を増減させたり、上記噴霧制御手段を制御して噴霧される水滴量を増減させることにより、帯電体の電位レベルをリアルタイムにフィードバックしてイオンの過供給などを防止し、あるいは／およびイオンバランスを適正として、帯電体の静電気を最適に中和することができる。
【００１７】
上記コロナ放電器より下流に、平均粒径１０μｍ以上の水滴を通過させない粗大水滴トラップを設け、上記帯電体に向けて平均粒径１０ミクロン未満の略均一化された微粒の帯電微粒水滴を噴霧することが好ましい。
【００１８】
上記対向電極および放電電極と噴霧が接触すると粗大水滴が発生しやすい。そのため、粗大化した水滴を除去するためトラップを設けている。除電対象物である帯電体を含む周囲の物体は噴霧された水滴によって濡れないようにする必要があるが、上記のように、粗
大水滴トラップにより平均粒径１０μｍ以上の水滴を除外すると、帯電体と接するまでに確実に蒸発させることができる。
【００１９】
上記粗大水滴トラップとして、噴霧を衝突させる衝突板を設け、粗大化した水滴を衝突板と衝突させて自重落下させ、この自重落下した水滴を集める集水部を設け、該集水部から上記ノズルあるいは別に設置する加湿器の水流入口に循環管を介して水を供給することが好ましい。
【００２０】
上記構成とすると、水の再利用を図ることができると共に排水処理手段を設ける必要がなくなり、コスト低下を実現できる。
なお、上記ノズル、放電電極、対向電極をダクト内に配置し、該ダクトの一部を上記衝突板としてもよい。このように、ダクト内部に配置すると、ダクトの内面に付着した水滴も上記集水部に集めて再利用を図ることができると共に、噴霧の流れ方向を規制して、対象とする帯電体に向けて効率よく噴霧できる。  
【００２１】
上記ノズルは水と空気とを混合噴霧する二流体ノズルあるいは水を噴霧する一流体ノズルのいずれでも良く、これらノズルとしては噴霧粒径が１μｍ以上１００μｍ以下の微粒噴霧用ノズルが好適に用いられる。
噴霧の微粒化を図るためには、一流体ノズルよりも二流体ノズルが好適に用いられる。
噴霧粒径を１μｍ以上１００μｍ以下とするノズルとしては、ノズル内部で流体を回転、衝突させて複数回の微粒化を図ると共に、噴射口を対向させて外部衝突混合させるタイプのノズル、例えば、本出願人が提供した特開昭６２−２８９２５７号に記載の超微霧噴射ノズル等が好適に用いられる。なお、超音波霧化法で微粒化してもよい。
【００２２】
上記ノズルとして、水と圧搾空気との混合流体を噴霧する二流体ノズルで、平均粒径が１μｍ以上１０μｍ以下のドライフォグノズルを用いることが好ましい。
該ドライフォグノズルでは噴霧粒径が上記のように超微粒であるため、帯電体の除電を行う際に帯電体を濡らすことを確実に防止できる。
【００２３】
上記ノズルとして加湿器に取り付けられるノズルを用い、言わば、除電機能付きの加湿
器としてもよい。其の場合、加湿器の噴射口に近接した位置に上記コロナ放電器を配置している。
雰囲気中の湿度調節のために従来より加湿器は取り付けられている場合が多い。この加湿器を利用し、除電機能を持たせると、本発明の除電装置における目的の１つである加湿機能を十分に発揮させることができる。かつ、加湿器と除電装置の両方を設置する必要がなくなり、設備費用のコスト低下、空間の有効利用を図ることができる。
上記二流体ノズルを取り付けた加湿器としては、本出願人が提供した特許第２８４３９７０号、第２８４３９７１号、第２６３３７５３号の加湿器が好適に用いられる。
【００２４】
加湿器のハウジングから９０度間隔をあけて４つのノズルを取り付けている場合、各ノズルの回りにダクトを夫々突設し、あるいは４つのノズルをすべて囲む全周方向のダクトを取り付け、該ダクト内で各ノズルの噴射方向前方に対向電極と放電電極を配置している。該構成とすると、１つの加湿器から全周方向に帯電水滴を噴霧でき広範囲に配置された帯電体の除電を行えると共に雰囲気空気を所要の湿度に保持することができる。
また、上記ダクトを設けずに、加湿器のハウジングと連結した支持材上に上記対向電極と放電電極とを取り付けた構成としてもよい。
【００２５】
使用するノズルは、噴射口からの噴霧飛距離が１メートル以上５メートル以下とすることが好ましい。
ノズルからの噴霧飛距離（水滴が蒸発する距離）は長い程、離れた位置の帯電体の除電が出来るために好ましいため１メートル以上は必要である。一方、噴霧飛距離はノズルに供給される流体圧を高圧とすると、ある程度伸ばすことができるが、噴霧を微粒化するために蒸発しやすくなり、５メートル以上とすることは実際上困難であることによる。
【００２６】
上記ノズルの上流に送風ファンを配置し、該ノズルより噴霧された水滴を搬送する気流を生成させると、水滴の飛距離を１０メートルまで飛ばすことができる。
このようにノズルによる噴霧力に加え、上記送風ファンにより生成された気流によっても帯電微粒水滴が気中を搬送されるので、イオンを遠方の帯電体にまで速やかに届かせることができる。
また、上記ノズルの噴霧量は０．５リットル／Ｈ以上５リットル／Ｈ以下、上記コロナ放電の電圧は３ＫＶ以上３０ＫＶ以下とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
以上の説明より明らかなように、本発明の除電装置では、ノズルから噴射される微粒水滴をコロナ放電で帯電水滴としているため、噴射された後のイオン密度の減衰が際立って抑えられ、除電装置から離れた地点へ高密度のイオンを供給でき、広範囲な空間に存在する帯電体の除電を行うことができる。また、帯電微粒水滴の到達領域が限定されるよう噴霧すれば、除電装置から離れた位置でありながら特定の領域の帯電体を除電することができる。さらに、イオンを空中から散布するようにしているので凹凸のある帯電体でも均一に除電することができる。また、ノズルから水滴を噴霧することによる加湿機能により静電気発生の予防効果があると共に、水滴の蒸発による冷却効果も期待できる。さらに、気流を発生する送風ファンなどを併用することによって、さらに遠方の帯電物を除電することもできる。また、粗大水滴トラップを設けることで帯電体を濡らさずに有効な除電を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。  
図１は第１実施形態の除電装置１０の概略図を示す。
ノズル１１として平均粒径１μｍ〜１０μｍの微粒水滴を噴霧すると共にその噴霧された水滴が全て大気中で蒸発する所謂ドライフォグノズルを用いている。
ノズル１１は、気体供給管１９を介して接続されたエアコンプレッサー１７から圧搾空気が供給されると共に、水供給管２０を介して接続された水供給装置１８から水が供給され、圧搾空気と水との混合流体を噴射する二流体ノズルからなる。
【００２９】
上記ノズル１１からの噴射される水滴を帯電水滴とするためにコロナ放電器２７を用い、ノズル１１を絶縁材料からなるダクト３６の基端側に収容すると共にダクト３６の内部で且つノズルからの噴射方向に気中放電を発生する対向電極２１と放電電極２２とを配置している。
【００３０】
さらに、上記水供給管２０に介設された噴霧制御手段２３と、帯電体３３の電位レベルを非接触で計測する非接触表面電位計２６と、非接触表面電位計２６に接続されると共に高圧電源２４および噴霧制御手段２３に接続されているイオン制御装置２５を備えている。
【００３１】
ドライフォグノズルからなる上記ノズル１１は図２に示す構成からなり、ノズル本体１２の先端に一対のノズル頭部１３、１４を傾斜させて対向配置しており、これらノズル頭部１３、１４の噴射孔１５、１６から噴射されるミストを衝突混合させて液滴を超微粒化させている。上記ノズル本体１２にはノズル頭部１３、１４に圧搾空気および水を導入するための導気路４２および導液路４１を形成している。ノズル頭部１３、１４の内部にはノズルチップ４６を収納してプラグ４３により固定して、ノズルチップ４６の先端をノズル頭部１３、１４より突出して噴射孔１５、１６を構成している。
導液路４１を通る水はプラグ４３の中心穴４５およびノズルチップ４６の液孔４７を流通する一方、導気路４２を通る圧搾空気はノズルチップ４６の外周の空気噴出路４８を流通し、図３に示すように、噴射孔１５、１６より混合噴霧されたミストがノズル外部でさらに衝突混合されて微粒化し、物体の表面を濡らさない平均粒径が１０μｍ未満の超微霧を発生させている。
【００３２】
コロナ放電器２７の上記対向電極２１は、ノズル１１の噴射口から前方に１０ｍｍ〜５０ｍｍの位置に配置するリング状電極からなり、接地している。上記放電電極２２は対向電極２１から前方に０．５〜５０ｍｍの位置において噴霧の流れ方向と平行に水平配置された針状電極からなる。なお、対向電極２１は逆放電を防ぐために角をとっている。
上記水平な放電電極２２は周方向に間隔をあけて複数本配置することが好ましい。
放電電極２２には直流、交流またはパルス式の高圧電源２４を接続し、直流コロナ放電または交流コロナ放電を発生している。
上記高圧電源２４として本実施形態では直流電源を用い、３ＫＶ〜３０ＫＶまで印加可能としている。
【００３３】
放電電極２２に交流高電圧を印加する場合は、周期的に正負のイオンが発生し、帯電体３３の帯電極性に応じて逆極性のイオンが帯電体３３の電荷を中和する。よって、帯電体３３を初期電荷に対して逆極性に帯電させることはない。
但し、交流高電圧を印加する場合はイオンの発生が周期的となるため、同じ印加電圧であれば直流高電圧を印加する場合より除電能力は低下する。
【００３４】
イオン制御装置２５は、非接触表面電位計２６で計測された帯電体３３の表面の電位レベルを受信し、帯電体３３へのイオン３２の供給量が過多であると判断した場合には、高圧電源２４より放電電極２２に印加される電圧を下げ、あるいは／および、噴霧制御手段２３でノズル１１より噴霧される水滴の量を減らしてイオン３２供給量を低減させる。一方、帯電体３３へのイオン３２の供給量が少ないと判断した場合には、高圧電源２４より放電電極２２に印加される電圧を上げ、あるいは／および、噴霧制御手段２３でノズル１１より噴霧される水滴の量を増大させてイオン供給量を増大させている。
なお、電源電圧が交流あるいはパルスである場合は、交流の正負のピーク電圧あるいはデユーテイー比を制御することにより、イオン量および正負のイオンバランスを制御し、帯電体の残留電荷を最小としている。
【００３５】
ダクト３６には直線部３６ｅの先端側に下方傾斜して屈曲する衝突板部３６ａを設け、該衝突板部３６ａを粗大粒子トラップとしている。衝突板部３６ａの下方には、衝突板部３６ａと衝突して自重落下した水滴（ドレン）を集める集水部３６ｄを設けると共に、衝突板部３６ａの下方の面を傾斜面３６ｃとしており、先端開口を噴霧出口３６ｂとしている。
集水部３６ｄには水供給管３４を介して、別の箇所に配置した加湿器２９の水流入口が接続している。該加湿器２９の空気流入口には空気供給管３５を介してエアコンプレッサー３３が接続されている。なお、ノズル１１に循環させて利用してもよい。
【００３６】
次に、除電装置１０の動作について説明する。
ノズル１１は、エアコンプレッサー１７から気体供給管１９を介して圧搾空気が供給されると共に、水供給装置１８から水供給管２０を介して水が供給されることにより、対向する噴射孔１５、１６から噴射されるミストが衝突拡散されて、平均粒径１μｍ〜１００μｍの超微粒化された微粒水滴３０がダクト３６内を下流側に浮動していく。
【００３７】
このノズル１１から噴出する微小の微粒水滴３０は、リング状の対向電極２１の内部を潜り抜け、針状の放電電極２２の先端から発生するイオンの衝突を受けて帯電することにより帯電微粒水滴３１が形成される。
帯電微粒水滴３１は空間を移動して行く間に蒸発してイオン３２となるが、この帯電微粒水滴３１が蒸発するまでの過程では電荷が失われることはない。よって、ドライフォグノズル１１の場合の蒸発距離は、典型的には噴射孔１５、１６から２〜３ｍ程度であるので、少なくとも３ｍ程度までは少ない損失で電荷を運ぶことができる。
【００３８】
コロナ放電器２７を通過した帯電微粒水滴３１は、衝突板部３６ａに衝突すると、平均粒径１０μｍ未満の超微粒の帯電水滴３１は跳ね返りながら噴霧出口３６ｂへと浮動を続ける一方、平均粒径１０μｍ以上の粗大な水滴３７は衝突板部３６ａで跳ね返らず液化されて集水部３４へと滴り落ちる。このように、粗大な水滴３７の噴霧を防止することで、除電対象物である帯電体３２８を含む周囲の物体が噴霧された水滴によって濡らされないようにすることが可能となる。
【００３９】
次いで、噴霧出口３６ｂより出された超微粒の帯電微粒水滴３１はやがて蒸発し、該蒸発により生じるイオン３２が帯電体３３の表面に到達することで、帯電体３３の表面の静電気を中和して除電することができる。帯電微粒水滴３１が蒸発することにより生じるイオン３２は、コロナ放電のみで生成されるイオンよりモビリティーの低い大イオンになっているものが多いため、イオンの飛散や再結合によるイオン密度の減衰が低減され、ドライフォグノズル１１から３〜５ｍ離れた地点であっても有効な除電を可能としている。また、ドライフォグノズル１１により微粒化された水を噴霧する加湿効果により静電気の発生を予防する効果も得られる。
なお、帯電体３３の帯電極性が明確である場合は、帯電体３３表面の電荷の極性に対して逆極性の高電圧を放電電極２２に印加し、逆極性イオンを生成して帯電体３３の電荷を中和するとよい。
【００４０】
また、上記除電動作中には、非接触表面電位計２６により帯電体３３の表面の電位レベルを常に計測しており、この計測値を受信したイオン制御装置２５が帯電体３３へのイオン３２の供給量が過多であると判断した場合には、高圧電源２４を制御して放電電極２２に印加される電圧を下げることで、放電される電荷量を低減して微粒水滴３０への帯電量を減らし、その蒸発により生じるイオン３２を低減させる。
【００４１】
また、噴霧制御手段２３を制御してノズル１１より噴霧される微粒水滴３０の量を低減することで、帯電微粒水滴３１を減らしてイオン３２供給量を低減させてもよい。つまり、イオン制御装置２５は、高圧電源２４と噴霧制御手段２３のいずれか一方を制御してイオン３２の供給量をコントロールしてもよいし、２つの同時に制御してイオン３２の供給量をコントロールしてもよい。
【００４２】
一方、イオン制御装置２５が非接触表面電位計２６より計測値を受信した結果、帯電体３３へのイオン３２の供給量が少ないと判断した場合には、高圧電源２４を制御して放電電極２２に印加される電圧を上げることで、放電される電荷量を増大させて微粒水滴３０への帯電量を増やし、その蒸発による生じるイオン３２の量を増大させる。また、噴霧制御手段２３を制御してノズル１１より噴霧される微粒水滴３０の量を増大することで、帯電微粒水滴３１を増やし、その蒸発により生じるイオン３２を増大させてもよい。
【００４３】
また、集水部３６ｄに集められたドレン水は、液体供給管３４を介して加湿器２９に供給され、帯電体２８の周囲をさらに加湿する。これにより、ドレン水の再利用を図ることができると共に排水処理手段を設ける必要がなくなり、コスト低下を実現できる。また、大気中に噴霧して加湿することで、帯電微粒水滴３１の蒸発速度を遅らせて、より遠方までイオン３２を到達させることを可能とする。さらに、超微粒化された微粒水滴の量が増加するために周辺の冷却効果も得られる。
【００４４】
図４は第２実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、ノズル１１の後方に送風ファン７０を設けている点である。  このように、ノズル１１の上流に送風ファン７０を配置することで、ノズル１１より噴霧された微粒水滴３０を速く搬送する気流を生成することができる。つまり、微粒水滴３０および帯電微粒水滴３１が蒸発する時間は、平均粒径や湿度等の条件が同一の場合にはほぼ決まっているので、帯電微粒水滴３１を気流に乗せて蒸発時間内に素早く遠方まで運ぶことで、イオン３２を遠くの帯電体３３まで到達させることが可能となる。
また、第２実施形態では針状の放電電極２１’を噴霧下縁より外方の下側位置に、噴霧方向に対して垂直配置する一方、噴霧上縁より外方で上側位置にリング状の対向電極を噴霧方向と平行に配置している。よって、放電電極２１’と対向電極２２’との間に発生するコロナ放電の方向は噴霧方向と直交方向となる。この直交方向のコロナ放電の領域を噴霧が通過することにより、噴霧中の微粒水滴は帯電微粒水滴となる。
なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図５は第３実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、ドレン水の集まる集水部３６ｄと噴霧制御手段２３とを循環管７１を介して接続している点である。
即ち、粗大な水滴３７がダクト３６の衝突板部３６ａに衝突して自重落下して集水部３６ｄに集められたドレン水が、循環管３７を介して噴霧制御手段２３にフィードバックされ、再度、ドライフォグノズル１１に水として供給される。これにより、ドレン水を排水するための排水処理手段を設ける必要がなくなり、水資源を有効利用することが可能となる。
【００４６】
図６および図７は第４実施形態を示す。
第３実施形態との相違点は、ノズル１１を単体で用いる代わりに、ドライフォグを噴射するノズル５７を備えた加湿器２９を用いている点である。
加湿器２９として、本出願人が先に出願している特許第２８４３９７０号に記載されたものを使用している。詳しくは、図７（Ａ）に示すように、ケーシング本体５３および上蓋５２により形成され内部に貯水室５４を有するケーシング５１と、貯水室５４内面に遊嵌して貯水量に応じて昇降するフロート６１と、上蓋５２に取り付けられて貯水室５４と連通する液体流路を開閉する止水弁５９と、上蓋５２の内面側に回転自在に軸支されると共に先端をフロートと当接させてフロート６１の昇降と連動してテコの原理で止水弁５９を上下させる止水レバー６０と、フロート６１の中心貫通孔を通り貯水室５４の最下端まで垂下された吸液パイプ６２と、上蓋５２の上面に配置されて気体導入管５５および吸液パイプ６２と連通するノズル５７とを備えている。
【００４７】
ノズル５７は、図７（Ｂ）に示すように、ボディ５７ａで二方向に分岐させた空気通路５７ｂおよび液体通路５７ｃと、互いに傾斜して向き合うように形成したチップ取付部５７ｄと、チップ取付部５７ｄの先端側に内嵌されたノズルチップ６３とを備え、チップ取付部５７ｄにおいて空気と水を混合し、ノズルチップ６３先端の噴射孔５７ｅより噴霧したミストをノズル外部で衝突混合させて超微粒化されたミストを噴霧している。
【００４８】
また、針状の放電電極２２は４本用い、９０度間隔をあけて噴霧方向と平行に配置している。加湿器２９は第１実施形態と同様にダクト３６内に収容し、該ダクト３６内で対向電極２１と放電電極２２とで帯電させている等、他の構成および作用効果は第１実施形態と同一であるため説明を省略する。
【００４９】
なお、加湿器２９のケーシングの外周に９０度間隔をあけてノズル５７を配置している場合には、図８（Ａ）に示すように各ノズル５７の外周にそれぞれダクト３６Ａ’〜３６Ｄ’を取り付け、各ダクト内に夫々対向電極２１と放電電極２２とを配置してもよい。また、図８（Ｂ）に示すように外周全体を囲む断面環状としたダクト３６”をを取り付けて、各ノズルの噴射口と対応する前方に対向電極２１と放電電極２２とを配置してもよい。
このように、多方向に帯電水滴を噴射できる構成とすると、広範囲で帯電体の除電と雰囲気中の湿度の調節を行うことができる。
【００５０】
以下、上記各実施形態の具体例について説明する。
［実施例１］
実施例１は第１実施形態に該当する。エアコンプレッサー１７の空気流量は３７ｍＬ／ｍｉｎで、水供給装置１８の水流量は０．５ｍＬ／ｓである。ドライフォグノズル１１と対向電極２１との間隔は２０ｍｍとすると共に、対向電極２１と放電電極２２との間隔は１５ｍｍとし、リング状の対向電極２１は内径４５ｍｍで外径６０ｍｍとしている。また、本構成のドライフォグノズル１１で噴霧された水滴が蒸発する距離は、ノズル１１から２ｍであった。なお、蒸発距離の計測方法は、シリコーンオイルが塗布されたガラス板に水滴を付着させ、倍率４０の顕微鏡で観察した時に水滴が確認できない状態を蒸発としている。
【００５１】
上記構成のもと、高圧電源２４より直流で６ｋＶ、８ｋＶ、１０ｋＶの電圧を放電電極２２に印加した場合において、イオン３２の空間電荷密度とノズル１１からの距離との関係を調べた。なお、空間電荷密度は、内部に金属細線でできた線状フィルタを有する吸引式ファラデーゲージを用いることにより計測している。
図９に示すように、水滴３１が蒸発する２ｍの地点までは空間電荷密度の減衰が緩やかであり、例えば、２．５ｍ離れた地点であっても１ｍの地点に比べて７４％の減少で済むことが分かる。また、約２．５ｍの地点までは、印加電圧が大きいほどイオンの空間電荷密度が大きくなることが分かる。
【００５２】
［実施例２］
実施例２は第２実施形態に該当し、送風ファン３５により風速２０ｍ／ｓの風を送っている以外は、実施例１と同条件である。なお、本構成のドライフォグノズル１１で噴霧された水滴が蒸発する距離はノズル１１から約３ｍであった。
図１０に示すように、水滴３１が蒸発する約３ｍの地点まで空間電荷密度の減衰が非常に緩やかであり、例えば、１ｍの地点での空間電化密度を基準に考えて、２ｍの地点では５０％の減少で、３ｍの地点で７０％の減少で、５ｍの地点でも８６％の減少で済むことが分かる。
【００５３】
（実施例１と実施例２との比較）
図９と図１０とを比較すると、実施例２の送風ファン３５を用いた場合の空間電荷密度は、実施例１の送風ファンを用いない場合の空間電荷密度に対して、ノズル１１から１ｍの地点ではほぼ似た値を示すにも関わらず、２ｍの地点では約１．５〜２倍の値を示す。したがって、送風ファン３５を用いない場合よりも、送風ファン３５を用いる場合の方が、遠距離まで多くの電荷を運べることが確認できる。
【００５４】
［実施例３］
実施例３では、対向電極２１として、小径のS-ring（内径４５ｍｍ、外径６０ｍｍ）と大径のL-ring（内径６０ｍｍ、外径８５ｍｍ）の２種類を用いて、ドライフォグノズル１１から空気のみを噴射して水滴を噴射しない場合と、水滴を噴射した場合とのイオン放出量を調べた。
ここで、針状の放電電極２２に流れる電流Ｉ0[μＡ]から対向電極２１に流れる電流Ｉeを引いた値をイオンの放出量Idとする。
【００５５】
図１１および図１２にイオン放出量Idと放電電極２２に印加される電圧との関係を示す。高い電圧を印加した場合にイオン放出量が多くなった。また、空気のみを噴出した場合に＋１０ｋＶの電圧を印加して、対向電極２１と放電電極２２との間隔は５ｍｍとすると、L-ringの時のIdはS-ringの時のIdと比べて約２．２倍となった。
一方、ノズル１１から空気のみを噴出した場合と、水滴を噴出した場合とを比べると、水滴を噴射した場合の方が多くなっていることが分かる。Idが最大となる＋１０ｋＶの電圧でL-ringの場合で比較すると水滴を噴射した場合の方が約１．８倍多くなっていた。
【００５６】
また、図１３および図１４に示すように、I0に対するIdの割合をイオン放出効率η[％]として、ηと電圧との関係を調べた。これによると、低い電圧を印加した場合に高いイオン放電効率を示すことが確認できた。
【００５７】
本発明は上記実施形態に限定されず、ノズル、対向電極および放電電極をダクト内に収しない構成としてもよく、ノズルと上記電極とをユニットして組み合わせた構成であればよい。また、対向電極の前後に放電電極を配置したり、一対の対向電極の間に放電電極を配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態の除電装置の構成図である。
【図２】ドライフォグノズルの要部断面図である。
【図３】ドライフォグノズルの噴射状況を示す要部拡大図である。
【図４】第２実施形態の除電装置の構成図である。
【図５】第３実施形態の除電装置の構成図である。
【図６】第４実施形態の除電装置の構成図である。
【図７】（Ａ）は加湿器の断面図、（Ｂ）は要部断面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）は第４実施形態の変形例を示す概略平面図である。
【図９】実施例１のノズルからの距離と空間電荷密度との関係を示すグラフである。
【図１０】実施例２のノズルからの距離と空間電荷密度との関係を示すグラフである。
【図１１】実施例３の水滴噴霧なしのイオン生成量と電圧との関係を示すグラフである。
【図１２】実施例３の水滴噴霧ありのイオン生成量と電圧との関係を示すグラフである。
【図１３】実施例３の水滴噴霧なしのイオン放出効率と電圧との関係を示すグラフである。
【図１４】実施例３の水滴噴霧ありのイオン放出効率と電圧との関係を示すグラフである。
【図１５】従来例を示す図面である。
【符号の説明】
【００５９】
１０    除電装置
１１    ノズル
１２    ノズル本体
１３、１４  ノズル頭部
１５、１６  噴射孔
１７、３３  エアコンプレッサー
１８    水供給装置
１９    気体供給管
２０    水供給管
２１    対向電極
２２    放電電極
２３    噴霧制御手段
２４    高圧電源
２５    イオン制御装置
２６    非接触表面電位計
２７    コロナ放電器
２８    帯電体
２９    加湿器
３０    水滴
３１    帯電微粒水滴
３２    イオン
３５    送風ファン
３６    ダクト
３６ａ  衝突板部（粗大粒子トラップ）
３６ｂ  噴霧出口
３６ｄ  集水部
３７    粗大水滴
５７    ノズル
７１    循環管
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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