專利名稱：離子發(fā)生器及其臭氧產(chǎn)生量的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離子發(fā)生器，特別涉及一種應(yīng)用于空氣過濾器、空調(diào) 設(shè)備等裝置中的離子發(fā)生電路中的離子發(fā)生器，以及控制離子發(fā)生器中臭 氧產(chǎn)生量的方法。
背景技術(shù)：
目前，已經(jīng)出現(xiàn)了通過離子發(fā)生器在產(chǎn)生陰離子的同時產(chǎn)生微量臭氧 以達到除臭及殺菌目的的需求，但是，過多的臭氧具有太高的殺菌活性， 從而對人體產(chǎn)生不利影響，因此，臭氧的數(shù)量需要控制在一個適當?shù)乃?。專利文?描述了 一個此類慣常公知的離子發(fā)生器，在該離子發(fā)生器 中，為了將臭氧的產(chǎn)生量最小化，設(shè)于絕緣基板上的地極的整個表面都覆 蓋有絕緣樹脂，因而離子發(fā)生器不能產(chǎn)生所需求的微量臭氧。專利文件2描述了 一個產(chǎn)生穩(wěn)定數(shù)量臭氧的裝置，其通過可以任意地 限定商業(yè)電源的電壓振幅的限定振幅方法向高壓發(fā)生器提供穩(wěn)定電壓源。 然而，該裝置只是產(chǎn)生臭氧，而不是產(chǎn)生微量的臭氧。專利文件l:日本未經(jīng)審查的專利申請，公布號為特開2005-63827 專利文件2:曰本未經(jīng)審查的專利申請，公布號為特開平07-6857 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題本發(fā)明的目的在于提供一種在產(chǎn)生正離子或者負離子的同時能產(chǎn)生 一定的微量臭氧的離子發(fā)生器，以及控制臭氧產(chǎn)生量的方法。為達到上述目的，本發(fā)明的離子發(fā)生器包括一個其表面具有地極的絕 緣基板和安裝在該絕緣基板上的金屬電極，從而金屬電極與地極相對。其中，除了地極尾端中與金屬電極的末端相對的部分外，該地極的表 面其他部分被絕緣薄膜所覆蓋。在這種結(jié)構(gòu)中，由于地極的尾端沒有被絕緣薄膜所覆蓋，從而泄漏電 流可以在地極與金屬電極間流動，因此，在產(chǎn)生離子的同時產(chǎn)生了微量的 臭氧。通過改變地極沒有被絕緣薄膜覆蓋的尾端部分的面積和/或位置，比 如將其設(shè)為寬度方向上橫跨地極的矩形，可以控制泄漏電流量，進而將臭氧產(chǎn)生量控制到一微量。在本發(fā)明的離子發(fā)生器中，金屬電極最好是具有恒定直徑的線電極。 地極與金屬電極最好設(shè)置為在其長度方向上相互平行。這種結(jié)構(gòu)使得對離 子和臭氧產(chǎn)生量的控制更為容易，若地極由電阻體做成，則通過改變電阻 體的阻抗便可輕易地控制臭氧產(chǎn)生量。也可以是這樣^/結(jié)構(gòu)該絕緣基板在其一側(cè)具有一凹部，線電極的尾 部從該凹部伸出，，絕緣基板上有一個具有兩個腳的地極，該兩個腳設(shè)置在 絕緣蕃板上凹部的不同側(cè)的位置，該兩個腳分別位于線電極兩邊且與其相 互平行。這就使得線電極、地極等可構(gòu)成平面狀的整體，從而可得到薄的 離子發(fā)生器。本發(fā)明的離子發(fā)生器還可以包括設(shè)置在絕緣基板上且與線電極相連 接的高壓電極、與高壓電極接觸相連且具有與引線連接的連接部的第一接 線端子、與地極接觸相連且具有與引線連接的連接部的第二接線端子，以 及用于收納絕緣基板、地極、線電極、高壓電極、第一接線端子和第二接 線端子的外罩。本發(fā)明的離子發(fā)生器還可以進一步包括一個產(chǎn)生負電壓或 正電壓且與高壓電極相連的高壓電源，這種結(jié)構(gòu)可提供小型化、低生產(chǎn)成 本的離子發(fā)生器。本發(fā)明控制臭氧產(chǎn)生量的方法，是控制以下離子發(fā)生器中產(chǎn)生的臭氧量的方法，該離子發(fā)生器的構(gòu)造包括 表面上具有地極的絕緣基板；裝在上述絕緣基板上的金屬電極，該金屬電極與地極相對； 設(shè)置在地極上的絕緣薄膜，除了與金屬電極的末端相對的地極尾端外，該絕緣薄膜覆蓋了地極的其他所有部分；其中，地極由電阻體構(gòu)成，離子發(fā)生器通過改變電阻體的阻抗改變臭氧的產(chǎn)生量。在本發(fā)明中的術(shù)語，比如"平行"和"矩形"的意義并非嚴格地控制 在字面意義,其還可以解^成"大體平行"和"大體呈矩形"等沒有損害 本發(fā)明實質(zhì)內(nèi)容的情況下的范圍。發(fā)明有益效果根據(jù)本發(fā)明，地極的無遮蔽的尾端使得泄漏電流在地極與金屬電極之 間流動，微量的臭氧隨同離子一起產(chǎn)生，對該尾端的暴露部分的區(qū)域和/
或者位置的改變控制了泄漏電流量，從而在產(chǎn)生離子的同時，臭氧量可控 制到一個適當?shù)乃健Ｍㄟ^改變由電阻體構(gòu)成的地極的阻抗，可控制地極 與金屬電極之間的泄漏電流量來輕易地控制臭氧產(chǎn)生量。


圖l是本發(fā)明離子發(fā)生器的一個實施例的分解透視圖；圖2是圖1中所示離子發(fā)生器的外部透視圖；圖3是圖1中的離子發(fā)生部件的平面圖；圖4是電極暴露長度與臭氧產(chǎn)生量的關(guān)系圖表；圖5是描述離子發(fā)生部件的變形例的平面圖；圖6是描述離子發(fā)生部件的另 一種變形例的平面圖。本發(fā)明的最佳實施方式結(jié)合附圖，下面對本發(fā)明的一個離子發(fā)生器及控制臭氧產(chǎn)生量的方法 做一具體描述。附圖1是一個離子發(fā)生器1的分解透視圖，圖2是離子發(fā)生器1的外 部透視圖。如圖1所示，離子發(fā)生器1包括了一個下部樹脂外罩2、 一個 上部樹脂外罩3、 一個離子發(fā)生部件4、 一個第一接線端子5a、 一個第二 接線端子5b、引線7和8，以及一個高壓電源。下部樹脂外罩2具有一個位于其一端的側(cè)壁2a上的進風口 21，以及 一個位于其另一端的側(cè)壁2b上的出風口 22，該下部樹脂外罩2同時具有 位于其前側(cè)壁2c的固臂23。
上部樹脂外罩3具有一個位于其一端的側(cè)壁3a上的進風口 (圖中未 示出)，以及一個位于其另一端的側(cè)壁3b上的出風口 32,上部樹脂外罩3 同時還具有位于其前側(cè)壁3c的兩個卡扣31。將卡扣31扣入下部樹脂外罩 2的固臂23，上部樹脂外罩3和下部樹脂外罩2便緊密結(jié)合在一起形成一 個可通風的樹脂外罩。離子發(fā)生部件4和第一接線端子5a、第二接線端子 5b裝置在由上部樹脂外罩3和下部樹脂外罩2所確定的容室內(nèi)。如圖3所示，離子發(fā)生部件4包括了位于絕緣基板41上的一個地極 42和高壓電極43、 一個形成于地極42的表面的絕緣薄膜，以及一個線電 極(金屬電極)45。矩形絕緣基板41的一端被裁出一個凹部41a。線電極 45的根部焊接到高壓電極43上。線電極45的末端從K部41a伸出。線電 極45是直徑不大于100jum的極其細小的線，例如鋼絲、錫絲、不銹鋼絲 和鈦絲等。地極42具有分別位于絕緣基板41的凹部41a兩側(cè)的一對腳42a和 42b。腳42a和42b與線電極45平行且分立于線電極45的兩側(cè)。這種結(jié) 構(gòu)使得對離子及臭氧產(chǎn)生量的控制更為容易。絕緣薄膜44設(shè)置在地極42 的表面以覆蓋地極42，但不覆蓋與第一接線端子5a相連接的高壓電極43、 與第二接線端子5b連接的連接部42c、地極42尾端上與線電極45末端相 對的部分(腳42a和.42b的一部分)。在本實施例中，腳42a與42b沒有 被絕緣薄膜44覆蓋的部分被設(shè)置為在寬度方向.上橫跨地極42的矩形。絕緣薄膜44的材料可以是硅樹脂和玻璃釉等。地極42具有一個大約 為50Ma的阻抗，地極42的材料可以是氧化釘膏和碳膏等電阻體。其中 氧化釘是最合適的材料，因為即使向它提供一個強電場，它也不會產(chǎn)生遷 移。第一接線端子5a和第二接線端子5b均包括有固定部分51和底部52。 固定部分51與形成于上部樹脂外罩3的上表面3d的固定部分33和34相 契合。第一接線端子5a的底部52與高壓電極43的連接部分43a接觸相 連。第二接線端子5b的底部52與地極42的連接部分42c接觸相連。高壓引線7的 一個端部7a與形成于上部樹脂外罩3的固定部分33正 面的開口 (圖中未示出)相接。芯線71與接線端子5a的固定部分51相 接且為電性連接。同樣地，接地引線8的一個端部8a與形成于固定部分 34的正面的開口 (圖中未示出)相接，芯線81與接線端子5b的固定部分 51相接且為電性連接。高壓引線7與高壓電源的一個高壓輸出端相連，地 極引線8與高壓電源的一個地極端相連，高壓電源通常提供負的直流電源， 但是它也可以通過提供疊加了負的偏置直流電壓的交變電壓。離子發(fā)生器 組合在空氣過濾器或者是空調(diào)設(shè)備內(nèi)，即，高壓電源設(shè)置在空氣過濾器的 電源電路上，離子發(fā)生器1設(shè)置在鼓風通道上，從而空氣過濾器等裝置可 以吹出帶有負離子的空氣。具有上述結(jié)構(gòu)的離子發(fā)生器1 ,可以在一1.3KV至一3.0KV (.代表值) 的電壓下產(chǎn)生負離子，即，當一個負電壓舉提供給線電極45時，在線電 極45和地極42之間就產(chǎn)生了一個強電場。線電極45的末端的介質(zhì)被擊 穿并到達電暈放電狀態(tài)，此時，圍繞在線電極45的末端的分子進入等離 子態(tài)，被分解成為正離子和負離子。線電極45吸收了空氣中的正離子而 剩下了負離子。.相對于末端較粗的線電極，末端較細(具有一個小的曲率半徑)的線 電極45更容易集中電子且更容易產(chǎn)生強電場。因此，使用線電極45,在 低電壓的情況下也可以產(chǎn)生負離子。由于所需電壓比以前更低，安全性得 到了改善。另外，由于線電極45和地極42在絕緣層41上以平面方式排 列，它們只占據(jù)較小的空間，從而離子發(fā)生器l的尺寸可以縮小。此外，由于地極42的腳42a和42b分別有一未被絕緣薄膜44覆蓋的 露出部分，從而泄漏電流在地極42和線電極45間流動。該泄漏電流將空 氣中的氧分子02分解成氧原子O，每個氧原子O然后與空氣中的02起反 應(yīng)形成一個臭氧分子(A+G — A),泄漏電流的大小可以通過改變地極 42的腳42a和42b上未被絕緣薄膜44覆蓋的部分的面積和位置來進行控 制，通過控制泄漏電流可以控制氧分子的分解數(shù)量，從而可以調(diào)整臭氧產(chǎn) 生的量。因此，可以得到在產(chǎn)生離子的同時，又能控制臭氧的產(chǎn)生量到適 當數(shù)量的離子發(fā)生器l。即，離子發(fā)生器1通過流動在線電極45與地極42之間的泄漏電流產(chǎn) 生臭氧。由于電場集中在線電極45的末端，與該末端位置靠近的地極42 (腳42a和42b) —旦暴露出來，就可以輕易地產(chǎn)生泄漏電流，從而離子 發(fā)生器1可以在低電壓的情況下產(chǎn)生臭氧。圖4示出了腳42a和42b沒有被絕緣薄膜44所覆蓋的部分(電極暴 露長度T,見圖3所示)為各種長度T時，臭氧產(chǎn)生量的測量值。在該測 量中，絕緣層41 .的尺寸Ll和L2的長度分別為20mm和10mm。測量點 設(shè)置在離子發(fā)生器l的下風區(qū)約10mm處，風速為Om/s。圖4示出了向線 電極45提供二2.7至-3.0KVDC之間四個不同電壓時的測量情況。如上所述，離子產(chǎn)生量取決于電場強度，而臭氧產(chǎn)生量則取決于泄漏
電流量。泄漏電流量可以隨地極42中所使用的電阻體的阻抗的改變而改 變，進而可調(diào)節(jié)臭氧的產(chǎn)生量。當阻抗增大時，泄漏電流量減小于是臭氧 的產(chǎn)生量也減少。當阻抗減小時，泄漏電流量增加，于是臭氧的產(chǎn)生量增 力口。為了改變阻抗，所使用電阻體的類型可以改變。作為選擇，為了使個別離子發(fā)生器1可以根據(jù)需要控制臭氧的產(chǎn)生量，只要地極42是具有可變阻抗的可變電阻體即可。裝有公知電位計的電阻器可以很容易地控制臭 氧產(chǎn)生量。根據(jù)地極42 (電阻器)的阻抗的改變，離子產(chǎn)生數(shù)量也在某種程度上 發(fā)生了改變。即，當阻抗增大時，泄漏電流量減小，由電流所產(chǎn)生的電位 差就減小，從而離子產(chǎn)生量增加。當阻抗減小時，泄漏電流量增加，由電 流所產(chǎn)生的電位差增大，離子產(chǎn)生量就減少。然而，相對于臭氧產(chǎn)生量的 增加或減少，離子產(chǎn)生量的增加或減少量相當小。因此，可以只控制臭氧 產(chǎn)生量。.如上所述，可通過只調(diào)節(jié)臭氧產(chǎn)生量，來在某一時間集中進行除 臭和殺菌等。本發(fā)明的離子發(fā)生器及控制臭氧產(chǎn)生量的方法并不限定于上述實施 例，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以做出多種變化。例如地極42上未被絕緣薄膜44覆蓋的腳42a和42b的暴露部分可 以是任何形狀，他們可以是如圖5中所示的矩形或者是圖6中所示的圓形。 這些暴霧部分可以在分散在幾個地方。該離子發(fā)生器中的線電極的數(shù)量也不限于一個，可以包括兩個或者更 多個線電極。然而，當使用兩個或更多個線電極的時候，必須要注意它們 之間的距離，因為，當距離太小時電場分布會被擾亂，且放電功率會減少。
本發(fā)明既可以用于產(chǎn)生負離子的離子發(fā)生器，也可以用于產(chǎn)生正離子 的離子發(fā)生器。用于產(chǎn)生正離子的離子發(fā)生器時，需要使用產(chǎn)生正電壓的 高壓電源，將正電壓施加到高壓電極上。工業(yè)實用性如上所述，本發(fā)明有益于空氣過濾器、空調(diào)設(shè)備等裝置的離子發(fā)生電 路中的離子發(fā)生器，以及控制其產(chǎn)生的臭氧量的方法。本發(fā)明在調(diào)節(jié)臭氧 產(chǎn)生量至適當范圍內(nèi)這方面具有極好的性能。
權(quán)利要求
1. 一種離子發(fā)生器，包括在其表面具有地極的絕緣基板，設(shè)置在該絕緣基板上且與地極相對的金屬電極；其中地極的表面被絕緣薄膜覆蓋，但地極上與金屬電極的末端相對的尾端部分不被覆蓋。
2、 如權(quán)利要求1所述的離子發(fā)生器，其特征在于所述金屬電極是具 有恒定直徑的線電極，所述地極和金屬電極在長度方向上相互平行。
3、 如權(quán)利要求2所屬的離子發(fā)生器，其特征在于未被絕緣薄膜覆蓋 的地極尾端的部分為在寬度方向上橫跨地極的矩形。
4、 如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的離子發(fā)生器，其特征在于所 述地極由電阻體構(gòu)成。
5、 如權(quán)利要求4所述的離子發(fā)生器，其特征在于電阻器的阻抗是可 變量。
6、 如權(quán)利要求2至5中任意一項所述的離子發(fā)生器，其特征在于所 述絕緣基板的一側(cè)邊具有凹部，所述線電極的末端從該凹部伸出， 且所述地極具有兩個腳，這兩個腳分別位于絕緣基板上凹部的兩側(cè)， 從而位于線電極的兩側(cè)且與其平行。
7、 如權(quán)利要求2至6中任意一項所述的離子發(fā)生器，其特征在于還 包括高壓電極，該高壓電極位于絕緣基板上且與線電極相連接； 第一接線端子，其與所述高壓電極接觸相接且具有引線連接部； 第二接線端子，其與所述地極接觸相連且具有引線連接部；外罩，用于收納所述的絕緣基板、地極、線電極、高壓電極、第一接線端子和第二接線端子。
8、 如權(quán)利要求7所述的離子發(fā)生器，其特征在于還包括產(chǎn)生負電壓 或正電壓的高壓電源，該高壓電源與所述高壓電極相連接。
9、 一種調(diào)節(jié)離子發(fā)生器中臭氧產(chǎn)生量的方法，其應(yīng)用的離子發(fā)生器包 括其表面具有地極的絕緣基板；設(shè)置在該絕緣基板上且與地極相對的金屬電極；絕緣薄膜，該絕緣薄膜覆蓋了地極的表面，但沒有覆蓋地極上與金屬電極的末端相對的尾端部分；其中該地極是一個電阻體，且該離子發(fā)生器通過改變電阻體 的阻抗來產(chǎn)生期望數(shù)量的臭氧。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在產(chǎn)生負離子或正離子的同時產(chǎn)生可控制的微量臭氧的離子發(fā)生器。該離子發(fā)生器包括絕緣基板(41)、位于絕緣層(41)上的地極(42)和高壓電極(43)、位于地極(42)表面上的絕緣薄膜(44)和線電極(45)。線電極(45)的根部焊接在高壓電極(43)上，其末端從凹部(41a)伸出。地極(42)具有一對腳(42a)和(42b)，二者分立于絕緣基板(41)的凹部(41a)的兩側(cè)，腳(42a)和(42b)分立于線電極(45)的兩側(cè)且與線電極(45)平行。絕緣薄膜(44)覆蓋在地極(42)的表面，但沒有覆蓋與第一接線端子(5a)連接的高壓電極(43)、與第二接線端子(5b)連接的連接部分(42c)以及與線電極(45)的末端相對的地極(42)的尾端的腳(42a)和(42b)的一部分。
文檔編號A61L9/015GK101213714SQ20078000002
公開日2008年7月2日 申請日期2007年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月9日
發(fā)明者加藤慎滋, 吉田有紀彥 申請人:株式會社村田制作所