專(zhuān)利名稱(chēng)：電極絲式離子發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電極絲式離子發(fā)生器，可用于除去各種工件上因 靜電所產(chǎn)生的電荷。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，人們所普遍公知的離子發(fā)生器是，在電極針上施 加高電壓，通過(guò)在電極針的頂端集中產(chǎn)生電場(chǎng)而生成離子，但是， 現(xiàn)有的這種離子發(fā)生器的問(wèn)題在于，由于電場(chǎng)過(guò)于集中在電極針頂 端，所以電極針頂端容易劣化，如果長(zhǎng)時(shí)間使用，則會(huì)導(dǎo)致電極針 性能下降。
此外，由于電極針上的離子生成區(qū)域狹小，所以使得離子生成量 較小，在為了增加離子生成量而增大電場(chǎng)時(shí)，雖然離子生成量會(huì)相 應(yīng)增加，但同時(shí)也會(huì)引發(fā)電極針頂端的電場(chǎng)過(guò)大、具有強(qiáng)氧化性的 臭氧的生成量增多等問(wèn)題。
針對(duì)電極針存在的上述問(wèn)題，日本發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)平10-189282號(hào)中公開(kāi)有一種在導(dǎo)線上施加高電壓以在導(dǎo)線周?chē)呻x子 的離子發(fā)生器。雖然該離子發(fā)生器以導(dǎo)線為電極生成離子，但該離 子發(fā)生器為交流離子發(fā)生器，即，其對(duì)一根導(dǎo)線通以高壓交流電， 在導(dǎo)線周?chē)惶嫔烧x子和負(fù)離子。然而，像這種離子發(fā)生器那 樣使用一個(gè)電極來(lái)生成正、負(fù)離子時(shí)，相比正離子而言，生成同等 濃度的負(fù)離子時(shí)所需要的電壓更低，因此，如果只在一根電極上交 替施加同等大小的正、負(fù)高電壓時(shí)，所生成的正、負(fù)離子的量會(huì)不 同，正、負(fù)離子的量就會(huì)失去平衡。為了調(diào)整所生成的離子的量， 使正、負(fù)離子的量較好地達(dá)到平衡，就必須在高電壓電路上增加調(diào) 整正、負(fù)高電壓等的調(diào)整裝置。但是，在調(diào)整時(shí)如果為增加正離子的生成量而將正電壓調(diào)高，這樣正離子的生成量雖然會(huì)增加，但由 于電壓增高的原因，電極周?chē)碾妶?chǎng)會(huì)變得過(guò)強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種電極絲式離子發(fā)生器，通過(guò)改善電 極構(gòu)造，不僅使離子生成量得到增加，還可較好地保持正、負(fù)離子 的平衡而不會(huì)有因提高加在電極上的電壓而容易促使臭氧產(chǎn)生的情 況出現(xiàn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電極絲式離子發(fā)生器，該電 極絲式離子發(fā)生器為直流式或直流脈沖式離子發(fā)生器，通過(guò)在放電 電極上施加正、負(fù)高電壓，使放電電極產(chǎn)生電暈》文電，進(jìn)而生成正、 負(fù)離子，并且，上述放電電極包括由圓形截面導(dǎo)線制成的正的電極 絲和負(fù)的電極絲，兩電極絲的周面為用來(lái)產(chǎn)生電暈放電的放電面。
本發(fā)明進(jìn)一 步優(yōu)選負(fù)的電極絲的直徑為正的電極絲的直徑的兩倍。
如果體現(xiàn)為具體數(shù)值，則優(yōu)選正的電極絲的直徑為50nm,負(fù)的電 極絲的直徑為100jum。當(dāng)使用這樣的放電電才及時(shí)，任意一個(gè)電極的 直徑在大致± 10 m m的范圍內(nèi)變化都不會(huì)影響到效果。
作為本發(fā)明的優(yōu)選具體結(jié)構(gòu)，在離子發(fā)生器的殼體上安裝有多個(gè) 由絕緣材料制成的電極盒，并在各電極盒上安裝有由絕緣材料制成 的電極保持部件，上述正的、負(fù)的電極絲由該電極保持部件保持為 彼此平行且相互隔開(kāi)的狀態(tài)。
上述電極保持部件還可以具有空腔，并且安裝有兩根橫穿該空腔 的導(dǎo)線，由這兩根導(dǎo)線上橫貫上述空腔的部分作為上述正的、負(fù)的 電極絲。
此外，優(yōu)選上述電極盒的前表面上具有內(nèi)凹的電極收納部，并且 該電極收納部的底面內(nèi)側(cè)具有一對(duì)與上述高電壓發(fā)生部相連的導(dǎo)電 金屬部件，上述電極保持部件被收納在該電極收納部?jī)?nèi)，并且將上 述正的、負(fù)的電極絲保持為朝向上述電極收納部的前側(cè)開(kāi)口的狀態(tài)，該兩電極絲通過(guò)上述一對(duì)導(dǎo)電金屬部件與上述高電壓發(fā)生部電連 接。
此外，當(dāng)增大所施加的電壓時(shí)，當(dāng)該電壓超過(guò)某一臨界電壓后， 臭氧生成量就會(huì)激增。本發(fā)明中，可將加在正的、負(fù)的電極絲上的 高電壓設(shè)定在該臨界電壓以下，且使電極絲帶電時(shí)間在較短的范圍 內(nèi)。由此，抑制了由臭氧引起的電極絲損耗，可以延長(zhǎng)維護(hù)周期。
結(jié)構(gòu)如上的電極絲式離子發(fā)生器中，在對(duì)正、負(fù)電極絲施加來(lái)自 高電壓發(fā)生部的直流脈沖，即，以直流脈沖形式對(duì)正、負(fù)電極絲的 正的高電壓和負(fù)的高電壓時(shí)，或者，在對(duì)正、負(fù)電才及絲施加來(lái)自高 電壓發(fā)生部的直流電，即，以直流電的形式對(duì)正、負(fù)電極絲的正的 高電壓和負(fù)的高電壓時(shí)，會(huì)在兩電極絲周?chē)纬呻x子生成區(qū)域，進(jìn) 而生成、放出離子。此時(shí)，如果兩個(gè)電極絲直徑相同，則負(fù)離子生 成量會(huì)多于正離子生成量，但可通過(guò)使被施加負(fù)的高電壓的電極的 電極直徑比被施加正的高電壓的電極的電極直徑大等方式，調(diào)整離 子生成量，改善正、負(fù)離子間的平衡。
根據(jù)以上詳述的本發(fā)明電極絲式離子發(fā)生器，通過(guò)對(duì)電極構(gòu)造進(jìn) 行的改進(jìn)，即，使用電極絲，這樣不僅可使離子生成量得到增加， 還可以良好地保持正負(fù)離子的離子平衡，而不會(huì)出現(xiàn)因提高對(duì)電極 施加的電壓而容易促使臭氧產(chǎn)生的情況。此外，本發(fā)明電極絲式離 子發(fā)生器還可使臭氧生成量得到抑制，延長(zhǎng)電極絲的維護(hù)周期。


圖1是表示本發(fā)明電極絲式離子發(fā)生器的整體結(jié)構(gòu)的示意方框圖。
圖2是本發(fā)明電極絲式離子發(fā)生器的局部主視圖。 圖3是圖2所表示的部分的仰視圖。
圖4是上述離子發(fā)生器的電極盒中用來(lái)安裝電極絲的部分的剖 視圖。
圖5是表示正、負(fù)電極絲采用直徑相同的導(dǎo)線時(shí)，所加電壓和帶電時(shí)間之間關(guān)系的坐標(biāo)圖。
圖6是表示正、負(fù)電極絲采用直徑相同的導(dǎo)線時(shí)，所加電壓和所 產(chǎn)生的臭氧的濃度間關(guān)系的坐標(biāo)圖。
圖7是表示更換了正、負(fù)電極絲的導(dǎo)線時(shí)，所加電壓和帶電時(shí)間 之間關(guān)系的坐標(biāo)圖。
圖8是表示更換了正、負(fù)電極絲的導(dǎo)線時(shí)，所加電壓和所產(chǎn)生的 臭氧的濃度間關(guān)系的坐標(biāo)圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。 圖1中以方框圖表示本發(fā)明電極絲式離子發(fā)生器的整體結(jié)構(gòu)。圖 2~圖4表示該實(shí)施例的主要結(jié)構(gòu)。
本電極絲式離子發(fā)生器為直流式離子發(fā)生器，在殼體1內(nèi)不僅具 有由控制裝置控制電壓輸出的正、負(fù)高電壓發(fā)生部，還具有由正的 電極絲3A、負(fù)的電極絲3B構(gòu)成的放電電極3。上述高電壓發(fā)生部 產(chǎn)生的正值、負(fù)值高電壓分別被施加于兩電才及絲3A、 3B上，由此 使電極絲3A、 3B產(chǎn)生電暈放電，在兩電極絲3A、 3B處生成正、負(fù) 離子。
如果進(jìn)一步具體說(shuō)明，則如圖2、圖3所示，上述離子發(fā)生器的 殼體1內(nèi)部空心且在圖中橫向方向上呈細(xì)長(zhǎng)形狀，在該殼體1下表 面上安裝有多個(gè)可裝拆的電極盒2，并且這些電極盒2在長(zhǎng)度方向上 的間距相等。該電極盒2由絕緣材料制成，如圖3、圖4所示，電極 盒2俯視時(shí)大致呈長(zhǎng)圓形，其前表面(圖2的下側(cè)表面)上具有內(nèi) 凹且外形大致呈長(zhǎng)圓形的電極收納部2a，該電極收納部2a內(nèi)安裝有 保持上述一對(duì)電極絲3A、 3B的電極保持部件5。
上述電極保持部件5由絕緣材料制成，外形大致呈長(zhǎng)圓形的細(xì)長(zhǎng) 杯狀，電極保持部件5上靠外側(cè)的表面內(nèi)凹而形成大致呈長(zhǎng)圓形的 空腔5a。兩根導(dǎo)線3a沿該電極保持部件5的寬度方向圍繞在電極保 持部件5的外周，這兩根導(dǎo)線3a平行且彼此間隔一定距離，并且兩導(dǎo)線3a的橫穿上述空腔5a的部分分別構(gòu)成上述正、負(fù)電極絲3A、 3B。此外，該電極保持部件5收納在上述電極盒2的電極收納部2a 內(nèi)，并使兩電極絲3A、 3B的朝向與該電極收納部2a前側(cè)開(kāi)口朝向 相同。上述電極絲3A、 3B的截面形狀為圓形且整體上粗細(xì)均勻， 電極絲3A、 3B在上述電極保持部件5外端開(kāi)口上呈拉直狀態(tài)，以 使兩電極3A、 3B外周面成為放電面，在上述圓周形的放電面產(chǎn)生 電暈放電時(shí)，從電極3A、 3B的放電面會(huì)向其周?chē)尫懦?正、負(fù)) 離子。
圍成上述空腔5a的側(cè)壁不一定要完整，例如，也可以使在空腔 5a長(zhǎng)度方向一端或兩端具有開(kāi)口 。
上述一對(duì)正、負(fù)電極絲3A、 3B分別通過(guò)i殳置在電才及盒2底部?jī)?nèi) 側(cè)的一對(duì)導(dǎo)電金屬部件6與上述正、負(fù)高電壓發(fā)生部電連接。作為 用來(lái)制作電極的上述導(dǎo)線3a，優(yōu)選采用表面鍍有黃金的鎢絲，但導(dǎo) 線3a并不限于鴒絲。此外，還可以在上述電極保持部件5外周形成 有寬度、深度允許上述導(dǎo)線3a嵌入的槽5b,從而，在將電極導(dǎo)線 3a巻在上述電極保持部件5上時(shí)，該導(dǎo)線3a能夠被嵌在該槽5b內(nèi)。
此外，在上述電極盒2的電極收納部2a的底壁中央具有噴嘴安 裝孔7,該噴嘴安裝孔7貫穿底壁且其上安裝有空氣噴嘴8，空氣噴 嘴8通過(guò)殼體1內(nèi)未圖示的空氣流路與空氣源相連，此外空氣噴口 8a朝向正的電極絲3A和負(fù)的電極絲3B中間。因而，上述正的電極 絲3A和負(fù)的電才及絲3B在位置上相對(duì)于該空氣噴口 8a對(duì)稱(chēng)。
另外，雖然本實(shí)施方式中，上述空氣噴口 8a朝向正的電極絲3A 和負(fù)的電極絲3B之間，但空氣噴口 8a并不是一定要在該位置開(kāi)口 或是一定朝向這個(gè)方向，如果其它位置更合適，也可以配置在更合 適的位置上。
上述正的電極絲3A和負(fù)的電極絲3B分別與上述正、負(fù)高電壓 發(fā)生部相連，當(dāng)正的高電壓發(fā)生部以直流脈沖或直流電，對(duì)正的電 極絲3A施加用來(lái)產(chǎn)生電暈放電的正的高電壓時(shí)，將從正的電極絲 3A放出正離子。當(dāng)負(fù)的高電壓發(fā)生部以直流脈沖或直流電，對(duì)負(fù)的電極絲3B施加用來(lái)產(chǎn)生電暈放電的負(fù)的高電壓時(shí)，將從負(fù)的電極絲 3B上放出負(fù)離子。另外，當(dāng)采用直流脈沖進(jìn)行控制時(shí)，如果在正的 電極絲3A上施加來(lái)自正高電壓發(fā)生部的正的高電壓，則使負(fù)的電極 絲3B接地，如果負(fù)的電極絲3B上施加來(lái)自負(fù)高電壓發(fā)生部的負(fù)的 高電壓時(shí)，則使正的電極絲3A接地。
對(duì)于上述放電電極3，如果施加正、負(fù)高電壓的電極絲3A、 3B 粗細(xì)相同，并被施加同等大小的正、負(fù)高電壓時(shí)，則會(huì)像背景技術(shù) 所述的那樣，負(fù)離子的生成量大于正離子的生成量，導(dǎo)致生成的負(fù) 離子和正離子在數(shù)量不同，使正、負(fù)離子失去平衡。因此，本實(shí)施 方式中，對(duì)于上述放電電極3，被施加負(fù)的高電壓的電極絲3B設(shè)定 的比被施加正的高電壓的電極絲3A粗。
如果被施力口正、負(fù)高電壓的電極絲3A、 3B粗細(xì)相同，并被施加 同等大小的正、負(fù)高電壓時(shí)，負(fù)離子的生成量大于正離子的生成量， 這可以由發(fā)明人以以下的試 -瞼予以- 驗(yàn)i正。
圖5表示的是，在正、負(fù)電極絲3A、 3B采用直徑為lOOiam的 導(dǎo)線時(shí)所加電壓和帶電時(shí)間的關(guān)系。本帶電時(shí)間為使面積為150mm x 150mm的檢測(cè)板的電壓從OV提升為10000V這一過(guò)程所用時(shí)間， 帶電時(shí)間越短說(shuō)明生成的離子量越多。根據(jù)圖5所示，當(dāng)所加電壓 在8kV以?xún)?nèi)的情況下，施加負(fù)的高電壓時(shí)的帶電時(shí)間比施加正的高 電壓時(shí)的帶電時(shí)間短，這說(shuō)明在此區(qū)間負(fù)離子的生成量較多。
此外，圖6表示的是，正、負(fù)電極絲3A、 3B采用直徑為100n m的導(dǎo)線時(shí)所加電壓和臭氧濃度的關(guān)系。
從上述圖5可知，當(dāng)施加電壓超過(guò)8kV時(shí)正、負(fù)離子的生成量 趨同，但從圖6可知，在施加超過(guò)8kV時(shí)臭氧濃度會(huì)激增。因此， 對(duì)于上述電極絲的離子發(fā)生器，適于在出現(xiàn)臭氧濃度激增的臨界電 壓以下，并對(duì)正、負(fù)離子的生成量進(jìn)行調(diào)整后使用。
接下來(lái)，在圖7、圖8的試驗(yàn)例表示了正、負(fù)電極絲直徑不同給 離子生成量、臭氧生成量帶來(lái)的影響。在本試驗(yàn)例中，正的電極絲 的直徑為50iam,負(fù)的電極絲的直徑為lOOiam。從圖7、圖8可知，當(dāng)所加電壓在6.5kV 7kV之間時(shí)，正、負(fù) 離子生成量較多且臭氧生成量較少，因而,電極絲式離子發(fā)生器適 于在該電壓范圍內(nèi)使用。
換言之，使用上述電極絲，且在正、負(fù)電極絲的直徑不等時(shí)，也 存在提升電壓時(shí)有使臭氧生成量激增的臨界電壓，而在臨界電壓以 內(nèi)存在一個(gè)帶電時(shí)間較短、離子生成量較多的電壓范圍。因此，這 一電壓范圍適于作為離子發(fā)生器的工作電壓。
此外，在上述試驗(yàn)例中，正的電極絲直徑為50jum,負(fù)的電極絲 直徑為100ym，在此為條件嘗試在抑制臭氧生成量的同時(shí)增加離子 生成量，而且使正、負(fù)離子的生成取得平衡。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知， 與正、負(fù)電極絲直徑均為100pm的情況相比，正的電極絲的直徑為 50nm，負(fù)的電極絲的直徑為lOOjum時(shí)，正、負(fù)電壓帶電的時(shí)間差 得到減小，由此可知，正、負(fù)電極絲直徑的差值可有效地使正、負(fù) 離子的生成量接近。但是，由于上述電極的直徑差可根據(jù)施加電壓 的大小而進(jìn)行適當(dāng)改變，因此，在離子發(fā)生器的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中， 需考慮各種設(shè)計(jì)要素、工作條件來(lái)設(shè)定上述直徑差， 一般而言，使 負(fù)的電極絲的直徑為正的電極絲的直徑2倍左右、具體而言為1.5 3 倍較為合適。此外，可以在將導(dǎo)線直徑差設(shè)置在某個(gè)合適范圍內(nèi)后， 在微小范圍內(nèi)調(diào)整施加在正、負(fù)電極絲上的電壓值，或是使正、負(fù) 電壓在施加時(shí)間上具有差值等。
對(duì)于結(jié)構(gòu)如上的電極絲式離子發(fā)生器，當(dāng)對(duì)正、負(fù)電極絲3A、 3B分別交替施加來(lái)自高電壓發(fā)生部的正的脈沖高電壓和負(fù)的脈沖高 電壓時(shí)，或是在對(duì)正、負(fù)電極絲3A、 3B分別施加正、負(fù)高電壓時(shí)， 兩電極絲周?chē)鷷?huì)形成離子生成區(qū)域，生成離子并放出離子。此時(shí)， 如果兩電極絲3A、 3B的直徑相同，則負(fù)離子會(huì)比正離子生成得多， 但本發(fā)明通過(guò)使被施力。負(fù)的高電壓的電極的直徑比被施加正的高電 壓的電極的直徑大，調(diào)整了離子生成量，如上述試驗(yàn)例所示，使正、 負(fù)離子的生成量接近。
此外，本發(fā)明通過(guò)使加在正、負(fù)電極絲3A、 3B上的高電壓在進(jìn)一步增加電壓就會(huì)導(dǎo)致臭氧生成量激增的臨界電壓以下、且位于電 極帶電時(shí)間較短的范圍內(nèi)，使得臭氧的產(chǎn)生得到有效地抑制，因此， 抑制了由臭氧引起的線電極的損耗，延長(zhǎng)了維護(hù)周期。
權(quán)利要求
1. 一種電極絲式離子發(fā)生器，為直流式或直流脈沖式離子發(fā)生器，其通過(guò)在放電電極上施加正或負(fù)高電壓，使放電電極產(chǎn)生電暈放電，進(jìn)而生成正或負(fù)離子，其特征在于，上述放電電極包括由圓形截面導(dǎo)線制成的正的電極絲和負(fù)的電極絲，兩電極絲的周面為用來(lái)產(chǎn)生電暈放電的放電面。
2. 如權(quán)利要求1所述的電極絲式離子發(fā)生器，其特征在于，上述 負(fù)的電極絲的直徑大于上述正的電極絲的直徑。
3. 如權(quán)利要求2所述的電極絲式離子發(fā)生器，其特征在于，上述 負(fù)的電極絲的直徑為上述正的電極絲的直徑的兩倍。
4. 如權(quán)利要求3所述的電極絲式離子發(fā)生器，其特征在于，上述 正的電極絲的直徑為50|am,上述負(fù)的電極絲的直徑為100|Lim。
5. 如權(quán)利要求1 4的任意一項(xiàng)所述的電極絲式離子發(fā)生器，其特 征在于，該離子發(fā)生器的殼體上安裝有多個(gè)由絕緣材料制成的電極盒， 各電極盒上安裝有由絕緣材料制成的電極保持部件，上述正的、負(fù)的電 極絲由該電極保持部件保持為彼此平行且相互隔開(kāi)的狀態(tài)。
6. 如權(quán)利要求5所述的電極絲式離子發(fā)生器，其特征在于，上述 電極保持部件具有空腔,并且安裝有兩根橫穿該空腔的導(dǎo)線，由這兩根 導(dǎo)線上橫貫上述空腔的部分作為上述正的、負(fù)的電極絲。
7. 如權(quán)利要求5所述的電極絲式離子發(fā)生器，其特征在于，上述 電極盒的前表面上具有內(nèi)凹的電極收納部，該電極收納部的底面內(nèi)側(cè)具 有一對(duì)與高電壓發(fā)生部相連的導(dǎo)電金屬部件，上述電極保持部件收納在該電極收納部?jī)?nèi)，并將上述正的、負(fù)的電極絲保持為朝向上述電極收納 部的前側(cè)開(kāi)口的狀態(tài)，并且兩電極絲通過(guò)上述一對(duì)導(dǎo)電金屬部件與上述 高電壓發(fā)生部電連接。
8. 如權(quán)利要求l 4的任意一項(xiàng)所述的電極絲式離子發(fā)生器，其特征 在于，加在正的或負(fù)的電極絲上的高電壓楝i殳定為如果進(jìn)一步增大電壓臭 氧生成量就會(huì)激增的臨界電壓以下、且位于電極絲帶電時(shí)間較短的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電極絲式離子發(fā)生器，該電極絲式離子發(fā)生器通過(guò)改善電極構(gòu)造，不僅增加了離子生成量，避免了因提高加在電極上的電壓而出現(xiàn)的臭氧生成量增多的情況，還很好地使正、負(fù)離子的生成量接近。該離子發(fā)生器上，具有圓形截面導(dǎo)線制成的正、負(fù)電極絲，這些電極絲彼此平行，由電極絲的外周面形成放電面，當(dāng)在這些電極絲上施加正、負(fù)高電壓時(shí)，在上述放電面上產(chǎn)生電暈放電，釋放出正負(fù)離子。
文檔編號(hào)H05F3/00GK101442870SQ20081017755
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月22日
發(fā)明者佐藤俊夫, 安岡康一, 宮田洋平, 藤原伸廣, 鈴木智 申請(qǐng)人:Smc株式會(huì)社