JP2005328904A - Ion generator, and air conditioner using it - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ion generator which can efficiently generate a positive ion and a negative ion, and at the same time, can freely control the ion generating amount, and to provide an ion generator which can provide an excellent sterilization effect to, e.g., airborne microbes in air, and an air conditioner using the ion generator. <P>SOLUTION: For this ion generator, a discharge electrode and a counter electrode which face each other sandwiching a dielectric substance are provided. To the discharge electrode, a voltage having a wave form which varies with time by repeating a unit waveform in either range of positive or negative with the counter electrode as a reference, and a voltage having another wave form which varies with time by repeating the unit waveform in a range of an opposite polarity from the first voltage are alternately applied, and the ion generator is constituted in a manner to generate both of the positive ion and the negative ion. The ion generator can feed both of the positive ion and the negative ion to a living space as a whole by being used solely or as a combination of two or more units. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、空気中で正イオンおよび負イオンを発生させることが可能なイオン発生装置、およびこれを用いた空気調節装置に関する。   The present invention relates to an ion generator capable of generating positive ions and negative ions in air, and an air conditioner using the same.

近年、居住空間の高気密化や健康問題への関心の高まりに伴い、空気中を浮遊する、細菌、カビなどの浮遊微生物、花粉、タバコの煙、埃などの浮遊汚染物質等を取り除き、健康で快適な生活を送りたいという要望が強くなっている。この要望に応えるため、浮遊微生物や浮遊汚染物質を各種のフィルタにより除去する空気清浄機が開発されている。これらの空気清浄機は、居住空間における空気を吸引してフィルタにより浮遊微生物や浮遊汚染物質を吸着する方式を採用している。   In recent years, with the increasing airtightness of living spaces and growing interest in health problems, the floating airborne microorganisms such as bacteria and mold, pollen, tobacco smoke, dust and other floating pollutants, etc. floating in the air have been removed. There is a growing demand for a comfortable and comfortable life. In order to meet this demand, air purifiers have been developed that remove airborne microorganisms and airborne contaminants with various filters. These air purifiers employ a method in which air in a living space is sucked and airborne microorganisms and airborne contaminants are adsorbed by a filter.

しかしながら、この方式では、長期の使用によりフィルタの交換等のメンテナンスが必要な上、浮遊微生物や浮遊汚染物質が除去されるためには、該浮遊微生物や該浮遊汚染物質がフィルタに向かって吸引される空気によって運ばれ、フィルタを通過する必要があることから、満足できる空気清浄性能は得られていない。   However, in this method, maintenance such as replacement of the filter is necessary due to long-term use, and in order to remove suspended microorganisms and suspended contaminants, the suspended microorganisms and suspended contaminants are sucked toward the filter. Satisfactory air cleaning performance has not been obtained because it must be carried by air and passed through a filter.

上記の問題を解決して空気清浄性能を向上させる方法として、例えば、特許文献1においては、誘電体を挟んで対向する電極間に交流電圧を印加することによって発生させた正イオンと負イオンとを居住空間に送出し、これらのイオンが起こす化学反応により空気中を浮遊する有害微生物や有害物質を殺菌、無害化する方法が開示されている。特許文献1の方法によれば、正イオンであるH3+(H2O)m(mは0または任意の自然数)および負イオンであるO2 -(H2O)n(nは0または任意の自然数)を空気中に放出すると、これらのイオンが空気中の浮遊微生物の表面で化学反応することによって生成するH22(過酸化水素)または・OH(水酸基ラジカル)が極めて強力な活性を示すため、空気中の浮遊細菌や浮遊真菌を殺菌することができる。また特許文献1には、イオン発生装置の電極から10cm離れた位置において正イオンおよび負イオンの濃度がそれぞれ10000個/cm3以上の場合に殺菌効果を得ることができ、発生イオン濃度が高くなると殺菌効果がより良好になる傾向がある旨が開示される。 As a method of solving the above problem and improving the air cleaning performance, for example, in Patent Document 1, positive ions and negative ions generated by applying an alternating voltage between electrodes facing each other with a dielectric interposed therebetween A method for disinfecting and detoxifying harmful microorganisms and harmful substances floating in the air by a chemical reaction caused by these ions is disclosed. According to the method of Patent Document 1, positive ions such as H 3 O + (H 2 O) m (m is 0 or any natural number) and negative ions O 2 (H 2 O) n (n is 0). (Or any natural number) released into the air, H 2 O 2 (hydrogen peroxide) or .OH (hydroxyl radical) produced by chemical reaction of these ions on the surface of airborne microorganisms in the air is extremely powerful. In order to show the active activity, it is possible to sterilize airborne bacteria and fungi in the air. Further, Patent Document 1 discloses that a bactericidal effect can be obtained when the concentration of positive ions and negative ions is 10000 / cm 3 or more at a position 10 cm away from the electrode of the ion generator, and the generated ion concentration becomes high. It is disclosed that the bactericidal effect tends to be better.

しかしながら、特許文献1に開示される方法ではイオンを発生させる効率が低く、その結果、発生するイオンの量が十分に多くないため、浄化しようとする居住空間の広さや、空気中の浮遊汚染物質の種類や量によっては、殺菌効果が不十分である場合がある。さらに、特許文献1に開示される方法では正イオン発生量と負イオン発生量との比率を任意に設定することが困難であるため、所望量の正イオンおよび/または負イオンを空気中に供給することを目的とする用途には対応し難いという問題がある。
特開2002−224211号公報
However, in the method disclosed in Patent Document 1, the efficiency of generating ions is low, and as a result, the amount of generated ions is not large enough, so that the size of the living space to be purified and floating contaminants in the air Depending on the type and amount, the bactericidal effect may be insufficient. Furthermore, since it is difficult to arbitrarily set the ratio of the positive ion generation amount and the negative ion generation amount in the method disclosed in Patent Document 1, a desired amount of positive ions and / or negative ions is supplied to the air. There is a problem that it is difficult to deal with applications intended to do.
JP 2002-224211

本発明は、上記の問題を解決し、正イオンおよび負イオンを効率良く発生させることができるとともに低濃度から高濃度まで正イオンおよび負イオンの発生量を自在に制御することができるイオン発生装置を提供し、たとえば空気中の浮遊微生物に対して優れた殺菌効果を得ることができるイオン発生装置、およびこれを用いた空気調節装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and can efficiently generate positive ions and negative ions, and can freely control the generation amount of positive ions and negative ions from a low concentration to a high concentration. For example, it is an object of the present invention to provide an ion generator capable of obtaining an excellent sterilizing effect against airborne microorganisms, and an air conditioner using the ion generator.

本発明は、誘電体を挟んで対向する放電電極と対向電極とを設け、放電電極に対して、対向電極を基準とする正または負のいずれかの範囲で単位波形を繰り返すことにより時間変化する波形を有する電圧と、該電圧とは逆の極性の範囲で単位波形を繰り返すことにより時間変化する別の波形を有する電圧とを交互に印加し、正イオンおよび負イオンの両方を発生させるイオン発生装置に関する。該イオン発生装置は単独または2以上の組み合わせで用いられることができる。   The present invention provides a discharge electrode and a counter electrode that are opposed to each other with a dielectric interposed therebetween, and changes with time by repeating a unit waveform with respect to the discharge electrode in either a positive or negative range with respect to the counter electrode. Ion generation that alternately applies a voltage having a waveform and a voltage having another waveform that changes over time by repeating a unit waveform in the range of the polarity opposite to that of the voltage to generate both positive ions and negative ions Relates to the device. The ion generator can be used alone or in combination of two or more.

本発明はまた、誘電体を挟んで対向する放電電極と対向電極とを設けたイオン発生装置が2以上組み合わされ、少なくとも1つのイオン発生装置においては、放電電極に対して、対向電極を基準とする正の範囲で単位波形を繰り返すことにより時間変化する波形を有する電圧を印加し、他の少なくとも1つのイオン発生装置においては、放電電極に対して、対向電極を基準とする負の範囲で単位波形を繰り返すことにより時間変化する別の波形を有する電圧を印加することにより、正イオンおよび負イオンの両方を発生させるイオン発生装置に関する。   In the present invention, two or more ion generators provided with a discharge electrode and a counter electrode facing each other with a dielectric interposed therebetween are combined, and in at least one ion generator, the counter electrode is used as a reference with respect to the discharge electrode. A voltage having a time-varying waveform is applied by repeating the unit waveform in a positive range, and in at least one other ion generator, the unit is in a negative range with respect to the counter electrode with respect to the discharge electrode. The present invention relates to an ion generator that generates both positive ions and negative ions by applying a voltage having another waveform that changes with time by repeating the waveform.

空気中で誘電体を挟むように対向させて設けた電極間に電圧を印加すると、誘電体が分極し、この分極の大きさに応じて電位が高い方の電極に正の電荷が蓄えられ、電位が低い方の電極に等量の負の電荷が蓄えられる。そして、電極端近傍の空気中において、誘電体の分極がつくる電場と、電極に蓄えられた電荷がつくる電場は強め合い、電場が発生する。   When a voltage is applied between the electrodes provided facing each other so that the dielectric is sandwiched in the air, the dielectric is polarized, and a positive charge is stored in the electrode having a higher potential according to the magnitude of this polarization, An equal amount of negative charge is stored in the electrode with the lower potential. In the air near the end of the electrode, the electric field created by the polarization of the dielectric and the electric field created by the charge stored in the electrode are intensified to generate an electric field.

ここで、誘電体の比誘電率と厚みをそれぞれε、dで表し、電極間に印加する電圧の大きさをV(t)(電圧の大きさVは時間tの関数)で表すと、誘電体の分極は(ε−1)/dとV(t)の積に比例する。したがって、誘電体の比誘電率が大きく、厚みが薄い程、分極が大きくなる。また、印加電圧が大きい程分極が大きくなる。しかし、誘電体の分極が大きくても、誘電体の分極が増加する速度が小さい場合には、誘電体と空気の境界面(誘電体の表面)が帯電して電極端近傍の空気中の電場の上昇を防ごうとする働きが優勢であるため、電極端近傍の空気中の電場はあまり強くない。電極端近傍の空気中に強い電場を発生させるためには、誘電体と空気の境界面(誘電体の表面)の帯電が増加する速度に打ち勝つような大きな速度で誘電体の分極を増加させるか、誘電体の分極を十分に大きな速度で減少させることによって誘電体と空気の境界面(誘電体の表面)に取り残された帯電を利用する必要がある。すなわち、誘電体の分極を時間変化させることが電極端近傍の空気中に強い電場を発生させる有効な手段である。   Here, the dielectric constant and the thickness of the dielectric are represented by ε and d, respectively, and the magnitude of the voltage applied between the electrodes is represented by V (t) (the magnitude of the voltage V is a function of time t). The polarization of the body is proportional to the product of (ε−1) / d and V (t). Therefore, the greater the relative permittivity of the dielectric and the thinner the thickness, the greater the polarization. Moreover, the polarization increases as the applied voltage increases. However, even if the polarization of the dielectric is large, if the rate at which the polarization of the dielectric increases is small, the interface between the dielectric and air (the surface of the dielectric) is charged and the electric field in the air near the electrode ends The electric field in the air near the end of the electrode is not so strong because the action to prevent the rise is dominant. In order to generate a strong electric field in the air near the electrode end, is it necessary to increase the polarization of the dielectric at such a high rate that it overcomes the rate at which the charge at the interface between the dielectric and air (the surface of the dielectric) increases? It is necessary to utilize the charge left on the interface between the dielectric and air (the surface of the dielectric) by reducing the polarization of the dielectric at a sufficiently large rate. That is, changing the polarization of the dielectric with time is an effective means for generating a strong electric field in the air near the electrode end.

上述したように、誘電体の分極は(ε−1)/dとV(t)の積に比例するが、誘電体の比誘電率εや厚みdの時間変化は無視できるほど小さいと考えられるので、誘電体の分極を時間変化させるためには、電極間に印加する電圧を時間変化させる必要がある。そして、誘電体の比誘電率が大きく、厚みが薄く、印加電圧の時間変化速度が大きい程、誘電体の分極の時間変化速度が大きくなり、電極端近傍の空気中に強い電場が発生する。   As described above, the polarization of the dielectric is proportional to the product of (ε−1) / d and V (t), but it is considered that changes in the relative permittivity ε and thickness d of the dielectric are negligibly small. Therefore, in order to change the polarization of the dielectric over time, it is necessary to change the voltage applied between the electrodes over time. As the relative permittivity of the dielectric is larger, the thickness is thinner, and the time change rate of the applied voltage is larger, the time change rate of the polarization of the dielectric is increased, and a strong electric field is generated in the air near the electrode end.

本発明のイオン発生装置は、このようにして電極端近傍の空気中に発生させた電場によって放電プラズマを生じさせ、空気中の酸素や水蒸気を電離してイオンを発生させるものである。放電プラズマにより発生するイオンの大部分はエネルギー的に不安定なのですぐに消滅するが、一部分は空気中の水分子と結合してエネルギー的に安定になり、送風ファンが発生する風に乗って居住空間に送出される。   The ion generator of the present invention generates ions by generating discharge plasma by the electric field generated in the air near the electrode end in this way, and ionizing oxygen and water vapor in the air. Most of the ions generated by the discharge plasma disappear energetically because they are unstable in energy, but some of them become stable in terms of energy by combining with water molecules in the air, and occupy the wind generated by the blower fan. Sent to space.

空気中の浮遊微生物に対して優れた除去効果を得るためには、正イオンとして主にH3+(H2O)m、負イオンとして主にO2 -(H2O)nが空気中に送出されることが好ましい。本発明のイオン発生装置は、空気中の水分子がオキソニウムイオン(H3+)とクラスタリングしてできた正イオンH3+(H2O)m(mは0または任意の自然数)と、空気中の水分子が酸素イオン(O2 -)とクラスタリングしてできた負イオンO2 -(H2O)n(nは0または任意の自然数)とを好ましく発生させることができるため、浮遊微生物の除去効果に優れる。 In order to obtain an excellent removal effect against airborne microorganisms, H 3 O + (H 2 O) m is mainly used as positive ions, and O 2 (H 2 O) n is mainly used as negative ions. Preferably it is sent in. The ion generator of the present invention has positive ions H 3 O + (H 2 O) m (m is 0 or any natural number) formed by clustering water molecules in the air with oxonium ions (H 3 O + ). And negative ions O 2 (H 2 O) n (n is 0 or any natural number) formed by clustering water molecules in the air with oxygen ions (O 2 ). Excellent in removing floating microorganisms.

上述のように、本発明においては正イオン発生量および負イオン発生量が印加電圧の時間変化速度によって容易に制御できるため、用途に応じた所望のイオン発生量を得るためには印加電圧の時間変化速度を調節すれば良い。   As described above, in the present invention, the positive ion generation amount and the negative ion generation amount can be easily controlled by the time change rate of the applied voltage. Therefore, in order to obtain a desired ion generation amount according to the application, the applied voltage time Adjust the rate of change.

イオン発生装置から発生するイオンの極性は、電極間に印加する電圧の極性に依存する。イオンが発生する方の電極(放電電極)の電位がこの電極と誘電体を挟んで対向する電極(対向電極)の電位よりも高い場合、放電電極に正の電荷が蓄えられ、誘電体と空気の境界面(誘電体の表面)が正に帯電している。このため、空気中の放電プラズマにより発生した正イオンと負イオンのうち、負イオンの大部分は放電電極や誘電体の表面に引き寄せられてすぐに消滅する。したがって、この場合、イオン発生装置から発生するイオンの大部分は正イオンである。逆に、放電電極の電位が対向電極の電位よりも低い場合、放電電極に負の電荷が蓄えられ、誘電体と空気の境界面(誘電体の表面)が負に帯電しているため、イオン発生装置から発生するイオンの大部分は負イオンである。   The polarity of ions generated from the ion generator depends on the polarity of the voltage applied between the electrodes. When the potential of the electrode where the ions are generated (discharge electrode) is higher than the potential of the electrode (counter electrode) opposed to this electrode across the dielectric, positive charge is stored in the discharge electrode, and the dielectric and air The boundary surface (dielectric surface) is positively charged. For this reason, of the positive ions and negative ions generated by the discharge plasma in the air, most of the negative ions are attracted to the surface of the discharge electrode or the dielectric and immediately disappear. Therefore, in this case, most of the ions generated from the ion generator are positive ions. Conversely, when the potential of the discharge electrode is lower than the potential of the counter electrode, negative charges are stored in the discharge electrode, and the interface between the dielectric and air (the surface of the dielectric) is negatively charged. Most of the ions generated from the generator are negative ions.

本発明において対向電極と放電電極の間に電位差(電圧)を印加する際に、対向電極と放電電極の両方とも接地されていなくてもよいが、どちらか一方を接地することにより、電圧印加手段の回路構成が単純化する上、イオン発生装置の安全性が向上する。特に、放電電極を接地し、誘電体の内部に埋め込んで設けた対向電極に電圧を印加することにより、使用者が誤って高電位の電極に接触することがなくなるため、イオン発生装置の安全性がさらに向上する。   In the present invention, when a potential difference (voltage) is applied between the counter electrode and the discharge electrode, both the counter electrode and the discharge electrode may not be grounded. This simplifies the circuit configuration and improves the safety of the ion generator. In particular, by applying a voltage to the counter electrode provided by grounding the discharge electrode and embedding it inside the dielectric, the user will not accidentally come into contact with the high potential electrode. Is further improved.

電圧の大きさを時間変化させる方法としては、例えば交流電圧のように印加電圧波形を構成する単位波形が正と負の両方の範囲に及ぶ電圧を印加することにより、正の電圧と負の電圧を交互に印加する方法が考えられる。この場合、前述したように、正の電圧の印加によって発生するイオンの極性と、負の電圧の印加によって発生するイオンの極性が異なるため、1つのイオン発生装置から正イオンと負イオンとをほぼ同時に居住空間に送出することができる。しかし、印加電圧の極性が頻繁に変わるため、正の電圧の印加によって発生したイオンの大部分は直後の負の電圧の印加によって消滅し、負の電圧の印加によって発生したイオンの大部分は直後の正の電圧の印加によって消滅する。すなわち、この方法ではイオンを発生させる効率が悪いため、高濃度のイオンを発生させることが難しい。   As a method of changing the magnitude of the voltage over time, for example, by applying a voltage in which the unit waveform constituting the applied voltage waveform covers both positive and negative ranges, such as an alternating voltage, a positive voltage and a negative voltage are applied. A method of alternately applying can be considered. In this case, as described above, since the polarity of ions generated by applying a positive voltage is different from the polarity of ions generated by applying a negative voltage, positive ions and negative ions are substantially separated from one ion generator. It can be sent to the living space at the same time. However, since the polarity of the applied voltage changes frequently, most of the ions generated by the application of the positive voltage disappear by the application of the negative voltage immediately after that, and most of the ions generated by the application of the negative voltage immediately after the application of the negative voltage. It disappears when a positive voltage is applied. That is, in this method, since the efficiency of generating ions is poor, it is difficult to generate a high concentration of ions.

本発明においては、正または負のいずれかの範囲で時間変化する単位波形を連続して繰り返す波形の電圧を印加することによって、正または負のいずれかの範囲のみで電圧が時間変化する時間を長く確保することにより、正または負の極性を有するイオンを効率良く発生させることができる。すなわち本発明においては、正または負のいずれかの範囲で時間変化する単位波形を連続して繰り返す波形の電圧を印加するイオン発生装置を2以上備え、少なくとも1つのイオン発生装置においては放電電極に対向電極を基準とする正の電圧を印加し、他の少なくとも1つのイオン発生装置においては放電電極に対向電極を基準とする負の電圧を印加することによって、全体として正イオンと負イオンの両方を同時に効率良く発生させることができる。   In the present invention, by applying a voltage having a waveform that repeatedly repeats a unit waveform that changes in time in either a positive or negative range, the time in which the voltage changes in time only in either a positive or negative range is obtained. By ensuring a long length, ions having a positive or negative polarity can be efficiently generated. That is, in the present invention, there are provided two or more ion generators that apply a voltage having a waveform that repeats a unit waveform that changes over time in either a positive or negative range, and at least one ion generator has a discharge electrode. By applying a positive voltage with reference to the counter electrode, and applying a negative voltage with reference to the counter electrode to the discharge electrode in at least one other ion generator, both positive ions and negative ions as a whole Can be efficiently generated at the same time.

また、これらの印加電圧の時間変化速度を調節することにより、正イオン発生量および負イオン発生量を低濃度から高濃度まで自在に制御することができる他、用途に応じて正イオン発生量と負イオン発生量との比率を任意に設定することも可能である。印加電圧の時間変化速度を調節する方法としては、例えば、印加電圧波形を構成する単位波形が繰り返される頻度(周波数)を調節する方法が好ましい。この方法によれば、印加電圧の最大値を変えずに印加電圧の時間変化速度を調節することができる。しかも、上記の周波数を制御することは比較的容易である。   In addition, by adjusting the time change rate of these applied voltages, the positive ion generation amount and the negative ion generation amount can be freely controlled from a low concentration to a high concentration. It is also possible to arbitrarily set the ratio to the negative ion generation amount. As a method of adjusting the time change rate of the applied voltage, for example, a method of adjusting the frequency (frequency) at which the unit waveform constituting the applied voltage waveform is repeated is preferable. According to this method, the time change rate of the applied voltage can be adjusted without changing the maximum value of the applied voltage. Moreover, it is relatively easy to control the above frequency.

また、この方法によれば、単位波形1周期分の時間のうち、電圧が時間変化する時間の割合は変化しない。上述したように、イオンを発生させるためには印加電圧が時間変化することが必要である。より高濃度のイオンを発生させるためには、印加電圧の波形を構成する単位波形において電圧が時間変化する時間の割合が高い方が好ましく、特に単位波形1周期分の時間の50%以上であることが好ましい。   Moreover, according to this method, the ratio of the time at which the voltage changes with time in the time corresponding to one cycle of the unit waveform does not change. As described above, in order to generate ions, the applied voltage needs to change with time. In order to generate ions with a higher concentration, it is preferable that the rate of time during which the voltage changes in the unit waveform constituting the waveform of the applied voltage is higher, and in particular, 50% or more of the time for one cycle of the unit waveform. It is preferable.

本発明において、正または負のいずれか一方の範囲のみで時間変化する波形の電圧を電極間に印加し続けると、誘電体と空気の境界面(誘電体の表面)の帯電が次第に増加するため、電極端近傍の空気中に発生する電場が弱くなっていく。その結果、発生する放電プラズマの強度が徐々に減少するので、イオンの発生量が徐々に減少する。そこで、正の範囲で時間変化する波形の電圧と負の範囲で時間変化する波形の電圧とを交互に印加することにより、誘電体と空気の境界面(誘電体の表面)の帯電の極性を入れ換えて帯電の増加を防ぐことにより、イオンの発生量の減少を防ぐことができる。ここで、電圧の極性を切り替える時間間隔が短すぎると、前述したように極性を切り替えることによるイオンの消滅が多くなってイオンを発生させる効率が悪くなる。また、電圧の極性を切り替える時間間隔が長すぎると、誘電体と空気の境界面の帯電が増加することにより、イオン濃度が減少する。したがって、高濃度のイオンを効率よく発生させるためには、電圧の極性を切り替える時間間隔を適切に取る必要がある。   In the present invention, if a voltage having a waveform that changes with time only in one of the positive and negative ranges is continuously applied between the electrodes, the charge on the interface between the dielectric and the air (dielectric surface) gradually increases. The electric field generated in the air near the electrode ends becomes weaker. As a result, the intensity of the generated discharge plasma gradually decreases, so that the amount of ions generated gradually decreases. Therefore, by alternately applying a voltage with a time-varying waveform in the positive range and a voltage with a time-varying waveform in the negative range, the polarity of charging at the interface between the dielectric and the air (the surface of the dielectric) is changed. By preventing the increase in charging by replacing, it is possible to prevent a decrease in the amount of generated ions. Here, if the time interval for switching the polarity of the voltage is too short, as described above, the disappearance of ions due to the switching of the polarity increases, and the efficiency of generating ions deteriorates. On the other hand, if the time interval for switching the polarity of the voltage is too long, charging at the interface between the dielectric and air increases, thereby decreasing the ion concentration. Therefore, in order to efficiently generate high-concentration ions, it is necessary to take an appropriate time interval for switching the polarity of the voltage.

本発明のイオン発生装置に正の範囲で時間変化する波形の電圧と負の範囲で時間変化する波形の電圧とを交互に印加する場合には、単独で使用しても正イオンおよび負イオンの両方を発生させることができるが、2以上のイオン発生装置を組み合わせて用いても良い。2以上のイオン発生装置を組み合わせて用いた場合、正イオン発生量および負イオン発生量をより広範に制御できる。さらに、2以上のイオン発生装置を組み合わせて用いる場合、少なくとも1つのイオン発生装置において時間変化する正の電圧を印加する際には他の少なくとも1つのイオン発生装置において時間変化する負の電圧を印加することが好ましい。これにより正イオンおよび負イオンの両方を同時に発生させることができ、正イオンおよび負イオンが居住空間に効率良く供給されるため好ましい。   In the case of alternately applying a voltage having a time-varying waveform in the positive range and a voltage having a time-varying waveform in the negative range to the ion generator of the present invention, positive ions and negative ions can be used alone. Both can be generated, but two or more ion generators may be used in combination. When two or more ion generators are used in combination, the positive ion generation amount and the negative ion generation amount can be controlled more widely. Further, when two or more ion generators are used in combination, when applying a time-varying positive voltage in at least one ion generator, a time-varying negative voltage is applied in at least one other ion generator. It is preferable to do. Thereby, both positive ions and negative ions can be generated at the same time, which is preferable because positive ions and negative ions are efficiently supplied to the living space.

本発明はまた、1または2以上の本発明に係るイオン発生装置を用いた空気調節装置に関する。該空気調節装置は送風ファンを備えることが好ましく、特に該空気調節装置が複数のイオン発生装置を備える場合、1のイオン発生装置の放電電極が他のイオン発生装置の放電電極の風下とならない向きに送風ファンの送風方向を設定することが好ましい。この場合、複数の放電電極のそれぞれから発生するイオンが送風ファンからの風に乗って送出される際に、イオンと逆の極性の電気を帯びた他の放電電極や誘電体表面に接近することが少ないため、イオンの消滅が少ない。   The present invention also relates to an air conditioner using one or more ion generators according to the present invention. The air conditioner preferably includes a blower fan. In particular, when the air conditioner includes a plurality of ion generators, the discharge electrode of one ion generator does not face the lee of the discharge electrode of another ion generator. It is preferable to set the blowing direction of the blower fan. In this case, when the ions generated from each of the plurality of discharge electrodes are sent out on the wind from the blower fan, they approach other discharge electrodes or dielectric surfaces having electricity of the opposite polarity to the ions. Because there are few, there is little disappearance of ion.

1のイオン発生装置の放電電極が他のイオン発生装置の放電電極の風下となることを防止する方法としては、複数のイオン発生装置の放電電極を同一平面上または同一曲面上に配置し、かつ同一平面または同一曲面に沿う方向に送風方向を設定する方法等が好ましく採用される。または、複数のイオン発生装置の放電電極が間隔を空けて対向するようにイオン発生装置を配置し、間隔を通過する向きで送風ファンから風を発生させることも好ましい。   As a method for preventing the discharge electrode of one ion generator from becoming leeward of the discharge electrode of another ion generator, the discharge electrodes of a plurality of ion generators are arranged on the same plane or the same curved surface, and A method of setting the air blowing direction in a direction along the same plane or the same curved surface is preferably employed. Or it is also preferable to arrange | position an ion generator so that the discharge electrode of a some ion generator may oppose at intervals, and to generate a wind from a ventilation fan in the direction which passes a space | interval.

本発明において発生させる正イオンおよび負イオンの濃度は、印加電圧の時間変化速度を調節することにより低濃度から高濃度まで自在に制御することができる。前述したように、印加電圧が大きく、印加電圧の変化速度が大きいほど電極端近傍に強い電場を発生させることができるので、空気中の酸素や水蒸気が活発に電離し、高濃度のイオンが発生する。   The concentration of positive ions and negative ions generated in the present invention can be freely controlled from a low concentration to a high concentration by adjusting the time change rate of the applied voltage. As described above, the greater the applied voltage and the greater the rate of change of the applied voltage, the stronger the electric field can be generated near the end of the electrode, so that oxygen and water vapor in the air actively ionize and high concentration ions are generated. To do.

しかし、印加電圧の大きさについては、安全上の観点から、必要以上に高電圧を印加することは好ましくない。特に、家庭用の空気調節装置に本発明を適用する場合には、数kV以下の印加電圧を用いることが望ましい。比誘電率が100以上、厚みが1mm以下の平板状のセラミックスを誘電体として用い、印加電圧の時間変化速度の最大値が1kV/msec以上である場合、数kV以下の印加電圧で十分に高濃度のイオンを居住空間に供給することができるため好ましい。あるいは、比誘電率が1000以上、厚みが5mm以下の平板状のセラミックスを誘電体として用い、印加電圧の時間変化速度の最大値が150V/msec以上である場合にも、数kV以下の印加電圧で十分に高濃度のイオンを居住空間に供給することができるため好ましい。   However, as to the magnitude of the applied voltage, it is not preferable to apply a higher voltage than necessary from the viewpoint of safety. In particular, when the present invention is applied to a home air conditioner, it is desirable to use an applied voltage of several kV or less. When a plate-like ceramic having a relative dielectric constant of 100 or more and a thickness of 1 mm or less is used as a dielectric, and the maximum value of the time change rate of the applied voltage is 1 kV / msec or more, it is sufficiently high at an applied voltage of several kV or less. This is preferable because ions of a concentration can be supplied to the living space. Alternatively, even when a plate-like ceramic having a relative dielectric constant of 1000 or more and a thickness of 5 mm or less is used as the dielectric, and the maximum value of the time change rate of the applied voltage is 150 V / msec or more, the applied voltage of several kV or less Is preferable because a sufficiently high concentration of ions can be supplied to the living space.

本発明において、正または負のいずれかの範囲で時間変化する単位波形を連続して繰り返す波形は、特に限定されるものではない。たとえば、線形的または非線形的に電圧を上昇させた後直ちに線形的または非線形的に下降させる波形を一定の間隔で繰り返す波形、線形的または非線形的に電圧を上昇させ、一定時間保った後に線形的または非線形的に下降させる波形を一定の間隔で繰り返す波形、正弦波等の交流波を整流した正または負の波形、正弦波等の交流波の負/正の部分を正/負に反転させた正/負の波形、正弦波等の交流波と直流波を重ね合わせた正または負の波形、等の波形を選択することができる。また、このような波形と直流波を重ね合わせた波形を用いることもできる。   In the present invention, the waveform that continuously repeats the unit waveform that changes over time in either the positive or negative range is not particularly limited. For example, a waveform that linearly or nonlinearly increases voltage and then linearly or nonlinearly decreases waveform that repeats at regular intervals, linearly or nonlinearly increases voltage, holds linear for a certain period of time Or a waveform that decreases nonlinearly at regular intervals, a positive or negative waveform that rectifies an AC wave such as a sine wave, or a negative / positive portion of an AC wave such as a sine wave is inverted to positive / negative A positive / negative waveform, a positive or negative waveform obtained by superimposing an alternating current wave such as a sine wave and a direct current wave, or the like can be selected. Further, a waveform obtained by superimposing such a waveform and a direct current wave can also be used.

また、上記のイオン発生装置を用いた空気調節装置は、正イオンと負イオンを発生させ、空気中の浮遊微生物に対する殺菌作用、悪臭物質に対する脱臭作用、有害物質に対する無害化作用等を得る目的で用いることができ、具体的には、空気清浄機、空気調和機として用いることができる他、除湿機、加湿器、石油ファンヒータ、ガスファンヒータ、セラミックファンヒータ、冷蔵庫等に組み込んで用いることもできる。   The air conditioner using the above ion generator generates positive ions and negative ions for the purpose of obtaining bactericidal action against airborne microorganisms, deodorizing action against malodorous substances, detoxifying action against harmful substances, etc. Specifically, it can be used as an air purifier or an air conditioner, or it can be used in a dehumidifier, humidifier, petroleum fan heater, gas fan heater, ceramic fan heater, refrigerator, etc. it can.

本発明によれば、正イオンを発生させる少なくとも1つのイオン発生装置と負イオンを発生させる少なくとも1つのイオン発生装置とを組み合わせて用い、または正イオンおよび負イオンの両方を発生させるイオン発生装置を単独または2以上の組み合わせで用いることにより、正イオンおよび負イオンを同時に効率良く供給することが可能である。また、本発明のイオン発生装置は数kV以下の印加電圧で十分に高濃度のイオンを居住空間に供給することができる。さらに、本発明のイオン発生装置は印加電圧の時間変化速度を調節することにより、正イオン発生量および負イオン発生量を低濃度から高濃度まで自在に制御することができる他、正イオン発生量と負イオン発生量との比率も任意に制御できる。   According to the present invention, an ion generator that uses at least one ion generator that generates positive ions and at least one ion generator that generates negative ions or generates both positive ions and negative ions is provided. By using alone or in combination of two or more, it is possible to efficiently supply positive ions and negative ions simultaneously. Moreover, the ion generator of the present invention can supply sufficiently high concentration ions to the living space with an applied voltage of several kV or less. Further, the ion generator of the present invention can freely control the amount of positive ions and negative ions generated from a low concentration to a high concentration by adjusting the rate of change of applied voltage with time. The ratio of the amount of negative ions generated can also be controlled arbitrarily.

本発明においては、正の電圧が印加される少なくとも1つのイオン発生装置と負の電圧が印加される少なくとも1つのイオン発生装置とを組み合わせて用い、または正の電圧および負の電圧を交互に印加することによって正イオンおよび負イオンの両方を発生させるイオン発生装置を単独または2以上の組み合わせで用いることにより、全体として正イオンおよび負イオンを同時に発生させることが可能である。以下に、図を参照して本発明に係るイオン発生装置の構成例を説明する。   In the present invention, at least one ion generator to which a positive voltage is applied and at least one ion generator to which a negative voltage is applied are used in combination, or a positive voltage and a negative voltage are alternately applied. By using an ion generator that generates both positive ions and negative ions alone or in combination of two or more, it is possible to generate positive ions and negative ions simultaneously as a whole. Hereinafter, a configuration example of an ion generator according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明のイオン発生装置を用いた空気調節装置の一例を示す概略図である。空気調節装置11において、送風ファン12の下流側に、平板状の誘電体13aと、該誘電体13aを挟んで対向する対向電極14aおよび放電電極15aと、電圧印加手段16aとからなるイオン発生装置17aが設けられている。また、同様に、送風ファン12の下流側に、平板状の誘電体13bと、該誘電体13bを挟んで対向する対向電極14bおよび放電電極15bと、電圧印加手段16bとからなるイオン発生装置17bが設けられている。図1は、放電電極15aおよび15bの近傍からイオンを発生させる構成を示している。   FIG. 1 is a schematic view showing an example of an air conditioner using the ion generator of the present invention. In the air conditioner 11, on the downstream side of the blower fan 12, an ion generator comprising a flat dielectric 13a, a counter electrode 14a and a discharge electrode 15a facing each other with the dielectric 13a interposed therebetween, and a voltage applying means 16a 17a is provided. Similarly, on the downstream side of the blower fan 12, an ion generator 17b including a flat dielectric 13b, a counter electrode 14b and a discharge electrode 15b opposed to each other with the dielectric 13b interposed therebetween, and a voltage applying unit 16b. Is provided. FIG. 1 shows a configuration in which ions are generated from the vicinity of the discharge electrodes 15a and 15b.

図2は、本発明において印加される電圧の波形の例を示す図である。放電電極15aに、電圧印加手段16aによって、たとえば図2(A)の電圧波形aに示すような対向電極14aを基準とする正の範囲のみで時間変化する電圧を印加することにより、放電電極15aの近傍から正イオンを効率良く発生させることができる。また、例えば、図2(A)の電圧波形aの周波数(電圧波形aを構成する単位波形が繰り返される頻度)を変化させて電圧の時間変化速度を調節することにより、正イオンの発生量を制御することができる。ここで、誘電体13aの分極は対向電極14aと放電電極15aの間の電位差で決まるため、対向電極14aが接地されている構成でも、放電電極15aが接地されている構成でも、対向電極14aと放電電極15aのどちらも接地されていない構成であってもよい。しかし、どちらか一方を接地することにより、電圧印加手段16aの回路構成が単純化する上、イオン発生装置17aの安全性が向上する。特に、放電電極15aを接地し、誘電体の内部に埋め込んで設けた対向電極14aに電圧を印加することにより、使用者が誤って高電位の電極に接触することがなくなるため、イオン発生装置17aの安全性がさらに向上する。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a waveform of a voltage applied in the present invention. By applying to the discharge electrode 15a a voltage that changes with time only in a positive range with reference to the counter electrode 14a as shown by a voltage waveform a in FIG. Positive ions can be efficiently generated from the vicinity of the. In addition, for example, the amount of positive ions generated can be reduced by changing the frequency of the voltage waveform a in FIG. 2A (the frequency with which the unit waveform constituting the voltage waveform a is repeated) to adjust the voltage temporal change rate. Can be controlled. Here, since the polarization of the dielectric 13a is determined by the potential difference between the counter electrode 14a and the discharge electrode 15a, the counter electrode 14a and the discharge electrode 15a can be grounded regardless of whether the counter electrode 14a is grounded or the discharge electrode 15a is grounded. A configuration in which neither of the discharge electrodes 15a is grounded may be employed. However, by grounding one of them, the circuit configuration of the voltage applying means 16a is simplified and the safety of the ion generator 17a is improved. In particular, since the discharge electrode 15a is grounded and a voltage is applied to the counter electrode 14a provided by being embedded in the dielectric, the user does not accidentally contact the high potential electrode. Safety is further improved.

同様に、放電電極15bに、電圧印加手段16bにより、たとえば図2(B)の電圧波形bに示すような対向電極14bを基準とする負の範囲のみで時間変化する電圧を印加することにより、放電電極15bの近傍から負イオンを効率良く発生させることができる。また、例えば、図2(B)の電圧波形bの周波数(電圧波形bを構成する単位波形が繰り返される頻度)を変化させて電圧の時間変化速度を調節することにより、負イオンの発生量を制御することができる。   Similarly, by applying to the discharge electrode 15b a voltage that changes with time only in the negative range with reference to the counter electrode 14b as shown in the voltage waveform b of FIG. Negative ions can be efficiently generated from the vicinity of the discharge electrode 15b. Further, for example, by changing the frequency of the voltage waveform b shown in FIG. 2B (the frequency with which the unit waveform constituting the voltage waveform b is repeated) and adjusting the time change rate of the voltage, the amount of negative ions generated can be reduced. Can be controlled.

また、電圧波形aと電圧波形bとを入れ換えることにより、放電電極15aの近傍から負イオンを発生させ、放電電極15bの近傍から正イオンを発生させることもできる。   Further, by switching the voltage waveform a and the voltage waveform b, negative ions can be generated from the vicinity of the discharge electrode 15a and positive ions can be generated from the vicinity of the discharge electrode 15b.

図1において、放電電極15aおよび放電電極15bは平面18上にあり、送風ファン12が発生する風は、放電電極15aおよび放電電極15bのそれぞれが他方の風下にならないような向きで、平面18に沿って通過する。この構成では、放電電極15aおよび放電電極15bのそれぞれから発生するイオンが、イオンと逆の極性の電気を帯びた他方の電極や誘電体表面に接近して消滅することが少ないため、正イオンと負イオンを効率良く発生させることができる。   In FIG. 1, the discharge electrode 15a and the discharge electrode 15b are on the plane 18, and the wind generated by the blower fan 12 is on the plane 18 in such a direction that each of the discharge electrode 15a and the discharge electrode 15b does not become the other leeward. Pass along. In this configuration, ions generated from each of the discharge electrode 15a and the discharge electrode 15b are less likely to disappear near the other electrode or dielectric surface having the opposite polarity to the ions, so that positive ions Negative ions can be generated efficiently.

図3は、本発明において印加される電圧の波形の別の例を示す図である。図3の電圧波形aまたは電圧波形bに示すような、正または負のいずれかの範囲で時間変化する単位波形を連続して繰り返す波形と、逆の極性の範囲で時間変化する別の単位波形を連続して繰り返す波形が交互に現れる波形の電圧を選択することにより、誘電体と空気の境界面(誘電体の表面)の帯電の増加を防ぐことができるため、イオン発生量の減少を防ぎ、所望のイオン発生量を維持し続けることができる。   FIG. 3 is a diagram showing another example of a waveform of a voltage applied in the present invention. As shown in the voltage waveform a or voltage waveform b of FIG. 3, a waveform that repeats a unit waveform that changes in time in either positive or negative range continuously and another unit waveform that changes in time in the range of opposite polarity By selecting the voltage of the waveform where the waveform that repeats alternately appears alternately, it is possible to prevent an increase in charging at the interface between the dielectric and air (the surface of the dielectric), thus preventing a decrease in the amount of generated ions. Thus, the desired ion generation amount can be maintained.

図4は本発明のイオン発生装置を用いた空気調節装置の別の一例を示す概略図である。空気調節装置41において、送風ファン42の下流側に、平板状の誘電体43と、誘電体43を挟んで対向する対向電極44aおよび放電電極45aと、対向電極44bおよび放電電極45bと、電圧印加手段46aおよび46bとからなるイオン発生装置47が設けられている。図1の構成と同様に、放電電極45aおよび放電電極45bの近傍からそれぞれ逆の極性のイオンを発生させ、全体として、正イオンと負イオンを効率良く発生させることができる。また、それぞれの電極に印加する電圧の時間変化速度を調節することにより、正イオンおよび負イオンの発生量を制御することができる。   FIG. 4 is a schematic view showing another example of an air conditioner using the ion generator of the present invention. In the air conditioner 41, on the downstream side of the blower fan 42, a plate-like dielectric 43, a counter electrode 44a and a discharge electrode 45a facing each other with the dielectric 43 interposed therebetween, a counter electrode 44b and a discharge electrode 45b, and voltage application An ion generator 47 comprising means 46a and 46b is provided. Similar to the configuration of FIG. 1, ions having opposite polarities can be generated from the vicinity of the discharge electrode 45a and the discharge electrode 45b, respectively, and positive ions and negative ions can be efficiently generated as a whole. Moreover, the generation amount of positive ions and negative ions can be controlled by adjusting the temporal change rate of the voltage applied to each electrode.

図4に示す構成においては、対向電極44aおよび放電電極45aと対向電極44bおよび放電電極45bとがいずれも誘電体43を挟んで対向するように設けられ、送風ファン42からの風は、放電電極45aおよび放電電極45bのそれぞれが互いに他方の風下とならないような向きに設定される。よって放電電極45aおよび放電電極45bのそれぞれから発生するイオンが、イオンと逆の極性の電気を帯びた他方の電極や誘電体表面に接近して消滅することがないため、正イオンと負イオンとを効率良く発生させることができる。   In the configuration shown in FIG. 4, the counter electrode 44a, the discharge electrode 45a, the counter electrode 44b, and the discharge electrode 45b are all provided to face each other with the dielectric 43 interposed therebetween, and the wind from the blower fan 42 Each of 45a and discharge electrode 45b is set in such a direction that it does not become the other leeward. Therefore, the ions generated from each of the discharge electrode 45a and the discharge electrode 45b do not disappear near the other electrode or dielectric surface having the opposite polarity to the ions, so that positive ions and negative ions Can be generated efficiently.

図5は本発明のイオン発生装置を用いた空気調節装置の別の一例を示す概略図である。空気調節装置51において、送風ファン52の下流側に、平板状の誘電体53aと、該誘電体53aを挟んで対向する対向電極54aおよび放電電極55aと、電圧印加手段56aとからなるイオン発生装置57aが設けられている。また、同様に、送風ファン52の下流側に、平板状の誘電体53bと、該誘電体53bを挟んで対向する対向電極54bおよび放電電極55bと、電圧印加手段56bとからなるイオン発生装置57bが設けられている。図1の構成と同様に、放電電極55aおよび55bの近傍からそれぞれ逆の極性のイオンを発生させ、全体として、正イオンと負イオンを効率良く発生させることができる。また、それぞれの電極に印加する電圧の時間変化速度を調節することにより、正イオンおよび負イオンの発生量を制御することができる。   FIG. 5 is a schematic view showing another example of an air conditioner using the ion generator of the present invention. In the air conditioner 51, on the downstream side of the blower fan 52, an ion generator comprising a flat dielectric 53a, a counter electrode 54a and a discharge electrode 55a facing each other across the dielectric 53a, and a voltage applying means 56a. 57a is provided. Similarly, on the downstream side of the blower fan 52, an ion generator 57b including a flat dielectric 53b, a counter electrode 54b and a discharge electrode 55b opposed to each other with the dielectric 53b interposed therebetween, and a voltage applying unit 56b. Is provided. Similar to the configuration of FIG. 1, ions having opposite polarities can be generated from the vicinity of the discharge electrodes 55a and 55b, respectively, and positive ions and negative ions can be efficiently generated as a whole. Moreover, the generation amount of positive ions and negative ions can be controlled by adjusting the temporal change rate of the voltage applied to each electrode.

図5に示す構成においては、放電電極55aと放電電極55bとの間に所定の間隔が存在するため、送風ファン52から発生する風は、放電電極55aと放電電極55bとの間を通過する。この構成では、放電電極55aおよび放電電極55bのそれぞれから発生するイオンが、イオンと逆の極性の電気を帯びた他方の電極や誘電体表面に接近して消滅することが少ないため、正イオンと負イオンとを効率良く発生させることができる。   In the configuration shown in FIG. 5, there is a predetermined interval between the discharge electrode 55a and the discharge electrode 55b, so that the wind generated from the blower fan 52 passes between the discharge electrode 55a and the discharge electrode 55b. In this configuration, ions generated from each of the discharge electrode 55a and the discharge electrode 55b are less likely to disappear near the other electrode or dielectric surface having the opposite polarity to the ions, so that positive ions and Negative ions can be generated efficiently.

図6および図7は本発明のイオン発生装置を用いた空気調節装置の別の一例を示す概略図である。空気調節装置61において、送風ファン62の下流側に、平板状の誘電体63と、該誘電体63を挟んで対向する対向電極64および放電電極65と、電圧印加手段66とからなるイオン発生装置67が設けられている。図6および図7は、放電電極65の近傍からイオンを発生させる構成を示している。   6 and 7 are schematic views showing another example of an air conditioner using the ion generator of the present invention. In the air conditioner 61, an ion generator comprising a plate-like dielectric 63, a counter electrode 64 and a discharge electrode 65 facing each other across the dielectric 63, and a voltage applying unit 66 on the downstream side of the blower fan 62. 67 is provided. 6 and 7 show a configuration in which ions are generated from the vicinity of the discharge electrode 65.

図8は、本発明において印加される電圧の波形の例を示す図である。放電電極65に、たとえば図8に示すような、対向電極64を基準とする正または負のいずれかの範囲で時間変化する単位波形を連続して繰り返す波形と、逆の極性の範囲で時間変化する別の単位波形を連続して繰り返す波形が交互に現れる波形の電圧を印加することにより、放電電極65の近傍から正イオンと負イオンとを効率良く発生させることができる。また、印加電圧の時間変化速度を調節することにより、正イオン発生量および負イオン発生量を制御することができる。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a waveform of a voltage applied in the present invention. For example, as shown in FIG. 8, the discharge electrode 65 has a waveform that repeats a unit waveform that changes with time in either a positive or negative range with respect to the counter electrode 64 as a reference, and a time change in a range of opposite polarity. By applying a voltage having a waveform in which a waveform in which another unit waveform is continuously repeated alternately appears, positive ions and negative ions can be efficiently generated from the vicinity of the discharge electrode 65. In addition, the amount of positive ion generation and the amount of negative ion generation can be controlled by adjusting the time change rate of the applied voltage.

本発明のイオン発生装置に組み込まれる誘電体としては、セラミックス、ガラス等の通常用いられる一般的な誘電体を用いることができ、特に限定されないが、安全上の観点から数kV以下の印加電圧で十分に高濃度のイオンを居住空間に供給するためには、誘電体の比誘電率が大きく、厚みが薄い方がよい。ただし、厚みが薄すぎると電極間に印加される電圧によって絶縁破壊が起きやすくなるので、絶縁破壊が起きない程度の厚みは必要である。   As the dielectric incorporated in the ion generator of the present invention, a commonly used general dielectric such as ceramics and glass can be used, and is not particularly limited, but an applied voltage of several kV or less from the viewpoint of safety. In order to supply a sufficiently high concentration of ions to the living space, it is preferable that the dielectric has a large relative dielectric constant and a small thickness. However, if the thickness is too thin, dielectric breakdown is likely to occur due to the voltage applied between the electrodes, and thus a thickness that does not cause dielectric breakdown is necessary.

また誘電体の形状にも限定はないが、空間にイオンを送出する効率および製造コスト等の観点からは板状のものを用いることが好ましい。   Also, the shape of the dielectric is not limited, but a plate-like one is preferably used from the viewpoint of the efficiency of sending ions to the space and the manufacturing cost.

誘電体を挟んで対向する対向電極および放電電極は、誘電体の表面にたとえばタングステン、金、銀、白金、パラジウム、アルミニウム、銅、ニッケル、モリブデン等の金属またはこれらの金属を含む導電材料の膜を物理的または化学的に形成、または印刷するか、あるいは、誘電体の表面にステンレス、タングステン、アルミニウム等の金属板、針金、金網等を密着させることによって得ることができる。   A counter electrode and a discharge electrode facing each other with a dielectric interposed therebetween are, for example, a metal of tungsten, gold, silver, platinum, palladium, aluminum, copper, nickel, molybdenum, or a conductive material film containing these metals on the surface of the dielectric. Can be obtained by physically or chemically forming or printing, or by bringing a metal plate such as stainless steel, tungsten, or aluminum, a wire, a wire mesh, or the like into close contact with the surface of the dielectric.

本発明のイオン発生装置は、電極端近傍の空気中に発生させた電場によって放電プラズマを生じさせ、空気中の酸素や水蒸気を電離してイオンを発生させるため、放電電極は、電極端の長さができるだけ長くなるような形状とすることが好ましい。たとえば、多数の突き抜けた穴を内部に有する形状が好ましい。   Since the ion generator of the present invention generates discharge plasma by an electric field generated in the air near the electrode end and ionizes oxygen and water vapor in the air to generate ions, the discharge electrode has the length of the electrode end. It is preferable to make the shape as long as possible. For example, a shape having a number of through holes inside is preferable.

なお、たとえば図1において、対向電極14aと放電電極15aの間、対向電極14bと放電電極15bの間に導電性の高い放電路が形成されて大きな電流が流れないように、対向電極14aおよび放電電極15a、対向電極14bおよび放電電極15bは、それぞれ誘電体13a、誘電体13bよりも小さく形成されることが好ましい。   In FIG. 1, for example, the counter electrode 14a and the discharge electrode 15a and the discharge electrode 15a are formed so that a large current does not flow by forming a highly conductive discharge path between the counter electrode 14a and the discharge electrode 15a and between the counter electrode 14b and the discharge electrode 15b. The electrode 15a, the counter electrode 14b, and the discharge electrode 15b are preferably formed smaller than the dielectric 13a and the dielectric 13b, respectively.

また、本発明において、誘電体を挟んで対向する対向電極と放電電極の両方の近傍からイオンを発生させることもできるが、たとえば図1において、放電電極15aおよび15bの近傍のみからイオンを発生させる構成としても良い。そして、放電電極15aおよび15bの電極端全体の近傍に強い電場が発生するように、対向電極14aおよび対向電極14bは、放電電極15aおよび放電電極15bよりも大きく形成されることが好ましい。   In the present invention, ions can be generated from the vicinity of both the counter electrode and the discharge electrode facing each other across the dielectric, but in FIG. 1, for example, ions are generated only from the vicinity of the discharge electrodes 15a and 15b. It is good also as a structure. The counter electrode 14a and the counter electrode 14b are preferably formed larger than the discharge electrode 15a and the discharge electrode 15b so that a strong electric field is generated in the vicinity of the entire electrode ends of the discharge electrodes 15a and 15b.

また、本発明のイオン発生装置の電圧印加手段としては、正または負のいずれかの範囲で時間変化する単位波形を連続して繰り返す波形の電圧、または、正または負のいずれかの範囲で時間変化する単位波形を連続して繰り返す波形と、逆の極性の範囲で時間変化する別の単位波形を連続して繰り返す波形が交互に現れる波形の電圧を、所望の波形で印加できるものであって一般的に用いられる構成のものを適宜適用でき、特に限定されない。   In addition, as the voltage application means of the ion generator of the present invention, the voltage of the waveform that continuously repeats the unit waveform that changes in time in either positive or negative range, or the time in either positive or negative range. The voltage of the waveform in which the waveform that repeats the unit waveform that changes continuously and the waveform that repeats another unit waveform that changes in time in the opposite polarity range alternately can be applied in the desired waveform. A generally used configuration can be applied as appropriate, and is not particularly limited.

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.

<イオン発生装置の製造>
図1に示すイオン発生装置17aおよび17bを製造するため、誘電体13aおよび13bとして、共立マテリアル(株)製の積層セラミックコンデンサ用配合品粉末「MCC−B30J」を焼結して作製した、縦(送風方向)95mm×横95mm×厚み5mmのセラミックスを用いた。共立マテリアル(株)によりインターネット上で公表されている電子カタログによれば、上記製品を焼結して作製したセラミックスの比誘電率は25℃において2500〜2900である。一般に、室温で比誘電率が1000以上の誘電体セラミックスとして、チタン酸バリウム(BaTiO3)に添加物を加えて室温付近の比誘電率を調整し、室温付近の比誘電率の温度変化を平坦にしたものがある。誘電体13aおよび13bとして、25℃において比誘電率が2500〜2900の上記製品を焼結して作製したセラミックスの代わりに、室温で比誘電率が1000以上の別の誘電体セラミックスを使用しても同様に、数kV以下の印加電圧で高濃度のイオンを好ましく居住空間に供給することができる。
<Manufacture of ion generator>
In order to manufacture the ion generators 17a and 17b shown in FIG. 1, as the dielectrics 13a and 13b, the composite powder “MCC-B30J” manufactured by Kyoritsu Material Co., Ltd. was sintered. (Air blowing direction) Ceramic of 95 mm × width 95 mm × thickness 5 mm was used. According to the electronic catalog published on the Internet by Kyoritsu Material Co., Ltd., the dielectric constant of ceramics produced by sintering the above products is 2500-2900 at 25 ° C. In general, as a dielectric ceramic having a relative dielectric constant of 1000 or more at room temperature, an additive is added to barium titanate (BaTiO 3 ) to adjust the relative dielectric constant near room temperature, and the temperature change of the relative dielectric constant near room temperature is flattened. There is something that was made. As dielectrics 13a and 13b, instead of ceramics produced by sintering the above products having a relative dielectric constant of 2500 to 2900 at 25 ° C., other dielectric ceramics having a relative dielectric constant of 1000 or more at room temperature are used. Similarly, a high concentration of ions can be preferably supplied to the living space with an applied voltage of several kV or less.

放電電極15aおよび15bとして、線径0.15mmのステンレス線をメッシュ状に織った縦5mm×横20mmのステンレス網、対向電極14aおよび14bとして、縦75mm×横75mm×厚み0.05mmの板状のステンレスをそれぞれ用いた。中興化成工業(株)製の粘着テープ「AGF−100A」を用いて誘電体13aまたは13bの一方の表面に放電電極15aまたは15bを密着・固定し、他方の表面に対向電極14aまたは14bを密着・固定した。固定に際し、横方向については、誘電体、放電電極、対向電極の中心線を一致させた。縦方向については、誘電体、放電電極、対向電極のそれぞれの送風ファンから遠い方の端が、対向電極と誘電体との間で10mm、放電電極と誘電体との間で30mmの間隔を持つように位置を合わせた。それぞれの電極と電圧印加手段16aおよび16bとを、アルファ・ワイヤー・カンパニー製の電線「5854/7」を用いて接続した。   As discharge electrodes 15a and 15b, a stainless steel wire having a length of 5 mm × width 20 mm in which a stainless steel wire having a wire diameter of 0.15 mm is woven in a mesh shape, and as counter electrodes 14a and 14b, a plate shape having a length of 75 mm × width 75 mm × thickness 0.05 mm Each stainless steel was used. The discharge electrode 15a or 15b is adhered and fixed to one surface of the dielectric 13a or 13b using the adhesive tape “AGF-100A” manufactured by Chukoh Chemical Industry Co., Ltd., and the counter electrode 14a or 14b is adhered to the other surface.・ Fixed. When fixing, the center lines of the dielectric, the discharge electrode, and the counter electrode were made to coincide in the lateral direction. In the vertical direction, the ends of the dielectric, discharge electrode, and counter electrode far from the blower fan have a distance of 10 mm between the counter electrode and the dielectric, and 30 mm between the discharge electrode and the dielectric. Aligned so that. Each electrode and the voltage application means 16a and 16b were connected using the electric wire "5854/7" by an alpha wire company.

<イオンの発生>
上記の方法で製造したイオン発生装置装置17aおよび17bの対向電極14aおよび14bを接地し、放電電極15aに後述の実施例の電圧波形aで時間変化する正の電圧を印加し、放電電極15bに後述の実施例の電圧波形bで時間変化する負の電圧を印加することにより、放電電極15aの近傍から正イオンを、放電電極15bの近傍から負イオンを発生させた。送風ファン12としては、オリエンタルモーター(株)製のクロスフローファン「MF930−BC」を用いた。放電電極15aおよび15bから15cm離して設置し、周波数60Hz、電圧実効値40Vの交流電圧を印加して送風ファン12を作動させることにより、放電電極15aおよび15bの位置で風速3.4m/secの風を送った。放電電極15aの近傍から発生する正イオン、および放電電極15bの近傍から発生する負イオンは、送風ファン12が発生する風によって空間に送出された。
<Ion generation>
The counter electrodes 14a and 14b of the ion generator devices 17a and 17b manufactured by the above method are grounded, and a positive voltage that changes with time according to the voltage waveform a of an embodiment described later is applied to the discharge electrode 15a, and the discharge electrode 15b is applied. By applying a negative voltage that changes with time in a voltage waveform b of an example described later, positive ions were generated from the vicinity of the discharge electrode 15a and negative ions were generated from the vicinity of the discharge electrode 15b. As the blower fan 12, a cross flow fan “MF930-BC” manufactured by Oriental Motor Co., Ltd. was used. It is installed 15 cm away from the discharge electrodes 15a and 15b, and an air voltage of 3.4 m / sec is applied at the position of the discharge electrodes 15a and 15b by applying an AC voltage having a frequency of 60 Hz and an effective voltage of 40 V to operate the blower fan 12. I sent the wind. Positive ions generated from the vicinity of the discharge electrode 15a and negative ions generated from the vicinity of the discharge electrode 15b were sent to the space by the wind generated by the blower fan 12.

<発生イオン濃度の測定>
発生イオン濃度の測定には、(株)ダン科学製空気イオンカウンター(型番83−1001B−II)を用いた。なお、発生イオン濃度は、放電電極15aおよび15bから送風ファン12の送風方向に50cm離れた位置で検出される移動度1cm2/Vsec以上の小イオンの濃度(個/cm3)によって示す。
<Measurement of generated ion concentration>
For the measurement of the generated ion concentration, an air ion counter (model number 83-1001B-II) manufactured by Dan Kagaku Co., Ltd. was used. The generated ion concentration is indicated by the concentration (number / cm 3 ) of small ions having a mobility of 1 cm 2 / Vsec or more detected at a position 50 cm away from the discharge electrodes 15 a and 15 b in the blowing direction of the blowing fan 12.

(実施例1)
図9は、実施例1において印加された電圧の波形を示す図である。上記の方法で製造したイオン発生装置17aおよび17bの放電電極15aに図9(A)の電圧波形aで時間変化する正の電圧を印加し、放電電極15bに図9(B)の電圧波形bで時間変化する負の電圧を印加し、正イオンおよび負イオンを発生させた。図10は、実施例1で測定された正イオンの濃度を示す図であり、図11は、実施例1で測定された負イオンの濃度を示す図である。ここで、本実施例では、電圧波形aの電圧上昇/下降時間Tと電圧波形bの電圧上昇/下降時間Tとが同じ長さであるが、それぞれのTを個別に調節することにより、正イオン発生量と負イオン発生量を個別に制御し、両者の比率を自在に制御することもできる。図10および図11が示すように、印加電圧の上昇/下降速度1.5kV/Tが大きくなるにつれて、正イオン濃度および負イオン濃度が増加した。
(Example 1)
FIG. 9 is a diagram illustrating a waveform of a voltage applied in the first embodiment. 9A is applied to the discharge electrode 15a of the ion generators 17a and 17b manufactured by the above method, and the voltage waveform b of FIG. 9B is applied to the discharge electrode 15b. A negative voltage changing with time was applied to generate positive ions and negative ions. 10 is a diagram showing the concentration of positive ions measured in Example 1, and FIG. 11 is a diagram showing the concentration of negative ions measured in Example 1. As shown in FIG. Here, it the present embodiment, although a voltage rise / fall time T R of the voltage rising / falling time T R and the voltage waveform b of the voltage waveform a of the same length, to adjust the respective T R independently Thus, the positive ion generation amount and the negative ion generation amount can be individually controlled, and the ratio of both can be freely controlled. As shown in FIGS. 10 and 11, with increasing / lowering speed 1.5 kV / T R of the applied voltage is increased, the positive ion concentration and negative ion concentration increased.

(実施例2)
図12は、実施例2において印加された電圧の波形を示す図である。上記の方法で製造したイオン発生装置17aおよび17bの放電電極15aに図12(A)の電圧波形aで時間変化する正の電圧を印加し、放電電極15bに図12(B)の電圧波形bで時間変化する負の電圧を印加し、正イオンおよび負イオンを発生させた。図13は、実施例2で測定された正イオンの濃度を示す図であり、図14は、実施例2で測定された負イオンの濃度を示す図である。ここで、本実施例では、電圧波形aの電圧上昇/下降時間Tと電圧波形bの電圧上昇/下降時間Tが同じ長さであるが、それぞれのTを個別に調節することにより、正イオン発生量と負イオン発生量とを個別に制御し、両者の比率を自在に制御することもできる。図13および図14が示すように、直流波と時間変化する波形を重ね合わせた波形の電圧を印加することにより、正イオンおよび負イオンの両方について、実施例1よりも発生イオン濃度が増加した。また、印加電圧の上昇/下降速度1.5kV/Tが大きくなるにつれて、正イオン濃度および負イオン濃度が増加し、150V/msec以上で10万個/cm3以上の正イオン濃度と10万個/cm3以上の負イオン濃度が測定された。
(Example 2)
FIG. 12 is a diagram illustrating a waveform of a voltage applied in the second embodiment. A positive voltage that changes with time in the voltage waveform a of FIG. 12A is applied to the discharge electrode 15a of the ion generators 17a and 17b manufactured by the above method, and the voltage waveform b of FIG. 12B is applied to the discharge electrode 15b. A negative voltage changing with time was applied to generate positive ions and negative ions. FIG. 13 is a diagram showing the concentration of positive ions measured in Example 2, and FIG. 14 is a diagram showing the concentration of negative ions measured in Example 2. In the present embodiment, although the voltage rise / fall time T R of the voltage rising / falling time T R and the voltage waveform b of the voltage waveform a are the same length, by adjusting the respective T R independently The positive ion generation amount and the negative ion generation amount can be individually controlled, and the ratio between the two can be freely controlled. As shown in FIG. 13 and FIG. 14, by applying a voltage having a waveform obtained by superimposing a DC wave and a time-varying waveform, the concentration of generated ions was increased compared to Example 1 for both positive ions and negative ions. . Furthermore, with increasing / lowering speed 1.5 kV / T R of the applied voltage is increased, an increase in positive ion concentration and negative ion concentrations, 100,000 at 150 V / msec or more / cm 3 or more positive ion concentration and 100,000 Negative ion concentration of more than ions / cm 3 was measured.

(実施例3)
図15は、実施例3において印加された電圧の波形を示す図である。上記の方法で製造したイオン発生装置17aおよび17bの放電電極15aに図15(A)の電圧波形aで時間変化する正の電圧を印加し、放電電極15bに図15(B)の電圧波形bで時間変化する負の電圧を印加した。図16は、実施例3において測定された正イオンの濃度を示す図であり、図17は、実施例3において測定された負イオンの濃度を示す図である。ここで、本実施例では、電圧波形aの周期T(電圧波形aを構成する単位波形1周期分の時間)と電圧波形bの周期Tが同じ長さであるが、それぞれのTを個別に調節することにより、正イオン発生量と負イオン発生量を個別に制御し、両者の比率を自在に制御することもできる。図16および図17において、横軸は電圧波形の周波数1sec/T(単位:Hz)である。図16および図17が示すように、印加電圧波形の周波数1sec/Tが大きくなるにしたがって放電プラズマの発生頻度が大きくなるため、正イオン濃度および負イオン濃度が増加した。また、印加電圧を構成する単位波形1周期分の時間のうち、電圧が時間変化する時間の割合が大きくなるため、正イオン濃度および負イオン濃度が増加したと考えることもできる。
(Example 3)
FIG. 15 is a diagram illustrating a waveform of a voltage applied in the third embodiment. A positive voltage that changes with time in the voltage waveform a of FIG. 15A is applied to the discharge electrode 15a of the ion generators 17a and 17b manufactured by the above method, and the voltage waveform b of FIG. 15B is applied to the discharge electrode 15b. A negative voltage changing with time was applied. FIG. 16 is a diagram showing the concentration of positive ions measured in Example 3, and FIG. 17 is a diagram showing the concentration of negative ions measured in Example 3. Here, in this embodiment, the period T of the voltage waveform a (the time corresponding to one period of the unit waveform constituting the voltage waveform a) and the period T of the voltage waveform b have the same length. By adjusting, the positive ion generation amount and the negative ion generation amount can be individually controlled, and the ratio between the two can be freely controlled. 16 and 17, the horizontal axis represents the voltage waveform frequency of 1 sec / T (unit: Hz). As FIG. 16 and FIG. 17 show, since the frequency of occurrence of discharge plasma increases as the frequency of the applied voltage waveform becomes 1 sec / T, the positive ion concentration and the negative ion concentration increased. Moreover, it can be considered that the positive ion concentration and the negative ion concentration are increased because the ratio of the time at which the voltage changes with time in the unit waveform constituting one period of the applied voltage is increased.

(実施例4)
図18は、実施例4において印加された電圧の波形を示す図である。上記の方法で製造したイオン発生装置17aおよび17bの放電電極15aに図18(A)の電圧波形aで時間変化する正の電圧を印加し、放電電極15bに図18(B)の電圧波形bで時間変化する負の電圧を印加した。図19は、実施例4において測定された正イオンの濃度を示す図であり、図20は、実施例4において測定された負イオンの濃度を示す図である。ここで、本実施例では、電圧波形aの電圧上昇/下降幅VMAXと電圧波形bの電圧上昇/下降幅VMAXが同じ大きさであるが、それぞれのVMAXを個別に調節することにより、正イオン発生量と負イオン発生量を個別に制御し、両者の比率を自在に制御することもできる。図19および図20が示すように、印加電圧の上昇/下降幅VMAXが大きくなるにしたがって正イオン濃度および負イオン濃度が増加した。
Example 4
FIG. 18 is a diagram illustrating a waveform of a voltage applied in the fourth embodiment. A positive voltage that changes with time in the voltage waveform a of FIG. 18A is applied to the discharge electrodes 15a of the ion generators 17a and 17b manufactured by the above method, and the voltage waveform b of FIG. 18B is applied to the discharge electrodes 15b. A negative voltage changing with time was applied. FIG. 19 is a diagram showing the concentration of positive ions measured in Example 4, and FIG. 20 is a diagram showing the concentration of negative ions measured in Example 4. In the present embodiment, although the voltage raising / lowering width V MAX voltage rising / falling width V MAX and the voltage waveform b of the voltage waveform a of the same size, by adjusting the respective V MAX individually Further, the positive ion generation amount and the negative ion generation amount can be individually controlled, and the ratio between the two can be freely controlled. As shown in FIG. 19 and FIG. 20, the positive ion concentration and the negative ion concentration increased as the applied voltage increase / decrease width V MAX increased.

(実施例5)
図21は、実施例5において印加された電圧の波形を示す図である。誘電体13aおよび13bとして、縦(送風方向)95mm×横95mm×厚み0.55mmのホウ珪酸ガラスを用いた他は、実施例1〜4と同様の方法で製造したイオン発生装置17aおよび17bの放電電極15aに図21(A)の電圧波形aで時間変化する正の電圧を印加し、放電電極15bに図21(B)の電圧波形bで時間変化する負の電圧を印加した。図22は、実施例5において測定された正イオンの濃度を示す図であり、図23は、実施例5において測定された負イオンの濃度を示す図である。ここで、本実施例では、電圧波形aの電圧上昇/下降時間Tと電圧波形bの電圧上昇/下降時間Tが同じ長さであるが、それぞれのTを個別に調節することにより、正イオン発生量と負イオン発生量を個別に制御し、両者の比率を自在に制御することもできる。図22および図23が示すように、印加電圧の上昇/下降速度3.0kV/Tが大きくなるにつれて、正イオン濃度および負イオン濃度が増加した。
(Example 5)
FIG. 21 is a diagram illustrating a waveform of a voltage applied in the fifth embodiment. As the dielectrics 13a and 13b, ion generators 17a and 17b manufactured in the same manner as in Examples 1 to 4 except that borosilicate glass having a length (air blowing direction) of 95 mm × width of 95 mm × thickness of 0.55 mm was used. A positive voltage changing with time in voltage waveform a in FIG. 21A was applied to the discharge electrode 15a, and a negative voltage changing in time with voltage waveform b in FIG. 21B was applied to the discharge electrode 15b. FIG. 22 is a diagram showing the concentration of positive ions measured in Example 5, and FIG. 23 is a diagram showing the concentration of negative ions measured in Example 5. In the present embodiment, although the voltage rise / fall time T R of the voltage rising / falling time T R and the voltage waveform b of the voltage waveform a are the same length, by adjusting the respective T R independently In addition, the positive ion generation amount and the negative ion generation amount can be individually controlled, and the ratio between the two can be freely controlled. As shown in FIGS. 22 and 23, with increasing / lowering speed 3.0 kV / T R of the applied voltage is increased, the positive ion concentration and negative ion concentration increased.

(比較例1)
図24は、比較例1において印加された電圧の波形を示す図である。図6および図7に示すイオン発生装置67の対向電極64を接地し、放電電極65に図24に示す周波数15kHzの正弦波の電圧を印加した。イオン発生装置67は、誘電体63として、縦(送風方向)95mm×横95mm×厚み0.55mmのホウ珪酸ガラスを用いた他は実施例1〜4と同様の方法で製造した。実施例1〜5と同様の方法で送風ファン62を作動させ、放電電極65の位置で風速3.4m/secとなるように風を送り、実施例1〜5と同様の方法で正イオンおよび負イオンの濃度を測定した。図25は、比較例1において測定された正イオンの濃度を示す図であり、図26は、比較例1において測定された負イオンの濃度を示す図である。図25および図26が示すように、印加電圧の振幅VP−Pが大きくなるにしたがって正イオン濃度および負イオン濃度が増加した。
(Comparative Example 1)
FIG. 24 is a diagram illustrating a waveform of a voltage applied in Comparative Example 1. The counter electrode 64 of the ion generator 67 shown in FIGS. 6 and 7 was grounded, and a sine wave voltage with a frequency of 15 kHz shown in FIG. 24 was applied to the discharge electrode 65. The ion generator 67 was manufactured in the same manner as in Examples 1 to 4 except that borosilicate glass having a length (95 mm) × width 95 mm × thickness 0.55 mm was used as the dielectric 63. The blower fan 62 is operated in the same manner as in Examples 1 to 5, the wind is sent at the position of the discharge electrode 65 so that the wind speed is 3.4 m / sec, and positive ions and The concentration of negative ions was measured. 25 is a diagram showing the concentration of positive ions measured in Comparative Example 1, and FIG. 26 is a diagram showing the concentration of negative ions measured in Comparative Example 1. As shown in FIGS. 25 and 26, the positive ion concentration and the negative ion concentration increased as the amplitude VP-P of the applied voltage increased.

実施例5と比較例1において、イオンを発生させる効率を比較するために、イオンと同時に発生するオゾンの濃度を測定した。発生する放電プラズマの強度が強くなるにしたがって発生オゾン濃度が増加するので、発生イオン濃度が同じであれば、発生オゾン濃度が低いほど、イオンを発生させる効率が良い。また、オゾンはその濃度が高くなると人体に悪い影響を及ぼすため、健康上の観点からも、発生オゾン濃度は低い方がよい。   In Example 5 and Comparative Example 1, in order to compare the efficiency of generating ions, the concentration of ozone generated simultaneously with the ions was measured. Since the generated ozone concentration increases as the intensity of the generated discharge plasma increases, if the generated ion concentration is the same, the lower the generated ozone concentration, the better the efficiency of generating ions. Moreover, since ozone has a bad influence on the human body when its concentration is high, the generated ozone concentration is preferably low from the viewpoint of health.

<発生オゾン濃度の測定>
発生オゾン濃度の測定には、荏原実業(株)製オゾンモニター(型番EG−2001)を用いた。なお発生オゾン濃度は、実施例5については放電電極15aおよび15b、比較例1については放電電極65から、送風ファン12または62の送風方向に5cm離れた位置でそれぞれ検出されるオゾンの濃度(ppm)によって示す。
<Measurement of generated ozone concentration>
For the measurement of the generated ozone concentration, an ozone monitor (model number EG-2001) manufactured by Sugawara Jitsugyo Co., Ltd. was used. The generated ozone concentration is the ozone concentration (ppm) detected at a position 5 cm away from the discharge electrodes 15a and 15b in Example 5 and from the discharge electrode 65 in Comparative Example 1 in the blowing direction of the blower fan 12 or 62, respectively. ).

実施例5および比較例1のイオン発生装置から発生するオゾンは微量であるため、放電電極15aおよび15b、または、放電電極65の位置の風速が、発生イオン濃度測定時と同じ3.4m/secとなるように送風ファン12または62を作動させると、検出されるオゾンの濃度が上記オゾンモニターの検出限界以下となり、正確に測定することができなかった。そこで、送風ファン12または62に印加する交流電圧の電圧実効値を20Vに下げることによって、放電電極15aおよび15b、または、放電電極65の位置の風速を1.4m/secに下げた上で、発生オゾン濃度を測定した。   Since the amount of ozone generated from the ion generators of Example 5 and Comparative Example 1 is very small, the wind speed at the position of the discharge electrodes 15a and 15b or the discharge electrode 65 is 3.4 m / sec, which is the same as when the generated ion concentration is measured. When the blower fan 12 or 62 is operated so as to be, the detected ozone concentration is below the detection limit of the ozone monitor, and it cannot be measured accurately. Therefore, by reducing the effective voltage value of the alternating voltage applied to the blower fan 12 or 62 to 20 V, the wind speed at the position of the discharge electrodes 15a and 15b or the discharge electrode 65 is lowered to 1.4 m / sec. The generated ozone concentration was measured.

図27および図28は、実施例5および比較例1において測定されたオゾンの濃度を示す図である。図27および図28において、縦軸はオゾン濃度(単位:任意の単位)、横軸はそれぞれ正イオン濃度と負イオン濃度(単位:個/cm3)である。なお、オゾン濃度の測定値の単位は、本来ppmであるが、風速および測定位置がオゾン濃度測定時とイオン濃度測定時の間で異なるため、任意の単位と表記する。図27および図28が示すように、比較例1では印加電圧の極性が頻繁に変わるためイオンを発生させる効率が悪いのに対して、実施例5では印加電圧が正または負のいずれかの範囲のみで時間変化する時間が十分に長いため、イオンを発生させる効率が良い。 27 and 28 are diagrams showing the ozone concentrations measured in Example 5 and Comparative Example 1. FIG. 27 and 28, the vertical axis represents ozone concentration (unit: arbitrary unit), and the horizontal axis represents positive ion concentration and negative ion concentration (unit: pieces / cm 3 ), respectively. The unit of the measured value of the ozone concentration is originally ppm. However, since the wind speed and the measurement position are different between the ozone concentration measurement and the ion concentration measurement, they are expressed as arbitrary units. As shown in FIGS. 27 and 28, in Comparative Example 1, the polarity of the applied voltage frequently changes, so that the efficiency of generating ions is poor, whereas in Example 5, the applied voltage is in either the positive or negative range. Since the time changing time is long enough, the efficiency of generating ions is good.

本発明においては、比誘電率が1000以上、厚みが5mm以下の平板状のセラミックスを誘電体として用い、印加電圧の時間変化速度の最大値が150V/msec以上である場合、数kV以下の印加電圧でも高濃度のイオンを居住空間に供給することができる。実施例1〜4においては、比誘電率2500〜2900、厚み5mmの平板状のセラミックスを誘電体として用い、印加電圧の時間変化速度の最大値が150V/msecとなるように設定したことにより、高い正イオン濃度および負イオン濃度が観測され、たとえば実施例2においてはイオン発生装置の電極から50cm離れた位置で10万個/cm3以上という高い正イオン濃度および負イオン濃度が観測された。 In the present invention, when a plate-like ceramic having a relative dielectric constant of 1000 or more and a thickness of 5 mm or less is used as a dielectric, and the maximum value of the time change rate of applied voltage is 150 V / msec or more, an application of several kV or less is applied. Even with voltage, high concentration ions can be supplied to the living space. In Examples 1 to 4, by using a plate-like ceramic having a relative dielectric constant of 2500 to 2900 and a thickness of 5 mm as a dielectric, and setting the maximum value of the time change rate of the applied voltage to 150 V / msec, High positive ion concentrations and negative ion concentrations were observed. For example, in Example 2, high positive ion concentrations and negative ion concentrations of 100,000 ions / cm 3 or more were observed at a position 50 cm away from the electrode of the ion generator.

なお、実施例1〜5では、電極間に印加する電圧として、常に正または負のどちらか一方の範囲のみで時間変化する電圧を用いているが、正の範囲で時間変化する波形の電圧と負の範囲で時間変化する波形の電圧を適切なタイミングで切り替えて交互に印加することにより、誘電体と空気の境界面(誘電体の表面)の帯電の増加を防ぐことができる。この方法によれば、イオンの発生量の減少を防ぎ、イオンを発生させる効率をさらに向上させることができる。   In Examples 1 to 5, the voltage applied between the electrodes is always a voltage that changes over time only in one of the positive and negative ranges, but the voltage of the waveform that changes over time in the positive range By switching the voltage of the waveform that changes with time in the negative range and alternately applying the voltage at an appropriate timing, it is possible to prevent an increase in charge on the interface between the dielectric and the air (the surface of the dielectric). According to this method, the generation amount of ions can be prevented from decreasing and the efficiency of generating ions can be further improved.

また、実施例1〜5では、イオン発生量を制御するために印加電圧波形のパラメーターを変化させると、印加電圧波形を構成する単位波形1周期分の時間のうち、電圧が時間変化する時間が占める割合が変化するが、この割合を変化させずに印加電圧の周波数(単位波形が繰り返される頻度)を変化させることによってイオン発生量を制御することもできる。この方法によれば、印加電圧波形において電圧が時間変化する時間の割合を一定に保ったまま、比較的容易に印加電圧の時間変化速度を調節することが可能になり、その結果、正イオン発生量および負イオン発生量を低濃度から高濃度まで自在に制御することができる。以下に、その実施例を説明する。   Moreover, in Examples 1-5, when the parameter of an applied voltage waveform is changed in order to control the amount of ion generation, among the time for 1 period of unit waveforms which comprise an applied voltage waveform, time for a voltage to change over time is demonstrated. Although the ratio of occupancy changes, it is also possible to control the amount of ion generation by changing the frequency of the applied voltage (frequency with which the unit waveform is repeated) without changing this ratio. According to this method, it is possible to adjust the time change rate of the applied voltage relatively easily while keeping the ratio of the time that the voltage changes in the applied voltage waveform constant, and as a result, positive ions are generated. The amount and negative ion generation amount can be freely controlled from a low concentration to a high concentration. Examples thereof will be described below.

(実施例6)
<イオン発生装置の製造>
図1に示すイオン発生装置17aおよび17bを製造するため、誘電体13aおよび13bとして、縦(送風方向)95mm×横95mm×厚み0.5mmのルチル型酸化チタン(TiO2)多結晶体を焼結して作製したセラミックスを用いた。一般に、二酸化チタン(TiO2)多結晶体の比誘電率は25℃において110〜120である。放電電極15aおよび15bとしては、デュポン製金(Au)導体ペースト「5715」を、ライン幅0.3mm、スペース幅1.0mmの格子状でかつ外形が縦30.2mm、横22.4mm、膜厚が7〜9μmとなるように、誘電体13aおよび13bのそれぞれの表面に印刷した。対向電極14aおよび14bとしては、デュポン製銀白金(Ag/Pt)ペースト「5164N」を、外形が縦50.2mm×横42.4mm、膜厚が10〜14μmとなるように誘電体13aおよび13bのそれぞれの表面に印刷した。さらに、日本電気硝子製保護ガラスペースト「PLS3121」を、電極端も含めて対向電極14aおよび14bを覆うように印刷した。
(Example 6)
<Manufacture of ion generator>
In order to manufacture the ion generators 17a and 17b shown in FIG. 1, a rutile type titanium oxide (TiO 2 ) polycrystal having a length of 95 mm × width of 95 mm × thickness of 0.5 mm is baked as the dielectrics 13a and 13b. Ceramics produced by bonding were used. In general, the dielectric constant of titanium dioxide (TiO 2 ) polycrystal is 110 to 120 at 25 ° C. As the discharge electrodes 15a and 15b, a DuPont gold (Au) conductor paste "5715" is formed in a lattice shape with a line width of 0.3 mm and a space width of 1.0 mm, and the outer shape is 30.2 mm long, 22.4 mm wide, and a film. It printed on each surface of the dielectrics 13a and 13b so that thickness might be set to 7-9 micrometers. As the counter electrodes 14a and 14b, a dielectric platinum 13a and 13b made of DuPont silver platinum (Ag / Pt) paste “5164N” so that the outer shape is 50.2 mm long × 42.4 mm wide and the film thickness is 10 to 14 μm. Printed on each surface. Further, a protective glass paste “PLS 3121” made by Nippon Electric Glass was printed so as to cover the counter electrodes 14 a and 14 b including the electrode ends.

放電電極15aおよび15bは、金(Au)を主成分とする導体であるため、電極端で放電プラズマを発生させても酸化しにくい。そのため、イオン発生素子を長期間運転しても、イオン発生量が低下しにくい。また、対向電極14aおよび14bは電極端も含めて保護ガラスに覆われているため、対向電極14aおよび14bの電極端近傍の空気中には、放電プラズマが発生する程強い電場は発生しない。したがって、本実施例では、放電電極15aおよび15bの近傍のみからイオンが発生する。また、対向電極14aおよび14bは表面を保護ガラスに覆われているため、酸化しにくい。   Since the discharge electrodes 15a and 15b are conductors mainly composed of gold (Au), they are not easily oxidized even if discharge plasma is generated at the electrode ends. For this reason, even if the ion generating element is operated for a long period of time, the amount of ion generation is not easily reduced. Further, since the counter electrodes 14a and 14b are covered with protective glass including the electrode ends, an electric field that is strong enough to generate discharge plasma is not generated in the air near the electrode ends of the counter electrodes 14a and 14b. Therefore, in this embodiment, ions are generated only from the vicinity of the discharge electrodes 15a and 15b. Moreover, since the counter electrodes 14a and 14b are covered with protective glass, their surfaces are difficult to oxidize.

放電電極15aおよび15b、対向電極14aおよび14bの印刷は、それぞれ誘電体13aおよび13bと中心が一致するように行った。   The discharge electrodes 15a and 15b and the counter electrodes 14a and 14b were printed so that their centers coincided with the dielectrics 13a and 13b, respectively.

放電電極15aおよび15b、対向電極14aおよび14bと電圧印加手段16aおよび16bを、アルファ・ワイヤー・カンパニー製の電線「5854/7」を用いて接続した。放電電極15aおよび15bと電線との接続方法としては、京都エレックス製銀パラジウム(Ag/Pd)ペースト「DD2332H」を、放電電極15aおよび15bのそれぞれと接触・隣接するように印刷して設けた、縦3.0mm、横5.0mmのハンダ付け部分に電線をハンダ付けする方法を用いた。また、対向電極14aおよび14bと電線との接続方法としては、対向電極14aおよび14bのそれぞれの一端を保護ガラスで覆わずに残しておくことによって設けた、縦3.0mm、横5.0mmのハンダ付け部分に電線をハンダ付けする方法を用いた。   Discharge electrodes 15a and 15b, counter electrodes 14a and 14b, and voltage applying means 16a and 16b were connected using an electric wire “5854/7” manufactured by Alpha Wire Company. As a method for connecting the discharge electrodes 15a and 15b to the electric wires, Kyoto Elex silver palladium (Ag / Pd) paste “DD2332H” was printed and provided so as to be in contact with and adjacent to each of the discharge electrodes 15a and 15b. A method of soldering an electric wire to a soldering portion having a length of 3.0 mm and a width of 5.0 mm was used. Further, as a method of connecting the counter electrodes 14a and 14b and the electric wire, each of the counter electrodes 14a and 14b is provided by leaving one end of the counter electrodes 14a and 14b without being covered with a protective glass, and is 3.0 mm in length and 5.0 mm in width. A method of soldering an electric wire to a soldered portion was used.

<イオンの発生>
図29は、実施例6において印加された電圧の波形を示す図である。上記の方法で製造したイオン発生装置17aおよび17bの対向電極14aおよび14bを接地し、放電電極15aに、図29(A)の電圧波形aと図29(B)の電圧波形bとがそれぞれ1分ずつの間隔で連続して交互に現れる波形の電圧を印加した。放電電極15bにも同様の波形の電圧を印加したが、放電電極15aに電圧波形aの電圧を印加しているときには、放電電極15bに電圧波形bの電圧を印加し、放電電極15aに電圧波形bの電圧を印加しているときには放電電極15bに電圧波形aの電圧を印加した。
<Ion generation>
FIG. 29 is a diagram illustrating a waveform of a voltage applied in the sixth embodiment. The counter electrodes 14a and 14b of the ion generators 17a and 17b manufactured by the above method are grounded, and the voltage waveform a in FIG. 29A and the voltage waveform b in FIG. A voltage having a waveform that appears alternately at intervals of minutes was applied. A voltage having the same waveform is applied to the discharge electrode 15b, but when a voltage having the voltage waveform a is applied to the discharge electrode 15a, a voltage having the voltage waveform b is applied to the discharge electrode 15b and the voltage waveform is applied to the discharge electrode 15a. When the voltage b was applied, the voltage waveform a was applied to the discharge electrode 15b.

図29の電圧波形aにおいて、時間をx、電圧をy、電圧波形aを構成する単位波形の周期をTで表すと、電圧yは、
x=0〜T/4の区間:次式に従って上昇
y=1.75kV×[1+sin[π(8x/T − 1)/2]]
x=T/4〜T/2の区間:次式に従って一定
y=3.5kV
x=T/2〜3T/4の区間:次式に従って下降
y=1.75kV×[1+sin[π(8x/T − 3)/2]]
x=3T/4〜Tの区間:次式に従って一定
y=0kV
のように時間変化する。
In the voltage waveform a of FIG. 29, when time is x, voltage is y, and the period of the unit waveform constituting the voltage waveform a is represented by T, the voltage y is
Section of x = 0 to T / 4: rise according to the following formula y = 1.75 kV × [1 + sin [π (8x / T −1) / 2]]
x = T / 4 to T / 2 section: constant according to the following formula y = 3.5 kV
Section of x = T / 2 to 3T / 4: descending according to the following formula y = 1.75 kV × [1 + sin [π (8x / T −3) / 2]]
x = 3T / 4 to T section: constant according to the following formula y = 0 kV
It changes with time.

また、図29の電圧波形bにおいて、時間をx、電圧をy、電圧波形bを構成する単位波形の周期をTで表すと、電圧yは、
x=0〜T/4の区間:次式に従って上昇
y=−1.75kV×[1+sin[π(8x/T − 1)/2]]
x=T/4〜T/2の区間:次式に従って一定
y=−3.5kV
x=T/2〜3T/4の区間:次式に従って下降
y=−1.75kV×[1+sin[π(8x/T − 3)/2]]
x=3T/4〜Tの区間:次式に従って一定
y=0kV
のように時間変化する。
Further, in the voltage waveform b of FIG. 29, when time is represented by x, voltage is represented by y, and the period of the unit waveform constituting the voltage waveform b is represented by T, the voltage y is
Section of x = 0 to T / 4: rise according to the following formula y = −1.75 kV × [1 + sin [π (8x / T−1) / 2]]
x = T / 4 to T / 2 section: constant according to the following formula y = −3.5 kV
Section of x = T / 2 to 3T / 4: Decreasing according to the following formula y = −1.75 kV × [1 + sin [π (8x / T−3) / 2]]
x = 3T / 4 to T section: constant according to the following formula y = 0 kV
It changes with time.

放電電極15aに電圧波形aの電圧を印加し、放電電極15bに電圧波形bの電圧を印加しているときには、放電電極15aの近傍から正イオンが、放電電極15bの近傍から負イオンが発生する。また、放電電極15aに電圧波形bの電圧を印加し、放電電極15bに電圧波形aの電圧を印加しているときには、放電電極15aの近傍から負イオンが、放電電極15bの近傍から正イオンが発生する。   When the voltage waveform a is applied to the discharge electrode 15a and the voltage waveform b is applied to the discharge electrode 15b, positive ions are generated from the vicinity of the discharge electrode 15a and negative ions are generated from the vicinity of the discharge electrode 15b. . Further, when a voltage waveform b is applied to the discharge electrode 15a and a voltage waveform a is applied to the discharge electrode 15b, negative ions are generated from the vicinity of the discharge electrode 15a, and positive ions are generated from the vicinity of the discharge electrode 15b. Occur.

送風ファン12としては、オリエンタルモーター(株)製のクロスフローファン「MF930−BC」を用いた。放電電極15aおよび15bから15cm離して設置し、周波数60Hz、電圧実効値40Vの交流電圧を印加して作動させることにより、放電電極15aおよび15bの位置で風速3.4m/secとなる風を送った。   As the blower fan 12, a cross flow fan “MF930-BC” manufactured by Oriental Motor Co., Ltd. was used. Installed at a distance of 15 cm from the discharge electrodes 15a and 15b and operated by applying an AC voltage having a frequency of 60 Hz and an effective voltage value of 40 V to send wind at a wind speed of 3.4 m / sec at the positions of the discharge electrodes 15a and 15b. It was.

<発生イオン濃度の測定>
上記の方法で製造したイオン発生装置装置17aおよび17bから、上記の方法でイオンを発生させ、実施例1〜5と同様に、放電電極15aおよび15bから送風ファン12の送風方向に50cm離れた位置で検出される移動度1cm2/Vsec以上の小イオンの濃度(個/cm3)を測定した。図30は、実施例6において測定された正イオンの濃度を示す図であり、図31は、実施例6において測定された負イオンの濃度を示す図である。ここで、本実施例では、電圧波形aを構成する単位波形の周期Tと電圧波形bを構成する単位波形の周期Tが同じ長さであるが、それぞれのTを個別に調節することにより、正イオン発生量と負イオン発生量を個別に制御し、両者の比率を自在に制御することもできる。
<Measurement of generated ion concentration>
Ion is generated by the above method from the ion generator devices 17a and 17b manufactured by the above method, and the position is 50 cm away from the discharge electrodes 15a and 15b in the blowing direction of the blower fan 12 as in the first to fifth embodiments. The concentration (number / cm 3 ) of small ions having a mobility of 1 cm 2 / Vsec or more detected at 1 was measured. 30 is a diagram showing the concentration of positive ions measured in Example 6, and FIG. 31 is a diagram showing the concentration of negative ions measured in Example 6. Here, in this embodiment, the period T of the unit waveform constituting the voltage waveform a and the period T of the unit waveform constituting the voltage waveform b have the same length, but by adjusting each T individually, It is also possible to individually control the positive ion generation amount and the negative ion generation amount and freely control the ratio between the two.

電圧波形a、bを構成する単位波形が繰り返される頻度(周波数)は、1sec/T(Hz)で表され、電圧上昇/下降速度は周波数に比例する。図30および図31が示すように、印加電圧の周波数が大きくなるにつれて、正イオン濃度および負イオン濃度が増加し、100Hz以上で10万個/cm3以上の正イオン濃度と10万個/cm3以上の負イオン濃度が測定された。なお実施例6で印加された電圧の単位波形においては、周期Tのうち、時間x=0〜T/4、および時間x=T/2〜3T/4の区間において電圧が時間変化しており、電圧が時間変化する時間の割合が単位波形1周期分の時間の50%であった。また、印加電圧の周波数が100Hzのとき、電圧波形aおよびbの時間x=0〜T/4、およびx=T/2〜3T/4の区間において、電圧上昇/下降速度の平均値は1.4kV/msecであった。 The frequency (frequency) at which the unit waveforms constituting the voltage waveforms a and b are repeated is represented by 1 sec / T (Hz), and the voltage increase / decrease rate is proportional to the frequency. As shown in FIG. 30 and FIG. 31, as the frequency of the applied voltage increases, the positive ion concentration and the negative ion concentration increase, and the positive ion concentration of 100,000 ions / cm 3 or more and 100,000 ions / cm at 100 Hz or higher. A negative ion concentration of 3 or more was measured. In the unit waveform of the voltage applied in Example 6, in the period T, the voltage changes over time in the sections of time x = 0 to T / 4 and time x = T / 2 to 3T / 4. The ratio of the time at which the voltage changes with time was 50% of the time for one cycle of the unit waveform. In addition, when the frequency of the applied voltage is 100 Hz, the average value of the voltage rising / falling speed is 1 in the sections of the voltage waveforms a and b at times x = 0 to T / 4 and x = T / 2 to 3T / 4. 4 kV / msec.

本発明においては、比誘電率が100以上、厚みが1mm以下の平板状のセラミックスを誘電体として用い、印加電圧の時間変化速度の最大値が1kV/msec以上である場合、数kV以下の印加電圧でも高濃度のイオンを居住空間に供給することができる。実施例6においては、比誘電率110〜120、厚み0.5mmの平板状のセラミックスを誘電体として用い、印加電圧の時間変化速度の最大値が1.4kV/msecとなるように設定したことにより、イオン発生装置の電極から50cm離れた位置で10万個/cm3以上という高い正イオン濃度および負イオン濃度が観測された。また、電圧が時間変化する時間の割合が単位波形1周期分の時間の50%以上となるよう設定されたこともイオン発生量の増大効果が得られた要因であると考えられる。 In the present invention, when a plate-like ceramic having a relative dielectric constant of 100 or more and a thickness of 1 mm or less is used as the dielectric, and the maximum value of the time change rate of the applied voltage is 1 kV / msec or more, an application of several kV or less is applied. Even with voltage, high concentration ions can be supplied to the living space. In Example 6, flat ceramics having a relative dielectric constant of 110 to 120 and a thickness of 0.5 mm were used as the dielectric, and the maximum value of the time change rate of the applied voltage was set to 1.4 kV / msec. Thus, high positive ion concentration and negative ion concentration of 100,000 / cm 3 or more were observed at a position 50 cm away from the electrode of the ion generator. It is also considered that the effect of increasing the amount of generated ions is obtained when the ratio of the time at which the voltage changes is set to 50% or more of the time for one cycle of the unit waveform.

本発明のイオン発生装置によれば正イオンおよび負イオンを同時に効率良く発生させることが可能であり、数kV以下の印加電圧でも十分に高濃度のイオンを居住空間に供給することができる。また印加電圧の時間変化速度を調節することにより、正イオン発生量および負イオン発生量を低濃度から高濃度まで自在に制御することができる他、正イオン発生量と負イオン発生量との比率も任意に制御することができる。   According to the ion generator of the present invention, positive ions and negative ions can be efficiently generated simultaneously, and sufficiently high concentration ions can be supplied to the living space even with an applied voltage of several kV or less. In addition, the amount of positive ions and negative ions generated can be controlled freely from low to high by adjusting the rate of change of applied voltage over time, and the ratio between the amount of positive ions generated and the amount of negative ions generated Can also be controlled arbitrarily.

本発明のイオン発生装置を用いた空気調節装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the air conditioning apparatus using the ion generator of this invention. 本発明において印加される電圧の波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the waveform of the voltage applied in this invention. 本発明において印加される電圧の波形の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the waveform of the voltage applied in this invention. 本発明のイオン発生装置を用いた空気調節装置の別の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows another example of the air conditioning apparatus using the ion generator of this invention. 本発明のイオン発生装置を用いた空気調節装置の別の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows another example of the air conditioning apparatus using the ion generator of this invention. 本発明のイオン発生装置を用いた空気調節装置の別の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows another example of the air conditioning apparatus using the ion generator of this invention. 本発明のイオン発生装置を用いた空気調節装置の別の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows another example of the air conditioning apparatus using the ion generator of this invention. 本発明において印加される電圧の波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the waveform of the voltage applied in this invention. 実施例1において印加された電圧の波形を示す図である。6 is a diagram illustrating a waveform of a voltage applied in Example 1. FIG. 実施例1において測定された正イオンの濃度を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the concentration of positive ions measured in Example 1. 実施例1において測定された負イオンの濃度を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the concentration of negative ions measured in Example 1. 実施例2において印加された電圧の波形を示す図である。6 is a diagram illustrating a waveform of a voltage applied in Example 2. FIG. 実施例2において測定された正イオンの濃度を示す図である。6 is a diagram showing the concentration of positive ions measured in Example 2. FIG. 実施例2において測定された負イオンの濃度を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the concentration of negative ions measured in Example 2. 実施例3において印加された電圧の波形を示す図である。6 is a diagram illustrating a waveform of a voltage applied in Example 3. FIG. 実施例3において測定された正イオンの濃度を示す図である。6 is a diagram showing the concentration of positive ions measured in Example 3. FIG. 実施例3において測定された負イオンの濃度を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the negative ion concentration measured in Example 3. 実施例4において印加された電圧の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the voltage applied in Example 4. FIG. 実施例4において測定された正イオンの濃度を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the concentration of positive ions measured in Example 4. 実施例4において測定された負イオンの濃度を示す図である。It is a figure which shows the density | concentration of the negative ion measured in Example 4. 実施例5において印加された電圧の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the voltage applied in Example 5. FIG. 実施例5において測定された正イオンの濃度を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the concentration of positive ions measured in Example 5. 実施例5において測定された負イオンの濃度を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the negative ion concentration measured in Example 5. 比較例1において印加された電圧の波形を示す図である。6 is a diagram illustrating a waveform of a voltage applied in Comparative Example 1. FIG. 比較例1において測定された正イオンの濃度を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the concentration of positive ions measured in Comparative Example 1. 比較例1において測定された負イオンの濃度を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the negative ion concentration measured in Comparative Example 1. 実施例5および比較例1において測定されたオゾンの濃度を示す図である。It is a figure which shows the density | concentration of ozone measured in Example 5 and Comparative Example 1. FIG. 実施例5および比較例1において測定されたオゾンの濃度を示す図である。It is a figure which shows the density | concentration of ozone measured in Example 5 and Comparative Example 1. FIG. 実施例6において印加された電圧の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the voltage applied in Example 6. FIG. 実施例6において測定された正イオンの濃度を示す図である。10 is a diagram showing the concentration of positive ions measured in Example 6. FIG. 実施例6において測定された負イオンの濃度を示す図である。It is a figure which shows the density | concentration of the negative ion measured in Example 6.

符号の説明Explanation of symbols

11,41,51,61 空気調節装置、12,42,52,62 送風ファン、13a,13b,43,53a,53b,63 誘電体、14a,14b,44a,44b,54a,54b,64 対向電極、15a,15b,45a,45b,55a,55b,65 放電電極、16a,16b,46a,46b,56a,56b,66 電圧印加手段、17a,17b,47,57a,57b,67 イオン発生装置、18 平面。   11, 41, 51, 61 Air conditioner, 12, 42, 52, 62 Blower fan, 13a, 13b, 43, 53a, 53b, 63 Dielectric, 14a, 14b, 44a, 44b, 54a, 54b, 64 Counter electrode 15a, 15b, 45a, 45b, 55a, 55b, 65 Discharge electrode, 16a, 16b, 46a, 46b, 56a, 56b, 66 Voltage application means, 17a, 17b, 47, 57a, 57b, 67 Ion generator, 18 Plane.

Claims (15)

誘電体を挟んで対向する放電電極と対向電極とを設け、前記放電電極に対して、前記対向電極を基準とする正または負のいずれかの範囲で単位波形を繰り返すことにより時間変化する波形を有する電圧と、前記電圧とは逆の極性の範囲で単位波形を繰り返すことにより時間変化する別の波形を有する電圧とを交互に印加し、正イオンおよび負イオンの両方を発生させる、イオン発生装置。   A discharge electrode and a counter electrode facing each other with a dielectric interposed therebetween, and a waveform that changes with time by repeating a unit waveform in either a positive or negative range with respect to the discharge electrode as a reference. An ion generator that alternately applies a voltage having a voltage and a voltage having another waveform that changes over time by repeating a unit waveform in a range of polarity opposite to that of the voltage to generate both positive ions and negative ions . 請求項1に記載のイオン発生装置が2以上組み合わされ、少なくとも1つのイオン発生装置において前記正の範囲で時間変化する波形を有する電圧を印加する際には他の少なくとも1つのイオン発生装置において前記負の範囲で時間変化する波形を有する電圧を印加することにより正イオンおよび負イオンの両方を発生させる、イオン発生装置。   When two or more ion generators according to claim 1 are combined and a voltage having a time-varying waveform in the positive range is applied in at least one ion generator, the other at least one ion generator An ion generator that generates both positive ions and negative ions by applying a voltage having a time-varying waveform in a negative range. 誘電体を挟んで対向する放電電極と対向電極とを設けたイオン発生装置が2以上組み合わされ、少なくとも1つのイオン発生装置においては、放電電極に対して、対向電極を基準とする正の範囲で単位波形を繰り返すことにより時間変化する波形を有する電圧を印加し、他の少なくとも1つのイオン発生装置においては、放電電極に対して、対向電極を基準とする負の範囲で単位波形を繰り返すことにより時間変化する別の波形を有する電圧を印加することにより、正イオンおよび負イオンの両方を発生させる、イオン発生装置。   Two or more ion generators provided with a discharge electrode and a counter electrode opposed to each other with a dielectric interposed therebetween are combined, and at least one ion generator has a positive range with respect to the discharge electrode in a positive range. A voltage having a time-varying waveform is applied by repeating the unit waveform, and in at least one other ion generator, the unit waveform is repeated in a negative range with respect to the counter electrode with respect to the discharge electrode. An ion generator that generates both positive ions and negative ions by applying a voltage having another waveform that changes over time. 前記時間変化の速度を調節することにより正イオン発生量および負イオン発生量を制御する、請求項1〜3のいずれかに記載のイオン発生装置。   The ion generator in any one of Claims 1-3 which controls the positive ion generation amount and the negative ion generation amount by adjusting the speed | rate of the said time change. 単位波形の繰り返し頻度を調節することにより、正イオン発生量および負イオン発生量を制御する、請求項1〜4のいずれかに記載のイオン発生装置。   The ion generator in any one of Claims 1-4 which controls the positive ion generation amount and the negative ion generation amount by adjusting the repetition frequency of a unit waveform. 電圧が印加される総時間のうち電圧が時間変化している時間が50%以上を占める、請求項1〜5のいずれかに記載のイオン発生装置。   The ion generator according to any one of claims 1 to 5, wherein a time during which the voltage is changing occupies 50% or more of a total time during which the voltage is applied. 前記誘電体は比誘電率が100以上、厚みが1mm以下の平板状のセラミックスであり、印加電圧の時間変化速度の最大値が1kV/msec以上である、請求項1〜6のいずれかに記載のイオン発生装置。   7. The dielectric according to claim 1, wherein the dielectric is a plate-shaped ceramic having a relative dielectric constant of 100 or more and a thickness of 1 mm or less, and a maximum value of a time change rate of an applied voltage is 1 kV / msec or more. Ion generator. 前記誘電体は比誘電率が1000以上、厚みが5mm以下の平板状のセラミックスであり、印加電圧の時間変化速度の最大値が150V/msec以上である、請求項1〜6のいずれかに記載のイオン発生装置。   7. The dielectric according to claim 1, wherein the dielectric is a plate-shaped ceramic having a relative dielectric constant of 1000 or more and a thickness of 5 mm or less, and a maximum value of a time change rate of an applied voltage is 150 V / msec or more. Ion generator. 前記放電電極または対向電極のうち一方が接地される、請求項1〜8のいずれかに記載のイオン発生装置。   The ion generator according to claim 1, wherein one of the discharge electrode and the counter electrode is grounded. 前記放電電極が接地され、前記対向電極が前記誘電体の内部に埋め込まれて形成される、請求項9に記載のイオン発生装置。   The ion generator according to claim 9, wherein the discharge electrode is grounded, and the counter electrode is embedded in the dielectric. 前記正イオンが、H3+(H2O)m(mは0または任意の自然数)、であり、前記負イオンが、O2 -(H2O)n(nは0または任意の自然数)である、請求項1〜10のいずれかに記載のイオン発生装置。 The positive ion is H 3 O + (H 2 O) m (m is 0 or any natural number), and the negative ion is O 2 (H 2 O) n (n is 0 or any natural number). The ion generator in any one of Claims 1-10 which are these. 請求項1〜11のいずれかに記載のイオン発生装置を備え、正イオンおよび負イオンを空気中に送出する空気調節装置。   An air conditioner comprising the ion generator according to any one of claims 1 to 11 and delivering positive ions and negative ions into the air. 複数のイオン発生装置および送風ファンを備え、1のイオン発生装置の放電電極が他のイオン発生装置の放電電極の風下とならない向きに前記送風ファンの送風方向を設定する、請求項12に記載の空気調節装置。   The apparatus according to claim 12, comprising a plurality of ion generators and a blower fan, wherein a blow direction of the blower fan is set in a direction in which a discharge electrode of one ion generator is not leeward of a discharge electrode of another ion generator. Air conditioning device. 前記複数のイオン発生装置の放電電極を同一平面上または同一曲面上に配置し、かつ前記同一平面または前記同一曲面に沿う方向に前記送風方向を設定する、請求項13に記載の空気調節装置。   The air conditioner according to claim 13, wherein the discharge electrodes of the plurality of ion generators are arranged on the same plane or the same curved surface, and the blowing direction is set in a direction along the same plane or the same curved surface. 前記複数のイオン発生装置の放電電極が間隔を空けて対向するように前記イオン発生装置を配置し、前記間隔を通過する向きで前記送風ファンから風を発生させる、請求項13に記載の空気調節装置。   The air conditioner according to claim 13, wherein the ion generators are arranged so that discharge electrodes of the plurality of ion generators face each other with a space therebetween, and air is generated from the blower fan in a direction passing through the space. apparatus.
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