JPH06325893A - 直流除電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源部と高電圧発生部と放電部とが一体化さ
れていて小型化でき、移動性や携帯性や設置性に優れ、
かつ太陽電池を電源としていて、商用交流電源の配設設
備や直流電源設備がなくとも光を受けるところであれば
特に設置場所を限定されずに広範に使用でき、しかも内
部回路での消費電力を少なくして、室内などの照度の低
いところでも容量の小さい太陽電池で除電するのに十分
な電圧が得られる直流除電器を提供する。 【構成】 ケース１３の外面に太陽電池１を設けるとと
もに、該ケースにプラス・マイナスの放電電極８・９を
保持する。該ケース内に、太陽電池により充電される蓄
電池２と、その電圧を印加されて間欠発振する間欠発振
回路３と、その発振により二次側に交流高電圧を発生す
るトランス４と、その交流高電圧を整流しプラス・マイ
ナスの直流高電圧にしてプラス・マイナスの放電電極へ
印加する整流回路５・６とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラス・マイナスの放
電電極にプラス・マイナスそれぞれの高電圧を印加し、
プラス・マイナスそれぞれのイオンを発生させて帯電物
を除電する直流除電器に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、特公平３−１７９８号公報
に記載されているように、小型であっても十分に高電圧
を取り出せる高周波トランスを使用した交流除電装置を
既に提供している。この除電装置は、商用交流電源を元
の電源とし、その交流電圧を整流する整流回路と、この
整流回路の直流出力によって駆動されて自励発振する高
周波発振回路と、その高周波出力を昇圧する高周波トラ
ンスと、該高周波トランスの二次側のプラス又はマイナ
スの高周波出力を高圧ケーブルを介して印加される放電
電極ユニットとで構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これによると
使用場所が商用交流電源の配線設備があるところに限ら
れるに加え、電源部と高電圧発生部と放電部とが分離し
ているため移動性や携帯性に欠け、また従前の大型の低
周波トランスを使用していたものに比べれば幾分小型化
できるものの、交流除電型には変わりないため、小型化
には自ずと限界があった。

【０００４】そこで、本発明の第１の目的は、電源部と
高電圧発生部と放電部とが一体化されていて小型化でき
るとともに、移動性や携帯性や設置性に優れ、かつ太陽
電池を電源としていて、商用交流電源の配設設備や直流
電源設備がなくとも光を受けるところであれば特に設置
場所を限定されずに広範に使用でき、しかも内部回路で
の消費電力を少なくして、室内などの照度の低いところ
でも容量の小さい太陽電池で除電するのに十分な電圧が
得られる直流除電器を提供することにある。

【０００５】また、本発明の第２の目的は、プラスイオ
ンとマイナスイオンとを同等に発生させることができ、
イオン極性バランスによりプラス・マイナスいずれの帯
電に対しても効率良い除電を行えるようにすることにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の目的を達成するた
め、本発明による直流除電器は、ケースの外面に太陽電
池を設けるとともに、該ケースにプラス・マイナスの放
電電極を保持する。また、該ケース内に、上記太陽電池
により充電される蓄電池と、この蓄電池による電圧を印
加されて間欠発振する間欠発振回路と、その発振により
二次側に交流高電圧を発生するトランスと、その交流高
電圧を整流しプラス・マイナスの直流高電圧にしてプラ
ス・マイナスの放電電極へ印加する整流回路とを設けた
ものである。

【０００７】第２の目的を達成するため、上記整流回路
は、プラス・マイナスそれぞれの放電電極へプラス・マ
イナスそれぞれの直流高電圧を印加するプラス側倍電圧
整流回路とマイナス側倍電圧整流回路とからなり、プラ
ス側倍電圧整流回路は、トランスの二次側交流電圧をｎ
段階にプラス整流して増幅すべくダイオードとコンデン
サを直列にｎ段接続して構成され、マイナス側倍電圧整
流回路は、トランスの二次側交流電圧をｎより少ないｍ
段階にマイナス整流して増幅すべくダイオードとコンデ
ンサを直列にｍ段接続して構成される。

【０００８】

【作用】本発明による直流除電器では、電源部と高電圧
発生部と放電部とを一つのケースに保持して一体化した
単品構造となる。ケース外面の太陽電池で発電された電
荷は蓄電池に蓄電され、その電圧で発振回路が間欠発振
することで直流が交流に変換され、次にその交流電圧が
トランスで昇圧され、更に整流回路で整流して再び直流
にしてから直流高電圧として放電電極に印加される。

【０００９】ところで、太陽光は照度が高いので太陽電
池に十分な発電力が得られるが、除電器を室内で使用す
ることを考えた場合、光源が白熱灯や蛍光灯になるため
その照度は低い。例えば、光源が通常の蛍光灯である場
合、その近傍での照度は５０００Ｌｘほどであっても、
机上では５００Ｌｘ程度の照度しか得られない。この程
度の照度で除電に必要な電力を得るには、一般には大き
な太陽電池が必要になる。また、蓄電池の直流電圧で発
振回路を発振させて交流に変換するに当たり、発振回路
を連続発振させると、その発振による消費電力が大きく
なり、電源である太陽電池もその消費電力の大きさに応
じた大きなものにならざるを得ない。

【００１０】ところが、本発明では、トランスでの昇圧
効率を上げるため発振回路により直流を交流に変換する
ことに加え、該発振回路を間欠発振させるため、その発
振による消費電力が小さくて済む。従って、室内におい
て白熱灯や蛍光灯を光源としても、小さい太陽電池で除
電に必要な電圧を得ることができる。

【００１１】プラス・マイナスの放電電極による電離で
生ずるイオンは、プラスイオンよりもマイナスイオンの
方が若干多くなる傾向にあるが、整流回路としてプラス
・マイナスそれぞれの倍電圧整流回路を用い、これら倍
電圧整流回路においてプラス側の増幅段数をマイナス側
より多くすると、プラス・マイナスの放電電極に印加さ
れる直流高電圧はプラス側の方が高くなり、プラスイオ
ンとマイナスイオンとを同等に発生させることができる
ようになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細
に説明する。図１は本発明による直流除電器の電気回路
構成を示し、太陽電池１と鉛電池やＮｉ−Ｃｄ電池等に
よる蓄電池２と高周波間欠発振回路３と高周波トランス
４とプラス側倍電圧整流回路５及びマイナス側倍電圧整
流回路６とプラス・マイナスの針状放電電極８・９とで
構成されている。

【００１３】太陽電池１が光を受けて発電すると、その
電荷はダイオード７を介して蓄電池２に蓄電され、その
蓄電された電圧が高周波間欠発振回路３に印加される。
この高周波間欠発振回路３は高周波トランス４の一次側
に接続され、蓄電池２による直流電圧の印加により起動
用トランジスタ８がオンになると、自励発振により間欠
的に高周波発振する。すなわち、間欠発振させるため抵
抗Ｒを大きくしてあり（トランジスタ１０のベース電流
を少なくする）、コンデンサＣ1 にある電荷量が充電さ
れると発振し、その充電された電荷が放電すると発振は
停止する。これを繰り返すことで間欠発振となる。この
ように間欠発振すると、高周波トランス４の二次側に交
流の高電圧が間欠的に得られる。

【００１４】高周波トランス４の二次側の出力端子に
は、プラス側倍電圧整流回路５とマイナス側倍電圧整流
回路６とが並列接続されている。倍電圧整流回路の構成
及び原理は公知であり、ダイオードＤとコンデンサＣと
を直列に積み重ねるように接続することにより、積み重
ねた段数だけトランスの二次電圧の倍数の高圧直流電圧
が得られるもので、コッククロフト・ウォルトン回路と
も言われている。

【００１５】プラス側倍電圧整流回路５は、高周波トラ
ンス４の二次電圧をｎ段階にプラス整流して増幅すべく
ダイオードＤとコンデンサＣを直列にｎ段（図では５
段）接続して構成され、またマイナス側倍電圧整流回路
６は、高周波トランス４の二次電圧をｎより少ないｍ段
階にマイナス整流して増幅すべく、プラス側倍電圧整流
回路５のダイオードＤとは逆向きにしたダイオードＤと
コンデンサＣとを直列にｍ段（図では４段）接続して構
成されている。

【００１６】プラス側倍電圧整流回路５の出力端は、プ
ラス側放電電極８と抵抗結合するため、抵抗１１を介し
てプラス側の電極ホルダ１２に接続され、またマイナス
側倍電圧整流回路６の出力端は、マイナス側放電電極９
と抵抗結合するため、同様に抵抗１１を介してマイナス
側の電極ホルダ１２に接続されている。

【００１７】このような構成において、太陽電池１によ
る発電で蓄電池２に電荷が蓄電され、その電圧で高周波
間欠発振回路３が間欠発振して例えば図２に示すような
高周波出力を間欠的に生ずると、これが同図に示すよう
に高周波トランス４によって昇圧される。この高周波ト
ランス４の出力は、プラス側倍電圧整流回路５によりｎ
段にプラス整流及び増幅されると同時に、マイナス側倍
電圧整流回路６によりｍ段にマイナス整流及び増幅され
る。この場合、プラス側倍電圧整流回路５の方がマイナ
ス側倍電圧整流回路６よりも段数が多いため、プラス側
放電電極８に印加される電圧の方がマイナス側放電電極
９に印加される電圧よりも高くなり、イオンバランスが
図れる。また、高周波間欠発振回路３が間欠発振して
も、プラス・マイナスの倍電圧整流回路５・６の出力
は、発振中断区間の中間点Ａでも除電するのに十分な電
圧であるため、除電には支障はない。

【００１８】図３は本直流除電器の外観斜視図、図４は
その底面図を示す。この直流除電器は、上述したような
回路構成の電源部と高電圧発生部と放電部とを一つのケ
ース１３に保持して一体化した単品構造になっている。
すなわち、太陽電池１はその多数個がケース１３の例え
ば正面に縦横に並べて配置され、また該太陽電池１から
プラス・マイナスの電極ホルダ１２までの上述した回路
はケース１３内の回路基板（図示せず）に実装され、プ
ラス・マイナスの放電電極８・９の先端はケース１３の
底部に設けられた孔１４・１５に臨んでいる。

【００１９】ケース１３の上面には、本直流除電器を適
宜な場所に着脱自在に設置保持しておけるように、取付
具１６が設けられている。この取付具１６としては、磁
石や両面接着テープや鉤状の金具やネジなど、一般に広
く使用されているもので良い。また、取付具１６の場所
はケース１３の上面に限られるものではなく、光が当た
る方向などを考慮して適宜に決めれば良い。

【００２０】本直流除電器を取付具１６により光が当た
る適宜な場所に取り付けておけば、太陽電池１による発
電によりプラス・マイナスの放電電極８・９が上記のよ
うに放電し、プラス・マイナス同等のイオンが発生す
る。

【００２１】

【発明の効果】本発明による直流除電器によれば次のよ
うな効果がある。 電源部と高電圧発生部と放電部とを一つのケースに
保持して一体化した単品構造であるため、移動性や携帯
性に優れまた取扱いも至便である。

【００２２】 太陽電池を電源としているため、商用
交流電源の配線設備がなくとも光を受けるところであれ
ば特に設置場所を限定されずに広範に使用できる。

【００２３】 太陽電池で発電された電荷を蓄電池に
蓄電し、その電圧で間欠発振回路を間欠発振させて直流
を交流に変換した後、その交流電圧をトランスで昇圧
し、更にこれを整流して再び直流にしてから放電電極に
印加するので、トランスでの昇圧効率を上げるため発振
回路により直流を交流に変換することに加え、該発振回
路を間欠発振させるため、その発振による消費電力が小
さくて済む。従って、室内において白熱灯や蛍光灯を光
源としても、小さい太陽電池で除電に必要な電圧が得ら
れる。

【００２４】また、請求項２によれば上記に加えて更に
次のような効果がある。 トランスの二次側の交流電圧を、ダイオードとコン
デンサとによる倍電圧整流回路で整流及び増幅してプラ
ス・マイナスの放電電極に印加するので、変圧容量の小
さい小型の高周波トランスを使用しても放電電極に十分
な高電圧を印加でき、一層の小型化が図れる。

【００２５】 プラス側の倍電圧整流回路の増幅段数
をマイナス側のそれよりも多くして、プラス側の放電電
極に印加される直流電圧がマイナス側よりも高くなるよ
うにしたので、プラスイオンとマイナスイオンとを同等
に発生させることができる。従って、帯電物の逆帯電を
防止できるとともに、イオン極性バランスにより帯電物
の極性や電位に関係なく効率の良い除電が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による直流除電器の一例の電気回路図で
ある。

【図２】同上における一部の回路の出力波形を示す図で
ある。

【図３】同直流除電器の外観斜視図である。

【図４】同底面図である。

【符号の説明】

１ 太陽電池 ２ 蓄電池 ３ 高周波間欠発振回路 ４ 高周波トランス ５ プラス側倍電圧整流回路 ６ マイナス側倍電圧整流回路 ８・９ 放電電極 １３ ケース Ｄ ダイオード Ｃ コンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 憲史 千葉県千葉市中央区仁戸名町480−158 (72)発明者 小川 国義 神奈川県横浜市港南区日野８−20−15− 1003

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケースの外面に太陽電池を設けるととも
   に、該ケースにプラス・マイナスの放電電極を保持し、
   また該ケース内に、上記太陽電池により充電される蓄電
   池と、この蓄電池による電圧を印加されて間欠発振する
   間欠発振回路と、その発振により二次側に交流高電圧を
   発生するトランスと、その交流高電圧を整流しプラス・
   マイナスの直流高電圧にして上記プラス・マイナスの放
   電電極へ印加する整流回路とを設けたことを特徴とする
   直流除電器。
2. 【請求項２】前記整流回路が、プラス・マイナスそれぞ
   れの放電電極へプラス・マイナスそれぞれの直流高電圧
   を印加するプラス側とマイナス側の倍電圧整流回路とか
   らなり、プラス側倍電圧整流回路は、前記トランスの二
   次側交流電圧をｎ段階にプラス整流して増幅すべくダイ
   オードとコンデンサを直列にｎ段接続して構成され、マ
   イナス側倍電圧整流回路は、前記トランスの二次側交流
   電圧をｎより少ないｍ段階にマイナス整流して増幅すべ
   くダイオードとコンデンサを直列にｍ段接続して構成さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の直流除電
   器。