JP2003022897A - イオン生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】帯電体に向けて正負の空気イオンをバランス良
く放出できるイオン生成装置を提供する。 【解決手段】交流高周波高圧電源１に接続された針状電
極３を備える。針状電極３との間でコロナ放電を発生
し、コロナ放電により発生する正または負の空気イオン
を蓄積する大地から絶縁されたイオン蓄積部材４を針状
電極３に対向して設ける。イオン蓄積部材４は、絶縁被
覆が施された導電体からなる。交流高周波高圧電源１
は、直流電圧を印加することにより交流高周波電圧を発
生する発振回路１１と、発生した交流高周波電圧を圧電
素子１２により昇圧して高電圧を得る圧電トランス１３
とからなる。針状電極３とイオン蓄積部材４とが対向配
置された筐体３１と、筐体３１に設けられ前記コロナ放
電により発生する正または負の空気イオンを移送するフ
ァン３５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大気中に正負の空
気イオンを生成するイオン生成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、針状電極と接地電極とからなる放
電電極に高電圧を印加してコロナ放電を発生させること
により、大気中に正負の空気イオンを生成するイオン生
成装置が知られている。この種のイオン生成装置で、前
記高電圧は直流電圧であっても交流電圧であってもよい
が、交流高電圧を用いるときには前記針状電極には正負
の電圧が交互に印加される。

【０００３】そこで、前記針状電極に正の電圧が印加さ
れた場合には、生成する正負の空気イオンのうち、負イ
オンは針状電極に向かって移動し、正イオンは前記接地
電極に向かって移動する。ここで、大部分の正イオンは
前記イオン蓄積部材に捕獲されるが、一部の正イオンは
前記接地電極を越えて外部に放出される。また、前記針
状電極に負の電圧が印加された場合には、正の電圧が印
加された場合と全く逆の現象が起き、生成する正負の空
気イオンのうち、大部分の負イオンが前記接地電極に捕
獲され、一部の正イオンが前記接地電極を越えて外部に
放出される。

【０００４】前記イオン生成装置によれば、交流電圧を
用いると正イオンと負イオンとを略等量ずつ生成するこ
とができるので、前記のようにして生成される正負の空
気イオンを帯電体に向けて放出することにより、該帯電
体が正負どちらに帯電している場合にもその電荷を中和
して良好に除電を行うことができる。

【０００５】しかしながら、前記交流電圧として高周波
の高電圧を用いると、前記コロナ放電が継続して安定に
発生せず、これに伴って帯電体に向けて放出される正負
イオンのバランスが崩れるため、前記帯電体の除電を良
好に行えないばかりか、却って帯電を助長する場合があ
るという不都合がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる不都
合を解消して、帯電体に向けて正負の空気イオンをバラ
ンス良く放出することができるイオン生成装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記交流
電圧として高周波の高電圧を用いる場合の不都合を解決
するために種々検討を行った結果、前記従来のイオン生
成装置において、接地電極を大地から絶縁することによ
り、帯電体に向けて正負の空気イオンをバランス良く放
出することができることを知見した。

【０００８】本発明のイオン生成装置は、前記知見に基
づくものであって、前記目的を達成するために、交流高
周波高圧電源と、該交流高周波高圧電源に接続された少
なくとも１つの針状電極とを備えるイオン生成装置であ
って、該針状電極との間でコロナ放電を発生すると共
に、該コロナ放電により発生する正または負の空気イオ
ンを蓄積する少なくとも１つの大地から絶縁されたイオ
ン蓄積部材を該針状電極に対向して設けたことを特徴と
する。

【０００９】本発明のイオン生成装置によれば、大地か
ら絶縁されたイオン蓄積部材を前記針状電極に対向して
設けることにより、高周波の交流高電圧を用いた場合に
も、帯電体に向けて正負の空気イオンをバランス良く放
出することができる。

【００１０】前記イオン蓄積部材は、前記コロナ放電に
より生成する空気イオンを捕獲して蓄積できるものであ
ればよく、導電体でも絶縁体でもよいが、絶縁被覆が施
された導電体からなることが好ましい。前記絶縁被覆が
施された導電体を前記イオン蓄積部材として用いること
により、帯電体に向けて正負の空気イオンをさらにバラ
ンス良く放出するようにする効果を得ることができる。

【００１１】また、前記交流高周波高圧電源は、直流電
圧を印加することにより交流高周波電圧を発生する発振
回路と、発生した交流高周波電圧を圧電素子により昇圧
して高電圧を得る圧電トランスとからなることにより、
装置全体を小型、軽量化することができる。

【００１２】また、本発明のイオン生成装置は、前記針
状電極とイオン蓄積部材とが対向配置された筐体と、該
筐体に設けられ前記コロナ放電により発生する正または
負の空気イオンを移送するファンとを備えることを特徴
とする。本発明のイオン生成装置は、前記ファンを備え
ることにより、前記コロナ放電により発生する正または
負の空気イオンを、帯電体に向けて移送することがで
き、該帯電体に対する除電装置として作用することがで
きる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、添付の図面を参照しながら
本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図
１は本発明の第１の実施形態のイオン生成装置の一部を
切り欠いて示す正面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面
図、図３は図１示の交流高周波高圧電源の構成図、図４
は本発明の第２の実施形態のイオン生成装置の正面図、
図５は図４のＶ−Ｖ線断面図である。

【００１４】本発明の第１の実施形態のイオン生成装置
は、図１示のように、交流高周波高圧電源１と、高圧ケ
ーブル２を介して交流高周波高圧電源１に接続された複
数の針状電極３と、針状電極３に対向して設けられたイ
オン蓄積部材４を備える。針状電極３は、絶縁材料から
なる支持部材５の内部に備えられた導電材料からなる芯
材６を介して高圧ケーブル２に接続されると共に、支持
部材５を貫通して外部に突出して、直線状に配列されて
いる。

【００１５】イオン蓄積部材４は棒状の導体からなり、
支持部材５の両端に設けられた絶縁材料からなるフラン
ジ部材７，７に挟持されて、直線状に配列された複数の
針状電極３と平行に備えられている。また、本実施形態
では、図２（ａ）に示すように、２本のイオン蓄積部材
４が、直線状に配列された複数の針状電極３に対して平
行に備えられている。

【００１６】交流高周波高圧電源１は、図３に示すよう
に、直流電圧を印加することにより交流高周波電圧を発
生する発振回路１１と、発生した交流高周波電圧を圧電
セラミックスからなる圧電素子１２により昇圧して高電
圧を得る圧電トランス１３とからなる。発振回路１１
は、直流電源回路１４を介して商用電源１５に接続され
ている。圧電トランス１３は、発振回路１１の出力を受
けて圧電素子１２が機械的に振動することにより高周波
高電圧を発生し、端子１６から高圧ケーブル２に出力す
る。

【００１７】尚、図１において、２１は前記イオン生成
装置の性能を測定する試験装置であり、絶縁部材２２を
介して本体２３に取り付けられた金属プレート２４を備
えると共に、本体２３内部に、金属プレート２４の電位
を測定する電位測定装置２５と、金属プレート２４に電
荷を付与する高電圧電源２６と、金属プレート２４の電
位の変化時間を測定するタイマ２７とを備えている。

【００１８】また、本実施形態のイオン生成装置におい
て、イオン蓄積部材４は図２（ｂ）に示すように、棒状
の導体４ａが絶縁体４ｂに被覆されたものであってもよ
い。

【００１９】前記絶縁体４ｂとしては、絶縁性のパイプ
を導体４ａに嵌着してもよく、導体４ａに絶縁性の塗装
を施してもよい。

【００２０】また、イオン蓄積部材４は、個々の針状電
極３に対応して複数のイオン蓄積部材４が互いに絶縁さ
れて設けられていてもよい。

【００２１】次に、試験装置２１による本実施形態のイ
オン生成装置の性能試験について説明する。

【００２２】まず、１５０ｍｍ角の金属プレート２４を
帯電体として、イオン蓄積部材４と１００ｍｍの距離の
位置に配置した。イオン蓄積部材４は、大地から絶縁さ
れた棒状の導体のみからなる場合（実施例１）、大地か
ら絶縁された棒状の導体４ａが絶縁体４ｂにより被覆さ
れている場合（実施例２）、棒状の導体のみからなり接
地されて接地電極として作用している場合（比較例）の
３通りとした。そして、前記各場合について、交流高周
波高圧電源１により６８ｋＨｚ、２ｋＶ_0-pの交流電圧
を針状電極３に印加して、コロナ放電により正負の空気
イオンを生成させた。

【００２３】このとき、金属プレート２４に蓄積された
電荷による電圧を電位測定装置２５により測定し、オフ
セット電圧Ｖ₀として、イオン生成装置から金属プレー
ト２４に向けて放出される正負の空気イオン量のバラン
スの指標とした。オフセット電圧Ｖ₀は、絶対値が小さ
いほど前記バランスが良好であることを示す。結果を表
１に示す。

【００２４】次に、前記各場合について、高電圧電源２
６により金属プレート２４を±１０００Ｖに帯電させた
のち、前記と同一の交流電圧を針状電極３に印加して、
コロナ放電により正負の空気イオンを生成させ、電位測
定装置２５により測定される金属プレート２４の電圧が
±１００Ｖまで低下するまでの時間を減衰時間としてタ
イマ２７により測定した。結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１から、イオン蓄積部材４が接地電極と
して作用している比較例の場合には、オフセット電圧Ｖ
₀が大であって、正の電荷の減衰が遅く、イオン生成装
置から金属プレート２４に向けて放出される正負の空気
イオン量のバランスが正の側に偏っていることがわか
る。これに対して、大地から絶縁された導体をイオン蓄
積部材４とする実施例１の場合には、オフセット電圧Ｖ
₀が小であると共に、正負の電荷の減衰時間の差が小さ
く、イオン生成装置から金属プレート２４に向けて放出
される正負の空気イオン量のバランスが良好であること
が明らかである。また、大地から絶縁された導体４ａが
絶縁体４ｂに被覆されている実施例２の場合には、実施
例１よりもオフセット電圧Ｖ₀、正負の電荷の減衰時間
の差が小さく、前記正負の空気イオン量のバランスがさ
らに良好であることが明らかである。

【００２７】次に、本発明の第２の実施形態のイオン生
成装置について説明する。本実施形態のイオン生成装置
は、図４及び図５に示すように、交流高周波高圧電源１
と、高圧ケーブル２を介して交流高周波高圧電源１に接
続された複数の針状電極３と、針状電極３に対向して設
けられたイオン蓄積部材４とが、筐体３１に収納されて
備えられている。針状電極３は、絶縁材料からなる支持
部材３２内で高圧ケーブル２に接続されると共に、支持
部材３２を貫通して、放射状に複数備えられている。一
方、イオン蓄積部材４は金属からなり、放射状に複数備
えられている針状電極３を囲繞する円筒形状に備えられ
ている。

【００２８】また、筐体３１は、一方の側に空気吸込口
３３を備えると共に、他方の側に空気吹出口３４を備
え、空気吸込口３３と針状電極３との間に、図示しない
モータにより回転駆動されるファン３５を備えている。
また、空気吹出口３４の外側には、フィンガーガード３
６が設けられている。

【００２９】本実施形態のイオン生成装置によれば、交
流高周波高圧電源１により針状電極３に高周波の交流電
圧を印加したときに、第１の実施形態のイオン生成装置
と同一の作用により、イオン蓄積部材４に向かう正負の
空気イオンの量が略等量になるように制御することがで
きる。そして、ファン３５により空気吸込口３３から吸
い込んだ空気と共に、前記正負の空気イオンを空気吹出
口３４から吹き出すことにより、空気吹出口３４の外部
に設けられた帯電体に対する除電装置として作用するこ
とができる。

【００３０】尚、前記各実施形態では、イオン蓄積部材
４に導体を用いているが、イオン蓄積部材４は前記正負
の空気イオンを蓄積することができる材料からなるもの
であればよく、絶縁体であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のイオン生成装置の一
部を切り欠いて示す正面図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。

【図３】図１示の交流高周波高圧電源の構成図。

【図４】本発明の第２の実施形態のイオン生成装置の正
面図。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図。

【符号の説明】

１…交流高周波高圧電源、 ３…針状電極、 ４…イオ
ン蓄積部材、 １１…発振回路、 １２…圧電素子、
１３…圧電トランス、 ３１…筐体、 ３５…ファン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和泉 健吉 神奈川県横浜市鶴見区元宮１−10−８ シ シド静電気株式会社横浜工場内 Ｆターム(参考） 5G067 AA70 DA01 DA19 DA21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流高周波高圧電源と、該交流高周波高圧
   電源に接続された少なくとも１つの針状電極とを備える
   イオン生成装置であって、 該針状電極との間でコロナ放電を発生すると共に、該コ
   ロナ放電により発生する正または負の空気イオンを蓄積
   する少なくとも１つの大地から絶縁されたイオン蓄積部
   材を該針状電極に対向して設けたことを特徴とするイオ
   ン生成装置。
2. 【請求項２】前記イオン蓄積部材は、絶縁被覆が施され
   た導電体からなることを特徴とする請求項１記載のイオ
   ン生成装置。
3. 【請求項３】前記交流高周波高圧電源は、直流電圧を印
   加することにより交流高周波電圧を発生する発振回路
   と、発生した交流高周波電圧を圧電素子により昇圧して
   高電圧を得る圧電トランスとからなることを特徴とする
   請求項１または請求項２記載のイオン生成装置。
4. 【請求項４】前記針状電極とイオン蓄積部材とが対向配
   置された筐体と、該筐体に設けられ前記コロナ放電によ
   り発生する正または負の空気イオンを移送するファンと
   を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
   れか１項記載のイオン生成装置。