JP2013165006A - イオン発生素子及びそれを備えたイオン発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発生したイオンが電極に吸収されにくいように電極が配置されており、正あるいは負いずれかのイオンを優先的に発生させることができるイオン発生素子及びそれを備えたイオン発生装置を実現することができる。
【解決手段】 本発明のイオン発生素子は、コロナ放電によりイオンを発生させる線状の第１電極３及び線状の第２電極４を備え、第１電極３及び第２電極４は、正あるいは負いずれか一方のイオンを優先的に発生させるよう構成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気清浄機などに搭載されるイオン発生素子及びイオン発生装置に関するものである。

コロナ放電によってイオンを発生させる技術は、除電装置、帯電装置、空気清浄装置、電気集塵装置等のように様々な分野で用いられている。

例えば、特許文献１では、コロナ放電を用いたマイナスイオン発生装置が記載されており、図９は、特許文献１に係るマイナスイオン発生装置の斜視図である。ここでは、単一の円形開口部を有する正電極１０１と、針状部を有し、針状部の先端が正電極の円形開口部に対向するように配置された負電極１０２を含み、正電極１０１は、高電圧直流電源のプラス端、すなわちアース側に接続され、負電極１０２は、高電圧直流電源のマイナス端に接続されている。この構成において、正電極１０１と負電極１０２との間に直流高電圧を印加して両電極間にコロナ放電を起こし、マイナスイオンを発生させる。

また、特許文献２では、電子部品等に帯電した静電気を中和する除電装置が記載されており、図１０は、特許文献２に係る除電装置の構成図である。ここでは、電極１０３及び電極１０４を有し、それぞれの電極の先端が互いに対向するように設けられている。電極１０３は、電源１０５の正端子に接続され、正の電圧が印加されることによりプラスイオンを放出する。一方、電極１０４は、電源１０５の負端子に接続され、負の電圧が印加されることによりマイナスイオンを放出する。電極１０３及び電極１０４から放出されたイオンは、送風手段１０６によって除電対象物へ送出される。

特開２００６−１８５７４０号公報（平成１８年７月１３日公開） 特開２０１１−６０５３７号公報（平成２３年３月２４日公開）

しかしながら、特許文献１のマイナスイオン発生装置では、コロナ放電により発生させたマイナスイオンは、アースに接続されている正電極１０１の面積が大きいため、負電極１０２の針状部で発生させたマイナスイオンが、正電極１０１に吸収されやすいという問題がある。また、特許文献２の除電装置では、電極１０３及び電極１０４で放電を起こすために正の高電圧及び負の高電圧を印加していることから、電極１０３で放出されたプラスイオンは、負の電圧が印加された電極１０４に吸収され、電極１０４で放出されたマイナスイオンは、正の電極が印加された電極１０３に吸収されてしまう。その結果、除電対象物へ送出されるイオンの量が減少してしまうといった問題がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、発生したイオンが電極に吸収されにくいように電極が配置されており、正あるいは負いずれかのイオンを優先的に発生させることができるイオン発生素子及びそれを備えたイオン発生装置を実現することにある。

本発明に係るイオン発生素子は、コロナ放電によりイオンを発生させる線状の第１の電極及び線状の第２の電極を備えたイオン発生素子であって、第１の電極及び第２の電極は、正あるいは負いずれか一方のイオンを優先的に発生させるよう構成されていることを特徴とする。

また、第１の電極及び第２の電極は、片方の電極から他方の電極をみたときの投影面積が重複するように対向配置されていることを特徴としても良い。また、第１の電極及び第２の電極は、先端に針状の形状を有することを特徴としても良い。

本発明に係るイオン発生装置は、線状の第１の電極及び線状の第２の電極を備えたイオン発生素子と、第１の電極に接続する第１電源と、第２の電極に接続する第２電源を備え、第１の電極への印加電圧の絶対値と第２の電極への印加電圧の絶対値の差は、３ｋＶ以上であり、かつ第１の電極と第２の電極との電圧差によりコロナ放電を生じさせるものであることを特徴とする。

また、第１の電極あるいは第２の電極のいずれか一方に正あるいは負いずれかの電圧を印加し、他方の電極に電圧を印加しないことを特徴としても良い。また、第１の電極及び第２の電極に同極性の電圧を印加することを特徴としても良い。また、第１の電極と第２の電極との間に風を送るように配置される送風手段を備えることを特徴としても良い。

また、第１の電極あるいは第２の電極のいずれか一方にパルス電圧を印加し、他方の電極に、パルス電圧の最大値の３０〜６０％のＤＣ電圧を印加することを特徴としても良い。

本発明によれば、発生したイオンが電極に吸収されにくいように電極が配置されており、正あるいは負いずれかのイオンを優先的に発生させることができるイオン発生素子及びそれを備えたイオン発生装置を実現することができる。

実施形態１に係るイオン発生装置の構成を示す断面図である。 第１電極及び第２電極の配置の一例を示す断面図である。 第１電極及び第２電極への電圧波形図である。 実施形態２に係るイオン発生装置の構成を示す断面図である。 実施例に係るイオン発生装置の測定実験を行った具体的な実験装置を示す図である。 実施例１に係る測定実験結果である。 実施例２に係る各電極への電圧波形図である。 実施例２に係る測定実験結果である。 従来技術である特許文献１に係るマイナスイオン発生装置の構成を示す斜視図である。 従来技術である特許文献２に係る除電装置の構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

〔実施形態１〕
図１は、本発明の一つの実施形態におけるイオン発生装置１の構成を示す断面図である。イオン発生装置１は、筐体２、第１電極３、第２電極４、第１電源５、第２電源６及び送風手段７を有する。

筐体２は、中空構造であり、その一端にイオンをイオン発生装置１の外部に放出するための放出口８が形成されている。筐体２の内部は、イオンが通る風路となっており、風路を通ったイオンは、放出口８からイオン発生装置１の外部空間に放出される。筐体２は、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリルなどの樹脂や、導電性、加工性、汎用性の高い銅やアルミニウムの金属から構成されており、樹脂あるいは金属の単層でも良く、それぞれを重ね合わせた複層でも良い。

第１電極３及び第２電極４は、線形状の導電部材からなり、一対でイオン発生素子を構成し、両電極間でコロナ放電を生じさせ、イオンを発生させる役割を担う。第１電極３及び第２電極４を線形状にすることにより、板状やリング状にしたときに比べて、電界集中が起こりやすくなるため、印加電圧を大幅に上げることなく、第１電極３と第２電極４の離間距離を大きくすることができる。第１電極３と第２電極４の離間距離が大きい場合、離間距離が小さいときに比べて、発生したイオンが電極に吸収されにくくなる。その結果、効率良くイオンを発生させることが可能となる。

図２は、第１電極３及び第２電極４の配置の一例を示した断面図である。図２（ａ）では、第１電極３及び第２電極４は、筐体２に対してほぼ垂直に固定され、片方の電極から他方の電極をみたときの投影面積が重複するように対向配置されている。図２（ｂ）では、第１電極３及び第２電極４は、筐体２に対して傾いて配置されており、図２（ｃ）では、第１電極３及び第２電極４は、互いの電極が平行であり、筐体２とも平行になるように配置されている。それぞれの配置で、コロナ放電を起こし、イオンを発生させることはできるが、図２（ａ）のように両電極の先端が対向配置しているほうが好ましい。図２（ｃ）のような配置の場合、一方の電極の先端から見える他方の電極の面積が大きいため、発生したイオンが他方の電極に吸収されやすくなっている。そのため、図２（ａ）のように各電極の先端を対向配置するように配置することで、より多くのイオンを発生させることができる。

なお、第１電極３及び第２電極４は、先端に針状や球状等の形状あるいはエッジ部を有しても良いが、図１及び２のように先端に針状の形状を有するのが好ましい。先端を針状に形成することで、コロナ放電がより起こりやすくなるため、低い電圧で多くのイオンを発生させることができる。

また、第１電極３の先端と第２電極４の先端の離間距離は、１．５ｃｍ〜１０ｃｍであることが好ましい。１．５ｃｍ以下の場合、アーク放電が起こりやすくなり、人体に有害なオゾンガスが高い濃度で発生する可能性がある。また、印加電圧を調整し、イオンを発生させたとしても、電極が近くに配置されているため、電極に吸収されるイオンの割合が多くなってしまう。また、１０ｃｍ以上離してしまうと、コロナ放電が、第１電極３と第２電極４の間ではなく、電極の近くに存在する別の物体と電極の間で生じやすくなる。例えば、第１電極３の先端と第２電極４の先端の離間距離を１０ｃｍにし、第１電極３に電圧を印加し、第２電極４を接地状態にした場合、第２電極４より近くに存在する筐体２等と第１電極３の間でコロナ放電が生じてしまい、イオンの発生効率が低下してしまう可能性がある。

第１電源５は、第１電極３に接続され、第２電源６は、第２電極４に接続されており、各電源は、各電極に電圧を印加し、第１電極３と第２電極４の間で所定の電位差を作ることでコロナ放電を生じさせる。また、第１電源５及び第２電源６は、本実施形態に示したように別々に設置しても良いし、一つの電源で構成されていても良い。また、第１電極３あるいは第２電極４を電気的に浮かした状態または接地状態にする場合、電源を用いなくても良い。

送風手段７は、ファン等によって構成され、筐体２内に配置される。送風手段７は、放出口８とは別に備えられている空気取り入れ口から取り込まれた空気を筐体２の風路に送風することでコロナ放電により発生したイオンを放出口８の方向に送り、放出口８からイオン発生装置１の外部空間にイオンを放出する。また、送風手段７は、第１電極３と第２電極４の間に空気を送風するように配置するのが良い。そのように送風手段７を配置することで、第１電極３と第２電極４の間にて発生したイオンを効率良く放出口８の方向に送ることができる。送風手段７の風力、及び風速は、強いほど発生したイオンをより遠くに、また広く拡散させることができるが、風力が強いとファンの運転音も大きくなるため、装置の仕様により、適宜設定する。

次に、イオンを発生させる際に、第１電極３及び第２電極４に印加する電圧について説明する。ここで、第１電極３及び第２電極４に印加する電圧の基準を接地状態とする。本実施形態のイオン発生装置１では、第１電極３及び第２電極４からなるイオン発生素子でコロナ放電を生じさせ、正あるいは負いずれかのイオンを優先的に発生させる。ここで、正イオンが優先的に発生している状態とは、放出口８から放出しているイオンのうち９割以上が正イオンであることを意味している。負イオンにおいても同様である。

まず、コロナ放電を生じさせるためには、第１電極３と第２電極４の間に所定の電圧差を作る。このとき、第１電極３と第２電極４の間の電圧差は、３〜１０ｋＶが好ましい。電圧差が３ｋＶ以下の場合、コロナ放電が生じにくく、発生するイオン量が十分ではない。また、電圧差が１０ｋＶ以上の場合、アーク放電が起こる可能性が大きくなってしまい、装置が故障してしまう危険性がある。

さらに、正あるいは負いずれかのイオンを優先的に発生させるためには、第１電極３への印加電圧の絶対値と第２電極４への印加電圧の絶対値を異なるように設定する必要がある。このとき、第１電極３への印加電圧と第２電極４への印加電圧の和は、正あるいは負いずれかの極性になる。第１電極３への印加電圧と第２電極４への印加電圧の和がゼロあるいはゼロ付近の場合、正あるいは負いずれかのイオンが優先的に発生しなくなる。例えば、第１電極３に３ｋＶ、第２電極４に−３ｋＶを印加した場合、第１電極３で発生する正イオンの量と第２電極４で発生する負イオンの量がほぼ同等であり、かつ第１電極３で発生した正イオンが第２電極４に吸収される量及び第２電極４で発生した負イオンが第１電極３に吸収される量がほぼ同等であるため、正あるいは負いずれかのイオンを優先的に発生しなくなる。そのため、第１電極３への印加電圧と第２電極４への印加電圧の和を正あるいは負いずれかの極性に設定することによって、正イオンの発生量・吸収量と負イオンの発生量・吸収量に差を作り、正あるいは負いずれかのイオンを優先的に発生させる。このとき、第１電極３への印加電圧の絶対値と第２電極４への印加電圧の絶対値の差は、３ｋＶ以上が好ましい。

次に、より具体的な第１電極３及び第２電極４への印加電圧について説明する。例えば、第１電極３に正あるいは負いずれかの電圧を印加し、第２電極４にゼロあるいはゼロ付近の電圧を印加するとする。ここでいうゼロあるいはゼロ付近の電圧を印加するとは、電極を接地させることや電極を電気的に浮かせることを含んでいる。このとき、第１電極３と第２電極４の間にコロナ放電が生じる電圧差を作り、第１電極３に正の電圧を印加した場合、正イオンが優先的に発生し、負の電圧を印加した場合、負イオンが優先的に発生する。また、例えば、第１電極３に正の電圧を印加しているときに、第２電極４に負の電圧を印加すると、発生させた正イオンが第２電極４に吸収されてしまう。そのため、発生させたいイオンと逆極性の電圧を印加する場合、ゼロ付近の電圧にすることが好ましい。なお、第１電極３及び第２電極４は対称に配置されているため、印加する電圧を逆にしても、同様の結果が得られることは言うまでもない。

また、第１電極３及び第２電極４に同極性の電圧を印加しつつ、第１電極３及び第２電極４の間にコロナ放電が生じる電位差を作ることでコロナ放電を生じさせても良い。このとき、正の電圧を印加した場合、正イオンが優先的に発生し、負の電圧を印加した場合、負イオンが優先的に発生する。このように、発生させるイオンと同極性の電圧を両電極に印加することで、反発効果により発生したイオンが電極に吸収されにくくなる。第１電極３あるいは第２電極４に印加する電圧の波形に限定するものはなく、直流、パルス波形、正弦波形等が挙げられる。

例えば、図３は、第１電極３及び第２電極４に印加する電圧波形の一例を示す図であり、図３（ａ）は、正イオンを発生させるときの電圧波形図で、図３（ｂ）は、負イオンを発生させるときの電圧波形図である。図３において、縦軸は電圧、横軸は時間を示し、Ｖ１は第１電極３に印加する電圧、Ｖ２は第２電極４に印加する電圧を示す。電圧Ｖ１は、周期Ｔ１で駆動するパルス電圧であり、電圧Ｖ２は、ゼロのＤＣ電圧であり、接地状態と同等とする。第１電極３に高電圧とゼロを行き来するパルス電圧を印加することによって、周期的にコロナ放電をＯＮ／ＯＦＦしている。

図３（ａ）の場合、周期Ｔ１のうちＴ２の間においては、第１電極３に正の電圧を印加し、第１電極３と第２電極４の電圧差を所定の範囲にすることで、コロナ放電を生じさせる。ここでいう所定の範囲とは、第１電極３と第２電極４の間でコロナ放電が生じる範囲を示す。Ｔ２は、放電期間とし、イオンが発生する期間である。一方、周期Ｔ１のうちＴ３の間においては、第１電極３にゼロ電圧あるいはゼロ電圧付近の電圧を印加し、第１電極３と第２電極４の電位差をほぼゼロにすることで、コロナ放電を生じさせない。ここでいうほぼゼロとは、第１電極３と第２電極４の間でコロナ放電が生じない範囲を示し、ゼロも含む。Ｔ３は、非放電期間とし、イオンが発生しない期間である。周期Ｔ１、放電期間Ｔ２及び非放電期間Ｔ３は、Ｔ１＝Ｔ２＋Ｔ３の関係を満たしている。また、周期Ｔ１に対する放電期間Ｔ２のＤＵＴＹ比は、Ｔ２／Ｔ１のパーセント（％）とする。

一方、図３（ｂ）の場合、第１電極３に印加する電圧Ｖ１が、図３（ａ）のＶ１の逆極性となること以外は、図３（ａ）と同様の電圧波形である。放電期間Ｔ２では、負イオンが発生し、非放電期間Ｔ３では、イオンが発生しない。

なお、図３では第１電極３にパルス電圧、第２電極４にＤＣ電圧を印加したが、第１電極３と第２電極４は、対称構造であるため、第１電極３にＤＣ電圧、第２電極４にパルス電圧を印加しても同様の結果を得ることができる。

また、イオンを発生させるために各電極へ印加する電圧波形は、図３に限定されるものではなく、イオンを発生させるときは、第１電極３と第２電極４の電圧差を所定の範囲にし、イオンを発生させないときは、第１電極３と第２電極４の電位差をほぼゼロにすれば良い。例えば、第１電極３と第２電極４の電圧差が、所定の範囲になるように、各電極にＤＣ電圧を印加しても良い。このときイオンは発生し続ける。

〔実施形態２〕
本実施形態のイオン発生装置１１は、第１電極及び第２電極からなるイオン発生素子を二組備えており、一方のイオン発生素子から正イオンを発生させ、他方のイオン発生素子から負イオンを発生させることで、正イオン及び負イオンの両イオンを発生させることができる。イオン発生装置１１の各構成要素やイオンを発生させるための印加電圧等の基本的な構成は、実施形態１と同様である。

図４は、本発明の一つの実施形態におけるイオン発生装置１１の構成を示す断面図である。第１電極３ａ及び第２電極４ａは、イオン発生素子を形成し、第１電極３ａは第１電源５ａと接続され、第２電極４ａは第２電源６ａと接続されている。この構成において、第１電極３ａ及び第２電極４ａから正イオンを優先的に発生させるように、第１電源５ａ及び第２電源６ａからの印加電圧を設定し、第１電極３ａと第２電極４ａとの間でコロナ放電を起こす。また、第１電極３ｂ及び第２電極４ｂも同様にイオン発生素子を形成し、第１電極３ｂは第１電源５ｂと接続され、第２電極４ｂは第２電源６ｂと接続されている。この構成において、第１電極３ｂ及び第２電極４ｂから負イオンを優先的に発生させるように、第１電源５ｂ及び第２電源６ｂからの印加電圧を設定し、第１電極３ｂと第２電極４ｂとの間でコロナ放電を起こす。

送風手段７は、ファン等によって構成され、筐体２内に配置される。送風手段７は、放出口とは別に備えられている空気取り入れ口から取り込まれた空気を筐体２の風路に送風することで、第１電極３ａ及び第２電極４ａから発生した正イオンを放出口８ａからイオン発生装置１１の外部空間に放出し、第１電極３ｂ及び第２電極４ｂから発生した負イオンを放出口８ｂからイオン発生装置１１の外部空間に放出する。

このように正イオン及び負イオンを同時に空気中に放出させることで、空気中に浮遊するカビ菌やウィルスの分解、ニオイの除去、集塵等などの効果を生むことができる。また、正イオン及び負イオンを同時に空気中に放出させることで、半導体工場等の除電装置すなわちイオナイザーとして使用しても良い。高濃度の正イオン及び負イオンを同時に発生させることにより、優れた除電効果が得られる。

次に、実施形態１で説明した本発明のイオン発生装置を用いて実験を行ったので、その内容について以下で説明する。

実施例１では、本発明に係るイオン発生装置を用いて、放電期間Ｔ２のＤＵＴＹ比とイオンの発生量の関係について測定した実験について説明する。図５は、測定実験を行った具体的な実験装置であり、イオン発生装置１の放出口８の先にイオン計測機９を配置する。イオン計測機９は、第１電極３と第２電極４の延長線上から垂直方向に約５０ｃｍ離れた場所に配置され、イオン計測機９に流れる電流の大きさを測定することによって、発生したイオン量を観測する。ここで、イオン計測機９に流れる電流をイオン電流とする。

筐体２は、ポリカーボネートの単層とし、第１電極３及び第２電極４は、導電性の金属製で、軸部分の太さ直径１ｍｍ、長さ５ｍｍで、十分に先鋭度のある針状のものとした。第１電極３の先端と第２電極４の先端の間の距離は、４５ｍｍとした。送風手段７は、ファンにより構成され、風量１．５ｍ^３／ｍｉｎの空気を筐体２の風路に送風した。第１電極３に印加する電圧は、図３（ａ）のようなパルス電圧であり、詳しくは周波数２ｋＨｚ、非放電期間Ｔ３ではゼロ電圧とし、放電期間Ｔ２では＋５ｋＶあるいは＋９ｋＶである２種類のパルス電圧を用いた。第２電極４は、電源を用いず接地状態にした。

このように構成されたイオン発生装置１において、第１電極３に印加するパルス電圧のＤＵＴＹ比を５〜９０％に変化させつつ、イオン計測機９のイオン電流を測定した。図６（ａ）は、ＤＵＴＹ比とイオン電流の関係を示した実験結果である。この結果から、第１電極３に印加するパルス電圧の大きさに関わらず、ＤＵＴＹ比を大きくしていくにつれ、イオン電流も増加していくことがわかる。つまり、正イオンの発生量が増加していることを意味する。これは、ＤＵＴＹ比を大きくすることによって、放電期間Ｔ２が長くなることが理由だと考えられる。

次に、図６（ｂ）は、図６（ａ）の結果より求められたＤＵＴＹ比とイオン発生効率の関係図である。イオン発生効率は、図６（ａ）のイオン電流をＤＵＴＹ比で割ることによって求められた値を、さらにここでは、ＤＵＴＹ比が１０％のときの値を１とし、規格化した値となる。これより、イオン発生効率は、単位ＤＵＴＹ比あたりのイオン電流を示していることになり、イオン発生効率が大きいほど、効率良くイオンを発生させていることを意味する。図６（ｂ）によると、第１電極３に印加するパルス電圧の大きさに関わらず、ＤＵＴＹ比が１０％のときに、イオン発生効率が良く、ＤＵＴＹ比を大きくしていくにつれ、イオン発生効率が低下していくことがわかる。つまり、ＤＵＴＹ比を大きくすると、正イオンの発生量は増加するが、発生効率は低下することを意味する。一方、ＤＵＴＹ比を１０％以下にすると、イオン発生効率が低下することもわかる。

詳細に図６（ｂ）を分析すると、パルス電圧差５ｋＶのとき、ＤＵＴＹ比が５〜４２％においてはイオン発生効率が０．４以上になり、ＤＵＴＹ比が５〜２６％においてはイオン発生効率０．６以上になり、イオンが効率良く発生することがわかる。さらに言えば、ＤＵＴＹ比が７．４〜１８％においてはイオン発生効率０．８以上になり、イオンがより効率良く発生するため、好ましいことがわかる。同様に、パルス電圧差９ｋＶのとき、ＤＵＴＹ比が５．４〜３１％においてはイオン発生効率が０．４以上になり、ＤＵＴＹ比が７．０〜１８％においてはイオン発生効率０．６以上になり、イオンが効率良く発生することがわかる。さらに言えば、ＤＵＴＹ比が８．５〜１４％においてはイオン発生効率０．８以上になり、イオンがより効率良く発生するため、好ましいことがわかる。

以上の結果から、本発明に係るイオン発生装置を用いて、パルス電圧を印加し、イオンを発生させる場合、パルス電圧のＤＵＴＹ比は、１０％前後にすると、イオンが効率良く発生することがわかった。また、ＤＵＴＹ比が小さいということは、放電期間Ｔ２が短いということなので、消費電力の削減にも繋がる。そのため、低消費電力でイオンを発生させることができる。なお、実施例１では正のパルス電圧を印加し、正イオンを発生させたが、負のパルス電圧を印加し、負イオンを発生させた場合においても同様の結果を得ることができることはいうまでもない。

実施例２では、本発明に係るイオン発生装置を用いて、第２電極４に印加する電圧Ｖ２とイオンの発生量の関係について測定した実験について説明する。測定実験を行った実験装置は、第２電極４に第２電源６が接続されていること以外は、実施例１で用いた図５の実験装置と同様である。イオン発生装置１及びイオン計測機９の構成及び配置も実施例１と同様である。

図７は、実施例２での第１電極３及び第２電極４に印加する電圧波形図であり、図７（ａ）は、正イオンを発生させるときの電圧波形図、図７（ｂ）は、負イオンを発生させるときの電圧波形図である。図３と同様に、縦軸は電圧、横軸は時間を示し、Ｖ１は第１電極３に印加する電圧、Ｖ２は第２電極４に印加する電圧を示す。実施例２の図７（ａ）では、第１電極３に印加する電圧Ｖ１は、周波数２ｋＨｚ、電圧０―９ｋＶのパルス電圧であり、放電期間Ｔ２のＤＵＴＹ比９０％とした。第２電極４に印加する電圧Ｖ２は、ＤＣ電圧とした。また、図７（ｂ）では、第１電極３及び第２電極４に印加する電圧は、図７（ａ）の逆極性の電圧であり、電圧Ｖ１は、周波数２ｋＨｚ、電圧−９―０ｋＶのパルス電圧、電圧Ｖ２は、ＤＣ電圧とした。

このように構成されたイオン発生装置１において、第２電極４に印加するＤＣ電圧Ｖ２を０〜８ｋＶに変化させつつ、イオン計測機９のイオン電流を測定した。図８（ａ）は、正イオンを発生させたときの電圧Ｖ２とイオン電流の関係を示した実験結果であり、図８（ｂ）は、負イオンを発生させたときの電圧Ｖ２とイオン電流の関係を示した実験結果である。図８（ａ）より、電圧Ｖ２が３〜６ｋＶのときにイオン電流が大きくなっており、特に４ｋＶのときにイオン電流がより大きくなっていることがわかる。一方、図８（ｂ）より、電圧Ｖ２が−５〜−３ｋＶのときにイオン電流が大きくなっており、特に電圧Ｖ２が−５ｋＶのときにイオン電流がより大きくなっていることがわかる。

これらの結果より、図８（ａ）、（ｂ）を比較すると、同傾向になっており、第２電極４に印加するＤＣ電圧Ｖ２の絶対値が３〜５ｋＶのときイオン電流が大きくなっており、その前後ではイオン電流が低下している。ＤＣ電圧Ｖ２の絶対値を３〜５ｋＶにするとイオン電流が大きくなるのは、発生させるイオンと同極性の電圧を第２電極４に印加することで、イオンを反発させる効果が生じ、第２電極４に吸収されるイオン量を少なくできることが理由だと考えられる。また、第２電極４に印加するＤＣ電圧Ｖ２の絶対値を５ｋＶ以上にすると、放電期間Ｔ２での第１電極３と第２電極４の電位差が小さくなり、イオンの発生量が減少してしまうため、イオン電流が低下したと考えられる。

以上の結果から、本発明に係るイオン発生装置を用いて、第１電極３にパルス電圧を印加する場合、第２電極４にパルス電圧の最大値のおおよそ３０〜６０％のＤＣ電圧を印加すると、正イオンが効率良く発生することがわかった。なお、実施例２では第１電極３にパルス電圧を印加し、第２電極４にＤＣ電圧を印加させたが、第１電極３にＤＣ電圧を印加し、第２電極４にパルス電圧を印加させても良い。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲は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。

また、本発明に係るイオン発生装置は、イオン発生により各種効果が高められるために空気清浄装置に搭載することが可能である。なお、ここでいう空気清浄装置は、空気調和機、除湿器、加湿器、空気清浄機、ファンヒ−タ等であり、主として、家屋の室内、ビルの一室、病院の病室、自動車の車室内、飛行機の機内、船の船室内等の空気を調整すべく用いられる装置である。

１、１１ イオン発生装置
２ 筐体
３、３ａ、３ｂ 第１電極
４、４ａ、４ｂ 第２電極
５、５ａ、５ｂ 第１電源
６、６ａ、６ｂ 第２電源
７ 送風手段
８、８ａ、８ｂ 放出口
９ イオン計測機

Claims (8)

1. コロナ放電によりイオンを発生させる線状の第１の電極及び線状の第２の電極を備えたイオン発生素子であって、
   前記第１の電極及び前記第２の電極は、正あるいは負いずれか一方のイオンを優先的に発生させるよう構成されていることを特徴とするイオン発生素子。
2. 前記第１の電極及び前記第２の電極は、片方の電極から他方の電極をみたときの投影面積が重複するように対向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。
3. 前記第１の電極及び前記第２の電極は、先端に針状の形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載のイオン発生素子。
4. 線状の第１の電極及び線状の第２の電極を備えたイオン発生素子と、
   前記第１の電極に接続する第１電源と、
   前記第２の電極に接続する第２電源を備え、
   前記第１の電極への印加電圧の絶対値と前記第２の電極への印加電圧の絶対値の差は、３ｋＶ以上であり、かつ前記第１の電極と前記第２の電極との電圧差によりコロナ放電を生じさせるものであることを特徴とするイオン発生装置。
5. 前記第１の電極あるいは前記第２の電極のいずれか一方に正あるいは負いずれかの電圧を印加し、他方の電極に電圧を印加しないことを特徴とする請求項４に記載のイオン発生装置。
6. 前記第１の電極及び前記第２の電極に同極性の電圧を印加することを特徴とする請求項４に記載のイオン発生装置。
7. 送風手段を備え、前記送風手段は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に風を送るように配置されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のイオン発生装置。
8. 前記第１の電極あるいは前記第２の電極のいずれか一方にパルス電圧を印加し、他方の電極に、前記パルス電圧の最大値の３０〜６０％のＤＣ電圧を印加することを特徴とする請求項６に記載のイオン発生装置。