JPH10199653A - 負イオンによる起風装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾンの発生を無害なレベルに抑えて、しか
も高風速・大風量を発生させることのできる負イオンに
よる起風装置を提供する。 【解決手段】 コロナ放電によって生ずるイオンがコロ
ナ放電時に形成された電界によって移動するのに伴い発
生するイオン風を装置外に取り出す負イオンによる起風
装置であって、コロナ放電時に負の高電圧を印加する針
状金属３ａを備えた放電電極と放電電極に対向して設け
られ接地又は正の高電圧を印加する穴あき平板電極２と
を有し、穴あき平板電極２と同電位で使用され、オゾン
分解触媒又は活性炭４を内面に塗布した円筒電極１を穴
あき平板電極の後流側に配設し、オゾン分解触媒又は活
性炭によってコロナ放電に伴って発生するオゾン分子１
０をイオン風から除去すると共に、コロナ放電に伴って
発生する負イオン６の電界による移動に伴い発生するイ
オン風を装置外に取り出すもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は負イオンによる起
風装置に関し、特に空気清浄器をはじめとする空調機器
において使用されている高電圧による放電現象により生
じるイオン風を利用した負イオンによる起風装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の起風装置に関しては、特
公平３−５７８２６号公報に開示されている「イオン風
空気清浄器」がある。図８は上記の特許公報に示された
イオン風空気清浄器の概要を説明する模式断面図であ
り、以下、その構成と動作を簡潔に説明する。

【０００３】図８において、１４はイオン化電極、１５
はその対向電極であり、１６は対向電極１５間に位置し
て設けられた第２電極で、第２電極１６の下流側端には
細線１８が取付られている。また、１７は装置の前後す
なわちイオン風（後述）の上流及び下流側に取付けられ
た金網である。装置の使用時には、イオン化電極１４に
は正の高電圧が、また、細線１８を含む第２電極１６に
は負の高電圧が、いずれも対向電極１５を基準（接地電
位）として印加される。また、金網１７は対向電極１５
と同電位である。

【０００４】次に動作について説明する。正の高電圧が
印加されたイオン化電極１４から対向電極１５に向けて
電界が形成され、放電電流が流れる。この時、イオン化
電極１４の近傍には電離域（図示せず）が形成され、電
離域内で正イオン（特公平３−５７８２６号公報ではイ
オンといっているもの）その他が発生する。正イオンは
前述の電界により対向電極１５へと引き寄せられ移動す
る（ドリフトするともいう）が、その際に周りの空気も
その粘性等により同時に同方向に引き寄せられ、イオン
化電極１４方向から対向電極１５方向に向けて空気が流
れることにより、いわゆるイオン風が発生する。

【０００５】また、第２電極１６には負の高電圧が印加
されているので、同様にイオン化電極１４から対向電極
１５に向けて電界が形成される。同時に対向電極１５か
らも第２電極１６へと向かう電界が形成され、これらの
合成電界の力により、正イオンは下流側へ移動し、イオ
ン風は下流へと運ばれる。

【０００６】一方、細線１８に印加された負の高電圧と
下流側金網１７の間には、金網１７から細線１８に向か
う電界が形成されているので、正イオンの流れは阻止さ
れて、対向電極１５の方に逆流する。しかし、細線１８
の近傍の電離域で発生した負イオン（特公平３−５７８
２６号公報では陰イオンといっているもの）は、その電
界により金網１７の方へ引き寄せられ、負イオンによる
イオン風が発生し、そのまま金網１７を通って装置外へ
空気の流れとして吹き出される。同時に健康によいとさ
れる負イオンもイオン風と一緒に離れたところまで送り
だされるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の負イオンによる
起風装置は以上のように構成されているので、装置上流
側では正の高電圧による放電現象を利用し、下流側では
逆に負の高電圧による放電現象を利用しているために、
系内には正・負の電荷極性の異なる２種類のイオンが存
在し、特に細線近傍の負イオンは正イオンによって電気
的に中和され、イオン風の発生が抑制されてしまうとい
う問題があった。

【０００８】さらに、正イオンにより帯電された粉塵等
が細線に付着して細線そのものが汚れるので、放電が阻
害されて負イオンの発生が減小し、上述と同じようにイ
オン風の発生が阻害される。また、放電現象に伴って発
生する人体に有害なオゾンの除去手段が講じられていな
いので、内部で発生したオゾンをそのままイオン風と一
緒に装置外へ放出している等の問題があった。

【０００９】この発明は上述のような問題点を解決する
ためになされたもので、健康によいといわれる負イオン
によるイオン風を、オゾンの発生を無害なレベルに抑え
て、しかも高風速・大風量を発生させることのできる負
イオンによる起風装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
負イオンによる起風装置は、コロナ放電によって生ずる
イオンがコロナ放電時に形成された電界によって移動す
るのに伴い発生するイオン風を装置外に取り出す負イオ
ンによる起風装置であって、コロナ放電時に負の高電圧
を印加する針状金属を備えた放電電極と放電電極に対向
して設けられ接地又は正の高電圧を印加する穴あき平板
電極とを有し、穴あき平板電極と同電位で使用され、オ
ゾン分解触媒又は活性炭を内面に塗布した円筒電極を穴
あき平板電極の後流側に配設し、オゾン分解触媒又は活
性炭によってコロナ放電に伴って発生するオゾンをイオ
ン風から除去すると共に、コロナ放電に伴って発生する
負イオンの移動に伴って発生するイオン風を装置外に取
り出すものである。

【００１１】本発明の請求項２に係る負イオンによる起
風装置は、請求項１の起風装置の円筒電極が複数の同心
円筒電極で構成され、同心円筒電極間の空隙部に波形金
属板を気流方向と平行に配設し、同心円筒電極の表面を
含む円筒電極の内面にオゾン分解触媒又は活性炭を塗布
して気流の整流作用とオゾン除去性能を向上させたもの
である。

【００１２】本発明の請求項３に係る負イオンによる起
風装置は、請求項１の起風装置の円筒電極の内部に、こ
の円筒電極の長さ方向にねじれを有する気流誘導金属板
を挿着し、前記円筒電極の内面にオゾン分解触媒又は活
性炭を塗布してイオン風に回転力を与えてオゾン分子の
前記オゾン分解触媒又は活性炭に対する接触効率を向上
させたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】

［第１の実施の形態］図１はこの発明の第１の実施の形
態を示す縦断面図、図２はその一部を示す部分斜視説明
図である。図１及び図２において、１は内部全面にオゾ
ン分解触媒４又は活性炭（４）が塗布された円筒電極
で、２は円筒電極１の径に相当する大きさで各１個宛設
けられた複数個の穴を有し、その穴上に複数個の各円筒
電極１が取付けられている穴あき平板電極で、３は放電
電極で、棒状金属３ｂ上に、円筒電極１の中心軸に対応
する位置に設けられる針状金属３ａが固定されている。
なお、穴あき平板電極２は、装置動作時には、針状電極
３ａの印加電圧と逆極性の電圧あるいは接地電位で使用
される。 ここで、１個の円筒電極１、穴あき平板電極
２及び放電電極３の１個の針状電極３ａからなる各一組
の電極配置系が、負イオンその他を生成する一つの放電
単位系を構成している。

【００１４】また、図３は前述の一つの放電単位の放電
動作を示す模式説明図である。図３において、５は正イ
オン、６は負イオンを表し、破線矢印の電界７，内部電
界７ａは負イオンに働く電界方向を左半分だけ示したも
のである。また、矢印８は発生する空気の流れ（前述の
イオン風）すなわちイオン風流れ方向を示している。そ
して、１０は電離域９で生ずるコロナ放電（後述）によ
り発生するオゾン分子を表している。

【００１５】次に、動作について説明する。棒状金属３
ｂに負の高電圧を印加すると、針状電極３ａの先端部か
ら穴あき平板電極２の丸穴円周部に向けて強い電界の領
域が局在するようになるので、その領域に限定された放
電すなわちコロナ放電が発生する。このコロナ放電によ
り、針状電極３ａの先端部近傍では空気中の分子と電子
による電離衝突が発生し、これによる電離域９が形成さ
れる。

【００１６】電離域９では、空気構成分子による数多く
かつ色々の種類の正・負イオン（詳細説明は省略）が発
生する。このうち正イオン５は力を受ける電界が穴あき
平板電極２の方向とは逆方向であるので、すぐに針状電
極３ａに吸収されてその電荷を失う（中和される）が、
負イオン６は電界７により対向電極２の方へ力を受け
（加速され）前方へ移動する。その際に空気もその粘性
により移動し、空気の流れ方向８を形成してイオン風が
発生する。

【００１７】また、負イオン６の一部は、円筒電極１の
内部方向に向かうもう１つの内部電界７ａにより円筒電
極１の内部軸方向へ力を受け移動する。この時も同様に
周囲の空気構成分子も移動方向に引っ張られ、円筒電極
１の内部方向へと移動する。そして、イオン風及び負イ
オンは円筒電極１の内部壁面に衝突しながら高風速で整
流され、円筒電極１壁面と平行方向の空気の流れ方向８
となって、起風装置外部へと送風される。

【００１８】また、一般にコロナ放電は、オゾン発生装
置の原理現象の一つとして著名な技術であるが、コロナ
放電により生じて空気の流れ方向８の空気流（イオン
風）の中に含まれるオゾン（Ｏ₃ ）分子１０は、円筒電
極１内を通過する際に、円筒電極１内壁に塗布されたオ
ゾン分解触媒４又は活性炭（４）に当たり、そのときの
反応によりそれぞれ分解又は吸着されて、空気の流れ方
向８の空気流中より除去される。従って、装置外へ送り
出された空気風の中には殆どオゾンが含まれないように
なる。

【００１９】以上のように請求項１に係る第１の実施の
形態によれば、放電電極３の針状金属３ａに負の高電圧
を印加して発生させるコロナ放電のための穴あき平板電
極２の後流側に穴あき平板電極２と同電位の円筒電極１
を配設したので、イオン風の取り出し方向に負イオンに
働く電界を形成することができ、さらに円筒電極１の内
壁面による整流効果も併せて得られるため、効率よく高
速で大風量のイオン風を得ることができる効果がある。
また、円筒電極１内面にはオゾン分解触媒４又は活性炭
（４）を塗布してあるので、コロナ放電により発生する
人体に有害なオゾンを効率よく分解又は吸着捕捉して除
去できる効果も併せ持つ効果が得られる。

【００２０】［第２の実施の形態］図４はこの発明の第
２の実施の形態を示す円筒電極の平面図（上側図）及び
縦断面図（下側図）である。図４において、円筒電極１
は複数の同心円筒電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃにより構
成され、各同心円筒電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃ間には
波形（なみがた）状に成形された波形金属板１２ａ，１
２ｂが空気の流れ方向に配設されている。また、円筒電
極１の内部は全壁面にオゾン分解触媒４又は活性炭
（４）が塗布されている。なお、同心円筒電極１１ａ，
１１ｂ，１１ｃ及び波形金属板１２ａ，１２ｂは全て電
気的に同電位になるようになっている。そして、円筒電
極１の同心円筒電極１１ｃの中心軸に対応する位置に固
定されて針状金属３ａが配設されている。

【００２１】また、図５は一つの放電単位の放電動作を
示す模式説明図である。図５において、５は正イオン、
６は負イオンを表し、破線矢印は負イオンに働く電界
７，内部電界７ａの方向を左半分だけ示したものであ
る。また、矢印８は発生する空気の流れの方向を示して
いる。そして、１０は電離域９で生ずるコロナ放電によ
り発生するオゾン分子を表している。

【００２２】次に、動作について説明する。棒状金属３
ｂに負の高電圧を印加すると、針状電極３ａの先端部か
ら穴あき平板電極２の丸穴円周部及び同心円筒電極１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ並びに波形金属板１２ａ，１２ｂに
向けて強い電界の領域が局在するようになるので、その
領域に限定された放電すなわちコロナ放電が発生する。
このコロナ放電により、針状電極３ａの先端部近傍では
空気中の分子と電子による電離衝突が発生し、これによ
る電離域９が形成される。電離域９では、空気構成分子
による数多くかつ色々の種類の正・負イオンが発生す
る。正イオン５は力を受ける電界が穴あき平板電極２と
は逆方向であるので、すぐに針状電極３ａに吸収されて
その電荷を失う（中和される）が、負イオン６は電界７
により穴あき平板電極２の方へ力を受け（加速され）前
方へ移動する。その際に空気もその粘性により移動し、
空気の流れ方向８を形成してイオン風が装置外部へ送り
出される。

【００２３】また、負イオン６の一部は、同心円筒電極
１１ａ，１１ｂ，１１ｃの内部電界７ａにより内部軸方
向へ力を受け、同心円筒電極内部へと移動する。この時
も同様に周囲の空気構成分子もその粘性により移動方向
に引っ張られ、同心円筒電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃの
内部方向へと移動する。そして、同心円筒電極１１ａ，
１１ｂ，１１ｃや波形金属板１２ａ，１２ｂの内部壁面
に接触しながら高風速で整流され、同心円筒電極１１
ａ，１１ｂ，１１ｃの壁面と平行方向の空気の流れ方向
８となって、起風装置外部へと送風される。

【００２４】また、コロナ放電により生じて空気の流れ
方向８の空気流の中に含まれるオゾン（Ｏ₃ ）分子１０
は、同心円筒電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃ壁面や波形金
属板１２ａ，１２ｂ内壁に塗布されたオゾン分解触媒４
又は活性炭（４）によりそれぞれ分解又は吸着されて、
空気の流れ方向８の空気流中より除去される。なお、本
実施の形態において、複数の同心円筒電極として３個の
場合について説明したが、本発明はこの数に限定されな
いことはいうまでもない。

【００２５】以上のように請求項２に係る第２の実施の
形態によれば、放電電極３の針状金属３ａに負の高電圧
を印加して発生させるコロナ放電のための穴あき平板電
極２の後流側に穴あき平板電極２と同電位の同心円筒電
極１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及びその内部に波形金属板１
２ａ，１２ｂを配設したので、イオン風の取り出し方向
に負イオンに働く電界を形成することができ、さらに同
心円筒電極や波形金属板の内壁面による整流効果が高ま
るため、効率よく高速で大風量のイオン風を得ることが
できると共に、整流効果を高めたことにより円筒電極を
短くでき起風装置をより小形化できる効果がある。

【００２６】また、同心円筒電極や波形金属板により、
内部の表面積が大きくなるので、オゾン分解触媒４又は
活性炭（４）の塗布量が増え、またオゾンに対する接触
効率が上がるために、コロナ放電により発生する人体に
有害なオゾンの除去性能を上げると共に、円筒電極を短
くでき、起風装置をより小形化できる。

【００２７】［第３の実施の形態］図６はこの発明の第
３の実施の形態を模式的に示す円筒電極の平面図（上側
図）及び縦断面図（下側図）である。図６において、１
は図１で示したものと同様な円筒電極であるが、１３は
円筒電極１の内部に配設された気流誘導板である。気流
誘導金属板１３はその円筒方向の両端は、同図の下側図
にみられるように、１８０゜のねじれを持ち、このねじ
れ部の端面は全て円筒電極１の内面と固定状態で接触し
ている。この円筒電極１を図１に示した構成と同様に使
用して一つの放電単位の一部品とし、本実施の形態の起
風装置を形成している。

【００２８】図７は、図６で示した円筒電極１の模式斜
視図であるが、この電極の作用によって得られる独特の
空気の流を説明するための動作説明図を兼ねている。図
７において、８は気流誘導金属板１３によって与えられ
る空気の流れ方向である。また、円筒電極１の内面と気
流誘導金属板１３には、オゾン除去用のオゾン分解触媒
４又は活性炭（４）が、これまで述べた実施の形態の場
合と同様に塗布されている。

【００２９】次に動作について説明する。円筒電極１の
内部へと内部電界７ａの力を受けて移動した負イオン６
の流れに伴って発生したイオン風は、円筒電極１内部の
気流誘導金属板１３により回転力を与えられ、その気流
は螺旋状回転になって円筒電極１内を移動して、起風装
置外部へと取り出される。

【００３０】そして、回転しながら進行するイオン風の
空気流中にはコロナ放電によって発生したオゾン分子１
０が含まれているが、空気流は回転しているので、空気
流中に存在するオゾン分子１０は遠心力を受け、またオ
ゾン分子１０は、他の空気構成分子よりも重いために、
円筒電極１の内壁に衝突し、円筒電極１内壁面に塗布し
ているオゾン分解触媒４又は活性炭（４）により除去さ
れる。従って、オゾンのない空気流が起風装置外部へと
送り出される。

【００３１】以上のように請求項３に係る第３の実施の
形態によれば、円筒電極１の内部にねじれ構造を有する
気流誘導金属板１３を配設したので、イオン風気流に回
転が与えられ、空気構成分子よりも重いオゾン分子１０
は遠心力により円筒電極１の内壁面のオゾン分解触媒４
又は活性炭（４）への衝突確率が増大するので、コロナ
放電により発生して人体に有害なオゾンを効率よく分解
又は吸着捕捉して除去できる効果が得られる。

【００３２】なお、本実施の形態では、１８０゜ねじれ
た気流誘導金属板１３を用いた場合を示したが、圧力損
失との兼ね合いで、任意にねじれ角度を選択しても同様
の効果が得られる。その他、気流誘導金属板１３は十文
字に組み合わせるもの等、圧力損失に応じて、複数枚使
用しても同様の効果がある。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、放電電極
の針状金属に負の高電圧を印加して発生させるコロナ放
電のための穴あき平板電極の後流側に穴あき平板電極と
同電位の円筒電極を配設したので、イオン風の取り出し
方向に負イオンに働く電界を形成することができ、さら
に円筒電極の内壁面による整流効果も併せて得られるた
め、効率よく高速で大風量のイオン風を得ることができ
る効果がある。また、円筒電極内面にはオゾン分解触媒
又は活性炭を塗布してあるので、コロナ放電により発生
する人体に有害なオゾンを効率よく分解又は吸着捕捉し
て除去できる効果も併せ持つ効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１の実施の形態を示す縦断面図
である。

【図２】 図１の一部を示す部分斜視説明図である。

【図３】 図１の装置の一つの放電単位の放電動作を示
す模式説明図である。

【図４】 この発明の第２の実施の形態を示す円筒電極
の平面図及び縦断面図である。

【図５】 図４の装置の一つの放電単位の放電動作を示
す模式説明図である。

【図６】 この発明の第３の実施の形態を模式的に示す
円筒電極の平面図及び縦断面図である。

【図７】 図６で示した円筒電極１の模式斜視図であ
る。

【図８】 従来のイオン風空気清浄器の概要を説明する
模式断面図である。

【符号の説明】

１ 円筒電極、２ 穴あき平板電極、３ 放電電極、３
ａ 針状電極、３ｂ棒状金属、４ オゾン分解触媒又は
活性炭、５ 正イオン、６ 負イオン、７電界、７ａ
内部電界、８，８ａ イオン風流れ方向、９ 電離域、
１０ オゾン分子、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 同心円筒
電極、１２ａ，１２ｂ 波形金属板、１３ 気流誘導金
属板、１４ イオン化電極、１５ 対向電極、１６ 第
２電極、１７ 金網、１８ 細線。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コロナ放電によって生ずるイオンが前記
   コロナ放電時に形成された電界によって移動するのに伴
   って発生するイオン風を装置外に取り出す負イオンによ
   る起風装置であって、 前記コロナ放電時に負の高電圧を印加する針状金属を備
   えた放電電極とこの放電電極に対向して設けられ接地又
   は正の高電圧を印加する穴あき平板電極とを有し、 前記穴あき平板電極と同電位で使用され、オゾン分解触
   媒又は活性炭を内面に塗布した円筒電極を前記穴あき平
   板電極の後流側に配設し、 前記コロナ放電に伴って発生するオゾンを前記オゾン分
   解触媒又は活性炭によって前記イオン風から除去すると
   共に、前記コロナ放電に伴って発生する負イオンの移動
   によって発生する前記イオン風を装置外に取り出すこと
   を特徴とする負イオンによる起風装置。
2. 【請求項２】 円筒電極は複数の同心円筒電極で構成さ
   れ、前記同心円筒電極間の空隙部に波形金属板を気流方
   向と平行に配設し、前記同心円筒電極の表面を含む前記
   円筒電極の内面にオゾン分解触媒又は活性炭を塗布した
   ことを特徴とする請求項１記載の負イオンによる起風装
   置。
3. 【請求項３】 円筒電極の内部にこの円筒電極の長さ方
   向にねじれを有する気流誘導金属板を挿着し、前記円筒
   電極の内面にオゾン分解触媒又は活性炭を塗布してイオ
   ン風に回転力を与えたことを特徴とする請求項１記載の
   負イオンによる起風装置。