JP2010232005A - Blower - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電極と対向極の間に電位差を設けることでイオン風を形成する送風装置に関する発明である。 The present invention relates to a blower that forms an ionic wind by providing a potential difference between a discharge electrode and a counter electrode.
空気の撹拌や、集塵、冷却、空間遮断などの各種の用途に送風装置が利用されている。例えば、住空間において、キッチン空間で発生した臭いや油煙などが隣接するリビング空間に流れ込むと、リビング空間における快適性が阻害され、また、リビング空間の壁面やリビング空間に置かれた物品が汚損するおそれがある。このような場合には、エアカーテンにより空間を遮断することが有効である。 Blowers are used for various purposes such as air agitation, dust collection, cooling, and space blocking. For example, in a living space, if odors or oily smoke generated in the kitchen space flows into the adjacent living space, the comfort in the living space is disturbed, and the walls placed in the living space and the items placed on the living space are soiled There is a fear. In such a case, it is effective to block the space with an air curtain.
これに対して、イオン風を形成する技術が提案されている。イオン風は、放電極と対向極との間に電圧を印加してコロナ放電を発生させることにより生成させる。コロナ放電により、空間内の分子がイオン化し、イオン化した分子は対向極に向かって流れるが、一部の分子は室内に放出される。この分子の流れにより、イオン風が形成される。 On the other hand, a technique for forming an ionic wind has been proposed. The ion wind is generated by applying a voltage between the discharge electrode and the counter electrode to generate corona discharge. Corona discharge ionizes molecules in the space, and the ionized molecules flow toward the counter electrode, but some molecules are released into the room. This molecular flow forms an ionic wind.
従来、電気集塵機の放電電極の放電部にAl−Crの酸化膜を形成したものがある。(例えば、特許文献1参照。)
Conventionally, an Al-Cr oxide film is formed on a discharge portion of a discharge electrode of an electrostatic precipitator. (For example, refer to
ところで、コロナ放電による電子照射によりイオン風を形成する際に、オゾンが発生する。オゾンは人体に無害な程度の濃度であっても臭いを感じるため、使用者に不快感を与えるおそれがある。 By the way, ozone is generated when ion wind is formed by electron irradiation by corona discharge. Since ozone is odorous even at a concentration that is harmless to the human body, it may cause discomfort to the user.
そこで本発明は、イオン風発生時のオゾン発生量低減可能な送風装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the air blower which can reduce the ozone generation amount at the time of ion wind generation.
上記課題を解決するために本発明に係る送風装置は、突起部を有する板状の放電極と、対向極とを備え、前記放電極と、前記対向極と、の間に電位差を設けることでイオン風を形成する送風装置であって、前記突起部の先端は絶縁皮膜を有し、前記突起部の先端は前記放電極を厚み方向から見たときに円弧状であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a blower according to the present invention includes a plate-like discharge electrode having a protrusion and a counter electrode, and provides a potential difference between the discharge electrode and the counter electrode. An air blower that forms an ionic wind, wherein the tip of the projection has an insulating film, and the tip of the projection has an arc shape when the discharge electrode is viewed from the thickness direction.
本発明によれば、イオン風発生時のオゾン発生量低減可能な送風装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the air blower which can reduce the ozone generation amount at the time of ion wind generation is provided.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、本発明の実施の形態に係る送風装置を例示する模式側面図である。また、図2は、送風装置を上方から見たときの模式平面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.
FIG. 1 is a schematic side view illustrating a blower according to an embodiment of the invention. FIG. 2 is a schematic plan view when the blower is viewed from above.
図1及び図2に示すように、送風装置1は、放電極2と、対向極3と、を備える。対向極3は、一対の対向極3、3とすることができ、以下かかる構成を採用した場合を例に上げて説明する。送風装置1は、後述するように、放電極2と対向極3との間に電位差を設けることでイオン風を形成する送風装置である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
放電極2は、金属製の板状部材とすることができ、複数の突起部2pを有している。ここで、本実施形態では、放電極2の長手方向におけるイオン風の風速分布が均一化されるように、突起部2pの先端同士の間隔が規定されている。複数の突起部2pは、例えば、図1及び図2に表したように、放電極2の長手方向に、対向極3が設けられた側に向けて一定間隔で突出する構成にすることができる。突起部の先端は、例えば鋭角の先端とすることができる。このように、先端を尖らせることにより後述する電子の発生場所を突起部2pの先端に限定させることができる。
また、突起部2pの先端から放出される電子がさらに集束されるので、放出される電子が広がることなく真っ直ぐに飛び出しイオン風の直進性を高めることができる。ただし、突起部2pの先端は鋭角に限定されず、必要とされるイオン風が形成される限りにおいて、鈍角であってもよく、あるいは丸みを帯びた形状であってもよい。
The
In addition, since the electrons emitted from the tip of the
対向極3は、金属製の平板状部材とすることができ、その長手方向が放電極2の長手方向とほぼ平行になるようにして配置される構成にすることができる。
The
また、一対の対向極3、3の間の中間位置の上方に放電極2が設けられるようにしてよく、放電極2の突起部2pは、一対の対向極3、3の間の中間位置に向けて突出する構成にしてよい。
Further, the
なお、図示しないが、一対の対向極3、3の対向方向外側には樹脂等の電気絶縁性材料からなる一対のカバー部材が設けられてもよい。また、放電極2は、樹脂等の電気絶縁性材料からなる支持部材を介してカバー部材に取り付けられてもよい。
Although not shown, a pair of cover members made of an electrically insulating material such as resin may be provided outside the pair of
そして、後述するように放電極2には直流電源10が接続され、一対の対向極3、3は接地されている。(図3を参照)
As will be described later, a direct
ここで、キッチン空間などで発生した水蒸気や油煙などを遮断するような用途を考慮すれば、放電極2と、一対の対向極3、3とはステンレスからなるものとすることが好ましい。
Here, in consideration of an application for blocking water vapor or oily smoke generated in a kitchen space or the like, the
また、放電極2と、一対の対向極3、3とを導電性の保護膜でコーティング(例えば、導電性フッ素樹脂コーティングなど)したり、耐食性の高い金属でメッキしたり、酸化チタン等の導電性を有する光触媒でコーティングしたりすることもできる。このような導電性のコーティングやメッキなどであれば、後述する、両電極間に電位差を設けることにより発生するコロナ放電を妨げることなく放電極2と、一対の対向極3、3との耐食性や防汚性を高めることができる。その結果、水蒸気や油煙などが発生するような環境であっても長期間にわたる運転が可能となる。
Further, the
次にイオン風の発生原理について説明をする。
図3は、イオン風の発生原理を説明するための模式斜視図である。
図3に示すように、放電極2は直流電源10が接続され、マイナスの電圧が印加されている。そして、直流電源10のプラス側と一対の対向極3、3とは接地されている。尚、直流電源10のプラス側が放電極2と接続され、直流電源10のマイナス側と一対の対向極3、3とが接地されるようにすることもできる。また、放電極2と、一対の対向極3、3との間に電位差が存在すればよいので、対向極と直流電源とが接続され、放電極2側が接地される構成にしてもよい。あるいは、放電極2及び対向極3のいずれの側も接地されない構成にしてもよい。
Next, the principle of generating ionic wind will be described.
FIG. 3 is a schematic perspective view for explaining the principle of generation of ion wind.
As shown in FIG. 3, the
直流電源10により放電極2に、例えば−20kV程度の電圧が印加されると、放電極2と一対の対向極3、3との間に電位差が生じ、突起部2pの先端部付近の電界強度が局部的に高くなりコロナ放電が発生する。印加電圧は、使用状況に応じて任意の値にすることができ、例えば10kV〜20kV程度が挙げられる。そして、このコロナ放電により生成された電子は放電極2と一対の対向極3、3との間に形成された電界により図中下方に向けて引き出される。
When a voltage of, for example, about −20 kV is applied to the
図3に示すように、引き出された電子が、気体分子(例えば、水蒸気(H2O)や酸素(O2)など)に付着すると、気体分子はマイナスの電荷を帯びるイオンとなる。イオンの一部は一対の対向極3、3に引き込まれるが、一対の対向極3、3の対向方向の中心付近は左右の対向極3、3からの電位が等電位となるので、残りのイオンは中央部付近を通り抜けるようにして図中下方の空間に向けて放出されることになる。このように、前述した電界の作用により、イオンの一部は、図中下方の空間に向けて放出されることになる。その結果、下方への気体分子の流れ、すなわち、イオン風と呼ばれる空気の流れが生じることになる。
As shown in FIG. 3, drawn electrons, gas molecules (e.g., water vapor (
図4は本発明の実施の形態に係る送風装置の放電極の形状を示す模式図である。
本発明者は、金属材料で作製した放電極2の突起部2pの先端に、放電極2の厚み方向から見たときに円弧状の絶縁皮膜5を設けることにより、コロナ放電によるイオン風発生時のオゾン発生量が低減されることを見出した。これにより、臭いなどによる使用者への不快感のない送風装置を提供することができる。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the shape of the discharge electrode of the blower according to the embodiment of the present invention.
The present inventor provides an arc-shaped insulating film 5 at the tip of the
この特性を実現させるための、放電極2の突起部2p先端の厚み方向から見たときの円弧状の絶縁皮膜について、比較実験1を用いて説明する。
An arc-shaped insulating film viewed from the thickness direction of the tip of the
(比較例1)
ステンレス板(SUS304)の機械加工により作成した放電極の突起部先端に一次エッチング加工を施した。得られた放電極の突起部先端形状をSEM(走査型電子顕微鏡)により観察したところ、両端及び中間付近にエッジが存在した。
(Comparative Example 1)
A primary etching process was performed on the tip of the protruding portion of the discharge electrode prepared by machining a stainless steel plate (SUS304). When the tip shape of the protruding portion of the obtained discharge electrode was observed with an SEM (scanning electron microscope), edges existed at both ends and near the middle.
(実施例)
ステンレス板(SUS304)の機械加工により作成した放電極の突起部先端に一次エッチング加工及び二次エッチング加工を施した後に、ポリシラザンによるコーティングを施した。得られた放電極の突起部先端形状をSEM(走査型電子顕微鏡)により観察したところ、エッジは存在せず、先端部分は円弧状であった。
(Example)
The tip of the protruding portion of the discharge electrode prepared by machining a stainless steel plate (SUS304) was subjected to primary etching and secondary etching, and then coated with polysilazane. When the tip shape of the protruding portion of the obtained discharge electrode was observed with an SEM (scanning electron microscope), no edge was present and the tip portion was arcuate.
実施例および比較例1で得られた放電極を用いて、容積145LのBOX内においてイオン風を発生させ、オゾン発生量をBOXと接続されたオゾン濃度測定装置により測定した。このときの実験条件は以下であった。
放電極:長さ300mm 厚み0.1mm 突起部の間隔8mm
対向極:長さ300mm 厚み3mm 一対の対向極間の間隔16mm
放電極と対向極間の間隔:20mm
放電極への印加電圧:−12kV
電流:(比較例1)0.156mA
(実施例)0.088mA
Using the discharge electrodes obtained in Examples and Comparative Example 1, ion wind was generated in a 145 L volume BOX, and the amount of ozone generated was measured by an ozone concentration measuring device connected to the BOX. The experimental conditions at this time were as follows.
Discharge electrode: Length 300 mm Thickness 0.1 mm Projection spacing 8 mm
Counter electrode: length 300 mm,
Spacing between discharge electrode and counter electrode: 20 mm
Applied voltage to discharge electrode: -12 kV
Current: (Comparative Example 1) 0.156 mA
(Example) 0.088 mA
図5は比較実験1で用いた放電極の厚み方向から見た突起部先端形状を示す拡大模式図である。
FIG. 5 is an enlarged schematic view showing the tip shape of the protrusion as seen from the thickness direction of the discharge electrode used in
表1に比較実験における放電初期でのオゾン発生量の結果を示す。表1からわかるように、比較例1のオゾン発生量が0.0240ml/minであるのに対し、実施例では0.0076ml/minであった。すなわち、比較例1に対して実施例でのオゾン発生量は7割少なく、オゾン発生量の低減が確認できた。 Table 1 shows the results of the ozone generation amount at the initial stage of discharge in the comparative experiment. As can be seen from Table 1, the ozone generation amount in Comparative Example 1 was 0.0240 ml / min, whereas in the Examples, it was 0.0076 ml / min. That is, the ozone generation amount in the Example was 70% less than that of Comparative Example 1, and it was confirmed that the ozone generation amount was reduced.
放電極2の厚み方向から見た突起部2p先端を絶縁皮膜を有する円弧状にすることにより、図6に示すように、放電が一箇所に集中するのではなく分散すると考えられる。これにより、一箇所あたりの放電エネルギーが低減し、オゾン発生量が低減すると考えられる。
By making the tip of the
図6は、従来の放電極を示す模式図である。
このように、従来、放電極の突起部先端に絶縁皮膜を有するものが存在するが、この放電極は突起部先端にエッジ部が存在するため放電が集中してしまうと考えられる。
FIG. 6 is a schematic view showing a conventional discharge electrode.
As described above, there is a conventional electrode having an insulating film at the tip of the protruding portion of the discharge electrode. However, since the discharge electrode has an edge portion at the tip of the protruding portion, it is considered that discharge is concentrated.
以上説明したように、本実施形態によれば、突起部2p先端に絶縁皮膜を有し、放電極2の厚み方向から見たときに円弧状にすることにより、コロナ放電によるイオン風発生時のオゾン発生量が低減される。
As described above, according to the present embodiment, an insulating film is provided at the tip of the
次に本発明の第2の実施の形態について説明する。
本実施形態に係る放電極の突起部先端は、第1の実施形態に係る放電極の突起部先端と比較して、シリカを主成分とする絶縁皮膜となっている。その他の構造は、第1の実施の形態に係る放電極と同様である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The tip of the protruding portion of the discharge electrode according to the present embodiment is an insulating film containing silica as a main component compared to the tip of the protruding portion of the discharge electrode according to the first embodiment. Other structures are the same as those of the discharge electrode according to the first embodiment.
この特性を実現させるための、放電極2の突起部2p先端のシリカを主成分とする絶縁皮膜について、比較実験2を用いて説明する。
An insulating film mainly composed of silica at the tip of the
(比較例2)
機械加工により作成した放電極の突起部先端に一次エッチング加工を施した後に、さらに電界研磨加工を施した。得られた放電極の突起部先端形状をSEM(走査型電子顕微鏡)により観察したところ、エッジは存在せず、先端部分は円弧状であった。
(Comparative Example 2)
A primary etching process was performed on the tip of the protruding portion of the discharge electrode prepared by machining, and an electric field polishing process was further performed. When the tip shape of the protruding portion of the obtained discharge electrode was observed with an SEM (scanning electron microscope), no edge was present and the tip portion was arcuate.
実施例および比較例2で得られた放電極を用いて、容積145LのBOX内においてイオン風を発生させ、オゾン発生量をBOXと接続されたオゾン濃度測定装置により測定した。このときの実験条件は以下であった。
放電極:長さ300mm 厚み0.1mm 突起部の間隔8mm
対向極:長さ300mm 厚み3mm 一対の対向極間の間隔16mm
放電極と対向極間の間隔:20mm
放電極への印加電圧:−12kV
電流:(比較例2)0.147mA
(実施例)0.088mA
Using the discharge electrodes obtained in Examples and Comparative Example 2, ion wind was generated in a 145 L volume BOX, and the amount of ozone generated was measured by an ozone concentration measuring device connected to the BOX. The experimental conditions at this time were as follows.
Discharge electrode: Length 300 mm Thickness 0.1 mm Projection spacing 8 mm
Counter electrode: length 300 mm,
Spacing between discharge electrode and counter electrode: 20 mm
Applied voltage to discharge electrode: -12 kV
Current: (Comparative Example 2) 0.147 mA
(Example) 0.088 mA
表2に比較実験2における放電初期でのオゾン発生量の結果を示す。表2からわかるように、比較例2のオゾン発生量が0.0208ml/minであるのに対し、実施例では0.0076ml/minであった。すなわち、比較例2に対して実施例でのオゾン発生量は7割少なく、オゾン発生量の低減が確認できた。
Table 2 shows the results of ozone generation at the initial stage of discharge in
以上説明したように、本実施形態によれば、突起部2p先端にシリカを主成分とする絶縁皮膜を設けるにより、コロナ放電によるイオン風発生時のオゾン発生量が低減される。
As described above, according to the present embodiment, the amount of ozone generated when ion wind is generated by corona discharge is reduced by providing the insulating film mainly composed of silica at the tip of the
図7は、送風装置の設置例を説明するための斜め上から見た模式図、図8は送風装置の設置例を説明するための模式平面図である。 FIG. 7 is a schematic view seen from above obliquely for explaining an installation example of the blower, and FIG. 8 is a schematic plan view for explaining an installation example of the blower.
図7、図8に示すように、アイランド型のシステムキッチン42を備えるキッチン空間43と、これに隣接するリビング空間44との間には送風装置41が設けられている。送風装置41は天井部分に埋め込まれるように設置され、床面に向かってイオン風を送風し、イオン風の幕を形成させることでキッチン空間43を遮蔽することができるようになっている。
As shown in FIGS. 7 and 8, an
また、送風装置41には、3つの送風装置ユニットが設けられており、これらを連結することで一体的なイオン風の幕を形成させることが出来るようになっている。また、設置される部屋の寸法に合わせて、図中の左側の送風装置ユニットの長手方向寸法が短いものとされている。また、対向極、放電極をそれぞれ電気的に接続し、1台の直流電源41aで送風装置41を運転するようになっている。
In addition, the
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、本発明の態様の送風装置の用途は、空間の遮断に限定されるものではなく、その他、空気の撹拌、冷却、集塵をはじめとして気流の形成が必要な各種の用途に同様に用いることができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. For example, each element included in each of the specific examples described above and their arrangement, material, condition, shape, size, and the like are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate.
Moreover, the use of the air blower according to the aspect of the present invention is not limited to the blockage of the space, and is similarly used for various uses that require the formation of an air flow, such as air agitation, cooling, and dust collection. be able to.
Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.
1 送風装置、2 放電極、2p 突起部、3 対向極、5 絶縁皮膜、41 送風装置、41a 直流電源、42 システムキッチン、43 キッチン空間、44 リビング空間
DESCRIPTION OF
Claims (2)
対向極とを備え、
前記放電極と、前記対向極と、の間に電位差を設けることでイオン風を形成する送風装置であって、
前記突起部の先端は絶縁皮膜を有し、
前記突起部の先端は前記放電極を厚み方向から見たときに円弧状であることを特徴とする送風装置。 A plate-like discharge electrode having a protrusion, and
With a counter electrode,
A blower that forms an ionic wind by providing a potential difference between the discharge electrode and the counter electrode,
The tip of the protrusion has an insulating film,
The air blower characterized in that the tip of the protrusion has an arc shape when the discharge electrode is viewed from the thickness direction.
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