JP2008084789A - Static charge eliminator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、除電装置に関し、詳しくは、プラスチック加工・成型、印刷、半導体デバイス製造、液晶パネル製造などの生産工程やガソリンスタンド等の静電気が発生するあらゆる環境において静電気の除去を行う除電装置であって、広範囲な空間に存在する帯電体の除電と、静電気の発生を防止する加湿とを同時に行える装置に関する。 The present invention relates to a static eliminator, and more particularly to a static eliminator that eliminates static electricity in all processes where static electricity is generated, such as production processes such as plastic processing / molding, printing, semiconductor device manufacturing, liquid crystal panel manufacturing, and gas station. In particular, the present invention relates to a device capable of simultaneously removing static electricity from a charged body existing in a wide space and humidifying to prevent generation of static electricity.
従来より、プラスチック加工・成型、印刷、半導体デバイス製造、液晶パネル製造などの工程において静電気が発生し、この静電気による影響が製品の不良率の増加、生産に要する時間の増加、製品の品質の低下、作業員の意欲減退などの様々な障害となって現れているため、帯電した物体の除電を行うための除電装置(イオナイザ)が広範囲の産業分野で利用されている。 Conventionally, static electricity has been generated in processes such as plastic processing / molding, printing, semiconductor device manufacturing, and liquid crystal panel manufacturing. The effects of this static electricity increase the defect rate of products, increase the time required for production, and reduce the quality of products. Since it appears as various obstacles such as a decrease in the motivation of workers, a static eliminator (ionizer) for neutralizing a charged object is used in a wide range of industrial fields.
上記除電装置として、本出願人は先に特開2005−78980号公報(特許文献1)において、離れた帯電体に対して確実に除電が行える除電装置を提供している。
該除電装置は図10に示すように、水を微粒化させて帯電体2にむけて噴霧するノズル1と、該ノズル1から噴霧された水滴を帯電させるコロナ放電器3とを備え、該コロナ放電器3は針状等の放電電極3Aと、該放電電極3Aと対向配置するリング状等の対向電極3Bとからなり、放電電極3Aと対向電極3Bとの間のコロナ放電によりノズル1から噴射される微粒水滴を帯電微粒水滴とし、該帯電微粒水滴の蒸発に伴い生成されるイオンで帯電体2の電荷を中和して除電できる構成としている。
As the above-mentioned static eliminator, the present applicant has previously provided a static eliminator capable of surely eliminating static electricity from a separated charged body in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-78980 (Patent Document 1).
As shown in FIG. 10, the static eliminator includes a
前記特許文献1の除電装置では、帯電体に向けて噴霧する帯電微粒水滴がイオンに比べて、質量が大きくモビリティが遥かに低いため、電界による飛散・再結合が生じにくく、イオン密度を減衰させることなく、少ない損失で帯電体まで搬送することができる。この噴霧された帯電微粒水滴は、空気流により蒸発地点まで高密度のまま搬送され、蒸発に伴ってイオン(小イオンおよび大イオン)となって、近辺に存在する帯電体を濡らすことなく除電することができる。したがって、除電装置の近傍だけでなく離れた帯電体に対しても密度の高いイオンを到達させることができ、広い範囲の空間にわたって帯電体を除電することができる。
In the static eliminator of
前記特許文献1の除電装置は、前記した利点を有するが、針状の放電電極とリング状の対向電極との間のコロナ放電を発生させて、微粒水滴を帯電微粒水滴としているため、針状電極およびリング電極と、これら電極と接続するリード線が必要となり、部品点数が多く、構成が複雑となる点で改良の余地がある。
さらに、針状の放電電極と接触した微粒水滴が粗大水滴となりやすく、よって、該粗大水滴を捕集するトラップ等を設ける必要があると共に、比較的高電圧を必要とする等、改良の余地がある。
The static eliminator of
Furthermore, the fine water droplets in contact with the needle-like discharge electrode are likely to be coarse water droplets. Therefore, it is necessary to provide a trap or the like for collecting the coarse water droplets, and there is room for improvement such as requiring a relatively high voltage. is there.
本発明は、前記した点に鑑みてなされたもので、離れた位置の帯電体に対して確実に除電が行えると共に、静電気の発生を抑制する加湿も行える除電装置において、構成を簡単とすると共に、粗大水滴の発生を抑制し、かつ、比較的低い電圧で作動できる除電装置を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above points, and in a static eliminator that can reliably perform static elimination on a charged body at a remote location and can also humidify to suppress the generation of static electricity, the configuration is simplified. An object of the present invention is to provide a static eliminator capable of suppressing the generation of coarse water droplets and operating at a relatively low voltage.
前記課題を解決するため、本発明は、
水を微粒化させて帯電体に向けて噴霧するノズルと、
前記ノズルから噴霧する水をアース接続する手段と、
前記ノズルと帯電体の間に配置されると共に、電源に接続された導電性材からなる電極を備え、
前記ノズルから噴霧される微粒水滴に、前記電極通過時に、前記電極の極性と逆極性に誘導帯電させた前記微粒水滴の蒸発に伴い生成されるイオンで、前記帯電体の電荷を中和して除電できる構成としていることを特徴とする除電装置を提供している。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
A nozzle that atomizes water and sprays it toward the charged body,
Means for grounding water sprayed from the nozzle;
The electrode is disposed between the nozzle and the charged body, and includes an electrode made of a conductive material connected to a power source.
When the fine water droplets sprayed from the nozzle pass through the electrode, the charge of the charged body is neutralized with ions generated along with the evaporation of the fine water droplets that are induced and charged in the opposite polarity to the polarity of the electrode. There is provided a static eliminator characterized by having a configuration capable of eliminating static.
前記電源に接続された電極として、リング状の電極(以下、リング電極と略称する)を用い、該リング電極内に前記ノズルから噴霧される微粒水滴を通過させていることが好ましい。
なお、リング電極に限定されず、前記微粒水滴に誘導帯電を発生させる位置に電極を配置すればよく、例えば、平板状の電極を上下対向させて配置させてもよく、さらに、上下、左右に夫々電極を配置してもよい。
It is preferable that a ring-shaped electrode (hereinafter abbreviated as a ring electrode) is used as an electrode connected to the power source, and fine water droplets sprayed from the nozzle are passed through the ring electrode.
The electrode is not limited to the ring electrode, and the electrode may be disposed at a position where the fine water droplets generate induction charging. For example, the plate-shaped electrodes may be disposed so as to face each other, and further, vertically and horizontally. You may arrange | position an electrode, respectively.
前記水をアース接続する手段として、下記の(1)(2)(3)等が挙げられ、ノズルより噴射する水をアース接続できる構成であればよい。
(1)前記ノズルを導電性金属材で形成すると共に該ノズルをアース接続;
(2)前記ノズルを絶縁樹脂材で形成すると共に配水管又は貯水槽を導電性金属で形成してアース接続;
(3)水中にアース接続した電極を入れる。
Examples of means for grounding the water include the following (1), (2), and (3), and any configuration that can ground the water sprayed from the nozzles is acceptable.
(1) The nozzle is formed of a conductive metal material and the nozzle is grounded;
(2) The nozzle is formed of an insulating resin material, and the water pipe or the water storage tank is formed of a conductive metal and connected to the ground;
(3) Put the grounded electrode in water.
前記電極は直流電源、交流電源またはパルス電源に接続している。
前記のように、ノズルから噴射される微粒水滴は電極を通過するときに電極に印加された電圧に対して逆極性に誘導帯電され、よって、電極が直流電源のプラス側に接続された場合にはマイナス側に帯電され、マイナス側に帯電されたイオンを生成することができる。プラス側とマイナス側にパルスを発生するパルス電源や交流電源を用いた場合には、正負両極性のイオンを交互に発生させることができる。
The electrodes are connected to a DC power supply, an AC power supply, or a pulse power supply.
As described above, the fine water droplets ejected from the nozzle are inductively charged in the opposite polarity to the voltage applied to the electrode when passing through the electrode, and thus when the electrode is connected to the positive side of the DC power source. Can be charged negatively and produce negatively charged ions. When a pulse power source or an AC power source that generates pulses on the plus side and the minus side is used, positive and negative ions can be generated alternately.
このように、本発明の除電装置は誘導帯電方式としているため、特許文献1のコロナ帯電方式と比較して、ノズルの噴射側に電極を設けるだけでよく、リング電極と針状電極を対向配置する必要があるコロナ帯電方式よりも構造を簡単にすることができる。また、コロナ帯電方式と比較して低い印加電圧でよく、さらに、ノズルから噴霧される水滴が電極に直接衝突しない構造とすることができる。
As described above, since the static eliminator of the present invention employs the induction charging method, it is only necessary to provide an electrode on the ejection side of the nozzle as compared with the corona charging method disclosed in
また、本発明の誘導帯電方式の場合も、特許文献1のコロナ帯電方式の場合と同様に、帯電微粒水滴はイオンのみに比べて質量が大きくモビリティが遥かに低いため、電界による飛散・再結合が生じにくく、イオン密度を減衰させることなく少ない損失で帯電体まで搬送することができる。この噴霧された帯電微粒水滴は、空気流により蒸発地点まで高密度のまま搬送され、蒸発に伴ってイオン(小イオンおよび大イオン)となって、近辺に存在する帯電体を濡らすことなく除電することができる。したがって、除電装置の近傍だけでなく離れた位置の帯電体に対しても密度の高いイオンを到達させることができ、広い範囲の空間にわたって帯電体を除電することが可能となる。
Also, in the case of the induction charging method of the present invention, similarly to the case of the corona charging method of
特に、帯電微粒水滴の蒸発で生成されるイオンは、放電で発生するイオンよりモビリティーの低い成分が多く存在する。そのため蒸発地点の近辺だけでなく、それより遠方の地点でも高いイオン密度が得られる。これは水滴が蒸発した後も、水のクラスターがイオン化し、イオンに水の分子が付着していることより、イオンの動きが悪くなり、気中へのイオンの拡散が抑制されることによる。その結果、従来のコロナ放電式イオナイザと比較して離れた地点での除電能力を格段に高めることができる。
また、ノズルにより水を微粒化して噴霧しているので、帯電体を所要湿度に加湿でき、この加湿効果により静電気の発生を抑制することもできる。
In particular, ions generated by evaporation of charged fine water droplets have many components having lower mobility than ions generated by discharge. Therefore, a high ion density can be obtained not only in the vicinity of the evaporation point but also in a point farther than that. This is because even after the water droplets evaporate, the water clusters are ionized and water molecules are attached to the ions, so that the movement of the ions becomes worse and the diffusion of the ions into the air is suppressed. As a result, it is possible to remarkably enhance the charge removal capability at a distant point as compared with the conventional corona discharge ionizer.
Further, since the water is atomized and sprayed by the nozzle, the charged body can be humidified to the required humidity, and the generation of static electricity can be suppressed by this humidification effect.
前記ノズルの噴射口から電極との距離はノズルからの噴霧量、噴霧角度等に応じて適宜に設定されるが、ノズルの噴射口から30mm以内の位置にしていることが好ましい。前記30mm以内であれば、ノズルの噴射口に取り付けて0mmとしても良い。 The distance from the nozzle nozzle to the electrode is appropriately set according to the amount of spray from the nozzle, the spray angle, and the like, but is preferably within 30 mm from the nozzle nozzle. If it is within 30 mm, it may be set to 0 mm by being attached to the nozzle nozzle.
本発明の除電装置では、ノズルの噴霧量を制御する噴霧制御手段と、
前記帯電体の表面の電位レベルを計測する表面電位計と、
該電位計に接続して前記帯電体の電位レベルに応じて前記噴霧制御手段を制御し、前記帯電体に到達するイオン量あるいは/およびイオンバランスをコントロールするイオン制御装置を備えていることが好ましい。
In the static eliminator of the present invention, spray control means for controlling the spray amount of the nozzle,
A surface potentiometer for measuring the potential level of the surface of the charged body;
It is preferable to include an ion control device that is connected to the electrometer and controls the spray control means according to the potential level of the charged body to control the amount of ions and / or the ion balance reaching the charged body. .
前記構成とすると、表面電位計により帯電体表面の電位レベルを常に監視し、該電位レベルに応じて電極への印加電圧を制御して、発生するイオン量を増減させたり、噴霧制御手段を制御して噴霧される水滴量を増減させることにより、帯電体の電位レベルをリアルタイムにフィードバックしてイオンの過供給などを防止し、あるいは/およびイオンバランスを適正として、帯電体の静電気を最適に中和することができる。 With the above structure, the surface potential meter constantly monitors the potential level of the charged body, and the voltage applied to the electrodes is controlled according to the potential level to increase or decrease the amount of ions generated, or to control the spray control means. By increasing or decreasing the amount of water droplets sprayed, the potential level of the charged body is fed back in real time to prevent excessive supply of ions, etc. Can be summed.
本発明では、電極を通過させた帯電微粒水滴は帯電体に到達するまでに衝突する部材がないため、粗大水滴は発生しない。その結果、粗大水滴を捕集するトラップ等を設ける必要はない。
なお、微粒水滴が電極を通過する時、電極と接触する微粒水滴は粗大化する場合もあるが、ノズルの噴霧方向にダクトを配置し、該ダクト内に電極を配置すると、電極と接触して粗大化した水滴をダクト内面に付着させることができる。かつ、ノズルからの噴霧をダクト内に通すことで、噴霧の流れ方向を規制して、対象とする帯電体に向けて効率よく噴霧できる。
In the present invention, the charged fine water droplets that have passed through the electrode have no members that collide before reaching the charged body, and thus no coarse water droplets are generated. As a result, there is no need to provide a trap or the like for collecting coarse water droplets.
When fine water droplets pass through the electrode, the fine water droplets that come into contact with the electrode may become coarse, but if a duct is arranged in the spraying direction of the nozzle and the electrode is arranged in the duct, the fine water droplet will come into contact with the electrode. Roughened water droplets can be attached to the inner surface of the duct. Moreover, by allowing the spray from the nozzle to pass through the duct, the flow direction of the spray is regulated, and the spray can be efficiently sprayed toward the target charged body.
前記ノズルは水と空気とを混合噴霧する二流体ノズルあるいは水を噴霧する一流体ノズルのいずれでも良く、これらノズルとしては噴霧粒径が1μm以上100μm以下の微粒噴霧用ノズルが好適に用いられる。
噴霧の微粒化を図るためには、一流体ノズルよりも二流体ノズルが好適に用いられる。
噴霧粒径を1μm以上100μm以下とするノズルとしては、ノズル内部で流体を回転、衝突させて複数回の微粒化を図ると共に、噴射口を対向させて外部衝突混合させるタイプのノズル、例えば、本出願人が提供した特開昭62−289257号に記載の超微霧噴射ノズル等が好適に用いられる。なお、超音波霧化法で微粒化してもよい。
The nozzle may be either a two-fluid nozzle that mixes and sprays water and air or a one-fluid nozzle that sprays water. As these nozzles, nozzles for spraying fine particles having a spray particle size of 1 μm to 100 μm are preferably used.
In order to atomize the spray, a two-fluid nozzle is preferably used rather than a one-fluid nozzle.
As a nozzle having a spray particle size of 1 μm or more and 100 μm or less, a fluid is rotated and collided inside the nozzle to achieve a plurality of atomizations, and the nozzle is opposed to and mixed by external collision, for example, An ultra-fine spray nozzle described in JP-A-62-289257 provided by the applicant is preferably used. In addition, you may atomize by the ultrasonic atomization method.
前記ノズルとして、水と圧搾空気との混合流体を噴霧する二流体ノズルで、平均粒径が1μm以上10μm以下のドライフォグノズルを用いることが好ましい。
該ドライフォグノズルでは噴霧粒径が上記のように超微粒であるため、帯電体の除電を行う際に帯電体を濡らすことを確実に防止できる。
As the nozzle, it is preferable to use a dry fog nozzle having a mean particle diameter of 1 μm or more and 10 μm or less, which is a two-fluid nozzle that sprays a mixed fluid of water and compressed air.
Since the spray particle diameter of the dry fog nozzle is ultrafine as described above, it is possible to reliably prevent the charged body from getting wet when the charged body is neutralized.
前記ノズルとして加湿器に取り付けられるノズルを用い、言わば、除電機能付きの加湿器としてもよい。其の場合、加湿器の噴射口に近接した位置に前記電極を配置している。 雰囲気中の湿度調節のために従来より加湿器は取り付けられている場合が多い。この加湿器を利用し、除電機能を持たせると、本発明の除電装置における目的の1つである加湿機能を十分に発揮させることができる。かつ、加湿器と除電装置の両方を設置する必要がなくなり、設備費用のコスト低下、空間の有効利用を図ることができる。
上記二流体ノズルを取り付けた加湿器としては、本出願人が提供した特許第2843970号、第2843971号、第2633753号の加湿器が好適に用いられる。
A nozzle attached to a humidifier may be used as the nozzle, which may be a humidifier with a charge eliminating function. In that case, the said electrode is arrange | positioned in the position close | similar to the injection port of a humidifier. Humidifiers are often attached to adjust the humidity in the atmosphere. If this humidifier is used to provide a static elimination function, the humidification function, which is one of the purposes of the static elimination apparatus of the present invention, can be sufficiently exhibited. And it becomes unnecessary to install both a humidifier and a static elimination apparatus, and it can aim at the cost reduction of an installation expense and effective use of space.
As the humidifier to which the two-fluid nozzle is attached, the humidifiers of Patent Nos. 2844370, 2843971 and 2633753 provided by the present applicant are preferably used.
加湿器のハウジングから90度間隔をあけて4つのノズルを取り付けている場合、各ノズルの回りにダクトを夫々突設し、あるいは4つのノズルをすべて囲む全周方向のダクトを取り付け、該ダクト内で各ノズルの噴射方向前方に前記電極を配置している。
該構成とすると、1つの加湿器から全周方向に帯電水滴を噴霧でき広範囲に配置された帯電体の除電を行えると共に、当該範囲の空気を所要の湿度に保持することができる。
また、前記ダクトを設けずに、加湿器のハウジングと連結した支持材上に前記電極を取り付けた構成としてもよい。
When four nozzles are mounted 90 degrees apart from the humidifier housing, a duct is provided around each nozzle, or an all-around duct that surrounds all four nozzles is mounted, The electrodes are arranged in front of the ejection direction of each nozzle.
With this configuration, charged water droplets can be sprayed from one humidifier in the entire circumferential direction, and the charged bodies arranged in a wide range can be neutralized, and the air in the range can be maintained at a required humidity.
Moreover, it is good also as a structure which attached the said electrode on the support material connected with the housing of the humidifier, without providing the said duct.
使用するノズルは、噴射口からの噴霧飛距離が1メートル以上5メートル以下とすることが好ましい。
ノズルからの噴霧飛距離(水滴が蒸発する距離)は長い程、離れた位置の帯電体の除電が出来るため、1メートル以上は必要である。一方、噴霧飛距離はノズルに供給される流体圧を高圧とすると、ある程度伸ばすことができるが、噴霧を微粒化するために蒸発しやすくなり、5メートル以上とすることは実際上困難であることによる。
As for the nozzle to be used, it is preferable that the spray flight distance from the injection port is 1 meter or more and 5 meters or less.
The longer the spray flying distance from the nozzle (the distance at which the water droplets evaporate), the more the charged body at a distant position can be neutralized, so one meter or more is necessary. On the other hand, if the fluid pressure supplied to the nozzle is high, the spray flight distance can be extended to some extent, but it is easy to evaporate to atomize the spray, and it is practically difficult to set it to 5 meters or more. by.
前記ノズルの上流に送風ファン等の送風機器を配置し、該ノズルより噴霧された水滴を搬送する気流を生成させると、水滴の飛距離を10メートルまで伸ばすことができる。
このようにノズルによる噴霧力に加え、前記送風機器により生成された気流によっても帯電微粒水滴を搬送でき、イオンを遠方の帯電体にまで速やかに届かせることができる。
When a blower device such as a blower fan is disposed upstream of the nozzle and an air flow that transports water droplets sprayed from the nozzle is generated, the flight distance of the water droplets can be extended to 10 meters.
Thus, in addition to the spraying force by the nozzle, the charged fine water droplets can be transported also by the air flow generated by the blower device, and the ions can be quickly delivered to the charged body in the distance.
以上の説明より明らかなように、本発明の除電装置では、アースしたノズルから水を噴射し、電極に印加した電圧に対して逆極性に誘導帯電させた水滴としているため、イオン密度の減衰を抑えることができる。その結果、除電装置から離れた地点へ高密度のイオンを供給でき、広い範囲に存在する帯電体の除電を行うことができる。また、帯電微粒水滴の到達領域が限定されるように噴霧すれば、除電装置から離れた位置でありながら特定の領域の帯電体を除電することができる。さらに、イオンを空中から散布しているため凹凸のある帯電体でも均一に除電することができる。
また、ノズルから水滴を噴霧することによる加湿機能により静電気発生の予防効果があると共に、水滴の蒸発による冷却効果も期待できる。さらに、気流を発生する送風ファンなどを併用することによって、さらに遠方の帯電体を除電することもできる。
As is clear from the above description, in the static eliminator of the present invention, water is ejected from a grounded nozzle to form water droplets that are induction-charged with a reverse polarity with respect to the voltage applied to the electrodes. Can be suppressed. As a result, high-density ions can be supplied to a point away from the static eliminator, and the charge bodies existing in a wide range can be neutralized. Moreover, if spraying is performed so that the arrival area of the charged fine water droplets is limited, the charged body in a specific area can be discharged while being away from the charge removal apparatus. Furthermore, since ions are scattered from the air, even a charged body with unevenness can be uniformly discharged.
In addition, the humidifying function by spraying water droplets from the nozzle has an effect of preventing the generation of static electricity, and a cooling effect by evaporation of the water droplets can also be expected. Further, by using a blower fan or the like that generates an air current, it is also possible to remove static electricity from a farther charged body.
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1乃至図3は第1実施形態の除電装置10の概略図を示す。
ノズル11として平均粒径1μm〜10μmの微粒水滴を噴霧すると共にその噴霧された水滴30が全て大気中で蒸発する所謂ドライフォグノズルを用いている。
ノズル11は圧搾空気と水との混合流体を噴射する二流体ノズルからなる。該ノズル11には、気体供給管19を介して接続されたエアコンプレッサー17から圧搾空気が供給されると共に、水供給管20を介して接続された水供給装置18から水が供給される。
本実施形態のノズル11は、噴霧量が0.5リットル/H以上5リットル/H以下としている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 are schematic views of a
A so-called dry fog nozzle that sprays fine water droplets having an average particle diameter of 1 μm to 10 μm and evaporates all the sprayed
The
The
前記ノズル11は導電性金属材から形成し、該ノズル11に導線100を接続し、該導線をアース接続し、該ノズル11内を通過する水をアース接続する構成としている。
ノズル11は絶縁材料からなる直管状のダクト36内に配置し、該ダクト36をノズル11の噴射口11aから噴霧方向に延在させて、帯電体28側に向けて配置している。前記帯電体28はノズル11から3m以内に配置している。前記ダクト36は帯電体28へ噴霧をガイドするだけでよく、帯電体28まで延在させる必要はない。
The
The
さらに、ノズル11の後方、即ち、噴射方向と反対側には送風ファン22を設置して、ノズル11からダクト36へ噴霧される噴霧の流速を増加させている。
Further, a
前記ダクト36内には、ノズル11の噴射口11aから噴霧方向に0mm〜30mmの範囲内にリング電極21を配置し、該リング電極21を導線101を介して直流、交流またはパルス式の高圧電源24と接続している。該高圧電源24として本実施形態では直流電源を用い、1KV〜3KVの電圧を印加可能としている。
前記リング電極21は本実施形態では、内径50mm、外径50mm、リング厚みを10mmとしている。
In the
In the present embodiment, the
なお、リング電極21に交流高電圧を印加する場合は、周期的に正負のイオンが発生し、帯電体28の帯電極性に応じて逆極性のイオンが帯電体28の電荷を中和する。即ち、帯電体28は初期電荷に対して逆極性に帯電されることはない。
但し、交流高電圧を印加する場合はイオンの発生が周期的となるため、同じ印加電圧であれば直流高電圧を印加する場合より除電能力は低下する。
When an alternating high voltage is applied to the
However, since the generation of ions becomes periodic when an AC high voltage is applied, the static elimination capability is lower than when a DC high voltage is applied when the same applied voltage is applied.
ドライフォグノズルからなる前記ノズル11は図2に示す構成からなる。該ノズル11はノズル本体12の先端に一対のノズル頭部13、14を傾斜させて対向配置し、これらノズル頭部13、14の噴射孔15、16から噴射されるミストを衝突混合させて液滴を超微粒化させている。ノズル本体12にはノズル頭部13、14に圧搾空気および水を導入するための導気路42および導液路41を形成している。ノズル頭部13、14の内部にはノズルチップ46を収納してプラグ43により固定して、ノズルチップ46の先端をノズル頭部13、14より突出して噴射孔15、16を構成している。
導液路41を通る水はプラグ43の中心穴45およびノズルチップ46の液孔47を流通する一方、導気路42を通る圧搾空気はノズルチップ46の外周の空気噴出路48を流通し、図3に示すように、噴射孔15、16より混合噴霧されたミストがノズル外部でさらに衝突混合されて微粒化し、物体の表面を濡らさない平均粒径が10μm未満の超微霧を発生する。
The
The water passing through the
さらに、本実施形態の除電装置は、前記水供給管20に介設された噴霧制御手段23と、帯電体28の電位レベルを非接触で計測する非接触表面電位計26と、非接触表面電位計26に接続されると共に高圧電源24および噴霧制御手段23に接続されるイオン制御装置25を備えている。
Furthermore, the static eliminator of this embodiment includes a spray control means 23 provided in the
イオン制御装置25は、非接触表面電位計26で計測された帯電体28の表面の電位レベルを受信し、帯電体28へのイオン32の供給量が過多であると判断した場合には、高圧電源24よりリング電極21に印加される電圧を下げ、あるいは/および、噴霧制御手段23でノズル11より噴霧される水滴の量を減らしてイオン32供給量を低減させる。一方、帯電体28へのイオン32の供給量が少ないと判断した場合には、高圧電源24よりリング電極21に印加される電圧を上げ、あるいは/および、噴霧制御手段23でノズル11より噴霧される水滴の量を増大させてイオン供給量を増大させている。
なお、電源電圧が交流あるいはパルスである場合は、交流の正負のピーク電圧あるいはデユーテイー比を制御することにより、イオン量および正負のイオンバランスを制御し、帯電体の残留電荷を最小としている。
When the
When the power supply voltage is an alternating current or a pulse, the amount of ions and the positive / negative ion balance are controlled by controlling the positive / negative peak voltage or duty ratio of the alternating current to minimize the residual charge of the charged body.
次に、除電装置10の動作について説明する。
ノズル11には、エアコンプレッサー17から気体供給管19を介して圧搾空気が供給されると共に、水供給装置18から水供給管20を介して水が供給されることにより、対向する噴射孔15、16から噴射されるミストが衝突拡散されて、平均粒径1μm〜100μmの超微粒化された微粒水滴30がダクト36内を下流側に浮動していく。其の際、送風ファン22からの送風により微粒水滴30はより高速にダクト36内を流れる。
Next, the operation of the
The
このノズル11から噴出する微小の微粒水滴30はノズルから噴出される時までにアース接続されている。該微粒水滴30はリング電極21の内部を潜り抜け、其の際、リング電極21に印加された電圧と逆極性に誘導帯電され、帯電微粒水滴31が形成される。
帯電微粒水滴31は空間を移動して行く間に蒸発してイオン32となるが、この帯電微粒水滴31が蒸発するまでの過程では電荷が失われることはない。よって、ドライフォグノズル11の場合の蒸発距離は、典型的には噴射孔15、16から2〜3m程度であるので、ノズル11から少なくとも3m程度までは少ない損失で電荷を運ぶことができる。よって、前記したように、帯電体28をノズル11から3m以内に配置している。
The
The charged
前記のように、ノズル11から噴霧された超微粒の帯電微粒水滴31は蒸発し、該蒸発により生じるイオン32が帯電体28の表面に到達することで、帯電体28の表面の静電気を中和して除電することができる。帯電微粒水滴31が蒸発することにより生じるイオン32は、前記特許文献1に記載のコロナ放電で生成されるイオンよりモビリティーの低い大イオンになっているものが多いため、イオンの飛散や再結合によるイオン密度の減衰が低減され、ドライフォグノズル11から3〜5m離れた地点であっても有効な除電を可能としている。また、ドライフォグノズル11により微粒化された水を噴霧しているため、加湿効果により静電気の発生を予防する効果も得られる。
なお、帯電体28の帯電極性が明確である場合は、帯電体28表面の電荷の極性に対して同極性の高電圧をリング電極21に印加し、逆極性イオンを生成して帯電体28の電荷を中和するとよい。
As described above, the ultrafine charged
When the charging polarity of the charged
また、この場合、除電動作中には、非接触表面電位計26により帯電体28の表面の電位レベルを常に計測している。この計測値を受信したイオン制御装置25が帯電体28へのイオン32の供給量が過多であると判断した場合には、高圧電源24を制御してリング電極21に印加される電圧を下げ、放電される電荷量を低減して微粒水滴30への帯電量を減らし、その蒸発により生じるイオン32を低減させる。
In this case, during the static elimination operation, the potential level on the surface of the charged
また、噴霧制御手段23で制御して、ノズル11より噴霧される微粒水滴30の量を低減することで、帯電微粒水滴31を減らしてイオン32の供給量を低減させてもよい。このように、イオン制御装置25により、高圧電源24と噴霧制御手段23のいずれか一方を制御して、イオン32の供給量をコントロールしてもよいし、2つを同時に制御してイオン32の供給量をコントロールしてもよい。
Further, the supply amount of the
一方、イオン制御装置25が非接触表面電位計26より計測値を受信した結果、帯電体28へのイオン32の供給量が少ないと判断した場合には、高圧電源24を制御してリング電極21に印加される電圧を上げ、電荷量を増大させて微粒水滴30への帯電量を増やし、その蒸発により生じるイオン32の量を増大させている。
また、噴霧制御手段23を制御してノズル11より噴霧される微粒水滴30の量を増大することで、帯電微粒水滴31を増やし、その蒸発により生じるイオン32を増大させてもよい。
On the other hand, when the
Further, by controlling the spray control means 23 to increase the amount of the
さらに、ノズル11の後方に送風ファン22を設けているため、ノズル11より噴霧された微粒水滴30を速く搬送する気流を生成することができる。即ち、微粒水滴30および帯電微粒水滴31が蒸発する時間は、平均粒径や湿度等の条件が同一の場合にはほぼ決まっているため、帯電微粒水滴31を気流に乗せて蒸発時間内に素早く遠方まで運ぶことで、イオン32を遠くの帯電体28まで到達させることが可能となる。
Furthermore, since the
図4および図5は第2実施形態を示す。
第1実施形態との相違点は、ノズル11を単体で用いる代わりに、ドライフォグを噴射するノズル57を備えた加湿器29を用いている点である。
加湿器29として、本出願人が先に出願している特許第2843970号に記載されたものを使用している。詳しくは、図5(A)に示すように、ケーシング本体53および上蓋52により形成され、内部に貯水室54を有するケーシング51と、貯水室54内面に遊嵌して貯水量に応じて昇降するフロート61と、上蓋52に取り付けられて貯水室54と連通する液体流路を開閉する止水弁59と、上蓋52の内面側に回転自在に軸支されると共に先端をフロートと当接させて該フロート61の昇降と連動してテコの原理で止水弁59を上下させる止水レバー60と、フロート61の中心貫通孔を通り貯水室54の最下端まで垂下された吸液パイプ62と、上蓋52の上面に配置されて気体導入管55および吸液パイプ62と連通するノズル57とを備えている。
4 and 5 show a second embodiment.
The difference from the first embodiment is that a
As the
ノズル57は、図5(B)に示すように、ボディ57aで二方向に分岐させた空気通路57bおよび液体通路57cと、互いに傾斜して向き合うように形成したチップ取付部57dと、チップ取付部57dの先端側に内嵌したノズルチップ63とを備えている。
前記チップ取付部57dにおいて空気と水を混合し、ノズルチップ63先端の噴射孔57eより噴霧したミストをノズル外部で衝突混合させて超微粒化されたミストを噴霧している。
他の構成および作用効果は第1実施形態と同一であるため説明を省略する。
As shown in FIG. 5 (B), the
Air and water are mixed in the
Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
なお、加湿器29のケーシングの外周に90度間隔をあけてノズル57を配置している場合には、図6(A)に示すように各ノズル57の外周にそれぞれダクト36A’〜36D’を取り付け、各ダクト内に夫々リング電極21を配置してもよい。また、図6(B)に示すように外周全体を囲む断面環状としたダクト36”をを取り付けて、各ノズルの噴射口と対応する前方にリング電極21を配置してもよい。
このように、多方向に帯電水滴を噴射できる構成とすると、広い範囲で帯電体の除電と湿度の調節を行うことができる。
In the case where the
Thus, if it is set as the structure which can inject a charged water droplet in multiple directions, it will be possible to perform static elimination of a charged body and adjustment of humidity in a wide range.
なお、第1実施形態及び第2実施形態ではノズル11を導電性金属材で形成し、ノズル11をアース接続しているが、水供給管20あるいは/および貯水槽からなる水供給装置18を導電性金属材で形成してアース接続してもよい。あるいは、水中にアース接続した電極を投入してもよい。
In the first embodiment and the second embodiment, the
以下、前記第1実施形態について、下記の実験1〜実験3を行った。
[実験例1]
実験1ではノズル11とリング電極21との距離を変えて、ノズル11から2m離れた位置における空間電荷密度を測定した。
ノズル11へ供給するエアはエアコンプレッサー17の空気流量を37mL/minとし、水供給装置18から供給水流量は0.5mL/sとした。リング電極21として内径30mm、外径50mm、厚さ20mmを用い、該リング電極21に−3kVの電圧を印加した。送風ファン22からの風速は4.4m/sとした。
ノズル11とリング電極21との間隔は0mm、10mm、20mm、30mmと変え、ノズル11から2m離れた位置での空間電荷密度との関係を測定した。該空間電荷密度は、内部に金属細線でできた綿状フィルタを有する吸引式ファラデーゲージを用いて計測した。 その結果は、図7に示すように、リング電極21がノズルに近接する程、2m離れた位置においても、空間電荷密度が増大していることが確認できた。
Hereinafter, the following
[Experimental Example 1]
In
The air supplied to the
The distance between the
[実験2]
実験2ではリング電極21へ印加する電圧を変えて、ノズル11から2m離れた位置における空間電荷密度を測定した。
ノズル11とリング電極21との距離は2mmとした。該ノズル11に供給するエアと水とは実験1と同一とした。また、リング電極21の形状も実験1と同一とし、送風ファンからの風速も同一とした。リング電極23への印加電圧を0〜−6KVと変えて、ノズル11から空間電荷密度を測定した。その結果は、図8に示すように−3KVとした場合に空間電荷密度が最も高かった。
[Experiment 2]
In
The distance between the
[実験3]
実験3ではリング電極21の大きさを変えて、ノズル11から2m離れた位置の空間電荷密度を測定した。
ノズル11とリング電極21との距離は2mmとし、リング電極21には−3KVの電圧を印加した。ノズル11に供給するエアと水は実験1と同一とし、送風ファンからの風速も同一とした。
リング電極21は内径30mm、外径50mmとした小リングと、内径50mm、外径70mmとした大リングを用いた。
その結果は、図9に示すように、小リングを用いた場合の方が空間電荷密度は大きかった。
[Experiment 3]
In
The distance between the
As the
As a result, as shown in FIG. 9, the space charge density was larger when the small ring was used.
10 除電装置
11 ノズル
12 ノズル本体
13、14 ノズル頭部
15、16 噴射孔
17、33 エアコンプレッサー
18 水供給装置
19 気体供給管
20 水供給管
21 リング電極
22 送風ファン
23 噴霧制御手段
24 高圧電源
25 イオン制御装置
26 非接触表面電位計
28 帯電体
29 加湿器
30 水滴
31 帯電微粒水滴
32 イオン
36 ダクト
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記ノズルから噴霧する水をアース接続する手段と、
前記ノズルと帯電体の間に配置されると共に、電源に接続された導電性材からなる電極を備え、
前記ノズルから噴霧され微粒水滴に、前記電極通過時に前記電極の極性と逆極性に誘導帯電させた前記微粒水滴の蒸発に伴い生成されるイオンで、前記帯電体の電荷を中和して除電できる構成としていることを特徴とする除電装置。 A nozzle that atomizes water and sprays it toward the charged body,
Means for grounding water sprayed from the nozzle;
The electrode is disposed between the nozzle and the charged body, and includes an electrode made of a conductive material connected to a power source.
Neutralizes the charge of the charged body and neutralizes the charge with ions generated by evaporation of the fine water droplets sprayed from the nozzle and induced and charged to the fine water droplets with the opposite polarity to the polarity of the electrodes when passing through the electrodes. A static eliminator characterized by comprising.
(1)前記ノズルを導電性金属材で形成すると共に該ノズルをアース接続;
(2)前記ノズルを絶縁樹脂材で形成すると共に配水管又は貯水槽を導電性金属で形成してアース接続;
(3)水中にアース接続した電極を入れる。 The static eliminator according to claim 1 or 2, wherein the means for grounding the water comprises the following (1), (2), or (3).
(1) The nozzle is formed of a conductive metal material and the nozzle is grounded;
(2) The nozzle is formed of an insulating resin material, and the water pipe or the water storage tank is formed of a conductive metal and connected to the ground;
(3) Put the grounded electrode in water.
前記帯電体の表面の電位レベルを計測する表面電位計と、
該電位計に接続して前記帯電体の電位レベルに応じて前記噴霧制御手段を制御し、前記帯電体に到達するイオン量あるいは/およびイオンバランスをコントロールするイオン制御装置とを備えている請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の除電装置。 Spray control means for controlling the spray amount of the nozzle;
A surface potentiometer for measuring the potential level of the surface of the charged body;
An ion control device that is connected to the electrometer and controls the spray control means according to the potential level of the charged body to control the amount or / and ion balance of ions reaching the charged body. The static eliminator according to claim 1.
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