JPH0668398U - 除電装置における放電監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コロナ放電を用いた除電装置におけるイオンの
生成状態を除電効率を低下させることなく正しく把握し
て監視することができ、さらに、リーク電流の有無の監
視をも行うことができる放電監視装置を提供する。 【構成】電極５，８に電流制限抵抗４，７を介して高電
圧を印加してコロナ放電を生ぜしめ、該コロナ放電によ
り空気中に発生するイオンａ，ｂにより帯電体の除電を
行う除電装置１において、コロナ放電時に電流制限抵抗
４，７の両端間に生じる電圧を検出する電圧検出手段１
８，２５と、検出された電圧をあらかじめ設定された所
定の判定値と比較し、その判定結果により放電状態の良
否を判定する判定手段１９，２８とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、コロナ放電により空気中にイオンを生成し、そのイオンにより帯電 体の除電を行う除電装置において、除電時の放電状態を監視する放電監視装置に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

帯電体の除電を行う除電装置としては、直流電圧印加式除電装置や交流電圧印 加式除電装置が一般に知られており、これらの除電装置は、電極に直流あるいは 交流の高電圧（通常、数ｋＶ）を印加して、空気中にコロナ放電を生ぜしめると 共に、そのコロナ放電により空気中にイオンを生成し、そのイオンにより帯電体 の電荷を中和して該帯電体の除電を行うものである。

【０００３】 さらに詳細には、直流電圧印加式除電装置にあっては、放電電極として＋電極 及び−電極を備えており、除電に際しては、これらの＋電極及び−電極にぞれぞ れ正負の直流高電圧が印加される。この印加により、両電極間で空気中にコロナ 放電を生ぜしめ、各電極の極性に対応して空気中に＋イオン及び−イオンが生成 される。そして、これらの＋イオン及び−イオンにより帯電体の電荷が中和され 、該帯電体の除電がなされる。この場合、例えば帯電体が正に帯電していたとす ると、−イオンが帯電体に引きつけられてこれを中和し、また、同時に生成され る＋イオンにより、帯電体が−イオンにより逆に負に帯電してしまうような事態 が回避される。

【０００４】 一方、交流電圧印加式除電装置にあっては、除電に際して同一の電極に接地極 との間で交流高電圧が印加され、この印加により該電極には＋−の極性が交互に 現れる。そして、該電極に現れる極性に応じて空気中に＋イオン及び−イオンが 交互に生成され、これらの＋イオン及び−イオンにより、直流電圧印加式の場合 と同様に帯電体の除電がなされる。

【０００５】 尚、これらの除電装置にあっては、通常、電極と電源との間に抵抗が介装され 、この抵抗を介して電極に電圧を印加するようにしている。これは、過剰な放電 電流が流れるのを防止すると共に、そのような過剰な放電電流が流れることによ る電源の損傷を防止するためである。

【０００６】 ところで、この種の除電装置においては、イオンの生成状態あるいは生成量を 把握することが好ましい。これは、例えばイオンの生成量が少なければ帯電体を 十分に除電することができなくなり、また、例えば＋イオン及び−イオンの生成 量のバランスがくずれ、いずれかのイオンの生成量が多くなると、帯電体が生成 量の多いイオンの極性に帯電してしまうからである。

【０００７】 このようにイオンの生成状態あるいは生成量を監視するものとしては、従来、 次のようなものが知られている。

【０００８】 すなわち、この監視装置は、例えば直流電圧印加式除電装置において、＋−各 電極の直前方に＋イオン及び−イオンの生成量をそれぞれ検知するイオン感知セ ンサを設けると共に、＋電極及び−電極の前方に＋イオン及び−イオンの生成量 の総和量、すなわちイオンバランスを検知するイオンバランス感知センサを設け たものである。各センサは線状導体を方形枠状に形成したものであり、生成され たイオンが電流として流れるようになっている。そして、かかる監視装置は、イ オン感知センサに流れる電流により＋−各イオンの生成量を検出すると共に、イ オンバランス感知センサに流れる電流によりイオンバランスを検出し、これらの 検出に基づいてイオンの生成状態を監視するようにしている。

【０００９】 しかしながら、かかる監視装置においては次のような不都合があった。

【００１０】 すなわち、生成されたイオンは一般には、空気中に一様に分布することはなく 、不均一なものとなる。このため、前記イオン感知センサやイオンバランス感知 センサにより局所的なイオン生成量やイオンバランスを検知するようにしても、 全体的なイオン生成量やイオンバランスを正しく把握することが困難である。

【００１１】 また、生成されたイオンが各センサに流れるために、除電に寄与するイオン量 が減少し、このため、除電効率が低下するという不都合があった。

【００１２】 さらに、この種の除電装置においては、高電圧を使用するために、電源から電 極に至る電流経路の途中で筐体等に微弱なリーク電流を生じたり、あるいは、＋ −各電極に至る電流経路同士の間でリーク電流を生じることがあり、このような リーク電流が生じると、筐体が帯電したりして、除電に悪影響を及ぼす。しかる に、このようなリーク電流は一般にイオン生成量にはあまり変化を与えず、この ため、上記のようにイオン生成量を検知する監視装置では、このようなリーク電 流の発生を検知することが困難であった。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案はかかる不都合を解消し、コロナ放電を用いた除電装置におけるイオン の生成状態を除電効率を低下させることなく正しく把握して監視することができ 、さらに、リーク電流の有無の監視をも行うことができる放電監視装置を提供す ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案の考案者等は、種々の検討の結果、放電電流とイオン生成量とは比例関 係にあり、また、その放電電流は電極と電源との間に介装されている抵抗の両端 間に生じる電圧により検知することが可能であるということを知見した。さらに 、例えば該抵抗と電極との間でリーク電流が生じた場合には、抵抗の両端間に生 じる電圧が変化し、従って、該電圧を精度よく測定することによりリーク電流を も検知することが可能であるということを知見した。

【００１５】 そこで、本考案は前記の目的を達成するために、電極に抵抗を介して高電圧を 印加してコロナ放電を生ぜしめ、該コロナ放電により空気中に発生するイオンに より帯電体の除電を行う除電装置において、前記空中放電時に前記抵抗の両端間 に生じる電圧を検出する電圧検出手段を備えたことを特徴とする。

【００１６】 さらに、前記電圧検出手段により検出された電圧をあらかじめ設定された所定 の判定値と比較し、その判定結果により放電状態の良否を判定する判定手段を備 えたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】

本考案によれば、前記電圧検出手段により検出される前記抵抗の両端間の電圧 は該抵抗を流れる電流、すなわち、放電電流に比例し、この放電電流はイオン生 成量に比例する。従って、前記抵抗の両端間の電圧によりイオン生成量を把握・ 監視することが可能となる。また、例えば前記抵抗と電極との間でリーク電流が 生じた場合には、前記抵抗の両端間に生じる電圧が変化するので、該電圧を検出 することにより、リーク電流の有無を把握することが可能となる。

【００１８】 また、前記電圧検出手段により検出された電圧とあらかじめ設定した判定値と を比較することにより放電状態の良否、換言すれば、イオン生成状態の良否を判 定することが可能となる。

【００１９】

【実施例】

本考案の一例を図１及び図２を参照して説明する。図１は本実施例の放電監視 装置のブロック構成図、図２は該放電監視装置の作動を説明するための線図であ る。

【００２０】 図１において、本実施例の装置は、例えば直流電圧印加式除電装置における放 電監視装置であって、１は除電装置、２は放電監視装置である。

【００２１】 除電装置１は、＋側直流高圧電源３に電流制限抵抗４を介して接続された＋電 極５と、−側直流高圧電源６に電流制限抵抗７を介して接続された−電極８とを 備えている。図１では、説明の便宜上、＋電極５及び−電極８を一個づつ記載し たが、実際には、これらの電極５，８が複数づつ抵抗４，７に接続されている。

【００２２】 かかる除電装置１においては、図示しない帯電体の除電に際して、＋側直流高 圧電源３及び−側直流高圧電源６からそれぞれ電流制限抵抗４，７を介して＋電 極５及び−電極８に正負の直流高電圧（例えば８．５ｋＶ）が印加される。この 印加により、各電極５，８の間でコロナ放電が生じて放電電流が流れると共に、 該コロナ放電により空気中に各電極５，８の極性に対応して＋イオンａ及び−イ オンｂが生成され、これらのイオンａ，ｂにより帯電体の除電がなされる。

【００２３】 この場合、各直流高圧電源３，６の電源電圧や、電流制限抵抗４，７の抵抗値 等は、上記のような除電時に＋イオンａ及び−イオンｂの生成量が略等しくなっ て、イオンバランスがとれるような値にあらかじめ設定されている。そして、こ のようにイオンバランスがとれた状態で例えば１０μＡ程度の略一定の放電電流 が流れるようになっている。

【００２４】 尚、図１において、本実施例の除電装置１は送風ファン９を備えており、該送 付ファン９による送風により、生成されたイオンａ，ｂを拡散せしめるようにし ている。

【００２５】 放電監視装置２は、＋電極５に対応する前記電流制限抵抗４の両端点Ａ，Ｂの うち、＋側直流高圧電源３側の点Ａと接地点との間に直列に介装された一対の電 圧分割抵抗１０，１１と、点Ｂと接地点との間に直列に介装された一対の電圧分 割抵抗１２，１３と、該分割抵抗１０，１１の中点Ｃ及び分割抵抗１２，１３の 中点Ｄに入力側を接続してなる差動増幅器１４と、該差動増幅器１４の出力電圧 をあらかじめ設定された所定の上限レベルの電圧及び下限レベルの電圧（判定値 ）とそれぞれ比較する上限側比較器１５及び下限側比較器１６と、これらの比較 器１５，１６の比較結果に応じて図示しないランプやブザー等により警報を発す る警報器１７とを備えている。分割抵抗１０〜１３及び差動増幅器１４は、前述 の除電時に電流制限抵抗４の両端間、すなわち点Ａ，Ｂ間に生じる電圧を検出す る電圧検出手段１８を構成するものであり、比較器１５，１６は、放電状態の良 否を判定する判定手段１９を構成するものである。

【００２６】 これと同様に、−電極８に対応する電流制限抵抗７には、２対の電圧分割抵抗 ２０，２１及び２２，２３、並びに差動増幅器２４から成る電圧検出手段２５が 接続され、また、差動増幅器２４の出力側には上限側比較器２６及び下限側比較 器２７から成る判定手段２８、並びに警報器２９が順次接続されている。

【００２７】 また、前記比較器１５，１６，２６，２７の出力側には、その比較結果を示す 信号を図示しない筐体に設けられた外部出力端子３１を介して外部に出力する警 報信号出力器３０が接続されている。

【００２８】 尚、差動増幅器１４，２４は、それぞれこれに接続された可変抵抗１４ａ，２ ４ａによりゲイン調整を行い得るようになっている。また、前記分割抵抗１０〜 １３及び２０〜２３のうち、分割抵抗１３，２３は可変抵抗である。

【００２９】 次に、かかる装置の作動を図１及び図２を参照して説明する。

【００３０】 まず、本実施例の装置の作動原理について説明する。

【００３１】 前述したように帯電体（図示しない）の除電を行うべく除電装置１が作動し、 コロナ放電が生じる際には、前記各電極５，８の近傍で生成されたイオンａ，ｂ がイオン風（イオン電流）として流れ、これに等しい電流が各直流高圧電源３， ６と電極５，８との間で前記電流制限抵抗４，７を介して流れる。この場合、本 考案の考案者等の知見によれば、各電流制限抵抗４，７を流れる電流と前記イオ ン電流とは、図２に示すように単純な比例関係にある。ここで、図２は、各直流 高圧電源３，６の電圧を例えば８．５ｋＶとした場合に、各電流制限抵抗４，７ を流れる電流とイオン電流との関係を示したものである。電流制限抵抗４，７を 流れる電流は、電極５，８の個数が多くなるに従って増加し、これに比例してイ オン電流が増加する。そして、イオン電流は、単位時間当たりに流れるイオン量 を示すものであるから、イオンの生成量と電流制限抵抗４，７を流れる電流との 間にも比例関係が成り立つと考えられる。

【００３２】 従って、各電流制限抵抗４，７を流れる電流に比例する該抵抗４，７の両端間 の電圧を検出することにより、イオンの生成量を把握することが可能となる。

【００３３】 かかる原理に基づいて、前記放電監視装置２は次のように除電時の放電状態を 監視する。

【００３４】 すなわち、前記除電装置１は、その正常な作動時において、各電流制限抵抗４ ，７にほぼ一定の所定の電流（例えば１０μＡ）が流れ、この時、該電流に比例 する各イオンａ，ｂの生成量は適正なものとなり、またこれらのイオンバランス がとれるようになっている。

【００３５】 一方、例えば＋電極５側について、除電時に電流制限抵抗４に電流が流れると 、該抵抗４の両端点Ａ，Ｂ間に電流に比例した電圧が生じる。この時、Ａ点に生 じた電圧Ｖa は、分割抵抗１０，１１により分割され、これらの分割抵抗１０， １１の中点ＣにＡ点に生じた電圧Ｖa に応じたレベルの電圧Ｖc が発生する。こ れと同様にＢ点に生じた電圧Ｖb は、分割抵抗１２，１３により分割され、これ らの分割抵抗１２，１３の中点ＤにＢ点に生じた電圧Ｖb に応じたレベルの電圧 Ｖd が発生する。そして、これらの中点Ｃ，Ｄに生じた電圧Ｖc ，Ｖd は、差動 増幅器１４に入力され、これらの電圧差（Ｖc −Ｖd ）が該差動増幅器１４によ り増幅されて出力される。この場合、電流制限抵抗４の両端点Ａ，Ｂの電圧が等 しい時、すなわち、該抵抗４の電流が流れない時に、前記中点Ｃ，Ｄに生じた電 圧Ｖc ，Ｖd が等しくなって、差動増幅器１４の出力電圧Ｖo が“０”となるよ うに、分割抵抗１０〜１２の抵抗値の設定及び可変抵抗である分割抵抗１３の調 整があらかじめなされており、また、電流制限抵抗４に適正な電流が流れた時に 、差動増幅器１４の出力電圧Ｖo が所定レベルの電圧（例えば５Ｖ）となるよう に差動増幅器１４のゲインが前記可変抵抗１４ａを介して調整されている。また 、分割抵抗１０，１１の合成抵抗値及び分割抵抗１２，１３の合成抵抗値はそれ ぞれ電流制限抵抗４の抵抗値よりも十分大きな値とされており、これらの分割抵 抗１０〜１３に流れる電流は電流制限抵抗４に流れる電流に比べて十分小さなも のとされている。

【００３６】 従って、差動増幅器１４の出力電圧Ｖo は、イオン生成量に比例した電流制限 抵抗４に流れる電流に比例し、イオン生成量が適正なものである時に、所定のレ ベルの電圧となる。

【００３７】 差動増幅器１４の出力電圧Ｖo は、前記上限側比較器１５及び下限側比較器１ ６に入力されて、あらかじめ設定された所定の電圧判定値と比較され、これによ り、＋電極５に関する放電状態の良否、換言すれば、その放電による＋イオンａ の生成状態の良否が判定される。

【００３８】 さらに詳細には、＋イオンａの生成量が適正であれば、電流制限抵抗４に流れ る電流はほぼ一定レベルの電流であり、従って、差動増幅器１４の出力電圧Ｖo は＋イオンａの生成量が適正であることを示す電圧レベルとなる。そして、前記 上限側比較器１５及び下限側比較器１６は、それぞれ適正電圧レベルよりも所定 量大きな電圧レベル及び所定量小さな電圧レベルを上限側電圧判定値及び下限側 電圧判定値として保持しており、差動増幅器１４の出力電圧Ｖo が上限側電圧判 定値よりも大きくあるいは、下限側電圧判定値よりも小さい場合にのみ、＋イオ ンａの生成状態が不良であることを示す判定信号を前記警報器１７及び警報信号 出力器３０に出力するようにしている。

【００３９】 従って、＋イオンａの生成量が適正であれば、差動増幅器１４の出力電圧Ｖo は、前記上限側電圧判定値及び下限側電圧判定値の間の範囲に収まり、この時、 各比較器１５，１６は＋イオンａの生成状態が適正であると判定して信号を出力 しない。そして、この時、警報器及び警報信号出力器３０は作動しない。

【００４０】 一方、例えば＋側直流高圧電源３に何等かの異常が生じて、電源電圧が上昇し た場合には、電流制限抵抗４に流れる電流が増加すると共に、＋イオンａの生成 量が増加し、このため、イオンバランスが＋側にずれる。そして、この時、電流 制限抵抗４に流れる電流の増加により、差動増幅器１４の出力電圧Ｖo が上昇し 、前記上限側電圧判定値よりも大きくなると、上限側比較器１５は、＋イオンａ の生成状態が不良であると判定し、判定信号を前記警報器１７及び警報信号出力 器３０に出力する。これにより、警報器１７から警報が発せられると共に、警報 信号出力器３０から外部出力端子３１にイオンの生成状態が不良であることを示 す信号が出力される。

【００４１】 また、例えば＋側直流高圧電源３の電源電圧が何等かの異常により下降した場 合や、該＋側直流高圧電源３と電流制限抵抗４との間でリーク電流が生じた場合 等には、電流制限抵抗４に流れる電流が減少すると共に、＋イオンａの生成量が 減少し、このため、イオンバランスが−側にずれる。そして、この場合には、上 記の場合と同様に、下限側比較器１６が＋イオンａの生成状態が不良であると判 定して判定信号を前記警報器１７及び警報信号出力器３０に出力し、これにより 、該警報器１７及び警報信号出力器３０が作動する。

【００４２】 以上により、＋イオンａの生成量が不適正なものとなった場合には、警報器１ ７から警報が発せられると共に、外部出力端子３１に警報信号が出力され、これ により、＋イオンａの生成状態の適否を把握・監視することができる。

【００４３】 尚、前記比較器１５，１６は、ノイズ等による誤判定を防止するために、ヒス テリシス回路構成となっている。また、前記上限側電圧判定値及び下限側電圧判 定値は、適宜、変更可能とされている。

【００４４】 かかる作動は、−電極８側についても全く同様であり、−イオンｂがその適正 量に対して増減した場合には、警報器２９から警報が発せられると共に、外部出 力端子３１に警報信号が出力され、これにより、−イオンｂの生成状態の適否を 把握・監視することができる。そして、このように各イオンａ，ｂの生成状態の 適否を把握・監視することにより、両者のイオンバランスも把握・監視されるこ ととなる。この場合、各イオンａ，ｂの生成状態の適否を電流制限抵抗４，７に 流れる電流に応じた電圧により把握するので、その把握を精度よく行うことがで きる。

【００４５】 ところで、本実施例の装置においては、リーク電流の有無等も監視することが できる。

【００４６】 すなわち、例えば＋電極５側について、前記点Ｂと＋電極５との間でリーク電 流が生じた場合には、電流制限抵抗７に流れる電流が増加し、差動増幅器１４の 出力電圧Ｖo が上昇する。そして、この時、出力電圧Ｖo が前記上限側電圧判定 値よりも大きくなった場合には、前記上限側比較器１５は、前述の場合と同様に 、警報器１７及び警報信号出力器３０を作動させ、これによりリーク電流の有無 を把握・監視することができる。

【００４７】 また、例えば前記点Ａ，Ｂ間で電流制限抵抗４の表面に付着した塵等により導 通が生じた場合には、点Ａ，Ｂ間の電圧が減少するため、差動増幅器１４の出力 電圧Ｖo が下降する。そして、この時、出力電圧Ｖo が前記下限側電圧判定値よ りも小さくなった場合には、前記下限側比較器１６は、警報器１７及び警報信号 出力器３０を作動させ、これにより電流制限抵抗４における不良状態の有無を把 握・監視することができる。

【００４８】 このように、本実施例の装置によれば、除電装置１におけるイオンの生成状態 の良否を精度よく把握・監視することができると共に、さらに、リーク電流の有 無等の把握・監視をも行うことができる。

【００４９】 尚、本実施例においては、直流電圧印加式除電装置１における放電監視装置２ を例にとって説明したが、本考案は、交流電圧印加式除電装置にも適用すること ができる。この場合には、例えば、交流電源と電極との間に介装された電流制限 抵抗の両端間の電圧（交流電圧）を検出すると共に、その正負の電圧のそれぞれ のピーク（振幅）を検出し、これを本実施例と同様に所定の判定値と比較するよ うにすればよい。

【００５０】

【考案の効果】

上記の説明から明らかなように、本考案によれば、電極に抵抗を介して高電圧 を印加する除電装置において、除電時の放電電流を前記抵抗の両端間の電圧によ り検出するようにしたことによって、イオンの生成状態や生成量を除電効率を低 下させることなく精度よく把握して監視することができ、さらに、リーク電流の 有無等、電流経路の不良状態の有無をも監視することができる。

【００５１】 そして、抵抗の両端間の電圧を所定の判定値と比較するようにしたことによっ て、放電状態の良否を判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一例の放電監視装置のブロック構成
図。

【図２】図１の放電監視装置の作動を説明するための線
図。

【符号の説明】

１…除電装置、２…放電監視装置、４，７…抵抗、１
８，２５…電圧検出手段、１９，２８…判定手段。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電極に抵抗を介して高電圧を印加してコロ
   ナ放電を生ぜしめ、該コロナ放電により空気中に発生す
   るイオンにより帯電体の除電を行う除電装置において、
   前記コロナ放電時に前記抵抗の両端間に生じる電圧を検
   出する電圧検出手段を備えたことを特徴とする除電装置
   における放電監視装置。
2. 【請求項２】前記電圧検出手段により検出された電圧を
   あらかじめ設定された所定の判定値と比較し、その判定
   結果により放電状態の良否を判定する判定手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の除電装置における放電
   監視装置。