(57)【要約】【課題】所望の帯電量および大きさを有する液滴を容易に作製し得る静電噴霧装置を提供する。【解決手段】開口１１の内部に配設された、液滴を噴霧するスプレー電極１と、開口１２の内部に配設された、イオン化された空気を発生させる基準電極２と、噴霧された液滴、および、イオン化された空気を混合する混合手段と、が設けられている静電噴霧装置を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端から液滴を噴霧する第１電極と、
上記第１電極の近傍に配設され、上記第１電極との間で電圧が印加されることによって、イオン化された空気を発生させる第２電極と、が設けられている静電噴霧装置であって、
上記第１電極および上記第２電極はそれぞれ、上記静電噴霧装置の表面に形成された第１開口部および第２開口部の内部に配設されており、
更に、上記噴霧された液滴、および、上記イオン化された空気を混合する混合手段が設けられていることを特徴とする静電噴霧装置。
【請求項２】
上記混合手段は、上記噴霧された液滴、および、上記イオン化された空気の少なくとも一方の移動方向を調節することによって、上記噴霧された液滴、および、上記イオン化された空気を混合するものであることを特徴とする請求項１に記載の静電噴霧装置。
【請求項３】
上記混合手段は、筒状の部材であり、
上記筒状の部材は、上記噴霧された液滴および上記イオン化された空気を、上記筒状の部材の一端から上記筒状の部材の内部空間へ導入した後で、上記筒状の部材の他端から上記筒状の部材の外部空間へ放出するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の静電噴霧装置。
【請求項４】
上記筒状の部材は、上記第１開口部および上記第２開口部に連結されていることを特徴とする請求項３に記載の静電噴霧装置。
【請求項５】
上記筒状の部材は、円筒状の部材であることを特徴とする請求項３または４に記載の静電噴霧装置。
【請求項６】
上記筒状の部材は、上記一端から上記他端までの長さを調節可能なものであることを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の静電噴霧装置。
【請求項７】
上記筒状の部材は、上記一端から上記他端までの長さを１０ｍｍ〜１００ｍｍに調節可能なものであることを特徴とする請求項６に記載の静電噴霧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴霧される液滴の帯電量および大きさを制御することが可能な静電噴霧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、容器内の液体をノズルから噴射する噴霧装置が幅広い分野に適用されている。この種の噴霧装置として、電気流体力学（ＥＨＤ：Electro Hydrodynamics）に基づいて液体を霧化して噴霧する静電噴霧装置が知られている。この静電噴霧装置は、ノズルの先端近傍に電界を形成し、その電界を利用してノズルの先端の液体を霧化して噴射するものである。一般に、静電噴霧装置では、２つの電極（ピンおよびキャピラリー）の間に電圧を印加することで、両電極の間に電場を形成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
静電噴霧装置によって噴霧される液滴の帯電量および大きさは、静電噴霧装置を用いる分野によって様々である。つまり、帯電量および大きさが異なる液滴は各々が独自の利点を有しているので、静電噴霧装置を用いる分野に応じて、噴霧される液滴の帯電量および大きさが選択されている。
【０００４】
例えば、噴霧される液滴の帯電量が小さければ小さいほど、液滴の安定性を上げることができるという利点を有している。一方、噴霧される液滴の帯電量が大きければ大きいほど、大きな反発力によって、液滴が空間内をより早く広がることができるとともに、液滴を噴霧対象の表面に早く付着させることができるという利点を有している。
【０００５】
また、噴霧される液滴が小さければ小さいほど、液滴が空間内をより早く広がることが可能となり、これによって広い空間を簡単かつ迅速に処置することができるという利点を有している。一方、噴霧される液滴が大きければ大きいほど、噴霧対象に向かって、より効率的かつ大量に液滴を噴霧することができるという利点を有している。
【０００６】
上述したように、帯電量および大きさが異なる液滴は、各々、独自の利点を有しているので、従来から、液滴の帯電量および大きさを調節する技術の開発に注目が集まっている。
【０００７】
従来から、例えば、ノズルの先端近傍に形成される電界の強さを調節すること、または、噴霧する液滴の特性（例えば、伝導率または表面張力）を調節することによって、噴霧する液滴の帯電量および大きさを調節している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００４−５３０５５２号公報（２００４年１０月７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の技術は、所望の帯電量および大きさを有する液滴を容易に作製することができないという問題点を有している。
【００１０】
具体的には、上記電界の強さを調節する方法は、２つの電極の間に大きな電圧を印加することができるとともに、電圧の大きさを微調整することができる高価な装置が必要である。それ故に、上記電界の強さを調節する方法では、所望の帯電量および大きさを有する液滴を容易に作製することができないという問題点を有している。
【００１１】
一方、液滴の特性を調節する方法は、液滴の特性を調節する過程で、好まれざる特性までも液滴に付与してしまう恐れがあるという問題点を有している。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、所望の帯電量および大きさを有する液滴を容易に作製し得る静電噴霧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の静電噴霧装置は、上記課題を解決するために、先端から液滴を噴霧する第１電極と、上記第１電極の近傍に配設され、上記第１電極との間で電圧が印加されることによって、イオン化された空気を発生させる第２電極と、が設けられている静電噴霧装置であって、上記第１電極および上記第２電極はそれぞれ、上記静電噴霧装置の表面に形成された第１開口部および第２開口部の内部に配設されており、更に、上記噴霧された液滴、および、上記イオン化された空気を混合する混合手段が設けられていることを特徴としている。
【００１４】
本願発明に係る静電噴霧装置では、第１電極は、第２電極の近傍に配設される。また、第１電極および第２電極はそれぞれ、装置表面に形成された第１開口部および第２開口部の内部に配設されている。そして、第１電極と第２電極との間に電圧が印加されることにより、両電極間に電場が形成される。
【００１５】
第１電極からは正に帯電（もしくは、負に帯電）した液滴が噴霧される。第２電極は、第２電極の近傍の空気をイオン化して、空気を負に帯電（もしくは、正に帯電）させる。そして、負に帯電した空気は、電極間に形成された電場と負に帯電された空気との間の反発力とによって、第２電極から遠ざかる動きをする。この動きが空気の流れ（以下、イオン流と称する場合もある）を生み、当該イオン流によって、正に帯電した液滴が静電噴霧装置から離れる方向へ噴霧される。
【００１６】
そして、本発明では、混合手段が設けられているので、噴霧された液滴と上記イオン化された空気とが、効率よく混合されることになる。噴霧された液滴と上記イオン化された空気とが効率よく混合されれば、例えば、負に帯電した空気（もしくは、正に帯電した空気）によって、正に帯電した液滴（もしくは、負に帯電した液滴）が効率よく中和されることになる。その結果、本発明では、液滴の帯電量を効率よく調節することができる。
【００１７】
更に、液滴の帯電量を調節することによって、液滴の大きさも調節することができる。具体的に、液滴の帯電量を少なくすることによって、液滴の大きさを大きくすることができ、逆に、液滴の帯電量を多くすることによって、液滴の大きさを小さくすることができる。具体的には、液滴の体積当たりの帯電量が多くなると、クーロン力によって液滴が複数の液滴に分裂する。つまり、液滴の帯電量が多い液滴ほど、分裂して小さくなる。
【００１８】
本発明の静電噴霧装置では、上記混合手段は、上記噴霧された液滴、および、上記イオン化された空気の少なくとも一方の移動方向を調節することによって、上記噴霧された液滴、および、上記イオン化された空気を混合するものであることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、第１電極によって噴霧された液滴、および、第２電極によってイオン化された空気が拡散する方向を調節することによって、上記噴霧された液滴、および、上記イオン化された空気が高濃度に存在する空間を形成することができる。そして、これによって、上記噴霧された液滴、および、上記イオン化された空気を効率よく混合し、その結果、より効率よく所望の帯電量および大きさを有する液滴を作製することができる。
【００２０】
本発明の静電噴霧装置では、上記混合手段は、筒状の部材であり、上記筒状の部材は、上記噴霧された液滴および上記イオン化された空気を、上記筒状の部材の一端から上記筒状の部材の内部空間へ導入した後で、上記筒状の部材の他端から上記筒状の部材の外部空間へ放出するものであることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、より簡単な構成によって混合手段を作製することができるので、静電噴霧装置の低コスト化を実現することができる。
【００２２】
本発明の静電噴霧装置では、上記筒状の部材は、上記第１開口部および上記第２開口部に連結されていることが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、第１電極によって噴霧された液滴の略全てと、第２電極によってイオン化された空気の略全てとを筒状の部材の中に導入することができる。その結果、より多くの液滴と空気とを混合することができるので、その結果、より効率よく所望の帯電量および大きさを有する液滴を作製することができる。
【００２４】
本発明の静電噴霧装置では、上記筒状の部材は、円筒状の部材であることが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、筒状の部材内へ導入された液滴および空気の流れを大きく妨げることがない。そして、これによって、上記噴霧された液滴、および、上記イオン化された空気を効率よく混合し、その結果、より効率よく、所望の帯電量および大きさを有する液滴を作製することができる。
【００２６】
本発明の静電噴霧装置では、上記筒状の部材は、上記一端から上記他端までの長さを調節可能なものであることが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、上記噴霧された液滴、および、上記イオン化された空気が高濃度にて共存する空間の体積を調節することができる。具体的には、上記一端から上記他端までの長さを短くすれば上記体積を小さくすることができ、これによって、上記噴霧された液滴、および、上記イオン化された空気が高濃度にて共存する時間を短くすることができる。そして、その結果、噴霧される液滴の帯電量を大きくすることができる（換言すれば、中和率を低下させることができる）とともに、液滴の大きさを小さくすることができる。一方、上記一端から上記他端までの長さを長くすれば上記体積を大きくすることができ、これによって、上記噴霧された液滴、および、上記イオン化された空気が高濃度にて共存する時間を長くすることができる。そして、その結果、噴霧される液滴の帯電量を小さくすることができる（換言すれば、中和率を上昇させることができる）とともに、液滴の大きさを大きくすることができる。
【００２８】
本発明の静電噴霧装置では、上記筒状の部材は、上記一端から上記他端までの長さを１０ｍｍ〜１００ｍｍに調節可能なものであることが好ましい。
【００２９】
上記構成によれば、所望の帯電量および大きさを有する液滴をより確実に作製することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る静電噴霧装置は、上述したように、先端から液滴を噴霧する第１電極と、上記第１電極の近傍に配設され、上記第１電極との間で電圧が印加されることによって、イオン化された空気を発生させる第２電極と、が設けられている静電噴霧装置であって、上記第１電極および上記第２電極はそれぞれ、上記静電噴霧装置の表面に形成された第１開口部および第２開口部の内部に配設されており、更に、上記噴霧された液滴、および、上記イオン化された空気を混合する混合手段が設けられているという構成である。
【００３１】
それ故に、本発明によれば、所望の帯電量および大きさを有する液滴を容易にかつ低コストにて作製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】
【００３２】
【図１】（ａ）は、混合部が設けられる前の本実施の形態に係る静電噴霧装置の外観を説明するための図であり、（ｂ）は、混合部が設けられた後の本実施の形態に係る静電噴霧装置の外観を説明するための図である。
【図２】本実施の形態に係る静電噴霧装置の要部構成を説明するための図である。
【図３】本実施の形態に係る静電噴霧装置における混合部の構成の一例を示す図である。
【図４】混合部が無い静電噴霧装置によって形成される液滴の直径と、混合部がある静電噴霧装置によって形成される液滴の直径とを比較したグラフである。
【図５】混合部が無い静電噴霧装置によって形成される液滴の帯電量と、混合部がある静電噴霧装置によって形成される液滴の帯電量とを比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照しつつ、本実施の形態に係る静電噴霧装置１００等について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００３４】
〔１．静電噴霧装置の要部構成について〕
静電噴霧装置１００は、芳香油、農産物用化学物質、医薬品、農薬、殺虫剤、空気清浄化薬剤等の噴霧等に用いられる装置であり、少なくとも、スプレー電極１（第１電極）と、基準電極（第２電極）２と、電源装置３と、誘電体１０と、混合部２０（混合手段）を備える。なお、静電噴霧装置１００は、電源装置３が外部に設けられ、その電源装置３と接続される構成で実現されてもよい。
【００３５】
静電噴霧装置１００によって噴霧される液滴は、溶媒のみからなる液滴であってもよいし、溶媒に対して各種成分が加えられてなる液滴であってもよい。なお、上記溶媒および成分としては特に限定されず、分野に応じて、適宜所望の溶媒および成分を用いることが可能である。
【００３６】
まず、静電噴霧装置１００の外観の一例を、図１（ａ）および図１（ｂ）により説明する。なお、図１（ａ）は、混合部２０が設けられる前の静電噴霧装置１００の外観を示しており、図１（ｂ）は、混合部２０が設けられた後の静電噴霧装置１００の外観を示している。
【００３７】
図１（ａ）に示すように、混合部２０が設けられる前の静電噴霧装置１００は、直方形状である（勿論、その他の形状であってもよい）。静電噴霧装置１００の一面には、スプレー電極１および基準電極２が配設されている。図示するように、スプレー電極１は、基準電極２の近傍に位置する。また、スプレー電極１を取り囲むように環状の開口１１が、基準電極２を取り囲むように環状の開口１２が、それぞれ形成されている。
【００３８】
開口１１は、静電噴霧装置１００内に形成された第１の空間と繋がっており、当該開口１１および第１の空間によって形成される空間内にスプレー電極１が配置されている（開口１１および第１の空間が、第１開口部に対応）。一方、開口１２は、静電噴霧装置１００内に形成された、第１の空間とは別の第２の空間と繋がっており、当該開口１２および第２の空間によって形成される空間内に基準電極２が配置されている（開口１２および第２の空間が、第２開口部に対応）。
【００３９】
上記第１の空間および第２の空間の形状および大きさは特に限定されず、各電極の形状および大きさに応じて、適宜設定することが可能である。
【００４０】
電源装置３（図示せず）によって、スプレー電極１と基準電極２との間に電圧が印加され、それにより、スプレー電極１と基準電極２との間に電場が形成される。これによって、スプレー電極１からは、例えば正に帯電した液滴が噴霧される。
【００４１】
基準電極２は、基準電極２の近傍の空気をイオン化して、例えば負に帯電させる。そして、負に帯電した空気は、電極間に形成された電場と負に帯電した空気との間の反発力によって、基準電極２から遠ざかるように動く。この動きが空気の流れ（以下、イオン流と称する場合もある）を生み、このイオン流によって、正に帯電した液滴が静電噴霧装置１００から離れる方向へと噴霧される。
【００４２】
図１（ｂ）に示すように、静電噴霧装置１００上には、筒状の形状を有する混合部２０が形成されている。そして、筒状の形状を有する混合部２０の一端が、上記開口１１および開口１２の両方と対向している。なお、当該開口１１および開口１２は、筒状の混合部２０の一端に連結されていてもよい。
【００４３】
上記構成であれば、スプレー電極１から噴霧される液滴、および、基準電極２によってイオン化された空気の両方が、筒状の形状を有する混合部２０の内部空間へ導入され得る。その結果、当該内部空間では、上記噴霧された液滴および上記イオン化された空気の両方の濃度が高く維持された状態で、両者が混合される。
【００４４】
上記噴霧された液滴と上記イオン化された空気とが効率よく混合されれば、例えば、負に帯電した空気（もしくは、正に帯電した空気）によって、正に帯電した液滴（もしくは、負に帯電した液滴）が効率よく中和されることになる。その結果、本発明では、液滴の帯電量を効率よく調節することができる。具体的には、中和が進めば進むほど、液滴の帯電量を少なくすることができる。逆に、中和の進行をある程度で止めれば、液滴の帯電量を比較的高くすることができる。
【００４５】
更に、液滴の帯電量を調節することによって、液滴の大きさも調節することができる。具体的には、液滴の帯電量を少なくすることによって、液滴の大きさを大きくすることができ、逆に、液滴の帯電量を多くすることによって、液滴の大きさを小さくすることができる。
【００４６】
つまり、本実施の形態の静電噴霧装置１００では、中和の進行程度を調節することによって、所望の帯電量および大きさを有する液滴を作製している。
【００４７】
図２および図３は、図１（ｂ）に示す静電噴霧装置１００のＡ−Ａ’方向における断面図である。以下では、図２および図３を用いて、各構成について更に詳細に説明する。
【００４８】
スプレー電極１の構成は特に限定されないが、例えば、金属性キャピラリ（例えば、３０４型ステンレス鋼など）等の導電性導管と、先端部であるスプレー部位とを有する構成であり得る。スプレー電極１は、電源装置３を介して基準電極２と接続され、スプレー部位から噴霧物質を噴霧する。
【００４９】
図２に示すように、開口１１は、誘電体１０内に形成された第１の空間と繋がっており、当該第１の空間内にスプレー電極１が配置されている。そして、スプレー電極１は、その先端部が開口１１側に配置されている。上記構成によれば、スプレー電極１から噴霧される液滴が、開口１１から誘電体１０の外側であって、混合部２０が配置されている側へ放出される。
【００５０】
上記開口１１の形状および大きさは、特に限定されない。上記開口１１の形状は、例えば、円または楕円であってもよい。また、上記開口１１の大きさは、その内部にスプレー電極１を配置し得る大きさであればよく、特に限定されない。
【００５１】
上記第１の空間の形状および大きさは、特に限定されない。例えば、第１の空間は筒状に形成され、当該筒の断面の形状および大きさが、開口１１の形状および大きさと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００５２】
基準電極２の構成は特に限定されないが、例えば、金属ピン（例えば、３０４型スチールピンなど）等の導電性ロッドからなる構成であってもよい。スプレー電極１および基準電極２は、一定の間隔をあけて離間し、互いに平行に配置されている。例えば、スプレー電極１および基準電極２は、互いに１ｍｍ〜１０ｍｍ、５ｍｍ〜８ｍｍ、または、８ｍｍの間隔をあけて配置され得るが、勿論、これらに限定されない。
【００５３】
図２に示すように、基準電極２は、少なくともその先端部が開口１１内に配置され得る。そして、当該開口１１は、誘電体１０内に形成された空間と繋がっており、当該空間内に基準電極２が配置されている。
【００５４】
図２に示すように、開口１２は、誘電体１０内に形成された第２の空間と繋がっており、当該第２の空間内に基準電極２が配置されている。そして、基準電極２は、その先端部が開口１２側に配置されている。上記構成によれば、基準電極２によってイオン化された空気が、開口１２から誘電体１０の外側であって、混合部２０が配置されている側へ放出される。
【００５５】
上記開口１２の形状および大きさは、特に限定されない。上記開口１２の形状は、例えば、円または楕円であってもよい。また、上記開口１２の大きさは、その内部に基準電極２を配置し得る大きさであればよく、特に限定されない。
【００５６】
上記第２の空間の形状および大きさは、特に限定されない。例えば、第２の空間は筒状に形成され、当該筒の断面の形状および大きさが、開口１２の形状および大きさと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００５７】
電源装置３は、スプレー電極１と基準電極２との間に高電圧を印加するための構成である。例えば、電源装置３は、スプレー電極１と基準電極２との間に１ｋＶ〜３０ｋＶの間の高電圧（例えば、３ｋＶ〜７ｋＶ）を印加する。なお、電源装置３の具体的な構成は特に限定されず、適宜、周知の構成を用いることが可能である。
【００５８】
スプレー電極１と基準電極２との間に高電圧が印加されると電極間に電場が形成され、誘電体１０の内部に電気双極子が生じる。このとき、スプレー電極１は正に帯電し、基準電極２は負に帯電する（その逆であってもよい）。そして、負の双極子が、正に帯電しているスプレー電極１に最も近い誘電体１０の表面に生じ、正の双極子が負に帯電している基準電極２に最も近い誘電体１０の表面に生じる。そして、帯電した液滴および空気が、スプレー電極１および基準電極２によって放出される。
【００５９】
誘電体１０は、例えばナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６またはポリアセチル−ポリテトラフルオロエチレン混合物などの誘電体材料からなる。誘電体１０は、スプレー電極１をスプレー電極取付部６において支持し、基準電極２を基準電極取付部７において支持する。なお、上記スプレー電極取付部６によって、上述した第１の空間が複数の空間に分割されていてもよい。同様に、上記基準電極取付部７によって、上述した第２の空間が複数の空間に分割されていてもよい。
【００６０】
本実施の形態の静電噴霧装置１００では、誘電体１０の表面に、スプレー電極１および基準電極２によって放出される帯電した空気および液滴を混合するための混合部２０（混合手段）が設けられている。当該混合部２０によって、帯電した空気および液滴を効果的に混合することにより、負に帯電した空気（もしくは、正に帯電した空気）によって、正に帯電した液滴（もしくは、負に帯電した液滴）が効率よく中和されることになる。その結果、本発明では、液滴の帯電量を効率よく調節することができる。更に、液滴の帯電量を調節することによって、液滴の大きさも調節することができる。具体的には、液滴の帯電量を少なくすることによって、液滴の大きさを大きくすることができ、逆に、液滴の帯電量を多くすることによって、液滴の大きさを小さくすることができる。
【００６１】
上記混合部２０の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、スプレー電極１によって噴霧された液滴、および／または、基準電極２によってイオン化された空気の移動方向を調節することによって、上記噴霧された液滴、および、上記イオン化された空気を混合するもの（例えば、壁、外部からの空気の流入、磁場、または、電場）であってもよい。
【００６２】
更に具体的には、上記混合部２０は、スプレー電極１によって噴霧された液滴の移動経路の少なくとも一部と、基準電極２によってイオン化された空気の移動経路の少なくとも一部とが重なるように、液滴の移動方向および空気の移動方向の少なくとも一方を調節するものであってもよい。
【００６３】
更に具体的には、上記混合部２０は、筒状の部材（例えば、円筒状の部材）であり、上記筒状の部材は、スプレー電極１によって噴霧された液滴、および、基準電極２によってイオン化された空気を、上記筒状の部材の一端（例えば、筒状の部材の下面）から上記筒状の部材の内部空間へ導入した後で、上記筒状の部材の他端（例えば、筒状の部材の上面）から上記筒状の部材の外部空間へ放出するものであってもよい。当該構成であれば、筒状の部材の内部空間にて、上記噴霧された液滴と上記イオン化された空気とを、効率よく混合することができる。
【００６４】
上記混合部２０は、開口１１および開口１２に対して、直接的に連結されていてもよい。この場合、例えば、混合部２０を、一端を閉じた筒状の部材として形成する。そして、当該閉じた部分（例えば、筒状の部材の下面）に２つの孔を形成し、上記孔の１つと開口１１とを重ね合わせることによって、混合部２０と開口１１とを直接的に連結し、上記孔の他方と開口１２とを重ね合わせることによって、混合部２０と開口１２とを直接的に連結することも可能である。
【００６５】
上記構成によれば、簡単な構成によって静電噴霧装置１００を形成することができ、静電噴霧装置１００の製造コストを低下させることができる。
【００６６】
上記混合部２０は、開口１１および開口１２に対して、間接的に連結されていてもよい。この場合、例えば、混合部２０を、一端を閉じた筒状の部材として形成する。そして、当該閉じた部分（例えば、筒状の部材の下面）に２つの孔を形成し、所望の管を介して、上記孔の１つと開口１１とを連結するとともに、上記孔の他方と開口１２とを連結することも可能である。
【００６７】
上記構成によれば、静電噴霧装置１００のデザインの自由度を上げることができる。
【００６８】
混合部２０である筒状の部材を形成するための材料は特に限定されず、適宜、所望の材料を用いることが可能である。例えば、プラスチックによって上記筒状の部材を形成することが可能である。また、上記所望の管を形成するための材料も特に限定されず、例えば、筒状の部材と同じ材料を用いることが可能である。
【００６９】
上記筒状の部材は、筒の一端から筒の他端までの長さを調節可能なものであってもよい。換言すれば、上記筒状の部材は、上記噴霧された液滴および上記イオン化された空気を筒状の部材の内部へ導入するための導入口から、上記噴霧された液滴および上記イオン化された空気を筒状の部材の外部へ排出するための排出口までの長さを調節可能なものであってもよい。
【００７０】
筒の一端（例えば、筒の下面）から筒の他端（例えば、筒の上面）までの長さを短く調節すれば、筒状の部材の内部空間の体積が小さくなる。筒状の部材の内部空間の体積が小さくなれば、上記噴霧された液滴および上記イオン化された空気が当該内部空間内に留まる時間が短くなり、その結果、負に帯電した空気（もしくは、正に帯電した空気）によって、正に帯電した液滴（もしくは、負に帯電した液滴）を中和する効率を、所望の効率にまで下げることができる（換言すれば、液滴の帯電量を比較的大きくすることができる）。そして、これによって、液滴の大きさを小さくすることができる。
【００７１】
一方、筒の一端（例えば、筒の下面）から筒の他端（例えば、筒の上面）までの長さを長く調節すれば、筒状の部材の内部空間の体積が大きくなる。筒状の部材の内部空間の体積が大きくなれば、上記噴霧された液滴および上記イオン化された空気が当該内部空間内に留まる時間が長くなり、その結果、負に帯電した空気（もしくは、正に帯電した空気）によって、正に帯電した液滴（もしくは、負に帯電した液滴）を中和する効率を、所望の効率にまで上げることができる（換言すれば、液滴の帯電量を比較的小さくすることができる）。そして、これによって、液滴の大きさを大きくすることができる。
【００７２】
つまり、一端から他端までの長さを調節可能な筒状の部材を用いることによって、液滴の帯電量および大きさを変化させることが、更に容易になる。
【００７３】
上記筒状の部材の一端から他端までの長さを調節可能にするための具体的な構成は特に限定されない。例えば、混合部２０を、大きさが異なる複数の筒状の部材によって形成すればよい。
【００７４】
図３（ａ）および図３（ｂ）に、大きさが異なる複数の筒状の部材によって形成された混合部２０の一例を示す。なお、これらの図面では、混合部２０は３つの円筒状の部材によって形成されているが、形および数は、これに限定されない。
【００７５】
図３（ａ）に示す混合部２０は、例えば、円筒状の部材２０ａ、円筒状の部材２０ｂおよび円筒状の部材２０ｃによって構成されている。勿論、各部材の形状は円筒状に限らない。このとき、各部材の横断面は円形であり、その直径は、円筒状の部材２０ａ、円筒状の部材２０ｂ、円筒状の部材２０ｃの順番にて徐々に短くなっている。そして、円筒状の部材２０ｂは、円筒状の部材２０ａおよび円筒状の部材２０ｃと接した状態で、円筒状の部材２０ａおよび円筒状の部材２０ｃに対してスライド可能であり、円筒状の部材２０ａは、円筒状の部材２０ｂと接した状態で、円筒状の部材２０ｂに対してスライド可能である。そして、円筒状の部材２０ｃは、誘電体１０に対して固定されている。なお、円筒状の部材２０ａ、円筒状の部材２０ｂおよび円筒状の部材２０ｃの各々を薄く構成することによって、混合部２０の内部空間の形状を略円筒形に近似することができる。
【００７６】
図３（ａ）に示すように、円筒状の部材２０ａ〜２０ｃが完全に重なるように各部材を配置すれば、混合部２０の内部空間の体積を小さくすることができる。一方、図３（ｂ）に示すように、円筒状の部材の一部分のみが重なるように各部材を配置すれば、混合部２０の内部空間の体積を大きくすることができる。このとき、重なり合う面積を小さくすればするほど、混合部２０の内部空間の体積をより大きくすることができる。
【００７７】
以上のようにして、混合部２０の内部空間の体積を所望の体積に調節することができる。そして、混合部２０の内部空間の体積を調節することによって、所望の帯電量および大きさを有する液滴を、より容易に作製することができる。
【００７８】
上記筒状の部材（例えば、円筒状の部材）は、上記一端から上記他端までの長さを１ｍｍ〜２００ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ〜１００ｍｍに調節可能であることが好ましいが、これらに限定されない。
【００７９】
また、上記筒状の部材の下面および上面の大きさは特に限定されないが、例えば、下面および上面が多角形である場合には、当該多角形の外接円の直径が、また、下面および上面が円形である場合には、当該円の直径が、１０ｍｍ〜５０ｍｍであることが好ましく、２０ｍｍ〜４０ｍｍであることが更に好ましい。更に、上記直径の長さは、第１電極と第２電極との間の距離よりも長いことが好ましい。換言すれば、上記筒状の部材の下面および／または上面は、第１電極および第２電極の両方を覆うことができる、大きさと形とを有していることが好ましいといえる。
【００８０】
上記直径の長さを短くすればするほど、液滴を噴霧する能力を下げることができ、上記直径の長さを長くすればするほど、噴霧された液滴とイオン化された空気とを混合する効率を下げることができる。それ故に、作製しようとする液滴に応じて、適宜、上記直径の長さを設定すればよい。
【００８１】
上述した筒状の部材の一端から他端までの長さ、および、上述した筒状の部材の下面および上面の大きさ（換言すれば、円の直径の長さ）は、局所レイノルズ数に基づいて最適化することが可能であり、これによって、液滴を層流または乱流の何れとして噴霧するか決めることができる。
【００８２】
なお、筒状の部材の内部空間における、上記噴霧された液滴および上記イオン化された空気の滞留時間を調節することによっても、筒の長さを調節した場合と同様の効果を得ることができる。
【００８３】
具体的には、筒状の部材の内部空間における、上記噴霧された液滴および上記イオン化された空気の滞留時間を短く調節すれば、負に帯電した空気（もしくは、正に帯電した空気）によって、正に帯電した液滴（もしくは、負に帯電した液滴）を中和する効率を、所望の効率にまで下げることができる（換言すれば、液滴の帯電量を比較的大きくすることができる）。そして、これによって、液滴の大きさを小さくすることができる。
【００８４】
一方、筒状の部材の内部空間における、上記噴霧された液滴および上記イオン化された空気の滞留時間を長く調節すれば、負に帯電した空気（もしくは、正に帯電した空気）によって、正に帯電した液滴（もしくは、負に帯電した液滴）を中和する効率を、所望の効率にまで上げることができる（換言すれば、液滴の帯電量を比較的小さくすることができる）。そして、これによって、液滴の大きさを大きくすることができる。
【００８５】
上述した一端から他端までの長さを調節可能な筒状の部材は、筒状の部材の内部空間における、上記噴霧された液滴および上記イオン化された空気の滞留時間を調節するための構成の一例であるが、別の構成を用いて滞留時間を調節してもよい。例えば、壁、外部からの空気の流入、磁場、または、電場によって滞留時間を調節することも可能であるが、これらに限定されない。
【００８６】
〔２．液滴の帯電量、および液滴の大きさについて〕
静電噴霧装置は、芳香油、農産物用化学物質、医薬品、農薬、殺虫剤、空気清浄化薬剤等の噴霧等に用いられる装置であって、様々な用途に使用される。そして、各用途における噴霧物質の効果を決定する重要なファクターとして、液滴の帯電量、および液滴の大きさが挙げられる。
【００８７】
例えば、液滴の帯電量が多いと電荷雲が急速に拡がり、壁面への液滴の付着が速まる。逆に、電荷種のクーロン力が粒子の誘引を促すことから、中性粒子または逆性粒子を誘引したいときには液滴の帯電量が多い方が望ましい。
【００８８】
同様に、液滴の大きさもまた噴霧物質の効果を左右するファクターとなる。例えば、液滴が小さければ、その液滴は、ターゲットとする領域に素早く拡散する。一方、液滴が大きければ、その液滴は、ターゲットとする領域に到達した後、噴霧液体による効果を大きくすることが可能である。
【実施例】
【００８９】
＜１．静電噴霧装置の作製＞
混合部２０の効果を確認するために、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す２つのタイプの静電噴霧装置を作成し、その効果を比較した。２つのタイプの静電噴霧装置の構成としては、以下のものを用いた。
【００９０】
図１（ａ）に記載の静電噴霧装置Ａ：
・液滴          ：１０％の香料、７９％のモノメチルエーテル、８％のイソパラフィン、３％の酢酸ナトリウム水溶液からなる液滴；
・スプレー電極１：ステンレスによって形成されている、外径０．４ｍｍ、内径０．２ｍｍであるスプレー電極；
・基準電極２    ：ステンレスによって針状に形成されている、胴体部の外径０．５ｍｍ、先端部の外径＜０．１ｍｍの基準電極；
・誘電体１０    ：ポリプロピレンからなる誘電体；
・開口１１      ：直径８ｍｍである円形の開口；
・第１の空間    ：開口１１と繋がった円筒状の空間であって、横断面の形状が開口１１と同じもの；
・開口１２      ：直径４ｍｍである円形の開口；
・第２の空間    ：開口１２と繋がった円筒状の空間であって、横断面の形状が開口１２と同じもの；
・その他の構成  ：誘電体１０に、開口１１へ連通するとともに開口１１へ空気を供給する第１の空気供給口（サイズ：７．５ｍｍ×７．５ｍｍ）、および、開口１２へ連通するとともに開口１２へ空気を供給する第２の空気供給口（サイズ：７．５ｍｍ×７．５ｍｍ）を設けた。
【００９１】
図１（ｂ）に記載の静電噴霧装置Ｂ：
混合部２０を設けること以外は、静電噴霧装置Ａと同じ構成とした。つまり、
・混合部２０    ：開口１１および開口１２の両方の上に設けられた円筒状の部材であって、下面および上面が共に直径４０ｍｍの円である円筒状の部材。
【００９２】
＜２．測定方法の説明＞
液滴の数、および、液滴の直径は、Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅｒ（ＡＰＳ）  ｍｏｄｅｌ  ３２２１、および、Ａｅｒｏｓｏｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ  ３０６８を用いて測定した。なお、具体的な測定方法は、上記装置に添付の説明書にしたがった。簡潔に説明すれば、まず、上述した静電噴霧装置ＡまたはＢによって、所定の時間（１時間）、チェンバー内へ液滴を連続的にスプレーし、当該チェンバー内へスプレーされた液滴を上記装置によって測定した。
【００９３】
＜３．試験結果＞
図４に、液滴の数と液滴の直径との関係を示したグラフを示す。
【００９４】
図４に示すように、混合部２０を設ければ、混合部２０を設けない場合と比較して、直径が大きな液滴の数が増すことが明らかになった。
【００９５】
図５に、電流値（換言すれば、液滴の帯電量）とサンプリング時間との関係を示したグラフを示す。
【００９６】
図５に示すように、混合部２０を設ければ、混合部２０を設けない場合と比較して、液滴の帯電量が少なくなることが明らかになった。
【００９７】
なお、液滴の直径と、液滴の帯電量との間には、以下のような関係があるものと考えられる。帯電している液滴は、その液滴の溶媒（例えば、水）が蒸発するほどに、液滴の体積当たりの帯電量が多くなる。そして、液滴の体積当たりの帯電量が多くなると、クーロン力によって液滴が複数の液滴に分裂する。つまり、液滴の帯電量が多い液滴は、小さくなるのが早い。
【００９８】
本発明は、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、静電噴霧装置に好適に適用することができる。更に具体的には、本発明は、芳香油、農産物用化学物質、医薬品、農薬、殺虫剤または空気清浄化薬剤等の噴霧に用いられる静電噴霧装置に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１  スプレー電極（第１電極）
２  基準電極（第２電極）
３  電源装置
６  スプレー電極取付部
７  基準電極取付部
１０  誘電体
１１  開口
１２  開口
２０  混合部（混合手段）
１００  静電噴霧装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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