(57)【要約】【課題】  発生させたナノメータサイズの帯電微粒子液滴を空気流を用いずに意図する方向に搬送可能な搬送手段を備えた静電霧化装置を提供する。【解決手段】  先端に設けた霧化部１１に液Ｌを搬送する搬送部１と、前記霧化部１１と所定間隔をあけて対向するように配置された対向電極２と、霧化部１１に搬送された液Ｌに電圧を印加するための印加電極４と、印加電極４と対向電極２との間に高電圧を印加する電圧印加部５とを備え、印加電極４と対向電極２との間に高電圧を印加することで霧化部１１の液Ｌからナノメータサイズの帯電微粒子液滴Ｎを発生させる静電霧化装置である。帯電微粒子液滴Ｎの搬送手段として印加電極４の極性と同極性に帯電して前記発生する帯電微粒子液滴Ｎをクーロン力の斥力にて搬送する帯電部６を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に設けた霧化部に液を搬送する搬送部と、前記霧化部と所定間隔をあけて対向するように配置された対向電極と、霧化部に搬送された液に電圧を印加するための印加電極と、印加電極と対向電極との間に高電圧を印加する電圧印加部とを備え、印加電極と対向電極との間に高電圧を印加することで霧化部の液からナノメータサイズの帯電微粒子液滴を発生させる静電霧化装置において、帯電微粒子液滴の搬送手段として印加電極の極性と同極性に帯電して前記発生する帯電微粒子液滴をクーロン力の斥力にて搬送する帯電部を設けて成ることを特徴とする搬送手段を備えた静電霧化装置。
【請求項２】
帯電部を、帯電微粒子液滴が発生する際の移動経路の下流側の側方に設けて成ることを特徴とする請求項１に記載の搬送手段を備えた静電霧化装置。
【請求項３】
帯電部を電極板で形成し、前記電極板をその姿勢角度を変更自在に設けて成ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の搬送手段を備えた静電霧化装置。
【請求項４】
帯電部を、帯電微粒子液滴が発生する際の移動経路の上流側に設けて成ることを特徴とする請求項１に記載の搬送手段を備えた静電霧化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電微粒子液滴を発生する静電霧化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高電圧を印加した一対の電極によって液体等を霧化することでナノメータサイズの帯電微粒子液滴を発生させる静電霧化装置が用いられるようになってきた。ナノメータサイズの帯電微粒子液滴は活性種となって臭い成分や菌、ウイルス等を分解したりして除去することが可能であり、このような静電霧化装置は空気清浄器に組み込まれたりしている（例えば特許文献１参照）。この従来のものは、静電霧化装置によって発生したナノメータサイズの帯電微粒子液滴を搬送するためファンを用いて空気流を発生させ、この空気流によって帯電微粒子液滴を意図する方向に搬送するとともに遠方にまで搬送して拡散させようとするものであった。
【０００３】
しかしながら、上記従来のものにおいては、ファンにて発生した空気流のみでは帯電微粒子液滴を意図する方向へ搬送することが難しく、また、確実に遠方へ搬送するためにはファンの回転数を上げて風量を増す必要があるが、この場合ファンの回転数を上げることで騒音が発生したり人に強い風が当たって不快感を感じてしまうため、空気流を用いる方法以外の方法で帯電微粒子液滴を意図する方向に搬送するとともに遠方に搬送することが望まれるものであった。
【特許文献１】特開２００４−８５１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、発生させたナノメータサイズの帯電微粒子液滴を空気流を用いずに意図する方向に搬送可能な搬送手段を備えた静電霧化装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために請求項１に係る搬送手段を備えた静電霧化装置は、先端に設けた霧化部１１に液Ｌを搬送する搬送部１と、前記霧化部１１と所定間隔をあけて対向するように配置された対向電極２と、霧化部１１に搬送された液Ｌに電圧を印加するための印加電極４と、印加電極４と対向電極２との間に高電圧を印加する電圧印加部５とを備え、印加電極４と対向電極２との間に高電圧を印加することで霧化部１１の液Ｌからナノメータサイズの帯電微粒子液滴Ｎを発生させる静電霧化装置において、帯電微粒子液滴Ｎの搬送手段として印加電極４の極性と同極性に帯電して前記発生する帯電微粒子液滴Ｎをクーロン力の斥力にて搬送する帯電部６を設けて成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、帯電微粒子液滴Ｎを搬送するのに空気流ではなくクーロン力の斥力を用いるため、容易に意図する方向に搬送することが可能となるとともに遠方にまで搬送して拡散させることができ、また、ファンを用いる必要がないためファンによる騒音が発生したり人に強い風が当たって不快感を感じてしまうことがないものである。
【０００６】
また、請求項２に係る発明は請求項１記載の発明において、帯電部６を、帯電微粒子液滴Ｎが発生する際の移動経路イの下流側の側方に設けて成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、帯電微粒子液滴Ｎを容易により広範囲に拡散させたり搬送方向に指向性を持たせたりすることができる。
【０００７】
また、請求項３に係る発明は請求項１又は２記載の発明において、帯電部６を電極板６１で形成し、前記電極板６１をその姿勢角度を変更自在に設けて成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、帯電微粒子液滴Ｎの搬送方向を意図する方向に変更可能となる。
【０００８】
また、請求項４に係る発明は請求項１記載の発明において、帯電部６を、帯電微粒子液滴Ｎが発生する際の移動経路イの上流側に設けて成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、印加電極４に印加される電圧と同一極性の電極を静電霧化装置の内部に組み込むことで帯電部６が形成できて電気的に安全となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、空気流ではなくクーロン力の斥力にて帯電微粒子液滴を搬送するため、容易に意図する方向に搬送することが可能となるとともに遠方にまで搬送して拡散させることができて、広範囲にわたって臭い成分や菌、ウイルス等を分解したりして除去することが可能となり、これにあたって、ファンを用いる必要がないためファンによる騒音が発生したり人に強い風が当たって不快感を感じてしまうことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。本実施形態の静電霧化装置は、ナノメータサイズの帯電微粒子液滴Ｎを発生させる静電霧化装置本体Ｈと、この静電霧化装置本体Ｈから発生した帯電微粒子液滴Ｎを意図する方向に搬送するための搬送手段とからなるもので、まず静電霧化装置本体Ｈについて説明する。
【００１１】
静電霧化装装本体Ｈは、図１に示すように、霧化して帯電微粒子液滴Ｎとなる液Ｌを溜める液溜め部３と、下端が液溜め部３内に入れられた液Ｌに浸される多孔質材からなる棒状の搬送部１と、これら搬送部１の保持及び液Ｌに対する電圧の印加のための印加電極４と、絶縁体からなる保持部（特に図示せず）によって保持されていると共に上記棒状をした搬送部１の先端部（後述する霧化部１１）と対向する対向電極２と、上記印加電極４と対向電極２との間に高電圧を印加する電圧印加部５とで主体が構成されるもので、対向電極２と印加電極４は共にカーボンのような導電材を混入した合成樹脂やＳＵＳのような金属で形成してある。
【００１２】
搬送部１は、本実施形態では多孔質材で棒状に形成するもので、粒径が２〜５００μｍのセラミック粒子からなり、その隙間の細孔が１〜２５０μｍで連続気泡状に配置されるように形成してあるが、特に限定されないものである。搬送部１の先端部（上端部）は針状に尖った霧化部１１が設けてあり、多孔質材で形成された搬送部１中を毛細管現象によって搬送されて液Ｌが上端部の霧化部１１に搬送される。この搬送部１には上下方向の中程に印加電極４が取り付けられて搬送部１中の液Ｌに電圧が印加されるもので、下部は印加電極４から下方に突出して液溜め部３内に入れられた液Ｌと接触するようになっている。
【００１３】
対向電極２は、中央に開口部を有する略環状に形成してあり、平面視でこの開口部の中心部に上記搬送部１の霧化部１１が位置するように該霧化部１１と所定間隔をあけて対向する配置となっている。また他例として図２等に示すように、複数本の棒状の搬送部１が平面視において対向電極２の開口部の中心を中心とする同心円上に等間隔で配置してあってもよい。対向電極２は接地してあり、印加電極４に電圧印加部５を接続して高電圧を印加すると、多孔質材で形成されている搬送部１が毛細管現象により液溜め部３に入れてある液Ｌを吸い上げるとともに、搬送部１の上端の霧化部１１が印加電極４側の実質的な電極として機能すると同時に、対向電極２がもう一方の電極として機能するものである。ここで、電圧印加部５としては、７００〜１２００Ｖ／ｍｍの電解強度を与えることができるものが好ましい。
【００１４】
そして、電圧印加部５により搬送部１と対向電極２との間に高電圧を印加することで、霧化部１１の液Ｌが高電圧により大きなエネルギーを受けて表面張力を超えて分裂を繰り返すといういわゆるレイリー分裂を起こしてナノメータサイズ（粒径３〜１００ｎｍ）のイオンの帯電微粒子液滴Ｎを発生させる静電霧化がなされる。このようにして生じたナノメータサイズの帯電微粒子液滴Ｎには活性種（ヒドロキシラジカル、スパーオキサイド等）をもったもので、これを室内に吐出して拡散させることで、室内に浮遊している臭い成分や菌、ウイルス等を分解除去したり、室内壁面等に付着した臭い成分を除去したりすることができる。
【００１５】
なお、接地した対向電極２に対して印加電極４に負電圧を印加することで、霧化部１１から発生する帯電微粒子液滴Ｎは負に帯電し、同様に印加電極４に正電圧を印加することで霧化部１１から発生する帯電微粒子液滴Ｎは正に帯電する。
【００１６】
以上のようにして帯電微粒子液滴Ｎが発生されるのであるが、本発明では、この発生した帯電微粒子液滴Ｎを搬送するための搬送手段として印加電極４の極性と同極性に帯電する電極からなる帯電部６を設け、この帯電部６によって帯電微粒子液滴Ｎをクーロン力の斥力にて搬送するようにしたものである。図１中の６０は帯電部６の電源である。
【００１７】
発生する帯電微粒子液滴Ｎは、上述したように印加電極４と同極性に帯電するため、この印加電極４と同極性に帯電する帯電部６も帯電微粒子液滴Ｎと同極性となり、互いにクーロン力の斥力が作用することとなる。
【００１８】
クーロン力ｆ（Ｎ）は、ｆ＝（１／４πε）・Ｑ１Ｑ２／ｒ２で表される。前式において、εは空気の誘電率（＝約９．０×１０‐１２Ｆ／ｍ）であり、Ｑ１及びＱ２は電荷（ｃ）であり、ｒは両電荷Ｑ１及びＱ２間の距離（ｍ）である。帯電微粒子液滴Ｎ一個あたりの電荷の絶対値は、１．６×１０‐１９〜１．６×１０‐１８（ｃ）と想定され、一方、帯電部６としては静電容量１〜５０（ｐＦ）のものに電圧１〜５０（ｋＶ）を印加するため、帯電部６の電荷の絶対値は１．０×１０‐９〜２．５×１０‐６（ｃ）となり、これにより帯電微粒子液滴Ｎが帯電部６から受ける斥力が定まる。
【００１９】
本実施形態では、印加電極４に負の電圧を印加しているため、発生する帯電微粒子液滴Ｎは負に帯電するとともに帯電部６も負に帯電させるものである。発生した帯電微粒子液滴Ｎは、０．１〜０．５（ｍ／ｓ）の速度で対向電極２の霧化部１１が存在する側（上流側）から霧化部１１が存在しない側（下流側）へと向かって、霧化部１１の先端（複数本の霧化部１１が同心円上に設けてある場合は、その同心円の中心）と環状をした対向電極２の中心を結ぶ仮想直線を中心とする大略筒状をした移動経路イ内を移動する。そこで、下流側の移動経路イから側方に離れた位置（仮想直線から離れた位置）に帯電部６を設けることで、上流側から下流側に移動経路イ内を移動してきた帯電微粒子液滴Ｎに帯電部６が位置する方向と反対方向に斥力をかけることが可能となって、帯電微粒子液滴Ｎを意図する方向に搬送することが可能となる。
【００２０】
帯電部６は、例えば図３（ａ）に示す平面状をした電極板６１や、図３（ｂ）に示す平面視において霧化部１１側が凹となる凹反り形状をした電極板６１や、図３（ｃ）に示す平面視において霧化部１１側が凸となる凸反り形状をした電極板６１等として形成される。図３（ａ）の平面状をした電極板６１は略一方向に搬送し易く、図３（ｂ）の凹反り形状をした電極板６１は搬送方向をある一点に向けて指向性を持たせ易く、図３（ｃ）の凸反り形状をした電極板６１はより広範囲に拡散し易い。
【００２１】
上述したような構成によれば、帯電微粒子液滴Ｎを意図する方向に搬送するのに空気流ではなくクーロン力の斥力を用いるため、容易に意図する方向に搬送することが可能となるとともに遠方にまで搬送して拡散させることができ、また、ファンを用いる必要がないためファンによる騒音が発生したり人に強い風が当たって不快感を感じてしまうことがないものである。そしてこの時、印加電極４に印加される電圧と同一極性の電極を静電霧化装置の内部に組み込むことで帯電部６が形成できて安全である。
【００２２】
また、図４に示す実施例のように、帯電部６としての電極板６１をその姿勢角度を変更自在に設けてもよい。本実施例は、外殻ケーシング（特に図示せず）内に静電霧化装置本体Ｈ及び帯電部６を収納すると共に外殻ケーシングに広範囲に吐出口を形成してあり、図５に示すようにこの吐出口内の任意の方向に向けて帯電微粒子液滴Ｎを吐出可能なように帯電部６を回動自在に外殻ケーシングに設けるものである。図５中の７１は帯電部側歯車を、７２は外殻ケーシング側歯車を、Ｃは外殻ケーシングの側壁を示す。
【００２３】
搬送部１は霧化部１１が上端となるように上下垂直に配置し、その上側に環状をした対向電極２を略水平に配置し、その対向電極２の上側であって平面視で対向電極２の外側に帯電部６としての電極板６１を起立〜外側に傾倒自在となるよう９０°回動自在に設けてある。回動機構としては図５に示すように歯車によって回動するとともに任意の角度で固定してもよいが、特にこれに限定されず、また、手動および自動のいずれでもよい。これにより、帯電微粒子液滴Ｎの搬送方向を意図する方向に変更可能となる。
【００２４】
次に、他の実施形態について図６，図７に基いて説明する。本実施形態では、図６に示すように帯電部６としての電極板６１を帯電微粒子液滴Ｎが発生する際の移動経路イの上流側に設けたものである。
【００２５】
図７（ａ）に示すように平面形状をした電極板６１を静電霧化装置本体Ｈの移動経路イの上流側の外側（図では静電霧化装置本体Ｈの下側）に配置したり、図７（ｂ）に示すようにドーナッツ状（環状）をした帯電部６を静電霧化装置本体Ｈの霧化部１１よりも上流側の部分に配置したものである。この場合、帯電部６は印加電極４よりも上流側に配置されるため、印加電極４よりも大きな電荷が必要となる。
【００２６】
これにより、印加電極４に印加される電圧と同一極性の電極を静電霧化装置の内部に組み込むことで帯電部６が形成できて電気的に安全なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の静電霧化装置の一実施形態の説明図である。
【図２】静電霧化装置本体の断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は静電霧化装置本体に設けた帯電部としての電極板の例を示す斜視図である。
【図４】他例の説明図である。
【図５】同上において帯電部の姿勢角度を変更する手段の拡大図である。
【図６】本発明の他の実施形態の説明図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は同上における帯電部の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  搬送部
１１  霧化部
２  対向電極
３  液溜め部
４  印加電極
５  電圧印加部
６  帯電部
Ｎ  帯電微粒子液滴
【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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【図６】
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【図７】
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