(57)【要約】【課題】放電電極の汚染防止と除電対象物への到達イオン量の確保とを同時に満足させることができるインジェクション型イオナイザを提供する。【解決手段】内部の通孔により第１のエア流路が形成された放電電極に高電圧を印加してコロナ放電によりイオンを発生させ、このイオンを、第１のエア流路を流れる第１のエア流により除電対象物方向に噴射させるようにしたインジェクション型イオナイザにおいて、正の高電圧が印加される正側放電電極１２と負の高電圧が印加される負側放電電極１１とからなる少なくとも一つの放電電極対を、絶縁材料からなるカバー２０の内部に収容し、このカバー２０に、第１のエア流を除電対象物方向に噴射させるための噴射口２１ａ，２２ａを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部の通孔により第１のエア流路が形成された放電電極に高電圧を印加してコロナ放電によりイオンを発生させ、このイオンを、第１のエア流路を流れる第１のエア流により除電対象物方向に噴射させるようにしたインジェクション型イオナイザにおいて、
正の高電圧が印加される正側放電電極と負の高電圧が印加される負側放電電極とからなる少なくとも一つの放電電極対を、絶縁材料からなるカバーの内部に収容し、このカバーに、前記第１のエア流を除電対象物方向に噴射させるための噴射口を形成したことを特徴とするインジェクション型イオナイザ。
【請求項２】
請求項１に記載したインジェクション型イオナイザにおいて、
前記放電電極の周囲に、前記噴射口に向かう第２のエア流を形成するための第２のエア流路を形成し、第１及び第２のエア流を合流させて前記噴射口から噴射させるようにしたことを特徴とするダブルインジェクション型イオナイザ。
【請求項３】
請求項１または２に記載したインジェクション型イオナイザにおいて、
前記噴射口を、前記放電電極の直下に形成したことを特徴とするインジェクション型イオナイザ。
【請求項４】
請求項３に記載したインジェクション型イオナイザにおいて、
前記放電電極の直下に形成した前記噴射口の相互間に、別の噴射口を形成したことを特徴とするインジェクション型イオナイザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電電極に高電圧を印加して発生させたイオンを放電電極の内部を通過するエア流により除電対象物に噴射して除電を行うインジェクション型イオナイザに関し、例えば、正負の放電電極がほぼ直線上に複数配置されるバータイプの直流式イオナイザに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インジェクション型の放電電極部としては、特許文献１に記載されたものが公知となっている。
この従来技術は、内部に第１の気体流路を有するエミッタ（放電電極）と、このエミッタを包囲してエミッタとの間に第２の気体流路を形成し、かつ、エミッタの最先端部よりも除電対象物側に突出された導風管と、エミッタの先端部に近接して配置された対向電極と、を備え、第１の気体流路から出力される気体流を第２の気体流路から出力される気体流により包囲しつつ両気体流を導風管内で合流させ、合流させた気体流を導風管口から出力することを特徴としており、エミッタの内外に第１，第２の気体流路を形成したダブルインジェクション型の放電電極部として構成されている。
その作用効果としては、エミッタ周囲に発生したイオンが導風管の内周面に付着したり対向電極を介して接地側に吸い取られることなく、発生イオンの大部分が導風管口から除電対象物側へ噴射されるようになり、除電対象物を高効率に除電すると共に、エミッタ先端部の電界強度を常に大きく保って安定した除電効果の維持を可能にしている。
【０００３】
ここで、図８は、上述したダブルインジェクション型の放電電極部をバータイプの直流式イオナイザに適用した場合の構成図である。
図８において、１００Ｍ，１００Ｐは同一構造のダブルインジェクション型の放電電極部であり、便宜的に１００Ｍを負の直流高電圧が印加される負側電極部、１００Ｐを正の直流高電圧が印加される正側電極部としてある。以下、負側電極部１００Ｍを例にとってその構造を説明する。
【０００４】
負側電極部１００Ｍは、中心軸に通孔１０２ａを有する針状の放電電極１０２と、この電極１０２を包囲する絶縁性のカバー１０１と、カバー１０１の内周面に配置されたほぼリング状の対向電極１０３とを備えており、前記通孔１０２ａにより第１のエア流路が形成され、放電電極１０２と対向電極１０３との間の隙間により第２のエア流路が形成されている。なお、１０１ａはカバー１０１の下端部に形成された噴射口である。
また、第１，第２のエア流路には、図示されていないエア供給源からバー本体２００の内部の配管を介して清浄エアが供給されている。
更に、負側電極部１００Ｍの対向電極１０３と正側電極部１００Ｐの対向電極１０３との間には、過放電防止用の抵抗１０４が接続されている。
【０００５】
上記構成において、負側電極部１００Ｍの放電電極１０２に負の高電圧を印加すると、コロナ放電により放電電極１０２の周囲に負イオンが発生する。このとき、前記通孔１０２ａを通る第１のエアの流速が放電電極１０２と対向電極１０３との隙間を通る第２のエアの流速よりも早くなるようにエアの供給圧や各流路を設計しておくと、第１のエア流に第２のエア流が引き込まれるため、放電電極１０２の周囲に発生した負イオンは、カバー１０１内部に滞ることなく噴射口１０１ａから下方の除電対象物方向へ速やかに噴射されることになる。
【０００６】
なお、図示されていないが、対向電極１０３は、放電電極１０２の周囲に発生したイオンの一部をカバー１０１の内周面に付着させないように捕集して逆極性の対向電極側へ移動させるようになっている。これにより、放電電極１０２と対向電極１０３との間の電位差を増大させ、放電電極１０２先端部の電界強度を高めることが可能である。
また、放電電極１０２をカバー１０３により個別に包囲して各電極１００Ｍ，１００Ｐを形成しているため、放電電極１０２に塵埃が付着しにくく、汚れにくいという利点も備えている。
【０００７】
【特許文献１】特許第２９５４９２１号公報（請求項１、段落［００１１］〜［００１５］、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、特許文献１に記載された放電電極部は種々の利点を有しているが、以下のような問題も生じている。
すなわち、前述したごとく、放電電極１０２の周囲に発生したイオンの一部は放電電極１０２に近接した対向電極１０３により吸収されてしまうので、噴射口１０１ａを介して除電対象物へ到達するイオン量が少なくなる。このため、帯電した除電対象物の電位を所定値にまで除電するための除電時間が長くなると共に、除電時間を短くするには放電電極１０２への印加電圧を高くする等の方法で出力を上げる必要がある。
何れにしても、従来技術では、放電電極１０２の汚染を防止するという課題と、除電対象物への到達イオン量を所定値に確保するという課題とを同時に満足することができず、これらは二律背反の関係にあった。
【０００９】
そこで本発明の解決課題は、放電電極の汚染防止と除電対象物への到達イオン量の確保とを同時に満足させることができるインジェクション型イオナイザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載した発明は、内部の通孔により第１のエア流路が形成された放電電極に高電圧を印加してコロナ放電によりイオンを発生させ、このイオンを、第１のエア流路を流れる第１のエア流により除電対象物方向に噴射させるようにしたインジェクション型イオナイザにおいて、
正の高電圧が印加される正側放電電極と負の高電圧が印加される負側放電電極とからなる少なくとも一つの放電電極対を、絶縁材料からなるカバーの内部に収容し、このカバーに、前記第１のエア流を除電対象物方向に噴射させるための噴射口を形成したものである。
【００１１】
請求項２に記載した発明は、いわゆるダブルインジェクション型イオナイザに関するものであり、
請求項１に記載したインジェクション型イオナイザにおいて、
前記放電電極の周囲に、前記噴射口に向かう第２のエア流を形成するための第２のエア流路を形成し、第１及び第２のエア流を合流させて前記噴射口から噴射させるようにしたものである。
【００１２】
請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載したインジェクション型イオナイザにおいて、
前記噴射口を、前記放電電極の直下に形成したものである。
【００１３】
請求項４に記載した発明は、請求項３に記載したインジェクション型イオナイザにおいて、
前記放電電極の直下に形成した前記噴射口の相互間に、別の噴射口を形成したものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、放電電極に近接して対向電極を配置する必要がなくなるため、対向電極によって吸収されるイオン量を少なくすることができ、発生イオンの殆どすべてを効率よく除電対象物に到達させることができる。従って、所期の除電効果を得るために除電時間が長期化したり、放電電極への印加電圧を高くする（イオナイザを高出力化する）といった対応策が要求されることもない。つまり、従来と同一の出力のもとで除電対象物に到達するイオン量を増加させることができる。
また、放電電極がカバーによって覆われるため、放電電極の汚染を防ぎ、清掃等のメンテナンス作業を容易化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、図１は本発明の第１実施形態を示す構成図であり、内部にエア流路を有するインジェクション型の放電電極をバータイプの直流式イオナイザに適用した場合のものである。
【００１６】
図１において、１１，１２は針状の放電電極であり、図８に示した放電電極１０２と実質的に同一の構造であって、中心軸にエア流路を構成する通孔１１ａ，１２ａ（図２参照）を備えている。ここで、放電電極１１は負イオンを発生する負側放電電極、放電電極１２は正イオンを発生する正側放電電極としてそれぞれ動作するものであり、両電極１１，１２からなる複数の放電電極対がバー本体５０の長手方向に配置されている。
また、放電電極１１には負側高電圧発生回路３１から負の高電圧が、放電電極１２には正側高電圧発生回路３２から正の直流高電圧が印加されるようになっている。
【００１７】
一対の放電電極１１，１２を包囲するように、バー本体５０の底面には、絶縁材料からなる箱形のカバー２０が取り付けられている。カバー２０の底板２０Ａの放電電極１１，１２の直下には、例えば直径５ｍｍ程度の噴射口２１ａ，２２ａがそれぞれ形成されている。
これら一対の放電電極１１，１２及びカバー２０により、放電電極ユニット４０が構成される。
【００１８】
図２は、放電電極ユニット４０の拡大図である。バー本体５０の内部にはエア供給用の配管が収納されており、この配管から、放電電極１１，１２の通孔１１ａ，１２ａを下方に向かって流れる第１のエア流が供給されるようになっている。
なお、図示されていないが、放電電極１１，１２の外周面とカバー２０の内面との間の空間に噴射口２１ａ，２２ａへ向かう第２のエア流を形成したり、放電電極１１，１２の周囲をほぼ円筒状のカバーにより包囲してこのカバーの内面と放電電極１１，１２の外周面との間に噴射口２１ａ，２２ａへ向かう第２のエア流を形成しても良い。すなわち、図２に示すような、いわゆるシングルインジェクション型ばかりでなく、ダブルインジェクション型の放電電極部を形成しても良い。
【００１９】
次に、この実施形態の動作を説明する。
図２において、放電電極１１に負の高電圧を、放電電極１２に正の高電圧をそれぞれ印加すると、各々他方の放電電極１２，１１が対向電極として機能し、コロナ放電により負イオン、正イオンが発生する。このとき、放電電極１１，１２の通孔１１ａ，１２ａを通って噴射口２１ａ，２２ａ方向にエアが通過すると、発生イオンはこのエア流に引き込まれて噴射口２１ａ，２２ａから下方の除電対象物方向へ速やかに噴射される。
なお、放電電極１１，１２を互いにある程度離して配置することにより、各電極１１，１２から発生した異極性のイオンは結合することなく速やかに噴射されるものである。
【００２０】
この実施形態によれば、一対の放電電極１１，１２がカバー２０により包囲されているため、カバー２０の周囲に存在する塵埃が放電電極１１，１２に付着するおそれが少なく、放電電極１１，１２の清掃頻度を少なくしてメンテナンス作業を軽減することができる。
また、図８のように個々の放電電極に近接して対向電極を配置する構造ではないから、各電極１１，１２から発生したイオンが対向電極に吸収されることもない。従って、発生イオンのほぼ全量が噴射口２１ａ，２２ａを経て除電対象物に到達するので、各電極１１，１２に従来と同じ大きさの電圧を印加した場合に除電時間を短縮することができる。言い換えれば、従来と同一の出力のもとで除電対象物に到達するイオンの量を増加させることができる。
【００２１】
図３は、本実施形態による除電効果を確認するための試験装置の構成図である。
図示するように、バー本体５０に本実施形態による放電電極ユニット４０を配置する一方で、別の放電電極１１，１２を比較ユニット４０’として配置し、放電電極ユニット４０及び比較ユニット４０’の除電効果を比較対照すると共に、１０日間連続的に使用した場合の放電電極ユニット４０及び比較ユニット４０’のそれぞれの放電電極１１，１２の汚れを検証した。なお、カバー２０と帯電プレートモニタ６０の帯電プレートとの間の距離は１５００ｍｍとし、電極１１，１２相互の間隔は７０ｍｍとした。
【００２２】
図４は、上記の試験による除電効果を対比して表したものである。なお、試験では、帯電プレートモニタ６０の帯電プレートを正側では＋１０００Ｖに帯電させてから＋１００Ｖに除電するまでの時間を図４の「除電時間＋」とし、負側では−１０００Ｖに帯電させてから−１００Ｖに除電するまでの時間を「除電時間−」とした。また、「バランス」は、帯電プレートの除電後の目標電圧（＋１００または−１００Ｖ）を基準とした電圧のばらつきを示し、「出力電圧＋」、「出力電圧−」は正負の放電電極への印加電圧をそれぞれ示している。
【００２３】
図４から明らかなように、本実施形態の放電電極ユニット４０と比較ユニット４０’とでは除電時間がほぼ等しくなっており、カバー２０を設けたことによる除電時間の長期化は見られない。勿論、従来技術（図８）と比べた場合には、前述したように対向電極による発生イオンの吸収がないため、従来技術よりも除電時間の短縮、除電効率の向上が可能である。
また、図４によれば、電圧のバランスについては放電電極ユニット４０の方が改善されている。
更に、放電電極１１，１２の汚れについては、カバー２０を備えた本実施形態の放電電極ユニット４０の方が、比較ユニット４０’よりも遙かに塵埃の付着が少ないことが確認された。
【００２４】
次に、図５は本発明の第２実施形態を示す主要部の概要図である。
この実施形態は、イオナイザから除電対象物までの距離が比較的短い用途（例えば３００ｍｍ以下など）に好適であり、負側の放電電極１１及び正側の放電電極１２の中心軸がケース２３の底板２３Ａの噴射口２４近傍において交差するように、両電極１１，１２がその先端部を内側に傾けて配置されている。
【００２５】
本実施形態でも、前記同様に各電極１１，１２がそれぞれ他方の対向電極として機能する結果、従来技術のように放電電極に近接した対向電極が不要になるため、発生イオンが対向電極に吸収されることもなく、短時間で効率よく除電を行うことができる。
【００２６】
また、図６は本発明の第３実施形態を示す主要部の概要図である。
この実施形態は、図１に示したように放電電極１１，１２の直下に形成される噴射口以外に、これらの噴射口の相互間に更に別の噴射口を形成したものである。すなわち、図６において、５１はバー本体、２５はカバーであり、このカバー２５は多数の放電電極１１，１２を包囲できるようにバー本体５１のほぼ全長にわたる長さに形成されている。
【００２７】
カバー２５の底板２５Ａには、図１における噴射口２１ａ，２２ａに相当する噴射口２６ａ，２７ａが形成されていると共に、これらの噴射口２６ａ，２７ａの間には更に別の噴射口２８がそれぞれ形成されている。
なお、カバー２５の内部には、必要に応じてバー本体５１側または側方から清浄エアが供給される。
【００２８】
このように構成すると、複数の噴射口２８を通るエア流も生じることになり、これらの噴射口２８からは、隣り合う放電電極１１，１２からそれぞれ発生した負イオン、正イオンが適宜混在した状態で噴射されることになる。
従って、イオナイザ全体では、噴射口の数が増えた分だけ放電電極の数が増加したようになるので、除電エリアが拡大されると共に、噴射口２８から噴射される正負の混合イオンによってイオンバランスの向上を図ることができる。
なお、図１のように一対の放電電極１１，１２をカバー２０により包囲する構造において、両電極１１，１２の直下の噴射口２１ａ，２２ａの相互間に図６のような噴射口２８を更に形成しても良い。
【００２９】
図７は上記第３実施形態の全体構成を示しており、バー本体５１の長手方向に沿って多数の放電電極１１，１２を交互に配置し、更に、多数の噴射口２６ａ，２７ａ，２８を有するカバー２５を取り付けた状態を示している。ここで、図７（ｂ）は図７（ａ）の長手方向に直交する断面図であり、バー本体５１やカバー２５の内面を曲線状にして全体が流線形または紡錘形となるように形成すれば、流路抵抗を減少させてエア流の円滑な流動、噴射が可能になる。
【００３０】
上記各実施形態において、カバー２０，２３，２５を透明または半透明の樹脂等によって形成することにより、放電電極１１，１２の汚れ具合を外部から確認することができる。また、カバー２０，２３，２５を脱着または開閉可能に形成すれば、放電電極１１，１２の清掃や交換等のメンテナンス作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態を示す構成図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の第１実施形態の除電効果を確認するための試験装置の構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態の試験結果の説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す主要部の概要図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示す主要部の概要図である。
【図７】本発明の第３実施形態の全体構成図である。
【図８】従来技術を示すダブルインジェクション型の放電電極部の構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１，１２：放電電極
１１ａ，１２ａ：通孔
２０，２３，２５：カバー
２０Ａ，２３Ａ，２５Ａ：底板
２１ａ，２２ａ，２４，２６ａ，２７ａ，２８：噴射口
３１：負側高電圧発生回路
３２：正側高電圧発生回路
４０：放電電極ユニット
４０’：比較ユニット
５０，５１：バー本体
６０：帯電プレートモニタ
【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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