(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電電極と、前記放電電極を冷却する冷却部と、前記放電電極に高電圧を印加する高電圧印加部とを備え、前記冷却部にて前記放電電極を冷却することにより前記放電電極の表面に結露水を生成し、前記高電圧印加部にて前記放電電極に高電圧を印加して前記放電電極の先端部で放電させることにより前記放電電極に保持された結露水を霧化させて帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置であって、
前記放電電極の表面に生成された前記結露水を介して前記放電電極と熱交換可能となる熱容量調節部材を、前記放電電極の基端部の近傍に設けたことを特徴とする静電霧化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の静電霧化装置において、
前記熱容量調節部材は、吸水性を有することを特徴とする静電霧化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の静電霧化装置において、
前記熱容量調節部材は、多孔質材よりなることを特徴とする静電霧化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の静電霧化装置において、
前記多孔質材は、セラミック若しくは軽石であることを特徴とする静電霧化装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の静電霧化装置において、
前記冷却部は、通電されると前記放電電極を冷却する熱電素子を有することを特徴とする静電霧化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電電極の表面に生成された結露水を霧化させて帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、放電電極に水を供給するために同放電電極を冷却する冷却部を備えた静電霧化装置が知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。この静電霧化装置では、冷却部によって放電電極を冷却して同放電電極の表面に結露水を生成するとともに、放電電極に高電圧を印加して放電させることにより、放電電極の先端部に保持された結露水を霧化させて弱酸性で電荷を持つ帯電微粒子水を発生させる。そして、帯電微粒子水は、皮膚や毛髪の保湿、空間や物の脱臭等に貢献するため、静電霧化装置を様々な商品に搭載することで多様な効果を得ることができる。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２に記載された静電霧化装置では、冷却部は、複数の熱電素子を備えている。そして、複数の熱電素子は、一対の回路板にて挟持されている。一対の回路板は、互いに対向する絶縁板の片側面に回路を形成してなるものであるとともに、当該回路によって隣り合う熱電素子同士が電気的に接続されている。また、吸熱側となる一方の回路板には冷却用絶縁板を介して放電電極が接続されるとともに、放熱側となる他方の回路板には放熱板が接続されている。そして、この静電霧化装置では、熱電素子に通電されると、熱電素子の吸熱側が回路板、絶縁板、冷却用絶縁板を経て放熱電極を冷却するとともに、この冷却によって放電電極の表面に結露水が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８２６号公報
【特許文献２】特開２００６−６１０７２号公報（第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１及び特許文献２に記載された静電霧化装置では、放電電極の冷却状態によっては、同放電電極の表面に過剰に結露水が生成されることがある。そして、過剰に生成された結露水が放電電極の根元に多く溜まると、同放電電極の先端部での放電が不安定になることがある。そのため、過剰に生成された結露水が放電電極の根元に溜まることを抑制するために、冷却部による冷却能力を調整する制御回路を静電霧化装置に備えることが考えられていた。しかし、このような冷却部を制御する制御回路を静電霧化装置に備えると、当該静電霧化装置のコストが増大されるという問題があった。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、冷却部を制御することなく放電電極の冷却状態を調整することができる静電霧化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の静電霧化装置は、放電電極と、前記放電電極を冷却する冷却部と、前記放電電極に高電圧を印加する高電圧印加部とを備え、前記冷却部にて前記放電電極を冷却することにより前記放電電極の表面に結露水を生成し、前記高電圧印加部にて前記放電電極に高電圧を印加して前記放電電極の先端部で放電させることにより前記放電電極に保持された結露水を霧化させて帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置であって、前記放電電極の表面に生成された前記結露水を介して前記放電電極と熱交換可能となる熱容量調節部材を、前記放電電極の基端部の近傍に設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
この静電霧化装置において、前記熱容量調節部材は、吸水性を有することが好ましい。
この静電霧化装置において、前記熱容量調節部材は、多孔質材よりなることが好ましい。
【０００９】
この静電霧化装置において、前記多孔質材は、セラミック若しくは軽石であることが好ましい。
この静電霧化装置において、前記冷却部は、通電されると前記放電電極を冷却する熱電素子を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、冷却部を制御することなく放電電極の冷却状態を調整することができる静電霧化装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態の静電霧化装置の概略構成図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は第２実施形態の静電霧化装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１（ａ）は、本第１実施形態の静電霧化装置の概略構成図を示す。図１（ａ）に示すように、静電霧化装置は、冷却部１と、放電電極２と、対向電極３と、高電圧印加部４と、熱容量調節部材５とを備えている。
【００１３】
冷却部１を構成する一対の熱電素子１１は、ＢｉＴｅ系のペルチェ素子である。そして、一方の熱電素子１１はＰ型のペルチェ素子であるとともに、他方の熱電素子１１はＮ型のペルチェ素子である。そして、各熱電素子１１の放熱側（図１（ａ）において下側）には、機械的に且つ電気的に放熱用通電部材１２がそれぞれ直接接合されている。各放熱用通電部材１２は、導電性及び熱伝導性を有する材料（真鍮、アルミニウム、銅等）にて形成されている。そして、各熱電素子１１に接続された放熱用通電部材１２同士は、直流電源からなる電圧印加部１３を介してリード線１４にて電気的に接続されている。
【００１４】
前記放電電極２は、熱伝導性及び導電性の高い材料（アルミニウム、銅、タングステン、チタン、ステンレス等）にて形成されるとともに、略円柱状をなしている。また、放電電極２は、その先端部に球体状の放電部２ａを有する一方、その基端部に径方向外側に延設された鍔状の基台部２ｂを有する。そして、放電電極２は、その基端面、即ち基台部２ｂにおける放電部２ａと反対側の軸方向の端面が、一対の熱電素子１１の吸熱側（図１（ａ）において上側）と機械的に且つ電気的に接続されている。従って、一対の熱電素子１１は、放電電極２を介して電気的に接続されている。そして、前記冷却部１では、リード線１４、放熱用通電部材１２及び放電電極２を通じて電圧印加部１３から一対の熱電素子１１に通電すると、熱電素子１１の作用により、吸熱側の放電電極２から放熱側の放熱用通電部材１２へ熱が移動される。その結果、熱電素子１１によって直接的に放電電極２が冷却されて同放電電極２の表面に結露水Ｗが生成される。
【００１５】
また、放電電極２の放電部２ａと対向する位置に、前記対向電極３が配置されている。対向電極３は、その中央に放出孔３ａが貫通形成されることにより円環状をなしている。この対向電極３には、高電圧印加部４が接続されている。
【００１６】
また、前記熱容量調節部材５は、放電電極２の基端部の近傍で、放電電極２の表面に生成された結露水Ｗを介して放電電極２と熱交換可能となるように形成されている。本実施形態では、熱容量調節部材５は、放電電極２の基台部２ｂの周囲に形成されるとともに、各前記放熱用通電部材１２を埋設するように各放熱用通電部材１２にそれぞれ一体に形成されている。また、熱容量調節部材５は、電気絶縁性を有する樹脂材用にて形成されている。
【００１７】
上記のように構成された静電霧化装置では、冷却部１によって放電電極２が冷却されると、放電電極２の周囲の空気が冷却されて空気中の水分が結露し放電電極２の表面に結露水Ｗが生成される。そして、放電電極２の特に放電部２ａの表面に結露水Ｗが保持された状態で、放電電極２がマイナス電極となって電荷が集中するように放電電極２と対向電極３との間に高電圧印加部４によって高電圧が印加される。すると、放電電極２の先端部である放電部２ａでの放電により静電霧化が生じて帯電微粒子水Ｍが大量に発生される。発生された帯電微粒子水Ｍは、対向電極３側へと引き付けられ、対向電極３の放出孔３ａを通って静電霧化装置の外部に放出される。
【００１８】
このとき、冷却部１による放電電極２の冷却が過剰になると、放電電極２の表面に結露水Ｗが過剰に生成される。図１（ｂ）に示すように、過剰な結露水Ｗは、放電電極２の表面を伝って同放電電極２の基端部付近に溜まっていく。そして、過剰な結露水Ｗが更に生成されると、この過剰な結露水Ｗは熱容量調節部材５に接触する。その結果、放電電極２は、過剰な結露水Ｗを介して熱容量調節部材５と熱交換可能となる。過剰な結露水Ｗを介して放電電極２と熱容量調節部材５とが熱交換可能となると、冷却部１は、放電電極２、熱容量調節部材５、及び、放電電極２と熱容量調節部材５との間の過剰な結露水Ｗを冷却することになる。従って、熱電素子１１への通電が一定、即ち冷却部１の冷却能力が一定であっても、放電電極２を冷却し難くなる。そして、結果的に放電電極２の温度が上昇されるため、放電電極２の表面に過剰な結露水Ｗが生成されることが抑制される。
【００１９】
尚、放電電極２の基端部に溜まっていた過剰な結露水Ｗが徐々に減少されて熱容量調節部材５に接触しなくなると、冷却部１は、熱容量調節部材５を冷却することなく放電電極２を冷却するようになるため、結露水Ｗの生成が促進されるようになる。
【００２０】
以上説明したように、本第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）放電電極２が過剰に冷却されて過剰に結露水Ｗが生成された場合、過剰に生成された結露水Ｗを介して放電電極２の基端部と熱容量調節部材５とが熱交換可能となる。そして、放電電極２と熱容量調節部材５との間で過剰な結露水Ｗを介して熱移動が行われるため、冷却部１の冷却能力が一定であっても、放電電極２を冷却し難くなる。従って、放電電極２が過剰に冷却されることが抑制されることから、冷却部１を制御することなく放電電極２の冷却状態を調整することができる。そして、放電電極２が冷却され難くなると、生成される結露水Ｗの量が減少するため、過剰な結露水Ｗが生成されることが抑制される。
【００２１】
（２）熱容量調節部材５にて放電電極２の冷却状態を調整できるため、熱電素子１１にて放電電極２を冷却する静電霧化装置であっても、熱電素子１１への通電を制御することなく放電電極２の冷却状態を調整することができる。
【００２２】
（３）放電電極２の基端部に溜まった過剰な結露水Ｗを介して放電電極２と熱容量調節部材５とが熱交換可能となると、冷却部１による放電電極２の過剰な冷却が抑制されるため、放電電極２の基端部が凍結することが抑制される。
【００２３】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。尚、上記第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
図２（ａ）は、本第２実施形態の静電霧化装置の概略構成図を示す。本第２実施形態の静電霧化装置は、上記第１実施形態の熱容量調節部材５（図１（ａ）参照）に代えて、熱容量調節部材２１を備えている。
【００２５】
熱容量調節部材２１は、吸水性を有する多孔質材であるセラミックにて形成されている。そして、熱容量調節部材２１は、放電電極２の基端部の近傍で、放電電極２の表面に生成された結露水Ｗを介して放電電極２と熱交換可能となるように形成されている。詳しくは、熱容量調節部材２１は、板状をなすとともに、厚さ方向に貫通形成された貫通孔２１ａを備えている。そして、熱容量調節部材２１は、貫通孔２１ａに放電電極２が挿通されるとともに、放電電極２の軸方向の中央よりも同放電電極２の基端部側で基台部２ｂと軸方向（放電電極２の軸方向）に近接する位置に配置されている。放電電極２と熱容量調節部材２１とは非接触となっているとともに、放電電極２の外周面と貫通孔２１ａの内周面との間には僅かな隙間が形成されている。また、熱容量調節部材２１は、放電電極２の軸方向に放熱用通電部材１２と対向するとともに、熱容量調節部材２１と放熱用通電部材１２との間には、結露水Ｗを保持可能な隙間２２が形成されている。
【００２６】
そして、本第２実施形態の静電霧化装置では、冷却部１による放電電極２の冷却が過剰になると、放電電極２の表面に結露水Ｗが過剰に生成される。図２（ｂ）に示すように、過剰な結露水Ｗは、放電電極２の表面を伝って同放電電極２の基端部の方へ流れ、更に、
熱容量調節部材２１と放熱用通電部材１２との間の隙間２２に流れていく。このとき、放電電極２の表面に付着した結露水Ｗは、貫通孔２１ａの内周面から熱容量調節部材２１に吸収されるものもある。そして、過剰な結露水Ｗが隙間２２内に充填されると、同結露水Ｗの一部が、熱容量調節部材２１に接触するとともに吸水される。これにより、放電電極２は、隙間２２内の過剰な結露水Ｗを介して熱容量調節部材２１と熱交換可能となる。過剰な結露水Ｗを介して放電電極２と熱容量調節部材２１とが熱交換可能となると、冷却部１は、放電電極２、熱容量調節部材２１、及び、放電電極２と熱容量調節部材２１との間の過剰な結露水Ｗを冷却することになる。従って、熱電素子１１への通電が一定、即ち冷却部１の冷却能力が一定であっても、放電電極２を冷却し難くなる。そして、結果的に放電電極２の温度が上昇されるため、放電電極２の表面に過剰な結露水Ｗが生成されることが抑制される。
【００２７】
また、熱容量調節部材２１は過剰な結露水Ｗを吸収するため、熱容量調節部材２１よりも放電電極２の先端側の方へ過剰な結露水Ｗが盛り上がる等、過剰な結露水Ｗによる水溜りが大きくなることが抑制される。従って、放電電極２の先端部に設けられた放電部２ａでの放電を不安定にするような結露水Ｗの増大が抑制される。
【００２８】
尚、放電電極２の基端部に溜まっていた過剰な結露水Ｗが徐々に減少されて熱容量調節部材２１に接触しなくなると、冷却部１は、熱容量調節部材２１を冷却することなく放電電極２を冷却するようになるため、結露水Ｗの生成が促進されるようになる。
【００２９】
以上説明したように、本第２実施形態によれば、上記第１実施形態の（１）及び（２）と同様の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
（４）熱容量調節部材２１は、吸水性を有するため、放電電極２において帯電微粒子水Ｍを発生させるための放電が行われる先端部以外の部位に付着した過剰な結露水Ｗを吸収することができる。その結果、放電電極２の先端部での放電を不安定にさせる過剰な結露水Ｗが増大することを抑制できる。更に、放電電極２の基端部が凍結することも抑制できる。
【００３０】
（５）熱容量調節部材２１を多孔質材にて形成することにより、容易に吸水性を持たせることができる。
（６）熱容量調節部材２１を形成する多孔質材がセラミックであるため、多孔質な熱容量調節部材２１を容易に形成することができる。
【００３１】
尚、本発明の各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、冷却部１は、熱電素子１１を一対のみ備えている。しかしながら、冷却部１は、熱電素子１１を複数対備えた構成であってもよい。また、複数の熱電素子１１は、一対の回路板にて挟持されることにより該回路板を介して電気的に接続されてもよい。この場合、吸熱側の回路板に放電電極２が据え付けられる。
【００３２】
・上記各実施形態では、冷却部１は、熱電素子１１の作用により放電電極２を冷却する構成となっている。しかしながら、冷却部１は、放電電極２の基端部に接触して該放電電極２を冷却する構成であれば、上記各実施形態の構成に限らない。このようにしても、上記第１実施形態の（１）と同様の作用効果を奏することができる。
【００３３】
・上記第２実施形態では、熱容量調節部材２１を形成する多孔質材はセラミックであるが、軽石であってもよい。このようにしても、多孔質な熱容量調節部材２１を容易に形成することができる。また、熱容量調節部材２１は、吸水性を有するスポンジにて形成されてもよい。また、熱容量調節部材２１は、多孔質材以外の吸水性を有する材料にて形成されてもよい。
【００３４】
・熱容量調節部材５，２１は、放電電極２の基端部の近傍で、放電電極２の表面に生成された結露水Ｗを介して放電電極２と熱交換可能となるように設けられるのであれば、その形状及び配置位置は上記各実施形態のものに限らない。
【００３５】
・上各記実施形態では、静電霧化装置は、放電電極２と該放電電極２の放電部２ａと対向して配置された対向電極３との間に高電圧が印加されるように形成されている。しかしながら、静電霧化装置は、対向電極３を備えず、放電電極２に高電圧が印加される構成であってもよい。また、帯電除去板等、放電電極２の周囲に配置された静電霧化装置の構成部品によって、対向電極３の役割を果たすようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１…冷却部、２…放電電極、４…高電圧印加部、５，２１…熱容量調節部材、１１…熱電素子、Ｍ…帯電微粒子水、Ｗ…結露水。
【図１】
0005508206.tif 000002
【図２】
0005508206.tif 000003