JP2019129118A - 分流翼を有するマイナスイオンの噴射ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】安定的にマイナスイオンを効率的に噴射できるマイナスイオン発生装置のノズルを提供する。【解決手段】外部ハウジングのマイナスイオン噴射用の円筒状のノズル１内に直角に設けられる断面の先端が先鋭な分流翼２によってイオン風７をイオン風直進流１８と前記ノズル１の内壁に反射するイオン風斜流１５とに分流した後で合流させて混合流１７とし前記ノズル１から噴射させ、前記分流翼２の後部に発生する淀み９によって前記マイナスイオン８の濃度を高める。【選択図】図１

Description

第一電極である針状電極と対向する第二電極である円孔のある陽極板を有したマイナスイオン発生装置のイオン風噴出ノズルに関するものである。

従来、第一電極である針状電極と第二電極である対向する円孔のある陽極板を有したオゾン発生装置が特許として成立しており構造の簡単な空気清浄機として製品化もされている。この発明にかかるオゾン発生装置は例えば特許２９３２３６５号公報に記載されているように、第一電極としての針状電極と、この針状電極から一定の距離をもって配置される所定形状の開口部が設けられた導電性を有する板状の第二電極との間に直流でマイナスの高電圧を印加することで前記針状電極と前記開口部との間にコロナ放電が起こってマイナスイオン及びオゾンを発生させ、かつ前記第一電極から前記第二電極の前記開口部に向かって前記マイナスイオン及び前記オゾンを含む前記イオン風を発生させるものである。又、この前記オゾン発生装置は、前記第二電極板が容易にスロット式に出し入れできる構造なので付着した塵埃などの汚れを手軽に清掃でき、かつ前記イオン風も強く空気清浄効果も良いと評価されている。

又、イオン風発生装置として特許６１１４４３０号もある。第一電極としての針状電極と開口部を有する板状の第二電極とにおけるコロナ放電によって発生させるイオン風をより強くさせるために、前記板状の第二電極の開口部に複数の突起を付与する、又は複数の多様な開口部を有する形状にするというものらであった。しかし、一般論として、前記第一電極としての針状電極と前記板状の第二電極間におけるコロナ放電は、前記第二電極にコロナ放電する箇所は前記針状電極と最短距離である場合が多いが必ずしも一定せずランダムであってしかも放電エネルギーもほとんど変わらないことが判っている。つまり前記のような第二電極の孔形状をいかに変化させても前記のコロナ放電を起こす箇所はランダムかつ部分的であって全面的同時には前記のコロナ放電は起こりえず、放電エネルギーも変わらないとすれば前記イオン風発生装置が訴求するような前記イオン風を強くする効果というのはあってもわずかと考えられる。

しかも、前記イオン風の風速が大きければ前記マイナスイオンの放出量が比例して必ず大きくなるものではないことが様々な経験や実験から分かってきている。前記イオン風とはいわゆるクーロン力によって発生するが、前記針状電極から前記第二電極の前記開口部に向けて飛び出した電子が水分子に飛び込んで電荷を与えイオン化したものが中性分子や前記の同極にイオン化した分子と衝突反発して起こす空気の動きであるから、当然、前記イオン風やそれに含まれる前記マイナスイオンは湿度の影響を大きく受けることになる。湿度の少ない乾燥した空気中では前記マイナスイオンの発生量は少なくなる。逆に前記イオン風の風力が弱くとも前記マイナスイオンの発生量が多い場合もあり、これらの関係を一義的に定義することは難しい。前記イオン風の強弱と前記マイナスイオンの発生量との間には別の要素が働くものと思われる。

例えば、前記オゾン発生装置の第二電極の前記開口部から拡散的に噴射される前記イオン風に含まれる前記マイナスイオンは、周囲の空間に陽イオンの量が多ければ瞬時に電気的に中和されることがわかっているが、これとは別に、前記オゾン発生装置のハウジングがプラスに帯電している場合の影響も大きい。これらの理由によって前記オゾン発生装置のマイナスイオンによる空気清浄作用は空間的に限定されたものとなっていた。これは後記した方のイオン風発生装置にも同じことがいえた。

特許２９３２３６５号 特許６１１４４３０号

従来の技術で示したように、前記オゾン発生装置及びイオン風発生装置等のマイナスイオンによる空気清浄作用は湿度や静電気的な条件により空間的に限定されたものとなっており、有効な濃度の前記マイナスイオンを前記オゾン発生装置から噴出しにくくなっていたといえる。本発明が解決しようとしている課題は、空気清浄作用に有効な濃度の前記マイナスイオンを安定して効率的に噴射できるマイナスイオン発生装置を得ることである。

本発明の請求項１にあるように、第一電極である針状電極と対向する第二電極である円孔のある陽極板のあるマイナスイオン発生装置において、前記円孔のある陽極板を差し込んで前記針状電極と所定の位置に保持できる樹脂製カバーがあって、更にその前記樹脂製カバーには前記陽極板の円孔の直径より若干大きいマイナスイオン噴射用の円筒状のノズルが設けられるが、その前記ノズルの入り口に断面が入り口に対して鋭角をなす概三角形の分流翼を一本もしくは二本が前記ノズルの長手中心線と直角になるようにあって、それらの前記分流翼の断面の概三角形の一辺は前記円筒状ノズルの長手中心線と平行になるようにされて直進流を生み、かつその鋭角な斜面は斜流を生むようにしてなり、前記斜流は前記ノズルの内壁に反射して前記直進流と合流して前記ノズルから噴射させるが、前記ノズルの内面が前記イオン風の電気的ポテンシャルにより前記マイナスイオンと同極に荷電され、反発力が大きくなる作用も考慮して前記分流翼の断面の概三角形の大きさと角度を適度に調整して摩擦抵抗が小さくなるようにする。このようにして前記分流翼の後部に発生する淀みによって前記マイナスイオンの濃度が高まるように構成してなる分流翼を有するマイナスイオンの噴射ノズルを設ける。

又は本発明の請求項２にあるように、正面形状がリング状で前記円筒状の断面中央に支持体で係止されて、その前記リング状の断面がやはり入り口に対して鋭角な概三角形の前記同様の分流翼であって、かつその前記リング状の内側の一辺が前記ノズルの長手中心線と平行になるようにされて直進流を発生させ、かつその前記リング状の外周斜面は斜流を発生させるようにしてなる分流機能を有したマイナスイオンの噴射ノズルを設ける。この場合も前記ノズルの内面が前記イオン風の電気的ポテンシャルにより前記マイナスイオンと同極に荷電され、反発力が大きくなる作用も考慮して前記リング状の分流翼の断面の概三角形の大きさと角度を適度に調整して摩擦抵抗が小さくなるようにする。

請求項１の場合、前記ノズル内に設けられる前記分流翼によって前記直進流と前記ノズルの内壁に反射する前記斜流と合流して前記ノズルから噴射するが、このとき前記分流翼の後部に発生する淀みによって前記マイナスイオンの濃度が高められる効果がある。同時に前記ノズルの内面は前記イオン風の電気的ポテンシャルにより前記マイナスイオンと同極に荷電され、前記マイナスイオンとの反発が起こり前記イオン風の摩擦による減速を軽減する効果もある。

請求項２の場合、前記リング状の分流翼によって中央には前記の直進流ができ、同時に前記リング状の分流翼の外周の斜面にそって前記ノズルの内壁に反射する前記の斜流が発生するが、請求項１と同様に前記分流翼の後部に発生する淀みによって前記マイナスイオンの濃度が高まるとともに前記直進流が前記ノズルの太い中心を流れるので請求項１の構造より前記イオン風の風速が高まる効果もある。又、前記第二電極である円孔の縁への前記コロナ放電はランダムであるから、前記リング状の分流翼であれば前記イオン風がどこで発生しても前記分流翼に当たるという効果を有する。

本発明の実施例を図１から図１０に基づき説明する。本発明の請求項１の場合、前記第一針状電極３と前記第二電極である対向する円孔のある陽極板４を有した本体ハウジングが樹脂からなるマイナスイオン発生装置であって、前記円孔のある陽極板４をスロット式に差し込んで前記針状電極３と所定の位置に保持できる別成形でドア式の樹脂製カバー５を持つもの、もしくは前記本体ハウジングに横からスライドさせて前記針状電極３を所定の位置に保持できるものであって、その前記ドア式の樹脂製カバー５もしくは前記の本体ハウジングには前記陽極板４の円孔１０の直径より若干大きい前記マイナスイオン噴射用の円筒状のノズル６は樹脂の射出成型で得るが、その前記ノズルのイオン風入り口２２に断面が入り口に対して前記の鋭角をなす概三角形の分流翼２が一本もしくは二本が前記ノズルの長手中心線と直角になるようにあって、それらの前記分流翼２の断面の概三角形の一辺は前記円筒状分流翼ノズル１の長手中心線と平行になるようにされてイオン風直進流１８を生み、かつその鋭角な斜面はイオン風斜流１５を生むようにしてなり、前記イオン風斜流１５は前記ノズルの内壁に反射して前記イオン風直進流１８と合流して前記ノズルから噴射させるが、前記ノズルの内面が前記イオン風の電気的ポテンシャルにより前記マイナスイオンと同極に荷電し反発力が大きくなる作用も考慮して前記リング状の分流翼ノズル（丸翼）１１の断面の概三角形の大きさと角度を適度に調整して摩擦抵抗が小さくなるようにする。角度は１５度から２０度前後が望ましいが、前記摩擦抵抗の数値により加減する。

又は本発明の請求項２にあるように、前記針状電極３と対向する円孔のある陽極板４を有した前記本体ハウジングが樹脂からなる前記マイナスイオン発生装置であって、前記円孔のある陽極板４をスロット式に差し込んで前記針状電極３と所定の位置に保持できる別成形で前記ドア式の樹脂製カバー５を持つもの、もしくは前記本体ハウジングに横からスライドさせて前記針状電極３と所定の位置に保持できるものであって、その前記ドア式の樹脂製カバー５もしくは前記本体ハウジングには前記陽極板の円孔１０の直径より若干大きい前記マイナスイオン噴射用の円筒状のノズル６が樹脂の射出成型で得るが、正面形状がリング状で前記円筒状のノズルの断面中央に支持体で係止させ、その前記リング状の断面先端がやはり入り口に対して先鋭な概三角形の分流翼２を設け、かつその前記リング状の内側の一辺が前記ノズルの長手中心線と平行になるようにさせ、かつその前記リング状の外周斜面は全周に斜流を発生させ前記ノズルの内壁に反射させるようにした前記同様の噴射ノズルを設ける。この場合も前記ノズルの内面が前記イオン風の電気的ポテンシャルによりマイナスに荷電し前記マイナスイオンと同極となり反発力が発生する作用も考慮して前記リング状の分流翼２の断面の概三角形の大きさと前記角度を適度に調整して前記摩擦抵抗が小さくなるようにする。角度は１５度前後が望ましいが、摩擦抵抗の数値により加減する。

図１１は本発明の分流翼ノズル１と単純円筒ノズル２１とのイオン風７の強さ及びマイナスイオン８の放出量を比較したグラフである。なお分流翼ノズル１は分流翼(二本翼)２３を用いた。この図１１のグラフでは、前記本発明の分流翼ノズル１は単純円筒ノズル２１より前記イオン風７の風速は下がってもより遠く濃度の高い前記マイナスイオン８を放出できることを示している。

本発明は効率の高い空気清浄機能を有するので家庭用を中心とした空気清浄機として広く提供できる。

本発明の分流翼ノズル（二本翼）におけるイオン風の分流と再混合とマイナスイオンの同極反発を断面で示す模式図である。 図１で示す本発明の分流翼ノズル（二本翼）模式図の正面図である。 単純円筒ノズルにおけるイオン風の流れを示す模式図である。 図３で示す単純円筒ノズル模式図の正面図である。 本発明の分流翼ノズル（二本翼）の斜視図である。 図５で示す本発明の分流翼ノズル（二本翼）の正面図a)及び側断面図b)である。 本発明の分流翼ノズル（中央一本翼）の斜視図である。 図７で示す本発明の分流翼ノズル（中央一本翼）の正面図a)及び側断面図b)である。 本発明の分流翼ノズル（丸翼）の斜視図である。 図９で示す本発明の分流翼ノズル（丸翼）の正面図a)及び側断面図b)である。 本発明の分流翼ノズル（二本翼）と単純円筒ノズルとのイオン風の強さ及びマイナスイオン放出量を比較したグラフである。

１ 分流翼ノズル
２ 分流翼
３ 針状電極
４ 円孔のある陽極板
５ 樹脂製カバー
６ マイナスイオン噴射用の円筒状のノズル
７ イオン風
８ マイナスイオン
９ 淀み
１０ 円孔
１１ 分流翼（丸翼）支持体
１２ 陽イオン
１３ 電気的ポテンシャルによりマイナスに荷電したノズル内面
１４ イオン風斜流通路
１５ イオン風斜流
１６ 陽極板保持体
１７ 混合流
１８ イオン風直進流
１９ 分流翼（丸翼）
２０ イオン風直進流通路
２１ 単純円筒ノズル
２２ イオン風入り口
２３ 分流翼（二本翼）
２４ 分流翼（中央一本翼）

「本発明の請求項２にあるように、正面形状がリング状で前記ノズルの断面中央に分流翼支持体で係止されており、その前記リング状の断面が入り口に対して先端が鋭角な概三角形の分流翼であって、かつその前記リング状の内側の一辺が前記ノズルの長手中心線と平行になるようにされて前記のイオン風直進流を生み、かつその前記リング状の外周斜面はイオン風斜流を生むようにされてなる分流翼を有するマイナスイオンの噴射ノズルを設ける。この場合も前記ノズルの内面が前記イオン風の電気的ポテンシャルにより前記マイナスイオンと同極に荷電され、反発力が大きくなる作用も考慮して前記リング状の分流翼の断面の概三角形の大きさと角度を適度に調整して摩擦抵抗が小さくなるようにする。」

Claims (2)

1. 第一電極である針状電極と対向する第二電極である円孔のある陽極板を有したマイナスイオン発生装置において、前記円孔のある陽極板を差し込んで前記針状電極と所定の位置に保持できる樹脂製カバーがあって、更にその前記樹脂製カバーには前記陽極板の円孔の直径より若干大きいマイナスイオン噴射用の円筒状ノズルが設けられるが、その前記ノズルの入り口に断面が入り口に対して先端が鋭角をなす概三角形の分流翼一本もしくは二本が前記ノズルの長手中心線と直角になるようにあって、それらの前記分流翼断面の概三角形の一辺は前記ノズルの長手中心線と平行になるようにされてイオン風直進流を生み、かつその鋭角な斜面はイオン風斜流を生むようにしてなり、前記イオン風斜流は前記ノズルの内壁に反射して前記イオン風直進流と混合合流して前記ノズルから噴射されるが、前記分流翼の後部に発生する淀みによって前記マイナスイオンの濃度が高まるように構成してなる分流翼を有するマイナスイオンの噴射ノズル。
2. 正面形状がリング状で前記ノズルの断面中央に分流翼（丸翼）支持体で係止されておリ、その前記リング状の断面が入り口に対して前記同様の先端が鋭角な概三角形の分流翼であって、かつその前記リング状の内側の一辺が前記ノズルの長手中心線と平行になるようにされて前記のイオン風直進流を生み、かつその前記リング状の外周斜面はイオン風斜流を生むようにしてなる請求項１記載の分流翼を有するマイナスイオンの噴射ノズル。