JP2005353335A

JP2005353335A - イオン発生装置

Info

Publication number: JP2005353335A
Application number: JP2004170735A
Authority: JP
Inventors: Tasuke Kamimura; 太介上村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】ファンなどの送風手段を必要としない自己拡散型のイオン発生装置を提供する。
【解決手段】電極基板５上の多数の放電電極に高電圧を印加して放電電極間の沿面放電によりイオンを発生させ、放電電極１〜４に発生する電位分布が一定の進行方向を持つ進行波状に時間的に変化する交番電圧を放電電極１〜４に印加し、発生したイオンを進行波電界により進行波方向に搬送する。さらに、放電電極に対向して配置された対向電極１０に正負イオンのうち一方のイオンを吸着保持させることで、例えば、負イオンを優先的に拡散放出させ、リフレッシュ効果が大きくなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、発生したイオンを進行波電界を利用して搬送するイオン発生装置に関するものである。

イオンやオゾンを発生させる装置として、特許文献１には、誘電体基板を介して線状放電電極と面状誘導電極とを対向させ、線状放電電極に電界集中部を設けた電界装置が開示されている。また、特許文献２には、殺菌・脱臭用として使用されるオゾン発生装置として、対向電極間での無声放電によりオゾンを発生させる方式のものと、沿面電極間での沿面放電によりオゾンを発生させる方式のものが開示されている。
特開平２−１６４３７７号公報特開平１０−１８０２０９号公報

上記特許文献１、２に開示のオゾン発生装置と同一原理のイオン発生装置においては、放電領域でプラスイオンとマイナスイオンが放出されるが、発生したイオンは積極的に大気中に拡散しないために、ファンなどの送風手段によって空気流を発生させ、この空気流を利用してイオンを大気中に拡散させている。そのため、イオン発生装置は、その構造が複雑であり、高コストの装置となっている。

本発明は、上記に鑑み、ファンなどの送風手段を必要としない自己拡散型のイオン発生装置の提供を目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、発生したイオンを進行波電界を利用して搬送放出させるイオン発生装置を提供するものである。すなわち、本発明においては、電極間に高電圧を印加してイオンを発生させるイオン発生部と、発生したイオンを放電電極間に印加する進行波電界により搬送するイオン搬送部とを備えたことを特徴としている。

上記構成においては、イオン発生部に高電圧を印加し、ここで放電させてイオンを発生させる。発生したイオンは進行波電界により一定方向に搬送させる。この場合、進行波電界は、放電電極間の電位分布が一定の進行方向を持つ進行波状に時間的に変化するように交番電圧を放電電極に印加することにより形成することができる。

イオン発生部とイオン搬送部とは別々に設け、イオン発生領域と搬送領域とを区別するようにしてもよいが、イオンを発生させる放電電極をそのまま搬送電極として利用し、イオン発生用電圧供給部と進行波電界発生用の交番電圧供給部とを兼用する電圧供給部を設けることで、装置をコンパクト化することができる。

具体的な構成としては、電極基板上に多数の放電電極が配列され、該放電電極に電圧を供給する電圧供給部が設けられ、該電圧供給部から供給された交番電圧により、前記放電電極間に放電を発生させてイオンを発生させると共に、放電領域に進行波電界を発生させ、発生したイオンを進行波電界により進行波方向に搬送する。この場合、放電電極が、発生したイオンを進行波方向に搬送する搬送電極となる。

また、放電電極に対向して配置された対向電極を備え、該対向電極に、発生したイオンのうち一方の極性のイオンを吸着可能に電圧を供給する対向電極用の電圧供給部を設けることもできる。

上記構成においては、電圧供給部から対向電極に一方の極性のイオンを吸着可能に電圧を供給し、発生した正負イオンのうち一方のイオンを対向電極側に吸着する。これにより、正負イオンのうち一方のイオンを優先的に拡散放出することができる。

以上のとおり、本発明によると、進行波電界を利用して発生してイオンを大気中に拡散放出するようにしているので、従来のように空気流を利用して拡散放出する方式に比べてファンなどの送風手段が不要となり、低コストのイオン発生装置を提供することができる。

また、放電電極に対向配置された対向電極に正負イオンのうち一方のイオンを吸着保持するようにすれば、他方のイオンを優先的に拡散放出することができる。例えば、正イオンを吸着させ、負イオンを優先的に拡散放出するようにすれば、リフレッシュ効果の大きいイオン発生装置を提供することができる。

＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施形態を示すイオン発生装置の概略構成図、図２はおなじく放電電極への印加電圧波形図、図３は発生したイオンの搬送状態を説明するための説明図である。

本実施形態におけるイオン発生装置は、一方の面上に多数の放電電極１〜４が配置された電極基板５と、該放電電極１〜４を覆うように前記電極基板５上に設けられた誘電体６と、放電電極1〜４に高電圧を印加して放電電極間のコロナ放電によりイオン７，８を発生させるイオン発生用の電圧供給部と、進行波電界発生用の交番電圧供給部とを兼用する電圧供給部９とを備え、これらは、例えば、筒状の筐体（図示略）内に収容され、筐体内で発生して搬送されたイオンを筐体の開口（図示略）から自己拡散できるようになっている。

電極基板５は、例えば、板厚０．０１〜１ｍｍの樹脂やガラスからなるフレキシブル基板で構成され、その表面側に０．０１〜０．１ｍｍの薄膜状の多数の放電電極１〜４が所定間隔（０．０１〜１ｍｍ）で配列され、この放電電極１〜４を覆うように樹脂やガラスなどの誘電体６が電極基板上にコーティングされている。

電圧供給部９は、放電電極１〜４に発生する電位分布が一定の進行方向を持つ進行波状に時間的に変化する交番電圧（例えば、２００Ｖ、２ｋＨｚの交番電圧）を放電電極１〜４に印加するようになっている。

放電電極１〜４は電圧供給部９に接続されており、電圧供給部９からは互いに位相の異なった高圧の交番電圧が供給される。そうすると、放電電極１〜４間にコロナ放電が発生し、これにより空気中の微粒子が帯電してイオン化する。同時に放電電極１〜４間には進行波形の交番電界が発生し、これにより、発生したイオンが所定の方向に搬送される。つまり、放電電極１〜４は、発生したイオンを進行波方向に搬送する搬送電極となる。

さらに、詳述すると、放電電極１〜４に供給される交番電圧の位相は、図２に示すように、例えば、各９０度ずれている。この交番電圧により発生した交番電界中では、発生したイオンが各放電電極表面の交番電界に吸引され移動を開始する。

例えば、放電電極１〜４を４相の電圧で駆動する場合、各放電電極1〜４には４本毎に４種類いずれかの位相を有する交番電圧が印加される。図２にその電圧印加例を示し、図３に多数の放電電極の中で連続した６本の放電電極１〜４について、図２に示す時間Ｔ１〜Ｔ４における各放電電極の極性および搬送されるイオンの極性を示す。図３において、放電電極１〜４は、便宜上丸付き数字１〜４で表わす。

図３により説明すると、時間Ｔ１において放電電極１と放電電極２とはマイナス電圧（例えば−２００Ｖ）が印加され、放電電極３，４にはプラス電位（例えば＋２００Ｖ）が印加される。この高圧電圧の印加により、放電電極間にはコロナ放電が発生し、空気中にイオンが発生する。

イオンはプラスかマイナスかの極性となり、クーロン力により最も電気的に安定する放電電極１〜４に吸引されることになる。つまり、プラスに帯電したイオンは電位が最も低い放電電極１，２上に存在し、一方、マイナスに帯電したイオンは電極３，４上に存在する。

次に、図２に示すように、各放電電極１〜４に印加する電圧を所定の位相差で変化させると、時間Ｔ２において、放電電極１と放電電極４にプラス電位が印加され、放電電極２と放電電極３にはマイナスの電位が印加される。これにより、放電電極１上のプラスイオンはクーロン力により放電電極２に移動し、また、放電電極２上のプラスイオンは放電電極３に移動するか、あるいはそのままの位置に滞留する。

さらに、時間Ｔ３において各放電電極１〜４の電位を変化させ、放電電極１と放電電極２とをプラス電位に、放電電極３と放電電極４とをマイナス電位に印加すると、放電電極２上のプラスイオンはクーロン力により放電電極３に移動する。

さらに、時間Ｔ４において各放電電極１〜４の電位を変化させ、放電電極１と放電電極４とをマイナス電位に、放電電極２と放電電極３とをプラス電位に変化させると、放電電極３上のプラスイオンはクーロン力により放電電極４に移動することになる。

同様にマイナス帯電粒子についても時間Ｔ１からＴ４に変化させると、図３に示す方向に放電電極上を移動することになり、所定の方向に搬送されることになる。

このように、発生したイオンは進行波電界により一定方向に搬送され、図示しない筐体の開口などから大気中に自己拡散されることになる。

なお、放電電極１〜４に印加する電圧は、時間的変化による進行波を形成するものであれば、図２に示すパルス波形に限らず、三角波であってもよい。また、その電圧も２００Ｖに限らず、数十Ｖから数ＫＶの範囲で選択することができる。さらに、放電電極１〜４への電圧極性と印加タイミングを変化させることにより、プラスイオンとマイナスイオンとを夫々逆方向に搬送することも可能である。

＜第２の実施形態＞
図４は本発明の第２の実施形態を示すイオン発生装置の概略構成図である。図に示すように、本実施形態においては、第１の実施形態における放電電極１〜４の表面側に対向電極１０が対向して配置され、放電電極１〜４と対向電極１０との間にイオン搬送用空間１１が形成される。対向電極１０には前記一方の極性のイオンを吸着可能に電圧を供給する対向電極用の電圧供給部１２が設けられている。

対向電極１０は、多数の放電電極１〜４のすべて覆う平板状の電極であっても、あるいは対向する放電電極の形状に合せて多数本を配列した形態であってもよい。このような対向電極１０は、イオン発生装置の筐体内に放電電極と対向配置される。

対向電極用の電圧供給部１２には、一方の極性のイオンを吸着可能に電圧が供給される。例えば、対向電極１０にマイナスバイアスを供給したとき、対向電極１０は、マイナス極性となるため、放電電極１〜４に高圧の交番電圧を供給して発生したプラスイオンとマイナスイオンのうち、プラスイオンをクーロン力により吸引することになる。そのため、放電電極１〜４の交番電界中には、マイナスイオンが進行波電界により優先的に搬送され、放出されることになる。したがって、マイナスイオンを多く含む空気により、リフレッシュ効果が大きくなる。

このように、上記いずれの実施形態においても、進行波電界を利用して発生してイオンを大気中に拡散放出するようにしているので、従来のように空気流を利用して拡散放出する方式に比べてファンなどの送風手段が不要となり、低コストの自己拡散型のイオン発生装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態を示すイオン発生装置の概略構成図図１の放電電極への印加電圧波形図発生したイオンの搬送状態を説明するための説明図本発明の第２の実施形態を示すイオン発生装置の概略構成図

符号の説明

１〜４放電電極
５電極基板
６誘電体
７マイナスイオン
８プラスイオン
９電圧供給部
１０対向電極
１１イオン搬送用空間
１２対向電極用の電圧供給部

Claims

電極間に高電圧を印加してイオンを発生させるイオン発生部と、発生したイオンを放電電極間に印加する進行波電界により搬送するイオン搬送部とを備えたことを特徴とするイオン発生装置。
電極基板上に多数の放電電極が配列され、該放電電極に電圧を供給する電圧供給部が設けられ、該電圧供給部から供給された交番電圧により、前記放電電極間に放電を発生させてイオンを発生させると共に、放電領域に進行波電界を発生させ、発生したイオンを進行波電界により進行波方向に搬送することを特徴とするイオン発生装置。
放電電極に対向して配置された対向電極を備え、該対向電極に、発生したイオンのうち一方の極性のイオンを吸着可能に電圧を供給する対向電極用の電圧供給部が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載のイオン発生装置。