KR20060070552A - 이온 확산 장치 - Google Patents

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다카시 요시카와
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

이온 발생 장치 근방에 발생하는 흐트러짐이나 편류를 억제하고, 이온 발생 효율 및 이온 반송 효율을 높이는 것에 의해 보다 능력이 높은 이온 확산 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기 목적을 달성하기 위해, 이온 확산 장치는, 방전면으로부터 이온을 발생하는 이온 발생 장치와, 상기 이온 발생 장치로부터 발생하는 이온을 반송하는 송풍 경로와, 상기 송풍 경로의 말단에 형성되고, 이온을 방출하는 취출구를 구비하고, 상기 이온 발생 장치의 상류측의 상기 송풍 경로에 이온의 흐름을 조정하는 정류 장치가 제공되는 구성으로 된다.

Description

이온 확산 장치{ION DIFFUSER}
본 발명은, 이온을 광범위하게 방출하는 이온 확산 장치에 관한 것이다.
종래의 이온 확산 장치의 일례가 후술하는 비교예 2(도36 참조)에 기재되어 있다. 이 이온 확산 장치(110a)를 탑재한 냉장고(도35 참조)가 특허 문헌 1, 특허 문헌 2에 기재되어 있다. 이 냉장고(200)는 냉장고 외부로 이온을 방출하여 냉장고 의 외부 주변을 살균하는 것이다. 냉장고 외부의 부유균을 살균함으로써 위생적인 생활 공간을 제공하는 동시에, 문짝의 개폐시에 냉장고 밖으로부터 냉장고 내로 부유균이 침입하는 것을 억제하여, 위생적인 냉장고의 내부 환경을 실현하고 있다.
도37에는, 실온 15℃의 방에 있어서, 종래의 이온 확산 장치(110a)를 구비한 냉장고(200)의 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터 H+(H20)n과 02H20)m으로 이루어지는 이온, 소위 클러스터 이온을 실내에 방출한 경우의 방의 각 부분에 있어서의 이온 농도가 도시되어 있다. 여기에서, 플러스 이온 농도 2000개/cm3 이상, 또한, 마이너스 이온 농도 2000개/cm3 이상일 때, 살균 효과가 확인되어 있다.
도37에서는, 냉장고 바깥 이온 취출구(22)의 주위에는 고농도의 이온이 존재 하나, 그 영역이 좁아서, 반드시 충분하다고는 말할 수 없다. 예를 들면, 냉장고 바깥 이온 취출구(22)의 전방 10mm 위치에 있어서의 이온 농도는 약 10만개/cm3이고, 이온 발생장치(14)로부터 충분한 이온이 발생하고 있지만, 취출구 근방에 고농도의 이온이 정체한 상태로 되어 있고, 방 전체로 확산하고 있지 않다.
이 과제를 해결하기 위해, 취출구(15)의 폭 방향의 길이를 넓히고, 광범위하게 기류를 송출하는 방법이 있다.
예컨대, 후술하는 비교예4를 들 수 있다. 비교예4(도40 참조)의 이온 확산 장치(110c)는, 이온 발생 장치(14)로부터 확산 장치 취출구(15)에 이르는 부분은 확대 관부(13b)로 구성되어 있고, 이온 발생 장치(14)로부터 확산 장치 취출구(15)를 향함에 따라 단면적이 매끄럽게 확대되는 구성으로 되어 있다. 또한, 확대 관부(13b)는, 이온 발생 장치(14)의 직 하류부로부터 확산 장치 취출구(15)의 약간 상류부에 걸쳐, 복수의 도풍판(16)이 설치되어 있고, 이 도풍판(16)에 의해 복수로 분할되어 있다. 또한, 이온 발생 장치(14)는, 복수의 도풍판(16)이 설치되는 직 상류에 설치되고, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)의 흐름에 수직인 방향의 폭을 wl, 방전면(14a)에 면하는 송풍 경로(13)의 폭을 w2로 하면, w2=2×wl으로 되어 있고, 또한, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)의 흐름에 수직인 방향의 중앙과, 방전면(14a)에 면하는 송풍 경로(13)의 중앙을 동일 위치에 일치하는 구성으로 되어 있다.
특허 문헌1:JP-A2002-204622
특허 문헌2:JP-A2002-206163
그러나, 상기 이온 확산 장치(110a)에 있어서는, 이온 발생 장치(14) 근방의 난류와 이온 발생 효율과의 관계에 대해서는 고려되어 있지 않았다. 예를 들면, 이온 발생 장치(14) 근방을 유통하는 공기에 정체나 와류와 같은 흐트러짐이 있으면, 발생한 이온이 정체하여 새로운 이온 발생을 저해하기 때문에 이온 발생 효율이 저하한다.
또한, 송풍기(12)에 의해 생긴 편류(偏流)의 영향으로, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)을 유통하는 기류의 풍속이 불균일한 경우에는, 풍속이 느린 부분에서는 이온의 발생량이 저하하고, 풍속이 빠른 부분에서는 이온 발생 장치(14)의 발생 능력이 달하지 따르지 않아, 전체적으로 이온 발생 장치(14)의 능력을 충분히 살릴 수 없게 된다.
또한, 이온 발생 장치(14) 근방을 유통하는 공기에 정체나 와류와 같은 난류가 있으면, 발생한 이온들의 충돌 확률이 비약적으로 상승한다. 이온 발생 장치(14)가 플러스 이온과 마이너스 이온을 거의 동일한 양으로 발생하는 장치인 경우에는, 발생한 플러스 이온과 마이너스 이온이 충돌에 의해 전하를 잃어 소멸하기 때문에, 충돌 확률의 증가에 의해 공기에 의한 이온의 반송 효율이 저하한다.
또한, 상기 이온 확산 장치(110a)와 같이, 이온을 공기 중에 확산하는 이온 확산 장치가 많은 가전 제품에 탑재되어 있는데, 어느 것이나 상기와 같은 문제가 있었다.
또한, 상기 이온 확산 장치(110c)에 있어서는, 흐름에 수직인 방향으로 이온 농도의 불균일이 생기고, 확산 장치 취출구(15)의 중앙 부근에서 이온 농도가 높고, 양단에 있어서 이온 농도가 낮아지는 현상이 발생하고 있었다. 특히, 송풍기(12)부터 송출되는 공기의 편중이 크고, 기류가 송풍 경로(13)의 좌우 어느 벽면을 따라 흐르는 경우에는, 따라 흐르는 벽면의 하류 측의 확산 장치 취출구(15)의 풍속이 크고, 확산 장치 취출구(15)의 그 외의 장소에서는 풍속이 적어진다. 따라서, 풍속이 적은 부분의 하류 역의 이온 농도가 저하함과 동시에, 풍속이 큰 기류가 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)을 유통하지 않기 때문에, 이온 발생 효율도 대폭적으로 저하하고, 그 때문에, 이온의 확산 능력이 저하하게 된다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 이온 발생 장치 근방에 발생하는 흐트러짐이나 편류를 억제하고, 이온 발생 효율 및 이온 반송 효율을 높이는 것에 의해 보다 능력이 높은 이온 확산 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 이온 확산 장치의 취출구의 어떤 위치에 있어서도 거의 균일한 풍속 및 이온 농도로 되는 이온 확산 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 정류 장치에 의해, 이온 발생 장치 근방을 유통하는 공기를 정류하고 흐트러짐이 적은 상태로 이온 발생 효율의 저하를 방지함과 동시에, 발생된 이온들의 충돌 확률을 저하시킬 수 있다. 예를 들면, 이온 발생 장치가 플러스 이온과 마이너스 이온을 거의 동량 발생하는 경우에는, 발생한 플러스 이온과 마이너스 이온이 충돌에 의해 전하를 소실하여 소멸하는 것을 억제할 수 있고, 그 때문에 이온의 반송 효율의 저하를 방지할 수 있다. 즉, 난류를 이온 발생 장치가 배치되는 상류 측에서 정류함으로써 이온 발생 효율의 저하나 이온 반송 효율의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은, 좁아지는 부분에 의해 난류를 정류할 수 있고, 이온 발생 장치 근방을 유통하는 공기를 정류하고 흐트러짐이 적은 상태로 할 수 있다. 따라서, 상기와 거의 동일한 효과를 특별한 장치를 사용하지 않고 실현할 수 있다.
또한, 본 발명은,이온 발생 장치의 방전면상의 흐름에 수직인 방향의 폭을 wl, 방전면에 대향하는 송풍 경로의 폭을 w2로 하면, 0.7×wl≤w2≤1.3×wl으로 설정하거나, 바람직하게는, w2=w1으로 설정함으로써 이온을 효율적으로 반송하고, 확산시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 송풍 경로를 복수의 경로 또는 도풍판으로 분할함으로써 취출구의 애스펙트비를 치수의 제약에 의하지 않고 용이하게 최적치로 설정할 수 있는 동시에, 이온을 균일하게 취출구로 방출할 수 있어, 균일한 이온을 먼 곳까지 도달시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 송풍 경로는, 시점(始點)으로부터 종점(終點)을 향해 서서히 단면의 애스펙트비가 변화하는 것을 특징으로 한다. 이 애스펙트비의 변화율을 적절하게 설정함으로써 취출구에서 방출되는 분류(噴流)의 풍속의 감쇠를 억제할 수 있기 때문에, 이온의 도달 거리를 연장함과 동시에, 광범위한 이온의 반송이 가능하게 된다.
또한, 상기 애스펙트비의 확대율이나 단면적의 확대율을 적절한 값으로 선정하면, 디퓨저의 효과가 얻어지고, 이온 송출 능력을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은, 송풍 경로의 종점에 있어서의 단면의 애스펙트비 AR을 2≤AR≤20, 또는 5≤AR≤22, 바람직하게는 5≤AR≤20으로 설정함으로써 취출구에서 송출되는 분류의 풍속의 감쇠를 억제하고, 이온의 도달 거리를 연장할 수 있다. 따라서, 비교적 먼 곳에 위치하는 이온의 농도를 높일 수 있다.
또한, 송풍 경로의 시점에 있어서의 단면의 애스펙트비 AR은 AR≤2인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 취출구의 근방에 풍향 변경판을 설치함으로써 간단한 구성으로 이온 발생 장치로부터 송출된 이온을 원하는 방향으로 집중적으로 방출하거나, 광범위하게 살포할 수 있다.
또한, 본 발명은, 에어 필터에 의해 이온 확산 장치 내부에 그을음이나 먼지의 침입을 방지함과 동시에, 이온 발생 장치가 오염되는 것을 방지하여, 이온의 발생량의 경시 열화를 억제할 수 있다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 정류 장치나 좁아지는 부분을 제공함으로써 이온 발생 장치 근방에 발생하는 흐트러짐이나 편류를 억제하고, 이온 발생 효율 및 이온 반송 효율을 높일 수 있어, 보다 능력이 높은 이온 확산 장치를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 송풍 경로를 복수의 경로 또는 도풍판으로 분할하고, 이온 발생장치의 방전면과 송풍 경로의 폭을 최적으로 함으로써 이온 확산 장치의 취출구 등의 위치에 있어서도 거의 균일한 풍속 및 이온 농도를 실현할 수 있다.
도1은, 본 발명의 제1 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이다.
도2는, 본 발명의 제1 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략 측단면도이다.
도3은, 본 발명의 제1 실시 형태의 유체 발생 장치 동작시에 있어서의 유속 분포를 나타내는 도면이다.
도4는, 포텐셜 코어를 설명하는 개략도이다.
도5는, 단면적이 일정할 때의 취출구 근방의 단면의 애스펙트비와, 포텐셜 코어 길이의 관계를 나타내는 도면이다.
도6은, 높이가 일정할 때의 취출구 근방의 단면의 애스펙트비와, 포텐셜 코어와의 관계를 나타내는 도면이다.
도7은, 본 발명의 제2 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이다.
도8은, 본 발명의 제2 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략 측단면도이다.
도9는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 다른 유체 발생 장치를 나타내는 사 시도이다.
도10은, 본 발명의 제3 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 사시도이다.
도11은, 본 발명의 제4 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이다.
도12는, 본 발명의 제4 실시 형태의 유체 발생 장치의 취출 방향 변경판의 동작을 나타내는 개략 평면 단면도이다.
도13은, 본 발명의 제5 실시 형태의 팬 히터의 사시도이다.
도14는, 본 발명의 제6 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이다
도15는, 본 발명의 제6 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 측단면도이다.
도16은, 본 발명의 제6 실시 형태의 이온 확산 장치를 구비한 냉장고의 정면도이다.
도17은, 본 발명의 제6 실시 형태의 이온 확산 장치를 구비한 냉장고의 이온 확산 장치 동작시에 있어서의 8 다다미의 방의 바닥면으로부터 높이 1700mm의 위치의 이온 농도 분포를 나타내는 도면이다.
도18은, 본 발명의 제6 실시 형태의 이온 확산 장치를 구비한 냉장고와 실내의 이온 농도 분포 계측 포인트와의 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도19는, 본 발명의 제7 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이다
도20은, 본 발명의 제7 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 측단면도이다.
도21은, 본 발명의 제8 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 사시도이다.
도22는, 본 발명의 제9 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 측단면도이다.
도23은, 본 발명의 제10 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 측단면도이다
도24는, 본 발명의 제11 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이다.
도25는, 본 발명의 제11 실시 형태의 이온 확산 장치의 풍향 변경판의 동작을 나타내는 개략 평면 단면도이다.
도26은, 본 발명의 제12 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이다.
도27은, 본 발명의 제12 실시 형태의 이온 확산 장치의 풍향 변경 유닛의 동작을 나타내는 개략 평면 단면도이다.
도28은, 본 발명의 제13 실시 형태의 이온 확산 장치를 구비한 냉장고의 개략 측단면도이다.
도29는, 본 발명의 제14 실시 형태의 미소 입자 확산 장치의 주요부를 나타내는 개략 측단면도이다.
도30은, 본 발명의 제14 실시 형태의 미소 입자 확산 장치의 주요부를 나타 내는 개략 평면 단면도이다.
도31은, 본 발명의 제14 실시 형태에 관한 다른 실시 형태의 수증기 확산 장치를 나타내는 개략 측단면도이다.
도32는, 비교예1의 유체 발생 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이다.
도33은, 비교예1의 유체 발생 장치를 나타내는 개략 측단면도이다.
도34는, 비교예1의 유체 발생 장치 동작시에 있어서의 유속 분포를 나타내는 도면이다.
도35는, 비교예2의 이온 확산 장치를 구비한 냉장고의 정면도이다.
도36은, 비교예2의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이다.
도37은, 비교예2의 이온 확산 장치를 구비한 냉장고의 이온 확산 장치 동작시에 있어서의 8 다다미의 방의 바닥면으로부터 높이 1700mm의 위치의 이온 농도 분포를 나타내는 도면이다.
도38은, 비교예3의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이다.
도39는, 비교예3의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 측단면도이다.
도40은, 비교예4의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이다.
도41은, 비교예5의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이다.
도42는, 비교예6의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이다.
도43은, 비교예6의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 측단면도이다.
이하에 본 발명 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 설명의 편의 상, 종래예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 첨부하고, 각 실시 형태나 비교예의 동일한 부분에 대해서도 동일한 부호를 첨부한다.
(제1 실시 형태)
제1 실시 형태에 대해 설명한다. 도1은 본 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략 평면 단면도, 도2는 본 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략 측단면도이다. 본 실시형태의 유체 발생 장치(1a)는, 기체나 액체 등의 유체를 보내는 유체 송출 장치(2)와, 상기 유체 송출 장치(2)로부터 송출된 유체를 반송하는 유체 유통 경로(3)와, 유체 유통경로(3)의 말단에 형성되고, 유체를 분류로서 송출하는 취출구(5)와, 도시하지 않은 제어부로 구성되어 있다. 유체는, 유체 송출 장치(2)의 구동에 의해 반송되고, 유체 유통 경로(3)를 유통하여, 취출구(5)로부터 분류로 되어 외부로 방출된다. 또한, 도면의 화살표는 유체의 흐름을 나타내고 있다.
또한, 유체 유통 경로(3)에 있어서 취출구(5)의 상류부는 확대 관부(3b)로 구성되어 있고, 유체가 취출구(5)로 향함에 따라 높이가 서서히 감소함과 동시에 폭이 서서히 증가하고, 단면적이 매끄럽게 확대하는 구성으로 되어 있다. 또한, 유체 송출 장치(2)의 직후인 유체 유통 경로(3)의 시점에 있어서, 확대 관부(3b)의 단면 형상은, 높이 45mm, 폭 45mm, 즉 애스펙트비:AR=1로 설정되어 있다. 그리고 유체 유통 경로(3)의 종점, 즉 취출구(5)에 있어서는, 높이 10mm, 폭 360mm, 즉 애스펙트비:AR=36으로 설정되어 있다.
여기에서, 애스펙트비란, 단면의 형상을 결정하는 길이의 파라미터끼리의 비 이고, 애스펙트비:AR=(긴 쪽의 파라미터)/(짧은 쪽의 파라미터)로 결정되는 값이다. 따라서, 단면이 직사각형인 경우에는, 애스펙트비:AR=(장변)/(단변), 또한 단면이 타원인 경우에는, 애스펙트비:AR=(장경)/(단경)으로 표시된다. 예를 들면, 단면이 정방형인 경우는, 애스펙트비:AR=1, 장변과 단변의 비가 2:1인 직사각형의 경우는, 애스펙트비:AR=2, 단면이 진원인 경우는, 애스펙트비:AR=1로 된다. 따라서, 본 명세서 등에 있어서의 애스펙트비는 항상 1 이상의 값을 취한다.
또한, 확대 관부(3b)에는, 유체 송출 장치(2)의 직 하류부로부터 취출구(5)의 약간 상류부에 걸쳐, 복수의 안내판(6)이 설치되어 있고, 안내판(6)에 의해 확대 관부(3b)내가 복수로 분할되어 있다. 본 실시 형태에 있어서 확대 관부(3b)는, 3매의 안내판(6)에 의해 4분할되고, 구획된 각각의 유체 유통 경로(3)는 취출구(5)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되고, 취출구(5)에 가까운 안내판(6)의 단부에 있어서의 애스펙트비는 AR=9 정도로 설정되어 있다. 또, 3매의 안내판(6)은, 취출구(5)에 있어서의 길이 방향의 유속분포가 어디에서도 거의 동일하게 되도록 설치되어 있다. 따라서, 취출구(5) 직후의 길이 방향의 유속 분포는 취출구(5) 의 어느 부분에 있어서도 거의 균일하게 된다.
도3은, 유체 발생 장치(1a)의 사용례로서, 취출 유속 1.5m/s의 공기를 송출한 경우의 유속 분포를 나타내는 도면이다. 도3에서, 격자의 1 블럭은 0.5m를 갖는다. 취출구로부터 송출되는 유체가 액체라도, 정성적으로는 거의 같은 경향을 나타낸다. 후술하는 비교예1의 유체 발생 장치(100a)의 사용례(도34 참조)와 비교하면 명백하나, 도3에 의하면, 취출구(5)로부터 송출된 유체의 도달 거리가 증가하고, 또한, 광범위한 영역에 유속이 큰 유체를 반송할 수 있다.
이하에, 본 실시 형태의 유체 발생 장치(1a)가 비교예1의 유체 발생 장치(100a)에 대해, 유체 발생 장치의 능력이 대폭적으로 향상된 메카니즘에 대해 설명 한다. 분류의 유속은 취출구(5)로부터 취출된 직후부터 감쇠한다. 분류의 도달 거리는, 분류의 포텐셜 코어의 길이에 관계한다. 도4는, 포텐셜 코어를 설명하는 개략도이다. 일반적으로, 취출구에서 송출된 직후의 분류 중앙부의 속도 분포는 균일하다. 이 균일한 속도의 부분은, 양측으로부터 송달되는 자유 혼합층에 의해 침식 되어 감소하고, 어느 거리에서 소멸한다. 이 부분은 쐐기 모양이고, 포텐셜 코어로 불린다. 정지 유체 중에 유출하는 자유 분류의 경우, 포텐셜 코어의 길이는, 취출구 형상, 취출구 벽면에 접한 경계층의 상태, 초기 흐트러짐 등에 의해 다르지만, 2차원 난류 분류에서는 취출구 높이 또는 직경의 5~7배 정도, 축대칭 난류 분류에서는 취출구 높이 또는 직경의 5~8배 정도로 되는 것이 알려져 있다. 이 포텐셜 코어의 길이가 길어짐에 따라, 분류의 도달 거리가 연장된다.
본 실시 형태의 유체 발생 장치(1a)에 있어서는, 취출구(5)의 애스펙트비를 최적화하고 분류의 포텐셜 코어를 연장하는 것에 의해 더욱 유속의 감쇠를 억제하고 있기 때문에, 유체의 도달 거리가 종래 기술(비교예1)에 비해 대폭적으로 연장 되어 있다. 예를 들면 취출구(5)의 높이를 일정하게, 횡폭을 무한 길이로 설정하면, 이미 설명한 바와 같이 2차원 난류 분류로 되고, 포텐셜 코어 길이는 취출구 높이 혹은 직경의 5~7배 정도로 된다. 또, 예를 들면 취출구의 높이와 횡폭을 동일한 값(AR=1)으로 설정하면, 축 대칭 난류 분류와 동일하게 되고, 포텐셜 코어 길이 는 취출구 높이 및 취출구 횡폭의 5-8배 정도로 된다. 취출구(5)의 애스펙트비를 최적화하고, 예를 들면 취출구(5)의 높이에 대해 횡폭을 적절하게 설정하면, 포텐셜 코어 길이는 취출구 높이뿐만 아니라 취출구 횡폭의 영향도 받기 때문에, 포텐셜 코어 길이는, 취출구 높이와 폭의 평균치의 5-8배 정도로 되고, 동일한 취출구 높기의 경우의 2차원 난류 분류나 축 대칭 난류 분류의 경우에 비해 비약적으로 연장된다.
도5 및 도6은, 본 실시 형태의 유체 발생 장치(1a)에 있어서, 취출구(5) 근방의 단면의 애스펙트비와, 포텐셜 코어 길이와의 관계를 나타내는 도면이다. 도5의 ■ 마크는, 취출 유속, 취출 유량, 취출구 면적을 고정하고, 애스펙트비(취출구 폭/취출구 높이)를 변화시킨 경우의 포텐셜 코어 길이를 애스펙트비가 1(취출구가 정방형)으로 될 때의 포텐셜 코어 길이로 나누어 무차원화한 것이다. ○ 마크는, 취출구 높이로부터 예측되는 포텐셜 코어 길이를 애스펙트비가 1로 될 때의 포텐셜 코어 길이로 나누어 무차원화 한 것이다. ◇ 마크는, 취출구 높이와 폭의 평균치로부터 예측되는 포텐셜 코어 길이를 애스펙트비가 1로 될 때의 포텐셜 코어 길이로 나누어 무차원화한 것이다.
도5에 의하면, 실제의 포텐셜 코어 길이는, 애스펙트비가 5 정도까지는 취출구 높이와 폭의 평균치로부터 예측되는 값에 근사하고, 애스펙트비가 30 이상에 있어서는 2차원 난류 분류로 되고 취출구 높이로부터 예측되는 값에 근사하고, 애스펙트비가 5~30인 영역에서는, 상기 2개의 예측치의 사이를 완만하게 잇는 특성을 나타낸다. 도5로부터, 애스펙트비가 2 이상에서 무차원 포텐셜 코어 길이가 애스펙 트비 1에 비해 우위로 되고, 애스펙트비가 20 이상에서 우위성을 잃는다(2≤AR≤20).
도6의 ■ 마크는, 취출 유속, 취출구 높이를 고정하고, 애스펙트비를 변화켰을 때의 포텐셜 코어 길이를 애스펙트비가 1(취출구가 정방형)로 될 때의 포텐셜 코어 길이로 나누어 무차원화한 것이다. 이 경우, 애스펙트비가 높아짐에 따라 취출구 면적 및 취출 유량이 증가한다. 도6에 의하면, 무차원 포텐셜 코어 길이로부터, 애스펙트비가 30 이상에서 2차원 난류 분류로 되어 있는 것을 알 수 있다. 또 애스펙트비가 1 이상에서 무차원 포텐셜 코어 길이가 애스펙트비 1에 비해 우위로 되고, 애스펙트비가 30 이상에서 우위성을 잃는다. 더욱 현저한 우위성이 나타나는 것은 무차원 포텐셜 코어 길이가 3 이상인 경우이고, 그때의 애스펙트비는 5≤AR≤22이다.
따라서, 도5로부터 도출된 애스펙트비의 범위(2≤AR≤20)와 도6으로부터 도출된 애스펙트비의 범위(5≤AR≤22)의 양쪽을 만족하는 5≤AR≤20의 범위가 최적인애스펙트비라고 할 수 있다. 또한, 도5, 도6의 특성은, 유체의 종류(물성), 취출구 형상, 취출구 벽면에 접한 경계층의 상태, 초기 흐트러짐 등에 의해 다소 값이나 특성이 다른 경우도 있다
즉, 취출구 면적 및 취출구 유속이 같은, 즉, 동일 유량이면, 취출구(5)의 애스펙트비를 최적으로 함으로써 포텐셜 코어 길이, 즉, 유체의 도달 거리를 연장할 수 있다. 바꿔 말하면, 동일한 포텐셜 코어 길이, 즉, 유체의 도달 거리가 동일한 경우, 유량을 적게할 수 있기 때문에, 유체 송출 장치(2)의 소비 전력 및 소음 값을 저감할 수 있다.
또한, 유체 유통 경로(3) 및 확대 관부(3b)의 종점의 단면적은, 시점의 단면적에 대해 크게 설정되는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서는, 유체 유통 경로(3) 및 확대 관부(3b)는 디퓨저의 작용을 갖도록 설계되어 있고, 따라서 유체의 운동에너지를 정압으로 변환할 수 있고, 유체 송출 장치(2)의 능력을 도울 수 있기 때문에, 유체가 각 부를 유통할 때에 생기는 압력 손실 전부가 유체 송출 장치(2)에 걸리는 경우에 비해, 유량이 증가하고, 소음도 낮아진다.
유체 송출 장치(2)의 애스펙트비, 즉, 유체 유통 경로(3)의 시점의 애스펙트비는, AR은 2 이하인 것이 바람직하지만, 유체 유통 경로(3)의 시점의 애스펙트비가 큰 경우에 있어서도, 유체 유통 경로(3)의 종점의 단면의 애스펙트비를 5≤AR≤20으로 설정하거나, 또는, 유체 유통 경로(3)를 안내판(6)으로 분할하고, 안내판(6)의 취출구(5) 측의 단부에 있어서의 유체 유통 경로(3)의 단면의 애스펙트비를 5≤AR≤20로 설정함으로써 상기에 가까운 효과를 얻을 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음, 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 도7은 본 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략 평면 단면도, 도8은 본 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략 측단면도이다
본 실시 형태는 제1 실시 형태의 안내판(6)이 폐지되는 대신에 유체 송출 장치(2)의 직 하류부로부터, 유체 유통 경로(3)가 복수의 확대 관부(3b)로 분할된다.본 실시 형태에 있어서 유체 유통 경로(3)은, 좌우로 2분할, 상하로 2분할되고, 합계 4개의 확대 관부(3b)로 분할되며, 따라서 취출구(5)는 4개 제공된다. 또, 분할되어 구획된 유체 유통 경로(3) 및 각각의 확대 관부(3b)는 취출구(5)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되고, 취출구(5)의 위치에 있어서의 애스펙트비는 10 정도로 설정되어 있다. 기타의 구성은 제1 실시 형태와 동일하다.
본 실시 형태의 유체 발생 장치(1b)는 제1 실시 형태에 대해 유속 분포가 다르다. 즉, 유체 발생 장치(1b)의 전방으로의 분류의 도달 거리는 약간 짧아지지만,유체 발생 장치(1b)의 전방 공간에 있어서의 상하 방향의 분류의 반송 영역을 확대할 수 있다.
또한, 취출구(5)의 형상은, 높이<폭에 한정되는 것은 아니다. 도9는, 본 실시 형태에 관한 다른 유체 발생 장치를 나타내는 사시도이다. 이 유체 발생 장치(1c)의 취출구(5)의 형상은, 높이>폭이고, 유체 유통 경로(3)는, 좌우로 2분할, 상하로 2분할되어, 합계 4개의 확대 관부(3b)로 분할되며, 따라서 취출구(5)는 4개 제공된다. 또, 분할되어 구획된 유체 유통 경로(3) 및 각각의 확대 관부(3b)는 취출구(5)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되고, 취출구(5)의 위치에 있어서의 애스펙트비는 10 정도로 설정되어 있다. 기타의 구성은 유체 발생 장치(1b)와 동일하다. 이 유체 발생 장치(1c)는, 유체 발생 장치(1b)에 대해 유속 분포가 다르다. 즉, 유체 발생 장치(1c)의 전방으로의 분류의 도달 거리는 동등하고, 유체 발생 장치(1c)의 전방 공간에 있어서의 상하 방향의 분류의 반송 영역은 대폭적으로 확대되며, 좌우 방향의 분류의 반송 영역은 축소된다
또한, 유체 송출 장치(2)의 애스펙트비, 즉, 유체 유통 경로(3)의 시점의 애 스펙트비는, AR≤2인 것이 바람직하지만, 유체 유통 경로(3)의 시점의 애스펙트비가 큰 경우에 있어서도, 유체 유통 경로(3)의 종점의 단면의 애스펙트비를 5≤AR≤20으로 설정하거나, 또는, 유체 유통 경로(3)를 안내판(6)으로 분할하고, 안내판(6)의 취출구(5) 측의 단부에 있어서의 유체 유통 경로(3)의 단면의 애스펙트비를 5≤AR≤20으로 설정함으로써 상기에 가까운 효과를 얻을 수 있다.
(제3 실시 형태)
다음, 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 도10은 본 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 사시도이다.
본 실시 형태의 유체 발생 장치(1d)는, 제2 실시 형태에 관한 다른 실시 형태와 같이, 취출구(5)의 형상이 높이>폭으로 되어 있다. 유체 유통 경로(3)는, 좌우로 7분할, 상하로 2분할되어, 합계 14개의 확대 관부(3b)로 분할되며, 따라서 취출구(5)는 14개 제공된다. 또, 분할되어 구획된 유체 유통 경로(3) 및 각각의 확대 관부(3b)는 취출구(5)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되고, 취출구(5)의 위치에서의 애스펙트비(이 경우, 취출구 높이/취출구 폭)은 8 정도로 설정 되어 있다. 그 외의 구성은 제2 실시 형태에 관한 다른 실시 형태와 동일하다.
이 유체 발생 장치(1d)에 있어서는, 제2 실시 형태에 관한 다른 실시 형태에 대해 유속 분포가 다르다. 즉, 유체 발생 장치(1d)의 전방에의 분류의 도달 거리는 약간 짧아지고, 유체 발생 장치(1d)의 전방 공간에 있어서의 상하 방향의 분류의 반송 영역은 거의 동등하며, 좌우 방향의 분류의 반송 영역은 대폭적으로 확대된다. 즉, 유체 발생 장치(1d)의 전방의 상하 좌우 방향의 광범위한 영역에 분류를 반송하는 것이 가능하게 된다.
(제4 실시 형태)
다음, 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 도11은, 본 실시 형태의 유체 발생 장치의 개략 평면 단면도이다.
본 실시 형태의 유체 발생 장치(1e)는, 제1 실시 형태의 취출구(5) 근방에,연동하여 회동하는 복수의 취출 방향 변경판(9)이 추가되어 있고, 취출 방향 변경 판(9)의 방향을 변경함으로써 유체의 취출 방향을 가변할 수 있는 구성으로 되어 있다. 기타의 구성은 제1 실시 형태와 동일하다.
복수의 취출 방향 변경판(9)의 방향을 회전축(9a)를 중심으로 예를 들면 도12에 나타낸 바와 같이 변경함으로써, 분류를 소망 방향으로 집중적으로 살포하거나, 광범위하게 살포할 수 있다. 유체 발생 장치(1e)를 갖는 기기는, 기기의 설치 장소에 따라서는, 벽면이나 장애물 등의 영향에 의해 분류를 효과적으로 확산할 수 없는 경우가 있지만, 본 실시 형태의 유체 발생 장치(1e)의 경우에는, 취출 방향 변경판(9)의 방향을 변경하는 것에 의해 벽면이나 장애물 등의 영향을 어느 정도 경감할 수 있다.
(제5 실시 형태)
다음, 제5 실시 형태에 대해 설명한다. 도13은, 본 실시 형태의 팬 히터(10)의 사시도이다. 본 실시 형태의 팬 히터(10)는, 제2 실시 형태의 유체 발생 장치(1b)를 구비하고 있다.
일반적으로, 팬 히터(10)로부터 취출되는 난기는, 풍속의 감쇠에 따라, 부력 에 의해 크게 말아올라 가기 때문에, 도달 거리가 짧아진다. 본 실시 형태의 팬 히터(10)는, 제2 실시형태의 유체 발생 장치(1b)를 구비하고 있기 때문에, 풍속의 감쇠가 억제되고, 난기가 말아 올라가는 것이 억제되기 때문에 바닥면에 난기가 따라 흐른다. 이에 의해 팬 히터의 쾌적성이 대폭적으로 높아지는 동시에, 풍량을 저감할 수 있기 때문에 소음도 적다.
또한, 제5 실시 형태에 관한 다른 실시 형태로서는, 팬 히터(10)의 유체 발생 장치(1b)를 도1, 도2에 나타낸 제1 실시 형태의 유체 발생 장치(1a)로 변경하는 것이다. 이 경우, 제5 실시 형태에 비해, 난기의 유속 분포가 다르다. 즉, 팬 히터(10)의 전방에의 난기의 도달 거리는 약간 길어지고, 팬 히터(10)의 전방 공간에 있어서의 상하 방향의 난기의 반송 영역이 축소된다.
또한, 제5 실시 형태에 관한 또 다른 실시 형태에서는, 팬 히터(10)의 유체발생장치(1b)를 도9에 나타낸 제2 실시 형태에 관한 다른 유체 발생 장치(1c)로 변경하는 것이다. 이 경우, 제5 실시 형태에 비해, 난기의 유속 분포가 다르다. 즉, 팬 히터(10)의 전방에의 난기의 도달 거리는 동등하고, 팬 히터(10)의 전방 공간에 있어서의 상하 방향의 난기의 반송 영역은 대폭적으로 확대되고, 좌우 방향의 난기의 반송 영역은 축소된다.
(제6 실시 형태)
제6 실시 형태에 대해 설명한다. 도14는 본 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도, 도15는 본 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 측단면도, 도16은, 본 실시 형태의 이온 확산 장치를 구비한 냉장고의 정면도이 다.
본 실시 형태의 이온 확산 장치(11a)는, 송풍기(12)와, 송풍 경로(13)와, 방전면(14a)을 송풍 경로(13)에 면하도록 설치된 이온 발생 장치(14)와, 도시하지 않은 제어부 등으로 이루어진다. 이온 발생 장치(14)의 구동에 의해 생성되는 이온은, 송풍기(12)의 구동에 의해 반송되고, 송풍 경로(13)를 유통하고, 확산 장치 취출구(15)로부터 외부에 방출된다. 또한, 도14 및 도15의 화살표는, 그때의 기류의 상태를 나타내고 있다.
또, 냉장고(20a)의 전면에 설치되는 개폐문(21)의 상부에는, 상기 송풍 경로(13) 및 확산 장치 취출구(15)가 연통하는 냉장고 바깥 이온 취출구(22)가 구비되고, 냉장고 밖으로 이온이 방출, 확산되는 구성으로 되어 있다. 또한, 송풍기(12)의 흡입구 상류에는, 이온 확산 장치(11a) 내부로의 그을음이나 먼지의 침입을 막기 위해, 도시하지 않은 필터가 설치되어 있다.
이온 발생 장치(14)는, H+(H2O)n 및 02 -(H2O)m으로 되는 이온을 발생시킬 수 있고, 사용 목적에 따라, 플러스 이온에 비해 마이너스 이온을 많이 발생시키는 모드, 마이너스 이온에 비해 플러스 이온을 많이 발생시키는 모드, 및 플러스 이온과 마이너스 이온의 양쪽을 거의 동일한 비율로 발생시키는 모드의 절환이 가능하다. 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)으로부터 발생한 이온은 송풍 경로(13)로 방출되고, 송풍기(12)의 구동에 의해 확산 장치 취출구(15) 및 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터 냉장고 밖으로 취출된다.
특히, 이온 발생 장치(14)에 의해 플러스 이온(H+(H20)n등)과 마이너스 이온(02 _(H20)m등)을 거의 동량 발생시키는 경우에는, 냉장고 밖으로 방출된 H+(H20) 및 02 -(H20)m은 미생물의 표면에서 응집하고, 공기 중의 미생물 등의 부유균을 둘러싼다. 그리고, 식(1)~(3)에 나타낸 바와 같이, 충돌에 의해 활성종인 [·OH](수산기 라디칼)이나 H202(과산화수소)를 미생물 등의 표면상에서 응축 생성하여 부유균의 살균을 행한다.
H+(H20)n+02 -(H20)m →·OH+1/202+(n+m)H20 ‥‥(1)
H+(H20)n+H+(H20)N' + O2 -(H20)m+O2 -(H20)m'
→2·OH+02+(n+n'+m+m')H20 ‥‥(2)
H+(H20)n+H+(H20)n' + 02 -(H20)m + O2 -(H20)m'
→H2O2+02+(n+n'+m+m')H20 ‥‥(3)
으로 된다.
상기한 바와 같이, 플러스 이온과 마이너스 이온을 냉장고(20a)의 전방 주위의 냉장고 밖 생활 공간에 방출함으로써, 그 생활 공간에 존재하는 부유균을 살균하고, 위생적인 생활공간을 제공함과 동시에, 개폐문(21) 개폐시에 냉장고 밖으로 부터 냉장고 안으로의 부유균의 침입을 억제하며, 위생적인 냉장고 내 환경을 실현할 수 있다.
또한, 송풍 경로(13)는 좁아지는 부분(13a)과 확대 관부(13b)를 구비하고 있다. 송풍기(12)로부터 확산 장치 취출구(15)로 향하는 송풍 경로(13)에 있어서, 좁아지는 부분(13a)은 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)의 직전에 구비되어 있고, 송풍기(12)로부터 연통하는 송풍 경로(13)의 단면적은 좁아지는 부분(13a)에 있어서 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)에 접근함에 따라 매끄럽게 작아지는 형상을 나타내고 있다. 상기 좁아지는 부분(13a)에 의해 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a) 근방을 유통하는 공기의 흐트러짐을 정류함과 동시에, 송풍기(12) 하류에 생기는 흐름의 치우침, 소위 편류를 억제할 수 있다.
또한, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)의 흐름에 수직인 방향의 폭을 wl, 방전면(14a)에 면하는 송풍 경로(13)의 폭을 w2로 하면, w2=wl로 설정되어 있다. 이 때문에, 이온 발생 장치(14) 하류부의 송풍 경로(13) 중의 이온 농도가 흐름 방향으로 수직인 평면 내에 있어서 대략 균일하게 된다.
여기에서, w2를 1.3×wl보다 크게 설정하면, 흐름에 수직인 방향으로 이온 농도의 ㅂ불균일이 생기기 때문에 바람직하지 않다. 특히,이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)의 흐름에 수직인 방향의 중앙과, 방전면(14a)에 면하는 송풍 경로(13)의 중앙을 동일 위치에 일치시킨 경우에는, 이온은 확산 장치 취출구(15)의 중앙 부근에서 이온 농도가 높고, 양단에 있어서 이온농도가 낮아진다. 또, 송풍 경로(13)의 일측으로 방전면(14a)을 치우치게 한 구조로 하면, 확산 장치 취출구(15)의 일측만 이온 농도가 높고, 다른 쪽에 있어서 이온 농도가 낮아진다.
또한, w2를 0.7×wl보다 작게 살정하면, 방전면(14a)으로부터 방출되는 이온이 기류로 오르지 않기 때문에 비효율적이다. 따라서, 0.7×wl≤w2≤1.3×wl, 바람직하게는 w2=wl로 설정함으로써 이온을 효율적으로 반송하여 확산시킬 수 있다.
또한, 이온 발생 장치(14)로부터 확산 장치 취출구(15)에 이르는 부분은 확대 관부(13b)로 구성되어 있고, 이온 발생 장치(14)로부터 확산 장치 취출구(15)로 향함에 따라 단면적이 매끄럽게 확대되는 구성으로 되어 있다. 또, 이온 발생 장치(14) 직후에 있어서의 확대 관부(13b)의 단면 형상은, 높이 10mm, 폭 30mm, 즉 애스펙트비:AR=3이고, 확대 관부(13b)의 종점, 즉, 확산 장치 취출구(15)에 있어서는, 높이 8mm, 폭 450mm, 즉 애스펙트비:AR=56으로 설정되어 있다.
또한, 확대 관부(13b)에는, 이온 발생 장치(14)의 직 하류부로부터 확산 장치 취출구(15)의 약간 상류부에 걸쳐 복수의 도풍판(16)이 설치되어 있고, 이 도풍판(16)에 의해 확대 관부(13b)의 내부가 복수로 분할되어 있다. 본 실시 형태에 있어서 확대 관부(13b)는, 6매의 도풍판(16)에 의해 7 분할되고, 구획된 각각의 송풍 경로(13)는 확산 장치 취출구(15)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되고, 확산 장치 취출구(15)에 가까운 쪽의 도풍판(16)의 단부에 있어서의 애스펙트비가 8 정도로 설정되어 있다. 또한, 6매의 도풍판(16)은, 확산 장치 취출구(15)에 있어서의 길이 방향의 풍속 분포가 어디에서도 거의 동일하게 되도록 설정 되어 있다. 따라서, 확산 장치 취출구(15) 하류부의 이온 농도가 흐름 방향으로 수직인 평면 내에 있어서 대략 균일하게 된다.
또한, 확대 관부(13b)는, 확산 장치 취출구(15)에 접근함에 따라 아래로 기울어져 있다. 즉, 이온은 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터 수평면에 대해 아래 방향으로 송출된다. 본 실시 형태에 있어서는, 냉장고 바깥 이온 취출구(22)는, 바닥면으로부터 약 1700mm에 설치되어 있기 때문에, 수평면에 대해 하방으로 이온을 송출함으로써 냉장고 밖의 공간에 효율적으로 이온을 살포할 수 있다. 또, 냉장고 주위의 공간에 존재하는 부유균 등의 미생물은, 중력에 의해 시간과 함께 침강하고, 공간 하부에 축적되기 때문에, 수평면에 대해 아래 방향으로 이온을 송출함으로써, 이들 미생물을 보다 효율적으로 살균할 수 있다. 특히, 본 실시 형태의 경우에는, 바닥면에 있어서의 높이가 1300mm부터 1500mm의 위치에 효율적으로 이온을 살포할 수 있기 때문에, 사용자가 바이러스 등의 미생물을 호흡에 의해 체내에 흡인하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
도17은, 실온 15℃의 방에 있어서, 본 실시 형태의 이온 확산 장치(11a)를 구비한 냉장고(20)의 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터, H+(H2O)n과 O2 _((H2O)m으로 되는 이온, 소위 클러스터 이온을 실내에 방출한 경우의 방의 각 부분에서의 이온 농도를 나타내고 있다. 도18은 본 실시 형태의 냉장고와 실내의 이온 농도 분포 계측 포인트와의 위치관계를 나타내는 도면이다. 방의 크기는 8 다다미(높이 2400mm, 횡 3600mm, 깊이 3600mm)이고, 계측 포인트는 도18에 1점 쇄선으로 나타낸 바와 같이,방의 바닥면으로부터의 높이 1700mm의 단면이다. 또, 이때의 냉장고 바깥 이온 취출구(22)의 풍속은, 취출구의 길이 방향의 어떤 위치에 있어서도 거의 균일한 1.5m/s이고, 도18의 화살표는, 이때의 기류의 상태를 나타내고 있다. 또한, 이때의 냉장고 전방 1m에 있어서의 소음치는 22dB이다.
또한, 플러스 이온 농도 2000개/cm3 이상, 마이너스 이온 농도 2000개/cm3 이상일 때, 상기 살균 효과가 확인되어 있다.
후술하는 비교예2의 이온 확산 장치(110a)와 비교하면 명백하지만, 도17에 의하면, 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터 취출된 이온은, 방의 끝까지 도달하고 있다. 또, 본 실시 형태의 냉장고 바깥 이온 취출구(22)의 전방 10mm 위치에 있어서의 이온 농도는 약 1만개/cm3이고, 비교예2와 같이 취출구 근방에 고농도의 이온이 정체하지도 않는다. 또, 8 다다미의 방의 약 60% 이상의 영역에 있어서, 플러스 이온 농도 2000개/cm3 이상, 마이너스 이온 농도 2000개/cm3 이상의 이온 농도를 나타내고 있고, 살균 효과를 나타내는 영역이 비교예2에 대해 현저히 넓어진다.
이하에, 본 실시 형태의 이온 확산 장치(11a)가 비교예2의 이온 확산 장치(110a)에 대해, 이온 확산 능력이 대폭적으로 향상된 메카니즘에 대해 설명한다. 첫째, 확대 관부(13b)는, 디퓨저의 작용을 하도록 설계되어 있고, 따라서 기류의 운동에너지를 정압으로 변환할 수 있고, 송풍기(12)의 송풍 능력을 도울 수 있기 때문에, 도시하지 않은 에어 필터, 좁아지는 부분(13a), 기타 송풍 경로(13)에 있어서 발생하는 압력 손실 전부가 송풍기(12)에 걸리는 경우에 비해 송풍량이 증가하고, 송풍기 소음도 낮아진다. 그 때문에 비교예2에 비해 대풍량의 기류에 의해 이온을 반송하기 때문에, 확산 효율이 현저히 상승한다. 이온 확산 장치(11a)는 비 교예2에 비해 풍량이 약 2배이고, 이때의 냉장고(29a) 전방 1m에 있어서의 소음치는 비교예2와 같이 22dB이다.
둘째, 상기 좁아지는 부분(13a)에 의해 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a) 근방을 유통하는 공기의 흐트러짐을 정류함과 동시에, 송풍기(12) 하류에 생기는 흐름의 편중, 소위 편류를 억제하고 있기 때문에, 기류의 흐트러짐이 비교예2에 비해 대폭적으로 억제되어 있다. 이온은 벽면이나 기타 장애물에 충돌하는 것에 의해 전하를 잃어 소멸한다. 또, 이온 발생 장치(14)로부터 플러스 이온과 마이너스 이온의 양쪽을 거의 동일한 양의 비율로 발생시키고 있는 경우에는, 플러스 이온과 마이너스 이온이 충돌하는 것에 의해 이온이 소멸한다. 즉, 기류가 흐트러지면, 장애물과 이온 및/또는 이온끼리 충돌하는 것에 의한 이온 소멸량이 많고, 기류가 정류되어 있으면, 장애물과 이온 및/또는 이온끼리 충돌하는 것에 의한 이온 소멸량이 적어지기 때문에 이온이 장수명화 한다. 비교예2에 있어서는 약 3초에 이온 농도가 1/e로 감쇠하는 것에 비해, 본 실시 형태에 있어서는 이온 농도가 1/e로 감쇠하는 시간이 약 5초까지 연장된다.
셋째, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a) 근방을 유통하는 공기의 흐트러짐이나 편중을 억제하고 있기 때문에, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a) 근방을 유통하는 공기는 균일하게 된다. 이에 의해, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a) 상에 있어서의 이온 발생 효율이 증가한다. 즉, 소망 이온 발생량을 확보하는데, 저전압 또는 저풍량으로 가능하게 되어, 소음면에서도 유리하게 된다.
넷째, 송풍 경로(13)와 이온 발생 장치(14)의 위치 관계를, 이온 발생 장치 (14)의 방전면(14a)의 흐름에 수직인 방향의 폭과, 방전면(14a)에 면하는 송풍 경로(13)의 폭을 같게 하도록 설정함으로써, 흐름에 수직인 방향의 이온 농도의 불균일이 억제되고, 이온 발생 장치(14) 하류부의 송풍 경로(13) 중의 이온 농도가 흐름 방향으로 수직인 평면 내에 있어서 거의 균일하게 되고, 이온을 효율적으로 기류에 태울 수 있다. 그 때문에, 이온을 효율적으로 반송하고, 확산시킬 수 있다.
다섯째, 취출구의 애스펙트비를 최적화하고, 분류의 포텐셜 코어을 연장하는 것에 의해 풍속의 감쇠를 억제하고 있기 때문에, 기류의 도달 거리가 비교예2에 비해, 대폭적으로 연장되어 있다. 포텐셜 코어의 설명 및 포텐셜 코어의 연장에 의한 기류의 도달 거리 연장 메카니즘 및 효과에 관해서는, 제1 실시 형태와 동일하다. 따라서, 취출구 면적 및 취출구 풍속이 같은, 즉, 동일 풍량이면, 취출구의 애스펙트비를 최적으로 함으로써 포텐셜 코어 길이, 즉, 기류의 도달 거리를 연장할 수 있다. 즉, 같은 포텐셜 코어 길이, 즉, 기류의 도달 거리가 동일한 경우, 풍량을 작게할 수 있기 때문에, 송풍기(12)의 소비전력 및 소음치를 저감할 수 있다.
(제7 실시 형태)
다음, 제7 실시 형태에 대해 설명한다. 도19는 본 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도, 도20은 본 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 측단면도이다.
본 실시 형태는, 제6 실시 형태의 좁아지는 부분(13a)을 폐지하고, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)의 상류의 송풍 경로(13)에 정류 장치(17)가 제공되어 있다. 이에 의해 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a) 근방을 유통하는 공기의 흐트 러짐을 정류할 수 있기 때문에, 제6 실시 형태에 있어서의 좁아지는 부분(13a)의 효과를 얻을 수 있는 동시에, 제6 실시 형태에 있어서의 좁아지는 부분(13a)에 발생한 압력 손실을 제거하여, 송풍 경로(13)에서 발생한 압력 손실을 저감할 수 있기 때문에, 송풍기(12)의 풍량을 증가 및/또는 송풍기(12)의 소음을 저감할 수 있다. 또, 확대 관부(13b)의 도풍판(16)이 폐지되고, 대신에 이온 발생 장치(14)의 직 하류부로부터, 송풍 경로(13)가 복수의 확대 관부(13b)로 분할된다. 본 실시 형태에 있어서 송풍 경로(13)는, 좌우로 5 분할, 상하로 3 분할되어, 합계 15개의 확대 관부(13b)로 분할되며, 따라서 확산 장치 취출구(15)는 15개가 제공된다. 또, 분할되어 구획된 송풍 경로(3) 및 각각의 확대 관부(13b)는 취출구(5)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되고, 확산 장치 취출구(5)의 위치에 있어서의 각각의 송풍 경로는 애스펙트비가 8 정도로 설정되어 있다.
기타의 구성은 제6 실시 형태와 동일하고, 제6 실시 형태와 같이 송풍 경로(13) 및 확산 장치 취출구(15)는 냉장고(20a)의 전면에 설치되는 개폐문(21)의 상부에 비치된 냉장고 바깥 이온 취출구(22)에 연통하고, 냉장고 밖으로 이온이 방출, 확산되는 구성으로 되어 있다.
본 실시 형태는 제6 실시 형태에 대해 이온의 분포가 다르다. 즉, 송풍 경로(13)의 압력 손실 저감에 의한 풍량의 증가 때문에, 냉장고의 전방에의 이온의 확산 거리가 다소 증가하고, 냉장고의 전방 공간에 있어서의 상하 방향의 이온 농도가 보다 균일하게 되고, 냉장고의 전방 하부의 이온 농도가 증가될 수 있다.
또한, 확산 장치 취출구(15) 및 냉장고 바깥 이온 취출구(22)의 형상은, 높 이<폭에 한정되지 않는다.
(제8 실시 형태)
다음, 제8 실시 형태에 대해 설명한다. 도21은 본 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 사시도이다.
본 실시 형태는, 제7 실시 형태의 송풍 경로(13) 및 확산 장치 취출구(15)가, 제3 실시 형태의 유체 발생 장치(1d)의 유체 유통 경로(3) 및 취출구(5)와 동일하게 형성되어 있다. 따라서, 확산 장치 취출구(15)의 형상은 높이>폭이고, 송풍 경로(13)는, 좌우로 7 분할, 상하로 2 분할되어, 합계 14개의 확대 관부(13b)로 분할되며, 그 결과 확산 장치 취출구(15)는 14개 제공된다. 또, 분할되어 구획된 송풍 경로(3) 및 각각의 확대 관부(13b)는 취출구(5)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되고, 확산 장치 취출구(5)의 위치에 있어서의 각각의 송풍 경로는 애스펙트비(이 경우, 취출구 높이/취출구 폭)이 8 정도로 설정되어 있다.
기타의 구성은 제7 실시 형태와 동일하고, 제7 실시 형태와 같이 송풍 경로(13) 및 확산 장치 취출구(15)는 냉장고(20)의 전면에 설치되는 개폐문(21)의 상부에 비치된 냉장고 바깥 이온 취출구(22)에 연통하고, 냉장고 밖으로 이온이 방출, 확산되는 구성으로 되어 있다.
본 실시 형태는 제6 실시 형태에 대해 이온의 분포가 다르다. 즉, 냉장고의 전방에의 이온의 확산 거리 및 냉장고의 전방 공간에 있어서의 좌우 방향의 이온 확산영역은 약간 감소하지만, 냉장고의 전방 공간에 있어서의 상하 방향의 이온 확산영역은 대폭적으로 확대되고, 상하 방향의 이온 농도를 보다 균일화하고, 냉장고 의 전방 하부의 이온 농도를 증가시킬 수 있다. 즉, 이온 확산 장치(11c)의 전방의 상하 좌우 방향의 광범위한 영역에 이온을 확산하는 것이 가능하게 된다.
(제9 실시 형태)
다음, 제9 실시 형태에 대해서 설명한다. 도22는 본 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 측단면도이다.
본 실시 형태는, 제7 실시 형태의 정류 장치(17)이 폐지되는 동시에, 이온 발생장치(14)의 배치가 다르고, 이온 발생 장치(14) 근방의 송풍 경로(13)의 형상 및 공기의 흐름이 다르다. 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)은 송풍기(12)로부터 송출되는 바람의 흐름을 방해하는 위치에 있고, 송풍기(12)로부터 송출된 공기는 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)에 충돌하고, 방전면(14a)으로부터 발생한 이온을 포함하여, 이온 발생 장치(14)의 일측으로부터 송풍 경로(13)을 향해 유출함으로써 정류 효과를 얻는다. 기타의 구성은 제7 실시형태와 동일하다.
본 실시 형태의 이온 확산 장치(11d)에 있어서는, 송풍기(12)로부터 송출된 공기가 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)에 충돌할 때, 편류가 억제되기 때문에,정류 장치(17)가 폐지되어 있음에도 불구하고, 제7 실시 형태와 거의 같은 효과를 얻을 수 있어, 코스트면에서 유리하게 된다.
(제10 실시 형태)
다음, 제10 실시 형태에 대해 설명한다. 도23은 본 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 측단면도이다.
본 실시 형태는, 제7 실시 형태의 정류 장치(17)가 폐지되는 동시에, 이온 발생 장치(14)의 배치가 다르고, 이온 발생 장치(14) 근방의 송풍 경로(13)의 형상 및 공기의 흐름이 다르다. 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)은 송풍기(12)로부터 송출되는 바람의 흐름을 방해하는 위치에 있고, 송풍기(12)로부터 송출된 공기는 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)에 충돌하고, 방전면(14a)으로부터 발생한 이온을 포함하여, 이온 발생 장치(14)의 일측으로부터 송풍 경로(13)를 향해 유출함으로써 정류 효과를 얻는다. 기타의 구성은 제7 실시 형태와 동일하다.
본 실시 형태의 이온 확산 장치(11e)에 있어서는, 송풍기(12)로부터 송출된 공기가 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)에 충돌할 때, 편류가 억제되기 때문에, 정류 장치(17)가 폐지되어 있음에도 불구하고, 제7 실시 형태와 거의 같은 효과를 얻을 수 있어, 코스트면에서 유리하게 된다.
(제11 실시 형태)
다음, 제11 실시 형태에 대해 설명한다. 도24는, 본 실시 형태의 이온 확산장치의 개략 평면 단면도이다.
본 실시 형태의 이온 확산 장치(11f)는, 제6 실시 형태의 확산 장치 취출구(15) 근방에, 연동하여 회동하는 복수의 풍향 변경판(19)이 추가되어 있고, 풍향 변경판(19)의 방향을 변경함으로써 이온의 취출 방향을 가변할 수 있는 구성으로 되어 있다. 기타의 구성은 제6 실시형태와 동일하다.
본 실시 형태에 있어서는, 복수의 풍향 변경판(19)의 방향을, 회전축(19a)을 중심으로 예컨대 도25에 나타낸 바와 같이 변경함으로써, 이온을 소망 방향으로 집중적으로 살포하거나, 광범위하게 살포할 수 있다. 이온 확산 장치(11f)를 갖는 기 기는, 기기의 설치장소에 따라서는, 벽면이나 장애물 등의 영향에 의해 효과적으로 이온을 확산할 수 없는 경우가 있지만, 본 실시 형태의 이온 확산 장치(11f)의 경우에는, 풍향 변경판(19)의 방향을 변경하는 것에 의해 벽면이나 장애물 등의 영향을 어느 정도 경감할 수 있다.
(제12 실시 형태)
다음, 제12 실시 형태에 대해 설명한다. 도26은, 본 실시 형태의 이온 확산장치의 개략 평면 단면도이다.
본 실시 형태의 이온 확산 장치(11g)는, 제6 실시 형태의 도풍판(16)이 생략 되어 있는 한편, 확대 관부(13b)에 풍향 변경 유닛(19b)이 추가되어 있다. 이 풍향 변경 유닛(19)은, 도풍판의 기능을 갖는 3매의 판상 부재가 일체로 성형되어 있고, 회전축(19a)을 중심으로 회동가능한 구성으로 되어 있으며, 상기 풍향 변경 유닛(19b)의 방향을 변경함으로써 이온의 취출 방향을 가변할 수 있다. 기타의 구성은 제6 실시 형태와 동일하다.
본 실시 형태에 있어서는, 풍향 변경 유닛(19b)의 회동 각도를, 예를 들면 도27에 나타낸 바와 같이 변경함으로써, 넓은 범위로의 이온의 취출을, 일측만의 취출로 절환할 수 있다. 즉, 광범위하게 이온을 취출하는 경우, 한쪽에만 이온을 취출하는 경우, 다른 쪽에만 이온을 취출하는 경우의 3 종류의 이온 취출 방향으로 절환할 수 있다.
또한, 제11 실시 형태의 이온 확산 장치(11f)와 비교하여 가동부가 작고, 부품 점수를 적게 할 수 있기 때문에, 코스트면, 신뢰성면에 있어서 우위성이 있 다.
(제13 실시 형태)
다음 , 제13 실시 형태에 대해 설명한다. 도28은, 본 실시 형태의 이온 확산장치 및 그를 구비한 냉장고의 개략 측단면도이다.
본 실시 형태의 이온 확산 장치(11h)는, 제6 실시 형태의 송풍기(12)가 생략되어 있고, 송풍 경로(13)의 일부인 상승 기류 유통 경로(13)c는, 냉장고(20b) 본체의 배면 및/또는 측면에 배치되어 있는 방열부(23)를 덮도록 배치되어 있다. 기타의 구성은 제6 실시 형태와 동일하다.
본 실시 형태의 냉장고(20b)가 동작하면, 냉장고(20b)의 압축기(24)로부터의 방열, 및 냉장고(20b) 본체의 배면 및/또는 측면에 배치되고, 도시하지 않은 열교환기의 열을 냉장고 밖으로 방출하기 위한 방열부(23)로부터의 방열에 의해 상승 기류 유통 경로(13c) 내에 상승 기류(25)가 생기고, 도28에 나타낸 바와 같이 냉장고(20b)의 상부로 상승한다. 상승 기류(25)는 송풍 경로(13)를 따라 냉장고(20b)의 천장부를 통해 흐르고, 이온 발생 장치(14)를 통과할 때 이온을 포함하고, 확산 장치 취출구(15) 및 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터 냉장고 밖으로 방출, 확산된다.
본 실시 형태에 있어서는, 송풍기(12)를 생략할 수 있을 뿐만 아니라, 송풍기(12)로부터 발생하는 지배적인 송풍 소음을 없앨 수 있기 때문에, 대폭적인 저소음화가 가능하게 된다. 또한, 일반적으로 압축기(24) 근방에 설치되는 도시하지 않은 싸이클용 송풍기에 의해 상승 기류의 상승을 돕는 구성으로 하여도 좋다. 또, 방전면(14a) 근방에 이온 풍을 발생시키는 이온 발생 장치(14)를 사용하고, 이온 발생 장치(14)에 의해 발생되는 이온 풍에 의해 송풍하여도 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다.
(제14 실시 형태)
다음, 제14 실시 형태에 대해 설명한다. 도29는, 본 실시 형태의 미소 입자 확산 장치의 주요부를 나타내는 개략 측단면도, 도30은 본 실시 형태의 미소 입자 확산 장치의 주요부를 나타내는 개략 평면 단면도이다. 본 실시 형태의 미소 입자 확산 장치(30)의 주요부는, 송풍기(12)와, 송풍 경로(13)와, 도시하지 않은 제어부로 구성되고, 미소 입자는 송풍기(12)의 구동에 의해 반송되고, 송풍 경로(13)를 유통하고, 확산 장치 취출구(15)로부터 외부로 방출된다. 또, 송풍 경로(13)는 좁아지는 부분(13a)과 확대 관부(13b)를 구비하고 있다.
좁아지는 부분(13a)은, 송풍 경로의 높이가 서서히 감소함과 동시에 폭이 서서히 확대하고, 단면적으로서는 완만하게 감소하는 구성으로 되어 있다. 또, 좁아지는 부분(13a)으로부터 확산 장치 취출구(15)에 이르는 부분은 확대 관부(13b)로 구성되어 있고, 확산 장치 취출구(15)로 향함에 따라 단면적이 매끄럽게 확대되는 구성으로 되어 있다. 구체적으로는, 좁아지는 부분(13a)의 종점 위치에서, 높이 12mm, 폭 30mm, 즉 애스펙트비:AR=2.5, 좁아지는 부분(13a)의 종점 위치에서, 높이 8mm, 폭 40mm, 즉 애스펙트비:AR=5, 확대 관부(13b)의 종점, 즉, 확산 장치 취출구(15) 부분에 있어서는, 높이 8mm, 폭 450mm, 즉 애스펙트비:AR=56으로 설정되어 있다.
또한, 확대 관부(13b)는, 좁아지는 부분(13a)의 직 하류부로부터 확산 장치 취출구(15)의 약간 상류부에 걸쳐, 복수의 도풍판(16)이 설치되어 있고, 이 도풍판(16)에 의해 복수로 분할되어 있다. 본 실시 형태에 있어서 확대 관부(13b)는, 6매의 도풍판(16)에 의해 7 분할되고, 구획된 각각의 송풍 경로(3)는 확산 장치 취출구(15)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되고, 확산 장치 취출구(15)에 가까운 쪽의 도풍판(16)의 단부에 있어서의 애스펙트비가 8 정도로 설정되어 있다.또, 6매의 도풍판(16)은, 확산 장치 취출구(15)부에 있어서의 길이 방향의 풍속 분포가 어디에서도 거의 동일하게 되도록 설정되어 있으며, 이에 따라, 확산 장치 취출구(15) 하류부의 이온 농도가 흐름 방향에 수직인 평면 내에 있어서 거의 균일하게 된다.
상기 송풍계에, 소망 미소 입자를 발생시키는 미소 입자 발생 장치를 설치한다. 설치 위치는, 도29, 도30에 나타낸 A 또는 B의 위치가 바람직하다. 즉, A의 위치는 송풍기(12)의 상류측에 있다. 이 위치에 미소 입자 발생 장치를 설치한 경우에는, 송풍기(12)의 혼합 능력에 의해 미소 입자가 공기와 균일하게 혼합한다. 또, B의 위치는 좁아지는 부분(13a) 또는 좁아지는 부분(13a)의 직 하류부이고, 이 위치에 미소 입자 발생 장치를 설치한 경우에는, 좁아지는 부분(13a)의 정류 효과에 의해 미소 입자가 공기에 비교적 균일하게 혼합한다.
상기 미소 입자의 예로서는, 플러스 이온, 마이너스 이온, 클러스터 이온과 같은 전하를 갖는 입자, 활성을 갖는 라디칼, 원자, 산소 분자, 수분자(수증기)와 같은 각종 분자, 살균 작용을 보이는 미소 입자, 방향(芳香) 성분, 약효 성분, 공 기 청정 장치에 의해 꽃가루나 먼지 등을 청정한 깨끗한 공기, 기타, 공기 중에 확산되어 효과를 발휘하는 미소 입자라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다.
본 실시 형태에 의하면, 제6 실시 형태와 같이 미소 입자를 광범위한 영역에 확산할 수 있다. 또한, 좁아지는 부분(13a) 대신 정류 장치나 정류부를 제공해도 좋다. 또한, 도풍판(16) 대신 송풍 경로(13)를 분할하고, 각각의 송풍 경로(13)의 종단부, 즉 복수 제공된 확산 장치 취출구(15)의 애스펙트비를 8 정도로 설정해도 같은 효과를 얻을 수 있다.
다음, 본 실시 형태에 관한 다른 실시 형태에 대해 설명한다. 도31은, 본 실시 형태의 미소 입자 확산 장치의 일례로서, 가습기 등에 탑재하는 수증기 확산 장치(31)을 나타내는 개략 측단면도이다. 본 실시 형태의 수증기 확산 장치(31)는, 상기 미소 입자 확산장치(30)에 추가하여, 도29 및 도30에 나타낸 B의 위치에 수증기 취출구(32)가 제공되고, 수증기 취출구(32)에 연통하는 수증기 유통 경로(33) 및 수증기 발생 장치(34)가 제공된다. 수증기 발생장치(34)는 예를 들면 도시하지 않은 물탱크와 물탱크 내의 물을 가열하여 수증기를 발생시키는 가열 히터로 구성된다. 본 실시 형태에 의하면, 제14 실시 형태와 같이 수증기를 광범위한 영역에 확산할 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 있어서, 냉장고 바깥 이온 취출구(22)는 냉장고의 천장에 설치해도 된다. 이 구성에 의하면, 살균 작용하는 미소 입자를 보다 멀리 확산할 수 있고, 냉장고의 주위의 공간에 존재하는 부유균 등의 미생물을 살균할 수 있는 공간을 확대할 수 있기 때문에, 개폐문의 개폐시에 냉장고 밖으로부터 냉 장고 안으로 부유균이 침입하는 것을 방지하여, 보다 위생적인 냉장고 내 환경을 실현할 수 있다.
이상, 실시 형태를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절히 변경을 가하여 실시된다. 또, 이온 확산 장치 및 미소 입자 확산 장치는 냉장고뿐만 아니라 각종 기기에 탑재하여도 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다.
( 비교예1 )
제1 실시 형태와 비교하기 위한 비교예에 대해 설명한다. 도32는, 비교예1의 유체 발생 장치를 나타내는 개략 평면 단면도, 도33은 비교예1의 유체 발생 장치를 나타내는 개략 측단면도이다. 비교예1의 유체 발생 장치(100a)는, 유체 송출 장치(2)와, 유체 유통경로(3)와, 분류를 발생하는 취출구(5)와, 도시하지 않은 제어부로 구성되어 있다. 유체는, 유체 송출 장치(2)의 구동에 의해 반송되고, 유체 유통 경로(3)를 유통하고, 취출구(5)로부터 분류로 되어 외부에 방출된다. 또한, 도면의 화살표는 유체의 흐름을 나타내고 있다.
또한, 도34는, 상기 유체 발생 장치(100a)의 사용례로서, 높이 60mm, 폭 60mm의 형상을 갖는 취출구로부터, 취출 유속 1.5m/s의 공기를 송출한 경우의 유속 분포를 나타내는 도면이다. 도면의 격자는 1 블럭이 0.5m을 갖고 있다. 또한, 취출구에서 송출되는 유체가 액체라도 거의 같은 경향을 나타낸다. 도34로부터, 비교예1의 유체 발생 장치(100a)는, 분류의 도달 거리가 짧다고 하는 문제가 있는 것을 알 수 있다.
또한, 비교예1의 유체 발생 장치(100a)는, 광범위한 유체의 반송에 적합하지 않은 문제를 갖고 있다. 일반적으로, 종래 기술을 사용한 유체 발생 장치의 취출구 형상은, 저 애스펙트비의 것이 많고, 그와 같은 취출구로부터 취출된 분류는, 광범위하게 확산되기가 어렵고, 만일 확산된다고 해도, 유속이 대폭적으로 저하하게 된다.
( 비교예2 )
제6 실시 형태와 비교하기 위한 비교예2에 대해 설명한다. 도35는, 비교예2의 이온 확산 장치를 구비한 냉장고의 정면도, 도36은, 비교예2의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이다. 도35의 비교예2의 냉장고(200)의 천장부에는, 비교예2의 이온 확산 장치(110a)가 구비되어 있다.
비교예2의 이온 확산 장치(110a)는, 송풍기(12)와, 송풍 경로(13)와, 방전면(14a)을 송풍 경로(13)에 면하도록 설치된 이온 발생 장치(14)와, 도시하지 않은 제어부로 이루어진다. 이온 발생 장치(14)의 구동에 의해 생성되는 이온은, 송풍기(12)의 구동에 의해 반송되고, 송풍 경로(13)를 유통하고, 확산 장치 취출구(15)로부터 외부로 방출된다. 또한, 도36의 화살표는, 이때의 기류의 상태를 나타내고 있다. 또, 냉장고(200)의 개폐문(21)의 상부에는, 상기 송풍 경로(13) 및 확산 장치 취출구(15)가 연통하는 냉장고 바깥 이온 취출구(22)가 구비되고, 냉장고 밖으로 이온이 방출, 확산되는 구성으로 되어 있다.
또한, 이온 확산 장치(110a)의 송풍기(12)의 흡입구 상류에는, 이온 확산 장치(110a) 내부로의 그을음이나 먼지의 침입을 막기 위해, 도시하지 않은 에어 필터 가 설치되어 있다.
이온 발생 장치(14)는, H+(H2O)n 및 02 -(H2O)m으로 이루어지는 이온을 발생시킬 수 있다. 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)으로부터 발생한 이온은 송풍 경로(13) 중에 방출되고, 송풍기(12)의 구동에 의해 확산 장치 취출구(15) 및 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터 냉장고 밖으로 취출된다.
상기한 바와 같이, 플러스 이온과 마이너스 이온을 냉장고(200)의 전방 주위의 냉장고 밖 생활 공간에 방출함으로써, 그 생활 공간에 존재하는 부유균을 살균하고, 위생적인 생활 공간을 제공하는 동시에, 개폐문(21)의 개폐시에 냉장고 내로의 부유균의 침입을 억제하여, 위생적인 냉장고 내 환경을 실현할 수 있다.
도37은, 실온 15℃의 방에 있어서, 비교예2의 이온 확산 장치(110a)를 구비한 냉장고(200)의 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터, H+(H2O)n과 O2 -(H2O)m으로 되는 이온, 소위 클러스터 이온을 실내에 방출한 경우의, 방의 각 부분에서의 이온 농도를 나타내고 있다. 방의 크기는 8 다다미(높이 2400mm, 횡 3600mm, 깊이 3600mm)이고, 계측 포인트는 도18에 1점 쇄선으로 나타낸 방의 바닥면으로부터의 높이 1700mm의 단면이다. 또, 이때의 냉장고 바깥 이온 취출구(22)의 풍속은 1.5m/s이다. 또한, 이때의 냉장고 전방 1m에 있어서의 소음치는 22dB이다. 또한, 이때의 이온 발생장치(14)의 제어 방법에 관해서는, 제6 실시 형태와 동등하다.
도37에 의하면, 냉장고 바깥 이온 취출구(22)의 주위에는 고농도의 이온이 존재하나, 대부분, 그 영역이 좁아, 반드시 충분하다고는 말할 수 없다. 비교예2의 냉장고 바깥 이온 취출구(22)의 전방 10mm 위치에 있어서의 이온 농도는 약 10만개/cm3이고, 이온 발생 장치(14)로부터 충분한 이온이 발생하고 있지만, 취출구 근방에 고농도의 이온이 정체한 상태로 되어 있고, 방 전체로 확산하고 있지 않다. 즉, 비교예2의 이온 확산 장치(110a)를 구비한 냉장고(200)는, 이온의 발생량에 대해, 이온의 확산 능력이 낮다고 하는 문제가 있다.
이온 농도가 높은 영역을 확대하려면, 이온 확산 장치(110a)의 송풍기(12)의 회전수를 증가시키면 좋지만, 이는 송풍 소음이 현저하게 증가하는 문제가 발생한다. 또는, 이온 농도가 높은 영역을 확대하려면, 이온 발생 장치(14)에 의한 이온의 생성량을 증가시키면 좋으나, 이 경우, 이온 발생 장치(14)에 인가되는 전압을 대폭적으로 증가할 필요가 있을 뿐만 아니라, 이온 발생 음의 증대 및 이온과 동시에 발생하는 오존량이 폭발적으로 증가하는 문제가 발생한다.
비교예2의 이온 확산 장치(110a) 및/또는 이온 발생 장치(14)와 같은 것이 많은 가전 제품에 탑재되어 있는데, 어느 것이나 상기와 같이 이온 확산 능력이 낮다고 하는 문제가 있다.
( 비교예3 )
제6 실시 형태와 비교하기 위한 비교예3에 대해 설명한다. 도38은 비교예3의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도, 도39는 비교예3의 이온 확산 장치를 도시한 개략 측단면도이다.
비교예3의 이온 확산 장치(110b)에 있어서는, 제6 실시 형태의 좁아지는 부분(13a)이 폐지되어 있다. 이 때문에, 송풍 경로(3)의 압력 손실은 감소하지만, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a) 근방을 유통하는 공기의 흐트러짐을 정류할 수 없고, 또한, 송풍기(12) 하류에 생기는 흐름의 편중, 소위 편류를 억제할 수도 없다.즉, 기류의 흐트러짐에 의한 이온끼리의 충돌 확률 상승 때문에 이온 소멸량이 많아져 이온의 수명이 짧아짐과 아울러, 기류의 흐트러짐이나 편중 때문에 방전면(14a) 근방을 유통하는 공기는 균일하지 않아, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)상에 있어서의 이온 발생 효율이 저하한다. 즉, 소망 이온 발생량을 확보하려면 보다 고전압 또는 대풍량이 필요하게 될 뿐만 아니라, 소음면에서도 불리하게 된다. 또, 편중된 기류가 이온을 포함하여 확대 관부(13b)를 유통하고, 확산 장치 취출구(15)로부터 송출되기 때문에, 확산 장치 취출구(15)에서의 길이 방향의 풍속 분포에도 편중이 발생한다. 따라서, 확산 장치 취출구(15) 하류부의 이온 농도도 흐름 방향으로 수직인 평면 내에 있어서 편중이 발생하고, 이온의 확산 능력이 저하하게 된다.
( 비교예4 )
제6 실시 형태와 비교하기 위한 비교예4에 대해 설명한다. 도40은 비교예4의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이고, 개략 측단면도는 도15에 나타낸 제6 실시 형태와 동일하다.
비교예4의 이온 확산 장치(110c)는, 제6 실시 형태의 이온 확산 장치(11a)와 비교하여 방전면(14a)와 그 근방의 송풍 경로(13)의 형상 및 배치가 다르다. 이온 발생장치(14)의 방전면(14a)의 흐름에 수직인 방향의 폭을 wl, 방전면(14a)에 면하는 송풍 경로(13)의 폭을 w2로 하면, w2=2×wl로 설정되고, 또한, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)의 흐름에 수직인 방향의 중앙과, 방전면(14a)에 면하는 송풍 경로(13)의 중앙을 동일 위치에 일치하는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 흐름에 수직인 방향으로 이온 농도의 불균일이 생기고, 확산 장치 취출구(15)의 중앙 부근에서 이온 농도가 높고, 양단에 있어서 이온 농도가 낮아진다. 특히, 송풍기(12)로부터 송출되는 공기의 편중이 크고, 기류가 송풍 경로(13)의 좌우 어느 쪽의 벽면을 따라 흐르는 경우에는, 따라 흐르는 벽면의 하류측의 확산 장치 취출구(15)의 유속이 크고, 확산 장치 취출구(15)의 그외의 장소에서는 풍속이 적어진다. 따라서, 풍속이 적은 부분의 하류역의 이온 농도가 저하하는 동시에, 풍속이 큰 기류가 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)를 통과하지 않기 때문에, 이온 발생 효율도 대폭적으로 저하하여, 이온의 확산 능력이 저하하게 된다.
( 비교예5 )
제6 실시 형태와 비교하기 위한 비교예5에 대해 설명한다. 도41은 비교예5의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도이고, 개략 측단면도는 도15에 나타낸 제6 실시 형태와 동일하다.
비교예5의 이온 확산 장치(110d)는, 제6 실시 형태의 이온 확산 장치(11a)의 도풍판(16)이 폐지되어 있다. 이 때문에, 확대 관부(13b)의 좌우의 벽면으로부터 기류가 박리하고, 디퓨저의 효과가 얻어지지 않는 동시에, 도41에 나타내는 C의 영역에 와류 영역이 생겨, 송풍 효율이 저하한다. 또, 기류가 좌우로 광범위하게 확 산되지 않고, 확산 장치 취출구(15)의 중앙부 부근에 편중되어 흐르기 때문에, 이온도 좌우 방향으로 광범위하게 확산하지 않고 일 방향에만 분포한다. 또한, 확산 장치 취출구(15)에 있어서의 애스펙트비가 최적화되지 않기 때문에, 기류의 도달 거리도 단축된다. 따라서, 이온의 확산 능력이 저하하게 하다.
( 비교예6 )
제6 실시 형태와 비교하기 위한 비교예6에 대해 설명한다. 도42는 비교예6의 이온 확산 장치를 나타내는 개략 평면 단면도, 도43은 비교예6의 이온 확산 장치를 나타낸 개략 측단면도이다.
비교예6의 이온 확산 장치(110e)는, 비교예3으로부터 다시 이온 발생 장치의 설치 위치를 변경한 구성으로 된다. 즉, 비교예3에 있어서는, 이온 발생 장치(14)의 길이 방향을 기류의 흐름과 수직으로 되도록 배치하고 있었던 것에 대해, 비교예6에 있어서는, 이온 발생 장치(14)의 길이 방향을 기류의 흐름과 평행으로 함과 동시에, 확대 관부(13b)의 우측의 측벽에 배치하고 있다. 이 때문에, 비교예3의 문제에 덧붙여, 이온 발생장치(14)가 설치되어 있는 확대 관부(13b)의 우측의 측벽의 하류인 확산 장치 취출구(15)의 우측으로부터 송출되는 이온의 농도는 높고, 확산 장치 취출구(15)의 좌측 및 중앙부에서 송출되는 이온의 농도는 낮아진다고 하는 문제가 생긴다. 즉, 이온은 좌우 방향으로 광범위하게 확산되지 않고, 일 방향(우방향)에만 분포하기 때문에, 이온의 확산 능력이 저하하게 된다.
본 발명의 이온 확산 장치는, 특히 살균 작용을 행하는 클러스터 이온의 확 산 장치로서 유효하게 이용할 수 있고, 냉장고를 비롯하여 각종 가전 제품에 탑재할 수 있다.

Claims (17)

  1. 방전면으로부터 이온을 발생하는 이온 발생 장치;
    상기 이온 발생 장치로부터 발생하는 이온을 반송하는 송풍 경로; 및
    상기 송풍 경로의 말단에 형성되고, 이온을 방출하는 취출구를 구비하고,
    상기 이온 발생 장치의 상류측의 상기 송풍 경로에 이온의 흐름을 정류하는 정류 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치.
  2. 방전면으로부터 이온을 발생하는 이온 발생 장치;
    상기 이온 발생 장치로부터 발생하는 이온을 반송하는 송풍 경로; 및
    상기 송풍 경로의 말단에 형성되고, 이온을 방출하는 취출구를 구비하고,
    상기 이온 발생 장치의 상류측 또는 상기 이온 발생 장치에 병행하는 상기 송풍 경로에, 국부적으로 단면적을 작게 한 좁아지는 부분이 제공되는 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치.
  3. 방전면으로부터 이온을 발생하는 이온 발생 장치;
    상기 이온 발생 장치로부터 발생하는 이온을 반송하는 송풍 경로; 및
    상기 송풍 경로의 말단에 형성되고, 이온을 방출하는 취출구를 구비하고,
    상기 방전면상의 이온의 흐름에 수직인 방향의 폭을 wl, 상기 방전면에 대향하는 상기 송풍 경로의 폭을 w2로 하면, 0.7×wl≤w2≤1.3×wl인 것을 특징으로 하 는 이온 확산 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 송풍 경로를 구획하는 도풍판을 제공한 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 송풍 경로가 복수의 경로로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치.
  6. 방전면으로부터 이온을 발생하는 이온 발생 장치;
    상기 이온 발생 장치로부터 발생하는 이온을 반송하는 송풍 경로; 및
    상기 송풍 경로의 말단에 형성되고, 이온을 방출하는 취출구를 구비하고,
    상기 방전면상의 이온의 흐름에 수직인 방향의 폭을 wl, 상기 방전면에 대향하는 상기 송풍 경로의 폭을 w2로 하면, wl=w2인 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 송풍 경로를 구획하는 도풍판을 제공한 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 송풍 경로가 복수의 경로로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 송풍 경로는, 시점으로부터 종점을 향해 서서히 단면의 애스펙트비가 변화하는 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 송풍 경로는, 시점으로부터 종점을 향해 서서히 단면의 애스펙트비가 커지는 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 송풍 경로는, 시점으로부터 종점을 향해 서서히 단면적이 커지는 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 송풍 경로의 종점에 있어서의 단면의 애스펙트비 AR이, 2≤AR≤20인 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치.
  13. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 송풍 경로의 종점에 있어서의 단면의 애스펙트비 AR이, 5≤AR≤22인 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치.
  14. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 송풍 경로의 종점에 있어서의 단면의 애스펙트비 AR이, 5≤AR≤20인 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치.
  15. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 송풍 경로의 시점에 있어서의 단면의 애스펙트비 AR이, AR≤2인 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치.
  16. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 취출구의 근방에 풍향 변경판을 제공한 것을 특징으로 하는 기재 이온 확산 장치.
  17. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 이온 발생 장치의 상류측에 에어 필터를 제공한 것을 특징으로 하는 이온 확산 장치
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