(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数並列状態で配置され周方向に連通した複数の環状流路と、この環状流路における流入口と流出口の位置が周方向にずれるように前記環状流路に形成された複数の流入口及び流出口と、異なる環状流路に形成された前記流入口と前記流出口とを連通した複数の連通流路とからなる混合流路と、該混合流路に連通された流体の供給流路および排出流路とを備えたマイナスイオン発生装置。
【請求項２】
供給流路にタンクを接続した請求項１記載のマイナスイオン発生装置。
【請求項３】
排出流路にタンクを接続した請求項１又は２記載のマイナスイオン発生装置。
【請求項４】
供給流路にスプレーノズルを接続したことを特徴とする請求項１、２又は３記載のマイナスイオン発生装置。
【請求項５】
排出流路に気液分離器を接続したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のマイナスイオン発生装置。
【請求項６】
空気の供給装置を接続した請求項１、２、３、４又は５記載のマイナスイオン発生装置。
【請求項７】
水の供給装置を接続した請求項１、２、３、４、５又は６記載のマイナスイオン発生装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６又は７記載のマイナスイオン発生装置を、一系統の送風用配管に複数接続したことを特徴とするマイナスイオン発生システム。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載のマイナスイオン発生装置及びマイナスイオン発生システムに水及び空気を送ることによってマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイナスイオン発生装置、マイナスイオン発生システム及びマイナスイオン発生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
背景技術
マイナスイオンの発生方法としては、滝のそばに多数のマイナスイオンが存在するレナード効果に着目し、空間内に人工の滝を作り機械で霧を発生させたマイナスイオン発生方法がある。またブロアーによる送風を利用し、遠心力を利用して細霧を発生させマイナスイオンを発生させる方法がある。その他には電気的にマイナスイオンを作り出すコロナ放電方式などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
室内に人工の滝を設置し細霧を発生させ、空気中にマイナスイオンを発生させる方法は、滝の近くでは砕けた水滴の粒子が大きすぎて小さな水滴の粒子にならず、マイナスイオンの発生が限定される。また滝の近くではまだ微細化される水の粒子が大きいためプラスイオンの発生も認められる。同時に大量の水を還流する必要があり費用も多大の設備費が必要になる。
【０００４】
ブロアーなどによる送風による遠心力を利用して、細霧を発生させマイナスイオンを発生させる方法は、同様に水の粒子が十分に微細化されないので、プラスイオンが多数発生し発生するマイナスイオンの数も十分ではない。同時にドレンが大量に発生する。
【０００５】
上記の方法はいずれも発生する水の粒子がまだ大きくプラスイオンも多数存在し、発生するマイナスイオンの数が少ない。
【０００６】
電気的にマイナスイオンを発生させるコロナ放電現象による方法は、プラスイオンも同時に発生し、マイナスイオンの消滅する時間が早く実用上の問題点があり、オゾンや窒素酸化物の発生がある。また電極の汚れにより有害ガスが発生する恐れがある。常に放電を安定させることが難しいので安定して安全にマイナスイオンを発生させることができない。
【０００７】
これらはいずれもマイナスイオンが製造されると同時にプラスイオンが発生する。それがためにマイナスイオンの効果が減じられている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明の開示
上記課題を解決するため本発明は、複数並列状態で配置され周方向に連通した複数の環状流路と、この環状流路における流入口と流出口の位置が周方向にずれるように前記環状流路に形成された複数の流入口及び流出口と、異なる環状流路に形成された前記流入口と前記流出口とを連通した複数の連通流路とからなる混合流路と、該混合流路に連通された流体の供給流路および排出流路とを備えたマイナスイオン発生装置としたものである。
【０００９】
供給流路や排出流路にタンクを接続するとよい。
【００１０】
前記供給流路にスプレーノズルを接続し、及び／又は前記排出流路に気液分離器を接続すると好適である。
【００１１】
空気を供給するためのブロアーや空気圧縮機などの空気の供給装置を供給流路に接続したり、水の供給装置を供給流路に接続するとよい。
【００１２】
上記マイナスイオン発生装置を、一系統の送風用配管に複数接続したことを特徴とするマイナスイオン発生システムとすることもできる。
【００１３】
上記マイナスイオン発生装置及びマイナスイオン発生システムに水及び空気を送ることによってマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生方法としてもよい。
【００１４】
上記のように構成された本発明によれば、水が混入された空気を送ることにより、スプレーノズルにおいて、また流路内で高速の空気の衝突乱流運動によって、空気中の水が飛散化されるとき、マイナスイオンが発生する。
【００１５】
空気内に水を混入させる手段として、スプレーノズルを利用すると水を噴霧した状態で供給することができる。またサイホン現象で水を吸い上げて供給すれば、水を加圧供給するためのポンプを省略することができる。
【００１６】
排出流路に気液分離器を設け、空気中の霧を凝縮水にして、凝縮水を空気と分離すると好適である。気液分離器は、ドレンセパレータ、ドレンキャッチなどがある。
【００１７】
請求項８記載の発明では、送風用配管により送風された空気により複数のマイナスイオン発生装置によりマイナスイオンが発生する。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、大量のマイナスイオンを容易に発生させることができる。また気液分離器を設けた構成では、空気内の霧を放出空気と分離するのと同時にプラスイオンを分離することができる。
【００１９】
請求項８記載の発明においては、複数箇所にてマイナスイオンを発生することが可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１はスプレーノズルと気液分離器を組み合わせ、空気を供給する際に生じる吸引力を利用し、サイホン現象により水を吸引し、噴霧状の水を放出させてクラスターイオンを製造し、気液分離器により凝縮水と空気とを分離することで空気中にマイナスイオンを、水中にプラスイオンを選択的に分離することができる、マイナスイオン発生装置の概略図である。装置を構成する１、３、４、５は管で接続されている。スプレーノズルの出口には、わずかに間隔を空けて管が設置され、その管の他端は気液分離器に接続される。なお、スプレーノズルの出口に管を取りつける場合、間隔を空けずに密着させてもよい。
【００２２】
スプレーノズルには１流体ノズルと２流体ノズルがあるが、ここでは２流体ノズルを用いる。２流体ノズルは、圧搾空気の高速の流れを利用して流体を微粒化するノズルであり、加圧された液体だけで噴霧する１流体ノズルと比較して優れた微粒化性能等を有する。
【００２３】
２流体ノズルでは、図１１、図１２に示すように、空気の供給口から圧搾空気を供給し、液体の供給口から液体を供給して、ノズルの先端外部（図１１）又はノズルの先端内部で空気と液体とが混合されて微粒化スプレーとして排出される。液体の供給方式としては、加圧された液体を供給する方式と、液体を入れたタンクに差し込まれたサイフォンチュープをスプレーノズルの液体の供給口に接続し、スプレーノズル中を圧搾空気が通過することによりサイフォンの原理で液体が吸い上げられるようにする方式、さらに重力によって供給する方式がある。
【００２４】
気液分離器は、空気その他のガスと水分等の液体とを分離するものであり、様々な種類のものがあるが、代表的なものとして、主として高圧空気中の水分を除くことに用いられるドレンセパレータがある。なお、そのうち大量の水分を除く装置としてドレンキャッチがある。ドレンキャッチは、図１３に示すように、多数の小孔を有する円筒状の内部容器６２にガスと液体が混合したものを導入する管６３が接続され、またこの内部容器を覆う外部容器６１に水分が除去されたガスが出るための管６４が設けられている。ドレンキャッチに水が混合したマイナスイオンを含んだ空気を導入すると、水粒子が容器内面に衝突して液滴となって落下し、水が除かれたマイナスイオンを含む空気が管６４の出口から出る。
【００２５】
図２はスプレーノズルと混合器を組み合わせ、空気を供給する際に生じる吸引力を利用し、サイホン現象により水を吸引し、噴霧状の水を放出させクラスターイオンを製造し、さらに混合器を利用することにより、より多数のマイナスイオンの発生を可能にし、気液分離器により凝縮水を空気と分離することで空気中にマイナスイオンを、水中にプラスイオンを選択的に分離することができる、マイナスイオン発生装置の概略図である。装置を構成する１、２、３、４、５は管で接続されている。
【００２６】
図３は本発明の一実施例における装置で使用する混合流路を配管で製作した場合の斜視図である。
【００２７】
混合器２は、日本国特許公開公報（特開平７−２９４１６２号公報）に開示されている熱交換装置と同様の流路を持つものを用いる。本実施例の混合器２は、混合流路２１、これに空気と水の混合ガスを供給する供給管２２、排出する排出管２３とからなっている。混合流路２１は環状流路２４と連通流路２５、供給流路２２からの混合ガスを連通流路２５に導入するためのタンク２６、連通流路２５からの混合ガスを排出流路２３に導入するためのタンク２７からなっている。環状流路は２以上の任意の数でよい。連通流路は２以上の任意の数でよい。本発明の実施例においては、図３記載のものでは、環状流路は５、連通流路は６のものを使用している。図４記載のものでは、環状流路は２、連通流路は６のものを使用している。
【００２８】
管材は、たとえば金属、プラスチック材、セラミックなどで製作される。
【００２９】
スプレーノズルに高速の空気を供給するための手段としては、高速ファン、ブロアー、コンプレッサーなどを用いる。
【００３０】
スプレーノズルに高速の空気を送ると、高速の空気を送る際の空気の流速によるサイホン現象を利用して水を吸い上げ、水を噴霧して送水することができる。
【００３１】
図１の場合、コンプレッサー１よりスプレーノズル３に送られる高速の空気中に、適正量の水が水の流量計４を介して送られ、スプレーノズル３により噴霧され細霧化されて気液分離器５に混入される。スプレーノズル３による空気の断熱膨張運動による温度低下により、気液分離器５内で空気中の細霧は凝縮されて水滴になるので、気液分離器５により空気中の水を空気と分離することができる。
【００３２】
図２の場合、コンプレッサー１よりスプレーノズル３に送られる高速の空気中に、スプレーノズル３の手前で適正量の水が水の流量計４を介して送られ、スプレーノズル３により噴霧され細霧化されて混合流路２に混入される。高速の空気と細霧化された水の混合空気は、供給流路２２より供給側のタンク２６に入る。タンク２６内で衝突した混合空気は、タンク２６に接続された複数の連通流路２５の流入口２８を通って流出口２９より一段目の環状流路２４に入り、環状流路２４の壁面に衝突し、又異なる流入口から入った水が混合した空気同士が衝突する。
【００３３】
同様に高速の水が混合した空気は、一段目の環状流路２４に接続された複数の連通流路２５の流入口２８を通って流出口２９より２段目の環状流路２４に入り、環状流路２４の壁面に衝突するとともに異なる流入口から入った混合空気同士が衝突する。次に最終の環状流路２４に接続された複数の連通流路２５の流入口２８を通って流出口２９よりタンク２７に入る。２７の内面に衝突した混合空気は排出流路２３より排出される。スプレーノズル３による空気の断熱膨張運動による温度低下と、混合流路２１内の空気の衝突乱流運動による温度低下により、空気中の細霧は凝縮されて水滴になるので、排出流路２３に気液分離器５を設けると空気中の水を空気と分離することができる。
【００３４】
図１の場合、スプレーノズルにより噴霧された空気中の水は、マイナスイオンを発生するようになるがまだ水の粒子が大きいため多量のプラスイオンも含んでいる。この時スプレーノズルの出口に気液分離器を設けると、空気中の水を空気と分離することができ、空気中の水が空間に放出されるのを防ぐことができる。このときマイナスイオンよりも粒子の大きいプラスイオンも水と共に分離されるので、気液分離器５の出口より放出されるマイナスイオン発生の効果をあげることができる。このときマイナスイオンは空気中の微細化された水分子と結合するようになっているので安定した状態で存在するようになり、マイナスイオンだけを多量に含んだ高速の空気が気液分離器５より排出される。
【００３５】
図２の場合、スプレーノズルにより噴霧された空気中の水は、マイナスイオンを発生するようになるがまだ水の粒子が大きいため多量のプラスイオンを含んでいる。
【００３６】
次に多量のマイナスイオンとプラスイオンが混在する空気中の水はタンク２６の内壁面、環状流路２４の壁面に衝突するとともに異なる流入口から入った水が混合した空気同士が衝突する際に更に細かく砕かれて細霧となって飛散する。その時水は水素結合が切断されてマイナス電荷を帯びるようになる。そのため空気は更に多量のマイナスイオンを含むようになる。
【００３７】
高速の混合空気は環状流路２４内の複数の個所で壁面に衝突し衝突乱流運動をし、混合空気内の水はさらに細かく微細化されるので非常に細かい粒子になっているので、マイナスイオンが結合し安定した状態で存在するようになる。
【００３８】
混合流路２１を高速の空気が通る際には、流路内の衝突乱流の運動により空気が低温化する。そのために空気内の粒子の大きい細霧状の水は凝縮されて水滴化するようになる。この時排出流路に気液分離器を設けることにより、発生する凝縮水を空気と分離し凝縮水が空間に放出されるのを防ぐことができる。このときマイナスイオンよりも粒子の大きいプラスイオンも凝縮水と共に分離されるので、排出流路２３の出口より放出されるマイナスイオン発生の効果をあげることができる。このときマイナスイオンは空気中の微細化された水分子と結合するようになっているので安定した状態で存在するようになり、マイナスイオンを多量に含んだ高速の空気が排出路２３より排出される。
【００３９】
滝による一回だけの落下による水の飛散方式、スプレーノズルだけによる噴霧では、まだ水の粒子が大きくプラスイオンがまだ多く存在しているが、本装置に於いては、滝が流れて水が一回だけの落下で飛散する際に発生するマイナスイオン製造法、ブロアーなどによる送風による遠心力を利用して、細霧を発生させマイナスイオンを発生させる方法よりも、より効率的に大量の細かい水の粒子を製造できるため、大量のマイナスイオンを製造可能となる。
【００４０】
また、スプレーノズルを用いて水を細霧化するために、必要な消費空気量を節減することができる。
【００４１】
同時に排出流路にミストセパレータ、ドレンキャッチなどの気液分離器を設けることにより、高圧空気のスプレーノズルによる断熱膨張、混合器内での衝突乱流運動により発生する混合流路内の温度低下によって、冷却装置を用いなくても、空気中の細霧を凝縮させて水滴として放出空気と分離することが可能になる。
【００４２】
凝縮水と分離され、微細化された水分子と結合し安定した状態のマイナスイオンは、高速の空気とともに利用空間に排出され、マイナスイオンを広い空間に拡散させる作用をする。
【００４３】
分離した凝縮水は容器内、あるいは室外に分離回収して利用空間内に放出されるのを防ぐことができる。このとき粒子の大きいプラスイオンも凝縮水と共に分離されるので、気液分離器出口よりマイナスイオンだけを放出することが可能になり、マイナスイオン発生の効果をあげることができる。
【００４４】
コロナ放電のように電極の汚れによって有害ガスが発生する恐れもなく、スプレーノズルによる噴霧、またスプレーノズルにより噴霧され混合器内で高速の空気内の微量水を繰り返し衝突乱流運動させることにより、大量のマイナスイオンだけを効果的に安全に安定して製造可能となる。
【００４５】
以上の構成により本実施例では図７のように優れた性能が達成される。
【００４６】
実施された実験では図１の構成の場合、コンプレッサーによる５Ｋｇ／ｃｍ２の加圧空気を１２リットル／ｍｉｎ使用した場合、２．０ｃｃ／ｍｉｎの一定水量を混入させると、図６に示すように気液分離器５の出口で９６万個／ｃｍ３、１ｍ離れたところで８万９千個／ｃｍ３のマイナスイオンを発生した。断熱膨張運動による空気の温度低下は、６．８℃となっている。実験では、スプレーノズルとして、株式会社アトマックス製のＡＭ１２を、気液分離器としては、ＳＭＣ株式会社製のドレンキャッチＡＭＧ１５０を使用している（図２の構成でも同じ）。
【００４７】
更に気液分離器出口ではプラスイオンの発生はまったく検出されず、発生する凝縮水はミストセパレータ、ドレンキャッチなどの気液分離器により、利用空間内に放出されることなく安全に容器内または室外に回収される。
【００４８】
図２の構成の場合、コンプレッサーによる、５Ｋｇ／ｃｍ２の加圧空気を１２リットル／ｍｉｎ使用した場合、２．０ｃｃ／ｍｉｎの一定水量を混入させると、図７に示すように気液分離器５の出口で１８０万個／ｃｍ３、マイナスイオン発生装置の排出流路２３から１ｍ離れたところで２８万個／ｃｍ３のマイナスイオンを発生しており、国際イオン化規定（１ｍ離れた地点１０万個以上／ｃｍ３測定）をクリヤーしている。断熱膨張運動、衝突乱流運動による空気の温度低下は、９．９℃となっている。
【００４９】
更に気液分離器出口ではプラスイオンの発生はまったく検出されず、混合流路内で発生する凝縮水はミストセパレータ、ドレンキャッチなどの気液分離器により利用空間内に放出されることなく安全に容器内または室外に回収される。
【００５０】
図４は本発明の一実施例におけるマイナスイオン発生装置で使用する混合流路をブロック化して製作したものを示す図である。
【００５１】
図では部材５１から部材５８へと順に結合して熱交換流路を製作する。部材５４、５６は図のような円筒状の部材であるが、隣接する部材５５、５７の中央に凸部が設けられており、これと他方の隣接する部材によって環状流路２４、２４が形成されるようになっている。また部材５３、５５、５７には、流入口２８、流出口２９を有する連通流路２５が設けられている。さらに部材５７、５８で供給側のタンク２６が、部材５１、５２、５３で排出側のタンク２７が形成される。
【００５２】
なお当然であるが、供給側と排出側を逆にしてもよい。
【００５３】
この実施例においては、セラミック、プラスチック、金属などの材質内に流路を彫り込んだり、鋳型などを利用して鋳物、プラスチック、ガラスなどの流動体を流路の空間部だけを除いて冷却して固めたり、セラミックなどの流動体を流路の空間部だけを除いて、外部から押し固め乾燥させたり、焼結したりして固定化することによって流路を形成する。
【００５４】
これにより大量生産し装置を低コスト化することが可能になる。
【００５５】
図５は図１あるいは図２の構成のマイナスイオン発生装置を複数箇所に設置し、配管にて空気を供給することにより一台のコンプレッサーによる空気を送風用配管で供給することにより同時に複数の個所でマイナスイオンの発生を可能にしたシステムからなる本発明の実施例である。
【００５６】
マイナスイオンの特性により、イオン濃度が濃いほうから希薄なほうへ拡散して次第に均質になる。時間の経過と共に、すなわちマイナスイオン発生装置より距離が離れるに従い拡散して行く。
【００５７】
そのためマイナスイオンの効果をあげるためには、開放された空間より区切られた空間内に装置を設置するほうがより効果をあげることが可能になる。また同一室内に多数個設置したほうがより効果が大きい。
【００５８】
また密閉空間ではマイナスイオンだけが存在し、プラスイオンが存在しないことがもっとも望ましい。
【００５９】
そのため多数の室内空間に同時にマイナスイオンを発生させるためには、同数以上のマイナスイオン発生装置を必要とするが、コンプレッサーを室外に設置し、配管により各室内に空気の供給口を設置することで、一台のコンプレッサーにより複数の室内空間の複数箇所で同時にマイナスイオンを発生させることが可能になる。同時に騒音、振動の発生源となるコンプレッサーを室外に設置することにより、より一層の室内の静粛化を図ることが可能となる。
【００６０】
図４のシステムにより室外にコンプレッサーを置くことで、室内にコンプレッサーの騒音を伝えることなく、一台のコンプレッサーで複数の室内の複数箇所で同時にマイナスイオンを発生させ効果をあげることが可能になる。
【００６１】
本発明のマイナスイオン発生装置は、マイナスイオンの発生のためのみでなく、さらに以下のような利用法も考えられる。
【００６２】
水の粒子が微細化する現象を利用し、不純物を含んでいる水、たとえば海水などを本実施例の装置に注入すれば、空気と混合されて海水が微細化され粒子の細かい水分は空気と共に放出されるが、塩分などの不純物を含んだ粒子の大きいミストは、スプレーノズルによる空気の断熱膨張、スプレーノズルによる空気の断熱膨張と混合ガスによる衝突乱流運動による混合流路内で発生する低温により凝縮し水滴化する。
【００６３】
スプレーノズルあるいは混合器にミストセパレータ、ドレンキャッチなどの気液分離器を設けることで、水滴を分離すれば、放出空気と分離され更に効率をあげることが可能になる。こうして水中に溶け込んでいる塩分などの不純物と水の分離を行うことができる。
【００６４】
また他の利用法として、同様の方法で水の代わりに薬品などを送液すれば、薬品を細かく微粒化し、短時間に大気中に均一な状態で拡散することができるので、室内の空間を短時間で殺菌したりすることも可能になる。
【００６５】
スプレーノズルあるいは混合器にミストセパレータ、ドレンキャッチなどの気液分離器を設けることで、スプレーノズルによる空気の断熱膨張、スプレーノズルによる空気の断熱膨張と混合ガスによる衝突乱流運動による混合流路内で発生する低温により薬品は凝縮し水滴化する。
【００６６】
スプレーノズルあるいは混合器にミストセパレータ、ドレンキャッチなどの気液分離器を設けることで、混合ガスによる衝突乱流運動による混合流路内の温度低下により、粒子の大きいミストを凝縮させ水滴として分離すれば、放出空気と分離され更に効率をあげることが可能になる。
【００６７】
また他の利用法として、水の代わりに多種の液体の混合物を本実施例の装置に注入すれば、多種の液体を均一に微粒化することができる。
【００６８】
スプレーノズルあるいは混合器にミストセパレータ、ドレンキャッチなどの気液分離器を設けることで、スプレーノズルによる空気の断熱膨張、スプレーノズルによる空気の断熱膨張と混合ガスによる衝突乱流運動による混合流路内で発生する低温により液体は凝縮し水滴化する。
【００６９】
スプレーノズルあるいは混合器にミストセパレータ、ドレンキャッチなどの気液分離器を設けることで、混合ガスによる衝突乱流運動による混合流路内の温度低下により、粒子の大きいミストを凝縮させ水滴として分離すれば、放出空気と分離され更に効率をあげることが可能になる。
【００７０】
図８は混合流路とブロアーとを組み合わせ、水を供給してマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置の概略図である。
【００７１】
図９は本発明の一実施例における装置で使用する混合流路を配管で製作した場合の斜視図である。
【００７２】
本実施例の混合器２は図８に示すように混合流路２１、これに空気と水の混合ガスを供給する供給流路２２、排出する排出流路２３よりなっている。混合流路２１は環状流路２４と連通流路２５、供給流路２２からの混合ガスを連通流路２５に導入するための供給側のタンク２６、連通流路２５からの混合ガスを排出流路２３に導入するための排出側のタンク２７からなっている。環状流路は１以上の任意の数でよい。連通流路は２以上の任意の数でよい。本発明の一実施例においては、環状流路は２、連通流路は６のものを使用している。
【００７３】
管材は、例えば金属、プラスチック材などで製作される。
【００７４】
流路に高速の空気を供給するための手段としては、ファン、ブロアー、コンプレッサーなどを用いる。
【００７５】
マイナスイオンを発生させるために流路の手前に水の供給装置を設け、高速の空気と水を混入するようにする。水を供給する供給装置としては水を加圧して圧送する水ポンプ等がある。水道水等の加圧されている水はそのままポンプなしで利用してもよい。
【００７６】
また水の重力による圧力差を利用し、供給流路より上方にある貯水タンク等の水を送水してもよい。
【００７７】
水を加熱しあるいは超音波を用いて霧状にしてブロアーの空気取入口から空気とともに取り入れるようにしてもよい。
【００７８】
マイナスイオン発生のための条件を効果的にするために水の供給装置に水の調整弁を設けると好適である。
【００７９】
ブロアー１′より流路に送られる高速の空気中に、混合器２の手前で適正量の水が水の調整弁３′を介して混入される。高速の空気と水の混合空気は、供給流路２２より供給側のタンク２６に入る。タンク２６内で衝突した混合空気は、タンク２６に接続された複数の連通流路２５の流入口２８を通って流出口２９より一段目の環状流路２４に入り、環状流路２４の壁面に衝突し、また異なる流入口から入った混合空気同士が衝突する。
【００８０】
同様に高速の混合空気は、一段目の環状流路２４に接続された複数の連通流路２５の流入口２８を通って流出口２９より２段目の環状流路２４に入り、環状流路２４の壁面に衝突するとともに異なる流入口から入った混合空気同士が衝突する。
【００８１】
次に２段目の環状流路２４に接続された複数の連通流路２５の流入口２８を通って流出口２９よりタンク２７内に入る。タンク２７の内面に衝突した混合空気は排出流路２３より排出される。
【００８２】
空気中の水は、タンク２６の内壁面に衝突する際に、細かく砕かれて細霧となって飛散する。そのときに水は水素結合が切断されてマイナス電荷を帯びるようになる。さらに高速の空気は次の環状流路２４内の複数の箇所で壁面に衝突し衝突乱流運動をし、空気内の水はさらに細かく微細化される。最後にタンク２７内面に衝突する。そのときの水の粒子は複数の衝突乱流運動により非常に細かい粒子になっているので、マイナスイオンが付着するようになる。このためマイナスイオンを含んだ高速の混合空気が排出流路２３より排出される。
【００８３】
本実施例の装置においては、滝が流れて水が一回だけの落下で飛散する際に発生するマイナスイオン製造法よりも、より効率的に大量の細かい水の粒子を製造することができるため、大量のマイナスイオンを製造可能とすることができる。
【００８４】
また滝による一回だけの落下による水の飛散方式では、まだ水の粒子が大きくプラスイオンがまだ多く存在しているが、この方法では水のほとんどをマイナスイオンを帯びる細かい粒子にできるため、プラスイオンを発生させることなく、大量のマイナスイオンを連続に安定して製造し、細かな水の粒子に付着させることが可能になる。
【００８５】
マイナスイオン製造に使用した高速の空気はそのまま利用空間に排出され、マイナスイオンを広い空間に拡散させる作用をする。また水のほとんどを細かな粒子にすることが可能になるため、水の循環回収、ドレンなどの発生もない。
【００８６】
コロナ放電のように電極の汚れによって有害ガスが発生する恐れもなく、混合器２内で高速の空気内の水を繰り返し衝突乱流運動をさせることにより、滝の落下によるレナード現象以上の、大量のマイナスイオンが効果的に安全に製造可能となる。
【００８７】
水の粒子が微細化する現象を利用し、不純物を含んでいる水、例えば海水などを本実施例の装置に注入すれば、空気と混合されて海水が微細化され水分が蒸発し、塩分などの不純物を含んだ水分と分離され、こうして水中に溶け込んでいる塩分などの不純物と水との分離を行うことができる。
【００８８】
また他の利用法として、同様の方法で水の代りに薬品などを送液すれば、薬品を細かく微粒化し、短時間に大気中に均一な状態で拡散したりすることができるので、室内の空間を短時間で殺菌したりすることも可能になる。
【００８９】
以上の構成により本実施例では図１０のグラフのように優れた性能が達成される。
【００９０】
実施された実験では、ポンプによる０．１リットル／時間の一定速度の水量をコンプレッサーによる加圧空気に混入させるとマイナスイオン発生装置の排出流路２３から１ｍ離れたところで空気流量５００リットル／分の場合には６
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【００９１】
以上の実施例においても図４に記載されている混合流路をブロック化して製作したものを用いることができる。
【００９２】
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかるマイナスイオン発生装置、マイナスイオン発生システム及びマイナスイオン発生方法は、様々な用途におけるマイナスイオン発生装置、マイナスイオン発生システム及びマイナスイオン発生方法として有用であり、特に家庭において室内で用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】スプレーノズルに気液分離器を接続したマイナスイオン発生装置の概略を示す図である。
【図２】本発明の一実施例のマイナスイオン発生装置の概略を示す図である。
【図３】本発明の一実施例におけるマイナスイオン発生装置で用いる混合流路を管で製作した場合の斜視図である。
【図４】本発明の一実施例におけるマイナスイオン発生装置で用いる混合流路をブロック化して製作した場合の斜視図である。
【図５】マイナスイオン発生装置を複数箇所に設置し、送風用配管にて空気を供給することにより、一台のコンプレッサーで同時に複数の個所でマイナスイオンの発生を可能にしたシステムの概略を示す図である。
【図６】図１のマイナスイオン発生装置による実験結果で発生したマイナスイオンの量を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施例におけるマイナスイオン発生装置による実験結果で発生したマイナスイオンの量を示すグラフである。
【図８】混合器とブロアーとを組み合わせ、水を供給してマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置の概略図である。
【図９】本発明の実施例における装置で使用する混合流路を配管で製作した場合の斜視図である。
【図１０】本発明の実施例におけるマイナスイオン発生装置による実験の結果発生したマイナスイオンの量を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例で用いるスプレーノズルの断面図であり、外部混合式のものである。
【図１２】本発明の実施例で用いるスプレーノズルの断面図であり、内部混合式のものである。
【図１３】本発明の実施例で用いる気液分離器の概略図である。
【符号の説明】
図で使用している符号の説明は次の通りである。
１  コンプレッサー
１′ブロアー
２  混合器
３  スプレーノズル
３′水調整弁
４  流量計
５  気液分離器（ドレンセパレータ、ドレンキャッチなど）
６  送風用配管
Ａ  ２、３、４、５よりなるマイナスイオン発生装置
Ｂ  ３、４、５よりなるマイナスイオン発生装置
２１  混合流路
２２  供給流路
２３  排出流路
２４  環状流路
２５  連通流路
２６  供給側のタンク
２７  排出側のタンク
２８  流入口
２９  流出口
５１  部材
５２  部材
５３  部材
５４  部材
５５  部材
５６  部材
５７  部材
５８  部材
６１  外部容器
６２  内部容器
６３  管
６４  管
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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