JP2003323964A - イオン発生装置 - Google Patents
イオン発生装置Info
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- JP2003323964A JP2003323964A JP2002163591A JP2002163591A JP2003323964A JP 2003323964 A JP2003323964 A JP 2003323964A JP 2002163591 A JP2002163591 A JP 2002163591A JP 2002163591 A JP2002163591 A JP 2002163591A JP 2003323964 A JP2003323964 A JP 2003323964A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源の消費電力の低減と、低価格化を図り、
従来よりも低い電圧で効率よくイオンを発生させ、しか
もオゾン発生量の低減を図れるプラスイオンとマイナス
イオンを同時に発生させるイオン発生装置を提供する。 【解決手段】 誘電体を間に介して放電電極と誘導電極
を配設し、前記放電電極と前記誘導電極間に、パルス波
形電圧を印加する。そして更に、放電電極として、当該
放電電極の外周辺に櫛歯状又は山歯状の突起を備えてい
る電極を用いる。また誘電体として集成マイカを用いる
ことができる。
従来よりも低い電圧で効率よくイオンを発生させ、しか
もオゾン発生量の低減を図れるプラスイオンとマイナス
イオンを同時に発生させるイオン発生装置を提供する。 【解決手段】 誘電体を間に介して放電電極と誘導電極
を配設し、前記放電電極と前記誘導電極間に、パルス波
形電圧を印加する。そして更に、放電電極として、当該
放電電極の外周辺に櫛歯状又は山歯状の突起を備えてい
る電極を用いる。また誘電体として集成マイカを用いる
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、環境改善用のイオ
ン発生装置に関するものであり、特に、オゾンの発生量
が少なく、低電圧・低価格で消費電力の少ない電源を使
用できるイオン発生装置に関する。
ン発生装置に関するものであり、特に、オゾンの発生量
が少なく、低電圧・低価格で消費電力の少ない電源を使
用できるイオン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のイオン発生装置は、誘電体を間に
介して放電電極と誘導電極を配設し、放電電極と誘導電
極間に交流の高周波・高電圧を印加し、コロナ放電を生
じさせ、プラスイオンとマイナスイオンを発生させてい
た。
介して放電電極と誘導電極を配設し、放電電極と誘導電
極間に交流の高周波・高電圧を印加し、コロナ放電を生
じさせ、プラスイオンとマイナスイオンを発生させてい
た。
【０００３】図５は、従来のイオン発生装置の構成の一
例を示した図である。１２はイオン発生装置であり、ガ
ラスやセラミック等からなる誘電体４の両面に配設され
た放電電極１０と誘導電極３との間に、コロナ放電を発
生させるための交流電圧１１が印加される。５は絶縁体
である。
例を示した図である。１２はイオン発生装置であり、ガ
ラスやセラミック等からなる誘電体４の両面に配設され
た放電電極１０と誘導電極３との間に、コロナ放電を発
生させるための交流電圧１１が印加される。５は絶縁体
である。
【０００４】交流電圧１１は、汎用のサイン波やイオン
発生効率の良い方形波を用い、周波数は数ｋＨｚ〜数十
ｋＨｚで、電圧は５〜１０ｋＶｐｐの電源が使用されて
いる。
発生効率の良い方形波を用い、周波数は数ｋＨｚ〜数十
ｋＨｚで、電圧は５〜１０ｋＶｐｐの電源が使用されて
いる。
【０００５】交流電圧１１により、放電電極１０と誘導
電極３上の誘電体４間でコロナ放電が起こり、これによ
り周囲の空気をイオン化し、この付近にプラスイオンと
マイナスイオンの両イオンを発生させる。
電極３上の誘電体４間でコロナ放電が起こり、これによ
り周囲の空気をイオン化し、この付近にプラスイオンと
マイナスイオンの両イオンを発生させる。
【０００６】図６は、従来のイオン発生装置１２を放電
電極１０側から見た図である。放電電極１０の放電面
は、誘導電極３に対向して、直線状であり、全ての面か
ら放電される形状をしている。
電極１０側から見た図である。放電電極１０の放電面
は、誘導電極３に対向して、直線状であり、全ての面か
ら放電される形状をしている。
【０００７】この様な構成の従来のイオン発生装置１２
は、近年、空気清浄機やエアーコンディショナー等の環
境改善用の機器に活発に検討されている。
は、近年、空気清浄機やエアーコンディショナー等の環
境改善用の機器に活発に検討されている。
【０００８】しかし、従来のイオン発生装置１２は、イ
オンを発生させるのに交流の高周波・高電圧電源が用い
られるため、誘電体中を流れる電流が多くなり、電源の
消費電力が高くなるという問題点を有している。
オンを発生させるのに交流の高周波・高電圧電源が用い
られるため、誘電体中を流れる電流が多くなり、電源の
消費電力が高くなるという問題点を有している。
【０００９】また、従来のイオン発生装置１２は、放電
面が全面に一様になっている為、放電の発生がどの場所
からでも生じ、放電のむらが発生し易いという問題点を
有している。
面が全面に一様になっている為、放電の発生がどの場所
からでも生じ、放電のむらが発生し易いという問題点を
有している。
【００１０】さらに、従来のイオン発生装置１２は、交
流電圧による大気中のコロナ放電を利用していることか
ら、大気中の酸素分子がイオン化されて、人体に有害な
オゾンが許容濃度である０．１ｐｐｍを超えて発生す
る。
流電圧による大気中のコロナ放電を利用していることか
ら、大気中の酸素分子がイオン化されて、人体に有害な
オゾンが許容濃度である０．１ｐｐｍを超えて発生す
る。
【００１１】このため、従来のイオン発生装置１２は、
オゾンフィルターやオゾン吸着剤・オゾン分解剤や熱を
利用して排出オゾン量を低減しなければならないという
問題点を有している。
オゾンフィルターやオゾン吸着剤・オゾン分解剤や熱を
利用して排出オゾン量を低減しなければならないという
問題点を有している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決し、低価格化と、電源の消費電力の低
減を図り、また、効率よくイオンを発生させ、しかもオ
ゾン発生量の低減を図れるイオン発生装置を提供するこ
とを目的とする。
術の問題点を解決し、低価格化と、電源の消費電力の低
減を図り、また、効率よくイオンを発生させ、しかもオ
ゾン発生量の低減を図れるイオン発生装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のイオン発生装置
は、誘電体を間に介して放電電極と誘導電極を配設し、
前記放電電極と前記誘導電極間に、パルス波形電圧を印
加する構成を採ることを特徴とする。
は、誘電体を間に介して放電電極と誘導電極を配設し、
前記放電電極と前記誘導電極間に、パルス波形電圧を印
加する構成を採ることを特徴とする。
【００１４】この構成を採ることにより、本発明のイオ
ン発生装置は、連続した高周波の交流電圧を使用しない
為、図５や図６に示す従来例の場合に較べて誘電体中を
流れる電流が非常に少なくなることから、消費電力が極
端に少なくて済み、しかも従来例の場合に較べて、比較
的小さな電圧でのイオンの発生が可能となる。
ン発生装置は、連続した高周波の交流電圧を使用しない
為、図５や図６に示す従来例の場合に較べて誘電体中を
流れる電流が非常に少なくなることから、消費電力が極
端に少なくて済み、しかも従来例の場合に較べて、比較
的小さな電圧でのイオンの発生が可能となる。
【００１５】また、本発明のイオン発生装置は、放電電
極の外周辺に櫛歯状又は山歯状の突起を備えていること
を特徴とする。
極の外周辺に櫛歯状又は山歯状の突起を備えていること
を特徴とする。
【００１６】この構成を採ることにより、本発明のイオ
ン発生装置は、前記パルス波形電圧を印加した場合、櫛
歯状又は山歯状突起の近傍で局部的に電界強度が大とな
って、放電電極から放電が起こりやすくなり、低い電圧
でしかも安定したイオンを発生させることが可能とな
る。
ン発生装置は、前記パルス波形電圧を印加した場合、櫛
歯状又は山歯状突起の近傍で局部的に電界強度が大とな
って、放電電極から放電が起こりやすくなり、低い電圧
でしかも安定したイオンを発生させることが可能とな
る。
【００１７】また、本発明のイオン発生装置は、放電電
極と誘導電極との間の誘電体が、偏平なマイカ鱗片を集
成した集成マイカに接着剤を含浸させたワニスシートを
積層して硬化させた厚み１０μｍ〜２００μｍの集成マ
イカ板であることを特徴とする。
極と誘導電極との間の誘電体が、偏平なマイカ鱗片を集
成した集成マイカに接着剤を含浸させたワニスシートを
積層して硬化させた厚み１０μｍ〜２００μｍの集成マ
イカ板であることを特徴とする。
【００１８】この構成を採ることにより、本発明のイオ
ン発生装置は、誘電体を構成するワニスシートにピンホ
ール等があっても、アスペクト比が５０以上と大きい集
成マイカ鱗片からなるワニスシートを積層することで補
完でき、絶縁破壊に対して強くなるため、安定した帯電
を得ることが可能となる。
ン発生装置は、誘電体を構成するワニスシートにピンホ
ール等があっても、アスペクト比が５０以上と大きい集
成マイカ鱗片からなるワニスシートを積層することで補
完でき、絶縁破壊に対して強くなるため、安定した帯電
を得ることが可能となる。
【００１９】また、本発明による詳細な実験によると最
適な集成マイカ板の厚みは１０μｍ〜２００μｍであっ
た。厚みが１０μｍ以下では、集成マイカ板の製造が困
難であり、また、２００μｍ以上になると放電が起きな
かった。
適な集成マイカ板の厚みは１０μｍ〜２００μｍであっ
た。厚みが１０μｍ以下では、集成マイカ板の製造が困
難であり、また、２００μｍ以上になると放電が起きな
かった。
【００２０】本発明のイオン発生装置は、放電電極と誘
導電極間に印加するパルス波形電圧が、パルス幅０．０
５μｓｅｃ〜５００μｓｅｃ、パルス数１０パルス／ｓ
ｅｃ〜３ｋパルス／ｓｅｃ、波高値４ｋＶ〜６ｋＶの電
圧であることを特徴とする。
導電極間に印加するパルス波形電圧が、パルス幅０．０
５μｓｅｃ〜５００μｓｅｃ、パルス数１０パルス／ｓ
ｅｃ〜３ｋパルス／ｓｅｃ、波高値４ｋＶ〜６ｋＶの電
圧であることを特徴とする。
【００２１】この構成を採ることにより、電源の低価格
化及び、消費電力の低減が図れ、従来よりも小さな電圧
での放電が可能となり、しかも安定したイオンを発生さ
せることができるイオン発生装置を得ることができる。
化及び、消費電力の低減が図れ、従来よりも小さな電圧
での放電が可能となり、しかも安定したイオンを発生さ
せることができるイオン発生装置を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明のイオン
発生装置１の構成図を示す。マイカと樹脂とからなる誘
電体４の両面には放電電極２と誘導電極３が設けられて
いる。
１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明のイオン
発生装置１の構成図を示す。マイカと樹脂とからなる誘
電体４の両面には放電電極２と誘導電極３が設けられて
いる。
【００２３】かかる放電電極２と誘導電極３は、誘電体
４の両面に厚み５μｍ〜５０μｍのステンレスや銅など
の金属箔を接着し両面をエッチングすることにより形成
したものである。誘電体４は、マイカと樹脂とからなる
絶縁物で構成される。
４の両面に厚み５μｍ〜５０μｍのステンレスや銅など
の金属箔を接着し両面をエッチングすることにより形成
したものである。誘電体４は、マイカと樹脂とからなる
絶縁物で構成される。
【００２４】本発明では、特に扁平なマイカ鱗片を集成
した集成マイカに接着剤を含浸させたワニスシートを積
層して硬化させた集成マイカ板について実験、評価を行
ったところ、パルス波形電圧を印加するのに適している
集成マイカの厚みは１０μｍ〜２００μｍの値が最適で
あった。厚みが１０μｍ以下になると、集成マイカ板の
製造が困難であり、また、２００μｍ以上になると放電
が起きなかった。
した集成マイカに接着剤を含浸させたワニスシートを積
層して硬化させた集成マイカ板について実験、評価を行
ったところ、パルス波形電圧を印加するのに適している
集成マイカの厚みは１０μｍ〜２００μｍの値が最適で
あった。厚みが１０μｍ以下になると、集成マイカ板の
製造が困難であり、また、２００μｍ以上になると放電
が起きなかった。
【００２５】５は絶縁体である。６は保護コート層であ
り、誘電体４と放電電極２上にコーティングされる。保
護コート層の材質は無機系の絶縁物であり、これにより
放電電極の劣化が極めて少なくなり、イオン発生装置の
耐久寿命が長くなる。放電電極２と誘導電極３との間に
は、パルス波形電圧７が印加される。
り、誘電体４と放電電極２上にコーティングされる。保
護コート層の材質は無機系の絶縁物であり、これにより
放電電極の劣化が極めて少なくなり、イオン発生装置の
耐久寿命が長くなる。放電電極２と誘導電極３との間に
は、パルス波形電圧７が印加される。
【００２６】かかるパルス波形電圧７の印加により、放
電電極２と誘導電極３上の誘電体４間で放電が発生し、
周囲の空気をイオン化し、プラスイオン８又はマイナス
イオン９を発生させる。
電電極２と誘導電極３上の誘電体４間で放電が発生し、
周囲の空気をイオン化し、プラスイオン８又はマイナス
イオン９を発生させる。
【００２７】誘電体４の厚さを変えた場合のイオン発生
量については、図３に示される。ここでイオン濃度はイ
オン発生体より１０ｃｍ離れた距離で測定した。図２
は、イオン発生装置１を、放電電極２側から見た図であ
る。
量については、図３に示される。ここでイオン濃度はイ
オン発生体より１０ｃｍ離れた距離で測定した。図２
は、イオン発生装置１を、放電電極２側から見た図であ
る。
【００２８】本発明では、図２に示すように、放電電極
２の外周辺に櫛歯状又は山歯状の突起を備えている。か
かる構成を採ることにより、本発明のイオン発生装置１
は、パルス波形電圧を印加させた場合、櫛歯状又は山歯
状突起の近傍で局部的に電界強度が大となって放電電極
からの放電が起こりやすくなり、低い電圧でしかも安定
したイオンを発生させることができる。
２の外周辺に櫛歯状又は山歯状の突起を備えている。か
かる構成を採ることにより、本発明のイオン発生装置１
は、パルス波形電圧を印加させた場合、櫛歯状又は山歯
状突起の近傍で局部的に電界強度が大となって放電電極
からの放電が起こりやすくなり、低い電圧でしかも安定
したイオンを発生させることができる。
【００２９】次に、本発明の第二の実施の形態について
図４に示す具体的実験データの一例をもとに説明する。
図４に示す具体的実験データの一例をもとに説明する。
【００３０】本発明の第二の実施の形態では、パルス波
形電圧が、パルス幅０．０５μｓｅｃ〜５００μｓｅ
ｃ、パルス数１０パルス／ｓｅｃ〜３ｋパルス／ｓｅ
ｃ、波高値４ｋＶ〜６ｋＶの電圧条件とする。
形電圧が、パルス幅０．０５μｓｅｃ〜５００μｓｅ
ｃ、パルス数１０パルス／ｓｅｃ〜３ｋパルス／ｓｅ
ｃ、波高値４ｋＶ〜６ｋＶの電圧条件とする。
【００３１】図４は、本発明の電圧条件の一例と、その
時の発生イオン濃度と発生オゾン濃度について、従来方
式との対比表を示す図である。
時の発生イオン濃度と発生オゾン濃度について、従来方
式との対比表を示す図である。
【００３２】図４より本発明によるパルス波形電源と従
来方式の電源を比べると、同じ発生イオン濃度２００
（万個／ｃｃ）を得るために、従来方式の交流のサイン
波としては８５００Ｖｐｐ（実効値では３０００Ｖｒｍ
ｓ）が必要であるのに対し、本発明による電源の電圧は
４０００Ｖｐｐと小さくなっている。周波数も従来方式
が２０ｋＨｚであるのに対し、本方式では１ｋパルス／
ｓｅｃと低くなっている。
来方式の電源を比べると、同じ発生イオン濃度２００
（万個／ｃｃ）を得るために、従来方式の交流のサイン
波としては８５００Ｖｐｐ（実効値では３０００Ｖｒｍ
ｓ）が必要であるのに対し、本発明による電源の電圧は
４０００Ｖｐｐと小さくなっている。周波数も従来方式
が２０ｋＨｚであるのに対し、本方式では１ｋパルス／
ｓｅｃと低くなっている。
【００３３】また、発生オゾン濃度も、従来方式では
１．０ｐｐｍ以上であるのに対し、本発明では０．０５
ｐｐｍ以下である。
１．０ｐｐｍ以上であるのに対し、本発明では０．０５
ｐｐｍ以下である。
【００３４】これは本発明のイオン発生装置におけるパ
ルス波形電圧は、パルス幅が狭く、電圧の立ち上がりが
急峻なため、イオン発生効率が良いためである。
ルス波形電圧は、パルス幅が狭く、電圧の立ち上がりが
急峻なため、イオン発生効率が良いためである。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明のイオン発生装置
によれば、誘電体を間に介して放電電極と誘導電極を配
設し、放電電極と誘導電極間にパルス波形電圧を印加す
ることにより、電源の低価格化が図れ、また、電源の消
費電力が低減され、そして、従来よりも小さな電圧での
イオン発生が可能なイオン発生装置が実現できる。
によれば、誘電体を間に介して放電電極と誘導電極を配
設し、放電電極と誘導電極間にパルス波形電圧を印加す
ることにより、電源の低価格化が図れ、また、電源の消
費電力が低減され、そして、従来よりも小さな電圧での
イオン発生が可能なイオン発生装置が実現できる。
【００３６】また、本発明のイオン発生装置によると、
パルス波形電圧が、パルス幅０．０５μｓｅｃ〜５００
μｓｅｃ、パルス数１０パルス／ｓｅｃ〜３ｋパルス／
ｓｅｃ、波高値４ｋＶ〜６ｋＶの電圧にすることによ
り、オゾンの発生量が非常に少なく、低価格の電源及び
消費電力の非常に少ない電源を使用でき、低価格で安全
なイオン発生装置を提供できる。
パルス波形電圧が、パルス幅０．０５μｓｅｃ〜５００
μｓｅｃ、パルス数１０パルス／ｓｅｃ〜３ｋパルス／
ｓｅｃ、波高値４ｋＶ〜６ｋＶの電圧にすることによ
り、オゾンの発生量が非常に少なく、低価格の電源及び
消費電力の非常に少ない電源を使用でき、低価格で安全
なイオン発生装置を提供できる。
【図１】本発明のイオン発生装置の構成図である。
【図２】本発明のイオン発生装置の放電電極側からみた
平面図である。
平面図である。
【図３】誘電体の厚さとイオン発生量を示す表である。
【図４】本発明と従来方式の対比表を示す図である。
【図５】従来のイオン発生装置の構造図である。
【図６】従来のイオン発生装置の放電電極側からみた平
面図である。
面図である。
１ 本発明のイオン発生装置
２ 本発明の放電電極
３ 誘導電極
４ 誘電体
５ 絶縁体
６ 保護コート層
７ パルス波形電圧
８ プラスイオン
９ マイナスイオン
１０ 従来例の放電電極
１１ 交流電圧
１２ 従来のイオン発生装置
Claims (4)
- 【請求項１】 誘電体を間に介して放電電極と誘導電極
を配設し、前記放電電極と前記誘導電極間にパルス波形
電圧を印加することによりプラスイオンとマイナスイオ
ンを同時に発生させることを特徴とするイオン発生装
置。 - 【請求項２】 前記放電電極の外周辺に櫛歯状又は山歯
状の突起を備えていることを特徴とする請求項１記載の
イオン発生装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のイオン発生
装置であって、 前記誘電体は、偏平なマイカ鱗片を集成した集成マイカ
に接着剤を含浸させたワニスシートを積層して硬化させ
た厚み１０μｍ〜２００μｍの集成マイカ板であること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載のイオン発生装
置。 - 【請求項４】 請求項１又は請求項２又は請求項３記載
のイオン発生装置であって、 前記パルス波形電圧が、パルス幅０．０５μｓｅｃ〜５
００μｓｅｃ、パルス数１０パルス／ｓｅｃ〜３ｋパル
ス／ｓｅｃ、波高値４ｋＶ〜６ｋＶの電圧であることを
特徴とするイオン発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002163591A JP2003323964A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | イオン発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002163591A JP2003323964A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | イオン発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003323964A true JP2003323964A (ja) | 2003-11-14 |
Family
ID=29545725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002163591A Pending JP2003323964A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | イオン発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003323964A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006205114A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Kumagai Gumi Co Ltd | 放電破砕装置の電極 |
| JP2006205117A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Shigeru Ito | 放電破砕装置の電極 |
| JP2009129673A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Tokyo Institute Of Technology | 圧電トランス電極を用いたイオナイザ及びそれによる除電用イオン発生方法 |
| US7706120B2 (en) | 2005-02-21 | 2010-04-27 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Ion generating element, ion generator and neutralizer |
| US8747763B2 (en) | 2011-04-13 | 2014-06-10 | Hitachi, Ltd. | Plasma sterilization apparatus |
| JP2016537773A (ja) * | 2013-11-07 | 2016-12-01 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | イオン発生装置及びその製造方法 |
-
2002
- 2002-04-26 JP JP2002163591A patent/JP2003323964A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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