(57)【要約】【課題】  十分な量の正イオンおよび負イオンを発生させつつ、イオン発生装置の簡素化が可能なイオン発生方法および、この方法を用いたイオン発生装置および空気清浄装置を実現する。【解決手段】  第１の放電電極１に正もしくは負の電圧を印加し、誘導電極２との間で放電を生じさせることで正イオンもしくは負イオンを発生させる工程と、  誘導電極の外部に配置する第２の放電電極４に第１の放電電極１とは逆極性の電圧を印加し、第１の放電電極１との間で放電を生じさせることで第１の放電電極１とは逆極性のイオンを発生させる工程を含むことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の放電電極に正もしくは負の電圧を印加し、誘導電極との間で放電を生じさせることで正イオンもしくは負イオンを発生させる工程と、
前記誘導電極の外部に配置する第２の放電電極に前記第１の放電電極とは逆極性の電圧を印加し、前記第１の放電電極との間で放電を生じさせることで前記第１の放電電極とは逆極性のイオンを発生させる工程を含むことを特徴とするイオン発生方法。
【請求項２】
前記第１の放電電極から前記第２の放電電極の方向へ送風する工程を特徴とする請求項１に記載のイオン発生方法。
【請求項３】
誘導電極と、
前記誘導電極との間で放電を生じさせ、正イオンもしくは負イオンを発生させるために正もしくは負の電圧を印加される第１の放電電極と、
前記誘導電極の外部に第２の放電電極とを備え、
前記第２の放電電極は、前記第１の放電電極とは逆極性の電圧が印加され、前記第１の放電電極との間で放電を生じさせることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項４】
前記イオン発生装置は、送風する手段を備え、前記第２の放電電極が前記第１の放電電極の風下方向に配置され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】
前記第２の放電電極は、金属の細線であって、先鋭化された構成部分を有することを特徴とする請求項４に記載のイオン発生装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載のイオン発生装置を備えることを特徴とする空気清浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正イオンおよび負イオンを発生させるイオン発生方法および、この方法を用いたイオン発生装置および空気清浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、正イオンおよび負イオンを発生させるイオン発生装置を搭載した空気清浄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。一般的なイオン発生装置は、放電電極およびそれに対向する誘導電極間に電圧を印加し、放電を生じさせることによりイオンを発生させる。
【０００３】
例えば、特許文献１は、正イオンおよび負イオンを発生させるイオン発生装置に関するものであり、図９は、従来のイオン発生装置の要部を示す斜視図である。
【０００４】
特許文献１のイオン発生装置は、基板７１と、誘導電極７２、７３と、２本の針状電極７４、７５とを備える。誘導電極７２、７３は、一体の金属板からなり、かつ平板部には２つの貫通孔が形成されており、平板部の周縁部には複数の支持部７６が形成されている。平板部の両端の支持部７６の各々の下端には、支持部７６よりも幅の狭い基板挿入部７７が形成されており、各基板挿入部７７は基板７１の貫通孔に挿入されて半田付けされている。２本の針状電極７４、７５の各々も基板７１の貫通孔に挿入されて半田付けされている。針状電極７４、７５の先端は、基板７１の表面に突出しており、それぞれ貫通孔の中心に配置されている。
【０００５】
針状電極７４、７５に正の高電圧パルスおよび負の高電圧パルスを印加すると、針状電極７４、７５と誘導電極７２、７３の間でコロナ放電が発生し、針状電極７４、７５の先端部でそれぞれ正イオンおよび負イオンが発生する。発生した正イオンおよび負イオンは、送風機によって室内に送出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３０５３２１号公報（平成１９年１１月２２日公開）
【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、従来のイオン発生装置では、針状電極７４、７５を貫通孔の中央に高い精度で配置しなければならないため、製造コストがかかる上、基板７１と誘導電極７２、７３の熱膨張率の差が大きいので、温度変化に伴って基板７１と誘導電極７２、７３の長さに差が生じ、基板７１が反るという問題があった。基板７１が反ると、針状電極７４、７５の先端の位置が貫通孔の中心からずれ、反りの状況も一定でないためイオン発生性能が安定せず、イオン発生量が定格値から外れてしまうことがあった。
【０００８】
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、正イオンおよび負イオンを発生させるイオン発生装置において、一方のイオンを発生させる放電電極の配置に自由度を持たせることができる上、正負のイオンを安定して発生させることが可能なイオン発生方法およびこの方法を用いたイオン発生装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るイオン発生方法は、第１の放電電極に正もしくは負の電圧を印加し、誘導電極との間で放電を生じさせることで正イオンもしくは負イオンを発生させる工程と、誘導電極の外部に配置する第２の放電電極に第１の放電電極とは逆極性の電圧を印加し、第１の放電電極との間で放電を生じさせることで第１の放電電極とは逆極性のイオンを発生させる工程を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、第１の放電電極から第２の放電電極の方向へ送風することが好ましい。
【００１１】
本発明に係るイオン発生装置は、誘導電極と、前記誘導電極との間で放電を生じさせ、正イオンもしくは負イオンを発生させるために正もしくは負の電圧を印加される第１の放電電極と、誘導電極の外部に第２の放電電極とを備え、第２の放電電極は、第１の放電電極とは逆極性のイオンを発生させるために第１の放電電極とは逆極性の電圧を印加され、第１の放電電極との間で放電を生じさせることを特徴とする。
【００１２】
また、送風する手段を備え、第２の放電電極が第１の放電電極の風下側に配置されていることが好ましい。
【００１３】
また、第２の放電電極は、金属の細線、あるいは針状、鋸刃状のように先鋭化された構成部分を有することが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る空気清浄装置は、上記各構成のイオン発生装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、放電素子を１組にして第２の放電電極を追加することにより、十分な量の正イオンおよび負イオンを発生させつつ、構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明におけるイオン発生装置の構成例を示した断面図である。
【図２】本発明におけるイオン発生装置の構成例を示した上面図である。
【図３】本発明における放電素子の構成例を示した模式図である。
【図４】実施例１における第２の放電電極の配置位置を示した断面図である。
【図５】図４に示されたＡ、Ｂに第２の放電電極を配置した条件において測定されたイオン濃度を表した図である。
【図６】比較例における第２の放電電極の配置位置を示した断面図である。
【図７】図６に示されたＢ、Ｃ、Ｄに第２の放電電極を配置した条件において測定されたイオン濃度を表した図である。
【図８】第２の放電電極の形状例を示した模式図である。
【図９】従来のイオン発生装置の要部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。図１は、本発明の一つの実施形態におけるイオン発生装置の断面図であり、図２は、図１のイオン発生装置の上面図である。このイオン発生装置は、第１の放電電極１と誘導電極２を含む放電素子３、第２の放電電極４、送風用ファン５、および風洞６を備える。
【００１８】
放電素子３は、第１の放電電極１と誘導電極２との間で放電させ、正または負のイオンを生じさせるものであり、第１の放電電極１が電圧印加装置７に接続され、誘導電極２が接地されている。なお、誘導電極２を接地する代わりに、電圧印加装置と接続することにより、第１の放電電極１と誘導電極２の電位差を変化させ、発生させるイオンの量を調整することも可能である。
【００１９】
第２の放電電極４は、図１及び図２に示すように、電界集中が起こりやすい金属の細線からなり、第１の放電電極１の風下側に配置され、電圧を印加するために電圧印加装置８が接続されている。
【００２０】
図３は、図１、２で示した放電素子３を示した模式図であり、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は断面図である。放電素子３は、第１の放電電極１と、誘導電極２と、第１の放電電極１および誘導電極２を固定する基板９から構成される。第１の放電電極１は、誘導電極２の孔の中央部に配置される。
【００２１】
上記の構成において、放電素子３の第１の放電電極１に、正もしくは負の電圧を印加し、誘導電極２との間でコロナ放電を生じさせることにより、第１の放電電極１の先端部から正イオンもしくは負イオンを発生させる。
【００２２】
また、第２の放電電極４に、第１の放電電極１に印加する電圧と逆極性の電圧を印加し、第２の放電電極４と第１の放電電極１との間で放電を生じさせることにより、第２の放電電極４で第１の放電電極１で発生させるイオンと逆極性のイオンを発生させる。このとき、第1の放電電極１および第２の放電電極４間の電位差を利用して放電させているため、第２の放電電極４に印加する電圧は、第１の放電電極１に印加する電圧よりも低くできる。
【００２３】
そして、送風手段の送風用ファン５と第１の放電電極１に対して、第２の放電電極４を風下側に配置することによって、発生した正イオンおよび負イオンを、室内空間に効率よく拡散させることができる。
【００２４】
本発明のイオン発生装置は、正負各々のイオン発生用の放電素子３を２組備える従来のイオン発生装置と異なり、放電素子３を１組と、第２の放電電極４とにより構成される。そのため、従来のイオン発生装置において必要だった第２の放電電極４に対向する誘導電極を省くことができるため、部材のコストを抑えることができる。それに加えて、放電素子３を１組にすることで、放電素子３の発熱と基板９を小さくすることができる上に、放電素子３が放電電極１を中心に対称構造になるため、基板９の熱膨張による第１の放電電極１と誘導電極２との位置ずれを低減することができる。
【実施例１】
【００２５】
次に、第２の放電電極４の設置位置を変化させた場合において、放出されるイオン濃度の測定を行った。図４は、第１の放電電極１を固定し、第２の放電電極４の配置場所を変えた構成を示し、図５は、第２の放電電極４を図４で示した各位置に配置したときのイオン濃度を示す図である。
【００２６】
図４の構成において、放電素子３を風洞底面の面位置に固定し、第２の放電電極４を図に示すＡあるいはＢの２箇所のいずれかに配置した。第２の放電電極４の位置は、Ａの場合、放電電極１の先端から高さ方向４ｃｍ、風下方向２ｃｍであり、Ｂの場合、放電電極１の先端から高さ方向０．５ｃｍ、風下方向５ｃｍである。
【００２７】
これらの条件下において、第１の放電電極１に５ｋＶの直流電圧を印加し、第２の放電電極４に−０．５〜−２．５ｋＶの直流電圧を印加し、第１の放電電極１で発生する正イオンと、第２の放電電極４で発生する負イオンを、第１の放電電極１の先端から５０ｃｍ風下方向に配置したイオンカウンタ１０によって測定した。
【００２８】
図５は、ＡあるいはＢの条件において測定されたイオン濃度を表した図であり、Ａ、Ｂのいずれの位置においても、十分な量の正イオンおよび負イオンの濃度を発生させることができた。このことから、従来の２組の放電電極と誘導電極を有するイオン発生装置と異なって第２の放電電極４の配置場所において、自由度があることがわかる。
【００２９】
また、第２の放電電極４に印加した電圧は、Ａの場合−２．５ｋＶ、Ｂの場合−２．０ｋＶであり、これらの電圧値は、第１の放電電極１に印加する電圧５ｋＶと比較すると、半分以下の値であった。配置場所により第１の放電電極１と第２の放電電極４の位置関係が異なるため、印加電圧は少々異なるが、従来の印加電圧より大幅に低くできるため、消費電力の低減を図ることができる。
【００３０】
＜比較例＞
比較例として、第２の放電電極４を放電素子３に対して近くに配置した場合と離して配置した場合において、イオン濃度の測定を行った。図６は、第２の放電電極４の配置場所を変えた構成を示し、図７は、第２の放電電極４を図６で示した各位置に配置したときのイオン濃度を示す図である。
【００３１】
図６の構成において、実施例１と同様の実験系を用いて、第２の放電電極４をＢに加えて、ＣあるいはＤに配置した。第２の放電電極４の位置は、Ｃの場合、放電電極１の先端から高さ方向０ｃｍ、風下方向２ｃｍであり、Ｄの場合、放電電極１の先端から高さ方向０．５ｃｍ、風下方向１０ｃｍである。これらの条件下において、実施例１と同様に測定した。
【００３２】
図７のＢは、実施例１と同じである。Ｃの測定結果によると、正負のイオンの発生量のバランスは良いが、全体的に少なくなった。これは、第１の放電電極１および第２の放電電極４の間隔が狭いため、第１の放電電極１で発生した正イオンが第２の放電電極４で回収され、かつ、第２の放電電極４で発生した負イオンが第１の放電電極１で回収されたことが原因であると考えられる。
【００３３】
また、Ｄの測定結果によると、負イオンの発生量が正イオンの発生量に比べて非常に少なくなった。これは、第１の放電電極１および第２の放電電極４の間隔が広いため、第１の放電電極１および第２の放電電極４間で放電しにくくなったことが原因であると考えられる。
【００３４】
以上のような実験結果より、本発明の実施形態において、第２の放電電極４は、放電素子３に対して適切な場所に配置することで、より良い効果が得られる。
【００３５】
図８は、第２の放電電極４の他の構造例を示したものである。実施例１で用いた図８（ａ）の金属の細線の代わりに、図８（ｂ）、（ｃ）に示すような鋸刃状、針状のように先鋭化された構成部分を有するものとしてもよい。先鋭化された構造部分を有することで先端部の電界が強まり、より多くのイオンを発生させることができる。
【００３６】
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。
【００３７】
例えば、第１の放電電極１に負の電圧を印加し、第２の放電電極４に正の電圧を印加することで、第１の放電電極１で負イオンを、第２の放電電極で正イオンを発生させてもよい。
【００３８】
また、第２の放電電極４の配置場所および印加電圧は、電極の形状、電極間の距離、発生させたいイオン量等に応じて設定される。
【００３９】
また、本発明に係るイオン発生装置は、イオン発生により各種効果が高められるために空気清浄装置に搭載することが可能である。なお、ここでいう空気清浄装置は、空気調和機、除湿器、加湿器、空気清浄機、ファンヒ−タ等であり、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節すべく用いられる装置である。
【符号の説明】
【００４０】
１  第１の放電電極
２  誘導電極
３  放電素子
４  第２の放電電極
５  送風用ファン
６  風洞
７、８  電圧印加装置
９  基板
１０  イオンカウンタ
７１  基板
７２、７３  誘導電極
７４、７５  針状電極
７６  支持部
７７  基板挿入部
【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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