JP2006040873A - イオン発生装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 電極に印加された高電圧を変化することで、イオン発生装置の活用性を向上できるイオン発生装置を提供する。
【解決手段】 陽イオン発生電極および/または陰イオン発生電極を含み、高電圧を受けてイオンを発生するイオン発生部10と;前記イオン発生部10に高電圧を印加するための高電圧発生装置20と;前記イオン発生部10に印加された高電圧を変化する制御部24と;を含んでイオン発生装置を構成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、イオン発生装置に関するもので、詳しくは、陽イオン/陰イオンを発生する陽イオン/陰イオン発生素子を含むイオン発生部の電極に印加された高電圧を変化できるイオン発生装置に関するものである。
陰イオン発生装置は、空気浄化装置などの電気機器に備わることで、その陰イオン発生装置から発生した陰イオンを室内空間に供給している。しかしながら、陰イオン発生装置から生成された陰イオンのみでは細菌を殺菌するのに限界があるので、殺菌機能を強化するために、陽イオンおよび陰イオンを全て発生して殺菌するイオン発生装置が開発された。このイオン発生装置は、一対の陽電極/陰電極を備えたイオン発生部に高電圧を印加して陽イオン(例えば、水素イオン)および陰イオン(例えば0 -)などを発生する。
しかしながら、従来のイオン発生装置によると、製品の設計時、所定の高電圧を電極に印加するように設定した後には、電極に印加する高電圧を変化できないため、イオン発生装置から発生するイオンの種類や発生量を変えられなかった。よって、イオン発生装置の設置環境が変わり、イオンの発生量を新しく設定する必要があっても、これに適切に対応できないため、イオン発生装置の活用性が低下するという問題点があった。
本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので、電極に印加された高電圧を変化することで、イオン発生装置の活用性を向上できるイオン発生装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明は、陽イオン発生電極および/または陰イオン発生電極を含み、高電圧を受けてイオンを発生するイオン発生部と;前記イオン発生部に高電圧を印加するための高電圧発生装置と;前記イオン発生部に印加された高電圧を変化する制御部と;を含むことを特徴とする。
前記高電圧発生装置は、正弦波を発生する正弦波発生部を含み、前記制御部は、前記正弦波の周波数を設定するための周波数設定部、および前記正弦波のオン時間デューティーを設定するためのデューティー設定部のうち少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする。
前記高電圧の正弦波に対する周波数またはオン時間デューティーを使用者が設定するための入力部をさらに含み、前記制御部は、前記入力部を通した設定により高電圧の正弦波を変化することを特徴とする。
前記高電圧発生装置は、矩形波を発生する矩形波発生部を含み、前記制御部は、前記矩形波の周波数を設定するための周波数設定部、および前記矩形波のオン時間デューティーを設定するためのデューティー設定部のうち少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする。
前記高電圧の矩形波に対する周波数またはオン時間デューティーを使用者が設定するための入力部をさらに含み、前記制御部は、前記入力部を通した設定により高電圧の矩形波を変化することを特徴とする。
前記高電圧の正弦波または高電圧の矩形波に対応する情報およびイオン発生量の情報を貯蔵する貯蔵部をさらに含むことを特徴とする。
本発明によると、セラミックプレートの電極に印加する高電圧を変化することで、陽イオン発生部から発生するイオンの発生量を容易に変えられ、イオン発生装置の設置環境にかかわらず、便利に使用できるという効果がある。
図1および図2に示すように、本発明によるイオン発生装置は、支持台100の上面にイオンを発生するイオン発生部10を設置する。このイオン発生部10は、陽イオンを発生する陽イオン発生部11と、この陽イオン発生部11から所定距離離隔されて陰イオンを発生する陰イオン発生部12と、を含んでいる。
支持台100の上面には、陽イオン発生部11を設置するための陥没空間が設けられ、この空間に陽イオン発生部11を設置する。この陽イオン発生部11は、陽イオンを発生するための部分であり、陽イオン発生部11の内部上側には放電電極13が設けられ、内部中央には誘導電極14が設けられる。また、放電電極13および誘導電極14を除いた部分には、セラミックにより保護層を形成する。
陰イオン発生部12にマイナス高電圧が印加されると、陰イオン発生部12から電子が放出されるが、これら電子が空気中の酸素分子(O)と結合することでスーパーオキシド・アニオン(O -)を生成する。
放電電極13および誘導電極14にプラス高電圧が印加されると、図3に示すように、プラズマ放電により空気中の水分が電離され、陽イオン発生部11の周囲に水素イオンなどが発生する。
陽イオン発生部11にプラス高電圧(正弦波または矩形波)を印加するとともに、陰イオン発生部12にマイナス高電圧を印加する場合、陽イオン発生部11から水素イオンなどが発生し、陰イオン発生部12から電子およびスーパーオキシド・アニオンが発生する。陽イオン発生部11から発生した水素イオンは、陰イオン発生部12から放出された電子と反応して水素原子になる。
水素原子およびスーパーオキシド・アニオンが生成されてヒドロペルオキシ・ラジカル(O-O-H)を形成し、スーパーオキシド・アニオンの電子は、細菌の静電気により相殺される。また、ヒドロペルオキシ・ラジカルは、細菌の細胞膜構成成分である蛋白質から水素原子を奪って水を作る。また、水素原子を奪われた細胞膜の蛋白質分子が破壊され、細菌の細胞膜も破壊されて殺菌が行われる。
一方、陽イオン発生部11の放電電極13および誘導電極14に印加するプラス高電圧の周波数またはオン時間デューティー(on time duty)を可変することで、イオンの発生量を調節する。
陽イオン発生部11の電極に印加するプラス高電圧として正弦波を使用する場合、図4に示すように、所定の直流電源(直流12V)を供給する直流電源供給部21とイオン発生部10との間には、高電圧発生装置20が連結される。ここで、高電圧発生装置20は、正弦波発生部22および増幅部23を含む。
正弦波発生部22は、直流電源を所定周波数の正弦波電圧に変えて出力する。このとき、増幅部23は、正弦波電圧と同一の極性を用いて正弦波電圧を増幅し、高電圧発生装置20は、所定の高電圧(数kV)の増幅された正弦波信号を陽イオン発生部11に印加する。
また、増幅部23は、プラス直流電源の反対極性であるマイナス高電圧を用いてプラス直流電圧を増幅し、高電圧発生装置20は、増幅された電圧をイオン発生部10の陰イオン発生部12に印加する。
正弦波の周波数またはオン時間デューティーを設定するために、正弦波発生部22に制御部24を連結する。
制御部24は、正弦波の周波数を設定する周波数設定部25および正弦波のオン時間デューティーを設定するデューティー設定部26を含んでいる。
制御部24は、入力部27を通して設定する使用者の入力命令に応じて、高電圧発生装置20に正弦波周波数設定信号および/またはオン時間デューティー設定信号を出力する。このとき、制御部24は、使用者の入力命令に対応する正弦波の周波数またはオン時間デューティーに対する設定情報を貯蔵している貯蔵部28を検索し、この貯蔵部28から正弦波周波数設定情報またはオン時間デューティー設定情報を受け、正弦波の周波数およびオン時間デューティーを設定する。貯蔵部28には、水素イオンの発生量、正弦波の周波数またはオン時間デューティー対する情報などを貯蔵する。
使用者により入力部27を通してイオン発生量を設定した場合、制御部24は、設定したイオン発生量に対する周波数設定情報またはオン時間デューティー情報を貯蔵部28から受け、周波数設定部25およびデューティー設定部26のうち少なくともいずれか一つにより正弦波発生部22の正弦波電圧を変化する。例えば、図5Aのように、正弦波電圧の周波数を変化するか、図5Bのように、正弦波電圧の周波数およびオン時間デューティーを変化するか、図5Cのように、正弦波電圧のオン時間デューティーを変化する。
一方、陽イオン発生部11の電極に印加するプラス高電圧として矩形波を使用する場合、図6に示すように、所定の直流電源(直流12V)を供給する直流電源供給部31とイオン発生部10との間には、高電圧発生装置30が連結される。ここで、高電圧発生装置30は、矩形波発生部32および増幅部33を含んでいる。
矩形波発生部32は、直流電源を所定周波数の矩形波電圧に変えて出力する。このとき、増幅部33は、矩形波電圧と同一の極性を用いて矩形波電圧を増幅し、所定の高電圧(数kV)の増幅された矩形波信号を陽イオン発生部11に印加する。
また、増幅部33は、プラス直流電源の反対極性であるマイナス高電圧(数kV)を用いてプラス直流電圧を増幅し、その増幅された電圧を陰イオン発生部12に印加する。
矩形波の周波数またはオン時間デューティーを設定するために、矩形波発生部32に制御部34を連結する。
制御部34は、矩形波の周波数を設定する周波数設定部35および矩形波のオン時間デューティーを設定するデューティー設定部36を含んでいる。
制御部34は、入力部37を通して設定する使用者の入力命令に応じて、高電圧発生装置30に矩形波周波数設定信号および/またはオン時間デューティー設定信号を出力する。このとき、制御部34は、使用者の入力命令に対応する矩形波の周波数またはオン時間デューティーに対する設定情報を貯蔵している貯蔵部38を検索し、この貯蔵部38から矩形波周波数設定情報またはオン時間デューティー設定情報を受け、矩形波の周波数およびオン時間デューティーを設定する。貯蔵部38には、水素イオンの発生量、矩形波の周波数またはオン時間デューティーに対する情報などを貯蔵する。
使用者により入力部37を通してイオン発生量を設定した場合、制御部34は、設定したイオン発生量に対する周波数設定情報またはオン時間デューティー情報を貯蔵部38から受け、周波数設定部35およびデューティー設定部36のうち少なくともいずれか一つにより矩形波発生部32の矩形波電圧を変化する。例えば、図7Aのように、矩形波電圧の周波数を変化するか、図7Bのように、矩形波電圧のオン時間デューティーを変化する。
本実施形態では、陽イオン発生部に印加する正弦波または矩形波高電圧の周波数またはオン時間デューティーを変化することで、イオンの発生量を調節することができる。
本発明によるイオン発生装置を示した斜視図である。 図1のイオン発生装置を示した断面図である。 セラミックプレートから発生する水素イオンを示した図である。 本発明の第1実施形態によるイオン発生装置を示したブロック図である。 正弦波信号の周波数変化を示した図である。 正弦波信号の周波数およびデューティー変化を示した図である。 正弦波信号のデューティー変化を示した図である。 本発明の第2実施形態によるイオン発生装置を示したブロック図である。 矩形波信号の周波数変化を示した図である。 矩形波信号のデューティー変化を示した図である。
符号の説明
10 イオン発生部
11 陽イオン発生部
12 陰イオン発生部
13 放電電極
14 誘導電極
100 支持台

Claims (11)

  1. 陽イオン発生電極および/または陰イオン発生電極を含み、高電圧を受けてイオンを発生するイオン発生部と;
    前記イオン発生部に高電圧を印加するための高電圧発生装置と;
    前記イオン発生部に印加された高電圧を変化させる制御部と;
    を含むことを特徴とするイオン発生装置。
  2. 前記高電圧発生装置は、正弦波を発生する正弦波発生部を含み、前記制御部は、前記正弦波の周波数を設定するための周波数設定部、および前記正弦波のオン時間デューティーを設定するためのデューティー設定部のうち少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項1記載のイオン発生装置。
  3. 前記高電圧の正弦波に対する周波数またはオン時間デューティーを使用者が設定するための入力部をさらに含み、前記制御部は、前記入力部を通した設定により高電圧の正弦波を変化することを特徴とする請求項2記載のイオン発生装置。
  4. 前記高電圧発生装置は、矩形波を発生する矩形波発生部を含み、前記制御部は、前記矩形波の周波数を設定するための周波数設定部、および前記矩形波のオン時間デューティーを設定するためのデューティー設定部のうち少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項1記載のイオン発生装置。
  5. 前記高電圧の矩形波に対する周波数またはオン時間デューティーを使用者が設定するための入力部をさらに含み、前記制御部は、前記入力部を通した設定により高電圧の矩形波を変化することを特徴とする請求項4記載のイオン発生装置。
  6. 前記高電圧の正弦波に対応する情報およびイオン発生量に対応する情報を貯蔵するための貯蔵部をさらに含むことを特徴とする請求項2記載のイオン発生装置。
  7. 前記高電圧の矩形波に対応する情報およびイオン発生量に対応する情報を貯蔵するための貯蔵部をさらに含むことを特徴とする請求項4記載のイオン発生装置。
  8. 前記高電圧の正弦波に対する周波数またはオン時間デューティーを変化する場合、イオン発生量が調整されることを特徴とする請求項3記載のイオン発生装置。
  9. 前記高電圧の矩形波に対する周波数またはオン時間デューティーを変化する場合、イオン発生量が調整されることを特徴とする請求項5記載のイオン発生装置。
  10. 前記高電圧発生装置は、正弦波を増幅するための増幅部を含むことを特徴とする請求項2記載のイオン発生装置。
  11. 前記高電圧発生装置は、矩形波を増幅するための増幅部を含むことを特徴とする請求項4記載のイオン発生装置。
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