(57)【要約】【課題】送風装置の風量に対する帯電微粒子水の発生量の割合を従来構成よりも大きくすることを可能にする。【解決手段】静電霧化装置２は、霧化電極２１に水供給手段から水を供給するとともに霧化電極２１と対向電極２２との間に高電圧を印加することにより帯電微粒子水を発生させる。送風装置３は、静電霧化装置２により生成した帯電微粒子水を送り出す。対向電極２２には放電電流を検出する放電電流検出部６が接続され、制御部４では放電電流検出部６で検出された放電電流の増減に応じて、送風装置３の風量を増減させる。したがって、オゾンの発生量に応じて風量が増減し、オゾンの濃度が規定値以下に保たれるようにオゾンが希釈される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
霧化電極に水供給手段から水を供給するとともに霧化電極に高電圧を印加することにより帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置と、帯電微粒子水を送り出す送風装置と、帯電微粒子水の発生量に応じた放電電流を検出する放電電流検出部と、送風装置の風量を制御する制御部とを備え、制御部は、放電電流検出部の検出結果を受けて帯電微粒子水の生成の際に生じたオゾン量を推定しオゾンの濃度が規定値以下に保たれるように送風装置の風量を増減させることを特徴とする帯電微粒子水供給装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記送風装置に通電する時間と通電しない時間との割合を変えることにより送風装置の風量を制御することを特徴とする請求項１に記載の帯電微粒子水供給装置。
【請求項３】
前記送風装置は、送風羽根と送風羽根を回転駆動する駆動源とを備え、前記制御部は、駆動源の回転数を複数段階に切り替え可能であって、回転数の段階を切り替える際に時間経過に伴って回転数を徐々に移行させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の帯電微粒子水供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電霧化装置により発生させた帯電微粒子水を送風装置により送り出す帯電微粒子水供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、霧化電極に水供給手段から水を供給するとともに霧化電極に高電圧を印加することによりナノメーターサイズのミストである帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置と、帯電微粒子水を送り出す送風装置とを備えた帯電微粒子水供給装置が提供されている。送風装置を備えることにより、帯電微粒子水を必要とする空間の隅々まで帯電微粒子水を行き渡らせることが可能になる。
【０００３】
静電霧化装置においては、帯電微粒子水の生成に伴って霧化電極において放電が生じることにより、帯電微粒子水とともにオゾンが発生することがある。オゾンが発生するのは、水供給手段から供給される水の量が不足したときであり、このとき電荷を運ぶ担体が帯電微粒子水だけでは不十分になりオゾンも電荷を運ぶ担体になるからである。したがって、この種の帯電微粒子水供給装置では、オゾンの濃度を規定値以下に制限することが要求される。
【０００４】
オゾンの濃度を規定値以下に制限する技術としては、オゾンの濃度を監視するとともにオゾンの濃度に上述の規定値に基づく制限値を設定しておき、オゾンの濃度が制限値に達すると、霧化電極への高電圧の印加を停止して帯電微粒子水の生成を停止させたり、霧化電極に高電圧を印加する時間割合を低減させて帯電微粒子水の生成量を低減させたりすることが考えられる。
【０００５】
また、送風手段の風量を複数段階に変更可能としている構成において、オゾンの濃度を規定値以下に制限するために、風量に応じて放電電流の大きさを変える構成も考えられている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の構成では、風量が少ないときには放電電流を少なくすることで、オゾンの発生量を抑制し、結果的に風量に対するオゾンの発生量を低減することでオゾンの濃度を規定値以下に保つことを可能にしている。
【特許文献１】特開２００６−２４７４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、静電霧化装置においては、上述したように水供給手段から供給される水の量が不足するとオゾンが発生しやすくなり、水の供給量は一定ではないから、オゾンの発生量は時間経過に伴って変動する。つまり、送風装置の風量が一定であると、オゾンの濃度は時間経過に伴って変動することになる。言い換えると、オゾンの濃度を規定値以下に制限するには、オゾンの発生量の変動分を見込んでオゾンの発生量が最大になるときを基準とし、さらに余裕を持つように風量を設定することが必要である。このことから、帯電微粒子水の発生量に対して風量が必要以上に大きくなり、結果的に送風装置の動作音による大きな騒音が発生するという問題を生じる。
【０００７】
逆に言えば、設定される風量に対する放電電流の大きさの比率を小さくしなければならないから、風量に対する帯電微粒子水の発生量が制限され、帯電微粒子水の効果として期待されている脱臭・アレルゲンの不活化・肌や髪の保湿などの様々な効果も減少するという問題を生じる。このことは、オゾン濃度を監視して、霧化電極への高電圧の印加を停止したり、霧化電極に高電圧を印加する時間割合を低減させる場合も同様である。
【０００８】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、送風装置の風量に対する帯電微粒子水の発生量の割合を従来構成よりも大きくすることを可能にして、帯電微粒子水の発生量に対するオゾンの濃度の低減を可能にするとともに、送風装置の動作音を低減にも寄与する帯電微粒子水供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、霧化電極に水供給手段から水を供給するとともに霧化電極に高電圧を印加することにより帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置と、帯電微粒子水を送り出す送風装置と、帯電微粒子水の発生量に応じた放電電流を検出する放電電流検出部と、送風装置の風量を制御する制御部とを備え、制御部は、放電電流検出部の検出結果を受けて帯電微粒子水の生成の際に生じたオゾン量を推定しオゾンの濃度が規定値以下に保たれるように送風装置の風量を増減させることを特徴とする。
【００１０】
また、前記制御部は、前記送風装置に通電する時間と通電しない時間との割合を変えることにより送風装置の風量を制御する構成とするのが望ましい。
【００１１】
さらに、前記送風装置は、送風羽根と送風羽根を回転駆動する駆動源とを備え、前記制御部は、駆動源の回転数を複数段階に切り替え可能であって、回転数の段階を切り替える際に時間経過に伴って回転数を徐々に移行させることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の構成によれば、放電電流を監視するとともに放電電流の増減に伴って送風装置の風量を増減させるから、水の供給量の変動に伴うオゾンの発生量の変動を放電電流により監視することになり、オゾンの発生量の変動分を見込んで風量を設定する必要がなくなり、帯電微粒子水の発生量に対する風量を低減させることが可能になる。すなわち、帯電微粒子水の発生量に対する送風装置の動作音の低減につながる。また、送風装置の風量に対する帯電微粒子水の発生量の割合を大きくすることができるから、帯電微粒子水の発生量に対するオゾンの濃度の低減が可能になり、オゾンの濃度を低減しながらも帯電微粒子水の濃度を高めて帯電微粒子水に期待される効果を高めることが可能になる。
【００１３】
また、送風装置の風量を変化させるにあたって通電時間の割合を変える構成を採用すれば、送風装置の風量の制御を簡単な構成で行うことができるという利点がある。
【００１４】
さらに、駆動源の回転数を複数段階に切り替えることにより送風装置の風量を可変とし、風量の切り替え時に時間経過に伴って回転数を徐々に移行させる構成では、送風羽根による風切音の変化が使用者に気付かれ難くなり、実質的に静音化されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本実施形態では、車室内に設置される帯電微粒子水供給装置を例示するが、本発明を車室内に用いる用途以外に使用することを制限するものではない。
【００１６】
帯電微粒子水供給装置は、図３に示すように、帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置２を備える。静電霧化装置２は、図２に示すように、筐体１内に収容される。筐体１は、帯電微粒子水を送り出す送風装置３（図１参照）を内部に収容し、壁面に開設された送風口１ａから帯電微粒子水を放出する。
【００１７】
図３に示すように、静電霧化装置２は、先端部（図における上端部）を中央部より細くした霧化電極２１と、絶縁材料からなり霧化電極２１の先端部を内部に収容する筒体２３と、霧化電極２１に対向する形で筒体２３の先端開口（図における上端開口）に配設される対向電極２２と、霧化電極２１を冷却するペルチェモジュール５と、ペルチェモジュール５に熱的に結合された放熱フィン７とを備え、霧化電極２１と対向電極２２には電源回路Ｅの出力電圧が印加される。電源回路Ｅは、対向電極２２に対して相対的に高電圧となる電圧を霧化電極２１に印加する。一般的な構成では、霧化電極２１には対向電極２２に対して負電位になる。
【００１８】
筒体２３の壁には、送風装置３からの風が流入する流入用開口２３ａが開設される。また、対向電極２２は、筒体２３内に流入した風が流出する貫通孔２２ａを備えるリング状に形成される。筒体２３は、筐体１の内部において、貫通孔２２ａから流出した風が送風口１ａから放出される位置に配設される。
【００１９】
送風装置３は、送風羽根（図示せず）と、送風羽根を回転駆動する駆動源としてのモーター（図示せず）とを備え、筐体１の内部において、流入用開口２３ａより筒体２３内に風が流入するように配設される。
【００２０】
図１に示すように、対向電極２２には放電電流検出部６が接続され、放電電流検出部６では霧化電極２１と対向電極２２との間を流れる放電電流を検出する。放電電流検出部６で検出される放電電流は、送風装置３の風量を制御する制御部４に入力され、制御部４では放電電流検出部６での検出結果である放電電流に応じて送風装置３の駆動源の回転数を制御する。制御部４における放電電流の増減に対する送風装置３の風量の制御に関しては後述する。
【００２１】
次に、本実施形態の動作について説明する。ペルチェモジュール５に電圧を印加して霧化電極２１を冷却すると、霧化電極２１の表面に水が結露する。また、電源回路Ｅにより霧化電極２１と対向電極２２との間に高電圧が印加されるから、霧化電極２１に付着した水滴は霧化電極２１の先端部に移動する。すなわち、霧化電極２１とペルチェモジュール５とにより水供給手段が形成されている。
【００２２】
霧化電極２１の先端部に移動した水は、霧化電極２１の先端部の周囲に生じている強電界により霧化電極２１から離脱するとともに分裂し、筒体２３内に帯電微粒子水を発生させる。筒体２３内に発生した帯電微粒子水は、筒体２３内に流入した風により、送風口１ａより筐体１の外に放出される。
【００２３】
ところで、霧化電極２１と対向電極２２との間に高電圧を印加したときに、水の供給量が適正範囲であれば帯電微粒子水が多量に生成されるが、水の供給量が過少であるときには帯電微粒子水のみでは電荷を運ぶことができず放電によってオゾンが発生する。オゾンは、放電電流が大きいほど多量に発生するから、制御部４では、放電電流を検出することによりオゾンの発生量を推定することができる。本実施形態では、制御部４において、放電電流検出部６による放電電流の検出値が大きいほど送風装置３の風量を増加させる制御を行い、オゾンを希釈する割合を高め、オゾン濃度が規定値以下に保たれるようにしている。
【００２４】
送風装置３は、上述したようにモーターを駆動源に用いているから、モーターへの給電電流をモーターの回転速度に比較して十分に高い周波数で断続させるとともに、通電する時間と通電しない時間との割合を調節することにより、モーターの回転数を調節する構成を採用している。たとえば、モーターが直流モーターであれば、電源との間にスイッチング素子を挿入しておき、スイッチング素子のオンオフの時間比を調節することにより、モーターの回転数を調節し、送風装置３の風量を調節する。
【００２５】
制御部４による送風装置３の制御例を以下に示す。本実施形態では、モーターの回転数を複数段階（３段階）に切り替える構成を採用している。具体的には、図４に示すように、モーターの回転数として５０００ｒｐｍ、６０００ｒｐｍ、９０００ｒｐｍの３段階を選択可能としている。また、筐体１に設けた送風口１ａを直径１６ｍｍの円形状に形成しており、モーターの回転数が５０００ｒｐｍ、６０００ｒｐｍ、９０００ｒｐｍであるときに、送風口１ａにおける風量が、それぞれ約０．６ｍ３／ｈ、約０．８ｍ３／ｈ、約１．２ｍ３／ｈになるものとする。
【００２６】
ここで、制御部４では基準値として、放電電流が３μＡであるときにモーターの回転数を５０００ｒｐｍ、６μＡのときに６０００ｒｐｍ、９μＡのときに９０００ｒｐｍとしてあり、送風装置３の風量の最大値は９０００ｒｐｍになっている。すなわち、静電霧化装置２の放電電流は９μＡを超えることはない（この場合、霧化電極２１と対向電極２２との間が短絡している場合のような異常状態であるから他の保護機能が動作する）ものとし、放電電流が０〜３μＡにおいて回転数５０００ｒｐｍとし、３μＡを超え６μＡ以下のときに回転数を６０００ｒｐｍとし、６μＡを超え９μＡのときに回転数を９０００ｒｐｍとするように風量を制御する。
【００２７】
あるいはまた、制御部４において、放電電流と送風装置３の回転数との関係にヒステリシスを付与し、放電電流が上昇して３μＡを超えると回転数を５０００ｒｐｍから６０００ｒｐｍに変更し、放電電流が下降して３μＡを下回っても６０００ｒｐｍを維持し、０μＡになったときに５０００ｒｐｍに戻すように制御してもよい。この場合、放電電流が上昇して６μＡを超えると回転数を６０００ｒｐｍから９０００ｒｐｍに変更し、その後、放電電流が下降して６μＡを下回っても９０００ｒｐｍを維持し、放電電流が９μＡに達するか、３μＡになったときに６０００ｒｐｍに戻すようにしてもよい。
【００２８】
なお、風量を段階的に変化させるのではなく、連続的に変化させるようにしてもよい。たとえば、放電電流が３μＡを下回る場合と９μＡを超える場合とでは送風装置３を停止させ、放電電流が３〜６μＡの範囲では回転数を５０００〜６０００ｒｐｍの間で補間し、放電電流が６〜９μＡの間では回転数を６０００〜９０００ｒｐｍの間で補間するようにしてもよい。
【００２９】
送風装置３の風量を段階的に変化させるにあたり、回転数を切り替えるときには、元の回転数から移行する回転数へは時間経過に伴って徐々に回転数を変化させるのが望ましい。この制御により回転数が急に変化するのを防止でき、回転数を滑らかに変化させることによって、送風羽根による風切音の変化が使用者に気付かれ難くなり、実質的に静音化されることになる。
【００３０】
上述のように本実施形態では、放電電流に応じて送風装置３の風量を増減させることによりオゾンの濃度を規定値以下に保つから、風量が定められている構成に比較すると、オゾンの発生量の変動に備えて風量に余裕を持たせる程度を少なくすることが可能であり、帯電微粒子水の発生量を従来構成と同程度とする場合には、送風装置３に用いるモーターの回転数を引き下げることが可能になり、結果的に送風装置３の動作音（送風羽根の風切音）を低減することができる。また、送風装置の風量に対する帯電微粒子水の発生量の割合が大きくなるから、帯電微粒子水の発生量に対するオゾンの濃度の低減が可能になり、オゾンの濃度を低減しながらも帯電微粒子水の濃度を高めて帯電微粒子水に期待される効果を高めることが可能になる。すなわち、車室内において、脱臭、ウイルス・カビ・細菌の繁殖の抑制、アレルゲンの不活化、搭乗者の肌・髪の保湿などの効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態を示すブロック図である。
【図２】同上の外観斜視図である。
【図３】同上に用いる静電霧化装置の概略構成図である。
【図４】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
２  静電霧化装置
３  送風装置
４  制御部
６  放電電流検出部
２１  霧化電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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