JP2006147445A

JP2006147445A - 放電素子ユニット並びに電気製品及び輸送機械

Info

Publication number: JP2006147445A
Application number: JP2004338492A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Okugawa; 圭介奥川
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2006-06-08

Abstract

【課題】放電電極と誘導電極間に電圧を印加して放電させる放電素子を有し、この放電素子の放電によって発生するイオンとオゾンを使い分けるようにした放電装置において、部品点数が少なく、コンパクトな構成で、電圧デューティ比が切り換えられる放電素子および装置を提供する。
【解決手段】放電電極と誘導電極間に電圧を印加して放電させる放電素子１と、その放電素子１に電圧を印加するための駆動回路７と、からなる放電素子ユニットにおいて、前記駆動回路７にデューティー比切替手段たる可変抵抗８ａを設け、該デューティー比切替手段によって放電素子１に印加する電圧のデューティー比を切り替えるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電電極と誘導電極間に電圧を印加して放電させる放電素子を有する放電素子ユニット並びに電気製品及び輸送機械に関する。

放電電極と誘導電極間に電圧を印加して放電させる放電素子を有し、この放電素子の放電によって発生するイオンとオゾンを使い分けるようにしたオゾン発生器がある（特許文献１参照。）。
特開２００４−１２３４３６号公報

上記従来のオゾン発生器は、印加電圧の高低を切り替えることによってイオンとオゾンを使い分けるようにしている。従って高低２種類の電圧を得るために２個のトランスを設けたり、サイダックやサイリスタ等のスイッチング素子を２個設ける必要があり、そのためコストが高く、しかも部品点数が多いからコンパクト化が難しい、などの問題があった。

請求項１に記載したように、放電電極と誘導電極間に電圧を印加して放電させる放電素子と、その放電素子に電圧を印加するための駆動回路と、からなる放電素子ユニットにおいて、前記駆動回路にデューティー比切替手段を設け、該デューティー比切替手段によって前記放電素子に印加する電圧のデューティー比を切り替えるようにした放電素子ユニットを提供する。なお、デューティー比とは、電圧印加のＯＮ−ＯＦＦ時間の比であり、一周期における［ＯＮ時間／（ＯＮ時間＋ＯＦＦ時間）］で表される。

また、請求項２に記載したように、前記デューティー比切替手段は、デューティー比約１７％を境にそれ以下とそれを超える値に切り替えるものである請求項１記載の放電素子ユニットを提供する。

また、請求項３，４に記載したように、前記放電素子ユニットを備えてなる電気製品又は輸送機械を提供する。

放電素子に印加する電圧のデューティー比を増加させると発生するオゾンやイオンも増加する。このときイオンはデューティー比の増加割合に比し急激に増加して緩やかな増加に転じる傾向を示すのに対し、オゾンはデューティー比の増加割合に比し緩やかな増加から急激な増加に転じる傾向を示す。このようなデューティー比の変化に対するイオンとオゾンの増加割合の違いにより、イオン発生器として利用可能なイオン濃度が得られ且つオゾンの発生量が人体に悪影響を与えない程僅かであるデューティー比のゾーンが存在する。よって駆動回路にデューティー比切替手段を設けて放電素子に印加する電圧のデューティー比を切り替えるようにすれば、一つの放電素子ユニットでイオン発生器とオゾン発生器の何れにも自由に使い分けることができる。なお、オゾンが消臭・殺菌作用を発揮するのに十分な発生量であるとき同時にイオンの濃度も高い値を示すが、イオンはオゾンの消臭・殺菌作用に影響を与えない。
また、前記デューティー比の切り替えは、パルス発振回路の抵抗値を変更するだけで簡単に行えるため、本発明の放電素子ユニットは、電圧切り替え方式の従来品に比べて部品コストが掛からず低コストであり、しかもコンパクト化が可能になる。

イオン発生器として利用可能なイオン濃度が得られ且つオゾンの発生量が人体に影響を与えない程少量であるデューティー比の値は請求項２に記載したように約１７％以下であり、従ってデューティー比切替手段によってデューティー比を約１７％以下とそれを超える値に切り替えればイオンとオゾンの的確な使い分けが可能である。

以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、図１は放電素子ユニットを示す回路図、図２（ａ）は放電素子の斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）を反転させた斜視図、図３は放電素子の分解斜視図である。

放電素子１は、図３に示したように誘電体（例えばアルミナ等のセラミック製）である素子基板２の一方の面に形成した放電電極３と、素子基板２の内部に形成した誘導電極４と、素子基板２の他面に形成した二つの端子５ａ，５ｂとを備えている。
前記素子基板２は二枚の基板２ａ，２ｂを圧着して一体にしたものであり、また、放電電極３と端子５ａ及び誘導電極４と端子５ｂは、導通孔６ａ，６ｂにタングステンやモリブデンを主原料とするメタライズインクを充填して電気的に導通させるようにしてある。また、放電電極３と誘導電極４は、例えばタングステンやモリブデンを主原料とするメタライズインクにより形成されている。

図３は、放電素子ユニットを示すもので、放電素子１に電圧を印加するための駆動回路７に放電素子１を接続してなる。駆動回路７は、パルス発信回路８とトランス９を有し、さらにパルス発信回路８はデューティー比切替手段たる可変抵抗８ａを備えている。この駆動回路７の端子１０，１０に直流電圧を印加すると、その直流電圧がパルス発信回路８により所定のデューティー比を持った高周波の電圧に変換され、その電圧がトランス９を介し高圧に変電されて放電素子１に印加されると、該放電素子１からイオンやオゾンが放出される。なお、駆動回路７の符号１１はレギュレータである。

しかして前記パルス発信回路８の可変抵抗８ａの抵抗値を高くすると前記電圧のデューティー比は大きくなり、逆に可変抵抗８ａの抵抗値を低くすると電圧のデューティー比は小さくなる。
デューティー比が約１７％以下のとき放電素子１からイオンとオゾンが同時に発生するが、この値でのオゾンの発生量は１ｍｇ／ｈ以下であり、人体に悪影響を与えない許容範囲の量である。一方、イオン濃度はイオン発生器として利用可能なレベルになっているため、デューティー比を約１７％以下に設定すればイオン発生器として利用できる。
一方、デューティー比が約１７％を超える値のときにも放電素子１からイオンとオゾンが同時に発生するが、この値でのオゾンの発生量は１ｍｇ／ｈを超える。従ってデューティー比の設定を約１７％を超える値にすればオゾン発生器として利用できる。

なお、上記放電素子ユニットは、駆動回路７を独立した部品として製造しそれを後述する電気製品や輸送機械に組み込む状態を例示したものであるが、電気製品等の回路の一部に駆動回路７を形成するようにしてももちろんよい。
また、パルス発信回路８の可変抵抗８ａに代えて抵抗値の異なる二つの抵抗をパルス発信回路８に並列的に接続すると共にイオンモードとオゾンモードを切り替える切替スイッチを設け、その切替スイッチによる選択に応じて二つの抵抗の何れかがパルス発信回路８に接続されるようにしてもよい。

以上の構成である放電素子ユニットは、電気製品に組み込んで該放電素子１からオゾン又はイオンを放出させるようにすることができる。そのような電気製品としては図示を省略するが例えばエアコンディショナ（略してエアコン）、加湿器、ファンヒーター、空気清浄機などがある。これらの電気製品は送風手段を備えているから、送風手段から送風口に至る経路の途中か又は送風口に放電素子１を取り付ければエアと一緒にイオン又はオゾンが放出される。なお、イオンとオゾンの切り替えは、例えば人のいる環境ではイオンを発生させてイオンリッチの室内環境を作り出し、人のいない環境でオゾンを発生させて室内の消臭・殺菌を行わせるようにする、という設定で行えばよい。
また、上記以外の電気製品としては図示を省略するが例えば衣類乾燥機、食器乾燥機、洗濯機、食器洗い機、掃除機などがある。これらの電気製品には主としてオゾンの消臭・殺菌作用を利用するが、例えば衣類乾燥機、食器乾燥機、食器洗い機、乾燥機能付き洗濯機などでは乾燥工程終了の前後にイオンを放出させて機内にイオンを充満させ、また、掃除機では掃除中に排気口からイオンを放出させ使用後に集塵室にオゾンを供給して消臭・殺菌を行わせるようにする、というようにすればよい。

また、本発明の放電素子ユニットは輸送機械である車両（自動車、電車等）、船舶、航空機に組み込んで室内にイオン又はオゾンを放出させるようにすることもできる。図示を省略するが例えば室内にエアを供給する経路の途中又は供給口に放電素子１を取り付けておけばよい。なお、イオンとオゾンの切り替えは、例えば人を輸送している環境ではイオンを発生させてイオンリッチの室内環境を作り出し、人の輸送を終えた後、オゾンを発生させて室内の消臭・殺菌を行わせる、という設定で行うようにすればよい。

上記構成の放電素子ユニットを製造し、電圧約５ｋＶ、周波数約１００ｋＨｚに設定し、可変抵抗８ａの値を４段階に調節してデューティー比を変更し、夫々のデューティー比についてオゾンの発生量とイオン濃度を測定した。その結果を表１に示す。

上記の結果によれば、デューティー比１７％以下のときオゾンの発生量が１ｍｇ／ｈ以下であり、一方、その状態でイオン発生器として利用可能なイオン濃度が得られていることが確認できる。また、デューティー比１７％を超えるとオゾンの発生量がオゾン発生器として利用可能な１ｍｇ／ｈを超えることが容易に推測できる。従ってデューティー比１７％を境にそれ以下にするとイオン発生器として利用でき、それを超えるデューティー比にするとオゾン発生器として利用できることが確認された。

放電素子ユニットを示す回路図である。（ａ）は放電素子の斜視図、（ｂ）は（ａ）を反転させた斜視図である。放電素子の分解斜視図である。

符号の説明

１ …放電素子
３ …放電電極
４ …誘導電極
７ …駆動回路
８ａ…可変抵抗（デューティー比切替手段）

Claims

放電電極と誘導電極間に電圧を印加して放電させる放電素子と、その放電素子に電圧を印加するための駆動回路と、からなる放電素子ユニットにおいて、
前記駆動回路にデューティー比切替手段を設け、該デューティー比切替手段によって前記放電素子に印加する電圧のデューティー比を切り替えるようにしたことを特徴とする放電素子ユニット。
前記デューティー比切替手段は、デューティー比約１７％を境にそれ以下とそれを超える値に切り替えるものであることを特徴とする請求項１記載の放電素子ユニット。
請求項１又は２記載の放電素子ユニットを備えてなることを特徴とする電気製品。
請求項１又は２記載の放電素子ユニットを備えてなることを特徴とする輸送機械。