JP2000247141A - 空調装置の陰イオン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低電圧でも多くの陰イオンを発生させること
ができるようにする。 【解決手段】 空調ダクト２１内に針状電極３１を配置
し、該針状電極３１にマイナス高電圧を印加してコロナ
放電を発生させることにより、空調ダクト２１内を通る
車内への吹出空気に陰イオンを発生させる空調装置の陰
イオン発生装置３０において、前記針状電極３１にパル
ス状のマイナス高電圧を印加するパルス状高電圧印加装
置３２を具備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調装置の陰イオ
ン発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気中には、１ミクロンから分子程度
（０．０００１ミクロン）の大きさの電気を帯びた微粒
子が存在する。その中で、分子が１０個から１００個ほ
ど集まった大きさの粒子を小イオンと呼び、そのうちの
マイナスに帯電しているものをマイナスイオン（陰イオ
ン）と呼んでいる。空気中のマイナスイオンは、次のよ
うな原理で発生すると考えられている。即ち、外部から
の何らかのエネルギを受けることによって、電気的に中
性を保っていた分子が、電子（マイナス電荷を持ってい
る）を引き剥がされてプラスイオンに変化する。そし
て、その引き剥がされた電子が他の分子に捕らえられる
ことで、マイナスイオンになる。自然界では、空気中で
微細水滴が分裂するときに、水滴が陽極に帯電し、逆に
周囲の空気が陰極に帯電することになり、空気のイオン
化現象が起こる。このため、滝壺や海岸といったところ
では、空気中のマイナスイオン量が多くなる。一方、空
気が汚れている市街地や工場地帯では、マイナスイオン
量が少ないのが観察される。つまり、人間にとって快適
な環境とは、まさしく滝壺や海岸、あるいは森林のよう
なマイナスイオンの多い地域であるということができ
る。

【０００３】近年、室内環境等の快適性を向上させる一
つの要素として、空気中のマイナスイオンが注目を集め
ている。例えば、マイナスイオンの増加は、情緒や自律
神経の安定、疲労の回復、細胞の活性化等、を促すと言
われている。家庭用の空気清浄機などでは、マイナスイ
オンを発生することをメリットとしてうたっているもの
も多くみかけられる。

【０００４】従来、マイナスイオンを発生する装置とし
ては、針状電極によるコロナ放電を利用して陰イオンを
発生させるものがほとんどである。特開平９−３１５１
４１号公報には、車両用空調装置における空調ダクト内
の流通空気中に陰イオンを発生させ、陰イオンを含む空
気を車内へ吹き出すようにした陰イオン発生機能を備え
た車両用空調装置が開示されている。

【０００５】図６は同公報に記載された装置を示す。図
において、空調ダクト１の最上流部には内気取入口２と
外気取入口３とが設けられている。内気取入口２と外気
取入口３は、インテークドア４で選択的に開閉される。
インテークドア４の下流には送風機５が設けられ、送風
機５の下流にはエバポレータ６が配されている。エバポ
レータ６は、図示略の膨張弁、コンプレッサ、コンデン
サ等と直列に配管結合されて冷房サイクルを構成してい
る。エバポレータ６を通過した空気は、空調ダクト１の
最下流側に設けられる吹出口７から車室８へ送風され
る。なお、この例では、エバポレータ６の下流側がその
まま車室８に開口しているが、エバポレータ６と吹出口
７との間に、図示しないヒータコア、ヒータコアの通過
量を変化させるエアミックスドア、及び吹き出しモード
を変更する吹出モード切替装置を設ける構成としてもよ
い。

【０００６】送風機５とエバポレータ６との間には超音
波加湿器１０が設けられ、エバポレータ６の下流側に
は、エバポレータ６を通過した空気の湿度を検出する湿
度センサ１１と、陰イオン発生装置１２の主たる要素で
ある針状電極１２ａとが設けられている。針状電極１２
ａには、高圧電源１２ｂから直流のマイナス高電圧が印
加されるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図７に示す
ように、陰イオンの発生数（発生量）は印加する直流電
圧が大きくなるほど多くなるが、従来の陰イオン発生装
置１２では、効果を期待し得る必要十分な量の陰イオン
を発生するためには、電位差１０ＫＶ以上の直流マイナ
ス高電圧が必要であった。つまり、印加電圧が−１０Ｋ
Ｖ以上にならないと、陰イオンの発生数がなかなか増加
しない傾向があるため、−１０ＫＶ以上の高電圧を印加
する大型電源が必要であった。

【０００８】本発明は、上記事情を考慮し、低電圧でも
多くの陰イオンを発生させることのできる空調装置の陰
イオン発生装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、空調
ダクト内に針状電極を配置し、該針状電極にマイナス高
電圧を印加してコロナ放電を発生させることにより、空
調ダクト内を通る車内への吹出空気に陰イオンを発生さ
せる空調装置の陰イオン発生装置において、前記針状電
極にパルス状のマイナス高電圧を印加するパルス状高電
圧印加装置を具備したことを特徴としている。

【００１０】本発明者らは、いろいろな条件のもとで、
発生する陰イオンの数について測定してみたところ、陰
イオンは、針状電極にマイナスの高電圧を印加した瞬間
に増加するという事実を知るに至った。そこで、電圧の
印加のＯＮ−ＯＦＦを繰り返し行うことにより、即ち、
より実際的には、針状電極に対してマイナスの高電圧を
パルス状に印加することにより、従来のように連続的に
一定のマイナス高電圧を印加するのと比べて、格段に陰
イオン発生数を増大させることができて、十分に高いレ
ベルの陰イオン発生量を維持できることを確認すること
ができた。

【００１１】特に、請求項２の発明では、前記パルスの
周波数を１Ｈｚ以上に設定することにより、陰イオン発
生数の増加を図っている。

【００１２】また、請求項３の発明では、前記針状電極
を空調ダクト内におけるエバポレータの近傍に配置する
ことで、陰イオンの発生数の増加を図っている。これ
は、陰イオンは空気中の水分が電離したものであり、エ
バポレータの近傍であれば、凝縮水による水分の影響で
陰イオンの発生量を増やすことができるからである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は陰イオン発生装置を組み込ん
だ実施形態の車両用空調ユニット（空調装置）Ｍの構造
を示している。空調ダクト２１の上流部には外気吸込口
２２と内気吸込口２３が設けられ、そこから下流側に向
かって順に送風ファン２５、エバポレータ２６が配さ
れ、エバポレータ２６の直前に、陰イオン発生装置３０
の針状電極３１が配されている。そして、この針状電極
３１に対し、パルス状高電圧印加装置３２からパルス状
のマイナス高電圧を印加するようになっている。

【００１４】図２に示すように、針状電極３１は、導電
材料よりなる筒体３３の中央部に絶縁状態で立設され、
筒体３３がパルス状高電圧印加装置３２のプラス（アー
ス）側に接続され、針状電極３１がパルス状高電圧印加
装置３２のマイナス側に接続されている。これにより、
パルス状高電圧印加装置３２は、針状電極３１に対し
て、６０Ｈｚの−５ＫＶ高電圧を印加するようになって
いる。

【００１５】次に、上記空調ユニットにおける陰イオン
の発生状況の実測結果について説明する。測定に当たっ
ては、実車に搭載した空調装置のエバポレータ２６の下
流側に、試験的にイオンカウンタ４０を配置して測定し
た。測定時の風量は、２００立方メートル／時の一定風
量に設定し、陰イオン発生装置の作動時間は１分間に設
定した。

【００１６】最初に、（ａ）従来のように直流（ＤＣ）
電圧を印加することによって、どれくらいの陰イオンが
発生するかを測定した。このときの印加電圧は−１０Ｋ
Ｖである。次に、（ｂ）６０Ｈｚのパルス状に−５ＫＶ
の電圧を印加して、どれくらい陰イオンが発生するかを
測定した。

【００１７】その結果、図４（ａ）、（ｂ）に示すよう
なデータが得られた。（ａ）のように直流電圧を印加し
た場合は、陰イオン発生装置をＯＮした瞬間は３００個
／ｃｃ以上の陰イオン数をカウントしたが、その後すぐ
に１００個／ｃｃレベルに低下してしまった。それに対
し、（ｂ）のように低電圧ながらもパルス状に電圧を印
加した場合は、陰イオン発生装置を作動している間中、
連続して３００個／ｃｃ以上の陰イオン数をカウントし
続けた。

【００１８】このことから分かるように、パルス状に電
圧を印加した場合は、直流電圧を印加した場合と比べ
て、低い電圧（本例では半分の電圧）でありながら、連
続的に多量の陰イオンを発生させることができる。

【００１９】次にパルスの間隔（周波数）と陰イオン発
生数の関係を調べてみた。条件は、印加電圧−５ＫＶ、
風量２００立方メートル／時である。図５はその結果を
示す。直流電圧印加の場合をＤＣで示してある。パルス
の印加周波数を上げていくと、陰イオン数が増加してい
く。１Ｈｚ、つまり１秒間隔でＯＮ−ＯＦＦを繰り返す
と、陰イオン数は２００個／ｃｃを超える。その後、周
波数が１０Ｈｚを超えるとあまり増加がみられなくな
る。ちなみに、空気中の陰イオン数は２００〜３００個
／ｃｃ以上であれば、その効果（快適性が増す等の効
果）が期待できるといわれている。従って、最低でも１
Ｈｚ以上の周波数でパルス状のマイナス高電圧を印加す
ることにより、必要十分な陰イオンを発生させることが
できることが分かった。

【００２０】また、上記の測定は、コンプレッサ（エア
コン）を作動させていない状態で行ったが、コンプレッ
サを作動させて、エバポレータに凝縮水ができるような
状態で測定したところ、同じ条件でありながら約２倍の
陰イオン数が検出された。

【００２１】このように、針状電極３１にパルス状にマ
イナス高電圧を印加することによって、大量の陰イオン
を発生させることができるので、車内の快適感等を大い
に高めることができる。その場合、低い電圧でも必要十
分な数の陰イオンを発生させることが可能であるから、
電源装置の小型化が図れるようになる。また、エバポレ
ータ２６の近傍に針状電極３１を配置することで、陰イ
オンの発生数を増加させることができるので、その点で
も電源装置の小型化が可能となる。

【００２２】なお、針状電極３１を配置する場所は、エ
バポレータ２６の近傍であれば、上記実施形態のように
エバポレータ２６の直前に限らず、エバポレータ２６の
直後であってもよい。但し、エバポレータ２６の直後に
針状電極を配置する場合は、図３（ａ）に示すように、
水滴が通過風Ｓに運ばれて針状電極３１に直接かかるお
それがあるので、針状電極３１の先端を下流方向へ向
け、筒体３３の基部開放端にカバー３５を被せる等の配
慮をするのが好ましい。

【００２３】また、針状電極は個別に針を突き立てて構
成してもよいが、図３（ｂ）に示すように、プレスで打
ち抜いた一枚の金属板４２の側縁に、多数個一緒に形成
してもよい。そうすれば、針状電極４１の個数を簡単に
増やせる。その場合、筒体４３もそれに応じた形状にす
ればよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、針状電極にパルス状にマイナス高電圧を印加す
るようにしたので、低電圧でも大量の陰イオンを発生さ
せることができる。従って、電源装置を小型化すること
ができると共に、たとえば車両用の空調装置に適用した
場合に、運転中のいらいら感を減少し、爽快感をアップ
することができる。また、悪臭防止効果も期待できる。
この場合、パルスの周波数を１Ｈｚ以上に設定すること
で、より確実に陰イオン発生量を増やせるし、エバポレ
ータの近傍に針状電極を配置することで、低電圧ながら
も陰イオン発生数の一層の増加を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の陰イオン発生装置を装備し
た空調装置の概略構成を示す断面図である。

【図２】前記陰イオン発生装置の拡大図である。

【図３】図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の別の実施
形態における陰イオン発生装置の要部構成図である。

【図４】本発明の作用効果の説明図であり、（ａ）は比
較例として挙げる従来のＤＣタイプの陰イオン発生装置
によるイオン発生数の推移の様子を示す図、（ｂ）は本
発明のパルスタイプの陰イオン発生装置によるイオン発
生数の推移の様子を示す図である。

【図５】本発明におけるイオン発生数と電極に印加する
パルスの周波数の関係を示す特性図である。

【図６】従来の陰イオン発生装置を備えた空調装置の概
略構成を示す断面図である。

【図７】従来の陰イオン発生装置におけるイオン発生数
と電極に印加する電圧の関係を示す特性図である。

【符号の説明】

２１ 空調ダクト ２６ エバポレータ ３０ 陰イオン発生装置 ３１ 針状電極 ３２ パルス状高電圧印加装置 ４１ 針状電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 利雄 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 株式会社ゼクセル江南工場内 Ｆターム(参考） 3L051 BC10 4C080 AA09 BB02 BB10 CC01 QQ11 QQ20

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調ダクト内に針状電極を配置し、該針
   状電極にマイナス高電圧を印加してコロナ放電を発生さ
   せることにより、空調ダクト内を通る車内への吹出空気
   に陰イオンを発生させる空調装置の陰イオン発生装置に
   おいて、 前記針状電極にパルス状のマイナス高電圧を印加するパ
   ルス状高電圧印加装置を具備したことを特徴とする空調
   装置の陰イオン発生装置。
2. 【請求項２】 前記パルスの周波数が１Ｈｚ以上である
   ことを特徴とする請求項１記載の空調装置の陰イオン発
   生装置。
3. 【請求項３】 前記針状電極が空調ダクト内におけるエ
   バポレータの近傍に配置されていることを特徴とする請
   求項１または２記載の空調装置の陰イオン発生装置。