JP5587134B2 - イオン風発生体及びイオン風発生装置 - Google Patents
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Description
本発明は、イオン風発生体及びイオン風発生装置に関する。
電子若しくはイオンの移動によりイオン風を誘起する装置が知られている。例えば、特許文献１では、基板状の誘電体に設けられた２つの電極に交流電圧を印加して誘電体バリア放電を生じさせ、誘電体の一方主面にイオン風を発生させている。なお、そのような基板状の誘電体及び電極からなるイオン風発生体を流路に配置する技術も知られている（例えば特許文献２）。
特許文献１の技術では、イオン風を集約することが難しい。すなわち、誘起されたイオン風は、基板状の誘電体の主面に沿って流れる際に、主面の側方等へ拡散してしまう。
本発明の目的は、イオン風の集約が容易なイオン風発生体及びイオン風発生装置を提供することにある。
本発明の第１の観点のイオン風発生体は、貫通孔が形成された誘電体と、前記誘電体の外周面よりも前記貫通孔側に配置された内側電極と、前記内側電極よりも前記誘電体の外周側に配置されて前記誘電体により前記内側電極と隔てられるとともに、前記内側電極よりも前記貫通孔の貫通方向の一方側に位置する下流域部を含み、前記内側電極との間に電圧が印加されることにより前記貫通孔を前記一方側へ流れるイオン風を誘起可能な外側電極と、を有する。
好適には、前記内側電極及び前記外側電極は、前記貫通孔を螺旋状に流れるイオン風を誘起可能に形成されている。
好適には、前記内側電極及び前記外側電極は、前記貫通孔の周りに螺旋状に並んで延びている。
好適には、複数組の前記内側電極及び前記外側電極が、前記貫通孔の周りに螺旋状に配列され、前記内側電極及び前記外側電極の各組は、その配列方向に対して直交する方向にイオン風を誘起可能である。
好適には、前記内側電極及び前記外側電極により形成される螺旋の周回数は１以下である。
好適には、前記内側電極及び前記外側電極は、前記貫通孔を囲む環状に形成されている。
好適には、複数組の前記内側電極及び前記外側電極が前記貫通孔に沿って配置されている。
好適には、前記外側電極は、前記誘電体に埋設されている。
本発明の第２の観点のイオン風発生体は、貫通孔が形成された流路構成部材と、電圧が印加されることにより前記貫通孔を螺旋状に流れるイオン風を誘起可能な第１及び第２電極と、を有する。
本発明の第１の観点のイオン風発生装置は、貫通孔が形成された誘電体と、前記誘電体の外周面よりも前記貫通孔側に配置された内側電極と、前記内側電極よりも前記誘電体の外周側に配置されて前記誘電体により前記内側電極と隔てられるとともに、前記内側電極よりも前記貫通孔の貫通方向の一方側に位置する下流域部を含む外側電極と、前記内側電極と前記外側電極との間に電圧を印加してこれらの電極に前記貫通孔を前記一方側へ流れるイオン風を誘起させることが可能な電源と、を有する。
好適には、複数組の前記内側電極及び前記外側電極が設けられ、前記電源と前記複数組の前記内側電極及び前記外側電極との接続状態を切り換えるスイッチ部が設けられている。
上記の構成によれば、イオン風の集約が容易になる。
以下、本発明の複数の実施形態に係るイオン風発生体及びイオン風発生装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。
第２の実施形態以降において、既に説明された実施形態と共通又は類似する構成について、既に説明された実施形態と共通の符号を用い、また、図示や説明を省略することがある。また、同様又は類似する構成が複数ある場合において、符号の数字に大文字のアルファベットを添えたり、省略したりすることがある。
＜第１の実施形態＞
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るイオン風発生装置１を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。ただし、図１（ｂ）において、一部の部材については、断面のみを示している。
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るイオン風発生装置１を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。ただし、図１（ｂ）において、一部の部材については、断面のみを示している。
イオン風発生装置１は、概略矢印ａ１で示される方向（ｘ方向）に流れるイオン風を発生させる装置として構成されている。
イオン風発生装置１は、イオン風を発生させるイオン風発生体３と、イオン風発生体３の駆動及び制御を行う駆動部５（図１（ａ））とを有している。
イオン風発生体３は、誘電体７と、誘電体７に隔てられた内側電極９及び外側電極１１とを有している。イオン風発生体３は、内側電極９と外側電極１１との間に電圧が印加されることにより、誘電体バリア放電を生じ、イオン風を発生させる。
誘電体７は、例えば、円筒状に形成されている。換言すれば、誘電体７には、貫通孔７ｈが形成されている。誘電体７は、例えば、貫通孔７ｈの貫通方向に直交する断面において内周面７ａ及び外周面７ｂが同心の真円となるように形成されるとともに、当該断面形状は、貫通孔７ｈの貫通方向において一定である。従って、誘電体７の厚さ（内周面７ａから外周面７ｂまでの長さ）は一定である。
誘電体７は、無機絶縁物により形成されてもよいし、有機絶縁物により形成されてもよい。無機絶縁物としては、例えば、セラミック、ガラスが挙げられる。セラミックとしては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）、ガラスセラミック焼結体（ガラスセラミックス）、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、コーディライト焼結体、炭化珪素質焼結体が挙げられる。有機絶縁物としては、例えば、ポリイミド、エポキシ、ゴムが挙げられる。
誘電体７をセラミックで形成したときに、誘電体７を円筒状に形成する方法（貫通孔７ｈを形成する方法）としては、例えば、有機樹脂材料で形成した丸棒にセラミックグリーンシートを巻きつけ、そのまま焼成する方法を挙げることができる。焼成時に丸棒が分解除去されるので、誘電体７を円筒状に形成することができる。
内側電極９及び外側電極１１は、例えば、それぞれ、厚さが一定の層状、且つ、幅が一定の長尺状に形成されている。そして、内側電極９は、誘電体７の内周面７ａに螺旋状に配置され、外側電極１１は、誘電体７の外周面７ｂに螺旋状に配置されている。螺旋の周回数は、適宜に設定されてよいが、図１では周回数が１である場合を例示している。
内側電極９及び外側電極１１は螺旋状に並進している。より詳細には、上述のように、誘電体７の厚さは一定であるから、誘電体７の厚さ方向において内側電極９及び外側電極１１は一定の距離を保っている。また、貫通孔７ｈの貫通方向（若しくは螺旋に直交する方向）においても、内側電極９及び外側電極１１は、一定の相対位置を保っている。すなわち、内側電極９及び外側電極１１は平行に延びている。
外側電極１１は、内側電極９に対して貫通孔７ｈの一方側にずれて配置されている。換言すれば、外側電極１１は、内側電極９よりもイオン風の下流側に位置する下流域部１１ｍ（図１（ｂ））を有している。なお、外側電極１１は、内側電極９に対して螺旋に直交する方向にずれていると捉えることもできる。
なお、内側電極９と外側電極１１とは、平面視において、隙間なく隣接していてもよいし、所定の隙間で離間していてもよい。また、外側電極１１の一部が内側電極９の一部若しくは全部に対して重複していてもよい。図１では、内側電極９と外側電極１１との一部が重複している場合を例示している。また、内側電極９及び外側電極１１の幅は適宜に設定されてよい。
内側電極９及び外側電極１１は、金属等の導電性材料により形成されている。金属としては、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、金、パラジウム、白金、ニッケル、コバルトまたはこれらを主成分とする合金が挙げられる。
内側電極９及び外側電極１１を金属で形成する場合には、例えば、金属のペーストをセラミックグリーンシートの表面に印刷して、このセラミックグリーンシートを有機樹脂材料で形成した丸棒に巻きつけて焼成する方法で形成することができる。
駆動部５（図１（ａ））は、内側電極９と外側電極１１との間に交流電圧を印加する電源装置１３と、電源装置１３を制御する制御装置１５とを有している。
電源装置１３により印加される交流電圧は、正弦波等により表わされる、電位が連続的に変化するものであってもよいし、パルス状の、電位の変化が不連続なものであってもよい。また、交流電圧は、内側電極９及び外側電極１１の双方において基準電位に対して電位が変動するものであってもよいし、内側電極９及び外側電極１１の一方が基準電位に接続され、他方においてのみ電位が基準電位に対して変動するものであってもよい。電位の変動は、基準電位に対して正及び負の双方に変動するものであってもよいし、基準電位に対して正及び負の一方のみに変動するものであってもよい。
制御装置１５は、例えば、所定のシーケンスに従って、若しくは、ユーザの操作に従って、電源装置１３による電圧の印加のオン・オフ、若しくは、印加される電圧の大きさなどを制御する。
なお、誘電体７、内側電極９及び外側電極１１の寸法、並びに、交流電圧の大きさ及び周波数は、イオン風発生装置１が適用される技術、又は、要求されるイオン風の性質等の種々の事情に応じて適宜に設定されてよい。
次に、イオン風発生装置１の作用について説明する。
イオン風発生体３は、大気中に置かれ、イオン風発生体３の周囲には空気が存在している。なお、イオン風発生体３は、特定の種類の気体雰囲気下（例えば窒素雰囲気下）に置かれて使用されてもよい。
電源装置１３により内側電極９と外側電極１１との間に電圧が印加され、これらの電極間の電位差が一定の閾値を超えると、誘電体バリア放電が生じる。そして、放電に伴ってプラズマが生成される。
プラズマ中の電子又はイオンは、内側電極９及び外側電極１１により形成された電界により移動する。また、中性分子も電子又はイオンに随伴して移動する。このようにしてイオン風が誘起される。
より具体的には、貫通孔７ｈ内において、イオン風は、内側電極９側から外側電極１１側へ移動する電子又はイオンにより、内側電極９及び外側電極１１の螺旋に直交する方向に誘起される。従って、矢印ｂ１（図１（ａ））により示すように、貫通孔７ｈ内においては、内側電極９及び外側電極１１の螺旋とは逆向きに旋回する螺旋状のイオン風が誘起されることになる。そして、貫通孔７ｈから概略矢印ａ１で示す方向にイオン風が放出される。
以上の第１の実施形態によれば、イオン風発生体３は、貫通孔７ｈが形成された誘電体７と、誘電体７の外周面７ｂよりも貫通孔７ｈ側に配置された内側電極９と、内側電極９よりも誘電体７の外周側に配置されて誘電体７により内側電極９と隔てられるとともに、内側電極９よりも貫通孔７ｈの貫通方向の一方側（矢印ａ１で示す側）に位置する下流域部１１ｍを含み、内側電極９との間に電圧が印加されることにより貫通孔７ｈを矢印ａ１で示す側へ流れるイオン風を誘起可能な外側電極１１とを有する。
従って、イオン風は、貫通孔７ｈ内において発生し、貫通孔７ｈの整流効果により集約された流れとなる。貫通孔７ｈは、誘電体バリア放電を生じさせるための誘電体７に形成されていることから、部材点数の増加は生じず、また、イオン風は、発生時点から貫通孔７ｈの整流効果を受ける。その結果、例えば、集約されたイオン風を効率的に生成可能な小型のイオン風発生体の実現が可能である。
内側電極９及び外側電極１１は、貫通孔７ｈを螺旋状に流れるイオン風を誘起可能に形成されている。従って、例えば、回転運動が加えられることによりイオン風の直進性が向上する。直進性の向上自体、イオン風の効率的な利用に寄与可能であり、さらに、直進性向上により、誘電体７から放出されるイオン風の風速を大きくすることができる。また、例えば、螺旋状の流れにより、誘電体７の内部において流体（例えばプラズマ及び当該プラズマにより改質されるガス）を攪拌させる効果が期待される。
内側電極９及び外側電極１１は、貫通孔７ｈの周りに螺旋状に並んで延びている。従って、上述したように、螺旋状に流れるイオン風を生成することができる。また、内側電極９及び外側電極１１の螺旋の形状（ピッチ、周回数等）と、生成されるイオン風の螺旋の形状との対応関係を把握することが比較的容易であり、所望の螺旋状のイオン風を生成することが容易である。
内側電極９及び外側電極１１により形成される螺旋の周回数が複数（例えば２）である場合（この場合も本願発明に含まれる。）、外側電極１１の上流側から１周目の部分に対して、内側電極９の上流側から２周目の部分が下流側に位置する。従って、螺旋のピッチが小さいと、外側電極１１の１周目の部分と内側電極９の２周目の部分とにより、貫通孔７ｈ内において矢印ａ１とは逆方向のイオン風が誘起されるおそれがある。一方、本実施形態では、螺旋の周回数は１である。従って、内側電極９と外側電極１１との意図しない干渉を避けることを考慮する必要がなく、設計が容易である。
＜第２の実施形態＞
図２は、本発明の第２の実施形態に係るイオン風発生装置１０１の要部を模式的に示す斜視図である。
図２は、本発明の第２の実施形態に係るイオン風発生装置１０１の要部を模式的に示す斜視図である。
イオン風発生装置１０１は、イオン風発生体１０３の内側電極及び外側電極の形状が第１の実施形態のイオン風発生装置１と異なっている。具体的には、イオン風発生体１０３においては、第１の実施形態の内側電極９及び外側電極１１が螺旋の延びる方向において複数に分割されたかのように、複数組の内側電極１０９及び外側電極１１１が形成されている。
より詳細には、例えば、内側電極１０９及び外側電極１１１は、概ね矩形状に形成されており、螺旋に沿う方向の長さは互いに概ね同一である（図７（ａ）参照）。また、内側電極１０９及び外側電極１１１の各組において、外側電極１１１は、内側電極１０９に対して螺旋に直交する方向にずれて、下流域部１１１ｍを有している。そして、複数組の内側電極１０９及び外側電極１１１は、螺旋状に配列されて、点線の螺旋を構成している。
複数の内側電極１０９は互いに並列に接続されている（図２では一部のみ図示）。同様に、複数の外側電極１１１は互いに並列に接続されている（図２では一部のみ図示）なお、これらは、直列に接続されていてもよい。
以上の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、イオン風は集約された流れとなり、また、螺旋状に流れるイオン風を実現することができる。
＜第３の実施形態＞
図３は、本発明の第３の実施形態に係るイオン風発生装置２０１の要部を模式的に示す斜視図である。
図３は、本発明の第３の実施形態に係るイオン風発生装置２０１の要部を模式的に示す斜視図である。
イオン風発生装置２０１は、イオン風発生体２０３の内側電極及び外側電極の形状が第１の実施形態のイオン風発生装置１と異なっている。具体的には、以下のとおりである。
内側電極２０９及び外側電極２１１は、貫通孔７ｈを囲む環状に形成されている。より具体的には、例えば、内側電極２０９及び外側電極２１１は、それぞれ、厚さが一定の層状、且つ、幅が一定の長尺状に形成されている。そして、内側電極２０９は、誘電体７の内周面７ａにおいて貫通孔７ｈの貫通方向に直交する方向に周回し、外側電極２１１は、誘電体７の外周面７ｂにおいて貫通孔７ｈの貫通方向に直交する方向に周回している。
第１の実施形態と同様に、外側電極２１１は、内側電極２０９よりも貫通孔７ｈの一方側（下流側）に位置する下流域部２１１ｍを有している。なお、内側電極２０９と外側電極２１１との貫通孔７ｈの貫通方向における距離（若しくは重複量）が適宜に設定されてよいことは、第１の実施形態と同様である。また、内側電極２０９及び外側電極２１１の幅は適宜に設定されてよい。
内側電極２０９及び外側電極２１１に交流電圧を印加すると、第１の実施形態と同様に、貫通孔７ｈ内においては、内側電極２０９から外側電極２１１側へのイオン風が誘起される。ただし、内側電極２０９及び外側電極２１１は、貫通孔７ｈの貫通方向に直交する方向に周回しているから、イオン風は、矢印ｂ２０１で示すように、貫通孔７ｈの貫通方向に平行に流れる。そして、貫通孔７ｈから概略矢印ａ１で示す方向にイオン風が放出される。
以上の第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、イオン風は集約された流れとなる。また、内側電極２０９及び外側電極２１１が貫通孔７ｈを囲む環状に形成されていることから、貫通孔７ｈの全周に亘ってイオン風を誘起することができ、集約されたイオン風を効率的に生成できる。
＜第４の実施形態＞
図４は、本発明の第４の実施形態に係るイオン風発生装置３０１の要部を模式的に示す斜視図である。
図４は、本発明の第４の実施形態に係るイオン風発生装置３０１の要部を模式的に示す斜視図である。
イオン風発生装置３０１のイオン風発生体３０３は、第３の実施形態のイオン風発生体２０３において、内側電極２０９及び外側電極２１１の組み合わせを貫通孔７ｈの貫通方向において増加させた構成となっている。
なお、貫通方向に沿って配置される複数組の内側電極２０９及び外側電極２１１の数は適宜に設定されてよいが、図４では２つの場合を例示している。また、各組同士において、内側電極２０９及び外側電極２１１の構成（例えば幅）は、互いに同一であっても異なっていてもよいが、図４では同一の場合を例示している。
駆動部３０５は、複数組の内側電極２０９及び外側電極２１１から、電圧を印加する組を選択可能に構成されている。具体的には、例えば、駆動部３０５は、電源装置１３と複数組の内側電極２０９及び外側電極２１１との接続状態を切り換え可能なスイッチ部３１７を有している。
スイッチ部３１７は、電源装置１３と、複数組の内側電極２０９及び外側電極２１１の任意の組との間に設けられたスイッチ３１８を有している。図４では、上流側の組に対してはスイッチ３１８が設けられず、下流側の組に対してスイッチ３１８が設けられている場合を例示している。スイッチ３１８は、例えば、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）により構成されている。
そして、スイッチ部３１７は、電源装置１３と２つの組との接続状態を、２つの組が接続されている状態と、１つの組のみが接続されている状態との２状態の間で切り換え可能である。
以上の第４の実施形態によれば、第３の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、イオン風は集約された流れとなり、また、貫通孔７ｈの全周に亘ってイオン風を誘起することができる。さらに、第４の実施形態においては、複数組の内側電極２０９及び外側電極２１１が貫通孔７ｈに沿って配置されていることから、風速を大きくすることができる。
また、イオン風発生装置３０１は、電源装置１３と複数組の内側電極２０９及び外側電極２１１との接続状態を切り換えるスイッチ部３１７を有していることから、電圧を変化させることができる電源装置を用いたり、複数の電源装置１３を用いたりする場合（これらの場合も本願発明に含まれる。）に比較して、安価に風速を増減させることができる。
＜第５の実施形態＞
図５は、本発明の第５の実施形態に係るイオン風発生装置４０１の要部を模式的に示す断面図であり、第１の実施形態の図１（ｂ）に対応している。
図５は、本発明の第５の実施形態に係るイオン風発生装置４０１の要部を模式的に示す断面図であり、第１の実施形態の図１（ｂ）に対応している。
イオン風発生装置４０１は、イオン風発生体４０３の外側電極１１が誘電体４０７に埋設されている点が第１の実施形態と相違する。
イオン風発生体４０３においても、内側電極９及び外側電極１１に電圧が印加されると、第１の実施形態と同様に、貫通孔４０７ｈ内において、内側電極９側から外側電極１１側（矢印ａ１で示す側）へ流れるイオン風が発生する。
ここで、第１の実施形態においては、誘電体７の外側においても、外側電極１１側から内側電極９側（矢印ａ１で示す方向とは反対側）へ流れるイオン風（逆風）が生じ得る。
しかし、第５の実施形態においては、外側電極１１が誘電体４０７に埋設され、外周面４０７ｂから露出していないことから、そのような逆風の発生が抑制される。若しくは、誘電体４０７における、外周面４０７ｂと外側電極１１との間の厚さを十分な厚さとすることにより、逆風は発生しない。その結果、第１の実施形態に比較して、矢印ａ１で示す方向の風量が増加する。なお、第１の実施形態においては、外周側において逆風が発生することにより、イオン風の集中度が高まる。
以上の第５の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、イオン風は、貫通孔７ｈの整流効果により集約された流れとなる。また、第５の実施形態においては、外側電極１１が誘電体４０７に埋設されていることから、例えば、逆風の発生を抑制したり、外側電極１１を保護したり、外部への絶縁性を向上させたりすることができる。
＜第６の実施形態＞
図６は、本発明の第６の実施形態に係るイオン風発生装置５０１の要部を模式的に示す断面図であり、第１の実施形態の図１（ｂ）に対応している。
図６は、本発明の第６の実施形態に係るイオン風発生装置５０１の要部を模式的に示す断面図であり、第１の実施形態の図１（ｂ）に対応している。
イオン風発生装置５０１のイオン風発生体５０３は、第５の実施形態と同様に、外側電極１１が誘電体５０７に埋設されているが、誘電体５０７の外周面５０７ｂに第３電極５１０が設けられている点が第５の実施形態と相違する。
第３電極５１０は、例えば、内側電極９と同様の形状（ただし、内周面５０７ａの半径と外周面５０７ｂの半径との差に起因する寸法差あり。）に形成されている。また、第３電極５１０は、例えば、内側電極９と並列に接続されており、外側電極１１との間に電圧が印加される。
第３電極５１０と外側電極１１との間に交流電圧を印加すると、内側電極９と外側電極１１との間に交流電圧を印加した場合と同様に、第３電極５１０側から外側電極１１側へ流れるイオン風が外周面５０７ｂにおいて発生する。イオン風は外周面５０７ｂに沿って流れ、誘電体７の端部においては矢印ａ５０３に示すように、貫通孔５０７ｈから放出されるイオン風と合流する。
以上の第６の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、イオン風は、貫通孔７ｈの整流効果により集約された流れとなる。また、第６の実施形態においては、外周面５０７ｂにおいても貫通孔５０７ｈ内と同一方向のイオン風が誘起されることから、風量を多くすることができる。
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
本発明のイオン風発生装置及びイオン風発生体は、種々の分野において利用可能である。例えば、本発明は、微小空間における流れの形成（例えば小型電子機器の冷却風の形成）に利用されてもよいし、気体の改質及び送出に利用されてもよいし、小型電子機器の推進力に利用されてもよい。
上記の実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第４の実施形態において示したスイッチ部３１７は、第２の実施形態に適用されてもよい。すなわち、複数組の内側電極１０９及び外側電極１１１に対して選択的に電圧を印加可能なスイッチ部を設け、全ての組の電極対に電圧を印加したり、一部の組の電極対に電圧を印加したりすることを可能とすることにより、安価に風速を増減する効果を得てもよい。逆に、第４の実施形態の複数組の電極対は、第２の実施形態と同様に、並列若しくは直列に接続されるだけでもよい。また、例えば、第５及び第６の実施形態において示した、誘電体の外周面において、逆風を抑制したり、貫通孔内と同一方向のイオン風を誘起したりする構成は、第１の実施形態だけでなく、第２〜第４の実施形態に適用されてもよい。
誘電体は、筒状のものに限定されない。例えば、ブロック状の誘電体において、屈曲する貫通孔が形成されたものであってもよい。また、誘電体が筒状である場合において、筒の断面形状は、円形に限定されず、例えば、多角形や楕円形であってもよい。筒の厚さは変化してもよい。筒は屈曲若しくは湾曲して延びていてもよい。また、誘電体は、内側電極と外側電極とを隔離していれば、これらを固定する基体として機能しなくてもよい。
内側電極は、貫通孔内に露出するものに限定されない。例えば、内側電極は、誘電体に埋設されていてもよいし、誘電材料によりコーティングされていてもよい。また、内側電極が貫通孔内に露出する場合において、内側電極は、誘電体の内周面に形成された凹部に嵌合し、一部のみが誘電体から露出されてもよい。
外側電極は、誘電体の外周面に露出するもの及び誘電体に埋設されるものに限定されない。例えば、外側電極は、誘電材料によりコーティングされてもよい。また、外側電極が誘電体の外周面に露出する場合において、外側電極は、誘電体の外周面に形成された凹部に嵌合し、一部のみが誘電体から露出されてもよい。
内側電極及び外側電極は、螺旋状に流れるイオン風及び貫通孔に平行に流れるイオン風を実現する形状及び配置に限定されない。例えば、貫通孔内の気体の攪乱を目的として、より複雑な流れを実現するように、内側電極及び外側電極の形状及び配置が設定されてもよい。また、例えば、スイッチ部を設けることにより、螺旋状の流れと平行な流れとが切り換えられるなど、風向が切り換えられてもよい。
螺旋状に流れるイオン風を誘起可能に形成された内側電極及び外側電極は、実施形態に示したような螺旋状若しくは螺旋状に配置されたものに限定されない。例えば、以下のとおりである。
図７（ａ）は、第２の実施形態の内側電極１０９及び外側電極１１１を平面視において模式的に示す図である。矢印ｂ３により示すように、内側電極１０９及び外側電極１１１に電圧を印加すると、貫通孔７ｈの貫通方向に対して傾斜する方向に流れるイオン風が、誘電体７の内周面７ａ（図２等参照）に沿って誘起される。このイオン風は、周回する内周面７ａに沿って流れるから、結局、螺旋状に流れることになる。すなわち、内側電極１０９及び外側電極１１１を１組のみ設けるだけでも、螺旋状の流れを生成することは可能である。
また、内側電極１０９及び外側電極１１１のように、貫通孔７ｈの貫通方向に対して傾斜する方向に流れるイオン風を誘起可能な電極対を複数組配置する場合においては、その複数組の電極対におけるイオン風の風向が、内周面７ａを平面に展開したときに概ね互いに同一であれば、イオン風の回転方向の成分が互いに打ち消されず、螺旋状の流れを実現可能である。
例えば、複数組の内側電極１０９及び外側電極１１１を貫通孔７ｈの貫通方向に沿って直線状に配列したり、貫通方向に直交する方向に周回するように配列したりしても、螺旋状の流れは実現可能である。
さらに、そのような貫通方向に対して傾斜する方向に流れるイオン風を誘起する電極対は、内側電極１０９及び外側電極１１１のように、矩形の電極が貫通孔７ｈの貫通方向に傾斜する方向にずれて配置されたものに限定されない。
図７（ｂ）は、貫通方向に対して傾斜する方向に流れるイオン風を誘起可能な電極対の変形例を平面視において模式的に示す図である。内側電極６０９は、貫通孔７ｈの貫通方向に平行又は直交する辺を有する矩形に形成され、その下流側縁部６０９ａは貫通孔７ｈの貫通方向に直交している。一方、外側電極６１１は、斜辺を下流側縁部６１１ａとする直角三角形状に形成されている。このような内側電極６０９及び外側電極６１１の組においては、外側電極６１１の下流域部６１１ｍの、貫通孔７ｈの貫通方向における長さｄが、当該貫通方向に直交する方向の一方側において大きくなることから、イオン風の風向は、矢印ｂ３で示すように、貫通方向に対して傾斜する。
以上のとおり、螺旋状に流れるイオン風を実現する電極対は、種々の形状及び配置とされることが可能である。
第１、第３及び第４の実施形態に例示したような、長尺状の電極対は、一定の幅で延びたり、内側電極と外側電極とが一定の距離を保ったりするものに限定されない。すなわち、電極は、幅等が局部的に変化して、イオン風に局所的に強弱等を付与するものであってもよい。
第３及び第４の実施形態に例示したような、貫通孔を囲む環状に形成された電極対は、貫通孔の貫通方向に直交する方向に周回するものに限定されない。例えば、電極対は、貫通方向に傾斜する方向に周回してもよいし、ジグザグに延びて周回してもよい。
第３電極（５１０）は、外側電極よりも誘電体の外周側に位置すればよく、内側電極や外側電極と同様に、誘電体に埋設されてもよいし、誘電材料によりコーティングされてもよいし、凹部に嵌合されてもよい。また、第３電極は、外側電極が第３電極に対しても内側電極に対するのと同様の方向に下流域部を有するように形成されるものに限定されない。換言すれば、第３電極は、貫通孔内のイオン風とは逆方向のイオン風を生成するものであってもよい。また、第３電極は、内側電極と並列に接続されるものに限定されない。例えば、第３電極は、内側電極と直列に接続されてもよいし、内側電極とは異なる周波数及び／又は振幅の電圧が外側電極との間に印加されてもよい。
スイッチは、複数組の電極対に対して適宜に設けられてよい。例えば、スイッチは全ての組に対して個別に設けられてもよいし、一部の組に対して共通に設けられてもよい。
本願発明の第２の観点のイオン風発生体、すなわち、貫通孔が形成された流路構成部材と、電圧が印加されることにより前記貫通孔を螺旋状に流れるイオン風を誘起可能な第１及び第２電極と、を有するイオン風発生体においては、貫通孔は、誘電体に形成されていなくてもよい。例えば、適宜な導電性部材又は絶縁性部材に貫通孔が形成され、当該貫通孔内に、平板状の誘電体及び当該誘電体に配置された電極が配置されてもよい。また、イオン風は誘電体バリア放電によるものに限定されず、誘電体は設けられなくてもよい。
１…イオン風発生装置、３…イオン風発生体、７…誘電体、７ｂ…外周面、７ｈ…貫通孔、９…内側電極、１１…外側電極、１１ｍ…下流域部。
Claims (7)
- 貫通孔が形成された誘電体と、
前記誘電体の外周面よりも前記貫通孔側に配置された内側電極と、
前記内側電極よりも前記誘電体の外周側に配置されて前記誘電体により前記内側電極と隔てられるとともに、前記内側電極よりも前記貫通孔の貫通方向の一方側に位置する下流域部を含み、前記内側電極との間に電圧が印加されることにより前記貫通孔を前記一方側へ流れるイオン風を誘起可能な外側電極と、
を有し、
前記内側電極及び前記外側電極は、前記貫通孔を螺旋状に流れるイオン風を誘起可能に、前記貫通孔の周りに螺旋状に並んで延びている
イオン風発生体。 - 貫通孔が形成された誘電体と、
前記誘電体の外周面よりも前記貫通孔側に配置された内側電極と、
前記内側電極よりも前記誘電体の外周側に配置されて前記誘電体により前記内側電極と隔てられるとともに、前記内側電極よりも前記貫通孔の貫通方向の一方側に位置する下流域部を含み、前記内側電極との間に電圧が印加されることにより前記貫通孔を前記一方側へ流れるイオン風を誘起可能な外側電極と、
を有し、
複数組の前記内側電極及び前記外側電極が、前記貫通孔を螺旋状に流れるイオン風を誘起可能に、前記貫通孔の周りに螺旋状に配列され、
前記内側電極及び前記外側電極の各組は、その配列方向に対して直交する方向にイオン風を誘起可能である
イオン風発生体。 - 前記内側電極及び前記外側電極により形成される螺旋の周回数は１以下である
請求項１又は２に記載のイオン風発生体。 - 前記外側電極は、前記誘電体に埋設されている
請求項１〜３のいずれか１項に記載のイオン風発生体。 - 貫通孔が形成された誘電体と、
前記誘電体の外周面よりも前記貫通孔側に配置された内側電極と、
前記内側電極よりも前記誘電体の外周側に配置されて前記誘電体により前記内側電極と隔てられるとともに、前記内側電極よりも前記貫通孔の貫通方向の一方側に位置する下流域部を含む外側電極と、
前記内側電極と前記外側電極との間に電圧を印加してこれらの電極に前記貫通孔を前記一方側へ流れるイオン風を誘起させることが可能な電源と、
を有し、
前記内側電極及び前記外側電極は、前記貫通孔を螺旋状に流れるイオン風を誘起可能に、前記貫通孔の周りに螺旋状に並んで延びている
イオン風発生装置。 - 貫通孔が形成された誘電体と、
前記誘電体の外周面よりも前記貫通孔側に配置された内側電極と、
前記内側電極よりも前記誘電体の外周側に配置されて前記誘電体により前記内側電極と隔てられるとともに、前記内側電極よりも前記貫通孔の貫通方向の一方側に位置する下流域部を含む外側電極と、
前記内側電極と前記外側電極との間に電圧を印加してこれらの電極に前記貫通孔を前記一方側へ流れるイオン風を誘起させることが可能な電源と、
を有し、
複数組の前記内側電極及び前記外側電極が、前記貫通孔を螺旋状に流れるイオン風を誘起可能に、前記貫通孔の周りに螺旋状に配列され、
前記内側電極及び前記外側電極の各組は、その配列方向に対して直交する方向にイオン風を誘起可能である
イオン風発生装置。 - 前記電源と前記複数組の前記内側電極及び前記外側電極との接続状態を切り換えるスイッチ部が設けられている
請求項６に記載のイオン風発生装置。
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