JP2000123956A - イオン生成装置 - Google Patents

イオン生成装置

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JP2000123956A
JP2000123956A JP10295752A JP29575298A JP2000123956A JP 2000123956 A JP2000123956 A JP 2000123956A JP 10295752 A JP10295752 A JP 10295752A JP 29575298 A JP29575298 A JP 29575298A JP 2000123956 A JP2000123956 A JP 2000123956A
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JP
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high voltage
positive
voltage power
discharge electrodes
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JP10295752A
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English (en)
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Kenkichi Izumi
健吉 和泉
Taketoshi Tsukasa
建敏 司
Isao Sugano
功 菅野
Hideumi Nagata
秀海 永田
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Shishido Electrostatic Ltd
Original Assignee
Shishido Electrostatic Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】正負の空気イオンをバランス良く生成すること
ができるイオン生成装置を提供することを目的とする。 【解決手段】針状の放電電極1、1、‥と、放電電極
1、1、‥の各先端に近接する接地電極2と、両電極
1、2間に交流高電圧を印加してコロナ放電を発生させ
る交流高電圧電源3とを設け、その交流周波数を1kH
z以上に設定する。また、好ましくは、接地電極2を絶
縁パイプ(絶縁体)7で被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、放電電極と接地電
極との間に交流高電圧を印加してコロナ放電を発生させ
正負の空気イオンを大気中に生成するイオン生成装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、放電電極と、導電性材料からなる
接地電極との間に高電圧が印加されることで発生するコ
ロナ放電により空気をイオン化して空気イオンを生成す
るイオン生成装置が知られている。この種のイオン生成
装置は空気イオンを生成・放出することにより帯電体の
電荷を中和できるので、帯電体を除電する除電装置とし
て使用されている。
【0003】かかるイオン生成装置として、放電電極と
接地電極との間に商用周波数(50/60Hz)の交流
高電圧を印加して正負の空気イオンを交互に生成するイ
オン生成装置が広く使用されている。このイオン生成装
置によれば交流高電圧の極性に応じて放電電極から正、
負の空気イオンが交互に生成される。しかし、正負の空
気イオンの生成バランスが崩れると、帯電体を除電する
ことができず却って帯電を助長する場合がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑みて、正負の空気イオンをバランス良く生成すること
ができるイオン生成装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願発明者は交流周波数
(交流高電圧電源の周波数)を従来の商用周波数(50
/60Hz)よりも高くして1kHz以上に設定すると
放電電極と接地電極間のコロナ放電により生成される正
負の空気イオンのバランスが向上することを知見した。
そこで、本発明のイオン生成装置は放電電極と、該放電
電極に近接して設けられ導電性材料からなる接地電極
と、両電極間に交流高電圧を印加してコロナ放電を発生
させる交流高電圧電源とを備え、該コロナ放電により正
負の空気イオンを大気中に生成するイオン生成装置にお
いて、前記交流高電圧電源の周波数が1kHz以上に設
定されたことを特徴とする。前記構成のイオン生成装置
によれば交流周波数が1kHz以上に設定されているの
で、従来の商用周波数のものよりも正負の空気イオンが
バランス良く生成され、帯電体を良好に除電することが
できる。
【0006】また、本願発明者は交流周波数を1kHz
以上に設定したときに接地電極を絶縁体で被覆すること
で生成される正負のイオンバランスがさらに向上するこ
とを知見した。そこで、本発明のイオン生成装置は、前
記接地電極を絶縁体で被覆する構成とすることが好まし
い。これにより正負の空気イオンが一層バランス良く生
成され、帯電体をより良好に除電することができる。ま
た、両電極間の印加電圧が大きい程多量の空気イオンが
生成され帯電体を迅速に除電できるため、火花放電が起
きない限り交流電圧の振幅を大きくすることが好まし
い。しかるに前記イオン生成装置によれば接地電極が絶
縁体で被覆されており接地電極が何ら被覆されていない
場合より交流電圧の振幅を大きくすることができる。従
って、接地電極が何ら被覆されていない場合よりも振幅
の大きい交流電圧を両電極間に印加してより多量の空気
イオンを生成することができる。
【0007】なお、交流高電圧電源の電気信号が機械振
動に変換され、この振動音がイオン生成装置の周囲にい
る者の耳障りになる場合がある。そこで、本発明のイオ
ン生成装置は、前記交流高電圧電源の周波数を10kH
z以上に設定した構成とするのが好ましい。この場合、
交流周波数が人間が比較的聞き取りやすい可聴領域(1
0Hz〜10kHz)を外れており、上記の事態を防止
することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明のイオン生成装置の実施形
態について図面を用いて説明する。図1は第1実施形態
のイオン生成装置の一部を切り欠いて示した説明的構成
図であり、図2は図1のII−II線断面図であり、図
3は第1及び第2実施形態のイオン生成装置の交流高電
圧電源の説明的構成図である。
【0009】第1実施形態のイオン生成装置は、図1に
示すように複数の針状の放電電極1、1、‥と、複数の
放電電極1、1、‥の配列方向に平行な軸を有する円柱
状の金属導体よりなる接地電極2と、放電電極1と接地
電極2との間に交流高電圧を印加する交流高電圧電源3
とを備えている。放電電極1はその後端が金属芯線4に
接触するとともに、先端が金属芯線4を被覆する絶縁チ
ューブ5の側壁から下に突出している。接地電極2は径
3mmで接地線6を介して接地され、かつ、厚さ0.5
mmの塩化ビニルの絶縁パイプ(絶縁体)7により被覆
されている。交流高電圧電源3は、高圧ケーブル8と金
属芯線4とを順に介して放電電極1に交流電力を供給す
る。また、図2に示すように1対の接地電極2、2は、
放電電極1の先端から延びる直線に対して対称に設けら
れている。第2実施形態のイオン生成装置は、接地電極
2が絶縁パイプ7に被覆されていない以外は第1実施形
態のイオン生成装置と同様の構成なので、図示及び他の
構成の説明を省略する。
【0010】前記2つの実施形態の交流高電圧電源3
は、図3aに示すように商用電源9を電源とする直流電
源回路10から直流電圧が供給されて高周波交流を出力
する発振回路11と、発振回路11からの出力を昇圧し
て高周波高電圧として高圧ケーブル8に接続された出力
端子12から出力する昇圧トランス13とを備えてい
る。なお、交流高電圧電源3として、昇圧トランス13
を図3bに示すように発振回路11からの出力を受けて
機械的に振動する圧電素子14により高周波高電圧を出
力する圧電トランス15に代えた構成のものを用いても
よい。
【0011】前記構成の第1及び第2実施形態のイオン
生成装置について交流高電圧電源3の交流周波数を68
kHzとして除電効果の試験を行った。また、比較のた
め従来の商用周波数(50Hz)の交流高電圧電源を備
えた以外の構成は第1又は第2実施形態と同様の構成の
第1、第2比較例のイオン生成装置についても同様の試
験を行った。なお、第1及び第2実施形態では安定なコ
ロナ放電が発生するよう電圧振幅(交流高電圧の振幅)
を3.5kV、第1及び第2比較例では電圧振幅が3.
5kVではコロナ放電が発生しないので安定なコロナ放
電が発生するよう電圧振幅を7kVに設定した。これに
より各イオン生成装置の除電効果を安定なコロナ放電が
発生しているという同一条件下で比較することができ
る。
【0012】除電効果の試験では図1に示すように金属
プレート(帯電体)xと、金属プレートxが絶縁部材e
を介して取り付けられた本体dとを備えた試験装置を用
いた。本体dには金属プレートxの電位を測定する電位
測定装置aと、金属プレートxに電荷を与える高電圧電
源bと、金属プレートxの電位の変化時間を測定するタ
イマーcとが設けられている。この試験装置を用いて各
イオン生成装置を作動させたときの金属プレートxの最
終的な電位(オフセット電圧)を電位測定装置aにより
測定した。また、高電圧電源bにより金属プレートxの
電位を+1000Vとしてからイオン生成装置を作動さ
せ、該電位が+100Vになるまでの時間(プラス
(+)除電時間)をタイマcにより測定した。同様にイ
オン生成装置を作動させて金属プレートxの電位が−1
000Vから−100Vになるまでの時間(マイナス
(−)除電時間)をタイマcにより測定した。以上の試
験結果を表1に示す。
【0013】
【表1】
【0014】生成される正負の空気イオンのバランスに
偏りがあると金属プレートxが帯電してオフセット電圧
の絶対値が大きくなり、バランスが良いとオフセット電
圧の絶対値が小さくなる。また、プラス除電時間は負の
空気イオン生成量に応じて決定され、マイナス除電時間
は正の空気イオン生成量に応じて決定される。従って、
生成される正負の空気イオンのバランスに偏りがあると
両除電時間の差が大きくなり、バランスが良いとその差
が小さくなる。
【0015】上記の判断基準から表1の試験結果をみる
と、第1実施形態の方が第1比較例よりオフセット電圧
及び両除電時間の差が小さく、正負の空気イオンがバラ
ンス良く生成されている。また、第2実施形態の方が第
2比較例より両除電時間の差はやや小さい程度であるが
オフセット電圧が小さく、正負の空気イオンがバランス
良く生成されている。第1、第2実施形態のイオン生成
装置において交流周波数を1kHzとしたときも上と同
様にそれぞれ比較例1、比較例2よりも正負の空気イオ
ンの生成バランスが向上される。
【0016】第1実施形態では第2実施形態よりオフセ
ット電圧及び両除電時間の差が小さく、正負の空気イオ
ンがバランス良く生成されている。従って、接地電極2
を絶縁パイプ7で被覆することで正負の空気イオンの生
成バランスがさらに向上されることがわかる。また、交
流周波数が1kHzのときも接地電極2を絶縁パイプ7
で被覆することで正負の空気イオンの生成バランスがさ
らに向上される。
【0017】次に、第1、第2実施形態のイオン生成装
置において両電極1、2間に印加する交流電圧の振幅を
変化させて放電状態について試験した結果を表2に示
す。
【0018】
【表2】
【0019】第1及び第2実施形態のイオン生成装置で
は交流電圧の振幅が2kVに設定されたときはともに放
電が発生せず、2.5〜3.5kVに設定されたときは
ともに安定なコロナ放電が発生する。しかし交流電圧の
振幅が4kVに設定されたときは第1実施形態のイオン
生成装置ではなおも安定なコロナ放電が持続されるのに
対し、第2実施形態のイオン生成装置では放電が不安定
になり火花放電に伴う異常な放電音が聞こえる。両電極
1、2間の印加電圧が大きい程多量の空気イオンが生成
され帯電体を迅速に除電することができるため、火花放
電が起きない限り交流電圧の振幅を大きくすることが好
ましい。しかるに第1実施形態のイオン生成装置では接
地電極2を絶縁パイプ7で被覆したことで接地電極2が
何ら被覆されていない第2実施形態のイオン生成装置よ
りも大きい振幅の交流電圧を両電極1、2間に印加する
ことができる。従って、接地電極2を絶縁パイプ7で被
覆することで振幅の大きい交流電圧を両電極間に印加し
てより多量の空気イオンを生成することができる。
【0020】上述したように交流周波数が1kHz以上
に設定されたことで正負の空気イオンの生成バランスが
向上されるが、交流高電圧電源3に電気信号に応じて機
械的振動が生じる場合がある。この場合交流周波数が人
間が比較的聞き取り易い可聴領域(10Hz〜10kH
z)内にあると、振動音が周囲にいる者の耳障りとなる
おそれがある。しかるに前記2つの実施形態のように交
流周波数がこの領域を外して高周波側(68kHz)に
設定されることで上記事態を防止することができる。な
お、交流周波数の上限は現段階で実現可能な交流高電圧
電源の最高周波数である200kHzとすることができ
る。しかし、交流周波数が高くなると高電圧を保持する
には電源の電流容量をより大きくする必要があり、ま
た、電源を絶縁体で覆っても漏れ電流が大きくなるため
不経済である。このため好ましくは、交流周波数を15
0kHz以下に設定すると良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態のイオン生成装置の一部を切り欠
いて示した説明的構成図
【図2】図1のII−II線断面図
【図3】第1及び第2実施形態のイオン生成装置の交流
高電圧電源の説明的構成図
【符号の説明】
1‥放電電極、2‥接地電極、3‥交流高電圧電源、7
‥絶縁パイプ(絶縁体)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅野 功 神奈川県横浜市鶴見区元宮1−10−8 シ シド静電気株式会社横浜工場内 (72)発明者 永田 秀海 神奈川県横浜市鶴見区元宮1−10−8 シ シド静電気株式会社横浜工場内 Fターム(参考) 5G067 DA19 DA21 DA40

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】放電電極と、該放電電極に近接して設けら
    れ導電性材料からなる接地電極と、両電極間に交流高電
    圧を印加してコロナ放電を生ぜしめる交流高電圧電源と
    を備え、該コロナ放電により正負の空気イオンを大気中
    に生成するイオン生成装置において、前記交流高電圧電
    源の周波数を1kHz以上に設定したことを特徴とする
    イオン生成装置。
  2. 【請求項2】前記接地電極を絶縁体で被覆したことを特
    徴とする請求項1記載のイオン生成装置。
  3. 【請求項3】前記交流高電圧電源の周波数を10kHz
    以上に設定したことを特徴とする請求項1又は請求項2
    に記載のイオン生成装置。
JP10295752A 1998-10-16 1998-10-16 イオン生成装置 Pending JP2000123956A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013243001A (ja) * 2012-05-18 2013-12-05 Murata Mfg Co Ltd イオン発生器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013243001A (ja) * 2012-05-18 2013-12-05 Murata Mfg Co Ltd イオン発生器

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