CN102422498A - 离子产生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种离子产生装置，能够防止出现尽管产生了离子而被判断为无离子产生的情况。本发明的离子产生装置包括：离子产生器(1)，用于产生离子；离子检测器(3)，对产生的离子进行检测；送风机(2)，将产生的离子通过送风通道吹出到外部；以及控制部(5)，对离子产生器(1)和送风机(2)进行驱动控制。控制部(5)在运转开始时使送风机(2)停止，并利用离子检测器(3)进行离子检测，来判断有无离子产生。在控制部(5)判断无离子产生时，继续进行多次离子产生的判断，如果全部判断为无离子产生，则最终判断为没有离子产生。

Description

离子产生装置

技术领域

本发明涉及一种具备对产生的离子进行检测功能的离子产生装置。

背景技术

近年来，通过使空气中的水分子以正和/或负离子的方式带电，来对居住空间内的空气进行净化的技术被广泛采用。例如，在以空气净化机为代表的离子产生装置中，其内部的送风通道的中途配置有产生正离子和负离子的离子产生器，并将产生的离子与空气一起向外部空间释放。

使净化空气中的水分子带电的离子，使居住空间中的悬浮粒子失去活性，并在杀灭浮游菌的同时分解异味成分。因此，净化了整个居住空间的空气。

标准的离子产生器通过在针状电极和对置电极之间，或放电电极和感应电极之间施加高电压交流的驱动电压，产生电晕放电，从而产生正离子和负离子。

如果离子产生器长期运转，则伴随电晕放电的溅射蒸发会使放电电极产生消耗。此外，放电电极上会累积附着化学物质、尘埃等异物。此时，放电变得不稳定，离子的产生量会不可避免地减少。

专利文献1中记载的离子产生装置检测有无离子产生，当检测到未产生离子时，通知使用者需要对离子产生器进行保养。在离子产生装置中设置有离子检测器，用于检测有无离子产生。离子检测器与离子产生器一起面向送风通道设置，离子产生器配置在送风方向的上游，离子检测器配置在送风方向的下游。

专利文献1：日本专利公开公报特开2007-114177号

如上所述的离子产生装置中，离子产生器和离子检测器在送风通道中沿送风方向排列设置。离子产生器产生的正离子和负离子被来自送风机的风吹向下游的离子检测器。离子检测器捕集并检测正离子和负离子的任意一方。但是，由于离子以一定的速度通过离子检测器，所以离子检测器难以捕集离子。因此，即使充分地产生了离子，仍存在离子检测器检测到的离子数量少，甚至误检测为没有离子产生的可能性。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种离子产生装置，通过可靠地检测到产生的离子，能够防止出现尽管产生了离子而被误检测为没有离子产生的情况。

本发明的离子产生装置包括：离子产生器，用于产生离子；离子检测器，对产生的离子进行检测；送风机，将产生的离子通过送风通道吹出到外部；以及控制部，对离子产生器和送风机进行驱动控制，控制部使送风机停止，并利用离子检测器进行离子检测，来判断有无离子产生。

如果送风机停止，则产生的离子不会被吹走。离子检测器可以检测到刚刚产生的高浓度的离子。因此，只要产生了离子就一定可以检测到，从而能够避免出现即使产生了离子而被误判断为无离子产生的情况。

控制部在运转开始时进行离子检测。此时，在送风机处于停止状态下进行离子检测。在运转刚刚开始后，即使送风机没有运转，用户也不会感觉不协调。并且，这样可以尽早检测到无离子产生的情况。

控制部在运转中以规定的时序进行离子检测，当在规定次数内未检测到离子产生时，停止送风机后再进行离子检测。通过在运转中进行多次离子检测，可以提高判断精度。在最终判断时，停止送风机以消除风的影响，来检测有无离子产生。

在运转中进行离子检测时，驱动送风机。因此，尽管误判断为没有离子产生的可能性较高，但通过多次离子检测，可以提高判断精度。

控制部在规定次数内未检测到离子产生后，当再次检测到无离子产生时，判断为离子产生错误并停止运转。通过判断规定次数以上的无离子产生，进行最终判断。因此，能够可靠地避免误判断为无离子产生的情况。

离子产生器能够更换，当安装了新的离子产生器时，控制部判断离子产生器的适配性，在离子产生器具有适配性时，允许离子产生器动作。由于被判断为无离子产生的离子产生器不能使用，所以要更换新的离子产生器。此时，如果安装粗劣的离子产生器，则会降低离子产生装置的性能。为了防止出现上述情况，控制部仅允许使用具有适配性的离子产生器，在离子产生器不具有适配性的情况下，禁止离子产生器动作，使其不能使用。

按照本发明，通过停止送风机来检测离子，使产生的离子不会被风吹走，能够检测到高浓度的离子。因此，只要有离子产生，就一定可以检测到离子，从而可以避免出现即使产生了离子而被误判断为无离子产生的情况，提高了离子检测的可靠性。

附图说明

图1是本发明离子产生装置的断面图。

图2是表示离子产生装置的简要构成的框图。

图3是离子产生器的主视图。

图4是离子产生器的横断面图。

图5是离子检测器的捕集面的主视图。

图6是表示离子检测器的输出电压变化的图。

图7是利用模式1进行判断的流程图。

图8是利用通常模式进行判断的流程图。

图9是利用模式2进行判断的流程图。

图10是利用模式3进行判断的流程图。

图11是利用模式4进行判断的流程图。

图12是利用模式5进行判断的流程图。

图13是每个模式的离子产生器的动作流程图。

图14是每个模式的送风机的动作流程图。

附图标记说明

1离子产生器

2送风机

3离子检测器

4主体箱

5控制部

10吹出口

14管道

15送风通道

20风扇外壳

21风扇

22风扇电动机

30放电电极

31感应电极

32收容箱

34贯通孔

35高电压产生电路

41保护肋

42捕集件

43离子检测电路

46保护件

具体实施方式

图1表示本实施方式的离子产生装置。离子产生装置包括：离子产生器1，用于产生离子；送风机2，用于将产生的离子吹出；以及离子检测器3，对产生的离子进行检测。上述构件安装在主体箱4的内部。另外，如图2所示，离子产生装置具有控制部5，用于驱动控制离子产生器1和送风机2。微型计算机构成的控制部5利用离子检测器3进行离子检测，来判断有无离子产生。

主体箱4的上表面形成有吹出口10，在主体箱4的背面可以装卸地设置有盖11。盖11上形成有带过滤器的吸入口12，主体箱4背面的下部也形成有吸入口13。在主体箱4的下部设置有送风机2，并且在送风机2和吹出口10之间设置有管道14。在管道14的内部，从送风机2朝向吹出口10形成送风通道15。

管道14为方筒状，并且其上侧和下侧宽、中间部分狭。管道14上端的出口与吹出口10连通。在吹出口10上可装卸地设置有百叶板16。离子产生器1和离子检测器3设置在管道14上，并且面向送风通道15。离子产生器1和离子检测器3相对配置，并位于送风通道15最窄的中间部分。即，离子产生器1和离子检测器3设置在因管道14的宽度缩小而产生的空间中。这样，有效利用了主体箱4内的空间，可以实现装置整体的小型化。

管道14下端的入口与送风机2连通。送风机2为西洛克风扇，风扇21转动自如地安装在风扇外壳20内，利用风扇电动机22使风扇21转动。风扇外壳20安装在主体箱4内。风扇外壳20的上部形成有风扇吹出口23，风扇吹出口23与管道14的入口连接，即风扇吹出口23连通送风通道15。利用送风机2从吸入口12、13吸入的空气，从下侧向上侧通过送风通道15，并且离子产生器1产生的离子与空气一起从吹出口10吹出。风在送风通道15中从下侧向上侧流动，该方向为送风方向。

如图3、4所示，离子产生器1具有放电电极30和感应电极31，以及用于内置所述放电电极30和感应电极31的收容箱32。放电电极30为针状电极，感应电极31为环绕放电电极30的环状，并与放电电极30隔开一定距离。放电电极30和感应电极31左右各设置有一对，并排列在与送风方向垂直相交的左右方向上，两组中的各电极30、31隔开间隔地安装在支持基板33上。一方的放电电极30产生正离子，另一方的放电电极30产生负离子。

安装有各电极30、31的支持基板33内置于收容箱32。收容箱32的前表面上形成有两个贯通孔34，放电电极30与贯通孔34相对。放电电极30位于贯通孔34的中心。此外，设置有与控制部5连接的高电压产生电路35，用于向各放电电极30施加高电压。放电电极30、感应电极31和高电压产生电路35被单元化，形成的离子产生单元36可装卸地安装在收容箱32内。插头连接器37设置在收容箱32的前表面上，并与主体箱4一侧的插座38连接。通过插头连接器37，从控制部5向高电压产生电路35输入驱动信号，并供给直流电或交流电。

收容箱32相对于主体箱4可以装卸。主体箱4的背面形成有***口39，在取下盖11时，可以从***口39取放收容箱32。当收容箱32***到***口39内时，通过使收容箱32上形成的爪钩住主体箱4上形成的弹性切口部，来安装收容箱32。管道14背面侧的壁上形成有产生窗40，当安装收容箱32时，收容箱32嵌入产生窗40内。收容箱32的前表面露出在送风通道15中。

在收容箱32的前表面上，相对各贯通孔34分别设置有拱形保护肋41。保护肋41横跨贯通孔34。这样，可以防止用户直接接触放电电极30。在将离子产生器1安装到主体箱4内时，保护肋41突出到送风通道15内，并与送风方向平行。

如图3所示，左右的保护肋41相对于贯通孔34处于不同位置。由于送风机2中吸入方向和吹出方向不同，所以从送风机2吹出的风产生左右方向的偏向，即吹向任意一方的放电电极30的风量变大，使产生的正离子和负离子失去失衡。因此，将风量大一侧的保护肋41设置在更偏中央的位置，并将风量小一侧的保护肋41设置在偏向外侧的位置上。这样，在风量大一侧，利用保护肋41遮挡通过贯通孔34前方的一部分风，能够减轻偏向风的影响，保持左右的离子平衡。

如果用户从主体箱4内强力拉出收容箱32，则切口部会产生变形，使爪脱离，收容箱32被从主体箱4取出。而且，收容箱32设置为可以开关，通过打开收容箱32，可以取出离子产生单元36。这样，离子产生器1可以作为盒来进行处理。例如，当离子产生器1到达寿命期限时，可以更换新盒。将旧盒分解，对离子产生单元36进行维修，盒可以再生并再次使用。

离子检测器3具有：捕集件42，用于捕集产生的离子；以及离子检测电路43，将与捕集到的离子对应的检测信号向控制部5输出。如图5所示，具有导电性的捕集件42为设置在电路基板44前表面上的捕集电极，由铜胶带形成。电路基板44的背面上安装有离子检测电路43。捕集件42和离子检测电路43在基板44内电连接，离子检测电路43通过导线与控制部5连接。

离子检测电路43具有公知的结构，例如日本专利公开公报特开2007-114177号所述，离子检测电路43由整流用二极管、p-MOS型FET等构成。离子检测器3检测正离子和负离子中任意一方的离子。当捕集件42捕集了产生的两种离子中一方的离子时，捕集件42的电位上升。捕集件42的电位根据捕集的离子数量而上升。离子检测电路43将与该电位对应的输出电压进行A/D转换后输出到控制部5。控制部5根据来自离子检测器3的输入值进行离子产生的相关判断。

离子检测器3设置在送风通道15中。即，电路基板44嵌入检测窗45中，该检测窗45形成在管道14的前表面侧的壁上。电路基板44的前表面露出在送风通道15中，并与离子产生器3的前表面隔着送风通道15相对。并且，捕集件42偏向左右方向的一侧而配置。捕集件42位于产生离子的一方的放电电极30的前方，而不位于另一方的放电电极30的前方。据此，捕集件42可以集中地捕集一方的离子。

离子产生器1产生正离子和负离子。离子检测器3除了捕集到想要捕集的一方的离子，还会捕集到另一方的离子。为防止捕集到不需要的离子，离子检测器3上设置有保护件46。金属板制的保护件46覆盖电路基板44前表面的一部分。保护件46与另一方的放电电极30相对配置，另一方的放电电极30产生与捕集的离子极性相反的离子。捕集件42与保护件46之间电绝缘，可以防止出现以下情况：从另一方的放电电极30产生的离子被保护件46捕集，使得朝向捕集件42的离子减少，从而捕集件42捕集到极性相反的离子。

捕集件42的尺寸大于保护件46的尺寸。此外，如图4所示，捕集件42被配置为与图中左侧的放电电极30相对。即，相对于离子产生器1，离子检测器3被配置为偏向产生需要捕集的离子的一方的放电电极30。这样，可以捕集更多需要的离子，能够提高离子检测的精度。另外，由于保护肋41偏离放电电极30的中心进行配置，不会妨碍离子的产生和扩散，可以确保捕集件42捕集到产生的离子。

此处，离子产生器1和离子检测器3之间隔开规定的距离。通过放电电极30和感应电极31之间的电晕放电，从放电电极30产生离子。此时，离子向相对的离子检测器3扩散，高浓度的离子以放电电极30的前端为中心呈半球形分布。如果放电电极30的前端与相对的管道14的管壁或离子检测器3距离过近，则管道14的管壁或离子检测器3与放电电极30之间会产生放电。由于放电不稳定，所以放电不能持续。因此，为了使管道14的管壁或离子检测器3不妨碍离子产生，将从离子产生器1前表面到离子检测器3前表面的规定距离例如设定为10mm以上。管道14的最窄间隔也根据该距离而设定。按照上述方法进行设定，可以稳定地产生离子。此外，由于离子产生器1和离子检测器3之间存在刚刚产生的最高浓度状态的离子，所以可以准确检测离子的产生。

在主体箱4的上表面上设置有操作面板50，操作面板50具有带运转开关等的操作部51以及显示部52。当操作运转开关时，控制部5在驱动离子产生器1和送风机2的同时，使显示部52动作，以显示运转中的状态。另外，图2中的附图标记53为EEPROM等可以重写的非易失性的存储元件，用于存储关于离子产生器1的信息。

当离子产生装置运转时，离子产生器1的一方的放电电极30产生正离子，另一方的放电电极30产生负离子。通过送风机2从下方吹出的风来输送产生的离子，使其从吹出口10被吹出到外部。释放的离子将漂浮的霉菌和病毒在空中分解并除去。

如果离子产生装置长期使用，则放电电极30会老化，或者各电极30、31上会附着灰尘，使放电变得不稳定。从而使产生的离子减少，以致不能得到上述的效果。为此，离子产生装置的控制部5对运转时间进行累计，在总运转时间达到更换预警时间、例如17500小时的情况下，进行提醒更换离子产生器1的显示。随后继续运转，在总运转时间达到更换时间、例如19000小时的情况下，控制部5判断离子产生器1达到寿命期限，停止运转并通知更换。

但是，根据使用离子产生装置的环境，有时因尘埃、潮气、油雾等附着到放电电极30上，在到达上述时间之前，离子产生器1就已到达寿命期限。如果离子产生器1到达寿命期限，则离子的产生量减少，甚至不再产生离子。离子检测器3检测离子的产生，并且控制部5基于来自离子产生器1的输入值来判断有无离子产生。随后，当判断为没有离子产生时，控制部5使运转停止，并显示应更换离子产生器1。

当进行离子检测时，控制部5使离子产生器1在规定时间导通，然后使其以相同时间断开。在预先设定的离子判断时间内重复进行所述导通和断开。在所述时间内，离子检测器3检测离子。此时的离子检测器3的输出电压如图6所示。当离子产生器1导通时，由于产生离子，所以输出电压上升，在特定电压处于饱和。当离子产生器1断开时，由于不产生离子，所以输出电压几乎为0V。

与来自离子检测器3的输出电压对应的输入值被输入到控制部5。控制部5算出离子判断时间中检测的输入值的最大值和最小值的差，并判断所述差值是否在阈值以上，以判断有无离子产生。当最大值和最小值的差在阈值以上时，控制部5判断有离子产生。当最大值和最小值的差小于阈值时，判断为没有离子产生。另外，阈值为0.5V。该阈值按下述方法设定：相对于每单位时间的标准放电次数时的离子浓度，以离子浓度减半的放电次数来导通或断开离子产生器1时，离子检测器3的输出电压。

首先在运转开始时进行离子产生的判断。然后，在运转中以规定的时序进行判断。如果控制部5以规定次数判断没有离子产生时，再次进行判断，并最终判断是否为离子产生错误。如果判断为离子产生错误，则停止运转。

如上所述，如果开始运转，则控制部5进行多次离子产生的判断。首先，当运转开始时，控制部5利用模式1进行判断。如图7所示，模式1中离子判断时间为最短时间的2秒，控制部5停止送风机2后，使离子产生器1进行1秒导通/1秒断开，来进行离子检测，并基于传感器输入判断有无离子产生。然后，在结束判断后，控制部5驱动送风机2。

如此，当运转开始时，通过不驱动送风机2而仅驱动离子产生器1，产生的离子不会被风吹走，而是充满离子产生器1和离子检测器3之间的狭窄空间。即，由于离子产生器1和离子检测器3相对配置，所以即使不驱动送风机，产生的离子也会到达离子检测器3。可以确保离子检测器3捕集到产生的离子。所以，只要有离子产生，一定会被捕集到，因而能够防止误判断为无离子产生。此外，由于离子判断时间较短，所以会立即驱动送风机2，不会使用户感觉到运转上的不协调。

在模式1中，当控制部5判断有离子产生时，则转移到不进行离子产生判断的通常模式。控制部5确认错误计数器是否为0。当检测到有离子产生时，错误计数器归零。

如图8所示，在通常模式中不进行离子产生的判断，而是进行规定时间、例如3小时的运转。经过3小时后，控制部5利用模式2进行判断。如图9所示，在模式2中延长设定离子判断时间，一边驱动送风机2，一边使离子产生器1进行10秒导通/10秒断开，在1分钟的离子判断时间内进行离子检测，来判断有无离子产生。另外，虽然在1分钟内进行3次导通和断开，但是也可以根据1分钟内的最大输入值和最小输入值之差进行1次判断，或者根据每1次导通和断开中的最大输入值和最小输入值之差进行合计3次判断。

此外，当在模式1中判断没有离子产生时，控制部5利用模式2进行后续判断。此时，在模式1的判断结束后，立即开始模式2。或者也可以在经过数秒后开始模式2。

在模式2中，当判断有离子产生时，控制部5使错误计数器复位，并执行通常模式。经过3小时后，控制部5再次利用模式2进行判断。当在模式2中判断为没有离子产生时，控制部5立即或在短时间内利用模式3进行判断。如图10所示，在模式3中缩短设定离子判断时间，一边驱动送风机2，一边使离子产生器1进行1秒导通/1秒断开，在10秒钟的离子判断时间内进行离子检测，判断有无离子产生。与前述相同，控制部5基于10秒中的最大输入值和最小输入值之差进行1次判断，或根据每1次导通或断开中的最大输入值和最小输入值之差进行合计5次判断。

当在模式3中判断有离子产生时，控制部5使错误计数器复位，并执行通常模式。经过3小时后，控制部5再次利用模式2进行判断。当在模式3中判断没有离子产生时，控制部5确认错误计数器是否未达到规定次数，例如60次。当错误计数器未满60次时，控制部5将错误计数器加1。在错误计数器未满60次时，控制部5执行通常模式，并在经过3小时后利用模式2进行判断。另外，可以适当设定错误计数器的规定次数。

当错误计数器在60次以上时，控制部5利用模式4进行判断。如图11所示，在模式4中延长设定了离子判断时间，停止送风机2，使离子产生器1进行10秒导通/10秒断开，并在1分钟的离子判断时间内进行离子检测，如上所述判断有无离子产生。当在模式4中判断有离子产生时，控制部5使错误计数器复位，并执行通常模式。经过3小时后，控制部5再次利用模式2进行判断。当在模式4中判断没有离子产生时，控制部5立即或在短时间内利用模式5进行判断。

如图12所示，模式5中缩短设定了离子判断时间，停止送风机2，使离子产生器1进行1秒导通/1秒断开，并在10秒的离子判断时间内进行离子检测，以判断有无离子产生。当在模式5中判断有离子产生时，控制部5使错误计数器复位，并执行通常模式。经过3小时后，控制部5再次利用模式2进行判断。当在模式5中判断没有离子产生时，控制部5判断为离子产生错误。然后，控制部5立即停止全部的负载，并在中止运转的同时使显示部52动作以进行错误显示。

如上所述，控制部5在包含离子产生判断的运转中，对应运行的模式驱动控制送风机2和离子产生器1。如图13所示，控制部5在控制离子产生器1的高电压产生电路35时，判断运行的模式。当处于通常模式和模式1、3、5时，高电压产生电路35被驱动控制成以1秒导通/1秒断开。控制部5每隔1秒将1秒标志切换为0或1，当1秒标志为1时，向高电压产生电路35输出导通信号，以产生离子。当1秒标志为0时，向高电压产生电路35输出断开信号，不产生离子。在模式2、4中，高电压产生电路35被驱动控制成以10秒导通/10秒断开。控制部5每隔10秒将10秒标志切换为0或1，当10秒标志为1时，向高电压产生电路35输出导通信号，以产生离子。当10秒标志为0时，向高电压产生电路35输出断开信号，不产生离子。

如图14所示，控制部5在控制送风机2时判断运行的模式。在模式1、4、5中，控制部5向风扇电动机22输出断开信号，使送风机2停止。在通常模式和模式2、3中，控制部5向风扇电动机22输出导通信号，使送风机2动作。

如上所述，当判断有无离子产生时，通过在运转中停止送风机2，由于在有离子产生的情况下离子不会被吹走，所以能够确保检测到离子。因此，避免了误判断为无离子产生。此外，通过在运转开始时检测离子产生，可以快速发现异常，并通过继续进行检测，可以核实异常并提高判断精度。

但是，当离子产生装置出现离子产生错误时，离子产生装置不能运转。用户将离子产生器1从主体箱4取下，并安装新的离子产生器1。由于旧的离子产生器1可以分解，所以通过拆下离子产生单元36，并对放电电极30进行清洗等维修保养，离子产生器1可以再生并被再次使用。

另外，在离子产生器1的离子产生单元36内设置有存储元件53。存储元件53存储识别信息、再生利用次数等维修信息。微机等信息处理装置将所述信息写入存储元件53，并读出信息。并且，当再生的离子产生器1安装到主体箱4内时，控制部5判断离子产生器1的适配性。即，控制部5从离子产生器1的存储元件53读出识别信息。在存储器中预先登记有可以使用的多个离子产生器1的识别信息，控制部5将读出的识别信息与登记的识别信息进行对照。如果识别信息一致，则控制部5将其视为正规的离子产生器1，并允许离子产生器1动作。如果识别信息不一致，则将其判断为非正品，并禁止该离子产生器1动作。据此，仅可以使用正规的离子产生器1，杜绝了粗劣的仿制品，维护了离子产生装置的功能。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，可以在本发明的范围内对上述实施方式进行各种修改和变更。设置在离子产生器中的存储元件还可以使用IC标签。

Claims (6)

1.一种离子产生装置，其特征在于包括：

离子产生器，用于产生离子；

离子检测器，对产生的离子进行检测；

送风机，将产生的离子通过送风通道吹出到外部；以及

控制部，对所述离子产生器和所述送风机进行驱动控制，

所述控制部使所述送风机停止，并利用所述离子检测器进行离子检测，来判断有无离子产生。

2.根据权利要求1所述的离子产生装置，其特征在于，所述控制部在运转开始时进行离子检测。

3.根据权利要求2所述的离子产生装置，其特征在于，所述控制部在运转中以规定的时序进行离子检测，当在规定次数内未检测到离子产生时，停止所述送风机后再进行离子检测。

4.根据权利要求3所述的离子产生装置，其特征在于，所述控制部在运转中进行离子检测时，驱动所述送风机。

5.根据权利要求3所述的离子产生装置，其特征在于，所述控制部在规定次数内未检测到离子产生后，当再次检测到无离子产生时，判断为离子产生错误并停止运转。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的离子产生装置，其特征在于，所述离子产生器能够更换，当安装了新的离子产生器时，所述控制部判断离子产生器的适配性，在离子产生器具有适配性时，允许离子产生器动作。

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