專利名稱：離子發生裝置及電氣設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及離子發生裝置及電氣設備，特別涉及具備感應電極和頂端 為針狀的放電電極并通過放電使離子發生的離子發生裝置及具備該離子 發生裝置的電氣設備。
背景技術：
利用了放電現象的很多離子發生裝置已被實用化。這些離子發生裝置， 通常由用于使離子發生的離子發生元件、用于向離子發生元件供給高電壓 的高壓變壓器、用于驅動高壓變壓器的高電壓發生電路和連接器等電源輸 入部構成。
作為用離子發生元件實用化的一例，將具有金屬線、銳角部的金屬板、
針狀的金屬等作為放電電極，地電位的金屬板、網格(grid)等作為感應 電極(對置電極)，或以感應電極作為地面而不特別配置感應電極。在此 種離子發生元件中，空W到絕緣體的作用。此離子發生元件，當向電極 外加高電壓時，是在形成作為放電電極的針狀等的銳角部的電極頂端，產 生電場集中，通過其頂端的極近部分的空氣絕緣波壞，得到放電現象的方 式。
作為此方式的離子發生元件的一例，例如有JP特開平10 - 199653號 公報所公開的裝置。此公報公開了，具有具備了針狀金屬的放電電極和與 此放電電fet向設置的圓柱電極，將隨著電暈放電發生的負離子取出到裝 置外部的裝置。
另外，作為其他的例子，例如有JP特開號爿>才艮中>^開 的裝置。此公報記載了感應電極配置在放電電極針的頂端部的后方(側面 位置)的構成。另外，在上述公報中，公開了感應電極的形狀可為棒狀、 板狀、網狀等，不光感應電極的形狀配置也很重要的要旨。
專利文獻1: JP特開平10 - 199653號公報
專利文獻2: JP特開2003 - 308947號7>才艮發明內容
通it^:電發生的正離子、負離子，在生成的瞬間再結合消滅，或在外 加了正或負的電極上，逆極性的離子被吸引、中和，或者在空間內通過正 離子和負離子碰撞、中和等而消滅。
作為離子發生裝置，想使更多的離子發生向空間內放出，但怎樣減少 上述那樣的正離子和負離子的再結合、中和成為課題。
這里，在JP特開平10-199653號公才艮公開的裝置中，由于通過電暈 放電產生的負離子在圓柱電極的內部壁面被捕獲，所以離子的放出效率變 低。
另外，在JP特開號公報公開的結構中，在從改電電極 針的頂端部向配置在其放電電極針的后方(側面位置)的感應電極的電場 分布的方向性上，產生偏差。由于此電場分布的偏差，離子的移動方向上 產生偏差，離子放出效率變低的同時，放電電極頂端的放電變得不穩定， 離子發生效率降低。
另外，離子發生裝置自身的大小是占有面積越小，應用用途越廣，考 慮向電氣設備的裝載時，對i殳備內配置的制約變少。另外，不僅僅是上述 那樣的占有面積的問題，關于離子發生裝置的厚度，由于送風路徑狹窄的 設備有很多，所以優選厚度薄的。
整理問題，以通過送風送出正負離子為前提，減輕因放電電極的頂端 放電發生的離子被感應電極捕捉、中和的比率，且通過發生無偏差的電場， 4狄電電極頂端發生穩定的放電，提高離子發生效率，使最終能夠放出的 離子的數目大幅度增加。
另外，對于形狀、構造，考慮放電電極和感應電極位置的固定、感應 電極和放電電極的沿面放電的防止、放電電極頂端的保護、設備裝載時的 自由度等，實現用盡可能薄型、小型的形狀使離子發生元件和驅動電路一 體化的離子發生裝置。
本發明正是鑒于上述課題而進行的，其目的之一在于，提供一種能夠 提高離子的放出效率的離子發生裝置及具備其離子發生裝置的電氣設備。
另外，本發明的其他目的在于，提供一種能夠提高離子的放出效率、 且適于小型化、薄型化的離子發生裝置及具備其離子發生裝置的電氣設備。
本發明之一的離子發生裝置，是用于通it^:電使離子發生的離子發生 裝置，具備放電電極和感應電極。放電電極具有針狀的頂端。感應電極具 有平板部，其平板部上具有圓形的貫通孔。放電電極的頂端貫穿感應電極 的貫通孔，并突出到感應電極的平板部的上表面的上側。
通過本發明之一的離子發生裝置，放電電極的頂端貫穿了感應電極的 圓形的貫通孔，放電電極的周圍被感應電極環繞。因此，在以放電電極的
針狀頂端為中心向感應電極的俯視時，能夠沿著360度全周發生電場，能 夠抑制電場分布的方向性的偏差。因此，能夠抑制由此電場分布的偏差引 起的離子移動方向的偏差，提高離子放出效率的同時，4狄電電極的頂端 發生穩定的放電，能夠提高離子發生效率。
另外，放電電極的頂端，貫穿感應電極的貫通孔，突出到感應電極的
平板部的上表面的上側。因此，能夠減輕通itii電電極頂端的放電發生的
離子被感應電極補充、中和的比率，使離子的放出量增大。
本發明的其他的離子發生裝置，是用于通itii電使離子發生的離子發
生裝置，具備離子發生元件、高壓變壓器、高電壓發生電路、電源輸入連
接器和殼體。離子發生元件包含具有針狀頂端的放電電極，和具有平板
部且其平板部上具有圓形貫通孔的感應電極。高壓變壓器用于向離子發生 元件供給高電壓。高電壓發生電路，用于驅動高壓變壓器。電源輸入連接 器，與高電壓發生電路電連接。殼體內部分別配置有離子發生元件、高壓 變壓器、高電壓發生電路及電源輸入連接器。放電電極的頂端，貫穿感應 電極的貫通孔，并突出到感應電極的平板部的上表面的上側。離子發生元 件、高壓變壓器、高電壓發生電路及電源輸入連接器，分別相互平面地配 置，且在殼體內配置成一體。
通過本發明的其他的離子發生裝置，放電電極的頂端貫穿了感應電極 的圓形的貫通孔，放電電極的周圍被感應電極環繞。因此，在以放電電極
的針狀頂端為中心向感應電極的俯視時，能夠沿著360度全周發生電場， 能夠抑制電場分布的方向性的偏差。因此，能夠抑制由此電場分布的偏差 引起的離子移動方向的偏差，提高離子放出效率的同時，4狄電電極的頂 端發生穩定的放電，提高離子發生效率。
另外，放電電極的頂端，貫穿感應電極的貫通孔，突出到感應電極的平板部的上表面的上側。因此，能夠減輕通itit電電極頂端的放電發生的 離子，被感應電極補充、中和的比率，能夠使離子的放出量增大。
另外，離子發生元件、高壓變壓器、高電壓發生電路及電源輸入連接 器，分別相互平面地配置，且在殼體內配置成一體，所以能夠使離子發生 裝置薄型化、小型化。
在上述之一及其他的離子發生裝置中，優選還具備內部配置有放電電 極和感應電極的殼體。該殼體具有形成有通向感應電極的貫通孔的離子放 出用的孔的頂板。放電電極的頂端，配置成不突出到頂板的頂面的上側。
由此，能夠抑制由于機械的沖擊佳放電電極的離子發生性能下降。另 外，能夠防止手直接觸摸作為高電壓部的放電電極，能夠防止觸電。
在上述之一及其他的離子發生裝置中，優選放電電極的頂端突出到感 應電極的平板部的上表面的上側的長度，比貫通孔的半徑小。
由此，能夠防止并非放電電極的頂端而是與感應電極的距離變得最近 的放電電極的軀干部分的放電，能夠抑制離子放出效率的下降。
在上述之一及其他的離子發生裝置中，優選還具備支撐感應電極的支 撐基tl。感應電極具有從平板部彎曲并被支撐M支撐的彎曲部。以在感 應電極的平板部和支撐14l之間產生空隙的方式，感應電極被支撐基fel支 撐。
由此，能夠抑制沿著支撐^L^面的感應電極和放電電極間的沿面放 電的發生。
本發明的電氣設備具備上述任一項所述的離子發生裝置，和用于將 用其離子發生裝置產生的正離子及負離子的至少一種借助送風氣流送出 到電氣i殳備的外部的送風部。
通過本發明的電氣設備，能夠將利用離子發生裝置產生的離子、通過 送風部借助氣流送出，所以例如在空調設備中，能夠向機外放出離子，另 外在冷藏設備中，能夠向庫內或庫外放出離子。
如上說明那樣，通過本發明，放電電極的頂端貫穿感應電極的貫通孑L， 突出到感應電極的上表面的上側，所以能夠提高離子的放出效率。

圖1是概略地表示本發明的一實施方式中的離子發生裝置的結構的概
略俯視圖，是截斷表示殼體的頂板的一部分同時透^L^示鑄模樹脂的一部 分截斷俯一見圖。
圖2是沿著圖1的II-II線的概略剖視圖。
圖3是表示圖1、 2所示的離子發生元件的結構的立體分解圖。
圖4是表示圖1、 2所示的離子發生元件的結構的立體組裝圖。
圖5是表示本發明的一實施方式中的離子發生裝置的功能模塊圖， 是表示各功能元件的電連接的圖。
圖6是概略地表示使用了圖l及圖2所示的離子發生裝置的空氣凈 化機的結構的立體圖。
圖7是表示在圖6所示的空氣凈化機中配置了離子發生裝置的情 況的空氣凈化機的分解圖。
圖8是用于說明專利文獻2 ( JP特開2003 - 308947號公報)所示 的電暈放電機構的放電電極和感應電極間產生的電場的剖視圖(A)和 從圖8 (A)的箭頭Sl方向看的圖(B)。
圖9是用于說明本發明的一實施方式中的離子發生元件的放電電極 和感應電極間產生的電場的剖視圖(A)和從圖9 ( A)的箭頭S2方向 看的圖(B)。
圖10是用于說明放電電極的針狀頂端比感應電極向里時的離子的 舉動的示意圖(A)和用于說明放電電極的針狀頂端比感應電極突出時 的離子的舉動的示意圖(B)。
圖11是表示在放電電極的針狀頂端的位置比感應電極的上表面突 出的結構中對于使感應電極的貫通孔的半徑r和放電電極的突出長度f 變化時的離子濃度的變化進行測定的結果的圖。
圖12是表示將從圖ll的結果中得到的突出長度f和貫通孔la的半 徑r的關系整理成表形式的圖。
圖13是表示放電電極的突出長度不同的離子發生元件的結構的概 略剖視圖。
圖14是表示感應電極的平板部和支撐基板間的距離e為0時(A) 和存在該距離e時(B)的狀態的離子發生元件的概略剖視圖。 附圖標記說明1—感應電極
la—貫通孑L lb—彎曲部 lc—上表面
2— 放電電極
3— 支撐基板 3a、 3b—貫通孔
10a、 10b—離子發生元件
11 —高壓變壓器
12a、 12b—高電壓電路
21— 外裝殼體 21a—離子放出用的孔 21b—頂板
22— 電源輸入連接器
23— 電源電路
30— 離子發生裝置
31— 鑄模樹脂
60— 空氣凈化機
61— 前面面板
62— 本體
63— 吹出口
64— 空氣引入口
65— 風扇用外殼
具體實施方式
以下，對本發明的實施方式，按照附圖進行說明。
圖l是概略地表示本發明的一實施方式中的離子發生裝置的結構的概 略俯視圖，是截斷表示殼體的頂板的一部分同時透"示鑄模樹脂的一部
分截斷俯視圖。另外，圖2是沿著圖i的n - n線的概略剖視圖。另外，
圖3及圖4是表示圖1、2所示的離子發生裝置中所采用的離子發生元件的 結構的立體分解圖及立體組裝圖。
參照圖l，本實施方式的離子發生裝置30，主要具有外裝殼體21，正離子發生用的離子發生元件10a，負離子發生用的離子發生元件10b，高 壓變壓器ll,高電壓電路12a、 12b，電源電路23，電源輸入連接器22。
離子發生元件10a配置在外裝殼體21內的一個端側(圖1中左側)， 離子發生元件10b配置在外裝殼體21內的另一個端側(圖1中右側)。另 外，使離子發生元件10a、 10b，高壓變壓器ll,高電壓電路12a、 12b， 電源電路23及電源輸入連接器22成為一體地配置在外裝殼體21內的同 時，如果在離子發生元件10a和10b間的空間內，配置高壓變壓器ll、高 電壓電路12a、 12b、電源電路23、電源輸入連接器22，則配置效率高， 能夠使離子發生裝置30小型化。另外，通過在外裝殼體21內平面地配置 離子發生元件10a、 10b、高壓變壓器ll、高電壓電路12a、 12b、電源電 路23及電源輸入連接器22，能夠使離子發生裝置30薄型化。
正的高電源電路12a和負的高電壓電路12b雙方被同一14114支撐。 正的高電壓電路12a，以與正離子發生用的離子發生元件10a相鄰的方式， 配置在殼體21內的一個端側上(圖1中左側)。負的高電壓電路12b，以 與負離子發生用的離子發生元件10b相鄰的方式，配置在殼體21內的另 一端側上(圖1中右側)。支撐此高電壓電路12a、 12b的基板14的一部 分，位于離子發生元件10a、 10b之間。還有，也可使支撐正的高電壓電 路12a的J^L和支撐負的高電壓電路12b的J41，相互分離。
參照圖3及圖4，離子發生元件10a、 10b，例如分別用于通過電暈放 電發生正離子及負離子，并具有感應電極l、放電電極2和支撐M3。
感應電極1由一體的金屬板組成，且具有與放電電極2的個數地設置 在平板部的多個(例如2個)大致正圓形的貫通孔la。通過此貫通孔la 能夠在放電電極2的頂端發生360度均等的電場，能夠發生穩定的電暈放 電。感應電極l的平板部，由多孔金屬板構成，貫通孔la以外的平板部的 部分，具有一樣的厚度。
另外，感應電極l，例如在兩端部上、具有使金屬板的一部分相對平 板部彎曲成大致直角的彎曲部lb。此彎曲部lb,具有寬度寬的支撐部分 和寬度窄的插入部分。上述支撐部分的一端，連接平板部；另一端連接上 述插入部分。
放電電極2具有針狀的頂端。支撐;i^13,具有用于使放電電極2插 通的貫通孔3a，和用于使彎曲部lb的插入部分插通的貫通孔3b。
10針狀的放電電極2,插入或壓入貫通孔3a中并以貫通了支撐基板3 的狀態被支撐基板3支撐。由此，放電電極2的針狀的一端突出到支撐基 板3的表面側(離子發生部側)，另外，突出到支撐M3的背面側(焊錫 面側)的另一端，可通過焊錫(未圖示)電連接引線或布線圖案。
感應電極1的插入部分插入貫通孔3b中，以貫通了支撐基板3的狀 態被支撐1413支撐。另外，在突出到支撐基仗3的背面側的插入部分的 頂端，可通過焊錫(未圖示)電連接引線、布線圖案。另外，在感應電極 l被支撐基板3支撐的狀態下，放電電極2其針狀的頂端，在如圖l所示 的俯視圖中，位于大致正圓形的貫通孔la的略中心位置上。因此，放電電 極2的針狀頂端和圓形的貫通孔la的外周部之間的距離，在貫通孔la的 全周，為等距離。
上述正離子發生用的離子發生元件10a的放電電極2為正^Ut電電 極，其與離子發生元件10a的感應電極l一起構成正離子發生部(正極電 fef)。另外，上述負離子發生用的離子發生元件10b的放電電極2為負 機故電電極，其與離子發生元件10b的感應電極1 一起構成負離子發生部 (負極電&寸)。
另外，在一個離子發生元件10a、 10b中，分別針對用于發生正或負 的任一相同極性的離子的多個放電電極2，設置有共通的感應電極l。具體 的說，在正離子發生用的離子發生元件10a中，例如相對2個正^t電電 極2，設置有共通的感應電極l。在此在感應電極l上，對應于正札故電電 極2的個數設置有2個貫通孔la。這樣，構成為正離子發生用的離子發生 元件10a能夠用多個(例如2個)正離子發生部發生正離子。
另夕卜，在負離子發生用的離子發生元件10b中，例如針對2個負M 電電極，設置有共通的感應電極l，在此感應電極l上，對應于負極放電 電極2的個數，設置有2個貫通孔la。這樣，構成為負離子發生用的離子 發生元件10b,能夠用多個(例如2個)負離子發生部發生負離子那樣構 成。還有，1個離子發生元件，可具有1個放電電極2，另外也可具有3 個以上的放電電極2。
參照圖2，放電電極2的針狀頂端，貫穿感應電極l的貫通孔la，突 出到感應電極l的平板部的上表面lc的更上側。此放電電極2的針狀頂端 突出到感應電極1的平板部的上表面lc的更上側的長度f,比貫通孔la的半徑r小。
放電電極2的針狀的頂端，配置成不突出到外裝殼體21的頂板21b 的頂面的上側，放電電極2的針狀的頂端，距頂板21b的頂面，例如位于 向里只距離g的地方。由此，能夠抑制由于初^械的沖擊使放電電極2的離 子發生性能的下降，且能夠防止手直接觸摸作為高電壓部的放電電極2, 并能夠防止觸電。
另夕卜，以感應電極1的平板部和支撐M 3之間產生尺寸e的空隙的 方式，感應電極1被支撐基&3支撐。由此，能夠抑制沿著支撐皿3的 表面的感應電極1和放電電極2間的沿面放電的發生。另外，在支撐皿 3的焊錫面側，也設置有部件的焊錫附加部等不接觸外裝殼體21程度的尺 寸h的空間。
支撐1413的焊錫面側(圖2的尺寸h的空間)，通過鑄模樹脂(例 如環氧樹脂)31被鑄模。還有，雖然未圖示，但優選高壓變壓器、高電壓 電路及電源電路也通過鑄模樹脂被鑄模。
在放電電極2的上方，離子放出用的孔21a設置在外裝殼體21的頂 板21b上。通過通電，產生v^故電電極2的針狀頂端向感應電極l的電場， 電場也擴展到離子放出用的孔21a的外部。通過向那里送風，借助送風， 能夠向離子發生裝置30外的空間放出正負離子。
整個離子發生裝置30的尺寸是盡可能小型且薄型，對裝載在多種多 樣的電氣設備上有利。因此，離子發生裝置30的厚度T(圖2瓶選為10mm 以下，面積L x W (圖1)優選為100mm x 20mm ~ 150mm x 40mm左右。
下面，對各功能元件的電連接狀態進行說明。
圖5是本發明一實施方式中的離子發生裝置的功能模塊圖，是表示各 功能元件的電連接的圖。參照圖5，離子發生裝置30，如上所述，具有外 裝殼體21、離子發生元件10a、 10b、高壓變壓器ll、高電壓電路12a、 12b、 電源輸入連接器22、電源電路23。還有，電源輸入連接器22—部分配置 在外裝殼體21內，另外其他部分露在外裝殼體21的外部，成為能夠從外 部插接連接電源的構造。
此電源輸入連接器22,是接受作為輸入電源的直流電源或商用交流 電源的供給的部分。電源輸入連接器22與電源電路23電連接。此電源電路23電連接到高壓變壓器11的一次側。此高壓變壓器11，用于使輸入給 一次側的電壓升壓，輸出給二次側。高壓變壓器ll的二次側的一端電連接 離子發生元件10a、 10b的感應電極1。另外，高壓變壓器11的二次側的 另一端，通過正的高電壓電路12a電連接到正離子發生用的離子發生元件 10a的正M電電極2，并通過負的高電壓電路12b，電連接到負離子發生 用的離子發生元件10b的負M電電極2。還有，離子發生元件10a、 10b 的各感應電極l,相互電連接，為同電位。
正的高電壓電路12a構成為在正極放電電極2上對感應電極1外加正 極性的高電壓，在負M電電極2上對感應電極1外加負極性的高電壓。 因此，能夠發生正和負2極性的離子。
在感應電極l和放電電極2之間外加高電壓，當放電電極2的頂端達 到一定的電場強度以上時，產生放電。
雖然上述的離子發生裝置30也能放出一極性的離子，但在本實施方 式中，以放出正離子和負離子兩極性的離子為前提。在正M電電極2的 頂端通it^L生正電暈放電，發生正離子；在負M電電極2的頂端通itiC 生負電暈放電，發生負離子。外加的波形這里不特別限定，可為直流、被 正和負偏壓的交流波形、或4皮正和負偏壓的脈沖波形等的高電壓。高電壓 的波形，為交流、直流、脈沖或者這些合成的波形等不限定形態，是指發 生能夠得到放電現象的電場強度的電壓。電壓值，選定為使放電發生充分 且生成規定離子類型的電壓區域。
這里，發明者希望的正離子，是在氫離子(H+)的周圍相伴有多個 水分子的離子團，表示為H+ (H20) m (m為自然數)。另外，負離子是 在氧離子(02—)的周圍相伴有多個水分子的離子團，表示為02— (H20) n(n為自然數)。另外，通過使作為空氣中正離子的H+ (H20) m (m為 自然數)和作為負離子的02- (H20) n (n為自然數)發生大致同等量， 兩離子付著在浮置于空氣中的霉菌、病毒上并環繞其周圍，通過此時生成 的活性種的羥基自由基('OH)的作用，能除去浮置霉菌等。
下面，作為使用了上述離子發生裝置的電氣設備的一例，對空氣凈化 機的構成進行說明。
在這樣的空氣凈化機等電氣設備中，為了送風，采用裝載在電氣設備 上的風扇。另外，空氣凈化機，在使從吸氣口引入的空氣通過過濾器凈化后，通過風扇用外殼，從吹出口供給外部。
圖6是概略地表示利用了圖l及圖2所示的離子發生裝置的空氣凈化 機的結構的立體圖。另外，圖7是表示在圖6所示的空氣凈化機中配置了 離子發生裝置的情況的空氣凈化機的分解圖。
參照圖6及圖7，空氣凈化機60具有前面面板61和本體62。在本體 62的后方上部設置有吹出口 63，從此吹出口 63向室內供給包含離子的清 潔的空氣。在本體62的中心形成有空氣引入口 64。從空氣凈化機60的前 面的空氣引入口 64引入的空氣，通過經過未圖示的過濾器而被凈化。被凈 化的空氣，通過風扇用外殼65，從吹出口63向外部供給。
在形成所凈化的空氣的通*徑的風扇用外殼65的一部分上，安裝 有圖l及圖2所示的離子發生裝置30。離子發生裝置30，配置成能夠從作 為其離子放出部的孔21a向上述空氣^Ut出離子。作為離子發生裝置30 的配置的例子，在空氣的通過路徑內，考慮距吹出口 63比較近的位置Pl 和比較遠的位置P2等的位置。這樣，在離子發生裝置30的離子放出用的 孔21a上通過送風，能夠從吹出口 63向外部同時供給清潔的空氣和離子。
根據本實施方式的空氣凈化機60,能夠將用離子發生裝置30產生的 離子通過送風部(空氣的通過路徑)借助氣流送出，所以能夠向機外同時 放出清潔的空氣和離子。因此，能夠使空氣凈化機具有離子發生功能。
另外，由于本實施方式的離子發生裝置30厚度薄，所以即使裝載在上 述那樣的電氣設備上時也不會成為送風的阻礙，進而能夠抑制噪聲發生、 風量降低，而且能夠裝載應用到多種產品中。
還有，在本實施方式中，作為電氣設備的一例，對空氣凈化機進行了 說明。但本發明并不限定于此，電氣設備除此以外，可為空氣調和機(空 調)、冷藏設備、吸塵器、加濕器、除濕機等，也可為具有用于將離子借 助氣流送出的送風部的電氣設備。
下面，對本實施方式的作用效果進行^兌明。
首先，根據本實施方式，放電電極2的頂端貫通了感應電極1的圓形的 貫通孔la，放電電極2的周圍(外周面全周)被感應電極l環繞，所以能 夠提高離子的放出效率;5L良生效率。以下說明其情況。
圖8 (A )、 ( B)是用于說明專利文獻2 (JP特開2003 - 308947號公報)所示的電暈放電機構的放電電極和感應電極間產生的電場的示意圖。
還有，圖8(A)是剖視圖，圖8 (B)是從圖8 (A)的箭頭S1方向看的 圖。
參照圖8(A)、 (B)，在此電暈放電機構中，感應電極101配置在放電 電極102的針狀頂端的后方的側面上，所以發生M電電極102的針狀頂 端向后方側面的感應電極101的電場。由此，與放電電極102相對地電場 分布的方向性上產生偏差，由于此電場的偏差，離子移動方向上產生偏差， 離子的放出效率變低，并M電電極102的頂端的放電變得不穩定，離子 發生效率下降。
圖9 (A)、 (B)是用于說明本發明的一實施方式中的離子發生元件的 放電電極和感應電極間產生的電場的示意圖。還有，圖9(A)是剖視圖， 圖9 (B)是從圖9 (A)的箭頭S2方向看的圖。另外，圖9(A)是沿著 圖9 (B)的IX-K線的概略剖視圖。
參照圖9(A)、 (B)，根據本實施方式，放電電極2的頂端貫通了感應 電極l的圓形的貫通孔la，放電電極2的周圍(外周面全周)被感應電極 l環繞。由此，在以放電電極2的針狀頂端為中心，向感應電極l的俯視 時，沿著360度的全周發生電場。由此，能夠抑制電場分布的方向性的偏 差，因而能夠抑制由此電場分布的偏差引起的離子的移動方向的偏差，能 夠提高離子的放出效率，并使放電電極2的頂端發生穩定的放電，能夠提 高離子發生效率。
另外，在俯視時，通過4吏放電電極2的針狀頂端配置在大致正圓形的 貫通孔la的中心，放電電極2的針狀頂端和圓形的貫通孔la的外周部之 間的距離，在貫通孔la的全周上變為等距離。由此，能夠使放電電極2 的針狀的頂端和感應電極1間產生的電場360度均等，能夠進一步抑制電 場分布的偏差。
另外，在本實施方式中，通過使放電電極2的針狀的頂端相對于感應 電極l的上表面突出到上方，從而能夠提高離子的放出效率。以下說明其 情況。
圖10是用于說明放電電極的針狀頂端比感應電極向里時的離子舉動 的示意圖(A)和用于說明放電電極的針狀頂端比感應電極突出時的離子 的舉動的示意圖(B)。
15參照圖10 (A )，放電電極2的針狀的頂端在比感應電極1的上表面 lc只向里距離fl時，如果通過放電產生的離子不通過感應電極1的貫通 孔la，就不能借助圖中箭頭所示的方向的送風氣流。但是，離子想要在感 應電極l的貫通孔la內通過時，會因電場力向感應電極l側吸引，被感應 電極1捕獲。因此，離子的放出效率變低。
參照圖10(B)，在本實施方式中，放電電極2的針狀頂端相對感應電 極1的上表面只向上方突出距離f。由此，用放電產生的離子，即使不通 過感應電極l的貫通孔la，也能借助圖中箭頭所示方向的送風氣流。因此， 在放電電極2的針狀頂端附近產生的正或負的離子，因電場力被吸引到感 應電極l側，通過送風力借助風，不被感應電極l捕獲，向空間內放出。 由此，在正或負的離子被感應電極l吸引中和之前，能夠借助送風向空間 內放出，所以能夠增加向空間內放出的離子量，能夠j吏向離子空間的放出 效率提高。
另外，本發明人對于放電電極2的針狀頂端從感應電極l的上表面lc 突出的長度(以下稱為"突出長度")，進行了研究。以下，對其內容及結 果進行說明。
首先，如圖10 (B)所示，在放電電極2的針狀頂端的位置比感應電 極l的上表面lc突出的結構中，對使感應電極l的貫通孔la的半徑r和 放電電極2的突出長度f變化時的離子濃度的變化進行了測定。其結果如 圖11所示。
圖11的結果表示了使突出長度在"大"、"中"、"小，，3個等級上變化， 且4吏貫通孔la的半徑r也在"大"、"中"、"小"3個等級上變化時的空間 的某點的離子濃度比率。
從圖ll的結果可知，貫通孔la的半徑r分別為"小"、"中"時，突 出長度f越大，離子濃度越高。另一方面，貫通孔的半徑r為"大"時， 即j吏將突出長度f變大，離子濃度也幾乎不變化。也就是說，貫通孔la的 半徑r小時，將突出長度f變大引起的離子增加的效果大，相反，貫通孔 la的半徑r大時，將突出長度f變大引起的離子增加的效果小。
才艮據圖11的結果，若將突出長度f和貫通孔la的半徑r的關系整理 成表形式，則如圖12所示。參照圖12，貫通孔la的半徑r小、且突出長 度f也小的組合(表的左上方向)，放電電極頂端的放電變得最強。如果貫通孔la的半徑r及突出長度f雙方過小，放電變得過于強烈，存在變成火 花放電的情況。相反，貫通孔la的半徑r大、且突出長度f也大的組合(表 的右下方向)，放電電極頂端的放電變得最弱。如果貫通孔la的半徑r及 突出長度f雙方過大，存在無放電的情況。
貫通孔la的半徑r變大(表的右方向)，放電電極2和感應電極1的 距離變遠，所以關系到如上所述的放電電極2的頂端的放電強度，同時在 放電電極2的頂端發生的離子被感應電極1捕捉的量也變小。
另外，突出長度f變大(表的下方向)，放電電極2的頂端和感應電極 l的距離變遠，所以關系到如上所述的放電電極2的頂端的放電強度，同 時在放電電極2的頂端發生的離子被感應電極1捕捉的量也變小。
在貫通孔la的半徑r小且突出長度f變大的組合(表的左下方向)中， 如果突出長度f相對于貫通孔la的半徑r過長，則不是在放電電極2的頂 端，而是在與感應電極l的距離變得最近的放電電極2的軀干部分產生放 電從而產生不優選的狀態。
突出長度f及貫通孔la的半徑r這兩個參數，對提高離子濃度，雙方 有效。但是，如果貫通孔la的半徑r大，則被感應電極l捕捉的離子量也 變少，所以半徑r大時，^^突出長度f變大的效果變小。
根據圖11及圖12的結果，將貫通孔la的半徑r和突出長度f與離子 發生裝置全體的尺寸建立聯系、巧妙地組合，在提高離子濃度的同時，對 薄型、小型的離子發生裝置的實現有利。
在考慮了這些特性后，在薄型、小型的離子發生裝置30的內部配置、 構成該離子發生元件10a、 10b時，若將突出長度f變大，則離子濃度存在 增加傾向。但是，如果過度變長突出長度f，如圖13 (A)所示，放電電 極2的針狀頂端，會自離子發生裝置30的外裝殼體21突出。此時，由于 ^的沖擊，放電電極2的離子發生性能下降。因而放電電極2的針狀頂 端，優選配置成相對于感應電極1的表面突出并且不從離子發生裝置30 的外裝殼體21的頂板21b的上表面突出。
另外，即使放電電極2的針狀頂端不從離子發生裝置30的外裝殼體 21的頂板21b的上表面突出，如圖13(B)所示，當突出長度f變得比貫 通孔la的半徑r長時，不是放電電極2的針狀的頂端而是在與感應電極1 的距 變得最近的放電電極2的軀干部分產生放電成為不優選的狀態。因此，如圖13(C)所示，優選突出長度f比貫通孔la的半徑r短。
放電現象單純由外加電壓和電極間距離決定。因此，假如放電電極2 的頂端沒有銳角部，則在感應電極l和放電電極2的最短距離部分會產生 放電。但是，當放電電極2的頂端為針狀、尖成銳角時，在放電電極2的 頂端電場集中，在其頂端和感應電極l間產生電暈放電。也就是說，通過 4t故電電極2的頂端成銳角，其頂端的電位傾度(電場強度)變強，所以 即1狄電電極2的頂端和感應電極1間的距離不是最短距離，也能在其頂 端和感應電極l間產生電暈放電。
這里，本發明者發現使放電電極2的頂端為針狀、具有銳角部時，如 果突出長度f比貫通孔la的半徑r短，放電電極2的針狀頂端和感應電極 1間會發生電暈放電。因此，通過使突出長度f變得比貫通孔la的半徑r 短，能夠在放電電極2的針狀頂端和感應電極1間發生電暈放電，能夠防 止放電電極2的軀干部分和感應電極l間的放電的發生。
還有，突出長度，例如為0.5mm 4.0mm，優選為lmm 2mm。另夕卜， 感應電極l的貫通孔la的直徑，例如為cl)12mm (J) 13mm (貫通孔la的 半徑為6mm ~ 6.5mm )。
另夕卜，本發明人對感應電極l的平板部和支撐J413間的距離e(參照 圖2)，進行了研究。以下，對其內容及結果進行說明。
圖14是表示感應電極的平板部和支撐基板間的距離e為0時(A)和 存在其距離e時(B)的狀態的離子發生元件的概略剖視圖。
感應電極1和放電電極2配置在同一支撐基板3上，使放電電極2的 頂端突出到感應電極l的平板部的上表面lc的上方，且為了使離子發生裝 置30變成薄型，效率最好的方法如圖14 (A)所示，使感應電極l靠緊在 支撐1413的表面上。
然而此時，放電電極2和感應電極1之間的沿著支撐基仗3的表面的 沿面距離jl,與貫通孔la的半徑r幾乎相等。由于在此放電電極2和感 應電極l間外加高電壓，如果沿面距離jl小則擔心沿面放電。因此，應該 確保使配置在同一支撐J4！ 3上的放電電極2和感應電極1的距離留有裕 度。
因此，如圖14(B)所示，在感應電極l的兩端部上設置彎曲部lb，在其彎曲部lb上使感應電極1被支撐基仗3支撐，由此在感應電極1的 平板部和支撐基板3間確保尺寸e的空隙。因此，放電電極2和感應電極 1的沿著支撐基敗3的表面的沿面距離j2，變得比圖14 (A)所示的距離 jl大。這樣，通過在感應電極l的平板部和支撐基&3間總是確保一定以 上的距離，能夠防止不必要的沿面放電。空隙的尺寸e例如為0.5mm~ 2.0mm。
還有，通過使感應電極1和放電電極2配置在同一支撐基板3上，能 限制感應電極1和放電電極2的平面上的位置不正，高度方向的偏離也能 夠最小化。由此，能夠降低感應電極1和放電電極2的位置關系的誤差原 因。
如上說明那樣，通過本實施方式，實現穩定的離子發生的同時，能夠 減輕所發生的離子在感應電極l中和的比率，從設備向空間使離子比以往 大幅增加并高效地放出。
另外，能夠實現高電壓驅動電路和使離子發生元件一體化的薄型且小 型的離子發生裝置，能夠4吏裝載此裝置的電氣i殳備的用途擴大和裝載地方 的自由度擴大。
這次公開的實施方式，應i人為在所有點上只是例示，并不是限制。本 發明的范圍并非上述的說明，認為是通it^L利要求范圍表示，并包含與權 利要求的范圍均等的意思及范圍內的所有變更。
本發明特別有利于適用于具備感應電極和頂端為針狀的放電電極通過 放電發生離子的離子發生裝置及具備其離子發生裝置的電氣設備。
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權利要求1.一種離子發生裝置，用于通過放電使離子發生，其特征在于，具備放電電極，其具有針狀的頂端，感應電極，其具有平板部，且在上述平板部上具有圓形的貫通孔；上述放電電極的上述頂端，貫通上述感應電極的上述貫通孔并突出到上述感應電極的上述平板部的上表面的上側。
2. 根據權利要求l所述的離子發生裝置，其特征在于，還具備在內部配置有上述放電電極和上述感應電極的殼體，上述殼體具有形成有通向上述感應電極的上述貫通孔的離子放出用孔 的頂板，上逸故電電極的上述頂端，配置成不突出到上述頂板的頂面的上側。
3. 根據權利要求l所述的離子發生裝置，其特征在于，上述放電電極的上述頂端突出到上述感應電極的上述平板部的上述上 表面的上側的長度，比上述貫通孔的半徑小。
4. 根據權利要求l所述的離子發生裝置，其特征在于， 還具備支撐上述感應電極的支撐基板，上述感應電極具有從上述平板部彎曲并被上述支撐基板支撐的彎曲部，以在上述感應電極的上述平板部和上述支撐基&間產生空隙的方式， 上述感應電極被上述支撐M支撐。
5. —種電氣i更備，其特征在于，具備 權利要求1所述的離子發生裝置，送風部，其用于將用上述離子發生裝置產生的正離子及負離子的至少 一種借助送風氣流送出到電氣設備的外部。
6. —種離子發生裝置，用于通過放電使離子發生，其特征在于，具備離子發生元件，其包含具有針狀頂端的放電電極，和具有平板部且上 述平板部上具有圃形貫通孔的感應電極，高壓變壓器，其用于向上述離子發生元件供給高電壓，高電壓發生電路，其用于驅動上述高壓變壓器， 電源輸入連接器，其與上述高電壓發生電路電連接，殼體，其內部分別配置有上述離子發生元件、上述高壓變壓器、上述高電壓發生電路及上述電源輸入連接器；上M電電極的上述頂端，貫通上述感應電極的上述貫通孔并突出到 上述感應電極的上述平板部的上表面的上側，上述離子發生元件、上述高壓變壓器、上述高電壓發生電路及上述電 源輸入連接器，分別相互平面地配置，且在上述殼體內配置成一體。
7. 根據權利要求6所述的離子發生裝置，其特征在于，還具備在內部配置有上逸故電電極和上述感應電極的殼體，上述殼體具有形成有通向上述感應電極的上述貫通孔的離子放出用孔 的頂板，上逸故電電極的上述頂端，配置成不突出到上述頂板的頂面的上側。
8. 根據權利要求6所述的離子發生裝置，其特征在于，上l改電電極的上述頂端突出到上述感應電極的上述平板部的上述上 表面的上側的長度，比上述貫通孔的半徑小。
9. 根據權利要求6所述的離子發生裝置，其特征在于， 還具備支撐上述感應電極的支撐基敗，上述感應電極具有從上述平板部彎曲并被上述支撐基板支撐的彎曲部，以在上述感應電極的上述平板部和上述支撐基板間產生空隙的方式， 上述感應電極被上述支撐M支撐。
10. —種電氣i殳備，其特征在于，具備 權利要求6所述的離子發生裝置，送風部，其用于將用上述離子發生裝置產生的正離子及負離子的至少 一種，借助送風氣流送出到電氣設備的外部。
專利摘要本實用新型提供一種能夠提高離子放出效率的離子發生裝置及具備該離子發生裝置的電氣設備。離子發生裝置(30)具備放電電極(2)和感應電極(1)。放電電極(2)具有針狀的頂端。感應電極(1)具有圓形的貫通孔(1a)。放電電極(2)的頂端，貫穿感應電極(1)的貫通孔(1a)，突出到感應電極(1)的上表面(1c)的上側。
文檔編號F24F1/00GK201360100SQ20082017902
公開日2009年12月9日 申請日期2008年12月29日 優先權日2008年7月31日
發明者世古口美德 申請人:夏普株式會社