マイナスイオン発生装置の製作

最近、マイナスイオンが騒がれていますがその発生器の仕組みは簡単なものであるようなので自作してみました。
マイナスイオンは、空気中の分子が−の電荷に帯電させることによって発生させることができるようです。
具体的な発生方法には高圧電源を使用する方法や水を破砕する方法・放射線・紫外線を使う方法などいろいろあるようですが、
ここでは、簡単なマイナス高圧発生装置を作りマイナスイオンを発生させてみたいと思います。
高圧電気を使う方法にもコロナ放電式と電子放射式があるようですがオゾン発生の少ない電子放射式の方がよさそうです。
この回路は非常に高電圧(-5KV〜-10KV)を発生するので危険です。自己責任で製作してください。


発生装置の仕組み
この回路図は「コッククロフト・ウォルトン回路」と呼ばれており高圧直流電圧を発生させるために使われています。
コンデンサーとダイオードを使っただけの簡単な昇圧回路で2・3・4・・・・・倍の電圧が取り出せます。
無限にコンデンサとダイオードを増やせるので無限に電圧を増加させることができます。
回路の入力には交流電源を必要とします。今回は入手が容易な使い捨てカメラのストロボ基板を入力源に使います。

■部品表

使い捨てカメラ(フラッシュつき)APS&35mm 2個
コンデンサ(0.01μF・1000V) 10個
ダイオード(IN4007)1KV・1A 10個

使い捨てカメラはカメラ屋に行けば使用済みの使い捨てカメラをただでもらう事ができますが、中にはくれない所もあります。
コンデンサやダイオードは電気店や通販などで入手してください。


■製作

・交流回路
 今回、交流回路に使用したカメラは「写るんですスリムエースU(APS)」です。
 1.使い捨てカメラを分解し中のストロボ基板を取り出してください。
   基板には高圧がかかっていることがあるので配線に触れないようにしてください。また電池の向きも確認してください。
 2.フラッシュ基板には電解コンデンサが付いているので、その足を針金などでショートして高圧を逃がしてください。
 3.フラッシュ基板に付いているダイオードや電解コンデンサ・その他を外してください。
 4.充電スイッチをハンダなどでショートさせるかスイッチをつけてください。
 5.電池の付いていたところには単3×2のホルダーを半田付けして電池をつなぐと  
   プリント基板から外したダイオードのカーソード側と電解コンデンサの+側との間に800Vの交流が発生します。

改造前(APSカメラ) 改造後


・昇圧回路
 昇圧回路は下にある回路図と同じように半田付けしてくだされば結構です。
 高圧発生側の抵抗器は35mmフィルムの使い捨てカメラから外した4.7MΩの抵抗器をつけてください。
 *ダイオードを反対向きにつけると正電圧が発生しプラスイオン発生装置となってしまいます(^^;。

抵抗器(35mmカメラ基板) 昇圧回路
下手な半田付け恥ずかしい・・・

 コンパクトにしたい方は下のようにユニーバーサル基板などで作るのがよいでしょう。

ユニバーサル基板 回路図

・イオン発生部

タイプ@ タイプA
イオン発生部は昇圧回路の高圧の所に先を鋭く尖らせた
2〜5本ぐらいの針金をつけます。
このタイプ@は、簡単に発生部分が作れオゾンの
発生量を少なくできます。
金属パイプを輪切りにして高圧部分の針金にかぶせて
パイプをGNDにつなぎます。
このタイプAでは、若干オゾンが発生するようですが
問題にならない程度のものです。
またパイプの中からかなり強くイオン風?が吹いてくるので
こちらのほうが、より多くのマイナスイオンが発生している感じです。
(あくまでも感じということで・・・確証はないです)

 高い電圧を発生するので適当な容器に入れて完成です。

完成品@ 完成品A


■作動確認
 改造ストロボ回路と昇圧回路をつなぎ電池を入れると小さく「シュー」という音がすると思います。
 放電針に唇など感覚が敏感なところを近づけるとわずかに風が吹いてくることがわかると思います。近づきすぎると感電します。
 「GND」に電線をつなぎ放電針に近づけると、もっと強く風が吹いてきます。イオン風というものなのでしょうか?
 イオンメーターなるものを持っていないので本当にマイナスイオンが発生しているか分かってませんが、たぶん様子からして発生していることと思います(w
 電流が200mAほど流れるので単3電池2本ではすぐきれてしまうため固定電源から取ったほうがよさそうです。

■注意
 ・この回路は高電圧を発生し感電の恐れがあるため作動中は絶対に触れないでください。
 ・電池を抜いた後もコンデンサには電気がたまっており危険なので必ず電源を切った後は「GND」と「高圧」を電線などでショートさせてください。
 ・ストロボ基板から取り外して高圧につないでいる抵抗は、最大定格電圧が400Vなので余裕で最大定格を越えているので、時たまスパークします。
  スパークを起こしたくないときには、1MΩぐらいの抵抗を4,5本を直列にして使うのがいいと思います。
 ・この回路を使っての不具合・傷害・体の不具合については責任はとれません。あくまでも自己責任です。
 ・マイナスイオンの発生は確認していません。理論的には発生するはずですが、実のところはよく分からないのです・・・。

■その他・応用

・スパークマシン
 名前のとおりスパークを生じます。友達に見せたところ「スパークマシン」と命名されました(笑)
 下のように配線すると8mmほどのスパークを見ることができます。
 応用でもなんでもないのですが結構うけたので紹介します。

回路図 スパーク

 スパークさせると「パンパンパン」と結構大きな音がします。
 昇圧回路のコンデンサとダイオードをもっと増やすとさらに電圧を上げることができスパーク間を長くできます。
 まあ玩具みたいな物です。

・プラスイオン発生装置
 昇圧回路のダイオードをすべて反対向きに取り付けると、たぶんプラスイオンが発生するはずです
 滝の周りで使うとイオンのバランスが取れてよいかもしれません(w
 もしくは嫌いな相手にプレゼントするという方法も・・・(^^;


・オゾンの発生
 この高圧回路を使うことによって簡単にオゾンを発生させることができます。
 オゾンは主に無声放電によって発生します。
 密閉容器の中で放電させると10分ほどで強烈なオゾン臭がするようになります
 放電ギャップ間は2〜10mmほどで電極の端のほうがほんのり赤紫色に光ります。
 電極間隔や電極形状により若干発生量が変化するようです。


 

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