WO2013047077A1 - 酸性成分発生装置 - Google Patents

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須田　洋
浅野　幸康
健之 今井
有紀子 三嶋
純平 大江
彩香 住元
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Definitions

  • the present invention relates to an acidic component generator that generates an acidic component by discharge.
  • Japanese Patent Publication No. 2010-196959 discloses an apparatus that generates acidic components such as nitrate ions and nitrogen oxides by electric discharge.
  • This invention is made in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the acidic component generator which can produce
  • the acidic component generator of the present invention includes a discharge electrode and voltage application means.
  • the voltage applying means generates an acidic component by applying a high frequency voltage to the discharge electrode to cause discharge.
  • Another acidic component generator includes a discharge electrode, a counter electrode facing the discharge electrode, and a voltage applying unit.
  • the voltage application means generates an acidic component by applying a high frequency voltage to the counter electrode to cause discharge.
  • the frequency of the voltage applied by the voltage applying means is preferably 50 kHz to 250 kHz.
  • the voltage applied by the voltage applying means is an alternating current.
  • the acidic component generator according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes a discharge electrode 1, a counter electrode 2 facing the discharge electrode 1, and a voltage applying means 3 that applies a voltage to the discharge electrode 1.
  • the discharge electrode 1 is made of metal, and the shape thereof is not particularly limited.
  • the discharge electrode 1 may be formed in a rod shape with a tip T having a conical shape.
  • the counter electrode 2 is formed in an annular shape, and is provided in a state of being grounded at a position facing the tip of the discharge electrode 1. Further, the counter electrode 2 is configured to generate a potential difference with the discharge electrode 1. That is, the voltage applied by the voltage applying means 3 is discharged from the counter electrode 2 to the outside.
  • the voltage applying means 3 is composed of, for example, an oscillation circuit using a piezoelectric element.
  • the voltage application means 3 is connected to the discharge electrode 1.
  • the voltage applied to the discharge electrode 1 by the voltage applying means 3 is a high frequency voltage set within a frequency range of 50 kHz to 250 kHz.
  • the frequency of the voltage is less than 50 kHz, air ions such as nitrogen ions and oxygen ions generated in the atmosphere are not easily captured between the electrodes (between the tip T of the discharge electrode 1 and the counter electrode 2).
  • the voltage is an AC voltage having a center value of 0 V as shown in FIG. 2, but may be an AC voltage having a negative center value as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 4, the voltage may always be negative.
  • the voltage may be a high frequency, and the waveform is not limited to a sine wave.
  • the amplitude P (potential difference from the center value S) is preferably 1 kV to 5 kV in absolute value.
  • acidic components such as nitrogen oxides such as nitrogen dioxide and nitrate ions
  • the generated acidic components are supplied to, for example, hair, skin, scalp and the like. It is known that when healthy hair, skin, scalp, etc. become alkaline, the resistance to microorganisms such as bacteria and fungi will be weakened. Hair, skin, scalp and the like can be weakly acidified.
  • a high frequency voltage is applied to the discharge electrode 1 when generating the discharge, it is possible to suppress the discharge from being transferred to the arc discharge. That is, when the voltage applied to the discharge electrode 1 is a high frequency and alternating voltage as shown in FIGS. 2 and 3, air ions such as nitrogen ions and oxygen ions generated in the atmosphere are at the high frequency and The space (the space between the tip T of the discharge electrode 1 and the counter electrode 2) is supplemented by the influence of alternating voltage in which positive and negative are alternately switched. For this reason, it is possible to stably input a large amount of energy to the generation of acidic components, making it difficult for arc discharge to occur, and generating a large amount of acidic components. Moreover, since the applied voltage is temporarily lower than the discharge start voltage A, arc discharge is prevented from continuously occurring at this point.
  • the amplitude P (potential difference from the center value S) is preferably in the range of 1 kV to 5 kV in absolute value.
  • the applied voltage is higher than the discharge start voltage A as shown in FIG. 6, arc discharge is less likely to occur for the following reason.
  • the applied voltage is a direct current voltage
  • the point where the distance between the electrodes is the smallest is the smallest, so the discharge is performed at only one point.
  • the applied voltage is a high frequency voltage (50 kHz to 250 kHz)
  • the amplitude P is preferably in the range of 1 kV to 5 kV in absolute value.
  • the frequency of the voltage applied by the voltage applying means 3 is 50 kHz to 250 kHz, a large amount of acidic components can be generated while suppressing the cost and size of the voltage applying means 3.
  • the counter electrode 2 of this embodiment is provided to increase the electric field strength between the discharge electrode 1 and generate a large amount of acidic components, and can be omitted.
  • the voltage applying means 3 is connected to the counter electrode 2, and the discharge electrode 1 is grounded. Further, the discharge electrode 1 is configured such that a potential difference is generated between the discharge electrode 1 and the counter electrode 2. That is, the voltage applied by the voltage applying means 3 is discharged from the discharge electrode 1 to the outside.
  • the voltage applied to the counter electrode 2 by the voltage applying means 3 is the high frequency voltage shown in FIGS. 2 to 6 as in the first embodiment, and the frequency is 50 kHz to 250 kHz as in the first embodiment. It is set within the range.
  • the amplitude P (potential difference from the center value S) is preferably 1 kV to 5 kV in absolute value.
  • arc discharge is less likely to occur, and a large amount of acidic components can be generated.
  • the frequency of the voltage applied to the discharge electrode 1 or the counter electrode 2 by the voltage applying means 3 may be a high frequency outside the range of 50 kHz to 250 kHz.

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Abstract

　放電電極１と、電圧印加手段３とが備えられる。この電圧印加手段３は、前記放電電極１に高周波の電圧を印加して放電を生じさせることにより酸性成分を発生させる。

Description

酸性成分発生装置
　本発明は、放電により酸性成分を発生させる酸性成分発生装置に関する。
　従来技術として、例えば日本国特許公開公報２０１０－１９６９５９号には、放電により硝酸イオン、窒素酸化物等の酸性成分を発生させる装置が開示されている。
　ところで、放電により多量の酸性成分を発生させるには、電極に印加される電圧を大きくすることが考えられるが、この場合、アーク放電が生じる恐れがある。そして、このようにアーク放電が生じると、エネルギーが無駄に消費されて結果として酸性成分を多量に発生させることができず、また、放電の制御が不能になったり、音鳴りが生じたりすることも懸念される。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、アーク放電が生じることを抑制しつつ、多量の酸性成分を生成できる酸性成分発生装置を提供することを課題とする。
　本発明の酸性成分発生装置は、放電電極と、電圧印加手段とを備える。この電圧印加手段は、前記放電電極に高周波の電圧を印加して放電を生じさせることにより酸性成分を発生させる。
　本発明の他の酸性成分発生装置は、放電電極と、この放電電極に対向する対向電極と、電圧印加手段とを備える。前記電圧印加手段は、前記対向電極に高周波の電圧を印加して放電を生じさせることにより酸性成分を発生させる。
　また、前記電圧印加手段によって印加される電圧の周波数が５０ｋＨｚ～２５０ｋＨｚであることが好ましい。
　また、前記電圧印加手段によって印加される電圧が交流であることが好ましい。
　本発明にあっては、アーク放電が生じることを抑制しつつ、多量の酸性成分を生成できる。
第一実施形態の酸性成分発生装置を示す説明図である。 電圧印加手段によって印加される電圧を中心値が０Ｖとなる交流電圧としたときの電圧波形を示すグラフである。 電圧印加手段によって印加される電圧を中心値が負となる交流電圧としたときの電圧波形を示すグラフである。 電圧印加手段によって印加される電圧を常時負となるものしたときの電圧波形を示すグラフである。 電圧印加手段によって印加される電圧が負で且つ放電開始電圧が印加電圧の振幅の間にあるときの電圧波形を示すグラフである。 電圧印加手段によって印加される電圧が負で且つ印加電圧が放電開始電圧よりも大きいときの電圧波形を示すグラフである。 第二実施形態の酸性成分発生装置を示す説明図である。
　以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。
　（第一実施形態）
　図１に示す第一実施形態の酸性成分発生装置は、放電電極１と、放電電極１に対向する対向電極２と、放電電極１に電圧を印加する電圧印加手段３を備えている。
　放電電極１は金属製であり、その形状は特に限定されることなく、例えば、先端部Ｔが円錐状に尖った棒状に形成が挙げられる。
　対向電極２は円環状に形成され、放電電極１の先端に対向する位置に接地された状態で設けられている。更に前記対向電極２は、放電電極１との間で電位差が生じるように構成されている。つまり、電圧印加手段３で印加された電圧が、対向電極２から外部に放電されるようになっている。
　電圧印加手段３は例えば圧電素子を用いた発振回路等で構成されている。電圧印加手段３は放電電極１に接続されている。
　電圧印加手段３によって放電電極１に印加される電圧は、周波数が５０ｋＨｚ～２５０ｋＨｚの範囲内で設定された高周波の電圧である。上記電圧の周波数が５０ｋＨｚ未満であると、大気中に生成された窒素イオンや酸素イオン等の空気イオンが電極間（放電電極１の先端部Ｔと対向電極２との間）に補足されにくくなり、効率よく酸性成分を生成できなくなる可能性がある。また、周波数が２５０ｋＨｚよりも大きくなると、放電状態が変化してアーク放電が生じやすくなる可能性がある。上記電圧は、図２に示すように中心値を０Ｖとする交流電圧であるが、図３に示すように中心値が負となる交流電圧であってもよい。また、図４に示すように電圧が常時負となるものであってもよい。また、前記電圧は高周波であればよく、その波形は正弦波に限定されるものではない。この場合、振幅Ｐ（中心値Ｓとの電位差）は絶対値で１ｋＶ～５ｋＶであることが好ましい。
　前記電圧印加手段３によって放電電極１に前記高周波の電圧を印加して放電を生じさせることにより、二酸化窒素等の窒素酸化物や硝酸イオンといった酸性成分を発生させることができる。生成された二酸化窒素や硝酸イオン等の酸性成分は、例えば毛髪、肌、頭皮等に供給される。健康な毛髪、肌、頭皮等がアルカリ性になると細菌や真菌のような微生物に対する抵抗力が弱くなることが知られており、前記生成された酸性成分を毛髪、肌、頭皮等に供給することで毛髪、肌、頭皮等を弱酸性化することができる。
　ここで、本実施形態では、放電を生じさせるにあたって、放電電極１に高周波の電圧を印加するため、放電がアーク放電に移行することを抑制できる。すなわち、放電電極１に印加される電圧が図２や図３に示されるように高周波で且つ交流電圧であると、大気中に生成された窒素イオンや酸素イオン等の空気イオンが前記高周波で且つ正負が交互に入れ替わる交流電圧の影響により空間（放電電極１の先端部Ｔと対向電極２との間の空間）に補足される。このため、多くのエネルギーを安定して酸性成分の発生に投入することができ、アーク放電が生じに難くなり、多量の酸性成分を発生させることが可能になる。また、印加電圧が放電開始電圧Ａを一時的に下回るので、この点でもアーク放電が継続して生じることが防止される。
　また、放電電極１に印加される電圧が図４に示すように常に負となる場合も放電がアーク放電に移行することを抑制できる。このうち、例えば図５のように印加電圧の正方向の最大値が放電開始電圧Ａを超える場合は、上記と同様、印加電圧が放電開始電圧Ａを一時的に下回るのでアーク放電が継続して生じることが防止される。この場合、振幅Ｐ（中心値Ｓとの電位差）は絶対値で１ｋＶ～５ｋＶの範囲であることが好ましい。
　また、図６のように印加電圧が放電開始電圧Ａよりも大きくても、以下の理由によりアーク放電が継続して生じにくくなる。すなわち、印加電圧が直流電圧であると、電極間距離の最も小さなところが最も小さいのでその１点のみで放電する。これに対して、印加電圧が高周波（５０ｋＨｚ～２５０ｋＨｚ）の電圧であると、電極間の抵抗値だけでなくコンデンサー容量等も考慮されて、電極間距離の多少の違いではインピーダンス（抵抗）に違いが現れず多数の点で放電が生じる。このため、印加電圧が高周波の電圧であると、アーク放電には移行し難くなる。更に、この場合でも、振幅Ｐ（中心値Ｓとの電位差）は絶対値で１ｋＶ～５ｋＶの範囲であることが好ましい。
　また、本実施形態では、電圧印加手段３によって印加される電圧の周波数が５０ｋＨｚ～２５０ｋＨｚであるので、電圧印加手段３のコストとサイズを抑えたまま、多量の酸性成分を生成することができる。
　なお、本実施形態の対向電極２は放電電極１との間の電界強度を高めて酸性成分を多量に発生させるために設けたものであり、省略可能である。
　（第二実施形態）
　次に第二実施形態について説明する。なお、以下の説明では第一実施形態と同一の構成については同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。
　図７に示す本実施形態の酸性成分発生装置は、電圧印加手段３が対向電極２に接続され、放電電極１が接地されている。また、この放電電極１は、上記対向電極２との間で電位差が生じるように構成されている。つまり、電圧印加手段３で印加された電圧が、放電電極１から外部に放電されるようになっている。電圧印加手段３によって対向電極２に印加される電圧は、第一実施形態と同様、図２乃至図６に示す高周波の電圧であり、また、周波数は第一実施形態と同様に５０ｋＨｚ～２５０ｋＨｚの範囲内に設定されている。ここで、この場合でも、振幅Ｐ（中心値Ｓとの電位差）は絶対値で１ｋＶ～５ｋＶであることが好ましい。
　本実施形態も第一実施形態と同様に、アーク放電が生じ難くなり、また、多量の酸性成分を発生させることが可能になる。
　なお、前記各実施形態において電圧印加手段３によって放電電極１又は対向電極２に印加される電圧の周波数は５０ｋＨｚ～２５０ｋＨｚの範囲外の高周波であってもよい。

Claims (5)

  1. 　放電電極と、電圧印加手段とを備え、前記電圧印加手段は、前記放電電極に高周波の電圧を印加して放電を生じさせることにより酸性成分を発生させることを特徴とする酸性成分発生装置。
  2. 　放電電極と、この放電電極に対向する対向電極と、電圧印加手段とを備え、前記電圧印加手段は、前記対向電極に高周波の電圧を印加して放電を生じさせることにより酸性成分を発生させることを特徴とする酸性成分発生装置。
  3. 　前記電圧印加手段によって印加される電圧の周波数が５０ｋＨｚ～２５０ｋＨｚであることを特徴とする請求項１に記載の酸性成分発生装置。
  4. 　前記電圧印加手段によって印加される電圧の周波数が５０ｋＨｚ～２５０ｋＨｚであることを特徴とする請求項２に記載の酸性成分発生装置。
  5. 　前記電圧印加手段によって印加される電圧が交流であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の酸性成分発生装置。
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