JP5232312B1

JP5232312B1 - イオン発生装置

Info

Publication number: JP5232312B1
Application number: JP2012016201A
Authority: JP
Inventors: 真也上柿; 智良吉岡; 一寿清水; 正徳河合; 泰久白山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2032-01-30
Also published as: WO2013114668A1; JP2013155913A

Abstract

【課題】プラスイオンとマイナスイオンをバランス良く供給できるイオン発生装置を提供する。
【解決手段】本発明のイオン発生装置１は、プラスイオンを発生させるプラスイオン発生手段２１と、マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生手段２２と、プラスイオンを放出する第１吹出口１１と、マイナスイオンを放出する第２吹出口１２とを備え、第１吹出口１１と第２吹出口１２に、吹出方向を可変にする第１ルーバー１９と第２ルーバー２０をそれぞれ設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気中に正負のイオンを放出して、室内の除菌や消臭を行うイオン発生装置に関する。

近年建築された住宅は高気密化されたものが多く、室内で発生した、あるいは室内に流入した汚染物質が室内に留まりやすくなっており、揮発性有機化合物によるシックハウス症候群や、ハウスダストによりアレルギー症状などを発症する問題が深刻化している。そのため、空気清浄機や、イオン発生機能付き空気調和機の需要が高まっている。空気の清浄化についても、フィルターを通過させるだけでなく、電気集塵装置を用いたり、イオンやオゾンを添加したりするなど、高度な技術が使用されるようになっている。

特許文献１に記載された空気清浄機は、図７に示すように、本体２０３の側面に設けられた横吹出口２０５と、本体２０３の前面に設けられた前吹出口２０６とを有している。前吹出口２０６には、針状の放電電極２０７と、放電電極２０７に対向する対向電極２０８からなるイオン化手段２０９が設けられている。このイオン化手段２０９によりマイナスのイオンを発生させ、前吹出口２０６から放出することにより、室内の粉塵がマイナスに帯電される。マイナスに帯電した粉塵は、空気清浄機の吸込口に設けられたプラスの集塵電極に引き寄せられて集塵される。

また、特許文献２には、プラスイオンとマイナスイオンを発生させ、空気中に浮遊する細菌を殺菌したり、空気を脱臭する殺菌・脱臭装置が提案されている。該殺菌・脱臭装置は、図８に示すように、プラスイオンを発生させるプラスイオン発生部３０１と、マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生部３０２を備え、それぞれからプラスイオンとマイナスイオンが別々に設けられたダクト３０３、３０４を通じて外部に放出される。特許文献２の殺菌・脱臭装置によれば、放出されたプラスイオンとマイナスイオンが空気中の浮遊細菌や臭気成分に付着することにより、Ｈ_２Ｏ_２あるいはＯＨラジカルを生成し、空気中の浮遊細菌や臭気成分を酸化することにより、殺菌作用あるいは脱臭作用が得られる。

特開２００６−１７３４３号公報特開２００３−１５３９９５号公報

しかしながら、特許文献１の空気清浄機より放出されるのは、マイナスのイオンのみであり、マイナスのイオンにより空気中の粉塵を帯電させてプラスの集塵電極に集塵するのみであった。

また、特許文献２の殺菌・脱臭装置のように、プラスイオンとマイナスイオンを外部に放出する場合、プラスイオンとマイナスイオンを室内の隅々までバランス良く供給することが難しいという課題があった。

すなわち、それぞれのダクト３０３、３０４から同一方向に送風されたプラスイオンとマイナスイオンは、互いの間に働く電気的な吸引力により、送風方向に対して拡散方向への移動が妨げられる。このため、プラスイオンとマイナスイオンの各送風方向ではイオン濃度が高くなり、その周辺ではイオン濃度が低くなる現象が生じ、結果的に室内の隅々までバランス良く供給することができなかった。

本発明は、上記のような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、プラスイオンとマイナスイオンを室内の隅々までバランス良く供給することができ、優れた殺菌作用・脱臭作用が得られるイオン発生装置を提供することである。

本発明のイオン発生装置は、プラスイオンを発生させるプラスイオン発生手段と、マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生手段と、プラスイオンを放出する第１吹出口と、マイナスイオンを放出する第２吹出口とを備え、第１吹出口と第２吹出口に、吹出方向を可変にする第１ルーバーと第２ルーバーをそれぞれ設け、第１ルーバーと第２ルーバーは、互いの吹出方向が平行となる第１モードと、互いの吹出方向が所定の開き角となる第２モードとに切り替えられ、第１ルーバーと第２ルーバーは、第１モードにおいて、左右または上下にスイング駆動することを特徴とするイオン発生装置である。

また、第１ルーバーと第２ルーバーは、第１モードと第２モードとの間で連続的に変わる。

また、第１吹出口と第２吹出口は、分離された風路に接続され、プラスイオン発生手段とマイナスイオン発生手段は、分離された風路に別々に設けられている。

本発明によれば、プラスイオンとマイナスイオンを室内の隅々までバランス良く供給することができる。

本発明の実施例１のイオン発生装置の斜視図である。本発明の実施例１のイオン発生装置の断面図である。イオン発生装置から放出されたイオン濃度分布を調べるシミュレーション条件を示した図である。イオン濃度分布のシミュレーション結果を示した図である。本発明の実施例１のイオン発生装置の上面図である。本発明の実施例２のイオン発生装置の側面図である。従来の空気清浄装置の斜視図である。従来の殺菌装置の概略図である。

以下、図面に基づいて本発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分又は相当部分を表わすものとする。また、各部分の長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表わすものではない。

図１は、本発明のイオン発生装置１の斜視図である。本発明のイオン発生装置１は、空気清浄装置や除電装置などに用いることができるものであり、筐体１０の正面に、プラスイオンを含んだ清浄空気を吹き出す第１吹出口１１と、マイナスイオンを含んだ清浄空気を吹き出す第２吹出口１２と、イオン発生装置１を操作するための操作パネル部１３、イオン発生装置１の運転状況を表示する運転表示部１４とを備えている。

図２は、イオン発生装置１の内部を示す断面図であり、図1で示すＡ−Ａ部の断面を示している。図２に示すように、イオン発生装置１の一壁面であって第１吹出口１１と第２吹出口１２の対向面側には、室内の空気を取り込む吸込口１５が設けられている。また吸込口１５には空気中の粉塵等を捉えるフィルターユニット１６が備えられている。

イオン発生装置１の内部には主風路１７ａと副風路１７ｂ、１７ｃからなる風路１７が設けられており、主風路１７ａは吸込口１５に接続され、副風路１７ｂと副風路１７ｃは第１吹出口１１と第２吹出口１２に各々接続され、吸込口１５から第１吹出口１１と第２吹出口１２の間が風路１７によって連通されている。

主風路１７ａの内部には、フィルターユニット１６によって粉塵等が除去された清浄空気を、第１吹出口１１と第２吹出口１２に向けて送風するための送風機１８が備えられている。また、副風路１７ｂには、プラスイオンを発生させるプラスイオン発生手段２１が備えられ、副風路１７ｃには、マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生手段２２が備えられている。副風路１７ｂと副風路１７ｃのそれぞれに、プラスイオン発生手段２１とマイナスイオン発生手段２２が別々に設けられていることにより、風路１７の内部でプラスイオンとマイナスイオンが混合して中和されることが防止されている。

上記のプラスイオン発生手段２１とマイナスイオン発生手段２２は、針状の放電電極とリング状の対向電極を所定間隔で配置した構成となっており、放電電極に正または負の高電圧を印加することにより、プラスイオンまたはマイナスイオンを発生させるものである。これらのプラスイオン発生手段２１とマイナスイオン発生手段２２は、それぞれが同じイオン量を発生させるように制御される。

本発明のイオン発生装置１は、上記の構成において、副風路１７ｂと副風路１７ｃのそれぞれの第１吹出口１１及び第２吹出口１２の近傍に、それぞれのイオンの吹出方向を可変する第１ルーバー１９と第２ルーバー２０を設けたことを特徴としている。第１ルーバー１９と第２ルーバー２０は、それぞれ連動して向きを変える複数の風向板で構成されており、図示しない駆動機構によって第１ルーバー１９と第２ルーバー２０を駆動することにより、第１吹出口１１から吹出されるプラスイオン３１の方向と、第２吹出口１２から吹出されるマイナスイオン３２の方向とを別々に変化させることが可能となっている。

図３は、イオン発生装置１による室内空間のイオン濃度分布をシミュレーションしたときの条件を説明するための概略図であり、６畳相当（Ｙ軸（奥行き）×Ｘ軸（幅）×Ｚ軸（高さ）＝３．５ｍ×３．０ｍ×２．５ｍ）の室内空間４０にイオン発生装置１を配置した状態の上面図（ａ）及び側面図（ｂ）と、イオン濃度の評価箇所となるイオン発生装置１から所定距離の正面図（ｃ）とを示している。なお、室内空間４０内は、１気圧、３０℃であり、イオン発生装置１は、第１吹出口１１と第２吹出口１２の間隔ｄ０＝３０ｃｍとし、それぞれからイオン電流４００ｎＡのプラスイオン３１とマイナスイオン３２を、風速３ｍ／ｓで吹出すように設定されている。

そして、イオン発生装置１の第１吹出口１１と第２吹出口１２の吹出方向を、平行となる０度から、１５度、３０度、６０度、９０度の開き角３５に変化させて、イオン発生装置１からＤ＝２．５ｍ離れた対向平面内のイオン濃度の分布を調べた。

図４に、シミュレーション結果として、プラスイオンとマイナスイオンのイオン濃度の面内分布図を示す。

イオン発生装置１の吹出方向を制御する第１モードとして、プラスイオン３１の吹出方向とマイナスイオン３２の吹出方向を平行（開き角＝０度）にすると、プラスイオン濃度とマイナスイオン濃度は、どちらも、吹出方向と対向するＰ５の箇所で集中的に大きくなり、最もイオン濃度の小さい箇所と比べると約２０倍の差が生じ、イオンの面内分布が大きくなることが分かる。

これは、プラスイオン３１とマイナスイオン３２が同じ方向に吹出されると、お互いが電気的な吸引力によって引き合うため、吹出方向の外側に拡散し難くなるからと考えられる。ここでイオンの面内分布が大きくなるとは、該面内におけるイオン濃度差が大きいことを意味し、イオンの面内分布が小さいとは、該面内におけるイオン濃度差が小さいことを意味している。

一方、イオン発生装置１の第２モードとして、プラスイオン３１の吹出方向とマイナスイオン３２の吹出方向を外側に向けて開き角３５を大きくしていくと、イオンが集中するスポットが２箇所に分かれ、開き角が６０度になると、イオンの集中するスポットでのイオン濃度はやや低下するものの、スポット周辺のイオン濃度が小さかった箇所でのイオン濃度が２倍以上に増加するため、室内全体でイオン濃度の最大値と最小値の差が小さくなり、イオン濃度の分布のバラツキを改善できることが分かる。これは、それぞれの吹出方向に追随してイオン濃度の集中するスポットが移動し、また、プラスイオン３１とマイナスイオン３２が異なる方向に吹出されるので、電気的な吸引力が弱くなって吹出方向の外側にも拡散し易くなるためと考えられる。

このため、室内空間４０の大きさに応じて、プラスイオン３１の吹出方向とマイナスイオン３２の吹出方向との開き角を適切に設定することにより、イオンの室内分布を均一にすることができ、プラスイオンとマイナスイオンを室内の隅々までバランス良く供給することができる。

図５は吹出方向を異なる方向へ連続的に切り替えるスイング駆動の構成を説明するための上面図であり、（ａ）はプラスイオンとマイナスイオンの吹出方向を第１モードにして左右方向に切り替えるスイング駆動であり、（ｂ）は吹出方向を第１モードと第２モードとの間で交互に切り替えるスイング駆動を示している。

局所的なイオン効果を期待する場合は、プラスイオン３１の吹出方向とマイナスイオン３２の吹出方向を平行（開き角＝０度）とする第１モードで固定して使用することもできる。しかし、図５（ａ）に示すように、それぞれ平行状態にした吹出方向を左右方向または上下方向にスイング駆動すれば、室内全体でイオン濃度の分布のバラツキを改善することができ、プラスイオンとマイナスイオンを室内の隅々までバランス良く供給することができる。

また、イオン発生装置１において、図５（ｂ）に示すように、それぞれの吹出方向が平行となる第１モードと、それぞれの吹出方向が開き角を有する第２モードとの間で吹出方向が連続的に変わってもよい。このように吹出方向が連続的に変わることにより、特定箇所のイオン濃度を多くしながら、室内全体にもある程度のイオン濃度を確保することができる。

したがって、本発明のイオン発生装置１によれば、プラスイオンとマイナスイオンを室内中にバランス良く供給することができる。また、それぞれのイオンを空気中の浮遊細菌や臭気成分に付着させて、Ｈ_２Ｏ_２あるいはＯＨラジカルを生成し、空気中の浮遊細菌や臭気成分を酸化して、殺菌作用や脱臭作用を得ることができる。

図６は、実施例２のイオン発生装置２の側面図である。実施例１で示したイオン発生装置１との違いは、プラスイオンの第１吹出口１１と、マイナスイオンの第２吹出口１２とをイオン発生装置２の上下方向に配置したことであり、他の構成については同じであるため詳細な説明は省略する。

図６（ａ）のイオン発生装置２は、プラスイオン３１の吹出方向とマイナスイオン３２の吹出方向とを平行にする第１モードの形態であり、実施例１と同様に、それぞれ平行状態にした吹出方向を左右または上下にスイング駆動すれば、室内全体でイオン濃度の分布のバラツキを改善することができ、プラスイオンとマイナスイオンを室内の隅々までバランス良く供給することができる。

図６（ｂ）のイオン発生装置２は、プラスイオン３１の吹出方向とマイナスイオン３２の吹出方向との間に開き角を設ける第２モードの形態であり、実施例１と同様に、プラスイオン３１の吹出方向とマイナスイオン３２の吹出方向との開き角を適切に設定することにより、室内全体でイオン濃度の分布のバラツキを改善することができる。

また、それぞれの吹出方向が平行となる第１モードと、それぞれの吹出方向が開き角を有する第２モードとの間で吹出方向をスイング駆動させることにより、特定箇所のイオン濃度を多くしながら、室内全体にもある程度のイオン濃度を確保することができる。プラスイオンとマイナスイオンを室内の隅々までバランス良く供給することができる。

また、イオン発生装置１を床面に置いて使用する場合、図６（ｃ）に示すように、下側の吹出口からは吹出方向を床面と平行に設定し、上側の吹出口からの吹出方向を開けることにより開き角を設けることが好ましい。このような設定により、下側の吹出口から吹出されたイオンが直接床面に吸着されて室内に供給されなくことを防止し、プラスイオンとマイナスイオンの吹出方向に、適度の開き角３５を設けることができ、室内全体でイオン濃度の分布のバラツキを改善することができる。また、上側の吹出方向をスイング駆動してもよい。

さらに上述した実施例では、第１吹出口１１と第２吹出口１２の双方が可変である場合を例示したが、少なくとも何れかの吹出口のみスイング駆動可能とし、他方の吹出口を固定としても良い。

また、上述した実施例では、第１吹出口１１に第１ルーバー１９を設け、第２吹出口１２に第２ルーバー２０を設けて、それぞれの吹出方向を可変できる構成を例示したが、吹出方向が互いに離反する方向となるように、風路１７の副風路１７ｂと副風路１７ｃの壁面を傾斜させて吹出方向を固定してもよい。

今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１、２イオン発生装置
１０筐体
１１第１吹出口
１２第２吹出口
１３操作パネル部
１４運転表示部
１５吸込口
１６フィルターユニット
１７風路
１８送風機
１９第１ルーバー
２０第２ルーバー
２１プラスイオン発生手段
２２マイナスイオン発生手段
３１プラスイオンを含む清浄空気
３２マイナスイオンを含む清浄空気

Claims

プラスイオンを発生させるプラスイオン発生手段と、
マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生手段と、
前記プラスイオンを放出する第１吹出口と、
前記マイナスイオンを放出する第２吹出口とを備えたイオン発生装置であって、
前記第１吹出口と前記第２吹出口に、吹出方向を可変にする第１ルーバーと第２ルーバーをそれぞれ設け、
前記第１ルーバーと前記第２ルーバーは、互いの吹出方向が平行となる第１モードと、互いの吹出方向が所定の開き角となる第２モードとに切り替えられ、
前記第１ルーバーと前記第２ルーバーは、前記第１モードにおいて、左右または上下にスイング駆動することを特徴とするイオン発生装置。
前記第１ルーバーと前記第２ルーバーは、前記第１モードと前記第２モードとの間で連続的に変わることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
前記第１吹出口と前記第２吹出口は、分離された風路に接続され、
前記プラスイオン発生手段と前記マイナスイオン発生手段は、分離された前記風路に別々に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のイオン発生装置。