JP2004079387A - マイナスイオン発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マイナスイオンを大量に発生させ、しかも電源に与える高周波ノイズを極力減らし、更には部品点数も少ないマイナスイオン発生装置を提供する。
【解決手段】マイナスイオンを発生させる放電電極１１と、これに高電圧をかける高圧電源装置１２と、放電電極１１に気流を当てる電動ファン１３と、電動ファン１３の電源装置１４と、これらを収納する筐体１５とを有するマイナスイオン発生装置１０において、筐体１５を、正面に上下２段に細長のイオン放出口３７、３８を有し、底部には空気吸引孔４７が設けられた非導電性かつ非帯電性の材料によって構成し、イオン放出口３７、３８の背部に隙間を設けて放電電極１１のマイナスイオン発生部を配置し、空気吸引孔４７に電動ファン１３を配置し、電動ファン１３の電源装置１４は、商用電源に直列に接続された分圧用のコンデンサ２６、２７によって降圧されて電動ファン１３に供給されている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コロナ放電を利用してマイナスイオンを積極的に発生させる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイナスイオンは、呼吸や皮膚から体内に取り込まれ、細胞内にある不必要なプラスイオンと中和して体のバランスを保つ等の理由から、クーラーや空気清浄器等にマイナスイオンを発生させる装置が設けられている。
マイナスイオンを発生する方法としては、例えばトルマリン等を使って発生させる方法もあるが、電極間にコロナ放電を発生させて空気や水蒸気を帯電させる方法が一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コロナ放電によって発生させるには、高電圧発生装置が必要となり、人体が触れないようにするためにケースが必要となり、この場合、従来のように家電機器で一般に使用されている金属やプラスチック製のケースではマイナスイオンの発生量が少ないという問題があった。
また、コロナ放電を発生させると、高周波雑音が発生し、これが電源側に送られて通信機器に障害を起こすという問題があった。
更には、マイナスイオンは非常に中和され易く、このため開放した窓からなるイオン放出口から発するのが好ましいが、イオン放出口が大きいと人が指を入れる等して危険であり、スクリーン状に小さくするとマイナスイオンが吸着されて発生効率が下がるという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みなされたもので、マイナスイオンを大量に発生させ、しかも電源に与える高周波ノイズを極力減らし、更には、部品点数も少ないマイナスイオン発生装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係るマイナスイオン発生装置は、マイナスイオンを発生させる放電電極と、該放電電極に高電圧をかける高圧電源装置と、前記放電電極に気流を当てて外部に放散させる電動ファンと、前記電動ファンの電源装置と、これらを収納する筐体とを有するマイナスイオン発生装置において、前記筐体を、正面に少なくとも上下２段に細長のイオン放出口を有し、底部には空気吸引孔が設けられた木、竹及び陶器のいずれか１又は２以上を組み合わせた非導電性かつ非帯電性の材料によって構成し、前記イオン放出口の背部に隙間を設けて前記放電電極のマイナスイオン発生部を配置すると共に、前記空気吸引孔に前記電動ファンを配置し、しかも、前記電動ファンの電源装置は、商用電源に直列に接続された分圧用のコンデンサを有し、該分圧用のコンデンサによって降圧されて前記電動ファンに供給されている。
【０００５】
本発明のマイナスイオン発生装置においては、筐体面の正面側に設けられているイオン放出口からマイナスイオンが放出される。この場合、このイオン放出口の裏側には高電圧のかかる放電電極が設けられているが、イオン放出口が少なくとも上下２段の細長（幅が４〜８ｍｍ程度）となっているので、指が入らず感電の恐れがない。そして、筐体が、木、竹及び陶器のいずれか１又は２以上を組み合わせた非導電性かつ非帯電性の材料からなっているので、発生したマイナスイオンの中和が防止でき、より大量のマイナスイオンを放出することができる。
更には、筐体の底部の空気吸引孔には電動ファンが設けられて、積極的に筐体内部に空気を取り入れ、イオン放出口から外部にマイナスイオンと共に放出している。
更に、電動ファンの電源装置は、商用電源に直列に接続された分圧用のコンデンサを有し、該分圧用のコンデンサによって降圧されて、電動ファンに供給されているので、回路構成が簡単になると共に消費電力が少なく、しかも分圧用のコンデンサがコロナ放電によって発生するノイズを吸収する。
【０００６】
この電動ファンの電源装置は、例えば、前記分圧用のコンデンサと、該分圧用のコンデンサの分圧端子に接続される整流回路とを有し、しかも前記電動ファンは直流ファンであるのが好ましい。これによって、小型で送風量の多い電動ファンとなる。
更に、本発明のマイナスイオン発生装置において、前記筐体の正面側には、前記イオン放出口を備え、その上下に発生したマイナスイオンを空気中に放散するガイドが設けられているのが好ましい。これによって、発生したマイナスイオンを空気によって押し出し、周囲に拡散させる。
なお、ここで、放電電極に高電圧をかける高圧電源装置としては、１）商用電源（通常、１００Ｖ）をトランスによって昇圧して整流回路（倍電圧整流回路を含む、以下同じ）によって整流し、所定の高電圧（例えば１５００〜３０００Ｖ）の直流電圧を発生する場合の他、２）商用電源を交流のまま又は一旦直流に変換し、発振回路によって高周波を作りこれを小型化したトランスによって昇圧し、整流回路によって直流の高電圧を発生させる場合、３）商用電源を交流のまま発振させて高周波パルスを作り、これを小型化したトランスによって昇圧し、二次側に発生したパルス状の高電圧を倍電圧整流回路によって整流し、直流の高電圧を発生させる場合等がある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係るマイナスイオン発生装置の全体の電源回路図、図２（Ａ）、（Ｂ）は同マイナスイオン発生装置に使用する放電電極の平面図及び正面図、図３は同マイナスイオン発生装置の正面図、図４は同マイナスイオン発生装置の背面図、図５は同マイナスイオン発生装置の側面図、図６は同マイナスイオン発生装置の底面図である。
【０００８】
図１〜図６に示すように、本発明の一実施の形態に係るマイナスイオン発生装置１０は、マイナスイオンを発生させる放電電極１１と、これに高電圧を与える高圧電源装置１２と、気流を発生させる直流ファン（電動ファンの一例）１３と、直流ファン１３の電源装置１４と、これらを収納する筐体の一例であるケース１５とを有している。以下、これらについて詳しく説明する。
【０００９】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、放電電極１１は、薄い絶縁板の一例であるマイカ板１６の表裏にマイナス電極１８とプラス電極１７とが配置されている。プラス電極１７はＵ字状となって、平面視してその間に棒状のマイナス電極１８が入り込む構造となっている。マイナス電極１８の両側は鋸状となって多数の凹凸（突起）があり、プラス電極１７との間でコロナ放電を比較的低い電圧で発生し易くなっている。プラス電極１７の端子１９は電源側のプラス側出力に接続され、マイナス電極１８の端子２０には電源側のマイナス側出力に接続され、これによって、マイナス電極１８の周囲にコロナ放電によって、マイナスイオンが発生する。発生したマイナスイオンは、直流ファン１３によって発生する気流に帯電して、気流によって外部に配送される。なお、２１、２２は絶縁板である。
【００１０】
放電電極１１に高電圧を発生させる高圧電源装置１２は、商用電源から高周波を発生する高周波変換回路２３と、高周波変換回路２３によって発生した高周波を昇圧するトランス２４と、トランス２４の二次側に発生した高電圧を整流する高圧整流回路２５とを有し、２０００〜３０００Ｖ程度の直流電圧をその出力側に発生させている。高周波変換回路２３は、商用電源を一旦直流に変えてインバータによって高周波に変換してもよいが、商用電源から直接高周波パルスを発生させてこれを高周波電源として用いてもよい。
【００１１】
直流ファン１３に電力を供給する電源装置１４は、直列接続されて分圧回路を構成するコンデンサ２６、２７と、コンデンサ２６、２７によって分圧されて降圧された交流を直流に変える整流回路の一例であるダイオードブリッジ回路２９と、その出力を平滑化するコンデンサ３０を有している。なお、分圧端子はこの実施の形態ではコンデンサ２７の両端が対応する。また、抵抗３１、３２はそれぞれコンデンサ２６、２７、コンデンサ３０に残った電荷を放電する放電抵抗である。コンデンサ２６、２７の容量は２．２μＦで実質同一であり、直流ファン１３の負荷状態にもよるが、約１０〜３０Ｖ程度の直流電圧を直流ファン１３に加えることができる。
このコンデンサ２６、２７は、高圧電源装置１２に直列に配置されていることになり、これによって、コロナ放電によって発生するノイズや、電源を高周波に変換する場合に発生するノイズを吸収できる効果がある。このコンデンサ２６、２７の代わりにトランスやリアクトルを使用することもできるが、大型化する他、高周波雑音の吸収能力はない。また、このコンデンサ２６、２７の代わりに抵抗を使用することもできるが、電力損失の原因となり、しかも高周波雑音を吸収することもできない。なお、３３は電源スイッチであり、装置全体の電源のオンオフを行う。
【００１２】
次に、図３〜図６を参照しながら、本発明の一実施の形態に係るマイナスイオン発生装置１０の全体的配置構成について説明する。
以上に説明した電気部品は、木製のケース１５内に収納されている。ケース１５は全体として略角形となって前側には平面視して円弧状の飾り板３４、３５を上下に隙間を有して備えている。飾り板３４、３５の背面側には正面板３６が設けられ、この正面板３６に上下対となる細長のイオン放出口３７、３８が設けられている。図５に示すように、イオン放出口３７、３８は上下の飾り板３４、３５の中間部に設けられ、飾り板３４の下部及び飾り板３５の上部には、イオン放出口３７、３８から吹き出た気流のガイドとなる斜め約３０〜６０度程度の傾斜を有する傾斜面３９、４０が設けられている。
なお、イオン放出口３７、３８の上下の幅は、それぞれ４〜８ｍｍ程度で、正面板３６の厚みも４〜１０ｍｍ程度となって、イオン放出口３７、３８に指が入って感電しないようになっている。イオン放出口３７、３８と放電電極１１のマイナスイオン発生部との間には障害物は全くなく、マイナスイオンに帯電した空気が自由に外部に放出される構造となっている。
【００１３】
正面板３６の後方には隙間を有して支持部材４１が立設され、支持部材４１の正面側で、イオン放出口３７の背面側には放電電極１１が、マイナス電極１８を正面側にして設けられている。イオン放出口３７、３８の背面側に位置する支持材４１には通気孔４２が設けられていると共に、この支持部材４１には図３、図４に示すように、高圧電源装置１２の回路基板４３と、直流ファン１３の電源装置１４の回路基板４４が別位置に設けられている。なお、放電電極１１も基板４５に取付けられ、この基板４５が支持部材４１に固定されている。
ケース１５の底板４６はケース１５の下端から少しの距離（５〜２０ｍｍ）離して配置し、上部には直流ファン１３が載置され、その直下の底板４６には空気吸引孔４７が設けられている。
この実施の形態では、底板４６の両側には側板４８、４９の下端が接続され、側板４８、４９の上端には天井板５０が設けられ、側板４８、４９及び天井板５０の更に外側には化粧側板５１、５２及び化粧天井板５３がそれぞれ設けられている。側板４８、４９及び底板４６の後端には裏板５４が連結され、その外側には背面化粧板５５が設けられて、ケース１５はほぼ二重箱造となっている。
ケース１５を二重構造とすることによって、電気部品の収納される内側により絶縁性（即ち、非導電性）が大きく、更には非帯電性物質を使用することができ、外側に装飾性の高い材料を使用できる。
【００１４】
ケース１５の底板４６の更に下方まで延設された背面化粧板５５の下部には切欠き５６が設けられ、この切欠き５６から入り込む空気が直流ファン１３によって吸引されて底板４６の複数の空気吸引孔４７を通り、支持部材４１に設けられた通気孔４２を通り、放電電極１１によってマイナスイオンが加わり、イオン放出口３７、３８から外部に放出される。
ここで、マイナスイオンはイオン放出口３７を主体して空気中に放出されるが、更に、下部にあるイオン放出口３７から放出する空気に混じって空気中に放出される。従って、より多くの気流によってマイナスイオンを空気中に放出できる。この場合、イオン放出口３７の上部に更に別のイオン放出口を設けることも可能であり、この場合はイオン放出口３７から放出されるマイナスイオンを大量に含む空気は上下のイオン放出口から放出される空気によって希釈されて空気に放出される。
【００１５】
図４、図６に示すように、底板４６を貫通する小孔５７には、２芯の電源コード５８が挿通し、その終端は直流ファン１３用の電源装置１４の回路基板４４に接続され、そのままリード線で延長して高圧電源装置１２の回路基板４３に入力されている。回路基板４３からは、支持部材４１の表側にある放電電極１１が搭載されている基板４５にリード線５９、６０によって連結されている。また、回路基板４４からは２本のリード線６１、６２を介して直流ファン１３に直流の電源が供給されている。電源コード５８の中間には電源スイッチ３３が設けられ、全体の電源のオンオフができるようになっている。
【００１６】
この実施の形態においては、ケース１５の全体を木製によって構成したが、その他には竹製、陶器製であっても、またこれらの材料を組み合わせて構成する場合も本発明は適用される。これらの物質は絶縁体でかつ帯電率が小さいので、マイナスイオンを中和して減少させるプラスイオンの量が少なく、結果として大量のマイナスイオンを空気に吹き出すことできる。
なお、実験によれば、木製のケース１５と実質的に同一形状のケースを、竹、陶器、金属、プラスチックで構成した場合の、マイナスイオンの発生比率は、木製ケース１００％に対して、竹及び陶器においては１００％、金属は３０％、プラスチックは４０％であった。従って、マイナスイオンの発生には、作りやすさ、材料の入手性等を考慮すると、木材が最適であると思われる。
なお、放電電極１１の下流側に電動ファンを配置すると、発生するマイナスイオンが電動ファンに吸着されるので好ましくない。従って、放電電極１１の下流側はスクリーンやファン等の機器のない空気道があるのが好ましい。
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変形例にも適用される。
【００１７】
【発明の効果】
本発明に係るマイナスイオン発生装置は、以上の説明からも明らかなように、筐体を、正面に少なくとも上下２段に細長のイオン放出口を有し、底部には空気吸引孔が設けられた木、竹及び陶器のいずれか１又は２以上を組み合わせた非導電性かつ非帯電性のケースとし、イオン放出口の背部に隙間を設けて放電電極のマイナスイオン発生部を配置すると共に、空気吸引孔に電動ファンを配置しているので、発生するマイナスイオンの中和、吸収を極力抑えられ、より簡便に大量のマイナスイオンを発生させることができる。
そして、電動ファンの電源装置は、商用電源に直列に接続された分圧用のコンデンサを有し、分圧用のコンデンサによって降圧されて電動ファンに供給されているので、装置全体の小型化ができると共に、装置内で発生するノイズをより効率的に吸収することができる。
特に、筐体を木製とすることによって、より材料の供給が容易、大量生産が可能等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るマイナスイオン発生装置の全体の電源回路図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は同マイナスイオン発生装置に使用する放電電極の平面図及び正面図である。
【図３】同マイナスイオン発生装置の正面図である。
【図４】同マイナスイオン発生装置の背面図である。
【図５】同マイナスイオン発生装置の側面図である。
【図６】同マイナスイオン発生装置の底面図である。
【符号の説明】
１０：マイナスイオン発生装置、１１：放電電極、１２：高圧電源装置、１３：直流ファン、１４：電源装置、１５：ケース、１６：マイカ板、１７：プラス電極、１８：マイナス電極、１９、２０：端子、２１、２２：絶縁板、２３：高周波変換回路、２４：トランス、２５：高圧整流回路、２６、２７：コンデンサ、２９：ダイオードブリッジ回路、３０：コンデンサ、３１、３２：抵抗、３３：電源スイッチ、３４、３５：飾り板、３６：正面板、３７、３８：イオン放出口、３９、４０：傾斜面、４１：支持部材、４２：通気孔、４３、４４：回路基板、４５：基板、４６：底板、４７：空気吸引孔、４８、４９：側板、５０：天井板、５１、５２：化粧側板、５３：化粧天井板、５４：裏板、５５：背面化粧板、５６：切欠き、５７：小孔、５８：電源コード、５９〜６２：リード線

Claims (3)

1. マイナスイオンを発生させる放電電極と、該放電電極に高電圧をかける高圧電源装置と、前記放電電極に気流を当てて外部に放散させる電動ファンと、前記電動ファンの電源装置と、これらを収納する筐体とを有するマイナスイオン発生装置において、
   前記筐体を、正面に少なくとも上下２段に細長のイオン放出口を有し、底部には空気吸引孔が設けられた木、竹及び陶器のいずれか１又は２以上を組み合わせた非導電性かつ非帯電性の材料によって構成し、前記イオン放出口の背部に隙間を設けて前記放電電極のマイナスイオン発生部を配置すると共に、前記空気吸引孔に前記電動ファンを配置し、
   しかも、前記電動ファンの電源装置は、商用電源に直列に接続された分圧用のコンデンサを有し、該分圧用のコンデンサによって降圧されて前記電動ファンに供給されていることを特徴とするマイナスイオン発生装置。
2. 請求項１記載のマイナスイオン発生装置において、前記電動ファンの電源装置は、前記分圧用のコンデンサと、該分圧用のコンデンサの分圧端子に接続される整流回路とを有し、しかも前記電動ファンは直流ファンであることを特徴とするマイナスイオン発生装置。
3. 請求項１及び２記載のいずれか１項に記載のマイナスイオン発生装置において、前記筐体の正面側には、前記イオン放出口を備え、その上下に発生したマイナスイオンを空気中に放散するガイドが設けられていることを特徴とするマイナスイオン発生装置。

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