JP2010114021A - Nozzle for static eliminator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電電極に高周波電圧を印加することによりイオンを放出し、ガスをイオン化ガスとして除電対象物に向けて吐出して当てることによって除電対象物を除電する除電器用ノズルに関する。 The present invention relates to a static eliminator nozzle that discharges ions by applying a high-frequency voltage to a discharge electrode, and discharges and applies the gas as an ionized gas toward the static elimination object.
従来、クリーンルーム等で空気中の帯電防止又は除電対象物の除電には、帯電しているイオンを含むイオン化ガスを噴射する除電器を使用する。イオン化ガスを用いる除電器では、高電圧を放電電極に印加してコロナ放電させてイオンを発生させる。そして、発生したイオンを圧縮ガス等とともにイオン化ガスとして除電対象物等に噴射し、電気的に中和させることにより除電対象物等を除電することができる。 Conventionally, a static eliminator that injects an ionized gas containing charged ions is used for preventing static charge in the air in a clean room or the like or neutralizing a static elimination object. In a static eliminator that uses an ionized gas, a high voltage is applied to a discharge electrode to cause corona discharge to generate ions. Then, the generated ions can be neutralized by spraying the generated ions together with the compressed gas or the like as an ionized gas onto the neutralization target, etc., and neutralizing them electrically.
放電電極へ直流高電圧を印加する場合、正の放電電極と負の放電電極とを両方設ける必要が生じるとともに、正負のバランスが崩れた場合には却って帯電を助長する。そこで、通常は放電電極と対向電極との間に交流高電圧を印加し、正負の空気イオンを交互に生成している。 When a DC high voltage is applied to the discharge electrode, it is necessary to provide both a positive discharge electrode and a negative discharge electrode, and when the positive / negative balance is lost, charging is promoted. Therefore, normally, an alternating high voltage is applied between the discharge electrode and the counter electrode to generate positive and negative air ions alternately.
例えば特許文献1では、放電電極に交流高電圧が印加され、導管により除電対象物までイオン化ガスを誘導している除電器に用いるイオン生成装置が開示されている。特許文献1では、高周波の交流高電圧を放電電極に印加することにより、パイプ等の配管内にイオン化ガスを供給した場合に、イオン化ガス中のイオンが再結合して消滅する割合を低減することができる。また、高圧電源のトランスを小型、軽量にすることができ、除電器全体の小型化、軽量化に寄与することもできる。
For example,
また、特許文献2には、放出管が長い場合であっても、単位時間当たりのイオン放出量を低減しないように、イオン化ガスの放出孔の流路断面形状が放出管の延長方向に延伸した長孔である除電装置が開示されている。これにより、放電電極から離れた位置に除電対象物が存在する場合であっても、単位時間当たりのイオン放出量を低減させることなく放出することができる。
しかし、特許文献1に開示されているイオン生成装置では、配管内にイオン化ガスを供給した場合に、低周波の交流高電圧を印加したときと比較してイオンが消滅する割合を低減することはできても、配管が長くなった場合にはイオンが消滅する割合が増加することを防止することはできない。したがって、除電対象物のサイズが大きい場合、除電対象物から除電器本体を離隔して配置する必要がある場合等には、放電電極からイオン化ガスを放出する放出口までの管長が長くなり、十分に除電することができないという問題点があった。
However, in the ion generating apparatus disclosed in
放電電極からイオン化ガスを放出する放出口までの管長が長い場合であっても除電能力を維持するためには、供給する圧縮ガスの圧力を上昇させ、生成されたイオン化ガスの流量を増加させれば良い。しかし、圧縮ガスの圧力を上昇させた場合、放電電極周辺の気圧が上昇することから、放電電極がコロナ放電を開始する電圧の最小値も上昇する。したがって、放電電極への印加電圧を高めなければ放電電極から安定してイオンを発生させることが困難であり、印加電圧を高めるためには電源の容量等を高める必要があることから、電源のサイズが大きくなり、小型化、軽量化の阻害要因となるとともにコスト高要因ともなる。 Even if the tube length from the discharge electrode to the discharge port for discharging the ionized gas is long, in order to maintain the static elimination capability, the pressure of the compressed gas to be supplied can be increased and the flow rate of the generated ionized gas can be increased. It ’s fine. However, when the pressure of the compressed gas is increased, the atmospheric pressure around the discharge electrode increases, so that the minimum value of the voltage at which the discharge electrode starts corona discharge also increases. Therefore, it is difficult to stably generate ions from the discharge electrode unless the voltage applied to the discharge electrode is increased, and it is necessary to increase the capacity of the power source in order to increase the applied voltage. As a result, it becomes an obstacle to miniaturization and weight reduction and also a cost increase factor.
また、供給する圧縮ガスの消費量も増大することから、圧縮ガスを生成するコンプレッサの運用コストも高くなり、除電器全体としてコスト高となる等の問題点も生じる。 Further, since the consumption of the compressed gas to be supplied also increases, the operation cost of the compressor that generates the compressed gas increases, and problems such as an increase in the cost of the static eliminator as a whole also arise.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、除電対象物のサイズが大きい場合であっても、単位時間当たりのイオン放出量を大きく減じることなく均等に除電することができる除電器用ノズルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and even if the size of the object to be neutralized is large, the nozzle for static eliminator that can uniformly eliminate static electricity without greatly reducing the amount of ion emission per unit time The purpose is to provide.
上記目的を達成するために第1発明に係る除電器用ノズルは、高周波電圧の印加によって放電電極から放出されたイオンを気流とともに吐出する除電器用ノズルにおいて、気流が流れる方向に延伸する気流通過部を形成する外殻の内面に複数の開口部を並設してあり、前記放電電極からの距離が長い(短い)前記開口部ほど、イオンを含む気流を外部へ吐出する吐出口と前記開口部とを結ぶ連結通路が、前記気流通過部に直交する方向から大きく(小さく)傾斜するようにしてあり、前記吐出口の形状が略円形になるようにしてあることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a static eliminator nozzle according to a first aspect of the present invention is a static eliminator nozzle that discharges ions discharged from a discharge electrode together with an air current by applying a high-frequency voltage. A plurality of openings are arranged in parallel on the inner surface of the outer shell forming the portion, and the opening having a longer (shorter) distance from the discharge electrode discharges an airflow containing ions to the outside and the opening. The connecting passage that connects to the portion is inclined largely (smallly) from the direction orthogonal to the airflow passage portion, and the shape of the discharge port is substantially circular.
第1発明では、気流としてイオン化ガスが流れる方向に延伸する気流通過部を形成する外殻の内面に複数の開口部を並設してあり、放電電極からの距離が長い(短い)開口部ほど、イオン化ガスを外部へ吐出する吐出口と開口部とを結ぶ連結通路が、気流通過部に直交する方向から大きく(小さく)傾斜している。これにより、放電電極から離れれば離れるほど吐出口と開口部とを結ぶ連結通路が傾斜し、吐出口からはより遠くまで到達するイオン化ガスを吐出することができる。したがって、ノズルの管長を長くする必要がなく、ノズル内でのイオン再結合によるイオンの消滅する割合が低減され、より遠くまでイオン残留量が均等なイオン化ガスを到達させることが可能となる。また、吐出口の形状が略円形であることにより、吐出口近傍にて渦流、乱流等が生じにくく、より遠くまでイオン化ガスを到達させることが可能となる。 In the first invention, a plurality of openings are arranged in parallel on the inner surface of the outer shell that forms an airflow passage that extends in the direction in which the ionized gas flows as an airflow, and an opening having a longer (shorter) distance from the discharge electrode. The connecting passage that connects the discharge port for discharging ionized gas to the outside and the opening portion is greatly (smallly) inclined from the direction perpendicular to the airflow passage portion. Thereby, the further away from the discharge electrode, the more the connection passage connecting the discharge port and the opening is inclined, and the ionized gas that reaches farther from the discharge port can be discharged. Therefore, it is not necessary to lengthen the tube length of the nozzle, the rate at which ions disappear due to ion recombination within the nozzle is reduced, and it becomes possible to reach an ionized gas with a uniform ion residual amount farther. In addition, since the shape of the discharge port is substantially circular, vortex flow, turbulence, and the like hardly occur in the vicinity of the discharge port, and the ionized gas can reach farther.
また、第2発明に係る除電器用ノズルは、第1発明において、前記放電電極からの距離が長い(短い)前記開口部ほど、前記連結通路が長く(短く)なるようにしてあることを特徴とする。 Further, the static eliminator nozzle according to the second invention is characterized in that, in the first invention, the connection passage is longer (shorter) as the opening is longer (shorter) from the discharge electrode. And
第2発明では、放電電極からの距離が長い開口部ほど、連結通路の長さが長くなるようにすることで、吐出口がより放電電極から離れるよう、すなわちサイズの大きい除電対象物に近づくように配設することができ、より確実にイオン化ガスを除電対象物へ向かって吐出することが可能となる。 In the second invention, the longer the distance from the discharge electrode, the longer the length of the connecting passage, so that the discharge port is further away from the discharge electrode, that is, closer to the larger static elimination object. The ionized gas can be more reliably discharged toward the static elimination object.
また、第3発明に係る除電器用ノズルは、第1又は第2発明において、一の吐出口に隣接し、前記放電電極からの距離が長い開口部に対応する他の吐出口の前記連結通路を形成する外殻の外面の傾斜角は、前記一の吐出口の中心線の傾斜角より大きくなるようにしてあることを特徴とする。 Further, the static eliminator nozzle according to the third invention is the connection passage of the other discharge port corresponding to the opening having a long distance from the discharge electrode adjacent to the one discharge port in the first or second invention. The outer surface of the outer shell forming the angle of inclination is larger than the angle of inclination of the center line of the one discharge port.
第3発明では、一の吐出口に隣接し、放電電極からの距離が長い開口部に対応する他の吐出口の連結通路を形成する外殻の外面の傾斜角が、一の吐出口の中心線の傾斜角より大きくなるように形成することにより、吐出口から吐出されたイオン化ガスが、隣接する連結通路の外周部分に干渉されることがなく、イオンの消滅する割合が増加することなくより遠くまでイオン化ガスを到達させることが可能となる。 In the third aspect of the invention, the inclination angle of the outer surface of the outer shell that forms the connecting passage of the other discharge port corresponding to the opening that is adjacent to the one discharge port and has a long distance from the discharge electrode is the center of the one discharge port. By forming so as to be larger than the inclination angle of the line, the ionized gas discharged from the discharge port is not interfered with the outer peripheral portion of the adjacent connecting passage, and the rate at which ions disappear is increased. It becomes possible to make the ionized gas reach far.
また、第4発明に係る除電器用ノズルは、第1乃至第3発明のいずれか1つにおいて、複数の前記吐出口は、前記気流通過部の軸線に沿って直線状に配設してあることを特徴とする。 Further, in the static eliminator nozzle according to the fourth invention, in any one of the first to third inventions, the plurality of discharge ports are arranged linearly along the axis of the airflow passage portion. It is characterized by that.
第4発明では、複数の吐出口が、気流通過部の軸線に沿って直線状に配設してあることにより、気流通過部の内部にて渦流、乱流等が生じにくく、イオンの消滅する割合を最小限に止めつつより遠くまでイオン化ガスを到達させることが可能となる。 In the fourth invention, since the plurality of discharge ports are arranged linearly along the axis of the airflow passage portion, vortex flow, turbulence, etc. are hardly generated inside the airflow passage portion, and ions disappear. It becomes possible to make the ionized gas reach farther while keeping the ratio to a minimum.
また、第5発明に係る除電器用ノズルは、第1乃至第4発明のいずれか1つにおいて、前記気流通過部の前記放電電極と対向する面に、前記放電電極から最も離れた吐出口からイオンを含む気流を吐出する前記連結通路よりも、前記気流通過部に直交する方向から大きく傾斜した気流路を備えることを特徴とする。 Further, the static eliminator nozzle according to a fifth aspect of the present invention is the discharge nozzle according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the air flow passage portion faces the discharge electrode from the discharge port farthest from the discharge electrode. An air flow path that is largely inclined from a direction orthogonal to the air flow passage portion is provided rather than the connection passage that discharges an air flow containing ions.
気流通過部を形成する外殻に並設してある複数の吐出口から吐出されたイオン化ガスの流速が吐出口によって相違することから、ベンチュリー効果によってイオン化ガスが到達すると推定される範囲より狭い範囲にまでしかイオン化ガスは到達することはできない。これは気流を噴射した場合、気流が存在する領域内の圧力が低下(ベルヌーイの定理)することにより周辺空気の気圧により気流が押し戻されることによる。推定していた範囲にまでイオン化ガスを到達させるために、第5発明では、気流通過部の放電電極と対向する面に、放電電極から最も離れた吐出口を形成する連結通路よりも、気流通過部に直交する方向から大きく傾斜した気流路を備えている。これにより、気流路を通過して吐出されたイオン化ガスが、当初到達すると推定していた範囲に到達するよう傾斜角を設定しておくことで、サイズの大きい除電対象物に対してイオン化ガスを確実に到達させることが可能となる。 A range narrower than the range in which the ionized gas is estimated to reach due to the Venturi effect because the flow velocity of the ionized gas discharged from a plurality of discharge ports arranged in parallel with the outer shell forming the airflow passage portion differs depending on the discharge ports. The ionized gas can reach only up to. This is because when the airflow is injected, the pressure in the region where the airflow exists decreases (Bernoulli's theorem) and the airflow is pushed back by the atmospheric pressure of the surrounding air. In order to allow the ionized gas to reach the estimated range, in the fifth aspect of the invention, the air flow passes more than the connecting passage that forms the discharge port farthest from the discharge electrode on the surface facing the discharge electrode of the air flow passage. The air flow path is greatly inclined from the direction orthogonal to the section. Thus, by setting the inclination angle so that the ionized gas discharged through the air flow path reaches the range that was initially estimated to reach the ionized gas, It is possible to reliably reach it.
また、第6発明に係る除電器用ノズルは、第1乃至第5発明のいずれか1つにおいて、前記連結通路は、前記吐出口の形状と略同一かつ略同一の大きさの断面形状を、前記吐出口から所定の長さ有していることを特徴とする。 The static eliminator nozzle according to a sixth aspect of the present invention is the static discharge nozzle according to any one of the first to fifth aspects, wherein the connection passage has a cross-sectional shape that is substantially the same and substantially the same size as the discharge port. It has a predetermined length from the discharge port.
第6発明では、連結通路が、吐出口の形状と略同一かつ略同一の大きさの断面形状を、吐出口から所定の長さ有していることにより、イオン化ガスは吐出口近傍では層流を形成しやすく、吐出口近傍にて渦流、乱流等が生じにくく、より遠くまでイオン化ガスを到達させることが可能となる。 In the sixth aspect of the invention, since the connecting passage has a cross-sectional shape that is substantially the same as and substantially the same size as the shape of the discharge port, the ionized gas flows in the vicinity of the discharge port in a laminar flow. Thus, eddy currents, turbulences, and the like are less likely to occur near the discharge port, and the ionized gas can reach farther.
上記構成によれば、放電電極から離れれば離れるほど吐出口と開口部とを結ぶ連結通路が傾斜し、吐出口からはより遠くまで到達するイオン化ガスを吐出することができる。したがって、ノズルの管長を長くする必要がなく、ノズル内でのイオン再結合によるイオンの消滅する割合が低減され、より遠くまでイオン残留量が均等なイオン化ガスを到達させることが可能となる。また、吐出口の形状が略円形であることにより、吐出口近傍にて渦流、乱流等が生じにくく、より遠くまでイオン化ガスを到達させることが可能となる。 According to the above configuration, as the distance from the discharge electrode increases, the connecting passage connecting the discharge port and the opening is inclined, and the ionized gas that reaches farther from the discharge port can be discharged. Therefore, it is not necessary to lengthen the tube length of the nozzle, the rate at which ions disappear due to ion recombination within the nozzle is reduced, and it becomes possible to reach an ionized gas with a uniform ion residual amount farther. In addition, since the shape of the discharge port is substantially circular, vortex flow, turbulence, and the like hardly occur in the vicinity of the discharge port, and the ionized gas can reach farther.
以下、本発明の実施の形態に係る除電器用ノズルについて、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る除電器の構成を模式的に示すイオン化ガスが流れる方向に平行な面での断面図である。 Hereinafter, a nozzle for a static eliminator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view taken along a plane parallel to the direction in which an ionized gas flows, schematically showing the configuration of the static eliminator according to the embodiment of the present invention.
図1に示すように本実施の形態に係る除電器1は、図示しないガス供給機構から圧縮ガスの供給を受け付けるガス供給管2が連結されている本体部3に、放電電極6を配置するチャンバを形成し、本体部3のチャンバに対してイオン化ガスが流れる方向に延伸する気流通過部4が連結してある。気流通過部4の先端部分には、イオン化ガスの噴射方向を定めるノズル(除電器用ノズル)5を取り付けてある。なお、図1の例では、ガス供給管2が本体部3から延伸する気流通過部4に対して略直交する角度で取り付けられているが、ガス供給管2は、気流通過部4に対して任意の角度で取り付けることができる。
As shown in FIG. 1, the
本体部3は、高周波電圧を印加する高周波交流電源7と、コロナ放電する針状の放電電極6とを備えている。放電電極6は、高電圧ケーブルにより高周波交流電源7に接続されている。
The
図2は、本発明の実施の形態に係る除電器の高周波交流電源7の構成を示す模式図である。高周波交流電源7は、商用電源71を電源とする直流電源回路72から直流電圧が供給され、高周波交流(例えば68kHz)を出力する発振回路73と、発振回路73からの出力を昇圧して高周波の高電圧として出力端子74から出力する昇圧トランス75とを備えている。昇圧トランス75の代わりに圧電素子を用いても良い。また、出力端子74が放電電極6に接続されることにより、放電電極6に高周波の交流高電圧が印加されるようになっている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the high-frequency
放電電極6の先端側には対向電極8が配設してあり、高周波交流電源7により、放電電極6と対向電極8との間に交流高電圧を印加する。高周波交流電源7とは、交流周波数が1kHzから数百kHzの間の電源であり、発生したイオンが再結合して消滅する割合を低減することができ、高周波交流電源7に設ける昇圧トランス75を小型化、軽量化することができる。なお、放電電極6と対向電極8との間に位置する、気体通過部4を形成する管状部材の少なくとも一部は、絶縁部材、例えばセラミックで形成することが好ましい。また、管状部材のその他の部分については、絶縁体で形成しても良いし、導電体で形成しても良い。
A
放電電極6は、交流高電圧を印加することによりコロナ放電し、周期的に正負のイオンを発生する。放電電極6がコロナ放電することにより発生したイオンは、ガス供給管2で供給を受け付けた圧縮ガスとともにイオン化ガスとして気流通過部4内へ誘導される。除電対象物のサイズが大きい場合、より遠くまでイオンを消滅させること無く到達させるため、従来は気流通過部4を長い直管部とすることで、より遠くまでイオン化ガスを誘導し、除電対象物の近傍にてイオン化ガスを噴射していた。
The
図3は、気流通過部4の長さが相違する除電器の構成を模式的に示すイオン化ガスが流れる方向に平行な面での断面図である。図3(a)は、気流通過部4が除電対象物の長さに略等しい直管部である除電器の構成を模式的に示すイオン化ガスが流れる方向に平行な面での断面図であり、図3(b)は、気流通過部4がほとんど存在しない除電器の構成を模式的に示すイオン化ガスが流れる方向に平行な面での断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view in a plane parallel to the direction in which the ionized gas flows, schematically showing the configuration of the static eliminator having a different length of the
いずれも図示しないガス供給機構から圧縮ガスの供給を受け付けるガス供給管2が連結されている本体部3に、イオン化ガスが流れる方向に延伸する気流通過部4が連結してある。図3(a)には、気流通過部4として除電対象物の長さに略等しい直管部4aが、図3(b)には、気流通過部4として短い直管部4bが、それぞれ連結してある。
In either case, an
本体部3は、高周波電圧を印加する高周波交流電源7と、コロナ放電する針状の放電電極6とを備えている。放電電極6は、高電圧ケーブルにより高周波交流電源7に接続されている。放電電極6の先端側には対向電極8が配設してあり、高周波交流電源7により、放電電極6と対向電極8との間に交流高電圧を印加する。
The
放電電極6は、交流高電圧を印加することによりコロナ放電し、周期的に正負のイオンを発生する。放電電極6がコロナ放電することにより発生したイオンは、ガス供給管2で供給を受け付けた圧縮ガスとともにイオン化ガスの気流として気流通過部4へ誘導される。図3(a)では、気流通過部4は長さLの直管部4aであり、直管部4aの先端からイオン化ガスが噴射され、直管部4aの先端から距離Dだけ離れている除電対象物10であるCPM(チャージプレートモニター)を除電する。図3(b)では、気流通過部4は長さLに対して非常に短い直管部4bであり、直管部4bの先端からイオン化ガスが噴射され、直管部4bの先端から距離(L+D)だけ離れている除電対象物10であるCPM(チャージプレートモニター)を除電する。
The
2つの除電器の除電効果を以下の条件で比較した。放電電極6には、交流高電圧として周波数70kHzで2kVを印加し、圧縮ガスを供給する。除電対象物であるCPM10は150mm四方のプレートとし、CPM10を1kVまで帯電させておき、帯電量の絶対値が0.1kVまで減衰する時間を計測した。CPM10に帯電する極性は正負双方で測定し、平均値を比較する。なお、直管部4aからCPM10までの距離Dは50mmとし、直管部4aの長さLを300mm、500mm、1000mm、1300mmと変化させた場合の除電時間を計測して平均値を求める。
The static elimination effects of the two static eliminators were compared under the following conditions. The
なお、直管部4bの場合には、CPM10までの距離を(L+D)とし、それぞれ350mm、550mm、1050mm、1350mmと変化させた場合の除電時間を計測して平均値を求める。
In the case of the
図4は、直管部の長さに対応した除電時間の平均値を示すグラフである。図4では、×印が図3(b)の除電器での除電時間の平均値を示している。また、ひし形印、四角形印、三角印は、図3(a)の除電器での除電時間の平均値を、それぞれガス流量が毎分30リットル、60リットル、90リットルである場合についてプロットしてある。なお、×印でのガス流量は毎分30リットルである。 FIG. 4 is a graph showing an average value of the static elimination time corresponding to the length of the straight pipe portion. In FIG. 4, “x” indicates an average value of the static elimination time in the static eliminator of FIG. In addition, rhombus marks, square marks, and triangle marks are plotted for the average value of the static elimination time in the static eliminator of FIG. 3A when the gas flow rate is 30 liters, 60 liters, and 90 liters per minute, respectively. is there. In addition, the gas flow rate by x mark is 30 liters per minute.
図4の×印とひし形印とで示す除電時間平均を比較すれば明らかなように、ガス流量が同一である場合、気流通過部4が直管部4bである場合の方が、直管部4aである場合よりもはるかに除電時間が短い。したがって、直管部4aからイオン化ガスを噴射するよりも、空気中に噴射する方がイオンが消滅する割合が小さく、除電効果が高いと判断することができる。
As is clear from the comparison of the static elimination time averages indicated by the X mark and the diamond mark in FIG. 4, when the gas flow rate is the same, the straight pipe part is more suitable when the
図5は、直管部を設けた除電器を用いる場合の除電イメージを示す模式図である。図5に示すように、除電対象物10のサイズが大きく広範囲にわたって除電する必要がある場合、従来は直管部4aの長さを除電対象物の長さとほぼ同等とし、全域にわたって略等間隔に複数の開口部4c、4c、・・・を設けている。しかし、上述のように直管部4aを設けた場合、直管部4a内のイオン消滅の割合が高くなり、特に放電電極6から離れた位置にある開口部4dから放出されるイオン量が大幅に低減するおそれがある。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an image of static elimination when a static eliminator provided with a straight pipe portion is used. As shown in FIG. 5, when the
図4に戻って、気流通過部4として直管部4aを用いる場合に、気流通過部4が直管部4bである場合と同等の除電効果を得るためには、三角印で示す除電時間平均からも明らかなように、ガス流量が3倍の毎分90リットルとなるまで圧縮ガスを大量に供給する必要がある。このため、圧縮ガスを噴射させるためのコンプレッサの容量を高める必要が生じ、コスト高となってしまうことは否めない。したがって、除電対象物のサイズが大きい場合には、気流通過部4として直管部を延伸するよりも、ノズルを用いて空気中へ広角にイオン化ガスを噴射する方が除電効果が高い。
Returning to FIG. 4, when the
そこで、本発明の実施の形態では、除電器用ノズルの構成を工夫して、気流通過部4の直管部を最小限の長さに止めるとともに、ノズルの各吐出口からほぼ均一なイオン量を有するイオン化ガスを広角に噴射するようにしてある点に特徴を有している。図6は、本発明の実施の形態に係る除電器を用いる場合の除電イメージを示す模式図である。
Therefore, in the embodiment of the present invention, the configuration of the nozzle for the static eliminator is devised so that the straight tube portion of the
除電対象物のサイズが大きい場合、除電器1から直管部を延伸させること無く広角にイオン化ガスを噴射することができるノズル5を設ける。圧縮ガスが矢印11の方向にガス供給管2から供給された場合、ノズル5からイオン化ガスが矢印12に示すように広角に噴射される。ノズル5におけるイオン化ガスの噴射角度は、除電対象物10のノズル5に最も近い位置から最も遠い位置までイオン化ガスが到達することができる角度にすることが好ましい。
When the size of the static elimination object is large, a
図7は、本発明の実施の形態に係るノズル5の斜視図であり、図8は、本発明の実施の形態に係るノズル5の断面図及び正面図である。図8(a)は、本発明の実施の形態に係るノズル5のイオン化ガスが流れる方向に略平行な面での断面図であり、図8(b)は、本発明の実施の形態に係るノズル5のイオン化ガスを外部へ吐出する吐出口側から見た正面図である。
FIG. 7 is a perspective view of the
図7及び図8(b)に示すように、本実施の形態に係るノズル5は、その外殻の外面の一方向に、つまり気流通過部4の延伸する方向に一列に並んでイオン化ガスの吐出口65、62、63、63、・・・、64を配設してある。取付部51は内面にネジ山が形成されており、除電器1の気流通過部4とネジ止めできるようになっている。
As shown in FIGS. 7 and 8 (b), the
図8(a)に示すように、ノズル5の外殻の内面には、開口部55、52、53、53、・・・、54が一列に形成されており、それぞれ連結通路45、42、43、43、・・・、及び気流路44をノズル5の外殻の外面に向かって形成することにより吐出口65、62、63、63、・・・、64を形成している。連結通路42はノズル5の中心軸50に対して直交する方向に形成されており、開口部55と吐出口65とが略同一の円形状をなしている。
As shown in FIG. 8 (a),
他の連結通路43、43、・・・は、放電電極6から離れる、すなわちイオン化ガスが供給されてくる方向から離れれば離れるほど中心軸50に直交する方向から傾斜が大きくなるように形成されている。中心軸50に直交する方向から傾斜が大きくなることから、供給されるイオン化ガスの噴射する方向を変更する度合が小さくなり、より空気抵抗が少なくイオン化ガスを外部へ吐出することができる。したがって、イオンの再結合により消滅する割合を低減しつつ、ノズル5の管長を長くすることなく、より遠くまでイオン残留率の高いイオン化ガスを到達させることが可能となる。図8(a)の例では、放電電極6から離れれば離れるほど、連結通路43、43、・・・の傾斜角は15度刻みで大きくなるようにしてある。傾斜角の増加度合は特にこれに限定されるものではない。
The other connecting
また、開口部53、53、・・・の形状は、開口部52から離れるほど長辺が大きい楕円形になっているが、吐出口63、63、・・・の形状が略円形となるよう、それぞれ連結通路43、43、・・・の中心軸に直交する面にて吐出口63、63、・・・を形成している。吐出口63、63、・・・の形状を略円形とすることにより、吐出口63、63、・・・近傍にて渦流、乱流等が生じにくく、より遠くまでイオン化ガスを到達させることが可能となる。
Further, the shape of the
また、放電電極6から離れた開口部53、53、・・・であればあるほど、それぞれ連結通路43、43、・・・の長さが長くなるようにしてある。これにより、ノズル5に対して遠くに位置する除電対象物10の部分に向けてイオン化ガスを吐出しなければならない、放電電極6から離れた吐出口63であればあるほど、長い連結通路53を確保することができるので、除電対象物10に対して指向性の強いイオン化ガスを吐出することができる。
In addition, the length of the connecting
さらに、連結通路43、43、・・・は、吐出口63、63、・・・の形状と同一かつ同一の大きさの略円形の断面形状を、吐出口63、63、・・・から所定の長さ有している。これにより、イオン化ガスの気流は吐出口63、63、・・・の近傍では層流を形成しやすく、吐出口63、63、・・・の近傍にて渦流、乱流等が生じにくく、さらに吐出されるイオン化ガスの直進性を高めることができる。したがって、イオン衝突、再結合等によるイオンの消滅する割合を低減することができ、イオン化ガスをより遠くまで到達させることが可能となる。
Further, the connecting
また、連結通路43、43、・・・の中心軸の傾斜角よりも、放電電極6から離れた開口部53、53、・・・に対応する連結通路43、43、・・・のうち、隣接する連結通路43、43、・・・を形成する外殻の外面の傾斜角の方が大きくなるように連結通路43、43、・・・を形成してある。図9は、隣接する連結通路43、43、・・・の構成を示す部分拡大断面図である。
Further, of the connecting
図9(a)は、隣接する連結通路43、43、・・・を形成する外殻の外面の傾斜角が、1つ手前の連結通路43、43、・・・の中心線の傾斜角と同一である場合の部分拡大断面図であり、図9(b)は、隣接する連結通路43、43、・・・を形成する外殻の外面の傾斜角が、イオン化ガスが供給される側の1つ手前の連結通路43、43、・・・の中心線の傾斜角より大きい場合の部分拡大断面図である。
9 (a) shows that the inclination angle of the outer surface of the outer shell forming the
図9(a)では、連結通路43aに隣接し、連結通路43aよりも放電電極6から離れた連結通路43bを形成する外殻の外面80の傾斜角が、連結通路43aの中心線の傾斜角と同一である。この場合、吐出口63aから吐出したイオン化ガスは、隣接する外殻の外面80に沿って生じる乱流等により干渉され、イオンの再結合によるイオンの消滅を促進するおそれがある。
In FIG. 9A, the inclination angle of the outer surface 80 of the outer shell that forms the
図9(b)では、連結通路43aに隣接し、連結通路43aよりも放電電極6から離れた連結通路43bを形成する外殻の外面81の傾斜角が、連結通路43aの中心線の傾斜角よりも大きい。この場合、吐出口63aから吐出したイオン化ガスは、隣接する外殻の外面81によって乱流等が生じにくく、イオンの再結合によるイオンの消滅を抑制することが可能となる。
In FIG. 9B, the inclination angle of the
また、気流通過部4の放電電極6と対向する面に、放電電極6から最も離れた吐出口63を形成する連結通路43よりも、気流通過部4に直交する方向から大きく傾斜した気流路44を備えても良い。放電電極6から最も離れた位置にある吐出口63から吐出されるイオン化ガスの流れ(主流)に対して、気流路44から吐出されるイオン化ガスの流れ(副流)を追加することにより、ベンチュリー効果により吐出されたイオン化ガスの気流の方向が変わることを抑制することができ、指向性の高い気流を形成することにより、サイズの大きい除電対象物に対して確実にイオン化ガスを到達させることができる。
In addition, the
図10は、本実施の形態に係るノズル5から噴射されるイオン化ガスが流れる方向を示す模式図である。ノズル5の中心軸50(図8)に対して直交する方向に形成されている連結通路42は、吐出口62(開口部52)を最も大きくすることが好ましい。ノズル5の中心軸50に対して直交する方向には動的圧力が生じにくく、外部へイオン化ガスを吐出するためにはある程度の開口面積が必要となるからである。したがって、イオン化ガスの気流91が最大の流速を有する。
FIG. 10 is a schematic diagram showing the direction in which the ionized gas ejected from the
隣接する気流は、いわゆるベンチュリー効果により、より流速の速い気流に引き寄せられる。これはより流速の速い気流の方が、気流が存在する領域内の圧力が低下(ベルヌーイの定理)することにより、周辺空気の圧力の方が大きくなるので隣接する気流が引き寄せられることによる。 Adjacent airflows are attracted to airflows with higher flow rates by the so-called Venturi effect. This is because the air flow having a higher flow velocity attracts adjacent air flows because the pressure in the area where the air flow exists decreases (Bernoulli's theorem) and the pressure of the surrounding air increases.
したがって、吐出口62からより離れる位置に配設されている吐出口63、63、・・・では、噴出するイオン化ガスの気流92、92、・・・がより放電電極6側の気流へと引き寄せられ、サイズの大きい除電対象物10の放電電極6側から最も遠くである位置Pに到達する傾斜角で噴出したイオン化ガスの気流92は、位置Pまで到達することができない。そこで、気流通過部4の放電電極6と対向する面に、放電電極6から最も離れた吐出口63を形成する連結通路43よりも、気流通過部4に直交する方向から大きく傾斜した気流路44を備えることにより、吐出口64から噴出されたイオン化ガスの気流93が他の気流92に引き寄せられて位置Pまで到達することができるようになり、除電効率を落とすことなく除電することが可能となる。
Therefore, at the
上述した気流路44の機能と同様に、ノズル5の中心軸50に対して直交する方向に形成されている連結通路52の放電電極6側に、吐出口65(開口部55)を設けても良い。ベンチュリー効果により、吐出口62よりも放電電極6側に配設されている吐出口65では、噴出するイオン化ガスの気流94が気流91側へと引き寄せられ、その結果、気流91の直進性を維持することにより、サイズの大きい除電対象物10の放電電極6側に最も近接する位置Qに到達するよう調整することができ、除電効率を落とすことなく除電することが可能となる。
Similarly to the function of the
以上のように本実施の形態によれば、放電電極から離れれば離れるほど吐出口と開口部とを結ぶ連結通路が傾斜し、吐出口からはより遠くまで到達するイオン化ガスを吐出することができる。したがって、ノズルの管長を長くする必要がなく、ノズル内でのイオン再結合によるイオンの消滅する割合が低減され、より遠くまでイオン残留量が均等なイオン化ガスを到達させることが可能となる。また、吐出口の形状が略円形であることにより、吐出口近傍にて渦流、乱流等が生じにくく、より遠くまでイオン化ガスを到達させることができ、サイズの大きい除電対象物であっても除電効果を維持することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, as the distance from the discharge electrode increases, the connecting passage connecting the discharge port and the opening is inclined, and the ionized gas that reaches farther from the discharge port can be discharged. . Therefore, it is not necessary to lengthen the tube length of the nozzle, the rate at which ions disappear due to ion recombination within the nozzle is reduced, and it becomes possible to reach an ionized gas with a uniform ion residual amount farther. In addition, since the shape of the discharge port is substantially circular, vortex flow, turbulence, etc. are unlikely to occur in the vicinity of the discharge port, allowing ionized gas to reach farther. It is possible to maintain the static elimination effect.
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内であれば多種の変形、置換等が可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態では、ノズル上の吐出口を一列に配設しているが、複数列に配設してイオン化ガスをより均等に噴射するようにしても良い。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications and replacements are possible within the scope of the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the discharge ports on the nozzles are arranged in a row, but the ionized gas may be ejected more evenly in a plurality of rows.
1 除電器
2 ガス供給管
4 気流通過部
5 ノズル(除電器用ノズル)
6 放電電極
7 高周波交流電源
8 対向電極
10 除電対象物(CPM)
42、43、45 連結通路
44 気流路
52、53、54、55 開口部
62、63、64、65 吐出口
80、81 外殻の外面
DESCRIPTION OF
6
42, 43, 45 Connecting
Claims (6)
気流が流れる方向に延伸する気流通過部を形成する外殻の内面に複数の開口部を並設してあり、
前記放電電極からの距離が長い(短い)前記開口部ほど、イオンを含む気流を外部へ吐出する吐出口と前記開口部とを結ぶ連結通路が、前記気流通過部に直交する方向から大きく(小さく)傾斜するようにしてあり、
前記吐出口の形状が略円形になるようにしてあることを特徴とする除電器用ノズル。 In the nozzle for the static eliminator that discharges the ions released from the discharge electrode together with the air flow by the application of the high frequency voltage,
A plurality of openings are juxtaposed on the inner surface of the outer shell forming an airflow passage extending in the direction in which the airflow flows,
The longer (shorter) the opening from the discharge electrode, the larger (smaller) the connecting passage that connects the discharge port that discharges an airflow containing ions to the outside and the opening is perpendicular to the airflow passage. ) Inclined,
A static eliminator nozzle, wherein the discharge port has a substantially circular shape.
Priority Applications (1)
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JP2008287403A JP2010114021A (en) | 2008-11-10 | 2008-11-10 | Nozzle for static eliminator |
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