(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端から物質を噴霧する第１電極と、
上記第１電極との間で電圧が印加される第２電極と、
上記第１電極および上記第２電極を配置する誘電体と、
上記誘電体表面において上記第１電極と上記第２電極との間に形成される電流経路を迂回させる経路迂回部と、を備え、
上記経路迂回部は、上記誘電体において上記第１電極を取り付ける第１電極取付部と上記第２電極を取り付ける第２電極取付部との間の断面を非同一平面状にする間隙部であり、
上記第１電極から噴霧される上記物質は、上記第２電極に向かう方向ではなく、自装置から遠ざかる方向に噴霧されることを特徴とする静電噴霧装置。
【請求項２】
先端から物質を噴霧する第１電極と、上記第１電極との間で電圧が印加される第２電極とを静電噴霧装置の誘電体に配置する配置方法であって、
上記第１電極および上記第２電極を、上記誘電体表面において上記第１電極と上記第２電極との間に形成される電流経路を迂回させる経路迂回部とともに上記誘電体に配置し、
上記経路迂回部は、上記誘電体において上記第１電極を取り付ける第１電極取付部と上記第２電極を取り付ける第２電極取付部との間の断面を非同一平面状にする間隙部であり、
上記第１電極から噴霧される上記物質が、上記第２電極に向かう方向ではなく、上記静電噴霧装置から遠ざかる方向に噴霧されるように、上記第１電極および上記第２電極は配置されていることを特徴とする配置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏れ電流を低減することが可能な静電噴霧装置、および配置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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）により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。そのような静電噴霧装置を開示する文献として、特許文献１、２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５３０５５２号公報（平成１６年１０月７日公開）
【特許文献２】特表２００６−５２１９１５号公報（平成１８年９月２８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２等の技術には次のような点で改善の余地がある。
【０００５】
特許文献１の静電噴霧装置は、スプレー電極と基準電極とを備える。スプレー電極は、噴霧される液体を含んで用いられる導管とされ、スプレー電極及び基準電極は、誘電体物質に各々隣接した電極である。そして、特許文献１の噴霧装置は、各電極が配置される各々の凹部を画定する誘電体物質で形成したハウジングを備え、スプレー電極と基準電極との間に適用される電位差を生じさせることのできる電気回路に各電極が接続されている。
【０００６】
上記の構成において、本来であれば、スプレー電極と基準電極との間には空気中に電場が形成され、空気中で電荷の流れが生じる。しかしながら、静電噴霧装置の運転中にスプレー電極と基準電極との間に液滴が付着すると、その液滴によって、スプレー電極と基準電極とが電気的に接続し、その液滴によってスプレー電極と基準電極との間に漏れ電流が発生することがある。この漏れ電流は、高湿度など厳しい運転条件下においても空気中の水分等によって生じることもあり、漏れ電流が発生することで静電噴霧装置から噴霧される液量が不安定になることもある。このことは、特許文献２の静電噴霧装置についても同様である。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、漏れ電流を低減することが可能な静電噴霧装置、および配置方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る静電噴霧装置は、上記の課題を解決するために、先端から物質を噴霧する第１電極と、上記第１電極との間で電圧が印加される第２電極と、上記第１電極および上記第２電極を配置する誘電体と、上記誘電体表面において上記第１電極と上記第２電極との間に形成される電流経路を迂回させる経路迂回部と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明に係る配置方法は、上記の課題を解決するために、
先端から物質を噴霧する第１電極と、上記第１電極との間で電圧が印加される第２電極とを静電噴霧装置の誘電体に配置する配置方法であって、
上記第１電極および上記第２電極を、上記誘電体表面において上記第１電極と上記第２電極との間に形成される電流経路を迂回させる経路迂回部とともに上記誘電体に配置することを特徴としている。
【００１０】
上記の構成によれば、本発明に係る静電噴霧装置および配置方法は、経路迂回部を備えることにより、従来の静電噴霧装置よりも上記誘電体表面において上記第１電極と上記第２電極との間に形成される電流経路を長くすることができる。
【００１１】
これにより、本発明に係る静電噴霧装置は、上記第１電極と上記第２電極との間が液滴等によって接続する可能性を減らすことができる。したがって、本発明に係る静電噴霧装置は、漏れ電流の発生を低減し、噴霧液を安定的に噴霧することができ、この点において従来の静電噴霧装置を改善するという効果を実現している。
【００１２】
また、本発明に係る静電噴霧装置では、上記経路迂回部は、上記誘電体において上記第１電極を取り付ける第１電極取付部と上記第２電極を取り付ける第２電極取付部との間の断面を非同一平面状にする間隙部であってよい。
【００１３】
また、本発明に係る配置方法では、上記経路迂回部は、上記誘電体において上記第１電極を取り付ける第１電極取付部と上記第２電極を取り付ける第２電極取付部との間の断面を非同一平面状にする間隙部であってもよい。
【００１４】
上記経路迂回部は間隙部であり、その間隙部は、上記第１電極を取り付ける第１電極取付部と上記第２電極を取り付ける第２電極取付部との間の断面を非同一平面状にする。つまり、上記断面を非同一平面状とすることにより、上記誘電体表面において上記第１電極と上記第２電極との間に形成される電流経路を長くすることができる。
【００１５】
これにより、本発明に係る静電噴霧装置は、さらに、漏れ電流の発生を低減し、かつ噴霧液を安定的に噴霧することができる。
【００１６】
また、本発明に係る静電噴霧装置では、上記経路迂回部は、上記誘電体において上記第１電極を取り付ける第１電極取付部と上記第２電極を取り付ける第２電極取付部との間に形成される凹凸部であってよい。
【００１７】
また、本発明に係る配置方法では、上記経路迂回部は、上記誘電体において上記第１電極を取り付ける第１電極取付部と上記第２電極を取り付ける第２電極取付部との間に形成される凹凸部であってもよい。
【００１８】
上記経路迂回部は凹凸部であり、その凹凸部は、上記第１電極を取り付ける第１電極取付部と上記第２電極を取り付ける第２電極取付部との間に形成される。つまり、上記凹凸部が存在することにより、上記誘電体表面において上記第１電極と上記第２電極との間に形成される電流経路を長くすることができる。
【００１９】
これにより、本発明に係る静電噴霧装置は、さらに、漏れ電流の発生を低減し、かつ噴霧液を安定的に噴霧することができる。
【００２０】
本発明に係る静電噴霧装置は、上記の課題を解決するために、先端から物質を噴霧する第１電極と、上記第１電極との間に電圧が印加される第２電極と、上記第１電極および上記第２電極を配置する誘電体と、を備え、上記誘電体表面において上記第１電極と上記第２電極との間に形成される電流経路の電位勾配は、１．４１ｋＶ／ｃｍ以下であることを特徴としている。
【００２１】
静電噴霧装置の運転中に第１電極と第２電極との間の誘電体に液滴が付着すると、その液滴によって、第１電極と第２電極とが誘電体表面の電流経路を介して電気的に接続し、第１電極と第２電極との間に漏れ電流が発生することがある。漏れ電流は、高湿度など厳しい運転条件下においても空気中の水分等によって生じることもあり、漏れ電流が発生することで静電噴霧装置から噴霧される液量が不安定にもなる。
【００２２】
この点、本発明に係る静電噴霧装置は、上記誘電体表面において上記第１電極と上記第２電極との間に形成される電流経路の電位勾配を１．４１ｋＶ／ｃｍ以下としている。つまり、本発明に係る静電噴霧装置は、第１電極と第２電極との間の電流経路を従来よりも長くすることにより、上記第１電極と上記第２電極との間が液滴等によって接続する可能性を減らしている。これにより、本発明に係る静電噴霧装置は、漏れ電流の発生を低減し、かつ噴霧液を安定的に噴霧することができ、この点において従来の静電噴霧装置を改善するという効果を実現している。
【００２３】
また、本発明に係る静電噴霧装置は、上記電位勾配は、さらに、０．８６ｋＶ／ｃｍ以下である構成であってよい。
【００２４】
上記の構成によれば、上記誘電体表面において上記第１電極と上記第２電極との間に形成される電流経路をさらに長くしている。
【００２５】
これにより、本発明に係る静電噴霧装置は、さらに、漏れ電流の発生を低減し、かつ噴霧液を安定的に噴霧することができる。
【発明の効果】
【００２６】
また、本発明に係る静電噴霧装置は、以上のように、先端から物質を噴霧する第１電極と、上記第１電極との間で電圧が印加される第２電極と、上記第１電極および上記第２電極を配置する誘電体と、上記誘電体表面において上記第１電極と上記第２電極との間に形成される電流経路を迂回させる経路迂回部と、を備える構成である。
【００２７】
また、本発明に係る配置方法は、以上のように、上記第１電極および上記第２電極を、上記誘電体表面において上記第１電極と上記第２電極との間に形成される電流経路を迂回させる経路迂回部とともに上記誘電体に配置する構成である。
【００２８】
本発明に係る静電噴霧装置は、以上のように、先端から物質を噴霧する第１電極と、上記第１電極との間に電圧が印加される第２電極と、上記第１電極および上記第２電極を配置する誘電体と、を備え、上記誘電体表面において上記第１電極と上記第２電極との間に形成される電流経路の電位勾配は、１．４１ｋＶ／ｃｍ以下である構成である。
【００２９】
それゆえ、漏れ電流を低減することが可能な静電噴霧装置を提供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】
【００３０】
【図１】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２】間隙部付近の断面の一例を示す図である。
【図３】誘電体の要部断面の一例を示す図である。
【図４】本実施の形態に係る静電噴霧装置内部における、スプレー電極および基準電極の取付位置の一例を説明するための図であり、（ａ）は筐体の内部構造を、（ｂ）は他の筐体の内部構造を示す。
【図５】本実施の形態に係る静電噴霧装置の比較対象として位置付ける静電噴霧装置の要部構成を説明する図である。
【図６】本実施の形態に係る静電噴霧装置の比較対象に位置付ける静電噴霧装置の内部における、スプレー電極および基準電極の取付位置の一例を説明するための図であり、（ａ）は筐体の内部構造を、（ｂ）は他の筐体の内部構造を示す。
【図７】漏れ電流の比較試験に用いた静電噴霧装置を示す。
【図８】スプレー電極、スプレー電極保持部、および筐体の組立後の静電噴霧装置、および、スプレー電極保持部の写真である。
【図９】静電噴霧装置の間隙部を拡大した写真である。
【図１０】本実施の形態に係る静電噴霧装置の比較対象に位置付ける静電噴霧装置のスプレー電極および基準電極を拡大した写真である。
【図１１】温度２５℃、相対湿度５５％における漏れ電流を示し、（ａ）は本実施の形態に係る静電噴霧装置の比較対象に位置付ける静電噴霧装置の試験結果を、（ｂ）は本実施の形態に係る静電噴霧装置の試験結果を示す。
【図１２】温度２８℃、相対湿度８０％における漏れ電流を示し、（ａ）は本実施の形態に係る静電噴霧装置の比較対象に位置付ける静電噴霧装置の試験結果を、（ｂ）は本実施の形態に係る静電噴霧装置の試験結果を示す。
【図１３】温度３５℃、相対湿度８０％における漏れ電流を示し、（ａ）は本実施の形態に係る静電噴霧装置の比較対象に位置付ける静電噴霧装置の試験結果を、（ｂ）は本実施の形態に係る静電噴霧装置の試験結果を示す。
【図１４】温度２４℃−２５℃、相対湿度４５％−７０％の試験条件下における、本実施の形態に係る静電噴霧装置の比較対象に位置付ける静電噴霧装置の試験結果である。
【図１５】温度２４℃−２５℃、相対湿度４５％−７０％の試験条件下における本実施の形態に係る静電噴霧装置１００の試験結果を示す。
【図１６】温度３５℃、相対湿度７５％の試験条件下における、本実施の形態に係る静電噴霧装置の比較対象に位置付ける静電噴霧装置の試験結果を示す。
【図１７】温度３５℃、相対湿度７５％の試験条件下における、本実施の形態に係る静電噴霧装置の試験結果を示す。
【図１８】本実施形態の一変形例であ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１９】本実施形態の一変形例であ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２０】本実施形態の一変形例であ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２１】本実施形態の一変形例である静電噴霧装置の要部構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
〔静電噴霧装置１００の要部構成について〕
まず、静電噴霧装置１００の要部構成を図１により説明する。図１は、静電噴霧装置１００の要部構成を説明するための図である。
【００３３】
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（第１電極）１と、基準電極（第２電極）２と、電源装置３と、誘電体１０とを備える。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。
【００３４】
スプレー電極１は、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。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。
【００３５】
基準電極２は、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。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。また、スプレー電極１および基準電極２は、例えば、互いに８ｍｍの間隔をあけて配置される。
【００３６】
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。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１−３０ｋＶの間の高電圧（例えば、３−７ｋＶ）を印加する。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（その逆でもよい）。そして、負の双極子が正のスプレー電極１に最も近い誘電体１０の表面に生じ、正の双極子が負の基準電極２に最も近い誘電体１０の表面に生じ、帯電したガスおよび物質種が、スプレー電極１および基準電極２によって放出される。
【００３７】
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。
【００３８】
さらに、静電噴霧装置１００では、誘電体１０は、誘電体１０ａおよび誘電体１０ｂを含む。そして、誘電体１０ａと誘電体１０ｂとの間には間隙部１１（経路迂回部）が形成される。なお、誘電体１０ａおよび誘電体１０ｂは、完全に異なる部材であってもよいし、あるいは、間隙部１１を挟み分割されているものの、別の箇所で一体化されていてもよい。また、間隙部１１は、溝、凹み、または、スプレー電極取付部６と基準電極取付部７との間の断面を非同一平面状にするものと表現することができる。
【００３９】
なお、スプレー電極１および基準電極２と電気的に接続される可能性のある導電部は、スプレー電極１および基準電極２から離れた（隠れた）位置に配置されることが望ましい。これにより、スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電場を保護し、より安定的に装置を動作させることができる。
【００４０】
図１中のＰ１は、誘電体１０の表面においてスプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路を示す。電流経路Ｐ１については図２、図３を用いて後述する。
【００４１】
〔間隙部１１について〕
次に、誘電体１０の間隙部１１付近の要部構成を図２により説明する。図２は、間隙部１１付近の断面の一例を示す図である。
【００４２】
図示するように、誘電体１０には、誘電体１０ａの側にスプレー電極取付部６と、誘電体１０ｂの側に基準電極取付部７とが形成されている。そして、誘電体１０には、スプレー電極取付部６と基準電極取付部７との間に間隙部１１が形成されている。ここで、図中の破線は、誘電体１０の表面においてスプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路Ｐ１を示す。この電流経路Ｐ１については、図３の電流経路Ｐ２と対比しつつ後述する。
【００４３】
図４は、静電噴霧装置１００内部における、スプレー電極１および基準電極２の取付位置の一例を説明するための図であり、図４（ａ）は筐体２０ａの内部構造を、図４（ｂ）は筐体２１ａの内部構造を示す。
【００４４】
静電噴霧装置１００は、筐体２０ａと筐体２１ａとを組み合わせることにより装置外面が形成される。筐体２０ａおよび筐体２１ａはそれぞれ、互いに対抗する側の面に、スプレー電極１および基準電極２を取り付けるための構造を有する。ここで、図４（ａ）の楕円で示す箇所にスプレー電極１が取り付けられ、図４（ｂ）の楕円で示す箇所に基準電極２が取り付けられる。つまり、スプレー電極１および基準電極２は、それぞれ異なる筐体に取り付けられる。そして、スプレー電極１と基準電極２との間には間隙部１１が形成される。
【００４５】
〔静電噴霧装置２００の要部構成について〕
次に、静電噴霧装置１００の比較対象として位置付ける静電噴霧装置２００の要部構成を図５により説明する。図５は、静電噴霧装置２００の要部構成を説明するための図である。
【００４６】
静電噴霧装置２００は、少なくとも、スプレー電極１と、基準電極２と、電源装置３と、誘電体５０とを備える。
【００４７】
誘電体５０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５０は、スプレー電極１をスプレー電極取付部６０において支持し、基準電極２を基準電極取付部７０において支持する。
【００４８】
誘電体５０は、スプレー電極１と基準電極２との間に間隙部が形成されていない点で誘電体１０と異なる。このことを図３により説明する。
【００４９】
図３は、誘電体５０の要部断面の一例を示す図である。
【００５０】
誘電体５０には、スプレー電極１を取り付けるスプレー電極取付部６０と、基準電極２を取り付ける基準電極取付部７０とが形成されている。そして、スプレー電極取付部６０と基準電極取付部７０との間の断面は、同一平面状となるように形成されており、間隙部は存在しない。このとき、誘電体１０の表面においてスプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流の経路は、図中の破線で示される電流経路Ｐ２となる。
【００５１】
図６は、静電噴霧装置２００内部における、スプレー電極１および基準電極２の取付位置を説明するための図であり、図６（ａ）は筐体２０ｂの内部構造を、図６（ｂ）は筐体２１ｂの内部構造を示す。
【００５２】
静電噴霧装置２００は、筐体２０ｂと筐体２１ｂとを組み合わせることで装置外面が形成される。筐体２０ｂおよび筐体２１ｂはそれぞれ、互いに対抗する側の面に、スプレー電極１および基準電極２を取り付けるための構造を有する。ここで、図６（ａ）の楕円で示す箇所にスプレー電極１および基準電極２が取り付けられる。そして、スプレー電極取付部と基準電極取付部との間の断面は、同一平面状となるように形成されており、間隙部は存在しない。
【００５３】
なお、図６（ｂ）の筐体２１ｂには、スプレー電極１および基準電極２が取り付けられる箇所が示されていないが、これは、スプレー電極１および基準電極２が筐体２０ｂに取り付けられるためである。
【００５４】
（電流経路について）
次に、静電噴霧装置１００の電流経路Ｐ１と静電噴霧装置２００の電流経路Ｐ２とを比較することで、間隙部１１によって得られる効果を説明する。なお、電流経路とは、スプレー電極１と基準電極２との間の誘電体表面に形成される最短の電流経路を表す。
【００５５】
まず、図５により、静電噴霧装置２００で発生しうる漏れ電流について説明する。
【００５６】
スプレー電極１と基準電極２との間は、空気中に電場が形成され、それにより空気中に電荷の流れが生じる。しかしながら、静電噴霧装置２００の運転中にスプレー電極１と基準電極２との間の誘電体５０に液滴が付着すると、その液滴によって、スプレー電極１と基準電極２とが電流経路Ｐ２を介して電気的に接続することがある。つまり、その液滴によってスプレー電極１と基準電極２との間に漏れ電流が発生することがある。漏れ電流は、高湿度など厳しい運転条件下においても空気中の水分等によって生じることもあり、漏れ電流が発生することで静電噴霧装置２００から噴霧される液量が不安定にもなる。
【００５７】
一方、図１に示すように、静電噴霧装置１００には間隙部１１が形成されており、その間隙部１１は、誘電体１０を、誘電体１０ａと誘電体１０ｂとに分ける。これにより、静電噴霧装置１００は、スプレー電極１と基準電極２との間の電流経路Ｐ１を静電噴霧装置２００の電流経路Ｐ２よりも長くでき、その結果、静電噴霧装置２００よりも漏れ電流を低減し、かつ噴霧量を安定させることができるという効果が得られる。
【００５８】
より具体的に、静電噴霧装置１００と静電噴霧装置２００との間における、漏れ電流および噴霧量の違いから、静電噴霧装置１００が長い電流経路を有することによる効果を図７等により説明する。
【００５９】
〔漏れ電流および噴霧量の比較〕
静電噴霧装置１００および静電噴霧装置２００の間で、漏れ電流および噴霧量の比較試験を行った。以下、その結果を説明する。
【００６０】
（試験条件）
図７は、比較試験に用いた静電噴霧装置１００を示す。このうち、図７（ａ）は、スプレー電極１、スプレー電極保持部２５、および筐体２１ａの分解図を示す。図７（ｂ）は、スプレー電極１、スプレー電極保持部２５、および筐体２１ａの組立図を示す。図７（ｃ）は、基準電極２の取付位置を説明するための図を示す。
【００６１】
比較試験に用いた静電噴霧装置１００では、スプレー電極１をプラスチック製のスプレー電極保持部２５に保持し、そのスプレー電極保持部２５を筐体２１ａに取り付ける（図７（ｂ））。また、基準電極２は筐体２０ａ側に取り付けられる（図７（ｃ））。そして、静電噴霧装置１００では、誘電体１０の表面においてスプレー電極１と基準電極２との間に間隙部１１（不図示）を形成し、スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路を長くしている。
【００６２】
図８は、スプレー電極１、スプレー電極保持部２５、および筐体２１ａの組立後の静電噴霧装置１００、および、スプレー電極保持部２５の写真である。ここに示すように、静電噴霧装置１００の組立後、スプレー電極１と基準電極２との間に間隙部１１が形成されている。
【００６３】
図９は、静電噴霧装置１００の間隙部１１を拡大した写真である。ここに示すように、スプレー電極１と基準電極２との間には間隙部１１が形成されている。そして、この間隙部１１によって、スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路を長くすることができる。
【００６４】
一方、図１０は、静電噴霧装置２００のスプレー電極１および基準電極２を拡大した写真である。静電噴霧装置２００には間隙部１１が形成されておらず、そのため、静電噴霧装置２００は、静電噴霧装置１００に比べて、スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路が短くなる。
【００６５】
さらに詳しく、比較試験に用いる静電噴霧装置１００および静電噴霧装置２００について説明する。
【００６６】
本試験に用いる静電噴霧装置１００では、誘電体１０の表面においてスプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路は６ｃｍである。また、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧は、６ＧΩで５．２ｋＶである。したがって、当該電流経路の電位勾配は０．８６ｋＶ／ｃｍである。
【００６７】
一方、静電噴霧装置２００では、スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路は２ｃｍであり、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧は、６ＧΩで５．２ｋＶである。したがって、当該電流経路における電位勾配は２．６ｋＶ／ｃｍである。
【００６８】
この条件下において、温度・湿度条件を変化させ、それぞれの条件において静電噴霧装置１００および静電噴霧装置２００の漏れ電流を測定した。
【００６９】
なお、供給電流は０．８６μＡとしている。また、電源装置３は、充電型を用いることで電圧の変動を抑え、試験条件を揃えている。また、予期せぬ障害が発生して記録データが変化しないよう、漏れ電流を電源装置の内部のメモリに記録した。
【００７０】
以下、図１１等により漏れ電流の試験結果を説明する。
【００７１】
（漏れ電流の試験結果）
図１１は温度２５℃、相対湿度５５％における漏れ電流を示し、図１１（ａ）は静電噴霧装置２００の試験結果を、図１１（ｂ）は静電噴霧装置１００の試験結果を示す。なお、横軸は電極間電圧を、縦軸は漏れ電流を示す。試験回数は、静電噴霧装置１００および静電噴霧装置２００ともに５回ずつである。このことは、後述する図１２、図１３においても同様である。
【００７２】
図１１に示すように、温度２５℃、相対湿度５５％の条件下では、静電噴霧装置１００および静電噴霧装置２００ともに、漏れ電流はほとんど認められない。これは、温度２５℃、相対湿度５５％という条件は、空気中の水分も多くなく、さほど厳しい条件ではないことから漏れ電流が発生しにくいことにも起因する。
【００７３】
図１２は温度２８℃、相対湿度８０％における漏れ電流を示し、図１２（ａ）は静電噴霧装置２００の試験結果を、図１２（ｂ）は静電噴霧装置１００の試験結果を示す。
【００７４】
図１２（ｂ）に示すように、温度２８℃、相対湿度８０％という条件下では、静電噴霧装置１００においても漏れ電流は発生する。しかしながら、静電噴霧装置１００では、５回行われた試験の結果が何れも近い値を示しており、１回だけ悪い結果が出るといった結果は認められなかった。
【００７５】
これに対して、静電噴霧装置２００では、特に２回の試験で大きな漏れ電流が発生している。つまり、静電噴霧装置２００は、漏れ電流が発生する頻度（確率）が高く、漏れ電流の発生という点で装置の安定性に欠ける結果であった。
【００７６】
図１３は温度３５℃、相対湿度８０％における漏れ電流を示し、図１３（ａ）は静電噴霧装置２００の試験結果を、図１３（ｂ）は静電噴霧装置１００の試験結果を示す。
【００７７】
図１３（ｂ）に示すように、温度３５℃、相対湿度８０％という条件下では、静電噴霧装置１００においても漏れ電流は発生する。しかしながら、静電噴霧装置１００では、５回行われた試験の結果が何れも近い値を示しており、１回だけ悪い結果が出るといった結果は認められなかった。
【００７８】
これに対して、静電噴霧装置２００では、特に２回の試験で大きな漏れ電流が発生した。つまり、静電噴霧装置２００は、漏れ電流が発生する頻度（確率）が高く、漏れ電流の発生という点で装置の安定性に欠ける結果であった。
【００７９】
ここで、静電噴霧装置２００では、図１２に対応する温度２８℃、相対湿度８０％における最大の漏れ電流は０．４μＡであり、図１３に対応する温度３５℃、相対湿度８０％における最大の漏れ電流は０．６μＡであった。これは、図１３の試験条件が、相対湿度は同じであるものの温度が高い分だけ空気中の水分量が多くなり、図１２の試験条件よりも厳しいことに起因する。
【００８０】
一方で、静電噴霧装置１００では、図１２に対応する温度２８℃、相対湿度８０％における最大の漏れ電流は０．１μＡであり、図１３に対応する温度３５℃、相対湿度８０％における最大の漏れ電流は０．１８μＡであった。この結果から、静電噴霧装置１００は、漏れ電流の軽減という点で静電噴霧装置２００よりも優れていること、そして、試験条件が変動した場合であっても、静電噴霧装置１００は漏れ電流を発生させにくいことが分かった。この背景としては、静電噴霧装置１００は、静電噴霧装置２００よりも、スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路が長いこと、換言すれば、電流経路の電位勾配が低いという理由が挙げられる。
【００８１】
静電噴霧装置では、スプレー電極と基準電極との間の電流は、安定的な噴霧を実現するうえで非常に重要なフィードバック情報となる。スプレー電極と基準電極との間の電流がスプレー電流のみであれば、正確で安定的な装置の動作を実現することができる。したがって、両電極間の誘電体表面にスプレー電流以外の電流、例えば漏れ電流を発生させなければ、噴霧性能は改善される。また、噴霧性能は漏れ電流の大きさに影響を受けるため、漏れ電流をできる限り抑えることで、静電噴霧装置の噴霧性能をより一層改善することができる。その観点からも、静電噴霧装置１００は、静電噴霧装置２００をさらに改善した装置であると言える。
【００８２】
（噴霧量の比較試験）
次に、静電噴霧装置１００および静電噴霧装置２００の間で噴霧量の比較試験を行った結果を図１４等により説明する。
【００８３】
（試験条件）
上述したように、比較試験に用いられる静電噴霧装置１００では、誘電体表面においてスプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路は６ｃｍである。そして、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧は、６ＧΩで５．２ｋＶである。したがって、当該電流経路の電位勾配は０．８６ｋＶ／ｃｍである。
【００８４】
また、比較試験に用いられる静電噴霧装置２００は、スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路が２ｃｍである。そして、スプレー電極１と基準電極２との間に印加される電圧は、６ＧΩで５．２ｋＶである。したがって、当該電流経路の電位勾配は２．６ｋＶ／ｃｍである。
【００８５】
さらに、静電噴霧装置１００および静電噴霧装置２００から噴霧される噴霧液は、香料３０％、グリコールエーテル６３％、パラフィン２％を混合したものである。なお、伝導率を調整するため、水および導電性塩を重量比で０．２／０．４（ｗ／ｗ）添加している。また、噴霧液は、２５℃下で、伝導率１６０μＳ／ｍ、表面張力２９．１ｍＮ／ｍ、粘度４．８２ｍＰａｓであった。静電噴霧装置１００および静電噴霧装置２００は、この噴霧液を用いて５回ずつ噴霧量の試験を行った。
【００８６】
なお、伝導率はＦ−５５（堀場製作所製）により、粘度はＲＢ８５−Ｌ（東機産業製）により測定した。また、表面張力は、Ｙｏｕｎｇ−Ｌａｐｌａｃｅ式に基づくペンダントドロップ法によりＤＭ−５０（協和界面科学製）により測定した。
【００８７】
また、現実の使用条件を再現するように、電源装置は、２０℃、１２．５％のスプレー・デューティーサイクルで動作させた。さらに、本試験は、３５℃、相対湿度７５％という条件下において、換気設備を有するモデルルームで行った。この試験に要する期間は最低２週間である。
【００８８】
また、後述の図１４等に示す噴霧量および標準偏差は、以下の式により算出している。式（１）は、ｉ番目の装置の噴霧量を示す。
【００８９】
【数１】
0006006597.tif 000002
【００９０】
式（２）は、噴霧量の平均値を示す。
【００９１】
【数２】
0006006597.tif 000003
【００９２】
式（３）では、σが標準偏差を、σ２が分散値を示す。
【００９３】
【数３】
0006006597.tif 000004
【００９４】
式（４）では、標準偏差の２倍の値（２σ）を示す。
【００９５】
【数４】
0006006597.tif 000005
【００９６】
（噴霧量の試験結果）
以下、図１４等を参照して、静電噴霧装置１００および静電噴霧装置２００の噴霧量の比較試験の結果を示す。図１４等において、横軸は時間（日）を、縦軸は噴霧量（左側）および分散（２σ）（右側）を示す。また、分散は、各測定インターバルごとに算出している。このことは、後述する図１５等においても同様である。
【００９７】
図１４は、温度２４℃−２５℃、相対湿度４５％−７０％の試験条件下における静電噴霧装置２００の試験結果である。この試験における平均噴霧量は０．７３ｇ／日、２σは８％であった。
【００９８】
図１５は、温度２４℃−２５℃、相対湿度４５％−７０％の試験条件下における静電噴霧装置１００の試験結果を示す。この試験における平均噴霧量は０．７ｇ／日、２σは１７．９％であり、この条件下では、静電噴霧装置１００および静電噴霧装置２００の噴霧量に大きな差異は認められなかった。また、この試験条件下では、スプレー電極１や基準電極２等において、フォールアウトや表面の濡れは認められなかった。
【００９９】
図１６は、温度３５℃、相対湿度７５％の試験条件下における静電噴霧装置２００の試験結果を示す。この試験における平均噴霧量は０．５１ｇ／日、２σは２６％であった。また、測定期間中の分散は、１２．９％から５９・４％と幅広に分散している。
【０１００】
図１７は、温度３５℃、相対湿度７５％の試験条件下における静電噴霧装置１００の試験結果を示す。この試験における平均噴霧量は０．９３ｇ／日、２σは６％であった。
【０１０１】
温度３５℃、相対湿度７５％の試験条件下では、噴霧量の平均値は、静電噴霧装置１００は０．９３ｇ／日であるところ、静電噴霧装置２００は０．５１ｇ／日であり、静電噴霧装置１００および静電噴霧装置２００の噴霧量に大きな差異が認められる。このことから、噴霧液の噴霧量という点において、静電噴霧装置１００の静電噴霧装置２００に対する優位性が明らかであり、それゆえ、スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路を長くすること、換言すれば、電流経路の電位勾配を低くすることの効果が実証された。
【０１０２】
また、高温多湿であるほど空気中の水分が漏れ電流を発生させ、それにより噴霧量の不安定さをもたらしかねない。しかしながら、静電噴霧装置１００は、スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路を長くすることで、２週間以上にわたり、相対湿度７５％という高湿度条件下においても一定の噴霧量を安定的に噴霧していることが分かる。
【０１０３】
なお、図１５と図１７とを比較して分かるように、静電噴霧装置１００は、温度３５℃、相対湿度７５％の試験条件下において、温度２４℃−２５℃、相対湿度４５％−７０％の試験条件下よりも、より多くの噴霧液を噴霧している。これは、高温であるほど噴霧液の粘度が低下し、それにより噴霧量が増えるためである。
【０１０４】
〔静電噴霧装置１２０について〕
静電噴霧装置１００の一変形例である静電噴霧装置１２０を図１８により説明する。図１８は、静電噴霧装置１２０の要部構成を説明するための図である。なお、図１等を参照して説明した内容と同一の内容については説明を省略する。
【０１０５】
静電噴霧装置１２０は、少なくとも、スプレー電極と、基準電極と、誘電体１０とを備える。スプレー電極はスプレー電極取付部６に取り付けられ、基準電極は基準電極取付部７に取り付けられる。誘電体１０には間隙部１１が形成されている。
【０１０６】
より具体的に、基準電極取付部７は、基準電極取付部７ａを含む。基準電極取付部７ａは、スプレー電極取付部６の反対側の方向に向かって延び、その先で誘電体１０に接合される。これにより、スプレー電極取付部６と基準電極取付部７との間に間隙部１１が形成され、誘電体１０の表面におけるスプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路Ｐ３（図中の破線）を静電噴霧装置２００における電流経路Ｐ２よりも長くしている。
【０１０７】
なお、発明者らは、静電噴霧装置１２０を実際に製作し、電流経路Ｐ３の電流勾配が１．４１ｋＶ／ｃｍであることを確認している。また、静電噴霧装置１２０は、間隙部１１を有することで漏れ電流を低減し、かつ、厳しい条件下であっても噴霧液を安定的に噴霧することができることを確認している。これにより、静電噴霧装置１２０は、静電噴霧装置２００をさらに改善した装置を利用者に提供することができる。
【０１０８】
なお、上記の説明では、電流経路の電流勾配が１．４１ｋＶ／ｃｍの静電噴霧装置１２０を製作したことを説明しているが、装置のレイアウト等を考慮して電流勾配を下げることができるのであれば、１．４１ｋＶ／ｃｍ以下とすることも可能である。また、電流勾配が低いほどよいと考えれば、例えば静電噴霧装置２００の電位勾配である２．６ｋＶ／ｃｍよりも低ければ、本実施の形態に係る静電噴霧装置は、漏れ電流を低減し、かつ、厳しい条件下であっても噴霧液を安定的に噴霧することができると言える。
【０１０９】
〔静電噴霧装置１５０について〕
静電噴霧装置１００の一変形例である静電噴霧装置１５０を図１９により説明する。図１９は、本実施形態の一変形例である静電噴霧装置１５０の要部構成を説明するための図である。なお、図１等を参照して説明した内容と同一の内容については説明を省略する。
【０１１０】
静電噴霧装置１５０は、少なくとも、スプレー電極１と、基準電極２と、誘電体１０とを備える。誘電体１０は、誘電体１０ａおよび誘電体１０ｂに分割される。そして、誘電体１０ａと誘電体１０ｂとの間には誘電体１５（経路迂回部）が形成されている。
【０１１１】
誘電体１５は、誘電体１０と同様の材料で形成されていてよい。ただし、誘電体１５には凹凸部が形成されており、その凹凸部によって、誘電体１０の表面においてスプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路を長くしている。これにより、静電噴霧装置１５０は、スプレー電極１と基準電極２との間の漏れ電流を低減し、かつ、厳しい条件下であっても噴霧液を安定的に噴霧することができ、静電噴霧装置２００をさらに改善した装置を利用者に提供することができる。
【０１１２】
〔静電噴霧装置１７０について〕
静電噴霧装置１００の一変形例である静電噴霧装置１７０を図２０により説明する。図２０は、本実施形態の一変形例である静電噴霧装置１７０の要部構成を説明するための図である。なお、図１等を参照して説明した内容と同一の内容については説明を省略する。
【０１１３】
静電噴霧装置１７０は、少なくとも、スプレー電極１と、基準電極２と、誘電体１０とを備える。誘電体１０には、基準電極２が外部に露出するように開口３０が形成されている。また、誘電体１０は、基準電極２を誘電体１０に取り付けるために、基準電極２の軸方向に立ち上がる段部（凹凸部）３５ａおよび段部（凹凸部）３５ｂを含む。
【０１１４】
図中のＰ４は、誘電体１０の表面においてスプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路を示す。このうち、Ｐ４ａは、静電噴霧装置１７０の外側表面に形成された電流経路を示す。Ｐ４ｂは、静電噴霧装置１７０の内側表面に形成された電流経路を示す。
【０１１５】
より具体的に、Ｐ４ａは、スプレー電極１を起点（もしくは、終点）として開口３０の開口部端面を通る電流経路である。Ｐ４ｂは、開口３０の開口部端面から静電噴霧装置１７０内部の誘電体１０表面、および、段部３５ａ・段部３５ｂを通り、基準電極２へと至る電流経路である。つまり、スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路Ｐ４は、装置表面を形成する誘電体１０の外側表面およぶ内側表面を通り、かつ、段部３５ａ、段部３５ｂを通ることにより、スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路を長くする。
【０１１６】
これにより、静電噴霧装置１７０は、スプレー電極１と基準電極２との間の漏れ電流を低減し、かつ、厳しい条件下であっても噴霧液を安定的に噴霧することができ、静電噴霧装置２００をさらに改善した装置を利用者に提供することができる。
【０１１７】
なお、図中では段部は２つ（段部３５ａ、段部３５ｂ）存在するものとして記載している。しかしながら、段部の数は２つに限られず、１つであっても、３つ以上存在してもよい。また、段部は、図示した位置に限られず、他の位置に設けられてもよい。
【０１１８】
また、スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流回路を長くするための構成は、図示した構成に限られない。スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流回路を長くするための構成、換言すれば経路迂回部を形成する構成は、当該電流経路を長くするという技術的思想に沿うものであれば図示した構成に限られず、他の構成で実現されてもよい。
【０１１９】
〔静電噴霧装置１８０について〕
静電噴霧装置１００の一変形例である静電噴霧装置１８０を図２１により説明する。図２１は、本実施形態の一変形例である静電噴霧装置１８０の要部構成を説明するための図である。なお、図１等を参照して説明した内容と同一の内容については説明を省略する。
【０１２０】
静電噴霧装置１８０は、少なくとも、スプレー電極１と、基準電極２と、誘電体１０とを備える。誘電体１０は、図中では一体化されて形成されているが、説明の容易のため、誘電体１０ａおよび誘電体１０ｂに分けて記載している。静電噴霧装置１８０では、誘電体１０ａと誘電体１０ｂとの間に間隙部１１（経路迂回部）が形成（配置）されている。なお、誘電体１０ａおよび誘電体１０ｂは、完全に異なる部材であってもよいし、あるいは、間隙部１１を挟み分割されているものの、別の箇所で一体化されていてもよい。また、間隙部１１は、溝、凹み、または、スプレー電極取付部６と基準電極取付部７との間の断面を非同一平面状にする構成などで実現される。
【０１２１】
図中のＰ５は、誘電体１０の表面においてスプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路を示す。
【０１２２】
より具体的に、Ｐ５は、スプレー電極１を起点（もしくは、終点）として誘電体１０ａの表面を通る。ここで、誘電体１０ａと誘電体１０ｂとの間には凹み１１ａおよび溝１１ｂからなる間隙部１１が存在し、Ｐ５は、凹み１１ａおよび溝１１ｂの淵を通るため、スプレー電極１と基準電極２との間に形成される電流経路を長くすることができる。
【０１２３】
これにより、静電噴霧装置１８０は、スプレー電極１と基準電極２との間の漏れ電流を低減し、かつ、厳しい条件下であっても噴霧液を安定的に噴霧することができ、静電噴霧装置２００をさらに改善した装置を利用者に提供することができる。
【０１２４】
以上、本実施の形態に係る静電噴霧装置の種々の形態を説明した。これらの形態は、本実施の形態の一例を示すものであって、ここで説明した形態を組み合わせることも当然に可能である。
【０１２５】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態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】
【０１２６】
本発明は、漏れ電流を低減することが可能な電噴霧装置、および配置方法に関する。
【符号の説明】
【０１２７】
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
７ａ  基準電極取付部
１０  誘電体
１１  間隙部（経路迂回部）
１５  誘電体（経路迂回部）
２５  スプレー電極保持部
３０  開口
３５ａ、３５ｂ  段部
１００、１２０、１５０、１７０、１８０  静電噴霧装置
【図１】
0006006597.tif 000006
【図２】
0006006597.tif 000007
【図３】
0006006597.tif 000008
【図４】
0006006597.tif 000009
【図５】
0006006597.tif 000010
【図６】
0006006597.tif 000011
【図１１】
0006006597.tif 000012
【図１２】
0006006597.tif 000013
【図１３】
0006006597.tif 000014
【図１４】
0006006597.tif 000015
【図１５】
0006006597.tif 000016
【図１６】
0006006597.tif 000017
【図１７】
0006006597.tif 000018
【図１８】
0006006597.tif 000019
【図１９】
0006006597.tif 000020
【図２０】
0006006597.tif 000021
【図２１】
0006006597.tif 000022
【図７】
0006006597.tif 000023
【図８】
0006006597.tif 000024
【図９】
0006006597.tif 000025
【図１０】
0006006597.tif 000026