JP3844375B2 - 陰イオン発生方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、陰イオンを発生する方法及び装置に関し、より詳細には極めて小型で、且つ可動部分が殆ど無い構造の装置により大量の陰イオンを発生する、家庭や車内でも実施可能な陰イオン発生方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都会においては空気中の陰イオンと陽イオンの比率は通常同程度といわれているが、陰イオンの濃度が高い環境下に身を置くことによって疲労回復効果、精神安定効果、血液の浄化効果、抵抗力の増進効果、自律神経調整効果等の医療効果を得られることが広く知られている。
【０００３】
そのため、人為的に陰イオンの濃度を高める種々の方法が従来発明されており、大きく分けてこれらは、▲１▼紫外線を用いるもの、▲２▼高圧コロナ放電を用いるもの、▲３▼放射線を用いるもの、▲４▼ミストを利用するものの４種に分類される。
この発明はこの内の▲４▼のミストを利用して陰イオンの濃度を高める方法に属するものである。
ちなみに本願発明者は、上記の内の▲１▼乃至▲３▼の方法は同時に人体に対する影響が未知数な量のオゾンも生成してしまうおそれがあることから、又、▲３▼の方法は放射線漏れの対策を万全に行わなければならないことから、必ずしも適切な方法とはいえないと思料する。
【０００４】
さて、上記▲４▼の方法は、より詳細には水が砕けて微細な水滴（ミスト）に分裂する時に、空気中のイオンの濃度が高まる現象を利用するものである。
この現象は、古代より滝の周辺や、海辺の波打ち際等、自然現象により水が砕けてミストが発生する場所は体に良いという経験的事実として知られているが、理論的には今世紀初頭にノーベル物理学者のＰ．Ｌｅｎａｒｄ博士が水滴が金属板に衝突して分裂するときに、付近の空気中にイオンが発生し、且つ分裂した水滴の帯電量の総和は最初の水滴の電気量より多くなること、空気中に発生したイオンの電荷の総和と分裂によって増した水滴の電気量は等しいことを実証した、所謂「レナード効果」として認知されるに至っている。
【０００５】
以上の説明より明らかなように、上記▲４▼の方法は人為的に水を砕いてミストを発生させることにより実施される。
そして、人為的に水を砕いてミストを発生させる方法として、ここでは次の公知発明を開示する。
（公知発明１）
サイクロンの内壁に噴出した水を衝突させることを特徴とする発明（例えば、特公平３−７６９９３号）。
【０００６】
（公知発明２）
高速回転する回転板に水を衝突させることを特徴とする発明（例えば、特公平７−６２５３４号）。
【０００７】
（公知発明３）
所定の間隙を有する一対の回転板の中心部に水タンクに連通する吸い上げパイプの開口端を連結し、回転板の回転によりそれらの間隙内に負圧を生じさせしめ、この負圧により吸い上げパイプを介して間隙内に水を吸い上げ、吸い上げた水を遠心力によりミスト状に飛散させることを特徴とする発明（例えば、特公平６−７８４０）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の内の公知発明１はその明細書の記載から明らかなように、ミストにより空気中の細菌や夾雑物を捕捉して空気を浄化することを主眼に開発されたものであるが、同時に陰イオンの発生効果も生じるものである。
しかしながら、元来、空気の浄化に重点を置いている発明であるために、装置の大きさの割りには発生する陰イオンの量が少なく、充分な医療効果を得られる程度に陰イオンを発生するには巨大な設備となり、プラント設備や業務用の建物ならともかくも、家庭や車内で使用するには装置が大き過ぎて不向きな問題があった。
【０００９】
次に、公知発明２は陰イオンの発生に重点を置いている発明である。
しかしながら、発生する陰イオンの量は生成するミストの量に比例するのであるから、当然のことながら回転板の面積に比例することとなり、充分な医療効果を得られる程度に陰イオンを発生するには充分な面積の回転板が必要となり、結果的に装置の小型化には限界が生じた。
【００１０】
一方、陰イオンはミストと接触する被処理空気において発生するものであり、このように空気を処理するには回転板が置かれた処理室内を被処理空気が通過しなくはならないことはいうまでもない。
ところが、この公知発明においては処理室内に上記のような回転板が存在するので、被処理空気を大量に通過させるには処理室内に充分な空隙を開けるか、通過する空気の風圧を高くする必要があった。
よって、上記の場合においては処理室自体が大型化するか、或いは充分な風圧を生じせしめるための大型の送風機が必要となり、この観点からも装置の小型化には限界があった。
【００１１】
又、公知発明３も陰イオンの発生に重点を置いている発明である。
そして、この発明においても上記の公知発明２と同様の問題が生じることはいうまでもない。
更に、この発明の場合は、ミストを発生するために吸い上げる水の量は、回転板の回転によりそれらの間隙内に生じる負圧の大きさに比例するので、大量のミストを発生させるにはそれに見合った充分な負圧を生じさせるための大きな回転板が必要となり、この観点からも装置の小型化には限界があった。
【００１２】
更に、以上の公知発明１乃至３は、大型の送風機（公知発明１の場合）や回転板の駆動装置（公知発明２及び３の場合）等の可動機構が不可欠であるという共通する問題点を有する。
よって、これらの発明においては可動機構によりどうしても装置が大型化し、又騒音やメンテナンスの問題も生じた。
一方、そもそもプラント設備や業務用の建物に使用するために地面に据えつけれられることを前提としている公知発明１は論外としても、公知発明２及び３においても回転板に水を衝突させたり、回転板により水を吸い上げて飛散させる等の構造を採用して関係上、装置を水平状態で設置しないと十分な効果を得られず、揺れにより設置した装置が傾くおそれがある乗物内では使用できないという問題点があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は以上の如き従来技術の問題点に鑑みて創作されたものであり、極めて小型の装置により大量の陰イオンを発生し、しかも可動機構を極力無くし、乗物内での使用可能な陰イオン発生方法及び装置を提供することを目的とする。
そして、以上の目的を達成するものとして、ここでは次の５つの発明を開示することとする。
（第１発明）
流路の入口側に配したノズルより流路内に向かって水を噴出することにより流路内に負圧を発生させて流路の入口から出口に向かう外気の流れを作ると共に、噴出された水が衝突するターゲットを流路内に配することにより、流路内に陰イオンを含むミスト雰囲気を形成し、流路内を通過する外気に負電荷を与え、陰イオンの濃度を増加させることを特徴とする陰イオン発生方法。
【００１４】
第１発明の特徴は、ノズルより流路内に向かう水の噴出により、流路内に負圧が発生して流路の入口から出口に向かう外気の流れが作られると共に、噴出された水がターゲットに衝突することにより飛散してミスト雰囲気が作られるという複合的な作用が生じる点にあり、この結果、流路内を通過する外気に負電荷が与えられ、陰イオンの濃度が増加した外気が流路より排出されることとなる。
即ち、第１発明によれば従来技術のような独立した送風機は不要となり、又、回転板のような可動機構も不要となる。
【００１５】
（第２発明）
ノズルより噴出させた水を網目を有するスクリーンに衝突させることにより、陰イオンを含むミスト雰囲気を形成し、外気に負電荷を与え、陰イオンの濃度を増加させることを特徴とする陰イオン発生方法。
【００１６】
第２発明の特徴は、飛散させた水を網目を有するスクリーンに衝突させ飛散させることによりミスト雰囲気を形成する点にある。
即ち、網目の効果として、スクリーンの表面だけでなく、外気の進行方向の壁面（格子状の網目の内壁）も利用できるために、水がスクリーンと衝突する頻度が飛躍的に増大し、スクリーンの大きさの割りにはミストの生成効率が高くなる。
【００１７】
又、網目の存在は、同時に空気がスクリーンを通過できることを意味し、外気の流通が良好になるために、ミスト雰囲気を形成する空間が小さくとも大量の外気を通過させることができ、この方法を実施した陰イオン発生装置を小型化することが可能となる。
【００１８】
（第３発明）
流路の入口側に配したノズルより流路内に向かって水をミスト状に噴出することにより流路内に負圧を発生させて流路の入口から出口に向かう外気の流れを作ると共に、流路内に陰イオンを含むミスト雰囲気を形成し、流路内を通過する外気に負電荷を与え、陰イオンの濃度を増加させることを特徴とする陰イオン発生方法。
【００１９】
第３発明の特徴は、ノズルより流路内に向かう水の噴出により、流路内に負圧が発生して流路の入口から出口に向かう外気の流れが作られると共に、水をミスト状に噴出することによりミスト雰囲気が作られるという複合的な作用が生じる点にあり、この結果、流路内を通過する外気に負電荷が与えられ、陰イオンの濃度が増加した外気が流路より排出されることとなる。
即ち、第３発明によれば従来技術のような独立した送風機は不要となり、又、回転板のような可動機構も不要となる。
（第４発明）
水を噴出させるノズルを内蔵又は開口端に近接して設けたパイプの一方の端を、吸入した外気に陰イオンを含む水のミストを混合する機能を有するダクトに、ノズルから噴出した水がダクトの内壁又は噴出水を衝突させる目的でダクト内に設けたターゲットに対向させて接続したことを特徴とする陰イオン発生装置。
【００２０】
第４発明は前記の第１発明の方法を利用した陰イオン発生装置に関するものである。
【００２１】
（第５発明）
上下方向に延長されるダクトの側面にパイプの一方の端を接続し、このパイプには噴出した水をダクトの内壁又は内壁に設けたターゲットに衝突させるノズルを内蔵又は他方の開口端に近接して設けると共に、このノズルとダクトの内壁又は内壁に設けたターゲットの間には網目を有するスクリーンを設けたことを特徴とする陰イオン発生装置。
【００２２】
第５発明は前記の第１発明の方法及び第２発明の方法を併用した陰イオン発生装置に関するものであるが、ダクトを上下方向に延長することにより、細かいミストのみが外気の流れに乗ってダクトの上方より排出され、大きなミストは外気の流れに乗れず落下してダクトの下方より排出される作用を生じることとなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。
尚、ここでは前記第５発明の実施例を開示することにより、同時に第１発明、第２発明、第４発明の説明とし、併せて第３発明についても触れることとする。
【００２４】
図１乃至図４はこの発明の陰イオン発生装置の一例を示す図である。
この装置は上下方向に延長されるダクト１１、このダクト１１の側面に一方の端が接続されるパイプ７、このパイプに内蔵又は他方の開口端８に近接して設けられる、噴出した水をダクト１１の内壁又は内壁に設けたターゲット１２に衝突させるためのノズル６、このノズル６とダクト１１の内壁又は内壁に設けたターゲット１２との間に設けられる網目を有するスクリーン１０を有することを特徴とする。
【００２５】
図中符号１は陰イオン発生装置の本体を示すものである。
ここでは本体１の上方に水容器２が設けられ、断面角形としたダクト１１が、その下方の開口を水容器２内に貯留される水Ｗ内に沈めると共に、上方の開口を外部に向けて設けられる。
一方、このダクト１１の側面には断面円形としたパイプ７の一方の端９が接続されることにより、ダクト１１とパイプ７が連通され、このパイプ７の他方の開口端８付近には水を噴出するためのノズル６が設けられる。
【００２６】
このノズル６はポンプ３に接続した送水パイプ５端に連結されるものであり、噴出した水をダクト１１の内壁に設けたターゲット１２に衝突させる方向に向けられる。
この場合、ノズル５は図１乃至図２に示すように、パイプ７に内蔵されてもよいし、特に図示はしないがパイプ７外にしてパイプの開口端８に近接した位置に設けてもよい。
又、ノズル５は複数設けられてもよいことは勿論である。
尚、図中符号４は水容器２内に貯留される水Ｗを取水するために、ポンプ３に連結される取水パイプである。
【００２７】
上記のターゲット１２はここでは金属板に構成されると共に、噴出した水の衝突音を和らげるために、吸音材１３を介してダクト１１の内壁に固定されるが、このターゲット１２を設置しないで、噴出した水をダクト１１の内壁に直接衝突させてもよいことは勿論である。
【００２８】
以上の構成において、ノズル６よりパイプ７内に向かう水の噴出により、パイプに負圧を発生させて外気を吸引することにより、パイプのノズル６側の開口端８からダクト１１に向かう外気の流れが作られることとなるが、この実施例においては、パイプ７のノズル６側の開口端８付近の内径を小さくすることにより、吸引圧力を高めている。
【００２９】
次に、図中符号１０は、ノズル６とダクト１１の内壁に設けたターゲット１２との間に設けられる網目を有するスクリーン１０である。
この網目を有するスクリーン１０はダクト１１の内壁に設けたターゲット１２と同様、噴出された水が衝突するターゲットとして作用する。
但し、ここではターゲットを網目を有するスクリーンとして構成することにより、ターゲットの表面だけでなく外気の進行方向の壁面（格子状の網目の内壁）も利用し、水が衝突する頻度を飛躍的に増大させ、併せて、網目より水を通過させて後方のターゲット１２にも衝突させると共に、吸引した外気の通過の妨げとならないようにしている。
【００３０】
上記の網目を有するスクリーン１０において、スクリーンに網目を設ける手段として、ここでは金網をスクリーンの素材として採用しているが、網目を設ける手段はこれに限らず、例えば板に多数の細孔を設ける等の手段によってもよいことは勿論である。
又、網目を有するスクリーン１０は単層でなく、複数層設けてもよく、この実施例においては頂上をノズル側に向けたドーム状のスクリーン１０Ａと、このドームの底面側に配される平板状のスクリーン１０Ｂの２層構造とすることにより水が衝突する頻度をより増大させている（図３参照）。
【００３１】
以上の構成よりなるこの実施例の作用は次の通りである。
先ず、ポンプ３を駆動させることにより、水容器２内に貯留される水Ｗを取水取水パイプ４より取水し、送水パイプ５を介してノズル６よりパイプ７内に噴出させる。
これにより前記したように、パイプに負圧が発生し外気が吸引され（図１において黒地の矢印をもって図示）、パイプのノズル６側の開口端８からダクト１１に向かう外気の流れが作られる。
【００３２】
一方、ノズル６より噴出された水は先ずパイプ７内の網目を有するスクリーン１０中のドーム状のスクリーン１０Ａに衝突し、次いで網目を通過した水が平板状のスクリーン１０Ｂに衝突し、更にこの網目を通過した水がダクト１１内のターゲット１２に衝突し、これらの各過程において衝突した水は砕けてミストに分裂して飛散し、ミスト雰囲気を形成し、このミスト雰囲気にパイプ７からダクト１１を通過する外気が接触することにより負電荷を与え、陰イオンの濃度が増加される。
【００３３】
又、この際に外気中の雑菌、粉塵、臭いの成分、花粉、有害科学物質等の夾雑物がミストに接触することによりミストにより捕捉される。
そして、互いにくっつき合ったり、上記の夾雑物を捕捉して巨大化したミストは自重によりダクト１１内で水Ｗに落下するため、結果として外気の流れ（図１において網線の矢印をもって図示）に乗る細かいミストのみがダクト１１の上方より排出される。
よって、この装置からは大量の陰イオンを含み、且つ雑菌、粉塵、臭い、花粉、有害科学物質等の夾雑物が除去され、更に適度に調湿された空気のみが排出されることとなる。
【００３４】
尚、この場合、上記の夾雑物を捕捉して巨大化したミストはダクト１１内における外気の上昇の過程において落下するので、ダクト１１の長さが短い場合にはこの作用が十分でないおそれが生じる。
そこで、この場合には図４に示すように、ダクト１１の中途に網目を有するスクリーン１４を配することにより、巨大化したミストをこのスクリーンに衝突させて強制的に落下させてもよい。
一方、ダクト１１の長さが極端に長く、ノズルからの水の噴出によるパイプ内の負圧だけでは外気の流れが不十分の場合は、ダクト１１内に補助的な送風機を設けることとなる（図示せず）。
【００３５】
以上がこの発明の陰イオン発生装置の実施例であるが、この出願においては以下の各事項も異なる実施例として併せて開示することとする。
（ノズルよりの水の噴出角度）
上記した実施例においては、ノズルは直射式に構成し、水は６°から８°の範囲に拡散されて噴出されることを想定している。
そして、水は網目を有するスクリーン等のターゲットに衝突させることによって砕けてミストに分裂して飛散し、ミスト雰囲気が形成されるわけであるが、このような構成を採用することにより、噴出される水の拡散範囲が狭いのでパイプの内径が小さくて済み、装置を小型化することができ、又、下記する噴霧の場合と異なりノズルの目詰まりのおそれがなく、メンテナンスフリーの装置とできる利点も得られた。
但し、ここでは、前記した第３発明のように、ノズルを噴霧式に構成し水をミスト状に噴出することによりそれ自体によりミスト雰囲気を作ることも開示しておく。
この場合、噴出されるミストは拡散するので、これが流路の内壁に衝突してより細かいミストに分裂することも期待できる。
【００３６】
（ノズルとターゲットの相対位置）
上記した実施例においては、ノズル及び噴出された水が衝突する網目を有するスクリーンは互いに固定されている。
しかし、これらの相対位置を小刻みに移動させることにより、水が衝突する頻度をより増大させてもよい。
この場合、これらの相対位置を小刻みに移動させる手段としては次のようなものが想定し得る。
網目を有するスクリーンを回転させる。
網目を有するスクリーンをＸ、Ｙ方向に振動又は揺動させる。
網目を有するスクリーンをＺ方向に振動又は揺動させる。
ノズルをＸ、Ｙ方向に振動又は揺動させる。
ノズルをＺに振動又は揺動させる。
【００３７】
（ノズルから噴出される水の圧力）
上記した実施例においては、ノズルから噴出される水の圧力は一定である。
しかし、この圧力を小刻みに変化させることにより、水が衝突する頻度をより増大させてもよい。
【００３８】
（ポンプの位置）
上記した実施例においては、水を噴出するためのポンプは装置本体内に収容されている。
しかしながら、この発明の最大の特徴が従来技術の陰イオン発生装置と比較して可動部分が少なく、小型化が可能である点に鑑みれば、唯一の大型且つ可動部分であるポンプを装置本体から分離して離れた位置に設けてもよい。
一方、この構成は、この発明の装置を動力装置から生じる騒音や振動を嫌う場所に設置したい場合にも、ポンプだけを切り離すことができるので有効である。
【００３９】
【発明の効果】
以上の構成よりなるこの発明は次の特有の効果を奏する。
▲１▼従来技術におけるミスト雰囲気を形成するための回転板や、送気のための送風機を使用しないで、流路に配したノズルからの水の噴出及びターゲットへの衝突により送気及びミスト雰囲気の形成の複合的作用を実現するので、装置を極めて小型化することが可能となる（第１発明、第４発明）。
【００４０】
▲２▼同様の理由より、可動部分がないので振動や騒音が少ない陰イオン発生装置が実現される。
【００４１】
▲３▼同様の理由より、可動部分がないので製造コスト、メンテナンスの面から有利な陰イオン発生装置が実現される。
【００４２】
▲４▼飛散させた水を網目を有するスクリーンに衝突させ、飛散させることによりミスト雰囲気を形成するので、スクリーンの表面だけでなく、外気の進行方向の壁面（格子状の網目の内壁）も利用して水の衝突頻度を高めることができ、スクリーンの大きさに比して、飛躍的に高いミストの生成効率が実現される（第２発明、第５発明）。
【００４３】
▲５▼網目を採用することによって、導入外気の通過空気の流通が良好になるために、小型の空間に大量の外気を通過させることが可能となる。
そのため、形成されたミスト雰囲気に充分な外気を接触させることが可能となり、小型の装置で大量の陰イオンを発生させることが可能となる（第２発明、第５発明）。
【００４４】
▲６▼従来技術のように回転板に水を衝突させたり、回転板により水を吸い上げて飛散させる等の構造を採用していないので、装置を水平状態で設置しなくても十分な効果が得られ、乗物内でも使用可能な陰イオン発生装置が実現される（全発明）。
【００４５】
▲７▼極めて小型の装置により、飛躍的に多量の陰イオンを発生させることが可能となるので、家庭用の空気浄化装置の他、従来想像もできなかった自動車等の車内用の空気浄化装置、或いは美顔器等、人体に直接外気を吹き付ける装置への応用も可能となる（全発明）。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の陰イオン発生装置の実施例の一部切り欠き側面図。
【図２】同上、要部の斜視図。
【図３】同上、網目を有するスクリーンの実施例の分解斜視図。
【図４】この発明の陰イオン発生装置のダクト部分の異なる実施例の一部切り欠き側面図。
【符号の説明】
６ ノズル
７ パイプ
１０ 網目を有するスクリーン（ターゲット）
１１ ダクト
１２ ターゲット

Claims (5)

1. ノズルより噴出させた水を網目を有するスクリーンに衝突させることにより、陰イオンを含むミスト雰囲気を形成し、外気に負電荷を与え、陰イオンの濃度を増加させる陰イオン発生方法において、網目を有するスクリーンが揺動又は振動することを特徴とする陰イオン発生方法。
2. ノズルより噴出させた水を網目を有するスクリーンに衝突させることにより、陰イオンを含むミスト雰囲気を形成し、外気に負電荷を与え、陰イオンの濃度を増加させる陰イオン発生方法において、ノズルが揺動又は振動することを特徴とする陰イオン発生方法。
3. ノズルより噴出させた水を網目を有するスクリーンに衝突させることにより、陰イオンを含むミスト雰囲気を形成し、外気に負電荷を与え、陰イオンの濃度を増加させる陰イオン発生方法において、ノズルより噴出させる水の圧力が小刻みに変化することを特徴とする陰イオン発生方法。
4. 水を噴出させるノズルを内蔵又は開口端に近接して設けたパイプの一方の端を、吸入した外気に陰イオンを含む水のミストを混合する機能を有するダクトに、ノズルから噴出した水がダクトの内壁又は噴出水を衝突させる目的でダクト内に設けたターゲットに対向させて接続したことを特徴とする陰イオン発生装置。
5. 上下方向に延長されるダクトの側面にパイプの一方の端を接続し、このパイプには噴出した水をダクトの内壁又は内壁に設けたターゲットに衝突させるノズルを内蔵又は他方の開口端に近接して設けると共に、このノズルとダクトの内壁又は内壁に設けたターゲットの間には網目を有するスクリーンを設けたことを特徴とする陰イオン発生装置。

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