JP2009283168A - Ion generating element - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はイオン発生素子に関する。 The present invention relates to an ion generating element.
従来、イオンを発生させる方法としては、水に衝撃を与えることによってイオンを発生させるレナード効果を利用する方法と、電極に高電圧を印加することによって電気的にイオンを発生させる方法とがある。このようにして生成されたイオンは、除電を行ったり、細菌やウイルスの不活性化処理を行ったり、あるいは、イオンによって快適性を増加させたりするために用いられる。また、イオン発生時の放電エネルギーによって空気を浄化したり、空気中のイオンを移動させることによって空気の流れを発生させたりすることができる。 Conventionally, as a method for generating ions, there are a method using a Leonard effect for generating ions by giving an impact to water and a method for generating ions electrically by applying a high voltage to an electrode. The ions generated in this way are used for static elimination, inactivation treatment of bacteria and viruses, or for increasing comfort by ions. In addition, air can be purified by discharge energy when ions are generated, or an air flow can be generated by moving ions in the air.
電極に高電圧を印加することによって放電させ、空気中の分子を解離させてイオンを発生させる方法では、針状電極や細線電極と対向電極との間に高電圧を印加することによって、イオンを発生させることができる。この方法を用いるイオン発生素子は、素子構造が比較的単純であるので、一般的に用いられている。 In a method in which a high voltage is applied to the electrode to discharge and ions are generated by dissociating molecules in the air, the ion is generated by applying a high voltage between the needle-like electrode or the fine wire electrode and the counter electrode. Can be generated. An ion generating element using this method is generally used because the element structure is relatively simple.
電極に高電圧を印加することによって放電させる別の方法としては、特開平1−2075号公報(特許文献1)に記載の固体放電装置のように、誘導電極上に誘電性ペーストを印刷、焼成して誘電体層を形成した後、その誘電体層の上に放電電極を形成して、誘電体層を挟んで形成された電極間に電圧を印加する沿面放電方式がある。沿面放電方式では、電極間に誘電体を介在させているため、空気中の電極間に電圧を印加する場合に比べて、一般的に低電圧でイオンを発生させることができる。 As another method of discharging by applying a high voltage to the electrode, a dielectric paste is printed and fired on the induction electrode as in a solid-state discharge device described in JP-A-1-2075 (Patent Document 1). There is a creeping discharge method in which after a dielectric layer is formed, a discharge electrode is formed on the dielectric layer, and a voltage is applied between the electrodes formed with the dielectric layer interposed therebetween. In the creeping discharge method, since a dielectric is interposed between the electrodes, ions can generally be generated at a lower voltage than when a voltage is applied between the electrodes in the air.
このようにしてイオンを発生させるイオン発生素子は、微生物の不活化やアレルゲンの失活、あるいは、半導体の製造工程における除電等の分野に応用されている。 The ion generating element that generates ions in this way is applied to fields such as inactivation of microorganisms, inactivation of allergens, or static elimination in a semiconductor manufacturing process.
例えば、特開2002−58731号公報(特許文献2)には、絶縁体を挟んで対向するように配置される、ステンレスメッシュなどの電極に交流電圧を印加することによって、正イオンと負イオンの両方を同時に発生させるイオン発生装置が記載されており、正イオン及び負イオンの化学反応によって除菌効果を得ることが記載されている。また、特開2004−251496号公報(特許文献3)には、抗原性物質に正イオンと負イオンとを作用させることによって、抗原性物質を失活させるために、電極に正極と負極の電圧を交互に印加して、正負両イオンを生成することが記載されている。一方、特開平8−273885号公報(特許文献4)には、除電電極に交流電圧を印加して、正負のイオンを生成し、このイオンによって帯電物体を除電することが記載されている。また、特開平8―298196号公報(特許文献5)には、プラスの放電針とマイナスの放電針に、それぞれ直流電圧を印加して、正イオンと負イオンを同時に発生させる除電器が記載されている。 For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-58731 (Patent Document 2), by applying an AC voltage to electrodes such as stainless meshes arranged to face each other with an insulator interposed therebetween, positive ions and negative ions can be obtained. An ion generator that generates both simultaneously is described, and it is described that a sterilization effect is obtained by a chemical reaction of positive ions and negative ions. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-251696 (Patent Document 3) discloses a voltage between a positive electrode and a negative electrode on an electrode in order to deactivate the antigenic substance by causing positive ions and negative ions to act on the antigenic substance. Are applied alternately to generate both positive and negative ions. On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-273858 (Patent Document 4) describes that an AC voltage is applied to a static elimination electrode to generate positive and negative ions, and the charged object is neutralized by the ions. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-298196 (Patent Document 5) describes a static eliminator that generates positive ions and negative ions simultaneously by applying a DC voltage to a positive discharge needle and a negative discharge needle, respectively. ing.
このように、イオンを利用して除電や微生物の除去を行なうためには、正イオンと負イオンの両方を発生させる必要がある。 Thus, in order to perform static elimination and microorganism removal using ions, it is necessary to generate both positive ions and negative ions.
正負のイオンを同時に発生させる方法としては、特開平8−273885号公報(特許文献4)に記載されているように、電極に高電圧の交流電圧を印加する方法や、特開平8−298196号公報(特許文献5)に記載されているように、正イオン発生電極と負イオン発生電極を個別に設けて、それぞれに極性の異なる電圧を印加することによって、正負のイオンを両方発生させることができる。一本の電極に交流電圧を印加する方法においては、イオン発生素子の電極部を小さくすることができる。 As a method for simultaneously generating positive and negative ions, as described in JP-A-8-273858 (Patent Document 4), a method of applying a high-voltage AC voltage to the electrode, or JP-A-8-298196 is disclosed. As described in the gazette (Patent Document 5), a positive ion generation electrode and a negative ion generation electrode are separately provided, and a voltage having a different polarity is applied to each to generate both positive and negative ions. it can. In the method of applying an alternating voltage to one electrode, the electrode part of the ion generating element can be made small.
また、発生したイオンを外部に送り出すための送風ファンを用いることなく、発生したイオンを電界中で電位により移動させることにより、イオン風を発生させてイオンを送り出す方法がある。実開平6−31099号公報(特許文献6)と特開平6−109274号公報(特許文献7)には、鋸歯形状に形成されるイオン発生用電極と、対向電極とを備えるイオン発生装置が記載されている。イオン発生用電極で発生したイオンは、イオン発生用電極と対向電極との間の電位差によって加速され、イオン風が発生する。 In addition, there is a method in which ions are sent out by generating ion wind by moving the generated ions by electric potential in an electric field without using a blower fan for sending out the generated ions to the outside. Japanese Utility Model Publication No. Hei 6-31099 (Patent Document 6) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-109274 (Patent Document 7) describe an ion generating device including an ion generating electrode formed in a sawtooth shape and a counter electrode. Has been. Ions generated at the ion generating electrode are accelerated by the potential difference between the ion generating electrode and the counter electrode, and an ion wind is generated.
特開2000−340391号公報(特許文献8)には、正イオン発生電極と負イオン発生電極を別々のケースに入れて隔離することによって、それぞれの電極で発生したイオンが再結合することを防いで正イオンと負イオンの両方を利用する除電器が記載されている。
しかしながら、レナード効果によってイオンを発生させる方法では、マイナスイオンのみが発生し、プラスイオンを発生させることができないという問題がある。また、水を用いるため、空気が加湿されたり、装置が大型になったりするという問題もある。 However, the method of generating ions by the Leonard effect has a problem that only negative ions are generated and positive ions cannot be generated. Moreover, since water is used, there is a problem that air is humidified and the apparatus becomes large.
また、特開2002−58731号公報(特許文献2)、特開2004−251496号公報(特許文献3)、特開平8−273885号公報(特許文献4)に記載されているように、1本の電極に交流電圧を印加して、1本の電極から正負のイオンを両方、ほぼ同時に、すなわち、同時期に発生させる場合には、正負のイオンが同じ場所で発生するため、発生した正イオンと負イオンとが空気中で結合して消滅しやすい。そのため、イオン量を増やすことが困難である。また、イオンを電極近傍から外部に送り出すためには、ファンによる送風や、圧縮空気の吹き付けによる送風が必要である。そのため、送風機構を含めた、イオン発生装置全体の寸法が大きくなるという問題がある。また、送風機構としてファンを設けることによって、ファンを駆動させるための電力が必要となるので、消費電力が大きくなる。 Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-58731 (Patent Document 2), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-25196 (Patent Document 3), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-273858 (Patent Document 4), In the case where both positive and negative ions are generated from one electrode at almost the same time, that is, at the same time, positive and negative ions are generated at the same place. And negative ions are likely to bond and disappear in the air. Therefore, it is difficult to increase the amount of ions. Further, in order to send ions from the vicinity of the electrode to the outside, it is necessary to blow with a fan or blow with compressed air. Therefore, there exists a problem that the dimension of the whole ion generator including a ventilation mechanism becomes large. In addition, by providing a fan as a blower mechanism, power for driving the fan is required, so that power consumption increases.
一方、特開平8−298196号公報(特許文献5)に記載されているように、正イオン発生電極と負イオン発生電極を別個に形成して、正イオンと負イオンを同時期に、場所を離して発生させる場合には、それぞれのイオン発生電極に直流電圧を印加する必要がある。このように、正負のイオン電極を別に形成する場合には電位差によってイオンを移動させることができるが、この場合であっても、正負のイオンを同時期に発生させた場合には、正イオン発生電極と負イオン発生電極とが近接していると正負のイオンが結合してイオン量が大きく減少し、イオンを外部に送出することが困難になる。そのため、イオン発生電極の間隔を大きくする必要があり、イオン発生素子が大型化するという問題がある。 On the other hand, as described in JP-A-8-298196 (Patent Document 5), a positive ion generation electrode and a negative ion generation electrode are formed separately, and the positive ion and the negative ion are simultaneously formed. When generating them separately, it is necessary to apply a DC voltage to each ion generating electrode. Thus, when positive and negative ion electrodes are separately formed, ions can be moved by a potential difference. Even in this case, positive and negative ions are generated when positive and negative ions are generated at the same time. When the electrode and the negative ion generating electrode are close to each other, positive and negative ions are combined to greatly reduce the amount of ions, and it is difficult to send the ions to the outside. Therefore, it is necessary to increase the interval between the ion generating electrodes, and there is a problem that the size of the ion generating element is increased.
特開2000−340391号公報(特許文献8)に記載の除電器のように、正イオン発生電極と負イオン発生電極とを別々のケースに入れる場合にも、装置が大型化してしまう。 Even when the positive ion generating electrode and the negative ion generating electrode are put in separate cases as in the static eliminator described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-340391 (Patent Document 8), the apparatus becomes large.
そこで、この発明の目的は、小型で、正負の両イオンを効率よく発生させることが可能なイオン発生素子を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an ion generating element that is small and can efficiently generate both positive and negative ions.
この発明に従ったイオン発生素子は、膜状の導電体によって基板上に形成され、高電圧を印加して正イオンを発生させるための尖端部を有する正イオン発生電極と、膜状の導電体によって基板上に形成され、高電圧を印加して負イオンを発生させるための尖端部を有する負イオン発生電極と、基板上に形成され、接地されている分離電極とを備え、正イオン発生電極の尖端部と、負イオン発生電極の尖端部とは、分離電極を挟んで対向するように配置されている。 An ion generating element according to the present invention includes a positive ion generating electrode formed on a substrate by a film-shaped conductor and having a tip for generating positive ions by applying a high voltage, and the film-shaped conductor. A positive ion generating electrode comprising a negative ion generating electrode having a tip for generating negative ions by applying a high voltage and a separation electrode formed on the substrate and grounded The tip portion of the negative electrode and the tip portion of the negative ion generating electrode are disposed so as to face each other with the separation electrode interposed therebetween.
正イオン発生電極と、負イオン発生電極と、分離電極とを備えることによって、送風ファンを備えなくても、発生した正イオンと負イオンをイオン発生素子の外部に送出することができる。 By providing the positive ion generation electrode, the negative ion generation electrode, and the separation electrode, the generated positive ions and negative ions can be sent to the outside of the ion generation element without a blower fan.
膜状の導電体で構成される電極は、例えば、スクリーン印刷やエッチング等の技術を用いることによって、膜厚が20μm以下の薄い膜で鋭角なパターンに形成される。このような薄い膜状の導電体によって、先端径が小さな電極を容易に形成することができる。先端径を小さくすることによって、低電圧でイオンを発生させることができる。 The electrode composed of a film-like conductor is formed into an acute pattern with a thin film having a film thickness of 20 μm or less by using a technique such as screen printing or etching. With such a thin film conductor, an electrode having a small tip diameter can be easily formed. By reducing the tip diameter, ions can be generated at a low voltage.
また、膜状の導電体で電極を構成する場合には、基板上に複数の電極を正確な位置に並べて形成することも容易であるため、効率よく、低コストでイオン発生素子を作製することができる。 In addition, when an electrode is constituted by a film-like conductor, it is easy to form a plurality of electrodes in a precise position on a substrate, so that an ion generating element can be produced efficiently and at low cost. Can do.
正イオン発生電極と負イオン発生電極との間に分離電極を備えることによって、正イオン発生電極と負イオン発生電極との間隔を狭くしても、発生した正イオンと負イオンとが互いに衝突して消滅することを防ぐことができる。また、正負のイオンの量のバランスを大きく崩すことがなくなる。 By providing a separation electrode between the positive ion generation electrode and the negative ion generation electrode, even if the interval between the positive ion generation electrode and the negative ion generation electrode is narrowed, the generated positive ions and negative ions collide with each other. Can be prevented from disappearing. Moreover, the balance of the amount of positive and negative ions is not greatly lost.
このようにすることにより、小型で、正負の両イオンを効率よく発生させることが可能なイオン発生素子を提供することができる。 By doing in this way, the small ion generator which can generate | occur | produce both positive and negative ions efficiently can be provided.
この発明に従ったイオン発生素子においては、正イオン発生電極と負イオン発生電極は、同一基板上に形成されていることが好ましい。 In the ion generating element according to the present invention, the positive ion generating electrode and the negative ion generating electrode are preferably formed on the same substrate.
このようにすることにより、正イオン発生電極と負イオン発生電極の位置関係の精度を高くすることができる。このように正イオン発生電極と負イオン発生電極の位置関係の精度を高くすることによって、イオン発生素子のイオン送出量特性のばらつきを低減することができる。 By doing in this way, the precision of the positional relationship of a positive ion generation electrode and a negative ion generation electrode can be made high. Thus, by increasing the accuracy of the positional relationship between the positive ion generation electrode and the negative ion generation electrode, it is possible to reduce variations in the ion delivery amount characteristics of the ion generation element.
この発明に従ったイオン発生素子においては、分離電極は、膜状の導電体によって形成され、正イオン発生電極と負イオン発生電極と分離電極は、同一基板上に形成されていることが好ましい。 In the ion generating element according to the present invention, the separation electrode is preferably formed of a film-like conductor, and the positive ion generation electrode, the negative ion generation electrode, and the separation electrode are preferably formed on the same substrate.
このようにすることにより、正イオン発生電極と負イオン発生電極と分離電極の位置関係の精度を高くすることができる。このように正イオン発生電極と負イオン発生電極と分離電極の位置関係の精度を高くすることによって、イオン発生素子のイオン送出量特性のばらつきを低減することができる。 By doing in this way, the precision of the positional relationship of a positive ion generation electrode, a negative ion generation electrode, and a separation electrode can be made high. Thus, by increasing the accuracy of the positional relationship between the positive ion generation electrode, the negative ion generation electrode, and the separation electrode, it is possible to reduce variations in the ion delivery amount characteristics of the ion generation elements.
この発明に従ったイオン発生素子においては、正イオン発生電極と負イオン発生電極と分離電極は、ほぼ同じ方向に延びるように形成されていることが好ましい。 In the ion generating element according to the present invention, it is preferable that the positive ion generating electrode, the negative ion generating electrode, and the separation electrode are formed so as to extend in substantially the same direction.
このようにすることにより、イオン発生素子をより小型化することができる。 By doing so, the ion generating element can be further downsized.
この発明に従ったイオン発生素子においては、分離電極は先端部を有し、分離電極の先端部は、正イオン発生電極の尖端部と負イオン発生電極の尖端部から4mm以上突出していることが好ましい。 In the ion generating element according to the present invention, the separation electrode has a tip, and the tip of the separation electrode protrudes 4 mm or more from the tip of the positive ion generation electrode and the tip of the negative ion generation electrode. preferable.
このようにすることにより、正イオンと負イオンとの衝突によるイオン量の低減や、イオンバランスが崩れることを、より効果的に抑制することができる。 By doing in this way, it can suppress more effectively that ion quantity reduction by the collision of a positive ion and a negative ion, and ion balance collapse | crumble.
以上のように、この発明によれば、小型で、正負の両イオンを効率よく発生させることが可能なイオン発生素子を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a small ion generating element that can efficiently generate both positive and negative ions.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、この発明の一つの実施の形態として、イオン発生素子と電源の全体を示す正面図(A)と、(A)に示すイオン発生素子を右方向から見たときの側面図(B)である。
(First embodiment)
FIG. 1 shows, as one embodiment of the present invention, a front view (A) showing the whole of an ion generating element and a power supply, and a side view when the ion generating element shown in (A) is viewed from the right side (B). ).
図1に示すように、イオン発生素子1は、基板10と、基板10上に印刷法によって膜状に形成された正イオン発生電極20と、負イオン発生電極30と、分離電極50とから構成されている。正イオン発生電極20と負イオン発生電極30と分離電極50は同一の基板10上に形成されている。分離電極50は、接地されている。正イオン発生電極20と負イオン発生電極30は、高圧電源装置40に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
正イオン発生電極20は、尖端部22を有する放電部21と、リード線接続端子24とを含む。負イオン発生電極30は、尖端部32を有する放電部31と、リード線接続端子34とを含む。
The positive
この実施の形態においては、基板10は、96%アルミナ基板である。正イオン発生電極20の放電部21と負イオン発生電極30の放電部31は、導電体として金(Au)導体(田中貴金属工業製、品番:TR−1534)を用いて、基板10上に厚膜印刷し、850℃で10分間焼成する厚膜印刷・焼成法によって形成されている。放電部21の尖端部22と放電部31の先端部32の先端角度は、23.5°の鋭角に形成されている。
In this embodiment, the
リード線接続端子24とリード線接続端子34は、銀パラジウム(AgPd)導体(DuPont製、品番:#5164N)を用いて、基板10上に印刷・焼成することによって形成されている。放電部21と放電部31は、予め印刷・焼成されたリード線接続端子24とリード線接続端子34の一部に重なるオーバーラップ部23とオーバーラップ部33を形成するようにして印刷された後、焼成される。
The lead
分離電極50は、銀パラジウム(AgPd)導体(DuPont製、品番:#5164N)を用いて、基板10上に印刷・焼成することによって膜状に形成されている。分離電極50は、長方形状に延びる帯状であり、長方形の一端が先端部分を形成している。
The
正イオン発生電極20と負イオン発生電極30と分離電極50は、ほぼ同じ方向に延びるように、平行に並べて配置されている。分離電極50を中央にして、正イオン発生電極20と負イオン発生電極30が分離電極50を挟んで並べて配置されている。
The positive
正イオン発生電極20の尖端部22と、負イオン発生電極30の尖端部32とは、間隔Bだけ離して配置され、分離電極50を挟んで対向するように配置されている。
The pointed
分離電極50は、先端が尖端部22と尖端部32から、距離Aだけ突出するように、形成されている。分離電極50の突出量、尖端部22と尖端部32から分離電極50の先端部までの距離Aは、4mm以上であるとする。
The
イオン発生素子1の放電部21には、高圧電源装置40によって正極性の高電圧が印加される。放電部31には、高圧電源装置40によって負極性の高電圧が印加される。高電圧が印加されることによって、放電部21と放電部31で放電が発生し、放電部21周辺の空気中の分子が解離して正イオンが発生する。同様にして、放電部31では負イオンが発生する。このようにして発生したイオンは、除電を行ったり、細菌やウイルスの不活性化処理を行ったり、あるいは、イオンによって快適性を増加させたりするために用いられる。また、イオン発生時の放電エネルギーによって空気を浄化したり、空気中のイオンを電界中で移動させることによって空気の流れを発生させたりすることができる。
A positive high voltage is applied to the
以上のように、イオン発生素子1は、膜状の導電体によって基板10上に形成され、高電圧を印加して正イオンを発生させるための尖端部22を有する正イオン発生電極20と、膜状の導電体によって基板10上に形成され、高電圧を印加して負イオンを発生させるための尖端部32を有する負イオン発生電極30と、基板10上に形成され、接地されている分離電極50とを備え、正イオン発生電極20の尖端部22と、負イオン発生電極30の尖端部32とは、分離電極50を挟んで対向するように配置されている。
As described above, the
正イオン発生電極20と、負イオン発生電極30と、分離電極50とを備えることによって、送風ファンを備えなくても、発生した正イオンと負イオンをイオン発生素子1の外部に送出することができる。
By providing the positive
膜状の導電体で構成される電極は、例えば、スクリーン印刷やエッチング等の技術を用いることによって、膜厚が20μm以下の薄い膜で鋭角なパターンに形成される。このような薄い膜状の導電体によって、先端径が小さな電極を容易に形成することができる。先端径を小さくすることによって、低電圧でイオンを発生させることができる。 The electrode composed of a film-like conductor is formed into an acute pattern with a thin film having a film thickness of 20 μm or less by using a technique such as screen printing or etching. With such a thin film conductor, an electrode having a small tip diameter can be easily formed. By reducing the tip diameter, ions can be generated at a low voltage.
また、膜状の導電体で電極を構成する場合には、基板10上に複数の電極を正確な位置に並べて形成することも容易であるため、効率よく、低コストでイオン発生素子1を作製することができる。
In the case where the electrode is formed of a film-like conductor, it is easy to form a plurality of electrodes side by side on the
正イオン発生電極20と負イオン発生電極30との間に分離電極50を備えることによって、正イオン発生電極20と負イオン発生電極30との間隔を狭くしても、発生した正イオンと負イオンとが互いに衝突して消滅することを防ぐことができる。また、正負のイオンの量のバランスを大きく崩すことがなくなる。
By providing the
このようにすることにより、小型で、正負の両イオンを効率よく発生させることが可能なイオン発生素子1を提供することができる。
By doing in this way, the
また、イオン発生素子1においては、正イオン発生電極20と負イオン発生電極30は、同一基板10上に形成されている。
Further, in the
このようにすることにより、正イオン発生電極20と負イオン発生電極30の位置関係の精度を高くすることができる。このように正イオン発生電極20と負イオン発生電極30の位置関係の精度を高くすることによって、イオン発生素子1のイオン送出量特性のばらつきを低減することができる。
By doing in this way, the precision of the positional relationship of the positive
また、イオン発生素子1においては、分離電極50は膜状の導電体によって形成され、正イオン発生電極20と負イオン発生電極30と分離電極50は、同一基板10上に形成されている。
In the
このようにすることにより、正イオン発生電極20と負イオン発生電極30と分離電極50の位置関係の精度を高くすることができる。このように正イオン発生電極20と負イオン発生電極30と分離電極50の位置関係の精度を高くすることによって、イオン発生素子1のイオン送出量特性のばらつきを低減することができる。
By doing in this way, the precision of the positional relationship of the positive
また、イオン発生素子1においては、正イオン発生電極20と負イオン発生電極30と分離電極50は、ほぼ同じ方向に延びるように形成されている。
Further, in the
このようにすることにより、イオン発生素子1をより小型化することができる。
By doing in this way, the
また、イオン発生素子1においては、分離電極50は先端部を有し、分離電極50の先端部は、正イオン発生電極20の尖端部22と負イオン発生電極30の尖端部32から4mm以上突出している。
In the
このようにすることにより、正イオンと負イオンとの衝突によるイオン量の低減や、イオンバランスが崩れることを、より効果的に抑制することができる。 By doing in this way, it can suppress more effectively that ion quantity reduction by the collision of a positive ion and a negative ion, and ion balance collapse | crumble.
図2は、この発明の別の形態のイオン発生素子と電源の全体を示す正面図(A)と、(A)に示すイオン発生素子を右方向から見たときの側面図(B)である。 FIG. 2: is the front view (A) which shows the whole of the ion generating element of another form of this invention and a power supply, and a side view (B) when the ion generating element shown to (A) is seen from the right direction. .
図2に示すように、イオン発生素子2がイオン発生素子1と異なる点としては、正イオン発生電極20は高圧電源装置41に接続され、正極性の高電圧を印加される。また、負イオン発生電極30は高圧電源装置42に接続され、負極性の高電圧を印加される。イオン発生素子2のその他の構成と効果は、イオン発生素子1と同様である。
As shown in FIG. 2, the
この発明のイオン発生素子の一つの効果として、イオン発生量について調べるために、イオン発生素子1から30cm離れた距離におけるイオン量の測定を行った。
As one effect of the ion generating element of the present invention, in order to investigate the ion generation amount, the ion amount at a distance of 30 cm from the
図1に示すイオン発生素子1について、正イオン発生電極20の尖端部22と負イオン発生電極30の尖端部32との間隔Bを1cmとしたイオン発生素子1を実施形態A、間隔Bを2cmとしたイオン発生素子を実施形態Bとする。
In the
実施形態Aと実施形態Bでは、分離電極50の突出量、すなわち、正イオン発生電極20の尖端部22と負イオン発生電極30の尖端部32から、分離電極50の先端部までの距離Aは、5mmとした。
In the embodiment A and the embodiment B, the protruding amount of the
図3は、比較形態として、イオン発生素子と電源の全体を示す正面図(A)と、(A)に示すイオン発生素子を右方向から見たときの側面図(B)である。 FIG. 3 is a front view (A) showing the whole of the ion generating element and the power source as a comparative form, and a side view (B) when the ion generating element shown in (A) is viewed from the right direction.
図3に示すように、比較形態のイオン発生素子9は、正イオン発生電極920と負イオン発生電極930が針状に形成されて、基板910上に配置されている。正イオン発生電極920と負イオン発生電極930としては、電解研磨によって先端半径が2μmに形成されたタングステン製の針を用いた。正イオン発生電極920と負イオン発生電極930は、高圧電源装置940に接続されている。イオン発生素子9は、分離電極を備えない。正イオン発生電極920の針状の尖端部分と、負イオン発生電極930の針状の尖端部分との間隔をBとする。
As shown in FIG. 3, the ion generating element 9 of the comparative form has a positive
比較形態のイオン発生素子9において、負イオン発生電極930の針状の尖端部分との間隔Bを1cmとしたものを比較形態A、間隔Bを2cmとしたものを比較形態B、間隔Bを3cmとしたものを比較形態Cとする。
In the comparative example of the ion generating element 9, the negative
実施形態A、実施形態B、比較形態A、比較形態B、比較形態Cのイオン発生素子のそれぞれについて、リード線接続端子に高圧電源の出力端子を接続し、DC−2.8kVの電圧を印加した。イオン発生電極の尖端から30cm離れたところにイオンカウンター(旭システム製、型番:MY1210II)を設置し、イオン量を測定した。
For each of the ion generating elements of Embodiment A, Embodiment B, Comparison A, Comparison B, and Comparison C, connect the output terminal of the high-voltage power supply to the lead wire connection terminal and apply a voltage of DC-2.8 kV did. An ion counter (manufactured by Asahi System, model number: MY1210II) was installed at a
表1は、実施形態A、実施形態B、比較形態A、比較形態B、比較形態Cのイオン発生素子によって発生したイオン量の測定結果を示す表である。 Table 1 is a table showing the measurement results of the amount of ions generated by the ion generating elements of Embodiment A, Embodiment B, Comparative Form A, Comparative Form B, and Comparative Form C.
表1に示すように、実施形態Aと実施形態Bでは、正イオンと負イオンは、どちらも、それぞれ8万個/cm3測定された。一方、比較形態Aでは、正イオンは、0万個/cm3、負イオンは8万個/cm3、測定された。比較形態Bでは、正イオンは0.5万個/cm3、負イオンは8万個/cm3、測定された。比較形態Cでは、正イオンと負イオンはどちらも8万個/cm3測定された。 As shown in Table 1, in Embodiment A and Embodiment B, 80,000 ions / cm 3 of both positive ions and negative ions were measured. On the other hand, in the comparative form A, positive ions were measured at 100,000 / cm 3 and negative ions were measured at 80,000 / cm 3 . In comparative form B, positive ions were measured at 55,000 / cm 3 and negative ions at 80,000 / cm 3 . In comparative form C, 80,000 ions / cm 3 of both positive ions and negative ions were measured.
このことから、イオン発生電極を膜状の導電体によって形成し、正イオン発生電極と負イオン発生電極との間に膜状の導電体によって形成された分離電極を備えることによって、正イオン発生電極と負イオン発生電極との間隔を比較的狭くしても、イオンの発生量を低下させず、また、正イオンの発生量と負イオンの発生量とのバランスを保つことができることがわかった。 From this, the ion generating electrode is formed by a film-shaped conductor, and the positive ion generating electrode is provided with a separation electrode formed by the film-shaped conductor between the positive ion generating electrode and the negative ion generating electrode. It has been found that even if the distance between the negative ion generation electrode and the negative ion generation electrode is relatively narrow, the generation amount of ions is not reduced and the balance between the generation amount of positive ions and the generation amount of negative ions can be maintained.
このように、イオン発生素子1によれば、正イオン発生電極と負イオン発生電極とを近づけても、正イオンと負イオンとがバランスよく、ある程度の量、得られる。したがって、小型のイオン発生素子1を用いて、イオンによる効果、すなわち、除電を行ったり、細菌やウイルスの不活性化処理を行ったり、あるいは、イオンによって快適性を増加させたり、空気中のイオンを移動させることによって空気の流れを発生させたりする効果を期待することができる。
Thus, according to the
次に、図1に示すイオン発生素子1を用いて、分離電極50の突出量、すなわち、正イオン発生電極20の尖端部22と負イオン発生電極30の尖端部32と、分離電極50の先端との距離Aを変えたときのイオン量を調べた。イオン量は、イオン発生素子1から30cm離れた距離におけるイオン量の測定を行った。
Next, by using the
距離Aを4mmとしたイオン発生素子1を実施形態C、距離Aを3mmとしたイオン発生素子1を実施形態D、距離Aを2mmとしたイオン発生素子1を実施形態Eとした。実施形態C、実施形態D、実施形態Eのイオン発生素子1を用いて、実施例1と同様に、イオン発生電極の尖端から30cm離れたところでイオン発生量を測定した。
An
表2は、実施形態C、実施形態D、実施形態Eのイオン発生素子によって発生したイオン量の測定結果を示す表である。 Table 2 is a table showing the measurement results of the amount of ions generated by the ion generating elements of Embodiment C, Embodiment D, and Embodiment E.
表2に示すように、実施形態Cでは、正イオンと負イオンがどちらも8万個/cm3測定された。実施形態Dでは、正イオンが5万個/cm3、負イオンが8万個/cm3測定された。実施形態Eでは、正イオンが2万個/cm3、負イオンが8万個/cm3測定された。 As shown in Table 2, in Embodiment C, 80,000 ions / cm 3 of both positive ions and negative ions were measured. In Embodiment D, 50,000 positive ions / cm 3 and 80,000 negative ions / cm 3 were measured. In Embodiment E, 20,000 positive ions / cm 3 and 80,000 negative ions / cm 3 were measured.
このように、実施形態Cのように、正イオン発生電極20の尖端部22と負イオン発生電極30の尖端部32の距離Aを4mm以上にすることによって、正イオンと負イオンをバランスよく発生させることができる。なお、実施形態Dと実施形態Eのように、尖端部22と尖端部32との間の距離Aを4mm以下の値にしても、実施例1の比較形態A〜比較形態Cと比べて、正負のイオンをバランスよく発生させることができる。
Thus, as in Embodiment C, positive ions and negative ions are generated in a well-balanced manner by setting the distance A between the
以上に開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものである。 It should be considered that the embodiments and examples disclosed above are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments and examples but by the scope of the claims, and includes all modifications and variations within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
1,2:イオン発生素子、10:基板、20:正イオン発生電極、22:尖端部、30:負イオン発生電極、32:尖端部、50:分離電極。 1, 2: ion generating element, 10: substrate, 20: positive ion generating electrode, 22: apex portion, 30: negative ion generating electrode, 32: apex portion, 50: separation electrode.
Claims (5)
膜状の導電体によって基板上に形成され、高電圧を印加して負イオンを発生させるための尖端部を有する負イオン発生電極と、
基板上に形成され、接地されている分離電極とを備え、
前記正イオン発生電極の尖端部と、前記負イオン発生電極の尖端部とは、前記分離電極を挟んで対向するように配置されている、イオン発生素子。 A positive ion generating electrode formed on a substrate by a film-like conductor and having a tip for generating positive ions by applying a high voltage;
A negative ion generating electrode formed on a substrate by a film-like conductor and having a tip for applying a high voltage to generate negative ions;
A separation electrode formed on the substrate and grounded,
The ion generating element, wherein the tip portion of the positive ion generating electrode and the tip portion of the negative ion generating electrode are arranged to face each other with the separation electrode interposed therebetween.
前記正イオン発生電極と前記負イオン発生電極と前記分離電極は、同一基板上に形成されている、請求項1に記載のイオン発生素子。 The separation electrode is formed of a film-like conductor,
The ion generating element according to claim 1, wherein the positive ion generating electrode, the negative ion generating electrode, and the separation electrode are formed on the same substrate.
前記分離電極の先端部は、前記正イオン発生電極の尖端部と前記負イオン発生電極の尖端部から4mm以上突出している、請求項4に記載のイオン発生素子。 The separation electrode has a tip;
5. The ion generating element according to claim 4, wherein the tip of the separation electrode protrudes 4 mm or more from the tip of the positive ion generating electrode and the tip of the negative ion generating electrode.
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