JP2003123939A

JP2003123939A - イオン発生装置及び空気調節装置

Info

Publication number: JP2003123939A
Application number: JP2001315083A
Authority: JP
Inventors: Masahito Yamamoto; 正仁山本; Mamoru Morikawa; 守守川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】使用環境での湿度に影響されずに、マイナス
イオンおよびプラスイオンを安定して発生させるイオン
発生装置および該イオン発生装置を備えた空気調節装置
を提供することを目的とする。【解決手段】電極を有するイオン発生素子に電圧を印
加してプラスイオンとしてＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）_n（ｎは自然
数）と、マイナスイオンとしてＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_m（ｍは自
然数）を発生させる構成を備えたイオン発生装置におい
て、前記イオン発生素子を加熱するための加熱手段を設
けることにより、前記電極の近傍の相対湿度を低下させ
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、空気中にイオンを
発生させるイオン発生装置およびイオン発生装置を備え
た空気調節装置に関するものである。ここでいう空気調
節装置に該当するものの例としては、空気調和機、除湿
機、加湿器、空気清浄機、ファンヒータなどがあり主に
家屋の室内、ビルの一室、病院の病室、車内、飛行機
内、船内などにおいて用いられる。

【０００２】

【従来の技術】一般に、事務所や会議室などの換気の少
ない密閉化された部屋では、室内の人が多いと、呼吸に
より排出される二酸化炭素やたばこの煙、ホコリなどの
空気汚染物質が増加するため、人間をリラックスさせる
効能を有するマイナスイオンが空気中から減少してい
く。特にタバコの煙によってマイナスイオンが多量に失
われ、通常の１／２〜１／５程度にまで減少することが
ある。そこで空気中のマイナスイオンを補給するため、
種々のイオン発生装置が提案されており、空気調和機等
に搭載されていた。

【０００３】一方、近年殺菌・除菌に対するニーズが高
まっているが、マイナスイオンのみを発生するイオン発
生装置では空気中の浮遊細菌を積極的に除去することは
できないという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、出願人
は、プラスイオンとしてＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）_n（ｎは自然数）
と、マイナスイオンとしてＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_m（ｍは自然
数）を発生させると、プラスイオンとマイナスイオンの
双方が浮遊細菌の表面に付着し、浮遊最近の表面でこれ
らのイオンが化学反応して活性種である過酸化水素（Ｈ
₂Ｏ₂）及び／又は水酸基ラジカルＯＨを生成し、この活
性種の作用により空気中の浮遊細菌を除去することがで
きることを見出した。

【０００５】しかし、イオン発生装置を空気調和機の室
内側の熱交換器を通る通路に形成する場合のように、湿
度が高い状態でイオン発生装置を運転しプラスイオンと
マイナスイオンとを発生させた場合は、イオン量が低減
したり、ほとんど発生しなくなるなどの問題があった。

【０００６】そこで、本発明は、上記のような問題点が
おきることに鑑み、使用環境やイオン発生装置に導かれ
る空気の湿度に影響されずに、マイナスイオンおよびプ
ラスイオンを安定して発生させるイオン発生装置および
該イオン発生装置を備えた空気調節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】上記の課題を解決するた
めに本発明は、電極を有するイオン発生素子に電圧を印
加してプラスイオンとしてＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）_n（ｎは自然
数）と、マイナスイオンとしてＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_m（ｍは自
然数）を発生させる構成を備えたイオン発生装置におい
て、前記イオン発生素子を加熱するための加熱手段を設
けたイオン発生装置とする。これにより、イオン発生素
子を加熱することができることから、イオン発生素子の
電極の近傍の相対湿度を低下させることが可能である。

【０００８】また、本発明は、前記加熱手段は、前記電
極に駆動電圧を印加するための回路に接続された抵抗を
用いるイオン発生装置とする。これにより、特別に発熱
体を設けずとも、通常回路内に必要な抵抗によってイオ
ン発生素子を加熱することができる。

【０００９】そして、本発明は、前記加熱手段を発熱量
が可変自在に設るものとする。これにより、イオン発生
素子の加熱量を可変できることから、様々な湿度状態の
雰囲気に対応できる。

【００１０】さらに、本発明は、所定の空間を有する室
内に設けられ、該室内の空気を熱交換器で冷却又は加熱
した後、室内に空気を送出する構成を備えた空気調節装
置において、前記したイオン発生装置を前記熱交換器の
下流側に設け、室内空気を冷却する際には、前記加熱手
段を用いてイオン発生素子を加熱し、室内空気を加熱す
る際には、前記加熱手段にてイオン発生素子を加熱しな
いよう切り換える構成の空気調節装置とする。これによ
り、空気調節装置の運転状況に応じて、高湿になりがち
な室内空気の冷却時に対しては、イオン発生素子の近傍
の相対湿度を低く保てるとともに、高温になる室内空気
の加熱時に対しては、不要なイオン発生素子の温度上昇
を防止することになる。

【００１１】またさらに、本発明は、一対の電極を有す
るイオン発生素子と、該イオン発生素子からのイオン発
生に必要な電圧を前記電極間に印加する電圧印加手段
と、アノードとカソードを有する整流手段と、該整流手
段に直列接続された開閉手段と、前記整流手段に並列接
続された静電容量部とを備え、前記アノード側は前記電
極の一方に接続され、前記カソード側は前記電圧印加手
段に設けた接地線に接続したイオン発生装置において、
前記電圧印加手段の抵抗体からなる加熱手段をイオン発
生素子に形設する構成とする。これにより、電圧印加手
段に必要な抵抗体を用いてイオン発生素子を加熱するこ
とができる。

【００１２】そしてさらに、本発明は、前記イオン発生
素子近傍の湿度が一定以上のときに、前記加熱手段を加
熱運転するよう構成する。この構成によると、湿度に応
じて、加熱手段でイオン発生素子を加熱できる。

【００１３】さらにまた、本発明は、前記イオン発生素
子の表面温度が、周囲温度より２度以内上昇させる構成
とする。この構成によると、イオン発生素子を加温する
抵抗体の使用環境の安全度が向上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。

【００１５】図１は、本発明に係るイオン発生装置の主
要回路図である。図１において、３０は交流商用電源で
あり、ＳＳＲ（ソリッドステートリレー）を介して電圧
印加手段としての高電圧印加手段４０の一方の入力端で
ある点Ａに接続される。ＳＳＲが接続される点Ａに対
し、高電圧印加手段４０の他方の入力端である点Ｂは直
接、交流商用電源３０に接続され、ここでは、点Ｂを接
地点即ち接地線としている。

【００１６】ＳＳＲは、マイクロコンピュータ３３の制
御部３３Ｃからの制御信号ＳＳにより、開閉制御され
る。尚、制御信号ＳＳは、マイコン制御によらず入力ボ
タン等の直接入力手段を別途設けて、直接入力する形態
にしても良い。ＳＳＲは、抵抗Ｒ１を介してダイオード
Ｄ３のアノード側に接続される。ダイオードＤ３のカソ
ード側はコンデンサＣ２の正極側に接続される。コンデ
ンサＣ２の負極側は、ダイオードＤ１を介して交流商用
電源３０に接続されている。

【００１７】ＳＳＲがオンであれば、高電圧印加手段４
０に交流商用電源３０から電力が供給され、イオン発生
素子１０に高電圧（イオン発生に必要な電圧であれば良
い）が印加され、イオンを発生する。ＳＳＲがオフであ
れば、高電圧印加手段４０には交流商用電源３０から電
力が供給されず、イオン発生素子１０には高電圧が印加
されないから、イオンは発生しない。

【００１８】コンデンサＣ２の正極側にはスイッチング
トランス３１の一次巻線３１Ｐの一端が接続されてい
る。スイッチングトランス３１の一次巻線３１Ｐの他端
はＳＣＲに接続されている。コンデンサＣ１、抵抗Ｒ
３、Ｒ４、Ｒ５はＳＣＲのゲート制御回路を構成してい
る。抵抗Ｒ２は交流商用電源３０を分圧し、適当な電圧
をコンデンサＣ２に印加する。なお、ダイオードＤ２、
Ｄ４は逆流防止用である。

【００１９】スイッチングトランス３１は、二次側に二
次巻線３１Ｓを備え、二次巻線３１Ｓにはイオン発生素
子１０が接続されている。イオン発生素子１０は誘電体
１１と誘電体１１を挟んで対向する一対の電極（内部電
極１２、表面電極１３）とを有している。

【００２０】イオン発生素子１０の一対の電極の一方
（ここでは表面電極１３）と接地線（即ち点Ｂ）との間
に、整流手段及び開閉手段により構成される直列回路が
接続される。整流手段は、アノード及びカソードを備え
ており、ここではダイオードＤ５により構成し、アノー
ドを表面電極１３側に、カソードを接地線側に接続す
る。開閉手段はリレー３２により構成される。整流手段
即ちダイオードＤ５には、静電容量部のコンデンサＣ３
が並列に接続される。

【００２１】抵抗Ｒ１は、図４に示すように、イオン発
生素子１０の表面電極１３と反対面の下部誘電体１１ｂ
の表面に形設したものである。

【００２２】リレー３２は、マイクロコンピュータ３３
の制御部３３Ｃからのリレー制御信号３２Ｓにより、開
閉制御（オンオフ制御）される。リレー制御信号３２Ｓ
はマイクロコンピュータ３３の入力部３４への各種の入
力情報ＩＮを適宜処理判断して出力される。

【００２３】入力部３４への各種の入力情報ＩＮは、例
えば、ユーザが運転モードを選択できる操作部からの運
転モード指定情報であり、空気状況センサー（例えば汚
染度センサー）による周辺環境の汚染度の測定結果等で
ある。制御部３３Ｃは、制御信号等を出力する制御回路
等により構成される。尚、マイクロコンピュータ３３内
の演算部等は省略している。

【００２４】このような構成において、ＳＳＲをオンす
ると、点Ａ−Ｂ間に交流が印加されるが、点Ａの電位が
点Ｂの電位より高い周期においては、コンデンサＣ２に
充電される（ＳＣＲはオフを維持）。次に交流が反転
（点Ｂの電位が点Ａの電位より高い周期）すると、ゲー
ト制御回路の動作により、ＳＣＲのゲート・カソード間
に閾値電圧以上の電圧が印加され、ＳＣＲはオンする。
ＳＣＲがオンすると、コンデンサＣ２が放電し、コンデ
ンサＣ２→スイッチングトランス３１（一次巻線３１
Ｐ）→ＳＣＲ→ダイオードＤ１の経路で電流が流れ、こ
れにより、スイッチングトランス３１の二次巻線３１Ｓ
にも誘導電圧が発生する。

【００２５】イオン発生素子１０は、擬似的には容量負
荷と抵抗負荷であるため、スイッチングトランス３１の
二次側回路は等価的にはＬＣＲ振動回路となり、一次側
のコンデンサＣ２に充電されたエネルギーに対応するエ
ネルギーを二次側でも放出、消費した後に振動が止ま
る。

【００２６】図２は、本発明に用いるイオン発生素子に
おける電位波形図である。縦軸に電圧Ｖを、横軸に時間
Ｔを示す。電圧は、ピーク（正）からピーク（負）まで
の値で約５乃至７ｋＶであり、振動波形の振動期間は約
０．１乃至０．２ｍｓである。

【００２７】この振動波形が、交流商用電源３０の周波
数に応じた周期で発生する。同図（ａ）は、図１の回路
におけるリレー３２をオフ状態（つまり、ダイオードＤ
５が接続されない状態）とした場合の電位波形を示し、
マイナスイオンとプラスイオンとが略同量発生する。

【００２８】同図（ｂ）は、図１の回路において、コン
デンサＣ３を取り外し、リレー３２をオン状態（つま
り、ダイオードＤ５が接続された状態）とした場合の電
位波形を示す。ダイオードＤ５は、一方向の電流をカッ
トするために、点Ｂの電位から見て、表面電極１３の電
位は、マイナス方向にシフトした波形となる。従って、
プラスイオンの割合が少なく、マイナスイオンが多いイ
オン発生状況となる。

【００２９】同図（ｃ）は、図１の回路におけるリレー
３２をオン状態（つまり、ダイオードＤ５が接続され、
更に、コンデンサＣ３がダイオードＤ５に並列に付加さ
れた場合）とした場合の電位波形を示す。表面電極１３
の電位は同図（ｂ）の場合に比べてプラス方向にシフト
し、少量のプラスイオンが発生する。このコンデンサＣ
３の静電容量が２００ｐＦでは、プラスイオンは１４万
個／ｃｃ、マイナスイオンは３８万個／ｃｃと測定され
た。

【００３０】抵抗Ｒ１は、図４に示すように、イオン発
生素子１０の表面電極と反対面に形設したもので、抵抗
Ｒ１は通電される電流に基づく消費電力に応じて発熱す
る。抵抗Ｒ１にから発せられた熱はイオン発生素子に伝
達され、それにより表面電極側の温度が上昇する。

【００３１】以下表１に、数点の周囲温度において、抵
抗Ｒ１のワット数を種々変化させた場合のイオン発生素
子１０の表面電極１３側の表面温度、および抵抗Ｒ１の
温度の変化を示す。なお、この試験に使用したイオン発
生素子１０の構成は、幅１５ｍｍ×長さ３７ｍｍ×厚み
０．９ｍｍの直方体状の誘電体１１の上面（上面とは、
幅×長さが面積となる面の一方を云う。）と内部とに電
極が設けられるもので、その電極の構成は、誘電体６１
の上面と平行でかつ厚み方向の中心付近に約６ｍｍ×２
４ｍｍの帯状に内部電極６２を形成し、そして、誘電体
６１の上面の幅方向の中心線を対称軸として線対称な形
状の幅約１０．８ｍｍ×長さ約．６ｍｍの格子状の表面
電極６３を設けた構成である。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１の結果より、抵抗Ｒ１のワット数０．
３Ｗで、周囲温度に比べ１．４〜１．６℃、ワット数
０．５Ｗで、周囲温度に比べ２．２〜２．５℃表面電極
を設けた上面の温度が上昇している。なお、抵抗Ｒ１の
使用上の上限限界温度は一般的に８０℃程度であるた
め、ワット数を０．３Ｗとする方が安全上は良好であ
る。

【００３４】また、イオン発生素子１０の表面電極１３
側の相対湿度とイオン発生量の関係は、表２に示すとお
りである。

【００３５】

【表２】

【００３６】表２の結果より、使用環境の湿度によって
イオン発生素子から発生するイオンの量は変化し、例え
ばイオン発生素子１０の表面電極１３側の湿度が８０％
になると、イオン発生量が低減したり、発生しなくな
る。

【００３７】そこで、上記したような構成で、イオン発
生素子の表面電極側の表面温度を上昇させることによ
り、表面電極付近の相対湿度を低下させることができ、
雰囲気が多湿の状態であってもイオン発生量は良好に保
つことができる。

【００３８】このイオン発生装置１を空気調節装置に備
える場合は、更に、空気状況センサーを備えたものとす
ることができる。ここで言う空気状況センサーとは、例
えば、汚染度センサーであり、具体的にはホコリセンサ
ー、ニオイセンサー等である。

【００３９】これらのセンサーの検出結果に基づいて、
マイクロコンピュータ等により、適宜必要な判断を事前
に組み込んだプログラムに応じて自動的にさせることに
より、必要なイオン種を発生させること及びプラスイオ
ンとマイナスイオンの発生比率を制御することが自動的
にできる。また、センサーの出力を人が認識できるよう
にして、手動でイオン発生装置の制御をするように構成
しても良い。

【００４０】図３は、本発明に用いたイオン発生素子の
説明図である。同図（ａ）は、イオン発生素子の外観斜
視図であり、同図（ｂ）は、イオン発生素子の断面図で
ある。図４は、本発明に用いたイオン発生素子の抵抗体
の取付概略図である。

【００４１】図３において、イオン発生素子１０は、平
板状の誘電体１１の表面に設けられた表面電極１３と、
該表面電極１３に電力を供給するため誘電体１１の表面
に設けられる表面電極接点１５と、誘電体１１の内部に
埋設され且つ前記表面電極１３と平行に設けられた内部
電極１２と、該内部電極１２に電力を供給するため誘電
体１１の表面に設けられる内部電極接点１４を有してい
る。誘電体１１は、上部誘電体１１ａ、下部誘電体１１
ｂ、表面保護誘電体１１ｃ、抵抗接続点１６、１７によ
り構成される。

【００４２】誘電体１１の材料は、有機物としては、耐
酸化性に優れた材料が好適であり、例えばポリイミド又
はガラスエポキシ等の樹脂が使用でき、また、無機物と
しては、純度の高いアルミナ、結晶化ガラス、フォルス
テライト、ステアタイト等のセラミックを使用すること
ができるが、耐食性の面を考えれば、無機系のもののほ
うが望ましく、更に、成形性や後述する電極の構成の容
易性を考えれば、セラミックを用いて成形するのが好適
である。また、表面電極１３と内部電極１２との間の絶
縁抵抗が均一であることが望ましいため、材料内部の密
度ばらつきが少なく、誘電体１１の絶縁率が均一であれ
ばある程好適である。

【００４３】表面電極１３は、導電性を有するものであ
れば特に制限なく使用することができるが、放電によっ
て溶融する等の変形を起こさないものであることが条件
となる。表面電極１３は、誘電体１１の表面に誘電体１
１と一体に形成し、該表面からの深さ（誘電体の表面よ
り内部電極１２側に表面電極１３を設ける場合）或は厚
み（誘電体の表面より突出して表面電極１３を設ける場
合）が均一である方が望ましい。

【００４４】内部電極１２は、表面電極１３と同様、導
電性を有するものであれば特に制限なく使用することが
できる。また、表面電極１３と内部電極１２との間の絶
縁抵抗が均一であることが望ましいため、内部電極１２
は表面電極１３と平行であることが望ましい。そのた
め、誘電体１１の内部であって表面電極１３と対向させ
て平行に配置し、表面電極１３の電極投影面積を内部電
極１２の電極投影面積より大きくしたことにより、表面
電極１３と内部電極１２との間の放電状態が安定し、プ
ラスイオン及びマイナスイオンを好適に発生させること
が可能である。

【００４５】次に、内部電極接点１４は、内部電極１２
に、表面電極接点１５は、表面電極１３に、各々導通す
る接点であり、この接点に銅線、アルミ線等のリード線
を介して高電圧印加手段（図１の４０）を接続する。表
面電極接点１５は、リード線との接続の容易性から誘電
体１１の表面であれば何れの面に設けてもよいが、表面
電極１３と同じ電位となるものであるため、内部電極１
２と表面電極接点１５との距離が、電極間距離よりも遠
い関係にあることが望ましい。内部電極接点１４は、リ
ード線との接続の容易性から誘電体の表面であれば何れ
の面に設けてもよいが、内部電極１２と同じ電位となる
ものであるため、表面電極１３と内部電極接点１４との
距離が、電極間距離よりも遠い関係にあることが望まし
い。

【００４６】また、表面電極接点１５と内部電極接点１
４との距離についても、電極間距離よりも遠く形成す
る。さらに、表面電極接点１５及び内部電極接点１４を
共に表面電極１３を設けた面（上面）と相対する面（下
面）に設けると、プラスイオン及びマイナスイオンが発
生する表面電極１３を設けた面にリード線等の配線が配
置されないため、表面電極１３を設けた面に空気を送風
する構成とした場合に、リード線によって空気の流れが
乱れるような事もなく好適である。なお、このような効
果は、表面電極接点１５及び内部電極接点１４を上面以
外の位置に設けることによって同様に得ることが可能で
ある。

【００４７】抵抗接続点１６、１７は、表面電極側とは
反対側の下部誘電体１１ｂの表面に形成し、内部電極１
３や表面電極１３には接続されていない。抵抗接続点１
６、１７の大きさは抵抗体と接続線を溶着可能な面積と
する。

【００４８】抵抗Ｒ１は、セラッミックのイオン発生素
子１０を焼成した後に、図４に示すように、抵抗Ｒ１を
イオン発生素子１０の抵抗接続点１６、１７に溶着す
る。

【００４９】イオン発生素子１０を搭載したイオン発生
装置１は、図５、図６に示すように、昇圧コイル５１、
回路基板５２、共通ケース５３、及び蓋板５４を備えて
いる。昇圧コイル５２は、図６に示す如く、樹脂製ケー
スの一側に、一対の高圧端子及び一対の入力端子を突設
した構成となっている。

【００５０】回路基板５２は、その一面（図６における
下面）にイオン発生素子１０の駆動波形発生のための回
路が形成され、コンデンサ、半導体等の回路部品が実装
された基板である。更に回路基板５２の他側には、外部
接続用の４本の接続ピンが前記一面側に突設されてい
る。

【００５１】共通ケース５３は、一側の全面に前記回路
基板５２の差し込みが可能な矩形の開口を備え、他側に
半円形断面の底部を備える箱体であり、該底部は、長手
方向と略直交するように横架された所定高さの隔壁５３
ａにより、コイル収容室５３ｂと回路部品受容室５３ｃ
とに分割されている。また共通ケース５３の内面には、
前記隔壁５３ａの上縁と一致する高さ位置に、全周に亘
って内向きに張り出して前記回路基板５２の支持部とな
る支持縁が設けてあり、更に共通ケース５３の開口部周
縁には、対向する長辺の相互に離隔した各２か所に、前
記蓋板５４係合用の凹所が形成されている。

【００５２】蓋板５４は、樹脂材料製の平板であり、そ
の長手方向一側には、イオン発生素子１０に対応する矩
形形状の凹所が設けてあり、該凹所には、イオン発生素
子１０の前記放電電極接点１４及び内部電極接点１５の
形成位置に夫々対応するように、表裏に貫通する長円形
の窓孔と抵抗体抜穴が一体かされた穴５４ａが形成され
ている。

【００５３】以上の如く構成された蓋板５４は、前記凹
所にイオン発生素子１０を嵌め込むと、これを一体に保
持させることができる。

【００５４】本発明に係るイオン発生装置は、以上の如
く構成された昇圧コイル５１、回路基板５２、及び共通
ケース５３と、イオン発生素子１０が固着された蓋板５
４とを以下の如く組み付けて構成される。

【００５５】まず昇圧コイル５１を、共通ケース５３の
底部に設けたコイル収容室５３ｂ内に前記高圧端子、グ
ランド端子及び入力端子の突出側を上向きとして挿入
し、コイル収容室５３ｂに充填材５５を、真空引きによ
り気泡の混入を防ぎつつ充填して絶縁モールドする。

【００５６】その後、充填材５５の乾燥固化を待ち、共
通ケース５３の内部に上側開口部を経て回路基板５２を
挿入する。この挿入は、回路部品の実装面を下に向け、
コイル収容室５３ｂに固着された昇圧コイル５１の上方
に、該昇圧コイル５１との接続のための４つの接続孔を
位置合わせし、回路基板５２の下面が前記隔壁５３ｃ及
び支持縁に突き当たるまで行われる。この挿入の後、前
記接続孔から突出する前記高圧端子、グランド端子及び
入力端子の先端を、回路基板５２の上面から該当位置に
溶着する。

【００５７】この溶着により回路基板５２は、前記支持
縁及び前記隔壁５３ａの上縁により下側から支えられ、
前記充填材５５により固定された昇圧コイル５１によ
り、前記高圧端子、グランド端子及び入力端子を支持脚
として固定される。

【００５８】このように回路基板５２の取付けを終えた
後、前述の如くイオン発生素子１０を保持させてなる蓋
板５４を取付ける。この取付けは、長手方向一側に開設
された孔５４ａを共通ケース５３内に先に固定された回
路基板５２に開設された窓孔の形成位置に合わせ、イオ
ン発生素子１０の保持面を上向きとして前記共通ケース
５３の上側開口部に蓋板５４を位置合わせし、このと
き、蓋板５４の両側縁に設けた係止爪が撓み変形し、共
通ケース５３の開口部周縁に設けた対応する凹所に弾性
復帰により係合せしめられ、該蓋板５４は、前記基板５
２の上面から適長離隔した位置に、前記共通ケース５３
の開口部を覆うように取付けられる。

【００５９】この取付け後、前記蓋板５４に開設された
窓孔５４ｂを経て充填材５６を導入し、該充填材５６を
前記基板５２との間の空間に充填せしめ、該基板５２と
イオン発生素子１０との間を絶縁モールドし、この充填
材５６の乾燥固化を待ってイオン発生装置１が完成され
る。

【００６０】図９に示す如く空気調和機５９は、本体ハ
ウジング６０の前面（図における左面）上部に、多数の
スリット又は孔が開設された前パネル６１により開閉自
在に覆われた吸込口６２を開設し、同じく前面下部に吹
出口６３を開設して、これらの吸込口６２及び吹出口６
３を連絡すべく本体ハウジング６０の内部に湾曲形成さ
れた通気路の中途に熱交換器６４と送風ファン６５とを
並設してなり、送風ファン６５の回転により前記吸込口
６２から空気を吸込み、熱交換器６４との接触により冷
却又は加熱して、前記吹出口６３から図中に白抜矢符に
て示す如く吹き出す構成となっている。

【００６１】このような空気調和機５９において、本発
明に係るイオン発生装置１は、吹出口６２の内奥側に位
置させ、前記イオン発生素子１０の装着面が前記通気路
の内部の空気流に対面するように取付けてある。この取
付けの後、共通ケース５３外部の接続端子５７、５８
（図７参照）を外部電源及び空気調和機５９の制御回路
に接続すれば、イオン発生装置は、吹出口６３から吹き
出される空気中に、略同量のプラスイオンとマイナスイ
オンとを含んで放出される。また、冷房運転をしイオン
発生素子１０のイオン発生面近傍の相対湿度が高い状態
とした場合であっても抵抗１によってイオン発生面近傍
の相対湿度は低下しているためイオン量が低減しない。

【００６２】ここで、前記プラスイオンは、水素イオン
（Ｈ⁺）の周囲に複数の水分子が付随したクラスターイ
オンであり、Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）_m（ｍは自然数）として表さ
れる。またマイナスイオンは、酸素イオン（Ｏ₂ ^-）の周
囲に複数の水分子が付随したクラスターイオンであり、
Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n（ｎは自然数）として表される。これら
のプラスイオン及びマイナスイオンは、吹出口６３から
送出された後、前述の如く、送出空間内の浮遊物（粒
子、細菌）に凝集して相互に化学反応し、活性物質とし
ての過酸化水素Ｈ₂Ｏ₂又は水酸化ラジカル・ＯＨとな
り、酸化反応により浮遊粒子を不活性化し、また浮遊細
菌を殺菌する作用をなすから、空気調和機５９が設置さ
れた居室の内部を清浄化することができる。

【００６３】他の実施の形態としては、図８に示すよう
に、抵抗Ｒ１に抵抗Ｒ７０を並列に接続し、抵抗Ｒ１は
イオン発生素子１０の下部誘電体１１ｂに形設し、抵抗
Ｒ７０は高圧印加手段内に形成させたものである。ま
た、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ７０への接続の切替手段として、
リレー７１が構成されている。リレー７１は、マイクロ
コンピュータ３３の制御部３３Ｃからのリレー制御信号
７１Ｓにより、接続の切替制御がされる。リレー制御信
号７１Ｓはマイクロコンピュータ３３の入力部３４への
各種の入力情報ＩＮを適宜処理判断して出力される。入
力部３４への各種の入力情報ＩＮは、例えば、ユーザが
運転モードを選択できる操作部からの運転モード指定情
報であり、制御部３３Ｃは、制御信号等を出力する制御
回路等により構成される。尚、マイクロコンピュータ３
３内の演算部等は省略している。

【００６４】つまり、冷房運転のときには、マイクロコ
ンピュータ３３の入力部３４に『冷房運転』の入力情報
が入力され、マイクロコンピュータ３３の制御部３３Ｃ
からのリレー制御信号７１Ｓにより切替制御され、イオ
ン発生素子側の抵抗１に接続される。

【００６５】また、暖房運転のときには、マイクロコン
ピュータ３３の入力部３４に『暖房運転』の入力情報が
入力され、マイクロコンピュータ３３の制御部３３Ｃか
らのリレー制御信号７１Ｓにより切替制御され、高圧印
加手段の抵抗７０側に接続される。

【００６６】このように、運転状態によって抵抗体への
接続を切り替えることが出来、暖房運転のときにイオン
発生素子の周囲温度が高い環境の制約がへり、冷房運転
時の抵抗Ｒ１のワット数を上げることが出来、イオン発
生量を湿度の影響をほとんど受けずに安定した発生する
ことができる。

【００６７】また、リレーによる切り替えを運転モード
で実施することが記載したが、イオン発生素子の周囲湿
度の環境状態でも採用することが出来、つまり湿度セン
サーにより湿度を検出し、予め設定した湿度より高いと
きに、イオン発生素子の抵抗体に接続することにより、
イオン発生素子を加温することが出来、表面電極側の温
度を上昇させることが出来る。このように湿度が高いと
きのみ加温させることにより、より安定したイオン量発
生差せることができる。

【００６８】またさらに、空気調和機に湿度センサーを
設ける等して、室内の雰囲気の湿度を検知可能とすると
ともに、抵抗Ｒ１を可変抵抗にして構成し、抵抗Ｒ１に
おける発熱量を検知された湿度に基づいて調整し、表面
電極１３の近傍の相対湿度を例えば８０％以下といった
所定の相対湿度以下に保つことにより、イオン発生素子
によるイオン発生量が受ける雰囲気の湿度の影響をなる
べく小さくして、安定したイオン発生量とすることが可
能である。

【００６９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、電極を
有するイオン発生素子に電圧を印加してプラスイオンと
してＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）_n（ｎは自然数）と、マイナスイオン
としてＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_m（ｍは自然数）を発生させる構成
を備えたイオン発生装置において、前記イオン発生素子
を加熱するための加熱手段を設けたイオン発生装置とす
る。これにより、イオン発生素子を加熱することができ
ることから、イオン発生素子の電極の近傍の相対湿度を
低下させることが可能である。また、それによって、周
囲の雰囲気の湿度が高い場合であってもプラスイオン及
びマイナスイオンを安定して発生させることができる。

【００７０】また、本発明は、前記加熱手段は、前記電
極に駆動電圧を印加するための回路に接続された抵抗を
用いるイオン発生装置とする構成とする。これにより、
特別に発熱体を設けずとも、通常回路内に必要な抵抗に
よってイオン発生素子を加熱することができる。したが
って、部品を更に付け加えずとも製造することができ、
それによって、コストダウンが図られる。

【００７１】そして、本発明は、前記加熱手段を発熱量
が可変自在に設るものとする。これにより、イオン発生
素子の加熱量を可変できることから、様々な湿度状態の
雰囲気に対応できる。

【００７２】さらに、本発明は、所定の空間を有する室
内に設けられ、該室内の空気を熱交換器で冷却又は加熱
した後、室内に空気を送出する構成を備えた空気調節装
置において、前記したイオン発生装置を前記熱交換器の
下流側に設け、室内空気を冷却する際には、前記加熱手
段を用いてイオン発生素子を加熱し、室内空気を加熱す
る際には、前記加熱手段にてイオン発生素子を加熱しな
いよう切り換える構成の空気調節装置とする。これによ
り、空気調節装置の運転状況に応じて、高湿になりがち
な室内空気の冷却時に対しては、イオン発生素子の近傍
の相対湿度を低く保てるとともに、高温になる室内空気
の加熱時に対しては、不要なイオン発生素子の温度上昇
を防止することになる。したがって、無駄なエネルギー
の消費を避けることができる。

【００７３】またさらに、本発明は、一対の電極を有す
るイオン発生素子と、該イオン発生素子からのイオン発
生に必要な電圧を前記電極間に印加する電圧印加手段
と、アノードとカソードを有する整流手段と、該整流手
段に直列接続された開閉手段と、前記整流手段に並列接
続された静電容量部とを備え、前記アノード側は前記電
極の一方に接続され、前記カソード側は前記電圧印加手
段に設けた接地線に接続したイオン発生装置において、
前記電圧印加手段の抵抗体からなる加熱手段をイオン発
生素子に形設する構成とする。この構成によれば、前記
電圧印加手段の抵抗体をイオン発生素子に形設したこと
で、電圧印加手段の抵抗体の熱により、イオン発生素子
の放電電極側の表面温度が上昇するので、放電電極側近
傍の相対湿度が低下し、イオン発生量が安定して発生す
ることができ、他に部品を追加するとか、ヒータを追加
することがをなくイオン発生素子を加熱することができ
る。

【００７４】そしてさらに、本発明は、前記イオン発生
素子近傍の湿度が一定以上のときに、前記加熱手段を加
熱運転するよう構成する。この構成によると、湿度に応
じて、加熱手段でイオン発生素子を加熱できる。したが
って、不要時には加熱しないことから無駄なエネルギー
の消費を防ぐことができる。

【００７５】さらにまた、本発明は、前記イオン発生素
子の表面温度が、周囲温度より２度以内上昇させる構成
とする。この構成によると、イオン発生素子を加温する
抵抗体の使用環境の安全度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るイオン発生装置の主要回路図であ
る。

【図２】図１のイオン発生素子における電位波形図であ
る。

【図３】図１のイオン発生素子の説明図である。

【図４】図１の本発明に係るイオン発生素子の抵抗体の
取付け概略図である。

【図５】図４を搭載したイオン発生装置の斜視図であ
る。

【図６】図４を搭載したイオン発生装置の背面斜視図で
ある

【図７】図４の分解図である。

【図８】他の実施に係るイオン発生装置の主要回路図で
ある。

【図９】本発明のイオン発生装置を空気調和機に搭載し
た場合を示す断面概略図である。

【符号の説明】

１イオン発生装置１０イオン発生素子１２内部電極１３表面電極３２リレー４０高電圧印加手段５９空気調節装置（空気調和機）Ｃ３コンデンサＤ５ダイオードＲ１抵抗（抵抗体）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１１月２９日（２００２．１１．
２９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、プラスイオンとマイナスイオンとを発生
させるイオン発生素子と、該イオン発生素子を加熱する
加熱手段とを備えたイオン発生装置において、前記加熱
手段は、前記イオン発生素子に駆動電圧を印加するため
の回路に接続された抵抗を用いることを特徴とするイオ
ン発生装置とする。これにより、特別に発熱体を設けず
とも、通常回路内に必要な抵抗によってイオン発生素子
を加熱することができることから、イオン発生素子の電
極の近傍の相対湿度を低下させることが可能である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】また、本発明は、前記加熱手段としての抵
抗を前記イオン発生素子に形設したものとする。これに
より抵抗は通電される電流に基づく消費電力に応じて発
熱し、抵抗から発せられた熱はイオン発生素子に伝達さ
れて温度上昇する。また、前記加熱手段としての抵抗と
前記駆動電圧を印加するための回路内の抵抗とを並列に
接続し、前記両抵抗のいずれかに接続を切り替える切替
手段を設けこともできる。これにより、イオン発生素子
を加熱する場合とそうでない場合とに切替えることがで
きる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】そして、本発明は、前記加熱手段を発熱量
が可変自在に設けるものとする。これにより、イオン発
生素子の加熱量を可変できることから、様々な湿度状態
の雰囲気に対応できる。また、このイオン発生装置を備
えた空気調節装置において、室内の雰囲気の湿度を検知
可能とされ、また、前記加熱手段を前記イオン発生素子
に駆動電圧を印加するための回路に接続された可変抵抗
から構成し、前記検知された湿度に基づいて可変抵抗の
発熱量を調整することもできる。これにより、室内の雰
囲気の湿度の影響をなるべく小さくして、安定したイオ
ン発生量とすることが可能である。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】削除

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６９

【補正方法】削除

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、プラス
イオンとマイナスイオンとを発生させるイオン発生素子
と、該イオン発生素子を加熱する加熱手段とを備えたイ
オン発生装置において、前記加熱手段は、前記イオン発
生素子に駆動電圧を印加するための回路に接続された抵
抗を用いることを特徴とするイオン発生装置とする。こ
れにより、これにより、特別に発熱体を設けずとも、通
常回路内に必要な抵抗によってイオン発生素子を加熱す
ることができる。したがって、部品を更に付け加えずと
も製造することができ、それによって、コストダウンが
図られる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７５

【補正方法】削除

フロントページの続きＦターム(参考） 3L051 BC10 3L060 AA05 CC06 DD01 EE45 4C080 AA09 BB05 CC01 HH02 KK02 MM01 QQ12 QQ17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極を有するイオン発生素子に電圧を印
加してプラスイオンとしてＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）_n（ｎは自然
数）と、マイナスイオンとしてＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_m（ｍは自
然数）を発生させる構成を備えたイオン発生装置におい
て、前記イオン発生素子を加熱するための加熱手段を設けた
ことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】前記加熱手段は、前記電極に駆動電圧を
印加するための回路に接続された抵抗を用いることを特
徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】前記加熱手段は、発熱量が可変自在に設
けられていることを特徴とする請求項１に記載のイオン
発生装置。
【請求項４】所定の空間を有する室内に設けられ、該
室内の空気を熱交換器で冷却した後、室内に空気を送出
する構成を備えた空気調節装置において、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載されたイオ
ン発生装置を前記熱交換器の下流側に設けたことを特徴
とする空気調節装置。
【請求項５】所定の空間を有する室内に設けられ、該
室内の空気を熱交換器で冷却又は加熱した後、室内に空
気を送出する構成を備えた空気調節装置において、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載されたイオ
ン発生装置を前記熱交換器の下流側に設け、室内空気を冷却する際には、前記加熱手段を用いてイオ
ン発生素子を加熱し、室内空気を加熱する際には、前記
加熱手段にてイオン発生素子を加熱しないよう切り換え
る構成であることを特徴とする空気調節装置。
【請求項６】一対の電極を有するイオン発生素子と、
該イオン発生素子からのイオン発生に必要な電圧を前記
電極間に印加する電圧印加手段と、アノードとカソード
を有する整流手段と、該整流手段に直列接続された開閉
手段と、前記整流手段に並列接続された静電容量部とを
備え、前記アノード側は前記電極の一方に接続され、前
記カソード側は前記電圧印加手段に設けた接地線に接続
したイオン発生装置において、前記電圧印加手段の抵抗体からなる加熱手段をイオン発
生素子に形設したことを特長とするイオン発生装置。
【請求項７】前記イオン発生素子近傍の湿度が一定以
上のときに、前記加熱手段を加熱運転することを特徴と
する請求項１、請求項２、請求項３又は請求項６に記載
のイオン発生装置。
【請求項８】前記イオン発生素子の表面温度が、周囲
温度より２度以内上昇させることを特徴とする請求項
１、請求項２、請求項３、請求項６又は請求項７に記載
のイオン発生装置。
【請求項９】請求項６から請求項８のいずれか一項に
記載のイオン発生装置を備えたことを特徴とする空気調
節装置。