JP2002058993A - イオン風発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 風洞内で発生させたイオンを効率良く風洞外
へ送出する。 【解決手段】 風洞１内部でイオンを発生させる放電装
置３と、風洞内に出口１ｂに向かう気流を発生させる送
風装置２と、放電装置３の配設位置より出口１ｂ側とな
る風洞内壁１ｃに設けられ、気流により移動するイオン
に風洞中心へのローレンツ力を作用させる永久磁石４１
とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、風洞出口から外方
に向けてイオン風を送風するイオン風発生器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のイオン風発生器として、特開平９
−３５０号公報に記載されているように風洞内に放電装
置を配設し、該放電装置で発生されたイオンをファンに
よってエア吹出孔から風洞外ヘ吹き出させるように構成
したものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平９−３５０
号公報に記載のイオン風発生器によれば、風洞内を移動
するイオンのうちの少なくない量が、エア吹出孔へ向か
う途中で風洞の内壁に接触し、消失してしまうため、放
電装置でのイオン発生量に対し風洞外へ吹き出されるイ
オン送出量は著しく減少していた。

【０００４】本発明は上記に鑑みてなされたもので、風
洞内で発生させたイオンを効率良く風洞出口から送出さ
せ得るイオン風発生器を提供することを目的とするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
風洞出口に向かう気流を風洞内に生じさせる送風装置
と、前記風洞内にイオンを発生させるイオン発生装置と
を備えたイオン風発生器において、前記イオンの発生位
置より風洞出口側となる風洞内壁部に、前記気流によっ
て風洞出口方向に移動するイオンに風洞中心へのローレ
ンツ力を作用させるように磁界発生装置を周設したこと
を特徴とするものである。

【０００６】上記構成によれば、風洞内部でイオン発生
装置によりイオンが発生され、送風装置によってイオン
は風洞内を風洞出口方向に向かって移動し、風洞出口か
ら外方へ吹き出される。風洞内を移動するイオンは磁界
発生装置によって風洞中心へ向かう方向にローレンツ力
が作用するので、イオンは風洞の中心側に集約され、こ
れによって、イオンが風洞内の内壁に接触したり、吸着
されることなくなって、発生させたイオンが効率良く風
洞から外方へ吹き出（送風）される。

【０００７】請求項２記載の発明は、前記磁界発生装置
が永久磁石で構成されているので、構成が簡単である。

【０００８】請求項３記載の発明は、前記磁界発生装置
が電磁石で構成されているので、電磁石に供給される電
流の向きを変えることにより磁力線の方向を変えること
が可能となる。これにより、採用するイオンの極性に対
応させることが可能となる。

【０００９】請求項４記載の発明は、前記電磁石で発生
される磁界の強度を変更する変更手段を備えているの
で、用途等に応じて適宜イオン風の集約、散逸度合いを
調整することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るイオン風発
生器の構造を示す図で、（ａ）はその断面図、（ｂ）は
（ａ）におけるＡ矢視図である。

【００１１】イオン発生器１０は、所定長を有する円筒
状をなし、入口１ａと出口１ｂとを備えた風洞１と、風
洞内部の入口１ａ寄りであって出口１ｂに向かう気流を
生成させるモータ２ａ及び該モータ２ａの回転軸に連結
された回転ファン２ｂから構成される送風装置２と、イ
オンを発生させるイオン発生装置としての放電装置３
と、放電装置３より出口１ｂ側寄り適所の風洞内壁１ｃ
に設けられる磁界発生装置４としての永久磁石４１とを
備えている。

【００１２】放電装置３は送風装置２より出口１ｂ側の
適所となる風洞内壁１ｃに本体部３Ａが取り付けられ、
この本体部３Ａの風洞中心側に所定距離だけ離間して対
向するように電極３ａ、３ｂが設けられている。本体部
３Ａ内には電源供給乃至は高電圧発生回路等が収容され
（あるいは外部で生成された高電圧を電極３ａ、３ｂに
導く回路部として構成され）、発生させた高電圧が電極
３ａ、３ｂ間に印加されるように回路が構成されてい
る。また、電極３ａ、３ｂの構造はマイナスイオン６を
発生するように構成されている。すなわち、マイナス極
側の電極３ａは先端を鋭利にして電界集中させ、他方、
プラス極側の電極３ｂは電界集中を避ける広面積形状と
している。

【００１３】永久磁石４１は、図１（ｂ）に示すように
放電装置３の配設位置より出口１ｂ側適所となる風洞内
壁１ｃに、周方向１２０°等間隔に３個配設（周設）さ
れている。永久磁石４１は断面四角形を有し、かつ長尺
状に形成されたもので、断面視で対向する辺が磁極Ｎ，
Ｓとして磁化されて構成されている。この永久磁石４１
は風洞１の軸方向に長尺方向を平行にして配置されると
共に、図１（ｂ）のように出口１ｂ側より見たとき、時
計回り方向にＮ極、Ｓ極の順となる関係に磁極方向を合
わせて配設されている。

【００１４】このように構成することにより、送風装置
２は風洞１の入口１ａより吸気して内部に気流を生じさ
せ、出口１ｂから外方へ送風を行う。そして、放電装置
３を作動させることによって発生されたマイナスイオン
６は送風装置２による気流に乗って出口１ａへ向かって
移動させられる。

【００１５】このとき、磁界発生装置４が設けられてい
なければ、移動中のマイナスイオン６の少なくない量が
電位的に安定な風洞１内壁１ｃに接触もしくは吸着され
て消失してしまい、風洞１出口１ｂからのイオン吹出量
が低減することになる。

【００１６】しかし、本発明によれば、風洞１内に永久
磁石４１による磁界（すなわち磁力線７）を発生させ、
この磁界中をマイナスイオン６を移動させるようにした
ので、フレミングの左手の法則に従ってマイナスイオン
６に風洞１の内壁１ｃから風洞中心に向かうローレンツ
力が作用し、この結果、マイナスイオン６は、図１
（ｂ）に示すように出口１ｂに移動しつつ、風洞１の中
心部分に集約されていくこととなる。

【００１７】ところで、磁界は永久磁石４１に近いほど
強いため、マイナスイオン６に作用するローレンツ力
は、風洞内壁近傍ほど大きい。従って、風洞内壁１ｃの
断面全体に広がって流れてきたマイナスイオン６のう
ち、内壁１ｃ近傍のマイナスイオン６ほど、永久磁石４
１の長尺方向の端部に達した時点から風洞中心へ向かう
大きなローレンツ力を受けることとなり、図１（ａ）に
示すように、永久磁石の長尺寸法内を移動する間に徐々
に風洞中心へ向かうように集約されていくこととなる。
なお、マイナスイオン６の集約領域は、マイナスイオン
６の電荷、磁界強度、送風速度、永久磁石の長尺寸法等
の各要素によって決定される。

【００１８】この動作原理により、マイナスイオン６は
風洞１の内壁１ｃに接触、吸着されることなく、風洞１
の中心部を通過し出口１ｂから外方へ吹き出（放出）さ
れる。従って、風洞１内で発生したマイナスイオン６の
消失量を抑制し得て有効乃至は効率良く利用することが
できる。そして、風洞１の出口１ｂから放出されたマイ
ナスイオン６は、被作用対象にマイナスイオンの持つ各
種作用を及ぼす。

【００１９】図２は、本発明に係るイオン風発生器の他
の実施形態を示す構成図で、（ａ）はその断面図、
（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図である。なお、図中、
図１と同一符号が付されたものは同一機能を有するもの
である。

【００２０】この実施形態は、磁界発生装置４を電磁石
４２により構成したものである。電磁石４２は、図２
（ａ）に示すように、所定長を有するコア４２ａにコイ
ル４２ｂを所定数だけ巻回した電磁石素体４２０を所定
個数例えば５個設け、この５個の電磁石素体４２０の各
コイル４２ｂを電気的に並列に接続すると共に、各コア
４２ａを互いに平行に配置して５段のラダー状に構成し
たものである。なお、コイル４２ｂ両端に供給される励
磁電流のための電源は図中省略している。

【００２１】図２（ｂ）に示すように、風洞１を出口１
ｂ側から見たとき、電磁石４２は風洞中心を囲むように
風洞内壁１ｃに周方向等間隔で３箇所に配設され、かつ
各コイル４２ｂへの通電時にＮ極、Ｓ極の磁極が時計回
り方向にこの順で生成されるよう配設されている。

【００２２】電磁石４２により図２（ｂ）のごとく磁界
（磁力線７で表示している。）を発生させると、図１に
示す実施形態と同様にマイナスイオン６は風洞１中心に
向かうローレンツ力を作用されて中心部分に集約される
こととなる。

【００２３】このため、マイナスイオン６は風洞１の内
壁１ｃに接触、吸着されることなく、効率良く出口１ａ
から外方へ放出される。

【００２４】図３は、本発明に係るイオン発生器のさら
に他の実施形態を示す構成図で、（ａ）はその断面図、
（ｂ）は（ａ）におけるＣ矢視図である。図４は図３に
対して異なる条件が設定された場合の態様を示す構成図
で、（ａ）はその断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ矢
視図である。

【００２５】図３（ａ）、図４（ａ）に示すように、風
洞１、送風装置２、放電装置３、磁界発生装置４は図２
に示す実施形態と同様の構成である。図３、図４の実施
形態においては、磁界発生装置４としての電磁石４３で
発生される磁界の強度を変更する変更手段としての磁界
強度変更スイッチ９を備えている。なお、電源８は電磁
石４３に電力供給を行うものである。

【００２６】電源８は第１電源８１と第２電源８２とか
ら構成され、第１電源８１は高い電圧を、第２電源８２
は相対的に低い電圧を発生するもので、互いの負極側は
接続されてコイル４３ｂの一端側に接続されている。磁
界強度変更スイッチ９はコイル４３ｂの他端側と第１、
第２電源８１，８２間に介設され、第１電源８１及び第
２電源８２とコイル４３ｂの他端とを選択的に接続させ
るものである。磁界強度変更スイッチ９を第１電源８１
側に切り換えると、コイル４３ｂに第１電源８１から大
電流が供給されて電磁石４３は強い磁界を発生させ、一
方、磁界強度変更スイッチ９を第２電源８２側に切り換
えると、コイル４３ｂに第２電源８２から相対的に小電
流が供給されて電磁石４３は相対的に弱い磁界を発生さ
せるものである。

【００２７】なお、マイナスイオン６の発生及び流れに
ついては図１及び図２に示す実施形態と同様であるた
め、説明を簡略化する。

【００２８】図３（ａ）に示すように磁界強度変更スイ
ッチ９を第１電源８１側に切り換えて、電磁石４３に図
３（ｂ）に示すように強い磁界（本数の多い磁力線７で
示している。）を発生させると、図１及び図２に示す実
施形態と同様、マイナスイオン６には風洞１中心方向へ
のローレンツ力が作用する。このときのローレンツ力は
大きいため、マイナスイオン６は風洞１中心部分のより
狭い領域に集約され、送風装置２により発生された気流
に乗って風洞１の出口１ｂから狭い範囲へのイオン風と
して外方へ放出される。

【００２９】一方、図４（ａ）に示すように磁界強度変
更スイッチ９を第２電源８２側に切り換えて、電磁石４
３に図４（ｂ）の示すように相対的に弱い磁界（本数の
少ない磁力線７で示している。）を発生させると、図１
及び図２に示す実施形態と同様、マイナスイオン６には
風洞１中心方向へのローレンツ力が作用する。このとき
のローレンツ力は相対的に小さいため、マイナスイオン
６は風洞１中心部分の広い領域で集約され、送風装置２
により発生された気流送風に乗って風洞１の出口１ｂか
ら広い範囲へのイオン風として外方へ放出される。

【００３０】図３、図４の実施形態においては、電磁石
４３による磁界の強度を変化させることにより、マイナ
スイオン６を風洞１の中心部分に集中させ、狭い範囲へ
向けたイオン風として放出させ、また中心部分への集中
をやや弱めた広い範囲へ向けて、すなわち中心部分から
散逸（拡散）させた状態のイオン風として外方へ放出さ
せることができる。

【００３１】以上、本発明の実施形態について説明した
が、以下に示す態様も実施可能である。 （１）上記実施形態においては、放電装置３の電極構造
としてマイナスイオン６を発生するように構成し、磁界
発生装置４は、風洞出口１ｂ側より見て風洞中心を囲む
ように、かつ、周方向の時計回り方向に永久磁石４１の
Ｎ極、Ｓ極をこの順に設置し、もしくは電磁石４２、４
３でＮ極、Ｓ極の順に磁極を生成させることでマイナス
イオン６に風洞中心へのローレンツ力を作用させたが、
これに代えて、放電装置３に、その電極３ａ、３ｂに極
性を変えた電圧を印加することによってプラスイオンを
発生させるときには、磁界発生装置４を風洞出口１ｂ側
より見て、周方向の時計回り方向に永久磁石４１のＳ
極、Ｎ極をこの順に設置し、もしくは電磁石４２、４３
でＳ極、Ｎ極の順に磁極を生成させる（すなわちコイル
への通電方向を変更する）ことで、磁力線の方向を逆に
して、プラスイオンに風洞中心へのローレンツ力を作用
させるようにすればよく、これによりプラスイオンを風
洞１外へ放出することができる。このように放電装置３
の極性と、永久磁石の向き及び電磁石４２，４３の通電
方向の変更によって、マイナスイオン６に代えてプラス
イオンを必要とする場合にも適用できる。 （２）上記実施形態においては、電磁石４３のコイルに
通電する電流レベルを変更させて発生する磁界の強度を
変更させるものを示したが、これに代えて、電磁石４３
への通電電流レベルを制御することで、磁界強度をいわ
ば連続的に変更し、それによってイオンの集中度合いを
変更するようにしてもよい。このように電磁石４３への
通電電流レベルを制御することにより、イオンを集中状
態で放出させ、また散逸状態で放出させることで用途に
応じた汎用性が確保される。 （３）風洞は、特に円形に限定されるものではなく、用
途等に相応しい筒形状が採用可能である。 （４）送風装置２は風洞内に配設されることに限定され
ず、要は風洞１内に出口１ｂに向かう気流を発生させ得
る構成を有しておれば足りる。 （５）イオンにローレンツ力を作用させるための磁界発
生装置は実施形態に示したように周方向に等間隔に３個
という簡易かつ効率的な配設態様である必要はなく、そ
れ以上であってもよい。また、配置間隔と各々での発生
磁界の強度とを調整すれば、磁界発生装置は周方向に等
間隔で配設されることに限定されるものでもない。

【００３２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、風洞内を
移動するイオンにローレンツ力を作用させて風洞の中心
側に集約させるので、イオンを風洞内の内壁に接触した
り、吸着されることなく、発生させたイオンを効率良く
風洞外へ吹き出（放出）させることができる。

【００３３】請求項２記載の発明によれば、簡単な構成
で磁界発生装置が構成できる。

【００３４】請求項３記載の発明によれば、比較的簡単
な構成で磁界発生装置が構成できる。また、電磁石に供
給する電流の向きを変えることにより、採用するイオン
の極性に対応させることが可能となる。

【００３５】請求項４記載の発明によれば、用途等に応
じて適宜イオン風の集約、散逸度合いを調整することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るイオン風発生器を示す構成図で、
（ａ）はその断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ矢視図
である。

【図２】本発明に係るイオン風発生器の他の実施形態を
示す構成図で、（ａ）はその断面図、（ｂ）は（ａ）に
おけるＢ矢視図である。

【図３】本発明に係るイオン風発生器のさらに他の実施
形態を示す構成図で、（ａ）はその断面図、（ｂ）は
（ａ）におけるＣ矢視図である。

【図４】本発明に係るイオン風発生器のさらに他の実施
形態を示す構成図で、（ａ）はその断面図、（ｂ）は
（ａ）におけるＤ矢視図である。

【符号の説明】

１ 風洞 １ｂ 出口 １ｃ 内壁 ２ 送風装置 ３ 放電装置 ４ 磁界発生装置 ８ 電源 ８１ 第１電源 ８２ 第２電源 ９ 磁界強度変更スイッチ（変更手段） １０ イオン風発生器 ４１ 永久磁石（磁界発生装置） ４２ 電磁石（磁界発生装置） ４３ 電磁石（磁界発生装置）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 風洞出口に向かう気流を風洞内に生じさ
   せる送風装置と、前記風洞内にイオンを発生させるイオ
   ン発生装置とを備えたイオン風発生器において、前記イ
   オンの発生位置より風洞出口側となる風洞内壁部に、前
   記気流によって風洞出口方向に移動するイオンに風洞中
   心へのローレンツ力を作用させるように磁界発生装置を
   周設したことを特徴とするイオン風発生器。
2. 【請求項２】 前記磁界発生装置は永久磁石で構成され
   ていることを特徴とする請求項１記載のイオン風発生
   器。
3. 【請求項３】 前記磁界発生装置は電磁石で構成されて
   いることを特徴とする請求項１記載のイオン風発生器。
4. 【請求項４】 前記電磁石で発生される磁界の強度を変
   更する変更手段を備えていることを特徴とする請求項３
   記載のイオン風発生器。