イオン発生装置
【課題】針状放電電極と対向電極間の電位差で発生させたイオン風の風力は非常に弱く、その風向きは針電極の向きに依存した一定方向のみとなる。その結果、空間全体に正イオンおよび負イオンを均等に行き渡らせることは困難である。
【解決手段】メイン電極制御部（１１２）が出力する昇圧電圧の極性に応じて、メイン電極（１２１、１２２）は、正イオンまたは負イオンを交互に目標方向へ送出する。サブ電極制御部（１１３）が出力する昇圧電圧の極性に応じて、サブ電極（１３１、１３２）は、正イオンまたは負イオンを、目標方向に対し正イオンおよび負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向へ放出する。
【解決手段】メイン電極制御部（１１２）が出力する昇圧電圧の極性に応じて、メイン電極（１２１、１２２）は、正イオンまたは負イオンを交互に目標方向へ送出する。サブ電極制御部（１１３）が出力する昇圧電圧の極性に応じて、サブ電極（１３１、１３２）は、正イオンまたは負イオンを、目標方向に対し正イオンおよび負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向へ放出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオン発生装置に関し、特に、無風環境下で、正イオンおよび負イオンを効率良く空間に拡散させるためのイオン発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電電極で、正イオンまたは負イオン若しくは正イオンおよび負イオンの両方を発生させるイオン発生方法として、コロナ放電、誘電バリア放電放射線や水破砕等の方法が知られている。コロナ放電によるイオン発生方法は、イオンを発生させる放電電極に高電圧を印加することにより、正イオンや負イオンを発生させる。放電電極に正の電圧を通電すると正イオンが発生し、負の電圧を通電すると負イオンが発生する。
【０００３】
正イオンのＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）および負イオンのＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）を同時に発生させて空気中に送出すると、それら正イオンおよび負イオンは、空気中に浮遊する細菌やウイルスに付着した空気中の浮遊菌やカビ菌の除去、またはウイルスの抑制に効果があると言われている。この除去効果や抑制効果は、正イオンおよび負イオンを空間全体に一様に存在させたほうが、その効果が得られやすいと考えられる。
【０００４】
一般に、イオンを空気中に送出するには、設置した送風装置が発生する風力でイオンを空気中へ吹き飛ばす構造の機器が多い。イオン発生に必要なエネルギーに対し、イオンを空気中へ送出する送風エネルギーは遥かに膨大である。消費電力を考慮すると、電池を電源とするイオン発生装置の実現は困難な状況にある。
【０００５】
特許第４５５１９７７号公報（特許文献１）は、針状放電電極および対向電極間の電位差でイオン風を発生させるイオン・オゾン風発生装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４５５１９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１が開示するイオン・オゾン風発生装置は、イオン風により無風環境下でのイオン送出を可能とする。しかし、イオン風の風力は非常に弱く、その風向も針電極の向きに依存する。微弱な風力でイオンは一定方向のみに送出されるため、空間全体に正イオンおよび負イオンを均等に安定して行き渡らせることは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、メイン電極と、サブ電極と、メイン電極に昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、サブ電極に昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、メイン電極は、メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、正イオンまたは負イオンを送出し、サブ電極は、サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、正イオンまたは負イオンを送出し、サブ電極の方向は、メイン電極の方向に対し、正イオンおよび負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有している、イオン発生装置である。
【０００９】
本発明のイオン発生装置において、メイン電極が有する放電電極の方向がメイン電極の方向を規定し、サブ電極が有する放電電極の方向がサブ電極の方向を規定することが望ましい。
【００１０】
本発明のイオン発生装置において、メイン電極が有する放電電極の長さは、サブ電極が有する放電電極の長さより大きいことが望ましい。
【００１１】
本発明のイオン発生装置において、メイン電極およびサブ電極は、同期して、正イオンおよび負イオンを放出することが望ましい。
【００１２】
本発明は、第１の放電電極および第２の放電電極を有するメイン電極と、第３の放電電極および第４の放電電極を有するサブ電極と、第１の放電電極および第２の放電電極へ昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、第３の放電電極および第４の放電電極へ昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、第１の放電電極は正イオンを、第２の放電電極は負イオンを送出し、サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、第３の放電電極または第４の放電電極は、正イオンまたは負イオンを送出し、第１の放電電極および第２の放電電極は、ともに所定の方向を有し、第３の放電電極および第４の放電電極は、所定の方向に対し、正イオンおよび負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有している、イオン発生装置である。
【００１３】
本発明は、第１の放電電極および第２の放電電極を有するメイン電極と、第３の放電電極を有するサブ電極と、第１の放電電極および第２の放電電極へ昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、第３の放電電極へ昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、第１の放電電極は正イオンを、第２の放電電極は負イオンを送出し、サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、第３の放電電極は正イオンおよび負イオンを交互に送出し、第１の放電電極、第２の放電電極、および第３の放電電極は、互いに、正イオンおよび負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有している、イオン発生装置である。
【００１４】
本発明は、第１の放電電極を有するメイン電極と、複数の第２の放電電極および複数の第３の放電電極を有するサブ電極と、第１の放電電極へ昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、複数の第２の放電電極および複数の第３の放電電極へ昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、複数の第２の放電電極は、第１の放電電極を取り囲むように配置され、複数の第３の放電電極は、複数の第２の放電電極を取り囲むように配置され、メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、第１の放電電極は正イオンおよび負イオンを交互に送出し、サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、複数の第２の放電電極は、正イオンまたは負イオンのいずれか一方を送出し、複数の第３の放電電極は、正イオンまたは負イオンのいずれか他方を送出し、第１の放電電極は、所定の方向を有し、複数の第２の放電電極は、所定の方向に対し、正イオンおよび負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有し、複数の第３の放電電極は、複数の第２の放電電極の方向に対して、正イオンおよび負イオンが放出される空間に向かって広がる方向を有する、イオン発生装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、送風することなくイオンを空間全体に一様に拡散するイオン発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置の構造図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るイオン発生制御部の回路図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置の構造図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るイオン発生制御部の回路図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係るイオン発生装置の構造図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係るメイン電極制御部およびサブ電極制御部の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載ある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。実施の形態の図面において、同一の参照符号や参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、実施の形態の説明において、同一の参照符号等を付した部分等に対しては、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００１８】
＜実施の形態１＞
図１を参照して、本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置１の構造を説明する。
【００１９】
イオン発生装置１は、商用交流電源が印加される端子Ｔ１および端子Ｔ２と、イオン発生制御部１１と、メイン電極と、サブ電極とを備える。
【００２０】
メイン電極は、第１のメイン電極１２１および第２のメイン電極１２２で構成される。
第１のメイン電極１２１は、第１の放電電極１２１ａおよび第１の対向電極１２１ｂを有する。第２のメイン電極１２２は、第２の放電電極１２２aおよび第２の対向電極１２２ｂを有する。両放電電極とも針状形状を有し、両対向電極ともリング形状を有する。
【００２１】
第１の放電電極１２１ａの先端部と対向する位置に、第１の対向電極１２１ｂが配置される。第２の放電電極１２２ａの先端部と対向する位置に、第２の対向電極１２２ｂが配置される。
【００２２】
サブ電極は、第１のサブ電極１３１および第２のサブ電極１３２で構成される。第１のサブ電極１３１は、第３の放電電極１３１ａおよび第３の対向電極１３１ｂを有する。第２のサブ電極は、第４の放電電極１３２ａおよび第４の対向電極１３２ｂを有する。第３の放電電極１３１ａおよび第４の放電電極１３２ａとも針状形状を有し、第３の対向電極１３１ｂおよび第４の対向電極１３２ｂともリング形状を有する。
【００２３】
第３の放電電極１３１ａの先端部と対向する位置に、第３の対向電極１３１ｂが配置される。第４の放電電極１３２ａの先端部と対向する位置に、第４の対向電極１３２ｂが配置される。
【００２４】
第１から第４の対向電極は、対応する各放電電極の先端部から一定の距離を隔てて、空間側に配置される。この配置により、発生したイオンは、対向電極と放電電極との間に形成される電界により、空間側へ送出される。
【００２５】
図１において、イオン発生装置１で重点的にイオンを放出する目標方向は、図面の下方向と設定している。メイン電極１２１およびメイン電極１２２が各々が備える第１の放電電極１２１ａおよび第２の放電電極１２２ａは、目標方向に針状形状の先端部が向くように配置する。
【００２６】
一方、サブ電極１３１が備える第３の放電電極１３１ａおよびサブ電極１３２が備える第４の放電電極１３２ａは、目標方向に対して、各々、斜め右下方向および斜め左下方向に針状形状の先端部が向くように配置する。このように配置することで、イオンは、目標方向のみならず、その他の方向へ放出され、より空間全体に拡散する。
【００２７】
メイン電極１２１およびメイン電極１２２の放電部と、サブ電極１３１およびサブ電極１３２の放電部との距離は１ｃｍ以上離れていることが好ましい。具体的には、メイン電極メイン電極が備える第１の放電電極１２１ａおよび第２の放電電極１２２ａの先端部と、サブ電極が備える第３の放電電極１３１ａおよび第４の放電電極１３２ａの先端部との距離を、１ｃｍ以上離すことが好ましい。メイン電極の放電部とサブ電極の放電部との距離が１ｃｍより近すぎると、互いの放電によりイオン発生に影響を及ぼし、空間全体に安定してイオンを送出することが困難となる。
【００２８】
図２を参照して、実施の形態１に係るイオン発生制御部１１の回路構成を説明する。
イオン発生制御部１１は、メイン電極制御部１１２およびサブ電極制御部１１３で構成される。
【００２９】
メイン電極制御部１１２は、端子Ｔ１と、昇圧トランス１７の一次側の一端との間に直列に接続されたダイオードＤ１３、抵抗１４、および２端子サイリスタ１６を有する。昇圧トランス１７の１次側の他端は端子Ｔ２と接続される。抵抗１４および２端子サイリスタ１６の接続点と、昇圧トランスの１次側の他端との間には、コンデンサ１５が接続される。昇圧トランス１７の２次側からは、商用交流電圧を昇圧した昇圧交流電圧が、ダイオード１８およびダイオード１９から出力される。
【００３０】
ダイオード１８のアノード端子は、第１のメイン電極１２１が備える第１の放電電極１２１ａと接続される。この結果、昇圧トランス１７の２次側から出力される昇圧交流電圧の負電圧が第１の放電電極１２１ａに印加される。
【００３１】
ダイオード１９のカソード端子は、第２のメイン電極１２２が備える第２の放電電極１２２ａと接続される。この結果、昇圧トランス１７の２次側から出力される昇圧交流電圧の正電圧が第２の放電電極１２２ａに印加される。
【００３２】
第１のメイン電極１２１が有する第１の対向電極１２１ｂ、および第２のメイン電極１２２が有する第２の対向電極１２２ｂには、ともに、昇圧トランス１７の２次側の電圧が印加される。
【００３３】
以上の構成により、第１のメイン電極１２１が備える第１の放電電極１２１ａからの負イオンの放出と、第２のメイン電極１２２が備える第２の放電電極１２２ａからの正イオンの放出は、昇圧交流電圧の半周期毎に交互に行われる。負イオンをＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）、正イオンをＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）とする場合には、正イオンおよび負イオンが浮遊細菌の表面に付着して水酸基ラジカル・ＯＨや過酸化水素等のＨ２Ｏ２等の活性種を生成させ、その働きにより細菌が殺菌される。
【００３４】
サブ電極制御部１１３も、メイン電極制御部１１２と同様に、昇圧トランス１７を備え、その昇圧トランス１７の１次側の回路構成は、メイン電極制御部１１２と同一である。サブ電極制御部１１３の昇圧トランス１７の２次側からは、商用交流電圧を昇圧した昇圧交流電圧が出力される。
【００３５】
サブ電極を構成する第１のサブ電極１３１の第３の放電電極１３１ａおよび第２のサブ電極１３２の第４の放電電極１３２ａは、いずれも、サブ電極制御部１１３の昇圧トランス１７の２次側とダイオード素子を介さずに接続される。その結果、第３の放電電極１３１ａおよび第４の放電電極１３２ａには、昇圧トランス１７の２次側から出力される昇圧交流電圧の正電圧および負電圧が印加される。
【００３６】
以上の構成により、第１のサブ電極１３１が備える第３の放電電極１３１ａおよび第２のサブ電極１３２が備える第４の放電電極１３２ａは、同時に、正イオンおよび負イオンを昇圧交流電圧の半周期毎に交互に放出する。
【００３７】
図１において、第１のメイン電極１２１が目標方向に向かって負イオンを放出しているとき、同時に、第１のサブ電極１３１および第２のサブ電極１３２も、目標方向に対して、各々、斜め右下方向および斜め左下方向に負イオンを放出する。第２のメイン電極１２２が目標方向に向かって正イオンを放出しているとき、同時に、第１のサブ電極１３１および第２のサブ電極１３２も、目標方向に対して、各々、斜め右下方向および斜め左下方向に正イオンを放出する。
【００３８】
実施の形態１の構成により、イオン発生装置１が重点的にイオンを放出する目標方向に加えて、その他の方向にも正イオンおよび負イオンが放出される。この結果、空間全体にわたり、浮遊菌やカビ菌の除去、またはウイルスの抑制を行うことが可能となる。
【００３９】
図２に示す実施の形態１のメイン電極制御部１１２は、メイン電極が備える第１の放電電極１２１ａからの負イオンの放出と、第２の放電電極１２２ａからの正イオンの放出とを交互に行うように制御する。しかし、各放電電極から負イオンおよび正イオンが同時に放出されるようにメイン電極制御部１１２の構成を変更してもよい。
【００４０】
メイン電極およびサブ電極が備える対向電極はリング形状に限定されず、線状または網状であっても良い。また、メイン電極およびサブ電極が備える放電電極は針状形状に限定されず、線状、棒状、棒状の先端が球状になっているもの、および平面板に鋸刃状エッチが存在するものでも良い。
【００４１】
図１において、メイン電極およびサブ電極は、いずれも、筐体１の外に突出する位置に配置されている。しかしながら、両電極と筐体１との位置関係は、必ずしもそれに限定されない。例えば、両電極を筐体１に内部に配置し、筐体に設けた穴からイオンを外部空間へ放出させる構造でも良い。
【００４２】
＜実施の形態２＞
図３を参照して、本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置２の構造を説明する。
【００４３】
イオン発生装置２は、商用交流電源が印加される端子Ｔ１および端子Ｔ２と、イオン発生制御部２１と、メイン電極と、サブ電極と、メイン電極制御部２１１と、サブ電極制御部２１２とを備える。
【００４４】
メイン電極は、第１のメイン電極２２１および第２のメイン電極２２２で構成される。第１のメイン電極２２１は、第１の放電電極２２１ａおよび第１の対向電極２２１ｂを有する。第２のメイン電極２２２は、第２の放電電極２２２ａおよび第２の対向電極２２２ｂを有する。第１の放電電極２２１ａおよび第２の放電電極２２２ａとも針状形状を有し、第１の対向電極２２１ｂおよび第２の対向電極２２２ｂともリング形状を有する。
【００４５】
第１の放電電極２２１ａの先端部と対向する位置に、第１の対向電極２２１ｂが配置される。第２の放電電極２２２ａの先端部と対向する位置に、第２の対向電極２２２ｂが配置される。
【００４６】
サブ電極は、第３の放電電極２３１ａおよび第３の対向電極２３１ｂで構成される。第３の放電電極２３１ａは針状形状を有し、第３の対向電極２３１ｂはリング形状を有する。第３の放電電極２３１ａの先端部と対向する位置に、第３の対向電極２３１ｂは配置される。
【００４７】
図３において、イオン発生装置２で重点的にイオンを放出する目標方向（図示せず）は、図面の斜め右下方向および斜め左下方向と設定している。第１のメイン電極２２１が備える第１の放電電極２２１ａおよび第２のメイン電極２２２が備える第２の放電電極２２２ａは、各目標方向に対して針状形状の先端部が向くように配置する。
【００４８】
一方、サブ電極２３１が備える第３の放電電極２３１ａは、イオン発生装置２の下方向に、その針状形状の先端部が向くように配置する。このように配置することにより、正イオンおよび負イオンは、目標方向のみならず、その他の方向へも放出され、より空間全体に拡散する。
【００４９】
図４を参照して、実施の形態２に係るイオン発生制御部２１の回路構成を説明する。
イオン発生制御部２１は、メイン電極制御部２１１およびサブ電極制御部２１２で構成される。
【００５０】
メイン電極制御部２１１が有するダイオード２３、抵抗２４、２端子サイリスタ２６、昇圧トランス２７、コンデンサ２５、ダイオード２８、およびダイオード２９の接続と動作は図２と同様であり、説明は省略する。
【００５１】
ダイオード２８のアノード端子は、第１のメイン電極２２１が備える第１の放電電極２２１ａと接続される。その結果、昇圧トランス２７の２次側から出力される昇圧交流電圧の負電圧が第１の放電電極２２１ａに印加される。
【００５２】
ダイオード２９のカソード端子は、第２のメイン電極２２２が備える第２の放電電極２２２ａと接続される。この結果、昇圧トランス２７の２次側から出力される昇圧交流電圧の正電圧が第２の放電電極２２２ａに印加される。
【００５３】
第１のメイン電極２２１が備える第１の対向電極２２１ｂ、および第２のメイン電極２２２を構成する第２の対向電極２２２ｂには、ともに、昇圧トランス２７の２次側の電圧が印加される。
【００５４】
以上の構成により、第１のメイン電極２２１が備える第１の放電電極２２１ａからの負イオンの放出と、第２のメイン電極２２２が備える第２の放電電極２２２ａからの正イオンの放出は、昇圧交流電圧の半周期毎に交互に行われる。
【００５５】
サブ電極制御部２１２の構成は、以下の点を除いて、図２のサブ電極制御部１１３と同一である。図２のサブ電極制御部１１３は、第１のサブ電極１３１および第２のサブ電極１３２へ、昇圧トランス１７の２次側から出力される昇圧交流電圧を印加していた。図４のサブ電極制御部２１２は、サブ電極２３１を構成する第３の放電電極２３１ａへ昇圧交流電圧を印加する点が、図２のサブ電極制御部１１３と異なる。
【００５６】
図３において、第１のメイン電極２２１が目標方向に向かって負イオンを放出しているとき、同時に、サブ電極２３１も、イオン発生装置２の下方向に向かって負イオンを放出する。また、第１のメイン電極２２２が目標方向に向かって正イオンを放出しているとき、同時に、サブ電極２３１も、イオン発生装置２の下方向に向かって正イオンを放出する。
【００５７】
実施の形態２の構成により、イオン発生装置２が重点的にイオンを放出する目標方向に加えて、その他の方向にも正イオンおよび負イオンが放出される。この結果、空間全体にわたり、浮遊菌やカビ菌の除去、またはウイルスの抑制を行うことが可能となる。
【００５８】
図４に示す通り、実施の形態２に係るイオン発生制御部２１は、メイン電極制御部２１１とサブ電極制御部２１２をと備える。この構成により、第１のメイン電極２２１および第２のメイン電極２２２と、サブ電極２３１とにおけるイオン発生仕様を変更することが可能となる。
【００５９】
さらに、イオン発生装置２へ１００Ｖの商用交流電源を供給する代わりに、周波数や位相が異なる電源を使用することで、イオン発生装置２の制御性が増す。図４に示すイオン発生制御部２１は、供給する電源の周波数を増加させることでイオンの発生量を増加させることが可能となる。また、電源電圧を増加させると、イオンの発生量も増加する。電源の周波数や電圧を減少させることで、イオン発生量を低下させることも可能である。
【００６０】
イオン発生装置２は、第１のメイン電極２２１からの負イオンの放出と、第２のメイン電極２２２からの正イオンの放出とを交互に行う。同時に、サブ電極２３１は負イオンおよび正イオンの放出を交互に行う。この構成により、第１のメイン電極２２１および第２のメイン電極２２２が発生するイオン濃度と、サブ電極２３１が発生するイオン濃度とを独立に制御可能となる。その結果、イオン発生装置２の使用目的に適したイオン濃度を、より適切に空間に拡散させることが可能となる。
【００６１】
図４に示す実施の形態２のメイン電極制御部２１１は、メイン電極が備える第１の放電電極２２１ａからの負イオンの放出と、第２の放電電極２２２ａからの正イオンの放出とを交互に行うように制御する。しかし、各放電電極から負イオンおよび正イオンが同時に放出されるようにメイン電極制御部２１１の構成を変更してもよい。
【００６２】
＜実施の形態３＞
図５を参照して、本発明の実施の形態３に係るイオン発生装置３の構造を説明する。
【００６３】
イオン発生装置３は、半球状の筐体３０の頂上部に配置されたメイン電極が備える第１の放電電極３２ａを有する。さらに、第１の放電電極３２ａを２重の同心円状に取り囲むように配置された第１のサブ電極３３１および第２のサブ電極３３２を有する。第１のサブ電極３３１は、第２のサブ電極３３２に対し、より近く、第１の放電電極３２ａの周囲に同心円状に配置される。イオン発生装置３は、さらに、メイン電極制御部３１１およびサブ電極制御部３１２を有する。
【００６４】
メイン電極３２は、第１の放電電極３２ａおよび第１の対向電極３２ｂで構成される。第１のサブ電極３３１は、ｎ組の第２の放電電極３３１ａおよび第２の対向電極３３１ｂを備える。第２のサブ電極３３２は、ｍ組の第３の放電電極３３２ａおよび第３の対向電極３３２ｂを備える。ここで、ｎおよびｍは、２以上の正の整数である。第１のサブ電極３３１は正イオンを発生し、第２のサブ電極３３２は負イオンを発生する。
【００６５】
第１の放電電極３２ａ、第２の放電電極３３１ａおよび第３の放電電極３３２ａは針状形状を有する。第１の対向電極３２ｂ、第２の対向電極３３１ｂおよび第３の対向電極３３２ｂはリング形状を有する。第１から第３の対向電極は、対応する各放電電極の先端部と対向する位置に、一定の距離を隔てて空間側に配置される。第１の放電電極３２ａの針電極の長さは、第２の放電電極３３１ａおよび第３の放電電極３３２ａの針電極の長さより大きく設定される。
【００６６】
図５において、イオン発生装置３で重点的にイオンを放出する目標方向は、図面の上方向と設定している。即ち、半円状の形態を有する筐体３０の頂上面の向きである。メイン電極３２が備える第１の放電電極３２ａは、その先端形状の先端部が目標方向に向くように配置される。
【００６７】
第１のサブ電極３３１が有するｎ個の第２の放電電極３３１ａは、第１の同心円３３１ｃに沿って、筐体３０に配置される。同様に、第２のサブ電極３３２が有するｍ個の第３の放電電極３３２ａは、第１の同心円３３１ｃの外側に位置する第２の同心円３３２ｃに沿って、筐体３０に配置される。なお、第２の放電電極３３１ａおよび第３の放電電極３３２ａは、各々の同心円３３１ｃおよび３３２ｃにおいて、等間隔で配置される。
【００６８】
図６を参照して、実施の形態３に係るメイン電極制御部３１１およびサブ電極制御部３１２の回路構成を説明する。
【００６９】
メイン電極制御部３１１の回路は、図４に示すサブ電極制御部２１２と同一であり、その構成および動作の説明は省略する。サブ電極制御部３１２の回路は、図４に示すメイン電極制御部２１１と、基本的に同一である。図４に示すメイン電極制御部２１１は、負イオンを発生する第１のメイン電極２２１と、正イオンを発生する第２のメイン電極２２２とに対して昇圧交流電圧を印加する。
【００７０】
一方、図６のサブ電極制御部３１２は、正イオンを発生する第１のサブ電極３３１および負イオンを発生する第２のサブ電極３３２に対して昇圧交流電圧を印加する。第１のサブ電極３３１は、ｎ組の第２放電電極３３１ａおよび第２の対向電極３３１ｂを備える。第２のサブ電極３３２は、ｍ組の第３の放電電極３３２ａおよび第３の対向電極３３２ｂを備える。
【００７１】
図５において、メイン電極３２の第１の放電電極３２ａは、目標方向に向かって負イオンおよび正イオンを交互に放出する。メイン電極３２が負イオンを放出しているとき、第２のサブ電極３３２も負イオンを放出する。メイン電極３２が正イオンを放出しているとき、第１のサブ電極３３１も正イオンを放出する。第１のサブ電極３３１および第２のサブ電極３３２が備える各放電電極の向きは、目標方向に対して３次元に広がりを持たせた角度に設定される。この構成により、正イオンおよび負イオンは、より空間全体に拡散される。
【００７２】
実施形態３に係るイオン発生装置３は、メイン電極３２を取り囲むように正イオンを放出する第１のサブ電極３３１を配置し、さらに、その第１のサブ電極３３１を取り囲むように負イオンを放出する第２のサブ電極３３２を配置した構成である。しかし、第１のサブ電極３３１と第２のサブ電極３３２との配置位置を入れ替えても良い。いずれの配置でも、正イオンおよび負イオンを交互に放出するメイン電極３２に対し、第１のサブ電極３３１が放出する正イオンと第２のサブ電極３３２が放出する負イオンとが、空間全体に、より一様にバランス良く放出される。
【００７３】
イオン発生装置３が備えるメイン電極３２の数を１つとする場合、そのメイン電極３２から正イオンと負イオンの両イオンが放出するように制御する必要がある。何故なら、正イオンと負イオンの両方が存在することで、空気中の細菌除去やウイルス抑制の効果を発揮するからである。メイン電極３２が正イオンおよび負イオンを放出することにより、目標方向における空気中でのイオンの効果が発揮される。
【００７４】
本発明に係る各実施の形態において、メイン電極が備える放電電極の針電極の長さと、サブ電極が備える放電電極の針電極の長さとは、異なっても良い。その場合、メイン電極が備える放電電極の針電極の長さがサブ電極が備える放電電極の針電極の長さより大きいことが好ましい。この構成により、メイン電極が備える針状放電電極の先端部が、サブ電極が備える同先端部に対して、より外側に配置される結果、イオンが目標方向へ重点的に放出される。
【００７５】
実施の形態１および実施の形態２に係るイオン発生装置は、平面上に配置されたメイン電極およびサブ電極を備えていた。しかし、本実施の形態３に係るイオン発生装置３にように、メイン電極とサブ電極とを３次元に配置してもよい。３次元に配置することにより、イオンの空間全体への拡散が促進される。
【００７６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７７】
１,２,３ イオン発生装置、１０,２０,３０ 筐体、１１,２１ イオン発生制御部、１１２,２１１,３１１ メイン電極制御部、１１３,２１２,３１２ サブ電極制御部、１２１,１２２,２２１,２２２ メイン電極、１３１,１３２,２３１,３３１,３３２ サブ電極、１２１ａ,１２２ａ,１３１ａ,１３２ａ,２２１ａ,２２２ａ,２３１ａ,３２ａ,３３１ａ,３３２ａ 放電電極、１２１ｂ,１２２ｂ,１３１ｂ,１３２ｂ,２２１ｂ,２２２ｂ,２３１ｂ,３２ｂ,３３１ｂ,３３２ｂ 対向電極、３３１ｃ,３３２ｃ 同心円、１３,２３,３３ ダイオード、１４,２４,３４ 抵抗、１５,２５,３５ コンデンサ、１６,２６,３６ ２端子サイリスタ、１７,２７,３７ 昇圧トランス、１８,１９,２８,２９ ダイオード、Ｔ１,Ｔ２ 端子。
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオン発生装置に関し、特に、無風環境下で、正イオンおよび負イオンを効率良く空間に拡散させるためのイオン発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電電極で、正イオンまたは負イオン若しくは正イオンおよび負イオンの両方を発生させるイオン発生方法として、コロナ放電、誘電バリア放電放射線や水破砕等の方法が知られている。コロナ放電によるイオン発生方法は、イオンを発生させる放電電極に高電圧を印加することにより、正イオンや負イオンを発生させる。放電電極に正の電圧を通電すると正イオンが発生し、負の電圧を通電すると負イオンが発生する。
【０００３】
正イオンのＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）および負イオンのＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）を同時に発生させて空気中に送出すると、それら正イオンおよび負イオンは、空気中に浮遊する細菌やウイルスに付着した空気中の浮遊菌やカビ菌の除去、またはウイルスの抑制に効果があると言われている。この除去効果や抑制効果は、正イオンおよび負イオンを空間全体に一様に存在させたほうが、その効果が得られやすいと考えられる。
【０００４】
一般に、イオンを空気中に送出するには、設置した送風装置が発生する風力でイオンを空気中へ吹き飛ばす構造の機器が多い。イオン発生に必要なエネルギーに対し、イオンを空気中へ送出する送風エネルギーは遥かに膨大である。消費電力を考慮すると、電池を電源とするイオン発生装置の実現は困難な状況にある。
【０００５】
特許第４５５１９７７号公報（特許文献１）は、針状放電電極および対向電極間の電位差でイオン風を発生させるイオン・オゾン風発生装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４５５１９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１が開示するイオン・オゾン風発生装置は、イオン風により無風環境下でのイオン送出を可能とする。しかし、イオン風の風力は非常に弱く、その風向も針電極の向きに依存する。微弱な風力でイオンは一定方向のみに送出されるため、空間全体に正イオンおよび負イオンを均等に安定して行き渡らせることは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、メイン電極と、サブ電極と、メイン電極に昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、サブ電極に昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、メイン電極は、メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、正イオンまたは負イオンを送出し、サブ電極は、サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、正イオンまたは負イオンを送出し、サブ電極の方向は、メイン電極の方向に対し、正イオンおよび負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有している、イオン発生装置である。
【０００９】
本発明のイオン発生装置において、メイン電極が有する放電電極の方向がメイン電極の方向を規定し、サブ電極が有する放電電極の方向がサブ電極の方向を規定することが望ましい。
【００１０】
本発明のイオン発生装置において、メイン電極が有する放電電極の長さは、サブ電極が有する放電電極の長さより大きいことが望ましい。
【００１１】
本発明のイオン発生装置において、メイン電極およびサブ電極は、同期して、正イオンおよび負イオンを放出することが望ましい。
【００１２】
本発明は、第１の放電電極および第２の放電電極を有するメイン電極と、第３の放電電極および第４の放電電極を有するサブ電極と、第１の放電電極および第２の放電電極へ昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、第３の放電電極および第４の放電電極へ昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、第１の放電電極は正イオンを、第２の放電電極は負イオンを送出し、サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、第３の放電電極または第４の放電電極は、正イオンまたは負イオンを送出し、第１の放電電極および第２の放電電極は、ともに所定の方向を有し、第３の放電電極および第４の放電電極は、所定の方向に対し、正イオンおよび負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有している、イオン発生装置である。
【００１３】
本発明は、第１の放電電極および第２の放電電極を有するメイン電極と、第３の放電電極を有するサブ電極と、第１の放電電極および第２の放電電極へ昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、第３の放電電極へ昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、第１の放電電極は正イオンを、第２の放電電極は負イオンを送出し、サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、第３の放電電極は正イオンおよび負イオンを交互に送出し、第１の放電電極、第２の放電電極、および第３の放電電極は、互いに、正イオンおよび負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有している、イオン発生装置である。
【００１４】
本発明は、第１の放電電極を有するメイン電極と、複数の第２の放電電極および複数の第３の放電電極を有するサブ電極と、第１の放電電極へ昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、複数の第２の放電電極および複数の第３の放電電極へ昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、複数の第２の放電電極は、第１の放電電極を取り囲むように配置され、複数の第３の放電電極は、複数の第２の放電電極を取り囲むように配置され、メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、第１の放電電極は正イオンおよび負イオンを交互に送出し、サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、複数の第２の放電電極は、正イオンまたは負イオンのいずれか一方を送出し、複数の第３の放電電極は、正イオンまたは負イオンのいずれか他方を送出し、第１の放電電極は、所定の方向を有し、複数の第２の放電電極は、所定の方向に対し、正イオンおよび負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有し、複数の第３の放電電極は、複数の第２の放電電極の方向に対して、正イオンおよび負イオンが放出される空間に向かって広がる方向を有する、イオン発生装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、送風することなくイオンを空間全体に一様に拡散するイオン発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置の構造図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るイオン発生制御部の回路図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置の構造図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るイオン発生制御部の回路図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係るイオン発生装置の構造図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係るメイン電極制御部およびサブ電極制御部の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載ある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。実施の形態の図面において、同一の参照符号や参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、実施の形態の説明において、同一の参照符号等を付した部分等に対しては、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００１８】
＜実施の形態１＞
図１を参照して、本発明の実施の形態１に係るイオン発生装置１の構造を説明する。
【００１９】
イオン発生装置１は、商用交流電源が印加される端子Ｔ１および端子Ｔ２と、イオン発生制御部１１と、メイン電極と、サブ電極とを備える。
【００２０】
メイン電極は、第１のメイン電極１２１および第２のメイン電極１２２で構成される。
第１のメイン電極１２１は、第１の放電電極１２１ａおよび第１の対向電極１２１ｂを有する。第２のメイン電極１２２は、第２の放電電極１２２aおよび第２の対向電極１２２ｂを有する。両放電電極とも針状形状を有し、両対向電極ともリング形状を有する。
【００２１】
第１の放電電極１２１ａの先端部と対向する位置に、第１の対向電極１２１ｂが配置される。第２の放電電極１２２ａの先端部と対向する位置に、第２の対向電極１２２ｂが配置される。
【００２２】
サブ電極は、第１のサブ電極１３１および第２のサブ電極１３２で構成される。第１のサブ電極１３１は、第３の放電電極１３１ａおよび第３の対向電極１３１ｂを有する。第２のサブ電極は、第４の放電電極１３２ａおよび第４の対向電極１３２ｂを有する。第３の放電電極１３１ａおよび第４の放電電極１３２ａとも針状形状を有し、第３の対向電極１３１ｂおよび第４の対向電極１３２ｂともリング形状を有する。
【００２３】
第３の放電電極１３１ａの先端部と対向する位置に、第３の対向電極１３１ｂが配置される。第４の放電電極１３２ａの先端部と対向する位置に、第４の対向電極１３２ｂが配置される。
【００２４】
第１から第４の対向電極は、対応する各放電電極の先端部から一定の距離を隔てて、空間側に配置される。この配置により、発生したイオンは、対向電極と放電電極との間に形成される電界により、空間側へ送出される。
【００２５】
図１において、イオン発生装置１で重点的にイオンを放出する目標方向は、図面の下方向と設定している。メイン電極１２１およびメイン電極１２２が各々が備える第１の放電電極１２１ａおよび第２の放電電極１２２ａは、目標方向に針状形状の先端部が向くように配置する。
【００２６】
一方、サブ電極１３１が備える第３の放電電極１３１ａおよびサブ電極１３２が備える第４の放電電極１３２ａは、目標方向に対して、各々、斜め右下方向および斜め左下方向に針状形状の先端部が向くように配置する。このように配置することで、イオンは、目標方向のみならず、その他の方向へ放出され、より空間全体に拡散する。
【００２７】
メイン電極１２１およびメイン電極１２２の放電部と、サブ電極１３１およびサブ電極１３２の放電部との距離は１ｃｍ以上離れていることが好ましい。具体的には、メイン電極メイン電極が備える第１の放電電極１２１ａおよび第２の放電電極１２２ａの先端部と、サブ電極が備える第３の放電電極１３１ａおよび第４の放電電極１３２ａの先端部との距離を、１ｃｍ以上離すことが好ましい。メイン電極の放電部とサブ電極の放電部との距離が１ｃｍより近すぎると、互いの放電によりイオン発生に影響を及ぼし、空間全体に安定してイオンを送出することが困難となる。
【００２８】
図２を参照して、実施の形態１に係るイオン発生制御部１１の回路構成を説明する。
イオン発生制御部１１は、メイン電極制御部１１２およびサブ電極制御部１１３で構成される。
【００２９】
メイン電極制御部１１２は、端子Ｔ１と、昇圧トランス１７の一次側の一端との間に直列に接続されたダイオードＤ１３、抵抗１４、および２端子サイリスタ１６を有する。昇圧トランス１７の１次側の他端は端子Ｔ２と接続される。抵抗１４および２端子サイリスタ１６の接続点と、昇圧トランスの１次側の他端との間には、コンデンサ１５が接続される。昇圧トランス１７の２次側からは、商用交流電圧を昇圧した昇圧交流電圧が、ダイオード１８およびダイオード１９から出力される。
【００３０】
ダイオード１８のアノード端子は、第１のメイン電極１２１が備える第１の放電電極１２１ａと接続される。この結果、昇圧トランス１７の２次側から出力される昇圧交流電圧の負電圧が第１の放電電極１２１ａに印加される。
【００３１】
ダイオード１９のカソード端子は、第２のメイン電極１２２が備える第２の放電電極１２２ａと接続される。この結果、昇圧トランス１７の２次側から出力される昇圧交流電圧の正電圧が第２の放電電極１２２ａに印加される。
【００３２】
第１のメイン電極１２１が有する第１の対向電極１２１ｂ、および第２のメイン電極１２２が有する第２の対向電極１２２ｂには、ともに、昇圧トランス１７の２次側の電圧が印加される。
【００３３】
以上の構成により、第１のメイン電極１２１が備える第１の放電電極１２１ａからの負イオンの放出と、第２のメイン電極１２２が備える第２の放電電極１２２ａからの正イオンの放出は、昇圧交流電圧の半周期毎に交互に行われる。負イオンをＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）、正イオンをＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）とする場合には、正イオンおよび負イオンが浮遊細菌の表面に付着して水酸基ラジカル・ＯＨや過酸化水素等のＨ２Ｏ２等の活性種を生成させ、その働きにより細菌が殺菌される。
【００３４】
サブ電極制御部１１３も、メイン電極制御部１１２と同様に、昇圧トランス１７を備え、その昇圧トランス１７の１次側の回路構成は、メイン電極制御部１１２と同一である。サブ電極制御部１１３の昇圧トランス１７の２次側からは、商用交流電圧を昇圧した昇圧交流電圧が出力される。
【００３５】
サブ電極を構成する第１のサブ電極１３１の第３の放電電極１３１ａおよび第２のサブ電極１３２の第４の放電電極１３２ａは、いずれも、サブ電極制御部１１３の昇圧トランス１７の２次側とダイオード素子を介さずに接続される。その結果、第３の放電電極１３１ａおよび第４の放電電極１３２ａには、昇圧トランス１７の２次側から出力される昇圧交流電圧の正電圧および負電圧が印加される。
【００３６】
以上の構成により、第１のサブ電極１３１が備える第３の放電電極１３１ａおよび第２のサブ電極１３２が備える第４の放電電極１３２ａは、同時に、正イオンおよび負イオンを昇圧交流電圧の半周期毎に交互に放出する。
【００３７】
図１において、第１のメイン電極１２１が目標方向に向かって負イオンを放出しているとき、同時に、第１のサブ電極１３１および第２のサブ電極１３２も、目標方向に対して、各々、斜め右下方向および斜め左下方向に負イオンを放出する。第２のメイン電極１２２が目標方向に向かって正イオンを放出しているとき、同時に、第１のサブ電極１３１および第２のサブ電極１３２も、目標方向に対して、各々、斜め右下方向および斜め左下方向に正イオンを放出する。
【００３８】
実施の形態１の構成により、イオン発生装置１が重点的にイオンを放出する目標方向に加えて、その他の方向にも正イオンおよび負イオンが放出される。この結果、空間全体にわたり、浮遊菌やカビ菌の除去、またはウイルスの抑制を行うことが可能となる。
【００３９】
図２に示す実施の形態１のメイン電極制御部１１２は、メイン電極が備える第１の放電電極１２１ａからの負イオンの放出と、第２の放電電極１２２ａからの正イオンの放出とを交互に行うように制御する。しかし、各放電電極から負イオンおよび正イオンが同時に放出されるようにメイン電極制御部１１２の構成を変更してもよい。
【００４０】
メイン電極およびサブ電極が備える対向電極はリング形状に限定されず、線状または網状であっても良い。また、メイン電極およびサブ電極が備える放電電極は針状形状に限定されず、線状、棒状、棒状の先端が球状になっているもの、および平面板に鋸刃状エッチが存在するものでも良い。
【００４１】
図１において、メイン電極およびサブ電極は、いずれも、筐体１の外に突出する位置に配置されている。しかしながら、両電極と筐体１との位置関係は、必ずしもそれに限定されない。例えば、両電極を筐体１に内部に配置し、筐体に設けた穴からイオンを外部空間へ放出させる構造でも良い。
【００４２】
＜実施の形態２＞
図３を参照して、本発明の実施の形態２に係るイオン発生装置２の構造を説明する。
【００４３】
イオン発生装置２は、商用交流電源が印加される端子Ｔ１および端子Ｔ２と、イオン発生制御部２１と、メイン電極と、サブ電極と、メイン電極制御部２１１と、サブ電極制御部２１２とを備える。
【００４４】
メイン電極は、第１のメイン電極２２１および第２のメイン電極２２２で構成される。第１のメイン電極２２１は、第１の放電電極２２１ａおよび第１の対向電極２２１ｂを有する。第２のメイン電極２２２は、第２の放電電極２２２ａおよび第２の対向電極２２２ｂを有する。第１の放電電極２２１ａおよび第２の放電電極２２２ａとも針状形状を有し、第１の対向電極２２１ｂおよび第２の対向電極２２２ｂともリング形状を有する。
【００４５】
第１の放電電極２２１ａの先端部と対向する位置に、第１の対向電極２２１ｂが配置される。第２の放電電極２２２ａの先端部と対向する位置に、第２の対向電極２２２ｂが配置される。
【００４６】
サブ電極は、第３の放電電極２３１ａおよび第３の対向電極２３１ｂで構成される。第３の放電電極２３１ａは針状形状を有し、第３の対向電極２３１ｂはリング形状を有する。第３の放電電極２３１ａの先端部と対向する位置に、第３の対向電極２３１ｂは配置される。
【００４７】
図３において、イオン発生装置２で重点的にイオンを放出する目標方向（図示せず）は、図面の斜め右下方向および斜め左下方向と設定している。第１のメイン電極２２１が備える第１の放電電極２２１ａおよび第２のメイン電極２２２が備える第２の放電電極２２２ａは、各目標方向に対して針状形状の先端部が向くように配置する。
【００４８】
一方、サブ電極２３１が備える第３の放電電極２３１ａは、イオン発生装置２の下方向に、その針状形状の先端部が向くように配置する。このように配置することにより、正イオンおよび負イオンは、目標方向のみならず、その他の方向へも放出され、より空間全体に拡散する。
【００４９】
図４を参照して、実施の形態２に係るイオン発生制御部２１の回路構成を説明する。
イオン発生制御部２１は、メイン電極制御部２１１およびサブ電極制御部２１２で構成される。
【００５０】
メイン電極制御部２１１が有するダイオード２３、抵抗２４、２端子サイリスタ２６、昇圧トランス２７、コンデンサ２５、ダイオード２８、およびダイオード２９の接続と動作は図２と同様であり、説明は省略する。
【００５１】
ダイオード２８のアノード端子は、第１のメイン電極２２１が備える第１の放電電極２２１ａと接続される。その結果、昇圧トランス２７の２次側から出力される昇圧交流電圧の負電圧が第１の放電電極２２１ａに印加される。
【００５２】
ダイオード２９のカソード端子は、第２のメイン電極２２２が備える第２の放電電極２２２ａと接続される。この結果、昇圧トランス２７の２次側から出力される昇圧交流電圧の正電圧が第２の放電電極２２２ａに印加される。
【００５３】
第１のメイン電極２２１が備える第１の対向電極２２１ｂ、および第２のメイン電極２２２を構成する第２の対向電極２２２ｂには、ともに、昇圧トランス２７の２次側の電圧が印加される。
【００５４】
以上の構成により、第１のメイン電極２２１が備える第１の放電電極２２１ａからの負イオンの放出と、第２のメイン電極２２２が備える第２の放電電極２２２ａからの正イオンの放出は、昇圧交流電圧の半周期毎に交互に行われる。
【００５５】
サブ電極制御部２１２の構成は、以下の点を除いて、図２のサブ電極制御部１１３と同一である。図２のサブ電極制御部１１３は、第１のサブ電極１３１および第２のサブ電極１３２へ、昇圧トランス１７の２次側から出力される昇圧交流電圧を印加していた。図４のサブ電極制御部２１２は、サブ電極２３１を構成する第３の放電電極２３１ａへ昇圧交流電圧を印加する点が、図２のサブ電極制御部１１３と異なる。
【００５６】
図３において、第１のメイン電極２２１が目標方向に向かって負イオンを放出しているとき、同時に、サブ電極２３１も、イオン発生装置２の下方向に向かって負イオンを放出する。また、第１のメイン電極２２２が目標方向に向かって正イオンを放出しているとき、同時に、サブ電極２３１も、イオン発生装置２の下方向に向かって正イオンを放出する。
【００５７】
実施の形態２の構成により、イオン発生装置２が重点的にイオンを放出する目標方向に加えて、その他の方向にも正イオンおよび負イオンが放出される。この結果、空間全体にわたり、浮遊菌やカビ菌の除去、またはウイルスの抑制を行うことが可能となる。
【００５８】
図４に示す通り、実施の形態２に係るイオン発生制御部２１は、メイン電極制御部２１１とサブ電極制御部２１２をと備える。この構成により、第１のメイン電極２２１および第２のメイン電極２２２と、サブ電極２３１とにおけるイオン発生仕様を変更することが可能となる。
【００５９】
さらに、イオン発生装置２へ１００Ｖの商用交流電源を供給する代わりに、周波数や位相が異なる電源を使用することで、イオン発生装置２の制御性が増す。図４に示すイオン発生制御部２１は、供給する電源の周波数を増加させることでイオンの発生量を増加させることが可能となる。また、電源電圧を増加させると、イオンの発生量も増加する。電源の周波数や電圧を減少させることで、イオン発生量を低下させることも可能である。
【００６０】
イオン発生装置２は、第１のメイン電極２２１からの負イオンの放出と、第２のメイン電極２２２からの正イオンの放出とを交互に行う。同時に、サブ電極２３１は負イオンおよび正イオンの放出を交互に行う。この構成により、第１のメイン電極２２１および第２のメイン電極２２２が発生するイオン濃度と、サブ電極２３１が発生するイオン濃度とを独立に制御可能となる。その結果、イオン発生装置２の使用目的に適したイオン濃度を、より適切に空間に拡散させることが可能となる。
【００６１】
図４に示す実施の形態２のメイン電極制御部２１１は、メイン電極が備える第１の放電電極２２１ａからの負イオンの放出と、第２の放電電極２２２ａからの正イオンの放出とを交互に行うように制御する。しかし、各放電電極から負イオンおよび正イオンが同時に放出されるようにメイン電極制御部２１１の構成を変更してもよい。
【００６２】
＜実施の形態３＞
図５を参照して、本発明の実施の形態３に係るイオン発生装置３の構造を説明する。
【００６３】
イオン発生装置３は、半球状の筐体３０の頂上部に配置されたメイン電極が備える第１の放電電極３２ａを有する。さらに、第１の放電電極３２ａを２重の同心円状に取り囲むように配置された第１のサブ電極３３１および第２のサブ電極３３２を有する。第１のサブ電極３３１は、第２のサブ電極３３２に対し、より近く、第１の放電電極３２ａの周囲に同心円状に配置される。イオン発生装置３は、さらに、メイン電極制御部３１１およびサブ電極制御部３１２を有する。
【００６４】
メイン電極３２は、第１の放電電極３２ａおよび第１の対向電極３２ｂで構成される。第１のサブ電極３３１は、ｎ組の第２の放電電極３３１ａおよび第２の対向電極３３１ｂを備える。第２のサブ電極３３２は、ｍ組の第３の放電電極３３２ａおよび第３の対向電極３３２ｂを備える。ここで、ｎおよびｍは、２以上の正の整数である。第１のサブ電極３３１は正イオンを発生し、第２のサブ電極３３２は負イオンを発生する。
【００６５】
第１の放電電極３２ａ、第２の放電電極３３１ａおよび第３の放電電極３３２ａは針状形状を有する。第１の対向電極３２ｂ、第２の対向電極３３１ｂおよび第３の対向電極３３２ｂはリング形状を有する。第１から第３の対向電極は、対応する各放電電極の先端部と対向する位置に、一定の距離を隔てて空間側に配置される。第１の放電電極３２ａの針電極の長さは、第２の放電電極３３１ａおよび第３の放電電極３３２ａの針電極の長さより大きく設定される。
【００６６】
図５において、イオン発生装置３で重点的にイオンを放出する目標方向は、図面の上方向と設定している。即ち、半円状の形態を有する筐体３０の頂上面の向きである。メイン電極３２が備える第１の放電電極３２ａは、その先端形状の先端部が目標方向に向くように配置される。
【００６７】
第１のサブ電極３３１が有するｎ個の第２の放電電極３３１ａは、第１の同心円３３１ｃに沿って、筐体３０に配置される。同様に、第２のサブ電極３３２が有するｍ個の第３の放電電極３３２ａは、第１の同心円３３１ｃの外側に位置する第２の同心円３３２ｃに沿って、筐体３０に配置される。なお、第２の放電電極３３１ａおよび第３の放電電極３３２ａは、各々の同心円３３１ｃおよび３３２ｃにおいて、等間隔で配置される。
【００６８】
図６を参照して、実施の形態３に係るメイン電極制御部３１１およびサブ電極制御部３１２の回路構成を説明する。
【００６９】
メイン電極制御部３１１の回路は、図４に示すサブ電極制御部２１２と同一であり、その構成および動作の説明は省略する。サブ電極制御部３１２の回路は、図４に示すメイン電極制御部２１１と、基本的に同一である。図４に示すメイン電極制御部２１１は、負イオンを発生する第１のメイン電極２２１と、正イオンを発生する第２のメイン電極２２２とに対して昇圧交流電圧を印加する。
【００７０】
一方、図６のサブ電極制御部３１２は、正イオンを発生する第１のサブ電極３３１および負イオンを発生する第２のサブ電極３３２に対して昇圧交流電圧を印加する。第１のサブ電極３３１は、ｎ組の第２放電電極３３１ａおよび第２の対向電極３３１ｂを備える。第２のサブ電極３３２は、ｍ組の第３の放電電極３３２ａおよび第３の対向電極３３２ｂを備える。
【００７１】
図５において、メイン電極３２の第１の放電電極３２ａは、目標方向に向かって負イオンおよび正イオンを交互に放出する。メイン電極３２が負イオンを放出しているとき、第２のサブ電極３３２も負イオンを放出する。メイン電極３２が正イオンを放出しているとき、第１のサブ電極３３１も正イオンを放出する。第１のサブ電極３３１および第２のサブ電極３３２が備える各放電電極の向きは、目標方向に対して３次元に広がりを持たせた角度に設定される。この構成により、正イオンおよび負イオンは、より空間全体に拡散される。
【００７２】
実施形態３に係るイオン発生装置３は、メイン電極３２を取り囲むように正イオンを放出する第１のサブ電極３３１を配置し、さらに、その第１のサブ電極３３１を取り囲むように負イオンを放出する第２のサブ電極３３２を配置した構成である。しかし、第１のサブ電極３３１と第２のサブ電極３３２との配置位置を入れ替えても良い。いずれの配置でも、正イオンおよび負イオンを交互に放出するメイン電極３２に対し、第１のサブ電極３３１が放出する正イオンと第２のサブ電極３３２が放出する負イオンとが、空間全体に、より一様にバランス良く放出される。
【００７３】
イオン発生装置３が備えるメイン電極３２の数を１つとする場合、そのメイン電極３２から正イオンと負イオンの両イオンが放出するように制御する必要がある。何故なら、正イオンと負イオンの両方が存在することで、空気中の細菌除去やウイルス抑制の効果を発揮するからである。メイン電極３２が正イオンおよび負イオンを放出することにより、目標方向における空気中でのイオンの効果が発揮される。
【００７４】
本発明に係る各実施の形態において、メイン電極が備える放電電極の針電極の長さと、サブ電極が備える放電電極の針電極の長さとは、異なっても良い。その場合、メイン電極が備える放電電極の針電極の長さがサブ電極が備える放電電極の針電極の長さより大きいことが好ましい。この構成により、メイン電極が備える針状放電電極の先端部が、サブ電極が備える同先端部に対して、より外側に配置される結果、イオンが目標方向へ重点的に放出される。
【００７５】
実施の形態１および実施の形態２に係るイオン発生装置は、平面上に配置されたメイン電極およびサブ電極を備えていた。しかし、本実施の形態３に係るイオン発生装置３にように、メイン電極とサブ電極とを３次元に配置してもよい。３次元に配置することにより、イオンの空間全体への拡散が促進される。
【００７６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７７】
１,２,３ イオン発生装置、１０,２０,３０ 筐体、１１,２１ イオン発生制御部、１１２,２１１,３１１ メイン電極制御部、１１３,２１２,３１２ サブ電極制御部、１２１,１２２,２２１,２２２ メイン電極、１３１,１３２,２３１,３３１,３３２ サブ電極、１２１ａ,１２２ａ,１３１ａ,１３２ａ,２２１ａ,２２２ａ,２３１ａ,３２ａ,３３１ａ,３３２ａ 放電電極、１２１ｂ,１２２ｂ,１３１ｂ,１３２ｂ,２２１ｂ,２２２ｂ,２３１ｂ,３２ｂ,３３１ｂ,３３２ｂ 対向電極、３３１ｃ,３３２ｃ 同心円、１３,２３,３３ ダイオード、１４,２４,３４ 抵抗、１５,２５,３５ コンデンサ、１６,２６,３６ ２端子サイリスタ、１７,２７,３７ 昇圧トランス、１８,１９,２８,２９ ダイオード、Ｔ１,Ｔ２ 端子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン電極と、サブ電極と、前記メイン電極に昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、前記サブ電極に昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、
前記メイン電極は、前記メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、正イオンまたは負イオンを送出し、
前記サブ電極は、前記サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、正イオンまたは負イオンを送出し、
前記サブ電極の方向は、前記メイン電極の方向に対し、前記正イオンおよび前記負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有している、イオン発生装置。
【請求項２】
前記メイン電極が有する放電電極の方向が前記メイン電極の方向を規定し、
前記サブ電極が有する放電電極の方向が前記サブ電極の方向を規定する、請求項１記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記メイン電極が有する前記放電電極の長さは、前記サブ電極が有する前記放電電極の長さより大きい、請求項２記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記メイン電極および前記サブ電極は、同期して、前記正イオンおよび前記負イオンを交互に放出する、請求項１ないし請求項３いずれか１項記載のイオン発生装置。
【請求項５】
第１の放電電極および第２の放電電極を有するメイン電極と、
第３の放電電極および第４の放電電極を有するサブ電極と、
前記第１の放電電極および前記第２の放電電極へ昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、
前記第３の放電電極および前記第４の放電電極へ昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、
前記メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、前記第１の放電電極は正イオンを、前記第２の放電電極は負イオンを送出し、
前記サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、前記第３の放電電極または前記第４の放電電極は、正イオンまたは負イオンを送出し、
前記第１の放電電極および前記第２の放電電極は、ともに所定の方向を有し、
前記第３の放電電極および前記第４の放電電極は、前記所定の方向に対し、前記正イオンおよび前記負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有している、イオン発生装置。
【請求項６】
第１の放電電極および第２の放電電極を有するメイン電極と、
第３の放電電極を有するサブ電極と、
前記第１の放電電極および前記第２の放電電極へ昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、
前記第３の放電電極へ昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、
前記メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、前記第１の放電電極は正イオンを、前記第２の放電電極は負イオンを送出し、
前記サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、前記第３の放電電極は正イオンおよび負イオンを交互に送出し、
前記第１の放電電極、前記第２の放電電極、および前記第３の放電電極は、互いに、前記正イオンおよび前記負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有している、イオン発生装置。
【請求項７】
第１の放電電極を有するメイン電極と、
複数の第２の放電電極および複数の第３の放電電極を有するサブ電極と、
前記第１の放電電極へ昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、
前記複数の第２の放電電極および前記複数の前記第３の放電電極へ昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、
前記複数の第２の放電電極は、前記第１の放電電極を取り囲むように配置され、
前記複数の第３の放電電極は、前記複数の第２の放電電極を取り囲むように配置され、
前記メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、前記第１の放電電極は正イオンおよび負イオンを交互に送出し、
前記サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、前記複数の第２の放電電極は、正イオンまたは負イオンのいずれか一方を送出し、前記複数の第３の放電電極は、前記正イオンまたは負イオンのいずれか他方を送出し、
前記第１の放電電極は、所定の方向を有し、
前記複数の第２の放電電極は、前記所定の方向に対し、前記正イオンおよび前記負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有し、
前記複数の第３の放電電極は、前記複数の第２の放電電極の方向に対して、前記正イオンおよび前記負イオンが放出される空間に向かって広がる方向を有する、イオン発生装置。
【請求項１】
メイン電極と、サブ電極と、前記メイン電極に昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、前記サブ電極に昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、
前記メイン電極は、前記メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、正イオンまたは負イオンを送出し、
前記サブ電極は、前記サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、正イオンまたは負イオンを送出し、
前記サブ電極の方向は、前記メイン電極の方向に対し、前記正イオンおよび前記負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有している、イオン発生装置。
【請求項２】
前記メイン電極が有する放電電極の方向が前記メイン電極の方向を規定し、
前記サブ電極が有する放電電極の方向が前記サブ電極の方向を規定する、請求項１記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記メイン電極が有する前記放電電極の長さは、前記サブ電極が有する前記放電電極の長さより大きい、請求項２記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記メイン電極および前記サブ電極は、同期して、前記正イオンおよび前記負イオンを交互に放出する、請求項１ないし請求項３いずれか１項記載のイオン発生装置。
【請求項５】
第１の放電電極および第２の放電電極を有するメイン電極と、
第３の放電電極および第４の放電電極を有するサブ電極と、
前記第１の放電電極および前記第２の放電電極へ昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、
前記第３の放電電極および前記第４の放電電極へ昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、
前記メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、前記第１の放電電極は正イオンを、前記第２の放電電極は負イオンを送出し、
前記サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、前記第３の放電電極または前記第４の放電電極は、正イオンまたは負イオンを送出し、
前記第１の放電電極および前記第２の放電電極は、ともに所定の方向を有し、
前記第３の放電電極および前記第４の放電電極は、前記所定の方向に対し、前記正イオンおよび前記負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有している、イオン発生装置。
【請求項６】
第１の放電電極および第２の放電電極を有するメイン電極と、
第３の放電電極を有するサブ電極と、
前記第１の放電電極および前記第２の放電電極へ昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、
前記第３の放電電極へ昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、
前記メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、前記第１の放電電極は正イオンを、前記第２の放電電極は負イオンを送出し、
前記サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、前記第３の放電電極は正イオンおよび負イオンを交互に送出し、
前記第１の放電電極、前記第２の放電電極、および前記第３の放電電極は、互いに、前記正イオンおよび前記負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有している、イオン発生装置。
【請求項７】
第１の放電電極を有するメイン電極と、
複数の第２の放電電極および複数の第３の放電電極を有するサブ電極と、
前記第１の放電電極へ昇圧電圧を出力するメイン電極制御部と、
前記複数の第２の放電電極および前記複数の前記第３の放電電極へ昇圧電圧を出力するサブ電極制御部と、を備え、
前記複数の第２の放電電極は、前記第１の放電電極を取り囲むように配置され、
前記複数の第３の放電電極は、前記複数の第２の放電電極を取り囲むように配置され、
前記メイン電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、前記第１の放電電極は正イオンおよび負イオンを交互に送出し、
前記サブ電極制御部が出力する昇圧電圧の極性に応じて、前記複数の第２の放電電極は、正イオンまたは負イオンのいずれか一方を送出し、前記複数の第３の放電電極は、前記正イオンまたは負イオンのいずれか他方を送出し、
前記第１の放電電極は、所定の方向を有し、
前記複数の第２の放電電極は、前記所定の方向に対し、前記正イオンおよび前記負イオンが放出される空間領域に向かって広がる方向を有し、
前記複数の第３の放電電極は、前記複数の第２の放電電極の方向に対して、前記正イオンおよび前記負イオンが放出される空間に向かって広がる方向を有する、イオン発生装置。
【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２０１３−１１４９２１（Ｐ２０１３−１１４９２１Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０４７７（Ｐ２０１１−２６０４７７）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
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