【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はＡＣコンセントに差込むのみで設置可能なマイナスイオン発生装置に係り更に詳しくは電子放射極にマイナス高電圧直流方形波パルスとプラス高電圧直流方形波パルスとを適宜に変換し印加して、長期に亘って安定した高密度マイナスイオンを発生しえる簡易マイナスイオン発生装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
現状における我が国は大気、水、土壌に至るまで極度の汚染がなされており、更には高度自動車社会を背景として膨大量の排気ガスが排出されていること等により、これらを原因とする健康被害が急増している。加えて近年の建物は密閉性が著しく高まっており、反面該建物の内装材や塗料或いは接着剤には合成化学品や化学薬剤若しくは有機溶剤等が多用されてなるため、時間経過とともに内装材や塗料或いは接着剤等より揮発性有機化合物或いは臭気ガス等が建物内に揮散滞留し、これらが多様な疾病を惹起させる所謂シックハウス症候群が多発し大きな社会問題に至っている。
更には建物の密閉性の高まりは、生活者やペット類自体からの臭気や産業活動に伴い発生する臭気の滞留と浸透及びこれら臭気の混交によって異臭や悪臭をも発生させるため、建物空間内が著しく不快な環境におかれる結果ともなっている。
【０００３】
かかる問題に対して通常の建物施設においては、エアーコンディショナー等を設置のうえ多量の換気を図る手段が採用されているものの、今日の如く外気自体が極度に汚染された状態では十分な建物空間内の浄化が実現されず、而も清浄化設備を採用するには大型且高コストとなり、ホテルや高級店舖或いは大型複合施設等の一部に限定される。
これがため住宅建物や大多数の小規模ビル建物においては集塵機能を保持したエアーコンディショナーやコロナ放電による集塵機能と消臭機能を保持した清浄機或いはオゾンによる消臭機能を保持した清浄機等による対処がなされてきた。
【０００４】
然るに集塵機能を保持したエアーコンディショナーでは最も危険視される揮発性有機化合物や不快な原因たる臭気には何等対処できず、更にコロナ放電による清浄機やオゾン清浄機においては揮発性有機化合物や臭気に対しての分解は認められるものの、これらはオゾンの生成に伴う特有の臭気を発生し快適性を損うばかりか、密閉性の高い空間内ではオゾン濃度如何では却って健康面に危害が及ぶ危険も内在する。
【０００５】
かかる経緯に鑑み、近年に至っては空間内に露出するよう配設させた電子放射極にマイナス高電直流を印加させることにより、安全性の高いマイナスイオンを生成せしめて、揮発性有機化合物や臭気ガス若しくは排気ガス等により汚染された汚染空気の浄化を図ることが提案されるに至り、その具体的先願として実用新案登録第３０６６７９３号や排気ガスの分解を目的とした特開平６−５０１２８号や特開２００１−１８２５２６号等が開示されている。
【０００６】
ところでマイナスイオンの還元作用により揮発性有機化合物や臭気を分解消去せしめて空気浄化をなし、或いは排気ガス中の有害成分を分解消去せしむるうえからは、少なくともそのマイナスイオン密度において略２０乃至３０万個／ｃｃ以上の高密度マイナスイオンが必要とされ、且密閉空間内に拡散滞留する揮発性有機化合物や臭気ガスを分解消去し清浄化を図るためには、該高密度マイナスイオンが密閉空間内全体に拡散させることが望ましく該拡散に伴う希薄化を考慮すると、電子放射極近傍におけるマイナスイオン生成密度としては更に３乃至３０倍程度の高密度で生成させることが要請される。
加えて高密度マイナスイオンの生成に際して重要なことは、電子放射極より多量且安定して電子放射をなさしめて多量のプラズマを形成させること、及び該プラズマによりマイナスイオンを生成させるための水分子やガス分子等を低クラスター化と解離させてなるイオン源を多量に形成させることにある。
【０００７】
然るに開示されたこれら先願においては、建物や施設等の開放空間若しくは設備若しくは機器等の閉鎖空間に露出配設された電子放射極に単にマイナス高電圧直流を印加させてその高電位差を以って電子放射をなさしむるものであって、開放空間や閉鎖空間内は絶縁性の高い空気であるため、印加初期においては電子放射極と空間との大きな電位差で電子放射がなされるものの、時間経過とともに電子放射極近傍の空気が帯電化し次第に電位差の減少とともに電子放射量が激減し、実質的にマイナスイオンの生成がなされぬ結果となる。
【０００８】
更に建物や施設等多数に区画されたそれぞれの開放空間或いは設備等の閉鎖空間に、マイナスイオン発生装置をそれぞれ設置させることはコスト面はもとより設置スペースも確保せねばならぬことからマイナス高電圧直流を供給しえるモジュールを形成し、該モジュールよりそれぞれの区画内に電子放射極のみを設置し通電線により分岐させて印加する方法も試みられているものの、建物や施設の区画に高電圧を分岐印加させることは電気用品に係る法令則で多くの制約があり実用上多くの問題を抱える。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる実情に鑑みなされたものであって、本発明はＡＣコンセントに嵌入させるのみで設置しえ、且電子放射極より多量で安定した電気衝撃力の強い電子放射により高密度マイナスイオンが生成可能な簡易マイナスイオン発生装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために本発明が用いた技術的手段は、絶縁性素材で一体的に且適宜形状に形成されるケーシングの一側面にＡＣコンセントに嵌入しえるＡＣプラグを突出形成させて、ＡＣ電源の利用とともに本発明を嵌入固定し設置させるとともに、該ＡＣプラグからのＡＣ電源を降圧トランス並びに整流させてその電圧が２４Ｖ以下の直流電圧となす電源部が設けられている。
そして高密度マイナスイオンを生成させるうえからは、その電圧が１５００乃至７５００Ｖで且そのパルス数が２０乃至１００キロパルスのマイナス高電圧直流方形波パルス及びプラス高電圧直流方形波パルスを出力させて印加させることが必要となる。
【００１１】
これがため電源部からの直流電圧と、及びそのパルス数が２０乃至１００キロパルスのパルス信号を発振させるパルス発生部と、このパルス信号を更に方形波に補整し且安定したパルスに制御させるパルス制御回路を通して均等且安定化させたパルス信号とを、一対組のスイッチングトランスからなるスイッチングトランス部の一次側にそれぞれ入力させたうえ、一方のスイッチングトランスの二次側からはその電圧が１５００乃至７５００Ｖで且そのパルス数が２０乃至１００キロパルスのマイナス高電圧直流方形波パルスを出力させ、更に他方のスイッチングトランスの二次側からは、その電圧が１５００乃至７５００Ｖで且そのパルス数が２０乃至１００キロパルスのプラス高電圧直流方形波パルスとして出力させる。
【００１２】
そして出力されたマイナス高電圧直流方形波パルス及びプラス高電圧直流方形波パルスを電子放射極へ印加する場合に電子放射極近傍の帯電を防止するうえから、マイナス高電圧直流方形波パルスの印加時間に対して５乃至３０％割合の印加時間を以ってプラス高電圧直流方形波パルスを交互に変換させて印加させる必要上から電磁変換リレー部に入力させて変換がなされる。
【００１３】
而して所要の印加時間割合に交互に変換されたマイナス高電圧直流方形波パルス及びプラス高電圧直流方形波パルスをケーシングの適宜側面に形成してなる凹陥内に針状の先端が露出するよう電子放射極が配設された電子放射部に印加させる構成の簡易マイナスイオン発生装置に存するものであり、更には電子放射部がケーシングの適宜側面に適宜形状及び大きさの通風口が形成され、且該通風口の内側に電子放射極が絶縁体で配位されたうえその背面に送風ファンが設けられた構成に存する。
【００１４】
【作用】
本発明は上述の如き構成からなるため、以下のような作用を有する。即ち絶縁性の高い空気中に露出させた電子放射極にマイナス高電圧直流方形波パルス及びプラス高電圧直流方形波パルスを印加させて電子放射をなすものであり、且電子放射に係る放射電力としては僅かに３乃至１０ｍＷ程度のため、電源部の降圧トランスやスイッチングトランス或いは電磁変換リレー等が極めて小型軽量のもので使用できるためケーシング全体も小型軽量に形成でき、ケーシングの一側面に突出形成されたＡＣプラグを建物区画内に取付けられたＡＣコンセントに差込むのみで全体が嵌入固定されて設置できる。
【００１５】
そしてこの入力されたＡＣ電源を２４Ｖ以下の直流電圧となしスイッチングトランスの一次側に入力させ、更にパルス発生部で発振させたパルス信号をパルス制御回路で均等な方形波に補整し、且安定したパルスに制御のうえスイッチングトランスの一次側に入力させるため、該スイッチングトランスの一方の二次側からはその電圧が１５００乃至７５００Ｖでパルス数が２０乃至１００キロパルスのマイナス高電圧直流方形波パルスが出力され、且他方の二次側からはその電圧が１５００乃至７５００Ｖでパルス数が２０乃至１００キロパルスのプラス高電圧直流方形波パルスが出力される。
【００１６】
かくして出力されるマイナス高電圧直流方形波パルス並びにプラス高電圧直流方形波パルスは、電磁変換リレーを用いてマイナス高電圧直流方形波パルスの印加時間に対しプラス高電圧直流方形波パルスが５乃至３０％に相当する印加時間割合を以って交互に変換させ印加させるため、高電圧の変換においても長期に亘って安定した変換がなされるとともに、電子放射極にはマイナス高電圧の高い電位差と高パルス数で且方形波の印加がなされるため高電位と且高パルス方形波による波状の印加により電子放射が促進されるばかりか、高パルス方形波の尖頭作用によりプラズマの多量の形成とともに、水分子がガス分子の低クラスター化と解離も促進されて多量のイオン源が形成されるため高密度のマイナスイオンが生成される。
加えてマイナス高電圧直流方形波パルスの印加に対し５乃至３０％割合でプラス高電圧直流方形波パルスが印加されるためプラスイオンが交互且瞬時に生成されて、電子放射極近傍の過剰帯電も防止される。
【００１７】
【実施例】
以下に本発明実施例を図とともに詳細に説明すれば、図１は本発明の配線図、図２はスイッチングトランス部の説明図、図３はパルス制御回路の説明図、図４は電磁リレー部の説明図であって、ケーシング１は本発明を収納させて建物や施設或いは装置等に設けられてなるＡＣコンセント１０に嵌入させて本発明全体を簡便に嵌入設置させるうえから、軽量で強靭性や耐熱性及び成形加工性に優れる素材が用いられることは当然のこと、特には高電圧が使用されるうえから絶縁性素材を用いることが肝要であって、望ましい素材としてはポリカーボネート樹脂やポリエステル樹脂、アクリル樹脂或いはＡＢＳ樹脂等が挙げられる。
更に該ケーシング１の形状には特段の制約はないが、嵌入設置の安定性の面からは立方体や直方体が好適であるが、設置環境面でデザイン性が要求される場合には球形や楕円形のものも使用される。
【００１８】
かくしてなるケーシング１の一側面には該ケーシング１に固定され、且外方に突出してＡＣプラグ２が形成されている。
このＡＣプラグ２は建物や施設若しくは装置等に設けられたＡＣコンセント１０に嵌入させて本発明を固定設置せしむるとともに、本発明を作動させる外部ＡＣ電力を取入れるものであるから、ＡＣコンセント１０への嵌入に際しては弛緩した嵌入とならぬように配慮すべきである。
【００１９】
そしてケーシング１の内部にはＡＣプラグ２により供給される外部ＡＣ電力を、その内部電気回路を安全且正確に作動させるうえから、該ＡＣプラグ２の端縁にはその電圧を２４Ｖ以下に降圧する降圧トランス３Ａと接続され、且該降圧トランス２Ａの二次側には直流に整流させるための整流器３Ｂを介して直流電圧となす整流回路３Ｃとによる電源部３が設けられている。
かかる場合の整流器３Ｂとしては整流用ダイオードやスイッチングダイオード或いはシリコンブリッジ整流器等が挙げられる。更に本発明では最終負荷とされる電子放射極９Ｂからの電子放射にかかわる放射電力は僅か３乃至１０ｍＷ程度のものであるから、該降圧トランス３Ａも極めて小型軽量で且小電力のもので対処できることとなる。
【００２０】
かくして所要の電圧に降圧され且整流された直流電圧は、その一側がアースされたうえ、他側がスイッチングトランス４Ａの一次側４０Ａの中間に形成された直流電圧入力端子４１Ａにそれぞれ入力される。
即ち本発明においては、電子放射極９Ｂにマイナス高電圧直流方形波パルス７Ｂ並びにプラス高電圧直流方形波パルス７Ｃを印加させるうえから、該スイッチングトランス４Ａはマイナス高電圧直流方形波パルス７Ｂを出力させるスイッチングトランス４Ａと、プラス高電圧直流方形波パルス７Ｃを出力させるスイッチングトランス４Ａとの一対組より形成され、全体としてスイッチングトランス部４が構成されている。
【００２１】
このスイッチングトランス４Ａは図２に示すように、その一次側４０Ａの中間には低電圧の直流電圧を入力させる直流電圧入力端子４１Ａが設けられ、且該直流電圧入力端子４１Ａには電源部３において所要の電圧に整流された直流電圧の一方が入力され、且他方はアースされている。更に該スイッチングトランス４Ａの一方の二次側４０Ｂからはその電圧が１５００乃至７５００Ｖで且パルス数が２０乃至１００キロパルスで、而も方形波のマイナス高電圧直流方形波パルス７Ｂと、他方のスイッチングトランス４Ａの二次側４０Ｂからは、その電圧が１５００乃至７５００Ｖで且パルス数が２０乃至１００キロパルス而も方形波のプラス高電圧直流方形波パルス７Ｃを出力させるうえから、該スイッチングトランス４Ａの一次側４０Ａの両側端には、該一次側４０Ａの通電電流をオン、オフ制御させるパルス信号が入力されるパルス信号入力端子４１Ｂ、４１Ｂが設けられている。
当然に該スイッチングトランス４Ａは、その一次側４０Ａの入力に対し二次側４０Ｂからは１５００乃至７５００Ｖの電圧で出力されるよう巻線設計がなされており、且高パルス数が用いられることからコア材としては高周波特性に優れるフェライトコア４０Ｃが一般的に用いられる。
【００２２】
而してスイッチングトランス４Ａの二次側４０Ｂからは所要の電圧で且そのパルス数が２０乃至１００キロパルスの方形波パルスを出力させるためには、該スイッチングトランス４Ａの一次側４０Ａのパルス信号入力端子４１Ｂ、４１Ｂに均等且安定したパルス信号６Ａを入力させることが必要となる。
これがためにはそのパルス数が２０乃至１００キロパルスのパルス信号５Ａを発振させるためパルス発生部６が設けられている。
【００２３】
このパルス発生部５は実質的にそのパルス数を２０乃至１００キロパルスに発振できる発振回路を有するものであれば可能であって、図示するパルス発生部５はＵＪＴ（単結合トランジスター）５Ｂを用いたもので、具体的パルス数はコンデンサ容量及び抵抗値で決定される。そして該パルス発生部５はかかるＵＪＴを使用する場合以外にＰＵＴトランジスターを用いた弛緩発振回路やその他コルピッツ発振回路ハートレー発振回路等も利用できる。
【００２４】
しかしながらこれらパルス発振回路で発振させたパルス信号５Ａは電圧変動等の影響により均等且安定性に欠けることから、該パルス発生部５で発振されたパルス信号５Ａは、更に均等な方形波に補整し且安定したパルスに制御して均等且安定パルス信号６Ａとなしたるうえスイッチングトランス４Ａのパルス信号入力端子４１Ｂ、４１Ｂに入力させるため図３に示すパルス制御回路６を経由して入力される。
即ち該パルス制御回路６は、パルス発生部５で発生されたパルス信号５Ａを抵抗を介してスイッチングトランジスター６Ｂのベース６０Ｂに入力させるとともに、該スイッチングトランジスター６Ｂのコレクタ６１Ｂは、スイッチングトランス４Ａの一次側４０Ａの一側端のパルス信号入力端子４１Ｂの一方に接続され、且エミッタ６２Ｂはアースに接続されている。
そしてスイッチングトランス４Ａの一次側４０Ａの他側端のパルス信号入力端子４１Ｂにはアースよりパルス信号整流器６Ｃを介して接続された構成からなるものである。
【００２５】
かくして一方のスイッチングトランス４Ａの二次側４０Ｂからはマイナス高電圧直流方形波パルス７Ｂ、及び他方のスイッチングトランス４Ａの二次側４０Ｂからはプラス高電圧直流方形波パルス７Ｃが出力されるものであるが、かかる場合においてマイナス高電圧直流方形波パルス７Ｂの出力に際しては、スイッチングトランス４Ａの二次側４０Ｂにマイナス整流器７Ａが介在され、且プラス高電圧直流方形波パルス７Ｃの出力に際しては、同様にプラス整流器７Ｄが介在される。
【００２６】
そしてかかるマイナス高電圧直流方形波パルス７Ｂ並びにプラス高電圧直流方形波パルス７Ｃは、電子放射極９Ｂに印加させる場合にマイナス高電圧直流方形波パルス７Ｂの印加時間に対して５乃至３０％割合の印加時間、望ましくは１０乃至２０％割合の印加時間割合を以ってプラス高電圧直流方形波パルス７Ｃとを交互に変換させて印加させるため電磁変換リレー部８に入力される。
【００２７】
この電磁変換リレー部８は、図４に示す如く２回路２接点で作動するリレー８０Ａが設けられ、且該リレー８０Ａが電磁ソレノイド８０Ｂへの通電及び遮断により接点が切替られるよう形成されており、而もこの電磁ソレノイド８０Ｂには、ＬＣ回路８０Ｃにより所要の時間割合を以って通電及び遮断がなされるよう構成されている。
従ってマイナス高電圧直流方形波パルス７Ｂをリレー８０Ａの１回路側基点８１Ａに接続し、更にプラス高電圧直流方形波パルス７Ｃをリレー８０Ａの２回路側基点８２Ａに接続しておく。
【００２８】
而してＬＣ回路８０Ｃからの通電が遮断されている状態ではリレー８０Ａにおけるマイナス高電圧直流方形波パルス７Ｂが入力される１回路側の基点８１Ａは接点８２Ａと接続された状態にあり、且該接点８２Ａからは電子放射部９の電子放射極９Ｂに接続されており、反面プラス高電圧直流パルス７Ｃが入力される２回路側の基点８１Ｂは接点８２Ｂと接続されてなるものの、電子放射極９Ｂとは無接続の状態にあり、且該２回路側の接点８３Ｂからは電子放射極９Ｂと接続された構成よりなる。
従ってＬＣ回路８０Ｃからの通電が遮断されてなる状態ではマイナス高電圧直
り電子放射極９Ｂに印加され、かかる状態においてはプラス高電圧直流方形波パ
るものの電子放射極９Ｂには印加されない。
【００２９】
他方ＬＣ回路８０Ｃからの通電時には電磁ソレノイド８０Ｂによりリレー８０Ａが作動し１回路側は基点８１Ａと接点８３Ａとがりレー８０Ａで接続され、且２回路側は基点８１Ｂと接点８３Ｂとがリレー８０Ａで接続されるため、マイナス高電圧直流方形波パルス７Ｂが遮断され、プラス高電圧直流方形波パルス７Ｃが電子放射極９Ｂに印加される。これがためＬＣ回路８０Ｃより遮断される時間に対し５乃至３０％割合で交互に通電させることにより、マイナス高電圧直流方形波パルス７Ｂの印加時間に対し５乃至３０％の割合の印加時間を以ってプラス高電圧直流方形波パルス７Ｃが交互に変換され印加されることとなる。
【００３０】
電磁変換リレー部８において所要の印加時間割合を以って交互に変換されたマイナス高電圧直流方形波パルス７Ｂ並びにプラス高電圧直流方形波パルス７Ｃは電子放射部９の電子放射極９Ｂに印加され、電子放射による高密度のマイナスイオンの生成が図られる。
この電子放射部９は、開放空間や閉鎖空間に露出配設される電子放射極９Ｂに、その電圧が１５００乃至７５００Ｖの高電圧が印加されるものであるから、該電子放射極９Ｂは少なくともケーシング１の外表面より突出せぬように配設させることが安全上のうえから望まれる。
【００３１】
そこで図５に示す如く、ケーシング１の適宜側面に凹陥９Ａを形成させたうえ、該凹陥９Ａ内に絶縁性素材からなるケーシング１で固定され、且その先端がケーシング１の外表面より突出せぬよう電子放射極９Ｂが配設させた構成よりなるものである。この場合の電子放射極９Ｂの素材としてはタングステンや白金等が好適である。
更に建物や施設等の区画容積が大きな開放空間に使用する場合には、仮令電子放射極９Ｂの近傍において高密度のマイナスイオンが生成されても、該生成されたマイナスイオンは短時に減失するものであり、従って区画容積の大きな開放空間内に揮散滞留する揮発性有機化合物や臭気ガスを分解消去せしむるうえからは、短時に生成された高密度マイナスイオンを開放空間内に拡散させてやる必要がある。
【００３２】
これがためには図６に示すように、電子放射部９としてケーシング１の適宜側面に適宜形状及び大きさの通風口９Ｃを形成し、且この通風口９Ｃの内側に電子放射極９Ｂを配設させたうえ、更に該電子放射極９Ｂの背面に送風ファン９Ｄを設けることにより、電子放射極９Ｂ近傍で生成された高密度マイナスイオンを送風拡散させる構成が望まれる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は上述の如く絶縁性素材からなり全体が一体的に収納されるケーシングの一側面にはＡＣプラグが突出形成されてなるから、ＡＣコンセントに嵌入させるのみで本発明が固定設置される。そしてＡＣプラグで入力されるＡＣ電源は電源部の降圧トランス及び整流回路で２４Ｖ以下の直流電圧となされるため、建物や施設或いは工場若しくは装置等のＡＣ電源がある場所では自在に使用並びに設置が可能となる。
そして本発明においては一対組のスイッチングトランスを用い、且該スイッチングトランスの一次側に直流電圧と、且均等且安定したパルス信号を入力させることにより、一方のスイッチングトランスからはその電圧が１５００乃至７５００Ｖでパルス数が２０乃至１００キロパルスの均等で且安定したマイナス高電圧直流方形波パルスが、更に他方のスイッチングトランスからはその電圧が１５００乃至７５００Ｖでパルス数が２０乃至１００キロパルスのプラス高電圧直流方形波パルスとして出力がなされる。
【００３４】
而もこのマイナス高電圧直流方形波パルス及びプラス高電圧直流方形波パルスが電磁変換リレーにより交互に変換されるため、高電圧においても長期に亘り安全且確実な変換がなしえる。
そして該電磁変換リレーにより電子放射極には、マイナス高電圧直流方形波パルスの印加時間に対して５乃至３０％の割合の印加時間でプラス高電圧直流方形波パルスが交互に印加されるため、電子放射極近傍の過剰帯電が消去され且電子放射極への塵埃の付着も抑制される。更に過剰帯電が消去されるために電子放射量が促進されて多量のプラズマの形成とともに、高パルスで且方形波パルスの印加に伴う尖頭作用が強く働き、水分子やガス分子等の低クラスター化と解離が著しく促進されて多量のイオン源も形成されることにより、高密度のマイナスイオンを生成することが可能となる。
従って建物や施設等の区画内に拡散滞留する揮発性有機化合物や臭気ガス等に対して高い分解消去効果が発揮され、或いは装置等より発生する排気ガスに対しても高い分解消去効果が発揮される等、優れた特長を具備する簡易マイナスイオン発生装置である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線図である。
【図２】スイッチングトランス部の説明図である。
【図３】パルス制御回路の説明図である。
【図４】電磁変換リレー部の説明図である。
【図５】本発明の内部状態説明図である。
【図６】ファンが設けられた本発明の内部状態説明図である。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ ＡＣプラグ
３ 電源部
３Ａ 降圧トランス
３Ｂ 整流器
３Ｃ 整流回路
４ スイッチングトランス部
４Ａ スイッチングトランス
４０Ａ スイッチングトランスの一次側
４０Ｂ スイッチングトランスの二次側
４０Ｃ フェライトコア
４１Ａ 直流電圧入力端子
４１Ｂ パルス信号入力端子
５ パルス発生部
５Ａ パルス信号
５Ｂ ＵＪＴ
６ パルス制御回路
６Ａ 均等且安定パルス信号
６Ｂ スイッチングトランジスター
６Ｃ パルス信号整流器
６０Ｂ ベース
６１Ｂ コレクタ
６２Ｂ エミッタ
７Ａ マイナス整流器
７Ｂ マイナス高電圧直流方形波パルス
７Ｃ プラス高電圧直流方形波パルス
７Ｄ プラス整流器
８ 電磁変換リレー部
８０Ａ リレー
８０Ｂ 電磁ソレノイド
８０Ｃ ＬＣ回路
８１Ａ １回路側基点
８１Ｂ ２回路側基点
８２Ａ １回路側接点
８２Ｂ ２回路側接点
８３Ａ １回路側接点
８３Ｂ ２回路側接点
９ 電子放射部
９Ａ 凹陥
９Ｂ 電子放射極
９Ｃ 送風口
９Ｄ 送風ファン
１０ ＡＣコンセント[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a negative ion generator that can be installed simply by plugging it into an AC outlet. More specifically, a negative high-voltage DC square wave pulse and a positive high-voltage DC square wave pulse are appropriately converted and applied to an electron emission electrode. The present invention relates to a simple negative ion generator capable of generating stable high-density negative ions for a long period of time.
[0002]
[Prior art]
At present, Japan is extremely polluted by air, water and soil, and furthermore, due to the emission of enormous amounts of exhaust gas against the background of the advanced automobile society, health hazards caused by these are caused. It is increasing rapidly. In addition, in recent years, the building has significantly improved hermeticity. On the other hand, the interior materials, paints, and adhesives of the building often use synthetic chemicals, chemical agents, organic solvents, and the like. Volatile organic compounds or odorous gases, etc., from paints or adhesives volatilize and stay in the building, causing so-called sick house syndrome, which causes various diseases, leading to a great social problem.
Furthermore, the increase in the hermeticity of the building causes odors from the occupants and the pets themselves and odors generated and associated with industrial activities, and also generates odors and foul odors due to mixing of these odors. It also results in a very uncomfortable environment.
[0003]
To solve this problem, ordinary building facilities use air conditioners and other means to provide a large amount of ventilation.However, if the outside air itself is extremely contaminated as in today, sufficient building Therefore, the purification is not realized, and the use of the cleaning equipment is large and expensive, and is limited to a hotel, a high-end store, or a part of a large complex.
For this reason, in residential buildings and most small-scale building buildings, measures such as air conditioners with dust collection function, purifiers with dust collection function and deodorization function by corona discharge, or purifiers with ozone deodorization function are used. Has been done.
[0004]
However, an air conditioner with a dust collection function cannot deal with volatile organic compounds and odors, which are considered to be the most dangerous, as well as volatile organic compounds and odors in corona and ozone purifiers. Degradation is recognized, but these generate not only the characteristic odor associated with the production of ozone, which impairs comfort, but also poses a danger to health in the highly enclosed space, depending on the ozone concentration. Inherent.
[0005]
In view of such circumstances, in recent years, by applying a negative high DC current to the electron emission electrode disposed to be exposed in the space, a highly safe negative ion is generated, and volatile organic compounds and odors are generated. It has been proposed to purify contaminated air contaminated by gas or exhaust gas, and specific practical applications have been filed as Japanese Utility Model Registration No. 3066793 or JP-A-6-50128 for the purpose of decomposing exhaust gas. And Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-182526 are disclosed.
[0006]
By the way, in order to purify air by decomposing and removing volatile organic compounds and odors by the reducing action of negative ions, or to decompose and delete harmful components in exhaust gas, at least the density of negative ions is about 20 to 30. In order to decompose and eliminate volatile organic compounds and odorous gases that diffuse and remain in the enclosed space and purify them, the high-density negative ions of 10,000 / cc or more are required. It is preferable that the ions are diffused throughout the inside, and in consideration of the dilution accompanying the diffusion, it is required that the negative ions are generated at a density of about 3 to 30 times as high as the density of negative ions near the electron emission pole.
In addition, it is important to generate high-density negative ions that a large amount of plasma is formed by emitting electrons more and more stably than the electron emitting pole, and that water molecules and the like for generating negative ions by the plasma are important. An object of the present invention is to form a large number of ion sources by dissociating gas molecules and the like into low clusters.
[0007]
However, in these prior applications disclosed above, a negative high-voltage DC is simply applied to the electron emitting electrodes exposed and disposed in an open space such as a building or a facility or a closed space such as a facility or equipment, and the high potential difference is generated. Since the open space and closed space are highly insulative air, electron emission is performed with a large potential difference between the electron emission pole and the space in the initial stage of application, As time elapses, the air near the electron emission pole is charged, and as soon as the potential difference decreases, the amount of electron emission decreases sharply, resulting in substantially no generation of negative ions.
[0008]
Furthermore, installing a negative ion generator in each open space or closed space of equipment etc. divided into a large number of buildings and facilities, etc. It is necessary to secure the installation space as well as the cost, so minus high voltage DC Although it has been attempted to form a module that can supply power, and to install only the electron emission electrode in each section from the module and apply it by branching with a conducting wire, a high voltage is branched to the building or facility section. The application of the voltage has many restrictions due to laws and regulations concerning electric appliances, and has many practical problems.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the present invention can be installed only by fitting it into an AC outlet, and a large amount of negative ions can be generated by a stable and strong electron impact from the electron emission pole. An object of the present invention is to provide a simple negative ion generator that can be generated.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The technical means used by the present invention to solve the above-mentioned problem is to form an AC plug that can be fitted into an AC outlet on one side of a casing integrally and appropriately formed of an insulating material. In addition to the use of an AC power supply, the present invention is fitted and fixed and installed, and a step-down transformer and a power supply unit that rectifies the AC power from the AC plug to a DC voltage of 24 V or less are provided.
In order to generate high-density negative ions, a negative high-voltage DC square wave pulse and a positive high-voltage DC square wave pulse having a voltage of 1500 to 7500 V and a pulse number of 20 to 100 kilopulses are output and applied. It is necessary.
[0011]
For this reason, a DC voltage from the power supply unit and a pulse generation unit for oscillating a pulse signal having a pulse number of 20 to 100 kilo-pulses, and a pulse control circuit for further compensating the pulse signal into a square wave and controlling the pulse signal to a stable pulse And a stabilized pulse signal is input to the primary side of a switching transformer section composed of a pair of switching transformers, and the voltage of the switching transformer from the secondary side is 1500 to 7500V. A negative high-voltage DC square wave pulse having a pulse number of 20 to 100 kilo-pulses is output, and from the secondary side of the other switching transformer, the voltage is 1500 to 7500 V and the pulse number is 20 to 100 kilo-pulses plus. Output as high voltage DC square wave pulse.
[0012]
When applying the output negative high-voltage DC square wave pulse and the positive high-voltage DC square wave pulse to the electron emission pole, in addition to preventing charging near the electron emission pole, the application time of the negative high-voltage DC square wave pulse Therefore, a positive high-voltage DC square wave pulse is required to be alternately converted and applied with an application time of 5 to 30%, so that it is input to the electromagnetic conversion relay unit and conversion is performed.
[0013]
Thus, the needle-like tip is exposed in a recess formed by forming the negative high-voltage DC square wave pulse and the positive high-voltage DC square wave pulse alternately converted to the required application time ratio on an appropriate side surface of the casing. The present invention resides in a simple negative ion generator having a configuration in which an electron emitting pole is applied to an electron emitting portion provided therein, and furthermore, the electron emitting portion is provided with a ventilation port of an appropriate shape and size on an appropriate side surface of a casing, In addition, there is provided a configuration in which an electron emission electrode is disposed inside the ventilation hole with an insulator, and a blower fan is provided on the back surface thereof.
[0014]
[Action]
Since the present invention has the above configuration, it has the following operations. That is, a negative high-voltage DC square wave pulse and a positive high-voltage DC square wave pulse are applied to the electron emission pole exposed in the highly insulating air to generate electron emission, and as radiation power related to the electron emission. Is about 3 to 10 mW, so that the step-down transformer, switching transformer, electromagnetic conversion relay, etc. of the power supply unit can be extremely small and lightweight, so that the entire casing can be made small and lightweight, and it is formed to project from one side of the casing. By simply inserting the AC plug into the AC outlet mounted in the building section, the entire system can be fitted and fixed.
[0015]
The input AC power is supplied to the primary side of a switching transformer having a DC voltage of 24 V or less, and the pulse signal oscillated by the pulse generator is adjusted to a uniform square wave by a pulse control circuit, and is stabilized. In order to control the pulse and input it to the primary side of the switching transformer, a negative high voltage DC square wave pulse having a voltage of 1500 to 7500 V and a pulse number of 20 to 100 kilopulses is output from one secondary side of the switching transformer. The other secondary side outputs a positive high-voltage DC square wave pulse having a voltage of 1500 to 7500 V and a pulse number of 20 to 100 kilopulses.
[0016]
The negative high-voltage DC square wave pulse and the positive high-voltage DC square wave pulse output as described above are converted into a positive high-voltage DC square wave pulse of 5 to 30 with respect to the application time of the negative high-voltage DC square wave pulse using an electromagnetic conversion relay. %, The conversion is performed alternately with the application time ratio corresponding to%, so that the conversion is stable over a long period even in the conversion of high voltage, and the electron emission electrode has a high potential difference of minus high voltage and high voltage. Since a square wave is applied with the number of pulses, not only electron emission is promoted by applying a high potential and a high-pulse square wave, but also a large amount of plasma is formed due to the peak action of the high-pulse square wave. Water molecules are also promoted to reduce clustering and dissociation of gas molecules, and a large amount of ion source is formed, so that high-density negative ions are generated.
In addition, since a positive high-voltage DC square wave pulse is applied at a rate of 5 to 30% with respect to the application of a negative high-voltage DC square wave pulse, positive ions are generated alternately and instantaneously, and excessive charging near the electron emission pole is also caused. Is prevented.
[0017]
【Example】
FIG. 1 is a wiring diagram of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a switching transformer unit, FIG. 3 is an explanatory diagram of a pulse control circuit, and FIG. 4 is an electromagnetic relay unit. The casing 1 houses the present invention and is inserted into an AC outlet 10 provided in a building, a facility, an apparatus, or the like, so that the entire present invention is easily inserted and installed. It is natural that a material excellent in heat resistance and molding processability is used. In particular, it is important to use an insulating material in addition to using a high voltage, and a preferable material is a polycarbonate resin or a polyester resin. , An acrylic resin or an ABS resin.
Further, the shape of the casing 1 is not particularly limited, but a cube or a rectangular parallelepiped is preferable in terms of the stability of fitting and installation, but a spherical or elliptical shape is required when design is required in terms of installation environment. Are also used.
[0018]
On one side of the casing 1 thus formed, an AC plug 2 is formed which is fixed to the casing 1 and protrudes outward.
Since the AC plug 2 is inserted into an AC outlet 10 provided in a building, a facility, a device, or the like to fix and install the present invention, and to receive external AC power for operating the present invention, the AC plug 2 is used. Care must be taken when fitting into 10 so that it does not result in a loose fit.
[0019]
The external AC power supplied by the AC plug 2 is supplied to the inside of the casing 1 and the voltage is reduced to 24 V or less at the edge of the AC plug 2 in order to operate the internal electric circuit safely and accurately. A power supply unit 3 is connected to the step-down transformer 3A, and a rectifier circuit 3C for converting the voltage to a DC voltage via a rectifier 3B for rectifying the DC voltage is provided on the secondary side of the step-down transformer 2A.
As the rectifier 3B in such a case, a rectifying diode, a switching diode, a silicon bridge rectifier, or the like can be given. Further, in the present invention, the radiation power related to the electron emission from the electron radiation pole 9B, which is the final load, is only about 3 to 10 mW, so that the step-down transformer 3A can be handled with an extremely small, lightweight and low power. It becomes.
[0020]
The DC voltage stepped down to the required voltage and rectified is grounded on one side and input to a DC voltage input terminal 41A formed in the middle of the primary side 40A of the switching transformer 4A on the other side.
That is, in the present invention, after applying the minus high-voltage DC square wave pulse 7B and the plus high-voltage DC square wave pulse 7C to the electron emission pole 9B, the switching transformer 4A outputs the minus high-voltage DC square wave pulse 7B. The switching transformer unit 4 is formed by a pair of a switching transformer 4A and a switching transformer 4A that outputs a positive high-voltage DC square wave pulse 7C.
[0021]
As shown in FIG. 2, the switching transformer 4A is provided with a DC voltage input terminal 41A for inputting a low voltage DC voltage in the middle of the primary side 40A. One of the DC voltages rectified to a required voltage is input, and the other is grounded. Further, from one secondary side 40B of the switching transformer 4A, the voltage is 1500 to 7500 V and the number of pulses is 20 to 100 kilopulses, and the negative high voltage DC square wave pulse 7B of a square wave and the other switching transformer From the secondary side 40B of the switching transformer 4A, a voltage of 1500 to 7500 V and a pulse number of 20 to 100 kilopulses, and a high-voltage DC square wave pulse 7C of a square wave is output. At both ends of 40A, pulse signal input terminals 41B, 41B to which a pulse signal for turning on / off the current flowing through the primary side 40A are provided.
Naturally, the winding of the switching transformer 4A is designed so that a voltage of 1500 to 7500 V is output from the secondary side 40B with respect to the input of the primary side 40A. As a material, a ferrite core 40C having excellent high frequency characteristics is generally used.
[0022]
In order to output a square wave pulse having a required voltage and a pulse number of 20 to 100 kilo-pulses from the secondary side 40B of the switching transformer 4A, a pulse signal input terminal of the primary side 40A of the switching transformer 4A. It is necessary to input a uniform and stable pulse signal 6A to 41B, 41B.
For this purpose, a pulse generator 6 is provided to oscillate a pulse signal 5A having a pulse number of 20 to 100 kilopulses.
[0023]
The pulse generator 5 can be any as long as it has an oscillation circuit capable of substantially oscillating the number of pulses to 20 to 100 kilopulses. The illustrated pulse generator 5 uses a UJT (single-coupled transistor) 5B. The specific number of pulses is determined by the capacitance and resistance of the capacitor. The pulse generator 5 can use a relaxation oscillation circuit using a PUT transistor, a Colpitts oscillation circuit, a Hartley oscillation circuit, or the like, in addition to the case of using the UJT.
[0024]
However, since the pulse signal 5A oscillated by these pulse oscillating circuits lacks uniformity and stability due to the influence of voltage fluctuation and the like, the pulse signal 5A oscillated by the pulse generator 5 is corrected to a more uniform square wave. The pulse signal is input via the pulse control circuit 6 shown in FIG. 3 so as to control the pulse into a stable and stable pulse signal 6A and to input the pulse signal to the pulse signal input terminals 41B and 41B of the switching transformer 4A.
That is, the pulse control circuit 6 inputs the pulse signal 5A generated by the pulse generator 5 to the base 60B of the switching transistor 6B via a resistor, and the collector 61B of the switching transistor 6B is connected to the primary side of the switching transformer 4A. One end of the pulse signal input terminal 41B of one side of 40A is connected, and the emitter 62B is connected to the ground.
A pulse signal input terminal 41B at the other end of the primary side 40A of the switching transformer 4A is connected to the ground via a pulse signal rectifier 6C.
[0025]
Thus, a negative high-voltage DC square wave pulse 7B is output from the secondary side 40B of one switching transformer 4A, and a positive high-voltage DC square wave pulse 7C is output from the secondary side 40B of the other switching transformer 4A. However, in such a case, when outputting the negative high-voltage DC square wave pulse 7B, a negative rectifier 7A is interposed on the secondary side 40B of the switching transformer 4A, and similarly, when outputting the positive high-voltage DC square wave pulse 7C. The positive rectifier 7D is interposed.
[0026]
When the negative high-voltage DC square wave pulse 7B and the positive high-voltage DC square wave pulse 7C are applied to the electron emission pole 9B, the application time of the negative high-voltage DC square wave pulse 7B is 5 to 30%. The positive high-voltage DC square wave pulse 7C is alternately converted and applied at an application time, preferably an application time ratio of 10 to 20%, and is input to the electromagnetic conversion relay unit 8.
[0027]
As shown in FIG. 4, the electromagnetic conversion relay section 8 is provided with a relay 80A that operates with two circuits and two contacts, and the relay 80A is formed such that the contacts are switched by energizing and shutting off an electromagnetic solenoid 80B. The electromagnetic solenoid 80B is configured to be energized and de-energized at a required time ratio by the LC circuit 80C.
Therefore, the negative high-voltage DC square wave pulse 7B is connected to the base point 81A on one circuit side of the relay 80A, and the positive high-voltage DC square wave pulse 7C is connected to the base point 82A on the two circuit side of the relay 80A.
[0028]
Thus, in the state in which the current supply from the LC circuit 80C is cut off, the base point 81A on the one circuit side of the relay 80A to which the negative high-voltage DC square wave pulse 7B is input is connected to the contact point 82A. The contact 82A is connected to the electron emitting pole 9B of the electron emitting section 9. On the other hand, the base point 81B on the two circuit side to which the plus high-voltage DC pulse 7C is input is connected to the contact 82B. Are in a non-connected state, and are connected to the electron emission pole 9B from the contact 83B on the two circuit sides.
Therefore, in a state where the power supply from the LC circuit 80C is cut off, the negative high voltage
Applied to the electron emitting pole 9B, and in such a state, a positive high-voltage DC square wave
However, it is not applied to the electron emission pole 9B.
[0029]
On the other hand, when power is supplied from the LC circuit 80C, the relay 80A is actuated by the electromagnetic solenoid 80B, so that the one circuit side is connected to the base point 81A and the contact point 83A by the sharpening rail 80A, and the second circuit side is connected to the base point 81B and the contact point 83B by the relay 80A. Therefore, the negative high-voltage DC square wave pulse 7B is cut off, and the positive high-voltage DC square wave pulse 7C is applied to the electron emission pole 9B. For this reason, by alternately energizing at a rate of 5 to 30% with respect to the time of interruption from the LC circuit 80C, an application time of 5 to 30% with respect to the application time of the negative high-voltage DC square wave pulse 7B is obtained. Thus, the positive high-voltage DC square wave pulse 7C is alternately converted and applied.
[0030]
The negative high-voltage DC square wave pulse 7B and the positive high-voltage DC square wave pulse 7C alternately converted by the electromagnetic conversion relay unit 8 at a required application time ratio are applied to the electron emission pole 9B of the electron emission unit 9. In addition, high-density negative ions are generated by electron emission.
Since the electron emitting section 9 is applied with a high voltage of 1500 to 7500 V to the electron emitting pole 9B exposed and arranged in the open space or the closed space, the electron emitting pole 9B is provided at least in the casing. It is desired from the viewpoint of safety to dispose it so as not to protrude from the outer surface of the first member.
[0031]
Therefore, as shown in FIG. 5, a recess 9A is formed on an appropriate side surface of the casing 1, and the casing 9 is fixed in the recess 9A with a casing 1 made of an insulating material, and its tip does not protrude from the outer surface of the casing 1. In this configuration, the electron emission pole 9B is disposed. In this case, as a material of the electron emission electrode 9B, tungsten, platinum, or the like is preferable.
Furthermore, in the case of using in an open space having a large compartment volume such as a building or a facility, even if high density negative ions are generated in the vicinity of the provisional electron emission electrode 9B, the generated negative ions are lost in a short time. Therefore, in order to decompose and eliminate volatile organic compounds and odorous gas that are volatile and stay in the open space with a large compartment volume, high-density negative ions generated in a short time are diffused into the open space. I need to do it.
[0032]
For this purpose, as shown in FIG. 6, a ventilation port 9C having an appropriate shape and size is formed on an appropriate side surface of the casing 1 as the electron emission section 9, and an electron emission pole 9B is provided inside the ventilation port 9C. In addition, a configuration is desired in which a blower fan 9D is further provided on the back surface of the electron emission pole 9B to blow and diffuse high-density negative ions generated near the electron emission pole 9B.
[0033]
【The invention's effect】
In the present invention, an AC plug is protruded from one side of a casing made of an insulating material and entirely housed as described above. Therefore, the present invention is fixed and installed only by being inserted into an AC outlet. Since the AC power input from the AC plug is converted to a DC voltage of 24 V or less by the step-down transformer and rectifier circuit of the power supply unit, it can be freely used and installed in places where there is AC power, such as buildings, facilities, factories, and devices. It becomes possible.
In the present invention, a pair of switching transformers is used, and a DC voltage and a uniform and stable pulse signal are input to the primary side of the switching transformer, so that the voltage from one of the switching transformers is 1500 to 7500 V And a stable and negative high-voltage DC square wave pulse having a pulse number of 20 to 100 kilopulses, and a high-voltage DC square pulse having a voltage of 1500 to 7500 V and a pulse number of 20 to 100 kilopulses from the other switching transformer. The output is made as a wave pulse.
[0034]
Since the negative high-voltage DC square wave pulse and the positive high-voltage DC square wave pulse are alternately converted by the electromagnetic conversion relay, safe and reliable conversion can be performed for a long time even at a high voltage.
Since the electromagnetic conversion relay applies the positive high-voltage DC square wave pulse alternately to the electron emission electrode at an application time of 5 to 30% of the application time of the negative high-voltage DC square wave pulse, Excessive charging in the vicinity of the electron emission pole is eliminated, and adhesion of dust to the electron emission pole is suppressed. Furthermore, since the excess charge is eliminated, the amount of electron emission is promoted, and a large amount of plasma is formed. In addition, a sharp action accompanying the application of a high-pulse and square-wave pulse works strongly, and low clusters of water molecules, gas molecules, etc. The formation and dissociation are remarkably promoted and a large amount of ion source is formed, so that high-density negative ions can be generated.
Therefore, a high decomposition and elimination effect is exerted on volatile organic compounds and odorous gases which diffuse and stay in the compartments of buildings and facilities, or a high decomposition and elimination effect is also exerted on exhaust gas generated from devices and the like. It is a simple negative ion generator with excellent features such as
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a wiring diagram of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a switching transformer unit.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a pulse control circuit.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an electromagnetic conversion relay unit.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an internal state of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an internal state of the present invention in which a fan is provided.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 casing 2 AC plug 3 power supply unit 3A step-down transformer 3B rectifier 3C rectifier circuit 4 switching transformer unit 4A switching transformer 40A switching transformer primary side 40B switching transformer secondary side 40C ferrite core 41A DC voltage input terminal 41B pulse signal input terminal 5 Pulse generator 5A Pulse signal 5B UJT
6 Pulse control circuit 6A Equal and stable pulse signal 6B Switching transistor 6C Pulse signal rectifier 60B Base 61B Collector 62B Emitter 7A Negative rectifier 7B Minus high voltage DC square wave pulse 7C Plus High voltage DC square wave pulse 7D Positive rectifier 8 Electromagnetic conversion relay section 80A Relay 80B Electromagnetic solenoid 80C LC circuit 81A 1 circuit side base point 81B 2 circuit side base point 82A 1 circuit side contact 82B 2 circuit side contact 83A 1 circuit side contact 83B 2 circuit side contact 9 Electron emission section 9A Depression 9B Electron emission pole 9C Mouth 9D blower fan 10 AC outlet
