(57)【要約】【課題】ランニングコストを削減できるイオン発生装置２０を提供する。【解決手段】電極４２ａ、４３ａと電圧を昇圧して電極４２ａ、４３ａに印加する昇圧トランス６０とを備え、電極４２ａ、４３ａに高電圧を印加してイオンを発生するイオン発生装置２０において、昇圧トランス６０の一次巻線６１を収納する低電圧ユニット３０と、昇圧トランス６０の二次巻線６２及び電極４２ａ、４３ａを収納する高電圧ユニット４０と、を着脱可能に設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と電圧を昇圧して前記電極に印加する昇圧トランスとを備え、前記電極に高電圧を印加してイオンを発生するイオン発生装置において、
前記昇圧トランスの一次巻線を収納する低電圧ユニットと、前記昇圧トランスの二次巻線及び前記電極を収納する高電圧ユニットと、を着脱可能に設けたことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
前記電極の先端が前記高電圧ユニットのハウジングから突出し、前記ハウジング内に樹脂を充填した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】
前記二次巻線に挿入される磁性体のコアを前記高電圧ユニットから突出して設け、前記高電圧ユニットを前記低電圧ユニットに装着した際に前記コアが前記一次巻線に挿入されることを特徴とする請求項１又は２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記一次巻線の給電経路を開閉するスイッチを設け、前記コアが前記一次巻線に挿入された際に前記スイッチが導通することを特徴とする請求項３に記載のイオン発生装置。
【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と、前記イオン発生装置により発生するイオンを送出する送風ファンと、を備えたことを特徴とするイオン送出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は昇圧トランスを備えたイオン発生装置及びイオン送出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来のイオン発生装置２０の正面断面図を示している。イオン発生装置２０はハウジング４１内にイオン発生部４２、４３、昇圧トランス６０及び回路基板３３、４４が配される。ハウジング４１の一端にはイオン発生装置２０の着脱時に把持される把持部４１ａが設けられる。
【０００３】
イオン発生部４２、４３はそれぞれハウジング４１から突出する針状の電極４２ａ、４３ａを有している。昇圧トランス６０は磁性体のコア６３の周囲に巻回される一次巻線６１及び二次巻線６２を備えている。
【０００４】
回路基板３３は昇圧トランス６０の一次側に配され、電源回路及び駆動回路が設けられる。回路基板４４は昇圧トランス６０の二次側に配され、電源回路及び駆動回路が設けられる。電極４２ａ、４３ａはそれぞれダイオード５４、５５を介して二次巻線６２に接続される。
【０００５】
上記構成のイオン発生装置２０において、昇圧トランス６０の一次側に所定の電圧が印加されると昇圧トランス６０で昇圧される。昇圧トランス６０の二次側に接続される電極４２ａにはダイオード５４を介して正の高電圧が印加され、電極４３ａにはダイオード５５を介して負の高電圧が印加される。
【０００６】
高電圧の印加により電極４２ａ、４３ａの先端でコロナ放電が生じ、正イオン及び負イオンがそれぞれ発生する。正イオン及び負イオンを室内等に送出することにより、殺菌効果や脱臭効果を得ることができる。
【０００７】
電極４２ａ、４３ａは長期使用によって塵埃等の固着や消耗による劣化が生じ、イオンの発生量が減少する。このため、定期的にイオン発生装置２０の交換が行われる。この時、イオン発生装置２０が高価であるため交換によるランニングコストが大きくなる問題があった。
【０００８】
上記問題を解決するために、特許文献１には昇圧トランスと回路基板との間でハウジングを分離したイオン発生装置が開示される。このイオン発生装置によると、電極が劣化すると回路基板から昇圧トランス及び電極を取り外して交換する。これにより、ランニングコストを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−６０７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたイオン発生装置２０によると、昇圧トランスが電極とともに交換されるため、ランニングコストが大きくなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、ランニングコストを削減できるイオン発生装置２０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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明のイオン発生装置は、電極と電圧を昇圧して前記電極に印加する昇圧トランスとを備え、前記電極に高電圧を印加してイオンを発生するイオン発生装置において、前記昇圧トランスの一次巻線を収納する低電圧ユニットと、前記昇圧トランスの二次巻線及び前記電極を収納する高電圧ユニットと、を着脱可能に設けたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によると、電極は長期使用によって塵埃等の固着や消耗による劣化が生じ、イオンの発生量が減少する。この時、ユーザは低電圧ユニットから高電圧ユニットを分離し、新しい高電圧ユニットに交換する。
【００１４】
また本発明は、上記構成のイオン発生装置において、前記電極の先端が前記高電圧ユニットのハウジングから突出し、前記ハウジング内に樹脂を充填したことを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、上記構成のイオン発生装置において、前記二次巻線に挿入される磁性体のコアを前記高電圧ユニットから突出して設け、前記高電圧ユニットを前記低電圧ユニットに装着した際に前記コアが前記一次巻線に挿入されることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、上記構成のイオン発生装置において、前記一次巻線の給電経路を開閉するスイッチを設け、前記コアが前記一次巻線に挿入された際に前記スイッチが導通することを特徴とする。
【００１７】
また上記目的を達成するため、本発明のイオン発生装置は、前記イオン発生装置と、前記イオン発生装置により発生するイオンを送出する送風ファンと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、前記昇圧トランスの一次巻線を収納する低電圧ユニットと、前記昇圧トランスの二次巻線及び前記電極を収納する高電圧ユニットとを着脱可能に設けたため、長期使用によりイオンの発生量の低下の際には高電圧ユニットのみの交換でよい。従って、ランニングコストを削減できるイオン発生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態のイオン送出装置の側面断面図
【図２】本発明の実施形態のイオン発生装置の正面断面図
【図３】本発明の実施形態のイオン発生装置の正面断面図
【図４】本発明の実施形態のイオン発生装置の回路図
【図５】従来のイオン発生装置の正面断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は一実施形態のイオン送出装置１の側面断面図を示している。イオン送出装置１は筐体２、イオン発生装置２０を有する。筐体２にはカバー５、送風ダクト６が設けられる。カバー５は筐体２の前面２ａに着脱可能に設けられる。
【００２１】
送風ダクト６は筐体２の一側面に開口する吸込口（不図示）と上面に開口する吹出口７とを連通させる。吸込口（不図示）には塵埃を捕集する集塵フィルター（不図示）及び複数の通気孔を開口した通気板（不図示）が配される。
【００２２】
送風ダクト６には送風ファン３が配される。送風ファン３はシロッコファンから成り、ファンモータ３ａにより駆動される羽根車３ｂが同軸に設けられる。羽根車３ｂが吸込口（不図示）に面して送風ダクト６内に配置される。ファンモータ３ａによって羽根車３ｂが回転して送風ダクト６に気流が流通する。
【００２３】
図２、図３はイオン発生装置２０の正面断面図を示している。イオン発生装置２０は筐体２内に配され、低電圧ユニット３０及び高電圧ユニット４０を有する。図２は低電圧ユニット３０に高電圧ユニット４０が装着された図を示し、図３は低電圧ユニット３０から高電圧ユニット４０を取り外した図を示す。
【００２４】
低電圧ユニット３０はセラミック等の誘電体のハウジング３１により覆われる。ハウジング３１は正面から見てＬ字状に形成され、係合部（不図示）及び開口部３２が設けられる。係合部は後述するハウジング４１に設けられた係合部（不図示）と係合する。開口部３２は上面の一端に設けられる。
【００２５】
ハウジング３１内には一次巻線６１、スイッチ３４、回路基板３３が設けられる。昇圧トランス６０の一次巻線６１は軸方向の端面を開口部３２に対向して配され、一次側の低電圧側に配される。
【００２６】
スイッチ３４は一次巻線６１に対して、開口部３２と反対側に配される。スイッチ３４は一次巻線６１の給電経路を開閉し、後述するコア６３が一次巻線６１に挿入された際にスイッチ３４が導通する。
【００２７】
高電圧ユニット４０はセラミック等の誘電体のハウジング４１により覆われる。また、ハウジング４１内はエポキシ樹脂などの樹脂４７により充填される。
【００２８】
ハウジング４１は正面から見てＬ字状に形成され、把持部４１ａ、係合部（不図示）を有する。把持部４１ａは高電圧ユニット４０の交換の際にユーザにより把持される。係合部４１ｂは低電圧ユニット３０の係合部（不図示）と係合する。
【００２９】
ハウジング４１内にはコア６３、昇圧トランス６０の二次巻線６２、イオン発生部４２、４３、回路基板４４が設けられる。コア６３は棒状の磁性体により形成され、先端６３ａはハウジング４１から突出して設けられる。高電圧ユニット４０が係合部（不図示）を介して低電圧ユニット３０に装着されると、コア６３は開口部３２を介して一次巻線６１に挿入される。
【００３０】
二次巻線６２は昇圧トランス６０の二次側の高電圧側に配される。二次巻線６２はハウジング４１内のコア６３の周囲に券回される。ダイオード５４、５５は二次巻線６２に流れる電流を整流する。
【００３１】
イオン発生部４２、４３は電極４２ａ、４３ａを有する。電極４２ａ、４３ａは針状に形成され、送風ダクト６に臨んで配される（図１参照）。また、電極４２ａ、４３ａの先端はハウジング４１から突出して形成される。
【００３２】
図４はイオン発生装置２０の回路基板３３、４４を構成する駆動回路を示す回路図である。駆動回路の一端の端子５６ａ、５６ｂは電源回路（不図示）に接続される。電源回路から端子５６ａ、５６ｂ間に所定方向の電流が流れて電圧が印加されるとダイオード５７及び抵抗５３を介してコンデンサ５１に充電される。
【００３３】
コンデンサ５１の充電により端子間電圧が上昇すると、スイッチ３４を介して２端子サイリスタ５２のブレークオーバー電圧に到達する。この時、２端子サイリスタ５２はツェナーダイオードのように動作してさらに電流を流す。
【００３４】
２端子サイリスタ５２に流れる電流がブレークオーバー電流に到達すると、２端子サイリスタ５２は略短絡状態となる。これにより、コンデンサ５１に充電された電荷が２端子サイリスタ５２及び昇圧トランス６０の一次巻線６１を介して放電され、一次巻線６１にインパルス電圧が発生する。
【００３５】
一次巻線６１にインパルス電圧が発生すると、昇圧トランス６０の二次巻線６２に正及び負の高電圧パルスが交互に発生する。二次巻線６２の一端は接地し、他端はダイオード５４、５５を介してそれぞれ電極４２ａ及び電極４３ａに接続される。
【００３６】
このため、二次巻線６２で発生した正の高電圧パルスはダイオード５４を介して電極４２ａに印加される。これにより、電極４２ａの先端でコロナ放電が発生する。二次巻線６２で発生した負の高電圧パルスはダイオード５５を介して電極４３ａに印加される。これにより、電極４３ａの先端でコロナ放電が発生する。なお、昇圧トランス６０の二次側で発生する高電圧は３ｋＶ程度である。
【００３７】
電極４２ａのコロナ放電により空気中の水分子が電離して水素イオンが生成される。この水素イオンが溶媒和エネルギーにより空気中の水分子とクラスタリングする。これにより、Ｈ+（Ｈ2Ｏ）ｍ（ｍは０または任意の自然数）から成る空気イオンの正イオンがイオン発生部４２から放出される。
【００３８】
また、電極４３ａのコロナ放電により空気中の酸素分子または水分子が電離して酸素イオンが生成される。この酸素イオンが溶媒和エネルギーにより空気中の水分子とクラスタリングする。これにより、Ｏ2-（Ｈ2Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）から成る空気イオンの負イオンがイオン発生部４３から放出される。
【００３９】
Ｈ+（Ｈ2Ｏ）ｍ及びＯ2-（Ｈ2Ｏ）ｎは空気中の浮遊菌や臭い成分の表面で凝集してこれらを取り囲む。そして、式（１）〜（３）に示すように、衝突により活性種である［・ＯＨ］（水酸基ラジカル）やＨ2Ｏ2（過酸化水素）を微生物等の表面上で凝集生成して浮遊菌や臭い成分を破壊する。ここで、ｍ’、ｎ’は任意の自然数である。従って、正イオン及び負イオンを室内に送出することにより、室内の殺菌及び臭い除去を行うことができる。
【００４０】
Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ→・ＯＨ＋1/2Ｏ2＋(ｍ＋ｎ)Ｈ2Ｏ  ・・・（１）
Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ＋Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ’＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ’
→ 2・ＯＨ＋Ｏ2＋(ｍ＋ｍ'＋ｎ＋ｎ')Ｈ2Ｏ ・・・（２）
Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ＋Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ’＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ’
→ Ｈ2Ｏ2＋Ｏ2＋(ｍ＋ｍ'＋ｎ＋ｎ')Ｈ2Ｏ ・・・（３）
【００４１】
上記構成のイオン送出装置１において、送風ファン３の駆動によって吸込口（不図示）を介して送風ダクト６内に室内の空気が取り込まれる。空気に含まれる塵埃は集塵フィルター（不図示）により捕集される。
【００４２】
塵埃を除去して送風ダクト６を流通する空気にはイオン発生部４２、４３により発生した正イオン及び負イオンが含まれ、吹出口７から送出される。そして、吹出口７から送出される正イオン及び負イオンによって空気中の浮遊菌や臭気成分を破壊し、室内の殺菌や脱臭が行われる。
【００４３】
イオン発生装置２０の長期使用（例えば２年程度）によって塵埃等の固着や消耗による劣化が生じ、イオンの発生量が減少する。この時、ユーザはカバー５を開口し、把持部４１ａを把持して高電圧ユニット４０を取り出して交換する。また、新しい高電圧ユニット４０を装着した際に、自動的にイオン発生装置２０の駆動を開始することができる。
【００４４】
本実施形態によると、昇圧トランス６０の一次巻線６１を収納する低電圧ユニット３０と、昇圧トランス６０の二次巻線６２及び電極４２ａ、４３ａを収納する高電圧ユニット４０と、を着脱可能に設けたため、長期使用によりイオンの発生量の低下の際には高電圧ユニット４０のみの交換でよい。従って、ランニングコストを削減できるイオン発生装置２０を提供できる。
【００４５】
また、電極４２ａ、４３ａの先端が高電圧ユニット４０のハウジング４１から突出し、ハウジング４１内に樹脂を充填したため、高電圧ユニット４０内で内部放電を防ぐことができる。
【００４６】
また、高電圧ユニット４０を低電圧ユニット３０に装着した際にコア６３が一次巻線６１に挿入されるため、コア６３を一体化して昇圧トランス６０の磁気結合を高めることができる。
【００４７】
また、コア６３が一次巻線６１に挿入された際にスイッチ３４が導通するため、高電圧ユニット４０を取り外した際に一次側に電流が流れることを防止し、イオン発生装置２０の安全性を向上できる。また、高電圧ユニット４０を装着した際に自動的にイオン発生装置２０の駆動を開始することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明によると、昇圧トランスを備えたイオン発生装置及びイオン送出装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１      イオン送出装置
２      筐体
２ａ    前面
３      送風ファン
５      カバー
６      送風ダクト
７      吹出口
２０    イオン発生装置
３０    低電圧ユニット
３１    ハウジング
３２    開口部
３３    回路基板
３４    スイッチ
４０    高電圧ユニット
４１    ハウジング
４１ａ  把持部
４２    イオン発生部
４２ａ  電極
４３    イオン発生部
４３ａ  電極
４４    回路基板
４７    樹脂
６０    昇圧トランス
６１    一次巻線
６２    二次巻線
６３    コア
６３ａ  先端
【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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