(57)【要約】【課題】  高濃度のイオンを発生させることによって優れた空気清浄効果を得ることができるイオン発生装置、およびこれを用いた空気調節装置を提供する。【解決手段】  誘電体（１３）を挟んで対向する電極（１４、１５）を設け、電極間に時間変化する正の電圧、または時間変化する負の電圧を印加することによってイオンを発生させることを特徴とするイオン発生装置（１７）に関する。時間変化する電圧の上昇速度または下降速度の最大値は、好ましくは１５０Ｖ／ｍｓｅｃ以上である。また、時間変化する電圧の波形は、直流波と、時間変化する波形とを重ね合わせた波形であることが好ましい。本発明のイオン発生装置は、正イオンおよび／または負イオンを空気中に送出する空気調節装置（１１）に対して好適に適用される。【選択図】        図１
2005071715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体を挟んで対向する電極を設け、前記電極間に時間変化する正の電圧、または時間変化する負の電圧を印加することによってイオンを発生させることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
前記電圧の上昇速度または下降速度の最大値が１５０Ｖ／ｍｓｅｃ以上であることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記電圧の波形が、直流波と、時間変化する波形とを重ね合わせた波形であることを特徴とする請求項１または２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のイオン発生装置を少なくとも２つ備え、このうちの少なくとも１つのイオン発生装置には正の電圧を印加し、残りのイオン発生装置のうちの少なくとも１つには負の電圧を印加することにより、正イオンおよび負イオンの両方を発生させることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のイオン発生装置を備え、正イオンおよび／または負イオンを空気中に送出することを特徴とする空気調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高濃度のイオンを発生することが可能なイオン発生装置、およびこれを用いた空気調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題の顕在化や居住空間の高気密化に伴い、人体に有害な空気中の浮遊微生物を取り除き、健康で快適な生活を送りたいという要望が強くなっている。この要望に応えるため、汚染物質を各種のフィルタにより除去する空気清浄機が開発されている。これらの空気清浄機は、居住空間における空気を吸引してフィルタにより汚染物質を吸着する方式を採用している。
【０００３】
しかしながら、長期の使用によりフィルタの交換等のメンテナンスが必要な上、フィルタの特性が十分でないため、満足のいく性能が得られていない。
【０００４】
この問題を解決するために、例えば、特許文献１においては、誘電体を挟んで対向する電極間に交流電圧を印加することによって発生させた正イオンと負イオンとを居住空間に送出し、これらのイオンが起こす化学反応により空気中に浮遊する有害微生物を殺菌する方法が開示されている。
【０００５】
しかし、特許文献１の方法では、発生させるイオンの濃度が十分に高くないため、特に広い居住空間の中に分散して浮遊する有害微生物を殺菌するのに要する時間が長いという問題がある。
【特許文献１】特開２００２−２２４２１１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、上記の課題を解決し、高濃度のイオンを発生させることによって優れた空気清浄効果を得ることができるイオン発生装置、およびこれを用いた空気調節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】
本発明のイオン発生装置は、誘電体を挟んで対向する電極を設け、該電極間に時間変化する正の電圧または負の電圧を印加することによってイオンを発生させることを特徴とする。
【０００８】
真空中で２つの電極間に電圧を印加すると、電位が高い方の電極に正の電荷が蓄えられ、電位が低い方の電極に等量の負の電荷が蓄えられるが、誘電体を挟んで両電極を対向させると誘電体が分極して誘電体表面に電荷が誘起される。誘電体表面の電荷によって生じる電場は、電極に蓄えられている電荷が作る電極間の電場を打ち消す方向に働くものである。
【０００９】
一方、空気中で誘電体を挟むように対向させて電極を設けた場合、空間と接している電極端面近傍には空気が存在する。電極端面近傍においては、誘電体と電極との間に空気が存在し、電極に蓄えられている電荷がつくる電場と、誘電体の分極による電場が打ち消し合う方向には働かない。したがって、誘電体の分極が大きいほど電極端面近傍の空気中の電場が強くなることとなる。
【００１０】
本発明のイオン発生装置は、空気中の電場によって放電プラズマを生じさせ、空気中の酸素や水蒸気を電離してイオンを発生させるものである。ここで、放電プラズマにより発生するイオンの大部分はエネルギー的に不安定なのですぐに消滅するが、一部分は空気中の水分子と結合してエネルギー的に安定になり、送風ファンが発生する風に乗って居住空間に送出される。このようなイオンとしては、空気中の水分子がオキソニウムイオン（Ｈ３Ｏ＋）とクラスタリングしてできた正イオンＨ３Ｏ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは０または任意の自然数）と、空気中の水分子が酸素イオン（Ｏ２−）とクラスタリングしてできた負イオンＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは０または任意の自然数）がある。
【００１１】
したがって、誘電体の分極を大きくすることによって電極端面近傍の空気中の電場が強い状態に保たれれば、上記の放電プラズマによって空気中の酸素や水蒸気が活発に電離し、高濃度のイオンが発生する。
【００１２】
誘電体の比誘電率と厚みをそれぞれε、ｄで表し、印加電極に印加する電圧の絶対値の大きさをＶ（ｔ）（電圧の大きさＶは時間ｔの関数）で表すと、誘電体の分極は（ε−１）／ｄとＶ（ｔ）の積に比例する。したがって、（ε−１）／ｄとＶ（ｔ）の積が大きいほど、印加電極の端面近傍の空間に強い電場が発生する。すなわち、誘電体が固定された条件においては、印加電圧の絶対値の大きさＶ（ｔ）を大きくすることで分極を大きくすることができる。
【００１３】
しかし、単に誘電体の分極を大きくしても、周囲の空間から誘電体の表面に蓄積する電荷によって空間の電場はすぐに打ち消されるため、印加電極の端面近傍の電場は減少し、イオンが発生しなくなる。
【００１４】
印加電極の端面近傍の電場を強い状態に保つには、周囲の空間から誘電体表面に蓄積する電荷の影響に打ち勝つ速度で誘電体の分極が増加するように印加電圧の絶対値を上昇させるか、または、周囲の空間から誘電体表面に蓄積した電荷の一部が取り残されて印加電極の端面近傍に強い電場を発生するような速度で印加電圧の絶対値を下降させることが必要である。すなわち、電圧の大きさを時間変化させることが、印加電極の端面近傍に強い電場を維持する有効な手段である。
【００１５】
電圧の大きさを時間変化させる方法としては、たとえば交流電圧等によって正の電圧と負の電圧を交互に印加する方法が考えられる。この場合、正の電圧の印加で生じる電場によって正イオンが、負の電圧の印加で生じる電場によって負イオンがそれぞれ発生するため、１つのイオン発生装置から正イオンと負イオンとをほぼ同時に空間に送出することができる。しかし、正の電圧が印加されることによって発生したイオンの一部は、直後の負の電圧の印加によって消滅するため、使用空間に効率良く高濃度のイオンを供給することが困難である。
【００１６】
本発明のイオン発生装置は正の電圧または負の電圧を単独で印加するため、発生したイオンが周囲の電荷によって消滅することが少なく、空間に高濃度のイオンを効率的に供給することができる。
【００１７】
本発明における印加電圧の大きさおよび変化速度は、所望のイオン発生濃度に応じて適宜選択できる。印加電圧は大きいほど印加電極の端面近傍には強い電場が発生し、発生イオン量を増加させることができるが、必要以上に高電圧を印加することは安全上好ましくない。たとえば家庭用の空気調節装置に本発明を適用する場合には、数ｋＶ以下の印加電圧で十分な濃度のイオンを居住空間に供給できる。
【００１８】
印加電圧の上昇速度または下降速度(以下、「上昇／下降速度」という）についても大きいほど電極端面近傍に強い電場が発生し、発生イオン量が増加する。特に、印加電圧の上昇／下降速度の最大値が１５０Ｖ／ｍｓｅｃ以上であることが好ましい。１５０Ｖ／ｍｓｅｃ以上の速度で電圧を上昇または下降させると、誘電体表面へ電荷が蓄積する速度に十分打ち勝つ速度で誘電体内の電荷が発生し、誘電体表面に蓄積した電荷が消滅する速度に十分打ち勝つ速度で誘電体内の電荷が消滅する。
【００１９】
印加電圧の波形は特に限定されるものではなく、たとえば、線形的に電圧の上昇、下降を繰り返すジグザグ波、線形的に電圧を上昇させた後直ちに下降させる波形を一定の間隔で繰り返す三角波、線形的に電圧を上昇させ、一定時間保ったのちに下降させる波形を一定の間隔で繰り返す台形波、正弦波の負の部分を正に反転させた正の波形、正弦波の正の部分を負に反転させた負の波形、正弦波と直流波を重ね合わせた正または負の波形、等の波形で時間変化する電圧が印加可能である。なお本発明においては、電圧の上昇／下降速度が大きいとともに、印加電極の端面近傍により長い時間放電プラズマを発生させる強い電場を維持できることがイオン発生量の増加に有効である。したがって、一定以上の速度で電圧が上昇／下降している時間を長く確保するという点では、電圧が線形的に上昇／下降する波形が高効率であり、具体的にはジグザグ波、三角波、台形波等が好ましく用いられる。
【００２０】
上記のうち、特に好ましい印加電圧の波形としては、直流波と電圧が線形的に上昇／下降する波形とを重ね合わせた波形が挙げられる。この場合、一定以上の速度で電圧が上昇／下降している時間を長く確保でき、かつ印加電圧の絶対値を常に高いレベルに保つことができるため、イオンをより高濃度で発生させることが可能である。
【００２１】
本発明のイオン発生装置は、上記のようなイオン発生装置を少なくとも２つ備え、そのうち少なくとも１つのイオン発生装置から正イオンを発生させ、残りのイオン発生装置のうち少なくとも１つから負イオンを発生させることにより、正イオンおよび負イオンを発生させる構成としてもよい。この構成によると、正イオンと負イオンとを同時にかつ高濃度で居住空間に送出することができるだけでなく、発生する正イオンと負イオンの濃度や比率の調節を自在に行なうことができる。
【００２２】
本発明のイオン発生装置は、正イオンおよび／または負イオンを空気中に送出することを特徴とする空気調節装置に適用可能である。本発明のイオン発生装置を用いた空気調節装置は、イオンを発生させ、空気中の浮遊微生物に対する殺菌作用、悪臭物質に対する脱臭作用、有害物質に対する無害化作用等を得る目的で用いられることができ、具体的には、空気清浄機、空気調和機として用いられる他、除湿機、加湿器、石油ファンヒータ、ガスファンヒータ、セラミックファンヒータ、冷蔵庫等に組み込まれて用いられることも可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のイオン発生装置においては、時間変化する正の電圧または負の電圧を印加電極に印加することにより、発生したイオンの周辺電荷による消滅を回避し、高濃度のイオンを効率良く発生させ、空間に送出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】
【００２４】
本発明のイオン発生装置を、図を参照しながら説明する。図１は、本発明のイオン発生装置を用いた空気調節装置の一例を示す概略断面図である。空気調節装置１１において、送風ファン１２の下流側に、平板状の誘電体１３と、該誘電体１３を挟んで対向する接地電極１４および印加電極１５と、電圧印加手段１６とからなるイオン発生装置１７が設けられている。
【００２５】
図２は、本発明のイオン発生装置を用いた空気調整装置の別の一例を示す概略断面図である。空気調節装置２１において、送風ファン２２の下流側に、平板状の誘電体２３、接地電極２４、印加電極２５、電圧付加手段２６からなるイオン発生装置２７が２つ設けられている。２つのイオン発生装置の一方は正イオン発生装置、他方は負イオン発生装置である。
【００２６】
図１は、印加電極１５の端面近傍の空間からイオンを発生させる構成を示しているが、接地電極１４と印加電極１５の形状を入れ換えることにより、接地電極１４の端面近傍の空間からイオンを発生させる構成も採用できる。
【００２７】
たとえば図１のイオン発生装置１７において、接地電極１４を接地電位として印加電極１５に電圧印加手段１６により電圧を印加すると、誘電体１３が分極を起こすため、印加電極１５の端面近傍の空間に電場が発生する。この電場により、空気中の酸素や水蒸気等の電離が生じ、イオンが発生する。発生したイオンは、送風ファン１２によって空間に供給される。
【００２８】
本発明のイオン発生装置においては、正の電圧を印加電極に印加した場合、印加電極の端面近傍の空間に強い電場が発生し、高濃度の正イオンと負イオンが発生する。しかし、誘電体における印加電極側の表面には周囲の空間から正の電荷が蓄積するため、印加電極の端面近傍の空間に発生した負イオンの大部分はこの正の電荷や印加電極に引き寄せられてすぐに消滅する。したがって、送風ファンが発生する風に乗って居住空間に送出されるイオンの大部分は正イオンである。
【００２９】
一方、負の電圧を印加電極に印加した場合には、誘電体における印加電極側の表面には周囲の空間から負の電荷が蓄積するため、印加電極の端面近傍の空間に発生した正イオンの大部分はこの負の電荷や印加電極に引き寄せられてすぐに消滅する。したがって、送風ファンが発生する風に乗って居住空間に送出されるイオンの大部分は負イオンとなる。
【００３０】
このように、印加電圧の正負を選択することにより、発生させるイオンの正負を選択することができる。また、印加電圧の上昇／下降速度や印加電圧が上昇／下降する時間の長さを調整することによって、発生させるイオンの濃度を所望の範囲内に制御することが可能である。
【００３１】
本発明のイオン発生装置に組み込まれる誘電体としては、セラミックス、ガラス等の通常用いられる一般的な誘電体を用いることができ、特に限定されない。また誘電体の形状にも限定はないが、空間にイオンを送出する効率および製造コスト等の観点からは板状のものを用いることが好ましい。
【００３２】
分極を大きくする観点においては、物理的強度が確保できる範囲で誘電体の厚みを小さくする方が有利であり、たとえばアルミナを用いる場合には、厚みを０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００３３】
さらに、外部電場に対して生じる分極は外部電場の履歴に影響されないことが好ましく、自発分極を生じない常誘電体が特に好適に用いられる。
【００３４】
誘電体を挟んで対向する接地電極および印加電極は、誘電体の表面に、たとえばタングステン、金、銀、白金、パラジウム、アルミニウム、銅、ニッケル、モリブデン等の金属またはこれらの金属を含む導電材料の膜を物理的または化学的に形成することによって得ることができる。本発明のイオン発生装置は電極端面近傍の空間からイオンを発生させるため、イオン発生側の電極は、端面の長さができるだけ長くなるような形状とすることが好ましい。具体的には、内部に多数の透穴を有するものや、複雑な形状の透穴を有するものが好ましく用いられる。
【００３５】
接地電極としては、ステンレス、タングステンの他、金、銀、白金、パラジウム、アルミニウム、銅、ニッケル、モリブデン等の金属またはこれらの金属を含む導電材料を用いることができるが、たとえば厚さ０．０５ｍｍの板状のステンレスを好ましく用いることができる。
【００３６】
印加電極としては、たとえば線径０．１５ｍｍのステンレス線をメッシュ状に織ったステンレス網であって、周縁が幅２０ｍｍ、長さ５ｍｍの長方形であるもの等を用いることができる。メッシュ状とすることで印加電極は長い端面を有し、広範囲の空間からイオンが発生する。
【００３７】
なお、たとえば図１において、接地電極１４と印加電極１５との端面間に導電性の高い放電路が形成されて大きな電流が流れることを防止するため、接地電極１４および印加電極１５は誘電体１３よりも小さく形成され、接地電極１４および印加電極１５の周縁は誘電体１３の周縁から５ｍｍ以上後退させられていることが好ましい。この場合、接地電極と印加電極との間に大きな電流が流れることを防止できる。
【００３８】
また、印加電極１５の端面近傍の空間全体に強い電場を発生させるため、接地電極１４は印加電極１５よりも大きく形成され、印加電極１５の周縁が接地電極１４の周縁から５ｍｍ以上後退させられていることが好ましい。この場合、印加電極の端面近傍の空間全体からイオンを発生させることができる。
【００３９】
本発明のイオン発生装置の電圧印加手段としては、時間変化する正の電圧または負の電圧を所望の波形で印加できるものであって一般的に用いられる構成のものを適宜適用でき、特に限定されない。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４１】
イオン発生装置を製造し、実施例および比較例の電圧印加条件において発生したイオンを、送風ファンによって空間に送出し、測定位置におけるイオン濃度を測定した。
【００４２】
＜イオン発生装置の製造＞
誘電体として、共立マテリアル（株）製の積層セラミックコンデンサ用配合品粉末「ＭＣＣ−Ｂ３０Ｊ」を焼結して作製した、縦（送風方向）９５ｍｍ×横９５ｍｍ×厚み５ｍｍのセラミックス、接地電極として、縦７５ｍｍ×横７５ｍｍ×厚み０．０５ｍｍの板状のステンレス、印加電極として、線径０．１５ｍｍのステンレス線をメッシュ状に織った縦５ｍｍ×横２０ｍｍのステンレス網をそれぞれ用いた。中興化成工業（株）製の粘着テープ「ＡＧＦ−１００Ａ」を用いて誘電体の一方の表面に接地電極を固定し、誘電体の他方の表面に印加電極を固定した。固定に際し、横方向については、誘電体、接地電極、印加電極の中心線の位置を合わせた。縦方向については、誘電体、接地電極、印加電極それぞれの送風ファンから遠い方の端が、接地電極と誘電体との間で１０ｍｍ、印加電極と誘電体との間で３０ｍｍの間隔を持つように位置を合わせた。それぞれの電極と電圧印加手段を、アルファ・ワイヤ−・カンパニー製の電線「５８５４／７」を用いて接続する方法により、イオン発生装置を製造した。
【００４３】
＜イオンの発生＞
後述の実施例および比較例の条件で印加電極に電圧を印加し、正イオンまたは負イオンを発生させた。イオン発生の際には、オリエンタルモーター（株）製のクロスフローファン「ＭＦ９３０−ＢＣ」を印加電圧から１５ｃｍ離して設置し、周波数６０Ｈｚ、電圧実効値４０Ｖの交流電圧を印加することにより、印加電極の位置で風速４．０ｍ／ｓｅｃとなるよう風を送った。
【００４４】
＜発生イオン濃度の測定＞
発生イオン濃度の測定には、（株）ダン科学製空気イオンカウンタ（型番８３−１００１Ｂ−ＩＩ）を用いた。なお発生イオン濃度は、印加電極から送風ファンの風下方向に５０ｃｍの位置で検出された移動度１ｃｍ２／Ｖｓｅｃ以上の小イオンの濃度（個／ｃｍ３）によって示した。
【００４５】
（実施例１）
上記の方法で製造したイオン発生装置の印加電極に、図３に示す波形で時間変化する正の電圧を印加し、発生した正イオンの濃度を測定した。
【００４６】
図３は実施例１の印加電圧の波形を示す図である。時刻０からＴＲまでの間に電圧を一定の速度１．５ｋＶ／ＴＲで０ｋＶから１．５ｋＶまで上昇させた後、１．５ｋＶの電圧を０．１５ｍｓｅｃ維持した。そして、ＴＲの時間をかけて電圧を一定の速度１．５ｋＶ／ＴＲで１．５ｋＶから０ｋＶまで下降させた後、時刻Ｔまで、０ｋＶの電圧を０．６５ｍｓｅｃ維持した。以上を１周期とし、１ｓｅｃ／Ｔ（単位：Ｈｚ）の頻度で周期的に繰り返した。
【００４７】
図４は実施例１において発生した正イオンの濃度を示す図である。図４において、縦軸は正イオン濃度（単位：個／ｃｍ３）、横軸は電圧上昇（下降）時間ＴＲ（単位：ｍｓｅｃ）である。
【００４８】
（実施例２）
上記の方法で製造したイオン発生装置の印加電極に、図５に示す波形で時間変化する負の電圧を印加し、発生した負イオンの濃度を測定した。
【００４９】
図５は実施例２の印加電圧の波形を示す図である。時刻０からＴＲまでの間に電圧を一定の速度１．５ｋＶ／ＴＲで０ｋＶから−１．５ｋＶまで下降させた後、−１．５ｋＶの電圧を０．１５ｍｓｅｃ維持した。そして、ＴＲの時間をかけて電圧を一定の速度１．５ｋＶ／ＴＲで−１．５ｋＶから０ｋＶまで上昇させた後、時刻Ｔまで、０ｋＶの電圧を０．６５ｍｓｅｃ維持した。以上を１周期とし、１ｓｅｃ／Ｔ（単位：Ｈｚ）の頻度で周期的に繰り返した。
【００５０】
図６は実施例２において発生した負イオンの濃度を示す図である。図６において、縦軸は負イオン濃度（単位：個／ｃｍ３）、横軸は電圧上昇（下降)時間ＴＲ（単位：ｍｓｅｃ）である。
【００５１】
（実施例３）
上記の方法で製造したイオン発生装置の印加電極に、図７に示す波形で時間変化する正の電圧を印加し、発生した正イオンの濃度を測定した。
【００５２】
図７は実施例３の印加電圧の波形を示す図である。時刻０からＴＲまでの間に電圧を一定の速度１．５ｋＶ／ＴＲで１．５ｋＶから３．０ｋＶまで上昇させた後、３．０ｋＶの電圧を０．１５ｍｓｅｃ維持した。そして、ＴＲの時間をかけて電圧を一定の速度１．５ｋＶ／ＴＲで３．０ｋＶから１．５ｋＶまで下降させた後、時刻Ｔまで、１．５ｋＶの電圧を０．６５ｍｓｅｃ維持した。以上を１周期とし、１ｓｅｃ／Ｔ（単位：Ｈｚ）の頻度で周期的に繰り返した。
【００５３】
図８は実施例３において発生した正イオンの濃度を示す図である。図８において、縦軸は正イオン濃度（単位：個／ｃｍ３）、横軸は電圧上昇（下降)時間ＴＲ（単位：ｍｓｅｃ）である。
【００５４】
（実施例４）
上記の方法で製造したイオン発生装置の印加電極に、図９に示す波形で時間変化する負の電圧を印加し、発生した負イオンの濃度を測定した。
【００５５】
図９は実施例４の印加電圧の波形を示す図である。時刻０からＴＲまでの間に電圧を一定の速度１．５ｋＶ／ＴＲで−１．５ｋＶから−３．０ｋＶまで下降させた後、−３．０ｋＶの電圧を０．１５ｍｓｅｃ維持した。そして、ＴＲの時間をかけて電圧を一定の速度１．５ｋＶ／ＴＲで−３．０ｋＶから−１．５ｋＶまで上昇させた後、時刻Ｔまで、−１．５ｋＶの電圧を０．６５ｍｓｅｃ維持した。以上を１周期とし、１ｓｅｃ／Ｔ（単位：Ｈｚ）の頻度で周期的に繰り返した。
【００５６】
図１０は実施例４において発生した負イオンの濃度を示す図である。図１０において、縦軸は負イオン濃度（単位：個／ｃｍ３）、横軸は電圧上昇（下降)時間ＴＲ（単位：ｍｓｅｃ）である。
【００５７】
（実施例５）
上記の方法で製造したイオン発生装置の印加電極に、図１１に示す波形で時間変化する正の電圧を印加し、発生した正イオンの濃度を測定した。
【００５８】
図１１は実施例５の印加電圧の波形を示す図である。時刻０から時刻０．１ｍｓｅｃまでの間に電圧を１．５ｋＶから３．０ｋＶまで一定の速度１５ｋＶ／ｍｓｅｃで上昇させた後、３．０ｋＶの電圧を０．１５ｍｓｅｃ維持した。そして、時刻０．２５ｍｓｅｃから時刻０．３５ｍｓｅｃまでの間に電圧を３．０ｋＶから１．５ｋＶまで一定の速度１５ｋＶ／ｍｓｅｃで下降させた後、時刻Ｔまで１．５ｋＶの電圧を維持した。この時間変化を、１ｓｅｃ／Ｔ（単位：Ｈｚ）の頻度で周期的に繰り返した。
【００５９】
図１２は実施例５において発生した正イオンの濃度を示す図である。図１２において、縦軸は正イオン濃度（単位：個／ｃｍ３）、横軸は電圧波形の頻度（単位：Ｈｚ）である。
【００６０】
（実施例６）
上記の方法で製造したイオン発生装置の印加電極に、図１３に示す波形で時間変化する負の電圧を印加し、発生した負イオンの濃度を測定した。
【００６１】
図１３は実施例６の印加電圧の波形を示す図である。時刻０から時刻０．１ｍｓｅｃまでの間に電圧を−１．５ｋＶから−３．０ｋＶまで一定の速度１５ｋＶ／ｍｓｅｃで下降させた後、−３．０ｋＶの電圧を０．１５ｍｓｅｃ維持した。そして、時刻０．２５ｍｓｅｃから時刻０．３５ｍｓｅｃまでの間に電圧を−３．０ｋＶから−１．５ｋＶまで一定の速度１５ｋＶ／ｍｓｅｃで上昇させた後、時刻Ｔまで−１．５ｋＶの電圧を維持した。この時間変化を、１ｓｅｃ／Ｔ（単位：Ｈｚ）の頻度で周期的に繰り返した。
【００６２】
図１４は実施例６において発生した負イオンの濃度を示す図である。図１４において、縦軸は負イオン濃度（単位：個／ｃｍ３）、横軸は電圧波形の頻度（単位：Ｈｚ）である。
【００６３】
（実施例７）
上記の方法で製造したイオン発生装置の印加電極に、図１５に示す波形で時間変化する正の電圧を印加し、発生した正イオンの濃度を測定した。
【００６４】
図１５は実施例７の印加電圧の波形を示す図である。時刻０から時刻ＴＲまでの間に、電圧を０ｋＶからＶＭＡＸｋＶまで、一定の速度（１／１．４）ｋＶ／ｍｓｅｃで上昇させた後、ＶＭＡＸの電圧を０．１５ｍｓｅｃ維持した。そして、時刻ＴＲの時間をかけて電圧をＶＭＡＸから０ｋＶまで一定の速度（１／１．４）ｋＶ／ｍｓｅｃで下降させた後、時刻Ｔまで０ｋＶの電圧を０．６５ｍｓｅｃ維持した。この時間変化を、１ｓｅｃ／Ｔ（単位：Ｈｚ）の頻度で周期的に繰り返した。
【００６５】
図１６は実施例７において発生した正イオンの濃度を示す図である。図１６において、縦軸は正イオン濃度（単位：個／ｃｍ３）、横軸はＶＭＡＸ（単位：ｋＶ）である。
【００６６】
（実施例８）
上記の方法で製造したイオン発生装置の印加電極に、図１７に示す波形で時間変化する負の電圧を印加し、発生した負イオンの濃度を測定した。
【００６７】
図１７は実施例８の印加電圧の波形を示す図である。時刻０から時刻ＴＲまでの間に、電圧を０ｋＶから−ＶＭＡＸｋＶまで、一定の速度（１／１．４）ｋＶ／ｍｓｅｃで下降させた後、−ＶＭＡＸの電圧を０．１５ｍｓｅｃ維持した。そして、時刻ＴＲの時間をかけて電圧を−ＶＭＡＸから０ｋＶまで一定の速度（１／１．４）ｋＶ／ｍｓｅｃで上昇させた後、時刻Ｔまで０ｋＶの電圧を０．６５ｍｓｅｃ維持した。この時間変化を、１ｓｅｃ／Ｔ（単位：Ｈｚ）の頻度で周期的に繰り返した。
【００６８】
図１８は実施例８において発生した負イオンの濃度を示す図である。図１８において、縦軸は負イオン濃度（単位：個／ｃｍ３）、横軸はＶＭＡＸ（単位：ｋＶ）である。
【００６９】
実施例１においては、図４に示すように、印加電圧の上昇／下降速度１．５ｋＶ／ＴＲが１５０Ｖ／ｍｓｅｃ以上で１万個／ｃｍ３以上の正イオンが測定された。印加電圧の上昇／下降速度１．５ｋＶ／ＴＲが大きくなると正イオン濃度も増加し、１５ｋＶ／ｍｓｅｃ以上では７０万個／ｃｍ３以上の正イオンが測定された。
【００７０】
実施例２においても、図６に示すように、印加電圧の上昇／下降速度１．５ｋＶ／ＴＲが１５０Ｖ／ｍｓｅｃ以上で１万個／ｃｍ３以上の負イオンが測定され、印加電圧の上昇／下降速度１．５ｋＶ／ＴＲが大きくなるとさらに負イオンの濃度が増加した。
【００７１】
直流波と時間変化する波形とを重ね合わせた波形の電圧を印加した実施例３、実施例４においては、実施例１、２よりもさらに発生イオン濃度が増加した。
【００７２】
まず、実施例３においては、図８に示すように、印加電圧の上昇／下降速度１．５ｋＶ／ＴＲが１５０Ｖ／ｍｓｅｃ以上で１０万個／ｃｍ３以上、１５ｋＶ／ｍｓｅｃ以上では１００万個／ｃｍ３以上の正イオンが測定された。
【００７３】
実施例４においては、図１０に示すように、印加電圧の上昇／下降速度１．５ｋＶ／ＴＲが１５０Ｖ／ｍｓｅｃ以上では１０万個／ｃｍ３以上、１５ｋＶ／ｍｓｅｃ以上では１００万個／ｃｍ３以上の負イオンが測定された。
【００７４】
また、実施例５および６の結果より、印加電圧波形の頻度が大きくなるにしたがって放電プラズマを発生させる強い電場が発生している時間が多くなり、発生イオン濃度が増加することが確認できる。
【００７５】
さらに、実施例７および８の結果より、印加電圧が上昇／下降する時間が長くなるにしたがって強い電場が発生し、発生イオン濃度が増加することが確認できる。
【００７６】
これらの結果より、印加電圧の大きさを時間変化させることでイオンを高濃度で発生させることができるが、印加電圧の上昇／下降速度を大きくすることによって、イオン発生量をさらに増加させることが可能であることが分かる。また、直流波と時間変化する波形を重ね合わせた波形の電圧を印加した場合や、印加電圧が上昇／下降する時間を長くした場合には、強い電場が生じている時間を長く確保することができるため、発生イオン濃度をさらに増加させることが可能であることが確認できる。
【００７７】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明のイオン発生装置は、電極に印加する正または負の電圧の大きさを時間変化させることにより正イオンまたは負イオンを高濃度で発生させることができ、高濃度の正イオンおよび／または負イオンを空間に送出する空気調節装置に対して好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明のイオン発生装置を用いた空気調節装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明のイオン発生装置を用いた空気調整装置の別の一例を示す概略断面図である。
【図３】実施例１の印加電圧の波形を示す図である。
【図４】実施例１において発生した正イオンの濃度を示す図である。
【図５】実施例２の印加電圧の波形を示す図である。
【図６】実施例２において発生した負イオンの濃度を示す図である。
【図７】実施例３の印加電圧の波形を示す図である。
【図８】実施例３において発生した正イオンの濃度を示す図である。
【図９】実施例４の印加電圧の波形を示す図である。
【図１０】実施例４において発生した負イオンの濃度を示す図である。
【図１１】実施例５の印加電圧の波形を示す図である。
【図１２】実施例５において発生した正イオンの濃度を示す図である。
【図１３】実施例６の印加電圧の波形を示す図である。
【図１４】実施例６において発生した負イオンの濃度を示す図である。
【図１５】実施例７の印加電圧の波形を示す図である。
【図１６】実施例７において発生した正イオンの濃度を示す図である。
【図１７】実施例８の印加電圧の波形を示す図である。
【図１８】実施例８において発生した負イオンの濃度を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１１、２１  空気調節装置、１２、２２  送風ファン、１３、２３  誘電体、１４、２４  接地電極、１５、２５  印加電極、１６、２６  電圧印加手段、１７、２７  イオン発生装置。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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