專利名稱：離子風(fēng)產(chǎn)生體、離子風(fēng)產(chǎn)生裝置以及離子風(fēng)產(chǎn)生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子風(fēng)產(chǎn)生體、離子風(fēng)產(chǎn)生裝置以及離子風(fēng)產(chǎn)生方法。
背景技術(shù)：
以往，公知一種產(chǎn)生因電子或離子的移動而引發(fā)的離子風(fēng)的裝置。例如，在專利文獻(xiàn)I中，向被電介質(zhì)隔開的2個電極施加交流電壓以產(chǎn)生電介質(zhì)阻擋放電，從而產(chǎn)生離子風(fēng)。另外，在專利文獻(xiàn)I中，作為離子風(fēng)的利用方法而舉出了 通過按照使離子風(fēng)沿著翼的表面流動的方式產(chǎn)生離子風(fēng)來抑制邊界層的剝離的方法等?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2007-317656號公報

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明所要解決的課題)目前產(chǎn)生離子風(fēng)的技術(shù)正處于開發(fā)階段，因而關(guān)于該技術(shù)存在各種技術(shù)問題與需求。例如，期望可以進一步增大離子風(fēng)的速度。此外，在專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，為了增大離子風(fēng)的速度，需要向引發(fā)離子風(fēng)的電極施加較高的電壓，因此必然會增大消耗電力。(用于解決課題的手段)本發(fā)明的第I觀點的離子風(fēng)產(chǎn)生體，具有第I電極以及第2電極，被施加電壓并通過放電來引發(fā)離子風(fēng)；和電場形成部件，在比所述第I電極以及所述第2電極更靠近所述離子風(fēng)的下游的區(qū)域形成對所述離子風(fēng)進行加速的電場。本發(fā)明的第2觀點的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置，具有第I電極；第2電極；第I電源，向所述第I電極以及所述第2電極施加電壓，使所述第I電極以及所述第2電極通過放電來引發(fā)離子風(fēng)；和電場形成部，在比所述第I電極以及所述第2電極更靠近所述離子風(fēng)的下游的區(qū)域形成對所述離子風(fēng)進行加速的電場。本發(fā)明的第3觀點的離子風(fēng)產(chǎn)生方法，包括向第I電極以及第2電極施加電壓，通過放電來引發(fā)離子風(fēng)的步驟；和在比所述第I電極以及所述第2電極更靠近所述離子風(fēng)的下游的區(qū)域形成電場來對所述離子風(fēng)進行加速的步驟。(發(fā)明效果)根據(jù)上述的構(gòu)成及順序，能夠增大離子風(fēng)的速度。


圖I是示意性表示本發(fā)明的第I實施方式涉及的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置的立體圖。圖2是說明圖I的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置的作用的圖。圖3是示意性表示第2實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置的要部的立體圖。圖4是示意性表示第3實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置的要部的立體圖。
圖5是示意性表示第4實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置的要部的立體圖。圖6是示意性表示第5實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置的要部的立體圖。圖7是示意性表示第6實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置的要部的剖視圖。圖8是示意性表示第7實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置的要部的立體圖。圖9是示意性表示第8實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置的要部的立體圖。圖10是示意性表示第9實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置的要部的立體圖。
具體實施例方式以下，參照附圖來說明本發(fā)明的多個實施方式涉及的離子風(fēng)產(chǎn)生體、離子風(fēng)產(chǎn)生裝置以及離子風(fēng)產(chǎn)生方法。此外，在以下說明中用到的圖是示意性的圖，附圖上的尺寸比率 等未必與現(xiàn)實中的一致。另外，在第2實施方式以后，針對與已經(jīng)說明過的實施方式相同或相類似的構(gòu)成，有時使用與已經(jīng)說明過的實施方式相同的符號，并省略圖示及說明。<第I實施方式>圖I是示意性表示本發(fā)明的第I實施方式涉及的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置I的立體圖。離子風(fēng)產(chǎn)生裝置I構(gòu)成為產(chǎn)生沿著箭頭yl所示的方向流動的離子風(fēng)的裝置。此夕卜，在本實施方式中，有時將離子風(fēng)流動的方向設(shè)為X方向、將離子風(fēng)的寬度方向設(shè)為I方向、將離子風(fēng)的高度方向設(shè)為Z方向來進行參照。離子風(fēng)產(chǎn)生裝置I具有產(chǎn)生離子風(fēng)的離子風(fēng)產(chǎn)生體3、和進行離子風(fēng)產(chǎn)生體3的驅(qū)動以及控制的驅(qū)動部5。離子風(fēng)產(chǎn)生體3具有電介質(zhì)7 ;設(shè)置于電介質(zhì)7的第I電極9、第2電極11以及第3電極13。電介質(zhì)7例如形成為厚度一定的平板狀，并具有第I主面7a和其背面的第2主面7b。此外，如箭頭yl所示那樣，離子風(fēng)沿著第I主面7a在第I主面7a上流動。電介質(zhì)7的平面形狀也可以采用適當(dāng)形狀，在圖I中例示采用具有與X方向以及y方向平行的邊的矩形的情況。電介質(zhì)7既可以由無機絕緣物形成，也可以由有機絕緣物形成。作為無機絕緣物，例如舉出陶瓷、玻璃等。作為陶瓷，例如舉出氧化鋁質(zhì)燒結(jié)體(氧化鋁陶瓷)、玻璃陶瓷燒結(jié)體(玻璃陶瓷)、莫來石質(zhì)燒結(jié)體、氮化鋁質(zhì)燒結(jié)體、堇青石燒結(jié)體、碳化硅質(zhì)燒結(jié)體等。作為有機絕緣物，例如舉出聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、橡膠等。電介質(zhì)7如果是例如由氧化鋁質(zhì)燒結(jié)體形成的情況，通過陶瓷生片層疊法而形成。陶瓷生片如下形成將向氧化鋁(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、氧化鈣(CaO)以及氧化鎂(MgO)等原料粉末之中添加混合了適當(dāng)?shù)挠袡C溶劑以及溶媒后制作出的糊劑，以刮刀法、壓延輥法等成形方法而成形為片材狀。第I電極9設(shè)置于第I主面7a上,第2電極11設(shè)置于第2主面7b上。由此,第I電極9以及第2電極11被電介質(zhì)7隔開(絕緣)。第2電極11具有相對于第I電極9而位于離子風(fēng)的下游側(cè)(沿著電介質(zhì)7的第I主面7a(規(guī)定的表面)的方向(X方向)的一側(cè))的部分(在本實施方式中是指第2電極11的整體)。此外,在俯視電介質(zhì)7的第I主面7a之時，第I電極9和第2電極11在x方向上既可以一部分重疊，也可以無間隙地相鄰，也可以規(guī)定間隙分開。第3電極13設(shè)置于第I主面7a上。S卩，第3電極13與第I電極9設(shè)置在同一面。第3電極13在X方向上相對于第2電極11而與第I電極9分開配置在相反側(cè)(離子風(fēng)的下游側(cè))。第I電極9、第2電極11以及第3電極13例如形成為厚度一定的層狀(包括平板狀)。這些電極的平面形狀可以采用適當(dāng)形狀，在圖I中例示采用具有與X方向以及y方向平行的邊的矩形的情況。此外，這些電極在y方向上的長度例如被設(shè)定為彼此相同。第I電極9、第2電極11以及第3電極13由金屬等導(dǎo)電性材料形成。這些電極既可以通過適當(dāng)?shù)谋∧ば纬煞ㄒ约皥D案成形法形成，也可以通過印刷導(dǎo)電性膏劑來形成。另夕卜，這些電極也可通過由有機樹脂系的粘接劑、玻璃或者金屬使金屬板與電介質(zhì)7接合而進行設(shè)置。
作為上述金屬，舉出鎢、鑰、錳、銅、銀、金、鈀、鉬、鎳、鈷、或者以它們作為主成分的
口巫寸O導(dǎo)電性膏劑例如通過向鎢、鑰、銅或銀等金屬粉末添加有機溶劑以及有機粘合劑并進行混合而制作出。導(dǎo)電性膏劑根據(jù)需要也可以添加分散劑、增塑劑等。例如通過球磨機、三輥研磨機或行星式攪拌機等混煉構(gòu)件來進行上述混合。通過以絲網(wǎng)印刷法等印刷方式在成為電介質(zhì)7的陶瓷生片的規(guī)定位置處印刷涂敷該導(dǎo)電性膏劑并同時燒成，從而能夠形成第I電極9、第2電極11以及第3電極13。此外，在導(dǎo)電性膏劑與陶瓷生片同時燒成的情況下，為了配合陶瓷生片的燒結(jié)舉動、或者通過緩和殘余應(yīng)力來提高與燒結(jié)后的電介質(zhì)之間的接合強度，也可添加玻璃、陶瓷的粉末。此外，第I電極9、第2電極11以及第3電極13的尺寸以及材料，既可以彼此相同，也可互不相同。驅(qū)動部5具有向第I電極9以及第2電極11施加交流電壓的交流電源裝置15、向第3電極13施加直流電壓的直流電源裝置17、和對交流電源裝置15以及直流電源裝置17進行控制的控制裝置19。由交流電源裝置15施加的交流電壓，既可以是由正弦波等表現(xiàn)的電位連續(xù)地變化的交流電壓，也可以是脈沖狀的電位變化不連續(xù)的交流電壓。另外，交流電壓既可以是在第I電極9以及第2電極11雙方中都有電位變動的交流電壓，也可以是第I電極9以及第2電極11的一方與基準(zhǔn)電位連接而僅在另一方中電位相對于基準(zhǔn)電位發(fā)生變動的交流電壓。電位的變動既可以是相對于基準(zhǔn)電位而在正負(fù)的雙方都變動的電壓變動，也可以是相對于基準(zhǔn)電位而僅在正或負(fù)的一方發(fā)生變動的電壓變動。直流電源裝置17以不構(gòu)成閉合回路的狀態(tài)向第3電極13施加直流電壓。S卩，第3電極13僅連接著直流電源裝置17的正的端子或負(fù)的端子，從而沒有形成來自直流電源裝置17的電流流動的閉合回路?？刂蒲b置19例如按照規(guī)定的時序或者按照用戶的操作，控制基于交流電源裝置15以及直流電源裝置17的電壓施加的接通/斷開、或者所施加的電壓的大小等。此外，電介質(zhì)7、第I電極9、第2電極11以及第3電極13的尺寸、交流電壓的大小以及頻率、以及直流電壓的大小，也可根據(jù)離子風(fēng)產(chǎn)生裝置I所應(yīng)用的技術(shù)、或者所請求的離子風(fēng)的性質(zhì)等各種事項進行適當(dāng)設(shè)定。圖2是說明離子風(fēng)產(chǎn)生裝置I的作用、且包括離子風(fēng)產(chǎn)生體3的側(cè)視圖的圖。圖2的左上曲線圖表示第I電極9的電位的變化。圖2的右上曲線圖表示第3電極13的電位的變化。在這些曲線圖中，橫軸表示時間t，縱軸表示電位。此外，在圖2中例示第I電極9的電位相對于基準(zhǔn)電位而在正負(fù)的雙方變動、且向第3電極13賦予負(fù)的電位的情況。在圖2的例子中，第2電極11既可以被賦予與第I電極9相反的電位，也可以被賦予基準(zhǔn)電位。離子風(fēng)產(chǎn)生體3被置于大氣中，從而在離子風(fēng)產(chǎn)生體3的周圍存在空氣。此外，離子風(fēng)產(chǎn)生體3也可被置于特定種類的氣體氣氛下(例如，氮氣氛下)進行使用。通過交流電源裝置15在第I電極9與第2電極11之間施加電壓，若這兩 個電極之間的電位差超過一定閾值，則伴隨著放電而生成等離子體。此外，由于第I電極9以及第2電極11被電介質(zhì)7隔開，所以該放電是電介質(zhì)阻擋放電。等離子體中的電子或離子通過由第I電極9以及第2電極11形成的電場而進行移動。另外，中性分子也伴隨著電子或離子進行移動。由此引發(fā)出離子風(fēng)。更具體而言，離子風(fēng)通過如箭頭y3所示那樣從第I電極9側(cè)向第2電極11側(cè)移動的電子或離子，而以第I主面7a上的與第2電極11重疊的區(qū)域為中心進行引發(fā)，并從第I電極9側(cè)流向第2電極11側(cè)。此外，如在圖2的左上曲線圖中例示的那樣，在第I電極9的電位相對于基準(zhǔn)電位而在正負(fù)的雙方發(fā)生變動的情況下，換言之在第I電極9的電位相對于第2電極11的電位而在正負(fù)的雙方發(fā)生變動的情況下，由第I電極9以及第2電極11形成的電場的方向也反轉(zhuǎn)。因此，如箭頭y3所示的從第I電極9側(cè)至第2電極11側(cè)這一方向移動的電荷的正負(fù)也進行交替。另外，雖然沒有特別圖示出，但是在第I電極9以及第2電極11的一方的電位相對于另一方的電位而僅在正或負(fù)的一方發(fā)生變動的情況下，向從第I電極9側(cè)至第2電極11側(cè)這一方向移動的電荷是正或負(fù)的其中一方。若由直流電源裝置17向第3電極13施加了直流電壓，則在第3電極13的周圍形成了電場。換言之，在被第I電極9以及第2電極11引發(fā)出的離子風(fēng)的下游區(qū)域形成了電場。因此，通過將離子風(fēng)中所包含的電子或離子吸引至第3電極13側(cè)，從而能夠加速離子風(fēng)。即，若向第3電極13賦予了正的電位，則負(fù)的電荷被吸引至第3電極，若向第3電極13賦予了負(fù)的電位，則正的電荷被吸引至第3電極。此外，在離子風(fēng)的下游區(qū)域存在正負(fù)的雙方的電荷。因此，第3電極13無論被施加正以及負(fù)的哪一方的直流電壓都會吸引負(fù)或正的電荷，從而能夠加速離子風(fēng)。例如，在向第3電極13施加了正的直流電壓的情況下，在構(gòu)成等離子體的電子(負(fù)電荷)與第3電極13之間產(chǎn)生引力，在構(gòu)成等離子體的離子(從氮、氧之中電離出電子的正電荷的離子)與第3電極13之間產(chǎn)生斥力。在這種情況下，由第3電極13與電子之間的引力而引起的電子的移動距離長于由第3電極與離子之間的斥力而引起的離子的移動距離。換言之，促使離子風(fēng)向下游側(cè)加速的長度長于抑制離子風(fēng)向下游側(cè)加速的長度。另外，由于上述引力，能夠?qū)⒌入x子體(此時為電子)所存在的范圍擴大至第3電極13側(cè)。與該等離子體的范圍擴大相應(yīng)地，向周圍的空氣等分子賦予動能的概率變高。因此，能夠抑制斥力帶來的影響，能夠有效地加速離子風(fēng)。此外，在向第3電極13施加了負(fù)的直流電壓的情況下，與上述相反。通過第3電極13與離子之間的引力而能夠加速離子風(fēng)。此外，在第I電極9以及第2電極11的一方的電位相對于另一方的電位而僅在正或負(fù)的一方發(fā)生變動的情況下，換言之，在由第I電極9以及第2電極11引起的電場的方向一定的情況下，優(yōu)選按照由第3電極13形成與該電場同一方向的電場的方式,來設(shè)定向第3電極13施加的直流電壓的正負(fù)。關(guān)于在離子風(fēng)的下游區(qū)域所形成的電場，進行更詳細(xì)的考察。在第I電極9與第3電極13之間，由于第I電極9與第3電極13之間的電位差，而形成了如箭頭y5所示那樣以這兩個電極之間的方向作為電場方向的電場。該電場的強度大致能通過兩電極的電位差除以兩電極之間的距離L而進行表現(xiàn)。由于第I電極9的電位變動，因而由第I電極9以及第3電極13形成的電場的強度也變動。

例如，在如圖2例示那樣向第I電極9施加-Vl Vl的交流電壓、且向第3電極13施加-V2的直流電壓的情況下，圖2的Pa點、Pb點以及Pc點處的電場的強度Ea、Eb以及Ec，在將箭頭y5的方向設(shè)為電場的正向的情況下如下進行表示。Pa 點Ea = (V1_(_V2))/L = (Vl+V2)/LPb 點Eb = O- (-V2) /L = V2/LPc 點Ec = (-Vl-(-V2))/L = (-Vl+V2)/2由以上考察進行理解可知，向第3電極13施加的直流電壓的絕對值V2越大，則電場變得越強，從而加速離子風(fēng)的作用增大。另外，若直流電壓的絕對值V2大于交流電壓的最大絕對值VI，則與交流電壓的變動無關(guān)，電場的方向一定，從而可期待離子風(fēng)的舉動穩(wěn)定。另外，第I電極9與第3電極13之間的距離L越短，則電場越強，從而能夠增大離子風(fēng)的最大速度。相反地，距離L越長，則能遍及越長的距離來加速離子風(fēng)。此外，認(rèn)為由電場帶來的工作量本身由電位差規(guī)定，對距離L的依賴性低。根據(jù)以上的第I實施方式，離子風(fēng)產(chǎn)生體3具有第I電極9以及第2電極11，被施加電壓并通過放電來引發(fā)離子風(fēng)；和電場形成部件(第3電極13)，在比第I電極9以及第2電極11更靠近離子風(fēng)的下游的區(qū)域形成對離子風(fēng)進行加速的電場。因此，能夠增大離子風(fēng)的下游處的速度。另外，也能夠延長離子風(fēng)的下游的區(qū)域。由此，不需要對第I電極9以及第2電極11的構(gòu)成采用特別構(gòu)成、不需要增大向這些電極施加的電壓，就能獲得這種速度提高等效果。即，容易與以往的離子產(chǎn)生體涉及的各種技術(shù)思想進行組合，并且通過已有產(chǎn)品的改良也容易實現(xiàn)本實施方式。在離子風(fēng)的下游區(qū)域形成電場的電場形成部件是第3電極13，該第3電極13配置在比第I電極9以及第2電極11更靠近離子風(fēng)的下游側(cè)的位置，并以不構(gòu)成閉合回路的狀態(tài)被施加直流電壓。因此，能夠通過追加電極的簡單方法而在離子風(fēng)的下游區(qū)域形成電場。而且，由于第3電極13沒有形成閉合回路，所以在第3電極13中被消耗的電力僅是離子風(fēng)中的電子或離子入射至第3電極13而流動的電力，因此能源的消耗量少。即，能夠以較少的消耗電力來加速離子風(fēng)。離子風(fēng)產(chǎn)生體3還具有電介質(zhì)7，該電介質(zhì)7隔開第I電極9和第2電極11。第I電極9、第2電極11以及第3電極13被設(shè)置于電介質(zhì)7。因此，通過僅是在用于進行電介質(zhì)阻擋放電的電介質(zhì)7配置電極這樣的簡單且容易制造的構(gòu)成，從而能夠產(chǎn)生速度大的離子風(fēng)。電介質(zhì)7形成為板狀。第I電極9為與電介質(zhì)7的第I主面7a平行的(被層疊的)層狀電極。第2電極11為與第I主面7a平行的(層疊于電介質(zhì)7的第2主面7b的)層狀電極，并具有位于比第I電極9更靠近沿著第I主面7a的方向的一側(cè)(X方向的正側(cè))的部分。第3電極13為與第I主面7a平行的(被層疊的)層狀電極，在比第2電極11更靠近所述一側(cè)(X方向的正側(cè))配置。因此，由于利用在基板(包括多層基板)形成電極的公知慣用的制造技術(shù)能夠形成離子風(fēng)產(chǎn)生體3，因而期待大幅的成本削減。另外，在第3電極13層疊于第I主面7a的 情況下，第3電極13在沿著第I主面7a流動的離子風(fēng)的正下游的區(qū)域配置，從而既能有效地加速離子風(fēng)，又因與第I主面7a—起大體構(gòu)成平面而能抑制第3電極13成為離子風(fēng)的阻力。另外，本實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置I具有交流電源裝置15，向第I電極9以及第2電極11施加電壓并通過放電來使第I電極9以及第2電極11產(chǎn)生離子風(fēng)；和電場形成部(第3電極13以及直流電源裝置17)，在比第I電極9以及第2電極11更靠近離子風(fēng)的下游的區(qū)域形成對離子風(fēng)進行加速的電場。因此，能夠起到與上述的離子風(fēng)產(chǎn)生體13所起到的效果同樣的效果。另外，本實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生方法具有向第I電極9以及第2電極11施加電壓并通過放電來引發(fā)離子風(fēng)的步驟；和在比第I電極9以及所述第2電極11更靠近離子風(fēng)的下游的區(qū)域形成電場來對離子風(fēng)進行加速的步驟。因此，能夠起到與上述的離子風(fēng)產(chǎn)生體3所起到的效果同樣的效果?！吹?實施方式>圖3是示意性表示第2實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置101的要部的立體圖。離子風(fēng)產(chǎn)生裝置101與第I實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置I不同之處僅在于第3電極的形狀。具體而言，如下所述。離子風(fēng)產(chǎn)生體103的第3電極113構(gòu)成為與第I電極9之間的距離變化的形狀。例如，第3電極113具有遠(yuǎn)距離部113a、與第I電極9之間的距離比遠(yuǎn)距離部113a短的近距離部113b、以及將遠(yuǎn)距離部113a和近距離部113b連接起來的中間部113c。此外，這些離子風(fēng)的流動方向(X方向)上的大小大致一定。與第I實施方式同樣地，第I電極9與第3電極13之間的距離越短，則第I電極9與第3電極113之間的電場越強。因此,如箭頭yl05a以及箭頭yl05b所示,第I電極9與近距離部113b之間的電場強于第I電極9與遠(yuǎn)距離部113a之間的電場。其結(jié)果，在比近距離部113b更靠近上游側(cè)的位置，離子風(fēng)在近距離部113b側(cè)比遠(yuǎn)距離部113a側(cè)更能得到加速。如以上所述，根據(jù)第2實施方式，由于第3電極113構(gòu)成為與第I電極9之間的距離變化的形狀，因而在離子風(fēng)的寬度方向(y方向)上能夠?qū)﹄x子風(fēng)賦予強弱。
〈第3實施方式>圖4是示意性表示第3實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置201的要部的立體圖。離子風(fēng)產(chǎn)生裝置201與第I實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置I不同之處僅在于第3電極的形狀。具體而言，如下所述。離子風(fēng)產(chǎn)生體203的第3電極213構(gòu)成為離子風(fēng)在流動方向(x方向)上大小發(fā)生變化的形狀。例如，第3電極213具有窄幅部213a、和在X方向上寬度比窄幅部213a大的寬幅部213b。第3電極213通過使X方向上的大小發(fā)生變化，從而與第I電極9之間的距離發(fā)生變化。因此，與第2實施方式同樣地，如箭頭y205a以及箭頭y205b所示，第I電極9與寬幅部213b之間的電場強于第I電極9與窄幅部213a之間的電場。其結(jié)果，在比寬幅部213b更靠近上游側(cè)的位置，離子風(fēng)在寬幅部213b側(cè)比窄幅部213a側(cè)更能得到加速。 如以上所示，根據(jù)第3實施方式，與第2實施方式同樣地，在離子風(fēng)的寬度方向(y方向)上能夠?qū)﹄x子風(fēng)賦予強弱?！吹?實施方式>圖5是示意性表示第4實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置301的要部的立體圖。離子風(fēng)產(chǎn)生裝置301與第I實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置I不同之處僅在于第3電極以及直流電源裝置的構(gòu)成。具體而言，如下所述。離子風(fēng)產(chǎn)生體303相對于一組第I電極9以及第2電極11而具有多個(在本實施方式中例示2個)第3電極313A、313B(以下有時省略A、B)。2個第3電極313例如是在離子風(fēng)的寬度方向(y方向)上分割第I實施方式的第3電極13而成的形狀，分別形成為矩形，并且與第I電極9之間的距離等同。另外，離子風(fēng)產(chǎn)生裝置301的驅(qū)動部(省略符號)以能向多個第3電極313單獨地施加電壓的方式具有多個(在本實施方式中為2個)直流電源裝置17A、17B(以下有時省略A、B)。此外，多個直流電源裝置17也可構(gòu)成為能向多個第3電極313單獨地施加電壓的一個電源裝置。離子風(fēng)產(chǎn)生裝置301通過多個直流電源裝置17可以向多個第3電極313施加大小互不相同的電壓。例如，控制裝置19(圖I)單獨地控制多個直流電源裝置17的施加電壓的大小?；蛘撸刂蒲b置19僅控制多個直流電源裝置17的接通/斷開，根據(jù)多個直流電源裝置17的構(gòu)成的差異而施加互不相同的電壓。與第I實施方式同樣地，所施加的電壓越大，則第I電極9與第3電極313之間的電場越強。因此，如圖5例示那樣，在向第3電極313B施加的電壓大于向第3電極313A施加的電壓的情況下，如箭頭y305a以及箭頭y305b所示那樣，第I電極9與第3電極313B之間的電場也強于第I電極9與第3電極313A之間的電場。其結(jié)果，離子風(fēng)在第3電極313B側(cè)比第3電極313A側(cè)更能得到加速。如以上所示，根據(jù)第4實施方式，相對于一對第I電極9與第2電極11而在與離子風(fēng)交叉的方向設(shè)置有多個第3電極313，多個直流電源裝置17由于能夠向多個第3電極313施加大小互不相同的直流電壓，因而能夠在離子風(fēng)的寬度方向(y方向)上對離子風(fēng)賦予強弱。〈第5實施方式〉
圖6是示意性表示第5實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置401的要部的立體圖。離子風(fēng)產(chǎn)生裝置401與第I實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置I不同之處僅在于第3電極的形狀。即，在離子風(fēng)產(chǎn)生體403的第3電極413形成有離子風(fēng)通過的多個孔部413h。具體而言，如下所述。第3電極413整體形成為大致板狀，立設(shè)于第I主面7a并面向第I電極9以及第2電極11側(cè)。第3電極413的平面形狀以及與第I主面7a所形成的角度也可適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，例如第3電極413形成為矩形、且與第I主面7a正交地進行豎立。多個孔部413h沿著從第I電極9以及第2電極11側(cè)至第3電極413側(cè)這一方向貫通第3電極413。多個孔部413h的形狀、大小、數(shù)量、排列方式等可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。在圖6中例示多個孔部413h在離子風(fēng)的寬度方向(y方向)以及高度方向(z方向)上被二維地排列、且第3電極413采用網(wǎng)狀(mesh狀)電極的情況。此外，網(wǎng)狀電極中的多個孔部413h既可以如圖6例示那樣沿著y方向以及z方向 排列，也可以沿著矩形的第3電極413的對角線方向排列，也可以不規(guī)則地分布。另外，多個孔部413h的大小以及形狀，既可以彼此相同，也可以互不相同。多個孔部413h的分布密度，既可以一樣，也可以有偏差。這種第3電極413例如可以通過對金屬板進行開孔加工而形成。開孔加工例如是沖孔或蝕刻。又例如，第3電極413也可通過將多個金屬線組成柵格狀等適當(dāng)形狀并將它們接合起來而形成。此外，對形成第3電極413的材料并沒有特別限制。例如，可以適當(dāng)?shù)剡x擇不銹鋼、鐵-鎳-鈷合金、鋁、金、銀、銅等金屬材料。關(guān)于第3電極413向電介質(zhì)7的固定，例如可通過在電介質(zhì)7上形成溝槽并在此溝槽中嵌入第3電極413而進行。又例如，也可通過由有機樹脂系的粘接劑、玻璃、或金屬使第3電極413與電介質(zhì)7接合起來而進行設(shè)置。此外，在由金屬將第3電極413與電介質(zhì)7接合(進行釬焊)的情況下，優(yōu)選預(yù)先在電介質(zhì)7的第I主面7a以金屬化法等設(shè)置釬焊用的金屬層。根據(jù)第5實施方式，由于在第3電極413形成了離子風(fēng)通過的孔部413h，因而既能抑制對離子風(fēng)的阻力的增加，又能在與離子風(fēng)交叉的方向(y方向以及z方向)上擴大形成電場的范圍。其結(jié)果，能夠在較寬的范圍內(nèi)加速離子風(fēng)。尤其是，由于第3電極413是與離子風(fēng)交叉的網(wǎng)狀電極，因而在與離子風(fēng)交叉的較寬范圍內(nèi)既能抑制對離子風(fēng)的阻力的增加又能加速離子風(fēng)。另外，通過使多個孔部413h的大小、密度設(shè)為一樣從而能夠?qū)㈦x子風(fēng)的強度確保為一樣，相反地通過使多個孔部413h的大小、密度設(shè)定為有偏差從而能夠?qū)﹄x子風(fēng)賦予強弱?！吹?實施方式〉圖7是示意性表示第6實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置501的要部的剖視圖。離子風(fēng)產(chǎn)生裝置501與第I實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置I不同之處僅在于第I 第3電極的至少其中一個電極被埋設(shè)于電介質(zhì)中。在本實施方式中，例示第2電極11被埋設(shè)的情況。具體而言，如下所述。離子風(fēng)產(chǎn)生體503的電介質(zhì)507具有被相互層疊的多個(在本實施方式中例示2個)第I電介質(zhì)層508A以及第2電介質(zhì)層508B(以下有時簡單稱為“電介質(zhì)層508”)。SP，電介質(zhì)507由多個電介質(zhì)層508的層疊體構(gòu)成。多個電介質(zhì)層508例如形成為矩形的平板狀、且形成為同一大小以及形狀。第I電介質(zhì)層508A構(gòu)成了電介質(zhì)507的第I主面507a。第2電介質(zhì)層508B構(gòu)成了電介質(zhì)507的第2主面507b。第I電極9以及第3電極13與第I實施方式同樣地配置于第I主面507a。另一方面，第2電極11配置在第I電介質(zhì)層508A與第2電介質(zhì)層508B之間，且被埋設(shè)于電介質(zhì)507中。這種電介質(zhì)507例如通過層疊由陶瓷生片等構(gòu)成的電介質(zhì)層508并進行燒成而形成。第I 第3電極等導(dǎo)電體例如通過在燒成前的電介質(zhì)層508配置導(dǎo)電膏劑并與被層疊的電介質(zhì)層508 —起進行燒成而固定形成于電介質(zhì)507。根據(jù)以上的第6實施方式，可以獲得與第I實施方式同樣的效果。另外，由于第2電極11被埋設(shè)于電介質(zhì)507中，因而從電介質(zhì)507的剝離得以抑制，并且由氣流等導(dǎo)致的 劣化也得以抑制。而且，由于由多個電介質(zhì)層508的層疊體構(gòu)成了電介質(zhì)507，因而能夠簡單地埋設(shè)電極。〈第7實施方式〉圖8是示意性表示第7實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置601的要部的立體圖。離子風(fēng)產(chǎn)生裝置601與第I實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置I不同之處在于第3電極613未設(shè)置于電介質(zhì)607。具體而言,如下所述。電介質(zhì)607被設(shè)置成為了配置第I電極9以及第2電極11而所需的充分的大小以及形狀。例如，電介質(zhì)607采用將第I實施方式的電介質(zhì)7之中的第3電極13側(cè)切除的形狀。此外，與第I實施方式相同之處在于在第I主面607a配置了第I電極9、且在第2主面607b配置了第2電極11。第3電極613被未圖示的支承部件支承。支承部件既可以相對于電介質(zhì)607被固定，也可以相對于電介質(zhì)607而以可移動的方式與電介質(zhì)607連結(jié)。在支承部件可移動的情況下，移動既可以手動地進行，也可以根據(jù)來自電動機等驅(qū)動源的動力進行。此外，如果第3電極613相對于電介質(zhì)607而在X方向上可移動，則第I電極9與第3電極613之間的距離會發(fā)生變化，從而能夠改變電場的強度以改變風(fēng)速。另外，如果第3電極613相對于電介質(zhì)607而在y方向或z方向上可移動，則能夠改變加速離子風(fēng)的方向。第3電極613的形狀可采用適當(dāng)形狀。在圖8中例示第3電極613形成為在離子風(fēng)的寬度方向(y方向)上延伸的剖面為矩形的棒狀的情況。根據(jù)以上的第7實施方式，與第I實施方式同樣地，可以獲得加速離子風(fēng)以增大風(fēng)速的效果。另外，由于第3電極613未設(shè)置于電介質(zhì)7，因而配置的自由度高，進而能夠適當(dāng)?shù)卣{(diào)整離子風(fēng)的加速。由于電介質(zhì)未介于第I電極9與第3電極613之間，所以介電常數(shù)變低，從而能夠抑制由第3電極613形成的電場的強度的下降?！吹?實施方式〉圖9是示意性表示第8實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置701的要部的立體圖。在離子風(fēng)產(chǎn)生體703中，第I電極709形成為環(huán)狀、且配置于電介質(zhì)707的第I主面707a。另外，第2電極711形成為收納在第I電極709的內(nèi)緣的圓形、且配置于電介質(zhì)707的第2主面707b。
若向這種第I電極709以及第2電極711施加交流電壓，則如箭頭y703所示那樣，引發(fā)出在第I電極709的中央側(cè)流動的離子風(fēng)。并且，從各個方向朝向中央側(cè)流動的離子風(fēng)相互碰撞，如箭頭y701所示那樣流向第I主面707a所面向的方向。并且，第3電極713配置在流向第I主面707a所面向的方向的離子風(fēng)的下游區(qū)域，與其他實施方式同樣地加速離子風(fēng)。此外，第3電極713可采用適當(dāng)形狀。在圖9中例示第3電極713是形成有多個孔部713h的圓盤狀的網(wǎng)狀電極的情況。根據(jù)以上的第8實施方式，與第I實施方式同樣地，能夠獲得加速離子風(fēng)以增大風(fēng)速的效果。〈第9實施方式〉圖10是示意性表示第9實施方式的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置801的要部的立體圖。在離子風(fēng)產(chǎn)生體803中，電介質(zhì)807覆蓋第2電極811。第I電極809、第2電極 811以及第3電極813沿著箭頭y801所示的離子風(fēng)流動的方向按該順序進行配置。此外，這些電極通過未圖示的適當(dāng)支承部件相互固定、或者以可移動的方式相互連結(jié)。第I電極809、第2電極811以及第3電極813可以采用適當(dāng)形狀。在圖10中例示哪個電極都形成為剖面是圓形的棒狀的情況。在這種離子風(fēng)產(chǎn)生體803中，若向第I電極809以及第2電極811施加交流電壓，則引發(fā)出從第I電極809側(cè)流向第2電極811側(cè)的離子風(fēng)。該離子風(fēng)沿著電介質(zhì)807的表面進行流動并逐漸越過電介質(zhì)807。之后，離子風(fēng)被施加了直流電壓的第3電極813進行加速。如以上所述，根據(jù)第9實施方式，與第I實施方式同樣地，能夠獲得加速離子風(fēng)以增大風(fēng)速的效果。此外，在以上的實施方式中，第3電極13、113、213、313、413、613、713以及813是本發(fā)明的電場形成部件的一例，這些第3電極與直流電源裝置17的組合是本發(fā)明的電場形成部的一例，交流電源裝置15是本發(fā)明的第I電源的一例，直流電源裝置17(或多個直流電源裝置17)是本發(fā)明的第2電源的一例。本發(fā)明并不限定于以上的實施方式，也可以多種方式進行實施。引發(fā)離子風(fēng)的放電并不限于電介質(zhì)阻擋放電。例如，也可以是電暈放電。換言之，電介質(zhì)不是本發(fā)明的必須要件。向第I電極以及第2電極施加的電壓并不限于交流電壓，也可以是直流電壓。其中，在進行電介質(zhì)阻擋放電的情況下，優(yōu)選按照放電持續(xù)進行的方式施加第I電極以及第2電極的一方的電位相對于另一方的電位而在正負(fù)的雙方都發(fā)生變動的交流電壓。在為了進行電介質(zhì)阻擋放電而設(shè)置了電介質(zhì)的情況下，可以如第7 第9實施方式(圖8 圖10)例不那樣,第I 第3電極的至少一個未設(shè)置于(未固定于)電介質(zhì)。只要電介質(zhì)隔開第I電極和第2電極即可。電介質(zhì)并不限定于平板狀。例如，也可如第9實施方式(圖10)中例示的那樣包覆電極。另外，板狀的電介質(zhì)并不限于表面為平面的電介質(zhì)，也可以是表面為曲面的電介質(zhì)。例如，在為了抑制翼處的邊界層的剝離而對翼設(shè)置了離子風(fēng)產(chǎn)生體的情況下，優(yōu)選電介質(zhì)的表面是與翼的表面連續(xù)的曲面。電極并不限于配置于電介質(zhì)的表面、或者埋設(shè)于電介質(zhì)中。例如，也可按照與形成于電介質(zhì)的凹部嵌合并僅使電極的主面從電介質(zhì)露出的方式配置電極。在這種情況下，由電極引起的離子風(fēng)的阻力減少。又例如，也可僅使第I電極之中的第2電極側(cè)的一部分從電介質(zhì)露出。在這種情況下，既能保護第I電極又能適當(dāng)?shù)剡M行第I電極中的電荷的輸入輸出。如在第6實施方式(圖7)中示出的那樣，將第I 第3電極的至少其中一個電極埋設(shè)于電介質(zhì)中的情況下，可適當(dāng)?shù)卦O(shè)定電極彼此在電介質(zhì)的厚度方向上的配置關(guān)系。例如，既可以第I 第3電極的所有電極被埋設(shè)于同一層間(在厚度方向上的同一位置)，也可以按照第I 第3電極的所有電極配置在互不相同的層的方式埋設(shè)至少其中一個電極。形成用于加速的電場的離子風(fēng)的下游區(qū)域，如在第8實施方式(圖9)中例示的那樣，并不限于第2電極的與第I電極相反的一側(cè)的區(qū)域、或者沿著電介質(zhì)表面的區(qū)域。例如，在由第I電極以及第2電極引發(fā)出的離子風(fēng)通過管狀部件、并通過管狀部件的彎曲而使得風(fēng)向改變?yōu)檫m當(dāng)方向的情況下，也可按照加速改變風(fēng)向后的離子風(fēng)的方式形成電場。同樣，配置有第3電極的離子風(fēng)的下游側(cè)也不限于第2電極的與第I電極相反的一側(cè)。
如在第7實施方式(圖8)中所提及的那樣，電場并不限于僅以離子風(fēng)的流動方向作為電場的方向來進行離子風(fēng)的加速。即，電場不僅可以以與離子風(fēng)的流動方向傾斜交叉的方向作為電場的方向進行加速，也可以進行離子風(fēng)的流動方向的變更或調(diào)整。第3電極無需在離子風(fēng)的寬度方向(y方向)等上具有與第I以及第2電極同等的大小。例如，第3電極可僅存在于離子風(fēng)的寬度方向的一部分，僅加速離子風(fēng)的一部分。相反地，第3電極也可以大于第I以及第2電極。如在第2以及第3實施方式(圖3以及圖4)中例示的那樣的與第I電極之間的距離變化的第3電極，并不限于在離子風(fēng)的寬度方向(y方向)上距離發(fā)生變化。例如，也可以如在第5實施方式(圖6)中所示的那樣的、在離子風(fēng)的寬度方向(y方向)以及高度方向(z方向)上擴大的第3電極，不僅根據(jù)I方向還根據(jù)z方向的位置來改變與第I電極之間的距離，或者也可以取代I方向而根據(jù)z方向的位置來改變與第I電極之間的距離。另外，雖然第2以及第3實施方式(圖3以及圖4)例示了極其簡單的形狀的第3電極，但是第3電極的形狀也可適當(dāng)?shù)剡M行設(shè)定。例如，第3電極既可以在離子風(fēng)的寬度方向(y方向)上采用鋸齒狀或波狀地延伸的形狀，也可以采用三角形或圓形。另外，也可以相對于一組第I電極與第2電極，按照使離子風(fēng)的流動方向(X方向)的位置設(shè)為彼此相同或者將X方向的位置設(shè)為互不相同的方式，在y方向或離子風(fēng)的高度方向(z方向)上配置多個這樣的各種形狀的第3電極。由此被配置多個的第3電極既可以施加彼此相同的電壓，也可以如在第4實施方式(圖5)中例示的那樣施加互不相同的電壓。通過以上這種的第3電極涉及的各種形狀、配置以及電壓的組合，能夠更適當(dāng)?shù)貙﹄x子風(fēng)賦予強弱、或者易于產(chǎn)生紊流。多個第3電極并不限于以在離子風(fēng)的寬度方向(y方向)以及/或者高度方向(z方向)上對離子風(fēng)賦予強弱作為目的，使y方向以及/或則z方向的位置彼此不同地配置。例如，第3電極也可將y方向以及z方向的位置設(shè)為相同，沿著離子風(fēng)的流動方向(X方向)進行排列。在該情況下，例如按照越是下游側(cè)則電位越高的方式施加直流電壓，從而能夠遍及較長的距離來均勻或不均勻地加速離子風(fēng)。另外，如在第4實施方式(圖5)中例示的那樣，在能向多個第3電極施加互不相同的電壓的情況下，無需能夠向全部的第3電極單獨地施加電壓。即，多個第3電極之中的幾個電極可以被并聯(lián)或串聯(lián)地連接。如在第5實施方式(圖6)中例示的那樣，在從第I電極以及第2電極向第3電極這一方向上貫通的孔部形成于第3電極的情況下，孔部并不限定于多個，也可以僅為一個。例如，第3電極也可以為環(huán)狀。另外，形成有孔部的電極并不限于板狀，多個孔部無需二維地配置。例如，也可在離子的寬度方向(y方向)上延伸的棒狀的第3電極中，形成沿著y方向排列成一列的多個孔部。符號說明I…離子風(fēng)產(chǎn)生裝置，3…離子風(fēng)產(chǎn)生體,9···第I電極，11…第2電極，13…第3電 極(電場形成部件、電場形成部)，17…直流電源裝置(第I電源、電場形成部)。
權(quán)利要求
1.一種離子風(fēng)產(chǎn)生體，具有 第I電極以及第2電極，被施加電壓并通過放電來引發(fā)離子風(fēng)；和 電場形成部件，在比所述第I電極以及所述第2電極更靠近所述離子風(fēng)的下游的區(qū)域形成對所述離子風(fēng)進行加速的電場。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子 風(fēng)產(chǎn)生體，其中，所述電場形成部件是第3電極，該第3電極配置在比所述第I電極以及所述第2電極更靠近所述離子風(fēng)的下游側(cè)的位置，并以不構(gòu)成閉合回路的狀態(tài)被施加直流電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離子風(fēng)產(chǎn)生體，其中，所述離子風(fēng)產(chǎn)生體還具有電介質(zhì)，該電介質(zhì)隔開所述第I電極和所述第2電極，所述第I電極、所述第2電極以及所述第3電極設(shè)置于所述電介質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離子風(fēng)產(chǎn)生體，其中，所述電介質(zhì)形成為板狀， 所述第I電極是與所述電介質(zhì)的規(guī)定主面平行的層狀電極，所述第2電極是與所述規(guī)定主面平行的層狀電極，具有位于比所述第I電極更靠近沿著所述規(guī)定主面的方向的一側(cè)的位置的部分，所述第3電極是與所述規(guī)定主面平行的層狀電極，配置在比所述第2電極更靠近所述一側(cè)的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的離子風(fēng)產(chǎn)生體，其中，在所述第3電極，形成有所述離子風(fēng)通過的孔部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子風(fēng)產(chǎn)生體，其中，所述第3電極是與所述離子風(fēng)的流動方向交叉的網(wǎng)狀電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6的任一項所述的離子風(fēng)產(chǎn)生體，其中，所述第3電極具有與所述第I電極之間的距離變化的形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7的任一項所述的離子風(fēng)產(chǎn)生體，其中，相對于一對所述第I電極以及所述第2電極而設(shè)置有多個所述第3電極。
9.一種離子風(fēng)產(chǎn)生裝置，具有 第I電極； 第2電極； 第I電源，向所述第I電極以及所述第2電極施加電壓，使所述第I電極以及所述第2電極通過放電來引發(fā)離子風(fēng)；和 電場形成部，在比所述第I電極以及所述第2電極更靠近所述離子風(fēng)的下游的區(qū)域形成對所述離子風(fēng)進行加速的電場。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置，其中，所述電場形成部具有 第3電極，配置在比所述第I電極以及所述第2電極更靠近所述離子風(fēng)的下游側(cè)的位置；和 第2電源，以不構(gòu)成閉合回路的狀態(tài)向所述第3電極施加直流電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置，其中，所述第I電源向所述第I電極以及所述第2電極施加交流電壓， 所述第2電源所施加的電壓的絕對值大于所述第I電源所施加的電壓的最大絕對值。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的離子風(fēng)產(chǎn)生裝置，其中，相對于一對所述第I電極以及所述第2電極而設(shè)置有多個所述第3電極，所述第2電源能夠向所述多個第3電極施加大小互不相同的直流電壓。
13.—種離子風(fēng)產(chǎn)生方法，包括 向第I電極以及第2電極施加電壓，通過放電來引發(fā)離子風(fēng)的步驟；和在比所述第I電極以及所述第2電極更靠近所述離子風(fēng)的下游的區(qū)域形成電場來對所述離子風(fēng)進行加速的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種離子風(fēng)產(chǎn)生體、離子風(fēng)產(chǎn)生裝置以及離子風(fēng)產(chǎn)生方法，能增大離子風(fēng)的速度。離子風(fēng)產(chǎn)生體(3)具有第1電極(9)以及第2電極(11)，被施加電壓并通過放電來引發(fā)離子風(fēng)；和第3電極(13)，在比第1電極(9)以及第2電極(11)更靠近離子風(fēng)的下游的區(qū)域形成對離子風(fēng)進行加速的電場。
文檔編號H01T19/00GK102823090SQ20118001644
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者八木隆茂, 東條哲也, 牧野浩 申請人:京瓷株式會社