イオン発生機
【課題】イオンを発生するイオン発生装置と発生したイオンを空間に放出する送風装置とを備えたイオン発生機において、イオン発生装置で発生したイオンを均一に含んだ気流として吹出口から送出して効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機を提供する。
【解決手段】送風ファンと、この送風ファンのファン吹出口に接続され気流の進行方向に向かって流路の断面形状が縮小する第一送風経路７ａと、この第一送風経路に接続され当該接続部と同じ断面形状で延長される第二送風経路７ｂと、この第二送風経路内にイオン発生装置５を備え、当該イオン発生装置が発生したイオンを送風ファンによって吹出口から送出するとともに、第二送風経路７ｂの最も下流側にイオン発生装置５のイオン発生部を配置したイオン発生機Ｍ１とした。
【解決手段】送風ファンと、この送風ファンのファン吹出口に接続され気流の進行方向に向かって流路の断面形状が縮小する第一送風経路７ａと、この第一送風経路に接続され当該接続部と同じ断面形状で延長される第二送風経路７ｂと、この第二送風経路内にイオン発生装置５を備え、当該イオン発生装置が発生したイオンを送風ファンによって吹出口から送出するとともに、第二送風経路７ｂの最も下流側にイオン発生装置５のイオン発生部を配置したイオン発生機Ｍ１とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンを発生するイオン発生装置と発生したイオンを空間に放出する送風装置とを備えたイオン発生機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気中に発生させたプラスイオン（正イオン）とマイナスイオン（負イオン）によって空気中に浮遊する細菌を殺菌しウィルスを不活化して、空気を清浄する作用が見出され、この技術を応用した空気清浄機などの製品が注目を集めている。
【０００３】
例えば、大気中におけるコロナ放電によって、空気中に正イオンであるＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）と、負イオンであるＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）を同等量発生させて放出することにより、両イオンが空気中の浮遊カビ菌やウィルスの周りを取り囲んで付着し、その際に反応生成される活性種の水酸基ラジカル（・ＯＨ）の作用により、前記浮遊カビ菌等を不活化することを可能とする研究開発がなされている。
【０００４】
例えば、本出願人からも、正イオンと負イオンを安定して発生させることが可能なイオン発生素子やイオン発生装置などが既に出願されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００５】
このようなイオン発生装置において、正負のイオンをバランスよく室内に送出することが求められる。そのためには、送風経路内に設置したイオン発生装置のイオン発生部に均等に気流が当たることが不可欠であるが、機器のデザイン面や大きさの面からの制限のために、理想的な配置ができない場合が生じる。そのような場合には、送風機下流の送風経路内に気流ガイドを設けて気流を導くことが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４７６５１号公報
【特許文献２】特開２００２−３１９４７２号公報
【特許文献３】特開２０１０−５５９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、空気中に浮遊する細菌を殺菌しウィルスを不活化する所定の除菌効果と、空気を清浄する所定の効果を得るためには、所定のイオン濃度が必要であることが既に知られている。そのために、ただ単に、送風通路内にイオン発生装置を取り付けるだけでは、また、単に、送風経路内の気流を安定させるだけでは、送風経路内を流通する気流全体に一様に安定して所定濃度のイオンを供給することは困難であって、十分な除菌効果と空気清浄効果を得ることができない。
【０００８】
また、正イオンと負イオンの両イオンを用いる場合には、それぞれのイオンを同時に、所定濃度で供給することが肝要であって、イオン発生装置のイオン発生面で発生させたイオンを、速やかに大量の空気流れに供給するとともに、供給された両イオン同士が衝突や中和等によりイオン濃度が低下しないようにして安定して搬送することが望まれる。
【０００９】
例えば、送風装置下流に送風装置の吹出口と流路断面形状の異なる送風経路を設ける構造の場合、送風装置から送出した気流が送風経路内に十分拡大せず、渦を生じたり片寄ったりしてしまうという現象が発生する。特に、イオン発生装置を送風経路内に設けて、流通する気流によって発生したイオンを機外に送出するイオン発生機においては、イオン発生部で発生したイオンが十分に機外に送出されないといった不具合が発生する。
【００１０】
そのために、送風装置を用いてイオン発生装置で発生した正負のイオンを送出するイオン発生機の場合は、気流の片寄りを抑制して送風経路内を流通させて、イオン発生部分で発生した正負の両イオンを十分に、また、均一に含んだ気流として吹出口から送出することが望ましく、生成したイオンを効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機であることが望まれる。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、イオンを発生するイオン発生装置と発生したイオンを空間に放出する送風装置とを備えたイオン発生機において、イオン発生装置で発生したイオンを均一に含んだ気流として吹出口から送出して効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、送風ファンと、この送風ファンのファン吹出口に接続され気流の進行方向に向かって流路の断面形状が縮小する第一送風経路と、この第一送風経路に接続され当該接続部と同じ断面形状で延長される第二送風経路と、この第二送風経路に接続される本体吹出口とを備え、前記第二送風経路内にイオン発生装置を備えて、当該イオン発生装置が発生したイオンを前記送風ファンによって前記本体吹出口から送出するとともに、前記第二送風経路の最も下流側に前記イオン発生装置のイオン発生部を配置したイオン発生機としたことを特徴としている。
【００１３】
この構成によると、流路の断面形状を縮小しているので、気流を所定方向に絞ることができ、この絞った送風経路の下流側にイオン発生部を配置することにより、流れの速い安定した気流にイオンを送出することができる。また、乱流等の気流の乱れによるイオンの消滅を減少することができ、発生したイオンを効率よく取り込むことが可能になる。すなわち、イオン発生装置で発生したイオンを均一に含んだ気流として本体吹出口から送出して効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機を得ることができる。
【００１４】
また本発明は上記構成のイオン発生機において、前記送風ファンはシロッコファンであり、前記第一送風経路は気流の進行方向に向かって前記シロッコファンの軸方向に、その吹出口高さが縮小されていることを特徴としている。この構成によると、シロッコファンから送出される風をファン吹出口の高さ方向に絞った空気流れを形成し、この絞った空気流れがある領域にイオン発生部を配置することにより、イオン発生部で発生したイオンを流れの速い安定した気流に送出することができる。
【００１５】
また本発明は上記構成のイオン発生機において、前記送風ファンはシロッコファンであり、前記第一送風経路は気流の進行方向に向かって前記シロッコファンの軸方向に垂直な面内で、前記シロッコファンのファン吹出口の幅よりも拡大されていることを特徴としている。この構成によると、送風経路の幅を広くすることができるので、この送風経路の幅方向に複数のイオン発生部を配置して、幅方向に一様な気流にイオンを均一に含ませて流通させることができる。すなわち、イオン発生装置で発生したイオンを均一に含んだ気流として本体吹出口から送出して効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機を得ることができる。
【００１６】
また本発明は上記構成のイオン発生機において、前記イオン発生装置は、所定間隔離間して設置される複数のイオン発生部を有し、この複数のイオン発生部の並び方向を前記送風経路の流通方向に交差する方向としたことを特徴としている。この構成によると、複数のイオン発生部で発生したイオンを送風経路の幅方向に略均等に含ませることができる。
【００１７】
また本発明は上記構成のイオン発生機において、前記イオン発生部は、正イオンを発生する正イオン発生部と負イオンを発生する負イオン発生部とを備え、前記イオン発生装置は、正イオンと負イオンを同時に発生することを特徴としている。この構成によると、複数のイオン発生部で発生した正負の両イオンを送風経路の幅方向に略均等に含ませて送出することができる。
【００１８】
また本発明は上記構成のイオン発生機において、前記正イオンはＨ+（Ｈ2Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）であり、前記負イオンはＯ2-（Ｈ2Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）であることを特徴としている。この構成によると、細菌を殺菌しウィルスを不活化する所定の除菌効果と、空気を清浄する所定の効果を発揮する所定の正負の両イオンを均一に拡散させて送出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、流路の断面形状を縮小して所定方向に絞った送風経路の下流側にイオン発生部を配置したので、流れの安定した気流により発生したイオンを送出することができ、乱流等の気流の乱れによるイオンの消滅を減少することができ、発生したイオンを効率よく取り込むことが可能になる。すなわち、イオン発生装置で発生したイオンを均一に含んだ気流として吹出口から送出して効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機を得ることができる。従って、イオン発生機外の空間に効率よく正負のイオンを拡散させることができる。この結果、浮遊カビ菌や細菌の殺菌、ウィルスやアレルゲンの不活性化、空間や物品の除電効果が良好に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るイオン発生機の外観斜視図である。
【図２】図１のイオン発生機が備えるイオン発生装置の外観斜視図である。
【図３】図１のイオン発生機の内部構造を示す概略説明図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】比較例のイオン発生機の内部構造を示す概略説明図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。また、同一構成部材については同一の符号を用い、詳細な説明は適宜省略する。まず本実施形態に係るイオン発生機の一例について、図１および図２を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係るイオン発生機Ｍ１の外観斜視図であり、図２は、図１のイオン発生機Ｍ１が備えるイオン発生装置５の外観斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係るイオン発生機Ｍ１は、送風装置Ｖ１とイオン発生装置５を内蔵する装置全体を覆うカバー４と、吸込口１と吹出口２（本体吹出口）を備えている。吸込口１の周辺はフィルター９（図４参照）が嵌め込まれるための凹部となっている。また、側面部に操作部３を設けており、運転スイッチ等のスイッチと運転状態を表示する表示部を備える。
【００２３】
イオン発生装置５は、イオン発生機本体に対して着脱自在な構成とされており、カバー４の切欠き部からその表面の一部が露出している。また、後述するように、本体の背面側には、送風装置Ｖ１が有する送風ファンや制御装置などの取付部や、イオン発生装置５を着脱するためのガイドなどが形成された背面カバー８（図４参照）を備えている。
【００２４】
本実施形態に係るイオン発生装置５は、図２に示すように、正イオン発生部５１ａ、５２ａと、負イオン発生部５１ｂ、５２ｂとの複数のイオン発生部を備え、吸込口１から吸い込んだ空気に発生したイオンを含ませて、吹出口２から正負のイオンを含んだ空気を空間に放出する。
【００２５】
イオン発生装置５は、例えば、同量の正イオンと負イオンを生成するイオン発生装置であって、正イオン発生部と負イオン発生部となる電極をそれぞれ備える。この電極には交流波形またはインパルス波形から成る電圧が印加される。電極の印加電圧が正電圧の場合はイオンが空気中の水分と結合して主としてＨ+（Ｈ2Ｏ）ｍから成る正イオンを発生する。電極の印加電圧が負電圧の場合はイオンが空気中の水分と結合して主としてＯ2-（Ｈ2Ｏ）ｎから成る負イオンを発生する。ここで、ｍ、ｎは任意の自然数である。Ｈ+（Ｈ2Ｏ）ｍ及びＯ2-（Ｈ2Ｏ）ｎは空気中の浮遊菌や臭い成分の表面で凝集してこれらを取り囲む。
【００２６】
そして、式（１）〜（３）に示すように、衝突により活性種である［・ＯＨ］（水酸基ラジカル）やＨ2Ｏ2（過酸化水素）を微生物等の表面上で凝集生成して浮遊菌や臭い成分を破壊する。ここで、ｍ’、ｎ’は任意の自然数である。従って、正イオン及び負イオンを発生して吐出口から吐出することにより各貯蔵室の殺菌及び臭い除去を行うことができる。
【００２７】
Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ→・ＯＨ＋1/2Ｏ2＋(ｍ＋ｎ)Ｈ2Ｏ ・・・（１）
Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ＋Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ’＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ’
→ 2・ＯＨ＋Ｏ2＋(ｍ＋ｍ'＋ｎ＋ｎ')Ｈ2Ｏ ・・・（２）
Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ＋Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ’＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ’
→ Ｈ2Ｏ2＋Ｏ2＋(ｍ＋ｍ'＋ｎ＋ｎ')Ｈ2Ｏ ・・・（３）
【００２８】
本実施形態に係るイオン発生装置５は、高圧発生回路等の制御部を収納する本体部５０ａ、制御回路から高圧電気を印加されて正または負イオンを発生するイオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、これらのイオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂを損傷から守り、ユーザー等が指先を怪我することを防止するガード５０ｂ、および、イオン発生装置５に電力を供給するとともに動作情報やＩＤ等の情報データを装置本体の制御装置と交換する端子部５０ｃを備える。
【００２９】
イオン発生部は、正イオン発生部が５１ａ、５２ａの二か所、負イオン発生部が５１ｂ、５２ｂの二か所設けられており、各々略同量の正イオンまたは負イオンを同時に発生している。イオン発生部で発生したイオンは、このイオン発生部を通過する気流によって機外に送出される。従って、正負のイオンを同等量で送出するためには、各々のイオン発生部を通過する気流も同等であることが要求される。
【００３０】
次に、図３、図４を用いて装置本体内部の気流状態について説明する。図３は、イオン発生機Ｍ１の内部構造を示す概略説明図であり、図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。また、本実施形態では、送風ファンとしてシロッコファン６を用いている。シロッコファン６は、ファン６ｂと、この外側に気流をガイドするケーシング６ａを備えている。ケーシング６ａには、渦巻き部６０ａ、のど部６０ｂ、ファン吹出口の一方の端部６０ｃ、直線部６０ｄ、ファン吹出口の他方の端部６０ｅが設けられている。すなわち、直線部６０ｄは、シロッコファン６を囲む渦巻き部６０ａと、この渦巻き部６０ａの外周部から接線方向に延設されファン吹出口に至る直線部分を指している。
【００３１】
図３に示すように、シロッコファン６から送出される風は、拡幅される送風経路７（第一送風経路７ａ、第二送風経路７ｂ）を介してイオン発生装置５のイオン発生部に供給され、吹出口２から吹き出される。すなわち、送風経路７は、シロッコファン６のファン６ｂの回転軸に垂直な面内で拡幅している第一送風経路７ａと、この第一送風経路７ａに接続され当該接続部と同じ断面形状で延長される第二送風経路７ｂとを備え、この拡幅された第二送風経路７ｂに、気流の流通方向と直交する方向に所定間隔離れて複数のイオン発生部を配設するようにしてイオン発生装置５が設置されている。
【００３２】
イオン発生装置５は、図４に示すように、ガード５０ｂが背面カバー８側に位置するように（図２に示すイオン発生装置５の上下を逆にした状態に）配置され、イオン発生機５の正面側に配置された吸込口１から空気流れＦＬ１として取り込まれた気流は、イオン発生装置５の本体部５０ａの面と背面カバー８との間に形成された送風経路（第一送風経路７ａ、第二送風経路７ｂ）を通りイオン発生部を通過して、正負のイオンを含んだ状態で正面側に設けられた吹出口２から空気流れＦＬ２として送出される。
【００３３】
イオン発生装置５から発生するイオンは、正イオンがＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）、負イオンがＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）となるように構成されており、両者のイオンは空気中に送出されることによって、空気中の浮遊細菌やウィルスに付着し、その際に起こる反応によって水酸基ラジカル（・ＯＨ）を生じ、その活性によって殺菌もしくは不活化する。
【００３４】
図３に見るように、イオン発生装置５のイオン発生部の並び方向の寸法に比べて、シロッコファン６の吹出口寸法が小さく、シロッコファン６が吹出した気流を、イオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂを包括する幅まで拡大する構造となっている。
【００３５】
また、図４に見るように第一送風経路７ａはシロッコファン６の吹出口高さが縮小されて高さの低い第二送風経路７ｂに接続している。すなわち、本実施形態に係るイオン発生機Ｍ１は、ファン吹出口に接続され気流の進行方向に向かって流路の断面形状が縮小する第一送風経路７ａと、この第一送風経路７ａに接続され当該接続部と同じ断面形状で延長される第二送風経路７ｂと、この第二送風経路７ｂに接続される吹出口２（本体吹出口）とを備え、第二送風経路７ｂの最も下流側にイオン発生装置５のイオン発生部を配置した構成である。
【００３６】
このように、第一送風経路７ａは気流の進行方向に向かってシロッコファン６の軸方向に、その吹出口高さが縮小されているので、シロッコファン６から送出される風をファン吹出口の高さ方向に絞った空気流れを形成する。すなわち、この所定方向に絞った空気流れの下流側にイオン発生部を配置することにより、流れの速い安定した気流にイオンを送出することができ、イオン発生部で発生したイオンを効率よく拡散できる。
【００３７】
シロッコファン６はケーシング６ａの内部にファン６ｂを備え、さらにその中央部にモータ６ｃを備える。モータ６ｃは外側に回転子を持つ構造であり、回転子が直接ファン６ｂに固定され、中心部のコアは直接ケーシング６ａに固定されている。
【００３８】
ケーシング６ａには、渦巻き部６０ａ、のど部６０ｂ、ファン吹出口の一方の端部６０ｃ、直線部６０ｄ、ファン吹出口の他方の端部６０ｅが設けられている。のど部６０ｂは、渦巻き部６０ａの始点となる部分で、ファン６ｂとの間隔が最も狭く、ファン６ｂの円周方向に沿って移動する気流を堰き止め、ファン吹出口に向かわせる働きをする。渦巻き部６０ａはファン６ｂによって送り込まれてくる空気を集めてファン吹出口へ導く働きをする部分で、その半径を次第に拡大しながら直線部６０ｄに繋がる。直線部６０ｄは気流を整えて吹出させる働きをする。
【００３９】
シロッコファン６は特性上ファン６ｂの接線方向に気流を送出するので、ファン吹出口の一方端でのど部６０ｂに近いところにある端部６０ｃ近傍では、ファン６ｂと端部６０ｃとを結ぶ接線の方向に気流が送出される。ファン吹出口の他方端で直線部６０ｄに近い端部６０ｅでは、直線部６０ｄと略平行の気流が送出される。
【００４０】
渦巻き部６０ａで集められた気流は、その遠心力のために外側に多く存在するため、ファン６ｂで吸い込まれた空気の多くが渦巻き部６０ａの内壁に沿って移動して直線部６０ｄまで導かれ、ファン吹出口から前方に向けて送出される。このことから判るように、ファン吹出口から送出される気流は、直線部６０ｄが長ければ長いほど、平行で方向性を持った気流となる。
【００４１】
以上説明したようなシロッコファンの特性は、シロッコファン６のファン吹出口に接続されている送風経路がファン吹出口の幅と同じ程度の幅で形成される場合や、この幅方向にほんの少し広がっている場合には、ファン吹出口から送出された気流は送風経路の幅一杯に広がって進行するので特に問題はないが、本実施形態のように、シロッコファン６のファン吹出口の幅に対して送風経路の幅が大きく拡大されているような場合には、うまく送風経路内に広がらずに進行して、気流の片寄りが発生する。
【００４２】
特に、直線部６０ｄに近いファン吹出口の部分では気流が直進してしまうため、紙面の下方向に拡大された送風経路部分には気流が行き渡らないという不都合が生じる。このような状態で、送風経路中にイオン発生装置５を設置する場合、イオン発生部を通過する気流に片寄りがあるために、イオンが効率よく搬送されないことが起こる。特に、極性の異なるイオンを同時に発生させる場合には、両極性のイオンがバランスを崩す原因となってしまう。
【００４３】
本実施形態は，シロッコファン６のファン吹出口がファン６ｂの軸方向（高さ方向）に縮小されつつ幅方向に拡大される構造であり、シロッコファン６による気流が第二送風経路７ｂに至る過程で複雑な気流状態を呈する。図４に示すように、空気はフィルター９を経由してシロッコファン６の吸込口１から吸い込まれ、ファン吹出口から送出されるが、ファン６ｂの中央にモータ６ｃがあるために、吸込口１からモータ６ｃの頂上部までに間に存在する翼には空気が潤沢に流れるのに対して、モータ６ｃの頂上部からモータ６ｃの下部に存在する翼には空気が侵入しにくい状況になっている。
【００４４】
そのために、吸込口１に近いシロッコファン６のファン吹出口から送出される気流は速度が速く空気の量も多い。また、逆にモータ６ｃの頂上部よりも下部のシロッコファン６のファン吹出口から送出される気流は速度が遅く空気の量も少ない。
【００４５】
また、本実施形態では、シロッコファン６に接続される第一送風経路７ａの形状が、気流の速度が速いファン吹出口と接続する部分で気流方向を変更するような形状となっている。このような状態で、送風経路中にイオン発生装置を設置する場合、イオン発生部を通過する気流に片寄りがあるためにイオンが効率よく搬送されない場合が生じる。特に、極性の異なるイオンを同時に発生させる場合には、両極性のイオンがバランスを崩す原因となってしまう。
【００４６】
本発明はこのような事態に対応するためになされたものであり、本発明を実施した場合の気流の状態について図４を用いて詳細に説明する。
【００４７】
図４において、気流ａ１は最も速度が速い気流であり、ファン６ｂから送出されて第一送風経路７ａの傾斜する壁に衝突し方向が変更される。方向変更された気流はそのまま傾斜した壁に沿って進行して第二送風経路７ｂへと流通する。気流ａ２は、気流ａ１の下部を平行に進行し、第一送風経路７ａの傾斜する壁の下部に衝突して方向が変更される。
【００４８】
しかし、気流ａ２は、その沿って進む壁の長さが短いので、気流ａ１ほどの方向性を持たない。また、気流ａ１よりも若干吸込口１から遠い位置にあるが、空気が潤沢に供給される領域にあるので速度は速い。
【００４９】
気流ａ３は、モータ６ｃの頂上部よりも下側の気流で、気流ａ１、ａ２に比べて風量が少なく速度も遅いが、第一送風経路７ａの傾斜する壁よりも下側にあるので、第二送風経路７ｂに向かって直進する。
【００５０】
同様に気流ａ４も第二送風経路７ｂに向かって直進するが、気流ａ３よりも風量が少なく速度も遅い。気流ａ３、ａ４は速度の速い気流ａ１、ａ２と合流して速度が速くなって第二送風経路７ｂの下壁側をイオン発生装置５に向かって進行する。また、一方では、気流ａ１の速度が速いので、第一送風経路７ａの傾斜する壁と第二送風経路７ｂとが接続される接続部では渦気流ａ５が発生する。
【００５１】
上記したように、第一送風経路７ａが気流の進行方向に向かって高さ方向で縮小し、幅方向で拡大するという形状となっているために、シロッコファン６が送出する気流は立体的な構成となり、第一送風経路７ａと第二送風経路７ｂとが接続される接続部の正面側では、気流ａ１、気流ａ２が渦気流ａ５によって背面側に押しやられ、気流が絞られるとともに、ファン６ｂの軸と垂直な面内に拡幅される。
【００５２】
これによって、第二送風経路７ｂの背面側の気流速度が速くなって、イオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂを経由することが可能になる。すなわち、発生したイオンの多くが気流によって搬送され、吹出口２へ流れるイオン濃度が増加し、吹出口２から空間に効率よくイオンを拡散させることが可能になる。
【００５３】
次に、図５、図６を用いて、本発明によらない比較例のイオン発生機Ｍ２について説明する。図５、図６の構造は、基本的に図３、図４と同じである。従って、同じ構成部品には同じ部番を付している。異なっているのは、イオン発生装置５の配設姿勢であり、イオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂが第一送風経路７ａと第二送風経路７ｂとの接続部に近いところに設置されている。すなわち、図３に示すイオン発生装置５を１８０°回転させて、左右を逆にして配設したものである。そのために、図３に示す図中の上側にあるイオン発生部５２ａが図５では図中の下側に配置されている。
【００５４】
この場合の気流について考察すると、送風経路７の構成には変化がないので図４と同じとなる。すなわち、図６において、気流ａ１は空気が潤沢に供給され量も多く最も速度が速い気流であり、ファン６ｂから送出されて第一送風経路７ａの傾斜する壁に衝突し方向が変更される。方向が変更された気流はそのまま傾斜した壁に沿って進行し第二送風経路７ｂに流通する。
【００５５】
気流ａ２は、気流ａ１の下部を平行に進行し、第一送風経路７ａの傾斜する壁の下部に衝突して方向が変更される。しかし、進行すべき壁の長さが短いので気流ａ１ほどの方向性を持たない。また、気流ａ１よりも若干吸込口１から遠い位置にあるが、空気が潤沢に供給される領域にあるので気流ａ１と同じように量も多く速度も速い。
【００５６】
気流ａ３は、モータ６ｃの頂上部よりも下側の気流で、気流ａ１、ａ２に比べて風量が少なく速度も遅いが、第一送風経路７ａの傾斜する壁よりも下側にあるので、第二送風経路７ｂに向かって直進する。
【００５７】
同様に気流ａ４も第二送風経路７ｂに向かって直進するが、気流ａ３よりも風量が少なく速度も遅い。気流ａ３、ａ４は速度の速い気流ａ１、ａ２と合流して速度が速くなって第二送風経路７ｂの下壁側をイオン発生装置５に向かって進行する。また、一方では、気流ａ１の速度が速いので、第一送風経路７ａの傾斜する壁と第二送風経路７ｂとが接続される接続部では渦気流ａ５が発生する。
【００５８】
ここまでは、前述した図４に示すイオン発生機Ｍ１の気流状態と差はない。ただし、図６に示す比較例のイオン発生機Ｍ２では、イオン発生部が第一送風経路７ａの下流側に近接して設置されている点が異なる。
【００５９】
そのために、イオン発生装置５のイオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂが、渦気流ａ５の発生する部位に配置される構成となり、発生したイオンが渦気流ａ５に囚われてうまく搬送されない事態に陥る。
【００６０】
第一送風経路７ａが気流の進行方向に向かって高さ方向で縮小し、幅方向で拡大するという形状となっているために、シロッコファン６が送出する気流は立体的な構成となり、さらにシロッコファン６の吹出口からの距離も短いことによって、気流がファン６ｂの軸と垂直な面内において十分に拡幅されないままイオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂを通過するため、各々のイオン発生部を気流が同等に経由することが不可能になる。
【００６１】
このため、イオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂが発生したイオンの一部が気流によって十分に送出されず、イオン発生機全体として見た場合に、正イオンと負イオンのバランスが崩れた状態で作動するという結果が生じる。
【００６２】
以上の比較から、送風装置下流の送風経路がその幅方向に急激に拡大され，この幅方向に複数のイオン発生部を配置するような構造においては、渦気流が発生する部位から離れた、流れの安定した送風経路内にイオン発生部を設置するようにしてイオン発生装置を配設することが好ましい。
【００６３】
さらに、イオン発生部に高速で流れの安定した気流を流通させるためには、複数のイオン発生部を包含する幅に拡大することに加えて、送風装置下流の送風経路を、その高さ方向に縮小した断面形状として、この断面形状で延長した送風経路内にイオン発生部を配設することが好ましい。
【００６４】
すなわち、ファン吹出口の高さ方向に縮小し幅方向に拡大した送風経路の最も下流側にイオン発生部を配置することで、流れの安定した気流により発生したイオンを均一に送出することができ、乱流等の気流の乱れによるイオンの消滅を減少することができ、発生したイオンを効率よく取り込むことが可能になる。
【００６５】
また、本実施形態では、送風ファンとしてシロッコファンを用いているが、ターボファンであっても同じ効果を得ることができる。すなわち、送風ファンの吹出口と接続する送風経路の中で接続部近傍の乱流領域を避けて、送風経路内の接続部から離れた下流側にイオン発生部を配置することで、乱流等の気流の乱れによるイオンの消滅を減少することができる。
【００６６】
上記したように、本発明によれば、ファン吹出口に接続され気流の進行方向に向かって流路の断面形状が縮小する第一送風経路と、この第一送風経路に接続され当該接続部と同じ断面形状で延長される第二送風経路とを備え、第二送風経路の最も下流側にイオン発生装置のイオン発生部を配置した構成とすることで、イオン発生装置で発生したイオンを均一に含んだ気流として吹出口から送出して効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機を得ることができる。特に、正負のイオン発生装置を搭載したイオン発生機において、イオン発生装置が発生した正負の両イオンを空気中にバランスよく送出することができる。
【００６７】
従って、イオン発生機外の空間に効率よく正負のイオンを拡散させることができる。この結果、浮遊カビ菌や細菌の殺菌、ウィルスやアレルゲンの不活性化、空間や物品の除電効果を得ることができる。
【００６８】
また、従来よりも効率よく空間に正負のイオンを拡散させることができるので、より小型の送風ファンを用いることができ、小型化による風切り音の低減を図りながら、正負のイオンをバランスよく放出して均一に拡散することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
そのために、本発明に係るイオン発生機は、細菌などの殺菌、ウィルスやアレルゲンなどの不活性化、空間や物品の除電効果などを発揮するための正負のイオンをバランスよく均一に送出することが求められるイオン発生機に好適に利用可能となる。
【符号の説明】
【００７０】
１ 吸込口
２ 吹出口（本体吹出口）
４ ケース
５ イオン発生装置
５１ａ、５２ａ 正イオン発生部
５１ｂ、５２ｂ 負イオン発生部
６ シロッコファン（送風ファン）
７ 送風経路
７ａ 第一送風経路
７ｂ 第二送風経路
Ｖ１ 送風装置
Ｍ１ イオン発生機
ＦＬ１、ＦＬ２ 空気流れ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンを発生するイオン発生装置と発生したイオンを空間に放出する送風装置とを備えたイオン発生機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気中に発生させたプラスイオン（正イオン）とマイナスイオン（負イオン）によって空気中に浮遊する細菌を殺菌しウィルスを不活化して、空気を清浄する作用が見出され、この技術を応用した空気清浄機などの製品が注目を集めている。
【０００３】
例えば、大気中におけるコロナ放電によって、空気中に正イオンであるＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）と、負イオンであるＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）を同等量発生させて放出することにより、両イオンが空気中の浮遊カビ菌やウィルスの周りを取り囲んで付着し、その際に反応生成される活性種の水酸基ラジカル（・ＯＨ）の作用により、前記浮遊カビ菌等を不活化することを可能とする研究開発がなされている。
【０００４】
例えば、本出願人からも、正イオンと負イオンを安定して発生させることが可能なイオン発生素子やイオン発生装置などが既に出願されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００５】
このようなイオン発生装置において、正負のイオンをバランスよく室内に送出することが求められる。そのためには、送風経路内に設置したイオン発生装置のイオン発生部に均等に気流が当たることが不可欠であるが、機器のデザイン面や大きさの面からの制限のために、理想的な配置ができない場合が生じる。そのような場合には、送風機下流の送風経路内に気流ガイドを設けて気流を導くことが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４７６５１号公報
【特許文献２】特開２００２−３１９４７２号公報
【特許文献３】特開２０１０−５５９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、空気中に浮遊する細菌を殺菌しウィルスを不活化する所定の除菌効果と、空気を清浄する所定の効果を得るためには、所定のイオン濃度が必要であることが既に知られている。そのために、ただ単に、送風通路内にイオン発生装置を取り付けるだけでは、また、単に、送風経路内の気流を安定させるだけでは、送風経路内を流通する気流全体に一様に安定して所定濃度のイオンを供給することは困難であって、十分な除菌効果と空気清浄効果を得ることができない。
【０００８】
また、正イオンと負イオンの両イオンを用いる場合には、それぞれのイオンを同時に、所定濃度で供給することが肝要であって、イオン発生装置のイオン発生面で発生させたイオンを、速やかに大量の空気流れに供給するとともに、供給された両イオン同士が衝突や中和等によりイオン濃度が低下しないようにして安定して搬送することが望まれる。
【０００９】
例えば、送風装置下流に送風装置の吹出口と流路断面形状の異なる送風経路を設ける構造の場合、送風装置から送出した気流が送風経路内に十分拡大せず、渦を生じたり片寄ったりしてしまうという現象が発生する。特に、イオン発生装置を送風経路内に設けて、流通する気流によって発生したイオンを機外に送出するイオン発生機においては、イオン発生部で発生したイオンが十分に機外に送出されないといった不具合が発生する。
【００１０】
そのために、送風装置を用いてイオン発生装置で発生した正負のイオンを送出するイオン発生機の場合は、気流の片寄りを抑制して送風経路内を流通させて、イオン発生部分で発生した正負の両イオンを十分に、また、均一に含んだ気流として吹出口から送出することが望ましく、生成したイオンを効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機であることが望まれる。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、イオンを発生するイオン発生装置と発生したイオンを空間に放出する送風装置とを備えたイオン発生機において、イオン発生装置で発生したイオンを均一に含んだ気流として吹出口から送出して効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、送風ファンと、この送風ファンのファン吹出口に接続され気流の進行方向に向かって流路の断面形状が縮小する第一送風経路と、この第一送風経路に接続され当該接続部と同じ断面形状で延長される第二送風経路と、この第二送風経路に接続される本体吹出口とを備え、前記第二送風経路内にイオン発生装置を備えて、当該イオン発生装置が発生したイオンを前記送風ファンによって前記本体吹出口から送出するとともに、前記第二送風経路の最も下流側に前記イオン発生装置のイオン発生部を配置したイオン発生機としたことを特徴としている。
【００１３】
この構成によると、流路の断面形状を縮小しているので、気流を所定方向に絞ることができ、この絞った送風経路の下流側にイオン発生部を配置することにより、流れの速い安定した気流にイオンを送出することができる。また、乱流等の気流の乱れによるイオンの消滅を減少することができ、発生したイオンを効率よく取り込むことが可能になる。すなわち、イオン発生装置で発生したイオンを均一に含んだ気流として本体吹出口から送出して効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機を得ることができる。
【００１４】
また本発明は上記構成のイオン発生機において、前記送風ファンはシロッコファンであり、前記第一送風経路は気流の進行方向に向かって前記シロッコファンの軸方向に、その吹出口高さが縮小されていることを特徴としている。この構成によると、シロッコファンから送出される風をファン吹出口の高さ方向に絞った空気流れを形成し、この絞った空気流れがある領域にイオン発生部を配置することにより、イオン発生部で発生したイオンを流れの速い安定した気流に送出することができる。
【００１５】
また本発明は上記構成のイオン発生機において、前記送風ファンはシロッコファンであり、前記第一送風経路は気流の進行方向に向かって前記シロッコファンの軸方向に垂直な面内で、前記シロッコファンのファン吹出口の幅よりも拡大されていることを特徴としている。この構成によると、送風経路の幅を広くすることができるので、この送風経路の幅方向に複数のイオン発生部を配置して、幅方向に一様な気流にイオンを均一に含ませて流通させることができる。すなわち、イオン発生装置で発生したイオンを均一に含んだ気流として本体吹出口から送出して効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機を得ることができる。
【００１６】
また本発明は上記構成のイオン発生機において、前記イオン発生装置は、所定間隔離間して設置される複数のイオン発生部を有し、この複数のイオン発生部の並び方向を前記送風経路の流通方向に交差する方向としたことを特徴としている。この構成によると、複数のイオン発生部で発生したイオンを送風経路の幅方向に略均等に含ませることができる。
【００１７】
また本発明は上記構成のイオン発生機において、前記イオン発生部は、正イオンを発生する正イオン発生部と負イオンを発生する負イオン発生部とを備え、前記イオン発生装置は、正イオンと負イオンを同時に発生することを特徴としている。この構成によると、複数のイオン発生部で発生した正負の両イオンを送風経路の幅方向に略均等に含ませて送出することができる。
【００１８】
また本発明は上記構成のイオン発生機において、前記正イオンはＨ+（Ｈ2Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）であり、前記負イオンはＯ2-（Ｈ2Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）であることを特徴としている。この構成によると、細菌を殺菌しウィルスを不活化する所定の除菌効果と、空気を清浄する所定の効果を発揮する所定の正負の両イオンを均一に拡散させて送出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、流路の断面形状を縮小して所定方向に絞った送風経路の下流側にイオン発生部を配置したので、流れの安定した気流により発生したイオンを送出することができ、乱流等の気流の乱れによるイオンの消滅を減少することができ、発生したイオンを効率よく取り込むことが可能になる。すなわち、イオン発生装置で発生したイオンを均一に含んだ気流として吹出口から送出して効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機を得ることができる。従って、イオン発生機外の空間に効率よく正負のイオンを拡散させることができる。この結果、浮遊カビ菌や細菌の殺菌、ウィルスやアレルゲンの不活性化、空間や物品の除電効果が良好に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るイオン発生機の外観斜視図である。
【図２】図１のイオン発生機が備えるイオン発生装置の外観斜視図である。
【図３】図１のイオン発生機の内部構造を示す概略説明図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】比較例のイオン発生機の内部構造を示す概略説明図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。また、同一構成部材については同一の符号を用い、詳細な説明は適宜省略する。まず本実施形態に係るイオン発生機の一例について、図１および図２を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係るイオン発生機Ｍ１の外観斜視図であり、図２は、図１のイオン発生機Ｍ１が備えるイオン発生装置５の外観斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係るイオン発生機Ｍ１は、送風装置Ｖ１とイオン発生装置５を内蔵する装置全体を覆うカバー４と、吸込口１と吹出口２（本体吹出口）を備えている。吸込口１の周辺はフィルター９（図４参照）が嵌め込まれるための凹部となっている。また、側面部に操作部３を設けており、運転スイッチ等のスイッチと運転状態を表示する表示部を備える。
【００２３】
イオン発生装置５は、イオン発生機本体に対して着脱自在な構成とされており、カバー４の切欠き部からその表面の一部が露出している。また、後述するように、本体の背面側には、送風装置Ｖ１が有する送風ファンや制御装置などの取付部や、イオン発生装置５を着脱するためのガイドなどが形成された背面カバー８（図４参照）を備えている。
【００２４】
本実施形態に係るイオン発生装置５は、図２に示すように、正イオン発生部５１ａ、５２ａと、負イオン発生部５１ｂ、５２ｂとの複数のイオン発生部を備え、吸込口１から吸い込んだ空気に発生したイオンを含ませて、吹出口２から正負のイオンを含んだ空気を空間に放出する。
【００２５】
イオン発生装置５は、例えば、同量の正イオンと負イオンを生成するイオン発生装置であって、正イオン発生部と負イオン発生部となる電極をそれぞれ備える。この電極には交流波形またはインパルス波形から成る電圧が印加される。電極の印加電圧が正電圧の場合はイオンが空気中の水分と結合して主としてＨ+（Ｈ2Ｏ）ｍから成る正イオンを発生する。電極の印加電圧が負電圧の場合はイオンが空気中の水分と結合して主としてＯ2-（Ｈ2Ｏ）ｎから成る負イオンを発生する。ここで、ｍ、ｎは任意の自然数である。Ｈ+（Ｈ2Ｏ）ｍ及びＯ2-（Ｈ2Ｏ）ｎは空気中の浮遊菌や臭い成分の表面で凝集してこれらを取り囲む。
【００２６】
そして、式（１）〜（３）に示すように、衝突により活性種である［・ＯＨ］（水酸基ラジカル）やＨ2Ｏ2（過酸化水素）を微生物等の表面上で凝集生成して浮遊菌や臭い成分を破壊する。ここで、ｍ’、ｎ’は任意の自然数である。従って、正イオン及び負イオンを発生して吐出口から吐出することにより各貯蔵室の殺菌及び臭い除去を行うことができる。
【００２７】
Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ→・ＯＨ＋1/2Ｏ2＋(ｍ＋ｎ)Ｈ2Ｏ ・・・（１）
Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ＋Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ’＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ’
→ 2・ＯＨ＋Ｏ2＋(ｍ＋ｍ'＋ｎ＋ｎ')Ｈ2Ｏ ・・・（２）
Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ＋Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ’＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ’
→ Ｈ2Ｏ2＋Ｏ2＋(ｍ＋ｍ'＋ｎ＋ｎ')Ｈ2Ｏ ・・・（３）
【００２８】
本実施形態に係るイオン発生装置５は、高圧発生回路等の制御部を収納する本体部５０ａ、制御回路から高圧電気を印加されて正または負イオンを発生するイオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、これらのイオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂを損傷から守り、ユーザー等が指先を怪我することを防止するガード５０ｂ、および、イオン発生装置５に電力を供給するとともに動作情報やＩＤ等の情報データを装置本体の制御装置と交換する端子部５０ｃを備える。
【００２９】
イオン発生部は、正イオン発生部が５１ａ、５２ａの二か所、負イオン発生部が５１ｂ、５２ｂの二か所設けられており、各々略同量の正イオンまたは負イオンを同時に発生している。イオン発生部で発生したイオンは、このイオン発生部を通過する気流によって機外に送出される。従って、正負のイオンを同等量で送出するためには、各々のイオン発生部を通過する気流も同等であることが要求される。
【００３０】
次に、図３、図４を用いて装置本体内部の気流状態について説明する。図３は、イオン発生機Ｍ１の内部構造を示す概略説明図であり、図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。また、本実施形態では、送風ファンとしてシロッコファン６を用いている。シロッコファン６は、ファン６ｂと、この外側に気流をガイドするケーシング６ａを備えている。ケーシング６ａには、渦巻き部６０ａ、のど部６０ｂ、ファン吹出口の一方の端部６０ｃ、直線部６０ｄ、ファン吹出口の他方の端部６０ｅが設けられている。すなわち、直線部６０ｄは、シロッコファン６を囲む渦巻き部６０ａと、この渦巻き部６０ａの外周部から接線方向に延設されファン吹出口に至る直線部分を指している。
【００３１】
図３に示すように、シロッコファン６から送出される風は、拡幅される送風経路７（第一送風経路７ａ、第二送風経路７ｂ）を介してイオン発生装置５のイオン発生部に供給され、吹出口２から吹き出される。すなわち、送風経路７は、シロッコファン６のファン６ｂの回転軸に垂直な面内で拡幅している第一送風経路７ａと、この第一送風経路７ａに接続され当該接続部と同じ断面形状で延長される第二送風経路７ｂとを備え、この拡幅された第二送風経路７ｂに、気流の流通方向と直交する方向に所定間隔離れて複数のイオン発生部を配設するようにしてイオン発生装置５が設置されている。
【００３２】
イオン発生装置５は、図４に示すように、ガード５０ｂが背面カバー８側に位置するように（図２に示すイオン発生装置５の上下を逆にした状態に）配置され、イオン発生機５の正面側に配置された吸込口１から空気流れＦＬ１として取り込まれた気流は、イオン発生装置５の本体部５０ａの面と背面カバー８との間に形成された送風経路（第一送風経路７ａ、第二送風経路７ｂ）を通りイオン発生部を通過して、正負のイオンを含んだ状態で正面側に設けられた吹出口２から空気流れＦＬ２として送出される。
【００３３】
イオン発生装置５から発生するイオンは、正イオンがＨ+（Ｈ2Ｏ）m（ｍは任意の自然数）、負イオンがＯ2-（Ｈ2Ｏ）n（ｎは任意の自然数）となるように構成されており、両者のイオンは空気中に送出されることによって、空気中の浮遊細菌やウィルスに付着し、その際に起こる反応によって水酸基ラジカル（・ＯＨ）を生じ、その活性によって殺菌もしくは不活化する。
【００３４】
図３に見るように、イオン発生装置５のイオン発生部の並び方向の寸法に比べて、シロッコファン６の吹出口寸法が小さく、シロッコファン６が吹出した気流を、イオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂを包括する幅まで拡大する構造となっている。
【００３５】
また、図４に見るように第一送風経路７ａはシロッコファン６の吹出口高さが縮小されて高さの低い第二送風経路７ｂに接続している。すなわち、本実施形態に係るイオン発生機Ｍ１は、ファン吹出口に接続され気流の進行方向に向かって流路の断面形状が縮小する第一送風経路７ａと、この第一送風経路７ａに接続され当該接続部と同じ断面形状で延長される第二送風経路７ｂと、この第二送風経路７ｂに接続される吹出口２（本体吹出口）とを備え、第二送風経路７ｂの最も下流側にイオン発生装置５のイオン発生部を配置した構成である。
【００３６】
このように、第一送風経路７ａは気流の進行方向に向かってシロッコファン６の軸方向に、その吹出口高さが縮小されているので、シロッコファン６から送出される風をファン吹出口の高さ方向に絞った空気流れを形成する。すなわち、この所定方向に絞った空気流れの下流側にイオン発生部を配置することにより、流れの速い安定した気流にイオンを送出することができ、イオン発生部で発生したイオンを効率よく拡散できる。
【００３７】
シロッコファン６はケーシング６ａの内部にファン６ｂを備え、さらにその中央部にモータ６ｃを備える。モータ６ｃは外側に回転子を持つ構造であり、回転子が直接ファン６ｂに固定され、中心部のコアは直接ケーシング６ａに固定されている。
【００３８】
ケーシング６ａには、渦巻き部６０ａ、のど部６０ｂ、ファン吹出口の一方の端部６０ｃ、直線部６０ｄ、ファン吹出口の他方の端部６０ｅが設けられている。のど部６０ｂは、渦巻き部６０ａの始点となる部分で、ファン６ｂとの間隔が最も狭く、ファン６ｂの円周方向に沿って移動する気流を堰き止め、ファン吹出口に向かわせる働きをする。渦巻き部６０ａはファン６ｂによって送り込まれてくる空気を集めてファン吹出口へ導く働きをする部分で、その半径を次第に拡大しながら直線部６０ｄに繋がる。直線部６０ｄは気流を整えて吹出させる働きをする。
【００３９】
シロッコファン６は特性上ファン６ｂの接線方向に気流を送出するので、ファン吹出口の一方端でのど部６０ｂに近いところにある端部６０ｃ近傍では、ファン６ｂと端部６０ｃとを結ぶ接線の方向に気流が送出される。ファン吹出口の他方端で直線部６０ｄに近い端部６０ｅでは、直線部６０ｄと略平行の気流が送出される。
【００４０】
渦巻き部６０ａで集められた気流は、その遠心力のために外側に多く存在するため、ファン６ｂで吸い込まれた空気の多くが渦巻き部６０ａの内壁に沿って移動して直線部６０ｄまで導かれ、ファン吹出口から前方に向けて送出される。このことから判るように、ファン吹出口から送出される気流は、直線部６０ｄが長ければ長いほど、平行で方向性を持った気流となる。
【００４１】
以上説明したようなシロッコファンの特性は、シロッコファン６のファン吹出口に接続されている送風経路がファン吹出口の幅と同じ程度の幅で形成される場合や、この幅方向にほんの少し広がっている場合には、ファン吹出口から送出された気流は送風経路の幅一杯に広がって進行するので特に問題はないが、本実施形態のように、シロッコファン６のファン吹出口の幅に対して送風経路の幅が大きく拡大されているような場合には、うまく送風経路内に広がらずに進行して、気流の片寄りが発生する。
【００４２】
特に、直線部６０ｄに近いファン吹出口の部分では気流が直進してしまうため、紙面の下方向に拡大された送風経路部分には気流が行き渡らないという不都合が生じる。このような状態で、送風経路中にイオン発生装置５を設置する場合、イオン発生部を通過する気流に片寄りがあるために、イオンが効率よく搬送されないことが起こる。特に、極性の異なるイオンを同時に発生させる場合には、両極性のイオンがバランスを崩す原因となってしまう。
【００４３】
本実施形態は，シロッコファン６のファン吹出口がファン６ｂの軸方向（高さ方向）に縮小されつつ幅方向に拡大される構造であり、シロッコファン６による気流が第二送風経路７ｂに至る過程で複雑な気流状態を呈する。図４に示すように、空気はフィルター９を経由してシロッコファン６の吸込口１から吸い込まれ、ファン吹出口から送出されるが、ファン６ｂの中央にモータ６ｃがあるために、吸込口１からモータ６ｃの頂上部までに間に存在する翼には空気が潤沢に流れるのに対して、モータ６ｃの頂上部からモータ６ｃの下部に存在する翼には空気が侵入しにくい状況になっている。
【００４４】
そのために、吸込口１に近いシロッコファン６のファン吹出口から送出される気流は速度が速く空気の量も多い。また、逆にモータ６ｃの頂上部よりも下部のシロッコファン６のファン吹出口から送出される気流は速度が遅く空気の量も少ない。
【００４５】
また、本実施形態では、シロッコファン６に接続される第一送風経路７ａの形状が、気流の速度が速いファン吹出口と接続する部分で気流方向を変更するような形状となっている。このような状態で、送風経路中にイオン発生装置を設置する場合、イオン発生部を通過する気流に片寄りがあるためにイオンが効率よく搬送されない場合が生じる。特に、極性の異なるイオンを同時に発生させる場合には、両極性のイオンがバランスを崩す原因となってしまう。
【００４６】
本発明はこのような事態に対応するためになされたものであり、本発明を実施した場合の気流の状態について図４を用いて詳細に説明する。
【００４７】
図４において、気流ａ１は最も速度が速い気流であり、ファン６ｂから送出されて第一送風経路７ａの傾斜する壁に衝突し方向が変更される。方向変更された気流はそのまま傾斜した壁に沿って進行して第二送風経路７ｂへと流通する。気流ａ２は、気流ａ１の下部を平行に進行し、第一送風経路７ａの傾斜する壁の下部に衝突して方向が変更される。
【００４８】
しかし、気流ａ２は、その沿って進む壁の長さが短いので、気流ａ１ほどの方向性を持たない。また、気流ａ１よりも若干吸込口１から遠い位置にあるが、空気が潤沢に供給される領域にあるので速度は速い。
【００４９】
気流ａ３は、モータ６ｃの頂上部よりも下側の気流で、気流ａ１、ａ２に比べて風量が少なく速度も遅いが、第一送風経路７ａの傾斜する壁よりも下側にあるので、第二送風経路７ｂに向かって直進する。
【００５０】
同様に気流ａ４も第二送風経路７ｂに向かって直進するが、気流ａ３よりも風量が少なく速度も遅い。気流ａ３、ａ４は速度の速い気流ａ１、ａ２と合流して速度が速くなって第二送風経路７ｂの下壁側をイオン発生装置５に向かって進行する。また、一方では、気流ａ１の速度が速いので、第一送風経路７ａの傾斜する壁と第二送風経路７ｂとが接続される接続部では渦気流ａ５が発生する。
【００５１】
上記したように、第一送風経路７ａが気流の進行方向に向かって高さ方向で縮小し、幅方向で拡大するという形状となっているために、シロッコファン６が送出する気流は立体的な構成となり、第一送風経路７ａと第二送風経路７ｂとが接続される接続部の正面側では、気流ａ１、気流ａ２が渦気流ａ５によって背面側に押しやられ、気流が絞られるとともに、ファン６ｂの軸と垂直な面内に拡幅される。
【００５２】
これによって、第二送風経路７ｂの背面側の気流速度が速くなって、イオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂを経由することが可能になる。すなわち、発生したイオンの多くが気流によって搬送され、吹出口２へ流れるイオン濃度が増加し、吹出口２から空間に効率よくイオンを拡散させることが可能になる。
【００５３】
次に、図５、図６を用いて、本発明によらない比較例のイオン発生機Ｍ２について説明する。図５、図６の構造は、基本的に図３、図４と同じである。従って、同じ構成部品には同じ部番を付している。異なっているのは、イオン発生装置５の配設姿勢であり、イオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂが第一送風経路７ａと第二送風経路７ｂとの接続部に近いところに設置されている。すなわち、図３に示すイオン発生装置５を１８０°回転させて、左右を逆にして配設したものである。そのために、図３に示す図中の上側にあるイオン発生部５２ａが図５では図中の下側に配置されている。
【００５４】
この場合の気流について考察すると、送風経路７の構成には変化がないので図４と同じとなる。すなわち、図６において、気流ａ１は空気が潤沢に供給され量も多く最も速度が速い気流であり、ファン６ｂから送出されて第一送風経路７ａの傾斜する壁に衝突し方向が変更される。方向が変更された気流はそのまま傾斜した壁に沿って進行し第二送風経路７ｂに流通する。
【００５５】
気流ａ２は、気流ａ１の下部を平行に進行し、第一送風経路７ａの傾斜する壁の下部に衝突して方向が変更される。しかし、進行すべき壁の長さが短いので気流ａ１ほどの方向性を持たない。また、気流ａ１よりも若干吸込口１から遠い位置にあるが、空気が潤沢に供給される領域にあるので気流ａ１と同じように量も多く速度も速い。
【００５６】
気流ａ３は、モータ６ｃの頂上部よりも下側の気流で、気流ａ１、ａ２に比べて風量が少なく速度も遅いが、第一送風経路７ａの傾斜する壁よりも下側にあるので、第二送風経路７ｂに向かって直進する。
【００５７】
同様に気流ａ４も第二送風経路７ｂに向かって直進するが、気流ａ３よりも風量が少なく速度も遅い。気流ａ３、ａ４は速度の速い気流ａ１、ａ２と合流して速度が速くなって第二送風経路７ｂの下壁側をイオン発生装置５に向かって進行する。また、一方では、気流ａ１の速度が速いので、第一送風経路７ａの傾斜する壁と第二送風経路７ｂとが接続される接続部では渦気流ａ５が発生する。
【００５８】
ここまでは、前述した図４に示すイオン発生機Ｍ１の気流状態と差はない。ただし、図６に示す比較例のイオン発生機Ｍ２では、イオン発生部が第一送風経路７ａの下流側に近接して設置されている点が異なる。
【００５９】
そのために、イオン発生装置５のイオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂが、渦気流ａ５の発生する部位に配置される構成となり、発生したイオンが渦気流ａ５に囚われてうまく搬送されない事態に陥る。
【００６０】
第一送風経路７ａが気流の進行方向に向かって高さ方向で縮小し、幅方向で拡大するという形状となっているために、シロッコファン６が送出する気流は立体的な構成となり、さらにシロッコファン６の吹出口からの距離も短いことによって、気流がファン６ｂの軸と垂直な面内において十分に拡幅されないままイオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂを通過するため、各々のイオン発生部を気流が同等に経由することが不可能になる。
【００６１】
このため、イオン発生部５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂが発生したイオンの一部が気流によって十分に送出されず、イオン発生機全体として見た場合に、正イオンと負イオンのバランスが崩れた状態で作動するという結果が生じる。
【００６２】
以上の比較から、送風装置下流の送風経路がその幅方向に急激に拡大され，この幅方向に複数のイオン発生部を配置するような構造においては、渦気流が発生する部位から離れた、流れの安定した送風経路内にイオン発生部を設置するようにしてイオン発生装置を配設することが好ましい。
【００６３】
さらに、イオン発生部に高速で流れの安定した気流を流通させるためには、複数のイオン発生部を包含する幅に拡大することに加えて、送風装置下流の送風経路を、その高さ方向に縮小した断面形状として、この断面形状で延長した送風経路内にイオン発生部を配設することが好ましい。
【００６４】
すなわち、ファン吹出口の高さ方向に縮小し幅方向に拡大した送風経路の最も下流側にイオン発生部を配置することで、流れの安定した気流により発生したイオンを均一に送出することができ、乱流等の気流の乱れによるイオンの消滅を減少することができ、発生したイオンを効率よく取り込むことが可能になる。
【００６５】
また、本実施形態では、送風ファンとしてシロッコファンを用いているが、ターボファンであっても同じ効果を得ることができる。すなわち、送風ファンの吹出口と接続する送風経路の中で接続部近傍の乱流領域を避けて、送風経路内の接続部から離れた下流側にイオン発生部を配置することで、乱流等の気流の乱れによるイオンの消滅を減少することができる。
【００６６】
上記したように、本発明によれば、ファン吹出口に接続され気流の進行方向に向かって流路の断面形状が縮小する第一送風経路と、この第一送風経路に接続され当該接続部と同じ断面形状で延長される第二送風経路とを備え、第二送風経路の最も下流側にイオン発生装置のイオン発生部を配置した構成とすることで、イオン発生装置で発生したイオンを均一に含んだ気流として吹出口から送出して効率よく拡散できる送風構造のイオン発生機を得ることができる。特に、正負のイオン発生装置を搭載したイオン発生機において、イオン発生装置が発生した正負の両イオンを空気中にバランスよく送出することができる。
【００６７】
従って、イオン発生機外の空間に効率よく正負のイオンを拡散させることができる。この結果、浮遊カビ菌や細菌の殺菌、ウィルスやアレルゲンの不活性化、空間や物品の除電効果を得ることができる。
【００６８】
また、従来よりも効率よく空間に正負のイオンを拡散させることができるので、より小型の送風ファンを用いることができ、小型化による風切り音の低減を図りながら、正負のイオンをバランスよく放出して均一に拡散することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
そのために、本発明に係るイオン発生機は、細菌などの殺菌、ウィルスやアレルゲンなどの不活性化、空間や物品の除電効果などを発揮するための正負のイオンをバランスよく均一に送出することが求められるイオン発生機に好適に利用可能となる。
【符号の説明】
【００７０】
１ 吸込口
２ 吹出口（本体吹出口）
４ ケース
５ イオン発生装置
５１ａ、５２ａ 正イオン発生部
５１ｂ、５２ｂ 負イオン発生部
６ シロッコファン（送風ファン）
７ 送風経路
７ａ 第一送風経路
７ｂ 第二送風経路
Ｖ１ 送風装置
Ｍ１ イオン発生機
ＦＬ１、ＦＬ２ 空気流れ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風ファンと、この送風ファンのファン吹出口に接続され気流の進行方向に向かって流路の断面形状が縮小する第一送風経路と、この第一送風経路に接続され当該接続部と同じ断面形状で延長される第二送風経路と、この第二送風経路に接続される本体吹出口とを備え、
前記第二送風経路内にイオン発生装置を備えて、当該イオン発生装置が発生したイオンを前記送風ファンによって前記本体吹出口から送出するとともに、
前記第二送風経路の最も下流側に前記イオン発生装置のイオン発生部を配置したことを特徴とするイオン発生機。
【請求項２】
前記送風ファンはシロッコファンであり、前記第一送風経路は気流の進行方向に向かって前記シロッコファンの軸方向に、その吹出口高さが縮小されていることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生機。
【請求項３】
前記送風ファンはシロッコファンであり、前記第一送風経路は気流の進行方向に向かって前記シロッコファンの軸方向に垂直な面内で、前記シロッコファンのファン吹出口の幅よりも拡大されていることを特徴とする請求項２に記載のイオン発生機。
【請求項４】
前記イオン発生装置は、所定間隔離間して設置される複数のイオン発生部を有し、この複数のイオン発生部の並び方向を前記送風経路の流通方向に交差する方向としたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のイオン発生機。
【請求項５】
前記イオン発生部は、正イオンを発生する正イオン発生部と負イオンを発生する負イオン発生部とを備え、前記イオン発生装置は、正イオンと負イオンを同時に発生することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のイオン発生機。
【請求項６】
前記正イオンはＨ+（Ｈ2Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）であり、前記負イオンはＯ2-（Ｈ2Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）であることを特徴とする請求項５に記載のイオン発生機。
【請求項１】
送風ファンと、この送風ファンのファン吹出口に接続され気流の進行方向に向かって流路の断面形状が縮小する第一送風経路と、この第一送風経路に接続され当該接続部と同じ断面形状で延長される第二送風経路と、この第二送風経路に接続される本体吹出口とを備え、
前記第二送風経路内にイオン発生装置を備えて、当該イオン発生装置が発生したイオンを前記送風ファンによって前記本体吹出口から送出するとともに、
前記第二送風経路の最も下流側に前記イオン発生装置のイオン発生部を配置したことを特徴とするイオン発生機。
【請求項２】
前記送風ファンはシロッコファンであり、前記第一送風経路は気流の進行方向に向かって前記シロッコファンの軸方向に、その吹出口高さが縮小されていることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生機。
【請求項３】
前記送風ファンはシロッコファンであり、前記第一送風経路は気流の進行方向に向かって前記シロッコファンの軸方向に垂直な面内で、前記シロッコファンのファン吹出口の幅よりも拡大されていることを特徴とする請求項２に記載のイオン発生機。
【請求項４】
前記イオン発生装置は、所定間隔離間して設置される複数のイオン発生部を有し、この複数のイオン発生部の並び方向を前記送風経路の流通方向に交差する方向としたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のイオン発生機。
【請求項５】
前記イオン発生部は、正イオンを発生する正イオン発生部と負イオンを発生する負イオン発生部とを備え、前記イオン発生装置は、正イオンと負イオンを同時に発生することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のイオン発生機。
【請求項６】
前記正イオンはＨ+（Ｈ2Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）であり、前記負イオンはＯ2-（Ｈ2Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）であることを特徴とする請求項５に記載のイオン発生機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９３１７５（Ｐ２０１３−９３１７５Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３９１３（Ｐ２０１１−２３３９１３）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
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