JP5111648B1

JP5111648B1 - イオン発生機

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Publication number: JP5111648B1
Application number: JP2011189955A
Authority: JP
Inventors: 康孝片岡
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2031-08-31
Also published as: US9276385B2; WO2013031359A1; US20140197332A1; CN202802275U; JP2013051189A

Abstract

【課題】寿命の差が大きい正イオン、負極性の帯電微粒子水が二つの通流路から放出される場合であっても、寿命が短い方の正イオンを、寿命が長い方の負極性の帯電微粒子水よりも多く放出することができ、空気中の正、負極性のバランスを長時間に亘って保つことができるイオン発生機を提供する。
【解決手段】送風機３が送出する空気を同方向へ個別に通流させて外部へ放出する二つの通流路２１，２２の一方に、コロナ放電だけで正イオンを発生するイオン発生部４を配し、他方に、静電霧化現象により負極性の帯電微粒子水を発生するイオン発生部５を配し、一方の通流路２１に絞り部２７を設けて、当該一方の通流路２１を通流する空気の風速が、他方の通流路２２を通流する空気の風速よりも速くなるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明はイオン発生部が発生したイオンを、送風機が送出する空気とともに室内等の空間に放出するためのイオン発生機に関する。

イオン発生機は、送風機と、該送風機が送出する空気を同方向へ個別に通流させて外部へ放出する二つの通流路を有するハウジングと、前記通流路夫々の路壁に装着されイオンを発生させるイオン発生部とを備え、該イオン発生部が発生したイオン(正イオン・負イオン)を、通流路を通流する空気とともに室内に放出し、空気中に浮遊する細菌を除去したり、ウイルスを不活化するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。イオン発生部は、針形状の放電電極及び該放電電極に電圧を印加する電圧印加部を有し、放電電極からコロナ放電現象によってイオンを発生させるように構成されている。

特許文献２には、電圧が印加されることにより一面が吸熱し、他面が発熱するペルチェ素子の一面に放電電極が結合され、ペルチェ素子の他面に、放熱フィンを有する放熱板が結合され、電圧がペルチェ素子に印加されることにより放電電極を冷却し、空気中の水分を放電電極の先端部に結露させ、電圧が放電電極に印加されることにより該放電電極の先端部に静電霧化現象を発生させ、負極性の帯電微粒子水を発生させるように構成された静電霧化装置（イオン発生機）が記載されている。

特開２０１０−８０４２５号公報特開２０１１−３３２９３号公報

ところで、特許文献１のように二つの通流路夫々にイオン発生部が配されているイオン発生器にあっては、二つの通流路夫々を通流する空気の風速がほぼ同じであり、通流路夫々の風速を可変にすることにより、空気中のイオン量を制御するように構成されている。従って、二つの通流路の一方に、正イオンを発生させるイオン発生部を配し、他方に、負イオンを発生させるイオン発生部を配してあるイオン発生機にあっては、正イオン及び負イオンの寿命が同程度であるため、同数量の正イオン、負イオンを発生させて同じ風速で正イオン、負イオンを放出することにより、空気中の正、負のイオンバランスを所定時間に亘って保つことができる。

また、特許文献２に記載されている静電霧化装置が空気中に放出する負極性の帯電微粒子水の寿命は、特許文献１に記載されているイオン発生機が空気中に放出する正イオンの寿命よりも数倍寿命が長いことが知られている。従って、特許文献１のように二つの通流路夫々からイオンを放出するように構成されたイオン発生機において、通流路の一方に、正イオンを発生させるイオン発生部を配し、他方に、負極性の帯電微粒子水を発生させるイオン発生部を配してあるイオン発生機を構成し、正イオンと負極性の帯電微粒子水とを空気中に放出する場合において、同数量の正イオン、負極性の帯電微粒子水を空気中に放出した際、負極性の帯電微粒子水の量が正イオンの量よりも多くなり、空気中の正、負極性のバランスが悪くなる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は、二つの通流路の一方を通流する空気のイオン発生部周辺における風速が、他方の通流路を通流する空気のイオン発生部周辺における風速よりも速くなる手段を設けることにより、寿命の差が大きい正イオン、負極性の帯電微粒子水が二つの通流路から放出される場合であっても、寿命が短い方の正イオンを、寿命が長い方の負極性の帯電微粒子水よりも多く放出することができ、空気中の正、負極性のバランスを長時間に亘って保つことができるイオン発生機を提供することにある。

本発明に係るイオン発生機は、送風機が送出する空気を個別に通流させて外部へ放出する二つの通流路夫々に、イオンを発生させるイオン発生部を配してあるイオン発生機において、前記二つの通流路の一方を通流する空気の前記イオン発生部周辺における風速が、他方の通流路を通流する空気の前記イオン発生部周辺における風速よりも速くなる手段を備え、前記イオン発生部の一方は、放電により正イオンが発生する放電電極を有し、他方は、放電により負極性の帯電微粒子水が発生する放電電極を有することを特徴とする。

この発明にあっては、二つの通流路の一方から放出されるイオンの寿命が、通流路の他方から放出される負極性の帯電微粒子水の寿命よりも短い場合であっても、寿命が短い側の通流路の風速が、寿命が長い側の通流路の風速よりも速いため、寿命が短い正イオンの放出量を、寿命が長い負極性の帯電微粒子水の放出量よりも多くすることができ、空気中の正、負極性のバランスを長時間に亘って保つことができる。

また、本発明に係るイオン発生機は、前記手段は、前記通流路の一方の通流方向の前記イオン発生部周辺における断面積が通流路の他方の断面積よりも狭くしてある構成とするのが好ましい。
この発明にあっては、二つの通流路を有する既存のイオン発生機における通流路の一方の断面積を部分的に狭くすることにより風速を速くすることができるため、改良箇所が少なく、コストを低減できる。

また、本発明に係るイオン発生機は、前記イオン発生部の一方は、前記手段よりも前記通流方向下流側の位置に配してある構成とするのが好ましい。
この発明にあっては、通流路の断面積が狭い箇所を空気が通流する際、断面積が狭い箇所を通過した箇所で風速が最も速くなるため、寿命が短い正イオンの放出量をより一層多くすることができる。

また、本発明に係るイオン発生機は、前記手段は、他方の通流路に配してあるイオン発生部に対して前記通流方向の上流及び下流側の位置で他方の通流路に開口するバイパス路である構成とするのが好ましい。
この発明にあっては、他方の通流路を通流する空気が、イオン発生部を配してある通流路とバイパス路との二つの経路に分流され、イオン発生部を配してある通流路を通流する空気のイオン発生部周辺における風速が、一方の通流路を通流する空気のイオン発生部周辺における風速よりも相対的に遅くなり、ひいては一方の通流路を通流する空気のイオン発生部周辺における風速が、他方の通流路を通流する空気のイオン発生部周辺における風速よりも相対的に速くなり、寿命が短い正イオンの放出量を多くすることができる。また、二つの通流路を有する既存のイオン発生機における通流路の他方にバイパス路を設けることにより風速を相対的に速くすることができるため、改良箇所が少なく、コストを低減できる。

本発明によれば、二つの通流路の一方から放出される正イオンの寿命が、通流路の他方から放出される負極性の帯電微粒子水の寿命よりも短い場合であっても、寿命が短い側の通流路の風速が、寿命が長い側の通流路の風速よりも速いため、寿命が短い正イオンの放出量を、寿命が長い負極性の帯電微粒子水の放出量よりも多くすることができ、空気中の正、負極性のバランスが長時間に亘って保つことができる。

本発明に係るイオン発生機の構成を示す縦断側面図である。本発明に係るイオン発生機の他の箇所の構成を示す縦断側面図である。本発明に係るイオン発生機の構成を示す縦断正面図である。本発明に係るイオン発生機の他の構成を示す断面正面図である。本発明に係るイオン発生機の他の構成を示す縦断正面図である。図５のVI−VI線断面図である。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１
図１は本発明に係るイオン発生機の構成を示す縦断側面図、図２はイオン発生機の他の箇所の構成を示す縦断側面図、図３はイオン発生機の構成を示す縦断正面図である。

図１に示したイオン発生機は、後面下部に吸込口１１を有し、上部に吹出口１２を有するハウジング１と、該ハウジング１内に内装されているケーシング２と、該ケーシング２内の下部に配されている送風機３と、ハウジング１内における送風機３及び吹出口１２間に配されている二つのイオン発生部４，５とを備える。

ハウジング１は平面視矩形をなす底壁１ａと、該底壁１ａの二辺に連なる前壁１ｂ、後壁１ｃ及び底壁１ａの他の二辺に連なる側壁と、前壁１ｂ及び後壁１ｃ間に配された中間壁１ｄと、天壁１ｅとを有する略直方体をなし、後壁１ｃに吸込口１１が開設され、天壁１ｅに吹出口１２が開設されている。

中間壁１ｄは吸込口１１の縁に連なる皿形状をなし、下部の送風機３と対向する箇所に連通孔１ｆが開設されており、また、上部の一方のイオン発生部４と対向する箇所に孔１ｇが開設されている。中間壁１ｄ内の吸込口１１と対向する箇所には、送風機３が吸込口１１から吸込む空気を通過させ、該空気中の異物を除去して清浄空気にするフィルタ６が取付けられている。また、ハウジング１の天壁１ｅで、吹出口１２の一側には、運転スイッチなどの複数のスイッチ及びランプなどの表示手段を含む操作部が設けられている。

ケーシング２は、ハウジング１の前壁１ｂ及び中間壁１ｄの間に配されており、前後に離隔して対向する前壁２ａ、後壁２ｂ、前壁２ａ及び後壁２ｂ間の下部に配されている湾曲誘導壁２ｃと、該湾曲誘導壁２ｃの上端に連なる二つの側壁２ｄ，２ｅとを有し、上部が吹出口１２に開放されており、前壁２ａ、後壁２ｂ及び側壁２ｄ，２ｅ間に二つの通流路２１，２２が仕切壁２３にて形成されている。通流路２１，２２における前壁２ａ及び後壁２ｂは吹出口１２に向けて後方へ若干傾斜し、通流路２１，２２の吹出口側断面積が送風機側断面積よりも狭くなっている。

一方の側壁２ｄは、湾曲誘導壁２ｃの一端から上方へほぼまっすぐに配され、他方の側壁２ｅは、湾曲誘導壁２ｃの他端から該湾曲誘導壁２ｃの内側に回転自在に配される羽根車の接線方向へ傾斜して配されている。

通流路２１，２２における後壁２ｂの上下中央部には孔２４，２５が開設されている。また、後壁２ｂの下部には連通孔１ｆの縁に連なる吸気孔２６が開設されている。

仕切壁２３は、側壁２ｄ，２ｅ間に配され、仕切壁２３及び側壁２ｄ間に一方の通流路２１を形成してあり、仕切壁２３及び側壁２ｅ間に他方の通流路２２を形成してある。通流路２１の通流方向中間には、該通流路２１を通流する空気の風速を、他方の通流路２２を通流する空気の風速よりも速くする絞り部２７が設けられている。

絞り部２７は仕切壁２３の通流路２１側と、側壁２ｄとに設けられた湾曲凸部２７ａ，２７ｂからなり、通流路２１における絞り部２７の断面積が、他の部分における断面積及び通流路２２の断面積よりも狭くなっており、該絞り部２７の最狭点から通流方向下流側（吹出口１２側）へ若干離隔した位置に一方の孔２４が開設されている。孔２４には一方のイオン発生部４が配される。

送風機３は、ケーシング２の湾曲誘導壁２ｃ内に前後方向への回転軸を中心として回転自在に収容されている羽根車３１と、該羽根車３１を駆動する電動モータ３２とを有し、該電動モータ３２がケーシング２の前壁２ａに取付けられている。羽根車３１はシロッコファンであり、羽根車３１の回転により送出される空気が、通流路２１，２２を経て吹出口１２から外部へ放出される。また、羽根車３１の周方向１箇所での接線方向に側壁２ｅが配されている。

イオン発生部４，５のうち、一方のイオン発生部４は、コロナ放電だけで正イオンを発生するように構成されており、他方のイオン発生部５は、静電霧化現象により負極性の帯電微粒子水を発生するように構成されている。正イオンの空気中の寿命は、帯電微粒子水の空気中の寿命よりも短い。

一方のイオン発生部４は、ケーシング２の孔２４から通流路２１に臨む放電電極４１、該放電電極４１の先端部に離隔して対向する誘導電極環４２と、放電電極４１及び誘導電極環４２を保持する保持ケース４３とを有し、放電電極４１及び誘導電極環４２に電圧を印加することにより、放電電極４１がコロナ放電し、正イオンを発生するように構成されている。イオン発生部４は、放電電極４１及び誘導電極環４２がケーシング２の孔２４から通流路２１に臨むように保持ケース４３がケーシング２に取付けられている。

他方のイオン発生部５は、電圧が印加されることにより一面が吸熱し、他面が発熱するペルチェ素子５１と、該ペルチェ素子５１の一面に結合され、ケーシング２の孔２５から通流路２２に臨む棒状の放電電極５２と、該放電電極５２の先端部に離隔して対向する誘導電極環５３と、一面に複数の放熱フィン５４ａを有し他面がペルチェ素子５１の他面に結合されている放熱板５４と、ペルチェ素子５１及び誘導電極環５３を保持する保持ケース５５とを備え、ペルチェ素子５１に電圧を印加することにより放電電極５２を冷却し、空気中の水分を放電電極５２の先端部に結露させ、放電電極５２に電圧を印加することにより該放電電極５２の先端部に静電霧化現象を発生させ、負に帯電した帯電微粒子水を発生させるように構成されている。イオン発生部５は、放電電極５２及び誘導電極環５３がケーシング２の孔２５から通流路２２に臨むように保持ケース５５がケーシング２に取付けられ、放熱板５４の放熱フィン５４ａが中間壁１ｄの孔１ｇから中間壁１ｄ内側の空気吸込路に露出し、空気吸込路を通流する吸込空気にて冷却されるようになしてある。

以上のように構成されたイオン発生機の運転動作について説明する。イオン発生機は吸込口１１が壁側となるように居住室内の壁の近くに据えられる。操作部に配置されている運転スイッチを操作することにより、イオン発生部４，５及び送風機３が運転を開始する。送風機３の羽根車３１は、図３に示すように電動モータの出力軸を中心として時計回りに回転する。羽根車３１によって吸込口１１からフィルタ６を経て吸込まれた空気はケーシング２の湾曲誘導壁２ｃにより誘導されて上方の二つの通流路２１，２２へ送出される。

一方の通流路２１にはコロナ放電だけで正イオンを発生するイオン発生部４を配してあるため、該イオン発生部４が通流路２１に沿って上方へ通流する空気中に正イオンを発生させる。この正イオンを含む空気が通流路２１を上方へ通流し、吹出口１２から居住室内に放出される。

他方の通流路２２には静電霧化現象により負極性の帯電微粒子水を発生するイオン発生部５を配してあるため、該イオン発生部５が通流路２２に沿って上方へ通流する空気中に負極性の帯電微粒子水を発生させる。この帯電微粒子水を含む空気が通流路２２を上方へ通流し、吹出口１２から居住室内に放出される。

正イオンが通流路２１に沿って通流し、負極性の帯電微粒子水が通流路２２に沿って通流する際、寿命が短い正イオンを発生するイオン発生部４が配されている通流路２１の通流方向中間で、イオン発生部の配置部分には絞り部２７があり、該絞り部２７により一方の通流路２１を正イオンとともに通流する空気の風速が、他方の通流路２２を寿命が長い帯電微粒子水とともに通流する空気の風速よりも速いため、寿命が短い正イオンの放出量を、寿命が長い帯電微粒子水の放出量よりも多くすることができ、空気中の正、負極性のバランスを長期間に亘って保つことができる。

実施の形態２
図４は本発明に係るイオン発生機の他の構成を示す断面正面図である。このイオン発生機は、ケーシング２の後壁２ｂに正イオンを発生するイオン発生部４を取付け、ケーシング２の側壁２ｅに帯電微粒子水を発生するイオン発生部５を取付け、該イオン発生部５の放熱板５４を通流路２２に臨ませ、通流路２２に連通する連通路２２ａに放電電極５２及び誘導電極環５３を臨ませたものである。

ケーシング２の側壁２ｅには通流路２２に開口する孔２５と、該孔２５に連通し通流方向下流側（吹出口１２側）へ離隔した位置で通流路２２に開口する連通孔２２ａとが開設され、放熱板５４が孔２５から通流路２２に臨み、放電電極５２及び誘導電極環５３が連通孔２２ａから通流路２２に臨むように保持ケース５５が側壁２ｅに取付けられている。

この実施の形態にあっては、イオン発生部５の放熱板５４が通流路２２に配されており、送風機３から通流路２２に送出される空気にて放熱板５４を冷却することができるため、放熱板５４の放熱性を高めることができる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。

実施の形態３
図５は本発明に係るイオン発生機の他の構成を示す縦断正面図、図６は図５のVI−VI線断面図である。このイオン発生機は、他方の通流路２２に配してあるイオン発生部５に対して通流方向の上流及び下流側の位置で他方の通流路２２に開口するバイパス路２２ｂを設け、他方の通流路２２を通流する空気を、イオン発生部５を配してある通流路２２とバイパス路２２ｂとの二つの経路に分流させ、イオン発生部５を配してある通流路２２を通流する空気のイオン発生部周辺における風速が、一方の通流路２１を通流する空気のイオン発生部周辺における風速よりも相対的に遅くなり、ひいては一方の通流路２１を通流する空気のイオン発生部周辺における風速が、他方の通流路２２を通流する空気のイオン発生部周辺における風速よりも相対的に速くなるように構成したものである。

ケーシング２における後壁２ｂの通流路２２側には、通流路２２に開口する孔２５と、該孔２５から通流方向下流側及び上流側へ離隔した位置で通流路２２に開口するバイパス路２２ｂとが設けられ、放電電極５２及び誘導電極環５３が孔２５から通流路２２に臨むように保持ケース５５が後壁２ｂに取付けられ、放熱板５４がバイパス路２２ｂに配され、通流路２２から分流してバイパス路２２ｂを通流する空気にて冷却されるようになしてある。

この実施の形態にあっては、通流路２２に連なる吹出口１２から室内に吹出す空気の風速及び風量を確保することができるとともに、通流路２１を通流する空気のイオン発生部周辺における風速を、通流路２２を通流する空気のイオン発生部周辺における風速よりも相対的に速くすることができ、寿命が短い正イオンの放出量を、寿命が長い負極性の帯電微粒子水の放出量よりも多くすることができ、空気中の正、負極性のイオンバランスを長期間に亘って保つことができる。

放電電極５２部分の風速が速すぎると、放電電極５２の先端部に結露が生じにくくなり、負極性の帯電微粒子水が発生しにくくなるが、バイパス路２２ｂによって放電電極５２部分の風速を遅くすることができるため、放電電極５２の先端部に結露が生じ易くなり、負極性の帯電微粒子水が発生し易くなる。また、放熱板５４がバイパス路２２ｂに配されており、送風機３から通流路２２に送出される空気にて放熱板５４を冷却することができるため、放熱板５４の放熱性を高めることができる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。

尚、以上説明した実施の形態では二つの通流路２１，２２を備える構成としたが、その他通流路２１，２２の個数は二つ以上であればよく、その個数は特に制限されない。

また、以上説明した実施の形態では一つの羽根車３１が送出する送出側に二つの通流路２１，２２を有する構成としたが、その他、一つの電動モータ３２又は二つの電動モータにて駆動される二つの羽根車夫々が送出する二つの通流路を有する構成としてもよい。

また、本発明に係るイオン発生機は、冷房機能及び暖房機能の少なくとも一つを備える空気調和機に組み込まれてもよい。この場合、イオン発生機を備える空気調和機となる。

２１，２２通流路
２２ｂバイパス路（手段）
２７絞り部（手段）
３送風機
４，５イオン発生部
４１放電電極
５２放電電極

Claims

送風機が送出する空気を個別に通流させて外部へ放出する二つの通流路夫々に、イオンを発生させるイオン発生部を配してあるイオン発生機において、
前記二つの通流路の一方を通流する空気の前記イオン発生部周辺における風速が、他方の通流路を通流する空気の前記イオン発生部周辺における風速よりも速くなる手段を備え、
前記イオン発生部の一方は、放電により正イオンが発生する放電電極を有し、他方は、放電により負極性の帯電微粒子水が発生する放電電極を有することを特徴とするイオン発生機。
前記手段は、前記通流路の一方の通流方向の前記イオン発生部周辺における断面積が通流路の他方の断面積よりも狭くしてある請求項１記載のイオン発生機。
前記イオン発生部の一方は、前記手段よりも前記通流方向下流側の位置に配してある請求項１又は２記載のイオン発生機。
前記手段は、他方の通流路に配してあるイオン発生部に対して前記通流方向の上流及び下流側の位置で他方の通流路に開口するバイパス路である請求項１記載のイオン発生機。