(57)【要約】【課題】  装置の遠方だけでなく、近傍にも正イオン及び負イオンの両イオンを供給し、反応させることができるイオン発生装置を実現する。【解決手段】  本発明のイオン発生装置１は、正イオン及び負イオンを発生させる第１イオン発生手段１１と正イオンを発生させる第２イオン発生手段１２と、負イオンを発生させる第３イオン発生手段１３を備え、第１イオン発生手段１１より発生した正イオン及び負イオンを放出する第１吹出口２と、第２イオン発生手段１２より発生した正イオンを放出する第２吹出口３と、第３イオン発生手段１３より発生した負イオンを放出する第３吹出口４を備えていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正イオン及び負イオンを発生させる第１イオン発生手段と
正イオンを発生させる第２イオン発生手段と、
負イオンを発生させる第３イオン発生手段を備え、
前記第１イオン発生手段より発生した正イオン及び負イオンを放出する第１吹出口と、
前記第２イオン発生手段より発生した正イオンを放出する第２吹出口と、
前記第３イオン発生手段より発生した負イオンを放出する第３吹出口を備えていることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
前記第１吹出口は、前記第２吹出口及び前記第３吹出口より上部に配置されてい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】
前記第１吹出口は、正イオン及び負イオンを上方に放出するように設定されてい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４】
前記第１吹出口から放出される風速は、前記第２吹出口及び前記第３吹出口から放出される風速より小さい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５】
前記第３吹出口は、前記第２吹出口より下部に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のイオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に正イオン及び負イオンを放出して、室内の除菌や消臭を行うイオン発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、正イオンおよび負イオンを放出するイオン発生装置が実用化されており、室内空間内に浮遊するカビ菌やウィルスの分解、ニオイの除去、集塵等の効果をもたらすことが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、正イオンと負イオンを発生させ、空気中に浮遊する細菌を殺菌したり、空気を脱臭する殺菌・脱臭装置が提案されている。該殺菌・脱臭装置は、図６に示すように、正イオンを発生させる正イオン発生部１０１と、負イオンを発生させる負イオン発生部１０２を備え、正イオン発生部１０１はダクト１０３に接続され、負イオン発生部１０２はダクト１０４に接続されている。このような構成において、正イオン及び負イオンはそれぞれ別々に外部に放出されるため、正イオン及び負イオンが反応する位置を遠方に設定することができる。特許文献１の殺菌・脱臭装置によれば、放出された正イオンと負イオンが空気中の浮遊細菌や臭気成分に付着することにより、Ｈ２Ｏ２あるいはＯＨラジカルを生成し、空気中の浮遊細菌や臭気成分を酸化することにより、殺菌作用あるいは脱臭作用が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５３９９５号公報（平成１５年５月２７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の殺菌・脱臭装置のように、正イオン及び負イオンをそれぞれ別々に放出し、装置の遠方にて正イオン及び負イオンが反応するように設定すると、装置の近傍であって放出方向以外の領域には、正イオン及び負イオンの両イオンが存在しにくくなってしまい、その結果、装置近傍の空間では殺菌作用や脱臭作用等の効果が低くなってしまうという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の遠方だけでなく、近傍にも正イオン及び負イオンの両イオンを供給し、反応させることができるイオン発生装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るイオン発生装置は、正イオン及び負イオンを発生させる第１イオン発生手段と正イオンを発生させる第２イオン発生手段と、負イオンを発生させる第３イオン発生手段を備え、第１イオン発生手段より発生した正イオン及び負イオンを放出する第１吹出口と、第２イオン発生手段より発生した正イオンを放出する第２吹出口と、第３イオン発生手段より発生した負イオンを放出する第３吹出口を備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、第１吹出口は、第２吹出口及び第３吹出口より上部に配置されていることを特徴としても良い。また、第１吹出口は、正イオン及び負イオンを上方に放出するように設定されていることを特徴としても良い。また、第１吹出口から放出される風速は、第２吹出口及び第３吹出口から放出される風速より小さいことを特徴としても良い。また、第３吹出口は、第２吹出口より下部に配置されていることを特徴としても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、装置の遠方だけでなく、近傍にも正イオン及び負イオンの両イオンを供給し、反応させることができるイオン発生装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るイオン発生装置の構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係るイオン発生装置の構成を示す断面図である。
【図３】実施例に係るイオン発生装置の測定を行ったときの条件を説明する概略図である。
【図４】実施例に係る実験結果を示す図である。
【図５】実施例に係る実験結果を示す図である。
【図６】従来技術である特許文献１に係る殺菌・脱臭装置の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１２】
＜実施形態１＞
図１は、本発明のイオン発生装置１の斜視図である。本発明のイオン発生装置１は、正イオン及び負イオンの両イオンを放出する第１吹出口２と、正イオンあるいは負イオンのいずれか一方を放出する第２吹出口３と、第２吹出口３から放出するイオンと逆極性のイオンを放出する第３吹出口４を備えており、第１吹出口２及び第２吹出口３、第３吹出口４は、筐体５の上から順に配置している。ここでは、第１吹出口２は筐体５の上面に配置しており、第２吹出口３及び第３吹出口４は筐体５の前面に配置している。筐体５は、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリルなどの樹脂や、導電性、加工性、汎用性の高い銅やアルミニウムの金属から構成されており、樹脂あるいは金属の単層でも良く、それぞれを重ね合わせた複層でも良い。
【００１３】
図２は、イオン発生装置１の断面図である。イオン発生装置１は、背面に吸込口６を備え、装置内にファン７等の送風手段とイオンを含んだ気体が通過する風路８、風路９、風路１０を備える。吸込口６は、ファン７等の送風手段を用いて、装置外の空気などの気体を装置の中に取り込む機能を有する。風路８及び風路９、風路１０はそれぞれ、イオンを発生させる第１イオン発生手段１１及び第２イオン発生手段１２、第３イオン発生手段１３を備え、発生させたイオンを放出する第１吹出口２及び第２吹出口３、第３吹出口４と接続している。
【００１４】
第１イオン発生手段１１及び第２イオン発生手段１２、第３イオン発生手段１３はそれぞれ、２つの電極からなるイオン発生素子からなり、各電極には図示しない電源が接続されている。各イオン発生素子は、電源により２つの電極間に電圧差を作り、コロナ放電を生じさせ、イオンを発生させる。例えば、一方の電極に正または負の電圧を印加し、他方の電極を接地させることによって、正イオンまたは負イオンを発生させることができる。電極は、導電部材からなり、針状や線状、板状、リング状等の形状を有する。図２においては、各イオン発生手段は、２つの針状の電極を対向配置させたイオン発生素子を用いているが、電極の形状や配置はこれに限定されるものではない。また、各イオン発生手段は、複数のイオン発生素子から形成されていても良い。
【００１５】
第１イオン発生手段１１は、正イオン及び負イオンを発生するように設定され、発生した正イオン及び負イオンは、風路８を通り、第１吹出口２から上方に放出される。第１イオン発生手段１１は、図２のように１つのイオン発生素子から形成され、正イオン及び負イオンを交互に発生させても良いし、または正イオンを発生させるイオン発生素子と負イオンを発生させるイオン発生素子を含む複数のイオン発生素子から構成され、正イオン及び負イオンを同時に発生させても良い。
【００１６】
第２イオン発生手段１２は、正イオンあるいは負イオンのいずれか一方を発生するように設定され、発生したイオンは、風路９を通り、第２吹出口３から放出される。第３イオン発生手段１３は、第２吹出口３から放出するイオンとは逆極性のイオンを発生するように設定され、発生したイオンは、風路１０を通り、第３吹出口４から放出される。なお、第２イオン発生手段１２及び第３イオン発生手段１３は、図２のように１つのイオン発生素子から構成されても良いし、複数のイオン発生素子から構成されても良い。
【００１７】
次に、上記の構成を持つイオン発生装置１の動作について説明する。まず、ファン７を用いて、装置外の空気などの気体を背面側の吸込口６から装置の中に取り込む。取り込まれた気体は、ファン７を通過し、風路８または風路９、風路１０に流入する。ここで気体は、第１イオン発生手段１１または第２イオン発生手段１２、第３イオン発生手段１３より発生したイオンを含み、イオンを含んだ気体は、第１吹出口２または第２吹出口３、第３吹出口４から装置の外に放出される。
【００１８】
このとき、第１吹出口２から放出される風速は、第２吹出口３及び第３吹出口４から放出される風速より小さいことが好ましい。第２吹出口３及び第３吹出口４は、イオン発生装置１の遠方でイオンを反応させるために正イオンと負イオンを別々の吹出口から放出させている。それに対して、第１吹出口２は、第２吹出口３及び第３吹出口４から放出される正イオン及び負イオンが供給されにくいイオン発生装置１の近傍でイオンを反応させるために、正イオン及び負イオンを放出させている。そのため、イオン発生装置１の近傍にイオンを供給するための第１吹出口２から放出される風速は、イオン発生装置１の遠方にイオンを供給するための第２吹出口３及び第３吹出口４から放出される風速より小さく設定されるほうが好ましい。例えば、図２のように第１吹出口２の開口部の大きさを第２吹出口３及び第３吹出口４の開口部より大きくすることで、第１吹出口２から放出される風速は、第２吹出口３及び第３吹出口４から放出される風速より小さく設定することができる。
【００１９】
また、イオン発生装置１の近傍でも特に、イオン発生装置１の上側において第２吹出口３及び第３吹出口４から放出される正イオン及び負イオンが供給されにくい。そのため、第１吹出口２は、上方にイオンを放出するように設定されていることが好ましい。
【００２０】
なお、吸込口６には、気体中の粉塵等を捉えるフィルターが備えられていても良い。フィルターを備えることによって、気体中の粉塵等を回収することができるため、気体の浄化を行うことができる。さらに、ホコリ等の集塵は、イオン発生手段の電極に衝突し、電極を劣化させてしまうが、イオン発生装置１内に気体を取り込む段階でフィルターにより集塵を回収することによって、その問題を抑制することが可能となる。
【００２１】
以下、上記のイオン発生装置１を用いた具体的な実施例について説明する。
【実施例】
【００２２】
実施例では、本発明のイオン発生装置１を用いてイオンを放出し、室内空間のイオン濃度分布を測定する実験を行った。図３は、室内空間のイオン濃度分布を測定したときの条件を説明するための概略図である。図３（ａ）は、上面図、図３（ｂ）は、側面図を示している。測定を行った室内空間２１は、６畳相当（Ｘ軸（幅）×Ｙ軸（奥行き）×Ｚ軸（高さ）＝３．０ｍ×３．５ｍ×２．３ｍ）であり、室内空間２１内は、室温２７℃、湿度３８％であった。
【００２３】
次に、イオン濃度の測定箇所について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、Ｘ軸方向を２等分し、Ｙ軸方向を４等分することによりＸＹ平面に形成される３本の軸をイオン発生装置１から近い順に測定軸３１〜３３とする。次に、図３（ｂ）に示すように、Ｚ軸方向に、下から１８０ｃｍ、１２５ｃｍ、８０ｃｍ離れたＸＹ平面を測定面Ａ、Ｂ、Ｃとする。イオン濃度の測定箇所は、測定軸３１〜３３と測定面Ａ〜Ｃが交わる９点（３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３２Ａ、・・・、３３Ｃ）とする。イオン濃度は、各測定箇所でイオンカウンタにて正イオン及び負イオンの測定を行った。
【００２４】
イオン発生装置１は、Ｘ軸方向の真ん中かつＹ軸方向の壁際から約４０ｃｍ離れた位置に配置されている。第１吹出口２は、高さ約８７ｃｍの位置から測定箇所３１Ａと３１Ｂの真ん中方向に、風速５．０ｍ／ｓで吹き出すように設定されている。第２吹出口３は、高さ約５２ｃｍの位置から測定箇所３３Ａと３３Ｂの真ん中方向に、風速６．０ｍ／ｓで吹き出すように設定されている。第３吹出口４は、高さ約２４ｃｍの位置から測定箇所３３Ｃの方向に、風速６．０ｍ／ｓで吹き出すように設定されている。
【００２５】
各イオン発生手段は、２つの針状の電極を対向配置させたイオン発生素子からなり、一方の電極に電圧±９ｋＶ〜０ｋＶ、周波数２ｋＨｚ、ＤＵＴＹ９０％のパルス波形の電圧を印加し、他方の電極は接地させた。
【００２６】
上記の条件にて第１吹出口２から正イオン及び負イオンを放出しつつ、第２吹出口３から正イオン、第３吹出口４から負イオンを放出させた場合と、第２吹出口３から負イオン、第３吹出口４から正イオンを放出させた場合の２つの条件下で室内空間２１のイオン濃度分布を測定した。
【００２７】
図４は、第２吹出口３から正イオン、第３吹出口４から負イオンを放出させたときの実験結果を示す。縦軸は、Ｚ軸（高さ）を示し、横軸はＹ軸（奥行き）を示し、各測定個所での測定結果を３１Ａ’のように示す。実験結果は、円グラフを用いて表し、円グラフの黒色（左側）は正イオン量を示し、白色（右側）は負イオン量を示しており、円グラフを用いることで正イオンと負イオンの比率を表している。円グラフの大きさは、正イオン及び負イオンの合計の量に比例している。ここでは、空間の真ん中で測定した測定結果３２Ｂ’の正イオン及び負イオンの合計の量を１００とし、各測定結果について規格化を行った。この結果より、３１Ｃ以外の測定箇所では、正イオン及び負イオンがバランス良く供給されていることがわかった。測定箇所３１Ｃにおいて、正イオンが非常に多いのは、第２吹出口３から放出された正イオンが測定個所３３Ｃ付近を通過することが原因であるため、度外視しても良い。
【００２８】
図５は、第２吹出口３から負イオン、第３吹出口４から正イオンを放出させたときの実験結果を示し、表示方法は図４と同様であり、各測定個所での測定結果を３１Ａ’’のように示す。ここでも、図４での測定結果３２Ｂ’の正イオン及び負イオンの合計の量を１００とし、各測定結果について規格化を行った。この結果より、図４とほぼ同じように、３１Ｃ以外の測定箇所では、正イオン及び負イオンがバランス良く供給されていることがわかった。測定箇所３１Ｃにおいて、負イオンが非常に多いのは、第２吹出口３から放出された負イオンが測定個所３３Ｃ付近を通過することが原因であるため、度外視しても良い。
【００２９】
ここで、第２吹出口３から正イオン、第３吹出口４から負イオンを放出させたときの実験結果（図４）と第２吹出口３から負イオン、第３吹出口４から正イオンを放出させたときの実験結果（図５）を比較する。空間上部の測定面Ａでの測定結果３１Ａ’、３２Ａ’、３３Ａ’と、３１Ａ’’、３２Ａ’’、３３Ａ’’をそれぞれの測定箇所で比較すると、正イオン及び負イオンの合計はそれぞれの測定個所において図４のほうが多いことがわかった。さらに、正イオン及び負イオンのバランスについて比較すると、それぞれの測定個所において図４のほうが良いことがわかった。これらは、正イオンと負イオンの移動度の違いが原因だと考えられる。正イオンは質量が重いため、移動度が低く拡散しにくい性質を持つが、それに対して負イオンは移動度が高く拡散し易い性質を持つ。そのため、第２吹出口３から負イオン、第３吹出口４から正イオンを放出させた場合、下段の第３吹出口４から放出される正イオンは、第２吹出口３から放出する負イオンに遮られるため、空間の上部まで拡散しにくかった。それに対して、第２吹出口３から正イオン、第３吹出口４から負イオンを放出させた場合、下段の第３吹出口４から放出される負イオンは、移動度が高いため、空間の上部にも供給されやすかったと考えられる。以上の結果より、空間上部にも正イオン及び負イオンを供給する観点からは、移動度の低い正イオンを中段の第２吹出口３から放出させ、移動度の高い負イオンを下段の第３吹出口４から放出させる構成のほうが良いといえる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲は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。
【００３１】
例えば、本実施形態では第１吹出口２及び第２吹出口３、第３吹出口４を筐体５の上から順に配置したが、正イオン及び負イオンの両イオンを放出する第１吹出口２を真ん中に配置しても良い。第２吹出口３と第３吹出口４を上下に配置することで、イオン発生装置１の遠方に正イオン及び負イオンの両イオンを供給しつつ、正イオン及び負イオンの両イオンを放出する第１吹出口２を第２吹出口３と第３吹出口４の間に配置することで、イオンが供給されにくい間の領域に正イオン及び負イオンの両イオンを供給する。
【００３２】
本発明に係るイオン発生装置は、空気調和機、除湿器、加湿器、空気清浄機、ファンヒ−タ等に用いても良く、主として、家屋の室内、ビルの一室、病院の病室、自動車の車室内、飛行機の機内、船の船室内等の空気を調整すべく用いられる装置である。また、本発明のイオン発生装置は、正イオン及び負イオンを同時に空間に放出させることができるため、半導体工場等の除電装置としても使用しても良い。正イオン及び負イオンをバランス良く発生することから、優れた除電効果が得られる。
【符号の説明】
【００３３】
１  イオン発生装置
２  第１吹出口
３  第２吹出口
４  第３吹出口
５  筐体
６  吸込口
７  ファン
８  風路
９  風路
１０  風路
１１  第１イオン発生手段
１２  第２イオン発生手段
１３  第３イオン発生手段
２１  室内空間
【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】
2013165005.tif 000007
【図６】
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