JP2687114B2 - 除電方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は帯電した被処理物
の静電気を除去する除電方法及びその装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来交流、直流の高電圧（６０００Ｖ〜
１２０００Ｖ）を針状電極から放電させ、空気をイオン
化し、このイオン風を帯電している被処理物に吹き付
け、被処理物表面の電荷を消去するという方法が普及し
ている。しかしこの方法は、作業環境のクリーン度が高
まるにつれてオゾン（Ｏ₃）の発生量が増大し、人体へ
の影響が大きいため、この装置を取外し、空調によって
湿度を高めて、静電対策としているものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記前者
の高電圧放電による空気のイオン化とは空中に浮遊して
いる微細なホコリ状粒子（約４０μ以下）の単極帯電し
た粒子が殆どで、このようなホコリ状粒子が少ない場合
に一部空気中の酸素（Ｏ₂）が活性化されてオゾン
（Ｏ₃）になったものと考えられる。そこでクリーン度
の低いホコリ状粒子の多い場所では単極帯電した異極の
粒子の付着により電気力線のループを作り電気力線の発
散を抑えている状態を除電したものと考えている。従っ
てこの方法が微細なホコリ状粒子の多い所ほど効果のあ
ると言われているのもこの事実と一致している。またこ
の高電圧放電による除電器は空気をブロアーで強制的に
送り、イオン風として吹き付け、除電速度を速くしてい
るが、これも微細なホコリ状粒子を強制的に多く送り込
んでいることとなっている。そして一見除電されたかに
思われる被処理物を摩擦すると静電気の再発生量は飛躍
的に増大する。これは帯電していない部分に付着した単
極帯電のホコリ状粒子の付着物により新たに発生した静
電気が加わるからである。またクリーン度が高い程オゾ
ンの発生が多くなるといった欠点を有する。また上記後
者の方法による高湿度の状態では、人体への悪影響が生
じ、また機械がサビたり絶縁性が悪くなる等、機械、器
具の保守の点からも悪条件となり、また静電気対策とし
ても十分ではない。

【０００４】そこでこの発明は従来のホコリ状粒子を強
制的に帯電させるのではなく、これに変えて水の分子の
集合体であるクラスターを多数作りこのクラスターに単
極帯電させて被処理物の除電をする、人体や機械に悪影
響を与えず、確実かつクリーンな除電方法及び装置を提
供することを目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１項の発明は、水
をクラスター状態で含んだ湿度１００％前後のエアーを
作り、これを一端の開口部が被処理物に向いた送風路の
他端に送り、この送風路内に設けたヒーターにより上記
エアーを室温以上に温めて相対湿度を下げ、その後当該
エアーを当該送風路内に設けた高電圧放電電極の放電域
を通過させることにより、上記クラスターを単極帯電さ
せて当該通風路の開口部から放出させて、被処理物に当
てることにより被処理物の電荷と反対の極に帯電したク
ラスターとが吸着して電荷が打ち消され、被処理物の電
荷が取り除かれる除電方法とした。なお上記水の分子の
集合体であるクラスターは、一般的には分子の数が５個
〜１３個であり、粒径数ミクロン以下のものを言うが、
この発明では肉眼では見えない程度の大きさの水の粒子
を含むものである。

【０００６】上記の方法において、送風路内で上記エア
ーはヒーターで温められると、その中のクラスターは分
子運動が活性化し、これと同時に気化が促進されて粒子
は分子の数が数個〜１０数個のレベルまで小さくなる。
この様にクラスターの粒子が温度により変化して小さく
なり、また相対湿度が低いため高圧放電電極の周囲を通
過してもこれらのクラスターによる短絡電流はなく、絶
縁状態は保たれ、放電が行われる。また上記エアーはヒ
ーターで温められると一旦相対湿度は下がるが、送風路
の開口部から当該エアーが排出すると、温度が室温に下
がりエアーは過飽和状態となり、単極帯電したクラスタ
ーはさらに細かく分かれる。そしてこれらのクラスター
の一部は、プラスに帯電したクラスターとマイナスに帯
電したクラスターとが凝集して水滴となり、電荷はなく
なるがさらに上記高電圧放電電極からの放電により単極
帯電する。また他の一部は凝集せずに単極帯電のままで
ある。この状態で被処理物にこれらのクラスターを当て
ることにより被処理物に帯電した電荷と逆の極に帯電し
たクラスターとが吸着して電荷が打ち消され、その後ク
ラスターが気化して被処理物の表面には何も残らない。

【０００７】また請求項２項の発明は、水の中に高圧エ
アーを吹き出して、水をクラスター状態で含んだ、湿度
１００％前後のエアーを作るエアー発生装置をつくり、
このエアー発生装置に連結された送風路を設け、この送
風路の開口部を被処理物に向け、この送風路内には上記
エアーを温めるヒーターを設け、このヒーターと開口部
との間の送風路内に上記エアー内のクラスターを単極帯
電させる高電圧放電電極を設けた除電装置とした。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいてこの発明の実
施の形態例を示す。まずこの発明に使用する装置につい
て説明すると、この装置は図１に示すごとく、水をクラ
スター状態で含んだ、湿度１００％前後のエアーを作る
エアー発生装置１と被処理物にイオン風を吹き付ける通
風路２とから構成されている。上記エアー発生装置１
は、箱体１ａの下部に水タンク３を設け、この水タンク
３の上方に第１中空部４を介して箱体２の横断面を塞ぐ
第１フィルター５を設け、さらにこの第１フィルター５
の上方に第２中空部６を介して箱体２の横断面を塞ぐ、
第１フィルター５より目の粗い第２フィルター７を設
け、さらにこの第２フィルター７の上方に第３中空部８
を設けたものである。また上記水タンク３内に第１高圧
エアー噴出口９を、さらに第２中空部６内に第２高圧エ
アー噴出口１０を設けたものである。また上記水タンク
３には注入口１１を設けている。

【０００９】また上記送風路２は上記エアー発生装置１
の横に入り口１２を有し、この送風路２内に、送風路２
内のエアーを温めるヒーター１３を設けている。またこ
の送風路２の開口部１４付近に６０００Ｖ〜１２０００
Ｖの高電圧放電電極１５を設け、この送風路２の開口部
１４は被処理物１６に対向させている。

【００１０】また図２はこの形態例の上記第１高圧エア
ー噴出口９及び第２高圧エアー噴出口１０に高圧エアー
を供給する高圧エアー発生装置を示し、コンプレッサー
１７からエアータンク１８に高圧エアーを供給し、この
エアータンク１８から圧力調整器１９を介してフィルタ
ー２０に通し、このフィルター２０から二つの経路２
１、２２に分岐させ、夫々圧力調整装置２３、２４及び
電磁バルブ２５、２６を通して上記第１高圧エアー噴出
口９及び第２高圧エアー噴出口１０に至る構成となって
いる。

【００１１】この実施の形態例の場合水タンク３内に注
入口１１から抵抗値１０⁶〜１０¹⁰Ωの純水を充填し、
上記第１高圧エアー噴出口９からこの純水内に高圧エア
ーを噴出させる。これにより第１中空部４内に多数のク
ラスターを含んだエアーが充満し、第１フィルター５を
通してこのエアーは第２中空部６に入る。また当該第２
中空部６内では第２高圧エアー噴出口１０から高圧エア
ーを噴出させ、これにより第２中空部６内のエアーを第
２フィルター７を通して第３中空部８に移送させる。こ
の様にして第１フィルター５及び第２フィルター７を通
すことによりクラスターの粒子を小さなものに厳選し、
第３中空部８において純水の数ミクロンの粒子から成る
クラスターを含む湿度１００％前後のエアーを作る。

【００１２】このエアーは上記第２高圧エアー噴出口１
０からの高圧エアーにより入り口１２から通風路２内に
噴出させられ、ヒーター１３で約３０°Ｃ〜９０°Ｃま
で温められる。これにより中のクラスターは活性化さ
れ、気化が促進されて各粒子はより小さくなるとともに
当該エアーの相対湿度を３０〜５０％に下げる。その後
当該エアーを当該送風路２内に設けた高電圧放電電極１
５の放電域を通過させることにより、上記多数のクラス
ターを単極帯電させて当該通風路２の開口部１４から放
出させる。この開口部１４から排出したエアーは温度が
室温に下がり過飽和状態となり、単極帯電したクラスタ
ーはさらに細かく分かれる。

【００１３】そしてこれらのクラスターの一部は、プラ
スに帯電したクラスターとマイナスに帯電したクラスタ
ーとが凝集して水滴となり、電荷はなくなるがさらに上
記高電圧放電電極１５からの放電により単極帯電する。
また他の一部は凝集せずに単極帯電のままである。この
状態で被処理物１６にこれらのクラスターを当てること
により被処理物１６に帯電した電荷と逆の極に帯電した
クラスターとが吸着して電荷が打ち消され、その後クラ
スターが気化して被処理物１６の表面には何も残らな
い。また上記高圧放電電極の周囲には次ぎから次ぎと多
数のクラスターが送られてくるため、放電によるオゾン
の発生が生じにくい。

【００１４】次ぎに上記図１及び図２に示す装置を使っ
てこの発明の方法を使用した場合の実施例について説明
すると、被処理物として縦横１００ｍｍで厚さ３ｍｍの
アクリル板を摩擦させて１７０００Ｖ位に帯電したもの
を使用し、これを毎分６ｍの速さで移動させた。また上
記高圧放電電極１５から被処理物までの距離は２００ｍ
ｍとし、当該電極１５から８０００Ｖの放電電圧をかけ
た。また水は抵抗値１０⁶Ωの純水を用いてこの純水の
中に３ｋｇ／ｃｍ²の高圧エアーを通し、風量５０リッ
トル／分のエアーとして、上記ヒーター１３の周辺の温
度を約６０°Ｃにして実施した場合、上記被処理物の表
面は殆ど瞬時に０Ｖとなった。しかも被処理物の表面に
ホコリ等は付着していなかった。

【００１５】また図３はこの発明の装置の他の形態例を
示すものであるが、エアー発生装置１から離れた箇所に
上記通風路２を設けたもので、他の構成は上記実施の形
態例と同じであり、作用も全く同じである。

【００１６】また図４は純水をクラスター状態で含ん
だ、湿度１００％前後のエアーを作るエアー発生装置の
他の形態例を示し、フィルター３０を通して取り入れた
エアーをブロアー３１により加湿器３２に移送する。こ
の加湿器３２では純水からなるタンク３３から吸い上げ
フィルター３４により純水を吸い上げ、たっぷりしめら
せたこの吸い上げフィルター３４に上記エアーを通すこ
とにより、上記湿度１００％に近いエアーを作るもので
ある。

【００１７】なお上記実施の形態例や実施例では使用す
る水を抵抗値の低い純水としたが、これはクリーンルー
ムでの使用等、クリーン度を特に要求される箇所の場合
であり、他の箇所では通常の水でも良い。また上記ヒー
ターの周囲の温度は上記実施の形態例では約３０°Ｃ〜
９０°Ｃに温めたが、室温以上に温めれば良いものであ
る。

【００１８】

【発明の効果】従来の高電圧放電による方法では、空気
のイオン化が空中に浮遊している微細なホコリ状粒子の
単極帯電した粒子が殆どであリ、これらの粒子が被処理
物の帯電電荷と吸着し、電荷が除去された後にもホコリ
状粒子が残ってしまうが、請求項１項及び２項の発明で
は、この様なホコリ状粒子に変え、純水のクラスターを
多数供給し、これらのクラスターを高圧放電によりイオ
ン化するもので、単極帯電したクラスターの粒子は被処
理物の表面の帯電と電荷を打ち消し合った後、当該クラ
スターは直ぐに気化するため被処理物の表面には何も残
らない。従って被処理物の表面のクリーン度は保持され
る。この様にホコリ状粒子に頼らないためクリーンルー
ムでの除電に適している。しかも高圧放電電極には次々
とクラスターが供給されるため放電によるオゾンの発生
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態例における概略断面図で
ある。

【図２】この発明の実施の形態例における高圧エアーの
発生装置の概略図である。

【図３】この発明の他の実施の形態例における概略断面
図である。

【図４】この発明の他の実施の形態例における純水をク
ラスター状態で含んだ、湿度１００％に近いエアー発生
装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１ エアー発生装置 ２ 送風路 ３ 水タンク ４ 第１中空部 ５ 第１フィルター ６ 第２中空部 ７ 第２フィルター ８ 第３中空部 ９ 第１高圧エアー噴出口 １０ 第２高圧エ
アー噴出口 １２ 入り口 １３ ヒーター １４ 開口部 １５ 高圧放電
電極 １６ 被処理物

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水をクラスター状態で含んだ、湿度１０
   ０％前後のエアーを作り、これを一端の開口部が被処理
   物に向いた送風路の他端に送り、この送風路内に設けた
   ヒーターにより上記エアーを室温以上に温めて相対湿度
   を下げ、その後当該エアーを当該送風路内に設けた高電
   圧放電電極の放電域を通過させることにより、上記クラ
   スターを単極帯電させて当該通風路の開口部から放出さ
   せて、被処理物に当てることにより被処理物の電荷と反
   対の極に帯電したクラスターとが吸着して電荷が打ち消
   され、被処理物の電荷が取り除かれることを特徴とす
   る、除電方法。
2. 【請求項２】 水からなる水の中に高圧エアーを吹き出
   して、純水をクラスター状態で含んだ、湿度１００％前
   後のエアーを作るエアー発生装置を設け、このエアー発
   生装置に連結された送風路を設け、この送風路の開口部
   を被処理物に向け、この送風路内には上記エアーを温め
   るヒーターを設け、このヒーターと開口部との間の送風
   路内に上記エアー内のクラスターを単極帯電させる高電
   圧放電電極を設けたことを特徴とする、除電装置。