JP4046821B2

JP4046821B2 - 負イオン発生装置

Info

Publication number: JP4046821B2
Application number: JP33570897A
Authority: JP
Inventors: 孝司田代; 恵一岩谷; 道生橋本; 光太郎浜
Original assignee: 松下エコシステムズ株式会社
Priority date: 1997-12-05
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2017-12-05
Also published as: JPH11167975A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レナード効果（滝効果）を利用して空気中に負イオンを発生させる負イオン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水滴が空気中で分裂するとき、より正確には、水滴が衝壁である金属板に衝突して分裂するとき、付近の空気中に負イオンが発生し、水滴が負イオンと等量の正電荷を得る現象はレナード効果（Ｌｅｎａｒｄｅｆｆｅｃｔ）として古くから知られている。この現象は滝の付近の空気中に負電気が存在することから滝効果ともいわれる。
【０００３】
レナード効果を利用して負イオンを発生させる方法は、例えば特公平５−５８７５５５号に記載されている。この方法は、微細水滴製造機にて水から微細水滴を発生させると同時に、この微細水滴に風速０．５〜５０ｍ／ｓｅｃで空気を吹き込み、微細水滴混合空気とし、そのあと、この微細水滴混合空気を分離器に通して少なくとも粒径１μｍより大きな微細水滴を分離して超微細水滴混合空気となし、該超微細水滴混合空気１ｍ³中に負イオンを１．２５×１０⁹以上発生させるというものである。この先行例において、微細水滴製造機は水分裂部，分離器は気液分離部である。水分裂部には、水を高圧で噴出して衝壁に衝突させる装置、回転する円板上に水を噴射し、噴射水に遠心力を作用させて微細水滴に分裂させる装置，超音波加湿器を用い、水を振動させて微細水滴に分裂させる装置あるいは回転する羽根車に水を吹き付け、羽根車で水を叩いて微細水滴に分裂させる装置が用いられ、気液分離部には、サイクロンセパレータが用いられている。
【０００４】
上記装置によるときには、水分裂部に発生させた微細水滴を送風し、気液分離部であるサイクロンセパレータ内で空気中から微細水滴を気液分離して負イオンを含む空気を外部へ取出すことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、負イオン発生装置においては、水槽を装備し、水槽内の水をポンプで汲み上げて水分裂部に供給し、また、水分裂部に供給された水の大部分および気液分離部で分離された水を水槽内に回収して循環使用する方式が用いられている。
【０００６】
水分裂部においては、外気中から取り込んだ空気中で水を微細水滴に分裂させるため、水槽内に回収される水中には空気中の塵が取り込まれて汚れるため、一定期間の運転後に水槽内の水を交換する必要がある。勿論、空気中の塵だけでなく、空気中に浮遊する菌やウィルス，カビなどの雑菌が取り込まれることも当然考えなければならない。水中に雑菌が取り込まれたときに、水の温度条件が雑菌の生存に適合したときには、水槽内で急速に繁殖する危険がある。
【０００７】
本発明の目的は、水分裂部に供給される水の雑菌を除去して水槽内での雑菌の繁殖を防止した負イオン発生装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による負イオン発生装置においては、水分裂部と、金属溶出装置とを有する負イオン発生装置であって、水分裂部は、供給された水を微細水滴に分裂させて空気中に負イオンを発生させる部分であり、金属溶出装置は、水分裂部に供給する水中に金属イオンを溶出して水中の雑菌を除去するものであり、水の供給管路にパイプを有し、前記パイプは、水の供給管路に脱着可能に接続されたものであり、前記パイプ内に前記金属溶出装置の対の電極が挿入され、電極の対間に通電し、電極金属をパイプ内に流入した水中に溶出させるものである。
【００１１】
また、金属溶出装置から溶出した金属イオンを含む水を循環使用して、水分裂部に供給するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図によって説明する。
【００１４】
図１〜３において、負イオン発生装置は、ケース１内に水分裂部２と気液分離部３と水槽４とを有するものである。
【００１５】
水分裂部２は、水槽４から供給された水を微細水滴に分裂させ、微細水滴を含む空気を気液分離部３に送風する部分であり、気液分離部３は、水分裂部２より受入れた空気中の水滴を分離除去して負イオンを含む多湿の空気を外部へ送出する部分であり、水槽４は、水分裂部２へ供給する水を入れたものである。図中５は、ケース１の底部に開口した空気取入口であり、６は、ケース１の上面に開口された送気口である。空気取入口５と、送気口６との間は空気流通路７であり、空気流通路７には送風機８を有し、水分裂部２及び気液分離部３は、送風機８の下流の空気流通路７内にそれぞれに形成されたものである。
【００１６】
水分裂部２は、ノズル９と衝壁１０とを有し、ノズル９に通ずる水の供給管路１１は、ポンプ１２を介して水槽４内に接続されている。ノズル９は、水平姿勢に配設された配管１１ａの部分に、噴出口を下向きにして複数個が並列に取付られ、衝壁１０はノズル９の噴出口に向き合わせてノズル９の下方に配設されている。水槽４と、水の供給管路１１とは、水の分裂部２への水の循環系を形成している
【００１７】
本実施形態において、衝壁１０には、二等辺三角形断面のブロックを用い、直角をなす２辺の斜面を衝突面１３として用いている。また、衝突面１３には多数の縦溝１４が平行に付されている。
【００１８】
二等辺三角形ブロックの２辺の斜面を衝突面１３に用いたのは、専ら負イオン発生量の測定実験によるものであって、必ずしもこの例に限られるものではない。実験によればノズル９の噴射水を噴射方向と直交する面に衝突させるよりも傾斜面に衝突させる方が負イオン発生量が多く、また、衝突面には縦溝１４のような凹凸が付けられているのが好ましい。また、直交する面に噴射水を衝突させる場合であっても、平面の板面に適当な複数の穴をあけた場合は、同等以上の負イオンを発生する。実験によれば、負イオンは、噴射水が凸部に衝突して微細水滴に分裂するときに多量に発生する。噴射水の衝突面には水膜が形成されないのが望ましい。凹部は、噴射水を受け入れて水膜が形成される。水膜に噴射水が衝突しても負イオンの発生量は少ない。
【００１９】
負イオンを含む多湿空気は、水分裂部２の空気流通路７を下降し、次いで空気流通路７を折返して上昇に転じ、気液分離部３に導入される。気液分離部３の空気流通路７内には、２以上の邪魔板１５が空気流通路７に沿ってジグザグに配設されている。気液分離部３内に受入られた空気は、気液分離部３の空気流通路７内を上昇する間に邪魔板１５に衝突し、邪魔板１５は、空気中に含まれる微細水滴を捕捉して空気中から除去する。
【００２０】
したがって、気液分離部３内を空気が通過する間に空気中の微細水滴が除かれ、負イオンを含む多湿の空気が送気口６から外部へ取り出される。なお、水分裂部２に噴射された大部分の水及び気液分離部３で空気中から分離された水は、ケース１内の水槽４内に落下して循環使用される。
【００２１】
本発明においては、水分裂部２に供給すべき水中の細菌，ウィルスを含む雑菌を除去するものである。
水中の雑菌を除去する方法として、従来よりフイルタで雑菌を捕捉する方法のほか、ＵＶや化学物質を用いて殺菌する方法などが知られている。
【００２２】
水中の雑菌の除去に用いられる化学物質には、無機化合物と有機化合物とがあり、無機化合物には、各種の重金属が知られている。そのうち、比較的安全性があると思われる各金属イオンの静菌作用については以下のようなことが分かっている。
＜細菌に対する静菌作用の強さ（元素記号は各金属イオンを意味する）＞
Ａｇ＞Ｃｏ＞Ｎｉ≧ Ａｌ≧Ｚｎ≧Ｃｕ＝Ｆｅ＞Ｍｎ≧Ｓｎ＞Ｂａ≧Ｍｇ≧Ｃａ」（「防菌防黴」．Ｖｏｌ２４，Ｎｏ．８，561〜567，（1996）参照）。すなわち、金属イオンでは、銀イオンが最も強い静菌作用を有することが示されている。又、同文献中には、真菌に対する静菌作用についても触れており、
「Ｎｉ＞Ｃｕ≧Ｃｏ＞Ｚｎ＝Ａｇ＞Ｆｅ≧Ａｌ≧Ｓｎ＝Ｍｎ≧Ｂａ≧Ｍｇ≧Ｃａ」の順に、作用の強い金属を並べることができるとしている。
【００２３】
なお、静菌とは、「一般に微生物の増殖が抑制された」状態をいい、「全体として見かけ上の菌数の増加が認められない場合が多い（石井泰造監修、「微生物制御実用辞典」Ｐ２６，フジテクノシステム）とされている。しかし、殺菌力について、銀が最強の金属として挙げられている。
【００２４】
抗菌剤としての銀イオンの供給方法としては、ゼオライトやシリカゲルその他の担体に坦持したりするものが多く知られているが（特開平２ー２５５８４４、特開平３ー２９４３７４など参照）、このとき、銀を錯体として坦持するなどの工夫もなされている（特開平５ー１２４９０５など参照）。
【００２５】
雑菌の除去には金属溶出装置１９を用いる。金属溶出装置１９は、例えば電気式のものであり，水の循環系，例えば図３に示すように、水槽４とノズルとの間をつなぐ水の供給管路１１の一部に電気式の金属溶出装置１９を組付ける。金属溶出装置１９は、２本の電極２３、２３をプラグ２４に縦長に取り付けたものであり、パイプ２２内にその上端開口を通して電極２３、２３を差し込み、プラグ２４をパイプ２２の上端にねじ込んで脱着可能に装着している。パイプ２２は、下端に給水口２０を有し、上端近くの胴部に送水口２１を備え、給水口２０は、水槽４に通ずる水の供給管路１１に脱着可能に接続され、送水口２１は、ノズル配管１１ａに脱着可能に接続されている。パイプ２２を用いて金属溶出装置１９を水の循環系に組み付けることによって、金属溶出装置の設置が容易となり、必要時には、パイプごと取り外し、機外で電極の保守、清掃や交換を行なうことができる。
【００２６】
電極２３には、溶出される金属を陽極に用いるものであり、溶出する金属としては、白金、金、銀、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、鉛、カドニウムなどが好ましく、特に、金、銀、銅、亜鉛が好ましい。これらの電極金属は、金属単体でも合金とされていてもよく、導電性セラミックや導電性ゼオライトなどに坦持されていても良い。
電極２３、２３に接続する電源２５は、陽極金属の溶出を高めるものであれば、交流でも直流でも良いが、交流を用いる場合は、電極２３、２３間の距離とイオンの移動などを考慮する必要がある。電極は縦長であるが、その形状は、円柱状でも角柱状でも板状であってもよく、両電極２３、２３は平行に配置しても非平行に配置しても良い。
【００２７】
本実施形態においては、銀電極を用い、電源２５に、直流安定化電源を用いた。電極２３、２３間に一定時間直流で安定電流を流し、ノズル９に給水されるパイプ２２内の水中に電極から銀イオンの溶出を行なった。ノズル９から噴射された水は微細水滴に分裂して空気中に負イオンを生ずるが、大部分は水槽４内に回収され、水は水槽４とノズル９間で循環を繰り返す間に水中に溶出金属である銀イオンが取り込まれ、水中の雑菌は除去される。
【００２８】
電極２３、２３に一定時間直流電流を通電後、通電を停止しても、水中の銀イオンは消滅せず、殺菌効果は持続した。そればかりか、装置の運転停止後、水中に銀イオンが残留する限り、殺菌効果が持続することが明らかになった。さらに、電気式の金属溶出装置を用いて別途処理された金属イオン含有水を水槽内に添加することによっても雑菌の除去効果を有することが明らかになった。金属溶出装置１９の設置位置は水の供給管路内に限らず、水の循環系の一部、例えば水槽内に設置されていても良い。
【００２９】
なお、実施形態においては、ケース１の一部に、透視窓１６を設け、この透視窓１６を通して水分裂部２を外部から透視できるようにし、水分裂部２の少なくとも衝壁１０の設置位置に対応して正面パネル１７の一部に透視窓１６を設けている。透視窓１６は、パネル１７の開口に透明ガラス，透明プラスチックスなどの透明板を嵌め込んだものである。滝のイメージを表現するには衝壁１０と、その下方の空間の一部を透視できるように透視窓１６を縦長に形成するものが好ましい。
【００３０】
また、ケース１内には、照明具１８を設置し、ノズル９から噴射された噴射水が衝壁１０に衝突し、微細水滴に分裂する水の様子を照明する。照明具１８には、ＬＥＤ，蛍光灯，白熱ランプ，ＥＬ，プラズマ発光等を用いることができ、照明方法としては、照明具１８による直接照明のほか、光ファイバーやプリズムを用いて間接的に照明することができる。ケース１内の水分裂部２は、ノズル９から噴射された水が散乱する多湿の環境であるために、直接照明の場合に、照明具１８には防水処理を施す必要がある。光ファイバーを用いて間接照明を行うときには、照明具１８を空気流通路７の外に置き、光ファイバーの発光端を多湿環境の流通路内に露出することができる。照明具には電気式金属溶出装置を用いることもできる。
【００３１】
なお、以上の実施形態においては、水分裂部２に、ノズルと障壁との組合せを用い、又、障壁には、二等辺三角形のブロックを用いた例を示した。しかし、本発明において、使用するノズルおよび障壁の構造は、以上の実施形態に限られるものではない。水分裂部には、回転する円板上に水を噴射し、噴射水に遠心力を作用させて微細水滴に分裂させる装置，超音波加湿器を用い、水を振動させて微細水滴に分裂させる装置あるいは回転する羽根車に水を吹き付け、羽根車で水を叩いて微細水滴に分裂させる装置、回転体に給水し、回転による遠心力作用で水滴を飛散させ、周囲の障壁に衝突させて微細水滴に分裂させる装置などを用いることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によるときには、水分裂部への水の供給管路に金属溶出装置を設け、水中に金属イオンを溶出し、溶出した金属イオンをもって、水中の雑菌を除去するために、水分裂部に発生させる微細水滴を無菌に保つことができ、また、水分裂部のノズルから噴出した水が空気に触れて空気中の雑菌を取り込んだとしても、水槽内に回収された水中に溶出金属が残留する限り、外部から取り込まれた雑菌は殺菌され、水槽内で雑菌が繁殖することなく、したがって雑菌を放出することなく、清潔な負イオンを発生させることができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の斜視図である。
【図２】本発明装置の透視図である。
【図３】電気式の金属溶出装置を接続した水の供給管路を示す図である。
【符号の説明】
１ケース
２水分裂部
３気液分離部
４水槽
５空気取入口
６送気口
７空気流通路
８送風機
９ノズル
１０衝壁
１１水の供給管路
１１ａノズル配管
１２ポンプ
１３衝突面
１４縦溝
１５邪魔板
１６透視窓
１７正面パネル
１８照明具
１９金属溶出装置
２０給水口
２１送水口
２２パイプ
２３電極
２４プラグ
２５電源

Claims

水分裂部と、金属溶出装置とを有する負イオン発生装置であって、水分裂部は、供給された水を微細水滴に分裂させて空気中に負イオンを発生させる部分であり、金属溶出装置は、水分裂部に供給すべき水中に金属イオンを溶出して水中の雑菌を除去するものであり、水の供給管路にパイプを有し、前記パイプは、水の供給管路に脱着可能に接続されたものであり、前記パイプ内に前記金属溶出装置の対の電極が挿入され、電極の対間に通電し、電極金属をパイプ内に流入した水中に溶出させることを特徴とする負イオン発生装置。
金属溶出装置から溶出した金属イオンを含む水を循環使用して、水分裂部に供給することを特徴とする請求項１に記載の負イオン発生装置。