JP2004355885A

JP2004355885A - Negative ion generator

Info

Publication number: JP2004355885A
Application number: JP2003150433A
Authority: JP
Inventors: Noboru Horiguchi; 昇堀口
Original assignee: Serumi Medical Instruments Co Ltd
Current assignee: Serumi Medical Instruments Co Ltd
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve generation efficiency of negative ions by improving corona discharge efficiency. <P>SOLUTION: This negative ion generator comprises: an A.C.-to-D.C. conversion means for converting an A.C. voltage to a D.C. voltage; a boosting means for raising the D.C. voltage obtained from the conversion of the A.C.-to-D.C. conversion means to a predetermined high negative voltage; and a discharge electrode for generating negative ions by generating corona discharge by the high negative voltage raised by the boosting means. The discharge electrode composed of two sets of electrodes comprising at least earth-side first discharge electrodes and high negative voltage-side second discharge electrodes; both or either of electrodes parts of the first and second discharge electrodes are/is each structured by using a conductive metal plate member as a core material and by forming multiple conductive fiber members on its circumferential surface. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、放電型マイナスイオン発生装置の放電電極部の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の放電型マイナスイオン発生装置は、例えば図２０に示すように構成されていた。
【０００３】
図２０中、符号１は、例えばＡＣ電源１０の電源電圧ＡＣ１００Ｖを所定のＤＣ電圧に変換する交直変換手段であるＡＣアダプター（ＡＣ／ＤＣ変換器）、２は同ＤＣ電圧を所定の高負電圧（例えば−６ＫＶ）に昇圧する昇圧手段である高圧ユニット、４は、同高負電圧に基いてコロナ放電を生じさせる放電電極である。放電電極４は、例えば導電性金属よりなる第１の放電電極と同じく導電性金属よりなる第２の放電電極とからなり、第１の放電電極はアースライン１３を介して上記ＡＣアダプター１および高圧ユニット２間のアース電源ライン−０（Ｖ）に、また第２の放電電極は、直流高負電圧供給ライン１２を介して上記高圧ユニットに接続されている。
【０００４】
そして、それら第１，第２の放電電極間に電界が印加されると、それら相互の間で高電界部分を形成し、コロナ放電が生じる。
【０００５】
そして、それにより所定量のマイナスイオンが発生する。同放電電極４は、例えばファンＦを備えた空気吹出通路（通路構造は図示省略）の下流側に設けられ、発生したマイナスイオンは同空気吹出通路を介して空気Ａとともに室内等に吹き出される（例えば略類似構造のものとして特許文献１のものを参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０６−１４２２１７号公報（第１−９頁、図１−１１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、極部的な不平等電界を必要とするコロナ放電は、上記のように単に直流の高負電圧を金属面構造の第１，第２の電極間に印加するのみでは、同第１，第２の電極部分で安定したコロナ放電が発生しない。したがって、マイナスイオンの発生効率も悪く、十分な量のマイナスイオンが得られない。
【０００８】
本願発明は、このような問題を解決するためになされたもので、電極構造を効果的に改善することにより、放電電極部分におけるコロナ放電効率を向上させて、マイナスイオンの発生効率を有効に向上させたマイナスイオン発生装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、該目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【００１０】
（１）第１の課題解決手段（請求項１の発明）
本願発明の第１の課題解決手段は、交流電圧を直流電圧に変換する交直変換手段と、該交直変換手段により変換された直流電圧を所定の高負電圧に昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段により昇圧された高負電圧によりコロナ放電を生じてマイナスイオンを発生させる放電電極とからなるマイナスイオン発生装置であって、上記放電電極は、少なくともアース側第１の放電電極と高負電圧側第２の放電電極との２組の電極よりなり、これら第１，第２の放電電極の電極部は、導電性の金属プレート部材を芯材とし、その外周面に多数本の導電性繊維部材を設けて構成されていることを特徴としている。
【００１１】
このように、コロナ放電を生ぜしめる第１，第２の放電電極の電極部が、金属プレート部材を芯材とし、その外周面に多数本の導電性繊維部材を設けて構成されている場合、それらアース側第１の放電電極と高負電圧側第２の放電電極との間に電界が印加されると、それら各電極の多数本の導電性を付与された繊維同士が相互に線状に長く延び、それら相互の間で極部的に不平等な高電界部分を多数分散して形成し、電極面の広い領域に亘って空間電荷の影響を受けない多数の安定したコロナ放電が生じるようになる。
【００１２】
そして、それにより多量のマイナスイオンが、極めて効率良く発生する。
【００１３】
（２）第２の課題解決手段（請求項２の発明）
本願発明の第２の課題解決手段は、交流電圧を直流電圧に変換する交直変換手段と、該交直変換手段により変換された直流電圧を所定の高負電圧に昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段により昇圧された高負電圧によりコロナ放電を生じてマイナスイオンを発生させる放電電極とからなるマイナスイオン発生装置であって、上記放電電極は、少なくともアース側第１の放電電極と高負電圧側第２の放電電極との２組の電極よりなり、高負電圧側第２の放電電極の電極部は、導電性金属の針状部材よりなる一方、アース側第１の放電電極の電極部は導電性の金属プレート部材を芯材とし、その外周面に多数本の導電性繊維部材を設けて構成されていることを特徴としている。
【００１４】
このように、コロナ放電を生ぜしめる第１，第２の放電電極の電極部は、高負電圧側第２の放電電極の電極部が、導電性金属の針状部材よりなる一方、アース側第１の放電電極の電極部が金属プレート部材を芯材とし、その外周面に多数本の導電性繊維部材を設けて構成されている場合、それらアース側第１の放電電極と高負電圧側第２の放電電極との間に電界が印加されると、針状の第２の放電電極の先端部と第１の放電電極の導電性を付与された繊維との間で極端な不平等電界が形成され、針状の第２の放電電極の先端に対して第１の放電電極の多数本の導電性を付与された繊維が線状に長く延び、それら相互の間で高電界部分を形成し、第１の放電電極の電極面の広い領域に亘って分散的に空間電荷の影響を受けない多数の安定したコロナ放電が生じる。
【００１５】
そして、それにより多量のマイナスイオンが、極めて効率良く発生する。
【００１６】
また、高電圧が印加される第２の放電電極の耐久性が向上し、長期に亘って安定した放電性能を維持することができる。
【００１７】
（３）第３の課題解決手段（請求項３の発明）
本願発明の第３の課題解決手段は、上記第１又は第２の課題解決手段の構成において、第２の放電電極は、第１の放電電極の電極部に対して、その電極部の先端側を所定の距離を置いて略Ｔ字型に対応させた構成となっていることを特徴としている。
【００１８】
このように、第１，第２の放電電極の内、例えば上記アース側第１の放電電極の電極部を水平又は垂直状態等所定の状態に設置する一方、高負電圧側第２の放電電極の電極部を、その中間部分に対して所定の距離を置いて直交させるように設置し、両者を全体として略Ｔ字形状となるように組み合わされると、針状電極機能による先端側ピンポイントでの放電と電極面相互での放電との広い領域での効率的なコロナ放電が可能となり、また針状電極の場合に近い不平等電界が形成されやすくなるので、コロナ放電の放電効率が向上する。
【００１９】
特に該構造の放電電極を、例えばファンを備えた空気吹出通路に設けるようにした場合、その通路断面積に対して均等かつ広い放電対応面積を有して設置することができるようになる。
【００２０】
（４）第４の課題解決手段（請求項４の発明）
本願発明の第４の課題解決手段は、上記第１，第２又は第３の課題解決手段の構成において、導電性繊維部材は、合成繊維織物の多数本の繊維に対して導電性の金属メッキを施した所定の繊維メッキ織物であることを特徴としている。
【００２１】
上述した導電性繊維部材は、例えば上記のような繊維メッキ織物であっても良い。
【００２２】
（５）第５の課題解決手段（請求項５の発明）
本願発明の第５の課題解決手段は、上記第１，第２又は第３の課題解決手段の構成において、導電性繊維部材は、不織布の多数本の繊維に対して導電性の金属メッキを施した繊維メッキ不織布であることを特徴としている。
【００２３】
上述した導電性繊維部材は、例えば上記のような繊維メッキ不織布であっても良い。
【００２４】
【発明の効果】
以上の結果、本願発明のマイナスイオン発生装置によると、低コストな構成で、コロナ放電の発生効率を向上させることができ、マイナスイオンの発生効率を有効に向上させることが可能となり、高性能のマイナスイオン発生装置を提供し得るようになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１〜図１７は、本願発明の実施の形態１に係るマイナスイオン発生装置の構成および作用を示している。
【００２６】
先ず図１は、同マイナスイオン発生装置の全体的な構成を示すもので、符号１は、ＡＣ商用電源１０の電源電圧ＡＣ１００（Ｖ）をＤＣ電圧＋１２（Ｖ）に変換する整流器およびトランスを組み合わせた交直変換手段であるＡＣアダプター（ＡＣ／ＤＣ変換器）、２は、ＤＣ電圧＋１２（Ｖ）を−６（ＫＶ）の高負電圧に昇圧する昇圧手段である高圧ユニット（直流高負電圧発生器）、３は、安定したコロナ放電を発生させるための脈動電圧発生ユニット、４は、コロナ放電を生じさせる放電電極である。
【００２７】
先ず、上記ＡＣアダプター１は、例えば家庭用ＡＣ電源１０からの入力電源（ＡＣ１００Ｖ）を上述のように直流電圧ＤＣ（＋）１２（Ｖ）に変換して出力する。また上記高圧ユニット２は、上記ＡＣアダプター１から出力される直流電圧ＤＣ（＋）１２Ｖを全波倍電圧方式により、例えば−６（ＫＶ）程度の負の高電圧に昇圧し、同−６（ＫＶ）の高負電圧（図１１参照）を直流負電圧供給ライン１１を介して上記脈動電圧発生ユニット３に出力し、同脈動電圧発生ユニット３を通して安定かつ効率的なコロナ放電を発生させるに適した波高値が安定した所定の周波数特性の脈動電圧（図１２および図１３参照）に変化させた後に、上記放電電極４に印加する。
【００２８】
上記脈動電圧発生ユニット３は、例えば図２に詳細に示されるように、例えば有底箱型の本体部３１、同本体部３１上端の開口部に嵌合されるキャップ部３２よりなるアクリル等合成樹脂製の方形箱形の非導電性ケース３ａを有し、該非導電性ケース３ａ内の方形空間部の相互に対向対面する端部側に導電性金属部材（例えばステンレス、銅など）よりなる第１，第２の電極板３ｃ，３ｄを設ける一方、さらにそれらの間の方形空間部内に、予じめ所定の設定湿度（好ましくは常温下で６２％前後）に厳格に湿度管理された、例えば気孔率７６％前後、吸水率１５０％前後の天然軽石等の多数の多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・を均一に充填し、同所定の設定湿度レベル（６２％）に維持されるように正確に湿度設定した上で、キャップ部３２で密閉状態にシールして構成されている。
【００２９】
すなわち、上記天然軽石等の多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・は、粒径の揃った原料状態のものを水により洗浄して不純物等を取り除き、その後水切りをして乾燥させ、厳格に湿度管理された環境下で適切に湿度調節して、上記所定の設定湿度（常温下で６２％前後）の製品状態に保持して置く。そして、それらを同環境下で上記本体部３１内に一定量均一に収納充填し、最後に上記キャップ部３２を嵌合した後、例えば熱融着等のシール手段で密閉状態にシールすることにより、上記最適な湿度レベルに保持する。
【００３０】
この多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・の湿度管理は、後述する放電電極４部分で安定した効率の良いコロナ放電を生ぜしめるための所定の周波数特性の放電用印加電圧（脈動電圧）を形成させるのに非常に重要である。このように第２の放電電極４２に印加する電圧を脈動電圧に形成すると、一対の放電電極４１，４２の周囲の空間電荷の影響を受けることなく、放電効率が向上し、マイナスイオンの発生量が増えることは、測定実験の結果からも十分に知見されている。
【００３１】
そして、同脈動電圧発生ユニット３の上記第１の電極板３ｃは、上記直流負電圧供給ライン１１を介して上記高圧ユニット２の出力端子−６（ＫＶ）に接続されている一方、上記第２の電極板３ｄは、放電用印加電圧供給ライン１２を介して上記放電電極４の後述する第２の放電電極４２（図５および図７参照）に接続されている。
【００３２】
このように構成された脈動電圧発生ユニット３は、そのインピーダンス−周波数特性を測定して見ると、インピーダンスは周波数に反比例して緩やかな曲線を描いて低下する。一方、低周波域におけるコンダクタンスＧは、１．６×１０^−８Ｓ（＝６０ＭΩ）で、周波数の増加に伴って指数的に上昇し、キャパシタンスＣは、１５ＰＦから徐々に低下し、３ＰＦに収束する（図９参照）。つまり、当該脈動電圧発生ユニット３のインピーダンスは、誘電体である上記第１，第２の電極４１，４２間の多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・の性質による周波数特性を有し、基本的な特性として容量性（数ＰＦ）を示すが、第１，第２の電極板３ｃ，３ｄ間に設けられた上記のような常温下で６２％の高湿度状態に維持されている多数の多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・の水分保持による導電性をも示し、同多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・を通して、所定の大きさの抵抗成分Ｒと所定の大きさの容量成分Ｃを含み、脈動電圧発生ユニット３部分は例えば図１０の等価回路に示すようなＲＣ並列発振回路を構成している（図１０のＣ_０は直流電源側の内部容量、Ｚ_０は同直流電源側の内部インピーダンス、ｉ_１はコロナ放電電流、ｉ_２は脈動電圧発生ユニット３の抵抗成分を介して流れる直流電流を示す）。
【００３３】
すなわち、上記のような脈動電圧発生ユニット３の構成では、上記６２％前後の高湿度環境下における多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・そのものの多数の気孔部の内の細径のものおよび同石材３ｅ，３ｅ・・・の結晶粒部分の細かい気孔部を通して、より有効な吸湿機能、水分保持機能が発揮され、それによる導電通路が適当な抵抗成分Ｒを持つようになるので、ＲＣ並列発振回路を形成するのに必要な抵抗値を確保することができる一方、同高湿度状態における多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・が適切な誘電体として作用し、必要な容量値Ｃを確保することができ、それらによって第１，第２の放電電極３ｃ，３ｄ間に多数のＲＣ並列回路の複合体よりなるＲＣ並列発振回路が形成される。
【００３４】
そして、上記高圧ユニット２からの直流電圧（−６ＫＶ）は、その抵抗成分Ｒを介して第２の放電電極４２に印加される一方、第１，第２の放電電極４１，４２部分で生じる高周波のコロナ放電電流は、電源内部の容量Ｃ_０、石材３ｅ，３ｅ・・・部の容量Ｃ、電極間通路を介した閉回路を流れる。それによって例えば図１１に示すような高圧ユニット２からの入力電圧に対して図１２および図１３に示すような効果的な脈動電圧形成作用が得られ、より高効率のコロナ放電を生じる。
【００３５】
一般にコロナパルス電流の帰還回路（通常は側路コンデンサを使用）が存在せずに安定なコロナパルスの発生は考えられないが、上記構成の場合には、複数のＲＣ回路が複合されていることから、それらの何れかがコロナパルス電流の帰還回路を形成することになり、安定したコロナ放電が継続される。
【００３６】
また、それと同時に上記第１，第２の電極板３ｃ，３ｄ間に、上記高圧ユニット２から−ＤＣ６（ＫＶ）が印加されると、それらの間で放電が生じ、そこで発生するマイナス電荷をもつ電子（ｅ⁻）が上記軽石等の多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・に衝突し、その衝撃エネルギーにより、当該石材の結晶粒Ａ，Ａ・・・中に束縛されていた電子が、きわめて効率良く遊離して移動自在な電子およびマイナスイオンに変化し、これが後述するようなブラウン運動を経て、他方側の電極板に集められ、その出力端子側からは所定の周期の脈動電圧が出力される。
【００３７】
今、例えば一般的な天然軽石の場合を例に取り、その組成を蛍光Ｘ線分析法によって調べた。その結果、主成分として酸素（Ｏ）が４４％（ｗｔ）、けい素（Ｓｉ）が３２％（ｗｔ）、アルミニウム（Ａｌ）が９．８％（ｗｔ）、炭素（Ｃ）が３．８％（ｗｔ）、鉄（Ｆｅ）が３．７％（ｗｔ）であった。このほかに微量元素として、カルシウム（Ｃａ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、塩素（Ｃｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）などが含まれていた。一方、走査型電子顕微鏡を用いて、同軽石内部の構造を調べてみると、例えば図３に示すように、結晶粒Ａ，Ａ・・・そのものにも大小無数の気孔（または空孔）Ｈ，Ｈ・・・が存在していることが分った。また、結晶粒Ａ，Ａ・・・同士の間の境界部Ｓ，Ｓ・・・にも隙間がある。
【００３８】
一般に金属材料では、結晶中の結合様式が金属結合であるため、その構成原子の最外殻の電子が自由に動きまわることができ、すなわち自由電子をもっているため導電体として電気を良く通すことができる。もちろん、容量成分も含まない。しかし、該天然軽石のような鉱石では、酸素やけい素、アルミニウム、炭素、鉄などを主成分とする共有結合であるため、その電気伝導性は同金属材料に比べてはるかに低い。
【００３９】
そして、上記のように、天然軽石の内部には大小無数の気孔（または空孔）Ｈ，Ｈ・・・が存在しているために、上記第１，第２の電極板３ｃ，３ｄ間で所定量の容量性を示す一方、例えば図４に示すように、その構成原子あるいはイオンが電荷によるエネルギーを受けて比較的自由に動くことができる。つまり、ある程度の電気伝導性、すなわち若干の抵抗成分Ｒを持つことになる。しかも、同気孔（または空孔）Ｈ，Ｈ・・・内での原子あるいはイオンの動きは、以下に述べたような不規則なブラウン運動となる。
【００４０】
したがって、上記のように第１，第２の電極板３ｃ，３ｄに、上述の高圧ユニット２から高負電圧（−）６（ＫＶ）が印加されると、それらの間で放電が生じ、該放電により生じた電子（ｅ−）が多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・に衝突する。そして、その時の衝撃エネルギーにより同多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・の結晶粒Ａ，Ａ・・・中に束縛されていた電子が遊離し、電子とプラス／マイナスの初期イオンができる。該初期イオンはいくつかの化学反応を経て、核イオンとなる。その後、さらに上記気孔（または空孔）Ｈ，Ｈ・・・内を動きまわる電子の数またはイオンの数が増え、それによって多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・の電気伝導性がさらに高くなる。しかも、多数連続する気孔（または空孔）は空胴と同じであるから、当該電子またはイオンが、気孔（または空孔）Ｈ，Ｈ・・・内で、図４のような活発なブラウン運動をしながら他端側電極板３ｄ方向に移動する。
【００４１】
そして、それによっても同他端側電極板３ｄからは所定の周期の脈動電圧が発生する。
【００４２】
もし、上記石材３ｅ，３ｅ・・・を導電性の良い金属材料に置き換えた場合、金属がもつ自由電子によって上記高圧ユニット２からの出力が、そのまま上記脈動電圧発生ユニット３の出力となり、抵抗成分はあるが、金属内は上述のような気孔（又は空孔）がないために、容量成分がなく、電子のブラウン運動も生じない。
【００４３】
一方、上記多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・を上記軽石等の多孔質の石材以外の鉱石（例えばトルマリン）におきかえた場合、上述のような吸湿性および水分保持能力に欠け、導電性が低すぎて有効な抵抗成分がなく、電子の移動が起こらなかったり、また気孔（または空孔）が存在しないために容量成分がなく、上述のような作用を果たす誘電体として適さない。また上述のようなブラウン運動も生じない。
【００４４】
また、以上のような構成では、上記のように脈動電圧発生ユニット３の多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・部分が多数のＲＣ並列回路複合体を形成しており、それらの一部が複合的に帰還回路を形成するために、コロナ放電時のコロナパルスの発生周期や波高値も、例えば脈動電圧発生ユニット３を有しない図１４および図１５の場合に比較して、図１６および図１７のように安定したものとなる。これは、上記脈動電圧発生ユニット３が、所定の容量成分をもち、上記直流電源側の容量を打ち消し、側路コンデンサの役割を果たしているからであると考えられる。
【００４５】
また、実際のコロナパルスの測定結果によると、上記脈動電圧の脈動周期の２〜３周期毎に確実にコロナパルスの発生が観測され、上記脈動周期そのものも安定したコロナ放電を生じさせることに対して、有効に寄与しているものと判断される。
【００４６】
一方、放電電極４は、例えば図５〜図８に詳細に示しているように、第１の放電電極４１と第２の放電電極４２との２組の電極よりなり、第１の放電電極４１は、アース端子４１ｂおよびアースライン１３を介して上記ＡＣアダプター１および高圧ユニット２間のアース電源ライン−０（Ｖ）に接続されている（接地）。
【００４７】
これら第１，第２の放電電極４１，４２の電極部４１ａ，４２ａは、例えば図５および図８に示されているように、ＳＵＳ３０４等の所定の長さの導電性金属プレート（例えばステンレスプレート）４０ａを芯材とし、その外周に所定の合成繊維織物４０ｂの多数本の繊維４０ｃ，４０ｃ・・・に対して導電性の金属メッキ（例えばニッケル、銅等）を施した所定の繊維メッキ織物（例えばアクリル系繊維メッキ織物等）を貼設一体化したものよりなっており、それらの間に電界が印加されると、同多数本の導電性を付与された繊維４０ｃ，４０ｃ・・・、４０ｃ，４０ｃ・・・同士が相互に線状に長く延びて多数本の針状電極として機能し、それら相互の間で極部的で極端な高電界部分を形成し、電極面の略全体の広い領域に亘って放電時の放出電子の電離能を抑制する空間電荷の影響を受けない多数の安定したコロナ放電が効率良く生じる。そして、これにより多量のマイナスイオンが、極めて効率良く発生する。
【００４８】
そして、これら第１，第２の放電電極４１，４２の内、上記アース側第１の放電電極４１の電極部４１ａは、例えば図５に示すように、水平状態に設置される一方、高負電圧第２の放電電極４２は、その中間部の下方側に所定の距離を置いて垂直に設置され、両者は、全体として略Ｔ字形状となるように組み合わされている。
【００４９】
このように両者が全体として略Ｔ字形状となるように組み合わされると、針状電極機能による先端側ピンポイントでの放電と電極面相互での放電との広い領域での均一かつ効率的なコロナ放電が可能となり、極部的な不平等電界も生じやすくなるので、コロナ放電の放電効率が向上する。
【００５０】
そして、このように構成された放電電極４は、例えば図１に示すように、ファンＦを備えた空気吹出通路（通路構造は図示省略）の下流側に設けられ、上記発生したマイナスイオンは同空気吹出通路を介して空気Ａとともに室内等に吹き出される。
【００５１】
そして、その場合に、上記のように放電電極をＴ字型に構成した場合、当該空気吹出通路の通路断面積に対して均等かつ広い放電対応面積を有して設置することができるようになる。その結果、吹き出される空気Ａ中に、一層均一に、マイナスイオンを付加しやすくなる。
【００５２】
以上のように、本願発明は、交流電圧を直流電圧に変換する交直変換手段と、該交直変換手段により変換された直流電圧を所定の高負電圧に昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段により昇圧された高負電圧によりコロナ放電を生じてマイナスイオンを発生させる放電電極とからなるマイナスイオン発生装置であって、上記放電電極は、少なくともアース側第１の放電電極と高負電圧側第２の放電電極との２組の電極よりなり、これら第１，第２の放電電極の電極部は、導電性の金属プレート部材を芯材とし、その外周面に多数本の導電性繊維部材を設けて構成されていることを特徴としている。
【００５３】
このように、コロナ放電を生ぜしめる第１，第２の放電電極の電極部が、金属プレート部材を芯材とし、その外周面に多数本の導電性繊維部材を設けて構成されている場合、それらアース側第１の放電電極と高負電圧側第２の放電電極との間に電界が印加されると、それら各電極の多数本の導電性を付与された繊維同士が相互に線状に長く延び、それら相互の間で極部的に不平等な高電界部分が多数分散して形成されるようになり、電極面の広い領域に亘って空間電荷の影響を受けない多数の安定したコロナ放電が生じるようになる。
【００５４】
そして、それにより多量のマイナスイオンが、極めて効率良く発生する。
【００５５】
また本願発明では、上記の構成において、第２の放電電極は、第１の放電電極の電極部に対して、その電極部の先端側を所定の距離を置いて略Ｔ字型に対応させた構成となっていることを特徴としている。
【００５６】
このように、第１，第２の放電電極の内、例えば上記アース側第１の放電電極の電極部を水平又は垂直状態等所定の状態に設置する一方、高負電圧側第２の放電電極の電極部を、その中間部分に対して所定の距離を置いて直交させるように設置し、両者を全体として略Ｔ字形状となるように組み合わされると、針状電極機能による先端側ピンポイントでの放電と電極面相互での放電との広い領域での効率的なコロナ放電が可能となり、また不平等電界が形成されやすくなるので、コロナ放電の放電効率が向上する。
【００５７】
特に該構造の放電電極を、例えばファンを備えた空気吹出通路に設けるようにした場合、その通路断面積に対して均等かつ広い放電対応面積を有して設置することができるようになる。
【００５８】
また本願発明では、上記の構成において、導電性繊維部材は、合成繊維織物の多数本の繊維に対して導電性の金属メッキを施した所定の繊維メッキ織物であることを特徴としている。
【００５９】
このように導電性繊維部材を、例えば繊維メッキ織物にすると、多数本の所望の長さの導電性繊維を電極部の周囲に容易に形成することができ、織物なので繊維の離脱も殆んど生じない。
【００６０】
なお、上記導電性繊維部材は、その他の例として例えば繊維メッキ不織布であっても良い。
【００６１】
以上の結果、本願発明のマイナスイオン発生装置によると、上記のような放電電極構造により、有効にコロナ放電の発生効率を向上させることができ、マイナスイオンの発生効率を有効に向上させることが可能となり、十分に高性能のマイナスイオン発生装置を提供し得るようになる。
【００６２】
（実施の形態２）
次に図１８は本願発明の実施の形態２に係るマイナスイオン発生装置の放電電極部分の構成を示している。
【００６３】
この実施の形態の構成では、上述した−６ＫＶの直流高負電圧が印加される第２の放電電極４２の電極部４２ａの方を、図示のように、先端部が先鋭なステンレス等の導電性金属よりなるピン状のものに変更したことを特徴としている。その他の構成は、実施の形態１のものと同一である。
【００６４】
このような構成にすると、第２の放電電極４２の電極部４２ａの先端にピンポイント状の極部的に極端に不平等な高電界が生じ、第１の放電電極４１の電極部４１ａの上述した導電性繊維（針状電極）４０ｃ，４０ｃ・・・との間で安定したコロナ放電が効率良く発生し、マイナスイオンの発生効率も向上する。
【００６５】
また、このような構成にすると、導電性繊維４０ｃ，４０ｃ・・・のような消耗がないので、導電性繊維４０ｃ，４０ｃ・・・による場合に比べて電圧印加側電極の耐久性が高く、電極機能が長持ちするようになる。
【００６６】
すなわち、このようにコロナ放電を生ぜしめる第１，第２の放電電極４１，４２の電極部４１ａ，４２ａは、高負電圧側第２の放電電極４２の電極部４２ａが、導電性金属の針状部材よりなる一方、アース側第１の放電電極４１の電極部４１ａが金属プレート部材４０ａを芯材とし、その外周面に多数本の導電性繊維部材４０ｃ，４０ｃ・・・を設けて構成されている場合、それらアース側第１の放電電極４１と高負電圧側第２の放電電極４２との間に電界が印加されると、針状の第２の放電電極４２の先端に対して第１の放電電極４１の多数本の導電性を付与された繊維４０ｃ，４０ｃ・・・が多数本の針状電極として線状に長く延び、それら相互の間で多数の極部的かつ極端な不平等高電界部分が形成される。そして、それにより第１の放電電極４１の電極面の広い領域に亘って分散的に空間電荷の影響を受けない多数の安定したコロナ放電が生じる。
【００６７】
そして、それにより多量のマイナスイオンが、極めて効率良く発生する。
【００６８】
また、高電圧が印加される第２の放電電極４２は繊維のように消耗しないので、その耐久性が向上し、長期に亘って安定した放電性能を維持することができる。
【００６９】
（実施の形態３）
次に図１９は、本願発明の実施の形態３に係るマイナスイオン発生装置の要部の構成を示している。
【００７０】
以上に述べたように、放電電極４部分で、多量のマイナスイオンを効率良く発生させるためには、同放電電極４部分で安定したコロナ放電が継続して生じることが必要である。
【００７１】
そして、そのためには上述した放電電極４の第１，第２の放電電極４１，４２の構造が重要であることはもちろんであるが、上述の説明から明らかなように、それとの関係において同第１，第２の放電電極４１，４２間に印加される放電用の印加電圧が重要である。
【００７２】
そして、この放電用印加電圧は、上述のように所定の周期の脈動電圧であることが好ましい。
【００７３】
この脈動電圧の発生性能は、上述した脈動電圧発生ユニット３の性能如何にかかっている。
【００７４】
そこで、この実施の形態では、例えば図１９に示されるように、上記実施の形態１と同様の非導電性ケース３ａ内の方形空間を、所定の長さの仕切板３ｂによって通路長の長い平面Ｕ状の空間に仕切り同平面Ｕ状の空間内に、実施の形態１の場合と同じように天然軽石等の多孔質の石材３ｅ，３ｅ・・・を充填するが、そのＵ状空間の両端側に、第１，第２の電極板３ｃ，３ｄを、図示のように相互に９０°位置を変えて、それら第１，第２の電極板３ｃ，３ｄの電極面同士が通路を介して直接対面しないようにして設けられている。
【００７５】
このような構成によれば、放電時の沿面距離、放電ギャップを十分に取ることができるようになるので、絶縁破壊を生じさせることなく、より高電圧での効果的かつ安全な放電を可能とすることができる。その結果、脈動電圧の電圧レベルを上げることができ、また脈動電圧発生性能そのものも向上する。そして、放電による電子（ｅ⁻）の放出効果が高くなる。
【００７６】
また、放電通路がＵ状となっており、全体として十分に小型の非導電性ケース３ａでありながら、その中に十分に長いイオン生成に有効な通路長の多孔質石材３ｅ，３ｅ・・・の充填空間が形成され、効果的なブラウン運動を行わせることができる通路が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態１に係るマイナスイオン発生装置の全体的なシステム構成を示すブロック図である。
【図２】同装置の要部である脈動電圧発生ユニットの構成を示す断面図である。
【図３】同装置の脈動電圧発生ユニット内の石材部分の構成を示す拡大イメージ図である。
【図４】同装置の脈動電圧発生ユニット部分の石材内部でのイオンの移動作用を示す説明図である。
【図５】同装置の放電電極部分の全体構成を示す縦断面図である。
【図６】同装置の放電電極部分の第１の放電電極の構成を示す斜視図である。
【図７】同装置の放電電極部分の第２の放電電極の構成を示す斜視図である。
【図８】同装置の放電電極部分の構成を示す水平断面図である。
【図９】上記脈動電圧発生ユニットのコンダクタンス−周波数特性を示す図である。
【図１０】同装置の構成を示す電気的な等価回路である。
【図１１】上記脈動電圧発生手段への高圧ユニットからの入力電源電圧（−６ＫＶ）の波形（２０μｓ／ｄｉｖ）を示す図である。
【図１２】上記脈動電圧発生ユニットの出力波形（２ｍｓ／ｄｉｖ）を示す図である。
【図１３】上記図１２の出力波形の拡大図（１００μｓ／ｄｉｖ）である。
【図１４】上記図１の回路で脈動電圧発生ユニットがない場合のコロナパルス電流の波形図（μｓ）である。
【図１５】上記図１４の波形の拡大図（ｎｓ）である。
【図１６】上記図１の回路で脈動電圧発生ユニットがある場合のコロナパルス電流の波形図（μｓ）である。
【図１７】上記図１６の波形の拡大図（ｎｓ）である。
【図１８】本願発明の実施の形態２に係るマイナスイオン発生装置の放電電極部分の構成を示す正面図である。
【図１９】本願発明の実施の形態３に係るマイナスイオン発生装置の要部である脈動電圧発生ユニットの構成を示す斜視図である。
【図２０】従来例に係るマイナスイオン発生装置の全体的なシステム構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１はＡＣアダプター、２は高圧ユニット、３は脈動電圧発生ユニット、３ａは非導電性ケース、３ｃは第１の電極板、３ｄは第２の電極板、３ｅは多孔質の石材、４は放電電極、３１は本体部、３２はキャップ部、４１は第１の放電電極、４２は第２の電極である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a discharge electrode section of a discharge type negative ion generator.
[0002]
[Prior art]
A conventional discharge-type negative ion generator was configured, for example, as shown in FIG.
[0003]
In FIG. 20, reference numeral 1 denotes an AC adapter (AC / DC converter) which is AC / DC conversion means for converting a power supply voltage AC100V of the AC power supply 10 into a predetermined DC voltage, for example, and reference numeral 2 denotes a predetermined high negative voltage. The high-voltage unit 4, which is a step-up means for raising the voltage to (for example, -6 KV), is a discharge electrode for generating corona discharge based on the high negative voltage. The discharge electrode 4 includes, for example, a first discharge electrode made of a conductive metal and a second discharge electrode made of the same conductive metal. The first discharge electrode is connected to the AC adapter 1 and the high voltage The ground power supply line-0 (V) between the units 2 and the second discharge electrode are connected to the high voltage unit via a DC high negative voltage supply line 12.
[0004]
When an electric field is applied between the first and second discharge electrodes, a high electric field portion is formed between them and corona discharge occurs.
[0005]
As a result, a predetermined amount of negative ions are generated. The discharge electrode 4 is provided, for example, on the downstream side of an air blowing passage (passage structure not shown) provided with a fan F, and the generated negative ions are blown into the room or the like together with the air A through the air blowing passage. (For example, refer to Patent Document 1 as a substantially similar structure).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-06-142217 (page 1-9, FIG. 1-11)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the corona discharge that requires an extremely uneven electric field can be achieved by simply applying a high DC negative voltage between the first and second electrodes having a metal surface structure as described above. Stable corona discharge does not occur at the second electrode portion. Therefore, the generation efficiency of negative ions is poor, and a sufficient amount of negative ions cannot be obtained.
[0008]
The present invention has been made in order to solve such a problem. By effectively improving the electrode structure, the corona discharge efficiency in the discharge electrode portion is improved, and the generation efficiency of negative ions is effectively improved. It is an object of the present invention to provide a negative ion generator.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following problem solving means in order to achieve the object.
[0010]
(1) First problem solving means (the invention of claim 1)
A first object of the present invention is to provide an AC / DC converter for converting an AC voltage to a DC voltage, a booster for boosting the DC voltage converted by the AC / DC converter to a predetermined high / negative voltage, A discharge electrode that generates corona discharge by a high negative voltage boosted by the above to generate negative ions, wherein the discharge electrode is at least a ground-side first discharge electrode and a high negative voltage-side second discharge electrode. The electrode portions of the first and second discharge electrodes have a conductive metal plate member as a core material, and a large number of conductive fiber members on the outer peripheral surface thereof. It is characterized by being provided.
[0011]
As described above, when the electrode portions of the first and second discharge electrodes that generate corona discharge are formed by providing a metal plate member as a core material and providing a large number of conductive fiber members on an outer peripheral surface thereof, When an electric field is applied between the first discharge electrode on the ground side and the second discharge electrode on the high negative voltage side, a large number of conductive fibers of each of these electrodes become linear with each other. A large number of high electric field portions that extend long and are extremely unequal to each other are formed in a dispersed manner, so that a large number of stable corona discharges that are not affected by space charge occur over a wide area of the electrode surface. become.
[0012]
As a result, a large amount of negative ions are generated extremely efficiently.
[0013]
(2) Second Problem Solving Means (Invention of Claim 2)
A second object of the present invention is to provide an AC / DC converter for converting an AC voltage to a DC voltage, a booster for boosting the DC voltage converted by the AC / DC converter to a predetermined high / negative voltage, A discharge electrode that generates corona discharge by a high negative voltage boosted by the above to generate negative ions, wherein the discharge electrode is at least a ground-side first discharge electrode and a high negative voltage-side second discharge electrode. The electrode portion of the second discharge electrode on the high negative voltage side is made of a conductive metal needle, while the electrode portion of the first discharge electrode on the ground side is made of a conductive material. And a plurality of conductive fiber members provided on the outer peripheral surface of the core member.
[0014]
As described above, the electrode portions of the first and second discharge electrodes that generate corona discharge have a high negative voltage side second discharge electrode electrode portion made of a conductive metal needle-shaped member, and a ground side second electrode. In the case where the electrode portion of one discharge electrode is constituted by using a metal plate member as a core material and providing a large number of conductive fiber members on the outer peripheral surface thereof, the ground-side first discharge electrode and the high negative voltage side When an electric field is applied between the second discharge electrode and the second discharge electrode, an extremely uneven electric field is generated between the tip of the needle-shaped second discharge electrode and the conductive fiber of the first discharge electrode. A plurality of conductive fibers of the first discharge electrode extend linearly long with respect to the tip of the needle-shaped second discharge electrode to form a high electric field portion therebetween. A large number of stable cores which are not affected by space charge in a distributed manner over a wide area of the electrode surface of the first discharge electrode. Na discharge occurs.
[0015]
As a result, a large amount of negative ions are generated extremely efficiently.
[0016]
Further, the durability of the second discharge electrode to which a high voltage is applied is improved, and stable discharge performance can be maintained for a long period of time.
[0017]
(3) Third Problem Solving Means (Invention of Claim 3)
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or the second aspect, the second discharge electrode is located at a front end of the electrode portion with respect to an electrode portion of the first discharge electrode. Are arranged so as to correspond to a substantially T-shape at a predetermined distance.
[0018]
As described above, of the first and second discharge electrodes, for example, the electrode portion of the ground-side first discharge electrode is set in a predetermined state such as a horizontal or vertical state, while the high negative voltage side second discharge electrode is placed. The electrode portion is disposed so as to be orthogonal to the intermediate portion at a predetermined distance, and when both are combined so as to have a substantially T-shape as a whole, the pin portion at the tip side by the needle electrode function is used. Efficient corona discharge in a wide area between the discharge of the electrode and the discharge between the electrode surfaces becomes possible, and an uneven electric field close to that of the needle electrode is easily formed, so that the discharge efficiency of the corona discharge is improved. .
[0019]
In particular, when the discharge electrode having the above structure is provided in, for example, an air blowing passage provided with a fan, the discharge electrode can be installed with a uniform and wide discharge corresponding area with respect to the passage sectional area.
[0020]
(4) Fourth Problem Solving Means (Invention of Claim 4)
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first, second, or third aspect, the conductive fiber member is formed of a conductive metal plating on many fibers of a synthetic fiber fabric. It is characterized in that it is a predetermined fiber-plated woven fabric subjected to the following.
[0021]
The conductive fiber member described above may be, for example, a fiber-plated fabric as described above.
[0022]
(5) Fifth problem solving means (invention of claim 5)
According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the first, second, or third aspect, the conductive fiber member is formed by applying conductive metal plating to many fibers of the nonwoven fabric. It is characterized by being a fiber-plated nonwoven fabric.
[0023]
The conductive fiber member described above may be, for example, a fiber-plated nonwoven fabric as described above.
[0024]
【The invention's effect】
As a result, according to the negative ion generator of the present invention, with a low-cost configuration, it is possible to improve the generation efficiency of corona discharge, it is possible to effectively improve the generation efficiency of negative ions, and to achieve high performance. A negative ion generator can be provided.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
1 to 17 show the configuration and operation of the negative ion generator according to Embodiment 1 of the present invention.
[0026]
First, FIG. 1 shows an overall configuration of the negative ion generator. Reference numeral 1 denotes a combination of a rectifier and a transformer for converting a power supply voltage AC100 (V) of an AC commercial power supply 10 into a DC voltage +12 (V). An AC adapter (AC / DC converter), which is an AC / DC converter, and a high-voltage unit (DC high-negative voltage generator), which is a booster that boosts a DC voltage of +12 (V) to a high negative voltage of -6 (KV). Device, 3 is a pulsating voltage generating unit for generating a stable corona discharge, and 4 is a discharge electrode for generating a corona discharge.
[0027]
First, the AC adapter 1 converts an input power supply (AC 100 V) from, for example, a household AC power supply 10 into a DC voltage DC (+) 12 (V) as described above and outputs the DC voltage. Further, the high-voltage unit 2 boosts the DC voltage DC (+) 12 V output from the AC adapter 1 to a negative high voltage of, for example, about -6 (KV) by a full-wave voltage doubler method, and KV) is output to the pulsating voltage generating unit 3 through the DC negative voltage supply line 11 to generate a stable and efficient corona discharge through the pulsating voltage generating unit 3. After changing the peak value to a pulsating voltage (see FIGS. 12 and 13) having a stable predetermined frequency characteristic, the pulse voltage is applied to the discharge electrode 4.
[0028]
As shown in detail in FIG. 2, for example, the pulsating voltage generating unit 3 is made of a synthetic material such as acrylic made of a bottomed box-shaped main body portion 31 and a cap portion 32 fitted into an opening at the upper end of the main body portion 31. A rectangular box-shaped non-conductive case 3a made of resin has a non-conductive case 3a, and a rectangular space portion in the non-conductive case 3a is formed of a conductive metal member (for example, stainless steel, copper, or the like) on the end side facing each other. 1, while the second electrode plates 3c and 3d are provided, and in a rectangular space between them, the humidity is strictly controlled in advance to a predetermined humidity (preferably around 62% at room temperature). A large number of porous stone materials 3e, such as natural pumice, having a porosity of about 76% and a water absorption of about 150%, are uniformly filled so as to be maintained at the predetermined humidity level (62%). After setting the humidity correctly, It is configured to seal the sealed state.
[0029]
That is, the porous stone materials 3e, 3e,... Such as the above natural pumice stones are washed with water to remove impurities and the like in a raw material state having a uniform particle size, then drained and dried, and subjected to strict humidity. The humidity is appropriately adjusted in a controlled environment, and the product is maintained at the above-mentioned predetermined set humidity (about 62% at normal temperature). Then, they are uniformly stored and filled in the main body portion 31 in the same environment under the same environment, and finally, after the cap portion 32 is fitted, it is sealed in a hermetically sealed state by sealing means such as heat fusion. , At the above optimum humidity level.
[0030]
The humidity control of the porous stone materials 3e, 3e... Forms a discharge application voltage (pulsation voltage) having a predetermined frequency characteristic for generating a stable and efficient corona discharge at the discharge electrode 4 described later. Very important to let. When the voltage applied to the second discharge electrode 42 is formed into a pulsating voltage as described above, the discharge efficiency is improved without being affected by space charges around the pair of discharge electrodes 41 and 42, and the amount of negative ions generated It is well understood from the results of the measurement experiments that the number increases.
[0031]
The first electrode plate 3c of the pulsating voltage generating unit 3 is connected to the output terminal -6 (KV) of the high voltage unit 2 via the DC negative voltage supply line 11, while the second electrode plate 3c is connected to the second terminal plate. The electrode plate 3d is connected to a later-described second discharge electrode 42 of the discharge electrode 4 (see FIGS. 5 and 7) via the discharge application voltage supply line 12.
[0032]
When the impedance-frequency characteristic of the pulsating voltage generation unit 3 configured as described above is measured and observed, the impedance decreases in a gentle curve in inverse proportion to the frequency. On the other hand, the conductance G in the low frequency range is 1.6 × 10 ⁻⁸ S (= 60 MΩ), which rises exponentially with an increase in frequency, and the capacitance C gradually decreases from 15 PF and converges to 3 PF. (See FIG. 9). In other words, the impedance of the pulsating voltage generation unit 3 has a frequency characteristic due to the properties of the porous stone materials 3e, 3e... Between the first and second electrodes 41 and 42, which are dielectric materials. Although the characteristic (capacity (several PF)) is shown as a characteristic, a large number of pores provided between the first and second electrode plates 3c and 3d and maintained in a high humidity state of 62% at room temperature as described above are maintained. Also exhibit conductivity due to moisture retention of the porous stone materials 3e, 3e, and through the porous stone materials 3e, 3e, a predetermined resistance component R and a predetermined capacitance component C are formed. The pulsating voltage generation unit 3 includes an RC parallel oscillation circuit, for example, as shown in the equivalent circuit of FIG. 10 (C ₀ in FIG. 10 is the internal capacity on the DC power supply side, and Z ₀ is the same on the DC power supply side). Internal impedance, i ₁ is corona discharge current, i ₂ is pulsation A direct current flowing through the resistance component of the voltage generating unit 3).
[0033]
That is, in the configuration of the pulsating voltage generating unit 3 as described above, the porous stone materials 3e, 3e,... Through the fine pores of the crystal grains of the stones 3e, 3e, a more effective moisture absorbing function and moisture retaining function are exhibited, and the conductive path thereby has an appropriate resistance component R. While the resistance required to form a circuit can be secured, the porous stones 3e, 3e,... In the same high humidity state act as appropriate dielectrics, and secure the required capacitance C. Thus, an RC parallel oscillation circuit composed of a composite of a large number of RC parallel circuits is formed between the first and second discharge electrodes 3c and 3d.
[0034]
The DC voltage (−6 KV) from the high voltage unit 2 is applied to the second discharge electrode 42 via the resistance component R, while the high frequency generated at the first and second discharge electrodes 41 and 42 is applied. Flows through the closed circuit via the capacity C ₀ inside the power supply, the capacity C of the stones 3e, 3e..., And the passage between the electrodes. Thereby, for example, an effective pulsating voltage forming action as shown in FIGS. 12 and 13 is obtained with respect to an input voltage from the high voltage unit 2 as shown in FIG. 11, and a more efficient corona discharge is generated.
[0035]
Generally, it is not possible to generate a stable corona pulse without a corona pulse current feedback circuit (usually using a bypass capacitor). However, in the case of the above configuration, a plurality of RC circuits must be combined. Therefore, any of them forms a feedback circuit of the corona pulse current, and stable corona discharge is continued.
[0036]
At the same time, when -DC6 (KV) is applied from the high-voltage unit 2 between the first and second electrode plates 3c and 3d, a discharge occurs between them and a negative charge is generated there. The electrons (e ⁻ ) collide with the porous stones 3 e, 3 e... Such as the above-mentioned pumice, and due to the impact energy, the electrons bound in the crystal grains A, A. Efficiently dissociated and freely converted into electrons and negative ions, which are collected on the other electrode plate through Brownian motion as described later, and a pulsating voltage of a predetermined cycle is output from the output terminal side. You.
[0037]
Now, for example, taking the case of general natural pumice as an example, the composition was examined by X-ray fluorescence analysis. As a result, oxygen (O) was 44% (wt), silicon (Si) was 32% (wt), aluminum (Al) was 9.8% (wt), and carbon (C) was 3.8 as main components. % (Wt) and 3.7% (wt) of iron (Fe). In addition, calcium (Ca), potassium (K), sodium (Na), chlorine (Cl), magnesium (Mg) and the like were contained as trace elements. On the other hand, when the structure inside the pumice is examined using a scanning electron microscope, for example, as shown in FIG. 3, crystal grains A, A... , H... Exist. Also, there are gaps at the boundaries S, S... Between the crystal grains A, A.
[0038]
In general, in metal materials, the bonding mode in the crystal is metal bonding, so the outermost electrons of the constituent atoms can move freely, that is, they have free electrons, so they can conduct electricity well as a conductor. it can. Of course, no capacitance component is included. However, ore such as natural pumice is a covalent bond containing oxygen, silicon, aluminum, carbon, iron or the like as a main component, and therefore has much lower electric conductivity than the same metal material.
[0039]
And, as described above, since there are countless large and small pores (or holes) H, H... In the interior of the natural pumice stone, between the first and second electrode plates 3c, 3d. While exhibiting a predetermined amount of capacitance, for example, as shown in FIG. 4, its constituent atoms or ions can move relatively freely by receiving energy from electric charges. That is, it has a certain degree of electrical conductivity, that is, a slight resistance component R. Moreover, the movement of atoms or ions in the pores (or vacancies) H, H... Becomes irregular Brownian motion as described below.
[0040]
Therefore, when a high negative voltage (−) 6 (KV) is applied from the high-voltage unit 2 to the first and second electrode plates 3 c and 3 d as described above, a discharge is generated between them. The electrons (e−) generated by the discharge collide with the porous stones 3 e, 3 e. By the impact energy at that time, the electrons bound in the crystal grains A, A... Of the same porous stone materials 3e, 3e... Are released, and electrons and positive / negative initial ions are formed. The initial ions undergo several chemical reactions to become nuclear ions. Thereafter, the number of electrons or ions moving around the pores (or vacancies) H, H... Increases, and the electric conductivity of the porous stone materials 3e, 3e. . Moreover, since a large number of continuous pores (or cavities) are the same as the cavities, the electrons or ions in the pores (or vacancies) H, H... While moving in the direction of the other end side electrode plate 3d.
[0041]
Then, a pulsating voltage having a predetermined cycle is generated from the other end side electrode plate 3d.
[0042]
If the stones 3e, 3e... Are replaced with a metal material having good conductivity, the output from the high voltage unit 2 becomes the output of the pulsating voltage generation unit 3 as it is due to free electrons of the metal, and the resistance component However, since there is no pore (or vacancy) in the metal as described above, there is no capacitance component and no Brownian motion of electrons occurs.
[0043]
On the other hand, when the porous stones 3e, 3e,... Are replaced with ores (for example, tourmaline) other than the porous stones such as the pumice or the like, they lack the hygroscopicity and the water retention ability as described above, and have poor conductivity. It is too low to have an effective resistance component, does not cause electron transfer, and has no capacitance component due to the absence of pores (or vacancies), making it unsuitable as a dielectric material having the above-described action. Also, the Brownian motion as described above does not occur.
[0044]
Further, in the above configuration, as described above, the porous stone materials 3e, 3e,... Of the pulsating voltage generation unit 3 form a large number of RC parallel circuit composites, and some of them are composited. In order to form a feedback circuit, the generation period and peak value of the corona pulse during corona discharge are also compared with those in FIGS. 14 and 15 without the pulsating voltage generation unit 3, for example. It becomes stable as shown below. It is considered that this is because the pulsating voltage generation unit 3 has a predetermined capacity component, cancels the capacity on the DC power supply side, and plays a role of a bypass capacitor.
[0045]
In addition, according to the measurement results of the actual corona pulse, the generation of the corona pulse is surely observed every two to three cycles of the pulsation cycle of the pulsation voltage, and the pulsation cycle itself generates a stable corona discharge. Therefore, it is determined that it is effectively contributing.
[0046]
On the other hand, as shown in detail in FIGS. 5 to 8, for example, the discharge electrode 4 includes two sets of electrodes, a first discharge electrode 41 and a second discharge electrode 42. Is connected to the ground power supply line-0 (V) between the AC adapter 1 and the high-voltage unit 2 via the ground terminal 41b and the ground line 13 (ground).
[0047]
The electrode portions 41a and 42a of the first and second discharge electrodes 41 and 42 are formed of a conductive metal plate (for example, a stainless steel plate) of a predetermined length such as SUS304 as shown in FIGS. A) a predetermined fiber-plated woven fabric in which a plurality of fibers 40c, 40c,... Of a predetermined synthetic fiber woven fabric 40b are provided with conductive metal plating (eg, nickel, copper, etc.) on the outer periphery of 40a as a core material; (For example, an acrylic fiber-plated fabric or the like) attached and integrated, and when an electric field is applied between them, the same number of conductive fibers 40c, 40c,. 40c, 40c,... Extend linearly with each other to function as a large number of needle-like electrodes, form an extreme and extremely high electric field portion between them, and form an almost entire electrode surface. When discharging over a wide area Numerous stable corona discharge is not influenced by inhibiting space charge ionizing ability of the emitted electrons occurs efficiently. As a result, a large amount of negative ions are generated extremely efficiently.
[0048]
Of the first and second discharge electrodes 41 and 42, the electrode portion 41a of the ground-side first discharge electrode 41 is, for example, as shown in FIG. The voltage second discharge electrode 42 is vertically installed at a predetermined distance below an intermediate portion thereof, and they are combined so as to have a substantially T-shape as a whole.
[0049]
In this way, when both are combined so as to have a substantially T-shape as a whole, a uniform and efficient corona in a wide area between the discharge at the tip pinpoint by the needle-shaped electrode function and the discharge between the electrode surfaces is obtained. Discharge becomes possible, and a local uneven electric field easily occurs, so that the discharge efficiency of corona discharge is improved.
[0050]
The discharge electrode 4 configured as described above is provided, for example, as shown in FIG. 1 on the downstream side of an air blowing passage (passage structure is not shown) provided with a fan F. The air is blown into the room or the like together with the air A via the air blowing passage.
[0051]
In this case, when the discharge electrode is formed in a T-shape as described above, the discharge electrode can be installed with a uniform and wide discharge-compatible area with respect to the passage cross-sectional area of the air blowing passage. . As a result, it becomes easier to more uniformly add negative ions into the blown air A.
[0052]
As described above, the present invention provides AC-DC converter for converting an AC voltage to a DC voltage, booster for boosting the DC voltage converted by the AC-DC converter to a predetermined high / negative voltage, and booster for the booster. A discharge electrode that generates corona discharge by the high negative voltage and generates negative ions, wherein the discharge electrode includes at least a ground-side first discharge electrode and a high negative voltage-side second discharge electrode. The electrode portions of the first and second discharge electrodes are formed of a conductive metal plate member as a core material, and a number of conductive fiber members are provided on an outer peripheral surface thereof. It is characterized by being constituted.
[0053]
As described above, when the electrode portions of the first and second discharge electrodes that generate corona discharge are formed by providing a metal plate member as a core material and providing a large number of conductive fiber members on an outer peripheral surface thereof, When an electric field is applied between the first discharge electrode on the ground side and the second discharge electrode on the high negative voltage side, a large number of conductive fibers of each of these electrodes become linear with each other. A large number of stable corona that are long extended and have a large number of extremely unequal high electric field portions dispersed therebetween are formed, and are not affected by space charge over a wide area of the electrode surface. Discharge occurs.
[0054]
As a result, a large amount of negative ions are generated extremely efficiently.
[0055]
Further, in the present invention, in the above configuration, the second discharge electrode is made to correspond to a substantially T-shape with a predetermined distance from the tip of the electrode to the electrode of the first discharge electrode. It is characterized by having a configuration.
[0056]
As described above, of the first and second discharge electrodes, for example, the electrode portion of the ground-side first discharge electrode is set in a predetermined state such as a horizontal or vertical state, while the high negative voltage side second discharge electrode is placed. The electrode portion is disposed so as to be orthogonal to the intermediate portion at a predetermined distance, and when both are combined so as to have a substantially T-shape as a whole, the pin portion at the tip side by the needle electrode function is used. The corona discharge can be efficiently performed in a wide area between the discharge of the electrodes and the discharge between the electrode surfaces, and an uneven electric field is easily formed, so that the discharge efficiency of the corona discharge is improved.
[0057]
In particular, when the discharge electrode having the above structure is provided in, for example, an air blowing passage provided with a fan, the discharge electrode can be installed with a uniform and wide discharge corresponding area with respect to the passage sectional area.
[0058]
According to the invention of the present application, in the above configuration, the conductive fiber member is a predetermined fiber-plated woven fabric obtained by applying conductive metal plating to many fibers of a synthetic fiber woven fabric.
[0059]
When the conductive fiber member is made of, for example, a fiber-plated fabric, a large number of conductive fibers having a desired length can be easily formed around the electrode portion. Does not occur.
[0060]
The conductive fiber member may be, for example, a fiber-plated nonwoven fabric as another example.
[0061]
As a result, according to the negative ion generator of the present invention, the discharge electrode structure as described above can effectively improve the corona discharge generation efficiency, and can effectively improve the negative ion generation efficiency. Thus, a sufficiently high performance negative ion generator can be provided.
[0062]
(Embodiment 2)
Next, FIG. 18 shows a configuration of a discharge electrode portion of a negative ion generator according to Embodiment 2 of the present invention.
[0063]
In the configuration of this embodiment, the electrode portion 42a of the second discharge electrode 42 to which the above-described DC high negative voltage of -6 KV is applied is made of a conductive material such as stainless steel having a sharp tip as shown in the figure. It is characterized by being changed to a pin-shaped thing made of metal. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0064]
With such a configuration, a pinpoint-shaped extremely extremely unequal high electric field is generated at the tip of the electrode portion 42 a of the second discharge electrode 42, and the above-described electrode portion 41 a of the first discharge electrode 41 is formed. A stable corona discharge is efficiently generated between the conductive fibers (needle electrodes) 40c, 40c,..., And the efficiency of generating negative ions is also improved.
[0065]
Also, with such a configuration, there is no wear such as the conductive fibers 40c, 40c,..., And the durability of the voltage application side electrode is higher than in the case of the conductive fibers 40c, 40c. The electrode function will last longer.
[0066]
That is, the electrode portions 41a and 42a of the first and second discharge electrodes 41 and 42 that generate the corona discharge in this manner are formed by the conductive metal needles 42a of the high negative voltage side second discharge electrode 42. While the electrode portion 41a of the ground-side first discharge electrode 41 is formed by using a metal plate member 40a as a core material and providing a plurality of conductive fiber members 40c, 40c,. When an electric field is applied between the first discharge electrode 41 on the earth side and the second discharge electrode 42 on the high negative voltage side, the tip of the second discharge electrode 42 in a needle shape is A large number of conductive fibers 40c, 40c,... Of one discharge electrode 41 extend linearly as a large number of needle-like electrodes, and a large number of extreme and extreme irregularities are formed between them. An equal high electric field portion is formed. As a result, a large number of stable corona discharges that are not affected by space charge are dispersedly generated over a wide area of the electrode surface of the first discharge electrode 41.
[0067]
As a result, a large amount of negative ions are generated extremely efficiently.
[0068]
Further, since the second discharge electrode 42 to which a high voltage is applied does not wear out like fibers, its durability is improved, and stable discharge performance can be maintained for a long period of time.
[0069]
(Embodiment 3)
Next, FIG. 19 shows a configuration of a main part of a negative ion generator according to Embodiment 3 of the present invention.
[0070]
As described above, in order to efficiently generate a large amount of negative ions at the discharge electrode 4 portion, it is necessary that stable corona discharge is continuously generated at the discharge electrode 4 portion.
[0071]
For this purpose, it is needless to say that the structures of the first and second discharge electrodes 41 and 42 of the discharge electrode 4 are important. However, as is clear from the above description, the structure of the first and second discharge electrodes 41 and 42 is the same. The applied voltage for discharge applied between the first and second discharge electrodes 41 and 42 is important.
[0072]
The applied voltage for discharge is preferably a pulsating voltage having a predetermined cycle as described above.
[0073]
The performance of generating the pulsating voltage depends on the performance of the pulsating voltage generating unit 3 described above.
[0074]
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 19, for example, a rectangular space in a non-conductive case 3a similar to that of the first embodiment is formed by a partition plate 3b having a predetermined length into a flat surface having a long passage length. Partitioning into a U-shaped space, the same U-shaped space is filled with porous stone materials 3e, 3e, such as natural pumice stone, as in the first embodiment, but at both ends of the U-shaped space. On the side, the first and second electrode plates 3c and 3d are shifted by 90 ° from each other as shown in the figure, and the electrode surfaces of the first and second electrode plates 3c and 3d are connected via a passage. It is provided so as not to face directly.
[0075]
According to such a configuration, a sufficient creepage distance and discharge gap can be obtained during discharge, so that effective and safe discharge at a higher voltage can be performed without causing dielectric breakdown. can do. As a result, the voltage level of the pulsation voltage can be increased, and the pulsation voltage generation performance itself is improved. Then, the effect of discharging electrons (e ⁻ ) by the discharge is enhanced.
[0076]
Also, the discharge passage is U-shaped, and although the non-conductive case 3a is small enough as a whole, a porous stone material 3e, 3e,... Is formed, and a passage through which effective Brownian motion can be performed is realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall system configuration of a negative ion generator according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a pulsating voltage generation unit that is a main part of the device.
FIG. 3 is an enlarged image diagram showing a configuration of a stone part in a pulsating voltage generation unit of the device.
FIG. 4 is an explanatory view showing the movement of ions inside the stone at the pulsating voltage generation unit of the apparatus.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the entire configuration of a discharge electrode portion of the device.
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a first discharge electrode in a discharge electrode portion of the device.
FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of a second discharge electrode in a discharge electrode portion of the device.
FIG. 8 is a horizontal sectional view showing a configuration of a discharge electrode portion of the device.
FIG. 9 is a diagram showing a conductance-frequency characteristic of the pulsating voltage generation unit.
FIG. 10 is an electrical equivalent circuit showing the configuration of the device.
FIG. 11 is a diagram showing a waveform (20 μs / div) of an input power supply voltage (−6 KV) from the high voltage unit to the pulsating voltage generation means.
FIG. 12 is a diagram showing an output waveform (2 ms / div) of the pulsating voltage generation unit.
FIG. 13 is an enlarged view (100 μs / div) of the output waveform of FIG. 12;
FIG. 14 is a waveform diagram (μs) of a corona pulse current in the case where there is no pulsating voltage generation unit in the circuit of FIG. 1;
FIG. 15 is an enlarged view (ns) of the waveform of FIG. 14;
FIG. 16 is a waveform diagram (μs) of a corona pulse current when a pulsating voltage generation unit is provided in the circuit of FIG. 1;
FIG. 17 is an enlarged view (ns) of the waveform of FIG. 16;
FIG. 18 is a front view showing a configuration of a discharge electrode portion of a negative ion generator according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 19 is a perspective view showing a configuration of a pulsating voltage generation unit which is a main part of a negative ion generator according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 20 is a block diagram showing the overall system configuration of a negative ion generator according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 is an AC adapter, 2 is a high voltage unit, 3 is a pulsating voltage generation unit, 3a is a non-conductive case, 3c is a first electrode plate, 3d is a second electrode plate, 3e is a porous stone material, and 4 is discharge. An electrode, 31 is a main body, 32 is a cap, 41 is a first discharge electrode, and 42 is a second electrode.

Claims

AC / DC converting means for converting an AC voltage to a DC voltage, boosting means for boosting the DC voltage converted by the AC / DC converting means to a predetermined high negative voltage, and corona discharge by the high negative voltage boosted by the boosting means. And a discharge electrode for generating negative ions, wherein the discharge electrode is formed by at least two pairs of a ground-side first discharge electrode and a high negative voltage-side second discharge electrode. The electrode portions of the first and second discharge electrodes are formed by using a conductive metal plate member as a core material and providing a large number of conductive fiber members on an outer peripheral surface thereof. Negative ion generator.

AC / DC converting means for converting an AC voltage to a DC voltage, boosting means for boosting the DC voltage converted by the AC / DC converting means to a predetermined high negative voltage, and corona discharge by the high negative voltage boosted by the boosting means. And a discharge electrode for generating negative ions, wherein the discharge electrode is formed by at least two pairs of a ground-side first discharge electrode and a high negative voltage-side second discharge electrode. The electrode portion of the second discharge electrode on the high negative voltage side is made of a conductive metal needle-like member, while the electrode portion of the first discharge electrode on the ground side is made of a conductive metal plate member as a core material. A negative ion generator characterized by comprising a large number of conductive fiber members provided on an outer peripheral surface.

The second discharge electrode has a configuration in which a tip end side of the electrode portion is arranged at a predetermined distance from the electrode portion of the first discharge electrode so as to correspond to a substantially T-shape. The negative ion generator according to claim 1 or 2.

The negative ion generator according to claim 1, 2 or 3, wherein the conductive fiber member is a predetermined fiber-plated fabric obtained by applying conductive metal plating to a large number of fibers of a synthetic fiber fabric. .

The negative ion generator according to claim 1, 2 or 3, wherein the conductive fiber member is a fiber-plated nonwoven fabric obtained by applying conductive metal plating to many fibers of the nonwoven fabric.