(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射された水を空気の旋回流中で分裂させて空気中に負イオンを発生させる水分裂部と、分裂によって発生した空気中に含まれる水滴を捕捉させる気液分離部とを筒体の内部に有する負イオン発生装置であって、前記筒体は、旋回する空気の流通路を形成し、下部から吹込まれた空気を旋回させつつ上部から送出させるものであり、前記水分裂部は下段に、前記気液分離部は上段に配置され、前記気液分離部は、水切りユニットを有し、前記水切りユニットは、中空逆円錐体であり、前記筒体の中心から前記筒体の内周面に向けて角度をなして立ち上がる斜面を有し、その中心から放射状に配列された２以上の水切り部を有し、前記水切り部は、前記中空逆円錐体の斜面の切り起こしにより形成され、前記中空逆円錐体の斜面には、前記水切り部の切り起こしにより２以上の空気流通口が放射状に開口され旋回する空気の流通口を形成し、前記水切り部は前記中空逆円錐体の斜面に片持ち式に支持され上方に立ち上げて前記空気流通口の上方を覆うように折曲られ、前記水切り部を前記中空逆円錐体の外周側の水切り部の面積が大きい扇形とし、前記中空逆円錐体の外周側の流通口の開口面積を大きくすることを特徴とする負イオン発生装置。
【請求項２】
水分裂部に給水され噴射される水を蓄える水槽部を筒体内の前記水分裂部の下に備え、水切りユニットの中空逆円錐体の中心には、ドレン抜き孔が開口され、水切り部に沿う前記中空逆円錐体の斜面の板面は、前記水切り部に捕捉された水滴を前記ドレン抜き孔に導く誘導面となるものであり、前記水切り部に捕捉された水滴を前記ドレン抜き孔内を落下させて前記水槽部に戻すことを特徴とする請求項１記載の負イオン発生装置。
【請求項３】
気液分離部には、２以上の水切りユニットが上下段に組合わせて配置され、各段の前記水切りユニットの流通口は、各段の前記水切りユニット間での空気の旋回流の流通路を形成し、前記各水切りユニットの水切り部は、空気の旋回流中に含まれた水滴を順次捕捉するものであることを特徴とする請求項１記載の負イオン発生装置。
【請求項４】
水切りユニットは、一枚の円板を加工したものであり、円板の円弧部分を除去し、残された前記円板の対向縁間を接合して円錐形に組立てられ、水切り部は、円板に付された切り抜き線に沿って切り起こされた部分であり、流通口は、前記水切り部の切り起こしによって円錐の斜面に形成された開口であることを特徴とする請求項１記載の負イオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レナード効果（滝効果）を利用して空気中に負イオンを発生させる負イオン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、健康志向が高まるなか、室内空気の清浄化はもとより更なる付加価値として空気イオンの利用が注目されている。空気イオンは、我々の仕事の能率や情緒に対して、明らかに影響をあたえる。特に負イオンは、精神を安定させ、呼吸器の機能を高める効果を持つといわれている。
【０００３】
水滴が空中で分裂するとき、より正確には、水滴が障壁である金属板に衝突して微細水滴に分裂するとき、付近の空気中に負イオンが発生し、微細水滴が負イオンと等量の正電荷を得る。この現象は、レナード効果（Ｌｅｎａｒｄ’ｅｆｆｅｃｔ）として古くから知られている。その後、水滴が空気中で分裂するだけでレナードと同様な効果が起こり得る事がシンプソン（Ｓｉｍｍｐｓｏｎ）によってたしかめられた。
【０００４】
レナード効果を利用して空気中に負イオンを発生させる装置は、例えば特公平５−５８７５５５号（先行例１）に記載され、また、このような負イオン発生装置を一般家庭用又は事務所用として小型化をしたものは、例えば実開平４−１２６７１７号公報（先行例２）に空気清浄機として開示されている。
【０００５】
図５に先行例２の構成を示す。図５において、レナード効果を利用した負イオン発生装置は、要するに水分裂部１０１と、気液分離部１０２と、水槽１０３との組合わせからなるものである。水槽１０３内の水は、ポンプ１０４で汲み出されて水分裂部１０１に供給され、水分裂部１０１のノズル１０５から高圧で噴出され、水分裂部１０１の筒の内壁１０６に衝突して微細水滴に分裂し、空気中に負イオンを生ずる。
【０００６】
一方、水分裂部１０１内には、送風機１０７から吸引された外気が吹込まれ、水分裂部１０１に発生した負イオンを含む微細水滴は、空気の旋回流によって気液分離部１０２に送風され、気液分離部１０２内で、旋回しつつ上昇する間に、旋回流によって生じた遠心力作用をうけて気液分離され、水滴は水槽１０３内に戻され、負イオンを含む空気が送気口１０８から外気中に送気される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記構造によるときには、水分裂部１０１と、気液分離部１０２とが、別個の筒状部分によって構成されるため、装置の小型化を進める上での大きな制約があった。また、送風機１０７で吸引した空気は、水分裂部１０１内を旋回しつつ下降し、その下降端で反転して接線方向に送り出されて気液分離部１０２内に吹込まれ、気液分離部１０２内を旋回しつつ上昇して送気口１０８より排出されることになるため、圧損が大きく、大きな出力の送風機１０７を必要とする。
【０００８】
本発明の目的は、一本の筒体内に水分裂部と、気液分離部とを組み込んで小型化を実現すると共に、圧損の少ない負イオン発生装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するため、本発明による負イオン発生装置においては、噴射された水を空気の旋回流中で分裂させて空気中に負イオンを発生させる水分裂部と、分裂によって発生した空気中に含まれる水滴を捕捉させる気液分離部とを筒体の内部に有する負イオン発生装置であって、前記筒体は、旋回する空気の流通路を形成し、下部から吹込まれた空気を旋回させつつ上部から送出させるものであり、前記水分裂部は下段に、前記気液分離部は上段に配置され、前記気液分離部は、水切りユニットを有し、前記水切りユニットは、中空逆円錐体であり、前記筒体の中心から前記筒体の内周面に向けて角度をなして立ち上がる斜面を有し、その中心から放射状に配列された２以上の水切り部を有し、前記水切り部は、前記中空逆円錐体の斜面の切り起こしにより形成され、前記中空逆円錐体の斜面には、前記水切り部の切り起こしにより２以上の空気流通口が放射状に開口され旋回する空気の流通口を形成し、前記水切り部は前記中空逆円錐体の斜面に片持ち式に支持され上方に立ち上げて前記空気流通口の上方を覆うように折曲られ、前記水切り部を前記中空逆円錐体の外周側の水切り部の面積が大きい扇形とし、前記中空逆円錐体の外周側の流通口の開口面積を大きくすることを特徴とするものである。
【００１６】
また、水分裂部に給水され噴射される水を蓄える水槽部を筒体内の前記水分裂部の下に備え、水切りユニットの中空逆円錐体の中心には、ドレン抜き孔が開口され、水切り部に沿う中空逆円錐体の斜面の板面は、水切り部に捕捉された水滴をドレン抜き孔に導く誘導面となるものであり、前記水切り部に捕捉された水滴を前記ドレン抜き孔内を落下させて前記水槽部に戻すものである。
【００１７】
また、気液分離部には、２以上の水切りユニットが上下段に組合わせて配置され、各段の水切りユニットの流通口は、各段の水切りユニット間の空気の旋回流の流通路を形成し、各段の水切りユニットの水切り部は、空気の旋回流中に含まれた水滴を順次捕捉するものである。
【００１８】
また、水切りユニットは、一枚の円板状のシートを加工したものであり、円板の円弧部分を除去し、残された円板の対向縁間を接合して円錐形に組立てられ、水切り部は、円板に付された切り抜き線に沿って切り起こされた部分であり、流通口は、水切り部の切り起こしによって円錐の斜面に形成された開口である。さらにシートを用いた打ち抜き加工などによっての製作も可能となる。
【００１９】
そして本発明によれば装置の小型化が可能となり、圧損の少ない負イオン発生装置が得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明においては、噴射された水を空気の旋回流中で分裂させて空気中に負イオンを発生させる水分裂部と、分裂によって発生した空気中に含まれる水滴を捕捉させる気液分離部とを筒体の内部に有する負イオン発生装置であって、前記筒体は、旋回する空気の流通路を形成し、下部から吹込まれた空気を旋回させつつ上部から送出させるものであり、前記水分裂部は下段に、前記気液分離部は上段に配置され、前記気液分離部は、水切りユニットを有し、前記水切りユニットは、中空逆円錐体であり、前記筒体の中心から前記筒体の内周面に向けて角度をなして立ち上がる斜面を有し、その中心から放射状に配列された２以上の水切り部を有し、前記水切り部は、前記中空逆円錐体の斜面の切り起こしにより形成され、前記中空逆円錐体の斜面には、前記水切り部の切り起こしにより２以上の空気流通口が放射状に開口され旋回する空気の流通口を形成し、前記水切り部は前記中空逆円錐体の斜面に片持ち式に支持され上方に立ち上げて前記空気流通口の上方を覆うように折曲られ、前記水切り部を前記中空逆円錐体の外周側の水切り部の面積が大きい扇形とし、前記中空逆円錐体の外周側の流通口の開口面積を大きくし、空気の旋回流を筒体の全円周から受入れて気液分離処理を行なう。
【００２７】
請求項２の発明においては、水分裂部に給水され噴射される水を蓄える水槽部を筒体内の前記水分裂部の下に備え、水切りユニットの中空逆円錐体の中心には、ドレン抜き孔が開口され、水切り部に沿う中空逆円錐体の斜面の板面は、水切り部に捕捉された水滴をドレン抜き孔に導く誘導面となり、水切り部に捕捉された水滴は、中空逆円錐体の中心に集められ、ドレン抜き孔内を落下して筒体内の水槽部に戻される。前記水切り部に捕捉された水滴を前記ドレン抜き孔内を落下させて前記水槽部に戻す。なお、空気の旋回流は、その殆どが筒体の内周面に沿って上昇し、筒体中心部は負圧となり、中空逆円錐体の中心に集められた水滴は、ドレン抜き孔内を通して吸引される。
【００２８】
請求項３の発明においては、気液分離部には、２以上の水切りユニットが上下段に組合わせて配置され、各段の水切りユニットの流通口は、各段の水切りユニット間の空気の旋回流の流通路を形成し、各水切りユニットの水切り部は、空気の旋回流中に含まれた水滴を順次捕捉するものであり、空気の旋回流は、旋回流の流線を殆ど崩さずに下段側の水切りユニットの流通口から上段側の水切りユニットの流通口を経て流動し、圧力損失を殆ど生じさせない。
【００２９】
請求項４の発明においては、水切りユニットは、一枚の円板状のシートを加工したものであり、円板の円弧部分を除去し、残された円板の対向縁間を接合して円錐形に組立てられ、水切り部は、円板に付された切り抜き線に沿ってきり起こされた部分であり、流通口は、水切り部の切り起こしによって円錐の斜面に形成された開口である。円板に金属シート、プラスチックシートなどを用い、打ち抜き加工などによって簡単に製作できる。
【００３０】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図によって説明する。図１、２において、本発明による負イオン発生装置は、一本の筒体１の内部を水分裂部２と、気液分離部３とに区画形成したものである。水分裂部２の形成領域の下端に対応する筒体１の胴部外周には、空気吸込管４が筒体１の接線方向に開口され、筒体１の上部外周には筒体１の接線方向に開口する負イオンの吹出口５を有し、筒体１の上部の内部空間には、送風機６（シロッコファン）が内蔵されている。この実施例においては、空気吸込管４の接続部分より下方の空間を水槽部７に利用し、さらにその下方に区画形成された空間内にポンプ８を設置している。水槽部７は、水分裂部２に給水すべき水を蓄えるタンクである。送風機６は、筒体１の上部を塞ぐ蓋９に据え付けたモーター１０によって回転駆動され、送風機６の駆動によって、筒体１内には、外気が空気吸込管４から吹出口５に至る旋回空気の流通路が形成される。すなわち、外気が吸込管４を通して筒体１内に吸引され、吸引された空気は旋回しながら筒体１内を上昇し、水分裂部２、気液分離部３を経て吹出口５から筒体１の外部に排出されるものである。水分裂部２は、噴射された水を空気の旋回流中で分裂させて空気中に負イオンを発生させる部分であり、気液分離部３は、分裂によって発生した空気中に含まれる水滴を捕捉させる部分である。水分裂部２には、水噴射用ノズル１１を備えたノズル配管１２が筒体１の中心に立ち上げられている。ノズル配管１２は、ポンプ８に接続され、水槽部７内の水は、ポンプ８で汲み上げてノズル配管１２に供給され、各ノズル１１から噴射される。気液分離部３には、１または２以上の水切りユニット１３が組み込まれている。水切りユニット１３は、図３に示すように、旋回する空気の流通口１４を形成する開口と、分裂によって発生した空気中に含まれる水滴を捕捉させる水切り部１５とを有するものである。水切りユニット１３は、上面が開放された中空逆円錐体であり、筒体１の中心から筒体１の内周面に向けて角度をなして立ち上がる斜面１６を有し、水切り部１５及び流通口１４は斜面１６に設けられているものであるが、この実施例において、水切りユニット１３は、図４に示すように、一枚の円板状のシート１７から、中心角θを含む円弧部分１８を除去し、残された円板の対向縁に重なり代１９を確保し、この重なり代１９、１９を接着、接合して円錐形に組立てたものである。シート１７には、円弧状の外周切抜き線２０と、内周切抜き線２１と、両切抜き線２０、２１の一端間をつなぐ半径方向の切抜き線２２とが付され、水切り部１５は、３方の切抜き線２０、２１、２２に沿って切り起こされた部分であり、流通口１４は、水切り部１５の切り起こしによって円錐の斜面に形成された開口である。水切り部１５は、扇形をなし、中空逆円錐体の斜面１６に片持ち式に支持され、上方に立ち上げて空気流通口１４の上方を覆うように中空逆円錐体の斜面１６に対し鋭角な角度に折曲されているものである。また、水切り部１５の開放端は、図４に示すように、さらに中空逆円錐体の斜面１６側に斜面とほぼ平行となるように折曲されて空気流通口１４を通過してきた空気の旋回流を衝突させる衝突面２３となっている。水切りユニットのシ���トには、金属シート（アルミホイル）、プラスチックシートなどを用いれば、打ち抜き加工などによって簡単に製作できる。
【００３１】
円錐形に組立てられた水切りユニット１３は、図３に示すように中空円錐体の中心から放射状に配列された２以上の水切り部１５が形成され、あわせて中空逆円錐体の斜面には、各水切り部１５の切り起こしにより、自ずから２以上の流通口１４が放射状に開口される。本発明においては、さらに、水切りユニット１３の中空逆円錐体の中心には、ドレン抜き孔２４を開口する。ドレン抜き孔２４は、水切り部１５に捕捉された水滴を落下させる孔であり、水切り部１５に沿う中空逆円錐体の斜面１６の両面の板面は、水切り部１５に捕捉された水滴をドレン抜き孔２４に導く誘導面となる。
【００３２】
実施例において、気液分離部３には、一定間隔をおいて、１または、２以上の水切りユニット１３を定位置に固定して上下段に組合わせて配置する。次にポンプ８を駆動して水槽部７内の水を汲み上げ、これをノズル配管１２に供給し、各ノズル１１から筒体１の内壁面に向けて噴出する。一方、送風機６を駆動すると、筒体１内に吸引力が生じ、吸込管４から外気が筒体１内に吸引され、吸引された空気は、筒体１内を吹出口５に向けて旋回しつつ上昇する。水分裂部２においては、各ノズル１１から噴出された水が筒体１の内壁に衝突し、或いは筒体１内を上昇する空気の旋回流に巻き込まれて微細水滴に分裂し、空気中に負イオンを発生させる。空気の旋回流は、発生した負イオンを伴って気液分離部３に向かうが、同時に発生した微細水滴を旋回による遠心力作用により筒体１の内壁に振り切りつつ、気液分離部３に導入される。気液分離部３においては、空気は、１または２以上を組合わせて上下２段以上配置された各段の水切りユニット１３、１３・・の各流通口１４内を旋回流ｆの流線を崩すことなく通過するが、図３に示すように各段の水切りユニット１３においては、旋回流の流線を殆ど崩さずに空気の旋回流を筒体１の全円周から受入れ、さらに、下段側の水切りユニット１３ａの流通口１４と上段側の水切りユニット１３ｂの各流通路１４間が旋回流ｆの流通路となって、空気が流動し、各水切りユニット１３ａ、１３ｂの各水切り部１５に順次接触して空気の旋回流中に含まれた水滴が板面に捕捉される。なお、水切り部１５は中空逆円錐体の外周側の面積が大きい扇形であり、したがって、外周側の流通路１４の開口面積が自ずから大きくなっているので、遠心力作用によって、筒体１の内周側に振り切られながら旋回する多量の空気流がスムースに受入れられ、流通口１４を通過する際に大きな流動抵抗は生じない。各段の水切りユニット１３ａ、１３ｂの流通口１４を通過した空気の旋回流は、水切りユニット１３ａ、１３ｂ毎に水切り部１５の衝突面２３に衝突し、流線が下側に曲げられて空気の旋回流のピッチが狭くなり、この結果、気液分離部３での空気流の行程が増大し、気液分離効率を高めることができる。気液分離部３を通過して水滴が除去された負イオンを含む空気は、旋回流を保ちつつ、送風機６に吸引され、吹出口５から筒体１の接線方向に筒体１の外部に送出される。一方水切り部１５の板面に捕捉された水滴は、中空逆円錐体の中心に集められ、ドレン抜き孔２４内を落下して水槽部７に戻される。なお、空気の旋回流は、その殆どが筒体１の内周面に沿って上昇するため、筒体１の中心部は負圧となり、中空逆円錐体の中心に集められた水滴は、ドレン抜き孔２４内を通して積極的に吸引され、ノズル配管１２を伝わって水槽部７内に戻され、繰返し水分裂部２に供給される。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるときには、一本の筒の内部に、水分裂部と、気液分離部とを組み込んだものであるため、一本の筒の内部で、水の分裂による負イオンの発生と、気液分離の処理が行なわれるため、小型化が可能であり、一体型で、コンパクトな扱いやすい負イオン発生装置を提供できる。また、筒体は、旋回する空気の流通路を形成し、筒体の下部から吹込まれた空気の旋回流は、旋回を続けながら筒内を上昇して水分裂部と気液分離部とを順次経由し、旋回流の流線が殆ど崩されず、スムースに流動して筒体の上部より排出されるため、筒体内での圧力損失は少ない。さらに、気液分離部に組み込む水切りユニットは、旋回する空気の流通路を形成する開口と、分裂によって発生した空気中に含まれる水滴を捕捉させる水切り部とを有し、筒体内にセットすることによって水分裂部上に気液分離部を容易に形成できる。本発明によれば、水切りユニットを標準化し、水切りユニットの使用枚数の選定によって必要とする気液分離機能を得ることができ、さらに、風量や水滴の状況に応じて水切り部の立上り角度や、上下段の水切りユニットの相対関係位置を調整することにより装置の最適設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施例における負イオン発生装置の平面図
（ｂ）同負イオン発生装置の断面正面図
【図２】（ａ）同気液分離部の平面図
（ｂ）同水分裂部と気液分離部との関係を示す断面正面図
【図３】同水切りユニットの組合せ状態を示す図
【図４】（ａ）同水切りユニットの組立て前の平面図
（ｂ）同組立て後の正面図
（ｃ）同図４（ｂ）におけるイ方向からの矢視図
【図５】従来のイオン発生装置（空気清浄装置）の概略図
【符号の説明】
１    筒体
２    水分裂部
３    気液分離部
１３  水切りユニット
１４  流通口
１５  水切り部
１６  斜面
１８  円弧部分
２０  外周切抜き線
２１  内周切抜き線
２２  半径方向の切抜き線
２３  衝突面
２４  ドレン抜き孔
【図１】
0004108250.tif 000002
【図２】
0004108250.tif 000003
【図３】
0004108250.tif 000004
【図４】
0004108250.tif 000005
【図５】
0004108250.tif 000006