CN104541581A - 离子发生装置及具备其的除电装置 - Google Patents

Abstract

提供一种离子发生装置，具备多个放电电极，能确保接近使用时的除电速度和正负离子量的平衡，具备优良的除电性能。具备：多个放电电极(10)，其分别生成正或负的离子；风扇(14)，其将从放电电极(10)生成的离子向外部送风；以及金属网(15)，其配置在离子的送风口，金属网(15)具有第1网眼部(N1)和与第1网眼部(N1)相比网眼更大的第2网眼部(N2)，放电电极(10)在投影的状态下位于第1网眼部(N1)。

Description

离子发生装置及具备其的除电装置

技术领域

本发明涉及产生正离子和负离子的离子发生装置以及将带电的对象物的带电利用正离子和负离子除去的除电装置。

背景技术

使用离子发生装置的对象技术领域及其应用领域(装置)涉及多个方面。主要用于工业的可举出电子照片带电装置、空气消毒、杀菌或除臭装置、电子集尘装置、臭氧发生装置、静电喷涂装置等，例如在液晶显示装置、半导体装置的制造工序等中，为了防止超净车间内的静电障碍而作为除电装置使用。

除电装置通过对带电的对象物照射利用电晕放电使周围的空气分子电离而生成的正负离子来进行除电。当正负离子的释放量偏向任一方时，有时反而使对象物带电，因此调节平衡，使得正负离子相等。

最近，随着利用除电装置的使用环境的省空间化，要求在使除电装置接近对象物的状态下也能使用除电装置。但是，当使除电装置接近对象物时，存在对象物由于产生于放电电极的电场而带电的问题。

因此，如图7所示，专利文献1的除电装置90具备：至少一个放电电极91，其用于产生离子；风扇92，其用于使离子飞出；箱体94，其设有向风扇部开口的箱体开口部93；以及遮挡部95，其网状地设有遮挡箱体开口部93的遮挡条95a，由此将遮挡部95与各放电电极91重叠配置而形成电场阻断部，防止由放电电极91的电场造成的对象物带电。

另外，在专利文献2中，在点状地吹出离子的喷嘴开口设有金属网格栅的电离器中，将格栅的网眼的空间率SR设定在35％以上且65％以下的范围，由此除了保持离子平衡以外，还防止除电能力的降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特许第4290437号公报

专利文献2：特开2008－41345号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1的除电装置90没有公开将阻断电场的遮挡部95的面积设为何种程度，当电场阻断部过大时，存在除电时间变长而除电能力降低的问题。

另外，专利文献2的电离器使点状的喷嘴开口中的格栅的空间率SR实现最佳化，在对象物比较小的情况下，能改善离子平衡，但就从多个放电电极向较大的对象物释放离子的除电装置而言，专利文献2的空间率SR未必一定是最佳的，存在除电能力降低而无法取得离子平衡的问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种离子发生装置，具备多个放电电极，能确保接近使用时的除电速度和离子平衡，具备优良的除电性能。

用于解决问题的方案

本发明的离子发生装置具备：多个放电电极，其分别生成正或负的离子；风扇，其将由放电电极生成的离子向外部送风；以及金属网，其配置在离子的送风口，上述离子发生装置的特征在于，金属网具有第1网眼部和与第1网眼部相比网眼更大的第2网眼部，放电电极在投影的状态下位于第1网眼部。

另外，本发明的特征在于，在上述构成的离子发生装置中，放电电极在投影的状态下位于与第1网眼部的线部重叠的位置。

另外，本发明的特征在于，在上述构成的离子发生装置中，放电电极是针状电极。

另外，本发明的特征在于，在上述构成的离子发生装置中，针状电极的顶端部在投影的状态下位于与第1网眼部的线部重叠的位置。

另外，本发明的特征在于，在上述构成的离子发生装置中，针状电极的顶端部在投影的状态下位于与第1网眼部的交点重叠的位置。

另外，本发明的特征在于，在上述构成的离子发生装置中，放电电极配置成线状，金属网的第1网眼部和第2网眼部与放电电极的配置相应地交替配置。

另外，本发明的特征在于，在上述构成的离子发生装置中，风扇是横流风扇。

另外，本发明的除电装置的特征在于，具备上述任一个离子发生装置。

发明效果

根据本发明，可提供一种离子发生装置，具备多个放电电极，能确保接近使用时的除电速度和正负离子量的平衡，具备优良的除电性能。

附图说明

图1是用于说明本发明实施方式的除电装置的示意图。

图2是表示本发明实施方式的除电装置的构成和除电性能的测定条件的俯视图。

图3(A)～(C)是表示设于本发明实施方式的除电装置的金属网的种类的示意图。

图4(A)是表示距离使用图3所示的各种金属网的除电装置的距离与离子平衡的关系的图，图4(B)是表示距离使用图3所示的各种金属网的除电装置的距离与除电时间的关系的图。

图5(A)、(A2)、(D)、(D2)是表示本发明实施方式的除电装置的金属网的第1网眼部N1和第2网眼部N2的示意图。

图6(A)是表示距离使用图5所示的各种金属网的除电装置的距离与离子平衡的关系的图，图6(B)是表示距离使用图5所示的各种金属网的除电装置的距离与除电时间的关系的图。

图7是表示专利文献1的除电装置的示意图。

具体实施方式

以下用图1至图6详细地说明本发明的实施方式。作为实施方式，示出将本发明的离子发生装置具体化后的除电装置。此外，实施方式终究作为一个例子而示出，并不限定本发明的技术范围。

图1是用于说明本实施方式的除电装置100的示意图。如图1所示，本实施方式的除电装置100具备：放电单元11，其作为放电电极10具有生成正离子的针状电极10a和生成负离子的针状电极10b；高压电路12，其对放电单元11供给高电压；以及控制电路13，其控制放电单元11和高压电路12。

此外，具备：风扇14，其用于将由放电单元11生成的正负离子向被除电物送风；以及金属网15，其设置在放电单元11的离子送风口(未图示)。

在图1中一并示出用于测定除电装置100的除电性能的构成，配置有作为被除电物的充电板80和测定充电板80的电位的表面电位计81。充电板80是由TRECK公司生产的产品，重叠有150×150mm的矩形金属板，具有20pF的静电电容。

测定离子平衡和除电时间来评价除电装置100的除电性能。在将充电板80暂时接地而将表面电位设为0V后，使除电装置100的离子风碰到配置于规定位置的充电板80，用表面电位计81测定充电板80的带电量(单位：V)而求出离子平衡。另外，除电时间(单位：秒)是测定对充电板80从1kV到100V进行除电的时间和从－1kV到－100V进行除电的时间，并将两者的平均值作为除电时间来求出。

图2是针对除电装置100示出除电性能的测定方法的俯视图。如图2所示，在除电性能的测定中，在从除电装置100离开50mm、100mm、300mm的距离处配置充电板80，使充电板80的中心向作为用×标记示出的送风口的宽度方向的9个点(0mm、±50mm、±100mm、±150mm、±200mm)移动，包括面内不匀在内测定离子平衡和除电时间。

在图2中，详细地说明除电装置100的结构，在放电单元11中，作为放电电极10成对地设置有生成正离子的针状电极10a和生成负离子的针状电极10b。在针状电极10a、10b使用施加与生成的离子为相同极性的高压脉冲的DC方式，但也可以使用通过按每一定时间切换极性来驱动而从1个针状电极10交替地生成正负离子的AC方式。使用多个放电单元11，由此能增加离子整体的释放量，增大除电面积，在这种情况下，在除电装置100的送风口的宽度方向并排配置。

在放电单元11的后方，配置有用于将生成的正负离子向被除电物释放的风扇14，在释放离子的放电单元11的前方，从针状电极10离开而配置有金属网15。风扇14适用例如与并排配置的放电单元11相应地生成幅度宽的空气流的横流风扇。

金属网15具有例如多个导线15a、15b(参照图3A～C)相互交叉而形成的网眼部，针状电极10a、10b的顶端和构成网眼部的导线15a、15b以投影于离子的释放方向而重叠的方式配置。由此，产生于针状电极10a、10b的电场被金属网15的导线15a、15b遮蔽而不会向外部漏出，并且从针状电极10a、10b释放出的正负离子能经过金属网15的网眼部而照射到被除电物。此外，由于金属网15在不与接地电位连接而以电悬浮的状态使用，由此能防止释放出的离子被金属网15吸收而减少。

图3A～图3C是从放电电极10侧观看网眼部的大小各自不同的金属网15A、15B、15C的示意图。金属网15A～15C，其网眼部使用铝等具有导电性的导线15a、15b，具有将横向导线15a和纵向导线15b以网眼状组合而形成的空间部。金属网15A～15C的材料除了上述铝以外还能使用铜等导电率小的材料。

如图3A～图3C所示，对于金属网15A，金属网15B、15C通过追加或中间拔除横向的导线15a或者纵向的导线15b来变更网眼部的大小。金属网15A、15B、15C的网眼部的大小可以用根据网眼部的空间截面面积的比率求出的空间率SR来定义。

空间率SR使用每一网眼的“(除了线径的空间截面面积)÷(包含线径的空间截面面积)×100”来算出。在图3A的金属网15A中，如果将导线15a、15b的线径设为0.7mm，将导线15a、15b的间隔设为7.0mm，则根据上述计算式，金属网15A的空间率SR成为82％。同样，金属网15B是在金属网15A的横向和纵向追加导线15a、15b，将导线15a、15b的间隔缩窄为一半，由此将空间率SR设为67％。另外，金属网15C是将金属网15A的导线15b中间拔除，将横向的间隔扩大为4倍，由此将空间率SR设为89％。

图4A和图4B是针对表示网眼部的大小的空间率SR各自不同的3种金属网15A～15C，在从除电装置100离开50～300mm的距离处配置充电板80来测定除电性能，将各距离的离子平衡和除电时间图表化的图。此外，离子平衡表示上述9个点测定值的平均值。

如图4A所示，可知当在除电装置100和充电板80之间的距离为50～100mm的近距离下使用时，空间率SR为67％较小时的金属网15B，离子平衡为－5.3V～－11.1V偏差最大，无法充分地进行除电。另外，空间率SR为89％的较大的金属网15C，在除电装置100和充电板80之间的距离为50mm的接近的距离下，离子平衡为－6.2V，也出现较大的偏差，无法充分地进行除电。空间率SR为82％的金属网15A，在除电装置100和充电板80之间的距离为50～100mm的近距离下，虽然离子平衡为－3.2V较小，但还处于需改善的水平。

关于除电时间，当空间率SR变小时，离子难以通过，因此，金属网15B与金属网15A或金属网15C相比，除电时间增加了0.1～0.2秒左右。

如图4A所示，离子平衡当距离除电装置100的距离越远则越接近0V而越良好。可以考虑该现象是，距离除电装置100的距离越远，则正负离子被搅拌，而离子平衡越稳定。因此，考虑到在离子平衡比较良好的金属网15A中，通过增大从针状电极10离开的网眼部的空间率SR，来增加从远离针状电极10的网眼部经过而被释放的离子量。

图5A、图5A2、图5D、图5D2表示出设有整体均匀地形成的第1网眼部N1的金属网15A、15A2；以及设有第1网眼部N1和与第1网眼部N1相比网眼更大的第2网眼部N2的金属网15D、15D2。具体地，形成为金属网15A、15A2和15D、15D2的第1网眼部N1的空间率SR成为82％，金属网15D、15D2的第2网眼部N2的空间率SR成为88％。

并且，针对使第1网眼部N1的交点与针状电极10的顶端一致而配置的情况(金属网15A、金属网15D)以及使第1网眼部N1的交点与针状电极10的顶端错开而配置的情况(金属网15A2、金属网15D2)，在从除电装置100离开50～300mm的距离处配置充电板80而检测了除电性能。

图6A和图6B是作为除电性能将规定距离处的离子平衡和除电时间图表化后的图。如图6A所示，可知除电装置100和充电板80之间的距离为50mm、100mm的近距离的离子平衡与金属网15的网眼部整体成为相同的空间率SR的情况(金属网15A、金属网15A2)相比，在从针状电极10离开的部分设有空间率SR大的第2网眼部N2(金属网15D、金属网15D2)的情况下更能改善离子平衡。

另外，可知针对金属网15的交点和针状电极10的顶端的错位，增大第2网眼部N2的空间率SR(金属网15D2)的情况与均匀地设有网眼部(金属网15A2)的情况相比，离子平衡的劣化更小。

即，通过在从针状电极10离开的部分具有与第1网眼部N1相比网眼更大的第2网眼部N2，由此经过第2网眼部N2的离子释放量增加，因此能改善离子平衡。另外，由于离子的释放量増加，只要针状电极10的顶端与网眼部的线部重叠，则即使针状电极10的顶端与网眼部的交点有些错位，也能抑制离子平衡的劣化，因此能容易地制造除电装置100。

当然，通过以使针状电极10的顶端和金属网15的交点重叠的方式进行配置，由此不会出现从针状电极10向外部漏出电场而使电荷被诱导到被除电物的情况，能有效地提高除电性能。

根据以上内容，本实施方式的离子发生装置具备：多个放电电极10，其分别生成正或负的离子；风扇14，其将从放电电极10生成的离子向外部送风；以及金属网15，其配置在离子的送风口，金属网15具有第1网眼部N1和与第1网眼部N1相比网眼更大的第2网眼部N2，放电电极10在投影的状态下位于第1网眼部N1，由此当作为除电装置使用时，能实现接近使用时的离子平衡的改善和除电时间的缩短，能实现除电能力高的除电装置。

附图标记说明

10  针状电极

11  放电单元

12  高压电路

13  控制电路

14  风扇

15  金属网

80  充电板

81  表面电位计

100 除电装置

N1  第1网眼部

N2  第2网眼部

Claims (8)

1.一种离子发生装置，具备：

多个放电电极，其分别生成正或负的离子；

风扇，其将由上述放电电极生成的离子向外部送风；以及

金属网，其配置在上述离子的送风口，上述离子发生装置的特征在于，

上述金属网具有第1网眼部和与上述第1网眼部相比网眼更大的第2网眼部，

上述放电电极在投影的状态下位于上述第1网眼部。

2.根据权利要求1所述的离子发生装置，其特征在于，

上述放电电极在投影的状态下位于与上述第1网眼部的线部重叠的位置。

3.根据权利要求2所述的离子发生装置，其特征在于，

上述放电电极是针状电极。

4.根据权利要求3所述的离子发生装置，其特征在于，

上述针状电极的顶端部在投影的状态下位于与上述第1网眼部的线部重叠的位置。

5.根据权利要求4所述的离子发生装置，其特征在于，

上述针状电极的顶端部在投影的状态下位于与上述第1网眼部的交点重叠的位置。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的离子发生装置，其特征在于，

上述放电电极配置成线状，上述金属网的上述第1网眼部和上述第2网眼部与上述放电电极的配置相应地交替配置。

7.根据权利要求6所述的离子发生装置，其特征在于，

上述风扇是横流风扇。

8.一种除电装置，其特征在于，

具备权利要求1至7中的任一项所述的离子发生装置。