WO2006088183A1 - イオン発生素子、イオン発生器及び除電器 - Google Patents

イオン発生素子、イオン発生器及び除電器 Download PDF

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WO2006088183A1
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ion
ions
generating element
ion generating
electrode
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PCT/JP2006/302956
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Takafumi Seto
Makoto Hirasawa
Masaaki Tsuji
Akira Okuyama
Susumu Saito
Original Assignee
National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
Fisa Corporation
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/04—Carrying-off electrostatic charges by means of spark gaps or other discharge devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T23/00—Apparatus for generating ions to be introduced into non-enclosed gases, e.g. into the atmosphere
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T19/00—Devices providing for corona discharge
    • H01T19/04—Devices providing for corona discharge having pointed electrodes

Definitions

  • the present invention relates to an ion generating element, an ion generator, and a static eliminator, and in detail, the present invention can prevent neutralization of positive ions and negative ions generated at fine electrodes, and can efficiently generate ions. Further, the present invention relates to an ion generating element having an electrode structure simply configured by having a common induction electrode, and an ion generator and a static eliminator using the same.
  • a general conventional ion generator / static eliminator applies a high voltage from a high voltage power supply to a sharp needle-shaped ion generation electrode to cause corona discharge. It generates and ionizes the air. Since a needle-shaped ion generating electrode needs to efficiently generate a corona discharge with the opposing ground electrode, it is necessary to secure a certain insulation distance, which constitutes ion generation. Space, which limits the miniaturization of efficient ion generators and static eliminators.
  • the needle-shaped ion generating electrode is less likely to cause corona discharge due to the deposition of dust and the like due to wear due to physical slitting, and the ion generation efficiency tends to decrease. there were.
  • the ground electrode which faces the needle-shaped ion generation electrode and is provided to stabilize the discharge, deposition such as dust occurs due to electrostatic adsorption by high voltage and physical sputtering of the ion generation electrode. The surface contamination progressed and was also a factor to reduce ion generation efficiency.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-323964
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-249327
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-105517
  • the high voltage power source is marked between the discharge electrode and the induction electrode through the dielectric to locally discharge and generate ions. It has a flat shape with no structure.
  • discharge at a local part is used, it becomes possible to generate the same amount of ions with lower voltage and power consumption compared to needle-shaped ion generating electrodes, and furthermore, coating on discharge electrodes
  • the insulating protection layer as a layer, deterioration of the electrode, current leakage to the creeping surface, and maintenance can be further improved, so problems with the needle-shaped ion generating electrode are reduced.
  • a high voltage power supply having a direct current component including a high frequency component whose ion concentration can be easily adjusted
  • ions of both polarities are required, for example, at least two ion generating elements are used to generate positive ions and negative ions.
  • the ion generation capacity is likely to vary depending on the mounting position relationship. That is, when the distance between the ion generation elements is relatively short, neutralization of the generated ions reduces the ion generation efficiency as a whole, and when the distance between the ion generation elements is long, the space An imbalanced location of ions occurs. Therefore, when producing applications with different sizes and applications, it is necessary to derive the optimum conditions in consideration of the capacity difference depending on the mounting position of the ion generating element, so the cost in consideration of product development The impact of is large.
  • the object of the present invention is to provide an ion generating element which is high in generation efficiency of positive ions and negative ions and stable with little variation in generation ability, and cost can be reduced and space can be saved.
  • An object of the present invention is to provide an ion generator and a static eliminator used.
  • the present invention for solving the above problems has the following constitution.
  • a dielectric having at least two surfaces, at least two discharge electrodes disposed on at least two surfaces of the dielectric, and the at least two discharges disposed inside the dielectric. What is claimed is: 1. An ion generating element comprising: an induction electrode receiving an action of an electrode, wherein positive ion and negative ion are generated on different surfaces of a dielectric.
  • the dielectric is a plate-like material having a front surface and a rear surface, and positive ions are generated from one of the surfaces, and negative ions are generated to generate the other surface force.
  • the ion generating element as described in 1 above.
  • the discharge electrode is configured using a linear conductive material having a plurality of fine protrusions.
  • V The ion generating element as described in any one of 1 to 3 above, characterized in that
  • the induction electrode is configured using a linear conductive material facing the discharge electrode
  • V The ion generating element as described in any one of the above 1 to 4, characterized in that.
  • a driving voltage is applied between the discharge electrode and the induction electrode of the ion generating element according to any one of 1 to 5 above, and a discharge generated based on the potential difference causes a small amount of the dielectric
  • An ion generator characterized in that it is configured to generate ions from both sides.
  • the dielectric should be distributed on both sides orthogonal to the air flow direction so that both the positive ion generating side and the negative ion generating side are under equal airflow conditions.
  • the ion generation as described in 7 above is characterized in that it is arranged along the air flow direction.
  • An ion concentration adjusting means for changing an amount of at least one of positive and negative ions to be generated is provided, and the ion according to any one of the above 6 to 8, characterized in that Generator.
  • a static eliminator characterized in that the ion generator according to any one of 6 to 9 above is configured to perform static elimination.
  • the generation efficiency of positive ions and negative ions is high !, and the variation in generation ability is small and stable, and the force can also be reduced in cost and space.
  • An on generation element is obtained.
  • the mounting space in the ion generator and the static eliminator can be reduced by about 1 Z 2 in the prior art, and the replacement work of the element and the cleaning man-hour are required in the maintenance man-hours of the ion generating element. It is simplified to about 1Z2 and low cost is possible.
  • the dielectric is a plate-like material having a front surface and a back surface, positive ions are generated in one of the surface forces, and negative ions are generated in the other surface.
  • positive ions and the negative ions are generated in a spatially separated state, the neutralization (cancellation) is reduced, and the ion generation efficiency is extremely good.
  • the induction electrode is one, that is, the induction of receiving the action of the discharge electrode of both the discharge electrode generating positive ions and the discharge electrode generating negative ions.
  • the fine and plural discharge electrodes contribute to downsizing and space saving and power reduction.
  • the induction electrode is configured using a linear conductive material facing the discharge electrode, the positional relationship of the induction electrode with respect to the discharge electrode becomes constant and stable. Ion generation is obtained.
  • the generation efficiency of positive ions and negative ions is high, and the variation of generation ability is small and stable.
  • An ion generator can be obtained which is low cost and space saving.
  • the delivery means for delivering the generated ions by the air flow since the delivery means for delivering the generated ions by the air flow is provided, it is possible to easily deliver the generated ions.
  • the dielectric is disposed along the air flow direction so that the positive ion generation surface and the negative ion generation surface can be distributed on both sides orthogonal to the air flow direction.
  • the ion generation surface and the negative ion generation surface can be set in an equal airflow environment, and both forces are generated in the space divided by the dielectric and are delivered by the air flow, so that neutralization after generation is possible. There is little generation efficiency is high! ,.
  • At least one of positive and negative ions generated is generated. Adjustment of ion balance is easy by the configuration provided with the ion concentration adjusting means for changing the amount of ions.
  • the charge generation is carried out by the ion generator set forth in claims 6 to 9, the generation efficiency of positive ions and negative ions is high, and the variation in generation ability is small and stable. Also, the cost can be reduced, space can be saved, and stable and efficient charge removal can be performed.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the ion generating element of the present invention.
  • FIG. 3 A block diagram showing another embodiment of the ion generating element of the present invention
  • FIG. 4 A perspective view and a sectional view showing a structural example of the ion generating element of the present invention
  • FIG. 5 A perspective view and a sectional view showing another structural example of the ion generating element of the present invention
  • FIG. 6 A plan view and a sectional view showing an example of arrangement of discharge electrodes and induction electrodes on a dielectric
  • FIG. 7 A plan view and a sectional view showing an example of arrangement of discharge electrodes and induction electrodes on a dielectric.
  • FIG. 8 A plan view and a sectional view showing an example of arrangement of discharge electrodes and induction electrodes on a dielectric.
  • FIG. 9 An explanatory view showing a plurality of examples of the projection shape of the discharge electrode
  • FIG. 10 An explanatory view showing a plurality of examples of the shape of the induction electrode
  • FIG. 11 Comparison chart of ion concentration of conventional ion generating element and multi-faced ion generating element of the present invention
  • FIG. 12 An explanatory view for explaining the installation position of the ion generating element with respect to the air flow direction
  • FIG. 13 A perspective view showing an embodiment of the static eliminator of the present invention
  • FIG. 14 A perspective view showing an example of an ion generating element having a desorption configuration
  • FIG. 15 The block diagram which shows an example of the ion generating element of FIG.
  • FIG. 16 A perspective view showing another embodiment of the static eliminator of the present invention
  • FIG. 17 A perspective view showing another embodiment of the static eliminator according to the present invention
  • FIG. 18 A perspective view showing another example of an ion generating element having a desorption configuration
  • FIG. 19 A block diagram showing an example of the ion generating element of FIG.
  • FIG. 20 A graph showing the static elimination characteristics of the static elimination device according to the present invention
  • FIG. 22 An explanatory view showing an example of a conventional ion generating element in which positive ions and negative ions are simultaneously generated by one package of two ion generating elements.
  • the ion generating element comprises a dielectric having at least two surfaces, at least two discharge electrodes disposed on at least two surfaces of the dielectric, and the dielectric. And an induction electrode which receives the action of the at least two discharge electrodes, and is configured to generate positive ions and negative ions on different surfaces of the dielectric.
  • the ion generating element 1 has a discharge electrode la on the front surface A and a discharge on the back surface B of the dielectric 2 having two surfaces, the front surface A and the rear surface B.
  • the electrode lb is formed by micromachining, and the induction electrode 3 is disposed inside the dielectric 2 so as to face the discharge electrode la 'lb.
  • the induction electrode 3 commonly receives both functions of the discharge electrode la ′ 1 b and is embedded and embedded in the dielectric 2 so as to be surrounded by the dielectric 2.
  • the number of induction electrodes 3 may be one or more for one ion generating element 1, and further, one induction electrode 3 may be for a plurality of ion generating elements 1. It may be configured to be
  • the space can be divided into at least two of the surface A side and the back surface B side with the dielectric 2 itself as a boundary. Therefore, positive ions from the front surface A and negative ions from the back surface B are generated, that is, positive ions and negative ions are generated on different surfaces of the dielectric 2 (surface A and back surface B), respectively. Since the ions are spatially separated by the dielectric 2 itself, it is possible to suppress neutralization (cancellation) due to mixing of positive ions and negative ions.
  • a conventional high frequency high voltage power supply is applied to periodically generate positive ions and negative ions, or two ions are generated.
  • the element is packaged in a single package to generate positive ions' and negative ions, which has a high ion generation efficiency.
  • the space required for mounting is smaller than in the configuration in which the conventional ion generating elements are prepared. The space can be saved to about 1Z2, and the number of maintenance steps for ion generating elements can be simplified to about 1Z2 for element replacement work and cleaning, resulting in low cost.
  • the discharge electrode la ′ lb and the induction electrode 3 are integrally formed, the positional relationship for generating positive ions and negative ions can be made constant at all times. Therefore, the ion generation ability is constant, and the difference in ability due to the interference effect due to the respective polarities of the ion generation elements is difficult. Therefore, even when products with different application sizes are commercialized, derivation of optimum conditions is simplified, and it is possible to provide a quick and speedy product that can be easily developed at low cost.
  • the ion generating element 1 in FIG. 1 uses a power supply 4 as a high voltage power supply (hereinafter referred to as a DC type power supply) having a direct current component including a high frequency component, and the configuration shown in FIG. Have.
  • a power supply 4 is a power supply
  • 4A is a positive electrode high voltage circuit
  • 4B is a negative electrode high voltage circuit
  • 4C'4D is a transmission circuit
  • 4E is an output control circuit
  • 4F is a power supply circuit.
  • a control method known in the related art such as output current control, bias control of a power supply, bias control of an induction electrode can be adopted.
  • a method of securing the accuracy by sensing the state of ion generation or the like it is possible to adopt a method of securing the accuracy by sensing the state of ion generation or the like.
  • the ion generating element 1 of the present invention is not limited to the DC type power source, and may be an AC type power source as shown in FIG.
  • the generation efficiency of ions and negative ions is high, the variation in generation capacity is small and stable, and the cost is low and space saving is possible.
  • the ion balance adjusting means can be easily adjusted by using a publicly known control method as in the case of the DC type power supply.
  • the reference numerals in FIG. 3 indicate the configurations of the members of the reference numerals described in FIG.
  • FIG. 4 ⁇ (a) shows a perspective view
  • (b) shows a cross-sectional view.
  • the structural example shown to ⁇ is mentioned.
  • the discharge electricity is generated at two points on each of the surface (A) and the back surface (B) of the plate-like dielectric 2.
  • An induction electrode 3 is formed so as to form a pole la ′ lb and surround it with a dielectric 2.
  • the discharge electrode la 'lb is disposed on the two surfaces [surface (A) and back surface (B)] of the plate-like dielectric 3.
  • the present invention is not limited to two surfaces and two discharge electrodes, and three or more discharge electrodes may be disposed on three or more surfaces.
  • the number of planes is an even number that can be divided by two, and the number of discharge electrodes is also a discharge electrode la that generates positive ions and negative ions.
  • the number of discharge electrodes lb to be generated is preferably the same.
  • Fig. 5 ⁇ (a) shows a perspective view
  • (b) shows a sectional view.
  • FIG. 6 ⁇ (a) shows a plan view and (b) shows a sectional view.
  • FIG. 7 ⁇ (a) shows a plan view
  • (b) shows a cross-sectional view.
  • the induction electrode 3 is disposed in a chevron shape, and the discharge electrode (la 'la' lb 'lb) is disposed on the front surface (A) and the back surface (B) of the valley portion of the induction electrode 3 It is.
  • the material of the discharge electrode la ′ lb used in the ion generating element 1 of the present invention is not particularly limited as long as it has conductivity, and examples thereof include stainless steel, tungsten, conductive ceramics and the like.
  • the discharge electrode la 'lb is preferably made of a material that does not easily deteriorate or melt due to discharge. If the discharge electrode la 'lb is covered and protected with an insulating protective layer such as a surface coating depending on the material of the discharge electrode la' lb and the intended use of the discharge electrode la 'lb, the service life of the discharge electrode la' lb is improved. It is also possible to extend, and at the same time, it is also possible to reduce dust generation from the discharge electrode la 'lb and simplify maintenance.
  • Materials for surface coating include DL C (diamond-like carbon) thin film coating and epoxy-based insulating material.
  • the shape of the discharge electrode la ′ 1b is preferably a linear one having a plurality of fine protrusions.
  • the fine protrusions preferably have a diameter of not less than 0. Ol mm and not more than 10 mm.
  • the shape of the protrusion is not particularly limited as long as it can generate ions, for example, as shown in FIG. 9A.
  • the shape may be any shape, such as a wavy shape, a circular shape, or a lattice shape.
  • the ion generation efficiency is most influenced by the distance between the counter electrode 3 and the minute projections of the discharge electrode la 'lb and the shape of the projections, as compared to the shape dependence of the discharge electrode la' lb. It is strong.
  • the shape thereof is not particularly limited as long as the electric field concentration is easily generated, for example, the shapes shown in FIGS. 9 (b) to 9 (g). In addition, (b)-(g) of FIG. 9 are the elements on larger scale.
  • the dielectric 2 used in the ion generating element 1 of the present invention has discharge electrodes la ′ and lb formed on each surface [surface (A) ⁇ back surface (B) etc.] so as to surround the induction electrode 3 It has a structure that has been formed.
  • the distance between the discharge electrode la 'lb formed on each surface and the induction electrode 3 formed so as to surround it is controlled by the thickness of the dielectric 2 and the thickness is determined by the dielectric constant of the dielectric 2
  • a range of 0.01 to 5 mm is preferable.
  • the shape is not particularly limited as long as it has the above-mentioned structure such as a plate, a circle, a column, or a column.
  • Examples of the material of the dielectric 2 include dielectric materials such as alumina, glass, and Miforce. At the time of forming, by laminating the dielectric material, it is possible to suppress the dielectric breakdown due to the pinhole etc. of the material and to improve the dielectric breakdown voltage and the like.
  • the formation of the discharge electrode la ′ lb on the dielectric 2 can be performed by publicly known means. It is preferable to form the discharge electrode la ′ lb by inkjet printing, silk printing, or screen printing in the present invention.
  • the discharge electrode la 'lb has a structure that does not have a physical sharp point, and the high ion generation efficiency enables driving at a low voltage. Therefore, the risk of touching the ion generating element 1 at the time of maintenance or the like is reduced.
  • the discharge electrode lb and the induction electrode 3 are controlled with the thickness of the dielectric 2, for example, with respect to the distance between the discharge electrode la and the induction electrode 3, the discharge electrode lb and the induction electrode 3 It is also possible to adjust the amount of ions that generate both forces by increasing the distance of. It is known that there is a difference in the energy required to generate positive ions and negative ions, and it has been necessary to adjust the applied voltage source in the past. Bell adjustment is also possible.
  • the induction electrode 3 is formed so as to be surrounded by the dielectric 2, and acts as a common electrode formed to face the respective discharge electrodes la ′ lb.
  • the material of the induction electrode 3 is not particularly limited as long as it has conductivity, and examples thereof include stainless steel, conductive ceramics, and the like.
  • the shape of the induction electrode 3 is not particularly limited as long as it has an electrode structure facing the discharge electrode la ′ lb, for example, various shapes shown in FIGS. 10 (a) to 10 (d). Can take the form of
  • a driving voltage is applied between the discharge electrode la ′ lb and the induction electrode 3, and a positive voltage is generated by the discharge generated based on the potential difference.
  • Is generated from one of the surfaces, and the negative ions are generated with the other surface force, so that positive ions and negative ions are generated in a spatially separated state, so that neutralization (cancellation) is reduced.
  • Ion generation efficiency is good.
  • the positional relationship for generating positive ions and negative ions is always constant, the ability to generate ions is also constant, and the difference in ability due to interference due to each polarity of the ion generating element hardly occurs. Therefore, even when products with different application sizes are commercialized, derivation of optimum conditions is simplified, and it is possible to provide products that are easy to deploy and quick and cost-effective.
  • FIG. 11 is a comparison diagram of the ion concentrations of the ion generation device 1 of the present invention and two conventional ones of the ion generation devices. As apparent from FIG. 11, the ion generation element of the present invention has a good ion generation efficiency as compared with the conventional one.
  • the ozone concentration may be a problem at the same time as the ion concentration is increased.
  • the electric field concentration on the surface and the surface is prevented to reduce the current value between the electrodes (interelectrode It is possible to prevent this by reducing the capacitive coupling, etc.).
  • the ion generator of the present invention applies a driving voltage between the discharge electrode and the induction electrode of the ion generating element described above, and discharge generated based on the potential difference thereof produces at least two of the dielectrics. Ions are generated from the surface.
  • the ion generator is preferably provided with a delivery means for delivering the generated ions by the air flow.
  • the surface (A) for generating positive ions and the negative ion Both sides (A) ⁇ (B) are distributed on both sides orthogonal to the air flow direction (arrows a'b) so that both sides of the surface (B) that generate light have an equal amount of air flow environment.
  • the dielectric 2 is disposed along the air flow direction. Due to the forceful configuration, positive ions and negative ions are generated in a spatially separated state, and the distributed air flow is maintained while maintaining good generation efficiency with reduced neutralization (cancellation). Positive and negative ions will be carried. Therefore, the ion delivery efficiency is high.
  • the ion generator is provided with ion concentration adjusting means for changing the amount of at least one of positive and negative ions to be generated.
  • the embodiment shown in FIG. 13 is provided with the ion generator of the present invention for generating ions by the ion generating element of the present invention described above, and the generated ions are neutralized. It is a static eliminator 10 to perform.
  • the static eliminator 10 is provided with an ion generating element 1 and a propeller fan 11 which is a delivery means for delivering ions generated by the ion generating element 1.
  • the illustration of the power supply unit is omitted.
  • the static eliminator 10 is preferably provided with an adjustment means for adjusting the ion balance and the ion concentration.
  • the size of the static eliminator 10, the “form”, the number of the ion generating elements 1 to be disposed, the delivery capability of the propeller fan 11, various configurations, etc. are appropriately set according to the purpose of use, installation place, etc.
  • the static eliminator 10 shown in FIG. 13 is classified into a fan-type static eliminator using a propeller fan 11 as an ion delivery means.
  • ion generating elements 1 are provided around the outer periphery of propeller fan 11 at intervals of 90 ° with respect to the center of propeller fan 11 so that the generated ions are efficient. It has a configuration disposed on the front of the propeller fan 11 for delivery.
  • the attachment means of the ion generating element 1 to the static eliminator 10 is a professional so that the generated ions can be efficiently delivered. It is preferable to dispose the ion generating element 1 in the air flow of the pelfan 11 and to provide the mounting portion outside the air flow.
  • the attachment by the attachment to the electrode socket 12 as shown in FIG. 14 is mentioned as an example. In this case, if the electrode socket 12 is provided on the outer peripheral edge of the propeller fan 11 under the air flow, the mounting portion will not disturb the air flow.
  • the arrangement method in the case of arranging a plurality of ion generating elements 1 in the static eliminator 10 is such that the positive ion generation surface and the negative ion generation surface are not in the same space (the same polar surfaces face each other)
  • placement the best charge removal performance is obtained.
  • the distance characteristic of the charge removal time gradually loses the ion balance as the distance from the ion generation part increases.
  • the negative voltage decay greatly exceeded the positive voltage decay.
  • V is good ion balance even at a point 60 cm apart It was done.
  • the upper surface sides of the upper two ion generation elements 1 are each positive ion
  • the generation surface (surface having the discharge electrode la) may be used, and the lower surface sides of the lower two ion generation elements 1 may be set as positive ion generation surfaces (the surface having the discharge electrode la).
  • the right side and the top side of the upper side ion generating element 1 and the upper side of the right side ion generating element 1 are used as a positive ion generating surface (surface having the discharge electrode la) and the lower side ion.
  • the left surface side of the generating element 1 and the lower surface side of the left ion generating element 1 may each be a positive ion generating surface (surface having the discharge electrode la).
  • the ion generating element 1 is configured so as to be removable by being attached to the electrode socket 12 as shown in FIG. 14. This makes it easy to clean after replacement and improves maintainability.
  • a configuration as shown in FIG. 15 ⁇ (a) represents the front surface (AM (b) represents the cross section, and (c) represents the back surface (B) side ⁇ can be employed.
  • Fig. 14 and Fig. 15, 13 is a discharge electrode contact and 14 is an induction electrode contact.
  • the arrangement position of the ion generating element 1 is not limited to the configuration shown in FIG. 13, but, for example, another configuration as shown in FIG. 16 can also be adopted.
  • the position generating element 1 is positioned near the central axis of the propeller fan 11, and also the radial four finger guards 15 on the front side It is provided in the state of being covered.
  • the static eliminator according to the present invention is not limited to the fan type static eliminator shown in FIGS. 13 and 16, and may have a configuration as shown in FIG. 17, for example.
  • the static eliminator 10 shown in FIG. 17 is classified into a bar-type static eliminator using compressed air as an ion delivery means.
  • At least one ion generating element 1, 1 ⁇ is disposed on a straight line, and compressed air is blown out on both sides of the ion generating element 1, 1 ⁇
  • the ports 16, 16 ⁇ ⁇ ⁇ are provided at equal intervals, and have a configuration in which ions generated by the ion generating element 1 ⁇ 1 ⁇ ⁇ ′ are sent away by the air velocity. Note that the same reference numerals indicate the same members' configuration.
  • the ion generating element 1 used in the static eliminator 10 shown in FIGS. 16 and 17 has a mounting direction to the static eliminator 10 different from that in the static eliminator 10 shown in FIG. And has the configuration shown in FIG.
  • the static eliminator according to the present invention as shown in FIGS. 13, 16 and 17 can efficiently dispose the ion generation element 1 inside the air flow, the delivery by the air flow is very efficient. It will be done. It should be noted that if the object of static elimination is at a relatively short distance, the static elimination can be performed without using an air flow, since the static elimination is possible without using a delivery source by compressed air.
  • the static eliminator of the present invention as a means for adjusting the ion balance (ion concentration), it is preferable to use a control method for controlling ON and OFF of the output voltage.
  • the ion balance may be adjusted by another control method such as bias control or bias control of the induction electrode.
  • the ion generating element 1 is detachable by the electrode socket 12. With this configuration, replacement and cleaning work is easy and maintenance is improved.
  • the ion generating element 1 used in the static eliminator 10 of the present invention can be driven at a low voltage as described above, the danger is reduced. It is also possible to adopt a structure in which the ion generating element 1 is exposed. Dew ion generator 1 By taking out the structure taken out, not only it is easy to replace and clean at the time of maintenance, but also structural materials for blocking generated ions are reduced, so that the ion generation efficiency is further improved.
  • the ion generating element, the ion generator and the static eliminator according to the present invention have a simple electrode structure, and can be used in place of the conventionally known ion generating element, ion generator and static eliminator.

Landscapes

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  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Elimination Of Static Electricity (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Abstract

　本発明は、正イオン及び負イオンの発生効率が高いと共に発生能力のバラツキが少なく安定しており、しかも低コスト及び省スペース化が可能なイオン発生素子と、それを用いたイオン発生器及び除電器を提供するものであり、イオン発生素子は、少なくとも２つの面を有する誘電体と、該誘電体の少なくとも２つの面に配設される少なくとも２つの放電電極と、前記誘電体の内部に配設されて前記少なくとも２つの放電電極の作用を受ける誘導電極とを有し、正イオンと負イオンとを誘電体の異なる面で発生させる構成であることを特徴とし、更に、イオン発生素子の放電電極と誘導電極の間に駆動用電圧を印加し、その電位差に基づいて発生した放電により、前記誘電体の少なくとも２つの面からイオンを発生させる構成であることを特徴とする。

Description

イオン発生素子、イオン発生器及び除電器
技術分野
[0001] 本発明はイオン発生素子、イオン発生器及び除電器に関し、詳しくは、微細な電極 にて発生した正イオン及び負イオンの中和を防ぎ、効率的にイオンを生成することが 可能で、さらに共通する誘導電極を有することで、電極構造が簡潔に構成されたィォ ン発生素子及びそれを用いたイオン発生器 ·除電器に関する。
背景技術
[0002] 一般的な従来のイオン発生器 ·除電器は、例えば、従来型除電器の場合では、先 鋭な針形状のイオン発生電極に高電圧電源より高電圧を印加して、コロナ放電を生 じさせ、空気をイオン化する。針形状のイオン発生電極は、対極する接地電極との間 で、コロナ放電を効率的に発生する必要があるため、ある一定の絶縁距離を確保す ることが必要となり、イオン発生を構成するためのスペースに制約があり、効率的なィ オン発生器及び除電器の小型化に限界が生じるという課題を有していた。
[0003] また、長期間の使用により、針形状のイオン発生電極は、チリなどの堆積や物理ス ノ ッタリングによる摩耗などの影響により、コロナ放電が生じ難くなり、イオン発生効率 が低下する傾向にあった。また、針形状のイオン発生電極と対向し、放電を安定させ るために設けられた接地電極についても、高電圧による静電吸着及びイオン発生電 極の物理スパッタリングなどにより、チリなどの堆積が生じ表面の汚れが進行し、ィォ ン発生効率を低下させる要因ともなつていた。
[0004] したがって使用者は定期的に、針形状のイオン発生電極先鋭部の清掃または交換 、さらに接地電極及びその周辺の清掃を行ない、イオン発生効率を改善するための メンテナンス作業を強いられることになる。かかるメンテナンス作業は、先鋭部を有す る構造体内部の清掃であり、さらに高電圧が印加されている部分でもあるため、作業 は危険かつ煩わ 、ものとなって!/、る。
[0005] そこで、イオン発生電極を針形状ではなく板状の誘電体に放電電極と誘導電極を 配設した板状のイオン発生素子が開発された (特許文献 1〜3参照)。 [0006] 特許文献 1 :特開 2003— 323964
特許文献 2：特開 2003 - 249327
特許文献 3：特開 2004 - 105517
発明の開示
[0007] 特許文献 1〜3に示す技術では、誘電体を介し放電電極と誘導電極との間で高電 圧電源を印カロして局所的に放電させイオンを発生させるため、物理的な先鋭構造を 持たないフラットな形状となっている。また局所部分での放電を利用している為、針形 状のイオン発生電極に比べ、低電圧、低消費電力で同等のイオン量を発生させるこ とが可能になり、さらに、放電電極にコーティング層なる絶縁保護層を形成することで 、電極の劣化や沿面への電流リーク、更にはメンテナンス性向上が可能になるため、 針形状のイオン発生電極が抱えて ヽた問題が低減されて 、る。
[0008] しかし、上記のような誘電体を介して形成された電極構造によるイオン発生は、比 較的高周波な電力を供給しなければ電極間のインピーダンスが大きくなるため、効 率が極端に低下しイオンを発生することができなくなる。
[0009] AC型電源を印加することで 1つのイオン発生素子力 正イオンと負イオンを周期的 に交互に発生させるものでは、高周波高電圧電源を印加した場合、正イオン及び負 イオンの生成時間間隔が非常に短いため、生成されたイオンが次の周期で生成され る逆極性のイオンと中和し、電気的に安定となり、非常にイオンが飛び出しにくぐ結 果的に全体としての発生効率が減少してしまうと 、う欠点を有して 、る（図 21参照)。
[0010] また、イオン濃度の調整が容易な高周波成分を含む直流成分を有する高電圧電源
(パルス波など）を印カ卩した場合では、正極性の直流成分を有する高電圧電源を印 加することで生成された正イオンがクーロン力による反発作用で、上述の高周波高電 圧電源を印加した場合に比べて、広域にイオンが飛び出し中和を防止することが可 能となる。しかし、どちらか一極性のみのイオン発生となるため、両極性のイオンを必 要とするイオン発生器や除電器の場合、少なくとももう一組の計 2組の装置を必要と するので、コスト及び省スペースの点でのメリットが見込めな!/、。
[0011] また、両極性のイオンを必要とする場合は、例えば、少なくとも 2つのイオン発生素 子を使用して、正イオン及び負イオンを発生させるが、それぞれのイオン発生素子の 取り付け位置関係によってイオン発生能力にバラツキが生じ易い。即ち、夫々のィォ ン発生素子の距離が比較的近い場合は、生成されたイオン同士の中和により、全体 としてのイオン発生効率が低下し、またイオン発生素子の距離が遠い場合は、空間 的にイオンのアンバランスした箇所が生じる。そのため、用途 ·サイズの違うアプリケー シヨンを製品化する際に、イオン発生素子の取り付け位置による能力差を考慮して最 適条件を導き出さなくてはならないので、製品展開を考えた上でのコストへの影響は 大きい。
[0012] また、省スペース化させるために 2つのイオン発生素子をワンパッケージ化し、各極 性の直流高電圧電源を印加することも可能であるが、正イオン発生の放電電極と負 イオン発生の放電電極とで、空間的に近接しているため正イオンと負イオンの混ざり 合いによる中和が増大し、全体としての発生効率が減少してしまう。また、イオン発生 素子の構造をとつても、 2つの素子を製造した場合と等価なため、コストメリットも見込 めない（図 22参照）。
[0013] そこで本発明の課題は、正イオン及び負イオンの発生効率が高いと共に発生能力 のバラツキが少なく安定しており、し力も低コスト及び省スペース化が可能なイオン発 生素子、それを用いたイオン発生器及び除電器を提供することにある。
[0014] 上記課題を解決するための本発明は、下記構成を有する。
[0015] 1.少なくとも 2つの面を有する誘電体と、該誘電体の少なくとも 2つの面に配設され る少なくとも 2つの放電電極と、前記誘電体の内部に配設されて前記少なくとも 2つの 放電電極の作用を受ける誘導電極とを有してなるイオン発生素子であって、正イオン と負イオンとを誘電体の異なる面で発生させる構成であることを特徴とするイオン発 生素子。
[0016] 2.前記誘電体が表面と裏面とを有する板状材であり、正イオンがいずれか一方の 面から発生し、負イオンが他方の面力 発生する構成であることを特徴とする上記 1 に記載のイオン発生素子。
[0017] 3.前記誘導電極が 1つであることを特徴とする上記 1又は 2に記載のイオン発生素 子。
[0018] 4.前記放電電極が、微細な突起を複数有する線状の導電材を用いて構成されて V、ることを特徴とする上記 1〜3の 、ずれかに記載のイオン発生素子。
[0019] 5.前記誘導電極が、前記放電電極に対向する線状の導電材を用いて構成されて
V、ることを特徴とする上記 1〜4の 、ずれかに記載のイオン発生素子。
[0020] 6.上記 1〜5のいずれかに記載のイオン発生素子の放電電極と誘導電極の間に 駆動用電圧を印加し、その電位差に基づいて発生した放電により、前記誘電体の少 なくとも 2つの面からイオンを発生させる構成であることを特徴とするイオン発生器。
[0021] 7.発生したイオンを気流によって送出する送出手段が設けられていることを特徴と する上記 6に記載のイオン発生器。
[0022] 8.正イオンを発生する面と負イオンを発生する面の両面が、等量の気流環境下と なるように、気流方向に直行する両側に前記両面が振り分けられるように誘電体を気 流方向に沿って配設する構成を有することを特徴とする上記 7に記載のイオン発生
[0023] 9.発生する正イオン及び負イオンの少なくとも一方のイオン量を変化させるイオン 濃度調整手段が設けられて 、ることを特徴とする上記 6〜8の 、ずれかに記載のィォ ン発生器。
[0024] 10.上記 6〜9のいずれかに記載のイオン発生器によって除電する構成であること を特徴とする除電器。
[0025] 請求項 1に示す発明によれば、正イオン及び負イオンの発生効率が高!、と共に発 生能力のバラツキが少なく安定しており、し力も低コスト及び省スペース化が可能なィ オン発生素子が得られる。
[0026] 特に、正イオンと負イオンの両イオンを同時に発生させるには、従来では少なくとも
2つのイオン発生素子を用意しなければならないが、本発明によれば、 1つのイオン 発生素子で両イオンを発生させることが可能である。従って、イオン発生器や除電器 における実装スペースが従来の約 1Z2程度の省スペース化が可能となり、また、ィ オン発生素子のメンテナンス工数においても、素子の交換作業や清掃の工数が、従 来の約 1Z2程度に簡略化され、低コストィ匕が可能となる。
[0027] 請求項 2に示す発明によれば、誘電体が表面と裏面とを有する板状材であり、正ィ オンがいずれか一方の面力 発生し、負イオンが他方の面力 発生する構成により、 正イオンと負イオンとが空間的に分離された状態で発生するため、中和 (相殺）が低 減されるためイオン発生効率が極めて良好である。
[0028] し力も、正イオンと負イオンを生成する位置関係が常に一定しているため、イオン発 生の能力についても一定であり、イオン発生素子のそれぞれの極性による干渉影響 による能力差が及び難い。したがって、用途'サイズの違うアプリケーションを製品化 する際にも、最適条件の導き出しが簡略化され、製品展開が容易で低コストそしてス ピーディーに製品提供することが可能となる。
[0029] 請求項 3に示す発明によれば、誘導電極を 1つとしたことにより、即ち、正イオンを 発生する放電電極と負イオンを発生する放電電極の両イオンの放電電極の作用を 受ける誘導電極を共通化したことにより、低コスト化、量産化、省スペース化などが可 能となる。
[0030] 請求項 4に示す発明によれば、放電電極が微細で複数であることにより、小型省ス ペース化や低電力化に寄与する。
[0031] 請求項 5に示す発明によれば、誘導電極が放電電極に対向する線状の導電材を 用いて構成されていることにより、放電電極に対する誘導電極の位置関係が一定と なり安定したイオン発生が得られる。
[0032] 請求項 6に示す発明によれば、請求項 1〜5に示すイオン発生素子を有するイオン 発生器により、正イオン及び負イオンの発生効率が高いと共に発生能力のバラツキ が少なく安定しており、し力も低コスト及び省スペース化が可能なイオン発生器が得ら れる。
[0033] 請求項 7に示す発明によれば、発生したイオンを気流によって送出する送出手段 が設けられて 、るので、発生したイオンを容易に送出することができる。
[0034] 請求項 8に示す発明によれば、気流方向に直行する両側に正イオン発生面と負ィ オン発生面が振り分けられるように誘電体を気流方向に沿って配設する構成により、 正イオン発生面と負イオン発生面とを等量の気流環境下とすることができ、し力も両 面は誘電体によって分割された空間で発生し、気流によって送出されるので、発生 後の中和が少なく発生効率が高！、。
[0035] 請求項 9に示す発明によれば、発生する正イオン及び負イオンの少なくとも一方の イオン量を変化させるイオン濃度調整手段が設けられている構成により、イオンバラ ンスの調整が容易である。
[0036] 請求項 10に示す発明によれば、請求項 6〜9に示すイオン発生器によって除電す るので、正イオン及び負イオンの発生効率が高いと共に発生能力のバラツキが少なく 安定しており、し力も低コスト及び省スペース化が可能であり、安定した効率的な除 電を行うことができる。
図面の簡単な説明
[0037] [図 1]本発明のイオン発生素子の一実施例を示す構成図
[図 2]同上の回路図
[図 3]本発明のイオン発生素子の他の実施例を示す構成図
[図 4]本発明のイオン発生素子の構造例を示す斜視図及び断面図
[図 5]本発明のイオン発生素子の他の構造例を示す斜視図及び断面図
[図 6]放電電極と誘導電極の誘電体への配設例を示す平面図及び断面図
[図 7]放電電極と誘導電極の誘電体への配設例を示す平面図及び断面図
[図 8]放電電極と誘導電極の誘電体への配設例を示す平面図及び断面図
[図 9]放電電極の突起形状の複数例を示す説明図
[図 10]誘導電極の形状の複数例を示す説明図
[図 11]従来のイオン発生素子と本発明の多面イオン発生素子のイオン濃度の比較図
[図 12]イオン発生素子の気流方向に対する配設位置を説明する説明図
[図 13]本発明の除電器の一実施例を示す斜視図
[図 14]脱着構成を有するイオン発生素子の一例を示す斜視図
[図 15]図 14のイオン発生素子の一例を示す構成図
[図 16]本発明の除電器の他の実施例を示す斜視図
[図 17]本発明の除電器の他の実施例を示す斜視図
[図 18]脱着構成を有するイオン発生素子の他の例を示す斜視図
[図 19]図 18のイオン発生素子の一例を示す構成図
[図 20]本発明に係る除電器の除電特性を示すグラフ
[図 21] 1つのイオン発生素子で正イオンと負イオンを周期的に交代で発生させる従来 のイオン発生素子の一例を示す説明図
[図 22]2つのイオン発生素子をワンパッケージィ匕して正イオンと負イオンを同時に発 生させる従来のイオン発生素子の一例を示す説明図
発明を実施するための最良の形態
[0038] 以下、本発明のイオン発生素子の詳細について添付図面に基づき説明する。
[0039] 本発明に係るイオン発生素子は、少なくとも 2つの面を有する誘電体と、該誘電体 の少なくとも 2つの面に配設される少なくとも 2つの放電電極と、前記誘電体の内部に 配設されて前記少なくとも 2つの放電電極の作用を受ける誘導電極とを有してなるィ オン発生素子であって、正イオンと負イオンとを誘電体の異なる面で発生させる構成 を有するものである。
[0040] 即ち、図 1に示すように、イオン発生素子 1は、表面 A及び裏面 Bの 2つの面を有す る誘電体 2の、表面 Aには放電電極 laを、裏面 Bには放電電極 lbを微細加工により 形成し、誘電体 2の内部には、放電電極 la' lbに対向して誘導電極 3を配設する。 誘導電極 3は、放電電極 la' lbの両方の作用を共通に受けるものであり誘電体 2に 囲まれるように、即ち、誘電体 2内部に埋設 '埋込されている。該誘導電極 3は、一つ のイオン発生素子 1に対して 1つであってもよいし、複数であってもよいし、更には、 1 つの誘導電極 3が複数のイオン発生素子 1に対して配設される構成であってもよ 、。
[0041] イオン発生素子 1は、誘電体 2自体を境界として空間を表面 A側と裏面 B側との少 なくとも 2つに分けることができる。従って、表面 Aから正イオンを、裏面 B力も負イオン を発生させる、即ち、正イオンと負イオンとを誘電体 2の異なる面 (表面 Aと裏面 Bとで )で発生させると、それぞれ生成されたイオンは、誘電体 2自体によって空間的に分 離されるため、正イオンと負イオンとの混ざり合いによる中和 (相殺）を抑制することが できる。
[0042] 表面 Α·裏面 Bで正イオン'負イオンを発生させることにより、従来の高周波高電圧 電源を印加して正イオンと負イオンを周期的に発生させていたものや、 2つのイオン 発生素子をワンパッケージィ匕して正イオン'負イオンを発生させていたものとは異なり 、イオン発生効率がよい。また、正イオンと負イオンの両極性を必要とする場合に、従 来のそれぞれのイオン発生素子を用意した構成に比して、実装に必要なスペースが 約 1Z2程度と省スペース化が可能となり、イオン発生素子のメンテナンス工数にお いても、素子の交換作業や清掃の工数が約 1Z2程度に簡略化され、結果として低コ ストイ匕が可能である。
[0043] また、イオン発生素子 1は、放電電極 la' lbと誘導電極 3とが一体構造により構成さ れているため、正イオンと負イオンを生成する位置関係を常に一定とすることができる ため、イオン発生能力が一定であり、イオン発生素子のそれぞれの極性による干渉 影響による能力差が及び難い。従って、用途'サイズの違うアプリケーションを製品化 する際にも、最適条件の導き出しが簡略化され、製品展開が容易で低コストィ匕できる ば力りでなぐスピーディーな製品提供が可能である。
[0044] 図 1のイオン発生素子 1は電源 4を、高周波成分を含む直流成分を有する高電圧 電源 (以下、 DC型電源という。）としており、回路の具体的一例として図 2に示す構成 を有する。図 2に示す回路例では、 4は電源、 4Aは正極高電圧回路、 4Bは負極高 電圧回路、 4C'4Dは発信回路、 4Eは出力制御回路、 4Fは電源回路を各々示す。 図 2に示す実施例によれば、出力電圧の ONと OFFを制御する従来力 ある制御方 式によりイオンバランスを調整することが用意に可能である。尚、イオンバランスの調 整手段としては、これ以外にも例えば、出力電流制御、電源のバイアス制御、誘導電 極のバイアス制御など従来力も知られている制御方式を採用することができる。また、 イオンバランスの精度が要求される用途にお 、ては、イオン発生状態をセンシングす るなどしてその精度を確保する方法も採ることが可能である。
[0045] また、本発明のイオン発生素子 1は、 DC型電源に限らず図 3に示すように AC型電 源を用いてもよぐ AC型電源であっても DC型電源と同様、正イオン及び負イオンの 発生効率が高いと共に発生能力のバラツキが少なく安定しており、し力も低コスト及 び省スペース化が可能である。イオンバランス調整手段についても、 DC型電源の場 合と同様に公知公用の制御方式を用いることで容易に調整することが可能である。 尚、図 3中の符号は、前記図 1で説明した符号の部材 '構成を示す。
[0046] 本発明のイオン発生素子 1の構造例としては図 4{ (a)は斜視図、（b)は断面図を表 す。 }に示す構造例が挙げられる。
[0047] 図 4の例では、板状の誘電体 2の表面 (A)及び裏面 (B)のそれぞれ 2箇所に放電電 極 la ' lbを形成し、誘電体 2で囲むように誘導電極 3を形成している。
[0048] 尚、図 1、図 3及び図 4に示す例では、板状の誘電体 3の二つの面 [表面 (A)と裏 面（B) ]に放電電極 la' lbを配設している力 本発明は 2つの面と 2つの放電電極に 限らず、 3以上の面に 3以上の放電電極を配設してもよい。但し、正イオンと負イオン のバランスをとるために、面の数は 2で割ることのできる偶数であることが好ましぐ放 電電極の数も正イオンを発生させる放電電極 laと負イオンを発生させる放電電極 lb とは同数であることが好ましい。例えば図 5 { (a)は斜視図、（b)は断面図を表す。 }は 、支柱状の誘電体 2の 4つの面（Α·Α' · Β· Β' )に 4つの放電電極（la ' la' lb - lb)を 配設した態様を示す。図 5に示す態様でも、一つの誘導電極 3によって 4つの放電電 極（la ' la ' lb ' lb)の作用を共通に受けることができる。
[0049] 放電電極 la' lb及び誘導電極 3の誘電体 2への配設例としては、例えば、前述の 図 1や図 4に示した板状のイオン発生素子 1では、図 6〜図 8に示すような態様も採る ことができる。図 6 { (a)は平面図、（b)は断面図を表す。 }は誘導電極 3を U字形に配 設した態様であり、図 7{ (a)は平面図、（b)は断面図を表す。 }は放電電極 la ' lbを 誘導電極 3を中心に対角線状に斜めにずらして配設した態様であり、図 8 { (a)は平 面図、（b)は断面図を表す。 }は誘導電極 3を山字形に配設し、該誘導電極 3の山字 の谷部分の表面 (A)と裏面 (B)に放電電極（la ' la' lb ' lb)を配設した態様である。
[0050] 本発明のイオン発生素子 1に用いられる放電電極 la' lbの材質としては、導電性を 有するものであれば特に制限するものではなぐ例えば、ステンレスやタングステン、 導電性セラミックスなどがある。放電電極 la' lbは放電により劣化、溶融などし難い 材料が望ましい。放電電極 la' lbの材質や使用用途などに応じて、表面コーティン グなどの絶縁保護層で放電電極 la ' lbを覆うようにして形成し保護すれば、放電電 極 la ' lbの耐久寿命を延ばすことも可能なり、同時に放電電極 la' lbからの発塵の 低減及びメンテナンスの簡略化も可能となる。表面コーティングの材料としては、 DL C (ダイヤモンドライクカーボン)薄膜コーティングやエポキシ系の絶縁材などがある。
[0051] 放電電極 la' lbの形状としては、微細な突起を複数有する線状のものが望ましぐ 微細な突起は 0. Olmm以上 10mm以下であることが好ましい。突起の形状は、ィォ ン発生可能な形状であれば特に制限されるものでなぐ例えば、図 9の（a)に示すよう な形状でもよいし、その他の波状、円状、格子状等の形状でもよい。イオン発生効率 は、放電電極 la ' lbの形状依存に比べ、対極する誘導電極 3と放電電極 la' lbの微 細な突起物との距離及びその突起形状による関係において、最も影響することがわ 力つている。なお、その形状は電界集中が有効に生じ易い形状であれば、特に制限 するものではなぐ例えば、図 9 (b)〜(g)に示す形状が挙げられる。尚、図 9の (b)〜 (g)は部分拡大図である。
[0052] 本発明のイオン発生素子 1に用いられる誘電体 2は、放電電極 la ' lbをそれぞれ 各面 [表面 (A) ·裏面 (B)等]に形成し、誘導電極 3を囲むように形成した構成となつ ている。各面に形成されている放電電極 la' lbと、囲むように形成されている誘導電 極 3との距離は、誘電体 2の厚みによって制御され、誘電体 2の誘電率によってその 厚みを決定するが、 0. 01〜5mmの範囲が好ましい。また、その形状は、板状、円状 、支柱状、円柱状など上記構造を有するものであれば、その形状に特に制限はない 。誘電体 2の材質としては、アルミナ、ガラス、マイ力などの誘電材料が挙げられる。成 形に際しては、誘電材料を積層することで材料のピンホール等による絶縁破壊を抑 制することができ、絶縁耐圧等を向上させることができる。
[0053] 誘電体 2への放電電極 la ' lbの形成は、公知公用の手段を採ることもできる力 本 発明ではインクジェット印刷やシルク印刷、スクリーン印刷によって形成することが好 ましい。
[0054] 放電電極 la' lbは、従来の針形状のイオン発生電極とは異なり物理的尖鋭部を持 たない構造であり、イオン発生効率がよいことで、低電圧での駆動が可能となったた め、メンテナンスの際等にイオン発生素子 1に触れてしまった際の危険性が低減され た。
[0055] また、放電電極 la · lbと誘導電極 3の距離を、誘電体 2の厚みで制御することで、 例えば、放電電極 laと誘導電極 3の距離に対し、放電電極 lbと誘導電極 3の距離を 長くすることで、両者力も発生するイオン量を調整することも可能となる。正イオンと負 イオンの発生に必要なエネルギーに相違があることは知られており、従来までは印加 電圧源の調整を施す必要があつたが、誘電体 2の厚みの制御によるイオン発生のレ ベルの調整も可能となる。 [0056] 誘導電極 3は、誘電体 2に囲まれたように形成されており、それぞれの放電電極 la' lbに対向し形成されている共通な電極として作用している。誘導電極 3の材料として は、導電性を有するものであれば特に制限するものではなぐ例えば、ステンレスゃタ ングステン、導電性セラミックス等が挙げられる。
[0057] 誘導電極 3の形状としては、放電電極 la ' lbに対向した電極構造であれば、その 形状については特に制限されるものでなぐ例えば、図 10 (a)〜（d)に示す種々の形 状を採ることができる。
[0058] 以上の構成を有するイオン発生素子 1によれば、放電電極 la' lbと誘導電極 3の 電極間に駆動用電圧を印加し、その電位差に基づいて発生した放電により、正ィォ ンがいずれか一方の面から発生、負イオンが他方の面力 発生することにより、正ィ オンと負イオンとが空間的に分離された状態で発生するため、中和 (相殺)が低減さ れ、イオン発生効率がよい。しかも、正イオンと負イオンを生成する位置関係が常に 一定しているため、イオン発生の能力についても一定であり、イオン発生素子のそれ ぞれの極性による干渉影響による能力差が及び難い。したがって、用途'サイズの違 うアプリケーションを製品化する際にも、最適条件の導き出しが簡略化され、製品展 開が容易で低コストィ匕できるば力りでなぐスピーディーな製品提供が可能となる。
[0059] 図 11は、本発明のイオン発生素子 1と、従来の 2つのイオン発生素子をワンパッケ ージ化したもののイオン濃度の比較図である。図 11から明らかなように、本発明のィ オン発生素子はイオン発生効率が従来のものに比して良好である。
[0060] 尚、電圧印加式のコロナ放電を利用したイオン発生システムにおいては、イオン濃 度を高めると同時に、オゾン濃度が高まり問題となる場合がある。本発明のイオン発 生素子においてもそれは例外ではないものの、放電電極 la' lbと誘導電極 3との作 用において、面と面の電界集中を防止し、電極間の電流値を抑える（電極間の容量 結合を小さくするなど)ことで防止できることが分力つて 、る。
[0061] 次に、本発明に係るイオン発生器について説明する。
[0062] 本発明のイオン発生器は、上記説明したイオン発生素子の放電電極と誘導電極の 間に駆動用電圧を印加し、その電位差に基づいて発生した放電により、前記誘電体 の少なくとも 2つの面からイオンを発生させる構成である。 [0063] イオン発生器は、発生したイオンを気流によって送出する送出手段が設けられてい ることが好ましぐこの場合、図 12に示すように、正イオンを発生する面 (A)と負ィォ ンを発生する面 (B)の両面が、等量の気流環境下となるように、気流方向（矢符 a'b) に直行する両側に前記両面 (A) · (B)が振り分けられるように誘電体 2を気流方向に 沿って配設する構成を有することが好ましい。力かる構成によって、正イオンと負ィォ ンとが空間的に分離された状態で発生され、中和 (相殺)が低減された良好な発生効 率を維持した状態で、振り分けられた気流によって、正イオンと負イオンとが運ばれる ことになる。従って、イオン送出効率が高い。
[0064] また、イオン発生器には、発生する正イオン及び負イオンの少なくとも一方のイオン 量を変化させるイオン濃度調整手段が設けられて 、ることが好ま 、。
[0065] 次に、上記イオン発生器によって除電する除電器について添付図面に基づき説明 する。上記イオン発生器の具体的な構成については、下記する除電器の説明を参照 できる。
[0066] 先ず、図 13について説明すれば、図 13に示す実施例は、上記の本発明のイオン 発生素子によりイオンを発生する本発明のイオン発生器を備え、発生したイオンによ つて除電を行う除電器 10である。
[0067] 除電器 10には、イオン発生素子 1、該イオン発生素子 1により発生したイオンを送 出する送出手段であるプロペラファン 11が設けられている。尚、電源部については図 示を省略する。尚また、除電器 10にはイオンバランスやイオン濃度を調整する調整 手段が設けられて 、ることが好ま 、。
[0068] 除電器 10のサイズ '形態'配設するイオン発生素子 1の数'プロペラファン 11の送 出能力等、各種構成等は使用目的や設置場所等、用途に応じて適宜設定される。 図 13に示す除電器 10は、イオンの送出手段にプロペラファン 11を使用したファンタ イブ除電器に分類されるものである。
[0069] 本実施例では、イオン発生素子 1は、プロペラファン 11の中心を基点に、回転角 90 ° 間隔にプロペラファン 11の外周付近に 4つ設けてあり、生成されたイオンが効率よ く送出するためにプロペラファン 11の前面に配置した構成を有している。イオン発生 素子 1の除電器 10への取付手段は、発生するイオンを効率よく送出できるようにプロ ペラファン 11の気流中にイオン発生素子 1を配設し、取付部分は気流外に設けること が好ましい。尚、脱着手段としては、図 14に示すような電極ソケット 12への装着によ る取付が一例として挙げられる。この場合、電極ソケット 12をプロペラファン 11の気流 下の外周縁部に設ければ、取付部分が気流を妨げることがなくなる。
[0070] 除電器 10における、イオン発生素子 1を複数個配置する場合の配置方法は、正ィ オン発生面と負イオン発生面が同一空間内にならないよう設置する（同極面が互い に向き合うように配置する）場合において、最も良好な除電性能が得られる。除電時 間の距離特性は図 20に示すように、正イオンと負イオンが同一の空間に存在する例 (1)の場合には、イオン発生部からの距離が離れるに従って次第にイオンバランスが 崩れるために負電圧の減衰が正電圧の減衰を大きく上回った。一方、同極面が互い に向き合うようにイオン発生素子 1を配設した例（2)の場合、 60cm離れた地点にお V、ても良好なイオンバランスであり、正負ほぼ同じ除電時間が得られた。
[0071] 尚、上記正イオン発生面と負イオン発生面が同一空間内にならないよう設置する具 体例としては、例えば、図 13において、上側 2個のイオン発生素子 1の上面側を各々 正イオン発生面 (放電電極 laを有する面）とすると共に、下側 2個のイオン発生素子 1の下面側を各々正イオン発生面 (放電電極 laを有する面）とすればよい。また、図 1 6にお 、ては、上側イオン発生素子 1の右面側と右側イオン発生素子 1の上面側とを 各々正イオン発生面 (放電電極 laを有する面）とすると共に、下側イオン発生素子 1 の左面側と左側イオン発生素子 1の下面側とを各々正イオン発生面 (放電電極 laを 有する面）とすればよい。
[0072] イオン発生素子 1は、図 14に示すように電極ソケット 12への装着による脱着可能な 構成とすることにより、交換 '取り外しての清掃が容易となりメンテナンス性が向上する 。脱着可能なイオン発生素子 1としては、例えば図 15 { (a)は表面 (AM (b)は断面 、（c)は裏面 (B)側を表す。 }に示すような構成を採ることができる。図 14及び図 15に おいて、 13は放電電極接点、 14は誘導電極接点である。
[0073] イオン発生素子 1の配設位置は、図 13に示す構成に限らず、例えば、図 16に示す ような他の構成を採ることもできる。図 16に示す除電器 10は、イオン発生素子 1がプ 口ペラファン 11の中心軸に近い位置力も放射状に 4つフィンガーガード 15に正面側 をカバーされた状態で設けられて ヽる。
[0074] 本発明の除電器は、図 13及び図 16に示すファンタイプ除電器に限らず、例えば、 図 17に示すような構成を採ることもできる。図 17に示す除電器 10は、イオンの送出 手段に圧縮エアーを使用したバータイプ除電器に分類されるものである。
[0075] 即ち、例えば、少なくとも 1つのイオン発生素子 1、 1 · · ·を直線上に配置し、該ィォ ン発生素子 1、 1 · · ·を境にして、両側には圧縮エアーの吹き出し口 16、 16 · · ·が等 間隔に設けられており、イオン発生素子 1、 1 · · 'で生成されたイオンが、エアー流速 により遠方に送出される構成を有する。尚、同符号は同部材 '構成を示す。
[0076] 図 16及び図 17に示す除電器 10に用いられるイオン発生素子 1は、除電器 10への 取付方向が図 13に示す除電器 10とは異なるため、図 18に示す脱着方向を有し、図 19に示す構成を有する。
[0077] 図 13、図 16及び図 17に示すような本発明の除電器は、気流の内部に効率的にィ オン発生素子 1を配置することができるため、気流による送出が非常に効率よく行な われる。なお、除電対象が比較的近距離であれば、圧縮エアーによる送出源を使用 しなくとも除電が可能なため、気流を使用しない除電器を構成することも可能となる。
[0078] 本発明の除電器において、イオンバランス (イオン濃度)を調整する手段としては、 出力電圧の ONと OFFを制御するような制御方式を使用することが好ましいが、出力 電流制御、電源のバイアス制御、誘導電極のバイアス制御などの他の制御方式によ りイオンバランスの調整を行ってもよい。また、イオンバランスの精度が要求される用 途にお 、ては、イオン発生状態をセンシングするなどしてその精度を確保する方法を 採ることが好ましい。
[0079] また、上記に記載のイオンバランスの重要性と同様に必須事項となるメンテナンス 性の簡略化についても、図 14及び図 18の例のようにイオン発生素子 1を電極ソケット 12による脱着式の構成とすれば、交換、清掃作業が容易となりメンテナンス性が向 上する。
[0080] 本発明の除電器 10に用いられるイオン発生素子 1は、前述したように低電圧での 駆動が可能であることから危険性が低減されているため、除電器 10の前面や表面側 にイオン発生素子 1が露出させた構造を採ることも可能である。イオン発生素子 1を露 出させた構造を採ることにより、メンテナンス時の交換や清掃が容易であるだけでなく 、発生するイオンを遮る構造材が減るため、イオン発生効率がより向上する。
産業上の利用の可能性
本発明に係るイオン発生素子、イオン発生器及び除電器は、電極構造が簡潔に構 成されており、従来公知のイオン発生素子、イオン発生器及び除電器に代わる利用 が可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 少なくとも 2つの面を有する誘電体と、該誘電体の少なくとも 2つの面に配設される少 なくとも 2つの放電電極と、前記誘電体の内部に配設されて前記少なくとも 2つの放 電電極の作用を受ける誘導電極とを有してなるイオン発生素子であって、正イオンと 負イオンとを誘電体の異なる面で発生させる構成であることを特徴とするイオン発生 素子。
[2] 前記誘電体が表面と裏面とを有する板状材であり、正イオンがいずれか一方の面か ら発生し、負イオンが他方の面力 発生する構成であることを特徴とする請求項 1に 記載のイオン発生素子。
[3] 前記誘導電極が 1つであることを特徴とする請求項 1又は 2に記載のイオン発生素子
[4] 前記放電電極が、微細な突起を複数有する線状の導電材を用いて構成されて!ヽるこ とを特徴とする請求項 1〜3のいずれかに記載のイオン発生素子。
[5] 前記誘導電極が、前記放電電極に対向する線状の導電材を用いて構成されて ヽる ことを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載のイオン発生素子。
[6] 請求項 1〜5のいずれかに記載のイオン発生素子の放電電極と誘導電極の間に駆 動用電圧を印加し、その電位差に基づいて発生した放電により、前記誘電体の少な くとも 2つの面カゝらイオンを発生させる構成であることを特徴とするイオン発生器。
[7] 発生したイオンを気流によって送出する送出手段が設けられていることを特徴とする 請求項 6に記載のイオン発生器。
[8] 正イオンを発生する面と負イオンを発生する面の両面が、等量の気流環境下となるよ うに、気流方向に直行する両側に前記両面が振り分けられるように誘電体を気流方 向に沿って配設する構成を有することを特徴とする請求項 7に記載のイオン発生器。
[9] 発生する正イオン及び負イオンの少なくとも一方のイオン量を変化させるイオン濃度 調整手段が設けられて 、ることを特徴とする請求項 6〜8の 、ずれかに記載のイオン 発生器。
[10] 請求項 6〜9の 、ずれかに記載のイオン発生器によって除電する構成であることを特 徴とする除電器。
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