JP2004031145A - Negative ion generator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばドライヤ等の理美容器具またはエアコン・空気清浄機に搭載するマイナスイオン発生装置に係り、特にその電極構成に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のマイナスイオン発生装置は、高電圧を印加する針状電極と、その対となる筒または板状の低電圧側電極とを有し、針状電極に加えられる高電圧としては、接続されたトランスにサイリスタ等によりスイッチングされた尖頭電流を加えることにより発生する高電圧が使用される。
【0003】
しかし、高電圧値とマイナスイオン発生量は必ずしも相関関係があるわけではなく、マイナスイオン発生量を増やすため、針状電極への印加電圧を高くすると、針状電極端の放電により発生・増加するオゾン量が過多となり、人体に悪影響を及ぼす危険性もある。
【0004】
そのため、印加電圧はむやみに上げることができず、実際には電極構造により制約を受け、かつオゾンの発生を抑えながらマイナスイオンの発生量を最大とする特定の電圧値を印加する必要がある。しかしながら、電極の構造的なばらつきや劣化、あるいは印加電圧のばらつきによりマイナスイオン発生量を最良の状態に維持することは困難である。
【0005】
マイナスイオンは電極に印加された高電圧により、電極表面から電子が遊離し、付近にある水分や気体分子に吸着することで発生する。しかしながら、マイナスイオンが多くなり、電極表面に滞留すると電極表面の電界は緩和され、電極からの電子の遊離が起き難くなり、結果としてマイナスイオンの生成を妨げてしまう。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、電極表面のマイナスイオンの滞留を解消して生成を促進せせるため、例えばスイッチングの周期を多くし、電極周囲のイオン分子に電界の変動を与えてイオン分子の移動を促す、あるいはファンにより送風し電極表面のマイナスイオンを拡散させるなどの方式がある。
【0007】
しかしながら、前者は周波数を上げた場合にマイナスイオンの移動速度が追従しなくなるといった限界があり、後者は別途大きなファンなどの部品追加が必要となり、装置の大型化とコスト高を招く。
【0008】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、マイナスイオン発生量を最良の状態に維持することが可能な効率のよいマイナスイオン発生装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第1の手段は、電極に高電圧を印加することによりマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置において、主にイオン生成のための自由電子を放出する針状電極の他に、その針状電極周囲の電界強度を制御してマイナスイオン発生量を増加・抑制する複数の電極を備え、各電極にそれぞれ異なる電圧を印加することを特徴とするものである。
【0010】
本発明の第2の手段は前記第1の手段において、前記針状電極の他の複数の電極のうち少なくとも1つの電極の表面をガラスなどの誘電体で覆ったことを特徴とするものである。
【0011】
本発明の第3の手段は前記第1の手段において、前記針状電極が筒状絶縁体の内側の軸方向ほぼ中間位置でかつ筒状絶縁体のほぼ中心位置に配置され、その針状電極よりも筒状絶縁体の一方の開口部側に低電圧側電極が位置され、前記針状電極よりも筒状絶縁体の他方の開口部側に針状電極よりも高電圧が印加された高電圧側電極が配置されていることを特徴とするものである。
【0012】
本発明の第4の手段は前記第3の手段において、前記針状電極の付近に第3の電極を配置し、前記針状電極と第3の電極との電位差が調整可能になっていることを特徴とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るマイナスイオン発生装置の構成図である。
【0014】
筒状絶縁体4の前方開口部がマイナスイオンの流出口6に、また後方開口部が空気の取り入れ口7となっている。そして筒状絶縁体4の内部で、前記流出口6付近に接地された環状の低電圧側電極A1が保持され、筒状絶縁体4の軸方向のほぼ中間位置にマイナスイオン生成のための自由電子を放出する針状電極B2が保持され、さらに針状電極B2の後方にそれよりもより高電圧を印加された環状電極C3が保持されている。前記針状電極B2は、電極保持用絶縁体5により筒状絶縁体4の中心位置に保持されている。
【0015】
前記低電圧側電極A1,針状電極B2,環状電極C3は例えばステンレス鋼などの金属から構成され、筒状絶縁体4や電極保持用絶縁体5は例えばポリブチレンテレフタレート(PBT)やフェノール樹脂などの合成樹脂から構成されている。
【0016】
なお、ここで高電圧とはアース電位を基準として負極性方向の電位を表し、具体的には−4kVから−6kV程度である。各電極A1,B2,C3は所定の電圧(例えば−4kV〜−6kV程度)を印加されても放電しないよう距離(例えば3mm〜6mm程度)を置いて配置している。
【0017】
環状低電圧側電極A1はマイナスイオン分子をマイナスイオン流出口6方向に誘導するための電極として機能するが、イオン分子の吸収を防ぐため、ガラス等の誘電体により電極表面を覆ったものでもよい。
【0018】
図2はその状態を示す一部拡大断面図であり、筒状絶縁体4に環状低電圧側電極A1が保持され、その内側に筒状あるいはシート状のガラス等からなる誘電体12が設置され、誘電体12により環状低電圧側電極A1の表面を覆っている。環状電極C3も電極A1と同様に誘電体12で表面を覆うとよい。
【0019】
図1に示すように針状電極B2には高電圧パルス発生回路が接続されており、回路の動作により間歇的に負極性の高電圧が印加される。針状電極B2に印加された負極性の高電圧により針状電極先端から自由電子が放出され、周囲の分子と結合することにより、電極周囲にマイナスイオンを生成する。
【0020】
生成されたマイナスイオンは、環状低電圧側電極A1、環状電極C3間に形成される電界の作用により針状電極B2周囲より移動することにより、従来発生していた針状電極周辺のマイナスイオンの滞留が発生せず、針状電極B2先端部の電界の緩和が起こらないため、針状電極B2表面からの自由電子の放出が容易になり、マイナスイオンの生成が円滑に行われる。
【0021】
また、装置が筒状構造であることと、環状低電圧側電極A1、環状電極C3間の電界によりマイナスイオンが加速されるため、移動速度が大きくなり、筒状絶縁体4内部の空気の送風作用が増加し、マイナスイオンを遠くへ拡散させると共に、マイナスイオンの材料となる空気・水分子の取り入れを増加させる効果がある。
【0022】
さらに、オゾン等の比較的重い分子に対しても、筒状絶縁体4内部の環状低電圧側電極A1、環状電極C3間の電界によりマイナスイオンの移動が促進され、針状電極B2の酸化を防ぎ、装置の長寿命化が図れる。
【0023】
図3は図1に示すマイナスイオン発生装置における各部の電圧波形図である。ダイオードDがオンの瞬間、針状電極B2と環状電極C3間は同電位になるが、ダイオードDがオフになった後でも環状電極C3は一定電圧で維持されるため、常に環状低電圧側電極A1と環状電極C3間には一定電界が維持され、針状電極B2周囲のマイナスイオンの移動を促す。
【0024】
図4は、本発明の第2の実施形態に係るマイナスイオン発生装置の構成図である。このマイナスイオン発生装置は、前記第1の実施形態に係るマイナスイオン発生装置の構成に加え、第3の電極である電極D8を設けたものである。
【0025】
図5は電極D8の形状を示す図で、同図(a)に示すように環状の電極形状でも、また同図(b)に示すようにほぼ半円状の電極形状であってもよい。いずれの場合でも電極D8の中心位置に前記針状電極B2が配置されている。
【0026】
このマイナスイオン発生装置では、針状電極B2と電極D8間の電位差を変化させ、針状電極B2周囲の電界を制御することにより、マイナスイオン発生量を調整することができる。
【0027】
この実施形態では、可変抵抗9の抵抗値を変化させ、電極D8を針状電極B2の最大電圧に近づけると、針状電極B2の先端部電界強度は緩和され、自由電子の放出が抑えられてマイナスイオン発生量は減少し、反対に電極D8が針状電極B2の最小電圧に近くなると、針状電極B2の先端部電界強度は電極D8の影響を受けず、自由電子の放出をすることにより、マイナスイオン量を増加させることができる。
【0028】
なお、電極D8への電圧印加に際しては、この実施の形態のように針状電極B2への印加電圧を分圧して使用するのではなく、別途高電圧発生回路より電圧を供給しても同様の制御が可能である。図4において符号10はマイナスパルス高電圧電源、11はマイナス高電圧電源である。
【0029】
図6は図4に示すマイナスイオ発生装置における各部の電圧波形図である。
【0030】
本発明に係るマイナスイオ発生装置は、ドライヤ等の理美容器具、エアコンや空気清浄機、加湿器、冷蔵庫内、生ごみなどの脱臭装置など各分野に適用可能である。
【0031】
【発明の効果】
本発明の第1の手段は、電極に高電圧を印加することによりマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置において、主にイオン生成のための自由電子を放出する針状電極の他に、その針状電極周囲の電界強度を制御しマイナスイオン発生量を増加・抑制する複数の電極を備え、各電極にそれぞれ異なる電圧を印加して、針状電極表面からイオン分子を移動させ、自由電子の放出を促進させる、あるいは針状電極周囲にイオン分子を滞留させ、自由電子の放出を抑制することにより、マイナスイオン発生量を制御することができる。
【0032】
本発明の第2の手段では、電極の表面を誘電体で覆うことにより電極のイオン分子の吸収を防止し、マイナスイオンの発生量が増加する。
【0033】
本発明の第3の手段では、筒状絶縁体を使用し、低電圧側電極と高電圧側電極間の電界によりマイナスイオンが加速されるため、移動速度が大きくなり、筒状絶縁体内部の空気の送風作用が増加し、マイナスイオンを遠くへ拡散させると共に、マイナスイオンの材料となる空気や水分子の取り入れを増加させる。さらに、オゾン等の比較的重い分子に対しても、筒状絶縁体内部の低電圧側電極と高電圧側電極間の電界によりマイナスイオンの移動が促進され、針状電極の酸化を防ぎ、装置の長寿命化が図れる。
【0034】
本発明の第4の手段では、針状電極と第3の電極との電位差の調整によりマイナスイオンの発生量のコントロールが任意であるなどの特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るマイナスイオン発生装置の構成図である。
【図2】誘電体により電極表面を覆った状態を示す一部拡大断面図である。
【図3】その第1の実施形態に係るマイナスイオン発生装置における各部の電圧波形図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係るマイナスイオン発生装置の構成図である。
【図5】そのマイナスイオン発生装置で用いる第3の電極の形状を示す図である。
【図6】その第2の実施形態に係るマイナスイオン発生装置における各部の電圧波形図である。
【符号の説明】
1 電極A
2 針状電極B
3 電極C
4 筒状絶縁体
5 電極保持用絶縁体
6 マイナスイオン流出口
7 空気取り入れ口
8 電極D
9 可変抵抗
10 マイナスパルス高電圧電源
11 マイナス高電圧電源
12 誘電体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a negative ion generator mounted on a hairdressing appliance such as a dryer or an air conditioner / air purifier, and particularly to an electrode configuration thereof.
[0002]
[Prior art]
A conventional negative ion generator has a needle-shaped electrode for applying a high voltage, and a pair of a cylindrical or plate-shaped low-voltage-side electrode, and a high voltage applied to the needle-shaped electrode is connected. A high voltage generated by applying a peak current switched by a thyristor or the like to a transformer is used.
[0003]
However, the high voltage value and the amount of generated negative ions are not necessarily correlated. If the voltage applied to the needle electrode is increased to increase the amount of generated negative ions, the voltage is generated and increased by the discharge of the needle electrode end. There is a risk that the amount of ozone will be excessive and adversely affect the human body.
[0004]
For this reason, the applied voltage cannot be increased unnecessarily, and is actually limited by the electrode structure, and it is necessary to apply a specific voltage value that maximizes the amount of negative ions generated while suppressing the generation of ozone. However, it is difficult to maintain the amount of generated negative ions in the best condition due to structural variations or deterioration of the electrodes or variations in the applied voltage.
[0005]
Negative ions are generated when electrons are released from the surface of the electrode due to a high voltage applied to the electrode and are adsorbed on nearby moisture or gas molecules. However, when the amount of negative ions increases and stays on the electrode surface, the electric field on the electrode surface is reduced, and the release of electrons from the electrode becomes difficult to occur. As a result, the generation of negative ions is hindered.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the related art, in order to eliminate the stagnation of negative ions on the electrode surface and promote generation thereof, for example, the switching cycle is increased, and a change in the electric field is applied to the ion molecules around the electrode to promote the movement of the ion molecules, or a fan is used. To diffuse the negative ions on the electrode surface.
[0007]
However, the former has a limitation that the moving speed of the negative ions does not follow when the frequency is increased, and the latter requires additional components such as a large fan, which results in an increase in size and cost of the apparatus.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an efficient negative ion generator capable of solving the above-mentioned drawbacks of the prior art and maintaining the amount of generated negative ions at an optimum state.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first means of the present invention is a negative ion generator for generating negative ions by applying a high voltage to an electrode, wherein the needle mainly emits free electrons for generating ions. A plurality of electrodes, in addition to the shape-like electrodes, which control the electric field strength around the needle-like electrodes to increase / suppress the amount of generated negative ions, and apply different voltages to the respective electrodes. .
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, at least one of the plurality of other electrodes of the needle electrode is covered with a dielectric material such as glass. .
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the needle-shaped electrode is disposed at a substantially middle position in the axial direction inside the tubular insulator and at a substantially center position of the tubular insulator. The low-voltage side electrode is located on one opening side of the tubular insulator, and a high voltage is applied on the other opening side of the tubular insulator than on the needle electrode. A voltage-side electrode is provided.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, a third electrode is arranged near the needle electrode, and a potential difference between the needle electrode and the third electrode can be adjusted. It is characterized by the following.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a negative ion generator according to the first embodiment of the present invention.
[0014]
The front opening of the tubular insulator 4 serves as an outlet 6 for negative ions, and the rear opening serves as an air intake 7. An annular low-voltage electrode A1 grounded near the outflow port 6 is held inside the cylindrical insulator 4, and is provided at a substantially intermediate position in the axial direction of the cylindrical insulator 4 for free generation of negative ions. A needle electrode B2 that emits electrons is held, and an annular electrode C3 to which a higher voltage is applied is held behind the needle electrode B2. The needle-shaped electrode B2 is held at the center position of the tubular insulator 4 by the
[0015]
The low-voltage side electrode A1, the needle electrode B2, and the annular electrode C3 are made of, for example, a metal such as stainless steel, and the cylindrical insulator 4 and the
[0016]
Here, the high voltage indicates a potential in the negative direction with respect to the ground potential, and specifically, is about -4 kV to -6 kV. The electrodes A1, B2, and C3 are arranged at a distance (for example, about 3 mm to 6 mm) so as not to be discharged even when a predetermined voltage (for example, about -4 kV to -6 kV) is applied.
[0017]
The annular low voltage side electrode A1 functions as an electrode for guiding negative ion molecules in the direction of the negative ion outlet 6, but may have a surface covered with a dielectric such as glass to prevent absorption of ion molecules. .
[0018]
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing the state, in which an annular low-voltage side electrode A1 is held by a tubular insulator 4, and a dielectric 12 made of a tubular or sheet-like glass is installed inside the tubular low-voltage electrode A1. The surface of the ring-shaped low voltage side electrode A1 is covered with the dielectric 12. The surface of the ring-shaped electrode C3 may be covered with the dielectric 12 similarly to the electrode A1.
[0019]
As shown in FIG. 1, a high voltage pulse generating circuit is connected to the needle electrode B2, and a negative high voltage is intermittently applied by the operation of the circuit. Free electrons are emitted from the tip of the needle electrode by the high voltage of negative polarity applied to the needle electrode B2, and combine with surrounding molecules to generate negative ions around the electrode.
[0020]
The generated negative ions move from the periphery of the needle electrode B2 by the action of the electric field formed between the ring-shaped low-voltage side electrode A1 and the ring electrode C3. Since no stagnation occurs and the electric field at the tip of the needle-shaped electrode B2 does not relax, free electrons are easily emitted from the surface of the needle-shaped electrode B2, and the generation of negative ions is performed smoothly.
[0021]
Further, since the device has a tubular structure and the negative ions are accelerated by the electric field between the annular low-voltage side electrode A1 and the annular electrode C3, the moving speed increases, and the air blowing inside the tubular insulator 4 is increased. This has the effect of increasing the action, diffusing the negative ions far, and increasing the incorporation of air and water molecules as the material of the negative ions.
[0022]
Further, even for relatively heavy molecules such as ozone, the movement of negative ions is promoted by the electric field between the annular low-voltage side electrode A1 and the annular electrode C3 inside the cylindrical insulator 4, and oxidation of the needle-like electrode B2 is prevented. Prevention, and the life of the device can be extended.
[0023]
FIG. 3 is a voltage waveform diagram of each part in the negative ion generator shown in FIG. At the moment when the diode D is turned on, the potential between the needle-shaped electrode B2 and the ring-shaped electrode C3 becomes equal. However, even after the diode D is turned off, the ring-shaped electrode C3 is maintained at a constant voltage. A constant electric field is maintained between A1 and the annular electrode C3 to promote movement of negative ions around the needle electrode B2.
[0024]
FIG. 4 is a configuration diagram of a negative ion generator according to the second embodiment of the present invention. This negative ion generator is provided with an electrode D8 as a third electrode in addition to the configuration of the negative ion generator according to the first embodiment.
[0025]
FIG. 5 is a diagram showing the shape of the electrode D8. The electrode D8 may have a ring-shaped electrode shape as shown in FIG. 5A or a substantially semicircular electrode shape as shown in FIG. In any case, the needle electrode B2 is disposed at the center position of the electrode D8.
[0026]
In this negative ion generator, the amount of negative ions generated can be adjusted by changing the potential difference between the needle electrode B2 and the electrode D8 and controlling the electric field around the needle electrode B2.
[0027]
In this embodiment, when the resistance value of the variable resistor 9 is changed to bring the electrode D8 closer to the maximum voltage of the needle electrode B2, the electric field intensity at the tip of the needle electrode B2 is reduced, and the emission of free electrons is suppressed. When the amount of generated negative ions decreases, and when the electrode D8 approaches the minimum voltage of the needle electrode B2, the electric field intensity at the tip of the needle electrode B2 is not affected by the electrode D8 and emits free electrons. , The amount of negative ions can be increased.
[0028]
When applying a voltage to the electrode D8, the voltage applied to the needle-shaped electrode B2 is not divided and used as in this embodiment, but the same applies even when a voltage is separately supplied from a high voltage generating circuit. Control is possible. In FIG. 4,
[0029]
FIG. 6 is a voltage waveform diagram of each part in the minus ion generator shown in FIG.
[0030]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The negative ion generator according to the present invention is applicable to various fields such as hairdressing and beauty equipment such as a dryer, an air conditioner, an air purifier, a humidifier, a refrigerator, and a deodorizing device for kitchen garbage.
[0031]
【The invention's effect】
According to a first aspect of the present invention, there is provided a negative ion generator for generating negative ions by applying a high voltage to the electrodes. A plurality of electrodes that control the electric field intensity around the needle-like electrode to increase / suppress the amount of negative ions generated, apply different voltages to each electrode, move ion molecules from the needle-like electrode surface, and release free electrons. Or by accumulating ionic molecules around the needle electrode to suppress the emission of free electrons, the amount of negative ions generated can be controlled.
[0032]
In the second means of the present invention, by covering the surface of the electrode with a dielectric, absorption of ionic molecules of the electrode is prevented, and the amount of generated negative ions is increased.
[0033]
In the third means of the present invention, since the negative ions are accelerated by the electric field between the low voltage side electrode and the high voltage side electrode using the cylindrical insulator, the moving speed is increased, and the inside of the cylindrical insulator is increased. The air blowing action is increased, and the negative ions are diffused farther, and the intake of air and water molecules, which are the material of the negative ions, is increased. Furthermore, even for relatively heavy molecules such as ozone, the movement of negative ions is promoted by the electric field between the low-voltage side electrode and the high-voltage side electrode inside the cylindrical insulator, preventing oxidation of the needle-shaped electrode, Life can be extended.
[0034]
The fourth means of the present invention has such a feature that the control of the amount of generation of negative ions is optional by adjusting the potential difference between the needle electrode and the third electrode.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a negative ion generator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view showing a state where an electrode surface is covered with a dielectric.
FIG. 3 is a voltage waveform diagram of each part in the negative ion generator according to the first embodiment.
FIG. 4 is a configuration diagram of a negative ion generator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a shape of a third electrode used in the negative ion generator.
FIG. 6 is a voltage waveform diagram of each part in the negative ion generator according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 electrode A
2 Needle electrode B
3 electrode C
Reference Signs List 4
9
Claims (4)
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