JPS6048879B2 - イオン発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は人間の健康にとつて必要な、正しいバ ラン
スのとれた大気イオン濃度、即ち例えば大気汚染のない
海上又は山岳地方の大気中の大気イオン濃度を、それが
破壊された部会の汚染地域、空調を行つている近代ビル
内において回復させんとする装置、特に事務所及びアパ
ート内で使用する空気イオン発生装置であつた、高電圧
源に接続した導電性材料製イオン放射線と、該イオン放
射線から離間され、高電圧源に接続され、イオン放射線
を部分的に囲む反射スクリーンとを具え、該反・射スク
リーンに加わる高電圧を、前記イオン放射線の高電圧と
同一極性とし、接地電圧と前記イオン放射線の高電圧と
の間に定めたイオン発生装置、特に空気イオン化装置に
関するものである。

この種既知のイオン化装置では、イオン放射線・の表
面から電界放出によつて電子は放出され、ガス分子及び
塵埃の上に蓄積する。イオン放射線から凡ゆる方向に放
射される電子又はイオンは、短時間内にイオン化装置の
直ぐそばの支持表面又は保持装置に蓄積される。この望
ましかなざる電荷の蓄積の為、高静電圧が発生し、イオ
ン放射線の周囲に甚た七い電圧降下を生じ電子又はイオ
ンの放出を本質的に低減する。斯る欠点を除去する為、
特公昭４０−８４０吋の対応米国特許第３２３４４３訝
明細書記載の空気イオン化装置の反射スクリーンでは、
これでイオン放射線の片側を囲み、かつ反射スクリーン
の一端に１〜１０００ＭΩの抵抗を接続する。

イオン放射線から放射された電子（イオン）のうち、反
射スクリーンに向かう一部で上述の抵抗に電圧降下を生
じさ ノせて、反射スクリーンを残余の電子がそれから
はね返るに要する電位に達せしめる。即ち、反射スクリ
ーンに加わる高電位をイオン放射線の高電位と同一極性
となし、かつその値を接地電位とイオン放射線の高電位
との間に定める。しかし斯る既知の装置は実際上その機
能が制限される。その理由は、一方においては有効な電
圧降下の為に、高電子（イオン）流を反射スクリーンに
向け流すを要し、他方において極めて細いイオン放射線
を必要とする外、反射スクリーンとの間を大きく離間す
る必要がある為である。米国特許第３２９６４９１号明
細書記載の荷電エアゾール発生装置では、イオン放射線
の長手方向に沿い液体を流し、次いでイオン放射線の電
圧とは異なる電位の板状又はグリッド状電極によつて飛
散．せしめる。

斯る既知の装置は、常にその１つの電極（イオン放射線
又は板／グリッド）を接地しているので、荷電流体の小
滴のみを発生せしめ得る。

斯る既知の装置ではガスイオンを発生させることが不；
可能である。その理由は荷電されたガスイオンの質量が
小さいため対向電極に向つて移動し、そこで放電してし
まう為である。１ 本発明の目的は上述した既知の装置の欠点を除 ，去せ
んとするにある。

本発明においては、斯る目：１的を達成する為、反射ス
クリーンを絶縁合成樹脂外匣内に収納し、大地から絶縁
し、高電圧源に接続し、反射スクリーンに加わる電圧を
、少なく共３ＫＶ，特に５ＫＶないしＩＯＫＶに維持す
る。本発明装置においては、比較的小型の反射スク１１
リーンを用い、反射スクリーンの機能を発揮させること
ができる。これが為本発明装置は、操作容 イ易な卓上
装置を容易に適用することができる。又出力が極めて小
さな高電圧源を用いることができる。イオン放射線の他
の部材と接触しても、反射スクリーンが他の部材と接触
しても、接触の際直ちに電圧が遮断され、絶対に危険が
ない。イオン放射線又は反射スクリーンと、高電圧源と
の間には、通常、限流抵抗を接続する。又イオン放射線
の放射出力を制御又は安定化することができる。これは
イオン放射線の対向電極の作用を兼ねる反射スクリーン
を、次式による乱されない放射線の周りの自由電位Ｖ（
ｒ）よソー層負（一層正）の電位とすることにより比較
的容易に達成することができる。上式中Ｒｉはイオン放
射線の直径、Ｒａはイオン放射線周囲の平均補正距離、
ＶＯはイオン放射線の電圧である。

反射スクリーンの反射機能は、簡単に改善することがで
き、この場合には、反射スクリーンの電圧を幾分高める
だけでよい。本発明の好適実施例では、反射スクリーン
を電圧源に接続し、この電圧源の電位を、金属スクリー
ンによりイオン放射線を遮蔽しない場合にイオン放射線
上の電荷により生ずる電界の為に反射スクリーンの出口
領域を形成する端縁位置に生する電位と少く共等しいか
、これより高く定める。本発明の他の好適実施例では、
イオン放射線の高電圧と、反射スクリーンの高電圧とを
調節自在とする。

反射スクリーンの電圧を５ＫＶとし、イオン放射線の電
圧をＩＯＫＶないし１５ＫＶとする。空気イオンのみな
らず、低周波変調電界が、人間に対し確実に作用するこ
とは既知である。１０Ｈｚ周波変調電界が学校の生徒の
記憶力を増し、試験問題に対する解答力を増進すること
も既知てある。

本発明は空気イオンを発生させるのみならず、交番電界
を発生させることができる構造簡単なイオン化装置を提
供することをも目的とする。

斯る目的を達成する為、本発明では反射スクリーンを１
ないし２０Ｈｚ，特に３ないし１２Ｈｚの周波数の上限
値及び下限値の中間値のパルス高電圧源に接続する。イ
オン放射線イオン化装置は、２個の保持器間に架張した
イオン放射線を十分に保護できず、イオン放射線の直径
が小さく （多くの場合５０μ以下）、外部からの機械
的影響で損傷し易い欠点がある。

本発明では斯る欠点を除去する為、イオン放射Ｚ線が機
械的に他の部材と接触しても損傷を受けない様に架張す
る。

これが為本発明装置においては、イオン放射線の磁気保
持器を磁界内に配置し、その磁気保持力をイオン放射線
の牽引強度よりも小さく定める。

ｌ図面について本発明を説明する。第１図は、本発明イ
オン発生装置の１例を線図的に示す。本例装置は、２個
の収斂板２，３より成る反射スクリーン１と、これら両
収斂板２，３に連結されている断面Ｕ字状通路４とを具
える。スクリーン１の縦方向に沿い、２個の保持器６間
にイオン放射線５を架張する。保持器６は外匣の側部（
図示せず）に取付ける。イオン放射線５並にスクリーン
１には、同一極性の高電圧を加える。この目的の為、イ
オン放射線５と、スクリーン１とに共通な−１個の高電
圧発生装置７を設ける。高電圧発生装置７は既知の構成
とし、２２０Ｖの交流電圧から２０ＫＶまての直流電圧
を発生するものとする。高電圧発生装置７は、加減抵抗
１０を経て交流電圧源に接続する。電圧及び電流を測定
する為に、電圧計９及び電流計８を設ける。高電圧発生
装置７から陽イオン又は陰イオンを発生させる必要があ
る場合に応じて正又は負の高電圧をイオン放射線５及び
スクリーン１に加える。スクリーン１の電圧は、高電圧
発生装置７に設けた摺動タップ１１を調整して加減し、
イオン放射線５及びスクリーン１に所望の電圧を加える
様にする。イオン放射線５の直径は５０μ又はそれ以下
とし、タングステン又はタンタルで製造するのが好適で
ある。イオン放射線のイオン放射能を改善する為、イオ
ン放 ／射線５に、セシウム又はバリウムの被覆を施す
か又はトリウム合金線を用いるが、或はこれらの双方を
採用することができる。イオン放射線５のイオン放射能
は、その直径を縮小するがその長さを長くするか、加減
抵抗１を調節してイオン放射線 ι５に加わる電圧を高
めることによつて尚一層改善することができる。電流計
８で、イオン放射線５のイオン放射強度、従つてイオン
発生量を読み取ることができる。スクリーン１には少な
く共、３ＫＶ，特に５ＫＶないしＩＯＫＶの高電圧を加
える。本発明装置によれば、イオン放射線５の周囲にイ
オンを絶えず発生させ、このイオンをスクリーン１で反
射させて自由空間に移送することができる。第２図に示
す実施例では、スクリーン１の収斂板２，３の頂縁に垂
線１２を形成し、これでスクリーンを、合成樹脂外匣壁
（図示せず）に取付けることができる。

通路４内に合成樹脂導管１８（第３図）を嵌挿し、これ
に多数の外方に向う隙孔１４を設ける。導管１８内には
送風機及び／又はエアゾール送給器を収納し、室内にイ
オン空気流又は電気エアゾール流を絶えす維持し得る様
にする。通路４内には発光管の如き光源を収納し、イオ
ン発生器に光源を組合せることもできる。第４図は合成
樹脂外匣１７を具える卓上装置を示し、これに光源１３
を組合せてある。１９は電圧計、２０は安全表示灯、１
５はイオン放射線５の電圧調整器、１６は光源１３を点
滅する為の切換スイッチを示す。

上述した構成の本発明装置では、陰イオン及び陽イオン
を発生する為に用いることができる。

この目的の為、切換スイッチを用いてイオン放射線に高
電圧を調節自在のリズムで加えるか又は２個の本発明装
置を合体してイオン放射線に互に異なる極性の電圧を加
えることができる。第５図中５はイオン放射線を示し、
１は円筒状反射スクリーンを示す。

反射スクリーン１には、イオン放射線５の軸線と平行に
延在する出口領域２１を設け、その両端縁２２，２２を
跨ぐ中心角を６０゜ないし１６０゜とするのが好適てあ
る。第６図は、乱されない、即ち反射スクリーンのない
イオン放射線５の周囲の電圧分布曲線を示し、横軸には
イオン放射線５からの距離ｒをとり、縦軸に６絶対電圧
値ＩＵＩをとつた。イオン放射線５から距離ｒの位置に
は反射スクリーン１のない場合の電圧Ｕが発生する。本
発明では円筒状金属スクリーンに少なく共電圧Ｕを加え
る。第５図では、反射スクリーン１に電圧Ｕｓ加える。
これが為、反フ射スクリーン１には、電圧ＵよりΔＵだ
け大きな電圧が加わる。出口領域２１（第５図）よりの
イオン放射は主として、反射スクリーン１の端縁２２に
於ける電圧に左右される。

こ位置においては、仮想円筒スクリーン１及び電界が何
等乱されない場合円筒軸線上にイオン放射線を配置した
スクリーンの他の部分の電圧と同じ電圧が発生する。こ
れが為本発明では、イオン放射線５を円筒軸線から位置
５’にすらすか又は端縁２２をイオン放射線５に近付け
る（第５図の点線参照）。反射スクリーン１を金属で構
成する場合には、反射スクリーン１全体に電圧Ｕｓを加
える。これが為、端縁２２（距離Ｒ２）の電圧を、乱さ
れない電界の仮想スクリーン上に或る場所の電圧Ｕ。よ
りも電位差ΔＵ。だけ高くし、同様に反射スクリーン１
の中心領域（距離Ｒ，）の電圧を同じ仮想スクリーンの
他の場所の電圧Ｕ，より電位差ΔＵ，だけ高くする。第
６図から明らかな様に、電圧差ΔＵ２は電圧差ΔＵ，よ
りも大きい為、反射スクリーン１とイオン放射線５との
間の利用されないイオン流は阻止され、イオン放射能を
改善することができる。第５図示の実施例では、反射ス
クリーン１を２個の直列接続の高オーム抵抗２３，２４
を経て高電圧源−Ｕに接続し、高電圧源−Ｕを調節し、
イオン放射線５を囲む位置の電圧を反射スクリーン１の
位置における乱されない電圧に対応せしめる。

発生するイオン放射は最初は、イオンの大部分がスクリ
ーン円筒に向けて流れる。これが為、高オーム抵抗２３
，２４で電圧降下が生じ、イオン放射線５と、反射スク
リーン１との間の電界強度を低下するか又は反射スクリ
ーン１の電圧をイオン放射線方向に移し、出口領域２１
を通るイオンを増加する。この場合イオン放射全体を中
断する為、高オーム抵抗２３，２４には電圧降下が生−
じない。第５図では、反射スクリーンの１部を棒２５で
示し、これら棒２５は高オーム抵抗２３を経て高電圧源
−Ｕの電圧を加える。

反射スクリーンの円筒状部分１は、棒２５よりも高電圧
となり、円筒上状部分１に対するイオン影響を軽減させ
ることができる。電源−Ｕの電圧が−６ＫＶで、イオン
放射線５の電圧が−ＩＯＫＶの場合、円筒状部分１の電
圧は約−６．３ＫＶとなり、棒２５の電圧は−６．２Ｋ
Ｖとなる。４ 反射スクリーン１はグリッド状又は中実円筒状に構成す
ることもできる。

全部を円筒状に構成する場合には、出口領域２１は間隙
て構成する。第７図に示す実施例では、反射スクリーン
１を火花間隙２６を経て高電圧源Ｕｓｃｈに接続する。
火花間隙２６にはコンデンサ２７を並列に接続する。イ
オン放射線５は高電圧源ＵＤに接続する。第８図に示す
接続回路では、反射スクリーン１は、並列接続のコンデ
ンサ２８及び火花間隙２９を経て接地する。火花間隙２
９には抵抗３０を直列に接続する。

反射スクリーン１は抵抗３１を経て高電圧源Ｕに接続し
て荷電し、高電圧源Ｕにはイオン放射線５フをも接続す
る。反射スクリーン１にイオン流を放射し、火花間隙２
６又は２９の点火又は消滅電圧、コンデンサ２７又はコ
ンデンサ２８及び抵抗３０を選択することにより、反射
スクリーン１を、上限値が約７ＫＶ，下限値が５ＫＶの
パルス高電丁圧に維持し、このパルス高電圧を１ないし
２０Ｈｚ，特に３ないし１２Ｈｚの周波数で脈動させる
ことができる。第９，１０及び１１図に、イオン放射線
５の終端を架張又は保持する為の第３の実施例を示す。

第９図示の実施例では、永久磁石棒３３を、非磁性材料
、特にテフロン製の案内套管３４内に挿通する。案内套
管３４を金属套管３５で囲む。イオン放射線５の終端に
球３３を形成し、これを永久磁石棒３２によつて吸引保
持する。イオン放射線５に緊張力が加わると、これが球
３３に加わり、永久磁石棒３２から球３３を引離す。永
久磁石棒３２の保持力に、案内套管３４の厚さを選択す
ることによつて簡単にきめることができ、永久磁石棒３
２が球３３を保持する力をイオン放射線５の牽引力より
も小さくすることができる。これが為架張したイオン放
射線５が誤つて他の部材に触れて緊張力が増してもイオ
ン放射線５を切断する惧れはない。第１０及び１１図に
示す実施例では、イオン放射線５の終端を、円錐状套管
３６と円錐体３？との間に保持する。

円錐状套管３６と円錐体３７とで構成される保持器３９
は、永久磁石４０に対し、案内套管３８内を移動し得る
様にする。保持器３９と、永久磁石１０との間には、第
１０図示の実施例では合成樹脂板４１を設ける。合成樹
脂板４１の厚さを選択することによつて、保持器３９に
加わる永久磁石４０の保持力を加減することができる。
円錐状套管３６及び円錐体３７の何れか一方を磁性材料
の金属で構成すれば、この部材を経て電流をイオン放射
線５に供給することができる。第１０図示の実施例では
、金属円錐体３７を合成樹脂円錐套管３６内に緊締する
。

第１１図示の実施例では、円錐体３７′を合成樹脂で構
成し、５円錐套管３６′を金属で構成する。イオン放射
線５に電圧を加える為、イオン放射線５の少なく共一端
を保持する保持器３９を永久磁石４０から距離ａだけ離
間して配設する（第１０図）。第１１図示の実施例では
、保持器３９′を永久磁石４１’０’に直接々触せしめ
る。この場合には、電流を永久磁石４０′及び金属套管
３６′を経てイオン放射線５に直接供給することができ
る。上述した本発明の実施態様は、次の通り要約するこ
とができる。

１ １特許請求の範囲の項記載の装置において、反射スクリ
ーン１の出口領域２１の端縁２２を、反射スクリーン１
の残余部分よりもイオン放射線５に近付ける。

２ 特許請求の範囲の項、又は前記１項記載の装２置に
おいて、反射スクリーン１と円筒状に構成し、その軸線
をイオン放射線軸線と一致させる。

３ 前記第２項記載の装置において、イオン放射線５’
を、円筒軸線から出口領域２１に向け移冫動せる。

４ 特許請求の範囲の項、前記１ないし３項の何れか１
項記載の装置において、反射スクリーンの１部又は全部
をグリッド状に構成する。

５ 特許請求の範囲の項記載の装置において、イーオン
放射線の高電圧と、反射スクリーンの高電圧とを調節自
在とする。

６ 特許請求の範囲の項、前記１ないし５項の何れか１
項記載の装置において、反射スクリーンを、絶縁合成樹
脂外匣１７内に収納し、大地から絶縁する。

７ 特許請求の範囲の項、前記第１ないし６項の何れか
１項記載の装置において、反射スクリーン１を、１ない
し２０Ｈｚ，特に３ないし１２Ｈｚの周波数の上限値及
び下限値の中間値のパルス高電 フ圧源に接続する。

８ 前記７項記載の装置において、高電圧源と、反射ス
クリーン１との間、又は反射スクリーン１と大地との間
に火花間隙（２６；２９）を接続〜、該火花間隙と並列
にコンデンサ（２７；２８）を接続する。

９ 特許請求の範囲の項、前記１ないし８項の何れか１
項記載の装置において、イオン放射線５の少なく共一端
を、磁石（３３；４０）の保持力によつて架張する。

１０前記第９項記載の装置において、磁石（３３；４０
）の保持力をイオン放射線５の牽引強度よりも小さくす
る。

１１前記１０項又は１１項記載の装置において、イオン
放射線５の少なく共一端に、好ましくは球３３を形成し
、これを永久磁石３２に取付ける。

１２前記１０又は１１項記載の装置において、イオン放
射線５の少なく共一端を、円錐套管３６と、円錐−（，
：・３７との間て保持し、円錐套管３６及び／又は円錐
体３７を磁化性及び／又は導電性材料て構成する。

１３前記１２項記載の装置において、イオン放射線５の
円錐保持器の導電部分を磁力によつて、永久磁石４０′
に圧接し、通電し得る様にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明イオン発生装置の１例を示す線図、第２
図は本発明装置の他の例を示す断面図、第３図は本発明
装置の導管の１部を示す斜視図、第４図は本発明装置の
卓上装置の１例を示す斜視図、第５図は断面円筒状の反
射スクリーンを具える本発明装置の他の例を示す線図、
第６図は第５図示の装置のイオン放射線の周囲の電圧分
布図、第７図及び８図は反射スクリーンに周波数変調電
圧を発生させる為の接続回路の２例を示す線図、第９，
１０及び１１図は本発明装置のイオン放射線保持器の３
例を示す断面図である。 １は反射スクリーン、２，３は収斂板、４は断面Ｕ字状
通路、５はイオン放射線、６は保持器、７は高電圧接続
回路、８は電流計、９は電圧計、１０は加減抵抗、１１
は摺動接点、１２は垂縁、１３は光源、１４は隙孔、１
５は電圧調整器、１６は光源切換スイッチ、１７は合成
樹脂外匣、１８は導管、１９は電圧計、２０は安全表示
器、２１は出口領域、２２は端縁、２３，２４は高オー
ム抵抗、２５は棒、２６は火花間隙、２７，２８はコン
デンサ、２９は火花間隙、３０，３１は抵抗、３２は永
久磁石棒、３３は球、案内套管、３５は金属套管、３６
は ６’は金属套管、３７は円錐体、 磁性 管、３９，３９′は保持器、４０，４０′は永二
５管、 石、４１は合成樹脂板を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高電圧源に接続した導電性材料製イオン放射線と、
   該イオン放射線より離れて該イオン放射線を部分的に囲
   むように配設され高電圧源に接続された反射スクリーン
   とを有し、上記反射スクリーンに加わる高電位を上記イ
   オン放射線の高電位と同一極性となしかつ接地電位と上
   記イオン放射線の高電位との間の値に選定したイオン発
   生装置において、上記反射スクリーン１は大地から絶縁
   され、かつ上記イオン放射線５が金属スクリーンなしに
   組立てられたとき該イオン放射線５の電荷により発生す
   る電界のため放電領域２１の端縁２２の場所における電
   位に少なくとも等しいか好ましくはそれより高い電位に
   接続され、上記反射スクリーンにおける高圧が少なくと
   も３０００Ｖ、好ましくは５０００から１００００Ｖで
   あることを特徴とするイオン発生装置。