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WO2012115204A1 - 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

Info

Publication number
WO2012115204A1
WO2012115204A1 PCT/JP2012/054454 JP2012054454W WO2012115204A1 WO 2012115204 A1 WO2012115204 A1 WO 2012115204A1 JP 2012054454 W JP2012054454 W JP 2012054454W WO 2012115204 A1 WO2012115204 A1 WO 2012115204A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
main surface
ion wind
downstream
dielectric
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/054454
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐志 釜瀬
Original Assignee
京セラ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
Priority to JP2013501123A priority Critical patent/JP5668134B2/ja
Publication of WO2012115204A1 publication Critical patent/WO2012115204A1/ja

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Classifications

    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes

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 the two electrodes to allow dielectric barrier discharge. And an ionic wind that flows along one principal surface of the dielectric is generated.
  • 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 includes a downstream region located in a predetermined direction along the first main surface of the dielectric with respect to the first electrode in a plan view,
  • the downstream area of the second electrode includes a first portion and a second portion that is downstream of the first portion and closer to the first main surface than the first portion.
  • 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 on the inside or the second main surface, and includes a downstream region located in a predetermined direction along the first main surface of the dielectric with respect to the first electrode in plan view;
  • a power source capable of applying a voltage between the first electrode and the second electrode, and the downstream area of the second electrode includes a first portion, a downstream side of the first portion, and the And a second portion closer to the first main surface than the first portion.
  • the efficiency of generating the ion wind can be improved.
  • FIG. 1A is a perspective view schematically showing a main part of the ion wind generator according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line Ib-Ib in FIG.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view schematically showing a main part of an ion wind generator according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 2B is a second view of the ion wind generator of FIG.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view schematically showing a main part of an ion wind generator according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 3B is a partially enlarged view of FIG.
  • Sectional drawing which shows typically the principal part of the ion wind generator which concerns on the 4th Embodiment of this invention. It is a perspective view which shows typically the 2nd electrode of the ion wind generator which concerns on the 5th Embodiment of this invention. It is a perspective view which shows typically the principal part of the ion wind generator which concerns on the 6th Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows typically the principal part of the ion wind generator which concerns on the 7th Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows typically the principal part of the ion wind generator which concerns on the 8th Embodiment of this invention.
  • FIG. 1A is a perspective view schematically showing an ion wind generator 1 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line Ib-Ib in FIG. It is.
  • the ion wind generator 1 is generally configured as an apparatus that generates ion wind that flows in the direction indicated by the arrow a1 (x direction).
  • 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 9 and a second electrode 11 separated by the dielectric 7. When the voltage is applied between the first electrode 9 and the second electrode 11, the ion wind generator 3 generates a dielectric barrier discharge and generates an ion wind.
  • the dielectric 7 is formed in a flat plate shape (substrate shape) having a constant thickness, for example, and has a first main surface 7a and a second main surface 7b on the back surface thereof.
  • the ion wind flows on the first main surface 7a along the first main surface 7a as indicated by an arrow a1.
  • 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 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 dielectric 7 may be formed of an inorganic insulator or an organic insulator.
  • the inorganic insulator include ceramic and glass.
  • the ceramic include an aluminum oxide sintered body (alumina ceramic), a glass ceramic sintered body (glass ceramic), a mullite sintered body, an aluminum nitride sintered body, a cordierite sintered body, and a silicon carbide sintered body.
  • Examples include ligation.
  • the organic insulator include polyimide, epoxy, and rubber.
  • the first electrode 9 and the second electrode 11 are disposed on the dielectric 7 so as to be separated from each other by the dielectric 7.
  • the first electrode 9 is arranged on the first main surface 7 a side with respect to the dielectric 7
  • the second electrode 11 is on the second main surface 7 b side and / or the first main surface 7 a than the first electrode 9. Is disposed on one side (the positive side and the downstream side in the x direction) along the direction.
  • the first electrode 9 and the second electrode 11 are arranged so as to be shifted from each other in the x direction (the flow direction of the ion wind).
  • the second electrode 11 has a downstream area portion 11m located on one side in the x direction with respect to the downstream edge portion 9b of the first electrode 9.
  • the 1st electrode 9 and the 2nd electrode 11 may overlap in the x direction, and may adjoin without a gap. , They may be separated by a predetermined gap.
  • FIG. 1 illustrates the case where the first electrode 9 and the second electrode 11 are adjacent to each other without a gap. In this case, the downstream area 11m is the entire second electrode 11.
  • the first electrode 9 is formed, for example, in a flat plate shape (planar layer shape) having a constant thickness, and is superimposed on the first main surface 7a.
  • the planar shape of the first electrode 9 may be appropriately set.
  • the first electrode 9 is a rectangle having sides parallel to the x direction and the y direction.
  • the downstream edge portion 9b of the first electrode 9 has a linear shape extending in a direction orthogonal to the direction in which the ion wind is to be generated.
  • the second electrode 11 is formed in, for example, a curved plate shape (layer shape) having a constant thickness. And the 2nd electrode 11 is embed
  • the second electrode 11 (downstream region portion 11m) includes a first portion P1 at an arbitrary position and a downstream side (on the first main surface 7a) from the first portion P1. And a second portion P2 closer to the first major surface 7a than the first portion P1 (the distance s2 is shorter than the distance s1).
  • the second electrode 11 (downstream area portion 11m) faces the first electrode 9 and the first main surface 7a side, and is curved with the first electrode 9 and the first main surface 7a side as a concave side. It has a curved surface 11s that approaches the first main surface 7a toward the downstream side.
  • the distance d1 between the downstream edge 9b of the first electrode 9 and the second electrode 11 (curved surface 11s) is, for example, constant from the upstream edge of the second electrode 11 to the downstream edge. That is, the 2nd electrode 11 is formed in circular arc shape centering on the downstream edge part 9b in side view.
  • the shape of the second electrode 11 viewed in the z direction may be set as appropriate. For example, a rectangle having sides parallel to the x direction and the y direction. It is. Therefore, the shape of the second electrode 11 is uniform in the y direction (the width direction of the ion wind).
  • the positional relationship between the first electrode 9 and the second electrode 11 is also uniform in the y direction.
  • the upstream edge of the second electrode 11 is exposed from the second main surface 7b.
  • the exposed portion can function as a terminal that connects the second electrode 11 and the drive unit 5.
  • the entire second electrode 11 may be embedded in the dielectric 7 and connected to the drive unit 5 via an appropriate conductive path extending through the dielectric 7.
  • the first electrode 9 and the second electrode 11 are made of a conductive material such as metal.
  • 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 13 that applies an AC voltage between the first electrode 9 and the second electrode 11, and a control device 15 that controls the power supply device 13. .
  • the AC voltage applied by the power supply device 13 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 one in which the potential varies with respect to the reference potential in both the first electrode 9 and the second electrode 11, or one of the first electrode 9 and the second electrode 11 becomes the reference potential. It may be connected, and the potential may be changed with respect to the reference potential only on the other side.
  • 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 control device 15 controls on / off of voltage application by the power supply device 13 or the magnitude of the applied voltage, for example, according to a predetermined sequence or according to a user operation.
  • the dimensions of the dielectric 7, the first electrode 9 and the second electrode 11, and the magnitude and frequency of the AC voltage are determined depending on the technology to which the ion wind generator 1 is applied or the nature of the required ion wind. It may be set appropriately according to various circumstances.
  • 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 curved metal plate to be the second electrode 11 is prepared. And a slurry is arrange
  • the slurry is prepared by adding and mixing an appropriate organic solvent and solvent to the raw material powder.
  • the raw material powder is alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), calcia (CaO), magnesia (MgO), or the like.
  • the molding is performed by, for example, filling a slurry in a mold in which a metal plate is disposed.
  • a conductive paste to be the first electrode 9 is provided on the surface to be the first main surface 7a of the obtained molded product.
  • 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.
  • positioning to the molded article of electrically conductive paste is performed by printing, such as screen printing, for example.
  • the conductive paste and the molded product are fired simultaneously. Thereby, the dielectric 7 in which the first electrode 9 and the second electrode 11 are arranged, that is, the ion wind generator 3 is formed.
  • the conductive paste may be added with a glass or ceramic powder in order to match the sintering behavior with the molded product or to increase the bonding strength with the sintered dielectric by relaxing the residual stress. .
  • 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 9 and the second electrode 11. 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 side is the first main surface on the first main surface 7a by electrons or ions moving from the first electrode 9 side to the second electrode 11 side.
  • 7a is induced around a region overlapping the second electrode 11 (downstream region 11m) in plan view, and flows in the direction indicated by the arrow a1.
  • a distance d1 (FIG. 1B) between the first electrode 9 (downstream edge portion 9b) and the second electrode 11 is set. The shorter the position, the faster the ionic wind generated.
  • the second electrode 111 is parallel to the second major surface 7b as shown by a virtual line (two-dot chain line) in FIG. 1B, the first electrode 9 and the second electrode 111 The distance becomes longer toward the downstream side, and the ionic wind generated on the downstream side is slower than the ionic wind generated on the upstream side.
  • the distance between the first electrode 9 and the second electrode 11 is constant from the upstream side to the downstream side. Therefore, it is expected that an ion wind having a uniform wind speed is generated from the upstream side to the downstream side.
  • the ion wind becomes faster as the voltage applied to the first electrode 9 and the second electrode 11 increases. Further, the longer the length in the x direction of the second electrode 11 (downstream region portion 11m), the faster the ion wind. The length of the first electrode 9 in the x direction hardly affects the wind speed of the ion wind.
  • the ion wind generator 3 includes the dielectric 7, the first electrode 9, and the second electrode 11.
  • the second electrode 11 is separated from the first electrode 9 by the dielectric 7, and includes a downstream region portion 11 m located on the positive side in the x direction along the first main surface 7 a of the dielectric 7 from the first electrode 9.
  • the first electrode 9 and the second electrode 11 can induce an ionic wind flowing on the positive side in the x direction on the first main surface 7a when a voltage is applied.
  • the downstream area part 11m of the 2nd electrode 11 has the 1st part P1, and the 2nd part P2 nearer to the 1st main surface 7a than the 1st part P1 in the downstream from the 1st part P1.
  • the second portion P2 compared with the case where it is assumed that the second portion P2 is provided at a position where the distance from the first main surface 7a is equal to the distance from the first main surface 7a (shown in phantom lines). Compared to the assumption that the second electrode 111 is provided), the second portion P2 approaches the first electrode 9, and the wind speed reduction of the ion wind induced on the second portion P2 is suppressed. As a result, the ion wind generation efficiency is improved.
  • the ion wind generator 3 can be suitably used in applications where it is required not only to increase the wind speed but also to induce the ion wind uniformly on the second electrode 11.
  • the downstream area portion 11m of the second electrode 11 faces the first electrode 9 and the first main surface 7a side, is curved with the first electrode 9 and the first main surface 7a side as a concave side, and the first main portion toward the downstream side. It has a curved surface 11s that approaches the surface 7a. Therefore, the distance between the first electrode 9 and the second electrode 11 can be changed smoothly (continuously) as compared to a second embodiment (see FIG. 2) described later. As a result, for example, an ideally shaped second electrode 11 that efficiently generates ion wind can be obtained, or ion wind with less unevenness can be induced on the second electrode 11.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view (corresponding to FIG. 1B) schematically showing the main part of an ion wind generator 201 according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view of a second electrode 211 of the ion wind generator 201.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in the shape of the second electrode.
  • the dielectric may be regarded as the same as in the first embodiment, but the formation method is different so that the second electrode can be easily formed. Specifically, it is as follows.
  • the second electrode 211 (downstream region portion 211m) includes a plurality of (three illustrated in FIG. 2) layered electrodes 223 and a plurality of connection conductors (via conductors) 225 that connect the plurality of layered electrodes 223 to each other. Yes.
  • the plurality of layered electrodes 223 are arranged in parallel to the first main surface 207a of the dielectric 207, and the positions in the direction (z direction) orthogonal to the first main surface 207a are different from each other.
  • the upstream edge 223a is located on the downstream side of the layered electrode 223 closer to the first main surface 207a.
  • the second electrode 211 (downstream region portion 211m) is, as in the first embodiment, the first portion P1 and the downstream side (the first portion P1) than the first portion P1. And a second portion P2 closer to the first major surface 207a than the first portion P1 (the distance s2 is shorter than the distance s1). Yes.
  • the first portion P1 or the second portion P2 may be a part of the different layered electrodes 223 or the whole of the different layered electrodes 223.
  • the second electrode 211 (downstream region portion 211m) has a plurality of planes 223s, the plurality of planes 223s face the first main surface 207a parallel to the first main surface 207a, and The positions in the direction orthogonal to the first main surface 207a are different from each other, and the closer to the first main surface 207a, the more the upstream edge 223a is located on the downstream side.
  • the distances d2 between the plurality of layered electrodes 223 (plane 223s) and the first electrode 9 (downstream edge 9b) are the same. Therefore, as the number of the plurality of layered electrodes 223 increases, the layered electrode 223 approaches an arc shape similar to that of the second electrode 11 of the first embodiment.
  • the distance d2 between the one layered electrode 223 and the first electrode 9 is, for example, each position in the x direction of the one layered electrode 223 (however, downstream of the downstream edge portion 9b of the first electrode 9, In addition, it is obtained as an average of the distance d2 between the first electrode 9 and the other layered electrode 223 on the first main surface 207a side than the one layered electrode 223).
  • each layered electrode 223 may be set as appropriate, but is, for example, a rectangle having sides parallel to the x direction and the y direction. Therefore, the second electrode 211 has a uniform shape and a positional relationship with the first electrode 9 in the y direction at least for the portions related to the plurality of layered electrodes 223.
  • the most upstream layered electrode 223 is disposed so as to overlap the second main surface 207 b, and the other layered electrode 223 is embedded in the dielectric 207.
  • all of the plurality of layered electrodes 223 may be embedded in the dielectric 207.
  • the layered electrodes 223 whose positions in the z direction are adjacent to each other may partially overlap in the x direction when the first main surface 207a is viewed in plan, or may be adjacent to each other without a gap. However, they may be separated by a predetermined gap.
  • FIG. 2 illustrates a case where adjacent layered electrodes 223 generally overlap with the diameter of the connection conductor 225.
  • connection conductor 225 extends in a direction (z direction) orthogonal to the first main surface 207a, and connects the layered electrodes 223 whose positions in the z direction are adjacent to each other. More specifically, for example, the connection conductor 225 is provided on the upstream end of one layered electrode 223 and on the second main surface 207b side (the side opposite to the first main surface 207a) of the one layered electrode 223. A downstream end portion of another layered electrode 223 positioned is connected.
  • connection conductors 225 are provided for two layered electrodes 223 connected to each other.
  • the plurality of connection conductors 225 are arranged along the width direction (y direction) of the ion wind, and are distributed substantially uniformly over substantially the entire y direction of the layered electrode 223.
  • connection conductor 225 may be set as appropriate, but is circular, for example. Further, the connection conductor 225 may have a constant cross-sectional area or may vary in the penetration direction, but FIG. 2 illustrates a constant case.
  • the dielectric 207 is configured by a stacked body of a plurality of insulating layers 221.
  • the boundary lines of the plurality of insulating layers 221 are clearly shown. However, the boundary lines may not be identifiable in the actual product after completion.
  • the layered electrode 223 embedded in the dielectric 207 is disposed between the plurality of insulating layers 221.
  • the connection conductor 225 penetrates one or a plurality of insulating layers 221 (only 1 is illustrated in FIG. 2).
  • the number and thickness of the plurality of insulating layers 221 may be appropriately set in consideration of the shape of the second electrode 211.
  • the manufacturing method of the ion wind generator 203 is as follows, taking the case where the dielectric 207 is formed of a ceramic sintered body as an example.
  • a plurality of ceramic green sheets to be a plurality of insulating layers 221 are prepared.
  • the ceramic green sheet is formed by forming the slurry into a sheet by a forming method such as a doctor blade method or a calendar roll method.
  • the material and manufacturing method of the slurry may be the same as in the first embodiment.
  • a conductive paste to be the first electrode 9 and / or the layered electrode 223 is provided on the main surface of the ceramic green sheet. Further, vias are formed in the ceramic green sheet by punching or laser processing, and the vias are filled with a conductive paste to be the connection conductor 225.
  • the material of the conductive paste, the production method, and the arrangement method on the ceramic green sheet may be the same as in the first embodiment.
  • the dielectric 207 in which the first electrode 9 and the second electrode 211 are arranged, that is, the ion wind generator 203 is formed.
  • the downstream area 211m of the second electrode 211 is, as in the first embodiment, the first portion P1, the downstream side of the first portion P1, and the first portion P1. Since the second portion P2 closer to the first main surface 207a than the first main surface 207a, the ion wind generation efficiency is improved.
  • the downstream area 211m of the second electrode 211 has a plurality of planes 223s.
  • the plurality of planes 223s face the first main surface 207a parallel to the first main surface 207a, and are different from each other in the direction (z direction) orthogonal to the first main surface 207a. The closer it is, the more the upstream edge is located on the downstream side. Therefore, it is easy to use the know-how in the conventional ion wind generator in which the first main surface 207a and the layered second electrode are parallel.
  • the downstream area 211m of the second electrode 211 has a plurality of layered electrodes 223.
  • the plurality of layered electrodes 223 are parallel to the first main surface 207a, and have different positions in the direction orthogonal to the first main surface 207a. The closer to the first main surface 207a, the higher the upstream edge portion is on the downstream side. To position. Therefore, the second electrode 211 can be formed using a method for forming a multilayer substrate. As a result, cost reduction, easy design, and improved accuracy are expected.
  • the downstream area 211m of the second electrode 211 has a connection conductor 225.
  • the connecting conductor 225 extends in a direction orthogonal to the first main surface 207a, and is located on the upstream end of one layered electrode 223 and the other side of the one layered electrode 223 opposite to the first main surface 207a.
  • the layered electrode 223 is connected.
  • the second electrode 211 has a shape close to a step shape as compared with the case where the connection conductor 225 is not provided.
  • the connection conductor 225 is also expected to contribute to the formation of an electric field in the direction of flow of the ion wind and to improve the efficiency of generating the ion wind.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view (corresponding to FIG. 1B) schematically showing a main part of an ion wind generator 301 according to the third embodiment of the present invention.
  • the third embodiment is different from the first embodiment only in that the distance d1 between the downstream edge portion 9b of the first electrode 9 and the second electrode 11 is not constant from the upstream side to the downstream side.
  • the distance d1 between the second electrode 11 (downstream region portion 11m) and the downstream edge portion 9b of the first electrode 9 is shorter toward the downstream side.
  • the distance between the downstream edge 9b and the second part P2 is shorter than the distance between the downstream edge 9b and the first part P1.
  • the second electrode 11 is formed in an arc shape (constant curvature), and is arranged so as to be positioned closer to the first main surface 7a toward the downstream side, so that the distance d1 becomes shorter toward the downstream side.
  • the distance d1 may be shorter toward the downstream side by changing the curvature.
  • FIG. 3 (b) is a partially enlarged view of FIG. 3 (a), and is a view for explaining the operation of the ion wind generator 303 of the third embodiment.
  • the second electrode 11 on the first major surface 7a is depicted as the arrow a13 is drawn larger than the arrow a11.
  • the wind speed is faster on the downstream side than on the upstream side.
  • the amount of gas flowing in is smaller than the amount of gas flowing out, and the atmospheric pressure decreases. Since the gas flows in a lower pressure direction, an increase in the wind speed from the upstream side to the region R1 is expected.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view (corresponding to FIG. 1B) schematically showing the main part of an ion wind generator 401 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the fourth embodiment is different from the second embodiment in that the distance d2 between the downstream layered electrode 223 and the downstream edge 9b of the first electrode 9 is shorter. Therefore, in the ion wind generator 403 of the fourth embodiment, an increase in wind speed due to a pressure difference is expected as in the third embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing a second electrode 511 of an ion wind generator according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the cross-sectional view of the ion wind generator having the second electrode 511 is the same as FIG. 2A or FIG.
  • the second electrode 511 (downstream area portion 511m) has a plurality of layered electrodes 223, as in the second and fourth embodiments.
  • the plurality of layered electrodes 223 are parallel to the first main surface 207a (see FIG. 2A) and have different positions in the direction (z direction) perpendicular to the first main surface 207a, and the first main surface The closer to 207a, the more the upstream edge 223a is located on the downstream side.
  • the second electrode 511 as a whole is formed in a staircase shape made of a single plate.
  • a connecting conductor that is connected and extends in a direction perpendicular to the first main surface 207 a is constituted by a flat connecting conductor 525.
  • a bent metal plate is prepared as the second electrode 511, and thereafter, slurry is arranged around the second electrode 511 as in the first embodiment. Are formed and fired.
  • an ion wind generator having the second electrode 511 is produced by laminating and firing ceramic green sheets on which a conductive paste to be the second electrode 511 is disposed, as in the second embodiment. Then, the connection conductor 525 is formed by filling a conductive paste in a hole (however, a thin rectangular parallelepiped shape) formed in the ceramic green sheet.
  • the downstream area 511m of the second electrode 511 includes the first portion (reference number omitted), the downstream side of the first portion, and the first portion. Since it has the 2nd part (symbol abbreviation) near the 1st principal surface 207a, generation efficiency of ion wind improves.
  • the second electrode 511 of the fifth embodiment has a shape with no gap as compared with the second electrode 211 of the second and fourth embodiments, and the generation efficiency of the ion wind can be further improved. Be expected.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing an ion wind generator 601 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the sixth embodiment is different from the second embodiment only in that the connection conductor 225 (FIG. 2) is not provided. That is, the second electrode 611 (downstream area 611m) has only a plurality of layered electrodes 223. The plurality of layered electrodes 223 are connected to the power supply device 13 in parallel with each other via wiring appropriately provided on the dielectric 207 and / or wiring provided outside the ion wind generator 603. .
  • the downstream area 611m of the second electrode 611 includes a first portion (reference number omitted), a downstream side of the first portion, and a lower portion than the first portion. Since it has the 2nd part (symbol abbreviation) near the 1st principal surface 207a, generation efficiency of ion wind improves. Further, the configuration is simple compared to the second and fourth embodiments (FIG. 2 and the like).
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing an ion wind generator 701 according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the seventh embodiment is different from the first and third embodiments only in that the second electrode 711 (downstream region portion 711m) is formed in a flat plate shape.
  • the second portion P2 downstream of the first portion P1 is the first main surface relative to the first portion P1 at any position. It is close to 7a.
  • the second portion on the downstream side is closer to the downstream edge portion 9b than the first portion P1.
  • the ion wind generator 703 of the third embodiment is formed, for example, by arranging slurry around the second electrode 711 made of a metal plate, as in the first and third embodiments.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically showing an ion wind generator 801 according to the eighth embodiment of the present invention.
  • the second electrode 811 (downstream area portion 811m) of the eighth embodiment is formed in a stepped shape, as in the second embodiment (FIG. 2). That is, the second electrode 811 has a plurality of planes 811 s, the plurality of planes 811 s face the first main surface 807 a parallel to the first main surface 807 a of the dielectric 807, and the first main surface 807 a.
  • the positions in the direction orthogonal to the z direction are different from each other, and the closer to the first main surface 807a, the more the upstream edge portion 811a is positioned downstream.
  • the second electrode 811 has a three-dimensional shape in which a conductor is filled from the plurality of planes 811s to the second main surface 807b side.
  • the second electrode 811 is formed in the same manner as the connection conductor 225 of the second embodiment, for example. That is, the hole formed in the ceramic green sheet is filled with the conductive paste to be the second electrode 811 and the laminated ceramic green sheet is fired to form the ion wind generator 803.
  • the downstream area 811m of the second electrode 811 is the first portion P1, the downstream side of the first portion P1, and the first portion P1. Since it has the 2nd part P2 near 1 principal surface 807a, the generation efficiency of ion wind improves.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various modes.
  • 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).
  • a plurality of planes of the second electrode as in the second embodiment.
  • the distance between the first electrode and the downstream edge of the first electrode may be the same as each other.
  • the distance from the downstream edge of the first electrode as the plane on the downstream side increases. May be short.
  • the shape of the dielectric is not limited to a flat plate shape.
  • the dielectric may be cylindrical.
  • the first electrode is disposed on the outer peripheral surface side of the dielectric
  • the second electrode is disposed on the axial center side of the dielectric, and an ion wind flows in the axial direction on the outer peripheral surface.
  • half of the outer peripheral surface is an example of the first main surface
  • the remaining half of the outer peripheral surface is an example of the second main surface.
  • the dielectric may be cylindrical.
  • the first electrode is disposed on the inner peripheral surface (first main surface) side of the dielectric
  • the second electrode is disposed on the outer peripheral surface (second main surface) side of the dielectric. Ionic wind flows in the direction.
  • the dielectric may have a wing shape.
  • the first electrode is disposed on the blade surface (first main surface) side
  • the second electrode is disposed on the center line side
  • an ion wind flows on the blade surface in a direction along the chord.
  • the number of electrodes is not limited to two.
  • two or more pairs of the first electrode and the second electrode may be arranged in a flow direction of the ion wind or a direction orthogonal to the flow direction.
  • the present invention may be applied to all electrode pairs, or the present invention may be applied to any electrode pair.
  • the second electrode is disposed at the center of the dielectric
  • the first electrode is disposed on one main surface side of the dielectric
  • the other first electrode is disposed on the other main surface side of the dielectric.
  • An ionic wind may be induced.
  • any main surface may be regarded as the first main surface and the second main surface.
  • the shapes of the first and second electrodes are not limited to those illustrated in the embodiment, and may be various shapes.
  • the cross-sectional shape of the second electrode is stepped, but the cross-sectional shape of the second electrode is a shape in which T-shaped layers are stacked (the connection conductor 225 and the like are the center of the layered electrode 223). It may be a shape depending on the shape).
  • the cross-sectional shape of the second electrode viewed in the width direction (y direction) of the ion wind and the positional relationship between the first electrode and the second electrode may change in the width direction (y direction) of the ion wind.
  • the second electrode has a shape in which the length in the flow direction (x direction) of the ion wind changes in the width direction (y direction) of the ion wind, such as a triangular shape in plan view of the first main surface. There may be. In this case, strength can be imparted to the ion wind in the width direction of the ion wind.
  • the distance between the second portion of the second electrode and the downstream edge of the first electrode may not be less than or equal to the distance between the first portion and the downstream edge of the first electrode. If the second portion is downstream of the first portion and closer to the first main surface than the first portion, as described with reference to the second electrode 111 in FIG. Compared with the case where the line connecting the two portions is parallel to the first main surface, the second portion approaches the downstream edge of the first electrode, and the efficiency of generating the ion wind is improved.
  • the downstream edge of the first electrode When the distance (d1, d2) between the downstream edge of the first electrode and each part of the second electrode is measured, if the first electrode is a layered electrode, the downstream edge of the first electrode
  • the starting point of measurement may be any position in the thickness direction of the first electrode (thickness may be ignored).
  • the position closest to the second electrode or the position where the contribution ratio to the induction of ion wind is high in the thickness direction in the downstream edge of the first electrode It may be measured based on the position.
  • the first electrode may be disposed so as to fit in a recess formed in the first main surface. Also in this case, it can be said that the first electrode is provided on the first main surface. In this case, as compared with the case where the electrode is simply laminated on the first main surface of the dielectric, the unevenness on the first main surface side of the ion wind generator is reduced or eliminated, and the resistance of the ion wind is reduced. The Moreover, the part exposed from the 1st main surface of a dielectric material may coat the 1st electrode with the dielectric material. Similarly, the second electrode may be fitted into the recess or coated.

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Abstract

イオン風発生体３は、誘電体７と、第１電極９と、第２電極１１とを有する。第２電極１１は、第１電極９と誘電体７により隔てられ、第１電極９よりも誘電体７の第１主面７ａに沿うｘ方向の正側に位置する下流域部１１ｍを含む。第１電極９及び第２電極１１は、電圧が印加されることにより第１主面７ａ上をｘ方向の正側に流れるイオン風を誘起可能である。そして、第２電極１１の下流域部１１ｍは、第１部分Ｐ１と、第１部分Ｐ１よりも下流側且つ第１部分Ｐ１よりも第１主面７ａに近い第２部分Ｐ２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
　上記のような技術においては、基板や電極等の大型化を抑制しつつ、及び／又は、印加される電圧の増大を抑制しつつ、イオン風の風速（風量）を大きくすることが望まれている。すなわち、イオン風の発生効率を向上させることが可能なイオン風発生体及びイオン風発生装置の提供が望まれている。
　本発明の一態様に係るイオン風発生体は、第１主面および第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、平面透視において前記第１電極よりも前記誘電体の前記第１主面に沿う所定方向にずれて位置する下流域部を含む第２電極と、を有し、前記第２電極の前記下流域部は、第１部分と、前記第１部分よりも下流側且つ前記第１部分よりも前記第１主面に近い第２部分と、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主面および第２主面を有する誘電体と、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、平面透視において前記第１電極よりも前記誘電体の第１主面に沿う所定方向にずれて位置する下流域部を含む第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加可能な電源と、を有し、前記第２電極の前記下流域部は、第１部分と、前記第１部分よりも下流側且つ前記第１部分よりも前記第１主面に近い第２部分と、を有する。
　上記の構成によれば、イオン風の発生効率を向上させることができる。
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、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ－Ｉｂ線における断面図。 図２（ａ）は本発明の第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、図２（ｂ）は図２（ａ）のイオン風発生装置の第２電極を示す斜視図。 図３（ａ）は本発明の第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断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の一部拡大図。 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断面図。 本発明の第５の実施形態に係るイオン風発生装置の第２電極を模式的に示す斜視図である。 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断面図である。 本発明の第８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。
　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。
＜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、概ね、矢印ａ１で示される方向（ｘ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に隔てられた第１電極９及び第２電極１１とを有している。イオン風発生体３は、第１電極９と第２電極１１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、イオン風を発生させる。
　誘電体７は、例えば、厚さが一定の平板状（基板状）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。イオン風は、矢印ａ１で示すように第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。
　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。
　第１電極９及び第２電極１１は、誘電体７により互いに隔てられるように、誘電体７に配置されている。例えば、第１電極９は、誘電体７に対して第１主面７ａ側に配置され、第２電極１１は、第１電極９よりも第２主面７ｂ側及び／又は第１主面７ａに沿う方向の一方側（ｘ方向の正側、下流側）に配置されている。
　第１電極９と第２電極１１とは、ｘ方向（イオン風の流れ方向）において互いにずれて配置されている。換言すれば、第２電極１１は、第１電極９の下流側縁部９ｂよりもｘ方向の一方側に位置する下流域部１１ｍを有している。このような下流域部１１ｍが設けられることにより、第１主面７ａにおいては、下流側縁部９ｂ側から下流域部１１ｍ側へのイオン風が生じる。
　なお、第１電極９と第２電極１１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９と第２電極１１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、下流域部１１ｍは、第２電極１１の全体である。
　第１電極９は、例えば、厚さが一定の平板状（平面状の層状）に形成され、第１主面７ａに重ねられている。第１電極９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９の下流側縁部９ｂは、イオン風を発生させようとする方向に対して直交する方向に延びる直線状となっている。
　第２電極１１は、例えば、厚さが一定の湾曲した板状（層状）に形成されている。そして、第２電極１１は、凹側を第１電極９及び第１主面７ａ側に向けるように概ね誘電体７に埋設されている。
　従って、図１（ｂ）において示すように、第２電極１１（下流域部１１ｍ）は、任意の位置の第１部分Ｐ１と、当該第１部分Ｐ１よりも下流側（第１主面７ａに沿う方向の一方側、ｘ方向の正側）且つ第１部分Ｐ１よりも第１主面７ａに近い（距離ｓ２が距離ｓ１よりも短い）第２部分Ｐ２とを有している。
　別の観点では、第２電極１１（下流域部１１ｍ）は、第１電極９及び第１主面７ａ側に面し、第１電極９及び第１主面７ａ側を凹側として湾曲して下流側ほど第１主面７ａに近づく曲面１１ｓを有している。
　第１電極９の下流側縁部９ｂと第２電極１１（曲面１１ｓ）との距離ｄ１は、例えば、第２電極１１の上流側縁部から下流側縁部に亘って一定である。すなわち、第２電極１１は、側面視において、下流側縁部９ｂを中心とする円弧状に形成されている。
　第２電極１１のｚ方向に見た形状（若しくは第２電極１１を平板状に展開したときの形状）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。従って、第２電極１１の形状は、ｙ方向（イオン風の幅方向）において一様である。また、第１電極９と第２電極１１との位置関係（第１電極９の下流側縁部９ｂと第２電極１１との距離等）も、ｙ方向においては一様である。
　第２電極１１の上流側の縁部は、第２主面７ｂから露出している。当該露出部分は、第２電極１１と駆動部５とを接続する端子として機能し得る。ただし、第２電極１１は、その全体が誘電体７に埋設され、誘電体７内を延びる適宜な導電路を介して駆動部５と接続されていてもよい。
　第１電極９及び第２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、例えば、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、第１電極９と第２電極１１との間に交流電圧を印加する電源装置１３と、電源装置１３を制御する制御装置１５とを有している。
　電源装置１３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９及び第２電極１１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９及び第２電極１１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。
　制御装置１５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１３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、第１電極９及び第２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、第２電極１１となる湾曲した金属板を用意する。そして、金属板の周囲にスラリーを配置して成形する。スラリーは、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。成形は、例えば、金属板が配置された金型内にスラリーを充填することにより行われる。
　次に、得られた成形品の第１主面７ａとなる面に第１電極９となる導電ペーストを設ける。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、導電ペーストの成形品への配置は、例えば、スクリーン印刷等の印刷により行われる。
　そして、導電ペースト及び成形品を同時焼成する。これにより、第１電極９及び第２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、導電ペーストは、成形品と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１３により第１電極９と第２電極１１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９及び第２電極１１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側において流れるイオン風は、第１電極９側から第２電極１１側へ移動する電子又はイオンにより、第１主面７ａ上の、当該第１主面７ａの平面視において第２電極１１（下流域部１１ｍ）と重なる領域を中心として誘起され、矢印ａ１で示す方向へ流れる。
　このとき、第１主面７ａ上の第２電極１１と重なる領域内においては、第１電極９（下流側縁部９ｂ）と、第２電極１１との距離ｄ１（図１（ｂ））が短い位置ほど、発生するイオン風の風速が速い。
　従って、例えば、図１（ｂ）において仮想線（２点鎖線）で示すように、第２電極１１１が第２主面７ｂに平行であると仮定すると、第１電極９と第２電極１１１との距離は、下流側ほど長くなり、下流側において発生するイオン風は、上流側において発生するイオン風よりも風速が遅い。
　一方、本実施形態においては、第１電極９と第２電極１１との距離は、上流側から下流側に亘って一定である。従って、上流側から下流側にかけて一様な風速のイオン風が発生することが期待される。
　なお、イオン風は、第１電極９及び第２電極１１に印加される電圧が大きいほど速くなる。また、第２電極１１（下流域部１１ｍ）のｘ方向の長さが長いほど、全体としてイオン風は速くなる。第１電極９のｘ方向の長さは、イオン風の風速に殆ど影響を及ぼさない。
　以上の第１の実施形態によれば、イオン風発生体３は、誘電体７と、第１電極９と、第２電極１１とを有する。第２電極１１は、第１電極９と誘電体７により隔てられ、第１電極９よりも誘電体７の第１主面７ａに沿うｘ方向の正側に位置する下流域部１１ｍを含む。第１電極９及び第２電極１１は、電圧が印加されることにより第１主面７ａ上をｘ方向の正側に流れるイオン風を誘起可能である。そして、第２電極１１の下流域部１１ｍは、第１部分Ｐ１と、第１部分Ｐ１よりも下流側且つ第１部分Ｐ１よりも第１主面７ａに近い第２部分Ｐ２と、を有する。
　従って、第２部分Ｐ２が、第１主面７ａからの距離が第１部分Ｐ１の第１主面７ａからの距離と等しい位置に設けられたと仮定した場合に比較して（仮想線で示した第２電極１１１が設けられたと仮定した場合に比較して）、第２部分Ｐ２が第１電極９に近づき、第２部分Ｐ２上において誘起されるイオン風の風速低下が抑制される。その結果、イオン風の発生効率が向上する。
　また、第１電極９の下流側縁部９ｂと第１部分Ｐ１との距離ｄ１と、第１電極９の下流側縁部９ｂと第２部分Ｐ２との距離ｄ１とが等しいことから、第１部分Ｐ１上と、第２部分Ｐ２上とで同様にイオン風が発生することが期待される。その結果、例えば、単に風速を大きくするだけでなく、第２電極１１上において一様にイオン風を誘起することが要求される用途においてイオン風発生体３を好適に利用可能である。
　第２電極１１の下流域部１１ｍは、第１電極９及び第１主面７ａ側に面し、第１電極９及び第１主面７ａ側を凹側として湾曲して下流側ほど第１主面７ａに近づく曲面１１ｓを有する。従って、後述する第２の実施形態（図２参照）に比較して、第１電極９と第２電極１１との距離を滑らかに（連続的に）変化させることができる。その結果、例えば、効率的にイオン風を発生させる理想的な形状の第２電極１１を得たり、第２電極１１上においてムラの少ないイオン風を誘起したりすることができる。
＜第２の実施形態＞
　図２（ａ）は、本発明の第２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断面図（図１（ｂ）に相当）であり、図２（ｂ）は、イオン風発生装置２０１の第２電極２１１の斜視図である。
　第２の実施形態は、第２電極の形状が第１の実施形態と相違する。また、誘電体は、第１の実施形態と同様と捉えられてもよいが、第２電極の形成が容易になるように、その形成方法が異なっている。具体的には、以下のとおりである。
　第２電極２１１（下流域部２１１ｍ）は、複数（図２では３つを例示）の層状電極２２３と、複数の層状電極２２３同士を接続する複数の接続導体（ビア導体）２２５を有している。
　複数の層状電極２２３は、誘電体２０７の第１主面２０７ａに平行に配置され、第１主面２０７ａに直交する方向（ｚ方向）の位置が互いに異なっている。そして、第１主面２０７ａに近い層状電極２２３ほど、上流側縁部２２３ａが下流側に位置している。
　従って、図２（ａ）において示すように、第２電極２１１（下流域部２１１ｍ）は、第１の実施形態と同様に、第１部分Ｐ１と、当該第１部分Ｐ１よりも下流側（第１主面２０７ａに沿う方向の一方側、ｘ方向の正側）且つ第１部分Ｐ１よりも第１主面２０７ａに近い（距離ｓ２が距離ｓ１よりも短い）第２部分Ｐ２とを有している。なお、第１部分Ｐ１若しくは第２部分Ｐ２は、互いに異なる層状電極２２３の一部であってもよいし、互いに異なる層状電極２２３の全体であってもよい。
　別の観点では、第２電極２１１（下流域部２１１ｍ）は、複数の平面２２３ｓを有し、複数の平面２２３ｓは、第１主面２０７ａに平行に第１主面２０７ａに面し、且つ、第１主面２０７ａに直交する方向の位置が互いに異なり、第１主面２０７ａに近いほど上流側縁部２２３ａが下流側に位置している。
　複数の層状電極２２３（平面２２３ｓ）は、第１電極９（下流側縁部９ｂ）との距離ｄ２が互いに同一とされている。従って、複数の層状電極２２３は、その枚数を多くするほど、第１の実施形態の第２電極１１と同様の円弧状に近づく。なお、一の層状電極２２３と第１電極９との距離ｄ２は、例えば、当該一の層状電極２２３のｘ方向の各位置（ただし、第１電極９の下流側縁部９ｂよりも下流側、且つ、当該一の層状電極２２３よりも第１主面２０７ａ側の他の層状電極２２３と重ならない範囲）と第１電極９との距離ｄ２の平均として求められる。
　各層状電極２２３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。従って、第２電極２１１は、少なくとも複数の層状電極２２３に係る部分に関しては、その形状、及び、第１電極９との位置関係がｙ方向において一様である。
　複数の層状電極２２３のうち、最も上流側の層状電極２２３は、第２主面２０７ｂに重ねて配置されており、他の層状電極２２３は、誘電体２０７に埋設されている。ただし、複数の層状電極２２３は、その全てが誘電体２０７に埋設されていてもよい。
　ｚ方向の位置が互いに隣となる層状電極２２３同士は、第１主面２０７ａ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２では、隣り合う層状電極２２３同士が、概ね接続導体２２５の直径で重複している場合を例示している。
　接続導体２２５は、第１主面２０７ａに直交する方向（ｚ方向）に延び、ｚ方向の位置が互いに隣となる層状電極２２３同士を接続している。より具体的には、例えば、接続導体２２５は、一の層状電極２２３の上流側端部と、当該一の層状電極２２３の第２主面２０７ｂ側（第１主面２０７ａとは反対側）に位置する他の層状電極２２３の下流側端部とを接続している。
　接続導体２２５は、例えば、互いに接続される２つの層状電極２２３に対して複数本設けられている。例えば、複数の接続導体２２５は、イオン風の幅方向（ｙ方向）に沿って配列されており、また、層状電極２２３のｙ方向の概ね全体に亘って概ね均等に分布している。
　接続導体２２５の貫通方向に直交する断面の形状は適宜に設定されてよいが、例えば、円形である。また、接続導体２２５は、断面積が貫通方向において一定であってもよいし変化してもよいが、図２では一定の場合を例示している。
　誘電体２０７は、複数の絶縁層２２１の積層体により構成されている。なお、図２では、便宜上、複数の絶縁層２２１の境界線を明示しているが、当該境界線は、実際の完成後の製品において特定可能でなくてもよい。
　誘電体２０７に埋設された層状電極２２３は、複数の絶縁層２２１間に配置されている。また、接続導体２２５は、１又は複数（図２では１のみを例示）の絶縁層２２１を貫通している。複数の絶縁層２２１の数及び厚さは、第２電極２１１の形状を考慮して適宜に設定されてよい。
　イオン風発生体２０３の製造方法は、誘電体２０７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、複数の絶縁層２２１となる複数の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、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。スラリーの材料及び作製方法は第１の実施形態と同様でよい。
　次に、セラミックグリーンシートの主面に、第１電極９及び／又は層状電極２２３となる導電ペーストを設ける。また、セラミックグリーンシートにパンチング若しくはレーザ加工等によりビアを形成し、当該ビアに接続導体２２５となる導電ペーストを充填する。導電ペーストの材料、作製方法及びセラミックグリーンシートへの配置方法は第１の実施形態と同様でよい。
　そして、複数のセラミックグリーンシートを積層し、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、第１電極９及び第２電極２１１が配置された誘電体２０７、すなわち、イオン風発生体２０３が形成される。
　以上の第２の実施形態によれば、第２電極２１１の下流域部２１１ｍは、第１の実施形態と同様に、第１部分Ｐ１と、第１部分Ｐ１よりも下流側且つ第１部分Ｐ１よりも第１主面２０７ａに近い第２部分Ｐ２とを有することから、イオン風の発生効率が向上する。
　第１電極９の下流側縁部９ｂと一の層状電極２２３との距離ｄ２と、第１電極９の下流側縁部９ｂと他の一の層状電極２２３との距離ｄ２とが等しいことから、第１の実施形態と同様に、これら層状電極２２３上において、互いに同様なイオン風が発生することが期待される。
　第２電極２１１の下流域部２１１ｍは、複数の平面２２３ｓを有する。複数の平面２２３ｓは、第１主面２０７ａに平行に第１主面２０７ａに面し、且つ、第１主面２０７ａに直交する方向（ｚ方向）の位置が互いに異なり、第１主面２０７ａに近いほど上流側縁部が下流側に位置する。従って、第１主面２０７ａと層状の第２電極とが平行な、従来のイオン風発生体におけるノウハウを利用しやすい。
　第２電極２１１の下流域部２１１ｍは、複数の層状電極２２３を有する。複数の層状電極２２３は、第１主面２０７ａに平行であり、且つ、第１主面２０７ａに直交する方向の位置が互いに異なり、第１主面２０７ａに近いほど上流側縁部が下流側に位置する。従って、多層基板の形成方法を利用して第２電極２１１を形成することができる。その結果、コスト削減、設計の容易化、精度向上などが期待される。
　第２電極２１１の下流域部２１１ｍは、接続導体２２５を有する。接続導体２２５は、第１主面２０７ａに直交する方向に延び、一の層状電極２２３の上流側端部と、当該一の層状電極２２３よりも第１主面２０７ａとは反対側に位置する他の層状電極２２３とを接続する。換言すれば、図２（ａ）において示されているように、第２電極２１１は、接続導体２２５が設けられていない場合に比較して、階段形状に近い形状となる。そして、接続導体２２５もイオン風の流れ方向の電界の形成に寄与し、イオン風の発生効率が向上することが期待される。
＜第３の実施形態＞
　図３（ａ）は、本発明の第３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断面図（図１（ｂ）に相当）である。
　第３の実施形態は、第１電極９の下流側縁部９ｂと第２電極１１との距離ｄ１が上流側から下流側に亘って一定でない点のみが第１の実施形態と相違する。
　具体的には、第２電極１１（下流域部１１ｍ）は、下流側ほど第１電極９の下流側縁部９ｂとの距離ｄ１が短くなっている。別の観点では、下流側縁部９ｂと第２部分Ｐ２との距離が、下流側縁部９ｂと第１部分Ｐ１との距離よりも短い。
　なお、第２電極１１は、円弧状（曲率が一定）に形成され、下流側ほど第１主面７ａ側に位置するように配置されることにより、下流側ほど距離ｄ１が短くなっていてもよいし、曲率が変化することにより、下流側ほど距離ｄ１が短くなっていてもよい。
　図３（ｂ）は、図３（ａ）の一部拡大図であり、第３の実施形態のイオン風発生体３０３の作用を説明する図である。
　第２電極１１が下流側ほど第１電極９の下流側縁部９ｂに近いことにより、矢印ａ１３を矢印ａ１１よりも大きく描いて示しているように、第１主面７ａ上の第２電極１１に重なる領域Ｒ１においては、下流側が上流側よりも風速が速くなる。その結果、領域Ｒ１においては、流入する気体の量が流出する気体の量よりも少なく、気圧が低下する。気体は圧力が低い方へ流れることから、上流側から領域Ｒ１への風速の増加が期待される。
＜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４０１の要部を模式的に示す断面図（図１（ｂ）に相当）である。
　第４の実施形態は、下流側の層状電極２２３ほど、第１電極９の下流側縁部９ｂとの距離ｄ２が短い点が第２の実施形態と相違する。従って、第４の実施形態のイオン風発生体４０３においては、第３の実施形態と同様に、圧力差による風速の増加が期待される。
＜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の第２電極５１１を模式的に示す斜視図である。なお、第２電極５１１を有するイオン風発生体の断面図は、図２（ａ）若しくは図４と同様である。
　第２電極５１１（下流域部５１１ｍ）は、第２及び第４の実施形態と同様に、複数の層状電極２２３を有するものである。複数の層状電極２２３は、第１主面２０７ａ（図２（ａ）参照）に平行であり、且つ、第１主面２０７ａに直交する方向（ｚ方向）の位置が互いに異なり、第１主面２０７ａに近いほど上流側縁部２２３ａが下流側に位置する。
　ただし、第２電極５１１は、全体として、１枚の板からなる階段状に形成されている。換言すれば、一の層状電極２２３の上流側端部と、当該一の層状電極２２３よりも第１主面２０７ａとは反対側（ｚ方向の負側）に位置する他の層状電極２２３とを接続し、第１主面２０７ａに直交する方向に延びる接続導体が、平板状の接続導体５２５により構成されている。
　第２電極５１１を有するイオン風発生体は、例えば、屈曲された金属板が第２電極５１１として用意され、その後、第１の実施形態と同様に、スラリーが第２電極５１１の周囲に配置されて成形され、焼成されることにより、作製される。また、例えば、第２電極５１１を有するイオン風発生体は、第２の実施形態と同様に、第２電極５１１となる導電ペーストが配置されたセラミックグリーンシートが積層されて焼成されることにより作製され、接続導体５２５は、セラミックグリーンシートに形成された孔部（ただし、薄型直方体状）に導電ペーストが充填されることにより形成される。
　第５の実施形態によれば、他の実施形態と同様に、第２電極５１１の下流域部５１１ｍは、第１部分（符号省略）と、第１部分よりも下流側且つ第１部分よりも第１主面２０７ａに近い第２部分（符号省略）とを有することから、イオン風の発生効率が向上する。
　また、第５の実施形態の第２電極５１１は、第２及び第４の実施形態の第２電極２１１に比較して、隙間がない形状であり、よりイオン風の発生効率が向上することが期待される。
＜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６０１を模式的に示す斜視図である。
　第６の実施形態は、接続導体２２５（図２）が設けられていない点のみが第２の実施形態と相違する。すなわち、第２電極６１１（下流域部６１１ｍ）は、複数の層状電極２２３のみを有している。複数の層状電極２２３は、誘電体２０７に適宜に設けられた配線、及び／又は、イオン風発生体６０３の外部に設けられた配線等を介して、互いに並列に電源装置１３に接続されている。
　第６の実施形態によれば、他の実施形態と同様に、第２電極６１１の下流域部６１１ｍは、第１部分（符号省略）と、第１部分よりも下流側且つ第１部分よりも第１主面２０７ａに近い第２部分（符号省略）とを有することから、イオン風の発生効率が向上する。また、第２及び第４の実施形態（図２等）に比較して構成が簡素である。
＜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７０１を模式的に示す斜視図である。
　第７の実施形態は、第２電極７１１（下流域部７１１ｍ）が平板状に形成されている点のみが第１及び第３の実施形態と相違する。
　第２電極７１１においては、第１及び第３の実施形態と同様に、いずれの位置においても、第１部分Ｐ１よりも下流側の第２部分Ｐ２は、第１部分Ｐ１よりも第１主面７ａに近い。
　また、第１電極９の下流側縁部９ｂから第２電極７１１に下ろした垂線Ｌ１よりも上流側においては、第３の実施形態と同様に、いずれの位置においても、第１部分Ｐ１よりも下流側の第２部分は、第１部分Ｐ１よりも下流側縁部９ｂに近い。
　第３の実施形態のイオン風発生体７０３は、例えば、第１及び第３の実施形態と同様に、金属板により構成された第２電極７１１の周囲にスラリーを配置することにより形成される。
＜第８の実施形態＞
　図８は、本発明の第８の実施形態に係るイオン風発生装置８０１を模式的に示す斜視図である。
　第８の実施形態の第２電極８１１（下流域部８１１ｍ）は、第２の実施形態（図２）等と同様に、階段状に形成されている。すなわち、第２電極８１１は、複数の平面８１１ｓを有し、複数の平面８１１ｓは、誘電体８０７の第１主面８０７ａに平行に第１主面８０７ａに面し、且つ、第１主面８０７ａに直交する方向（ｚ方向）の位置が互いに異なり、第１主面８０７ａに近いほど上流側縁部８１１ａが下流側に位置する。
　ただし、第２電極８１１は、複数の平面８１１ｓから第２主面８０７ｂ側に導体が充填された、立体的な形状とされている。
　第２電極８１１は、例えば、第２の実施形態の接続導体２２５と同様に形成される。すなわち、セラミックグリーンシートに形成された孔部に、第２電極８１１となる導電ペーストが充填され、積層されたセラミックグリーンシートが焼成されることにより、イオン風発生体８０３が形成される。
　第８の実施形態によれば、他の実施形態と同様に、第２電極８１１の下流域部８１１ｍは、第１部分Ｐ１と、第１部分Ｐ１よりも下流側且つ第１部分Ｐ１よりも第１主面８０７ａに近い第２部分Ｐ２とを有することから、イオン風の発生効率が向上する。
　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。
　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５の実施形態（図５）、第６の実施形態（図６）及び第８の実施形態（図８）においては、第２の実施形態のように、第２電極の複数の平面の、第１電極の下流側縁部との距離が、互いに同一とされてもよいし、第４の実施形態のように、下流側の平面ほど、第１電極の下流側縁部との距離が短くてもよい。
　誘電体の形状は、平板状に限定されない。例えば、誘電体は、円柱形であってもよい。この場合、例えば、第１電極は誘電体の外周面側に、第２電極は誘電体の軸心側に配置され、外周面上を軸方向にイオン風が流れる。なお、この場合、外周面の半分（半円柱の曲面）が第１主面、外周面の残り半分が第２主面の一例である。また、例えば、誘電体は、円筒形であってもよい。この場合、例えば、第１電極は誘電体の内周面（第１主面）側に、第２電極は誘電体の外周面（第２主面）側に配置され、内周面上を軸方向にイオン風が流れる。また、例えば、誘電体は、翼形状であってもよい。この場合、例えば、第１電極は翼面（第１主面）側に、第２電極は中心線側に配置され、翼面上を翼弦に沿う方向にイオン風が流れる。
　電極の数は、２つに限定されない。例えば、２対以上の第１電極及び第２電極がイオン風の流れ方向若しくは当該流れ方向に直交する方向等に配列されていてもよい。この場合において、全ての電極対に本発明が適用されてもよいし、いずれかの電極対に本発明が適用されてもよい。また、例えば、誘電体の中央に第２電極が、誘電体の一方の主面側に第１電極が、誘電体の他方の主面側に他の第１電極が配置され、両主面においてイオン風が誘起されてもよい。なお、この場合、いずれの主面が第１主面および第２主面と捉えられてもよい。
　第１及び第２電極の形状は、実施形態において例示したものに限定されず、種々の形状とされてよい。例えば、第２の実施形態等においては、第２電極の断面形状は階段状とされたが、第２電極の断面形状は、Ｔ字を積層した形状（接続導体２２５等が層状電極２２３の中央から垂下される形状）であってもよい。
　また、イオン風の幅方向（ｙ方向）に見た第２電極の断面形状、及び、第１電極と第２電極との位置関係は、イオン風の幅方向（ｙ方向）において変化してよい。例えば、第２電極は、第１主面の平面視における形状が三角形とされるなど、イオン風の流れ方向（ｘ方向）の長さがイオン風の幅方向（ｙ方向）において変化する形状であってもよい。この場合、イオン風の幅方向においてイオン風に強弱を付与することができる。
　また、第２電極の第２部分は、第１電極の下流側縁部との距離が、第１部分と第１電極の下流側縁部との距離以下でなくてもよい。第２部分が、第１部分よりも下流側且つ第１部分よりも第１主面に近ければ、図１（ｂ）において第２電極１１１を参照して説明したように、第１部分と第２部分とを結ぶ線が第１主面に平行な場合に比較して、第２部分は第１電極の下流側縁部に近づき、イオン風の発生効率が向上する。
　なお、第１電極の下流側縁部と第２電極の各部との距離（ｄ１、ｄ２）を計測するとき、第１電極が層状電極である場合には、第１電極の下流側縁部の計測の起点は、第１電極の厚み方向のいずれの位置とされてもよい（厚みは無視されてよい）。また、第１電極の厚みが無視できないときや精度よく計測するときは、第１電極の下流側縁部のうち、厚み方向においてイオン風の誘起に対する寄与率が高い位置や第２電極に最も近い位置を基準に計測されてよい。
　第１電極は、第１主面に形成された凹部に嵌合するように配置されてもよい。この場合も、第１電極は第１主面に設けられていると言える。なお、この場合、電極が誘電体の第１主面に単に積層される場合に比較して、イオン風発生体の第１主面側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。また、第１電極は、誘電体の第１主面から露出する部分が誘電材料によりコーティングされていてもよい。第２電極も同様に、凹部に嵌合されたり、コーティングされたりしてもよい。
　１…イオン風発生装置、３…イオン風発生体、７…誘電体、７ａ…第１主面、９…第１電極、１１…第２電極、１１ｍ…下流域部、Ｐ１…第１部分、Ｐ２…第２部分。

Claims (8)

  1. 　第１主面および第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、平面透視において前記第１電極よりも前記誘電体の前記第１主面に沿う所定方向にずれて位置する下流域部を含む第２電極と、
    　を有し、
    　前記第２電極の前記下流域部は、
    　　第１部分と、
    　　前記第１部分よりも下流側且つ前記第１部分よりも前記第１主面に近い第２部分と、
    　　を有する
    　イオン風発生体。
  2. 　前記第１電極の下流側縁部と前記第１部分との距離と、前記第１電極の下流側縁部と前記第２部分との距離とが等しい
    　請求項１に記載のイオン風発生体。
  3. 　前記第１電極の下流側縁部と前記第２部分との距離が、前記第１電極の下流側縁部と前記第１部分との距離よりも短い
    　請求項１に記載のイオン風発生体。
  4. 　前記下流域部は、前記第１主面側の面が凹となるように湾曲しており、且つ下流側ほど前記第１主面に近づく曲面である
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のイオン風発生体。
  5. 　前記下流域部は、前記第１主面に沿って設けられており、且つ、前記第１主面に直交する方向の位置が互いに異なる複数の平面を有し、前記複数の平面における上流側縁部が前記第１主面に近いほど下流側に位置している
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のイオン風発生体。
  6. 　前記下流域部は、前記第１主面に沿って設けられており、且つ前記第１主面に直交する方向の位置が互いに異なる複数の層状電極を有し、前記複数の層状電極における上流側縁部が前記第１主面に近いほど下流側に位置している
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のイオン風発生体。
  7. 　前記下流域部は、一の前記層状電極の上流側端部と、当該一の層状電極よりも前記第１主面とは反対側に位置する他の層状電極とを接続する接続導体を有する
    　請求項６に記載のイオン風発生体。
  8. 　第１主面および第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、平面透視において前記第１電極よりも前記誘電体の前記第１主面に沿う所定方向にずれて位置する下流域部を含む第２電極と、
    　前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加可能な電源と、
    　を有し、
    　前記第２電極の前記下流域部は、
    　　第１部分と、
    　　前記第１部分よりも下流側且つ前記第１部分よりも前記第１主面に近い第２部分と、
    　　を有する
    　イオン風発生装置。
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