離子發生元件、離子發生裝置、電氣設備的製作方法
2023-04-26 02:49:11 5
專利名稱：離子發生元件、離子發生裝置、電氣設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及通過在空間中放出正離子與負離子從而能夠分解在空氣中浮遊的細菌和真菌、有害物質等的離子發生元件、離子發生裝置及配備了該裝置的電氣設備。再有，作為與上述電氣設備對應的例子，主要能夠舉出在封閉空間(家庭住房內、大廈內的房間、醫院的病室和手術室、車內、飛機內、船內、倉庫內、冷藏庫的庫內等)中使用的空調器、除溼器、加溼器、空氣淨化機、冷藏庫、扇形加熱器、微波爐、洗滌乾燥機、吸塵器、殺菌裝置等。
背景技術：
一般，在辦公室和會議室等換氣少的密閉房間中，當室內的人數多時，由於通過呼吸排出的二氧化碳、香菸的煙霧、塵埃等的空氣汙染物質增加，具有使人放鬆功效的負離子從空氣中減少下去。特別是，當香菸的煙霧存在時，負離子甚至減少到通常的1/2～1/5左右。因此，為了補給空氣中的負離子，現在市場上銷售著各種離子發生裝置。
但是，現有的利用放電現象的離子發生裝置主要是以負電位的直流高電壓方式發生負離子的裝置，其目的是訴求於使人功效的效應。因此，在這樣的離子發生裝置中，儘管能夠向空氣中補給負離子，卻不能積極地除去空氣中的浮遊細菌等。
關於其他的離子發生裝置，調查過去公報的實例的結果知道有以下方法。
在特開平4-90428號公報(以下，稱為專利文獻1)中，講述了在放電線或具有銳角部的放電板上施加交流高電壓、使負離子發生、或使負離子與正離子發生的離子發生器。但是，關於發生的方法和裝置，僅僅記述了高交流電壓單元。應用領域是空調器，作為效果舉出了對人的舒適性、鬆弛性。
在特開平8-217412號公報(以下，稱為專利文獻2)中，講述了下述的電暈放電器夾持絕緣體，用放電電極、感應電極構成一對電極，具備在其兩端施加高壓高頻電壓的高壓電源。作為高壓電源記述了在電極兩端配置二極體，通過其方向選擇負電位的電源或者正電位的電源，但是關於其切換功能，沒有記述。再有，作為本技術的應用領域，記述了臭氧發生裝置和帶電裝置、離子發生裝置等的電暈放電設備。此外，作為本技術的效果舉出了離子的發生。
在特開平3-230499號公報(以下，稱為專利文獻3)中，講述了下述這樣的離子發生裝置將針狀的放電極與導電性的接地網或者接地環作成一對的電極在橫切清潔空氣流的方向上以二維擴展的方式配置多個，在有的放電極上施加負偏置後的交流正弦波的高電壓，在有的放電極上施加正偏置後的交流正弦波的高電壓，構成放出正離子的多組放電極與放出負離子的多組放電極。該離子發生裝置具有調整偏置電壓的控制單元，調整正離子、負離子的量。作為應用領域舉出了淨化間的除電設備，作為效果聲明了它的除電效應。
在特開平9-610號公報(以下，稱為專利文獻4)中，講述了向正極放電、負極放電的電極的施加電壓可變的集塵裝置。電極是離子化線與集塵板，是使灰塵帶電從而集塵在集塵板上的結構。明確記載了應用領域是空調設備的電集塵裝置，通過在放電時發生的臭氧進行其內部的殺菌。
利用放電現象的離子發生電極大體分為2類。其一如專利文獻1、3、4所示，是用金屬線或具有銳角部的金屬片和針等，其對置極是大地或使用對地電位的金屬片和網等，空氣起到絕緣體的作用。另一類是如專利文獻2和後述的特開2003-47651號公報(以下，稱為專利文獻5)、特開2002-319472號公報(以下，稱為專利文獻6)所述，是夾持固體電介質形成了放電電極與感應電極。作為其特徵，由於前者以空氣作為絕緣物，與後者相比電極間的距離需要取得寬，因此，在放電時所需要的電壓必須設定得高。相反，由於後者將絕緣電阻高、具有高介電常數的絕緣體夾持在中間，故電極間距離能夠做得窄(薄)，因此，與前者相比施加電壓能夠設定得低。
關於離子發生裝置，做成了涉及下述離子發生裝置的發明作為放出正離子、負離子的兩極性的離子的效果，通過在空氣中大致同等量地發生作為正離子的H+(H2O)m與作為負離子的O2-(H2O)n(m、n是自然數)，兩離子包圍空氣中的浮遊真菌和病毒的周圍，通過此時生成的游離基的氫氧基(·OH)的作用，能夠使上述浮遊真菌等失去活性(例如，參照專利文獻5、6)。
再有，關於上述發明，在通過本發明申請人已經實用化的實用機中，有夾持陶瓷的電介質將放電電極配設在外側、將感應電極配設在內側結構的離子發生裝置、以及安裝了該離子發生裝置的空氣淨化機和空調機等。
此外，作為負離子的效應，我們知道一般是在向因家庭內的電氣設備等成為正離子過多的空間中大量地供給負離子，希望得到像在自然界中的森林中那樣的正離子與負離子平衡的狀態時或求得放鬆效應的情況下是有效的。在專利文獻1中也講述了放鬆效應。
發明內容
本發明的目的是發生正離子與負離子，使浮遊在空氣中的真菌和病毒失去活性，並用於進一步提高其效果。一般情況下，利用放電現象的離子發生器始終在發生離子的同時發生臭氧，在專利文獻4中記述了利用臭氧的氧化能力，進行設備內的殺菌。一般都知道當臭氧的濃度高時對人體有影響，對本發明申請人來說，一面使臭氧的發生量極小化一面又最大限度地引出離子量這是難度很高的課題。
此外，在不是專利文獻3作為對象的設備裝置、而是能夠搭載在家庭用電氣產品中的小型的離子發生裝置中，本發明申請人已經提出了專利文獻5、6等記述的離子發生裝置，如果使用該離子發生裝置，能夠大體同等數量地發生正離子、負離子。
為了降低同時發生的正離子、負離子的中和，一般是通過送風使離子乘風擴散到空間中。但是，通過同時發生正離子與負離子，也存在在發生的同時兩極性的離子的一部分中和後消滅的課題。專利文獻3中記述的離子發生裝置，在橫切清潔空氣流的方向上具有二維擴展地配置多個放電極。即，風在針延伸的方向上流過。為了小型化、安全性和節能，考慮降低施加電壓，本發明申請人主要採用利用設置在電介質表面上的放電電極與埋設在上述電介質內部的感應電極構成一對電極的結構，這種情況下，在上述專利文獻3中所述的風的方向上，由於不適合離子的擴散，風平行於電介質的表面地吹過。在將開發的離子發生器搭載到各種商品上的情況下，雖然風對離子發生器的方向限定在理想的方向上是有效的，但因情況不同也有不能限制的情況。
本發明是鑑於上述問題而進行的，其目的在於提供研究了抑制發生的離子彼此之間的中和從而有效地放出的策略並能夠進一步提高離子發生效率的離子發生元件、離子發生裝置及配備了該裝置的電氣設備。
即使對基體材料從X軸方向Y軸方向任何一個方向送風，為了達到上述目的，本發明涉及的離子發生元件至少具有各自1個安裝或者印刷在1個基體材料上的、發生正離子的第1放電部和發生負離子的第2放電部，第1、第2放電部都在上述基體材料的同一平面上，並分離獨立地配置在其對角線上(傾斜)。這時的電極雖然也可以作成針狀的電極，但基本上，本發明申請人考慮以在電介質的表面上設置的放電電極與埋設在電介質內部的感應電極形成一對電極的結構。這時，為了即使對電介質上的放電電極表面從X軸方向Y軸方向任何一個方向送風，也能防止從上風的放電部發生的離子在下風的相反極性的放電部上中和，相對於送風的方向(X軸或者Y軸方向)，將第1放電部與第2放電部配置在對角線上即傾斜配置，以減少其中和。
在安裝或者印刷了第1放電部、第2放電部的基體材料的面積有限制的情況下，當確保第1放電部與第2放電部的絕緣距離時，考慮到上述那樣的對角線上(傾斜)的配置較困難的情況。此時，採用配置與包圍發生正離子的第1放電部位的周圍或者一部分的第1放電部位同電壓的第1導電部位的結構，發生負離子的第2放電部也採用同樣的結構。在同一平面上對置、分離獨立地配置上述第1導電部位與第2導電部位。從第1放電部位放出的正離子，在被第2放電部位的反電位中和之前，通過包圍第1放電部位的同電壓的第1導電部位的排斥，與風一起放出。第2放電部位也同樣。與上相同，作為這時的電極雖然也可以作成針狀，但基本上是考慮以設置在電介質的表面上的放電電極與在電介質內部埋設的感應電極構成一對電極的結構。
此外，本發明的離子發生元件是至少具有各自1個安裝或者印刷在1個基體材料上的、發生正離子的第1放電部和發生負離子的第2放電部，第1、第2放電部將設置在作為上述基體材料的電介質的表面上的第1、第2放電電極與埋設在上述電介質的內部的第1、第2感應電極分別作為一對並各自形成，在上述基體材料的同一平面上相互分離獨立地配置。按照該結構，與用單一的離子發生元件以規定周期交替發生正離子與負離子的方式相比，能夠抑制發生的離子彼此之間的中和。
此外，當第1放電部與第2放電部以第1放電電極與第2放電電極間隔一定距離的方式配置時，能夠防止在第1、第2放電電極間發生火花(火花放電)提高可靠性，並且能夠進一步抑制發生的離子彼此之間的中和。
在用設置在電介質的表面上的放電電極與埋設在電介質內部的感應電極構成一對電極的結構中，為了降低臭氧的發生，施加在第1放電部與第2放電部的電壓波形，不是專利文獻2、3那樣的一般的交流正弦波，在本發明的離子發生元件中，通過施加交流脈衝電壓，既能夠得到穩定的離子發生，又能夠將臭氧抑制在低值。做成在第1放電部上通過施加將交流脈衝電壓偏置為正的電壓波形發生正離子、在第2放電部上通過施加將相同電壓偏置為負的電壓波形發生負離子的結構。
進而，上述電壓施加電路構成為通過具有第1電壓施加部與轉換部，能夠轉換通過在上述離子發生元件的第1放電部上施加將交流脈衝電壓偏置為正的電壓波形使正離子發生的情況、與施加將相同電壓偏置為負的電壓波形只發生負離子的情況；以及第2電壓施加部，通過在上述離子發生元件的第2放電部上施加將相同交流脈衝電壓偏置為負的電壓波形，使之發生負離子；從而能夠選擇、轉換發生正負兩方的離子的情況與只放出負離子的狀態。根據離子發生裝置的使用環境和狀況、使用目的，能夠自動或者手動轉換發生的離子的極性種類。發生正離子與負離子時，其目的是使在空氣中浮遊的真菌和病毒失去活性，當只發生負離子時，對希望將因家庭內的電氣設備等形成正離子過多的狀態變為取得離子平衡的狀態或要求放鬆效應的情況是有效的。用一個電極、一個離子發生裝置實現這些轉換功能。
此外，作為為了以更便宜且更少的部件數目來實現上述切換功能的策略，上述電壓施加電路構成為通過具有第3電壓施加部與偏置切換部，能夠轉換通過在上述離子發生元件的第1放電部上施加將交流脈衝電壓偏置為正的電壓波形使之發生正離子的情況、與施加沒有將同電壓偏置的交變電壓波形從而使之發生正離子與負離子的情況；第2電壓施加部，通過在上述離子發生元件的第2放電部上施加將同交流脈衝電壓偏置為負的電壓波形使之發生負離子；從而能夠選擇、切換發生大致等量的正負兩方的離子的狀態與發生少量的正離子和比正離子量多量的負離子的狀態。能夠根據離子發生裝置的使用環境和狀況、使用目的，自動或者手動轉換發生的離子的極性種類。當使之發生大致等量的正離子與負離子時，其目的是使浮遊在空氣中的真菌和病毒失去活性，當使之多量地發生負離子時，在希望將因家庭內的電氣設備等成為正離子過多的狀態變為取得離子平衡的狀態時或要求鬆弛的情況中很有效。用1個離子發生裝置實現這些切換功能。
此外，施加在第1放電部上的交流脈衝電壓，可以是以第1放電電極為基準的第1感應電極的電壓從正極性開始的交變電壓波形，施加在第2放電部上的交流脈衝電壓，可以是以第2放電電極為基準的第2感應電極的電壓從負極性開始的交變電壓波形。換句話說，以第1放電電極為基準的第1感應電極的電壓的第1波的波高值在正極性側升高，以第2放電電極為基準的第2感應電極的電壓的第1波的波高值在負極性側升高。
此外，上述電壓施加電路具有第1二極體，陰極與基準電位連接(＝接地電位在實施例項記述)，陽極與第2放電電極連接；以及第2二極體，陽極與上述基準電位連接，陰極與第1放電電極連接。只要能夠切換使第2二極體是否與基準電位連接，由此，就能夠選擇將施加在第2放電電極上的交流脈衝電壓偏置為負、施加在第1放電電極上的交流脈衝電壓偏置為正或者不進行偏置地施加交變電壓波形。
此外，上述電壓施加電路可以具有第1二極體，陰極與基準電位連接，陽極與第2放電電極連接；第2二極體，當從第1放電部發生正離子時，陽極與上述基準電位連接，陰極與第1放電電極連接；以及第3二極體，當從第1放電部發生負離子時，陰極與上述基準電位連接，陽極與第1放電電極連接。由此，施加在第2放電電極上的交流脈衝電壓能夠被偏置為負，施加到第1放電電極上的交流脈衝電壓能夠被偏置為正或者負。
此外，上述電壓施加電路具有包括驅動側的初級線圈、在第1放電部上施加交流脈衝電壓的第1次級線圈、以及在第2放電部上施加交流脈衝電壓的第2次級線圈的第1變壓器，當第1變壓器的第1、第2次級線圈分別配置到上述初級線圈的兩側時，能夠確保第1、第2次級線圈間的距離，能夠減輕在一個次級線圈發生的磁場直接對另一個次級線圈的影響。
此外，上述電壓施加電路具有第2變壓器，其包括驅動側的初級線圈和在第1放電部上施加交流脈衝電壓的次級線圈；第3變壓器，其包括驅動側的初級線圈和在第2放電部上施加交流脈衝電壓的次級線圈，當依次配置第2變壓器的次級線圈、第2變壓器的初級線圈、第3變壓器的初級線圈、第3變壓器的次級線圈時，能夠確保第2變壓器的次級線圈與第3變壓器的次級線圈之間的距離，能夠減輕在一個次級線圈發生的磁場直接對另一個次級線圈的影響。
此外，當將第2變壓器的初級線圈與第3變壓器的初級線圈並聯連接時，由於施加在第2變壓器的初級線圈與第3變壓器的初級線圈上的電壓相等，所以通過使第2變壓器與第3變壓器的特性相等，能夠使施加在第1放電部與第2放電部上的交流脈衝電壓的絕對值相等。
此外，當將第2變壓器的初級線圈與第3變壓器的初級線圈串聯連接時，由於流過第2變壓器的初級線圈與第3變壓器的初級線圈的電流相等，所以通過使第2變壓器與第3變壓器的特性相等，能夠使施加在第1放電部與第2放電部上的交流脈衝電壓的絕對值相等。
此外，當在第2變壓器的初級線圈與第3變壓器的初級線圈上分別連接續流二極體(flywheel diode)時，由於通過流過第2變壓器的次級線圈上的電流在第2變壓器的初級線圈上所感應的電壓引起流動的電流回流於第2變壓器的初級線圈和與之連接的續流二極體，所以對第3變壓器的影響消失。此外，同樣地，由於通過流過第3變壓器的次級線圈的電流在第3變壓器的初級線圈上感應的電壓而流動的電流回流於第3變壓器的初級線圈和與之連接的續流二極體，所以對第2變壓器的影響也消失。因此，即使在一個放電部上產生負載變動等，該變動對施加在另一個放電部上的電壓的影響也消失，能夠防止從另一個放電部發生的離子量的變動。
在由上述結構構成的離子發生元件中，用於在第1、第2放電部的放電電極與感應電極上施加規定的電壓波形的放電電極接點與感應電極接點，是電介質的表面，配置在與放電電極相反側的表面上，以便不阻礙放電和發生的離子。該接點數第1、第2合計4個，其位置關係採用電位差最低的第1放電電極的接點與第2放電電極的接點間隔一定距離相鄰配置，更能提高可靠性。
同樣地，第1放電部與第2放電部的在基體材料上的配置，也是採用電位差最小的第1放電電極與第2放電電極間隔一定距離配置的結構，更能提高可靠性。
此外，本發明的電氣設備可以構成為配備由上述結構構成的任何一個離子發生裝置、以及將用該離子發生裝置發生的離子送出到空氣中的送出部(風扇等)。通過這樣的結構，加上設備本來的功能，在搭載的離子發生裝置中，能夠使空氣中的離子量或離子平衡發生變化，從而使室內環境成為所希望的氣氛狀態。
此外，由上述結構構成的電氣設備，是作為正離子發生H+(H2O)m，作為負離子發生O2-(H2O)n(m、n是自然數，意味著帶有多個H2O分子)的結構。這樣，通過在空氣中大致等量地發生H+(H2O)m與O2-(H2O)n，從而使兩離子附著在空氣中的浮遊細菌等上，通過那時生成的游離基的氫氧基(·OH)的作用，能夠使上述浮遊細菌失去活性。
圖1A～圖1H是表示本發明的離子獨立放出方式的基礎實驗例的示意圖。
圖2A、圖2B是表示本發明的離子發生裝置的第1實施方式的概略圖。
圖3是表示本發明的離子發生裝置的第2實施方式的概略圖。
圖4A、圖4B是表示本發明的離子發生裝置的第3實施方式的概略圖。
圖5A～圖5G是表示電壓施加電路的一實施方式的電路圖及電壓波形圖。
圖6A～圖6D是表示本發明的離子獨立放出方式的其他基礎實驗例的示意圖。
圖7是表示本發明的離子獨立放出方式的其他基礎實驗例的實驗結果的示意圖。
圖8是表示本發明的離子發生裝置的第5實施方式的概略圖。
圖9是表示本發明的離子發生裝置的第6實施方式的概略圖。
圖10是表示本發明的離子發生裝置的第7實施方式的概略圖。
圖11是表示本發明的離子發生裝置的第8實施方式的概略圖。
圖12是表示電壓施加電路的其他實施方式的電路圖。
圖13是表示電壓施加電路的另一其他實施方式的電路圖。
圖14A、圖14B是表示圖12、圖13所示的電壓施加電路的工作電壓波形的波形圖。
圖15A、圖15B是表示圖12、圖13所示的電壓施加電路的其他的工作電壓波形的波形圖。
圖16A、圖16B是表示圖12、圖13所示的電壓施加電路的其他的工作電壓波形的波形圖。
圖17A、圖17B是表示圖12、圖13所示的電壓施加電路的其他的工作電壓波形的波形圖。
圖18A、圖18B是表示圖12、圖13所示的電壓施加電路的其他的工作電壓波形的波形圖。
圖19是表示搭載了圖12所示的變壓器的離子發生裝置的部件配置的配置圖。
圖20是表示搭載了圖13所示的變壓器的離子發生裝置的部件配置的配置圖。
具體實施例方式
本發明的離子發生裝置為了抑制發生的正離子與負離子在離子發生元件的電極附近發生中和而消滅並有效地將發生的兩極性的離子放出到空間中，不是採用用單一的離子發生元件以規定周期交替地發生正離子與負離子的方式，而是採用用多個離子發生元件個別地發生正離子與負離子並各自獨立地放出到室內的方式(以下，稱為離子獨立放出方式)的結構。
在採用上述離子獨立放出方式之前，先進行下述的基礎實驗。再有，作為在本實驗中使用的離子發生元件的方式，雖然可以採用針狀電極的結構，但是在這裡，考慮用設置在電介質的表面上的放電電極與埋設在電介質內部的感應電極來構成一對電極的結構。
圖1A～圖1H是表示本發明的離子獨立放出方式的基礎實驗例的示意圖。圖1A是離子發生元件的外觀圖，圖1B是離子發生元件的剖面圖，圖1C是放電電極與感應電極之間的電壓施加波形，圖1D～圖1G是測量條件圖，圖1H是離子發生元件的配置例。
首先，在這次的實驗中，使用圖1A、圖1B所示的離子發生元件1，利用在其放電電極0a與感應電極0b之間施加交流脈衝電壓(圖1C)從而以規定周期交替發生正離子與負離子的情況(圖1D)、以及使用相同的離子發生元件1施加將交流脈衝電壓偏置為負的波形從而只發生負離子的情況(沒有圖示)，分別測量離子放出量，驗證在各自上有怎樣的差異。其結果是，在前者的正離子與負離子的合計檢測量只是後者的負離子檢測量的50～60[％]左右。
接著，著眼於上述結果，將2個與上述相同的離子發生元件1a、1b並排，分別測量個別地僅僅發生正離子、僅僅發生負離子的情況的合計離子放出量(圖1E～圖1G)。
其結果是，在圖1E的測定條件下得到的正離子與負離子的合計檢測量，成為與使用上述2個離子發生元件個別地測量離子放出量的情況得到的正離子檢測量與負離子檢測量的合計值大體相等的值。由此可知，不是用單一的離子發生元件以規定周期交替地發生正離子與負離子的方式，而是採用離子獨立放出方式的離子發生元件是有效的。
但是，在圖1E中，將第1放電部(離子發生元件1a)與第2放電部(離子發生元件1b)的並排配置在與來自風扇2的送風正交的方向上，通過一個離子發生元件上的空氣流不通過另一個離子發生元件上。
另一方面，如圖1F、圖1G所示，從圖1E將放置方法改變90度，當使離子發生元件1a與離子發生元件1b的並排配置在與來自風扇2的送風平行的方向上時，確認到在位於上風的放電部發生的離子量衰減。當具體地描述時，在圖1F中，由於在上風的離子發生元件1a發生的正離子通過下風的離子發生元件1b上，所以該正離子被離子發生元件1b的負電位中和，正離子的量衰減。同樣地，在圖1G中，上風的離子發生元件1b的負離子衰減。由此可知，即使採用離子獨立放出方式，因放電部的配置離子也不能有效地放出，單方的離子衰減，正離子與負離子的放出平衡崩潰。
在這裡，離子的測量是利用葛迪恩(Gerdien)雙圓筒形的離子計數器3進行實測的結果，作為實測值得到在測量點的濃度[個/cc]。由於測量了在相同條件、相同測量點得到的離子濃度的大小，所以在文章中以離子量多少來表現濃度的高低。
在將離子發生裝置搭載在設備內部的情況下，為了即使由設備送風成為對電介質上的放電電極表面從X軸方向Y軸方向任何一個方向送風，也能防止在上風的放電部發生的離子在下風的相反極性的放電部上被中和，相對於送風的方向X軸或者Y軸方向，最好將離子發生元件1a、1b配置在對角線上，即傾斜配置，以減少其中和(參照圖1H)。但是，由於在面積方面是不利的，所以在送風方向決定的情況下，相反希望不要配置在對角線上。
此外，進行基礎實驗，該實驗研究發生正離子的放電電極和發生負離子的放電電極的放電電極間距離與發生的兩離子的中和量的關係。圖6A～圖6D是表示本發明的離子獨立放出方式的其他基礎實驗的示意圖。圖6A是薄膜電極的表面側的電極配置圖，圖6B是薄膜電極的背面側的電極配置圖，圖6C是放電電極與感應電極之間的電壓施加波形，圖6D是測定條件圖。
在圖6A～圖6D中，60是通過在聚醯亞胺薄膜上印刷銅並進行刻蝕從而分別在表面側的面、背面側的面上各自形成2個電極的薄膜電極。如圖6A所示，在表面側的面上，在相互間隔放電電極間距離d的位置上形成將近似長方形內部分作成柵格狀的放電電極61a、62a，如圖6B所示，在背面側的面上，在與放電電極61a、62a對置的位置上形成近似長方形實心狀的感應電極61b、62b。再有，為了防止在放電電極61a、62a的端部發生異常放電，感應電極61b、62b形成為在內側比放電電極61a、62a小。
此外，用設置在各電極上的黑圓表示的部分是焊接焊盤63，經由焊在這裡的引線等，在各電極上施加高電壓使之放電發生離子。將如圖6C所示的交變振動衰減波形的交流脈衝電壓偏置為正後施加在放電電極61a、感應電極61b之間，將相同交流脈衝電壓偏置為負後施加在放電電極62a、感應電極62b之間。由此，從放電電極61a發生正離子，從放電電極62a發生負離子。再有，施加的交流脈衝電壓的第1波的波高值Vop約為3kV。
而且，製作多個使放電電極間距離d變化了的薄膜電極60，如圖6D所示，對各個薄膜電極60，將薄膜電極60放置在風扇2與離子計數器3之間，施加將上述交流脈衝電壓偏置為正及負的波形從而測定發生的正、負兩離子各自的離子濃度。測量是對僅僅發生正離子的情況、僅僅發生負離子的情況、以及同時發生正、負兩離子的情況3類情況進行的。再有，這時，離子發生元件60與離子計數器3之間是25cm，兩者都配置在離測量臺4.5cm的上方位置上。
而且，圖7是表示其測定結果的圖。再有，測定時的溫度是27℃、溼度是27％。從該測量結果中可知，如果放電電極間距離d大於等於5mm，則在放電電極61a、62a之間不發生火花(火花放電)。此外，使放電電極間距離d為8mm，則正離子、負離子都是僅僅使一方發生時的離子個數與兩方同時發生時的離子個數相等。由此可知，在該測定中使用的薄膜電極的條件下，如果使放電電極間距離d大於等於8mm，則能夠防止發生的正、負兩離子的中和。雖然放電電極間距離d越大越有利於防止火花，有利於防止兩離子的中和，但由於當距離增大時，離子發生元件的尺寸也增大，所以考慮只要是上述條件就將放電電極間距離d設定為8mm左右即可。再有，當製作使放電電極間距離d的距離變化的樣品時，在該測定中使用的薄膜電極通過刻蝕確保放電電極間距離d的距離，僅僅在該部分上除去覆蓋電極表面的塗覆層，處於使放電電極彼此對置的端面的一部分露出銅的狀態。因此，在以下記述的實際的電極中，通過塗覆層的存在，能夠推定能使放電電極間距離d的值更小。
如圖1H所示，離子發生元件1a、1b配置在對角線上，即傾斜配置，根據希望減少其中和的上述基礎實驗的結果，將使它(配置在對角線上)具體體現的第1實施方式表示於圖2A、圖2B。圖2A、圖2B是表示本發明的離子發生裝置的第1實施方式的概略結構圖，圖2A、圖2B分別示意性地表示離子發生裝置的平面圖及側視圖。
如圖2A、圖2B所示，本發明的離子發生裝置具有配備了多個(在本實施方式中是2個)發生離子的放電部的離子發生元件10；以及對離子發生元件10進行規定的電壓施加的電壓施加電路20。
離子發生元件10具有電介質11(上部電介質11a與下部電介質11b)、第1放電部12(放電電極12a、感應電極12b、放電電極接點12c、感應電極接點12d、連接端子12e、12f及連接路徑12g、12h)、第2放電部13(放電電極13a、感應電極13b、放電電極接點13c、感應電極接點13d、連接端子13e、13f、及連接路徑13g、13h)和塗覆層14，在第1放電電極12a與感應電極12b之間及在第2放電電極13a與感應電極13b之間，進行後述的電壓施加，通過在放電電極12a、13a附近進行放電，使之分別發生正離子、負離子。
電介質11由近似長方體狀的上部電介質11a與下部電介質11b粘合而成(例如長15[mm]×寬37[mm]×厚0.45[mm])。如果選擇無機物作為電介質11的材料，能夠使用高純度氧化鋁、結晶玻璃、鎂橄欖石、凍石等的陶瓷。此外，如果選擇有機物作為電介質11的材料，耐氧化性能優良的聚醯亞胺和玻璃環氧樹脂等樹脂是適合的。但是，如果考慮耐腐蝕性方面，最好選擇無機物作為電介質11的材料，進而，如果考慮成形性和後述的電極形成的容易性，使用陶瓷成形是合適的。
此外，由於希望放電電極12a、13a與感應電極12b、13b之間的絕緣電阻是均一的，所以越是密度離散少，其絕緣率均一的材料作為電介質11的材料越合適。
再有，雖然電介質11的形狀可以是近似長方體形狀以外(圓板狀和橢圓板狀、多角形板狀等)，進而，也可以是圓柱狀，但當考慮生產性時，最好如本實施方式那樣作成平板狀(包含圓板狀及長方體狀)。
第1、第2放電部12、13相對於基體材料的電介質11的形狀排列在對角線上(傾斜)，使得相互不並排在一直線上。當進一步進行功能性表達時，第1、第2放電部12、13排列成即便空氣流對本實施方式的離子發生元件10從任何一個方向送來，都使得其排列方向與該空氣流正交，換句話說，使得通過一個放電部上的空氣流不通過另一個放電部上。通過這樣的結構，能夠靈活運用離子獨立放出方式的效應，抑制在兩放電部12、13發生的離子衰減，有效地進行平衡良好的離子放出。
放電電極12a、13a在上部電介質11a的表面上與該上部電介質11a一體形成。作為放電電極12a、13a的材料，例如像鎢那樣，只要是具有導電性的材料，就可以沒有特別限制地使用，但是其條件是不會因放電引起熔融等的變形。
此外，感應電極12b、13b夾持上部電介質11a與放電電極12a、13a平行設置。由於通過這樣的配置，能夠使放電電極12a、13a與感應電極12b、13b的距離(以下，稱為電極間距離)成為一定，所以能夠使兩電極間的絕緣電阻均一化從而使放電狀態穩定，能夠合適地發生正離子和/或負離子。再有，在電介質11作成圓柱狀的情況下，放電電極12a、13a設置在圓柱的外周表面上，並且通過軸狀設置感應電極12b、13b，能夠使上述電極間距離成為一定。
作為感應電極12b、13b的材料，與放電電極12a、13a同樣，例如像鎢那樣，只要是具有導電性的材料，就可以沒有特別限制地使用，但其條件是不會因為放電引起熔融等的變形。
放電電極接點12c、13c經由與放電電極12a、13a設置在同一形成面(即，上部電介質11a的表面)上的連接端子12e、13e及連接路徑12g、13g，與放電電極12a、13a電導通。因此，在放電電極接點12c、13c上連接引線(銅線和鋁線等)的一端，只要將該引線的另一端與電壓施加電路20連接，就能夠使放電電極12a、13a與電壓施加電路20電導通。
感應電極接點12d、13d經由與感應電極12b、13b設置在同一形成面(即，下部電介質11b的表面)上的連接端子12f、13f及連接路徑12h、13h，與感應電極12b、13b電導通。因此，在感應電極接點12d、13d上連接引線(銅線和鋁線等)的一端，只要將該引線的另一端與電壓施加電路20連接，就能夠使感應電極12b、13b與電壓施加電路20電導通。
進而，最好將放電電極接點12c、13c與感應電極接點12d、13d全部設置在電介質11的表面即設置有放電電極12a、13a的面(以下，稱為電介質11的上面)以外的面上。由於只要是這樣的結構，就在電介質11的上面不配設不需要的引線等，所以來自風扇(未圖示)的空氣流難於混亂，能夠最大限度地發揮本發明的離子獨立放出方式的效果。
考慮以上的情況，在本實施方式的離子發生裝置10中，放電電極接點12c、13c及感應電極接點12d、13d全部設置在與電介質11的上面相對的面(以下，稱為電介質11的下面)上。
再有，在本實施方式的離子發生元件10中，第1放電電極12a、第2放電電極13a具有銳角部，在該部分使電場集中，成為局部地引起放電的結構。當然，只要能使電場集中，也可以使用本圖記述的電極以外的圖形。以下，圖3、圖4A、圖4B也同樣的處理。
圖3是表示本發明的離子發生裝置的第2實施方式的概略平面圖。剖面圖的結構可以認為與圖2B相同。圖3是因為面積上的限制而相對於基體材料11的形狀沒有將第1、第2放電部位配置在對角線上的實施方式。
第1放電電極12a分類為使電場集中引起放電的第1放電部位12j、包圍其周圍或者一部分的第1導電部位12k、以及上述的連接端子部12e。這些全部位於同一圖形上，施加的電壓相等。第2放電電極13a也同樣，具有第2放電部位13j、第2導電部位13k、連接端子部13e。
第1放電部位12j在正電位發生正離子，在其緊鄰處存在負電位的第2放電部位13j。
在這裡，其特徵在於對引起放電的第1、第2放電部位12j、13j，配置包圍其周圍或者一部分的第1、第2導電部位12k、13k。這樣，由於與第1放電部位12j同電壓的第1導電部位12k包圍第1放電部位12j的周圍或者一部分，所以從第1放電部位12j發生的正離子在到達相反極性負電位的第2放電部位13j之前，通過正電位的第1導電部位12k的排斥，能夠緩和到達第2放電部位13j的情況。對於第2放電部位13k也同樣。再有，在發生的離子幾乎不中和的送風方向和第1放電電極12a與第2放電電極13a的距離的情況下，也可以不設置作為上述特徵部分的第1導電部位12k、第2導電部位13k。
圖4A、圖4B是表示本發明的離子發生裝置的第3實施方式的概略平面圖。剖面圖的結構可以認為與圖2B相同。圖4A、圖4B所示的離子發生裝置具有上述第2實施方式的特徵，此外，如上所述，對於基體材料的電介質11的形狀，是配置在對角線上的。如上所述，作為電極的形狀雖然可以是針狀的電極，但基本上記述了用設置在電介質的表面上的放電電極與埋設在電介質內部的感應電極形成一對電極的情況。
作為本發明的第4實施方式其特徵在於在上述圖2A、圖2B、圖3、圖4A、圖4B所示的離子發生裝置中，當考慮第1放電電極12a、第1感應電極12b、第2放電電極13a、第2感應電極13b對電介質11的配置時，雖然間隔能夠確保第1、第2電極間的絕緣的距離而鄰接，但考慮施加電壓，其特徵在於間隔開能夠確保在這些中使2個電極間的電位差最小的第1放電電極12a與第2放電電極13a絕緣的距離而相互鄰接。換句話說，構成為間隔開能夠確保電位差最小的組合的電極絕緣的距離而鄰接。關於電位差和波形將在以下記述。
此外，圖2A、圖3、圖4A、圖4B所示的電極形狀是一個例子，也可以是圖8～圖11那樣的電極形狀。圖8～圖11是表示本發明的離子發生裝置的第5～第8實施方式的概略平面圖。在圖8～圖11中，在與圖3相同的部分上標註同一符號，省略其說明。此外，剖面圖的結構也可以認為與圖2B相同。
圖8所示的離子發生裝置10是將各電極的大小作小，以便第1放電電極12a、第2放電電極13a的端面不過分接近，圖9所示的離子發生裝置10是為了調整放電位置而將圖8所示的離子發生裝置10的第1放電電極12a、第2放電電極13a的個數減少而成的裝置。此外，圖10、圖11所示的離子發生裝置10是為了調整放電位置而將圖9所示的離子發生裝置10的第1放電電極12a、第2放電電極13a的形狀作成與圖2所示的離子發生裝置10的第1放電電極12a、第2放電電極13a的圖像接近的裝置。
接著，說明電壓施加電路20的結構及工作。
圖5A、圖5B是表示電壓施加電路20的一實施方式的電路圖。首先，說明圖5A所示的電壓施加電路20。圖5A所示的電壓施加電路20作為初級側驅動電路具有輸入電源201、輸入電阻204、整流二極體206、變壓器驅動用開關元件212、電容211、二極體207。在輸入電源201是交流商用電源的情況下，通過輸入電源201的電壓經由輸入電阻204、整流二極體206給電容211充電，當成為大於等於規定電壓時，變壓器驅動用開關元件212導通，在變壓器202的初級側線圈202a上施加電壓。然後，充電到電容211上的能量通過變壓器202的初級側線圈202a和變壓器驅動用開關元件212放電，電容211的電壓返回到零，再次進行充電，以規定的周期反覆進行充放電。變壓器驅動用開關元件212在上述說明中就採用無柵2端晶閘管(「Sidac」[新電元工業的產品])進行了說明，但使用若干不同的電路，也可以使用晶閘管(SCR)。此外，即使在輸入電源201是直流電源的情況下，只要是能夠得到與上述同樣工作的電路，就不管是什麼電路。即，作為該電路的初級側驅動電路，沒有特別限制，只要是能夠得到同樣工作的電路即可。
作為變壓器202的次級側電路，配備變壓器202的2個次級線圈202b、202c，這些線圈分別與圖2A、圖2B、圖3、圖4A、圖4B、圖8～圖11的任何一個的第1放電電極12a、第1感應電極12b、第2放電電極13a、第2感應電極13b連接。通過初級側電路的變壓器驅動用開關元件212導通，初級側的能量傳遞到變壓器的次級線圈202b、202c，發生脈衝狀電壓。在第1放電電極12a上不僅連接變壓器202的次級線圈202b，而且還連接二極體209的陰極，二極體209的陽極經由電阻205接地或者與輸入電源201的單側(基準電位)連接。當輸入電源201是交流商用電源時，由於在日本國內輸入交流商用電源的單方接地，所以沒有接地端子的電氣設備等如果與輸入電源201的單側連接則能夠得到相同的功能。即使插座相反地插入，僅僅重疊100V，與接地相同。此外，電阻205是保護用的，即使沒有該電阻(短路)也不影響工作。此外，在第2放電電極13a上，不僅連接變壓器的次級線圈202c，而且還連接二極體208的陽極，二極體208的陰極經由電阻205接地或者與輸入電源201的單側連接。
接著，說明圖5B所示的其他結構的電壓施加電路20。變壓器202的初級側電路的說明與上述同樣。作為變壓器202的次級側電路，變壓器202的次級線圈配備2個202b、202c，這些線圈分別與圖2A、圖2B、圖3、圖4A、圖4B、圖8～圖11的任何一個的第1放電電極12a、第1感應電極12b、第2放電電極13a、第2感應電極13b連接。在第1放電電極12a上，不僅連接變壓器202的次級線圈202b，而且還連接二極體209的陰極及二極體210的陽極，二極體209的陽極與切換繼電器203的1個選擇端子203a連接，此外二極體210的陰極與切換繼電器203的另一個選擇端子203b連接。切換繼電器203的公用端子203c經由電阻205接地或者與輸入電源201的單側連接。
接著，說明工作電壓波形。在變壓器202的次級線圈202b、202c的兩端上，施加圖5C那樣的交變電壓的脈衝波形。與次級線圈202b、202c連接的二極體209及二極體208的方向是如上所述反向的，將第1放電電極12a、第1感應電極12b、第2放電電極13a、第2感應電極13b的電壓以接地端子、根據情況以輸入電源201的單側(基準電位連接二極體208、209的一側)為基準觀察時的波形，如圖5D、圖5E、圖5F、圖5G所示，圖5C的波形成為分別偏置為正負的波形。
圖5A所示實施方式的情況下，第1放電電極12a、第1感應電極12b以接地端子、根據情況以輸入電源201的單側(基準電位連接二極體208、209的一側)為基準觀察的電位都是正，發生的負離子在放電電極12a上中和，排斥並放出正離子。此外，第2放電電極13a、第2感應電極13b以接地端子、根據情況以輸入電源201的單側(基準電位連接二極體208、209的一側)為基準觀察的電位都是負，放出負離子。
此外，圖5B所示實施方式的情況下，在切換繼電器203位於選擇端子203a一側時，第1放電電極12a、第1感應電極12b以接地端子、根據情況以輸入電源201的單側(基準電位連接二極體208、209的一側)為基準觀察的電位都是正，發生正離子。此外，在切換繼電器203位於選擇端子203b一側時，以接地端子、根據情況以輸入電源201的單側(基準電位連接二極體208、209的一側)為基準觀察的電位都是負，發生負離子。第2放電電極13a、第2感應電極13b以接地端子、根據情況以輸入電源201的單側(基準電位連接二極體208、209的一側)為基準觀察的電位都是負，發生負離子。
作為正離子是H+(H2O)m，作為負離子是O2-(H2O)n(m、n是自然數，意味著帶有多個H2O分子)。
這樣，當切換繼電器203的選擇端子位於203a一側時，從第1放電部12發生的離子成為正離子，與從第2放電部13發生的負離子，發生了正、負大致同等數量的離子。通過在空氣中大致同量放出H+(H2O)m與O2-(H2O)n，這些離子包圍空氣中的浮遊真菌或病毒的周圍，通過此時生成的游離基的氫氧基(·OH)的作用，能夠去活化。
詳細講述上述記述。通過在構成第1、第2放電部12、13的電極間施加交流電壓，空氣中的氧乃至水分通過電離接受能量，產生離子化，生成以H+(H2O)m(m是任意的自然數)與O2-(H2O)n(n是任意的自然數)為主體的離子，通過風扇等將這些離子放出到空間中。這些H+(H2O)m及O2-(H2O)n附著在浮遊菌的表面上，化學反應後生成作為游離基的H2O2或者(·OH)。由於H2O2或者(·OH)顯示極強的活性，由此，能夠包圍空氣中的浮遊細菌使其失去活性。在這裡，(·OH)是游離基的1種，表示原子團OH。
正負離子在浮遊細菌的細胞表面如式(1)～式(3)所示那樣進行化學反應，生成作為游離基的過氧化氫H2O2或者氫氧基(·OH)。在這裡，在式(1)～式(3)中，m、m』、n、n』是任意自然數。由此，通過游離基的分解作用破壞浮遊細菌。因此，能夠有效地使空氣中的浮遊細菌失去活性並被除去。
…(1)…(2)…(3)由以上的機理，通過放出上述正負離子，能夠得到浮遊菌等的去活化效應。
此外，上述式(1)～式(3)，由於即使在空氣中的有害物質表面也能夠生成同樣的作用，所以作為游離基的過氧化氫H2O2或者氫氧基(·OH)氧化或者分解有害物質，通過將甲醛和氨等化學物質轉換成二氧化碳和水、氮等無害的物質，能夠實質上無害化。
因此，通過驅動送風風扇，能夠將由離子發生元件1發生的正離子與負離子送出到主體外。而且，通過這些正離子與負離子的作用，使空氣中的黴和菌失去活性，能夠抑制其增殖。
除此之外，在正離子與負離子中有使柯薩奇病毒、脊髓灰質炎病毒等病毒類也失去活性的作用，能夠防止因這些病毒的混入引起的汙染。
此外，還確認正離子與負離子具有分解成為臭味原因的分子的作用，能夠利用到空間的除臭。
此外，當切換繼電器203的選擇端子位於203b一側時，從第1放電部12發生的離子成為負離子，與從第2放電部13發生的負離子一同成為從雙方的電極都發生負離子。在因家庭內的電氣設備等成為正離子過多的空間中大量供給負離子、從而希望取得自然界的森林中那樣的正離子與負離子平衡狀態時或者求得放鬆效應的情況下，很有效。
此外，由於電壓施加電路20可以在圖2A、圖2B、圖3、圖4A、圖4B、圖8～圖11的任何一個所示的第1放電電極12a與第1感應電極12b之間施加從正極性開始的交變電壓波形，在第2放電電極13a與第2感應電極13b之間施加從負極性開始的交變電壓波形即可，所以在圖5A、圖5B所示結構以外，例如，能夠採用圖12、圖13所示的結構。
圖12是比圖5B的電路更廉價而且元件數目減少了的結構。為了說明方便，在與圖5B所示的實施方式相同的部分上標註同一符號，圖12所示的電壓施加電路20作為初級側驅動電路具有輸入電源201、輸入阻抗204、整流二極體206、變壓器驅動用開關元件212、電容211、續流二極體213。在輸入電源201是交流商用電源的情況下，通過輸入電源201的電壓經由輸入電阻204、整流二極體206，向電容211充電，如果成為大於等於規定電壓，則變壓器驅動用開關元件212導通，在變壓器202的初級側線圈202a上施加電壓。然後，充電到電容211的能量通過變壓器驅動用開關元件212與變壓器202的初級側線圈202a放電，電容211的電壓返回到零，再次充電，以規定周期反覆進行充放電。
作為變壓器202的次級側電路，配備變壓器202的2個次級線圈202b、202c，這些線圈分別與圖2A、圖2B、圖3、圖4A、圖4B、圖8～圖11的任何一個的第1放電電極12a、第1感應電極12b、第2放電電極13a、第2感應電極13b連接。通過初級側電路的變壓器驅動用開關元件212導通，初級側的能量傳遞到變壓器的次級線圈202b、202c，發生脈衝狀電壓。再有，各次級線圈與各電極連接成在第1放電電極12a和第1感應電極12b之間施加的電壓的極性與在第2放電電極13a和第2感應電極13b之間施加的電壓的極性相反。
此外，在第1放電電極12a上不僅連接變壓器202的次級線圈202b，而且連接二極體209的陰極，二極體209的陽極經由繼電器214接地或者與輸入電源201的單側(線AC2基準電位)連接。當輸入電源201是交流商用電源時，由於在日本國內輸入交流商用電源的單方接地，所以沒有接地端子的電氣設備等只要與輸入電源201的單側連接就能夠得到相同的功能。此外，在第2放電電極13a上，不僅連接變壓器202的次級線圈202c，而且還連接二極體208的陽極，二極體208的陰極接地或者與輸入電源201的單側(線AC2)連接。
接著，說明工作電壓波形。在變壓器202的次級線圈202b、202c的兩端上施加交變電壓的脈衝波形。如圖14A所示，這時，以第1放電電極12a為基準觀察的第1感應電極12b的電壓波形成為從正極性開始的交變電壓波形，如圖14B所示，以第2放電電極13a為基準觀察的第2感應電極13b的電壓波形成為從負極性開始的交變電壓波形。
此外，由於次級線圈202c通過正方向的二極體208與線AC2(根據情況是接地端子)連接，以線AC2為基準觀察的第2放電電極13a的電壓波形如圖15A所示，此外，第2感應電極13b的電壓波形如圖15B所示，圖14B的波形成為偏置為負的波形。因此，從第2放電部13發生負離子。作為負離子是O2-(H2O)n(n是自然數，意味著帶有多個H2O分子)。
另一方面，由於當繼電器214導通時，次級線圈202b通過反方向的二極體209與線AC2連接，以線AC2為基準觀察的第1放電電極12a的電壓波形如圖16A所示，此外，第1感應電極12b的電壓波形如圖16B所示，圖14A的波形成為偏置為正的波形。因此，從第1放電部12發生與在第2放電部13發生的負離子大致同樣數量的正離子。作為正離子是H+(H2O)m(m是自然數，意味著帶有多個H2O分子)。
此外，圖17A是改變時間軸來表示圖14A或者圖14B所示的波形的圖，圖17B是改變時間軸來表示圖16A或者圖16B所示的波形的圖。施加在各電極上的電壓波形成為在這樣短的時間中衰減的脈衝波形，這是由於變壓器的電感和電阻、電極的靜電電容引起的電振動衰減與續流二極體213的效應引起的。即，使通過在次級線圈202b、202c上流通的電流在初級線圈202a上感應的電壓而流通的電流、通過初級線圈202a、續流二極體213、變壓器驅動用開關元件212回流，從而在次級線圈202b、202c上發生的電壓振動急速地衰減。
此外，圖18A是表示當繼電器214導通時以線AC2為基準觀察的第1放電電極12a、第2放電電極13a的電壓波形的波形圖，與圖15A、圖16A相同。圖18B是表示當繼電器214斷開時以線AC2為基準觀察的第1放電電極12a、第2放電電極13a的電壓波形的波形圖。當繼電器214導通時，如圖18A所示，用線L1表示的第1放電電極12a的電壓波形偏置為正側，用線L2表示的第2放電電極13a的電壓波形偏置為負側。而且，當繼電器214斷開時，如圖18B所示，用線L2表示的第2放電電極13a的電壓波形被偏置為負側沒有變化，而用線L1表示的第1放電電極12a的電壓波形沒有被偏置地變化為交變波形。這是由於當繼電器214斷開時，次級線圈202b成為浮置狀態，第1波是負、第2波以後是交變的波形，由此少量放出正離子與負離子兩方。
因此，當繼電器214斷開時，從第1放電部12發生的少量的正離子和負離子與從第2放電部13發生的大量的負離子，作為全體以微量的正離子與大量的負離子成為負離子富裕的狀態。另一方面，當繼電器214導通時，利用從第1放電部12發生的正離子與從第2放電部13發生的負離子，成為發生正、負大致同等量的離子的狀態。
因此，通過導通/斷開繼電器214，能夠切換下述兩種情況通過在空氣中大致同等數量地放出H+(H2O)m與O2-(H2O)n，這些離子包圍空氣中的浮遊真菌和病毒的周圍，通過此時生成的游離基的氫氧基(·OH)的作用謀求去活化的狀態的情況；以及在因家庭內的電氣設備等成為正離子過多的空間中大量供給負離子，希望取得像自然界的森林中那樣正離子與負離子的離子平衡的狀態時或謀求放鬆效應的情況。
此外，圖12所示的變壓器202用圖19那樣的線圈配置構成。圖19是表示搭載了圖12所示的變壓器202的離子發生裝置的部件配置的配置圖。在圖19中220是形成放電用的各電極(沒有圖示)的電極面板部、221是固定電極面板部220的電極框、222是成型材料、223是在固定變壓器202的同時安裝電路部件的基板、224是輸入輸出用的連接器和搭載其他電路部件的電路部件搭載部。
變壓器202是在初級線圈202a的兩側配置次級線圈202b、202c的結構。當這樣做成變壓器202的線圈配置時，能夠確保次級線圈202b、202c之間的距離，能夠減輕在一個次級線圈發生的磁場直接對另一個次級線圈的影響。因此，減輕通過相互磁場影響而在各次級線圈上發生的電壓的變動，能夠防止來自被施加了從備次級線圈產生的電壓的離子發生元件的離子發生量進行變動。
圖13是表示電壓施加電路20的另一其他實施方式的電路圖。為了說明方便，在與圖12所示實施方式相同的部分上標註同一符號，省略其說明。圖13所示的電壓施加電路20與圖12所示的電壓施加電路20的不同點在於使用2個變壓器215、216與連接在各自的初級線圈上的2個續流二極體217、218，以代替1個變壓器202與續流二極體213這一點。此外，作為初級側驅動電路的變壓器驅動用開關元件212與電容211的位置交換。
在輸入電源201是交流商用電源的情況下，通過輸入電源201的電壓經由輸入電阻204、整流二極體206、續流二極體217、218，給電容211充電，當成為大於等於規定電壓時，變壓器驅動用開關元件212導通，電壓施加到變壓器215的初級側線圈215a與變壓器216的初級側線圈216a的串聯電路上。然後，在電容211上充電的能量通過變壓器驅動用開關元件212、變壓器215的初級側線圈215a、變壓器216的初級側線圈216a的串聯電路放電，電容211的電壓返回到零，再次充電，以規定周期反覆充放電。
作為變壓器215、216的次級電路的次級線圈215b、216b分別與圖2A、圖2B、圖3、圖4A、圖4B、圖8～圖11的任何一個的第1放電電極12a、第1感應電極12b、第2放電電極13a、第2感應電極13b連接。初級側電路的變壓器驅動用開關元件212導通，初級側的能量傳遞到次級線圈215b與次級線圈216b，發生脈衝狀電壓。再有，各次級線圈與各電極連接成施加在第1放電電極12a與第1感應電極12b之間的電壓的極性與施加在第2放電電極13a與第2感應電極13b之間的電壓的極性相反。
此外，在第1放電電極12a上，不僅連接變壓器215的次級線圈215b，而且連接二極體209的陰極，二極體209的陽極經由繼電器214接地或者與輸入電源201的單側(線AC2)連接。此外，在第2放電電極13a上不僅連接變壓器216的次級線圈216b，而且連接二極體208的陽極，二極體208的陰極接地或者與輸入電源201的單側(線AC2)連接。
由於這樣結構的圖13所示的電壓施加電路20的工作電壓波形與圖12所示的電壓施加電路20的工作電壓波形(圖14A～圖17A、圖14B～圖17B)相同，故省略其說明。圖13所示的電壓施加電路20的特徵在於在第1放電電極12a和第1感應電極12b之間施加電壓的變壓器215與在第2放電電極13a和第2感應電極13b之間施加電壓的變壓器216是獨立的，並且在各自的變壓器的初級線圈上分別設置續流二極體217、218。
這樣，由於通過在次級線圈215b中流過的電流在初級線圈215a上感應的電壓所流過的電流僅僅回流於初級線圈215a與續流二極體217，對變壓器216沒有影響。此外，同樣地，由於通過在次級線圈216b流過的電流在初級線圈216a上感應的電壓所流過的電流僅僅回流於初級線圈216a與續流二極體218，所以對變壓器215沒有影響。因此，即使在一個放電部上產生負載變動等，該變動對施加在另一個放電部上的電壓的影響消失，能夠防止從另一個放電部發生的離子量變動。
再有，圖13所示的電壓施加電路20將變壓器215的初級線圈215a和變壓器216的初級線圈216a串聯連接，也可以將這些構成並聯連接的電路。
此外，圖13所示的變壓器215、216用圖20那樣的線圈配置構成。圖20是表示搭載了圖13所示的變壓器215、216的離子發生裝置的部件配置的配置圖。為了說明方便，在與圖19相同的部分上標註同一符號。在圖20中，220是形成放電用的各電極(沒有圖示)的電極面板部、221是固定電極面板部220的電極框、222是成型材料、223是固定變壓器215、216的同時安裝電路部件的基板、224是搭載輸入輸出用的連接器和其他電路部件的電路部件搭載部。
變壓器215、216配置成以次級線圈216b、初級線圈216a、初級線圈215a、次級線圈215b的順序排列。當將變壓器215、216這樣配置時，能夠確保次級線圈216b、215b之間的距離，能夠減輕在一個次級線圈上發生的磁場直接對另一個次級線圈的影響。因此，能夠減輕通過相互的磁場影響而使在各次級線圈上發生的電壓變動，能夠防止來自被施加了從各次級線圈產生的電壓的離子發生元件的離子發生量進行變動。
再有，圖12、圖13所示的變壓器驅動用開關元件212在上述的說明中說明採用無柵2端子晶閘管(「Sidac」[新電元工業的產品])，但是使用若干不同的電路，也可以使用晶閘管(SCR)。此外，輸入電源201即使是直流電源的情況，只要是能得到與上述同樣的工作的電路，不管什麼電路都可。即，作為該電路的初級側驅動電路，不是特別限定的電路，只要是能夠得到同樣的工作的電路即可。
再有，上述本發明的離子發生元件或者離子發生裝置，可以搭載在空調器、除溼器、加溼器、空氣淨化機、冷藏庫、扇形加熱器、微波爐、洗滌乾燥機、吸塵器、殺菌裝置等電氣設備中。如果是這樣的電氣設備，加上設備原有的功能，用搭載的離子發生裝置使空氣中的離子量和離子平衡變化，能夠使室內環境成為所希望的氛圍狀態。
此外，在上述實施方式中，舉例說明了用具有多個發生離子的放電部而成的單一的離子發生元件個別地發生正離子與負離子並各自獨立地放出到室內的結構，本發明的結構不是僅限於這種結構，也可以是用多個離子發生元件個別地發生正離子與負離子並各自獨立地放出到室內的結構。
本發明的離子發生元件、離子發生裝置主要應用於在封閉空間(家庭住房內、大廈內的房間、醫院的病室和手術室、車內、飛機內、船內、倉庫內、冷藏庫的庫內等)中使用的空調器、除溼器、加溼器、空氣淨化機、冷藏庫、扇形加熱器、微波爐、洗滌乾燥機、吸塵器、殺菌裝置等各種電氣設備中。
權利要求
1.一種離子發生元件，其特徵在於至少具有各自1個安裝或者印刷在1個基體材料上的、發生正離子的第1放電部和發生負離子的第2放電部，第1、第2放電部都在上述基體材料的同一平面上，並分離獨立地配置在其對角線上。
2.一種離子發生元件，其特徵在於至少具有各自1個安裝或者印刷在1個基體材料上的、發生正離子的第1放電部和發生負離子的第2放電部，第1放電部具有產生放電的第1放電部位、以及包圍該第1放電部位的周圍或者一部分的與第1放電部位同電壓的第1導電部位，發生負離子的第2放電部具有產生放電的第2放電部位、以及包圍該第2放電部位的周圍或者一部分的與第2放電部位同電壓的第2導電部位，第1、第2放電部都在上述基體材料的同一平面上，並分離獨立地配置成第1導電部位與第2導電部位對置、或者分離獨立地配置在上述基體材料的對角線上。
3.一種離子發生元件，其特徵在於至少具有各自1個安裝或者印刷在1個基體材料上的、發生正離子的第1放電部和發生負離子的第2放電部，第1、第2放電部將設置在作為上述基體材料的電介質的表面上的第1、第2放電電極與埋設在上述電介質的內部的第1、第2感應電極分別作為一對並各自形成，在上述基體材料的同一平面上相互分離獨立地配置。
4.如權利要求3所述的離子發生元件，其特徵在於第1放電部與第2放電部配置成第1放電電極與第2放電電極間隔一定距離。
5.如權利要求3或者4所述的離子發生元件，其特徵在於第1、第2放電部都在上述基體材料的同一平面上，並分離獨立地配置在其對角線上。
6.如權利要求3或者4所述的離子發生元件，其特徵在於第1放電部具有產生放電的第1放電部位、以及包圍該第1放電部位的周圍或者一部分的與第1放電部位同電壓的第1導電部位，發生負離子的第2放電部具有產生放電的第2放電部位、以及包圍該第2放電部位的周圍或者一部分的與第2放電部位同電壓的第2導電部位，第1、第2放電部都在上述基體材料的同一平面上，並分離獨立地配置成第1導電部位與第2導電部位對置、或者分離獨立地配置在上述基體材料的對角線上。
7.一種離子發生裝置，其特徵在於具有離子發生元件和連接在該離子發生元件上的電壓施加電路，上述離子發生元件至少具有各自1個安裝或者印刷在1個基體材料上的、發生正離子的第1放電部和發生負離子的第2放電部，第1、第2放電部將設置在作為上述基體材料的電介質的表面上的第1、第2放電電極與埋設在上述電介質的內部的第1、第2感應電極分別作為一對並各自形成，在上述基體材料的同一平面上相互分離獨立地配置，上述電壓施加電路通過在上述離子發生元件的第1放電部上施加將交流脈衝電壓偏置為正的電壓波形從而使其發生正離子，通過在第2放電部上施加將上述交流脈衝電壓偏置為負的電壓波形從而使其發生負離子。
8.一種離子發生裝置，其特徵在於具有離子發生元件和連接在該離子發生元件上的電壓施加電路，上述離子發生元件至少具有各自1個安裝或者印刷在1個基體材料上的、發生正離子的第1放電部和發生負離子的第2放電部，第1、第2放電部將設置在作為上述基體材料的電介質的表面上的第1、第2放電電極與埋設在上述電介質的內部的第1、第2感應電極分別作為一對並各自形成，在上述基體材料的同一平面上相互分離獨立地配置，上述電壓施加電路具有第1電壓施加部及切換部，能夠切換通過在上述離子發生元件的第1放電部上施加將交流脈衝電壓偏置為正的電壓波形從而使其發生正離子的情況、與施加將上述交流脈衝電壓偏置為負的電壓使其發生負離子的情況；以及第2電壓施加部，通過在上述離子發生元件的第2放電部上施加將上述交流脈衝電壓偏置為負的電壓波形，從而使其發生負離子，能夠切換大致等量地發生正離子和負離子的情況與只發生負離子的情況。
9.一種離子發生裝置，其特徵在於具有離子發生元件和連接在該離子發生元件上的電壓施加電路，上述離子發生元件至少具有各自1個安裝或者印刷在1個基體材料上的、發生正離子的第1放電部和發生負離子的第2放電部，第1、第2放電部將設置在作為上述基體材料的電介質的表面上的第1、第2放電電極與埋設在上述電介質的內部的第1、第2感應電極分別作為一對並各自形成，在上述基體材料的同一平面上相互分離獨立地配置，上述電壓施加電路具有第3電壓施加部及偏置切換部，能夠切換通過在上述離子發生元件的第1放電部上施加將交流脈衝電壓偏置為正的電壓波形從而使其發生正離子的情況、與通過施加沒有將上述交流脈衝電壓偏置的電壓波形從而使其發生正離子、負離子的情況；以及第2電壓施加部，通過在上述離子發生元件的第2放電部上施加將上述交流脈衝電壓偏置為負的電壓波形從而使其發生負離子，能夠切換發生大致等量的正離子和負離子的情況與發生少量的正離子和比正離子量多量的負離子的情況。
10.如權利要求7至權利要求9的任何一項所述的離子發生裝置，其特徵在於施加在第1放電部上的交流脈衝電壓是以第1放電電極為基準的第1感應電極的電壓從正極性開始的交變電壓波形，施加在第2放電部上的交流脈衝電壓是以第2放電電極為基準的第2感應電極的電壓從負極性開始的交變電壓波形。
11.如權利要求7或者權利要求9所述的離子發生裝置，其特徵在於上述電壓施加電路具有第1二極體，陰極連接到基準電位上，陽極連接到第2放電電極上；以及第2二極體，當從第1放電部發生正離子時，陽極連接到上述基準電位上，陰極連接到第1放電電極上。
12.如權利要求8所述的離子發生裝置，其特徵在於上述電壓施加電路具有第1二極體，陰極連接到基準電位上，陽極連接到第2放電電極上；第2二極體，當從第1放電部發生正離子時，陽極連接到上述基準電位上，陰極連接到第1放電電極上；以及第3二極體，當從第1放電部發生負離子時，陰極連接到上述基準電位上，陽極連接到第1放電電極上。
13.如權利要求7至權利要求9的任何一項所述的離子發生裝置，其特徵在於上述電壓施加電路具有第1變壓器，其包括驅動側的初級線圈、在第1放電部上施加交流脈衝電壓的第1次級線圈、以及在第2放電部上施加交流脈衝電壓的第2次級線圈，第1變壓器的第1、第2次級線圈分別配置在上述初級線圈的兩側。
14.如權利要求7至權利要求9的任何一項所述的離子發生裝置，其特徵在於上述電壓施加電路具有第2變壓器，包括驅動側的初級線圈和在第1放電部上施加交流脈衝電壓的次級線圈；以及第3變壓器，包括驅動側的初級線圈和在第2放電部上施加交流脈衝電壓的次級線圈，依次配置第2變壓器的次級線圈、第2變壓器的初級線圈、第3變壓器的初級線圈和第3變壓器的次級線圈。
15.如權利要求14所述的離子發生裝置，其特徵在於第2變壓器的初級線圈與第3變壓器的初級線圈並聯連接。
16.如權利要求14所述的離子發生裝置，其特徵在於第2變壓器的初級線圈與第3變壓器的初級線圈串聯連接。
17.如權利要求16所述的離子發生裝置，其特徵在於第2變壓器的初級線圈與第3變壓器的初級線圈上分別連接有續流二極體。
18.一種電氣設備，其特徵在於配備離子發生裝置和將用該離子發生裝置發生的離子送出到空氣中的送出部而成，上述離子發生裝置具有離子發生元件和連接在該離子發生元件上的電壓施加電路，上述離子發生元件至少具有各自1個安裝或者印刷在1個基體材料上的、發生正離子的第1放電部和發生負離子的第2放電部，第1、第2放電部將設置在作為上述基體材料的電介質的表面上的第1、第2放電電極與埋設在上述電介質的內部的第1、第2感應電極分別作為一對並各自形成，在上述基體材料的同一平面上相互分離獨立地配置，上述電壓施加電路通過在上述離子發生元件的第1放電部上施加將交流脈衝電壓偏置為正的電壓波形從而使其發生正離子，通過在第2放電部上施加將上述交流脈衝電壓偏置為負的電壓波形從而使其發生負離子。
19.一種電氣設備，其特徵在於配備離子發生裝置和將用該離子發生裝置發生的離子送出到空氣中的送出部而成，上述離子發生裝置具有離子發生元件和連接在該離子發生元件上的電壓施加電路，上述離子發生元件至少具有各自1個安裝或者印刷在1個基體材料上的、發生正離子的第1放電部和發生負離子的第2放電部，第1、第2放電部將設置在作為上述基體材料的電介質的表面上的第1、第2放電電極與埋設在上述電介質的內部的第1、第2感應電極分別作為一對並各自形成，在上述基體材料的同一平面上相互分離獨立地配置，上述電壓施加電路具有第1電壓施加部及切換部，能夠切換通過在上述離子發生元件的第1放電部上施加將交流脈衝電壓偏置為正的電壓波形從而使其發生正離子的情況、與施加將上述交流脈衝電壓偏置為負的電壓使其發生負離子的情況；以及第2電壓施加部，通過在上述離子發生元件的第2放電部上施加將上述交流脈衝電壓偏置為負的電壓波形，從而使其發生負離子，能夠切換大致等量地發生正離子和負離子的情況與只發生負離子的情況。
20.一種電氣設備，其特徵在於配備離子發生裝置和將用該離子發生裝置發生的離子送出到空氣中的送出部而成，上述離子發生裝置具有離子發生元件和連接在該離子發生元件上的電壓施加電路，上述離子發生元件至少具有各自1個安裝或者印刷在1個基體材料上的、發生正離子的第1放電部和發生負離子的第2放電部，第1、第2放電部將設置在作為上述基體材料的電介質的表面上的第1、第2放電電極與埋設在上述電介質的內部的第1、第2感應電極分別作為一對並各自形成，在上述基體材料的同一平面上相互分離獨立地配置，上述電壓施加電路具有第3電壓施加部及偏置切換部，能夠切換通過在上述離子發生元件的第1放電部上施加將交流脈衝電壓偏置為正的電壓波形從而使其發生正離子的情況、與通過施加沒有將上述交流脈衝電壓偏置的電壓波形從而使其發生正離子、負離子的情況；以及第2電壓施加部，通過在上述離子發生元件的第2放電部上施加將上述交流脈衝電壓偏置為負的電壓波形從而使其發生負離子，能夠切換發生大致等量的正離子和負離子的情況與發生少量的正離子和比正離子量多量的負離子的情況。
21.如權利要求18至權利要求20的任何一項所述的電氣設備，其特徵在於上述正離子是H+(H2O)m，上述負離子是O2-(H2O)n(m、n是自然數)。
全文摘要
本發明的離子發生元件(10)構成為至少具有各自1個安裝或者印刷在1個電介質(11)上的、用於發生正離子的第1放電部(12)和用於發生負離子的第2放電部(13)，第1、第2放電部(12)、(13)將設置在電介質(11)的表面上的第1、第2放電電極(12a)、(13a)與埋設在電介質(11)的內部的第1、第2感應電極(12b)、(13b)分別作為一對並各自形成，在電介質(11)的同一平面上相互分離獨立地配置。通過這樣的結構，能夠抑制發生的離子彼此之間的中和，能夠有效地放出正、負兩方的離子，能夠進一步提高離子發生效率。
文檔編號A61L9/22GK1791467SQ20048001330
公開日2006年6月21日 申請日期2004年5月10日 優先權日2003年5月15日
發明者世古口美德, 東海伊知郎, 西田弘, 高橋諭史 申請人:夏普株式會社