JP4076215B2

JP4076215B2 - 除電装置

Info

Publication number: JP4076215B2
Application number: JP2002317943A
Authority: JP
Inventors: 浩一山崎; 啓司川田
Original assignee: サンクス株式会社
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: JP2004152665A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、除電装置に係り、安定的にイオンを生成しつつ、広範囲にわたってイオンを噴射できるようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の除電装置として、例えば特許文献１に開示されているものがある。これは、筒状の導風管（イオン生成室）内に配された放電針に電圧を印加することで、導風管の一方の開口部（イオン放出口）に外嵌された環状の接地電極との間でコロナ放電を生じさせ、これにより生成されたイオンを導風管の他方の開口部から空気流を送り込むことから空気流ともにイオンを外部に噴射する構成とされている。
【０００３】
ところで、上記除電装置の使用態様によっては、イオンを広範囲にわたって噴射したいとの要望がある。これに対して、単位時間当りに空気流入口から導風管に流入する空気流の流量を多くするようにすれば、空気放出口から噴射される空気流の勢いが増して（流速が速くなり）イオンがより遠くに放出される。そして、空気流は流動するに伴って拡散するから、空気流が遠くに放出される分、広範囲にイオンを放出させることができるのである。
しかしながら、導風管内に過剰に空気流が流入すると、導風管内の気圧が上昇し、その結果、コロナ放電が発生するための必要な電圧である放電開始電圧（以下、放電開始電圧と称する。）が上昇するから、コロナ放電が不安定となり、イオン生成量が減少するという問題が生じる。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２９５４９２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
別の手段として、導風管の径を拡大することで多量の空気流を噴射して広範囲にイオンを放出する方法がある。そうすると、接地電極の径も大きくせざる得なくなり、放電針と接地電極との離間距離が開くから、放電開始電圧が高くされてコロナ放電が不安定となり、イオン生成量が減少してしまうという欠点がある。
勿論、空気流入口からの空気の供給量に応じて放電電極及び接地電極間の印加電圧を高くする方法も考えられるが、コロナ放電によるイオン生成に伴って生じる有害なオゾンの発生量は、前記放電開始電圧の上昇に伴って急激に増大するため妥当な方法とはいえない。
【０００６】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、安定的にイオンを生成しつつ、広範囲にイオンを放出することができる除電装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、接地電極により囲まれて筒状をなすイオン生成室内に前記接地電極とは空隙を隔てて同軸状に放電針を配設し、前記接地電極と前記放電針との間に電圧を印加することでコロナ放電を生じさせると共に、前記イオン生成室の一端側から空気を供給して前記イオン生成室の他端側に存するイオン放出口からイオンを含んだ空気を流出させるようにしたものにおいて、前記イオン放出口の近傍に補助空気吐出口を設け、この補助空気吐出口から前記イオン放出口から放出される空気流の放出方向側に向けて空気を放出させるようにしたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項１の発明によれば、イオン放出口からイオンを含んで流出する空気流は補助空気吐出口から吐出される空気流に引き込まれるようになり、その空気流に乗じて遠方に放出されることで広範囲にイオンを放出することができる。したがって、イオン生成室に流入する空気流の単位時間当りの流量を増加させたり、あるいはイオン生成室を大型化する方法を採用することに起因してコロナ放電が不安定となることを防止してイオン生成量が減少するという弊害を回避しつつ、広範囲にイオンを噴射することが可能となる。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、補助空気吐出口から放出される空気流の流速を、イオン放出口から放出される空気流の流速よりも速くしたところに特徴を有し、その結果、イオン放出口から吹き出される空気流は補助空気吐出口からの空気流に引きこまれるようになり、イオン生成室内に空気流が停滞するということを一層効果的に防止できる。
また、請求項３の発明は、請求項１又は請求項２のものにおいて、補助空気吐出口に連なる空気供給路と、イオン生成室に連なる空気供給路とを、同一の空気供給手段に連ねると共に、補助空気吐出口の流路断面積をイオン放出口のそれよりも小さくしたところに特徴を有する。
このようにすると、単一の空気供給手段によってイオン生成室用の空気流と、補助空気吐出口用の空気流とを合理的に生成することができる。
さらに、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明において、補助空気吐出口はイオン放出口の周りを囲むように複数設けたところに特徴を有し、これによりイオンを均等に噴射することができる。
また、請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明において、補助空気吐出口及びそれに連なる空気供給手段は、前記イオン放出口の周りを取り囲むように環状に形成されているところに特徴を有し、この構成では、より確実にイオンを均等に噴射することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る除電装置の一実施形態について図１から図５を参照して説明する。尚、図１において矢印Ａの方向を前方とする。
本実施形態の除電装置は、図１に示すように、本体部１と、放電針２を備えて正負のイオンを生成するイオン生成器３と、イオン生成器３を本体部１に固定するホルダ４と、イオン生成器３に空気流を供給する空気供給パイプ５（請求項に記載の「空気供給手段」に相当する。）と、放電針２に交流電圧を印加する電源供給部６とを備える。
【００１１】
本体部１には導風路１１と、この導風路１１に連通してイオン生成器３を収める収容孔１２とが形成されており、本体部１のハウジングのうち、導風路１１の一端側に空気供給パイプ５が取りつけられている。収容孔１２は断面が円形形状をなしており、その軸方向中央から後よりにテーパ部１２Ｂを介して前側に相対的に径が大きくされて内壁面にねじきり（図示せず）が施された径大部１２Ａと後側に相対的に径の小さい径小部１２Ｃとが形成されている。さらに、本体部１のうち径小部１２Ｃの上方にはテーパ部１２Ｂと導風路１１を連通する貫通孔１３が形成されている。
【００１２】
この収容孔１２には、径小部１２Ｃと略同一の外径を有する円柱状のイオン生成器３がその所定長さを径小部１２Ｃに嵌めこまれた状態で収容されており、さらに、ホルダ４がその外周面に形成されたねじきり（これについては、後述する。）により径大部１２Ａと螺合するようになっている（図１、図２参照）。
また、本体部１下側に配された電源供給部６からは電極板６Ａが導出されて、放電針２に接触した状態とされていると共に、他方の電極板（図示せず、接地電極に相当）がホルダ４に接触されている。
【００１３】
イオン生成器３は、絶縁性材料から形成され、その前端面から中央後よりの部分まで筒部３１が形成されることで筒状の開放空間３２（請求項に記載の「イオン生成室」に相当する。）が設けられているとともに、筒部３１の内壁面には絶縁被膜が施されている。そして、開放空間３２後端とイオン生成器３後端面との間には、電極保持孔３３及び４本の空気流入孔３４（請求項に記載の「イオン生成室に面なる空気供給路」に相当）が形成されている（図１、図２参照）。
電極保持孔３３はイオン生成器３の軸を前後方向に貫通した断面円形状の貫通孔からなり、この電線保持孔３３には放電針２が開放空間３２側に針先２Ａを突き出した状態で開放空間３２内で同軸上に保持されている一方、後端面から放電針２の一部を突き出して電極板５Ａに接触した状態となっている。
空気流入孔３４は電線保持孔３３の周囲に同じく軸方向に沿って貫通された断面円形状の貫通孔からなり、各空気流入孔３４は電線保持孔３３を中心として、前方の開口部が筒部３１内壁面に接するように径方向にぞれぞれ同一距離の位置にあって、かつ、周方向に等間隔で配されているとともに、その開口部が筒部３１内壁面に接した状態とされている（図１、図２参照）。
【００１４】
導電性のホルダ４は略円筒状に形成されており、その外径が径大部１２Ａの径と同一されている一方、内径がイオン生成器３の外径と略同一とされている。また、ホルダ４の外周面のうち前後方向の中央部分に鍔部４１が形成されてホルダ前部４２Ａとホルダ後部４２Ｂとに区画されている（図１、図２参照）。
ホルダ前部４２Ａの開口部４３（請求項に記載の「イオン放出口」に相当する。）には内周方向に突出した環状の突出部４４が形成されており、その突出長さは筒部３１の肉厚と同一とされている。また、ホルダ後部４２Ｂの前後長は本体部１の径大部１２Ａの前後長さよりも短くされており、外周面にはねじきりが施されて、収容孔１２に形成されているねじきりと螺合されるようになっている。また、内周面と外周面との間の肉厚部には軸方向（前後方向）に沿って計６本の貫通孔４５が周方向に等間隔で形成されて、前側の開口部４５Ａから空気流が噴射されるようになっている（図３参照、開口部４３が請求項に記載の「補助空気吐出吐出口」に、貫通孔４５が「補助空気吐出口に連なる空気供給路」の構成に相当する）。
【００１５】
したがって、イオン生成器３及びホルダ４が収容孔１２に収められたときには、イオン生成器３は突出部４４に当接することで本体部１から脱落することが防止されるとともに、ホルダ４の挿入深さが鍔部４１で規制されることで、径大部１２Ａの一部とテーパ部１２Ｂとイオン生成器３との間に環状の隙間１４が形成され、貫通孔１３と隙間１４と貫通孔４５とが連通した状態とされる（図５参照）。
尚、各開口部４５Ａの総開口面積は、開口部４３の開口面積よりも小さくされており、各開口部４５から噴射される空気流の流速は開口部４３から吹き出される空気流の流速に比べて速くなるようにされている。
【００１６】
本実施形態の構成は以上であり、続いてその動作について図４及び図５を参照して説明する。
まず電源供給部６から電源供給を行なうことで放電針２とホルダ４との間に交流電圧が印加され、その印加電圧がコロナ放電を生じさせるための電圧である放電開始電圧に至るとコロナ放電が発生し、放電針２の針先２Ａに正負のイオンが交互に生成される。
【００１７】
一方で、空気流供給パイプ５からは空気流が吹き出され、この空気流は導風路１１を通り、空気供給孔３４から筒部３１の内壁面に沿って開放空間内を流動する。ここで、流体が壁面に沿って流れると、この流体が壁面から離れる方向の拡散が抑制される、といういわゆるコアンダ効果により、開放空間３２内流入した空気流は、内壁面から離れるように徐々に拡散しながら流動して、開口部４４から放出されるとともに、生成された正負イオンも開口部４３から外部に噴射される。また、上記したコアンダ効果により、放電針２の周囲には内壁面に沿って流れる空気流に引き込まれるような気流が発生して負圧領域が形成されるから、放電電極周囲の気圧上昇が抑えられ、安定したコロナ放電が行なわれる。
【００１８】
他方、導風路１１からの空気流のうち、貫通孔１３に流入した空気流は、隙間１４に吹き出された後、６本の貫通孔４５に流入してそれぞれ開口部４５Ａから外部に噴射される（図５参照）。開口部４５Ａから吹き出される空気流は開口部４３から吹き出される空気流の流速よりも速くされているから、開口部４３から吹き出された正負イオンを含む空気流はこれら貫通孔４３から噴射した空気流に引き込まれつつ、この空気流にのって前方に放出される。
【００１９】
このように本実施形態では、開口部４３から噴射されたイオンを含む空気流は開口部４５Ａから噴射される空気流に引き込まれるようにして外部に放出され、開口部４５Ａから放出される空気流が遠方に放出されることで広範囲にイオンを放出することができる。したがって、開放空間３２に流入する空気流の単位時間当りの流量を増加させたり、あるいは開放空間３２を大型化する方法を採用することに起因してコロナ放電が不安定となる（従来技術参照）ことを防止でき、さらには、イオン生成量が減少するという弊害を回避しつつ広範囲にイオンを噴射することが可能となる。
また、開口部４３から吹き出される空気流は開口部４５Ａからの空気流に引きこまれるようにして外部に放出されることで、開放空間３２に空気流が停滞して気圧が上昇するということを効果的に防止できる。
さらに、開口部４３の外周全域にわたって開口部４５Ａを設けたことで、イオンが一方に偏って放出されるということが無く、均等にイオンを放出することができる。
【００２０】
＜第２実施形態＞
本実施形態では、貫通孔４５が環状に形成されており、開口部４５Ａの開口面積と開口部４３の開口面積とが同一とされていることで、両開口部４３，４５Ａから噴射される空気流の流速が同一とされている。このようにしても第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００２１】
＜第３実施形態＞
本発明に係る第３実施形態について図７を参照して説明する。尚、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付して重複する説明を省略するとともに同一の作用・効果についての説明も省略する。
本実施形態では、本体部１に貫通孔１３とハウジング表面とを連通する連通部１４が形成され、この連通部１４に補助空気供給パイプ７を挿し込んだ構成とされている。また、補助空気供給パイプ７に空気流を供給する空気流供給装置は空気流供給パイプ５に空気流を供給する空気流供給装置とは別に設けられている。本実施形態では、イオンが噴射される範囲を調整したいときには、補助空気供給パイプ７に供給される空気流の流量を調整すればよく、このようにすれば、コロナ放電を安定的に行ないながらイオンの噴射範囲を調整することが可能となる。
【００２２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）本実施形態では、テーパ部１２Ｂと導風路１１を連通する貫通孔１３を１本で形成したが、２本以上で形成する構成であっても良い。
【００２３】
（２）また、ホルダには計６本の貫通孔４５を周方向に等間隔に設けた構成を示したが、これに限られず５本以下あるいは７本以上の貫通孔で構成するものであっても良い。
【００２４】
（３）また、上記実施形態において、貫通孔１３又は貫通孔４５に空気流の流量を調整する絞り機構を設ける構成としても良い。このようにすると、単一の空気供給パイプ５によって空気流入孔３４用の空気流と、貫通孔４５用の空気流とを合理的に生成しつつ、イオンの噴射範囲を調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る除電装置の断面図
【図２】イオン生成器、ホルダ及び本体部の一部を示した分解斜視図
【図３】ホルダの前面図
【図４】イオン生成器、ホルダ及びその近傍を示した断面図
【図５】イオン生成器、ホルダ及び本体部の一部を示した分解斜視図
【図６】第２実施形態に係る除電装置のホルダの前面図
【図７】第３実施形態に係る除電装置の断面図
【符号の説明】
１…本体部
２…放電針
３…イオン生成器
４…ホルダ
１３，４５…貫通孔
３２…開放空間
３４…空気流入孔
４３，４５Ａ…開口部

Claims

接地電極により囲まれて筒状をなすイオン生成室内に前記接地電極とは空隙を隔てて同軸状に放電針を配設し、前記接地電極と前記放電針との間に電圧を印加することでコロナ放電を生じさせると共に、前記イオン生成室の一端側から空気を供給して前記イオン生成室の他端側に存するイオン放出口からイオンを含んだ空気を流出させるようにしたものにおいて、
前記イオン放出口の近傍に補助空気吐出口を設け、この補助空気吐出口から前記イオン放出口から放出される空気流の放出方向と略平行方向に空気を放出させるようにしたことを特徴とする除電装置。
前記補助空気吐出口から放出される空気流の流速が前記イオン放出口から放出される空気流の流速よりも速いことを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
前記補助空気吐出口に連なる空気供給路と、前記イオン生成室に連なる空気供給路とは同一の空気供給手段に連なり、前記補助空気吐出口は前記イオン放出口よりも流路断面積が小さくされていることを特徴とする請求項２に記載の除電装置。
前記補助空気吐出口及びそれに連なる前記空気供給路は前記イオン放出口の周りを囲むように複数設けられていることを特徴とする請求項３に記載の除電装置。
前記補助空気吐出口及びそれに連なる前記空気供給手段は、前記イオン放出口の周りを取り囲むように環状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の除電装置。