(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠体１に設けた空気吸込口３と空気吹出口４とを連絡する枠体１内の空気流路２と、その空気流路２内に配置した空気流を作り出す空気吹出ファン５と、前記空気吹出口４付近の空気流路２の中に突出して配置した電極７と、その空気流路２の空気流が触れない枠体１内に配置した導電性部材８と、前記枠体１内に配置した昇圧コイルで構成する高圧トランス６と、その高圧トランス６の昇圧コイルの昇圧側の両端に接続された整流回路６ａと、その整流回路６ａの出力を取り出して前記電極７に接続するマイナス高電圧端子６ｂと、その整流回路６ａの出力を取り出して前記導電性部材８に接続するプラス高電圧端子６ｃと、を備えると共に、
前記電極７付近の空気流路２の壁は静電気の帯電を許す素材で形成し、前記枠体１にはその空気流路２壁の素材と同電位に帯電する部材を配置し、前記導電性部材８は前記枠体１内の空気流路２壁の素材と同電位に帯電する部材に接触して配置し、
該導電性部材８は接触する前記部材との間で絶縁状態をなし、前記電極７付近の空気流路２壁を構成する静電気の帯電を許す素材とは非通電状態を形成しており、
前記電極７付近の空気流路２壁を構成する静電気に帯電を許す素材が、前記導電性部材８と同電位に帯電して、前記マイナス高電圧端子６ｂに接続した電極７と対峙する前記プラス高電圧端子６ｃのプラス極の働きをしていることを特徴とするマイナスイオン発生装置の電極構造。
【請求項２】
空気流を空気流路２内に作り出す空気吹出ファン５を駆動する電動機５ａの外郭を、導電性素材で形成し、前記枠体１内の空気流路２壁の素材と同電位に帯電する部材に前記電動機５ａの外郭を絶縁状態に配置し、
前記電動機５ａの外郭を導電性部材８とみなしてプラス高電圧端子６ｃを電動機５ａの外郭に接続したことを特徴とする請求項１記載のマイナスイオン発生装置の電極構造。
【請求項３】
前記高圧トランス６の制御装置９の電源回路を構成する電源トランス１０の外郭は、導電性素材で形成し、前記枠体１内の空気流路２壁の素材と同電位に帯電する部材に電源トランス１０の外郭を絶縁状態に配置し、
前記電源トランス１０の外郭を導電性部材８とみなしてプラス高電圧端子６ｃを電源トランス１０の外郭に接続したことを特徴とする請求項１記載のマイナスイオン発生装置の電極構造。
【請求項４】
前記電源トランスに供給する交流電源１１には接地端子１１ａを設けると共に、前記電源トランス１０の外郭をアース線１２によって接地端子１１ａと接続したことを特徴とする請求項３記載のマイナスイオン発生装置の電極構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は空気清浄機などに組込まれて、大量のマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気中に存在するマイナスイオンには人の健康な状態を維持して気分を爽快にするという働きがあることについて注目されており、最近では空気調和機などから吹出す風と一緒にマイナスイオンが室内に放出できるように、空気調和機の枠体内にマイナスイオン発生装置を組込んだものが好まれている。
【０００３】
即ち、空気調和した空気が流れる枠体内に空気流路を配置し、該空気流路の中に空気流を作り出す空気吹出ファンと、空気流路の端に設けた空気吹出口とを形成し、空気吹出口付近の空気流路内に針状の電極を取付け、該電極から約１０ｍｍ前後距離をおいた空気流路内に一定の長さを持った板状電極を取付けする構造を設けている。そして、高圧トランスの昇圧側コイルの両端には整流回路を設けて直流高電圧を得ており、高圧トランスのマイナス高電圧端子を針状の電極に接続し、プラス高電圧端子を板状電極に接続している。
【０００４】
このように空気流路中に取付けた電極と板状電極は直流の高電圧がかけられた状態で対峙しているので、空気流路を通過する空気がイオン化してマイナスイオンを発生させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
マイナスイオンの発生量を増やすには電極と板状電極の間にかける直流の電圧を高くする必要があるが、マイナスイオンの増加と共に高圧回路に流れる電流が多くなって電極の劣化が早くなって耐久性がなくなる問題点があり、また、このように両電極間にかける電圧が高くなるとコロナ放電が起きやすく、人体に悪影響を及ぼす可能性が高いオゾンの発生量が多くなるという問題点がある。
【０００６】
更に、両電極とその周囲の部材はプラスまたはマイナスに帯電して、空気流路を通過する空気流に含まれる細かい塵や埃が付着するから、空気中の湿度などによって両電極間の絶縁状態が劣化すると、最悪、両電極間が導通に近い状態になり、マイナスイオン発生装置としての機能に大きな支障がでるという問題点が発生し、マイナスイオン量が激減または出なくなってしまうものであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、枠体１に設けた空気吸込口３と空気吹出口４とを連絡する枠体１内の空気流路２と、その空気流路２内に配置した空気流を作り出す空気吹出ファン５と、前記空気吹出口４付近の空気流路２の中に突出して配置した電極７と、その空気流路２の空気流が触れない枠体１内に配置した導電性部材８と、前記枠体１内に配置した昇圧コイルで構成する高圧トランス６と、その高圧トランス６の昇圧コイルの昇圧側の両端に接続された整流回路６ａと、その整流回路６ａの出力を取り出して前記電極７に接続するマイナス高電圧端子６ｂと、その整流回路６ａの出力を取り出して前記導電性部材８に接続するプラス高電圧端子６ｃと、を備えると共に、
前記電極７付近の空気流路２の壁は静電気の帯電を許す素材で形成し、前記枠体１にはその空気流路２壁の素材と同電位に帯電する部材を配置し、前記導電性部材８は、前記枠体１内の空気流路２壁の素材と同電位に帯電する部材に接触して配置し、
該導電性部材８は接触する前記部材との間で絶縁状態をなし、前記電極７付近の空気流路２壁を構成する静電気の帯電を許す素材とは非通電状態を形成しており、前記電極７付近の空気流路２壁を構成する静電気に帯電を許す素材が、前記導電性部材８と同電位に帯電して、前記マイナス高電圧端子６ｂに接続した電極７と対峙する前記プラス高電圧端子６ｃの正電極の働きをさせることによってマイナスイオンの発生量を増加させたものである。
【０００８】
また、空気流を空気流路２内に作り出す空気吹出ファン５を駆動する電動機５ａの外郭を、導電性素材で形成し、前記枠体１内の空気流路２壁の素材と同電位に帯電する部材に前記電動機５ａの外郭を絶縁状態に配置し、前記電動機５ａの外郭を導電性部材８とみなしてプラス高電圧端子６ｃを電動機５ａの外郭に接続したことによって、空気吹出ファン５の電動機５ａが絶縁状態に配置してあっても、空気吹出ファン５の電動機５ａと電極７との間に微弱な電流が流れ、電極７付近で大量のマイナスイオンが発生するものである。
【０００９】
また、前記高圧トランス６の制御装置９の電源回路を構成する電源トランス１０の外郭は、導電性素材で形成し、前記枠体１内の空気流路２壁の素材と同電位に帯電する部材に電源トランス１０の外郭を絶縁状態に配置し、前記電源トランス１０の外郭を導電性部材８とみなしてプラス高電圧端子６ｃを電源トランス１０の外郭に接続したことによって、電源トランス１０が絶縁状態に配置してあっても、電源トランス１０と電極７との間に微弱な電流が流れ、電極７付近で大量のマイナスイオンが発生するものである。
【００１０】
更に、前記電源トランスに供給する交流電源１１には接地端子１１ａを設けると共に、前記電源トランス１０の外郭をアース線１２によって接地端子１１ａと接続したことによって、両高電圧端子６ｂ・６ｃ間に電流が流れ易くなり、電極７付近で大量のマイナスイオンが発生するものである。
【００１１】
【作用】
空気吹出ファン５による空気流のある空気吹出口４付近の空気流路２内に電極７を設け、また、接触する部材と絶縁状態にある導電性部材８を枠体１内に設け、空気流路中の電極７と枠体１内の導電性部材８との間にマイナス高電圧端子６ｂが電極７側にかかるように直流の高電圧をかけたもので、電極７と対峙する板状電極が全く無い状態であるから、オゾンが発生するようなコロナ放電や、電極７から空気中を直接板状電極に向かう放電現象は起こり得ない。
【００１２】
このような状態で、電極７と接触する絶縁体で遮断された導電性部材８との間で直流の高電圧をかけると、絶縁体自身がプラスに帯電しながら電極７と対峙しており、電極７から飛び出した電子は枠体１に向かい、その途中で中性の空気の分子をマイナスイオン化するものである。この為、直接放電の形で電流が流れないから効率よく空気のマイナスイオン化ができ、大量のマイナスイオンが発生するものである。
【００１３】
また、導電性部材８の容積は大きな方がマイナスイオンの発生量が多くなる関係にあり、絶縁体で遮断される容積の大きな空気吹出ファン５の電動機５ａや電源トランス１０の外郭にプラス高電圧端子６ｃを接続すれば、マイナスイオンの発生量を多くすることができる。
【００１４】
更に、プラス高電圧端子６ｃが接続される導電性部材８を交流電源１１の接地端子１１ａに接続すれば、プラスの電荷が接地端子１１ａに流れるので、両高電圧端子６ｂ・６ｃに流れる微弱な電流が幾分増えて、更にマイナスイオンの発生量が増加するものである。
【００１５】
【実施例】
図に示す実施例によってこの発明を説明すると、１は空気清浄機で構成する空気調和機の枠体、２は枠体１内に形成した空気流路、１３は枠体１内の空気流路２を前部室Ａと後部室Ｂとに分割する仕切板、１３ａは仕切板１３を挾んだ前部室Ａと後部室Ｂとを連通する開口、３は枠体１の正面の空気流路２の前部室Ａの端に設けた空気吸込口、４は空気流路２の後部室Ｂの端で枠体１の後部の上面に設けた空気吹出口である。
【００１６】
１４は枠体１の正面の空気吹出口２に設けた前面グリル、１５は枠体１の空気吸込口２の内側の前部室Ａに設けたフィルター機構、１５ａはフィルター機構１５を構成して内部に瀘過体を収納したフィルタ枠体、１６は前部室Ａに設けたフィルタ枠体１５ａを保持するガイドであり、フィルタ機構１５のフィルタ枠体１５ａはガイド１６に沿って着脱可能に収納している。
【００１７】
５は枠体１の後部室Ｂに設けた空気吹出ファン、５ａは空気吹出ファン５を駆動する電動機、１７は実質的に後部室Ｂを構成する空気吹出ファン５のファンガイドであり、ファンガイド１７の出口は前記枠体１の空気吹出口４に連なっている。
【００１８】
前記仕切板１３の開口１３ａの中央には電動機５ａを収納するように仕切板１３と一体に構成した電動機カバーを形成して、この中に電動機５ａが取付けられている。従って、枠体１の前部室Ａでフィルタ機構１５によって清浄にされた空気は、仕切板１３の電動機カバーの周囲の開口１３ａから後部室Ｂに吸込まれ、空気吹出ファン５によって枠体１の空気吹出口４から上方に吹出している。
【００１９】
１８は空気調和機の運転スイッチ、１９は空気調和機の各種スイッチ群を装置した操作パネル、２０は空気調和機を制御するマイコン基板、２１は高電圧発生回路を通電制御するリレー装置、９は前記マイコン基板２０を内装して空気吹出ファン５の電動機５ａや高圧電圧発生回路のリレー装置２１を制御する制御回路であり、取扱者が操作パネル１９によって各運転モードを指示すると、指定した運転が実行できるようになっている。
【００２０】
６は空気流路２から離れた枠体１内の適所に配置した昇圧コイルで構成する高圧トランス、６ａは高圧トランス６の出力側の端子に接続した整流回路、６ｂは整流回路６ａのマイナス高電圧端子、６ｃは整流回路６ａのプラス高電圧端子であり、両高電圧端子６ｂ・６ｃ間には約６ＫＶの高電圧が出力されるようになっている。
【００２１】
７は空気吹出口４付近の空気流路２の壁面から空気流路２内に突出させた針状の電極であり、該電極７とマイナス高電圧端子６ｂとが接続されている。また、従来のマイナスイオン発生装置では電極７と約１０ｍｍの間隔をおいて板状電極が空気流路２内に取付られており、この板状電極とプラス高電圧端子６ｃとが接続されている。
【００２２】
操作パネル１９によってマイナスイオン発生モードを選択すると、空気流路２内の電極７と板状電極の間に直流の高電圧がかかるから、電極７から飛び出した電子がその途中で中性の空気の分子に当たると、この空気の分子をマイナスにイオン化するものであり、一般的には吹出し空気量を多くして時間あたりに両電極間を通過する空気量が多くなれば、マイナスイオンの発生量が増加するものである。また、両電極間にかける電圧を高くすれば電極７から飛び出す電子が増えてマイナスイオンが増加するが、このように電圧を高くした時にはコロナ放電が発生し易く、マイナスイオンも増えるが人体に悪影響のあるオゾンを発生させるから、結局、運転音の静かな状態でマイナスイオンだけ多量に発生させることはかなり難しいことであった。
【００２３】
この発明は極端に両電極間の電圧を高めないでも多量のマイナスイオンの発生を可能にしたもので、８は枠体１内の適当な位置に配置した導電性部材であり、該導電性部材８と接触する部材は合成樹脂などの絶縁物質で構成し、導電性部材８は電気的に独立して一定の容積や面積を持つ金属によって構成している。そして、この導電性部材８は独立して空気中に位置されるものではなく、絶縁状態にある物質と接触し、この絶縁状態にある物資が導電性部材８と一緒に枠体１に収納されることによって枠体１と接触する関係にあるということである。
【００２４】
前記高電圧トランス６の出力であるプラス高電圧端子６ｃは導電性部材８に接続されており、空気流路２の電極７と枠体１内の導電性部材８との間に直流の高電圧がかけられている。この時、電極７は直接導電性部材８と対峙していないから放電現象は起こり得ないものであり、導電性部材８とは絶縁されてプラスに帯電した空気流路２壁が電極７と対峙する関係となり、電極７から飛び出した電子が枠体１に向かい、その途中で中性の空気の分子に当たってマイナスイオンを発生させている。これによって微弱な電流が両高圧電極６ｂ・６ｃ間に流れるが、この電流は放電によるものではないと思われ、すべてがマイナスイオンの発生に使われるものと考えられる。
【００２５】
従って、このような構造において両高圧電極６ｂ・６ｃ間に流れる電流を増加させればマイナスイオンの発生量が増加することがわかったもので、例えばプラス高電圧端子６ｃの先端に取付た板状の配線取付板を導電性部材８と見なして合成樹脂の枠体１にねじ止めするだけでも、マイナスイオンの発生量が空気流路２内の板状電極にプラス高電圧端子６ｃを接続する時よりも多くなることがわかった。
【００２６】
また、その後の確認試験によるとこの枠体１内の導電性部材８の長さや厚さや面積などが大きい程、マイナスイオンの発生量が多くなることが確認され、枠体１内で絶縁体に固定されている金属片であれば各種の部品が導電性部材８と見なすことができる。そして、この部品にプラス高電圧端子６ｃを接続すれば従来品の構造よりも確実にマイナスイオンの発生量が増加することが確認できた。
【００２７】
例えば、空気吹出ファン５の電動機５ａが枠体１の仕切板１３に配置されて空気流路２内に位置していても、取付には合成樹脂の絶縁体を介在させてあり、金属部分の露出が少ない時にはこの発明の導電性部材８と見なすことができ、電動機５ａの外郭にプラス高電圧端子６ｃを接続すれば多量のマイナスイオンの発生が確認できた。
【００２８】
１０は制御装置９の電源回路を構成する電源トランスであり、この電源トランス１０は空気流路２から完全に隔離された枠体１内に装置されて絶縁状態にあるから導電性部材８となり得るものであり、該電源トランス１０の外郭に高圧トランス６のプラス高電圧端子６ｃを接続すれば、マイナスイオン発生量が増加することも確認できた。
【００２９】
また、１１は空気清浄機を運転するための交流電源、１１ａは交流電源１１に付属させた接地端子であり、部屋のコンセントなどに交流１００Ｖ電源と直接地面にアースされている接地端子を設けたものが最近増えている。このような電源がある時にはこの接地端子１１ａを利用すると更にマイナスイオンの発生量が増加する。
【００３０】
１２は前記導電性部材８と接地端子１１ａとを接続するアース線であり、プラス高電圧端子６ｃが接続される導電性部材８をアース線１２で接地端子１１ａに接続すると、プラスの電荷は接地端子１１ａから地面に流れるので両高電圧端子６ｂ・６ｃ間に流れる微弱な電流が幾分増えることがわかった。このように両高電圧端子６ｂ・６ｃ間に流れる電流は電極７から飛び出す電荷の増加となるから、マイナスイオンの発生量の増加になるものである。
【００３１】
このマイナスイオンの増加は実験によっても確かめられており、空気１ｃｃ当たりのイオン数を測定すると、イオン発生装置不作動状態でマイナスイオン３０個、プラスイオン６０個、室温２４度、湿度２５％の環境において、発生するマイナスイオンは従来構造で３０００個、本発明の高圧配線の端子を枠体取付で４３０００個、電動機取付で３８０００個、接地した電源トランス取付で１１００００個と確認できた。
【００３２】
また環境を換えた実験では、イオン発生装置不作動状態でマイナスイオン８０個、プラスイオン７０個、室温２３度、湿度３５％の環境において、発生するマイナスイオンは従来構造で１２００個、本発明の高圧配線の端子を枠体取付で１８０００個、電動機取付で２３０００個、接地した電源トランス取付で５２０００個と確認できた。
【００３３】
また、実験から明らかになったことはマイナスイオンの発生量は室内湿度の影響が大きいことであり、湿度が７０％位の環境になると従来構造はもとより本発明の構造でも、マイナスイオン発生装置としてほとんど機能していないこともわかった。
【００３４】
直流の高電圧電源を使ってマイナスイオンを発生させる為には常識的には、マイナスとプラスの両電極を空気流路２に設けて対峙させることが当然と信じられてきたが、本件発明ではプラス側の電極を空気流路２から隠して枠体１内に配置するという構造が、マイナスイオンを多量に発生させる構造として不可欠であることを突き止めたものであり、空気流路２内に設ける板状電極に代わって枠体１内の金属性部材が電極を構成する導電性部材８として利用できるから、逆にコストダウンも実現できた。
【００３５】
尚、この発明ではマイナスイオン発生装置を空気清浄機に取付けているが、空気清浄機の場合、フィルター機構１５によって空気中に含まれたゴミや埃が瀘過されてきれいになってから空気吹出口４に向かうから、直流の高電圧をかけた時にも埃が帯電して電極７や空気流路２の壁に付着する恐れはなくなり、常にきれいな状態を維持できるから埃による漏電は起こらなくなり、マイナスイオンの発生量の減少を抑えることができ、空気清浄機とマイナスイオン発生装置との組合わせは好ましい実施例といえる。
【００３６】
【発明の効果】
人がいる室内のマイナスイオンが多い時には、このマイナスイオンが体内の活性酸素を中和する働きがあるといわれており、この作用によって人は健康な状態を維持して気分を爽快にするという働きが生まれるといわれている。この為、空気調和された室内のマイナスイオンを増加する機能を、この空気調和機に組込んだ製品が販売されており、この構造は空気吹出口付近の空気流路に二つの電極を設けて、この電極間に直流高電圧をかけるものであった。
【００３７】
この発明は高圧トランス６のプラス高電圧端子６ｃが接続される電極をなくし、枠体１内に配置する導電性部材８にプラス高電圧端子６ｃを接続しており、この導電性部材８は接触する部材とは絶縁状態にあり、枠体１の空気流路２内のマイナス高電圧端子６ｂが接続される電極７から隔離されている。この為、両高電圧端子６ｂ・６ｃ間には放電現象は発生せず、流れる微弱電流は放電によるロスがなくマイナスイオンの発生に使われるから、多量のマイナスイオンが発生するようになった。
【００３８】
また、この構造で電極７と導電性部材８の間に高電圧をかけてもコロナ放電は発生せず、電極６付近で発生する人体に有害なオゾンは皆無であり、また、放電現象がないから電極６の劣化もほとんど発生しないものである。
【００３９】
更に、空気中に含まれる埃がプラスやマイナスに帯電すると、電極７や空気流路２の壁面に付着することがあり、この埃を介して漏電が発生するが、一方の導電性部材８とは隔離されているので、マイナス高電圧とアースが導通状態になることはなく、マイナスイオンの発生量が少し減少することはあっても、激減したり無くなるようなことはない。
【００４０】
具体的な実施例として、枠体１内に配置する導電性部材８として空気流路２に空気の流れを作る空気吹出ファン５の電動機５ａの外郭を利用しても良く、この時には特別に導電性部材８を用意する必要はなくなり、従来品と比べて空気流路２内の板状電極が不用になり、マイナスイオンの増加とコストダウンが両立できたものである。
【００４１】
また、同様に制御装置９の電源を供給するための電源トランス１０の外郭を導電性部材８として利用することができ、この時も特別に導電性部材８を用意する必要はなくなり、従来品と比べて空気流路２内の板状電極が不用になり、マイナスイオンの増加とコストダウンが両立できたものである。
【００４２】
また、放電現象が発生しない状態の基で、マイナス高電圧端子６ｂとプラス高電圧端子６ｃ間に流れる電流量を増加できれば、この電気エネルギーはマイナスイオンの発生に使われ、マイナスイオンを増加することができる。この発明では交流電源１１の端子に接地端子１１ａが取付けられてこれを利用できる時には、アース線１３によって導電性部材８と接地端子１１ａを接続するとアースに流れる電流分が増加するので、マイナスイオンの発生量は更に増加することができたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す空気清浄機の縦断面で表わした正面図である。
【図２】この発明の実施例を示す空気清浄機の縦断面で表わした側面図である。
【図３】この発明の実施例を示す空気清浄機の制御装置の要部の電気回路図である。
【符号の説明】
１    枠体
２    空気流路
３    空気吸込口
４    空気吹出口
５    空気供給ファン
５ａ  電動機
６    高圧トランス
６ａ  整流回路
６ｂ  マイナス高電圧端子
６ｃ  プラス高電圧端子
７    電極
８    導電性部材
９    制御装置
１０    電源トランス
１１    交流電源
１１ａ  接地端子
１２    アース線
【図１】
0003997687.tif 000002
【図２】
0003997687.tif 000003
【図３】
0003997687.tif 000004