トップ :: B 処理操作 運輸 :: B03 液体による,または,風力テ−ブルまたはジグによる固体物質の分離;固体物質または流体から固体物質の磁気または静電気による分離,高圧電界による分離

【発明の名称】 イオン壁形成装置
【発明者】 【氏名】石川 陽一

【要約】 【課題】イオン風によるイオン壁形成装置において、主に対向電極に付着する塵埃を除去するのための保守が不要か、あるいはその頻度が大幅に減少し、しかもイオン風の到達距離をもある範囲内で任意に、かつ、容易に制御できるイオン壁形成装置を提供すること。

【解決手段】空気中でのコロナ放電によって生起されるイオン風を整流してイオン壁を形成するイオン壁形成装置1であって、上面に吸気用開口2aを、下面に形成されるイオン壁の厚さ及び幅に整流する送風用開口2bを有する筐体2の内部に、放電電極3と上記放電電極3に間隔を保って対向する対向電極4とからなるコロナ放電用電極対5を、上記放電電極3を上記吸気用開口2a側にして備えるイオン壁形成装置1において、上記吸気用開口2aに清浄空気送給機構8を設けたイオン壁形成装置1である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
空気中でのコロナ放電によって生起されるイオン風を整流してイオン壁を形成するイオン壁形成装置であって、
上面に吸気用開口を、下面に形成されるイオン壁の厚さ及び幅に整流する送風用開口を有する筐体の内部に、放電電極と上記放電電極に一定の間隔を保って対向する対向電極とを、上記放電電極を上記吸気用開口側にして備えるイオン壁形成装置において、
上記吸気用開口に清浄空気送給機構を設けることを特徴とするイオン壁形成装置。
【請求項2】
上記放電電極が板状の基部に複数の針状突起を有する電極であり、上記対向電極が1枚の板状又は複数枚の互いに平行した板状の電極であることを特徴とする請求項1記載のイオン壁形成装置。
【請求項3】
上記対向電極の近傍又は下流にオゾン除去手段を設けることを特徴とする請求項1又は2記載のイオン壁形成装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、空気中でのコロナ放電によって生起されるイオン風を整流してイオン壁を形成するイオン壁形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、コロナ放電によるイオン風を利用するイオン壁形成装置としては、例えば、帯電エアーシャワーユニットと称するもの等が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】特開2002−95998号公報
【0004】
上記帯電エアーシャワーユニットは、イオン風によって形成された遮蔽膜(本発明でいうイオン壁)により空間を区画し、この区画された空間内の煙、臭い、塵埃、細菌等が区画外へ拡散するのを防ぐことを主目的とするものであって、その構成の概略は次のとおりである。
すなわち、この帯電エアーシャワーユニットは、板状の基部に複数の針状突起を有する放電極(以下の本発明でいう放電電極)と、これに対向する2枚の平行した板状の陽極(以下の本発明でいう対向電極)とを備えていて、図5はその概略断面図である。
【0005】
同図の帯電エアーシャワーユニット101においては、放電極102と陽極103とのコロナ放電用電極対に高電圧が高圧直流電源104により印加されると、吸気口105から吸入される空気の絶縁破壊によってコロナ放電が生じて負の電圧に印加された放電極102から電子が放出され、そして、この電子により負にイオン化された空気が陽極103方向に向かい、更にそれを通過してイオン風となって排出口106から送り出され、膜状に整流された遮蔽膜が形成される。
この負に帯電した遮蔽膜によって区画された空間内では、正に帯電している煙、臭い、塵埃、細菌等がこの遮蔽膜に接すると、電気的に中和されて下方に沈降、落下し、そして、上記したごとく、これらの区画外への拡散が防止されるのである。
なお、107は、ユニットフレームである。
【0006】
ところが、一般的に、コロナ放電によって生起されるイオン風によりイオン壁を形成する装置においては、吸入される空気中の塵埃が主に対向電極に静電吸着して付着し、その吸湿に伴って導電性が増大して異常な沿面放電が生じる。その結果、コロナ放電によるイオン風の発生が妨げられるという問題点がある。
上記帯電エアーシャワーユニット101においては、この沿面放電を防止するための一方法として、図示しないが、放電極支持材と陽極103を固定するフレームの交わる箇所にフレームに貫通した溝(貫通溝)加工を施して分離境界部を設ける構造にした沿面放電防止機構が組み込まれている(上記特許文献1の段落番号0039、図3等参照)。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記沿面放電防止機構のような方法では、その防止効果は必ずしも満足すべきものではなく、主に対向電極に付着した塵埃を取除く保守が通常1〜2回/月必要である。そして、このような保守には、イオン壁形成装置が空間をイオン壁で区画するものであることからその設置位置が壁の高所や天井等と高いため、相当な困難を伴う。
【0008】
また、従来のイオン壁形成装置において、イオン風の到達距離、すなわち、形成されるイオン壁の高さ等については、コロナ放電用電極対に印加される電圧やこのコロナ放電用電極対の形状等により若干は可能ではあるものの、通常3〜3.5mの範囲と略一定であり、このことから、区画しようとする空間の大きさに応じてその到達距離を任意に、かつ、容易に調節可能にする制御が望まれている。
【0009】
本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、空気中でのコロナ放電によって生起されるイオン風を整流してイオン壁を形成するイオン壁形成装置において、主に対向電極への塵埃の付着が長期間に亘り防止されて、塵埃除去のための保守が不要か、あるいはその頻度が大幅に減少し、しかもイオン風の到達距離をもある範囲内で任意に、かつ、容易に制御できるイオン壁形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、コロナ放電に際して吸入される空気をあらかじめ清浄化して空気中の塵埃を除去することにより、主に対向電極への塵埃の付着を長期間に亘り防止することができること、また、この清浄空気の送給量(送風量/単位時間)を調節することにより、イオン風の到達距離をある範囲内で任意に、かつ、容易に制御できること等の新知見を得、これらの知見に基づき本発明を完成するに至った。
【0011】
すなわち、本発明のイオン壁形成装置は、空気中でのコロナ放電によって生起されるイオン風を整流してイオン壁を形成するイオン壁形成装置であって、
上面に吸気用開口を、下面に形成されるイオン壁の厚さ及び幅に整流する送風用開口を有する筐体の内部に、放電電極と上記放電電極に一定の間隔を保って対向する対向電極とを、上記放電電極を上記吸気用開口側にして備えるイオン壁形成装置において、
上記吸気用開口に清浄空気送給機構を設けることを特徴とする。
【0012】
また、本発明のイオン壁形成装置の好適形態は、上記放電電極が板状の基部に複数の針状突起を有する電極であり、上記対向電極が1枚の板状又は複数枚の互いに平行した板状の電極であることを特徴とする。
【0013】
更に、本発明のイオン壁形成装置の他の好適形態は、上記対向電極の近傍又は下流にオゾン除去手段を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、空気中でのコロナ放電に際して吸入される空気をあらかじめ清浄化して空気より塵埃を除去すること、更に、この清浄空気の送給量を適切に調節して吸気用開口に送給すること等としたため、主に対向電極への塵埃の付着が長期間に亘り防止されて、塵埃除去のための保守が不要か、あるいはその頻度が大幅に減少し、しかもイオン風の到達距離をもある範囲内で任意に、かつ、容易に制御し得るイオン壁形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明のイオン壁形成装置について詳細に説明する。
【0016】
先ず、イオン壁形成装置は、基本的には、放電電極と対向電極とのコロナ放電用電極対と、これが収容される筐体とから構成され、このコロナ放電用電極対に高電圧を印加するための高電圧直流電源は、この筐体内の一部に、あるいは筐体に外付け等して設けられる。
上記筐体は、上面に空気を吸入するための吸気用開口を有し、また、下面に上記コロナ放電用電気対によるコロナ放電で生起されたイオン風を送り出す送風用開口を有している。
そして、上記送風用開口は、風上からのイオン風を、形成されるイオン壁の厚さ及び幅(イオン壁形成装置の送風用開口を水平とする使用態様では、イオン壁の水平方向の長さ、送風用開口を垂直とする使用態様では、イオン壁の垂直方向の長さ)に整流する機能を有している。
なお、上記筐体の形状は、形成されるイオン壁の厚さ、幅等を考慮して適宜選択され、通常は横長の直方体であるが、断面がL字状のようなイオン壁を形成させる場合には、その筐体の形状をL字状にすればよい。
【0017】
上記コロナ放電用電極対は、通常、上記筐体内の長手方向に沿って設けられ、そして、放電電極と、これに一定の間隔を保って対向する対向電極とを備えている。
上記コロナ放電用電極対の形状等については、イオン風が生起されるものであればよくて特に制限されず、適宜のものが有効に使用される。
上記放電電極につき例示すれば、板状の基部に複数の針状突起を有するもの(いわゆる針状電極)等が電界を集中させる観点から好適である。
また、上記対向電極につき例示すれば、1枚の板状又は複数枚の互いに平行した板状の電極でイオン風の送風を妨げない構造にしたもの、2枚の平行した板状の電極の放電電極側上端の略中間位置に更に棒状の電極を付加したもの、開口を放電電極方向とする複数の筒状のもの等が挙げられるが、電界集中を避けるために広面積形状の板状の電極が好適である。
【0018】
そして、これらの放電電極と対向電極とが適宜に組み合わされてコロナ放電用電極対として使用されるが、イオンの発生量やイオン風の到達距離等の観点から、板状の基部に複数の針状突起を有する放電電極と1枚の板状又は複数枚の互いに平行した板状の電極の対向電極との組み合わせからなるものが好適である。
また、上記コロナ放電用電極対は、上記筐体の内部にその放電電極が吸気用開口側になるようにして絶縁性の部材等により支持される。
【0019】
上記したイオン壁形成装置の使用に際し、放電電極には負の高電圧が印加され、対向電極には接地電位が利用されるか正の高電圧が印加されると、これらの電極間にある空気が絶縁破壊されてコロナ放電が生じ、放電電極の表面より電子が放出される。上記放電電極近傍では、この電子と空気構成分子による電離衝突が生じ、その結果として、空気はこの電子により負にイオン化され、そして、この負にイオン化された空気は、上記対向電極方向に向かい、更に、それを通過しイオン風となって送り出される。
このようにして、上記筐体の吸気用開口から連続的に吸入された空気は、負にイオン化されたイオン風となり、更に、このイオン風は、上記筐体の送風用開口により整流されて送り出され、そして、イオン壁が連続的に形成されることになる。
【0020】
次に、本発明のイオン壁形成装置において、最も特徴とする点は、上記筐体の上面の吸気用開口に清浄空気送給機構を設け、そして、あらかじめ塵埃を除去した清浄空気のみをその送給量(送風量/単位時間)を適切に調節して送給することにより、コロナ放電用電極対への塵埃の付着を長期間に亘り防止すること、及びイオン風の到達距離をある範囲内で任意に、かつ、容易に制御することにある。
上記清浄空気送給機構は、清浄空気送給源、送給量計(流量計)、送給量調節弁、必要により、清浄空気を貯蔵するためのクッション容器、これらを連結するダクト等を備えていて、必要により、アダプターを介して上記筐体の吸気用開口に連結されている。
上記清浄空気送給源としては、空気中の塵埃を除去して空気を清浄化し、清浄空気を上記吸気用開口へ送給できるものであればよくて特に制限されないが、例えば、濾材を用いる空気濾過装置、電気集塵装置等が挙げられる。
また、このときの清浄空気における塵埃の除去率は、特に限定されないが、80%以上が好適である。
このようにして、上記筐体の吸気用開口では、上記清浄空気送給機構からの清浄空気のみが吸入され、塵埃の吸入が略完全に防止されている。
【0021】
上記清浄空気送給機構による清浄空気の送給量(送風量/単位時間)については、形成しようとするイオン壁の高さ等を考慮し、イオン壁の形成が阻害されず、好適に形成される条件で適宜選択、決定される。
その具体的方法としては、例えば、清浄空気の送給量と、上記筐体の送気用開口下流の所定位置(形成しようとする高さ等のイオン壁の下端等の近傍)におけるイオン量(イオン量測定装置を用いて測定)との関係を考慮して行う方法等が挙げられる。
このようにして清浄空気の送給量を調節することによって、区画しようとする空間の大きさに応じて、イオン風の到達距離を、例えば、1〜4mの範囲内等で任意に、かつ、容易に制御することができる。
なお、上記筐体の吸気用開口の長手方向の長さが大のときには、吸気量(送給量)が全面略均一になるようにするのが好ましく、例えば、アダプターの内部に複数の送風ガイドを設けたり、アダプターの形状を考慮したり等、適宜の方法が採用される。
【0022】
更に、コロナ放電現象に伴ってオゾンが発生するが、このオゾンは人体の健康被害には至らないまでも、周囲に異臭を発するという問題点がある。
本発明のイオン壁形成装置においては、上記対向電極の近傍(対向電極への直接接触を含む)又はその下流、すなわち、イオン風の流路にオゾン除去手段を設けることにより、オゾンを除去することができる。
このオゾン除去手段としては、例えば、オゾン分解触媒(例示:二酸化マンガン等)、オゾン分解剤(例示:活性炭等)、オゾン分解波長(例示:254nm近傍)の紫外線照射等の各種手段が挙げられる。
【0023】
そして、上記オゾン除去手段として、オゾン分解触媒やオゾン分解剤等が用いられる場合には、例えば、これらの塗布、これらを担持させた多孔体(例示:コルゲート状ハミカム構造等)の取付け等の使用態様が採用される。
また、上記紫外線照射が用いられる場合には、例えば、上記流路のイオン風に向けて照射等すればよい。
特に、上記多孔体による使用態様では、低圧損の構造ながら、通常ならイオン風の速度が低下するが、上記した清浄空気の強制的送給により、この速度の低下を効果的に防ぐことができる。
【0024】
更に、本発明のイオン壁形成装置においては、上記放電電極の上流、この放電極と対向電極の間、この対向電極の下流等の清浄空気やイオン風の流路の適宜箇所に、上記筐体の長手方向に平行する開口の寸法を自在に調節できるスリット機構を設けてイオン風量等を調節することにより、上記した清浄空気の強制的送給による送給量の調節と相俟って、イオン風の到達距離を制御することができる。
【0025】
そしてまた、本発明のイオン壁形成装置の使用に際し、例えば、排気装置、空気清浄装置等を併用することにより、このイオン壁で区画された空間内の空気を外気中へ放出したり、清浄化したり等すれば、この空間内の環境をより改善することができる。
【実施例】
【0026】
以下、本発明を図面を参照しつつ実施例により更に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【0027】
(実施例1)
図1は、本発明のイオン壁形成装置の一実施例を示すものであって、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は下面図、(d)は(b)のA−A線による拡大断面図である。
同図において、イオン壁形成装置1は、横長の直方体の筐体2内部に、放電電極3及び対向電極4とからなるコロナ放電用電極対5が左右2組で収容され、筐体2内部の一方の端部区画に高電圧直流電源6が設けられている。
筐体2の上面には吸気用開口2aが、また、その下面にはイオン風をイオン壁に整流する機能を有する送風用開口2bがそれぞれ全面に亘り設けられている。
そして、吸気用開口2aには、アダプター7を介して清浄空気送給機構8が連結されている。
【0028】
コロナ放電用電極対5は、図1(d)及び図2の概略斜視図に示すごとく、1枚の板状の基部に複数の針状突起を有する放電電極(いわゆる針状電極)3と、2枚の平行した板状で放電電極3に一定の間隔を保って対向する対向電極4とからなり、そして、筐体2の内部に放電電極3が吸気用開口2a側になるようにして設けられている。
また、コロナ放電用電極対5は、故障、修理、点検等に備えて、筐体2内の所定位置に着脱自在に装着できるカートリッジ式に構成されている。
具体的には、コロナ放電用電極対5は、上下が全面開放された絶縁性の枠体9内の長手方向に設けられていて、その放電電極3が上方中央部に支持部材9aを介して、また、対向電極4が下方の内側面に直接取り付けられている。
更に、放電電極3及び対向電極4にはそれぞれ端子(図示せず)が設けられていて、枠体9を筐体2内の所定位置にセットすると、筐体2内の高電圧直流電源6からの端子に接触してコロナ放電用電極対5に高電圧が印加されるようになっている。
なお、枠体9は、縦に開閉可能にして内部の電極の修理、点検等が容易にできるように構成されている。
9bは、2枚の板状の対向電極4の間隔を平行に維持するための部材である。
【0029】
また、清浄空気送給機構8は、図3の概略説明図に示すごとく、清浄空気送給源8aとしての空気濾過装置、図示しない送給量計(風量計)や送給量調節弁、これとアダプター7とを連結するダクト8b等からなる。
上記したごとく清浄空気を強制的に送給するに際しては、筐体2の吸気用開口2aへの長手方向の吸気量(送給量)が略均一になるようにするのが好ましく、このために、アダプター7の内部に複数の送風ガイド(図示せず)が設けられている。
【0030】
清浄空気送給機構8による清浄空気の送給量(送風量/単位時間)については、イオン壁が好適に形成される条件で設定される。
具体的には、例えば、清浄空気の送給量と、筐体2の送風用開口2bの下流の所定位置(形成しようとする高さ等のイオン壁の下端等の近傍)におけるイオン量(イオン測定装置を用いて測定)との関係をあらかじめ試験的に求めておき、この関係を基にする等して、そのときの条件が選択、設定される。
【0031】
次に本実施例のイオン壁形成装置1の使用例について説明する。
コロナ放電用電極対5に高電圧直流電源6により高電圧(例えば、15,000V以上等)が印加されると、空気中でのコロナ放電によって筐体2の送風用開口2b方向へのイオン風が生起される。
このとき、清浄空気送給機構8における清浄空気送給源8aの空気濾過装置により濾過された清浄空気が設定された送給量で、ダクト8b及びアダプター7等を介して筐体2の吸気用開口2aに連続して送給される。
生起されたイオン風は、筐体2の送風用開口2bにより、イオン壁の幅及び厚さに整流されて送り出され、イオン壁が連続して形成される。
【0032】
本実施例のイオン壁形成装置1によれば、主に対向電極4への塵埃の付着が長期間に亘り防止されて、塵埃除去のための保守が不要になるか、あるいはその頻度を減少させることができる。
また、清浄空気の送給量を送給量調節弁で調節、設定することにより、イオン壁の形成が損なわれることなく、イオン風の到達距離を、例えば、1〜4mの範囲内等で任意に、かつ、容易に制御することができる。
【0033】
イオン壁形成装置1を用いて形成される1又は2以上のイオン壁で区画された空間内の煙、臭い、塵埃、細菌等は、区画外に流出することがなく、マイナスイオンによってその一部が電気的に中和されて沈降、落下し、また、排気装置によりこの空間内の空気を外気中に放出すれば、更にこの空間内の環境は改善される。
【0034】
(実施例2)
図4は、本発明のイオン壁形成装置の他の実施例を示す断面図である。
同図において、イオン壁形成装置11は、枠体9内部の2枚の対向電極4の下流にそれぞれ後記のオゾン除去手段12が枠体9の内側面に固定して設けられている以外は、実施例1に記載したと同様の構成を有している。
オゾン除去手段12としては、オゾン分解触媒である二酸化マンガン等を担持させたコルゲート状ハミカム構造(低圧損構造)の板状で、上下方向に貫通して開口する空間を有する多孔体(市販品)が用いられている。
そして、本実施例では、この2枚の多孔体は、2枚の対向電極の間隔の1/2程度の間隔を中央部に確保して枠体9の両内側面に固定されている。
このようにして対向電極4の下流に設けられた多孔体による圧損は小であるが、清浄空気送給機構による清浄空気の強制的送風により、その影響は解消されている。
なお、上記多孔体を2枚の対向電極4で挟持する状態で両電極間に設けることもできる。
【0035】
本発明のイオン壁形成装置11によれば、上記実施例1に記載したと同様の効果の外、イオン風中のオゾンを効率よく除去して、オゾン臭を略消失させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】は、本発明のイオン壁形成装置の一実施例を示す平面、側面、下面及びA−A線の拡大断面図である。
【図2】は、図1に示すコロナ放電用電極対の概略斜視図である。
【図3】は、図1に示すイオン壁形成装置の概略説明図である。
【図4】は、本発明のイオン壁形成装置の他の実施例を示す断面図である。
【図5】は、従来のイオン壁形成装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【0037】
1、11 イオン壁形成装置
2 筐体
2a 吸気用開口
2b 送気用開口
3 放電電極
4 対向電極
5 コロナ放電用電極対
6 高電圧直流電源
7 アダプター
8 清浄空気送給機構
8a 清浄空気送給源
9 枠体
12 オゾン除去手段
101 帯電エアーシャワーユニット
102 放電極
103 陽極
104 高圧直流電源
105 吸気口
106 排出口
107 ユニットフレーム
【出願人】 【識別番号】591101490
【氏名又は名称】エイブル株式会社
【出願日】 平成18年12月7日(2006.12.7)
【代理人】
【公開番号】 特開2008−142686(P2008−142686A)
【公開日】 平成20年6月26日(2008.6.26)
【出願番号】 特願2006−357091(P2006−357091)