JP5194045B2 - バータイプ除電器 - Google Patents

Description

本発明は、バータイプ除電器に関する。

従来の除電器ではイオンの飛距離が短い。特に交流式では＋イオンと一イオンが直ぐに再結合してしまうので、飛距離は非常に短く、したがって送風機でもってイオンを飛ばしている。これに対し、直流除電器は送風機無しでもある程度は飛距離を確保できる。しかし、それでも高々７０ｃｍほどしか飛ばない。そのため実際の使用場面では、飛距離が不足し、十分な除電効果が得られず、困っている。

図１に飛距離が不足し中間部にイオンがなく除電できない領域がある例を示す。図２に例えば半導体のクリーンルーム内での除電状況を示す。天井２２に取り付けられた除電器１からのイオン２０は天井２２から１ｍ程度しか届かないので肝心な人２４や設備、ワーク２６が除電できない。

図３にゲート状に除電器を配置した場合を示す。ゲート２８，２８の中央部にイオン２０が届かないので除電不可能領域が存在している。従ってゲート２８，２８の間隔を狭くしなければならないので実用的でない。

従来の除電器ではイオンの飛距離が不足し、広い範囲にわたって十分な除電効果が得られず、困っている。

したがって、本発明の目的は、イオンの飛距離を延ばし、広い範囲にわたって十分な除電効果が得られる除電器を提供する事にある。

前述の目的を達成するために、本発明は、一列に配置され、かつイオンが一方向に放射されるように配置された第１の複数の放電電極と、一列に配置され、かつ前記第１の複数の放電電極の各放電電極によるイオンの放射方向に向かってイオンがそれぞれ放射されるように配置された第２の複数の放電電極と、を有し、前記第１の複数の放電電極および前記第２の複数の放電電極の各放電電極から放射されたイオンが各放電電極付近ではクーロンの反発力でさらに飛ぶように、かつ飛び出したイオン同士が接近したとき吸引し合ってさらに飛ぶように、各放電電極に印加される直流電圧の極性が切り替えられて前記第１の複数の放電電極および前記第２の複数の放電電極の間に除電空間を形成する距離間隔で前記第１の複数の放電電極および前記第２の複数の放電電極が配置されていることを特徴とするバータイプ除電器を採用するものである。

さらに前記に加え、少なくとも１対の放電電極を持ち、印可電圧に応じて、電極間距離が互いに相手方の電極に及ぼす電界を無視できる距離よりも大きいとともに向き合った電極から発生したイオン同士が互いに引き合わない距離より小さくなるように選ばれていることが好ましい。

本発明によれば、イオンを遠く飛ばすことが出来るようになり、従来不可能だった広域除電ができる新しい除電器が得られる。

従来例の除電器を説明するための図である。 従来例の除電器を説明するための図である。 従来例の除電器を説明するための図である。 本発明の除電器を説明するための図である。 本発明の除電器を説明するための図である。 従来例の除電器を説明するための図である。 本発明の除電器を説明するための図である。 本発明の除電器を説明するための図である。 本発明の除電器を説明するための図である。 本発明の除電器の概略構成図である。 図１０に示す除電器の電極に印可する電圧の波形図である。 図１０で示す除電器の斜視図である。 従来例の除電器の概略構成図である。 図１３に示す除電器の電極に印可する電圧の波形図である。 図１３で示す除電器の斜視図である。

図４に実施例を示す。１対の放電電極ＡとＢを持つ除電器を示す。Ａが例えば＋のイオンを出す時はＢは−のイオンを出す。そして次の瞬間にはＡは一のイオンを出し、Ｂは＋のイオンを出すというように、お互いに逆極性のイオンを出しつつ、順次各々の極性を切り替えていく（このように、１対の放電電極が逆極性のイオンを出し、順次各々の極性が切り替えられるので、PUSH-PULL式除電器ということができる）。すると極性の違うイオン同志が引き合うので、ＡとＢから出てきたイオン同志がお互いに引き付け合って通常のイオン領域７０、７０まで飛んでいく。図中、通常のイオン領域は横に広がって距離が出ないのに対し、この方式のイオン領域は縦に距離が伸びてイオンのない領域をなくしている。時間軸上、次の瞬間にＡ、Ｂ両者のイオンの極性が変わるので、この間の領域に存在する除電対象物は＋と−の両極性のイオンをあび、除電される事になる。

図５はＡ、Ｂ間の領域の時間軸上の空間電位を示す。図５ａは時刻Ｔ１におけるＡ、Ｂ間の空間電位を示す。即ち、Ａからほぼ中央付近まで＋のイオンが飛んでいき、逆にＢからほぼ中央付近まで−のイオンが飛んでくる。中央付近で両極性のイオン同志が再結合し消滅する。図５ｂは時刻Ｔ２におけるＡ、Ｂ間の空間電位を示す。即ちＡからほぼ中央付近まで−のイオンが飛んでいき、逆にＢからほぼ中央付近まで＋のイオンが飛んでくる。中央付近で両極性のイオン同志が再結合し消滅する。

図５ｃは時刻Ｔ１と時刻Ｔ２におけるＡ、Ｂ間の空間電荷の積分値を示す。即ち、Ａからほぼ中央付近まで＋と−のイオンが飛んでいき、逆にＢからほぼ中央付近まで−と＋のイオンが飛んでいる。このようにこの空間は＋、一中性のイオンで満たされていた事と同等であり、除電可能な領域を形成している。

図６に従来の除電イオンが風に流される状況を示す。両方から放射されるイオンはお互いに引力も働かないので、容易に気流に流されてしまう。これに対し図７に示すように本案の方式では、お互いのイオン同志が引き合うので、気流に対抗して流されにくくなり気流のある悪環境でも除電領域を確保できる。

図８に本案のゲート式除電システムを示す。十分に広い除電ゲートを実現できる。図９に本案による新しいクリーンルーム内の除電システムを示す。即ち、天井と床面からお互いに引き合うイオンを出し合う事で、天井から床まで完全に中性イオン空間を形成でき、除電領域とすることが出来る。

前述の補足をすると、最初に従来例を説明すると、図１３〜図１５に示すように、交流入力された電圧は昇圧されて電極１４から放電され、ファン７６によって除電すべき物体７４に向けられる。この場合、放電針１４間の距離が比較的短いので、放電電極の電界を強め合う。その結果、放電針からコロナ放電がより発生しやすくなる。

一方、本発明では、図１０から図１２に示すように、好ましくは、パルス状の電圧が向き合った電極１４に印可される。そして、放電電極間の距離は、放電電極付近ではクーロンの反発力で空間に放出され（約２ｍ飛び）、互いに接近したとき、吸引し合ってさらに飛ぶ（さらに約０．５ｍ飛ぶ）距離に選ばれる（例えば、印可電圧の大きさに依存するが、３０ｃｍ以上で、５ｍ以下）。この場合、従来例で用いたファンは必要ない。

２０ イオン
７０ 通常のイオン領域
１４ 放電電極
１２ 高電圧給電線

Claims (2)

1. 一列に配置され、かつイオンが一方向に放射されるように配置された第１の複数の放電電極と、
   一列に配置され、かつ前記第１の複数の放電電極の各放電電極によるイオンの放射方向に向かってイオンがそれぞれ放射されるように配置された第２の複数の放電電極と、を有し、
   前記第１の複数の放電電極および前記第２の複数の放電電極の各放電電極から放射されたイオンが各放電電極付近ではクーロンの反発力でさらに飛ぶように、かつ飛び出したイオン同士が接近したとき吸引し合ってさらに飛ぶように、各放電電極に印加される直流電圧の極性が切り替えられて前記第１の複数の放電電極および前記第２の複数の放電電極の間に除電空間を形成する距離間隔で前記第１の複数の放電電極および前記第２の複数の放電電極が配置されていることを特徴とするバータイプ除電器。
2. 請求項１記載のバータイプ除電器において、前記第１の複数の放電電極の各放電電極と前記第２の複数の放電電極の各放電電極は逆極性となるように直流電圧の極性が切り替えられることを特徴とするバータイプ除電器。