(57)【要約】【課題】  冷却手段の冷熱で放電電極を冷却するに当たって、熱ロスを改善して効率的に冷却でき、また、収納室内で結露水が生成するのを防止し、安定して静電霧化ができる。【解決手段】  静電霧化装置４は、放電電極１と、放電電極１を冷却して空気中の水分を該放電電極１に結露させることにより放電電極１に水を供給する冷却手段２と、放電電極１の水に高電圧を印加する高電圧印加手段３とを備えている。高電圧の印加により放電電極１に供給された水を静電霧化して帯電微粒子水を発生させる。冷却手段２の周りを真空空間５で囲んである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電電極と、放電電極を冷却して空気中の水分を該放電電極に結露させることにより放電電極に水を供給する冷却手段と、放電電極に供給された水に高電圧を印加する高電圧印加手段とを備え、高電圧の印加により放電電極に供給された水を静電霧化して帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置において、冷却手段の周りを真空空間で囲んで成ることを特徴とする静電霧化装置。
【請求項２】
冷却手段がペルチェユニットであり、該ペルチェユニットの少なくとも冷却部をハウジングの収納室内に収納すると共に、冷却部とハウジングとを非接触とし、冷却部により冷却される放電電極をハウジングを貫通して収納室外に突出させ、上記収納室内を真空空間として成ることを特徴とする請求項１記載の静電霧化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電霧化現象によりナノメータサイズの帯電微粒子水を発生させて霧化対象空間に供給するようにした静電霧化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、冷却手段２で放電電極１を冷却して空気中の水分を該放電電極１に結露させ、このようにして放電電極１に供給された水に高電圧印加手段３により高電圧を印加することで、放電電極１に供給された水を静電霧化して帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置４が特許文献１等により知られている。
【０００３】
この特許文献１に示された静電霧化装置４は図２に示すようなもので、冷却手段２がペルチェユニット６により構成してある。
【０００４】
ペルチェユニット６は、熱伝導性の高いアルミナや窒化アルミニウムから成る絶縁板の片面側に回路を形成した一対のぺルチェ回路板１０を、互いの回路側が向い合うように対向させ、多数列設してある熱電素子１１を両ぺルチェ回路板１０間で挟持するとともに隣接する熱電素子１１同士を両側の回路で電気的に接続させ、ぺルチェ入力リード線１２を介して為される熱電素子１１への通電により一方のぺルチェ回路板１０側から他方のぺルチェ回路板１０側に向けて熱が移動するように設けたものである。
【０００５】
このペルチェユニット６の一方の側（冷却側）のぺルチェ回路板１０の外側には更にアルミナや窒化アルミニウム等から成る高熱伝導性及び高耐電性の高い冷却用絶縁板１３を接続してぺルチェ回路板１０の絶縁板と、冷却用絶縁板１３とで冷却部７を構成し、他方の側（放熱側）のぺルチェ回路板１０の外側にアルミニウム等の金属から成る高熱伝導性の放熱部１４を接続している。
【０００６】
ハウジング８は、ＰＢＴ樹脂やポリカーボネートやＰＰＳ樹脂等の絶縁材料を用いて両端が開口した筒状に形成すると共に、略中間部分に仕切り部１５を設けて背方に開口した収納室９と、前方に開口した放電室１６とに仕切ってある。また、ハウジング８の収納室９の開口である背方側開口の縁部にはその全周に亘って連結用のフランジ部２５を突設するとともに、放電室１６の前方側開口にはリング状の対向電極１７を配設している。
【０００７】
ペルチェユニット６の放熱部１４を除く部分を収納室９に収納し、この状態で上記放熱部１４の周縁部をフランジ部１７に固定することで、ハウジング８をペルチェユニット６に連結する。
【０００８】
上記のようにハウジング８をペルチェユニット６に取付ける際に、上記放電電極１を仕切り部に設けた孔に嵌め込んで放電電極１の基部以外の部分を放電室１６内に位置させ、放電電極１の基部を収納室９内に位置させることで、ハウジング８の仕切り部１５が放電電極１の基部とペルチェユニット６の冷却用絶縁板１３とを挟み込むものであり、この挟み込みによって放電極電極１がペルチェユニット６の冷却部７側に押圧されて接続状態となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来技術にあっては、ハウジング８の収納室９はフランジ部２５に放熱部１４を固定することで、密閉されるようになっているが、収納室９内には空気が存在した状態となっている。
【００１１】
したがって、収納室９内に配置した冷却部７が冷却されると、冷却部７により収納室９内の空気が冷却され、空気中の水分が結露水として冷却部７に生成され、この結露水がぺルチェ回路に浸入し、短絡を生じる等の不都合が発生したり、あるいは上記収納室９内で発生した結露水により放電電極１と上記ペルチェ回路とが電気的に導通するという不都合が発生したりし、これらにより静電霧化の動作が不安定となるという問題がある。
【００１２】
また、上記した従来例にあっては、冷却部７の冷熱が周囲の空気を通じてハウジング８に伝わると共に、冷却部７からの冷熱がハウジング８に接している又は接着剤を介して接している部分から熱伝導によりハウジング８に伝わり、熱ロスが発生し、放電電極１の冷却効率が悪いという問題がある。
【００１３】
本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、冷却手段の冷熱で放電電極を冷却するに当たって、熱ロスを改善して効率的に冷却でき、また、冷却手段の周囲に結露水が生成するのを防止し、安定して静電霧化ができる静電霧化装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は、以下のような構成になっている。
【００１５】
本発明の静電霧化装置４は、放電電極１と、該放電電極１を冷却して空気中の水分を該放電電極１に結露させることにより放電電極１に水を供給する冷却手段２と、放電電極１に供給された水に高電圧を印加する高電圧印加手段３とを備えている。静電霧化装置４は、高電圧の印加により放電電極１に供給された水を静電霧化して帯電微粒子水を発生させる。そして、本発明の特徴は、冷却手段２の周りを真空空間５で囲んで成ることにある。
【００１６】
このように、冷却手段２の周りを真空空間５で囲んであることで、冷却手段２が冷却しても冷却手段２に結露水が生じることがなく、また、冷却手段２の周りに空気層がある場合のように冷却手段２の冷熱が周辺空気を通じてハウジング８などに伝わるのを防止できる。
【００１７】
また、冷却手段２がペルチェユニット６であり、該ペルチェユニット６の少なくとも冷却部７をハウジング８の収納室９内に収納すると共に、冷却部７とハウジング８とを非接触とし、冷却部７により冷却される放電電極１をハウジング８を貫通して収納室９外に突出させ、上記収納室９内を真空空間５とすることが好ましい。
【００１８】
このような構成とすることで、ペルチェユニット６の冷却部７からの冷熱をロスを少なくして効果的に放電電極１に伝えることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、上記のように、冷却手段の周りを真空空間で囲んであるので、冷却手段に結露水が発生するのを防止でき、電気的不都合が生じないようにでき、また、冷却手段の冷熱で霧化電極を冷却して霧化電極に結露水を生成するに当たって、熱ロスを改善して効率的に霧化電極を冷却でき、これらの結果、安定して静電霧化ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の静電霧化装置の概略構成図である。
【図２】従来例の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。
【００２２】
図１には静電霧化装置４の概略構成図が示してあり、静電霧化装置４には少なくとも、放電電極１と、該放電電極１を冷却して空気中の水分を該放電電極１に結露させることにより放電電極１に水を供給する冷却手段２と、放電電極１の水に高電圧を印加する高電圧印加手段３とを備えている。
【００２３】
図１には静電霧化装置４の概略構成図を示している。
【００２４】
添付図面に示す実施形態において、放電電極１を冷却するための冷却手段２はペルチェユニット６により構成してある。
【００２５】
ペルチェユニット６は、熱伝導性の高いアルミナや窒化アルミニウムから成る絶縁板の片面側に回路を形成した一対のぺルチェ回路板１０を、互いの回路側が向い合うように対向させ、多数列設してある熱電素子１１を両ぺルチェ回路板１０間で挟持するとともに隣接する熱電素子１１同士を両側の回路で電気的に接続させ、ぺルチェ入力リード線１２を介して為される熱電素子１１への通電により一方のぺルチェ回路板１０側から他方のぺルチェ回路板１０側に向けて熱が移動するように構成したものである。
【００２６】
図１の実施形態ではぺルチェ回路板１０の主体を構成する絶縁板で冷却部７を構成し、他方の側（放熱側）のぺルチェ回路板１０の外側にアルミニウム等の金属から成る高熱伝導性の放熱部１４を接続している。
【００２７】
なお、本発明においても、上記ペルチェユニット６の一方の側（冷却側）のぺルチェ回路板１０の外側には更にアルミナや窒化アルミニウム等から成る高熱伝導性及び高耐電性の高い冷却用絶縁板１３を接続してペルチェ回路板１０の主体を構成する絶縁板、冷却用絶縁板１３で冷却部７を構成してもよい。
【００２８】
ハウジング８は、ＰＢＴ樹脂やポリカーボネートやＰＰＳ樹脂等の絶縁材料を用いて両端が開口した筒状に形成すると共に、略中間部分に仕切り部１５を設けて背方に開口した収納室９と、前方に開口した放電室１６とに仕切ってある。また、ハウジング８の収納室９の開口である背方側開口の縁部にはその全周に亘って連結用のフランジ部２５を突設するとともに、放電室１６の前方側開口にはリング状の対向電極１７を配設している。
【００２９】
ペルチェユニット６の放熱部１４を除く部分を収納室９に収納し、この状態で上記放熱部１４の周縁部をフランジ部２５に固定して密封することで、ハウジング８にぺルチェユニット６に取付ける。
【００３０】
上記のようにハウジング８をぺルチェユニット６に取付ける際に、上記放電電極１を仕切り部１５に設けた孔１８に嵌め込んで放電電極１の後端部以外の部分を放電室１６内に位置させ、放電電極１の後端部の大径となった部分を収納室９内に位置させることで、ハウジング８の仕切り部１５とペルチェユニット６の冷却部７とで放電電極１の後端部の大径となった部分を挟み込むものであり、この挟み込みによって放電極４がぺルチェユニット６の冷却部７側に押圧されて接続状態となっている。なお、ペルチェユニット６の冷却部７と放電電極１の後端部とは熱伝導性に優れた接着剤により接着してもよい。上記放電電極１を嵌め込んだ孔１８は封止材１９により密封される。
【００３１】
ぺルチェユニット６の冷却部７は、放電電極１の後端部にのみ接触又は固着してあって、ハウジング８と非接触となっており、これにより、冷却部７の冷熱は放電電極１の後端部にのみ熱伝導するようになっている。
【００３２】
上記のようにハウジング８にペルチェユニット６の放熱部１４を除く部分、及び、放電電極１の後端部を収納室９に収納した後、該収納室９内を真空にして該収納室９内を真空空間５とする。
【００３３】
収納室９内を真空にするには、ハウジング８又は放熱部１４に収納室９に連通する連通孔部（図示せず）を設け、該連通孔部に真空ポンプを接続して収納室９内を真空にし、その後、連通孔部を任意の密封手段で密閉する。
【００３４】
このように収納室９内を真空空間５とすることで、ペルチェユニット６の冷却部７の周りが真空空間５で囲まれることになる。
【００３５】
ペルチェユニット６の冷却部７に接続された放電電極１は、熱伝導性及び導電性の高い材料を用いて略棒状に形成してあって、ペルチェユニット６により冷されて結露水を生成するようになっている。
【００３６】
放電電極１の先端の延長線上に上記対向電極１７のリング状の中心が位置するようになっている。
【００３７】
放電電極１の後端部付近には図１に示すように高電圧印加板２０が接続してあり、この高電圧印加板２０と対向電極１７とは高電圧印加手段３にそれぞれ高圧リード線２１を介して接続してあり、高電圧印加手段３から放電電極１と対向電極１７との間に高電圧が印加されるようになっている。
【００３８】
上記の構成の静電霧化装置４は、熱電素子１１に対して通電を行うと、各熱電素子１１内において同一方向への熱の移動が生じ、ペルチェユニット６の冷却部７が冷却される。冷却部７が冷却されることで冷却部７に接続した放電電極１が冷却され、放電電極１の周囲の空気が冷却されることで、空気中の水分が結露等により液化されて放電電極１の先端部に結露水が生成される。
【００３９】
上記のようにして放電電極１を冷却して放電電極１の先端部に結露水が保持された状態で、放電電極１の先端部に保持されている水に高電圧印加手段３により高電圧を印加する（例えば、放電電極１の先端部側がマイナス電極となって電荷が集中するように該放電電極１と対向電極との間に５ｋＶ程度の高電圧を印加する）と、放電電極１の先端部に保持される水が帯電し、帯電した水にクーロン力が働き、該水の液面が局所的に円錐形状（テイラーコーン）に盛り上がり、円錐形状となった水の先端に電荷が集中して電荷の密度が高密度となり、高密度の電荷の反発力ではじけるようにして水が分裂・飛散（レーリー分裂）して静電霧化を行い、ラジカルを有するナノメータサイズの帯電微粒子ミスト（マイナスイオンミスト）を発生させる。
【００４０】
ここで、本発明においては、冷却手段２を構成するペルチェユニット６の冷却部７の周りを真空空間５で囲んであるので、冷却部７の周りの空間に空気が存在しない又は殆ど存在せず、この結果、冷却部７を冷却しても、冷却手段２の周りに空気層がある場合のように冷却部７に結露水が発生することがない。したがって、冷却部７に結露水が発生することによる電気的不都合が生じるのを防止できる。
【００４１】
また、冷却手段２を構成するペルチェユニット６の冷却部７の周りを真空空間５で囲んであるので、冷却部７の周りに空気層がある場合のように冷却部７の冷熱が周辺空気を通じてハウジング８などに伝わるのを防止でき、冷却部７の冷熱を効率的に放電電極１に伝熱して放電電極１を冷却できる。したがって、熱ロスがなく、小容量のペルチェユニット６で効果的に放電電極１を冷却して放電電極１に結露水を発生させることができ、静電霧化装置４をコンパクト化できる。
【００４２】
ここで、図１に示す実施形態のように、ぺルチェユニット６の冷却部７がハウジング８と非接触となっていて冷却部７の冷熱が放電電極１の後端部にのみ熱伝導するように構成したものにおいては、よりいっそう熱ロスがないようにできる。
【００４３】
なお、上記各実施形態においては、放電電極１を冷却して空気中の水分を該放電電極１に結露させることにより放電電極１に水を供給する冷却手段２として、ペルチェユニット６の例を示したが、冷却手段２としてはこれにのみ限定されず、例えば、従来から公知の種々の熱交換手段の冷却部で冷却手段２を構成してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  放電電極
２  冷却手段
３  高電圧印加手段
４  静電霧化装置
５  真空空間
６  ペルチェユニット
７  冷却部
８  ハウジング
９  収納室
【図１】
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【図２】
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