CN202651620U - 离子产生装置和使用它的电器设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供离子产生装置和使用它的电器设备。在该离子产生装置中，在第一印刷电路板（5）的表面上形成有感应电极（3、4），在感应电极（3、4）的内侧开设有孔（5a、5b），针电极（1、2）装载在第二印刷电路板（6）上，且针电极（1、2）的前端部插入孔（5a、5b）中。即使在尘埃堆积于第一和第二印刷电路板（5、6）上的状态下而放置在高湿度环境下时，也可以防止电流在针电极（1、2）和感应电极（3、4）之间泄漏。

Description

离子产生装置和使用它的电器设备

技术领域

本实用新型涉及离子产生装置和使用它的电器设备，特别涉及具有感应电极和针电极并产生离子的离子产生装置和使用它的电器设备。

背景技术

以往，离子产生装置包括基板、感应电极和针电极。感应电极被做成环状，并装载在基板的表面上。针电极的基端部设置在基板上，其前端部配置在感应电极的中央部。在针电极和感应电极之间施加高电压时，在针电极的前端部产生电晕放电，生成离子。生成的离子用送风机送向室内，包围空气中浮游的霉菌和病毒，将其分解（例如参照日本专利公开公报特开2010－044917号（专利文献1））。

专利文献1：日本专利公开公报特开2010－044917号

然而，在以往的离子产生装置中，由于把针电极和感应电极装载在一块基板的表面上，所以在尘埃堆积于基板表面的状态下而放置在高湿度环境下时，电流通过吸湿的尘埃而在针电极和感应电极之间泄漏，导致离子产生量减少。

实用新型内容

因此，本实用新型的主要目的在于提供一种即使在高湿度环境下也可以稳定地产生离子的离子产生装置，以及使用它的电器设备。

本实用新型的离子产生装置具有感应电极和针电极，并产生离子，其包括：第一基板，开设有孔；以及第二基板，设置成与第一基板的一侧表面相对。感应电极设置在第一基板的孔的周围。针电极的基端部设置在第二基板上，针电极的前端部插入孔中。因此，由于把感应电极和针电极分别设置在第一和第二基板上，所以即使在尘埃堆积于第一和第二基板上的状态下而放置在高湿度环境下时，也可以防止电流在针电极和感应电极之间泄漏，可以稳定地产生离子。

优选的是，离子产生装置还包括盖构件，盖构件设置成覆盖第一基板的另一侧表面，并在与孔对应的位置上形成有筒形的凸起，凸起插入孔中，针电极插入凸起中。在这种情况下，由于用盖构件覆盖第一和第二基板，所以可以防止尘埃堆积在第一和第二基板上。此外，即使尘埃通过凸起进入并堆积在第二基板上，也难以一直堆积到第一基板上。此外，由于设置有凸起，所以可以加大针电极和感应电极之间的空间距离。因此，可以更有效地防止电流在针电极和感应电极之间泄漏。

此外优选的是，针电极的前端部贯通凸起，并从盖构件伸出。在这种情况下，即使在尘埃滞留在凸起的开口部附近的情况下，也可以防止因针电极的前端部被埋在尘埃中而妨碍针电极的放电。此外，即使在尘埃附着在针电极的前端部上的情况下，通过边向针电极的前端部送风边在针电极上施加高电压，可以将尘埃从针电极上抖掉。

此外优选的是，感应电极在第一基板的孔的周围形成环状。

此外优选的是，第一基板是印刷电路板，感应电极由印刷电路板的布线层形成。在这种情况下，能以低成本形成感应电极，可以降低离子产生装置的成本。

此外，本实用新型的电器设备包括上述离子产生装置和送风部，送风部送出离子产生装置产生的离子。

在本实用新型的离子产生装置中，由于把感应电极和针电极分别设置在第一和第二基板上，所以即使在尘埃堆积于第一和第二基板上的状态下而放置在高湿度环境下时，也可以防止电流在针电极和感应电极之间泄漏，可以稳定地产生离子。

附图说明

图1是表示本实用新型一个实施方式的离子产生装置结构的断面图。

图2是图1所示的离子产生装置的立体图。

图3是表示从图2所示的离子产生装置取下盖构件的状态的立体图。

图4是表示图1所示的离子产生装置结构的电路图。

图5是表示使用图1所示的离子产生装置的空气净化机结构的断面图。

图6是表示实施方式的比较例的断面图。

附图标记说明

1、2、51、52 针电极

3、4、53、54 感应电极

5、6、55 印刷电路板

5a、5b、56a、56b 孔

10 箱体

11、56 盖构件

11a、11b 凸起

12 电路基板

13 电路元件

14 变压器

15 树脂

T1 电源端子

T2 接地端子

20、24、28、32、33 二极管

21～23、25 电阻元件

26 NPN双极晶体管

27、31 升压变压器

27a、31a 初级线圈

27b 基极线圈

27c、31b 次级线圈

29 电容器

30 二极晶闸管

40 主体

40a 吸入口

40b、40c 吹出口

41 管道

42 横流风扇

43 离子产生装置

44 格栅

45 过滤器

46 风扇罩

具体实施方式

如图1～图3所示，本实用新型一个实施方式的离子产生装置包括：针电极1，用于产生正离子；针电极2，用于产生负离子；环状的感应电极3，用于在其与针电极1之间形成电场；环状的感应电极4，用于在其与针电极2之间形成电场；以及两块长方形的印刷电路板5、6。

印刷电路板5、6隔开规定的间隔，并在图1中的上下方向平行配置。在印刷电路板5长边方向的一个端部的表面上，用印刷电路板5的布线层形成感应电极3。在感应电极3的内侧开设有贯通印刷电路板5的孔5a。此外，在印刷电路板5长边方向的另一个端部的表面上，用印刷电路板5的布线层形成感应电极4。在感应电极4的内侧开设有贯通印刷电路板5的孔5b。

各针电极1、2被设置成与印刷电路板5、6垂直。即，针电极1的基端部被插入并嵌合到印刷电路板6的孔中，其前端部贯通印刷电路板5的孔5a的中心。此外，针电极2的基端部被插入并嵌合到印刷电路板6的孔中，其前端部贯通印刷电路板5的孔5b的中心。各针电极1、2的基端部用锡焊固定在印刷电路板6上。各针电极1、2的前端部呈尖锐状。

此外，该离子产生装置包括：长方体形的箱体10，具有比印刷电路板5、6稍大的长方形的开口部；盖构件11，用于关闭箱体10的开口部；电路基板12；电路元件13；以及变压器14。

箱体10用绝缘性的树脂制成。把箱体10的下部做成比上部稍小，在箱体10的内壁上，在箱体10的上部和下部的边界形成台阶。此外，箱体10的下部用隔板10a在长边方向分成两部分。变压器14被收容在隔板10a的一侧的底部。电路基板12设置在隔板10a和台阶的上方，以封闭隔板10a的另一侧空间。电路元件13装载在电路基板12的下表面上，并收容在隔板10a的另一侧空间中。

印刷电路板5、6收容在箱体10的上部。电路基板12、变压器14和印刷电路板5、6利用布线电连接。在箱体10内的高电压部填充有绝缘用的树脂15。树脂15一直填充到印刷电路板6的下表面。此外，在本实施方式中，由于连接在变压器14初级一侧的电路元件13不需要用树脂15进行绝缘，所以在隔板10a的另一侧空间中没有填充树脂15。

盖构件11用绝缘性的树脂制成。在箱体10的内壁的上端部形成有槽，在盖构件11长边方向的两端突出设置有插入箱体10的槽中的卡止部。此外，在盖构件11的下表面上，在与孔5a和针电极1对应的位置上形成有圆筒形的凸起11a。此外，在盖构件11的下表面上，在与孔5b和针电极2对应的位置上形成有圆筒形的凸起11b。

凸起11a、11b的内径分别比针电极1、2的外径大。此外，凸起11a、11b的外径分别比印刷电路板5的孔5a、5b的内径小。凸起11a、11b分别贯通印刷电路板5的孔5a、5b。在凸起11a、11b的前端面（下端面）和印刷电路板6的表面之间形成有微小的间隙。针电极1、2分别贯通凸起11a、11b，针电极1、2的前端部在盖构件11的上方伸出10mm左右。

图4是表示离子产生装置结构的电路图。在图4中，离子产生装置除了具有针电极1、2和感应电极3、4以外，还具有电源端子T1、接地端子T2、二极管20、24、28、32、33、电阻元件21～23、25、NPN双极晶体管26、升压变压器27、31、电容器29和二极晶闸管30。图4的电路中的针电极1、2和感应电极3、4以外的部分，由图1中的电路基板12、电路元件13和变压器14等构成。

在电源端子T1和接地端子T2上分别连接有直流电源的正极和负极。在电源端子T1上施加直流电源电压（例如＋12V或＋15V），且接地端子T2接地。二极管20和电阻元件21～23串联在电源端子T1和晶体管26的基极之间。晶体管26的发射极连接在接地端子T2上。二极管24连接在接地端子T2和晶体管26的基极之间。

二极管20用于在直流电源的正极和负极反向连接在电源端子T1和接地端子T2上时切断电流，以保护直流电源。电阻元件21、22是用于限制升压动作的元件。电阻元件23是启动电阻元件。二极管24作为晶体管26的反向击穿保护元件进行动作。

升压变压器27包括初级线圈27a、基极线圈27b和次级线圈27c。初级线圈27a的一个端子连接在电阻元件22、23之间的节点N22上，其另一个端子连接在晶体管26的集电极上。基极线圈27b的一个端子通过电阻元件25连接在晶体管26的基极上，其另一个端子连接在接地端子T2上。次级线圈27c的一个端子连接在晶体管26的基极上，其另一个端子通过二极管28和电容器29连接在接地端子T2上。

升压变压器31包括初级线圈31a和次级线圈31b。二极晶闸管30连接在二极管28的阴极和初级线圈31a的一个端子之间。初级线圈31a的另一个端子连接在接地端子T2上。次级线圈31b的一个端子连接在感应电极3、4上，其另一个端子连接在二极管32的阳极和二极管33的阴极上。二极管32的阴极连接在针电极1的基端部上，二极管33的阳极连接在针电极2的基端部上。

电阻元件25是限制基极电流的元件。二极晶闸管30在端子间电压达到导通电压时成为导通状态，在电流处于最小保持电流以下时成为非导通状态。

下面对该离子产生装置的动作进行说明。电容器29利用RCC方式开关电源动作来进行充电。即，在电源端子T1和接地端子T2之间施加直流电源电压时，电流从电源端子T1通过二极管20和电阻元件21～23流向晶体管26的基极，晶体管26成为导通状态。由此，电流在升压变压器27的初级线圈27a中流动，在基极线圈27b的端子之间产生电压。

基极线圈27b的绕线方向被设定成在晶体管26成为导通状态时，使晶体管26的基极电压进一步升高。因此，基极线圈27b的端子之间产生的电压在正反馈状态下使晶体管26的导通电阻值降低。此时，设定次级线圈27c的绕线方向，以便用二极管28阻止通电，从而在次级线圈27c中没有电流。

这样，通过持续增加初级线圈27a和晶体管26中流过的电流，晶体管26的集电极电压升高到脱离饱和区域。由此，初级线圈27a的端子间电压降低，基极线圈27b的端子间电压也降低，晶体管26的集电极电压进一步升高。因此，在正反馈状态下进行动作，晶体管26快速变成非导通状态。此时，次级线圈27c在二极管28的导通方向产生电压。由此，电容器29被充电。

如果电容器29的端子间电压升高，并达到二极晶闸管30的导通电压，则二极晶闸管30如齐纳二极管那样动作，进一步流过电流。如果二极晶闸管30中流过的电流达到导通电流，则二极晶闸管30大体成为短路状态，向电容器29充电的电荷通过二极晶闸管30和升压变压器31的初级线圈31a放电，在初级线圈31a中产生脉冲电压。

如果初级线圈31a中产生脉冲电压，则次级线圈31b中交替衰减地产生正和负的高电压脉冲。正高电压脉冲通过二极管32施加在针电极1上，负高电压脉冲通过二极管33施加在针电极2上。由此，在针电极1、2的前端产生电晕放电，分别产生正离子和负离子。

另一方面，如果电流在升压变压器27的次级线圈27c中流动，则初级线圈27a的端子间电压升高，使晶体管26再次导通，反复进行以上的动作。在晶体管26的基极中流动的电流越大，该动作的反复速度越快。因此，通过调整电阻元件21的电阻值，可以调整在晶体管26的基极流动的电流，进而可以调整针电极1、2的放电次数。

此外，正离子是在氢离子（H^＋）的周围附着有多个水分子的簇离子，表示为H^＋（H₂O）_m（其中，m为任意的自然数）。此外，负离子是在氧离子（O₂ ^-）的周围附着有多个水分子的簇离子，表示为O₂ ^-（H₂O）_n（其中，n为任意的自然数）。此外，如果向室内释放正离子和负离子，则两种离子包围空气中浮游的霉菌和病毒的周围，在其表面上相互发生化学反应。利用此时生成的作为活性基的氢氧化自由基（·OH）的作用，去除浮游霉菌等。

图5是表示使用图1～图4所示的离子产生装置的空气净化机结构的断面图。图5中，在该空气净化机中，在主体40下部的背面设置有吸入口40a，在主体40上部的背面和前面分别设置有吹出口40b、40c。此外，在主体40的内部设置有管道41，管道41下端的开口部被设置成与吸入口40a相对，管道41的上端连接在吹出口40b、40c上。

在管道41下端的开口部上设置有横流风扇42，在管道41的中央部设置有离子产生装置43。离子产生装置43是图1～图4所示的装置。离子产生装置43的主体被固定于管道41的外壁面，其针电极1、2贯通管道41的壁并向管道41内伸出。两根针电极1、2排列在与管道41内的空气流动方向垂直的方向上。

此外，在吸入口40a上设置有树脂制的格子状的格栅44，在格栅44的内侧贴有网眼状的薄的过滤器45。在过滤器45的里侧设置有风扇罩46，使异物和用户的手指不会进入横流风扇42。

如果驱动横流风扇42转动，则室内的空气通过吸入口40a被吸入管道41内。吸入的空气含有的霉菌等利用离子产生装置43生成的离子去除。通过了离子产生装置43的净化空气经由吹出口40b、40c向室内送出。

在本实施方式中，由于把感应电极3、4装载在印刷电路板5上，把针电极1、2装载在印刷电路板6上，所以即使在尘埃堆积于印刷电路板5、6的状态下把离子产生装置放置在高湿度环境下时，也可以防止电流在针电极1、2和感应电极3、4之间泄漏，可以稳定地产生离子。

此外，由于用盖构件11覆盖印刷电路板5、6，所以可以防止尘埃堆积在印刷电路板5、6上。此外，即使尘埃通过凸起11a、11b进入并堆积在印刷电路板6上，也难以一直堆积到印刷电路板5上。此外，盖构件11的凸起11a、11b分别插入印刷电路板5的孔5a、5b中，并在凸起11a、11b中分别插入针电极1、2，所以可以加大针电极1、2和感应电极3、4之间的空间距离。因此，可以更有效地防止电流在针电极1、2和感应电极3、4之间泄漏。

此外，由于针电极1、2的前端部贯通凸起11a、11b，并伸出到盖构件11的上方，所以即使在尘埃滞留在凸起11a、11b的开口部附近的情况下，也可以防止因针电极1、2的前端部被埋在尘埃中而导致针电极1、2的放电受到妨碍。此外，即使在尘埃附着在针电极1、2的前端部的情况下，通过边向针电极1、2的前端部送风边在针电极1、2上施加高电压，也可以把尘埃从针电极1、2上抖掉。

此外，由于使用印刷电路板5的布线层形成感应电极3、4，所以能够以低成本形成感应电极3、4，可以降低离子产生装置的成本。

另外，在本实施方式中，使针电极1、2的前端伸出到盖构件11的上方，但也可以使针电极1、2的前端比盖构件11的上表面低。

此外，在本实施方式中，使用印刷电路板5的布线层形成感应电极3、4，但也可以用金属板形成各感应电极3、4。此外，各感应电极3、4也可以不是环状。

图6是表示上述实施方式的比较例的离子产生装置结构的断面图。在图6中，该离子产生装置包括：针电极51，用于产生正离子；针电极52，用于产生负离子；环状的感应电极53，用于在其与针电极51之间形成电场；环状的感应电极54，用于在其与针电极52之间形成电场；长方形的印刷电路板55；以及平板形的盖构件56。

感应电极53用金属板做成环状，装载在印刷电路板55表面的一个端部上。针电极51的基端部插入并嵌合到印刷电路板55的一个端部的孔中，其前端部被配置在感应电极53的中央部。感应电极54用金属板做成环状，装载在印刷电路板55表面的另一个端部上。针电极52的基端部插入并嵌合到印刷电路板55的另一个端部的孔中，其前端部被配置在感应电极54的中央部。

印刷电路板55被收容在箱体10的上部。箱体10的开口部被盖构件56关闭。在盖构件56上，在分别与针电极51、52相对的位置上开设有孔56a、56b。针电极51、52的前端收容在箱体10内。针电极51、52产生的离子通过盖构件56的孔56a、56b提供到外部。

在该离子产生装置中，由于针电极51、52和感应电极53、54装载在一块印刷电路板55上，所以在尘埃堆积于印刷电路板55表面的状态下而放置在高湿度环境下时，电流通过吸湿的尘埃而在针电极51、52和感应电极53、54之间泄漏，导致离子产生量减少。

此外，由于针电极51、52的前端部没有伸出到箱体10外，所以即使把离子产生装置设置在管道41内的情况下，也不能使针电极51、52的前端部产生的离子有效地随着管道41内的风而释放到外部。

以上公开的实施方式的所有内容均为例示，而不是限制性的内容。本实用新型的范围不限于上述说明，而是由权利要求来表示，并包含与权利要求等同的内容以及权利要求范围内的任意变形。

Claims (6)

1.一种离子产生装置，具有感应电极（3、4）和针电极（1、2），并产生离子，其特征在于包括：

第一基板（5），开设有孔（5a、5b）；以及

第二基板（6），设置成与所述第一基板（5）的一侧表面相对，

所述感应电极（3、4）设置在所述第一基板（5）的所述孔（5a、5b）的周围，

所述针电极（1、2）的基端部设置在所述第二基板（6）上，所述针电极（1、2）的前端部插入所述孔（5a、5b）中。

2.根据权利要求1所述的离子产生装置，其特征在于，

还包括盖构件（11），所述盖构件（11）设置成覆盖所述第一基板（5）的另一侧表面，并在与所述孔（5a、5b）对应的位置上形成有筒形的凸起（11a、11b），

所述凸起（11a、11b）插入所述孔（5a、5b）中，所述针电极（1、2）插入所述凸起（11a、11b）中。

3.根据权利要求2所述的离子产生装置，其特征在于，所述针电极（1、2）的前端部贯通所述凸起（11a、11b），并从所述盖构件（11）伸出。

4.根据权利要求1所述的离子产生装置，其特征在于，所述感应电极（3、4）在所述第一基板（5）的所述孔（5a、5b）的周围形成环状。

5.根据权利要求1所述的离子产生装置，其特征在于，

所述第一基板（5）是印刷电路板（5），

所述感应电极（3、4）由所述印刷电路板（5）的布线层形成。

6.一种电器设备，其特征在于包括：

权利要求1~5中任意一项所述的离子产生装置（43）；以及

送风部（41、42），送出所述离子产生装置（43）产生的离子。

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