(57)【要約】【課題】簡素な設計の下、有効成分を発生させる有効成分発生装置を提供する。【解決手段】本出願は、電圧を印加する印加部と、前記電圧の印加下で放電し、第１極性のイオンを発生させる第１放電を生じさせる第１放電電極と、前記第１放電によって帯電される帯電体と、該帯電体に対向する第２放電電極と、を備える有効成分発生装置を開示する。前記帯電体の帯電は、前記第２放電電極と前記帯電体との間で、前記第１極性とは反対の第２極性のイオンを生じさせる第２放電を引き起こす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧を印加する印加部と、
前記電圧の印加下で放電し、第１極性のイオンを発生させる第１放電を生じさせる第１放電電極と、
前記第１放電によって帯電される帯電体と、
該帯電体に対向する第２放電電極と、を備えることを特徴とする有効成分発生装置。
【請求項２】
前記帯電体の帯電は、前記第２放電電極と前記帯電体との間で、前記第１極性とは反対の第２極性のイオンを生じさせる第２放電を引き起こすことを特徴とする請求項１に記載の有効成分発生装置。
【請求項３】
前記帯電体は、第１面と、該第１面とは反対の第２面と、を含み、
前記第２放電電極は、前記第２面に対向し、
前記第１放電電極は、前記第２面よりも前記第１面に近くに位置する端部を含み、
前記第１放電は、前記端部から発生することを特徴とする請求項１又は２に記載の有効成分発生装置。
【請求項４】
前記第１放電電極及び前記第２放電電極のうち少なくとも一方に液体を供給する液供給部を更に備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の有効成分発生装置。
【請求項５】
前記第１極性は、プラスの極性であり、
前記第２極性は、マイナスの極性であり、
前記液供給部は、前記第２放電電極に前記液体を供給することを特徴とする請求項４に記載の有効成分発生装置。
【請求項６】
前記帯電体は、樹脂材料を用いて形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の有効成分発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電により有効成分を発生させる有効成分発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電により有効成分を発生させる様々な有効成分発生装置が開発されている。特許文献１は、有効成分発生装置として、静電霧化装置を開示する。特許文献１の静電霧化装置は、高い電圧が印加される針状電極と、接地された接地電極と、を備える。接地電極は、針状電極に対向して配置される。針状電極への水の供給の後、針状電極と接地電極との間で放電が引き起こされるならば、除菌といった有益な作用効果をもたらす有効成分として、帯電微粒子水が生成される。他の有効成分発生装置として、電極へ水を供給することなく、電極に高い電圧を印加し、有効成分としてイオンを発生させるイオン発生装置が利用されることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０２０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プラスの極性を有するイオン（プラスイオン）と、マイナスの極性を有するイオン（マイナスイオン）と、を同時に発生させることができる有効成分発生装置は、脱臭やアレルゲンの低減といった目的に有効である。しかしながら、プラスイオンとマイナスイオンとを同時に発生させるためには、プラスイオンを専ら発生させるための電源及びマイナスイオンを専ら発生させるための電源が要求される。したがって、有効成分発生装置の構造は、複雑化或いは大型化する。
【０００５】
本発明は、簡素な設計の下、有効成分を発生させる有効成分発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面に係る有効成分発生装置は、電圧を印加する印加部と、前記電圧の印加下で放電し、第１極性のイオンを発生させる第１放電を生じさせる第１放電電極と、前記第１放電によって帯電される帯電体と、該帯電体に対向する第２放電電極と、を備える。
【０００７】
上記構成によれば、印加部が電圧を印加すると、第１放電電極は、第１放電を生じさせる。第１放電は、第１極性のイオンを発生させ、且つ、帯電体を第１極性で帯電させる。帯電体が第１極性で帯電するので、帯電体と第２放電電極との間で放電が生ずる。帯電体と第２放電電極との間の放電は、第１極性とは反対の極性のイオンを生じさせるので、有効成分発生装置は、複数種のイオンを発生させることができる。有効成分発生装置は、帯電体を利用して、複数種のイオンを生じさせるので、有効成分発生装置は、簡素な設計の下で形成可能である。
【０００８】
上記構成において、前記帯電体の帯電は、前記第２放電電極と前記帯電体との間で、前記第１極性とは反対の第２極性のイオンを生じさせる第２放電を引き起こしてもよい。
【０００９】
上記構成によれば、帯電体の帯電の結果、第２放電電極と帯電体との間で第２放電が生ずる。第２放電は、第１極性とは反対の第２極性のイオンを生じさせるので、有効成分発生装置は、簡素な設計の下、複数種のイオンを発生させることができる。
【００１０】
上記構成において、前記帯電体は、第１面と、該第１面とは反対の第２面と、を含んでもよい。前記第２放電電極は、前記第２面に対向してもよい。前記第１放電電極は、前記第２面よりも前記第１面に近くに位置する端部を含んでもよい。前記第１放電は、前記端部から発生してもよい。
【００１１】
上記構成によれば、第１放電は、第１面と第１放電電極の端部との間で発生させる。この結果、第１面が臨む空間において、第１極性のイオンが発生する。第１放電の結果、帯電体は、第１極性で帯電する。帯電体の帯電は、第２面と第２電極との間での放電を生じさせる。この結果、第２面が臨む空間において、第１極性とは反対の極性のイオンが発生する。したがって、有効成分発生装置は、広い空間でイオンを効率的に発生させることができる。
【００１２】
上記構成において、有効成分発生装置は、前記第１放電電極及び前記第２放電電極のうち少なくとも一方に液体を供給する液供給部を更に備えてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、液供給部は、第１放電電極及び第２放電電極のうち少なくとも一方に液体を供給するので、帯電した微粒子液を適切に発生させることができる。
【００１４】
上記構成において、前記第１極性は、プラスの極性であってもよい。前記第２極性は、マイナスの極性であってもよい。前記液供給部は、前記第２放電電極に前記液体を供給してもよい。
【００１５】
上記構成によれば、液供給部は、マイナスの極性を有するイオンを発生させる第２放電電極に液体を供給するので、マイナスの極性で帯電した微粒子液を適切に発生させることができる。
【００１６】
上記構成において、前記帯電体は、樹脂材料を用いて形成されてもよい。
【００１７】
上記構成によれば、帯電体は、樹脂材料を用いて形成されるので、有効成分発生装置は、廉価に製造される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る有効成分発生装置は、簡素な設計の下、有効成分を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の有効成分発生装置の概略的な断面図である。
【図２】第２実施形態の有効成分発生装置の概略的な断面図である。
【図３】第３実施形態の有効成分発生装置の概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、例示的な有効成分発生装置が説明される。尚、以下の説明で用いられる「上」、「下」、「左」や「右」といった方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とする。したがって、これらの用語は、有効成分発生装置の原理を何ら限定しない。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の有効成分発生装置１００の概略的な断面図である。図１を参照して、有効成分発生装置１００が説明される。
【００２２】
有効成分発生装置１００は、第１針状電極１１０と、第２針状電極１２０と、電源１３０と、箱体１４０と、を備える。電源１３０は、第１針状電極１１０に高い電圧を印加する。第２針状電極１２０は、接地されている。箱体１４０は、第１針状電極１１０と第２針状電極１２０とを収容するための収容空間１４１を形成する。本実施形態において、電源１３０は、印加部として例示される。
【００２３】
箱体１４０は、底壁１４２と、周壁１４３と、天壁１５０と、を備える。周壁１４３は、底壁１４２上に立設される。底壁１４２に対向する天壁１５０は、周壁１４３によって支持される。収容空間１４１は、底壁１４２と、周壁１４３と、天壁１５０と、によって囲まれる空間として規定される。
【００２４】
第１針状電極１１０及び第２針状電極１２０は、底壁１４２に固定される。第１針状電極１１０は、底壁１４２から天壁１５０に向かって延びる。第１針状電極１１０と同様に、第２針状電極１２０も、底壁１４２から天壁１５０に向かって延びる。
【００２５】
第１針状電極１１０は、天壁１５０に向かって尖る第１先端部１１１を含む。天壁１５０には、第１開口部１５１が形成される。第１開口部１５１は、第１先端部１１１に対向する。電源１３０は、第１針状電極１１０に高い電圧を印加する。電源１３０が印加する電圧は、交流であってもよく、直流であってもよい。
【００２６】
電源１３０が第１針状電極１１０に電圧を印加すると、第１先端部１１１でコロナ放電が発生する。コロナ放電の結果、第１先端部１１１の周囲で、プラス又はマイナスの極性を有するイオンが発生する。本実施形態において、第１先端部１１１の周囲で、プラスの極性のイオン（以下、「プラスイオン」と称される）が発生するように、電源１３０は、第１針状電極１１０に電圧を印加する。代替的に、第１先端部１１１の周囲で、マイナスの極性のイオン（以下、「マイナスイオン」と称される）が発生するように、電源１３０は、第１針状電極１１０に電圧を印加してもよい。
【００２７】
本実施形態において、第１先端部１１１の周囲で発生するプラスの極性を有するイオンは、第１極性のイオンとして例示される。第１先端部１１１から発生するコロナ放電は、第１放電として例示される。第１針状電極１１０は、第１放電電極として例示される。
【００２８】
上述のコロナ放電によって生じたプラスイオンの多くは、第１開口部１５１を通じて、外部空間（箱体１４０の外の空間）に放出される。収容空間１４１から外部空間へ向かうプラスイオンの一部は、天壁１５０に付着する。
【００２９】
天壁１５０は、帯電しやすい樹脂材料から形成されてもよい。天壁１５０に利用可能な樹脂材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、フッ素樹脂、ポリエーテルイミド、アクリル樹脂や、他の一般的なエンジニアリングプラスチックが例示される。周壁１４３は、天壁１５０の帯電状態を維持可能な材料を用いて形成される。本実施形態において、天壁１５０は、帯電体として例示される。
【００３０】
上述の如く、プラスイオンは、天壁１５０に付着するので、天壁１５０は、プラスの極性で帯電する。尚、第１先端部１１１の周囲で、マイナスイオンが発生するように、電源１３０が、第１針状電極１１０に電圧を印加するならば、天壁１５０は、マイナスの極性で帯電する。
【００３１】
天壁１５０に対向する第２針状電極１２０は、接地されている。したがって、天壁１５０の帯電によって、天壁１５０と第２針状電極１２０との間で電位差が生ずる。電位差が所定のレベルを超えると（即ち、天壁１５０に付着したプラスイオンの量が所定のレベルを超えると）、天壁１５０と第２針状電極１２０との間でも放電が生ずる。天壁１５０と第２針状電極１２０との間での放電は、マイナスイオンを発生させる。尚、天壁１５０がマイナスの極性で帯電するならば、天壁１５０と第２針状電極１２０との間での放電は、プラスイオンを発生させることになる。本実施形態において、第２針状電極１２０は、第２放電電極として例示される。
【００３２】
第２針状電極１２０は、天壁１５０に向かって尖る第２先端部１２１を含む。天壁１５０には、第２開口部１５２が形成される。第２開口部１５２は、第２先端部１２１に対向する。天壁１５０の帯電によって、天壁１５０と第２先端部１２１との間で放電が生ずる。天壁１５０と第２先端部１２１との間での放電によって生じたマイナスイオンは、第２開口部１５２を通じて、収容空間１４１から外部空間へ放出される。本実施形態において、第２先端部１２１の周囲で発生するマイナスイオンは、第２極性のイオンとして例示される。天壁１５０と第２先端部１２１との間での放電は、第２放電として例示される。
【００３３】
＜第２実施形態＞
図２は、第２実施形態の有効成分発生装置１００Ａの概略的な断面図である。図２を参照して、有効成分発生装置１００Ａが説明される。尚、第１実施形態と同一の要素に対して、同一の符号が付される。同一の符号が付された要素に対して、第１実施形態の説明が援用される。
【００３４】
第１実施形態と同様に、有効成分発生装置１００Ａは、第２針状電極１２０と、電源１３０と、箱体１４０と、を備える。有効成分発生装置１００Ａは、第１針状電極１１０Ａと、台座部１６０と、を更に備える。台座部１６０は、収容空間１４１内において、底壁１４２に据え付けられる。第１針状電極１１０Ａは、台座部１６０に据え付けられる。電源１３０は、台座部１６０を通じて、第１針状電極１１０Ａに電気的に接続される。したがって、電源１３０は、第１実施形態と同様に、第１針状電極１１０Ａに高い電圧を印加することができる。
【００３５】
天壁１５０は、収容空間１４１に臨む下面１５３と、下面１５３とは反対側の上面１５４と、を含む。上面１５４は、外部空間に臨む。下面１５３は、第２針状電極１２０に対向する。本実施形態において、上面１５４は、第１面として例示される。下面１５３は、第２面として例示される。
【００３６】
第１針状電極１１０Ａは、第１開口部１５１を通じて、箱体１４０から上方に突出する。第１実施形態と同様に、第１針状電極１１０Ａは、尖った第１先端部１１１Ａを含む。第１実施形態とは異なり、第１先端部１１１Ａは、外部空間に存在する。したがって、第１先端部１１１Ａは、下面１５３よりも上面１５４の近くに存在する。本実施形態において、第１先端部１１１Ａは、端部として例示される。
【００３７】
電源１３０が、第１針状電極１１０Ａに高い電圧を印加すると、第１先端部１１１Ａに電界が集中する。この結果、第１先端部１１１Ａと上面１５４との間でコロナ放電が発生する。本実施形態において、第１先端部１１１Ａの周囲で、プラスイオンが発生するように、電源１３０は、第１針状電極１１０Ａに電圧を印加する。この結果、プラスイオンは、箱体１４０の外において発生することになる。プラスイオンの一部は、天壁１５０に付着する。この結果、天壁１５０は、プラスの極性で帯電する。天壁１５０の帯電の結果、天壁１５０と第２先端部１２１との間で放電が生じ、収容空間１４１内でマイナスイオンが生成される。プラスイオン及びマイナスイオンの発生空間が相違するので、有効成分発生装置１００Ａは、プラスイオン及びマイナスイオンを効率的に発生させることができる。
【００３８】
代替的に、第１先端部１１１Ａの周囲で、マイナスイオンが発生するように、電源１３０は、第１針状電極１１０Ａに電圧を印加してもよい。この場合、マイナスイオンの一部は、天壁１５０に付着する。この結果、天壁１５０は、マイナスの極性で帯電する。天壁１５０の帯電の結果、天壁１５０と第２先端部１２１との間で放電が生じ、プラスイオンが生成される。プラスイオン及びマイナスイオンの発生空間が相違するので、有効成分発生装置１００Ａは、プラスイオン及びマイナスイオンを効率的に発生させることができる。
【００３９】
＜第３実施形態＞
図３は、第３実施形態の有効成分発生装置１００Ｂの概略的な断面図である。図３を参照して、有効成分発生装置１００Ｂが説明される。尚、第２実施形態と同一の要素に対して、同一の符号が付される。同一の符号が付された要素に対して、第２実施形態の説明が援用される。
【００４０】
第２実施形態と同様に、有効成分発生装置１００Ｂは、第１針状電極１１０Ａと、電源１３０と、台座部１６０と、を備える。有効成分発生装置１００Ｂは、霧化電極１２０Ｂと、箱体１４０Ｂと、冷却モジュール１７０と、放熱モジュール１８０と、を更に備える。
【００４１】
第２実施形態と同様に、箱体１４０Ｂは、周壁１４３と、天壁１５０と、を備える。箱体１４０Ｂは、底壁１４２Ｂを更に備える。収容空間１４１は、周壁１４３と、天壁１５０と、底壁１４２Ｂと、によって取り囲まれた空間として規定されてもよい。
【００４２】
底壁１４２は、放熱モジュール１８０を支持するように設計されてもよい。放熱モジュール１８０は、収容空間１４１と外部空間とに露出する。冷却モジュール１７０は、収容空間１４１内で、放熱モジュール１８０に据え付けられる。霧化電極１２０Ｂは、冷却モジュール１７０に据え付けられる。
【００４３】
冷却モジュール１７０は、霧化電極１２０Ｂを冷却するペルチエ素子を含む装置であってもよい。放熱モジュール１８０は、霧化電極１２０Ｂの冷却に用いられたペルチエ素子から発生した熱を外部空間へ促す放熱フィンであってもよい。
【００４４】
霧化電極１２０Ｂは、棒状の胴部１２２と、略球形の頭部１２３と、を含む。胴部１２２は、冷却モジュール１７０に据え付けられる。頭部１２３は、胴部１２２と天壁１５０との間に配置される。本実施形態において、霧化電極１２０Ｂは、第２放電電極として例示される。
【００４５】
冷却モジュール１７０が霧化電極１２０Ｂを冷却すると、霧化電極１２０Ｂの表面は結露する。第２実施形態に関連して説明された如く、電源１３０による第１針状電極１１０Ａへの電圧の印加は、天壁１５０の帯電に帰結する。本実施形態において、天壁１５０は、プラスの極性で帯電する。本実施形態において、冷却モジュール１７０は、液供給部として例示される。代替的に、霧化電極１２０Ｂに液体を供給することができる他の装置（例えば、液体を霧化電極１２０Ｂに滴下する滴下装置）が液供給部として用いられてもよい。
【００４６】
天壁１５０の帯電の結果、霧化電極１２０Ｂと天壁１５０との間で電位差が生ずる。霧化電極１２０Ｂと天壁１５０との間の電位差は、霧化電極１２０Ｂに付着した水に作用するクーロン力を引き起こす。この結果、頭部１２３上でテイラーコーンＴＣが形成される。
【００４７】
霧化電極１２０Ｂと天壁１５０との間で電位差が所定のレベルを超えると、霧化電極１２０Ｂと天壁１５０との間で放電が始まる。この結果、マイナスの極性で帯電した微粒子水が頭部１２３の周囲で発生する。微粒子水は、第２開口部１５２を通じて、外部空間へ放出される。
【００４８】
本実施形態において、液供給部として例示される冷却モジュール１７０は、マイナスの極性で放電する霧化電極１２０Ｂに水を供給する。必要に応じて、液供給部は、プラスの極性で放電する電極に液体を供給してもよい。代替的に、液供給部は、プラスの極性で放電する電極と、マイナスの極性で放電する電極と、に液体を供給してもよい。液供給部が供給する液体の種類や量は、有効成分発生装置の用途に応じて決定されてもよい。
【００４９】
本実施形態において、霧化電極１２０Ｂの頭部１２３は、球状である。代替的に、霧化電極は、テイラーコーンを形成することができる他の形状であってもよい。霧化電極の形状は、本実施形態の原理を何ら制限しない。
【００５０】
上述の様々な実施形態において、帯電体として例示される天壁１５０は、樹脂材料から形成される。代替的に、帯電体は、帯電体の支持に利用される支持部材よりも帯電しやすい他の材料から形成されてもよい。
【００５１】
上述の様々な実施形態において、印加部として例示される電源１３０は、直流電圧又は交流電圧を印加する。直流電圧が放電に利用されるならば、帯電体と電極との間で放電が発生するように、直流電圧の大きさは設定される。交流電圧が放電に利用されるならば、帯電体と電極との間で放電が発生するように、交流電圧の振幅及び周波数は設定される。必要に応じて、印加部が印加する交流電圧は、直流成分を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本実施形態の原理は、帯電微粒子水やイオンといった有効成分を発生させるための装置に好適に利用される。
【符号の説明】
【００５３】
１００，１００Ａ，１００Ｂ・・・・・有効成分発生装置
１１０，１１０Ａ・・・・・・・・・・第１針状電極
１１１，１１１Ａ・・・・・・・・・・第１先端部
１２０・・・・・・・・・・・・・・・第２針状電極
１２０Ｂ・・・・・・・・・・・・・・霧化電極
１３０・・・・・・・・・・・・・・・電源
１５０・・・・・・・・・・・・・・・天壁
１５３・・・・・・・・・・・・・・・下面
１５４・・・・・・・・・・・・・・・上面
１７０・・・・・・・・・・・・・・・冷却モジュール
【図１】
2014165147.tif 000003
【図２】
2014165147.tif 000004
【図３】
2014165147.tif 000005