JP2001110590A - 直流除電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラス又はマイナスの一方の極性のコロナ放
電電流が減少しても他方の極性に影響を与えることがな
いとともに、放電針に塵等が付着しにくく、プラス・マ
イナス両方とも安定した放電を長時間維持できる直流除
電器を提供する。 【解決手段】 プラス側放電針５とマイナス側放電針５
とのそれぞれに対して、これらプラス・マイナスの放電
針の距離よりも短い間隔で接地電極１２ａ・１２ｂを対
向配置する。接地電極１２ａ・１２ｂは板状として平行
に対向させる。接地電極をリング状として、そのリング
の中心にプラス・マイナスの放電針をそれぞれ配置して
も良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラス・マイナス
それぞれの放電針にプラス・マイナスそれぞれの直流高
電圧を印加し、プラス・マイナスそれぞれのイオンを発
生させて帯電物体を除電する直流除電器に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、この種の直流除電器とし
て、特開平５−２９９１９１号公報に開示されているよ
うに、棒状又は長板状の絶縁ホルダに、プラス電極リー
ドとマイナス電極リードとを並べて配線するとともに、
複数本の放電針を、プラス電極リード及びマイナス電極
リードに対して電流制限用抵抗を介しかつプラス・マイ
ナス交互に接続し、プラス電極リード及びマイナス電極
リードの一端を直流高電圧発生装置のプラス・マイナス
の出力端にそれぞれ接続したものを既に提供している。

【０００３】この従来の直流除電器では、直流高電圧発
生装置にプラス・マイナスそれぞれの倍電圧整流回路を
用い、マイナス側倍電圧整流回路の段数をプラス側倍電
圧整流回路のそれよりも少なくして、プラス・マイナス
のイオンバランスを図るようにしている。

【０００４】このような構造の直流除電器では、プラス
・マイナスの放電針間でコロナ放電を発生させ、プラス
・マイナスのイオンを同時に生成して除電しているた
め、除電器を帯電物体に近接して除電する場合には、プ
ラス・マイナスの放電針と帯電物体との間で強い電界が
生ずるため、帯電物体を除電するのに必要な量のプラス
・マイナスのイオンを生成することはできる。

【０００５】図１は実験例の模式図で、帯電板５０に直
流高電圧電源５１にて直流電圧を印加してプラス又はマ
イナスに帯電させ、この帯電板５０に除電器５２を一定
の近距離ｄだけ離して対向させ、除電器５２の放電針５
３に直流又は交流の高電圧を印加して帯電板５０を除電
しながら、帯電板５０の帯電電位と有効除電電流を測定
することを示している。

【０００６】図２は、このような実験を上記のような構
造の従来の直流除電器と一般的な交流除電器について行
った測定結果で、帯電板５０の帯電電位と有効除電電流
の関係を、プラスイオンとマイナスイオンのそれぞれに
ついて表している。

【０００７】この図２から分かるように、除電器５２が
帯電板５０に近ければ、除電器５２の放電針５３は、帯
電板５０の静電気による電界の影響も受けて放電し、帯
電板５０の帯電電位に応じた除電電流が流れるため、帯
電板５０を除電するに必要なイオンが除電器５２にて生
成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、帯電物体から
遠く離れた位置に除電器を設置して、帯電物体をゆるや
かに除電する場合には、図３に示すように除電器のプラ
ス・マイナスの放電針は帯電物体の静電気による電界の
影響を受けない。従って、この場合には、プラス・マイ
ナスの直流高電圧によるプラス・マイナスの放電針間の
電界のみでコロナ放電が発生し、プラス・マイナスのイ
オン生成量は、プラス放電針とマイナス放電針との間の
電界のみに依存したものとなる。

【０００９】このような除電の場合、プラス・マイナス
の放電針には、プラス・マイナスの直流高電圧をそれぞ
れ同時に印加され、電界の力線の指向方向は、常にプラ
ス側放電針の先端からマイナス側放電針の先端に向かっ
ているため、放電針に塵等が付着しやすい放電メカニズ
ムとなる。そして、一方の放電針に塵等が付着して汚れ
ると、コロナ放電電流はプラス・マイナス両方とも減少
することになる。図３において、帯電物体が無い場合に
は、プラスコロナ放電電流＋Ｉとマイナスコロナ放電電
流−Ｉとは常に同じ値となる。

【００１０】いったん、放電針に塵等が付着して汚れる
と、コロナ放電電流が急速に減少し、以後は除電に必要
な最小限界値まで短時間で減衰してしまう。図４（Ａ）
にプラス、（Ｂ）にマイナスの放電電流特性（横軸がエ
ージング時間、縦軸が放電電流）を示すように、プラス
・マイナスそれぞれの放電針に対して接地電極が無い場
合には、プラス又はマイナスの一方の放電針にいったん
塵等が付着すると、プラス・マイナスの放電電流は急速
に減少し、約４００時間で１μｍ以下に減衰した。

【００１１】本発明の目的は、このような問題を解決
し、プラス又はマイナスの一方の極性のコロナ放電電流
が減少しても他方の極性に影響を与えることがないとと
もに、放電針に塵等が付着しにくく、プラス・マイナス
両方とも安定した放電を長時間維持できる直流除電器を
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、プラスの直流
高電圧を印加されるプラス側放電針と、マイナスの直流
高電圧を印加されるマイナス側放電針とを互いに離して
絶縁性電極ホルダに突設した直流除電器において、プラ
ス側放電針とマイナス側放電針とのそれぞれに対して、
これらプラス・マイナスの放電針の距離よりも短い間隔
で接地電極を対向配置したことを特徴とする。

【００１３】このようにすると、プラス・マイナスの放
電針同士の間で電界が生ずると同時に、プラス・マイナ
スそれぞれの放電針において、それぞれの接地電極との
間にも電界が生ずるが、放電針と接地電極との間隔の方
が短いため、放電針と接地電極との間の電界の方が強く
なり、コロナ放電は主として放電針と接地電極との間で
生ずる。

【００１４】その結果、プラス・マイナスいずれか一方
の放電針が塵等の付着により放電電流が減少しても、そ
れが他方の極の放電針に影響することは少ない。また、
たとえ放電針に塵等が付着しても、放電針と接地電極間
の強い電界のために、付着した塵等は飛散される。

【００１５】図４の放電電流特性において、接地電極が
無い場合には、上述のように約４００時間で１μｍ以下
に減衰したが、接地電極が有る場合には、１μｍ以下に
減衰するまでに約１０００時間を要し、１μｍを除電の
限界値とすれば、接地電極が無い場合に比べ約２．５倍
長く除電が可能となった。従って、放電針を清掃する間
隔も約２．５倍長くなる。

【００１６】接地電極を設けるとコロナ放電も安定する
ため、図５（Ａ）・（Ｂ）のイオン電流特性に示すよう
に、イオン電流も高い値で生成することができる。この
場合、イオン電流の測定は、プラス・マイナスの放電針
と帯電物体との距離を１００ｍｍに設置して測定してい
るため、プラス・マイナスの放電針は、帯電物体の強い
電界の影響を受けた状態である。従って、コロナ放電電
流とは特性が違うが、イオン電流は接地電極が無い場合
よりも有る場合の方がプラス・マイナス両方とも大きく
なっている。

【００１７】接地電極は、板状として、プラス・マイナ
スの放電針のそれぞれについてその両側に一対ずつ平行
に対向配置するか、又は接地電極をリング状として、そ
のリングの中心にプラス・マイナスの放電針をそれぞれ
配置する。

【００１８】接地電極の突出高さは、安全性を考慮し
て、プラス側放電針及びマイナス側放電針の突出高さよ
りも高くするのが良い。

【００１９】絶縁性電極ホルダをファンの吹出部に取り
付けることができるようにリング状とした場合、その内
周面よりプラス側放電針及びマイナス側放電針を突出さ
せるとともに、該内周面に接地電極を保持する。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳述する。

【００２１】図６は、ファンの吹出部に取り付けて使用
するファン取付型の直流除電器としたもので、この直流
除電器Ａは、円形リング状の絶縁性電極ホルダ１を本体
としてその４箇所に放電電極部２を設けた単品構造にな
っている。電極ホルダ１の外周には、全体として方形な
外郭をなす板状の取付鍔部３が一体的に設けられてい
る。この取付鍔部３の四隅には取付孔４が設けられ、本
直流除電器Ａは、この取付孔４を利用してファンの吹出
面に着脱可能にネジ止めでき、取り付けたとき電極ホル
ダ１がファンの吹出面の周縁に位置するようになってい
る。なお、電極ホルダ１の形状は円形に限られるもので
はなく、四角形又はそれ以上の多角形のリング状として
もよい。

【００２２】図７に放電電極部２の電極構造を示す。各
放電電極部２には、放電針５が電極ホルダ１に貫通固着
され、各放電針５の先端は電極ホルダ１のリング中心に
指向し、放電針５の基端部は、電極ホルダ１の外周面に
設けられた円形凹部６の中心に僅かに突出している。そ
の突出部分には接続端子７が固着されている。また、円
筒形の絶縁性ソケット８が、その基端部を円形凹部６に
嵌合させて電極ホルダ１の外周に固着されている。この
ソケット８は、外部配線用の電線９の先端に備えられた
プラグ１０を受け入れて、放電針５と電線９とを接続す
るためのもので、ソケット８の内周面には、プラグ１０
の雄ネジを螺合させる雌ネジ１１が設けられている。

【００２３】リング状の電極ホルダ１の内周面には、各
放電針５についてその両側に接地電極１２ａ・１２ｂが
一対ずつ平行に対向配置され、いわゆる平行電極となっ
ている。一対の接地電極１２ａ・１２ｂはＬ形の金属板
であって、互いに反対向きにして電極ホルダ１の内周面
に固着することによりこの内周面から突出していて、そ
の突出高さは放電針５の突出高さよりも高くしてある。
一対の接地電極１２ａ・１２ｂの間隔は、放電針５同士
の間隔（電極ホルダ１のリング中心を挟んで対向する位
置にある放電針５同士の間隔、及び電極ホルダ１の円周
方向に隣接する放電針５同士の間隔）よりも遙かに短く
してある。

【００２４】具体例を挙げると、放電針５に７ｋＶの電
圧を印加する場合、電極ホルダ１の内周面からの接地電
極１２ａ・１２ｂの突出高さを、放電針５の突出点を基
準として１０ｍｍ、一対の接地電極１２ａ・１２ｂ間の
間隔を２０ｍｍ、電極ホルダ１の内径（直径）を１０５
ｍｍ、放電針５同士の間隔を８０ｍｍとしてある。

【００２５】４箇所の放電電極部２は上記のような共通
した構造であるが、相互には電極ホルダ１上で９０度の
位相差をもった配置関係になっており、放電針５は、１
８０度の位相差で対向するものをそれぞれ同極性にする
ため、相対向する２本の放電針５同士は、電極ホルダ１
の外周に配線した内部配線用電線１３を介して接続さ
れ、本直流除電器Ａはプラス・マイナスそれぞれ２本ず
つの電極構成となっている。なお、その接続はプリント
配線で行っても良い。

【００２６】また、接地電極１２ａ・１２ｂは１個ずつ
独立したものでも、隣接する放電電極部２の接地電極１
２ａ・１２ｂを一体にしたもの、すなわち図８に示すよ
うに帯状のバネ性を持った金属板１２の両端部を折曲し
て、その一端部を一方の放電電極部２の接地電極１２
ａ、他端部を他方の放電電極２の接地電極１２ｂとして
も良い。更に、放電針５の数も、プラス・マイナスそれ
ぞれ３本以上でも良く、１本ずつでも構わない。

【００２７】本直流除電器Ａは上記のような構造で、２
本の外部配線用の電線９から、プラス・マイナスの直流
高電圧がプラス側の２本の放電針５とマイナス側の２本
の放電針５に同時に印加されると、プラス・マイナスの
放電針５同士の間で電界が生ずると同時に、プラス・マ
イナスそれぞれの放電針５において、それぞれの接地電
極１２ａ・１２ｂとの間にも電界が生ずるが、放電針５
と接地電極１２ａ・１２ｂとの間隔の方が遙かに短いた
め、放電針５と接地電極１２ａ・１２ｂとの間の電界の
方が強くなり、コロナ放電は主として放電針５と接地電
極１２ａ・１２ｂとの間で生ずる。その放電は上述のよ
うに安定しており、他の放電針５での放電変化の影響を
受けにくい。

【００２８】このような直流除電器Ａは、例えば図９〜
図１１に示すようなファンＦの吹出部に取り付ければ送
風式の直流除電器となる。この図のファンＦは、ファン
本体１４がスタンド１５に傾動可能に支承され、送風角
度を調整できるようになっている。

【００２９】図１２は本発明の他の実施例を示す。この
直流除電器Ｂは、矩形のケーシング１６内に収容された
棒状の電極ホルダ１７に、プラス側放電針１８とマイナ
ス側放電針１９とを所定の間隔をおいて平行に植設し、
これら放電針１８・１９の先端をケーシング１６の前面
に設けられた円形の窓孔２０・２１の中央にそれぞれ臨
ませている。そして、これら窓孔２０・２１の内側にお
いて、放電針１８・１９の回りをそれぞれ囲むようにリ
ング状の接地電極２２・２３を電極ホルダ１７に固定し
ている。

【００３０】また、ケーシング１６内に、電池２４を着
脱自在に収容するとともに、回路基板２５を設置し、こ
の回路基板２５上に、電池２４を電源としてプラス・マ
イナスの直流電圧をプラス側放電針１８とマイナス側放
電針１９にそれぞれ印加するプラス側及びマイナス側の
倍電圧整流回路２６・２７及びトランス２８等を実装し
たものである。

【００３１】この直流除電器Ｂの場合も、プラス・マイ
ナスの直流高電圧がプラス側放電針１８とマイナス側放
電針１９に同時に印加されると、プラス・マイナスの放
電針１８・１９同士の間で電界が生ずると同時に、プラ
ス・マイナスそれぞれの放電針１８・１９において、そ
れぞれの接地電極との間にも電界が生ずるが、放電針５
と接地電極２２・２３との間隔の方が遙かに短いため、
放電針１８・１９と接地電極２２・２３との間の電界の
方が強くなり、コロナ放電は主として放電針１８・１９
と接地電極２２・２３との間で生ずる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ラス側放電針とマイナス側放電針とのそれぞれに対し
て、これらプラス・マイナスの放電針の距離よりも短い
間隔で接地電極を対向配置したので、コロナ放電は主と
してプラス側とマイナス側のそれぞれにおいて放電針と
接地電極との間で生ずるため、プラス又はマイナスの一
方の極性のコロナ放電電流が減少しても他方の極性に影
響を与えることがないとともに、放電針に塵等が付着し
にくく、プラス・マイナス両方とも安定した放電を長時
間維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】帯電板の帯電電位と有効除電電流の関係を測定
するための実験例の模式図である。

【図２】従来の直流除電器と一般的な交流除電器につい
て行った、帯電電位と有効除電電流の関係の測定結果を
示すグラフである。

【図３】プラス・マイナスの放電針が帯電物体の静電気
による電界の影響を受けないところまで離れている場合
の模式図である。

【図４】プラス・マイナスの放電針に対して接地電極が
有る場合と無い場合の放電電流特性を示すグラフで、
（Ａ）はプラス放電電流、（Ｂ）はマイナス放電電流で
ある。

【図５】プラス・マイナスの放電針に対して接地電極が
有る場合と無い場合のイオン電電流特性を示すグラフ
で、（Ａ）はマイナスプラスイオン電流、（Ｂ）はプラ
スイオン電流である。

【図６】本発明の一実施例の直流除電器を示す斜視図で
ある。

【図７】同直流除電器の放電電極部の構造を示す断面図
である。

【図８】接地電極の他の例を示す正面図である。

【図９】図６の直流除電器をファンの吹出部に取り付け
た使用例を示す一部簡略正面図である。

【図１０】同ファンの側面図である。

【図１１】同じく背面図である。

【図１２】本発明の他の実施例の直流除電器を示す斜視
図である。

【符号の説明】

Ａ 直流除電器 １ 電極ホルダ ５ 放電針 １２ａ・１２ｂ 接地電極 １８・１９ 放電針 ２２・２３ 接地電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 和朗 東京都世田谷区中町２−６−７ 春日電機 株式会社寮内 Ｆターム(参考） 5G067 DA01 DA18 DA21

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラスの直流高電圧を印加されるプラス側
   放電針と、マイナスの直流高電圧を印加されるマイナス
   側放電針とを互いに離して絶縁性電極ホルダに突設した
   直流除電器において、前記プラス側放電針とマイナス側
   放電針とのそれぞれに対して、これらプラス・マイナス
   の放電針の距離よりも短い間隔で接地電極を対向配置し
   たことを特徴とする直流除電器。
2. 【請求項２】接地電極を板状として、プラス・マイナス
   の放電針のそれぞれについてその両側に一対ずつ平行に
   対向配置したことを特徴とする請求項１記載の直流除電
   器。
3. 【請求項３】接地電極をリング状として、そのリングの
   中心にプラス・マイナスの放電針をそれぞれ配置したこ
   とを特徴とする請求項１記載の直流除電器。
4. 【請求項４】接地電極の突出高さをプラス側放電針及び
   マイナス側放電針の突出高さよりも高くしたことを特徴
   とする請求項１、２又は３記載の直流除電器。
5. 【請求項５】絶縁性電極ホルダをファンの吹出部に取り
   付けることができるようにリング状とし、その内周面よ
   りプラス側放電針及びマイナス側放電針を突出させると
   ともに、該内周面に接地電極を保持したことを特徴とす
   る請求項１、２、３又は４記載の直流除電器。