JP2011096555A

JP2011096555A - イオン発生装置

Info

Publication number: JP2011096555A
Application number: JP2009250485A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Oshigane; 倫明押鐘
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-12

Abstract

【課題】放電電極の周囲に設けられる構成部品を利用してアース電極を不要にし、安定したイオン性能を発揮できるイオン発生装置を提供する。
【解決手段】イオン発生装置は、イオンを発生する放電電極１，２と放電電極１，２を保持する保持体４とを有するイオン発生部、及び配線５ａを介してイオン発生部に高電圧を供給する高圧発生回路５を備えている。正側放電電極１及び負側放電電極２は、それぞれダイオード３−１，３−２を逆向きにして高圧発生回路５に接続されている。高圧発生回路５は配線５ｂを介して保持体４の所定の箇所、それに代えて配線５ｃを介してイオン発生部を収容するケース６に接続されている。保持体４のゼロ電位の接続点から放電電極１，２の針先への電界の集中により放電電極１，２の針先でコロナ放電が発生し、イオンが安定して生成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、イオンを空気中に発生させるイオン発生装置に関する。

近年、イオン発生装置により正イオンと負イオンを発生させて空気中に放出し、除菌、消臭又はリフレッシュ機能等を持たせた空気清浄機及び除湿器等の電気機器が提供されている。

大気圧中でイオンを発生させる方法としては、セラミック基盤などの一面に印刷電極を形成して他面に誘導電極を形成したプレート型放電電極による方法や、針電極に高電圧を印加することでコロナ放電をさせてイオンを発生させる方法が知られている。プレート型放電電極は製造工程が複雑で製造できる業者も限られるが、針電極を用いる方式は構造も簡単で製造も容易であって古くから知られている。

針電極方式としては、具体的には、保持体に支持された少なくとも１本の針電極と、同じく保持体に支持されたアース電極とを有し、その針電極とアース電極間に高電圧を印加して、電界集中が生じる針電極尖端部においてその極近部分の空気が絶縁破壊をすることでコロナ放電を生起させ、このコロナ放電によりイオンを発生させるイオン発生装置が開示・提案されている（例えば特許文献１、２）。

図５には、従来のイオン発生装置の電極部分の構造の一例が示されている。図６は、図５に示すイオン発生装置の駆動回路の一例を示す回路図である。図５に示す従来のイオン発生装置１０では、孔明き板金で形成された対向電極９が保持体４上に保持されている。対向電極９には、針電極１，２との間にイオンを発生するための距離を確保する孔９ａ，９ａが形成されている。対向電極９は、図６に概略を示すように、孔９ａ，９ａに対応した部分を開口部８としている以外、外装ケース６によって覆われている。

図６に回路図として示すように、高圧トランス５の一方の出力を正電極と負電極に接続すると共に、高圧トランス５の他方の出力を対向電極９に接続している。従って、高電圧は針電極１，２と対向電極９の間に印加される。高電圧の印加によって針電極１，２の先端からイオンが発生して外槽ケース６に設けられ開口部８からイオンが送出される。

特開２００４−１８３４８号公報特開２００８−１６３４５号公報

このようなコロナ放電を利用した針電極方式のイオン発生装置では、安価であるが針電極とアース電極の設置間距離が放電状態に影響を与えるため、イオン発生性能がばらつくことがあった。また、逆に安定した放電状態を維持するために針電極とアース電極の設置間距離に高い精度が要求されていた。そこで、放電電極の周囲に設けられる構成部品を利用してアース電極を不要にする点で解決すべき課題がある。

本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、アース電極を必要としないで、安定したイオン性能を発揮できるイオン発生装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明のイオン発生装置は、イオンを発生する放電電極と当該放電電極を保持する保持体とを有するイオン発生部、及び前記イオン発生部に高電圧を供給する高圧発生回路を備え、前記高圧発生回路は前記保持体の所定の箇所に接続されていることを特徴としている。

このイオン発生装置によれば、イオン発生部の保持体に保持されており高圧発生回路から供給される高電圧の供給を受ける放電電極と、高圧発生回路が接続されている保持体との間で放電が行われる。保持体がアース電極の機能を奏するので、アース電極を必要としないで安定してイオンを発生することができる。

また、本発明のイオン発生装置は、イオンを発生する放電電極を有するイオン発生部、前記イオン発生部に高電圧を供給する高圧発生回路、及び少なくとも前記イオン発生部を収容するケースを備え、前記高圧発生回路は前記ケース内の所定の箇所に接続されていることを特徴としている。

このイオン発生装置によれば、高圧発生回路から供給される高電圧の供給を受ける放電電極と、高圧発生回路が接続されているケースとの間で放電が行われる。ケースがアース電極の機能を奏するので、アース電極を必要としないで安定してイオンを発生することができる。

このイオン発生装置において、前記イオン発生部の前記放電電極は正イオンを発生する正側放電電極と負イオンを発生する負側放電電極とし、当該正側及び負側の両放電電極は両放電電極を保持する保持体に保持された針電極、或いは両放電電極を保持する保持体上に形成された印刷電極とすることができる。また、このイオン発生装置において、前記正側放電電極及び前記負側放電電極はそれぞれダイオードを逆向きにして前記高圧発生回路に接続することができる。

以上説明したように、本発明のイオン発生装置は、放電電極の保持体又はイオン発生部を収容するケースを利用することによって、アース電極がなくても安定したイオン性能を発揮できるので、従来のように針電極とアース電極の設置間距離に高い精度が必要でなくなるため製造が容易になる。また、アース電極が不要になるので一層のコストダウンになる。

本発明のイオン発生装置の一実施例を示す構成図である。図１に示すイオン発生装置のイオンの動きを説明する図である。図１に示すイオン発生装置の電極部分の斜視図である。本発明のイオン発生装置の別の実施例における電極部分の模式図である。従来のイオン発生装置の電極部分の斜視図である。従来のイオン発生装置の駆動回路の例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明によるイオン発生装置の実施例を説明する。なお、各図においては、既に説明した図５及び図６に示す従来のイオン発生装置に用いられている構成要素と同等の要素には同じ符号を付している。

図１は、本発明によるイオン発生装置の一実施の形態を概略的に示す図である。
図１に示すイオン発生装置は、放電電極として正イオンを発生する正側放電電極１と負イオンを発生する負側放電電極２を備えている。正側放電電極１と負側放電電極２は保持体４に固定されることで保持体４に保持されており、それぞれダイオード３−１，３−２を逆向きにして高圧発生回路５の一方の出力端に配線５ａを介して接続されている。高圧発生回路５の他方の出力端は、保持体４に対して配線５ｂを介して所定の箇所で接続されている。

高圧発生回路５から放電電極１，２に高電圧が印加されると、保持体４のゼロ電位の接続点から放電電極１，２の針先への電界の集中により放電電極１，２の針先でコロナ放電が発生し、イオンが生成される。生成されたイオンは、ケース６の開口部８を通してファン７により効果的に空間へ供給される。

保持体４は、一般的な印刷基板又はセラミックや樹脂などの非導電物質であればよい。また、保持体４において高圧発生回路５の出力が接続される所定の箇所とは、放電電極１，２との間で短絡又は高圧リークを発生しない程度に離隔された任意の箇所を言う。

図２は、図１に示すイオン発生装置における放電時のイオンの動きを説明する図である。当該イオン発生装置において、高圧発生回路５は交流高電圧を発生しており、放電電極１，２に電圧が印加された場合を考える。

正側放電電極１の針先でコロナ放電が発生すると、正イオンと負イオン（負の電荷を持つ電子）が発生する。このとき負イオンは、ダイオード３−１を通って高圧発生回路５側に引き込まれ、正イオンのみが開口部８から放出されてファン７により空間へ供給される。同様に、負側放電電極２の針先でコロナ放電が発生すると正イオン（正の電荷を持つ正孔）と負イオンが発生する。このとき正イオンはダイオード３−２を通って高圧発生回路５側に引き込まれ、負イオンのみが開口部８から放出されてファン７により空間へ供給される。

ダイオード３−１を通って高圧発生回路５側に引き込まれた負イオンとダイオード３−２を通って高圧発生回路５側に引き込まれた正イオンは、互いに両ダイオード３−１，３−２の接続ポイントで中和されゼロ電位で安定する。高圧発生回路５の他方の出力端は放電電極と短絡やリークを起こさない程度に離隔した保持体４の所定の箇所に接続されており、その接続点もゼロ電位で安定する。

したがって、高圧発生回路５から放電電極１及び２に高電圧が印加されると保持体４のゼロ電位の接続点から放電電極１，２の針先への電界の集中により放電電極１，２の針先でコロナ放電が発生し、イオンが生成されることになり、アース電極を必要としないで、安定したイオン性能を発揮できることになる。

本実施例では高圧発生回路５の他方の出力端が保持体４の所定の箇所に接続される場合を示しているが、高圧発生回路５の他方の出力端は配線５ｃ（二点鎖線で示す）を介して外装ケース６内の所定の箇所に接続されていてもよい。

図４は、イオン発生素子を示す正面図（Ａ）と、（Ａ）に示すイオン発生素子を右方向から見たときの側面図（Ｂ）である。図４に示すように、イオン発生素子２０は、矩形の基板２４と、基板２４上に印刷法によって形成されたイオン発生電極１１及び１２とから構成されている。イオン発生電極１１，１２は、それぞれ、放電部となる尖端１３と、リード線接続端子１４，１４とを含む。

基板２４は、９６％アルミナ基板である。イオン発生電極１１及び１２の尖端１３である放電部は、導電体の金属酸化物として酸化ルテニウム（ＲｕＯ2）材料（ＤｕＰｏｎｔ製、品番：ＱＳ８７１）を用いて、基板２４上に厚膜印刷し、８５０℃で１０分間焼成する厚膜印刷・焼成法によって形成されている。放電部の尖端１３の先端角度は、２３．５°の鋭角に形成されている。放電部の膜厚は、７〜１１μｍである。リード線接続端子１４，１４は、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）導体（ＤｕＰｏｎｔ製、品番：＃５１６４Ｎ）を用いて、基板２４上に印刷・焼成することによって形成されている。放電部は、予め印刷・焼成されたリード線接続端子の一部に重なるオーバーラップ部を形成するようにして印刷された後、焼成される。

放電部の尖端１３から基板２４の端面までの距離ａは、０．６ｍｍ以下とする。この距離ａは重要であり、端部からの距離が大きくなると上手くイオン発生できない。

１正側針状放電電極２負側針状放電電極
３ダイオード４保持体
５高圧発生回路５ａ，５ｂ，５ｃ配線
６ケース７ファン
８開口部
９対向電極９ａ孔
１１，１２イオン発生電極１３尖端
２０イオン発生素子２４基板

Claims

イオンを発生する放電電極と当該放電電極を保持する保持体とを有するイオン発生部、及び前記イオン発生部に高電圧を供給する高圧発生回路を備え、
前記高圧発生回路は前記保持体の所定の箇所に接続されていることを特徴とするイオン発生装置。
前記イオン発生部の前記放電電極は正イオンを発生する正側放電電極と負イオンを発生する負側放電電極とであり、当該正側及び負側の両放電電極は前記保持体に保持された針電極であることを特徴とする請求項１記載のイオン発生装置。
前記イオン発生部の前記放電電極は正イオンを発生する正側放電電極と負イオンを発生する負側放電電極とであり、当該正側及び負側の両放電電極は前記保持体上に形成された印刷電極であることを特徴とする請求項１記載のイオン発生装置。
イオンを発生する放電電極を有するイオン発生部、前記イオン発生部に高電圧を供給する高圧発生回路、及び少なくとも前記イオン発生部を収容するケースを備え、
前記高圧発生回路は前記ケース内の所定の箇所に接続されていることを特徴とするイオン発生装置。
前記イオン発生部の前記放電電極は、正イオンを発生する正側放電電極と負イオンを発生する負側放電電極とであり、当該正側及び負側の両放電電極は当該両放電電極を保持する保持体に保持された針電極であることを特徴とする請求項４記載のイオン発生装置。
前記イオン発生部の前記放電電極は、正イオンを発生する正側放電電極と負イオンを発生する負側放電電極とであり、当該正側及び負側の両放電電極は当該両放電電極を保持する保持体上に形成された印刷電極であることを特徴とする請求項４記載のイオン発生装置。
前記正側放電電極及び前記負側放電電極はそれぞれダイオードを逆向きにして前記高圧発生回路に接続されていることを特徴とする請求項２、３、５、６のいずれか一項記載のイオン発生装置。
前記印刷電極の放電部の尖端と前記保持体である基板の端面との間の距離が０．６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３又は６記載のイオン発生装置。