(57)【要約】【課題】イオンの送出量を増加させることのできるイオン送出装置を提供する。【解決手段】送風ファン５を配して一端に吹出口２ｂが開口する送風ダクト２と、互いに先端を対向配置される針状の放電電極１１及び針状の誘導電極１２を有して両者の電位差によってコロナ放電するイオン発生素子１０とを備え、接地電位または接地電位近傍の電位に維持した誘導電極１２と放電電極１１との間に高電圧を印加して送風ダクト２に放出されたイオンを送風ファン５の駆動により送出するイオン送出装置１において、誘導電極１２を放電電極１１の下流に配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風ファンを配して一端に吹出口が開口する送風ダクトと、互いに先端を対向配置される針状の放電電極及び針状の誘導電極を有して両者の電位差によってコロナ放電するイオン発生素子とを備え、接地電位または接地電位近傍の電位に維持した前記誘導電極と前記放電電極との間に高電圧を印加して前記送風ダクトに放出されたイオンを前記送風ファンの駆動により送出するイオン送出装置において、前記誘導電極を前記放電電極の下流に配置したことを特徴とするイオン送出装置。
【請求項２】
前記放電電極及び前記誘導電極が前記送風ダクトの一内壁に設置され、気流の流通方向に平行な一直線上に配置されることを特徴とする請求項１に記載のイオン送出装置。
【請求項３】
前記放電電極及び前記誘導電極が前記送風ダクトの対向する内壁にそれぞれ設置され、気流の流通方向に対して傾斜した一直線上に配置されることを特徴とする請求項１に記載のイオン送出装置。
【請求項４】
前記送風ダクトが前記送風ファンの下流で分岐した第１、第２分岐通路を有するとともに、前記イオン発生素子を第１分岐通路及び第２分岐通路にそれぞれ設け、第１分岐通路に配した前記イオン発生素子の前記放電電極から正イオンを発生するとともに、第２分岐通路に配した前記イオン発生素子の前記放電電極から負イオンを発生することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のイオン送出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンを送出するイオン送出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の住宅は高気密化され、室内で発生した汚染物質や室内に流入した汚染物質が室内に溜まりやすくなっている。このため、揮発性有機化合物によるシックハウス症候群やハウスダストによるアレルギー症状等を発症する問題が深刻化している。これにより、イオン発生機能を有した空気清浄機や空気調和機等のイオン送出装置の需要が高まっている。
【０００３】
特許文献１には従来のイオン送出装置が開示される。図５はこのイオン送出装置の外観斜視図を示している。イオン送出装置５０は正イオンを発生させる正イオン発生部５１と、負イオンを発生させる負イオン発生部５２とを備えている。また、正イオン発生部５１及び負イオン発生部５２にそれぞれ接続される送風ダクト５３、５４が設けられる。
【０００４】
正イオン発生部５１及び負イオン発生部５２は網状の放電電極（不図示）と放電電極に対向するシート状の誘導電極（不図示）とを備えている。放電電極と誘導電極との間に高電圧が印加され、放電電極から放電する。正イオン発生部５１の放電電極は正電圧に印加され、放電によって正イオンが発生する。負イオン発生部５２の放電電極は負電圧に印加され、放電によって負イオンが発生する。正イオン及び負イオンは送風ダクト５３、５４を流通して吹出口５３ａ、５４ａからそれぞれ送出され、空気中の浮遊菌の殺菌や脱臭を行うことができる。
【０００５】
また、特許文献２には針状の放電電極と放電電極に対向する平板状の誘導電極を備えたイオン発生素子が開示される。高電圧の印加により針状の放電電極の先端に生じるコロナ放電によってイオンを発生させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５３９９５号公報（第４頁−第８頁、第８図）
【特許文献２】特開２００６−１９６２９１号公報（第７頁−第１１頁、第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたイオン送出装置によると、正イオンが流通する送風ダクト５３の壁面が正電位に帯電し、負イオンが流通する送風ダクト５４の壁面が負電位に帯電する。このため、イオンが同極性に帯電した送風ダクト５３、５４で反発し、吹出口５３ａ、５４ａに導かれるイオンが減少する。これにより、イオンの送出量が減少する問題があった。
【０００８】
本発明は、イオンの送出量を増加させることのできるイオン送出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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、送風ファンを配して一端に吹出口が開口する送風ダクトと、互いに先端を対向配置される針状の放電電極及び針状の誘導電極を有して両者の電位差によってコロナ放電するイオン発生素子とを備え、接地電位または接地電位近傍の電位に維持した前記誘導電極と前記放電電極との間に高電圧を印加して前記送風ダクトに放出されたイオンを前記送風ファンの駆動により送出するイオン送出装置において、前記誘導電極を前記放電電極の下流に配置したことを特徴としている。
【００１０】
この構成によると、送風ファンの駆動によって送風ダクトに気流が流通する。誘導電極は接地電位または接地電位近傍の電位に維持され、放電電極と誘導電極との間に例えば正の高電圧が印加される。これにより、正極となる針状の放電電極の先端には電界集中によってコロナ放電が発生し、正イオンが生成される。負極となる針状の誘導電極の先端にも電界集中によってコロナ放電が発生し易くなり、微量の負イオンが生成される。イオンは送風ダクトを流通する気流に含まれて吹出口から送出される。
【００１１】
この時、送風ダクトは正イオンによって正電位に帯電するとともに、誘導電極付近よりも下流の送風ダクトの一部が負イオンによって負電位に帯電する。これにより、放電電極で発生した正イオンが下流に配した誘導電極と吹出口との間で送風ダクトの帯電による反発が抑制され、吹出口に導かれる。放電電極と誘導電極との間に負の高電圧を印加した場合も同様に、放電電極で発生した負イオンが下流に配した誘導電極と吹出口との間で反発が抑制され、吹出口に導かれる。
【００１２】
また本発明は、上記構成のイオン送出装置において、前記放電電極及び前記誘導電極が前記送風ダクトの一内壁に設置され、気流の流通方向に平行な一直線上に配置されることを特徴としている。この構成によると、放電電極及び誘導電極を有するイオン発生素子を送風ダクトの壁面を介して容易に着脱することができる。
【００１３】
また本発明は、上記構成のイオン送出装置において、前記放電電極及び前記誘導電極が前記送風ダクトの対向する内壁にそれぞれ設置され、気流の流通方向に対して傾斜した一直線上に配置されることを特徴としている。この構成によると、放電電極が送風ダクトの一内壁に先端を下流に向けて傾斜して配置され、誘導電極が放電電極に対向する内壁に先端を上流に向けて傾斜して配置される。
【００１４】
また本発明は、上記構成のイオン送出装置において、前記送風ダクトが前記送風ファンの下流で分岐した第１、第２分岐通路を有するとともに、前記イオン発生素子を第１分岐通路及び第２分岐通路にそれぞれ設け、第１分岐通路に配した前記イオン発生素子の前記放電電極から正イオンを発生するとともに、第２分岐通路に配した前記イオン発生素子の前記放電電極から負イオンを発生することを特徴としている。
【００１５】
この構成によると、送風ファンの駆動によって気流が第１分岐通路及び第２分岐通路に分岐して流通する。第１分岐通路を流通する気流には一のイオン発生素子により発生した正イオンが含まれて送出される。第２分岐通路を流通する気流には他のイオン発生素子により発生した負イオンが含まれて送出される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、接地電位または接地電位近傍の電位に維持される針状の誘導電極を針状の放電電極の下流に対向配置している。これにより、放電電極の先端に電界集中が起こり易くなり、放電電極と誘導電極との電位差を小さくしても多くのイオンを発生させることができる。また、誘導電極から発生するイオンによって送風ダクトの吹出口近傍を放電電極で発生するイオンと逆極性に帯電させることができる。従って、放電電極で発生するイオンに対して送風ダクトの帯電による反発力が吹出口近傍で低減され、吹出口から送出されるイオンの送出量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態のイオン送出装置を示す概略構成図
【図２】比較例のイオン送出装置を示す概略構成図
【図３】本発明の第２実施形態のイオン送出装置を示す概略構成図
【図４】本発明の第３実施形態のイオン送出装置を示す概略構成図
【図５】従来のイオン送出装置を示す外観斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に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実施形態のイオン送出装置の概略構成図を示している。イオン送出装置１は筐体（不図示）内に送風ダクト２、電源部６、７及びイオン発生素子１０を備えている。送風ダクト２はポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル等の樹脂により形成され、筐体に開口する吸込口２ａと吹出口２ｂとを連通させる。送風ダクト２内には送風ファン５が配され、送風ファン５の駆動によって送風ダクト２内に吸込口２ａから吹出口２ｂに向かう気流が流通する。
【００１９】
イオン発生素子１０は針状の放電電極１１及び針状の誘導電極１２を有している。放電電極１１及び誘導電極１２は送風ダクト２の一内壁に設置され、一体に着脱可能になっている。また、放電電極１１及び誘導電極１２は送風ファン５と吹出口２ｂとの間で互いに先端を対向するように気流に平行な一直線上に配置される。この時、誘導電極１２が放電電極１１の下流に配される。
【００２０】
誘導電極１２は電源部７によって接地電位または接地電位近傍の電位に維持される。放電電極１１は電源部６によって正の高電位（例えば、３ｋＶ〜１０ｋＶ）または負の高電位（例えば、−３ｋＶ〜−１０ｋＶ）に維持される。電源部６は放電電極１１の印加電圧を正負に周期的に切り替える。これにより、放電電極１１と誘導電極１２との間には正の高電圧及び負の高電圧が周期的に切り替えて印加される。電源部６による印加電圧は直流でもよく、パルス波形や正弦波形でもよい。
【００２１】
放電電極１１と誘導電極１２との間に正の高電圧が印加されると、正極となる針状の放電電極１１の先端には電界集中によってコロナ放電が発生する。放電電極１１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）から成る正イオンが発生する。
【００２２】
同様に、放電電極１１と誘導電極１２との間に負の高電圧が印加されると、負極となる針状の放電電極１１の先端には電界集中によってコロナ放電が発生する。放電電極１１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）から成る負イオンが発生する。
【００２３】
放電電極１１及び誘導電極１２を互いに先端が対向する針状に形成することにより、誘導電極１２を板状やリング状にしたときに比べて放電電極１１の先端に電界集中が起こり易くなる。これにより、放電電極１１と誘導電極１２との電位差を小さくしても多くのイオンを発生させることができる。
【００２４】
この時、針状の誘導電極１２の先端にも電界集中によってコロナ放電が発生し易くなる。このため、放電電極１１と誘導電極１２との間に正電圧を印加した際に負極となる誘導電極１２から負イオンが発生する。また、放電電極１１と誘導電極１２との間に負電圧を印加した際に正極となる誘導電極１２から正イオンが発生する。尚、誘導電極１２は低電位であるため、誘導電極１２から発生するイオンは微量である。
【００２５】
上記構成のイオン送出装置１において、送風ファン５の駆動によって矢印Ａ１に示すように吸込口２ａを介して送風ダクト２内に室内の空気が取り込まれる。送風ダクト２を流通する空気には放電電極１１により発生した正イオン及び負イオンが含まれ、矢印Ａ２に示すように吹出口２ｂから送出される。
【００２６】
吹出口２ｂから送出されたＨ+（Ｈ2Ｏ）ｍから成る正イオン及びＯ2-（Ｈ2Ｏ）ｎから成る負イオン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、室内の殺菌及び脱臭を行うことができる。
【００２７】
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）
【００２８】
送風ダクト２はイオン発生素子１０で発生したイオンの一部が付着して帯電する。図１に示す「＋」、「−」は送風ダクト２の帯電状態を示しており、それぞれ正の帯電、負の帯電を表している。また、図２は比較例の帯電状態を示しており、放電電極１１と誘導電極１２とが送風ダクト２の対向する壁面に吹出口２ｂから同じ距離で配置されている。尚、図１、図２において、放電電極１１が正電位の場合を示している。
【００２９】
図２に示すように、送風ダクト２は放電電極１１から多く発生する正イオンによって多くの部分が正に帯電する。また、誘導電極１２から発生する微量の負イオンによって送風ダクト２は誘導電極１２の下流側の一部で負に帯電する。この時、放電電極１１と誘導電極１２とが吹出口２ｂから同じ距離に配置されるため、吹出口２ｂ近傍では優先的に発生している正イオンによる正への帯電が支配的となる。このため、正イオンは吹出口２ｂ近傍で反発力を受けて吹出口２ｂから送出されにくくなる。
【００３０】
これに対して、図１に示す本実施形態では誘導電極１２が放電電極１１の下流に配置されるため、誘導電極１２で発生する負イオンにより吹出口２ｂ近傍が負に帯電し易くなる。これにより、放電電極１１で発生した正イオンが下流に配した誘導電極１２と吹出口２ｂとの間で送風ダクト２の帯電による反発が抑制され、吹出口２ｂに導かれる。従って、吹出口２ｂから送出される正イオンの量を増加させることができる。
【００３１】
放電電極１１が負電位の場合も同様に、吹出口２ｂから送出される負イオンの量を増加させることができる。
【００３２】
本実施形態によると、接地電位または接地電位近傍の電位に維持される針状の誘導電極１２を針状の放電電極１１の下流に対向配置している。これにより、放電電極１１の先端に電界集中が起こり易くなり、放電電極１１と誘導電極１２との電位差を小さくしても多くのイオンを発生させることができる。従って、イオン送出装置１の省電力化を図ることができる。
【００３３】
また、誘導電極１２から発生するイオンによって送風ダクト２の吹出口２ｂ近傍を放電電極１１で発生するイオンと逆極性に帯電させることができる。従って、放電電極１１で発生するイオンに対して送風ダクト２の帯電による反発力が吹出口２ｂ近傍で低減され、吹出口２ｂから送出されるイオンの送出量を増加させることができる。
【００３４】
また、放電電極１１及び誘導電極１２が送風ダクト２の一内壁に設置され、気流の流通方向に平行な一直線上に配置される。これにより、放電電極１１及び誘導電極１２の先端が互いに対向して放電電極１１の下流に誘導電極１２を配したイオン送出装置１を容易に実現することができる。また、送風ダクト２の壁面を介して放電電極１１及び誘導電極１２を一体に着脱することができ、イオン発生素子１０の交換を容易に行うことができる。
【００３５】
次に、図３は第２実施形態のイオン送出装置を示す概略構成図である。説明の便宜上、前述の図１に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態はイオン発生素子１０の放電電極１１及び誘導電極１２が送風ダクト２の対向する内壁にそれぞれ設置される。その他の部分は第１実施形態と同様である。
【００３６】
放電電極１１及び誘導電極１２は第１実施形態と同様に針状に形成される。また、放電電極１１及び誘導電極１２は送風ファン５と吹出口２ｂとの間で互いに先端を対向するように気流の流通方向に対して傾斜した一直線上に配置される。これにより、放電電極１１の先端に電界集中が起こり易くなる。
【００３７】
本実施形態によると、第１実施形態と同様に、接地電位または接地電位近傍の電位に維持される針状の誘導電極１２を針状の放電電極１１の下流に対向配置している。これにより、放電電極１１の先端に電界集中が起こり易くなり、放電電極１１と誘導電極１２との電位差を小さくしても多くのイオンを発生させることができる。
【００３８】
また、誘導電極１２から発生するイオンによって送風ダクト２の吹出口２ｂ近傍を放電電極１１で発生するイオンと逆極性に帯電させることができる。従って、放電電極１１で発生するイオンに対して送風ダクト２の帯電による反発力が吹出口２ｂ近傍で低減され、吹出口２ｂから送出されるイオンの送出量を増加させることができる。
【００３９】
また、放電電極１１及び誘導電極１２が送風ダクト２の対向する内壁にそれぞれ設置され、気流の流通方向に対して傾斜した一直線上に配置される。これにより、放電電極１１及び誘導電極１２の先端が互いに対向して放電電極１１の下流に誘導電極１２を配したイオン送出装置１を容易に実現することができる。加えて、放電電極１１で発生したイオンが誘導電極１２に吸収されずに気流によって吹出口２ｂへ導かれ易くなる。従って、吹出口２ｂから送出されるイオンの送出量をより増加させることができる。
【００４０】
次に、図４は第３実施形態のイオン送出装置を示す概略構成図である。説明の便宜上、前述の図１に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は複数のイオン発生素子１０、２０を備え、送風ダクト２の構造が第１実施形態と異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
【００４１】
送風ダクト２は送風ファン５の下流で分岐する分岐通路３、４を有している。分岐通路３、４の一端にはそれぞれ筐体（不図示）に開口する吹出口３ｂ、４ｂが設けられる。送風ファン５の駆動によって矢印Ａ３、Ａ４に示すように、吹出口３ｂ、４ｂから気流が送出される。
【００４２】
イオン発生素子１０は第１実施形態と同様に針状の放電電極１１及び針状の誘導電極１２を備えている。放電電極１１及び誘導電極１２は分岐通路３（第１分岐通路）の一内壁に設置され、一体に着脱可能になっている。また、放電電極１１及び誘導電極１２は送風ファン５と吹出口３ｂとの間で互いに先端を対向するように気流に平行な一直線上に配置される。この時、誘導電極１２が放電電極１１の下流に配される。
【００４３】
誘導電極１２は電源部７によって接地電位または接地電位近傍の電位に維持される。放電電極１１は電源部６によって正の高電位（例えば、３ｋＶ〜１０ｋＶ）に維持される。これにより、正極となる針状の放電電極１１の先端には電界集中によってコロナ放電が発生して正イオンが発生する。負極となる針状の誘導電極１２の先端には電界集中によってコロナ放電が発生して微量の負イオンが発生する。
【００４４】
また、イオン発生素子２０はイオン発生素子１０と同様に針状の放電電極２１及び針状の誘導電極２２を備えている。放電電極２１及び誘導電極２２は分岐通路４（第２分岐通路）の一内壁に設置され、一体に着脱可能になっている。また、放電電極２１及び誘導電極２２は送風ファン５と吹出口４ｂとの間で互いに先端を対向するように気流に平行な一直線上に配置される。この時、誘導電極２２が放電電極２１の下流に配される。
【００４５】
放電電極２１及び誘導電極２２はそれぞれ電源部８、９に接続される。誘導電極２２は電源部９によって接地電位または接地電位近傍の電位に維持される。放電電極２１は電源部８によって負の高電位（例えば、−３ｋＶ〜−１０ｋＶ）に維持される。これにより、負極となる針状の放電電極２１の先端には電界集中によってコロナ放電が発生して負イオンが発生する。正極となる針状の誘導電極２２の先端には電界集中によってコロナ放電が発生して微量の正イオンが発生する。
【００４６】
本実施形態によると、第１実施形態と同様に、送風ダクト２の帯電によるイオンの反発を抑制し、吹出口３ｂから送出される正イオンの送出量及び吹出口４ｂから送出される負イオンの送出量を増加させることができる。また、正イオンと負イオンとが分岐通路３、４に隔離して流通するため、イオンの中和失活を低減して送出量をより増加させることができる。
【００４７】
本実施形態において第２実施形態と同様に、イオン発生素子１０の放電電極１１及び誘導電極１２を分岐通路３の対向する内壁にそれぞれ設置してもよい。また、イオン発生素子２０の放電電極２１及び誘導電極２２を分岐通路４の対向する内壁にそれぞれ設置してもよい。
【００４８】
第１〜第３実施形態において、イオン送出装置１を半導体工場等の除電装置として使用してもよい。これにより、高濃度の正イオンと負イオンを同時に発生し、優れた除電効果を得ることができる。
【００４９】
また、第１、第２実施形態において、放電電極１１から負イオンのみを発生して室内に送出してもよい。これにより、使用者のリラクゼーション効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によると、イオンを送出するイオン送出装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１    イオン送出装置
２    送風ダクト
２ａ  吸込口
２ｂ、３ｂ、４ｂ  吹出口
３、４  分岐通路
５    送風ファン
６〜９  電源部
１０、２０  イオン発生素子
１１、２１  放電電極
１２、２２  誘導電極
【図１】
2013243030.tif 000003
【図２】
2013243030.tif 000004
【図３】
2013243030.tif 000005
【図４】
2013243030.tif 000006
【図５】
2013243030.tif 000007