【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気清浄機等に搭載するマイナスイオン発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気清浄機等に搭載されるマイナスイオン発生装置は、針もしくは細線等からなる放電電極に負の直流高電圧を印加し、電極先端部からコロナ放電によりマイナスイオンを発生するものである。
【０００３】
このような放電電極には高電圧が印加される。このため、放電電極を構成する針によるケガ等を防止する目的で、放電電極はプラスチック製吹出し口でカバーされている。
【０００４】
プラスチック製吹出し口を使用すると、吹出し口そのものが摩擦等の外部要因により負に帯電した場合や、マイナスイオン発生装置で自ら生成したマイナスイオンにより吹出し口が負に帯電した場合には、マイナスイオンが吹出し口により反発力を受け、吹出し口外部へ放出されにくくなったり、帯電した吹出し口に形成される負の電界により、放電作用そのものが弱くなり、マイナスイオンの発生量が減少する。
【０００５】
また、マイナスイオン発生時に吹出し口に手を触れると、マイナスイオンにより人体が帯電し、その状態で導電物に触れた際に電撃を受けるなど、安全性に問題があった。
【０００６】
上に述べた問題を解決すべく、イオンを外部へ大量に供給でき、吹出し口に触れた場合でも人体に帯電しないようにしたイオン発生装置が特開平１１−１９１４７８号公報に開示されている。
【０００７】
これは、ＡＢＳ製の本体ケース内に、針電極からなる放電電極と、高圧電源とからなるマイナスイオン発生器を設け、交流電源に接続している。そしてマイナスイオンの吹出し部の吹出し口のみを半導体とし、この吹出し口を接地している
。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上に述べた如きマイナスイオン発生装置をさらに改良し、特にオゾンの発生を防ぎ、マイナスイオンをより安定して供給でき、またイオン吹出し口に触れた場合でも、人体に影響を与えることのない安全なマイナスイオン発生装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
放電電極に高電圧を印加することにより、コロナ放電を生じさせ、生成されたイオンを加速電極で加速し、吹出し口から放出するマイナスイオン発生装置において、前記加速電極はこれにアノード側を接続した高圧ダイオードを介して接地した。
そして、前記加速電極は導電性を有するリング状又は網状体とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１で本発明について説明する。
図１で、１はＤＣ電源又は電池である。これに接続された発振回路２で交流化し、昇圧トランス３で電圧を上げたのち、交流電圧整流回路４で直流化して、針状負極５に直流高圧が印加される。
【００１１】
すると針状負極５の先端でコロナ放電し、空気の電離作用によってマイナスイオンが発生する。
【００１２】
針状の負極で発生したマイナスイオンはリング状又は網状の導電性加速電極６を通過して加速され放出される。加速電極６はアノード側を接続した高圧ダイオード７を介し接地されている。このようにアノード側を接続した高圧ダイオード７を介して加速電極６を接地することにより、ダイオード７の整流作用によってコロナ放電で発生したマイナスイオンは地中に僅かに流れるので、放電抵抗（針状電極に印加される静電電圧／コロナ電流）が非常に高くなる。従ってコロナ放電電流が激減し、オゾンの発生を抑えることができる。
【００１３】
因みに図２（ａ）の如く、加速電極を接地しないときは、電源の投入初期はマイナスイオンが加速電極６を通り抜けるが、時間とともに加速電極６に帯電し、通り抜ける数が減少し、最後には、無くなってしまう。これは、加速電極６にマイナスイオンが帯電し、負極からのマイナスイオンと反発してしまうからである。このため、加速電極６は接地する必要がある。
【００１４】
そこで、図２（ｂ）の如く、加速電極を抵抗Ｒを介し接地すると、放電電流が多く流れ、オゾンの発生が多くなる。このオゾン発生量が増えると、マイナスイオンの発生がそれだけ減少することになる。このように抵抗Ｒのみで接地して放電電流の発生を減らそうとすると、数１０ＧΩの抵抗Ｒが必要となることが判った。従来はこの方法がとられていた。しかし高抵抗は高価であり、しかも製造が容易でない。又高抵抗は寸法的に大型となり、マイナスイオン発生装置の小型化が困難となる。
【００１５】
（マイナスイオン発生実験）
表１は図３の実験回路を用い、加速電極接地用の素子Ｅとして、本発明の如く高圧ダイオードのアノード側を加速電極に接続し、該高電圧ダイオードを介して接地した場合の効果を確認すべく、下記（ａ）〜（ｅ）に示した接続方法について実験し、オゾンの発生状況を比較した実験結果を示す。
（ａ）素子Ｅが全くなしで接地（ショート）させた場合。
（ｂ）高圧ダイオード７を本発明と逆に接続、即ち高圧ダイオードのカソード側を加速電極６側（図３のＡ側参照）に接続した場合。
（ｃ）図２（ｂ）の抵抗Ｒを１０Ｍ，１００Ｍ，１Ｇ，１０Ｇ，２０Ｇにした場合。
（ｄ）高圧ダイオード７のアノード側を加速電極６側（図３のＡ側参照）に接続した場合…（本発明）。
放電抵抗＝−ＨＶ／コロナ電流が４２８ＧΩについて実験した。
（ｅ）オープン（図２（ａ）の如く接地しない場合）。
【００１６】
さて、針状負極５から光電子が放射され、これが移動する間に空気を電離し、電子とプラスイオンが発生する。このうちプラスイオンは、負極に衝突して金属内の電子を放出しその電子が空気を電離し、また電子とプラスイオンが生じる。これらが繰り返されてコロナ放電電流が流れる。そして、電子は、酸素、水蒸気に付着してマイナスイオンが生じるが、放電電流が多くなると、オゾンの発生も多くなる。
【００１７】
そこで、下記（表１）で次のことが明らかとなった。
１）オゾンの発生を少なくするには、コロナ電流を１０−１μアンペア以下にする必要がある。この条件を抵抗Ｒで実現するには、数１０ＧΩ以上の抵抗が必要であるが（表１・ｃ参照）、高圧ダイオード７を使用すればこれ一本で可能である（表１・ｄ参照）。
２）これは、高圧ダイオード７の整流作用のためマイナスイオンがＧＮＤ（地中）へ流れず放電電流が抵抗だけの時に比べて抑えられることにより、オゾンの発生がほとんどなくなる。
３）加速電極をオープン状態にしておくと、始めのうちはマイナスイオンが放出されるが、時間が経過すると放出量が減少してしまう。これは、加速電極にマイナスイオンが帯電し負電極のマイナスイオンと反発してしまうからである。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】
以上本発明により、高圧ダイオードのアノード側を加速電極に接続して接地したことにより、
１）マイナスイオン発生装置をコンパクトに構成することが可能となった。
２）オゾンの発生を極力抑え、マイナスイオンを持続的にかつ大量に放出できるようになった。
３）高圧ダイオードの整流作用によって、加速電極まわりのマイナスイオンを少し地中に放出するので、放電抵抗を大にし、オゾン発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概念図。
【図２】（ａ）は加速電極をオープンにした状態、（ｂ）は抵抗を介して接地した状態を示す。
【図３】オゾン発生状況の実験装置の概念図。
【符号の説明】
１ ＤＣ電源又は電池 ２ 発振回路
３ 昇圧トランス ４ 交流電圧整流回路
５ 針状負極 ６ 加速電極
７ 高圧ダイオード[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a negative ion generator mounted on an air purifier or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A negative ion generator mounted on an air purifier or the like applies a negative DC high voltage to a discharge electrode formed of a needle, a thin wire, or the like, and generates negative ions by corona discharge from the electrode tip.
[0003]
A high voltage is applied to such a discharge electrode. For this reason, the discharge electrode is covered with a plastic outlet for the purpose of preventing the needle constituting the discharge electrode from being hurt.
[0004]
If a plastic outlet is used, if the outlet itself is negatively charged due to external factors such as friction, or if the outlet is negatively charged by negative ions generated by the negative ion generator, negative ions will be generated. A repulsive force is received by the outlet, which makes it difficult to be discharged to the outside of the outlet, and a negative electric field formed in the charged outlet weakens the discharge action itself, thereby reducing the amount of negative ions generated.
[0005]
In addition, if a user touches the outlet when negative ions are generated, the human body is charged by the negative ions, and when touching a conductive material in that state, there is a problem in safety.
[0006]
In order to solve the above-mentioned problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-191478 discloses an ion generator capable of supplying a large amount of ions to the outside and preventing the human body from being charged even when the outlet is touched.
[0007]
In this device, a discharge electrode formed of a needle electrode and a negative ion generator formed of a high-voltage power supply are provided in an ABS main body case and connected to an AC power supply. Only the outlet of the negative ion outlet is made of semiconductor, and this outlet is grounded.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The above-mentioned negative ion generator has been further improved to prevent the generation of ozone, in particular, to provide a more stable supply of negative ions, and to have a safety that does not affect the human body even when the ion outlet is touched. It is an object to provide a negative ion generator.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
By applying a high voltage to the discharge electrode, a corona discharge is caused, the generated ions are accelerated by the acceleration electrode, and the anode side is connected to the acceleration electrode in a negative ion generator that discharges from the outlet. Grounded via high voltage diode.
The accelerating electrode was a ring or net having conductivity.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 illustrates the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a DC power supply or a battery. The AC voltage is increased by the step-up transformer 3, the DC voltage is increased by the AC voltage rectifier circuit 4, and a DC high voltage is applied to the needle-shaped negative electrode 5.
[0011]
Then, corona discharge occurs at the tip of the needle-shaped negative electrode 5, and negative ions are generated by the ionizing action of air.
[0012]
Negative ions generated at the needle-shaped negative electrode are accelerated and released through the ring-shaped or net-shaped conductive acceleration electrode 6. The accelerating electrode 6 is grounded via a high voltage diode 7 connected to the anode side. By grounding the accelerating electrode 6 via the high-voltage diode 7 connected to the anode side in this way, the negative ions generated by corona discharge due to the rectifying action of the diode 7 slightly flow into the ground, so that the discharge resistance (needle-shaped) The electrostatic voltage / corona current applied to the electrodes) becomes very high. Therefore, the corona discharge current is drastically reduced, and the generation of ozone can be suppressed.
[0013]
Incidentally, as shown in FIG. 2A, when the acceleration electrode is not grounded, the negative ions pass through the acceleration electrode 6 at the initial stage of turning on the power, but are charged with the acceleration electrode 6 with time, and the number of passing through decreases. , Will be gone. This is because negative ions are charged to the accelerating electrode 6 and repel the negative ions from the negative electrode. For this reason, the acceleration electrode 6 needs to be grounded.
[0014]
Therefore, when the acceleration electrode is grounded via the resistor R as shown in FIG. 2B, a large discharge current flows and the generation of ozone increases. As the amount of generated ozone increases, the generation of negative ions decreases accordingly. As described above, it was found that a resistance R of several tens of GΩ was required to reduce the generation of discharge current by grounding only with the resistance R. Conventionally, this method has been adopted. However, high resistance is expensive and not easy to manufacture. In addition, the high resistance becomes large in size, making it difficult to reduce the size of the negative ion generator.
[0015]
(Negative ion generation experiment)
Table 1 shows the effect when the anode side of the high voltage diode is connected to the acceleration electrode as in the present invention and grounded via the high voltage diode as the element E for grounding the acceleration electrode using the experimental circuit of FIG. For the sake of simplicity, experiments are performed on the connection methods shown in (a) to (e) below, and experimental results comparing ozone generation conditions are shown.
(A) When the element E is grounded (short-circuited) without any element.
(B) The case where the high voltage diode 7 is connected in reverse to the present invention, that is, the cathode side of the high voltage diode is connected to the acceleration electrode 6 side (see the A side in FIG. 3).
(C) When the resistance R in FIG. 2B is set to 10M, 100M, 1G, 10G, and 20G.
(D) The case where the anode side of the high voltage diode 7 is connected to the acceleration electrode 6 side (see A side in FIG. 3) (the present invention).
An experiment was performed for discharge resistance = −HV / corona current of 428 GΩ.
(E) Open (when not grounded as in FIG. 2A).
[0016]
Now, photoelectrons are emitted from the needle-shaped negative electrode 5 and ionize air while moving, generating electrons and positive ions. Of these, the positive ion collides with the negative electrode and emits electrons in the metal, and the electrons ionize air and generate electrons and positive ions. These are repeated, and a corona discharge current flows. The electrons adhere to oxygen and water vapor to generate negative ions. However, when the discharge current increases, the generation of ozone increases.
[0017]
Then, the following has been clarified in the following (Table 1).
1) In order to reduce the generation of ozone, the corona current needs to be 10 -1 μA or less. To realize this condition with the resistor R, a resistor of several tens GΩ or more is required (see Table 1 · c), but this can be achieved by using a high voltage diode 7 (see Table 1 · d). .
2) This is because the rectifying action of the high voltage diode 7 prevents negative ions from flowing to GND (underground) and suppresses the discharge current as compared with the case where only the resistance is used.
3) If the accelerating electrode is kept open, negative ions are emitted at first, but the amount of emission decreases as time passes. This is because negative ions are charged on the accelerating electrode and repel the negative ions on the negative electrode.
[0018]
[Table 1]
[0019]
【The invention's effect】
According to the present invention, by connecting the anode side of the high-voltage diode to the acceleration electrode and grounding,
1) The negative ion generator can be made compact.
2) The generation of ozone has been minimized, and negative ions can be released continuously and in large quantities.
3) Since the rectifying action of the high voltage diode releases a small amount of negative ions around the accelerating electrode into the ground, the discharge resistance can be increased and ozone generation can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of the present invention.
2A shows a state in which an accelerating electrode is opened, and FIG. 2B shows a state in which the accelerating electrode is grounded via a resistor.
FIG. 3 is a conceptual diagram of an experimental device for ozone generation.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply or battery 2 Oscillation circuit 3 Step-up transformer 4 AC voltage rectification circuit 5 Needle negative electrode 6 Acceleration electrode 7 High voltage diode