JP5914015B2 - 除電装置および方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係る除電装置10の構成例を説明する図である。この除電装置10は、静電気で帯電した対象物Tと逆極性のイオン化空気を生成し、そのイオン化空気が対象物Tに搬送されることで対象物Tを除電する直流型のコロナ放電型除電装置であり、高圧電源11、放電電極12、補助電極13、電位センサー14、スイッチ15、抵抗器16、接地線17および制御装置18を有して構成されている。
図2は、補助電極13の構成例を示す図である。補助電極13としては、少なくともその一部が網状に形成された電極を用いることができる。図2には、そのような電極の例として、線状の導体を編んだ金網(図2(A))、板材を網目(菱型)状に機械加工したエキスパンドメタル(図2(B))、および導体板を打ち抜き加工したパンチングメタル(図2(C))を示す。図2には全体が網状の電極の例を示すが、これは補助電極13のうちの網状の部分を示すものであり、補助電極13の全体が網状であることを意味するものではない。電極材料としては金属が一般的であるが、導電性の樹脂などを用いることもできる。このような網状に形成された電極を補助電極13の少なくとも一部として用いることにより、イオン化空気を通過させると共に、対象物Tとの間に電界を生じさせることができる。
ここで、図1に示す実施の形態に係る除電装置10の動作について説明する前に、除電装置の性能評価について説明する。
図5は、除電時間を短縮するための本発明の原理を説明する図である。放電電極31は、コロナ放電によりイオン化空気を生成する。補助電極32は、放電電極31により生成されたイオン化空気が通過する孔を有し、放電電極31と対象物Tとの間に、対象物Tに対向して配置される。孔を通過したイオン化空気は、補助電極32と対象物Tとの間の電界により搬送される。
v=v0+μE
V=Ed
E=1000/d
となる。一方、補助電極32の電位が−300Vのときの電界Eは、
E=1300/d
となる。すなわち、放電電極31と対象物Tとの間に補助電極32を設け、補助電極32の極性を対象物Tと逆極性とすることで、補助電極32と対象物Tの空間の電界が大きくなり、対象物Tへのイオンの搬送速度vを速めることができる。搬送速度vが速くなることで、より短時間にイオンが対象物Tに到達するので、除電時間が短縮される。
この例では、補助電極32が、抵抗器33を介して接地されている。放電電極31からのイオンの一部が補助電極32に流れ、抵抗器33を経由して接地電位に流れる。その電流をIとする。このとき、補助電極32には、
V=RI
なる電圧が生じる。すなわち、放電電極31から対象物Tと逆極性のイオンを生成して、補助電極32を抵抗器33を介して接地することで、補助電極32の電位を、対象物Tと逆極性(放電電極31と同じ極性)とすることができる。
図7は、図6に示す抵抗器33の値を、1GΩまたは100MΩとした場合と、抵器33を介さずに接地した場合の、除電性能の測定結果を示す図である。曲線L1が、抵抗器33の抵抗値が1GΩである場合の除電性能を示し、曲線L2が、抵抗器33の抵抗値が100MΩである場合の除電性能を示し、曲線L3が、抵抗器33を介さずに接地した場合(すなわち補助電極32と接地電位との間の抵抗値が約0Ωとなる場合)の除電性能を示している。
図8は、除電装置10における空間電界制御処理を説明するフローチャートを示す。
図9は、上述した空間電界制御による除電性能を説明する図である。実線で示した曲線L1、L2、L3は、図7に示したものと同じである。破線で示した曲線L11は、空間電界制御処理による除電された場合の除電性能を示している。この例では、時刻t11において、スイッチ15が、抵抗器16から接地線17側に切り替えられている。
図10は、放電電極の変形例を説明する図である。上述の実施の形態では、放電電極が1個(放電電極12または31)の場合を例に説明したが、図10に示すように、極性の異なる2個の放電電極12−1、12−2を用いることもできる。
以上においては、放電電極12と対象物Tとの間に配置される補助電極13は、スイッチ15により、抵抗器16を介して接地、あるいは接地線17により直接接地されるものとしたが、補助電極13と接地電位との抵抗値を可変に設定できる構造であれば、どのようなものでもよい。たとえば、スイッチ15、抵抗器16の代わりに、可変抵抗器を用いてもよい。また、補助電極13を抵抗器16と常時接続し、スイッチ15は、抵抗器16に対する迂回路として、補助電極13と接地線17を接続する構成とすることもできる。抵抗器16の抵抗値に比較して小さいものであれば、補助電極13とスイッチ15との間、あるいは接地線17に抵抗があってもよい。
10 除電装置
11 高圧電源
12,12−1,12−2,31 放電電極
13,32 補助電極
14 電位センサー
15 スイッチ(電界形成手段の一部)
16、33 抵抗器(電界形成手段の一部)
17 接地線(電界形成手段の一部)
18 制御装置(電界形成手段の一部)
21,22 金属板
23,24 絶縁体
25 高圧電源
26 表面電位計
27 表示装置
Claims (6)
- 帯電している対象物の静電気を除去する除電装置において、
前記対象物と逆極性のイオン化空気を放電により生成する放電電極と、
前記イオン化空気が通過する孔を有する補助電極と、
前記補助電極と前記対象物との間の空間に前記イオン化空気を加速する電界を形成する電界形成手段と、
前記電界形成手段は、前記補助電極の電位を制御し、除電の開始時には、前記補助電極に前記対象物と逆極性の電位を発生させて前記電界を生じさせ、前記対象物の極性が除電開始時と逆になる前であって、前記対象物の電位の絶対値が所定の値以下となるとき、前記補助電極の電位を除電開始時よりも小さくして、前記電界を小さくする制御装置を有する
ことを特徴とする除電装置。 - 請求項1記載の除電装置において、
前記電界形成手段は、前記補助電極と接地電位との間の抵抗値を変化させて前記補助電極の電位を変化させる抵抗値可変手段を有する
ことを特徴とする除電装置。 - 請求項2記載の除電装置において、
前記抵抗値可変手段は、抵抗器と、除電開始時には前記抵抗器を介して前記補助電極を接地電極に接続し、除電終了時には前記抵抗器を介することなく前記補助電極を接地電位に接続するスイッチとを有する
ことを特徴とする除電装置。 - 請求項1から3のいずれか1項記載の除電装置において、
前記補助電極は、少なくともその一部が網状に形成された電極である
ことを特徴とする除電装置。 - 請求項1から4のいずれか1項記載の除電装置において、
前記対象物の電位を測定する電位センサーを備え、
この電位センサーにより、前記対象物の電位が所定の値となるときを検出する
ことを特徴とする除電装置。 - 帯電している対象物と逆極性のイオン化空気を放電電極からの放電により生成し、
前記イオン化空気を用いて前記対象物から静電気を除去する
除電方法において、
前記放電電極と前記対象物との間には、前記イオン化空気が通過する孔を有する補助電極が配置され、
除電の開始時には、前記補助電極に前記対象物と逆極性の電位を発生させて前記補助電極と前記対象物との間に前記イオン化空気を加速する電界を生じさせ、
前記対象物の極性が除電開始時と逆になる前であって、前記対象物の電位の絶対値が所定の値以下となるとき、前記補助電極の電位を除電開始時よりも小さくして、前記電界を小さくする
ことを特徴とする除電方法。
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