JP2005183223A - イオン発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 除電機能と除菌（殺菌）機能とを任意に切り替えることができ、容器等の帯電物体に付着した塵や雑菌等を、帯電物体を除電して付着力を弱めた直後に除菌（殺菌）し、しかもそれを周期的に繰り返すことで、死菌が塵と共に容器等に付着したまま残留するという問題を解消できるイオン発生装置を提供する。
【解決手段】 プラス・マイナスそれぞれの放電電極にプラス・マイナスそれぞれの高電圧発生回路３Ａ・３Ｂと、マイナス側の前記高電圧発生回路３Ｂを、その出力電圧がプラス側の高電圧発生回路３Ａよりも高くなるように切り替えるマイナス高電圧上昇回路５と、このマイナス高電圧上昇回路５を周期的に動作させるタイマ６と、これらマイナス高電圧上昇回路及びタイマの動作・停止を切り替えるマイナス優勢モード用スイッチ１３とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、除電機能と除菌（殺菌）機能とを併せ持ったイオン発生装置に関する。

本出願人は、プラスイオンとマイナスイオンを同時にほぼ等量発生できる除電装置として、例えば特許文献１（特許第２８８７７４３号公報）に開示されているように、プラス側及びマイナス側の放電電極と、高周波トランスと、該高周波トランスの一次側に接続されて直流電圧により自励発振する高周波発振回路と、高周波トランスの二次側とプラス側の放電電極との間にダイオードとコンデンサとを多段接続したプラス側倍電圧整流回路と、高周波トランスの二次側とマイナス側の放電電極との間にダイオードとコンデンサとを多段接続したマイナス側倍電圧整流回路とを有する直流型除電装置を既に提供している。

この除電装置は、帯電物体を除電することを目的としており、除電する目的ではこれで充分であった。

しかし、食品を入れる容器などの除電では、静電気によって容器に付着した塵に紛れ込んでいる細菌等は、塵と共に除去（剥離）することは可能であっても、細菌そのものを除菌（殺菌）するまでの能力は持ち合わせていなかった。

一方、除菌を目的としてマイナスイオンのみを発生するマイナスイオン発生装置は、従来種々のものが提供されているが、細菌を除菌（殺菌）できても、容器等がマイナスイオンによって帯電されるため、容器等から完全に除去（剥離）することはできず、死菌が塵と共に容器等に付着したまま残留するという問題がある。

また、プラスイオンとマイナスイオンを同時に発生して除菌（殺菌）をする空調用のイオン発生装置として、例えば特許文献２（特許第３４６００２１号公報）や特許文献３（特開２００３−９３４９３号公報）等に記載のものが知られている。

しかし、これは除菌（殺菌）を主目的としていて、プラスイオン又はマイナスイオンによって容器等が帯電された場合への配慮が充分にされておらず、死菌が塵と共に容器等に付着したまま残留するという問題は解決できない。
特許第２８８７７４３号公報 特許第３４６００２１号公報 特開２００３−９３４９３号公報

本発明の課題は、除電機能と除菌（殺菌）機能とを任意に切り替えることができ、容器等の帯電物体に付着した塵や雑菌等を、帯電物体を除電して付着力を弱めた直後に除菌（殺菌）し、しかもそれを周期的に繰り返すことで、死菌が塵と共に容器等に付着したまま残留するという問題を解消できるイオン発生装置を提供することにある。

本発明は、プラス・マイナスそれぞれの放電電極にプラス・マイナスそれぞれの高電圧発生回路から直流高電圧を印加してプラス・マイナスそれぞれのイオンを発生させるイオン発生装置において、マイナス側の高電圧発生回路を、その出力電圧がプラス側の高電圧発生回路よりも高くなるように切り替えるマイナス高電圧上昇回路と、このマイナス高電圧上昇回路を周期的に動作させるタイマと、これらマイナス高電圧上昇回路及びタイマの動作・停止を切り替えるマイナス優勢モード用スイッチとを備えたことを特徴とする。

このイオン発生装置では、プラス側の高電圧発生回路とマイナス側の高電圧発生回路とを同じ条件で動作させた場合には、プラスイオンとマイナスイオンとがほぼ等量生成され、マイナス優勢モード用スイッチをオンにしてマイナス高電圧上昇回路をタイマで周期的に動作させた場合には、マイナス側の高電圧発生回路の方が高くなってマイナスイオンの方が多く生成されるマイナス優勢状態が周期的に起こる。

具体的には次のような形態とする。
プラス・マイナスそれぞれの高電圧発生回路が、高周波発信回路からの出力を整流してプラス・マイナスそれぞれの放電電極に印加するプラス・マイナスそれぞれの倍電圧整流回路であり、プラス側の倍電圧整流回路は接地用抵抗を介して接地されるのに対し、マイナス側の倍電圧整流回路は、マイナス高電圧上昇回路がタイマにより動作されたとき、このマイナス高電圧上昇回路により接地用抵抗を介さずに接地されることで、マイナス側の倍電圧整流回路の出力電圧がプラス側の倍電圧整流回路よりも高くなる。

マイナス高電圧上昇回路は、マイナス側の倍電圧整流回路の入力端を接地用抵抗を介さずにバイパスして接地させるトランジスタを有し、タイマはこのトランジスタを周期的にオン・オフする。

マイナス側の高電圧発生回路は、それ自体の出力電圧を調整するマイナス高電圧調整ボリュームを有する。

吸入口と吹出口とを有する中空筐体を備え、その吹出口より内側にプラス・マイナスの放電電極を配置するとともに、吸入口より内側にファンを内蔵する。

吸入口の外側にフィルタを着脱自在に装着するとともに、吹出口にグリルを設ける。

本発明によれば、プラスイオンとマイナスイオンとがほぼ等量生成されるモードと、マイナスイオンの方が多く生成されるマイナス優勢状態が周期的に起こるモードとに切り替えることができ、特に後者のモードの場合、プラスイオンとマイナスイオンとがほぼ等量生成された直後に、マイナスイオンの方が多く生成され、それが交互に周期的に繰り返されるので、容器等の帯電物体に付着した塵や細菌等を、帯電物体を除電して付着力を弱めた直後に除菌（殺菌）し、しかもそれを周期的に繰り返すことができるため、死菌が塵と共に容器等に付着したまま残留するということはなく、除電と除菌（殺菌）、更に除塵を効果的に行える。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明によるイオン発生装置の電気的構成を示す回路図で、定電圧回路１と、連続的又は間欠的に高周波発振する高周波発振回路２と、その高周波出力からプラス・マイナスそれぞれの直流高電圧を生成するプラス・マイナスの倍電圧整流回路３Ａ・３Ｂと、そのプラス・マイナスそれぞれの高電圧を印加されるプラス・マイナスそれぞれの放電電極４Ａ・４Ｂに加え、マイナス側倍電圧整流回路３Ｂの出力を上昇させるマイナス高電圧上昇回路５と、このマイナス高電圧上昇回路５を周期的に動作させるタイマ６とで構成されている。

定電圧回路１は、外部の商用電源からの電圧を一定の直流電圧にする。高周波発振回路２は、その一定の直流電圧により自励で連続的又は間欠的に高周波発振して高周波トランス７の二次側に高周波の高電圧を連続的又は間欠的に出力する。

高周波トランス７の一次側コイル７ａの一端は入力側グランドライン８に、二次側コイル７ｂの一端は出力側グランドライン９にそれぞれ接続され、この出力側グランドライン９は、プラス・マイナスの倍電圧整流回路３Ａ・３Ｂのグランドラインと、プラス・マイナスそれぞれの接地用抵抗１０Ａ・１０Ｂを介して接続され、これら倍電圧整流回路３Ａ・３Ｂはグランドラインを基準として電位の極性及び大きさが決まる。

プラス・マイナスの倍電圧整流回路３Ａ・３Ｂは、それぞれダイオードＤとコンデンサＣとを直列に積み重ねるように接続することにより、その積み重ねた段数だけ、高周波トランス７の二次電圧の倍数の高圧直流電圧が得られる。この実施例では、マイナス側倍電圧整流回路３Ｂよりもプラス側倍電圧整流回路３Ａの増幅段数を１段だけ多くしてある。これらプラス・マイナスの倍電圧整流回路３Ａ・３Ｂの出力端は、プラス・マイナスの放電電極４Ａ・４Ｂとそれぞれ抵抗結合にするため、プラス・マイナス別々に電流制限用抵抗１１Ａ・１１Ｂを介して放電電極３Ａ・３Ｂに接続されている。

マイナス側倍電圧整流回路３Ｂのグランドラインには、接地用抵抗１０Ｂを介さずにバイパスして接地するため、マイナス高電圧上昇回路５のトランジスタ１２が接続され、このトランジスタ１２がオンになったときは、マイナス側倍電圧整流回路３Ｂは接地用抵抗１０Ｂを介さずに接地されることにより、出力電圧が上昇し、プラス側倍電圧整流回路３Ａの出力電圧よりも高くなる。

トランジスタ１２は、タイマ６の出力波形（矩形波）を図１に併記してあるように、タイマ６の出力、つまりタイマ６にて任意に設定した周期でかつ任意に設定した時間幅で繰り返しオン・オフされる。このタイマ６は、マイナス優勢モード用スイッチ１３をオンにすることにより動作する。

従って、このマイナス優勢モード用スイッチ１３をオンにすると、タイマ６が動作してトランジスタ１２がタイマ６で任意に設定した周期でかつ任意に設定した時間幅で繰り返しオン・オフされるので、マイナス側倍電圧整流回路３Ｂの出力電圧が、トランジスタ１２がオンになる周期でプラス側倍電圧整流回路３Ａの出力電圧よりも高くなり、プラス・マイナスの放電電極４Ａ・４Ｂによる放電では、タイマ６の出力波形がＨＩＧＨになる周期でマイナスイオンの生成量の方がプラスイオンの生成量よりも多くなる。つまり、タイマ６の出力波形がＬＯＷのときはプラスイオンとマイナスイオンとはほぼ等量であるが、ＨＩＧＨのときはマイナスイオンの方が多くなる。

これをイオンによる効果から見ると、プラスイオンとマイナスイオンとをほぼ等量とした除電（及び除菌並びに除塵）作用と、マイナスイオンを優勢とした除菌（殺菌）作用とが交互に周期的に繰り返されることになる。

マイナス側倍電圧整流回路３Ｂについては、それ自体の出力電圧を可変抵抗であるマイナス高電圧調整ボリューム１４によって調整できるようにもなっている。

プラス・マイナスの放電電極４Ａ・４Ｂの放電により出力側グランドライン９に流れる放電電流は、放電電流検出用抵抗１５にて検出されてから、比較回路１６にて閾値と比較され、閾値を越えたとき音又は光による警報器１７が動作するようになっている。

次に、図１に示したような回路を組み込んだイオン発生装置の具体例の機械的構造について説明する。

図２はその外観斜視図、図３は断面図で、天井取り付け型となっており、中空筐体１８内に図１に示した回路を内蔵している。中空筐体１８の下面には吸入口１９と吹出口２０とが形成され、吸入口１９の外側にはフィルタ２１が着脱自在に装着され、吹出口２０にはグリル２２が設けられている。

中空筐体１８の内部には、吸入口１９と対向してファン２３が設置され、また図１に示したようにプラス・マイナスの高電圧をそれぞれ印加されるプラス・マイナスの放電電極（本例では針状）４Ａ・４Ｂが、吹出口２０の内側の電極ホルダ２４に複数の組み合わせにして配置されている。また、中空筐体１８の内部には、フィルタ２１を通じてファン２３により吸入された空気が、プラス・マイナスの放電電極４Ａ・４Ｂによる放電域を通って吹出口２０から吹き出されるように、空気案内壁２５が設けられている。

このようなイオン発生装置による特に除菌（殺菌）効果を確認するため、次のような試験を行った。
本イオン発生装置により、上記のようにマイナス優勢モード用スイッチ１３をオンにしてマイナスイオンを優勢としたイオン暴露（以下、マイナスイオン暴露と言う）を１時間以上行い、その暴露前と暴露後の空気中の細菌を寒天培地に採取して常温下で２４時間〜４８時間培養し、培養後のコロニー数を測定した。その測定結果を表１に示す。

また、密室中に浮遊する２種類の塵芥粒子（０．５μｍ及び５．０μｍ）のそれぞれについて、空気中浮遊塵芥測定装置（株式会社ＧＳＩクレオス製、C119-1008）を用いて、マイナスイオン暴露前とマイナスイオン暴露後の塵芥粒子数を測定した。その測定結果のグラフを図４及び図５に示す。

本発明の実施例の電気的構成を示す回路図である。 図１の回路を組み込んだイオン発生装置の具体例の外観斜視図である。 その断面図である。 密室中に浮遊する塵芥粒子について本実施例のイオン発生装置にてマイナスイオン暴露を行い、その暴露前と暴露後の塵芥粒子数を測定した測定結果のグラフで、塵芥粒子が０．５μｍの場合である。 同じく塵芥粒子が５．０μｍの場合である。

符号の説明

１ 定電圧回路
２ 高周波発振回路
３Ａ プラス側倍電圧整流回路
３Ｂ マイナス側倍電圧整流回路
４Ａ・４Ｂ プラス・マイナスの放電電極
５ マイナス高電圧上昇回路
６ タイマ
７ 高周波トランス
７ａ 一次側コイル
７ｂ 二次側コイル
８ 入力側グランドライン
９ 出力側グランドライン
１０Ａ・１０Ｂ 接地用抵抗
１１Ａ・１１Ｂ 電流制限用抵抗
１２ トランジスタ
１３ マイナス優勢モード用スイッチ
１４ マイナス高電圧調整ボリューム
１５ 放電電流検出用抵抗
１６ 比較回路
１７ 警報器
１８ 中空筐体
１９ 吸入口
２０ 吹出口
２１ フィルタ
２２ グリル
２３ ファン
２４ 電極ホルダ
２５ 空気案内壁

Claims (6)

1. プラス・マイナスそれぞれの放電電極にプラス・マイナスそれぞれの高電圧発生回路から直流高電圧を印加してプラス・マイナスそれぞれのイオンを発生させるイオン発生装置において、マイナス側の前記高電圧発生回路を、その出力電圧がプラス側の高電圧発生回路よりも高くなるように切り替えるマイナス高電圧上昇回路と、このマイナス高電圧上昇回路を周期的に動作させるタイマと、これらマイナス高電圧上昇回路及びタイマの動作・停止を切り替えるマイナス優勢モード用スイッチとを備えたことを特徴とするイオン発生装置。
2. プラス・マイナスそれぞれの高電圧発生回路が、高周波発信回路からの出力を整流してプラス・マイナスそれぞれの放電電極に印加するプラス・マイナスそれぞれの倍電圧整流回路であり、プラス側の倍電圧整流回路は接地用抵抗を介して接地されるのに対し、マイナス側の倍電圧整流回路は、マイナス高電圧上昇回路がタイマにより動作されたとき、このマイナス高電圧上昇回路により接地用抵抗を介さずに接地されることで、マイナス側の倍電圧整流回路の出力電圧がプラス側の倍電圧整流回路よりも高くなることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
3. マイナス高電圧上昇回路は、マイナス側の倍電圧整流回路の入力端を接地用抵抗を介さずにバイパスして接地させるトランジスタを有し、タイマはこのトランジスタを周期的にオン・オフすることを特徴とする請求項２に記載のイオン発生装置。
4. マイナス側の高電圧発生回路は、それ自体の出力電圧を調整するマイナス高電圧調整ボリュームを有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のイオン発生装置。
5. 吸入口と吹出口とを有する中空筐体を備え、その吹出口より内側にプラス・マイナスの放電電極を配置するとともに、吸入口より内側にファンを内蔵したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のイオン発生装置。
6. 吸入口の外側にフィルタを着脱自在に装着するとともに、吹出口にグリルを設けたことを特徴とする請求項５に記載のイオン発生装置。

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