イオン発生素子およびこれを備えたイオン発生装置
【課題】小型化が図られた簡便な構成で送風ファンなどの送風手段を設けることなくイオンを十分に拡散可能なイオン発生素子を提供する。
【解決手段】イオン発生素子１０は、空気中に放電によりイオンを発生させる針状をなすイオン放電部１１と、イオン放電部１１に印加するための電圧を発生させる電圧発生部１３と、イオン放電部１１と電圧発生部１３との間に接続されて電圧発生部１３によって発生させた電圧のうち正負いずれか一方の電圧のみをイオン放電部１１に印加させる整流素子１４と、を備え、整流素子１４は長手状をなすとともに、整流素子１４の長手方向が針状をなすイオン放電部１１の軸線方向に対して交差するようにイオン放電部１１の先端側に対して反対側に配置されている。
【解決手段】イオン発生素子１０は、空気中に放電によりイオンを発生させる針状をなすイオン放電部１１と、イオン放電部１１に印加するための電圧を発生させる電圧発生部１３と、イオン放電部１１と電圧発生部１３との間に接続されて電圧発生部１３によって発生させた電圧のうち正負いずれか一方の電圧のみをイオン放電部１１に印加させる整流素子１４と、を備え、整流素子１４は長手状をなすとともに、整流素子１４の長手方向が針状をなすイオン放電部１１の軸線方向に対して交差するようにイオン放電部１１の先端側に対して反対側に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に放電によりイオンを発生させるイオン発生素子に関する。また、このイオン発生素子を備えたイオン発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気中に放電によりイオンを放出するイオン発生装置と送風ファンとを備えた空調機が広く普及している。このような空調機は例えば床面上に設置され、イオン発生装置と送風ファンとを用いて本体ケース上面等に設けられた吹出口から空気とともにイオンを室内に放出している。これにより、室内全体にイオンが行き渡るようにすることが可能である。
【０００３】
しかしながら、上記空調機は送風ファンの回転に電力が必要になるとともに、送風ファンの回転音などの騒音が発生してしまうという問題があった。さらに、送風ファンやそれを駆動するモータを設置するスペースが装置内に必要になるので、装置が大型化してしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、このような問題を解決すべく、送風ファンなどの送風手段を設けることなくイオンを十分に拡散可能なイオン発生装置が提案され、その従来技術が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載されたイオン発生装置は周囲に立上部を有した穴を設けた金属板からなる正電極を備え、鋭利な負電極の先端が前記正電極の穴近傍に位置している。これは、正電極の穴の周囲に設けられた立上部の存在により、放電させた際に発生した負イオンを十分に拡散可能な気流を発生させることができるという技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１３８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のイオン発生装置は鋭利な負電極の先端の近傍であって負電極の先端のさらにその前方に金属板からなる正電極を必要としている。この金属板からなる正電極の存在により、イオン発生装置が大型化してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、小型化が図られた簡便な構成で送風ファンなどの送風手段を設けることなくイオンを十分に拡散可能なイオン発生素子を提供することを目的とする。また、このようなイオン発生素子を備えたイオン発生装置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】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明のイオン発生素子は、空気中に放電によりイオンを発生させる針状をなすイオン放電部と、前記イオン放電部に印加するための電圧を発生させる電圧発生部と、前記イオン放電部と前記電圧発生部との間に接続されて前記電圧発生部によって発生させた電圧のうち正負いずれか一方の電圧のみを前記イオン放電部に印加させる整流素子と、を備え、前記整流素子は長手状をなすとともに、前記整流素子の長手方向が針状をなす前記イオン放電部の軸線方向に対して交差するように前記イオン放電部の先端側に対して反対側に配置されていることを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、整流素子の周りに発生する電界の影響を受けて、イオン放電部の先端から離れる方向にイオン放電部の周りに発生する電界の強度が強くなる傾向になる。したがって、イオン発生素子はイオン放電部の先端側に他の部材を設けることなく、イオン放電部から離れる方向にイオンが放出され易くなる。
【００１０】
また、上記構成のイオン発生素子において、前記整流素子は前記整流素子の長手方向が前記イオン放電部の軸線方向に対して略直交するように配置されていることを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、整流素子の周りに発生する電界の影響を受けて、イオン放電部の軸線方向に沿って根本側から先端側に向かう方向にイオン放電部の周りに発生する電界の強度が一層強くなる傾向になる。したがって、イオン放電部から離れる方向にイオンが放出され易くなる作用が高められる。
【００１２】
また、上記構成のイオン発生素子において、前記イオン放電部が取り付けられた基板を備え、前記イオン放電部の軸線が前記基板の法線に対して直角をなすことを特徴としている。この構成によれば、基板の法線方向についてのイオン発生素子の大きさが一層小さくなる。これにより、イオン発生素子の小型化が進む。
【００１３】
また、上記構成のイオン発生素子において、前記イオン放電部が取り付けられた基板を備え、前記イオン放電部の軸線が前記基板の法線に対して平行をなすことを特徴としている。この構成によれば、イオン発生素子の小型化に加えて、イオンの放出方向の多様化が進む。
【００１４】
また、上記構成のイオン発生素子において、前記イオン放電部が、正イオンを発生させる正イオン放電部と、負イオンを発生させる負イオン放電部とを含み、前記整流素子が、前記正イオン放電部に接続されて正電圧のみを前記正イオン放電部に印加させる正側整流素子と、前記負イオン放電部に接続されて負電圧のみを前記負イオン放電部に印加させる負側整流素子とを含むことを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、正イオン放電部は正側整流素子の周りに発生する電界の影響を受けて、負イオン放電部は負側整流素子の周りに発生する電界の影響を受けて、イオン放電部の先端から離れる方向にイオン放電部の周りに発生する電界の強度が強くなる傾向になる。したがって、正イオン放電部及び負イオン放電部の各々に関して、イオン放電部から離れる方向に正イオン及び負イオンが放出され易くなる。
【００１６】
また、上記構成のイオン発生素子において、前記正イオン放電部の軸線と前記負イオン放電部の軸線とが互いに略平行をなし、前記正側整流素子の軸線と前記負側整流素子の軸線とが互いに略平行をなす若しくは略一致していることを特徴としている。
【００１７】
この構成によれば、正イオン放電部及び負イオン放電部が設けられた構成において、正イオン放電部、負イオン放電部、正側整流素子及び負側整流素子の配置空間が比較的小さくなり、イオン発生素子の小型化が進む。
【００１８】
また本発明では、イオン発生装置が上記イオン発生素子を備えることとした。この構成によれば、イオン発生装置は送風ファンなどの送風手段を設けることなく、イオン発生素子から離れる方向にイオンが放出され易くなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の構成によれば、イオン放電部の先端側に他の部材を設けることなく、イオン放電部から離れる方向にイオンが放出され易くなる。したがって、小型化が図られた簡便な構成で送風ファンなどの送風手段を設けることなくイオンを十分に拡散可能なイオン発生素子を提供することができる。また、このようなイオン発生素子を備えたイオン発生装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るイオン発生装置の分解斜視図である。
【図２】図１に示すイオン発生装置のイオン発生素子の上面図である。
【図３】図１に示すイオン発生装置のイオン発生素子の正面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るイオン発生素子の上面図である。
【図５】本発明の実施形態に対する比較例のイオン発生素子の上面図である。
【図６】本発明の実施形態と比較例とのイオン数の比較を示す表である。
【図７】イオン放電部単体のイオン放出方向を示す説明図である。
【図８】電極に接続されたイオン放電部のイオン放出方向を示す説明図である。
【図９】図７及び図８のイオン放電部の構成の電界強度の比較を示す表である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るイオン発生装置のイオン発生素子の上面図である。
【図１１】図１０に示すイオン発生装置のイオン発生素子の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１１に基づき説明する。
【００２２】
最初に、本発明の第１の実施形態に係るイオン発生装置について、図１を用いてその構造の概略を説明する。図１はイオン発生装置の分解斜視図である。
【００２３】
イオン発生装置１は、図１に示すように平面視矩形のトレイ状に形成された本体筐体２と、平面視矩形の平板状に形成された蓋部３とを備えている。
【００２４】
本体筐体２は上面が開口し、この開口を覆い閉鎖するために蓋部３が本体筐体２の上面に取り付けられる。本体筐体２の内部には内部を大小二室に区分する仕切り部４が設けられている。本体筐体２の内部の大きく区分された一室にはイオン発生素子１０が収容され、小さく区分された一室には電源・制御回路５及びバッテリー６が収容されている。
【００２５】
イオン発生素子１０はイオンを放出するための放電に用いるイオン放電部１１やその他電子部品が基板１２に取り付けられている。イオン発生素子１０は本体筐体２の正面に開口した２箇所の円形窓部７を通してイオン発生装置１の外部に臨む一対のイオン放電部１１を備えている。イオン発生素子１０はイオン発生装置１の外部を流通する空気に対してイオン放電部１１で放電により発生させたイオンを含ませるように放出する。
【００２６】
電源・制御回路５はイオン発生素子１０を作動させるための電源や制御回路で構成されている。電源・制御回路５はイオン発生素子１０全体の動作制御のため、不図示のＣＰＵやその他の電子部品で構成されるとともにプログラムやデータを記憶する記憶部を備えている。電源・制御回路５のＣＰＵは記憶部に予め記憶されたプログラムやデータに基づきイオン発生素子１０の各構成要素を制御して一連のイオン放出運転を実現する。
【００２７】
バッテリー６はイオン発生素子１０や電源・制御回路５に電力を供給するために設けられている。なお、イオン発生装置１はバッテリー６に代えて、電源プラグやＡＣアダプターを介して商用交流電源から電力の供給を受けることにしても良い。
【００２８】
続いて、イオン発生素子１０の詳細な構成について、図１に加えて図２及び図３を用いて説明する。図２はイオン発生素子１０の上面図、図３はイオン発生素子１０の正面図である。
【００２９】
イオン発生素子１０は、図２及び図３に示すように前述のイオン放電部１１及び基板１２に加えて、電圧発生部１３及び整流素子１４を備えている。
【００３０】
電圧発生部１３はイオン放電部１１に印加するための電圧を発生させるためのものであって、低電圧回路部１３Ｌと高電圧回路部１３Ｈとを含んでいる。
【００３１】
低電圧回路部１３Ｌはバッテリー６から得られる電力を適切な出力に調整して放電を制御するための信号を生成する回路で構成されている。低電圧回路部１３Ｌは主な構成要素として例えば放電制御のためのパルス発生回路、コンデンサ、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、電界効果トランジスタ）等を備えている。低電圧回路部１３Ｌはバッテリー６が出力する例えば数Ｖの電圧を例えば１０〜２０Ｖ程度まで昇圧している。
【００３２】
高電圧回路部１３Ｈは低電圧回路部１３Ｌから入力された信号に対して高電圧を発生させるため、例えばトランス等で構成されている。高電圧回路部１３Ｈは例えば２〜１０ｋＶの正負の高電圧を発生させる。
【００３３】
整流素子１４はイオン放電部１１と電圧発生部１３との間に接続されて電圧発生部１３によって発生させた電圧のうち正負いずれか一方の電圧のみをイオン放電部１１に印加させるため、例えばダイオード等で構成されている。そして、整流素子１４は正側整流素子１４Ｐと負側整流素子１４Ｎとを含んでいる。
【００３４】
正側整流素子１４Ｐ及び負側整流素子１４Ｎはともに棒状などといった長手状をなし、正側整流素子１４Ｐの軸線Ｌ１と負側整流素子１４Ｎの軸線Ｌ２とが互いに略一致するように基板１２の表面上に配置されている。正側整流素子１４Ｐは後述する正イオン放電部１１Ｐに接続されて正電圧のみを正イオン放電部１１Ｐに印加させる。負側整流素子１４Ｎは後述する負イオン放電部１１Ｎに接続されて負電圧のみを負イオン放電部１１Ｎに印加させる。
【００３５】
ここで、基板１２にはイオン放電部１１、電圧発生部１３及び整流素子１４が固定されている。このような構成にすることにより基板１２は１枚の使用で済み、基板の使用枚数を削減することができてコストダウンを図ることが可能である。
【００３６】
ただし、部品配置上の制約などにより、イオン放電部１１とその他の部品を分離する必要がある場合には基板１２には少なくともイオン放電部１１を固定すれば良い。この場合でも、基板１２には高電圧回路部１３Ｈ、整流素子１４、イオン放電部１１までを搭載していることが望ましい。その理由としては、高電圧回路部１３Ｈからイオン放電部１１に至る経路は数ｋＶの高圧が掛かるため、周辺物に対して意図しない放電を引き起こして消費電力の増加や周辺物の破損を招く可能性があるからである。
【００３７】
イオン放電部１１は本体筐体２の２箇所の円形窓部７（図１参照）を通してイオン発生装置１の外部に臨む一対の正イオン放電部１１Ｐ及び負イオン放電部１１Ｎを含んでいる。正イオン放電部１１Ｐ及び負イオン放電部１１Ｎは材質が例えばインコネル等の高耐熱、高耐食性に優れた金属で構成され、直線的で先端が鋭利な針状をなしている。正イオン放電部１１Ｐ及び負イオン放電部１１Ｎは各々先端部が空気中に露出するとともに、他端である根本側が正側整流素子１４Ｐまたは負側整流素子１４Ｎに接続されている。
【００３８】
正イオン放電部１１Ｐ及び負イオン放電部１１Ｎには交流波形またはインパルス波形からなる電圧が印加される。正イオン放電部１１Ｐには正電圧が印加され、コロナ放電による水素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。負イオン放電部１１Ｎには負電圧が印加され、コロナ放電による酸素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。
【００３９】
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。したがって、正イオン及び負イオンを発生してイオン発生装置１の外部に放出することにより、イオン発生装置１の外部の除菌及び脱臭を行うことができる。
【００４０】
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）
【００４１】
なお、本実施形態ではイオン発生素子１０によって正イオン及び負イオンを発生しているが、負イオンのみを発生しても良い。
【００４２】
また、本発明において、イオンには帯電微粒子水も含むものとする。このとき、イオン発生装置１は静電霧化装置からなり、静電霧化装置によってラジカル成分を含む帯電微粒子水が生成される。すなわち、静電霧化装置に設けた放電電極をペルチェ素子により冷却することで放電電極の表面に結露水が生じる。次に、放電電極に負の高電圧を印加すると、結露水から帯電微粒子水が生成される。また、放電電極からは帯電微粒子水とともに空気中に放出される負イオンも発生する。
【００４３】
直線的で先端が鋭利な針状をなす正イオン放電部１１Ｐ及び負イオン放電部１１Ｎは基板１２の法線に対して垂直をなす、すなわち基板１２の表面に対して平行をなすように設けられている。そして、正イオン放電部１１Ｐの軸線Ｌ３と負イオン放電部１１Ｎの軸線Ｌ４とは互いに略平行をなしている。
【００４４】
また、整流素子１４はその長手方向がイオン放電部１１の軸線方向に対して交差する、特に略直交するようにイオン放電部１１の先端側に対して反対側（イオン放電部１１の根本側）の箇所に配置されている。すなわち、正側整流素子１４Ｐはその軸線Ｌ１が正イオン放電部１１Ｐの軸線Ｌ３に対して直角をなし、負側整流素子１４Ｎはその軸線Ｌ２が負イオン放電部１１Ｎの軸線Ｌ４に対して直角をなしている。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施形態に係るイオン発生素子について、図４を用いて説明する。図４はイオン発生素子の上面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は図１〜図３を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４６】
第２の実施形態に係るイオン発生素子１０は、図４に示すように正側整流素子１４Ｐの軸線Ｌ１が正イオン放電部１１Ｐの軸線Ｌ３に対して１３５°の角度をなし、負側整流素子１４Ｎの軸線Ｌ２が負イオン放電部１１Ｎの軸線Ｌ４に対して１３５°の角度をなしている。
【００４７】
続いて、上記第１及び第２の実施形態に係るイオン発生素子１０が放出するイオン数の比較と小型化の比較とについて、図２及び図４に加えて図５及び図６を用いて説明する。
【００４８】
図５は本発明の実施形態に対する比較例のイオン発生素子１０の上面図を示している。比較例のイオン発生素子１０は、図５に示すように正側整流素子１４Ｐの軸線Ｌ１が正イオン放電部１１Ｐの軸線Ｌ３に対して略平行（角度１８０°）をなし、負側整流素子１４Ｎの軸線Ｌ２が負イオン放電部１１Ｎの軸線Ｌ４に対して略平行（角度１８０°）をなしている。
【００４９】
図６は本発明の実施形態と比較例とのイオン数の比較を示す表である。なお、この場合におけるイオン発生素子１０の動作条件としては、イオン放電部１１の先端に約５ｋＶの電圧を印加してイオン放電部１１の先端からその軸線に沿って１０ｃｍ離れた距離でイオン数を測定している。
【００５０】
これによれば、第１の実施形態のイオン発生素子１０が正イオン５３４，５００［個／ｃｍ3］及び負イオン７１９，９００［個／ｃｍ3］を放出し、第２の実施形態のイオン発生素子１０が正イオン４２６，８００［個／ｃｍ3］及び負イオン６２７，８００［個／ｃｍ3］を放出し、比較例のイオン発生素子１０が正イオン３８２，６００［個／ｃｍ3］及び負イオン５７７，６００［個／ｃｍ3］を放出している。すなわち、第２の実施形態は比較例に対して正イオンが約１２％増加し、負イオンが約９％増加している。さらに、第１の実施形態は比較例に対して正イオンが約４０％増加し、負イオンが約２５％増加している。
【００５１】
そして、図２、図４及び図５を用いて第１及び第２の実施形態のイオン発生素子１０と比較例のイオン発生素子１０との大きさを比較すると、比較例の奥行Ｄ３に対して第２の実施形態の奥行Ｄ２のほうが短く、さらにこの奥行Ｄ２より第１の実施形態の奥行Ｄ１のほうが短くなっている。
【００５２】
したがって、整流素子１４の長手方向をイオン放電部１１の軸線方向に対して交差させ、さらに直交させることにより、一層多くのイオンを放出することができるのとともにイオン発生素子１０の小型化を進めることが可能であることが分かる。
【００５３】
続いて、第１の実施形態のイオン発生素子１０が放出するイオン数が比較例のイオン発生素子１０が放出するイオン数に対して増加した作用について、図７〜図９を用いて説明する。図７はイオン放電部単体のイオン放出方向を示す説明図、図８は電極に接続されたイオン放電部のイオン放出方向を示す説明図、図９は図７及び図８のイオン放電部の構成の電界強度の比較を示す表である。なお、図７及び図８に描画したイオン放電部１１の周囲の矢印はイオン放出方向の概略を示している。
【００５４】
イオン放電部１１単体の場合、図７に示すようにイオンはイオン放電部１１の先端部からほぼ放射状に周囲に広がるように放出されると考えられる。すなわち、イオンは主としてイオン放電部１１の軸線方向に沿って先端から離れる方向（図７の上側）に放出されるが、先端部の側方や根本側（図７の下側）へ向かう方向にも放出される。
【００５５】
これに対して、イオン放電部１１の先端側に対して反対側（根本側、図８の下側）に他の電極１００が接続されている場合、図８に示すようにイオンのほとんどがイオン放電部１１の軸線方向に沿って先端から離れる方向（図８の上側）に放出されると考えられる。
【００５６】
このことについて、図９を用いて検証する。図９は図７及び図８のイオン放電部１１の構成の、イオン放電部１１の直上、すなわち軸線方向に沿って先端から所定距離離れた箇所における電界強度の電界シミュレーション結果である。これによれば、図８の構成はイオン放電部１１の直上５ｍｍ及び１００ｍｍにおける電界強度が図７の構成より強くなっている。電極１００の周りに発生する電界の影響を受けて、イオン放電部１１の先端から離れる方向にイオン放電部１１の周りに発生する電界の強度が強くなる傾向にあることが分かる。
【００５７】
したがって、上記のようにイオン発生装置１のイオン発生素子１０は整流素子１４が長手状をなすとともに、整流素子１４の長手方向が針状をなすイオン放電部１１の軸線方向に対して交差するようにイオン放電部１１の先端側に対して反対側に配置されている。これにより、整流素子１４の周りに発生する電界の影響を受けて、イオン放電部１１の先端から離れる方向にイオン放電部１１の周りに発生する電界の強度が強くなる傾向になる。その結果、イオン発生素子１０はイオン放電部１１の先端側に他の部材を設けることなく、イオン放電部１１から離れる方向にイオンが放出され易くすることができる。
【００５８】
特に、第１の実施形態のイオン発生素子１０は整流素子１４の長手方向がイオン放電部１１の軸線方向に対して略直交するように配置されているので、整流素子１４の周りに発生する電界の影響を受けて、イオン放電部１１の先端から離れる方向にイオン放電部１１の周りに発生する電界の強度が一層強くなる傾向になる。したがって、イオン放電部１１から離れる方向にイオンが放出され易くなる作用を高めることができる。
【００５９】
また、イオン発生素子１０はイオン放電部１１の軸線が基板１２の法線に対して直角をなしているので、基板１２の法線方向についてのイオン発生素子１０の大きさが一層小さくなる。これにより、イオン発生素子１０の小型化を図ることが可能である。
【００６０】
そして、イオン発生素子１０はイオン放電部１１が正イオンを発生させる正イオン放電部１１Ｐと負イオンを発生させる負イオン放電部１１Ｎとを含み、整流素子１４が正イオン放電部１１Ｐに接続されて正電圧のみを正イオン放電部１１Ｐに印加させる正側整流素子１４Ｐと、負イオン放電部１１Ｎに接続されて負電圧のみを負イオン放電部１１Ｎに印加させる負側整流素子１４Ｎとを含んでいる。これにより、正イオン放電部１１Ｐは正側整流素子１４Ｐの周りに発生する電界の影響を受けて、負イオン放電部１１Ｎは負側整流素子１４Ｎの周りに発生する電界の影響を受けて、イオン放電部１１の先端から離れる方向にイオン放電部１１の周りに発生する電界の強度が強くなる傾向になる。したがって、正イオン放電部１１Ｐ及び負イオン放電部１１Ｎの各々に関して、イオン放電部１１から離れる方向に正イオン及び負イオンが放出され易くすることができる。
【００６１】
また、イオン発生素子１０は正イオン放電部１１Ｐの軸線と負イオン放電部１１Ｎの軸線とが互いに略平行をなし、正側整流素子１４Ｐの軸線と負側整流素子１４Ｎの軸線とが互いに略一致している。これにより、正イオン放電部１１Ｐ、負イオン放電部１１Ｎ、正側整流素子１４Ｐ及び負側整流素子１４Ｎの配置空間が比較的小さくなり、イオン発生素子１０の小型化が進む。
【００６２】
さらに、イオン発生装置１は上記イオン発生素子１０を備えるので、送風ファンなどの送風手段を設けることなく、イオン発生素子１０から離れる方向にイオンが放出され易くすることができる。
【００６３】
そして、本発明の上記実施形態の構成によれば、イオン放電部１１の先端側に他の部材を設けることなく、イオン放電部１１から離れる方向にイオンが放出され易くなる。したがって、小型化が図られた簡便な構成で送風ファンなどの送風手段を設けることなくイオンを十分に拡散可能なイオン発生素子１０を提供することができる。また、このようなイオン発生素子１０を備えたイオン発生装置１を提供することが可能である。
【００６４】
次に、本発明の第３の実施形態に係るイオン発生装置について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０はイオン発生装置のイオン発生素子の上面図、図１１はイオン発生素子の正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は図１〜図３を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６５】
第３の実施形態に係るイオン発生装置１のイオン発生素子１０は、図１０及び図１１に示すように正イオン放電部１１Ｐ及び負イオン放電部１１Ｎが基板１２の法線に対して平行をなす、すなわち基板１２の表面に対して垂直をなすように設けられている。さらに、正側整流素子１４Ｐはその軸線Ｌ１が正イオン放電部１１Ｐの軸線Ｌ３に対して直角をなし、負側整流素子１４Ｎはその軸線Ｌ２が負イオン放電部１１Ｎの軸線Ｌ４に対して直角をなしている。
【００６６】
この構成によれば、イオン発生素子１０の小型化に加えて、イオンの放出方向の多様化を図ることが可能になる。すなわち、イオン発生素子１０を適用した装置において、イオン発生素子１０の周辺の部品配置に対応して好適なイオン放出方向を選択することができる。なお、イオン発生装置１の厚さに着目した場合、図３に示した第１の実施形態のイオン発生装置１の厚さｔ１が図１１に示した第３の実施形態のイオン発生装置１の厚さｔ３より薄く、装置の薄型化に関して効果的であると言える。
【００６７】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、空気中に放電によりイオンを発生させるイオン発生素子において利用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１ イオン発生装置
２ 本体筐体
３ 蓋部
１０ イオン発生素子
１１ イオン放電部
１１Ｐ 正イオン放電部
１１Ｎ 負イオン放電部
１２ 基板
１３ 電圧発生部
１３Ｈ 高電圧回路部
１３Ｌ 低電圧回路部
１４ 整流素子
１４Ｐ 正側整流素子
１４Ｎ 負側整流素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に放電によりイオンを発生させるイオン発生素子に関する。また、このイオン発生素子を備えたイオン発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気中に放電によりイオンを放出するイオン発生装置と送風ファンとを備えた空調機が広く普及している。このような空調機は例えば床面上に設置され、イオン発生装置と送風ファンとを用いて本体ケース上面等に設けられた吹出口から空気とともにイオンを室内に放出している。これにより、室内全体にイオンが行き渡るようにすることが可能である。
【０００３】
しかしながら、上記空調機は送風ファンの回転に電力が必要になるとともに、送風ファンの回転音などの騒音が発生してしまうという問題があった。さらに、送風ファンやそれを駆動するモータを設置するスペースが装置内に必要になるので、装置が大型化してしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、このような問題を解決すべく、送風ファンなどの送風手段を設けることなくイオンを十分に拡散可能なイオン発生装置が提案され、その従来技術が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載されたイオン発生装置は周囲に立上部を有した穴を設けた金属板からなる正電極を備え、鋭利な負電極の先端が前記正電極の穴近傍に位置している。これは、正電極の穴の周囲に設けられた立上部の存在により、放電させた際に発生した負イオンを十分に拡散可能な気流を発生させることができるという技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１３８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のイオン発生装置は鋭利な負電極の先端の近傍であって負電極の先端のさらにその前方に金属板からなる正電極を必要としている。この金属板からなる正電極の存在により、イオン発生装置が大型化してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、小型化が図られた簡便な構成で送風ファンなどの送風手段を設けることなくイオンを十分に拡散可能なイオン発生素子を提供することを目的とする。また、このようなイオン発生素子を備えたイオン発生装置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】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明のイオン発生素子は、空気中に放電によりイオンを発生させる針状をなすイオン放電部と、前記イオン放電部に印加するための電圧を発生させる電圧発生部と、前記イオン放電部と前記電圧発生部との間に接続されて前記電圧発生部によって発生させた電圧のうち正負いずれか一方の電圧のみを前記イオン放電部に印加させる整流素子と、を備え、前記整流素子は長手状をなすとともに、前記整流素子の長手方向が針状をなす前記イオン放電部の軸線方向に対して交差するように前記イオン放電部の先端側に対して反対側に配置されていることを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、整流素子の周りに発生する電界の影響を受けて、イオン放電部の先端から離れる方向にイオン放電部の周りに発生する電界の強度が強くなる傾向になる。したがって、イオン発生素子はイオン放電部の先端側に他の部材を設けることなく、イオン放電部から離れる方向にイオンが放出され易くなる。
【００１０】
また、上記構成のイオン発生素子において、前記整流素子は前記整流素子の長手方向が前記イオン放電部の軸線方向に対して略直交するように配置されていることを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、整流素子の周りに発生する電界の影響を受けて、イオン放電部の軸線方向に沿って根本側から先端側に向かう方向にイオン放電部の周りに発生する電界の強度が一層強くなる傾向になる。したがって、イオン放電部から離れる方向にイオンが放出され易くなる作用が高められる。
【００１２】
また、上記構成のイオン発生素子において、前記イオン放電部が取り付けられた基板を備え、前記イオン放電部の軸線が前記基板の法線に対して直角をなすことを特徴としている。この構成によれば、基板の法線方向についてのイオン発生素子の大きさが一層小さくなる。これにより、イオン発生素子の小型化が進む。
【００１３】
また、上記構成のイオン発生素子において、前記イオン放電部が取り付けられた基板を備え、前記イオン放電部の軸線が前記基板の法線に対して平行をなすことを特徴としている。この構成によれば、イオン発生素子の小型化に加えて、イオンの放出方向の多様化が進む。
【００１４】
また、上記構成のイオン発生素子において、前記イオン放電部が、正イオンを発生させる正イオン放電部と、負イオンを発生させる負イオン放電部とを含み、前記整流素子が、前記正イオン放電部に接続されて正電圧のみを前記正イオン放電部に印加させる正側整流素子と、前記負イオン放電部に接続されて負電圧のみを前記負イオン放電部に印加させる負側整流素子とを含むことを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、正イオン放電部は正側整流素子の周りに発生する電界の影響を受けて、負イオン放電部は負側整流素子の周りに発生する電界の影響を受けて、イオン放電部の先端から離れる方向にイオン放電部の周りに発生する電界の強度が強くなる傾向になる。したがって、正イオン放電部及び負イオン放電部の各々に関して、イオン放電部から離れる方向に正イオン及び負イオンが放出され易くなる。
【００１６】
また、上記構成のイオン発生素子において、前記正イオン放電部の軸線と前記負イオン放電部の軸線とが互いに略平行をなし、前記正側整流素子の軸線と前記負側整流素子の軸線とが互いに略平行をなす若しくは略一致していることを特徴としている。
【００１７】
この構成によれば、正イオン放電部及び負イオン放電部が設けられた構成において、正イオン放電部、負イオン放電部、正側整流素子及び負側整流素子の配置空間が比較的小さくなり、イオン発生素子の小型化が進む。
【００１８】
また本発明では、イオン発生装置が上記イオン発生素子を備えることとした。この構成によれば、イオン発生装置は送風ファンなどの送風手段を設けることなく、イオン発生素子から離れる方向にイオンが放出され易くなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の構成によれば、イオン放電部の先端側に他の部材を設けることなく、イオン放電部から離れる方向にイオンが放出され易くなる。したがって、小型化が図られた簡便な構成で送風ファンなどの送風手段を設けることなくイオンを十分に拡散可能なイオン発生素子を提供することができる。また、このようなイオン発生素子を備えたイオン発生装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るイオン発生装置の分解斜視図である。
【図２】図１に示すイオン発生装置のイオン発生素子の上面図である。
【図３】図１に示すイオン発生装置のイオン発生素子の正面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るイオン発生素子の上面図である。
【図５】本発明の実施形態に対する比較例のイオン発生素子の上面図である。
【図６】本発明の実施形態と比較例とのイオン数の比較を示す表である。
【図７】イオン放電部単体のイオン放出方向を示す説明図である。
【図８】電極に接続されたイオン放電部のイオン放出方向を示す説明図である。
【図９】図７及び図８のイオン放電部の構成の電界強度の比較を示す表である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るイオン発生装置のイオン発生素子の上面図である。
【図１１】図１０に示すイオン発生装置のイオン発生素子の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１１に基づき説明する。
【００２２】
最初に、本発明の第１の実施形態に係るイオン発生装置について、図１を用いてその構造の概略を説明する。図１はイオン発生装置の分解斜視図である。
【００２３】
イオン発生装置１は、図１に示すように平面視矩形のトレイ状に形成された本体筐体２と、平面視矩形の平板状に形成された蓋部３とを備えている。
【００２４】
本体筐体２は上面が開口し、この開口を覆い閉鎖するために蓋部３が本体筐体２の上面に取り付けられる。本体筐体２の内部には内部を大小二室に区分する仕切り部４が設けられている。本体筐体２の内部の大きく区分された一室にはイオン発生素子１０が収容され、小さく区分された一室には電源・制御回路５及びバッテリー６が収容されている。
【００２５】
イオン発生素子１０はイオンを放出するための放電に用いるイオン放電部１１やその他電子部品が基板１２に取り付けられている。イオン発生素子１０は本体筐体２の正面に開口した２箇所の円形窓部７を通してイオン発生装置１の外部に臨む一対のイオン放電部１１を備えている。イオン発生素子１０はイオン発生装置１の外部を流通する空気に対してイオン放電部１１で放電により発生させたイオンを含ませるように放出する。
【００２６】
電源・制御回路５はイオン発生素子１０を作動させるための電源や制御回路で構成されている。電源・制御回路５はイオン発生素子１０全体の動作制御のため、不図示のＣＰＵやその他の電子部品で構成されるとともにプログラムやデータを記憶する記憶部を備えている。電源・制御回路５のＣＰＵは記憶部に予め記憶されたプログラムやデータに基づきイオン発生素子１０の各構成要素を制御して一連のイオン放出運転を実現する。
【００２７】
バッテリー６はイオン発生素子１０や電源・制御回路５に電力を供給するために設けられている。なお、イオン発生装置１はバッテリー６に代えて、電源プラグやＡＣアダプターを介して商用交流電源から電力の供給を受けることにしても良い。
【００２８】
続いて、イオン発生素子１０の詳細な構成について、図１に加えて図２及び図３を用いて説明する。図２はイオン発生素子１０の上面図、図３はイオン発生素子１０の正面図である。
【００２９】
イオン発生素子１０は、図２及び図３に示すように前述のイオン放電部１１及び基板１２に加えて、電圧発生部１３及び整流素子１４を備えている。
【００３０】
電圧発生部１３はイオン放電部１１に印加するための電圧を発生させるためのものであって、低電圧回路部１３Ｌと高電圧回路部１３Ｈとを含んでいる。
【００３１】
低電圧回路部１３Ｌはバッテリー６から得られる電力を適切な出力に調整して放電を制御するための信号を生成する回路で構成されている。低電圧回路部１３Ｌは主な構成要素として例えば放電制御のためのパルス発生回路、コンデンサ、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、電界効果トランジスタ）等を備えている。低電圧回路部１３Ｌはバッテリー６が出力する例えば数Ｖの電圧を例えば１０〜２０Ｖ程度まで昇圧している。
【００３２】
高電圧回路部１３Ｈは低電圧回路部１３Ｌから入力された信号に対して高電圧を発生させるため、例えばトランス等で構成されている。高電圧回路部１３Ｈは例えば２〜１０ｋＶの正負の高電圧を発生させる。
【００３３】
整流素子１４はイオン放電部１１と電圧発生部１３との間に接続されて電圧発生部１３によって発生させた電圧のうち正負いずれか一方の電圧のみをイオン放電部１１に印加させるため、例えばダイオード等で構成されている。そして、整流素子１４は正側整流素子１４Ｐと負側整流素子１４Ｎとを含んでいる。
【００３４】
正側整流素子１４Ｐ及び負側整流素子１４Ｎはともに棒状などといった長手状をなし、正側整流素子１４Ｐの軸線Ｌ１と負側整流素子１４Ｎの軸線Ｌ２とが互いに略一致するように基板１２の表面上に配置されている。正側整流素子１４Ｐは後述する正イオン放電部１１Ｐに接続されて正電圧のみを正イオン放電部１１Ｐに印加させる。負側整流素子１４Ｎは後述する負イオン放電部１１Ｎに接続されて負電圧のみを負イオン放電部１１Ｎに印加させる。
【００３５】
ここで、基板１２にはイオン放電部１１、電圧発生部１３及び整流素子１４が固定されている。このような構成にすることにより基板１２は１枚の使用で済み、基板の使用枚数を削減することができてコストダウンを図ることが可能である。
【００３６】
ただし、部品配置上の制約などにより、イオン放電部１１とその他の部品を分離する必要がある場合には基板１２には少なくともイオン放電部１１を固定すれば良い。この場合でも、基板１２には高電圧回路部１３Ｈ、整流素子１４、イオン放電部１１までを搭載していることが望ましい。その理由としては、高電圧回路部１３Ｈからイオン放電部１１に至る経路は数ｋＶの高圧が掛かるため、周辺物に対して意図しない放電を引き起こして消費電力の増加や周辺物の破損を招く可能性があるからである。
【００３７】
イオン放電部１１は本体筐体２の２箇所の円形窓部７（図１参照）を通してイオン発生装置１の外部に臨む一対の正イオン放電部１１Ｐ及び負イオン放電部１１Ｎを含んでいる。正イオン放電部１１Ｐ及び負イオン放電部１１Ｎは材質が例えばインコネル等の高耐熱、高耐食性に優れた金属で構成され、直線的で先端が鋭利な針状をなしている。正イオン放電部１１Ｐ及び負イオン放電部１１Ｎは各々先端部が空気中に露出するとともに、他端である根本側が正側整流素子１４Ｐまたは負側整流素子１４Ｎに接続されている。
【００３８】
正イオン放電部１１Ｐ及び負イオン放電部１１Ｎには交流波形またはインパルス波形からなる電圧が印加される。正イオン放電部１１Ｐには正電圧が印加され、コロナ放電による水素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。負イオン放電部１１Ｎには負電圧が印加され、コロナ放電による酸素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。
【００３９】
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。したがって、正イオン及び負イオンを発生してイオン発生装置１の外部に放出することにより、イオン発生装置１の外部の除菌及び脱臭を行うことができる。
【００４０】
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）
【００４１】
なお、本実施形態ではイオン発生素子１０によって正イオン及び負イオンを発生しているが、負イオンのみを発生しても良い。
【００４２】
また、本発明において、イオンには帯電微粒子水も含むものとする。このとき、イオン発生装置１は静電霧化装置からなり、静電霧化装置によってラジカル成分を含む帯電微粒子水が生成される。すなわち、静電霧化装置に設けた放電電極をペルチェ素子により冷却することで放電電極の表面に結露水が生じる。次に、放電電極に負の高電圧を印加すると、結露水から帯電微粒子水が生成される。また、放電電極からは帯電微粒子水とともに空気中に放出される負イオンも発生する。
【００４３】
直線的で先端が鋭利な針状をなす正イオン放電部１１Ｐ及び負イオン放電部１１Ｎは基板１２の法線に対して垂直をなす、すなわち基板１２の表面に対して平行をなすように設けられている。そして、正イオン放電部１１Ｐの軸線Ｌ３と負イオン放電部１１Ｎの軸線Ｌ４とは互いに略平行をなしている。
【００４４】
また、整流素子１４はその長手方向がイオン放電部１１の軸線方向に対して交差する、特に略直交するようにイオン放電部１１の先端側に対して反対側（イオン放電部１１の根本側）の箇所に配置されている。すなわち、正側整流素子１４Ｐはその軸線Ｌ１が正イオン放電部１１Ｐの軸線Ｌ３に対して直角をなし、負側整流素子１４Ｎはその軸線Ｌ２が負イオン放電部１１Ｎの軸線Ｌ４に対して直角をなしている。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施形態に係るイオン発生素子について、図４を用いて説明する。図４はイオン発生素子の上面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は図１〜図３を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４６】
第２の実施形態に係るイオン発生素子１０は、図４に示すように正側整流素子１４Ｐの軸線Ｌ１が正イオン放電部１１Ｐの軸線Ｌ３に対して１３５°の角度をなし、負側整流素子１４Ｎの軸線Ｌ２が負イオン放電部１１Ｎの軸線Ｌ４に対して１３５°の角度をなしている。
【００４７】
続いて、上記第１及び第２の実施形態に係るイオン発生素子１０が放出するイオン数の比較と小型化の比較とについて、図２及び図４に加えて図５及び図６を用いて説明する。
【００４８】
図５は本発明の実施形態に対する比較例のイオン発生素子１０の上面図を示している。比較例のイオン発生素子１０は、図５に示すように正側整流素子１４Ｐの軸線Ｌ１が正イオン放電部１１Ｐの軸線Ｌ３に対して略平行（角度１８０°）をなし、負側整流素子１４Ｎの軸線Ｌ２が負イオン放電部１１Ｎの軸線Ｌ４に対して略平行（角度１８０°）をなしている。
【００４９】
図６は本発明の実施形態と比較例とのイオン数の比較を示す表である。なお、この場合におけるイオン発生素子１０の動作条件としては、イオン放電部１１の先端に約５ｋＶの電圧を印加してイオン放電部１１の先端からその軸線に沿って１０ｃｍ離れた距離でイオン数を測定している。
【００５０】
これによれば、第１の実施形態のイオン発生素子１０が正イオン５３４，５００［個／ｃｍ3］及び負イオン７１９，９００［個／ｃｍ3］を放出し、第２の実施形態のイオン発生素子１０が正イオン４２６，８００［個／ｃｍ3］及び負イオン６２７，８００［個／ｃｍ3］を放出し、比較例のイオン発生素子１０が正イオン３８２，６００［個／ｃｍ3］及び負イオン５７７，６００［個／ｃｍ3］を放出している。すなわち、第２の実施形態は比較例に対して正イオンが約１２％増加し、負イオンが約９％増加している。さらに、第１の実施形態は比較例に対して正イオンが約４０％増加し、負イオンが約２５％増加している。
【００５１】
そして、図２、図４及び図５を用いて第１及び第２の実施形態のイオン発生素子１０と比較例のイオン発生素子１０との大きさを比較すると、比較例の奥行Ｄ３に対して第２の実施形態の奥行Ｄ２のほうが短く、さらにこの奥行Ｄ２より第１の実施形態の奥行Ｄ１のほうが短くなっている。
【００５２】
したがって、整流素子１４の長手方向をイオン放電部１１の軸線方向に対して交差させ、さらに直交させることにより、一層多くのイオンを放出することができるのとともにイオン発生素子１０の小型化を進めることが可能であることが分かる。
【００５３】
続いて、第１の実施形態のイオン発生素子１０が放出するイオン数が比較例のイオン発生素子１０が放出するイオン数に対して増加した作用について、図７〜図９を用いて説明する。図７はイオン放電部単体のイオン放出方向を示す説明図、図８は電極に接続されたイオン放電部のイオン放出方向を示す説明図、図９は図７及び図８のイオン放電部の構成の電界強度の比較を示す表である。なお、図７及び図８に描画したイオン放電部１１の周囲の矢印はイオン放出方向の概略を示している。
【００５４】
イオン放電部１１単体の場合、図７に示すようにイオンはイオン放電部１１の先端部からほぼ放射状に周囲に広がるように放出されると考えられる。すなわち、イオンは主としてイオン放電部１１の軸線方向に沿って先端から離れる方向（図７の上側）に放出されるが、先端部の側方や根本側（図７の下側）へ向かう方向にも放出される。
【００５５】
これに対して、イオン放電部１１の先端側に対して反対側（根本側、図８の下側）に他の電極１００が接続されている場合、図８に示すようにイオンのほとんどがイオン放電部１１の軸線方向に沿って先端から離れる方向（図８の上側）に放出されると考えられる。
【００５６】
このことについて、図９を用いて検証する。図９は図７及び図８のイオン放電部１１の構成の、イオン放電部１１の直上、すなわち軸線方向に沿って先端から所定距離離れた箇所における電界強度の電界シミュレーション結果である。これによれば、図８の構成はイオン放電部１１の直上５ｍｍ及び１００ｍｍにおける電界強度が図７の構成より強くなっている。電極１００の周りに発生する電界の影響を受けて、イオン放電部１１の先端から離れる方向にイオン放電部１１の周りに発生する電界の強度が強くなる傾向にあることが分かる。
【００５７】
したがって、上記のようにイオン発生装置１のイオン発生素子１０は整流素子１４が長手状をなすとともに、整流素子１４の長手方向が針状をなすイオン放電部１１の軸線方向に対して交差するようにイオン放電部１１の先端側に対して反対側に配置されている。これにより、整流素子１４の周りに発生する電界の影響を受けて、イオン放電部１１の先端から離れる方向にイオン放電部１１の周りに発生する電界の強度が強くなる傾向になる。その結果、イオン発生素子１０はイオン放電部１１の先端側に他の部材を設けることなく、イオン放電部１１から離れる方向にイオンが放出され易くすることができる。
【００５８】
特に、第１の実施形態のイオン発生素子１０は整流素子１４の長手方向がイオン放電部１１の軸線方向に対して略直交するように配置されているので、整流素子１４の周りに発生する電界の影響を受けて、イオン放電部１１の先端から離れる方向にイオン放電部１１の周りに発生する電界の強度が一層強くなる傾向になる。したがって、イオン放電部１１から離れる方向にイオンが放出され易くなる作用を高めることができる。
【００５９】
また、イオン発生素子１０はイオン放電部１１の軸線が基板１２の法線に対して直角をなしているので、基板１２の法線方向についてのイオン発生素子１０の大きさが一層小さくなる。これにより、イオン発生素子１０の小型化を図ることが可能である。
【００６０】
そして、イオン発生素子１０はイオン放電部１１が正イオンを発生させる正イオン放電部１１Ｐと負イオンを発生させる負イオン放電部１１Ｎとを含み、整流素子１４が正イオン放電部１１Ｐに接続されて正電圧のみを正イオン放電部１１Ｐに印加させる正側整流素子１４Ｐと、負イオン放電部１１Ｎに接続されて負電圧のみを負イオン放電部１１Ｎに印加させる負側整流素子１４Ｎとを含んでいる。これにより、正イオン放電部１１Ｐは正側整流素子１４Ｐの周りに発生する電界の影響を受けて、負イオン放電部１１Ｎは負側整流素子１４Ｎの周りに発生する電界の影響を受けて、イオン放電部１１の先端から離れる方向にイオン放電部１１の周りに発生する電界の強度が強くなる傾向になる。したがって、正イオン放電部１１Ｐ及び負イオン放電部１１Ｎの各々に関して、イオン放電部１１から離れる方向に正イオン及び負イオンが放出され易くすることができる。
【００６１】
また、イオン発生素子１０は正イオン放電部１１Ｐの軸線と負イオン放電部１１Ｎの軸線とが互いに略平行をなし、正側整流素子１４Ｐの軸線と負側整流素子１４Ｎの軸線とが互いに略一致している。これにより、正イオン放電部１１Ｐ、負イオン放電部１１Ｎ、正側整流素子１４Ｐ及び負側整流素子１４Ｎの配置空間が比較的小さくなり、イオン発生素子１０の小型化が進む。
【００６２】
さらに、イオン発生装置１は上記イオン発生素子１０を備えるので、送風ファンなどの送風手段を設けることなく、イオン発生素子１０から離れる方向にイオンが放出され易くすることができる。
【００６３】
そして、本発明の上記実施形態の構成によれば、イオン放電部１１の先端側に他の部材を設けることなく、イオン放電部１１から離れる方向にイオンが放出され易くなる。したがって、小型化が図られた簡便な構成で送風ファンなどの送風手段を設けることなくイオンを十分に拡散可能なイオン発生素子１０を提供することができる。また、このようなイオン発生素子１０を備えたイオン発生装置１を提供することが可能である。
【００６４】
次に、本発明の第３の実施形態に係るイオン発生装置について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０はイオン発生装置のイオン発生素子の上面図、図１１はイオン発生素子の正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は図１〜図３を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６５】
第３の実施形態に係るイオン発生装置１のイオン発生素子１０は、図１０及び図１１に示すように正イオン放電部１１Ｐ及び負イオン放電部１１Ｎが基板１２の法線に対して平行をなす、すなわち基板１２の表面に対して垂直をなすように設けられている。さらに、正側整流素子１４Ｐはその軸線Ｌ１が正イオン放電部１１Ｐの軸線Ｌ３に対して直角をなし、負側整流素子１４Ｎはその軸線Ｌ２が負イオン放電部１１Ｎの軸線Ｌ４に対して直角をなしている。
【００６６】
この構成によれば、イオン発生素子１０の小型化に加えて、イオンの放出方向の多様化を図ることが可能になる。すなわち、イオン発生素子１０を適用した装置において、イオン発生素子１０の周辺の部品配置に対応して好適なイオン放出方向を選択することができる。なお、イオン発生装置１の厚さに着目した場合、図３に示した第１の実施形態のイオン発生装置１の厚さｔ１が図１１に示した第３の実施形態のイオン発生装置１の厚さｔ３より薄く、装置の薄型化に関して効果的であると言える。
【００６７】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、空気中に放電によりイオンを発生させるイオン発生素子において利用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１ イオン発生装置
２ 本体筐体
３ 蓋部
１０ イオン発生素子
１１ イオン放電部
１１Ｐ 正イオン放電部
１１Ｎ 負イオン放電部
１２ 基板
１３ 電圧発生部
１３Ｈ 高電圧回路部
１３Ｌ 低電圧回路部
１４ 整流素子
１４Ｐ 正側整流素子
１４Ｎ 負側整流素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中に放電によりイオンを発生させる針状をなすイオン放電部と、
前記イオン放電部に印加するための電圧を発生させる電圧発生部と、
前記イオン放電部と前記電圧発生部との間に接続されて前記電圧発生部によって発生させた電圧のうち正負いずれか一方の電圧のみを前記イオン放電部に印加させる整流素子と、を備え、
前記整流素子は長手状をなすとともに、前記整流素子の長手方向が針状をなす前記イオン放電部の軸線方向に対して交差するように前記イオン放電部の先端側に対して反対側に配置されていることを特徴とするイオン発生素子。
【請求項２】
前記整流素子は前記整流素子の長手方向が前記イオン放電部の軸線方向に対して略直交するように配置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素子。
【請求項３】
前記イオン放電部が取り付けられた基板を備え、
前記イオン放電部の軸線が前記基板の法線に対して直角をなすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のイオン発生素子。
【請求項４】
前記イオン放電部が取り付けられた基板を備え、
前記イオン放電部の軸線が前記基板の法線に対して平行をなすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のイオン発生素子。
【請求項５】
前記イオン放電部が、正イオンを発生させる正イオン放電部と、負イオンを発生させる負イオン放電部とを含み、
前記整流素子が、前記正イオン放電部に接続されて正電圧のみを前記正イオン放電部に印加させる正側整流素子と、前記負イオン放電部に接続されて負電圧のみを前記負イオン放電部に印加させる負側整流素子とを含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のイオン発生素子。
【請求項６】
前記正イオン放電部の軸線と前記負イオン放電部の軸線とが互いに略平行をなし、
前記正側整流素子の軸線と前記負側整流素子の軸線とが互いに略平行をなす若しくは略一致していることを特徴とする請求項５に記載のイオン発生素子。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のイオン発生素子を備えたことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項１】
空気中に放電によりイオンを発生させる針状をなすイオン放電部と、
前記イオン放電部に印加するための電圧を発生させる電圧発生部と、
前記イオン放電部と前記電圧発生部との間に接続されて前記電圧発生部によって発生させた電圧のうち正負いずれか一方の電圧のみを前記イオン放電部に印加させる整流素子と、を備え、
前記整流素子は長手状をなすとともに、前記整流素子の長手方向が針状をなす前記イオン放電部の軸線方向に対して交差するように前記イオン放電部の先端側に対して反対側に配置されていることを特徴とするイオン発生素子。
【請求項２】
前記整流素子は前記整流素子の長手方向が前記イオン放電部の軸線方向に対して略直交するように配置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素子。
【請求項３】
前記イオン放電部が取り付けられた基板を備え、
前記イオン放電部の軸線が前記基板の法線に対して直角をなすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のイオン発生素子。
【請求項４】
前記イオン放電部が取り付けられた基板を備え、
前記イオン放電部の軸線が前記基板の法線に対して平行をなすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のイオン発生素子。
【請求項５】
前記イオン放電部が、正イオンを発生させる正イオン放電部と、負イオンを発生させる負イオン放電部とを含み、
前記整流素子が、前記正イオン放電部に接続されて正電圧のみを前記正イオン放電部に印加させる正側整流素子と、前記負イオン放電部に接続されて負電圧のみを前記負イオン放電部に印加させる負側整流素子とを含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のイオン発生素子。
【請求項６】
前記正イオン放電部の軸線と前記負イオン放電部の軸線とが互いに略平行をなし、
前記正側整流素子の軸線と前記負側整流素子の軸線とが互いに略平行をなす若しくは略一致していることを特徴とする請求項５に記載のイオン発生素子。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のイオン発生素子を備えたことを特徴とするイオン発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−９８０３３（Ｐ２０１３−９８０３３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０２１０（Ｐ２０１１−２４０２１０）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
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