(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
霧化部が保持する液体に電圧を印加することで前記液体を基にして帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置において、前記霧化部は、マイクロストリップ線路とアース導体とで誘電体を挟んだものであり、前記マイクロストリップ線路は、前記霧化部の一端側から他端側にかけて設けたものであり、前記霧化部の前記一端側にマイクロ波を入力するマイクロ波入力部と、前記霧化部の前記他端側に前記液体を供給する液供給手段とを具備することを特徴とする静電霧化装置。
【請求項２】
前記液供給手段として、前記誘電体を冷却して結露水を生成する冷却部を備えることを特徴とする請求項１に記載の静電霧化装置。
【請求項３】
前記霧化部を囲む位置にある霧化部カバーと、前記霧化部カバーを冷却する冷却部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の静電霧化装置。
【請求項４】
前記霧化部で生成した前記帯電微粒子水を通過させる筒部と、前記筒部を冷却し且つその後に加熱する温度可変手段とを具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項５】
前記霧化部にむけて紫外線を照射する紫外線照射部を具備することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項６】
前記紫外線は、３１０ｎｍ以下の波長であることを特徴とする請求項５に記載の静電霧化装置。
【請求項７】
前記紫外線は、少なくとも２５４ｎｍの波長を含むことを特徴とする請求項６に記載の静電霧化装置。
【請求項８】
前記紫外線は、さらに１８５ｎｍの波長を含むことを特徴とする請求項７に記載の静電霧化装置。
【請求項９】
前記紫外線は、少なくとも１９３ｎｍの波長を含むことを特徴とする請求項６に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、静電霧化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ラジカル等の有効成分を含んだ帯電微粒子水を生成することのできる静電霧化装置が知られている。この静電霧化装置は、針状の霧化部に電圧印加部を接続させ、液体を保持する状態の霧化部に対して高電圧を印加することで、該液体に静電霧化を生じさせ、帯電微粒子水を発生させるものであった（特許文献１等参照）。
【０００３】
前記静電霧化装置において、有効成分を含む帯電微粒子水を大量に生成しようとする場合には、その分だけ霧化部に対して大きなエネルギを与えることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】２００６−２７２０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の静電霧化装置においては、上述したように、帯電微粒子水を大量に生成しようとするとその分だけ霧化部に大きなエネルギを与える必要がある。そのため、霧化部において静電霧化現象と同時に生じる放電現象によって、オゾンが大量に発生し、帯電微粒子水と共に外部に放出されてしまう。一方、オゾンの発生を抑制するために霧化部に与えるエネルギを小さくすれば、帯電微粒子水の生成量を確保することが困難となる。
【０００６】
本発明は前記問題点に鑑みて発明したものであって、有効成分を含む帯電微粒子水の生成量を確保しながら、これと共にオゾンが放出されることを抑制することのできる静電霧化装置を提供することを、課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の静電霧化装置は、下記構成を具備することで、前記課題を解決する。
【０００８】
本発明の静電霧化装置は、霧化部が保持する液体に電圧を印加することで前記液体を基にして帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置である。前記霧化部は、マイクロストリップ線路とアース導体とで誘電体を挟んだものである。前記マイクロストリップ線路は、前記霧化部の一端側から他端側にかけて設けたものである。そして、本発明の静電霧化装置は、前記霧化部の前記一端側にマイクロ波を入力するマイクロ波入力部と、前記霧化部の前記他端側に前記液体を供給する液供給手段とを具備する。
【０００９】
本発明の静電霧化装置においては、前記液供給手段として、前記誘電体を冷却して結露水を生成する冷却部を備えることが好適である。
【００１０】
また、本発明の静電霧化装置においては、前記霧化部を囲む位置にある霧化部カバーと、前記霧化部カバーを冷却する冷却部とを備えることも好適である。
【００１１】
また、本発明の静電霧化装置においては、前記霧化部で生成した前記帯電微粒子水を通過させる筒部と、前記筒部を冷却し且つその後に加熱する温度可変手段とを具備することも好適である。
【００１２】
また、本発明の静電霧化装置においては、前記霧化部にむけて紫外線を照射する紫外線照射部を具備することも好適である。
【００１３】
前記紫外線は、３１０ｎｍ以下の波長であることが好適である。
【００１４】
さらに、前記紫外線は、少なくとも２５４ｎｍの波長を含むことが好適である。
【００１５】
そして、前記紫外線は、さらに１８５ｎｍの波長を含むことが好適である。
【００１６】
また、前記紫外線は、少なくとも１９３ｎｍの波長を含むことも好適である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、有効成分を含む帯電微粒子水の生成量を確保しながら、これと共にオゾンが放出されることを抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態における第１例の静電霧化装置の要部を示し、（ａ）は霧化部周辺の基本構成を示す説明用断面図、（ｂ）は霧化部をマイクロストリップ線路側から視た説明図、（ｃ）は霧化部をアース導体側から視た説明図である。
【図２】本発明の実施形態における第２例の静電霧化装置の要部を示し、（ａ）は霧化部周辺の基本構成を示す説明用断面図、（ｂ）は霧化部をマイクロストリップ線路側から視た説明図、（ｃ）は霧化部をアース導体側から視た説明図である。
【図３】本発明の実施形態における第３例の静電霧化装置の要部を示し、（ａ）は霧化部周辺の基本構成を示す説明用断面図、（ｂ）は霧化部をマイクロストリップ線路側から視た説明図、（ｃ）は霧化部をアース導体側から視た説明図である。
【図４】本発明の実施形態における第４例の静電霧化装置の霧化部周辺の基本構成を示す説明用断面図である。
【図５】本発明の実施形態における第５例の静電霧化装置の霧化部周辺の基本構成を示す説明用断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２０】
図１には、本発明の実施形態における第１例の静電霧化装置の基本構成を、概略的に示している。本例の静電霧化装置は、霧化部１が保持する液体Ｌに電圧を印加することで前記液体Ｌを基にして帯電微粒子水を発生させるものである。本例の静電霧化装置は、霧化部１に対して液体Ｌを供給する液供給手段２と、霧化部１の液体Ｌを保持する部分に対して局所的に強力な電圧を印加させる電圧印加手段３とを備えている。
【００２１】
霧化部１は、一端側（以下、これを「基端側」という。）よりも他端側（以下、これを「先端側」という。）が小径となった先細筒型の誘電体４を有し、この誘電体４の外周面に、マイクロストリップ線路５とアース導体６を離間させて設けたものである。マイクロストリップ線路５とアース導体６は、それぞれ誘電体４の反対側をむく面に設けており、マイクロストリップ線路５とアース導体６で誘電体４を両側から挟み込む配置となっている。
【００２２】
マイクロストリップ線路５は、霧化部１をなす誘電体４の一面において、基端側から先端側にかけて一直線状に設けたものである。アース導体６は、霧化部１をなす誘電体４の他面（一面と反対側の面）において、基端側から先端側にかけてその全体または略全体を覆うように設けたものである。マイクロストリップ線路５とアース導体６は、導電性の高いものであれば適宜採用可能である。また、マイクロストリップ線路５とアース導体６の配置も、誘電体４を挟み込むような配置であれば適宜採用可能である。
【００２３】
液供給手段２は、霧化用の液体Ｌを貯めておく貯液タンク７と、この貯液タンク７内の液体Ｌを誘電体４の内部空間８にむけて順次搬送する搬送路９とを有する。搬送路９は、例えば毛細管現象により液体Ｌを搬送する多孔質の搬送部材からなる。内部空間８は、誘電体４の先端面１０に開口する細孔状の隙間１１を有し、この隙間１１を通じて、内部空間８内の液体Ｌを毛細管現象により先端面１０にまで供給する。
【００２４】
電圧印加手段３は、前記霧化部１の基端側にマイクロ波を入力するマイクロ波入力部１２からなる。マイクロ波入力部１２は、マイクロストリップ線路５とアース導体６に挟まれる誘電体４の基端側に対して、マイクロ波オーダーの周波数で電圧を印加する（図中の白抜き矢印参照）。これにより、マイクロストリップ線路５に沿って、霧化部１の基端側から先端側へとマイクロ波が伝送され、誘電体４の隙間１１を有する先端部分にて、マイクロ波電界が局所的に集中する。そして、前記先端部分に保持される液体Ｌに対して局所的に高電圧が印加されることで、液体Ｌが静電霧化現象を生じて帯電微粒子水を生成する。
【００２５】
上述したように、本例の静電霧化装置において、霧化部１は、マイクロストリップ線路５とアース導体６とで誘電体４を挟んだものである。このマイクロストリップ線路５は、霧化部１の基端側から先端側にかけて設けたものである。そして、霧化部１の基端側にマイクロ波を入力するマイクロ波入力部１２と、霧化部１の先端側に液体Ｌを供給する液供給手段２とを備えている。
【００２６】
したがって、霧化部１の基端側からマイクロ波を入力すれば、マイクロストリップ線路５に沿って霧化部１の先端側に伝送されたマイクロ波が局所的に集中し、霧化部１の先端側に保持される液体Ｌに対して局所的に高電圧を印加する。つまり、霧化部１の液体Ｌを保持する部分において、局所的に電界を集中させることができるので、霧化部１に大きなエネルギを与えずとも液体Ｌを静電霧化することができる。そのため、オゾンを発生させるような放電現象を抑制し、帯電微粒子水の生成量を確保したうえでオゾンの発生および放出を低減させることができる。
【００２７】
次に、本発明の実施形態における第２例の静電霧化装置について、図２に基づいて説明する。なお、本例の基本的な構成は第１例と同様であるから、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、本例の特徴的な構成についてのみ以下に詳述する。
【００２８】
本例の静電霧化装置では、霧化部１の先端側（つまり、マイクロ波電界が集中する部分）にまで液体Ｌを供給する液供給手段２として、霧化部１をなす筒型の誘電体４を冷却する冷却部２０を備えている。冷却部２０は、誘電体４に接続される側を吸熱側としたペルチェユニット２１からなり、筒型の誘電体４自身を冷却することによって、誘電体４が有する内部空間８を相対湿度の高い高湿度空間として、結露水を生成させる。内部空間８内で生成された結露水は、細孔状の隙間１１を通じて、毛細管現象により誘電体４の先端面１０にまで供給される。この結露水が、静電霧化用に保持される液体Ｌとなる。
【００２９】
ペルチェユニット２１は、マイクロストリップ線路５を設けてある誘電体４の一面側と、アース導体６を設けてある誘電体４の他面側とに、それぞれ当接させて設けている。誘電体４の前記一面側では、マイクロストリップ線路５を挟む両側にペルチェユニット２１を一対配し（図２（ｂ）参照）、誘電体４の前記他面側では、アース導体６上にペルチェユニット２１を一つ配している（図２（ｃ）参照）。なお、ペルチェユニット２１の配置は特にこの例に限定されず、誘電体４を冷却して結露を生じさせることができるものであれば、他の配置でもよい。
【００３０】
上述したように本例の静電霧化装置においては、液供給手段２として、誘電体４を冷却して結露水を生成する冷却部２０を備えているので、第１例のように貯液タンク７や搬送路９を別途備えずとも、空気中の水分を基にして継続的に静電霧化用の液体Ｌを供給することができる。
【００３１】
しかも、冷却された誘電体４の内部空間８は高湿度空間となるので、誘電体４先端のオゾンが生成される部分は、隙間１１を通じて高湿度に保たれる。そのため、生成されたオゾンは、空気中の水分への溶解により一層低減されることとなる。
【００３２】
次に、本発明の実施形態における第３例の静電霧化装置について、図３に基づいて説明する。なお、本例の基本的な構成は第１例と同様であるから、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、本例の特徴的な構成についてのみ以下に詳述する。
【００３３】
本例の静電霧化装置では、霧化部１の先端側（つまり、マイクロ波電界が集中する部分）にまで液体Ｌを供給する液供給手段２として、霧化部１を囲む位置にある筒型の霧化部カバー３０と、この霧化部カバー３０を冷却する冷却部３１を備えている。霧化部カバー３０は、熱伝導性の高い材料からなる。冷却部３１は、霧化部カバー３０に接続される側を吸熱側としたペルチェユニット３２からなる。
【００３４】
霧化部カバー３０は、霧化部１の先端部と対向する箇所に放出孔３３を有する筒型のものであり、同じく筒型をなす誘電体４との間に、空間３４を形成する。
【００３５】
ペルチェユニット３２により霧化部カバー３０を冷却すると、この霧化部カバー３０が冷却されて結露を生じ、霧化部カバー３０により囲まれる誘電体４も冷却されて結露を生じる。また、霧化部カバー３０内の空間３４は高湿度空間となり、霧化部カバー３０に囲まれる誘電体４の内部空間８も高湿度空間となる。
【００３６】
内部空間８で生成された結露水は、細孔状の隙間１１を通じて、毛細管現象により誘電体４の先端面１０にまで供給される。また、空間３４で生成された結露水も、誘電体４の先端面１０にまで供給される。この結露水が、静電霧化用の液体Ｌとなる。
【００３７】
ペルチェユニット３２は、霧化部カバー３０の外周面の互いに反対側をむく部分に一対備えているが、霧化部カバー３０を効果的に冷却できるものであれば、他の配置でもよい。
【００３８】
上述したように本例の静電霧化装置においては、霧化部１を囲む位置にある霧化部カバー３０と、霧化部カバー３０を冷却する冷却部３１とを備えているので、冷却部３１で霧化部カバー３０を冷却することにより、霧化部カバー３０と霧化部１との間の空間３４を高湿度空間にすることができる。これにより、特に霧化部１先端のオゾンが生成される部分を高湿度に保ち、生成されたオゾンを空気中の水分に溶解させやすくすることで、オゾンの放出を一層抑制することができる。
【００３９】
また、この霧化部カバー３０や冷却部３１を、液供給手段２としても利用しているので、第１例のような貯液タンク７や搬送路９を別途備える必要のない構造となっている。なお、液供給手段２として、第１例と同様の構成を備えてあってもよい。
【００４０】
次に、本発明の実施形態における第４例の静電霧化装置について、図４に基づいて説明する。なお、本例の基本的な構成は第１例と同様であるから、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、本例の特徴的な構成についてのみ以下に詳述する。
【００４１】
本例の静電霧化装置では、霧化部１の先端部で生成した帯電微粒子水を通過させるための筒部４０を設けている。この筒部４０は、両端が貫通した形状となるように熱伝導性の高い材料を用いて構成したものである。本例では、霧化部１の先端部分（つまり、静電霧化用の液体Ｌが保持される部分）を、筒部４０の一端側の開口内に挿入させて配している。なお、帯電微粒子水が筒部４０内を通過する構造であれば、この筒部４０と霧化部１とが多少離間していても構わない。
【００４２】
筒部４０の外周面には、筒部４０の冷却と加熱を行うことのできる温度可変手段４１として、ペルチェユニット４２を接続させている。ペルチェユニット４２は吸熱側と放熱側を有する熱交換器であり、内蔵のペルチェ素子（図示略）への通電方向を切り替えることで、筒部４０に接続される側が吸熱側となる場合と、筒部４０に接続される側が放熱側となる場合とが、切り替え自在になっている。本例では、筒部４０を冷却した後に加熱するようにペルチェユニット４２を通電制御する。
【００４３】
上述したように本例の静電霧化装置においては、霧化部１で生成した帯電微粒子水を通過させる筒部４０と、筒部４０を冷却し且つその後に加熱する温度可変手段４１とを備えている。したがって、温度可変手段４１をなすペルチェユニット４２により筒部４０を一旦冷却すると、その内部空間４３に結露水が生成される。その後に、ペルチェユニット４２で筒部４０を加熱することにより、内部空間４３を、絶対湿度の高い高湿度空間に設けることができる。筒部４０の内部空間４３をこの高湿度空間に設定したうえで、霧化部１から帯電微粒子水を生成させれば、帯電微粒子水と共に生成されるオゾンは、筒部４０を通過する際に空気中の水分に溶解されやすくなる。そのため、オゾンの放出量を一層抑制することができる。
【００４４】
なお、温度可変手段４１は、筒部４０を冷却した後に加熱できるものであればよく、筒部４０を冷却する冷却部と、筒部４０を加熱する加熱部とを、別々に備えてあってもよい。
【００４５】
次に、本発明の実施形態における第５例の静電霧化装置について、図５に基づいて説明する。なお、本例の基本的な構成は第１例と同様であるから、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、本例の特徴的な構成についてのみ以下に詳述する。
【００４６】
本例の静電霧化装置には、霧化部１の先端側（つまり、マイクロ波電界を集中させる部分）にむけて紫外線を照射する紫外線照射部５０を設けている。この紫外線照射部５０としては、例えば水銀ランプ、紫外線照射ＬＥＤ、ＡｒＦエキシマレーザ等（波長１９３ｎｍ）が用いられる。霧化部１や紫外線照射部５０の周囲は、紫外線防止手段として、帯電微粒子水の放出孔を有する紫外線カットシート（図示略）で覆っておく。
【００４７】
霧化部１の先端部では、静電霧化により帯電微粒子水が生成されるとともに、放電によってオゾンも生成されるが、このオゾンに３１０ｎｍ以下の波長の紫外線を照射することによって、オゾンを分解してヒドロキシラジカルを生成することができる。
【００４８】
したがって、オゾンを発生直後に素早く分解することができ、オゾンの外部への放出を一層効果的に抑制することができる。しかも、生成されたヒドロキシラジカルは、有効成分として帯電微粒子水とともに外部に放出されるため、外部の対象空間にむけて更に多くの有効成分を届けることができる。
【００４９】
なお、特に２５４ｎｍの波長の紫外線を照射させると、最も効果的にオゾンを分解してヒドロキシラジカルを生成する。そのため、照射する紫外線は、少なくとも２５４ｎｍの波長を含むように設けることが好ましい。
【００５０】
ここで、紫外線照射部５０は、２５４ｎｍの波長の紫外線と、１８５ｎｍの波長の紫外線の、２種類の紫外線を照射するものであることも好ましい。１８５ｎｍの波長の紫外線は、空気（酸素）に作用するとオゾンを発生させる。そのため、１８５ｎｍの波長の紫外線を照射することで、全体としてオゾンの発生量を増加させることができ、ここでさらに２５４ｎｍの波長の紫外線を照射することで、より大量のヒドロキシラジカルを生成することができる。
【００５１】
この場合、前記２種類の紫外線を、霧化部１先端側の所定領域に同時に照射することが好ましいが、短時間で交互に照射するように設けてもよい。
【００５２】
紫外線照射によりオゾンを分解してヒドロキシラジカルを生成するには水分子が必要になるが、前記所定領域は液体Ｌを基に帯電微粒子水が生成される領域であり、水分量が多い領域となっているため、オゾンの分解は効率的に行われる。
【００５３】
上述したように、本例の静電霧化装置においては、霧化部１にむけて紫外線を照射する紫外線照射部５０を備えているので、放電により生じたオゾンをその生成直後に分解して、ヒドロキシラジカルを生成することができる。
【００５４】
このとき、照射する紫外線を３１０ｎｍ以下の波長に設定することで、効率的にオゾンを分解することができる。この紫外線が少なくとも２５４ｎｍの波長を含むように設ければ、さらに効率的にオゾンを分解することができる。
【００５５】
そして、この紫外線が、さらに１８５ｎｍの波長を含むように設けることで、１８５ｎｍの波長の紫外線によりオゾンを発生させ、全体としてオゾンの発生量を増加させたうえで、２５４ｎｍの波長の紫外線によってそのオゾンを分解させ、有効成分となる大量のヒドロキシラジカルを生成することができる。
【００５６】
なお、同様の紫外線照射部５０を、第１例〜第４例の静電霧化装置に備えてもよいことは勿論である。
【００５７】
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記各例の実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、各例において適宜の設計変更を行うことや、各例の構成を適宜組み合わせて適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  霧化部
２  液供給手段
４  誘電体
５  マイクロストリップ線路
６  アース導体
１２  マイクロ波入力部
２０  冷却部
３０  霧化部カバー
３１  冷却部
４０  筒部
４１  温度可変手段
５０  紫外線照射部
Ｌ  液体
【図１】
0005438584.tif 000002
【図２】
0005438584.tif 000003
【図３】
0005438584.tif 000004
【図４】
0005438584.tif 000005
【図５】
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