Brevet FR2696050A1 — publié le 19940325

Dispositif générateur d'ions négatifs La présente invention se rapporte à un dispositif générateur d'ions négatifs, comprenant au moins une électrode en forme de pointe reliée à la borne négative d'une source d'alimentation à très haute tension et une feuille de métal reliée à la borne positive de ladite source et formant un plan de masse perpendiculaire à l'axe de l'électrode, ladite feuille comportant une ouverture centrée sur l'axe de l'électrode, laquelle traverse par cette ouverture le plan de masse pour s'étendre au delà de celui-ci. On sait que, lorsqu'une personne est soumise à un flux d'ions négatifs, elle en reçoit une action bienfaisante capable d'atténuer sa nervosité et d'effacer sa fatigue, ainsi que de pallier les effets de la pollution ambiante, de sorte qu'elle recouvre rapidement bien-être et pleine forme. Dans les générateurs d'ions négatifs connus, l'électrode ou chacune des électrodes qu'il comporte est généralement fixée à une armature métallique qui en assure le support mécanique et la connexion au pôle négatif de la source d'alimentation à très haute tension. Par ailleurs, un écran métallique plan, comportant une ouverture centrée sur chaque électrode, est prévu, qui forme un plan de masse et est relié au pôle positif de la source d'alimentation. Ces deux éléments -armature et écran - sont montés dans le boîtier du générateur indépendamment l'un de l'autre, avec un isolement électrique mutuel adéquat. L'invention a pour but de simplifier la structure d'un tel générateur d'ions négatifs. Ce but est atteint grâce à un dispositif générateur d'ions négatifs comportant au moins une électrode constituée par une aiguille rectiligne qui est fixée par son extrémité de base, opposée à sa pointe, à une plaque support faite de matière électriquement isolante et se dresse perpendiculaire ment sur l'une des faces de cette plaque, dite face avant; la feuille de métal formant plan de masse s'applique contre cette même face et en est rendue solidaire; en outre, pour permettre le passage d'un flux d'air de ventilation à travers la plaque support, celle-ci est percée de trous groupés autour de l'aiguille à l'intérieur de la surface délimitée par l'ouverture précitée de la feuille de métal. Ainsi, l'ensemble comprenant la ou les électrodes et l'écran-plan de masse se présente sous la forme simple d'un dispositif unitaire qui peut se monter en une seule opération dans le boîtier du générateur d'ions négatifs, et qu'il suffit ensuite de relier électriquement aux bornes de la source d'alimentation à très haute tension pour obtenir une face ionisante de qualité. En ce qui concerne le montage de chaque aiguille sur la plaque support, celle-ci peut avantageusement être percée d'un orifice de réception de l'aiguille dans lequel celle-ci est engagée par son extrémité de base.De préférence, l'aiguille comporte alors, à son extrémité de base, une tête élargie qui vient en appui contre l'autre face de la plaque support, dite face arrière. Ces dispositions procurent une mise en place très simple de chaque aiguille, qu'il suffit de faire pénétrer par sa pointe dans l'orifice de la plaque support et de l'y enfoncer jusqu a butée contre celleci de sa tête terminale.L'aiguille peut ensuite être aisément fixée à la plaque support lorsque celle-ci comporte sur sa face arrière, au voisinage dudit orifice, une pastille métallique, l'aiguille étant fixée à la plaque support par soudage de son extrémité de base à cette pastille métallique, par l'intermédiaire de laquelle elle est connectée à la borne négative de la source à très haute tension. Dans une forme de réalisation préférée, la plaque support est constituée par une plaque pour circuit imprimé "double face", c'est-à-dire métallisée sur ses deux faces; la feuille métallique formant plan de masse, avec l'ouverture précitée qu'elle comporte, est réalisée dans le revêtement métallique de la face avant de cette plaque, et la pastille métallique de fixation de l'aiguille est réalisée dans le revêtement métallique de la face arrière de la plaque, par gravure de ces deux revêtements suivant la technique des circuits imprimés. Il convient alors de réaliser de même un chemin de liaison électrique de la pastille métallique à la source à très haute tension, c'est-àdire par gravure du revêtement métallique de la face arrière de la plaque support. Un dispositif générateur d'ions négatifs réalisé suivant ces dispositions constitue un composant autonome de structure particulièrement simple, légère et peu encombrante, de fabrication aisée, rapide et peu coûteuse, la réalisation de la plaque support, de l'écran de masse et du chemin de connexion des aiguilles, ainsi que la mise en place et la fixation de celle-ci, pouvant être effectuées de la même manière qu'un circuit imprimé classique à double face. Pour que le dispositif générateur d'ions négatifs défini ci-dessus présente une grande longévité d'usage, il convient que la surface extérieure de la feuille de métal formant plan de masse soit protégé contre l'oxydation par application d'un traitement de passivation. Ainsi qu'on l'a laissé entendre dans ce qui précède, le dispositif générateur d'ions négatifs comprendra en général, pour obtenir le niveau d'ionisation souhaité, non pas une seule électrode, mais une batterie d'électrodes constituées par des aiguilles disposées parallèlement entre elles avec un certain espacement mutuel et identiquement agencées sur une même plaque support conformément à l'une ou à plusieurs des caractéristiques énoncées plus haut. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés, d'un exemple de réalisation non limitatif. La figure 1 représente schématiquement, en perspective, un dispositif générateur d'ions négatifs vue du côté de sa face avant (face active). La figure 2 représente de même le dispositif de la figure 1 vu du côté de sa face arrière. La figure 3 représente une coupe partielle, suivant la ligne 111-111, du dispositif de la figure 1. On voit sur les figures 1 et 2 un dispositif générateur d'ions négatifs, dont les électrodes sont constituées par des aiguilles métalliques 1 identiques, de même orientation, fixées avec un certain espacement mutuel en plusieurs rangées à une plaque support 2 d'où elles font saillie perpendiculairement. Cette plaque support, en matière isolante, a ses deux faces métallisées; elle est du type couramment utilisé pour la réalisation de circuits imprimés à double face. La métallisation de la face avant de la plaque 2, située du même côté que les aiguilles 1, forme une feuille métallique 2a servant de plan de masse, qui revêt la totalité de cette face, hormis des surfaces circulaires de façon à former dans la feuille métallique des ouvertures 3 centrées sur les aiguilles 1. Le rayon de ces ouvertures est environ le triple de la longueur des aiguilles. Chaque aiguille 1 est introduite dans un orifice 4 percé dans la plaque 2 au centre de chaque ouverture 3 (figure 3) et y est enfoncée jusqu'à ce que la tête la qu'elle comporte à l'opposé de sa pointe lb vienne en appui contre la face arrière de la plaque 2 ou, plus exactement, contre une pastille 2b délimitée par gravure dans la couche de métallisation revêtant ladite face arrière. Chaque aiguille 1 est fixée à la plaque 2 au moyen d'un point de soudure 5 qui solidarise la tête la avec la pastille 2b. Toutes les pastilles 2b sont reliées électriquement, par des conducteurs imprimés 6 également réalisés par gravure du revêtement métallisé de la face arrière, à un plot 7 de liaison, via un conducteur 8, au pôle négatif d'une source THT 9, dont le pôle positif est relié, via un conducteur 10, à la feuille 2a de la face avant de la plaque 2 formant plan de masse. Dans chacune des portions de la plaque isolante 2 découvertes par les ouvertures 3 sont percés des trous 11, répartis autour de la base de l'aiguille 1 respective, qui permettent le passage à travers la plaque 2 d'un flux d'air S suivant la direction des aiguilles 1, de l'arrière vers l'avant de la plaque, pour entraîner les ions négatifs créés par celles-ci. D'autre trous, tels que les trous 12 représentés aux figures 1 et 2, peuvent également être prévus dans la plaque 2 et son revêtement avant 2a, en dehors des ouvertures 3. On a représenté sur les figures 1 et 2, pour raison de simplicité, un dispositif muni de quatre aiguilles seulement. En pratique, on mettra en oeuvre de préférence un plus grand nombre d'aiguilles, par exemple quinze aiguilles réparties en trois rangées et cinq colonnes, ou encore quatorze aiguilles disposées en quinconce sur trois rangées de cinq, quatre et cinq aiguilles, respectivement. On peut dimensionner les aiguilles de façon qu'elles dépassent de 7 mm la face avant de la plaque 2, les ouvertures 3 ayant un diamètre d'environ 21 mm, tandis que l'intervalle entre aiguilles, qui doit être supérieur au diamètre des ouvertures 3, est de l'ordre de 25 mm. Quant à la plaque 2, elle doit naturellement être réalisée en un matériau à forte rigidité diélectrique. On peut utiliser une plaque pour circuit imprimé en matière époxy à charge de fibres de verre dite "FR4", qui résiste à 40 kV par millimètre. Une telle plaque, d'épaisseur 16/10 mm et métallisée sur ses deux faces, convient fort bien pour une THT atteignant 7 kV. Son revêtement métallique avant 2a sera passivé, et les conducteurs 6 réalisés dans son revêtement métallique arrière seront recouverts d'un vernis protecteur. En ce qui concerne les trous 11 et 12, on peut leur donner un diamètre de 5 à 7 mm. Lors de la mise en oeuvre du dispositif décrit pour réaliser un générateur d'ions négatifs, une grille isolante de sécurité est placée devant les pointes des aiguilles, conformée de façon à empêcher tout contact des utilisateurs avec celles-ci. Revendications 1. Dispositif générateur d'ions négatifs, comprenant au moins une électrode en forme de pointe reliée à la borne négative d'une source d'alimentation à très haute tension et une feuille de métal reliée à la borne positive de ladite source et formant un plan de masse perpendiculaire à l'axe de l'électrode, ladite feuille comportant une ouverture centrée sur l'axe de l'électrode, laquelle traverse par cette ouverture le plan de masse pour s'étendre au delà de celui-ci, caractérisé par le fait que l'électrode est constituée par une aiguille rectiligne (1) qui est fixée par son extrémité de base, opposée à sa pointe (lb), à une plaque support(2) faite de matière électriquement isolante et se dresse perpendiculairement sur l'une des faces de cette plaque, dite face avant, que la feuille de métal (2a) formant plan de masse s'applique contre cette même face et en est rendue solidaire, et que la plaque support est percée de trous (11) groupés autour de l'aiguille (1) à l'intérieur de la surface délimitée par l'ouverture (3) précitée de la feuille de métal. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la plaque support (2) est percée d'un orifice (4) de réception de l'aiguille (1) dans lequel celle-ci est engagée par son extrémité de base. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'aiguille (1) comporte, à son extrémité de base, une tête élargie (la) qui vient en appui contre l'autre face de la plaque support (2), dite face arrière. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que la plaque support (2) comporte, sur son autre face, dite face arrière, et au voisinage dudit orifice (4), une pastille métallique (2b) et que l'aiguille (1) est fixée à la plaque support par soudage de son extrémité de base à cette pastille métallique, par l'intermédiaire de laquelle elle est connectée à la borne négative de la source à très haute tension (9). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la plaque support (2) est constituée par une plaque pour circuit imprimé "double face", c'est-à-dire métallisée sur ses deux faces, que la feuille métallique (2a) formant plan de masse, avec l'ouverture précitée qu'elle comporte, est réalisée dans le revêtement métallique de la face avant de cette plaque, et la pastille métallique (2b) de fixation de l'aiguille est réalisée dans le revêtement métallique de la face arrière de la plaque, par gravure de ces deux revêtements suivant la technique des circuits imprimés. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'un chemin (6) de liaison électrique de la pastille métallique à la source à très haute tension est réalisée de même dans le revêtement métallique de la face arrière de la plaque support (2). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la surface extérieure de la feuille de métal (2a) formant plan de masse est protégé contre l'oxydation par application d'un traitement de passivation. 8. Dispositif générateur d'ions négatifs, caractérisé par le fait qu'il comprend une batterie d'électrodes constituées par des aiguilles (1) disposées parallèlement entre elles avec un certain espacement mutuel et identiquement agencées sur une même plaque support (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.