JP4873797B2

JP4873797B2 - 負イオン発生装置

Info

Publication number: JP4873797B2
Application number: JP2001217798A
Authority: JP
Inventors: 聡藤井; 晋岡田; 芳久小林; 幸宏山本; 裕二中野
Original assignee: Panasonic Ecology Systems Co Ltd
Current assignee: Panasonic Ecology Systems Co Ltd
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2021-07-18
Also published as: JP2003028471A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レナード効果（瀧効果）を利用して空気中に負イオンを発生させる負イオン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、健康志向が高まるなか、室内空気の清浄化はもとより更なる付加価値として空気イオンの利用が注目されている。空気イオンは、我々の仕事の能率や情緒に対して、明らかに影響をあたえる。特に負イオンは、精神を安定させ、呼吸器の機能を高める効果を持つといわれている。
【０００３】
水滴が空中で分裂するとき、より正確には、水滴が障壁である金属板に衝突して微細水滴に分裂するとき、付近の空気中に負イオンが発生し、微細水滴が負イオンと等量の正電荷を得る。この現象は、レナード効果（Ｌｅｎａｒｄ’ｅｆｆｅｃｔ）として古くから知られている。その後、水滴が空気中で分裂するだけでレナードと同様な効果が起こり得る事がシンプソン（Ｓｉｍｍｐｓｏｎ）によって確かめられた。
【０００４】
レナード効果を利用して空気中に負イオンを発生させる装置は、例えば特願平１０−２６８０２７に記載されている。
【０００５】
図５に先行例の構成を示す。図５において第１の水槽部Ｂと、被浄化空間から導入した空気を、第１の水槽部の水を利用して予備的に浄化する予洗部Ａと、第２の水槽部Ｆと、第２の水槽部の水を微細化手段１０１、１０２、１０３、１０４によって微細化するとともに、予洗部から導入した空気と接触・混合させる気液接触部Ｄと、気液接触部から送出された空気と微細な液滴の混合気から大きな液滴を分離して第２の水槽部に回収するとともに、より微細な液滴を含む混合気を被浄化空間に排出する液滴分離部Ｅとを具備し、前記第１の水槽部と第２の水槽部とを互いに分離・独立した状態に構成したものである。
【０００６】
気液接触部Ｄ内には噴射塔１０５が装備されており噴射塔１０５には複数のノズル１０６が備えられている。複数のノズル１０６から気液接触部の外筒の内壁に向かい水を噴射させるものであり、噴射水が内壁に衝突し微細水滴が発生し、一方、送風手段１０７０７より気液接触部へ空気が送り込まれ微細水滴と接触し、液滴分離部により大粒の水滴は分離され微細水滴を含んだ空気のみが外部へ吹出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の負イオン発生装置では、気液接触部内で噴射される複数段のノズルは同一形状であり、噴射される水により空気清浄あるいは負イオン発生という作用を有するが、一定の能力を維持しようとした場合噴射量を上げることとなり、噴射量を上げると騒音も大きくなる騒音低減手段を設けなければならないという課題があり、噴射量は低減しても空気清浄能力、負イオン発生能力を維持することが要求されている。
【０００８】
また、前述した通り負イオン発生量と騒音値低減は相反するものであるため、騒音値を押さえた商品作りをした場合負イオン発生量が少なくなり、騒音値を押さえる必要のない設置場所においても少ないイオン量となってしまうという課題があり、設置場所によって噴射量が調節できる負イオン発生装置とすることが要求されている。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、噴射量を低減しても一定の能力を維持することができ、また、能力を設置箇所によって変更できる負イオン発生装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の負イオン発生装置は上記目的を達成するために、複数段にノズルを備えた噴射部において上段のノズルはイオン発生を目的とした衝突力の大きいノズルを用い、一方下段のノズルは空気清浄あるいは脱臭性能を目的とした流量が多く空気との接触面積を多くとれるノズルを用い、上段のノズルの穴径を他のノズルの穴径より大きくしたものである。
【００１３】
そして本発明によれば、噴射量を上げずに各々の能力が確保できる負イオン発生装置得られる。
【００１４】
また他の手段は、上段のノズルの穴径を他のノズルの穴径より大きくしたものである。
【００１５】
そして本発明によれば、上段のノズルはイオン発生、下段のノズルは空気清浄用あるいは脱臭を主目的とした配置となり少ない噴射水量で能力が確保できる負イオン発生装置が得られる。
【００２０】
また他の手段は、送水手段が水量または水圧を調整することができるイオン量調整手段をものである。
【００２１】
そして本発明によれば、水量あるいは水圧を自由に調節することにより噴射部の噴射量を変えることができる負イオン発生装置が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明は、外枠と前記外枠内に水を噴射し微細水滴を発生させる噴射部を備えた空気清浄部と、空気清浄部内の微細水滴発生領域内に空気を送風し微細水滴混合空気とする送風手段と、噴射部に水を送水する送水手段を備え、噴射部は水を噴射するノズルを複数段に備え、上段のノズルはイオン発生を目的とした衝突力の大きいノズルを用い、一方下段のノズルは空気清浄あるいは脱臭性能を目的とした流量が多く空気との接触面積を多くとれるノズルを用い、上段のノズルの穴径を他のノズルの穴径より大きくしたものであり、噴射量を上げずに各々の能力が確保できるという作用を有する。
【００２５】
また、外枠と前記外枠内に水を噴射し微細水滴を発生させる噴射部を備えた空気清浄部と、前記空気清浄部内の微細水滴発生領域内に空気を送風し微細水滴混合空気とする送風手段と、前記噴射部に水を送水する送水手段を備え、前記送水手段が水量または水圧を調整することができるイオン量調整手段を備えたものであり、自由に送水量あるいは送水圧を変更することにより噴射圧があるいは噴射水量が変わるため、設置場所あるいは客先要望に対して適した製品能力仕様とすることができるという作用を有する。
【００２６】
【実施例】
（実施例１）
以下に本発明の実施の形態を図によって説明する。図１および図２に示すように負イオン発生装置は送風手段１０７と送水手段４と空気清浄部３から構成されている。さらに空気清浄部３は噴射部２と気水分離部７を備え、空気清浄部３の外枠１は上部に円筒８、下部に筒受け９により構成されている。
【００２７】
送風手段１０７としてファン１０を備え、ファンにより空気吸込口（図示せず）から吸込まれた空気は送風手段１０７を介して、送風手段１０７を有する送風箱を通過し筒受け９の送風口１６を通り噴射部２で噴射水と交わり、気水分離部５を経て空気吹出口より送付される風路が構成されている。
【００２８】
一方空気清浄部３の下方には水槽１３が配置され、水槽１３の下方には送水手段４としてポンプ１４が配置されており、水槽１３にためられた水はポンプ１４により噴射部２に送水されファン１０３より送風された空気と噴射部２から噴射された水が交わり,一部は空気とともに気水分離部５に向かい、その他の水は筒受け９に落下し水槽１３に戻される水路が構成されている。
【００２９】
噴射部２には複数のノズルが設けられ、ポンプ１４より送水された水を空気清浄部３の外枠１つまりは円筒８の内壁に衝突させることにより微細水滴が発生し、この微細水滴発生領域内でファン１０３より送られた空気と接触混合し微細水滴混合空気となる。このとき空気吸込口（図示せず）よりとり込んだ空気と接触するため、吸込み空気の塵や埃とも水が接触することとなる。水の大半は筒受けに落下する。微細水滴混合空気は気水分離部７に送られ、微細水滴は適宜設計された気水分離部７の分離性能にしたがって分離される。一方接触した水の一部は吸込み空気とともに気水分離部７に向かうが、気水分離部７で大粒の水滴は回収され筒受け９に落ちるため、塵や埃を含んだ大粒の水滴は筒受け９に全て落下することとなる。筒受け９に落下した水は筒受け９の最下面に取り付けられた水封管１５より水槽１３に回収される。
【００３０】
噴射塔１０５は複数のノズル１０６が各々外枠１の内面に向かい噴射する角度で取り付けられている。イオン量および脱臭性能あるいは除塵性能は水の噴射量が増えれば性能が上がる傾向にあり、さらにイオンの量は噴射水圧にも影響を受ける。このため噴射水圧を上げてさらには噴射水量を上げることにより各性能は上がるが、一方、ノズル１０６の数を増やせば噴射塔１０５の長さが長くなるため必然的に装置が大型化する。このため噴射塔１０５の同じ高さに何個かのノズル１０６を取り付ける構成とすると複数のノズル１０６を用いても噴射塔１０５の高さはさほど大きくならない。
【００３１】
上段のノズル５より噴射された水は円筒８の内面に衝突し下につまりは筒受け９方向に流れ、このとき円筒８の内面に水膜を作る。一方、下段のノズル６より噴射された水は円筒８の内面に衝突するが、このとき上段のノズル５による水膜に干渉し衝突力が緩和される傾向にある。微細水滴の発生量はこの衝突力に大きく影響を受けるため、さらには上段のノズル５より噴射された水より発生した水滴の一部も下方に落ちるため、下段のノズル６より噴射された水から発生する微細水滴量は上段のその量と比較して少なくなる。微細水滴量が減少することはイオンの発生量にも影響し減少する。このため噴射段数をできる限り少なくすることはイオン発生量に対して有効である。一方、空気浄化性能あるいは脱臭性能に関しては水と空気の接触量により能力は左右されるためノズルの多段による影響は少ない。
【００３２】
このため図２における本実施例では上段のノズル５に衝突力の大きいノズルを使用し微細水滴を多く発生させ、下段のノズル６は流量が多く空気との接触面積を多くとれるノズルを備えている。衝突力の大きいノズルと比較して衝突力の小さいつまりは下段のノズル６は衝突時もそうであるが噴射するときに発する音が小さい。このため全てのノズル１０６を衝突力の大きなものを使用すればイオン発生量は良くなるが騒音値が大きくなる。一方、全てのノズル１０６を流量が多く空気との接触面積を多くとれるノズルを使用すれば騒音値は低くなるが、イオン発生量が悪化する。このためイオン発生量を確保し、かつ空気清浄能力および脱臭能力を確保するためには上段のノズル５にイオン発生を目的とした衝突力の大きいノズルを使用し、下段のノズル６は空気清浄あるいは脱臭性能を目的とした流量が多く空気との接触面積を多くとれるノズルの配置とすることが望ましい。衝突力の大きなノズルとしてはフラットノズル、流量が多く空気との接触面積を多くとれるノズルとしては渦巻ノズルあるいはホロコーンノズルがあげられる。フラットノズルは局部的に噴射速度の高い水流を噴射するノズルで、噴射形状は平面状に広がるものであるが、一方衝突力の強いノズルとしてはストレートノズルがあり、これは棒状に噴射するものであるが噴射力が強すぎ噴射した水が壁にぶつかっても飛散しないためイオン発生量は落ちる。したがって、所定のイオン発生量を確保する適度に衝突力が強いノズルを選定する必要がある。またホロコーンあるいは渦巻ノズルはノズル内で水を旋回させ旋回流として噴出するため噴射形状は円錐状のものとなり衝突力を備えかつ広範囲に広がった形状で噴射するものである。
【００３３】
上段の段数は、より上部のノズルによる水膜干渉状態、騒音状態、イオン発生確保量、ノズル種類等の設計諸元により適宜設計、段数が決められる。下段の段数は、目的とする空気清浄能力、脱臭能力、ノズル種類等により適宜設計、段数が決められる。
【００３４】
また、イオン発生量を上げるためには噴射量を増やすことも有効である。但し流量を多くすることは噴射時の音が大きくなることを示す。このため図１における本実施例では上段のノズル５に大きな径の穴のノズルを使用し微細水滴を多く発生させ、下段のノズル６は小さい穴の径のノズルを備え、発生イオン量および空気清浄能力あるいは脱臭能力を維持した上で騒音値を低く押さえる構成としている。
【００３５】
（実施例２）
実施例１と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略される。図３に示すように噴射塔１０５は角筒の形状を有し上下２段のノズル１０６を備えている。上段ノズル５と下段ノズル６は一直線状に配置されており、各段には４個のノズルが角筒の各面に９０°の位相角で取り付けられている。
【００３６】
また噴射塔１０５は樹脂成形品である筒受けに円筒８の中心位置に取り付けられる構成となっている。
【００３７】
上段ノズル５より噴射された水は円筒８の内面にあたり衝突点１７より遠心方向に広がるが上方向および左右に円筒８の内面に沿って広がった水は、結局衝突点つまりはノズル噴射口の正面の衝突点１７を避けて左右に広がり内壁に沿って落下する形状となるため丁度衝突点１７を中心に左右斜め下に落ちることとなる。
【００３８】
上段ノズル５と下段ノズル６の間隔が一定間隔であると下段ノズル６の衝突点１７ａは比較的上段ノズル５から噴射した水の影響を受けにくい。
【００３９】
上段ノズル５と下段ノズル６の間隔は短すぎると衝突点１７の影響を下段のノズル６による衝突点１７ａが受けてしまい、また長すぎると衝突点１７を中心に左右斜め下に落ちた水流が円筒８内面全体に広がり衝突点１７ａに到達してしまう。噴射距離にもよるが位相角９０°で１段に４個ノズル１０６を備えた噴射塔１０５において約６０°の角度で一つのノズル当たりの噴射量が略１Ｌ／ｍｉｎで噴射する場合、上段ノズル５と下段ノズル６の間隔は１００ｍｍ程度が望ましい。
【００４０】
噴射角度あるいはノズル１０６のスパンはイオン発生量に大きく影響を与える。このため、ノズル１０６の位置あるいは取り付け角度は取付精度が要求されることとなる。本実施例においては噴射塔１０５は角柱に成形されたものであり各面にノズル１０６が垂直に取り付けられているため、各々のノズル１０６同士で位相角９０°を保つことが容易である。また噴射塔１０５の取付位置あるいは垂直度は成形された筒受け９に噴射塔１０５および円筒８が取り付けられているため精度が出やすく、また噴射部２のおのおの噴射する箇所つまりはノズル１０６から噴射塔１０５までの距離つまりはノズル１０６から筒受け９までの距離が短いため円筒８に対する噴射塔１０５の垂直精度も出やすい構造となっている。
【００４１】
（実施例３）
実施例１あるいは実施例２と同一部分については同一番号を附し詳細な説明は省略される。図４に示すように、送水手段４はポンプ１４でありポンプ１４が駆動することによりイオン量調整手段１８を介して噴射塔１０５に送水され、ノズル１０６から噴射される。イオン発生量および空気清浄能力は噴射量に大きく影響を受ける。つまりイオン量調整手段１８を用い噴射量を大きくすればイオン発生量および空気清浄能力は上昇するが、一方ノズル１０６の噴射するときに発生する音が増大する。逆にイオン量調整手段１８を用い噴射量を小さくすればイオン発生量および空気清浄能力は減少するが、一方ノズル１０６の噴射するときに発生する音も低減される。
【００４２】
客先ニーズが多様化する中、イオン量調整手段１８を用いることにより騒音値と空気清浄能力あるいはイオン発生量を設置場所に応じて調整することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ノズルを有する水噴射部を角柱にすることにより、機器組立て時に中心位置出しの容易化、性能の一定化が図れる負イオン発生装置が得られる。
【００４４】
また、複数段にノズルを備えた噴射部において上段のノズルはイオン発生用のノズルを用い、一方下段のノズルは空気清浄用あるいは脱臭用を目的としたノズルを用いることにより、噴射量あるいは騒音値を抑える一方、イオン発生量、空気清浄能力あるいは脱臭能力を維持できる効率の良い負イオン発生装置が提供できる。
【００４５】
また、上段のノズルの穴径を他の下段のノズルの穴径より大きくすることにより、上段のノズルはイオン発生、下段のノズルは空気清浄用あるいは脱臭を主目的とした配置となり少ない噴射水量で能力が確保できる負イオン発生装置が提供できる。
【００４６】
また、上段のノズルから噴射され前記空気清浄部内面に衝突し、前記空気清浄部内面を伝わり落下する水が、下段より噴射した水が前記内筒内面に衝突する箇所に干渉しないノズル配置にすることにより、下段より噴霧した微細水滴を効率よく使用できる負イオン発生装置が提供できる。
【００４７】
また、噴射部を筒受けに固定する構成にすることにより、噴射部が空気清浄部に対して中心精度を備えることができるた負イオン発生装置が提供できる。
【００４８】
また、水量または水圧を調整することができるイオン量調整手段を設けることにより、水量あるいは水圧の自由調節が可能となり、イオン発生量を調整することができる負イオン発生装置が提供できる。
【００４９】
また、客先要望、設置場所に伴った仕様に変更できる負イオン発生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態による負イオン発生装置を示す図
【図２】本発明の第１実施例の形態による空気清浄部部分拡大図
【図３】（ａ）本発明の第２実施例の形態による空気清浄部部分拡大図
（ｂ）本発明の第２実施例の形態による噴射部上方より見た図
【図４】本発明の第３実施例の形態による負イオン発生装置を示す図
【図５】従来の負イオン発生装置の一例を示す図
【符号の説明】
１外枠
２噴射部
３空気清浄部
４送水手段
５上段ノズル
６下段ノズル
７気水分離部
８円筒
９筒受け
１３水槽
１８イオン量調整手段
１０５噴射塔
１０６ノズル
１０７送風手段

Claims

外枠と前記外枠内に水を噴射し微細水滴を発生させる噴射部を備えた空気清浄部と、前記空気清浄部内の微細水滴発生領域内に空気を送風し微細水滴混合空気とする送風手段と、前記噴射部に水を送水する送水手段を備え、前記噴射部は水を噴射するノズルを複数段に備え、上段のノズルはイオン発生を目的とした衝突力の大きいノズルを用い、一方下段のノズルは空気清浄あるいは脱臭性能を目的とした流量が多く空気との接触面積を多くとれるノズルを用い、上段のノズルの穴径を他のノズルの穴径より大きくしたことを特徴とした負イオン発生装置。
送水手段が水量または水圧を調整することができるイオン量調整手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の負イオン発生装置。