JP2009104972A - イオン式除電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高電圧を使用するイオン化除電装置は、その使用に伴って、高電圧のために周囲環境などの塵埃を吸引、付着し、汚染される。この付着物質を水道水などの液体を使用して洗浄可能なイオン化除電装置を提供する。
【解決手段】
イオン化除電装置は、イオンを生成するための放電針21を備えている。放電電極19を構成する放電針21を有する放電電極支持体11が、先端を含む放電針21の部分だけを残して、合成樹脂製絶縁材12,13により覆われている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、イオナイザーと呼ばれる高電圧印加式のイオン化除電装置に関する。

この除電装置は、たとえばプラスチック、紙、繊維、ガラスなどの製造もしくは加工工程などにおいて、製品などの帯電物（除電対象物）から静電気を除去して、たとえば塵埃などの付着やスパーク発生などの静電気による障害を防止するために使用される。

この種のイオン化除電装置として、たとえば、特許文献１に記載されているものが知られている。

図３および図４は、特許文献１などに記載されているものと基本的に同じ構造の従来のイオン化除電装置の１例を示している。

この除電装置は、接地電極を構成する横断面Ｕ状のケーシング(1)と、ケーシング(1)内に支持された棒状の放電電極支持体(2)とを備えている。

放電電極支持体(2)は、高電圧が印加される丸棒状の内部高電圧部(3)と、高電圧部(3)が挿入された円筒状の誘電体絶縁材(4)と、絶縁材(4)の外周に長さ方向に間隔をおいてはめられた複数の円筒状の導電金属体(5)と、絶縁材(4)の外周の金属体(5)相互間にはめられた合成樹脂製スペーサ兼用絶縁材(6)と、金属体(5)および絶縁材(6)の外周にはめられた厚肉円筒状の合成樹脂製絶縁材(7)と、絶縁材(7)の周壁の周方向の同一位置に形成された複数の穴に圧入されて基端部が金属体(5)の外周面に圧接させられた放電針(8)とから構成されている。金属体(5)と放電針(8)により放電電極(9)が構成され、放電針(8)の先端側部分は絶縁材(7)より外側に放射状に突出して、ケーシング(1)の開口部分に臨んでいる。金属体(5)は、高抵抗の誘導体絶縁材(4)により内部高電圧部(3)と絶縁されて、内部高電圧部(3)とコンデンサ結合を構成しており、これにより、放電針(8)に高電圧が印加される。図示は省略したが、絶縁材(7)の長さ方向の複数箇所が、ＡＢＳ樹脂などよりなる絶縁材によってケーシング(1)に支持されており、それ以外の箇所では、ケーシング(1)と放電電極支持体(2)との間に空間が形成されている。
特開平６−８４５８１号公報

上記の従来の除電装置は、多くの絶縁を空気絶縁に頼った構造であるため、水などの液体がケーシング(1)の内部に容易に侵入する構造となっている。

現在、様々なプラスチック材料が梱包材、ケーシングなどに広く使用されている。これらのプラスチック材料の多くは絶縁性材料であり、当然、簡単に静電気が発生する。そして、各業界における生産工程において、この静電気の発生が塵埃の付着などの生産障害を起こしている。

この静電気の除去には各種の静電気除去装置が使用されているが、その効率の良さと性能安定性から、上記のような高電圧印加式のイオン化除電装置が多く用いられている。

イオン化除電装置は、その放電針に高電圧が印加されるため、わずかずつではあるが、放電針先端部に塵埃が集積される。この蓄積された塵埃のために、放電針先端の電界が弱まり、性能劣化を起こすため、定期的な清掃は欠かすことができない。また、放電針を支持する絶縁材にも使用とともに汚れが付着していくため、同様に定期的な清掃が必要である。

上記の清掃の主な方法は、ナイロンブラシやクリーンウェスによる清掃である。水道水などの液体を使用すると、付着した塵埃が溶けて液体とともに除電装置内部に入り込み、絶縁劣化を引き起こし、機器故障を起こすからである。しかし、このような乾式の清掃方法では、付着した塵埃を完全に除去することはできなかった。

医薬や食品業界においては、生産機械設備を定期的に液体洗浄、煮沸消毒することは常識的なメンテナンスとなっている。そのため、除電装置に液体などがかからないように保護カバーを設置することがあるが、保護カバーの設置、除去の作業が必要になるだけでなく、保護カバーのために除電装置そのものの清掃作業を困難なものにしてしまっていた。また、液体洗浄の際に除電装置のみを取り外すことによって対応している例もあるが、この取り外し、再取り付けの作業に大変な労力が必要である。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、簡単で能力の高い液体洗浄が可能なイオン化除電装置を提供し、除電装置が設けられた他の設備の洗浄作業を容易にすることにある。

この発明によるイオン化除電装置は、放電電極を構成する放電針を有する放電電極支持体が、先端を含む放電針の部分だけを残して、合成樹脂製絶縁材により覆われていることを特徴とするものである。

合成樹脂製絶縁材に覆われていない放電針の部分だけが合成樹脂製絶縁材の外部に露出する。

放電針の基端側の部分が合成樹脂製絶縁材に覆われて、放電針の先端側の部分だけが合成樹脂製絶縁材の外部に露出してもよく、放電針全体が合成樹脂製絶縁材の外部に露出していてもよい。

放電針の部分だけが合成樹脂製絶縁材の外部に露出して、他の部分は合成樹脂製絶縁材に覆われているので、水などの液体による洗浄が可能である。

この発明のイオン化除電装置において、たとえば、放電電極支持体が、高電圧が印加される棒状の内部高電圧部と、高電圧部が挿入された筒状の誘導体絶縁材と、誘導体絶縁材の外周に固定された放電電極とを備えており、放電電極が、誘導体絶縁材の外周にはめ止められた筒状の導電金属体と、導電金属体の外周に基端部が固定されて放射状に突出した放電針とからなる。

放電針の基端部が導電金属体の外周面に固定されているので、放電針の支持が確実で、脱落のおそれがない。

放電針は、たとえば溶接により、導電金属体に固定される。

上記のイオン化除電装置において、たとえば、接地電極を含む横断面Ｕ状のケーシングの内部に放電電極支持体が配置されており、ケーシングの開口部分を密閉するように撥水性絶縁材が固体され、放電針が撥水性絶縁材を貫通して、放電針の先端側の部分が外部に露出しており、ケーシングと撥水性絶縁材との間の空間に、他の絶縁材が充填されている。

上記のイオン化除電装置において、たとえば、複数の放電電極が、内部高電圧部の長さ方向に間隔をおいて設けられ、複数の放電針が、誘導体絶縁材の周方向の同一位置に配置されている。

上記のイオン化除電装置において、たとえば、直方体状の撥水性絶縁材の一部がケーシングの開口部にはめられて、開口部分が密閉されており、導電金属体の反対側の撥水性絶縁材の平坦面に複数の円錐状の凹所が形成され、各放電針が各凹所の底に形成された穴を貫通して、各放電針の先端が各凹所内に位置している。

この発明のイオン化除電装置によれば、上記のように、液体洗浄が可能になり、放電針の先端部に蓄積した塵埃をより確実に除去することできる。

また、たとえば医薬や食品業界において、イオン化除電装置が設けられた設備を液体洗浄する場合、イオン化除電装置も一緒に液体洗浄できるようになるため、除電装置用の保護カバーの取り付け、取り外し作業や、除電装置の取り外し、最取り付けの作業などが不要になり、洗浄作業が容易になる。

以下、図１および図２を参照して、この発明の実施形態について説明する。

除電装置は様々な向きで使用することができるが、以下の説明では、図１および図２の上下を上下とする。

除電装置は、ケーシング(10)と、ケーシング(10)の内部に配置された放電電極支持体(11)と、ケーシング(10)に対して放電電極支持体(11)を保持するとともに放電電極支持体(11)の大部分を覆う２種類の合成樹脂製絶縁材(12)(13)とを備えている。

ケーシング(10)は、たとえば導電性ステンレス鋼製の接地電極部分(14)および蓋部分(15)よりなる。接地電極部分(14)は上部が開口した横断面Ｕ状の細長いものであり、その底壁の長さの大部分に形成された細長い開口(16)が蓋部分(15)により密閉されている。

放電電極支持体(11)は、棒状をなし、高電圧が印加される丸棒状の内部高電圧部(17)と、高電圧部(17)が挿入された円筒状の誘電体絶縁材(18)と、絶縁材(18)の外周に長さ方向に間隔をおいて設けられた放電電極(19)とを備えている。

放電電極(19)は、絶縁材(18)の外周にはめ止められたたとえば導電性ステンレス鋼製の導電金属体(20)と、金属体(20)の外周に基端部が固定されて放射状に突出した放電針(21)とから構成されている。放電針(21)には、酸化や損耗のしにくい材料、たとえばチタン合金が使用され、その基端部はたとえばスポット溶接により金属体(20)に強固に固着されている。放電針(21)は先端部が尖った丸棒状をなし、絶縁材(18)の周方向の同一位置に位置している。

絶縁材(12)(13)は、ケーシング(10)上端の開口部分を密閉する撥水性絶縁材(12)と、ケーシング(10)と撥水性絶縁材(12)の間の空間に充填された充填絶縁材(13)とからなる。

撥水性絶縁材(12)は、たとえばフッ素樹脂など、撥水性のある高絶縁合成樹脂材料で構成され、細長い直方体状をなす。絶縁材(12)の上側部分の幅は下側部分のそれより大きく、両者の間に下向きの段部(22)が形成されている。絶縁材(12)の上側部分の幅は接地電極部分(14)の外幅とほぼ等しく、下側部分の幅は接地電極部分(14)の内幅とほぼ等しい。絶縁材(12)の下側部分が接地電極部分(14)の上端部内側にはめられ、段部(22)が接地電極部分(14)の上端に当接している。必要があれば、絶縁材(12)は、適宜な固定手段により、接地電極部分(14)に固定される。絶縁材(12)の上側の平坦面に、上側が広がった円錐状の複数の凹所(23)が形成され、凹所(23)の底を上下に貫通する円形穴(24)が形成されている。

放電電極支持体(11)は、放電針(21)が上を向くように、絶縁材(12)の下側のケーシング(10)内に配置され、放電針(21)が下側から絶縁材(12)の穴(24)に圧入されて、金属体(20)の上部が絶縁材(12)の下面に当接している。絶縁材(12)の穴(24)が形成された部分により、放電針(21)の基端側の部分が覆われている。放電針(21)の先端側の部分は凹所(23)内において外部に露出しているが、先端（上端）は、凹所(23)内に位置しており、外部に露出した絶縁材(12)の上面より下側に位置している。図示は省略したが、放電電極支持体(11)の両端部は、たとえば、ケーシング(10)の両端部において、ケーシング(10)に密にはめられるとともに絶縁材(12)の端面に密着させられたフッ素樹脂などよりなる絶縁材により支持されている。

充填絶縁材(13)は、ケーシング(10)と、撥水性絶縁材(12)と、図示しない両端の絶縁材により囲まれた空間に充填され、これにより、放電電極支持体(11)の放電針(21)を除く部分が覆われている。充填絶縁材(13)は、たとえばエポキシ樹脂など、高絶縁合成樹脂よりなる。

上記の除電装置は、たとえば次のように組立てられる。

まず、放電針(21)を撥水性絶縁材(12)の穴(24)に挿入して、絶縁材(12)と放電電極支持体(11)を組み合わせ、蓋部分(15)が取り付けられていない接地電極部分(14)の内部に放電電極支持体(11)が位置するように、絶縁材(12)を接地電極部分(14)に固定する。そして、接地電極部分(14)の両端部に図示しない絶縁材を固定して、接地電極部分(14)の両端部を密閉するとともに、放電電極支持体(11)の両端部を支持させる。次に、接地電極部分(14)を図と上下逆様の姿勢にし、撥水性絶縁材(12)と図示しない絶縁材により密閉された接地電極部分(14)内の空間に、開口(16)からたとえば低粘度の二液混合タイプのエポキシ樹脂を充填し、時間をかけて固化させることにより、充填絶縁材(13)を形成する。そして、蓋部分(15)により、接地電極部分(14)の開口(16)を密閉する。

このようにして組立てられた除電装置において、放電電極(19)の金属体(20)は、高抵抗の誘電体絶縁材(18)によって、内部高電圧部(17)と絶縁され、内部高電圧部(17)とコンデンサ結合を構成している。そして、高電圧部(17)に高電圧が印加されることにより、放電針(21)に高電圧が印加され、イオンが生成される。

上記の除電装置では、放電電極(19)の放電針(21)の先端側の部分を除く部分が絶縁材(12)(13)により覆われており、接地電極を構成するケーシング(10)と放電電極(19)との間には、絶縁材(12)(13)があって、液体が侵入する間隙がなく、放電針(21)の先端側の部分の他に、ケーシング(10)と撥水性絶縁材(12)の外表面が露出しているだけであるから、液体洗浄が可能である。各部に上記の材料を使用した例では、１００℃の熱水による洗浄が可能であった。

また、外部に露出した放電針(21)の先端側の部分は、凹所(23)内において撥水性絶縁材に囲まれて、接地電極を構成するケーシング(10)との間が隔絶されているため、付着した液体によって放電針(21)とケーシング(10)の導通が防止できる。

図１は、この発明の実施形態を示すイオン化除電装置の横断面図である。 図２は、図１の縦断面図である。 図３は、従来例を示すイオン化除電装置の横断面図である。 図４は、図３の縦断面図である。

符号の説明

(10) ケーシング
(11) 放電電極支持体
(12) 撥水性絶縁材
(13) 充填絶縁材
(17) 内部高電圧部
(18) 誘電体絶縁材
(19) 放電電極
(20) 導電金属体
(21) 放電針
(23) 凹所
(24) 穴

Claims (5)

1. 放電電極を構成する放電針を有する放電電極支持体が、先端を含む放電針の部分だけを残して、合成樹脂製絶縁材により覆われていることを特徴とするイオン化除電装置。
2. 放電電極支持体が、高電圧が印加される棒状の内部高電圧部と、高電圧部が挿入された筒状の誘導体絶縁材と、誘導体絶縁材の外周に固定された放電電極とを備えており、放電電極が、誘導体絶縁材の外周にはめ止められた筒状の導電金属体と、導電金属体の外周に基端部が固定されて放射状に突出した放電針とからなることを特徴とする請求項１のイオン化除電装置。
3. 接地電極を含む横断面Ｕ状のケーシングの内部に放電電極支持体が配置されており、ケーシングの開口部分を密閉するように撥水性絶縁材が固体され、放電針が撥水性絶縁材を貫通して、放電針の先端側の部分が外部に露出しており、ケーシングと撥水性絶縁材との間の空間に、他の絶縁材が充填されていることを特徴とする請求項２のイオン化除電装置。
4. 複数の放電電極が、内部高電圧部の長さ方向に間隔をおいて設けられ、複数の放電針が、誘導体絶縁材の周方向の同一位置に配置されていることを特徴とする請求項３のイオン化除電装置。
5. 直方体状の撥水性絶縁材の一部がケーシングの開口部にはめられて、開口部分が密閉されており、導電金属体の反対側の撥水性絶縁材の平坦面に複数の円錐状の凹所が形成され、各放電針が各凹所の底に形成された穴を貫通して、各放電針の先端が各凹所内に位置していることを特徴とする請求項４のイオン化除電装置。

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