JP6114430B1 - イオン風発生装置 - Google Patents
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Abstract
Description
放電部を有する放電電極体と複数個の端部を有する対向電極体とからなる電極対を備え、前記放電部と前記端部との間に電位差を発生させてコロナ放電によりイオン風を発生させるイオン風発生装置であって、
前記複数個の端部は、単一の平面内において互いに離隔して位置し、かつ、前記平面内において放電電極体の軸線を周回して配置される、又は、前記平面内において直線状に沿って配置されることである。
本発明の実施の態様によれば、
放電部を有する放電電極体(例えば、後述する放電電極体150〜170など)と複数個の端部を有する対向電極体(例えば、後述する対向電極体210〜510、610〜630など)とからなる電極対を備え、前記放電部と前記端部との間に電位差を発生させてコロナ放電によりイオン風を発生させるイオン風発生装置であって、
前記複数個の端部(例えば、後述する内側端部216など)は、単一の平面内において互いに離隔して位置し、かつ、前記平面内において放電電極体の軸線(例えば、後述する軸線Xなど)を周回して配置されるイオン風発生装置が提供される。
イオン風発生装置は、放電電極体と対向電極体と有する。放電電極体は、放電極として機能し、放電部を有する。対向電極体は、受電極として機能し、複数個の端部を有する。
放電電極体の放電部と対向電極体の端部との間に電位差を発生させ、電位差によってコロナ放電を起こし、イオン風を発生させる。電位差によって、コロナ放電が起こりやすい電場を形成するのが好ましい。例えば、放電電極体の放電部と対向電極体の端部との相対的な位置や距離や、放電部の形状や端部の形状や、放電部と端部との間の電位差などによって、コロナ放電が起こりやすい電場を形成することができる。このコロナ放電によりオゾンが発生する。
上述したように、放電電極体は、放電極として機能し、放電部を有する。さらに、放電電極体は、所定の方向に沿って延在する軸線を画定できる形状や配置や数を有すればよい。例えば、放電電極体が長尺な形状を有する場合(後述する図1参照)には、長手方向を軸線の方向にすればよい。また、放電電極体が対称性を有する場合には、対称軸を放電電極体の軸線とすることができる。対称性は、線対称や点対称や回転対称などにすることができる。例えば、円板状の形状や環状の形状を有する場合(後述する図23〜図25参照)には、中心や重心を通過するとともに円板や環が含まれる平面に対して垂直に延在する軸を軸線にすればよい。
対向電極体は複数個の端部を有する。複数個の端部は単一の平面内に配置される。対向電極体の全体が単一の平面内に配置される必要はなく、複数個の端部のみが単一の平面内に含まれて配置されればよい。複数個の端部を単一の平面内に配置することで、複数個の端部のいずれの端部でもコロナ放電が生じ、対向電極体の全体として放電効率を高めることができる。
さらに、対向電極体は、複数個の端部と、端部とは異なる非端部とを有する。複数個の端部は、非端部よりも突出して放電電極体の放電部に近い位置に配置される。すなわち、複数個の端部と放電部との距離が、非端部と放電部との距離よりも短くなるように、複数個の端部と非端部とが配置される。
上述したように、コロナ放電の生じやすさを、放電電極体の放電部との距離によって制御することができる。言い換えれば、複数個の端部を放電部に近い近位部にするとともに、非端部を端部よりも放電部から離れた遠位部にするように放電電極体を構成することができる。
さらに、コロナ放電の生じやすさを、放電電極体の放電部との距離によって制御するほか、端部の形状によっても定めることができる。例えば、複数個の端部を軸線に向かって尖った形状にすることで、端部の周囲でコロナ放電が生じやすい電場を形成することができ、コロナ放電を端部で生じさせやすくできる。これに対して、非端部を滑らかな形状にすることで、コロナ放電を非端部で生じさせにくくすることもできる。
上述したように、非端部は、端部に比べると放電電極体から離れた位置に配置され、コロナ放電が生じにくい。しかしながら、コロナ放電が全く生じないわけではなく、非端部のうちの端部に近い部分は、放電電極体との距離が比較的に近く、コロナ放電が生じやすい。このため、非端部でもコロナ放電が生じさせることで、イオン風の量を補完することができ、放電電極体の全体で生ずるイオン風の量を維持することができる。
また、複数個の端部(例えば、後述する内側端部616など)を、単一の平面内において互いに離隔して位置し、かつ、直線状(例えば、後述する仮想直線Lなど)に沿って配置するようにしてもよい。複数個の端部を直線状に沿って離隔して配置する場合も、複数個の端部を放電電極体(例えば、後述する放電電極体160や170など)の放電部に近い位置に配置し、端部とは異なる非端部を放電電極体の放電部から離れた位置に配置する。このように構成することで、非端部よりも複数個の端部でコロナ放電が選択的に生ずるようにでき、オゾンを間欠的に生じさせて、対向電極体(例えば、後述する対向電極体610〜630など)の全体として発生するオゾンの濃度を抑えることができる。
上述したように、非端部は、端部に比べると放電電極体から離れた位置に配置され、コロナ放電が生じにくい。しかしながら、コロナ放電が全く生じないわけではなく、非端部のうちの端部に近い部分は、放電電極体との距離が比較的に近く、コロナ放電が生じやすい。このため、非端部でもコロナ放電が生じさせることで、イオン風の量を補完することができ、放電電極体の全体で生ずるイオン風の量を維持することができる。
以下、本発明に係るイオン風発生装置の詳細な構造について説明する。尚、以下に示す例示はあくまで一例であり、本明細書中にて一例として挙げている実施の形態や変更例は、特定のものに対して適用されると限定的に解すべきでなく、どのような組み合わせであってもよい。例えば、ある実施の形態についての変更例は、別の実施の形態の変更例であると理解すべきであり、また、ある変更例と別の変更例が独立して記載されていたとしても、当該ある変更例と当該別の変更例を組み合わせたものも記載されていると理解すべきである。
図1に示すように、第1の実施の形態のイオン風発生装置110は、放電電極体150と、対向電極体210〜510のいずれかとからなる電極対を備える。放電電極体150と、対向電極体210〜510のいずれも、金属などの導電体によって構成されている。第1の実施の形態のイオン風発生装置110は、対向電極体210〜510のいずれかの1つの対向電極体を選択して構成することができる。対向電極体210〜510の各々は、図2〜図18に示す形状を有する。
図2〜図5は、第1種の対向電極体210〜260を示す正面図である。第1種の対向電極体210〜260の突起部材214は、いずれも単一の線状の形状を有する。
図5A、図5B及び図5Cに示した例では、突起部材214を多角形の頂点から中心に向かって延在するように配置したが、これには限定されず、多角形の辺から中心に向かって延在するように配置してもよい。
上述した図2〜図5に示した第1種の対向電極体210〜260は、線状の形状を有する突起部材214を有する場合について説明した。突起部材214の形状は、外周部212と等電位になりかつ内側端部216を有すれば、線状には限定されず、他の形状を有してもよい。以下にその他の形状の例を説明する。
上述した図2〜図5に示した対向電極体210〜260では、単一の線状の突起部材214が設けられた場合を示した。これに対して複数の線状の部材を連結した形成した突起部材を用いた対向電極体としてもよい。複数の線状の部材を連結することで、図13〜図14に示すように、板状の突起部材の内部をくりぬかれて、複数の線状の部材に囲まれた空間が形成されたような突起部材を有する対向電極体としてもよい。
また、図15に示すように、対向電極体430は、4つの突起部材437が周方向に沿って90度ごとに配置されている。突起部材437は、線状部材437aと内側円弧状部材437bと外側円弧状部材437cとを有する。線状部材437aは、直線状の形状を有し、半径方向に沿って配置される。内側円弧状部材437bは、円弧状の形状を有し、線状部材437aの内側端部216に配置されている。外側円弧状部材437cは、円弧状の形状を有し、線状部材437aの略中間に配置されている。
以上のように、1つの対向電極体の構成について詳述したが、図18A及び図18Bに示すように、対向電極体の個数は限定されない。例えば、図18Aに示す対向電極体500のように、7つの対向電極体290を全て等しい形状(径の等しい略環状)としている。そして、第2対向電極体290bが、第1対向電極体290aの外周部に沿って且つ相互に隣接して配置されている。
次に、本発明の放電電極体150に係る構成に関して説明する。
上述したように、コロナ放電は、対向電極体210〜510で発生する。対向電極体210〜510は、内側端部216を有し、コロナ放電のしやすさは、内側端部216の形状によって定まる。
図19に示すように、内側端部216が鋭角に形成されている場合には、鋭角に形成された先端部Pの箇所が、放電電極体150との距離が最も短くなり、内側端部216の先端部P以外の箇所は、放電電極体150との距離が長くなる。このような内側端部216の形状と、放電電極体150からの距離との関係から、コロナ放電は、先端部Pで最も発生しやくすなり、先端部P以外の箇所では、先端部Pよりも発生しにくくなる。具体的には、先端部Pから離れて放電電極体150との距離が長くなるに従ってコロナ放電は生じにくくなる。
図20に示すように、内側端部216が凸状に湾曲した形状を有する場合には、湾曲した箇所のうち最も突出した突出部Pの箇所が、放電電極体150との距離が最も短くなり、内側端部216の突出部P以外の箇所は、放電電極体150との距離が長くなる。このような内側端部216の形状と、放電電極体150からの距離との関係から、コロナ放電は、突出部Pで最も発生しやくすなり、突出部P以外の箇所では、突出部Pよりも発生しにくくなる。具体的には、突出部Pから離れて放電電極体150との距離が長くなるに従ってコロナ放電は生じにくくなる。
図21に示すように、内側端部216が平坦面で形成されている場合には、平坦面に含まれる所定の箇所でコロナ放電が生じやすくなる。たとえば、内側端部216の2つの端部Aでコロナ放電が生じたり、平坦面の中点Mでコロナ放電が生じたりする。2つの端部Aは、略直角に形成されており、2つの端部Aの周辺では、コロナ放電が生じやすい電場が生成される。また、平坦面の中点Mは、放電電極体150との距離が最も短くなり、内側端部216の中点M以外の箇所は、放電電極体150との距離が長くなる。
図22に示すように、内側端部216が凹状に湾曲して球面の一部の形状である場合には、湾曲面Sの全体が、放電電極体150との距離が最も短くなり、内側端部216の湾曲面S以外の箇所は、放電電極体150との距離が長くなる。このような内側端部216の形状と、放電電極体150からの距離との関係から、コロナ放電は、湾曲面Sのいずれかの箇所で発生しやくすなり、湾曲面S以外の箇所では、湾曲面Sよりも発生しにくくなる。具体的には、湾曲面Sから離れて放電電極体150との距離が長くなるに従ってコロナ放電は生じにくくなる。
上述した第1の実施の形態に係るイオン風発生装置110においては、放電電極体150と対向電極体210などの一方の面(前面)とが対向しており、対向電極体210などの一方の面(前面)側から対向電極体210などの他方の面(背面)側に向かってイオン風が発生する構成に関して説明した。このように、前面側から背面側に向かうように全体的にある一方向へ流れを有するイオン風とすることにより、より遠くまでイオン風を拡散させることが可能である。しかしながら、ある空間でおおよそ半径方向に沿って広がるように(360°に亘って)イオン風を拡散させたい場合には、第1の実施の形態に係るイオン風発生装置110とは異なる構造とすることが好適な場合がある。
図23に示すように、対向電極体610は、板状の突起部材614を有し、突起部材614は、略台形状の形状を有する。なお、第1の実施の形態で説明したように、突起部材614は、板状の形状を有すればよく、長方形状の形状や扇形状の形状などの各種の形状にすることができる。略台形状の突起部材614は、環状の外周部212の周方向に沿って設けられている。
図23Aに示すように、内側端部616が凹状に湾曲して球面の一部の形状である場合には、湾曲面Sの全体が、放電電極体160との距離が最も短くなり、内側端部616の湾曲面S以外の箇所は、放電電極体160との距離が長くなる。このような内側端部616の形状と、放電電極体160からの距離との関係から、コロナ放電は、湾曲面Sのいずれかの箇所で発生しやくすなり、湾曲面S以外の箇所では、湾曲面Sよりも発生しにくくなる。具体的には、湾曲面Sから離れて放電電極体160との距離が長くなるに従ってコロナ放電は生じにくくなる。
図24に示すように、対向電極体620は、板状の突起部材614を有し、突起部材614は、略台形状の突起部材614aと略半長円状の突起部材614bとを有する。略台形状の突起部材614aと略半長円状の突起部材614bとは、環状の外周部212の周方向に沿って交互に設けられている。
図24Aに示すように、突起部材614は、略台形状の突起部材614aと略半長円状の突起部材614bとを有する。
図25に示すように、対向電極体630は、板状の突起部材614を有し、突起部材614は、略扇形状の形状を有する。略扇形状の突起部材614は、環状の外周部212の周方向に沿って設けられている。
図25Aに示すように、内側端部616が鋭角に形成されている場合には、鋭角に形成された先端部Pの箇所が、放電電極体160との距離が最も短くなり、内側端部616の先端部P以外の箇所は、放電電極体160との距離が長くなる。このような内側端部616の形状と、放電電極体160からの距離との関係から、コロナ放電は、先端部Pで最も発生しやくすなり、先端部P以外の箇所では、先端部Pよりも発生しにくくなる。具体的には、先端部Pから離れて放電電極体160との距離が長くなるに従ってコロナ放電は生じにくくなる。
以上、環状を成すような対向電極体において、その形状を特定のものとすることでイオン風中に含まれるオゾンの発生を低減可能な別の形態として、第1の実施の形態に係るイオン風発生装置110及び第2の実施の形態に係るイオン風発生装置120について詳述したが、次に、対向電極体が環状を成さない場合について、第3の実施の形態に係るイオン風発生装置130として説明する。
図26Aに示すように、対向電極体700は、板状の突起部材714を有し、突起部材714は、略台形状の形状を有する。なお、第1の実施の形態で説明したように、突起部材714は、板状の形状を有すればよく、長方形状の形状や扇形状の形状などの各種の形状にすることができる。
図26Aに示すように、端部716が平坦面で形成されている場合には、平坦面に含まれる所定の箇所でコロナ放電が生じやすくなる。たとえば、端部716の2つの端部Aでコロナ放電が生ずる。2つの端部Aの周辺では、コロナ放電が生じやすい電場が生成される。また、2つの端部Aは、放電電極体180との距離が最も短くなり、端部716の2つの端部A以外の箇所は、放電電極体180との距離が長くなる。
図26Bに示すように、対向電極体710は、板状の突起部材714を有し、突起部材714は、略半長円状の形状を有する。
図26Bに示すように、端部716が凸状に湾曲した形状を有する場合には、湾曲した箇所のうち最も突出した突出部Pの箇所が、放電電極体180との距離が最も短くなり、端部716の突出部P以外の箇所は、放電電極体180との距離が長くなる。このような端部716の形状と、放電電極体180からの距離との関係から、コロナ放電は、突出部Pで最も発生しやくすなり、突出部P以外の箇所では、突出部Pよりも発生しにくくなる。具体的には、突出部Pから離れて放電電極体180との距離が長くなるに従ってコロナ放電は生じにくくなる。
150 放電電極体
210 対向電極体
270 対向電極体
320 対向電極体
430 対向電極体
610 対向電極体
700 対向電極体
Claims (10)
- 放電部を有する放電電極体と、環状の外周部と前記外周部から延在する複数の突起部とを備え、前記複数の突起部の各々が非端部と前記非端部とは異なる端部とを有する対向電極体とからなる電極対を備え、前記放電部と前記対向電極体との間に電位差を発生させてコロナ放電によりイオン・オゾン風を発生させるイオン・オゾン風発生装置であって、
前記複数の突起部の端部は、単一の平面内において互いに離隔して位置し、かつ、前記平面内において前記放電電極体の軸線を周回し、
前記放電電極体の前記放電部は、前記単一の平面とは異なる位置に配置され、
前記複数の突起部は、短手方向又は円周方向に沿って延在する領域を有し、
前記複数の突起部の端部は、
前記放電部との距離が前記非端部よりも短く、
コロナ放電が前記非端部よりも生じやすく、
前記複数の突起部の端部と前記放電部との距離に基づくコロナ放電の生じやすさと、前記非端部と前記放電部との距離に基づくコロナ放電の生じやすさと、により前記対向電極体の全体として発生するオゾン濃度を低減させるイオン・オゾン風発生装置。 - 放電部を有する放電電極体と、環状の外周部と前記外周部から延在する複数の突起部とを備え、前記複数の突起部の各々が非端部と前記非端部とは異なる端部とを有する対向電極体とからなる電極対を備え、前記放電部と前記対向電極体との間に電位差を発生させてコロナ放電によりイオン・オゾン風を発生させるイオン・オゾン風発生装置であって、
前記複数の突起部の端部は、単一の平面内において互いに離隔して位置し、かつ、前記平面内において放電電極体の軸線を周回して配置され、
前記放電電極体の前記放電部は、前記単一の平面とは異なる位置に配置され、
前記複数の突起部の各々は、前記対向電極体の中心に向かって延在し、
前記複数の突起部の各々の長さは、前記対向電極体の中心を基準とした当該対向電極体の半径の少なくとも半分以上であるイオン・オゾン風発生装置。 - 前記放電電極体の前記放電部は、前記単一の平面とは異なる位置に配置され、
前記複数の突起部の各々は、前記対向電極体の中心に向かって延在し、
前記複数の突起部の各々の長さは、前記対向電極体の中心を基準とした当該対向電極体の半径の少なくとも半分以上である請求項1に記載のイオン・オゾン風発生装置。 - 前記対向電極体の中心は、前記放電電極体の軸線上に位置する請求項2又は3に記載のイオン・オゾン風発生装置。
- 送風機が設けられていない請求項1又は2に記載のイオン・オゾン風発生装置。
- 前記複数の突起部のうちの隣り合う突起部が、周方向に沿って45度間隔又は90度間隔で互いに離隔して配置される請求項1又は2に記載のイオン・オゾン風発生装置。
- 前記複数の突起部の端部は、一の円周上に沿って位置する請求項1又は2に記載のイオン・オゾン風発生装置。
- 前記放電電極体は、針状電極体を有する請求項1又は2に記載のイオン・オゾン風発生装置。
- 放電部を有する放電電極体と、直線状の外辺部と前記外辺部から延在する複数の突起部とを備え、前記複数の突起部の各々が非端部と前記非端部とは異なる端部とを有する対向電極体とからなる電極対を備え、前記放電部と前記対向電極体との間に電位差を発生させてコロナ放電によりイオン・オゾン風を発生させるイオン・オゾン風発生装置であって、
前記複数の突起部の端部は、単一の平面内において互いに離隔して位置し、
前記放電部は、前記複数の突起部と向かい合う側が薄板状でかつナイフエッジ状又は直線状の導電体で形成されており、
前記複数の突起部の各々は、前記外辺部から離隔する方向に延在しているイオン・オゾン風発生装置。 - 前記複数の突起部の端部は、
前記放電部との距離が前記非端部よりも短く、
コロナ放電が前記非端部よりも生じやすく、
前記複数の突起部の端部と前記放電部との距離に基づくコロナ放電の生じやすさと、前記非端部と前記放電部との距離に基づくコロナ放電の生じやすさと、により前記対向電極体の全体として発生するオゾン濃度を低減させる請求項9に記載のイオン・オゾン風発生装置。
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