JP2003323964A - イオン発生装置 - Google Patents

イオン発生装置

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JP2003323964A
JP2003323964A JP2002163591A JP2002163591A JP2003323964A JP 2003323964 A JP2003323964 A JP 2003323964A JP 2002163591 A JP2002163591 A JP 2002163591A JP 2002163591 A JP2002163591 A JP 2002163591A JP 2003323964 A JP2003323964 A JP 2003323964A
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ion generator
discharge electrode
electrode
voltage
dielectric
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Toshihiko Ikeda
敏彦 池田
Yoichi Fujikura
洋一 藤倉
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Okabe Mica Co Ltd
Original Assignee
Okabe Mica Co Ltd
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  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源の消費電力の低減と、低価格化を図り、
従来よりも低い電圧で効率よくイオンを発生させ、しか
もオゾン発生量の低減を図れるプラスイオンとマイナス
イオンを同時に発生させるイオン発生装置を提供する。 【解決手段】 誘電体を間に介して放電電極と誘導電極
を配設し、前記放電電極と前記誘導電極間に、パルス波
形電圧を印加する。そして更に、放電電極として、当該
放電電極の外周辺に櫛歯状又は山歯状の突起を備えてい
る電極を用いる。また誘電体として集成マイカを用いる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、環境改善用のイオ
ン発生装置に関するものであり、特に、オゾンの発生量
が少なく、低電圧・低価格で消費電力の少ない電源を使
用できるイオン発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のイオン発生装置は、誘電体を間に
介して放電電極と誘導電極を配設し、放電電極と誘導電
極間に交流の高周波・高電圧を印加し、コロナ放電を生
じさせ、プラスイオンとマイナスイオンを発生させてい
た。
【0003】図5は、従来のイオン発生装置の構成の一
例を示した図である。12はイオン発生装置であり、ガ
ラスやセラミック等からなる誘電体4の両面に配設され
た放電電極10と誘導電極3との間に、コロナ放電を発
生させるための交流電圧11が印加される。5は絶縁体
である。
【0004】交流電圧11は、汎用のサイン波やイオン
発生効率の良い方形波を用い、周波数は数kHz〜数十
kHzで、電圧は5〜10kVppの電源が使用されて
いる。
【0005】交流電圧11により、放電電極10と誘導
電極3上の誘電体4間でコロナ放電が起こり、これによ
り周囲の空気をイオン化し、この付近にプラスイオンと
マイナスイオンの両イオンを発生させる。
【0006】図6は、従来のイオン発生装置12を放電
電極10側から見た図である。放電電極10の放電面
は、誘導電極3に対向して、直線状であり、全ての面か
ら放電される形状をしている。
【0007】この様な構成の従来のイオン発生装置12
は、近年、空気清浄機やエアーコンディショナー等の環
境改善用の機器に活発に検討されている。
【0008】しかし、従来のイオン発生装置12は、イ
オンを発生させるのに交流の高周波・高電圧電源が用い
られるため、誘電体中を流れる電流が多くなり、電源の
消費電力が高くなるという問題点を有している。
【0009】また、従来のイオン発生装置12は、放電
面が全面に一様になっている為、放電の発生がどの場所
からでも生じ、放電のむらが発生し易いという問題点を
有している。
【0010】さらに、従来のイオン発生装置12は、交
流電圧による大気中のコロナ放電を利用していることか
ら、大気中の酸素分子がイオン化されて、人体に有害な
オゾンが許容濃度である0.1ppmを超えて発生す
る。
【0011】このため、従来のイオン発生装置12は、
オゾンフィルターやオゾン吸着剤・オゾン分解剤や熱を
利用して排出オゾン量を低減しなければならないという
問題点を有している。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決し、低価格化と、電源の消費電力の低
減を図り、また、効率よくイオンを発生させ、しかもオ
ゾン発生量の低減を図れるイオン発生装置を提供するこ
とを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のイオン発生装置
は、誘電体を間に介して放電電極と誘導電極を配設し、
前記放電電極と前記誘導電極間に、パルス波形電圧を印
加する構成を採ることを特徴とする。
【0014】この構成を採ることにより、本発明のイオ
ン発生装置は、連続した高周波の交流電圧を使用しない
為、図5や図6に示す従来例の場合に較べて誘電体中を
流れる電流が非常に少なくなることから、消費電力が極
端に少なくて済み、しかも従来例の場合に較べて、比較
的小さな電圧でのイオンの発生が可能となる。
【0015】また、本発明のイオン発生装置は、放電電
極の外周辺に櫛歯状又は山歯状の突起を備えていること
を特徴とする。
【0016】この構成を採ることにより、本発明のイオ
ン発生装置は、前記パルス波形電圧を印加した場合、櫛
歯状又は山歯状突起の近傍で局部的に電界強度が大とな
って、放電電極から放電が起こりやすくなり、低い電圧
でしかも安定したイオンを発生させることが可能とな
る。
【0017】また、本発明のイオン発生装置は、放電電
極と誘導電極との間の誘電体が、偏平なマイカ鱗片を集
成した集成マイカに接着剤を含浸させたワニスシートを
積層して硬化させた厚み10μm〜200μmの集成マ
イカ板であることを特徴とする。
【0018】この構成を採ることにより、本発明のイオ
ン発生装置は、誘電体を構成するワニスシートにピンホ
ール等があっても、アスペクト比が50以上と大きい集
成マイカ鱗片からなるワニスシートを積層することで補
完でき、絶縁破壊に対して強くなるため、安定した帯電
を得ることが可能となる。
【0019】また、本発明による詳細な実験によると最
適な集成マイカ板の厚みは10μm〜200μmであっ
た。厚みが10μm以下では、集成マイカ板の製造が困
難であり、また、200μm以上になると放電が起きな
かった。
【0020】本発明のイオン発生装置は、放電電極と誘
導電極間に印加するパルス波形電圧が、パルス幅0.0
5μsec〜500μsec、パルス数10パルス/s
ec〜3kパルス/sec、波高値4kV〜6kVの電
圧であることを特徴とする。
【0021】この構成を採ることにより、電源の低価格
化及び、消費電力の低減が図れ、従来よりも小さな電圧
での放電が可能となり、しかも安定したイオンを発生さ
せることができるイオン発生装置を得ることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
1及び図2を用いて説明する。図1は、本発明のイオン
発生装置1の構成図を示す。マイカと樹脂とからなる誘
電体4の両面には放電電極2と誘導電極3が設けられて
いる。
【0023】かかる放電電極2と誘導電極3は、誘電体
4の両面に厚み5μm〜50μmのステンレスや銅など
の金属箔を接着し両面をエッチングすることにより形成
したものである。誘電体4は、マイカと樹脂とからなる
絶縁物で構成される。
【0024】本発明では、特に扁平なマイカ鱗片を集成
した集成マイカに接着剤を含浸させたワニスシートを積
層して硬化させた集成マイカ板について実験、評価を行
ったところ、パルス波形電圧を印加するのに適している
集成マイカの厚みは10μm〜200μmの値が最適で
あった。厚みが10μm以下になると、集成マイカ板の
製造が困難であり、また、200μm以上になると放電
が起きなかった。
【0025】5は絶縁体である。6は保護コート層であ
り、誘電体4と放電電極2上にコーティングされる。保
護コート層の材質は無機系の絶縁物であり、これにより
放電電極の劣化が極めて少なくなり、イオン発生装置の
耐久寿命が長くなる。放電電極2と誘導電極3との間に
は、パルス波形電圧7が印加される。
【0026】かかるパルス波形電圧7の印加により、放
電電極2と誘導電極3上の誘電体4間で放電が発生し、
周囲の空気をイオン化し、プラスイオン8又はマイナス
イオン9を発生させる。
【0027】誘電体4の厚さを変えた場合のイオン発生
量については、図3に示される。ここでイオン濃度はイ
オン発生体より10cm離れた距離で測定した。図2
は、イオン発生装置1を、放電電極2側から見た図であ
る。
【0028】本発明では、図2に示すように、放電電極
2の外周辺に櫛歯状又は山歯状の突起を備えている。か
かる構成を採ることにより、本発明のイオン発生装置1
は、パルス波形電圧を印加させた場合、櫛歯状又は山歯
状突起の近傍で局部的に電界強度が大となって放電電極
からの放電が起こりやすくなり、低い電圧でしかも安定
したイオンを発生させることができる。
【0029】次に、本発明の第二の実施の形態について
図4に示す具体的実験データの一例をもとに説明する。
【0030】本発明の第二の実施の形態では、パルス波
形電圧が、パルス幅0.05μsec〜500μse
c、パルス数10パルス/sec〜3kパルス/se
c、波高値4kV〜6kVの電圧条件とする。
【0031】図4は、本発明の電圧条件の一例と、その
時の発生イオン濃度と発生オゾン濃度について、従来方
式との対比表を示す図である。
【0032】図4より本発明によるパルス波形電源と従
来方式の電源を比べると、同じ発生イオン濃度200
(万個/cc)を得るために、従来方式の交流のサイン
波としては8500Vpp(実効値では3000Vrm
s)が必要であるのに対し、本発明による電源の電圧は
4000Vppと小さくなっている。周波数も従来方式
が20kHzであるのに対し、本方式では1kパルス/
secと低くなっている。
【0033】また、発生オゾン濃度も、従来方式では
1.0ppm以上であるのに対し、本発明では0.05
ppm以下である。
【0034】これは本発明のイオン発生装置におけるパ
ルス波形電圧は、パルス幅が狭く、電圧の立ち上がりが
急峻なため、イオン発生効率が良いためである。
【0035】
【発明の効果】以上のように、本発明のイオン発生装置
によれば、誘電体を間に介して放電電極と誘導電極を配
設し、放電電極と誘導電極間にパルス波形電圧を印加す
ることにより、電源の低価格化が図れ、また、電源の消
費電力が低減され、そして、従来よりも小さな電圧での
イオン発生が可能なイオン発生装置が実現できる。
【0036】また、本発明のイオン発生装置によると、
パルス波形電圧が、パルス幅0.05μsec〜500
μsec、パルス数10パルス/sec〜3kパルス/
sec、波高値4kV〜6kVの電圧にすることによ
り、オゾンの発生量が非常に少なく、低価格の電源及び
消費電力の非常に少ない電源を使用でき、低価格で安全
なイオン発生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のイオン発生装置の構成図である。
【図2】本発明のイオン発生装置の放電電極側からみた
平面図である。
【図3】誘電体の厚さとイオン発生量を示す表である。
【図4】本発明と従来方式の対比表を示す図である。
【図5】従来のイオン発生装置の構造図である。
【図6】従来のイオン発生装置の放電電極側からみた平
面図である。
【符号の説明】
1 本発明のイオン発生装置 2 本発明の放電電極 3 誘導電極 4 誘電体 5 絶縁体 6 保護コート層 7 パルス波形電圧 8 プラスイオン 9 マイナスイオン 10 従来例の放電電極 11 交流電圧 12 従来のイオン発生装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体を間に介して放電電極と誘導電極
    を配設し、前記放電電極と前記誘導電極間にパルス波形
    電圧を印加することによりプラスイオンとマイナスイオ
    ンを同時に発生させることを特徴とするイオン発生装
    置。
  2. 【請求項2】 前記放電電極の外周辺に櫛歯状又は山歯
    状の突起を備えていることを特徴とする請求項1記載の
    イオン発生装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2記載のイオン発生
    装置であって、 前記誘電体は、偏平なマイカ鱗片を集成した集成マイカ
    に接着剤を含浸させたワニスシートを積層して硬化させ
    た厚み10μm〜200μmの集成マイカ板であること
    を特徴とする請求項1又は請求項2記載のイオン発生装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1又は請求項2又は請求項3記載
    のイオン発生装置であって、 前記パルス波形電圧が、パルス幅0.05μsec〜5
    00μsec、パルス数10パルス/sec〜3kパル
    ス/sec、波高値4kV〜6kVの電圧であることを
    特徴とするイオン発生装置。
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