WO2012081704A1 - イオン風発生体及びイオン風発生装置 - Google Patents

イオン風発生体及びイオン風発生装置 Download PDF

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WO2012081704A1
WO2012081704A1 PCT/JP2011/079228 JP2011079228W WO2012081704A1 WO 2012081704 A1 WO2012081704 A1 WO 2012081704A1 JP 2011079228 W JP2011079228 W JP 2011079228W WO 2012081704 A1 WO2012081704 A1 WO 2012081704A1
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WO
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electrode
dielectric
ion wind
wind generator
main surface
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/079228
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隆茂 八木
東條　哲也
浩 牧野
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T23/00—Apparatus for generating ions to be introduced into non-enclosed gases, e.g. into the atmosphere
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C23/00—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for
    • B64C23/005—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for by other means not covered by groups B64C23/02 - B64C23/08, e.g. by electric charges, magnetic panels, piezoelectric elements, static charges or ultrasounds

Definitions

  • the present invention relates to an ion wind generator and an ion wind generator.
  • Patent Document 1 An apparatus that induces ion wind by the movement of electrons or ions is known.
  • an electrode is arranged on one main surface of a substrate-like dielectric, an electrode is arranged on the other main surface of the dielectric, and an AC voltage is applied to an electrode pair composed of the two electrodes.
  • a dielectric barrier discharge is generated to generate an ion wind that flows along one main surface of the dielectric.
  • An ion wind generator includes a dielectric having a first main surface and a second main surface, a first electrode provided on the first main surface of the dielectric, and the dielectric A second electrode provided on the inside or on the second main surface, at least a part of which is shifted in a predetermined direction with respect to the first electrode in plan perspective, and provided on the first main surface of the dielectric; A third electrode disposed at least partially offset in the predetermined direction with respect to the second electrode in a plan view, and provided in the dielectric or on the second main surface. And a fourth electrode disposed at least partially offset in the predetermined direction with respect to the third electrode in perspective, and a connection line for electrically connecting the second electrode and the third electrode.
  • An ion wind generator includes a dielectric having a first main surface and a second main surface, a first electrode provided on the first main surface of the dielectric, and the dielectric A second electrode that is provided inside or on the second main surface, and is at least partially displaced in a predetermined direction with respect to the first electrode in plan perspective, and the first main surface of the dielectric A third electrode disposed at least partially offset in the predetermined direction from the second electrode in plan perspective, and provided in the dielectric or on the second main surface, A fourth electrode disposed at least partially offset in the predetermined direction with respect to the third electrode in planar perspective, the first electrode and the third electrode while applying an equipotential to the second electrode and the third electrode; Between the second electrode and the third electrode and the fourth electrode. Having a power supply and capable of applying a voltage between the.
  • the occurrence of head wind can be suppressed.
  • FIG. 1 (a) is a perspective view schematically showing a main part of the ion wind generator according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (b) is taken along line Ib-Ib in FIG. 1 (a).
  • the same reference numerals may be added with uppercase alphabetic additional codes such as “first electrode 11A to fourth electrode 11D”.
  • the number of the head of the name such as “electrode 11” and the additional code may be omitted.
  • FIG. 1 (a) is a perspective view schematically showing a main part of the ion wind generator 1 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (b) is a line Ib-Ib in FIG. 1 (a).
  • FIG. 1 (a) is a perspective view schematically showing a main part of the ion wind generator 1 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (b) is a line Ib-Ib in FIG. 1 (a).
  • FIG. 1 (b) is a line Ib-Ib in FIG. 1 (a).
  • the ion wind generator 1 is configured as an apparatus that generates an ion wind that flows in a predetermined direction (both in the positive direction of the x axis) indicated by arrows y1 and y2.
  • the ion wind generator 1 includes an ion wind generator 3 that generates an ion wind, and a drive unit 5 (FIG. 1A) that drives and controls the ion wind generator 3.
  • the ion wind generator 3 has a dielectric 7 and a first electrode pair 9A and a second electrode pair 9B arranged on the dielectric 7.
  • the first electrode pair 9A has a first electrode 11A and a second electrode 11B separated by a dielectric 7.
  • the second electrode pair 9 ⁇ / b> B has a third electrode 11 ⁇ / b> C and a fourth electrode 11 ⁇ / b> D separated by the dielectric 7.
  • the first electrode pair 9A When the voltage is applied between the first electrode 11A and the second electrode 11B, the first electrode pair 9A generates a dielectric barrier discharge and generates an ion wind indicated by an arrow y1. Similarly, when a voltage is applied between the third electrode 11C and the fourth electrode 11D, the second electrode pair 9B generates a dielectric barrier discharge and generates an ion wind indicated by an arrow y2.
  • the dielectric 7 is formed, for example, so that the schematic shape thereof is a flat plate (substrate shape), and has a first main surface 7a and a second main surface 7b on the back surface thereof.
  • the planar shape of the dielectric 7 may be an appropriate shape, but FIG. 1 illustrates a case where the dielectric 7 is a rectangle having sides parallel to the x direction and the y direction.
  • the ion wind indicated by arrows y1 and y2 flows along the first main surface 7a on the first main surface 7a.
  • an ion wind substantially opposite to the ion wind in the first main surface 7a is generated, but the description is omitted in this embodiment.
  • the dielectric 7 may be formed of an inorganic insulator or an organic insulator.
  • the inorganic insulator include ceramic and glass.
  • ceramics include aluminum oxide sintered bodies (alumina ceramics), glass ceramic sintered bodies (glass ceramics), mullite sintered bodies, aluminum nitride sintered bodies, cordierite sintered bodies, and silicon carbide. A sintered body is mentioned.
  • the organic insulator include polyimide, epoxy, and rubber.
  • the dielectric 7 may be composed of a single insulating layer, or may be composed of a plurality of insulating layers laminated (may be composed of a multilayer substrate).
  • the first electrode pair 9A is disposed on the upstream side of the ion wind, and the second electrode pair 9B is disposed on the downstream side of the ion wind.
  • the first electrode pair 9A and the second electrode pair 9B have the same configuration except for the difference in arrangement position and the difference in applied potential described later.
  • the reference numeral related to the second electrode pair 9B may be given in parentheses, and the description of the second electrode pair 9B may be omitted.
  • the electrode 11 is formed in a layered shape (including a flat plate shape) having a constant thickness, for example.
  • the planar shape of the electrode 11 may be appropriately set.
  • the electrode 11 is a rectangle having sides parallel to the x direction and the y direction.
  • the first electrode 11A (11C) is provided on the first main surface 7a
  • the second electrode 11B (11D) is provided on the second main surface 7b.
  • the first electrode 11A (11C) and the second electrode 11B (11D) are arranged on the dielectric 7, and the first electrode 11A (11C) is the first main than the second electrode 11B (11D). It arrange
  • the second electrode 11 ⁇ / b> B (11 ⁇ / b> D) is disposed so as to be shifted in a predetermined direction (the flow direction of the ion wind) with respect to the first electrode 11 ⁇ / b> A (11 ⁇ / b> C).
  • the predetermined direction is the positive direction of the x-axis and is the direction of flow of the ion wind.
  • the second electrode 11 ⁇ / b> B (11 ⁇ / b> D) has a region (downstream region) located on the one side of the first electrode 11 ⁇ / b> A (11 ⁇ / b> C) on the one side in the x direction (downstream side edge).
  • a region located on the one side of the first electrode 11 ⁇ / b> A (11 ⁇ / b> C) on the one side in the x direction (downstream side edge).
  • first electrode 11A (11C) and the second electrode 11B (11D) may partially overlap in the x direction when the first main surface 7a is viewed in plan, or are adjacent to each other without a gap. Or may be separated by a predetermined gap.
  • FIG. 1 illustrates the case where the first electrode 11A (11C) and the second electrode 11B (11D) are adjacent to each other without a gap. In this case, the downstream area of the second electrode 11B (11D) is the entire second electrode 11B (11D).
  • the electrode 11 is made of a conductive material such as metal.
  • the metal include tungsten, molybdenum, manganese, copper, silver, gold, palladium, platinum, nickel, cobalt, and alloys containing these as a main component.
  • the drive unit 5 (FIG. 1A) includes a power supply device 15 that applies an AC voltage to the electrode pair 9 and a control device 17 that controls the power supply device 15.
  • the power supply device 15 can apply an AC voltage between the first electrode 11A and the second electrode 11B, and can apply an AC voltage between the third electrode 11C and the fourth electrode 11D.
  • the power supply device 15 includes the first electrode pair 9A and the first electrode 11A so that the first electrode 11A and the fourth electrode 11D are equipotential and the second electrode 11B and the third electrode 11C are equipotential. It is connected to the second electrode pair 9B. In other words, the electrodes 11 (11B, 11C) that are close to each other are equipotential, and the electrodes 11 (11A, 11D) that are far from each other are equipotential.
  • Such parallel connection may be realized by wiring provided in the ion wind generator 3 or may be realized by wiring provided outside the ion wind generator 3.
  • the wiring provided in the ion wind generator 3 is configured, for example, by providing a conductive layer on the surface or inside of the dielectric 7 or providing a via conductor inside the dielectric 7.
  • the wiring provided outside the ion wind generator 3 is configured, for example, by providing a wiring board in the drive unit 5.
  • the AC voltage applied by the power supply device 15 may be a voltage whose potential is continuously changed, represented by a sine wave or the like, or a pulse-like voltage whose potential change is discontinuous.
  • the alternating voltage may be such that the potential varies with respect to the reference potential in both the first electrode 11A and the second electrode 11B (11C and 11D), or the first electrode 11A and the second electrode 11B ( One of 11D and 11C) may be connected to the reference potential, and the potential may vary with respect to the reference potential only on the other.
  • the fluctuation of the potential may be positive and negative with respect to the reference potential, or may be only positive and negative with respect to the reference potential.
  • the case where the reference potential is applied to the second electrode 11B and the third electrode 11C and the potential fluctuation is applied to the first electrode 11A and the fourth electrode 11D is illustrated.
  • the control device 17 controls, for example, on / off of voltage application by the power supply device 15 according to a predetermined sequence or user operation, or the magnitude of the applied voltage.
  • the dimensions of the dielectric 7 and the electrode 11 and the magnitude and frequency of the AC voltage depend on various circumstances such as the technology to which the ion wind generator 1 is applied or the required properties of the ion wind. It may be set appropriately.
  • the manufacturing method of the ion wind generator 3 is as follows, taking the case where the dielectric 7 is made of a ceramic sintered body as an example.
  • a ceramic green sheet to be the dielectric 7 is prepared.
  • the ceramic green sheet is formed by forming a slurry prepared by adding and mixing an appropriate organic solvent and solvent to the raw material powder into a sheet shape by a forming method such as a doctor blade method or a calender roll method.
  • a forming method such as a doctor blade method or a calender roll method.
  • the raw material powder is alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), calcia (CaO), magnesia (MgO), or the like.
  • the ceramic green sheet is punched or laser processed to form through holes and the like. For example, vias for via conductors (not shown) that form part of the wiring are formed.
  • a conductive paste to be the electrode 11 is provided on the ceramic green sheet, and a conductive paste to be a wiring is also provided on the ceramic green sheet as necessary.
  • the conductive paste is produced, for example, by adding and mixing an organic solvent and an organic binder to a metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, or silver.
  • a dispersant, a plasticizer, or the like may be added as necessary.
  • Mixing is performed by kneading means such as a ball mill, a three-roll mill, or a planetary mixer.
  • the conductive paste is printed and applied to the ceramic green sheet by using a printing means such as a screen printing method.
  • the conductive paste and the ceramic green sheet are fired simultaneously. Thereby, the dielectric 7 in which the electrode 11 is arranged, that is, the ion wind generator 3 is formed.
  • the dielectric 7 is composed of a multilayer substrate composed of a plurality of insulating layers
  • the above processing and printing are performed on the ceramic green sheet that becomes the insulating layer, and then the plurality of ceramic green sheets are laminated. And fired.
  • the conductive paste when fired at the same time as the ceramic green sheet, it is necessary to match the sintering behavior of the ceramic green sheet or to increase the bonding strength with the sintered dielectric by relaxing the residual stress. Glass or ceramic powder may be added.
  • the ion wind generator 3 is placed in the atmosphere, and air exists around the ion wind generator 3.
  • the ion wind generator 3 may be used by being placed in a specific type of gas atmosphere (for example, in a nitrogen atmosphere).
  • Electrons or ions in the plasma move due to the electric field formed by the first electrode 11A (11C) and the second electrode 11B (11D). Neutral molecules also move with electrons or ions. In this way, an ionic wind is induced.
  • the ionic wind flowing on the first main surface 7a is the first on the first main surface 7a due to electrons or ions moving from the first electrode 11A (11C) side to the second electrode 11B (11D) side. It is induced around a region overlapping with the two electrodes 11B (11D) and flows in the direction indicated by the arrow y1 (y2).
  • wind speed increases as the voltage applied to the first electrode 11A (11C) and the second electrode 11B (11D) increases, and the distance between the first electrode 11A (11C) and the second electrode 11B (11D) increases. It becomes so large that it becomes small and the length of the downstream area part of 2nd electrode 11B (11D) of the flow direction (x direction) becomes large.
  • the first electrode 11A and the third electrode 11C are equipotential and the second electrode 11B and the fourth electrode 11D are equipotential
  • a potential difference is generated between the electrode 11B and the third electrode 11C.
  • the second electrode 11B and the third electrode 11C generate an ion wind that flows in the direction opposite to the arrow y1 on the first main surface 7a, and the ion wind in the directions of the arrows y1 and y2 at the intended wind speed. May not be obtained.
  • the second electrode 11B and the third electrode 11C are at the same potential, the occurrence of headwind is suppressed, and consequently the decrease in wind speed in the direction indicated by the arrows y1 and y2 is suppressed.
  • the ion wind generator 3 is located between the first electrode 11A and at least part of the first electrode 11A on the one side in the x direction with respect to the first electrode 11A. And a second electrode 11B capable of inducing an ionic wind toward the one side when a voltage is applied thereto. Further, the ion wind generator 3 is at least partly located on the one side with respect to the second electrode 11B, and has a third electrode 11C having the same potential as the second electrode 11B, and at least partly the third electrode 11C. 4th electrode 11D which is located in the said one side, and can induce the ion wind to said one side by applying a voltage between the 3rd electrodes 11C.
  • the air volume is increased by arranging the first electrode pair 9A and the second electrode pair 9B in the flow direction of the ion wind. And as above-mentioned, it is suppressed that a head wind arises between the 1st electrode pair 9A and the 2nd electrode pair 9B.
  • the ion wind generator 3 further includes a dielectric 7 that separates the first electrode 11A and the second electrode 11B and separates the third electrode 11C and the fourth electrode 11D. Therefore, the discharge that induces the ionic wind is a dielectric barrier discharge and is easy to control.
  • the second electrode 11B and the third electrode 11C are set to a reference potential. Therefore, these electrodes 11 are made equipotential rather than the case where these electrodes 11 are kept equipotential while applying potential fluctuations to the second electrode 11B and the third electrode 11C (this case is also included in the present invention). Easy to keep. As a result, the head wind can be suppressed stably.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view (corresponding to FIG. 1B) schematically showing a main part of the ion wind generating apparatus 101 according to the second embodiment of the present invention.
  • the ion wind generator 103 of the ion wind generator 101 has a connection line 121 as a connection part for connecting the second electrode 11B and the third electrode 11C.
  • the connection line 121 is configured by, for example, a combination of a via conductor 121 a penetrating the dielectric 7 and a conductive layer 121 b provided inside the dielectric 7. In other words, the connection line 121 is embedded in the dielectric 7.
  • connection line 121 is separated from the first electrode 11A by the dielectric 7.
  • the (shortest) distance d2 is a distance (the thickness of the dielectric 7) that the dielectric 7 separates the first electrode 11A and the second electrode 11B. E) longer than d1.
  • the connecting line 121 is separated from the fourth electrode 11D by the dielectric 7.
  • the (shortest) distance d3 is a distance (dielectric) that the dielectric 7 separates the third electrode 11C and the fourth electrode 11D. 7) longer than d1.
  • the wiring for making the second electrode 11B and the third electrode 11C equipotential is formed in the ion wind generator 3, so that the ion wind generator is modularized and the ion wind generator is downsized. Is planned. Since the distances d1 to d3 are set as described above, the influence of the connection line 121 on the induction of the ion wind is suppressed, and a desired ion wind can be generated with high accuracy.
  • the second electrode 11B and the third electrode 11C are connected in series to the power supply device 15. However, there is almost no voltage drop in the second electrode 11B and the connection line 121, and even in this case, the second electrode 11B and the third electrode 11C are kept at the same potential. Note that the second electrode 11B and the third electrode 11C may be connected in parallel to the power supply device 15 by connecting the connection line 121 and the power supply device 15 as in the first embodiment. .
  • the third electrode 11C is coated with a dielectric material.
  • the ion wind generator 103 has the dielectric part 119 that separates the first electrode 11A and the third electrode 11C.
  • the dielectric portion 119 since the dielectric portion 119 is provided, a dielectric barrier discharge also occurs between the first electrode 11A and the third electrode 11C. As a result, it is possible to effectively use the discharge between the first electrode 11A and the third electrode 11C to increase the air volume of the ion wind.
  • the third electrode 11C is Preferably, the position is on the second main surface 7b side with respect to the first electrode 11A, or the area in the cross section of FIG. 2 is larger than that of the first electrode 11A.
  • the dielectric breakdown electric field strength (dielectric breakdown voltage) between the first electrode 11A and the second electrode 11B and the dielectric breakdown electric field between the first electrode 11A and the third electrode 11C.
  • the strength is set equal.
  • the dielectric breakdown electric field strength is adjusted, for example, by adjusting the distance between the first electrode 11A and the third electrode 11C or adjusting the thickness of the dielectric portion 119. In the second embodiment, the distance between the first electrode 11A and the third electrode 11C is set shorter than that in the first embodiment.
  • the breakdown field strength (breakdown voltage) between the first electrode 11A and the second electrode 11B is preferably the same as the breakdown field strength between the first electrode 11A and the third electrode 11C. .
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing a main part of an ion wind generator 201 according to the third embodiment of the present invention.
  • the ion wind generator 203 of the ion wind generator 201 has a dielectric part 119 that covers the third electrode 211C, as in the second embodiment, but is not shown in FIG.
  • the distance in the x direction between the first electrode 11A (first electrode pair 9A) and the third electrode 211C (second electrode pair 209B) varies depending on the position in the y direction. More specifically, for example, the third electrode 211C has a shape in which an upstream edge protrudes upstream in the center in the y direction, and the distance between the first electrode 11A and the third electrode 211C is: It is shorter toward the center in the y direction.
  • the discharge between the first electrode 11A and the third electrode 211C described in the second embodiment is more likely to occur as the distance is shorter, and the ion wind generated by the discharge is stronger as the distance is shorter. Become.
  • the distance between the first electrode 11 ⁇ / b> A and the third electrode 211 ⁇ / b> C varies depending on the position in the y direction, so that the ion wind can be strengthened.
  • the ion wind becomes stronger on the center side in the y direction.
  • y201 a wind direction that is concentrated on the center side as a whole is realized.
  • the drive part 205 of the ion wind generator 201 has the switch part 223 containing the switch 225 which can connect and disconnect
  • the switch 225 is configured by, for example, an FET (Field Effect Transistor).
  • the switch unit 223 can connect and disconnect the power supply device 15 and the fourth electrode 11D while the power supply device 15 and the third electrode 211C are connected by connection and disconnection by the switch 225.
  • the ion wind generator 201 obtains the effect of increasing the air volume of the ion wind by the third electrode 211C with respect to the ion wind of the first electrode pair 9A, while adding the ion wind by the second electrode pair 209B and That stop can be made.
  • the power supply device 15 is provided for each of the first electrode pair 9A and the second electrode pair 209B (also in this case, the present invention In contrast, the individual control of the voltage application to the electrode pair is performed at lower cost.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing a main part of an ion wind generator 301 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the ion wind generator 303 of the ion wind generator 301 has a dielectric part 119 that covers the third electrode 311C, as in the second embodiment, but is not shown in FIG.
  • the distance between the third electrode 311C and the first electrode 11A in the x direction differs depending on the position in the y direction, similarly to the third electrode 211C of the third embodiment. More specifically, for example, as in the third embodiment, the third electrode 311C has a shape in which the upstream edge protrudes upstream in the center in the y direction, and the first electrode 11A The distance from the third electrode 311C is shorter toward the center in the y direction.
  • the ion wind becomes stronger on the center side in the y direction, and a wind direction is realized that is concentrated on the center side as a whole.
  • the second electrode pair 309B has a shape that realizes an appropriate wind direction.
  • the second electrode pair 309B is similar to the strength of the wind direction applied to the ion wind of the first electrode pair 9A due to the difference in the distance between the first electrode 11A and the third electrode 311C in the y direction.
  • the shape of the first electrode pair 9A can be imparted to the ion wind.
  • the third electrode 311C and the fourth electrode 311D are formed in a shape (V-shape or U-shape) that protrudes upstream toward the center side in the y direction.
  • a shape V-shape or U-shape
  • the second electrode pair 309 ⁇ / b> B as shown by an arrow y ⁇ b> 301, an ion wind that is concentrated on the center side in the y direction is induced. As a result, the ion wind is further concentrated.
  • the driving unit 305 of the ion wind generator 301 can connect and disconnect the power supply device 15 and the fourth electrode 311D while the power supply device 15 and the third electrode 311C are connected as in the third embodiment.
  • the switch portion 323 is included.
  • the switch unit 323 also has a switch 225 between the power supply device 15 and the third electrode 311C, and the acceleration of the ion wind by the first electrode 11A and the third electrode 311C can be executed and stopped. ing.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view (corresponding to FIG. 1B) schematically showing the main part of an ion wind generator 401 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the ion wind generator 403 of the ion wind generator 401 is simply described with reference to the reference numeral in FIG. 1.
  • the dielectric 7 and the second main surface 7 b are disposed on the second main surface 7 b side.
  • the first electrode 11A and the third electrode 11C are added.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing a main part of an ion wind generator 501 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the ion wind generator 503 of the ion wind generator 501 includes a cylindrical dielectric 507, a first electrode pair 509A for inducing an ion wind indicated by an arrow y501, and a second electrode pair for inducing an ion wind indicated by an arrow y502. 509B.
  • the first electrode pair 509A (509B) includes an annular first electrode 511A (511C) disposed on the outer periphery of the dielectric 507, and an axial second electrode 511B (511D) disposed at the center of the dielectric 507. have.
  • an electrode is applied between the first electrode 511A (511C) and the second electrode 511B (511D), as shown by an arrow y501 (y502), the dielectric 507
  • y501 y501
  • the second electrode 511 ⁇ / b> B and the third electrode 511 ⁇ / b> C are equipotential. Therefore, as in the first embodiment, the generation of ion wind (back wind) between the first electrode pair 509A and the second electrode pair 509B is suppressed.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing a main part of an ion wind generator 601 according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the ion wind generator 603 of the ion wind generator 601 includes a cylindrical dielectric 607, a first electrode pair 609A for inducing an ion wind indicated by an arrow y601, and a second electrode pair for inducing an ion wind indicated by an arrow y602. 609B.
  • the first electrode pair 609A (609B) includes an annular first electrode 611A (611C) disposed on the inner peripheral surface 607a of the dielectric 607 and an annular second electrode 611B disposed on the outer peripheral surface 607b of the dielectric 607. (611D).
  • an electrode is applied between the first electrode 611A (611C) and the second electrode 611B (611D), as shown by an arrow y601 (y602), the dielectric 607 extends over the entire inner circumference of the dielectric 607. An ion wind that flows in the axial direction of the dielectric 607 along the inner peripheral surface 607a is induced.
  • the second electrode 611 ⁇ / b> B and the third electrode 611 ⁇ / b> C are equipotential. Therefore, as in the first embodiment, the generation of ion wind (back wind) between the first electrode pair 609A and the second electrode pair 609B is suppressed.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various modes.
  • the second electrode 11B and the fourth electrode 11D may be provided inside the dielectric 3.
  • the second (4) electrode 11B (11D) is provided inside the dielectric 3
  • the ion wind generator and ion wind generator of the present invention can be used in various fields.
  • the present invention may be used for suppressing separation of a boundary layer in a blade, or may be used for forming a flow in a minute space (for example, forming cooling air for a small electronic device).
  • the plurality of embodiments described above may be combined as appropriate.
  • the use of the discharge between the first electrode 11A and the third electrode 11C and the formation of the dielectric portion 119 is different from the other embodiments. It may be done.
  • the connection line 121 provided (more specifically, embedded) in the dielectric shown in the second embodiment may be provided in another embodiment.
  • the serial connection of the second electrode and the third electrode shown in the second embodiment may be performed in another embodiment.
  • the configuration in which the distance between the first electrode 11A and the like and the third electrode 211C and the like shown in the third or fourth embodiment is changed according to the position in the y direction is applied to other embodiments. Also good. Further, for example, the switch unit 223 or 323 shown in the third or fourth embodiment (FIGS. 3 and 4) is used regardless of whether or not the discharge between the first electrode 11A and the third electrode 11C is used. , May be provided in other embodiments.
  • the configuration for generating ion winds in the same direction on both main surfaces shown in the fifth embodiment (FIG. 5) may be applied to the first to fourth embodiments (FIGS. 1 to 4).
  • the seventh embodiment by stacking a cylindrical dielectric, the first electrode, and the third electrode on the outer periphery of the ion wind generator 603, the inner peripheral surface and the outer peripheral surface are separated. An ion wind in the same direction may be generated.
  • the shape of the dielectric is not limited to a flat plate shape, a columnar shape, or a cylindrical shape.
  • the dielectric may be a wing shape or a curved plate shape.
  • the predetermined surface of the dielectric material that generates the ion wind may be appropriately set.
  • the dielectric is not limited to a ceramic green sheet fired.
  • the dielectric material may be formed by filling a metal material serving as an electrode with a material material serving as a dielectric material.
  • the dielectric may be one in which an insulating layer is laminated by thermal spraying of ceramic, or may be one in which an uncured thermosetting resin is laminated and heated and pressurized. Further, the dielectric material only needs to separate the first electrode and the second electrode, and does not have to function as a base for fixing these electrodes.
  • the number of electrode pairs is not limited to two. Three or more electrode pairs may be arranged in the flow direction of the ion wind. In this case, the present invention may be applied between all the electrode pairs, or the present invention may be applied between any of the electrode pairs.
  • the length and number of the first electrode pair and the second electrode pair in the direction (y direction) orthogonal to the flow direction of the ion wind may be different from each other.
  • a plurality of second electrode pairs are arranged in the y direction (the second electrode pair of the embodiment is divided into a plurality of parts in the y direction), and each second electrode pair is It may be possible to apply voltages individually. In this case, the strength of the ion wind can be imparted in the y direction by the second electrode pair.
  • the shape of the electrode is not limited to a flat plate shape, a ring shape, and a shaft shape, and may be various shapes.
  • the planar shape is not limited to a rectangle or the like.
  • the planar shape of the electrode may be a circle, a triangle, or a trapezoid, or may be a complicated shape in which the upstream edge or the downstream edge extends in a zigzag manner.
  • the first electrode pair (9, etc.) has various shapes. It may be a shape.
  • the ion wind generated by the first electrode pair is not limited to a uniform wind, as is the case with the second electrode pair.
  • the distance between the first electrode and the third electrode may vary depending on the position in the y direction, and the strength of the wind speed may be given.
  • a divergent ion wind is realized by shortening the distance between the first electrode (11A, etc.) and the third electrode (11B, etc.) outside the direction orthogonal to the flow direction (y direction).
  • the distance between the first electrode and the third electrode may be shortened on one side in the y direction, and an ionic wind flowing in the tilt direction may be realized.
  • the second electrode (or the fourth electrode) extends from the downstream edge of the first electrode (or the third electrode) to the downstream side, the ion wind becomes stronger, so the second electrode (or the fourth electrode) is moved in the y direction. It is also possible to lengthen only a part of the air flow downstream and to increase or decrease the ion wind in the y direction. In this case, the shape of the second electrode (or the fourth electrode) is set so as to obtain the synergistic effect with the strength of the ionic wind due to the shape of the third electrode described in the third and fourth embodiments. May be.
  • the dielectric part (119) shown in the second embodiment (FIG. 2) may be provided regardless of whether or not the discharge is used between the first electrode (11A, etc.) and the third electrode (11C, etc.). It may be provided on any of the first to fourth electrodes.
  • the first electrode may be covered by the dielectric part.
  • both the first electrode and the third electrode may be covered with the dielectric portion.
  • the dielectric part is not limited to that provided by coating the electrode.
  • a dielectric part may be comprised by the part between an electrode and a main surface of a dielectric material by embedding an electrode in a dielectric material.
  • the electrode may be disposed so as to fit into a recess formed in the dielectric, instead of being laminated or embedded in the dielectric on the surface of the dielectric. In this case, as compared with the case where the electrode is laminated on the surface of the dielectric, the unevenness on the surface of the dielectric is reduced or eliminated, and the resistance of the ion wind is reduced.
  • the first electrode (11A etc.) and the fourth electrode (11D etc.) do not need to be equipotential.
  • the first electrode (11A, etc.) and the fourth electrode (11D, etc.) may be given different potentials or may be given different potentials at different frequencies.
  • the distance between the second electrode (11B, etc.) and the third electrode (11C, etc.) may be set appropriately.
  • the downstream edge of the second electrode and the upstream edge of the third electrode may overlap.
  • the second electrode and the third electrode are the same as the second electrode and the third electrode in the second embodiment (FIG. 2). It is preferable that the distance is greater than the distance (distance where the dielectric breakdown field strength between the first electrode and the second electrode is equal to the dielectric breakdown field strength between the first electrode and the third electrode).

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Abstract

逆風の発生を抑制できるイオン風発生体を提供する。イオン風発生体（３）は、第１電極（１１Ａ）と、少なくとも一部が第１電極（１１Ａ）よりもｘ方向の一方側に位置し、第１電極（１１Ａ）との間に電圧が印加されることにより前記一方側へのイオン風を誘起可能な第２電極（１１Ｂ）とを有する。また、イオン風発生体（３）は、少なくとも一部が第２電極（１１Ｂ）よりも前記一方側に位置し、第２電極（１１Ｂ）と等電位とされる第３電極（１１Ｃ）と、少なくとも一部が第３電極（１１Ｃ）よりも前記一方側に位置し、第３電極（１１Ｃ）との間に電圧が印加されることにより前記一方側へのイオン風を誘起可能な第４電極（１１Ｄ）とを有する。

Description

イオン風発生体及びイオン風発生装置
　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、基板状の誘電体の一方主面に電極を配置するとともに、誘電体の他方主面に電極を配置し、その２つの電極からなる電極対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沿って流れるイオン風を発生させている。
特開２００７－３１７６５６号公報
　イオン風の増量を目的として、上記のような電極対をイオン風の流れ方向に沿って複数対配置することが考えられる。しかし、この場合、流れ方向において互いに隣接する電極対同士の間で放電が生じ、意図した風向とは逆向きのイオン風が発生するおそれがある。この場合、意図した風向の風速は、予定した風速よりも低下してしまう。
　従って、逆風の発生を抑制できるイオン風発生体及びイオン風発生装置が提供されることが望ましい。
　本発明の一態様に係るイオン風発生体は、第１主面及び第２主面を有する誘電体と、前記誘電体の前記第１主面に設けられた第１電極と、前記誘電体の内部または前記第２主面に設けられており、平面透視において少なくとも一部が前記第１電極よりも所定方向にずれて配置されている第２電極と、前記誘電体の第１主面に設けられており、平面透視において少なくとも一部が前記第２電極よりも前記所定方向にずれて配置されている第３電極と、前記誘電体の内部または前記第２主面に設けられており、平面透視において少なくとも一部が前記第３電極よりも前記所定方向にずれて配置されている第４電極と、前記第２電極と前記第３電極とを電気的に接続する接続線と、を有する。
　本発明の一態様に係るイオン風発生装置は、第１主面及び第２主面を有する誘電体と、前記誘電体の前記第１主面に設けられた第１電極と、前記誘電体の内部または前記第２主面に設けられており、平面透視において少なくとも一部が前記第１電極よりも所定方向にずれて配置されている第２電極と、前記誘電体の前記第１主面に設けられており、平面透視において少なくとも一部が前記第２電極よりも前記所定方向にずれて配置されている第３電極と、前記誘電体の内部または前記第２主面に設けられており、平面透視において少なくとも一部が前記第３電極よりも前記所定方向にずれて配置されている第４電極と、前記第２電極及び前記第３電極に等電位を付与しつつ前記第１電極と前記第２電極との間及び前記第３電極と前記第４電極との間に電圧を印加可能な電源と、を有する。
　上記の構成によれば、逆風の発生を抑制できる。
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の要部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。 本発明の第２の実施形態に係るイオン風発生装置の要部を模式的に示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るイオン風発生装置の要部を模式的に示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係るイオン風発生装置の要部を模式的に示す斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係るイオン風発生装置の要部を模式的に示す断面図である。 本発明の第６の実施形態に係るイオン風発生装置の要部を模式的に示す斜視図である。 本発明の第７の実施形態に係るイオン風発生装置の要部を模式的に示す斜視図である。
　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。各図においては、説明の便宜上、適宜に３軸の直交座標系（ｘｙｚ座標系）を定義して参照する。
　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。
　符号は、同一又は類似する構成のものについて、「第１電極１１Ａ～第４電極１１Ｄ」などのように、同一の符号に大文字のアルファベットの付加符号を付すことがある。また、この場合において、単に「電極１１」というなど、名称の頭の番号、及び、上記の付加符号を省略することがあるものとする。
＜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の要部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。
　イオン風発生装置１は、矢印ｙ１及びｙ２で示される所定方向（いずれもｘ軸の正方向）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に配置された第１電極対９Ａ及び第２電極対９Ｂとを有している。
　第１電極対９Ａは、誘電体７に隔てられた第１電極１１Ａ及び第２電極１１Ｂを有している。同様に、第２電極対９Ｂは、誘電体７に隔てられた第３電極１１Ｃ及び第４電極１１Ｄを有している。
　第１電極対９Ａは、第１電極１１Ａと第２電極１１Ｂ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、矢印ｙ１で示すイオン風を発生させる。同様に、第２電極対９Ｂは、第３電極１１Ｃと第４電極１１Ｄ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、矢印ｙ２で示すイオン風を発生させる。
　誘電体７は、例えば、その概略形状が平板状（基板状）になるように形成されており、第１主面７ａと、その背面の第２主面７ｂとを有している。誘電体７の平面形状は適宜な形状とされてよいが、図１ではｘ方向及びｙ方向に平行な辺を有する矩形とされた場合を例示している。
　矢印ｙ１及びｙ２で示すイオン風は、第１主面７ａ上を第１主面７ａに沿って流れる。なお、第２主面７ｂにおいても、第１主面７ａにおけるイオン風とは概ね逆向きのイオン風が生じるが、本実施形態においては説明を省略する。
　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、コーディエライト焼結体、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。
　また、誘電体７は、一枚の絶縁層から構成されてもよいし、複数の絶縁層が積層されて構成されてもよい（多層基板により構成されてもよい。）。
　第１電極対９Ａはイオン風の上流側に配置され、第２電極対９Ｂはイオン風の下流側に配置されている。この配置位置の相違及び後述する付与される電位の相違を除いて、第１電極対９Ａ及び第２電極対９Ｂは、互いに同様の構成である。以下では、第１電極対９Ａの説明において、第２電極対９Ｂに係る符号を（　）内に付して、第２電極対９Ｂの説明を省略することがある。
　電極１１は、例えば、厚さが一定の層状（平板状含む）に形成されている。電極１１の平面形状は適宜に設定されてよいが、例えば、ｘ方向及びｙ方向に平行な辺を有する矩形である。
　第１電極対９Ａ（９Ｂ）において、第１電極１１Ａ（１１Ｃ）は、第１主面７ａに設けられ、第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）は、第２主面７ｂに設けられている。換言すれば、第１電極１１Ａ（１１Ｃ）及び第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）は誘電体７に配置され、且つ、第１電極１１Ａ（１１Ｃ）は、第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）よりも第１主面７ａ側に配置されている。これにより、これらの電極１１は、誘電体７により隔てられている。
　第１電極対９Ａ（９Ｂ）において、第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）は、第１電極１１Ａ（１１Ｃ）に対して所定方向（イオン風の流れ方向）にずれて配置されている。所定方向はｘ軸の正方向であり、イオン風の流れ方向である。換言すれば、第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）は、第１電極１１Ａ（１１Ｃ）のｘ方向の一方側の縁部（下流側縁部）よりも前記一方側に位置する領域（下流域部）を有している。このような下流域部が設けられることにより、矢印ｙ１（ｙ２）で示すように、第１電極１１Ａ（１１Ｃ）の下流側縁部側から第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）の下流域部側へのイオン風が生じる。
　なお、第１電極１１Ａ（１１Ｃ）と第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）とは、第１主面７ａを平面視したときに、ｘ方向において、一部が重複していてもよいし、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。図１では、第１電極１１Ａ（１１Ｃ）と第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）とが隙間なく隣接している場合を例示している。なお、この場合において、第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）の下流域部は、第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）の全体である。
　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。
　駆動部５（図１（ａ））は、電極対９に交流電圧を印加する電源装置１５と、電源装置１５を制御する制御装置１７とを有している。
　電源装置１５は、第１電極１１Ａと第２電極１１Ｂとの間に交流電圧を印加可能であるとともに、第３電極１１Ｃと第４電極１１Ｄとの間に交流電圧を印加可能である。
　より具体的には、電源装置１５は、第１電極１１Ａと第４電極１１Ｄとを等電位とし、第２電極１１Ｂと第３電極１１Ｃとを等電位とするように、第１電極対９Ａ及び第２電極対９Ｂに接続されている。換言すれば、互いの距離が近い電極１１同士（１１Ｂ、１１Ｃ）が等電位とされるとともに、互いの距離が遠い電極１１同士（１１Ａ、１１Ｄ）が等電位とされている。
　なお、このような並列接続は、イオン風発生体３に設けられる配線によって実現されてもよいし、イオン風発生体３の外部に設けられる配線によって実現されてもよい。イオン風発生体３に設けられる配線は、例えば、誘電体７の表面若しくは内部に導電層が設けられたり、誘電体７の内部にビア導体が設けられたりすることにより構成される。イオン風発生体３の外部に設けられる配線は、例えば、駆動部５に配線基板が設けられることにより構成される。
　電源装置１５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、第１電極１１Ａ及び第２電極１１Ｂ（１１Ｃ及び１１Ｄ）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、第１電極１１Ａ及び第２電極１１Ｂ（１１Ｄ及び１１Ｃ）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。
　本実施形態においては、第２電極１１Ｂ及び第３電極１１Ｃに基準電位が付与され、第１電極１１Ａ及び第４電極１１Ｄに電位変動が付与される場合を例示している。
　制御装置１７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１５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及び電極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。
　イオン風発生体３の製造方法は、誘電体７がセラミック焼結体により構成される場合を例にとると、以下のとおりである。
　まず、誘電体７となるセラミックグリーンシートを用意する。セラミックグリーンシートは、原料粉末に適当な有機溶剤及び溶媒を添加混合して作製したスラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法等の成形方法でシート状に成形することによって形成される。原料粉末は、アルミナセラミックを例にとると、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、カルシア（ＣａＯ）及びマグネシア（ＭｇＯ）等である。
　次に、必要に応じて、セラミックグリーンシートに対して打ち抜き加工若しくはレーザー加工を行い、貫通孔等を形成する。例えば、配線の一部を構成するビア導体（不図示）用のビアを形成する。
　次に、電極１１となる導電ペーストをセラミックグリーンシートに設け、また、必要に応じて、配線となる導電ペーストもセラミックグリーンシートに設ける。導電ペーストは、例えば、タングステン、モリブデン、銅または銀等の金属粉末に有機溶剤及び有機バインダを添加し混合することによって作製される。導電ペーストは、必要に応じて分散剤や可塑剤などが添加されていてもよい。混合は、例えば、ボールミル、三本ロールミル、またはプラネタリーミキサー等の混練手段により行われる。また、導電ペーストは、例えば、スクリーン印刷法等の印刷手段を用いてセラミックグリーンシートに印刷塗布される。
　そして、導電ペースト及びセラミックグリーンシートを同時焼成する。これにより、電極１１が配置された誘電体７、すなわち、イオン風発生体３が形成される。
　なお、誘電体７が、複数の絶縁層からなる多層基板により構成される場合は、絶縁層となるセラミックグリーンシートに対して上記の加工及び印刷等を行い、その後、複数のセラミックグリーンシートを積層して焼成する。
　なお、導電ペーストは、セラミックグリーンシートと同時焼成される場合には、セラミックグリーンシートの焼結挙動に合わせたり、残留応力の緩和によって焼結後の誘電体との接合強度を高めたりするために、ガラスやセラミックスの粉末が添加されてもよい。
　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１５により第１電極１１Ａ（１１Ｃ）と第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）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、第１電極１１Ａ（１１Ｃ）及び第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）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、第１主面７ａにおいて流れるイオン風は、第１電極１１Ａ（１１Ｃ）側から第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）側へ移動する電子又はイオンにより、第１主面７ａ上の第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）と重なる領域を中心として誘起され、矢印ｙ１（ｙ２）で示す方向へ流れる。
　なお、風速は、第１電極１１Ａ（１１Ｃ）及び第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）に印加される電圧が大きいほど、また、第１電極１１Ａ（１１Ｃ）と第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）との距離が小さくなるほど、また、第２電極１１Ｂ（１１Ｄ）の下流域部の流れ方向（ｘ方向）の長さが大きくなるほど、大きくなる。
　ここで、仮に、本実施形態とは逆に、第１電極１１Ａと第３電極１１Ｃとが等電位とされ、第２電極１１Ｂと第４電極１１Ｄとが等電位とされるとすると、第２電極１１Ｂと第３電極１１Ｃとの間に電位差が生じる。その結果、第２電極１１Ｂ及び第３電極１１Ｃによって、第１主面７ａ上を矢印ｙ１とは逆向きに流れるイオン風が発生し、意図した風速で、矢印ｙ１及びｙ２の方向へのイオン風が得られないおそれがある。
　しかし、本実施形態においては、第２電極１１Ｂと第３電極１１Ｃとが等電位とされていることから、逆風の発生が抑制され、ひいては、矢印ｙ１及びｙ２で示す方向の風速低下が抑制される。
　以上の第１の実施形態によれば、イオン風発生体３は、第１電極１１Ａと、少なくとも一部が第１電極１１Ａよりもｘ方向の一方側に位置し、第１電極１１Ａとの間に電圧が印加されることにより前記一方側へのイオン風を誘起可能な第２電極１１Ｂとを有する。また、イオン風発生体３は、少なくとも一部が第２電極１１Ｂよりも前記一方側に位置し、第２電極１１Ｂと等電位とされる第３電極１１Ｃと、少なくとも一部が第３電極１１Ｃよりも前記一方側に位置し、第３電極１１Ｃとの間に電圧が印加されることにより前記一方側へのイオン風を誘起可能な第４電極１１Ｄとを有する。
　従って、第１電極対９Ａ及び第２電極対９Ｂをイオン風の流れ方向において配列したことにより風量が増加する。そして、上述したように、第１電極対９Ａと第２電極対９Ｂとの間で逆風が生じることが抑制される。
　イオン風発生体３は、第１電極１１Ａと第２電極１１Ｂとを隔てるともに第３電極１１Ｃと第４電極１１Ｄとを隔てる誘電体７を更に有する。従って、イオン風を誘起する放電は誘電体バリア放電であり、制御が容易である。
　第２電極１１Ｂ及び第３電極１１Ｃは基準電位とされる。従って、第２電極１１Ｂ及び第３電極１１Ｃに電位変動を付与しつつこれらの電極１１を等電位に保つ場合（この場合も本願発明に含まれる。）よりも、これらの電極１１が等電位に保たれやすい。その結果、安定して逆風を抑制できる。
＜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断面図（図１（ｂ）に相当する図）である。
　イオン風発生装置１０１のイオン風発生体１０３は、第２電極１１Ｂと第３電極１１Ｃとを接続する接続部として接続線１２１を有している。接続線１２１は、例えば、誘電体７を貫通するビア導体１２１ａ及び誘電体７の内部に設けられた導電層１２１ｂの組み合わせにより構成されている。換言すれば、接続線１２１は、誘電体７に埋設されている。
　接続線１２１は、誘電体７により第１電極１１Ａと隔てられており、その（最短）距離ｄ２は、誘電体７が第１電極１１Ａと第２電極１１Ｂとを隔てる距離（誘電体７の厚さ）ｄ１よりも長い。同様に、接続線１２１は、誘電体７により第４電極１１Ｄと隔てられており、その（最短）距離ｄ３は、誘電体７が第３電極１１Ｃと第４電極１１Ｄとを隔てる距離（誘電体７の厚さ）ｄ１よりも長い。
　このように、第２電極１１Ｂと第３電極１１Ｃとを等電位とするための配線がイオン風発生体３に形成されることにより、イオン風発生体のモジュール化・イオン風発生装置の小型化が図られる。そして、上記のように距離ｄ１～ｄ３が設定されることにより、接続線１２１がイオン風の誘起に及ぼす影響が抑制され、所望のイオン風を精度よく生成することができる。
　なお、第２の実施形態において、電源装置１５に対して第２電極１１Ｂと第３電極１１Ｃとは直列的に接続されている。ただし、第２電極１１Ｂ及び接続線１２１における電圧降下はほとんどなく、この場合においても、第２電極１１Ｂと第３電極１１Ｃとは等電位に保たれる。なお、接続線１２１と電源装置１５とが接続されることにより、第１の実施形態と同様に、電源装置１５に対して第２電極１１Ｂと第３電極１１Ｃとが並列に接続されてもよい。
　また、イオン風発生体１０３において、第３電極１１Ｃは、誘電材料によりコーティングされている。換言すれば、イオン風発生体１０３は、第１電極１１Ａと第３電極１１Ｃとを隔てる誘電部１１９を有している。
　第１の実施形態において、各電極対９において放電が生じた後、更に各電極対９に印加する電圧を高くしていくと、第１電極１１Ａと第３電極１１Ｃとの間においても、その電位差に起因して放電が生じ得る。ただし、この放電は、アーク放電であり、各電極対９における放電に比較して制御が難しい。
　一方、第２の実施形態では、誘電部１１９が設けられていることから、第１電極１１Ａと第３電極１１Ｃとの間においても誘電体バリア放電が生じる。その結果、第１電極１１Ａと第３電極１１Ｃとの間における放電を有効利用して、イオン風の風量を増加させる実現性が高くなる。
　なお、第１電極１１Ａ及び第３電極１１Ｃの放電により生じるイオン風の風向を確実に第１電極１１Ａ側から第３電極１１Ｃ側への方向とするために、第３電極１１Ｃは、ｚ方向の位置が第１電極１１Ａよりも第２主面７ｂ側とされたり、図２の断面における面積が第１電極１１Ａよりも大きくされたりすることが好ましい。
　また、イオン風発生体１０３においては、第１電極１１Ａと第２電極１１Ｂとの間における絶縁破壊電界強度（絶縁破壊電圧）と、第１電極１１Ａと第３電極１１Ｃとの間における絶縁破壊電界強度とが同等に設定されている。絶縁破壊電界強度の調整は、例えば、第１電極１１Ａと第３電極１１Ｃとの距離の調整又は誘電部１１９の厚みの調整等により行われる。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態に比較して、第１電極１１Ａと第３電極１１Ｃとの距離が短く設定されている。
　第１電極１１Ａと第２電極１１Ｂとの間における絶縁破壊電界強度（絶縁破壊電圧）と、第１電極１１Ａと第３電極１１Ｃとの間における絶縁破壊電界強度とは、同じであることが好ましい。
　従って、各電極対９において放電が生じる電圧においては、第１電極１１Ａと第３電極１１Ｃとの間においても放電が生じる。従って、常に、各電極対９における放電によるイオン風に、第１電極１１Ａと第３電極１１Ｃとの間の放電によるイオン風を加算することができる。すなわち、イオン風の流れ方向に配列された第１電極対９Ａ及び第２電極対９Ｂが効率的に利用される。
＜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。なお、イオン風発生装置２０１のイオン風発生体２０３は、第２の実施形態と同様に、第３電極２１１Ｃを覆う誘電部１１９を有するが、図３では図示を省略する。
　イオン風発生体２０３において、第１電極１１Ａ（第１電極対９Ａ）と第３電極２１１Ｃ（第２電極対２０９Ｂ）とのｘ方向における距離はｙ方向の位置によって異なっている。より具体的には、例えば、第３電極２１１Ｃは、ｙ方向の中央において上流側の縁部が上流側へ突出する形状となっており、第１電極１１Ａと第３電極２１１Ｃとの距離は、ｙ方向の中央側ほど短くなっている。
　ここで、第２の実施形態において述べた第１電極１１Ａと第３電極２１１Ｃとの間の放電は、その距離が近いほど生じやすく、また、その放電によるイオン風は、その距離が近いほど強くなる。
　従って、第１電極１１Ａと第３電極２１１Ｃとの距離がｙ方向の位置によって異なることにより、イオン風に対して強弱を付けることができる。例えば、本実施形態では、ｙ方向の中央側においてイオン風が強くなる。そして、矢印ｙ２０１により示すように、全体として中央側に集約されるような風向が実現される。
　また、イオン風発生装置２０１の駆動部２０５は、電源装置１５と第４電極１１Ｄとを接続及び遮断可能なスイッチ２２５を含むスイッチ部２２３を有している。スイッチ２２５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。スイッチ部２２３は、スイッチ２２５による接続及び遮断により、電源装置１５と第３電極２１１Ｃとを接続したまま、電源装置１５と第４電極１１Ｄとを接続及び遮断可能である。
　従って、イオン風発生装置２０１は、第１電極対９Ａのイオン風に対する第３電極２１１Ｃによるイオン風の風量増加の効果を得つつ、必要に応じて、第２電極対２０９Ｂによるイオン風の追加及びその停止を行うことができる。また、第２電極対２０９Ｂへの電圧の印加及びその停止をスイッチ２２５により行うことから、第１電極対９Ａ及び第２電極対２０９Ｂそれぞれに対して電源装置１５を設ける場合（この場合も本願発明に含まれる。）に比較して、安価に電極対への電圧印加の個別制御が行われる。
＜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。なお、イオン風発生装置３０１のイオン風発生体３０３は、第２の実施形態と同様に、第３電極３１１Ｃを覆う誘電部１１９を有するが、図３では図示を省略する。
　イオン風発生体３０３において、第３電極３１１Ｃは、第３の実施形態の第３電極２１１Ｃと同様に、第１電極１１Ａとのｘ方向における距離がｙ方向の位置によって異なっている。より具体的には、例えば、第３の実施形態と同様に、第３電極３１１Ｃは、ｙ方向の中央において上流側の縁部が上流側へ突出する形状となっており、第１電極１１Ａと第３電極３１１Ｃとの距離は、ｙ方向の中央側ほど短くなっている。
　従って、本実施形態においても、第３の実施形態と同様に、ｙ方向の中央側においてイオン風が強くなり、全体として中央側に集約されるような風向が実現される。
　さらに、イオン風発生体３０３においては、第２電極対３０９Ｂは、適宜な風向を実現する形状とされている。例えば、第２電極対３０９Ｂは、上述した第１電極１１Ａと第３電極３１１Ｃとの距離のｙ方向の位置に応じた相違により第１電極対９Ａのイオン風に付与される風向の強弱と同様の強弱を第１電極対９Ａのイオン風に付与することが可能な形状に形成されている。
　より具体的には、例えば、第３電極３１１Ｃ及び第４電極３１１Ｄは、ｙ方向の中央側ほど上流側に突出する形状（Ｖ字又はＵ字）に形成されている。これにより、第２電極対３０９Ｂにおいては、矢印ｙ３０１に示すように、ｙ方向の中央側に集約されるようなイオン風が誘起される。その結果、イオン風の集約が一層なされる。
　また、イオン風発生装置３０１の駆動部３０５は、第３の実施形態と同様に、電源装置１５と第３電極３１１Ｃとを接続したまま、電源装置１５と第４電極３１１Ｄとを接続及び遮断可能なスイッチ部３２３を有している。
　ただし、スイッチ部３２３は、電源装置１５と第３電極３１１Ｃとの間にもスイッチ２２５を有しており、第１電極１１Ａ及び第３電極３１１Ｃによるイオン風の増速も実行及び停止可能となっている。
＜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（図１（ｂ）に相当する図）である。
　イオン風発生装置４０１のイオン風発生体４０３は、図１の符号を参照して端的に言うと、第１の実施形態のイオン風発生体３において、第２主面７ｂ側に誘電体７及び第１電極１１Ａ及び第３電極１１Ｃを追加した構成となっている。
　従って、イオン風発生体４０３の誘電体４０７においては、矢印ｙ１及びｙ２により示すように、両主面において、互いに同一方向のイオン風が発生する。従って、効率的に風速の大きいイオン風を発生させることができる。
＜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斜視図である。
　イオン風発生装置５０１のイオン風発生体５０３は、円柱状の誘電体５０７と、矢印ｙ５０１で示すイオン風を誘起する第１電極対５０９Ａと、矢印ｙ５０２で示すイオン風を誘起する第２電極対５０９Ｂとを有している。
　第１電極対５０９Ａ（５０９Ｂ）は、誘電体５０７の外周に配置された環状の第１電極５１１Ａ（５１１Ｃ）と、誘電体５０７の中心に配置された軸状の第２電極５１１Ｂ（５１１Ｄ）とを有している。第１電極５１１Ａ（５１１Ｃ）と第２電極５１１Ｂ（５１１Ｄ）との間に電極が印加されると、矢印ｙ５０１（ｙ５０２）で示すように、誘電体５０７の全周に亘って、誘電体５０７の外周面５０７ａに沿って誘電体５０７の軸方向へ流れるイオン風が誘起される。
　イオン風発生装置５０１においても、第１の実施形態と同様に、第２電極５１１Ｂと第３電極５１１Ｃとが等電位とされている。従って、第１の実施形態と同様に、第１電極対５０９Ａと第２電極対５０９Ｂとの間におけるイオン風（逆風）の発生が抑制される。
＜第７の実施形態＞
　図７は本発明の第７の実施形態に係るイオン風発生装置６０１の要部を模式的に示す斜視図である。
　イオン風発生装置６０１のイオン風発生体６０３は、円筒状の誘電体６０７と、矢印ｙ６０１で示すイオン風を誘起する第１電極対６０９Ａと、矢印ｙ６０２で示すイオン風を誘起する第２電極対６０９Ｂとを有している。
　第１電極対６０９Ａ（６０９Ｂ）は、誘電体６０７の内周面６０７ａに配置された環状の第１電極６１１Ａ（６１１Ｃ）と、誘電体６０７の外周面６０７ｂに配置された環状の第２電極６１１Ｂ（６１１Ｄ）とを有している。第１電極６１１Ａ（６１１Ｃ）と第２電極６１１Ｂ（６１１Ｄ）との間に電極が印加されると、矢印ｙ６０１（ｙ６０２）で示すように、誘電体６０７の全内周に亘って、誘電体６０７の内周面６０７ａに沿って誘電体６０７の軸方向へ流れるイオン風が誘起される。
　イオン風発生装置６０１においても、第１の実施形態と同様に、第２電極６１１Ｂと第３電極６１１Ｃとが等電位とされている。従って、第１の実施形態と同様に、第１電極対６０９Ａと第２電極対６０９Ｂとの間におけるイオン風（逆風）の発生が抑制される。
　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。
　第２電極１１Ｂおよび第４電極１１Ｄは、誘電体３の内部に設けられていてもよい。第２（４）電極１１Ｂ（１１Ｄ）が誘電体３の内部に設けられている場合には、誘電体２の第２主面７ｂのうち第２（４）電極１１Ｂ（１１Ｄ）に対応する部分においてはイオン風が発生しない。
　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、翼における境界層の剥離抑制に利用されてもよいし、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。
　上述した複数の実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第２～第４の実施形態（図２～図４）のように、第１電極１１Ａ等と第３電極１１Ｃ等との放電の利用及び誘電部１１９の形成は、他の実施形態において行われてもよい。また、例えば、第２の実施形態（図２）において示した誘電体に設けられる（より具体的には埋設される）接続線１２１は、他の実施形態に設けられてもよい。また、例えば、第２の実施形態において示した第２電極と第３電極との直列的な接続は、他の実施形態において行われてもよい。また、例えば、第３若しくは第４の実施形態において示した第１電極１１Ａ等と第３電極２１１Ｃ等との距離をｙ方向の位置に応じて異ならせる構成は、他の実施形態に適用されてもよい。また、例えば、第３若しくは第４の実施形態（図３、図４）において示したスイッチ部２２３若しくは３２３は、第１電極１１Ａ等と第３電極１１Ｃ等との放電の利用の有無に関わらず、他の実施形態において設けられてもよい。第５の実施形態（図５）において示した両主面において同一方向のイオン風を発生させる構成は、第１～第４の実施形態（図１～図４）に適用されてもよい。同様に、第７の実施形態（図７）において、イオン風発生体６０３の更に外周に筒状の誘電体、第１電極及び第３電極を積層することにより、内周面と外周面とで同一方向のイオン風を発生させてもよい。
　誘電体の形状は、平板状、円柱状、円筒状に限定されない。例えば、誘電体は、翼状のものであってもよいし、湾曲した板状のものであってもよい。同様に、イオン風が発生する誘電体の所定面も適宜に設定されてよい。
　また、誘電体は、セラミックグリーンシートを焼成したものに限定されない。例えば、誘電体は、電極となる金属を配置した金型内に誘電体となる材料が充填され、成形されたものであってもよい。また、例えば、誘電体は、セラミックの溶射により絶縁層が積層されたものでもよいし、未硬化の熱硬化性樹脂が積層されて加熱・加圧されたものでもよい。また、誘電体は、第１電極と第２電極とを隔てていればよく、これらの電極を固定するための基体として機能しなくてもよい。
　電極対の数は、２つに限定されない。３つ以上の電極対がイオン風の流れ方向において配列されていてもよい。この場合において、全ての電極対間に本発明が適用されてもよいし、いずれかの電極対間に本発明が適用されてもよい。
　また、第１電極対と第２電極対とでイオン風の流れ方向に直交する方向（ｙ方向）における長さ及び数が互いに異なっていてもよい。例えば、一つの第１電極対に対して、第２電極対がｙ方向に複数配置され（実施形態の第２電極対がｙ方向において複数に分割され）、それぞれの第２電極対に対して個別に電圧を印加可能であってもよい。この場合、第２電極対によりｙ方向においてイオン風に強弱を付与することなどができる。
　電極の形状は、平板状、環状、軸状に限定されず、種々の形状とされてよい。また、電極形状が、平板状、若しくは、円筒状のように平面に展開可能である場合において、その平面形状は、矩形等に限定されない。例えば、電極の平面形状は、円形、三角形、若しくは台形であってもよいし、上流側縁部若しくは下流側縁部がジグザグに延びるような複雑な形状であってもよい。
　第３及び第４の実施形態（図３及び図４）においては、第２電極対（２０９Ｂ等）についてのみ、種々の形状を例示したが、第１電極対（９等）の形状が種々の形状とされてもよい。換言すれば、第１電極対の生成するイオン風も、第２電極対と同様に、一様風に限定されない。また、第１電極（１１Ａ等）の形状に起因して、第１電極と第３電極との距離のｙ方向の位置に応じた相違が生じ、風速の強弱等が付与されてもよい。
　また、第３及び第４の実施形態においては、集約されるようなイオン風が実現される場合を例示した。しかし、これ以外の種々の強弱及び／又は風向を有するイオン風が実現されてよい。例えば、流れ方向に直交する方向（ｙ方向）の外側において第１電極（１１Ａ等）と第３電極（１１Ｂ等）との距離が短くなることなどにより、発散されるようなイオン風が実現されてもよいし、ｙ方向の一方側において第１電極と第３電極との距離が短くなり、傾斜方向へ流れるイオン風が実現されてもよい。
　第２電極（若しくは第４電極）が、第１電極（若しくは第３電極）の下流側縁部から下流側へ延びるほどイオン風は強くなるから、第２電極（若しくは第４電極）をｙ方向の一部のみにおいて下流側へ長くし、ｙ方向においてイオン風の強弱をつけてもよい。この場合において、第３及び第４の実施形態において説明した、第３電極の形状によるイオン風の強弱との相乗効果が得られるように、第２電極（若しくは第４電極）の形状が設定されてもよい。
　第２の実施形態（図２）において示した誘電部（１１９）は、第１電極（１１Ａ等）と第３電極（１１Ｃ等）との間の放電の利用の有無に関わらず設けられてよいし、第１～第４電極のいずれに設けられてもよい。また、第１電極と第３電極との間で誘電体バリア放電を行う目的で、第１電極と第３電極とを誘電部により隔てる場合において、第１電極が誘電部に覆われてもよいし、第１電極と第３電極との双方が誘電部に覆われてもよい。
　また、誘電部は、電極をコーティングすることにより設けられるものに限定されない。例えば、電極が誘電体に埋設されることにより、誘電体の、電極と主面との間の部分により誘電部が構成されてもよい。
　電極は、誘電体の表面に積層若しくは誘電体に埋設されるのではなく、誘電体に形成された凹部に嵌合するように配置されてもよい。この場合、電極が誘電体の表面に積層される場合に比較して、誘電体の表面の凹凸が縮小若しくは無くされ、イオン風の抵抗が低減される。
　第１電極（１１Ａ等）と第４電極（１１Ｄ等）とは、等電位にされる必要はない。例えば、第１電極（１１Ａ等）及び第４電極（１１Ｄ等）は、互いに異なる高さの電位が付与されたり、互いに異なる周波数で変動する電位が付与されたりしてもよい。
　第２電極（１１Ｂ等）と第３電極（１１Ｃ等）との距離は適宜に設定されてよい。例えば、第２電極の下流側縁部と、第３電極の上流側縁部とは重複していてもよい。なお、各電極対（９）におけるイオン風の誘起を主とする観点からは、第２電極と第３電極とは、第２の実施形態（図２）における第２電極と第３電極との距離（第１電極と第２電極との絶縁破壊電界強度と第１電極と第３電極との絶縁破壊電界強度とが同等になる距離）よりも、離れていることが好ましい。
　１…イオン風発生装置、３…イオン風発生体、９Ａ…第１電極対、９Ｂ…第２電極対、１１Ａ…第１電極、１１Ｂ…第２電極、１１Ｃ…第３電極、１１Ｄ…第４電極。

Claims (8)

  1. 　第１主面及び第２主面を有する誘電体と、
    　前記誘電体の前記第１主面に設けられた第１電極と、
    　前記誘電体の内部または前記第２主面に設けられており、平面透視において少なくとも一部が前記第１電極よりも所定方向にずれて配置されている第２電極と、
    　前記誘電体の前記第１主面に設けられており、平面透視において少なくとも一部が前記第２電極よりも前記所定方向にずれて配置されている第３電極と、
    　前記誘電体の内部または前記第２主面に設けられており、平面透視において少なくとも一部が前記第３電極よりも前記所定方向にずれて配置されている第４電極と、
    　前記第２電極と前記第３電極とを電気的に接続する接続部と、
    　を有するイオン風発生体。
  2. 　前記接続部は前記誘電体内に設けられており、前記接続部は、前記第１電極と前記第２電極との間の距離よりも長い距離で前記第１電極と隔てられているとともに、前記第３電極と前記第４電極との間の距離よりも長い距離で前記第４電極と隔てられている
    　請求項１に記載のイオン風発生体。
  3. 　第１電極と第３電極とを隔てる誘電部を更に有する
    　請求項１又は２に記載のイオン風発生体。
  4. 　前記第１電極と前記第２電極との間の絶縁破壊電界強度と、前記第１電極と前記第３電極との間の絶縁破壊電界強度とが同等に設定されている
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のイオン風発生体。
  5. 　第１電極と第３電極との前記所定方向の距離が前記所定方向に直交する位置によって異なっている
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のイオン風発生体。
  6. 　第１主面及び第２主面を有する誘電体と、
    　前記誘電体の前記第１主面に設けられた第１電極と、
    　前記誘電体の内部または前記第２主面に設けられており、平面透視において少なくとも一部が前記第１電極よりも所定方向にずれて配置されている第２電極と、
    　前記誘電体の前記第１主面に設けられており、平面透視において少なくとも一部が前記第２電極よりも前記所定方向にずれて配置されている第３電極と、
    　前記誘電体の内部または前記第２主面に設けられており、平面透視において少なくとも一部が前記第３電極よりも前記所定方向にずれて配置されている第４電極と、
    　前記第２電極及び前記第３電極に等電位を付与しつつ前記第１電極と前記第２電極との間及び前記第３電極と前記第４電極との間に電圧を印加可能な電源と、
    　を有するイオン風発生装置。
  7. 　前記第２電極及び前記第３電極は基準電位とされる
    　請求項６に記載のイオン風発生装置。
  8. 　前記電源と前記第３電極とを接続したまま前記電源と前記第４電極とを接続及び切断可能なスイッチ部を更に有する
    　請求項７に記載のイオン風発生装置。
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