JP2010075660A - Ion discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロプラズマ放電により生じさせたイオンを吐出するイオン吐出装置に関する。 The present invention relates to an ion ejection apparatus that ejects ions generated by microplasma discharge.
従来から、送風部及びイオン発生部を具備するイオン吐出装置として、例えば特許文献１に開示されるようなイオン発生機能を有するヘアードライヤが知られている。このヘアードライヤは、送風部を配置した風路の途中からイオン流路を分岐させ、このイオン流路内にイオン発生部を配置した構造であって、イオン発生部で生じたマイナスイオンを風に乗せて外部に吐出させるようになっている。上記イオン発生部としては、針電極とグランド電極との間に高電圧を印加し、コロナ放電によりイオンを発生させるものが一般的である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a hair dryer having an ion generation function as disclosed in, for example,
ところで、イオンを発生させるための手段として、マイクロプラズマ放電を用いてイオンを発生させる構造のものが知られている。このマイクロプラズマ放電を用いたイオン発生部によれば、コロナ放電と比べて高い電力密度によって、非常に高いイオン発生能力が得られる。しかし、この構造を用いた場合には、放電部分周辺のガス温度が高くなるため電極部に与える負荷が大きくなる。そのため、長時間安定してイオンを発生させようとするには電極部の熱除去が大きな課題となる。
本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、マイクロプラズマ放電を用いて長時間安定してイオンを発生させることのできるイオン吐出装置を提供することを課題とするものである。 This invention is invented in view of the said problem, Comprising: It aims at providing the ion discharge apparatus which can generate | occur | produce ion stably for a long time using microplasma discharge.
上記課題を解決するために本発明を、本体ケース１と、本体ケース１に貫通形成される風路４と、風路４中に配される送風部５及びイオン発生部６を具備するイオン吐出装置とする。更に、上記イオン発生部６は、電極部８と、電極部８に密着して又は近傍に配置される絶縁スペーサ７とを備え、電極部８に高電圧を印加することで、絶縁スペーサ７に沿って形成される微小な放電空間Ｓ内において放電を生じさせるものとする。上記風路４は、上記イオン発生部６に送り込む送風が、放電空間Ｓと電極部８の外周面とを共に通過するように形成したものとする。
In order to solve the above-described problems, the present invention is directed to an ion discharge apparatus including a
このようにすることで、放電空間Ｓに送り込んだ送風によって、該放電空間Ｓ内でマイクロプラズマにより大量に生成されたイオンを下流側に搬送するとともに、電極部８の外周面に沿って送り込んだ送風によって、電極部８を効率的に放熱させることができる。したがって、長時間安定してイオンを発生及び吐出させることが可能となる。
By doing in this way, the air blown into the discharge space S transports ions generated in large quantities by the microplasma in the discharge space S to the downstream side, and sends them along the outer peripheral surface of the
なお、上記構成のイオン吐出装置において、上記放電空間Ｓは、絶縁スペーサ７に設けた貫通孔１０と、絶縁スペーサ７と電極部８の間に形成される隙間６０の、両方又は一方であることが好適である。この構成によれば、放電を生じさせるための放電空間Ｓを、貫通孔１０や隙間６０の適宜組み合わせによって高い自由度で設定することができる。
In the ion ejection apparatus having the above configuration, the discharge space S is both or one of the through
また、上記イオン発生部６は、絶縁スペーサ７を挟む両側に電極部８を配置し、両側の電極部８間に高電圧を印加するものであることが好適である。このようにすることで、放電を安定的に生じさせることができる。
Moreover, it is preferable that the
更にこのとき、上記イオン発生部６は、絶縁スペーサ７を挟む両側の電極部８の両方又は一方を該絶縁スペーサ７に密着させたものであることが好適である。このようにすることで、電極部８に密着した絶縁スペーサ７が放熱フィンのように働き、該絶縁スペーサ７を介して、電極部８を長期間に亘って安定的に放熱させることができる。
Further, at this time, it is preferable that the
また、上記イオン発生部６を複数備えて高圧印加部９に並列接続し、該高圧印加部９からは各イオン発生部６の電極部８に対してパルス状の高電圧を印加することも好適である。このようにすることで、固体差に関わらず複数のイオン発生部６の全てにおいて偏りなく放電を生じさせ、全体として大量のイオンを発生させることができる。
It is also preferable that a plurality of the
また、上記風路４には、送風部５が発生させる送風の一部を放電空間Ｓ内に送り込む第１流路Ｒ１と、送風部５が発生させる送風の他の一部を電極部８の外周面に沿って通過するように送り込む第２流路Ｒ２とを、分岐して形成してあることも好適である。このようにすることで、第１流路Ｒ１を通じて貫通孔１０内に送り込んだ送風によって、該貫通孔１０内でマイクロプラズマにより大量に生成されたイオンを下流側に搬送するとともに、第２流路Ｒ２を通じて電極部８の外周面に沿うように送り込んだ送風によって、電極部８を効率的に放熱させることができる。したがって、長時間安定してイオンを発生及び吐出させることが可能となる。
The
更にこのとき、上記風路４中の第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２に流入する送風の割合を可変する調整弁１３を具備することが好適である。このようにすることで、調整弁１３を制御するだけで、貫通孔１０内からイオンを搬送するための風量と、電極部８を空冷するための風量とを、状況に応じて適宜調整することができる。
Further, at this time, it is preferable to include an adjusting
上記調整弁１３は、第１流路Ｒ１中の風量を略一定に保つように送風の割合を可変するものであることが好適である。このようにすることで、貫通孔１０内のマイクロプラズマ放電が安定的に行われることとなる。
It is preferable that the regulating
また、上記イオン発生部６の電極部８に、放熱フィン１６を設けていることも好適である。このようにすることで電極部８の表面積が増大し、電極部８を更に効率的に放熱させることが可能となる。
In addition, it is also preferable that a
また、上記風路４中の上記イオン発生部６より上流側の箇所に、冷却部３０を配置していることも好適である。このようにすることで、冷却部３０を通じて冷却させた空気を送り込み、電極部８を更に高効率で放熱させることが可能となる。
It is also preferable that the
上記冷却部３０が、ペルチェユニット５０を用いたものであることも好適である。このようにすることで、装置全体がコンパクト化及び軽量化される。
It is also preferable that the
また、上記風路４中にミスト付加部４０を配置していることも好適である。このようにすることで、ミスト付加部４０を通じてミストを付加された空気によってイオンミストを生成及び吐出することができる。
In addition, it is also preferable that the
上記ミスト付加部４０が、ペルチェユニット５０を用いて結露水を生成するものであることも好適である。このようにすることで、装置全体のコンパクト化及び軽量化を図りながらも、送風中に継続的に水分を供給してイオンミストを生成及び吐出することが可能となる。
It is also preferable that the
このとき、上記ミスト付加部４０を、上記風路４中の上記イオン発生部６より上流側の箇所に配置していることも更に好適である。このようにすることで、ペルチェユニット５０を用いた上記ミスト付加部４０が、冷却風を生成して電極部８を更に高効率で放熱させる冷却部３０を兼ねたものとなる。
At this time, it is further preferable that the
請求項１に係る発明は、送風部によって風路内に生じさせた送風によって、放電空間内でマイクロプラズマにより大量に生成されたイオンを下流側に搬送することと、電極部を効率的に放熱させることが同時に行われ、これにより、長時間安定してイオンを発生及び吐出させることができるという効果を奏する。 According to the first aspect of the present invention, a large amount of ions generated by microplasma in the discharge space is conveyed downstream by the air generated in the air passage by the air blowing unit, and the electrode portion is efficiently radiated. Thus, there is an effect that ions can be generated and ejected stably for a long time.
また請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加えて、貫通孔や隙間の適宜組み合わせによって放電空間を多様に形成することができるという効果を奏する。
In addition to the effect of the invention according to
また請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明の効果に加えて、周囲の状況に影響されることなく放電を安定的に生じさせることができるという効果を奏する。
In addition to the effect of the invention according to
また請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明の効果に加えて、電極部に密着させた絶縁スペーサを放熱フィンのように機能させることで、電極部を長期間に亘って安定的に放熱させることができるという効果を奏する。
In addition to the effect of the invention according to
また請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項に係る発明の効果に加えて、不可避的に存在する固体差に関わらず複数のイオン発生部で偏りなく放電を生じさせることができ、したがって、全体として大量のイオンを発生させることができるという効果を奏する。
Moreover, in addition to the effect of the invention according to any one of
また請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか一項に係る発明の効果に加えて、第１流路を通じて送り込んだ送風によって貫通孔内で大量に生成されたイオンを下流側に搬送するとともに、第２流路を通じて送り込んだ送風によって電極部を効率的に放熱させることができ、したがって、マイクロプラズマ放電を用いて長時間安定してイオンを発生させることができるという効果を奏する。
In addition to the effect of the invention according to any one of
また請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明の効果に加えて、貫通孔内からイオンを搬送するための風量と、電極部を空冷するための風量とを、適宜調整することができるという効果を奏する。
Further, in the invention according to
また請求項８に係る発明は、請求項７に係る発明の効果に加えて、貫通孔内のマイクロプラズマ放電が安定的に行われるようになるという効果を奏する。 In addition to the effect of the invention according to the seventh aspect, the invention according to the eighth aspect has an effect that the microplasma discharge in the through hole is stably performed.
また請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれか一項に係る発明の効果に加えて、電極部の表面積を増大させることで電極部を更に効率的に放熱させることが可能になるという効果を奏する。
In addition to the effect of the invention according to any one of
また請求項１０に係る発明は、請求項１〜９のいずれか一項に係る発明の効果に加えて、冷却風を送り込むことで電極部を更に効率的に放熱させることが可能になるという効果を奏する。
In addition to the effect of the invention according to any one of
また請求項１１に係る発明は、請求項１０に係る発明の効果に加えて、装置全体がコンパクト化及び軽量化されるという効果を奏する。 In addition to the effect of the invention according to the tenth aspect, the invention according to the eleventh aspect has an effect that the entire apparatus is made compact and lightweight.
また請求項１２に係る発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に係る発明の効果に加えて、ミスト付加部を通じて加湿された空気によってイオンミストを生成及び吐出することができるという効果を奏する。
In addition to the effect of the invention according to any one of
また請求項１３に係る発明は、請求項１２に係る発明の効果に加えて、装置全体のコンパクト化及び軽量化を図りながらも、送風中に継続的に水分を供給してイオンミストを生成及び吐出することが可能になるという効果を奏する。
Further, in addition to the effect of the invention according to
また請求項１４に係る発明は、請求項１３に係る発明の効果に加えて、ペルチェユニットを用いたミスト付加部が、冷却風を生成して電極部を更に高効率で放熱させる冷却部を兼ねたものになるという効果を奏する。
In addition to the effect of the invention according to
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１には、本発明の実施形態における第１例のイオン吐出装置を示している。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 shows a first example of an ion ejection apparatus according to an embodiment of the present invention.
本例のイオン吐出装置は、装置全体の外殻を成す本体ケース１の外面に吸入口２と吐出口３を開口させ、本体ケース１内に、吸入口２と吐出口３を連通する風路４を貫通形成したものである。風路４内には送風部５を上流側に配置し、イオン発生部６を下流側に配置している。送風部５は送風ファンから成り、該送風ファンを回転駆動させることで本体ケース１外の空気を吸入口２から風路４内に導入して吐出口３から外部に吐出する。
In the ion discharge apparatus of this example, the
イオン発生部６は、図示のようなホローカソード型のものであって、板状の絶縁スペーサ７の厚み方向の両側に、同じく板状である金属製の電極部８を密着配置することで、絶縁スペーサ７を一対の電極部８で挟持した構造となっている。一対の電極部８は高圧印加部９を介して電気接続させており、両電極部８間に高電圧が印加されるようになっている。絶縁スペーサ７及び電極部８にはそれぞれ厚み方向に貫通する貫通孔１０，１９を同一開口形状で設けており、絶縁スペーサ７と電極部８の上記密着配置により、絶縁スペーサ７の貫通孔１０と両側の電極部８の貫通孔１９とが厚み方向に一直線状に連通している。上記貫通孔１０，１９の孔径Ｄは数１００μｍ程度と微小径に設けている。
The
風路４の一部であってイオン発生部６が配置される部分には、第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２とを分岐させて形成している。第１流路Ｒ１は、送風部５により送り込まれる送風の一部を上記イオン発生部６の貫通孔１０，１９内に導入し、該貫通孔１０，１９内を通過させた後に下流側に吐出させるものである。また第２流路Ｒ２は、送風部５により送り込まれる送風の他部（即ち、イオン発生部６に送り込まれる送風全体のうち第１流路Ｒ１に流入した分を除く部分）を上記イオン発生部６の両側の電極部８の露出面に沿って流したうえで、下流側に吐出させるものである。
The first flow path R1 and the second flow path R2 are branched and formed in a part of the
第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２とは、互いの上流端にて両者Ｒ１，Ｒ２が分岐した後に下流端にて合流するように設けている。風路４の第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２との分岐部分の上流には、該分岐部分に近づくほどに流路断面が漸次小さくなる上流側テーパ部１１を形成している。また、風路４の第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２との合流部分の下流には、該合流部分から離れるほどに流路断面が漸次大きくなる下流側テーパ部１２を形成している。
The first flow path R1 and the second flow path R2 are provided so as to merge at the downstream end after both R1 and R2 branch at the upstream end of each other. An upstream tapered
第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２との分岐部分には、風路４内をイオン発生部６に向けて流れる送風のうち第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２に流入する送風の割合を可変するための調整弁１３を備えている。本例では、上記調整弁１３として第１流路Ｒ１の開口を調整するための玉型弁を備えているが、他の弁構造であっても構わない。上記調整弁１３はイオン吐出装置の制御回路部２０と接続されており、第１流路Ｒ１に流入する送風の流量を略一定量に保持するように該制御回路部２０により制御される。上記制御回路部２０は、所望量のイオン及び送風量を得るために送風部５、高圧印加部９、調整弁１３等を駆動制御するものである。
At the branch portion between the first flow path R1 and the second flow path R2, the flow of air flowing into the first flow path R1 and the second flow path R2 out of the flow flowing in the
第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２とを仕切る隔壁部１４は、第１流路Ｒ１の上流側部分（つまり、分岐部分から貫通孔１０，１９内にまで送風を導く部分）とこれに並設される第２流路Ｒ２の上流側部分とを仕切るパイプ状の隔壁１４ａと、第１流路Ｒ１の下流側部分（つまり、貫通孔１０，１９から吐出された送風を合流部分にまで導く部分）とこれに並設される第２流路Ｒ２の下流側部分とを仕切る同じくパイプ状の隔壁１４ｂと、から成る。両隔壁１４ａ，１４ｂはその端部を電極部８の平板面に密着させて設置している。
The
また、第２流路Ｒ２の電極部８に沿って流れる放熱部分１５は、上流側の電極部８の平板面に沿って通過する部分１５ａと、中央の絶縁スペーサ７を跨いで両側の電極部８の外周面に沿って通過する部分１５ｂと、下流側の電極部８の平板面に沿って通過する部分１５ｃとを、側面視コ字状に連通させた形状になっている。
Further, the
上記構成から成る本例のイオン吐出装置において、図示しない操作ボタンを押下する等して制御回路部２０にイオン生成の開始指令を出力すると、制御回路部２０は送風部５によって風路４内に外気を導入してイオン発生部６に向けて送風するとともに、高圧印加部９によってイオン発生部６の電極部８間に高電圧を印加させる。この高電圧印加により、イオン発生部６に設けた絶縁スペーサ７の貫通孔１０内で放電が開始され、該貫通孔１０内にマイクロメータサイズの微小なプラズマ（以下「マイクロプラズマ」という）が高密度で生成される。上記貫通孔１０内のマイクロプラズマ放電により、コロナ放電と比較して高密度でイオンが生成される。つまり、本例においては、数１００μｍ程度の孔径Ｄを有する上記貫通孔１０により、絶縁スペーサ７に沿った微小な放電空間Ｓを形成している。
In the ion ejection apparatus of the present example having the above-described configuration, when an ion generation start command is output to the
送風部５によってイオン発生部６に向けて送られた送風は、上流側テーパ部１１を通じて加圧された後に第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２とに分流される。第１流路Ｒ１の上流側部分を通ってイオン発生部６の貫通孔１０，１９内にまで一直線状に導入された送風は、貫通孔１０内に高密度で生成されるイオンを効率よく下流側に搬出させ、第１流路Ｒ１の下流側部分を通って風路４内の下流側テーパ部１２に放出される。また、第２流路Ｒ２の上流側部分を通って中央の放熱部分１５にまで導入された送風は、側面視コ字状に連結される各部分１５ａ，１５ｂ，１５ｃを通じて上流側の電極部８の平板面及び外周面、下流側の電極部８の外周面及び平板面に沿って回り込むように流下し、両電極部８の熱を効率よく奪った後に、第２流路Ｒ２の下流側部分を通って風路４内の下流側テーパ部１２に放出される。
The air sent to the
第１流路Ｒ１から下流側に放出された大量のイオンを含む送風と、第２流路Ｒ２から下流側に放出された受熱後の送風とは、下流側テーパ部１２内にて合流し、合流後の十分な流量を伴ったうえで吐出口３を通じて本体ケース１外に吐出される。この吐出風に乗って、イオン発生部６のマイクロプラズマ放電によって大量生成されたイオンは外部空間に向けて勢い良く吐出される。
The blast containing a large amount of ions released downstream from the first flow path R1 and the blast after receiving heat released downstream from the second flow path R2 merge in the
既述のように、このとき制御回路部２０は、第１流路Ｒ１に流入する送風の流量が略一定量に保持されるように（換言すると、所定の適正範囲内に収まるように）調整弁１３の開口を制御するので、貫通孔１０内のマイクロプラズマ放電は風路４全体の風量に影響されることなく安定的に行われる。具体的には、送風部５の出力が大きくなるほどに第１流路Ｒ１に流入する風量の割合が小さくなるように、制御回路部２０によって調整弁１３を制御する。また、第１流路Ｒ１内を通る風量（即ち、貫通孔１０内を通る風量）を検知するセンサを備え、該センサの出力に応じて制御回路部２０が調整弁１３を制御する構造であってもよい。
As described above, at this time, the
このように、本例のイオン吐出装置によれば、イオン発生部６の両電極部８を送風により効率的に放熱させながら貫通孔１０内のマイクロプラズマ放電により大量のイオンを生成し、且つ、ここで生じた大量のイオンを送風により効率的に貫通孔１０内から下流側に搬送し、放熱用の送風とイオン搬送用の送風とを合流させたうえで十分な風量を伴って外部に吐出させることができる。
Thus, according to the ion ejection apparatus of this example, a large amount of ions are generated by microplasma discharge in the through-
ここで外部に放出されるイオンには硝酸イオンが含まれている。この硝酸イオンを含んだ水は髪や肌を弱酸性に保つとともに、該硝酸イオンが有する高い水和力によって髪や肌に水分を保持させる。また、放電の条件を適宜制御することにより、スーパーオキサイドラジカルやヒドロキシラジカルを生成及び放出することもでき、この場合には脱臭効果や、除菌効果、アレルゲン不活性化効果、農薬分解効果、有機物分解（汚れ除去）効果が得られることが分かっている。 Here, the ions released to the outside include nitrate ions. The water containing nitrate ions keeps hair and skin weakly acidic, and retains moisture in the hair and skin by the high hydration power of the nitrate ions. In addition, superoxide radicals and hydroxy radicals can be generated and released by appropriately controlling the discharge conditions. In this case, deodorizing effect, disinfection effect, allergen inactivation effect, agricultural chemical decomposition effect, organic matter It has been found that a decomposition (dirt removal) effect can be obtained.
上記した構成のイオン吐出装置は、例えばヘアードライヤとして使用することができる。このヘアードライヤとして使用する場合には、本体ケース１内に貫通形成される風路４の送風部５よりも下流側部分を二手に分岐させ、分岐した一方に上記イオン発生部６を配置してイオン吐出口を開口させ、他方にヒータを配置して温風吐出口を開口させた構造とする。
The ion ejection device having the above-described configuration can be used as a hair dryer, for example. When using as this hair dryer, the downstream side part of the
図２には、イオン発生部６の電極部８の変形例を示している。この変形例においては、上流側及び下流側の電極部８の露出する平板面に多数の放熱フィン１６を突設している。上記放熱フィン１６により、第２流路Ｒ２内を流れる送風が接する電極部８の表面積が増大し、空冷による電極部８の熱除去が更に効率的に行われる。
In FIG. 2, the modification of the
図３には、風路４中に形成される第２流路Ｒ２の変形例を示している。この変形例においては、第２流路Ｒ２の途中に幅狭部１７を設けている。幅狭部１７の幅ｄは、イオン発生部６の貫通孔１０，１９の孔径Ｄよりも小さく設定したものであり、該幅狭部１７を設けることで、第１流路Ｒ１を通じて貫通孔１０，１９内に導入される風量を確保している。幅狭部１７を形成する箇所は、図３Ａに示すような放熱部分１５の下流側の部分１５ｃであってもよいし、図３Ｂに示すような上流側の部分１５ａであってもよいし、或いは、下流側と上流側の両方に幅狭部１７を設けてもよい。なお、図示例では調整弁１３を省略している。
In FIG. 3, the modification of 2nd flow path R2 formed in the
図４には、第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２の分岐部分に、更に加圧部１８を設けた変形例を示している。この変形例においては、加圧部１８により所定の風圧に設定したうえで第１流路Ｒ１及び第２流路Ｒ２内に送風を導入するようになっているので、貫通孔１０内のマイクロプラズマ放電を安定化させるという効果や、空冷による電極部８の熱除去が安定的に行われるという効果がある。
FIG. 4 shows a modification in which a
次に、本発明の実施形態における第２例のイオン吐出装置について図５に基づいて説明する。なお、上記した第１例の構成と同様の構成については詳細な説明を省略し、第１例とは相違する特徴的な構成について以下に詳述する。 Next, a second example of the ion ejection apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Detailed description of the same configuration as the configuration of the first example described above will be omitted, and a characteristic configuration different from the first example will be described in detail below.
本例のイオン吐出装置においては、本体ケース１内の風路４中に冷却部３０を配置している。上記冷却部３０は、イオン発生部６と、このイオン発生部６よりも上流側に位置する送風部５との間に位置している。図示例の冷却部３０は、風路４内に配置してある熱交換部３１と、風路４外に配置してある冷媒タンク３２と、熱交換部３１と冷媒タンク３２とを連通接続させる循環流路３３と、循環流路３３中に介在するとともに熱交換部３１と冷媒タンク３２との間で冷媒を循環させるポンプ３４とから成る構造である。冷媒としては水を用いている。なお、冷却部３０の構造は図示例のような水冷式に限定されず、例えばペルチェユニットを用いた電子式等の他の構造であってもよい。冷却部３０の電子式の構造は、手持ち式で使用するヘアードライヤ等の比較的小型の装置として本例のイオン吐出装置を用いる場合に、特に有効である。
In the ion ejection apparatus of this example, the cooling
上記構成の本例のイオン吐出装置にあっては、冷却部３０を通じて冷却させた空気を第１流路Ｒ１及び第２流路Ｒ２に送り込むことができる。したがって、第１例と比較しても更に高効率で電極部８を放熱させることができ、更に長期間に亘って安定的にイオンを生成することが可能となる。
In the ion ejection device of this example having the above-described configuration, the air cooled through the cooling
次に、本発明の実施形態における第３例のイオン吐出装置について図６に基づいて説明する。なお、上記した第１例の構成と同様の構成については詳細な説明を省略し、第１例とは相違する特徴的な構成について以下に詳述する。 Next, a third example of the ion ejection apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Detailed description of the same configuration as the configuration of the first example described above will be omitted, and a characteristic configuration different from the first example will be described in detail below.
本例のイオン吐出装置においては、本体ケース１内の風路４中にミスト付加部４０を配置している。上記ミスト付加部４０は、イオン発生部６と、このイオン発生部６よりも上流側に位置する送風部５との間に位置している。図示例のミスト付加部４０は、スポンジ等の保水体４１に水分を含ませたものを風路４中に配置した構造であるが、他の構造であってもよい。上記構成の本例のイオン吐出装置にあっては、ミスト付加部４０を通じてミストを付加された空気を下流側のイオン発生部６に送り込むことで、空気中のミストにイオン（マイナスイオン）を含んで成るイオンミストが大量に生成され、吐出口３を通じて外部に吐出される。上記イオンミストの吐出風は、その空気中のミスト自体が外部空気を加湿するという効果に加えて、多くの水分を保持するイオンミストが付着することで髪や肌に多くの水分を与えるという効果を及ぼす。なお、図示はしていないが、保水体４１に含む水分がミスト付加部４０外に漏出することを防止する防水構造を備えている。
In the ion ejection apparatus of this example, a
次に、本発明の実施形態における第４例のイオン吐出装置について図７に基づいて説明する。なお、上記した第３例の構成と同様の構成については詳細な説明を省略し、第３例とは相違する特徴的な構成について以下に詳述する。 Next, an ion ejection apparatus of a fourth example in the embodiment of the present invention will be described based on FIG. Detailed description of the same configuration as the configuration of the third example described above will be omitted, and a characteristic configuration different from the third example will be described in detail below.
本例のイオン吐出装置のミスト付加部４０は、ペルチェユニット５０を用いて結露水を生成するものである。上記ペルチェユニット５０は、本体ケース１に内蔵してあるＤＣ電源部５１により電力を供給されて図中上方の冷却側から図中下方の放熱側へと熱を移動させるものである。上記ペルチェユニット５０の冷却側に、風路４内に配置される枠状の冷却部材５２を接続させて配置し、更にこの冷却部材５２内にメッシュ状の冷却部材５３を接続させて配置することで、上記ミスト付加部４０を構成している。
The
ペルチェユニット５０の放熱側は、本体ケース１内に形成してあるペルチェ放熱用流路５４内に露出させており、該ペルチェ放熱用流路５４内を流れる送風によって放熱される構造である。上記ペルチェ放熱用流路５４は、風路４の主流から分岐及び合流して形成されている。したがって、送風部５により導入された送風の一部が主流から分流されてペルチェ放熱用流路５４内に導入され、ペルチェユニット５０の放熱側を通過した後に、下流側テーパ部１２にて主流と合流したうえで吐出口３から外部に吐出されるようになっている。
The heat dissipation side of the
風路４の主流においては、送風部５によって空気を送り込みながらペルチェユニット５０に電力供給して両冷却部材５２，５３を冷却することで、風路４中の送風温度を結露点以下にして両冷却部材５２，５３上に結露水を生じさせる。したがって、この結露水を有する両冷却部材５２，５３を通過した送風はミストを大量に含んだ状態で下流側のイオン発生部６に送り込まれ、イオンミストを生成したうえで吐出口３を通じて外部に吐出される。
In the mainstream of the
また、冷却部材５２，５３を通過する際に冷却された送風は、第２流路Ｒ２を通過する際にイオン発生部６の両電極部８の外周面に沿って流下しながら効率よく熱を奪う。つまり、本例のペルチェユニット５０を用いたミスト付加部４０は、冷却風により高効率で電極部８を放熱させる冷却部３０を兼ねたものであって、上記ミスト付加部４０を具備することにより、高効率で電極部８を放熱させながら長期間に亘って安定的にイオンミストを生成することが可能となる。なお、図示はしていないが、ミスト付加部４０で生じた結露水が該ミスト付加部４０外に漏出することを防止する防水構造を備えている。
Also, the air cooled when passing through the cooling
次に、本発明の実施形態における第５例のイオン吐出装置について図８に基づいて説明する。なお、上記した第４例の構成と同様の構成については詳細な説明を省略し、第４例とは相違する特徴的な構成について以下に詳述する。 Next, an ion ejection apparatus of a fifth example in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Detailed description of the same configuration as the configuration of the fourth example described above will be omitted, and a characteristic configuration different from the fourth example will be described in detail below.
本例のイオン吐出装置においては、ペルチェユニット５０を用いて結露水を生成する第３例と同様のミスト付加部４０を、風路４内のイオン発生部６よりも上流側の箇所と下流側の箇所の両方に設けている。上流側と下流側のミスト付加部４０は共に、結露水を生成することで送風にミストを付加し、これによりイオンミストを生成したうえで送風に乗せて外部に吐出させるものである。加えて、上流側のミスト付加部４０においては、冷却風により高効率で電極部８を放熱させることのできる冷却部３０を兼用したものになっている。
In the ion ejection device of the present example, the
上記した第１〜第５例のイオン吐出装置においては、絶縁スペーサ７を挟む上流側と下流側の両側に電極部８を密着配置し、高圧印加部９によって両側の電極部８間に高電圧を印加するように、イオン発生部６を構成している。しかし、イオン発生部６はこの構成に限定されるものではなく、絶縁スペーサ７を電極部８の上流側又は下流側の一方にだけ配置した構成や、絶縁スペーサ７を電極部８と密着させるのではなく該電極部８の近傍に配置する構成としてもよい。具体的には、後述の第６例、第７例のイオン吐出装置に例示するような構成が採用可能である。
In the ion ejection apparatuses of the first to fifth examples described above, the
図９には、本発明の実施形態における第６例のイオン吐出装置を示している。なお、第１例の構成と同様の構成については詳細な説明を省略し、第１例とは相違する特徴的な構成について以下に詳述する。 FIG. 9 shows an ion ejection apparatus of a sixth example in the embodiment of the present invention. Detailed description of the same configuration as the configuration of the first example is omitted, and a characteristic configuration different from the first example is described in detail below.
本例のイオン吐出装置においては、絶縁スペーサ７の上流側の近傍箇所に、絶縁スペーサ７よりも小径の円板状に設けた電極部８を配置することで、イオン発生部６を構成している。絶縁スペーサ７と電極部８との間には、数１００μｍ程度の略均等な幅で隙間６０を介在させている。絶縁スペーサ７の中央には、第１例と同様の貫通孔１０を数１００μｍの口径で設けており、電極部８側には貫通孔１９を設けていない。
In the ion ejection apparatus of this example, the
絶縁スペーサ７と電極部８の間に形成される微小幅の隙間６０は、その外周縁部分にて周囲の風路４と連通し、且つ、その中央部分にて絶縁スペーサ７の貫通孔１０と連通している。貫通孔１０は、その上流端にて上記隙間６０と連通し、且つ、その下流端にて下流側の風路４と連通している。
A
本例にあっては、第１例のような隔壁部１４や調整弁１３を設けて第１流路Ｒ１や第２流路Ｒ２を形成していない。送風部５が発生させる送風は、図中の矢印に示すように、まず上流側の電極部８の平板面に当たり、該電極部８の外周面に沿って迂回した後に、上記隙間６０を通って絶縁スペーサ７の貫通孔１０に至る流れと、絶縁スペーサ７の外周面に沿う流れとに分流し、貫通孔１０の下流端にて合流した後に吐出口３から外部に吐出される。
In this example, the
電極部８には高圧印加部９の負極側を接続させており、高圧印加部９によってイオン発生部６の電極部８に高電圧を印加させると、絶縁スペーサ７に設けた貫通孔１０と、絶縁スペーサ７と電極部８の間に形成した隙間６０の両方において、マイクロプラズマ放電が開始される。つまり、本例においては、上記隙間６０及びこれと下流側にて連通する上記貫通孔１０で、絶縁スペーサ７に沿った微小な放電空間Ｓが形成されており、この放電空間Ｓ内において、マイクロプラズマ放電が生じるようになっている。
The negative electrode side of the high
本例のイオン吐出装置において、イオンを生成して外部に送り出すには、送風部５によって風路４内に外気を導入してイオン発生部６に向けて送風し、且つ、高圧印加部９によってイオン発生部６の電極部８に高電圧を印加させ、放電空間Ｓにてマイクロプラズマ放電を生じさせる。このマイクロプラズマ放電により、放電空間Ｓ（即ち、隙間６０及び貫通孔１０）内にて高密度でイオンが生成される。
In the ion ejection apparatus of this example, in order to generate ions and send them to the outside, the
送風部５によってイオン発生部６に向けて送られた送風は、電極部８の上流側を向く平板面と外周面に沿って流れ、絶縁スペーサ７の外周縁部と当たる位置にまで送り込まれる。絶縁スペーサ７の外周縁部に当たった送風は、その一部が隙間６０内に送り込まれ、残りの一部が絶縁スペーサ７を迂回する流路に送り込まれる。
The air sent to the
隙間６０内に送り込まれた送風は、該隙間６０と貫通孔１０から成る放電空間Ｓ内で生じた大量のイオンを下流側に搬送させ、電極部８と絶縁スペーサ７の熱を奪ったうえで、貫通孔１０を通じて下流側へと送り出される。また、絶縁スペーサ７を迂回する側に分流した送風は、絶縁スペーサ７の熱を奪ったうえで、貫通孔１０から送り出される送風と合流し、合流後の十分な風量を伴ったうえで吐出口３から外部へと送り出される。この十分な風量の吐出風に乗って、イオン発生部６のマイクロプラズマ放電によって大量生成されたイオンは外部空間に向けて勢い良く吐出される。
The blown air sent into the
このように、本例のイオン吐出装置によれば、イオン発生部６の電極部８と絶縁スペーサ７を送風により効率的に放熱させながら、放電空間Ｓ内のマイクロプラズマ放電により大量のイオンを生成することができる。しかも、ここで生じた大量のイオンを送風により効率的に貫通孔１０内から下流側に搬送させ、絶縁スペーサ７の外周面から熱を奪うために分流させた送風と合流させたうえで、十分な風量を伴って外部に吐出させることができる。
As described above, according to the ion ejection apparatus of this example, a large amount of ions are generated by the microplasma discharge in the discharge space S while efficiently dissipating the heat from the
図１０〜図１３には、第６例のイオン吐出装置において電極部８や絶縁スペーサ７の構成を変更した各種変形例を示している。図１０に示す変形例では、電極部８においてもその中央に貫通孔１９を形成している。電極部８側の貫通孔１９は、電極部８と絶縁スペーサ７の隙間６０を介して、絶縁スペーサ７側の貫通孔１０と一直線上に並ぶように形成している。また、電極部８と絶縁スペーサ７とは、略同径の円板状に形成している。
10 to 13 show various modifications in which the configurations of the
図１０の変形例によれば、図９に示す例に比べて、電極部８の貫通孔１９を通じて放電空間Ｓを成す貫通孔１０にまで直接的に風を送り込むことができ、したがって、放電空間Ｓで生成したイオンを外部に向けて大量に且つ勢いよく放出することができるという利点がある。また、貫通孔１９を通過する送風によって電極部８の熱を奪うことができるという利点もある。
According to the modified example of FIG. 10, compared to the example shown in FIG. 9, the wind can be sent directly to the through
なお、電極部８と絶縁スペーサ７の間に隙間６０を設けず、両者８，７を密着させた構成にしてもよい。この場合には、電極部８と密着した絶縁スペーサ７が放熱フィンのように働くことになる。
Note that the
図１１に示す変形例は、電極部８においてその中央を囲む四箇所に貫通孔１９を形成している点で、図１０に示す変形例とは相違している。電極部８側のそれぞれの貫通孔１９は、絶縁スペーサ７側の貫通孔１０と一直線上に並ばないように、風路４の軸方向からみて位置をずらして形成している。図１１の変形例によれば、上流からの送風が電極部８の複数の貫通孔１９を通過し、更に隙間６０を通って迂回したうえで絶縁スペーサ７の貫通孔１０を通過するので、送風によって電極部８や絶縁スペーサ７の熱を更に効率的に奪うことができるという利点がある。なお、電極部８の熱を更に効率的に奪うために、該電極部８を、貫通孔１９を多数有する網状のものに形成することも好ましい。
The modification shown in FIG. 11 is different from the modification shown in FIG. 10 in that through
図１２に示す変形例は、電極部８と絶縁スペーサ７において、共に複数の貫通孔１０，１９を設けている点で、図１０に示す変形例とは相違している。電極部８側の貫通孔１９と絶縁スペーサ７側の貫通孔１０とは、１対１で、隙間６０を介して一直線上に並ぶように形成している。図１２の変形例によれば、放電空間Ｓとして複数の貫通孔１０を利用できるので全体のイオン生成量を増大させることができ、しかも、各貫通孔１０には電極部８の各貫通孔１９を通じて直接的に風を送り込むことができる。したがって、外部に向けてイオンを大量に且つ勢いよく放出することができるという利点がある。
The modification shown in FIG. 12 is different from the modification shown in FIG. 10 in that both the
なお、図１２の変形例においても、電極部８と絶縁スペーサ７を密着させた構成にした場合には、絶縁スペーサ７を放熱フィンのように機能させることができる。
In the modified example of FIG. 12 as well, when the
図１３に示す変形例は、絶縁スペーサ７に複数の貫通孔１０を設けている点と、各貫通孔１０の位置を、電極部８側の貫通孔１９と一直線上に並ばないように風路４の軸方向からみてずらして形成している点で、図１０に示す変形例とは相違している。図１３の変形例によれば、放電空間Ｓとして複数の貫通孔１０を利用できるので全体のイオン生成量を増大させることができる。また、電極部８の貫通孔１９を通過した送風は、隙間６０を通って迂回したうえで絶縁スペーサ７の各貫通孔１０を通過するので、送風によって電極部８や絶縁スペーサ７の熱を更に効率的に奪うことができる。
In the modification shown in FIG. 13, the air flow path is provided so that the insulating
図１４には、本発明の実施形態における第７例のイオン吐出装置を示している。なお、第１例の構成と同様の構成については詳細な説明を省略し、第１例とは相違する特徴的な構成について以下に詳述する。 FIG. 14 shows an ion ejection apparatus of a seventh example in the embodiment of the present invention. Detailed description of the same configuration as the configuration of the first example is omitted, and a characteristic configuration different from the first example is described in detail below.
本例のイオン吐出装置のイオン発生部６においては、絶縁スペーサ７と、該絶縁スペーサ７の上流側及び下流側に配置される電極部８との間に、数１００μｍ程度の略均等な幅で隙間６０を介在させている。絶縁スペーサ７と上流側の電極部８の中央には、第１例と同様の数１００μｍ程度の口径で貫通孔１０，１９を設けている。下流側の電極部８の中央には、絶縁スペーサ７や上流側の電極部８の貫通孔１０，１９よりも十分に大きな口径で貫通孔１９を設けている。絶縁スペーサ７の貫通孔１０と、これを挟む位置にある両側の電極部８の貫通孔１９とは、一直線上に並ぶように形成している。
In the
絶縁スペーサ７と両側の電極部８の間に形成される微小幅の隙間６０は、その外周縁部分にて周囲の風路４と連通し、且つ、その中央部分にて絶縁スペーサ７及び電極部８の貫通孔１０，１９と連通している。
The
本例にあっても、第１例のような隔壁部１４や調整弁１３を設けていない。送風部５から送り込まれた送風は、まず上流側の電極部８の平板面と当たる部分において、上流側の電極部８の貫通孔１９を通って絶縁スペーサ７の貫通孔１０に至る流れと、上流側の電極部８の外周面に沿って迂回する流れとに分流する。貫通孔１０を通過した流れは、下流側の電極部８に設けた大径の貫通孔１９を通じて更に下流側へと送り出される。上流側の電極部８の外周面に沿って迂回した流れは、絶縁スペーサ７の外周面と下流側の電極部８の外周面に沿って更に下流側へと送り出された後に、下流側の電極部８の貫通孔１９を通過した流れと合流する。
Even in this example, the
また、上流側の電極部８の外周面に沿って送り出された流れの一部は、上流側の電極部８と絶縁スペーサ７の隙間６０を通じて、絶縁スペーサ７の貫通孔１０に送り込まれる。また、上流側の電極部８の外周面からそのまま絶縁スペーサ７の外周面に沿って送り出された流れの一部は、絶縁スペーサ７と下流側の電極部８の隙間６０を通じて、下流側の電極部８の貫通孔１９に送り込まれる。
A part of the flow sent along the outer peripheral surface of the
本例のイオン吐出装置において、高圧印加部９によって両側の電極部８間に高電圧を印加させると、絶縁スペーサ７に設けた貫通孔１０と、該絶縁スペーサ７と上流側の電極部８の間に形成した隙間６０と、該絶縁スペーサ７と下流側の電極部８の間に形成した隙間６０において、マイクロプラズマ放電が開始される。つまり、本例においては、絶縁スペーサ７の貫通孔１０と上流側及び下流側の隙間６０とで、絶縁スペーサ７に沿った微小な放電空間Ｓが形成されており、この放電空間Ｓ内において、マイクロプラズマ放電が生じるようになっている。
In the ion ejection apparatus of this example, when a high voltage is applied between the
したがって、マイクロプラズマ放電により放電空間Ｓ内にて高密度でイオンを生成するとともに、送風部５によってイオン発生部６に向けて送風を生じさせると、送風の一部は放電空間Ｓを通過しながら下流側へと大量のイオンを搬送させ、送風の他の一部は電極部８や絶縁スペーサ７の外周面に沿って通過しながら熱を奪う。イオン発生部６を通過する際に分流した送風はその後合流し、合流後の十分な風量を伴ったうえで吐出口３から外部へと送り出される。この十分な風量の吐出風に乗って、イオン発生部６のマイクロプラズマ放電によって大量生成されたイオンは外部空間に向けて勢い良く吐出される。
Accordingly, when ions are generated at a high density in the discharge space S by the microplasma discharge and air is blown toward the
このように、本例のイオン吐出装置によれば、イオン発生部６の絶縁スペーサ７と両側の電極部８とを送風により効率的に放熱させながら、放電空間Ｓ内のマイクロプラズマ放電により大量のイオンを生成することができる。しかも、ここで生じた大量のイオンを送風により効率的に放電空間Ｓから下流側に搬送させ、絶縁スペーサ７や電極部８の外周面から熱を奪うために分流させた送風と合流させたうえで、十分な風量を伴って外部に吐出させることができる。なお、本例では下流側の電極部８の貫通孔１９を大径に設け、放電空間Ｓで生成したイオンが下流側の電極部８に付着することを防止している。
As described above, according to the ion ejection apparatus of the present example, a large amount of heat is generated by the microplasma discharge in the discharge space S while the insulating
図１５には、第７例のイオン吐出装置において絶縁スペーサ７と上流側の電極部８を密着させた場合の変形例を示している。この変形例では、絶縁スペーサ７の貫通孔１０と、絶縁スペーサ７と下流側の電極部８の隙間６０とで、絶縁スペーサ７に沿った微小な放電空間Ｓが形成されている。この放電空間Ｓ内にて高密度でイオンを生成するとともに、送風部５によってイオン発生部６に向けて送風を生じさせることで、送風の一部は放電空間Ｓに通過させて大量のイオンを下流側に搬送させ、送風の他の一部は電極部８や絶縁スペーサ７の外周面に沿って通過させて熱を奪うことができる。
FIG. 15 shows a modification in the case where the insulating
なお、放電空間Ｓを成す隙間６０を、絶縁スペーサ７と上流側の電極部８との間に設け、下流側の電極部８は絶縁スペーサ７と密着するように設けてもよい。この場合であっても、放電空間Ｓで生じる大量のイオンを下流側に搬送し、且つ、イオン発生部６の熱を効率的に奪うことができる。
The
ところで、第６例や第７例のイオン吐出装置が具備するイオン発生部６の構成は、上記した第１〜第５例のイオン吐出装置においても適宜に採用可能である。
By the way, the structure of the
また、第１例〜第７例のイオン吐出装置においては、いずれもイオン発生部６を一つだけ備えた構成を図示しているが、同様のイオン発生部６を風路４中に複数備えた構成であってもよい。イオン発生部６を複数備える場合には、各イオン発生部６を共通の高圧印加部９に対して並列接続させることで、高圧印加部９の印加電圧は抑えたうえで、全体のイオン発生量を維持又は増大させることができる。
Further, in the ion ejection devices of the first to seventh examples, the configuration including only one
また、複数のイオン発生部６を高圧印加部９に並列接続させて備える場合には、高圧印加部９が、各イオン発生部６の電極部８に対してパルス状の高電圧を印加するように設けることが好ましい。これは、複数のイオン発生部６には組み付け精度等の固体差が不可避的に存在するため、例えば直流電圧を供給した場合には、各イオン発生部６間に放電の偏りが生じやすくなるからである。これに対して、パルス状に高電圧を印加する場合には、複数のイオン発生部６間に組み付け精度等の固体差が存在することに関わらず、全てのイオン発生部６において放電を偏りなく生じさせることができる。
When a plurality of
なお、パルス状の高電圧を印加する場合には、そのパルス周波数を数十ヘルツ〜数十キロヘルツに設定し、パルス幅を、ＯＮ時間（即ち、印加電圧が放電開始電圧を超える時間）が５０％以下となるように設定することが望ましい。また、パルス状の高電圧を直流電圧に重畳させてもよい。 When a pulsed high voltage is applied, the pulse frequency is set to several tens of hertz to several tens of kilohertz, and the pulse width is set to ON time (that is, the time during which the applied voltage exceeds the discharge start voltage). It is desirable to set it to be less than%. Further, a pulsed high voltage may be superimposed on the DC voltage.
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、適宜の設計変更が可能である。 Although the present invention has been described based on the embodiments shown in the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and appropriate design changes can be made within the intended scope of the present invention. Is possible.
１ 本体ケース
４ 風路
５ 送風部
６ イオン発生部
７ 絶縁スペーサ
８ 電極部
１０ 貫通孔
１３ 調整弁
１６ 放熱フィン
３０ 冷却部
４０ ミスト付加部
５０ ペルチェユニット
６０ 隙間
Ｒ１ 第１流路
Ｒ２ 第２流路
Ｓ 放電空間
DESCRIPTION OF
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