JP2006032055A - 除電器 - Google Patents

Abstract

【課題】水分や霧に起因する漏電をほぼ完全に防止できるエアーイオナイザ（除電器）を提供する。
【解決手段】本発明の除電器は、ハウジングと、該ハウジングの後端壁に配置された放電針と、該放電針と注入される圧縮空気を仕切るように該ハウジングの後端壁からハウジング内に突出するように設けられた圧縮空気注入管と、を有する。前記ハウジングは、空気が前記放電針に向かって流入するように形成された取り込み口を有し、かつ圧縮空気注入管の噴射口の前方に向かって狭まるように形成されてイオン化エアー吐出口が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、除電器（エアーイオナイザ）に関する。

従来のエア−イオナイザ（単に、除電器という場合もある）はイオンを作る放電針より上流またはほぼ横並びの位置に圧縮空気の吐出口があるため、圧縮空気の断熱膨張により発生する霧または元々圧縮空気に含まれている水分が、高電圧の印加されている放電針の絶縁支持体に降りかかり漏電が起きている。そのため新品でも僅か1日で故障するという場合も見受けられる。

本来、電気工学的に高電圧系統と水系統は厳しく隔離されなければならないが、現状は設計段階から同居させられており、必然的に漏電が発生している。解決策はひとえに乾燥空気を使うことと言う非現実的な条件が使用者に課せられているのが現実である。

図２は従来例の１つのエアーイオナイザを示す断面図である。図２において、エアーイオナイザ２０は、ハウジング２４を有し、ハウジング２４は前方が開放した放電室２４ａを形成している。ハウジング２４の後端壁には圧縮空気注入管２５が形成されており、この注入管２５を通して圧縮空気が注入される。また、ハウジング２４の後端壁には放電針２２が配置されている。放電針２２によって発生されたイオン２６は圧縮空気によって除電器の放電室２４ａから前方に噴射される。

圧縮空気の吐出ロ２５ａと放電針２２が同じところにあるので、圧縮空気に水分が含まれていれば、水分は放電針２２に付着して放電針の根元で漏電が起きる。また、圧縮空気に水分が含まれていなくても圧縮空気が噴射された瞬間に気圧が下がり、空気の断熱膨張を起こし、気温が下がり、霧２８が発生し放電針２２の根元に付着し漏電が発生する。

図３は従来例の他の１つのエアーイオナイザを示す断面図である。図３において、エアーイオナイザ３０は、２つのハウジング部材を組み合わせて作られたハウジング３４を有し、ハウジング３４は前方が開放した放電室３４ａを形成している。ハウジング３４の後端壁の端には圧縮空気注入管３５が形成されており、この注入管３５を通して圧縮空気が注入される。圧縮空気は注入管３５からハウジング内に形成された流路を通って放電室３４ａに導かれる。また、ハウジング３４の後端壁の中央部には、放電針３２が放電室３４ａに収められている。放電針３２によって発生されたイオン３６は圧縮空気によって除電器の放電室３４ａから前方に噴射される。

放電室３４ａに圧縮空気が吹き込まれとき、圧縮空気に水分が含まれていれば忽ち漏電が起きてしまう。もし水分が含まれていなくても、やはり圧縮空気が放電室内に放射されたとき、空気の断熱膨張が起こり、霧３８が発生し、漏電が起きる。

図４は、従来例のさらに他の１つのエアーイオナイザを示す断面図である。図４において、エアーイオナイザ４０は、ハウジング４４を有し、ハウジング４４は前方が開放した放電室４４ａを形成している。ハウジング４４の後端壁の端にはハウジング内に突出する圧縮空気注入管４５が形成されており、この注入管４５を通して圧縮空気が注入される。また、ハウジング４４の後端壁の他の端には、放電針４２が放電室４４ａに収められている。放電針４２によって発生されたイオン４６は圧縮空気によって除電器の放電室４４ａから前方に噴射される。さらに、ハウジング４４の側面の1箇所に外気の取り込み口４７が形成されている。

この取り込み口４７から取り込まれた外気はイオン４６を運ぶ機能を補助しているが、圧縮空気の噴射口（注入管４５の出口）４５ａと電極針４２が同居しているので、水分の回り込みや空気の断熱膨張で発生する霧４８の還流は避けられない。また放電針４２の前部が大きく開口し外気に通じているため放電室は負圧室ではなく、したがって、側面からの外気の吸入も弱く水分や霧の還流を防ぐ機能はない。

これら図２〜図４に示す従来例のエアーイオナイザでは、圧縮空気と高電圧の放電針が同居しているので、言い換えると、圧縮空気に含まれる水分や圧縮空気に伴って発生する霧が放電針に到達するような構造であるので、漏電が起きる。

上記問題点を考慮して、本出願人は、図５に示すような改良したエアーイオナイザを提案している。図５は本出願人の先願発明のエアーイオナイザを示す断面図である。図５において、エアーイオナイザ５０は、ハウジング５４を有し、ハウジング５４は前方が開放した放電室５４ａを形成している。ハウジング５４の後端壁の中央部にはハウジング内に突出する圧縮空気注入管５５が形成されており、この注入管５５を通して圧縮空気が注入される。また、ハウジング５４の後端壁の端には、放電針５２が放電室５４ａに収められている。放電針５２によって発生されたイオン５６は圧縮空気によって除電器の放電室５４ａから前方に噴射される。

図５のエアーイオナイザでは、放電針５２が圧縮空気と同居していないので、言い換えると、注入管５５の噴射口５５ａが放電針からかなり下流に配置されているので、水分や断熱膨張で発生する霧５８で漏電が起き難くなっている。ただし放電針がむき出しになっているので一部の霧が還流することも考えられ、漏電は起き難くなっているが完璧ではない。

したがって、本発明の目的は、水分や霧に起因する漏電をほぼ完全に防止できるエアーイオナイザ（除電器）を提供することにある。

前述の目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、該ハウジングの後端壁に配置された放電針と、該放電針と注入される圧縮空気を仕切るように該ハウジングの後端壁からハウジング内に突出するように設けられた圧縮空気注入管と、を有し、前記ハウジングは、空気が前記放電針に向かって流入するように形成された取り込み口を有し、かつ圧縮空気注入管の噴射口の前方に向かって狭まるように形成されてイオン化エアー吐出口が形成されている、ことを特徴とする。

本発明では、
（１）圧縮空気が放電針に掛からないので、例え圧縮空気に水分が含まれていても問題ない。
（２）圧縮空気が断熱膨張を起こして、霧が発生しても霧が外気の流入に逆らって放電針に到ることはない。
（３）外気は内部の負圧によって吸引されるだけで、圧縮、膨張を受けないため、断熱膨張は起きなく、したがって霧が発生することは無い。

これらのため、漏電は発生しない。したがって故障は無く、長寿命で信頼性の高い除電器を実現できる。

本発明の除電器は、ハウジングと、該ハウジングの後端壁に配置された放電針と、該放電針と注入される圧縮空気を仕切るように該ハウジングの後端壁からハウジング内に突出するように設けられた圧縮空気注入管と、を有する。前記ハウジングは、空気が前記放電針に向かって流入するように形成された取り込み口を有し、かつ圧縮空気注入管の噴射口の前方に向かって狭まるように形成されてイオン化エアー吐出口が形成されている。

図１は、本発明の実施例１のエアーイオナイザを示す断面図である。図１において、エアーイオナイザ１０は、ハウジング１４を有し、ハウジング１４は、前方が開放しているが負圧室の一部となる放電室１４ａを形成している。ハウジング４４の後端壁の中央部にはハウジング１４内に突出する圧縮空気注入管１５が形成されており、この注入管１５を通して圧縮空気が注入される。また、ハウジング１４の後端壁の端には、放電針１２が放電室１４ａに収められている。放電針１２によって発生されたイオン１６は圧縮空気によって除電器の放電室１４ａから前方に噴射される。また、ハウジング１４の側面に外気の取り込み口１７が形成されている。

図１のＡ−Ａ断面図に示すように、本実施例では、放電針１２としては、圧縮空気注入管１５を中心として対称に、＋のイオン１６ａを発生する放電針１２ａと−のイオン１６ｂを発生する放電針１２ｂが配置されている。２つの取り込み口１７のそれぞれは各放電針１２ａ、１２ｂに向かって空気を取り込み、取り込まれた空気はらせん状の流れとなって吐出口１８にイオンを運ぶ。このとき、＋のイオン１６ａと−のイオン１６ｂは良く混合され、均一なイオンが除電器から放射されることになる。

本発明の特徴ある構成として、ハウジング１４の前方壁は中央の前方開口に向かって収斂している。注入管１５の噴射口１５ａから噴射される圧縮空気はエゼクタ効果を生じ、噴射された圧縮空気の周囲の空気を圧縮空気の流れに引き込む。この結果、周囲空気の上流に位置する放電室は負圧室の一部となり、取り込み口１７から外気が取り込まれ、下流に向かって流れて、放電針１４によって発生されたイオンを下流に運び、注入管１５の噴射口１５ａから噴射される圧縮空気に引き込まれる。これによってイオン化エアー１９が形成され、ハウジング１４の前方のイオン化エアー１９の吐出口１８を通って前方に噴射される。

さらに、＋の放電針１２ａから発生した＋イオンと−の放電針１２ｂから発生した−イオンの間のイオンバランスを測定するイオンバランスセンサ１１が圧縮空気注入管１５の噴射口１５ａの周囲に設けられている。このイオンバランスセンサ１１により、イオンバランスを測定し、放電針１２ａ、１２ｂから発生するイオン間のバランスをとるように放電針に印加される電圧を制御する。

図６は、イオンバランスを制御する回路のブロック図である。図６において、イオンバランスセンサ１１から検出された＋又は−のイオン量がＯＰアンプ６２の例えば非反転端子（＋端子）に入力され、接地された反転端子（−端子）との比較されて差動増幅される。
その出力は変換器に入力されて変換され、電源と＋高圧発生源６６との間に設けられたポテンショメータ（可変減圧器）６５と、電源と−高圧発生源６８との間に設けられたポテンショメータ６７とを制御して、放電針１２ａ、１２ｂに印加される電圧を制御する。

以上の構造上の特徴を列挙すると下記のとおりとなる。
１）構造的に圧縮空気と放電針１２とを分離独立して、高電圧の系統と圧縮空気の系統が決して同居しない。言い換えると、圧縮空気と放電針１２は注入管によって仕切られている。
２）圧縮空気の噴射口１５ａとイオン化エアー１９の吐出口１８を別個に設け、この間に負圧室を設けた。
３）圧縮空気の吐出により負圧室が負圧になり周囲から空気を吸い込む。
４）周囲に空気の取り込み口１７を設け外気を取り込む。
５）この外気の流路に放電針１２を置き、コロナ放電させイオンを作る。
６）外気は圧縮されたり膨張されたりしないので、結露して露が発生することは無く、したがって、放電針１２から漏電が起きることもない。すなわち故障もしない。
７）作られたイオンは流路を流れる外気に乗り負圧室に流れ込む。
８）イオン１６は圧縮空気に吸い込まれ、勢い良くイオン化エアー１９としてイオン化エアー吐出口１８から外部に吐出される。

本発明の実施例の除電器の断面図である。 従来例の１つの除電器の断面図である。 従来例の他の１つの除電器の断面図である。 従来例のさらに他の１つの除電器の断面図である。 本出願人に先願の除電器の断面図である。 本発明で用いられるイオンバランスの制御を行う回路のブロック図である。

符号の説明

１０ 除電器
１１ イオンバランスセンサ
１２ 放電針
１４ ハウジング
１５ 圧縮空気注入管
１５ａ 注入管の噴射口
１６ イオン
１７ 空気取り込み口
１８ イオン化エアー吐出口
１９ イオン化エアー

Claims (8)

1. ハウジングと、
   該ハウジングの後端壁に配置された放電針と、
   該放電針と注入される圧縮空気を仕切るように該ハウジングの後端壁からハウジング内に突出するように設けられた圧縮空気注入管と、を有し、
   前記ハウジングは、空気が前記放電針に向かって流入するように形成された取り込み口を有し、かつ圧縮空気注入管の噴射口の前方に向かって狭まるように形成されてイオン化エアー吐出口が形成されている、
   ことを特徴とする除電器。
2. 請求項１記載の除電器において、圧縮空気が圧縮空気注入管の噴射口の前方に向かって噴射されるとき、前記圧縮空気注入管の噴射口とイオン化エアーの突出口との間の空間が負圧になることを特徴とする除電器。
3. 請求項２記載の除電器において、前記空間が負圧になると、放電針で発生されたイオンが空気取り込み口から取り込まれた空気によって前記負圧の空間に運ばれることを特徴とする除電器。
4. 請求項３記載の除電器において、前記空気取り込み口から取り込まれた空気がらせん状の流れになることを特徴とする除電器。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の除電器において、圧縮空気およびイオン化エアーが放電針に還流しないことを特徴とする除電器。
6. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の除電器において、放電針の前部に外部空気中への開口部がないことを特徴とする除電器。
7. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の除電器において、放電針が圧縮空気の噴射口より前方にないことすることを特徴とする除電器。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の除電器において、イオンバランスを測定する電極が圧縮空気注入管の噴射口の周囲に設けられていることを特徴とする除電器。